JPH05273844A

JPH05273844A - 帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH05273844A
Application number: JP5014857A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kisu; 浩樹木須; Erika Asano; えりか浅野; Michihito Yamazaki; 道仁山崎; Kazue Sakurai; 和重櫻井; Masaharu Okubo; 正晴大久保; Hiroaki Ogata; 寛明緒方; Yasushi Shimizu; 康史清水
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1993-10-22
Also published as: EP0554114A2; DE69320842T2; DE69320842D1; HK1012440A1; EP0554114A3; US5534344A; EP0554114B1

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電音の発生を低減させ、帯電むらが生じず
高品位の画像を得ることができる。【構成】被帯電体に接触する帯電部２ｃと、帯電部を
支持する支持部２ａ、２ｂは接離可能であり、帯電部２
ｃの内径は支持部２ｂの外径よりも大きいことを特徴と
する帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ及び画
像形成装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置のような画像形成装置、この画像形成装置に用い
られる帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジに関
する。

【０００２】［背景技術］便宜上、電子写真装置（複写
機・プリンタ等）・静電記録装置等の画像形成装置を例
にして説明する。

【０００３】電子写真装置等の画像形成装置において、
電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体の帯電
（除電も含む）手段としては従来より非接触帯電方式で
あるワイヤとシールドを備えたコロナ放電器が主として
用いられてきた。

【０００４】コロナ放電器は均一帯電性に優れる利点が
あるが、高価な高圧電源を必要とする、それ自体や高圧
電源のシールド空間等のスペースを必要とする、オゾン
等のコロナ生成物の発生が比較的多くその対処のための
付加手段・機構を必要とし、それ等が装置を大型化・高
コスト化等する因子となっている等の問題点を有してい
る。

【０００５】そこで近時は問題点の多いコロナ放電器の
代わりに、接触帯電方式の帯電手段の採用が進められて
いる。接触帯電は電圧を印加した帯電部材（導電性部
材）を被帯電体に接触させることで被帯電体面を所定の
極性・電位に帯電させるもので、電源の低圧化ができ
る、オゾン等のコロナ生成物の発生が少ない、構造が簡
単で低コスト化が図れる等の利点がある。

【０００６】接触帯電部材としてローラ体を用いたロー
ラ帯電式（特開昭５６−９１２５３号公報）、ブレード
体を用いたブレード帯電式（特開昭５６−１０４３４９
号公報）、帯電−クリーニング兼用式（特開昭５６−１
６５１６６号公報）等が考案されている。

【０００７】また本出願人が先に提案（特開昭６３−１
４９６６９号公報等）したように、直流電圧を接触帯電
部材に印加した時の被帯電体の帯電開始電圧の２倍以上
のピーク間電圧（ＰＥＡＫＴＯＰＥＡＫ）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）を接触帯電部材と被帯電体との間に印加して被帯電
体面を帯電処理（除電処理も含む）する手法（以下、Ａ
Ｃ印加方式と記す）は、均一な帯電処理をすることが可
能であり、有効である。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】ところで、ＡＣ印
加方式の接触帯電手段の問題点として、接触帯電部材に
対する印加帯電バイアスのＡＣ成分に起因する「帯電
音」と呼ばれる振動音の発生が挙げられる。

【０００９】この帯電音発生のメカニズムを図１２の模
型図を用いて説明する。

【００１０】１は被帯電体としての感光ドラムであり、
１ｂはアルミニウム製の接地された導電性基層（基
板）、１ａはその基層外面に形成された感光層である。
２０はこの感光ドラム１の面に圧接させた接触帯電部材
としての一体形の帯電ローラであり、２１は支持部とし
てのステンレス芯金、２２はこの芯金２１に一体の帯電
部としての帯電層であり、例えばカーボン分散のＥＰＤ
Ｍ（エチレンプロピレンジエンの３元共重合体）等のソ
リッドの導電性ゴム材層である。芯金２１にはＡＣ電圧
とＤＣ電圧を重畳した振動電圧が印加される。

【００１１】．帯電部材２０には印加振動電圧（Ｖ_ac
＋Ｖ_dc）のＡＣ成分により、ある瞬間には、（ａ）の太
い実線のように感光層１ａを挟んで帯電層２２側にプラ
ス、基層１ｂ側にマイナスの電荷が誘起される。

【００１２】．これらのプラスとマイナスの電荷は互
いに引き合うので、帯電層２２の表面は感光ドラム１側
に帯電層２２の弾性に抗して引きつけられて太い実線の
位置から細い実線の位置（（ｂ）では太い実線の位置）
に移動する。

【００１３】これに伴い帯電層２２と一体の芯金２１も
感光ドラム１の表面から距離Ｈ₁ の太い実線の位置か
ら、それよりも感光ドラム表面側へ引き寄せられた距離
Ｈ₂ （＜Ｈ₁ ）の細い実線の位置へ移動運動する。

【００１４】．ついでＡＣ電界が逆転を始めると、帯
電層２２側のプラス電荷と、基層１ｂ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。

【００１５】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、帯電層２２側のプラス電荷と、
基層１ｂ側のマイナス電荷は消滅する。（ｂ）はこの消
滅時の状態を示している。

【００１６】．その結果、帯電層２２の表面は帯電層
２２の弾性に抗しての感光ドラム表面側への引きつけ力
が解除されることで弾性戻り力で（ｂ）の太い実線の位
置から細い実線の位置（（ａ）の太い実線の位置）へ戻
ることになる。

【００１７】これに伴い帯電層２２と一体の芯金２１も
感光ドラム表面側へ引き寄せられた距離Ｈ₂ の太い実線
の位置から、それよりも感光ドラム表面から離れた元の
距離Ｈ₁ の細い実線の位置へ戻り移動運動する。

【００１８】．更にＡＣ電界がマイナスのピークを向
かえるときには（ｃ）に示されるように、帯電層２２側
にはマイナス、基層１ｂ側にはプラスの電荷が誘起され
る。

【００１９】このためそのマイナスとプラスの両電荷の
引き合い力で、帯電層２２の表面は再び感光ドラム１側
に帯電層２２の弾性に抗して引きつけられて太い実線の
位置から細い実線の位置に移動する。

【００２０】これに伴い帯電層２２と一体の芯金２１も
感光ドラム１の表面から距離Ｈ₁ の太い実線の位置か
ら、それよりも感光ドラム表面側へ引き寄せられた距離
Ｈ₂ の細い実線の位置へ再び移動運動する。

【００２１】このようにＡＣ電界のプラスとマイナスの
繰り返し反転に対応して、帯電層２２の表面が帯電層２
２の弾性に抗して感光ドラム１側へ引きつけられて位置
移動する運動と、引きつけ力の解除による戻り移動運動
との繰り返し現象が生じること、及びそれとともに該帯
電層２２と一体のステンレス製等の重量のある芯金２１
も移動運動Ｈ₁ ・Ｈ₂ することから、芯金２１・帯電層
２２を含めた帯電部材２０の全体が振動電圧の印加に伴
い振動を始めて感光ドラム１を叩き、その結果耳障りと
なる比較的大きな「帯電音」が発生するものと考えられ
る。

【００２２】ＡＣの周波数をｆ、帯電部材２０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、ＡＣ
電圧の１周期の間に帯電部材２０は２回振動することに
なるので、両者ｆとＦの間には次の関係がある。

【００２３】２ｆ（Ｈ_Z ）＝Ｆ（ｃ／ｓ）帯電音は接触帯電部材が帯電ローラである場合に限ら
ず、帯電ブレードや帯電パッド等でも同様のメカニズム
で発生する。

【００２４】帯電音低減策として、接触帯電部材２０に
対する印加帯電バイアスである振動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）
のＡＣ成分のピーク間電圧Ｖ_PPを被帯電体の帯電開始電
圧の２倍の値より小さいものとすれば帯電音をかなり小
さいものに改善できる。

【００２５】しかしＡＣ印加方式の接触帯電において、
ＡＣ成分のピーク間電圧Ｖ_PPを下げるということは、Ａ
Ｃ成分の印加で均一な帯電を行わせる所謂「均し効果」
が低下することになるから被帯電体上に均一な帯電を得
ることができなくなり、斑点状の帯電むらを生じさせる
ことになる。これは帯電部材２０と被帯電体１との接触
面には微視的には凹凸があり、理想的な接触面が得られ
ないためである。

【００２６】電子写真画像形成プロセスにおいて被帯電
体である感光ドラム１の斑点状の帯電むら状態は出力画
像にこの斑点状帯電むらに対応した斑点状の黒点画像む
らを発生させることになり、高品位な画像を得ることが
できない。

