JP2877373B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真複写装置、静電記録装置、レーザ
ービームプリンタ等の画像形成装置の帯電装置に関す
る。

［従来の技術］ 電子写真感光体を用いた電子写真プロセスにおける帯
電プロセスは、従来より殆ど金属ワイヤーに高電圧（DC
5〜8kv）を印加し発生するコロナにより帯電を行なって
いる。しかし、この方法ではコロナ発生時にオゾンやNO
x等のコロナ生成物により感光体表面を変質させ画像ボ
ケや劣化を進行させたり、ワイヤーの汚れが画像品質に
影響し、画像白抜けや黒スジを生じる等の問題があっ
た。一方、電力的にも感光体に向かう電流は、その５〜
30％にすぎず、殆どがシールド板に流れ帯電手段として
は、効率の悪いものであった。

こうした欠点を補うために従来から直接帯電させる方
法が研究され多数提案されている（特開昭57−178267,5
6−104351,58−40566,58−139156,58−150975等）。

更に直接帯電による帯電ムラや絶縁破壊をなくすため
に直流と交流の重畳印加や多層構成の帯電ローラーの研
究や提案がなされている（特願昭61−298419,特願昭62
−230334）。これらの方法により直接帯電の帯電効率や
信頼性は向上したが、くり返し使用した際の帯電生成物
（オゾン,NOx）や紙粉が帯電ローラーから感光体に直接
こすりつけられることになり、くり返し使用することに
より感光体上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。

また、空気中及び転写紙上のゴミやチリ、特にクリー
ニングブレードに製造時に塗付された固体潤滑剤である
ポリフッ可ビニリデン（PVDF）がはがれ感光体を介して
帯電ローラーに付着し、帯電不良を引き起こし画像欠陥
が発生する。更に帯電ローター上についた異物は感光体
をくり返し傷つけ、スジ状の画像欠陥となる。

この様なことを解決するため、帯電ローラーにクリー
ニング部材を当接するという提案がなされている。

また、画像形成装置は画像形成のための全工程機器の
うち特定の機器、例えば像担持体（電子写真感光体
等）、帯電装置・現像装置・クリーニング装置などにつ
いて、それ等全体を一括して画像形成装置本体に対して
着脱自由のユニット体として、共通のハウジングに所定
の位置関係をもってまとめて組付けてプロセスカートリ
ッジとすることが多いが、該プロセスカートリッジ（以
下カートリッジと呼ぶ）はそれ自体できるだけ小型に構
成して画像形成装置全体の小型化・軽量化・低コスト化
を達成するためカートリッジであって、少なくとも、像
担持体面を所要極性に帯電処理する帯電装置と、像転写
後の感光体面を清浄面化するクリーニング装置を有し、
前記クリーニング装置は像転写後の像担持体面に作用し
て廃トナーを除去するクリーニング手段部と、該クリー
ニング手段部で像担持体面から除去された廃トナーを受
け入れる廃トナー収納室を有し、該クリーニング手段部
と該廃トナー収納室の連絡部分であって像担持体に面す
る側のクリーニング装置部分に凹部を具備させ、該凹部
内に前記帯電装置を配置するという提案がなされている
（特願昭62−312999）。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、前記構成のカートリッジの帯電装置に
帯電ローラーのクリーニング材を具備するためには帯電
ローラーの周囲にクリーニング材及びクリーニング材の
支持部材が入るスペースが必要であり、クリーニング装
置部分の凹部に帯電装置が入りきらなくなるという問題
がある。また該凹部を大きくすると、廃トナーの収納容
積を確保するためクリーニング装置を大きくせざるを得
なくなり、カートリッジの小型化を実現できなくなる。

