JP2003316130A

JP2003316130A - 帯電手段、これを用いる作像ユニット、および画像形成装置

Info

Publication number: JP2003316130A
Application number: JP2002117935A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Tokumasu; 貴彦徳増
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ローラ状の帯電部材に付着したトナー等の異
物を清掃部材によって除去し、帯電部材の耐久性を向上
させた帯電手段、および該帯電手段を有する作像ユニッ
トならびに画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電ローラ（３Ａ）を清掃する複数のブ
ラシローラ（２０）のうち、少なくとも１つのブラシロ
ーラは帯電部材に接触していない構成とする。ブラシロ
ーラ（２０）は、回転または揺動し、交互に帯電ローラ
（３Ａ）と接触するよう設置される。少なくとも、帯電
ローラ（３Ａ）に接触していないブラシローラ（２０）
は、叩き部材（３０）および電源（２７）、（２８）、
（２９）の印加電圧により異物を除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは像担
持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段で帯電された像
担持体に対して露光により静電潜像を形成する露光手段
と前記静電潜像を現像する現像手段と現像された像を転
写する転写手段と、を少なくとも備えた画像形成装置に
おける帯電手段に関するものである。さらに詳細に説明
すると、本発明は、像担持体表面に対向配置され、かつ
該像担持体に対して加圧される帯電部材を有し、該帯電
部材に帯電電圧を印加し、該帯電部材と像担持体表面と
の間に放電を生じさせて像担持体を帯電する帯電手段で
あって、前記帯電部材は、像担持体の画像形成領域以外
の部分に圧接するスペーサ部を有していると共に、該像
担持体の画像形成領域に対向する帯電部材部分は、微小
ギャップをあけて像担持体表面に対向している帯電手段
と、上記像担持体と帯電部材とを有する作像ユニット
と、上記帯電手段を有する画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置は、像担持体に帯電
を施し、その帯電を露光により選択的に消去あるいは減
少させ、像担持体上に静電潜像を形成するものが知られ
ている。そして、像担持体に帯電を施す帯電手段として
は、コロナ放電を利用したものが主流であった。図１０
に代表的な構成図を示す。しかしながら、コロナ放電を
用いた帯電手段は、オゾンや窒素酸化物等の生成物が多
量に発生してしまうという不具合があり、またコロナ放
電を行わせるために５〜１０ｋＶという高電圧を印加す
る高電圧電源が必要であるので、画像形成装置の低コス
ト化を図ることが難しかった。

【０００３】コロナ放電により発生したオゾンは、高濃
度で画像形成装置内に滞留すると、像担持体表面を酸化
し、像担持体光感度の低下や帯電能の劣化を生じさせ、
形成画像が悪化する。また、像担持体以外の部材の劣化
が促進され、部品寿命が低下する等の不具合もある。ま
た、コロナ放電により発生した窒素酸化物は、空気中の
水分と反応して硝酸を、また金属などと反応して金属硝
酸塩を生成する。さらに、放電領域中では、アンモニウ
ムイオンも同時に形成されており、このアンモニウムイ
オンが窒素酸化物と反応し、化合物が生成される。これ
らの生成物は低湿環境下では高抵抗であるが、高湿環境
下では空気中の水と反応し、低抵抗となる。よって、像
担持体表面に硝酸または硝酸塩による薄い膜が形成され
ると、画像が流れたような異常画像が発生する。これは
硝酸、硝酸塩が吸湿することで低抵抗となり、像担持体
表面の静電潜像が壊れてしまうためである。さらに、窒
素酸化物は放電後も空気中に分解されずにその場に留ま
っているため、窒素酸化物から生成された化合物の像担
持体表面への付着は、帯電を行っていないとき、すなわ
ち、プロセスの休止期間中にも生じる。そして、この化
合物は、時間が経過するにつれて、像担持体表面から内
部に浸透していくという説もある。像担持体表面の付着
物は、クリーニング時に像担持体表面を少しずつ削りと
ることで除去するといった方法が取られている。しかし
ながら、コスト上昇や経時による劣化問題が起こり、本
質的な解決策とはなっていない。

【０００４】そこで、近年画像形成装置に採用すること
ができる帯電手段として、コロナ放電を利用しないで帯
電部材を像担持体に接触させる、接触方式の帯電手段が
多く提案されている。図１１に代表的な構成図を示す。
この接触方式の帯電手段としては、例えば、特開昭６３
−７３８０号公報に開示されているように、ローラ状の
帯電部材を像担持体上に接触従動させて帯電を行うもの
が知られている。接触方式の帯電手段は、上記コロナ放
電方式の帯電手段に比べて、オゾンの発生量が極めて少
ない、印加電圧が低いため電源のコストが小さくなる、
電気絶縁の設計が行いやすい等の利点を有し、上記コロ
ナ放電方式場合に挙げた問題点の多くが解消される。し
かし一方、接触方式の帯電手段を用いることで、像担持
体の摩耗量が増大するなどの問題も発生している。ま
た、印加電圧に交流を用いた場合は騒音の発生も問題に
なっている。加えて、前記帯電手段がトナーや紙紛を像
担持体と帯電部材間で擦りつけるので汚染を助長し、そ
れによる汚れも問題となっている。前記問題を解消する
一例として、特開平１０−３１２０９８号公報では、補
助帯電部材と帯電部材を用いて印加電圧を制御すること
によって、前記汚れを防止すると共に、クリーナレスシ
ステムにおけるポジゴーストと呼ばれる異常画像の発生
等を防止した技術を開示している。

