JP2002333762A

JP2002333762A - 帯電装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2002333762A
Application number: JP2001135871A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sugiura; 健治杉浦
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2002-11-22
Also published as: US20020172525A1; US6751427B2

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電装置にローラを帯電部材として用いた場
合に感光体上から転移付着したシリカや紙粉などの異物
が付着した際の一様帯電不良やバイアス制御の複雑化さ
らにはコストアップをそれぞれ解消することができる構
成を備えた帯電装置を提供する。【解決手段】潜像担持体２に接触もしくは近接させた
帯電ローラ３Ａにより、潜像担持体２を帯電させる画像
形成装置において、上記帯電ローラには、周方向で上記
潜像担持体と対向する部分以外に導電性の対向部材が配
置され、該帯電ローラと導電性部材との間で放電を起こ
す構成が備えられていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電装置および画
像形成装置に関し、さらに詳しくは、帯電装置での帯電
ムラ防止構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタおよびファクシミリ装
置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体
である感光体に対して帯電装置による一様帯電が行わ
れ、画像情報に対応した静電潜像が形成された後、その
静電潜像が現像されて記録シートなどに転写されること
により可視像が得られるようになっている。転写された
可視像は定着装置によって定着されることにより複写物
とされる。帯電方式の一つとして、帯電チャージャによ
るコロナ放電を利用した非接触帯電方式がある。しか
し、この方法では放電生成物が発生する。放電生成物に
はオゾンや窒素酸化物がある。オゾンは、高濃度で画像
形成装置内に滞留すると、感光体表面を酸化し、感光体
光感度の低下や帯電能の劣化を生じさせ、形成画像が悪
化することが知られている（例えば、電子写真学会誌、
第３１号（１，１９９２）明珍寿史他著「オゾンによ
る感光体劣化軽減のためのコロナチャージャの開
発」）。また、感光体以外の部材の劣化が促進され、部
品寿命が低下する等の不具合もある。

【０００３】窒素酸化物の場合には、次の不具合があ
る。放電により発生した窒素酸化物は、空気中の水分と
反応して硝酸が、また金属などと反応して金属硝酸塩を
生成する。これらの生成物は低湿環境下では高抵抗であ
るが、高湿環境下では空気中の水と反応し、低抵抗とな
る。このため、感光体表面に硝酸または硝酸塩による薄
い膜が形成されると、画像が流れたような異常画像が発
生する。これは硝酸、硝酸塩が吸湿することで低抵抗と
なり、感光体表面の静電潜像が壊れてしまうためであ
る。さらに、窒素酸化物は放電後も空気中に分解されず
にその場に留まっているため、窒素酸化物から生成され
た化合物の感光体表面への付着は、帯電を行っていない
とき、すなわち、プロセスの休止期間中にも生じる。こ
の化合物は、時間が経過するにつれて、感光体の表面か
ら内部に浸透していく。このため、感光体の劣化の一因
ともなっている。

【０００４】従来、感光体表面の付着物は、クリーニン
グ時に感光体を少しずつ削りとることで除去するといっ
た方法が取られている。しかしながら、このような対策
は、コスト上昇や経時による劣化問題が起こり、本質的
な解決策とはなっていない。

【０００５】一方、帯電方式の他の一つとして、帯電ロ
ーラやブラシなどの導電性部材を感光体に接触若しくは
微小間隙を維持して接近させて配置する接触方式がある
（例えば、特開昭５７−１７８２５７号公報、特開昭５
６−１０４３５１号公報、特開昭５８−４０５６６号公
報、特開昭５８−１３９１５６号公報、特開昭５８−１
５０９７５号公報、特開昭６３−７３８０号公報、特開
２０００ー２４２０６４号公報）。

【０００６】接触帯電方式は、従来用いられているコロ
ナ帯電方式に比べて、オゾンの発生量が極めて少ないば
かりでなく、印加電圧が低いため電源のコストが小さく
でき、しかも、電気絶縁の設計が行いやすい等の利点を
有している。もちろん、上記のＮＯｘ（窒素酸化物）な
どによる不具合も低減する。

【０００７】感光体に直接接触して帯電させる場合には
帯電部材からの電荷移動を利用して、また微小間隙を設
けて接近させた帯電部材を用いる場合には気中放電を利
用してそれぞれ感光体を帯電することができ、帯電時に
は帯電開始時での電圧以上の直流電圧を印加したり、あ
るいは目標帯電電位に相当する直流電圧に加えて交流電
圧を重畳した振動電圧を印加することが行われる。交流
電圧を重畳する理由は、直流電圧を用いるだけでは抵抗
による帯電電位のばらつきや放電時での安定性などに問
題が生じることがあり、これを防止することが理由とな
っている。電荷移動による帯電に関しては、例えば特開
平８−１０６２００号公報に詳しく開示され、振動電圧
を用いた帯電に関しては例えば特開昭６３−１４９６６
９号公報などに詳しく開示されている。

