JPH07128954A - 画像形成装置及びその帯電均一化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期に亘って異常画像が発生しない極めて安
定した均一な帯電ができるようにする。 【構成】 画像形成回数を計数する画像形成回数計数部
４と、それによる計数値が所定値に達するまではクリー
ニング部材２２を帯電ローラ２の表面から離間した状態
に保持し、その計数値が所定値に達した後はクリーニン
グ部材移動機構１０を駆動させてクリーニング部材２２
を帯電ローラ２の表面に接触させるようにする制御装置
３０とを設け、表面にトナーが付着していない初期の段
階で帯電ローラ２にクリーニング部材２２を接触させな
いようにして、その表面の傷付きが原因で生じる異常画
像の発生を防止する。また、帯電ローラ２の表面にトナ
ーを予め一様に付着させてその表面を被覆しておいて
も、同様な効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回動するドラム状あ
るいはベルト状の感光体に帯電部材を接触させて帯電す
る接触帯電方式の静電複写機，光プリンタ，ファクシミ
リ等の画像形成装置及びその帯電均一化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、静電複写機，光プリンタ等の画
像形成装置は、被帯電体である感光体を帯電処理する帯
電装置を備えているが、従来はその装置としてコロナ帯
電装置が被帯電体面を均一に帯電することができるとい
うことから広く使用されてきた。

【０００３】しかしながら、このコロナ帯電装置の場合
には、コロナ放電に伴ってオゾンや窒素酸化物が発生す
るため、それが人体に対して有害であったり、環境に対
して悪影響を与えたり、さらにはそれらのオゾンや窒素
酸化物が感光体，帯電器，光学系等の各部に付着するこ
とによって画像劣化の原因になりやすいという欠点があ
った。

【０００４】そこで、上記のような欠点がほとんどない
帯電装置として、電圧を印加した帯電部材を被帯電体で
ある感光体に接触させた状態で帯電する接触帯電方式の
帯電装置が提案されている（例えば特開昭６３−１４９
６６８号公報参照）。

【０００５】このような接触帯電方式の帯電装置は、感
光体の被帯電体面に所望の帯電電位を得るために必要と
される印加電圧の低圧化が図れるため帯電効率は向上す
るが、帯電部材が感光体と接触する構成のため、感光体
の表面に形成されたトナー像を転写紙へ転写した後、そ
の表面をクリーニングユニットによりクリーニングした
際に残ったトナーが帯電部材である帯電ローラの表面に
筋状に付着して帯電不良を引き起こし、帯電ムラ，画像
ボケ，白筋，黒筋等の異常画像を引き起こす原因になり
易いという問題があった。

【０００６】そこで、このような問題を解決するため、
上記のような帯電ローラにフェルト材からなるクリーニ
ング部材を接触させて帯電ローラの表面をクリーニング
するようにしたもの（例えば特開平２−２７２５８２号
公報参照）、帯電ローラに発砲ポリウレタンや発砲ポリ
エチレン等のスポンジ材からなるクリーニング部材を常
時接触させるようにしたもの（例えば特開平３−１０１
７６８号公報参照）、あるいはその帯電ローラにクリー
ニング部材を接離可能にしたもの等が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の帯電ローラ等の帯電部材をクリーニングする
方法は、いずれのものにおいてもクリーニング部材と帯
電部材の双方の耐久性に問題があった。また、クリーニ
ング部材が劣化した場合には、帯電部材の表面に付着す
るトナー量が不均一となるため、トナーが筋状になった
り、ムラになったりして異常画像が発生しやすいという
問題点があった。

【０００８】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、長期に亘って異常画像が発生しない極め
て安定した均一な帯電ができるようにすることを目的と
する。

【０００９】

【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、上述したような画像形成装置におい
て、画像形成回数を計数する手段と、その手段による計
数値が所定値に達するまではクリーニング部材を帯電部
材の表面から離間した状態に保持し、計数値が所定値に
達した後はクリーニング部材を帯電部材の表面に接触さ
せる手段とを設けたものである。

