(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、該トナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像の転写が行われる転写位置を通過した像担持体表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置とを具備し、前記帯電装置は、像担持体を帯電するための帯電部材と、極性吸着剤を有する第１及び第２の生成物除去部材とを有し、該第１の生成物除去部材は、前記帯電部材に接触し、かつ前記像担持体の表面移動方向に関し、前記帯電部材が前記像担持体に対向した位置よりも上流側の像担持体表面部分に接触するように配置され、前記第２の生成物除去部材は、前記帯電部材に接触し、かつ前記像担持体の表面移動方向に関し、前記帯電部材が像担持体に対向した位置よりも下流側の像担持体表面部分に接触するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の生成物除去部材は、帯電部材と像担持体の両者に対して離れている状態と、帯電部材と像担持体のうちの帯電部材にのみ接触している状態と、帯電部材と像担持体の両者に接触している状態を占めるように支持されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の生成物除去部材と帯電部材が一体的に組み付けられたユニットとして構成されている請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記極性吸着剤は、ゼオライト、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、活性アルミナ、活性白土のうちの少なくとも１つより成る請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記極性吸着剤はゼオライトより成り、該ゼオライトの分子構造の酸素環が６員環以上である請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の生成物除去部材は、極性吸着剤を担持した剤担持部材を有し、該剤担持部材が弾性体を有している請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の生成物除去部材は、極性吸着剤を担持した剤担持部材を有し、該剤担持部材が多数のブラシ繊維より成るブラシを有している請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記極性吸着剤は、前記剤担持部材に結晶化して固着されている請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
粒子状の極性吸着剤が前記剤担持部材に担持されている請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体がアモルファスシリコン感光体より成る請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写材に転写されるトナー像が形成される像担持体とその像担持体に対向して配置される帯電装置とを有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被帯電体を帯電する帯電部材を備えた帯電装置は従来より周知であり、各種の機械装置に採用されている。例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置においては、被帯電体の一例である像担持体に静電潜像を形成するために、その像担持体を帯電する帯電装置が用いられている。また、像担持体上に形成されたトナー像を転写する転写装置として帯電装置が用いられることもある。
【０００３】
かかる帯電装置の帯電部材は、通常、放電によって被帯電体を帯電するように構成されているが、その放電により窒素酸化物が発生し、これが空気中の物質と結合して硝酸化合物が生成され、これが放電生成物として帯電部材に付着する。このような放電生成物が帯電部材に多量に付着すると、帯電部材の帯電機能が低下するおそれがある。また帯電部材に付着した放電生成物が被帯電体に移行して被帯電体の機能を劣化させるおそれもある。
【０００４】
例えば、被帯電体が像担持体より成り、この像担持体に静電潜像を形成すべく、帯電装置によって当該像担持体を帯電する画像形成装置において、その帯電装置の帯電部材に放電生成物が多量に付着すると、これが原因となって、像担持体を均一に帯電させることができず、静電潜像をトナー像として可視像化したとき、その画質が劣化する。また帯電部材に付着した放電生成物が像担持体上に移行すると、その放電生成物が、高湿時に空気中の水分を吸収して像担持体表面の抵抗を低下させ、これによって像担持体上に形成されたトナー像に画像ぼけなどの異常が発生する。
【０００５】
像担持体に付着した放電生成物を除去する装置は従来より多数提案されているが、かかる装置によっては帯電部材に付着した放電生成物を除去することはできない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、帯電部材に付着した放電生成物を効率よく除去できる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、該トナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像の転写が行われる転写位置を通過した像担持体表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置とを具備し、前記帯電装置は、像担持体を帯電するための帯電部材と、極性吸着剤を有する第１及び第２の生成物除去部材とを有し、該第１の生成物除去部材は、前記帯電部材に接触し、かつ前記像担持体の表面移動方向に関し、前記帯電部材が前記像担持体に対向した位置よりも上流側の像担持体表面部分に接触するように配置され、前記第２の生成物除去部材は、前記帯電部材に接触し、かつ前記像担持体の表面移動方向に関し、前記帯電部材が像担持体に対向した位置よりも下流側の像担持体表面部分に接触するように配置されていることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項１）。
