(57)【要約】【課題】直流電圧印加においても汚れ捕集できる帯電ブレード４を提供する。【解決手段】帯電ブレード４における先端部４３で感光体ドラム３の表面を摺擦することで、バイアス印加によってトナーや外添剤を感光体ドラム３上から捕集しやすくする摺擦部材を設ける。【選択図】図３
2012128081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体に非帯電部が像担持体移動方向に対してカウンターに配設されて当接して相対的に移動し直流電圧が印加されることにより前記像担持体の表面を帯電するためのブレード状の帯電部材であって、
前記像担持体の表面に対して放電を行うための帯電部と、
前記像担持体の表面に対して放電を行わないための非帯電部と、を有し、
前記非帯電部は前記像担持体と接触して、前記帯電部と前記像担持体との間に放電可能な間隙を設けることが可能であり、
前記非帯電部は、前記非帯電部から前記像担持体の表面に対して放電をしないように、少なくとも一部が前記帯電部よりも高抵抗の物質で構成されており、
前記非帯電部は、前記像担持体の表面の画像形成可能領域幅の全幅に渡って当接して前記像担持体の表面を摺擦可能に設けられており、
前記帯電部材において、前記非帯電部と前記像担持体とが摺擦する部分を摺擦部とし、前記帯電部の中で、前記像担持体に対して放電を起こす位置を放電位置として、
前記摺擦部と前記放電位置との間に存在し、前記帯電部の放電位置の表面よりもへこんだ凹部を備え、前記凹部は、前記像担持体との間に電界を形成可能なように前記像担持体に対向する側に存在していることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
前記帯電部と前記非帯電部を支持し前記帯電部に電圧を印加するための電極部を備え、前記電極部の一部が前記凹部を構成していることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
前記非帯電部と前記像担持体との当接位置から前記凹部へ向かう汚れガイド部を有し、前記当接位置から前記汚れガイド部に沿う線分の延長線が前記凹部と交わることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項４】
静電潜像が形成される像担持体に像担持体移動方向に対して非帯電部が当接し直流電圧が印加されることにより前記像担持体の表面を帯電する帯電部材であって、
前記像担持体の表面に対して放電を行うための帯電部と、
前記像担持体の表面に対して放電を行わないための非帯電部と、を有し、
前記非帯電部は前記像担持体と接触して、前記帯電部と前記像担持体との間に放電可能な間隙を設けることが可能であり、
前記非帯電部は、前記非帯電部から前記像担持体の表面に対して放電をしないように、少なくとも一部が前記帯電部よりも高抵抗の物質で構成されており、
前記非帯電部は、前記像担持体の表面の画像形成可能領域幅の全幅に渡って当接して前記像担持体の表面を摺擦可能に設けられており、
前記非帯電部は回動自在のローラーであり、
前記帯電部材において、前記非帯電部と前記像担持体とが摺擦する部分を摺擦部とし、前記帯電部の中で前記像担持体に対して放電を起こす位置を放電位置として、
前記摺擦部と前記放電位置との間に存在し、前記帯電部の放電位置の表面よりもへこんだ凹部を備え、前記凹部は、前記像担持体との間に電界を形成可能なように前記像担持体に対向する側に存在していることを特徴とする帯電部材。
【請求項５】
前記ローラーは前記像担持体との摺擦部において像担持体移動方向に対してカウンター方向に回転されることを特徴とする請求項４に記載の帯電部材。
【請求項６】
静電潜像が形成される像担持体の表面を帯電するためのブレード状の帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電源と、を備えた画像形成装置であって、前記帯電部材が請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の帯電部材であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像が形成される像担持体（被帯電体）に非帯電部が像担持体移動方向に対してカウンターに配設されて当接して相対的に移動し、直流電圧が印加されることにより像担持体の表面を帯電するためのブレード状の帯電部材に関するものである。また、その帯電部材を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
上記において、静電潜像が形成される像担持体の代表例としては、電子写真感光体、静電記録誘電体が挙げられる。画像形成装置としては電子写真方式や静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機、画像表示ディスプレイ装置などが挙げられる。
【背景技術】
【０００３】
