JPH0850398A - 接触帯電装置 - Google Patents

接触帯電装置

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JPH0850398A
JPH0850398A JP20806794A JP20806794A JPH0850398A JP H0850398 A JPH0850398 A JP H0850398A JP 20806794 A JP20806794 A JP 20806794A JP 20806794 A JP20806794 A JP 20806794A JP H0850398 A JPH0850398 A JP H0850398A
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JP20806794A
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Tadashi Furuya
正 古屋
Harumi Ishiyama
晴美 石山
Seiji Mashita
精二 真下
Yoshi Toshida
嘉 土志田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】クリーニング部材による接触帯電部材の清掃を
良好に行うことで帯電不良をなくす。 【構成】感光体1表面に、接触帯電部材2を対向させて
配置する。接触帯電部材2は、回転自在のファーブラシ
21と、ファーブラシ21に付着した汚れを除去するス
ポンジ性のクリーニング部材22と、ファーブラシ21
の上下方向の移動を許容する芯金ガイド231とを有す
る。クリーニング部材22はスポンジの弾力性によっ
て、ファーブラシ21を加圧し、これによりファーブラ
シ21が感光体1表面に当接される。したがって、感光
体とクリーニング部材とのそれぞれに対するファーブラ
シの当接状態が同じとなり、ファーブラシ21が、クリ
ーニング部材22から離れることによるクリーニング不
良や、逆に感光体1から離れることによる帯電不良を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被帯電体に帯電部材を
接触させて帯電を行う接触帯電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に用いられている電子写真方
式の帯電プロセスには、大別して二通りの方法がある。
一つはコロナ放電等を用いた非接触系の帯電方法で、も
う一つはローラやブラシを用いた接触系の帯電方法であ
る。後者の接触系は、前者の非接触系に比べて、オゾン
レス化、低電力化に有利である。この接触系の帯電方法
では、帯電部材として、ゴムローラ、固定ブラシ、ロー
ラ形状のファーブラシなど、様々な部材が実用化されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような接触系の帯電装置(以下「接触帯電装置」とい
う。)を使用する際に問題となることの一つに、接触帯
電部材の汚れがあげられる。接触帯電部材は、感光体表
面に接触させて配置されているため、感光体表面の汚
れ、特にクリーニング部からすり抜けてきたトナーや紙
粉などの汚れが付着し、この汚れの付着した部分が帯電
ムラや帯電不良となって画像に現われるといった問題が
あった。
【0004】特に、接触帯電方法の中でも電荷の注入を
使った注入帯電方法は、汚れに弱い。すなわち、感光体
と接触帯電部材との間に、抵抗の高いトナーなどが狭ま
るとその部分の帯電が行われず、帯電ムラ、帯電不良が
顕著に現われてしまう。
【0005】これを解決すべく、接触帯電部材として帯
電ローラを用いた場合には、クリーニングパッドなどの
クリーニング部材を帯電ローラ表面に当接させ、汚れを
取り除く方法が広く一般にとられている。しかし、接触
帯電部材が帯電ファーブラシローラ(以下「ファーブラ
シ」という。)である場合、上述のクリーニングパッド
等をファーブラシに使用した場合には、次のような問題
が発生する。
【0006】帯電に用いられているファーブラシは、耐
久でへたった場合でも感光体表面上に常に接触するよう
に、通常加圧当接されている。このため、ファーブラシ
のクリーニング部材としてクリーニングパッドなどを当
接していても、耐久でファーブラシがへたってくるとフ
