JP2005062488A - Electrifying device - Google Patents
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Description
本発明は、帯電装置に関し、詳しくは、接触帯電ブラシを用いて静電潜像が形成される前の感光体の表面を均一に帯電する帯電装置に関するものである。 The present invention relates to a charging device, and more particularly to a charging device that uniformly charges the surface of a photoreceptor before an electrostatic latent image is formed using a contact charging brush.
電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムの表面に接するように配設された接触帯電ブラシにより感光体ドラムの表面を正又は負に帯電し、帯電した感光体ドラムの表面に画像データに対応する光を照射することにより静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、このトナー画像を所定の用紙に転写することにより、画像を用紙に記録している。このように、感光体ドラムの表面のトナー画像は所定の用紙に転写されるが、そのトナーは全てが用紙に転写されるわけではなく、一部は用紙に転写されることなく感光体ドラムの表面に残る。この感光体ドラムの表面に残った、いわゆる残留トナーは、感光体ドラムの表面にトナーを供給する現像器に回収されて再利用されるようになっている。 In an electrophotographic image forming apparatus, the surface of the photosensitive drum is positively or negatively charged by a contact charging brush disposed so as to be in contact with the surface of the photosensitive drum, and image data is transferred to the surface of the charged photosensitive drum. An electrostatic latent image is formed by irradiating the corresponding light, and a toner image is formed by attaching toner to the electrostatic latent image, and the toner image is transferred to a predetermined sheet, thereby transferring the image onto the sheet. It is recorded. As described above, the toner image on the surface of the photosensitive drum is transferred to a predetermined sheet, but not all of the toner is transferred to the sheet, and a part of the toner image is not transferred to the sheet. Remains on the surface. The so-called residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum is collected and reused by a developing device that supplies toner to the surface of the photosensitive drum.
しかし、接触帯電ブラシは、感光体ドラムの表面と接するように配設されているため、現像器で回収されるべきトナーの一部が接触帯電ブラシに付着する。このように、接触帯電ブラシに残留トナーが付着すると、感光体ドラムの表面を帯電する際に帯電不良が生じる。この帯電不良の発生を防止するものとして、図5に示すように、感光体ドラム50の回転方向に沿って二つの接触帯電ブラシ51及び52を配設し、接触帯電ブラシ51に対し直流電圧を印加し、接触帯電ブラシ52に対し直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することによって、感光体ドラム50の表面を二つの接触帯電ブラシ51及び52により帯電する接触帯電装置53がある(例えば、特許文献1参照)。
However, since the contact charging brush is disposed in contact with the surface of the photosensitive drum, a part of the toner to be collected by the developing unit adheres to the contact charging brush. Thus, if residual toner adheres to the contact charging brush, charging failure occurs when charging the surface of the photosensitive drum. In order to prevent the occurrence of this charging failure, as shown in FIG. 5, two
この接触帯電装置53によれば、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することにより、感光体ドラム50の表面電位の谷間が緩和されて表面電位を安定させることができる。また、用紙に転写されることなく感光体ドラム50の表面に残った残留トナーの一部は、接触帯電ブラシ51によって捕捉されるため、接触帯電ブラシ52に残留トナーが付着するのを防止することができ、接触帯電ブラシ51が残留トナーで汚染されたとしても、接触帯電ブラシ52により帯電不良が生じるのを防止することができる。
しかしながら、上記のように直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を使用した場合、用紙に記録される画像の解像度を高くするために交流電圧の周波数を高くする必要があるが、周波数を高くし過ぎると帯電音が生じ、逆に周波数を低くし過ぎるとサイクルムラが発生する。このように、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を使用する場合、使用する周波数が制限されるという問題点がある。 However, when a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage as described above is used, it is necessary to increase the frequency of the AC voltage in order to increase the resolution of the image recorded on the paper, but the frequency is too high. When the frequency is set too low, cycle unevenness occurs. As described above, when a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is used, there is a problem that a frequency to be used is limited.
