(57)【要約】【課題】  接触式帯電装置を用いて画像形成装置における像担持体等の被帯電体の表面を帯電させるにあたり、帯電させる前の像担持体の表面における表面電位にむらがある場合においても、像担持体の表面を均一に帯電できるようにする。【解決手段】  像担持体１の表面に接触するように設けられた帯電部材１１に電圧を印加させて、像担持体１の表面を帯電させるにあたり、像担持体１の表面と接触する帯電部材１１の接触部１１ａにおける表面粗さが、接触部１１ａの上流側及び下流側における部分の表面粗さよりも大きくなるようにした。【選択図】  図２
2013020082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体の表面に接触するように設けられた帯電部材に電圧を印加させて、被帯電体の表面を帯電させる接触式帯電装置において、被帯電体の表面と接触する帯電部材の接触部における表面粗さが、接触部の上流側及び下流側の部分における表面粗さよりも大きくなっていることを特徴とする接触式帯電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の接触式帯電装置において、上記の帯電部材の接触部における十点平均粗さが、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さよりも大きくなっていることを特徴とする接触式帯電装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の接触式帯電装置において、被帯電体の表面と接触する帯電部材の接触部に、被帯電体の移動方向と交差するように粗面形成用溝が形成されていることを特徴とする接触式帯電装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の接触式帯電装置において、被帯電体の表面と接触する帯電部材の接触部が、表面粗さが大きい導電性の発泡体で構成されていることを特徴とする接触式帯電装置。
【請求項５】
像担持体の表面を帯電させて画像形成を行う画像形成装置において、像担持体の表面を帯電させるのに、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の接触式帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，ファクシミリ，プリンター及びこれらの複合機などの画像形成装置における像担持体等の被帯電体の表面を帯電させる帯電装置に係り、被帯電体の表面に接触するように設けられた帯電部材に電圧を印加させて、被帯電体の表面を帯電させるようにした接触式帯電装置及びこのような接触式帯電装置を用いた画像形成装置に関するものである。特に、画像形成装置における像担持体の表面を帯電させるにあたり、帯電前における像担持体の表面電位にむらがあっても、像担持体の表面を均一に帯電できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機，ファクシミリ，プリンター及びこれらの複合機などの画像形成装置においては、像担持体からなる被帯電体の表面を帯電装置により帯電させ、このように帯電された像担持体の表面に静電潜像を形成して画像形成を行うようにしている。
【０００３】
そして、このように像担持体の表面を帯電装置によって帯電させるにあたり、従来においては、一般に、コロトロンやスコロトロン等の非接触式の帯電装置を用い、コロナ放電によって像担持体の表面を帯電させるようにしていた。
【０００４】
しかし、このようにコロナ放電によって像担持体の表面を帯電させる非接触式の帯電装置の場合、印加電圧を高くする必要があり、コストが高くつくと共に、コロナ放電によりオゾンが発生して、周囲の環境を害するという問題があった。
【０００５】
このため、近年においては、像担持体の表面に接触するようにして帯電部材を設け、この帯電部材に電圧を印加させて、帯電部材と像担持体の表面とが接触する部分の近傍における空間に電界を作用させて放電させ、これにより像担持体の表面を帯電させるようにした接触式帯電装置が用いられるようになった。
【０００６】
ここで、帯電部材と像担持体の表面とが接触する部分の近傍における空間に電界を作用させて放電させるようにした場合、一般に、帯電部材と像担持体の表面との間の空間距離が５０〜１００μｍ程度の比較的距離の長い箇所において放電が行われる。
【０００７】
しかし、このように帯電部材と像担持体の表面との間隔が５０〜１００μｍ程度の比較的距離の長い箇所において放電が行われると、帯電させる前の像担持体において、画像部分と非画像部分との間でその表面における表面電位にむらがある場合、この表面電位のむらが十分に解消されず、像担持体の表面を均一に帯電させることができなくなるという問題があった。
【０００８】
