JP2002328508A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＣ帯電を行う帯電ローラにて、使用枚数の
増加に伴う帯電ローラの抵抗値の上昇を防止し、帯電ロ
ーラの高寿命化を目的とする。 【解決手段】 画像形成後にて、画像形成時に印加され
る直流電圧と逆極性の直流電圧、または交流電圧を帯電
ローラに印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真装
置（複写機・光プリンターなど）静電記録装置等の画像
形成装置、就中その帯電装置に関するものである。

【０００２】より詳しくは、被帯電体の帯電処理手段と
して、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接させて
被帯電体面を帯電する接触式帯電装置を利用した画像形
成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】前記のような画像形成装置において、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
ては従来よりコロナ放電装置が広く利用されている。

【０００４】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。

【０００５】しかし、高圧電源を必要とし、コロナ放電
のために好ましくないオゾンが発生するなどの問題点を
有している。

【０００６】このようなコロナ放電装置に対して、前記
のように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式帯電装置は、電源
の低圧化が図れ、オゾンの発生量が少ない等の長所を有
していることから、例えば画像形成装置に於いてコロナ
放電装置にかえて感光体・誘電体等の像担持体、その他
の被帯電体面の帯電処理手段として注目され、その実用
化研究が進められている。

【０００７】例えば、特願昭６２−５１４９２号・同６
２−２３０３３４号などのように、接触式帯電装置に於
いて直流電圧を帯電部材に印加したときの被帯電体の帯
電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有する振動電界
（交互電界、時間とともに電圧値が周期的に変化する電
界（電圧））を帯電部材と被帯電体との間に形成するこ
と、更には表層に高抵抗層を設けた帯電部材を用いるこ
とにより、被帯電体の帯電均一性、感光体等の被帯電体
表面のピンホール・傷等によるリーク防止等を図ること
ができる。

【０００８】また、帯電部材として導電性繊維毛ブラシ
あるいは導電性弾性ローラ等の導電性部材（導電性電位
維持部材）を被帯電体と接触させ、外部から直流電圧を
印加することにより被帯電体表面に電荷を直接注入して
被帯電体表面を所定の電位に帯電させるものもある。

【０００９】図９は接触式帯電装置の一例の概略構成の
横断面図である。

【００１０】１は被帯電体である。本実施例では回転ド
ラム型の電子写真感光体（以下、感光体と記す）であ
る。本例の該感光体１はアルミニウム等の導電性基層１
ｂと、その外面に形成した光導電層１ａとを基本構成層
とするものである。

【００１１】２は帯電ローラである。該帯電ローラ２は
中心の芯金２ｃ、その外周に形成した弾性のあるベース
ゴム層２ａ、更にその外周に形成した制御層２ａ₃、更
にその外周に形成した中抵抗層２ａ₂、更に、その外周
に形成した表面保護層２ａ₁とからなる。

【００１２】帯電ローラ２は芯金２ｃの両端部を不図示
の軸受部材に回転自由に軸受させて、ドラム型の感光体
１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体１面に対
して所定の押圧力をもって圧接され、感光体１の回転駆
動に伴い従動回転する。ギア等を取り付け、モータから
駆動力を伝達させて強制回転駆動させることも可能であ
る。

【００１３】３は帯電ローラ２に対するバイアス印加電
源である。この電源３と帯電ローラ２の芯金２ｃとが電
気的に接続されていて電源３により帯電ローラ２に対し
て所定のバイアスが印加される。このバイアスは、直流
電圧のみの印加でもよいし、また、交流電圧に直流電圧
を重畳した振動電圧を印加してもよい。しかし、使用枚
数の多い高寿命を狙った場合には、感光体の削れ等の問
題より直流電圧のみの印加のほうが好ましい。

【００１４】そして、被帯電体たる感光体１が回転駆動
されると、該感光体１に圧接され且つバイアス電圧が印
加された帯電部材としての帯電ローラ２により感光体１
の外周面が所定の極性・電位に帯電処理される。

【００１５】感光体１の周囲・周辺には、上記の帯電手
段としての帯電ローラ２の他に、現像手段５、転写手段
６、転写手段６に対するバイアス印加電源８、クリーニ
ング手段７、前露光手段９、更に画像定着手段等の所要
の作像プロセス機器が配設されて画像形成機構が構成さ
れていて画像形成が実行されるが、ここではそれ等のプ
ロセス機器の詳細を省略しておく。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような画像形成
装置は、特に帯電手段が接触方式の直流電圧印加の場合
には、画像形成回数が増加するにつれて、帯電ローラの
抵抗値が上がってくる。帯電ローラの抵抗値がある限度
を越えると、帯電ムラが発生するため、均一の画像を得
られなくなる場合がある。この原因は、帯電ローラがイ
オン電導による帯電のため、ある程度の枚数に達すると
イオン電導に関与していたイオンが帯電ローラの内側、
または外側の方へとかたよっていくために、電流が流れ
にくくなるために発生するものと思われる。従って、帯
電ローラの更なる高寿命化に対して障害となっていた。

