JPH1195523A

JPH1195523A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1195523A
Application number: JP26000697A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Hattori; 智章服部
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ドット状の帯電を行うことなく、感光ドラム
の軸方向に渡って均一で安定した面放電を行うことので
きる帯電装置を備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】アルミニウム等で形成され、軸部８０ａ
を有する基材８０ｂ上に、樹脂にカーボンを分散させた
ような導電層８０ｃを、ディピングあるいはコーティン
グもしくは熱収縮チューブの被覆により形成する。そし
て、ポリアセタール等により形成された間隙保持部材８
１を、前記軸部８０ａに取り付け、帯電装置８０と感光
ドラム２０との間隙ｄを例えば５００μｍ程度に設定す
る。また、前記基材８０ｂに定電圧源８３から直接給電
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式の画像形
成装置の技術分野に属し、特に、感光ドラムの表面を帯
電器により所定の電位に帯電させ、露光により静電潜像
を形成して現像を行う画像形成装置の技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真方式の画像形成
装置における現像方法としては、導電性の弾性体ローラ
をトナーを運ぶ現像ローラとして用いて、この現像ロー
ラを感光ドラムに押圧させて現像を行う所謂インプレッ
ション現像方式が広く採用されている。

【０００３】この現像方式は、コロナ帯電器により一様
に帯電され、更に露光手段により露光されて静電潜像が
形成された感光ドラムの表面に、前記現像ローラにより
トナーを接触させ、更に現像ローラと感光ドラム間に所
定の現像電界を発生させることにより、前記トナーを前
記静電潜像側に移動させて現像を行うものである。

【０００４】従って、良好な現像を行うためには、まず
均一な帯電を行うことが必要であり、従来は、コロナ帯
電器の一例として、コロトロン帯電器が用いられてい
る。

【０００５】コロトロン帯電器は、直径数十μｍのワイ
ヤとシールド間の不平等電界により、電離領域をワイヤ
近傍に限定し、その周りに電離が起きない空気層を設
け、イオンの発生と制御を大気中で行うことによって、
感光体表面を均一に帯電するものである。

【０００６】しかしながら、コロトロン帯電器において
は、機械的強度の低い細いワイヤが切れ易く、また、そ
の交換に手間がかるという問題があった。更に、放電時
において、感光ドラム以外にシールドケースにも電流が
流れるため放電電流が増大し、この結果、高圧電源が大
型化して価格が高くなると共に、放電電流の増大により
オゾン発生量も多くなって、周囲環境汚染の原因になる
という問題があった。

【０００７】また、帯電装置が安定して動作するために
は、ワイヤとシールドケース及び感光ドラムまでの距離
が十分に必要である。即ち、コロトロン帯電器において
は、ワイヤの表面から半径方向のせいぜい１〜数μｍ程
度の範囲をコロナ放電の電離領域とし、この領域以外の
シールドケースや感光ドラムまでの空間をドリフト領域
とすることにより、イオンの発生を制御しているからで
ある。

【０００８】ドリフト領域は、放電時に空気の電離は発
生せず、一方向の極性のイオンのみが移動する。そし
て、このドリフト領域が十分な距離を有しているときに
のみ安定したコロナ放電が維持できるのである。

【０００９】従って、帯電装置を小型化しようとして、
ワイヤを被帯電体に近づけ過ぎたり、ワイヤからシール
ドケースまでの距離を小さくすると、安定したコロナ放
電を維持できなくなる。その結果、火花放電が発生し易
くなり、安定した画像が得られないという問題があっ
た。

【００１０】そこで、これらのような問題を解決するた
めに、特開平１−２９２３５８号公報、あるいは特公平
６−９０５６８号公報等に開示されているように、絶縁
支持体上に薄膜抵抗体を蒸着させた半導電性平板電極を
用いて面放電を行う帯電器が提案された。

【００１１】この帯電器によれば、空気の電離をその発
生源において制御し、放電を安定させることができるた
め、スコロトロン帯電器並みの均一な帯電を行うことが
できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術においては、半導電性平板電極と感光ドラムと
の間隙が大きくなると、帯電がドット状になるという問
題があり、また、感光ドラムの軸方向に渡って前記間隙
を均一に保つことが困難であり、前記軸方向における帯
電が不均一になるという問題があった。

