JPH0743985A

JPH0743985A - 帯電部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0743985A
Application number: JP5208812A
Authority: JP
Inventors: Masaki Oshima; 磨佐基尾島; Kazue Sakurai; 和重櫻井; Junichi Kato; 淳一加藤; Koichi Suwa; 貢一諏訪; Hiroshi Sato; 博佐藤; Satoshi Inami; 聡居波; Tetsuya Sano; 哲也佐野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】接触帯電装置において、帯電不良を起こすこと
なく、帯電音を低減する。【構成】芯金２ａの周囲を、発泡部材２ｂと表層部材２
ｃとからなる弾性体２Ｂによって囲繞して帯電ローラ２
を構成する。導電層２ｄと中抵抗層２ｅとからなる表層
部材２ｃの層厚を３００μｍ以下にする。これにより、
表層部材２ｃの硬度を低減し、電源４による印加電圧の
周波数が例えば１５００Ｈｚ以下の場合に、印加電圧の
ＡＣ成分による振動を低減するとともに、振動周波数の
倍音成分の発生を抑制して耳障りな帯電音の発生を有効
に抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動電圧（時間ととも
に電圧値が周期的に変化する電圧）が印加されるととも
に、像担持体に当接または近接されて該像担持体を帯電
する帯電部材、該帯電部材を備えたプロセスカートリッ
ジ、画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置等の帯電装置において、接
触方式のものが知られている。この接触方式の帯電装置
は、電圧を印加した導電性の帯電部材を被帯電体として
の像担持体に当接させ、帯電部材から感光ドラムに直接
的に電荷を転移させることによって像担持体表面を所定
の電位に帯電するものである。このような接触帯電装置
は、従来から広く利用されている非接触方式のコロナ放
電装置に比べて、印加電圧の低減が可能で電源の簡略化
が図れること、帯電過程で発生するオゾン量がごく微量
であること、このためオゾン除去フィルター等をなくし
て排気系の構成の簡便化が図れること、メンテナンスフ
リーであること、構成が簡単であること、等の長所を有
している。このため、接触帯電方式の帯電装置は、電子
写真装置（複写機、レーザビームプリンタ）、静電記録
装置等の画像形成装置において、感光体、誘電体等の像
担持体をはじめ、その他感光ドラム（以下単に「感光ド
ラム」という。）を帯電処理する手段としてコロナ放電
装置に代わるものとして注目され、また実用化されてい
る。

【０００３】上述の接触帯電装置においては、感光ドラ
ム表面をむらなく均一に帯電処理するために、交流電圧
に直流電圧を重畳した振動電圧を導電性の接触帯電部材
に印加し、この帯電部材を感光ドラムに当接させて帯電
を行う帯電方式が知られている（例えば、特開始６３−
１４９６６９号公報）。

【０００４】図１５にその一実施態様を示す。同図中、
１は感光ドラム（像担持体）であり、例えば、矢印Ｒ１
方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動
される。

【０００５】２は接触帯電部材としての導電性の帯電ロ
ーラであり、芯金（支持部材）２ａとその外周に形成し
た弾性体としての導電性のゴムローラ２ｒとからなる。
この帯電ローラ２は芯金２ａの両端部をそれぞれ感光ド
ラム１に向けて付勢する加圧ばね３によって、感光ドラ
ム１表面に対して所定の押圧力をもって圧接されてお
り、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ
２方向に従動回転する。

【０００６】４は帯電ローラ２に対する電圧印加用の電
源である。帯電ローラ２には、芯金２ａを介して、この
電源４により、所定の帯電電圧が印加され、回転駆動さ
れている感光ドラム１表面を均一に帯電する。このとき
の所定の帯電電圧とは、感光ドラム１の帯電開始電圧の
２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐを有する振動電圧Ｖａｃ
と直流電圧Ｖｄｃとを重畳した振動電圧（Ｖａｃ＋Ｖｄ
ｃ）である。

