(57)【要約】【課題】高価な構成をとらず、オゾン等の有害な放電生成物の発生を抑え、帯電安定性の優れた帯電装置を提供することを目的とする。【解決手段】感光体６０の表面を帯電する帯電装置において、前記感光体６０に対向する放電ワイヤ３１と、該放電ワイヤ３１の周囲を覆う導電性のシールドケース３２と、前記放電ワイヤ３１に電圧を印加するための電源４１と、前記感光体６０の表面に接する導電性のブラシ２０と、前記シールドケース３２とアース５１とを接続する第１の導線５２と、該第１の導線５２上に設けられる第１の起電力発生素子５３と、該第１の起電力発生素子５３と前記ブラシ２０とを接続する第２の導線５４と、を備えることを特徴とする帯電装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面を帯電する帯電装置において、
前記感光体に対向する放電ワイヤと、
該放電ワイヤの周囲を覆う導電性のシールドケースと、
前記放電ワイヤに電圧を印加するための電源と、
前記感光体の表面に接する導電性のブラシと、
前記シールドケースとアースとを接続する第１の導線と、
該第１の導線上に設けられる第１の起電力発生素子と、
該第１の起電力発生素子と前記ブラシとを接続する第２の導線と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記第１の起電力発生素子が第１の定電圧ダイオードであり、該第１の定電圧ダイオードはカソード側を前記シールドケースに向けて前記第１の導線上に設けられ、前記第２の導線は前記第１の定電圧ダイオードのカソード側と前記ブラシとを接続することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記放電ワイヤと前記感光体との間に設けられ前記シールドケースと電気的に非導通なグリッドと、
前記第１の導線上の前記アースと前記第１の起電力発生素子との間に設けられる第２の起電力発生素子と、
該第２の起電力発生素子と前記グリッドとを接続する第３の導線と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記第２の起電力発生素子が第２の定電圧ダイオードであり、該第２の定電圧ダイオードはカソード側を前記シールドケースに向けて前記第１の導線上に設けられ、前記第３の導線は前記第２の定電圧ダイオードのカソード側と前記グリッドとを接続することを特徴とする請求項３に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記放電ワイヤを前記ブラシよりも前記感光体が移動する方向の下流側に設けることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の帯電装置。
【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、電子写真方式の画像形成装置における感光体を帯電する帯電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コピー機、プリンタ、ファクシミリ装置あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、現像器から感光体に供給されるトナーをこの静電潜像に付着させてトナー像として現像し、用紙に転写し、加熱定着させるという一連の画像形成プロセスを行うことにより用紙に画像を形成する。前記感光体を帯電する帯電装置には非接触方式と接触方式とがあるが、感光体の表面に生じる帯電むらが形成画像の画質低下に繋がるため、所定電位に均一な帯電が行われるよう帯電の安定化が求められる。
【０００３】
非接触方式の帯電装置としてコロトロン帯電装置があり、放電ワイヤとその周囲に設けた導電性のシールドケースとから構成され、放電ワイヤと感光体との間に高電圧を印加してコロナ放電を発生させることにより感光体を帯電する。しかし、帯電むらが生じるので、帯電を均一にするために、コロトロン帯電器に対して放電ワイヤと感光体の間にスリットや透孔を設けたグリッドを追加したスコロトロン帯電器が多く用いられる。スコロトロン帯電器においては、グリッドに印加される電圧によって帯電電位が規制されて感光体の表面の電位が飽和するため、帯電むらが吸収され、感光体の表面を均一な帯電電位に帯電できる。
【０００４】
