JPH03293684A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接さ
せて被帯電体面を所定の電位に帯電処理（除電処理も含
む、以下同じ）する接触帯電装置に関する。

（従来の技術） 例えば、電子写真装置（複写機・レーザーど−ムプリン
タなど）・静電記録装置等の画像形成装置に於て、感光
体・誘電体等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理
する手段機器としては従来よりコロナ放電装置が広く利
用されている。

コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位
に均一に帯電処理する手段として有効である。しかし、
高圧電源を必要とし、コロナ放電により好ましくないオ
ゾンか比較的多く発生するなどの問題点を有している。

このようなコロナ放電装置に対して、前記のように電圧
を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体面
を帯電処理する接触帯電手段は、電源の低圧化が図れ、
オゾンの発生をみても極々微量である等の長所を有して
いることから、例えば画像形成装置に於て感光体・誘電
体等の像担持体、その他の被帯電体面を帯電処理する、
コロナ放電装置に代わる手段装置として注目され、その
実用化研究が進められている（特開昭５７−１７８２８
７・５６−１０４３５１・５８−４０５６６・５８−１
３９１５６・５８−１５０９７５号公報等）。

本出願人も、均一な帯電処理等を目的として、帯電部材
に対して・、直流電圧と、被帯電体の帯電開始電圧の２
倍以上のピーク間電圧を有する振動電圧（時間とともに
電圧値が周期的に変化する電圧）を印加することを基本
とする接触帯電方法ないしは装置など数多くの提案を行
なっている（特開昭６３１４９６６８１４９６６９号公
報等）。

帯電部材は一般にローラ型もしくはプレート型の構成の
ものが用いられている。

第８図は像担持体の帯電処理手段としてローラ型の接触
帯電部材を使用した画像形成装置の一例の概略構成を示
している。本例の画像形成装置は転写方式の電子写真装
置（複写機、レーザービームプリンタなど）である。

１は被帯電体としての回転ドラム型の電子写真感光体（
以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の時計方向に所
定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され
る。

２は帯電ローラであり、鉄・ステンレススチール（ＳＯ
５）等の導電性芯金２８と、その外周なローラ状に被覆
させて設けた、カーボンを含んだＥＰＤＭ等の導電性ゴ
ム層２ｂからなる。帯電ローラ２はその両端側が不図示
のバネ等の加圧手段により加圧されてローラ部が感光ト
ラム１面に対して所定の押圧力をもフて当接され、本例
の場合は感光トラム１に従動回転する。

９は帯電ローラ２に対して電圧を印加する外部電源であ
り、この電源９により帯電ローラ２に対して予め設定さ
れた、直流電圧と、感光体の帯電開始電圧の２倍以上の
ピーク間電圧の振動電圧との重畳電圧が接点バネ８・芯
金２ａを介して印加されることで、回転駆動されている
感光ドラム１の外周面が所定の電位に帯電処理される。

次いでその感光ドラム１の帯電処理面に対して不図示の
露光手段により原稿画像の結像露光または印字情報に対
応して変調されたレーザー光による走査露光などの画像
露光３がなされて目的の画像情報に対応した静電潜像が
感光ドラム１面に順次に形成されていく。

次いでその感光ドラム１面に対して現像装置の現像スリ
ーブ４からトナーが供給されて感光ドラム１面の形成潜
像が順次にトナー像として現像されていく。

５は現像スリーブ４よりも感光ドラム回転方向下流側に
おいて感光ドラム１に圧接させた転写ローラであり、不
図示の給紙部から転写材７が感光ドラム１と転写ローラ
５との圧接部（転写部）に対して、感光ドラム１面のト
ナー像の先端部が圧接部へ到着したとき転写材７の先端
部も圧接部へ丁度到着するタイミングをもって感光ドラ
ムの回転と周期とりされて供給される。

転写ローラ５には電源から転写バイアスが印加されてお
り、転写材７が上記圧接部を通過していく過程で感光ド
ラム１面のトナー像が転写材７側へ順次に移転（転写）
する。