【０００５】しかし、窒素酸化物は、接触もしくは近接
方式の帯電手段を用いた場合も発生するので、画像流れ
と呼ばれる異常画像は、完全に発生しなくなるというわ
けではない。これまで、画像流れの発生率は、近接方式
のほうが、均一帯電に必要な印加電圧が高くなるため不
利だと考えられていたが、後に述べるように、接触方式
と同等であることが判っている。接触方式の帯電手段で
は、帯電部材がゴム材であるため、画像形成装置を長期
間停止させた場合、像担持体に接した状態にある帯電部
材が変形する可能性がある。また、ゴムは吸水しやすい
材料であるため、環境の変化に伴う電気抵抗変動が大き
い。さらに、ゴムはその弾性を発揮させるためや劣化防
止のため数種の可塑剤や活性剤を必要としており、導電
性顔料を分散させるためには分散補助剤を用いることも
少なくない。つまり、像担持体の表面はポリカーボネー
トやアクリルといった非晶性樹脂であるため、上述の可
塑剤や活性剤および分散補助剤に対し非常に弱い。また
上述したように、接触方式では帯電部材と像担持体との
間に異物を巻き込み、帯電部材が汚染されて帯電不良が
発生したり、直接像担持体に帯電部材が触れているため
に長期保存した場合に像担持体が汚染され、そのために
横スジ等の画像不良を生じることがある。

【０００６】そこで、ローラ状の帯電部材を像担持体に
対して非接触で配置することで、上記汚染、帯電部材の
変形等の問題を解決する技術も提案されている。図３に
代表的な構成図を示す。例えば、非接触方式で帯電部材
のＤＣ帯電を行った場合、帯電電位は、印加バイアスだ
けではなく、帯電部材と像担持体とのギャップ距離にも
依存することが知られている。印加バイアスには、ＤＣ
電圧とＤＣ＋ＡＣを重畳させるものとがあり、像担持体
へのダメージは、ＡＣ電圧の方が大きいことが知られて
いる。帯電手段での放電によりコロナ放電と同様に生成
物が生成されるが、ＤＣ＋ＡＣ重畳タイプのローラ帯電
の方がこの生成物の量が多い。これは、ＤＣ＋ＡＣ重畳
タイプが逆放電を帯電部材と像担持体との間で起こして
いるため、ＤＣ放電より放電回数が格段に多いためだと
考えられる。しかし、ＤＣ電圧を印加する方式は、ギャ
ップ変動による帯電電位のばらつき、放電の安定性など
の問題により、実用化の上で難しい。このため、ＤＣ＋
ＡＣ重畳タイプが、非接触の場合には適した方式だと考
えられる。しかし、ＤＣ＋ＡＣ重畳方式も、ＤＣ電圧方
式に比べギャップ変動に対して帯電電位の安定性、放電
の安定性に関して強いとはいえ、変動が大きくなりすぎ
ると、安定性がなくなり、異常画像の原因となってしま
う。

【０００７】ギャップ距離の変化で帯電電位が変化し、
異常画像となってしまうという課題を解決するために、
特開平７−２８７４３３号公報では、帯電部材の放電面
に微小な凹凸を設け、安定放電を行う技術を提案してい
る。これにより、ギャップの変動があった場合でも、異
常画像の生じない均一帯電を可能としている。しかし、
上記技術では、放電の安定性のために微小な凹凸を必要
としているが、この微小な凹凸は放電という過酷な条件
にさらされているなど、経時で変化してなくなる可能性
がある。凹凸がなくなると、所期の効果を得ることがで
きず、均一帯電ができなくなる。つまり、長期にわたり
均一帯電を行うことが難しい可能性がある。さらに、均
一帯電可能な微小な凹凸の範囲が限定されているため、
生産工程が難しくなり、コストが上昇する可能性もあ
る。

【０００８】また、帯電部材が像担持体表面から微小ギ
ャップをあけて位置する構成の場合、微小ギャップが大
きくなりすぎると、ストリーマ放電が発生するため、像
担持体表面を均一に帯電することができず、像担持体上
に形成されたトナー像に斑点状の異常画像が発生し、そ
の画質が劣化する。そこで従来では、像担持体表面と帯
電部材との間の微小ギャップを少なくとも１００μｍ以
下の値に設定してストリーマ放電の発生を阻止し、トナ
ー像の画質向上を図っている。ところが、帯電部材は加
圧手段によって加圧され、そのスペーサ部が像担持体に
圧接しているので、像担持体の表面にわずかなうねりが
あったり、像担持体にわずかな偏心などがあると、像担
持体の回転時に、加圧手段により帯電部材に加えられる
加圧力が変化する。また、像担持体に加えられる衝撃力
によって、回転中の像担持体が振動し、これによって帯
電部材が像担持体表面から跳ね、スペーサ部が瞬間的に
像担持体表面からわずかな距離だけ離れることもある。
このように、帯電部材に加えられる加圧力が変化した
り、帯電部材が像担持体から跳ねることがあるため、像
担持体が停止した状態で微小ギャップをある定めた値に
設定しても、像担持体表面が回転して帯電動作が行われ
るとき、微小ギャップが前記定めた値から大きく外れて
しまい、これによってストリーマ放電が発生し異常画像
が発生するおそれを免れない。

