JP3356603B2 - 帯電装置及び該装置を組込んだ画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感光体に帯電ローラ
を接触配置しながら、該帯電ローラに印加した電圧を介
して感光体上に均一帯電を行なう帯電装置及び該装置を
組込んだ画像形成装置として適用される発明に係り、特
に複写機、プリンタ、ファクシミリ、若しくはこれらの
機器のプロセスカートリッジに組込まれる帯電装置及び
該装置を組込んだ画像形成装置に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】従来より感光体ドラム外周面上に、露
光、現像、転写、クリーニング（残留トナー除去）、除
電、及び帯電の各プロセス手段を配置し、所定の電子写
真プロセスにより画像形成を行なう、いわゆるカールソ
ンプロセスに基づく電子写真装置は周知である。

【０００３】この種の装置に用いる帯電手段は一般に細
いタングステン線に高電圧を印加してコロナ放電を行な
うコロトロン方式、又導電ローラに数百ボルトの電圧を
かけて感光体ドラムと接触帯電させるもの（特開平５ー
２９７６９０号他）、更に導電性ブラシに電圧を印加し
て感光体ドラムに接触させながら帯電を行なうもの、更
に又磁石体を内挿した導電スリーブに磁性粒子群を付着
させて刷子状の磁気穂を感光体ドラムに摺擦させてスリ
ーブを介して帯電バイアスを磁性粒子群に印加させて帯
電を行なう、いわゆる粒子帯電法も提案されている（特
開昭５９ー１３３５６９号他）。

【０００４】しかしながらコロトロン方式は高電圧を使
用し、又オゾンを発生する等安全上、環境上の問題が多
く、又帯電ブラシや帯電粒子を用いる方法ではブラシ摩
耗や粒子の劣化等により長期に亙って感光体上への均一
帯電を図る事が中々困難である。この為帯電ローラを感
光体に接触させた状態で、該帯電ローラを介して感光体
ドラム上に帯電バイアスを印加させながら帯電を行う、
いわゆる帯電ローラ方式が注目されている。一方感光体
の帯電位置で帯電ローラを接触させながら回転させる
と、クリーニングブレードを擦り抜けてシリカ、トナ
ー、更にはクリーニングブレードの潤滑剤として使用さ
れているポリフッ化ビニリデン等などの高抵抗の異物が
帯電ローラに付着し、これらの高抵抗の異物が帯電ロー
ラの周面（帯電面）に付着すると、その部分で帯電不良
が生じ、縦すじなどの画像不良が発生する。又クリーニ
ングブレードを擦り抜けてくる紙粉等の低抵抗の異物が
帯電ローラの周面（帯電面）に付着した場合は、高湿下
での異常放電や、画像流れの原因ともなる。

【０００５】更にこれらの異物が長期に亙って付着した
まま存在すると、経時的に帯電部材やドラム表面を傷つ
ける事になり、筋状の画像欠陥が発生してしまう。この
為前記帯電ローラを用いた帯電装置においては、帯電ロ
ーラ表面に付着したシリカや紙粉等の除去を図る帯電ク
リーニング部材を接触配置している。

【０００６】そしてかかる帯電クリーニング部材はブレ
ード状若しくはローラ状に形成されているが、いずれも
感光体ドラムとのニップ位置の反対側で、帯電ローラに
接触しながらクリーニングを行う構成の為に、帯電ロー
ラの振れや真直度不良等により、クリーニング部材と帯
電ローラ間が軸方向に不均等接触し、最悪の場合部分的
に接触しない部分が生じ、クリーニングが出来ない場合
がある。この為前記ローラ部材をスポンジローラで構成
するとともに、該スポンジローラを帯電ローラに対し、
従動回転させるようにした技術が開示されている。（特
開平５ー２９７６９０号）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる従
来技術においては、スポンジローラを従動回転させる帯
電ローラは感光体ドラムと伝導歯車を介して連結させ、
互いに同期して駆動回転する構成を採る為に、該帯電ロ
ーラに接触且つ従動回転可能に構成されている前記スポ
ンジローラが帯電ローラの回転を抑止する方向にブレー
キ作用が生じ、特に感光体ドラム側の駆動力とスポンジ
ローラ側よりのブレーキ力により帯電ローラの回転にビ
ビリ、即ち微小振動が生じ、ニップ位置での密着性が低
下し、均一帯電を困難にする。

