(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に使用される被帯電部材と、該被帯電部材を帯電する帯電部材と、前記被帯電部材、帯電部材とともに閉空間の一部を形成する閉空間形成部材と、前記被帯電部材、帯電部材および閉空間形成部材で囲まれる空間を閉空間とする側板とを備え、該閉空間内の放電雰囲気ガスを減圧して帯電部材により被帯電部材を帯電させる接触帯電装置において、
前記被帯電部材の表面は少なくとも前記閉空間に露出する部分が誘電物質で被覆されていることを特徴とする接触帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部材および閉空間形成部材がそれぞれ弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載の接触帯電装置。
【請求項３】
前記被帯電部材、帯電部材および閉空間形成部材は共に回転体からなり、前記被帯電部材の回転軸、帯電部材の回転軸および閉空間形成部材の回転軸は互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の接触帯電装置。
【請求項４】
前記誘電物質は、有機感光体からなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の接触帯電装置。
【請求項５】
前記誘電物質は、有機感光体部分と有機感光体と異なる誘電体部分とから構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の接触帯電装置。
【請求項６】
前記有機感光体と異なる誘電体部分は無機誘電体部分であることを特徴とする請求項５に記載の接触帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に使用される接触帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、画像顕像化する際、熱転写方式やバブルジェット、インクジェット方式等各種の方式が採用されている。このうち、最も多く使用されている方式はトナーと呼ばれる電荷担持体を帯電して紙等の被転写体へ転写定着する方式である。即ち、カールソンプロセスを代表として、感光体等の記録媒体に電荷を帯電してその帯電した記録媒体の電荷を光等で消去して原稿パターンを潜像形成し、そこにトナーと呼ばれる電荷担持体を載せて顕像化し、さらに紙等に転写定着することが行われている。
【０００３】
この方式では、帯電、現像、転写、除電の各プロセスで電荷移動の現象があり、これを引き起こすためには、感光体や電荷担持体あるいは被転写体へ電荷発生移動を起こさせる必要がある。即ち、電荷担持体の授受をするために、帯電という電気的処理が行われる。
【０００４】
そのためには、コロナ帯電、接触摩擦帯電、接触電荷注入、放射線による電離等の方法がある。
【０００５】
従来から最もポピュラーに使用されているコロナ帯電法は、細線や針の電極に高圧の電界を印加して対向電極との間でコロナ放電を起こし、コロナイオンを被帯電部材に移動させて電荷を載せる方法である。
【０００６】
この方法では、原理および装置共に非常に簡単であるが、空気中成分の酸素が体積百分比で約２０％を占めている。このため、空気中におけるコロナ放電では、空気中の酸素がイオン化すると、オゾンＯ３  が発生する。このオゾンＯ３  は、大気上空では必要な分子でもオフィス環境では有害な物質であり、発生することは好ましくない。
【０００７】
そこで、帯電部材と被帯電部材とを接触させて電荷注入する方法やパッシェンの法則を利用して至近距離で放電し、オゾンの発生を少なくする方法が利用され始めた。接触摩擦帯電及び接触電荷注入方式は現像ローラや帯電ローラとして使用されている。
【０００８】
しかし、ローラ停止時に帯電部材が被帯電部材に接触することにより、ローラの低分子成分が析出転写されるので、被帯電部材が汚染され、その結果画像に異常が生じる等の問題があった。なお、放射線による電離は放射線の種類にも依るが、被爆防止が必要になり、現在のところ実用化されていない。
【０００９】
そこで、最近では、接触帯電方式でも、帯電部材の表面を高抵抗にして被帯電部材である感光体との接触前後の微小空間中で放電させて感光体に電荷を供給する方式が採用されている。
【００１０】
しかし、この接触帯電方式においても、基本原理はコロナ放電と同様にコロナイオンを発生させており、空気中放電ではオゾンＯ３  やノックスＮＯＸ  は必然的に発生する。
【００１１】
このＮＯＸ  成分は、吸湿性があり、この成分が感光体に付着すると像流れという異常画像が発生し、かつ感光体や帯電ローラに付着して両者の接触時に帯電ローラからの低分子成分が感光体へ移動付着するという問題があった。この移動付着により停止再開後の白抜けを引き起こす虞があることが判明している。
【００１２】
そこで、本発明者は炭酸ガスに置換した雰囲気中での帯電方法を提案した。さらに、その置換した炭酸ガスが放電領域に長く留まることが可能な各種の方法を提案した。
【００１３】
しかし、炭酸ガスの滞留時間を長くしても、炭酸ガスが逃げる流路が有るので、長期の間に外部空気との対流で空気と再び置換されてしまうという問題があった。
【００１４】
