JPH0460660A - 接触帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、帯電部材を被帯電面に接触させて被帯電体面
を帯電処理（除電処理も含む）する接触式の帯電装置に
関する。また該接触帯電装置を用いた画像形成装置に関
する。

（従来の技術） 例えば電子写真装置（複写機・プリンタ・画像表示装置
など）・静電記録装置等の画像形成装置において、感光
体・誘電体等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理
する手段機器としてはコロナ帯電器が従来より広く利用
されている。

コロナ帯電器は像担持体等の被帯電体面を所定の極性・
電位に均一に帯電処理する手段機器として有効である。

しかし所定の帯電電位を得るために高価な高圧トランス
（６〜８ＫＶ程度）を必要とする、コロナ放電により好
ましくないオゾンが゛比較約５く発生するのでその対処
構成に工夫を要する等の問題点を有している。

このようなコロナ帯電器に対して、直流電圧、或いは直
流と交流の重畳電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に
接触させて被帯電体面を帯電処理する接触帯電装置かあ
り、これは電源の低圧化か図れる、オゾンの発生は微量
である等の長所を有していることから、例えば画像形成
装置において感光体・誘電体等の像担持体やその他の被
帯電体面を帯電処理する、コロナ帯電器に代わる手段機
器として注目され、次第に利用されるようになりできて
いる。

例えば、被帯電体としての感光体面に帯電部材としての
導電性ローラ（帯電ローラ）を接触させて、該ローラに
数１００ｖ〜２ＫＶ程度の正又は負の直流電圧、或いは
直流電圧を印加したときの感光体の帯電開始電圧の２倍
以上のピーク間電圧を有する振動電圧（交互電圧二交流
電圧など時間とともに電圧値が周期的に変化する電圧）
と直流電圧との重畳電圧を印加することで感光体面を数
１００Ｖ〜１．５ＫＶに帯電するものである。

帯電部材はローラ型の他にも、プレート型、ブラシ型・
ロッド型・横長ブロック型・ヘルド型・バット型等の適
宜の形態のものとすることかできる。

（発明が解決しようとする問題点） 接触帯電の帯電部材は被帯電体面に所定の押圧力をもっ
て接触させて帯電を実行させるから被帯電体面上の各種
の付着異物をひろって汚れやすい。

例えば転写式の画像形成装置ではクリーニング手段で清
掃除去されるへき像担持体面上の転写残りの残留現像剤
（トナー）、トナーに外添されるサブミクロンオーダー
（１μｍ以下）のシリカ粒子、樹脂微粉、転写紙の紙粉
やタルク分、その他の付着異物の一部がクリーニング手
段をくぐり抜けてしまったとき、それが像担持体の帯電
手段として該像担持体面に接触している帯電部材の位置
へ至り、該帯電部材に付着して該帯電部材面を汚す。

像担持体面のクリーニング手段かクリーニングプレート
を用いるものであるときは時として装置始動時に所謂プ
レートめくれを生しることがあり、そのようなプレート
めくれを生じたときは多量の異物か帯電部材の位置へ至
ってしまい帯電部材面か汚損（汚染）される。

プレートめくれ現象は特に、像担持体とクリーニングプ
レートかともに新品のとき装置起動時に両者間に働く摩
擦力か非常に大きいことで発生し易いことから、通常、
新品のブレードのエツジ部にはポリフッ化どニリデン樹
脂（Ｐ、Ｖ、Ｄ、Ｆ）粉末等の潤滑剤が塗布処理されて
いるのであるか、像担持体・接触帯電部材・現像器・ク
リーニング手段等を一体のユニットにして画像形成装置
本体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジとし
た構成の装置の場合などでは、該プロセスカートリッジ
の装置本体に対する着脱操作時のショックでブレードに
対して塗布されている潤滑剤の一部が脱落して像担持体
面に付着して接触帯電部材の位置へ至ったり、プレート
が接触帯電部材の路上方に位置した配置構成のものにあ
っては上記の脱落潤滑剤が直接に接触帯電部材にふりか
かり、帯電部材面が脱落潤滑剤で汚される場合もある。