転写方式の電子写真画像形成装置を例にして説明する。この装置は、一般に、回転ドラム型に代表される電子写真感光体（像担持体：以下、ドラムと記す）に対して、ドラム表面を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段と、そのドラム帯電面に選択的に露光する露光手段により画像情報の静電潜像が形成される。そして、その潜像が現像手段により現像剤（以下、トナーと記す）を用いてトナー像として可視化（現像）される。そのトナー像が転写手段により記録材（記録媒体）に転写される。そして、記録材上のトナー像が定着手段により固着画像として定着されて、その記録材が画像形成物として出力される。
【０００４】
帯電手段は、近年は、半導電性のゴムや樹脂によるベルト形状、ロール形状、ブラシ形状などの回転方式の帯電部材、あるいはブレード形状、フィルム形状などの固定方式の帯電部材を用いた接触型の帯電器が注目されるようになった。このような接触型の帯電器は、ドラム表面を帯電するために通常直流電圧を−１．０〜−１．５ｋＶ印加することによってドラム表面を−５００Ｖ程度に帯電する。また直流電圧のみだと帯電が不安定になることがあることから、交流電圧を直流電圧に重畳させることによって帯電の安定化を図るといった方法が用いられている。
【０００５】
ここで、ブレード帯電器にみられる接触型帯電器の問題点の一つとして、帯電器の汚れがある。通常、転写されずにドラム上に残ったトナーはクリーニング部材によってクリーニングされ、ドラム上からかきとられる。しかし、すべてのトナーや外添剤を十分に除去できるわけではないため、クリーニング部材をすり抜けて帯電器に搬送されてしまう。そのため、クリーニング部材でクリーニングできず、すり抜けたトナーや外添剤が接触型の帯電器に送られ、ドラムに接触している帯電器の表面に付着してしまう。
【０００６】
その後帯電器表面に付着したトナーや外添剤が所定の付着量を超えると、均一な放電を阻害してしまうために不均一帯電を発生させてしまう。そのため、最終的に帯電不良による縦スジといった画像不良を発生させていた。
【０００７】
こういった問題から、帯電器の表面の汚れを防止し、かつ放電によって発生するオゾンの量を極力抑えることが要求されていた。
【０００８】
そこで、できるだけ小さなギャップを保ちつつ非接触でドラム表面を帯電させる非接触型の帯電器（コロナ帯電器とは別に）も考えられている。上記のような狭いギャップを保証するような非接触型の帯電器においては、狭いギャップのために必ずしも汚れが付着しないわけではなかった。これは転写されずに残ったトナーや外添剤はゼロまたはプラスの電荷量をもっていることが原因と考えられる。そのため、マイナスのバイアスを印加された帯電部で電界の影響を受けてプラスの電荷を帯びたトナーや外添剤が帯電部に飛翔するためにおこる現象であった。
【０００９】
以上のことから、本出願人は、先に、さらなる帯電部の汚れを防止するために帯電部前に金属部材を設け、その金属部に電界をかけて汚れを捕集する捕集部材を設ける構成を提案している（特許文献１）。この構成によれば、直流電圧と交流電圧を重畳した帯電では大きな電界差を得られるために、金属部分での電界による汚れ捕集が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２８３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記技術の更なる改善に係る。その目的とするところは、印加電圧として帯電音発生のない直流電圧を印加する場合においても効果的に汚れ捕集できるブレード状の帯電部材、およびその帯電部材を用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る帯電部材の代表的な構成は、静電潜像が形成される像担持体に非帯電部が像担持体移動方向に対してカウンターに配設されて当接して相対的に移動し直流電圧が印加されることにより前記像担持体の表面を帯電するためのブレード状の帯電部材であって、前記像担持体の表面に対して放電を行うための帯電部と、前記像担持体の表面に対して放電を行わないための非帯電部と、を有し、前記非帯電部は前記像担持体と接触して、前記帯電部と前記像担持体との間に放電可能な間隙を設けることが可能であり、前記非帯電部は、前記非帯電部から前記像担持体の表面に対して放電をしないように、少なくとも一部が前記帯電部よりも高抵抗の物質で構成されており、前記非帯電部は、前記像担持体の表面の画像形成可能領域幅の全幅に渡って当接して前記像担持体の表面を摺擦可能に設けられており、前記帯電部材において、前記非帯電部と前記像担持体とが摺擦する部分を摺擦部とし、前記帯電部の中で、前記像担持体に対して放電を起こす位置を放電位置として、前記摺擦部と前記放電位置との間に存在し、前記帯電部の放電位置の表面よりもへこんだ凹部を備え、前記凹部は、前記像担持体との間に電界を形成可能なように前記像担持体に対向する側に存在していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の帯電部材においては、像担持体に当接して像担持体の表面を摺擦する非帯電部によって、トナーや外添剤が像担持体の表面から離れやすい。そのため、電界の効果で汚れ捕集部分でトナーや外添剤を取り込みやすくなり、印加電圧として帯電音発生のない直流電圧を印加する場合においても効果的に汚れ捕集して帯電部の汚れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る帯電ブレードでの汚れ捕集概略図
