JP3287114B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を応用した
複写機、プリンター等の画像形成装置において用いら
れ、感光体の表面を一様に帯電させる帯電装置に係り、
特に感光体と近接する微小空間で放電を起こさせる帯電
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンターなどの画像形成装置
では、感光体の表面を帯電装置により帯電させ、その後
像光の照射により表面に静電潜像を形成し、現像剤の付
着によりこの静電潜像を可視化する。このような画像形
成装置で用いられる帯電装置としては、従来よりコロナ
放電を利用したものと、帯電ロールなどを用いた接触帯
電方式によるものとが知られている。

【０００３】コロナ放電を利用した帯電装置は、シール
ドケース内に感光体の表面と近接・離隔させてワイヤー
を張架し、これに高電圧を印加してコロナ放電を起こさ
せ、感光体表面に所定の電荷を付与するものである。こ
のような帯電装置は均一な帯電には優れているが、感光
体を所定の表面電位に帯電させるために数ｋＶという高
電圧を印加しなければならない。また、コロナ放電の際
にオゾンなどの放電生成物が大量に生成するため、ゴム
部品及び感光体の劣化を引き起こす。そのため、排気フ
ァンなどを設置する必要があり、装置の大型化、高コス
ト化を招くという欠点がある。さらに、空気中のゴミや
フューザーオイルによりワイヤーが汚れて画像にムラが
発生し易く、これを解消する為にワイヤーの清掃装置を
配設する必要もある。

【０００４】そこで、最近では上記コロナ放電による装
置に替わるものとして、感光体に帯電電極を直接接触さ
せて帯電する接触帯電方式を利用した帯電装置が広く用
いられている。このような帯電装置としては、例えば特
開昭６３−１４６６９号公報、特開昭６３−２０８８８
１号公報に開示されるように、感光体表面に接触させて
ロール状の導電性部材を配置し、直流電圧若しくは直流
と交流の重畳電圧を印加して接触部近傍の微小間隙で放
電を起こさせ、感光体表面を帯電させるものである。

【０００５】このような方式の帯電装置では、コロナ放
電を利用しないためオゾンの発生量が極めて少なく、さ
らに導電性部材を感光体に接触するように配置するため
装置の小型化、軽量化に適している。また、導電性部材
と感光体との接触部近傍の間隙が上記コロナ放電による
装置と比べて極めて小さいので、低電圧を用いることに
よっても一様な帯電電位が得られるという利点を有して
いる。

【０００６】しかし、上記接触方式の帯電装置では、帯
電ロールの支持装置などが必要となり、構造が複雑で製
造コストが増大するという欠点がある。また、均一な帯
電を行うためには、ロールと感光体表面との密着性を良
くして安定した微小間隙を形成する必要があり、ゴム等
からなるロール表面の硬度を低くするなどの対策が必要
となる。そのため、ゴム中に多量のプロセスオイルを含
有する必要があり、このプロセスオイルが電荷受容体に
転移して画質に悪影響を及ぼし易いという欠点がある。
一方、このような欠点を解消するためにはロールの外形
精度を上げる方法があるが、ゴム等の弾性ロールの外形
精度を上げることは非常に難しく、歩留りの低下等によ
りコストアップにつながる。

【０００７】そこで、上記欠点を回避するために、特開
平４−２４９２７０号公報に開示される帯電装置が提案
されている。この帯電装置は、図５（ａ）及び（ｂ）に
示すように、導電性部材として可撓性を有するフイルム
状部材１０２を用い、該フィルム状部材の自由端１０２
ａを感光体１０１表面に接触させるように配置する。そ
して、電源１０４から直流電圧を印加することにより図
５（ｂ）中に示す微小間隙Ａで放電を起こさせ、感光体
表面を所定の電位に帯電させるものである。このような
図５に示す帯電装置では、部材自体のコストが他の導電
性部材に比べて安価であり、また構造が簡単で製造コス
トを低減することができるという利点を有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
５に示す帯電装置では、低電圧で放電を行おうとする
と、放電のための適切な微小間隙となっている範囲が少
なくなり、放電が起こる範囲、すなわち感光体の周方向
の放電範囲Ｂが狭くなるという問題点がある。また、感
光体とフィルム状部材との間の摩擦によりフィルム状部
材が振動し、フィルム状部材と感光体との微小間隙Ａを
安定してほぼ一定に保持することができない。また、帯
電を安定させる為にフィルム状部材に交流電圧を重畳し
て印加しようとすると、上記と同様、フィルム状部材に
振動が生じる場合がある。このように上記微小間隙Ａが
変動すると、均一な帯電電位を得ることができず、感光
体表面に帯電ムラが発生するという問題点がある。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、導電性部材と感光体表
面との微小間隙を一定に保持し、低コストで安定した帯
電が得られる帯電装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、請求項１に記載の発明は、 可撓性を有
する導電性若しくは半導電性のフイルム状部材からな
り、表面が周回可能に支持された感光体と近接又は接触
するように設置される帯電電極と、この帯電電極に帯電
用電圧を印加する電源とを有する帯電装置において、
前記帯電電極を構成するフィルム状部材の、前記感光
体周面の両端部と対向する部分に、絶縁性の材料からな
るギャップ保持材が貼着され、 前記フィルム状部材
は、曲面を有するように湾曲され、該湾曲面若しくは湾
曲面付近で前記ギャップ保持材を介して前記感光体と接
触するものとする。

