JPH06337570A

JPH06337570A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH06337570A
Application number: JP12926993A
Authority: JP
Inventors: Masanori Matsuda; 政準松田; Eiji Goto; 英治後藤; Akinori Nishida; 昭憲西田
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】感光体に従動する可撓性の中空導電性ローラ
１と、該中空導電性ローラ内に同軸に且つ相互に回転可
能に設けられた導電性ブラシローラ３とから成り、該導
電性ブラシローラを介して中空導電性ローラに帯電電圧
を印加し、該中空導電性ローラを感光体に物理的に接触
させて回転させながら感光体の帯電を行う帯電装置にお
いて、前記導電性ブラシローラ３を、感光体の移動速度
の0.９乃至0.９５倍の周速度で回転させることを特徴と
する。【効果】感光体表面と接触する可撓性の中空導電性ロ
ーラ１のネジレを有効に防止することができ、安定で且
つ均一な帯電を長期間にわたって行うことができる。ま
た上記導電性ブラシローラ３は、感光体との速度差なし
に該感光体に従動するので、感光体表面におけるスリッ
プや摩擦の発生が有効に防止され、感光体の耐久性が低
下することもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置に使用さ
れる感光体表面の帯電装置に関し、より詳細には、コロ
ナ放電を行わずに感光体表面の主帯電を行うことが可能
な帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方法による画像形成方法におい
ては、感光体表面を一様に帯電し、画像露光を行って感
光体表面に原稿画像に対応する静電潜像を形成し、この
静電潜像を現像し転写することによって画像形成が行わ
れる。このような画像形成方法において、一般に感光体
表面の帯電（主帯電）は、コロナ帯電によって行われて
いたが、この方法ではオゾンの発生という環境汚染の問
題を免れない。最近になって、オゾンの発生を回避する
ために、バイアス電圧を印加しながら導電性ゴムローラ
を感光体表面に摩擦接触させることにより、感光体表面
の主帯電を行う方法が提案されている（特開昭63−1496
69号及び特開平１−267667号）。

【０００３】しかしながら、上記のような摩擦接触によ
る帯電方法では、導電性ゴムローラと感光体との間にゴ
ミ、紙粉等の異物が挟まると、帯電の均一性が損なわれ
るという問題があり、安定して帯電を行うことが困難で
あった。また画像形成に際して、感光体表面のクリーニ
ング不良があり、その表面にトナーが残存していると、
この残存トナーを感光体表面に固着してしまうという問
題があり、感光体の耐久性を低下させるという問題も発
生する。さらには、均一な帯電を行うためには、直流バ
イアス電圧の印加のみでは不十分であり、併せて交流バ
イアス電圧を印加する必要があった。

【０００４】このような問題が解決された帯電方法とし
て、本願出願人は先に、導電性ブラシローラを備えた帯
電装置を用いて可撓性の導電性シートを感光体表面に摩
擦接触せしめ、該ローラに直流電圧を印加しながら摩擦
帯電を行う方法を提案した（特願平４−68148 号参
照）。この帯電方法に用いられる帯電装置は、通常、導
電性ブラシローラと、該ブラシローラを内蔵し且つ該ブ
ラシと接触するように設けられている可撓性の中空導電
性ローラとから成っている。

【０００５】この帯電装置においては、中空導電性ロー
ラを構成する可撓性の導電性シートが導電性ブラシによ
り押圧されて感光体表面に密着するので、交流のバイア
ス電圧を印加することなく低電圧の直流バイアス電圧の
みを導電性ブラシに印加することで均一に摩擦帯電を行
うことができるという点で極めて優れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、前記中空
導電性ローラを構成する可撓性の導電性シートは、ブラ
シの押圧力のみによって感光体表面に圧接して回転する
ものであることから、該導電性シートの回転が不安定で
あり、回転ムラや感光体とのスリップ等が生じ、感光体
表面との摩擦が発生する。この結果として、感光体が摩
耗し、感光体の耐久性低下をもたらすという問題があ
る。また、前記導電性シートは、一般にかなり薄いもの
であることから、ブラシローラによる回転駆動力によっ
て該シートにネジレが生じて帯電ムラを誘発すると共
に、そのネジレが継続して大きくなるとシートの破断ま
で生じることもある。