【図２】画像形成装置の一例を示す概略構成図
【図３】実施例１に係る帯電ブレードの概略図
【図４】（ａ）はドラムと帯電ブレードの斜視図、（ｂ）はドラムと帯電ブレードの部分的な斜視図
【図５】実施例１に係る帯電ブレードの設定概略図
【図６】設定角θ、侵入量δの測定方法の説明図
【図７】摺擦部での粒子（トナー）挙動概略図
【図８】比較例の帯電ブレードの概略図
【図９】実施例２に係る帯電ブレードの概略図
【図１０】実施例２に係る帯電ブレードのローラー駆動部の斜視概略図
【図１１】実施例２に係る帯電ブレードの設定概略図
【図１２】摺擦部での粒子（トナー）挙動概略図
【図１３】実施例２に係る帯電ブレードでの汚れ捕集概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１６】
［実施例１］
（１）画像形成装置例の全体的な概略構成及び作像動作
図２は本発明に従うブレード状の帯電部材（ブレード帯電器）４を用いた画像形成装置１の一例の概略構成図である。装置１は、電子写真プロセス利用のプロセスカートリッジ着脱式の電子写真画像形成装置（プリンタ）である。装置１はパソコン・イメージリーダ・ファクシミリ装置等のホスト装置３００から制御回路部（制御手段：ＣＰＵ）１００に入力する電気的な画像信号に基づいて記録材（記録メディア、記録媒体）Ｐに対する画像形成を実行する。
【００１７】
記録材Ｐは電子写真プロセスで画像形成が可能なシート状物であり、例えば、用紙、樹脂シート、ラベル等が挙げられる。制御回路部１００は操作部２００やホスト装置３００との間で各種の電気的情報の授受をすると共に、装置１の画像形成動作を記憶部に記憶させた所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。
【００１８】
装置１の装置本体内には、カートリッジ収納部１Ａが設けられている。プロセスカートリッジ２はカートリッジ収納部１Ａに対して所定の操作要領にて取り外し可能に装着されている。本実施例において、カートリッジ２は一体型のプロセスカートリッジである。即ち、現像剤Ｔで現像される静電潜像が形成される回転ドラム型の像担持体としての電子写真感光体ドラム３と、このドラム３に作用するプロセス手段としての帯電手段４・現像手段６・クリーニング手段８が共通の筺体に一体的に組み付けられて一体化されている。
【００１９】
本実施例において、帯電手段４は帯電ブレード（ブレード状の帯電部材）である。この帯電ブレード４については後述する。現像手段６は現像剤Ｔとして磁性１成分トナーを用いた非接触現像装置である。以下、現像剤Ｔをトナーと記す。本実施例で使用されるトナーＴは、母体と複数の外添剤からなり、平均粒径８μｍの磁性１成分ネガトナーである。クリーニング手段８はクリーニング部材として弾性ブレード（クリーニングブレード）８ａを用いたブレードクリーニング装置である。
【００２０】
現像装置６は、トナーＴを収容している現像剤収容部としての現像容器６ａを有する。また、ドラム３に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像剤担持体としての現像スリーブ６ｂ、スリーブ６ｂ内に配設された非回転のマグネットローラ６ｃ、現像スリーブ６ｂ上のトナーの量を規制する現像ブレード６ｄなどを有する。
【００２１】
カートリッジ収納部１Ａの上方部には、像露光手段としてのレーザースキャナユニット（レーザー光学装置）５が配設されている。ユニット５は、ホスト装置３００から制御回路部１００に入力する画像情報に対応して変調したレーザー光Ｌを出力する。そのレーザー光Ｌがカートリッジ２の上面側の露光窓２ａを通してカートリッジ２内に進入する。これにより、ドラム３の表面にレーザー走査露光がなされる。
【００２２】
カートリッジ２のドラム３の下面には転写ローラ７が当接して転写ニップ部Ｎを形成している。カートリッジ収納部１Ａに収容されているカートリッジ２は、押圧手段（不図示）により装置本体側の位置決め部（不図示）に押し付けられて位置決め固定されている。また、カートリッジ２の駆動入力部（不図示）に対して装置本体側の駆動出力部（不図示）が結合している。また、カートリッジ２の各種電気接点（不図示）に対して装置本体側の対応する各種電気接点（不図示）が導通している。
【００２３】
