JPH02272594A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、静電複写機、同プリンタなど静電転写プロ
セスを利用する画像形成装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体表面の感光層を帯電手段によって一様に帯電さ
せ、これに光画像情報を与えて静電潜像を形成し、この
該潜像に、通常粉体状のトナーを供給して前記潜像を顕
像化してトナー像としたのち、該トナー像を、紙などシ
ート状の転写材に静電的に転写する工程を（り返す画像
形成装置が従来からひろく実用されていることは周知の
とおりである。

このようなものにおいて、感光層として利用される光導
電材料としては、無機光導電材料としては、セレン、硫
化カドミウム、酸化亜鉛などが利用されていることはよ
く知られているが、近来種々′な有機化合物が利用され
るようになってきている。

この種の物質としては、たとえば、ポリ−Ｎ　−ビニル
カルバゾール、ポリビニールアントラセンなどの有機光
導電性ポリマー、カルバゾール、アントラセン、ピラゾ
リン類、オキサジアゾール類、ヒドラゾン類、ポリアリ
ルアルカン類など低分子の有機光導電部材、さらに、フ
タロシアニン顔料、アゾ顔料、シアニン染料、多環キノ
ン顔料、ペリレン系顔料、インジゴ染料、チオインジゴ
染料あるいはスクエアリック酸メチン染料などの有機染
料、顔料などが利用されている。これらのものは、前述
の無機材料に比べて合成が容易で、適当な波長域に光導
電性を示すものを形成しやすいので次第に多用されるよ
うになってきている。

たとえば、米国特許第４１２３２７０号、同４２５１６
１３号、４２５１６２４号、同４２５６８２１号、同４
２６０６７２号、４２６８５９６号、同４２７８７４７
号、同４２９３６２８号などには、電荷発生層と電荷輸
送層とに機能分化した感光層における、電荷発生層とし
て光導電性を示すジスアゾ顔料を感光体を利用するもの
が開示されている。

このような感光体を利用する画像形成プロセスにおいて
、これを帯電させる手段としては、金属よって帯電させ
るものが多かった。

しかしながら、この種の手段は、コロナ放電に照隠して
オゾンや窒素酸化物を発生し、これが感光体自体を傷め
たり、これに付着して画質劣化の原因となることがあり
、また、放電々法自体も感光体の方向に流れる分が５〜
３０％と少なく効率が悪いなどの問題があった。

このような欠点を回避すべく、近来帯電部材を感光体に
直接接触させるようにした、直接帯電方式が提案されて
いる。

直接帯電方式としては、感光体に帯電ローラ、ベルトな
どを当接させ、これら帯電部材に、帯電むら、絶縁破壊
を避けるために、直流に交流を重畳した電圧を印加する
ものが、特願昭６１−２９８４１９号、特願昭６２−２
３０３４号などにみるようにすでに提案されている。

このような接触帯電手段を利用することによって、帯電
効率の向上はみられたが、繰り返し使用によって、転写
材として多用されている紙から発生する微細な紙粉、ロ
ジン、タルクなどの析出物、あるいは窒素酸化物などが
該帯電手段に付着することを避けられず、また、帯電手
段が帯電していることによって、装置内に浮遊するホコ
リ、トナーなどを吸着するなどのために、帯電ムラを生
じたり、さらにこれら異物が像担持体を汚染、損傷する
などのために、画像流れ、画像ボケ、スジ状の画像の乱
れ等の画像欠陥を招来する。

本発明はこのような現状に対処すべ（なされたものであ
って、直接帯電手段を使用する画像形成装置において、
該帯電手段にスポンジ材からなるクリーニング部材を適
用することによって、これを常時良好な状態に維持し、
上述のような画像欠陥を招くことな（、長期にわたって
、安定的に良質の画像を得られるような画像形成措置を
提供することを目的とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達
成するため、本発明は、像担持体と、これに圧接して該
像担持体および（または）転写材にバイアス電圧を印加
する接触型の弾性帯電手段とをそなえた画像形成装置に
おいて、前記弾性帯電手段にスポンジ材からなるクリー
ニング手段な当接したことを特徴とするものである。

このように構成することによって、前述の様な画像形成
装置において、トナーや紙粉、析出物その他の異物の付
着による感光層の損傷、それに起因する画質の劣化を効
果的に防止して、良質の画像が得られ、とくに有機光導
電体を使用する場合に好適である。

（実施例の説明） 第１図、第２図は、回転円筒状の感光体を用いた画像形
成装置に本発明を適用した実施例を示す実施例を示す説
明図である。

紙面に垂直方向に軸線を有し、図示矢印方向に回転する
回転する感光体１に、帯電ローラ２が当接しており、不
図示の電源によってこれに印加されるバイアス電圧によ
って、感光体１の表面が一様に帯電されるものとする。

