(57)【要約】【課題】交流電圧を使用することなく静電潜像が形成される前の感光体の表面を安定した電位に帯電することができると共に、感光体の表面に帯電不良が生じるのを防止することができる帯電装置を提供すること。【解決手段】静電潜像が形成される前の感光体の表面を帯電する帯電装置であって、直流電圧が印加される第１の接触帯電部材と、直流パルスによる交番電圧が印加される第２の接触帯電部材とを前記感光体の回転方向に沿って該感光体の表面と接するようにそれぞれ配設する。【選択図】      図１   
2005062488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される前の感光体の表面を帯電する帯電装置であって、
直流電圧が印加される第１の接触帯電部材と、直流パルスによる交番電圧が印加される第２の接触帯電部材とが前記感光体の回転方向に沿って該感光体の表面と接するようにそれぞれ配設されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記第１の接触帯電部材が前記第２の接触帯電部材に対し前記感光体の回転方向下流側に配設されていることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記第１の接触帯電部材に印加される直流電圧の絶対値ＶＡと、前記第２の接触帯電部材に印加される直流パルスによる交番電圧の絶対値での最小値ＶＢ１と絶対値での最大値ＶＢ２とが、｜ＶＢ１｜≦｜ＶＡ｜＜｜ＶＢ２｜の関係を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置に関し、詳しくは、接触帯電ブラシを用いて静電潜像が形成される前の感光体の表面を均一に帯電する帯電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムの表面に接するように配設された接触帯電ブラシにより感光体ドラムの表面を正又は負に帯電し、帯電した感光体ドラムの表面に画像データに対応する光を照射することにより静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、このトナー画像を所定の用紙に転写することにより、画像を用紙に記録している。このように、感光体ドラムの表面のトナー画像は所定の用紙に転写されるが、そのトナーは全てが用紙に転写されるわけではなく、一部は用紙に転写されることなく感光体ドラムの表面に残る。この感光体ドラムの表面に残った、いわゆる残留トナーは、感光体ドラムの表面にトナーを供給する現像器に回収されて再利用されるようになっている。
【０００３】
しかし、接触帯電ブラシは、感光体ドラムの表面と接するように配設されているため、現像器で回収されるべきトナーの一部が接触帯電ブラシに付着する。このように、接触帯電ブラシに残留トナーが付着すると、感光体ドラムの表面を帯電する際に帯電不良が生じる。この帯電不良の発生を防止するものとして、図５に示すように、感光体ドラム５０の回転方向に沿って二つの接触帯電ブラシ５１及び５２を配設し、接触帯電ブラシ５１に対し直流電圧を印加し、接触帯電ブラシ５２に対し直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することによって、感光体ドラム５０の表面を二つの接触帯電ブラシ５１及び５２により帯電する接触帯電装置５３がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この接触帯電装置５３によれば、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することにより、感光体ドラム５０の表面電位の谷間が緩和されて表面電位を安定させることができる。また、用紙に転写されることなく感光体ドラム５０の表面に残った残留トナーの一部は、接触帯電ブラシ５１によって捕捉されるため、接触帯電ブラシ５２に残留トナーが付着するのを防止することができ、接触帯電ブラシ５１が残留トナーで汚染されたとしても、接触帯電ブラシ５２により帯電不良が生じるのを防止することができる。
