(57)【要約】【課題】感光体の帯電むらを十分に低減させる。【解決手段】帯電ローラ１５として、該帯電ローラ１５を実用速度で回転させている状態で、該帯電ローラ１５の時定数τが０．０９秒以上でかつ０．２秒以下となるものを適用している。実用速度とは、帯電ローラ１５の周速が１００〜２５０ｍｍ／ｓ程度となる回転速度であり、例えば１３３ｍｍ／ｓである。これにより、帯電ローラ１５による感光体ドラム１１の帯電が安定化し、感光体ドラム１１の帯電むらが十分に低減される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、電圧を印加された帯電部材とを備え、感光体表面と帯電部材表面を相互に接近もしくは接触させた状態で、感光体表面に対して帯電部材表面を移動させつつ、帯電部材により感光体を帯電させる帯電装置において、
帯電部材表面を移動させているときの該帯電部材の時定数を０．０９秒以上に設定したことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
帯電部材表面を移動させているときの該帯電部材の時定数を０．２秒以下に設定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３】
帯電部材は、少なくとも導電層及び表面層を積層した多層構造を有することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置を備える電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置の感光体を帯電させるための帯電装置、及びそれを備える電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の帯電装置としては、感光体に、ローラ型、ブレード型、ブラシ型、及び磁気ブラシ型等の帯電部材を接近もしくは接触させて、帯電部材にバイアス電圧を印加し、帯電部材により感光体を帯電させるというものがある。各種の帯電部材の中でも、特にローラ型の帯電部材が帯電の安定性の点で優れている。
【０００３】
ところが、この様な帯電装置は、周知のコロナ型帯電器と比較すると、感光体の帯電むらを生じ易いという欠点がある。
【０００４】
このため、特許文献１には、直流電圧に交流電圧を重畳して、脈流電圧を生成し、脈流電圧を帯電部材に印加し、これにより感光体の帯電むらを低減させるという技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、感光体と帯電部材を０．１ｍｍ以上の間隙を開けて配置しておき、帯電部材の時定数をτとし、帯電部材の帯電面の一点が感光体と帯電部材間の放電領域を通過するのに要する時間をｔとすると、ｔ／τ＞１０２という条件を満たす様に設定し、これにより感光体の局部帯電むらを低減させるという技術が開示されている。
【０００６】
更に、特許文献３には、帯電部材に１０００Ｖ以上の直流電圧を印加し、帯電部材の時定数を０．１秒以下に設定し、これにより感光体の過剰帯電むらを低減させるという技術が開示されている。
【０００７】
尚、特許文献３では、過剰帯電むらが特許文献２の局部帯電むらとは異なると定義されているものの、過剰帯電むらの測定方法の記載が具体的ではない。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−１４９６６９号公報
【特許文献２】
特開平１０−２６８６６号公報
【特許文献３】
特開平２００１−１１７３２４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の様に直流電圧に交流電圧を重畳して、脈流電圧を生成する場合は、交流電源を必要とし、コストの上昇を招いた。また、脈流電圧を帯電部材に印加するため、感光体及び帯電部材の耐久性が低下するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２の様に感光体と帯電部材を０．１ｍｍ以上の間隙を開けて配置し、ｔ／τ＞１０２という条件を満たす様に設定したとしても、本願発明の発明者等の実験によれば、感光体の帯電むらを十分に低減させることができないことが分かった。この点は、特許文献３にも開示されている。
【００１１】
