JPH086352A

JPH086352A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH086352A
Application number: JP13436994A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】オゾンの発生が極めて少なく、効率良く安定
して帯電することのできる画像形成装置の帯電装置を提
供する。【構成】被帯電体に対して帯電部材を当接させて帯電
を行う帯電装置において、前記帯電部材は支持体上に絶
縁部と帯電部を有し、前記絶縁部を被帯電面に当接させ
る一方、帯電部を被帯電体帯電面に近接配置したことを
特徴とする帯電装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、静電
記録装置等の静電転写プロセスを利用する画像形成装置
の帯電装置、特に近接帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式による画像形成装置
において、感光体ドラム等の像形成体の帯電には、一般
にコロナ帯電器による帯電装置が使用されていた。この
コロナ帯電器は、高電圧を放電ワイヤに印加して、放電
ワイヤの周辺に強電界を発生させ気体放電を行うもの
で、その際発生する電荷イオンを像形成体に吸着させる
ことにより帯電が行われる。

【０００３】このような従来の画像形成装置に用いられ
ているコロナ帯電器は、像形成体と機械的に接触するこ
となく帯電させることができるため、帯電時に像形成体
を傷付けることがないという利点を有している。しかし
ながら、このコロナ帯電器は高電圧を使用するために感
電したり、リークする危険があり、かつ気体放電に伴っ
て発生するオゾンが人体に有害であり、被帯電体の寿命
を短くするという欠点を有していた。また、コロナ帯電
器による帯電電位は温度，湿度に強く影響されるので不
安定であり、さらに、コロナ帯電器では高電圧によるノ
イズ発生があって通信端末機や情報処理装置として電子
写真式画像形成装置を利用する場合の大きな欠点となっ
ている。

【０００４】このようなコロナ帯電器の多くの欠点は、
帯電を行うのに気体放電を伴うことに原因がある。

【０００５】そこで、コロナ帯電器のような高圧の気体
放電を行わず、導電性部材から成る帯電ローラ、板状の
帯電ブレードによって像形成体である被帯電体の表面を
摺擦することにより帯電を行うようにした帯電装置が特
開昭63-149668号、特開平1-191161号公報に開示されて
いる。図14（ａ），（ｂ）は前記特開平1-191161号公報
に開示された帯電装置を示す断面図である。

【０００６】図14（ａ）は帯電部材がローラ状のものを
示し、帯電部材である帯電ローラ40は弾性及び導電性を
有する材料から成る下層部42と芯金41、必要に応じ被帯
電体である感光体ドラム10に接触する高抵抗体から成る
薄層の上層部43とから成り、バイアス電源24より直流成
分Ｖdに交流成分Ｖaを重畳したバイアス電圧を芯金41を
介して下層部42に供給する構成と成っていて、感光体ド
ラム10に所定の圧力で当接し感光体ドラム10の回転に従
動回転し感光体ドラム10の感光層に電荷を放電現象を伴
って帯電する。上層部43は過電流の防止に用いられる保
護層である。

【０００７】図14（ｂ）は帯電部材が板状のものを示
し、帯電部材である帯電ブレード50は、金属から成る支
持部材51と、矩形の横断面を有し弾性及び導電性を有す
る下層部52と、高抵抗材料から成る上層部53とから構成
され、図示しないバイアス電源から図14（ａ）の実施例
と同様のバイアス電圧が支持部材51に供給される構成と
成っていて、感光体ドラム10に所定の圧力で感光体ドラ
ム10にその回転に対し順方向に当接し、感光体ドラム10
の感光層を帯電する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の接触帯電装置を
用いる画像形成装置においては、なお、オゾンが発生す
るという問題点があった。それは、図14（ａ），（ｂ）
に破線円形で示した感光体ドラム10と帯電部材40との２
箇所の近接部45において気体放電が行われオゾンが発生
するからである。特に板状の帯電ブレード50の先端部の
エッジ部では放電が起こり易くオゾンの発生が多い。
又、この離間部においては、放電ムラが起こり易い。

