JPH0430186A - 接触帯電装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電圧を印加した接触帯電部材を被帯電体に当
接させて被帯電体面の帯電（除電を含む）をする接触帯
電装置の改善に関するものである。

（従来の技術） 例えば、電子写真装置（被写機・レーザど−ムプリンタ
など）静電記録装置等の画像形成装置に於て、感光体・
誘電体等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理する
手段機器としては従来よりコロナ放電装置が広く利用さ
れている。

コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位
均一に帯電処理する手段として有効である。しかし、高
圧電源を必要とし、コロナ放電により好ましくないオゾ
ンが比較的多く発生するなどの問題点を有している。

このようなコロナ放電装置に対して、前記のように電圧
を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体面
を帯電処理する接触帯電装置は、電源の低圧化が図れ、
オゾンの発生をみても極々微量である等の長所を有して
いることから、例えば画像形成装置に於て感光体・誘電
体等の像担持体、その他の被帯電体面を帯電処理する、
コロナ放電装置に代わる手段装置として注目され、その
実用化研究が進められている（特開昭５７−１７８２６
７・５６−１０４３５１・５８−４０５６６・５８−１
３９１５６・５８−］　５５０９７５号公報）。

本出願人も、安定な帯電処理等を目的として、帯電部材
に対して、直流電圧と、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振動電圧（時間とともに電
圧値が周期的に変化する電圧：正弦波・三角板・矩形波
などの交流成分・脈流成分）を印加することを基本とす
る接触帯電方法ないしは装置など数多くの提案を行なっ
ている（特開昭６３−１４９６６８・１４９６６９号公
報等）。

第９図はローラ型の帯電部材を用いた接触帯電装置例を
示している。１は被帯電体であり、本例の場合は電子写
真装置における感光ドラムとする。感光ドラム１は所定
のプロセススピード（周速度）で矢示の時計方向に回転
駆動される。

２は帯電部材としての回転ローラ体（以下、帯電ローラ
と記す）であり、芯金２ａの外周に導電性ゴムローラ部
２ｂを形成したものてあり、感光ドラム１の外面にドラ
ムにほぼ並行にして所定の押圧力をもって圧接されてい
て１本例の場合は感光ドラムスの回転に伴ない従動回転
する。

９は上記の帯電ローラ２に対するバイアス印加電源であ
り、本例の場合はこの電源９から接点板バネ８・ローラ
芯金２８を介して帯電ローラ２に対して所定の直流電圧
ｖＤｃと、感光体の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間
電圧Ｖｐｐを有する所定の振動電圧ＶＡＣとの重畳電圧
ｖｔ、ｃ十ｖＡｃが印加されることで感光ドラム１面が
所定の極性・電位に帯電処理される。

このように帯電処理された感光ドラム１面に次いで画像
露光３がなされて静電潜像が形成され、以下、図には省
略した現像装置・転写装置の適用を受けて画像形成が実
行される。６は転写後の感光ドラム１面の清掃手段とし
てのクリーニングプレードを示している。

１３は帯電ローラ２による感光ドラム１面の帯電領域を
示し、Ａはその幅である。幅Ａは約１０μｍ〜３０μｍ
である。

帯電部材２は上記のようなローラ型の他にも、ブレード
型、ロッド型、ブロック型などにすることができる。

また、被帯電体１は上記のような回転ドラム型の他にも
回動ベルト型、走行ウェーブ型、走行シート型などであ
フてもよい。

（発明が解決しようとする問題点） このような接触帯電装置の問題点の１つとして次のよう
な事項が上げられる。

接触帯電では、コロナ帯電と興なり、上記のように帯電
領域Ａが非常に狭いため電源９の影響を非常に受けやす
い。そのため、 ■帯電部材に振動電圧成分を含む電圧を印加して被帯電
体面の帯電を実行したときは第７図のように被帯電体の
帯電面には振動電圧成分に対応した周期Ｐの帯電斑の発
生を生みやすい。第７図において縦軸は帯電部材で帯電
された被帯電体の表面電位、横軸は被帯電体の面移動方
向の位置である。以下、上記の帯電部材・被帯電体・振
動電圧を夫々帯電ローラ２・感光ドラムト交流電圧ｖＡ
ｃとして説明する。

