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JPH07306569A - 帯電部材、帯電装置、画像形成装置、及びプロセス カートリッジ - Google Patents

帯電部材、帯電装置、画像形成装置、及びプロセス カートリッジ

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Publication number
JPH07306569A
JPH07306569A JP6121980A JP12198094A JPH07306569A JP H07306569 A JPH07306569 A JP H07306569A JP 6121980 A JP6121980 A JP 6121980A JP 12198094 A JP12198094 A JP 12198094A JP H07306569 A JPH07306569 A JP H07306569A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
charged
image
charging member
discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6121980A
Other languages
English (en)
Inventor
Michihito Yamazaki
道仁 山崎
Eiji Funabashi
栄二 船橋
Kazumi Yamauchi
和美 山内
Hiroaki Ogata
寛明 緒方
Erika Asano
えりか 浅野
Hiroki Kisu
浩樹 木須
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6121980A priority Critical patent/JPH07306569A/ja
Publication of JPH07306569A publication Critical patent/JPH07306569A/ja
Priority to US08/811,620 priority patent/US5715499A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動電圧方式の帯電部材2、該帯電部材を有
する帯電装置、画像形成装置、プロセスカートリッジに
ついて、低コスト、コンパクトでありながら長期にわた
り雰囲気環境の影響に左右されない安定した放電を行な
い、かつモアレの発生も無い帯電を行うこと。 【構成】 放電面を被帯電体1に近接もしくは当接させ
て配置しこれに振動電圧を印加して被帯電体面を帯電す
る固定式の帯電部材2に対する印加振動電圧の振幅・周
波数・直流成分のうち少なくとも1つは、該帯電部材の
放電面が被帯電体の帯電処理する領域と帯電処理しない
領域に面する際に切り替わること、また該帯電部材は、
少なくとも帯電領域において平面もしくは凸の曲率を持
つ曲面であり、かつ放電面は被帯電面に対し凹の曲率を
持つ曲面であること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、帯電部材、帯電装置、
画像形成装置、及びプロセスカートリッジに関する。よ
り詳しくは、 a.放電面を被帯電体に近接もしくは当接させて配置し
これに振動電圧(時間と共に電圧値が周期的に変化する
電圧)を印加して被帯電体面を帯電する固定式の帯電部
材 b.固定式の帯電部材をその放電面を被帯電体に近接も
しくは当接させて配置しこれに振動電圧を印加して被帯
電体面を帯電する帯電装置 c.像担持体を帯電処理する工程を含む作像プロセスを
適用して像担持体に静電潜像を形成し該静電潜像を顕像
化して画像形成を実行する画像形成装置 d.少なくとも、像担持体と、該像担持体を帯電処理す
る手段を包含し、画像形成装置に対して一括して着脱さ
れるプロセスカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、電子写真装置(複写機・
レーザービームプリンターなど)、静電記録装置等の画
像形成装置において、感光体・誘電体等の像担持体、そ
の他の被帯電体を帯電処理(除電処理も含む)する手段
としては、ワイヤに高電圧をかけてコロナ放電を生じさ
せるコロナ放電装置を用い、該装置から発生するコロナ