【０００９】そして、上記接触帯電部ではクリーニング
部で取りきれなかったトナーや現像器からの飛来トナー
が帯電部で押さえられて更に帯電により帯電部材40に固
着してフィルミング層を形成し、それによって一様帯電
できなくなってしまう。また、接触帯電でなく近接帯電
にするとその隙間寸法を決めることが難しく、良好な帯
電が得られなかった。

【００１０】本発明はこれらの点を解決して、極めてオ
ゾンの発生の少ない安定した帯電を行うことのできる画
像形成装置における帯電装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
ａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅの何れか１項によって達成され
る。

【００１２】（ａ）被帯電体に対して帯電部材を当接さ
せて帯電を行う帯電装置において、前記帯電部材は支持
体上に絶縁部と帯電部を有し、前記絶縁部を被帯電面に
当接させる一方、帯電部を被帯電体帯電面に近接配置し
たことを特徴とする帯電装置。

【００１３】（ｂ）被帯電体に対して帯電部材を当接さ
せて帯電を行う帯電装置において、支持体上に絶縁部と
帯電部を有する前記帯電部材は該絶縁部が被帯電体に当
接する当接位置を移動可能としたことを特徴とする帯電
装置。

【００１４】（ｃ）前記帯電部材は導電性を有する支持
体上に絶縁部と高抵抗部を形成したことを特徴とする帯
電装置。

【００１５】（ｄ）前記帯電部材は板状又は棒状である
ことを特徴とするａ項に記載の帯電装置。

【００１６】（ｅ）帯電部材の被帯電体への押圧力を変
化可能にしたことを特徴とするｂ項に記載の帯電装置。

【００１７】また、前記帯電部材が板状部材の場合は絶
縁性の自由端をもたないことを特徴とする帯電装置を備
えた前記画像形成装置の帯電装置は好ましい実施態様で
ある。

【００１８】

【作用】本発明においては前述のように構成し、帯電部
材と被帯電体との接触を絶縁部材で行い、この接触部か
らの帯電は行わず、近接させた帯電部からのみ被帯電体
への帯電を行っているので放電が極僅かであり、オゾン
発生が少なく、またトナーフィルミングを生ずることも
なくなっている。従って本帯電装置の帯電は接触式でな
く近接方式と言える。その帯電部で良好な帯電が行われ
る近接距離は５〜500μmが適切であり、この程度の距離
からの放電があった場合にはオゾン発生は僅かであり、
感光体ドラムの感光面を劣化させたり人体の健康を阻害
するようなこともない。

【００１９】尚、トナーフィルミングについては帯電部
が被帯電体と接触しないことと、この放電現象が僅少で
あることにより、発生しにくいのであるが、現像器やク
リーニング部からのトナーを阻止するためのシールド部
材で該帯電部材を囲むことによってトナーフィルミング
の発生は更に避けられ、良好な結果を生む。

【００２０】帯電部材としては前述のようなブレード状
のものの他に円柱状のものも有効であり、これについて
は感光体の回転に伴ってつれまわりをさせることなく固
定させたものとしている。ブレード状のものと帯電能力
は殆ど同等に作用している。

【００２１】そしてこのような近接の本発明の帯電装置
は板状又は円柱状の帯電部材が被帯電体面に接触する位
置よりも被帯電体回転の下流側において帯電部と被帯電
体が離間する領域を帯電領域とする方が放電が安定し、
クリーニング部からトナーの影響も少なく帯電部のトナ
ーフィルミングも起こりにくい。

【００２２】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について説
明する。

【００２３】図１は本発明の画像形成装置である静電記
録装置の構成の概要を示す断面図である。図において、
10は矢示（時計）方向に回転する像形成体であり被帯電
体である（−）帯電のＯＰＣから成る感光体ドラムで、
その周縁部には後述する帯電装置20、露光装置からの像
光Ｌの入射する露光部12、現像器30、転写ローラ13、ク
リーニング装置150等が設けられている。