【００１１】上記帯電装置において、上記フィルム状部
材の両端部に貼着されるギャップ保持材は、フィルム状
部材と感光体との距離を適切な放電を行うことができる
ような間隙に保持できるものであれば、その形状等は適
宜に設定できる。また、上記ギャップ保持材は、画像が
形成される部分を避け、少なくとも感光体と接触する部
分に設けられていれば良い。上記ギャップ保持材を形成
する材料は、感光体面を滑らかにすべる絶縁性の材料の
中から適宜に選択が可能である。

【００１２】上記フィルム状部材の形状は、上記ギャッ
プ保持材を介して感光体表面に一定の接触圧で当接する
よう湾曲した構造であればよく、適宜に設定することが
できる。例えば、請求項２に記載の発明のように、フィ
ルム状部材を湾曲させて両縁で支持したほぼ環状にする
ことができる。また、上記フィルム状部材は、感光体表
面への接触を安定させるため適切な剛性を有する材料で
形成されていることが望ましい。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明に係る帯電装置では、帯
電電極を構成するフィルム状部材の両端部に絶縁性のギ
ャップ保持材が貼着され、該ギャップ保持材が感光体と
接触するように配置されているので、フィルム状部材と
感光体との間隙をほぼ一定に保持することができる。そ
のため、放電が起こり得る適切な間隙に設定される範囲
が拡大され、均一で安定した帯電を行うことが可能とな
る。さらに、上記フィルム状部材は曲面を形成するよう
に湾曲され、該湾曲面若しくはその付近でギャップ保持
材を介して感光体と接触するので、感光体との接触圧が
安定し、感光体との間の摩擦や交流電圧が印加されるこ
とによって、帯電電極が振動するのを低減することがで
きる。そのため、帯電ムラの発生が防止され、良好な画
像が得られる。

【００１４】請求項２に記載の発明に係る帯電装置で
は、帯電電極がフィルム状部材を湾曲して環状に形成さ
れているので、該フィルム状部材の剛性によってフィル
ム状部材と感光体との間隙を、画像形成範囲の幅方向で
より確実に一定に保持することができる。このため、よ
り均一で安定した帯電を行うことが可能となる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図２は、請求項１に記載の発明の一実施例である帯
電装置を示す概略構成図であり、図２（ａ）は感光体の
軸線方向における断面図、図２（ｂ）は軸線方向に対し
て直角方向から見た図である。この帯電装置１０は、感
光体１との対向位置に支持されており、可撓性及び導電
性を有するフィルム状部材７を湾曲させてほぼＵ字状に
形成した帯電電極２と、この帯電電極２を支持して適切
な当接圧で前記感光体１に接触させる導電性の支持体３
とを有している。さらに、上記帯電電極２は直流電源４
と交流電源５とに直列に接続されていて、該帯電電極２
に直流成分に交流成分を重畳した電圧が印加されるよう
になっている。

【００１６】上記帯電電極２は、フィルム状部材７を湾
曲させて自由端７ａを感光体１の回転方向に向けて配設
した構成のものであり、該フィルム状部材７の両端部の
感光体１と対向する側には、絶縁性の材料からなる板状
のギャップ保持材８が貼り付けられている。この帯電電
極２は、上記ギャップ保持材８の湾曲面の一部で感光体
表面と接触するように配置される。このように湾曲させ
ることによってフィルム状部材７の剛性が生かされ、上
記フィルム状部材７と感光体１の表面とが一定の間隙に
保持され、ギャップ保持材の感光体表面に対する接触圧
がほぼ均一に保持されるようになっている。

