JP3515890B2 - 画像形成装置の帯電装置 - Google Patents

画像形成装置の帯電装置

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JP3515890B2 JP32483997A JP32483997A JP3515890B2 JP 3515890 B2 JP3515890 B2 JP 3515890B2 JP 32483997 A JP32483997 A JP 32483997A JP 32483997 A JP32483997 A JP 32483997A JP 3515890 B2 JP3515890 B2 JP 3515890B2
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    • G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0225—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers provided with means for cleaning the charging member

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、感光体の回転に
従動回転しながらその感光体を帯電する帯電ローラと、
その帯電ローラの表面に作像中も当接してその帯電ロー
ラの表面をクリーニングする弾性体からなるクリーニン
グ部材とを備えた画像形成装置の帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置には、感光
体の表面を帯電する帯電装置が設けられているが、近年
この帯電装置として、コロナ放電方式のものから帯電ロ
ーラを感光体の表面に接触させた状態で帯電を行なう接
触帯電方式の帯電装置が、オゾンの発生が少ない等の利
点があることから、多く使用されるようになってきてい
る。このような接触帯電方式の帯電装置は、帯電ローラ
が感光体に接触した状態で帯電が行なわれるため、感光
体上の画像を転写紙に転写した後に感光体上に残った残
留トナーが帯電ローラに付着することによって帯電不良
を起こす恐れがある。
【０００３】そこで、このように帯電ローラを感光体に
接触させた状態で帯電を行なう接触帯電方式の帯電装置
では、例えばスポンジ等からなるクリーニング部材を帯
電ローラの表面に適量食い込ませるように接触させ、そ
れによって帯電ローラが回転したときにその表面をクリ
ーニング部材で摺擦して、その表面に付着したトナーや
紙粉等の付着物（異物）を除去するようにしている（例
えば特開平２−２７２５９４号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに弾性体からなるクリーニング部材を帯電ローラの表
面に適量食い込ませ、その状態で帯電ローラを回転させ
てその帯電ローラの表面をクリーニングする場合には、
クリーニング部材が摩擦力により帯電ローラの回転方向
に移動されて変形し、その摩擦力が過大であったときに
はクリーニング部材がそれを接着保持している保持部材
から剥がれて脱落してしまうことがあるという問題点が
あった。
【０００５】また、クリーニング部材が帯電ローラの回
転方向に変位することによって、そのクリーニング部材
の帯電ローラに対する当接面積が変化し、それによって
クリーニング部材から帯電ローラに加えられる摩擦負荷
が変化して帯電ローラが回転ムラを生じてしまう恐れも
あった。さらに、帯電ローラの表面に対するクリーニン
グ部材の極度の摺擦により、発熱が生じてトナーが固着
してしまうフィルミング現象が発生してしまう恐れもあ
った。
【０００６】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、帯電ローラの表面をクリーニングするク
リーニング部材の帯電ローラに対する摩擦力が変動しに
くいようにすることによって、上述したような問題が発
生しないようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、感光体の表面に圧接した状態でその感光
体の回転に従動回転しながらその感光体を帯電する帯電
