JPH09222768A - 画像形成装置の帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成の複雑化及びコストアップを招くことな
く、接触帯電装置に異物が付着して、帯電不良等を招く
のを長期間防止可能な画像形成装置の帯電装置を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 像担持体の表面を当該像担持体に接触す
る直流電圧が印加された帯電部材によって帯電する画像
形成装置の帯電装置において、前記接触帯電部材よりも
像担持体移動方向の上流側に、前記接触帯電部材に印加
される直流電圧と同極性の電荷を、像担持体の表面に対
して付与する電荷付与手段を設けるように構成して課題
を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、電子写
真複写機やレーザービームプリンター、あるいは静電記
録装置等の画像形成装置に使用される帯電装置に関し、
より詳しくは、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像
担持体を帯電するために使用される帯電装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記電子写真感光体や静電記録誘
電体等の像担持体を帯電する帯電装置としては、コロナ
放電を利用して感光体等を帯電する所謂コロトロンが広
く使用されている。このコロトロンは、感光体等を均一
に帯電する手段としては有効な装置であるが、感光体等
を所定の表面電位に帯電するためには、コロトロンに数
ｋｖという高い電圧を印加しなければならず、電源のコ
ストが高くなるばかりか、コロナ放電によってオゾンが
発生するため、オゾンによって画像形成装置内のゴム部
品や感光体等の劣化を起こすという難点がある。

【０００３】そのため、上記画像形成装置の帯電装置と
してコロトロンを使用した場合には、オゾンによって劣
化し難い材料や形状の検討、更にはオゾンを除去した状
態で排出するための排気ファンの設置などが必要となっ
てくる。また、コロトロンを使用した場合には、空気中
のゴミやフューザーオイルにより放電ワイヤーが汚れ
て、放電が不均一となって画像にムラが発生しやすいの
で、高画質を長期間維持するために、ワイヤー清掃装置
を配設している画像形成装置もある。

【０００４】そこで、上記の如く高コストの電源やオゾ
ン対策等が必要となるコロトロンに代わる帯電装置とし
て、バイアス電圧を印加したロールやブレード等の帯電
部材を感光体に接触させる接触型の帯電装置が注目され
てきており、実際に使用されてきてもいる。この接触型
の帯電装置については、感光体を均一に帯電処理するこ
と等を目的として、ロール等の帯電部材に、直流電圧Ｖ
_DCと、被帯電体である感光体等の帯電開始電圧の２倍以
上のピーク間電圧Ｖ_PPを有する交流電圧Ｖ_ACとを、重畳
したＶ_DC＋Ｖ_ACを印加することを基本とする接触帯電方
式あるいは帯電装置の提案が既に行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記のようにロール等の帯電部材を直接感光体
に接触させ、当該帯電ロール等に電圧を印加して感光体
を帯電させるロール型帯電装置は、感光体を均一に帯電
するため、一般に帯電ロールに交流電圧Ｖ_ACが印加され
るので、帯電領域において帯電ロールが振動して帯電音
が発生するとともに、長期使用時にスパッタリングによ
って感光体の表面が劣化するという問題点を有してい
る。

【０００６】さらに説明すると、帯電ロールに電圧を印
加して感光体を帯電させる接触帯電装置は、帯電ロール
と感光体との間の微小ギャップに発生する放電によっ
て、感光体を帯電するものであるが、この微小ギャップ
に発生する放電開始電圧は、パッシェンの法則と呼ばれ
る法則によって規定されることが知られている。このパ
ッシェンの法則によれば、交流電圧を印加した場合に発
生する放電は、直流電圧のみを印加した場合の放電に比
べて、放電量がトータル的に多くなることがわかる。そ
のため、上記帯電ロールに交流電圧を印加した場合に
は、放電量がトータル的に多くなり、放電によるスパッ
タリングによって、感光体を構成する有機化合物等の分
子鎖が切断される。すると、この切断された有機化合物
等の分子鎖が空気中の水酸基（ＯＨ）と反応して感光体
の表面が劣化し、感光体表面の平滑性を低下させて摩擦
係数の上昇を招くことになる。摩擦係数が上昇した感光
体の表面は、クリーニングブレード等によって磨耗され
易くなり、感光体の寿命が短くなるばかりか、帯電ロー
ルが磨耗により膜減りするという問題点が生じる。

【０００７】そこで、これらの問題点を回避するために
は、帯電部材への印加電圧を交流電圧ではなく直流電圧
にすれば良いが、直流電圧を印加した場合には、交流電
圧に比べて、帯電の均一性や環境変動による帯電電圧の
変動等の点で劣っているため、これらの点で改善を施す
必要がある。

【０００８】さらに、接触型の帯電装置において、帯電
部材に直流電圧のみを印加した時の大きな問題点として
は、帯電部材の汚れが交流電圧を印加した時に比べて明
らかにひどくなり、画質が劣化するという問題点があ
る。この帯電部材の汚れがひどくなると、帯電部材の帯
電能力そのものを低下させてしまい、帯電部材が使用に
耐えられなくなって、結果的に接触型帯電装置の寿命を
短くしてしまうことになる。本発明者らの実験では、帯
電部材に直流電圧のみを印加した場合、交流電圧を印加
した場合に比べて、帯電部材の寿命が１／１０以下にな
ってしまうことが分かっている。

