JPH04268583A - 帯電装置 - 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】本発明は被帯電体に帯電部材を接
触させて被帯電体を帯電（除電も含む）させる接触式の
帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、電子写真装置や静電記録装置等
の画像形成装置を例にして説明する。従来、電子写真装
置等の画像形成装置において、感光体や誘電体等の像担
持体、その他の被帯電体の帯電処理手段としては非接触
式の帯電装置であるコロナ帯電器が使用されてきた。コ
ロナ帯電器は被帯電体面を均一に帯電処理する手段機器
として有効であるが、高電圧を必要とする、オゾンを比
較的多く発生する、均一帯電性を維持させるためにコロ
ナワイアの清掃手段を設けて比較的頻繁に清掃処置をし
て保守する必要がある、等の問題点があった。

【０００３】そこで近年は被帯電体に帯電部材を接触さ
せて被帯電体を帯電させる接触式の帯電装置が注目され
、実用化されている。

【０００４】図８にその一例を示した。３は被帯電体で
あり、本例では矢示ａ方向に所定の周速度（プロセスス
ピード）で回転駆動されるドラム型の電子写真感光体（
以下、感光ドラムと記す）とする。１は帯電部材であり
、本例はローラ型の導電性部材（以下、帯電ローラと記
す）である。この帯電ローラ１は感光ドラム３に対して
ドラム母線に略並行にして所定の押圧力をもって圧接さ
れて配設され、感光ドラム３の回転に従動して回転する
。

【０００５】而して帯電ローラ１に対して電源Ｓにより
所定の電圧を印加することによって帯電部材としての帯
電ローラ１と被帯電体としての感光ドラム３との間の微
小ギャップ間で放電を行なわせ、回転駆動されている感
光ドラム３の周面を所定の極性・電位に接触式で帯電処
理するものである。

【０００６】この帯電ローラ１に対する印加電圧は直流
電圧だけでもよいが、所定の帯電電圧に相当する直流電
圧に交流電圧を重畳したものを印加することによって帯
電の均一化を行なうことができる。詳しくは特開昭６３
−１４９６６９号公報に開示されるように直流電圧を帯
電部材に印加したときの被帯電体の帯電開始電圧の２倍
以上のピーク間電圧を有する交番電界を帯電部材と被帯
電体との間に形成することで被帯電体の帯電を均一にす
ることができる。

【０００７】なお、図８において感光ドラム３の周囲に
は上記の帯電手段としての帯電ローラ１のほかに、画像
情報露光手段、トナー現像手段、トナー画像転写手段、
感光ドラムクリーニング手段等の作像プロセス機器が配
置されて画像形成装置が構成されるが、それ等は図に省
略した。

【０００８】帯電部材１は上記例のローラ型のほかにも
、ブレード型、ロッド型、ブロック型、ワイア型、ウエ
ブ型など適宜の形状・形態のものとすることができる。

【０００９】上記のような接触式の帯電装置において、
帯電ローラ等の帯電部材１の抵抗値が高い場合には帯電
に必要な電流を流すことができないために帯電不良を起
こしてしまう。逆に低すぎる場合には被帯電体３の表面
にピンホール等の低耐圧欠陥部が生じた場合或いは存在
する場合に、帯電部材を通じてその部分に電流が集中し
、他の部分が帯電されない。そのため帯電部材の持つべ
き抵抗値の範囲は上記２つの問題を起こさない範囲に限
定され、図２に示したような抵抗値測定法で１０５　〜
１０６　Ωの抵抗値範囲となる。そこで帯電部材を形成
する材料に導電フィラーを添加・分散することによって
抵抗値の制御が行なわれている。

