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技術 摩擦帯電装置

出願人 株式会社リコー
発明者 神谷公二
出願日 1995年10月23日 (23年8ヶ月経過) 出願番号 1995-274481
公開日 1997年5月2日 (22年2ヶ月経過) 公開番号 1997-114183
状態 未査定
技術分野 電子写真の帯電 電子写真における帯電・転写・分離
主要キーワード 金属板電極 摩擦帯電装置 絹織物 摩擦帯電列 半導電性材料 回転条件 接触ローラ ブレード形状
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この項目の情報は公開日時点(1997年5月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

帯電用電源を設けることなしに被帯電体帯電できるようにし、それをできるだけ簡単な構成で安価に実現できるようにする。

解決手段

感光体2に接触する弾性体ローラ3と、その弾性体ローラ3に接触回転可能なブラシ付ローラ4とを設け、そのブラシ付ローラ4により弾性体ローラ3を摩擦して摩擦帯電させ、その弾性体ローラ3が接触する感光体2を帯電する。それによって、帯電用の電源を必要とせずに感光体2を帯電することができ、構成も簡単であるため安価に製作できる。

概要

背景

例えば、静電複写機プリンタ等の画像形成装置は、被帯電体である感光体帯電処理する帯電装置を備えているが、近年ではその帯電装置として感光体に帯電部材である帯電ローラ弾性体ローラ)を接触させて帯電する接触ローラ帯電方式の帯電装置が、これまでのコロナ放電を利用した帯電方式に比べて印加する電圧が小さくて済むため注目されている。

このような接触ローラ帯電方式の帯電装置は、帯電ローラにトナーが付着すると帯電機能が低下するため、その帯電ローラをクリーニングする機構を設けたりしている(例えば特開平6−194931号公報参照)。また、帯電ローラを2層構成にして、最表面層抵抗を「105 Ω≦最表面層抵抗≦109 Ω」とし、その最表面層抵抗を「1/10≦最表面層抵抗/他の層の抵抗」としたものもある(例えば特開平5−303260号公報参照)。

概要

帯電用電源を設けることなしに被帯電体を帯電できるようにし、それをできるだけ簡単な構成で安価に実現できるようにする。

感光体2に接触する弾性体ローラ3と、その弾性体ローラ3に接触回転可能なブラシ付ローラ4とを設け、そのブラシ付ローラ4により弾性体ローラ3を摩擦して摩擦帯電させ、その弾性体ローラ3が接触する感光体2を帯電する。それによって、帯電用の電源を必要とせずに感光体2を帯電することができ、構成も簡単であるため安価に製作できる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

被帯電体に接触する帯電部材と、該帯電部材に接触回転可能なブラシ付ローラとを設け、該ブラシ付ローラにより前記帯電部材を摩擦して摩擦帯電させ、該帯電部材が接触する前記被帯電体を帯電するようにしたことを特徴とする摩擦帯電装置

請求項2

前記帯電部材が、前記被帯電体に接触回転する弾性体ローラである請求項1記載の摩擦帯電装置。

請求項3

表面にコーティングによる帯電導電層が形成された回転可能な感光体を被帯電体とし、該感光体の前記帯電導電層に摺接する摩擦部材を設け、該摩擦部材と前記感光体の帯電導電層との摩擦により該帯電導電層を摩擦帯電させるようにしたことを特徴とする摩擦帯電装置。

技術分野

0001

この発明は、摩擦帯電により被帯電体帯電する摩擦帯電装置、特に複写機レーザプリンタファクシミリ装置等の電子写真方式画像形成装置感光体を帯電させるのに適した摩擦帯電装置に関する。

背景技術

0002

例えば、静電複写機プリンタ等の画像形成装置は、被帯電体である感光体を帯電処理する帯電装置を備えているが、近年ではその帯電装置として感光体に帯電部材である帯電ローラ弾性体ローラ)を接触させて帯電する接触ローラ帯電方式の帯電装置が、これまでのコロナ放電を利用した帯電方式に比べて印加する電圧が小さくて済むため注目されている。