【特許文献１】特開２００１−３５６５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を使用した場合、用紙に記録される画像の解像度を高くするために交流電圧の周波数を高くする必要があるが、周波数を高くし過ぎると帯電音が生じ、逆に周波数を低くし過ぎるとサイクルムラが発生する。このように、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を使用する場合、使用する周波数が制限されるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、交流電圧を使用することなく静電潜像が形成される前の感光体の表面を安定した電位に帯電することができると共に、感光体の表面に帯電不良が生じるのを防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の帯電装置は、静電潜像が形成される前の感光体の表面を帯電する帯電装置であって、直流電圧が印加される第１の接触帯電部材と、直流パルスによる交番電圧が印加される第２の接触帯電部材とが前記感光体の回転方向に沿って該感光体の表面と接するようにそれぞれ配設されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の帯電装置は、請求項１に記載の帯電装置において、前記第１の接触帯電部材が前記第２の接触帯電部材に対し前記感光体の回転方向下流側に配設されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の帯電装置は、請求項１又は２に記載の帯電装置において、前記第１の接触帯電部材に印加される直流電圧の絶対値ＶＡと、前記第２の接触帯電部材に印加される直流パルスによる交番電圧の絶対値での最小値ＶＢ１と絶対値での最大値ＶＢ２とが、｜ＶＢ１｜≦｜ＶＡ｜＜｜ＶＢ２｜の関係を満たすように設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の帯電装置によれば、感光体の回転方向上流側に位置する一方の接触帯電部材に残留トナーが付着したことにより感光体の表面に帯電不良が生じるような場合でも、感光体ドラムの回転方向下流側に位置する他方の接触帯電部材により、その帯電不良を補うことができる。また、第２の接触帯電部材に印加される電圧は、直流パルスによる交番電圧であるため、交流電圧を使用した場合のように周波数が制限されることはない。また、交流電圧に比べて容易にデューティー変更が行えるため、一方の接触帯電部材で感光体の表面のトナーを捕捉し、他方の接触帯電部材で帯電不良を補うのに最適なデューティー比となるように第２の接触帯電部材に印加する電圧を容易に制御することができる。
【００１１】
請求項２に記載の帯電装置によれば、感光体の表面の残留トナーは、第２の接触帯電部材により捕捉されるため、第１の接触帯電部材に残留トナーが付着するのを防止することができる。したがって、第２の接触帯電部材に残留トナーが付着して感光体の表面に帯電不良が生じるような場合でも、第１の接触帯電部材でその帯電不良を補うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の帯電装置によれば、一方の接触帯電部材によって帯電した感光体の表面電位と、更に他方の接触帯電部材によって帯電した後の感光体の表面電位がほぼ等しいため、感光体の表面電位を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態に係る帯電装置１について図面に基づいて説明する。図１は、帯電装置１の構成を示した断面図である。帯電装置１は、接触帯電法によって静電潜像が形成される前の感光体ドラム（感光体）１０の表面に電子やイオン等を作用させて一定の電位に均一に帯電させるための装置であり、図示するように、第１帯電ブラシ（第１の接触帯電部材）２、スイッチ３、第１直流電源４、第２帯電ブラシ（第２の接触帯電部材）５、切替スイッチ６、第２直流電源７、及び抵抗８を具備したものである。
【００１４】
第１帯電ブラシ２は、導電性を有する軸に導電性を有するブラシが放射状に植設されたものであり、この分野において公知の帯電ブラシを用いることができる。第１帯電ブラシ２は、感光体ドラム１０と互いの軸が平行となるように、また、感光体ドラム１０の表面と接するように配設されている。この第１帯電ブラシ２は、図中矢印で示すように自軸周りに感光体ドラム１０と同方向に回転しつつ、図外の制御手段からの制御信号（signal）に基づいてスイッチ３がＯＮされると、第１直流電源４によって印加される直流電圧によって感光体ドラム１０の表面を所定の電位に帯電させる。