に被帯電体面をさらす非接触式の帯電手段が広く利用さ
れていた。
【0003】近時は接触帯電式の帯電装置(電圧印加方
式の帯電装置)、即ち帯電部材を被帯電体に当接もしく
は近接させて配置しこれに電圧を印加して被帯電面を帯
電する帯電装置の採用が進められている。
【0004】接触帯電は、コロナ放電装置に比べて、被
帯電体面に所望の電位を得るのに必要とされる印加電圧
の低電圧化がはかれる、帯電過程で発生するオゾン量が
ごく微量でありオゾン除去フィルターの必要性がなくな
る、そのため装置の排気系の構成が簡略化される、メン
テナンスフリーである、構成が簡単である、等の長所を
有している。
【0005】そこで例えば、電子写真装置・静電記録装
置等の画像形成装置において、感光体・誘電体等の像担
持体を帯電処理する手段としてコロナ放電装置に替わる
ものとして注目され実用化もされている。
【0006】本出願人はこの接触式の帯電方法もしくは
装置に関して、直流電圧と振動電圧を重畳した電圧を導
電性部材(接触帯電部材)に印加し、この導電性部材を
被帯電体に当接させて帯電を行う方式を先に提案してい
る(AC印加方式;特開昭63−149669号公報
等)。特には、直流電圧を印加したときの被帯電体の帯
電(放電)開始電圧(帯電部材に直流電圧を印加して被
帯電体の帯電が開始する場合の帯電部材への印加電圧
値)の2倍以上のピーク間電圧を有する振動電圧を帯電
部材に印加して帯電を実行させる方式は、均一な帯電
(除電)処理をすることが可能であり、有効である。
【0007】振動電圧は振動電圧成分(AC成分)、も
しくは該AC成分と直流電圧成分(DC成分;目標帯電
電位に相当する電圧)との重畳電圧であり、AC成分の
波形としては正弦波・矩形波・三角波など適宜である。
直流電源を周期的にオン・オフすることによって形成さ
れた矩形波電圧であってもよい。
【0008】本明細書で示すところの接触帯電とは、帯
電部材に対して、所望の帯電電位を直流成分とし、常温
常圧下における放電開始電圧(550V)の3〜4倍程
度のVpp(波形のピークトゥピーク)を有する振動電
圧を印加することによって被帯電体の帯電を行うことを
意味する。よって、帯電部材と被帯電体とが非接触であ
っても、帯電のために印加されるバイアスが前述の如く
の値程度であり、かつ両者の間隔が該印加バイアスに対
しパッシェンの放電条件を満たすものであればよい。即
ち帯電部材は被帯電体面に必ずしも接触している必要は
なく、帯電部材と被帯電体との間に、ギャップ間電圧と
補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確保さ
れれば、非接触(近接)でもかまわないものであり、本
発明においてはこの場合も接触帯電の範疇とする。
【0009】従来、接触帯電装置として、ブレード状や
シート状の固定式の帯電部材を被帯電体に当接させて、
これにバイアスを印加して帯電を行うものが周知であ
る。
【0010】図11にその一実施態様を示す。本例は像
担持体の帯電手段として振動電圧印加方式の接触帯電装
置を採用した、電子写真プロセス利用のレーザービーム
プリンターである。
【0011】1は被帯電体としてのドラム型の電子写真
感光体(以下、感光ドラムと記す)であり、矢印Rの時
計方向に所定の周速度(プロセススピード)にて回転駆
動される。
【0012】20はブレード状もしくはシート状の接触
帯電部材であり、ウレタンゴムやポリエチレンシートか
らなる基体20aと、その片側面に順次に形成具備させ
た電極20bとおよび抵抗層20cからなり、抵抗層2
0c側を感光ドラム1面側にして基部側を不図示の不動
の支持部材に定置固定して支持させ、先端部側を帯電部
材のたわみ反力で感光ドラム1面に所定の押し圧力にて
接触させて配設してある。
【0013】3は帯電部材20に対する電圧印加電源で
あり、該電源3により放電開始電圧の2倍を超えるピー
ク間電圧Vppを有する振動電圧(AC成分)Vacと
直流電圧(DC成分)Vdcとの重畳電圧(Vac+V
dc)が帯電部材20の電極20bに印加されて、回転
駆動されている感光ドラム1の外周面が一様に帯電処理
される。一方、コンピューター・ワードプロセッサー・
画像読み取り装置等のホスト装置(不図示)から目的の
画像(印字)情報の時系列電気デジタル画素信号がレー
ザースキャナ(不図示)に入力され、コントローラーに
より制御された該レーザースキャナから該入力画素信号