【００２７】〔発明の目的〕本発明の目的は、帯電音の
発生を低減させる帯電部材、帯電装置、プロセスカート
リッジ及び画像形成装置を提供することである。

【００２８】本発明の他の目的は、帯電むらを生じない
帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形
成装置を提供することである。

【００２９】本発明の他の目的は、均一帯電を行い、画
像品位の低下を防止したプロセスカートリッジ及び画像
形成装置を提供することである。

【００３０】本発明の更なる目的及び特徴とするところ
は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことに
より一層明らかになるだろう。

【００３１】〔発明の構成〕上記目的を達成するため
に、本発明によれば、被帯電体に接触する帯電部と、帯
電部を支持する支持部は接離可能であり、帯電部の内径
は支持部の外径よりも大きいことを特徴とする帯電部
材、帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
を提供することである。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３３】図１１に、像担持体の帯電手段として接触
帯電手段を採用した画像形成装置の一例の概略構成を示
した。本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレ
ーザープリンタである。

【００３４】１は像担持体としてのドラム型電子写真感
光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢示Ａの時計
方向に所定の周速度（プロセススピード、例えば４０ｍ
ｍ／ｓｅｃ）を持って回転駆動される。感光ドラム１は
負帯電極性の有機光導電層１ａとこれを支持する接地さ
れた導電性基体１ｂと、を有する。

【００３５】感光ドラム１には、帯電部材としての帯電
ローラ２が接触する。

【００３６】帯電ローラ２は感光ドラム１に略並行に配
列して芯金２ａの両端部を軸受け部材（不図示）で保持
させ、かつ加圧バネ２３で感光ドラム１方向へ押圧付勢
させて感光ドラム１面に所定の押圧力で圧接させてあ
り、本例の場合は感光ドラム１の回転に伴い従動回転す
る。

【００３７】この帯電ローラ２には電源４から、芯金２
ａに接触させた摺動電極２４を介して、交流電圧と直流
電圧との重畳電圧である振動電圧が印加される。直流電
圧は負極性であり、振動電圧のピーク間電圧は、帯電部
材に直流電圧のみを印加して感光ドラムの帯電が開始す
る時の印加電圧値（帯電開始電圧値）の２倍以上であ
る。このピーク間電圧を有する振動電圧により感光ドラ
ムの表面電位は均らされて一様に帯電される。なお振動
電圧は、電圧が周期的に変化する電圧であり、波形とし
ては正弦波、矩形波、三角波など用いられる。また振動
電圧は直流電源を周期的にオン・オンすることによって
形波される矩形波電圧でも良い。

【００３８】次いでこの回転感光ドラム１の帯電処理面
に対して、不図示のレーザースキャナから、目的の印字
（画像）情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して
変調されて出力されるレーザー光５による走査露光がな
されることで印字情報の書き込みがなされて印字情報の
静電潜像が形成される。

【００３９】その潜像が現像器の現像スリーブ６により
反転現像で負帯電極性のトナー像として可視化（現像）
され、そのトナー像が、不図示の給紙部から感光ドラム
１と転写ローラ８との圧接ニップ部（転写部位）に所定
のタイミングで給送された転写材７に順次に転写されて
いく。

【００４０】トナー像転写を受けた転写材７は感光ドラ
ム１面から分離されて不図示の定着手段へ搬送され、ト
ナー像定着を受けて画像形成物として出力される。

【００４１】また転写材分離後の回転感光ドラム１面は
クリーニング器（クリーナ）のクリーニングブレード９
で転写残りトナー等の残留付着物の除去を受けて清掃さ
れ、繰り返して作像に供される。

【００４２】次に、帯電部材の第１の実施例を詳細に説
明する。

【００４３】図１は本発明の接触帯電部材もしくは接触
帯電装置の一実施例の横断面模型図、図２は一端側の縦
断面模型図である。なお、各実施例の図は各構成部材の
寸法比率は正確なものではない。

【００４４】帯電ローラ２は、ステンレス等でできた導
電性金属芯金２ａと、この芯金２ａの外周に同芯一体に
ローラ状に形成した導電性発泡層２ｂと、この発泡層２
ｂの外周面に接着せずにルーズに外嵌したチューブ状の
帯電層２ｃからなる。

【００４５】本実施例においては、発泡層２ｂの支持部
材である芯金２ａとこれに一体のローラ状の導電性発泡
層２ｂが支持部であり、これに接着せずにルーズに外嵌
したチューブ状の帯電層２ｃが帯電部である。即ち、帯
電部の内径は、支持部の外径よりも大きい。

【００４６】発泡層２ｂはポリスチレン・ポリオレフィ
ン・ポリエステル系等の発泡層、ＥＰＤＭやウレタンに
カーボン・酸化錫などの導電性粉体を分散発泡させた柔
軟な部材である。２ｂ′はこの発泡層２ｂの気泡部（空
気・窒素・アルゴンガスなどの封入気泡）である。な
お、発泡層２ｂは電圧を印加する導電性芯金２ａと帯電
層２ｃが電気的に導通していれば、強いて導電性にする
必要はなく、絶縁性であってもよい。要するに帯電層２
ｃに対して外部からバイアスを印加できる構成であれば
よい。本実施例では気泡と気泡がつながっていない単泡
の場合で説明するが、これは単泡である必要はなく、気
泡同士が連なった連泡であっても良い。

【００４７】帯電層２ｃは例えばカーボン分散のＥＰＤ
Ｍ等の導電性ゴム材層である。

【００４８】本実施例における帯電ローラ２の仕様は下
記の通りである。

【００４９】芯金２ａ；直径９ｍｍ、長さ３３２ｍｍ
のステンレス丸棒発泡層２ｂ；導電性粉体を分散させたＥＰＤＭ発泡体層厚２．３ｍｍ、長さ３１０ｍｍ帯電層２ｃ；カーボンを混入分散したチューブ状ＥＰＤ
Ｍ導電性ゴム材層体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ層厚８０μｍ

【００５０】この帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部を
不図示の軸受け部材で保持させ、かつ加圧バネ２３で感
光ドラム１方向へ押圧付勢させて感光ドラム１面に所定
の押圧力、本実施例では総圧１０００ｇで圧接させてあ
る。

【００５１】チューブ状帯電層２ｃは帯電ローラ２と感
光ドラム１との圧接ニップ部においては加圧バネ２３に
よる押圧力で発泡層２ｂと感光ドラム１との間には挟ま
れて両者２ｂ・１に対して密着した状態が保たれる。

【００５２】帯電ローラ２は感光ドラム１の回転に伴い
チューブ状帯電層２ｃも含めて従動回転する（ローラ２
を積極的に正転又は逆転駆動させてもよい）。

【００５３】この帯電ローラ２には電源４から、帯電ロ
ーラ芯金２ａに接触させた摺動電極２４を介して、交流電圧Ｖ_ac、本実施例では２．０ＫＶ_PP、６００Ｈ
_Z 、直流電圧Ｖ_dc、目標帯電電位に相当する直流電圧（−７
００Ｖ）との重畳振動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が印加され、芯金２ａ
・導電性発泡層２ｂを介して帯電層２ｃに電圧がかか
り、帯電ローラ２と感光体１との圧接ニップ部において
大部分の電荷のやり取りがおこなわれて、回転感光ドラ
ム１の周面が目標帯電電位に均一に接触帯電処理され
る。

【００５４】（１）帯電部としての帯電層２ｃは印加振
動電圧のＡＣ成分により既に述べたようなメカニズムに
より図１の実線示と２点鎖線示のように振動運動を生じ
るとしても、該帯電層２ｃは支持部である発泡層２ｂに
連なる部分と離接自在で接着されていないので帯電層２
ｃのみ振動し、支持部である芯金２ａとこれと一体の発
泡層２ｂは実質的に振動せず、芯金２ａと感光ドラム１
の表面との距離Ｈ₁ は略一定に保たれる。

【００５５】つまり、重い芯金２ａもしくは該芯金を含
む支持部２ａ・２ｂは実質的に振動運動せず、質量の軽
い帯電部である帯電層２ｃのみの振動運動となり、その
ため帯電部材としての帯電ローラ２が被帯電体としての
感光ドラム１を叩くエネルギー（質量）が小さくなり、
発生帯電音は問題のないレベルまで低減化される。

【００５６】本実施例の接触帯電装置を無響室にセット
し、発生帯電音の測定をした。測定はＩＳＯ７７７９
の６項に従い行った。その結果、発生帯電音は従来のソ
リッドの帯電ローラに比べて１５〜２０ｄＢほど小さい
ものであった。また画像形成装置において、この接触帯
電装置により感光ドラム１面を帯電不良部なく均一に帯
電処理でき、良好な画像を形成し出力させることができ
た。