【００１３】本発明は、前記の問題点に鑑みなされたも
のであり、ドット状の帯電を行うことなく、かつ、感光
ドラムの軸方向に渡って均一な帯電が可能な面放電を行
う帯電装置を備えた画像形成装置を提供することを課題
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像形
成装置は、前記課題を解決するために、感光体と、該感
光体と所定の間隙を有して配設され、放電により該感光
体を帯電させる帯電装置とを備えた画像形成装置であっ
て、前記帯電装置は、ローラ状またはベルト状に形成さ
れた基材と、前記基材上に設けられた導電層と、前記導
電層に給電を行う給電部材とを備え、前記導電層と前記
感光体表面との所定の間隙を保持する間隙保持部材が、
前記帯電装置または前記感光体の少なくとも一方に設け
られていることを特徴とする。

【００１５】請求項１に記載の画像形成装置によれば、
帯電装置の導電層は、ローラ状またはベルト状に形成さ
れた基材上に設けられ、給電部材により当該導電層に対
する給電が行われる。そして、前記帯電装置または前記
感光体の少なくとも一方に設けられた間隙保持部材によ
り、前記導電層と前記感光体表面との間隙が、所定の値
に保持される。従って、感光体表面を均一に帯電させる
面状の放電が、感光体と帯電装置の対向領域の全域に渡
って行われ、感光体表面は当該全域に渡って均一に帯電
されることになる。

【００１６】請求項２に記載の画像形成装置は、請求項
１に記載の画像形成装置において、前記間隙保持部材
が、前記基材の軸方向両端部に設けられ、かつ、前記所
定の間隙を規定するように軸方向と直交する方向の断面
が円形に形成された部材であることを特徴とする。

【００１７】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
前記間隙保持部材は、前記基材の軸方向両端部に設けら
れているので、感光体と帯電装置との間隙をより一層確
実に一定保つ。また、前記間隙保持部材は、基材の軸方
向と直交する方向の断面が円形に形成されているので、
前記間隙を保持するために当接する前記感光体あるいは
帯電装置に対して回転自在に構成することができ、感光
体または帯電装置の回転駆動を円滑に行わせることがで
きる。しかも、回転自在に構成した場合でも、常に前記
間隙を一定に保つ。

【００１８】請求項３に記載の画像形成装置は、請求項
１または請求項２に記載の画像形成装置において、記給
電部材が、前記導電体の前記基材を介して前記導電層に
給電するように構成されたことを特徴とする。

【００１９】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
記給電部材は、ローラ状またはベルト状に形成された導
電体の基材に給電を行うので、前記導電層に対しては、
前記基材の半径方向から給電が行われることになり、前
記基材の軸方向に渡って均一な放電を行わせる。

【００２０】請求項４に記載の画像形成装置は、前記請
求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
前記基材が絶縁体によって構成され、前記給電部材が、
前記導電層に対して直接給電するように構成されたこと
を特徴とする。

【００２１】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
前記基材を絶縁体によって構成し、前記導電層に対して
給電部材から直接給電を行うので、前記導電層からの放
電はより一層効率良く安定して行われる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２３】（第１の実施形態）まず、図１乃至図５を
用いて、本発明の第１の実施形態について説明する。

【００２４】図１において、本発明の実施の一形態であ
るレーザビームプリンタ１は、本体ケース２と、画像形
成のための用紙Ｐを給紙するフィーダユニット１０と、
画像形成のための露光、現像、転写、回収等の工程が順
次行われる感光体の一例としての感光ドラム２０と、感
光ドラム２０から用紙Ｐに転写された転写画像を用紙Ｐ
に定着させるための定着ユニット７０と、画像が定着さ
れ搬送路ＰＰに沿って排出された用紙Ｐをスタックする
ための排紙トレイ７７とを備えて構成されている。

【００２５】レーザビームプリンタ１はまた、感光ドラ
ム２０及び後述する各種のローラを回動するための図示
しないメインモータ並びにギア列等からなる駆動手段を
備えており、更に感光ドラム２０の周囲に沿って順に、
駆動手段により回動される感光ドラム２０上に静電潜像
を形成するためのレーザスキャナユニット３０と、該感
光ドラム２０上に形成された静電潜像をトナーにより現
像するための現像ローラ５６を有する現像ユニット５０
と、感光ドラム２０上に現像されたトナー画像を用紙Ｐ
に転写する転写ローラ６０と、転写ローラ６０による転
写の後に感光ドラム２０に残留した残留トナーをクリー
ナーレス方式により感光ドラム２０を用いて所定のタイ
ミングで現像ユニット５０に戻すために一時的に残留ト
ナーを吸着するクリーニングローラ４２と、転写後の感
光ドラム２０に残留した残留電位を除去するための除電
ランプ４１と、除電後の感光ドラム２０を静電潜像形成
可能に帯電させるための面放電を行う帯電装置８０とを
備えて構成されている。

