JPH0862937A

JPH0862937A - 帯電・クリーニング兼用装置

Info

Publication number: JPH0862937A
Application number: JP21323894A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Kuroda; 能孝黒田; Tsutomu Sugimoto; 勉杉本; Yoshitaka Nagamori; 由貴長森; Yuka Nakayama; 由香中山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】像担持体上の残留トナーを清掃するとともに
像担持体表面を一様に帯電する帯電・クリーニング兼用
装置において、良好なクリーニング性能を得るととも
に、帯電電極にトナー等が付着することによる帯電不良
の発生を防止する。【構成】ほぼ板状の絶縁性部材からなり、先端部２ａ
が電荷受容体（像担持体）１と圧接される弾性ブレード
２を設け、この弾性ブレード２の先端２ｂより後方の電
荷受容体１との対向面に、帯電電極層４及びこれを被覆
する抵抗層５を設ける。このとき、帯電電極層４と抵抗
層５との厚さの和をＴ（ｍｍ）、ブレード先端部２ａと
該ブレード２が接触する位置における電荷受容体１の接
線とのなす角度をＷａ（°）とすると、ブレード先端２
ｂから抵抗層５の先端までの長さＸ（ｍｍ）は、 10×
10^-3＋(7.5×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) ＜Ｘ＜120 ×10
^-3＋(150×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) の範囲に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を応用した
複写機、プリンター等の画像形成装置において用いら
れ、像担持体（感光体）上に残留したトナーをクリーニ
ングするとともに、前記像担持体の表面を一様に帯電さ
せる帯電・クリーニング兼用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンターなどの画像形成装置
では、像担持体表面を帯電装置により帯電させ、その後
像光の照射により表面に静電潜像を形成し、現像剤の付
着によりこの静電潜像を可視化する。このような画像形
成装置で用いられる帯電装置としては、従来より像担持
体表面に帯電電極を接触させて帯電する接触帯電方式を
利用した装置が知られている。このような帯電装置は、
像担持体表面に接触させて弾性ロールやブラシ等の導電
性部材を配置し、該導電性部材に直流電圧或は直流と交
流の重畳電圧を印加して接触部近傍の微小空隙で放電を
起こさせ、像担持体表面を帯電させるものである。

【０００３】しかし、上記帯電装置のうち弾性ロールを
用いるものでは、ロールの支持装置などが必要となり、
構造が複雑になり易いという欠点がある。また、均一な
帯電を行うためには、弾性ロールと電荷受容体との密着
性を良くして安定した微小空隙を形成する必要があり、
ゴムの硬度を低くするなどの対策が必要となる。そのた
め、ゴム中に多量のプロセスオイルを含有する必要があ
り、このプロセスオイルが電荷受容体に転移して画質に
悪影響を及ぼし易いという欠点がある。一方、このよう
な欠点を解消するためにはロールの外形精度を上げる方
法があるが、ゴム等の弾性体の外形精度を上げることは
非常に難しく、歩留りの低下等によりコストアップにつ
ながる。

【０００４】また、ブラシ状の導電性部材を用いるもの
では、上記弾性ロールに比べ均一に接触させることは容
易であるものの、ブラシの製作に手間がかかる上、ブラ
シの掃き目が帯電ムラとして画像に出やすいという欠点
がある。

【０００５】このため、上記欠点の対策としてブレード
状の導電性部材を用いる帯電装置が提案されている。こ
の帯電装置は、導電性の弾性ブレードを像担持体に接触
させるように配置し、ブレードと像担持体との間にでき
るくさび型の微小空隙部分で放電を起こさせることによ
り、像担持体表面を帯電させるものである。このような
ブレード状の導電性部材では比較的安定した微小空隙を
形成でき、部材の製造コストも上記弾性ロールやブラシ
に比べて安価であるという利点を有している。