ローラと、保持部材に保持されて帯電ローラの表面に作
像中も当接してその帯電ローラの表面をクリーニングす
る弾性体からなるクリーニング部材とを備えた画像形成
装置の帯電装置において、上記クリーニング部材の帯電
ローラへの当接部をその帯電ローラに対向する面の帯電
ローラの回転方向下流側の一端面側とし、上記保持部材
に、帯電ローラの回転に伴ってクリーニング部材が帯電
ローラの回転方向へ弾性変形するのを抑制する弾性変形
抑制部材をクリーニング部材の上記一端面側に設けたも
のである。
【０００８】このようにすれば、帯電ローラが回転する
ことにより、その表面に当接している弾性体からなるク
リーニング部材が、その間の摩擦力により帯電ローラの
回転方向に移動されて弾性変形しようとしても、その変
形を保持部材に設けられた弾性変形抑制部材が抑制す
る。したがって、クリーニング部材の保持部材からの剥
がれを防止することができると共に、クリーニング部材
の帯電ローラに対する摩擦力が変動しにくいので、帯電
ローラが回転ムラを生じないため安定した帯電ができ
る。
【０００９】
【００１０】
【００１１】また、帯電ローラの半径をｒとし、その帯
電ローラの回転中心からクリーニング部材を保持する保
持部材のクリーニング部材を保持する面あるいはその面
の延長線に向けて引いた垂線に対してｒ／√２の距離を
置いた平行な線が帯電ローラの周面に接する接点を中心
とし、その接点から帯電ローラの周方向の両側にそれぞ
れ２２.５゜の範囲で区切られる上記周面上の領域に、
クリーニング部材の帯電ローラの表面に当接する側の端
面の帯電ローラの回転方向下流側の一方のエッジを当接
させるようにクリーニング部材を配置するとよい。
【００１２】そうすれば、経時的にクリーニング部材が
摩耗しても、クリーニング部材の帯電ローラに対する当
接面積の変化を最小にすることができるので、クリーニ
ング部材から帯電ローラに加えられる摩擦負荷の変動を
少なくして、帯電ローラを安定して回転させることがで
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形態例
である画像形成装置の帯電装置を示す概略構成図、図２
は同じくその帯電装置が設けられた画像形成装置の作像
部を示す概略構成図である。
【００１４】図２に示す画像形成装置は、矢示Ａ方向に
回転するドラム状の感光体（像担持体）１の回りに、そ
の感光体１の表面に圧接した状態で感光体１の回転に従
動回転しながら、図示しない電源から電圧が印加される
ことによりその感光体１の表面に一様な電荷を帯電させ
る帯電ローラ９を備えた帯電装置２と、感光体１上にレ
ーザ光Ｌを照射することにより静電潜像を形成する図示
しない露光装置と、その静電潜像を顕像化してトナー像
とする現像装置４とを設けている。
【００１５】また、その感光体１の回りに、現像装置４
により形成されたトナー像を転写紙Ｐに転写する転写ベ
ルト５と、そのトナー像を転写紙Ｐに転写した後に感光
体１上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置
６と、感光体１上の残留電荷を除電する除電ランプ７も
設けている。
【００１６】帯電装置２の帯電ローラ９は、金属性の芯
金１２の両端部を除く外周に、吸湿性が小さく、抵抗値
が安定している導電性ゴム１３を装着したものであり、
その導電性ゴム１３の表面を感光体１の表面に常時圧接
させて従動回転可能な状態にあって、芯金１２に高電圧
が印加されることによって感光体１の表面を一様に帯電
する。
【００１７】その帯電ローラ９の表面には、図１に明示
するように、クリーニング部材２２が常時圧接すること
により作像時にも当接するようになっており、そのクリ
ーニング部材２２は、例えばスポンジ等の発泡体からな
る弾性体であり、それがクリーニング保持部材２３に、
例えば両面テープ等の接着剤で貼り付けてある。したが
って、帯電ローラ９の表面には、作像中もクリーニング
部材２２が当接して、その表面がクリーニングされる。
そして、そのクリーニング保持部材２３には、帯電ロー
ラ９の回転に伴ってクリーニング部材２２が帯電ローラ
９の回転方向（矢示Ｂ方向）へ弾性変形するのを抑制す
る弾性変形抑制部１５を形成している。
【００１８】その弾性変形抑制部１５は、クリーニング
