JP2015169865A - Charging device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、帯電装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a charging device and an image forming apparatus.
帯電装置に関する技術としては、例えば、特許文献1〜3等に開示されたものが既に提案されている。特許文献1は、導電性部材からなる複数のローラと、複数のローラに懸架した多層構成よりなり導電性で固有抵抗を有する無端状帯電ベルトより構成される帯電装置であり、無端状帯電ベルトの一部を画像形成面に接触させると共に、無端状帯電ベルトに電圧を印加するよう構成したものである。
As a technique related to the charging device, for example, those disclosed in
特許文献2は、可撓性を有する半導電性のフィルム状部材をほぼ円筒状に形成した帯電電極を備え、帯電電極の周面を被帯電体に接触させて、移動する被帯電体と帯電電極との間に作用する静電気力によって帯電電極を周回移動するよう構成したものである。
特許文献3は、帯電部材としてその内面を複数の支持部材により張架され、無端移動し、その外面に導電性繊維が植毛された無端状導電性ベルトによって構成される帯電ブラシベルトを備え、複数の支持部材の一つで電圧印加手段からの帯電電圧を帯電ブラシベルトに印加するとともに、電圧印加支持部材とは対向しない位置で帯電ブラシベルトをクリーニング部材によりクリーニングするよう構成したものである。 Patent Document 3 includes a charging brush belt constituted by an endless conductive belt in which an inner surface is stretched as a charging member by a plurality of support members, moves endlessly, and conductive fibers are planted on the outer surface. One of the supporting members applies a charging voltage from the voltage applying means to the charging brush belt, and the charging brush belt is cleaned by the cleaning member at a position not facing the voltage application supporting member.
この発明の目的は、帯電部材の像保持体に対する従動不良及び帯電部材の圧接による像保持体への異物付着の発生を抑制することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to suppress the following failure of the charging member with respect to the image carrier and the occurrence of foreign matter adhesion to the image carrier due to the pressure member being pressed.
請求項1に記載された発明は、無端状のフィルム基材の外周面に導電性繊維を植毛してなる帯電部材と、
前記帯電部材が像保持体の表面に接触して従動回転するよう当該帯電部材を支持する支持部材と、
前記帯電部材の導電性繊維に帯電電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段は、前記像保持体の画像領域と非画像領域とで異なる帯電電圧を印加し、前記画像領域の印加電圧が前記非画像領域より高いことを特徴とする帯電装置である。
The invention described in
A support member that supports the charging member so that the charging member rotates in contact with the surface of the image carrier;
Voltage applying means for applying a charging voltage to the conductive fibers of the charging member,
The voltage applying unit applies a different charging voltage between an image area and a non-image area of the image carrier, and the applied voltage of the image area is higher than that of the non-image area.
請求項2に記載された発明は、前記帯電部材は、絶縁性材料からなる前記フィルム基材の外周面に導電性接着剤を介して前記導電性繊維を静電植毛してなることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置である。
The invention described in
請求項3に記載された発明は、前記電圧印加手段は、前記帯電部材の表面に前記像保持体の長手方向に沿って接触する給電部材を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の帯電装置である。 According to a third aspect of the present invention, the voltage applying means includes a power supply member that contacts the surface of the charging member along the longitudinal direction of the image carrier. The charging device according to (1).
請求項4に記載された発明は、前記導電性繊維は、その先端が前記帯電部材の回転方向に沿った上流側に向けて傾斜した状態で植毛されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の帯電装置である。
The invention described in
請求項5に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段とを備え、
前記帯電手段として請求項1乃至3のいずれかに記載の帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
The invention described in
Charging means for charging the surface of the image carrier,
An image forming apparatus using the charging device according to
請求項1に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材の像保持体に対する従動不良及び帯電部材の圧接による像保持体への異物付着の発生を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, compared to the case without this configuration, the charging member is not driven properly with respect to the image holding member, and foreign matter adheres to the image holding member due to the pressure member being pressed. Can be suppressed.
請求項2に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材によって像保持体を均一に帯電することができる。 According to the second aspect of the present invention, the image carrier can be uniformly charged by the charging member as compared with the case where this configuration is not provided.
請求項3に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材の長手方向に沿って帯電用電圧を均一に印加することができる。 According to the third aspect of the present invention, the charging voltage can be applied uniformly along the longitudinal direction of the charging member as compared with the case where the present configuration is not provided.
