JPH10198126A

JPH10198126A - 荷電装置

Info

Publication number: JPH10198126A
Application number: JP8359190A
Authority: JP
Inventors: Koji Matsushita; 浩治松下; Futoshi Okazaki; 太岡崎
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-12-29
Filing date: 1996-12-29
Publication date: 1998-07-31
Also published as: US5873013A

Abstract

(57)【要約】【課題】被荷電体１に接触せしめられる荷電部材１２
を有する荷電装置１１であり、荷電部材１２は、被荷電
体１への接触開始部位Ｘを有するとともに該接触開始部
位より下流側に荷電部Ｙを有し、接触開始部位Ｘに対す
る滞留部Ｚに滞留する異物を回収のために荷電部材１２
と被荷電体１との間に該異物を通過させる異物通過装置
１３を備えている。【解決手段】被荷電体１に接触せしめられる荷電部材
１２を有する荷電装置１１であり、荷電部材１２は、被
荷電体１への接触開始部位Ｘを有するとともに該接触開
始部位より下流側に荷電部Ｙを有し、接触開始部位Ｘに
対する異物滞留部Ｚに滞留する異物を回収するために荷
電部材１２と被荷電体１との間に該異物を通過させる異
物通過装置１３を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写紙などにトナ
ー像等の顕像を形成する複写機、プリンター、ファクシ
ミリ機等の画像形成装置や、トナー像等の顕像を直接表
示する表示装置などに用いる荷電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の荷電装置の分野では、例えば特開
昭５７−４８７６６号公報に示されるように、電子写真
方式の複写機において像担持体上に形成されたトナー像
が転写材に転写された後、次の画像形成プロセスに備え
て該像担持体上の残留電荷を除去するポリウレタンブレ
ードによる除電技術が提案されている。また、特開昭４
９−７２４９９号公報に示されるように、衣料、カーペ
ット、壁張り材料、或いは工業方面の静電除去装置の電
極等、多方面に使用できる、基布にカーボンブラック−
高分子樹脂組成物を処理した除電シート技術が提案され
ている。また、特開平４−５１２６５号公報に示される
ように、画像形成装置において弾性部材で懸架した導電
性部材を像担持体に押し当てて該像担持体を帯電させる
技術が提案されている。また、特開平４−５１２６６号
公報に示されるように、画像形成装置において像担持体
をフィルム状の帯電部材で帯電させる技術が提案されて
いる。

【０００３】これらは通常のコロナ荷電装置とは異な
り、様々な材料及び形態をとってはいるが、いわゆる接
触荷電装置といわれるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる従来
の接触荷電装置では、被荷電体とこれに接触する荷電部
材の相互接触部分のうち、被荷電体の荷電部材に対する
相対的移動方向において上流側の接触開始部位が放電部
分となるため、例えば電子写真方式の画像形成装置では
被荷電体である像担持体の表面移動にともなって該接触
開始部位に転写残トナーその他の異物が来ると、荷電機
能が阻害され、荷電ムラが生じやすくなるという問題が
ある。さらにかかる異物が滞留してくると、それが溢れ
て荷電装置や像担持体を汚染するという問題もある。こ
のよう問題は画像形成装置に限らず、接触式荷電装置を
採用する分野では、同様に発生する問題である。

【０００５】そこで本発明は、荷電部材を被荷電体に接
触させて該被荷電体を荷電する荷電装置であって、該荷
電部材と被荷電体との相互接触部分のうち被荷電体の荷
電部材に対する相対的移動方向において上流側の接触開
始部位に異物が到来しても、該被荷電体を、従来より荷
電むらが抑制された状態で良好に荷電することができ、
また、該異物を回収するにあたり、それを荷電部材と被
荷電体との間に通過させることができる荷電装置を提供
することを課題とする。

【０００６】また、本発明はかかる荷電装置を備え、そ
れだけ良好に画像形成を行える画像形成装置を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、少なくとも一部が被荷電体に接触せしめられ
る荷電部材を有する荷電装置であり、前記荷電部材は、
前記被荷電体の該荷電部材に対する相対的移動方向にお
いて上流側の部分に該被荷電体に対する接触開始部位を
有するとともに該接触開始部位より下流側に荷電部を有
し、前記被荷電体の該荷電部材に対する相対的移動に伴
い前記接触開始部位に滞留する異物を回収するために該
荷電部材と被荷電体との間に該異物を通過させる異物通
過手段を備えていることを特徴とする荷電装置を提供す
る。

【０００８】また、本発明は前記課題を解決するため、
かかる荷電装置を像担持体の帯電装置として採用し、前
記異物通過手段の動作を制御する制御手段を備えている
画像形成装置を提供する。本発明の荷電装置によると、
荷電部材の被荷電体との接触開始部位に到来する異物の
滞留部が形成され、ここで異物がせき止められる一方、
荷電部材は該接触開始部位より下流側に荷電部を有して
おり、該荷電部において被荷電体に放電して荷電するの
で、異物に邪魔されることなく荷電することができ、こ
れにより被荷電体を従来より荷電むら無く、安定的に良
好に荷電できる。また、たとえ異物の一部が荷電部材を
すり抜けて荷電部のある位置に到来しても、該異物は被
荷電体の荷電部材に対する相対的移動によりその位置を
速やかに通過してしまうので、該異物の影響を実質上受
けることなく、均一な荷電が可能となる。

【０００９】また、本発明の荷電装置によると、前記異
物滞留部に異物が溜まってくると、該滞留異物回収のた
めに異物通過手段を作動させて該滞留異物を荷電部材と
被荷電体との間に通過させてしまうことができ、これに
より該滞留部に異物が溜まりすぎて溢れ、そのために荷
電部材や被荷電体が汚染されるということが無くなる。

【００１０】また、本発明に係る画像形成装置では、こ
のような荷電装置を像担持体の帯電装置として採用する
とともに異物通過手段の動作を制御する制御手段を備え
ているので、該像担持体を荷電むらが抑制された状態で
均一に帯電させることができるとともに、荷電部材に滞
留する異物を制御手段の指示のもとに適当な条件やタイ
ミングで回収可能に通過させてしまうことかでき、それ
だけノイズの少ないない均一な画像を得ることができ
る。

