JPH09325569A

JPH09325569A - 帯電部材及び帯電装置

Info

Publication number: JPH09325569A
Application number: JP16235996A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Masuda; 善友増田; Takahiro Kawagoe; 隆博川越; Kanji Inoue; 完治井上
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【解決手段】良導電性シャフトと、該シャフトの外周
に形成された弾性層とを具備した帯電部材１を被帯電体
５に接触させ、被帯電体５と帯電部材１との間に直流電
圧に交流電圧を重畳した電圧を印加して被帯電体５を接
触帯電方式により帯電させる場合に、上記帯電部材１と
して、シャフトの両端部又は片端部に上記弾性層を主体
としてなるローラ本体部分の外径よりも大径のリング状
当接部を設けた帯電部材を用いる。【効果】被帯電体に帯電部材を接触させ、被帯電体と
帯電部材との間に電圧を印加して被帯電体を帯電させる
接触帯電方式を実施する場合に、直流電圧に交流電圧を
重畳した電圧を印加して帯電を行う場合であっても騒音
の発生を低減化して帯電操作中の静粛性を向上させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー等において、電子写真や静電記録プロセスに用いられ
る感光体等の被帯電体を帯電させる帯電部材及び帯電装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンター等の電子写真
プロセスでは、まず、感光体の表面を一様に帯電させ、
この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった
部分の帯電を消去することによって潜像を形成し、次い
で、トナーの付着によるトナー像の形成、紙等の記録媒
体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとら
れている。

【０００３】この場合、最初の感光体を帯電させる操作
は、コロナ放電方式が一般的に採用されている。しかし
ながら、このコロナ放電方式は５〜１０ｋＶもの高電圧
印加が必要とされるため、機械の安全保守の観点から好
ましくないものである。また、コロナ放電中にオゾン、
ＮＯ_x等の有害物質が発生するため、環境上の問題もあ
る。

【０００４】このため、コロナ放電に比べ低い印加電圧
で帯電を行うことができ、かつオゾンやＮＯ_x等の有害
物質の発生を抑制することのできる帯電方式への取り組
みがなされている。従来、かかる帯電方式の試みとし
て、例えば特開平１−２０５１８０号公報、特開平１−
２１１７７９号公報に開示されているように、電圧を印
加した帯電部材を感光体等の被帯電部材に接触させるこ
とにより、被帯電体を帯電させる接触帯電方式による方
法が提案されており、かかる接触帯電方式で使用される
帯電部材としては、カーボン等の導電性粒子を分散した
導電性ゴムローラや、これらにナイロンやポリウレタン
からなる塗膜層を被覆したローラが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな接触帯電方式では、均一な帯電電位を安定して維持
することが難しく、プリンタや複写機などにおいて、鮮
明な画像や印字を安定的に得ることができない場合があ
る。この場合、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印
加することにより、帯電電位の均一性を確保する方式も
提案されており、この方式が実際の製品にも応用され始
めているが、このように直流電圧に交流電圧を重畳した
電圧を印加して接触帯電方式により帯電操作を行うと、
騒音が発生するという問題点があり、この騒音は直流電
圧のみを印加した場合には発生せずに、交流電圧を重畳
した場合にのみ発生するものである。従って、直流電圧
に交流電圧を重畳した電圧を印加して接触帯電方式によ
り帯電を行う場合に発生する騒音を低減化することが望
まれる。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、被帯電体に帯電部材を接触させ、被帯電体と帯電部
材との間に電圧を印加して被帯電体を帯電させる接触帯
電方式を実施する場合に、直流電圧に交流電圧を重畳し
た電圧を印加して帯電を行う場合であっても騒音の発生
を低減化して帯電操作中の静粛性を向上させることがで
きる帯電部材及び帯電装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、良導電性シャフトと、該シャフトの外周に成形され
た弾性層とを具備してなるローラ状の帯電部材を被帯電
体に接触させ、被帯電体と帯電部材との間に直流電圧に
交流電圧を重畳した電圧を印加して被帯電体を接触帯電
方式により帯電させる場合に、上記シャフトの両端部又
は片端部に上記弾性層を主体とするローラ本体の外径よ
りも大径のリング状当接部を設け、このリング状当接部
を被帯電体表面に当接させて帯電を行うことにより、騒
音の発生を効果的に低減化して帯電操作中の静粛性を確
実に向上させ得ることを見い出し、本発明を完成したも
のである。