【０００９】上記のようなローラ状の帯電部材の清掃に
は、従来発泡ゴムを用いたパッドやブラシローラ等が清
掃部材に使われていた。しかしながら、清掃部材の清掃
能力は初期には十分かもしれないが、経時においては十
分でなく、数万枚程度で帯電部材にトナー等の異物が付
着して像担持体の帯電不良を引起していた。特開平７−
１９９６０６号公報では、帯電部材に設けられたブラシ
ローラにさらに叩き部材を設け、ブラシローラに叩き部
材を侵入させて異物を叩き落とすことで、帯電部材の清
掃能力の低下を抑制し、トナーや紙粉による帯電部材お
よび像担持体の汚れを防止した技術を開示している。ま
た、特開２０００−７５７６８号公報では、帯電部材の
上方にブラシローラを取り付けた移動部材を設け、ブラ
シローラを帯電部材の長手方向に絶えず往復運動させ、
前記汚れを防止した技術を開示している。しかし、帯電
部材へのトナー等の異物付着は部分的に発生する為、パ
ッドやブラシローラを揺動させても、まだ十分な寿命を
確保するには至っていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記問題点に鑑み、本
発明の第１の目的は、ローラ状の帯電部材に付着したト
ナー等の異物を清掃部材によって除去し、帯電部材の耐
久性を向上させた帯電手段を提供することにある。ま
た、本発明の第２の目的は、かかる帯電手段の帯電部材
を有する作像ユニットを提供することにあり、第３の目
的は、かかる帯電手段を有する画像形成装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の本発明は、像担持体表面に対向配
置され、像担持体に対して加圧される帯電部材を有し、
帯電部材に帯電電圧を印加し、帯電部材と像担持体表面
との間に放電を生じさせて像担持体を帯電する帯電手段
であって、像担持体の画像形成領域に対向する帯電部材
部分は、像担持体表面に対向している帯電手段におい
て、帯電部材を清掃する少なくとも２つ以上の清掃部材
を設け、少なくとも１つの清掃部材が帯電部材に接触し
ていないことを特徴とする帯電手段とする。請求項２に
記載の本発明は、請求項１に記載の帯電手段において、
像担持体の画像形成領域に対向する帯電部材部分は、微
小ギャップをあけて像担持体表面に対向していることを
特徴とする帯電手段とする。請求項３に記載の本発明
は、請求項１または２に記載の帯電手段において、前記
２つ以上の清掃部材のうち、少なくとも帯電部材に接触
している清掃部材は、回転可能に設置されることを特徴
とする帯電手段とする。請求項４に記載の本発明は、請
求項１乃至３のいずれかに記載の帯電手段において、前
記２つ以上の清掃部材は、交互に帯電部材と接触するよ
う設置されることを特徴とする帯電手段とする。請求項
５に記載の本発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載
の帯電手段において、前記帯電手段は叩き部材を備え、
前記２つ以上の清掃部材のうち、少なくとも帯電部材に
接触していない清掃部材は、叩き部材により異物を除去
されることを特徴とする帯電手段とする。請求項６に記
載の本発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の帯電
手段において、前記２つ以上の清掃部材は、軸方向に揺
動可能に設置されることを特徴とする帯電手段とする。

【００１２】請求項７に記載の本発明は、請求項１乃至
６のいずれかに記載の帯電手段において、少なくとも、
帯電部材に接触していない清掃部材は、回転駆動を伝え
る駆動手段を有し、帯電部材に接触している時よりも回
転数を上げることを特徴とする帯電手段とする。請求項
８に記載の本発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載
の帯電手段において、少なくとも、帯電部材に接触して
いない清掃部材は、直流電圧を印加されることを特徴と
する帯電手段とする。請求項９に記載の本発明は、請求
項１乃至７のいずれかに記載の帯電手段において、少な
くとも、帯電部材に接触していない清掃部材は、直流に
交流を重畳した電圧を印加されることを特徴とする帯電
手段とする。請求項１０に記載の本発明は、請求項１乃
至９のいずれかに記載の帯電手段において、前記清掃部
材は、ブラシローラであることを特徴とする帯電手段と
する。請求項１１に記載の本発明は、請求項１乃至９の
いずれかに記載の帯電手段において、前記清掃部材は、
発泡ローラであることを特徴とする帯電手段とする。請
求項１２に記載の本発明は、請求項１乃至９のいずれか
に記載の帯電手段において、前記清掃部材は、ブラシパ
ッドであることを特徴とする帯電手段とする。請求項１
３に記載の本発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載
の帯電手段において、前記清掃部材は、発泡パッドであ
ることを特徴とする帯電手段とする。