【００１１】本発明の荷電装置は、前記荷電部材の被荷
電体との接触開始部位より下流側に荷電部を有するため
に、例えば、前記被荷電体に荷電するにあたり、前記荷
電部材の被荷電体への接触開始部位における該荷電部材
と被荷電体との電位差が放電開始電圧以下になるように
構成することができる。また、前記荷電部材は、放電用
電極を有するとともに被荷電体との接触開始部位を含む
部分において該放電用電極と該被荷電体との間に介在せ
しめられる絶縁部材を有するものとできる。

【００１２】また、前記荷電部材は、放電用の可撓性電
極を有しているとともに該可撓性電極と被荷電体との間
に介在せしめられる中間部材を有し、該可撓性電極から
の放電により被荷電体を荷電するものとしてもよい。こ
の場合、中間部材はその全体を絶縁性部材とすることが
でき、また、可撓性電極の少なくとも放電部、或いは放
電部及びその近傍部分を、被荷電体の荷電部材に対する
相対的移動方向に並行な複数本の放電電極部であって、
該移動方向を横切る方向に配列された電極部で形成して
もよい。かかる電極は記録電極としても利用できる。

【００１３】さらに、荷電にあたり荷電部における放電
用の電極と被荷電体との距離を一定化して放電を安定化
させるために、さらには、被荷電体への荷電部材の静電
吸着を可能にして異物を確実にせき止められるようにす
るために、前記荷電部材は、前記中間部材のうち、少な
くとも、該荷電部材の前記荷電部に対応する部分の一部
にエレクトレット層又は半導電層を有するものとしても
よい。

【００１４】この場合、半導電層を採用するときには、
被荷電体の荷電にあたり、かかる静電吸着のために、半
導電層に電圧を印加する手段を設けることができる。そ
して、この荷電装置が、例えば画像形成装置の像担持体
の帯電装置として採用されるときには、作像時に、該半
導電層に静電吸着のための電圧を印加することができ
る。

【００１５】前記異物通過手段については、異物を通過
させるにあたり前記荷電部材を前記被荷電体から遠ざか
る方向に付勢する付勢装置とすることができる。この場
合、該付勢装置は、異物を通過させるにあたって荷電部
材の被荷電体側の面に対し相対的に接触しつつ移動可能
な接触部材やスクレーパを含むものとしたり、荷電部材
を被荷電体から遠ざけるように回動駆動する装置等に構
成できる。

【００１６】また、前記異物通過手段は、前記中間部材
が半導電層を含んでいる場合、該半導電層と、それに電
圧を印加する手段とを含んでいるものとしてもよい。こ
の場合、該電圧印加手段として、異物を通過させるにあ
たり、該半導電層に被荷電体電位と略等電位の電圧を印
加するものや、異物を通過させるにあたり、該半導電層
に交番電圧を印加するものを採用できる。

【００１７】また、本発明にかかる画像形成装置は、以
上述べた各種荷電装置や荷電部材を採用した画像形成装
置とすることができる。画像形成装置において異物通過
手段を動作させるにあたっては、非作像時であるほうが
画像の乱れがなく都合がよい。また、例えば作像と作像
の間であればトナー等の滞留物も少なくなる。しかし、
作像と作像の間に異物通過手段を作動させる場合には、
作像と作像の間にある程度の時間をもうける必要があ
り、画像形成速度が低下する恐れが出てくる。そのた
め、連続画像形成時には、作像と作像の間に異物通過手
段を作動させるのではなく、被荷電体の、作像動作の後
回転等の後動作時或いは前回転等の前動作時に行うのが
さらによい。その場合、あまり連続作像の枚数が多くな
ってしまうと、トナー等が滞留部からあふれる可能性が
ある。そのため、所定枚数以上の連続作像時には作像を
中断し、異物通過手段を作動させるようにするとさらに
よい。また、転写残留トナー量は作像の白黒比が高いと
増加するし、或いは環境等に応じて転写効率や現像効果
が変化するために残留トナー量も変化するため、これら
に応じて所定枚数を可変するとさらによい。

【００１８】これらを考慮して、画像形成装置における
異物通過手段の動作を制御する制御手段の例を次のとお
り挙げることができる。作像時に、前記滞留異物を通過させるように異物通
過手段を作動させるもの、作像枚数が所定枚数に達すると、作像を停止させ、
前記滞留異物を通過させるように前記異物通過手段を作
動させるもの、作像画像の白黒比に応じて前記における所定枚数
を変更するもの、周囲環境条件（温度及び（又は）湿度等）に応じて
前記における所定枚数を変更するもの、これらを２以上組み合わせた制御ができるもの等を
例示できる。

【００１９】また、前記像担持体上に形成される顕像を
記録材又は中間転写体に転写する転写部から前記荷電装
置に至るまでの間には、転写後残留トナーを像担持体か
ら清掃するクリーナを設けてもよいが、省略してもよ
い。かかるクリーナを省略する場合、本発明に係る荷電
装置において、そこを通過せしめられた転写残トナー等
の異物は、例えば現像装置において現像バイアスを制御
することで現像装置に回収できる。また、クリーナを設
けている場合も、荷電装置を通過せしめられた転写残ト
ナー等の異物は、例えば現像部における現像バイアス及
び転写部における転写電圧を制御することでクリーナへ
到達させることができ、ここで回収できる。