【０００７】従って本発明の課題は、上述した問題が有
効に解決され、感光体の耐久性低下を生じることなくし
かもシートのネジレ等を発生することなく、接触帯電に
より感光体の帯電を安定且つ均一に行うことが可能な電
子写真装置における帯電装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、感光体
に従動する可撓性の中空導電性ローラと、該中空導電性
ローラ内に同軸に且つ相互に回転可能に設けられた導電
性ブラシローラとから成り、該導電性ブラシローラを介
して中空導電性ローラに帯電電圧を印加し、該中空導電
性ローラを感光体に物理的に接触させて回転させながら
感光体の帯電を行う帯電装置において、前記導電性ブラ
シローラを、感光体の移動速度の0.９乃至0.９５倍の周
速度で回転させることを特徴とする帯電装置が提供され
る。

【０００９】

【作用】本発明においては、可撓性の中空導電性ローラ
は、感光体に従動して実質的に同じ速度（周速度）で回
転する。ところで、この中空導電性ローラは、その製造
に際して、特に両端部に若干の凹凸乃至シワが形成され
るため、感光体に従動させた時に多少のネジレが発生す
る。従って、中空導電性ローラの従動、即ち帯電操作を
継続して行っていくと、感光体とのスリップ等によって
このネジレが段々拡大し、最終的には該ローラを構成す
る可撓性シートの破断まで生じることになる。

【００１０】而して本発明によれば、中空導電性ローラ
を圧接するブラシローラの回転速度が、該中空導電性ロ
ーラよりもやや遅く設定されているため、中空導電性ロ
ーラと感光体のスリップ等が有効に回避されて安定な従
動関係が保持されるばかりか、ブラシローラが中空導電
性ローラに対してブレーキ的に作用するため、ネジレの
拡大も有効に防止されるのである。

【００１１】さらに、本発明の帯電装置においては、感
光体表面と接触する中空導電性ローラは、可撓性である
ため変形自在であり、これが導電性ブラシローラによっ
て押圧される。従って、感光体表面に塵、紙粉、残留ト
ナー等の異物が付着していた場合にも、この付着部分以
外の感光体表面と中空導電性ローラとの一様接触が可能
となる。しかも、導電性ブラシローラのブラシの個々の
穂が押圧スプリングとして作用するので、感光体表面と
中空導電性ローラとの接触を微細且つ緻密に行うことが
できる。即ち、両者の接触は一様な面接触となり、均一
な帯電を行うことが可能となるのである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す具体例に基づ
いて詳細に説明する。図１は、本発明の帯電装置の構造
を示す正面断面図であり、図２は、図１の帯電装置の側
断面図である。

【００１３】この帯電装置は、大まかに言って、可撓性
のエンドレスな導電性シート２とその両端部に設けられ
ている剛性のフランジリング６とから成る中空導電性ロ
ーラ１と、この可撓性ローラ１内に同軸に且つ相互に回
転可能に設けられた導電性ブラシローラ３とから成って
いる。このブラシローラ３は、駆動軸４とこの軸に植設
されたブラシ５とから成っている。

【００１４】可撓性ローラ１における可撓性導電性シー
ト２の内面は、その内部に収容されている導電性ブラシ
ローラ３のブラシ５と当接しており、このブラシ５によ
り支持される状態となっている。

【００１５】また可撓性シート２の両端はフランジリン
グ６に接着剤等により固着されており、このフランジリ
ング６は、軸受７により、前記駆動軸４に相互に回転可
能に設けられている。即ち、このシート２の両端がフラ
ンジリング６に固定されていることから、この部分を感
光体ドラム３０の端部と十分安定に圧接することがで
き、これにより、可撓性ローラ１をドラム表面と周速度
差無しに従動回転させることができる。また、この従動
回転をさらに確実に行うために、フランジリング６の軸
方向外側に必要に応じて駆動用ギヤ８を設け、このギヤ
８を介して、感光体ドラム３０と同期した速度で可撓性
ローラ１を従動乃至駆動回転することができる。