請求項4に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、導電性繊維が像保持体の表面から離間する際に帯電電位にムラが生じるのを抑制することができる。
According to the invention described in
請求項5に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材の像保持体に対する従動不良及び帯電部材の圧接による像保持体への異物付着の発生を抑制することができ、画質の向上が可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, compared to the case where the present configuration is not provided, the charging member is not driven properly with respect to the image holding member, and the foreign matter adheres to the image holding member due to the pressure member pressing. Therefore, the image quality can be improved.
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施の形態1]
図1及び図2は、実施の形態1に係る帯電装置を適用した画像形成装置の全体の概要を示すものである。図1はその画像形成装置の全体の概要を示し、図2はその画像形成装置における要部(作像装置など)を拡大して示している。
[Embodiment 1]
1 and 2 show an outline of the entire image forming apparatus to which the charging device according to the first embodiment is applied. FIG. 1 shows an outline of the entire image forming apparatus, and FIG. 2 shows an enlarged main part (image forming apparatus, etc.) in the image forming apparatus.
<画像形成装置の全体の構成>
実施の形態1に係る画像形成装置1は、例えばモノクロ複写機として構成されたものである。画像形成装置1は、原稿の画像を読み取る画像読取装置3と、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部2とを備えている。画像読取装置3は、画像形成部2を収容した装置本体1aの上部に配置されている。
<Overall Configuration of Image Forming Apparatus>
The
画像形成部2は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する作像装置10と、作像装置10で形成されるトナー像を記録媒体の一例としての記録用紙5に転写する転写装置20と、転写装置20の転写位置に供給すべき所要の記録媒体の一例としての記録用紙5を収容して搬送する給紙装置50と、転写装置15で転写された記録用紙5上のトナー像を定着させる定着装置40等を備えている。なお、装置本体1aは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。
The
作像装置10は、ブラック(K)色のトナー像を専用に形成する一つの作像装置で構成されている。この作像装置10は、装置本体1aの内部空間において所要位置に配置されている。
The
作像装置10は、図1に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光体ドラム11を備えており、この感光体ドラム11の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム11の像形成が可能な周面(像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置12と、感光体ドラム11の帯電された周面に画像の情報(信号)に基づく光LBを照射して電位差のある(各色用の)静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての露光装置13と、その静電潜像をブラック色(K)の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段としての現像装置14と、転写後における感光体ドラム11の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置15等である。
As shown in FIG. 1, the
感光体ドラム11は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層(感光層)を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム11は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Aで示す方向に回転するように支持されている。
The
帯電装置12は、感光体ドラム11に接触した状態で配置される接触型の帯電部材で構成される。帯電装置12には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置14が反転現像を行うものである場合、その現像装置14から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置12の構成については、後述する。
The charging
露光装置13は、画像形成装置1に入力される画像の情報に応じて構成される光LBを、帯電された後の感光体ドラム11の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置13には、潜像形成時になると画像形成装置1に任意の手段で入力され、後述する画像処理装置で画像処理された画像の情報(信号)が送信される。
The
現像装置14は、開口部と現像剤の収容室が形成された筐体の内部に、現像剤を保持して感光体ドラム11と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール141と、現像剤を攪拌しながら現像ロール141を通過させるよう搬送する2つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材142,143と、現像ロール141に保持される現像剤の量(層厚)を規制する層厚規制部材144などを配置して構成されたものである。この現像装置14には、その現像ロール141と感光体ドラム11の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール141や攪拌搬送部材142,143は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記現像剤としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、図1中、符号145は、現像装置14に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器を、146は現像剤収容容器145に収容された現像剤を現像装置14に補給する現像剤補給装置をそれぞれ示している。