ァーブラシの径が小さくなってしまうためクリーニング
パッドに当らなくなり、クリーニングが満足に行えなく
なるといった問題が起こっていた。また、これを防止し
ようとパッドを加圧当接した場合には、クリーニング部
材側の加圧力でファーブラシの毛倒れが起きてしまい、
ファーブラシの感光体への当接が不十分になり帯電不良
が起きるといった問題が起こっていた。
【0007】そこで、本発明は、ファーブラシがへたり
を起こした場合でも、ファーブラシ表面を良好にクリー
ニングし、良好な帯電が行われるようにした接触帯電装
置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、感光体表面に接触させた接
触帯電部材に帯電電圧を印加することにより、前記感光
体表面を帯電する接触帯電装置において、前記感光体表
面に対向させて配置したクリーニング部材と、これら感
光体表面とクリーニング部材との間に配置した前記接触
帯電部材を、これら感光体表面及びクリーニング部材に
対して接離可能に支持する支持部材とを備え、前記クリ
ーニング部材によって前記接触帯電部材の一方を直接的
に加圧することにより、前記接触帯電部材の他方を前記
感光体表面に当接させることを特徴とする。
【0009】前記接触帯電部材を、回転可能なファーブ
ラシとすることができる。
【0010】また、前記クリーニング部材を、発泡体と
することができる。
【0011】さらに、前記接触帯電部材を加圧すべく前
記クリーニング部材を付勢するばね部材を有するように
してもよい。
【0012】加えて、前記クリーニング部材を、前記接
触帯電部材に対して接離させる離間・当接機構を有する
ようにしてもよい。
【0013】以上のいずれの場合も、前記感光体に対す
る前記接触帯電部材の帯電方式を、前記感光体表面に直
接的に電荷を注入する注入帯電方式とすることができ
る。
【0014】
【作用】以上構成に基づき、クリーニング部材は、接触
帯電部材の一方を直接的に加圧することで、接触帯電部
材の他方を感光体表面に当接させる。したがって、例え
ば接触帯電部材がファーブラシである場合には、感光体
とクリーニング部材とのそれぞれに対するファーブラシ
の当接状態をほぼ同じにすることができる。すなわち、
ファーブラシがへたったときでもファーブラシの当接量
を、クリーニング部材側と感光体側とでほぼ等しくする
ことができる。ファーブラシがクリーニング部材と離れ
てクリーニング不良となったり、逆に感光体と離れて帯
電不良となったりするのを防止することができる。
【0015】
【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。 〈実施例1〉本実施例では、接触帯電装置において、ク
リーニング部材に弾性体を用いて、この弾性体の弾性力
でファーブラシを感光体に加圧当接させることを特徴と
する。
【0016】図2に、本発明に係る接触帯電装置を装着
した画像形成装置の概略構成図を示す。なお、同図に示
す画像形成装置は、電子写真方式を利用したレーザビー
ムプリンタである。
【0017】同図の画像形成装置は、像担持体として、
矢印R1方向に回転駆動されるドラム型の感光体1を備
えている。感光体1は、本実施例は直径30mmのOP
C感光体であり、矢印R1方向に100mm/sec のプ
ロセススピード(周速度)をもって回転駆動される。
【0018】感光体1の上方には、接触帯電装置2が配
置されている。接触帯電装置2は、回転自在に支持され
た接触帯電部材としてのファーブラシロール21と、こ
れをクリーニングするクリーニング部材22と、帯電器
ハウジング23とを主要構成部材として構成されてい
る。この接触帯電装置2には帯電バイアス印加電源S1
から−700VのDC帯電バイアスが印加されており、
ファーブラシロール21が、感光体1の回転方向(矢印
R1方向)に対してカウンタ方向(矢印R2方向)に2
00mm/sec で回転駆動されたとき、感光体1表面が
ほぼ−700Vに一様に帯電される。なお、接触帯電装
置2については後に詳述する。
【0019】この感光体1の帯電面に対してレーザダイ
オード、ポリゴンミラー等を含むレーザビームスキャナ
(不図示)から出力されるレーザービーム、つまり目的
の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強
度変調されたレーザビームによる走査露光Lがなされ、