このため、従来においては、帯電させる前における像担持体の表面を除電装置によって除電させるようにしたり、帯電部材の表面粗さを大きくし、このように表面粗さが大きくなった部分における帯電部材と像担持体の表面との間で放電を行って、帯電させる前の像担持体における表面電位のむらをなくすようにしたものが提案されている。
【０００９】
しかし、除電装置を設けるようにした場合、コストが高くつくと共に、除電装置を設けるスペースが必要になるという問題があった。
【００１０】
また、帯電部材の表面粗さを大きくした場合、帯電部材の表面粗さのバラツキによって放電むらが生じ、帯電された像担持体の表面における表面電位にバラツキが生じるという問題があった。
【００１１】
また、従来においては、特許文献１に示されるように、振動電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて帯電を行う接触式帯電装置において、帯電部材の表面における十点平均粗さＲｚを５〜１００μｍにして、帯電部材と被帯電体との間に発生する振動音を低減すると共に、被帯電体の摩耗による削れを抑制するようにしたものや、特許文献２に示されるように、帯電部材と被帯電体とが接触する実際の面積と、ニップ部全体の面積との比率を適当な割合にすると共に、帯電部材の表面における十点平均粗さＲｚを４〜１５μｍにして、帯電部材の表面にトナー等の残留物が付着するのを防止するようにしたものが提案されている。
【００１２】
しかし、特許文献１，２に示されるものにおいても、帯電部材の表面粗さのバラツキによって放電むらが生じ、帯電された像担持体の表面における表面電位にバラツキが生じたりする等の問題が依然として存在した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平２−１９８４６７号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、被帯電体の表面に接触するように設けられた帯電部材に電圧を印加させて、被帯電体の表面を帯電させるようにした接触式帯電装置において、上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１５】
すなわち、本発明においては、上記のような接触式帯電装置を用いて画像形成装置における像担持体等の被帯電体の表面を帯電させるにあたり、帯電させる前の像担持体の表面における表面電位にむらがある場合においても、像担持体の表面を均一に帯電できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の接触式帯電装置においては、上記の課題を解決するため、被帯電体の表面に接触するように設けられた帯電部材に電圧を印加させて、被帯電体の表面を帯電させる接触式帯電装置において、被帯電体の表面と接触する帯電部材の接触部における表面粗さが、接触部の上流側及び下流側における部分の表面粗さよりも大きくなるようにした。なお、帯電部材の接触部や接触部の上流側及び下流側の部分における表面粗さとしては、十点平均粗さを基準として用いることができる。
【００１７】
また、上記のように帯電部材の接触部における表面粗さを、接触部の上流側及び下流側の部分における表面粗さよりも大きくするにあたっては、例えば、被帯電体の表面と接触する帯電部材の接触部に、被帯電体の移動方向と交差するように粗面形成用溝を設けるようにしたり、被帯電体の表面と接触する帯電部材の接触部を、表面粗さが大きい導電性の発泡体で構成させるようにすることができる。
【００１８】
そして、このように被帯電体の表面と接触する帯電部材の接触部における表面粗さを、接触部の上流側及び下流側における部分の表面粗さよりも大きくすると、このように表面粗さが大きくなった接触部と被帯電体の表面との間に適切な空間部が形成され、接触部の上流側及び下流側の部分だけではなく、このように表面粗さが大きくなった接触部においても被帯電体の表面との間で放電が行われるようになる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置においては、像担持体の表面を帯電させて画像形成を行うにあたり、像担持体の表面を上記の接触式帯電装置を用いて帯電させるようにした。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の接触式帯電装置においては、上記のように被帯電体の表面と接触する帯電部材の接触部における表面粗さを、接触部の上流側及び下流側における部分の表面粗さよりも大きくし、接触部の上流側及び下流側の部分だけではなく、このように表面粗さが大きくなった接触部においても被帯電体の表面との間で放電が行われるようにした。
【００２１】