【００２０】本発明の荷電装置における荷電部材のさら
に幾つかの態様を述べると、・被荷電体への接触開始部位より上流側部分を下流側部
分より厚く形成した荷電部材、・被荷電体への接触開始部位より上流側部分を下流側部
分より高硬度に形成した荷電部材、これら荷電部材は、
被荷電体への当接力を高めることができ、これにより荷
電部材の被荷電体への接触開始部位が定まるとともに
放電電極と被荷電体との距離も一定化し、これらによ
り接触開始部位で異物をより確実にせき止めることか
できるとともに安定した均一な荷電が可能となる。・異物がすり抜けにくい良好な異物滞留部を形成するた
めに、被荷電体への接触開始部位での被荷電体への接触
角度が２０度以上９０度未満、望ましくは３０度以上８
５度未満、さらに望ましくは４５度以上８５度未満であ
る荷電部材、・異物がすり抜けにくい良好な異物滞留部を形成するた
めに、被荷電体との接触部での接触圧が０．３ｇ／ｍｍ
以上６ｇ／ｍｍ未満、望ましくは０．５ｇ／ｍｍ以上４
ｇ／ｍｍ未満、さらに望ましくは１ｇ／ｍｍ以上３ｇ／
ｍｍ未満である荷電部材。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る荷電装置の１
例を帯電装置として用いた電子写真方式の画像形成装置
の概略構成を示している。荷電装置１１は、一端部が軸
１１１を中心に回動できる保持アーム１１２に支持され
た荷電部材１２を備えている。荷電部材１２はアーム１
１２に取り付けられたブレード１２１及びその下面に取
り付けられた電極１２２からなっている。

【００２２】図２はこれらの一部の斜視図である。図２
に示すように、電極１２２の放電担当部分１２２ａは鋸
歯状になっており、先端の鋭角部で放電しやすいように
なっている。なお、鋸歯状以外にも、櫛歯形状等も採用
できる。保持アーム１１２には、これにリークしないよ
うに絶縁部材１１３を介してコネクタ電極１２２１が設
けられており、このコネクタ電極１２２１が電極１２２
に接触しており、図１に示す電源ＰＷからのリードコネ
クタ１１４がこのコネクタ電極に接続される。

【００２３】この荷電装置１１は、ここでの被荷電体で
ある電子写真方式の画像形成装置における静電潜像担持
体１を帯電させるために採用されており、静電潜像担持
体１はここではドラム形の負帯電性の感光体である。感
光体１は図示を省略した駆動手段により図中反時計方向
αに回転駆動される。感光体１の周囲には、荷電装置１
１の他、該荷電装置から反時計方向回りに、画像露光装
置１Ｅ、現像装置Ｄ、転写装置Ｔ及び残留電荷を消去す
るイレーサＩＬが順次配置されている。この画像形成装
置では、転写装置Ｔと荷電装置１１との間には、転写残
トナーを感光体から清掃するクリーナは設けられていな
い。

【００２４】荷電装置１１の荷電部材１２は、感光体表
面移動方向αにおいてブレード１２１の上流側の下側角
端が感光体１への接触開始部位Ｘとなっており、それよ
り下流側の電極１２２を含む部分が荷電部Ｙとなってい
る。該接触開始部位Ｘの近傍領域が、感光体表面移動に
伴って該接触開始部位Ｘに到来する転写残トナー等の異
物の滞留部Ｚとなる。

【００２５】荷電部材１２を支持する保持アーム１１２
には、これを下方から押し上げるように作用するバネ１
３１が配置されているとともに、該バネ力に逆らって荷
電部材１２を感光体１へ接触させる偏心カム１３２が配
置されている。図１に示す状態ではカム１３２が荷電部
材１２を下方へ押してそのブレード１２１を感光体１へ
圧接している。カム１３２はモータを含むカム駆動装置
１３３により回転駆動可能で、図１に示す状態からこの
駆動装置１３３にてカム１３２を回動させることで、保
持アーム１１２がバネ１３１に押され、荷電部材１２が
感光体１から離反する。このように離反した状態で、前
記滞留部Ｚに滞留していた異物は荷電部材１２と感光体
１との間を通過することができる。

【００２６】前記の保持アーム１１２、バネ１３１、カ
ム１３２及びカム駆動装置１３３は、荷電部材付勢型の
異物通過装置１３を構成している。なお、このような異
物通過装置１３の他、保持アーム１１２をソレノイドそ
の他で駆動するようにしたものも考えられる。荷電部材
１２の電極１２２は放電用の電極であり、これには電源
ＰＷから帯電用電圧を印加できる。

【００２７】前記の現像装置Ｄは現像ローラＤｒを含ん
でおり、この現像ローラＤｒには、作像時にはスイッチ
ＳＷ３を介して電源ＰＷ３を接続して現像バイアス電圧
を印加でき、異物回収時にはスイッチＳＷ４を介して電
源ＰＷ４を接続できるようになっている。電源ＰＷ３の
電圧Ｖ３は電源ＰＷ４の電圧Ｖ４より高圧である。ま
た、転写装置Ｔは転写ローラＴｒを含んでおり、該転写
ローラには、作像時にはスイッチＳＷ１を介して電源Ｐ
Ｗ１を接続して転写電圧を印加でき、異物回収時にはス
イッチＳＷ２を介して電源ＰＷ２を接続して転写時とは
逆極性の電圧を印加できるようになっている。

【００２８】図３にこの画像形成装置の制御回路の概略
を示す。すなわち、この画像形成装置には、装置全体の
動作を制御する、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含む
制御部ＣＯＮＴがあり、帯電用電源ＰＷによる荷電部材
１２への電圧印加、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、
ＳＷ４の開閉は該制御部からの指示により行われる。ま
た、荷電装置１１におけるカム駆動装置１３３もこの制
御部からの指示により後述する条件やタイミングで動作
する。その他の部分も制御部からの指示により所定の動
作をする。

【００２９】また、この画像形成装置は、後述するよう
に異物回収判断材料として、形成する画像の白黒比をみ
るために、制御部ＣＯＮＴには図示を省略した白黒比デ
ータ出力部から白黒比データが入力されるようになって
いる。また、この画像形成装置は、後述するように異物
回収判断材料として、作像枚数及び周囲湿度もみるため
に、通紙センサＳＳ及び湿度センサＨＳを含んでおり、
これらセンサ出力は制御部ＣＯＮＴに入力される。図１
にはこれらセンサの図示を省略しているが、通紙センサ
ＳＳについては作像枚数検出が可能な位置に、湿度セン
サＨＳについては湿度検出可能な位置に設けられる。

