JP2001109238A - Electrifying device and image forming device provided with the electrifying device - Google Patents

Electrifying device and image forming device provided with the electrifying device

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JP2001109238A
JP2001109238A JP2000220972A JP2000220972A JP2001109238A JP 2001109238 A JP2001109238 A JP 2001109238A JP 2000220972 A JP2000220972 A JP 2000220972A JP 2000220972 A JP2000220972 A JP 2000220972A JP 2001109238 A JP2001109238 A JP 2001109238A
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charging
gap
voltage
charged
photosensitive drum
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JP2000220972A
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Japanese (ja)
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Hitoshi Ishibashi
均 石橋
Masumi Sato
眞澄 佐藤
Megumi Otoshi
恵 大年
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent unevenness in density due to unevenness in electrification by surely electrifying a body to be electrified without generating any ozone. SOLUTION: Relating to an electrifying device 2, an electrifying roll 8 is provided in a vicinity of a surface of a photoreceptor drum 1 to form a prescribed gap in an electrifying range. DC bias that is controlled to a constant voltage and AC bias that is controlled to a constant current are fed to a core metal 11 of the electrifying roll 8 from a power source unit 12 and the surface of the photoreceptor drum 1 is uniformly electrified by them. The voltage of the AC component applied to the electrifying roll 8 is provided with a voltage value between peaks that is more than 2 times a voltage value at the start of electrifying at a maximum gap between the electrifying roll 8 and the photoreceptor drum 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、被帯電体を帯電
する帯電装置、及びその帯電装置を備えた画像形成装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device for charging an object to be charged and an image forming apparatus provided with the charging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
には被帯電体である感光体を帯電させる帯電装置が設け
られている。その帯電装置としては、例えば非接触型の
帯電装置として帯電チャージャ方式が一般的である。し
かしながら、この帯電チャージャ方式の場合には帯電の
均一性が図れるため帯電性能が良いという利点はある
が、人体に対して影響のあるオゾン(O)を発生させ
てしまうという欠点があるため、近年では帯電部材を感
光体に接触させた状態で帯電を行う接触帯電方式が主流
になってきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus has been provided with a charging device for charging a photosensitive member as a member to be charged. As the charging device, for example, a charging charger system is generally used as a non-contact type charging device. However, in the case of this charging system, there is an advantage that charging performance is good because uniformity of charging can be achieved, but there is a drawback that ozone (O 3 ) which has an effect on a human body is generated. In recent years, a contact charging system in which charging is performed while a charging member is in contact with a photoconductor has become mainstream.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触帯
電方式の場合には、帯電ローラ等の帯電部材を直接感光
体等の被帯電体に接触させるため、次に掲げるような問
題点があった。すなわち、帯電部材から汚れが感光体に
転移して、それにより感光体が汚れて異常画像が発生し
てしまうことがあった。また、感光体にクラックが入っ
てしまう恐れもあった。
However, in the case of the contact charging system, the charging member such as a charging roller is brought into direct contact with a member to be charged such as a photoreceptor. That is, in some cases, dirt is transferred from the charging member to the photoreceptor, whereby the photoreceptor is contaminated and an abnormal image is generated. In addition, there is also a risk that the photoconductor is cracked.

【0004】さらに、帯電部材自身も感光体上に付着し
たトナー等により汚れやすくなるため、それが限界以上
に汚れたときには帯電性能(均一性)が低下してしまう
ということもあった。さらにまた、接触する帯電部材に
より、感光体に膜削れが生じて帯電電位が低下してしま
う恐れもあった。また、感光体にピンホールがあった場
合のリークに対する余裕度も少ないということもあっ
た。
Further, the charging member itself is liable to be stained by toner or the like adhering to the photoreceptor, and when the charging member becomes dirty beyond its limit, the charging performance (uniformity) may be reduced. Furthermore, there is a risk that the photosensitive member may be shaved by the contacting charging member and the charged potential may be reduced. Further, there is also a case where the margin for the leak when the photoconductor has a pinhole is small.

【0005】そこで、単純に帯電部材を被帯電体に対し
て微少ギャップを設けて近接配置し、それにより帯電部
材を帯電させることが考えられる。しかしながら、この
場合には帯電部材を弾性ローラで形成して、上記の微少
ギャップを保とうとすると、それは精度面で非常に困難
であった。また、それを可能にしたとしても、コスト面
で非常に高価になってしまうということがあった。そう
かといって、帯電部材を寸法管理が比較的容易な金属ロ
ーラにすると、その金属ローラと被帯電体との間に異物
が入り込んでしまったときに、被帯電体の表面が傷付き
やすくなる。
[0005] Therefore, it is conceivable to simply arrange the charging member close to the member to be charged with a small gap, thereby charging the charging member. However, in this case, if the charging member is formed of an elastic roller so as to maintain the small gap, it is very difficult in terms of accuracy. Further, even if this is made possible, there is a case where the cost becomes extremely high. On the other hand, if the charging member is a metal roller whose dimension is relatively easy to control, when a foreign object enters between the metal roller and the charged member, the surface of the charged member is easily damaged. .

【0006】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、人体に対して影響のあるオゾンを発生さ
せることなしに被帯電体を確実に帯電させることがで
き、帯電ムラに起因して生じる濃度ムラもできない帯電
装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and can reliably charge an object to be charged without generating ozone that has an effect on the human body. It is an object of the present invention to provide a charging device that does not cause density unevenness caused by the above-described charging.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、被帯電体に対して少なくとも帯電領域内
で所定のギャップを形成するように近接して設けられた
帯電部材を備え、その帯電部材には電源から直流定電圧
に交流電圧を重畳した電圧を印加することにより上記被
帯電体を帯電する帯電装置において、上記帯電部材に印
加する電圧の交流成分は、上記所定のギャップの最大ギ
ャップにおける帯電開始電圧値の2倍以上のピーク間電
圧値を有するようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a charging member provided close to a member to be charged so as to form a predetermined gap at least in a charging region, In the charging device, which applies a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC constant voltage from a power supply to the charging member, the AC component of the voltage applied to the charging member is a voltage of the predetermined gap. It has a peak-to-peak voltage value that is at least twice the charging start voltage value at the maximum gap.

【0008】上記被帯電体と帯電部材とのギャップは、
位置によって不均一であって偏差があるようにしてもよ
い。また、上記被帯電体と帯電部材とのギャップは変動
するものであってもよい。さらに、上記帯電部材は回転
するローラであるとよい。また、上記被帯電体は回転あ
るいは回動する部材であるとよい。そして、上記被帯電
体と帯電部材とのギャップは、ギャップが0のときの帯
電開始電圧と異なる帯電開始電圧になる大きさのギャッ
プにするとよい。
The gap between the member to be charged and the charging member is:
The position may be non-uniform and have a deviation. Further, the gap between the charged member and the charging member may be variable. Further, the charging member is preferably a rotating roller. The member to be charged may be a member that rotates or turns. The gap between the member to be charged and the charging member is preferably a gap having a charging start voltage different from the charging start voltage when the gap is zero.

【0009】さらに、被帯電体に対して少なくとも帯電
領域内で所定のギャップを形成するように近接して設け
られた帯電部材を備え、その帯電部材には電源から定電
圧制御された直流電圧と、交流電圧が印加されることに
より被帯電体が帯電し、上記帯電領域内の帯電部材の長
手方向及び短手方向の各位置における上記ギャップの平
均値が10μm以上であり、そのギャップのバラツキが
平均値に対して10μm以上である帯電装置を、次のよ
うに構成するとよい。
Further, a charging member is provided close to the member to be charged so as to form a predetermined gap at least in a charging region, and the charging member has a DC voltage controlled by a constant voltage from a power supply and a DC voltage. The object to be charged is charged by the application of the AC voltage, and the average value of the gap at each position in the longitudinal direction and the transverse direction of the charging member in the charging region is 10 μm or more, and the variation of the gap is The charging device having an average value of 10 μm or more may be configured as follows.