に対応して一定の印字密度Ddpiで画像変調(強度変
調)されたレーザー光4が出力され、前記回転感光ドラ
ム1の帯電処理面に対して該出力レーザー光4によるラ
イン走査(ドラム母線方向の主走査露光)がなされるこ
とで、目的の画像情報の書き込みがなされて回転感光ド
ラム1面に該画像情報の静電潜像が形成される。
【0014】その潜像が現像器の現像スリーブ5により
反転現像でトナー像として可視化され、そのトナー像
が、不図示の給紙部から感光ドラム1と転写ローラ7と
の圧接ニップ部(転写部位)に所定のタイミングで給送
された記録紙(転写材)6に順次に転写されていく。
【0015】トナー像転写を受けた記録紙6は感光ドラ
ム1面から分離されて不図示の定着手段へ搬送され、ト
ナー像定着を受けて画像形成物として出力される。また
転写材分離後の回転感光ドラム1面はクリーニング器
(クリーナ)のクリーニングブレード8で転写残りトナ
ー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して
作像に供される。
【0016】
【発明が解決しようとしている課題】上記従来例で示し
た如くの固定式の帯電部材は、構成が簡単であるために
低コストであるという利点を有するが、その反面、帯電
部材の放電面が固定されているために、該放電面に飛散
トナーや紙粉が付着すると、その部分で放電不良や異常
放電が生じ易くなり、帯電電位が安定しないという問題
点がある。前記放電面の汚れを除去するために、ブラシ
等のクリーニング部材を設ける方法もあるが、これは帯
電装置の構成が複雑になりコストが増加する欠点があ
る。さらに省スペース化にも反する。
【0017】また、帯電部材に振動電圧を印加して帯電
を行った場合は、帯電電位は、被帯電体表面の移動速度
を振動電圧の周波数で割った周期で変動するために、被
帯電体としての感光体の面の移動方向に対し周期を持つ
画像を出力した場合、その周期によっては、前記帯電電
位変動の空間周波数と潜像の電位変動の空間周波数が干
渉(うなり)を生じ、出力画像を乱れたもの(モアレ
像)にするという問題がある。
【0018】そこで本発明は、この種の接触帯電に関し
て、低コスト、コンパクトでありながら、長期にわたり
雰囲気環境の影響に左右されない安定した帯電が行え、
かつモアレの発生もない帯電を行なうことを可能にする
ことを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする、帯電部材、帯電装置、画像形成装置、及びプ
ロセスカートリッジである。
【0020】(1)放電面を被帯電体に近接もしくは当
接させて配置しこれに振動電圧を印加して被帯電体面を
帯電する固定式の帯電部材であり、該帯電部材に対する
印加振動電圧の振幅・周波数・直流成分のうち少なくと
も1つは、該帯電部材の放電面が被帯電体の帯電処理す
る領域と帯電処理しない領域に面する際に切り替わる事
が可能である事を特徴とする帯電部材。
【0021】(2)前記被帯電体は、少なくとも帯電領
域において平面もしくは凸の曲率を持つ曲面であり、か
つ前記帯電部材の放電面は被帯電面に対し凹の曲率を持
つ曲面である事を特徴とする(1)に記載の帯電部材。
【0022】(3)被帯電体が画像形成装置における像
担持体であることを特徴とする(1)に記載の帯電部
材。
【0023】(4)固定式の帯電部材をその放電面を被
帯電体に近接もしくは当接させて配置しこれに振動電圧
を印加して被帯電体面を帯電する帯電装置において、該
帯電部材に対する印加振動電圧の振幅・周波数・直流成
分のうち少なくとも1つは、該帯電部材の放電面が被帯
電体の帯電処理する領域と帯電処理しない領域に面する
際に切り替わる事が可能である事を特徴とする帯電装
置。
【0024】(5)前記被帯電体は、少なくとも帯電領
域において平面もしくは凸の曲率を持つ曲面であり、か
つ前記帯電部材の放電面は被帯電面に対し凹の曲率を持
つ曲面である事を特徴とする(4)に記載の帯電装置。
【0025】(6)被帯電体が画像形成装置における像
担持体であることを特徴とする(4)に記載の帯電装
置。
【0026】(7)像担持体を帯電処理する工程を含む
作像プロセスを適用して像担持体に静電潜像を形成し該
静電潜像を顕像化して画像形成を実行する画像形成装置
において、像担持体を帯電処理する手段は、固定式の帯
電部材をその放電面を像担持体に近接もしくは当接させ
て配置しこれに振動電圧を印加して被帯電体面を帯電す
