JPH04268574A - 接触帯電方法 - 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】

【０００１】

【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、両者を相対的移動させて被帯
電体を所定の極性・電位に帯電（除電も含む）する接触
帯電方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真装置（複写機・レーザ
ービームプリンタ・画像表示装置など）・静電記録装置
等の画像形成装置において、感光体・誘電体等の像担持
体（被帯電体）面を帯電処理する装置としては従来より
コロナ放電装置が広く利用されている。

【０００３】コロナ放電装置は被帯電体面を所定の極性
・電位に均一に帯電処理する装置として有効である。し
かし、高圧電源を必要とする、帯電効率が低い、コロナ
放電により好ましくないオゾン等のコロナ生成物が比較
的多く発生する、放電ワイヤの汚れによる放電ムラの発
生などの問題を有している。

【０００４】一方、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
触帯電方法もしくは装置は、電源の低圧化が図れ、オゾ
ン等の発生は殆どない等の長所を有していることから、
上記コロナ放電装置に代わる帯電処理手段として注目さ
れ、その実用化研究が進められている（特開昭５７−１
７８２６７・５６−１０４３５１・５８−４０５６６・
５８−１３９１５６・５８−１５０９７５号公報等）。

【０００５】本出願人も、均一な帯電処理等を目的とし
て、帯電部材に対する印加電圧を直流電圧Ｖｄｃと交流
電圧Ｖａｃの重畳電圧（振動電圧）とすることを基本と
する接触帯電方法ないし装置の提案をしている（特開昭
６３−１４９６６８号・６３−１４９６６９号広報等）
。

【０００６】具体的には図４に示すように被帯電体とし
ての例えば回転駆動される電子写真感光体ドラム２（以
下、感光ドラムと記す）に帯電部材としての例えばロー
ラ型の導電性部材１０（以下、帯電ローラと記す）を接
触させ、この帯電ローラ１０に電源１４により、直流電
圧Ｖｄｃと、感光体の帯電開始電圧の２倍以上のピーク
間電圧Ｖｐｐを有する交流電圧Ｖａｃとを重畳した電圧
を印加して帯電ローラ１０と感光ドラム２間に振動電界
を作用させることで感光ドラム２面を均一に帯電するこ
とができる。感光ドラム２の帯電電位は印加直流電圧に
よって決定される。交流電圧はその帯電電位の均し作用
をする。なお本例の帯電ローラ１０は、電圧の印加され
る導電性芯金１１と、該芯金に同心一体に金型成形等で
ローラ状に成形した導電性ゴムなどでできている低抵抗
層１２と、更にその外周に形成したトレジン等のナイロ
ンでできている高抵抗層１３とからなる複合層構造のも
のであり、感光ドラム２の回転に従動回転する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに帯電部材１０に交流成分を含む電圧を印加して被帯
電体を接触帯電する手段の問題点として「帯電音」と呼
ばれる耳障りとなる振動騒音の発生が挙げられる。。

【０００８】この帯電音の発生するメカニズムを図５を
用いて説明する。帯電部材１０には、交流電圧が印加さ
れているため、ある瞬間には、図５の（Ａ）中の破線で
示すように、被帯電体としての感光ドラム２の感光層２
ａを挟んで、帯電部材１０側にプラス、感光ドラム２の
ドラム基板２ｂ側にマイナスの電荷が誘起される。これ
らの電荷は互いに引き合うので、帯電部材表面は感光ド
ラムに引きつけられ、図中、実線の位置から破線の位置
に移動する。

【０００９】ついで、交流電界が逆転を始めると、帯電
部材１０のプラス電荷、ドラム基板２ｂ側のマイナス電
荷はそれぞれ誘起してきた逆極性の電荷によって打ち消
され始める。そして交流電界がちょうどプラスからマイ
ナスに変わるときには、帯電部材１０上のプラス電荷と
ドラム基板２ｂ上のマイナス電荷は消滅する。その結果
、帯電部材１０の表面は図５の（Ｂ）中の破線で示す位
置に戻ることになる。

【００１０】さらに、交流電界がマイナスのピークを向
かえるときには、図５の（Ｃ）に示されるように、帯電
部材１０側にはマイナス、ドラム基板２ｂ側にはプラス
の電荷が誘起される。したがって帯電部材１０は再び実
線の位置から破線の位置にまで移動することになる。

【００１１】以上の現象が繰り返し行なわれるため、帯
電部材１０に交流電圧を印加すると振動を始め、その結
果、帯電音が発生するものと考えられる。

【００１２】交流電圧の周波数をｆ、帯電部材１０の振
動周波数をＦとすると、上記の説明で明らかなように、
交流電圧の１周期の間に帯電部材１０は２回振動するこ
とになり、両者ｆとＦの間には次の関係がある。

【００１３】２ｆ（Ｈｚ）＝Ｆ（ｃ／ｓ　）そこで、印
加交流成分のピーク間電圧Ｖｐｐを帯電開始電圧の２倍
の値より小さくすれば、帯電音をかなり改善することが
できる。しかしながら、その場合、感光ドラム２上には
、均一な帯電を得ることが困難となり、斑点状の帯電ム
ラを生じることになる。これは、帯電部材１０と感光ド
ラム２との接触面には微視的には凹凸があり、理想的な
接着面が得られないためである。