保持部材２３のクリーニング部材保持面２３ａに対して
略直角に突設したものであり、それを例えばクリーニン
グ保持部材２３の長手方向の全域（図１で手前と奥方
向）に亘ってクリーニング部材２２の一端面２２ａに当
接する幅に形成する。また、その弾性変形抑制部１５の
クリーニング部材保持面２３ａからの張り出し高さ（図
１で右方への突出量）は、部品製作上及び組付精度上の
誤差を考慮して先端が感光体１の表面に接触しない程度
の範囲で高くするとよい。
【００１９】この画像形成装置は作像動作が開始される
と、図２に示すように感光体１が矢示Ａ方向に回転を開
始する。そして、その感光体１の表面が除電ランプ７か
ら照射される除電光により除電され、その部分の表面電
位が０〜−１５０Ｖの基準電位に平均化される。次に、
帯電ローラ９に電圧が印加されることにより感光体１が
帯電され、その感光体１の表面電位が−１０００Ｖ前後
となる。
【００２０】その感光体１の帯電面には、図示しない露
光装置からレーザ光Ｌが照射され、そのレーザ光Ｌが照
射されることにより画像となる部分の表面電位が０〜−
２００Ｖとなる。したがって、現像装置４の現像スリー
ブ１０上のトナーがその画像となる部分に付着する。こ
のようにして、感光体１上に形成されたトナー像は、感
光体１が矢示Ａ方向に回転することにより、感光体１と
転写ベルト５とが接する転写位置に向けて移動されてい
く。
【００２１】一方、図示しない給紙部から転写紙Ｐが給
紙され、その転写紙Ｐはレジストローラ対８により、転
写紙Ｐの先端部が感光体１上に形成されているトナー像
の先端部と一致するタイミングで搬送され、その紙面に
感光体１上のトナー像が転写される。そして、その転写
紙Ｐは定着部へ搬送されて、熱と加圧力が加えられるこ
とによりトナー像が溶融定着され、その後で排紙トレイ
等に排出される。そして、その後に感光体１上に残った
残留トナーは、クリーニング装置６のクリーニングブレ
ード１１により掻き落とされ、その後感光体１の表面は
除電ランプ７により除電される。以降、この作像プロセ
スが繰り返される。
【００２２】ところで、このように弾性体からなるクリ
ーニング部材２２を帯電ローラの表面に当接させてその
帯電ローラ９の表面をクリーニングするようにしている
場合には、そのクリーニング部材２２が摩擦力により図
３に示すように帯電ローラ９の回転方向に移動されて弾
性変形し、その摩擦力が過大であったときにはクリーニ
ング部材２２がそれを接着保持しているクリーニング保
持部材３３から剥がれて脱落してしまう恐れがある。
【００２３】また、そのクリーニング部材２２が帯電ロ
ーラ９の回転方向に変位することによって、そのクリー
ニング部材２２の帯電ローラ９に対する当接面積が例え
ば増大したときには、クリーニング部材２２から帯電ロ
ーラ９に加えられる摩擦負荷が増大する。このようにな
ると、帯電ローラ９が感光体１との間でスムーズな従動
回転ができなくなってスリップが生じたりするため、帯
電ローラ９が回転ムラを起こすようになる。さらに、帯
電ローラ９の表面に対するクリーニング部材２２の極度
の摺擦により発熱が生じたときには、それによってトナ
ーが固着してしまうフィルミング現象が発生することも
ある。
【００２４】しかしながら、この画像形成装置の帯電装
置によれば、図１で説明したようにクリーニング保持部
材２３に、帯電ローラ９の回転に伴ってクリーニング部
材２２が帯電ローラ９の回転方向へ弾性変形するのを抑
制する弾性変形抑制部１５を形成しているので、上述し
た種々の問題が発生しないようにすることができる。す
なわち、帯電ローラ９が矢示Ｂ方向に回転することによ
り、その表面に当接しているクリーニング部材２２が、
その間の摩擦力により帯電ローラ９の回転方向に移動さ
れて弾性変形しようとしても、その変形を弾性変形抑制
部１５が抑制する。
【００２５】したがって、クリーニング部材２２がクリ
ーニング保持部材２３から剥がれるのを防止することが
できると共に、クリーニング部材２２の帯電ローラ９に
対する接触面積が大幅に増大するのも抑えることができ
るので（図３に示したようにクリーニング部材２２が変
形したときには接触面積が増大する）、摩擦力の変動を
抑えて帯電ローラ９をスムーズに回転させることができ