【０００７】表面が均一に帯電された感光ドラム１は、
その後、表面に露光手段５の露光を受けて静電潜像が形
成される。この静電潜像は、現像装置６によってトナー
（現像剤）が付着されてトナー像となり、このトナー像
は、不図示の搬送装置によって搬送された転写材７に、
転写装置８によって転写される。トナー像が転写された
転写材７は、その後、定着装置（不図示）によってトナ
ー像が固着され、最終的なコピーとして装置本体外部に
排出される。

【０００８】一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、
表面に残った残留トナーがクリーニング装置９によって
除去され、次の画像形成プロセスに供される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
接触方式の帯電部材では、帯電バイアスのＡＣ成分に起
因する「帯電音」と呼ばれる振動音が発生し、問題とな
っている。

【００１０】以下に、帯電音の発生メカニズムを、帯電
ローラ２を用いたレーザビームプリンタを例に図１４
（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。

【００１１】同図中１は感光ドラムを示し、１ａは感光
層、１ｂは接地されたアルミの基層であり、感光ドラム
１全体は４０ｍｍ／ｓのスピードで回転している。

【００１２】帯電部材２に印加されている交流電圧がプ
ラスとなるある時点では、図１４（ａ）中の太い実線で
示すように、感光層１ａを挟んで、帯電部材２側にプラ
ス、感光ドラム１の基層１ｂ側にマイナスの電荷が誘起
される。これらの電荷が互いに引き合う結果、帯電部材
２と感光ドラム１との間には引力が働き、図中の太い実
線の位置から細い実線の位置に移動する。これは、帯電
部材２に印加されている交流電圧が逆転しても電荷が逆
になるだけで、同様の引力が発生する。交流電圧のプラ
ス、マイナスのピーク間では、誘起電荷が消滅する時点
があり、このとき引力は零となる。このとき、図１４
（ｂ）に示すように、帯電部材２は自らの弾性によって
図中太い実線の位置から細い実線の位置に戻る。よっ
て、帯電部材２と感光ドラム１との間には、ＡＣバイア
スの倍の周期で引力が加わり、帯電部材２と感光ドラム
１との双方とも振動する。この結果、「帯電音」が発生
するものと考えられる。なお、中空の感光ドラム１は、
共鳴器として働く傾向があり、帯電部材２が感光ドラム
１を叩いて「帯電音」が発生すると考えてもよい。上述
の説明から明らかなように、交流電圧の周波数をｆ、帯
電部材２の振動周波数をＦとすると、両者の間には次の
関係がある。

【００１３】２ｆ〔Ｈｚ〕＝Ｆ〔ｃ／ｓ〕帯電部材２がその表層に抵抗層を有する場合は、上述の
振動がより複雑化し、発生する帯電音には上述の振動周
波数の倍音成分が増大するため、測定音圧レベルによら
ず、かなり耳障りで不快な帯電音となる場合があった。

【００１４】上述の帯電音の解決策として以下の方法が
検討された。印加交流成分の周波数（帯電周波数）を落とす。

【００１５】周波数を３００Ｈｚ以下にすれば帯電音は
かなり改善される。しかしながら、レーザビームやＬＥ
Ｄで画像を形成するデジタルＰＰＣやレーザビームプリ
ンタの場合は、画素密度の倍数と帯電周波数とが接近す
ると、「モアレ」と呼ばれる干渉縞が発生する。モアレ
の発生防止には、画素密度とプロセススピードとによっ
て決まる「干渉周波数」以上の帯電周波数が必要とな
る。画素密度及びプロセススピードが速くなるに従っ
て、モアレの発生防止に必要とされる帯電周波数は高く
なり、周波数を落とすことができない。例えば、画素密
度６００dot/inch、プロセススピード１００ｍｍ／ｓの
場合、１０００Ｈｚ程度の帯電周波数が必要とされる。
さらなる高画素密度化、高速化と考慮した場合には、少
なくとも１５００Ｈｚ程度の周波数に対応することが必
要と予想される。印加交流成分のピーク間電圧Ｖｐｐを帯電開始電圧の
２倍以下とする。

【００１６】帯電音の改善には効果的であるが、感光ド
ラム１上に十分に均一な帯電を与えることができず、斑
点状の帯電むらが発生しやすくなる。感光ドラム１の内部におもり、もしくはゴム等の防振
部材を挿入する。