【０００８】接触帯電方式において導電性部材としての
帯電ローラを用いる場合には、導電性コアの表面に導電
性ゴムを電荷供給層として設けた構成が多用されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、導電性ゴムを
用いた場合には次のような問題がある。帯電ローラを感
光体に接触させて用いる場合、長期間、画像形成装置を
停止させると、感光体に接した状態にある導電性ゴムの
一部が弾性変形を起こしたままに維持されて永久歪みを
生じてその部分が変形してしまうことがある。このた
め、回転した際には周方向の一部が他の部分と外径を異
にし、感光体との間での均一接触を前提とした電荷移動
による均一帯電を行うことができなくなる。ゴム自体
は、給水しやすい材料であるために環境の変化に伴う電
気抵抗変動が大きくなり、これによっても均一帯電を得
ることができなくなる。

【００１０】ゴムにおける変形や吸水性による均一帯電
ができなくなる場合とは別に、ゴムそのものの組成にお
いても均一帯電に影響することがある。ゴムには、その
弾性を発揮させるためや劣化防止のため数種の可塑剤や
活性剤を必要としており、導電性顔料を分散させるため
には分散補助剤を用いることも少なくない。これに対し
て、感光体の表面はポリカーボネートやアクリルなどの
非晶質樹脂で構成されていることが多い。このため、こ
れら非晶質樹脂がゴムの可塑剤や活性剤および分散補助
剤による悪影響を受けやすく、感光体表面での一様帯電
を実現しにくくなる場合がある。しかも、感光体に帯電
ローラが接触している場合には、帯電ローラと感光体と
の間に異物を巻き込みやすく、帯電ローラが汚染されて
帯電不良が発生しやすくなる。特に、長期間感光体と帯
電ローラとが接触したままで放置されると、感光体が汚
染されてしまい、この結果として、形成された画像に横
筋などが生じる画像不良を招く虞がある。

【００１１】感光体に対して帯電ローラをきわめて微小
な間隙を維持して接近させる帯電方式においては、上述
した帯電ローラと感光体とが接触している場合の不具合
を解消できる反面、次のような新たな問題がある。一般
に画像形成時での現像工程に用いられる現像剤には、転
写工程での転写率の向上、高画質化さらには画像の安定
性（画像形成回数に関係なく同じ画質となる機能）を得
るために現像剤の主成分であるトナーにシリカ（酸化ケ
イ素）が外添されている。トナーは転写工程において記
録シートなどに転移するはずであるが、実際には、トナ
ーが完全に転移することはなく、僅かではあるが、感光
体上に残存したままとなることがある。

【００１２】画像形成工程では、このような残存トナー
や転写時に感光体上に付着した紙粉などの異物を除去す
るためのクリーニング工程が設けられており、残存ずる
トナーを除去するようにはなっているが、感光体に残存
しているトナーに含まれるシリカや紙粉はトナー粒子に
対して大きさががきわめて小さく、クリーニング工程で
は除去しきれないことがある。この結果、クリーニング
工程部を通過した感光体が帯電工程を実行する帯電装置
に対面すると、帯電装置の帯電部材、この場合には感光
体と近接している帯電ローラに付着し、感光体に対する
一様帯電を行うことができなくなる。特に、帯電ローラ
を感光体に微小間隙を維持しながら近接させて気中放電
を行う場合には、放電時の静電気力によってシリカや紙
粉が帯電ローラ側に静電吸着されやすくなり、一様帯電
が損なわれる現象が顕著となる。この現象は、直流電圧
のみを印加する方式よりも交流電圧を重畳して印加する
方式の方が顕著に現れることが確認されている。この理
由は、帯電ローラの中抵抗層における放電回数にあり、
直流電圧印加の場合よりも正逆両極性の電圧印加を行う
交流電圧重畳印加の場合の方が放電回数が格段に多いこ
とが原因している。特に、帯電ローラは中抵抗層が１回
の微小放電のエネルギーを制御して均一に帯電を行うこ
とが前提となっているが、シリカや紙粉が付着したまま
でこれらシリカや紙粉により帯電ローラがまんべんなく
覆われてしまうと、中抵抗層での機能が得られず、エネ
ルギーの大きな放電が生じ、感光体上に鱗状の放電村が
生じる結果を招くことがある。