感光体1表面に対して目的の画像情報に対応した静電潜
像が形成される。この静電潜像は磁性一成分絶縁トナー
を用いた反転現像装置3によりトナー像として現像され
る。3aはマグネット3bを内包する直径16mmの非
磁性の現像スリーブであり、この現像スリーブ3aに上
述のネガトナーをコートし、感光体1表面との距離を3
00μmに固定した状態で、感光体1と等速で回転さ
せ、現像スリーブ3aに現像バイアス電源S2より現像
バイアス電圧を印加する。電圧は−500VのDC電圧
と、周波数1800Hz、ピーク間電圧1600Vの矩
形のAC電圧を重畳したものを用い、現像スリーブ3a
と感光体1との間でジャンピング現像を行わせる。
【0020】一方、不図示の給紙部から供給された記録
材としての転写材Pは、感光体1と、これに所定の押圧
力で当接された中抵抗の転写ローラ(接触転写手段)4
との間の圧接ニップ部(転写部)Tに所定のタイミング
にて導入される。転写ローラ4には転写バイアス印加電
源S3から所定の転写バイアス電圧が印加される。本実
施例の転写ローラ4は、ローラ抵抗値が5×108 Ωの
ものを用い、+2000VのDC電圧を印加して転写を
行った。
【0021】転写部Tに導入された転写材Pは、この転
写部Tによって挟持搬送され、その表面に感光体1上の
トナー画像が順次に静電気力と押圧力にて転写されてい
く。
【0022】トナー画像の転写を受けた転写材Pは、感
光体1表面から分離されて熱定着方式等の定着装置5へ
導入され、ここでトナー画像の定着を受けた後、画像形
成物(プリント、コピー)として装置外へ排出される。
【0023】一方、トナー画像転写後の感光体1は、表
面に付着している残留トナー等の付着汚染物がクリーニ
ング装置6によって除去清掃され、次の画像形成に供さ
れる。
【0024】なお、上述の画像形成装置では、感光体
1、接触帯電装置2、現像装置3、クリーニング装置6
の4つのプロセス機器をカートリッジ容器10aに一体
的に組み込んでプロセスカートリッジ10を構成し、こ
のプロセスカートリッジ10を画像形成装置本体に対し
て着脱自在に装着するようにしているが、本発明に係る
帯電装置の装着対象となる画像形成装置は、このような
カートリッジ方式のものに限定されるものではない。
【0025】次に、感光体1について述べる。
【0026】感光体1は負帯電のOPC感光体であり、
φ30mmのアルミニウム製のドラム基体上に、次の第
1層〜第5層までの機能層を下から順に設けたものであ
る。
【0027】第1層は下引き層であり、アルミニウム製
のアルミ基体14(図3参照)の欠陥等をならすため
に、またレーザ露光の反射によるモアレの発生を防止す
るために設けられている厚さ約20μmの導電層であ
る。
【0028】第2層は正電荷注入防止層であり、アルミ
基体14から注入された正電荷が感光体1表面に帯電さ
れた負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミ
ラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって106 Ω
・cm程度に抵抗調整された厚さ約1μmの中抵抗層であ
る。
【0029】第3層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約0.3μmの層であり、レ
ーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。
【0030】第4層は電荷輸送層11であり、ポリカー
ボネート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、P感
光体半導体である。したがって、感光体1表面に帯電さ
れた負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生
した正電荷のみを感光体1表面に輸送することができ
る。
【0031】第5層は電荷注入層12であり、光硬化性
のアクリル樹脂に超微粒子のSnO2 を分散した材料の
塗工層である。具体的には、アンチモンをドーピング
し、低抵抗化した粒径約0.03μmのSnO2 粒子を
樹脂に対して70重量パーセント分散した材料の塗工層
である。このようにして調合した塗工液をディピング塗
工法にて、厚さ約2μmに塗工して電荷注入層12とし