【０００８】特に、前記帯電ローラに印加する帯電バイ
アス電圧が交番電圧の場合は前記した帯電ローラと感光
体ドラム間の離間領域の空気中で振動電界を形成させて
帯電させるものである為、前記帯電ローラと感光体ドラ
ムとの間のニップ位置における密着状態は余り問題にな
らないが、直流帯電バイアスを印加する場合は前記ロー
ラ／ドラム間に形成されるニップを介して帯電電流が感
光体側に流れる構成の為に、ローラのドラム側への密着
性が強く要求され、前記密着性の低下は均一帯電を一層
困難にする。又前記スポンジローラが付勢されるブレー
キ作用により、帯電ローラが感光体ドラムに対し周速差
が生じ、特に感光体ドラムを軟質なＯＰＣドラムで構成
した場合、該ドラム表面に傷が発生し、円滑な画像形成
が不可能になる。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、
帯電ローラのクリーニングを長期に亙って安定して行う
事の出来る帯電装置及び該装置を組込んだ画像形成装置
を提供する事を目的とする。本発明の他の目的は、特に
直流帯電バイアスを用いた場合でも長期に亙って安定し
た均一帯電を可能にした画像形成装置を提供する事にあ
る。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明は帯電ローラのクリ
ーニングを行うクリーニング手段にクリーニングローラ
部材を用いた帯電装置に適用されるもので、前記クリー
ニングローラ部材をスポンジ状弾性ローラで構成すると
ともに、帯電ローラとの接触位置でフォワードフィード
回転になる方向に、前記スポンジ状弾性ローラを駆動回
転させ、前記接触位置におけるスポンジ状弾性ローラの
周速を前記感光体の駆動による帯電ローラの周速より大
になるよう該スポンジ状弾性ローラの回転数を設定し、
スポンジ状弾性ローラと帯電ローラは両者間の間隔が一
定になるように制御され、更に帯電ローラ軸を、感光体
ドラム軸中心に向けて可動且つ圧力を付勢し、これによ
り帯電ローラとスポンジ状弾性ローラ間の動摩擦係数を
帯電ローラと感光体ドラム間の動摩擦係数より小に設定
したことを特徴とする。このような構成は請求項３に記
載のように、駆動回転する感光体に接触配置してなる帯
電ローラと、該帯電ローラの帯電面に接触して該帯電面
のクリーニングを行うスポンジ状ローラ部材を具えてな
る画像形成装置において、帯電ローラとの接触位置でフ
ォワードフィード回転になる方向に、前記スポンジ状ロ
ーラ部材を駆動回転させ、更に前記接触位置におけるス
ポンジ状ローラ部材の周速を帯電ローラの周速より大に
なるよう該スポンジ状ローラ部材の回転数を設定して前
記帯電ローラを感光体に対し従動回転させて、前記スポ
ンジ状ローラ部材の直径を帯電ローラ４の直径より僅か
に大にし、前記スポンジ状ローラ部材を、セル数が約１
０〜６０個／インチのスポンジ材で、感光体をＯＰＣ感
光体ドラムで、帯電ローラは表層にゴム層を設け、該表
層側のゴム硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃ測定で３０〜５０度に
なるように夫々構成するとともに、帯電ローラとクリー
ニングローラ間の動摩擦係数は帯電ローラと感光体ドラ
ム間の動摩擦係数より小に設定される。この場合、前記
帯電ローラを、導電成分を添加し抵抗率を１０^７Ω・ｃ
ｍ以下に設定したポリウレタンゴムの表面を研磨して樹
脂コーテング後のローラ表面粗さをＲｚ＜７μｍに設定
するのがよい。かかる構成によれば、クリーニングロー
ラ部材が弾性ローラである為に、帯電ローラの振れや真
直度不良が生じても、クリーニングローラ部材と帯電ロ
ーラ間に十分なるニップを確保する事が出来る。