【００１６】一方、ブラシローラ３の駆動軸４は、ベル
トプーリ等の適当な駆動部材に接続されており、可撓性
ローラ１と独立してブラシローラ３が駆動回転するよう
になっている。

【００１７】また本発明によれば、上記ようにして可撓
性の中空導電性ローラ１におけるエンドレスな導電性シ
ート２を感光体ドラム３０の回転速度と同期した速度で
駆動乃至従動させるとともに、ブラシ５を、感光体ドラ
ムの移動速度、即ち中空導電性ローラ１移動速度の0.９
乃至0.９５倍の周速度で回転させる。このブラシ５の駆
動方向は、導電性シート２の駆動方向と同方向とする。
この移動速度を上記範囲に設定することによって、導電
性シート２のネジレの発生乃至拡大を有効に防止するこ
とが可能となるのである。この移動速度が、前記範囲よ
りも小さい場合には、該ブラシ５によるブレーキ作用が
大きくなり過ぎて逆にネジレの発生乃至拡大が促進され
てしまい、また上記範囲よりも大きくなると、ブレーキ
作用が殆どなくなり、ネジレの発生乃至拡大を防止する
ことができない。

【００１８】また本発明においては、前記フランジリン
グ６の軸方向内側には、ゴムリング１１が嵌め込んでお
くことが好ましく、これにより可撓性シート２の端部と
感光体ドラム３０の端部との圧接が有効に行われ、可撓
性シート２の感光体ドラム３０に対する従動を確実に行
うことができる。また可撓性シート２を正しく位置決め
するために、ブラシ５の端部とフランジリング６の軸方
向内側端部との間にコイルバネ１３が設けられ、可撓性
シート２に軸方向への若干のテンションを付与すること
が好ましい。

【００１９】上述した帯電装置は、一面が開口した箱２
５内に収容させ、これを押しスプリング２６等の手段で
感光体ドラム３０に当接するように配置される（図２参
照）。

【００２０】上述した帯電装置において、可撓性のエン
ドレスな導電性シート２は、導電性であり且つ可撓性を
有しているという条件を満足している限り任意の材料に
より構成される。例えば、導電性の樹脂乃至ゴム、箔の
如き金属あるいは金属と樹脂乃至ゴムとの積層体から成
っていることができる。

【００２１】導電性の樹脂乃至ゴムとしては、各種の導
電剤を配合した樹脂乃至ゴムが使用される。かかる樹脂
としては、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系
エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、軟質塩化
ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック
共重合体エラストマー、アクリル系エラストマー等の各
種熱可塑性エラストマーが好適であるが、他にナイロン
６、ナイロン6,6 、ナイロン６−ナイロン6,6 共重合
体、ナイロン6,6 −ナイロン6,10共重合体や、メトキシ
メチル化ナイロン等のアルコキシメチル化ナイロンの如
きポリアミド、コポリアミド或いはそれらの変性体も使
用できる。勿論、使用する樹脂は、これらに限定され
ず、例えばシリコーン樹脂、ポリビニルブチラール等の
アセタール樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、アイオノマー等も使用できる。ゴムとして
は、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジ
エン−スチレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、エチ
レン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン
−非共役ジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴム、ブチ
ルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム
等が好ましい。

【００２２】上記の樹脂乃至ゴムに配合される導電剤と
しては、導電性カーボンブラックや、銀、金、銅、黄
銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレススチール等の
金属粉や、酸化スズ系導電剤等の粉末導電剤を用いるこ
とができ、他に、非イオン系、陰イオン系、陽イオン
系、両性系等の有機導電剤や、有機スズ系導電剤を用い
ることもできる。