The developing
転写装置20は、感光体ドラム11の周面に接触して回転するとともに転写用電圧が供給されるベルト型の転写装置である。このベルト型の転写装置20は、駆動ロール21と従動ロール22との間に掛け渡された転写ベルト23と、転写ベルト23の内部に配置され、当該転写ベルト23を介して感光体ドラム11の周面に接触して回転する転写ロール24とを備えている。転写ロール24には、転写用電圧が印加される。転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
The
ドラム清掃装置15は、一部が開口する容器状の本体150と、一次転写後の感光ドラム11の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板151と、清掃板151よりも感光体ドラム11の回転方向上流側で感光体ドラム11の周面に接触して回転するよう配置される回転ブラシロール152と、回収された残留トナー等の付着物を外部に排出する搬送用オーガ153等で構成されている。
The
定着装置40は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体41と、この加熱用回転体41に所要の圧力で接触して回転するロール形態の加圧用回転体42などを配置して構成されたものである。この定着装置40では、加熱用回転体41と加圧用回転体42が接触する接触部が所要の定着処理(加熱及び加圧)を行う定着処理部となる。
The fixing
給紙装置50は、装置筐体1aの下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置50は、所望のサイズ、種類等の記録用紙5を積載した状態で収容する複数(又は単数)の用紙収容体51a,51b,51c,51dと、用紙収容体51a、51b,51c,51dから記録用紙5を1枚ずつ送り出す送出装置52,53とで主に構成されている。用紙収容体51a,51b,51c,51dは、例えば、筐体1aの正面(使用者が操作時に向き合う側面)側に引き出すことができるように取り付けられている。
The
給紙装置50と転写装置15との間には、給紙装置50から送り出される記録用紙5を転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対54、55、56や搬送ガイド材で構成される給紙搬送路57が設けられている。給紙搬送路57において転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対56は、例えば記録用紙5の搬送時期を調整するロール(レジストロール)として構成されている。さらに、定着装置40の用紙搬送方向に沿った下流側には、記録用紙5の搬送方向を切り替える図示しない切替部材と、切替部材によって搬送方向が一方(図中右側)に切り替えられた記録用紙5を排出収容部71へと排出する排出ロール対72と、切替部材によって搬送方向が他方(図中下方)に切り替えられた記録用紙5の表裏を反転する反転ロール対73と、表裏が反転された記録用紙5を給紙搬送路57まで搬送する複数の用紙搬送ロール対74や搬送ガイド材で構成される両面用給紙搬送路75とが配置されている。
Between the
<画像形成装置の基本的な動作>
以下、画像形成装置1による基本的な画像形成動作について説明する。
<Basic operation of image forming apparatus>
Hereinafter, a basic image forming operation by the
前記作像装置10を使用して、ブラック色(K)のトナー像からなるモノクロ画像を形成するときの画像形成動作を説明する。
An image forming operation when a monochrome image composed of a black (K) toner image is formed using the
画像形成装置1は、画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、作像装置10、転写装置20、定着装置40等が始動する。
When the
そして、作像装置10においては、まず感光体ドラム11が矢印Aで示す方向に回転し、帯電装置12が感光体ドラム11の表面を所要の極性(実施の形態1ではマイナス極性)及び電位に帯電させる。続いて、露光装置13が、帯電後の感光体ドラム11の表面に対し、画像形成装置1に入力される画像の信号に基づいて発光される光LBを照射し、その表面に所要の電位差で構成される静電潜像を形成する。
In the
続いて、現像装置14が、感光体ドラム11に形成された静電潜像に対し、所要の極性(マイナス極性)に帯電されたトナーを供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、感光体ドラム11に形成された静電潜像は、トナーで現像されたトナー像として顕像化される。
Subsequently, the developing
続いて、作像装置10の感光体ドラム11上に形成されたトナー像が転写位置まで搬送されると、転写装置20が、そのトナー像を転写ロール24によって搬送される記録用紙5に対して転写させる。
Subsequently, when the toner image formed on the
また、転写が終了した作像装置10では、ドラム清掃装置15が感光体ドラム11の表面に残留するトナー等の付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム11の表面を清掃する。これにより、作像装置10は次の作像動作が可能な状態にされる。
In the
一方、給紙装置50では、作像動作に合わせて所要の記録用紙5を給紙搬送路57に送り出す。給紙搬送路57では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対56が記録用紙5を転写時期に合わせて転写位置に送り出して供給する。
On the other hand, in the
続いて、トナー像が転写された記録用紙5は、転写ベルト150により定着装置40まで搬送される。定着装置40では、必要な定着処理(加熱及び加圧)をして未定着のトナー像を用紙5に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙5は、通常の画像形成動作のときは、切替部材を介して用紙排出ロール対72により、例えば筐体1aの外部に設置された排出収容部71に排出される。
Subsequently, the
また、両面モードの画像形成動作のときは、定着装置40による定着が終了した後の記録用紙5は、切替部材を介して反転ロール対73により表裏が反転された後、両面用給紙搬送路75に設けられた用紙搬送ロール対74により給紙搬送路57を介して転写位置まで搬送される。そして、転写位置において裏面にトナー像が転写された記録用紙5は、定着装置40による定着処理を受け、切替部材を介して用紙排出ロール対72により排出収容部71に排出される。
In the image forming operation in the duplex mode, the
以上の動作により、モノクロの画像が片面又は両面に形成された記録用紙5が出力される。
Through the above operation, the
<帯電装置の構成>
図3はこの実施の形態に係る帯電装置を示す構成図である。
<Configuration of charging device>
FIG. 3 is a block diagram showing a charging device according to this embodiment.
