JPH0572868A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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高速に
且つ、均一に帯電することができる帯電装置を提供す
る。 【構成】 感光体ドラム１の表面に対向して帯電ブラシ
２と帯電ロ−ラ３あるいは帯電ブレ−ド３’を設ける。
帯電ブラシ２は電源２５から負極性の電圧を印加され、
感光体表面を第１の電位に帯電させる。次に、電源３３
または電源３３’によって直流電圧に交番電圧が重畳さ
れた電圧が印加された帯電ロ−ラ３あるいは帯電ブレ−
ド３’にて、感光体表面を調整された均一な第２の電位
に帯電する。

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均一
な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、帯電ブラシ、帯電ロ−ラ及
び帯電ブレ−ドのような接触帯電部材を感光体に接触さ
せつつ、該接触帯電部材に電圧を印加して感光体を帯電
する接触帯電方式が提案されている。前記接触帯電方式
によれば、Ｏ₃等の環境汚染物質の発生はほとんどな
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、帯電ブラシで
は感光体へのブラシの接触ムラにより帯電ムラが生じ
る。また、帯電ロ−ラ、帯電ブレ−ドでは均一な帯電は
確保されるが、感光体との通紙方向の接触幅であるニッ
プ幅を広くとりにくいため、中高速で回転または、移動
する感光体には対応できないという問題がある。

【０００５】

【発明の目的】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殆どなく、しかも静電潜像担体の表
面を高速でかつ均一に帯電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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めに本発明は、所定の電圧が印加され、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、直流電圧に
交番電圧が重畳された電圧が印加され、前記第１の電位
を有する静電潜像体の表面を第２の電位に調整する帯電
ロ−ラあるいは帯電ブレ−ドのいずれか一方と、を備え
たことを特徴とする帯電装置である。

【０００７】

【作用】所定の電圧が印加された帯電ブラシによって、
静電潜像単体の表面は帯電ムラのある第１の電位に帯電
される。しかし、直流電圧に交番電圧が重畳された電圧
が印加された帯電ロ−ラあるいは帯電ブレ−ドによって
帯電ムラが解消され、均一な第２の電位に調整される。

【０００８】

【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。

【０００９】図１は本発明に係る帯電装置を含む複写機
の第１実施例を示し、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。

【００１０】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。

【００１１】帯電ロ−ラ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、支軸３１に
は、電源３３が接続されている。尚、その詳細について
は後述する。

【００１２】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５
１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
ャリアはトナ−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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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）： ２５０ｍ
ｍ／ｓｅｃ． 帯電ブラシ２：電源２５ 負極性、−１．２ｋＶ 帯電ロ−ラ３：電源３３ ＤＣ成分 負極性、−７００
Ｖ ＡＣ成分 ±１．０ｋＶ（ＲＭＳ） 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（ＲＭ
Ｓ）、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。

【００２０】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Ｄ₁を有し、感光体ドラム１との間隔Ｌは４ｍ
ｍ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。

【００２１】次に、帯電ロ−ラ３について、図５を参照
して詳述する。

【００２２】帯電ロ−ラ３は、支軸３１にカ−ボンを一
定量含有した導電性ゴム層３２を固着させたものであ
る。帯電ロ−ラ３の抵抗値は、１ｋＶの電圧印加時にお
いて、軸方向の長さ１ｃｍ当たり約１０⁶Ωである。帯
電ロ−ラ３は１６ｍｍの外形Ｄ₂を有し、支軸３１は８
ｍｍの径を有している。帯電ロ−ラ３は感光体ドラム１
の表面に圧接され、感光体ドラム１のａ方向への回転に
従動して回転する。即ち、帯電ロ−ラ３はｄ方向に回転
し、感光体ドラム１との接触部分では同速となってい
る。

【００２３】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直流電圧
に交番電圧が重畳された電圧が印加された帯電ロ−ラ３
で調整す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。

【００２４】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−８００Ｖで
あり、電源２５からの印加電圧（−１．２ｋＶ）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６（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、次に帯電ロ−
ラ３によって逆極性の電荷を付与することによって、図
６（ｂ）に示すように、約−７００Ｖの第２の表面電位
に調整される。

【００２５】帯電ロ−ラ３と感光体１との接触幅は、感
光体１の回転方向においてはほぼ均一であり、帯電ロ−
ラ３で感光体１を帯電あるいは、除電することにより、
感光体１上の表面電位がほぼ均一になる。また、交番電
圧の印加により、調整後の感光体１上の表面電位はほぼ
印加された直流電圧に等しくなる。

【００２６】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。

【００２７】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、複写紙上に画像を形
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７
（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７（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。

【００２８】さらに、比較例２として、感光体ドラム１
の表面を帯電ロ−ラ３のみで帯電し、複写紙上に画像を
形成した。電源関係の条件は、前述の通りである。その
結果、感光体表面電位は図７（ｂ）に示すとおり、ほぼ
均一であるが、所望の電位より低い約−５００Ｖ程度に
しかならなかった。このため、画像は濃度の薄いものと
なった。この原因は、帯電ロ−ラの場合、感光体とのニ
ップ幅はほぼ均一であるが、該ニップ幅が狭く、十分な
帯電能力がないため、２５０ｍｍ／ｓｅｃ．の感光体の
周速に対応出来なかったためと推測される。

【００２９】図８は帯電装置の他の実施例を示す。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。ここでは、帯電ロ−ラ３にかわり、帯
電ブレ−ド３’を用いた。これはポリウレタンゴム材の
上に導電性のコ−ティングをほどこしたブレ−ドであ
る。電源３３’からは、第１実施例と同様に直流電圧に
交番電圧が重畳された電圧を供給した。

【００３０】尚、以上の実施例では帯電ブラシ２によっ
て帯電された第１の電位を帯電ロ−ラ３あるいは帯電ブ
レ−ド３’によって第１の電位よりも低い第２の電位に
調整する例を説明したが、帯電ロ−ラ３あるいは帯電ブ
レ−ド３’は、帯電ブラシによる帯電によって発生した
帯電ムラを解消し、感光体表面電位を均一な電位に調整
する目的で備えられているので、帯電ロ−ラ３あるいは
帯電ブレ−ド３’によって第１の電位よりも高い第２の
電位に感光体１の表面電位を調整してもよい。

【００３１】

【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静
電潜像担体の表面電位を、直流電圧に交番電圧が重畳さ
れた電圧が印加された帯電ロ−ラあるいは帯電ブレ−ド
のいずれか一方で第２の電位に調整するため、湿度変化
等の環境変化に左右されることなく、高速で且つ、均一
な帯電ができる。しかも、接触帯電方式のみを採用した
ことによりＯ₃等の環境汚染物質の発生を極力抑えるこ
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、電気回路を含む。

【図３】帯電ブラシの要部を示す正面図。

【図４】帯電ブラシ全体を示す正面図。

【図５】帯電ロ−ラの全体を示す正面図。

【図６】本発明の一実施例での感光体表面の電位を示す
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）は帯電ロ−ラで調整された第２の電位を示
す。

【図７】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）は帯電ロ−ラのみによる表面電位を示す。

【図８】帯電ブラシと帯電ブレ−ドによる他の例の構成
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…帯電ロ−ラ ３’…帯電ブレ−ド ３３、３３’…電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の電圧が印加され、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、 直流電圧に交番電圧が重畳された電圧が印加され、前記
   第１の電位を有する静電潜像担体の表面を第２の電位に
   調整する帯電ロ−ラあるいは帯電ブレ−ドのいずれか一
   方と、 を備えたことを特徴とする帯電装置。