JPH0915948A - 接触帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触帯電部材の汚れ除去を効果的に行なう。
帯電部材の劣化を抑える。長期間の使用にわたり帯電部
材の表面を清浄な状態に維持する。 【構成】 帯電部材(1)と、研磨部材(6)と、帯電部材
(1)および研磨部材(6)の少くとも一方(1)を他方(6)に対
して相対的に長手方向と直交する方向に駆動する研磨駆
動手段(4,5)とを備える接触帯電装置において、前記帯
電部材(1)および研磨部材(6)の少くとも一方(6)を他方
(1)に対して相対的に長手方向に往復駆動する手段(7,8)
を備える

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体の荷電用あるい
は像転写用の、感光体に接触又は極く接近する帯電部材
を含む接触帯電装置に関し、特に、該帯電部材の表面
を、汚物除去のために研磨する部材を備える接触帯電装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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。この帯電装置の代表的なものは、コロナ帯電
装置であり、感光体を均一帯電処理する手段として有効
なものである。しかし下記のような問題点があった： 感光体の帯電電位を例えば５００〜８００ｖにするた
めに４〜８ｋｖといった高圧を印加しなければならな
い； 放電ワイヤからの放電電流の大半はシールドに流れて
いて、感光体表面を所定の電位に帯電させるために使わ
れている電流は総放電電流のわずか数％でしかない。す
なわち電力効率が悪い； コロナ放電によってオゾン等のコロナ生成物の発生が
あり、装置構成部品の劣化，感光体表面のオゾンによる
劣化などが生じ易く、オゾンの吸収，分解フィルタ及び
該フィルタへの気流発生手段であるファン等の配設が必
要である； 放電ワイヤ汚れによる画像ムラが発生し易い。

【０００３】そこで近年ではその帯電装置として感光体
に帯電部材を接触又は極く接近させて帯電する接触帯電
方式、特に、バイアス電圧を印加した帯電部材（ローラ
型，ウエブ型，ブレード型，ロッド型，ブロック型，パ
ッド型，ブラシ型等）を、感光体に接触又は極く接近さ
せて所定の電位に帯電させる接触帯電法（又は直接帯電
法）が注目されている。この接触帯電方式は、感光体に
所望の帯電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
微量でありオゾンフィルタの必要性がなくなること、そ
のために装置の換気系等の構成が簡略化されること、構
成が簡単であること、等の長所を有している。

【０００４】しかしながら、帯電部材が感光体と接触又
は近接しているため、トナ−ヤ転写紙から出る紙粉等の
異物が付着して次第に蓄積して汚れていき、帯電不良が
発生する。そこで、帯電部材に、スポンジ，フェルトそ
の他の清掃部材を当接して、その表面を清掃すること、
ならびに、清掃部材に対して帯電部材を、当接状態と離
間状態とに選択的に制御すること、すなわち清掃部材に
接離させて使用することが提案されている。例えば特開
平３−１３０７８７号公報，特開平５−１８８７３８号
公報および特開平５−１８８７３８号公報には、帯電部
材とクリ−ニング部材との組合せが開示されている。

【０００５】なお、感光体のクリ−ニングに関しては、
従来多くの提案がある。例えば、特開昭６２−１４８９
７４号公報には、感光体を軸方向に往復運動させてその
局部的な疲労を抑制する技術が提示され、特開昭６０−
１３４２７５号公報には、感光体表面の清掃用のクリー
ニングブレードを、感光体軸方向に揺動させて、感光体
の突起によるクリーニングブレードの局部的な損傷を抑
制する技術が提示されている。