帯電装置12は、図3に示されるように、無端状のフィルム基材121の外周面に導電性繊維122が植毛されてなる帯電部材120と、帯電部材120を回転自在に支持する支持部材123と、帯電部材120の導電性繊維122に帯電用の電圧を印加するための給電部材124とを備えている。フィルム基材121は、例えば、外力が作用しない自由形状が円筒形状となるよう形成されるが、無端状の形状を呈するものであれば、長円形状や楕円形状など他の形状に形成しても良い。フィルム状基材121は、導電性を有することが要求されず、絶縁性の材料からなるフィルム状部材をそのまま使用することができる。フィルム状基材121の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチエン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、PFA、PVdF、ETFE、CTFE等のフッ素系樹脂などの合成樹脂、あるいはシリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム等の合成ゴムを挙げることができる。この実施の形態では、フィルム状基材としてポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを用いている。
As shown in FIG. 3, the charging
また、フィルム基材121の厚さは、特に限定されるものではなく、像保持体としての感光体ドラム11の回転に追従して回転可能な可撓性を有するものが望ましい。フィルム基材121は、円筒形状に形成された場合であっても可撓性を有しない場合、感光体ドラム11の表面に接触したとき撓んだ形状に変形することができず、感光体ドラム11表面との接触が不十分となる虞れがあり望ましくない。フィルム状基材121の厚さは、例えば、10〜500μm程度に設定される。この実施の形態では、外径が10〜12mmの円筒形状に形成された厚さ100μmのフィルム基材121を用いている。
Further, the thickness of the
フィルム基材121の外周面には、導電性繊維122が密に植毛されている。導電性繊維122としては、例えば、ナイロン、レーヨンまたはポリエステル等の合成樹脂にカーボンブラック等の導電材料を分散させたものを紡糸することによって体積抵抗率が調整された合成樹脂製の繊維が用いられる。この実施の形態では、カーボンブラックを分散させたナイロン製の繊維を用いている。導電性繊維122の体積抵抗率は、例えば、103〜1010Ω・cmに設定される。体積抵抗率が102以下であると、火花放電が発生し易く、体積抵抗率が1011以上であると、ドット状の帯電不良を起こし易い。この実施の形態では、導電性繊維の体積抵抗率を106〜107Ω・cm程度に設定している。
また、導電性繊維122の長さは、例えば、0.5〜2.0mm程度に設定される。導電性繊維122の太さは、例えば、0.5〜10d程度に設定される。この実施の形態では、太さ2dの導電性繊維122を用いている。また、導電性繊維122の植毛密度は、例えば、20万本/inch2に設定されるが、これに限定されるものではない。
Moreover, the length of the
導電性繊維122は、図4に示されるように、フィルム基材121の外周面にアクリル系、ウレタン系、エポキシ系等の導電性接着剤125を塗布した状態で、静電植毛によって略均一な密度となるよう植毛される。導電性繊維122は、フィルム基材121の外周面に略垂直に植毛しても良いが、導電性繊維122の先端122aが帯電部材の回転方向Bに沿った上流側に向けて傾斜した状態で植毛するのが望ましい。その理由は、導電性繊維122をフィルム基材121の外周面に略垂直、又は導電性繊維122の先端122aが帯電部材120の回転方向Bに沿った下流側に向けて傾斜した状態で植毛した場合、感光体ドラム11の表面に接触して導電性繊維122が倒れた状態となった後、感光体ドラム11の表面から離間する際、導電性繊維122の先端122aが感光体ドラム11の表面を擦擦するため、帯電電位のバラツキ等が発生しやすいためである。
As shown in FIG. 4, the
なお、導電性繊維122は、その先端122aが帯電部材の回転方向Bに沿った上流側に向けて傾斜した状態で直接植毛しても良いが、導電性繊維122をフィルム基材121の外周面に略垂直に植毛した後、機械的な力及び/又は熱を加えることによって、その先端122aが帯電部材の回転方向Bに沿った上流側に向けて傾斜した状態となるように植毛しても良い。
The
支持部材123は、図3に示されるように、帯電部材120の内部に長手方向に沿って貫通するように挿入された円柱状又は円筒状の部材から構成されている。支持部材123としては、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属、あるいは合成樹脂などからなるものが用いられる。この実施の形態では、支持部材123として、ステンレス等の金属からなる直径が4mmの円柱形状の部材を用いている。なお、支持部材123は、導電性の材料である要求されない。