【００２６】次に、図１及び図２を用いて、レーザビー
ムプリンタ１を構成する各構成要素について夫々詳細に
説明する。

【００２７】図１において、フィーダユニット１０は、
本体ケース２の後端部に位置する上部のフィーダ部ケー
ス３内に配置された、用紙Ｐと略同様の幅寸法を有する
用紙押圧板１１を備える。用紙押圧板１１は、その後端
部において揺動可能に枢支されている。用紙押圧板１１
の前端部には、圧縮バネ１２が設けられており、該圧縮
バネ１２により用紙押圧板１１は上側に弾性付勢され
る。フィーダ部ケース３内には、給紙ローラ１３が、回
転自在に枢支されている。給紙ローラ１３は、図示外の
駆動系により、給紙のタイミングで回転駆動され、給紙
ローラ１３の回転により、用紙Ｐは、上側の用紙Ｐから
１枚ずつ給紙されるように構成されている。更に、フィ
ーダユニット１０は、用紙Ｐの重送を防止する為に、給
紙ローラ１３の下側に分離部材１５を備えており、この
分離部材１５は、圧縮バネ１６により給紙ローラ１３に
弾性付勢されている。給紙ローラ１３よりも搬送方向
（図１において、左方から右方向き）下流側には、給紙
された用紙Ｐの先端を揃える１対のレジストローラ１７
及び１８が回転可能に夫々枢支されている。

【００２８】図１及び図２において、感光ドラム２０
は、負帯電性の材料から構成されており、例えば、電荷
キャリヤ輸送材料（ＣＴＭ：Charge Carrier Transport
Material）と、電荷キャリヤ生成材料（ＣＧＭ：Charg
e Carrier Generation Material）が、それぞれ電荷キ
ャリヤ生成層（ＣＧＬ：Charge Carrier Generation La
yer）と、電荷キャリヤ移動層（ＣＴＬ：Charge Carrie
r Transport Layer）に分離され積層された感光体であ
る。

【００２９】より具体的には、図２に示すように、感光
ドラム２０は、例えば、円筒状でアルミ製の円筒スリー
ブ２１を本体として、その外周部に、所定厚さ（例え
ば、約２２μｍ）の電荷キャリヤ生成層及び電荷キャリ
ヤ移動層からなる光導電層２２を形成した中空状のドラ
ムから構成されており、円筒スリーブ２１を接地した状
態で、本体ケース２に回転自在に枢支されている。即
ち、感光ドラム２０上に形成された負極性（負帯電）の
静電潜像に対して、負極性に帯電したトナー５３を反転
現像方式で現像するように構成されている。感光ドラム
２０は、駆動手段により、側面視で時計回りに回転駆動
されるように構成されている。

【００３０】図１において、レーザスキャナユニット３
０は、感光ドラム２０の下側に配設されており、感光ド
ラム２０上に静電潜像を形成する為のレーザ光Ｌを発生
するレーザ発生器３１、回転駆動されるポリゴンミラー
（５面体ミラー）３２、一対のレンズ３３及び３４、並
びに一対の反射ミラー３５及び３６を含んで構成されて
いる。レーザスキャナユニット３０を、感光ドラム２０
よりも下側に配設することにより、全体として搬送方向
の長さを短くでき、レーザビームプリンタ１をコンパク
トに構成することができるとともに、用紙搬送と干渉す
ることなく、レーザスキャナユニット３０から出射した
レーザ光Ｌで感光ドラム２０上に静電潜像を形成するこ
とができる。

【００３１】除電ランプ４１は、例えば、ＬＥＤ（レー
ザ発光ダイオード）、ＥＬ（ElectroLuminescence)、蛍
光灯などの光源を備えて構成されており、転写後に感光
ドラム２０に残留する電荷を除去する（除電する）こと
により、残留する電荷が次回の静電潜像に影響を与え、
最終的に用紙Ｐに形成された画像に現われることを防ぐ
ように機能する。