【０００６】また、上記装置では弾性ブレードを像担持
体に接触させるため、画像形成装置内で、像担持体上の
残留トナーを清掃するクリーニンググレードと機能を兼
用させるようにした装置も考えられる。このような帯電
・クリーニング兼用装置は、例えば導電性ゴム等からな
る弾性ブレードを像担持体表面に押圧するように配置
し、ブレード先端部による残留トナーの清掃と導電性部
材による放電とを同じ部材で行うようにしたものであ
る。このような帯電・クリーニング兼用装置として、例
えば特開昭６０−１４７７５６号公報に開示されるもの
がある。しかし、このような導電性の弾性ブレードは、
強度や弾性率の面等からクリーニングブレードとしての
機能を満足するものを得ることが困難である。

【０００７】そのため、特開平３−２０３７５４号公報
に開示されるように絶縁性材料からなる弾性ブレードの
表面に電極を設けるようにした装置が提案されている。
この帯電・クリーニング兼用装置は、図８（ａ）に示す
ように、弾性ブレード１０２の像担持体１０１と対向す
る位置に該弾性ブレード１０２の先端からある程度離し
て電極層１０４が形成され、さらにその上に抵抗層１０
５が弾性ブレード１０２の先端まで塗布されている。上
記電極層１０４には、帯電用電圧を印加する電源１０６
が接続されている。上記弾性ブレード１０２は、支持体
１０７により支持され、先端部を像担持体１０２の移動
方向における上流側に向けて像担持体１０１表面に押圧
されるように配置されている。また、図８（ｂ）に示す
ように、抵抗層の先端部１０５ａ付近を像担持体の形状
に沿って削って使用する場合もある。

【０００８】このような帯電・クリーニング装置では、
弾性ブレード１０２の先端付近で像担持体表面の残留ト
ナーをクリーニングするとともに、電極層１０４に帯電
電圧を印加することにより像担持体との微小間隙で放電
を起こさせ、像担持体表面の帯電を行うことができる。
このような図８に示す帯電・クリーニング兼用装置で
は、製造が比較的容易でコストを低減できるとともに、
画像形成装置内において省スペース化ができるという利
点を有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
８に示す帯電・クリーニング兼用装置では、以下に示す
問題点を有している。上記電極層１０４に塗布された抵
抗層１０５の物性によっては、電極層１０４から像担持
体１０１への電荷注入が生じ、特に環境の変化によって
像担持体１０１の帯電電位に変動を生じる場合がある。

【００１０】また、図９（ａ）に示すように、抵抗層の
先端部１０５ａに削り取った部分が残っていた場合、弾
性ブレード１０２の先端が持ち上がり、又は振動を生じ
たりしてクリーニング不良を起こす恐れがある。また仮
に、抵抗層の先端部１０５ａが比較的きれいに削り取れ
た場合でも微小な振動等が生ずることは避けられず、僅
かずつではあるが、弾性ブレード１０２の先端からトナ
ーがすり抜ける。そのため、この状態のままプリント動
作を繰り返すと、図９（ｂ）に示すように弾性ブレード
をすり抜けたトナーが少しずつ放電領域に付着し始め、
やがて、図９（ｃ）に示すように放電領域でトナー汚染
が進行すると、その部分における帯電が困難となる。こ
のようなトナーの付着した部分では、他の部分に比べて
帯電電位が下がり、画像上に筋状の画質欠陥として現れ
る恐れがある。

【００１１】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、良好なクリーニング性能
を得るとともに、帯電電極にトナー等が付着することに
よる帯電不良の発生を防止し、画質欠陥のない良好な画
像が得られる帯電・クリーニング兼用装置を提供するこ
とである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、本発明は、電子写真式の画像形成装置
で用いられ、像担持体上で形成されたトナー像を転写し
た後に像担持体上の残留トナーを清掃するとともに、像
担持体表面を一様に帯電する帯電・クリーニング兼用装
置であって、ほぼ板状の絶縁性弾性部材からなり、先
端部が前記像担持体と圧接されるように支持されたブレ
ードと、前記ブレードの像担持体と対向する面に設け
られた帯電電極層と、この帯電電極層に帯電電圧を印
加する電源とを有する帯電・クリーニング兼用装置にお
いて、前記帯電電極層の厚さ、もしくは帯電電極層
とこれを被覆する抵抗層との厚さの和をＴ（ｍｍ）と
し、前記像担持体に圧接された前記ブレードの先端部
と、該ブレードが接触する位置における像担持体の接線
とのなす角度をＷａ（°）としたときに、前記帯電電
極層又は前記抵抗層の先端は、前記ブレードの先端より
後方にあって、該ブレードの先端から該帯電電極層又は
抵抗層の先端までの長さＸ（ｍｍ）が、 10×10^-3＋(7.5×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) ＜Ｘ＜120
×10^-3＋(150×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) の範囲にあるものとする。