更に、特許文献３の様に帯電部材に１０００Ｖ以上の直流電圧を印加し、帯電部材の時定数を０．１秒以下に設定したとしても、本願発明の発明者等の実験によれば、感光体の帯電むらを十分に低減させることができないことが分かった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、感光体の帯電むらを十分に低減させることが可能な帯電装置及びそれを備える電子写真装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、感光体と、電圧を印加された帯電部材とを備え、感光体表面と帯電部材表面を相互に接近もしくは接触させた状態で、感光体表面に対して帯電部材表面を移動させつつ、帯電部材により感光体を帯電させる帯電装置において、帯電部材表面を移動させているときの該帯電部材の時定数を０．０９秒以上に設定している。
【００１４】
この様な本発明によれば、帯電部材表面を移動させているときの該帯電部材の時定数を０．０９秒以上に設定している。本願発明の発明者等による鋭意研究の結果、帯電部材表面を移動させているか否かに応じて、もしくは帯電部材表面の移動速度に応じて、帯電部材の時定数が変動することが分かった。そして、例えば帯電部材表面を帯電装置の実用速度で移動させているときに、帯電部材の時定数を０．０９秒以上に設定すると、帯電部材の帯電むらを十分に低減させることが分かった。
【００１５】
また、本発明においては、帯電部材表面を移動させているときの該帯電部材の時定数を０．２秒以下に設定している。
【００１６】
本願発明の発明者等による鋭意研究の結果、帯電部材の時定数を０．０９秒以上であるばかりではなく、帯電部材の時定数を０．２秒以下に設定するのが好ましいことが分かった。
【００１７】
更に、本発明においては、帯電部材は、少なくとも導電層及び表面層を積層した多層構造を有している。
【００１８】
帯電部材の帯電特性は、その構造により定まる。そして、少なくとも導電層及び表面層を積層した多層構造であれば、安定的な帯電特性を達成することができる。
【００１９】
次に、本発明の電子写真装置は、上記本発明の帯電装置を備えている。
【００２０】
この様な電子写真装置によっても、上記本発明の帯電装置と同様の作用及び効果を達成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態を適用した電子写真装置を概略的に示す側面図である。この電子写真装置では、現像ローラ１２、転写ローラ１３、クリーニング装置１４、帯電ローラ１５、及び露光装置１６等を感光体ドラム１１の回転方向の上流側から順に配置している。また、ＰＰＣ用紙等の記録用紙Ｐの搬送方向下流側には、定着装置（図示せず）を配置している。
【００２３】
感光体ドラム１１と帯電ローラ１５は、相互に接触して、又は数十μｍだけ離間して、配置されている。また、帯電ローラ１５には、１０００Ｖ程度の直流バイアス電圧が印加されている。
【００２４】
この電子写真装置では、感光体ドラム１１を矢印Ｄの方向に回転させると共に、帯電ローラ１５を逆方向に回転させつつ、感光体ドラム１１の表面を帯電ローラ１５により均一に帯電させる。そして、画像を示す画像データに基づいて露光装置１６から感光体ドラム１１へと出射される光ビームを変調しつつ、この光ビームにより感光体ドラム１１の表面を走査し、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。更に、現像剤を現像ローラ１３により静電潜像に付着させて、現像剤像を形成し、この現像剤像を転写ローラ１３により感光体ドラム１１から記録用紙Ｐへと転写し、記録用紙Ｐ上の現像剤像を定着装置（図示せず）により加熱及び加圧して定着させる。この後、感光体ドラム１１上の残留現像剤をクリーニング装置１４により除去して、感光体ドラム１１をクリーニングし、感光体ドラム１１表面の残留電荷を除電装置（図示せず）により除電する。
【００２５】
感光体ドラム１１は、例えばアルミニウム等の金属ドラムの外周に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、有機光半導体（ＯＰＣ）等からなる薄膜状の光導電層を形成したものである。
【００２６】
帯電ローラ１５は、例えば図２に示す様に円筒状の導電弾性層１５ａと、導電弾性層１５ａ中央に挿入された金属シャフト１５ｂと、導電弾性層１５ａ外周面を覆う表面層１５ｃとを備えており、金属シャフト１５ｂに直流バイアス電圧を印加されている。導電弾性層１５ａは、例えば導電ゴムからなる。また、表面層１５ｃは、ナイロンコート層、誘電体もしくは半導体の層である。この様な帯電ローラ１５の構造により、安定的な帯電特性を得ることができる。
【００２７】
さて、本実施形態では、帯電ローラ１５として、該帯電ローラ１５を実用速度で回転させている状態で、該帯電ローラ１５の時定数τが０．０９秒以上でかつ０．２秒以下となるものを適用している。実用速度とは、帯電ローラ１５の周速が１００〜２５０ｍｍ／ｓ程度となる回転速度であり、例えば１３３ｍｍ／ｓである。