【００１０】また、回動する感光体と、その感光体に接
触して回動しながらそれを帯電させる帯電部材と、その
帯電部材の感光体に接触する表面をクリーニングするク
リーニング部材とを備えた画像形成装置において、上記
帯電部材の表面にトナーを一様に付着させてその表面を
被覆する帯電均一化方法を提供する。

【００１１】

【作用】このように構成した画像形成装置によれば、画
像形成回数を計数した計数値が所定値に達するまではク
リーニング部材が帯電部材の表面から離間した状態に保
持されるので、表面にトナーが付着していない初期の段
階の帯電部材にクリーニング部材を接触させた場合に
は、その間の摩擦抵抗によって帯電部材の表面に筋状の
傷が付いて異常画像を発生させる原因となるが、それを
防ぐことができる。

【００１２】そして、上記計数値が所定値に達するとク
リーニング部材が帯電部材の表面に接触するが、その時
点では所定回数行われた画像形成によってその都度感光
体の表面に残った残留トナーが帯電部材の表面に一様に
付着しているので、その帯電部材の表面の傷付きや、付
着トナーの量がある一定量よりも少い時点でクリーニン
グ部材をそこに接触させた際に発生しやすいトナーの筋
状ムラを防いで、異常画像の発生を防止することができ
る。

【００１３】また、帯電部材の表面にトナーを一様に付
着させてその表面を被覆する帯電均一化方法によれば、
帯電部材の表面には最初から帯電部材の表面をクリーニ
ング部材で傷付けたり、トナーの筋状ムラを生じさせな
い一定量のトナーが一様に付着されるので、異常画像の
発生を防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１はこの発明の一実施例を示す画像
形成装置を制御系と共に示す概略構成図である。

【００１５】この画像形成装置は、被帯電体であるドラ
ム状の感光体（像担持体）１を接触状態で帯電する帯電
部材である帯電ローラ２を備えた接触帯電方式の画像形
成装置であり、その帯電ローラ２が同図の矢示Ａ方向に
所定の周速度で回転する感光体１に接触しながら連れ回
りにより矢示Ｂ方向に等速で従動回転し、感光体１の表
面１ａを所定の電位に一様に帯電する。

【００１６】その感光体１は、ドラム駆動タイミングベ
ルト，ドラム駆動プーリ，それらを駆動するモータ（い
ずれも図示を省略している）等からなる感光体駆動装置
３によって駆動され、その表面１ａには常に帯電ローラ
２が、後述する導電性加圧バネ１２の付勢力により、例
えば接触圧１０ｇ／ｃｍ（略線接触）で圧接している。

【００１７】その感光体１の回りには、帯電ローラ２の
他に現像装置６と、転写分離装置７と、クリーニングユ
ニット８がそれぞれ配設されており、露光装置９からの
光が感光体１の表面１ａに入射して、帯電ローラ２によ
って一様に帯電された帯電面が露光されてそこに静電潜
像が形成され、それが現像装置６の現像スリーブ６ａに
よって供給されるトナーにより現像されてトナー像（可
視像）となる。

【００１８】一方、給紙カセツト（図示せず）内の転写
紙Ｐは、所定のタイミングで回転する給紙ローラにより
１枚ずつ送り出され、それがレジストローラ１３とそれ
に圧接回転する加圧ローラ１４との間で一旦停止されて
タイミング調整された後に、感光体１上のトナー像と一
致する正確なタイミングで転写分離装置７が設けられて
いる転写部に向けて搬送される。

【００１９】その転写紙Ｐは、図１で上面側にトナー像
が転写され、それが感光体１から分離されて図示しない
定着装置へ搬送され、そこでトナーが定着された後に装
置外部の排紙トレイ等へ排出される。

【００２０】そして、その転写終了後に感光体１上に残
った残留トナー及び紙粉等の異物は、クリーニングユニ
ット８に設けられているクリーニングブレード８ａによ
り取り除かれ、その感光体１上に残った残留電位は図示
しない除電ランプにより取り除かれて、次の帯電ローラ
２による帯電に備える。

【００２１】帯電ローラ２は、鉄等からなる導電性芯金
１５の外側に、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジ
エンの３元共重合体）による導電性ゴムローラ部１６を
一体に装着したものであり、その導電性芯金１５の両端
が導電性軸受１７，１７でそれぞれ回転自在に支持され
ていて、その各軸受１７が導電性加圧バネ１２によって
感光体１方向に付勢されて、その帯電ローラ２の軸線が
感光体１の軸線に平行する状態で感光体１の表面１ａに
接するようになっている。