【００２０】
また、上記請求項１に記載の画像形成装置において、前記第１及び第２の生成物除去部材は、帯電部材と像担持体の両者に対して離れている状態と、帯電部材と像担持体のうちの帯電部材にのみ接触している状態と、帯電部材と像担持体の両者に接触している状態を占めるように支持されていると有利である（請求項２）。
【００２１】
さらに、上記請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記第１及び第２の生成物除去部材と帯電部材が一体的に組み付けられたユニットとして構成されていると有利である（請求項３）。
【００２２】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記極性吸着剤は、ゼオライト、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、活性アルミナ、活性白土のうちの少なくとも１つより成ると有利である（請求項４）。
【００２３】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記極性吸着剤はゼオライトより成り、該ゼオライトの分子構造の酸素環が６員環以上であると有利である（請求項５）。
【００２４】
さらに、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１及び第２の生成物除去部材は、極性吸着剤を担持した剤担持部材を有し、該剤担持部材が弾性体を有していると有利である（請求項６）。
【００２５】
また、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１及び第２の生成物除去部材は、極性吸着剤を担持した剤担持部材を有し、該剤担持部材が多数のブラシ繊維より成るブラシを有していると有利である（請求項７）。
【００２６】
さらに、上記請求項６又は７に記載の画像形成装置において、前記極性吸着剤は、前記剤担持部材に結晶化して固着されていると有利である（請求項８）。
【００２７】
また、上記請求項６又は７に記載の画像形成装置において、粒子状の極性吸着剤が前記剤担持部材に担持されていると有利である（請求項９）。
【００３２】
さらに、上記請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体がアモルファスシリコン感光体より成ると有利である（請求項１０）。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置の一例を図面に従って説明する。
【００３４】
図１は画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。ここに示した画像形成装置は、その本体内に設けられたドラム状の感光体として構成された像担持体１を有し、画像形成動作の開始に伴って、像担持体１は図１における時計方向（矢印Ａ方向）に回転駆動される。このとき像担持体表面には除電ランプ２からの光が照射されて該像担持体表面が除電作用を受け、その表面電位が初期化される。一方、帯電装置２０によって、初期化された像担持体表面が所定の極性、例えば−９００Ｖに一様に帯電される。
【００３５】
ドラム状の感光体に代え、複数のローラに巻き掛けられて走行駆動されるベルト状の感光体より成る像担持体、或いは誘電体より成る像担持体などを用いることもできるが、いずれの場合も、像担持体はその表面が移動するように支持される。
【００３６】
図１に一例として示した帯電装置２０は、帯電ローラより成る帯電部材２１を有し、この帯電ローラは、例えば金属などの導体より成る円柱状の芯軸２２と、その芯軸２２の外周面に同心状に固定された円筒状の弾性部材２３とを有し、その弾性部材２３の外周面が像担持体１の表面に圧接している。弾性部材２３は例えばゴムより成る。かかる帯電部材２１は、像担持体表面の移動に従動して矢印方向に連れ回わりするか、又は図示していない駆動装置によって矢印方向に回転駆動される。芯軸２２には、直流又は交流に直流を重畳した帯電電圧が印加され、このとき生じる放電により像担持体表面が上述のように帯電される。このように、像担持体は帯電装置によって帯電される被帯電体の一例を構成するものである。
【００３７】
図１に示した帯電部材２１は、その周面が像担持体に接触して、像担持体を帯電するように構成されているが、例えば、その帯電ローラの長手方向各端部に貼り付けたテープなどから成るスペーサを像担持体表面に当接させ、その帯電ローラを像担持体表面に対して微小ギャップをあけて対置させることもできる。さらに、帯電ブレード、帯電ブラシ、又はチャージワイヤを備えた帯電チャージャなどから成る帯電部材を有する帯電装置を用いることもできる。帯電装置２０に関しては後にさらに詳しく説明する。
【００３８】
上述のようにして帯電された像担持体表面には、潜像形成手段の一例であるレーザ書き込み装置５から出射する光変調されたレーザ光Ｌが照射され、これによって像担持体表面に画信号に対応した静電潜像が形成される。レーザ光を照射された像担持体表面の電位は、例えば−１５０Ｖとなり、ここが静電潜像、すなわち画像部となり、レーザ光の照射されない像担持体表面部分の電位はほぼ−９００Ｖに維持され、ここが地肌部となる。ＬＥＤなどの発光素子を有し、その発光素子から出射する光を像担持体の帯電面に照射して静電潜像を形成する潜像形成手段などを用いることもできる。
【００３９】