図示はしてないが、実際の画像形成装置においては、感
光体１の回転にともなって、周知の仕方で、その表面に
は順次、静電潜像の形成、トナー像の形成、該トナー像
の転写材への転写、残留トナーのクリーニングなど工程
が実行され、そのために必要な、画像情報付与手段、現
像器、転写帯電器、クリーニング装置などが配設されて
いることは云う迄もない。

前記帯電ローラ２には、第１図に示すように、スポンジ
製のクリーニングローラ３、または、第２図に示すよう
に、杆状に形成したスポンジからなるクリーニングパッ
ド４が圧接して帯電ローラ２に摺擦するように配設しで
ある。

クリーニングローラ３の場合には、帯電ローラ２と適宜
の周速差を有するように回転させて、該ローラの表面各
部が万遍なく帯電ローラ２に当接するように構成するの
が好適である。

このような構成とすることによって、トナーその他の異
物が帯電ローラに付着、これによる感光体の汚染、損傷
を防止できるので、常時安定した帯電作用を維持するこ
とができる。

本発明においては、クリーニング部材としてスポンジを
用いているので、その多孔性の構成によって、その空間
部に、摺擦クリーニングの結果帯電ローラからスポンジ
材に転移したトナーなどの異物を多量に貯留することが
でき、メンテナンスも容易となる。

また、スポンジ材は柔軟で弾力性に富み、通常ゴムで形
成されていて剛性の小さい帯電ローラに対しても、その
表面形状によく追従してクリーニングを実行でき、帯電
ローラを損傷するおそれが少なく、と（に、表面に所定
特性の薄層を形成している帯電ローラの寿命を大幅に延
長することが出来る。また、スポンジ材自体の製作精度
、その取付精度を高（する必要がな（、安価な材料でも
あるので、交換可能に取着することによって、常時良好
なりリーニング機能を維持することが可能である。

感光体１としては、有機感光体、酸化亜鉛感光体、セレ
ン感光体、アモルファスシリコン感光体などを使用でき
るが、とくに有機感光体は、コロナ帯電方式により、あ
るいはクリーニング手段を有しない帯電ローラによる接
触帯電方式をとると、オゾンの発生によって表面の劣化
が起り、画像ボケ、画像流れなどの画像欠陥が生じやす
いので、本発明はこのような有機感光体に利用するのに
最も適していると云える。

帯電ローラ２の構成は、金属等の剛性材料からなる芯金
に導電性ゴム層を形成し、その表面に抵抗層を形成する
ものとする。

芯金は、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム等を使用す
るのがよい。

導電性ゴム層は、導電性の粒子をゴムに分散したものを
用いるものとし、たとえばカーボン粒子分ｔｔ＆ＥＰＤ
Ｍゴム、アルミニューム粒子分散クロロブレンゴム、亜
鉛粒子分散ウレタンゴムなどを利用できる゛。

表面抵抗層は、体積抵抗値が１０’〜１０′２ΩｃＩｌ
ｌの範囲に調整した樹脂あるいは導電性粒子分散樹脂が
用いられる。

樹脂としては、ナイロン、セルロース、ポリビニールピ
ロリドン、ポリビニールピリジン等が、また導電性粒子
分散樹脂としては、アルミニウム、スズ、亜鉛などの金
属粒子、酸化スズ、酸化アンチモンなどの金属酸化物粒
子を、ポリビニルブチラール、ポリビニールアセタール
、ポリカーボネート、ボリアリレート、ポリメチルメタ
クリレート、ナイロン、セルロース等の樹脂に分散して
前述のような体積抵抗値に調整したものを用いることが
できる。

この表面抵抗層の厚みは、５〜５００μｍ、好ましくは
、２０〜２００　ｕｍの範囲内に適宜選択形成する。

前述のスポンジローラ３、スポンジバッド４の材料とし
ては、有機、無機の各種樹脂、ゴムなどを使用すること
ができる。

たとえば、有機樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ
カーボネート、ボリアリレート、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニル、ＡＢＳＰ４脂、酢酸セルース、エポキシ樹脂
、フェノール樹脂などが用いられる。

無機樹脂としては、シリコン樹脂が用いられる。

また、有機ゴムとしては、ＩＲゴム、ＮＢＲビム、クロ
ロブレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリウレタンゴムなどが
、無機ゴムとしてはシリコンゴムな利用することが出来
る。