【０００６】図８に、従来の代表的な、帯電部材とクリ
−ニング部材との組合せ構造を示す。フェルト等の清掃
部材６ｐを帯電バイアスの非印加時に接離ソレノイド１
３により帯電部材である帯電ロ−ラ１に接触させ、その
表面の清掃を行うものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、帯電ロ−ラ１
の表面を長期間の使用に渡り、清浄な状態に維持するこ
とは困難であった。何故ならば、接触式帯電部材に用い
られる、中抵抗材料（ゴム，樹脂等）の性質から、完全
に平滑な表面状態を得ることが困難であり、通常、数μ
ｍの凹凸を有しているが普通である。また、画像形成に
用いるトナー粉体との離型性についても、必ずしも好ま
しい状態ではなく、むしろ、トナー粉を帯電部表面に接
着し易い性質を有しているとさえいえるものである。帯
電ローラ１の表面の微小な凹部に落ち込んだトナーが取
りきれない。

【０００８】図９に、長期間使用された帯電ロ−ラ１の
表面状態を、汚れを誇張して示す。帯電ロ−ラ１は、軸
支用およびバイアス電圧供給部となる芯金１ａの周上に
形成された中抵抗ゴム材料からなる弾性抵抗層１ｂと更
に弾性抵抗層１ｂの表面には、該表面の保護を目的とし
て高抵抗層薄膜から成る表面層が形成されている。帯電
ロ−ラ１の表面には微小な凹凸があり、この微小な凹凸
の凸部に従来の清掃方式では除去しきれない汚れが蓄積
し、汚れ部は感光体に帯電不良をもたらし、異常画像を
発生するようになってしまう。すなわち、従来のクリ−
ニング方法では、帯電部材（１）の微細凹部に入り込ん
だトナー粉が除去し切れずに次第に蓄積されて画像に有
害な影響を与えてしまっていた。

【０００９】本発明は、帯電部材の汚れ除去を効果的に
行なうことを第１の目的とし、帯電部材の劣化を抑えて
その汚れ除去を効果的に行なうことを第２の目的とし、
長期間の使用にわたり帯電部材の表面を清浄な状態に維
持することを第３の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段，作用および効果】本発明
は、帯電部材(1)と、研磨部材(6)と、帯電部材(1)およ
び研磨部材(6)の少くとも一方(1)を他方(6)に対して相
対的に長手方向と直交する方向に駆動する研磨駆動手段
(4,5)とを備える接触帯電装置において、前記帯電部材
(1)および研磨部材(6)の少くとも一方(6)を他方(1)に対
して相対的に長手方向に往復駆動する手段(7,8)を備え
ることを特徴とする。なお、カッコ内には、理解を容易
にするために図面に示す実施例の対応要素の記号を、参
考までに付記した。

【００１１】これによれば、研磨部材(6)により帯電部
材(1)の表面が研磨されて、その表面の異物が除去され
る。

【００１２】従来と同様に、帯電部材(1)をその長手方
向と直交する方向のみでクリ−ニング駆動すると、研磨
部材(6)の研磨粒子の粒径が大きいと、図１０の（ａ）
に示すように、研磨粒子による研磨スジが帯電部材(1)
の表面にでき、例えば帯電部材(1)が帯電ロ−ラである
場合には、図１１に示すように、ロ−ラ表面に周方向
（回転軸を中心とする円状）に研磨スジが現われ、そこ
で帯電機能が低下し、画像にスジ（例えば白スジ）が現
われるなど、画像品質が低下する。研磨部材(6)の研磨
粒子の粒径が小さいと、図１０の（ｂ）に示すように、
研磨粒子が帯電ロ−ラの凸部に当りそこの異物は除去す
るが、凹部には研磨が及ばないため、凹部に異物が残留
する。すなわち、図１２に示すように、異物が帯電ロ−
ラに付着したタイミングで帯電ロ−ラを研磨部材６に押
し当てて帯電ロ−ラを回転駆動して研磨するが、帯電ロ
−ラの表面の凹部では、そこにある異物に対する研磨粒
子の深度が浅いので、隣り合う研磨粒子の先端間をすり
抜ける異物が残留してしまい、異物除去が不十分とな
る。

