JP2658424B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は帯電装置に関する。

より詳しくは、直接帯電用・摩擦帯電用等の回転ロー
ラ・回動ベルト等の帯電用回転体を被帯電体に当接させ
て被帯電体面を帯電処理（除電処理も含む）する帯電装
置に関する。

（従来の技術） 例えば、電子写真複写装置・レーザービームプリンタ
・静電記録装置等の画像装置装置に於て、感光体・誘電
体等の像担持体、その他転写材等の被帯電体を帯電処理
する手段機器としては従来よりコロナ放電装置が広く利
用されている。

コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電
位に均一に帯電処理する手段として有効である。しかし
高圧電源（DC5〜8KV）を必要とする、コロナ発生時にオ
ゾンを比較的多く発生する、電力的にも効率が悪い等の
問題点を有している。

そこで前記したような接触方式の帯電装置が注目され
ている。特にバイアス電圧を印加した帯電部材を被帯電
体に当接させて相対移動させて被帯電体面に電荷を直接
的に転移（注入）して所定の電位に帯電する直接帯電方
法又は装置は、被帯電体面に所望の電位を得るのに必要
とされる印加電圧の低圧化がはかれること、帯電過程で
発生するオゾン量が極く微量でありオゾン除去フィルタ
の必要性がなくなること、そのために装置の排気系等の
構成が簡略化されること、メンテナンスフリーであるこ
と、構成が簡単であること、等の長所を有しており、そ
の実用化研究・開発提案が多数なされている（特開昭57
−178267・56−104351・58−40566・58−139156・58−1
50975号等）。

本出願人も帯電ムラのない均一な帯電処理等を目的と
して帯電部材に対して直流電圧と帯電開始電圧の２倍以
上のピーク間電圧を有する脈流電圧との重畳電圧を印加
することや、帯電部材から被帯電体への異常放電や絶縁
破壊をなくすために帯電部材を複数層構成にすることな
ど種々の提案をしている（特願昭61−298419・62−2303
34号等）。

第３図は像担持体の帯電手段として直接帯電装置を使
用した転写式電子写真方式の画像形成装置の一例の概略
構成図である。

１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体
（以下、感光ドラムと記す）であり、矢示ｍの反時計方
向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆
動される。

５は直接帯電部材としての帯電ローラであり、感光ド
ラム１面に対して所定の押圧力をもって当接していて、
本例のものは感光ドラム１の回転駆動に伴ない従動回転
する。5aはこの帯電ローラ５に対して所定のバイアス電
圧を印加する電源である。而してこの帯電ローラ５によ
り回転感光ドラム１面が所定の電位に均一帯電される。

次いでその感光ドラム１の均一帯電処理面に対して露
光部７において不図示の画像情報露光手段（レーザービ
ーム走査露光・光像投影スリット露光等）による光像露
光Ｌがなされることで目的画像情報の静電潜像が形成さ
れる。

その潜像は次いで現像装置８でトナー現像され、その
現像像が不図示の給紙部から適切なタイミングで感光ド
ラム１と転写ローラ11との間の転写部へ導入された転写
材Ｐに対して転写されていく。

転写部を通った転写材Ｐは感光ドラム１面から分離さ
れて不図示の像定着部へ搬送される。

像転写後の感光ドラム１面はクリーニング装置２によ
り転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清浄面
化させて、繰り返して作像に供される。

本例のクリーニング装置２はブレードクリーニング式
であり、クリーニングブレード４の先端エッジ部を感光
ドラム１の面移動方向にカウンタの方向に所定の押圧力
をもつて当接させてあり、そのブレード４の当接エッジ
部で感光ドラム１面の転写残りトナー等が拭掃除去され
て感光ドラム１面が清浄面化される。クリーニングブレ
ード４には製造時に固体潤滑剤であるポリフッ化ビニリ
デン（PVDF）が塗布されており装置の初期使用時の所謂
ブレードめくれの発生を防止するようにしている。

前述の帯電ローラ５はクリーニング装置２の容器３の
底部に設けた凹部に回転自在に軸受支持させて収容配設
してあり、その近傍の容器壁3aに帯電ローラ５のクリー
ニング部材６を接着して配設してある。

なお本例の画像形成装置は感光ドラム１・帯電ローラ
５・現像装置８・クリーニング装置２の４つのプロセス
機器を画像形成装置本体に対して一括して着脱自在のプ
ロセスカートリッジＫとして構成して装置のメンテナン
スを簡素化するようにしてあるが、これは本発明の要点
外であるので説明を省略する。

