JP3506385B2 - 接触型電荷付与装置 - Google Patents
接触型電荷付与装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の画像形
成において帯電が求められる被帯電体、例えば静電潜像
担持体やトナー像転写材に電荷を付与する電荷付与装
置、さらに詳しくは電子写真複写機、プリンタ等の静電
潜像担持体の表面に接触して、その表面に静電潜像形成
前の電荷を付与したり、静電潜像担持体上に形成された
トナー像を転写材へ転写するために該転写材に接触して
トナー像転写のための電荷を付与する等のために用いら
れる電荷付与装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、電子写真方式の複写機やプリン
タ等においては、静電潜像担持体の帯電やトナー像の転
写のための電荷付与装置としてコロナ・チャージャが使
用されている。一方、近年では、静電潜像担持体として
有機感光体が使用されているが、有機感光体の帯電電位
は負極性であり、この種の感光体に対しコロナ・チャー
ジャで負極性の大きな電流量のコロナ放電を行うとＯ3
あるいはＮＯX が発生し、環境が汚染されるという問題
がある。 【０００３】これに対して、導電性のブラシ、ローラ、
ブレード等を感光体の如き静電潜像担持体或いは転写材
等に接触させつつそれに電圧を印加して電荷を付与する
接触型の電荷付与装置が提案されている。この接触型電
荷付与装置によれば、オゾン等の環境汚染物質の発生が
殆どない。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触型
電荷付与装置によると、電流量によって例えば感光体の
如き静電潜像担持体に付与される電荷量が大きく左右さ
れる。この電流量は電荷付与装置の接触子、すなわち静
電潜像担持体と接触する帯電ブラシ等の抵抗値に影響さ
れ、この抵抗値は温度、湿度といった環境に大きく左右
される。 【０００５】いま、ブラシ帯電装置を例にとって示す
と、図７の（Ａ）に示すように、該装置の帯電ブラシ９
１が、回転駆動される静電潜像担持体（ここでは感光体
ドラム）９２の表面に接触配置されるとともに、該ブラ
シに電源９３から電圧が印加される。全ブラシ繊維を含
むブラシ９１の総抵抗をＲｂ、電源電圧をＶｏとして、
その等価回路を示すと図７の（Ｂ）のように表せる。Ｖ
ｂはブラシ９１に印加される電圧である。この回路にお
いてブラシ９１に流れる帯電電流ＩｃはＶｂ／Ｒｂであ
り、Ｖｂ＝Ｖｏ（一定）であるから、ブラシ抵抗Ｒｂが
変化すると、電流Ｉｃは図９のラインＢに示すように変
化する。 【０００６】また、環境条件をＨ／Ｈ（３０℃、８５％
ＲＨの高温高湿）と、Ｌ／Ｌ（１０℃、１５％ＲＨの低
温低湿）に設定して、ブラシ印加電圧Ｖｂを変化させて
みたときの帯電電流Ｉｃの実際の変化は、図９における
ラインＨ／Ｈ（高温高湿）及びラインＬ／Ｌ（低温低
湿）となる。従って、ブラシ印加電圧Ｖｂ＝Ｖｏ時にお
ける帯電電流ＩｃのＨ／Ｈ、Ｌ／Ｌ条件下でのばらつき
は図９においてはｂとなり、環境条件によって感光体ド
ラム９２表面の帯電電位が変化し、その結果として、画
像濃度がばらつくという問題がある。 【０００７】以上の環境変動による問題のほか、例えば
感光体ドラム９２表面にピンホールが有り、そのピンホ
ールから感光体ドラム９２の導電性基体が露出している
と、その導電性基体にブラシ９１が接触してブラシ９１
と感光体ドラム基体との間にリークが生じ、その結果、
ブラシ９１に望ましくない過電流が流れ、その過電流の
ためブラシ９１が損傷或いは燃焼してしまうという問題
がある。 【０００８】このような問題を解決する方法として、図
８の（Ａ）に示すように、電源９３と帯電ブラシ９１と
の間に抵抗値Ｒｂと比べて抵抗値の非常に大きい抵抗９
４を接続することが考えられる。この場合、該抵抗の値
をＲｏとすると、等価回路は図８の（Ｂ）に示すように
表せる。従って、帯電電流Ｉｃ＝Ｖｏ／（Ｒｏ＋Ｒｂ）
となり、抵抗値ＲｏをＲｂに比べて非常に大きくする
と、Ｒｂが環境変化により多少変動しても電流Ｉｃの変
化は小さくなり、感光体ドラム表面電位の環境変化によ
るばらつきを小さく抑制できる。 【０００９】すなわち、ブラシ印加電圧Ｖｂを変化させ
たときの電流Ｉｃの理論的変化は図９のラインＡのよう
になる。実際には、このラインＡが前記Ｈ／Ｈライン及
びＬ／Ｌラインにより仕切られる範囲で作動し、環境変
化による帯電電流Ｉｃのばらつきはａに抑えられ、従来
のばらつき幅ｂよりずっと小さく抑制される。また、感
光体ドラムにピンホールがある場合でも、ブラシ９１と
感光体ドラム基体との間に流れる電流を小さく抑制し
て、ブラシ９１に過電流が流れることを抑制できる。 【００１０】しかし、このように帯電ブラシ９１と電源
９３との間に抵抗９４を挿入した場合、或いは電源９３
に内部抵抗があるような場合には、何らかの理由で感光
体９２が停止したまま電源９３が通電を行うと、感光体
９２がオーバチャージされ、感光体９２が絶縁破壊を起
こしたり、感光体特性が劣化したり、反転現像のときに
は逆帯電トナーが付着したりする等の問題がある。ま