As shown in FIG. 3, the
帯電部材120の表面には、当該帯電部材120に帯電用の電圧を印加する電圧印加手段の一部を構成する給電部材124が、帯電部材120の略全長にわたって接触するよう配置されている。給電部材124は、帯電部材120に帯電用の電圧を印加することが可能なものであれば、その形状は任意であり、例えば、棒状、板状、ループ状、ブラシ状、発泡体状など種々のものが用いられる。また、給電部材124は、帯電部材120の導電性繊維133より体積抵抗率が低い材質からなるもので有れば良く、例えば、金属や導電性が付与された合成樹脂、あるいは合成ゴム、合成発泡体などから形成することができる。
On the surface of the charging
給電部材124には、電圧印加手段の一例としての帯電用高圧電源125によってトナーの帯電極性と同極性(負極性)の所要の帯電電圧が印加される。なお、給電部材124には、交流電圧を重畳した直流電圧を印加するように構成しても良い。
A required charging voltage having the same polarity (negative polarity) as the charging polarity of the toner is applied to the
上記の如く構成される帯電装置12は、帯電部材120の導電性繊維122に給電部材124を介して帯電用高圧電源125によって帯電用電圧を印加することにより、フィルム基材121の表面に静電植毛された導電性繊維122が感光体ドラム11の表面に静電気力により静電的に吸着された状態で、感光体ドラム11表面の移動に伴って従動回転する。その際、帯電部材120は、当該帯電部材120と感光体ドラム11の表面とが接触する接触領域の上流側及び下流側に形成される微小間隙に生じる微少放電によって、感光体ドラム11の表面を所要の電位に帯電する。
The charging
ところで、この帯電装置12は、帯電部材120の導電性繊維122が静電的に感光体ドラム11の表面に吸着する吸着力により、感光体ドラム11の回転に伴って矢印方向Aに沿って従動回転する。そのため、帯電部材120の導電性繊維122と感光体ドラム11表面との間に作用する吸着力が不十分であると、帯電部材120の従動不良が発生し、感光体ドラム11の表面電位に帯電ムラ等が生じ、画質低下の原因となる。
By the way, the charging
更に説明すると、帯電部材120の導電性繊維122と感光体ドラム11表面との間に作用する吸着力が不十分であると、図10(b)に示されるように、導電性繊維122のこし(剛性)の力による反発力で導電性繊維122が感光体ドラム11の表面に十分に接触せず、フィルム基材121と感光体ドラム11の間に隙間が生じ、帯電部材120と感光体ドラム11表面との密着性が低下し、帯電部材120の従動不良が発生し易くなる。
More specifically, if the adsorbing force acting between the
一方、帯電部材120の導電性繊維122と感光体ドラム11表面との間に作用する吸着力を高めるため、帯電部材120に印加する帯電用電圧を相対的に高く設定した場合には、帯電部材120の導電性繊維122と感光体ドラム11表面との間に作用する静電吸着力が過大となり、ドラム清掃装置15を擦り抜けたトナー及びシリカやチタン等のトナーの外添剤が帯電部材120によって感光体ドラム11の表面に押圧され、感光体ドラム11の表面にトナーやシリカ等の外添剤がフィルム状に付着するフィルミングが生じる虞れがある。特に、かかるトナーやシリカ等の外添剤によるフィルミングは、ドラム清掃装置15を備えないクリーナーレス方式を採用した画像形成装置1においては顕著に発生する。
On the other hand, when the charging voltage applied to the charging
そこで、この実施の形態では、帯電用高圧電源125によって通電部材124に印加する転写用電圧を、感光体ドラム11の画像領域と非画像領域とで異ならせ、画像領域の印加電圧が非画像領域の印加電圧より高くなるように設定している。
Therefore, in this embodiment, the transfer voltage applied to the energizing
図5はこの実施の形態に係る画像形成装置の制御装置を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing a control device of the image forming apparatus according to this embodiment.
