JPH09152759A - 画像形成装置に適用される帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】帯電ローラ表面のトナー汚染を防止でき、かつ
感光体表面を目標電位に均一帯電させることができる画
像形成装置に適用される帯電装置を提供すること。 【解決手段】感光体21の回転方向Ａに対して帯電ローラ
30の上流側近傍に、感光体21に接触するようにプレロー
ラ31を設ける。プレローラ31には直流電圧を印加する。
直流電圧の印加は、定電流制御により行う。 【効果】プレローラにより感光体のクリーニング不良ト
ナーを除去できる。したがって、帯電ローラ表面のトナ
ー汚染を防止できる。プレローラがトナー汚染しても、
ローラ抵抗の上昇分に応じて印加電圧が上昇する。その
結果、帯電むらの発生を防止でき、感光体の表面を一定
電位に帯電させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体を含む複写
機等の画像形成装置に適用され、感光体表面を接触帯電
により帯電させるための帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やファクシミリ装置等の画像形成
装置では、いわゆる電子写真方式により画像形成が行わ
れる場合がある。すなわち、感光体表面を均一に帯電さ
せた後、当該感光体表面に原稿画像に対応する静電潜像
を形成し、当該静電潜像をトナーにより可視化して転写
紙に転写する。転写後の感光体表面に残留している電荷
およびトナーはそれぞれ除電器およびクリーニング装置
により除去され、次の画像形成動作に備えられる。

【０００３】ところで、感光体表面の帯電方式には、コ
ロナ放電を利用した非接触帯電方式と接触帯電方式とが
ある。このうち、接触帯電方式は、非接触帯電方式で生
じるオゾン発生現象が生じないという点において、最近
注目されている。接触帯電方式では、たとえば可撓性の
導電性シートからなる帯電ローラが用いられる（特開平
6-11952 号公報等参照。）。帯電ローラは、感光体表面
に接触して設けられたもので、直流電圧が印加されてい
る。感光体の回転に伴い、帯電ローラは感光体に接触し
ながら回転する。このとき、印加されている直流電圧に
より感光体表面が接触帯電される。

【０００４】ところで、転写後の感光体表面に残留する
トナーは、上述のように、クリーニング装置により除去
される。しかしながら、クリーニング装置の性能には限
界があり、残留トナーを完全に除去することは困難であ
る。したがって、感光体表面に接触している帯電ローラ
にクリーニング不良トナー（ブレード通過トナー）が付
着し、帯電ローラがトナー汚染されるおそれがある。こ
の場合、付着トナーによりローラ抵抗が増加する。その
結果、この抵抗増加分だけ感光体表面への印加電圧値が
低下するので、感光体表面を目標電位に帯電できなくな
る。また、付着トナーにより帯電むらが発生し、感光体
表面を均一に帯電できなくなる。

【０００５】これに対処するため、たとえば図２に示す
ような構成を採用することが考えられる（たとえば特開
昭56-91253号公報参照。）。すなわち、感光体５０の回
転方向Ｚに対して帯電ローラ５１の上流側近傍に、帯電
ローラ５１とは別のローラ（以下「プレローラ」とい
う。）５２を感光体５０に接触させて設ける。このプレ
ローラ５２には、帯電ローラ５１と同様に、直流電圧Ｖ
_c を定電圧制御により印加する。また、プレローラ５２
の周速と異なる周速で回転するローラやブラシで構成さ
れたクリーニング部材５３をプレローラ５２に接触させ
て設ける。

【０００６】この構成によれば、感光体５０の表面のブ
レード通過トナーはプレローラ５２に付着して除去され
るので、帯電ローラ５１のトナー汚染を防止することが
できる。また、プレローラ５２に付着したブレード通過
トナーは、プレローラ５２とクリーニング部材５３との
摩擦によりクリーニング部材５３に付着する。その結
果、プレローラ５２からブレード通過トナーを除去する
ことができる。さらに、帯電ローラ５１による帯電とプ
レローラ５２による帯電との二重帯電が行われるので、
感光体５０の表面を目標電位に均一帯電しやすくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プレロ
ーラ５２を長期間使用すると、クリーニング部材５３が
トナーにより目詰まりを起こしたりすると、クリーニン
グ作用が低下するおそれがある。この場合、クリーニン
グ部材５３によるトナー除去が不十分となり、プレロー
ラ５２にトナーが付着したままとなる。その結果、上述
の帯電ローラの場合と同様に、プレローラ５２がトナー
汚染される。