静電潜像は、これが現像装置６を通るとき、トナー像として可視像化される。ここに一例として示した現像装置６は、トナーとキャリアを有する粉体状の二成分系現像剤Ｄを収容した現像ケース７と、像担持体１に対向配置されて回転する現像ローラ８と、回転しながら現像剤Ｄを撹拌するスクリュー９，１０とを有している。トナーは、キャリアとの摩擦によって所定の極性、図の例ではマイナス極性に帯電され、かかるトナーを含む現像剤Ｄは現像ローラ８の周面に担持されて搬送され、現像ローラ８と像担持体１との間の現像領域に運ばれる。このとき、現像ローラ８には、所定の現像バイアス（例えば−６００Ｖの電圧）が印加され、これによって現像領域に運ばれて磁気ブラシ状となった現像剤中のトナーが像担持体１に形成された静電潜像、すなわち画像部に静電的に移行し、その静電潜像がトナー像として可視像化される。キャリアを含まない粉体状の一成分系の現像剤や、液状の現像剤などを用いる現像装置を採用することもできる。
【００４０】
また、像担持体１には、転写ローラ１１を有する転写装置２４が対置され、この転写ローラ１１は像担持体表面に当接しながら図１における反時計方向に回転駆動される。かかる転写ローラ１１と、像担持体１との間に、図示していない給紙部から給送され、レジストローラ対１２の回転により所定のタイミングで矢印Ｂ方向に送り出された転写材Ｐが通過する。このとき転写ローラ１１には、像担持体上のトナー像のトナーと逆極性、本例ではプラスの転写電圧が印加され、これにより像担持体表面に形成されたトナー像に整合できるタイミングで送り出された転写材Ｐ上に、そのトナー像が転写される。このように、本例の画像形成装置は、転写材に転写されるトナー像が形成される像担持体１と、その像担持体に対向して配置された帯電装置２０を有している。転写装置２４も、帯電装置としての機能を果し、かかる転写装置も像担持体に対向して配置されている。
【００４１】
転写ローラ１１と像担持体１の間を通った転写材Ｐは、分離爪１３により像担持体１から分離されて図示していない定着装置を通過し、このとき、熱と圧力の作用によって、転写されたトナー像が転写材上に定着される。次いでこの転写材Ｐは画像形成装置本体外に排出される。ここでは転写材Ｐとして、例えば紙、樹脂シート又は樹脂フィルムなどが用いられるが、後述するように中間転写体より成る転写材を用いることもできる。また転写ローラ１１は転写部材の一例を構成するものであるが、かかる転写ローラに代えて、例えば転写チャージャ、転写ブラシ又は転写ブレード、又はこれらの少なくとも１つと転写ベルトとを組み合せた転写部材を有する転写装置などを用いることもできる。
【００４２】
上述のようにトナー像の転写が行われる転写位置を通過した像担持体表面に付着しているトナーは、クリーニング装置１４により除去される。ここに一例として示したクリーニング装置１４は、クリーニングケース１６と、そのケース１６に基端部が支持され、先端エッジ部が像担持体表面に圧接したゴムなどの弾性体より成るクリーニングブレード１７と、トナー排出スクリュー１８とを有し、そのクリーニングブレード１７によって像担持体上のトナーが掻き取り除去される。除去されたトナーは、回転するトナー排出スクリュー１８によってクリーニングケース外に排出される。このようにして、転写材に転写されずに像担持体表面に残された転写残トナーが像担持体表面から除去される。クリーニング装置によらず、現像装置６によって転写残トナーを像担持体表面から除去するように構成することもでき、この場合には、クリーニング装置１４を廃止することができる。
【００４３】
以上のように、本例の画像形成装置は、像担持体と、その像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、その静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、該トナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像の転写が行われる転写位置を通過した像担持体表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置とを有しているが、該クリーニング装置は、前述のように必要に応じて設けられるものである。
【００４４】
前述のように、図１に示した帯電装置２０は、その帯電部材２１に所定の帯電電圧が印加され、このときに生じる放電によって像担持体表面を帯電させるものであるが、その放電時にオゾンや窒素酸化物が発生し、その窒素酸化物が空気中の物質などと結合して硝酸アンモニウムなどの硝酸化合物が生成され、これが放電生成物として帯電部材２１の周面に付着する。帯電チャージャ、帯電ブラシ又は帯電ブレードなどから成る帯電部材を有する帯電装置を用いた場合も、同様に窒素酸化物が発生し、これが放電生成物としてその帯電部材に付着する。
【００４５】
上述のように帯電部材２１の周面に付着した放電生成物を放置したとすると、帯電装置２０の帯電機能が低下し、帯電後の像担持体表面に帯電むらが発生し、像担持体上に形成されたトナー像の画質が劣化するおそれがある。帯電装置の帯電機能が低下する理由は必ずしも明らかではないが、その理由の１つとして、帯電部材２１の周面に多量の放電生成物が付着すると、その表面の摩擦係数が高まる点が考えられる。クリーニング装置１４を通過した像担持体表面にも、小粒径化した極く微量のトナーが付着していたり、紙粉などの異物が付着しているが、上述のように帯電部材２１の周面の摩擦係数が高まると、その周面に像担持体上のトナーや異物が付着しやすくなり、その付着したトナーや異物によって帯電装置２０の帯電機能が害されるのである。
【００４６】
さらに、帯電装置の放電によって、像担持体表面にも放電生成物が付着するが、そのほか帯電部材２１の周面に付着した放電生成物を放置したとすると、これが像担持体表面に移行する。このようにして像担持体表面に多量の放電生成物が付着すると、その放電生成物は、水溶性であるため、大気中の水分を吸収してその水に溶解し、かつイオンに解離する。このように像担持体上の放電生成物が水を吸収することにより、像担持体の表面電位が低下する。このため、像担持体上の放電生成物の量が多くなると、現像後のトナー像に画像ぼけ、画像流れ、或いは白抜けなどと称せられている異常画像が発生し、その画質が劣化する。