【００３０】以上説明した画像形成装置によると、荷電
装置１１は帯電装置として作用し、図１に示すように荷
電部材１２のブレード１２１を感光体１に接触させた状
態で電源ＰＷから電極１２２に電圧を印加することで、
感光体１の表面を全面的に均一に帯電させることができ
る。荷電装置１１により帯電した領域には原稿光像を照
射する露光装置ＩＥにより原稿光像に応じた静電潜像が
形成され、この潜像は現像装置Ｄのトナーにより顕像化
される（ここでは負帯電性トナーによる反転現像）。こ
の現像にあたっては、スイッチＳＷ３が閉成され、電源
ＰＷ３から現像バイアス電圧Ｖ３が現像ローラＤｒに印
加される。この顕像（トナー像）は転写ローラＴｒによ
り、送られてくる記録材Ｓ上に転写される。この転写に
あたっては、スイッチＳＷ１が閉成され、転写ローラＴ
ｒに転写電圧Ｖ１が印加される。記録材Ｓ上に転写され
た転写像は図示を省略した定着装置において加熱加圧下
に記録材Ｓ上に定着される。

【００３１】トナー像転写後、感光体１上に残留するト
ナーは、荷電装置１１の荷電部材１２の感光体との接触
部位Ｘに到来し、ここでせき止められる。また、感光体
１上の残留電荷はイレーサＩＬにより消去され、次の画
像形成プロセスに備えられる。また、荷電装置１１によ
ると、荷電部材１２の感光体１との接触開始部位Ｘに到
来する転写残トナー等の異物の滞留部Ｚが形成され、こ
こで異物がせき止められる一方、荷電部材１２は該接触
開始部位Ｘより下流側に電極１２２を含む荷電部Ｙを有
しており、該荷電部において感光体１に放電して該感光
体を帯電させるので、異物に邪魔されることなく帯電さ
せることができ、これにより感光体１を従来より帯電む
ら無く、安定的に良好に帯電させることができる。ま
た、たとえ異物の一部が荷電部材１２をすり抜けて荷電
部Ｙのある位置に到来しても、該異物は感光体１の表面
移動によりその位置を速やかに通過してしまうので、該
異物の影響を実質上受けることなく、均一な帯電が可能
となる。

【００３２】また、異物滞留部Ｚに異物が溜まってくる
と、作像を停止して該滞留異物回収のために異物通過装
置１３を作動させ、荷電部材１２を感光体１から離反さ
せることで該滞留異物を荷電部材１２と感光体１との間
に通過させてしまうことができ、これにより滞留部Ｚに
異物が溜まりすぎて溢れ、そのために荷電部材１２や感
光体１が汚染されるということが無くなる。

【００３３】これらにより、感光体１を帯電むらが抑制
された状態で均一に帯電させることができるとともに、
それだけノイズの少ないない均一な画像を得ることがで
きる。前記のように異物を通過させるときは、現像装置
Ｄにおいて電源ＰＷ３に代えて、スイッチＳＷ４を閉成
することで電源ＰＷ４から現像ローラＤｒに低電圧を印
加し、これにより該現像ローラＤｒに到来する転写残ト
ナー等の異物を現像装置Ｄに回収する。また、転写装置
Ｔにおいても、電源ＰＷ１に代えて、スイッチＳＷ２を
閉成することで電源ＰＷ２から転写ローラＴｒに逆極性
の電圧を印加し、これにより転写ローラＴｒへの異物付
着を防止する。

【００３４】次に、異物通過装置１３を作動させ、荷電
部材１２を感光体１から離反させることで該滞留異物を
荷電部材１２と感光体１との間に通過させてしまう条件
やタイミングについて、制御部ＣＯＮＴの動作を示す図
４のフローチャートを参照して説明する。図４（Ａ）は
制御部動作のメインルーチンを示しており、図４（Ｂ）
は異物通過処理ルーチンを示している。

【００３５】メインルーチンでは、先ず初期設定を行い
（ステップＳ１）、内部タイマーをスタートさせ（ステ
ップＳ２）、作像処理（ステップＳ３）、異物通過処理
（ステップＳ４）、その他の処理（ステップＳ５）を順
次実行し、内部タイマーの終了を待ってステップ２へリ
ターンする（ステップＳ６）。異物通過処理（ステップ
Ｓ４）では、先ず、画像の白黒比が予め定めた値ｂｗよ
り大きいか否かを判断し（ステップＳ４１）、大きい
と、異物を通過させる条件である所定作像枚数をＳＮ１
にセットし（ステップＳ４２）、小さいと、周囲湿度が
予め定めた湿度ｈｄより大きいか否かを判断し（ステッ
プＳ４３）、大きいと、異物を通過させる条件である所
定作像枚数をＳＮ１にセットし（ステップＳ４２）、小
さいと該作像枚数をＳＮ２（＞ＳＮ１）にセットする
（ステップＳ４４）。異物を通過させる条件である所定
作像枚数を設定したあとは、作像枚数ＳＮがその所定枚
数に達すると、作像を停止して荷電装置１１における前
記のカム駆動装置１３３を作動させて異物通過処理を行
った後、メインルーチンへリターンする（ステップＳ４
５、Ｓ４６）。未だ所定枚数に達していないときは、作
像中であればメインルーチンへリターンするが、非作像
時であればステップ４６を経てメインルーチンへリター
ンする（ステップＳ４７）。

【００３６】なお、図１にはクリーナレスの画像形成装
置を示したが、転写装置Ｔから荷電装置１１へ至る間に
感光体１表面の転写残トナーを清掃するクリーナを設け
てもよい。この場合、異物通過装置１３を作動させるこ
とで荷電装置部分を通過する転写残トナー等は、現像装
置Ｄ及び転写装置Ｔをも通過させてそのクリーナに到達
させるようにする。そのために、現像装置においては、
現像ローラＤｒに作像時と同様に現像バイアスを印加し
ておく一方、転写ローラＴｒには電圧印加をオフする
か、又はトナーと同極性の電圧を印加する。図示の例で
は、電源ＰＷ２から電圧を印加すればよい。