【００１７】本発明は、上記のような問題点を解消する
ことを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】（１） 移動可能な被帯
電面を有する被帯電体と、前記被帯電面に当接して前記
被帯電面を直流帯電する帯電ローラを有する画像形成装
置において、前記帯電ローラに、画像形成時に前記帯電
ローラに印加される直流電圧と逆極性の直流電圧を画像
形成時以外の時間に印加することを特徴とする画像形成
装置。

【００１９】（２） 移動可能な被帯電面を有する被帯
電体と、前記被帯電面に接触、または非接触が可能であ
る前記被帯電面をＤＣ帯電する帯電ローラと、前記帯電
ローラに接触して表面を清掃する導電性を帯電ローラ清
掃部材と、を有する画像形成装置において、画像形成時
以外の時間に前記帯電ローラと前記被帯電面とが非接触
の状態時に、また前記帯電ローラ清掃部材に接触時に画
像形成時に前記帯電ローラに印加される直流電圧と逆極
性の直流電圧を前記帯電ローラを回転させながら印加す
ることを特徴とする画像形成装置。

【００２０】（３） 前記帯電ローラは前記被帯電体と
非接触時に回転駆動可能であることを特徴とする請求項
３記載の画像形成装置。

【００２１】（４） 前記帯電ローラ清掃部材は、長手
方向にアース電極のついているパット型清掃部材である
ことを特徴とする請求項３乃至４記載の画像形成装置。

【００２２】（５） 前記帯電ローラ清掃部材は、導電
性があり、かつ、回転駆動可能であるローラ型清掃部材
であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

【００２３】（６） 前記帯電ローラに、画像形成時以
外の時間に印加する電圧が交流電圧であることを特徴と
する請求項１乃至６記載の画像形成装置。

【００２４】画像形成回数が増加して帯電ローラの抵抗
値が上がっていても、その都度、帯電ローラに画像形成
に帯電ローラに印加される直流電圧と逆極性の直流電圧
または交流電圧を画像形成時以外の時間に印加すること
によって、帯電ローラの内側、または外側にかたよって
いたイオンを分散することができるので、帯電ローラの
抵抗値上昇を抑えることができる。その結果、帯電ロー
ラを更なる高寿命化に達成できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１は本発明に
従う画像形成装置の一例の概略構成を示している。

【００２６】１は被帯電体としての像担持体であり、本
例のものはアルミニウム等の導電性基体層１ｂと、その
外周面に形成した光導電層１ａを基本構成層とするドラ
ム型の電子写真感光体である。支軸１ｄを中心に図面上
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。

【００２７】２はこの感光体一面に接して感光体面を所
定の極性、電位に一様に一時帯電処理にする帯電ローラ
である。帯電ローラ２は中心芯金２ｃと、その外周に順
次形成した弾性層２ａ、その外周の保護層２ａ₃、更に
その外周に形成した抵抗層２ａ₂、その最外周に、表面
保護層２ａ₁とから成り、芯金２ｃの両端部を不図示の
軸受部材に回転自由に軸受させてドラム型の感光体１に
並行に配置して不図示の押圧手段で感光体１面に対して
所定の押圧力をもって圧接され、感光体１の回転駆動に
ともない従動回転する。

【００２８】而して、電源３から２ｃに所定の直流（Ｄ
Ｃ）バイアスが印加されることで回転感光体１の周面が
所定の極性・電位に接触帯電（一次帯電）される。

【００２９】また、帯電ローラクリーナー４はパット型
クリーナーであり、帯電ローラ２に接触して帯電ローラ
の表面を清掃するものである。

【００３０】帯電部材２で均一に帯電処理を受けた感光
体１面は次いで露光手段により目的画像情報の露光Ｌ
（原稿画像の結像スリット露光、レーザービーム走査露
光など）を受けることで、その周面に目的の画像情報に
対応した静電潜像が形成される。

【００３１】感光体１面の形成潜像は次いで現像手段５
によりトナー画像として順次に可視像化されていく。こ
のトナー画像は、次いで、転写手段６により不図示の給
紙手段部から感光体１の回転と同期どりされて適正なタ
イミングをもって感光体１と転写手段６との間の転写部
へ搬送された転写材１０の面に順次に転写されていく。
本例の転写手段６は転写ローラであり、転写材１０の裏
からトナーと逆極性の帯電を行なうことで感光体１面側
のトナー画像が転写材１０の表面側に転写されていく。
また、電源８は転写ローラに印加する電源である。