【００４７】
クリーニング装置１４のクリーニングブレード１７を像担持体表面に対して大きな圧力で圧接させ、像担持体表面を削り取るように構成すると、像担持体に付着した放電生成物も除去でき、その放電生成物に基因する異常画像の発生を防止できるが、この構成によると像担持体表面の摩耗量が増え、像担持体の寿命が縮められる。像担持体の寿命を伸ばすには、その表面の経時的な摩耗を抑え、或いは像担持体が全く削られないように構成することが好ましいが、このように構成すると、従来の画像形成装置においては、この現像後の像担持体表面に放電生成物に基因する異常画像が発生し、最終的に転写材上に形成された画像の画質が劣化する欠点を免れなかったのである。
【００４８】
そこで、図１に示した画像形成装置においては、その帯電装置２０に、帯電部材２１に付着した放電生成物を除去する生成物除去部材３１が設けられている。以下に、その各具体例を明らかにする。
【００４９】
図２は図１に示した帯電装置２０の縦断面図であり、図３はその端部の斜視図、図４はその横断面図である。これらの図から判るように、帯電部材２１の中心部に位置する芯軸２２の長手方向各端部は、軸受２５にそれぞれ回転自在に支持されている。その各軸受２５は、ケース２６の各端壁２７に形成された取付孔２８に、像担持体表面に対して接近又は離隔する方向に移動可能に嵌合し、圧縮ばね２９によって像担持体表面に接近する向きに付勢されている。この例のケース２６は、画像形成装置本体に対して不動に固定され、帯電部材２１は、上述のばね２９の作用によって像担持体１の表面に圧接し、前述のように回転しながら、その像担持体表面を所定の極性に帯電する。
【００５０】
また、ケース２６の上壁３０の、帯電部材２１を向いた側の面には、生成物除去部材３１が固定され、その生成物除去部材３１は帯電部材２１の外周面に常時、接触している。このように、生成物除去部材３１と帯電部材２１は一体的に組み付けられたユニットとして構成されている。
【００５１】
生成物除去部材３１は、剤担持部材３２と、これに担持された極性吸着剤とを有し、その極性吸着剤が帯電部材２１の周面に接触する。かかる生成物除去部材３１は、帯電部材２１の長手方向全長に亘って延びている。剤担持部材３２は、紙、布、フェライト、プラスチック、ゴム、金属などの適宜な材料によって構成されるものであるが、図示した例では、ゴム又は発泡体などから成る弾性体３３とそのまわりに取り付けられた可撓性のシート３４とから構成され、そのシート３４に極性吸着剤が担持され、該シート３４が帯電部材２１の周面に接触している。シート３４を省略して、弾性体３３を帯電部材２１に当接させることもでき、この場合にはその弾性体３３に極性吸着剤が担持される。
【００５２】
上述のように極性吸着剤を有する生成物除去部材３１が帯電部材２１に接触することにより、帯電部材２１に付着した放電生成物を除去することができる。特に図示した例では、帯電部材２１が回転する帯電ローラより成るので、帯電ローラの回転により、その全周面が生成物除去部材３１に接触することにより、帯電部材２１の周面の全体に亘って放電生成物を除去することができる。このように、帯電装置は、被帯電体（図の例ではトナー像が形成される像担持体）を帯電するための帯電部材と、極性吸着剤を有し、かつ帯電部材に接触してその帯電部材に付着した放電生成物を除去する生成物除去部材とを有しているのである。
【００５３】
剤担持部材３２に担持された極性吸着剤は、帯電部材２１の周面に付着して極性分子状態となり、或いは水に溶けてイオン化した放電生成物を静電的に吸着して、像担持体表面からその放電生成物を除去する。
【００５４】
極性吸着剤としては、ゼオライト、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、活性アルミナ、活性白土などを用いることができるが、特にゼオライトを用いることが好ましい。
【００５５】
以下、ゼオライトにより構成された極性吸着剤を用いて帯電部材に付着した放電生成物を除去する作用を説明する。
【００５６】
一般にゼオライト結晶はアルミノケイ酸塩の３次元骨組み構造を持つ縮合アニオンの大きな空洞に水分子と交換性のカチオンが含まれている。カチオンの種類と数によって多様な構造をとっている。従って、ゼオライトの性質としては、結晶内の酸素による環状構造の空洞による分子ふるい作用（分子ふるい作用）、可逆的なイオン交換作用を示し（イオン交換作用）、さらに、分子ふるい作用やカチオンの作用による分子の形状および寸法に応じて、あるいは双極子、四極子、不飽和結合を有する物質及び分極性の強い物質などを吸着分離する作用を示す（吸着分離作用）。また、結晶を構成する空洞内の電子ポテンシャルエネルギー場の中を物質が移動することができる（空洞内拡散）。結晶内の空洞径が、現時点で最も小さい３Ａ型ゼオライト（約３Åの空洞径）でも、水分を吸着することなどにより乾燥作用を持っている（乾燥作用）と共にアンモニア、水素、メタノールなども吸着する。ゼオライトの１種であるモレキュラーシーブ（商品名）などは結晶内にカチオンを持っているためこのカチオンとの静電引力による極性分子に対して活性アルミナやシリカゲルよりも強い親和性を示す（イオン親和性作用）。さらに、各種の化学反応を引起す触媒作用も示す（触媒作用）。
【００５７】
以上のような一般的性能を持つゼオライトを剤担持部材に担持させ、これをシート状、ローラ状、板状、スティック状などの形態にして帯電部材に接触させることによりその帯電部材から放電生成物を効果的に除去することができる。かかる作用が得られる理由については詳しいことは不明であるが、次のように考えられる。
【００５８】