【００１０】図２の抵抗値測定法を説明する。この図で
は帯電部材１は帯電ローラであり、鉄・ＳＵＳ等の導電
性芯金１ａと、この芯金１ａに同心一体に金型成形等で
ローラ状に成形したゴム・樹脂等の導電性弾性体層１ｂ
とからなる。この帯電ローラ１の導電性弾性体層１ｂの
外周面に幅１０ｍｍのアルミ箔等の金属テープ２０を電
極として密着させて巻き付ける。この電極２０と帯電ロ
ーラ１の芯金１ａとの間に５０Ｖの電源２１と電流計２
２を直列に接続することで導電性弾性体層１ｂを介して
電極２０と芯金１ａとの間に流れる電流量Ｉを電流計２
２で読み、帯電部材としての帯電ローラ１の抵抗値Ｒを
Ｒ＝５０（Ｖ）／Ｉで算出する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】帯電部材１は帯電面に
対して各部均一な抵抗値分布を持つことが必要とされる
。図９は帯電ローラ１についてその長手方向に沿う抵抗
値分布が高低不均一である場合を示している。このよう
な不均一分布をもっと、抵抗値が高い部分ではこの部分
に多くの電圧が印加されることになってしまい、この部
分に対応する被帯電体面部分には十分な電圧が印加され
ず帯電不良を発生する場合がある。

【００１２】このことは帯電部材１の表面がゴミやトナ
ー等汚染物質をひろって汚れてしまった場合にも同様で
ある。電子写真装置等の画像形成装置において現像剤と
して絶縁トナーを用いた場合には像担持体３に接触して
いる帯電部材１の表面に該絶縁性トナーが汚れとして付
着することで帯電部材の抵抗値は大幅に上昇する。

【００１３】また、現像剤の特性を改善するために外添
されるシリカ、ステアリン酸亜鉛、チタン酸ストロンチ
ウム、ＰＭＭＡ粒子等の外添剤は抵抗値が高いことに加
え、粒径がサブミクロンオーダーと小さいため、これが
像担持体３のクリーニング部材をすり抜けて帯電部材１
を汚し、帯電性能を劣化させることがある。

【００１４】特に帯電部材１の表面の摩擦係数が低い場
合には汚れが帯電部材１の表面に付着しにくく、像担持
体３と帯電部材１との当接が均一でない場合には両者３
・１の接触が強い部分では帯電部材１についた汚れ物質
が像担持体３にかきとられ、逆に接触が弱い部分では帯
電部材上に残ってしまい、この結果として帯電部材上で
は汚れのムラが顕著になり部分的な帯電不良を起こしや
すくなる。

【００１５】また電子写真装置等の画像形成装置におい
て像担持体の帯電手段が上記のような接触帯電装置であ
る場合にはクリーニング部材（図８には不図示）をすり
抜けたトナーが像担持体３に接触している帯電部材１に
よって像担持体３に押し付けられて像担持体１面に融着
するという現象が発生しやすい。このトナー融着現象は
帯電部材１に前述のように交流電圧を含む電圧を印加し
て帯電を実行させる系で顕著である。

【００１６】融着したトナーは光を透過しないため、反
転現像系においては露光部において露光を受けた場合に
も像担持体３表面の電位が降下せず、トナー融着部分が
画像ヌケ（白ポチ）となってしまう。これを防止するた
めにトナーに外添剤としてスチレン系共重合体粒子また
はポリメチルメタクリレート系樹脂（ＰＭＭＡ）粒子を
外添させて帯電部材に付着させるという手法が特願平１
−１９４０２３号・同１−１９４０１２号に開示されて
いるが、前記と同様の理由で帯電部材１上に付着するＰ
ＭＭＡ粒子量にムラがあると、付着が少ない部分に、ト
ナー融着が激しくなる。

【００１７】このように、従来の接触帯電装置では帯電
部材にトナー、外添剤、ゴミ等が不均一に付着すること
により、帯電不良、トナー融着といった問題点が存在し
ていた。

【００１８】本発明はこの問題を解消することを目的と
している。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、被帯電体に帯
電部材を接触させて被帯電体を帯電させる帯電装置にお
いて、帯電部材表面と被帯電体との間の動摩擦係数が０
．４以上であることを特徴とする帯電装置である。