0003

このような接触ローラ帯電方式の帯電装置は、帯電ローラにトナーが付着すると帯電機能が低下するため、その帯電ローラをクリーニングする機構を設けたりしている(例えば特開平6−194931号公報参照)。また、帯電ローラを2層構成にして、最表面層抵抗を「105 Ω≦最表面層抵抗≦109 Ω」とし、その最表面層抵抗を「1/10≦最表面層抵抗/他の層の抵抗」としたものもある(例えば特開平5−303260号公報参照)。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、このような接触ローラ帯電方式の帯電装置は、帯電ローラへ電圧を印加するための電源が必要であるため、その分コストアップになってしまうと共に、それを収納するスペースが必要であるため装置全体が大きくなってしまうという問題点があった。また、「帯電電位印加電圧」で表される帯電効率が帯電ローラの表面温度によって変化し、それが低温になるほど低下するため、印加電圧を温度に応じて補正する必要があった。

0005

さらに、帯電ローラの表面にトナーが付着して汚れると、帯電機能が低下してしまうためその帯電ローラをクリーニングする機構が必要であったため、その分だけ機構が複雑になってしまうという問題点もあった。この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、帯電用の電源を設けることなしに被帯電体を帯電できるようにすることを目的する。そして、それをできるだけ簡単な構成で安価に実現できるようにする。

課題を解決するための手段

0006

この発明は上記の目的を達成するため、被帯電体に接触する帯電部材と、その帯電部材に接触回転可能なブラシ付ローラとを設け、そのブラシ付ローラにより帯電部材を摩擦して摩擦帯電させ、その帯電部材が接触する被帯電体を帯電する摩擦帯電装置を提供する。この摩擦帯電装置によれば、ブラシ付ローラを回転させて帯電部材を摩擦するだけで、その帯電部材を摩擦帯電させることができ、その帯電部材は被帯電体に接触しているので、その被帯電体が帯電される。また、上記帯電部材は、被帯電体に接触回転する弾性体ローラにするとよい。

0007

さらに、表面にコーティングによる帯電導電層が形成された回転可能な感光体を被帯電体とし、その感光体の帯電導電層に摺接する摩擦部材を設け、その摩擦部材と感光体の帯電導電層との摩擦によりその帯電導電層を摩擦帯電させる摩擦帯電装置も提供する。この摩擦帯電装置によれば、摩擦部材が感光体の帯電導電層に摺接するだけで、その帯電導電層を摩擦帯電させることができる。したがって、帯電部材を設ける必要がなくなる分だけ、さらに構成を簡単にすることができる。

発明を実施するための最良の形態

0008

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はこの発明の実施の形態を説明するための摩擦帯電装置を画像形成装置の感光体と共に示す概略図である。この摩擦帯電装置1は、矢示A方向に回転するドラム状の感光体2の表面に接触しながら矢示B方向に回転する帯電部材である弾性体ローラ3と、その弾性体ローラ3に接触しながらその接触位置で弾性体ローラ3の回転方向に逆らう矢示C方向に回転可能なブラシ付ローラ4とを設け、そのブラシ付ローラ4により弾性体ローラ3の表面を摩擦することによって摩擦帯電させ、その弾性体ローラ3に接触する被帯電体である感光体2の表面を帯電する。

0009

弾性体ローラ3は、ステンレス等の金属で形成した芯金5の外側に、弾性ローラ部6を一体に装着したものである。その弾性ローラ部6としては、例えばゴム製のローラやプラスチック製のローラを使用する。そして、そのゴム材としては、ポリウレタンゴムシリコーンゴム天然ゴムブタジエンゴムイソプレンゴムエチレンプロピレンゴム等を使用する。