【０００８】従って、本発明は、良導電性シャフトと、
該シャフトの外周に形成された弾性層とを具備してな
り、被帯電体に当接させて、被帯電体との間に所定の電
圧を印加することにより、被帯電体を帯電させるローラ
状の帯電部材において、上記シャフトの両端部又は片端
部に上記弾性層よりも大径のリング状当接部を設けたこ
とを特徴とする帯電部材を提供する。

【０００９】また、本発明は、被帯電体に当接し、該被
帯電体を帯電させる帯電部材と、被帯電体と帯電部材と
の間に電圧を印加する電圧印加手段とを具備してなる帯
電装置において、帯電部材として上記本発明の帯電部材
を用いたことを特徴とする帯電装置を提供する。

【００１０】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の帯電部材及び帯電装置は、例えば図１に示した
ように、感光ドラム等の被帯電体５に当接させ、電圧印
加手段６から被帯電体５との間に電圧を印加することに
より、被帯電体５を帯電させるローラ状に形成した帯電
部材１の両端部にリング状の当接部を設けたものであ
る。

【００１１】上記本発明の帯電部材１は、図２に示した
ように、良導電性シャフト２の外周に導電性を有する弾
性層３を形成した構成とされ、更に必要に応じて、図３
に示したように、上記弾性層３の表面に導電性を有する
表面樹脂層４を形成することもできる。

【００１２】ここで、上記シャフト２はステンレススチ
ール、メッキ処理を施した鉄，黄銅等の金属や導電性プ
ラスチックなどからなる中実或いは中空のシャフトを用
いることができる。

【００１３】また、シャフト２の外周に形成される上記
弾性層３は、無発泡又は発泡導電性組成物で形成するこ
とができ、具体的には、ポリウレタン、シリコーンゴ
ム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴ
ム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン
ゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエン−
スチレンゴム等を基材ゴムとするゴム組成物が例示され
るが、特に、ポリウレタンが好ましく、より好ましくは
発泡倍率２〜５０倍のポリウレタンフォームが用いられ
る。

【００１４】上記組成物には、通常導電性を付与するた
め、又は導電性を調整するために導電材を配合すること
ができ、この場合導電材として具体的には、カーボンブ
ラック、黒鉛、金属、各種金属酸化物（酸化錫、酸化チ
タン等）、イオン導電性物質、電荷移動錯体等、公知の
導電材を用いることができる。この場合、これら導電材
の配合量は、組成物の種類に応じて適宜選定され、通常
弾性層３の体積抵抗率が１０¹〜１０¹²Ω・ｃｍ、好ま
しくは１０³〜１０⁸Ω・ｃｍの範囲となるように調整さ
れる。

【００１５】また、上記表面樹脂層４は、ウレタン樹
脂、アクリル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、フッ素
樹脂、ポリエステル樹脂及びナイロンから選ばれる１種
又は２種以上を混合した樹脂で形成することができる。
この場合、これらの樹脂はそのままで上記表面樹脂層４
を形成することもできるが、通常はこれら基材樹脂にカ
ーボンブラック、グラファイト、酸化錫，酸化チタン等
の金属酸化物、イオン導電性物質、電荷移動錯体等の導
電材を添加して導電性を付与又は調整することが好まし
い。この場合、特に制限されるものではないが、上記導
電材の配合量は基材樹脂１００重量部に対して０．１〜
８０重量部、特に５〜５０重量部とすることが好まし
く、これにより体積抵抗率を１０⁵〜１０¹²Ω・ｃｍ、
好ましくは１０⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍに調整することが好
ましい。なお、この表面樹脂層４には増粘剤や分散剤等
の通常の添加剤を添加することができる。また、この表
面樹脂層４の厚さは５〜５００μｍ、特に１０〜４００
μｍの範囲とすることが好ましく、更にこの表面樹脂層
４は単層であっても複数の層からなる多層であってもよ
い。

【００１６】ここで、帯電部材１の表面粗さは、特に制
限されるものではないが、ＪＩＳ１０点平均粗さで５μ
ｍ以下、特に２μｍ以下とすることが好ましく、ＪＩＳ
１０点平均粗さが５μｍを超えると、帯電電位の不均一
性が発生する場合がある。