【００１７】上記ギャップ保持材８は、フィルム状部材
７の曲げに追従できる部材により形成されており、感光
体１の両端部を帯電させないために絶縁性の材料が用い
られている。また、感光体１に直接に接触することを考
慮して摩擦係数を小さくすることができる材料が用いら
れ、且つ感光体１を変質させない材料が選択されてい
る。このギャップ保持材８としては、例えばフッ素樹脂
などが望ましく、本実施例ではテフロン（デュポン社の
登録商標）が用いられている。また、本実施例では、ギ
ャップ保持材８の厚さが３００μｍに設定されており、
フィルム状部材７と感光体１とにわずかな間隙（３００
μｍ程度）が保持されるようになっている。

【００１８】上記フィルム状部材７としては、厚さが
０．１〜１ｍｍ程度で体積抵抗率が１０² 〜１０⁹ Ω・
ｃｍの導電性若しくは半導電性の部材が用いられ、フィ
ルム状部材が適切な剛性を有し、感光体表面に安定した
接触状態を保持するようになっている。このフィルム状
部材７は、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリエチ
レン、ポリカーボネイト、ポリオレフィン、ポリウレタ
ンなどのフィルム中にカーボンブラックなどの導電性粒
子を混入させることにより形成されており、上記導電性
粒子の混入量を適切に設定することにより所定の体積抵
抗率が得られる。本実施例では、フィルム状部材７とし
て導電性の部材が用いられている。

【００１９】上記帯電電極２には、上記直流電源４及び
交流電源５から、−５００Ｖの直流成分にピーク間電圧
が１．５Ｖの交流成分を重畳した電圧が印加されてい
る。なお、本実施例では交流成分を重畳しているが、直
流電圧のみを印加してもよい。

【００２０】上記感光体１は、例えば円筒状の導体基部
上に光導電性層が積層された構成のものであり、該導体
基部は電気的に接地されている。そして、帯電電極２の
フィルム状部材７と感光体表面との微小間隙で放電がな
されることにより、感光体１の表面が帯電されるように
なっている。

【００２１】このような帯電装置１０では、直流電源４
及び交流電源５から帯電電極２に所定の電圧が印加され
ると、帯電電極２を構成するフィルム状部材７と感光体
１との微小間隙で放電がなされ、空気のイオン化が起こ
る。帯電電極２に直流電源４の負極性側が接続されてい
れば、マイナスのイオン又は電子が感光体１側へ流れて
表面を所定の電位に帯電させ、プラスのイオンは帯電電
極２側に到達して中和される。本実施例の帯電装置１０
では、フィルム状部材７の湾曲により感光体１への接触
圧が安定化し、さらにフィルム状部材７は感光体表面と
比較的広い範囲で一定の間隙に保持されるので、均一で
安定した帯電を行うことができる。

【００２２】図１は、上記帯電装置１０が適用される画
像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置
は、一様帯電後に像光を照射することによって潜像が形
成される感光体５０を備え、この感光体５０の周囲に、
該感光体５０表面を帯電させる本実施例の帯電装置１０
のほか、感光体表面に像光を照射する露光装置５１、現
像ロール５２ａ上にトナー層を形成し感光体上の潜像を
現像する現像装置５２、現像されたトナー像を用紙上に
転写する転写ロール５３、感光体に押圧されるクリーニ
ングブレード５３ａにより残留トナーを清掃するクリー
ニング装置５７を有している。さらに装置内には、用紙
を収容する用紙カセット５４、用紙を搬送する用紙搬送
路５５、定着ロール５６ａによりトナー像を定着する定
着装置５６等を有している。なお、上記感光体５０、帯
電装置１０、現像装置５２、クリーニング装置５７はカ
ートリッジ５８内に一体的に収容され、装置本体に交換
可能に支持されている。

【００２３】このような画像形成装置では、帯電装置１
０により感光体５０が所定の電位に帯電された後、露光
装置５１により画像情報に対応したレーザー光が照射さ
れ、感光体５０の表面に静電潜像が形成される。この静
電潜像は現像装置５２により現像され、トナーの付着に
より可視像が形成される。さらに、用紙カセット５４か
ら用紙が用紙搬送路５５に沿って感光体５０と転写ロー
ル５３との間に搬送され、転写ロール５３によりトナー
像が用紙上に転写される。転写されたトナー像は定着装
置５６で定着され、１枚の複写画像が形成される。一
方、転写工程後、感光体５０上に残留したトナーはクリ
ーニング装置５７により清掃され、感光体５０の回転に
より再び帯電装置１０による帯電工程に入る。

【００２４】このような画像形成装置を用いてプリント
像を形成し、上記帯電装置１０の信頼性テストを行った
ところ、従来の図５に示す帯電装置では帯電電極１０１
の振動等により帯電が不均一になったのに対して、本実
施例における帯電装置１０では帯電電極２の振動はほと
んどなく、帯電電位も均一でムラのない良好な画像が得
られた。