【００５７】なお、図１２に示すような従来のソリッド
の一体形帯電ローラ２０として、例えば芯金２１；直径９ｍｍ、長さ３３２ｍｍのステンレス
丸棒帯電層２２；カーボンを混入分散したソリッドのＥＰＤ
Ｍ導電性ゴム、体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ層厚２．５ｍｍ、長さ３１０ｍｍ帯電ローラ２０の重量１８５ｇの帯電ローラで発生帯電音を測定した。

【００５８】（２）発生帯電音を小さくできるというこ
とは、接触帯電部材に対する印加振動電圧のＡＣ成分周
波数を大きくすることができることであり、低い周波数
のときに問題となっていた「モアレ」と呼ばれる、走査
レーザー光とＡＣ成分周波数に起因する帯電むらとの干
渉による画像上のモアレ干渉縞の発生をなくすことが可
能となった。

【００５９】（３）接触帯電部材としての帯電ローラ２
が感光ドラム１を叩く力が弱まるので、クリーニングし
きれなかったトナーがローラによりドラムに押しつけら
れて発生するドラムのトナー融着現象の発生も抑えるこ
とが可能となった。

【００６０】次に、帯電部材の第２の実施例を図３、図
４に示す。

【００６１】本実施例の帯電ローラ２は、肉厚の筒状に
成形した導電性弾性層２ｄと、この導電性弾性層２ｄの
外周に一体に被覆した帯電層２ｃと、導電性弾性層２ｄ
の内空にルーズに挿入貫通させた芯金２ａとからなる。

【００６２】本実施例においては、芯金２ａが支持部で
あり、これにルーズに外嵌した導電性弾性層２ｄとこれ
に一体の被覆した帯電層２ｃが帯電部である。即ち、帯
電部の内径は支持部の外径よりも大きい。

【００６３】本実施例における帯電ローラ２の仕様は下
記の通りである。

【００６４】芯金２ａ；直径９ｍｍ、長さ３３２ｍｍ
のステンレス丸棒導電性弾性層２ｄ；カーボンを混入分散させたソリッド
のシリコンゴム内径９．５ｍｍ、外径１６ｍｍ、長さ３１０ｍｍ体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ帯電層２ｃ；カーボン混入分散させたＥＰＤＭ導電性ゴ
ム層体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ層厚８０μｍ

【００６５】この帯電ローラ２も、前述図１の帯電ロー
ラと同様に、芯金２ａの両端部を不図示の軸受け部材で
保持させ、かつ加圧バネ２３で感光ドラム１方向へ押圧
付勢させて感光ドラム１面に所定の押圧力、本実施例で
は総圧１４００ｇで圧接させてある。

【００６６】帯電ローラ２と感光ドラム１との圧接ニッ
プ部においては加圧バネ２３による押圧力で帯電層２ｃ
が感光ドラム１面に密着し、芯金２ａが導電性弾性層２
ｄの内空面に密着した状態が保たれる。

【００６７】帯電ローラ２は感光ドラム１の回転に伴い
芯金２ａにルーズに外嵌支持させたローラ状の導電性弾
性層２ｄ・帯電層２ｃあるいは芯金２ａも含めて従動回
転する。

【００６８】この帯電ローラ２には電源から、帯電ロー
ラ芯金２ａに接触させた摺動電極２４を介して、実施例
１と同様の重畳振動電圧（Ｖ_ac ＋Ｖ_dc）が印加され、
芯金２ａ・導電性弾性層２ｄを介して帯電層２ｃに電圧
がかかり、回転感光ドラム１の周面がＡＣ印加方式で目
標帯電電位に均一に接触帯電処理される。

【００６９】帯電部としての導電性弾性層２ｄ・帯電層
２ｃは印加振動電圧のＡＣ成分により前述のメカニズム
により図３の実線示と２点鎖線示のように振動運動を生
じるとしても、帯電部２ｄ・２ｃは支持部である芯金２
ａに連なる部分と離接自在で接着されていないので帯電
部である導電性弾性層２ｄ・帯電層２ｃのみ振動し、支
持部である芯金２ａは実質的に振動せず、芯金２ａと感
光ドラム１の表面との距離Ｈ₁ は略一定に保たれる。

【００７０】つまり、支持部である重い芯金２ａは実質
的に振動運動せず、それよりも質量の軽い帯電部である
導電性弾性層２ｄ・帯電層２ｃのみの振動運動となり、
そのため帯電部材としての帯電ローラ２が被帯電体とし
ての感光ドラム１を叩くエネルギー（質量）が小さくな
り、発生帯電音は問題のないレベルまで低減化される。

【００７１】本実施例の接触帯電装置を無響室にセット
し、発生帯電音の測定をした。測定はＩＳＯ７７７９
の６項に従い行った。その結果、発生帯電音は従来のソ
リッド帯電ローラに比べて１５ｄＢ〜２０ｄＢほど小さ
いものであった。また画像形成装置において、この接触
帯電装置により感光ドラム１面を帯電不良部なく均一に
帯電処理でき、良好な画像を形成し出力させることがで
きた。

【００７２】なお、導電性弾性層２ｄは、電圧を印加す
る導電性芯金２ａと帯電層２ｃが電気的に導通していれ
ば強いて導電性にする必要はなく、絶縁性であってもよ
い。要するに帯電層２ｃに対して外部からバイアスを印
加できる構成であればよい。

【００７３】帯電部材の第３の実施例を図５、図６に示
す。

【００７４】本実施例の帯電ローラ２は、ローラ状に形
成した導電性弾性層２ｄと、その両端面に一体成形で取
りつけた、軸部付きの金属フランジ２ｅと、この金属フ
ランジ２ｅ付きの導電性弾性層ローラ２ｄの外周面に接
着せずにルーズに外嵌したチューブ状の帯電層２ｃから
なる。本実施例において導電性弾性層２ｄは発泡体であ
り、２ｄ′はその発泡体の気泡である。

【００７５】本実施例においては、金属フランジ２ｅ付
きの導電性弾性層ローラ２ｄが支持部であり、これにル
ーズに外嵌したチューブ状の帯電層２ｃが帯電部であ
る。即ち、帯電部の内径は支持部の外径より大きい。

【００７６】本実施例における帯電ローラ２の仕様は下
記の通りである。

【００７７】導電性弾性層２ｄ；カーボンを混入分散さ
せた発泡スチロール外径１４ｍｍ、長さ３１０ｍｍ体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ帯電層２ｃ；カーボンを混入分散させたＥＰＤＭ導電性
ゴム層体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ層厚８０μｍ

【００７８】この帯電ローラ２は両端側のフランジ２ｅ
の各軸部を不図示の軸受け部材で保持させ、かつ加圧バ
ネ２３で感光ドラム１方向へ押圧付勢させて感光ドラム
１面に所定の押圧力、本実施例では総圧１４００ｇで圧
接させてある。

【００７９】チューブ状の帯電層２ｃは帯電ローラ２と
感光ドラム１との圧接ニップ部においては加圧バネ２３
による押圧力で導電性弾性層２ｄと感光ドラム１との間
に挟まれて両者に対して密着した状態が保たれる。帯電
ローラ２は感光ドラム１の回転に伴いチューブ状帯電層
２ｃも含めて従動回転する。

【００８０】この帯電ローラ２には電源４から加圧バネ
２３・金属フランジ２ｅを介して、実施例１と同様の振
動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が印加される。印加バイアスは導
電性弾性層２ｄ・金属フランジ２ｅを介してこれに電気
的に導通している帯電層２ｃに導かれ、回転感光ドラム
１の周面がＡＣ印加方式で目標帯電電位に均一に接触帯
電処理される。

【００８１】本実施例の場合も前述の実施例１と同様
に、帯電部としての帯電層２ｃは印加振動電圧のＡＣ成
分により前述のメカニズムにより図５の実線示と２点鎖
線示のように振動運動を生じるとしても、該帯電層２ｃ
は支持部側である導電性弾性層２ｄに連なる部分と離接
自在で接着されていないので帯電層２ｃのみ振動し、支
持部であるフランジ２ｅ付きの導電性弾性層２ｄは実質
的に振動せず、フランジ２ｅの軸部と感光ドラム１の表
面との距離Ｈ₁ は略一定に保たれる。