【０００９】ところで、上記の如く接触型の帯電装置を
使用する場合に、帯電部材の汚れを招く原因として、感
光体表面の残留トナー等を清掃するクリーニング装置を
すり抜けてきたトナーやトナーの外添剤あるいは紙粉等
が、帯電部材に付着することが以前より知られている。

【００１０】そこで、すり抜けトナー等の異物による帯
電部材の汚れを防止する有効な手段としては、特開平３
−２２８０８１号公報等に開示されているように、接触
型帯電装置の帯電部材に異物が侵入する前に、異物を除
去してしまうというプレクリーニング方式が既に提案さ
れている。この特開平３−２２８０８１号公報に係る画
像形成装置は、主に機械的なプレクリーニング手段を用
いて、画像形成装置のクリーニング装置をすり抜けるト
ナー等の異物を除去し、その下流に配置される接触帯電
装置を汚さないというものである。

【００１１】しかし、この提案に係る画像形成装置で
は、プレクリーニング手段でキャッチアップしたすり抜
けトナー等の異物が、当該プレクリーニング手段に蓄積
されてしまい、その清掃効果が発揮できなくなる。その
ため、画像形成装置を長期間使用した場合には、プレク
リーニング手段ですり抜けトナー等の異物を除去しきれ
ず、結果的にその下流側に位置する接触帯電装置に異物
が付着して、帯電不良等を招くという問題点があった。
かかる問題点を解決するためには、プレクリーニング手
段に蓄積されたすり抜けトナー等の異物を回収するため
に、別途回収手段を設ける必要があり、その分構成が複
雑となってコストアップを招くという問題点があった。

【００１２】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、構成の複雑化及びコストアップを招くことな
く、接触帯電装置に異物が付着して、帯電不良等を招く
のを長期間防止可能な画像形成装置の帯電装置を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明の請
求項１に記載された発明は、像担持体の表面を当該像担
持体に接触する直流電圧が印加された帯電部材によって
帯電する画像形成装置の帯電装置において、前記接触帯
電部材よりも像担持体移動方向の上流側に、前記接触帯
電部材に印加される直流電圧と同極性の電荷を、像担持
体の表面に対して付与する電荷付与手段を設けるように
構成したものである。

【００１４】また、この発明の請求項２に記載された発
明は、像担持体の表面を当該像担持体に接触する複数の
帯電部材によって帯電する画像形成装置の帯電装置にお
いて、交流成分に直流成分を重畳した電圧が印加される
第１接触帯電部材と、前記第１接触帯電部材の下流側に
配置され、直流電圧が印加される第２接触帯電部材と、
前記第１接触帯電部材と第２接触帯電部材との間に配置
され、前記第２接触帯電部材に印加される直流電圧と同
極性の電荷を、像担持体の表面に対して付与する電荷付
与手段とを備えるように構成したものである。

【００１５】さらに、この発明の請求項３に記載された
発明は、請求項２記載の画像形成装置の帯電装置におい
て、前記電荷付与手段により電荷が付与される像担持体
の表面電位が、前記交流電圧と直流電圧を重畳した第１
接触帯電部材により帯電される像担持体の表面電位以上
であるように構成されている。

【００１６】又さらに、この発明の請求項４に記載され
た発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成
装置の帯電装置において、前記電荷付与手段により電荷
が付与される像担持体の表面電位が、前記直流電圧を印
加した第２接触帯電部材により帯電される像担持体の表
面電位以下であるように構成されている。

【００１７】さらに、この発明の請求項５に記載された
発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装
置の帯電装置において、前記接触帯電部材が回転ロール
であり、該回転ロール表面の付着物を像担持体の移動方
向の上流側に掻き落とす掻き落とし手段を設けるように
構成されている。

【００１８】上記の如く構成されるこの発明の請求項１
に記載された発明においては、前記接触帯電部材よりも
像担持体移動方向の上流側に、前記接触帯電部材に印加
される直流電圧と同極性の電荷を、像担持体の表面に対
して付与する電荷付与手段を設けるように構成されてい
るので、電荷付与手段によって像担持体の表面に、接触
帯電部材に印加される直流電圧と同極性の電荷を付与す
ることにより、クリーニング装置によって除去しきれな
かった残留トナー等の異物が、接触帯電部材に印加され
る直流電圧と同極性に帯電される。そのため、上記接触
帯電部材の下流側に配置された接触帯電部材には、残留
トナー等の異物に対して静電気的な反発力が作用し、長
期間にわたって残留トナー等の異物が付着するのを防止
することができる。