画像形成動作は次のとおりである。ドラム３は矢印Ａの時計回りに所定のプロセススピード、本実施例においては１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。ユニット５も駆動される。この駆動に同期して、所定の制御タイミングで帯電ブレード４に帯電バイアス印加電源Ｅから所定の帯電バイアスが印加されてドラム３の表面が帯電ブレード４により非接触式にて所定の極性・電位に一様に帯電処理される。ユニット５はドラム３の表面を画像信号に応じて変調されたレーザー光Ｌで走査露光する。これにより、ドラム３の表面に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００２４】
形成された静電潜像は現像装置６の現像スリーブ６ｂによりトナーが供給されてトナー像として現像される。現像スリーブ６ｂは矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。また、現像スリーブ６ｂには現像バイアス印加電源部（不図示）から所定の制御タイミングにて所定の現像バイアスが印加される。
【００２５】
一方、給紙機構部１３の給紙ローラ１４が駆動されて記録材（記録メディア）Ｐが一枚分離給送される。その記録材Ｐがレジストレーション手段（不図示）を含むシートパス１５を通って転写ニップ部Ｎに所定の制御タイミングで導入され、ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。ニップ部Ｎを記録材Ｐが通過している間、転写ローラ７には転写バイアス印加電源部（不図示）から所定の転写バイアスが印加される。これにより、ドラム３側のトナー像が順次に記録材Ｐの面に転写されていく。
【００２６】
ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはドラム３の面から分離されて定着装置１０に導入される。本実施例において、定着装置１０はヒートローラ定着装置であり、記録材Ｐは定着ニップ部で挟持搬送されて熱と圧力を受ける。これにより、記録材Ｐ上の未定着トナー像が固着画像として熱圧定着される。そして定着装置１０を出た記録材Ｐはシートパス１６を通って画像形成物として装置１の上面の排紙トレー１２に送られる。
【００２７】
また、転写ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐに転写されずにドラム３上に残存した転写残トナーは、クリーニング装置８のクリーニングブレード８ａにより掻き取られ、廃トナー容器８ｂに収納される。クリーニングされたドラム３は繰り返して画像形成に供される。
【００２８】
（２）帯電ブレード４の構成
図３の（ａ）は本実施例における帯電ブレード４の構成説明図である。図４の（ａ）はドラム３と帯電ブレード４の斜視図、（ｂ）はドラム３と帯電ブレード４の部分的な斜視図である。図５はドラム３に対する帯電ブレード４の設定を説明する図である。
【００２９】
この帯電ブレード４は、ドラム３に非帯電部４３がドラム移動方向（像担持体移動方向）Ａに対してカウンターに配設されて当接して相対的に移動し直流電圧が印加されることによりドラム３の表面を帯電するためのブレード状の帯電部材である。
【００３０】
帯電ブレード４はドラム３の表面に対して放電を行うための帯電部４４と、ドラム３の表面に対して放電を行わないための非帯電部４３と、を有する。帯電部４４と非帯電部４３は支持部４２に支持されている。非帯電部４３はドラム３と接触して、帯電部４４とドラム３との間に放電可能な間隙Ｈ（図５の（ｂ））を設けることが可能である。
【００３１】
非帯電部４３は、非帯電部４３からドラム３の表面に対して放電をしないように、少なくとも一部が帯電部４４よりも高抵抗の物質で構成されている。非帯電部４３は、ドラム３の表面の画像形成可能領域幅Ｇの全幅に渡って当接してドラム３の表面を摺擦可能に設けられている。
【００３２】
より具体的に説明する。支持部４２は電極板（電極部）を兼ねる導電性の弾性支持部材であり、本実施例では、厚み１００μｍのリン青銅板（金属部材）である。支持部４２はドラム３の母線方向（ドラム軸線方向）に長く、ドラム３の画像形成可能領域幅Ｇの全域に対応する長さ寸法を有する。支持部４２の基部側（支持部４２の短手方向の一端部側）はホルダー４１に保持されている。
【００３３】
ホルダー４１は本実施例では剛性を有する金属板であり、支持部４２と電気的に導通している。支持部４２の先端側（ホルダー６２側とは反対側）に、帯電ブレード先端部としての非帯電部４３が配設されている。本実施例においてこの非帯電部４３はウレタンゴム（絶縁性部材）である。
【００３４】
＜非帯電部４３＞
非帯電部４３はドラム３に接して帯電部４４が放電可能なギャップＨをもてるように位置決めを同時におこなうとともに、トナーをドラム上で転がすことによりドラム３から離れやすくすることを目的としている。また、非帯電部４３はドラム表面を摺擦することによってトナーや外添剤をドラム表面から剥がれやすくするために、画像形成可能領域幅Ｇの全域を摺擦できるように画像形成可能領域幅全体にわたって配設されている。
【００３５】
