(57)【要約】      （修正有）【課題】 コンパクトな装置においても、簡単な構成で帯電ローラの帯電が除電手段の光に影響されることがなく長期にわたり良好に行われる画像形成装置を提供することにある。【解決手段】 帯電手段（帯電ローラ４）、露光手段８、現像手段６０、転写手段７、クリーニング手段３、除電手段２と、帯電ローラ４に当接して帯電ローラ表面をクリーニングするクリーニング部材５を備えた画像形成装置が、感光体上の帯電面Ａに向かう除電手段２の照射光が帯電ローラ４を照射しないように、クリーニング部材５を除電手段２の照射光を遮光する位置に配置したことを特徴としている。【選択図】    図１
2005128564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電ローラが当接することにより感光体表面を帯電する帯電手段と、
画像情報に基づき前記感光体表面に選択的に光を照射して潜像を形成する露光手段と、
該露光手段により形成された潜像をトナー像化させる現像手段と、
前記トナー像を記録紙に転写する転写手段と、
転写後の感光体表面の未転写トナーをクリーニングするクリーニング手段と、
該クリーニング手段の後に感光体表面に光を照射することで感光体表面の電荷を消去する除電手段と、
前記帯電ローラに当節して帯電ローラ表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた画像形成装置において、
前記感光体上の帯電面に向かう前記除電手段の照射光が前記帯電ローラを照射しないように、該クリーニング部材を前記除電手段の照射光を遮光する位置に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング部材は、前記感光体と同期して従動回転する前記帯電ローラに対して前記感光体の回転方向上流側であって前記除電手段光路側に傾けて配置している請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を利用した機器に於いて、帯電装置に帯電ローラが用い、且つ、その帯電ローラをクリーニングするクリーニング部材の位置関係に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置に於ける感光体等の被帯電体に対して帯電処理を行う手段として、コロナ放電を利用したスコロトロン方式が一般的に採用されてきた。
【０００３】
このスコロトロン方式は被帯電面を均一に帯電させるために非常に有効な手段であるが、高圧電源を必要とし、コロナ放電によって多量のオゾンを発生させるため、画像形成に対する影響もさることながら、人体への影響も懸念されている。  
そこで、現在ではこのスコロトロン方式に代わって、オゾンの発生が少なく、比較的低電圧でも所定の電位を得ることのできる接触帯電方式が注目されつつある。  
この接触帯電方式は、バイアス電圧を印加した帯電部材を被帯電体に直接当接させた上、相対的に移動させ、これによって被帯電面を所定の電位に帯電する方式で、該帯電部材として帯電ローラを用いたものが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように接触帯電方式は有用な帯電手段であるが、帯電ローラが初期の段階で汚染されてしまうという感光体面に接触しているが故の欠点を抱えているため、長期にわたって、帯電装置を利用するためには何らかの対策が必要となってくる。  
例えば、クリーニングブレードの潤滑剤として使用されているポリフッ化ビニリデンや、クリーニングブレードをすり抜けてくるトナーなどの高抵抗の異物が帯電部材に付着するとその部分に帯電不良が生じ、縦スジなどの画像不良が発生する。  
あるいは、紙粉等の低抵抗の異物が付着した場合は高湿下での異常放電や、画像流れの原因となる。  
また、これらの異物が長期にわたって帯電ローラに付着したまま存在すると、経時的に帯電ローラやドラム表面に傷を付けることとなり、スジ状の画像欠陥が発生してしまう。
【０００５】
従って、長期にわたって帯電装置を使用する場合、帯電ローラの効果的なクリーニングが常に不可欠なものとなってくる。