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、交流電圧を使用することなく静電潜像が形成される前の感光体の表面を安定した電位に帯電することができると共に、感光体の表面に帯電不良が生じるのを防止することができる帯電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and can charge the surface of the photoreceptor before the formation of the electrostatic latent image to a stable potential without using an AC voltage. An object of the present invention is to provide a charging device capable of preventing the occurrence of charging failure on the surface of the battery.
上記目的を達成するために、請求項1記載の帯電装置は、静電潜像が形成される前の感光体の表面を帯電する帯電装置であって、直流電圧が印加される第1の接触帯電部材と、直流パルスによる交番電圧が印加される第2の接触帯電部材とが前記感光体の回転方向に沿って該感光体の表面と接するようにそれぞれ配設されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the charging device according to claim 1 is a charging device for charging the surface of the photosensitive member before the electrostatic latent image is formed, wherein the first contact is applied with a DC voltage. A charging member and a second contact charging member to which an alternating voltage by a direct current pulse is applied are disposed so as to be in contact with the surface of the photoconductor along the rotation direction of the photoconductor. .
請求項2記載の帯電装置は、請求項1に記載の帯電装置において、前記第1の接触帯電部材が前記第2の接触帯電部材に対し前記感光体の回転方向下流側に配設されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the charging device according to the first aspect, the first contact charging member is disposed downstream of the second contact charging member in the rotation direction of the photosensitive member. It is characterized by that.
請求項3記載の帯電装置は、請求項1又は2に記載の帯電装置において、前記第1の接触帯電部材に印加される直流電圧の絶対値VAと、前記第2の接触帯電部材に印加される直流パルスによる交番電圧の絶対値での最小値VB1と絶対値での最大値VB2とが、|VB1|≦|VA|<|VB2|の関係を満たすように設定されていることを特徴としている。 The charging device according to claim 3 is the charging device according to claim 1 or 2, wherein an absolute value VA of a DC voltage applied to the first contact charging member and an application to the second contact charging member are provided. The minimum value V B1 in the absolute value and the maximum value V B2 in the absolute value of the alternating voltage due to the DC pulse applied are set so as to satisfy the relationship of | V B1 | ≦ | V A | <| V B2 | It is characterized by having.
請求項1に記載の帯電装置によれば、感光体の回転方向上流側に位置する一方の接触帯電部材に残留トナーが付着したことにより感光体の表面に帯電不良が生じるような場合でも、感光体ドラムの回転方向下流側に位置する他方の接触帯電部材により、その帯電不良を補うことができる。また、第2の接触帯電部材に印加される電圧は、直流パルスによる交番電圧であるため、交流電圧を使用した場合のように周波数が制限されることはない。また、交流電圧に比べて容易にデューティー変更が行えるため、一方の接触帯電部材で感光体の表面のトナーを捕捉し、他方の接触帯電部材で帯電不良を補うのに最適なデューティー比となるように第2の接触帯電部材に印加する電圧を容易に制御することができる。 According to the charging device of the first aspect, even if a charging failure occurs on the surface of the photosensitive member due to the residual toner adhering to one of the contact charging members located on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive member, The other charging contact member located on the downstream side in the rotation direction of the body drum can compensate for the charging failure. Further, since the voltage applied to the second contact charging member is an alternating voltage generated by a DC pulse, the frequency is not limited as in the case where an AC voltage is used. Further, since the duty can be easily changed as compared with the AC voltage, the toner on the surface of the photosensitive member is captured by one contact charging member, and the duty ratio is optimal to compensate for the charging failure by the other contact charging member. In addition, the voltage applied to the second contact charging member can be easily controlled.