ところが、近年のプリン等の高速化に伴い、スコロトロン帯電器における帯電時間が十分にとれず、感光体の表面の帯電電位が飽和に達しない。そこで、できる限り飽和に近い条件を短時間にて満たし、感光体の表面の帯電電位を安定化するために、早く帯電することが重要となるので、放電ワイヤへの印加電圧を増加させコロナ放電を強くする。
【０００５】
一方、接触方式の帯電装置として帯電ブラシがあり、感光体の目的表面電位に近い直流電圧を印加した導電性ブラシの先端を感光体の表面に接触させ帯電する。先端部では接触帯電あるいは微小領域におけるコロナ放電により、感光体の表面が帯電する。帯電ブラシにおいては、感光体の表面の帯電電位の制御を行うことができ、放電が微量であるため有害なオゾン等の放電生成物の発生を極力抑えることができるとともに、高電圧を印加する必要がない。
【０００６】
更に、従来の画像形成装置において、残留トナー像均一化兼帯電手段である導電性ブラシと、その感光体ドラムの下流側に補助帯電手段であるスコロトロン帯電器とを設け、オゾン等の有害な放電生成物の発生を極力防止するとともに、ゴーストや帯電むらがなく高品質の画像記録を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１０７８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記スコロトロン帯電装置においては、帯電の安定化のために放電ワイヤへの印加電圧を増加させると、放電量が増えるため、オゾン等の有害な放電生成物の発生量が増加するとともに、電源の負担が大きくなり、より大きな電源を必要とするため帯電装置のコストが上昇する問題があった。
【０００８】
一方、前記帯電ブラシにおいては、経年的な使用に伴い、トナーや紙粉などによるブラシの汚染や、オゾンや放電現象などによるブラシ材質の劣化等により、感光体の表面に局所的な帯電むらが発生し、帯電の安定性が低下する問題があった。
【０００９】
本発明は、上記した事情や問題に鑑みてなされたものであり、高価な構成をとらず、オゾン等の有害な放電生成物の発生を抑え、帯電安定性の優れた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】
【００１０】
当該目的を達成するために、請求項１に記載の帯電装置は、感光体の表面を帯電する帯電装置において、前記感光体に対向する放電ワイヤと、該放電ワイヤの周囲を覆う導電性のシールドケースと、前記放電ワイヤに電圧を印加するための電源と、前記感光体の表面に接する導電性のブラシと、前記シールドケースとアースとを接続する第１の導線と、該第１の導線上に設けられる第１の起電力発生素子と、該第１の起電力発生素子と前記ブラシとを接続する第２の導線と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の帯電装置は、請求項１に記載の帯電装置において、前記第１の起電力発生素子が第１の定電圧ダイオードであり、該第１の定電圧ダイオードはカソード側を前記シールドケースに向けて前記第１の導線上に設けられ、前記第２の導線は前記第１の定電圧ダイオードのカソード側と前記ブラシとを接続することを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の帯電装置は、請求項１又は２に記載の帯電装置において、前記放電ワイヤと前記感光体との間に設けられ前記シールドケースと電気的に非導通なグリッドと、前記第１の導線上の前記アースと前記第１の起電力発生素子との間に設けられる第２の起電力発生素子と、該第２の起電力発生素子と前記グリッドとを接続する第３の導線と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の帯電装置は、請求項３に記載の帯電器において、前記第２の起電力発生素子が第２の定電圧ダイオードであり、該第２の定電圧ダイオードはカソード側を前記シールドケースに向けて前記第１の導線上に設けられ、前記第３の導線は前記第２の定電圧ダイオードのカソード側と前記グリッドとを接続することを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の帯電装置は、請求項１から４の何れか１項に記載の帯電装置において、前記放電ワイヤを前記ブラシよりも前記感光体が移動する方向の下流側に設けることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の帯電装置によれば、導電性のシールドケースに周囲を覆われた放電ワイヤによる帯電と、導電性のブラシによる帯電との２方式の帯電により、感光体の表面を帯電するので、発生要因が異なる各々の方式に伴う帯電むらを互いに補うことが可能となるため、各々の方式単独による帯電に比べて、感光体の表面の帯電の安定化を図ることができる。