【００１３】請求項１４に記載の本発明は、請求項１乃
至１３のいずれかに記載の帯電手段と像担持体とが一体
的に組み付けられ、画像形成装置本体に着脱可能に装着
されるように構成されることを特徴とする作像ユニット
とする。請求項１５に記載の本発明は、請求項１４に記
載の作像ユニットにおいて、前記作像ユニットは、像担
持体に接触する接触部材を備えることを特徴とする作像
ユニットとする。請求項１６に記載の本発明は、請求項
１乃至１３のいずれかに記載の帯電手段と、像担持体と
を有することを特徴とする画像形成装置とする。請求項
１７に記載の本発明は、請求項１６に記載の画像形成装
置において、前記像担持体は、アモルファスシリコン系
表面層を有する感光体であることを特徴とする画像形成
装置とする。請求項１８に記載の本発明は、請求項１６
に記載の画像形成装置において、前記像担持体は、フィ
ラーを分散した表面層を有する感光体であることを特徴
とする画像形成装置とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】像担持体を帯電手段によって帯電
し、その帯電した像担持体を露光して静電潜像を形成
し、その静電潜像をトナー像として可視像化する画像形
成装置は、電子複写機、ファクシミリ、プリンタ又はこ
れらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして
構成される。以下、本発明を電子写真複写機に適用した
実施形態について説明する。図１は、本発明の帯電手段
を示す一実施形態である。ローラ状の帯電部材である帯
電ローラ（３Ａ）は、像担持体（２）に対して１０〜１
００μｍの微小ギャップ（Ｇ）を持たせて対向配置させ
ている。帯電ローラ（３Ａ）の回転方向は、通常はギヤ
等を配置して図のように像担持体（２）と逆方向の回転
をするようにしているが、反時計回りの回転にしても構
わない。帯電ローラ（３Ａ）の回転速度については、像
担持体（２）の線速と同じにするのが通常であるが、速
くしてもよい。遅くする場合は、帯電が不安定になる場
合が生じるので注意が必要である。

【００１５】帯電ローラ（３Ａ）には２つ以上の清掃部
材としてブラシローラ（２０Ａ）、（２０Ｂ）が備えら
れており、帯電ローラ（３Ａ）に付着したトナー等の汚
れを除去している。ブラシローラ（２０Ａ）、（２０
Ｂ）は、ある決められたプリント（コピー）枚数或いは
像担持体の表面電位の低下等を検知して、帯電ローラへ
の接触を交互に行う。ブラシローラ（２０Ａ）、（２０
Ｂ）は駆動を帯電ローラ（３Ａ）から貰う構造になって
おり、帯電ローラ（３Ａ）の回転数より速く回転する。
例えば、ギヤで駆動を貰う場合は、帯電ローラ（３Ａ）
のギヤとブラシローラ（２０Ａ）、（２０Ｂ）のギヤと
の比を仮に３：１にすれば、ブラシローラ（２０Ａ）、
（２０Ｂ）は帯電ローラ（３Ａ）の３倍の回転数で回る
ことになる。駆動を伝達する方法はギヤに限定するわけ
ではなく、ベルト駆動であっても良いし、他の方法で伝
えても構わない。このようにブラシローラ（２０Ａ）、
（２０Ｂ）の回転数を帯電ローラ（３Ａ）よりも速くす
ることで、遠心力によりトナー等の異物を除去する。

【００１６】図２は、図１とはブラシローラの本数と帯
電部材の接触、非接触状態の異なる実施形態を示したも
のである。図２（ａ）は、４本のブラシローラのうち、
１本のみが帯電ローラ（３Ａ）に接触している状態を示
している。ある決められたプリント（コピー）枚数或い
は像担持体の表面電位の低下等を検知して、接触してい
るブラシローラを支持する部材は時計方向に回転し、右
側のブラシローラが帯電ローラ（３Ａ）に接するように
なる。このようにして、順次清掃されたブラシローラが
帯電ローラ（３Ａ）に接するようになっている。図２
（ｂ）は、４本のブラシローラのうち、２本が帯電ロー
ラ（３Ａ）に接触している状態であり、図２（ａ）に比
較すればクリーニング能力は向上している。当然、ブラ
シローラのクリーニング能力が落ちてくれば、図中非接
触状態にある上部のブラシローラ２本が帯電部材に接触
するように回転するのが望ましいが、上部にある１本の
みが新たに帯電部材に接触し、左側のブラシローラはこ
れまで接触していたものであっても構わない。

【００１７】図２（ｃ）は、３本のブラシローラのう
ち、２本が帯電部材に接触している状態を示しており、
ブラシローラを支持する部材が回転することにより、１
本のみが新しいブラシローラになる。また、図２（ｄ）
は、図１の変形である。これまでの図で示したものは全
てブラシローラを支持する部材があり、かつ回転中心を
もち、その回りに一方向に回転するものであったが、図
２（ｄ）に示したものは、図中に矢印で示すように左右
に揺動する形で帯電部材と接触するものである。図２
（ｂ）と図２（ｃ）においては、ブラシローラを支持す
る部材の回転中心から帯電部材までの距離より、ブラシ
ローラまでの距離の方が長いので、ブラシローラを支持
する部材の回転中心側に逃げをつくっておく必要があ
る。また、通常はブラシローラを帯電部材に接触させる
のは、自重のみにするのが望ましいが、バネ等を用いて
加圧しても特に問題は無い。

【００１８】図３は、ブラシローラ（２０Ｂ）の異物等
を機械的に除去するための叩き部材（３０）、およびブ
ラシローラ（２０Ｂ）の異物等を静電的に除去するため
の印加電圧を示した図である。帯電ローラ（３Ａ）は画
像形成時には電圧が印加されているので、ブラシローラ
（２０Ａ）に電圧を印加すると、帯電ローラ（３Ａ）と
ブラシローラ間で放電が起きたり、両者の電圧の大きさ
により像担持体（２）を所望の電圧に帯電できなかった
りする場合が生じる。加えて、トナー等の異物を帯電ロ
ーラ（３Ａ）から取る為のブラシローラであるが、両者
が接触している状態でブラシローラに電圧を印加する
と、反対にブラシローラから帯電ローラ（３Ａ）にトナ
ー等の異物が移動する結果となり、逆効果になってしま
う。したがって、本実施形態では帯電ローラ（３Ａ）と
非接触状態のブラシローラにのみ電圧を印加する構造に
している。ここでは、直流電圧に交流電圧を重畳した電
圧を印加した例を図示しているが、直流のみ或いは交流
のみでも構わない。しかしながら、効果の点からは直流
に交流を重畳した場合が好ましい。