上記の帯電斑周期Ｐは次のように決まる。

Ｐ＝Ｖ、／ｆ・・・・・・・・（１） ｖＰは被帯電体としての感光トラム１の面移動速度（プ
ロセススピード）、 ｆは印加電源９の交流電圧成分の周波数このような帯電
斑は一般に感光体表面電位が明部電位または暗部電位の
場合は画像には影響を与えない。しかし、ハーフトーン
電位の場合は現像バイアス電位ＶＤｅｖ　　（第７図）
レベルを横切ってしまうため、第８図に示すように出カ
ブリント画像上に周期Ｐのサイクル環と呼ばれる横線Ｐ
、が発生してしまう。また暗部電位であってもプロセス
スピードが速すぎたり、電源９の周波数ｆが小さすぎた
ときには、やはりサイクルｉＰ、が発生していた。

サイクル斑防止のために電源周波数ｆを上げ帯電斑を実
質的に現像できなくする方法もある。

しかし、周波数を上げることにより目立ってくる帯電音
（電圧印加により感光ドラム１と帯電ローラ２が振動し
て発生するノイズ）が問題となるためこれにも限度があ
る。

画像形成装置が高速機種の場合のようにプロセススピー
ドが速いとサイクル斑防止の為に帯電ローラ印加電源周
波数も高くする必要があるが、その周波数が３００Ｈｚ
を越えると、一般に耳ざわりな帯電音を生じるようにな
る。

この帯電斑・サイクル環・帯電音の発生の問題は、帯電
部材がローラタイプに限らず、ブレードタイプ等地のタ
イプのものにおいても共通する事項である。

■また帯電部材に直流電圧成分のみを印加して被帯電体
の帯電を行なう場合に右いてもその直流電圧印加電源の
出力電圧の何等かの原因による出力電圧変動や他の原因
により不均一帯電を生じ得る。不均一帯電は画像形成装
置では画像ムラを生じさせる。

本発明は十ｇ己■や■のような問題を解消して接触帯電
装置により被帯電面の実質的に均一な帯電処理が実行で
きるようにすることを目的と（問題点を解決するための
手段） 本発明は、電圧を印加した接触帯電部材を被帯電体に当
接させて帯電を行う接触帯電装置において、接触帯電部
材と被帯電体との当接点よりも被帯電体の面移動方向下
流側に導電性材料からなる電位均し部材を被帯電体に接
触させて配置したことを特徴とする接触帯電装置である
。

電位均し部材は具体的には電気的に浮かした（フロート
状態の）導電性部材や、直流バイアスを印加した導電性
部材等である。

（作　用） 第５図（Ａ）は前述第７図のような帯電斑のある被帯電
体１面上での電荷分布模型図を示している。即ち被帯電
体１面上にはピッチ間隔Ｐの周期で電荷ｅが多い所と少
ない所ができているのである。この図において被帯電体
１は導電性基体１ｂの面に感光層１ａを形成してなる電
子写真感光体である。帯電電荷ｅはマイナス電荷でしめ
した。プラス電荷ｅ１は帯電電荷ｅに対応して導電性基
体１ｂと感光層１ａの界面部に生じた誘起電荷を示して
いる。

帯電部材に直流電圧成分のみを印加して被帯電体の帯電
を行なった場合の出力電圧変動等による被帯電体面の不
均一帯電の場合も同様に被帯電体面に電荷ｅの多い所と
少ない所ができているのである。

被帯電体面の上記のような電荷ｅの粗密状態は、被帯電
体面が絶縁体面として働いているのでこのままでは被帯
電体面の面方向に電荷移動かなく、均されることなくそ
のまま保持されるのである。