【０００６】
一方、電子写真方式において、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段を経た後、イレーサーランプ（除電手段）を直接感光体表面に照射して感光体表面の残存電荷を消去し、再度、帯電を行い上述の画像形成を繰り返し行う構成となっている。
【０００７】
このような構成の場合、感光体上に除電手段と帯電手段が隣り合って配置されているため、遮蔽するものがなければ、除電手段の光は拡散するため帯電ローラの帯電面の上流側又は下流側にも光が回り込み帯電不良の問題が生じることになる。  
しかしながら遮蔽手段を用いることは、装置の大型化につながり、特に感光体を小径化した装置においては、レイアウト上、遮蔽手段を配置するのが困難となる。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、本発明はコンパクトな装置においても、簡単な構成で帯電ローラの帯電がイレースランプの光に影響されることがなく長期にわたり良好に行われる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の問題点を解決するために本発明は、帯電ローラが当接することにより感光体表面を帯電する帯電手段と、画像情報に基づき前記感光体表面に選択的に光を照射して潜像を形成する露光手段と、該露光手段により形成された潜像をトナー像化させる現像手段と、前記トナー像を記録紙に転写する転写手段と、転写後の感光体表面の未転写トナーをクリーニングするクリーニング手段と、該クリーニング手段の後に感光体表面に光を照射することで感光体表面の電荷を消去する除電手段と、前記帯電ローラに当節して帯電ローラ表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた画像形成装置において、前記感光体上の帯電面に向かう前記除電手段の照射光が前記帯電ローラを照射しないように、該クリーニング部材を前記除電手段の照射光を遮光する位置に配置した構成とする。
【００１０】
本発明の構成によれば、別途帯電ローラと除電手段の間に遮蔽用の部品を追加することなく発光素子から発せられる光を帯電用ローラの帯電面に照射して帯電電位が低下するのを防ぐことができる。
【００１１】
クリーニング部材の材料については、発泡ポリウレタン等のスポンジ材が好適で、セルからの光漏れがないようにするためには１インチ当たりのセル数が３０〜６０個の範囲が適当である。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によれば、特別に遮蔽部材を用いること無く、漏光により表面電位のダウンを防ぎ、更に帯電ローラの傷の発生を押さえることも可能で帯電ローラの耐久性も向上でき、長期にわたり良好な画像が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。  
図１は本発明が適用される画像形成装置、特にプリンタの感光体ドラム１周辺のプロセスユニットの基本構成図を示し、ドラム回転方向（反時計回り）に沿ってＬＥＤユニット８、現像ユニット６０、転写ローラ７、クリーニングブレード３（クリーニング手段）、イレーサからなる除電手段２、帯電ローラ４が配置され、周知の様に除電手段２により除電後、帯電ローラ４により均一帯電された感光体ドラム１上にＬＥＤユニット８により露光潜像が書込まれ、該露光潜像を反転現像にて現像ユニット６０でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写ローラ７にて記録媒体１０に転写した後、クリーニングブレード３にて残留トナーを除去する。  
そして前記クリーニングブレード３にて除去された残留トナーは不図示のスクリューにより廃トナーボトル（不図示）に収容される。
【００１４】
次に前記各プロセス手段について説明する。  
感光体ドラム１は直径が３０φで帯電極性が負極性のＯＰＣドラム（有機光導電体）を用い、不図示のモータにより矢印方向に所定周速で回転可能に構成されている。  