【００１７】感光ドラム１の振動を抑えて、帯電音を低
減する非常に効果的な方法であるが、製造コストが高く
なる、プロセスカートリッジの重量が増す等の問題があ
る。帯電部材を発泡化し比重を下げる。

【００１８】帯電部材２を発泡化し、感光ドラム１を叩
く帯電部材２を軽量化して振動に転化するエネルギーを
低減すること、及び発泡化した帯電部材２の弾性で振動
を吸収すること、を目的としている。この対策は帯電音
の音圧レベル低減に非常に効果的である。用いられる発
泡部材は、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリアミド系等である。また、これ
らにカーボン、酸化錫等の導電性粉体を分散配合して導
電性を付与したものも用いられる。しかしながら、この
帯電部材２は、局所的な帯電むらを防止するため、発泡
部材を覆う表層（例えば抵抗層等）が必要となる。この
表層の存在により高周波が発生しやすく、測定音圧レベ
ルによらず耳障りな帯電音が発生する場合があった。

【００１９】本出願人らによれば、帯電音の音圧レベル
が同程度ならば、聴感上、振動周波数Ｆ（＝２ｆ）に対
する２〜３倍音成分（＝４ｆ、６ｆ）の比が大きい場合
に不快に感じる傾向が強いことがパネルテスト（被験者
約４０名）によって認められた。

【００２０】上述のパネルテストでは、以下のようにし
て帯電音の「不快さ」を数値化して判断した。無響室に
プロセスカートリッジが交換できる構成のレーザビーム
プリンタを設置し、「標準音源」となる接触帯電部材Ａ
と測定対象となる接触帯電部材Ｂとをそれぞれ別々に装
備した同構成のプロセスカートリッジを２つ用意する。
上述のレーザビームプリンタの前方に５〜７名の被験者
（パネラー）を座らせ、上述の接触帯電部材Ａ、Ｂの装
備されているプロセスカートリッジを交互に装着して帯
電音を発生させる。被験者には接触帯電部材Ａに対する
接触帯電部材Ｂの聴感上の「快〜不快」のレベルを以下
のような５段階で評価してもらい、その評価の平均値を
もって「不快さ」とした。

【００２１】１静かである（Ａに対して）、ほと
んど聞こえない２やや静かである（Ａに対して）、注意すれば聞こえ
る３ほぼ、同等（Ａに対して）、（音が）気になら
ない４ややうるさい（Ａに対して）、（音が）気になる５うるさい、（音が）不快であ
る交流成分が２ｋＶｐｐ、１５００Ｈｚの帯電バイアスを
印加した場合の結果を図１３に示す。図中の音圧レベル
は、帯電音をＩＳＯ７７７９の６項に従って測定した
ものである。また、振動周波数である２ｆ音の強度は、
上述のプリンタの前面にマイクロフォンを置き、その波
形をＦＦＴ解析したものの表示値であり、各サンプル
（各接触帯電部材）の相対比較のために表記した。高周
波成分（４ｆ音、６ｆ音）の発生度合は、上述の２ｆ音
の強度に対する比で表示した。ここで用いた「標準音
源」の接触帯電部材２は事前に被験者（約４０名）の過
半数によって「実用上音が気にならない」と主観的に選
ばれたもので、上述のパネルテストにおいてテスト中に
被験者の評価基準が変わらないように設定したものであ
る。図１３中のＳａｍｐｌｅＡ〜Ｇは「不快さ」を調査
するために、いろいろな弾性材料を接触帯電部材に似せ
て作製したものであり、帯電部材としては、実用不可の
ものも含まれている。

【００２２】図１３の結果より、音圧レベルが同等とみ
なされる場合には、帯電音中で高周波成分である４ｆ
音、６ｆ音のいずれか、もしくは双方の強度が２ｆ音に
比べて明らかに強いものが「うるさい、不快である」と
の評価を受ける。準じて帯電音が４ｆ音、６ｆ音いずれ
かの強度が２ｆ音と同等の強度を持つ場合が「音が気に
なる」レベルとされる。ＳａｍｐｌｅＧでは、２ｆ音が
他に比べ大きいにもかかわらず、比較的不快さのレベル
は低い。