る帯電装置であり、該帯電部材に対する印加振動電圧の
振幅・周波数・直流成分のうち少なくとも1つは、該帯
電部材の放電面が像担持体上に静電潜像が形成される領
域と形成されない領域に面する際に切り替わる事が可能
である事を特徴とする画像形成装置。
【0027】(8)前記被帯電体は、少なくとも帯電領
域において平面もしくは凸の曲率を持つ曲面であり、か
つ前記帯電部材の放電面は像担持体面に対し凹の曲率を
持つ曲面である事を特徴とする(7)に記載の画像形成
装置。
【0028】(9)少なくとも、像担持体と、該像担持
体を帯電処理する手段を包含し、画像形成装置に対して
一括して着脱されるプロセスカートリッジにおいて、像
担持体を帯電処理する手段は、放電面を像担持体に近接
もしくは当接させて配置しこれに振動電圧を印加して被
帯電体面を帯電する固定式の帯電部材、もしくは固定式
の帯電部材をその放電面を被帯電体に近接もしくは当接
させて配置しこれに振動電圧を印加して被帯電体面を帯
電する帯電装置であり、該帯電部材に対する印加振動電
圧の振幅・周波数・直流成分のうち少なくとも1つは、
該帯電部材の放電面が像担持体上に静電潜像が形成され
る領域と形成されない領域に面する際に切り替わる事が
可能である事を特徴とするプロセスカートリッジ。
【0029】(10)前記被帯電体は、少なくとも帯電
領域において平面もしくは凸の曲率を持つ曲面であり、
かつ前記帯電部材の放電面は像担持体面に対し凹の曲率
を持つ曲面である事を特徴とする(9)に記載のプロセ
スカートリッジ。
【0030】
【作用】上記構成の帯電部材、該帯電部材を用いた帯電
装置、該帯電部材ないし該帯電装置を用いた画像形成装
置もしくはプロセスカートリッジは、後述実施例1の
項に説明したように、帯電部材の放電面が被帯電体(像
担持体)の帯電処理しない領域(非画像形成領域)に面
する間に、該帯電部材の放電面に付着した異物を被帯電
体側に転移させることが可能となる。これにより帯電部
材の放電面に異物が付着することによって生じる帯電不
良および異常放電が抑制される。
【0031】さらに、同じく実施例1の項に説明した
ように、振動電圧を用いて直接帯電を行う際に問題とな
るモアレを問題のないレベルまで低減させることが可能
となる。
【0032】
【実施例】
〈実施例1〉(図1〜図8) 図1は本実施例装置の概略図である。図2は要部の拡大
図である。本例の装置は電子写真プロセスによるレーザ
ービームプリンターであり、前述図11の装置と共通の
構成部材部分には同じ符号を付して再度の説明を省略す
る。
【0033】像坦持体(被帯電体)であるところの感光
ドラム1は、本例のものはアルミニウム製のドラム基体
1bの外周面に感光体層として有機光導電体(opc)
層1aを形成してなる、半径r=15mmのものであ
る。原点O(0,0)を回転軸として矢印Rの時計方向
に100mm/sec(周速度)をもって回転駆動され
る。
【0034】2は帯電部材であり、電極部材2aと高抵
抗層2bとからなる。電極部材2aは金属、導電プラス
チック、導電ゴム等からなる電極板であり、高抵抗層2
bはカーボンおよび酸化チタンを分散させたポリプロピ
レンからなる薄層の高抵抗部材であり、膜厚は40μ
m、体積低効率は約1012Ωcmである。
【0035】帯電部材2は高抵抗層2b側を感光ドラム
1面に対向させて固定して配設してあり、感光ドラム1
上の点A(0、r)と最近接しており、このギャップ間
距離は約70μmである。
【0036】帯電部材2は感光ドラム1に対し凹面で面
するとともに最近接領域の長手方向両端部とそれより下
流側片端部において感光ドラム1との間に感光ドラム1
の非画像部に接する不図示のスペーサーを介することに
よって感光ドラムとの間に空気間隙を形成する。
【0037】.印加振動電圧の状態切り替え 電源3からは該電極部材2の電極部材2aに対し、該帯
電部材の放電面が感光ドラム1の画像形成領域に面する
間には帯電バイアスとして 交流成分VPP 1800V 周波数f 200Hz 直流成分 −600V の振動電圧が印加されている。
【0038】ページ間には画像が形成されない領域(以
下、紙間と称する)が生じるため、帯電部材2の放電面
が感光ドラム1の紙間に面する間には 振幅 4kV 周波数 20Hz 直流成分 −2kV の振動電圧が、放電面に飛散トナーや紙粉等の異物が付
着しないように、あるいは前記異物を感光ドラム1側へ
