JPH10228155A

JPH10228155A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH10228155A
Application number: JP9033500A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Sakuraba; 保桜庭
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-02-18
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】接触型帯電部材に付着したトナーを効率よく
回収する。【解決手段】回転移動する感光体１２に接触する第１
の帯電ブラシ２０と、感光体の移動方向に関して第１の
帯電部材の下流側に感光体に接触して配置された第２の
帯電ブラシ２２と、第１の帯電部材の感光体対向部と第
２の帯電部材の感光体対向部とでは同時に異なる方向の
電界を形成し且つ該電界の方向を周期的に切り替える電
圧を第１と第２の帯電部材に印加する電源２８を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の画像
形成装置において、静電潜像担持体である感光体を帯電
する装置、特にクリーナレスプロセスに好適に用いるこ
とができる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式画像形成装置として、転写領
域を通過した後の感光体上に残留している未転写トナー
を現像装置に回収してこれをその後の現像に再利用する
ものが提案されている。また、この種の回収機能付き画
像形成装置の一つとして、感光体の外周面に接触して該
感光体を帯電させる帯電部材を利用したものがある。と
ころが、接触型帯電部材にトナーが付着して累積する
と、帯電部材の帯電性能が低下したり、低温低湿時の異
常放電を招来して、画質劣化の一因となる。

【０００３】そこで、接触型帯電装置に付着したトナー
を非画像形成時に除去して現像装置に回収する方法とし
て、帯電部材に所定のバイアスを印加することで帯電部
材から感光体に向かってトナーが移動する電界を形成
し、これにより帯電部材に付着しているトナーを感光体
上に取り出し、現像装置で回収するものが提案されてい
る。

【０００４】しかし、未転写トナーの中には、正規の極
性に帯電しているトナー（正規帯電トナー）だけでな
く、これと逆の極性に帯電しているトナー（逆帯電トナ
ー）も含まれている。そして、この逆帯電トナーは、上
述の電界と逆の電界を感光体と帯電部材との間に形成し
なければ、帯電部材から感光体に回収できない。また、
感光体上に回収された逆帯電トナーは、これを正規の極
性に帯電した後でなければ現像装置に回収できない。

【０００５】そのため、上記回収方法では、（１）感光
体を回転させてまず正規帯電トナーを回収し、（２）次
に、感光体を少なくとも一回転させて、逆帯電トナーを
帯電部材から感光体に取り出し（このとき、現像装置に
逆帯電トナーが混入するのを防止するために、現像装置
と感光体との間には逆帯電トナーが現像装置に移動しな
い電界を形成しておく必要がある）、（３）続いて、感
光体を少なくとも一回転させながら、帯電部材に別の電
圧を印加して逆帯電トナーに正規の極性の電荷を注入し
て極性を転換し、（４）最後に、現像装置と感光体との
間には正規帯電トナーが現像装置に移動する電界を形成
し、これにより現像装置にトナーを回収する、ことが必
要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置では、（１）感光体を数回転しなければ、帯電部材に
付着したトナーを回収できない。そのために、トナーの
回収に多くの時間を要する。（２）また、通常、現像部
材から帯電部材までの間には転写部材が感光体近傍に設
けてあり、感光体に戻したトナーが転写部材に付着して
これを汚染する危険がある。（３）さらに、帯電部材に
は異なる極性の電圧が印加され、これにより感光体が不
必要に帯電され、その帯電履歴がその後の画像形成に悪
影響を及ぼすことがある。（４）そして、現像装置には
感光体との間に異なる方向の電界を形成する必要から、
高価な電源を必要とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明はこれら
の問題を解消するためになれたもので、クリーナレスプ
ロセスに用いる帯電装置に、回転移動する感光体に接触
する第１の帯電部材と、上記感光体の移動方向に関して
上記第１の帯電部材の下流側に感光体に接触して配置さ
れた第２の帯電部材と、上記第１の帯電部材の感光体対
向部と上記第２の帯電部材の感光体対向部とでは、感光
体の同一部位に対し、各々の対向部位において、異なる
方向に電界を生じるよう、各帯電部材に電荷付与し、且
つ該電界の方向を周期的に切り替える電圧を上記第１と
第２の帯電部材に印加する電源を設けたものである。