た、転写紙が感光体９２に巻き付く等してブラシ９１と
感光体９２との接触抵抗が非常に大きくなったようなと
きには、帯電ブラシの電位が上昇して周辺の部品との間
にリークが発生するという問題がある。 【００１１】そこで本発明は、電子写真方式の画像形成
において帯電が求められる被帯電体の表面に接触して前
記表面に電荷を付与する電荷付与装置であって、接触子
に過電流が流れて損傷したり、燃焼したりするという恐
れなく、また、環境条件に影響されることなく、しかも
被帯電体をオーバチャージする恐れや、周辺部品との間
にリークが発生する恐れなく、被帯電体の表面に安定し
て所望の電荷を付与することができる接触型電荷付与装
置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従
い、電子写真方式の画像形成において帯電が求められる
被帯電体の表面に接触して前記表面に電荷を付与する電
荷付与装置において、前記被帯電体表面に接触する接触
子と、該接触子に直列に接続された高抵抗と、該高抵抗
を介して前記接触子に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記接触子に印加される電圧の絶対値の上限を規制する
手段とを有することを特徴とする接触型電荷付与装置を
提供するものである。 【００１３】前記電圧印加手段により印加される電圧は
（＋）極性の場合と、（−）極性の場合が考えられる。
また、前記電圧絶対値上限規制手段としては、バリス
タ、ツエナダイオード等を利用して該上限値をアース側
から決定するものや、前記高抵抗による降下電圧の下限
値を規制することで、結果として接触子に印加される電
圧の上限を規制するものが考えられる。接触子として
は、固定型ブラシ、回転型ブラシ、ローラ、ブレード等
が考えられる。 【００１４】 【作用】本発明電荷付与装置は、電子写真方式の画像形
成装置において、静電潜像担持体表面を帯電させる帯電
装置、静電潜像担持体上のトナー像を転写材へ転写する
ための転写装置等として利用できる。本発明電荷付与装
置によると、接触子に高抵抗が直列に接続されているた
め、被帯電体にピンホール等があっても接触子に過電流
が流れることが抑制され、過電流による接触子の損傷や
燃焼等が防止され、また、接触子の抵抗が環境変動によ
り変動しても、被帯電体の帯電電荷量の変動は小さく抑
制されて略一定となる。さらに、何らかの理由で被帯電
体が停止中に電圧印加手段がオンされて通電されたり、
接触子と被帯電体、例えば接触子と静電潜像担持体との
間に紙等が介在して接触抵抗が増しても、電圧絶対値上
限規制手段が働き、接触子への過電圧印加が防止され、
被帯電体のオーバチャージ、周辺部品へのリークの発生
等の不都合が避けられる。 【００１５】 【実施例】以下、本発明の実施例につき、添付図面を参
照して説明する。図１は本発明に係る接触型電荷付与装
置の１例、より詳しくは、感光体ドラムを帯電させる帯
電装置及びそれを含む複写機を示している。この複写機
は感光体ドラム１を有する。該感光体ドラムはその外周
面に有機感光体層を設けた周知の積層型有機感光体であ
り、図中、反時計方向にシステム速度（ドラム周速度）
１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動可能とされ、その周囲に
は次の作像エレメントが回転方向に沿って配設されてい
る。 本発明の実施例であるブラシ帯電装置２：感光体ドラ
ム１の表面に電荷を所定の電位に付与するもので、図１
及び図２に示すように、ドラム１表面に接触する帯電ブ
ラシ２１、ブラシ２１を支持する導電性の支持板２３、
抵抗２４を介して支持板２３に接続された定電圧の電源
２５、抵抗２４とブラシ２１との間に接続されたバリス
タ２６を備えている。 【００１６】抵抗２４は１５０ＭΩ、電源２５は直流電
源、−２．０ＫＶである。帯電ブラシ２１はカーボンを
含有したレーヨン、ナイロン等の導電性繊維からなり、
導電性の布２２に植えつけられ、支持板２３に固着され
ている。ブラシ２１の繊維の太さは約３０μｍで、５ｍ
ｍの長さを有している。ブラシ２１の総抵抗値は、１Ｋ
Ｖの電圧印加時において感光体ドラム回転軸線方向の長
さ１ｃｍ当たり５×１０6 Ωである。支持板２３と感光
体ドラム１との間隔は４ｍｍに設定されている。すなわ
ち、帯電ブラシ２１は感光体ドラム１の表面に対して約
１ｍｍ食い込んだ状態でセットされている。 【００１７】ここで環境変化に応じて変動する帯電ブラ
シ２１の抵抗をＲｂ、ブラシ２１への印加電圧をＶｂ、
抵抗２４の抵抗値をＲｏ、電源２５の電圧をＶｏとして
帯電装置２の等価回路を示すと、図３の（Ａ）のように
なる。そして、電圧Ｖｂを変化させたときの帯電電流Ｉ
ｃの理論的変化を示すと、図３の（Ｂ）のラインＬとな
る。図３（Ｂ）においてラインＨ／Ｈ、ラインＬ／Ｌ
は、図６におけるラインＨ／Ｈ、ラインＬ／Ｌと同じも
のである。バリスタ２６によって帯電ブラシ２１へ印加
される上限の電圧はＶｃ（バリスタ電圧）に規制されて
おり、その電圧はラインＬ／Ｌと交差する位置或いは交
差する位置を若干すぎた位置で定められている。 画像露光用光学系４：原稿台ガラス１９上に載置され