【0010】すなわち、帯電装置を、帯電部材に印加す
る電圧は、交流成分を有する電圧が上記所定のギャップ
の最大ギャップにおける帯電開始電圧値の2倍以上のピ
ーク間電圧値を有するように構成するとよい。
That is, the charging device is configured such that the voltage applied to the charging member is such that the voltage having an AC component has a peak-to-peak voltage value that is at least twice the charging start voltage value in the maximum gap of the predetermined gap. Good.

【0011】また、被帯電体に対して帯電領域内で接触
する部分と非接触の部分とが混在するように設けられた
帯電部材を備えた帯電装置においても、上記帯電部材に
印加する電圧は、交流成分を有する電圧が上記ギャップ
の最大ギャップにおける帯電開始電圧値の2倍以上のピ
ーク間電圧値を有するようにするとよい。
Also, in a charging apparatus provided with a charging member provided so that a portion that contacts a charged member in a charging area and a non-contact portion are mixed, the voltage applied to the charging member is It is preferable that the voltage having the AC component has a peak-to-peak voltage value that is at least twice the charging start voltage value at the maximum gap of the gap.

【0012】そして、上記帯電部材は、回転自在な弾性
ローラにするとよい。また、上記いずれかの帯電装置に
おいて、上記被帯電体と帯電部材との間にギャップ管理
部材を介在させることにより上記ギャップを形成し、そ
の最大ギャップはギャップ管理部材の厚さで決定される
ようにするとよい。さらに、上記いずれかの帯電装置を
備えた画像形成装置を提供する。
Preferably, the charging member is a rotatable elastic roller. In any one of the charging devices, the gap is formed by interposing a gap management member between the charged member and the charging member, and the maximum gap is determined by the thickness of the gap management member. It is good to Furthermore, an image forming apparatus provided with any one of the above charging devices is provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1はこの発明による帯電装置
を備えた画像形成装置の作像部を示す概略構成図、図2
は同じくその画像形成装置全体を示す概略構成図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming unit of an image forming apparatus provided with a charging device according to the present invention.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the entire image forming apparatus.

【0014】図2に示す画像形成装置は、装置本体内の
下部に給紙部22を、その上方に感光体ドラム1等を有
する作像部を、さらにその上方に排紙部となる対の排紙
ローラ26,27をそれぞれ設けて、給紙部22から給
紙した転写紙Pの同図で左側の面に作像部で画像を形成
し、その転写紙Pを排紙ローラ26,27によりビント
レイ20あるいは排紙トレイ21に排出するようにして
いる。給紙部22には、上下2段にトレイ28,29が
設けられていて、その各給紙段には給紙ローラ30がそ
れぞれ配設されている。
In the image forming apparatus shown in FIG. 2, a sheet feeding unit 22 is provided in a lower portion of the apparatus main body, an image forming unit having the photosensitive drum 1 and the like is provided above the image forming unit, and a sheet discharging unit is provided above the image forming unit. Discharge rollers 26 and 27 are provided, respectively, and an image is formed on the left side surface of the transfer paper P fed from the paper feed unit 22 in FIG. To discharge to the bin tray 20 or the paper discharge tray 21. The sheet feeding section 22 is provided with trays 28 and 29 in two upper and lower stages, and a sheet feeding roller 30 is disposed in each of the sheet feeding stages.

【0015】図2で23は書込みユニットであり、そこ
から感光体ドラム1の一様に帯電された表面に光を照射
して、そこに画像を書き込む。また、その感光体ドラム
1に対して転写紙搬送方向上流側には、転写紙のスキュ
ーを補正すると共に感光体ドラム1上の画像と転写紙の
搬送タイミングを合わせるためのレジストローラ対13
を設けている。さらに、感光体ドラム1に対して転写紙
搬送方向下流側には、定着ユニット25を設けている。
In FIG. 2, a writing unit 23 irradiates light onto the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 to write an image thereon. Further, a pair of registration rollers 13 for correcting the skew of the transfer sheet and adjusting the transfer timing of the image on the photosensitive drum 1 and the transfer sheet is provided upstream of the photosensitive drum 1 in the transfer sheet transfer direction.
Is provided. Further, a fixing unit 25 is provided downstream of the photosensitive drum 1 in the transfer paper transport direction.

【0016】作像部には、図1に示すように前述した感
光体ドラム1が矢示A方向に回転可能に設けられてお
り、その周囲には帯電装置2と、その帯電装置2により
帯電された面に書込みユニット23により書込まれた感
光体ドラム1上の静電潜像を顕像化してトナー像とする
現像装置4と、そのトナー像を転写紙Pに転写する転写
搬送ベルト5と、そのトナー像の転写後に感光体ドラム
1上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置6
と、感光体ドラム1上の不要な電荷を除電する除電ラン
プ7とを、それぞれ配設している。
As shown in FIG. 1, the above-mentioned photosensitive drum 1 is provided in the image forming section so as to be rotatable in the direction of arrow A. A charging device 2 is provided around the photosensitive drum 1, and the photosensitive drum 1 is charged by the charging device 2. Developing device 4 that visualizes the electrostatic latent image on photoreceptor drum 1 written on writing surface by writing unit 23 to form a toner image, and transfer conveyance belt 5 that transfers the toner image to transfer paper P Cleaning device 6 for removing residual toner remaining on photosensitive drum 1 after transfer of the toner image
And a charge removing lamp 7 for removing unnecessary charges on the photosensitive drum 1.

【0017】この画像形成装置は、画像形成動作を開始
させると、図1に示した感光体ドラム1が矢印A方向に
回転し、その表面が除電ランプ7により除電されて基準
電位に平均化される。次に、その感光体ドラム1の表面
は、帯電ローラ8により一様に帯電され、その帯電面
は、書込みユニット23から画像情報に応じた光Laの
照射を受け、そこに静電潜像が形成される。その潜像
は、感光体ドラム1が矢示A方向に回転することにより
現像装置4の位置まで移動されると、そこで現像スリー
ブ10によりトナーが付着されてトナー像(顕像)とな
る。
In this image forming apparatus, when the image forming operation is started, the photosensitive drum 1 shown in FIG. 1 rotates in the direction of arrow A, and its surface is neutralized by a neutralization lamp 7 to be averaged to a reference potential. You. Next, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging roller 8, and the charged surface is irradiated with light La corresponding to image information from the writing unit 23, and an electrostatic latent image is formed thereon. It is formed. The latent image is moved to the position of the developing device 4 by the rotation of the photosensitive drum 1 in the direction of arrow A, where the toner is adhered by the developing sleeve 10 to become a toner image (visible image).

【0018】一方、図2に示した給紙部22のトレイ2
8,29の何れかから給紙ローラ30により転写紙Pが
給紙され、それがレジストローラ対13で一旦停止され
て、その転写紙Pの先端と感光体ドラム1上の画像の先
端とが一致する正確なタイミングで搬送され、その転写
紙Pに転写搬送ベルト5により感光体ドラム1上のトナ
ー像が転写される。
On the other hand, the tray 2 of the sheet feeding section 22 shown in FIG.
The transfer paper P is fed from one of the paper feed rollers 8 and 29 by the paper feed roller 30, is temporarily stopped by the registration roller pair 13, and the leading end of the transfer paper P and the leading end of the image on the photosensitive drum 1 are moved. The toner images on the photosensitive drum 1 are transferred to the transfer paper P by the transfer and conveyance belt 5 at the exact timing that matches.

