JPH0635292A

JPH0635292A - 帯電装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0635292A
Application number: JP21201892A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Arataira; 文弘荒平; Takao Honda; 孝男本田; Takeo Yamamoto; 武男山本; Makoto Yanagida; 真柳田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】被帯電体に接触してこれを帯電する帯電部材の
周方向の抵抗が変化しても、被帯電体に対する帯電が均
一になるようにする。【構成】導電層１３ｂと表面層１３ｃとを有する帯電部
材１３を、感光ドラム１に接触させる。帯電部材１３に
電源１５を接続し、直流電圧を印加する。電源１５の容
量Ｃを、帯電部材１３の全周面の抵抗変動範囲に対して
均一な直流電圧制御が可能な容量とする。これにより、
帯電部材１３の抵抗が大きく変化しても、感光ドラム１
に対する帯電が大きく変化することはない。したがっ
て、感光ドラム１を均一に帯電することが可能となり、
帯電不良に基づく画像不良を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザビーム
プリンタ等の画像形成装置に装着して好適な帯電装置及
びこれを装着した画像形成装置に係り、詳しくは感光ド
ラム等の被帯電体に接触させた帯電部材に電源によって
直流電圧を印加しこれによって感光ドラムを帯電する帯
電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置は、
図６に図示するように、矢印Ｒ１方向に回転する感光ド
ラム（被帯電体）１を備え、その周囲に非接触式のコロ
ナ帯電装置２をはじめとする各装置が回転方向に沿って
順に配設されている。

【０００３】帯電装置２によって、均一に帯電された感
光ドラム１は、露光手段３によって露光を受け、例えば
原稿等の画像情報に対応する静電潜像が形成される。こ
の感光ドラム１上の静電潜像は、次の現像装置５によっ
てトナー（現像剤）が付着されてトナー像となる。感光
ドラム１上のトナー像は、給紙カセット６から供給され
る転写材上に、転写装置７によって転写される。トナー
像の転写された転写材は、その後、定着装置９によって
トナー像が永久像として固着され、装置本体外部に排出
される。一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、クリ
ーニング装置１０によって残留トナーが除去され、つづ
いて前露光１１を受け、次の画像形成に備える。

【０００４】上述の一連の画像形成プロセスのうちの帯
電プロセスにおいて、近時、感光ドラム１に帯電部材を
直接当接させるいわゆる接触帯電装置が提案され、実用
化されている。接触帯電装置は、帯電部材を感光ドラム
１表面に押圧接触させ、この帯電部材に電圧を印加する
ことによって、感光ドラム１表面を所定の極性、電位に
帯電するものである。なお、この際、電源によって帯電
部材に印加される電圧としては、直流電圧や、直流電圧
と交流電圧との重畳電圧等がある。

【０００５】このような接触帯電装置は、非接触式のコ
ロナ帯電装置と比較して、感光ドラム１等の被帯電体に
対し低い印加電圧での均一帯電が可能であり、また、オ
ゾンの発生が少ない等の利点を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
接触帯電装置は、直流電圧に交流電圧を重畳するものに
あっては、電源が大型化しがちとなり、また交番電界に
基づく振動によって、帯電時にいわゆる「帯電音」と呼
ばれる不快な音が発生する等の問題がある。これらの問
題点に対しては、交流電圧を重畳しない、つまり直流電
圧のみを印加すれば解決できる。しかし、帯電部材が導
電性かつ弾性体のローラで形成されていて、感光ドラム
等の被帯電体の回転に従動回転することで帯電を行うも
のの場合、直流電圧のみの印加であると、帯電部材の全
周面の抵抗値の変動に伴い、電源の定電圧性が低下しが
ちとなり、被帯電体に帯電部材の回転周期に対応する帯
電不良が起こってしまう等の問題が発生する。

【０００７】そこで、本発明は、電源について、帯電部
材の全周面の抵抗変動範囲に対して均一な直流定電圧制
御が可能な容量を有する電源を備えることにより、帯電
音が低く、また、帯電部材の周方向の定電圧性を確保し
て、帯電不良をなくすようにした帯電装置及び画像形成
装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、帯電装置は、被帯電体に接
触させた帯電部材に、電源によって直流電圧を印加し
て、前記被帯電体を帯電する帯電装置において、前記帯
電部材が、少なくとも導電層と、前記被帯電体に接触す
る表面層とを有する回転体であり、前記電源が、前記帯
電部材の全周面の抵抗変動範囲に対して均一な直流定電
圧制御が可能な容量を有する、ことを特徴とする。