【００１９】また、この発明の請求項２に記載された発
明は、交流成分に直流成分を重畳した電圧が印加される
第１接触帯電部材と、前記第１接触帯電部材の下流側に
配置され、直流電圧が印加される第２接触帯電部材と、
前記第１接触帯電部材と第２接触帯電部材との間に配置
され、前記第２接触帯電部材に印加される直流電圧と同
極性の電荷を、像担持体の表面に対して付与する電荷付
与手段とを備えるように構成されているので、第１接触
帯電部材と第２接触帯電部材とを組み合わせることによ
り、交流電圧印加時の騒音の発生と接触帯電部材の磨耗
等を軽減しつつ、均一帯電を実現した場合でも、クリー
ニング装置によって除去しきれなかった残留トナー等
が、第２接触帯電部材に付着するのを長期間にわたって
防止することができ、第１接触帯電部材と第２接触帯電
部材との組み合わせによる帯電の均一性等を長期間にわ
たって維持することができる。

【００２０】さらに、この発明の請求項３に記載された
発明は、上記電荷付与手段により電荷が付与される像担
持体の表面電位が、上記第１接触帯電部材により帯電す
る像担持体の表面電位以上であるように構成されている
ので、第１接触帯電部材と第２接触帯電部材とを組み合
わせて使用した場合でも、電荷付与手段により電荷が付
与される像担持体の表面電位が、上記第１接触帯電部材
により帯電する像担持体の表面電位以上であるため、電
荷付与手段から像担持体側へ電荷を付与することがで
き、残留トナー等を第２接触帯電部材に印加される直流
電圧と同極性に確実に帯電することができ、残留トナー
等が第２接触帯電部材に付着するのを確実に防止するこ
とができる。

【００２１】更にまた、この発明の請求項４に記載され
た発明は、上記電荷付与手段により電荷が付与される像
担持体の表面電位が、上記直流電圧が印加される接触帯
電部材により帯電する像担持体の表面電位以下であるよ
うに構成されているので、電荷付与手段によって像担持
体の表面に電荷を付与することにより、残留トナー等が
接触帯電部材の表面に付着するのを長期間にわたって防
止した場合でも、像担持体の表面を接触帯電部材によっ
て所定の電位に確実に帯電することができる。

【００２２】又、この発明の請求項５に記載された発明
は、上記電荷付与手段が回転ロールであり、該回転ロー
ル表面の付着物を像担持体の移動方向の上流側に掻き落
とす手段を設けるように構成されているので、電荷付与
手段としての回転ロールに残留トナー等が付着した場合
でも、これを掻き落とし手段によって回転ロール表面の
付着物を像担持体の移動方向の上流側に掻き落とすこと
により、回転ロールの表面に付着した付着物には、電荷
付与手段によって再度電荷を付与して、電荷付与手段及
びその下流に位置する接触帯電部材にトナー等が付着す
るのを確実に防止することができる。

【００２３】さらに説明すると、像担持体に接触する帯
電部材に交流電圧を印加して帯電を行う場合には、クリ
ーニング装置をすり抜けてきたトナーや紙粉等の異物が
どちらの極性を有していても、像担持体の表面電位から
見て帯電部材はプラス・マイナス両極性の電圧がくり返
し印加されるので、トナーの付着物が一度は帯電部材に
付着しても、すぐに逆極性の電圧が帯電部材に印加され
て離れてしまう。このような現象が繰り返されるので、
トナーは帯電部材に付着したり離れたりする。従って、
接触帯電部材に交流電圧を印加する場合には、トナー等
の残留物が接触帯電部材にあまり付着しないし、付着物
の極性も揃っていない。

【００２４】しかし、接触帯電部材に直流電圧を印加す
る場合には、図１５に示すように、印加電圧と同極性の
トナーは付着しないが、逆極性のトナー１０１はすべて
接触帯電部材１００に付着してしまうことになる。しか
も、接触帯電部材には、常に同じ極性の直流電圧が印加
されているため、トナー等が接触帯電部材に一度付着す
ると静電気的作用によって離れることはない。さらに、
そのまま何度も接触帯電部材と像担持体がニップするこ
とにより、付着したトナー等を押すつぶして帯電部材に
固着させてしまう。従って、接触帯電部材には多くのし
かも強い付着力をもってトナーが付着しており、しかも
極性は揃っているという特徴がある。

【００２５】このように、交流電圧印加時と直流電圧印
加時の汚れには上述のような違いがある。そこで、直流
電圧を印加する場合には、付着物が静電気的に付着して
いる点と、付着物の極性が揃っている点に注目し、上述
したこの発明のごとく構成すると、従来のように機械的
に異物を排除するのではなく、静電気的な力で異物を帯
電させ、直流電圧を印加する接触帯電部材に付着しない
ようにすることにより、長期間であっても高い帯電部材
の清掃能力を維持することができる。また、特に接触帯
電部材等にたまった汚れを回収するような回収手段を必
要としない。