【００１３】本発明では、往復駆動する手段(7,8)が、
帯電部材(1)および研磨部材(6)の少くとも一方(6)を他
方(1)に対して相対的に長手方向に駆動するので、すな
わち従来のクリ−ニング駆動方向と直交する方向にも往
復駆動するので、帯電ロ−ラの表面の凹部にある異物が
隣り合う研磨粒子の先端間をすり抜けて残留する確率が
低く、異物除去効果が高い。すなわち、直交２方向の研
磨駆動により、帯電部材(1)の局所的な汚れを該２方向
に分断して分散し、このとき異物が小形化して帯電部材
(1)より遊離するので、局時的な汚れ、特に帯電部材(1)
の凹部にある異物の除去効果が高い。また研磨部材(6)
の局所的な負荷増による目づまり等の研磨能力の局所的
な劣化がなくなり、長期間にわたって研磨部材(6)の全
域にわたって均一な研磨能力を維持できるので、帯電部
材表面を長期間にわたって清潔な状態に保ち、帯電能力
の低下を防ぐことができる。

【００１４】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１５】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の要部断面を示
し、図２に、図１の実施例を矢印線２Ａ−２Ａ方向に見
た断面を示す。本実施例においては帯電部材である帯電
ロ−ラ１は、接離ソレノイド２によりレバー３を介し
て、感光体ドラム１１の表面より、接触／離間動作を行
う。ソレノイド２は、非通電状態で可動軸（プランジ
ャ）を中立位置に置き、第１コイルに通電があると可動
軸を中立位置より前方に突出し、第２コイルに通電があ
ると平動軸を中立位置より後方に引込む、３位置タイプ
のものであり、第１コイルに通電があると、帯電ロ−ラ
１が感光体１１に接触する位置（帯電位置）となる。こ
のとき、接触圧は、主に圧縮コイルスプリング１０の反
発力で定まるものである。第１コイルを非通電にする
と、ソレノイド２の内部ばねにより可動軸が中立位置ま
で引き戻され、このとき帯電ロ−ラ１は、図１に２点鎖
線で示す感光体接触位置から、研磨部材６よりも感光体
側の位置（図１上で、２点鎖線位置と実線位置の略中間
の位置）に戻る。この状態が、帯電ロ−ラ１の中立位置
（感光体ドラム１１に接触せず、しかも研磨部材６にも
接触しない状態）である。第２コイルに通電すると、可
動軸がソレノイド２に引込まれ、帯電ロ−ラ１は、図１
に実線で示す位置（クリ−ニング位置）となる。帯電ロ
−ラ１のクリ−ニングのときには、このクリ−ニング位
置で帯電ロ−ラ１が回転駆動され、しかも研磨部材６が
帯電ロ−ラ１の長手方向すなわち回転中心線が延びる方
向に往略駆動される。第２コイルの通電を止めると、帯
電ロ−ラ１は中立位置（図１上で、２点鎖線位置と実線
位置の略中間の位置）に戻る。

【００１６】帯電ロ−ラ１が中立位置からクリ−ニング
位置に移動するとき、帯電ロ−ラ１の芯金１ａに固着さ
れた従動ギア４が、感光体ドラム駆動系に結合された駆
動ギア５に噛み合い、ドラム駆動系のメインモ−タが回
転していると、帯電ロ−ラ１が回転駆動される。このと
き帯電ロ−ラ１は研磨部材６に接触しているので、帯電
ロ−ラ１の表面が研磨部材６で研磨されることになる。

【００１７】研磨部材６は、シ−ト上に研磨粒子を接合
した大略でサンドペ−パ状のシ−トを、背板（裏当て
板）に接合した弾力性の樹脂（例えばスポンジ）の表面
に接合したものであり、背板と一体の倣いピン９が、電
気モ−タ７で回転駆動される溝カム８の傾斜リング状の
溝にはまっている。電気モ−タ７で溝カム８が回転駆動
されると、ピン９（と一体の研磨部材６）が帯電ロ−ラ
１の長手方向（芯金１ａが延びる方向）に、Ｗなるスト
ロ−クで往復運動する。