また、帯電ローラーは像担持体へ直接接触して帯電さ
せるため両端でガイドによって軸受を像担持体方向へス
ライド可能なように支持し、コイルバネ等により一定圧
力で像担持体へ押し付けられる様になっているが、帯電
ローラーは弾性体である為像担持体上の圧力分布は両端
が高く中央が低くなって一様にはならない。このため中
央部の圧力を確保するため両端の圧を上げざるを得ず、
両端部のつぶれ量が必要以上に大きくなり、像担持体と
の間で微視的にすべりが生じ、像担持体の感光層の摩耗
や劣化、帯電ローラーの摩耗やそれによる抵抗値の部分
的な変化による帯電不良等がくり返し使用によって発生
し、像担持体及び帯電ローラーの寿命を短くしている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、像担持体に接触して像担持体を帯電する帯
電ローラと、前記帯電ローラを像担持体へ押圧するため
に前記帯電ローラの回転軸の端部を付勢する付勢部材
と、前記帯電ローラをクリーニングするクリーニング部
材と、を有する帯電装置において、前記クリーニング部
材は、前記帯電ローラ表面の長手方向にわたって設けら
れ、前記帯電ローラの像担持体と反対側に設けられた壁
と、前記帯電ローラ表面と、の間に圧縮されて設けられ
たスポンジ材であることを特徴とする帯電装置である。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示すプロセスカートリッジ
の要部の断面図である。図において１は潜像担持体たる
感光ドラムであり、図中矢印ａ方向に所定の周速度で回
転駆動される。２はその感光ドラムの上部に配置したク
リーナーである。クリーナー容器３の凹部には一次帯電
ローラー５が回転自在に支持され、その近くのクリーナ
ー容器３の壁に帯電ローラーのクリーニング部材６が接
着されている。

感光体ドラム１は感光体ドラムに従動して図中矢印方
向に回転する一次帯電ローラー５により一様に帯電さ
れ、図示しない結像レンズあるいはレーザービーム等に
より露光され、静電画像が形成され、図示しない現像装
置によって現像され、転写帯電ローラー７によって図示
しない記録材に転写される。

一次帯電ローラーは第２図に示すように、両端側の中
心軸21をクリーニング装置２の両側板に感光ドラム１へ
向う方向に設けたガイド長穴41に嵌合させて軸受保持さ
せることにより感光ドラム１との位置精度を出し、又コ
イルばね42により中心軸21を感光ドラム１方向に常時押
圧付勢させている。

感光体ドラム上に残留した転写残り廃トナーはクリー
ニングブレード４によって感光体ドラムより掻き取ら
れ、クリーナー容器内の廃トナー収納室９に留められ
る。また、感光体ドラム１、一次帯電器５、クリーニン
グブレード４、クリーナー容器３を一体にし、かつ図示
しない現像装置、トナー容器とも一体に構成し、本体と
着脱可能なプロセスカートリッジを構成し、一体交換に
よりメンテナンスを簡素化している。

第１図において、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（PVDF）が塗
付され、装置の初期使用時のクリーニングブレードのめ
くれを防止している。このクリーニングブレードに塗付
されたPVDFは輸送時の振動や衝撃、また感光ドラムの回
転による振動等によりクリーニングブレードより剥れ、
感光体ドラムの回転に伴って一次帯電ローラーに付着す
る。PVDFは絶縁体であるので、PVDFが一次帯電ローラー
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、一次帯電ローラーの周期と同じ
間隙で黒点あるいは白抜けの画像不良が発生する。ま
た、繰り返し使用することによって生成される帯電生成
物（オゾン、NOx）が感光ドラムを劣化させ、画像流れ
や画像ボケを引き起こす。そこで、例えば発泡ポリウレ
タンや発泡ポリエチレン等のスポンジ材をクリーニング
材としてクリーニング装置２の容器３のクリーニングブ
レード支持部の壁と一次帯電ローラーの間の隙間に一次
帯電ローラーに押し付けて摺擦する様に具備している
（図示６）。

クリーニング装置２の容器３のクリーニングブレード
支持部にはリブ群8a,8bが１〜数cmの間隙で長手方向に
多数設けられており、クリーニングブレード支持部の剛
性を高め、クリーニングブレードの先端位置が感光ドラ
ムの回転や振動等により感光ドラムから離れる方向に動
いたり、振動してしまったりするのを防ぎクリーニング
性の信頼性を高めている。と同時に支持部の壁と帯電ロ
ーラーの隙間を精度良く一定に保っている。またリブ群
8bは廃トナーが廃トナー収納室９内で操作者によって該
カートリッジや画像形成装置本体を傾けられたり、揺す
られたりした時偏よりが生じ廃トナー収納室９内の片方
の端に廃トナーが山となりそこからクリーニングブレー
ド支持部を乗り越えてクリーニングブレードの方へ逆流
してしまうのを防いでいる。

