JPH10186812A - 接触帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電ロ−ラ表面に付着したトナー等付着物に
対するクリーニング性能及び拡散性能を向上させる。 【解決手段】 帯電ロ−ラ(1)の表面に付着したトナー
及び異物をクリーニングし、もしくは薄層にならして拡
散するために、帯電ロ−ラ(1)表面に拡散部材(8)を当接
する。拡散部材揺動手段(9,10)により、拡散部材(8)を
帯電ロ−ラ(1)長手方向に揺動する。帯電ロ−ラ(1)の円
周表面１点が５回転以上回転した後に、揺動手段長手方
向１点と再び合致するように、揺動周期を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体に静電潜
像を形成するための荷電を行なう接触帯電装置に関し、
特に像担持体に接触してそれを荷電する帯電ロ−ラのク
リ−ニングに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば複写機の様な画像形成装置は、像
担持体である感光体を帯電処理する帯電装置を備えてい
る。この帯電装置として一般的にはコロナ放電帯電装置
又は帯電ロ−ラが使用される。コロナ放電帯電装置は４
〜８ｋｖといった高圧を必要とし、コロナ放電によって
オゾンを発生し、また電力効率が低い等の問題があるの
で、感光体に帯電ロ−ラを接触又は極く接近させて帯電
する接触帯電方式が多く使用されている。この接触帯電
方式では感光体に所望の帯電電位を得るのに必要とされ
る印加電圧の低圧化がはかれること、帯電過程で発生す
るオゾン量が極く微量でありオゾンフィルタ−の必要性
がなくなり、そのために装置の換気系等の構成が簡略化
される等の長所を有している。

【０００３】しかしながら、帯電部材が感光体と接触又
は近接しているため、トナ−等の異物が付着して次第に
蓄積して汚れていき、帯電不良が発生する。すなわち感
光体上に形成した静電潜像を現像するためにトナ−を付
着させ、この現像トナ−は転写手段により記録紙に転写
される。しかし転写後でも感光体上にはトナーが僅かな
がら残留するので、クリーニング手段を設け、感光体に
残留したトナーを掻き落す。クリーニング手段により残
留トナーほとんど除去されるが、完全にトナーを除去す
ることは不可能であり、クリーニングを実施した後でも
感光体上にはトナーが僅かながら残留する。この残留し
たトナーが帯電ローラに付着する。帯電ローラ表面にト
ナー等が付着すると、付着部分の帯電効率が低下し、あ
るいは局所帯電を生じて帯電ムラが生じ、画像上の様々
な不具合、例えば白スジ，黒スジ，記録濃度むら，記録
濃度低下等を生じる。

【０００４】この不具合に対して、帯電ローラ表面にフ
ェルト等の清掃部材を当接させて、帯電ロ−ラ表面の付
着物の除去する方法，帯電ロ−ラに対して清掃部材を当
接状態と離間状態とに選択的に制御して清掃する方法，
あるいはその清掃部材を帯電ローラ長手方向に揺動させ
る方法等が提案されている。

【０００５】例えば特開平２−２７２５９４号公報にお
いては、帯電ローラをクリーニングする手段としてスポ
ンジ部材を帯電ローラに押し当ててクリーニングを実施
する方法が提案されている。

【０００６】また特開平５−２６５３０７号公報におい
ては、帯電ローラにブラシ状の清掃部材を接触させ、こ
れを帯電ローラ長手方向に揺動させて帯電ロ−ラ表面の
付着物の除去する方法が提案されている。

【０００７】また特開平６−３９３０号公報において
は、帯電ローラの清掃部材を所定タイミングで接離する
方法が提案されている。

【０００８】図４に、従来の代表的な、帯電部材とクリ
−ニング部材との組合せ構造を示す。 フェルト等の清
掃部材２４を帯電バイアスの非加印時に接離ソレノイド
２３により帯電部材である帯電ロ−ラ１に接触させ、そ
の表面の清掃を行なうものである。

