JPH04275570A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電装置、詳しくは電
子写真複写機、プリンタ等の静電潜像担体の表面を一定
の電位に帯電するための帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機やプリンタ等において、
静電潜像担体の帯電装置としては、スコロトロン・チャ
ージャが使用されている。近年では、静電潜像担体とし
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、スコロトロン・チャージャで負極性
の大きな電流量のコロナ放電を行なうと、Ｏ３あるいは
ＮＯｘが発生し、環境が汚染されるという問題点を生じ
ている。

【０００３】これに対して、導電性のブラシを感光体に
接触させつつ該ブラシに電圧を印加して帯電するブラシ
方式が考えられる。帯電ブラシによればオゾン等の環境
汚染物質の発生が殆どない。しかし、感光体表面へのブ
ラシの接触むらにより帯電むらが発生し、画像ノイズと
して現れる問題点を有している。

【０００４】

【発明の目的、構成、作用】そこで、本発明の目的は、
オゾン等の環境汚染物質の発生が極めて少なく、しかも
、静電潜像担体の表面を所定の電位に均一に帯電するこ
とができる帯電装置を提供することにある。以上の目的
を達成するため、本発明に係る帯電装置は、静電潜像担
体の表面を第１の電位に帯電する帯電ブラシと、前記第
１の電位を有する静電潜像担体の表面に第１の電位と同
極性の電荷を付与してその表面電位を第１の電位よりも
高い第２の電位まで上昇させるスコロトロン・チャージ
ャとから構成されている。

【０００５】帯電ブラシによって静電潜像担体の表面に
帯電された第１の電位は、ブラシの接触むらによってど
うしても帯電むらが発生する。しかし、スコロトロン・
チャージャによって同極性の電荷を付与することにより
、前記帯電むらが解消され、第２の電位（静電潜像を形
成するための表面電位）として安定した均一な電位に調
整される。静電潜像担体としては、一般的な有機感光体
が使用され、その帯電電位は負極性であるが、スコロト
ロン・チャージャによって付与される調整用の電荷は電
位調整のために僅かでよく、このようなコロナ放電では
オゾン等の環境汚染物質の発生は少ない。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係る帯電装置の実施例につき
、添付図面に従って説明する。図１は本発明に係る帯電
装置を含む複写機を示し、感光体ドラム１はその外周面
に有機感光体層を設けた周知のもので、矢印ａ方向に回
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。

【０００７】帯電ブラシ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、その支軸２１に
は電源２５が接続されている（図２参照）。なお、その
詳細については後述する。 スコロトロン・チャージャ３：　　感光体ドラム１の表
面電位を前記帯電ブラシ２による帯電むらが残らないよ
うに安定させるためのもので、図２に示す如く、チャー
ジ・ワイヤ３１には電源３３が接続され、グリッド３４
には電源３５が接続されている。チャージ・ワイヤ３１
には電源３３から前記帯電ブラシ２と同極性の電圧が印
加され、グリッド３４には電源３５から帯電ブラシ２と
同極性で帯電ブラシ２で帯電された表面電位より高い電
位の電圧が印加される。

【０００８】画像露光用光学系：　　原稿台ガラス１９
上に載置された原稿の像をレンズ、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。現像スリーブ５１はマグネ
ットローラ５２を内蔵し、図２に示す如く矢印ｂ方向に
回転駆動可能とされ、かつ、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
よりトナーは帯電ブラシ２とは逆極性に、キャリアはそ
の逆極性に帯電する。そして、現像スリーブ５１には電
源５４から帯電ブラシ２と同極性の現像バイアスが印加
される。

【０００９】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
転写するものである。チャージ・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。 分離チャージャ７：　　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。 チャージ・ワイヤには電源７１から交番電圧が印加され
る。

【００１０】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。 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の回転に基づいて最上層のものから１
枚ずつ給紙され、タイミングローラ１２で所定のタイミ
ングに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、ここでトナー画像の定着を施
された後、排紙トレイ１５上へ排出される。