直接帯電は帯電生成物（オゾンやNOxなど）の発生は
もともと少ないのであるが、それでも装置がくり返して
使用されると帯電生成物や帯電部材としての帯電ローラ
５に付着した紙粉等の異物が帯電ローラ５から感光ドラ
ム１面に直接にこすりつけられることになり経時的に感
光ドラム１面に低抵抗物質が蓄積され、画像流れや画像
ボケといった画像欠陥が発生することがある。

また、空気中及び転写材上のゴミやチリ、特にクリー
ニングブレード４に製造時に塗付された固体潤滑剤であ
るポリフッ化ビニリデンが装置輸送時の振動や衝撃、ま
た感光ドラム１の回転による振動等によりクリーニング
ブレード４より剥れ、感光体ドラム１の回転に伴って帯
電ローラ５面に付着する。ポリフッ化ビニリデンは絶縁
体であるので、ポリフッ化ビニリデンが帯電ローラ５の
回転に伴って感光体ドラムとの間に入るとそこの部分だ
け帯電不良が発生し、帯電ローラ５の周期と同じ間隔で
黒点あるいは白抜けの画像不良・画像欠陥が発生する。
更に帯電ローラ５面に付着した異物は感光ドラム１面を
経時的に傷つけ、スジ状の画像欠陥を生じさせる。

そこで帯電ローラ５面にはクリーニング部材を当接し
てクリーニングする構成がとられる。

帯電ローラ５のクリーニング部材としてフィルム状の
スクレーパーを用いた場合、帯電ローラ５面の微小な凹
凸にスクレーパーが追従しにくく、帯電ローラとスクレ
ーパーの間に部分的に微小な隙間が生じ易く、付着物が
部分的に残り易いといった欠点がある。この欠点をなく
すためにスクレーパーの当接圧を強くすると帯電ローラ
が傷つき易くなってしまう。柔軟なスクレーパーを帯電
ローラに精度良く当接させるためには該スクレーパーを
板金等の頑丈な支持台に接着してユニットとし、更にそ
のユニットを精度良く装置に取り付ける必要があり、部
品点数、組立て工数の増加を招く。

そこでクリーニング部材６としてスポンジ材を用いそ
れを帯電ローラ５に当接させてローラ面を摺擦してクリ
ーニングする構成が採択されている。

スポンジ材６は多孔質であるため、帯電ローラ５上の
ポリフッ化ビニリデンや帯電生成物をスポンジ材の孔に
トラップすることができる。また、スポンジ材は弾性力
があり、被クリーニング部材面の形状に対応して変形し
やすいため、特に取付け精度を必要とせずに確実に付着
物を除去することができる。スポンジ材は例えば発泡ポ
リウレタンや発泡ポリエチレン等が用いられる。

従来はそのクリーニング部材６としてのスポンジ材を
第４図（Ａ）に示すようにスポンジ材先端面を帯電ロー
ラ５面に押し当てさせ、その反対側の面を取付け支持部
材面3a（本例の場合は帯電ローラ５を収容したクリーニ
ング装置容器３の凹部壁面）に接着して配設している。
スポンジ材６は帯電ローラ５との押圧接触で最大Ｃだけ
弾力性に抗して圧縮されている。これによりクリーニン
グ部材６は帯電ローラ５の凹凸や偏心に対しても確実に
接触摺擦し、付着異物を効果的に除去することができ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、帯電ローラ５が図中矢示方向に回転し、繰り
返し使用されると、クリーニング部材６と帯電ローラ５
の摩擦力によりクリーニング部材６としてのスポンジ材
は第４図（Ｂ）のように変形する。即ち帯電ローラ５の
回転方向の下流側へ徐々に傾斜していき、クリーニング
部材６の下側の接着面付近6aに大きな引っ張り応力がか
かり遂には接着面がはがれたり、クリーニング部材６が
部分的にちぎれてしまうことがあった。

そこで第４図（Ｃ）のようにクリーニング部材６たる
スポンジ材の帯電ローラ５に対する押圧を軽くしてスポ
ンジ材の圧縮量をＣ′と小さく設定すると、クリーニン
グ部材６と帯電ローラ５の相互摩擦力は減少するので、
クリーニング部材６が帯電ローラ５の回転方向へ変形し
てしまうことはなくなる。然しながら、クリーニング部
材６の圧縮量がＣ′と小さいため帯電ローラ５面の凹凸
や偏心に対して充分対応しきれず付着異物を確実に除去
することができない（クリーニング性の低下）。