【００１８】図３に、帯電ロ−ラ１の横断面を示す。帯
電ロ−ラ１は、芯金１ａと弾力性がある抵抗層１Ｂで構
成されており、従来の高抵抗の表面保護層がないため、
研磨による帯電部材の抵抗値の変化が小さく、長期間に
わたって安定した帯電性能が得られる。

【００１９】図４に、研磨部材６の平均研磨粒子径と帯
電ロ−ラ１の機能との関係を示す。帯電ロ−ラ１の、良
好な画像形成をもたらす表面粗さＸを基準にして、研磨
部材６の平均研磨粒子径が大きくなりすぎると、スジ状
の画像欠陥があらわれ逆に小さくなりすぎると、帯電ロ
−ラ表面の凹部に落ち込んだトナーが除去しきれずに、
帯電ロ−ラ１のクリーニング不良が発生する。研磨部材
６の平均研磨粒子径を、帯電ロ−ラ１の所要表面粗さＸ
±５μｍ以内とすることにより、帯電ロ−ラ１の表面
を、実質上表面粗さＸに研磨することができ、しかもク
リ−ニングおよび画像品質共に良好に維持しうるので、
研磨部材６の平均研磨粒子径を帯電ロ−ラ１の所要表面
粗さＸ±５μｍ以内としている。

【００２０】図５に、溝カム８の回転量と研磨部材６の
移動量の関係を示す。溝カム８の連続的なカム形状によ
り、研磨部材６往時，復時ともに同一の速度で研磨部材
６が揺動する。

【００２１】図６に、上述の実施例の各構成要素の動作
タイミングを示す。画像形成動作を終了した時点に帯電
ロ−ラ１のクリ−ニングタイミングとなっていると、感
光体ドラム駆動系のメインモ−タの駆動を継続し（すな
わち駆動ギア５を回転駆動し）、帯電ロ−ラ１をクリ−
ニング位置（図１の実線位置）に駆動し（これにより駆
動ギア５に従動ギア４が噛み合って帯電ロ−ラ１が回転
する）、電気モ−タ７に通電して溝カム８を回転駆動す
る（これにより研磨部材６が往復動する）。なお、画像
形成のために帯電ロ−ラ１を帯電位置（図１上で２点鎖
線位置）に置いて帯電ロ−ラ１に帯電用の電圧を印加し
て感光体ドラム１１を帯電しているときには、帯電ロ−
ラ１は、感光体ドラムと連れ回りなので、他の動力を加
える回転駆動は必要としない。

【００２２】上述のクリ−ニング（帯電ロ−ラ１：クリ
−ニング位置，電気モ−タ７：回転）中に、帯電ロ−ラ
１表面から研磨くず（トナー，ゴムくず等）がはたき落
される様子を、図１上の２点鎖線で囲った拡大図に模式
的に示す。

