JP2658424C - - 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・58-405
66・58-139156・58-150975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庄
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61-29841
9・62-230334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れて、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（ＰＶ
ＤＦ）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に対する押圧を軽しく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と、前記帯
電用回転体を摺擦しクリーニングするスポンジ材と、前記スポンジ材を支寺する 支持部材と、を有する帯電装置において、前記スポンジ材は、角を備えこの角が
つぶれるように前記帯電用回転体の面に当接し、前記スポンジ材は、前記帯電用
回転体の中心から前記支持部材における該スポンジ材の取付け支持面へ引いた垂
線と、前記角を形成するスポンジ材の前記帯電用回転体の回転方向下流側の端面
とが一致、あるいは隙間を有するように、前記帯電用回転体の回転方向において
前記帯電用回転体の表面と前記支持部材との空間が狭まる領域に配置された 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図は参考例であり、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７図に示す位置である。
第６図は参考例である。 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、前記スポンジ材は、角を備えこの角がつぶれるように前記帯電用回転
体の面に当接し、前記スポンジ材は、前記帯電用回転体の中心から前記支持部材
における該スポンジ材の取付け支持面へ引いた垂線と、前記角を形成するスポン
ジ材の前記帯電用回転体の回転方向下流側の端面とが一致、あるいは隙間を有す
るように、前記帯電用回転体の回転方向において前記帯電用回転体の表面と前記
支持部材との空間が狭まる領域に配置されたことにより、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図は参考例の図。 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図は参考例の図。 第７図は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)

1. 【特許請求の範囲】 （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と、前記帯電用回
   転体を摺擦しクリーニングするスポンジ材と、前記スポンジ材を支持する支持部
   材と、を有する帯電装置において、 前記スポンジ材は、角を備えこの角がつぶれるように前記帯電用回転体の面に
   当接し、前記スポンジ材は、前記帯電用回転体の中心から前記支持部材における
   該スポンジ材の取付け支持面へ引いた垂線と、前記角を形成するスポンジ材の前
   記帯電用回転体の回転方向下流側の端面とが一致、あるいは隙間を有するように
   、前記帯電用回転体の回転方向において前記帯電用回転体の表面と前記支持部材
   との空間が狭まる領域に配置されたことを特徴とする帯電装置。