請求項2に記載の帯電装置によれば、感光体の表面の残留トナーは、第2の接触帯電部材により捕捉されるため、第1の接触帯電部材に残留トナーが付着するのを防止することができる。したがって、第2の接触帯電部材に残留トナーが付着して感光体の表面に帯電不良が生じるような場合でも、第1の接触帯電部材でその帯電不良を補うことができる。 According to the charging device of the second aspect, since the residual toner on the surface of the photoreceptor is captured by the second contact charging member, it is possible to prevent the residual toner from adhering to the first contact charging member. Can do. Therefore, even when residual toner adheres to the second contact charging member and a charging failure occurs on the surface of the photoreceptor, the charging failure can be compensated for by the first contact charging member.
請求項3に記載の帯電装置によれば、一方の接触帯電部材によって帯電した感光体の表面電位と、更に他方の接触帯電部材によって帯電した後の感光体の表面電位がほぼ等しいため、感光体の表面電位を安定させることができる。 According to the charging device of claim 3, since the surface potential of the photoconductor charged by one contact charging member and the surface potential of the photoconductor charged by the other contact charging member are substantially equal, the photoconductor The surface potential can be stabilized.
以下、本発明を実施するための最良の形態に係る帯電装置1について図面に基づいて説明する。図1は、帯電装置1の構成を示した断面図である。帯電装置1は、接触帯電法によって静電潜像が形成される前の感光体ドラム(感光体)10の表面に電子やイオン等を作用させて一定の電位に均一に帯電させるための装置であり、図示するように、第1帯電ブラシ(第1の接触帯電部材)2、スイッチ3、第1直流電源4、第2帯電ブラシ(第2の接触帯電部材)5、切替スイッチ6、第2直流電源7、及び抵抗8を具備したものである。
Hereinafter, a charging device 1 according to the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the charging device 1. The charging device 1 is a device for uniformly charging a surface of a photosensitive drum (photosensitive body) 10 before forming an electrostatic latent image by a contact charging method by causing electrons or ions to act uniformly. Yes, as shown, the first charging brush (first contact charging member) 2, the switch 3, the first
第1帯電ブラシ2は、導電性を有する軸に導電性を有するブラシが放射状に植設されたものであり、この分野において公知の帯電ブラシを用いることができる。第1帯電ブラシ2は、感光体ドラム10と互いの軸が平行となるように、また、感光体ドラム10の表面と接するように配設されている。この第1帯電ブラシ2は、図中矢印で示すように自軸周りに感光体ドラム10と同方向に回転しつつ、図外の制御手段からの制御信号(signal)に基づいてスイッチ3がONされると、第1直流電源4によって印加される直流電圧によって感光体ドラム10の表面を所定の電位に帯電させる。
The first charging brush 2 is one in which conductive brushes are radially implanted on a conductive shaft, and a known charging brush can be used in this field. The first charging brush 2 is disposed so that the axes of the first charging brush 2 and the