又、導電性のシールドケースに周囲を覆われた放電ワイヤによる帯電のみに比べて、より少ない放電量にて感光体の表面を所定の帯電量まで帯電することができるので、オゾン等の有害な放電生成物の発生を抑えることができる。又、これとともに、単位時間当たりの放電量を削減することができるため、放電ワイヤに印加する電圧を低減することができ、放電ワイヤに電圧を印加するための電源を小さくするが可能になり、帯電装置のコストの削減を図ることができる。又、シールドケースとブラシに同じ第１の起電力発生素子により電圧を印加するため、構成部品を共通化することができ、帯電装置のコストの削減を図ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の帯電装置によれば、第１の起電力発生素子が第１の定電圧ダイオードであり、該第１の定電圧ダイオードはカソード側をシールドケースに向けて第１の導線上に設けられ、第２の導線は第１の定電圧ダイオードのカソード側とブラシとを接続するので、シールドケースのリターン電流によって第１の定電圧ダイオードに生じる電圧をブラシに印加することができる。これにより、放電ワイヤに電圧を印加するための電源以外に別途電源を必要とすることなく２方式の帯電が行われるため、帯電に必要な全体としての電力を削減することができ、帯電装置の稼動コストを削減することができる。
【００１７】
請求項３に記載の帯電装置によれば、放電ワイヤと感光体との間に設けられシールドケースと電気的に非導通なグリッドと、第１の導線上のアースと第１の起電力発生素子との間に設けられる第２の起電力発生素子と、該第２の起電力発生素子とグリッドとを接続する第３の導線とを備えるので、放電ワイヤによる帯電がグリッドに印加する電圧により感光体の表面の帯電電位を制御することが可能になるため、感光体の表面の帯電をより安定化することができる。又、シールドケースよりもグリッドへ印加する電圧を下げることができるので、放電ワイヤからの放電効率が向上するため、オゾン等の有害な放電生成物の発生の増加を伴う放電ワイヤへの印加電圧を増加させることなく、早く帯電することができ、感光体の表面の帯電をより早く安定化することができる。
【００１８】
請求項４に記載の帯電装置によれば、第２の起電力発生素子が第２の定電圧ダイオードであり、該第２の定電圧ダイオードはカソード側をシールドケースに向けて第１の導線上に設けられ、第３の導線は第２の定電圧ダイオードのカソード側とグリッドとを接続するので、シールドケースのリターン電流によって第２の定電圧ダイオードに生じる電圧をグリッドに印加することができる。これにより、グリッドに印加する電圧のために別途電源を必要としないので、帯電に必要な全体としての電力を削減することができ、帯電装置の稼動コストを削減することができる。
【００１９】
請求項５に記載の帯電装置によれば、放電ワイヤをブラシよりも感光体が移動する方向の下流側に設けるので、ブラシの汚染や劣化等により感光体の表面に発生する局所的な帯電むらを、グリッドに印加する電圧により帯電電位を制御することが可能な放電ワイヤによる帯電によって補い均一化することができるため、感光体の表面の帯電を更に安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
オゾン等の有害な放電生成物の発生を抑え、感光体の表面の帯電を安定化させ、帯電に必要な全体としての電力を削減することができる帯電装置を提供するという目的を、帯電ブラシによる帯電の後に、スコロトロン帯電器による帯電を行うとともに、帯電時に電圧を印加する回路に定電圧ダイオードを備えることにより実現した。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明の実施例１に係る帯電装置について図面に基づいて説明する。該帯電装置１０は、感光体６０の表面を帯電する帯電装置であり、図１に示すように、帯電ブラシ２０と、該帯電ブラシ２０よりも感光体６０の図中矢印にて示す移動方向の下流側に位置する補助帯電手段としてのスコロトロン帯電器３０と、該スコロトロン帯電器３０の放電ワイヤ３１に高電圧を印加する高電圧印加回路４０と、帯電ブラシ２０及びスコロトロン帯電器３０のシールドケース３２に所定の定電圧を印加する定電圧印加回路５０とを備えるものである。