【００１３】上記Ｗａ（°）は、ブレードと像担持体と
の接触部から接線方向の０．５ｍｍの位置において、接
線と垂直方向のエアギャップ長ｇ［ｍｍ］から、ｔａｎ
^-1（ｇ／0.5 ）で近似的に求められる。

【００１４】上記ブレードの像担持体と対向する面には
帯電電極層、又は帯電電極層とこれを被覆する抵抗層と
を設ける構成のどちらでも良く、適宜に設定することが
できる。ここで、上記Ｔ（ｍｍ）は、帯電電極層のみを
設けた場合には該帯電電極層の厚さとなり、帯電電極層
に抵抗層を被覆した場合には該帯電電極層と抵抗層との
厚さの和となる。また、上記Ｘ（ｍｍ）は、帯電電極層
のみを設けた場合にはブレードの先端から該帯電電極層
の先端までの長さとなり、帯電電極層に抵抗層を被覆し
た場合にはブレードの先端から抵抗層の先端までの長さ
となる。なお、異常放電等による帯電電位の変動を極力
回避するためには、帯電電極層の表面に抵抗層を被覆す
る構成とするのが望ましい。

【００１５】

【作用】本発明に係る帯電・クリーニング兼用装置で
は、先端部が像担持体と圧接されるように支持された板
状の絶縁性弾性部材からなるブレードと、このブレード
の像担持体と対向する面に設けられた帯電電極層と、こ
の帯電電極層に帯電電圧を印加する電源とを有してお
り、具体的に示すと例えば図７に示すような構成とな
る。

【００１６】即ち、図７（ｂ）に示すように、上記ブレ
ード５２は先端部５２ａよりも後方に帯電電極層５４及
びこれを被覆する抵抗層５５が設けられており、この抵
抗層５５（抵抗層５５がない場合は帯電電極層、以下同
じ）と像担持体５１の表面と間に形成される微小空隙
（エアギャップ）で放電が生じることにより、像担持体
５１の表面が帯電される。

【００１７】一方、ブレードの先端付近は、クリーニン
グブレードとして像担持体上の残留トナーを除去しなけ
ればならず、ブレード先端付近に電極を設けると、ブレ
ードエッジの振動等が大きくなり、トナーのすり抜け量
が多くなり、電極にトナーがつきやすくなって均一な帯
電ができない。このため、先端付近には帯電電極層及び
抵抗層を設けないのが望ましい。また、一般に大気中に
おける放電開始電圧とエアギャップとの関係はパッシェ
ンの法則により定義され、これによると大気中で放電が
起こり得る最小エアギャップｇ₁ は７．５μｍ程度であ
る。したがって、放電により像担持体５１を帯電させる
場合、帯電電極層５４に被覆された抵抗層５５と像担持
体５１との距離が７．５μｍ以下となる範囲に帯電電極
層及び抵抗層を設ける必要はない。また、帯電電極層５
４及び抵抗層５５の位置が像担持体５１に近すぎると、
像担持体５１への電荷注入が起こり、温度・湿度が変化
した場合に帯電電位が大きくなる等の変動を生じ好まし
くない。一方、種々の検討結果から安定した放電が行わ
れるための最大エアギャップｇ₂ は１５０μｍ程度であ
り、抵抗層５５と像担持体５１との距離を１５０μｍ以
内に設定する必要がある。帯電電極層５４及び抵抗層５
５の位置が像担持体５１から遠すぎると放電が不安定と
なり、帯電ムラを生じ易い。

【００１８】即ちこれは言い換えると、抵抗層５５の先
端と像担持体１の表面との距離をＧ（μｍ）とすると、
７．５μｍ＜Ｇ＜１５０μｍを満足するように帯電電極
層５４及び抵抗層５５の配設位置を設定する必要があ
る。