【００１３】この現象に関して発明者が実験したとこ
ろ、次の結果を得た。（実験条件）使用機種：ｉｍａｇｉｏ４５０（リコー製）改造機印加バイアス：直流電圧（帯電電位と同じ電位に設定）
に交流電圧（低電圧制御）を重畳したバイアスを印加（実験方法）画像形成装置でのクリーニング装置を装備
した状態と取り外してクリーニング工程を実行できない
状態とを対象として連続して画像形成を行い、帯電ロー
ラ表面を観察する。（結果）クリーニング工程を実行できない状態で繰り返
し画像を形成した場合、帯電ローラ表面は一部が白くな
った。この白い部分での対向は、未使用時での帯電ロー
ラのそれに比べて約１桁のレンジで高くなっていた。し
かも、白い部分を掻き取って成分を分析したところ、シ
リカや紙粉が原因と思われる物質が検出され、具体的に
は、ＳｉやＣａ原子であった。このことから、白い部分
にはシリカや紙粉が付着した状態であることが判明し
た。さらに、画像形成を継続していくと、形成された画
像の地肌部分に少量ではあるがトナーが付着する現象が
見受けられ、そのまま画像形成を継続すると、画像のハ
ーフトーン部分に帯電の不均一性が原因と見られる画像
ムラが発生した。

【００１４】次に帯電ローラに流れる電流について未使
用の帯電ローラと上述したと同じ条件下での帯電ローラ
とを比較したところ、図８に示す結果が得られた。図８
（Ａ）は、未使用の帯電ローラであり、（Ｂ）は繰り返
し画像を形成した場合である。図８からも明らかなよう
に、クリーニング工程を実行できない状態での帯電ロー
ラでは、一様放電とはほど遠いパルス状の電流が流れ
て、異常放電が発生している。特に、最大波高の絶対値
が０．７ｍＡに達する状態もある。このことから、表面
が白くなっている帯電ローラでは、表面での抵抗変動が
大きく発生し、中抵抗層での電荷移動を行わせるに十分
な帯電状態が得にくいことが判る。

【００１５】帯電ローラに付着したシリカや紙粉をスポ
ンジやブラシにより除去することも考えられているが、
シリカや紙粉自自体の粒径がきわめて小さいことが原因
して完全に除去することができないのが現状である。帯
電ローラにシリカや紙粉が付着した場合には、これら物
質が電気的抵抗体であることから帯電ローラの表面抵抗
が変化し、特に帯電ローラでの見かけ上の抵抗が高くな
る。このため、感光体表面での帯電電位を設定する際に
は、帯電ローラに対する印加電圧を通常よりも高くしな
ければならない。特に直流電圧印加の場合にはバイアス
電圧を高め、また交流電圧を重畳する場合には交流成分
の振幅成分を大きくする必要が生じて消費電力の増加や
バイアス制御の複雑かを招くばかりでなく、このような
バイアス制御に関する特性を変更した場合でも帯電ロー
ラの周面でシリカや紙粉が付着している部分では周期的
な帯電ムラが発生し、感光体に対する均一帯電ができな
くなる。しかも、帯電ローラ上での見かけの抵抗が高い
ことから、環境での抵抗変動が高抵抗側にシフトし、環
境変動分を吸収するために変更する印加バイアスが大き
くなってしまい、これによっても帯電ローラに対する電
源の仕様をかなり余裕があるものとしなければならず、
コストアップを招くことになる。

【００１６】以上述べたように、感光体に対するクリー
ニング工程において除去されるはずのシリカや紙粉など
の異物が除去されなかった場合には、特にローラを帯電
部材の導電性部材として用いた場合にそのローラへの付
着が発生し、これらシリカや紙粉により感光体への一様
帯電が行えなくなることや帯電時でのバイアス制御の複
雑化やコストアップを招く。

【００１７】本発明の目的は、帯電装置にローラを帯電
部材として用いた場合に感光体上から転移付着したシリ
カや紙粉などの異物が付着した際の一様帯電不良やバイ
アス制御の複雑化さらにはコストアップをそれぞれ解消
することができる構成を備えた帯電装置および画像形成
装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
潜像担持体に接触もしくは近接させた帯電ローラによ
り、潜像担持体を帯電させる帯電装置において、上記帯
電ローラには、周方向で上記潜像担持体と対向する部分
以外に導電性の対向部材が配置され、該帯電ローラと導
電性部材との間で放電を起こす構成が備えられているこ
とを特徴としている。