【００３２】クリーニングローラ４２は、バイアス電圧
を変化させることにより、転写ローラ６０による転写の
後に感光ドラム２０に残留した残留トナー５３を一旦吸
収し、感光ドラム２０上で行われる次の露光、現像、転
写等の妨げとならないタイミングで、吸収した残留トナ
ー５３を感光ドラム２０に排出することにより、残留ト
ナー５３を感光ドラム２０上より現像ユニット５０に戻
すように構成されている。クリーニングローラ４２は、
例えば、バイアス電圧印加可能なシリコンゴムやウレタ
ンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾性体から構成
されている。

【００３３】図１及び図２において、現像ユニット５０
は、現像部ケース４内に着脱可能に装着された二重円筒
状のトナーボックス５１を備えている。トナーボックス
５１は、回転駆動されるアジテータ５２と、電気絶縁性
を有する負帯電性のトナー５３とを収容する。トナーボ
ックス５１の前側には、トナーボックス５１に形成され
たトナー供給口５１ａを介してアジテータ５２の回転に
より供給されたトナー５３を貯蔵するトナー貯蔵室５４
が形成されている。トナー貯蔵室５４には、供給ローラ
５５がその長手方向に水平に配設され、回転可能に枢支
されている。更に、トナー貯蔵室５４の前側を仕切るよ
うに且つ供給ローラ５５と感光ドラム２０とに夫々接す
るように、現像ローラ５６が長手方向に水平に配設さ
れ、回転可能に枢支されている。

【００３４】供給ローラ５５は、シリコンゴムやウレタ
ンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾性体から構成
されており、現像ローラ５６との接触部における抵抗値
は、約５×１０⁴ 〜１×１０⁹ Ωに設定されている。

【００３５】また、現像ローラ５６は、シリコンゴムや
ウレタンゴムなどからなる導電性のローラである。

【００３６】現像ローラ５６における現像バイアス電圧
を印加するその中心部の電極から外周の接触部に至る抵
抗値は、約５×１０⁴〜１×１０⁷Ωに設定されてい
る。供給ローラ５５及び現像ローラ５６は、駆動機構に
より、時計回転回りに夫々回転駆動されるように構成さ
れている。

【００３７】図２に示すように、現像ユニット５０にお
ける現像部ケース４にはトナー貯蔵室５４が設けられて
おり、トナー貯蔵室５４は、供給ローラ５５の上側の上
部空間Ｓを大きく設けて形成されている。このため、ト
ナーボックス５１のトナー５３が、トナー供給口５１ａ
を介してトナー貯蔵室５４に多量に供給された場合で
も、トナー５３が詰め込まれて固まることがないので、
トナー５３は常に粉体状であり、その流動性が保持され
て、供給ローラ５５によるトナー供給の安定化を図るこ
とができる。

【００３８】図１及び図２において、現像部ケース４に
は、ステンレス製またはリン青銅製の薄い板状の弾性を
有する層厚規制ブレード５７が下向きに取り付けられて
いる。

【００３９】層厚規制ブレード５７の下端部に形成され
た屈曲部５７ａが、現像ローラ５６に押圧状態で接触し
ており、供給ローラ５５から供給されて現像ローラ５６
の表面に層状に付着したトナー５３の層厚が、この層厚
規制ブレード５７で所定厚さ（約７〜１２μｍ）に規制
される。

【００４０】本実施の形態におけるトナー５３は、例え
ば、ポリエステル、スチレンアクリルなどからなる粉砕
トナー又は、真球形状に近いスチレンアクリルなどから
なる重合トナーからなる非磁性一成分トナーであり、そ
の粒径は６〜１２μｍ程度である。

【００４１】トナー５３は、素トナーと素トナーに添加
された外添剤（流動性付与剤）の一例としてのシリカと
を含んで構成されている。素トナーは、例えば、樹脂、
ワックス、カーボンブラック及びＣＣＡ（荷電制御剤）
を含んで構成されており、その帯電特性は、ＣＣＡ（及
び外添剤）の作用により負極性となる。外添剤の一例と
してのシリカは、トナー表面改質剤であり、トナー５３
の流動性を高める効果を持ち、負極性に帯電される帯電
特性を有している。また、流動性付与の機能に加えて、
外添剤には、トナーブロッキング防止、クリーニング性
改善、感光ドラムの傷つき防止、画像濃度向上、画質向
上などの機能を持たせることが可能である。尚、シリカ
以外の外添剤としては、酸化チタン、酸化アルミニウム
（アルミナ）等の微粉末が挙げられる。