た。
【0032】これによって感光体1表面の抵抗は、電荷
輸送層単体の場合が1×1015Ω・cmだったのに比べ、
1×1012Ω・cmまで低下した。
【0033】次に、上述の感光体1と接触帯電装置2と
を用いて感光体1を帯電する際の帯電原理について説明
する。
【0034】本発明における電荷注入帯電は、中抵抗の
接触帯電部材で、中抵抗の表面抵抗を持つ感光体表面に
電荷注入を行うものである。この電荷注入帯電は、従来
の電荷注入帯電が感光体表面材質のもつトラップ電位に
電荷を注入していたのとは異なり、電荷注入層の導電粒
子に電荷を充電して帯電を行うものである。
【0035】具体的には、図3に示すように、電荷輸送
層11を誘電体とみなし、アルミ基体14と電荷注入層
13内の導電粒子12とを両電極板とみなした微小なコ
ンデンサーに、接触帯電部材2で電荷を充電する理論に
基づくものである。この際、導電粒子12は互いに電気
的には独立であり、一種の微小なフロート電極を形成し
ている。このため、マクロ的には感光体1表面は均一電
位に充電、帯電されているように見えるが、実際には、
無数の微小な、充電されたSnO2 が感光体1表面を覆
っているような状況となっている。このため、レーザに
よって画像露光を行ってもそれぞれのSnO2 粒子は電
気的に独立なため、静電潜像を保持することが可能にな
る。
【0036】しかし、このような注入帯電方式にファー
ブラシ21のような接触帯電部材を用いた場合には、上
述の問題点で述べたように汚れや感光体1への接触不良
がただちに帯電不良となるため、前述のコロナ放電を用
いた帯電方式に比べ耐久での画像安定性が乏しかった。
【0037】次に、本発明の特徴である接触帯電装置に
ついて詳述する。
【0038】図1に、本実施例における接触帯電装置2
の構成を示す。
【0039】接触帯電装置2は、ファーブラシ(接触帯
電部材)21およびスポンジ製のクリーニング部材22
を、帯電器ハウジング23で覆うように構成されてい
る。
【0040】ファーブラシ21は、抵抗調整された繊維
212を導電基布に織り込んだパイルを、導通をとれる
ように導電性接着剤で芯金211の周りに接着したもの
である。本実施例ではレーヨンにカーボンを分散して、
抵抗値を5×105 Ω・cmに抵抗調整した繊維を、太さ
300デニール/50フィラメント、植え密度155本
/mm2 、繊維長さ5mmでパイル形状にして、φ6m
mの芯金211に導電接着剤で接着して製作した。
【0041】ここで、ファーブラシの材質としては、ユ
ニチカ(株)製のREC−B、REC−C、REC−M
1、REC−M10、さらに東レ(株)製のSA−7、
日本蚕毛(株)製のサンダーロン、カネボウ製のベルト
ロン、クラレ(株)製のクラカーボ、レーヨンにカーボ
ンを分散したもの、三菱レーヨン(株)製のローバル等
が考えられるが、環境安定性の点でユニチカ(株)製の
REC−B、REC−C、REC−M1、REC−M1
0、が望ましい。
【0042】次に、このファーブラシ21に当接させ
て、ファーブラシ表面をクリーニングするためのスポン
ジ製のクリーニング部材22について述べる。
【0043】本実施例では、クリーニング部材22に弾
性体を用いて、この弾性体の弾性力でファーブラシ21
を感光体1に加圧当接させることを特徴としている。こ
のため、クリーニング部材22の材質としては、ファー
ブラシ表面を摺察したときにファーブラシ表面について
いる微粉トナーなどの汚染物質を除去する効果と、ファ
ーブラシ21を加圧するための弾性力を合わせ持つ必要
がある。これらの点を考慮した上で、本実施例では発泡
弾性体であるスポンジ製のクリーニング部材22として
使用している。
【0044】スポンジクリーニング部材22として用い
られる材料としては、ウレタンフォーム、シリコーンゴ
ム、NBR、EPM、EPDM、CR、SBR等の発泡
体が考えられる。また、発泡の形状としては、クリーニ
ングに用いることから、発泡のセル中にクリーニングし
た汚染物質を取り込むことが可能なように、単泡のスポ
ンジよりも連泡のスポンジが望ましい。セル径に関して
は、0.05〜10mmの範囲が望ましく、これをセル
密度に換算すると、1〜200個/1cmとなる。セル
密度が1cm当り1個より小さくなると、クリーニング
部材としては目が粗すぎて実質的にファーブラシ21と
接触する部分が少なくなって汚れが取りきれなくなり、