即ち帯電ローラ５に対するクリーニング部材６として
のスポンジ材の押付け力を減少させると、部品寸法のば
らつき特にスポンジ材の厚みのばらつきや帯電ローラの
振れ、真直度不良などにより帯電ローラとスポンジ材が
部分的に接触しなくなりその非接触部の帯電ローラのク
リーニングができないという組立て品が一部に発生して
しまう。

この様に帯電ローラ５のクリーニング部材６としてス
ポンジ材を用いる場合、スポンジ材は弾性力により帯電
ローラの形状に対応して変形するため、その変形量が大
き過ぎる即ち帯電ローラに対する押付け力が強過ぎると
スポンジ材のちぎれ・はがれの問題が発生し、変形量が
小さ過ぎる即ち押付け力が弱過ぎると、部分的に帯電ロ
ーラとスポンジ材が接触しない部分が生じてクリーニン
グ性が悪いという問題があった。

上記のような問題は、直接帯電用・摩擦帯電用等の帯
電部材がローラ型のものに限らず、ベルト型などの回転
体（回動体）である場合に共通する問題である。

本発明は同じく帯電用回転体のクリーニング部材とし
てスポンジ材を用いるものであるが、上記のような問題
を解消したものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、被帯電体に当接して被帯電体面を帯電する
帯電用回転体の面に当接して摺擦しクリーニングするス
ポンジ材を、帯電用回転体の中心から該スポンジ材の取
付け支持部材面は垂線を引いたときの該垂線とスポンジ
材の端面とが一致、あるいは間隙を有するように配置せ
しめたことを特徴とする帯電装置である。

（作 用） 即ち、クリーニング部材としてのスポンジ材を帯電用
回転体に角当たりするように配置することにより、スポ
ンジ材の帯電用回転体に対する圧縮量を確保しつつ接触
面積を減少させたもので、これにより確実に帯電用回転
体上の付着異物を取り除くことができ、即ち帯電用回転
体のクリーニングを効果的に行なうことができ、またス
ポンジ材のはがれ・ちぎれを防止して耐久性を向上する
ことができたものである。

（実施例） 第１図は前述第３図例の画像形成装置において帯電ロ
ーラ５に対するクリーニング部材６としてのスポンジ材
を本発明に従って配置した状態を示す要部の図である。
即ちクリーニング部材６を、その端面61が帯電ローラ５
の中心から該クリーニング部材を貼付けて支持させるク
リーニング容器３の壁面3aへ降ろした垂線ｄより間隙ｂ
を存している関係に帯電ローラ５に接触させて該壁面3a
に貼付けて配置させてある。帯電ローラ５に対する接触
によるクリーニング部材の圧縮量はＣと前述第４図
（Ａ）の場合と同じであるが、帯電ローラ５とクリーニ
ング部材６の接触している長さが第４図（Ａ）のものよ
り短くなっており、その分帯電ローラ５とクリーニング
部材６の摩擦力は小さい。従って第４図（Ｂ）のように
クリーニング部材６が帯電ローラ５の回転方向へ大きく
変形することはなく耐久性があり、かつ帯電ローラ５の
凹凸や偏心に対してもクリーニング部材６は確実に接触
摺擦し、付着物を効率的に除去する。

なお、クリーニング部材６の厚みが同じ場合、第４図
（Ａ）の場合と第１図の場合とで帯電ローラ５によるク
リーニング部材６の圧縮量Ｃは若干異なるが、第１図の
場合、垂線からの距離ｂが帯電ローラ５の半径ｒに対し
充分小さければ、帯電ローラ５によるクリーニング部材
６の圧縮量Ｃはほとんど変化がない。

具体的にはｂ≦0.2rのときＣは２％以下の減少であ
る。またｂ＞0.2rであってもクリーニング部材６の厚み
をそれに応じて増せば良い。

第２図はクリーニング部材６を帯電ローラ５の回転方
向の下流側へ第１図の場合と同じように、クリーニング
部材６の端面61が帯電ローラ中心からのクリーニング装
置容器３の壁面3a即ちクリーニング部材取付け支持面へ
の垂線ｄより間隙ｂを存した関係となるように、壁面3a
に貼付けたときの図である。この場合でもクリーニング
部材６の圧縮量Ｃは、第４図（Ａ）の場合と同じ量があ
り、帯電ローラ５とクリーニング部材６の接触している
長さは第１図の場合と同じであり、同様に帯電ローラ５
の効率的なクリーニングが行なわれ、かつ耐久使用が可
能である。