【００４２】転写ローラ６０は、感光ドラム２０の上側
に接するように設けられ回転自在に枢支され、シリコン
ゴムやウレタンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾
性体から構成されている。転写ローラ６０の感光ドラム
２０との接触部における抵抗値は、約１×１０⁶〜１×
１０¹⁰Ωに設定されている。即ち、転写ローラ６０は、
感光ドラム２０の表面に接触しているので、その抵抗値
を大きくすることで、転写ローラ６０に印加される電圧
による感光ドラム２０に形成された光導電層２２破壊を
生じないように、しかも感光ドラム２０上のトナー画像
が用紙Ｐに確実に転写されるように構成されている。

【００４３】定着ユニット７０は、感光ドラム２０より
も搬送方向下流側に設けられ、ハロゲンランプを内蔵し
た加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２とからなり、用紙
Ｐの下面に転写されたトナー画像が加熱されつつ押圧さ
れて用紙Ｐに定着される。

【００４４】用紙搬送用の１対の搬送ローラ７５及び排
紙トレイ７７は、定着ユニット７０の搬送方向下流側に
夫々設けられている。

【００４５】本実施の形態によれば、図１に示すよう
に、給紙カセット１４から給紙された用紙Ｐを搬送す
る、これら給紙ローラ１３、感光ドラム２０、定着ユニ
ット７０及び排紙トレイ７７は、略直線状に配置され
て、図１に一点鎖線で示す搬送経路ＰＰを形成してい
る。

【００４６】そして、本実施形態においては、従来と異
なり、次のような構成の帯電装置８０を備えている。

【００４７】本実施形態における帯電装置８０は、図３
及び図４に示すように、アルミニウム等により形成さ
れ、軸部８０ａを有する基材８０ｂと、該基材８０ｂ上
に、デッピングあるいはコーティングもしくは熱収縮チ
ューブの被覆により設けられた導電層８０ｃとを備えて
おり、更に、前記軸部８０ａの両端には、ポリアセター
ル等から形成される間隙保持部材８１が取り付けられて
いる。また、帯電装置８０は、回転自在に設けられてお
り、感光ドラム２０に従動して回転するようになってい
る。

【００４８】導電層８０ｃに使用できる材料としては、
例えば、ポリイミドあるいはナイロンにカーボンを分散
させたものが挙げられる。また、層厚は、ディピングま
たはコーティングの場合には１０μｍ程度、あるいは熱
収縮チューブの場合には、１００μｍ程度が好ましい。

【００４９】そして、本実施形態においては、間隙保持
部材８１により、導電層８０ｃの表面と感光ドラム２０
の表面との間隙ｄを５００μｍ以下に設定している。こ
の間隙ｄは、実験の結果に基づいて設定したものであ
る。実験においては、以上のような基材８０ｂと導電層
８０ｃとを備えた帯電装置を感光ドラム２０に対向さ
せ、定電圧源８３から前記軸部８０ａを介して給電を行
い、導電層８０ｃの表面抵抗率と、導電層８０ｃの表面
から感光ドラム２０の表面までの放電空隙長とを種々変
えて、感光ドラム２０の表面における帯電状態を調べ
た。

【００５０】実験の結果、表面抵抗率が所定範囲内の場
合に、均一な帯電が可能であることが判明したが、更
に、表面抵抗率が所定範囲内であっても、放電空隙長が
所定範囲内になければ均一な帯電が行われないことが判
明した。また、適切な放電空隙長は表面抵抗率によって
異なることが判明した。

【００５１】そこで、本実施形態においては、導電層８
０ｃの表面抵抗率を１０⁷〜１０⁸Ω／□に設定すると共
に、上述のような間隙保持部材８１を用いることによ
り、放電空隙長をこの表面抵抗率において適切な放電空
隙長である５００μｍ以下に設定した。

【００５２】本実施形態の間隙保持部材８１は、円板形
状であり、前記軸部８０ａと嵌合する軸穴が中心に設け
られているため、前記軸部８０ａに間隙保持部材８１を
取り付け、帯電装置８０を感光ドラム２０に当接させる
だけで、前記放電空隙長を正確に５００μｍ以下に設定
することができる。