【００２５】図３は、請求項１に記載の発明の他の実施
例である帯電装置を示す概略構成図である。この帯電装
置は、上記図１に示す帯電装置の帯電電極２に代えて、
フィルム状部材１７を湾曲させて自由端１７ａを、感光
体１の回転方向の上流側に向けて配設した帯電電極１２
を有している。この帯電電極１２は、フィルム状部材１
７の両端部の感光体１と対向する面に、上記実施例と同
様に板状のギャップ保持材１８が貼り付けられている。
なお、上記フィルム状部材１７及びギャップ保持材１８
の材質、さらにこの帯電装置の他の構成は上記図２に示
す帯電装置を同じである。

【００２６】このような帯電装置を適用した画像形成装
置を用いて複写テストを行ったところ、上記図２に示す
帯電装置と同様に均一な帯電が行われ、良好な複写画像
が得られることが確認された。

【００２７】図４は、請求項２に記載の発明の一実施例
である帯電装置を示す概略構成図である。この帯電装置
は、上記図２に示す帯電装置の帯電電極２に代えて、導
電性のフィルム状部材２７を湾曲させ、その両端縁を重
ね合わせてループ状に形成した帯電電極２２を有してい
る。このフィルム状部材２７の両端部には絶縁性の材料
からなるギャップ保持材２８が貼り付けられており、該
ギャップ保持材２８が感光体１表面と接触し、上記フィ
ルム状部材２７と感光体１とに一定の間隙が保持される
ようになっている。なお、この帯電装置の他の構成は上
記図２に示す帯電装置を同じである。

【００２８】このような帯電装置でも、画像形成装置を
用いて複写テストを行ったところ、帯電ムラの発生が防
止され、良好な複写画像が得られた。また、フィルム状
部材２７をループ状に形成しているので、感光体１との
間隙をより安定して一定に保持することができ、帯電電
位をより均一にできるという利点がある。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明に係る帯電装置では、帯電電極を構成するフィルム
状部材が湾曲され、湾曲面又はその付近でギャップ保持
材を介して感光体と接触しており、フィルム状部材と感
光体との間隙がほぼ一定に保持される。このため、放電
を起こすための適切な間隙が形成される範囲が拡大し、
均一で安定した帯電を行うことができる。さらに、帯電
電極と感光体との接触圧が安定化するので、帯電電極と
感光体との間の摩擦や、交流電圧の印加により帯電電極
に振動が発生するのが低減され、安定した帯電を行うこ
とができる。そのため、簡単な構造によって帯電ムラの
発生を防止することができ、低コストで良好な画像を得
ることができる。

【００３０】請求項２に記載の発明に係る帯電装置で
は、フィルム状部材の両縁を支持してほぼ環状としてい
るので、形状が安定して帯電電極と感光体との接触状態
が安定する。また、帯電電極が画像形成範囲の幅方向に
充分な剛性を有することになり、フイルム状部材と感光
体との間隙をより確実に一定に保持することができる。
したがって、均一でより安定した帯電を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の一実施例である帯電装
置が適用される画像形成装置を示す概略構成図である。

【図２】請求項１に記載の発明の一実施例である帯電装
置を示す概略構成図である。

【図３】請求項１に記載の発明の他の実施例である帯電
装置を示す概略構成図である。

【図４】請求項２に記載の発明の一実施例である帯電装
置を示す概略構成図である。

【図５】従来の帯電装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２、１２、２２ 帯電電極 ３、１３、２３ 支持体 ４、１４、２４ 直流電源 ５、１５、２５ 交流電源 ７、１７、２７ フィルム状部材 ８、１８、２８ ギャップ保持材 １０ 帯電装置 ５０ 感光体 ５１ 露光装置 ５２ 現像装置 ５３ 転写ロール ５４ 用紙カセット ５５ 用紙搬送路 ５６ 定着装置 ５７ クリーニング装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性を有する導電性若しくは半導電
   性のフイルム状部材からなり、表面が周回可能に支持さ
   れた感光体と近接又は接触するように設置される帯電電
   極と、この帯電電極に帯電用電圧を印加する電源とを有
   する帯電装置において、 前記帯電電極を構成するフィルム状部材の、前記感光体
   周面の両端部と対向する部分に、絶縁性の材料からなる
   ギャップ保持材が貼着され、 前記フィルム状部材は、曲面を有するように湾曲され、
   該湾曲面若しくは湾曲面付近で前記ギャップ保持材を介
   して前記感光体と接触することを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の帯電装置におい
   て、 前記帯電電極は、前記フィルム状部材を湾曲させて両縁
   で支持したほぼ環状に形成されていることを特徴とする
   帯電装置。