【００１１】ここで、本実施例におけるチャージャ等の
具体的条件を示す。 感光体：　　積層型有機感光体 システム速度（感光体ドラム１の周速度）：　　２５０
ｍｍ／ｓｅｃ 帯電ブラシ２：電源２５　　負極性、−０．９ｋＶ、総
電流５００μＡ スコロトロン・チャージャ３：電源３３　　負極性、−
５．０ｋＶ 電源３５　　負極性、−６００Ｖ グリッドのメッシュピッチ　　０．７５ｍｍグリッドと
感光体との距離　　１．０ｍｍ現像バイアス：電源５４
　　負極性、−２５０Ｖ転写チャージャ６：電源６１　
　負極性、−６．０ｋＶ分離チャージャ７：電源７１　
　±５．７ｋＶ（ＲＭＳ）、４００Ｈｚ トナー：　　正極性 ここで、帯電ブラシ２について図３、図４を参照して詳
述する。

【００１２】帯電ブラシ２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２３
に植えつけられ、支軸２１を備えた円筒形ローラ２２の
外周面に固着されている。ブラシ２の繊維は太さ約３０
μｍで５ｍｍの長さを有している。また、ブラシ２の抵
抗値は、１ｋＶの電圧印加時において軸方向の長さ１ｃ
ｍ当たり約１０５Ω／ｃｍである。ローラ２２は１５ｍ
ｍの外径Ｄを有し、感光体ドラム１との間隔Ｌは４ｍｍ
に設定されている。即ち、帯電ブラシ２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
る。帯電ブラシ２は８０ｒｐｍで矢印ｃ方向に回転駆動
され、回転方向は感光体ドラム１と同方向であるが、接
触部分において両者は互いに逆方向に移動することとな
る。なお、帯電ブラシ２は感光体ドラム１と接触部分に
おいて速度差があればいずれの方向へ回転させてもよい
。

【００１３】以上の条件下における画像形成工程は、帯
電ブラシ２によって付与された初期表面電位をスコロト
ロン・チャージャ３で調整する（上昇させる）点を除い
ては従来の電子写真画像形成工程と同様である。本実施
例において、帯電ブラシ２によって付与される感光体ド
ラム１の表面電位は約−５００Ｖであり、電源２５から
の印加電圧（−０．９ｋＶ）よりも低いのは、放電しき
い値があるためと考えられる。この第１の表面電位は図
５（ａ）に示すように若干の不均一性を有している。こ
の第１の表面電位は、次にスコロトロン・チャージャ３
によって同極性の電荷を付与することによって、図５（
ｂ）に示すように、約−６００Ｖの第２の表面電位に調
整される。

【００１４】この状態で原稿画像を投影し、複写紙上に
画像を形成したところ、黒ベタあるいはハーフトーンの
原稿画像であっても均一性のある美しい画像が得られた
。また、帯電装置近傍のオゾン濃度を測定したところ、
約４〜５ｐｐｍであった。一方、比較例１として、感光
体ドラム１の表面を帯電ブラシ２のみで帯電し、シート
上に画像を形成した。この場合は、電源２５からの印加
電圧を−１．０ｋＶとし、約−６００Ｖの表面電位を形
成し（図６（ａ）参照）、その状態で露光、現像、転写
を行なった。この場合は、黒ベタ、ハーフトーンの画像
中に筋状のむらが見られた。これは、図６（ａ）に示さ
れているように、帯電ブラシ２による初期表面電位のむ
らに起因する。但し、コロナ放電によらないため、帯電
装置近傍でのオゾン濃度は約１ｐｐｍないしはそれ以下
であった。