【００５３】また、上述したように、帯電装置８０を感
光ドラム２０に対して従動回転するように構成したの
で、感光ドラム２０の回転を妨げることもない。更に、
前記導電層８０ｃに対向する電極、あるいは接触するブ
ラシローラ等のクリーニング手段を設けることにより、
前記導電層８０ｃにトナーが付着した場合でも、従来の
半導電性板状電極に比べて容易にトナーを除去すること
ができる。但し、本発明はこれに限られるものではな
く、間隙保持部材８１の表面の摩擦抵抗を減少させれ
ば、帯電装置８０を固定的に設けるようにしても良い。
また、間隙保持部材８１を固定的に設け、基材８０ｂと
導電層８０ｃから構成される帯電部のみを回転させるよ
うに構成しても良い。

【００５４】また、本実施形態においては、給電方法
を、前記基材８０ｂの軸部８０ａを介して行うようにし
たので、電流の流れる方向は基材８０ｂの半径方向とな
り、基材８０ｂの長手方向に沿って一様となる。従っ
て、給電位置と放電位置との間における抵抗は、前記長
手方向において均一となり、均一な放電が行われること
になる。

【００５５】以上のような帯電装置８０に、定電圧回路
８３により−１２μＡの放電電流を供給し、感光ドラム
２０の目標帯電電圧を−７００Ｖに設定した。

【００５６】また、感光ドラム２０については、厚さを
２２μｍ、線速度を５８．３ｍｍ／ｓ、感光体塗工幅を
２４２．５ｍｍ、単位時間当たりの静電容量を８．８５
４×１０Ｅ−１２（Ｆ）とした。

【００５７】次に、以上のような本実施形態における画
像形成動作について説明する。本実施形態においては、
現像ローラ５６の実効現像バイアス電圧は、「約−２０
０Ｖ」に設定される。同時に、感光ドラム２０に形成し
た静電潜像の電圧である静電潜像電圧が「約−１００
Ｖ」なので、現像ローラ５６に印加する現像用電源Ｅの
現像バイアス電圧は、「約−３００Ｖ」に設定される。

【００５８】画像形成処理が開始されると、先ず除電ラ
ンプ４１で感光ドラム２０上の残留電荷が一掃された
後、感光ドラム２０の表面は、帯電装置８０の負極性放
電により、約−７００Ｖに均一に帯電される。

【００５９】そして、この状態で、レーザ発生器３１か
ら発射されたレーザ光Ｌは、ポリゴンミラー３２で主走
査されながらレンズ３３及び３４並びに反射ミラー３５
及び３６を経て感光ドラム２０上に照射されて、感光ド
ラム２０上に静電潜像が形成される。このとき、感光ド
ラム２０上における静電潜像に相当する部位の電圧はレ
ーザ光Ｌの照射により、例えば図５に示すように、約−
１００Ｖに下降する。現像ローラ５６の表面には、現像
バイアス電圧として例えば、図５に示すように約−３０
０Ｖが印加された状態で、負極性のトナー５３が所定の
層厚さで付着しているので、トナー５３は、それ自身の
電圧よりも低い帯電電圧（約−７００Ｖ）に引き寄せら
れることはなく、それよりも高い静電潜像電圧（約−１
００Ｖ）に引き寄せられて、現像ローラ５６上のトナー
５３が感光ドラム２０上に形成された静電潜像にだけ付
着して現像される。

【００６０】トナー５３で現像された静電潜像のトナー
画像は、転写ローラ６０により用紙Ｐに転写された後、
定着ユニット７０で定着処理されて排紙トレイ７７に排
出される。

【００６１】以上のように、本実施形態によれば、面放
電の可能な構成の帯電装置と被帯電体である感光ドラム
との間隙を容易に適切な値に設定することができるの
で、均一で安定した帯電を行うことができる。

【００６２】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を図６乃至図８に基づいて説明する。なお、第
１の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を
省略する。

【００６３】本実施形態における帯電装置８０は、図６
及び図７に示すように、アルミニウム等の芯金８０ｄ上
に絶縁性のゴム等からなる絶縁層８０ｅを設け、さらに
該絶縁層８０ｅ上に、第１の実施形態と同様にデッピン
グあるいはコーティングもしくは熱収縮チューブの被覆
により、導電層８０ｃを設けて構成されている。導電層
８０ｃに使用できる材料としては、例えば、ポリイミド
あるいはナイロンにカーボンを分散させたものが挙げら
れる。導電層８０ｃの層厚は、ディピングまたはコーテ
ィングの場合には１０μｍ程度、あるいは熱収縮チュー
ブの場合には、１００μｍ程度で良い。また、本実施形
態においても、帯電装置８０は感光ドラム２０に対して
従動回転するように設けられており、感光ドラム２０と
の間隙ｄは芯金８０ｄに取り付けた第１の実施形態と同
様の構成の間隙保持部材８１により５００μｍ以下に設
定されている。また、本実施形態においても、導電層８
０ｃの表面抵抗率は、１０⁷〜１０⁸Ω／□に設定した。