【００２６】

【発明の実施の態様】以下にこの発明を図示の実施の態
様に基づいて説明する。

【００２７】図１はこの発明に係る画像形成装置の帯電
装置を適用した電子写真複写装置の一実施例を示すもの
である。

【００２８】図において、１は像担持体としての感光体
ドラムを示すものであり、この感光体ドラム１は、矢印
方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになって
いる。上記感光体ドラム１の表面は、この発明の一実施
の態様に係る帯電装置の帯電ロール１０により所定の電
位に均一帯電された後、露光器２により露光を受けて、
光の当たった部分の電荷が消去されることによって静電
潜像が形成される。例えば、上記感光体ドラム１として
有機感光体を使用したものを用い、露光器２としてレー
ザービーム光を用いたデジタル複写機の場合、感光体ド
ラム１の表面は、帯電ロール１０により負極性に均一帯
電された後、レーザービーム光によりドット状に露光さ
れて、デジタル方式の静電潜像が形成される。そして、
上記感光体ドラム１のレーザービーム光が当たった部分
には、現像器３によりトナーが付与されて可視像化さ
れ、トナー像となる。この場合、現像器３の現像ロール
３ａには、負極性の現像バイアスが印加される。上記の
如く感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、感光体
ドラム１の転写位置に所定のタイミングで搬送される記
録紙６に重ね合わされ、記録紙６の裏面から転写ロール
４によってトナーと逆極性の電荷が当該記録紙６に付与
され、静電気力によりトナー像が記録紙６上に転写され
る。上記記録紙６上に転写されたトナー像は、図示しな
い定着器によって熱及び圧力の少なくとも一方が付与さ
れ、記録紙６上に融着されて永久像となる。一方、記録
紙６上に転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナー
やトナーの外添剤、あるいは紙粉等の異物は、クリーニ
ング装置５によって除去され、次の複写工程に備えるよ
うになっている。上記の如く帯電からクリーニングに至
る一連のプロセスで１回の画像複写サイクルが終了す
る。なお、図１中、４ａは転写ロール４に正極性の転写
用のバイアス電圧を印加するための転写ロール用電源を
示している。

【００２９】ところで、この実施の態様に係る帯電装置
は、図１に示すように、直流電圧が印加される接触帯電
部材としての帯電ロール１０を備えている。この帯電ロ
ール１０は、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウ
ム等からなる導電性軸体１０ａと、この導電性軸体１０
ａの外周に被覆されたＥＰＤＭ系ゴムからなる下地ゴム
層１０ｂと、この下地ゴム層１０ｂの外周に被覆された
ポリアミド系樹脂に導電化剤としてカーボンブラックを
添加した電子導電タイプの導電性弾性体からなる最外層
１０ｃとから構成されている。上記帯電ロール１０の最
外層１０ｃの体積抵抗値は、例えば、１０⁵ 〜１０⁹ Ω
・ｃｍ程度に設定される。しかし、帯電ロール１０は、
これに限定されるものではなく、下地ゴム層１０ｂに発
泡ポリウレタン、最外層１０ｃにソリッドのポリウレタ
ンに導電化剤として過塩素酸リチウム等のイオン導電化
剤を添加したイオン伝導タイプのものを使用しても勿論
よい。

【００３０】上記帯電ロール１０の導電性軸体１０ａに
は、帯電ロール用電源２１によって負極性の直流電圧、
例えば−１３５０Ｖの直流電圧が印加される。

【００３１】このように構成される電子写真複写装置で
は、クリーニング装置５で除去しきれなかったトナー及
びその他の異物７が、図２に示すように、再び接触帯電
ロール１０を通過する。このとき、上記のプロセスで
は、クリーニング装置５で除去しきれなかったトナー及
びその他の異物７の極性は、接触転写ロール４に印加さ
れる正極性の電圧と同極性のものが多い。また、接触帯
電ロール１０に印加される電圧は、上記のプロセスでは
負極性であるため、クリーニング装置５で除去しきれな
かったトナー及びその他の異物７は、そのままでは接触
帯電ロール１０上に付着してしまうことになる。

【００３２】そこで、この実施の態様に係る帯電装置
は、前記接触帯電部材よりも像担持体移動方向の上流側
に、前記接触帯電部材に印加される直流電圧と同極性の
電荷を、像担持体の表面に対して付与する電荷付与手段
を設けるように構成されている。

【００３３】すなわち、この実施の態様では、図１及び
図２に示すように、前記帯電ロール１０よりも感光体ド
ラム１の移動方向の上流側に、前記帯電ロール１０に印
加される直流電圧と同極性の電荷を、感光体ドラム１の
表面に対して付与する電荷付与手段としてのピンコロト
ロン３１が設けられている。このピンコロトロン３１と
しては、図３に示すように、例えば、厚さ０．１ｍｍ〜
０．５ｍｍ程度のステンレス鋼にエッチング処理等を施
すことにより、当該ピンコロトロン３１の先端部にのこ
ぎり歯状の放電部を形成したものが使用される。上記ピ
ンコロトロン３１には、直流バイアス電源３０によって
帯電ロール１０に印加される直流電圧と同極性の電圧、
例えば−２５００Ｖの直流電圧が印加され、感光体ドラ
ム１の表面は、ピンコロトロン３１の放電によって例え
ば−７３０Ｖ程度に帯電されるようになっている。