そして前記感光体ドラム１の感光体層の膜厚（ＧＧＬ，ＣＴＬ等の総厚さ）を２５μｍに設定するとともに、ＣＴＬ層に粘弾性特性の高い感光体を用いている。  
又該感光体の塗工表面は凹凸を規制した欠陥レス感光体を用いるのがよい。
【００１５】
ＬＥＤユニット８は公知の様に列状にＬＥＤ素子を配列したＬＥＤヘッドと集束レンズからなり、画像情報に対応した露光潜像を感光体ドラム１上に書込み可能に構成する。
【００１６】
現像ユニット６０は、キャリアとトナーからなる複数成分現像剤が収納された現像容器６１と不図示の固定磁石集成体が収納された現像ローラ６２からなり、現像ローラ６２に例えば−３５０〜−４５０Ｖの直流現像バイアスＶｇを印加して、低い電界で反転現像を行うように構成する。  
そして前記キャリアは、バインダー樹脂中に磁性体が均一分散されてなるキャリア母粒子の表面に導電性微粒子が固定されて構成されたものを用い、その磁力は、５ｋＯｅ（エルステッド）の磁場での最大磁化が５５〜８０ｅｍｕ／ｇ、キャリアの平均中心粒度は３５μｍで特に３５μｍ以下の粒子を１５ｗｔ％以上含む粒径分布の現像剤を用いる。  
又トナーは通常の高抵抗若しくは絶縁性トナーが用いられ、例えば、バインダー樹脂、着色剤、電荷制御剤、オフセット防止剤などに、磁性体を添加してその平均中心粒度は５〜１５μｍ前後の磁性トナーとして構成し上記のキャリアとトナーとの適正混合比を例えば８５〜９０：１５〜１０重量％に設定する。
【００１７】
転写ローラ７は、抵抗率が１０5 Ω・ｃｍ以下の導電性弾性ローラ、具体的にはウレタンゴムローラを用い、転写バイアス７０を感光体１の表面電位及びトナー像電荷の極性と逆極性の＋２５０Ｖ〜２０００Ｖに設定する。
【００１８】
一方、クリーニングブレード３は、枠体１１により囲繞されており、先端が断面楔状の板状のポリウレタンエラストマー材を不図示の支持部材に取付けて、その先端角部が感光体ドラム１にほぼ線接触にて当接するように配設する。
【００１９】
除電手段２はクリーニングブレード３と帯電ローラ４間の感光体１上を照射するよう配置されている。  
かかる除電手段２は不図示であるがＬＥＤ素子が面上に４０ｍｍの間隔で７個感光体軸方向に配列して構成されており、光量が０．２５μＷ／ｍｍ2 （発光素子からの距離が２８．５ｍｍのとき）のＬＥＤ素子が用いられる。
【００２０】
帯電ローラ４は感光体ドラム１と同期して従動回転しながら６φのステンレス製中実シャフトからなるローラ軸４１周囲に、導電成分を添加し抵抗率を１０７Ω・ｃｍ以下に設定したポリウレタンゴム４２を成型し、１２φのローラ状に成型したもので、表面にナイロン樹脂コーティングを実施して形成される。  
尚、ローラ表面粗さはＲｚ＜７μｍ、好ましくは４〜６μｍに設定している。
【００２１】
又、帯電ローラ４を構成するポリウレタンゴム４２は、分子量分布や架橋度を異ならせ、そのゴム層のゴム硬度をＡｓｋｅｒ−Ｃ測定で４０〜５０°の範囲に設定する。  
そして表層のゴム層が前記ゴム硬度範囲にあるならば、必要に応じて前記帯電ローラ４のゴム層４２の表面層を硬化処理をしてもよく、又前記ポリウレタンゴム４２を帯電ローラ軸４１からゴム表面層に向け半径方向に分子量分布や架橋度を変化させてもよい。
【００２２】
そして前記帯電ローラ４の背面側にはスポンジローラからなるクリーニングローラ５（クリーニング部材）が接触配置されている。  
クリーニングローラ５には、金属ローラ軸５２の周囲に発泡ウレタンのスポンジ５１を円筒状に被覆して形成したものであり、クリーニングローラ５の直径を帯電ローラ４の直径より僅かに大の１２．５φに設定している。  
クリーニングローラ５の配置としては、感光体１と帯電ローラ４との帯電面Ａの感光体１回転方向上流側に除電手段２の光が直接照射しないように除電手段２の光路側に傾けて帯電面Ａへ直接照射する照射光の光路を規制するように配置するとともに、除電手段２からの光が装置の内壁を反射して回り込み帯電面Ａの下流側に照射しないように帯電装置の枠体９にクリーニングローラ５を近づけて完全に除電手段２の光を遮蔽する配置をとっている。  