【０００９】帯電ロ−ラにトナ−塊が付着しこれが感光
体と帯電ロ−ラに挟まれて加圧されて帯電ロ−ラに圧接
すると、このトナ−痕が帯電ロ−ラから離れにくくな
り、クリ−ニング部材での除去がむつかしくなる。帯電
ロ−ラ長手方向に清掃部材を揺動させると、帯電ロ−ラ
に付着したトナ−塊が帯電ロ−ラ長手方向に拡散平準化
して帯電ロ−ラのクリ−ニング部材で容易に除去され
る。あるいはそれが感光体対向域に移動したときに感光
体に転移して感光体のクリ−ニング部材で容易に除去さ
れる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、帯電ロ
−ラの円周方向のある１点と、クリーニング部材の長手
方向のある１点の合致するのが、例えば帯電ロ−ラ１回
転につき１回のように速い周期で行なうと、付着物の除
去性能もしくはトナーの拡散性能が充分発揮できず、画
像不良に至りやすいことがある。

【００１１】本発明では上記不具合を解決し、帯電ロ−
ラ表面に付着したトナー等異物に対するクリーニング性
能及び拡散性能を向上させることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の接触帯電装置は、静電潜像が形成される
像担持体(2)に対向し該像担持体の移動速度と実質上等
しい周速度で回転する帯電ロ−ラ(1)，該帯電ロ−ラの
周面に当接する可撓性部材(8)、および、可撓性部材(8)
の一点に接触する帯電ロ−ラ(1)の円周表面一点が５回
転以上回転した後に可撓性部材の該一点と再び合致する
周期で可撓性部材を帯電ロ−ラの長手軸が延びる方向に
揺動駆動する駆動手段(9,10)を備える。なお、理解を容
易にするためにカッコ内には図面に示し後述する実施例
の対応要素の符号を、参考までに付記した。

【００１３】これによれば、可撓性部材(8)が帯電ロ−
ラ(1)の表面に付着したトナー及び異物をクリーニング
する。更にこの可撓性部材(8)を駆動手段(9,10)が接触
ロ−ラ(1)の長手方向に揺動駆動し、付着したトナー及
び異物を薄層にならして拡散する。

【００１４】帯電ロ−ラ(1)は像担持体(2)に接触してそ
の移動速度と実質上同一の周速度で回転し、帯電ロ−ラ
(1)の５回転以上の回転で可撓性部材(8)が１往復動する
周期である。すなわち可撓性部材(8)の長手方向１点(b)
と合致している帯電ロ−ラ(1)の円周表面１点(a)は、帯
電ロ−ラ(1)が５回転以上回転した後に、可撓性部材(8)
の長手方向１周期揺動後の可撓性部材(8)の前記１点(b)
と再び合致する。

【００１５】この様に帯電ロ−ラ(1)の表面に当接する
可撓性部材(8)を比較的長周期で揺動する可撓性部材揺
動手段(9,10)を備えたことにより帯電ロ−ラ(1)表面の
回転方向及び軸方向のクリーニング及びトナ−拡散が充
分に行える。その結果、クリーニング性能及び拡散性能
が良好となり、安定した画像品質を提供できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（２）可撓性部材(8)の揺動速度が4mm/sec以上、50mm/s
ec以下である。これによれば、可撓性部材(8)の移動速
度が拡散に充分な速度に設定されているので、良好な帯
電性能が得られ、かつ、速度が速すぎて発生するフィル
ミングが防止できる。

【００１７】（３）可撓性部材(8)は多孔性弾性部材で
あって、帯電ロ−ラ(1)との当接点より、帯電ロ−ラ(1)
回転方向の上流側で支持した。可撓性部材(8)が多孔性
弾性部材であるので、可撓性部材の接離機構が不要であ
り、簡単構成によるコストダウンが可能である。また、
拡散効果を発揮させるための加圧力設定が容易かつ、加
圧力自体を低く設定できるので、フィルミング等による
帯電不良を長期に渡って防止できる。可撓性部材(8)に
従来のようにフェルト等を用いたり、また、可撓性部材
(8)を帯電ロ−ラ(1)に対して強い力で押付けると、短期
間で帯電ロ−ラ(1)の表面にトナーフィルミングを形成
したり、拡散性能を低下させたりといった不具合を生じ
る場合があるが、その様な不具合は生じない。