【００６４】そして、本実施形態の帯電装置８０には、
金属の薄層あるいは導電性の樹脂フィルム等から形成さ
れる給電部材８２が、放電位置から所定距離離れた位置
において、図６及び図７に示すように、長手方向に一様
に弾性当接しており、前記導電層８０ｃへの給電を行っ
ている。従って、１０⁷〜１０⁸Ω／□という、表面の面
積に依存し、かつ、高い抵抗率の導電層８０ｃに対して
も、給電部材８２の当接位置から放電位置までにおける
抵抗を均一にすることができ、均一に給電を行うことが
できる。

【００６５】また、本実施形態の帯電装置８０における
放電電流と感光ドラム２０の表面電位との関係を調べる
ため、帯電装置８０に対する印加電圧を変化させて放電
電流を１０μＡから３６μＡまで２μＡごとに上昇さ
せ、その時の感光ドラム２０の表面電位を測定した。そ
して、感光ドラム２０の静電容量と、単位時間当たりの
放電電流値とから感光ドラム２０の表面電位の理論値を
求め、前記測定結果と比較した。比較した結果を図８に
示す。

【００６６】図８から判るように、実際に感光ドラム２
０の表面電位を測定した値と、理論値とはほぼ等しく、
本実施形態においては、実際の感光ドラム２０表面の帯
電電流の全放電電流に対する比である帯電効率が、約１
００％となっていることが確認された。従って、従来に
比べてオゾン濃度を著しく低減させることができる。

【００６７】また、本実施形態では、図６に示すよう
に、クリーニング手段として、細い繊維を植えたブラシ
ローラ８６を導電層８０ｃの表面に当接させている。上
述したように、帯電装置８０を感光ドラム２０に対して
従動回転するように構成することにより、このようなブ
ラシローラ８６を用いてクリーニングを行うことが可能
となり、帯電装置８０の表面上に付着するトナーを容易
に除去することができ、良好な帯電状態を維持すること
ができる。

【００６８】なお、クリーニング手段は、上述したブラ
シローラ８２に限られるものではなく、帯電装置８０に
電極を対向配置して、電界の作用によりトナーを除去す
るようにしても良い。

【００６９】以上のような構成の帯電装置８０におい
て、定電流回路８５から前記給電部材８２を介して均一
な給電が行われると、間隙保持部材８１により感光ドラ
ム２０と導電層８０ｃとの間の空隙が適切に設定されて
いるため、更に過大な電流が流れようとするるのを導電
層８０ｃの抵抗が制御するため、放電が安定して行われ
ることになり、感光ドラム２０に対し、火花放電やアー
ク放電を行うことなく、均一な帯電を行うことができ
る。

【００７０】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態を図９に基づいて説明する。なお、第１の実施
形態及び第２の実施形態との共通箇所には同一符号を付
して説明を省略する。

【００７１】上述した各実施形態においては、帯電装置
８０をローラ状に形成した場合について説明したが、本
発明はこれに限られるものではなく、図９に示すよう
に、ベルト状に形成した絶縁性の基材８０ｂまたは導電
性の基材８０ｅ上に、上述した導電層８０ｃを設け、芯
金８０ｄに懸回させた構成としても良い。このように構
成することにより、感光ドラム２０の対向面積を増加さ
せることができ、より一層均一な帯電を行うことができ
る。

【００７２】なお、上述した各実施形態では、いずれも
間隙保持部材を帯電装置側に設けた場合について説明し
たが、本発明はこれに限られるものではなく、感光ドラ
ム側に設けても良い。

【００７３】また、上述した実施形態では、本発明の画
像形成装置をレーザービームプリンターに適用した場合
について説明したが、本発明はこれに限られるものでは
なく、複写機等に適用可能である。複写機等に適用した
場合には、反転現像ではなく、背景露光を行う正現像を
行うことも考えられるが、使用する現像剤を正帯電性と
することにより、上述した本実施形態の構成を適用する
ことができる。