【００１５】
第２帯電ブラシ５は、第１帯電ブラシ２と同様に、導電性を有する軸に導電性を有するブラシが放射状に植設されたものであり、感光体ドラム１０と互いの軸が平行となるように、また、感光体ドラム１０の表面に接するように配設されている。ここで、前記第１帯電ブラシ２は、この第２帯電ブラシ５に対し感光体ドラム１０の回転方向下流側に位置するように配設されている。第２帯電ブラシ５は、切替スイッチ６が短絡側に切替えられている場合には、第２直流電源７によって第２直流電源の電源電圧とほぼ等しい電圧が印加され、逆に切替スイッチ６が抵抗８側に切替えられている場合には、抵抗８ぶんだけ電圧降下した電圧が印加されるようになっており、切替スイッチ６が予め設定されたデューティー比で切替えられることにより、振幅の絶対値での最小値がＶＢ１で、絶対値での最大値がＶＢ２の直流パルスによる交番電圧が印加される。第２帯電ブラシ５は、第１帯電ブラシ２と同様、自軸周りの感光体ドラム１０と同方向に回転しつつ、制御手段からの制御信号（signal）に基づいてこの直流パルスの交番電圧により感光体１０の表面を帯電する。
【００１６】
以上説明したように、感光体ドラム１０の表面は、直流パルスによる交番電圧が印加された第２帯電ブラシ５によって帯電された後、更に直流電圧が印加された第１帯電ブラシ２によって帯電されるようになっている。図２は、帯電装置１を画像形成装置１１に適用した場合の画像形成装置１１の構成を示した断面図である。この画像形成装置１１は、コピー機能、ファクシミリ機能、（ネットワーク）プリンタ機能等を備えた複合機等において、画像データの画像を用紙に記録するものであり、具体的には、コピー機能により読取られた原稿の画像データの画像、他のＧ３ファクシミリ装置（不図示）から受信した画像データの画像、及びクライアントＰＣ（不図示）からＬＡＮ（不図示）等を介して受信した画像データの画像を所定の用紙に記録する。この画像形成装置１１は、図示すように、帯電装置１、感光体ドラム１０、露光器１２、現像器１３、転写器１４、ＥＲＳブラシ１５、給紙カセット１６、レジストローラ１７、ヒートローラ１８、プレスローラ１９、排紙ローラ２０、及び排紙トレイ２１を具備している。
【００１７】
感光体ドラム１０は、ドラム状に形成されたアルミニウム等の導電性支持体の表面にＯＰＣ（Organic Photo Conductor）、アモルファスシリコン、セレン等の感光層を形成して構成したものであり、この感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。露光器１２は、帯電装置１によって一定の電位に均一に帯電された感光体ドラム１０の表面に光を照射して帯電電荷を除去することにより、感光体ドラム１０の表面に静電潜像を形成するための装置であって、このための露光光学系として、具体的には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光学系や半導体レーザ光学系等が用いられる。現像器１３は、感光体ドラム１０の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視のトナー画像とするための装置であって、トナーを帯電させる供給ローラ２４、供給ローラ２４から供給されたトナーを感光体ドラム１０の表面に付着させる現像ローラ２５、現像ローラ２５の外周面に付着したトナーの層厚を均一にするブレード２６等によって構成されており、トナーを帯電させ、帯電したトナーを感光体ドラム１０側へ搬送し、感光体ドラム１０の表面の静電潜像にトナーを付着させるという３つの工程を行う。
【００１８】