る原稿の像をレンズ、ミラーを介して感光体ドラム１上
に投影し、ポジの静電潜像を形成する。 現像装置５：現像剤攪拌搬送手段５３と現像電極とし
て機能する現像スリーブ５１とを備えた磁気ブラシ方式
による周知のものである。図１及び図２に示すうよに、
現像スリーブ５１はマグネットローラ５２を内蔵し、図
中、時計方向に回転駆動可能とされ、且つ、図２に示す
ように現像バイアスを印加するための電源５４が接続さ
れている。現像剤は磁性キャリアと絶縁性トナーとの混
合物からなり、互いの摩擦帯電によりトナーは帯電装置
２とは逆極性に、キャリアはその逆極性に帯電する。現
像スリーブ５１には電源５４から帯電ブラシ２１と同極
性の現像バイアスが印加される。 【００１８】電源５４は直流電源、−２５０Ｖであり、
トナーは正極性トナーである。 転写チャージャ６：感光体ドラム１の下部に密着して
通過する複写紙に対して電界を付与し、前記現像装置５
にて形成されたトナー画像を複写紙上に転写する。図２
に示すように、チャージャ・ワイヤには電源６１から前
記絶縁性トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加され
る。 【００１９】電源６１は直流電源、−６．０ＫＶであ
る。 分離チャージャ７：トナー像転写後の複写紙を感光体
ドラム１の表面から剥離するため、転写チャージャ６に
よって複写紙に対して与えられた電荷を除電するもので
ある。図２に示すように、チャージャ・ワイヤには電源
７１から交番電圧が印加される。 【００２０】電源７１は交流電源、±５．７ＫＶ（ＲＭ
Ｓ）、４００Ｈｚである。 クリーニング装置８：ブレードにて感光体ドラム１の
表面に残留したトナーを除去する。 イレーサランプ９：光照射にて感光体ドラム１の表面
に残留した電荷を消去する。 【００２１】一方、複写紙は自動給紙カセット１１に収
容されており、給紙ローラ１０の回転により、最上層の
ものから１枚ずつ給紙され、タイミングローラ１２によ
り所定のタイミングでドラム１上のトナー像と同期して
転写部へ送られる。転写後はエアーサクション手段（図
示せず）を備えた搬送ベルト１３にて定着装置１４へ送
り込まれ、ここでトナー画像を定着された後、排紙トレ
イ１５上へ排出される。 【００２２】以上の構成のもとに複写機を運転して帯電
装置２による感光体ドラム１表面の帯電電位を調べたと
ころ、次のとおりであった。なお、Ｎ／Ｎは通常の環境
条件（２０℃、６０％ＲＨ）、Ｈ／Ｈは高温高湿環境条
件（３０℃、８５％ＲＨ）、Ｌ／Ｌは低温低湿環境条件
（１０℃、１５％ＲＨ）を示している。 Ｎ／Ｎ時：−７００（Ｖ） Ｈ／Ｈ時：−７３０（Ｖ） Ｌ／Ｌ時：−６５０（Ｖ） Ｈ／Ｈ時とＬ／Ｌ時の差Δ＝８０（Ｖ） 環境条件がＬ／ＬからＨ／Ｈまで変化しても８０（Ｖ）
の変化でおさまっている。この程度であれば画像には殆
ど影響がない。 【００２３】また、感光体ドラム１表面にピンホール等
があっても、高抵抗２４が接続されているので、ブラシ
２１に過電流が流れることが抑制され、過電流によるブ
ラシ２１の損傷や燃焼の恐れがない。また、バリスタ２
６にて帯電ブラシ２１への印加電圧の上限を電圧Ｖｃに
規制したので、 何らかの理由で感光体ドラム１が停止したまま電源
２５にて通電されたとしても、ドラム１のオーバーチャ
ージを防げる、 複写紙が感光体ドラム１に巻き付いたりして、帯電
ブラシ２１と感光体１との間に入り、両者の接触抵抗が
非常に大きくなっても、帯電ブラシ２１から周辺部品へ
リークが発生することは避けられる、という利点があ
る。 【００２４】次に比較例として次の帯電装置条件で感光
体ドラム１表面の帯電電位を調べたところ以下のように
なった。 抵抗２４ なし 電源２５ 負極性 −１．０ＫＶ Ｎ／Ｎ時：−７１０（Ｖ） Ｈ／Ｈ時：−７９０（Ｖ） Ｌ／Ｌ時：−６００（Ｖ） Ｈ／Ｈ時とＬ／Ｌ時の差Δ＝１９０（Ｖ） 環境条件がＬ／ＬからＨ／Ｈまで変化すると表面電位は
１９０（Ｖ）も変化してしまう。その結果、画像濃度も
大きく変化した。 【００２５】帯電装置２における抵抗２４の値を前記１
５０ＭΩを含め、種々変化させるとともに、帯電ブラシ
２１の総抵抗、すなわち、ドラム１の軸線方向１ｃｍ当
たりの抵抗値×ブラシ長さ（ここでは２５ｃｍ）が１２
５ＭΩのものと、５０ＭΩのものとを準備して、環境条
件がＨ／ＨからＬ／Ｌに至る間の画像濃度の変化を調べ
たところ、表１の結果を得た。表１において、「○」は
変化無し、「△」は変化有り、「×」は大きい変化有り
を示している。表１から分かるように、抵抗２４の値は
帯電ブラシの総抵抗値以上であることが望ましいと言え
る。 【００２６】 【表１】 【００２７】なお、本発明は反転現像を行う場合にも適
用できる。以上説明した実施例では、帯電ブラシ２１へ
の印加電圧の上限はバリスタ２６を用いて規制されてい
るが、バリスタに代え、ツェナダイオードを用いても規
制できる。また、先の実施例では上限規制電圧をバリス
タ２６にてアース側から決定しているが、図４、図５、
図６のそれぞれに示すように、前記高抵抗２４（抵抗値
Ｒ 0 ）による降下電圧の下限値を規制することにより、