【００２３】図７に、上述のクリ−ニングによる、研磨
部材６上の数点による、帯電ロ−ラ１表面上のクリ−ニ
ング軌跡（実線）を示す。帯電ロ−ラ１が定速度で回転
し、研磨部材６が定速度で往復動するので、該クリ−ニ
ング軌跡（実線）はサイン波を描き、そのピ−ク間距離
がＷ（図２，図５）である。帯電ロ−ラ１の整数回の回
転の間に研磨部材６が整数回往復動すると、すなわち、
帯電ロ−ラ１の回転周期と研磨部材６の往復周期が等し
いと、研磨部材６上の一点が帯電ロ−ラ１表面に描くサ
イン波は同一となり、仮に、研磨部材６に研磨むらを生
ずる研磨粒子分布（粒子むら）があると、サイン波上の
研磨痕跡を生ずる。該粒子むらがＷ以内で分布している
ときには、図７に実線で示すように、隣り合う点の研磨
痕跡が錯綜して痕跡を打ち消し合うので、目立たない。
しかし、Ｗを越えると目立つものとなる。帯電ロ−ラ１
の１回転の間に研磨部材６が数回の往復動と半工程の移
動（往移動又は復移動）をするように電気モ−タ７の回
転速度を定めると、研磨部材６上の一点が帯電ロ−ラ１
表面に描く研磨痕跡は、図７に示す実線サイン波と点線
サイン波が交互に表われるものとなり、隣り合う点の研
磨痕跡の錯綜効果（帯電ロ−ラ１表面の研磨の均一化）
が高くなる。帯電ロ−ラ１の１回転の間に研磨部材６が
数回の往復動と半工程よりも更に小さい移動をするよう
に電気モ−タ７の回転速度を定めると、帯電ロ−ラ１の
多数回の回転の間の上述の研磨痕跡の錯綜は更に細かく
なり、帯電ロ−ラ１表面の研磨がより均一になる。した
がって上述の実施例では、帯電ロ−ラ１の１回転の間に
研磨部材６が数回の往復動と半工程よりも更に小さい移
動をするように電気モ−タ７の回転速度を定めている。

【００２４】上述の実施例では、上述のように、往復駆
動手段(7,8)の往復駆動周期は、研磨駆動手段(5)による
研磨周期とは異なるものとしている。すなわち直交2方
向の研磨駆動周期を異なった値としているので、繰返し
同一サイン波をなぞる研磨を生じない。すなわち一周期
毎にサイン波がずれるので、帯電部材(1)の表面全体に
均一な研磨が行なわれる。帯電部材(1)の局所的な研磨
ムラや研磨部材(6)の局所的な消耗がなくなる。

【００２５】上述の実施例では、帯電部材(1)および研
磨部材(6)の少くとも一方(1)を他方(6)に対して接離す
る方向に駆動する接離駆動手段(2)を備えるので、クリ
−ニング時のみ、帯電部材(1)を研磨部材(6)に接触さ
せ、クリ−ニング時以外は帯電部材(1)を研磨部材(6)か
ら離しておくことができる。帯電部材(1)および研磨部
材(6)の、一方が他方に長期に定常的圧接することによ
る変形あるいは異常接合がなくなる。帯電部材(1)が帯
電のために感光体(11)に接触して回転しているときには
帯電部材(1)は研磨部材(6)から離れており、研磨しない
ので、帯電部材(1)の寿命低下がない。

【００２６】上述の実施例では、接離駆動手段(2)は、
帯電部材(1)を感光体(1)に対して接離駆動する手段であ
り、帯電部材(1)の感光体(11)から離れる方向の駆動に
より帯電部材(1)を研磨部材(6)に接とし、帯電部材(1)
の研磨部材(6)から離れる方向の駆動により帯電部材(1)
を感光体(11)に接とする。これにより、帯電所要時のみ
帯電部材(1)を感光体に接触させ帯電不要時には離して
おくことができ、帯電部材(1)の感光体(11)に長期に定
常的圧接することによる変形あるいは異常接合がなくな
る。また、クリ−ニング所要時のみ帯電部材(1)を研磨
部材(6)に接触させ他の時点には離しておくことがで
き、帯電部材(1)および研磨部材(6)の長期に定常的圧接
することによる変形あるいは異常接合がなくなる。加え
て、接離駆動手段(2)が感光体(11)に対する帯電部材(1)
の接離駆動と、研磨部材(6)に対する接離駆動に共用さ
れるので、機構コストが低減する。帯電部材(1)の感光
体(11)への接離動作と連動して、帯電部材(1)が研磨部
材(6)に押しつけられるので、研磨部材(6)にたまった研
磨くずを研磨部材(6)からはたき落す効果があり研磨部
材(6)の目づまりを防ぎ長期間にわたって安定した研磨
能力を維持できる。