【００１９】また、ブレード５２と像担持体５１との接
触幅Ｉ（ｍｍ）もクリーニング性能を維持するための重
要な要素となるので、抵抗層の先端と像担持体５１の表
面との距離Ｇが上記値を満足するとともに、この接触幅
Ｉも適切な値となるように設定する必要がある。

【００２０】したがって、図において帯電電極５４と抵
抗層５５との厚さの和をＴ（ｍｍ）、ブレード５２の先
端部５２ａと該ブレードが接触する位置における像担持
体５１の接線とのなす角度をＷａ（°）、ブレード５２
と像担持体５１との接触部後端から抵抗層５５の先端ま
での長さをＨ（ｍｍ）とすると、抵抗層５５の先端にお
けるエアギャップが７．５μｍになるブレード５２の先
端５２ｂから抵抗層５５の先端までの長さＤ（ｍｍ）
は、以下の式で表される。Ｄ＝Ｉ＋Ｈ ≒Ｉ＋(7.5×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) 同様に、抵抗層５５の先端におけるエアギャップが１５
０μｍになるブレードの先端５２ｂから抵抗層５５の先
端までの長さＦ（ｍｍ）は、以下の式で表される。Ｆ≒Ｉ＋(150×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) また、接触幅Ｉに関しては、トナーを安定してクリーニ
ングするためには少なくとも１０μｍ〜１２０μｍ程度
が必要となる。

【００２１】したがって、ブレードの先端５２ｂから抵
抗層５５の先端までの長さＸ（ｍｍ）は、 10×10^-3＋(7.5×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) ＜Ｘ＜120
×10^-3＋(150×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) の範囲となるように設定する必要がある。

【００２２】このように、ブレードの先端から帯電電極
層の先端、又は帯電電極層の上に抵抗層を被覆する場合
にはブレードの先端から抵抗層の先端までの長さＸを、
上述の式を満足するように設定することにより、トナー
が帯電電極層付近で像担持体との間に詰まることがなく
なり、クリーニング性能を維持しつつ像担持体表面を均
一に帯電させることができる。これにより、長期にわた
り筋状の画質欠陥のない良好な画像を形成することが可
能であり、低コストで省スペース化された帯電・クリー
ニング兼用装置を実現することができる。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、本発明の一実施例である帯電・クリーニン
グ兼用装置を示す概略構成図であり、図１（ａ）は装置
全体の構成図、図１（ｂ）はこの装置内で用いられる弾
性ブレードの先端部付近［図１（ａ）中に示す領域Ａ］
の部分拡大図である。この帯電・クリーニング兼用装置
１０は、表面が周回移動する電荷受容体（像担持体）１
との対向位置に支持されており、絶縁性の弾性部材を電
荷受容体表面の移動方向における上流側に向けて配設し
た弾性ブレード２と、この弾性ブレード２を適切な押圧
力で電荷受容体１の表面に接触させるように支持するホ
ルダー部３とを有している。上記弾性ブレード２は、電
荷受容体１の移動方向における先端２ｂ付近よりも下流
側に導電性部材を被覆した帯電電極層４と、この帯電電
極層４の表面を覆うように積層された抵抗層５とを有し
ている。さらに、上記帯電電極層４には電源６が接続さ
れており、該帯電電極層４に帯電用電圧を印加するよう
になっている。

【００２４】上記電荷受容体１は、例えば円筒状の導体
基部上に光導電性層が積層された構成のものであり、該
導体基部は電気的に接地されている。そして、帯電電極
層４と電荷受容体１との微小空隙で放電が生じることに
より、電荷受容体１の表面が帯電されるようになってい
る。

【００２５】上記弾性ブレード２はウレタンゴム等から
形成されており、先端部２ａが電荷受容体１の表面に押
圧されることにより電荷受容体表面に残留したトナーを
清掃することができるようになっている。