接触帯電部材の被帯電体に対する接触面が上記のような
ことで汚損されると、被帯電体面の帯電処理に帯電ムラ
を生じさせる結果を招く。

また接触帯電の付着汚損物の一部が被帯電体面に強固に
付着固化する事態を生じさせて同じく帯電ムラを生じさ
せることにもなる。そしてそのような帯電ムラは装置が
画像形成装置であれば出力画像の画質劣化となってあら
れれる。

本発明は接触帯電における帯電部材の汚染化による上記
のような問題を解消することな（問題点を解決するため
の手段） 本発明は下記の構成を特徴とする接触帯電装置及び接触
帯電装置を用いた画像形成装置である。

（１）帯電部材を被帯電体面に接触させて被帯電体面を
帯電処理する接触式の帯電装置に右いて、帯電部材の被
帯電体面に対する接触面をクリーニングする手段を具備
させたこと特徴とする接触帯電装置。

（２）帯電部材は回転体であることを特徴とする（１）
項記載の接触帯電装置。

（３）帯電部材に対してクリーニング手段のクリーニン
グ部材が当接しており、クリーニング部材は帯電部材と
の帯電系列上、帯電部材に付着する異物の極性とは逆極
性の摩擦帯電性を有することを特徴とする（１）項又は
（２）項記載の接触帯電装置。

（４）クリーニング部材は回転体である（３）項記載の
接触帯電装置。

（５）クリーニング部材に接して、帯電部材からクリー
ニング部材へ移行した異物をクリーニング従って帯電部
材の被帯電体に対する当接面がクリーニング部材上の付
着異物の極性とは逆極性の摩擦帯電性を有することを特
徴とする（３）項又は（４）項記載の接触帯電装置。

（６）少なくとも、像担持体と、該像担持体を帯電処理
する接触式の帯電装置とを装置本体に対して着脱自在の
プロセスカートリッジとした画像形成装置であり、帯電
部材をクリーニングする手段のクリーニング部材に接す
るスクレーパーを該プロセスカートリッジ側に有し、該
クレーパーはプロセスカートリッジの露光用開口部のシ
ャッターを兼ねることを特徴とする画像形成装置。

（作　用） 被帯電体面から接触帯電部材に対して異物が移行しても
、異物がふりかかる等で直接に付着しても帯電部材表面
の付着異物はクリーニング手段が存在することで該クリ
ーニング手段で除去されて帯電部材面の異物による汚染
が防止される。

部材の汚染化による帯電ムラの発生、被帯電体面の汚染
物強固付着の発生が防止されて、長期にわたって安定し
た均一帯電性が維持される。

接触帯電装置を利用した画像形成装置にあっては高画質
の維持が可能となる。

クリーニング手段はクリーニング部材を帯電部材面に接
触させ、この場合該クリーニング部材は帯電部材との帯
電系列上、帯電部材に付着する異物の極性とは逆極性の
摩擦帯電性を有するものとすることで、帯電部材の付着
異物がクリーニング部材側へ静電的に効率的に付着して
除去され、帯電部材のクリーニング部材によるクリーニ
ング効率がよくなる。

またクリーニング部材側へ移行した異物をクリーニング
部材から除去するスクレーパーをクリーニング部材に接
触させて設け、この場合該スクレーパーをクリーニング
部材との帯電系列上、クリーニング部材上の付着異物の
極性とは逆極性の摩擦帯電性を有するものとすることで
、クリーニング部材の付着異物がスクレーパー側へ静電
的に効率的に付着して除去され、クリーニング部材のり
クリーニング効率がよく、クリーニング部材による帯電
部材のクリーニング効率が長期にわたって安定・良好に
維持される。

スクレーパーは、像担持体と接触帯電部材を含むプロセ
スカートリッジを装置本体に対して着脱自在に使用する
ようにした画像形成装置におけるプロセスカートリッジ
の露光用開口部のシャッターを兼用させるようにするこ
とで、プロセスカートリッジの簡略化ができる。

（実施例） 〈実施例工〉 第１図は一実施例としての画像形成装置の概略構成図で
ある。

本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレーザー
ビームプリンタである。

ｌは被帯電体としての像担持体であり、本例は矢印の反
時計方向に所定の周速度（プロセススど一ト）をもフて
回転駆動されるトラム型のｏｐｃ感光体（有機半導体、
以下、感光ドラムと記す）である。