【００２３】よって、帯電音対策としては、音圧レベル
を低減するとともに、高周波成分を抑える必要がある。

【００２４】そこで、本発明は、発泡部材を覆う表層部
材の層厚を３００μｍ以下とすることによって、帯電む
ら、画像品位の低下、コスト高等を招くことなく、帯電
音を低減するようにした帯電部材、プロセスカートリッ
ジ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。

【００２５】

【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、支持部材によって保持され
た弾性体を像担持体に接触させ、前記支持部材に帯電電
圧を印加して前記弾性体を介して像担持体を帯電する帯
電部材において、前記弾性体が、前記支持部材によって
支持された発泡部材と、該発泡部材を囲繞するとともに
前記像担持体に直接当接する単層もしくは複数層の表層
部材とを備え、該表層部材の層厚を３００μｍ以下にす
ることを特徴とする。

【００２６】この場合、前記支持部材を介して前記弾性
体に、周波数が１５００Ｈｚ以下の交流電圧に直流電圧
を重畳した振動電圧を印加するようにしてもよい。

【００２７】また、プロセスカートリッジは、少なくと
も、前記像担持体と、上述の帯電部材と、これら像担持
体及び帯電部材を一体的に収容するカートリッジ容器と
を備え、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装
着することを特徴とする。

【００２８】さらに、画像形成装置は、前記像担持体
と、上述の帯電部材と、前記像担持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。

【００２９】また、画像形成装置は、上述のプロセスカ
ートリッジを着脱自在に装着するための装着手段を有す
るものであってもよい。

【００３０】

【作用】以上構成に基づき、発泡部材を覆う表層部材の
層厚を３００μｍ以下にすることにより、表層部材の硬
度を低減し、例えば印加電圧の周波数が１５００Ｈｚ以
下の場合に、印加電圧のＡＣ成分による振動を低減する
とともに、振動周波数の倍音成分の発生を抑制して耳障
りな帯電音の発生を抑制する。

【００３１】このほか、表層部材を薄層化することによ
って、帯電部材が像担持体に圧接されやすくなり、帯電
部材の軸長を長くしても不整変形によって像担持体との
間に浮き離れ部分を生じることなく密着するので、帯電
不良部の発生を見ない。さらには、接触帯電部材が像担
持体を叩く力が弱まるので、クリーニング装置をすり抜
けた残留トナーが接触帯電部材によって像担持体に押し
付けられることによって発生していた「トナー融着」現
象を抑制できる。

【００３２】

【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。〈実施例１〉図１は、本発明に係る帯電部材としての帯
電ローラ２の縦断面を示す模式図、また図２は一端側
の、芯金２ａに沿った方向の断面を示す模式図である。

【００３３】これらの図中、１は被帯電体（像担持体）
としての帯電極性がマイナスまたはプラスの回転式の感
光ドラムである。２は接触帯電部材としての帯電ローラ
である。この帯電ローラ２は、支持部材としてのステン
レス等の金属でできた芯金２ａとその周囲を囲繞する弾
性体２Ｂとによって構成されている。弾性体２Ｂは、上
述の芯金２ａの外周に同心一体にローラ状に形成された
発泡部材（発泡層）２ｂに、表層部材２ｃとして導電層
２ｄと中抵抗層２ｅとを順次被覆させた構成のものであ
る。

【００３４】発泡部材２ｂは、ポリスチレン、ポリオレ
フィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド系等
の発泡部材や、ＥＰＤＭやウレタンを発泡させた柔軟な
部材に、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を分散させ
て体積抵抗率を低くした、比重量が０．１ｇ／ｃｍ³ 以
上０．６ｇ／ｃｍ³ 以下の部材である。本実施例では発
泡させたポリウレタンにカーボンを分散させている。２
ｂ′はこの発泡部材２ｂの気泡部（空気、窒素、アルゴ
ンガスなどの封入気泡）である。本実施例の発泡部材２
ｂは、比重量が０．５ｇ／ｃｍ³ の単泡で構成したもの
を用いている。