【００２４】本実施例のコピープロセスの基本動作は、
図示しない操作部よりコピー開始指令が図示しない制御
部に送出されると、制御部の制御により、感光体ドラム
10は矢示方向に回転を始める。感光体ドラム10の回転に
従いその周面は、後述する帯電部材としての帯電ブレー
ド21により一様に帯電され通過する。感光体ドラム10上
には、露光部12において画像書き込み装置等からの例え
ばレーザビームの像光Ｌによる画像の書き込みが行わ
れ、画像に対応した静電潜像が形成される。

【００２５】現像器30内には磁性粒子とトナーとからな
る二成分現像剤があって撹拌スクリュー33Ａ，33Ｂによ
って撹拌されたのち、マグネットローラ32の外側にあっ
て回転する現像スリーブ31外周に付着して現像剤の磁気
ブラシを形成し、現像スリーブ31には所定の交流バイア
ス電圧が印加されて、感光体ドラム10に対向した現像領
域において正規又は反転現像が行われトナー像が形成さ
れる。

【００２６】給紙カセット40からは、記録紙Ｐが一枚ず
つ第１給紙ローラ41によって繰り出される。この繰り出
された記録紙Ｐは、感光体ドラム10上の前記トナー像と
同期して作動する第２給紙ローラ42によって感光体ドラ
ム10上に送出される。そして転写ローラ13の作用によ
り、感光体ドラム10上のトナー像が記録紙Ｐ上に転写さ
れ、感光体ドラム10上から分離される。トナー像を転写
された記録紙Ｐは搬送手段80を経て図示しない定着装置
へ送られ、熱定着ローラ及び圧着ローラによって挟持さ
れ、溶融定着されたのち装置外へ排出される。記録紙Ｐ
に転写されずに残ったトナーを有して回転する感光体ド
ラム10の表面は、ブレード151等を備えたクリーニング
装置150により掻き落とされ清掃されて次回の画像記録
に待機する。

【００２７】図２は図１の画像形成装置に用いられる帯
電装置20の一実施例を示す断面図である。図において、
21は帯電部材としての帯電ブレード、211は金属、導電
性樹脂又は導電性ゴムなどから成る板状に設けた導電性
部材（この部材の抵抗は10⁶Ω・cm以下が好まし
い。）、212は絶縁性のウレタンゴムなどからなる弾性
を有する板状の絶縁部、213は帯電ブレード21の基部を
絶縁材213ａを介して挟持する支持部材である。帯電ブ
レード21の感光体ドラム10に当接する面での導電性部材
211の外側に設けられた絶縁部212と更に該絶縁部材につ
なげて設けられた10⁶〜10¹⁰Ω・cm以下の高抵抗体が覆
せられた帯電部214との境界部は段差がないように一体
化されており、帯電ブレード21の先端部は絶縁性の自由
端となっていてもよいが、できれば感光体ドラム10の感
光層面に接触していることが望ましい。そして感光体ド
ラム10は、導電基材10ｂとその表面を覆う感光体層10ａ
とからなり、導電基材10ｂは接地されている。

【００２８】帯電ブレード21は支持部材213によって、
絶縁部（絶縁体層）212の先端部212ａが感光体ドラム10
の感光体層10ａに所定の圧力で当接するように支持され
ている。

【００２９】24は前記帯電ブレード21の導電性部材211
と感光体ドラム10の導電基材10ｂとの間にバイアス電圧
を付与するバイアス電源で、導電性部材211はこのバイ
アス電源24を介して接地されている。