【００１９】請求項２記載の発明は、上記対向部材が抵
抗体であることを特徴としている。

【００２０】請求項３記載の発明は、上記対向部材が帯
電ローラに接触していることを特徴としている。

【００２１】請求項４記載の発明は、上記対向部材が帯
電ローラに加圧されていることを特徴としている。

【００２２】請求項５記載の発明は、上記対向部材が回
転可能であることを特徴としている。

【００２３】請求項６記載の発明は、上記対向部材が接
地されていることを特徴としている。

【００２４】請求項７記載の発明は、上記対向部材にバ
イアスが印加されていることを特徴としている。

【００２５】請求項８記載の発明は、上記対向部材がロ
ーラ形状で、かつ弾性体であることを特徴としている。

【００２６】請求項９記載の発明は、上記対向部材の表
面が多孔質状であることを特徴としている。

【００２７】請求項１０記載の発明は、上記対向部材が
ブラシ形状をしていることを特徴としている。

【００２８】請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１
０のうちの一つに記載の帯電装置を画像形成装置に用い
ることを特徴としている。

【００２９】請求項１２記載の発明は、画像形成装置が
複数回の画像重ね転写工程を用いることを特徴としてい
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施例に基づ
き、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の
実施の形態に係る帯電装置が適用される画像形成装置を
示す模式図であり、（Ａ）はモノクロ画像を形成可能な
構成を、（Ｂ）はフルカラーなどの多色画像を形成可能
な構成をそれぞれ示している。図１（Ａ）において、画
像形成装置１は、潜像担持体としてドラム状の感光体２
を備えており、感光体２の周囲には、矢印で示す回転方
向に沿って画像形成処理を行うための帯電装置３，書き
込み装置（便宜上、入射光のみが示されている）４，現
像装置５，転写装置６およびクリーニング装置７がそれ
ぞれ配置されている。

【００３１】画像形成処理時には、帯電装置３により感
光体２が一様帯電され、書き込み装置４による光書き込
みによって感光体２に画像情報に応じた静電潜像が形成
される。静電潜像は、現像装置５によって可視像処理さ
れ、転写装置６を介して、図示しない給紙装置から給送
された記録シートＳに対して可視像が転写される。可視
像を転写された記録シートＳは、定着装置８によって定
着された後、図示しない排紙部に向けて排出される。

【００３２】現像装置５は、詳細を図示しないが、一成
分系あるいは二成分系の現像剤が用いられ、現像剤の主
成分として用いられるトナーが静電潜像に静電吸着され
るようになっている。転写装置６は、本実施例の場合、
転写チャージャと感光体２から記録シートＳを分離する
ための分離チャージャとが組み合わされて構成されてい
る。定着装置８は、記録シート上の可視像と対向する側
に加熱ローラが、そしてこれと対向する位置に加圧ロー
ラがそれぞれ配置された熱ローラ方式の構成が採用され
ている。転写後の感光体２は、クリーニング装置７によ
り残存するトナーや電荷を除去されるようになってお
り、このためクリーニング装置７には、掻き取りブレー
ド７Ａと除電ランプ７Ｂとが設けられている。トナーの
掻き取りには、上記ブレードに代えて、ファーブラシな
どを用いることも可能である。クリーニング工程を経た
感光体２は、次回の画像形成処理のために再度帯電装置
３に向けて移動する。

【００３３】図１（Ｂ）に示す画像形成装置（便宜上、
符号１’で示す）は、異なる色の画像形成が可能な画像
形成部が複数箇所に並置されており、各画像形成処理部
において形成された色の画像が搬送ベルト９に担持され
て移動する記録シートに対して順次重畳転写されて多色
画像、例えば、フルカラー画像が形成されるようになっ
ている。各画像形成部での構成は、各色（イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラック）の画像を形成可能な感光体
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂおよびこれの周囲において図１
（Ａ）に示した構成と同様に配置された帯電装置３Ｙ、
３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ、書き込み装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４
Ｂ、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂ、転写装置６Ｙ、
６Ｍ、６Ｃ、６Ｂおよびクリーニング装置７Ｙ、７Ｍ、
７Ｃ、７Ｂがそれぞれ設けられている。

【００３４】各画像形成部において形成された画像を転
写された記録シートは、図示しない定着装置により定着
されてフルカラー画像を有する複写物とされる。上記記
録シートへの重畳転写の構成としては、記録シートに直
接重ね転写することに代えて、搬送ベルト９を中間転写
ベルトとして用い、該中間転写ベルトに対して各色の画
像を重畳転写した後、重畳された色の画像を記録シート
に対して一括転写する構成を採用することも可能であ
る。