【００３５】導電層２ｄは、発泡部材２ｂ中の気泡部２
ｂ′に起因する局所的な帯電むらを防止するために設け
られている。

【００３６】本実施例における帯電ローラ２の仕様は下
記のとおりである。

【００３７】芯金２ａ；直径６ｍｍ、長さ２５６ｍ
ｍのステンレス丸棒発泡部材２ｂ；カーボン分散の発泡ポリウレタン比重量０．５ｇ／ｃｍ³ 体積抵抗値１０³ Ω・cm 層厚２．８ｍｍ、長さ２３０ｍｍ表層部材２ｃ；層厚３００μｍ導電層２ｄ；ＥＰＤＭやウレタンに多量のカーボン、
酸化錫等の導電性粉体を分散させたもの体積抵抗値１０⁵ Ω・cm 層厚８０μｍ中抵抗層２ｅ；エピクロヒドリンゴム体積抵抗値１０⁹ Ω・cm 層厚２２０μｍ帯電ローラ重量；６８ｇ帯電ローラ硬度；４１°（アスカーＣ）この帯電ローラ２も、前述の図１５に示す従来のものと
同様に、芯金２ａの両端部を不図示の軸受部材で保持さ
せ、かつ加圧ばね３で感光ドラム１に向けて押圧付勢さ
せて感光ドラム１表面に所定の押圧力、本実施例では、
総圧１０００ｇ重で圧接させてあり、感光ドラム１の回
転に伴い従動回転する。この帯電ローラ２には電源４か
ら、帯電ローラ２の芯金２ａに接触させた摺動電極（不
図示）を介して、交流電圧；本実施例では、２．０ｋＶｐｐ、１５００Ｈ
ｚ直流電圧；目標帯電電位に相当する直流電圧の交流電圧と直流電圧とを重畳した重畳振動電圧（Ｖａ
ｃ＋Ｖｄｃ）が印加される。これにより、感光ドラム１
表面がＡＣ印加方式で目標帯電電位に均一に接触帯電処
理される。

【００３８】比較のため、本実施例の中抵抗層２ｅの層
厚をいくつか変化させて帯電音の音圧レベルの測定をし
た。測定は、ＩＳＯ７７７９の６項に従って行った。
また、不快音の発生を前述のパネルテストにて評価し
た。なお、印加電圧は、上述の振動電圧である。

【００３９】結果を図１０に示す。実用上問題ないと考
えられる不快さの評価値を「３．０」以下とすると、上
述の結果から１５００Ｈｚの帯電周波数の対応可能な表
層部材２ｃの層厚は、３００μｍ以下であることが必要
であることがわかる。

【００４０】このような帯電音の軽減の効果に対して、
発泡部材２ｂの発泡状態は、単泡であろうと連泡であろ
うと同様であることはいうまでもない。〈実施例２〉本実施例の帯電ローラ２は、図３、図４に
示すように、芯金２ａに支持された発泡部材２ｂを、３
層からなる表層部材２ｃ、すなわち中抵抗のチューブ２
ｆと、チューブ２ｆの内周面に設けた導電層２ｇと、チ
ューブ２ｆの外周面に設けた高抵抗層２ｈとによって被
覆するようにして構成されている。なお、図３、図４
は、それぞれ実施例１の図１、図２に相当する図であ
る。

【００４１】このような構成の帯電ローラ２は、図５に
示すように、先に原料を発泡させた発泡部材２ｂを作製
し、それに芯金２ａと表面部材２ｃを挿入させて行う方
法や、図６に示すように、チューブ２ｆ、高抵抗層２ｈ
等からなる表層部材２ｃの内側に芯金２ａを立て、発泡
部材２ｂを芯金２ａに差し込み、固定させた状態で発泡
させて作製する方法などがある。これは実施例１のよう
に、形成した発泡部材２ｂに表層部材２ｃを構成する各
層を順次被覆していく方法に比べ、表面性、精度、コス
ト面で有利である。導電性の発泡部材２ｂを覆っている
チューブ２ｆは実質的に発泡部材２ｂと分離している。
また、芯金２ａと発泡部材２ｂにおいても同様である。
さらに、軸方向のずれを防止するため、チューブ２ｆと
発泡部材２ｂ、及び芯金２ａと発泡部材２ｂとの一部を
固定してもよい。