この問題を解決すべく、本発明者は、放電領域に閉空間を形成し、この閉空間中を減圧して放電し易くするとともに、帯電効率も高めることができる減圧帯電方式を新たに提案した。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接触帯電方式の帯電は電荷注入方式でないものは気体中の放電を使用しているが、コロナ放電現象は、パッシェンの法則に基づく放電開始電圧の大小によって支配されており、被帯電部材の一部が金属等の導電体で剥き出しになっているとこの部分が放電し易くなってしまい感光体の所望の部分に電荷が載らなくなる虞があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、この減圧雰囲気中でさらに良好に帯電させるための接触帯電装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に使用される被帯電部材と、該被帯電部材を帯電する帯電部材と、前記被帯電部材および帯電部材とともに閉空間の一部を形成する閉空間形成部材と、前記被帯電部材、帯電部材および閉空間形成部材で囲まれる空間を閉空間とする側板とを備え、該閉空間内の放電雰囲気ガスを減圧して帯電部材により被帯電部材を帯電させる接触帯電装置において、前記被帯電部材の表面は少なくとも前記閉空間に露出する部分が誘電物質で被覆されていることを特徴としている。この構成では、被帯電部材の表面は少なくとも前記閉空間に露出する部分が誘電物質で被覆されているので、導電体の露出による放電の偏倚を防止することができ、被帯電部材の所望の部分に電荷を載せることができる。
【００１８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の接触帯電装置において、前記帯電部材および閉空間形成部材がそれぞれ弾性体からなることを特徴としている。この構成では、帯電部材および閉空間形成部材がそれぞれ弾性体からなるので、高機密性を維持することができる。
【００１９】
また、請求項３の発明は、請求項１〜２の何れかに記載の接触帯電装置において、前記被帯電部材、帯電部材および閉空間形成部材は共に回転体からなり、前記被帯電部材の回転軸、帯電部材の回転軸および閉空間形成部材の回転軸は互いに平行に配置されていることを特徴としている。この構成では、被帯電部材、帯電部材および閉空間形成部材は共に回転体からなり、前記被帯電部材の回転軸、帯電部材の回転軸および閉空間形成部材の回転軸は互いに平行に配置されているので、回転体に囲まれた閉空間を形成することができる。
【００２０】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の接触帯電装置において、前記誘電物質は、有機感光体からなることを特徴としている。この構成では、有機感光体の付着領域を拡げるだけなので、製造工程を増加することなく作製することができる。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の接触帯電装置において、前記誘電物質は、有機感光体部分と有機感光体と異なる誘電体部分とから構成されていることを特徴としている。この構成では、誘電物質は、有機感光体部分と有機感光体と異なる誘電体部分とから構成されているので、有機感光材料の使用を最小にすることができる。
【００２２】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の接触帯電装置において、前記有機感光体と異なる誘電体部分は無機誘電体部分であることを特徴としている。この構成では、有機感光体と異なる誘電体部分は無機誘電体部分であるので、有機誘電体を使用することなく、有機感光材料の使用を最小にすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態に係わる接触帯電装置の正面図、図２は本発明の実施の形態に係わる接触帯電装置のローラの位置関係を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、この接触帯電装置は、被帯電部材であるドラム感光体２と、このドラム感光体２に接触して帯電する帯電部材である帯電ローラ１と、ドラム感光体２と帯電ローラ１との間の空間を側板４とともに遮蔽する閉空間形成部材である閉空間形成ローラ３とを備えている。なお、この側板４には、雰囲気ガスの供給口（不図示）が設けられている。
【００２５】
前記ドラム感光体２の回転軸２ａと、帯電ローラ１の回転軸１ａと、閉空間形成ローラ３の回転軸３ａとは互いに平行に配置されているので、閉空間Ｓが形成されている。
【００２６】
前記ドラム感光体２は、導電性支持体としてアルミニウム製ドラムを使用し、その表面を鏡面状に仕上げ、誘電物質である有機感光体（ＯＰＣ）からなる感光層を導電性支持体の端部まで蒸着又は塗工して被覆することにより構成されている。この感光層は、本実施形態では、導電性支持体上に形成された電荷発生層（ＣＧＬ）と、この電荷発生層上に積層される電荷移動層（ＣＴＬ）からなる、いわゆるＣＴＬ上層系（積層型）である。
【００２７】
なお、本実施形態ではＯＰＣ感光層を導電性支持体の端部まで被覆したが、例えば、図１に示す閉空間の外側の領域（帯電ローラ１で帯電しない領域）２ｂをＯＰＣ感光層と異なる有機誘電体を用いてもよく、また無機誘電体を用いてもよい。
【００２８】
また、感光層としては、導電性支持体上に形成された電荷移動層（ＣＴＬ）と、この電荷移動層上に積層される電荷発生層（ＣＧＬ）からなる、いわゆるＣＧＬ上層系（積層型）であってもよい。また、上記実施形態では、導電性支持体の端部まで有機感光体により被覆したが、帯電ローラ１が接触しない部分は、例えば有機感光体以外の誘電物質、例えば有機誘電体や無機誘電体であってもよい。
【００２９】
前記帯電ローラ１は、芯金を回転軸１ａとするローラ状に形成され、上述したように、この帯電ローラ１の回転軸１ａとドラム感光体２の回転軸２ａとは平行に配置されている。