帯電手段とそのクリーニング手段を以上のように構成す
ることによって、接触帯電手段、とくに帯電ローラを使
用することによる利点を維持するとともに、トナー、紙
粉その他の異物の付着による帯電ローラの汚染、これに
起因する画像流れ、画像ボケなどの画像欠陥を回避でき
、クリーニング部材としてスポンジを使用することによ
って、そのその帯電ローラへの追従性の良さ、コスト的
に交換可能に構成することが容易であることとあいまっ
て、常時良好な帯電機能を維持できるばかりでなく、帯
電ローラ、感光体を損傷することを防止することができ
る。

つぎに本発明を適用した実験例について説明する。

実験例　１ 基体として、肉厚０．５ｍｍ、直径６０ｍｍ、長さ２６
０ｍｍのアルミニュームシリンダを用い、共重合ナイロ
ン（商品名：ＣＭ８０００、東しく株）製）４部および
タイプ８ナイロン（商品名ニラツカマイト５００３、大
日本インキ（株）製）４部をメタノール５０部、ｎ−ブ
タノール５０部に溶解し、上記導電層に浸漬塗布して厚
み０．６μｍのポリアミド下引層を形成した。

下記構造式のジスアゾ顔料を１０部、 およびポリビニルブチラール樹脂（商品名：エスレック
ＢＨ２、種水化学（株）製）１０部を、シクロヘキサノ
ン１２０部とともにサンドミル装置で１０時間分散した
。

この分散液にメチルエチルケトン３０部を加えて上記下
引層上に塗布し、０．１５ｔＬｍ厚の電荷発生層を形成
した。

ポリカーボネートＺ１４脂（三菱瓦斯化学（株）製）の
１重量平均分子量１２万のもの１０部を用意し、下記構
造のヒドラゾン化合物 ・１０部とともにモノクロルベンゼン８０部に溶解した
。これを前記電荷発生層の上に塗布して１６μｍ厚の電
荷輸送層を形成して有機感光体を作成した。

直径５ｍｍ、長さ２８０■のステンレス棒に、クロロブ
レンゴム１００重量部に導電性カーボン５部を溶融混練
したものを注入成型して、直径２０ｍｍ、長さ２２０ｍ
ｍの導電層を形成した。この導電層の体積抵抗値は、２
２℃、６０％ＲＨの環境下で３Ｘ１０’Ωｃｍであった
。

メトキシメチル化ナイロン６（メトキシメチル化率２０
％）１０重量部をメタノール９０重量部に溶解し、この
溶液を前記導電層表面にスプレー塗布し、厚み２００μ
ｍの表面抵抗層を形成した。

この表面抵抗層の体積抵抗値は９Ｘ１０”Ωｃｍであっ
た。

第１図のように構成した感光体１、帯電ローラ２を、感
光体１の周辺に光像信号付与手段１２、転写帯電器７、
クリーナ８、前除電手段９などを配設した、正規現像方
式の複写機に組み込み、前記帯電ローラ２に、直径１０
ｍｍのポリウレタンスポンジで形成したローラ３を当接
させ、これに順方向に回転走行させてクリーナとした。

このような構成で、帯電露光条件としては、次帯電とし
て、帯電ローラに直流−７５０ｖとピーク間電圧１５０
０Ｖの交流を重畳印加し、転写帯電としてはコロナ放電
器によって一５Ｋｖを印加し、露光量１０ルツクス・秒
、前露光３０ルツクス・秒として感光体電位と画像の評
価について、初期と１０００回通紙後の特性変化を調べ
、その結果を第工表に示した。

このときの環境条件は、３０℃、９０％ＲＨであった。

実験例−２ 第６図に符号４で示すように、帯電ローラに、厚み２＋
ｕａ、巾５ｍｍのポリウレタンスポンジパッド４を当接
配置したほかは、前記実験例−１の場合と同様の条件で
実験を行ない、その結果を第１表に示した。

比較例−１ 帯電ローラにスポンジクリーナを用いないほかは、前記
実験例−１と同様の条件で実験を行ない、その結果も第
１表に示した。

この表から、帯電ローラにスポンジクリーナを配設する
ことによって、通紙後も電位変動が少なく、画像流れの
発生も抑制されて良好な画質を維持出来ることが確認さ
れた。

（以下余白） 実験例−３ 実験例−１の場合と同様の感光体１と帯電ローラ２を用
意して、第４図に示すように、正規現像方式の複写機に
取り付け、転写手段として使用する転写ローラ１１に、
直径１５ｍｍのポリプロピレンスポンジローラ３を当接
させて、該ローラ１１と順方向に回転させてクリーナと
した。

感光体１の周辺には、−成帯電器１０、画像情報付与部
位４、現像器５、クリーナ８、前露光手段９などを配設
し、−次帯電を一６Ｋｖ、転写バイアスとして転写ロー
ラ１１に直流−１０００Ｖを印加し、像露光量１０ルク
ス・秒、前露光量３０ルクス・秒の条件で、温度３０℃
、９０％ＲＨの環境下で、ｔｏｏｏ回通紙を行ない、感
光体電位と画像評価について特性変化をみた。