【００１８】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１９】

【実施例】図１に本発明の一実施例を装備した画像形成
装置を示す。感光体２表面と接触し従動回転する帯電ロ
ーラ１によって感光体２の表面は均一に帯電される。帯
電した感光体２の表面を露光装置３によって露光し、画
像に従った静電潜像を形成する。感光体２上に形成され
た静電潜像を現像手段４のトナーにより現像化する。感
光体２上に付着し現像化されたトナーは、転写ベルト５
にて、転写紙上に転写される。感光体２上の未転写トナ
ー（残留トナ−）は、感光体表面と接するクリーニング
装置６のブレ−ド６ｂにて掻き落とされる。また感光体
２上の残留電荷は、除電ランプ７にて除電され、次の作
像動作に備える。

【００２０】帯電ローラ１は、両端が軸受に支持され、
図示しない加圧スプリングによって、感光体２に圧接さ
れており、感光体２との摩擦力によって感光体２により
駆動される。

【００２１】感光体２上に残留したトナーはクリーニン
グ装置６のブレ−ド６ｂにてほとんど掻き落とされる
が、完全にトナーを除去することは不可能であり、クリ
ーニング装置６を通過した後でも感光体２上にはトナー
が僅かながら残留する。この不具合を防止するために、
帯電ローラ１に摺擦し、帯電ローラ１上に付着したトナ
ー等を薄層に拡散させ、画像への影響が出ないレベルと
する、可撓性がある拡散部材８が設置してある。

【００２２】図２の（ａ）に拡散部材８及びその揺動機
構の構成を示す。駆動モ−タ１２により回転駆動される
溝カム１３の傾斜リング状溝部１４に、拡散部材８の支
持板９に設置されている倣いピン１０が入り込んでいる
ので、駆動モ−タ１２を付勢し溝カム１３を回転させれ
ば倣いピン１０（と一体の拡散部材８）は帯電ローラ１
長手方向（ｘ方向）に、Ｗなるストロ−クで往復運動
（揺動）する。従って帯電ローラ１の表面に残留してい
るトナーは、均一に薄層化され、帯電ローラ１の表面に
拡散する。

【００２３】本実施例においては、帯電ローラ１が５回
転した時に拡散部材８が１ストロ−ク動く様に拡散部材
８の往復周期を設定してある。図２の（ｂ）に拡散部材
８の移動（揺動）量Ｗと、溝カム１３の回転角及び帯電
ローラ１の回転数を示す。

【００２４】図３の（ａ）は、図２の（ａ）の３Ａ−３
Ａ矢印線断面を側面から示す。拡散部材８の一点（ａ）
と帯電ローラ１の円周表面の一点（ｂ）は現在合致して
おり、点（ａ）と点（ｂ）は帯電ローラ１が５回転した
時に、拡散部材８が１ストロ−クして再び合致する。こ
のように周期を設定することによって、帯電ローラ１の
回転方向での残留トナー拡散能力が向上し、帯電ローラ
１の帯電能力を、画像不良が起きないレベルに抑えるこ
とができた。

【００２５】また、揺動機構の揺動スピードが遅い場合
には、充分な揺動クリーニング性能及び拡散性能が得ら
れず、揺動機構の揺動スピードが速すぎる場合には、帯
電ローラ表面を傷つけ、またトナーフィルミングを形成
する等の不具合を生じた。

【００２６】本実施例においては、拡散手段８の長手方
向の揺動速度を４ｍｍ／ｓｅｃ以上５０ｍｍ／ｓｅｃ以
下に設定している。４ｍｍ／ｓｅｃ以下では、帯電ロー
ラ１上の汚れを長手方向に充分に拡散できず、早期に帯
電ローラ１の帯電不良に伴う画像劣化に至った。逆に５
０ｍｍ／ｓｅｃ以上では、帯電ローラ上にフィルミング
が形成され、早期に同様な帯電不良に伴う画像劣化が生
じた。４〜５０ｍｍ／ｓｅｃでは拡散効果が得られ、画
像品質は良好に維持された。

【００２７】本実施例において使用した帯電ローラ１に
対する拡散部材８は、多孔性の発砲体であるスポンジで
形成される。例えばイノアックコーポレーション製ＳＭ
５５、ブリジストン（株）製ＨＲ５０等が拡散部材８と
して適している。