【００２７】上述の実施例では、研磨部材(6)の平均研
磨粒径は、帯電部材(1)の表面粗さＸａに対して、Ｘａ
±５μｍである。これによれば、研磨部材(6)の粒子径
が帯電部材(1)の表面粗さと同程度のものであるので、
研磨による帯電部材(1)の表面粗れおよび凹凸は小さ
く、帯電能力の局所的な変化を生じない。スジ状の研磨
痕跡を生じない。

【００２８】上述の実施例では、帯電部材(1)は、導電
性の芯金(1a)及び弾性抵抗層(1b)を含み、該弾性抵抗層
(1b)の表面が帯電作用面として露出したものである。す
なわち、特別な表面層（抵抗の高い表面保護層）を有し
ないものであるので、研磨部材(6)により研磨を繰返し
ても、帯電部材(1)の帯電性能は格別に変化せず、長期
間の使用にわたり帯電部材の表面が清浄に維持され帯電
性能が良好に維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図２】 図１の実施例を矢印線２Ａ−２Ａ方向に見た
断面図である。

【図３】 図１に示す帯電ロ−ラ１の横断面図である。

【図４】 図１に示す帯電ロ−ラ１の所要の表面粗度Ｘ
に対する、図１に示す研磨部材６の研磨粒子径の関係を
示すグラフである。

【図５】 図１に示す溝カム８の回転量と研磨部材６の
移動量の関係を示すグラフである。

【図６】 図１に示す帯電ロ−ラ１および研磨部材６
の、ロ−ラクリ−ニングのための駆動タイミングを示す
タイムチャ−トである。

【図７】 図１に示す研磨部材６上の数点の、帯電ロ−
ラ１表面上の研磨軌跡を示すグラフである。

【図８】 従来の接触帯電装置の構成概要を示す断面図
である。

【図９】 図８に示す帯電ロ−ラ１の側面図である。

【図１０】 帯電ロ−ラを研磨部材で研磨する場合の、
帯電ロ−ラ表面部の断面を示す拡大断面図である。

【図１１】 帯電ロ−ラを研磨部材で研磨する場合に帯
電ロ−ラの表面に現われることがある研磨スジを示す平
面図であり、研磨部材は縦断面を示す。

【図１２】 帯電ロ−ラを研磨部材で研磨する場合の、
帯電ロ−ラ表面部の断面を示す拡大断面図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電部材と、研磨部材と、帯電部材および
   研磨部材の少くとも一方を他方に対して相対的に長手方
   向と直交する方向に駆動する研磨駆動手段とを備える接
   触帯電装置において、 前記帯電部材および研磨部材の少くとも一方を他方に対
   して相対的に長手方向に往復駆動する手段を備えること
   を特徴とする接触帯電装置。
2. 【請求項２】往復駆動手段の往復駆動周期は、研磨駆動
   手段の研磨周期とは異なる、請求項１記載の接触帯電装
   置。
3. 【請求項３】帯電部材および研磨部材の少くとも一方を
   他方に対して接離する方向に駆動する接離駆動手段を更
   に備える請求項２記載の接触帯電装置。
4. 【請求項４】接離駆動手段は、帯電部材を感光体に対し
   て接離駆動する手段であり、帯電部材の感光体から離れ
   る方向の駆動により帯電部材を研磨部材に接とし、帯電
   部材の研磨部材から離れる方向の駆動により帯電部材を
   感光体に接とする、請求項３記載の接触帯電装置。
5. 【請求項５】研磨部材の平均研磨粒径は、帯電部材の表
   面粗さＸａに対して、Ｘａ±５μｍである、請求項１記
   載の接触帯電装置。
6. 【請求項６】帯電部材は、導電性の芯金及び弾性抵抗層
   を含み、該弾性抵抗層の表面が帯電作用面として露出し
   たものである、請求項１記載の接触帯電装置。