【００８２】つまり、支持部としてのフランジ２ｅ付き
の導電性弾性層２ｄは実質的に振動運動せず、質量の軽
い帯電部である帯電層２ｃのみの振動運動となり、その
ため帯電部材としての帯電ローラ２が被帯電体としての
感光ドラム１を叩くエネルギー（質量）が小さくなり、
発生帯電音は問題のないレベルまで低減化される。

【００８３】本実施例の接触帯電装置を無響室にセット
し、実施例１と同様に発生帯電音の測定をした。その結
果、発生帯電音は従来のソリッド帯電ローラに比べて１
５〜２０ｄＢほど小さいものであった。

【００８４】また本実施例の帯電ローラ２は実施例１の
もののようなローラ全長を貫通する重い芯金２ａがなく
帯電ローラ全体の重量がより軽いものとなるからコスト
も低減し、トナー融着現象もより軽減化される。

【００８５】また画像形成装置において、この接触帯電
装置により感光ドラム１面を帯電不良部なく均一に帯電
処理でき、良好な画像を形成し出力させることができ
た。

【００８６】帯電部材の第４実施例を図７、図８に示
す。

【００８７】本実施例は前述実施例１の帯電ローラ２に
おいて、帯電層２ｃの外周面に更に帯電層２ｃよりも体
積抵抗率の高いエピクロルヒドリンゴムや紙等の高抵抗
層２ｆを設けたものである。

【００８８】本実施例の該高抵抗層２ｆは、層厚８０μ
ｍ、体積抵抗値１０¹⁰Ωｃｍのエピクロルヒドリンゴム
層である。

【００８９】高抵抗層２ｆは感光ドラム１上のピンホー
ル部等の低耐圧欠陥部に帯電ローラが対向したときに、
そのピンホール部等に集中的に電流がリークして異常放
電が発生するのを防ぐ働きをする。

【００９０】本実施例のものも実施例１と同様に発生帯
電音が小さくなるばかりでなく、感光ドラム１にピンホ
ール等の欠陥があっても、異常放電する事なく帯電が出
来ると言うメリットがある。

【００９１】高抵抗層２ｆの外側に更に帯電ローラの内
部からの可塑剤等のしみだしを防止するためのナイロン
・トレジンなどのしみだし防止層を設けることもでき
る。なお、接離する場所は芯金２ａと発泡層２ｂとの間
に限らず、発泡層２ｂと帯電層２ｃとの間、帯電層２ｃ
と高抵抗層２ｆとの間でも良い。

【００９２】帯電部材の第５実施例を図９に示す。

【００９３】本実施例は接触帯電部材をブレード型（帯
電ブレード）としたものであり、図９は該帯電ブレード
２Ａもしくは接触帯電装置の横断面模型図である。帯電
ブレード２Ａを用いた接触帯電装置は帯電ローラを用い
たものよりも構成をより簡単なものとすることができ
る。

【００９４】帯電ブレード２Ａは、ポリスチレン・ポリ
オレフィン・ポリエステル系等の発泡層、ＥＰＤＭ・ウ
レタン等にカーボン・酸化錫等の導電粉体を分散させた
ブレード状の弾性発泡層２ｂと、この弾性発泡層２ｂの
外面を縁部だけを接着して弾性発泡層面に離接自在にル
ーズに被覆させた帯電層２ｃと、これを導電性接着剤２
ｇを介して取付け支持させた電極板２ｈからなる。

【００９５】本実施例において、弾性発泡層２ｂ・電極
板２ｈが支持部であり、帯電層２ｃが帯電部である。

【００９６】帯電ブレード２Ａの先端部をブレードの腰
に抗して感光ドラム１面に適度に圧接させた状態にして
電極板２ｇを不動部材３０に取付け固定することで帯電
ブレード２Ａを配設してある。

【００９７】帯電ブレード２Ａには電源４から電極板２
ｇを介して振動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が印加されて、回転
感光ドラム１面がＡＣ印加方式で均一に接触帯電処理さ
れる。

【００９８】本実施例の帯電ブレード２Ａも帯電部とし
ての帯電層２ｃは印加振動電圧のＡＣ成分により前述の
メカニズムにより振動運動を生じるとしても、該帯電層
２ｃは支持部側である弾性発泡層２ｂに連なる部分と離
接自在で接着されていないので帯電層２ｃのみ振動し、
支持部である弾性発泡層２ｂ・電極板２ｈは実質的に振
動せず発生帯電音は小さい。

【００９９】本実施例において、下記の仕様の帯電ブレ
ード２Ａを用いた場合の発生帯電音は従来のソリッド帯
電ローラに比べて１０〜１５ｄＢほど小さかった（印加
振動電圧は実施例１と同様）。

【０１００】弾性発泡層２ｂ；導電性粉体を分散させた
ＥＰＤＭ発泡体縦１０ｍｍ、長さ３１０ｍｍ、厚さ３ｍｍ帯電層２ｃ；カーボンを混入分散させたＥＰＤＭ導電性
ゴム層体積抵抗値１０¹⁰Ωｃｍ層厚８０μｍ帯電ブレード２Ａの自由長５ｍｍ感光ドラム１への押し当て総圧７００ｇ

【０１０１】従って、帯電ブレード２Ａにおいても帯電
音の低減化ができ、また帯電ブレード２Ａの感光ドラム
１への押し当て圧をブレードの腰を利用して制御できる
という利点がある。

【０１０２】次に、上述したような帯電部材をプロセス
カートリッジに組み入れた例を図１０に示す。

【０１０３】本実施例は接触帯電部材もしくは接触帯電
装置を像担持体の帯電手段として用いている画像形成装
置のプロセスカートリッジである。

【０１０４】本実施例のプロセスカートリッジは、像担
持体としての回転ドラム型の電子写真感光体１、帯電部
材としての帯電ローラ２、現像器６０、クリーニング器
９０の４つのプロセス機器を包含させてなるものであ
る。本プロセスカートリッジは少なくとも像担持体と帯
電部材とを備えていれば良い。

【０１０５】帯電ローラ２は実施例１乃至実施例４と同
様の構成のものである。

【０１０６】現像器６０において、６は現像スリーブ、
６１は現像剤（トナー）Ｔの収容容器、６２は該容器６
１内のトナー撹拌棒であり、トナーＴを撹拌すると共に
現像スリーブ方向へ送り出す役目をしている。６３は現
像スリーブ６上にトナーＴを均一な厚みにコートするた
めの現像ブレードである。

【０１０７】クリーニング器９０において、９はクリー
ニングブレード、９１はクリーニングブレード９で回収
されたトナーを溜めるトナー溜である。

【０１０８】１１はプロセスカートリッジのドラムシャ
ッターであり、実線示の閉じ状態から２点鎖線示のよう
に開き状態に開閉自在である。プロセスカートリッジを
画像形成装置本体（不図示）から取り出した状態におい
ては実線示の閉じ状態にあり、感光ドラム１の外部露出
部分面を隠して感光ドラム面を保護している。

【０１０９】プロセスカートリッジを画像形成装置本体
に装着するときはシャッター１１を２点鎖線示のように
開き状態にする。或いはプロセスカートリッジの装着過
程でシャッター１１が自動的に開き動作し、プロセスカ
ートリッジが正規に装着されると、感光ドラム１の外部
露出部分面が画像形成装置本体側の転写ローラ８に圧接
した状態になる。

【０１１０】またプロセスカートリッジと画像形成装置
本体とが機械的・電気的にカップリングして、画像形成
装置本体側の駆動機構でプロセスカートリッジ側の感光
ドラム１・現像スリーブ６・撹拌棒６２等の駆動が可能
となり、また画像形成装置本体側の電気回路によりプロ
セスカートリッジ側の帯電ローラ２への帯電バイアスの
印加、現像スリーブ６への現像バイアスの印加等が可能
となり、画像形成動作を実行できる状態になる。

【０１１１】１２はプロセスカートリッジのクリーニン
グ器９０と現像器６０との間に設けた露光用通路であ
り、画像形成装置本体側のレーザースキャナ（不図示）
からの出力レーザー光５がこの露光用通路１２を通して
プロセスカートリッジ内に入光して回転感光ドラム１面
が走査露光される。

【０１１２】帯電ローラ２は前述したように振動電圧を
印加しても帯電音の発生がほとんどないので、帯電音の
実質的にない、非常にコンパクトなプロセスカートリッ
ジを構成することが可能である。