トナー像転写後の感光ドラム１面はクリーニング装置６
で転写残りトナー等の残留物の除去を受けて清掃され、
繰り返して像形成に供される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来例では以下のような問題点がある
。帯電ローラを用いた方式では１）耐久により帯電ロー
ラの導電性ゴム層２ｂから、ゴムの可塑剤が滲みだし被
帯電体たる感光ドラム１の表面に付着したり、融着した
りして、画像流れを生じさせる原因になっていた。

２）Ａ３サイズ用の帯電ローラ２では軸方向の長さもそ
れにつれて長くなり、帯電ローラ２をその両端側を加圧
手段で加圧して感光トラム１に押し当てたとき、ローラ
中央部が感光トラム１の表面から浮いてしまいその浮き
部分て帯電不良が発生してしまう。

３）プロセススど一ドの速い機種ではそれにつれて帯電
ローラ２に印加する１次電源周波数も上げなければなら
ないが、３００Ｈｚを越えると、感光トラム１と帯電ロ
ーラ２が振動しあって発生する帯電音が大きくなる。

本発明は、上記のような問題点なく、感光ドラムなどの
被帯電体面を接触帯電方式で良好に帯電処理することを
可能にしたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接さ
せて被帯電体面の帯電を行なう帯電装置であり、前記帯
電部材は、導電性基体の少なくとも被帯電体との当接部
に少なくとも一層から成る抵抗層を被覆した帯電線材で
あり、該帯電線材の被帯電体と当接する最外層の体積抵
抗率が帯電線材基体の体積抵抗率よりも大きいことを特
徴とする帯電装置である。

（作　用） ■帯電部材として接触帯電線材を用い、被帯電体面に押
し当て状態となし、電圧を印加することで、帯電ローラ
や帯電プレートの場合と同様に被帯電体面の接触帯電が
実行される。

■この接触帯電線材では帯電ローラや帯電ブレードの場
合とは異なり、ゴム等から構成される帯電層を持ってい
ないため、ゴム帯電層からにじみでる可塑剤の被帯電体
面への付着・融着、それによる画像形成装置における画
像流れといフた問題は発生しなくなった。

■また帯電ローラでは問題になっていたローラ中央部で
の浮きも、この帯電線材を用いる接触帯電では構成上発
生しなくなった。

■そのうえ帯電音に関しても全く発生しなくなった。こ
の理由は帯電ロヘラの場合、帯電ローラに外部バイアス
を印加するとローラが振動を始め、ローラと被帯電体と
の間に挟まフてぃた空気の流動で帯電音が発生していた
のであるが、帯電線材では被帯電体との間に挟まる空気
か無いため帯電音が発生しないものと考えられる。

■また被帯電体に圧接している帯電ブレードの場合と異
なり、被帯電体に軽く当接している融帯電線材の場合で
は例えば画像形成装置においてクリーニング装置６をく
ぐり抜けてきたシリカやトナーなどが接触帯電線材をす
り抜けやすく、その結果接触帯電線材に付着しにくいと
いフた利点もある。

■また本発明では帯電部材として用いる接触帯電線材と
して導電性基体の少なくとも被帯電体との当接部に少な
くとも一層から成る抵抗層を被覆し、該帯電線材の被帯
電体と当接する最外層の体積抵抗率が帯電線材基体の体
積抵抗率よりも大きい関係構成のものとしたので、たと
え被帯電体にどンホールが存在していてもリークによる
給電部の電圧降下が防止され、帯電線材が被帯電体と接
触している領域全体の帯電不良を防止することが可能に
なる。