【００３２】トナー画像の転写を受けた転写材１０は感
光体１面から分離されて不図示の像定着手段へ搬送され
て像定着を受け、画像形成物として出力される。或いは
裏面にも像形成するものでは転写部への再搬送手段へ搬
送される。

【００３３】像転写後の感光体１面はクリーニング手段
７で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、更に除電露光装置９により除電されて、繰り
返して作像に供される。

【００３４】（１） 帯電ローラの構成 本実施例の帯電ローラ２の構成は、中央部から、芯金２
ｃ、弾性層２ａ，保護層２ａ₃、抵抗層２ａ₂、表面保護
層２ａ₁より成っている。それぞれの役割を示すと、弾
性層２ａは、感光体１と帯電ローラ２との確実な接触を
保つための層であり、また、保護層２ａ₃は弾性層と抵
抗層の仕切りのための層である。また、抵抗層２ａ₂は
感光体表面のピンホール等の欠陥に対しての電流による
電圧降下を防止する層であり、表面保護層２ａ₁、は内
部からのしみ出し防止のための層である。以上のような
構成の帯電ローラにおいて、直流電圧印加の場合、画像
形成回数が増すにつれて、帯電ローラ２の抵抗値が上昇
し、その抵抗値がある限度を越えると帯電ムラが発生す
る。この原因としては、帯電ローラ２の抵抗層のイオン
による帯電に関与しているイオンがかたよるため発生す
ると思えわれる。従って、本実施例では、画像形成後に
画像形成時とは逆極性の印加電圧を帯電ローラ２にかけ
ることにより前記抵抗層のイオンのかたよりをなくすこ
とによって、帯電ローラ２の高寿化を達成することがで
きる。

【００３５】（２） シーケンス 画像形成後に帯電ローラに逆極性の直流電圧を印加する
シーケンスを示す。

【００３６】１） 像形成後の後回転にて以上の印加が
なされるので、感光体１の回転駆動は回転中のものとす
る。

【００３７】２） まず、除電光の９がＯＮとなる。

【００３８】３） 次に帯電ローラに対して画像形成時
とは逆極性の直流電圧をかける。

【００３９】４） 次に現像器に反転かぶりを防止する
目的で直流電圧をかける。この際に、直流電圧の値は感
光体１の電位と大差のない値とする。

【００４０】５） 次に転写部材に直流電圧をかける。
画像形成時には、帯電ローラへの直流電圧の極性と転写
部材への直流電圧の極性は等しくなっている。従って、
帯電ローラに逆極性の直流電圧をかけるときに、転写部
材に画像形成時を同極性の直流電圧をかけると、お互い
に打ち消し合う作用を起こすので転写部材には画像形成
時と同極性の直流電圧をかけても問題はない。

【００４１】以上の結果をシーケンスに表すと図２のよ
うになる。

【００４２】帯電ローラに逆極性の直流電圧をある一定
の時間印加した後に、すべての電圧印加がＯＦＦするも
のとする。

【００４３】この画像形成後のシーケンスは、ある一定
の枚数間隔おきに行われるものとする。

【００４４】（第２の実施例）次なる実施例としては、
帯電ローラ２が感光体１に対して画像形成時に接触、ま
た、逆極性の電圧印加時に非接触の場合を示す。この場
合、前記図１に示すものと対応する部位には同一の符号
を付して、示してあり、それらについての説明は省略す
る。

【００４５】この装置にあっては図３に示すように画像
形成時には帯電ローラ２と感光体１とが接触している。
画像形成終了後には図４に示すように帯電ローラ２と感
光体１は非接触の状態となり、帯電ローラ２は、帯電ロ
ーラクリーナ４と接触し、また、回転駆動する導電性ロ
ーラ１１に当接し、従動する。その際に、帯電ローラ２
に画像形成時とは逆極性の直流電圧を印加する。前記導
電性ローラ１１は、表面が均一で滑らかにあるアルミロ
ーラなどの導電性の材料を使用するものとする。このよ
うに構成することによって、印加電圧を小電力化できる
だけでなく、また感光体１を損傷することになしに帯電
ローラ２の抵抗値の上昇を防止することができ、かつ更
なる高寿命化が可能になる。

【００４６】（第３の実施例）更なる実施例としては、
帯電ローラ２が感光体１に対して、画像形成時に接触、
逆極性の電圧印加時に非接触の場合を示す。この場合、
前記図１に示すものと対応する部位には同一の符号を付
して示してあり、それらについての説明は省略する。