【０００８】

【発明の効果】上記帯電装置によれば、第１の帯電部材
の感光体対向部と第２の帯電部材の感光体対向部ではそ
れぞれ周期的に方向の異なる電界が形成される。また、
電界の切替周期は、感光体上の任意の部位が第１の帯電
部材との対向部を通過するときには例えば帯電部材から
感光体に向かう電界が形成され、同一の部位が第２の帯
電部材との対向部を通過するときには感光体から帯電部
材に向かう電界が形成される。したがって、感光体が一
回転する中で、第１の帯電部材に付着しているトナー
（正規帯電トナーと逆帯電トナーの両方）はすべて感光
体に取り戻される。また、逆極性に帯電したトナーは、
第２の帯電部材の対向部で正規の極性に帯電される。し
たがって、帯電部材に付着しているトナーの回収を短時
間で行える。また、帯電部材から取り出されたトナーは
すぐに現像装置に回収され、転写装置との対向部を通過
することがないので、この転写装置を汚染することがな
い。さらに、感光体はトナー回収時に異なる極性に帯電
されることで帯電履歴を生じることもない。さらにま
た、現像装置と感光体との間に異なる方向の電界を形成
する必要がないので、高価な電源も不要である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を説明する。図１は本発明にかかる
帯電装置を組み入れた画像形成装置（例えばプリンタ）
１０の概略断面を示す。画像形成装置１０は、円筒ドラ
ム状の感光体１２を備えており、この感光体１２の外周
部が矢印１４方向に回転しながら以下に説明する各領域
を通過していくことにより画像が形成される。

【００１０】具体的に、画像形成時、感光体１２の外周
部は帯電部１６に進む。帯電部１６には、ハウジング１
８に支持された第１の帯電部材である予備帯電用の固定
式帯電ブラシ２０と第２の帯電部材である回転式の帯電
ブラシ２２が配置されており、これら帯電ブラシ２０、
２２の毛先が第１の帯電領域２４と第２の帯電領域２４
で感光体１２に接触している。また、帯電ブラシ２０と
２２は共に電源２８に接続されており、両者に所定のバ
イアスＶ₁が印加されることにより、帯電領域２２と２
４を通過した感光体１の外周部は所定の電位に帯電され
る。

【００１１】次に、帯電された感光体１２の外周部は露
光部３０に進む。露光部３０は、レーザ発生装置などの
露光源３２を備えており、露光源３２から発射されたイ
メージ光３４が感光体１２の外周帯電部に露光され、こ
の露光された部分の電荷を消失することにより、上記イ
メージ光３４に対応した静電潜像が形成される。

【００１２】続いて、感光体１２の外周部は現像部３８
に移動する。現像部３８は現像装置４０を備えている。
現像装置４０は現像ローラ４２を備えており、この現像
ローラ４２が現像領域４４で感光体１２に対向させてあ
る。現像ローラ４２の外周面には所定の極性に帯電した
トナーが保持されている。また、現像ローラ４２は電源
４６に接続されており、この電源４６から所定のバイア
スＶ₂を現像ローラ４２に印加することにより、静電潜
像の露光部分がトナー像として可視像化される。

【００１３】最後に、トナー像を保持した感光体１２の
外周部は転写部４８に移動する。転写部４８は転写部材
である転写ローラ５０を備えている。転写ローラ５０は
転写領域５２で感光体１２に対向している。また、転写
ローラ５０は電源５４に接続されており、この電源５４
から所定のバイアスＶ₃を転写ローラ５０に印加するこ
とで、転写領域５２を通過するシート（例えば用紙）５
６に上記トナー像が転写される。

【００１４】シートとこれに転写されたトナー像は図示
しない定着装置に搬送され、ここでトナー像がシートに
永久的に定着された後、図示しない排出部に排出され
る。一方、シートにはすべてのトナーが転写されず、一
部のトナーは感光体１２に保持されたまま帯電領域２
４、２６を通り、現像領域４４で現像装置４０に回収さ
れて再利用される。