【００４２】高抵抗層２ｈは、感光ドラム１の感光層１
ａにピンホールが生じても、印加バイアスがリークする
ことなく安定した帯電を行うために設けた。

【００４３】本実施例の具体的な仕様は下記のとおりで
ある。

【００４４】発泡部材２ｂ；カーボン分散の発泡エピク
ロルヒドリンゴム比重量０．４ｇ／ｃｍ³ 体積抵抗値１０³ Ω・cm 層厚２．６ｍｍ、長さ２３０ｍｍ表層部材２ｃ；層厚３００μｍチューブ２ｆ；ポリウレタン熱可塑性エラストマー体積抵抗値１０⁷ Ω・cm 層厚１５０μｍ導電層２ｇ；ＥＰＤＭやウレタンに多量のカーボン、
酸化錫等の導電性粉体を分散させたもの体積抵抗値１０⁵ Ω・cm 層厚１０μｍ高抵抗層２ｈ；エピクロヒドリンゴム体積抵抗値１０¹⁰Ω・cm 層厚１４０μｍ帯電ローラ重量；６９ｇ帯電ローラ硬度；４２°（アスカーＣ）感光ドラム１に対する押圧力；総圧１０００ｇ印加振動電圧交流電圧Ｖａｃ；２．０ｋＶｐｐ、１
５００Ｈｚ直流電圧Ｖｄｃ；目標帯電電位に相当する直流電圧比較のため、本実施例の中抵抗層の層厚をいくつか変化
させて帯電音の音圧レベルの測定をした。測定は、ＩＳ
Ｏ７７７９の６項に従って行った。また、不快音の発
生を前述のパネルテストにて評価した。なお、印加電圧
は、上述の振動電圧である。

【００４５】結果を図１１に示す。本実施例のようなチ
ューブタイプの帯電ローラ２では、チューブ２ｆの厚さ
をあまり薄くすることができず、実施例１に比べて、チ
ューブ２ｆの硬度がやや高いこと、発泡部材２ｂと分離
しておりチューブ２ｆの振動が比較的自由であることな
どから、高周波成分を発生しやすい。実用上問題ないと
考えられる不快さの評価値を「３．０」以下とすると、
上述の結果から１５００Ｈｚの帯電周波数の対応可能な
表層部材２ｃの層厚は、３００μｍ以下であることが必
要であることがわかる。〈実施例３〉本実施例の帯電ローラ２は、図７、図８に
示すように、芯金２ａに支持された導電性を有しない発
泡部材２ｂを、４層からなる表層部材２ｃ、すなわち中
抵抗のチューブ２ｉ、チューブ２ｉの内周面に設けた導
電層２ｊ、チューブ２ｉの外周面を被覆する中抵抗層２
ｋ、さらに中抵抗層２ｋを覆う保護層２ｌによって覆う
ことにより構成されている。なお、図７、図８は、それ
ぞれ実施例１の図１、図２に相当する図である。このチ
ューブタイプの表層部材２ｃは、長手方向端部で芯金２
ａと接着されており、導通が保たれている。保護層２ｌ
は、感光ドラム１及び帯電ローラ２の表層の汚染を防ぐ
ために設けられ、感光層１ａの表層に対し化学的に相性
の良い材料が選択される。ただし、本実施例のように、
表層部材２ｃを多層化することによって、表層部材２ｃ
の硬度が高くなる傾向にある。