【００３０】以上の構成により、帯電ブレード21の導電
性部材211の上に構成された絶縁部212の部分は感光体ド
ラム10の感光体層10ａに圧接する面領域を有し、更に感
光体ドラムの下流側に向って徐々に離れ、高抵抗体（帯
電部）につながりバイアス電源24による振動電界の形成
により帯電領域を形成すると共に、その感光体層10ａの
面より徐々に離間する面領域においては帯電がなされる
ようにしてある。そして、絶縁部212の圧接部では非帯
電領域を形成する。

【００３１】前記バイアス電源24は帯電すべき電圧と同
じ値に設定された直流成分Ｖdに交流成分Ｖaを重畳した
交流バイアス電圧を供給する電源で、帯電すべき電圧と
ほぼ同じ−500〜−1,000Ｖの直流成分Ｖdに、ピーク値
間電圧（Ｖ_C ^P-P）200〜3,500Ｖ、周波数0.3〜10kHzの交
流成分Ｖaを重畳した交流バイアス電圧を保護抵抗を介
して供給する。これにより、帯電領域に振動電界を形成
し、導電性部材211の上に被覆された高抵抗体の帯電部
と感光体層10ａとの間で徐々に近接が離れる状態でその
近接離間距離がある範囲の間で感光体面への帯電が効率
良く安定に行われる。その離間距離が５〜500μmであれ
ば放電むらも少なく一様帯電が行われることがわかっ
た。

【００３２】本発明では前述の帯電部材としての帯電ブ
レード21と感光体ドラム10の感光体層10ａとの接触は絶
縁部（絶縁体層）212で行わせ、高抵抗体層即ち帯電部
と感光体層10ａとの間に近接距離が保持されこの距離の
間に帯電が行われるようにしてある。

【００３３】そして、このときの近接間隔は帯電部材と
しての帯電ブレード21の感光体ドラム10への押圧量を加
減することによって、即ち帯電部の位置関係が移動する
ことによってなされ、その調節量を決定することができ
る。また、該ブレード21を横方向へ水平にスライドさせ
ることによっても、前記位置関係の移動が行われる。

【００３４】次に本発明に使用した帯電部材としての帯
電ブレード21の製法について図４〜６の断面図を用いて
説明する。

【００３５】アルミナ等のセラミック、ガラス、プラス
チック、シリコンゴム又はウレタン、ゴム等の絶縁性基
体212Ａの上に導電性部材211の金属板又は導電性ゴム又
は導電性樹脂の板を重ねて貼付けその導電性部材211の
先端部に近い領域を残して帯電部214としての高抵抗体
層を被覆し、又かなり先端部に近い領域にはウレタンゴ
ム又はシリコンゴムの絶縁部（絶縁層）212を被覆接合
し図４（ａ）の点線のところで上部を削り取り、図４
（ｂ）の断面図に示す状態に仕上がる。

【００３６】図５に示すものは図４における導電性部材
211を絶縁部212の先端部の領域まで延ばさないで、その
部分には高抵抗体層214を延長し被覆し、図４と同様の
表面の点線の部分を削って図５（ｂ）に示すように仕上
げられる。

【００３７】上述のように図４，５に示すのが絶縁性基
体212Ａを絶縁体層にしていたが、図６に示すものは、
基体を絶縁体層でなく導電性部材211にしたものであ
り、その上に該導電性部材211の先端部の領域を除いて
高抵抗体層214を被覆し、先端部分の領域には絶縁体層2
12を被覆し、図６（ａ）に示すように点線の部分を削り
落として図６（ｂ）のように仕上げられている。

【００３８】何れにしても上記３種類の帯電部材として
の帯電ブレード21の実施例においては帯電ブレード21が
その先端部が感光体ドラム10に接触する状態になってい
ても、その接触部分は絶縁体層212か高抵抗体層214で接
触するが、高抵抗体層214で接触する場合にはその下に
は導電性部材211がない配置になっている。

【００３９】そして感光体ドラム10の感光体層10ａへの
帯電は、前述の接触部分から起こらず、接触部から徐々
に離れている近接部分で導電層の上に被覆された高抵抗
層からの放電によってなされるようにしてある。