【００１９】図４は、ブラシローラの総本数が４本で帯
電ローラ（３Ａ）と非接触の本数が３本の場合を示して
いる。非接触状態の各ブラシローラに対し、叩き部材
（３０）を設けた場合、直流電源（２７）で直流電圧の
みを印加した場合、交流電源２８で交流電圧と直流電源
２９で直流電圧を重畳した電圧を印加した場合を示して
いる。ブラシローラ（２０Ｂ）は叩き部材のみだが、電
圧を印加してもよい。また、ブラシローラ（２０Ｃ）は
直流電圧のみを印加した場合を示しているが、交流電圧
のみでも構わない。図４ではマイナスの電圧を示してい
るが、転写の影響が強い場合はプラス電圧の方が効果の
大きい場合もある。これらのトナー等の異物を除去する
方式は、各々を組合せることによって効果が上がってく
ることが判っている。例えば、ブラシローラ（２０
Ｂ）、（２０Ｃ）、（２０Ｄ）にそれぞれ叩き部材（３
０）と直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するよ
うにしても良い。また、電圧を印加しない叩き部材なら
ば、帯電ローラに接触しているブラシローラ２０Ａに取
り付けても問題は無い。

【００２０】なお、図１〜図４は本発明の一例であり、
ここに示したブラシローラ（２０）の総本数や接触本数
に限定するものではないことは言うまでもない。また、
図１〜図４では帯電ローラ（３Ａ）の清掃部材としてブ
ラシローラ（２０）を用いて説明したが、発泡ローラ
や、ブラシパッド及び発泡パッドも好適に用いることが
できる。加えて、図中に示した電圧は一例であり、それ
ぞれの電源における好ましい電圧の範囲は以下のように
なる。直流電源２７：Ｖｄｃ＝−３ＫＶ以上＋３ＫＶ以下交流電源２８：ピークツーピーク電圧（Ｖｐｐ）＝０.
１ＫＶ以上４ＫＶ以下周波数（ｆ）＝０を超え１０ＫＨｚ以下直流電源２９：Ｖｄｃ＝−２ＫＶ以上＋２ＫＶ以下

【００２１】図５は本発明に使用する帯電ローラ（３
Ａ）の構成を示す断面図である。円柱状に形成された導
電性の芯金（２１）と、その芯金（２１）に固定された
円筒状の中抵抗層（２２）と、その中抵抗層（２２）の
外周面に積層された表層（２３）とを有している。芯金
（２１）は、例えば、直径が８〜２０ｍｍ程のステンレ
ス鋼やアルミニウムなどの高い剛性と導電性を有する金
属材料や、１×１０^３Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１
０^２Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有する高剛性の導電性
樹脂などによって構成される。この例では芯金（２１）
が帯電ローラの芯軸を構成している。中抵抗層（２２）
の体積抵抗率は１０^５〜１０^９Ω・ｃｍ程に設定され、
その厚さは例えば１乃至２ｍｍ程度に設定される。表層
（２３）の体積抵抗率は１０^６〜１０^１０Ω・ｃｍ程に
設定され、該表層の体積抵抗率は中抵抗層（２２）の体
積抵抗率よりも多少高くなっていることが好ましい。か
かる表層（２３）の厚さは、例えば１０μｍ程度であ
る。

【００２２】中抵抗層（２２）は、ベース材とこれに分
散された導電剤により構成され、ベース材としては、ポ
リエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのオ
レフィン系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）、及びその共重
合体（ＡＳ、ＡＢＳ）などのスチレン系樹脂、ポリメタ
クリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂な
ど、加工性のよい汎用樹脂を用いることができる。中抵
抗層（２２）の導電剤としては、過酸化リチウムなどの
アルカリ金属塩、過塩素酸ナトリウムなどの過塩素酸
塩、テトラブチルアンモニウム塩などの４級アンモニウ
ム塩、高分子型導電剤などのイオン系導電剤を用いるこ
とができ、またケッチェンブラック、アセチレンブラッ
クなどのカーボンブラックを用いることもできる。表層
（２３）もベース材に導電剤を分散した材料から構成で
き、そのベース材としては、フッ素樹脂、シリコーン樹
脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂など
の適宜な材料を用いることができ、特にトナーが固着し
難い材料を選択することが好ましい。表層（２３）の導
電材としては、ケッチェンブラックやアセチレンブラッ
クなどのカーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズ
などの金属酸化物などから成る電子伝導性導電剤、また
はその他の適宜な導電剤を用いることができる。