空気中の水分を吸湿した硝酸アンモニウムはイオン化している。水分でイオン化した硝酸アンモニウムに、剤担持部材に担持されたゼオライトが接触すると、ゼオライトのイオン交換作用、吸着分離作用、空洞内拡散などによりアンモニウムカチオンがゼオライトに吸着し、残った硝酸イオンは水分と共に硝酸となる。しかし、ゼオライトの乾燥作用により硝酸は脱水されることになる。脱水された硝酸は光や熱で分解する性質があり、最終的に二酸化窒素に分解し空気中に飛散していったり、或いは水分を含んだ硝酸はゼオライトの剤担持部材に吸着されることも考えられる。いずれにせよ、ゼオライトとの接触でゼオライトの各作用が複合的に作用することによって、硝酸アンモニウムは除去され、帯電部材表面からは画像流れの原因物質である放電生成物が除去される。
【００５９】
活性炭などの非極性吸着剤も分子を吸収する能力を有しているが、かかる非極性吸着剤は、放電生成物を静電的に吸着することはできず、放電生成物の吸着には適していない。ゼオライトを初めとする極性吸着剤を剤担持部材に担持させた生成物除去部材を像担持体表面に接触させることにより、放電生成物を効率よく吸着して、放電生成物を帯電部材の表面から効果的に除去することができるのである。
【００６０】
上述のように、帯電部材２１に付着した放電生成物を効果的に除去できるので、帯電装置２０の帯電機能を高く保つことができ、帯電後の像担持体表面の帯電むらをなくし、高品質なトナー像を形成することができる。また、帯電部材２１から像担持体表面に放電生成物が移行することも防止できるため、像担持体１の寿命を伸ばすべく、その表面の削れ量が少なくなるように構成したときも、放電生成物に基因する画像ぼけなどの異常画像が発生することを抑制できる。
【００６１】
前述のように、放電生成物を吸着する極性吸着剤としては、ゼオライト、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、活性アルミナ、活性白土のうちの少なくとも１つを用いることができるが、特にゼオライトは、その空洞に放電生成物を静電的に吸着でき、その除去効果を高めることができる。ゼオライトの分子構造の酸素環は、３、４、５、６、８、１０、１２、１８の８種類が存在し、いずれの酸素環のゼオライトも採用できるが、当該酸素環が６員環以上、特に８員環以上であると、その空洞の入口径が大きいため、放電生成物を効果的に吸着させることができる。
【００６２】
本例の剤担持部材は、前述のように弾性体３３を有しているので、帯電部材２１に対する、生成物除去部材３１の単位面積当りの圧接力を小さくでき、帯電部材２１に傷を付ける不具合を防止できる。
【００６３】
また、図５に示すように、剤担持部材が、多数のブラシ繊維３５から成るブラシを有しているように構成することもでき、この場合も生成物除去部材３１が帯電部材２１に滑らかに当接し、しかも帯電部材２１に大きな負荷がかかる不具合も阻止できる。
【００６４】
生成物除去部材３１の形態は各種設定でき、板状又は棒状に形成するほか、シート状、ローラ状などに形成してもよく、これを回転自在に支持して回転する生成物除去部材３１を帯電部材２１に接触させることもできる。
【００６５】
上述の如き剤担持部材３２に極性吸着剤を担持させる方法は各種採用でき、例えば極性吸着剤を生成物除去部材３１の剤担持部材に結晶化して固着することができる。図６は、剤担持部材３２のシート３４として紙を用い、その紙のセルロース繊維３８に結晶化してゼオライト５０が固着されている様子を示す拡大説明図である。このように、剤担持部材に極性吸着剤を固着して担持させれば、生成物除去部材３１が長期に亘って放電生成物の除去機能を保ち、生成物除去部材３１の寿命を伸ばすことが可能となる。
【００６６】
また、粒子状の極性吸着剤、特に粉末状となった極性吸着剤を剤担持部材３２に担持させることもできる。このようにすれば剤担持部材３２に固着させることのできない極性吸着剤をも支障なく用いることができる。勿論、剤担持部材３２に極性吸着剤を固着すると共に、粒子状の極性吸着剤を剤担持部材３２に担持させることもできる。
【００６７】
以上説明した帯電装置２０、ないしはその帯電装置２０を有する画像形成装置においては、生成物除去部材３１が帯電部材２１に常時、接触しているので、帯電装置２０の構成を簡素化でき、そのコストを低く抑えることができる。これに対し、生成物除去部材３１を、これが帯電部材２１に接触し又は離れるように、すなわち接離可能に配置することもできる。その一例を図７乃至図１０を参照して以下に説明する。
【００６８】
図７乃至図１０に示した帯電装置２０の帯電部材２１、生成物除去部材３１、ケース２６及びそのケース２６に対する帯電部材２１と生成物除去部材３１の組み付け状態は、図２乃至図４に示した帯電装置と実質的に変りはない。図７乃至図１０に示した例の場合も、ブラシを有する生成物除去部材を用いることもできる（図５参照）。先の例と異なるところは、ケース２６が図示していない加圧ばねによって、像担持体１の表面から離れる向きに付勢され、画像形成装置本体ないしは像担持体ユニットなどに設けられたガイドを兼ねるストッパ３６（図７には示さず）によってそのケース２６が保持されるか、又は加圧手段３７（図８）によってケース２６が加圧されるように構成されている点である。
【００６９】
ここに一例として示した加圧手段３７は、ピン３９を介して画像形成装置本体に対して揺動可能に支持された加圧アーム４０と、この加圧アーム４０を図８における時計方向に回動付勢するばね４１と、加圧アーム４０の一端側に圧接するカム４２とを有し、加圧アーム４０の他端側はケース２６の上壁上面に当接することができる。
【００７０】
非画像形成時には、加圧アーム４０はケース２６を加圧しておらず、このため前述の図示していない加圧ばねの作用によって付勢されたケース２６は、ストッパ３６に当接して、像担持体１から離れた図７及び図８に示す位置に保持されている。このとき、帯電部材２１は像担持体１の表面から離れていると共に、生成物除去部材３１も帯電部材２１の周面から離間している。
【００７１】