【００２６】この弾性ブレード２は、残留トナーの清掃
を確実に行い、かつフィルミングやブレード先端部への
放電生成物等の付着を防止するためには、以下のような
設定が必要である。図２に示すように、ワーキングアン
グル、即ち弾性ブレード２の先端部と、該弾性ブレード
２と電荷受容体１との接触部における接線とのなす角度
をＷａとすると、良好なクリーニング効率を得るための
ワーキングアングルＷａは４°〜１７°程度であり、好
ましくは１０°程度がよい。このワーキングアングルＷ
ａは、弾性ブレード２と電荷受容体１との接触部から接
線方向の０．５ｍｍの位置において接線と垂直方向のエ
アギャップ長ｇ［ｍｍ］から、ｔａｎ^-1（ｇ／0.5 ）で
近似的に求められる。また、弾性ブレード２の電荷受容
体１に対する接触線圧ＮＦは１．０ｇ／ｍｍ以上に設定
する必要があり、好ましくは２ｇ／ｍｍ以上がよい。こ
のとき弾性ブレード２の電荷受容体１と圧接されること
による変形量Ｎは０．４ｍｍ以上である。また、弾性ブ
レード２のセッティングアングル、即ち弾性ブレード２
の変形量を０ｍｍとした場合における電荷受容体１と弾
性ブレード先端部とのなす角度Ｓａは２０°〜３０°程
度であり、弾性ブレード２の自由長Ｌは５ｍｍ〜２０ｍ
ｍ程度、弾性ブレード２の厚さｔは１ｍｍ〜３ｍｍ程度
に設定される。また、弾性ブレード２と電荷受容体１と
の接触幅Ｉは、クリーニング性能を維持するためには１
０μｍ〜１２０μｍ程度がよいが、特に２０μｍ〜８０
μｍ程度が好ましい。弾性ブレード２の硬度は３０°〜
８５°程度のものが使用される。

【００２７】上記帯電電極層４にはカーボンブラックを
含む塗料等を被覆したものが用いられている。上記抵抗
層５には体積抵抗が１０³ 〜１０¹²Ω・ｃｍ程度の材料
を使用するのが望ましく、例えば金属酸化物やカーボン
ブラックをナイロン等に分散させた塗料などが用いられ
る。

【００２８】一般にパッシェンの法則によれば大気中に
おいて放電が起こり得る最小エアギャップは７．５μｍ
程度であり、電荷受容体１を帯電させる場合、抵抗層５
と電荷受容体１との距離を７．５μｍ以上離す必要があ
る。また安定した放電が行われるためのエアギャップ
は、種々の検討結果より１５０μｍ以内であることが確
認される。これは、抵抗層５５の位置が像担持体５１に
近すぎると、像担持体５１への電荷注入が起こり、温度
・湿度が変化した場合に帯電電位が大きくなる等の変動
を生じ好ましくなく、また、抵抗層５と電荷受容体１と
の距離を１５０μｍ以上離れた位置に設定すると、放電
が安定せずに帯電ムラが生じ、その結果濃度ムラ等の画
質欠陥の原因となるからである。従って、抵抗層５と電
荷受容体１との間にできるエアギャップが７．５μｍ〜
１５０μｍの範囲内となるように抵抗層５の配設位置を
設定する必要がある。

【００２９】上記電源６は、直流電圧又は直流に交流を
重畳した高電圧を印加できるものである。この電源６の
形態及び印加電圧については後述する。なお、上記帯電
・クリーニング兼用装置が適用される画像形成装置にお
いて用いられるトナーは、上記抵抗層５と電荷受容体１
との距離が７．５μｍ以上に設定されることから、粒径
が７．５μｍ以下に設定されることが望ましい。これに
より、トナーが抵抗層５付近のエアギャップに進入して
もトナー詰まりを防止することができる。

【００３０】本実施例における弾性ブレード２、帯電電
極層４、トナー、電荷受容体１の材質、設定値等は以下
の通りである。弾性ブレード２材質：ウレタンゴム硬度：７０° 自由長Ｌ：７．５ｍｍ厚さｔ：２ｍｍセッティングアングルＳａ：２２° 圧接部の変形量Ｎ：１．２ｍｍワーキングアングルＷａ：１０° 接触線圧ＮＦ：３．４ｇｆ／ｍｍ接触幅Ｉ：６０μｍ帯電部帯電電極層４と抵抗層５との層厚の和Ｔ：１０μｍ帯電電極層４の体積抵抗：１０⁰ Ω・ｃｍ抵抗層５の低籍抵抗：１０⁶ Ω・ｃｍブレード先端から抵抗層先端までの長さＸ：０．１５ｍｍ印加電圧：直流電圧１．１ＫＶトナー平均粒径：７μｍ帯電極性：負電荷受容体１有機感光体直径：３０ｍｍ