【００２３】図６は帯電ローラ（３Ａ）と像担持体
（２）とのギャップを形成するための一手段を示す平面
図である。ここでは一例として帯電ローラ（３Ａ）にス
ペーサ部材（２４）を貼ることで微小ギャップ（Ｇ）を
出している。図７は図６に示した帯電ローラ（３Ａ）と
スペーサ部材（２４）の構造を示す断面図である。図８
は、スペーサ部材（２４）の斜視図である。図８に示す
ように切れ目の無い構造が耐久性向上の点で望ましい
が、切れ目があっても構わない。スペーサ部材（２４）
の材料としては、アルミニウム、鉄、ニッケルなどの金
属及びその酸化物、Ｆｅ―Ｎｉ合金、ステンレス鋼、Ｃ
ｏ―Ａｌ合金、Ｎｉ鋼、ジュラルミン、モネル、インコ
ネルなどの金属合金、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロ
ピレン（ＰＰ）などのオレフィン系樹脂、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレー
ト（ＰＢＴ）などのポリエステル樹脂（ＰＥＳ）、ポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及びその共重合
体（例えばＰＦＡ、ＦＥＰ）などのフッ素樹脂、ポリイ
ミド樹脂などを挙げることができる。特にトナーが固着
し難い離型性の高い材料を用いることが好ましい。ま
た、導電材料を用いるときは、その表面に絶縁層又は半
抵抗体層をコートするなどして、スペーサ部材（２４）
と像担持体（２）との間を絶縁する。

【００２４】図９は上記帯電手段を用いる本発明の画像
形成装置の一例を示す概略構成図である。但し、帯電手
段（３）の清掃部材はここでは図示を省略している。像
担持体（２）は図９では円筒状の導電性ベースの外周面
に感光層を有するドラム状の感光体により構成されてい
るが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無
端ベルト状の像担持体を用いることもできる。像担持体
（２）は、画像形成動作時に図９における時計方向に回
転駆動され、このとき像担持体（２）が帯電手段（３）
によって所定の極性に帯電される。帯電手段（３）によ
って帯電された像担持体（２）には、露光手段の一例で
あるレーザ書き込みユニット（４）から出射する光変調
されたレーザ光が照射され、これによって像担持体に静
電潜像が形成される。露光手段は、ＬＥＤアレイを有す
るものや、原稿面を照明し、その原稿画像を像担持体上
に結像する露光手段などを用いることもできる。図示し
た例では、レーザ光が照射された像担持体表面部分の電
位の絶対値が低下して、ここが静電潜像（画像部）とな
り、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれ
た部分が地肌部となる。次いで、この静電潜像は、現像
手段（５）を通るとき、所定の極性に帯電されたトナー
によって、トナー像として可視像化される。

【００２５】一方、給紙手段（１６）から、例えば転写
紙より成る転写材が送り出され、像担持体（２）に対置
された転写手段（８）と像担持体（２）との間に、その
転写材が所定のタイミングで送り込まれる。このとき像
担持体（２）上に形成されたトナー像が転写材上に静電
的に転写される。トナー像を転写された転写材は、引き
続き定着手段（１０）を通り、このとき熱と圧力の作用
によってトナー像が転写材上に定着される。定着手段
（１０）を通った転写材は排紙部に排出される。転写材
に転写されずに像担持体（２）表面に残された転写残ト
ナーは、クリーニング手段（７）によって除去される。
現像手段（５）は、乾式の現像剤を収容した現像ケース
と、その現像剤を担持しながら搬送する現像ローラを有
している。現像剤としては、例えばトナーとキャリアを
有する乾式の現像剤や、キャリアを有さない一成分系現
像剤を用いることができる。また液状の現像剤を用いる
現像手段を採用することもできる。現像ローラが矢印方
向に回転駆動され、このとき現像ローラの周面に現像剤
が担持されて搬送され、現像ローラと像担持体（２）の
間の現像領域に運ばれた現像剤のトナーが静電潜像に静
電的に移行して、その静電潜像がトナー像として可視像
化される。

【００２６】転写手段（６）は、像担持体（２）上のト
ナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される転写ロ
ーラにより構成されているが、転写ブラシ、転写ブレー
ド或いはコロナワイヤを有するコロナ放電器より成る転
写手段などを用いることもできる。また、像担持体
（２）上のトナー像を直に最終記録媒体としての転写材
に転写する代りに、像担持体（２）上のトナー像を、中
間転写体より成る転写材上に転写し、そのトナー像を最
終記録媒体に転写するように構成することもできる。ク
リーニング手段（７）は、基端部がクリーニングケース
に支持されたクリーニングブレードと、このクリーニン
グケースに回転自在に支持されたファーブラシより成る
クリーニング部材を有し、これらのクリーニング部材が
像担持体（２）の表面に当接してその表面に付着する転
写残トナーを清掃する。かかるクリーニング手段（７）
以外の適宜な形態のクリーニング手段を用いることもで
きる。なお、クリーニング手段（７）は省略可能であ
り、転写残トナーを例えば現像手段（５）により除去す
るように構成することもできる。