【００１１】そして前記弾性ローラは、帯電ローラの回
転を促進する方向にフォワードフィード回転を行うため
に、ブレーキ作用が生じる事なく、該帯電ローラを摺擦
させながら円滑なクリーニングが可能となる。この場
合、前記弾性ローラは帯電ローラにブレーキ作用を生じ
せしめる事なく、且つ帯電ローラに無用な付勢力を与え
る事なく安定して回転させる為にフォワード回転を行う
ものであるから、言換えればクリーニングローラが僅か
な周速差で摺擦作用を営みつつ帯電ローラに無用な付勢
力を与える事なく感光体と帯電ローラの同期回転を保証
するものであるから、その周速比を余りに大きくする
と、感光体との間の同期回転を保証できず、又クリーニ
ングローラの消耗が生じる。

【００１２】そこで本発明は前記フォワードフィード回
転の周速比を２未満、好ましくは１．８以下に設定して
いる。そして前記弾性ローラには、発泡ウレタンその他
の多孔質のスポンジ材を用いるのがよく、そして前記摺
擦によりトナー等の付着物を効率的にクリーニングする
には該スポンジ材のセル数が約１０〜６０個／インチで
あるのが好適である。即ち前記セル数の多いものを使用
すると掻き取った異物を弾性部材の中に取込む事が出来
ず、弾性部材の表面に残った異物が帯電ローラに摺り付
けられて帯電ローラに傷が発生する等の問題が生じる。
一方前記セル数の少ないものを使用すると同様に掻き取
った異物が弾性部材の中に取込む事が出来ないのみなら
ず、摩擦抵抗の増大につながり帯電ローラ側に無用な付
勢力を与える事になる。

【００１３】従って弾性ローラのスポンジ材のセル数
は、約約１０〜６０個／インチ、好適には約２０〜６０
個／インチ、更に好ましくは約３０〜６０個／インチが
好ましい。そして前記の構成により、スポンジの骨格が
スポンジローラと帯電ローラの周速差によって帯電ロー
ラ表面の異物を掻き取り、それをスポンジ内のセル内に
蓄える事により帯電ローラ表面に付着する異物を確実に
除去し得るとともに、帯電ローラへの再付着を防止でき
る。

【００１４】そして本発明はクリーニングローラの駆動
を帯電ローラ側に伝達させるのではなく、感光体の駆動
を帯電ローラに伝達する構成、即ち前記帯電ローラを感
光体に対し従動回転させる構成を採る事によりクリーニ
ングローラの付勢力が生じる事により帯電ローラ側の同
期回転を円滑に保証し得る。従動回転させる手段として
は、感光体ドラムの軸歯車に帯電ローラの軸歯車を連結
させても、また感光体ドラムに帯電ローラを転動回転可
能に構成してもよい。そして前記接触位置において、前
記クリーニングローラ部材と帯電ローラとの間で滑りが
生じながらフォワードフィード回転になる様に構成する
のがよい事は前記した通りである。

【００１５】そして本発明の場合、感光体をＯＰＣ感光
体ドラムで、帯電ローラを表層にゴム層を設け、該表層
側のゴム硬度が３０から５０度、好ましくは４０〜５０
度の範囲に設定した帯電ローラで、更に前記クリーニン
グローラ部材をスポンジローラで、夫々構成した画像形
成装置で構成する事により感光体に傷つけることなく且
つ前記発明の作用を円滑に達成でき、好ましい。

【００１６】更に前記硬度設定とスポンジローラの組合
せにより、スポンジローラ側の影響を極力小さくしなが
ら帯電ローラのゴム硬度のみが、該帯電ローラと感光体
の密着性に影響を及ぼすことが出来、これにより精度よ
い密着が可能となる。そして本発明の場合、前記帯電ロ
ーラが従動ローラで、クリーニングローラを駆動ローラ
で且つスポンジローラで構成したために、帯電ローラに
振動抑制機能が一層働き、帯電ローラの回転によるビビ
リが生じるのを完全に抑制する事が出来るとともに、感
光体ドラムとの追従性よく帯電ローラを同期回転出来、
これにより帯電バイアスが直流帯電バイアスにした場合
においても、前記効果の円滑な達成とともに、長期に亙
って安定して均一帯電が可能となる。

【００１７】尚、帯電ローラ表層側のゴム硬度と設定し
た理由は、ゴム層全てが３０から５０度、好ましくは４
０〜５０度の範囲の場合でもよく、又例えばゴム層半径
方向に分子量分布や架橋度を変化させて単層の導電ゴム
層を形成した場合でも、表層側のゴム硬度のみが前記範
囲にあればよい。