【００２２】
前記帯電ブラシ２０は、アルミニウムなどの導電性の軸に導電性繊維からなるブラシが放射状に植設等されたものである。帯電ブラシ２０は、スイッチ（不図示）がＯＮされた場合に、ブラシの先端部が感光体６０の表面に接触しながら、矢印方向に自軸周りに回転しつつ導電性の軸に供給される直流電圧によって、感光体６０の表面を一定の電位に帯電する。なお、帯電ブラシ２０として、導電性繊維を刷毛状に束ねた固定帯電ブラシを用いてもよい。
【００２３】
前記スコロトロン帯電器３０は、感光体６０に対向する放電ワイヤ３１と、該放電ワイヤ３１の周囲を覆うシールドケース３２と、放電ワイヤ３１と感光体６０との間に設けられるグリッド３３とを備える。放電ワイヤ３１は、タングステン等の金属材料からなる１本の微小径ワイヤが一直線に延びるものであり、感光体６０に対向させて配置される。シールドケース３２は、感光体６０に対向する部分を開放し、放電ワイヤ３１を所定の距離を離間しながら囲み、アルミニウムやステンレス鋼等の導電性金属材料からなる薄板を折り曲げて断面ほぼコ字状に形成したものである。グリッド３３は、アルミニウムやステンレス鋼等の導電性金属材料からなる薄板にエッチング加工等によりスリット溝を放電ワイヤ３１の長手方向に形成したものである。グリッド３３は、シールドケース３２の断面ほぼコ字状の開口を覆うように、感光体６０と１．５〜３ｍｍの距離で対向するように設置される。シールドケース３２とグリッド３３とは接触し互いに電気的に導通されている。なお、グリッド３３は、スリット溝を形成した金属製薄板に限定されず、多数の透孔やメッシュ等を形成した金属製薄板や、ステンレスやタングステン等の金属製線材を１〜３ｍｍ間隔で張設したものであってもよい。
【００２４】
前記高電圧印加回路４０は、高圧電源４１を備え、放電ワイヤ３１に＋３〜４ｋＶの所定の高電圧を印加する回路である。なお、高電圧印加回路４０は、定電流電源により定電流駆動される回路であってもよい。前記定電圧印加回路５０は、帯電ブラシ２０及びシールドケース３２に共に同じ＋６００〜１ｋＶの所定の定電圧を印加する回路である。定電圧印加回路５０は、シールドケース３２とアース５１とを接続する第１の導線５２と、該第１の導線上５２にカソード側をシールドケース３２に向けて設けられる第１の起電力発生素子としての第１のツェナダイオード５３と、該第１のツェナダイオード５３のカソード側と帯電ブラシ２０とを接続する第２の導線５４とを備える。第１のツェナダイオード５３は、所定の条件において定電圧を生成する機能を有する定電圧ダイオードである。第１のツェナダイオード５３は、シールドケース３２からのリターン電流によって前記所定の定電圧を生成する。
【００２５】
以下、帯電装置１０により、感光体６０を帯電する過程について説明する。感光体６０は、図１に示す矢印方向に移動し、先ず、帯電ブラシ２０により帯電される。帯電ブラシ２０は、矢印方向に自軸周りに回転しつつ導電性の軸に定電圧印加回路５０の第１のツェナダイオード５３により、所定の電圧、例えば、＋６００Ｖの電圧が印加される。この＋６００Ｖの電圧が印加された帯電ブラシ２０によって、感光体６０の表面は、例えば、約＋５００Ｖに均一に帯電されるが、帯電ブラシ２０の汚染や劣化等によって局所的な帯電むらが生じることがある。
【００２６】
次に、感光体６０が矢印方向に更に移動し、帯電ブラシ２０により帯電された部分が、スコロトロン帯電器３０により更に補助的に帯電される。高電圧回路４０により前記所定の高電圧を放電ワイヤ３１に印加して発生したコロナイオンは、放電ワイヤ３１、グリッド３３、感光体６０間に生じる電界により運ばれ、グリッド３３を通過し感光体６０を帯電する。グリッド３３に印加される電圧は、前記帯電ブラシ２０に印加される電圧と同じ＋６００Ｖであるので、飽和電位は＋６００Ｖ弱である。感光体６０の表面は帯電ブラシ２０により既に約＋５００Ｖに帯電されているので、スコロトロン帯電器３０にては、感光体６０の表面を差し引き約＋１００Ｖ弱の帯電を行うことになる。
【００２７】