２はこの感光ドラム１面を一様に一次帯電処理する接触
帯電部材としての帯電ローラである。

本例の帯電ローラ２は、芯金２ａと、該芯金２ａのまわ
りに同心一体に成形した、カーボンを分散させた導電ゴ
ムローラ部２ｂと、その外周に順次に形成した高抵抗被
膜層とナイロン被膜最外層の多層構成よりなる。高抵抗
被膜層は帯電ローラ２か接する感光ドラム１面にどンホ
ール等の欠陥部か生じたときに帯電ローラ２からのに対
応した静電潜像か順次に形成されていく。

最外層はゴムローラ部２ｂからの残留溶剤のしみ出しを
防止する作用をなすもので、１〜２０μｍの厚さで形成
しである。

この帯電ローラは芯金２ａの両端部を不図示の軸受部に
回転自由に軸受保持させて感光トラム１にほぼ並行に配
列し、ばね等の押圧手段２ｃで感光ドラム１面に対して
所定の押圧力をもって常時圧接させており、感光ドラム
１の回転駆動に伴なって従動回転する。

この帯電ローラ２に対して不図示のバイアス印加電源か
らバイアス電圧が印加されることで回転感光ドラム１の
周面が所定の極性（本例では負）・電位に接触帯電方式
で一様に一次帯電処理される。

一次帯電処理された感光ドラム１面に対してレーザース
キャナ３から出力される、目的画像情報の時系列電気デ
ジタル画素信号に対応して変調されたレーザーど−ムに
よる走査露光りがなされることで、感光ドラム１面に目
的画像情報次いでその形成静電潜像か現像器４により反
転現像される。４ａは現像器箱、４ｂは現像スリーブ、
ｔは収容現像剤、４Ｃは現像剤攪拌板を示している。現
像剤ｔは本例のものはスチレン−アクリルを主成分とす
る一成分負極性磁性トナーであり、これに流動性の向上
、帯電電荷量の増大・安定を目的として転写ネカシリカ
が０．８重量部外添されている。

その反転現像トナー像か感光トラム１と転写手段として
の転写ローラ５との間の転写部に、不図示の給紙手段側
から適切なタイミングで給送された転写材Ｐ面に対して
転写されていく。

トナー像の転写を受けた転写材Ｐは感光ドラム１面から
分離されて不図示の定着器へ導入されて像定着を受け、
画像形成物（プリント）として出力される。

像転写後の感光ドラム面はクリーニング装置６で感光ド
ラム１面の報写残り残留現像剤やその他のドラム面付着
汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、再び帯電ロー
ラ２による一次帯電処理以下の作像プロセスを受けて縁
り返して作像に供される。

本例のクリーニング装置６はプレート式であり、６ａは
クリーニング器箱、６ｂはゴム弾性を有するクリーニン
グブレード、６Ｃはスクイシートを示している。クリー
ニングブレードは感光トラム１の面移動方向に対してカ
ウンターの方向にして先端エツジ部を感光ドラム１面に
圧接させてあり、感光ドラム１面の付着汚染物がこのク
リーニングブレード６ｂの先端エツジ部で拭掃されてド
ラム面からかき取られクリーニング器箱６ａ内へ収容さ
れる。

感光ドラム１とクリーニングブレード６ｂがともに新品
のときには、前述したように、装置起動時に両者１・６
ｂの間に働く摩擦力が非常に大きくてプレートめくれ現
像が発生し易いので、通常クリーニングブレード６ｂの
エツジ部にはＰ−Ｖ−Ｄ−Ｆ粉末等の潤滑剤が塗布処置
されている。

本例の画像形成装置は、感光トラム１と、帯電ローラ２
と、現像器４と、クリーニング装置６の４つのプロセス
機器を所定の相互配置関係をもって共通のハウジングに
一体に組付けて、画像形成装置に対して着脱自在のプロ
セスカートリッジ１０として構成しである。

本例のプロセスカートリッジ１０は感光ドラム１を中に
してその下側に現像器４を、上側にクリーニング装置６
を配列し、下側の現像器箱４ａと、上側のクリーニング
器箱６ａとの間にレーザービーム導入通路部８（露光用
開口部）を形成させである。