また、摺動部である非帯電部４３を絶縁にすることによって帯電部４４とは異なる部分での放電を発生させないようにすることで良好な帯電を得る。ただし、非帯電部４３からドラム３の表面への放電を抑えれば良いので、電極板である支持部４２を絶縁できさえばよく、非帯電部４３の先端部は図３の（ｂ）に示すように導電ゴム４７でもかまわない。それから、非帯電部４３はドラム３表面に接するため、弾性体の材質にすることでドラム３の表面に傷が発生するのを防止している。
【００３６】
＜帯電部４４＞
支持部４２のドラム３と対向する側の面には、ドラム表面に放電を利用して帯電するために、支持部４２の長手に沿って帯電部４４が取り付けられている。本実施例において、帯電部４４は中抵抗の導電ゴムであり、支持部４２に対して導電性接着剤により接合されている。従って、帯電部４４は支持部４２と電気的に導通している。また支持部４２はホルダー４１と電気的に導通している。
【００３７】
帯電部４４の導電ゴムの抵抗としては１０＾８Ωｃｍ程度である。帯電部４４は導電ゴムを利用しているため弾性体となる。これは帯電電圧を低くするためギャップＨをできるだけ狭くする必要性から、落下時などのドラム３との接触時の傷防止のために弾性体としている。
【００３８】
非帯電部４３と帯電部４４は同じ支持部４２に取り付けられている。これは、非帯電部４３と帯電部４４とを同一部材４２に取り付けているため帯電ブレード４をドラム３に突き当てる部分で位置決めができることから、位置精度がよくなるためである。また帯電部４４は非帯電部４３とは非接触になるように取り付けられており、かつ非帯電部４３と帯電部４４の間には電極板である支持部４２のみの汚れ捕集部としての凹部４５がある。
【００３９】
このときの非帯電部４３と帯電部４４の間の幅Ｍは本実施例では５ｍｍとしている。また、非帯電部４３がドラム３と接する点０からドラム回転方向（像担持体移動方向）Ａの下流側に伸びる線分Ｋは、凹部４５にトナーや外添剤が向かいやすいようにガイド部４６をもっている。このときの角度αはドラム３と接する点Ｏから保持部４２の延長線上にのびる垂線Ｕからなす角度であり、本実施例ではα＝４５°である。
【００４０】
αの範囲としては、ガイド部４６が汚れ捕集部４５に向かわなければ汚れ捕集ができないため、０°≦α＜点Ｏ（感光体ドラムと接する点）と点Ｐ（帯電部と汚れ捕集部の交点）を結ぶ線分Ｌのなす角β（本実施例では６５°）の範囲であれば良い。
【００４１】
即ち、帯電ブレード４は、非帯電部４３とドラム３とが摺擦する部分を摺擦部Ｄとし、帯電部４４の中で、ドラム３に対して放電を起こす位置を放電位置４４ａとして、摺擦部Ｄと放電位置４４ａとの間に汚れ捕集部としての凹部４５を備える。凹部４５は帯電部４４の放電位置４４ａの表面よりもへこんだ凹部である。凹部４５は、ドラム３との間に電界を形成可能なようにドラム３に対向する側に存在している。
【００４２】
＜帯電ブレードの設定＞
帯電ブレード４は長手方向をドラム３の母線方向に並行にしてドラム３に対して配列される。また、帯電ブレード４はドラム３の回転方向Ａに対してカウンター方向に配設される。そして、非帯電部４３をドラム３に接触させ、ホルダー４１をカートリッジ２の筺体に固定して、非帯電部４３を支持部４２の撓み反力にて所定の押圧力でドラム３に当接させた状態にされる。この当接状態において、帯電部４４はドラム１との間に非接触に対面して配置される。そして、帯電部４４の放電位置４４ａがドラム１との間に放電可能な間隙Ｈを持って非接触に配置される。
【００４３】
導電性のホルダー４１に対して帯電バイアス印加電源Ｅ（図２）から所定の帯電バイアスが印加され、そのバイアスが、ホルダー４１、支持部４２を介して帯電部４４に印加される。これにより、帯電部４４の放電位置４４ａとドラム３との間の微小空隙Ｈにおいてドラム３の表面に対して放電がなされて回転するドラム３の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。
【００４４】
本実施例では電源Ｅにより帯電部４４に−１．０ｋＶの直流電圧を印加し、ドラム表面を−５００Ｖ程度に帯電する。そのため、帯電で必要なマイナスバイアス印加によって汚れ捕集部である凹部４５の支持部（リン青銅部）４２には帯電電圧印加と同時に−１．０ｋＶの直流電圧が印加されている。
【００４５】
図５の（ａ）、（ｂ）を用いて、ドラム３に対する帯電ブレード４のドラム３に対する設定を説明する。帯電ブレード４の非帯電部４３はドラム３に接触して配設されている。そして、帯電ブレード４はドラム３の回転方向Ａに対してカウンター方向に配設されている。また、帯電部４４はドラム表面を所定の電圧に帯電するために、放電可能なギャップＨをもってドラム３の表面から離れている。本実施例における帯電ブレード４は設定角θ＝２４°、侵入量δ＝０．５ｍｍでエッジ当接している。
【００４６】
侵入量δとはブレードの先端が変形せずにそのままドラム３へ侵入した仮想量であり、前記設定角θとはブレードの先端とドラムとが交わる点での接線とブレードとのなす角である。実際の設定角θと侵入量δの求め方を図６の（ａ）を用いて説明する。設定角θと侵入量δは、画像形成時における帯電ブレード４とドラム３の配置状態から、ドラム３を取り去った状態で測定を行う。