【０１１３】次に、図１、図２に示す帯電部材の第１実
施例において、帯電部材の帯電部の好ましい厚さについ
て検討する。

【０１１４】図２に於て、感光ドラム１に当接する該帯
電部の厚みをｔとし、芯金２ａに連なる弾性層２ｂの表
面、即ち支持部の表面と帯電部材回転中心からの距離を
ｄとした時、厚み比ｄ／ｔを変化させたときの帯電音
と、帯電不良の結果を図１３に示す。図に於て、横軸は
厚み比ｄ／ｔを示し、左の縦軸は帯電音、右の縦軸は帯
電不良の程度を示す。ランク１が一番良くて、ランク４
は帯電不良の程度が一番悪いことを示す。Ａ４サイズの
画像を転写材上に形成した場合、直径０．５ｍｍ以下の
黒ポチが５個以内あった時ランク１とし、５個より多く
１０個以内あった時ランク２、１０個より多く１５個以
内あった時ランク３、１５個より多い時ランク４とす
る。

【０１１５】帯電音の測定は、ＩＳＯ７７７９の６項
に従い行った。その結果、ｄを５．３ｍｍ、ｔを０．０
８０ｍｍとした時に、ｄ／ｔは６６．３となり、その時
の帯電音は４２ｄＢになった。その他の条件は以下の通
りである。一次帯電周波数ｆ＝４００Ｈｚ一次電圧のピークツピーク＝２．０ｋＶ帯電ローラのＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋ＝４５° 空隙率ＶＨ／ＶＴ（後述）＝０．４２

【０１１６】上記の条件で厚み比ｄ／ｔを更に変化させ
たとろこ、厚み比ｄ／ｔが２以下になると帯電音は５０
ｄＢを越えてしまい、実用上は問題にならないが、かな
り気になるレベルになる。また厚み比ｄ／ｔが１０より
大きければ、帯電音は４７ｄＢより小さくなり、全く問
題にならないレベルになる。一方厚み比ｄ／ｔが２００
〜５００の範囲では、帯電層２ｃは薄くなるため、交流
バイアスを印加したときに、あまりに容易に振動し、帯
電ローラと感光ドラム間の距離が一定に保たれず、帯電
レベルが不良気味になり、帯電不良のランクもレベル２
になる。このレベルでは実用上は問題無いが、厚み比ｄ
／ｔが５００以上になると、帯電不良のレベルもランク
３になってしまい問題になる。従って、厚み比ｄ／ｔの
範囲は、帯電音と帯電不良の関係から２＜ｄ／ｔ＜５００が良く更に望ましくは１０＜ｄ／ｔ＜２００が良い。

【０１１７】次に、帯電部材の空隙率について好ましい
範囲を検討する。

【０１１８】図１４（ａ）のＶＨ１は発泡層２ｂと帯電
層２ｃの内面の間にある空隙の体積を示し、ＶＨ２は発
泡層２ｂ内部の空隙の全体積を示す。従って帯電部材内
の全空隙は以下のようになる。ＶＨ＝ＶＨ１＋ＶＨ２

【０１１９】図１４（ｂ）に於て、Ｌは帯電ローラの帯
電部の長さ、Ｄは直径を示す。そして帯電ローラの帯電
部の体積をＶＴとすると、ＶＴ＝π（１／２×Ｄ）² ×Ｌと表すことが出来る。更に空隙率をＶＨ／ＶＴとすると
空隙率は以下のように表される。ＶＨ／ＶＴ＝（ＶＨ１＋ＶＨ２）／｛π（１／２×Ｄ）² ×Ｌ｝

【０１２０】次に、空隙率ＶＨ／ＶＴを変化させて帯電
音を測定したところ帯電音は図１５に示す結果になっ
た。図に於て、縦軸は帯電音、横軸は空隙率ＶＨ／ＶＴ
を示す。測定はＩＳＯ７７７９の６項に従い行った。
その他の条件は以下の通りである。

【０１２１】一次帯電周波数ｆ＝４００Ｈｚ一次電圧のピークツピーク＝２．０ｋＶ帯電ローラのＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋ＝４５° 厚み比ｄ／ｔ＝６６．３その結果、空隙率ＶＨ／ＶＴが０．３より以下だと帯電
音は５０ｄＢを越えてしまい、実用上は問題にならない
が、かなり気になるレベルになる。また空隙率ＶＨ／Ｖ
Ｔが０．４より大きければ、帯電音は４７ｄＢより小さ
くなり、全く問題にならないレベルになる。従って、空
隙率ＶＨ／ＶＴの範囲は、帯電音の関係から空隙率ＶＨ／ＶＴ＞０．３が良く更に望ましくは空隙率ＶＨ／ＶＴ＞０．４が良い。

【０１２２】次に、帯電部材に印加する振動電圧の周波
数の好ましい範囲について検討する。

【０１２３】図１６は一次電源周波数ｆを変化させたと
きの帯電音を、従来のソリッド帯電ローラと本発明の帯
電ローラで比較した結果を表すグラフである。測定はＩ
ＳＯ７７７９の６項に従い行った。その他の条件は以下
の通りである。

【０１２４】一次電圧のピークツピーク＝２．０ｋＶ帯電ローラのＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋ＝４５° 厚み比ｄ／ｔ＝６６．３空隙率ＶＨ／ＶＴ＝０．４２上記の条件で一次電源周波数ｆを変化させたところ、一
次電源周波数ｆが１５００Ｈｚ以上２０００Ｈｚ以下だ
と帯電音は５０ｄＢを越えてしまい、実用上は問題にな
らないが、かなり気になるレベルになる。また一次電源
周波数ｆが１００Ｈｚより小さいか２５００Ｈｚよりも
大きいと、従来例では最悪６０ｄＢを越えていたもの
が、本実施例では、帯電音は４７ｄＢより小さくなり、
全く問題にならないレベルになる。従って、一次電源周
波数ｆの範囲は、帯電音の関係からｆ＜１５００Ｈｚまたはｆ＞２０００Ｈｚが良く更に望
ましくはｆ＜１０００Ｈｚまたはｆ＞２５００Ｈｚが良い。

【０１２５】次に、帯電ローラの硬度の好ましい範囲に
ついて検討する。

【０１２６】図１７は帯電ローラ２の硬度を変化させた
ときの帯電音を表すグラフである。帯電音の測定はＩＳ
Ｏ７７７９の６項に従い行った。また帯電ローラ２の
硬度の測定方法を図１８に示す。図に於て１４は帯電ロ
ーラ２の芯金２−３を支えるための支持台であり、１５
は硬度測定器である。これは図に示すように、常に３０
０ｇの加重を印加して帯電ローラ２の硬度を測定するも
のである。その他の条件は以下の通りである。

【０１２７】一次電源周波数ｆ＝４００Ｈｚ一次電圧のピークツピーク＝２．０ｋＶ厚み比ｄ／ｔ＝６６．３空隙率ＶＨ／ＶＴ＝０．４２上記の条件で帯電ローラ２のＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋを変
化させたところ、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋが７０°を越え
ると、帯電音は５０ｄＢを越えてしまい、実用上は問題
にならないが、かなり気になるレベルになる。またＡＳ
ＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋが３°よりも小さいと、帯電ローラ２
の表面にシワが発生し、実用上問題ならないが、若干の
帯電不良が起きる。またＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋが６０°
以下では、帯電音は４７ｄＢで全く問題無いレベルにな
る。更にＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋが５°よりも大きいと、
帯電ローラ２の表面にシワは全く発生せず、帯電不良は
発生しない。従って、帯電ローラ２のＡＳＫＥＲ−Ｃ硬
度Ｋの範囲は、帯電音と帯電不良の関係からの関係から３°＜Ｋ７０°が良く更に望ましくは５°＜Ｋ＜６０°が良い。

【０１２８】なお、上述したような、被帯電体に接触す
る帯電部の厚さ、帯電部材の空隙率、振動電圧の周波
数、帯電部材の硬度の好ましい範囲は、図３〜図９に示
す実施例についてもほぼ同様である。

【０１２９】既に示した帯電ローラは例えば図１、図２
に示すように芯金２ａの両端部を加圧バネ２３で押圧し
ているが、このバネ２３の圧力が弱いと帯電ローラ２と
感光ドラム１の間に異物が入りこんだ時両者間に隙間が
生じてしまう。その結果帯電ぬけが起きることがあっ
た。また、逆にバネ２３の圧力が強いと帯電ローラ２の
両端が強く押されることにより帯電ローラ２の中央部が
感光ドラム１表面から離れてしまい、中央部で帯電ぬけ
が生じる問題があった。これらの帯電ぬけを防止するた
めには帯電ローラを感光ドラムへ強い圧力で押し当てる
と共にローラとドラムのニップをその長手方向で一様に
することが望ましい。そこで上記問題点を解決するため
に、帯電ローラの直径をその両端部からその中央部に向
かうにつれてしだいに大きくする、クラウン形状の帯電
ローラを用いるのが好ましい。