このため、この接触式帯電装置を用いて画像形成装置における像担持体の表面を帯電させるようにすると、帯電させる前の像担持体の表面における表面電位にむらがある場合においても、上記のように表面粗さが大きくなった接触部において放電が行われ、これにより像担持体の表面における表面電位のむらが解消されると共に、この接触部の上流側及び下流側の部分における表面粗さが小さいため、接触部の上流側及び下流側の部分において放電むらが発生するのが抑制され、像担持体の表面が均一に帯電されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る接触式帯電装置を使用した画像形成装置の概略説明図である。
【図２】上記の実施形態に係る接触式帯電装置において、帯電部材を像担持体の表面に接触させた状態を示した概略説明図である。
【図３】上記の実施形態に係る接触式帯電装置において、帯電部材の接触部を像担持体の表面に接触させた状態を示した部分拡大説明図である。
【図４】上記の実施形態に係る接触式帯電装置に使用する帯電部材の例を示し、像担持体の表面と接触する帯電部材の接触部に、像担持体の軸方向に沿った粗面形成用溝を像担持体の移動方向に所要間隔を介して複数設けた帯電部材の概略平面図である。
【図５】上記の実施形態に係る接触式帯電装置に使用する帯電部材の他の例を示し、像担持体の表面と接触する帯電部材の接触部に、交差状になった粗面形成用溝を像担持体の移動方向に所要幅設けた帯電部材の概略平面図である。
【図６】上記の実施形態に係る接触式帯電装置に使用する帯電部材の他の例を示し、像担持体の表面と接触する帯電部材の表面における導電性フィルムに開口部を設けて、像担持体の表面と接触する帯電部材の接触部を導電性の発泡体で構成した帯電部材の概略平面図及び概略断面図である。
【図７】図６に示した帯電部材において、像担持体の表面と接触する帯電部材の表面における導電性フィルムに形成する開口部の形状を変更させた第１の変更例の概略平面図である。
【図８】図６に示した帯電部材において、像担持体の表面と接触する帯電部材の表面における導電性フィルムに形成する開口部の形状を変更させた第２の変更例の概略平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態に係る接触式帯電装置及びこの接触式帯電装置を使用した画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る接触式帯電装置及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００２４】
ここで、この実施形態に係る接触式帯電装置１０を用いた画像形成装置においては、図１に示すように、被帯電体として回転する感光体ドラムからなる像担持体１を用いている。
【００２５】
そして、このように回転する像担持体１の表面を接触式帯電装置１０によって帯電させるにあたっては、回転する像担持体１の表面にフィルム状になった帯電部材１１を接触させ、この帯電部材１１に帯電用バイアス電源１２から帯電用バイアス電圧を印加させて放電を行い、上記の像担持体１の表面を帯電させるようにしている。
【００２６】
次いで、このように帯電された像担持体１の表面にレーザー等を用いた潜像形成装置２により画像情報に応じた露光を行い、この像担持体１の表面に静電潜像を形成するようにしている。
【００２７】
そして、このように像担持体１の表面に形成された静電潜像の部分に現像装置３からトナーを供給して、像担持体１の表面に静電潜像に対応したトナー像を形成するようにしている。
【００２８】
次いで、このように像担持体１の表面に形成されたトナー像を、ローラ状になった転写装置４と対向する位置に導くと共に、この像担持体１と転写装置４との間に記録シート５を導き、像担持体１の表面に形成されたトナー像を転写装置４により記録シート５に転写させ、このようにトナー像が転写された記録シート５を定着装置（図示せず）に導き、定着装置においてトナー像を記録シート５に定着させるようにしている。
【００２９】
また、記録シート５に転写されずに像担持体１の表面に残留するトナー等をクリーニング装置６によって像担持体１の表面から除去し、その後、この像担持体１の表面を、上記のようにして接触式帯電装置１０により帯電させるようにしている。
【００３０】
ここで、この実施形態における接触式帯電装置１０においては、図１及び図２に示すように、フィルム状になった帯電部材１１における接触部１１ａを、回転する像担持体１の表面に接触させると共に、この接触部１１ａより像担持体１の回転方向上流側及び下流側の部分が像担持体１の表面から次第に離れるようにして帯電部材１１を設けている。
【００３１】
また、上記の帯電部材１１においては、像担持体１の表面に接触する接触部１１ａの表面粗さを、この接触部１１ａより像担持体１の回転方向上流側及び下流側の部分における表面粗さよりも大きくし、図２及び図３に示すように、表面粗さが大きくなった接触部１１ａと像担持体１の表面との間に適当な大きさの空間部ｓが形成されるようにしている。