スポンジが軟らかすぎるためにファーブラシ21を感光
体1に加圧接触する力が弱くなって帯電ムラが起きてし
まう。逆に、セル密度が1cm当り200個よりも大きく
なると、クリーニング部材としては目が細かすぎてファ
ーブラシ21から汚れを掻き取る効果が少なくなり、ス
ポンジが堅くなるためにファーブラシの毛倒れを促進し
てしまう。
【0045】本実施例で使用されているスポンジクリー
ニング部材22は、ウレタンを発泡させた弾性体であ
り、セル密度20個/1cmで、ファーブラシ21を十分
加圧できるように、厚さ10mmにして帯電器ハウジン
グ23に取り付けてある。
【0046】帯電器ハウジング23には、ファーブラシ
21が感光体1に対して自在に動くことのできるよう
に、図1中、点線で示した芯金ガイド231が芯金23
の長手方向両端部に設けてある。この芯金ガイド231
に沿ってファーブラシ21の芯金211が自在に動くこ
とにより、ファーブラシ21の感光体1側の進入量とク
リーニング部材22側への進入量を等しく設定すること
が可能となる。本実施例ではファーブラシ21の感光体
1側への進入量とクリーニング部材22側への進入量が
それぞれ2mmとなるように、ファーブラシ21をスポ
ンジクリーニング部材22の弾性力で感光体1に当接さ
せた。
【0047】このような接触帯電装置2を使用すること
によって、ファーブラシ21の感光体1側への進入量と
クリーニング部材22側への進入量を等しくすることが
可能となり、耐久後半でファーブラシ21がへたって外
径が減少しても、クリーニング部材22の弾性力でファ
ーブラシ21を感光体1側へ押しつけるので、耐久を通
してファーブラシ21のクリーニング性と感光体1の帯
電性の双方を良好に確保することが可能となった。 〈実施例2〉本実施例では、クリーニング部材の背面側
にばねを設け、このばねの加圧力でクリーニング部材を
加圧し、このクリーニング部材でファーブラシを感光体
に加圧当接させることを特徴とする。
【0048】本実施例で用いた接触帯電装置20を図4
に示す。なお、本実施例で用いている画像形成装置は、
接触帯電装置以外は実施例1と同様のものを用いてい
る。
【0049】接触帯電装置20はファーブラシ21およ
びクリーニング部材24を、帯電器ハウジング23で覆
うように構成されている。
【0050】ここで、ファーブラシ21と帯電器ハウジ
ング23は実施例1と同様のものであり、ファーブラシ
21は芯金ガイド231に沿って、感光体1に対して自
在に動くことができる。
【0051】次に、本実施例で使用されているクリーニ
ング部材24について述べる。
【0052】クリーニング部材24は、本実施例の特徴
である加圧ばね241とクリーニングパッド242で構
成されている。本実施例では、加圧ばね241にコイル
ばねを使用しているが、クリーニングパッド242を均
一に加圧できるものであれば板ばね等の他のばねを使用
してもよい。また、クリーニングパッド242は弾性体
である必要がないので、耐久性を考慮して対摩耗性に優
れた材料やクリーニング性の良い材料を使用することが
可能である。
【0053】上述情勢の接触帯電装置20を使用するこ
とによって、耐久を通して、ファーブラシ21のクリー
ニング性と感光体1の帯電性とを確保することが可能に
なるばかりでなく、クリーニング部材として様々な材料
を使用することが可能となるので、クリーニング部材の
クリーニング性をさらに向上させることや、クリーニン
グ部材の寿命を延ばすことが可能となった。 〈実施例3〉本実施例では、ファーブラシを感光体に加
圧当接させているクリーニング部材を、画像形成時以外
はファーブラシから離間させることを特徴とする。
【0054】本実施例で用いた接触帯電装置200を図
5に示す。なお、本実施例で用いている画像形成装置
は、接触帯電装置以外は実施例1と同様のものを用いて
いる。
【0055】接触帯電部材200は、ファーブラシ21
と離間・接触機構25aを備えたクリーニング部材25
および芯金移動ガイド232で構成されている。
【0056】ここで、ファーブラシ21は実施例1と同
様のものであり、ファーブラシ21は芯金移動ガイド2
32に沿って、感光体1に対して自在に動くことができ
る。
【0057】本実施例では、画像形成時にクリーニング
部材25によりファーブラシ21を感光体1に加圧当接