る。したがって、安定した帯電ができると共に、フィル
ミングの発生も防止することができる。
【００２６】図４は異なる形状に形成したクリーニング
部材を使用した帯電装置の実施の形態を示す図１と同様
な概略図であり、図１と対応する部分には同一の符号を
付してある。この帯電装置は、クリーニング部材３２の
帯電ローラ９の表面に当接する側の端面３２ａの面積
を、その端面３２ａと反対側のクリーニング保持部材３
３に固定される側の端面３２ｂの面積よりも小さくして
いる。
【００２７】このようにすれば、クリーニング部材３２
はクリーニング保持部材３３に固定される側の端面３２
ｂの面積が帯電ローラ９の表面に当接する側の端面３２
ａの面積よりも大きいので、帯電ローラ９の回転時にク
リーニング部材３２に、それをクリーニング保持部材３
３から剥がそうとする力が加わっても、そのクリーニン
グ部材３２はクリーニング保持部材３３に対する接触面
積の大きさに対応した保持力でしっかりとクリーニング
保持部材３３に保持されているので、それが剥がれるよ
うなことがない。
【００２８】また、クリーニング部材３２は、図４に示
したように帯電ローラ９の表面に当接する側の端面３２
ａが全て帯電ローラ９の表面に当接するように配置する
とよい。そうすれば、帯電ローラ９が回転した際にクリ
ーニング部材３２が帯電ローラ９の回転方向（矢示Ｂ方
向）に弾性変形しても、そのクリーニング部材３２の帯
電ローラ９に当接する側の端面３２ａの帯電ローラ９へ
の当接面積は殆ど変化することがないので、クリーニン
グ部材３２から帯電ローラ９に加えられる摩擦負荷の変
動が殆どないので、帯電ローラ９に回転ムラが生じな
い。したがって、安定した帯電ができる。
【００２９】図５はクリーニング部材の帯電ローラに対
する位置関係を特定するようにした帯電装置の実施の形
態を示す図１と同様な概略図であり、図１と対応する部
分には同一の符号を付してある。この帯電装置は、帯電
ローラ９の半径をｒとし、その帯電ローラ９の回転中心
からクリーニング部材２２を保持するクリーニング保持
部材３３のクリーニング部材２２を保持する面３３ａに
向けて引いた垂線Ｌ1 に対してｒ／√２の距離を置いた
平行な線Ｌ2 が帯電ローラ９の周面に接する接点ａを中
心とし、その接点ａから帯電ローラ９の周方向の両側に
それぞれ角度θ＝２２.５゜ の範囲で区切られる上記周
面上の領域に、クリーニング部材２２の帯電ローラ９の
表面に当接する側の端面２２ｂの一方のエッジ（図５で
上側のエッジ）を当接させるようにクリーニング部材２
２を配置している。なお、クリーニング部材２２は、組
み付けた際の最終的な位置では、端面２２ｂ側を帯電ロ
ーラ９の表面に適量ｂだけ食い込ませて使用する（仮想
線図示位置）。
【００３０】このようにすれば、図６に示すようにクリ
ーニング部材２２が経時的に摩耗しても、そのクリーニ
ング部材２２の帯電ローラ９に対する当接面積Ａａの変
化を最小にすることができるので、クリーニング部材２
２から帯電ローラ９に加えられる摩擦負荷の変動を少な
くして、帯電ローラを安定して回転させることができ
る。すなわち、図７や図８に示すような位置にクリーニ
ング部材２２を配置して帯電ローラ９に当接させたとき
には、クリーニング部材２２が経時的に摩耗すると、そ
のクリーニング部材２２の帯電ローラ９に対する当接面
積（図７のＡｂ，図８のＡｃ）の変化が非常に大きくな
ってしまうので、クリーニング部材２２が帯電ローラ９
に与える摩擦負荷が極度に増大して、帯電ローラ９に回
転ムラが発生してしまうが、図５に示した帯電装置によ
れば、そのような問題が生じない。
【００３１】なお、図９に示すようにクリーニング保持
部材３３′が垂線Ｌ1 上に位置しない小さなものである
ときには、帯電ローラ９の回転中心からクリーニング部
材２２を保持するクリーニング保持部材３３′のクリー
ニング部材２２を保持する面３３ａの延長線Ｌ3 に向け
て引いた垂線Ｌ1 に対してｒ／√２の距離を置いた平行
な線Ｌ2 が帯電ローラ９の周面に接する接点ａを中心と
し、その接点ａから帯電ローラ９の周方向の両側にそれ
ぞれ角度θ＝２２.５゜ の範囲で区切られる上記周面上
の領域に、クリーニング部材２２の帯電ローラ９の表面
に当接する側の端面２２ｂの一方のエッジ（図９で上側
のエッジ）を当接させるようにクリーニング部材２２を