【００１４】ここで、ピーク間電圧を下げると言うこと
は、交流電圧を印加することで均一な帯電を行なう、い
わゆる電位の「均し効果」がなくなることを示している
。斑点状の帯電ムラが生じた感光ドラム表面に通常の電
子写真画像形成プロセスを適用しても、出力画像は斑点
状ムラに対応した斑点状の黒点画像になり、高品位な画
像を得ることはできない。

【００１５】また、上記帯電音を解消すべく、感光ドラ
ム２の内部に、ゴムなどでできた防振部材を入れること
が提案されているが、感光ドラム２の変形、重量化、製
造コストの点で何れも未だ実用化されていない。

【００１６】本発明は同じく帯電部材に直流電圧と交流
電圧とを印加して被帯電体面を均一に接触帯電させるも
のであるが、帯電音の発生はなくするように工夫した接
触帯電方法を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被帯電体に直
接または抵抗層を介して接触して被帯電体と相対移動す
る第１の導電部と、該第１の導電部の前記被帯電体との
相対移動方向の上流側または下流側或いは上流側と下流
側とに該第１の導電部に非導通に近接させて且つ被帯電
体とは非接触に対向させて第２の導電部を具備させ、前
記第１の導電部には直流電圧のみを、前記第２の導電部
には交流電圧又は交流電圧と直流電圧の重畳電圧を印加
して被帯電体面を接触帯電することを特徴とする接触帯
電方法、である。

【００１８】

【作用】（１）即ち、直流電圧と交流電圧を印加する帯
電部材を上記のように被帯電体に接触させた第１の導電
部と、被帯電体に非接触の第２の導電部の２部構成とな
し、第１の導電部には直流電圧のみを、第２の導電部に
は交流電圧（直流電圧を含んでもよい）を分けて印加す
る構成でも、被帯電体にはこれに接触の第１の導電部に
印加した直流電圧が作用して被帯電体の帯電電位はこの
印加直流電圧によって決定されるとともに、非接触とし
た第２の導電部に印加した交流電圧の電界が作用して、
被帯電体に接触させた帯電部材に交流電圧を印加した場
合と同様に、被帯電体に対して交流電流が流れて交流電
流による被帯電体表面電位の均らし効果が認められ、被
帯電体に接触した帯電部材に直流電圧と交流電圧との重
畳電圧を印加した場合と同様の均一帯電効果が維持され
る。

【００１９】（２）この場合、被帯電体に接触させた第
１の導電部は印加電圧が直流電圧のみであるから、この
第１の導電部は被帯電体に対して印加電圧にもとづく振
動現象はなく、そして交流電圧を印加した第２の導電部
は被帯電体に対して非接触であるから、被帯電体との接
触振動にもとづく帯電音は発生しない。

【００２０】（３）なお第２の導電部に印加する交流電
圧の波形としては正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可
能である。また例えば直流電源をオン・オフすることに
よって形成された矩形波の電圧も含む。このように交流
電圧は周期的にその電圧値が変化するバイアスが使用出
来る。

【００２１】

【実施例】〈実施例１〉（図１）図１は像担持体（被帯
電体）としての感光ドラム２を本発明の接触帯電方法を
用いて一次帯電処理するようにした電子写真プロセス利
用のレーザービームプリンタの一例の概略構成図である
。

【００２２】感光ドラム２は矢示の時計方向に所定の周
速度（プロセススピード）で回転駆動される。

【００２３】１ａは第１の導電部であり。感光ドラム２
との対向面にトレジン等のナイロンからなる高抵抗層１
ｂを形成して該高抵抗層を介して感光ドラム２面に所定
の押圧力をもって接触させて絶縁性支持体１ｃに取付け
て配設した金属電極である。本実施例はステンレス等の
金属でできた幅４ｍｍ，厚さ０．５ｍｍの金属電極であ
る。この第１の導電部たる金属電極１ａに対して電源３
からマイナス１．１ＫＶの直流バイアスを印加した。高
抵抗層１ｂは感光体上にピンホール等の低耐圧欠陥部が
あっても電極板１ａからそのピンホール等に向かって火
花放電が発生しないように設けたものである。

【００２４】１ｄは第２の導電部であり、第１の導電部
１ａよりも感光ドラム回転方向上流側において該第１の
導電部１ａに近接させて且つ感光ドラム２には非接触に
感光ドラム２に対向させて絶縁性支持体１ｃに取り付け
て配設したステンレス等でできた金属電極であり、第１
の導電部１ａとは非導通である。この第２の導電部たる
金属電極１ｄは電源４からピーク間電圧Ｖｐｐが２．０
ｋＶ、周波数が６００Ｈｚの交流バイアスを印加した。