【０１３０】以下にこのクラウン形状の帯電ローラにつ
いて説明する。

【０１３１】図１９において、鉄、ＳＵＳ等からなる芯
金２ａはあらかじめクラウン形状に研磨してあり、チュ
ーブ状の発泡層２ｂに圧入する。その後チューブ状の帯
電層２ｃをかぶせてクラウン形状とする。

【０１３２】このように形成されるクラウン形状のロー
ラを用いることによりたとえローラ両端への加圧力を強
くしても、中央部での芯金のたわみによる中央部の浮き
がなくなり、またトナー・紙粉等がニップ部に入り込ん
でもローラが感光体表面から浮くことがなくなった。発
泡層２ｂの代わりにサーモプラスチックエラストマやゴ
ムを用いれば加硫、発泡の工程を省くことができる。

【０１３３】また、前記のように芯金２ａをクラウン形
状とする代わりに、芯金２ａをストレート（長手方向に
おいて直径が同じ）として芯金２ａの上に発泡層２ｂを
かぶせた後、発泡層２ｂを研磨することによりクラウン
形状とすることも可能である。

【０１３４】更に、図１９において、支持部材である
鉄、ＳＵＳの芯金の代わりに導電性モールド軸を使うこ
ともできる。このように支持部材を導電性樹脂のモール
ド軸にすることによって、量産化が容易になり、また、
クラウン形状に研磨する工程を省略できる。さらに、金
属製の芯金に比べて軽量であるといった利点がある。

【０１３５】また、図１９の帯電層２ｃの上に帯電層２
ｃよりも体積抵抗率の大きい、Ｎ−メトキシメチル化ナ
イロン、ポリウレタン等の高抵抗樹脂層２ｆを設けても
良い。このように樹脂層でコートすることで表面が滑ら
かになり、帯電ローラ表面をクリーニングすることが容
易になる。クリーニング方法としてローラ表面に、スポ
ンジ部材を軽く加圧接触させたり、別のクリーニングロ
ーラを接触回転させることができる。本実施例において
も、ローラはクラウン形状であるが、スポンジ層に導電
性チューブを被覆した後で、樹脂液に浸し、乾燥させれ
ば、容易に表層に樹脂層をコートできる。また、熱収縮
性のチューブを使用してもクラウン形状のローラの表層
に樹脂層を設けることは容易にできる。

【０１３６】更に、芯金や発泡層をストレート形状とし
てチューブ状帯電層をクラウン形状とすることもでき
る。

【０１３７】もちろん図３〜図６に示す帯電部材をクラ
ウン形状としても良い。

【０１３８】なお、クラウン形状としては帯電部材の端
部の外径に対して帯電部材の中央部の外径を２％以内で
増加させるのが良い。

【０１３９】なお、以上に示した帯電部材において、帯
電部と支持部は分離しているため帯電部材が、像担持体
の回転に縦動してゆくに連れて、表層部材のみが長手方
向において、最初の位置からずれて、画像領域外に移動
してゆき、帯電不良を起こすという問題があった。

【０１４０】従って、本実施例では帯電部材の支持部材
である芯金の端部に表層部材の長手位置ずれを防止する
部材を設ける。

【０１４１】図２０（ａ）は帯電部材周辺の略断面図で
あり、図２０（ｂ）、図２１は帯電部材端部付近の正面
図である。芯金２ａの端部は軸受２５によって支持され
る。表層部材２ｃの長手位置ずれ防止部材２６は、図２
０（ｂ）に示すように、帯電部材２の長手両端部に芯金
２ａと一体に設けられており、図２０（ａ）中の、芯金
から表層部材２ｃ内部までの最大距離Ｌ₁ よりおおき
く、芯金から像担持体までの距離Ｌ₂ より小さくなけれ
ばならない。また、Ｌ₁ ＞Ｌ₂ の場合は、図２１に示す
ように、前記防止部材２６の半径ｒは、ｒ＞Ｌ₁ を満た
した上で、像担持体に前記防止部材２６が当接する部分
での、像担持体の外径を小さくしてもよい。ここでは、
前記防止部材２６は、表層部材２ｃとほぼ同じ速度で回
転するため、前記防止部材２６と表面部材との間での摺
擦はなく、表面部材端部の損傷を避けられる。前記防止
部材２６は、表層部材２ｃが、像担持体１の回転に縦動
して回転し、それにつれて、長手方向の左右のいずれか
に移動するのを阻止する。なお、帯電部材２の長手のず
れ方向が、一方向のみの場合は、前記防止部材２６は、
帯電部材２の片端部のみに設けるだけでも良い。本実施
例により、表層部材２ｃの長手方向へのずれを防止する
ことができ、これにより、帯電不良のない画像を得るこ
とが可能になった。

【０１４２】帯電部材の他の実施例を示す。図２２
（ａ）は帯電部材周辺の略断面図であり、図２２（ｂ）
は帯電部材端部付近の斜視図である。

【０１４３】本実施例によるところの表層部材２ｃの長
手位置ずれ防止部材２６は、図２２（ｂ）に示すよう
に、帯電部材２の長手両端部に設けられており、帯電部
材２の芯金２ａと一体化した段差を持った回転体であ
る。これに表層部材２ｃとほぼ同径の輪状の補助部材２
７を設けることにより、表層部材２ｃが、像担持体１の
回転に縦動して回転し、それにつれて、長手方向の左右
のいずれかに移動するのを阻止する。本実施例では、前
記補助部材２７が、表面部材２ｃと同じ速度で回転する
ため、表面部材端部の損傷はなく、また、前記実施例の
図２０中に示したＬ₁ 、Ｌ₂ の大きさにかかわらず、像
担持体の径の一部を変えることもなく、表層部材２ｃ
が、像担持体１の回転に縦動して回転し、それにつれ
て、長手方向の左右のいずれかに移動するのを阻止す
る。なお、帯電部材２の長手のずれ方向が、一方向のみ
の場合は、前記防止部材２６は、帯電部材２の片端部の
みに設けるだけでも良い。本実施例により、表層部材２
ｃの長手方向へのずれを防止することができ、これによ
り、帯電不良のない画像を得ることが可能になった。

【０１４４】帯電部材の他の実施例を示す。図２３
（ａ）は帯電部材周辺の略断面図であり、図２３（ｂ）
は帯電部材端部付近の正面図である。

【０１４５】本実施例によるところの表層部材２ｃの長
手位置ずれ防止部材２８は、図２３（ｂ）に示すよう
に、帯電部材２の長手両端部に芯金２ａと一体に設けら
れており、図２３（ａ）に示すように、羽根車になって
いる。この羽根車の羽根の長さは、表層部材２ｃの半径
より大きいため、表層部材２ｃが長手方向の左右のいず
れかに移動するのを阻止するが、像担持体との当接部で
も、弾性体でできているため無理なく回転できる。な
お、帯電部材２の長手のずれ方向が、一方向のみの場合
は、前記防止部材２８は、帯電部材２の片端部のみに設
けるだけでも良い。本実施例により、表層部材２ｃの長
手方向へのずれを防止することができ、これにより、帯
電不良のない画像を得ることが可能になった。

【０１４６】図２４（ａ）、図２４（ｂ）に帯電装置の
他の実施例を示す。

【０１４７】本実施例によるところの表層部材２ｃの長
手位置ずれ防止部材２９は、図２４（ｂ）に示すよう
に、帯電部材２の長手両端部に設けられており、表層部
材２ｃが、像担持体１の回転に縦動して回転し、それに
つれて、長手方向の左右のいずれかに移動するのを阻止
する。なお、帯電部材２の長手のずれ方向が、一方向の
みの場合は、前記防止部材２９は、帯電部材２の片端部
のみに設けるだけでも良い。図２４（ａ）に示すよう
に、位置ずれ防止部材２９の大きさは、表層部材２ｃの
断面を覆うが、像担持体１との当接部付近では覆わな
い。本実施例では、直径１２ｍｍの表層部材２ｃに対し
て、前記防止部材２９として１５×１５×１２ｍｍの変
性ポリフェニレンオキサイドの樹脂の板を用いた。本実
施例により、表層部材２ｃの長手方向へのずれを防止す
ることができ、これにより、帯電不良のない画像を得る
ことが可能になった。