【０００９】この場合、前記電源の容量をＣとし、また
前記帯電部材の全周面の抵抗変動範囲の下限値に対する
上限値の比率をＲとするとき、前記電源の容量Ｃは、Ｒ＜α（Ｃ×１００） αは、Ｒが１≦Ｒ≦５のとき、α＝１Ｒが５＜Ｒのとき、０．２５≦α＜１ただし、Ｃは前記電源の容量をμＦで表示したときの数
値、の条件を満足すると好ましい。

【００１０】また、前記帯電部材は、前記被帯電体の
母線に沿って接するとともに、前記被帯電体によって従
動回転されるようにしてもよい。

【００１１】画像形成装置は、被帯電体と、該被帯電体
を帯電する上述のいずれか記載の帯電装置と、該被帯電
体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜
像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置
と、該トナー像を転写材に転写する転写装置と、を備え
る、ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上構成に基づき、電源の容量として、帯電部
材の全周面の抵抗変動範囲に対して均一な直流定電圧制
御が行える程度の大きな容量を確保することにより、帯
電部材の全周表面をほぼ均一の電圧にすることができ、
これにより帯電部材による被帯電体の周方向の帯電ムラ
がなくなる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００１４】図１に本発明に係る帯電装置と、この帯電
装置を装着した画像形成装置の概略を図示する。帯電装
置１２は、帯電部材１３と電源１５とを主要部材として
構成されている。帯電部材１３は、中心部を貫通する芯
金１３ａを有し、その周囲が導電層１３ｂによって覆わ
れている。導電層１３ｂは、低硬度の部材、例えば、ポ
リウレタン、ポリエステル、ピリビニルアルコール等の
樹脂や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ等のゴムによって形成されて
いる。また、これらの部材には、導電性の顔料として、
カーボンブラックやカーボングラファイト、酸化チタ
ン、酸化亜鉛等が適度に分散されている。導電層１３ｂ
は、その外周面を表面層１３ｃによって覆われている。
表面層１３ｃは、画像形成領域部に対応する部分の抵抗
値が中程度（１０⁶ 〜１０¹⁰Ω）になるように形成され
ている。この表面層１３ｃを構成する部材は、例えば、
樹脂としてのポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、
ポリエステル、シリコン、テフロン等の母材に、全体を
中抵抗に調整するためにカーボンブラックやカーボング
ラファイト、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電層１３ｂの
ときと同様の導電性顔料を適宜添加させて形成する。な
お、表面層１３ｃの抵抗値が、１×１０⁶ Ω以下では、
後述の感光ドラムに損傷等が発生したときに、耐圧が出
せずに好ましくなく、また反対に、１×１０¹⁰Ω以上で
は、電流が流れずに、帯電不良が発生する虞れがある。
帯電部材１３全体は円柱状に形成されて不図示の画像形
成装置本体に回転自在に支持されるとともに、中心の芯
金１３ａが直流電源１５に接続されている。

【００１５】直流電源１５は、その容量をＣとし、また
帯電部材１３の全周面の抵抗変動範囲の下限値に対する
上限値の比率をＲ（上限値／下限値）としたとき、Ｒ＜α（Ｃ×１００） αは、Ｒが１≦Ｒ≦５のとき、α＝１Ｒが５＜Ｒのとき、０．２５≦α＜１ただし、Ｃは電源１５の容量をμＦで表示したときの数
値、の条件を満たすようにする。なお、帯電部材１３の
抵抗値の測定方法を図４に図示する。ローラ状の帯電部
材１３を金属ドラム１６に当接させ、帯電部材１３に所
定の直流電圧１７を印加しながら帯電部材１３を回転さ
せ、このとき金属ドラム１６に流れる電流を電流計１９
によって測定して記録計２０に記録し、この電流の測定
値と直流電圧１７とを基に、帯電部材１３の抵抗値を算
出する。このようにして求めた帯電部材１３の抵抗値、
すなわち帯電部材１３を感光ドラム１に装着する以前の
電流値を図２に図示する。時間の経過に対して電流が大
きく変化することはない。

【００１６】帯電装置１２は、前述のような容量Ｃの直
流電源１５を使用することによって、帯電部材１３の全
周面の抵抗が変動した場合でも、印加時の定電圧性を確
保することができる。つまり、直流電源１５の容量Ｃ
を、帯電部材１３の全周面の抵抗変動範囲に対して均一
な直流定電圧制御が可能な程十分に大きく設定するもの
である。