【００３７】次に荷電装置１１における荷電部材１２の
材質等について説明する。荷電部材１２のブレード１２
１はここではポリウレタンからなっている。しかしこれ
に限定されるものではなく、通常クリーニングブレード
等に用いられている材料であれば使用可能であり、ポリ
ウレタンの他、４フッ化エチレン樹脂、ポリイミド、ポ
リエステル等の材料も使用できる。

【００３８】また、ブレード１２１の厚さはここでは２
ｍｍであるが、これに限定されるものではない。しか
し、あまり薄すぎると被荷電体の表面移動方向にひっく
りかえったり、トナー等の異物の阻止力が低下する。あ
まり厚すぎても荷電装置が大きくなる。従って、一般的
に言って、ブレード１２１のようなブレード部の厚さは
０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、さらには１ｍｍ〜４ｍｍ程度が
好ましい。

【００３９】また、荷電部材の電極１２２は、クロム、
銅、白金、タングステン、アルミニウム、インジュム、
チタン等の金属や、ＩＴＯ、カーボン等の導電性材料を
使い、フォトエッチングによりパターン化させてスパッ
タリング等の手段によりブレード上に形成することがで
きる。また、薄板状の電極をブレードに貼り付けてもよ
く、その他作成方法は様々採用できる。

【００４０】また、安定した連続放電を行うには、電極
を半導電性にすることもよい。また、ブレード上に形成
した電極により長期にわたって安定した放電を行うため
に、少なくと電極先端部の放電担当部分の表面を金属酸
化物系無機薄膜やダイヤモンド状炭素膜で被覆すること
もできる。以上説明したブレードの材質や厚み、電極の
材質等の点については、本発明に係る荷電装置の荷電部
材における同様の部分について言えることである。

【００４１】図５は本発明に係る荷電装置の他の例を示
している。この荷電装置１１′は図１に示す荷電装置１
１において、荷電部材１２が感光体１から離反されると
き、ブレード１２１の端部を清掃装置で清掃するもので
ある。ここではその清掃装置としてブラシローラＢＲが
採用されており、該ブラシローラは感光体から離反して
きたブレード１２１に接触し、図示を省略したモータに
より回転駆動される。

【００４２】図６は本発明に係る荷電装置のさらに他の
例を示している。この荷電装置２１における荷電部材２
２は、保持板２２０に取り付けられた絶縁性部材２２１
と半導電性部材２２２よりなる。この荷電部材２２で
は、絶縁性部材２２１は被荷電体１に接触せしめられ、
絶縁性部材２２１の被荷電体１との接触開始部位Ｘによ
り、それより上流側に異物の滞留部Ｚが形成される。半
導電性部材２２２は該接触開始部位Ｘより下流側にあっ
て荷電部（放電部）Ｙとして作用する。半導電性部材２
２２には荷電にあたり、電圧が印加される。それにより
該部材２２２から放電が起こり、被荷電体１を荷電する
ことができる。絶縁性部材２２１と被荷電体１との接触
開始部位Ｘや異物滞留部Ｚでは放電は起こらない。

【００４３】また、この荷電部材２２には、図１に示す
ようなバネとカムの組み合わせや、ソレノイドを利用し
た異物通過装置２３が付設され、荷電部材２２を被荷電
体１から離反させることができ、それにより異物滞留部
Ｚに滞留する異物を回収のために荷電部材２２と被荷電
体１との間に通過させることができる。図７及び図８は
本発明に係る荷電装置のさらに他の例を示している。こ
れら図は、この荷電装置３１を画像形成装置における像
担持体（被荷電体）１０を荷電させるために採用した例
を示している。

【００４４】荷電装置３１はシート状の可撓性のある荷
電部材３２を備えており、これは画像形成装置における
像担持体（被荷電体）１０の表面移動方向αを横切る方
向に幅を有しており、被荷電体表面移動方向αにおいて
上流側の端部３２ａが方向αに延びる保持部材３４と３
５により上下から挟持され、片持ち支持されている。そ
して像担持体１０の表面移動方向に沿うように配置され
ており、少なくとも、方向αにおいて下流側の端部３２
ｂが像担持体１０の表面に接触せしめられる。

【００４５】像担持体（被荷電体）１０はここでは導電
性支持ドラムの上に誘電体層が塗布されているものであ
る。誘電体層は荷電装置３１からの放電により、絶縁破
壊されずに十分な表面電荷が乗り、顕像工程まで表面電
荷を保持でき、さらに表面電荷を除電して繰り返し使用
できるものである。ここにはドラム状のものを示した
が、ベルト状やその他の形状でもよい。また、誘電体層
の代わりに光導電体層を用いると、全面光照射で除電が
でき、容易に繰り返し使用できる。

【００４６】ここに示す例では、荷電部材３２はその下
流側の端部３２ｂを含む部分が像担持体１０に接触して
いる。そして、その接触部分のうち、像担持体表面移動
方向αにおける上流側の端が像担持体との接触開始部位
Ｘとなっており、それより上流側に異物の滞留部Ｚが形
成される。また、図８に示すように、この荷電装置３１
にも、滞留部Ｚに溜まる異物を荷電部材３２と像担持体
１０との間に通過させる異物通過装置３３が設けられて
いる。装置３３は荷電部材３２の像担持体側の下面に接
触しつつ荷電部材３２の下側へ進入したり、そこから外
側へ後退したりできる接触部材３３１と、これをそのよ
うに往復駆動できる駆動部３３２とを含んでいる。接触
部材３３１が荷電部材３２の下側へ進入することで、該
荷電部材３２から異物が掻き取られるとともに、該荷電
部材が像担持体１０から離され、それにより異物は荷電
部材３２の下側を通過できる。