【００１８】そして本発明はフォワード回転しても帯電
ローラと感光体ドラム間の同期回転を保証するには、帯
電ローラとクリーニングローラ間の動摩擦係数を帯電ロ
ーラと感光体ドラム間の動摩擦係数より小にする事が必
要であり、かかる構成を容易に実現する手段として、帯
電ローラとクリーニングローラ間を間隔保持して両ロー
ラ軸を軸支するとともに、前記帯電ローラ軸を、感光体
ドラム軸中心に向けて可動にし、該ローラ軸両端部に圧
力を付勢して構成するのがよく、好ましくは感光体ドラ
ム側への総圧が帯電ローラ軸端側で２５０〜６００ｇに
なるように設定するのがよい。

【００１９】尚、前記弾性ローラ、特にスポンジローラ
からなるクリーニングローラはその表面を整形する必要
があるが、その整形手段として研磨切削方法と熱線ワイ
ヤカット方法があり、夫々の整形方法によりローラ表面
の状態が異なっている。研磨切削方法は熱的溶融手段を
伴う事のない機械的整形手段である為に、言換えれば研
磨砥石等により、微視的に表面を削りながら整形を行う
ために、図５に示すようにクリーニングローラ５１の表
面が鋭利な骨格５１ａの表面層より先端に丸みのないナ
イフエッジ状のブラシ状微小片５１ｂが突起している状
態、言換えれば切れ目が鋭角状の骨格５１ａの表面に形
成されている。一方熱線ワイヤカット方法は熱したワイ
ヤで表面を整形するために、スポンジの目がつぶれたよ
うになり、骨格の切れ目も表面が熱で丸みを帯びて表面
層よりブラシ状微小片が突起していない。従ってクリー
ニングローラ５１の表面が鋭利な骨格５１ａの表面層よ
りブラシ状微小片５１ｂが突起している状態では前記鋭
利な骨格５１ａとブラシ状微小片５１ｂとによる捕足効
果により一層効率良くクリーニング効果が得られるが、
熱線ワイヤカット方法ではスポンジの目がつぶれたよう
になっている為に、前者より捕足効果は小さいものと思
料される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載
されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置
などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲
をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎ
ない。図１は本発明が適用される画像形成装置、特にプ
リンタの感光体ドラム１周辺のプロセスユニットの基本
構成図を示し、ドラム回転方向（時計回り）に沿ってＬ
ＥＤユニット８、現像ユニット６０、転写ローラ７、ク
リーニングブレード３、イレーサからなる除電手段２、
帯電ローラ４が配置され、周知の様に除電手段２により
除電後、帯電ローラ４により均一帯電された感光体ドラ
ム１上にＬＥＤユニット８により露光潜像が書込まれ、
該露光潜像を反転現像にて現像ユニット６０でトナー像
が顕像化し、該トナー像を転写ローラ７にて記録媒体１
０に転写した後、クリーニングブレード３にて残留トナ
ーを除去する。そして前記クリーニングブレード３にて
除去された残留トナーは不図示のスクリューにより廃ト
ナーボトル（不図示）に収容される。

【００２１】次に前記各プロセス手段について説明す
る。感光体ドラム１は直径が３０φで帯電極性が負極性
のＯＰＣドラム１（有機光導電体）を用い、矢印方向に
所定周速で回転可能に構成されている。そして前記感光
体ドラム１の感光体層の膜厚（ＧＧＬ，ＣＴＬ等の総厚
さ）を２５μｍに設定するとともに、ＣＴＬ層に粘弾性
特性の高い感光体を用いている。 又該感光体の塗工表
面は凹凸を規制した欠陥レス感光体を用いるのがよい。

【００２２】ＬＥＤユニット８は公知の様に列状にＬＥ
Ｄ素子を配列したＬＥＤヘッドと集束レンズからなり、
画像情報に対応した露光潜像を感光体ドラム１上に書込
み可能に構成する。

【００２３】現像ユニット６０は、キャリアとトナーか
らなる複数成分現像剤が収納された現像容器６１と不図
示の固定磁石集成体が収納された現像ローラ６２からな
り、該ローラ６２に例えば−３５０〜−４５０Ｖの直流
現像バイアスＶｇを接続して、低電界反転現像により現
像を行うように構成する。