【００３１】このように設定された帯電・クリーニング
兼用装置１０では、上記弾性ブレード２の先端から抵抗
層５の先端までの長さＸが０．１５ｍｍであり、以下の
最低値Ｄと最高値Ｆとの間に入るように設定されてい
る。最低値Ｄ≒10×10^-3＋(7.5×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) ＝10×10^-3＋(7.5×10^-3＋10×10^-3)/SIN （１０°) ＝0.11 [mm] 最高値Ｆ≒120 ×10^-3＋(150×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) ＝120 ×10^-3＋(150×10^-3＋10×10^-3)/SIN ( １０°) ＝1.04 [mm]

【００３２】また、抵抗層５の先端と電荷受容体１との
距離Ｇを計算により求めると１６μｍとなり、適切な
値、即ち７．５μｍ〜１５０μｍの範囲内であることが
確認される。

【００３３】このような帯電・クリーニング兼用装置１
０では、電源６から帯電電極層４に所定の電圧が印加さ
れると、抵抗層５と電荷受容体１との間に形成されるエ
アギャップで放電が生じ、空気のイオン化が起こる。帯
電電極層４に電源６の負極性側が接続されていれば、マ
イナスのイオン又は電子が電荷受容体１側へ流れて表面
を所定の電位に帯電させ、プラスのイオンは帯電電極層
４側に到達して中和される。

【００３４】本実施例の帯電・クリーニング兼用装置１
０では、抵抗層５の先端が弾性ブレード２の先端から
０．１５ｍｍ離れた適切な位置に設けられており、ブレ
ード先端部２ａの近傍に付着したトナーに起因して帯電
が不均一になるのを防止することができる。また、抵抗
層５の先端と電荷受容体１との距離が適切な放電を生じ
得る距離に設定されており、安定した帯電が可能である
とともに、抵抗層５付近にトナー等が詰まることがな
く、帯電不良の発生を防止することができる。また、抵
抗層５の体積抵抗が適切に設定されることにより、帯電
電極層４から電荷受容体２へ過大な電流が流れるのを防
止することでき、電荷受容体１に対して均一な帯電が可
能となる。

【００３５】次に図３に示すような帯電試験装置を用い
て上記帯電・クリーニング兼用装置の帯電テストを実施
した結果を示す。この帯電試験装置は、電荷受容体１の
周囲に、電荷受容体１表面の電位を検知する表面電位セ
ンサー１１と、表面を除電する除電ランプ１３とを有し
ており、該表面電位センサー１１には表面電位計１２が
接続されている。さらに、電荷受容体１の回転方向にお
ける表面電位センサー１１の上流側に本実施例の帯電・
クリーニング兼用装置１０が対向配置されており、該帯
電・クリーニング兼用装置１０内の弾性ブレード２が電
荷受容体１表面に押圧されるように固定・支持されてい
る。また帯電電極層４は直流電源１５又は交流電源１６
と接続されており、スイッチ１７の切り換えにより直流
電圧、又は交流電源１６と直流電源１５とを直列に接続
して直流成分に交流成分を重畳した電圧が印加されるよ
うになっている。上記直流電源１５は、電圧を任意に変
えることができるものであり、これに伴って変化する電
荷受容体１の表面電位を表面電位計１２で測定できるよ
うになっている。

【００３６】図４は、上記帯電試験装置を用いた帯電テ
ストにおいて、帯電電極層４に直流電圧を印加した際の
印加電圧と電荷受容体１の表面電位との関係を示したも
のである。この図において、直流電源１５から０〜−２
０００Ｖの直流電圧を印加したところ、電荷受容体２の
表面電位は約−６００Ｖの印加電圧から上昇し始め、−
２０００Ｖの印加電圧で約−１４５０Ｖに達することが
確認された。