制御装置100は、画像形成装置1の動作を制御するCPU101、CPU101で実行されるプログラムや画像データ等を記憶するハードディスク駆動装置(HDD)102、インターフェイス部103等を備える。また、制御装置100には、画像読取装置3で読み取られた原稿の画像データや、図示しないパーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像データ、あるいは電話回線を介して転送されてくる画像データなどが入力されている。
The
制御装置100は、画像形成時に、ページシンク信号等に基いて、記録用紙5に記録される画像データのうち、画像領域であるかページ間に位置するインターイメージ領域のような非画像領域であるかを判別する。
The
そして、制御装置100は、帯電用高圧電源125を制御することによって、帯電装置12に印加する電圧を、画像領域に対応した第1の電圧値と、非画像領域に対応した第2の電圧値とに切り替える。
Then, the
<画像形成装置の特徴部分の動作>
画像形成装置1は、上述したように、画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、作像装置10、転写装置15、定着装置40等が始動する。
<Operation of Characteristic Part of Image Forming Apparatus>
As described above, when the
そして、作像装置10においては、まず感光体ドラム11が矢印Aで示す方向に回転し、帯電装置12が感光体ドラム11の表面を所要の極性(実施の形態1ではマイナス極性)及び電位に帯電する。
In the
その際、帯電装置12に印加される帯電用電圧は、制御装置100によって帯電用高圧電源を介して制御される。制御装置100は、図6に示されるように、感光体ドラム11の表面に画像データに応じた画像露光を施す前の非画像領域や、複数枚の記録用紙5に連続して画像を形成する場合における記録用紙5の間に相当するインターイメージ等の非画像領域、あるいは記録用紙5に画像を形成した後の非画像領域であると判定すると、帯電用高圧電源を介して帯電装置に印加する電圧を、相対的に低い値である第2の電圧値(例えば、−750V)に切り替える。
At this time, the charging voltage applied to the charging
また、制御装置100は、感光体ドラム11の表面に画像データに応じた画像露光を施す画像領域であると判定すると、帯電用高圧電源を介して帯電装置に印加する電圧を、相対的に高い値である第1の電圧値(例えば、−1050V)に切り替える。
If the
このように、上記実施の形態では、記録用紙5に画像を形成する画像領域である場合、帯電装置に印加する帯電用電圧を相対的に高い第1の電圧値(例えば、−1050V)に切り替えることにより、帯電装置12の帯電部材120と感光体ドラム11の表面との間に作用する静電吸着力を高めることができ、帯電部材120の従動率を向上させることが可能となる。
As described above, in the above embodiment, in the case of an image region where an image is formed on the
更に説明すると、帯電部材120の導電性繊維122と感光体ドラム11表面との間に静電吸着力が十分作用すると、図10(c)に示されるように、導電性繊維122が十分寝た(倒れた)状態となり、導電性繊維122と感光体ドラム11表面との密着性が高まり、帯電部材120が感光体ドラム11の表面に対して良好に従動回転する。
More specifically, when the electrostatic adsorption force sufficiently acts between the
また、上記実施の形態では、非画像領域である場合、帯電装置に印加する帯電用電圧を相対的に低い第2の電圧値(例えば、−750V)に切り替えることにより、帯電部材120と感光体ドラム11表面との間に作用する静電吸着力を低減し、フィルミングの発生を抑制することができる。
In the above embodiment, in the non-image region, the charging
実験例
次に、本発明者らは、上記実施の形態に係る画像形成装置の効果を確認するため、図2に示されるような作像装置10を備えたベンチモデルを試作し、帯電装置12に印加する帯電用電圧を変化させた場合における帯電部材120の感光体ドラム11表面に対する従動率及び感光体ドラム11表面に発生するフィルミングの状態を確認する実験を行なった。