【００２４】そして前記キャリアは、バインダ樹脂中に
磁性体が均一分散されてなるキャリア母粒子の表面に導
電性微粒子が固定されて構成されたものを用い、その磁
力は、５ｋＯｅ（エルステッド）の磁場での最大磁化が
５５〜８０ｅｍｕ／ｇ、キャリアの平均中心粒度は３５
μｍで特に３５μｍ以下の粒子を１５ｗｔ％以上含む粒
径分布の現像剤を用いる。

【００２５】又トナーは通常の高抵抗若しくは絶縁性ト
ナーが用いられ、例えば、バインダー樹脂、着色剤、電
荷制御剤、オフセット防止剤などに、磁性体を添加して
その平均中心粒度は５〜１５μｍ前後の磁性トナーとし
て構成し上記のキャリアとトナーとの適正混合比を例え
ば８５〜９０：１５〜１０重量％に設定する。

【００２６】転写ローラ７は、抵抗率が１０⁵Ω・ｃｍ
以下の導電性弾性ローラ、具体的にはウレタンゴムロー
ラを用い、転写バイアス７０を感光体１の表面電位及び
トナー像電荷の極性と逆極性の＋２５０Ｖ〜＋２０００
Ｖに設定する。

【００２７】一方、クリーニングブレード３は、枠体１
１により囲繞されており、先端が断面楔状の板状のポリ
ウレタンエラストマー材を不図示の支持部材に取付け
て、その先端角部が感光体ドラム１にほぼ線接触にて当
接するように配設する。

【００２８】帯電ローラ４は感光体ドラム１と同期して
従動回転しながら６φのステンレス製中実シャフトから
なるローラ軸４１周囲に、導電成分を添加し抵抗率を１
０⁷Ω・ｃｍ以下に設定したポリウレタンゴム４２を成
型し、表面を研磨して１２φのローラ状に整形したもの
で、表面にナイロン樹脂コーティングを実施して形成さ
れる。尚、ローラ表面粗さはＲｚ＜７μｍ、好ましくは
４〜６μｍに設定している。

【００２９】又、帯電ローラ４を構成するポリウレタン
ゴム４２は、分子量分布や架橋度を異ならせ、そのゴム
層のゴム硬度をAsker-Ｃ測定で４０〜５０°の範囲に設
定する。そして表層のゴム層が前記ゴム硬度範囲にある
ならば、必要に応じて前記帯電ローラ４のゴム層４２の
表面層を硬化処理をしてもよく、又前記ポリウレタンゴ
ム４２を帯電ローラ軸４１からゴム表面層に向け半径方
向に分子量分布や架橋度を変化させてもよい。

【００３０】そして前記帯電ローラ４の背面側にはスポ
ンジローラからなるクリーニングローラ５が接触配置さ
れている。クリーニングローラ５には、ローラ軸５２の
周囲に発泡ウレタンからなるスポンジ層５１を円筒状に
被覆して形成したものであり、該クリーニングローラ５
の直径を帯電ローラ４の直径より僅かに大の１２．５φ
に設定している。尚、クリーニングローラ５の表面整形
では研磨切削方法により行われ、図５に示すようにクリ
ーニングローラ５の表面が鋭利な骨格５１ａの表面層よ
りブラシ状微小片５１ｂが突起している状態、言換えれ
ば切れ目が鋭角状の骨格５１ａの表面に（植毛されてい
るように）ケバケバ状に形成されている。

【００３１】そして前記クリーニングローラ５及び帯電
ローラ４の背面側周囲は、図１に示すように回収容器４
０により囲繞され、前記クリーニングローラ５を周速差
をもって回転する事により、発泡ウレタンのスポンジの
骨格がスポンジローラ５と帯電ローラ４の周速差によっ
て帯電ローラ４表面の異物を掻き取り、それをスポンジ
内のセル内に蓄える事により帯電ローラ４表面に付着す
る異物を確実に除去し得る。

【００３２】図４は前記帯電と現像を行う為のバイアス
回路の構成を示し、３０は１２００Ｖの直流電圧Ｖを電
圧調整回路に供給する高圧電源回路、３１は電圧調整回
路で、該回路は夫々帯電バイアス電圧と現像バイアス電
圧を調整する為の組立調整ボリユ−ムとユーザ調整ボリ
ユ−ムを具え、該ボリユ−ムにより調整された帯電バイ
アスＶ_tを補正抵抗を介して帯電ローラ４のローラ軸
に、又現像ローラ６２に現像バイアスを夫々印加してい
る。この場合帯電バイアスは−８００〜−１０００Ｖの
直流電圧が帯電ローラ４に印加され、約３〜６μｍの帯
電電流が流れるように構成する。又現像バイアスは−３
５０〜−４５０Ｖの直流電圧が帯電ローラ４に印加さ
れ、約１７０〜１７３μｍの現像電流が流れるように構
成する。