移転させる目的で、印加される。
【0039】帯電部材2は放電面が固定されているため
に、該放電面は電荷を保持してチャージアップを起こし
易い。特に、放電面に飛散トナーや紙粉等が付着してい
た場合、しかも雰囲気環境の湿度が高い状態では、前記
付着物は、吸湿により低抵抗化することによって放電の
核になり、異常放電を生じさせる原因となる。
【0040】さらに、凹型帯電器の場合は、平面板など
に比べ、被帯電体と抵抗している時間が長いために異常
放電が発生し易くなっていた。
【0041】またこれらの現象は、放電領域におけるN
X の発生によって増幅される傾向にある。
【0042】このため、本実施例では該放電面が被帯電
体であるところの感光ドラム(像担持体)上の非画像形
成領域に面したタイミングで該帯電部材2に対し、前記
飛散トナーや紙粉等の汚れを感光ドラム1に向かって転
移させるバイアス電圧(以下、クリーニングバイアスと
記す)を印加する。
【0043】本実施例においては、負極性トナー及び負
極性シリカを外添した現像剤および紙粉を反発させるた
め、 直流成分 −1kV 振幅 2kV 周波数 20Hz 正弦波 をクリーニングバイアスとして、プリンターの前多回
転、前回転、紙間、及び後回転時に印加した。
【0044】図3に帯電バイアス(放電面が感光ドラム
1の画像形成領域に面している際に帯電部材2に印加さ
れる)と、クリーニングバイアス(放電面が感光ドラム
1の非画像形成領域に面している際に帯電部材2に印加
される)の波形を示す。
【0045】直流成分を−1kVとしたのは、帯電時に
比べマイナスを強めることでトナーを反発させるのに効
果が認められたためである。
【0046】振幅を2kVとしたのは、クリーニングバ
イアスの振幅は、1〜2kV程度の範囲では大きくした
方が放電面の汚れ除去に対し効果が認められたからであ
る。
【0047】周波数を20Hzとしたのは、帯電時より
も周波数を下げたほうが放電面の汚れ除去に対し効果が
認められたためである。これは、クリーニングバイアス
の周波数をあまり高くすると、電界の変化に対し異物
(汚れ)の移動が追随し難くなるためだと考えられる。
【0048】このクリーニングバイアスの印加のタイミ
ングチャートを図4に示す。図4は、2枚連続プリント
を行った場合の1次帯電、現像、転写高圧のON/OF
Fの様子を説明するための図である。
【0049】図中、Vim(2V)は、帯電部材2に対
し感光ドラム1の画像形成領域を帯電するためにバイア
スが印加される状態を示し、Vc(0V)は、前記クリ
ーニングバイアスが印加される状態を示す。
【0050】VHi(5V)は、転写ローラ7に対し感光
ドラム1上のトナー像を紙に転写させるためのバイアス
が印加される状態を示し、VNeg (−2V)は、転写ロ
ーラ7上の汚れを感光ドラム1に転移させるためのバイ
アスが印加される状態を示す。
【0051】T1 は、前多回転中に帯電部材2および転
写ローラ7の汚れを感光ドラム1上に転移させる時間を
示し、本実施例においてはφ20mmの転写ローラ7の
2回転分に相当する630msecである。
【0052】T2 は、転移バイアス印加によって感光ド
ラム1が帯電された部分が現像領域に到達する時間であ
り、本実施例においては、30msecである。
【0053】T3 は、メインモータ(不図示)の立ち上
がり時間であり、200msecである。
【0054】T4 は、帯電部が露光位置までに到達する
時間であり、15msecである。
【0055】本実施例に示したクリーニングバイアスを
帯電部材2に対し印加しない場合は、高温高湿環境にお
いては、わずか百枚前後のプリント後に一晩放置すれ
ば、朝一において帯電不良が生じたのに対し、本実施例
に示した如く、前多回転、前回転、紙間および後回転時
に、前記クリーニングバイアスを印加すれば、5000
枚程度まで放電面の汚れに起因する帯電不良および異常
放電は、高温高湿環境下における朝一においても、画像
上に顕在化しなかった。
【0056】.モアレ防止 帯電部材2の放電面を凹面とすることでモアレの発生が
抑制される。
【0057】本実施例においては、帯電部材2は図2の
1 〜Q2 の部分において17mmの曲率半径を持つ凹
曲面で、感光体表面との間に空気間隙を形成する。
【0058】感光体表面上の任意の点をPxとし、円弧
APxの長さをX、Pxと帯電部材2との距離( 前記空
気間隙) をZ(x)とすれば、Xに対するZ(x)は図