結果として帯電ブラシ２１への印加電圧の上限を規制し
てもよい。 【００２８】図４に示す上限電圧規制では、ツェナダイ
オード２６１を用いて上限規制電圧を電源電圧ＶO 側か
ら決めている。なお、図中Ｒ1 は抵抗、Ｄ1 はダイオー
ドである。ツェナダイオード２６１はバリスタに代えて
もよい。この規制の場合、図３の（Ｂ）図の電圧（ＶO
−Ｖc ）分がツェナー電圧に相当することになる。図５
に示す規制では、抵抗Ｒ2 、Ｒ3 を用いて分圧出力する
ことで上限電圧規制を行っている。図中Ｄ2 はダイオー
ドである。 【００２９】図６に示す規制では先の実施例における電
源２５を二つの部分で構成（電圧Ｖ 1 と電圧Ｖ2 の部
分）することで上限電圧規制を行っている。Ｄ3 はダイ
オードである。電圧Ｖ1 、Ｖ2 の部分は例えば、トラン
スを二つ使用したり、一つのトランスからタップを出す
等して得ることが考えられる。この規制の場合、図３の
（Ｂ）図の電圧Ｖc が電圧Ｖ1 に相当し、電圧差（Ｖ0
−Ｖc ）が電圧Ｖ2 に相当する。 【００３０】以上、感光体ドラム表面を帯電させるブラ
シ帯電装置２について説明したが、本発明は例えば感光
体から転写紙へトナー像を転写する転写ローラの如き転
写装置にも適用でき、転写ローラ等のオーバチャージの
防止、転写ローラから感光体ピンホールに対するリーク
の防止等、前記帯電ブラシの場合と同様の効果が得られ
る。 【００３１】 【発明の効果】本発明によると、電子写真方式の画像形
成において帯電が求められる被帯電体の表面に接触して
前記表面に電荷を付与する接触型電荷付与装置であっ
て、接触子に過電流が流れて損傷したり、燃焼したりす
るという恐れなく、また、環境条件に影響されることな
く、しかも被帯電体をオーバチャージする恐れや、周辺
部品との間にリークが発生する恐れなく、被帯電体の表
面に安定して所望の電荷を付与することができる接触型
電荷付与装置を提供することができる。
成において帯電が求められる被帯電体、例えば静電潜像
担持体やトナー像転写材に電荷を付与する電荷付与装
置、さらに詳しくは電子写真複写機、プリンタ等の静電
潜像担持体の表面に接触して、その表面に静電潜像形成
前の電荷を付与したり、静電潜像担持体上に形成された
トナー像を転写材へ転写するために該転写材に接触して
トナー像転写のための電荷を付与する等のために用いら
れる電荷付与装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、電子写真方式の複写機やプリン
タ等においては、静電潜像担持体の帯電やトナー像の転
写のための電荷付与装置としてコロナ・チャージャが使
用されている。一方、近年では、静電潜像担持体として
有機感光体が使用されているが、有機感光体の帯電電位
は負極性であり、この種の感光体に対しコロナ・チャー
ジャで負極性の大きな電流量のコロナ放電を行うとＯ3
あるいはＮＯX が発生し、環境が汚染されるという問題
がある。 【０００３】これに対して、導電性のブラシ、ローラ、
ブレード等を感光体の如き静電潜像担持体或いは転写材
等に接触させつつそれに電圧を印加して電荷を付与する
接触型の電荷付与装置が提案されている。この接触型電
荷付与装置によれば、オゾン等の環境汚染物質の発生が
殆どない。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触型
電荷付与装置によると、電流量によって例えば感光体の
如き静電潜像担持体に付与される電荷量が大きく左右さ
れる。この電流量は電荷付与装置の接触子、すなわち静
電潜像担持体と接触する帯電ブラシ等の抵抗値に影響さ
れ、この抵抗値は温度、湿度といった環境に大きく左右
される。 【０００５】いま、ブラシ帯電装置を例にとって示す
と、図７の（Ａ）に示すように、該装置の帯電ブラシ９
１が、回転駆動される静電潜像担持体（ここでは感光体
ドラム）９２の表面に接触配置されるとともに、該ブラ
シに電源９３から電圧が印加される。全ブラシ繊維を含
むブラシ９１の総抵抗をＲｂ、電源電圧をＶｏとして、
その等価回路を示すと図７の（Ｂ）のように表せる。Ｖ
ｂはブラシ９１に印加される電圧である。この回路にお
いてブラシ９１に流れる帯電電流ＩｃはＶｂ／Ｒｂであ
り、Ｖｂ＝Ｖｏ（一定）であるから、ブラシ抵抗Ｒｂが
変化すると、電流Ｉｃは図９のラインＢに示すように変
化する。 【０００６】また、環境条件をＨ／Ｈ（３０℃、８５％
ＲＨの高温高湿）と、Ｌ／Ｌ（１０℃、１５％ＲＨの低
温低湿）に設定して、ブラシ印加電圧Ｖｂを変化させて
みたときの帯電電流Ｉｃの実際の変化は、図９における
ラインＨ／Ｈ（高温高湿）及びラインＬ／Ｌ（低温低
湿）となる。従って、ブラシ印加電圧Ｖｂ＝Ｖｏ時にお
ける帯電電流ＩｃのＨ／Ｈ、Ｌ／Ｌ条件下でのばらつき
は図９においてはｂとなり、環境条件によって感光体ド
ラム９２表面の帯電電位が変化し、その結果として、画
像濃度がばらつくという問題がある。 【０００７】以上の環境変動による問題のほか、例えば
感光体ドラム９２表面にピンホールが有り、そのピンホ
ールから感光体ドラム９２の導電性基体が露出している
と、その導電性基体にブラシ９１が接触してブラシ９１