このような電荷の粗密部を生じている被帯電面に対して
電気的にフロート状態或いは直流バイアスを印加した導
電性部材１ｏを第５図（Ｂ）のように接触させると被帯
電体面上の電荷ｅがこの接触導電性部材１ｏを導電路と
して被帯電体の面方向に移動することができるようにな
り、被帯電体面の電荷粗密部が電荷の移動で均される。

従って接触帯電装置において電圧を印加した接触帯電部
材と被帯電体との当接部よりも被帯電体の面移動方向下
流側に導電性材料からなる部材を接触させた構成とする
ことにより、帯電部材により帯電された被帯電体の帯電
面に帯電斑や帯電不均一が生じていても次いでその帯電
面か上記部材に接することで電荷の粗密が均され、該部
材位置を通過した帯電面は均一化された状態のものとな
る。

（実　施　例） 〈実施例１〉（第１図） 第１図は本発明に従う接触帯電装置を利用した画像形成
装置の一例の概略構成を示している。

本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレ
ーザービームプリンタ（ＬＢＰ）である。

１は被帯電体としての電子写真感光体であり、本例のも
のはアルミニウム製のドラム基体１ｂとその外周面に形
成した感光体層（本例では有機光導電体（ＯＰＣ））１
　ａとからなる、外径３０ｍｍの感光ドラムである。こ
の感光ドラム１は矢印の時計方向に所定のプロセススど
−ドｖＰで回転駆動される。

２は、前述第９図例の場合と同様の接触帯電部材として
の回転ローラ体であり、芯金２８と、カーボン分散のＥ
ＰＤＭ・ウレタン等からなる導電ローラ部２ｂとからな
り、感光ドラム１に所定の押圧力をもって当接され、感
光ドラム１の回転駆動に伴い従動回転し、バイアス電Ｗ
９からの所定の直流電圧ＶＤＣと交流電圧ＶＡＣとの重
畳電圧が接点バネ板８・ローラ芯金２ａを介して印加さ
れることで、感光ドラム１面が所定の極性・電位に一次
帯電処理（暗部電位ＶＯ）される。

１０は帯電ローラ２と感光ドラム１の当接点よりも感光
ドラムの回転面移動方向下流側において感光ドラム１面
に接触させて設けた電位均し部材である。本例の該部材
１０は電気的にフロート状態とした厚さ２０μｍのステ
ンレススチール（ＳＵＳ）板であり、ドラム母線方向の
寸法と略同じ長さ寸法を有している。

この電位均し部材１０が存在することで、帯電ローラ２
で帯電処理された感光ドラム帯電面に前述第７図のよう
な帯電斑が生じていても次いでその帯電面に該部材の１
０が接することで前述（作用）の項で説明した原理（第
５図（Ａ）（Ｂ））による均し部材１０の効果で感光ド
ラム帯電面の帯電斑のピーク間電圧が第６図のようにな
らされる。

次いでその帯電電位の均された感光ドラム１面に不図示
のレーザースキャナから出力される、目的の画像情報の
時系列電気デジタル画素信号に対応して一定の印字密度
Ｄ　ｄｐ＋で画像変調されたレーザー光３による走査露
光がなされることにより感光ドラム１面に静電潜像か形
成され、その潜像面に現像手段の現像スリーブ４よりト
ナーが供給されて潜像がトナー現像される。

方、不図示の給紙部から転写材７が、感光ドラム１と転
写部材としての転写ローラ５との当接ニップ部（転写部
）へ感光ドラム１面のトナー像とタイミングを合わせて
給送され、転写ローラ５に電源１５から印加されている
転写バイアスにより感光ドラム１面側のトナー像が転写
材７面側へ順次に転移（転写）されていく。

転写部を通った転写材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尋人されて像定着を受け、画像形
成物（プリント）として出力される。

転写材分離後の感光ドラム１面はクリーニングブレード
６により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて
清浄面化されて縁り返して作像に供される。

感光ドラム１の帯電ローラ２による一次帯電面（第７図
・８５図（Ａ））は次いで電位均し部材１０で第６図・
第５図（Ｂ）のように帯電斑のピーク間電圧がき均され
ることで、暗部電位ＶＤが現像バイアスＶ　ＤｅＶレベ
ルを横切ることがなくなり、第８図のようなサイクル斑
の発生が押えられる。