【００３２】
そして、このような帯電部材１１に対して、上記のように帯電用バイアス電源１２から帯電用バイアス電圧を印加させて放電を行うようにすると、像担持体１の表面と接触する接触部１１ａにより像担持体１の回転方向の上流側及び下流側の部分において像担持体１の表面との間で放電が行われると共に、表面粗さが大きくなった接触部１１ａと像担持体１の表面との間の空間部ｓにおいても放電が行われるようになる。
【００３３】
この結果、帯電させる前の像担持体１の表面における表面電位にむらがある場合においても、上記のように表面粗さが大きくなった接触部１１ａと像担持体１の表面との間の空間部ｓにおける放電により、像担持体１の表面における表面電位のむらが解消されると共に、この接触部１１ａの上流側及び下流側の部分における帯電部材１１の表面粗さが小さいため、接触部１１ａの上流側及び下流側の部分において放電むらが発生するのが抑制され、像担持体１の表面が均一に帯電されるようになる。
【００３４】
なお、上記のフィルム状になった帯電部材１１としては、例えば、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリビニリデンジフロライド（ＰＶＤＦ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ナイロン及びこれらの混合物等にカーボン等の導電剤を添加させてフィルム状に形成したものを用いることができ、またこのようなフィルム状のものに代えて、平板状になったものを用いることもできる。
【００３５】
そして、上記の帯電部材１１において、像担持体１の表面に接触する接触部１１ａの表面粗さを、この接触部１１ａから像担持体１の回転方向上流側及び下流側に延出された部分における表面粗さよりも大きくするにあたっては、接触部１１ａをその上流側及び下流側の部分よりも大きく粗面化させるようにすることができる。
【００３６】
また、上記のように帯電部材１１の接触部１１ａをその上流側及び下流側の部分よりも大きく粗面化させるにあたっては、図３に示すように、帯電部材１１の接触部１１ａに、像担持体１の軸方向に沿った粗面形成用溝１１ｂを像担持体１の移動方向に所要間隔を介して複数設けるようにしたり、図４に示すように、帯電部材１１の接触部１１ａに、交差状になった粗面形成用溝１１ｂを像担持体１の移動方向に所要幅設けるようにしたりすることができる。
【００３７】
さらに、上記の帯電部材１１として、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ポリウレタン等の発泡材料にカーボン等の導電剤を添加させて発泡させた表面粗さが大きい導電性の発泡体１１ｃをベースに用い、この発泡体１１ｃの表面に表面粗さが小さい導電性フィルム１１ｄを設け、この導電性フィルム１１ｄにおいて、上記の像担持体１の表面に接触する部分に長方形状になった開口部１１ｅを開口させて上記の発泡体１１ｃを露出させ、この発泡体１１ｃが像担持体１の表面に接触する接触部１１ａとなるようにしたものを用いることができる。
【００３８】
なお、このようにベースに表面粗さが大きい導電性の発泡体１１ｃを用い、この発泡体１１ｃの表面に表面粗さが小さい導電性フィルム１１ｄを設けた帯電部材１１において、像担持体１の表面と接触する接触部１１ａにおける導電性フィルム１１ｄの部分に設ける開口部１１ｅは、上記のような長方形状のものに限定されず、例えば、図６に示すように、接触部１１ａにおける導電性フィルム１１ｄの部分に、像担持体１の軸方向に沿った細長状の開口部１１ｅを像担持体１の移動方向に所要間隔を介して複数設けるようにしたり、図７に示すように、接触部１１ａにおける導電性フィルム１１ｄの部分に、傾斜した短辺状の開口部１１ｅを像担持体１の軸方向に所要間隔を介して多数設けるようにしたりすることができる。
【００３９】
次に、市販の複写機（コニカミノルタ社製：ｂｉｚｈｕｂ  Ｃ３６０）における帯電装置を変更させて、この発明の実施例に係る接触式帯電装置を用いると、帯電させる前の像担持体の表面における表面電位にむらがある場合においても、像担持体の表面が均一に帯電されてメモリー画像の発生が抑制されると共に、放電むらによる斑点ノイズの発生も抑制されることを、比較例をあげて明らかにする。
【００４０】