【００２０】又本発明は上記において、帯電部材は樹脂
またはゴムに導電物質を分散させて低抵抗化処理を施し
た表面層を持つことを特徴とする帯電装置である。

【００２１】

【作用】即ち、帯電部材の汚れによる前述の帯電不良や
トナー融着といった問題は帯電部材にトナーやゴミ等の
汚染物質が不均一に付着して、付着している部分と、し
ていない部分の付着量の差が大きすぎる場合に発生する
ものであり、帯電部材が汚染物質で汚されても帯電部材
の各部の汚染物質付着状態（汚れ状態）がほぼ均一であ
り、また汚染物質付着量が過剰でなければ、帯電性や帯
電均一性は実質的に維持され、またトナー外添剤の均一
な付着によりトナー融着防止もなし得る。そこで本発明
は、帯電部材がトナー等の汚染物質の付着で汚れるとし
てもその付着汚れが帯電部材の被帯電体に対する接触面
の各部で均一になるようにして、即ち力学的にトナー等
の汚染物質が帯電部材各部に均一に付着するようにして
不均一付着による帯電不良を防止し、更にトナー外添剤
によるトナー融着防止効果を良くするものであり、前記
のように帯電部材と被帯電体との間の動摩擦係数を０．
４以上とすることで、帯電部材の被帯電体に対する接触
面の各部にトナー等の汚染物質が均一に付着する状態を
現出できる。

【００２２】またその付着が均一であっても、過剰に付
着すれば被帯電体に印加される電圧は減少して帯電不良
を引き起こしてしまうが、帯電部材と被帯電体との相対
移動による摺擦を受けるために過剰に付着した汚染物質
は被帯電体によって掻き取られて過剰付着の状態は実質
的に生じない。

【００２３】

【実施例】＜第１の実施例＞（図１〜図４）図４は本発
明に従う帯電装置を像担持体の帯電手段として使用した
電子写真方式のプリンタの概略図である。 （１）プリンタの構成 ３は像担持体（被帯電体）としての回転ドラム型の電子
写真感光体（感光ドラム）であり、本例の場合は、直径
３０ｍｍのＯＰＣ感光ドラムであり、矢示ａ方向に周速
度（プロセススピード）１００ｍ／ｓｅｃで回転駆動さ
れる。

【００２４】１は帯電部材としての帯電ローラである。 この帯電ローラの構成は後記（２）項で詳述するが、直
径１２ｍｍの多層構造ローラ（図１）であり、バネ加圧
により総加圧９．８Ｎ（ニュートン）で感光ドラム３に
押圧接触させてあり、感光ドラム３の回転に従動回転す
る。帯電ローラ１には本実施例では目的とする感光帯電
位Ｖｄに相当する−６００Ｖの直流電圧に、定電流制御
された交流バイアス（正弦波）を重畳した高電圧を電源
Ｓから印加する。実際には定電流値を６００μＡで制御
したため帯電ローラに発生する正弦波のピーク間電圧値
は２０００Ｖになった。これにより回転感光ドラム３の
周面は−６００Ｖの均一な帯電処理を受ける。なお、交
流バイアスの波形としては正弦波に限らず矩形、三角波
等であってもよい。また直流電源をオン・オフすること
によって形成された矩形波でもよい。即ち交流バイアス
は周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用
できる。

【００２５】上記の帯電処理を受けた感光ドラム３面は
次に画像情報露光手段としての不図示のレーザスキャナ
により、画像信号に従って強度変調を受けた半導体レー
ザによる走査露光４を受けることで、露光を受けた部分
は除電されてその露光明部の電位が均一に−１００Ｖに
なり、静電潜像が形成される。

【００２６】その形成潜像が現像装置５によってトナー
像として可視化される。本実施例の現像装置は磁性一成
分ネガトナーを用いた反転現像装置であり、現像方式は
ジャンピング現像法である。感光ドラム面の電位の低い
露光明部にトナーが付着することで潜像がトナー像とし
て可視化される。