【００４７】
図６（ａ）において、画像形成時にドラム３が配置されてた位置を仮想ドラム３とする。仮想ドラム３の中心を通り帯電ブレード４の先端のエッジ部（図６では先端は非帯電部４３の例で説明している）を含み、ドラム１と対向する側の面と平行な軸をＸ軸とする。仮想ドラム１の中心を通りＸ軸に垂直な軸をＹ軸とする。図に示すように仮想ドラム中心０からの帯電ブレード４の座標の測定を行う。このドラム中心からｘ方向の座標ｘとｙ方向の座標ｙ、そしてドラム１の半径ｒから式（１）と式（２）を用いて設定角θと侵入量δを求めることができる。
【００４８】
δ＝√（ｒ＾２−ｘ＾２）−ｙ    ・・・式（１）
θ＝ｓｉｎ−１（ｘ／ｒ）        ・・・式（２）
次に、帯電ブレードと当接する対象物が感光体ベルトなどの平面３´である時について図６の（ｂ）を用いて説明する。これは図６の（ａ）と異なり、帯電ブレードの当接位置が変っても設定角θは変らない。よって仮想ベルトとの成す角である設定角θは、仮想ベルト平面３´に対してブレードの取り付け角度を測ることで容易に知ることができる。また、侵入量δは仮想ベルトからブレードエッジまでの距離ｇと設定角θから式（３）を用いて求めることができる。
【００４９】
δ＝ｇ／ｃｏｓθ          ・・・式（３）
上記の式（１）〜（３）により帯電ブレード４の設定角θや侵入量δを求めることができる。
【００５０】
そして帯電部４４がドラム３とのギャップαを放電可能な７．５〜１５０μｍを常に保てるようにする。また、できるだけ放電できる領域が広いほど帯電が安定するため、当接角、侵入量を決定することとなる。以上のような設定にすることで、非帯電部４３をすり抜けたトナーや外添剤が帯電バイアス印加とともに汚れ捕集部４５に電界の効果で引き寄せられることから、カウンター当接して放電領域を汚すことがなくなる。
【００５１】
＜転写残トナーと外添剤＞
本実施例ではマイナスに帯電するトナーを用いている。通常は摩擦帯電によってトナーはマイナスに帯電して転写部Ｎに送られる。そして転写部Ｎでプラスの電圧（本実施例では＋１．０ｋＶ）を印加して記録材Ｐ上に転写されることとなる。しかし、摩擦帯電によってトナーはマイナスに帯電するのみならず、少なからずプラスに帯電するトナーや外添剤も存在する。このため、プラスに帯電したトナーや外添剤は転写部Ｎで転写されずに、転写残としてクリーニング部に送られる。
【００５２】
クリーニング部ですべてドラム上から剥ぎ取られてクリーニングできればいいが、外添剤やトナーの微粉といったものは粒径が小さいために必ずしもクリーニングすることはできず、最終的に帯電ブレード４の帯電部４４に送られてしまう。そのため、プラスに帯電したトナーや外添剤がマイナスバイアス印加されている帯電部４４に引き寄せられて帯電部４４を汚してしまう原因となる。
【００５３】
＜摺擦部Ｄにおける摺擦＞
ドラム３に当接して摺擦部Ｄを形成する帯電ブレード４における非帯電部４３の役割を図７を用いて説明する。転写されずにドラム３上に残った転写残トナーＴａが摺擦部Ｄに送られると、摺擦部Ｄで外添剤やトナーは摺擦を受ける。このとき外添剤やトナーは摺擦部Ｄによってドラム３に付着している付着面を変え、ドラム３と非帯電部４３間で転がることになる。そのとき、外添剤やトナーは摺擦部Ｄによって摺擦されるため、ドラム３に対して移動速度が遅くなる。
【００５４】
その後、外添剤やトナーが摺擦部Ｄを通過した直後に摺擦部Ｄによる影響がなくなるためドラム３の回転スピードで移動しなければならなくなる。そのため、トナーや外添剤は摺擦部Ｄを通過した直後に急激な移動速度変化の力を受けるため、転がる、または跳ねるなどしてドラム３ｎｏ表面から浮きやすくなる。そのため、摺擦部Ｄによってトナーや外添剤がドラム３と移動速度を変えられることによって、ドラム上を離れるきっかけとなる。そのため、マイナスバイアス印加によってプラスに帯電しているトナーや外添剤は汚れ捕集部４５に向かってドラム３上から移動しやすくなる。
【００５５】
＜汚れ捕集機構（メカニズム）＞
次に、凹部４５における汚れ捕集機構を図１を用いて説明する。摺擦部Ｄによってドラム３上から引き剥がされやすくなったトナーや外添剤Ｔａはその後汚れ捕集部である凹部４５に送られる。そこで、凹部４５では金属部分に帯電電圧の−１．０ｋＶの電圧が印加されているため、摺擦部Ｄによってドラム３上から剥がれやすくなったプラスに帯電したトナーや外添剤は電界Ｅの力を受けて凹部４５に引き寄せられることとなる。そのため、帯電部４４で引き寄せられるトナーや外添剤が少なくなり、帯電不良を引き起こすことなく良好な帯電を維持できる。
【００５６】
即ち、帯電ブレード４に対して直流電圧と交流電圧を重畳した帯電電圧印加して帯電する系の場合は、大きな電界差を得られるために、金属部分での電界による効果的な汚れ捕集が可能である。しかし、直流電圧と交流電圧の重畳電界では板状の構造だと振動が大きくなり帯電音が大きく発生してしまう。そのため、近年の静音化の流れから帯電音が小さい直流電圧のみしか印加できないといった制約がでてきた。そのため直流電圧のみの印加の場合には、直流電圧と交流電圧の重畳電圧に比べて電界の強度が弱いため、金属部分で汚れを確実に捕集することは難しくなってしまった。