【００３７】図５は、−５００Ｖの直流成分にピーク間
電圧値を変えた交流成分を重畳して印加した際のピーク
間電圧と電荷受容体１の表面電位との関係を示したもの
である。この図において、ピーク間電圧が約６００Ｖを
越えたころから電荷受容体１の表面電位は上昇し始め、
１２００Ｖ付近で印加電圧の直流電圧値（−５００Ｖ）
に近い値となって、それ以上印加しても表面電位が一定
の値に維持されることが確認された。このように直流電
圧を印加した場合又は交流重畳直流電圧を印加した場合
のいずれにおいても、電荷受容体１表面を適切な電位に
帯電させることができる。

【００３８】図６は、上記帯電・クリーニング兼用装置
１０が適用される画像形成装置の概略構成図である。こ
の画像形成装置は、一様帯電後に像光を照射することに
よって潜像が形成される像担持体（電荷受容体）２０を
備え、この像担持体２０の周囲に、該像担持体２０表面
を清掃するとともに一様に帯電させる本実施例の帯電・
クリーニング兼用装置１０のほか、露光装置２１、現像
装置２２、転写ロール２５を有している。さらに装置内
には、用紙２４を収容する用紙カセット２３、トナー像
を定着する定着装置２６等を有している。

【００３９】このような画像形成装置では、帯電・クリ
ーニング兼用装置１０により像担持体２０が所定の電位
に帯電された後、露光装置２１により画像情報に対応し
たレーザー光が照射され、像担持体２０の表面に静電潜
像が形成される。この静電潜像は現像装置２２により現
像され、トナーの付着により可視像が形成される。これ
とともに、用紙カセット２３から用紙２４がペーパーガ
イド２７に沿って像担持体２０と転写ロール２５との間
に搬送され、転写ロール２５によりトナー像が用紙２４
上に転写される。転写された用紙２４上のトナー像は定
着装置２６で定着され、１枚の複写画像が形成される。
一方、転写工程後、像担持体２０上に残留したトナー
は、帯電・クリーニング兼用装置１０の弾性ブレード２
が像担持体２０に押圧されることによりその先端２ｂ付
近で清掃される。これとともに弾性ブレードの先端２ｂ
より下流側の帯電電極層４で放電が起こり、再び像担持
体２０の表面が帯電され、次の画像形成サイクルに入
る。なお、上記工程において帯電電極層４に印加される
電圧は、−５００Ｖの直流成分に交流成分としてピーク
間電圧が１５００Ｖ程度の正弦波を重畳したものを用い
た。

【００４０】このような画像形成装置を用いて１０，０
００枚のトナー像を形成し、帯電・クリーニング兼用装
置の信頼性テストを行ったところ、本実施例における帯
電・クリーニング兼用装置１０では、１０，０００枚の
画像形成後も帯電電極層４へのトナーの付着はほとんど
無く、帯電不良による黒筋の発生もなかった。一方、本
実施例と同様の帯電電極層の材料を用い、図８に示すよ
うな従来の弾性ブレードを試作し、画像形成装置におけ
る複写テストを実施したところ、帯電電極層と像担持体
との対向位置付近に多量のトナーが付着し、筋状の帯電
不良を多数生じた。具体的には、５００枚のプリント付
近からうっすらと多数の黒筋が発生し始め、１，０００
枚のプリントを超えると画質上許容できない程度の黒筋
に至った。