【００２７】使用トナーは平均径６μｍの微粒子トナー
であり、流動性を保つためにシリカを１．２ｗｔ％、ま
たトナー融着防止のためにＰＭＭＡ粒子を０．１ｗｔ％
外添してある。

【００２８】帯電部材として帯電ローラ１を用いて、特
に本実施例のように該帯電ローラ１に交流（ＡＣ）成分
を含む電圧を印加して帯電を実行する接触帯電系におい
ては、クリーニング装置８のクリーニングブレード８ａ
をする抜けてしまったトナーが帯電ローラ１と感光ドラ
ム３との圧接部において帯電ローラ１による押圧と叩き
を受けて感光ドラム３面に融着化（トナー融着）しやす
い。そこでこれを防止する目的で現像剤に上記のＰＭＭ
Ａ粒子を外添してあり、該ＰＭＭＡ粒子は粒径が０．５
μｍ程度であるのでクリーニングブレード８ａをすり抜
け易く、それが帯電ローラ３に付着することで帯電ロー
ラ３と感光ドラム１とのクッションの役割をなしトナー
融着を緩和する効果が得られる。

【００２９】現像装置５で形成された感光ドラム１上の
トナー像は転写ローラ６と感光ドラム１との間に不図示
の給紙手段部から所定のタイミングで給送された転写材
７に対して、電源１０にて２ＫＶの高圧が印加された転
写ローラ６によって順次に転写されていく。

【００３０】転写されなかった感光ドラム上の残存トナ
ーはクリーニング装置８のクリーニングブレード８ａに
よって掻き取られ、清浄面化された感光ドラム面が繰り
返して作像に供される。

【００３１】一方、トナー像転写を受けて転写部を通過
し感光ドラム１面から分離された転写材７は定着ローラ
９によってトナー像の熱加圧定着を受けて画像形成物（
プリント、コピー）として機外へ排出される。

【００３２】なお本実施例のプリンタは、感光ドラム３
・帯電ローラ１・現像装置５・クリーニンク装置８の４
つのプロセス機器についてこれを一括してプリンタ本体
に対して着脱自在のプロセスカートリッジ２３として構
成してあり、これにより装置のメンテナンス性を向上さ
せてある。 （２）帯電ローラ１ 本実施例の帯電ローラ１は図１に横断面模型図を示した
ように、鉄・ＳＵＳ等の６ｍｍ径の芯金１１を中心にそ
の周りに第１〜第３の機能層１２・１３・１４を順次に
形成した多層構造の、全体約１２ｍｍ径のものである。 有効長さは約２３０ｍｍである。

【００３３】第１の機能層１２はブタジエンゴムまたは
イソプレンゴムに導電性カーボンを分散することによっ
て導電化（〜１０３　Ω）した導電性弾性層である。こ
の層１２は帯電ローラ１がその長手各部において感光ド
ラム３に対して均一なニップを持つて接触した状態とな
るように帯電ローラに適当な柔らかさを持たせる役目を
持つ。本実施例では芯金１１上に３ｍｍ厚で被覆した導
電性ゴム層であり、その硬度はａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計に
１ｋｇの加重をした状態での測定で５５゜である。

【００３４】第２の機能層１３は厚さ２００μｍの抵抗
層であり、ウレタンゴムに導電カーボンを分散させて抵
抗値制御したものである。この第２機能層１３までの帯
電ローラの抵抗値は前述図２の抵抗値測定法で測定して
１０４　Ω台である。

【００３５】第３の機能層１４はコーティング層で厚さ
約５μｍのナイロン樹脂である。この層は前記第１と第
２の機能層１２・１３からのブリードを防止するために
設けられたものである。この第３の機能層１４はナイロ
ン樹脂単体では低温低湿環境で抵抗値が上昇して帯電不
良を起こすためその防止のために導電性のフィラーを分
散する。この層の材料としてナイロン樹脂の他にブリー
ドを防止できるゴム等を用いることも可能である。