【００３３】図３は前記帯電ローラ４周囲の駆動系の構
成を示し、モータＭの軸歯車Ｍ₁より中継歯車５９を介
して感光体ドラム４の軸歯車１Ａに伝達した後、該軸歯
車１Ａに帯電ローラ１の軸歯車１Ａを噛合して、該帯電
ローラ４が感光体ドラム１の回転に従動して同期回転す
るように構成している。又クリーニングローラ５の軸歯
車５Ａは中継歯車５８、５８を介してモータＭの軸歯車
Ｍ₁に噛合している。

【００３４】そしてこの場合前記クリーニングローラ５
の回転方向は帯電ローラ４との接触位置で該帯電ローラ
４に対しフォワード方向の回転方向になるように歯車数
を設定するとともに、該クリーニングローラ５と帯電ロ
ーラ４間の周速を異ならせ、相対的周速差を１．０〜
２、好ましくは１．１〜１．５の範囲に設定するのがよ
い。従ってクリーニングローラ５が帯電ローラ４に対し
フォーワード回転、即ち帯電ローラ４の時計方向に対し
反時計方向の回転方向に設定するには、２つの中継歯車
５８、５８を介在させ、その直径比を調整する事によ
り、前記相対的周速差を１．１〜１．５の範囲に設定し
ている。

【００３５】前記帯電ローラ４は、図２に示すように、
ドラム支持枠２０に凹設したガイド溝２０Ａに前記帯電
ローラ軸４１を嵌合させ、そして、前記ローラ軸４１両
端部にスプリング４９を利用して感光体ドラム軸１ａ中
心に向けて可動に圧力を付勢する。尚、本実施例は帯電
ローラ４の長さを２２６ｍｍ、該ローラ端よりバネ圧接
位置までの距離を７．２ｍｍに設定し、Ａ４サイズの記
録紙が帯電可能に構成している。

【００３６】一方、クリーニングローラ５と帯電ローラ
４は帯電ローラ４の回収容器４０のハウジングにより両
者間の間隔が一定になるように制御されている。この結
果帯電ローラ４にはクリーニングローラ５のスポンジ層
５１が常に所定ニップで且つその接触圧もほぼ一定して
圧接し、該クリーニングローラ５が帯電ローラ４に印加
される荷重が極力ゼロになるようにしている。この結果
クリーニングローラ５の荷重は感光体ドラム１には印加
されず、スプリング４９の荷重のみで前記帯電ローラ４
の感光体ドラム１側への総圧が決定される。

【００３７】そして本実施例は前記スプリング４９の荷
重を、帯電ローラ軸４１端側で感光体ドラム側への総圧
が２５０〜６００ｇ、具体的には３００ｇになるように
設定している。又クリーニングローラ５と帯電ローラ４
間の間隔は、１０〜１１ｍｍ、好ましくは１０．５ｍ
ｍ、そしてクリーニングローラ５を構成するスポンジ層
５１の圧縮量が０．５〜１．５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ
に設定する。

【００３８】

【実施例】次に本発明の効果を確認するために、クリー
ニングローラ５と帯電ローラ４をフォワード回転に設定
しつつ、その周速比１（帯電ローラと同期回転），１．
１，１．２，１．５，１．８、２、３と、夫々異ならせ
て、それぞれ５万枚（５０Ｋ枚）づつ印字率５％で画像
形成を行った。尚、本実験に使用するクリーニングロー
ラ５に発泡ウレタンからなる多孔質のスポンジ層５１を
用い、該スポンジ層５１外周面のセル数が５０個／イン
チに設定しその表面層を前記した研磨切削法により整形
している。そして前記構成について調べてみると、図６
に示すように、周速比１のもの（比較例）は、画像形成
後２万枚程度から画像に縦筋が発生し始め、３万枚印刷
までにその白点が更に増加し、該３万枚以上で縦筋の発
生があり、５万枚印刷後に帯電ローラを分解してみると
帯電ローラに傷が生じていた。又周速比が１．２〜１．
８のもの（実施例）は５万枚印刷後においても極めて鮮
明な画像を得る事が出来、又帯電ローラを分解してみる
とその表面は極めてきれいであった。