【００２５】上記のように電圧を印加した第１と第２の
導電部１ａ・１ｄにより回転感光ドラム２面が接触帯電
方式で均一に一次帯電処理された。感光ドラム２の帯電
電位は第１の導電部１ａに印加される直流バイアスによ
って決定される。本実施例では上記の条件でマイナス５
５０Ｖの表面電位が得られた。

【００２６】交流電流は感光ドラム２に対して本実施例
では２２０μＡ流れ、交流電流による感光ドラム表面電
位の均し効果が認められた。

【００２７】交流バイアスを印加した第２の導電部１ｄ
は感光ドラム２に非接触であり、感光ドラム２に接触の
第２の導電部１ａは直流バイアスのみの印加であるから
振動せず、帯電音は発生しない。

【００２８】上記のように均一に一次帯電処理された感
光ドラム２面に対してレーザービーム５による画像情報
走査露光、現像装置６によるトナー現像、形成トナー像
の転写ローラ８による転写材７に対する転写の工程が実
行され、トナー像転写を受けて感光ドラム２面から分離
された転写材７が不図示の定着装置へ導入されて画像形
成物（プリント）として出力される。トナー像転写後の
感光ドラム面はクリーニング装置で転写残りトナー等の
付着汚損物の除去がなされて清浄面化され、繰り返して
作像に供される。

【００２９】図１の系の帯電装置を無響室にセットし、
前記の条件において発生する騒音をＩＳＯ７７７９の６
項に従い測定した。その結果、前述図４に示す従来装置
では５５ｄＢ近くあった騒音が３３ｄＢにまで小さくな
っていた。

【００３０】また、第２の導電部としての金属電極１ｄ
に印加するバイアスは交流バイアスに限らず、直流成分
を含んだ交流バイアスであってもよい。この場合、該電
極１ｄによる感光ドラム２の均し効果はより顕著に認め
られた。

【００３１】〈実施例２〉（図２）図２の実施例は、前
述図１の帯電装置について第１の導電部１ａの感光ドラ
ム回転方向下流側にも第２の導電部１ｅを配置したもの
である。この導電部１ｅにも上流側の導電部１ｄと同じ
バイアスが印加されており、帯電音が発生しないばかり
か、感光ドラム２に対する電位の均し効果も倍増すると
いう利点がある。

【００３２】〈実施例３〉（図３）図３の実施例は感光
ドラム２に接触させて直流電圧のみを印加する第１の導
電部を感光ドラム２の回転に従動回転するローラ体１に
し、該ローラ体１の感光ドラム回転方向の上流側と下流
側との両方に、交流電圧を印加する、感光ドラム２に非
接触の第２の導電部１ｄ・１ｅを配設した構成である。

【００３３】第１の導電部としてのローラ体１は本実施
例は前述図４の帯電ローラと同様の層構成をもつ複合層
構成のものであり、１１は直流バイアスを印加するため
の芯金電極、１２は直流電圧が印加される導電性ゴム等
の電極、１３は感光体表面の欠陥に対し火花放電を起こ
させないために高抵抗層である。

【００３４】而して第１の導電部としてのローラ体１は
、感光ドラム２と当接して従動回転するので、ローラ体
表面にトナー、紙粉等が付着しずらく、ローラ体表面に
汚れが発生しにくいという利点がある。

【００３５】本実施例のように第１の導電部が従動ロー
ラである場合の被帯電体との相対移動は該ローラの軸と
被帯電体との相対移動運動のことである。

【００３６】なお、被帯電体としての感光体の帯電極性
はマイナスに限定されることなくプラスであってもよい
ことはいうまでもない。

【００３７】

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、帯電部
材に直流電圧と交流電圧を印加して被帯電体面を均一に
帯電する接触帯電方法において、交流電圧の印加による
帯電の均し効果は維持しつつ、帯電音の発生を防止する
ことが可能である。また帯電音を防止することができる
ようになった結果、印加交流電圧の周波数を大きな値に
設定することが可能になり、プロセススピードの高速化
に対応できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　第１実施例の概略図

【図２】　　第２実施例の要部図

【図３】　　第３実施例の要部図

【図４】　　従来例の概略図

【図５】　　（Ａ）・（Ｂ）・（Ｃ）は夫々帯電音の発
生メカニズム説明図

【符号の説明】

１ａ・１　　　　第１の導電部としての金属電極又はロ
ーラ体 １ｄ・１ｅ　　第２の導電部としての金属電極２　　　
　被帯電体としての感光ドラム３　　　　直流電源 ４　　　　交流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被帯電体に直接または抵抗層を介して
   接触して被帯電体と相対移動する第１の導電部と、該第
   １の導電部の前記被帯電体との相対移動方向の上流側ま
   たは下流側或いは上流側と下流側とに該第１の導電部に
   非導通に近接させて且つ被帯電体とは非接触に対向させ
   て第２の導電部を具備させ、前記第１の導電部には直流
   電圧のみを、前記第２の導電部には交流電圧又は交流電
   圧と直流電圧の重畳電圧を印加して被帯電体面を接触帯
   電することを特徴とする接触帯電方法。