【００３６】通常、コーティング層のフィラーとしては
導電性カーボンやＳｎＯ２　が用いられているが、上記
構成の帯電ローラ１のおいてコーティング層である第３
層１４のナイロン樹脂にカーボンを分散したところ、帯
電ローラの表面摩擦係数が非常に小さくなった。実際に
は、その摩擦係数の測定はヘドイン社製の摩擦係数測定
機で行ない、図３に概念図を示したように帯電ローラ１
の表面に対して、感光ドラムの表面剤をＰＥＴシートに
塗布してなる幅１０ｍｍのテープ材２４を１００ｇの加
重で押し当てて引っ張った場合の動摩擦係数を測定する
と０．２という値を示した。

【００３７】そこで本実施例においてはコーティング層
である第３層１４のナイロン樹脂に分散する導電性フィ
ラーをＴｉＯ２　に変更して帯電ローラ１表面の摩擦係
数値（動摩擦係数値、以下同じ）を上昇させた。ここで
用いたＴｉＯ２　は三菱金属製Ｔ−１（商品名）で、ナ
イロン（帝国化学製ＥＦ−３０Ｔ、商品名トレジン）に
対して１０％ｗｔ分散させた。ナイロンの乾燥条件は１
２０℃×１２時間である。これにより動摩擦係数がフィ
ラーにカーボンやＳｎＯ２　を用いた時の０．２から０
．８まで上昇した。

【００３８】ナイロンの架橋が進行すると膜の硬度が上
昇し、同時に摩擦係数が下降するが、架橋を進行させる
には熱を加える、また、有機酸を架橋剤として加えるこ
とが一般的であり、本発明の実験においてカーボンやＳ
ｎＯ２　を用いると、ＴｉＯ２を用いた場合に比べ架橋
が大幅に加速されることが確認されている。そこで本実
施例では架橋を促進させずに摩擦係数を増加させること
を目的としたため、フィラーをＳｎＯ２　からＴｉＯ２
　に変更した。 （３）実行例 前述図４のプリンタについて高温高湿環境（３２．５℃
、８５％ＲＨ）で下記の耐久試験を行なった。

【００３９】（Ａ）摩擦係数が０．２である前述の帯電
ローラを用いて試験を行った場合には、Ａ４の用紙サイ
ズ相当の転写材を２０００毎程度出力した頃から画像中
央部にカブリが発生し始めた。これは特にハーフトーン
画像で顕著であり、カブリを生じている部分の感光体表
面電位を測定すると、均一帯電が行なわれておらず、そ
うでないところに比べて約２００Ｖ程度降下していた。

【００４０】この時の帯電ローラ表面を観察すると、ロ
ーラ中央部分ではローラ表面に不均一にトナー、また外
添剤のＰＭＭＡ粒子の厚い層が形成されており、これに
よって帯電が不均一になっていることが判明した。特に
本実施例で用いたトナーは絶縁性であり、ＰＭＭＡ粒子
も高抵抗であるためこの影響が顕著になっていると考え
られる。

【００４１】また、この時点でベタ黒画像を出力すると
、画像両端部に白ポチが多数見られた。これに対応する
感光ドラム表面ではトナーがドラム表面に融着していた
。問題の画像は、このトナー融着で感光ドラム表面に対
するレーザ露光が阻害されて反転現像で画像上白ポチに
なったものである。

【００４２】トナー融着は、特に、帯電ローラ１に印加
した電圧の交流成分により帯電ローラに発生する振動で
感光体上にあるトナーが叩かれることによって発生する
ものである。本実施例ではトナー中にＰＭＭＡ粒子を外
添することによってトナー融着現象の発生を防止してい
るわけであるが、前述のように帯電ローラ端部ではトナ
ー・ＰＭＭＡ粒子がローラ表面に付着しておらず、融着
の防止効果が無くなっていた。