【００３５】図１において感光体２の一様帯電に用いら
れる帯電装置（便宜上、図１（Ａ）に示した符号３を用
いる）は、帯電ローラ３Ａと対向部材１０とで構成され
ており、これら両者間で放電を起こすことができるよう
になっている。以下、各部材について説明する。帯電ロ
ーラ３Ａは、図２に示すように、導電性基体３Ａ１とそ
の周囲配置されている抵抗層３Ａ２とを備えて構成され
ている。導電性基体３Ａ１は、直径が８〜２０ｍｍ、の
ステンレス（ＳＵＳ）製円筒であり、抵抗層３Ａ２は、
エピクロルヒドリンゴム層とその表面を覆う樹脂の表面
層を備えている。抵抗層３Ａ２としては、４フッ化エチ
レン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレ
ンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフ
ッ素樹脂を主成分とした、厚み３０〜７００μｍ、表面
粗さＲｚが０．２〜２μｍ程度の樹脂チューブを用いる
ことも可能である。またこれら材質に限らず、均一な帯
電を行うことが可能な材料を用いることも可能である。

【００３６】帯電ローラ３Ａは、感光体２の移動方向と
同じ方向に移動する回転方向が設定されており、その長
手方向（軸方向）の寸法が画像形成最大幅であるＡ４横
送りが可能な寸法である約３００ｍｍよりも少し長くさ
れている。帯電ローラ３Ａの硬度は、本実施例の場合、
ＪＩＳ−Ａで３０〜８０度程度であるが、感光体２に接
触させる必要がないので、その耐久性を考慮すると、６
０〜８０度もしくはこれ以上の硬度でもよい。

【００３７】帯電ローラ３Ａには、感光体２との間に微
小間隙（図２中、符号Ｈで示す）を設定するための構成
が設けられており、その構成は、帯電ローラ３Ａにおけ
る長手方向両端部に捲装されたスペーサ３Ｃ（図３参
照）が用いられる。スペーサによる微小間隙Ｈは、感光
体との最接近部において５〜１００μｍになるように設
定され、その間隙が保持されている。特に、微小間隙Ｈ
としては、１０〜７０μｍとすることが放電効果を向上
させる意図で好ましく、本実施例では、５０μｍに設定
している。

【００３８】帯電ローラ３Ａには、帯電用の電源３が接
続されている。これにより、感光ドラム２表面の被帯電
面と帯電ローラ３Ａ表面の帯電面との間の間隙Ｈにおい
て気中放電が発生し、感光体２の被帯電面を均一帯電す
ることができるようになっている。このときの印加バイ
アスは、定電流制御された直流電圧が用いられるが、こ
れに加えて、交流電圧を重畳印加することも可能であ
る。直流電圧を印加する場合は、交流電圧を重畳印加す
る場合に比較して放電生成物の発生量が少ないという利
点がある。

【００３９】対向部材１０は、帯電ローラ３Ａに付着し
たシリカや紙粉などの異物を除去するためのものであ
り、帯電ローラ３Ａに対して当接若しくは近接した配置
されており、その構成の詳細が図３以降の図に示されて
いる。図３は、対向部材１０として、中抵抗体からなる
導電性のスポンジや導電性ゴムあるいは導電性のブラシ
によって構成されている。対向部材１０としては、図３
に示す部材の他に、図４に示すように、回転可能なロー
ラ部材（便宜押、図４において符号１０Ａで示す）で構
成することも可能であり、この場合には、コア部材とし
て金属棒１０Ａ１と、その表面に捲装されて弾性を有す
る導電性ゴム層１０Ａ２とで構成されている。さらに、
回転可能な部材として、図５に示すように、コア部材１
０Ａ１の周面に植設された多数のブラシを１０Ａ３を持
つブラシローラ（便宜上、図５において符号１０Ａ’で
示す））とすることも可能である。

【００４０】図４および図５に示した回転可能な対向部
材１０Ａ、１０Ａ’を用いた場合には、周長が整数倍と
ならないように設定することが対向部材１０の周方向で
同じ位置が帯電ローラ３Ａの周面に対向するのを避ける
上で好ましい。これにより、対向部材１０Ａ、１０Ａ’
の周方向で同じ部分が帯電ローラ３Ａと常時対向した状
態となるのを防いで、帯電ローラ３Ａの周方向一部のみ
が集中して異物除去されることが原因して発生する異物
除去のムラ発生をなくすことができる。

【００４１】回転可能な対向部材として、図４に示した
ようなローラ形状としたものの場合には、その表面が多
孔質であることが好ましい。特に、スポンジなどのよう
に表面が多孔質であると、帯電ローラ３Ａの表面に付着
しているシリカや紙粉が対向部材１０Ａ（図４参照）の
表面に転移すると多孔部において保持されやすくなり、
再度帯電ローラ３Ａ側に転移するのを防ぐことができ
る。