また帯電ローラ２は、上側のクリーニング器箱６ａの底
面の感光ドラム１寄り部分を上方に凹ませてその凹み空
間内に配列してあり、該帯電ローラ２のほぼ上側にクリ
ーニングプレート６ｂが位置している。

本例装置の場合は、転写ローラ５・転写材ガイド板７・
定着器（不図示）等を組付は支持させた不図示の可動の
装置前面板を開き操作することで装置本体内を開放状態
（２点鎖線示）にすることができ、その開放状態におい
てプロセスカートリッジ１０を矢印ａ−ｂの方向て装置
本体に対して着脱操作できる。プロセスカートリッジ１
０を装置本体側の受け１９８９に所定に受けさせて装着
し、装置前面板を閉じ込むと、装置本体例とプロセスカ
ートリッジ１０側とが機械的・電気的にカップリンク化
して装置が動作可能状態になる。

１１は接触帯電部材としての帯電ローラ２の表面を清掃
するクリーニング手段としての回転ブラシローラである
。

本例装置では該ブラシローラ１１は装置本体側に配設し
てあり、プロセスカートリッジ１０か装置本体側に正規
に装着されたときプロセスカートリッジ１０側の帯電ロ
ーラ２の外面に接触して対応する関係に配設しである。

プロセスカートリッジ１０の着脱移動過程では該ブラシ
ローラ１１はプロセスカートリッジ１０のレーザーど−
ム導入通路部８に対応してカートリッジ１ｏとの干渉を
生じないようになりでいる。

ブラシローラ１１は本例ではカラス繊維を植毛したもの
で、繊維の径は約２０μｍ、長さ３ｍｍ、植毛密度９０
０本／　ｃ　ｍとした。

そしてこのブラシローラ１１を感光トラム１の回転駆動
に同期させて、感光ドラム１の回転駆動に伴ない従動回
転する帯電ローラ２と同方向に帯電ローラ２の１／４の
回転数で回転駆動し、両ローラ１１・２の周速差により
帯電ローラ２の表面をブラシローラ１１で摺擦させるよ
うにしである。

従ってクリーニングブレード６ｂをくぐり抜けて、或い
はプレートめくれの発生で帯電ローラ２の位置へ至り、
該ローラ面に付着したトナー・ネカシリカ・樹脂微粉・
紙粉・タルク分等、またクリーニングプレート６ｂの表
面から脱落して帯電ローラ２に付着したＰ・■・Ｄ−Ｆ
粉末などの帯電ローラ付着汚染物は該帯電ローラ２に接
触して摺擦しているブラシローラで帯電ローラ２面から
かき落されて或いは捕集除去されて、帯電ローラ２の感
光ドラム１に対する当接面が長期に渡フて常に清浄面状
態に維持され、帯電ローラ２の表面の汚染化による帯電
ムラの発生、感光ドラム１面の汚染物強固付着化の発生
が防止され、長期にわたり安定した均一帯電性の維持、
高画質の維持が可能となる。

また本実施例では、クリーニングプレート６ｂのエツジ
部に塗布処理しであるＰ−Ｖ−Ｄ−Ｆ粉末がネガ帯電性
の強い物質であり、この粉末は感光ドラム表面材料であ
るポリカーボネートや帯電ローラ２の最外層であるナイ
ロン被膜と摩擦接触して負極性に帯電することから、ブ
ラシローラ１１のブラシは帯電ローラ２の最外層のナイ
ロン被膜との摺擦で正極性に帯電するガラス繊維を使用
しており、帯電ローラ２面に付着した負極性に帯電化し
たＰ−Ｖ−Ｄ−Ｆ粉末やネガシリカが正極性帯電のガラ
ス繊維ブラシローラ１１に効果的に捕集（トラップ）さ
れる。

トナー微粉やシリカ粒子等で汚染された帯電ローラ２に
より感光ドラム１面の帯電が続けられると、感光体表面
はシリカ粒子を核とした点状のドラム誘着が発生し易い
。これはトナーに対する外添シリカ量・感光トラム表面
材質・使用環境にも大きく依存するが、実験によれば外
添シソ力量が０．８重量部、ドラム表面がポリカーボネ
ート、環境が３２．５°ｃ−１５％ＲＨのときにはプリ
ントｌ０００〜３０００枚でドラム融着か発生した。