【００３４】以上の構成において、この実施の態様に係
る画像形成装置の帯電装置では、次のようにして、構成
の複雑化及びコストアップを招くことなく、接触帯電装
置に異物が付着して、帯電不良等を招くのを長期間防止
可能となっている。

【００３５】すなわち、上記電子写真複写装置では、図
１に示すように、まず、感光体ドラム１の表面が帯電装
置によって所定の電位に均一に帯電される。この帯電装
置は、感光体ドラム１の表面に接触して回転する帯電ロ
ール１０に、帯電ロール用電源２１によって例えば−１
３５０Ｖの直流電圧が印加され、当該帯電ロール１０と
感光体ドラム１表面との間の微小ギャップにおいて放電
が発生し、感光体ドラム１の表面は、所定の電位例えば
−７８０Ｖに均一に帯電されて、露光、現像、転写工程
等を経て記録紙６上に画像の複写が行なわれる。

【００３６】その際、上記感光体ドラム１の表面は、画
像複写工程で形成されたトナー像の残留トナーや、トナ
ーの外添剤、あるいは紙粉等の異物が、クリーニング装
置５によって除去されるが、このクリーニング装置５に
よって必ずしもすべての残留トナーや、トナーの外添
剤、あるいは紙粉等の異物を除去することができず、図
２に示すように、クリーニング装置５をすり抜けて帯電
装置の帯電ロール１０へと至る残留トナー等の異物７が
存在する。

【００３７】そこで、この実施の態様では、図１及び図
２に示すように、上記帯電ロール１０の上流側に配置さ
れたピンコロトロン３１により、感光体ドラム１の表面
に対して帯電ロール１０に印加される直流電圧と同極性
の電荷を付与するようになっている。そのため、上記ク
リーニング装置５で除去されなかったトナーやその他の
異物７は、その極性が図２に示すようにピンコロトロン
３１により極性が接触帯電ロール１０に印加している直
流電圧の極性と同極性に帯電される。その結果、感光体
ドラム１の表面にすり抜けトナー等の異物７が存在して
も、当該すり抜けトナー等の異物７は、接触帯電ロール
１０に印加している直流電圧の極性と同極性に帯電され
ているため、帯電ロール１０との間に静電気的な反発力
が作用し、帯電ロール１０の表面に異物７が付着するこ
とがない。したがって、電子写真複写装置を長期間使用
した場合でも、クリーニング装置５で除去されなかった
トナーやその他の異物７が、接触帯電ロール１０に付着
するのを防止することができるので、接触帯電ロール１
０による感光体ドラム１の帯電性能を長期間にわたって
良好に維持することができる。なお、上記感光体ドラム
１の表面に付着したすり抜けトナー等の異物７は、その
後の清掃工程においてクリーニング装置５によって除去
される。

【００３８】また、上記ピンコロトロン３１によって帯
電ロール１０に印加される直流電圧と同極性の電荷が付
与される感光体ドラム１の表面電位は、直流電圧が印加
される接触帯電ロール１０により帯電する感光体ドラム
１の表面電位以下であるように設定されているので、ピ
ンコロトロン３１によって感光体ドラム１の表面に電荷
を付与することにより、残留トナー等が接触帯電ロール
１０の表面に付着するのを長期間にわたって防止した場
合でも、感光体ドラム１の表面を接触帯電ロール１０に
よって所定の電位に確実に帯電することができる。

【００３９】次に、本発明者らは、上記実施の態様に係
る帯電装置の性能を確認するため、図１に示すような画
像形成装置を試作し、帯電ロール１０表面へのトナー等
の異物の付着を調べる実験を行なった。

【００４０】本実験例の条件としては、感光体ドラム１
として赤外領域に感度を持つ有機感光体を使用したもの
を用い、又そのときの感光体ドラム１の回転スピードは
３００ｍｍ／ｓに設定した。さらに、上記帯電ロール１
０に印加する電圧は、直流電圧Ｖ_DC＝−１３５０Ｖに設
定し、ピンコロトロンには同極性の直流電圧Ｖ_DC＝−２
５００Ｖを印加して、実験を行なった。

【００４１】この結果、帯電ロール１０にはトナー及び
その他の異物は付着しなかった。

【００４２】図４はこの発明に係る帯電装置の電荷付与
手段の変形例を示すものである。

【００４３】この変形例に係る帯電装置では、電荷付与
手段としてプレクリーナー用接触帯電ロール３３を使用
している。このプレクリーナー用接触帯電ロール３３の
材質としては、代表的なものとして以下の２種類があ
り、どちらを使用しても構わない。１つの接触帯電ロー
ル３３としては、下地ゴム層３３ａにＥＰＤＭ系ゴム、
最外層３３ｂにポリアミド系樹脂に導電化剤としてカー
ボンブラックを添加したものを使用した電子伝導タイプ
のものがある。もう１つの接触帯電ロール３３として
は、下地ゴム層３３ａに発泡ポリウレタン、最外層３３
ｂにソリッドのポリウレタンに導電化剤として過塩素酸
リチウム等のイオン導電化剤を添加したイオン伝導タイ
プのものがある。また、プレクリーナー用接触帯電ロー
ル３３には、当該接触帯電ロール３３の１か所以上に金
属板等からなる付着物掻き取り部材５０を取り付けて、
付着した異物７を再びプレクリーナー用接触帯電ロール
３３の上流側に落とすことにより、再度当該プレクリー
ナー用接触帯電ロール３３によって帯電されて帯電ロー
ル１０に付着することがない構造にすることができる。
上記プレクリーナー用接触帯電ロール３３には、例え
ば、直流バイアス電源３０によって−１３３０Ｖが印加
され、感光体ドラム１の表面は、−７３０Ｖに帯電され
る。