【００５７】
本実施例１においては、ドラム３に当接してドラム３の表面を摺擦する非帯電部４３によって、トナーや外添剤がドラム３の表面から離れやすい。そのため、電界の効果で汚れ捕集部４５でトナーや外添剤を取り込みやすくなり、印加電圧として帯電音発生のない直流電圧を印加する場合においても効果的に汚れ捕集して帯電部４４の汚れを防止できる。
【００５８】
（３）検証実験
ここで、本実施例において汚れ捕集により帯電不良が改善するのかの検証実験をおこなった。実験は温度２３℃、湿度５０％の環境でおこなった。帯電電圧−１．０ｋＶの直流電圧を印加し、摺擦部Ｄがあることによって外添剤やトナーの付着による帯電不良が改善するのかを確認する。
【００５９】
確認方法としては、連続通紙によって印字率２％の横線を印字しながら、定期的にハーフトーン画像を印字しどれだけ帯電不良を発生させずに印字できるかを確認する。帯電不良の目安としてハーフトーン画像上の縦スジの発生状況を比較する。摺擦部Ｄをもつ帯電ブレードとして本実施例１の帯電ブレード４をもちいた。比較のために、摺擦部をもたない帯電ブレードとして図８に示すような帯電ブレード４Ａを用いる。
【００６０】
比較例の帯電ブレード４Ａはドラム３上に配設されており、支持部７１として厚さ１００μｍのリン青銅板を用いている。また、帯電部７２とドラム３との間に所定の放電ギャップを維持できるように画像領域外端部にスペーサー７３を用いてギャップを規定している。先端部は支持部７１であるリン青銅板が剥き出しとなり、これが汚れ捕集部７４となる。このときの支持部７１は帯電電圧−１．０ｋＶ印加されているため、−１．０ｋＶの直流電圧が先端部即ち汚れ捕集部７４に印加されていることになる。
【００６１】
上記の二つの帯電ブレード４と４Ａを用いた場合の縦スジの発生状況を表１で示す。このとき、発生なし○、軽微に発生△、発生×としている。
【００６２】
【表１】
2012128081.tif 000003
以上のことから、本実施例１においては、直流電圧印加の帯電ブレード４において、摺擦部Ｄでトナーや外添剤を摺擦して転がすことにより、電界の力でトナーや外添剤を汚れ捕集部４５で引き寄せやすくする。これによって帯電部４４の汚れを防止し、帯電不良を防止することが可能となる。
【００６３】
［実施例２］
実施例１ではブレード先端部である非帯電部４３が摺擦部材として固定系であったが、本実施例では非帯電部４３がローラーで回動自在であることを特徴とする。
【００６４】
＜帯電ブレードの構成＞
図９は本実施例の帯電ブレード４の構成図である。本実施例の帯電ブレード４は、実施例１の帯電ブレード４（図３）との対比において、非帯電部４３を回動自在のローラーとしている点で相違する。その他の帯電ブレードの構成は実施例１の帯電ブレード４と同様である。非帯電部としてのローラー４３はφ３の芯金８５に絶縁性の弾性ゴム８６を被覆し、φ４．２のローラーを形成している。
【００６５】
ローラー４３はドラム１に対して当接する。そして、本実施例ではローラー４３は、図１０・図１１のように、３ドラムからの駆動ギア９３とギア列９４・９５によってドラム３との当接部においてドラム３の回転方向Ａに対してカウンター方向Ｂに回転駆動される。ローラー４３とドラム３との当接部が摺擦部Ｄである。
【００６６】
ローラー４３はドラム３の表面を摺擦することによってトナーや外添剤をドラム３の表面から剥がれやすくするために、ドラム３の画像形成可能領域Ｇ（図４の（ａ））の全域を摺擦できるように領域Ｇ全体にわたって配設されている。ローラー４３は芯金端部で軸受け９１上にあるばね９２によって加圧され支持されている。また、ローラー４３はギア９３・９４・９５を介してドラム３に対してカウンター方向に回転することになる。
【００６７】
＜帯電ブレードの設定＞
図１１に示すように帯電ブレード４の先端にあるローラー４３はドラム３に接触して配設されており、ドラム３とカウンター方向Ｂに回転している。そして、帯電ブレード４はドラム３の回転方向Ａに対してカウンター方向に配設されている。また、帯電部４４はドラム３の表面を所定の電圧に帯電するために、放電可能なギャップＨをもってドラム３の表面から離れている。本実施例での設定角はθ＝２４°としている。
【００６８】
またこのとき、支持部４２であるリン青銅板はローラー４３に所定の押圧で配設されている。これは帯電部４４がドラム３とのギャップＨを放電可能な７．５〜１５０μｍを常に保てるようにする。本実施例における押圧は３０ｇｆ／ｃｍである。また、できるだけ放電できる領域が広いほど帯電が安定するため、支持部４２の押圧、設定角をそれぞれの場合に応じて決定することとなる。
【００６９】
＜ローラー４３における摺擦機構＞