と感光体ドラム基体との間にリークが生じ、その結果、
ブラシ９１に望ましくない過電流が流れ、その過電流の
ためブラシ９１が損傷或いは燃焼してしまうという問題
がある。 【０００８】このような問題を解決する方法として、図
８の（Ａ）に示すように、電源９３と帯電ブラシ９１と
の間に抵抗値Ｒｂと比べて抵抗値の非常に大きい抵抗９
４を接続することが考えられる。この場合、該抵抗の値
をＲｏとすると、等価回路は図８の（Ｂ）に示すように
表せる。従って、帯電電流Ｉｃ＝Ｖｏ／（Ｒｏ＋Ｒｂ）
となり、抵抗値ＲｏをＲｂに比べて非常に大きくする
と、Ｒｂが環境変化により多少変動しても電流Ｉｃの変
化は小さくなり、感光体ドラム表面電位の環境変化によ
るばらつきを小さく抑制できる。 【０００９】すなわち、ブラシ印加電圧Ｖｂを変化させ
たときの電流Ｉｃの理論的変化は図９のラインＡのよう
になる。実際には、このラインＡが前記Ｈ／Ｈライン及
びＬ／Ｌラインにより仕切られる範囲で作動し、環境変
化による帯電電流Ｉｃのばらつきはａに抑えられ、従来
のばらつき幅ｂよりずっと小さく抑制される。また、感
光体ドラムにピンホールがある場合でも、ブラシ９１と
感光体ドラム基体との間に流れる電流を小さく抑制し
て、ブラシ９１に過電流が流れることを抑制できる。 【００１０】しかし、このように帯電ブラシ９１と電源
９３との間に抵抗９４を挿入した場合、或いは電源９３
に内部抵抗があるような場合には、何らかの理由で感光
体９２が停止したまま電源９３が通電を行うと、感光体
９２がオーバチャージされ、感光体９２が絶縁破壊を起
こしたり、感光体特性が劣化したり、反転現像のときに
は逆帯電トナーが付着したりする等の問題がある。ま
た、転写紙が感光体９２に巻き付く等してブラシ９１と
感光体９２との接触抵抗が非常に大きくなったようなと
きには、帯電ブラシの電位が上昇して周辺の部品との間
にリークが発生するという問題がある。 【００１１】そこで本発明は、電子写真方式の画像形成
において帯電が求められる被帯電体の表面に接触して前
記表面に電荷を付与する電荷付与装置であって、接触子
に過電流が流れて損傷したり、燃焼したりするという恐
れなく、また、環境条件に影響されることなく、しかも
被帯電体をオーバチャージする恐れや、周辺部品との間
にリークが発生する恐れなく、被帯電体の表面に安定し
て所望の電荷を付与することができる接触型電荷付与装
置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従
い、電子写真方式の画像形成において帯電が求められる
被帯電体の表面に接触して前記表面に電荷を付与する電
荷付与装置において、前記被帯電体表面に接触する接触
子と、該接触子に直列に接続された高抵抗と、該高抵抗
を介して前記接触子に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記接触子に印加される電圧の絶対値の上限を規制する
手段とを有することを特徴とする接触型電荷付与装置を
提供するものである。 【００１３】前記電圧印加手段により印加される電圧は
（＋）極性の場合と、（−）極性の場合が考えられる。
また、前記電圧絶対値上限規制手段としては、バリス
タ、ツエナダイオード等を利用して該上限値をアース側
から決定するものや、前記高抵抗による降下電圧の下限
値を規制することで、結果として接触子に印加される電
圧の上限を規制するものが考えられる。接触子として
は、固定型ブラシ、回転型ブラシ、ローラ、ブレード等
が考えられる。 【００１４】 【作用】本発明電荷付与装置は、電子写真方式の画像形
成装置において、静電潜像担持体表面を帯電させる帯電
装置、静電潜像担持体上のトナー像を転写材へ転写する
ための転写装置等として利用できる。本発明電荷付与装
置によると、接触子に高抵抗が直列に接続されているた
め、被帯電体にピンホール等があっても接触子に過電流
が流れることが抑制され、過電流による接触子の損傷や
燃焼等が防止され、また、接触子の抵抗が環境変動によ
り変動しても、被帯電体の帯電電荷量の変動は小さく抑
制されて略一定となる。さらに、何らかの理由で被帯電
体が停止中に電圧印加手段がオンされて通電されたり、
接触子と被帯電体、例えば接触子と静電潜像担持体との
間に紙等が介在して接触抵抗が増しても、電圧絶対値上
限規制手段が働き、接触子への過電圧印加が防止され、
被帯電体のオーバチャージ、周辺部品へのリークの発生
等の不都合が避けられる。 【００１５】 【実施例】以下、本発明の実施例につき、添付図面を参
照して説明する。図１は本発明に係る接触型電荷付与装
置の１例、より詳しくは、感光体ドラムを帯電させる帯
電装置及びそれを含む複写機を示している。この複写機
は感光体ドラム１を有する。該感光体ドラムはその外周
面に有機感光体層を設けた周知の積層型有機感光体であ
り、図中、反時計方向にシステム速度（ドラム周速度）
１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動可能とされ、その周囲に
は次の作像エレメントが回転方向に沿って配設されてい
る。 本発明の実施例であるブラシ帯電装置２：感光体ドラ