【００４４】また、図５はこの発明に係る帯電装置の電
荷付与手段の他の変形例を示すものであり、この電荷付
与手段として、ＰＶｄＦや導電化剤を添加したＰＣ（ポ
リカーボネート）等からなる導電フィルム３４を使用し
た例である。

【００４５】さらに、図６はこの発明に係る帯電装置の
電荷付与手段の更に他の変形例を示すものであり、この
電荷付与手段として、導電ブラシ３５を使用した例であ
る。

【００４６】更に、本発明者らは、上記図１に示す帯電
装置の性能を確認するため、図１に示すような画像形成
装置を試作し、帯電ロール１０表面へのトナー等の異物
の付着を調べる実験を行なった。

【００４７】従来の何らの手段を講じないものと、先行
技術として特開平３−２２８０８１号公報に記載されて
いる機械式のプレクリーニング技術と、この発明の電荷
付与手段を用いた技術とにおいて、感光体ドラムの帯電
電位の維持性を調べるテストの結果を図７に示す。ここ
で、機械式のプレクリーニング技術としては、図８に示
すように帯電ロールの上流側にウレタンパッド４６を配
置したものを使用した。本テストの条件として、感光体
ドラム１として赤外領域に感度を持つ有機感光体、又そ
のときの感光体ドラム１の回転スピードは３００ｍｍ／
ｓに設定した。さらに、帯電ロール１０に印加する電圧
はＤＣ−１３５０Ｖにし、ピンコロトロン３１にはＤＣ
−２５００Ｖを印加して実施した。

【００４８】上記図７から明らかなように、この発明の
実験例では、５０，０００枚（ＫＰＶ）まで画像形成を
行なっても、感光体ドラム１の帯電電位は変化しないこ
とがわかった。

【００４９】実施の態様２ 図９はこの発明の実施の態様２を示すものであり、前記
実施の態様と同一の部分には同一の符号を付して説明す
ると、この実施の態様２は、像担持体の表面を均一に帯
電する帯電部材として、２つの接触帯電ロールを用いた
２バイアスチャージロール（２ＢＣＲ）方式のものであ
り、交流成分に直流成分を重畳した電圧が印加される第
１接触帯電部材と、前記第１接触帯電部材の下流側に配
置され、直流電圧が印加される第２接触帯電部材と、前
記第１接触帯電部材と第２接触帯電部材との間に配置さ
れ、前記第２接触帯電部材に印加される直流電圧と同極
性の電荷を、像担持体の表面に対して付与する電荷付与
手段とを備えるように構成したものである。

【００５０】すなわち、感光体ドラム１の表面を一様に
帯電する接触帯電部材として、直流電圧を印加した帯電
ロール等の接触帯電部材を用いた場合には、帯電部材に
交流電圧を印加する場合に比べて、帯電の均一性や環境
変動による帯電電圧の変動等の点で難点がある。そのた
め、この２ＢＣＲ方式の接触帯電装置は、２つの接触帯
電ロールを用いた帯電装置であり、交流電圧印加時の騒
音の発生と帯電ロールの磨耗を軽減しつつ、均一帯電や
帯電電圧の変動防止を可能とするものである。上記２Ｂ
ＣＲ方式の接触帯電装置は、図９に示すように、感光体
ドラム１の表面に接触して当該感光体ドラム１の表面を
均一に帯電する帯電部材として、感光体ドラム１の回転
方向上流側に位置する第１帯電ロール１１と、感光体ド
ラム１の回転方向下流側に位置する第２帯電ロール１０
とを備えている。そして、上記第１帯電ロール１１は、
第１帯電ロール用電源２１によって交流成分に直流成分
を重畳した電圧が印加されて、感光体ドラム１の一次帯
電を行なうものであり、第２帯電ロール１０は、第２帯
電ロール用電源２０によって、上記第１帯電ロール１１
による一次帯電により発生する交流成分の周波数ピッチ
に対応する帯電むらの少なくとも一部が放電開始電圧を
越えて放電する直流電圧が印加されて、感光体ドラム１
の二次帯電を行なうものである。さらに、上記第１帯電
ロール１１と第２帯電ロール１０との間には、図９に示
すように、前記第２帯電ロール１０に印加される直流電
圧と同極性の電荷を、感光体ドラム１の表面に対して付
与する電荷付与手段としてのピンコロトロン３１が配置
されている。なお、この電荷付与手段としては、図４の
変形例に示すように、接触帯電ロール３３を用いてもよ
い。