第2帯電ブラシ5は、第1帯電ブラシ2と同様に、導電性を有する軸に導電性を有するブラシが放射状に植設されたものであり、感光体ドラム10と互いの軸が平行となるように、また、感光体ドラム10の表面に接するように配設されている。ここで、前記第1帯電ブラシ2は、この第2帯電ブラシ5に対し感光体ドラム10の回転方向下流側に位置するように配設されている。第2帯電ブラシ5は、切替スイッチ6が短絡側に切替えられている場合には、第2直流電源7によって第2直流電源の電源電圧とほぼ等しい電圧が印加され、逆に切替スイッチ6が抵抗8側に切替えられている場合には、抵抗8ぶんだけ電圧降下した電圧が印加されるようになっており、切替スイッチ6が予め設定されたデューティー比で切替えられることにより、振幅の絶対値での最小値がVB1で、絶対値での最大値がVB2の直流パルスによる交番電圧が印加される。第2帯電ブラシ5は、第1帯電ブラシ2と同様、自軸周りの感光体ドラム10と同方向に回転しつつ、制御手段からの制御信号(signal)に基づいてこの直流パルスの交番電圧により感光体10の表面を帯電する。
Similar to the first charging brush 2, the
以上説明したように、感光体ドラム10の表面は、直流パルスによる交番電圧が印加された第2帯電ブラシ5によって帯電された後、更に直流電圧が印加された第1帯電ブラシ2によって帯電されるようになっている。図2は、帯電装置1を画像形成装置11に適用した場合の画像形成装置11の構成を示した断面図である。この画像形成装置11は、コピー機能、ファクシミリ機能、(ネットワーク)プリンタ機能等を備えた複合機等において、画像データの画像を用紙に記録するものであり、具体的には、コピー機能により読取られた原稿の画像データの画像、他のG3ファクシミリ装置(不図示)から受信した画像データの画像、及びクライアントPC(不図示)からLAN(不図示)等を介して受信した画像データの画像を所定の用紙に記録する。この画像形成装置11は、図示すように、帯電装置1、感光体ドラム10、露光器12、現像器13、転写器14、ERSブラシ15、給紙カセット16、レジストローラ17、ヒートローラ18、プレスローラ19、排紙ローラ20、及び排紙トレイ21を具備している。
As described above, the surface of the
感光体ドラム10は、ドラム状に形成されたアルミニウム等の導電性支持体の表面にOPC(Organic Photo Conductor)、アモルファスシリコン、セレン等の感光層を形成して構成したものであり、この感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。露光器12は、帯電装置1によって一定の電位に均一に帯電された感光体ドラム10の表面に光を照射して帯電電荷を除去することにより、感光体ドラム10の表面に静電潜像を形成するための装置であって、このための露光光学系として、具体的には、LED(Light Emitting Diode)光学系や半導体レーザ光学系等が用いられる。現像器13は、感光体ドラム10の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視のトナー画像とするための装置であって、トナーを帯電させる供給ローラ24、供給ローラ24から供給されたトナーを感光体ドラム10の表面に付着させる現像ローラ25、現像ローラ25の外周面に付着したトナーの層厚を均一にするブレード26等によって構成されており、トナーを帯電させ、帯電したトナーを感光体ドラム10側へ搬送し、感光体ドラム10の表面の静電潜像にトナーを付着させるという3つの工程を行う。
The
転写器14は、感光体ドラム10の表面に形成されたトナー画像を用紙30に転写させるものであって、具体的には、電圧を印加した導電ローラ、コロナ帯電器等が用いられる。ERSブラシ15は、用紙30に転写されることなく感光体ドラム10の表面に残った残留トナーを分散させるためのものであり、このERSブラシ15によって分散された残留トナーは、感光体ドラム10の回転に伴い、現像器13で回収された後、再利用される。給紙カセット16には、所定サイズの用紙が多数収納されており、給紙カセット16に収納されている用紙30は、給紙ローラ27により1枚ずつ分離され用紙搬送路28に供給される。レジストローラ17は、給紙カセット16から供給された用紙30を、用紙搬送路28に沿って感光体ドラム10と転写器14の間へと搬送するものである。ヒートローラ18及びプレスローラ19は、上下方向から用紙30を圧接しつつヒートローラ18の内部に設けられている熱源からの熱によりトナー画像を加熱して該トナー画像を用紙30に定着させる。排紙ローラ20は、画像が定着された記録紙(用紙30)を排紙トレイ21に排出する。
The
以下、この画像形成装置11において行われる画像形成処理について、図2及び図3に基づいて説明する。図外の制御手段から、画像データの画像を用紙に記録するための制御信号が入力されると、画像形成装置11の各部は所定の動作を行う。すなわち、図外のメインモータが回転を開始すると、感光体ドラム10、第1帯電ブラシ2、第2帯電ブラシ5、現像ローラ25、転写器14の転写ローラが図2に示す矢印方向にそれぞれ回転する。そして、感光体ドラム10の表面は、第2帯電ブラシ5に印加された直流パルスによる交番電圧で帯電された後、更に第1帯電ブラシ2に印加される直流電圧により帯電される。