Experimental Example Next, in order to confirm the effect of the image forming apparatus according to the above-described embodiment, the inventors made a prototype of a bench model including the
なお、帯電部材120の感光体ドラム11表面に対する従動率は、帯電部材120の表面に光を反射する反射部材を貼り付け、当該反射部材に光を照射したときの反射光を受光素子で受光して電気信号に変換することにより、帯電部材120の回転状態を検出することによって行なった。
The follow-up ratio of the charging
また、フィルミングの発生状態は、感光体ドラム11の表面を光学顕微鏡によって観察し、その発生程度を次のように5段階に分類して評価した。なお、グレード2以下であれば実使用上問題ないレベルであると考えられる。なお、各グレードの中間レベルと判断された場合には、グレード0.5と評価した。
Further, the filming occurrence state was evaluated by observing the surface of the
G0:未発生
G1:フィルミングがほとんど発生せず、画質上に白抜けが未発生
G2:フィルミングが若干発生するが、プリント上白抜けの発生は極僅か
G3:フィルミングが発生し、プリント上に白抜けが部分的に筋状に発生
G4:フィルミングがかなり発生し、プリント上の略半分に白抜けが発生
G5:フィルミングが感光体ドラム表面のほぼ全面に賢著に発生し、プリント上の略全面に白抜けが発生
G0: Not generated G1: Filming hardly occurs and no white spot occurs in the image quality G2: Filming slightly occurs, but the occurrence of white spot on the print is very small G3: Filming occurs and print G4: Filming is considerably generated, and white spots are generated in substantially half of the print. G5: Filming is wisely generated on almost the entire surface of the photosensitive drum. White spots occur on almost the entire surface of the print.
図7及び図8は実験例の結果を示す図表及びグラフである。 7 and 8 are charts and graphs showing the results of the experimental example.
図7及び図8から明らかなように、帯電装置12に印加する帯電用電圧を500Vから上昇させていくと、それに伴って従動率も62%から次第に上昇し、帯電用電圧が900Vに達すると、従動率が画質上問題のない97%を超えることが判った。但し、帯電装置12に常時900V以上の帯電電圧を印加すると、フィルミングの発生状態が2.5以上となって許容レベルであるグレード2を超えてしまい、フィルミングの発生状態から実使用上問題が生じるレベルであると判断される。
As is apparent from FIGS. 7 and 8, when the charging voltage applied to the charging
<実施例>
また、本発明者らは、上記実験例の結果をも踏まえ、画像形成装置1において、帯電装置12に印加する電圧を画像領域では第1の電圧値である−1050Vに、非画像領域では第2の電圧値である−750Vに切り替えるように構成した。
<Example>
Further, based on the results of the above experimental example, the present inventors set the voltage applied to the charging
図9は上記実施例の結果を示す図表である。 FIG. 9 is a chart showing the results of the above example.