【００５１】以上の構成において、この実施例に係る帯
電装置では、例えば、第１帯電ロール１１に−６６０Ｖ
の直流成分に１５００Ｖ_P-P 、５００Ｈｚの交流成分を
重畳した電圧を印加し、第２帯電ロール１０に−１３４
０Ｖの直流電圧が印加される。すると、感光体ドラム１
の表面は、図１０に示すように、第１帯電ロール１１に
よって−６６０Ｖを中心にして、これに交流成分が重畳
した状態で帯電される。その後、上記感光体ドラム１の
表面は、電荷付与手段としてのピンコロトロン３１によ
って、例えば、−７３０Ｖ程度に帯電され、当該感光体
ドラム１の表面に付着した異物７は、ピンコロトロン３
１によって第２帯電ロール１０に印加される直流電圧を
同じ極性である負極性の電荷が付与され、帯電される。
さらに、上記感光体ドラム１の表面は、第２帯電ロール
１０によって−７８０Ｖに均一に帯電される。

【００５２】しかし、この２ＢＣＲ方式も二次帯電とし
て第２帯電ロール１０に直流電圧を印加するため、前記
メカニズムにより同様に第２帯電ロール１０に汚れが付
着することになり、均一帯電が困難となる。すなわち、
クリーニング装置５によって除去しきれずに感光体ドラ
ム１の表面に付着した残留トナー等の異物７は、図１１
に示すように、転写ロール４の帯電極性である正極性に
帯電したものが多く、本発明者らが残留トナーの帯電量
を測定したところ、図１２（ａ）に示すように、やはり
正極性に帯電していることが確認された。上記感光体ド
ラム１の表面に付着した異物７は、図１１に示すよう
に、第１帯電ロール１１によって正負にほぼ均等に帯電
され、本発明者らが第１帯電ロール１１に付着したトナ
ーの帯電量を測定したところ、図１２（ｂ）に示すよう
に、正負にほぼ均等に帯電していることが確認された。
さらに、上記第１帯電ロール１１を通過した後の付着ト
ナーは、図１２（ｃ）に示すように、若干負極性に帯電
していることが確認された。その後、上記第２帯電ロー
ル１０には、感光体ドラム１上に付着した残留トナー等
の異物７のうち、正極性に帯電したものが付着し、感光
体ドラム１上には、負極性に帯電したものがそのまま残
る。本発明者らが第２帯電ロール１０に付着した残留ト
ナーの帯電量を測定したところ、図１２（ｄ）に示すよ
うに、やはり正極性に帯電しており、感光体ドラム１に
付着した残留トナーの帯電量を測定したところ、図１２
（ｅ）に示すように、やはり負極性に帯電していること
が確認された。

【００５３】このように、接触帯電部材に直流電圧を印
加する場合には、印加電圧と同極性のトナーは付着しな
いが、逆極性のトナーはすべて接触帯電部材に付着して
しまうことになる。

【００５４】上記２ＢＣＲ方式においても、この発明の
電荷付与手段によるプレクリーニング技術が有効であ
る。ただし、プレクリーニング作用を行なう電荷付与手
段３１を設置する場所は、図１３に示すように、第２帯
電ロール１０の直前に限定される。これは、第１帯電ロ
ール１１の上流に電荷付与手段３１を設置した場合に
は、図１４に示すように、いったん電荷付与手段３１で
極性が揃えられた異物が再び第１帯電ロール１１のＡＣ
放電により両極性に分かれてしまうためである。また、
２段階チャージングのバランスを崩さずに放電をさせて
異物７の極性を揃えなければならないため、電荷付与手
段３１で帯電する感光体ドラム１の表面電位は、第１帯
電ロール１１で帯電される平均電圧（交流電圧に直流電
圧を重畳した直流電圧）以上でなければならない。ま
た、電荷付与手段３１で帯電する感光体ドラム１の表面
電位は、第２帯電ロール１０で帯電される感光体ドラム
１の表面電位以下に設定されている。

【００５５】このように、上記の実施の態様２に係る帯
電装置は、図９に示すように、交流成分に直流成分を重
畳した電圧が印加される第１帯電ロール１１と、前記第
１帯電ロール１１の下流側に配置され、直流電圧が印加
される第２帯電ロール１０と、前記第１帯電ロール１１
と第２帯電ロール１０との間に配置され、前記第２帯電
ロール１０に印加される直流電圧と同極性の電荷を、感
光体ドラム１の表面に対して付与する電荷付与手段３１
とを備えるように構成されているので、第１帯電ロール
１１と第２帯電ロール１０とを組み合わせることによ
り、交流電圧印加時の騒音の発生と接触帯電部材の磨耗
等を軽減しつつ、均一帯電を実現した場合でも、クリー
ニング装置５によって除去しきれなかった残留トナー等
の異物７が、第２帯電ロール１０に付着するのを長期間
にわたって防止することができ、第１帯電ロール１１と
第２帯電ロール１０との組み合わせによる帯電の均一性
等を長期間にわたって維持することができる。