【００４２】対向部材１０が中抵抗部材である理由は、
帯電ローラ３Ａとの間での気中放電を促進して帯電ロー
ラ３Ａ側に付着している異物の除去を効果的に行うため
である。本発明者は、中抵抗部材を用いた場合の作用に
ついて実験したところ、次の結果を得た。表１は、図５
に示したブラシローラ１０Ａ’の場合を対象として、そ
のブラシを絶縁性のものと中抵抗のものとで帯電ローラ
３Ａの表面での異物の除去状況を実験した結果である。（実験条件）使用機種：ｉｍａｇｉｏ４５０（リコー製）改造機印加バイアス：直流電圧（帯電電位と同じ電位に設定）
に交流電圧（低電圧制御）を重畳したバイアスを印加（実験方法）画像形成装置でのクリーニング装置を装備
した状態と取り外してクリーニング工程を実行できない
状態とを対象として連続して画像形成を行い、帯電ロー
ラ表面を観察する。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１からの結果において、絶縁性ブラシを
帯電ローラ３Ａに接触させて用いた場合に帯電ローラ３
Ａの表面に付着していた白い物質を掻き取って分析した
ところ、シリカや紙粉を原因とするＳｉやＣａ元素が検
出された。このことから、絶縁性ブラシの場合には、帯
電ローラ３Ａ周面にシリカや紙粉が未だ残留していたこ
とになる。これに対して、中抵抗部材のブラシを用いた
場合には、このブラシを帯電ローラに接触させた用いた
場合には、５０００枚の画像形成後においても帯電ロー
ラ３Ａの表面には変化がなく開始時と同じ状態であっ
た。

【００４５】帯電ローラ表面での変化状況とは別に、画
像形成時での帯電ローラ３Ａと対向部材１０、この実験
ではブラシローラ１０Ａ’との間の現象を絶縁性ブラシ
と中抵抗ブラシとを対象として観察したこところ次の結
果を得た。観察は、画像形成処理が実行されていない段
階で帯電ローラ３Ａにバイアス印加を行い、帯電ローラ
３Ａの表面とブラシローラ１０Ａ’表面とを暗闇中で観
察する。この結果、中抵抗ブラシの場合には放電による
発光が観察され、絶縁性ブラシの場合には発光が見られ
なかった。これにより、中抵抗部材を用いることが帯電
ローラ３Ａと対向部材１０との間の放電を促進すること
が明らかとなり、放電による帯電ローラ３Ａからの異物
の静電吸着が確実に行われることが判明した。特に、金
属などの導電体と違う電気的特性を持つ中抵抗部材であ
るので、金属などを用いた場合のようなエネルギーの大
きい放電は発生することがなく、しかも絶縁性部材のよ
うにチャージアップを招くこともないので、エネルギー
の大きい放電の場合のような帯電ローラへの悪影響、例
えば、放電痕等の発生や破壊を生じることなく安定した
放電を維持することができる。

【００４６】対向部材１０は、帯電ローラ３Ａに対して
接触すると共に加圧されることが次の理由により好まし
い。帯電ローラ３Ａと対向部材１０との間での放電はこ
れら両者間に存在する微小なギャップにおいて発生す
る。このため、接触させることにより微小ギャップを維
持することが可能となり、また、加圧することにより帯
電ローラ３Ａが感光体２と連動することによる振動伝搬
の影響が対向部材１０に及んでも帯電ローラ３Ａとの間
の位置関係を、常に放電ができる状態に維持することが
可能となる。

【００４７】図４，５に示した構成では、対向部材１０
Ａ、１０Ａ’が帯電ローラ３Ａに追随して回転できるよ
うになっているので、帯電ローラ３Ａの周面の一部に対
して対向部材１０の周面における一部が常に対向するこ
とがなく、これにより、一部のみが常に対向している際
に発生する対向部材１０Ａ、１０Ａ’の周面の一部の機
械的な劣化、つまり、変形などを防ぐことが可能とな
る。

【００４８】次に本発明の実施形態に係る別実施例につ
いて説明する。図６は、対向部材１０として図５に示し
たブラシローラ１０Ａ’を接地した構成を示している。
本実施例は以上のような構成であるから、常時放電でき
る条件下に維持されるので、対帯電ローラ３Ａに付着し
ているシリカや紙粉などの異物を放電により除去するこ
とができる。特に、対向部材であるブラシローラ１０
Ａ’が電気的なフロート状態にないので、電荷が蓄積さ
れてチャージアップを起こすようなことがなく、放電が
阻害されないことにより異物の除去を良好に継続させる
ことができる。