即ち、接触帯電線材は裸の金属ワイヤなど無被覆の導電
性基体そのものを使用することができるのであるが、例
えば前述例の画像形成装置において被帯電体としての感
光ドラムになんらかの原因（例えば打痕や異物混入等）
でピンホールか生した場合、帯電線材が無被覆の導電性
基体であるとどンホール部が該帯電線材と感光ドラムの
接点である帯電領域に移動したとき該帯電線材と感光ド
ラムのピンホールの間でリークか発生して給電部の電圧
が著しく降下してしまう。

そのため、このリーク発生時は帯電線材と感光ドラムと
の接点の長手方向全体が帯電不良となり、実際の画像上
に於ては反転現象では黒帯状、正規現象では白帯状の画
像むらが感光ドラムの回転周期毎に現われ画像品質が著
しく低下する問題が生じる。

その様子を第９図に示す。第９図は感光トラム１上のピ
ンホールｈが無被覆の導電性基体だけの帯電線材１０ａ
の真下にきたときの断面図である。図に示すように、鉄
等の金属からなる無被覆の帯電線材１０ａ　（ワイヤ）
の場合、ピンホールｈに対して周囲からの電流工が流れ
込みやすく、即ち、どンホールｈに向かう電流経路か多
いので電圧降下が起き易い。

これに対して接触帯電線材を上記のような被覆構成とす
ることで、接触帯電線材の表層の体積抵抗率が導電性基
体より大きいので表層を伝わってどンホール等の表面欠
陥部へ流れ込む電流が小さくなり、たとえ被帯電体にビ
ンポール等の表面欠陥が生じてもその部分に於て接触帯
電線材とのリーク（過剰電流等れ）による給電部の電圧
効果を防止することが出来る。従って、被帯電体面にピ
ンホール等があフても接触帯電線材が被帯電体と接触し
ている傾城全体の帯電不良を防止することが出来る。画
像形成装置にあっては前述の画像品質の低下の問題が解
消される。しかも、供給電圧をアップする事なく現状の
ままで被帯電体に十分電圧がかかるので、交流電圧不足
による帯電不良や帯電むらも防止することが出来る。上
記の効果は、接触帯電線材に印加する交流電圧のピーク
間電圧を直流電圧のみ印加したときの被帯電体を帯電す
る帯電開始電圧の２倍以上にする接触線材帯電方式に於
て特に有効である。

（実　施　例） 実施例１（第１〜５図） 第１図は本発明の接触帯電式帯電装置の一例の側面図、
第２図はその平面図、第３図はその斜視図である。

１は前述第８図の画像形成装置における被帯電体として
の感光ドラムであり、該感光ドラム１はアルミニウム製
のドラム基体１ｂと該基体１ｂの外周面に形成された感
光体層１ａ（本実施例では有機感光体（ＯＰＣ））とか
らなり、本実施例では外径３０φとされ、矢印の時計方
向に所定の速度で回転駆動される。

１０は接触帯電部材としての接触帯電ワイヤであり、本
実施例では６０μｍφの鉄線を芯金部（基体）１０ａと
し、その外周な膜厚１０μｍで被覆させたＮ−メトキシ
メチル化ナイロン（商品名トレジン：帝国化学産業（株
））からなる樹脂表層１０ｂとからなるものを用いた。

芯金部１０ａはタングステン・銅・アルミ・ＳＵＳ等の
他の導電性線材とすることもできる。表面層１０ｂの芯
金部１０ａへの接着力を高めるために１層以上からなる
プライマ層を形成してたもよい。そのプライマ層の体積
抵抗率は表層１０ｂに比べ小さくする必要は無く、接触
帯電線材１０として感光ドラム１を帯電できる抵抗値に
なるようにその膜厚を選定すればよい。