【０１４８】図２５（ａ）、図２５（ｂ）の帯電装置の
他の実施例を示す。

【０１４９】本実施例によるところの表層部材２ｃの長
手位置ずれ防止部材２９は、図２５（ｂ）に示すよう
に、帯電部材２の長手両端部に設けられており、表層部
材２ｃが、像担持体１の回転に縦動して回転し、それに
つれて、長手方向の左右のいずれかに移動するのを阻止
する。本実施例では、前記防止部材２９はその一部に曲
面を有しており、これにより、表層部材２ｃが、前記防
止部材２９に接触しながら回転しても、前記防止部材２
９の当接端部Ｆではスムーズに当接できるため、表層部
材２ｃ端部の破損を防止できる。なお、帯電部材２の長
手のずれ方向が、一方向のみの場合は、前記防止部材２
９は帯電部材２の片端部のみに設けるだけでも良い。本
実施例により、表層部材２ｃの長手方向へのずれを防止
することができ、かつ、表層部材２ｃ端部の破損も防止
でき、これにより、帯電不良のない画像を得ることが可
能になった。

【０１５０】図２６（ａ）、図２６（ｂ）に帯電装置の
更に他の実施例を示す。

【０１５１】本実施例において、防止部材２９は、帯電
部材２の長手両端部に設けられており、前記防止部材２
９の表層部材２ｃとの当接面は、多数の曲面を有してお
り、これにより、表層部材２ｃの回転による前記帯電部
材２との摺擦は、接触面積が少なく、かつ、スムーズで
あり、表層部材２ｃが、像担持体１の回転に縦動して回
転し、それにつれて、長手方向の左右のいずれかに移動
するのを阻止する。なお、帯電部材２の長手のずれ方向
が、一方向のみの場合は、前記防止部材２９は帯電部材
２の片端部のみに設けるだけでも良い。本実施例によ
り、表層部材２ｃの長手方向へのずれを防止することが
でき、かつ、表層部材２ｃ端部の破損も防止でき、これ
により、帯電不良のない画像を得ることが可能になっ
た。

【０１５２】以上に示した帯電部材において、帯電ロー
ラの長手方向の一方の端部ともう一方の端部とにおいて
バネ２３の押圧力が均一に保たれていないような場合に
は、帯電部と支持部にねじれが入ることがあった。例え
ば図１においては発泡層２ｂとチューブ状帯電層２ｃと
の間にねじれが入ることがあった。従って、帯電部材と
感光ドラム表面との間の均一な接触が保たれなくなり、
図２７に示すような帯電不良３１が発生することがあっ
た。この問題点を解決するために帯電部と支持部とを一
部接着すれば良い。以下にこの例を示す。図２８に帯電
部材の正面図を示す。ここで、２ｉは抵抗層と発泡層間
の隙間である。そして発泡層２ｂの付いた芯金２ａを、
チューブ状の帯電層２ｃに押し込んだ後、その端部のみ
をつなぎ部材２ｊで両者を接着したものである。

【０１５３】このような構成になっているため、帯電ロ
ーラが回転する際に、帯電層２ｃや発泡層２ｂ′がスラ
スト方向にずれたり、捻れたりする事は無くなった。

【０１５４】また、端部のごく一部しか接着しないため
に、実質的に芯金と抵抗層は分離しており、芯金は抵抗
層に引っ張られて振動することもなく、帯電音も目だた
ない。

【０１５５】更に図２９で示すように、帯電層２ｃと柔
軟層（発泡層と同等に柔らかい層）２ｂが対向ｏｒ接触
する全面積に対する非接着部分の面積比＝非接着面積比
をｗとすると、ｗは次のように表すことが出来る。

【０１５６】

【外１】ここで

【０１５７】

【外２】は、帯電層２ｃと柔軟層２ｂが接着している全面積を表
し、

【０１５８】

【外３】は、帯電層２ｃと柔軟層２ｂが接着していない全面積を
表す。また１は帯電ローラの直径を示す。

【０１５９】そして図３０に、非接着面積比Ｗを変化さ
せたときの帯電音の測定結果を示す。図に於て、縦軸は
帯電音を表し、横軸は非接着面積比Ｗを表す。この図か
らも明らかなように、非接着面積比Ｗが０．２よりも大
きくなると、帯電音は妥当な許容レベルの５０ｄＢを切
ることが解る。従って非接着面積比Ｗは次の関係を満た
す必要がある。Ｗ≧０．２

【０１６０】図３１（ａ）から図３１（ｃ）に帯電部材
のその他の実施例を示す。図３１（ａ）に於て、つなぎ
部材２ｊは帯電ローラの軸方向片側のみである。抵抗層
２ｋは帯電層２ｃより体積抵抗率の大きく、エピクロル
ヒドリンゴムから成る。この位置は、抵抗層２ｋがスラ
スト方向へ移動する上流側に設置してある。図に於て
は、抵抗層２ｋは向かって右側から左側へ移動しようと
している。図３１（ｂ）はつなぎ部材２ｊを帯電ローラ
軸方向中央に配置した場合を示す。この場合は帯電ロー
ラの向きは気にしなくても良い。また２ｍは、Ｎ−メト
キシメチル化ナイロンにカーボンを分散させた保護層
で、抵抗層２ｋからのオイル等の染みだしに依る、感光
ドラムの汚染を防止している。２ｃは導電層であり、発
泡層２ｂ中の気泡２ｂ′が余り大きくて抵抗層２ｋへの
電荷の移動がスムーズにいかなく成る場合でも均一帯電
を保証するための層である。

【０１６１】このような構成になっているため、抵抗層
２ｋのズレ、ネジレに依る帯電不良をばかりでなく、製
造行程の簡略化、更には、帯電ローラの感光ドラム汚染
も防止できるようになった。

【０１６２】発泡層２ｂは必ずしも導電体である必要は
なく、絶縁体であっても図３１（ｃ）のように、導電層
２ｃが、柔軟な導電性ゴム２ｎ等で芯金２ａと導通して
おればよい。

【０１６３】図３２は芯金２ａと発泡層２ｂが分離して
いる場合を示す。つなぎ部材２ｊは芯金と発泡層を端部
にてつないでいる。このような構成になっているため、
帯電ローラが回転する際に、抵抗層２ｋや発泡層２ｂが
スラスト方向にずれたり、捻れたりする事は無くなっ
た。

【０１６４】また、端部のごく一部した接着しないため
に、実質的に芯金と抵抗層は分離しており、芯金は抵抗
層に引っ張られて振動することもなく、帯電音も目だた
ない。

【０１６５】更に、芯金は剛体なので後から、円筒状の
発泡層に挿入し易いと言う利点もある。

【０１６６】以上本発明は、上記実施例に限られるもの
ではなく、本発明の技術思想内においてあらゆる変形が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の接触帯電部材（帯電ローラ）も
しくは接触帯電装置の横断面模型図。

