JPH0862951A

JPH0862951A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH0862951A
Application number: JP22399694A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Katsuno; 龍司勝野; Kentaro Ueishi; 健太郎上石; Yasutomo Ishii; 康友石井; Satoshi Tsuda; 諭津田; Tsukasa Inao; 司稲生; Yoichi Kaname; 洋一金目; Hiroyuki Akanuma; 弘之赤沼; Kumiko Miyazawa; 久美子宮沢; Minoru Ueki; 稔植木; Makoto Kanai; 真金井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】感光体と接触して配置されるロ−ラ状の帯電
部材を有する帯電装置において、長期にわたって帯電部
材の周面を均一にクリ−ニングし、感光体の帯電むらが
生じるのを防止する。【構成】ローラ状帯電部材２０の周面に圧接される清
掃部材９を設ける。この清掃部材９は、ローラ状帯電部
材２０との摺擦によりトナーと逆極性に帯電すると共
に、イオン化ポテンシャルが帯電部材２０の周面を構成
する材料と０．１ｅＶ以上の差を有する材料からなるも
のとする。これによりロ−ラ状帯電部材２０の周面に付
着したトナ−や紙粉を電気的に吸着し、帯電部材２０の
周面から除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機、レーザ
ービームプリンター、静電記録装置などの画像形成装置
において感光体表面を帯電させる帯電装置に係り、特に
ローラ状の帯電部材を有する帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体を帯電させる装置とし
てコロトロンが広く用いられている。コロトロンは感光
体表面を均一帯電する手段として有効であるものの、感
光体を所定の電位に帯電させるためには、高圧を印加す
る必要があり、またコロナ放電によるオゾンの発生によ
り、画像形成装置内のゴム部品や感光体の劣化を引き起
こす。更に空気中のゴミやフューザーオイルにより電極
ワイヤーが汚れ、帯電が不均一となって得られる画像に
欠陥を生じる。そこで、コロトロンに代わり、ローラ状
の帯電部材を感光体に当接させ、この帯電部材にバイア
ス電圧を印加する帯電装置が提案されている。

【０００３】図４は従来のローラ状帯電部材を用いた帯
電装置の一例を示す概略図である。ローラ状帯電部材１
０２は、鉄、ステンレスなどからなり導電性を有する芯
部１０２ａと、その周囲に設けられたカーボンなどを含
有するエチレンプロピレンゴム（以下ＥＰＤＭとする）
などの弾性体層１０２ｂとからなり、更に弾性体層１０
２ｂの表面をピンホールリーク防止のために，カーボン
粉末含有のアクリル系樹脂１０２ｃでコーティングして
いる。このローラ状帯電部材１０２は、芯部１０２ａが
加圧バネ１０８により感光体側に押圧され、感光体１０
１と接触するとともに、感光体の回転に追従して回転、
もしくは独自の駆動手段により回転する。この時、電源
１０７からは芯部１０２ａに直流と交流とを重畳させた
電圧が印加され、これにより感光体１０１の表面は所定
の電位に帯電処理される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにローラ状帯電部材を直接感光体に接触させて繰り
返し使用すると、感光体上に残留するトナーや転写紙の
紙粉などにより帯電部材の表面が汚染され、感光体表面
を均一に帯電できなくなる。このような問題点を解決す
るために、ローラ状帯電部材を清掃する方法が特開平２
−３０１７７９号公報、特開平３−１０１７６８号公
報、特開平３−１３０７８７号公報に提案されている。
特開平２−３０１７７９号公報には清掃部材として布製
のウェブを用いる方法、特開平３−１０１７６８号公報
にはスポンジ状の清掃手段の配置を特定することにより
クリーニング効果を向上させる方法、特開平３−１３０
７８７号公報にはクリーニング部材と帯電部材との接触
・離隔を制御することにより、クリーニング部材の寿命
を延長させ、長期間クリーニング効果を維持する方法が
それぞれ開示されている。しかし、いずれもクリーニン
グ効果が十分ではなく、帯電部材上に筋状の拭き残しが
発生するため、感光体上を均一に帯電できず、画像に黒
筋などの欠点を生じてしまう。本発明は上記のような事
情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長期にわ
たって帯電部材を十分に清掃し感光体を均一に帯電する
ことができる帯電装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、トナーの付着による可
視像が周面に形成される感光体の一様帯電を行う帯電装
置であって、回転可能に支持され、前記感光体と圧接
されるローラ状帯電部材と、このローラ状帯電部材に
電圧を印加する電源と、前記ローラ状帯電部材と圧接
され、該ローラ状帯電部材の回転に伴ってその周面に摺
擦される清掃部材とを備え、この清掃部材の前記ロー
ラ状帯電部材との摺擦部は、前記ローラ状帯電部材と摺
擦されたときに、前記トナーの帯電極性と逆極性に帯電
する材料であって、イオン化ポテンシャルが、前記ロー
ラ状帯電部材の周面を形成する材料と０．１ｅＶ以上の
差を有する材料で形成されていることを特徴とする帯電
装置を提供するものである。