【００２２】その帯電ローラ２の導電性芯金１５には、
直流電源２０から導電性加圧バネ１２及び導電性軸受１
７を介して帯電バイアス電圧（例えば−５００Ｖ）が印
加されるようになっており、それによって感光体１の表
面１ａが一様に帯電される。

【００２３】その帯電ローラ２には、その表面をクリー
ニングするクリーニング部材２２が近接して設けられて
おり、それが後述するクリーニング部材移動機構１０に
よって任意のタイミングで帯電ローラ２の表面に接触可
能に保持されている。この画像形成装置は、マイクロコ
ンピュータによって構成される制御装置３０によって各
種の動作が駆動制御される。

【００２４】その制御装置３０は、各種判断及び処理機
能を有する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各種の動作を所
定のタイミングで行わせるための制御に必要な各種プロ
グラム及び固定データを格納したプログラムメモリであ
るＲＯＭと、入力データやＣＰＵによる処理データを格
納するデータメモリであるＲＡＭと、入出力回路（Ｉ／
Ｏ）とによって構成されるマイクロコンピュータであ
る。

【００２５】その制御装置３０は、画像形成装置の装置
本体外部に設けられているスタートキー３６から、それ
が画像形成動作をスタートさせる際に押されたときに出
力される画像形成スタート信号を入力する。また、図１
では図示を省略しているが、転写紙サイズや転写濃度等
の各種の画像形成条件を選択するキー群からはオペレー
タによって選択される各種の信号をそれぞれ入力する。

【００２６】そして、感光体駆動装置３に対して感光体
１を回転させるための信号を感光体ドライバ３１を介し
て所定のタイミングで出力すると共に、画像形成が行わ
れる度にその画像形成回数を計数する手段である画像形
成回数計数部４に対して信号を出力する。

【００２７】また、制御装置３０は、画像形成回数計数
部４から入力する計数値が予めＲＯＭに記憶されている
例えば５００枚（機種に応じて適宜設定する）とした所
定値に達するまでは、クリーニング部材移動ドライバ５
に対しクリーニング部材移動機構１０を駆動させる信号
を出力しないが、その計数値が所定値に達するとそれを
駆動させる信号を出力する。

【００２８】それによって、クリーニング部材移動機構
１０が駆動され、それまでは帯電ローラ２の表面から離
間した状態に保持されていたクリーニング部材２２が帯
電ローラ２の表面に接触する。

【００２９】なお、この実施例では、そのクリーニング
部材移動機構１０とそれを駆動するクリーニング部材移
動ドライバ５と制御装置３０とが、画像形成回数計数部
４による計数値が所定値に達するまではクリーニング部
材を帯電ローラの表面から離間した状態に保持し、その
計数値が所定値に達した後はクリーニング部材を帯電ロ
ーラの表面に接触させる手段として機能する。

【００３０】図２及び図３はそのクリーニング部材移動
機構１０の具体的な構成を示す概略図である。クリーニ
ング部材移動機構１０は、アーム２３の略中央を軸２４
によって装置の固定部に揺動自在に支持し、そのアーム
２３の一端部下面にクリーニング部材２２を固定してい
る。そのクリーニング部材２２としては、フェルト状の
もの，ブラシ状のもの，あるいはブレード状のもの等
（図２及び図３ではフェルト状のものを図示している）
を使用することができ、その材質としては超極細繊維，
軟質ウレタンフォーム，テフロン系繊維等があげられ
る。

【００３１】そのアーム２３の他端側はＬ字状になって
いて、その部分は少くとも弾性を有する材料（例えば樹
脂製）で形成されていて、その先端にはフック２３ａが
形成されている。そして、そのアーム２３の軸２４より
も図２で左方側の部分に、一端が本体フレーム２７に固
定されて矢示Ｃ方向に付勢するスプリング２５と、ソレ
ノイド２６の可動軸２６ａに一端側が固定されたスプリ
ング２８とを互いに対抗させて取り付けている。