【００２３】また導電性の樹脂乃至ゴムは、一般的に、
その電気抵抗（固有抵抗）が１０乃至１０⁸Ω・cm、特
に１０²乃至１０⁶Ω・cmの範囲にあるのが好ましい。
導電剤は、その種類によっても相違するが、樹脂乃至ゴ
ム１００重量部に１乃至２０重量部、特に５乃至１５重
量部の量で配合し、上記の抵抗値が得られるようにす
る。一般に、導電剤粒子が樹脂乃至ゴム中でチェーンス
トラクチュアを形成しているほうがより高い導電性が得
られるが、この場合には、電圧を印加したときに点状の
高電位部が発生し、帯電ムラを生じるおそれがある。従
って、これらの導電剤は、樹脂乃至ゴム中に一様且つ微
細に分散させることが好ましく、このためには、導電剤
配合樹脂乃至ゴムを十分に混練することが重要である。
また、導電剤の均一分散を有効に行うためには、アクリ
ル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等のエチレン系不
飽和カルボン酸等を共重合させた酸変性樹脂乃至ゴム
を、一部使用することも有効である。

【００２４】上述した可撓性の導電性シート２の厚み
は、その柔軟性によっても異なるが、一般に、５０乃至
４００μm 、特に１００乃至３００μm の範囲とするこ
とが望ましい。またその表面は可及的に平滑であること
が好ましく、JIS B 0601による平均粗さが５μm 以下、
特に１μm 以下であることが望ましい。

【００２５】また本発明では、可撓性の導電性シート２
として、シームレスの金属箔を用いることもできる。金
属箔としては、ニッケル、アルミニウム、銅、黄銅、ス
ズ等を挙げることができ、これらは電鋳法あるいは押し
出しにより得られる。金属箔の厚みは、２０乃至８０μ
m 、特に３０乃至５０μm の範囲にあることが望まし
い。

【００２６】可撓性の導電性シート２は、単層の素材か
ら成っていてもよいし、また積層の素材から成っていて
もよい。特に導電性シート２が感光体表面と接触する面
を高抵抗の層で形成すると、感光体の表面にピンホール
等の欠陥が存在していた場合にも、放電等のリークを防
止することができるという点で有利である。この高抵抗
層の固有抵抗は、１０⁸乃至１０¹³Ω・cm、特に１０⁹
乃至１０¹²Ω・cmの範囲にあることが好ましく、またそ
の厚みは４０乃至６０μm の範囲にあるのがよい。電気
抵抗の調整は、樹脂あるいはゴムに配合する導電剤の量
を調節することにより容易に行うことができる。導電剤
乃至ゴムとしては既に述べたものを使用できるが、それ
以外にも、フッ素系の樹脂乃至ゴム、例えばポリフッ化
ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体（ＰＴＦＥ・ＨＦＰ）、パーフル
オロアルコキシ系フッ素樹脂等が好適に使用される。高
抵抗層として、これらの樹脂乃至ゴムを使用すると、不
活性でしかも摩擦係数が小さいため、感光体の寿命及び
シート寿命の点で大きなメリットがある。

【００２７】本発明において、ブラシ５としては、導電
性の有機乃至無機繊維から成る導電性ブラシを導電性ロ
ーラに植毛したものが好適に使用されるが、該ブラシの
体積抵抗率は１０²乃至１０⁸Ω・cm、特に１０³乃至
１０⁶Ω・cmの範囲にあるものが好ましい。ブラシ繊維
の太さは２乃至１０デニール（ｄ）、特に３乃至６ｄ、
繊維長（毛足の長さ）は２乃至７ｍｍ、特に３乃至５ｍ
ｍの範囲にあるのがよく、また植毛密度は１万乃至２０
万本／平方インチ、特に３万乃至１０万本／平方インチ
の範囲にあることが、スムーズで一様な押圧力を与える
上で好適である。またブラシの先端を丸めておくこと
が、可撓性シート２の摩耗を抑制する上で好ましい。