画像形成動作を実行すべきときは、カム４２が回転駆動され、これによって加圧アーム４０が図８における時計方向に回動し、その加圧アーム４０がケース２６の上壁３０を加圧する。これにより、図９に示すように、先ず帯電部材２１が回転する像担持体１の表面に接触する。カム４２をさらに回転させて加圧アーム４０を回動させ、加圧アーム４０によるケース２６への加圧力をさらに強めると、このとき帯電部材２１は像担持体表面に当接しているので、ケース２６と生成物除去部材３１だけが像担持体表面に近づき、図１０に示すように、その生成物除去部材３１が帯電部材２１に接触する。
【００７２】
また、カム４２を回転させることにより、加圧アーム４０によるケース２６への加圧力を弱め、或いはこれを解除すれば、帯電部材２１と生成物除去部材３１を再び図９又は図８に示す位置に戻すことができる。
【００７３】
上述のように、生成物除去部材３１を帯電部材２１に接離させることができるので、生成物除去部材３１を帯電部材２１に常時、接触させておく場合に比べ、生成物除去部材３１と帯電部材２１の接触による摩耗を低減でき、これらの寿命を伸ばすことができる。
【００７４】
また、図７乃至図１０に示した例では、非画像形成時に帯電部材２１も像担持体１から離すことができるので、帯電部材２１の摩耗をより効果的に抑制できるが、帯電部材２１を常に像担持体表面に当接させ、その帯電部材２１に生成物除去部材３１を接離させるように構成することもできる。
【００７５】
画像形成時に、図９に示したように生成物除去部材３１を帯電部材２１から離しておくようにしてもよいし、図１０に示すように生成物除去部材３１を帯電部材２１に当接させた状態にしておいてもよい。生成物除去部材３１を帯電部材２１に当接させることによって、像担持体上に形成されるトナー像の画質に影響を与えるおそれのあるときは、前者の方式を採用し、トナー像の画質に影響を与えることのない時期に、図１０に示したように生成物除去部材３１を帯電部材２１に当接させるように構成することもできる。例えば、画像形成動作が連続して行われるとき、像担持体上の或るトナー像が形成されるべき領域と、次のトナー像が形成されるべき領域の間の中間領域（所謂紙間領域）が帯電部材２１を通るとき、或いは画像形成装置のウォームアップ時、或いはまた画像形成動作を終えた後の時期に、それまで図９に示すように帯電部材２１から離れていた生成物除去部材３１を、図１０に示すように回転する帯電部材２１に接触させて放電生成物を除去するように構成することができる。プリントスピードなどの画像形成装置の機能などによって、帯電部材２１に付着する放電生成物の量は異なるので、その付着量に合せて最も効率よく放電生成物を除去できるように生成物除去部材３１を帯電部材２１に接触させるタイミングを設定することが好ましい。
【００７６】
また、以上説明した各構成において、生成物除去部材３１が、帯電部材２１に接触したまま、その帯電部材２１に対して相対的に移動可能に支持されるように構成することもできる。図１１にその一例を示す。ここに示した生成物除去部材３１は、取付板４４の下面に固定され、この取付板４４は、ケース２６の各側板４５に形成された孔４３にスライド可能に嵌合し、帯電部材２１の長手方向に所定のストロークを自由に摺動できるようにケース２６に支持されている。また、取付板４４の長手方向一端側には、画像形成装置本体に対して、回転可能に支持されたカム４６が当接し、取付板４４は図示していないばねによって、このカム４６のカム面に圧接している。カム４６が回転することにより、このカム４６に圧接した取付板４４が生成物除去部材３１と共に帯電部材２１に対して、その長手方向に往復動する。これによって生成物除去部材３１は、帯電部材２１に当接したまま帯電部材２１に対して移動する。
【００７７】
図２及び図７に示した例のように、生成物除去部材３１が帯電部材２１に対して同じ位置で接触すると、帯電部材２１に付着した何らかの付着物が生成物除去部材３１に固着したような場合、生成物除去部材３１による放電生成物の除去むらが発生し、その放電生成物除去機能が低下するおそれがある。これに対し、図１１に示した例のように、生成物除去部材３１が帯電部材２１に接触したまま、両者が相対的に移動すると、放電生成物の除去機能低下を阻止することができる。
【００７８】
ところで、先にも説明したように、帯電部材２１の作動により発生した放電生成物は、像担持体表面にも付着し、これを放置したとすると、画像ぼけなどの異常画像が発生する。このような放電生成物は、別途設けた放電生成物除去装置によって、像担持体表面から除去することができるが、以上説明した生成物除去部材３１が、被帯電体（この例では像担持体）にも接触するように配置されていると、この生成物除去部材３１によってその被帯電体に付着した放電生成物も除去することができる。
【００７９】
図１２にその一例を示す。ここに示した帯電装置２０においては、その生成物除去部材３１が取付板４７を介してケース２６に取付けられている。ここで、生成物除去部材３１が帯電部材２１に接触しているとき、この生成物除去部材３１は像担持体１の表面にも当接する。このため、この生成物除去部材３１の極性吸着剤の作用によって、像担持体表面に付着した放電生成物も効率よく除去できる。従って像担持体上の放電生成物を除去するための放電生成物除去装置を別途設けなくともよく、これにより画像形成装置のコストを低減できる。また像担持体表面に付着した微量のトナーや紙粉などを生成物除去部材３１によって除去できるので、トナーや紙粉が帯電部材２１に付着する欠点も除去できる。図１２に示した帯電装置２０の他の構成は先の各例の帯電装置と変りはない。
【００８０】
ここで、図１２に示した例では、像担持体１の表面移動方向に関して、その像担持体表面に帯電部材２１が対向した位置よりも上流側の像担持体表面部分に生成物除去部材３１が当接するように配置されている。図１に示したクリーニング装置１４と帯電部材２１との間に生成物除去部材３１が位置しているのである。このため、クリーニング装置１４を通過して像担持体上に付着しているトナー、特に小粒径化したトナーなどが帯電部材２１に至る前に、そのトナーなどを生成物除去部材３１によって像担持体１から除去でき、トナーや紙粉などが帯電部材２１に付着することを効果的に防止できる。これにより、帯電部材２１への異物付着に基因する像担持体の帯電むらの発生を阻止し、高品質なトナー像を形成することができる。