【００５６】さらに、上記帯電装置は、電荷付与手段３
１により電荷が付与される感光体ドラム１の表面電位
が、上記第１帯電ロール１１によって帯電する感光体ド
ラム１の表面電位以上であるように構成されているの
で、第１帯電ロール１１と第２帯電ロール１０とを組み
合わせて使用した場合でも、電荷付与手段３１により電
荷が付与される感光体ドラム１の表面電位が、上記第１
帯電ロール１１により帯電する感光体ドラム１の表面電
位以上であるため、電荷付与手段３１から感光体ドラム
１側へ電荷を付与することができ、残留トナー等の異物
７を第２帯電ロール１０に印加される直流電圧と同極性
に確実に帯電することができ、残留トナー等の異物７が
第２帯電ロール１０に付着するのを確実に防止すること
ができる。

【００５７】更にまた、上記帯電装置は、電荷付与手段
３１により電荷が付与される感光体ドラム１の表面電位
が、上記直流電圧が印加される第２帯電ロール１０によ
り帯電する感光体ドラム１の表面電位以下であるように
構成されているので、電荷付与手段３１によって感光体
ドラム１の表面に電荷を付与することにより、残留トナ
ー等の異物７が第２帯電ロール１０の表面に付着するの
を長期間にわたって防止した場合でも、感光体ドラム１
の表面を第２帯電ロール１０によって所定の電位に確実
に帯電することができる。

【００５８】その他の構成及び作用は前記実施例と同様
であるので、その説明を省略する。

【００５９】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、構成の複雑化及びコストアップを招くことな
く、接触帯電装置に異物が付着して、帯電不良等を招く
のを長期間防止可能な画像形成装置の帯電装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る画像形成装置の帯電装
置の一実施の態様を示す構成図である。

【図２】 図２は図１の要部を示す構成図である。

【図３】 図３は電荷付与手段を示す一部破断の正面図
である。

【図４】 図４は電荷付与手段の変形例を示す構成図で
ある。

【図５】 図５は電荷付与手段の変形例を示す構成図で
ある。

【図６】 図６は電荷付与手段の変形例を示す構成図で
ある。

【図７】 図７は実験例のデータを示すグラフである。

【図８】 図８は従来の帯電装置を適用した画像形成装
置を示す構成図である。

【図９】 図９はこの発明に係る画像形成装置の帯電装
置の他の実施の態様を示す構成図である。

【図１０】 図１０はこの他の実施の態様の帯電状態を
示すグラフである。

【図１１】 図１１は帯電ロールへのトナー等の付着状
態を示す説明図である。

【図１２】 図１２（ａ）〜（ｅ）は残留トナーの帯電
量をそれぞれ示すグラフである。

【図１３】 図１３は帯電装置の作用を示す説明図であ
る。

【図１４】 図１４は帯電ロールへのトナー等の付着状
態を示す説明図である。

【図１５】 図１５は従来の帯電装置へのトナー等の付
着状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム、１０ 帯電ロール、２１ 帯電ロー
ル用電源、３０ 直流バイアス電源、３１ ピンコロト
ロン（電荷付与手段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体の表面を当該像担持体に接触す
   る直流電圧が印加された帯電部材によって帯電する画像
   形成装置の帯電装置において、前記接触帯電部材よりも
   像担持体移動方向の上流側に、前記接触帯電部材に印加
   される直流電圧と同極性の電荷を、像担持体の表面に対
   して付与する電荷付与手段を設けたことを特徴とする画
   像形成装置の帯電装置。
2. 【請求項２】 像担持体の表面を当該像担持体に接触す
   る複数の帯電部材によって帯電する画像形成装置の帯電
   装置において、交流成分に直流成分を重畳した電圧が印
   加される第１接触帯電部材と、前記第１接触帯電部材の
   下流側に配置され、直流電圧が印加される第２接触帯電
   部材と、前記第１接触帯電部材と第２接触帯電部材との
   間に配置され、前記第２接触帯電部材に印加される直流
   電圧と同極性の電荷を、像担持体の表面に対して付与す
   る電荷付与手段とを備えたことを特徴とする画像形成装
   置の帯電装置。
3. 【請求項３】 前記電荷付与手段により電荷が付与され
   る像担持体の表面電位が、前記交流電圧と直流電圧を重
   畳した第１接触帯電部材により帯電される像担持体の表
   面電位以上であることを特徴とする請求項２記載の画像
   形成装置の帯電装置。
4. 【請求項４】 前記電荷付与手段により電荷が付与され
   る像担持体の表面電位が、前記直流電圧を印加した第２
   接触帯電部材により帯電される像担持体の表面電位以下
   であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
   載の画像形成装置の帯電装置。
5. 【請求項５】 前記接触帯電部材が回転ロールであり、
   該回転ロール表面の付着物を像担持体の移動方向の上流
   側に掻き落とす掻き落とし手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置の帯
   電装置。