【００２８】図３の（ａ）によって、帯電ローラに対す
る拡散部材８の当接方式を説明する。 拡散部材８が支
持部材９で支持されている点（ｃ）は、拡散部材８が帯
電ローラ１に当接する当接点（ａ）よりも、帯電ローラ
１の回転方向に対して距離ｄだけ上流側に配置してあ
る。この様に配置すると帯電ローラ１の回転時に発生す
る摩擦力に基づく支点（当接点（ａ））廻りのモーメン
トによって、感光体２を加圧する力を減少させる効果が
ある。この為、静止時の加圧力（圧縮量）の公差幅を大
きくできる。弾性体からなる帯電ローラ１と弾性体から
なる拡散部材８との摩擦力は大きく、小さい加圧力を設
定する為には、本発明の様な構成をとらないと静止時の
加圧力（圧縮量）を高精度に設定しなければならない。

【００２９】図３の（ｂ）に（ａ）で示す拡散部材８を
拡大して示す。拡散部材８の帯電ローラ１クリーニング
効果を向上させる為に、帯電ローラ１との接触面と逆側
の面に弾性体からなる弾性体部材１１、例えばポリエス
テルフィルム等を両面テープ等で貼付け、拡散部材８の
自由端にある程度腰を持たせて、帯電ローラ１と接触し
たときに所定の加圧力を維持し、帯電ローラ１のクリー
ニング性を向上させている。拡散部材８に貼付ける弾性
体がポリエステルフィルムの場合は、その厚さは５０〜
１００μｍが適している。厚さが５０μｍ未満である
と、クリーニング性向上に対して効果がなく、厚さが１
００μｍを越えると、腰が強すぎて、帯電ローラ１上に
フィルミング等を発生させる。

【００３０】また画像形成装置においては、感光体２の
クリーニング装置６内のクリーニングブレードへの異物
噛み込みによるクリーニング不良を防止する為に、感光
体２が停止する時に、１０ｍｍ程度逆転させるのが一般
的であり、帯電ローラ１は感光体２との摩擦力により駆
動しているのだから、感光体２が逆転すると帯電ローラ
１も逆転する。その場合、拡散部材８が帯電ローラ１の
逆転により巻き込む恐れがある。この時、拡散部材８に
上記の様に弾性体部材１１を貼付け、ある程度腰をもた
せておけば巻き込みをも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を装備した画像形成装置の
主要部の横断面図である。

【図２】 （ａ）は図１の拡散部材８及びその揺動機構
を示した平面図であり、（ｂ）は拡散部材８の移動量に
対する溝カムの回転角及び帯電ロ−ラの回転数の関係を
示すグラフである。Ｂ−Ｂ矢印線から見た断面図であ
る。

【図３】 （ａ）は図１の３Ａ−３Ａ矢印線から見た断
面図であり、拡散部材８の配置を示す。（ｂ）はその背
面に弾性体部材１１を添付した状態を示す拡大断面図で
ある。

【図４】 従来の接触帯電装置に装備された清掃機構の
構成概要の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１：帯電ロ−ラ ２：感光体 ３：露光装置 ４：現像手段 ５：転写ベルト ６：クリ−ニン
グ装置 ６ｂ：ブレ−ド ７：除電ランプ ８：拡散部材 ９：支持部材 １０：倣いピン １１：フィルム １２：駆動モ−タ １３：溝カム １４：傾斜リング状溝 ２０：スプリン
グ ２１：帯電電源回路 ２２：スプリン
グ ２３：ソレノイド ２４：清掃部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村 石 貴 也 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー (72)発明者 内 田 俊 之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（１）静電潜像が形成される像担持体に対
   向し該像担持体の移動速度と実質上等しい周速度で回転
   する帯電ロ−ラ，該帯電ロ−ラの周面に当接する可撓性
   部材、および、可撓性部材の一点に接触する帯電ロ−ラ
   の円周表面一点が５回転以上回転した後に可撓性部材の
   該一点と再び合致する周期で可撓性部材を帯電ロ−ラの
   長手軸が延びる方向に揺動駆動する駆動手段を備える接
   触帯電装置。
2. 【請求項２】可撓性部材の揺動速度が４mm/sec以上、５
   ０mm/sec以下である、請求項１記載の接触帯電装置。
3. 【請求項３】可撓性部材は多孔性弾性部材であって、帯
   電ロ−ラとの当接点より、帯電ロ−ラ回転方向の上流側
   で支持された請求項１又は請求項２記載の接触帯電装
   置。