ここで、実施例１の接触式帯電装置においては、上記の帯電部材として、ＳＵＳ３０４ＣＳＰからなる厚みが１００μｍのステンレスシートの上に、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）に導電剤のカーボンを分散させたものを厚みが２００μｍになるように形成すると共に、像担持体の表面に接触する接触部の十点平均粗さＲｚが５０μｍ、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さＲｚが１５μｍになったものを用いるようにした。なお、この帯電部材の抵抗値を抵抗測定装置（三菱化学社製：ハイレスタＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０型）によって測定した結果、この帯電部材の抵抗値は５×１０６Ω以下であった。
【００４１】
一方、比較例１〜３の各接触式帯電装置においては、上記の実施例１における帯電部材の表面粗さだけを変更し、比較例１では、接触部の十点平均粗さＲｚが５０μｍ、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さＲｚがを５０μｍになった帯電部材を、比較例２では、接触部の十点平均粗さＲｚが１５μｍ、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さＲｚが１５μｍになった帯電部材を、比較例３では、接触部の十点平均粗さＲｚが１５μｍ、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さＲｚを５０μｍになった帯電部材を用いるようにした。
【００４２】
そして、上記のような各帯電部材を使用した実施例１及び比較例１〜３の各接触式帯電装置を上記の複写機に搭載し、各帯電部材に対して、それぞれ帯電用バイアス電源から−５００Ｖの直流電圧に、ピーク・ピーク値が１５００Ｖｐｐで周波数が１２００Ｈｚのサイン波からなる交流電圧を重畳させた帯電用バイアス電圧を印加させて、それぞれ像担持体の表面を帯電させるようにした。
【００４３】
そして、このように帯電された各像担持体に対して画像形成を行い、メモリー画像と斑点ノイズの画像評価を行うようにした。
【００４４】
ここで、メモリー画像の評価においては、それぞれベタ画像に続いて反射濃度が０．３のハーフトーン画像を形成し、得られたハーフトーン画像におけるベタ画像部分のメモリー画像を目視により評価し、メモリー画像が確認されなかった場合を○、メモリー画像が確認された場合を×として、下記の表１に示した。
【００４５】
また、斑点ノイズの評価においては、それぞれ反射濃度が０．０５の白地画像を形成し、得られた白地画像における斑点ノイズを目視により評価し、斑点ノイズが確認されなかった場合を○、斑点ノイズが確認された場合を×として、下記の表１に示した。
【００４６】
【表１】
2013020082.tif 000003
【００４７】
この結果、像担持体の表面に接触する接触部の十点平均粗さＲｚが、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さＲｚよりも小さくなった帯電部材を用いた実施例１のものにおいては、メモリー画像や斑点ノイズが確認されなかった。
【００４８】
これに対して、像担持体の表面に接触する接触部の十点平均粗さＲｚと、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さＲｚとの両方が大きい帯電部材を用いた比較例１のものにおいては、放電むらによると思われる斑点ノイズが確認された。
【００４９】
また、像担持体の表面に接触する接触部の十点平均粗さＲｚと、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さＲｚとの両方が小さい帯電部材を用いた比較例２のものにおいては、メモリー画像が確認された。これは、接触部における帯電部材と像担持体の表面との間に適切な空間部が形成されず、接触部において放電が行われなかったためであると考えられる。
【００５０】
また、像担持体の表面に接触する接触部の十点平均粗さＲｚが、接触部の上流側及び下流側の部分における十点平均粗さＲｚよりも小さくなった帯電部材を用いた比較例３のものにおいては、メモリー画像と斑点ノイズとの両方が確認された。
【符号の説明】
【００５１】
１  像担持体（被帯電体）
２  潜像形成装置
３  現像装置
４  転写装置
５  記録シート
６  クリーニング装置
１０  接触式帯電装置
１１  帯電部材
１１ａ  接触部
１１ｂ  凹粗面形成用溝
１１ｃ  発泡体
１１ｄ  導電性フィルム
１１ｅ  開口部
１２  帯電用バイアス電源
ｓ  空間部
【図１】
2013020082.tif 000004
【図２】
2013020082.tif 000005
【図３】
2013020082.tif 000006
【図４】
2013020082.tif 000007
【図５】
2013020082.tif 000008
【図６】
2013020082.tif 000009
【図７】
2013020082.tif 000010
【図８】
2013020082.tif 000011