【0019】その転写紙Pは、転写搬送ベルト5により
搬送され、駆動ローラ部5aで転写紙Pの腰による曲率
分離で、その転写搬送ベルト5から分離されて、定着ユ
ニット25へ搬送され、そこで熱と圧力が加えられるこ
とによりトナーが転写紙Pに融着され、それが指定され
た排紙場所、すなわち排紙トレイ21あるいはビントレ
イ20の何れかに排出される。その後、感光体ドラム1
上に残った残留トナーは、次工程であるクリーニング位
置まで回転移動し、図1に示したクリーニング装置6の
クリーニングブレード6aにより掻き取られ、再び次の
作像工程に移る。
The transfer paper P is conveyed by the transfer conveyance belt 5 and separated from the transfer conveyance belt 5 by the drive roller 5a by the curvature separation of the transfer paper P by the waist, and is conveyed to the fixing unit 25, where it is conveyed. The application of heat and pressure causes the toner to be fused to the transfer paper P, which is discharged to a designated discharge place, that is, either the discharge tray 21 or the bin tray 20. Then, the photosensitive drum 1
The residual toner remaining on the upper surface is rotated and moved to a cleaning position, which is the next step, and is scraped off by the cleaning blade 6a of the cleaning device 6 shown in FIG. 1, and the process proceeds to the next image forming step again.

【0020】帯電装置2は、感光体ドラム1の表面に対
して帯電領域内で所定のギャップを形成するように近接
して設けられた帯電部材である帯電ローラ8と、その帯
電ローラ8の表面に常時圧接して、その帯電ローラ8を
クリーニングする例えばスポンジからなる帯電ローラク
リーニング部材9とを備えている。そして、この帯電装
置2は、帯電ローラ8の芯金11に電源ユニット12か
ら、定電圧制御されたDCバイアスと定電圧制御のAC
バイアス(後述するように定電流制御されたACバイア
スであってもよい)を供給して、感光体ドラム1の表面
を一様に帯電する。
The charging device 2 includes a charging roller 8 which is a charging member provided close to the surface of the photosensitive drum 1 so as to form a predetermined gap in a charging area, and a surface of the charging roller 8. And a charging roller cleaning member 9 made of, for example, a sponge for cleaning the charging roller 8 at all times. The charging device 2 applies a constant voltage controlled DC bias and a constant voltage controlled AC bias to the core metal 11 of the charging roller 8 from the power supply unit 12.
A bias (which may be a constant current controlled AC bias as described later) is supplied to uniformly charge the surface of the photosensitive drum 1.

【0021】感光体ドラム1は、アルミニウム(Al)素
管にUL層とCGL層とCTL層をそれぞれコートした
多層構成になっており、それが図示しないメインモータ
により矢示A方向に一定の速度で回転駆動される。帯電
ローラ8は、両端部の芯金11,11がそれぞれ軸受に
より回転自在に支持された弾性ローラであり、その弾性
ローラ部8aの両端部に、図3に示すようにギャップ管
理部材であるテフロン(登録商標)チューブ14,14
を密着させて取り付けている。
The photoreceptor drum 1 has a multilayer structure in which an aluminum (Al) tube is coated with a UL layer, a CGL layer, and a CTL layer, respectively. Is driven to rotate. The charging roller 8 is an elastic roller in which cores 11, 11 at both ends are rotatably supported by bearings, respectively, and Teflon as a gap management member is provided at both ends of the elastic roller portion 8a as shown in FIG. (Registered trademark) tubes 14, 14
Is attached in close contact.

【0022】そして、その両側のテフロンチューブ1
4,14の部分が感光体ドラム1の表面に接触すること
により、そのテフロンチューブ14の厚さ分だけ微少ギ
ャップが、帯電領域内において感光体ドラム1の表面と
帯電ローラ8の弾性ローラ部8aとの間に形成されるよ
うにしている。すなわち、この帯電装置では、この感光
体ドラム1と帯電ローラ8の弾性ローラ部8aとの間に
介在させるテフロンチューブ14の厚さで、感光体ドラ
ム1と帯電ローラ8との間の最大ギャップが決定され
る。
Then, the Teflon tubes 1 on both sides thereof
When the portions 4 and 14 come into contact with the surface of the photosensitive drum 1, a minute gap corresponding to the thickness of the Teflon tube 14 is formed between the surface of the photosensitive drum 1 and the elastic roller portion 8a of the charging roller 8 in the charging area. Is formed between them. That is, in this charging device, the maximum gap between the photosensitive drum 1 and the charging roller 8 is determined by the thickness of the Teflon tube 14 interposed between the photosensitive drum 1 and the elastic roller portion 8a of the charging roller 8. It is determined.

【0023】その最大ギャップとは、次のように定義す
る。すなわち、上述したようにテフロンチューブ14の
厚さ分に相当する微少ギャップを設けて互いに対向する
感光体ドラム1の表面と帯電ローラ8の弾性ローラ部8
aとの図4に示す最接近部aでのある瞬間における最大
ギャップGmaxを指すものとする。
The maximum gap is defined as follows. That is, as described above, the surface of the photosensitive drum 1 and the elastic roller portion 8 of the charging roller 8 which oppose each other with a minute gap corresponding to the thickness of the Teflon tube 14 are provided.
The maximum gap Gmax at a certain moment in the closest part a shown in FIG.

【0024】しかも、この最接近部aにおける感光体ド
ラム1の表面と帯電ローラ8の弾性ローラ部8aとのギ
ャップは、同じ最接近部aであっても図4で手前側と奥
側の各位置では感光体ドラム1と帯電ローラ8の双方の
部品精度により異なるのが普通であるため、その最接近
部aにおいて奥行き方向(帯電ローラ8の長手方向)の
各位置で最も大きなギャップ量となる位置でのギャップ
を、最接近部aでの最大ギャップと定義する。
Further, the gap between the surface of the photosensitive drum 1 and the elastic roller portion 8a of the charging roller 8 at the closest approach portion a is the same as the closest approach portion a in FIG. Since the position generally differs depending on the precision of the components of both the photosensitive drum 1 and the charging roller 8, the gap amount becomes the largest at each position in the depth direction (longitudinal direction of the charging roller 8) at the closest portion a. The gap at the position is defined as the maximum gap at the closest part a.

【0025】これを、図6及び図7を参照して説明する
と、感光体ドラム1の表面と帯電ローラ8の弾性ローラ
部8aとの間のギャップは、図6及び図7(説明の都合
上誇張して図示している)に示すように、帯電ローラ8
の回転や真直度のバラツキにより、ある瞬間には図6に
示す位置bが最大ギャップGmaxのできる位置にな
り、別のある瞬間には図7に示す位置cが最大ギャップ
Gmaxのできる位置になったりするため、その最大ギ
ャップGmaxができる位置は帯電ローラ8の長手方向
で変化する。このように、最大ギャップは定義するもの
であり、図5に示すように感光体ドラム1と帯電ローラ
8との間に形成される放電領域Adcの両側の領域端部
における各ギャップGcを、最大ギャップとするもので
はない。
This will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The gap between the surface of the photosensitive drum 1 and the elastic roller portion 8a of the charging roller 8 is shown in FIGS. 6 and 7 (for convenience of explanation). (Illustrated exaggerated), as shown in FIG.
6 becomes a position where the maximum gap Gmax is formed at a certain moment due to the rotation and the variation of the straightness, and a position c shown in FIG. 7 becomes a position where the maximum gap Gmax is formed at another certain moment. Therefore, the position where the maximum gap Gmax is formed changes in the longitudinal direction of the charging roller 8. In this manner, the maximum gap is defined, and as shown in FIG. 5, each gap Gc at the end of the area on both sides of the discharge area Adc formed between the photosensitive drum 1 and the charging roller 8 is set to the maximum. It is not a gap.

【0026】次に、最大ギャップが現われる位置の変化
を調べるために実際に最大ギャップの発生位置を測定し
た結果について表1及び表2を参照して説明する。この
感光体ドラムの表面と帯電ローラの表面との間のギャッ
プの測定は、2組について行い、その1組目の測定デー
タを表1に、2組目の測定データを表2にそれぞれ示
す。
Next, the result of actually measuring the position where the maximum gap occurs to examine the change in the position where the maximum gap appears will be described with reference to Tables 1 and 2. The measurement of the gap between the surface of the photosensitive drum and the surface of the charging roller was performed for two sets. Table 1 shows the measured data of the first set, and Table 2 shows the measured data of the second set.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】このギャップの測定には、直径が30mm
で周長が94mmの感光体ドラムと、それに対向配置さ
せた直径が12mmで周長が37.6mmの帯電ローラ
をそれぞれ使用し、ギャップの測定点は感光体ドラムの
長手方向に間隔を置いて5点、回転方向に感光体ドラム
の周方向に60°ずつとした。
In measuring this gap, the diameter is 30 mm.
, A photosensitive drum having a circumference of 94 mm, and a charging roller having a diameter of 12 mm and a circumference of 37.6 mm disposed opposite to the photosensitive drum, and measuring points of the gap are spaced apart in the longitudinal direction of the photosensitive drum. Five points were set at 60 ° in the circumferential direction of the photosensitive drum in the rotation direction.