ただし、本発明の構成では枠体９と併せて遮蔽を行うが、これに限定されず、クリーニングローラ５のみの照射光の規制、すなわちクリーニングブレード３と帯電ローラ４で形成される空間内に除電手段２を配置しても帯電面Ａの感光体１回転方向上流側に光が漏れないようにすることができる。
【００２３】
また、スポンジ５１の表面は光漏れを無くするために１インチ当たり３０〜６０個のセル数が形成されている。  
この場合、前記セル数が６０よりも多いものを使用すると、
かき取った異物を弾性部材の中に取り込むことが出来ず、弾性部材の表面に残った異物が帯電ローラに擦り付けられてかえって逆効果となる。  
したがって、この弾性部材を長期に亘って安定して使用しつつ本発明の効果を達成させるためには、かき取った異物を蓄え込む空間がある程度あって、前記セル数の少ないもの（３０〜６０個）を使用するのがより好ましい。  
また、クリーニングローラの色も光の吸収率の大きい色が用いられる。  
例えば、灰色、黒等である。
【００２４】
図２は前記帯電と現像を行う為のバイアス回路の構成を示し、３０は１２００Ｖの直流電圧Ｖを電圧調整回路に供給する高圧電源回路、３１は電圧調整回路で、該回路３１は夫々帯電バイアス電圧と現像バイアス電圧を調整する為の組立調整ボリュームとユーザ調整ボリュームを具え、該ボリュームにより調整された帯電バイアスＶｔを補正抵抗を介して帯電ローラ５のローラ軸に、又現像ローラ６２に現像バイアスを夫々印加している。  
この場合帯電バイアスは−８００〜−１３００Ｖの直流電圧が帯電ローラ４に印加され、常に一定の電圧が印加される定電圧制御を行う構成にしているので、定電流制御に比べて帯電ローラ、クリーニングローラ等の負荷変動は加わらない。  
現像バイアスは−３５０〜−４５０Ｖの直流電圧が帯電ローラ４に印加され、約１７０〜１７３μｍの現像電流が流れるように構成する。
【実施例】
【００２５】
（１）実施例１
本発明の効果を確認するために、クリーニングローラ５と帯電ローラ４を従動回転に設定しつつ、帯電バイアス−１２５０Ｖ、温度２５°Ｃ、湿度５５％の環境（低温低湿度環境）下でクリーニングローラの条件を変化させて感光体の表面電位の変化を実験を行った。
【００２６】
実験結果を表１に示す。  
なお、帯電ローラとクリーニングローラの周速比を１．５に設定し、良好な画像が得られるための表面電位を−６２０Ｖに設定した。
【表１】
2005128564.tif 000003
【００２７】
（２）実施例２
次にスポンジ層５１表面のセル数を変化させたクリーニングローラを用いてそれぞれ５万枚づつ印字率５％で画像形成を行った結果を表２に示す。
【表２】
2005128564.tif 000004
【００２８】
実施例１，２に示すように７０、８０個／インチのものは表面電位は十分得られるが１万枚を越えてしばらくした後、小さな白点が生じ、２万枚以上の印刷より縦筋が目視にて確認できるほど増加していた。  
また、５万枚印刷後に帯電ローラを分解してみると帯電ローラに傷が生じていた。  
また、４０、６０個／インチの各実施例においては、表面電位においても、５万枚の印刷後も極めて鮮明な画像を得ることができ本発明の効果が確認できた。  
１０、２０個／インチにおいては、除電手段の光を規制することができず、帯電面に光が漏れて５万枚印刷後において画像の乱れが生じ、帯電ローラを分解してみるとその表面に異物がついていた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に適用される画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１の帯電と現像を行う為のバイアス回路の構成を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１    感光体ドラム
２    除電手段
３    クリーニングブレード（クリーニング手段）
４    帯電ローラ
５    クリーニングローラ（クリーニング部材）
５１  スポンジ層
５２  金属ローラ軸
【図１】
2005128564.tif 000005
【図２】
2005128564.tif 000006