【００１５】トナーの回収について図２を参照して説明
する。図２は、マイナス極性に帯電されるトナーを使用
した場合に、画像形成時に未転写トナーが回収されるプ
ロセスを示している。ここで、帯電ブラシ２０と２２に
はバイアスＶ₁が印加される。バイアスＶ₁の電圧波形は
パルス波形をしており、一定周期で最大電圧Ｖ₁（ｍａ
ｘ）＝−１４００Ｖと最小電圧Ｖ₁（ｍｉｎ）＝−４０
０Ｖが繰り返される。これにより、帯電領域２４と２６
を通過した感光体１２の外周部はＶ₀＝約−６００〜−
９００Ｖに帯電され、転写後の感光体１２に残留する静
電潜像（即ち潜像メモリ）が除去される。

【００１６】その結果、未転写トナーのうち正規の極性
（マイナス極性）に帯電しているトナーは、帯電領域２
４、２６で、最大電圧印加時に、必要ならばさらにマイ
ナス電荷が注入される。また、最小電圧印加時に帯電部
材２０、２２に吸引される。しかし、帯電ブラシ２０、
２２に吸着したトナーは、最大電圧印加時に感光体１２
に戻される。

【００１７】一方、未転写トナーのうち逆の極性（プラ
ス極性）に帯電しているトナーは、最大電圧印加時に帯
電ブラシ２０からマイナス電荷が注入されて正規の極性
（マイナス極性）に転換される。マイナス極性に転換さ
れたトナーは、最大電圧印加時に帯電ブラシ２０と電気
的に反発して感光体１２に戻される。

【００１８】次に、現像領域４４では、現像ローラ４２
にバイアスＶ₂＝−３００Ｖが印加されており、このバ
イアスと感光体１２の帯電電位Ｖ₀＝−９００Ｖとの電
位差に基づいて、正規極性（マイナス極性）に帯電した
トナーは現像ローラ４２に吸引されて回収される。ま
た、回収された正規帯電トナーはその後の現像に再び利
用される。

【００１９】上記説明では、未転写トナーのうち逆極性
に帯電しているトナーは、帯電部材２０、２２によって
正規の極性に転換されるとしたが、一部の逆帯電トナー
は帯電ブラシ２０、２２に付着したまま止まることがあ
る。また、正規の極性（マイナス極性）に帯電している
トナーも帯電ブラシ２０、２２に付着することがある。
ただし、未転写トナーはまず第１の帯電領域２４で第１
の帯電ブラシ２０に接触するので、逆極性に帯電してい
るトナーの多くは第１の帯電ブラシ２０に付着する。そ
こで、本発明では、非画像形成時に感光体の非画像形成
領域に対して帯電バイアス等を以下に説明するように設
定し、これにより帯電ブラシ２０、２２に付着している
トナーを取り除いて現像ローラ４２に回収している。

【００２０】具体的に、図３に示すように、非画像形成
時に帯電ブラシ２０、２２に印加するバイアスＶ₁’の
電圧波形はパルス波形をしており、一定周期で最大電圧
Ｖ₁’（ｍａｘ）＝−１４００Ｖと最小電圧Ｖ₁’（ｍｉ
ｎ）＝−４００Ｖが繰り返され、帯電領域２４、２６を
通過した感光体１２の外周部はＶ₀＝約−６００〜−９
００Ｖに帯電される。また、最大電圧と最小電圧の半周
期ｔが、感光体外周の任意の点が第１の帯電領域２４か
ら第２の帯電領域２６に移動する時間に等しくしてあ
る。そのため、感光体１２上の点５２１が第１の帯電領
域２４を通過しているとき、第１の帯電ブラシ２０には
最大電圧が印加され、次にこの点５２１が第２の帯電領
域２６を通過するときは第２帯電ブラシ２２には最小電
圧が印加されている。逆に、点５２１が第１の帯電領域
２４を通過しているとき、第１の帯電ブラシ２０に最小
電圧が印加されていれば、この点５２１が第２の帯電領
域２６を通過するとき、第２帯電ブラシ２２には最大電
圧が印加されている。