このように、スコロトロン帯電器３０のみによる帯電に比べて、帯電ブラシ２０による帯電を併用することによって、スコロトロン帯電器３０にて帯電する帯電量を大幅に削減することができる。これにより、スコロトロン帯電器３０における帯電時間が同じ場合には帯電速度を遅くすることができるので、放電ワイヤ３１への印加電圧を削減することができ、電源を小さくすることができる。又、スコロトロン帯電器３０における帯電時間を短くした場合であっても、飽和電位付近まで帯電するために必要な帯電量が少ないため、帯電をより早く安定化することができ、プリント速度の向上に対応することができる。更に又、帯電ブラシ２０の汚染や劣化等に起因する感光体６０の表面の帯電むらをスコロトロン帯電器３０が補い、飽和電位付近まで均一に帯電するので、帯電が安定化する。
【実施例２】
【００２８】
以下、本発明の実施例２に係る帯電装置について図面に基づいて、前記帯電装置１０と異なる部分についてのみ説明する。帯電装置１１は、図２に示すように、帯電装置１０のスコロトロン帯電器３０に対して、グリッド３５をシールドケース３２と電気的に非導通にしてスコロトロン帯電器３４を構成するとともに、帯電装置１０の定電圧印加回路５０に対して、第１の導線５２上のアース５１とツェナダイオード５３との間に、カソード側をシールドケース３２に向けて設けられる第２の起電力発生素子としての第２のツェナダイオード５６を追加し、該第２のツェナダイオード５６のカソード側とグリッド３５とを接続する第３の導線５７を追加して定電圧印加回路５５を構成するものである。第２のツェナダイオード５６は、シールドケース３２からのリターン電流によって、＋６００〜１ｋＶの所定の定電圧を生成する。
【００２９】
以下、帯電装置１１により、感光体６０を帯電する過程について説明する。感光体６０は、図２に示す矢印方向に移動し、先ず、帯電ブラシ２０により帯電される。帯電ブラシ２０は、矢印方向に自軸周りに回転しつつ導電性の軸に定電圧印加回路５５の第１のツェナダイオード５３により、所定の電圧、例えば、＋６５０Ｖの電圧が印加される。この＋６５０Ｖの電圧が印加された帯電ブラシ２０によって、感光体６０の表面は、例えば、約＋５５０Ｖに均一に帯電されるが、帯電ブラシ２０の汚染や劣化等によって局所的な帯電むらが生じることがある。
【００３０】
次に、感光体６０が矢印方向に更に移動し、帯電ブラシ２０により帯電された部分が、スコロトロン帯電器３４により更に補助的に帯電される。高電圧回路４０により前記所定の高電圧を放電ワイヤ３１に印加して発生したコロナイオンは、放電ワイヤ３１、グリッド３５、感光体６０間に生じる電界により運ばれ、グリッド３５を通過し感光体６０を帯電する。グリッド３５に印加される電圧は、前記帯電ブラシ２０に印加される電圧とは異なり、第２のツェナダイオード５６により所定の電圧、例えば、＋６００Ｖが印加される。グリッド３５に印加される電圧が＋６００Ｖであるので、飽和電位は＋６００Ｖ弱である。感光体６０の表面は帯電ブラシ２０により既に約＋５５０Ｖに帯電されているので、スコロトロン帯電器３４にては、感光体６０の表面を差し引き約＋５０Ｖ弱の帯電を行うことになる。このように、スコロトロン帯電器３４にては、前記実施例１よりも更に少ない帯電しか必要とないので、飽和電位付近まで更に早く帯電ができ、帯電が更に安定化する。これにより、更に電源を小さくすることができ、更なるプリント速度の向上に対応することができる。
【実施例３】
【００３１】
以下、本発明の実施例３に係る帯電装置について図面に基づいて、前記帯電装置１１と異なる部分についてのみ説明する。帯電装置１２は、図３に示すように、帯電装置１１の定電圧印加回路５５に対して、第１の導線５２のツェナダイオード５３とシールドケース３２との間に、カソード側をシールドケース３２に向けて設けられる第３の起電力発生素子としての第３のツェナダイオード５９を追加して定電圧印加回路５８を構成したものである。第３のツェナダイオード５９は、シールドケース３２からのリターン電流によって、＋６００〜１ｋＶの所定の定電圧を生成する。
【００３２】
以下、帯電装置１２により、感光体６０を帯電する過程について説明する。感光体６０は、図３に示す矢印方向に移動し、先ず、帯電ブラシ２０により帯電される。帯電ブラシ２０は、矢印方向に自軸周りに回転しつつ導電性の軸に定電圧印加回路５８の第１のツェナダイオード５３により、所定の電圧、例えば、＋６５０Ｖの電圧が印加される。この＋６５０Ｖの電圧が印加された帯電ブラシ２０によって、感光体６０の表面は、例えば、約＋５５０Ｖに均一に帯電されるが、帯電ブラシ２０の汚染や劣化等によって局所的な帯電むらが生じることがある。