クリーニング材６はスポンジ材であるので多孔質であ
り、帯電ローラー上のPVDF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、確実に帯電ローラーをク
リーニングできる。また、スポンジ材は弾性力があり帯
電ローラーによって圧縮されている分だけ帯電ローラー
を感光ドラム方向へ押圧しており、その押圧力は長手方
向に一定である。前述のように帯電ローラーは両端の中
心軸にコイルバネの力により感光ドラムへ常時押圧付勢
されているが、感光ドラムと接している部分の長手方向
の圧力分布は第４図のｈに示す様に両端が高く中央部が
低くなっている。今ここで中央部の必要な圧力をβとす
るとその圧力を得るためには両端には略２倍もの圧力を
かけなければならない。しかしここでクリーニング材に
より帯電ローラーへの一定押圧力ｊができるのでその圧
α分だけ両端のバネ力を低くし、その圧力分布ｉをもっ
てｈに換えることができる。何故ならクリーニング材に
よる圧力ｊとバネ力による圧力ｉの総合圧力はｈと同じ
になるからである。即ち、クリーニング材を具備するこ
とにより該クリーニング材による帯電ローラーの感光ド
ラムへの押圧力の分だけ両端の不必要な押圧力を下げ、
帯電ローラーの両端部のつぶれ量を少なくでき、帯電ロ
ーラーと感光ドラムの微視的なすべりによる感光ドラム
の感光層の摩耗や劣化、帯電ローラーの摩耗や抵抗値変
化、それによる帯電不良等を防ぐことができる。

［他の実施例］ 第４図は本発明を実施したプロセスカートリッジの要
部の断面図である。本実施例では一次帯電ローラー５と
クリーニングブレードの支持部の壁３の隙間にクリーニ
ング部材として例えばポリウレタンゴムや高分子フイル
ムによるスクレーパーを具備している。スクレーパーは
帯電ローラーの回転方向（図中矢印方向）に順方向に当
接、摺擦し、帯電ローラー上のPVDFや帯電生成物をかき
落とす。また、スクレーパーの弾性力によって帯電ロー
ラーを感光ドラムへ長手方向に一様に押し付けている。

スクレーパーの取付けは略Ｌ字形の板金部材を介して
ネジ止めされており、帯電ローラーからの反力により取
付部にてスクレーパーが浮き上がるのを防いでいる。ま
たスクレーパーは帯電ローラーの回転方向（図中矢印に
て図示）に対し順方向に当接し、帯電ローラーの従動に
よる回転を防げないようにしている。

更に、帯電ローラーとしては感光ドラムを均一に帯電
するためのローラーを例示したが、ドラム上のトナーを
転写機に転写するのに用いる転写材を均一に帯電する転
写用導電ローラーであっても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればクリーニング部
材は、帯電ローラ表面の長手方向にわたって圧縮されて
設けられたスポンジ材であることにより、帯電ローラを
像担持体へ長手方向に一様に押し付けることができるの
で帯電ローラの回転軸の端部を付勢する押圧力を簡単な
構成で低減させることができる。従って、帯電ローラと
像担持体の微視的なすべりによる像担持体の摩耗や劣
化、帯電ローラの摩耗やそれによる抵抗値変化を防ぐ効
果がある。さらに、帯電ローラの像担持体と反対側に設
けられた壁と、帯電ローラ表面と、の間にスポンジ材を
圧縮して設けることにより帯電装置を大型化せずに簡単
な構成で帯電ローラ表面の付着物を除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したプロセスカートリッジの要部
の断面図、第２図は帯電ローラーの軸受部分の図、第３
図は帯電ローラーの感光体ドラム接触部の圧力分布図、
第４図は本発明の他の実施例のプロセスカートリッジの
要部の断面図である。 図の１は感光体ドラム、２はクリーニング装置、３はク
リーニング装置の容器、４はクリーニングブレード、５
は一次帯電ローラー、６は帯電ローラーのクリーニング
装置、７は転写帯電ローラーである。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 21/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に接触して像担持体を帯電する帯
   電ローラと、前記帯電ローラを像担持体へ押圧するため
   に前記帯電ローラの回転軸の端部を付勢する付勢部材
   と、前記帯電ローラをクリーニングするクリーニング部
   材と、を有する帯電装置において、 前記クリーニング部材は、前記帯電ローラ表面の長手方
   向にわたって設けられ、前記帯電ローラの像担持体と反
   対側に設けられた壁と、前記帯電ローラ表面と、の間に
   圧縮されて設けられたスポンジ材であることを特徴とす
   る帯電装置。
2. 【請求項２】前記帯電装置と前記像担持体は、画像形成
   装置に着脱可能なプロセスカートリッジに設けられるこ
   とを特徴とする請求項１の帯電装置。
3. 【請求項３】前記像担持体は、感光体であることを特徴
   とする請求項１又は２の帯電装置。