【００７４】また、以上の実施の形態によれば、モノク
ロ画像の形成のみを説明したが、カラー画像形成の際に
も本発明は有効に機能する。また、現像ローラ５６と感
光ドラム２０とは同一方向に回転（接触面において反対
方向）に移動するように構成されていたが、これらのロ
ーラは逆方向（接触面において同一方向に移動）するよ
うに構成してもよい。また、感光体は感光ドラムから構
成されているが、ベルト状の感光体であっても、同様の
効果を期待できる。更にまた、本実施の形態では、レー
ザビームプリンタについて説明したが、トナーを用いた
電子写真方式の画像形成装置であれば、複写機、ファク
シミリ装置等についても本実施の形態の場合と同様に本
発明は有効に機能する。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
画像形成装置によれば、ローラ状またはベルト状に形成
された基材上に設けられた導電層と、感光体表面との間
隙を、間隙保持部材により所定の値に保つように構成し
たので、火花放電やアーク放電を行うことなく、安定し
て均一な放電を行うことができる。その結果、感光体を
均一に帯電することができ、良好な画像形成を行うこと
ができる。

【００７６】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
前記間隙保持部材を、前記基材の軸方向両端部に設けた
ので、感光体と帯電装置との間隙をより一層確実に一定
に保つことができる。また、前記基材の軸方向と直交す
る方向の前記間隙保持部材の断面を、円形に形成したこ
とにより、前記間隙を保持するために当接する前記感光
体あるいは帯電装置に対して回転自在に構成することが
でき、感光体または帯電装置の回転駆動を円滑に行わせ
ることができる。しかも、回転自在に構成した場合で
も、常に前記間隙を一定に保つことができる。

【００７７】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
記給電部材により、ローラ状またはベルト状に形成され
た導電体の基材に給電を行うように構成したので、前記
導電層に対して、前記基材の半径方向から給電を行うこ
とができ、前記基材の軸方向に渡って均一な放電を行わ
せることができる。

【００７８】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
前記基材を絶縁体によって構成し、前記導電層に対して
給電部材から直接給電を行うようにしたので、前記導電
層からの放電をより一層効率良く安定して行わせること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態であるレーザビーム
プリンタの縦断側面図である。

【図２】図１のレーザビームプリンタの現像ユニット及
び感光ドラム部分の拡大側面図である。

【図３】図１のレーザビームプリンタにおける帯電装置
部分の図式的な拡大側面図である。

【図４】図１のレーザビームプリンタにおける帯電装置
の断面図である。

【図５】図１のレーザビームプリンタで行われる反転現
像方式による現像処理の各部分の電位を示す説明図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施形態における帯電装置部分
の図式的な拡大側面図である。

【図７】図６の帯電装置の斜視図である。

【図８】図６の帯電装置における放電電流に対する感光
ドラム上の表面電位を、実測値と理論値で示した図であ
る。

【図９】本発明の第３の実施形態における帯電装置部分
の図式的な拡大側面図である。

【符号の説明】

１…レーザビームプリンタ１０…フィーダユニット１３…給紙ローラ１４…給紙カセット２０…感光ドラム３０…レーザスキャナユニット４２…クリーニングローラ５０…現像ユニット５３…トナー５５…供給ローラ５６…現像ローラ５７…層厚規制ブレード６０…転写ローラ７０…定着ユニット７７…排紙トレイ８０…帯電装置８０ａ…軸部８０ｂ…基材８０ｃ…導電層８０ｄ…芯金８０ｅ…絶縁性基材８１…間隙保持部材８２…給電部材８３…定電圧源８５…定電流回路８６…ブラシローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、該感光体と所定の間隙を有し
て配設され、放電により該感光体を帯電させる帯電装置
とを備えた画像形成装置であって、前記帯電装置は、ローラ状またはベルト状に形成された
基材と、前記基材上に設けられた導電層と、前記導電層に給電を行う給電部材とを備え、前記導電層と前記感光体表面との所定の間隙を保持する
間隙保持部材が、前記帯電装置または前記感光体の少な
くとも一方に設けられている、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記間隙保持部材は、前記基材の軸方向
両端部に設けられ、かつ、前記所定の間隙を規定するよ
うに軸方向と直交する方向の断面が円形に形成された部
材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記基材は導電体によって構成され、前
記給電部材は、前記導電体の前記基材を介して前記導電
層に給電するように構成されたことを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記基材は絶縁体によって構成され、前
記給電部材は、前記導電層に対して直接給電するように
構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の画像形成装置。