【００３２】そして、画像形成装置の使用初期の段階、
すなわちこの実施例では画像形成回数が５００回に達す
るまでの間は、図２に示すようにソレノイド２６がオフ
状態にあるため、アーム２３がスプリング２５の付勢力
によってストッパ１９によって規制される図示の位置に
揺動付勢されているため、クリーニング部材２２は帯電
ローラ２の表面から離間した状態に保持されている。

【００３３】ところが、画像形成回数が例えば５００回
の所定回数に達すると、図３に示すようにソレノイド２
６がオン状態になるため、アーム２３がスプリング２５
の付勢力に抗してソレノイド２６により図示の位置まで
揺動付勢される。したがって、クリーニング部材２２が
帯電ローラ２の表面に、クリーニングに適した所定の接
触圧で接する。

【００３４】この時、アーム２３のフック２３ａが装置
の固定部に形成されているストッパ孔２１に嵌入して係
合するため、ソレノイド２６が数秒後にオフ状態になっ
ても、アーム２３は図３の位置に保たれ続けるため、ク
リーニング部材２２は帯電ローラ２の表面に接したまま
の状態になる。

【００３５】このように、この実施例による画像形成装
置は、画像形成回数の計数値が所定値に達するまではク
リーニング部材２２を帯電ローラ２の表面から離間した
状態に保持しておいて、それが所定値に達した後にその
クリーニング部材２２を帯電ローラ２の表面に接触させ
るので、異常画像の発生を防止することができる。

【００３６】すなわち、クリーニング部材２２を、トナ
ーが表面にまだ付着されていない初期の段階の帯電ロー
ラ２に接触させた場合には、その間の摩擦抵抗により帯
電ローラ２の表面に筋状の傷が付いてそれが原因で異常
画像を発生させやすくなるが、この実施例によればそれ
を防止することができる。

【００３７】図４は帯電ローラの表面にトナーを一様に
付着させてその表面を被覆する帯電均一化方法を説明す
るための概略図である。この帯電均一化方法は、帯電ロ
ーラ２を初期の工場出荷の段階、あるいは画像形成装置
を使用場所に設置した段階で、その表面にトナーＴｎを
均一に予め定めた所定の厚さで付着させて被覆してお
く。そして、その付着させるトナーＴｎの厚さは、例え
ば図１乃至図３で説明した実施例における画像形成回数
が５００回程度行った際に帯電ローラ２の表面に付着す
る程度のトナー量とする。

【００３８】このように、最初から帯電ローラ２の表面
をトナーで被覆する帯電均一化方法によれば、初期の段
階（画像形成回数の１回目）からその帯電ローラ２の表
面にクリーニング部材２２を接触させるようにしても、
そこには予め筋状の傷が付かないだけの量のトナーＴｎ
が付着しているので、均一な帯電が行われることによっ
て異常画像の発生を防止することができる。

【００３９】表１は、予め帯電ローラ２にトナーを被覆
しておいたものとその被覆をしなかったものの各表面に
同一の試験条件でクリーニング部材２２を接触させてラ
ンニングし、所定の画像形成枚数毎に検査用の用紙に画
像形成を行って、そこに発生する縦筋状の異常画像の発
生状況を確認した実験結果を示すものである。

【００４０】

【表１】

【００４１】なお、この試験で使用した検査用の用紙は
オレンジ色（オレンジチャート原稿）であり、異常画像
が発生した際にそれをより正確に発見できるようにして
いる。表１の実験結果において、縦筋の発生本数が０
（零）本の場合を〇印、２本以下を△印、３本以上を×
印でそれぞれ記入している。

【００４２】この実験結果によれば、トナーを被覆しな
かった帯電ローラは、画像形成枚数が２０００枚で縦筋
状の異常画像が発生し、その異常画像の本数は画像形成
枚数が増えるに従って増加していく。

【００４３】これに対し、予め帯電ローラの表面をトナ
ーで一様に被覆しておいたものは、５０００枚未満では
上記異常画像の発生はなく、５０００枚からその異常画
像が発生したものの、その異常画像の増え方はトナーを
被覆しなかったものに比べると増加度合いが遅くなって
いる。