【００２１】そのため、第１の帯電ブラシ２０又は第２
の帯電ブラシ２４に最大電圧Ｖ₁’（ｍａｘ）＝−１４
００Ｖが印加されているとき、これら帯電ブラシ２０、
２４に付着している正規帯電（マイナス帯電）トナー
が、感光体１２に戻される。一方、第１の帯電ブラシ２
０に最小電圧Ｖ₁’（ｍｉｎ）＝−４００Ｖが印加され
ているとき、第１の帯電ブラシ２０に付着している逆帯
電（プラス帯電）トナーが感光体１２に戻される。ま
た、感光体１２に保持された逆帯電トナーは、次に第２
の帯電領域２６に移動すると、そのとき第２の帯電ブラ
シ２２に最大電圧Ｖ₁’（ｍｉｎ）＝−１４００Ｖが印
加されているので、第２の帯電ブラシ２２からマイナス
電荷が注入されてマイナス極性に転換される。そして、
感光体１２に戻されたトナーは、現像領域４４で、現像
ローラ４２に印加されているバイアスＶ₂’＝−３００
Ｖと感光体１２の表面電位Ｖ₀＝約−６００Ｖ〜−９０
０Ｖとの電位差に基づいて、現像ローラ４２に回収され
る。

【００２２】以上の説明では、画像形成時、帯電ブラシ
２０、２２にはパルス状のバイアス（最大電圧Ｖ₁（ｍ
ａｘ）＝−１４００Ｖ、最小電圧Ｖ₁（ｍｉｎ）＝−４
００Ｖ）を印加するものとしたが、これら帯電ブラシ２
０、２２には一定電位の直流電圧を印加してもよく、パ
ルス状のバイアスを印加することは必須ではない。ま
た、非画像形成時に印加するパルス状電圧の最大電圧
（−１４００Ｖ）と最小電圧（−４００Ｖ）は同一極性
としたが、帯電部材に付着しているトナーを効果的に感
光体に回収できれば、パルス状電圧は交流であってもよ
いし、直流を周期的にオン／オフしたパルスであっても
よい。

【００２３】さらに、上記実施形態では、帯電部材とし
てブラシを使用したが、これに限るものではく、ローラ
形式、フィルム形式、ブレード形式、その他公知の接触
型帯電装置であればいかなる形式のものにも本発明は適
用可能である。また、２つの帯電部材は同一形式である
必要はなく、例えば第１の帯電部材には帯電ブラシを使
用し、第２の帯電部材にはローラ形式の帯電部材を使用
することもできる。

【００２４】さらにまた、上記実施形態では、帯電部材
に印加するパルス状電圧の半周期を、感光体上の任意の
点が第１帯電領域から第２帯電領域に移動する時間に等
しくしたが、要は感光体上の点が第１の帯電領域と第２
の帯電領域で異なる方向の電界を受けるようになってい
ればよく、例えば半周期は上記移動時間の２分の１、４
分の１であっても同様の効果が得られる。ただし、帯電
部材から感光体へのトナーの取り込みを確実に行うため
には、帯電部材に印加するパルス状電圧の周期は２０ｍ
ｓ以上とするのが好ましい。

【００２５】そしてまた、帯電部材に印加する電圧はパ
ルス状電圧に限らず、正弦波電圧であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる帯電装置を組み入れた画像形
成装置の概略断面図である。

【図２】画像形成時のトナー回収プロセスを説明する
図である。

【図３】非画像形成時のトナー回収プロセスを説明す
る図である。

【符号の説明】

１０…画像形成装置、１２…感光体、２０…第１の帯電
ブラシ、２２…第２の帯電ブラシ、２８…電源、４２…
現像ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転移動する感光体に接触する第１の帯
電部材と、上記感光体の移動方向に関して上記第１の帯
電部材の下流側に感光体に接触して配置された第２の帯
電部材と、上記第１の帯電部材の感光体対向部と上記第
２の帯電部材の感光体対向部とでは、感光体の同一部位
に対し、各々の対向部位において、異なる方向に電界を
生じるよう、各帯電部材に電荷付与し、且つ該電界の方
向を周期的に切り替える電圧を上記第１と第２の帯電部
材に印加する電源とを備えたクリーナレスプロセスに用
いる帯電装置。