【００３９】更に周速比が２〜３のもの（比較例）は、
画像形成後３万枚程度から画像に縦筋が発生し始め、４
万枚印刷までにその白点が更に増加し、該４万枚以上で
縦筋の発生があり、５万枚印刷後に帯電ローラを分解し
てみると帯電ローラに傷が生じていた。

【００４０】又次に周速比を１．５に設定したものにつ
いて、スポンジ層５２表面のセル数が１０、２０、３
０、４０、６０／インチ、及び８０／インチに夫々設定
したクリーニングローラを用いて、それぞれ５万枚づつ
印字率５％で画像形成を行った。

【００４１】この結果図７に示すように、セル数が多い
８０／インチのもの（比較例）においては１万枚を越え
てしばらくした後、小さな白点が生じ、２万枚以上の印
刷より縦筋が目視にて確認できるほど増加していた。
又、５万枚印刷後に帯電ローラを分解してみると帯電ロ
ーラに傷が生じていた。又セル数が４０、６０／インチ
の各実施例においては、５万枚印刷後においても極めて
鮮明な画像を得る事が出来、又帯電ローラを分解してみ
るとその表面は極めてきれいであった。

【００４２】セル数が２０／インチの実施例において
は、５万枚印刷後において僅かな画像の乱れが生じ、帯
電ローラを分解してみるとその表面に僅かに異物が付着
していた。更に、セル数が１０と少ない比較例において
は４万枚前後より僅かな縦筋が発生し、５万枚印刷後に
おいて縦筋が目視にて確認できるほど増加していた。又
帯電ローラを分解してみるとその表面に傷が発生してい
た。従って弾性ローラのスポンジ層５１のセル数は、約
２０〜６０個／インチ、好適には約３０〜６０個／イン
チ、更に好ましくは約４０〜６０個／インチが好まし
い。

【００４３】そして前記の状態で、前記実施例１を用
い、帯電ローラ４の両端に印加するスプリング４９のバ
ネ圧を２００ｇ（比較例５）、３００ｇ（実施例１）、
７００ｇ（比較例６）と異ならせ帯電状態を確認したと
ころ、バネ圧が２００ｇの比較例３では帯電むらが生
じ、又バネ圧が７００ｇでは帯電ローラ４の両側の電圧
が中央部より高くなり、やはり軸方向における帯電むら
が生じる。

【００４４】

【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、帯電
ローラのクリーニングを長期に亙って安定して行う事の
出来、特に直流帯電バイアスを用いた装置に有効であ
る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用される画像形成装置の概略構成図
である。