【００４３】（Ｂ）このような画像中央の帯電不良や画
像端部のトナー融着は帯電ローラ表面にトナーまたはＰ
ＭＭＡ粒子が不均一に付着していることが原因であるた
め、意図的にローラ表面をトナー・ＰＭＭＡで均一に薄
くコートすることが効果がある。そこで帯電ローラ１の
第３層であるナイロン層１４の導電フィラーをＳｎＯ２
　からＴｉＯ２　に変更し、乾燥時間を２時間から１時
間に変更して摩擦係数を０．２から０．９に上げた帯電
ローラ１を用いて同様の耐久試験を行った。

【００４４】その結果、前記（Ａ）の改良以前のローラ
では２０００枚通紙時点で発生していた画像中央部のカ
ブリや端部のトナー融着が、本実施例のプロセスカート
リッジ２３の寿命である１００００枚通紙時点において
も発生しなかった。耐久後の帯電ローラ表面を観察する
と、ローラ表面が全体的に均一にトナー・ＰＭＭＡ粒子
によってコーティングされており、トナー融着を防止す
る効果が十分に得られていることが確認された。

【００４５】このように均一に付着するのは、帯電ロー
ラの表面の摩擦係数が大きいため、感光ドラムとの摺擦
を受けても帯電ローラからトナー等が掻きとられないた
めで、実験的にこの条件を満たすための摩擦係数の限界
を求めたところ、下記の表１に示すように０．４以上、
好ましくは０．６以上の摩擦係数を持つような帯電ロー
ラを構成することによって上記のような効果が得られる
ことが判明した。

【００４６】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　表１　　　　摩擦係数　　　　　　帯電不良（カ
ブリ）　　　　　　トナー融着　　　　　　０．２　　
　　　　　　　　　　×　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　×　　　　　　０．４　　　　　　　　　
　　　○　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　△
　　　　　　０．６　　　　　　　　　　　　○　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　○　　　　　　０
．８　　　　　　　　　　　　○　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　○このように、帯電ローラの表面
の摩擦係数を大きくすることによって表面に均一な薄い
トナー等の層を意図的に形成し、これによって、耐久に
よりローラ表面のトナー等による汚れが不均一になるこ
とを防ぎ、帯電不良、トナー融着のない良好な画像を耐
久全般にわたり維持することができるようになつた。

【００４７】＜第２の実施例＞（図５）本実施例では帯
電ローラ１の表面摩擦係数を上昇させるために第３層で
あるナイロン層１４の架橋条件を変更した。前記第１の
実施例で、ナイロン層１４に分散させるフィラーをカー
ボンやＳｎＯ２　からＴｉＯ２　に変更することによっ
てナイロンの架橋の促進を防いで摩擦係数を上昇させた
が、同様に架橋の進行を制限するために乾燥条件を短く
しても同様の効果を得ることができることが明らかにな
った。

【００４８】具体的には架橋を抑制する手段としては、
■乾燥温度を下げる、■乾燥時間を短くする、ことが考
えられるが、以下の理由から無条件に架橋を弱くするこ
とはできない。

【００４９】即ち、実際に乾燥条件を、８０℃×３０分
で行った帯電ローラを試作し、１ヶ月高温高湿条件下（
５０℃、６０％ＲＨ）に感光ドラム３と加圧当接して放
置したところ、帯電ローラ１からブリードした物質によ
り感光ドラム３上の当接位置のＯＰＣが変質して画像不
良が発生した。

【００５０】このように、架橋を甘くするとナイロンが
本来のコーティング層の役割を果たさなくなってしまう
。このことから、コーティングの機能を果たし、かつ摩
擦係数が最大になるような乾燥条件を選択する必要性が
生じる。

【００５１】そこで、乾燥条件を変更した場合の摩擦係
数の変移を実験により測定した。その結果を図５に示し
た。

【００５２】これによると、摩擦係数は乾燥温度が低く
、乾燥時間が短いほど大きいことがわかった。このこと
は、架橋が進めば一義的に摩擦係数が小さくなることを
示している。従って、ブリード防止ができる最小限の架
橋を行えば弊害無しにトナー融着やローラの不均一汚れ
による帯電不良に対して最大限の効果が得られる帯電ロ
ーラを作れることがわかる。この時実際に、６０℃×３
０分，６０℃×４５分，８０℃×３０分の各乾燥条件で
試作したサンプルは、摩擦係数値が２．０より大きくな
り非常に高い値を示したが、ブリードがひどく、明らか
に実使用にたえないものであった。このことから実質上
使用できる摩擦係数は０．４以上２．０以下であること
になる。