0010

また、プラスチックを使用する場合には、ポリアミドエポキシ樹脂ポリエチレンテフロン等を使用する。ブラシ付ローラ4は、ステンレス等の金属で形成した芯金7の外側に、多数のブラシ8を植設したものである。そして、そのブラシ8の材質としては、羊毛繊維絹繊維綿繊維ナイロン繊維ポリエステル繊維等を使用する。そして、このブラシ付ローラ4の表面には、金属板電極12を接触させ、その金属板電極12を抵抗11を介してアースしている。

0011

この摩擦帯電装置1によれば、ブラシ付ローラ4を弾性体ローラ3に接触させながら回転させることによりそれを摩擦帯電し、その帯電した弾性体ローラ3により、それに接触しながら回転する感光体2を帯電することができる。したがって、図3に従来の接触ローラ帯電方式の帯電装置を示したが、このような弾性体ローラである帯電ローラ13に電圧を印加する直流電源15を必要としない。

0012

次に、この発明の第1実施例について説明する。図1に示した弾性体ローラ3を、SUS303で形成した芯金5にイソプレンゴムで形成した弾性ローラ部6を一体に装着して形成する。そして、その弾性体ローラ3を、有機光半導体(OPC)からなる感光体2に、図示しないコイルバネ等の付勢力により圧接させ、その感光体2の矢示A方向への回転により矢示B方向に連れ回り回転可能にする。

0013

ブラシ付ローラ4は、SUS303で形成した芯金7に羊毛繊維で形成したブラシ8を多数植毛して形成し、そのブラシ8の先端部が弾性体ローラ3の弾性ローラ部6に接触するように配置する。そして、そのブラシ付ローラ4を、独自の回転数制御が可能なモータ9によって矢示C方向に回転できるようにする。この摩擦帯電装置1を、モータ9を回転させることによりブラシ付ローラ4を弾性体ローラ3の表面に激しく接触回転させて摩擦すると、弾性体ローラ3の表面が−1500Vに摩擦帯電した。また、その帯電された弾性体ローラ3に接触しながら回転する感光体2の表面が−800Vに帯電した。

0014

0015

なお、感光体2は、その表面が除電ランプ10によって除電されるので、弾性体ローラ3により帯電された部分が1回転して再び弾性体ローラ3と接触する位置まで回転したときには、略0Vにまで表面の電位は下がっている。このようにして、その除電ランプ10により除電された感光体2の表面は、摩擦帯電された弾性体ローラ3により再び−800Vに帯電され、そのサイクルが繰り返えされる。

0016

0017

なお、この実施例では、ブラシ付ローラ4が+1000Vに帯電したが、そこに金属板電極12を接触させて、その金属板電極12を抵抗11を介してアースに落すことにより除電するようにしたので、安定した帯電特性が得られた。また、ブラシ8に使用した羊毛繊維は、(株)レナウンの「The Welsh」(英国種羊毛)を使用した。また、弾性体ローラ3の弾性ローラ部6に使用したイソプレンゴムは、日本ゼオンのニポール(IR)を使用した。なお、弾性体ローラ3とブラシ付ローラ4の好ましい材質の組み合わせを、表1に示す。また、感光体2及び弾性体ローラ3とブラシ付ローラ4の各ローラの外径と、それらの好ましい回転条件を表2に示す。

0018

ところで、図2に示すように、芯金25の外側に弾性層26を一体に装着し、その弾性層26の外側に表面層27を形成した従来の接触ローラ帯電方式の帯電ローラ(弾性体ローラ)23の場合には、感光体の表面の帯電電位の温湿度依存性が大きいため、その帯電ローラ23への印加電圧の温度補正を行なう必要があったが、この実施例による摩擦帯電装置1は温湿度依存性が少ないので、印加電圧の温湿度補正の必要性はあまりないが、それを行なう場合には、次に示すような2つの方法がある。

0019

〈方法1〉帯電電位の低下に対して、ブラシ付ローラ4の回転数を速めることにより補正する。
〈方法2〉金属板電極12を、間欠的にブラシ付ローラ4の表面に接離させることにより補正する。