【０００８】したがって、プレローラ５２のローラ抵抗
が増加し、これに伴って帯電むらが発生して、感光体５
０の表面を目標電位に均一帯電できなくなる。この帯電
むらは、下流側に設けられた帯電ローラ５１による帯電
によっても解消することが困難な場合がある。そのた
め、大量の画像形成処理を実行していくうちに、感光体
５０に形成される静電潜像やトナー像を高品位に維持で
きなくなり、画質の低下を招くおそれがある。とりわ
け、ハーフトーン（中間調）画像の画質の低下が懸念さ
れる。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、帯電ローラのトナー汚染を防止でき、かつ
感光体表面を目標電位に均一帯電させることができる画
像形成装置に適用される帯電装置を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１記載の帯電装置は、感光体を含む画像形成装
置に適用され、上記感光体の表面を帯電させるための帯
電装置であって、上記感光体に接触して設けられた帯電
ローラと、上記感光体の移動方向に対して上記帯電ロー
ラの上流側に、上記感光体に接触して設けられたプレロ
ーラと、上記帯電ローラに直流電圧を印加するための電
圧印加手段と、上記プレローラに定電流を印加するため
の定電流源とを含むことを特徴とする。

【００１１】この構成では、帯電ローラの上流側にプレ
ローラが設けられ、このプレローラには直流電圧が印加
されている。したがって、感光体表面のクリーニング不
良トナーであるブレード通過トナーはプレローラに付着
する。したがって、帯電ローラのトナー汚染を防ぐこと
ができる。加えて、帯電ローラによる帯電に先立って感
光体表面が帯電されるので、感光体表面の均一帯電の実
現に寄与することができる。

【００１２】また、プレローラへは、定電流源により定
電流が印加されている。したがって、プレローラがブレ
ード通過トナーによりトナー汚染されても、プレローラ
のローラ抵抗の上昇分だけプレローラに印加される電圧
値が上昇する。その結果、感光体表面には常に一定電圧
が印加されることになる。これにより、感光体表面は常
に一定電位に帯電される。

【００１３】ところで、帯電ローラによる帯電（第２帯
電）に先立つプレローラによる帯電（第１帯電）で感光
体表面を一気に目標電位に帯電させると、第２帯電によ
って感光体の表面電位が目標電位をオーバーするおそれ
がある。また、第１帯電で感光体表面を目標電位から大
幅に低い電位に帯電させた場合には、帯電むらが過剰に
増加し、第２帯電で帯電むらを補えなくなる。

【００１４】そこで、たとえば請求項２記載の構成を採
用するようにしてもよい。すなわち、請求項２記載の帯
電装置は、上記請求項１記載の帯電装置であって、上記
定電流源は、感光体の表面電位が目標電位に対して所定
割合だけ低い電位になるような電流をプレローラに印加
するものであることを特徴とする。この構成によれば、
第１帯電により感光体の表面電位は常に目標電位に対し
て所定割合だけ低い電位にされるので、感光体表面の帯
電を良好に行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施形態が適用された画像形成装置を含む複写機
の概略構成を示す図である。この複写機は、いわゆる電
子写真方式により原稿画像の複写を行うもので、露光装
置１、画像形成装置２、給紙装置３および定着装置４を
備えている。

【００１６】露光装置１は、原稿画像に対応する光で画
像形成装置２の感光体２１の表面を露光するためのもの
で、光源、およびレンズを含む光学系（いずれも図示せ
ず。）を備えている。光源からコンタクトガラス上に載
置された原稿に光が照射され、その反射光が光学系によ
り集光されて感光体の表面に導かれる。画像形成装置２
は、ドラム状の感光体２１を備えている。感光体２１
は、矢印で示す回転方向Ａに沿って回転可能にされてい
る。この画像形成装置２はまた、感光体２１の周囲に回
転方向Ａに沿って配置された、帯電装置２２、現像器２
３、転写チャージャ２４、分離チャージャ２５、除電装
置２６およびクリーニング装置２７を備えている。