【００８１】
上述の例では、生成物除去部材を、被帯電体の表面移動方向に関し、帯電部材が被帯電体に対向した位置に対して上流側の被帯電体表面部分に接触させるように構成されているが、これとは逆に、生成物除去部材を、被帯電体の表面移動方向に関し、帯電部材が被帯電体に対向した位置に対して下流側の被帯電体表面部分に接触させるように構成することもできる。例えば、図１３に示すように、取付板４７Ａに固定されて、帯電部材２１に接触している生成物除去部材３１を、像担持体１の表面移動方向Ａに関して、その帯電部材２１が像担持体１に対向している位置よりも下流側の像担持体表面部分に接触させる。生成物除去部材３１が帯電部材２１と現像装置６（図１）との間に位置しているのである。放電生成物は帯電装置２０の放電により発生するものであり、従って、帯電部材２１を通過した像担持体表面部分に放電生成物が付着することになるが、図１３に示したように生成物除去部材３１を配置することにより、帯電部材２１を通過した直後の像担持体表面部分から放電生成物を除去できる。このため、放電生成物の除去効率を高め、放電生成物が現像装置、転写ローラ及びクリーニング装置などの他の装置に悪影響を与えるおそれをなくすことができる。
【００８２】
また、図１４に示すように、取付板４８に２つの生成物除去部材３１を取り付け、これらの生成物除去部材３１を帯電部材２１に接触させると共に、その各生成物除去部材３１を帯電部材２１の上流側と下流側の像担持体表面部分にそれぞれ接触させると、図１２及び図１３を参照して先に説明した効果を共に奏することができる。
図１４に示した２つの生成物除去部材３１，３１を識別するために、帯電部材２１の上流側に位置する生成物除去部材３１を第１の生成物除去部材と称し、帯電部材２１の下流側に位置する生成物除去部材を第２の生成物除去部材と称することにすると、図１４に示した画像形成装置の帯電装置は、像担持体１を帯電するための帯電部材２１と、極性吸着剤を有する第１及び第２の生成物除去部材３１，３１とを有し、該第１の生成物除去部材３１は、帯電部材２１に接触し、かつ像担持体１の表面移動方向に関し、帯電部材２１が像担持体１に対向した位置よりも上流側の像担持体表面部分に接触するように配置され、第２の生成物除去部材３１は、帯電部材２１に接触し、かつ像担持体１の表面移動方向に関し、帯電部材２１が像担持体１に対向した位置よりも下流側の像担持体表面部分に接触するように配置されている。
図１４に示した例では、取付板４８を一体の一部材として構成し、その取付板４８に固定された各生成物除去部材３１が像担持体表面に対して同じ高さ位置に配置され、これらの生成物除去部材３１が帯電部材２１と像担持体１の両者に接触しているが、その接触状態などを適宜変えることもできる。例えば、像担持体表面の移動方向上流側に位置する生成物除去部材３１を像担持体にのみ接触させ、下流側に位置する生成物除去部材３１を帯電部材２１のみに接触させるようにしてもよく、また各生成物除去部材３１を別々の取付板によって支持し、各生成物除去部材３１を像担持体１と帯電部材２１に接触させるタイミングや時期を異ならせるように構成することもできる。
【００８３】
また、図１５の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、生成物除去部材３１を帯電部材２１と像担持体１に接触させる時期を切り換えることができるように構成することもできる。図１５の（ａ）の状態では、生成物除去部材３１は帯電部材２１と像担持体１の両者に対して接触しておらず、図１５の（ｂ）の状態では生成物除去部材３１は帯電部材２１にのみ接触している。また図５の（ｃ）では、生成物除去部材３１が帯電部材２１と像担持体１の両者に接触している。このように、生成物除去部材を、帯電部材と被帯電体の両者に対して離れている状態と、帯電部材と被帯電体のうちの帯電部材にのみ接触している状態と、帯電部材と被帯電体の両者に接触している状態を占めるように支持するのである。この構成によれば、帯電部材２１と像担持体１への放電生成物の付着状況に応じて、生成物除去部材３１を図１５の（ａ）乃至（ｃ）のいずれかに切り換えることができるので、より一層効率よく放電生成物を除去できると共に、生成物除去部材３１の劣化をより抑制してその寿命を伸ばすことができる。
【００８４】
図１３乃至図１５に示した帯電装置２０ないしはこれを有する画像形成装置の他の構成は、図１乃至図１２に示したところと同じく構成することができる。
【００８５】
以上説明した帯電装置２０は、その生成物除去部材３１と帯電部材２１が一体的に組み付けられたユニットとして構成されているので、これを交換するようなとき、その帯電装置２０を、画像形成装置本体ないしは像担持体ユニットなどに簡単に着脱することが可能となる。図１６はその一例を示す。ここに示した帯電装置２０の基本構成は図１１に示した帯電装置と変りはない。図１６に示した帯電装置２０の場合には、そのケース２６の上壁面に２つの取手板５１，５２の各基端部が固着されている。この帯電装置２０が画像形成装置本体内の所定の位置に装着されているとき、画像形成装置本体又は像担持体ユニットに設けられたガイドレール５３の位置決め孔５４に、一方の取手板５１に形成された突部５５が係合している。これにより、帯電装置２０が画像形成装置本体内の所定の位置に位置決めされる。帯電装置２１を交換するときは、取手板５１，５２のつまみ部５６を掴んで、一方の取付板５１を下方に弾性変形させ、その突部５５を位置決め孔５４から外し、これを矢印Ｓ方向に引き出すことにより、帯電装置２０を取り出すことができる。逆に帯電装置２０を矢印Ｓと反対の方向に押し込むだけで、帯電装置２０を画像形成装置本体内にセットすることができる。このように、帯電部材２１と生成物除去部材３１とをユニット化することにより、これらを共に交換することができ、その作業を簡素化することができる。図１６における符号５７は、図８に示した加圧アーム４０が入り込む開口を示している。
【００８６】