〈実施例２〉（第２図） 本実施例は電位均し部材１０Ａとしてアルミニウムでで
きた導電性の支持板１０ａに導電性カーボンファイバー
１０ｂを植毛した形態のものとし、植毛部１０ｂを感光
ドラム１面に接触させ、支持板１０ａには直流電［１２
によりバイアスを印加したものである。

このような構成になっているため感光ドラム表面電位は
帯電ローラ２にて帯電された後、電位均し部材１０Ａに
て均される。さらにこの均し部材１０Ａに印加されてい
る直流バイアスにより感光ドラム１の表面電位を任意な
値に決定することが可能となった。

その上導電性カーボンファイバーｔａｂはクリニンクブ
レード６や帯電ローラ２からすり抜けてきたトナー、紙
粉、カイナ等の異物を感光ドラム１表面を傷付けずに捕
捉することができる。

その結果これらの異物が露光部分にまで移動してレーザ
光３を遮り、異常画像を発生することを防止できるよう
になった。

〈実施例３〉（第３図） 本実施例は帯電部材としてブレード型のもの２Ａ（帯電
ブレード）を用い、電位均し部材は第１図例のものと同
様の導電性薄板部材１０を用いたものである。

この場合、帯電ブレード２Ａと電位均し部材１０の占め
る面積は接触帯電部材としてローラ２を使用した時に比
べ少なくなるので、感光ドラム回りの部品の配置が容易
になるメリットがある。

〈実施例４〉（第４図） 本実施例では電位均し部材を回転ローラ体１０Ｂの形態
にしたものである。この電位均しローラＩＯＢは芯金１
０ｃと、ＥＰＤＭ−ウレタン等の材料にカーボンを分散
させ抵抗を落した導電性ローラ部１０ｄから成る。芯金
１０ｃは電気的に浮いており、ローラＩＯＢは感光ドラ
ム１の回転駆動に伴ない従動回転する。

このローラ状の電位均し部材１０Ｂを使った場合、感光
ドラム１の表面を削りにくい、電位均し部材の表面が汚
れにくい等の効果がある。

（発明の効果） 以上のように本発明に依れば、接触帯電装置について、
接触帯電部材に印加されるバイアス電位の振動電圧成分
に起因する被帯電体帯電面の帯電斑の発生や、他の原因
による被帯電体面の不均一帯電を電位均し部材の効果で
低減もしくは実質的になくすことができ、被帯電面を実
質的に均一に帯電処理できる。

高速機種の画像形成装置の被帯電体面の接触帯電処理で
も接触帯電部材に印加する振動電圧成分の周波数を上げ
ずにサイクル斑の発生を防止し得るから、帯電音の発生
も防ぐことが可能と

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う接触帯電装置を利用した画像形成
装置例の概略構成図。 第２図乃至第４図は夫々他の実施例装置の要部の図。 第５図（Ａ）・（Ｂ）は電位均し原理の説明図。 第６図は電位均し後の被帯電体面の帯電電位（感光ドラ
ムの暗部電位）グラフ。 第７図は電位均し前の同上図。 第８図はサイクル環の模型図。 第９図は接触帯電の説明図。 １は被帯電体としての感光ドラム、２・２Ａは接触帯電
部材としての帯電ローラ又は帯電プレード、１０・ＩＯ
Ａ・ＩＯＢは電位均し部材。 ん 図 只 （戸１ｆ−ドラム］

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧を印加した接触帯電部材を被帯電体に当接さ
   せて帯電を行う接触帯電装置において、接触帯電部材と
   被帯電体との当接点よりも被帯電体の面移動方向下流側
   に導電性材料からなる電位均し部材を被帯電体に接触さ
   せて配置したことを特徴とする接触帯電装置。
2. （２）接触帯電部材に印加される電圧は振動電圧成分を
   含む電圧であることを特徴とする請求項１記載の接触帯
   電装置。