5に示す関係になる。
【0059】即ち、帯電部材2に対し、帯電バイアスと
して 交流成分の振幅 2200V 周波数 200Hz 直流成分 −600V のバイアス電圧を印加した。
【0060】感光ドラム表面に対し放電が生じ帯電が行
われるのは、パッシェンの放電条件から計算すると図5
におけるx1〜x2間になる。
【0061】本実施例においては、放電領域の幅が約1
7mmと従来のローラ式の帯電部材に比べると約20倍
近く広い帯電幅となり、かつこの放電領域において前記
Z(x)は、図5に示す如く感光体の移動距離に対しほ
ぼ線形に増加する構成となっている。このため、振動バ
イアスのマイナス側極大値が印加された時に帯電される
電位分布は、帯電部材と感光体との距離変化に応じて図
6に示す如く最大電位部から下流側にかけてなだらかに
低下した分布になる。
【0062】前記モアレの原因となる帯電電位変動の振
幅は、振動電圧の周波数、感光体表面の移動速度と図6
に示す帯電電位分布によって決まる。簡単のため、この
様子を振動バイアスの極大値が印加された際に行われる
帯電を考えることにより説明する。図6に示す帯電が行
われた時間をt=t0とする。
【0063】図7はt=t0から振動バイアス1/2周
期分の時間 1/2f=1/600(sec) が経過した時点の帯電電位を説明するための図である。
【0064】t=t0+1/2f の時点においては、帯電部材2に対し振動バイアスのプ
ラス側極大値が印加されるため、直流バイアス値を中心
にして電界の向きが反転した放電が行われ、感光体の帯
電電位は、図7の実線に示すような帯電電位分布とな
る。
【0065】図8は、t=t0+1/f時点における帯
電電位分布を示す図である。図中、波線で囲んだBの領
域におけるノコギリ状の電位変化は、振動電界を用いて
帯電を行う事によって生じ、この振幅の値を小さくする
事によって前記モアレ画像を目立たなくする事が本発明
の主旨である。本実施例においては計算上、前記振幅は
40V以下になっている。なお図6に示す電位分布は、
周知の如く該帯電部材放電面の曲率、長さを変えること
により任意に変更可能である。
【0066】実際、本実施例の系で、画像を出力したと
ころ、600dpiのハーフトーン画像上においてモア
レ画像は全く認められず、かつ感光ドラムのメモリーも
無い良好な画像が得られた。
【0067】このように本発明によれば、固定式の帯電
部材の放電面に付着する汚れを積極的に像担持体に転移
させるため、特に高温、高湿環境下において生じやすい
帯電不良、もしくは異常放電を抑制し長期にわたり安定
した帯電が行え、かつモアレの発生もない画像形成装置
を提供することが可能になる。
【0068】なお、本実施例において帯電部材2は非帯
電体としての感光ドラム1(像担持体)に対し非接触に
保持したが、一部が接触する構成であってもよい。被帯
電体としての像担持体は、円筒状のドラム感光体を用い
たが、ベルト感光体を用いてもよく、その場合、帯電領
域を平面に保持することも可能である。
【0069】さらに、本実施例および後述される実施例
2以下に示される帯電部材における個々の構成部品の材
質、寸法、体積抵抗率および厚さ、あるいは印加される
バイアス値、等は単に一例であり、本発明を限定するも
のではない。
【0070】〈実施例2〉(図9) 本実施例は、実施例1の装置において、クリーニングバ
イアス波形のデューティー比を変えることにより、放電
面の汚れを反発させる電界強度を強めることを特徴とす
る。
【0071】本実施例においては、クリーニングバイア
スとして 振幅 4kV 周波数 200Hz デューティー比 20:80 直流成分 −1kV 矩形波 を帯電部材に印加した。このバイアス波形を図9に示
す。
【0072】本実施例の画像形成装置は、負極性トナー
に負極性シリカを外添した現像剤を用いている。よっ
て、クリーニングバイアス波形のデューティー比を変え
ることにより、バイアスの直流成分値を中心として、マ
イナスに帯電した異物を放電面から反発させる電界強度
を強めるために、帯電部材2の放電面に付着するトナー
の量を、実施例1の場合に比べさらに減じることが可能
となる。
【0073】実際、本実施例に示した構成の帯電部材を
用いることにより、10000 枚程度まで放電面の汚れに起
因する帯電不良および、異常放電は画像上に顕在化しな
かった。
【0074】本実施例に示した如くの帯電部材を用いる