転写器１４は、感光体ドラム１０の表面に形成されたトナー画像を用紙３０に転写させるものであって、具体的には、電圧を印加した導電ローラ、コロナ帯電器等が用いられる。ＥＲＳブラシ１５は、用紙３０に転写されることなく感光体ドラム１０の表面に残った残留トナーを分散させるためのものであり、このＥＲＳブラシ１５によって分散された残留トナーは、感光体ドラム１０の回転に伴い、現像器１３で回収された後、再利用される。給紙カセット１６には、所定サイズの用紙が多数収納されており、給紙カセット１６に収納されている用紙３０は、給紙ローラ２７により１枚ずつ分離され用紙搬送路２８に供給される。レジストローラ１７は、給紙カセット１６から供給された用紙３０を、用紙搬送路２８に沿って感光体ドラム１０と転写器１４の間へと搬送するものである。ヒートローラ１８及びプレスローラ１９は、上下方向から用紙３０を圧接しつつヒートローラ１８の内部に設けられている熱源からの熱によりトナー画像を加熱して該トナー画像を用紙３０に定着させる。排紙ローラ２０は、画像が定着された記録紙（用紙３０）を排紙トレイ２１に排出する。
【００１９】
以下、この画像形成装置１１において行われる画像形成処理について、図２及び図３に基づいて説明する。図外の制御手段から、画像データの画像を用紙に記録するための制御信号が入力されると、画像形成装置１１の各部は所定の動作を行う。すなわち、図外のメインモータが回転を開始すると、感光体ドラム１０、第１帯電ブラシ２、第２帯電ブラシ５、現像ローラ２５、転写器１４の転写ローラが図２に示す矢印方向にそれぞれ回転する。そして、感光体ドラム１０の表面は、第２帯電ブラシ５に印加された直流パルスによる交番電圧で帯電された後、更に第１帯電ブラシ２に印加される直流電圧により帯電される。
【００２０】
ここで、第１帯電ブラシ２に印加される直流電圧の絶対値ＶＡと、第２帯電ブラシ５に印加される直流パルスによる交番電圧の絶対値での最小値ＶＢ１と絶対値での最大値ＶＢ２とが、｜ＶＢ１｜≦｜ＶＡ｜＜｜ＶＢ２｜の関係を満たすように設定されている。したがって、第２帯電ブラシ５によって帯電された感光体ドラム１０の表面電位と、更に第１帯電ブラシ２によって帯電された後の感光体ドラム１０の表面電位がほぼ等しいため、安定して感光体ドラム１０の表面を帯電することができる。
【００２１】
このようにして、第２帯電ブラシ５及び第１帯電ブラシ２によって感光体ドラム１０の表面が所定の電位に帯電されるとともに、感光体ドラム１０の表面のクリーニング処理が行われる。ここで行われるクリーニング処理は、用紙３０に転写されることなく感光体ドラム１０の表面に残った残留トナーを感光体ドラム１０の表面から除去する処理である。すなわち、感光体ドラム１０の表面に付着した残留トナーは、所定の電圧が印加されたＥＲＳブラシ１５によって拡散された後、感光体ドラム１０の回転に伴い、現像器１３へと送られ該現像器１３によって回収される。なお、この際、図３に示すように転写器１４の転写ローラには、感光体ドラム１０の表面の残留トナーが付着するのを防止するために、残留トナーと同極性の電圧（ここでは正の電圧）が印加される。
【００２２】
このように、感光体ドラム１０を所定の電位に帯電させるとともに、感光体ドラム１０の表面のクリーニング処理を行った後、露光器１２によって画像データに対応する光が感光体ドラム１０の表面に照射され、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成されつつ感光体ドラム１０が回転すると、現像器１３からトナー（ここでは、正に帯電したトナー）が供給され、感光体ドラム１０の表面に形成されている静電潜像上に可視トナー画像が形成される。これに伴い、給紙カセット１６から給紙ローラ２７により用紙搬送路２８に用紙３０が供給され、供給された用紙３０は、レジストローラ１７によって感光体ドラム１０と転写器１４の転写ローラの間へと搬送される。感光体ドラム１０の表面に形成されたトナー画像は、感光体ドラム１０と転写器１４の転写ローラによって用紙３０上に転写される。なお、この際、転写器１４の転写ローラにはトナー画像とは逆極性の電圧（ここでは、負の電圧）が印加されており、この電圧によりトナー画像は感光体ドラム１０の表面から用紙３０へと転写される。このトナー画像が転写された用紙３０は、用紙搬送路２８に沿ってヒートローラ１８及びプレスローラ１９間へと搬送され、プレスローラ１９及びヒートローラ１８による押圧力及びヒートローラ１８の熱により、用紙３０に定着される。このようにして画像が形成された記録紙（用紙３０）は、排紙ローラ２０によって用紙搬送路２８から排紙トレイ２１へと排出される。そして、トナー画像の用紙３０への転写が完了すると、転写器１４の転写ローラには再び残留トナーと同極性の電圧（ここでは、正の電圧）が所定時間印加されて、感光体ドラム１０の表面のクリーニング処理が行われ、画像形成処理を終了する。