この樹脂コートの接触帯電ワイヤ１０は次のようにして
作られる。

まずＮ−メトキシメチル化ナイロンをメタノール・トル
エン混合溶液等の溶剤に溶かしてＮ−メトキシメチル化
ナイロンの樹脂液１００ｂをつくる。

この樹脂液１００ｂをデイツプ液として第４図に示すよ
うな槽２００に芯金部１０ａとしての鉄線を縁り返して
浸漬することにより鉄線表面に樹脂層１０ｂを形成させ
る。

鉄線１０ａの移動速度及び乾燥時間等の諸条件は、樹脂
層１０ｂの厚さが１〜１０００μｍの範囲内に成るよう
に調整する。３００は乾燥機である。

この接触帯電ワイヤＩＯをデルリン等で作フた左右側の
押し当て部材１１・１１により感光ドラム１面に対して
ドラム母線とほぼ並行に圧接させである。１２・１２は
押し当て部材１１・１１を感光ドラム１の方向へ常時押
圧付勢するためのバネを示す。押し当て部材１１・１１
間の接触帯電ワイヤ１０はその全長部が感光ドラム１面
に対して圧接密着した状態に保たれる。

接触帯電ワイヤ１０の芯金部１０ａには電源部９より接
点８を介して交流電圧と直流電圧を重畳した振動電圧が
供給される。ここで振動電圧とは時間とともに周期的に
電圧値が変化する電圧である。更に詳しく云えば、好ま
しくは、接触帯電ワイヤ１０の芯金部１０ａには、感光
体の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有する交
流電圧と直流電圧とを重畳した電圧が印加される。

また振動電圧の波形としては正弦波に限らず矩形波、三
角波、パルス波でもよい。

直流電圧だけでも同様に被帯電体の帯電処理が可能であ
る。

ここて、 表層ｔａｂをもつ接触帯電ワイヤ１０の感光トラム１に
対する抵抗をＲ１、 芯金部１０ａの体積抵抗率をＲ１、 表層１０ｂの体積抵抗率をＲ２、 芯金部１０ａの半径なｒｌ、 接触帯電ワイヤ１０の半径をＲ２、 接触帯電ワイヤ１０の長さ（有効長さ）をし、ニップ幅
をｄ　（＝２ｘｒ２） とする。

接触帯電ワイヤ１０の芯金部１０ａは鉄から出来ている
ので体積抵抗率Ｐ１は ９．７１ｘｌＯ−８Ωｃｍ でありほぼゼロである。したがって Ｒ１＝　（ｐ　２　ｘ　４２　ｎ　ｒ　２　／　ｒ　１
　）　／　Ｌ　ｄとなる。Ｒ２は１０５Ωｃｍから１０
′２Ωｃｍの範囲が正常な帯電が行なわれることが確認
された。

感光ドラム１を周速４０　ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃで回
転させ、接触帯電ワイヤ１０の芯金部１０ａに電源９よ
り一７００ｖの直流電圧と、ピーク間電圧ｔ　８００Ｖ
ｐｐ、周波数２５０Ｈｚの交流電圧を印加したところ、
感光体１８面は大略−７００Ｖに均一帯電し、どンホー
ルによる異常画像もなく良好な画像が出力された。

感光体面にピンホールｈ（第５図）があっても接触帯電
ワイヤ１０の表層１０ｂの体積抵抗率が芯金部１０ａよ
り大きいので接触帯電ワイヤ１０の表層１０ｂを伝わっ
てピンホールｈに流れ込む電流工が小さくなるからであ
る。

未実施例は帯電線材に印加する交流電圧のピーク間電圧
を、直流電圧のみ印加した時の被帯電体を帯電する帯電
開始電圧の２倍以上にする場合に応用したときに特に効
果が大きい。

なお本実施例に於いては直流電圧のみ印加したときの帯
電開始電圧は一５６０ｖであった。

また帯電ローラの場合におけるようなゴム等から構成さ
れる帯電層を持っていないため該導電性ゴム層からにじ
みでるの可塑剤による融着、画像流れの発生、帯電部材
の浮きによる部分的な帯電不良部の発生、帯電層の発生
等もなかった。

接触帯電部材としてこのような接触帯電ワイヤ１０を用
いた場合には感光トラム１に圧接している帯電ブレード
の場合と異なり、感光ドラム１に軽く当接してるだけの
ワイヤ１０ではクリーニングブレード６をくぐり抜けて
きたシリカやトナーなどがワイヤ１０に付着しにくいと
いう利点もあった。