配置する。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による画
像形成装置の帯電装置によれば、帯電ローラの表面をク
リーニングするクリーニング部材の帯電ローラに対する
摩擦力が変動しにくいようにすることができるので、ク
リーニング部材の保持部材からの剥がれを防止すること
ができる。また、クリーニング部材の帯電ローラに対す
る当接面積の変化を極力抑えることができるので、帯電
ローラの回転ムラを防止することができると共に、フィ
ルミング現象が発生しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態例である画像形成装置の
帯電装置を示す概略構成図である。
【図２】同じくその帯電装置が設けられた画像形成装置
の作像部を示す概略構成図である。
【図３】クリーニング部材が摩擦力により帯電ローラの
回転方向に移動されて弾性変形した状態を示す概略図で
ある。
【図４】異なる形状に形成したクリーニング部材を使用
した帯電装置の実施の形態を示す図１と同様な概略図で
ある。
【図５】クリーニング部材の帯電ローラに対する位置関
係を特定するようにした帯電装置の実施の形態を示す図
１と同様な概略図である。
【図６】図５の位置にクリーニング部材を配設した場合
にはそれが経時的に摩耗しても帯電ローラに対する当接
面積の変化が最小になる様子を説明するための概略図で
ある。
【図７】クリーニング部材の帯電ローラに対する配設位
置によっては経時的にそのクリーニング部材が摩耗する
と帯電ローラに対する当接面積の変化が非常に大きくな
ってしまう様子を説明するための概略図である。
【図８】同じく図７と異なる位置で経時的にクリーニン
グ部材の帯電ローラに対する当接面積の変化が非常に大
きくなってしまう様子を説明するための概略図である。
【図９】クリーニング部材をそれが経時的に摩耗しても
帯電ローラに対する当接面積の変化が最小になる位置に
配設した例を示す図５と同様な概略図である。
【符号の説明】
１：感光体 ２：帯電装置 ９：帯電ローラ １５：弾性変形抑制部（弾性変形抑制部材） ２２，３２：クリーニング部材 ２２ｂ，３２ａ，３２ｂ：端面 ２３，３３，３３′：クリーニング保持部材
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 13/02 G03G 15/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 感光体の表面に圧接した状態で該感光体
    の回転に従動回転しながらその感光体を帯電する帯電ロ
    ーラと、保持部材に保持されて前記帯電ローラの表面に
    作像中も当接して該帯電ローラの表面をクリーニングす
    る弾性体からなるクリーニング部材とを備えた画像形成
    装置の帯電装置において、前記クリーニング部材の前記帯電ローラへの当接部を該
    帯電ローラに対向する面の前記帯電ローラの回転方向下
    流側の一端面側とし、 前記保持部材に、前記帯電ローラの回転に伴って前記ク
    リーニング部材が前記帯電ローラの回転方向へ弾性変形
    するのを抑制する弾性変形抑制部材を前記クリーニング
    部材の前記一端面側に設けたことを特徴とする画像形成
    装置の帯電装置。
  2. 【請求項２】 前記帯電ローラの半径をｒとし、該帯電
    ローラの回転中心から前記クリーニング部材を保持する
    保持部材の前記クリーニング部材を保持する面あるいは
    その面の延長線に向けて引いた垂線に対してｒ／√２の
    距離を置いた平行な線が前記帯電ローラの周面に接する
    接点を中心とし、その接点から前記帯電ローラの周方向
    の両側にそれぞれ２２.５゜の範囲で区切られる前記周
    面上の領域に、前記クリーニング部材の前記帯電ローラ
    の表面に当接する側の端面の前記帯電ローラの回転方向
    下流側の一方のエッジを当接させるように前記クリーニ
    ング部材を配置したことを特徴とする請求項１記載の画
    像形成装置の帯電装置。
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