Hereinafter, the image forming process performed in the
ここで、第1帯電ブラシ2に印加される直流電圧の絶対値VAと、第2帯電ブラシ5に印加される直流パルスによる交番電圧の絶対値での最小値VB1と絶対値での最大値VB2とが、|VB1|≦|VA|<|VB2|の関係を満たすように設定されている。したがって、第2帯電ブラシ5によって帯電された感光体ドラム10の表面電位と、更に第1帯電ブラシ2によって帯電された後の感光体ドラム10の表面電位がほぼ等しいため、安定して感光体ドラム10の表面を帯電することができる。
Here, the absolute value VA of the DC voltage applied to the first charging brush 2, the minimum value VB1 of the absolute value of the alternating voltage due to the DC pulse applied to the
このようにして、第2帯電ブラシ5及び第1帯電ブラシ2によって感光体ドラム10の表面が所定の電位に帯電されるとともに、感光体ドラム10の表面のクリーニング処理が行われる。ここで行われるクリーニング処理は、用紙30に転写されることなく感光体ドラム10の表面に残った残留トナーを感光体ドラム10の表面から除去する処理である。すなわち、感光体ドラム10の表面に付着した残留トナーは、所定の電圧が印加されたERSブラシ15によって拡散された後、感光体ドラム10の回転に伴い、現像器13へと送られ該現像器13によって回収される。なお、この際、図3に示すように転写器14の転写ローラには、感光体ドラム10の表面の残留トナーが付着するのを防止するために、残留トナーと同極性の電圧(ここでは正の電圧)が印加される。
In this manner, the surface of the
このように、感光体ドラム10を所定の電位に帯電させるとともに、感光体ドラム10の表面のクリーニング処理を行った後、露光器12によって画像データに対応する光が感光体ドラム10の表面に照射され、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成されつつ感光体ドラム10が回転すると、現像器13からトナー(ここでは、正に帯電したトナー)が供給され、感光体ドラム10の表面に形成されている静電潜像上に可視トナー画像が形成される。これに伴い、給紙カセット16から給紙ローラ27により用紙搬送路28に用紙30が供給され、供給された用紙30は、レジストローラ17によって感光体ドラム10と転写器14の転写ローラの間へと搬送される。感光体ドラム10の表面に形成されたトナー画像は、感光体ドラム10と転写器14の転写ローラによって用紙30上に転写される。なお、この際、転写器14の転写ローラにはトナー画像とは逆極性の電圧(ここでは、負の電圧)が印加されており、この電圧によりトナー画像は感光体ドラム10の表面から用紙30へと転写される。このトナー画像が転写された用紙30は、用紙搬送路28に沿ってヒートローラ18及びプレスローラ19間へと搬送され、プレスローラ19及びヒートローラ18による押圧力及びヒートローラ18の熱により、用紙30に定着される。このようにして画像が形成された記録紙(用紙30)は、排紙ローラ20によって用紙搬送路28から排紙トレイ21へと排出される。そして、トナー画像の用紙30への転写が完了すると、転写器14の転写ローラには再び残留トナーと同極性の電圧(ここでは、正の電圧)が所定時間印加されて、感光体ドラム10の表面のクリーニング処理が行われ、画像形成処理を終了する。
As described above, after the
なお、本実施形態では、第2帯電ブラシ5及び第1帯電ブラシ2によって感光体ドラム10の表面を正の電位に帯電させ、露光器12によって画像部に光を照射して帯電電荷を除去することにより静電潜像を形成し、現像器13から正に帯電したトナーを供給して感光体ドラム10の表面にトナー画像を形成することとしたが、第2帯電ブラシ5及び第1帯電ブラシ2によって感光体ドラム10の表面を負の電位に帯電させ、露光器12によって画像部以外の部分に光を照射することにより帯電電荷を除去して静電潜像を形成し、現像器13から正に帯電したトナーを感光体ドラム10の表面の画像部に供給してトナー画像を形成するようにしてもよい。
In this embodiment, the surface of the
以上説明したように画像データの画像が用紙に記録され、感光体ドラム10の表面に残った残留トナーは、ERSブラシ15によって拡散された後、現像器13によって回収されて再利用される。しかし、第2帯電ブラシ5及び第1帯電ブラシ2は、感光体ドラム10の表面に接するように配設されているため、現像器13に回収されるべき残留トナーの一部は、第2帯電ブラシ5又は第1帯電ブラシ2に付着することが予測されるが、感光体ドラム10の表面の残留トナーは、第1帯電ブラシ2に対し感光体ドラム10の回転方向上流側に位置する第2帯電ブラシ5によって捕捉されるため、第1帯電ブラシ2に残留トナーが付着するのを防止することができる。したがって、第2帯電ブラシ5に残留トナーが付着して、感光体ドラム10の表面に帯電不良が生じるような場合でも、残留トナーが付着していない第1帯電ブラシ2によってその帯電不良を解消することができ、長期に亘って安定した帯電処理を行うことができる。