【００１７】給紙装置３は、転写紙Ｐを感光体２１に供
給するためのもので、転写紙Ｐが収容された給紙カセッ
ト、およびレジストローラを含む搬送機構（いずれも図
示せず。）を備えている。給紙カセットから取り出され
た転写紙Ｐは、搬送機構により感光体２１に給紙され
る。定着装置４は、転写後の転写紙Ｐに形成された画像
を定着させるためのもので、ヒータを含む定着ローラ
（図示せず。）を備えている。

【００１８】画像形成時、感光体２１は回転方向Ａに回
転駆動される。このとき、感光体２１の表面は帯電装置
２２により所定の電位に均一に帯電される。この状態に
おいて、露光装置１で感光体２１の表面が露光される
と、感光体２１の表面に原稿画像に対応する静電潜像が
形成される。当該静電潜像は、現像器２３によりトナー
像に可視化される。具体的には、トナーホッパ２３ａに
蓄積されたトナーが現像ローラ２３ｂにより感光体２１
の表面に供給され、当該トナーが静電潜像に対応して感
光体２１の表面に付着する。

【００１９】感光体２１に形成されたトナー像は、給紙
装置３により給紙された転写紙Ｐに転写チャージャ２４
の働きにより転写される。その後、トナー像が形成され
た転写紙Ｐは、分離チャージャ２５により感光体２１か
ら分離され、所定の搬送機構によって定着装置４に導か
れる。定着装置４では、定着ローラの働きにより転写紙
Ｐに転写されたトナー像が転写紙Ｐに定着される。定着
後の転写紙Ｐは、所定の排紙機構により機外に排紙され
る。

【００２０】トナー像転写後の感光体２１の表面には、
通常、電荷および転写不良トナーが残留している。残留
電荷は、除電装置２６により除電される。転写不良トナ
ーは、クリーニング装置２７のブレード２７ａにより除
去される。これにより、次の画像形成動作に備えられ
る。次に、本実施形態の特徴である帯電装置２２の構成
について詳述する。

【００２１】この帯電装置２２は、感光体２１の表面を
接触帯電により帯電するもので、帯電ローラ３０および
プレローラ３１を備えている。帯電ローラ３０は、感光
体２１の表面に接触して設けられ、矢印で示す回転方向
Ｂに沿って回転可能にされている。プレローラ３１は、
感光体２１の回転方向Ａに対して帯電ローラ３０の上流
側近傍に、感光体２１の表面に接触して設けられ、矢印
で示す回転方向Ｃに沿って回転可能にされている。

【００２２】帯電ローラ３０には、定電圧源３２により
直流電圧が印加されている。同様に、プレローラ３１に
は、定電流源３３により定電流が印加されている。定電
圧源３２および定電流源３３は、いずれもトランスを含
む構成である。感光体２１の回転時、帯電ローラ３０お
よびプレローラ３１も回転される。このとき、感光体２
１の表面と帯電ローラ３０およびプレローラ３１とが接
触する。その結果、感光体２１の表面は、まずプレロー
ラ３１により帯電され、その後帯電ローラ３０により帯
電される。すなわち、二重帯電される。これにより、感
光体２１の表面を良好に帯電できる。

【００２３】ところで、トナー像の転写後に感光体２１
に残留しているトナーは、上述のように、クリーニング
装置２７により除去される。しかし、クリーニング装置
２７の性能の限界等の理由により残留トナーを完全に除
去することは困難である。したがって、クリーニング不
良トナー（ブレード通過トナー）がプレローラ３１の設
置位置に達するおそれがある。

【００２４】一方、このブレード通過トナーは、プレロ
ーラ３１に付着して感光体２１の表面から除去される。
したがって、ブレード通過トナーは帯電ローラ３０まで
達しない。そのため、帯電ローラ３０がトナー汚染する
ことを防止できる。しかし、プレローラ３１にはトナー
が付着されるので、今度は、プレローラ３１がトナー汚
染するおそれがある。そこで、本実施形態の帯電装置２
２は、プレローラ３１に付着したトナーを除去すべく、
クリーニングローラ３４を備えている。