【００２８】有機の導電性繊維としては、導電剤粒子を
分散させた合成乃至再生繊維が使用され、例えばナイロ
ン６、ナイロン6,6 等のポリアミド繊維、ポリエチレン
テレフタレート等のポリエステル繊維、アクリル繊維、
ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、レー
ヨン、アセテート等が挙げられる。繊維に導電性を付与
するには、導電剤の配合による方法に限定されず、繊維
表面をメタライズする方法によってもよい。尚、導電剤
を使用する場合には、先に述べた導電剤を使用すること
ができる。また導電性無機繊維としては、カーボン繊維
が好適に使用されるが、ステンレススチールや黄銅等の
金属繊維も使用される。

【００２９】本発明によれば、導電性ブラシ５に直流電
源２０が接続されており、ブラシ５により可撓性の導電
性シート２を押圧して回転する感光体ドラム３０表面に
接触させながら、該ブラシ５を介して導電性シート２に
直流電圧を印加して感光体ドラム３０表面の帯電を行
う。

【００３０】この導電性シート２に印加する帯電電圧
は、感光体ドラム１表面の帯電開始電圧値の1.５乃至3.
５倍、特に２乃至３倍に設定することが好ましい。図５
は、有機感光体を用いた場合に本発明の帯電方法を適用
した時の、導電性シート２に印加した電圧と感光体ドラ
ム３０の表面電位との関係を示す図である。この図から
明らかな通り、有効帯電領域において、印加電圧と表面
電位との間に良好な直線関係が維持されていることが理
解される。このことから、本発明の帯電方法では、例え
ば感光体の周囲に表面電位検出センサを配置し、このセ
ンサで検出された表面電位値に基づいて、印加電圧を増
減することにより、感光体の表面電位を一定して最適値
に維持することが可能となることが了解されよう。

【００３１】本発明では、直流電圧を用いるのみで均一
でムラのない帯電を行い得ることができるが、一層ムラ
のない帯電を行うために、交流電源２１を直流電源２０
に組み合わせ、前述した直流電圧にさらに交流電圧を重
畳した電圧を印加することも可能である。このような交
流としては、周波数が３００乃至１５００Ｈｚ、特に４
００乃至１０００Ｈｚで、ピーク間電圧が上記直流電圧
の2.５乃至４倍、特に2.８乃至3.５倍の交流を使用する
ことが好適である。

【００３２】本発明の帯電装置は、複写機、ファクシミ
リ、レーザプリンタ等の電子写真法に用いる感光体の帯
電に極めて有用であり、特に感光体としては、単層乃至
積層構造の各種有機感光体が好適であるが、勿論、これ
以外にも、ａ−Ｓｉ感光体、セレン感光体等の無機感光
体の接触帯電にも好適に適用される。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、感光体表面と接触する
可撓性の導電性ローラのネジレを有効に防止することが
でき、安定で且つ均一な帯電を長期間にわたって行うこ
とができる。また上記導電性ローラは、感光体との速度
差なしに該感光体に従動するので、感光体表面における
スリップや摩擦の発生が有効に防止され、感光体の耐久
性が低下することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電装置の構造を示す正面断面図。

【図２】図１の帯電装置の側断面図を感光体ドラムとと
もに示す図。。

【図３】本発明の帯電装置により有機感光体の帯電を行
った場合における印加電圧と感光体の表面電位との関係
を示す線図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体に従動する可撓性の中空導電性ロ
ーラと、該中空導電性ローラ内に同軸に且つ相互に回転
可能に設けられた導電性ブラシローラとから成り、該導
電性ブラシローラを介して中空導電性ローラに帯電電圧
を印加し、該中空導電性ローラを感光体に物理的に接触
させて回転させながら感光体の帯電を行う帯電装置にお
いて、前記導電性ブラシローラを、感光体の移動速度の0.９乃
至0.９５倍の周速度で回転させることを特徴とする帯電
装置。
【請求項２】前記中空導電性ローラは、感光体の移動
速度と実質的に同一の周速度で回転する請求項１に記載
の帯電装置。