【００３０】
前記閉空間形成ローラ３は、芯金を回転軸３ａとするローラ状に形成され、この閉空間形成ローラ３の回転軸３ａとドラム感光体２の回転軸２ａおよび帯電ローラ１の回転軸１ａとは互いに平行に配置され、ドラム感光体２、帯電ローラ１および閉空間形成ローラ３は互いに線接触している。
【００３１】
これらの３つの回転体１，２，３で囲まれる空間の両端にはそれぞれ側板４が配置され、３つの回転体１，２，３と側板４とで閉空間Ｓが形成されている。この閉空間Ｓの機密性を保持するためには各々の回転体１，２，３の表面が滑らかで漏れのないように接触している必要があり、回転に際して回転軸１ａ，２ａ，３ａの平行度に優れ、各々の回転にムラがないことが必要である。
【００３２】
さらに、回転に伴って隙間が生ずることがないように密着させるためには、回転体１，２，３のうち少なくとも２つが剛体ではなく弾性体であることが望ましい。
【００３３】
（実施例１）
側板と、帯電ローラ、ドラム感光体および閉空間形成ローラの３つの回転体とで囲んで帯電部を閉空間とした画像形成装置で、帯電ローラおよび閉空間形成ローラを芯金の上に弾性材ヒドリンゴムで形成する。ドラム感光体は電荷移動層がポリカーボネート樹脂を結着剤（バインダ）とした有機感光体で、帯電ローラが接触する部位のドラム感光体の全面を有機感光体で覆い導電部を露出させないようにしたドラム感光体で画像形成を行った。（サンプルＮｏ．１）
【００３４】
（比較例１）
実施例１の接触帯電装置とドラム感光体の層構成等は同じであるが、複写プロセスで実質的に画像形成に不要な部分は導電性支持体が無垢のままの形状で、画像形成を行った。（サンプルＮｏ．２）
【００３５】
（比較例２）
実施例１の接触帯電装置とドラム感光体の層構成等は同じであるが、帯電ローラおよび閉空間形成ローラを、芯金の上に非弾性材フッ素樹脂ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ樹脂）を形成して構成する。ドラム感光体は電荷移動層がポリカーボネート樹脂を結着材（バインダ）とした有機感光体で、帯電ローラが接触する部位のドラム感光体の全面を有機感光体で覆い導電部を露出させないようにしたドラム感光体で画像形成を行った。（サンプルＮｏ．３）
以上の結果を次の表１にまとめて示す。
【００３６】
【表１】
0003579222.tif 000002
【００３７】
このように導電性支持体を被覆することにより、放電の乱れを防止し帯電が均一になり良好な画像を得られるようになり、かつ帯電中の機密性を保つことで放電状態の乱れを起こさずに良好な画像を得ることが出来る。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように請求項１の発明の接触帯電装置によれば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に使用される被帯電部材と、該被帯電部材を帯電する帯電部材と、前記被帯電部材および帯電部材とともに閉空間の一部を形成する閉空間形成部材と、前記被帯電部材、帯電部材および閉空間形成部材で囲まれる空間を閉空間とする側板とを備え、該閉空間内の放電雰囲気ガスを減圧して帯電部材により被帯電部材を帯電させる接触帯電装置において、前記被帯電部材の表面は少なくとも前記閉空間に露出する部分が誘電物質で被覆されているので、導電体の露出による放電の偏倚を防止することができ、被帯電部材の所望の部分に電荷を載せることができる。
【００３９】
また、請求項２の発明の接触帯電装置によれば、請求項１に記載の接触帯電装置において、前記帯電部材および閉空間形成部材がそれぞれ弾性体からなるので、請求項１の効果に加えて、高機密性を維持することができる。
【００４０】
また、請求項３の発明の接触帯電装置によれば、請求項１〜２の何れかに記載の接触帯電装置において、前記被帯電部材、帯電部材および閉空間形成部材は共に回転体からなり、前記被帯電部材の回転軸、帯電部材の回転軸および閉空間形成部材の回転軸は互いに平行に配置されているので、請求項１〜２の何れかに記載の効果に加えて、回転体に囲まれた閉空間を形成することができる。
【００４１】
また、請求項４の発明の接触帯電装置によれば、請求項１〜３の何れかに記載の接触帯電装置において、前記誘電物質は、有機感光体からなるので、請求項１〜３の何れかに記載の効果に加えて、製造工程を増加することなく作製することができる。
【００４２】
また、請求項５の発明の接触帯電装置によれば、請求項１〜３の何れかに記載の接触帯電装置において、前記誘電物質は、有機感光体部分と有機感光体と異なる誘電体部分とから構成されているので、請求項１〜３の何れかに記載の効果に加えて、有機感光材料の使用を最小にすることができる。
【００４３】
また、請求項６の発明の接触帯電装置によれば、請求項５に記載の接触帯電装置において、前記有機感光体と異なる誘電体部分は無機誘電体部分であるので、請求項５に記載の効果に加えて、有機誘電体を使用することなく、有機感光材料の使用を最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる接触帯電装置の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる接触帯電装置のローラの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１      帯電ローラ
２      ドラム感光体
３      閉空間形成ローラ
４      側板
【図１】
0003579222.tif 000003
【図２】
0003579222.tif 000004