【００４９】図７は、電気的な構成の変形例であり、本
構成では、対向部材１０として用いられるブラシローラ
１０Ａ’に対してバイアス電源１１からバイアスを印加
している。バイアス特性としては、シリカを静電的に吸
引しやすいように、帯電ローラ３Ａに印加されている電
圧と反対極性で高い電圧を印加し、放電させている。こ
れにより、対向部材１０と帯電ローラ３Ａとの間で発生
する放電状態を異物除去のために最適化することができ
る。

【００５０】本発明者は、対向部材における電気的特
性、つまり、図６および図７に示した構成とこのような
特性を用いないで単に絶縁性のブラシローラを用いた構
成と、さらに加えて対向部材１０を設けない構成とを対
象として、表１の結果が得られた場合と同様な条件によ
り実験をしたところ、表２に示す結果を得た。

【００５１】

【表２】

【００５２】表２の結果から明らかなように、対向部材
１０Ａ’を接地した場合、さらにはバイアスを印加した
場合の方が、帯電ローラ３Ａのクリーニング効果が大き
いことがわかる。これは、対向部材１０Ａ’をグランド
に接続した方が、放電が不安定となる対向部材１０Ａ’
のチャージアップや、電界分布の乱れを防ぐことが可能
となるからだと考えられる。表２において、対向部材１
０Ａ’にバイアスを印加することにより、放電をより安
定した状態にできるため、クリーニング効率が向上され
ることが判明した。この結果、帯電ローラ３Ａに帯電部
とは別に放電を起こすことで、機械的に掻き取るよりも
効率良く、確実にシリカや紙紛を除去できることが明ら
かとなった。

【００５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、帯電ロー
ラと導電性の対向部材との間に放電を起こさせることに
より帯電ローラに付着しているシリカや紙粉などの微小
異物が対向部材に静電吸着されて転移することができ
る。これにより、対向部材と帯電ローラとの間で放電さ
せるだけの簡単な構成により帯電ローラに付着したシリ
カや紙粉などの微小異物を確実に帯電ローラから除去す
ることができるので、帯電ローラでの抵抗値の変化を防
止してバイアス制御の複雑化をなくすと共に異物の付着
による一様帯電が阻害されるのを確実に防止することが
コストアップを招くことなく可能となる。

【００５４】請求項２記載の発明によれば、対向部材を
抵抗体とすることにより、金属などと違って大きな放電
を起こさせることがなく、安定した放電を可能にするこ
とができる。特に、金属を用いた場合のような大放電が
起きず、絶縁体を用いた場合のようなチャージアップを
生じさせることもないので、安定した放電によりバイア
ス制御の簡略化が可能となる。

【００５５】請求項３記載の発明によれば、対向部材が
帯電ローラに接触しているので、帯電ローラと対向部材
との対向間隔を常に一定化することができ、放電に必要
な微小ギャップを確保することができる、これにより、
放電による異物の静電吸着を促進して帯電ローラからの
異物の除去を確実に行わせることが可能となる。

【００５６】請求項４記載の発明によれば、対向部材が
帯電ローラに対して加圧されているので、これら両者間
の間隔を常に適正化して放電を良好に行わせることが可
能となる。

【００５７】請求項５記載の発明によれば、対向部材が
回転可能であるので、一部のみが帯電ローラと対向する
ことがなく、対向部材の放電による対向部材の一部のみ
が劣化するのを防止することができる。これにより、帯
電ローラ周面の全域が均一に放電下に曝されるので、帯
電ローラ全周面を対象として異物除去が可能となる。

【００５８】請求項６記載の発明によれば、対向部材が
接地されているおで、帯電ローラとの間で電気的にフロ
ート状態となることがない。これにより、対向部材と帯
電ローラとの間で確実に放電させることができ、帯電ロ
ーラ周面に付着している異物の除去を確実に行わせるこ
とが可能となる。

【００５９】請求項７記載の発明によれば、対向部材に
バイアスが印加されているので、放電を安定したものと
することできる。特に、帯電ローラに付着している異物
の電気的抵抗に応じた放電電界をバイアスによって形成
することができるので、異物除去を確実に行わせること
が可能となる。

【００６０】請求項８記載の発明によれば、対向部材が
回転可能であるので回転表面全域を異物の吸着面とする
ことができ、しかも弾性体であるので、帯電ローラと接
触した際には吸着に必要なニップ幅と放電に必要な微小
間隙を確保することができる。これにより、帯電ローラ
からの異物除去量を多くすることができると共に除去の
際の放電を良好に行わせて吸着効率を高めることが可能
となる。