【0030】表1の測定結果をみると、感光体ドラムの
直径30mmと帯電ローラの直径12mmとの最小公倍
数である直径60mm相当(周長で188mm)を基本
パターンとして、ほぼそのパターンが繰り返し現われる
ギャップになっていることがわかる。
According to the measurement results shown in Table 1, the basic pattern is equivalent to a diameter of 60 mm (peripheral length: 188 mm) which is the least common multiple of the diameter of the photosensitive drum 30 mm and the diameter of the charging roller 12 mm, and the pattern appears repeatedly. It can be seen that there is a gap.

【0031】そして、表1の測定結果では、感光体ドラ
ムが2周(188mm)する間、すなわち帯電ローラが
5周する間に、非常に似たパータンで近似するギャップ
が5回現われている。したがって、この場合には帯電ロ
ーラの真直度がギャップに大きな影響を与えているとい
うことがいえる。一方、表2の場合には、感光体ドラム
が2周(188mm)する間に、非常に似たパータンで
近似するギャップが2回現われているので、この場合に
は感光体ドラムの真直度がギャップに大きな影響を与え
ているということがいえる。
In the measurement results shown in Table 1, five gaps which are very similar to each other appear in the pattern while the photosensitive drum makes two turns (188 mm), that is, while the charging roller makes five turns. Therefore, in this case, it can be said that the straightness of the charging roller greatly affects the gap. On the other hand, in the case of Table 2, since the gap approximating with a very similar pattern appears twice while the photosensitive drum makes two rounds (188 mm), the straightness of the photosensitive drum is reduced in this case. It can be said that this has had a significant effect on the gap.

【0032】なお、実際には感光体ドラムの表面や帯電
ローラの弾性ローラ部の表面は、それらの面の長手方向
の中央部が両端部に比べて膨出した状態になってバナナ
状にひずんでいたり、長手方向の中央部が両端部に比べ
てくびれた状態の鼓状になっていたりするため、感光体
ドラムと帯電ローラの組合せにより、その時々の最大ギ
ャップの大きさ、及びそれが現われる位置は異なる。こ
のように、感光体ドラムの表面と帯電ローラの表面との
間のギャップは、突発的な振動の影響を除けば、感光体
ドラムと帯電ローラのそれぞれの真直度の影響を大きく
受ける。
Actually, the surface of the photosensitive drum and the surface of the elastic roller portion of the charging roller are swollen in a banana-shape, with the central portion in the longitudinal direction of the surface protruding from both ends. Or the central part in the longitudinal direction is in the shape of a constricted drum compared to both ends, so the combination of the photosensitive drum and the charging roller shows the size of the maximum gap at that time, and that appears. The position is different. As described above, the gap between the surface of the photosensitive drum and the surface of the charging roller is greatly affected by the straightness of each of the photosensitive drum and the charging roller, except for the effect of sudden vibration.

【0033】ところで、この帯電装置では、帯電領域内
において図3に示した帯電ローラ8の長手方向(矢示B
方向)及び短手方向(矢示C方向)の各位置における上
記ギャップの平均値が10μm以上であり、そのギャッ
プのバラツキが上記平均値に対して10μm以上になる
ようにしている。また、この帯電装置では、帯電ローラ
8と感光体ドラム1との間に交流成分を有する電圧を印
加するが、その交流成分を有する電圧は後述する実験結
果から、帯電ローラ8と感光体ドラム1との間の最大ギ
ャップ(図4のGmax)における帯電開始電圧値の2
倍以上のピーク間電圧値(ピークピーク値)を有するよ
うにしている。
In this charging device, the charging roller 8 shown in FIG.
The average value of the gap at each position in the direction) and the lateral direction (the direction of arrow C) is 10 μm or more, and the variation of the gap is 10 μm or more with respect to the average value. Further, in this charging device, a voltage having an AC component is applied between the charging roller 8 and the photosensitive drum 1. The voltage having the AC component is determined based on experimental results described later. Of the charging start voltage value at the maximum gap (Gmax in FIG. 4) between
The peak-to-peak voltage value (peak-peak value) is twice or more.

【0034】次に、帯電ローラ8と感光体ドラム1との
間に微少ギャップを形成する非接触タイプ(近接帯電方
式)の帯電装置の好ましい例について、図8以降をも参
照して説明する。図8に、印加電圧と感光体表面の帯電
電位との関係を示した帯電特性を示す。この帯電特性
は、感光体ドラムを線速230mm/secで回転駆動
させ、その表面に帯電ローラを接触させた場合と、その
間に微少ギャップを形成するようにした場合の特性を示
すものであり、帯電ローラにはDCバイアス(DC定電
圧)を印加した時のものである。
Next, a preferred example of a non-contact type (proximity charging type) charging device for forming a minute gap between the charging roller 8 and the photosensitive drum 1 will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows charging characteristics showing the relationship between the applied voltage and the charging potential of the photoconductor surface. The charging characteristics show the characteristics when the photosensitive drum is driven to rotate at a linear speed of 230 mm / sec and the charging roller is brought into contact with the surface thereof, and when a minute gap is formed therebetween. The charging roller is when a DC bias (DC constant voltage) is applied.

【0035】なお、以下に順次示す実験結果は、その都
度特記したもの以外は、下記の実験条件で全て行ったも
のである。 作像プロセス線速:230mm/sec 感光体ドラム(OPC)の径:φ60 帯電ローラの径:φ16 帯電ローラのローラ抵抗:1×10Ω 帯電開始電圧(接触の場合):−651V (ギャップ53μmの場合):−745V (ギャップ87μmの場合):−875V (ギャップ106μmの場合):−916V
The experimental results shown below are all performed under the following experimental conditions, except for those specified in each case. Line speed of imaging process: 230 mm / sec Diameter of photosensitive drum (OPC): φ60 Diameter of charging roller: φ16 Roller resistance of charging roller: 1 × 10 5 Ω Charging start voltage (in case of contact): −651 V (gap: 53 μm) ): -745 V (in the case of a gap of 87 μm): -875 V (in the case of a gap of 106 μm): -916 V

【0036】この帯電特性から明らかなように、感光体
は、しきい値となる各帯電開始電圧(−651V,−7
45V,−875V,−916V)以上で帯電するが、
その帯電開始電圧よりも絶対値で小さな印加電圧では帯
電しない。そして、その帯電開始電圧以上の印加電圧を
印加した場合の感光体表面の帯電電位は、帯電ローラの
感光体ドラムに対する接触あるいは非接触の如何に係ら
ず、印加電圧に対し略1の傾きを持つ直線関係になって
いる。
As is apparent from the charging characteristics, the photosensitive member is charged at a threshold voltage (-651 V, -7 V).
45V, -875V, -916V) or more,
No charging is performed with an applied voltage having an absolute value smaller than the charging start voltage. The charging potential on the surface of the photoconductor when an applied voltage higher than the charging start voltage is applied has a slope of approximately 1 with respect to the applied voltage regardless of whether the charging roller is in contact with the photoconductor drum or not. It has a linear relationship.