第５図は前述第３図例の画像形成装置とは異なる構成
形態の画像形成装置の概略構成を示している。この装置
も第３図例装置と同じく転写式電子写真方式の画像形成
装置であり、感光ドラム１・帯電ローラ５・現像装置８
・クリーニング装置２の４つのプロセス機器を一括して
画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリ
ッジＫとして構成してある。第３図例装置と共通の構成
部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略す
る。感光ドラム１は矢示の時計方向ｎに所定の周速度で
回転駆動される。

本例では帯電ローラ５は感光ドラム１の上方に配置さ
れ、支持枠９に囲まれている。クリーニング部材（スポ
ンジ材）６は、支持枠９の隅に図の様に貼付けられてお
り、クリーニング部材６の端面61が帯電ローラ５の中心
から支持枠９への垂線ｄより間隙ｂを存している関係に
配設してある。帯電ローラ５によるクリーニング部材６
の圧縮量Ｃは前記第４図（Ａ）、第１図及び第２図例の
ものと同じである。

本実施例では、帯電ローラ５の中心から支持枠９への
垂線が図中ｄ及びｅと２本あるのでクリーニング部材６
の支持枠９に対する貼付け配置位置は第５図に示す位置
に限らず、クリーニング部材６の端面61が垂線ｄあるい
はｅに一致あるいは間隙ｂを存した関係にあり、かつク
リーニンク部材の圧縮量Ｃを満足させる位置であればど
こでも良い。但し、本実施例では帯電ローラ５が感光ド
ラム１の上方にあるため、クリーニング部材６で帯電ロ
ーラ５より掻き取られたゴミやポリフッ化ビニリデンが
感光ドラム１上に落下しないようにクリーニング部材の
位置を決めるのが良い。即ち第５図に示す位置の他に、
第６図や第７図に示す位置である。

また、第３図や第５図の画像形成装置において、転写
ローラ11は電源11aからバイアス電圧が印加されていて
転写材Ｐの裏面に接して直接帯電する帯電ローラである
ので、本発明はこの転写ローラ11のクリーニング手段構
成としても適用できる。

（発明の効果） 以上説明したように、帯電ローラ等の帯電用回転体の
クリーニング部材にスポンジ材を用いることにより安価
にかつ確実に帯電用回転体上の付着異物を取り除き、更
に、該クリーニング部材を帯電用回転体の中心からクリ
ーニング部材の取付け支持部材面へ垂線を引いたとき、
該垂線と、帯電用回転体とクリーニング部材が接触する
面が一致或いはある適当なる間隙ｂを有するように配置
することにより、帯電用回転体に該クリーニング部材が
長時間押し付けられ繰り返し使用されてもクリーニング
部材が取付け支持部材面からはがれたり、ちぎれたりす
ることが防止でき、かつ帯電用回転体を確実に充分に摺
擦できるだけのクリーニング部材の圧縮量Ｃを確保して
帯電用回転体上の付着異物を確実に取り除くことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従ってクリーニング部材としてのスポ
ンジ材を帯電ローラに対して接触させて配置した例の
図。 第２図は他の配置例の図。 第３図は帯電ローラを使用した画像形成装置の一例の概
略構成図。 第４図（Ａ）・（Ｂ）・（Ｃ）は従来のクリーニング部
材配置例及びその欠点を示した図。 第５図は他の画像形成装置例の概略構成図。 第６図・第７図は夫々クリーニング部材の他の配置例の
図。 １は像担持体としての感光ドラム、５は直接帯電部材と
しての帯電ローラ、６はそのクリーニング部材としての
スポンジ材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被帯電体に当接して被帯電体面を帯電する
   帯電用回転体の面に当接して摺擦しクリーニングするス
   ポンジ材を、帯電用回転体の中心から該スポンジ材の取
   付け支持部材面へ垂線を引いたときの該垂線とスポンジ
   材の端面とが一致、あるいは間隙を有するように配置せ
   しめたことを特徴とする帯電装置。