【００２７】また、本発明の帯電手段は、作像ユニット
として形成することもできる。帯電手段（３）を回転自
在に支持するケーシングと、クリーニング手段（７）の
クリーニングケースを一体のユニットケースとして構成
し、このユニットに像担持体（２）が回転自在に組み付
けられている。このようにして、帯電手段（３）と、像
担持体（２）とが一体的に組み付けられて成る作像ユニ
ットが構成され、その作像ユニットが画像形成装置
（１）本体に着脱可能に装着される。帯電手段（３）と
像担持体（２）は、微小ギャップ（Ｇ）が一定に保たれ
た状態でユニットケースに組み込まれていて、その微小
ギャップを一定に保ったまま、作像ユニットを画像形成
装置（１）本体に対して着脱できるのである。このた
め、作像ユニットを着脱する際に、微小ギャップ（Ｇ）
の大きさが大きく変動してしまう不具合を阻止できる。
像担持体（２）と帯電手段（３）を画像形成装置（１）
本体に別々に着脱できるように構成してもよいが、この
構成によると、像担持体（２）や帯電部材（３）の着脱
時に微小ギャップ（Ｇ）が変化するおそれがあり、これ
によって画像形成動作時に多量の放電生成物が像担持体
（２）表面に付着するおそれがある。

【００２８】また、上記作像ユニットは、帯電手段
（３）のほかに、像担持体（２）に接触する接触部材を
有している。ユニットケースにはクリーニングブレード
とファーブラシが組み付けられており、これらの部材が
像担持体（２）に接触する接触部材を構成している。こ
れらの接触部材を帯電手段（３）とは別々に画像形成装
置（１）本体に着脱できるように構成してもよいが、こ
のようにすると、その接触部材の着脱時にこれらの部材
が像担持体（２）に接触したまま移動するので、その像
担持体（２）に大きな外力が加えられ、これによって微
小ギャップ（Ｇ）が変動してしまうおそれがある。これ
に対し、接触部材も作像ユニットの要素にすれば、作像
ユニットを画像形成装置（１）本体に対して着脱すると
き、クリーニングブレードとファーブラシより成る接触
部材も共に着脱されるので、これらの部材が像担持体
（２）に対して相対的に動くことはなく、これにより微
小ギャップ（Ｇ）が大きく変動するおそれはない。

【００２９】画像形成装置は、上述の如く構成された帯
電手段（３）と像担持体（２）とを有しているのである
が、その際、像担持体（２）表面に大きなうねりなどの
凹凸があると、前述の各構成を採用しても、像担持体
（２）の回転時に、微小ギャップ（Ｇ）の大きさが変動
しやすくなる。そこで、本発明の画像形成装置に用いる
像担持体（２）は、アモルファスシリコン系表面層を有
する感光体として構成することが好ましい。かかる像担
持体（２）はその表面を極めて平滑に仕上げることがで
きるので、その像担持体（２）の回転時に、微小ギャッ
プ（Ｇ）の大きさが変動することを効果的に抑え、前述
の帯電手段（３）の構成の効果をより確実なものにする
ことができる。また、像担持体（２）が、例えば０．
１μｍ以下のアルミナ粉などのフィラーを分散した表面
層を有する感光体として構成されていると、その表面硬
度が高められ、耐摩耗性が向上するので、その寿命を大
きく伸ばすことが可能となる。

【００３０】なお、本発明は、上記構成の画像形成装置
以外にも広く採用することができ、例えば、互いに異な
った色のトナー像がそれぞれ形成される複数、例えば４
個の像担持体を配列し、その各像担持体上に形成された
トナー像を転写材に順次重ね合わせて転写するカラー画
像形成装置にも用いることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
に記載の本発明によれば、少なくとも２つ以上の清掃部
材を設け、少なくともその中の一つが帯電部材に接触し
ていない構成とすることで、接触していない状態の清掃
部材を電気的な力や機械的な力で清掃でき、清掃部材が
帯電ローラを清掃する能力を維持回復し、汚れにくく耐
久性の向上した帯電手段を提供することができる。ま
た、請求項３から５に記載の本発明によれば、２つ以上
の清掃部材を回転可能に設置することで、清掃部材が順
次帯電部材と非接触状態となり、非接触状態の時に清掃
部材の清掃能力を維持回復でき、耐久性の向上した帯電
手段を提供することができる。さらに、請求項６に記載
の本発明によれば、２つ以上の清掃部材を帯電部材に対
して軸方向に揺動可能とすることで、帯電部材の部分的
な汚れを取り除くことができ、耐久性の向上した帯電手
段を提供することができる。さらに、請求項７に記載の
本発明によれば、清掃部材の回転数を上げ、遠心力によ
りトナー等の異物を除去することで、清掃部材の清掃能
力を維持回復し、耐久性の向上した帯電手段を提供する
ことができる。さらに、請求項８または９に記載の本発
明によれば、清掃部材に電圧を印加し、静電力によりト
ナー等の異物を除去することで、清掃部材の清掃能力を
維持回復し、耐久性の向上した帯電手段を提供すること
ができる。

【００３２】さらに、請求項１０から１３に記載の本発
明によれば、様々な清掃部材を用いることが可能であ
り、構成部材を限定されない帯電手段を提供することが
できる。さらに、請求項１４に記載の本発明によれば、
経時変化による劣化を抑えて長寿命化した帯電手段を用
いることで、耐久性の向上した作像ユニットを提供する
ことができる。さらに、請求項１５に記載の本発明によ
れば、像担持体への接触部材を備えることで、像担持体
と帯電手段との位置関係を制御しやすく、メンテナンス
性が向上した作像ユニットを提供することができる。