【００４０】これによって帯電部はトナーフィルミング
の影響がなくオゾンの発生が少なく、帯電ブレード21と
感光体ドラム10間の距離も安定して５〜500μmの間には
充分入れることが可能になる。そして、その隙間の加減
手段としては図11（ａ）に示す状態から図11（ｂ）に示
すような状態にすることによって、即ち帯電ブレード21
の押圧力を加減調節しての接触位置を移動させることに
より、適切な帯電がなされるようにしてある。また、他
の手段としては、図示はしないが帯電ブレード21を横方
向に水平にスライドさせてもよい。

【００４１】またトナーフィルミングは、上述のような
ブレード式帯電部材においてその先端が図10（ｂ）に示
すように腹を押し当てず、図10（ａ）に示すようにその
先端部が感光体に圧接するようにさせれば、残留トナー
がせき止められるので該トナーが通過してブレードの下
にきて該ブレードの接触圧により感光体に押し付けられ
てトナーフィルミングを生じて感光体性能を劣化させる
現象や、帯電部へのトナー付着による帯電性能を低下す
る現象を防止することが可能になる。

【００４２】また感光体や帯電部でのトナーフィルミン
グの防止を行うには、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の各
部分断面図に示すように図４，５，６の各部分断面図に
示す帯電ブレード21の先端部の絶縁部212または高抵抗
体層214を少し高く帯電部との間に段差を付けた形にす
ると大きな効果があり、トナーフィルミングの発生は実
用上支隙になる程度にはならず、安定した帯電が続けら
れるようになる。

【００４３】また、トナーフィルミングの防止手段とし
は図８に示すようにその感光体ドラムとの接触部分の前
後にＰＥＴ材よりなるブレード式のシールド部材223を
設けてその先端を感光体ドラム10に接触させることによ
り感光体上の残留トナーをせき止めたり、クリーニング
部や現像部からの飛散トナーの帯電部でのトナーの付着
を防止できるのでトナーフィルミングの発生が阻止可能
になる。

【００４４】以上はブレード式帯電部材即ち帯電ブレー
ド21についての実施例の説明であるが次の円柱状（棒
状）の帯電部材の実施例について説明する。

【００４５】これは図３の断面図に示すように円柱状の
帯電装置20Ｒの円柱式帯電部材21Ｒは導電性部材211Ｒ
のまわりに絶縁体層212Ｒの部分と高抵抗体層214の帯電
層部分が設けられ、感光体ドラム10の感光体層10ａに圧
接している。その圧接は絶縁体層212Ｒの部分が感光体
層10ａの面になされている。そして、導電性部材211Ｒ
と感光体ドラム10の導電層（導電基材）10ｂとの間に
は、ブレード式の場合と全く同じようにバイアス電源24
があって高電圧が印加されるようにしてある。尚、感光
体ドラム10の導電層（導電基材）10ｂは接地されてい
る。

【００４６】そして感光体ドラム10への帯電は図12の断
面図に示すように（ａ）の状態から（ｂ）の状態に変形
させることにより、前記円柱状の円柱式帯電部材21Ｒを
押圧変形させて高抵抗体層214Ｒと感光体ドラム10との
間の近接距離を調節することにより調節することが可能
になる。

【００４７】そしてこの場合における感光体ドラム10の
トナーフィルミング防止も図９に示すように帯電部材20
Ｒの前後のＰＥＴ製のブレード状シールド部材223で囲
んで接触させることによりなされ、安定した帯電が持続
できるようにしてある。

【００４８】尚、帯電部材として帯電ブレード21又は円
柱式帯電部材21Ｒは図11，図12に見られる移動をさらに
大きくし、帯電部を回動する感光体ドラム10の表面とこ
すりあわせることにより、トナー等による汚染物質を帯
電部より除去することが可能になる。