【００３３】
次に、感光体６０が矢印方向に更に移動し、帯電ブラシ２０により帯電された部分が、スコロトロン帯電器３４により更に補助的に帯電される。高電圧回路４０により前記所定の高電圧を放電ワイヤ３１に印加して発生したコロナイオンは、放電ワイヤ３１、グリッド３５、感光体６０間に生じる電界により運ばれ、グリッド３５を通過し感光体６０を帯電する。シールドケース３２には、第３のツェナダイオード５９により所定の電圧、例えば、＋１ｋＶが印加される。グリッド３５には、第２のツェナダイオード５６により所定の電圧、例えば、＋６００Ｖが印加される。グリッド３５に印加される電圧が＋６００Ｖであるので、飽和電位は＋６００Ｖ弱である。感光体６０の表面は帯電ブラシ２０により既に約＋５５０Ｖに帯電されているので、スコロトロン帯電器３４にては、感光体６０の表面を差し引き約＋５０Ｖ弱の帯電を行うことになる。
【００３４】
このように、スコロトロン帯電器３４にては、前記実施例２と同様に前記実施例１よりも更に少ない帯電しか必要とないので、飽和電位付近まで更に早く帯電ができ、帯電が更に安定化する。これにより、更に電源を小さくすることができ、更なるプリント速度の向上に対応することができる。更に、前記実施例２と異なり、グリッド３５に印加される電圧（＋６００Ｖ）より、シールドケース３２に印加される電圧（＋１ｋＶ）が高いため、放電ワイヤ３１からシールドケース３２への放電量が減る。これにより、放電ワイヤ３１から感光体６０への放電量が相対的に増え放電効率が向上するので、飽和電位付近までより早く帯電ができ、帯電がより安定化するとともに、プリント速度の更なる向上にも対応することができる。
【００３５】
以下、本発明の実施例に係る帯電装置を備える画像形成装置について図面に基づいて説明する。なお、ここでは、実施例３に係る前記帯電器１２を例に挙げて説明するが、前記実施例１、実施例２に係る各帯電器１０、１１を備える場合も同様である。画像形成装置１００は、例えばコピー機能、ファクシミリ機能、（ネットワーク）プリンタ機能等により画像データの画像を用紙に記録するものである。具体的には、コピー機能により読取られた原稿の画像、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ものである。
【００３６】
画像形成装置１００は、図４に示すように、矢印方向に回転する感光体である感光体ドラム１０１を備え、該感光体ドラム１０１の回転方向に沿って、前記帯電装置１２の帯電ブラシ２０と、帯電装置１２のスコロトロン帯電器３４と、帯電した感光体ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する露光器１０２と、静電潜像を現像しトナー像を形成する現像器１０３と、トナー像を用紙に転写する転写器１０４と、感光体ドラム１０１の表面に残存した未転写トナーの付着力を弱める拡散ブラシ（メモリ除去ブラシ）１０５とが順に配設され、未転写トナーを現像器１０３にて回収するクリーナレス方式の画像形成装置である。画像形成装置１００は、更に、給紙カセット１０６、レジストローラ１０７、ヒートローラ１０８、プレスローラ１０９、排紙ローラ１１０、排紙トレイ１１１を備えている。
【００３７】
感光体ドラム１０１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１０１の表面に静電潜像が形成される。露光器１０２は、感光体ドラム１０１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１０１の表面に静電潜像を形成する装置であって、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。
【００３８】