【００１７】帯電部材１３は、図１に示すように、被帯
電体としての感光ドラム１に押圧されている。感光ドラ
ム１は、帯電部材１３と同様に円筒状に形成されるとと
もに、その周囲に感光面が形成され、さらに不図示の画
像形成装置本体によって軸１ａを中心に矢印Ｒ１方向に
回転自在に支持されている。感光ドラム１の軸１ａと帯
電部材１３の芯金１３ａとは相互に平行に配置されてお
り、弾性を有する帯電部材１３を感光ドラム１に押圧す
ると、帯電部材１３の外周の一部が芯金１３ａに沿って
押し縮められ、両者の間には、芯金１３ａ及び軸１ａに
沿った細長い接触面Ｓが形成される。つまり、両者の接
触面Ｓは、それぞれの母線に沿って形成されることにな
る。感光ドラム１は、不図示の駆動機構によって矢印Ｒ
１方向に回転駆動され、積極的な回転機構を有しない帯
電部材１３は、感光ドラム１の回転によって、接触面Ｓ
を介して従動回転するようになっている。

【００１８】上述の帯電装置１２を備えた画像形成装置
を簡単に説明すると、感光ドラム１の周囲には、その回
転方向に沿って順に、帯電後の感光ドラム１の表面を例
えば原稿の画像情報に応じて露光し静電潜像を形成する
露光手段３、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を
形成する現像装置５、給紙カセット６から供給された転
写材Ｐに感光ドラム１上のトナー像を転写する転写帯電
器７、転写後の感光ドラム１上の残留トナーを除去する
クリーニング装置１０、次の帯電に備え、感光ドラム１
上の電荷を除去する前露光装置１１が配設されている。
さらに転写帯電器７の下流側には、転写材Ｐ上に転写さ
れたトナー像を転写材Ｐに定着する定着装置９が配設さ
れている。

【００１９】いま、感光ドラム１に対して帯電部材１３
を装着した状態で長時間放置しておくと、帯電部材１３
側の接触面Ｓが変形し、帯電部材１３全周の抵抗に対し
てこの接触面Ｓの抵抗が大きく変化する。図３は、感光
ドラム１に帯電部材１３を装着したまま、３か月放置し
た後の帯電部材１３の周方向の電流値を測定したもので
ある。このような帯電部材１３に対し、直流電源１５の
容量Ｃが小さい場合には、帯電部材１３に対する定電圧
性が劣るため、感光ドラム１に対する帯電が十分になさ
れず、帯電不良に基づく画像不良が発生する。

【００２０】そこで、上述のような、帯電部材１３の全
周面の抵抗変動範囲に対して十分な容量Ｃを有する電源
１５を備えることによって、帯電部材１３の抵抗が変化
した場合であっても、感光ドラム１に対する帯電が均一
に行われるようにする。これにより、感光ドラム１の周
方向の帯電不良はなくなり、最終的な画像が不良となる
ことはない。

【００２１】以下に具体的な実施例を示す。〈実施例１〉導電層１３ｂとして、カーボンブラックを
分散させたＥＰＤＭを用い、ポリアミド樹脂であるトレ
ジン（ＥＦ−３０Ｔ、帝国化学）に１０⁸ Ωの抵抗値に
なるように酸化スズを分散させ、ディッピング方法にて
被膜層を形成し、１５０℃、３０分間加熱乾燥させて、
ローラ状の帯電部材、つまり導電性ローラ１３を作成し
た。

【００２２】この導電性ローラ１３を用いて以下の評価
を行った。結果を図５に図示する。（１）図４に示す測定方法で導電性ローラ１３の抵抗を
測定し、その抵抗値の比率（上限値／下限値）Ｒを算出
した。（２）この導電性ローラ１３を図１に示す画像形成装置
に装着して調整し、印加する電圧の電源１５の容量Ｃを
変化させて画出しを行い、導電性ローラ１３による帯電
不良の画像を黙視によって以下のように評価した。