【００４７】この装置にあっては、図５に示すように画
像形成時には、帯電ローラ２と感光体１とが接触してい
る。画像形成終了後には、図６に示すように帯電ローラ
２と感光体１は非接触の状態となる。その際に帯電ロー
ラ２は回転駆動し、帯電ローラクリーナ４と接触しなが
ら、逆極性の直流電圧を印加する。前記帯電ローラクリ
ーナ４と図７、図８に示す。図７は帯電ローラクリーナ
４を長手方向に示した図であり、図８はその断面図であ
る。

【００４８】４ａは帯電ローラ２の表面を清掃する。例
えば、表層はエクセーヌ、下層はモルトプレーンの材料
より成る清掃部材である。また、４ｂは例えば、炭素繊
維のような導電性の材料を用いて、更に接地している状
態で帯電ローラ２に接触させる。その際に、帯電ローラ
２に画像形成時とは逆極性の直流電圧を印加する。以上
の構成にすることによって、より構成が簡単で、また、
より小電力で帯電ローラの抵抗値の上昇を防止すること
ができ、更なる高寿命化が可能になる。

【００４９】（他の実施例）更に他の実施例を示する、
前実施例に用いられた帯電ローラ２に印加する電圧を画
像形成時の逆極性の直流電源に限ることなく、交流電圧
を帯電ローラ２に印加することによっても、同等の効果
を得ることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直流電圧による帯電ローラの画像形成において、画像形
成後に、帯電ローラに画像形成時とは逆極性をもつ直流
電圧を印加する。または、交流電圧を印加することによ
って、帯電ローラの抵抗値の上昇を防止することがで
き、帯電ローラの高寿命を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例に係るプロセス全体構成図

【図２】 第１実施例に係るシーケンス

【図３】 第２実施例に係る画像形成時の一次帯電部

【図４】 第２実施例に係る画像形成後の一次帯電部

【図５】 第３実施例に係る画像形成時の一次帯電部

【図６】 第３実施例に係る画像形成後の一次帯電部

【図７】 第３実施例に係る帯電ローラクリーニング部
材

【図８】 第３実施例に係る帯電ローラクリーニング部
材の断面図

【図９】 従来例に係るプロセス全体構成図

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電ローラ ３ 帯電ローラ印加電源 ４ 帯電ローラクリーニング手段 ５ 現像手段 ６ 転写手段 ７ クリーニング手段 ８ 転写印加電源 ９ 前露光手段 １０ 転写材

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H200 FA02 GA23 HA02 HA14 HA29 HB12 HB43 HB48 LB03 LB09 LB15 LB36 LB39 MB01 NA02 NA03 PA02 PA10 PA19 PA20 PA23

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能な被帯電面を有する被帯電体
   と、前記被帯電面に当接して前記被帯電面を直流帯電す
   る帯電ローラを有する画像形成装置において前記帯電ロ
   ーラに、画像形成時に前記帯電ローラに印加される直流
   電圧と逆極性の直流電圧を画像形成時以外の時間に印加
   することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 移動可能な被帯電面を有する被帯電体
   と、前記被帯電面に接触または非接触が可能である前記
   被帯電面を直流帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラ
   の表面を清掃する導電性を有する帯電ローラ清掃部材
   と、を有する画像形成装置において、画像形成時以外の
   時間に前記帯電ローラと前記清掃部材との間に前記帯電
   ローラに印加される直流電圧と逆極性の直流電圧を前記
   帯電ローラを回転させながら印加することを特徴とする
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記帯電ローラは前記被帯電体と非接触
   時に回転駆動可能であることを特徴とする請求項２に記
   載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記帯電ローラ清掃部材は、長手方向に
   アース電極のついているパット型清掃部材であることを
   特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 移動可能な被帯電面を有する被帯電体
   と、前記被帯電面に接触、または非接触が可能である前
   記被帯電面を直流帯電する帯電ローラと、前記帯電ロー
   ラが被帯電体と非接触時に接する回転駆動可能な導電性
   ローラと、を有する画像形成装置において、画像形成時
   以外の時間に前記帯電ローラと前記被帯電体とが非接触
   時に前記帯電ローラは前記導電性ローラと接触し、その
   時に帯電ローラに画像形成時に印加される電圧と逆極性
   の電圧を帯電ローラを回転させながら、印加することを
   特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記帯電ローラに、画像形成時以外の時
   間に印加する電圧が交流電圧であることを特徴とする請
   求項１乃至６に記載の画像形成装置。