【００４７】図９に示すように、荷電部材３２は、可撓
性絶縁部材３２１の上に複数本の放電用の可撓性電極３
２２を設けたもので、可撓性絶縁部材３２１が被荷電体
である像担持体１０と接触して前記の接触開始部位Ｘを
得るようになっている。可撓性電極３２２は、像担持体
表面移動方向αと並行に、且つ、該方向αを横切る方向
に複数本が配列されている。これら各電極３２２は信号
ケーブル３０により放電駆動電源と接続されており、記
録電極として用いられる。

【００４８】可撓性電極３２２から良好な放電を行うた
めには、少なくとも電極３２２の端部３２２ａと接する
可撓性絶縁部材３２１の部分の厚さは５〜１０００μｍ
程度がよく、可撓性絶縁部材の材質やヤング率等にもよ
るが、被荷電体の凹凸やうねりに十分応答するために
は、５〜２００μｍ程度がさらによい。この部分の厚さ
によって、放電電圧が印加され放電する可撓性電極３２
２の端部３２２ａと被荷電体の距離が一定に保たれるの
である。よって、この部分の厚さは、放電に重大な影響
を及ぼさない程度に均一である必要がある。

【００４９】可撓性絶縁部材３２１の材料としては、４
フッ化エチレン樹脂、ウレタンゴム、ポリイミド、ポリ
エステル等の材料を使用できるが、この限りではない。
可撓性絶縁部材３２１の被荷電体と摺擦される部分は、
耐摩耗性の良い材料を用いるほうが好ましく、また、被
荷電体と摩擦係数の小さいもののほうが好ましい。

【００５０】また、可撓性電極３２２は例えばクロム、
銅、金、白金、タングステン、アルミニウム、インジュ
ム、チタン等の金属や、ＩＴＯ、カーボン等の導電性材
料を使い、フォトエッチングによりパターン化させてス
パッタリング等の手段により可撓性絶絶縁部材上に形成
することができる。また、可撓性絶縁部材上に形成した
可撓性電極に長期にわたって安定して放電させるため
に、少なくと可撓性電極先端部の放電部分の表面を金属
酸化物系無機薄膜やダイヤモンド状炭素膜で被覆しても
よい。但し、絶縁部材及び電極ともに可撓性であるた
め、クラック等の入られない範囲での被覆が好ましい。

【００５１】また、高湿環境時にも安定に放電させると
ともに、隣り合う電極間同士のリークを防止するため
に、少なくとも可撓性電先端部を可撓性電極より高抵抗
な被覆材で被覆してもよい。また、高湿環境時にも安定
に放電させるとともに、隣り合う電極間同士のリークを
防止し、異常なドット放電を防止するために、少なくと
も可撓性電極先端部を１０¹〜１０⁸程度の半導電性に
することも有効である。半導電性にする場合には、抵抗
値が高くなりすぎると、必要駆動電圧が高くなりすぎ、
また、半導電性部分の長さが電極で異なると放電差が出
ることもあり、好ましくない。

【００５２】転写残トナー等の異物が前記の滞留部Ｙに
滞留するためには、荷電部材３２と被荷電体がある程度
強固に密着する必要がある。そのための第１の方法とし
ては、荷電部材３２と被荷電体を摩擦帯電させて、静電
気的に吸着させる方法がある。第２の方法としては図１
０に示す荷電部材４２を採用する方法である。この荷電
部材４２では、可撓性絶縁部材３２１の反可撓性電極側
に半導電性部材３２３を設け、半導電性部材を被荷電体
に接触させ、これに印加した電圧によって吸着させる方
法である。

【００５３】半導電性部材は、図１０に示すように、可
撓性絶縁部材３２１の片側全面に設けてもよいし、特に
距離の均一化が必要な可撓性電極３２２の放電担当端部
３２２ａ、又はその端部及びその近傍部分だけに設けて
もよい。かかる半導電性部材の材質としては、４フッ化
エチレン樹脂、ウレタンゴム、ポリイミド、ポリエステ
ル等の材料に導電性材料を混入したもの等を挙げること
かできるが、この限りではない。作成の方法としはて、
溶液の塗布、スパッタリング等の手段で作成することが
可能であるが、この限りではない。また、半導電性部材
は被荷電体と周擦される部分なので、耐摩耗性の良い材
料を用いるほうが好ましく、また、被荷電体と摩擦係数
の小さいもののほうが被荷電体に対するトルク等の面か
ら好ましい。また、被荷電体に清掃装置があっても、顕
像形成用のトナー等の残留物等が荷電装置に到達するこ
ともあり、それらが半導電性部材に融着することを防止
するために、顕像形成用のトナー等に対して、離型性の
良い材料が好ましい。

【００５４】半導電性部材の抵抗値としては１０¹〜１
０⁸Ω・ｃｍ程度が適当である。このような半導電性部
材には駆動電源から電圧が印加される。図１０は半導電
性部材３２３に作像時に電源ＰＷ５から電圧を印加する
例を示している。かかる半導電性部材に印加される電圧
値は、半導電性部材によって被荷電体を荷電しない程度
のレベルの電圧値が良好である。半導電性部材の抵抗値
や材料にもよるが、被荷電体の電位と半導電性部材に印
加される電圧値との差が５５０〔Ｖ〕程度以下であれ
ば、半導電性部材によって被荷電体は荷電されない。よ
って、被荷電体の電位が０〔Ｖ〕であれば、半導電性部
材に印加する電圧は−５５０〔Ｖ〕〜５５０〔Ｖ〕程度
が適当である。半導電性部材に電圧が印加されると、半
導電性部材が静電電力によって被荷電体に吸着する。こ
の効果によって、可撓性電極の放電端部及びその近傍部
と被荷電体との放電距離が均一に保たれる。また、この
静電吸着によって、荷電部材の被荷電体への接触開始部
位上流側の異物滞留部に転写残留トナーや記録紙の紙粉
等の異物がそれだけ確実にせき止められる。