【0037】次に、帯電ローラを感光体ドラムから徐々
に離間させるようにしたときの帯電特性の変化につい
て、図9を参照して説明する。この測定に際しては、帯
電ローラと感光体ドラムとの間に微少ギャップを形成す
るために、図3で説明したように帯電ローラの両端部に
テフロンチューブを巻き、そのテフロンチューブを介し
て帯電ローラを感光体ドラムの表面に押し当てるように
した。
Next, a change in charging characteristics when the charging roller is gradually separated from the photosensitive drum will be described with reference to FIG. At the time of this measurement, a Teflon tube is wound around both ends of the charging roller as described with reference to FIG. 3 to form a minute gap between the charging roller and the photosensitive drum, and the charging roller is inserted through the Teflon tube. The photosensitive drum was pressed against the surface.

【0038】すなわち、帯電ローラと感光体ドラムとの
間のギャップの最大値が、テフロンチューブの厚さに相
当するようにした。そして、実験では53μm,87μ
m,106μmと、厚みの異なる3種類のテフロンチュ
ーブを用意し、それぞれの場合について、DC定電圧バ
イアスを帯電ローラに印加した時の帯電特性を測定し、
その測定結果を先に図8で説明した接触帯電の場合のデ
ータ(ギャップ0のデータ)に付け加えた。
That is, the maximum value of the gap between the charging roller and the photosensitive drum was set to correspond to the thickness of the Teflon tube. And in the experiment, 53μm, 87μ
m, 106 μm and three types of Teflon tubes having different thicknesses were prepared, and in each case, the charging characteristics when a DC constant voltage bias was applied to the charging roller were measured.
The measurement result was added to the data (data of gap 0) in the case of contact charging described above with reference to FIG.

【0039】この実験結果によれば、上記ギャップを拡
げていくと、それにしたがって略一定(≒1)の傾きで
帯電開始電圧が絶対値で大きくなっていくことがわか
る。そして、そのギャップが非常に小さい領域(53μ
m付近以下)では、ギャップ増分に対する帯電開始電圧
の変化は比較的小さいが、ギャップが53μm程度より
も大きくなると、そのギャップと帯電開始電圧との関係
はある傾きを持った直線関係になる。
According to the experimental results, as the gap is increased, the charging start voltage increases in absolute value with a substantially constant (≒ 1) gradient. Then, a region where the gap is very small (53 μm)
(at around m or less), the change of the charging start voltage with respect to the gap increment is relatively small, but when the gap becomes larger than about 53 μm, the relationship between the gap and the charging start voltage becomes a linear relationship having a certain slope.

【0040】このことは、パッシェンの放電則がギャッ
プ8μm以上の場合に、ほぼ直線近似できる事(帯電開
始電圧=312+6.2 ×ギャップ)、またギャップが
0の場合の接触帯電でも、実際の放電現象は感光体ニッ
プからある程度離れた場所(ギャップが8μm以上とな
る場所)で起こっていることからも推測できるものであ
る。
This means that when Paschen's discharge law is equal to or greater than 8 μm, it can be approximated to a linear approximation (charging start voltage = 312 + 6.2 × gap). The phenomenon can be inferred from the fact that the phenomenon occurs at a place somewhat away from the photoconductor nip (a place where the gap is 8 μm or more).

【0041】また、前述した図8の帯電特性から、次の
ことも言える。すなわち、ある固定のDC電圧条件下で
は、感光体の帯電電位は帯電ローラと感光体ドラムとの
間のギャップに依存する。そして、この帯電電位が上記
ギャップに依存する性質については、パッシェンの放電
則からも判る。
The following can be said from the charging characteristics shown in FIG. That is, under a fixed DC voltage condition, the charging potential of the photoconductor depends on the gap between the charging roller and the photoconductor drum. The nature of the charging potential depending on the gap can be understood from Paschen's discharge law.

【0042】帯電ローラと感光体ドラムとの間のギャッ
プと感光体の帯電電位との関係を計算により求めたシミ
ュレーション結果と、実際に行った実験結果とを図10
に示す。図10には、印加するDC印加電圧(DCバイ
アス)を−1600Vに固定した場合のものを示すが、
シミュレーション結果と実験結果とは非常によく一致し
ている。
FIG. 10 shows the simulation results obtained by calculating the relationship between the gap between the charging roller and the photosensitive drum and the charging potential of the photosensitive member, and the results of experiments actually performed.
Shown in FIG. 10 shows a case where the applied DC voltage (DC bias) is fixed at -1600 V.
The simulation results and the experimental results agree very well.

【0043】この線図から、DC定電圧制御を行った場
合には、帯電ローラと感光体ドラムとの間のギャップが
20μm以上では、ギャップと感光体表面の帯電電位と
の関係は約6V/μmの変化率をもつことがわかる。帯
電ローラを、このように感光体ドラムに対して微少ギャ
ップを介して対向させる近接帯電方式の帯電装置を画像
形成装置の実機に搭載した場合に許容される電位ムラ
は、モノクロ機の場合で±30V,カラー機の場合では
±10Vである。
From this diagram, it can be seen that when the DC constant voltage control is performed, if the gap between the charging roller and the photosensitive drum is 20 μm or more, the relationship between the gap and the charged potential on the photosensitive member surface is about 6 V / It can be seen that it has a change rate of μm. The potential unevenness allowed when a charging device of the proximity charging type in which the charging roller is opposed to the photosensitive drum via a small gap as described above is mounted on an actual machine of an image forming apparatus is ± 0.5% in the case of a monochrome machine. 30 V and ± 10 V in the case of a color machine.

【0044】これを帯電ローラと感光体ドラムとの間の
ギャップ値に換算すると、許容されるギャップの振れ幅
はモノクロ機の場合で10μm、カラー機の場合で3.
3 μmとなる。このように、帯電ローラを感光体ドラ
ムに対して非常に微少のギャップを設けて配設するため
には、帯電ローラをギャップ偏差に関して非常に高精度
で配置しなければならないので、帯電ローラと感光体ド
ラムの長手方向のたわみ、さらにはそれらの表面粗さ
や、うねり等々の許容公差を組み合わせて考えると、現
実的には困難であると思われる。
When this is converted into the gap value between the charging roller and the photosensitive drum, the allowable width of the gap is 10 μm in the case of the monochrome machine and 3.times. In the case of the color machine.
3 μm. Thus, in order to dispose the charging roller with a very small gap with respect to the photosensitive drum, the charging roller must be disposed with a very high precision with respect to the gap deviation. In view of the combination of the longitudinal deflections of the body drums and their tolerances such as surface roughness and waviness, it seems difficult in practice.

【0045】そこで、次にこのような近接帯電方式の帯
電装置の場合に、印加する電圧をDCバイアスに加え、
ACバイアスを重畳する場合について検討する。図11
は微少ギャップによる近接帯電方式の帯電装置で、印加
する電圧をDC定電圧+AC定電圧重畳にした場合の実
験結果を示す線図(帯電特性)である。この実験では、
DC定電圧として−700Vを印加している。
Then, in the case of such a proximity charging type charging device, the applied voltage is applied to a DC bias,
Consider the case where an AC bias is superimposed. FIG.
FIG. 4 is a diagram (charging characteristic) showing an experimental result when a voltage applied is a DC constant voltage + AC constant voltage superposition in a charging device of a proximity charging method using a minute gap. In this experiment,
-700 V is applied as a DC constant voltage.

【0046】この実験結果によれば、DC定電圧にAC
定電圧を重畳した場合には、感光体表面の帯電電位は、
帯電ローラと感光体ドラムとの間の各ギャップ、すなわ
ちギャップ0μm,53μm,87μm,106μmの
いずれの場合においても、DC定電圧印加時における帯
電開始電圧(各ギャップの帯電開始電圧は図8を参照)
の略2倍のACピーク間電圧を帯電ローラに印加するこ
とにより、DC印加電圧(−700V)とほぼ等しい帯
電電位が得られることがわかる。
According to the results of this experiment, AC constant voltage
When a constant voltage is superimposed, the charged potential on the photoconductor surface is
In each of the gaps between the charging roller and the photosensitive drum, that is, in any of the gaps of 0 μm, 53 μm, 87 μm, and 106 μm, the charging start voltage when a DC constant voltage is applied (see FIG. 8 for the charging start voltage of each gap) )
It can be seen that a charging potential substantially equal to the DC applied voltage (−700 V) can be obtained by applying an AC peak-to-peak voltage that is approximately twice as large to the charging roller.