実施例２（第６図） 本実施例は接触帯電ワイヤ１０を前述実施例１の１本に
対して２本配設したものである。２本の接触帯電ワイヤ
ＩＯＡ・ＩＯＢは押し当て部材１１・１１にて互いに並
行に感光ドラム１面に圧接され、どちらにも電圧が印加
される。

この様な構成になっているため仮に一本の接触帯電ワイ
ヤに異物か付着たり、断線しても、残りの接触帯電ワイ
ヤで感光ドラム表面の帯電を確実に続行させることか出
来る。接触帯電ワイヤの数は３本以上であっても同じ効
果が得られる。

実施例３（第７図） 帯電ワイヤ１０（ＩＯＡ・１０Ｂ）は必ずしも断面円形
である必要はなく、第７図（ａ）〜（ｃ）のように断面
三角形・四角形・楕円形等であってもよい。この場合は
感光トラム１と接触帯電ワイヤの接触面積が大きく取れ
るので断面円形の接触帯電ワイヤに比べてより安定した
帯電が行なえるという効果が発生する。

また接触帯電ワイヤ１０の表層１０ｂは芯金部１０ａの
全周囲を必ずしも覆っている必要はなく、第７図（ｄ）
〜（ｇ）のように少なくとも被帯電体との当接部に部分
的に表層１０ｂを形成した形態のものを使用することも
でき、表層物質の使用量を少なくして材料費を削減でき
る効果がある。

（発明の効果） 以上のように本発明は従来の帯電ローラや帯電ブレード
と同様に感光体等の被帯電体を接触帯電処理することが
でき、且つ帯電ローラや帯電ブレードの場合とは具なり
、ゴム等から構成される帯電層を持フていないためゴム
帯電層からにじみでる可塑剤の被帯電体面への付着・融
着、それによる画像形成装置における画像流れといフた
問題、帯電ローラでは問題になっていたローラ中央部で
の浮きによる部分的帯電不良部の発生の問題、帯電層の
発生の問題もない。

またたとえ被帯電体にピンホールが生じてその部分に於
いて接触帯電線材とのリークによる給電部の電圧降下を
防止することが出来る。

従って、上記ピンホールがあっても接触帯電線材が被帯
電体と接触している領域全体の帯電不良を防止すること
が出来る。

しかも供給電圧をアップする事なく現状のままで被帯電
体に十分電圧がかかるので、交流電圧不足による帯電不
良や帯電むらも防止することが出来る。

従って例えば画像形成装置の感光体等の像担持体面の帯
電処理手段・装置として使用して極めて効果的なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例装置の側面図。 第２図はその切欠き平面図。 第３図はその切欠き斜視図。 第４図は表層被覆装置の一例の概略図。 第５図はどンホール部での電流リーク説明図。 第６図は第２の実施例装置の切欠き斜視図。 第７図（ａ）〜（ｇ）は接触帯電ワイヤの各種の拡大断
面図。 第８図は帯電ローラを用いた画像形成装置の一例の概略
構成図。 第９図は無被覆の接触帯電ワイヤの場合のピンホール部
における電流リーク説明図。 １は感光トラム、１０・ＩＯＡ・ＩＯＢ・１０Ｃは接触
帯電線材、１０ａ・１０ｃは芯金部ｔｏｂ・１０ｄは表
層、９は外部電源、ＩＩ・１１は押し当て部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接させて
   被帯電体面の帯電を行なう帯電装置であり、前記帯電部
   材は、導電性基体の少なくとも被帯電体との当接部に少
   なくとも一層から成る抵抗層を被覆した帯電線材であり
   、該帯電線材の被帯電体と当接する最外層の体積抵抗率
   が帯電線材基体の体積抵抗率よりも大きいことを特徴と
   する帯電装置。