実験例−４ 転写ローラ１１に用いるクリーニング部材として、厚み
５　＋＋ｕｎ、巾８■のポリプロピレンスポンジパッド
４を用いた（第７図参照）ほかは、上記実験例−３の場
合と同様の装置、同様の条件で通紙を行ない、感光体電
位と画像について評価した。

比較例−２ 転写ローラにスポンジクリーナを使用しないほかは、前
記実験例−３と同様の通紙実験を行なって感光体電位変
動と画像について評価した。

以上の実験例−３，４および比較例−２による通紙実験
の結果を第■表に示す。

この表から、転写ローラにフェルトクリーナを取り付け
ることによって、最終まで感光体の電位変動が少な（、
画像流れも発生しないことを確認できた。

（以下余白） 実験例−５ 実験例−１と同様の感光体と、帯電ローラを２個用意し
、第５図のように、ひとつの帯電ローラは感光体ｌの、
図示上方に配置して一次帯電ローラ２として用い、他方
の帯電ローラは転写部位に配置して転写ローラ１１とし
て利用するように構成した。

一次帯電ローラ２には、直径２０ｍｍのポリエチレンス
ポンジローラを、また、転写ローラ１１には、直径２５
ｍｍのポリエチレンスポンジローラをそれぞれクリーナ
として配設し、いずれも帯電、転写ローラとは逆方向に
走行させてクリーニングを行なった。

一次帯電では、帯電ローラ２に一７５０Ｖの直流とピー
ク間電圧１５００Ｖの交流を重畳して印加し、転写バイ
アスとしては、直流−１０００Ｖを転写ローラ１１に印
加して、像露光量１０ルクス・秒、前露光３０ルクス・
秒で、初期と１０００回通紙を行なった場合の感光体電
位と画像について特性変化を調べた。この時の環境条件
は３０℃、９０％ＲＨであった。

実験例−６ 一次帯電用、転写帯電用両ローラに、第８図々示のよう
に、厚み８ｆｆｉＩＩ＋、中１０＋ｎＩＩ＋のナイロン
６のスポンジパッドを用いたほかは、前記実験例−５と
同様の条件で通紙を行なって、感光体の電位変動、画像
の状態を調べた。

比較例−３ 一次帯電用ローラ２、転写ローラ１１のいずれにも、ス
ポンジクリーナを用いない意思外、すべて前記実験例−
５と同条件で通紙を行なった。

以上の実験例−５，６および比較例−３による結果を第
ｍ表に示す。

この結果から、−次帯電用のローラ、転写用のローラに
スポンジクリーナを適用することによって、最終時点で
の感光体の電位変動が大幅に減少し、画像流れの発生、
感光体の損傷の防止にも充分な効果を奏することを確認
した。

（以下余白） （３）発明の詳細 な説明したように、本発明によるときは、次帯電、転写
帯電ないしはこれら双方に、接触帯電手段として、帯電
ローラを利用する画像形成装置において、該帯電ローラ
に、クリーニング手段としてスポンジ部材を当接配置す
ることによって、トナーその他の異物が帯電ローラに付
着することを効果的に防止でき、異物によって像担持体
が損傷したり、異物の付着による画像の劣化をも阻止す
ることができ、トナーなどの異物によって汚染された場
合にもクリーニング部材の交換が容易にできるので、常
時、安定して良好なりリーニング機能が維持でき、良質
の画像を得るのに資するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例を示す画像形成装置の
要部の概略側面図、 第３図、第６図は一次帯電部位の帯電ローラにスポンジ
クリーニング部材を使用する実施例を示す画像形成装置
の概略側面図、 第４図、第７図は転写部位に帯電ローラにスポンジクリ
ーニング部材を使用する実施例を示す画像形成装置の概
略側面図、 第５図、第８図は一次帯電部位と転写帯電部位にスポン
ジクリーニング部材を使用する画像形成装置を示す概略
側面図である。 ■・・・感光体、２・・・帯電ローラ、３・・・スポン
ジローラ、４・・・スポンジパッド、１１・・・転写ロ
ーラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体と、これに圧接して該像担持体および（
   または）転写材にバイアス電圧を印加する接触型の弾性
   帯電手段とをそなえた画像形成装置において、 前記弾性帯電手段にスポンジ材からなるクリーニング手
   段を当接してなる画像形成装置。
2. （２）スポンジ材をローラ状に形成してなる特許請求の
   き範囲第１項記載の画像形成装置。
3. （３）スポンジ材をパッド状に形成してなる特許請求の
   範囲第１項記載の画像形成装置。