【0047】次に、DC定電圧(DCバイアス)に重畳
するACバイアスを定電流制御した場合の実験結果を図
12に示す。この実験結果によれば、DC定電圧に重畳
するACバイアスを定電流制御することにより、帯電ロ
ーラと感光体ドラムとの間のギャップの大小に係らず、
総電流と感光体表面の帯電電位との関係は略一定になる
ことがわかった。
Next, FIG. 12 shows an experimental result when the AC bias superimposed on the DC constant voltage (DC bias) is controlled at a constant current. According to the experimental results, by controlling the AC bias superimposed on the DC constant voltage with a constant current, regardless of the size of the gap between the charging roller and the photosensitive drum,
It was found that the relationship between the total current and the charged potential on the photoreceptor surface was substantially constant.

【0048】次に、帯電ムラに伴う濃度ムラを確認する
ために行ったハーフトーン画像の出力の実験結果につい
て説明する。その結果を、表3〜表5に示す。表1は、
帯電ローラと感光体ドラムとが対向する各位置におい
て、その間にギャップ偏差が全く無い状態のもので確認
した場合の画像評価結果を示すものである。
Next, a description will be given of the results of an experiment on the output of a halftone image performed to confirm density unevenness due to charging unevenness. The results are shown in Tables 3 to 5. Table 1
FIG. 8 shows image evaluation results when the charging roller and the photosensitive drum are opposed to each other and confirmed in a state where there is no gap deviation between them.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】この実験結果によれば、DC定電圧のみを
印加して制御した場合には、帯電ローラと感光体ドラム
との間のギャップが53μm以上の場合に、またACバ
イアスを重畳した場合(AC定電圧制御とAC定電流制
御のいずれの場合についても)にはギャップが106μ
m以上の条件で異常放電による白ポチが発生(表3中に
×で表示)してしまい、NG画像になっている。このこ
とから、近接帯電方式においては、DC定電圧印加にA
Cバイアスを重畳することによる効果が表われている。
According to the experimental results, when the control is performed by applying only the DC constant voltage, when the gap between the charging roller and the photosensitive drum is 53 μm or more, and when the AC bias is superimposed ( The gap is 106 μm for both AC constant voltage control and AC constant current control.
Under the condition of m or more, white spots occur due to abnormal discharge (indicated by X in Table 3), resulting in an NG image. For this reason, in the proximity charging method, A is applied to the DC constant voltage application.
The effect of superimposing the C bias is shown.

【0051】次に、実使用の場合を考慮し、帯電ローラ
が感光体ドラムとの間でギャップ偏差を持つ場合につい
て検討した結果を説明する。表4に、帯電ローラの長手
方向の各位置において感光体ドラムとの間のギャップに
偏差を持たせた条件でACバイアスを変えていった場合
の画像評価結果を示す。
Next, in consideration of the case of actual use, a result of a study on a case where the charging roller has a gap deviation from the photosensitive drum will be described. Table 4 shows image evaluation results when the AC bias was changed under the condition that the gap between the charging roller and the photosensitive drum was varied at each position in the longitudinal direction of the charging roller.

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

【0053】この実験では、帯電ローラの弾性ローラ部
の長手方向で右側の端部(表4中にRで表示)の感光体
ドラムとの間のギャップを0μm(接触状態)にし、左
側の端部(表4中にLで表示)の感光体ドラムとの間の
ギャップを、ギャップ最大値(53μm,87μm,1
06μmの3種を作成)とすることにより、ギャップに
偏差を持たせている。
In this experiment, the gap between the elastic roller portion of the charging roller and the photosensitive drum at the right end (indicated by R in Table 4) in the longitudinal direction was set to 0 μm (contact state), and the left end was set. The gap between the photoconductor drums (indicated by L in Table 4) is set to the gap maximum value (53 μm, 87 μm, 1
(3 types of 06 μm are prepared), thereby giving a deviation to the gap.

【0054】この実験結果によれば、DCバイアスにギ
ャップ最大値での帯電開始電圧値(図8参照)の2倍以
上のACピーク間電圧を重畳することにより良好なる画
像が得られた。なお、表4において△印は、多少濃度ム
ラは見られたが許容範囲のものであるため、使用可能と
の評価をした。また、○印は濃度ムラの全くない良好な
画像を示している。
According to the results of this experiment, a good image was obtained by superimposing a DC bias with an AC peak-to-peak voltage twice or more the charging start voltage value (see FIG. 8) at the maximum gap value. It should be noted that in Table 4, the mark “可能” was evaluated to be usable because the density unevenness was somewhat acceptable, but was within an allowable range. In addition, the mark ○ indicates a good image without any density unevenness.

【0055】これらの結果から、ほぼ狙いとするバイア
ス条件が求められたので、最後に3つの電流制御条件に
ついてそれぞれ画像出しの実験を行い、その評価結果を
表5にまとめた。DCバイアスのみを印加した場合に
は、先のシミュレーションの結果でも示したとおり、帯
電電位のギャップ依存性が非常に大きいために、ギャッ
プに偏差があると許容できない画像ムラ(×印で表示)
が発生した。
From these results, the target bias conditions were almost determined. Finally, an experiment for image output was performed for each of the three current control conditions, and the evaluation results are summarized in Table 5. When only the DC bias is applied, as shown in the results of the previous simulation, since the gap of the charging potential is very large, if there is a deviation in the gap, unacceptable image unevenness (indicated by x)
There has occurred.

【0056】[0056]

【表5】 [Table 5]

【0057】シミュレーションの結果からは許容できる
ギャップ偏差は約10μm以下であったので、ギャップ
勾配を持つ方向に対しギャップ量の測定を精密に行い、
ギャップ偏差量と画像ムラとの対応を調べた。その結果
を表6に示すように、DCバイアスのみを印加した条件
では、シミュレーション結果から予測された通り、ギャ
ップ偏差の許容限界値は10μm程度であり、それ以上
の偏差を持つ場合には画像ムラが現われてNG(×印で
表示)との評価結果になった。
According to the simulation result, the allowable gap deviation was about 10 μm or less. Therefore, the gap amount was precisely measured in the direction having the gap gradient.
The correspondence between the gap deviation amount and the image unevenness was examined. As shown in Table 6, under the condition that only the DC bias was applied, the allowable limit value of the gap deviation was about 10 μm as predicted from the simulation result. Appeared, resulting in an evaluation result of NG (indicated by x).

【0058】[0058]

【表6】 [Table 6]

【0059】これに対しDCバイアスにACバイアスを
重畳した条件では、ギャップ最大値の帯電開始電圧値の
2倍以上のACピーク間バイアスを定電圧制御で重畳し
た場合と、ギャップ最大値の帯電開始電圧値の2倍以上
のピーク間電圧値が得られる電流値にて定電流制御をし
たいずれの場合においても、ギャップ偏差の限界値は、
ギャップ偏差が全くない条件下での白ポチによる異常画
像ギャップ限界値にほぼ等しく、約100μm以下の条
件で、ギャップ偏差の大きさによらず、常に良好なる画
像が得られた。
On the other hand, under the condition that the AC bias is superimposed on the DC bias, the bias between the AC peaks that is twice or more the charging start voltage value of the gap maximum value is superimposed by the constant voltage control, and the charging start of the gap maximum value is performed. In any case where the constant current control is performed at a current value at which a peak-to-peak voltage value equal to or more than twice the voltage value is obtained, the limit value of the gap deviation is:
Under the condition that there is no gap deviation, it is almost equal to the limit value of the abnormal image gap due to white spots, and under conditions of about 100 μm or less, a good image is always obtained regardless of the magnitude of the gap deviation.