【００２５】クリーニングローラ３４は、たとえばスポ
ンジで構成され、プレローラ３１に接触して設けられて
いる。クリーニングローラ３４は、矢印で示す回転方向
Ｄに沿って回転可能にされており、その周速はプレロー
ラ３１の周速と異なる値に設定されている。したがっ
て、プレローラ３１およびクリーニングローラ３４の双
方が回転すると、各ローラ３１，３４間に摩擦力が生じ
る。その結果、プレローラ３１に付着したトナーがクリ
ーニング装置３４に付着する。これにより、プレローラ
３１に付着したトナーを除去することができる。

【００２６】一方、この帯電装置２２を長期間使用して
いると、クリーニングローラ３４がトナーで目詰まりを
起こし、クリーニング作用が低下するおそれがある。こ
の場合、プレローラ３１に付着しているトナーはクリー
ニングローラ３４に回収されずにそのまま残る。したが
って、プレローラ３１のトナー汚染を完全に防止するこ
とは困難である。そのため、プレローラ３１のローラ抵
抗が上昇するとともに帯電むらが発生し、感光体２１の
表面を目標表面電位に均一帯電することが困難になる。

【００２７】そこで、本実施形態では、上述のように、
プレローラ３１に直流電圧を印加する構成として、定電
流源３３を用いている。すなわち、定電流源３３からプ
レローラ３１を介して感光体２１に流れ込む電流値は常
に一定である。したがって、プレローラ３１がトナー汚
染されてローラ抵抗が上昇した場合、その上昇分に応じ
てプレローラ３１に印加される直流電圧値も増大する。
その結果、ローラ抵抗の上昇を吸収することができる。
したがって、感光体２１の表面には常に一定の直流電圧
が印加される。そのため、感光体２１の表面を常に一定
電位に帯電させることができる。

【００２８】ここで、上記定電流制御は、感光体２１の
表面電位が目標表面電位の所定割合だけ低い電位になる
ような電流値で行われる。所定割合としては、たとえば
80％〜95％が好ましく、そのうち90％が特に好ましい。
ただし、所定割合は、感光体２１の特性等に応じて適宜
設定されることが好ましい。このような定電流制御にし
た理由は次のとおりである。すなわち、プレローラ３１
による帯電（第１帯電）で感光体２１の表面を一気に目
標表面電位に帯電させると、その後に行われる帯電ロー
ラ３０による帯電（第２帯電）によって、感光体２１の
表面電位が目標表面電位をオーバーするおそれがある。
また、第１帯電で感光体の表面を目標表面電位よりも大
幅に低い電位に帯電させると、帯電むらの発生が過剰に
増大し、第２帯電でその帯電むらを補うことができなく
なるおそれがあるからである。

【００２９】一方、帯電ローラ３０は、プレローラ３１
とは異なり、定電圧源３２により直流電圧が印加され
る。これは、次の理由による。すなわち、感光体２１の
最終的な表面電位は帯電ローラ３０による帯電によって
決定される。したがって、感光体２１の表面電位を高精
度に目標表面電位にする必要がある。一方、定電圧制御
による帯電は、定電流制御による帯電に比べて、感光体
２１の表面電位のばらつきを抑えることができる。すな
わち、感光体２１の表面電位を高精度に目標電位にする
ことができる。そこで、帯電ローラ３０への電圧印加は
定電圧源３２で行っている。

【００３０】なお、プレローラ３１による帯電に定電流
源３３を用いているのは、その後に帯電ローラ３０によ
る帯電が控えているため、帯電ローラ３０による帯電の
ように、感光体２１の表面電位を極めて厳密に一定電位
にする必要がないためである。ただし、定電流源３３に
よる帯電であってもある程度の精度は得ることができる
ので、帯電ローラ３０への電圧印加に定電流源を用いる
ようにしてもよい。