【００１７】本発明の帯電部材及び帯電装置は、例えば
図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記シャフト２の
両端部又は片端部（図では両端部）に、上記弾性層３と
必要に応じて設けられる上記表面樹脂層４とからなるロ
ーラ本体の外径よりも大径のリング状当接部７を設けた
ものである。このリング状当接部７は、図４（Ａ）に示
されているように、シャフト２の端部に上記弾性層３の
外側に当接した状態に取り付けたワッシャーのようなも
のであっても、図４（Ｂ）に示されているように、シャ
フト２の端部に一体的に設けられたものであってもよ
い。

【００１８】このリング状当接部７は、金属や樹脂で形
成することができ、この場合リング状当接部７を樹脂材
料で形成する場合には、特に制限されるものではない
が、導電性樹脂を用いてこの当接部７も導電性とするこ
とが好ましい。なお、このリング状当接部７を成形する
材料として具体的には、銅，ステンレススチール，アル
ミニウム，鉄等の金属、及びポリエチレン樹脂，ポリプ
ロピレン樹脂，ナイロン，エポキシ樹脂，塩化ビニル樹
脂，メラミン樹脂等の樹脂を例示することができる。

【００１９】このリング状当接部７は、上述のように上
記弾性層３及び表面樹脂層４とからなるローラ本体の外
径よりも大きな外径に形成されるものであり、この場合
特に制限されるものではないが、上記ローラ本体の外径
よりも３〜１０００μｍ、特に５〜２００μｍ大きく形
成することが好ましい。上記ローラ本体との外径の差が
３μｍ未満であると、十分な騒音抑制効果を得ることが
できない場合があり、一方１０００μｍを超えると良好
な帯電が行われなくなる場合がある。

【００２０】上記本発明の帯電部材を用いた帯電装置
は、帯電部材と被帯電体との間に直流電圧に交流電圧を
重畳した電圧を印加して帯電を行うようにすることが好
ましく、これにより被帯電体を均一に帯電させることが
でき、しかも帯電操作中の騒音の発生を効果的に低減化
することができるものであるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、帯電部材と被帯電体との間に直流電
圧のみを印加して帯電を行うこともできる。なお、上記
本発明の帯電部材１は被帯電体５表面に上記リング状当
接部７を当接させた状態で使用される。この場合、特に
制限されるものではないが、本発明の帯電部材と被帯電
帯との接触圧力は、５０〜２０００ｇ、特に１００〜１
０００ｇとすることが好ましく、これにより良好な帯電
を確実に得ることができると共に、直流電圧に交流電圧
を重畳した電圧を印加した場合の騒音を確実に低減化す
ることができるものである。

【００２１】

【発明の効果】本発明の帯電部材及び帯電装置によれ
ば、被帯電体に帯電部材を接触させ、被帯電体と帯電部
材との間に電圧を印加して被帯電体を帯電させる接触帯
電方式を実施する場合に、直流電圧に交流電圧を重畳し
た電圧を印加して帯電を行う場合であっても騒音の発生
を低減化して帯電操作中の静粛性を向上させることがで
きるものである。

【００２２】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限さ
れるものではない。

【００２３】［実施例１］導電材としてカーボンを５ｐ
ｈｒ添加したポリオールとイソシアネートとから常法に
従って発泡倍率２倍のポリウレタンフォームを成形し
て、ステンレススチール製シャフトの外周に弾性層を形
成したローラを作成し、このローラ表面にカーボン粉末
を２０ｐｈｒ含有したフッ素樹脂を塗布して厚さ１０μ
ｍの表面樹脂層を形成し、外径１２．１ｍｍのローラ本
体を形成した。このローラ本体表面のＪＩＳ１０点平均
粗さは１．５μｍであった。

【００２４】このローラの弾性層の両端面から突出した
シャフト両端部にそれぞれ直径１２．２ｍｍのワッシャ
ーを嵌着固定し、図４（Ａ）に示された帯電部材と同様
の帯電部材を構成した。

【００２５】この帯電部材を用いて図１と同様の帯電装
置を構成し、帯電部材１を被帯電帯５に１０００ｇの圧
力で圧接した状態で、両者の間に直流電圧に交流電圧を
重畳した電圧を印加して帯電操作を行い、帯電操作中の
騒音を測定した。騒音の大きさは４８．５ｄＢであっ
た。