【0060】このように、図1に示した帯電装置2は、
帯電ローラ8と感光体ドラム1との間に交流成分を有す
る電圧(DC定電圧にACを重畳した電圧)を印加し
て、その交流成分を帯電ローラ8と感光体ドラム1との
最大ギャップにおける帯電開始電圧値の2倍以上のピー
ク間電圧値を有するようにすることにより、帯電ムラに
起因して生じる濃度ムラの発生を防止して、良好な画像
を得ることができる。
As described above, the charging device 2 shown in FIG.
A voltage having an AC component (a voltage obtained by superimposing AC on a DC constant voltage) is applied between the charging roller 8 and the photosensitive drum 1, and the AC component is applied to the maximum gap between the charging roller 8 and the photosensitive drum 1. By having a peak-to-peak voltage value that is at least twice the charging start voltage value, it is possible to prevent the occurrence of density unevenness caused by uneven charging and obtain a good image.

【0061】また、このようにすれば、以下に示すよう
な従来の接触帯電方式の帯電装置で課題となっていた事
項についても解決することができる。すなわち、帯電ロ
ーラ8を感光体ドラム1に対して非接触にすることによ
り、感光体ドラム1が帯電ローラ8により汚染されるの
を防止することができる。また、帯電ローラ8が非接触
であれば、その他に感光体ドラム1の膜削れや、感光体
ドラム1のピンホールに対するリーク余裕度、さらには
帯電ローラ8を感光体ドラム1に接触させることにより
生じるバンディングも防止することができる。
In this way, it is also possible to solve the following problems which have been problems in the conventional contact charging type charging device. That is, by making the charging roller 8 out of contact with the photosensitive drum 1, it is possible to prevent the photosensitive drum 1 from being contaminated by the charging roller 8. If the charging roller 8 is not in contact, the film of the photosensitive drum 1 is scraped, the leakage margin for the pinhole of the photosensitive drum 1 is further reduced, and the charging roller 8 is brought into contact with the photosensitive drum 1. The resulting banding can also be prevented.

【0062】なお、この発明による帯電装置は、帯電部
材(帯電ローラ)の全領域が非接触状態にある場合の他
に、その帯電部材の一部が感光体に接触していて他の一
部が非接触状態にあるように、接触と非接触とが混在す
るような場合であっても同様に適用することができる点
については、表5の結果から言うまでもない。また、上
述した実験において、DCバイアスのみを印加した実験
では、そのDCバイアスを−1300Vに、現像バイア
スを−650Vに、それぞれしている。
In the charging device according to the present invention, in addition to the case where the entire area of the charging member (charging roller) is in a non-contact state, a part of the charging member is in contact with the photosensitive member and the other part is not. It is needless to say from the results in Table 5 that the present invention can be similarly applied to a case where contact and non-contact coexist as in the case where is in a non-contact state. In the above experiment, in the experiment in which only the DC bias was applied, the DC bias was set to -1300 V, and the developing bias was set to -650 V.

【0063】さらに、DC定電圧+AC定電圧制御の実
験においては、DCバイアスを−600Vに、ACバイ
アスを2kV(最大ギャップ106μm時の帯電開始電
圧の2倍以上)に、それぞれしている。さらにまた、D
C定電圧+AC定電流制御の実験においては、DCバイ
アスを−600Vに、ACバイアスを帯電開始電圧の2
倍以上のピーク間電圧値が得られる電流値2.5mA
(f=2kHz)にしている。
Further, in the experiment of DC constant voltage + AC constant voltage control, the DC bias was set to -600 V, and the AC bias was set to 2 kV (more than twice the charging start voltage at the maximum gap of 106 μm). Furthermore, D
In the experiment of C constant voltage + AC constant current control, the DC bias was set to −600 V, and the AC bias was set to 2 times the charging start voltage.
A current value of 2.5 mA at which a peak-to-peak voltage value that is twice or more can be obtained.
(F = 2 kHz).

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次に記載する効果を奏する。請求項1乃至10の帯
電装置及び請求項11の画像形成装置によれば、帯電部
材を被帯電体に対して少なくとも帯電領域内でその間に
所定のギャップを設けて非接触にしたので、オゾンの発
生を抑えることができると共に、帯電部材から汚れが被
帯電体に転移するのを防止することができる。したがっ
て、被帯電体が汚れることによる異常画像の発生を防止
することができる。そして、帯電部材と被帯電体との間
には交流成分を有する電圧を印加し、その交流成分は帯
電部材と被帯電体との最大ギャップにおける帯電開始電
圧値の2倍以上のピーク間電圧値を有するようにしたの
で、帯電ムラに起因して生じる濃度ムラが発生しない良
好な画像が得られる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. According to the charging device of the first to tenth aspects and the image forming apparatus of the eleventh aspect, the charging member is brought into non-contact with the member to be charged at least within the charging region by providing a predetermined gap therebetween. Generation can be suppressed, and transfer of dirt from the charging member to the member to be charged can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of an abnormal image due to the contamination of the member to be charged. Then, a voltage having an AC component is applied between the charging member and the member to be charged, and the AC component has a peak-to-peak voltage value at least twice the charging start voltage value at the maximum gap between the charging member and the member to be charged. , It is possible to obtain a good image in which density unevenness caused by charging unevenness does not occur.

【0065】また、請求項8の帯電装置によれば、帯電
部材が被帯電体に対して帯電領域内で接触する部分と非
接触の部分とが混在するように設けられている帯電装置
の場合には、一般的に帯電部材の表面抵抗が低いと帯電
部材と被帯電体との間のギャップに場所により偏差があ
ると帯電部材の表面に規定の電位を維持することができ
ないために帯電ムラになりやすいが、帯電部材と被帯電
体との間には交流成分を有する電圧が印加され、その交
流成分は帯電部材と被帯電体との最大ギャップにおける
帯電開始電圧値の2倍以上のピーク間電圧値を有するよ
うにしたので、帯電ムラに起因して生じる濃度ムラが発
生しない良好な画像が得られる。
According to the charging device of the eighth aspect, in the case of the charging device provided such that a portion where the charging member contacts the member to be charged in the charging region and a portion which does not contact the charging member are mixed. In general, when the surface resistance of the charging member is low, the gap between the charging member and the member to be charged has a deviation depending on the location, and the surface of the charging member cannot maintain a specified potential. However, a voltage having an AC component is applied between the charging member and the member to be charged, and the AC component has a peak more than twice the charging start voltage value at the maximum gap between the charging member and the member to be charged. Since the intermediate voltage value is used, a good image free from density unevenness caused by charging unevenness can be obtained.

【0066】さらに、請求項4及び9の帯電装置によれ
ば、帯電部材と被帯電体との間のギャップの管理を比較
的容易に行うことができる。請求項10の帯電装置によ
れば、最大ギャップ値をギャップ管理部材の厚みで管理
することができるので、ギャップ管理が更に容易にな
る。
Further, according to the charging device of the fourth and ninth aspects, it is possible to relatively easily manage the gap between the charging member and the member to be charged. According to the charging device of the tenth aspect, since the maximum gap value can be managed by the thickness of the gap management member, the gap management is further facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明による帯電装置を備えた画像形成装置
の作像部を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming unit of an image forming apparatus including a charging device according to the present invention.

【図2】同じくその画像形成装置全体を示す概略構成図
である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the entire image forming apparatus.

【図3】図1の帯電装置に設けられている帯電ローラの
両端部にテフロンチューブを密着状態に取り付けた状態
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which Teflon tubes are attached to both ends of a charging roller provided in the charging device of FIG.

【図4】感光体ドラムの表面と帯電ローラの弾性ローラ
部との間の最大ギャップGmaxを説明するための概略
図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a maximum gap Gmax between a surface of a photosensitive drum and an elastic roller portion of a charging roller.

【図5】感光体ドラムと帯電ローラとの間に形成される
放電領域の両側の領域端部におけるギャップGcは最大
ギャップでないことを説明するための概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining that a gap Gc at an end of a region on both sides of a discharge region formed between a photosensitive drum and a charging roller is not the maximum gap.