【０００６】また請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の帯電装置において、前記清掃部材の、前記ロ
ーラ状帯電部材との摺擦部が、ポリエチレンの発泡体で
形成されているものとする。

【０００７】本発明において清掃部材の摺擦部は、ロー
ラ状帯電部材との摩擦帯電により、画像形成に使用する
トナーの帯電極性と逆極性に帯電されるものである。す
なわち負極性に帯電するトナーを使用するときには、清
掃部材の摺擦部はローラ状帯電部材と摺擦されることに
より正極性に帯電する必要があり、またこのとき清掃部
材の摺擦部を構成する材料のイオン化ポテンシャルが帯
電部材の周面を形成する材料よりも０．１ｅＶ以上低い
ものである必要がある。また正極性に帯電するトナーを
使用するときには、清掃部材は帯電部材との摺擦により
負極性に帯電すると共に、清掃部材の摺擦部を構成する
材料のイオン化ポテンシャルが帯電部材の周面を形成す
る材料よりも０．１ｅＶ以上高いものである。

【０００８】

【作用】請求項１に記載の帯電装置は、ローラ状帯電部
材と当接される清掃部材を有するとともに、該清掃部材
の摺擦部は、ローラ状帯電部材と摺擦されてトナーの帯
電極性と逆極性に帯電する材料からなるため、ローラ状
帯電部材が清掃部材と当接した状態で回転することによ
り、帯電部材上に付着した残留トナーや転写紙の紙粉な
どを静電的に引きつけながら拭き取ることができる。こ
のとき、清掃部材を構成する材料のイオン化ポテンシャ
ルがローラ状帯電部材の周面を形成する材料と、０．１
ｅＶ以上の差を有するものであるため、摺擦部に帯電部
材上のトナーや異物を引き付けるために十分な摩擦帯電
量を得ることができ、静電的にトナー等を吸着する効果
が得られる。したがって、ローラ状帯電部材は常に均一
にクリーニングされ、均一に感光体を帯電することがで
きるので得られる画像は黒筋など欠点のない優れたもの
となる。

【０００９】また請求項２に記載の帯電装置において
は、清掃部材のローラ状帯電部材との摺擦部がポリエチ
レンの発泡体で形成されるものである。これにより負帯
電性のトナーを用いる場合に優れたクリーニング効果を
発揮するとともに、清掃部材も容易に製造し得る。

【００１０】

【実施例】以下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装置を備えた画
像形成装置の例を示す概略構成図である。この画像形成
装置は、一様に帯電した後、像光を照射することにより
表面に静電潜像が形成される像担持体１（感光体）と、
この像担持体１と接触して設けられ、像担持体の表面を
一様に帯電させる帯電装置２と、画像信号に基づいて像
担持体の周面にレーザービームを照射する像書き込み装
置３と、前記像担持体１の回転方向における前記レーザ
ービーム照射位置の下流側で像担持体１と対向して配置
される現像装置４と、前記像担持体上に形成されたトナ
ー像をペーパーガイド（図示せず）より供給された用紙
に転写するための転写装置５と、転写後像担持体１上に
残留するトナーを除去するクリーニング装置６とを有し
ている。

【００１１】前記像担持体１は、導電性材料からなる円
筒体の周面に有機感光体層を形成したものであり、円筒
体は電気的に接地されている。この像担持体１の直径は
３０ｍｍであり、周速度が５６ｍｍ／ｓｅｃとなるよう
に回転駆動されるものである。

【００１２】前記帯電装置２は、鉄、ステンレスなど導
電性を有する金属からなる芯部２０ａと、カーボン含有
エチレンプロピレンゴムなどで形成された弾性体層２０
ｂとからなるローラ状帯電部材２０を有し、弾性体層２
０ｂの表面はピンホールリーク防止のためにカーボン含
有のアクリル樹脂でコーティングされている。このロー
ラ状帯電部材２０の芯部２０ａには、加圧バネ８により
両端部で各５００ｇ重の力が作用しており、像担持体側
に付勢されてローラ状帯電部材２０が像担持体１の回転
に従動するようになっている。また、このローラ状帯電
部材２０の芯部２０ｂには、直流（Ｖdc）と交流（Ｖa
c）とを重畳させたバイアス電圧（Ｖdc＋Ｖac）を印加
する電源７が接続され、ローラ状帯電部材２０が像担持
体に当接した状態で電圧を印加することにより像担持体
表面を帯電することができる。このとき交流電圧は、ロ
ーラ状帯電部材２０に直流電圧のみを印加したときに帯
電が開始される電圧の２倍以上のピークツーピーク電圧
を有するように設定される。