【００４９】また、帯電部材としての帯電ブレード21又
は円柱式帯電部材21Ｒは図13に示すように任意の時にク
リーニング部材220に接触させてその帯電部の清掃がで
きるようにしてある。クリーニング部材220は、帯電ブ
レード21又は円柱式帯電部材21Ｒと感光体の間を進入さ
せ、帯電部材の弾性に抗して該帯電部材を感光体ドラム
10の表面から引き離すことによって押圧回転させてトナ
ー等による汚染物質を削り落とすことが可能になる。

【００５０】なお、本実施例の帯電装置20を用いて感光
体ドラム10の除電をすることも可能である。除電はバイ
アス電圧の直流成分のみを零とすることによって行うこ
とができる。画像形成後、交流成分のみを印加して感光
体ドラム10を回転させることにより感光体ドラム10を除
電する。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、以上説明した構成によ
り、板状又は円柱状の帯電部材が被帯電体面に接触する
位置より被帯電体回転の下流側においてのみが近接帯電
領域となり、エッジ状の電極部が絶縁部材又は高抵抗体
で覆われているのでエッジ部による放電が発生せず、極
めてオゾンや帯電むらの発生の少ない、また、トナーフ
ィルミングを起こして感光体面をいためたりすることの
ない安定した一様帯電が行われる感光体層の劣化しにく
い画像形成装置の帯電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を搭載した画像形成装置の構
成の概要を示す断面図。

【図２】本発明の近接帯電装置の一実施例を示す断面
図。

【図３】本発明の近接帯電装置の他の実施例を示す断面
図。

【図４】本発明に用いる帯電部材の一実施例の製法と構
成を示す断面図。

【図５】本発明に用いる帯電部材の他の実施例の製法と
構成を示す断面図。

【図６】本発明に用いる帯電部材の別の実施例の製法と
構成を示す断面図。

【図７】本発明における先端段差部を有する帯電部材の
一実施例の断面図。

【図８】本発明に用いる帯電ブレードにシールド部材を
設けた断面図。

【図９】本発明に用いる円柱式帯電部材にシールド部材
を設けた断面図。

【図１０】本発明に用いる帯電ブレードと感光体ドラム
の接触状態を示す断面図。

【図１１】本発明に用いる帯電ブレードの帯電層と感光
体層との間の近接距離の移動状態を表す断面図。

【図１２】本発明に用いる円柱式帯電部材の帯電層と感
光体層との間の近接距離の移動状態を表す断面図。

【図１３】帯電ブレードのクリーニング手段を示す断面
図。

【図１４】従来の接触帯電装置を示す断面図。

【符号の説明】

10 感光体ドラム（被帯電体） 10ａ感光体層 10ｂ導電基材 20 帯電装置 21 帯電ブレード（板状部材） 21Ｒ円柱式帯電部材 211 導電性部材 212，212Ｒ絶縁体層（絶縁部） 212Ａ絶縁性基体 214，214Ｒ高抵抗体層（帯電部） 220 クリーニング部材 223 シールド部材 24 バイアス電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に対して帯電部材を当接させて
帯電を行う帯電装置において、前記帯電部材は支持体上
に絶縁部と帯電部を有し、前記絶縁部を被帯電面に当接
させる一方、帯電部を被帯電体帯電面に近接配置したこ
とを特徴とする帯電装置。
【請求項２】被帯電体に対して帯電部材を当接させて
帯電を行う帯電装置において、支持体上に絶縁部と帯電
部を有する前記帯電部材は該絶縁部が被帯電体に当接す
る当接位置を移動可能としたことを特徴とする帯電装
置。
【請求項３】前記帯電部材は導電性を有する支持体上
に絶縁部と高抵抗部を形成したことを特徴とする請求項
１に記載の帯電装置。
【請求項４】前記帯電部材は板状又は棒状であること
を特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項５】帯電部材の被帯電体への押圧力を変化可
能にしたことを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。