現像器１０３は、感光体ドラム１０１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像とする装置であり、攪拌器１１２、供給ローラ１１３、現像ローラ１１４、層厚規制ブレード１１５等によって構成される。攪拌器１１２は、図示した矢印方向に回転し、現像器１０３内に貯蔵収容されているトナーを攪拌し供給ローラ１１３側に搬送する。供給ローラ１１３には電圧が印加されており、付近のトナーが帯電し供給ローラ１１３に付着する。供給ローラ１１３に付着したトナーは、電位差を利用して転移させ、供給ローラ１３に圧接する現像ローラ１１４に付着させる。層厚規制ブレード１１５は、現像ローラ１１４の外周面に付着したトナーの層厚を均一にする。現像ローラ１１４のトナーが付着した外周面を感光体ドラム１０１の表面に当接させながら回転させ、静電潜像にトナーを付着させ感光体ドラム１０１の表面にトナー像を形成する。拡散ブラシ１０５によって付着力が弱められた未転写トナーは、感光体ドラム１０１と現像ローラ１１４との電位差を利用して、現像ローラ１１４により回収され、現像器１０３内に貯蔵収容され再利用される。
【００３９】
転写器１０４は、感光体ドラム１０１の表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる装置であって、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。ここでは、導電性の転写ローラが用いられており、トナーと逆極性の電圧を印加することにより、感光体ドラム１０１の表面のトナー像が用紙上に転写される。拡散ブラシ１０５は、用紙に転写されることなく感光体ドラム１０１の表面に残存した未転写トナーの付着力を弱め分散させるものである。
【００４０】
給紙カセット１０６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１０６に収納されている用紙は、給紙ローラ１１６により１枚ずつ分離され用紙搬送路１１７に供給される。レジストローラ１０７は、給紙カセット１０６から供給された用紙を、用紙搬送路１１７を挟んで設けられる感光体ドラム１０１と転写器１０４との間へ搬送するものである。ヒートローラ１０８及びプレスローラ１０９は、用紙搬送路１１７を挟んでその両側に配置され、用紙を上下から圧接しつつ、ヒートローラ１０８の内部に設けられた熱源によりトナー像を加熱してトナー像を用紙に定着させる。排紙ローラ１１０は、画像が定着した記録紙（用紙）を排紙トレイ１１１に排出する。
【００４１】
以下、この画像形成装置１００において画像形成時に行われる画像形成処理について、図４に基づいて説明する。図示するように、所定のタイミングで感光体ドラム１０１、現像ローラ１１４等が図中矢印方向にそれぞれ回転する。それに伴い、帯電装置１２は、高電圧印加回路４０及び定電圧印加回路５８によって印加された電圧により、感光体ドラム１０１の表面を均一な正の電位に帯電する。そして、露光器１０２は、感光体ドラム１０１の表面の画像部に光を照射して帯電電荷を除去することにより、静電潜像を形成する。そして、現像器１０３は、供給ローラ１１３によりトナーを正に帯電し、現像ローラ１１４により感光体ドラム１０１の表面の画像部に、正に帯電したトナーによるトナー像を形成する。従って、転写器１０４は、トナー像が形成される面とは反対側の面から負の電圧を印加して用紙を負の電位に帯電させることにより、感光体ドラム１０１の表面のトナー像を吸着して用紙に転写する。なお、ここでは、転写器１０４は用紙の下面に接触させた導電ローラを介して用紙に直接電圧を印加する装置であるが、コロナ帯電器を用いて用紙に負の電荷を与えるようにしてもよい。
【００４２】
このようにして、感光体ドラム１０１の表面のトナー像が給紙カセット１０６から供給された用紙上に転写されると、用紙は用紙搬送路１１７に沿って搬送され、ヒートローラ１０８及びプレスローラ１０９によってトナー像が用紙に定着される。そして、画像が形成された用紙は、記録紙として排紙ローラ１１０によって用紙搬送路１１７から排紙トレイ１１１へと排出される。
【００４３】
以下、帯電装置１２により感光体ドラム１０１の表面を帯電する過程について説明する。感光体ドラム１０１は、図４に示す矢印方向に移動し、先ず、帯電ブラシ２０により帯電される。帯電ブラシ２０は、矢印方向に自軸周りに回転しつつ導電性の軸に定電圧印加回路５８の第１のツェナダイオード５３により、所定の電圧、例えば、＋６５０Ｖの電圧が印加される。この＋６５０Ｖの電圧が印加された帯電ブラシ２０によって、感光体ドラム１０１の表面は、例えば、約＋５５０Ｖに均一に帯電されるが、帯電ブラシ２０の汚染や劣化等によって局所的な帯電むらが生じることがある。
【００４４】