【００４６】本実施例の具体的な仕様は下記のとおりで
ある。

【００４７】発泡部材２ｂ；発泡エピクロルヒドリンゴム比重量０．３５ｇ／ｃｍ³ 体積抵抗値１０¹⁰Ω・cm 層厚２．６ｍｍ、長さ２３０ｍｍ表層部材２ｃ；層厚２８５μｍチューブ２ｉ；ポリウレタン熱可塑性エラストマー体積抵抗値１０⁷ Ω・cm 層厚１５０μｍ導電層２ｊ；ＥＰＤＭやウレタンに多量のカーボン、
酸化錫等の導電性粉体を分散させたもの体積抵抗値１０⁵ Ω・cm 層厚１０μｍ中抵抗層２ｋ；エピクロヒドリンゴム体積抵抗値１０¹⁰Ω・cm 層厚１２０μｍ保護層２ｌ；Ｎ−メトキシメチル化ナイロン体積抵抗値１０⁹ Ω・cm 層厚５μｍ帯電ローラ重量；７０ｇ帯電ローラ硬度；４４°（アスカーＣ）感光ドラム１に対する押圧力；総圧１０００ｇ印加振動電圧交流電圧Ｖａｃ；２．０ｋＶｐｐ、６
００Ｈｚ直流電圧Ｖｄｃ；目標帯電電位に相当する直流電圧比較のため、本実施例の中抵抗層の層厚をいくつか変化
させて帯電音の音圧レベルの測定をした。測定は、ＩＳ
Ｏ７７７９の６項に従って行った。また、不快音の発
生を前述のパネルテストにて評価した。なお、印加電圧
は、上述の振動電圧である。

【００４８】結果を図１２に示す。実用上問題ないと考
えられる不快さの評価値を「３．０」以下とすると、上
述の結果から１５００Ｈｚの帯電周波数の対応可能な表
層部材２ｃの層厚は、３００μｍ以下であることが必要
であることがわかる。

【００４９】なお、本実施例のように、帯電ローラ２の
表層部材２ｃに導通がとれれば発泡部材２ｂは導電性を
有する必要はなく、当然ながら帯電音抑制のために材
料、比重、硬度等を自由に選べる。〈実施例４〉図９を参照して、実施例４を説明する。

【００５０】本実施例は、実施例１ないし実施例３のい
ずれかで説明した接触式の帯電部材もしくは帯電装置を
像担持体の帯電手段として用いている画像形成装置のプ
ロセスカートリッジである。

【００５１】本実施例のプロセスカートリッジは、像担
持体としてのドラム状の電子写真感光体（感光ドラム）
１、接触帯電部材としての帯電ローラ２、現像装置６、
クリーニング装置９の４つのプロセス機器をカートリッ
ジ容器Ｃに一体的に組み込んで構成されている。また、
プロセスカートリッジの装着先となる画像形成装置の装
置本体には、プロセスカートリッジを着脱自在に装着す
るための装着手段が設けられている（不図示）。

【００５２】帯電ローラ２は実施例１ないし実施例３に
て説明したものと同様のものであり、不図示の加圧ばね
により感光ドラム１に圧接され、感光ドラム１の回転に
伴って従動回転する。

【００５３】現像装置６において、６０は現像スリー
ブ、６１はトナー（現像剤）Ｔの収容容器、６２は収容
容器６１内のトナー攪拌棒であり、トナーＴを攪拌する
とともに現像スリーブ６０に向けて送り出す。６３は現
像スリーブ６０上にトナーＴを均一な厚さにコートする
ための現像ブレードである。

【００５４】クリーニング装置９においては、９０はク
リーニングブレード、９１はクリーニングブレード９０
にて回収されたトナーＴを溜めるトナー溜めである。

【００５５】１１はプロセスカートリッジのドラムシャ
ッターであり、実線示の閉じ状態から点線にて示すよう
に開き状態に開閉自在である。ドラムシャッター１１
は、プロセスカートリッジを画像形成装置の装置本体
（不図示）から取り出した状態においては実線示の閉じ
状態にあり、感光ドラム１の外部露出部分面を隠蔽して
感光ドラム１表面を保護している。

【００５６】プロセスカートリッジを装置本体に接着す
るときは、ドラムシャッター１１を点線のような開き状
態にする、あるいはプロセスカートリッジの装着過程で
ドラムシャッター１１が自動的に開き動作し、プロセス
カートリッジが正規に装着されると、感光ドラム１の外
部露出部分面が画像形成装置本体側の転写ローラ（転写
装置、図１５参照）８に圧接した状態になる。

【００５７】またプロセスカートリッジと装置本体とが
機械的、電気的にカップリングして、装置本体側の駆動
機構でプロセスカートリッジ側の感光ドラム１、現像ス
リーブ６０、攪拌棒６２等の駆動が可能となり、また装
置本体側の電気回路によりプロセスカートリッジ側の帯
電ローラ２への帯電バイアスの印加、現像スリーブ６０
への現像バイアスの印加等が可能となり、画像形成動作
を実行できる状態になる。