【図２】図１に示す装置の帯電ローラ４周囲の駆動系の
構成を示す。

【図３】帯電ローラと感光体ドラムの嵌合状態を示す。

【図４】図１の帯電と現像を行う為のバイアス回路の構
成を示す。

【図５】図１に示すクリーニングローラの部分拡大図

【図６】クリーニングローラと帯電ローラとの周速差と
帯電／画像形成状態との関係を示す表図である。

【図７】クリーニングローラ表面のセル数と帯電／画像
形成状態との関係を示す表図である

【符号の説明】

１ 感光体ドラム １Ａ 感光体ドラムの軸歯車 ４ 帯電ローラ ４Ａ 帯電ローラの軸歯車 ５ クリーニングローラ ５Ａ クリーニングローラの軸歯車 ４９ スプリング ５１ スポンジ層 ５１ａ 表面層骨格 ５１ｂ ブラシ状微小片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 謡次郎 三重県度会郡玉城町野篠704−19 京セ ラ株式会社三重玉城工場内 (56)参考文献 特開 平６−149012（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−301779（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−161171（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−140762（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297690（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−62948（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230657（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−88508（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−106565（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−114251（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−342237（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−81538（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動回転する無端状感光体に接触配置し
   て該ドラムに従動して回転する帯電ローラと、該帯電ロ
   ーラの帯電面に接触して該帯電面のクリーニングを行う
   クリーニングローラ部材を具えてなる帯電装置におい
   て、 前記クリーニングローラ部材をスポンジ状弾性ローラで
   構成するとともに、帯電ローラとの接触位置でフォワー
   ドフィード回転になる方向に、前記スポンジ状弾性ロー
   ラを駆動回転させ、前記接触位置におけるスポンジ状弾
   性ローラの周速を前記感光体の駆動による帯電ローラの
   周速より大になるよう該スポンジ状弾性ローラの回転数
   を設定し、前記スポンジ状弾性ローラ と帯電ローラは両者間の間隔
   が一定になるように制御され、更に帯電ローラ軸を、感
   光体ドラム軸中心に向けて可動且つ圧力を付勢し、これ
   により前記帯電ローラとスポンジ状弾性ローラ間の動摩
   擦係数を帯電ローラと感光体ドラム間の動摩擦係数より
   小に設定したことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 駆動回転する無端状感光体に接触配置し
   て該ドラムに従動して回転する帯電ローラと、該帯電ロ
   ーラの帯電面に接触して該帯電面のクリーニングを行う
   クリーニングローラ部材を具えてなる帯電装置におい
   て、 前記クリーニングローラ部材をスポンジ状弾性ローラで
   構成するとともに、帯電ローラとの接触位置でフォワー
   ドフィード回転になる方向に、前記スポンジ状弾性ロー
   ラを駆動回転させ、前記接触位置におけるスポンジ状弾
   性ローラの周速を前記感光体の駆動による帯電ローラの
   周速より大になるよう該スポンジ状弾性ローラの回転数
   を設定し、 前記帯電ローラとスポンジ状弾性ローラ間の動摩擦係数
   を帯電ローラと感光体ドラム間の動摩擦係数より小に設
   定するとともに、前記スポンジ状弾性ローラからなるク
   リーニングローラ部材の表面を研磨砥石等により、微視
   的に表面を削りながら整形し、該表面が鋭利な骨格の表
   面層よりブラシ状微小片が突起していることを特徴とす
   る帯電装置。
3. 【請求項３】 駆動回転する感光体に接触配置してなる
   帯電ローラと、該帯電ローラの帯電面に接触して該帯電
   面のクリーニングを行うスポンジ状ローラ部材を具えて
   なる画像形成装置において、帯電ローラとの接触位置で
   フォワードフィード回転になる方向に、前記スポンジ状
   ローラ部材を駆動回転させ、更に前記接触位置における
   前記スポンジ状ローラ部材の周速を前記帯電ローラの周
   速より大になるよう該スポンジ状ローラ部材の回転数を
   設定して前記帯電ローラを感光体に対し従動回転させ、 前記スポンジ状ローラ部材の直径を前記帯電ローラの直
   径より僅かに大にし、前記スポンジローラ部材を、セル
   数が約１０〜６０個／インチのスポンジ材で、感光体を
   ＯＰＣ感光体ドラムで、帯電ローラは表層にゴム層を設
   け、該表層側のゴム硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃ測定で３０〜
   ５０度になるように夫々構成するとともに、帯電ローラ
   とスポンジ状ローラ部材間の動摩擦係数を帯電ローラと
   感光体ドラム間の動摩擦係数より小に設定したことを特
   徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 駆動回転する感光体に接触配置してなる
   帯電ローラと、該帯電ローラの帯電面に接触して該帯電
   面のクリーニングを行うクリーニングローラ部材を具え
   てなる画像形成装置において、 前記帯電ローラを感光体に対し従動回転させ、 一方前記クリーニングローラ部材をスポンジ状弾性ロー
   ラで構成するとともに、帯電ローラとの接触位置でフォ
   ワードフィード回転になる方向に、前記スポンジ状弾性
   ローラを駆動回転させ、前記接触位置におけるスポンジ
   状弾性ローラの周速を帯電ローラの周速より大になるよ
   う該スポンジ状弾性ローラの回転数を設定し、 更に帯電ローラとスポンジ状弾性ローラ間の動摩擦係数
   を帯電ローラと感光体ドラム間の動摩擦係数より小に設
   定するとともに、前記スポンジ状弾性ローラ からなるクリーニングローラ
   部材の表面を研磨砥石等により、微視的に表面を削りな
   がら整形し、該表面が鋭利な骨格の表面層よりブラシ状
   微小片が突起していることを特徴とする画像形成装置。