【００５３】ブリード防止効果が得られる実用上最低限
の架橋は実験の結果、下記の表２のようになり、１２０
℃×４５分であることが判明したが、乾燥炉の温度分布
等を考慮して本実施例では１２０℃×１時間を最適な乾
燥条件と判断した。

【００５４】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　表２　　　　　　　　　　　　６０℃　　　
　　　８０℃　　　　　　１００℃　　　　　　１２０
℃　　３０分　　　　　　×　　　　　　　　　　×　
　　　　　　　　　×　　　　　　　　　　　　×　　
４５分　　　　　　×　　　　　　　　　　×　　　　
　　　　　　×　　　　　　　　　　　　○　　６０分
　　　　　　×　　　　　　　　　　×　　　　　　　
　　　○　　　　　　　　　　　　○　　２時間　　　
　　　×　　　　　　　　　　○　　　　　　　　　　
○　　　　　　　　　　　　○　　　　　　　　（導電
フィラーとしてＴｉＯ２　使用）導電フィラーにＴｉＯ
２　を用い、上記の条件に従って乾燥を行った結果、従
来の１２０℃×１２時間乾燥ではＴｉＯ２　を使っても
０．９までしか得られなかったのに対し、１．１もの高
い摩擦係数をもつ帯電ローラを構成することに成功した
。

【００５５】このようにして作成した帯電ローラ１では
、高温高湿環境での感光ドラム３との当接放置テストに
おいてもローラからのブリードは発生せず、耐久試験を
行っても帯電ローラの汚れによる帯電不良やトナー融着
の発生に対してラチチュードの広いことが確認された。

【００５６】なお、本実施例のように乾燥条件を甘くす
ることによって、前記第１の実施例では使用できなかっ
たカーボンやＳｎＯ２　をナイロン層１４の導電フィラ
ーとして用いても、摩擦係数が０．４まで上昇するため
、トナー融着や汚れによる帯電不良が抑制され、実用上
問題なく使用できるレベルになった。

【００５７】＜第３の実施例＞（図６・図７）本実施例
では、図６のように感光ドラム３の接触帯電部材として
ブレード形態のもの（帯電ブレード）１Ａを用いたもの
である。帯電ブレード１Ａは帯電ローラ１に比べて構成
が簡単で、コストが安いといった特徴を持つが、反面ロ
ーラと比較して感光体との均一な接触が確保しにくく、
筋状の帯電不良を起こしやすいという欠点があった。

【００５８】本実施例で作成した帯電ブレード１Ａは第
１の実施例で述べた帯電ローラ１とほぼ同じ材質を用い
ている。具体的には図７に層構成を示す横断面模型図の
ように、カーボンによる導電化処理をした厚さ２ｍｍの
シリコーンゴム層１２ａをブレードの基体とし、この上
に抵抗層１３ａとして厚さ２００μｍのウレタンゴム層
を設け、さらにその上にコーティング層１４ａとして５
μｍのナイロン層を塗工形成したものである。

【００５９】このようにして作成した帯電ブレード１Ａ
を第１の実施例で説明した図４の電子写真方式のプリン
タにおいて帯電ローラ１の代わりに設置し、画像出力を
行った。ブレード１Ａの取付方法は感光ドラム３に対し
て１５゜の傾きθを持ってドラム回転にカウンタの方向
に当接させた。帯電ブレードに印加する電圧の条件は帯
電ローラの場合と全く同じで良好な画像を得ることがで
きた。