【００４４】このように、予め帯電ローラの表面をトナ
ーで一様に被覆しておいたものと、そうでないものとで
縦筋状の異常画像の発生に大きな差が生じるのは、帯電
ローラの表面にトナーがない状態でそこにクリーニング
部材を接触させた場合には、帯電ローラの表面とクリー
ニング部材との摩擦抵抗により帯電ローラの表面が筋状
に傷付けられてしまうためであると考えられる。

【００４５】ところで、クリーニング部材は、そもそも
帯電ローラの表面からトナーを完全に除去するためのも
のではなく、その表面に付着したトナーの量を一定量
（トナー層の厚さ）に規制して、その表面におけるトナ
ーの状態を均一にならす役割を果すものである。

【００４６】そして、帯電ローラ表面のトナー量がある
一定量より少ない段階で、その表面をクリーニング部材
でクリーニングすると、それによって帯電ローラの表面
上のトナーが不均一になって筋状のムラができやすい。
逆に、その表面にトナーが付着し過ぎると、その表面上
におけるトナーの付着量に大きなバラツキが生じるた
め、帯電ムラになりやすい。

【００４７】したがって、トナーが帯電ローラの表面に
クリーニング部材によって均一にならされるだけの量が
付着する画像形成枚数まではクリーニング部材を帯電ロ
ーラに接触させないか、予め帯電ローラの表面に上記付
着量に見合った量のトナーを被覆しておくようにすれ
ば、クリーニング部材が帯電ローラの表面に接触しても
その表面がほとんど傷つくことがないので、帯電ローラ
上にトナーが筋状のムラとなって付着するのを防止し
て、異常画像の発生を防止することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、画像形成回数を計数した計数値が所定値に達するま
ではクリーニング部材を帯電部材の表面に接触させない
ので、帯電部材の表面がクリーニング部材によって傷付
けられたり、その表面に付着したトナー量が少いうちに
クリーニング部材により摺擦されてトナーが不均一に付
着されたりするようなことがないので、帯電ムラ，画像
ボケ，白筋，黒筋等の異常画像が発生しない極めて安定
した均一な帯電ができ、良好な画像品質が長期に亘って
得られる。

【００４９】また、帯電部材の表面にトナーを一様に付
着させてその表面を被覆する帯電均一化方法によれば、
帯電部材の表面は最初からトナーで一様に覆われるた
め、そこに最初からクリーニング部材を接触させても、
帯電部材の表面にはトナーの筋状ムラを生じさせない一
定量のトナーが一様に付着されているので、異常画像の
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す画像形成装置を制御
系と共に示す概略構成図である。

【図２】同じくその画像形成装置に設けられているクリ
ーニング部材移動機構によってクリーニング部材を帯電
ローラから離間させた状態を示す概略図である。

【図３】同じくそのクリーニング部材を帯電ローラに接
触させた状態を示す概略図である。

【図４】帯電ローラの表面にトナーを一様に付着させて
その表面を被覆する帯電均一化方法を説明するための概
略図である。

【符号の説明】

１：感光体 ２：帯電ローラ（帯電部材） ４：画像形成回数計数部 ５：クリーニング部材移動ドライバ １０：クリーニング部材移動機構 ２２：クリーニング部材 ３０：制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 宣男 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 松本 健太郎 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 高橋 貞夫 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 早川 直志 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動する感光体と、該感光体に接触して
   回動しながらそれを帯電させる帯電部材と、該帯電部材
   の前記感光体に接触する表面をクリーニングするクリー
   ニング部材とを備えた画像形成装置において、 画像形成回数を計数する手段と、該手段による計数値が
   所定値に達するまでは前記クリーニング部材を前記帯電
   部材の表面から離間した状態に保持し、前記計数値が所
   定値に達した後は前記クリーニング部材を前記帯電部材
   の表面に接触させる手段とを設けたことを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 回動する感光体と、該感光体に接触して
   回動しながらそれを帯電させる帯電部材と、該帯電部材
   の前記感光体に接触する表面をクリーニングするクリー
   ニング部材とを備えた画像形成装置において、 前記帯電部材の前記表面にトナーを一様に付着させて該
   表面を被覆することを特徴とする帯電均一化方法。