次に先端のローラー４３における摺擦機構に関して図１２を用いて説明する。ローラー４３がドラム３に対してカウンター回転することによって、転写残トナーや外添剤Ｔａを摺擦する。このとき、トナーや外添剤はローラー４３によって回転させられ、ドラム３上を移動する移動速度を遅くさせられる。実施例１の静止した非帯電部４３に比べて本実施例での非帯電部４３としての回転可能なローラーはドラム３に対してカウンター方向に回転しているため、さらに移動速度を遅らせることとなる。
【００７０】
そのため、図１２に示すように転写残トナーや外添剤はドラム３上に付着している付着面を変えられ、ドラム３上から剥がれやすくなる。更に、ローラー４３を通過した直後にトナーや外添剤はドラム３と同じ速度で移動しなければならず、急激な速度変化の力を受けることとなる。
【００７１】
そのため、トナーや外添剤は急激な移動速度変化によりドラム３上を転がる、または跳ねることによってドラム３上から離れやすくなる。また、ローラー４３がドラム３に対してカウンター回転することによって、トナーや外添剤がローラー３上に付着することもできるため、更にローラー４３で汚れを回収できることになり帯電部４４にトナーや外添剤がいきにくくなるといった利点もある。
【００７２】
＜汚れ捕集機構＞
次に汚れ捕集機構における説明を図１３を用いて説明する。ローラー４３でドラム３上から引き剥がされやすくなったトナーや外添剤はその後汚れ捕集部（凹部）４５に送られる。そこで、汚れ捕集部４５では金属部分（保持部４２）に帯電電圧のー１．０ｋＶの電圧が印加されているため、ローラー４３によってドラム３上から剥がれやすくなったトナーや外添剤は電界の力を受けて汚れ捕集部４５に引き寄せられることとなる。そのため、帯電部４４で引き寄せられるトナーや外添剤が少なくなり帯電不良を引き起こすことなく良好な帯電を維持できる。
【００７３】
＜検証実験＞
ここで、本実施例において汚れ捕集により帯電不良が改善するのかの検証実験をおこなった。実験は温度２３℃、湿度５０％の環境でおこなった。帯電電圧−１．０ｋＶの直流電圧を印加し、汚れ捕集部４５によって帯電不良が改善するのかを確認する。確認方法としては連続通紙によって印字率２％の横線を印字しながら、定期的にハーフトーン画像を印字しどれだけ帯電不良を発生させずに印字できるかを確認する。帯電不良の目安としてハーフトーン画像上の縦スジの発生状況を比較する。
【００７４】
先端に摺擦部材をもつ帯電ブレードとして本実施例２の帯電ブレード４をもちい、摺擦部材をもたない帯電ブレードとして図８に示すような帯電ブレード４Ａを用いる。以下にこのときの縦スジの発生状況を表２で示す。このとき、発生なし○、軽微に発生△、発生×としている。
【００７５】
【表２】
2012128081.tif 000004
以上のことから、本実施例２においては、直流電圧印加の帯電ブレードにおいて、ローラー４３でトナーや外添剤をドラム３から離れやすくすることができる。そのため、電界の力でトナーや外添剤を汚れ捕集部４５で引き寄せやすくすることによって帯電部４４の汚れを防止し、帯電不良を防止することが可能となる。
【００７６】
［その他の事項］
１）本発明において静電潜像が形成される像担持体は、実施例の電子写真方式における電子写真感光体に限られない。静電記録方式における静電記録誘電体であっても良い。また、像担持体はドラム型に限られない。エンドレスの回動ベルトや走行される有端ベルトの形態であってもよい。また、像担持体は搬送手段で搬送されるシート状部材（エレクトロファックス紙、静電記録紙）の形態であってもよい。
【００７７】
２）像担持体と帯電部材の相対的な移動には、実施例のように固定の帯電部材に対して像担持体が移動する形態に限られず、固定の像担持体に帯電部材が移動する形態、帯電部材と像担持体の両方が移動する形態も含まれる。
【００７８】
３）本発明において帯電部材による像担持体表面の帯電には像担持体表面を除電処理するための帯電も含まれるものである。また、本発明のブレード状の帯電部材は像担持体１のクリーニング兼帯電ブレードとして用いることもできる。
【符号の説明】
【００７９】
３・・像担持体、４・・ブレード状の帯電部材、４４・・帯電部、４３・・非帯電部、Ｈ・・放電可能な間隙、Ｇ・・画像形成可能領域幅、４２・・支持部、Ｄ・・摺擦部、４４ａ・・放電位置、４５・・凹部（汚れ捕集部）
【図１】
2012128081.tif 000005
【図２】
2012128081.tif 000006
【図３】
2012128081.tif 000007
【図４】
2012128081.tif 000008
【図５】
2012128081.tif 000009
【図６】
2012128081.tif 000010
【図７】
2012128081.tif 000011
【図８】
2012128081.tif 000012
【図９】
2012128081.tif 000013
【図１０】
2012128081.tif 000014
【図１１】
2012128081.tif 000015
【図１２】
2012128081.tif 000016
【図１３】
2012128081.tif 000017