As described above, the image of the image data is recorded on the paper, and the residual toner remaining on the surface of the
なお、第2帯電ブラシ5に印加される電圧は、従来用いられるような直流電圧に交流電圧を重畳した電圧ではなく、直流パルスによる交番電圧であるため、デューティー変更を容易に行うことができる。したがって、一方の帯電ブラシにより残留トナーを捕捉して、他方の帯電ブラシにより帯電不良が生じるのを防止するために最適なデューティー変更を行うことにより、長期に亘り安定した帯電動作を行うことができる。
Since the voltage applied to the
また、図4に示すように、第1帯電ブラシ2を第2帯電ブラシ5に対し、感光体ドラム10の回転方向上流側に位置するように配設してもよい。この場合、残留トナーは第1帯電ブラシ2によって捕捉されるため、第2帯電ブラシ5に残留トナーが付着するのを防止することができる。また、第1帯電ブラシ2に残留トナーが付着したことにより、第1帯電ブラシ2によって帯電された後の感光体ドラム10の表面電位が低くなったような場合でも、第2帯電ブラシ5に印加される直流パルスによる交番電圧のデューティー変更を行うことにより、感光体ドラム10の表面を適切な電位に帯電させることができる。
In addition, as shown in FIG. 4, the first charging brush 2 may be disposed on the upstream side in the rotation direction of the
静電潜像が形成される前の感光体の表面を接触型の帯電ブラシによって帯電させる帯電装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a charging device that charges a surface of a photoreceptor before an electrostatic latent image is formed with a contact-type charging brush.
1 帯電装置
2 第1帯電ブラシ(第1の接触帯電部材)
4 第1直流電源
5 第2帯電ブラシ(第2の接触帯電部材)
6 切替スイッチ
7 第2直流電源
8 抵抗
10 感光体ドラム(感光体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging apparatus 2 1st charging brush (1st contact charging member)
4 First
6
Claims (3)
直流電圧が印加される第1の接触帯電部材と、直流パルスによる交番電圧が印加される第2の接触帯電部材とが前記感光体の回転方向に沿って該感光体の表面と接するようにそれぞれ配設されていることを特徴とする帯電装置。 A charging device for charging the surface of a photoreceptor before an electrostatic latent image is formed,
A first contact charging member to which a DC voltage is applied and a second contact charging member to which an alternating voltage by a DC pulse is applied are in contact with the surface of the photoconductor along the rotation direction of the photoconductor. A charging device characterized by being arranged.
The absolute value VA of the DC voltage applied to the first contact charging member and the absolute value of the absolute value of the alternating voltage due to the DC pulse applied to the second contact charging member V B1 The charging device according to claim 1, wherein the maximum value V B2 is set so as to satisfy a relationship of | V B1 | ≦ | V A | <| V B2 |.
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