【００６１】請求項９記載の発明によれば、対向部材を
ローラ形状とした場合にその表面が多孔質で構成されて
いるので、シリカや紙粉などの異物の保持能力を高める
ことができる。これにより、異物の除去能力を高めて帯
電ローラでの異物付着による帯電特性の変化を防止する
ことが可能となる。

【００６２】請求項１０記載の発明によれば、対向部材
がブラシ形状とされているので、帯電ローラ表面に対し
て対向部材の接触を柔軟なものとすることができる。こ
れにより、帯電ローラに付着しているシリカや紙粉が対
向部材からの圧力によって押し付けられるのを避けるこ
とができるんで、異物が帯電ローラから除去されにくく
なるのを防止して確実に帯電ローラ上での異物付着をな
くすことが可能となる。

【００６３】請求項１１記載の発明によれば、帯電ロー
ラに付着したクリーニングできなかったシリカや紙粉が
対向部材により確実に除去できるので、帯電ローラによ
る一様帯電が確保され、しかも一様帯電の際のバイアス
制御の複雑化かコストアップを招くことなく帯電不良に
よる異常画像の発生を防止することが可能となる。

【００６４】請求項１２記載の発明によれば、複数回の
画像重ね転写工程が実行される際に感光体から帯電ロー
ラに転移する異物を確実に除去することにより帯電工程
での帯電電位を常に安定させて各重ね転写工程での帯電
電位の変動による帯電ムラを防いで転写工程でトナーの
逆転移などが発生しないようにして高品位の画像を形成
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例による帯電装置を用いる画像形成
装置の模式図であり、（Ａ）はモノクロ画像を対象とし
た装置を、（Ｂ）はフルカラー画像を対象とした装置を
それぞれ示している。

【図２】本発明実施例による帯電装置に用いられる帯電
ローラの構成を示す要部構成を説明するための図であ
る。

【図３】図２に示した帯電ローラを対象とした設けられ
る対向部材の構成の一つを示す模式図である。

【図４】図３に示した対向部材の別例を示す模式図であ
る。

【図５】図３に示した対向部材の他の例を示す模式図で
ある。

【図６】図５に示した対向部材に対する接地構成を示す
模式図である。

【図７】図５に示した対向部材に対するバイアス構成を
示す模式図である。

【図８】帯電ローラの経時的な電流変動を説明するため
の図であり、（Ａ）は未使用の帯電ローラの場合を、
（Ｂ）は経時後の帯電ローラの場合をそれぞれ示してい
る。

【符号の説明】

１画像形成装置２，２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂ潜像担持体である感光
体３，３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ帯電装置３Ａ帯電ローラ１０対向部材１１バイアス電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体に接触もしくは近接させた帯電
ローラにより、潜像担持体を帯電させる帯電装置におい
て、上記帯電ローラには、周方向で上記潜像担持体と対向す
る部分以外に導電性の対向部材が配置され、該帯電ロー
ラと導電性部材との間で放電を起こす構成が備えられて
いることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】請求項１記載の帯電装置において、上記対向部材が抵抗体であることを特徴とする帯電装
置。
【請求項３】請求項１または２記載の帯電装置におい
て、上記対向部材は帯電ローラに接触していることを特徴と
する帯電装置。
【請求項４】請求項３記載の帯電装置において、上記対向部材は帯電ローラに加圧されていることを特徴
とする帯電装置。
【請求項５】請求項１乃至３のうちの一つに記載の帯電
装置において、上記対向部材は回転可能であることを特徴とする帯電装
置。
【請求項６】請求項１乃至５のうちの一つに記載の帯電
装置において、上記対向部材はグランドに接地されていることを特徴と
する帯電装置。
【請求項７】請求項１乃至６のうちの一つに記載の帯電
装置において、上記対向部材にはバイアスが印加されていることを特徴
とする帯電装置。
【請求項８】請求項１乃至７のうちの一つに記載の帯電
装置において、上記対向部材はローラ形状で、かつ弾性体であることを
特徴とする帯電装置。
【請求項９】請求項８記載の帯電装置において、上記対向部材は、表面が多孔質状であることを特徴とす
る帯電装置。
【請求項１０】請求項１乃至７のうちの一つに記載の帯
電装置において、上記対向部材はブラシ形状をしていることを特徴とする
帯電装置。
【請求項１１】請求項１乃至１０のうちの一つに記載の
帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】請求項１１記載の画像形成装置におい
て、複数回の画像重ね転写工程を用いることを特徴とする画
像形成装置。