これに対して本実施例の装置においては帯電ローラ２に
クリーニング段１１を具備させたことにより、前記ドラ
ム融着が１０，０００枚以上のプリントにおいても生じ
なかったばかりではなく、プロセスカートリッジ使用初
期に起き易いＰ−Ｖ−Ｄ−Ｆ粉末による帯電ローラ汚染
をも防ぐことか可能に〈実施例２〉 本実施例（第２図）は実施例１（第１図）のものにおい
てブラシローラ１１で帯電ローラ２面からトラップした
シリカ粒子・トナー微粉等をブラシローラ１１からスク
レーパー１２でスクレープする構成としたものである。

スフレバー１２はプロセスカートリッジ１０のクリーニ
ング器箱６ａの手前側と奥側の両端板に夫々設けた一対
の並行四辺形リンク機構！３の下端側に、レーザービー
ム導入通路部８内において上下並行移動自由に支持させ
である。

そして並行四辺形リンク機構１３はねじつばね１３ａで
常時図面上時計方向に回動付勢させて右り、カートリッ
ジ！０が装置本体から外された非装着状態のときは、ス
クレーパー１２は並行四辺形リンク機構１３の上記の回
動付勢力でクリーニング器箱６ａの底板下面に２点鎖線
示のように押し当たり状態になるまでレーザービーム導
入通路部８内を上方へ並行移動して退避した状態に保持
されている。

プロセスカートリッジ１０を装置本体に挿入装着すると
挿入終点の少し手前で並行四辺形リンク機構１３側の突
子１３ｂが装置本体側のストッパ１４に接して受は止め
られ、その状態でプロセスカートリッジ１０か挿入終点
まで挿入されることで並行四辺形リンク機構１３かねじ
りばね１３ａに抗して反時計方向へ回動し、スクレーパ
ー１２かレーザーど−ム導入通路８内を下方へ並行移動
して該スクレーパー１２の先端辺に辺に沿って設けたポ
リエチレンテレフタートフイルム（シート）やポリエチ
レンフィルム（シート）等の比較的腰のある接触片１２
ａかブラシローラ１１に接触化した状態になり、プロセ
スカートリッジ１０か装置本体に装着されている限りそ
の状態が保たれる。

ブラシローラ１１は回転時に上記スクレーパー１２の接
触片１２ａでスクレープされる。ブラシローラ１１でト
ラップした帯電ローラ２面のシリカ粒子やトナー微粉等
がスクレーパー１２の上＃ｊに保持されて機内飛散が最
小限になるように本実施例ではブラシローラ１１の回転
方向を帯電ローラ２と逆方向としている。

スクレーパー１２のブラシローラに対する接触片１２ａ
は前記のようにポリエチレンテレフタレートやポリエチ
レン等のフィルムとしてあり、この接触片１２ａはブラ
シローラ１１のガラス繊維との関係において摩擦帯電系
列上、正極性に帯電する。そのため帯電ローラ２面から
ブラシローラ１１にトラップされた負極性のＰ−Ｖ−Ｄ
−Ｆ粉末やネガシリカがスクレーパーの接触片１２ａ側
に静電的に効率的に移行して帯電ローラ２のクリーニン
グ部材としてのブラシローラ１１のリフリーニングが効
率的になされる。

スクレーパー１２は上記のようにプロセスカートリッジ
１０の装置本体に対する着脱に連動させてブラシローラ
１１に対する作用位置と、退避位置とに可動する構成と
したから、プロセスカートリッジ１０の着脱移動過程で
スクレーパー１２とブラシローラ１１とが干渉してカー
トリッジの着脱に支障をきたすことかない。

〈実施例３〉 本実施例（第３図）はブラシローラ１１に対するスクレ
ーパー１２を、プロセスカートリッジ１０が装置本体か
ら抜き外されているときはレーザービーム導入通路部８
の開口部を閉じ状態に保持するシャツタ板を兼ねるよう
にしたものである。