【００４１】また、本実施例と同様の構成で、弾性ブレ
ードの先端から抵抗層の先端までの距離Ｘを、０．４ｍ
ｍ，０．６ｍｍ，０．８ｍｍ，１．１ｍｍに設定した帯
電・クリーニング兼用装置において、同様の複写テスト
を実施した。この時、抵抗層の先端における電荷受容体
とのエアギャップは、各々５０μｍ，１００μｍ，１５
０μｍ，２００μｍとなる。このような装置において帯
電電極層に、−５５０Ｖ〜−３ＫＶ程度の直流電圧、ま
たは−５００Ｖの直流成分に交流成分としてピーク間電
圧が１ＫＶ〜３ＫＶの正弦波を重畳した電圧を印加し、
プリント画質の評価をしたところ、エアギャップが５０
μｍ，１００μｍのものに関してはほぼ均一な画質が得
られたのに対し、エアギャップが１５０μｍ，２００μ
ｍのものはドット状の黒点が発生して均一な画像が得ら
れず、プリント画質として許容不可のものとなった。し
たがって、このような実験結果によっても、エアギャッ
プが適切な値になるように弾性ブレードの先端から抵抗
層の先端までの距離Ｘを設定することにより、帯電不良
による画質欠陥のない良好な画像が得られることが確認
される。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る帯電・クリーニング兼用装
置では、ブレードの先端から帯電電極層又はその上に被
覆された抵抗層の先端までの距離が適切に設定されてお
り、ブレードの先端から充分に離れたところで像担持体
表面の均一な帯電を行うことが可能となる。したがっ
て、ブレードの先端付近に付着する微粉トナーや外添剤
などの影響を受けることなく、均一な帯電を行うことが
できるとともに、帯電電極層又は抵抗層にトナーが付着
することがなく、帯電不良の発生を防止することもでき
る。このため、長期にわたり筋状の画質欠陥のない良好
な画質の画像を得ることができる。また、装置の構成が
簡単であり、低コストで省スペース化された装置を実現
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である帯電・クリーニング兼
用装置を示す概略構成図である。

【図２】上記図１に示す帯電・クリーニング兼用装置に
用いられる各部材の設定値を説明する図である。

【図３】記図１に示す帯電・クリーニング兼用装置の帯
電試験を行う帯電試験装置の概略構成図である。

【図４】上記帯電試験装置において帯電・クリーニング
兼用装置に印加する直流電圧と帯電された像担持体の表
面電位との関係を示す図である。

【図５】上記帯電試験装置において帯電・クリーニング
兼用装置に印加する電圧の交流成分ピーク間電圧と帯電
された像担持体の表面電位との関係を示す図である。

【図６】上記図１に示す帯電・クリーニング兼用装置が
用いられる画像形成装置を示す概略構成図である。

【図７】本発明の帯電・クリーニング兼用装置の作用お
よび該装置に用いられる各部材の設定値を説明する図で
ある。

【図８】従来の帯電・クリーニング兼用装置を示す概略
構成図である。

【図９】上記図９に示す従来の帯電・クリーニング兼用
装置の課題を説明する図である。

【符号の説明】

１電荷受容体２弾性ブレード３ホルダー部４帯電電極層５抵抗層６電源１０帯電装置１１表面電位センサー１２表面電位計１３除電ランプ１５直流電源１６交流電源１７スイッチ２０像担持体２１露光装置２２現像装置２３用紙カセット２４用紙２５転写ロール２６定着装置２７ぺーパーガイド５１像担持体５２ブレード５３ホルダー部５４帯電電極層５５抵抗層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山由香神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真式の画像形成装置で用いら
れ、像担持体上で形成されたトナー像を転写した後に像
担持体上の残留トナーを清掃するとともに、像担持体表
面を一様に帯電する帯電・クリーニング兼用装置であっ
て、ほぼ板状の絶縁性弾性部材からなり、先端部が前記像担
持体と圧接されるように支持されたブレードと、前記ブレードの像担持体と対向する面に設けられた帯電
電極層と、この帯電電極層に帯電電圧を印加する電源とを有する帯
電・クリーニング兼用装置において、前記帯電電極層の厚さ、もしくは帯電電極層とこれを被
覆する抵抗層との厚さの和をＴ（ｍｍ）とし、前記像担持体に圧接された前記ブレードの先端部と、該
ブレードが接触する位置における像担持体の接線とのな
す角度をＷａ（°）としたときに、前記帯電電極層又は前記抵抗層の先端は、前記ブレード
の先端より後方にあって、該ブレードの先端から該帯電
電極層又は抵抗層の先端までの長さＸ（ｍｍ）が、 10×10^-3＋(7.5×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) ＜Ｘ＜120
×10^-3＋(150×10^-3＋Ｔ)/SIN(Ｗａ) の範囲にあることを特徴とする帯電・クリーニング兼用
装置。