【００１５】さらに、比較例２として、感光体ドラム１
の表面をスコロトロン・チャージャ３のみで帯電し、シ
ート上に画像を形成した。この場合は、ハーフトーンは
均一性のあるきれいな画像を得たが、黒ベタの画像は濃
度が不足していた。感光体表面電位を測定すると、−４
５０Ｖ程度であった。即ち、黒ベタ画像の濃度不足は、
電源３３からのチャージ・ワイヤ３１への印加電圧が−
５．０ｋＶと小さく、総電流が−５００μＡであり、こ
れだけでは十分な濃度の画像を作成するために必要とさ
れる−６００Ｖの表面電位を形成できなかったと考えら
れる。

【００１６】そこで、比較例３として、チャージ・ワイ
ヤ３１への印加電圧を上げて総電流を−９００μＡとし
、スコロトロン・チャージャ３のみの帯電で画像を形成
した。その結果、感光体表面電位は図６（ｂ）に示すと
おり約−６００Ｖで均一となり、黒ベタ、ハーフトーン
の画像ともに均一性のある美しい画像が得られた。しか
し、帯電装置近傍のオゾン濃度は約１０ｐｐｍであった
。これは、スコロトロン・チャージャ３で負極性のコロ
ナ放電（総電流は約−９００μＡ）を行なっていること
に起因する。

【００１７】本実施例ではスコロトロン・チャージャ３
を用いて負極性のコロナ放電を行なっているが、帯電ブ
ラシ２で予め帯電された第１の電位を１００Ｖ程度高め
るだけの小さなコロナ放電である。その結果、スコロト
ロン・チャージャ３のみで必要な表面電位まで帯電させ
る場合（比較例３）と比べて、オゾン発生量を約半分な
いしはそれ以下にに抑えることができた。勿論、画像の
品質も良好である。

【００１８】図７は帯電装置の他の例を示す。ここで、
帯電ブラシ２’は導電性の支持板２４に設けられ、感光
体ドラム１の表面に接触した状態で固定されている。ま
た、電源２５から負極性の電圧が支持板２４を介して印
加される。図７中他の符号は図２と同じ部材を示す。な
お、本発明に係る帯電装置は、以上の各実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更可能
である。

【００１９】例えば、スコロトロン・チャージャ３のチ
ャージ・ワイヤ３１への印加電圧は交番電圧であっても
よい。また、帯電ブラシ２，２’の構成は任意である。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、帯電ブラシによって第１の電位に帯電された表
面電位を、スコロトロン・チャージャからの同極性の放
電によって第２の電位に上昇させるため、第１の電位に
生じていた帯電むらが第２の電位では均一な状態に調整
され、画質が向上する。しかも、スコロトロン・チャー
ジャのコロナ放電は調整用として小電流であり、オゾン
等の環境汚染物質の発生を微量に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯電装置の一実施例を備えた複写
機の全体構成図。

【図２】図１の要部の構成図で、電源回路を含む。

【図３】帯電ブラシの要部正面図。

【図４】帯電ブラシと感光体ドラムとの位置関係を示す
正面図。

【図５】本発明の一実施例での感光体表面電位を示すチ
ャート図で、（ａ）は帯電ブラシによる第１の電位を示
し、（ｂ）はスコロトロン・チャージャで調整された第
２の電位を示す。

【図６】比較例での感光体表面電位を示すチャート図で
、（ａ）は帯電ブラシのみによる表面電位を示し、（ｂ
）はスコロトロン・チャージャのみによる表面電位を示
す。

【図７】帯電ブラシの他の例を示す構成図で、電源回路
を含む。

【符号の説明】

１…感光体ドラム ２，２’…帯電ブラシ ２５…電源 ３…スコロトロン・チャージャ ３１…チャージ・ワイヤ ３３…電源 ３４…グリッド ３５…電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　静電潜像担体の表面を第１の電位に帯
   電する帯電ブラシと、前記第１の電位を有する静電潜像
   担体の表面に第１の電位と同極性の電荷を付与してその
   表面電位を第１の電位よりも高い第２の電位まで上昇さ
   せるスコロトロン・チャージャと、からなることを特徴
   とする帯電装置。