即ちスクレーパー１２は軸１２ｂを中心に回動自由であ
り、カートリッジ１０が装置本体から抜き外されている
ときは自重により或いは閉じばねの付勢力で２点鎖線示
のように垂下回動してシャツタ板としてカートリッジ１
０のレーザービーム導入通路部８の開口部を閉塞してい
る。

このカートリッジ１０を装置本体に挿入装着するとその
挿入過程で挿入に連動してシャツタ板としてのスクレー
パー１２が自重に抗して又は閉じばねに抗して実線水の
ように通路部８の内方に略水平にはね上げられてレーザ
ーど−ム導入通路部８の開口部が開放され、プロセスカ
ートリッジが挿入終点に挿入された状態においてはその
スクレーパー１２の先端エツジ部か、帯電ローラ２に接
触化したブラシローラ１１に接触した状態になり、カー
トリッジ１０か装置本体に装着されている限りはその状
態が保たれる。

スクレーパー１２はカートリッジ１０の装置本体に対す
る挿入時に手動ではね上げて開き状態にロックさせても
よい。

本実施例は低コストで実施例２と同等の効果が得れられ
る。

実施例１〜３において接触帯電部材はローラ型に限らず
、回動ベルト型・ウェブ型・ブレード型・バッド型・ブ
ロック型・ロッド型等であってもよい。ブレード型等の
静止型の帯電部材の場合、クリーニング手段は該クリー
ニング手段と被帯電体面との接触ニップ部の縁部にたま
る異物をかき落す或いは拭掃して除去清浄する作用をす
るものとすればよい。

クリーニング手段としてのブラシローラ１１はその他、
回動ベルト体・ブレード体・ウェブ体・バット体等の形
態のものにすることもてきる。

クリーニング手段１１は帯電部材２が実施例１〜３のよ
うに装置本体に着脱されるプロセスカートリッジ１０側
に配設されていれば、同しくプロセスカートリッジ１０
側に配設具備させてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、接触式の帯電装置につい
て、帯電部材の汚染やその汚染物質の被帯電体面に対す
る付着固化に起因する帯電ムラの発生を防止して良好な
均一帯電性を長期にわたりて維持することができ、該帯
電装置を利用した画像形成装置にあっては帯電ムラに起
因する出力画像の画質低下を防止して良好な画質の画像
を安定に出力させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は夫々第１乃至第３の実施例の装置の
概略構成図である。 １は被帯電体としての感光ドラム、２は帯電部材として
の帯電ローラ、１１は帯電部材のクリーニング部材とし
てのブラシローラ、１２・１２ａはスクレーパー 代 理 人 同 梨 幸

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電部材を被帯電体面に接触させて被帯電体面を
   帯電処理する接触式の帯電装置において、帯電部材の被
   帯電体面に対する接触面をクリーニングする手段を具備
   させたこと特徴とする接触帯電装置。
2. （２）帯電部材は回転体であることを特徴とする請求項
   １記載の接触帯電装置。
3. （３）帯電部材に対してクリーニング手段のクリーニン
   グ部材が当接しており、該クリーニング部材は帯電部材
   との帯電系列上、帯電部材に付着する異物の極性とは逆
   極性の摩擦帯電性を有することを特徴とする請求項１又
   は同２記載の接触帯電装置。
4. （４）クリーニング部材は回転体である請求項３記載の
   接触帯電装置。
5. （５）クリーニング部材に接して、帯電部材からクリー
   ニング部材へ移行した異物をクリーニング部材から除去
   するスクレーパーを有し、該スクレーパーはクリーニン
   グ部材との帯電系列上、クリーニング部材上の付着異物
   の極性とは逆極性の摩擦帯電性を有することを特徴とす
   る請求項３又は同４記載の接触帯電装置。
6. （６）少なくとも、像担持体と、該像担持体を帯電処理
   する接触式の帯電装置とを装置本体に対して着脱自在の
   プロセスカートリッジとした画像形成装置であり、帯電
   部材をクリーニングする手段のクリーニング部材に接す
   るスクレーパーを該プロセスカートリッジ側に有し、 該クレーパーはプロセスカートリッジの露光用開口部の
   シャッターを兼ねることを特徴とする画像形成装置。