【００２３】
なお、本実施形態では、第２帯電ブラシ５及び第１帯電ブラシ２によって感光体ドラム１０の表面を正の電位に帯電させ、露光器１２によって画像部に光を照射して帯電電荷を除去することにより静電潜像を形成し、現像器１３から正に帯電したトナーを供給して感光体ドラム１０の表面にトナー画像を形成することとしたが、第２帯電ブラシ５及び第１帯電ブラシ２によって感光体ドラム１０の表面を負の電位に帯電させ、露光器１２によって画像部以外の部分に光を照射することにより帯電電荷を除去して静電潜像を形成し、現像器１３から正に帯電したトナーを感光体ドラム１０の表面の画像部に供給してトナー画像を形成するようにしてもよい。
【００２４】
以上説明したように画像データの画像が用紙に記録され、感光体ドラム１０の表面に残った残留トナーは、ＥＲＳブラシ１５によって拡散された後、現像器１３によって回収されて再利用される。しかし、第２帯電ブラシ５及び第１帯電ブラシ２は、感光体ドラム１０の表面に接するように配設されているため、現像器１３に回収されるべき残留トナーの一部は、第２帯電ブラシ５又は第１帯電ブラシ２に付着することが予測されるが、感光体ドラム１０の表面の残留トナーは、第１帯電ブラシ２に対し感光体ドラム１０の回転方向上流側に位置する第２帯電ブラシ５によって捕捉されるため、第１帯電ブラシ２に残留トナーが付着するのを防止することができる。したがって、第２帯電ブラシ５に残留トナーが付着して、感光体ドラム１０の表面に帯電不良が生じるような場合でも、残留トナーが付着していない第１帯電ブラシ２によってその帯電不良を解消することができ、長期に亘って安定した帯電処理を行うことができる。
【００２５】
なお、第２帯電ブラシ５に印加される電圧は、従来用いられるような直流電圧に交流電圧を重畳した電圧ではなく、直流パルスによる交番電圧であるため、デューティー変更を容易に行うことができる。したがって、一方の帯電ブラシにより残留トナーを捕捉して、他方の帯電ブラシにより帯電不良が生じるのを防止するために最適なデューティー変更を行うことにより、長期に亘り安定した帯電動作を行うことができる。
【００２６】
また、図４に示すように、第１帯電ブラシ２を第２帯電ブラシ５に対し、感光体ドラム１０の回転方向上流側に位置するように配設してもよい。この場合、残留トナーは第１帯電ブラシ２によって捕捉されるため、第２帯電ブラシ５に残留トナーが付着するのを防止することができる。また、第１帯電ブラシ２に残留トナーが付着したことにより、第１帯電ブラシ２によって帯電された後の感光体ドラム１０の表面電位が低くなったような場合でも、第２帯電ブラシ５に印加される直流パルスによる交番電圧のデューティー変更を行うことにより、感光体ドラム１０の表面を適切な電位に帯電させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
静電潜像が形成される前の感光体の表面を接触型の帯電ブラシによって帯電させる帯電装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係る帯電装置の構成を示した断面図である。
【図２】帯電装置を適用した電子写真方式の画像形成装置の構成を示した断面図である。
【図３】画像形成装置における各部の動作シーケンスを示した図である。
【図４】本発明を実施するための最良の形態に係る帯電装置の変形例を適用した画像形成装置の構成を示した断面図である。
【図５】従来の接触帯電装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    帯電装置
２    第１帯電ブラシ（第１の接触帯電部材）
４    第１直流電源
５    第２帯電ブラシ（第２の接触帯電部材）
６    切替スイッチ
７    第２直流電源
８    抵抗
１０    感光体ドラム（感光体）
【図１】
2005062488.tif 000003
【図２】
2005062488.tif 000004
【図３】
2005062488.tif 000005
【図４】
2005062488.tif 000006
【図５】
2005062488.tif 000007