次に、感光体ドラム１０１が矢印方向に更に移動し、帯電ブラシ２０により帯電された部分が、スコロトロン帯電器３４により更に補助的に帯電される。高電圧回路４０により前記所定の高電圧を放電ワイヤ３１に印加して発生したコロナイオンは、放電ワイヤ３１、グリッド３５、感光体ドラム１０１間に生じる電界により運ばれ、グリッド３５を通過し感光体６０を帯電する。シールドケース３２には、第３のツェナダイオード５９により所定の電圧、例えば、＋１ｋＶが印加される。グリッド３５には、第２のツェナダイオード５６により所定の電圧、例えば、＋６００Ｖが印加される。グリッド３５に印加される電圧が＋６００Ｖであるので、飽和電位は＋６００Ｖ弱である。感光体ドラム１０１の表面は帯電ブラシ２０により既に約＋５５０Ｖに帯電されているので、スコロトロン帯電器３４にては、感光体ドラム１０１の表面を差し引き約＋５０Ｖ弱の帯電を行うことになる。
【００４５】
このように、スコロトロン帯電器３４のみによる帯電に比べて、帯電ブラシ２０による帯電を併用することによって、スコロトロン帯電器３４にて帯電する帯電量は大幅に削減することができるので、飽和電位付近まで早く帯電ができ、帯電が安定化する。これにより、電源を小さくすることができ、プリント速度の向上に対応することができる。更に、グリッド３５に印加される電圧（＋６００Ｖ）より、シールドケース３２に印加される電圧（＋１ｋＶ）が高いので、両者に印加される電圧が同じ＋６００Ｖである場合に比べて、放電ワイヤ３１からシールドケース３２への放電量が減る。これにより、放電ワイヤ３１から感光体ドラム１０１への放電量が相対的に増え放電効率が向上するので、飽和電位付近までより早く帯電ができ、帯電がより安定化するとともに、プリント速度の更なる向上にも対応することができる。
【００４６】
なお、前記の各実施例においては、帯電装置がグリッドを設けたスコロトロン帯電器に備えた場合についてのみ記載したが、グリッドを備えないコロトロン帯電器を代わりに備えていてもよい。この場合には、帯電ブラシとコロトロン帯電器との帯電により生じる感光体の表面の帯電むらの主要な発生要因が異なるため、互いに帯電むらを補うことができ、帯電の安定化を図ることができる。更に、定電圧印加回路に備わる起電力発生素子は、電力を発生する機能を有する素子であればよく、ツェナダイオードの代わりに、バリスタなどを用いてもよい。又、定電圧印加回路に、サージ防止のためにサージクランパ回路を必要に応じて追加してもよいし、スイッチトキャパシタ（ＳＣ）を用い回路を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
被帯電体の帯電する帯電装置において、全体としての電力を抑えながら帯電を安定化するもの等に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１に係る帯電装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例２に係る帯電装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施例３に係る帯電装置を示す概略構成図である。
【図４】図４に示した帯電装置を備える画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０、１１、１２    帯電装置
２０    帯電ブラシ（ブラシ）
３０、３４    スコロトロン帯電器（帯電器）
３１    放電ワイヤ
３２  シールドケース
３３、３５  グリッド
４０  高電圧印加回路
４１  高圧電源（電源）
５０、５５、５８  定電圧印加回路
５１  アース
５２  第１の導線
５３  第１のツェナダイオード（第１の起電力発生素子）
５４  第２の導線
５６  第２のツェナダイオード（第２の起電力発生素子）
５７  第３の導線
５９  第３のツェナダイオード
６０  感光体
１００  画像形成装置
１０１  感光体ドラム（感光体）
【図１】
2005077817.tif 000003
【図２】
2005077817.tif 000004
【図３】
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【図４】
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