ム１の表面に電荷を所定の電位に付与するもので、図１
及び図２に示すように、ドラム１表面に接触する帯電ブ
ラシ２１、ブラシ２１を支持する導電性の支持板２３、
抵抗２４を介して支持板２３に接続された定電圧の電源
２５、抵抗２４とブラシ２１との間に接続されたバリス
タ２６を備えている。 【００１６】抵抗２４は１５０ＭΩ、電源２５は直流電
源、−２．０ＫＶである。帯電ブラシ２１はカーボンを
含有したレーヨン、ナイロン等の導電性繊維からなり、
導電性の布２２に植えつけられ、支持板２３に固着され
ている。ブラシ２１の繊維の太さは約３０μｍで、５ｍ
ｍの長さを有している。ブラシ２１の総抵抗値は、１Ｋ
Ｖの電圧印加時において感光体ドラム回転軸線方向の長
さ１ｃｍ当たり５×１０6 Ωである。支持板２３と感光
体ドラム１との間隔は４ｍｍに設定されている。すなわ
ち、帯電ブラシ２１は感光体ドラム１の表面に対して約
１ｍｍ食い込んだ状態でセットされている。 【００１７】ここで環境変化に応じて変動する帯電ブラ
シ２１の抵抗をＲｂ、ブラシ２１への印加電圧をＶｂ、
抵抗２４の抵抗値をＲｏ、電源２５の電圧をＶｏとして
帯電装置２の等価回路を示すと、図３の（Ａ）のように
なる。そして、電圧Ｖｂを変化させたときの帯電電流Ｉ
ｃの理論的変化を示すと、図３の（Ｂ）のラインＬとな
る。図３（Ｂ）においてラインＨ／Ｈ、ラインＬ／Ｌ
は、図６におけるラインＨ／Ｈ、ラインＬ／Ｌと同じも
のである。バリスタ２６によって帯電ブラシ２１へ印加
される上限の電圧はＶｃ（バリスタ電圧）に規制されて
おり、その電圧はラインＬ／Ｌと交差する位置或いは交
差する位置を若干すぎた位置で定められている。 画像露光用光学系４：原稿台ガラス１９上に載置され
る原稿の像をレンズ、ミラーを介して感光体ドラム１上
に投影し、ポジの静電潜像を形成する。 現像装置５：現像剤攪拌搬送手段５３と現像電極とし
て機能する現像スリーブ５１とを備えた磁気ブラシ方式
による周知のものである。図１及び図２に示すうよに、
現像スリーブ５１はマグネットローラ５２を内蔵し、図
中、時計方向に回転駆動可能とされ、且つ、図２に示す
ように現像バイアスを印加するための電源５４が接続さ
れている。現像剤は磁性キャリアと絶縁性トナーとの混
合物からなり、互いの摩擦帯電によりトナーは帯電装置
２とは逆極性に、キャリアはその逆極性に帯電する。現
像スリーブ５１には電源５４から帯電ブラシ２１と同極
性の現像バイアスが印加される。 【００１８】電源５４は直流電源、−２５０Ｖであり、
トナーは正極性トナーである。 転写チャージャ６：感光体ドラム１の下部に密着して
通過する複写紙に対して電界を付与し、前記現像装置５
にて形成されたトナー画像を複写紙上に転写する。図２
に示すように、チャージャ・ワイヤには電源６１から前
記絶縁性トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加され
る。 【００１９】電源６１は直流電源、−６．０ＫＶであ
る。 分離チャージャ７：トナー像転写後の複写紙を感光体
ドラム１の表面から剥離するため、転写チャージャ６に
よって複写紙に対して与えられた電荷を除電するもので
ある。図２に示すように、チャージャ・ワイヤには電源
７１から交番電圧が印加される。 【００２０】電源７１は交流電源、±５．７ＫＶ（ＲＭ
Ｓ）、４００Ｈｚである。 クリーニング装置８：ブレードにて感光体ドラム１の
表面に残留したトナーを除去する。 イレーサランプ９：光照射にて感光体ドラム１の表面
に残留した電荷を消去する。 【００２１】一方、複写紙は自動給紙カセット１１に収
容されており、給紙ローラ１０の回転により、最上層の
ものから１枚ずつ給紙され、タイミングローラ１２によ
り所定のタイミングでドラム１上のトナー像と同期して
転写部へ送られる。転写後はエアーサクション手段（図
示せず）を備えた搬送ベルト１３にて定着装置１４へ送
り込まれ、ここでトナー画像を定着された後、排紙トレ
イ１５上へ排出される。 【００２２】以上の構成のもとに複写機を運転して帯電
装置２による感光体ドラム１表面の帯電電位を調べたと
ころ、次のとおりであった。なお、Ｎ／Ｎは通常の環境
条件（２０℃、６０％ＲＨ）、Ｈ／Ｈは高温高湿環境条
件（３０℃、８５％ＲＨ）、Ｌ／Ｌは低温低湿環境条件
（１０℃、１５％ＲＨ）を示している。 Ｎ／Ｎ時：−７００（Ｖ） Ｈ／Ｈ時：−７３０（Ｖ） Ｌ／Ｌ時：−６５０（Ｖ） Ｈ／Ｈ時とＬ／Ｌ時の差Δ＝８０（Ｖ） 環境条件がＬ／ＬからＨ／Ｈまで変化しても８０（Ｖ）
の変化でおさまっている。この程度であれば画像には殆
ど影響がない。 【００２３】また、感光体ドラム１表面にピンホール等
があっても、高抵抗２４が接続されているので、ブラシ
２１に過電流が流れることが抑制され、過電流によるブ
ラシ２１の損傷や燃焼の恐れがない。また、バリスタ２
６にて帯電ブラシ２１への印加電圧の上限を電圧Ｖｃに
規制したので、 何らかの理由で感光体ドラム１が停止したまま電源
２５にて通電されたとしても、ドラム１のオーバーチャ
ージを防げる、 複写紙が感光体ドラム１に巻き付いたりして、帯電
ブラシ２１と感光体１との間に入り、両者の接触抵抗が