0020

なお、この実施例による弾性体ローラ3の弾性ローラ部6はゴム層のみであり、絶縁性があればよいので要求機能も少ない。また、その弾性ローラ部6にはブラシ付ローラ4のブラシ8が常時摩擦接触するので、その弾性体ローラ3の表面の汚れはブラシ8によりクリーニングされるため、その弾性体ローラ3の表面をクリーニングする図3に示したようなクリーニング部材16は必要ない。

0021

さらに、図1でブラシ付ローラ4の回転方向は、同図で時計回り方向でもよい。また、弾性体ローラ3は、その表面の耐久性向上等のため、そこに表面層を設けるようにしてもよい。なお、感光体の種類によってはプラス帯電が必要なものもある。その場合には、摩擦帯電列の中の「+」側を弾性体ローラ3の材料に選んで、ブラシ付ローラ4の材料に「−」側を選べばよい。反対にマイナス帯電させる場合には、弾性体ローラ3の材料を「−」側から選び、ブラシ付ローラの材料を「+」側から選べばよい。

0022

次に、この発明の第2実施例を図4を参照して説明する。この実施例では、表面にコーティングによる帯電導電層22が形成された感光体21を使用し、その感光体21の帯電導電層22に接触しながら回転するブラシ付ローラ4′を設けて、そのブラシ付ローラ4′と感光体21の帯電導電層22との摩擦により帯電導電層22を摩擦帯電させる。すなわち、弾性体ローラの帯電機能を感光体21側に持たせるようにしたものである。

0023

前述した第1実施例の弾性体ローラ3の場合には絶縁性が要求されたが、この実施例の帯電導電層22では導電性が要求されるので、前述した弾性体ローラ3の使用材料とは異なる。また、帯電性も求められるので、その帯電導電層22の使用材料としては半導電性材料が好ましい。ブラシ付ローラ4′には、ブラシ8に絹織物を使用した。そして、感光体21とブラシ付ローラ4′を、表3に示すような条件で回転させて帯電を行なったところ、感光体21の帯電導電層22上を−900Vに帯電させることができた。この表3で、ブラシ付ローラ4′の回転方向は、反時計回り方向であってもよい。

0024

0025

なお、ブラシ付ローラ4′を、図5に示すようなブレード形状の摩擦部材34に代えて実験を行なったが、同様な効果が得られた。また、この実施例では、帯電導電層22にダイソー(株)のエピクロマCGを使用し、ブラシ付ローラ4′のブラシ8に使用した絹織物はカネボウナイロン(Kanebo Nylon)「ナイロン/絹織物」を使用した。

発明の効果

0026

以上説明したように、この発明による摩擦帯電装置によれば、ブラシ付ローラが弾性体ローラを摩擦することによってそれを摩擦帯電させ、その帯電された弾性体ローラがそこに接触する被帯電体を帯電するので、被帯電体を帯電用の電源を必要とせずに帯電することができる。そして、簡単な構成であるため安価に製作することができる。

0027

また、感光体の表面に帯電導電層を形成し、その帯電導電層に摩擦部材を摺接させる摩擦帯電装置によれば、感光体を帯電させるための電源の他に、弾性体ローラ等の帯電部材も必要なくなる分だけ、さらに構成を簡単にして安価にすることができる。

図面の簡単な説明

0028

図1この発明の実施の形態を説明するための摩擦帯電装置を画像形成装置の感光体と共に示す概略図である。
図2従来の接触ローラ帯電方式の帯電ローラの例を示す概略図である。
図3従来の直流電源を必要とする接触ローラ帯電方式の帯電装置を示す概略図である。
図4この発明による摩擦帯電装置の第2実施例を説明するための概略図である。
図5ブレード形状の摩擦部材を使用した摩擦帯電装置を説明するための概略図である。

--

0029

1:摩擦帯電装置2,21:感光体
3:弾性体ローラ(帯電部材)
4,4′:ブラシ付ローラ(摩擦部材)
22:帯電導電層34:摩擦部材

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