【００２８】
時定数τは、図３のグラフに示す様に帯電ローラ１５に直流バイアス電圧Ｖｈを印加してから、帯電ローラ１５に流れる電流が次式（１）に示すＩτに達するまでの時間である。
Ｉτ＝０．３６８（Ｉｏ−Ｉｓ）＋Ｉｓ        …（１）
ただし、Ｉｏは帯電ローラ１５に直流バイアス電圧Ｖｈ（＝１０００Ｖ）を印加した直後に帯電ローラ１５に流れる電流であり、Ｉｓは直流バイアス電圧Ｖｈを印加してから徐々に減少して安定化した後の帯電ローラ１５の電流である。
【００２９】
図４（ａ）及び（ｂ）は、帯電ローラ１５として、２種類の材質の帯電ローラＡ、Ｂを用意し、各帯電ローラＡ、Ｂ別に、帯電ローラの周速に対する時定数τの特性を示すグラフ及び図表である。
【００３０】
図４（ａ）及び（ｂ）のグラフ及び図表から明らかな様に、各帯電ローラＡ、Ｂのいずれについても、帯電ローラの周速が１００〜２５０ｍｍ／ｓ程度のときに、時定数τが０．０９秒以上でかつ０．２秒以下となって安定化する。
【００３１】
この様な帯電ローラ１５を用いることにより、帯電ローラ１５による感光体ドラム１１の帯電が安定化し、感光体ドラム１１の帯電むらが十分に低減される。
【００３２】
図５の図表は、本発明に該当しない各比較例１及び２の帯電ローラと、本発明に該当する各実施例１、２、及び３の帯電ローラとを比較して示す図表である。
【００３３】
各比較例１及び２の帯電ローラと、本発明に該当する各実施例１、２、及び３の帯電ローラのいずれについても、上記実施形態の帯電ローラ１５と同様に、金属シャフト外周に円筒状の導電弾性層を設け、導電弾性層外周面を表面層により覆ったものである。そして、金属シャフトの外径をφ８ｍｍとし、帯電ローラの外径をφ１４ｍｍとしている。また、金属シャフトに印加される直流バイアス電圧を１２００Ｖとし、帯電ローラの周速を１３３ｍｍ／ｓとして、それぞれの時定数τ及びそれぞれの帯電むらΔＶを測定している。
【００３４】
各比較例１及び２の帯電ローラと、本発明に該当する各実施例１、２、及び３の帯電ローラは、導電弾性層の厚み及び表面層の厚みをそれぞれ適宜に設定することにより、それぞれの時定数を設定されている。
【００３５】
図５の図表から明らかな様に、各実施例１、２、及び３の帯電ローラの場合は、時定数τが０．０９〜２．０秒の範囲にあり、帯電むらΔＶが３０Ｖ〜３６Ｖと小さい。
【００３６】
これに対して各比較例１及び２の帯電ローラの場合は、時定数が０．０９秒未満であり、帯電むらΔＶが４８Ｖ、８２Ｖと大きくなっている。
【００３７】
従って、帯電むらを小さくするには、実用速度で回転している帯電ローラの時定数τを０．０９以上、あるいは２．０秒以下に設定すれば良いことになる。
【００３８】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、感光体ドラム１１の代わりに、感光体ベルトを用いても構わない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、帯電部材表面を移動させているときの帯電部材の時定数を０．０９秒以上に設定している。あるいは、帯電部材表面を移動させているときの該帯電部材の時定数を０．２秒以下に設定している。これにより、帯電部材の帯電むらを十分に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を適用した電子写真装置を概略的に示す側面図である。
【図２】図１の装置における帯電ローラを示す側面図である。
【図３】帯電ローラに流れる電流特性を示すグラフである。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、２種類の帯電ローラ別に、帯電ローラの周速に対する時定数τの特性を示すグラフ及び図表である。
【図５】本発明に該当しない各比較例１及び２の帯電ローラと、本発明に該当する各実施例１、２、及び３の帯電ローラとを比較して示す図表である。
【符号の説明】
１１    感光体ドラム
１２    現像ローラ
１３    転写ローラ
１４    クリーニング装置
１５    帯電ローラ
１６    露光装置
１５ａ    導電弾性層
１５ｂ    金属シャフト
１５ｃ    表面層
【図１】
2004347974.tif 000003
【図２】
2004347974.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004347974.tif 000006
【図５】
2004347974.tif 000007