非常に大きくなっても、帯電ブラシ２１から周辺部品へ
リークが発生することは避けられる、という利点があ
る。 【００２４】次に比較例として次の帯電装置条件で感光
体ドラム１表面の帯電電位を調べたところ以下のように
なった。 抵抗２４ なし 電源２５ 負極性 −１．０ＫＶ Ｎ／Ｎ時：−７１０（Ｖ） Ｈ／Ｈ時：−７９０（Ｖ） Ｌ／Ｌ時：−６００（Ｖ） Ｈ／Ｈ時とＬ／Ｌ時の差Δ＝１９０（Ｖ） 環境条件がＬ／ＬからＨ／Ｈまで変化すると表面電位は
１９０（Ｖ）も変化してしまう。その結果、画像濃度も
大きく変化した。 【００２５】帯電装置２における抵抗２４の値を前記１
５０ＭΩを含め、種々変化させるとともに、帯電ブラシ
２１の総抵抗、すなわち、ドラム１の軸線方向１ｃｍ当
たりの抵抗値×ブラシ長さ（ここでは２５ｃｍ）が１２
５ＭΩのものと、５０ＭΩのものとを準備して、環境条
件がＨ／ＨからＬ／Ｌに至る間の画像濃度の変化を調べ
たところ、表１の結果を得た。表１において、「○」は
変化無し、「△」は変化有り、「×」は大きい変化有り
を示している。表１から分かるように、抵抗２４の値は
帯電ブラシの総抵抗値以上であることが望ましいと言え
る。 【００２６】 【表１】 【００２７】なお、本発明は反転現像を行う場合にも適
用できる。以上説明した実施例では、帯電ブラシ２１へ
の印加電圧の上限はバリスタ２６を用いて規制されてい
るが、バリスタに代え、ツェナダイオードを用いても規
制できる。また、先の実施例では上限規制電圧をバリス
タ２６にてアース側から決定しているが、図４、図５、
図６のそれぞれに示すように、前記高抵抗２４（抵抗値
Ｒ 0 ）による降下電圧の下限値を規制することにより、
結果として帯電ブラシ２１への印加電圧の上限を規制し
てもよい。 【００２８】図４に示す上限電圧規制では、ツェナダイ
オード２６１を用いて上限規制電圧を電源電圧ＶO 側か
ら決めている。なお、図中Ｒ1 は抵抗、Ｄ1 はダイオー
ドである。ツェナダイオード２６１はバリスタに代えて
もよい。この規制の場合、図３の（Ｂ）図の電圧（ＶO
−Ｖc ）分がツェナー電圧に相当することになる。図５
に示す規制では、抵抗Ｒ2 、Ｒ3 を用いて分圧出力する
ことで上限電圧規制を行っている。図中Ｄ2 はダイオー
ドである。 【００２９】図６に示す規制では先の実施例における電
源２５を二つの部分で構成（電圧Ｖ 1 と電圧Ｖ2 の部
分）することで上限電圧規制を行っている。Ｄ3 はダイ
オードである。電圧Ｖ1 、Ｖ2 の部分は例えば、トラン
スを二つ使用したり、一つのトランスからタップを出す
等して得ることが考えられる。この規制の場合、図３の
（Ｂ）図の電圧Ｖc が電圧Ｖ1 に相当し、電圧差（Ｖ0
−Ｖc ）が電圧Ｖ2 に相当する。 【００３０】以上、感光体ドラム表面を帯電させるブラ
シ帯電装置２について説明したが、本発明は例えば感光
体から転写紙へトナー像を転写する転写ローラの如き転
写装置にも適用でき、転写ローラ等のオーバチャージの
防止、転写ローラから感光体ピンホールに対するリーク
の防止等、前記帯電ブラシの場合と同様の効果が得られ
る。 【００３１】 【発明の効果】本発明によると、電子写真方式の画像形
成において帯電が求められる被帯電体の表面に接触して
前記表面に電荷を付与する接触型電荷付与装置であっ
て、接触子に過電流が流れて損傷したり、燃焼したりす
るという恐れなく、また、環境条件に影響されることな
く、しかも被帯電体をオーバチャージする恐れや、周辺
部品との間にリークが発生する恐れなく、被帯電体の表
面に安定して所望の電荷を付与することができる接触型
電荷付与装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を備えた複写機の概略断面図
である。 【図２】図１の複写機の一部の詳細構成図である。 【図３】図（Ａ）は図２に示す実施例帯電装置の等価回
路図であり、図（Ｂ）は帯電ブラシに印加される電圧と
帯電電流の関係を示すグラフである。 【図４】本発明の他の実施例の等価回路図である。 【図５】本発明のさらに他の実施例の等価回路図であ
る。 【図６】本発明のさらに他の実施例の等価回路図であ
る。 【図７】図（Ａ）は従来例の説明図であり、図（Ｂ）は
その等価回路図である。 【図８】図（Ａ）は図７の従来例の考えられる改良例の
説明図であり、図（Ｂ）はその等価回路図である。 【図９】図７及び図８に示す帯電装置における帯電ブラ
シに印加される電圧と帯電電流の関係を示すグラフであ
る。 【符号の説明】 １ 感光体ドラム ２ ブラシ帯電装置 ２１ 帯電ブラシ Ｒb 帯電ブラシ抵抗値 ２２ 導電性布 ２３ ブラシ支持板 ２４ 抵抗 ＲO 抵抗２４の抵抗値 ２５ 電源 ＶO 電源２５の出力電圧 ２６ バリスタ ２６１ ツェナダイオード Ｒ1 抵抗（抵抗値） Ｒ2 、Ｒ3 分圧出力のための抵抗値 Ｖ1 、Ｖ2 電源出力電圧 Ｄ1 〜Ｄ3 ダイオード
である。 【図２】図１の複写機の一部の詳細構成図である。 【図３】図（Ａ）は図２に示す実施例帯電装置の等価回
路図であり、図（Ｂ）は帯電ブラシに印加される電圧と
帯電電流の関係を示すグラフである。 【図４】本発明の他の実施例の等価回路図である。 【図５】本発明のさらに他の実施例の等価回路図であ