図9から明らかなように、帯電装置12に印加する帯電用電圧を、画像領域では第1の電圧値である−1050Vに、非画像領域では第2の電圧値である−750Vに切り替えることにより、画像領域における帯電部材120の従動率を99%と大幅に高い値に維持することができ、従動不良によるプリントディフェクトは未発生であった。
As is apparent from FIG. 9, the charging voltage applied to the charging
また、感光体ドラム11表面のフィルミングに関しては、フィルミングが若干発生するが、プリント上白抜けの発生は極僅かであるグレード2と評価され、実使用上問題がないレベルに抑えることができることが判った。
Further, with respect to filming on the surface of the
このように、帯電装置12に印加する帯電用電圧を、画像領域では第1の電圧値である−1050Vに、非画像領域では第2の電圧値である−750Vに切り替えることにより、帯電部材120の従動率を向上させることができることは勿論のこと、非画像領域では第2の電圧値である−750Vに切り替えることにより、常時第1の電圧値である−1050Vを印加した場合に比べて、フィルミングの発生レベルを実使用上問題がないグレード2のレベルに抑えることが可能となる。
Thus, the charging
帯電装置12に印加する帯電用電圧を、非画像領域では画像領域に対して低い電圧に抑えることにより、帯電部材120と感光体ドラム11の表面との間に生じる摺擦を低減することができ、フィルミングの発生を抑制できたものと考えられる。
By suppressing the charging voltage applied to the charging
<比較例1>
比較例1では、画像形成装置1において、帯電装置12に印加する電圧を常時実施例の 画像領域に相当する第1の電圧値である−1050Vに設定した。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, in the
図9から明らかなように、この比較例1では、帯電部材120の従動率を実施例1の画像領域と同様99%と大幅に高い値に維持することができ、従動不良によるプリントディフェクトは未発生であった。
As is apparent from FIG. 9, in this comparative example 1, the driven rate of the charging
また、感光体ドラム11表面のフィルミングに関しては、フィルミングが発生し、プリント上に白抜けが部分的に筋状に発生するグレード3と、フィルミングがかなり発生し、プリント上の略半分に白抜けが発生するグレード4の中間であるグレード3.5と判定され、画質上問題が発生するレベルであることが判った。
Further, regarding filming on the surface of the
<比較例2>
比較例2では、画像形成装置1において、帯電装置12に印加する電圧を常時実施例の 非画像領域に相当する第2の電圧値である−750Vに設定した。
<Comparative Example 2>
In Comparative Example 2, in the
図9から明らかなように、この比較例2では、帯電部材120の従動率が78%と大幅に低く、従動不良によるプリントディフェクトが発生した。
As is apparent from FIG. 9, in Comparative Example 2, the driven rate of the charging
一方、感光体ドラム11表面のフィルミングに関しては、フィルミングが未発生であるグレード0と、フィルミングがほとんど発生せず、画質上に白抜けが未発生であるグレード1の中間であるグレード0.5と判定され、画質上問題がないレベルであることが判った。
On the other hand, with respect to filming on the surface of the
実施の形態2
図11はこの発明に係る帯電装置の実施の形態2を示す構成図である。
FIG. 11 is a block
この実施の形態2では、図11に示されるように、帯電部材12を内部に挿入した支持部材によって支持するのではなく、帯電部材12の外周、即ち上面及び両側面を覆い下端面が開口した断面矩形状の枠体からなる支持部材123を用いている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 11, the charging
また、給電部材124としては、断面矩形状の枠体からなる支持部材の天井面に接着等の手段によって設けた平板状又は発泡体状の部材が用いられている。
Further, as the
このように、支持部材123として、下端面が開口した断面矩形状の枠体からなる支持部材を用いることにより、帯電装置12の小型化を図ることができる。
As described above, by using a support member made of a frame having a rectangular cross section with an open lower end surface as the
なお、前記実施の形態では、棒状の給電部材124を用いた場合について説明したが、給電部材124としては、図12に示されるように、平板状又は発泡体状の部材を用いても良い。
In the above-described embodiment, the case where the rod-shaped
1…画像形成装置
12…帯電装置
120…帯電部材
121…フィルム基材
122…導電性繊維
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記帯電部材が像保持体の表面に接触して従動回転するよう当該帯電部材を支持する支持部材と、
前記帯電部材の導電性繊維に帯電電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段は、前記像保持体の画像領域と非画像領域とで異なる帯電電圧を印加し、前記画像領域の印加電圧が前記非画像領域より高いことを特徴とする帯電装置。 A charging member formed by implanting conductive fibers on the outer peripheral surface of an endless film base;
A support member that supports the charging member so that the charging member rotates in contact with the surface of the image carrier;
Voltage applying means for applying a charging voltage to the conductive fibers of the charging member,
The charging device, wherein the voltage applying unit applies different charging voltages to an image area and a non-image area of the image carrier, and an applied voltage of the image area is higher than that of the non-image area.
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段とを備え、
前記帯電手段として請求項1乃至3のいずれかに記載の帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for holding an electrostatic latent image;
Charging means for charging the surface of the image carrier,
An image forming apparatus using the charging device according to claim 1 as the charging unit.
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Citations (2)
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JPH1184827A (en) * | 1997-09-10 | 1999-03-30 | Minolta Co Ltd | Image forming device |
JP2013195527A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Fuji Xerox Co Ltd | Charging device and image forming apparatus |
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- 2014-03-10 JP JP2014045934A patent/JP2015169865A/en active Pending
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