【００１３】さらに、このローラ状帯電部材２０には清
掃部材９が当接しており、この清掃部材９によりローラ
状帯電部材表面に付着したトナーや異物を拭きとって除
去するようになっている。上記清掃部材９はポリエチレ
ンの発泡体からなり、２ｍｍ（誤差の範囲＋０．２ｍ
ｍ，−０．１ｍｍ）の厚さを有し、硬度は２０°〜４０
°程度のものを用いている。このポリエチレンの発泡体
からなる清掃部材はイオン化ポテンシャルの値が約４．
６５ｅＶ（電子ボルト）であり、ローラ状帯電部材２０
のコーティング層（アクリル樹脂：イオン化ポテンシャ
ル＝４．７８ｅＶ）と摺擦されて正極性に帯電するよう
になっている。

【００１４】このような画像形成装置では、画像形成動
作が開始されると像担持体１が起動され、帯電装置２に
交流重畳直流電圧が印加される。これにより、像担持体
１が一様に帯電される。その後、像書き込み装置３から
画像信号に基づいて点滅するレーザービームが照射さ
れ、像担持体１上に帯電電位の差による潜像が形成され
る。像担持体１の回転により、上記潜像は現像装置４と
の対向位置に移動し、現像装置４からトナーが選択的に
転移されることにより可視化される。このようにして形
成されたトナー像は、ペーパーガイド（図示せず）に沿
って搬送された用紙１０と当接され、転写装置５によっ
て用紙上に転写される。

【００１５】一方、トナー像を転写した後の像担持体１
は、クリーニング装置６により表面の残留トナーが除去
され、再び帯電装置２と対向し、次の画像を形成する工
程が行なわれる。このとき、クリーニング装置６によっ
て像担持体１上のトナーはほとんど除去されているが、
クリーニング装置６を通過したわずかのトナーが残って
いる場合がある。このトナーは帯電装置２のローラ状帯
電部材２０と接触し、ローラ状帯電部材２０に付着する
ことがある。このようなトナーはローラ状帯電部材２０
の回転により清掃部材９が当接されている位置に搬送さ
れる。清掃部材９はローラ状帯電部材２０と摺擦される
ことにより正極性に帯電しており、負に帯電したトナー
とは電気的に引き合う力が作用するので、清掃部材９に
よって拭き取られるとともに電気的に吸着されて、ロー
ラ状帯電部材２０の表面から除去される。したがって、
ローラ状の帯電部材２０は常に残留トナー等の付着して
いない状態が維持され、均一な帯電が可能となってい
る。

【００１６】次に、本発明の効果を確認するために行な
った実験の結果について説明する。上記実施例の帯電装
置ではローラ状帯電部材の清掃部材としてポリエチレン
の発泡体を用いているが、これに代えて、以下に示すよ
うな材料からなる清掃部材を備えた帯電装置を使用し、
図１に示す画像形成装置で８０００枚の画像を形成し
て、その状態の観察を行なった。１．ウレタンスポンジ、２．セル径微細タイプウレタンスポンジ、３．エクセーヌ（東レ（株）商標）、４．シリコーンスポンジ、５．アクリルブラシ、６．スチレンブタジエンゴムスポンジ（以下ＳＢＲス
ポンジとする）

【００１７】上記材料からなる清掃部材を有する帯電装
置で、像担持体の一様帯電を行ない、１０００枚から８
０００枚までの画像形成時における画像の状態を観察し
た結果を、上記実施例（ポリエチレン発泡体を用いたも
の）と併せて表１に示す。この表において、評価を０〜
４までの数字で示すが、それぞれの内容は次のとおりで
ある。［０］・・・・黒筋がまったく確認できない［１］・・・・黒筋がうっすらと確認できる［２］・・・・黒筋が確認できるが許容できる［３］・・・・部分的にはっきりとした黒筋が見られる［４］・・・・かなり多くの黒筋が見られる上記評価において、２以下を許容レベルする。（以下余白）

【００１８】

【表１】

【００１９】表１に示される各清掃部材のイオン化ポテ
ンシャルは図２に示される通りである。また、ローラ状
帯電部材の表面を構成するコーティング材（アクリル樹
脂）のイオン化ポテンシャルも併せて示す。図２に示す
イオン化ポテンシャルは、光電子放出装置ＡＣ−１（理
研計器製）にて測定したものであり、該装置によるイオ
ン化ポテンシャルの測定方法は図３に示されとおりであ
る。すなわち、キセノンランプの射出光から単色光をモ
ノクロモーターにより取り出し、これを試料に照射す
る。単色光が照射された試料からは電子が放出されて空
気中の酸素を電離し、このイオン化した酸素を低エネル
キー電子カウンターでモニターすることによりイオン化
ポテンシャルが測定される。このイオン化ポテンシャル
は、値が大きいほど電子を放出しにくく、負に帯電しや
すいことを意味し、イオン化ポテンシャルが小さいほど
電子を放出しやすく、正に帯電しやすいことを意味す
る。