【００６０】初めに、ナイロン層１４ａに分散させる導
電フィラーをカーボンとし、乾燥温度を１２０℃×１２
時間として作成した帯電ブレードを用いて１５℃・１０
％ＲＨの低温低湿環境で耐久試験を行った。すると２０
００枚以上の耐久を経た後で、連続プリント中において
は良好な画像が出力されていたが、長期間の休止時間（
２時間以上）をおいて画像を出力すると、初めの数枚に
筋状の帯電不良が観測されるようになった。この不良画
像は通紙によって徐々に消えるが、再び休止期間をはさ
むと同じような現象が再現する。

【００６１】この時の帯電ブレードの感光体との接触部
を観察すると、良好な帯電が行われている部分はきれい
な表面をしているが、筋に相当する部分では感光体との
間に微小な隙間が生じていて、感光体との摺擦を受けな
いためトナーが付着しており、これによって部分的な帯
電不良が生じていることが判明した。

【００６２】これは、帯電ブレードの表面の摩擦係数が
低いため、トナーの付着に不均一な部分ができてしまう
ことが原因である。この現象が帯電ローラと異なり低温
環境で発生するのは、ブレードの基体ゴム１２ａが低温
によって固くなってしまうためであり、帯電ブレード特
有の問題点である。

【００６３】理想的にはブレードと感光体が完全な接触
を保っており、接触部の全ての部分が摺擦を受けてトナ
ーが付着しない状態が好ましいのであるが、実用上この
ような状況を作るためにはブレードの当接圧を必要以上
に上げなければならず、これはブレードのへたりとなり
、かえって当接が不均一になってしまうという弊害があ
る。

【００６４】従って、本実施例では反対に帯電ブレード
の摩擦係数を上昇させることによりブレードの感光ドラ
ムとの当接面にトナーを捕捉させ、そのブレード面部分
に薄いトナー層を形成してトナーの付着ムラを無くした
。

【００６５】具体的には前述の第１や第２の実施例の場
合と同様にナイロン層１４ａのフィラーをカーボンから
ＴｉＯ２　に変更し、さらに乾燥温度をブリードを防止
できる限界である１２０℃×１時間に変更することによ
って帯電ブレード１Ａの摩擦係数を上昇させた。本実施
例ではこの方法によって摩擦係数が０．２から１．１に
上昇した。

【００６６】このようにして作成した帯電ブレードを同
様に耐久したところ、耐久全般にわたり休止期間をはさ
んだ後においても良好な帯電を行うことが可能になった
。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように接触帯電方式の帯電
装置について、帯電部材の表面の摩擦係数を高く設定す
る、即ち帯電部材表面と被帯電体との間の動摩擦係数を
０．４以上ことによって、帯電部材の表面に汚れの均一
層を意図的に形成し、耐久による帯電部材表面の不均一
な汚れによる帯電不良の発生、感光体上へのトナー融着
の発生を可及的に抑えることに成功した。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　第１または第２の実施例における帯電ロー
ラの層構成を示す横断面模型図

【図２】　　帯電ローラの抵抗値測定方法の要領図

【図
３】　　摩擦係数測定法の概念図

【図４】　　本発明に従う帯電装置を用いた画像形成装
置の一例（電子写真方式のプリンタ）の概略図

【図５】
　　乾燥条件と摩擦係数との相関図

【図６】　　帯電ブ
レードを用いた第３の実施例の概略図

【図７】　　帯電
ブレードの層構成を示す横断面模型図

【図８】　　接触
帯電の説明図

【図９】　　帯電ローラの抵抗値にローラ長手に沿って
高低不均一がある状態を指示したグラフ

【符号の説明】

１・１Ａ　　接触帯電部材としての帯電ローラまたは帯
電ブレード ３　　被帯電体としての感光ドラム Ｓ　　バイアス印加電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被帯電体に帯電部材を接触させて被帯
   電体を帯電させる帯電装置において、帯電部材表面と被
   帯電体との間の動摩擦係数が０．４以上であることを特
   徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】　　帯電部材は樹脂またはゴムに導電物質
   を分散させて低抵抗化処理を施した表面層を持つことを
   特徴とする請求項１記載の帯電装置。