【００３１】以上のように本実施形態によれば、プレロ
ーラ３１を設けることにより帯電ローラ３０のトナー汚
染を防止できるとともに、感光体２１の表面を二重帯電
している。したがって、感光体２１の表面の均一帯電を
良好に実現することができる。しかも、プレローラ３１
には、定電流源３３により定電流を印加している。した
がって、プレローラがトナー汚染しても、感光体２１の
表面の帯電むらの発生を防止できるとともに、感光体２
１の表面を一定電位に帯電できる。

【００３２】そのため、この複写機を長期間使用した場
合でも、感光体２１に形成される静電潜像やトナー像を
高品位に維持できる。その結果、画質の向上を図ること
ができる。とりわけ、ハーフトーン（中間調）画像の画
質の向上を図ることができる。本発明の実施の形態の説
明は以上のとおりであるが、本発明は上述の実施形態に
限定されるものではない。たとえば上記実施形態では、
本発明を複写機に備えられている画像形成装置に適用し
た場合について説明しているが、本発明は、たとえばフ
ァクシミリ装置やレーザビームプリンタに備えられてい
る画像形成装置やその他の装置に備えられている画像形
成装置にも広く適用することができる。本発明をファク
シミリ装置やレーザビームプリンタに備えられている画
像形成装置に適用した場合、露光装置１は、レーザ光源
およびポリゴンミラーを含むレーザ走査装置が適用され
る。

【００３３】また、上記実施形態では、帯電ローラ３０
への電圧印加は定電圧源３２だけで実現しているが、た
とえば定電圧源３２に直列に交流源を接続し、定電圧源
３２で発生する直流電圧に交流を重畳させた電圧を帯電
ローラ３０に印加するようにしてもよい。この構成にお
いても、感光体２１の表面電位のばらつきを抑え、感光
体２１の表面電位を高精度に目標電位にすることができ
る。

【００３４】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲内で種々の設計変更を施すことは可能であ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の帯電装置によれ
ば、帯電ローラの上流側にプレローラが設けられている
ので、感光体表面のクリーニング不良トナーをプレロー
ラで除去することができる。したがって、帯電ローラの
トナー汚染を防ぐことができる。加えて、帯電ローラに
よる帯電に先立って感光体表面が帯電される。そのた
め、感光体表面の均一帯電の実現に寄与することができ
る。

【００３６】しかも、プレローラは、定電流源により定
電流が印加されている。したがって、プレローラがトナ
ー汚染されても、当該トナー汚染によるローラ抵抗の上
昇を吸収することができる。したがって、感光体表面を
常に一定電位に帯電することができる。そのため、本発
明の帯電装置が適用される画像形成装置を長期間使用し
た場合でも、感光体に形成される静電潜像やトナー像を
高品位に維持することができる。したがって、画質の向
上を図ることができる。とりわけ、ハーフトーン（中間
調）画像の画質の向上に寄与することができる。

【００３７】また、請求項２記載の帯電装置によれば、
プレローラによる帯電により感光体の表面電位は常に目
標電位に対して所定割合だけ低い電位にされるので、感
光体表面の帯電を良好に行うことができる。したがっ
て、感光体表面の均一帯電を一層確実なものとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が適用された画像形成装置
を含む複写機の概略構成を示す図である。

【図２】帯電ローラのトナー汚染を防止するために考え
られる帯電装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

２ 画像形成装置 ２１ 感光体 ２２ 帯電装置 ３０ 帯電ローラ ３１ プレローラ ３２ 定電圧源 ３３ 定電流源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 敬 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体を含む画像形成装置に適用され、上
   記感光体の表面を帯電させるための帯電装置であって、 上記感光体に接触して設けられた帯電ローラと、 上記感光体の移動方向に対して上記帯電ローラの上流側
   に、上記感光体に接触して設けられたプレローラと、 上記帯電ローラに直流電圧を印加するための電圧印加手
   段と、 上記プレローラに定電流を印加するための定電流源とを
   含むことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】上記定電流源は、感光体の表面電位が目標
   電位に対して所定割合だけ低い電位になるような電流を
   プレローラに印加するものであることを特徴とする請求
   項１記載の帯電装置。