させ、画像形成時以外はクリーニング部材25をファー
ブラシ21から離間させている。
【0058】このような接触帯電部材200を使用する
ことによって、耐久を通してファーブラシ21のクリー
ニング性と感光体1の帯電性との双方を確保することが
可能になるばかりでなく、画像形成時以外はファーブラ
シ21に加圧力をかけなくてすむので、ファーブラシ2
1のへたりを軽減することが可能となり、さらに画像形
成時以外や機械の停止時にはファーブラシ21に接触し
ているものがないので不均一な毛倒れを防止することが
可能となった。
【0059】
【発明の効果】以上構成に基づき、クリーニング部材
は、接触帯電部材の一方を直接的に加圧することで、接
触帯電部材の他方を感光体表面に当接させる。したがっ
て、例えば接触帯電部材がファーブラシである場合に
は、感光体とクリーニング部材とのそれぞれに対するフ
ァーブラシの当接状態をほぼ同じにすることができる。
すなわち、ファーブラシがへたったときでもファーブラ
シの当接量を、クリーニング部材側と感光体側とでほぼ
等しくすることができる。これにより、ファーブラシが
クリーニング部材と離れてクリーニング不良を起こした
り、逆に感光体と離れて帯電不良を起こしたりするのを
有効に防止することができ、長期にわたって安定した画
像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の接触帯電装置の構成を示す図。
【図2】実施例1の接触帯電装置を装着した画像形成装
置の概略構成図。
【図3】接触帯電部材による注入帯電の原理を示す図。
【図4】実施例2の接触帯電装置の構成を示す図。
【図5】実施例3の接触帯電装置の構成を示す図。
【符号の説明】
1 感光体 2、20、200接触帯電装置 3 現像装置 4 転写ローラ 5 定着器 6 クリーニング装置 10 プロセスカートリッジ 10a カートリッジ容器 21 ファーブラシ 22 クリーニング部材 23 帯電器ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土志田 嘉 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体表面に接触させた接触帯電部材に
    帯電電圧を印加することにより、前記感光体表面を帯電
    する接触帯電装置において、 前記感光体表面に対向させて配置したクリーニング部材
    と、 これら感光体表面とクリーニング部材との間に配置した
    前記接触帯電部材を、これら感光体表面及びクリーニン
    グ部材に対して接離可能に支持する支持部材とを備え、 前記クリーニング部材によって前記接触帯電部材の一方
    を直接的に加圧することにより、前記接触帯電部材の他
    方を前記感光体表面に当接させる、 ことを特徴とする接触帯電装置。
  2. 【請求項2】 前記接触帯電部材が回転可能なファーブ
    ラシである、 ことを特徴とする請求項1記載の接触帯電装置。
  3. 【請求項3】 前記クリーニング部材が発泡体である、 ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の接触帯
    電装置。
  4. 【請求項4】 前記接触帯電部材を加圧すべく前記クリ
    ーニング部材を付勢するばね部材を有する、 ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の接触帯
    電装置。
  5. 【請求項5】 前記クリーニング部材を、前記接触帯電
    部材に対して接離させる離間・当接機構を有する、 ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の接触帯
    電装置。
  6. 【請求項6】 前記感光体に対する前記接触帯電部材の
    帯電方式が、前記感光体表面に直接的に電荷を注入する
    注入帯電方式である、 ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか記
    載の接触帯電装置。
JP20806794A 1994-08-08 1994-08-08 接触帯電装置 Pending JPH0850398A (ja)

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