【００２０】このイオン化ポテンシャルは摩擦による帯
電系列と密接な関係を有し、イオン化ポテンシャルが約
４．６７ｅＶで帯電が＋−０となる。したがって、上記
表１に示す材料ではポリエチレン発泡体のみが正極性に
帯電するものであり、負極性の帯電性を有するトナーを
用いた上記実験用の画像形成装置では、表１に示される
ように、ポリエチレン発泡体の清掃部材を用いたものの
みが良好な画像を形成することができる。また、ポリエ
チレン発泡体は、イオン化ポテンシャルが４．６５ｅＶ
で、帯電ローラの表面のイオン化ポテンシャルと１．３
ｅＶの差を有しており、有効な摩擦帯電が生じている。

【００２１】次にポリエチレンスポンジからなる清掃部
材を用い、その厚さを変化させて同様に画像形成を１０
００枚から８０００枚繰り返し、形成された画像を調べ
たところ、表２に示される結果となった。（以下余白）

【００２２】

【表２】

【００２３】上記表２に示されるように、いずれも良好
な画像形成を行うことができるが、スポンジの製造安定
性の点から、厚みが１．９ｍｍ〜２．２ｍｍ程度が望ま
しい。またこのとき、スポンジの硬度は２０〜４０Ｈｓ
（Ｈａｒｄｎｅｓｓｂｙｓｐｒｉｎｇ）程度がクリー
ニング効果及び帯電部材を傷付けない点で好ましい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
帯電装置では、コロトロンに代わりローラ状帯電部材を
用いるものであるため、高圧交流を印加する電源が不要
となり、オゾンの発生もないので、画像形成装置内の他
の部品を劣化させることなく、感光体を均一に帯電させ
ることができる。またローラ状帯電部材の清掃部材とし
て、トナーと逆極性に帯電し、イオン化ポテンシャルが
ローラ状帯電部材と０．１ｅＶ以上差のある材料を用い
ているので、感光体上の残留物が帯電部材上に付着して
も、上記清掃部材によって残留トナーや転写紙の紙粉な
どを静電的に引きつけながら拭き取ることができる。こ
のため、クリーニング効果が優れ、帯電部材上のこれら
の残留物を均一に除去し得る。従ってこの帯電装置によ
れば、繰り返し使用しても感光体を均一に帯電すること
ができ、黒筋などのない優れた画像が得られる。また請
求項２に記載の帯電装置においては、清掃部材のローラ
状帯電部材との摺擦部がポリエチレンの発泡体からなる
ため、負帯電性のトナーを用いる場合、優れたクリーニ
ング効果を発揮すると共に、成形も容易であり、安価に
製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である帯電装置を用いた画像
形成装置の例を示す概略構成図である。

【図２】本発明の効果を確認するための実験で用いた清
掃部材の材料のイオン化ポテンシャルを示す図である。

【図３】上記図２に示すイオン化ポテンシャルの測定法
を説明する図である。

【図４】従来の帯電装置の例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１像担持体２帯電装置３像書き込み装置４現像装置５転写装置６クリーニング装置７電源８加圧ばね９清掃部材２０ローラ状帯電部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者津田諭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 (72)発明者稲生司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 (72)発明者金目洋一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 (72)発明者赤沼弘之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 (72)発明者宮沢久美子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 (72)発明者植木稔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 (72)発明者金井真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 (72)発明者新井明雄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】トナーの付着による可視像が周面に形
成される感光体の一様帯電を行う帯電装置であって、回転可能に支持され、前記感光体と圧接されるローラ状
帯電部材と、このローラ状帯電部材に電圧を印加する電源と、前記ローラ状帯電部材と圧接され、該ローラ状帯電部材
の回転に伴ってその周面に摺擦される清掃部材とを備
え、この清掃部材の前記ローラ状帯電部材との摺擦部は、前
記ローラ状帯電部材と摺擦されたときに、前記トナーの
帯電極性と逆極性に帯電する材料であって、イオン化ポ
テンシャルが、前記ローラ状帯電部材の周面を形成する
材料と０．１ｅＶ（電子ボルト）以上の差を有する材料
で、形成されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】請求項１に記載の帯電装置において、前記清掃部材の、前記ローラ状帯電部材との摺擦部が、
ポリエチレンの発泡体で形成されていることを特徴とす
る帯電装置。