る。 【図６】本発明のさらに他の実施例の等価回路図であ
る。 【図７】図（Ａ）は従来例の説明図であり、図（Ｂ）は
その等価回路図である。 【図８】図（Ａ）は図７の従来例の考えられる改良例の
説明図であり、図（Ｂ）はその等価回路図である。 【図９】図７及び図８に示す帯電装置における帯電ブラ
シに印加される電圧と帯電電流の関係を示すグラフであ
る。 【符号の説明】 １ 感光体ドラム ２ ブラシ帯電装置 ２１ 帯電ブラシ Ｒb 帯電ブラシ抵抗値 ２２ 導電性布 ２３ ブラシ支持板 ２４ 抵抗 ＲO 抵抗２４の抵抗値 ２５ 電源 ＶO 電源２５の出力電圧 ２６ バリスタ ２６１ ツェナダイオード Ｒ1 抵抗（抵抗値） Ｒ2 、Ｒ3 分圧出力のための抵抗値 Ｖ1 、Ｖ2 電源出力電圧 Ｄ1 〜Ｄ3 ダイオード
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宇野 浩二
大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大
阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内
(72)発明者 斉藤 均
大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大
阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内
(56)参考文献 特開 昭55−134863（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−9883（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−71283（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−30189（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電子写真方式の画像形成において帯電が
求められる被帯電体の表面に接触して前記表面に電荷を
付与する電荷付与装置において、前記被帯電体表面に接
触する接触子と、該接触子に直列に接続された高抵抗
と、該高抵抗を介して前記接触子に電圧を印加する電圧
印加手段と、前記接触子に印加される電圧の絶対値の上
限を規制する手段とを有することを特徴とする接触型電
荷付与装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14279892A JP3506385B2 (ja) | 1991-07-03 | 1992-06-03 | 接触型電荷付与装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16258691 | 1991-07-03 | ||
| JP3-162586 | 1991-07-03 | ||
| JP14279892A JP3506385B2 (ja) | 1991-07-03 | 1992-06-03 | 接触型電荷付与装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05150612A JPH05150612A (ja) | 1993-06-18 |
| JP3506385B2 true JP3506385B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=26474685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14279892A Expired - Lifetime JP3506385B2 (ja) | 1991-07-03 | 1992-06-03 | 接触型電荷付与装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3506385B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001209237A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Nec Niigata Ltd | 接触式帯電装置及び転写装置 |
| JP4590778B2 (ja) * | 2001-05-24 | 2010-12-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 接触式帯電装置及びこれを用いた電子写真印刷方法 |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP14279892A patent/JP3506385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05150612A (ja) | 1993-06-18 |
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