像担持体１としては、各種形式のものを用いることができるが、像担持体１がアモルファスシリコン感光体より成ると、この感光体の表面の硬度が高いため、像担持体の寿命を大きく伸ばし、しかも前述の各構成によってその像担持体表面に付着した放電生成物を除去し、異常画像の発生を防止することができる。
【００８７】
アモルファスシリコン感光体は、その表面が硬いため、当該表面は簡単には削られず、従来は異常画像が発生しやすかった。このため、従来は像担持体の中にヒータを設け、そのヒータの熱によって湿度の上昇を抑え、異常画像の発生を防止する構成を採用していたが、前述のように、極性吸着剤によって帯電部材２１、或いは帯電部材２１と像担持体表面の放電生成物を除去すれば、ヒータを用いることなく、異常画像の発生を阻止できる。ヒータを用いればその分、余分な電力が必要となるが、本例の画像形成装置ではこのような欠点も阻止できるのである。さらに、特に最近の画像形成装置においては、比較的低い温度で転写材上のトナー像を定着できるように、低融点のトナーが採用されるようになったが、かかるトナーを用いた場合には、像担持体の温度をできるだけ上昇させないようにする必要がある。本例の画像形成装置においては、像担持体を加熱するヒータを用いる必要がないため、この要求を確実に満足させることができる。
【００８８】
以上、像担持体に静電潜像を形成するためにその像担持体を帯電する帯電装置に本発明を適用した各具体例を説明したが、本発明は、像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写装置より成る帯電装置にも適用できるものである。例えば、図１に示した転写装置２４の転写ローラ１１より成る帯電部材の放電によって、その転写ローラ１１に放電生成物が付着し、これが像担持体表面に付着して、前述したところと全く同様な不具合が発生するおそれがあるが、前述の帯電装置２０の各構成を転写装置２４に適用することによって、上記不具合の発生を阻止することができる。
【００８９】
また、上述した各例においては、帯電ローラより成る帯電部材２１を備えた帯電装置２０について説明したが、他の形式の帯電部材を有する帯電装置にも本発明を適用できる。
【００９０】
放電生成物、主に硝酸化合物の発生量は、帯電装置の帯電方式によって異なることが判っており、チャージワイヤを有する帯電チャージャよりも、帯電ローラを像担持体表面に接触させる形式の帯電装置の方が放電生成物の発生量が多いことが確認されている。特に、交流に直流を重畳した電圧を帯電ローラに印加すると、放電生成物の発生量が多くなる。また、像担持体から微小ギャップをあけて帯電ローラを配置する形式の帯電装置では、その帯電ローラに多量に放電生成物が付着することも判ってきた。このような観点から、帯電ローラを用いた帯電装置に本発明を特に有利に適用することができる。
【００９１】
また、本発明は、帯電した像担持体表面を像露光して、その表面電位の絶対値が低下した部分を地肌部とし、その絶対値が高く維持された部分を静電潜像とし、ここにトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置や、像担持体上のトナー像を一旦、中間転写体より成る転写材に転写し、その中間転写体上のトナー像を最終的な転写材である記録媒体上に転写する画像形成装置などにも広く適用できる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、帯電部材に付着した放電生成物を効率よく除去することができると共に、像担持体に付着した放電生成物も除去でき、像担持体に形成されるトナー像の画質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。
【図２】帯電装置の縦断面図である。
【図３】図２に示した帯電装置の一部を示す斜視図である。
【図４】図２に示した帯電装置の横断面図である。
【図５】剤担持部材がブラシより成る生成物除去部材を示す図である。
【図６】セルロース繊維に固着されたゼオライトを示す説明図である。
【図７】帯電装置の他の例を示す縦断面図である。
【図８】図７に示した帯電装置の作動状態を説明する横断面図である。
【図９】図７に示した帯電装置の作動状態を説明する横断面図である。
【図１０】図７に示した帯電装置の作動状態を説明する横断面図である。
【図１１】帯電装置のさらに他の例を示す縦断面図である。
【図１２】帯電装置のさらに別の例を示す横断面図である。
【図１３】帯電装置のさらに他の例を示す縦断面図である。
【図１４】帯電装置のさらに別の例を示す横断面図である。
【図１５】帯電装置の生成物除去部材の動きを説明する図である。
【図１６】帯電装置のさらに他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  像担持体
６  現像装置
１４  クリーニング装置
２０  帯電装置
２１  帯電部材
２４  転写装置
３１  生成物除去部材
３２  剤担持部材
３５  ブラシ繊維
５０  ゼオライト
【図１】
0004637384.tif 000002
【図２】
0004637384.tif 000003
【図３】
0004637384.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004637384.tif 000007
【図７】
0004637384.tif 000008
【図８】
0004637384.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004637384.tif 000011
【図１１】
0004637384.tif 000012
【図１２】
0004637384.tif 000013
【図１３】
0004637384.tif 000014
【図１４】
0004637384.tif 000015
【図１５】
0004637384.tif 000016
【図１６】
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