【図２】該装置の一端側の縦断面模型図。

【図３】第２の実施例の接触帯電部材（帯電ローラ）も
しくは接触帯電装置の横断面模型図。

【図４】該装置の一端側の縦断面模型図。

【図５】第３の実施例の接触帯電部材（帯電ローラ）も
しくは接触帯電装置の横断面模型図。

【図６】該装置の一端側の縦断面模型図。

【図７】第４の実施例の接触帯電部材（帯電ローラ）も
しくは接触帯電装置の横断面模型図。

【図８】該装置の一端側の縦断面模型図。

【図９】第５の実施例の接触帯電部材（帯電ローラ）も
しくは接触帯電装置の横断面模型図。

【図１０】第６の実施例のプロセスカートリッジの横断
面模型図。

【図１１】接触帯電装置を用いた画像形成装置の一例の
概略構成図。

【図１２】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）は帯電音発生のメカ
ニズムの説明図。

【図１３】ｄ／ｔと帯電音もしくは帯電不良レベルの関
係を示すグラフ。

【図１４】帯電部材の断面図及び正面図。

【図１５】空隙率と帯電音の関係を示すグラフ。

【図１６】帯電周波数と帯電音の関係を示すグラフ。

【図１７】帯電部材の硬度と帯電音の関係を示すグラ
フ。

【図１８】帯電部材の硬度の測定方法を示す説明図。

【図１９】帯電部材の製造方法を示す正面図。

【図２０】帯電部材の断面図及び端部付近正面図。

【図２１】帯電部材の端部付近正面図。

【図２２】帯電部材の断面図及び端部付近斜視図。

【図２３】帯電部材の断面図及び正面図。

【図２４】帯電部材の断面図及び正面図。

【図２５】帯電部材の断面図及び端部正面図。

【図２６】帯電部材の断面図及び端部正面図。

【図２７】転写材上の帯電不良を示す平面図。

【図２８】帯電部材の正面図。

【図２９】帯電部材の正面図。

【図３０】非接着面積比と帯電音の関係を示すグラフ。

【図３１】帯電部材の正面図。

【図３２】帯電部材の正面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者櫻井和重東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大久保正晴東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者緒方寛明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者清水康史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に接触する帯電部と、上記帯電部を支持する支持部であって、弾性層と、この
弾性層を支持する支持部材と、を備える支持部と、を有し、被帯電体を帯電するために被帯電体に接触可能
な帯電部材において、上記帯電部と上記支持部は接離可能であり、上記帯電部
の内径は上記支持部の外径よりも大きいことを特徴とす
る帯電部材。
【請求項２】被帯電体と、上記被帯電体に接触する帯電部と、上記帯電部を支持す
る支持部であって、弾性層と、この弾性層を支持する支
持部材と、を備える支持部と、を有し、上記被帯電体を
帯電するために上記被帯電体に接触可能な帯電部材と、を有する帯電装置において、上記帯電部と上記支持部は接離可能であり、上記帯電部
の内径は上記支持部の外径よりも大きいことを特徴とす
る帯電装置。
【請求項３】画像形成装置に着脱可能なプロセスカー
トリッジであって、像担持体と、上記像担持体に接触する帯電部と、上記帯電部を支持す
る支持部であって、弾性層と、この弾性層を支持する支
持部材と、を備える支持部と、を有し、上記像担持体を
帯電するために上記像担持体に接触可能な帯電部材と、を有するプロセスカートリッジにおいて、上記帯電部と上記支持部は接離可能であり、上記帯電部
の内径は上記支持部の外径よりも大きいことを特徴とす
るプロセスカートリッジ。
【請求項４】上記プロセスカートリッジは、上記像担
持体に形成された潜像をトナーによって現像する現像手
段を有することを特徴とする請求項３のプロセスカート
リッジ。
【請求項５】像担持体と、上記像担持体に接触する帯
電部と、上記帯電部を支持する支持部であって、弾性層
と、この弾性層を支持する支持部材と、を備える支持部
材と、を有し、上記像担持体を帯電するために上記像担
持体に接触可能な帯電部材と、を有する画像形成装置において、上記帯電部と上記支持部は接離可能であり、上記帯電部
の内径は上記支持部の外径よりも大きいことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項６】上記帯電部は、チューブ状であることを
特徴とする請求項５の画像形成装置。
【請求項７】上記帯電部は、上記像担持体に近づくに
つれて導電層と、この導電層よりも体積抵抗率が大きい
抵抗層と、を有することを特徴とする請求項５又は６の
画像形成装置。
【請求項８】上記帯電部の厚さをｔ、上記帯電部材の
回転中心から上記支持部の表面までの距離をｄとすると
２＜ｄ／ｔ＜５００を満たすことを特徴とする請求項５
乃至７の画像形成装置。
【請求項９】上記帯電部材の体積をＶＴ、上記帯電部
材内部の空隙の体積をＶＨとするとＶＨ／ＶＴ＞０．３
を満たすことを特徴とする請求項５乃至８の画像形成装
置。
【請求項１０】上記帯電部材は、振動電圧が印加され
ることを特徴とする請求項５乃至９の画像形成装置。
【請求項１１】上記振動電圧の周波数ｆはｆ＜１５０
０Ｈｚ、またはｆ＞２０００Ｈｚを満たすことを特徴と
する請求項１０の画像形成装置。
【請求項１２】上記帯電部材のＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋ
は３°＜Ｋ＜７０°を満たすことを特徴とする請求項５
乃至１１の画像形成装置。
【請求項１３】上記帯電部材の外径は、その長手方向
において端部から中央部に向かうにつれてしだいに大き
くなることを特徴とする請求項５乃至１２の画像形成装
置。
【請求項１４】上記振動電圧は、上記像担持体の帯電
開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧を有することを特
徴とする請求項１０又は１１の画像形成装置。
【請求項１５】上記装置は、上記帯電部材の長手方向
端部付近に、上記帯電部と上記支持部との間の上記長手
方向の相対移動を規制する規制部材を有することを特徴
とする請求項５乃至１４の画像形成装置。
【請求項１６】上記帯電部と上記支持部が互いに対向
ｏｒ接触する全面積に対する接着されていない部分の面
積の割合ＷはＷ≧０．２を満たすことを特徴とする請求
項５乃至１５の画像形成装置。
【請求項１７】被帯電体に接触する帯電部であって、
帯電体に接触する表層と、この表層に対して被帯電体と
は逆側に設けられた弾性層と、を備える帯電部と、上記帯電部を支持する支持部と、を有し、被帯電体を帯電するために被帯電体に接触可能
な帯電部材において、上記帯電部と上記支持部は接離可能であり、上記帯電部
の内径は上記支持部の外径よりも大きいことを特徴とす
る帯電部材。
【請求項１８】被帯電体と、上記被帯電体に接触する表層とこの表層に対して上記被
帯電体とは逆側に設けられた弾性層とを備える帯電部
と、上記帯電部を支持する支持部と、を有し、上記被帯電体を帯電するために上記被帯電体に
接触可能な帯電部材と、を有する帯電部材において、上記帯電部と上記支持部は接離可能であり、上記帯電部
の内径は上記支持部の外径よりも大きいことを特徴とす
る帯電装置。
【請求項１９】画像形成装置に着脱可能なプロセスカ
ートリッジであって、像担持体と、上記被帯電体に接触する表層とこの表層に対して上記被
帯電体とは逆側に設けられた弾性層とを備える帯電部
と、上記帯電部を支持する支持部と、を有し、上記像担持体を帯電するために上記像担持体に
接触可能な帯電部材と、を有するプロセスカートリッジにおいて、上記帯電部と上記支持部は接離可能であり、上記帯電部
の内径は上記支持部の外径よりも大きいことを特徴とす
るプロセスカートリッジ。
【請求項２０】上記プロセスカートリッジは、上記像
担持体に形成された潜像をトナーによって現像する現像
手段を有することを特徴とする請求項１９のプロセスカ
ートリッジ。
【請求項２１】像担持体と、上記被帯電体に接触する表層とこの表層に対して上記被
帯電体とは逆側に設けられた弾性層とを備える帯電部
と、上記帯電部を支持する支持部と、を有し、上記像担持体を帯電するために上記像担持体に
接触可能な帯電部材と、を有する画像形成装置において、上記帯電部と上記支持部は接離可能であり、上記帯電部
の内径は上記支持部の外径よりも大きいことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２２】上記帯電部は、チューブ状であること
を特徴とする請求項２１の画像形成装置。
【請求項２３】上記帯電部は、上記像担持体に近づく
につれて導電層と、この導電層よりも体積抵抗率が大き
い抵抗層と、を有することを特徴とする請求項２１又は
２２の画像形成装置。
【請求項２４】上記帯電部の厚さをｔ、上記帯電部材
の回転中心から上記支持部の表面までの距離をｄとする
と２＜ｄ／ｔ＜５００を満たすことを特徴とする請求項
２１乃至２３の画像形成装置。
【請求項２５】上記帯電部材の体積をＶＴ、上記帯電
部材内部の空隙の体積をＶＨとするとＶＨ／ＶＴ＞０．
３を満たすことを特徴とする請求項２１乃至２４の画像
形成装置。
【請求項２６】上記帯電部材は、振動電圧が印加され
ることを特徴とする請求項２１乃至２５の画像形成装
置。
【請求項２７】上記振動電圧の周波数ｆはｆ＜１５０
０Ｈｚ、またはｆ＞２０００Ｈｚを満たすことを特徴と
する請求項２６の画像形成装置。
【請求項２８】上記帯電部材のＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｋ
は３°＜Ｋ＜７０°を満たすことを特徴とする請求項２
１乃至２７の画像形成装置。
【請求項２９】上記帯電部材の外径は、その長手方向
において端部から中央部に向かうにつれてしだいに大き
くなることを特徴とする請求項２１乃至２８の画像形成
装置。
【請求項３０】上記振動電圧は、上記像担持体の帯電
開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧を有することを特
徴とする請求項２６乃至２７の画像形成装置。
【請求項３１】上記装置は、上記帯電部材の長手方向
端部付近に、上記帯電部と上記支持部との間の上記長手
方向の相対移動を規制する規制部材を有することを特徴
とする請求項２１乃至３０の画像形成装置。
【請求項３２】上記帯電部と上記支持部が互いに対向
ｏｒ接触する全面積に対する接着されていない部分の面
積の割合ＷはＷ≧０．２を満たすことを特徴とする請求
項２１乃至３１の画像形成装置。