【００５５】第３の方法としては荷電部材を図１１や図
１２に示すように構成する方法がある。すなわち図１１
や図１２に示す荷電部材５２、６２では、可撓性絶縁部
材３２１の像担持体（被荷電体）１に接触する部分３２
１１は厚さを例えば５〜１０００μｍ程度として、保持
部材で支持する上流側の部分３２１２をそれよりも厚
く、数百μｍ〜数ｍｍにしてあり、これにより、荷電部
材５２、６２の被荷電体への押圧力を高め、被荷電体へ
の接触開始部位における異物阻止力を高めるのである。

【００５６】図１３に示す例では、荷電部材３２の可撓
性絶縁部材３２１に、荷電部材３２を保持部材３４、３
５で保持する部分に近い部分で弾性部材３６を当てが
い、これを可撓性絶縁部材３２１とともに保持部材３
４、３５で挟持している。これによっても、可撓性絶縁
部材３２１を押圧して、可撓性絶縁部材３２１と被荷電
体との接触圧を高めて同様の効果が得られる。

【００５７】図１４に示す例では、「く」の字状に屈曲
させた板状の押圧部材４の該屈曲部で荷電部材３２の可
撓性絶縁部材３２１の下流側端部付近を押圧し、これに
より可撓性電極３２２と被荷電体との距離を一定に保つ
とともに、荷電部材３２の被荷電体への圧接力を高め
て、トナー等の異物の阻止力を高めている。図１５に示
す例では、荷電部材３２の下流側端部付近を押圧部材５
で押圧して可撓性電極３２２と被荷電体との距離を一定
に保つようにし、図１３に示す場合と同様の効果を得て
いる。押圧部材５は、押圧材５０１とこれを支持する支
持部材５０２とからなっている。押圧材５０１は発泡ウ
レタンや発泡シリコンゴム等のように、十分な押圧力を
付与できるとともに、被荷電体に対する十分な追従性を
有するものがよい。

【００５８】第４の方法としては図１６に示すように、
帯電部材３２の被荷電体１０への接触開始部位Ｘより上
流側部分の硬度をそれより下流側部分に対し相対的に高
くすることで、十分な押圧力を得ることもできる。この
場合、普通には、絶縁性部材３２１の上流側部分の硬度
を高くすればよい。以上のような方法でトナー等の異物
が荷電部へすり抜けることを阻止できる。

【００５９】なお、図１６において、３３３は図８に示
す接触部材３３１と同様の働きをするスクレーパであ
り、３３４はその駆動部である。次に図１７は本発明荷
電装置に適用できる荷電部材のさらに他の例を示すもの
で、この荷電部材７２は、ＩＣ状の駆動電源７２１が可
撓性絶縁部材３２１上に直接取り付けられており、可撓
性制御電極３２２に直接、電圧を印加している。このよ
うな構成とすることにより、小型化も可能であり、信号
ケーブルの本数も低減可能である。

【００６０】図１８は本発明荷電装置に適用できる荷電
部材のさらに他の例を示すもので、この荷電部材８２
は、可撓性絶縁部材８２１と可撓性半導電性電極８２２
よりなり、この荷電部材８２の被荷電体１０への接触開
始部位Ｘは可撓性絶縁部材８２１の部分にある。従って
接触開始部位Ｘ及びそれより上流側では放電は起こら
ず、放電は接触開始部位より下流側の可撓性半導電性電
極８２２の端部で起こる。そして、接触開始部位Ｘの近
傍に異物の滞留部Ｚが形成される。この荷電部材８２に
対しても、図８や図１６に示すような接触部材やスクレ
ーパを含む異物通過装置を設けることができる。

【００６１】図１９は本発明に係る荷電装置のさらに他
の例の一部を示している。この荷電装置９１における荷
電部材９２は図１０に示す荷電部材４２に類似のもの
で、可撓性絶縁部材９２１の上に放電用の可撓性電極９
２２を設け、さらに、該可撓性絶縁部材９２２の下流側
端部を含む一部に半導電層９２３を設けたもので、この
半導電層９２３の部分で被荷電体１０に接触せしめら
れ、接触開始部位Ｘも形成される。半導電層９２３には
スイッチＳＷ６を介して電源ＰＷ６から異物通過用の電
圧を印加することができる。すなわち、ここでは被荷電
体に接触せしめられる半導電層９２３とこれへの電圧印
加手段は異物通過装置を構成している。電源ＰＷ６から
は、荷電部材９２と被荷電体１０相互の吸着力が弱まる
ような電界、或いは、反発し合うような電界を形成する
電圧が印加され、この電圧が印加されると、滞留部Ｚに
滞留していた異物は荷電部材９２と被荷電体１０との間
をすり抜けていき、回収できる。電源ＰＷ６は、例え
ば、被荷電体１０と略等電位の電圧を半導電層９２３に
印加するものであり、この場合、その略等電位の電圧の
印加により帯電部材９２と被荷電体１０の吸着力が弱ま
る。また、電源ＰＷ６は交流電圧を印加するものでもよ
く、その場合には交流電圧の印加により、荷電部材９２
が振動し、トナー等の滞留物がすり抜けていく。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
荷電部材を被荷電体に接触させて該被荷電体を荷電する
荷電装置であって、該荷電部材と被荷電体との相互接触
部分のうち被荷電体の荷電部材に対する相対的移動方向
において上流側の接触開始部位に異物が到来しても、該
被荷電体を、従来より荷電むらが抑制された状態で良好
に荷電することができ、また、該異物を回収するにあた
り、それを荷電部材と被荷電体との間に通過させること
ができる荷電装置を提供することができる。

【００６３】また、本発明はかかる荷電装置を備え、そ
れだけ良好に画像形成を行える画像形成装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る荷電装置の１例を帯電装置として
用いた電子写真方式の画像形成装置の概略構成を示す図
である。

【図２】図１に示す荷電装置の一部を示す斜視図であ
る。

【図３】図１に示す画像形成装置の制御回路の概略を示
すブロック図である。

【図４】図３に示す制御回路における制御部の動作を示
すフローチャートであり、図（Ａ）は制御部動作のメイ
ンルーチンを示しており、図（Ｂ）は異物通過処理ルー
チンを示している。