【図6】帯電ローラの回転や真直度のバラツキによって
ある瞬間に位置bに最大ギャップGmaxができた状態
を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which a maximum gap Gmax is formed at a position b at a certain moment due to rotation of a charging roller and variations in straightness.

【図7】同じくその最大ギャップGmaxが位置cにで
きた状態を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state where the maximum gap Gmax is formed at a position c.

【図8】印加電圧と帯電電位との関係を示した帯電特性
を示す線図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating charging characteristics showing a relationship between an applied voltage and a charging potential.

【図9】帯電ローラを感光体ドラムから徐々に離間させ
るようにしたときの帯電特性の変化を示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing a change in charging characteristics when the charging roller is gradually separated from the photosensitive drum.

【図10】帯電ローラと感光体ドラムとの間のギャップ
と感光体表面の帯電電位との関係を計算により求めたシ
ミュレーション結果と実験結果とを合わせて示した線図
である。
FIG. 10 is a diagram showing both a simulation result and an experimental result obtained by calculating a relationship between a gap between a charging roller and a photoconductor drum and a charging potential on a photoconductor surface.

【図11】微少ギャップによる近接帯電方式の帯電装置
で印加する電圧をDC定電圧+AC定電圧重畳にした場
合の帯電特性を示す線図である。
FIG. 11 is a graph showing charging characteristics when a voltage applied by a charging device of a proximity charging method using a small gap is a DC constant voltage + AC constant voltage superposition.

【図12】DC定電圧に重畳するACバイアスを定電流
制御した場合の実験結果を示す線図である。
FIG. 12 is a diagram showing an experimental result when an AC bias superimposed on a DC constant voltage is controlled by a constant current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:感光体ドラム(被帯電体) 2:帯電装置 8:帯電ローラ(帯電部材) 12:電源ユニット(電源) 14:テフロンチューブ(ギャップ管理部材) 1: photosensitive drum (charged object) 2: charging device 8: charging roller (charging member) 12: power supply unit (power supply) 14: Teflon tube (gap management member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大年 恵 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H003 AA18 BB11 CC00 DD03 EE19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Megumi Daen 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. 2H003 AA18 BB11 CC00 DD03 EE19

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被帯電体に対して少なくとも帯電領域内
で所定のギャップを形成するように近接して設けられた
帯電部材を備え、該帯電部材には電源から直流定電圧に
交流電圧を重畳した電圧を印加することにより前記被帯
電体を帯電する帯電装置において、 前記帯電部材に印加する電圧の交流成分は、前記所定の
ギャップの最大ギャップにおける帯電開始電圧値の2倍
以上のピーク間電圧値を有するようにしたことを特徴と
する帯電装置。
1. A charging member provided close to a member to be charged so as to form a predetermined gap at least in a charging region, and an AC voltage is superimposed on a DC constant voltage from a power supply on the charging member. A charging device that charges the member to be charged by applying the applied voltage, wherein the AC component of the voltage applied to the charging member is a peak-to-peak voltage that is at least twice the charging start voltage value at the maximum gap of the predetermined gap. A charging device characterized by having a value.
【請求項2】 前記被帯電体と前記帯電部材とのギャッ
プは位置によって不均一であって偏差があることを特徴
とする請求項1記載の帯電装置。
2. The charging device according to claim 1, wherein a gap between the member to be charged and the charging member is non-uniform and has a deviation depending on a position.
【請求項3】 前記被帯電体と前記帯電部材とのギャッ
プは変動するものであることを特徴とする請求項1記載
の帯電装置。
3. The charging device according to claim 1, wherein a gap between the member to be charged and the charging member varies.
【請求項4】 前記帯電部材は回転するローラであるこ
とを特徴とする請求項3記載の帯電装置。
4. The charging device according to claim 3, wherein said charging member is a rotating roller.
【請求項5】 前記被帯電体は回転あるいは回動する部
材であることを特徴とする請求項3記載の帯電装置。
5. The charging device according to claim 3, wherein the member to be charged is a member that rotates or rotates.
【請求項6】 前記被帯電体と前記帯電部材とのギャッ
プは、ギャップが0のときの帯電開始電圧と異なる帯電
開始電圧になる大きさのギャップとしたことを特徴とす
る請求項1記載の帯電装置。
6. The gap according to claim 1, wherein the gap between the charged member and the charging member is a gap having a charging start voltage different from a charging start voltage when the gap is zero. Charging device.
【請求項7】 被帯電体に対して少なくとも帯電領域内
で所定のギャップを形成するように近接して設けられた
帯電部材を備え、該帯電部材には電源から定電圧制御さ
れた直流電圧と、交流電圧が印加されることにより前記
被帯電体が帯電し、前記帯電領域内の前記帯電部材の長
手方向及び短手方向の各位置における前記ギャップの平
均値が10μm以上であり、該ギャップのバラツキが前
記平均値に対して10μm以上である帯電装置におい
て、 前記帯電部材に印加する電圧は、交流成分を有する電圧
が前記所定のギャップの最大ギャップにおける帯電開始
電圧値の2倍以上のピーク間電圧値を有するようにした
ことを特徴とする帯電装置。
7. A charging member provided in close proximity to a member to be charged so as to form a predetermined gap at least in a charging region, wherein the charging member has a DC voltage controlled by a constant voltage from a power source and a DC voltage. The object to be charged is charged by the application of an AC voltage, and the average value of the gap at each position in the longitudinal direction and the lateral direction of the charging member in the charging area is 10 μm or more, and In a charging device having a variation of 10 μm or more with respect to the average value, the voltage applied to the charging member is such that a voltage having an AC component has a peak-to-peak voltage that is at least twice the charging start voltage value at the maximum gap of the predetermined gap. A charging device having a voltage value.
【請求項8】 被帯電体に対して帯電領域内で接触する
部分と非接触の部分とが混在するように設けられた帯電
部材を備え、該帯電部材には電源から定電圧制御された
直流電圧と、交流電圧が印加されることにより前記被帯
電体が帯電し、前記帯電領域内の前記非接触の部分の前
記帯電部材の長手方向及び短手方向の各位置における前
記被帯電体と前記帯電部材とのギャップの平均値が10
μm以上であり、該ギャップのバラツキが前記平均値に
対して10μm以上である帯電装置において、 前記帯電部材に印加する電圧は、交流成分を有する電圧
が前記ギャップの最大ギャップにおける帯電開始電圧値
の2倍以上のピーク間電圧値を有するようにしたことを
特徴とする帯電装置。
8. A charging member provided in such a manner that a portion to be charged and a non-contacting portion in the charging area are mixed with the member to be charged, and the charging member has a DC voltage controlled by a constant voltage from a power supply. The charged object is charged by applying a voltage and an AC voltage, and the charged object and the non-contact portion in the charging region at the longitudinal and lateral positions of the charging member in the non-contact portion are charged with the charged object. The average value of the gap with the charging member is 10
μm or more, the variation of the gap is 10 μm or more with respect to the average value, the voltage applied to the charging member, the voltage having an AC component is the charging start voltage value in the maximum gap of the gap A charging device having a peak-to-peak voltage value that is twice or more.
【請求項9】 請求項7又は8記載の帯電装置におい
て、前記帯電部材は回転自在な弾性ローラであることを
特徴とする帯電装置。
9. The charging device according to claim 7, wherein the charging member is a rotatable elastic roller.
【請求項10】 請求項7乃至9のいずれか一項に記載
の帯電装置において、前記被帯電体と前記帯電部材との
間にギャップ管理部材を介在させることにより前記ギャ
ップを形成し、前記最大ギャップは前記ギャップ管理部
材の厚さで決定されることを特徴とする帯電装置。
10. The charging device according to claim 7, wherein the gap is formed by interposing a gap management member between the member to be charged and the charging member. The gap is determined by the thickness of the gap management member.
【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか一項に記
載の帯電装置を備えた画像形成装置。
11. An image forming apparatus comprising the charging device according to claim 1. Description:
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