【００３３】さらに、請求項１６に記載の本発明によれ
ば、帯電手段の経時的な劣化に伴う不具合を防止でき、
帯電手段に起因する異常画像発生を防止した画像形成装
置を提供することができる。さらに、請求項１７に記載
の本発明によれば、像担持体として、硬度に優れるアモ
ルファスシリコン感光体を用いることで、経時において
極めて安定な画像形成装置を提供することができる。さ
らに、請求項１８に記載の本発明によれば、像担持体と
して、硬度に優れる表層にフィラーを分散し強化した感
光体を用いることで、経時において極めて安定な画像形
成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電手段の一実施形態を示す概略構成
図である。

【図２】本発明の清掃部材の一例を示す図である。

【図３】清掃部材の叩き部材および印加電圧のための電
源を示す図である。

【図４】図３とは異なる一実施形態を示す図である。

【図５】多電ローラの構成を示す断面図である。

【図６】微小ギャップを形成するための一手段を示す平
面図である。

【図７】図７の平面断面図である。

【図８】スペーサ部材の斜視図である。

【図９】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図
である。

【図１０】従来の帯電手段（コロナ放電）を示す概略構
成図である。

【図１１】従来の帯電手段（接触）を示す概略構成図で
ある。

【図１２】従来の帯電手段（非接触）を示す概略構成図
である。

【符号の説明】

１画像形成装置２像担持体３帯電手段３Ａ帯電ローラ（帯電部材）４露光手段５現像手段６転写手段７クリーニング手段８除電手段１０定着手段１１定着ローラ１２加圧ローラ１３クリーニングブレード１４分離手段１５記録紙１６給紙手段２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄブラシローラ
（清掃部材）２１芯金２２中抵抗層２３表層２４スペーサ部材２５、２８交流電源２６、２７、２９直流電源３０叩き部材Ｇ微小ギャップ

フロントページの続きＦターム(参考） 2H068 AA04 CA33 DA01 FA25 FC01 2H200 FA02 GA18 GA23 HA14 HA28 HB12 HB23 HB45 HB47 HB48 LB02 LB08 LB12 LB13 LB36 LB38 MA02 MA08 MB01 NA06 PA10 PA11 PA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体表面に対向配置され、像担持体
に対して加圧される帯電部材を有し、帯電部材に帯電電圧を印加し、帯電部材と像担持体表面
との間に放電を生じさせて像担持体を帯電する帯電手段
であって、像担持体の画像形成領域に対向する帯電部材部分は、像
担持体表面に対向している帯電手段において、帯電部材を清掃する少なくとも２つ以上の清掃部材を設
け、少なくとも１つの清掃部材が帯電部材に接触してい
ないことを特徴とする帯電手段。
【請求項２】請求項１に記載の帯電手段において、像担持体の画像形成領域に対向する帯電部材部分は、微
小ギャップをあけて像担持体表面に対向していることを
特徴とする帯電手段。
【請求項３】請求項１または２に記載の帯電手段にお
いて、前記２つ以上の清掃部材のうち、少なくとも帯電部材に
接触している清掃部材は、回転可能に設置されることを
特徴とする帯電手段。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電
手段において、前記２つ以上の清掃部材は、交互に帯電部材と接触する
よう設置されることを特徴とする帯電手段。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の帯電
手段において、前記帯電手段は叩き部材を備え、前記２つ以上の清掃部材のうち、少なくとも帯電部材に
接触していない清掃部材は、叩き部材により異物を除去
されることを特徴とする帯電手段。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の帯電
手段において、前記２つ以上の清掃部材は、軸方向に揺動可能に設置さ
れることを特徴とする帯電手段。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の帯電
手段において、少なくとも、帯電部材に接触していない清掃部材は、回
転駆動を伝える駆動手段を有し、帯電部材に接触してい
る時よりも回転数を上げることを特徴とする帯電手段。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の帯電
手段において、少なくとも、帯電部材に接触していない清掃部材は、直
流電圧を印加されることを特徴とする帯電手段。
【請求項９】請求項１乃至７のいずれかに記載の帯電
手段において、少なくとも、帯電部材に接触していない清掃部材は、直
流に交流を重畳した電圧を印加されることを特徴とする
帯電手段。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかに記載の帯
電手段において、前記清掃部材は、ブラシローラであることを特徴とする
帯電手段。
【請求項１１】請求項１乃至９のいずれかに記載の帯
電手段において、前記清掃部材は、発泡ローラであることを特徴とする帯
電手段。
【請求項１２】請求項１乃至９のいずれかに記載の帯
電手段において、前記清掃部材は、ブラシパッドであることを特徴とする
帯電手段。
【請求項１３】請求項１乃至９のいずれかに記載の帯
電手段において、前記清掃部材は、発泡パッドであることを特徴とする帯
電手段。
【請求項１４】請求項１乃至１３のいずれかに記載の
帯電手段と像担持体とが一体的に組み付けられ、画像形
成装置本体に着脱可能に装着されるように構成されるこ
とを特徴とする作像ユニット。
【請求項１５】請求項１４に記載の作像ユニットにお
いて、前記作像ユニットは、像担持体に接触する接触部材を備
えることを特徴とする作像ユニット。
【請求項１６】請求項１乃至１３のいずれかに記載の
帯電手段と、像担持体とを有することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１７】請求項１６に記載の画像形成装置にお
いて、前記像担持体は、アモルファスシリコン系表面層を有す
る感光体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】請求項１６に記載の画像形成装置にお
いて、前記像担持体は、フィラーを分散した表面層を有する感
光体であることを特徴とする画像形成装置。