【００２３】使用した電源１５の容量Ｃは、０．０２μ
Ｆと０．０４μＦである。

【００２４】◎：画像良好、問題なし ○：軽微な帯電不良画像発生（実用可） △：部分的な帯電不良画像発生（実用下限） ×：帯電不良画像発生（実用不可）〈実施例２〉上述の導電性ローラ１３を感光ドラム１に
装着して１５℃、３０％の環境下で２週間放置した後の
導電性ローラ１３を用いた以外は実施例１と同様の評価
を行った。〈実施例３〉上述の導電性ローラ１３を感光ドラム１に
装着して３２℃、９０％の環境下で２週間放置した後の
導電性ローラ１３を用いた以外は実施例１と同様の評価
を行った。〈実施例４〉上述の導電性ローラ１３を感光ドラム１に
装着して１５℃、３０％の環境下で３か月放置した後の
導電性ローラ１３を用いた以外は実施例１と同様の評価
を行った。〈実施例５〉上述の導電性ローラ１３を感光ドラム１に
装着して３２℃、９０％の環境下で３か月放置した後の
導電性ローラ１３を用いた以外は実施例１と同様の評価
を行った。〈実施例６〉上記導電性ローラ１３を２枚の平板のアク
リル樹脂の板で挟み導電性ローラ１３の２箇所の歪量が
全周の長さに対して１／３になるように調整してそのま
ま７０℃の乾燥機の中に２４時間放置して強制的に歪ま
せた導電性ローラ１３を作成し、画出しのときに用いた
電源の容量を０．０４、０．０８、０．１０μＦとした
以外は実施例１と同様の評価上を行った。

【００２５】以上の実施例１から実施例６までをまとめ
たのが図５である。これらの実験結果から、帯電部材１
３の全周面の抵抗変動範囲の下限値に対する上限値の比
率（上限値／下限値）をＲ、また電源１５の容量をＣ
（μＦで表示したときの数値）としたとき、上記ＲとＣ
との関係が、以下の式を満たすような容量Ｃを有する電
源１５を装着することで、帯電部材１３の周方向の抵抗
が変動した場合でも、感光ドラム１を実用に支承がない
程度に、良好に帯電することができる。

【００２６】Ｒ＜α（Ｃ×１００）…………………………………………… αは、Ｒが１≦Ｒ≦５のとき α＝１Ｒが５＜Ｒのとき０．２５≦α＜１上述の式は、前述の実施例１から実施例６から求めた
ものである。つまり、実施例１から実施例５までは、Ｒ
が１≦Ｒ≦５だから、式は、Ｒ＜Ｃ×１００となる。
上式を満足する容量Ｃを選択したとき、つまり、容量Ｃ
の１００倍と、Ｒとを比較してＣの方が大きいときは、
その評価が、いずれも◎または○となっている。

【００２７】一方、５＜Ｒとした実施例６の場合におい
ても、容量Ｃが０．１０のとき式を満たし、評価も◎
となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
帯電部材の全周面の抵抗変動範囲に対して、均一な直流
電圧制御が可能な容量を有する電源を備えることによ
り、帯電部材の急激な抵抗変化による非帯電体の帯電不
良を防止し、さらに例えば帯電部材の非帯電体に対する
長期当接等による抵抗の変動に対しても、同様に良好に
対処することができ、したがって長期にわたって非帯電
体を好適に帯電することが可能となり、経時変化の少な
い安定した高品位な画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯電装置及び概略を示す縦断面
図。

【図２】装着前の帯電装置の、時間と電流値との関係を
示す図。

【図３】装着後の帯電装置の、時間と電流値との関係を
示す図。

【図４】帯電部材の抵抗の測定方法を示す模式図。

【図５】各実施例における画像の評価を示す図。

【図６】従来の画像形成装置の概略を示す縦断面図。

【符号の説明】

１被帯電体（感光ドラム）３露光手段５現像装置７転写装置１２帯電装置１３帯電部材（導電性ローラ）１３ｂ導電層１３ｃ表面層１５電源Ｐ転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳田真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】被帯電体に接触させた帯電部材に、電源
によって直流電圧を印加して、前記被帯電体を帯電する
帯電装置において、前記帯電部材が、少なくとも導電層と、前記被帯電体に
接触する表面層とを有する回転体であり、前記電源が、前記帯電部材の全周面の抵抗変動範囲に対
して均一な直流定電圧制御が可能な容量を有する、ことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】前記電源の容量をＣとし、また前記帯電
部材の全周面の抵抗変動範囲の下限値に対する上限値の
比率をＲとするとき、前記電源の容量Ｃは、Ｒ＜α（Ｃ×１００） αは、Ｒが１≦Ｒ≦５のとき、α＝１Ｒが５＜Ｒのとき、０．２５≦α＜１ただし、Ｃは前記電源の容量をμＦで表示したときの数
値、の条件を満足する、ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】前記帯電部材は、前記被帯電体の母線に
沿って接するとともに、該被帯電体によって従動回転さ
れる、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の帯電装
置。
【請求項４】被帯電体と、該被帯電体を帯電する請求項１ないし請求項３のいずれ
か記載の帯電装置と、該被帯電体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現
像装置と、該トナー像を転写材に転写する転写装置と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置。