【００５８】１２はプロセスカートリッジのクリーニン
グ装置９と現像装置６との間に設けた露出用窓であり、
装置本体側のレーザスキャナー（不図示）からの出力レ
ーザ光（露光手段）５が、この露出用窓１２を通過して
プロセスカートリッジ内に入光して、感光ドラム１表面
が走査露光される。

【００５９】本実施例では、帯電ローラ２は、前述した
ように、交流電圧に直流電圧を重畳した振動電圧を印加
しても帯電音の発生がほとんどないので、実質的に帯電
音が聞こえない、非常にコンパクトなプロセスカートリ
ッジを構成することが可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
発泡部材を覆う表層部材の層厚を３００μｍ以下とする
ことによって、表層部材の硬度を低減し、印加電圧の周
波数が例えば１５００Ｈｚ以下の場合に、印加電圧のＡ
Ｃ成分による振動を低減するとともに、振動周波数の倍
音成分の発生を抑制して耳障りな帯電音の発生を有効に
抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の帯電部材の縦断面を示す模式図。

【図２】同じく帯電部材の端部近傍の、芯金方向の断面
を示す模式図。

【図３】実施例２の帯電部材の縦断面を示す模式図。

【図４】同じく帯電部材の端部近傍の、芯金方向の断面
を示す模式図。

【図５】帯電ローラの作製方法を説明する図。

【図６】帯電ローラの他の作製方法を説明する図。

【図７】実施例３の帯電部材の縦断面を示す模式図。

【図８】同じく帯電部材の端部近傍の、芯金方向の断面
を示す模式図。

【図９】実施例４のプロセスカートリッジの構成を示す
縦断面図。

【図１０】実施例１の表層部材厚さと、音圧レベル及び
パネラー評価の関係を示す図。

【図１１】実施例２の表層部材厚さと、音圧レベル及び
パネラー評価の関係を示す図。

【図１２】実施例３の表層部材厚さと、音圧レベル及び
パネラー評価の関係を示す図。

【図１３】接触帯電部材と、音圧レベル及びパネラー評
価の関係を示す図。

【図１４】（ａ）、（ｂ）は、帯電音の発生メカニズム
を示す図。

【図１５】従来の画像形成装置の感光ドラム近傍を示す
模式図。

【符合の説明】

１像担持体（被帯電体、感光ドラム）２帯電部材（帯電ローラ）２Ｂ弾性体２ａ支持部材（芯金）２ｂ発泡部材（弾性体）２ｂ′ 気泡部２ｃ表層部材２ｄ、２ｇ、２ｊ導電層２ｅ、２ｋ中抵抗層２ｆ、２ｉチューブ２ｈ高抵抗層２ｌ保護層３加圧ばね４電源５露光手段（出力レーザ光）６現像装置７転写材８転写装置９クリーニング装置Ｃカートリッジ容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 21/18 (72)発明者諏訪貢一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 (72)発明者佐藤博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 (72)発明者居波聡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 (72)発明者佐野哲也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】支持部材によって保持された弾性体を像
担持体に接触させ、前記支持部材に帯電電圧を印加して
前記弾性体を介して像担持体を帯電する帯電部材におい
て、前記弾性体が、前記支持部材によって支持された発泡部
材と、該発泡部材を囲繞するとともに前記像担持体に直接当接
する単層もしくは複数層の表層部材とを備え、該表層部材の層厚を３００μｍ以下にする、ことを特徴とする帯電部材。
【請求項２】前記支持部材を介して前記弾性体に、周
波数が１５００Ｈｚ以下の交流電圧に直流電圧を重畳し
た振動電圧を印加する、ことを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
【請求項３】少なくとも、前記像担持体と、請求項１または請求項２記載の帯電部材と、これら像担持体及び帯電部材を一体的に収容するカート
リッジ容器とを備え、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装着する、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】前記像担持体と、請求項１または請求項２記載の帯電部材と、前記像担持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。
【請求項５】請求項３記載のプロセスカートリッジを
着脱自在に装着するための装着手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。