【図５】本発明に係る荷電装置の他の例の側面図であ
る。

【図６】本発明に係る荷電装置のさらに他の例の側面図
である。

【図７】本発明に係る荷電装置のさらに他の例を、それ
により荷電する被荷電体とともに示す斜視図である。

【図８】図７に示す荷電装置及び被荷電体の一部の側面
図である。

【図９】図７に示す荷電装置における荷電部材の一部の
斜視図である。

【図１０】図９に示す荷電部材に代えて使用できる荷電
部材の他の例の一部の斜視図である。

【図１１】本発明に係る荷電装置の荷電部材のさらに他
の例の側面図である。

【図１２】本発明に係る荷電装置の荷電部材のさらに他
の例の一部の斜視図である。

【図１３】本発明に係る荷電装置のさらに他の例の一部
の斜視図である。

【図１４】本発明に係る荷電装置のさらに他の例の一部
の斜視図である。

【図１５】本発明に係る荷電装置のさらに他の例の一部
の側面図である。

【図１６】本発明に係る荷電装置のさらに他の例の側面
図である。

【図１７】本発明に係る荷電装置の荷電部材のさらに他
の例の一部の斜視図である。

【図１８】本発明に係る荷電装置のさらに他の例の一部
の側面図である。

【図１９】本発明に係る荷電装置のさらに他の例の側面
図である。

【符号の説明】

１静電潜像担持体（被荷電体）１１荷電装置１１１軸１１２保持アーム１２荷電部材１２１ブレード１２２電極１３異物通過装置１３１バネ１３２カム１３３カム駆動装置ＰＷ電源ＩＥ画像露光装置Ｄ現像装置Ｄｒ現像ローラＴ転写装置Ｔｒ転写ローラＩＬイレーサＳＷ１〜ＳＷ４電源スイッチＰＷ１〜ＰＷ４電源ＳＳ通紙センサＨＳ湿度センサＸ荷電部材の被荷電体への接触開始部位Ｙ荷電部材の荷電部Ｚ異物滞留部ＢＲブラシローラ２１荷電装置２２荷電部材２２１絶縁性部材２２２電極２３異物通過装置１０像担持体（被荷電体）３１荷電装置３２荷電部材３２１可撓性絶縁部材３２２可撓性電極３２３半導電性部材３３異物通過装置３３１接触部材３３２接触部材駆動部３６弾性部材４２、５２、６２荷電部材ＰＷ５電源４、５押圧部材３３３スクレーパ３３４スクレーパ駆動部７２荷電部材８２荷電部材８２１半導電性層８２２電極９１荷電装置９２荷電部材９２１絶縁性部材９２２電極９２３半導電層９３異物通過装置ＰＷ６電源ＳＷ５スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部が被荷電体に接触せしめら
れる荷電部材を有する荷電装置であり、前記荷電部材
は、前記被荷電体の該荷電部材に対する相対的移動方向
において上流側の部分に該被荷電体に対する接触開始部
位を有するとともに該接触開始部位より下流側に荷電部
を有し、前記被荷電体の該荷電部材に対する相対的移動
に伴い前記接触開始部位に滞留する異物を回収のために
該荷電部材と被荷電体との間に該異物を通過させる異物
通過手段を備えていることを特徴とする荷電装置。
【請求項２】前記被荷電体に荷電するにあたり、前記荷
電部材の被荷電体への接触開始部位における該荷電部材
と被荷電体との電位差が放電開始電圧以下になる請求項
１記載の荷電装置。
【請求項３】前記荷電部材は放電用電極を有していると
ともに、前記被荷電体との接触開始部位を含む部分にお
いて該放電用電極と該被荷電体との間に介在せしめられ
る絶縁部材を有している請求項２記載の荷電装置。
【請求項４】前記荷電部材は放電用の可撓性電極を有し
ているとともに該可撓性電極と被荷電体との間に介在せ
しめられる中間部材を有しており、該可撓性電極からの
放電により被荷電体を荷電する請求項１記載の荷電装
置。
【請求項５】前記荷電部材は、前記中間部材のうち、少
なくとも、該荷電部材の前記荷電部に対応する部分の一
部にエレクトレット層又は半導電層を有している請求項
４記載の荷電装置。
【請求項６】前記異物通過手段は、異物を通過させるに
あたり前記荷電部材を前記被荷電体から遠ざかる方向に
付勢する付勢装置である請求項１から５のいずれかに記
載の荷電装置。
【請求項７】前記異物通過手段は、前記中間部材の半導
電層と、それに電圧を印加する手段とを含んでいる請求
項５記載の荷電装置。
【請求項８】前記電圧印加手段は、異物を通過させるに
あたり、前記半導電層に被荷電体電位と略等電位の電圧
を印加するものである請求項７記載の荷電装置。
【請求項９】前記電圧印加手段は、異物を通過させるに
あたり、前記半導電層に交番電圧を印加するものである
請求項７記載の荷電装置。
【請求項１０】請求項１から９のいずれかに記載の荷電
装置を帯電装置として用い、その荷電部材で像担持体を
帯電させる画像形成装置であり、前記異物通過手段の動
作を制御する制御手段を備えている画像形成装置。
【請求項１１】前記制御手段は、非作像時に、前記滞留
異物を通過させるように前記異物通過手段を作動させる
請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記制御手段は、作像枚数が所定枚数に
達すると、作像を停止させ、前記滞留異物を通過させる
ように前記異物通過手段を作動させる請求項１０記載の
画像形成装置。
【請求項１３】前記制御手段は、作像画像の白黒比に応
じて前記所定枚数を変更する請求項１２記載の画像形成
装置。
【請求項１４】前記制御手段は、周囲環境条件に応じて
前記所定枚数を変更する請求項１２記載の画像形成装
置。
【請求項１５】前記像担持体上に形成される顕像を記録
材又は中間転写体に転写する転写部から前記荷電装置に
至るまでの間に転写後残留トナーを像担持体から清掃す
るクリーナが設けられていない請求項１０から１４のい
ずれかに記載の画像形成装置。