【００２６】［実施例２］シャフトとして両端部にそれ
ぞれ直径１２．２ｍｍのリング状当接部を鍔状に形成し
たものを用い、ワッシャーを用いずにこの両リング状当
接部の間に弾性層及び表面樹脂層を形成した以外は、実
施例１と同様にして、図４（Ｂ）に示された帯電部材と
同様の帯電部材を得た。なお、得られた帯電部材表面の
ＪＩＳ１０点平均粗さは１．７μｍであった。

【００２７】この帯電部材について、実施例１と同様に
帯電操作中の騒音を測定したところ、騒音の大きさは４
９．７ｄＢであった。

【００２８】［実施例３］表面樹脂層を、カーボンを２
７ｐｈｒ含有したウレタン変性アクリル樹脂からなる厚
さ１２０μｍの内層とカーボンを２２ｐｈｒ含有したフ
ッ素樹脂層からなる厚さ１０μｍの外層とからなる２層
構造とした以外は実施例一と同様の帯電ローラを得た。

【００２９】この帯電部材について、実施例１と同様に
帯電操作中の騒音を測定したところ、騒音の大きさは４
９．１ｄＢであった。

【００３０】［比較例１］シャフトの両端部にワッシャ
ーを取り付けなかった以外は、実施例１と同様にして図
５に示した構成のローラ状帯電部材を作成した。得られ
た帯電部材表面のＪＩＳ１０点平均粗さは、１．９μｍ
であった。

【００３１】この帯電部材について、実施例１と同様に
帯電操作中の騒音を測定したところ、騒音の大きさは５
９．１ｄＢであった。

【００３２】上記実施例１〜３及び比較例１の結果か
ら、本発明の帯電部材及び帯電装置によれば、被帯電体
に帯電部材を接触させ、被帯電体と帯電部材との間に直
流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加して被帯電体を
帯電させる接触帯電方式を実施する場合に、騒音の発生
が低減化して、帯電操作中の静粛性を向上することが確
認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる帯電装置を示す概略
図である。

【図２】本発明帯電部材の一例を示す断面図である。

【図３】本発明帯電部材の他の例を示す断面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明の一実施例
にかかる帯電部材を示す断面図である。

【図５】従来の帯電部材を示す断面図である。

【符号の説明】

１帯電部材２シャフト３弾性層４表面樹脂層５被帯電体６電圧印加手段７リング状当接部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】良導電性シャフトと、該シャフトの外周
に形成された弾性層とを具備してなり、被帯電体に当接
させて、被帯電体との間に所定の電圧を印加することに
より、被帯電体を帯電させるローラ状の帯電部材におい
て、上記シャフトの両端部又は片端部に上記弾性層を主
体としてなるローラ本体部分の外径よりも大径のリング
状当接部を設けたことを特徴とする帯電部材。
【請求項２】リング状当接部の外径がローラ本体の外
径よりも３〜１０００μｍ大きい請求項１記載の帯電部
材。
【請求項３】リング状当接部がシャフトに取り付けら
れた又はシャフトに一体的に設けられた、樹脂製又は金
属製のリング状当接部である請求項１又は２記載の帯電
部材。
【請求項４】弾性層の表面に、ウレタン樹脂、アクリ
ル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリ
エステル樹脂及びナイロンからなる群より選ばれた１種
からなる又は２種以上を混合してなる表面樹脂層を被覆
した請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項５】表面樹脂層が、基材樹脂１００重量部に
対して導電材を０．１〜８０重量部添加してなるもので
ある請求項４記載の帯電部材。
【請求項６】弾性層を構成する基材樹脂がポリウレタ
ンフォームである請求項２〜５のいずれか１項に記載の
帯電部材。
【請求項７】表面のＪＩＳ１０点平均粗さが５μｍ以
下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電部
材。
【請求項８】被帯電体に当接し、該被帯電体を帯電さ
せる帯電部材と、被帯電体と帯電部材との間に電圧を印
加する電圧印加手段とを具備してなる帯電装置におい
て、上記帯電部材として請求項１〜７のいずれか１項に
記載の帯電部材を用いたことを特徴とする帯電装置。
【請求項９】被帯電体と帯電部材との間に印加する電
圧が、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧である請求項
８記載の帯電装置。