ことにより、放電面がトナーや紙粉で汚れるのを軽減で
きるようになる。特に高温、高湿環境下において、前記
汚れが低抵抗化して生じやすい帯電不良、もしくは異常
放電を抑止することが可能になる。
【0075】〈実施例3〉(図10) 本実施例は本発明に従う帯電部材もしくは帯電装置を像
担持体の帯電手段として用いている画像形成装置のプロ
セスカートリッジである。
【0076】プロセスカートリッジとは、帯電手段、感
光体、現像手段、クリーニング手段の少なくとも2つ以
上を一体的にカートリッジ化し、これを画像形成装置本
体に対し着脱可能としたものである。感光体、現像剤に
代表される消耗品をカートリッジとして一体化して、ユ
ーザーが容易に交換できるようにする事により、基本的
にメンテナンスフリーの画像形成装置が提供できるよう
になる。
【0077】本実施例のプロセスカートリッジPCは、
像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体1、帯
電部材2、現像器10、クリーナー器15の4つのプロ
セス機器を包含させてなるものである。
【0078】現像器10において、5は現像スリーブ、
11は現像剤(トナー)Tの収容容器、12は該容器1
1内のトナー撹拌回転部材であり、トナーTを撹拌する
と共に現像スリーブ方向へ送り出す役目をしている。1
3は現像スリーブ5上にトナーTを均一な厚みにコート
するための現像ブレードである。
【0079】クリーナー15において、8はクリーニン
グブレード、16はクリーニングブレード8で回収され
たトナーを溜めるトナー溜である。
【0080】17はプロセスカートリッジのドラムシャ
ッターであり、実線示の開き状態から2点鎖線示の閉じ
状態に開閉自在である。プロセスカートリッジが画像形
成装置本体(不図示)から取り出された状態においては
2点鎖線示の閉じ状態にあり、感光ドラム1の外部露出
部分面を隠散して感光ドラム面を保護している。
【0081】プロセスカートリッジを画像形成装置本体
に装着するときはシャッター17を実線示のように開き
状態にする、或いはプロセスカートリッジの装着過程で
シャッター17が自動的に開き動作して、プロセスカー
トリッジが正規に装着されると、感光ドラム1の外部露
出部分面が画像形成装置本体側の転写ローラ7に圧接し
た状態になる。
【0082】またプロセスカートリッジと画像形成装置
本体とが機械的・電気的にカップリングして、画像形成
装置本体側の駆動機構でプロセスカートリッジ側の感光
ドラム1・現像スリーブ5・撹拌棒12等の駆動が可能
となり、また画像形成装置本体側の電気回路によりプロ
セスカートリッジ側の帯電部材2への帯電バイアスの印
加、現像スリーブ5への現像バイアスの印加等が可能と
なり、画像形成動作を実行できる状態になる。
【0083】18はプロセスカートリッジのクリーナー
15と現像器10との間に設けた露光用通路であり、画
像形成装置本体側のレーザースキャナ(不図示)からの
出力レーザー光4がこの露光用通路18を通してプロセ
スカートリッジ内に入光して感光ドラム1面が走査露光
される。
【0084】本発明の帯電部材を用いているために、振
動バイアス印加によって生じる電位変動の少ない帯電が
可能になる。よって、モアレ画像がほとんど目だたな
く、かつ帯電音も小さなプロセスカートリッジを提供す
ることが可能になる。
【0085】また、本発明における画像形成装置の潜像
形成は、強度変調されたレーザービームをポリゴンスキ
ャナーによって走査する方法(ライン走査)に限らず、
LEDヘッド、あるいは液晶シヤッターと光源からなる
光学系等の周知の方法が適用可能である。
【0086】更に、像担持体としては感光ドラムに限ら
ず絶縁体のものを使用することもできる。この場合は帯
電部材の像担持体面移動方向下流側にピン状の電極を像
担持体長手方向に並べて対向配置したマルチスタイラス
の記録ヘッドを設けて帯電後に潜像を形成すればよい。
また本発明の画像形成装置は正規現像にも反転現像にも
適用可能であることはもちろんである。
【0087】現像方式は、反転現像に限るものではな
く、正規現像に対しても同様の効果を発揮できる。
【0088】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、振動電圧
方式の帯電部材、該帯電部材を有する帯電装置、画像形
成装置、プロセスカートリッジについて、低コスト、コ
ンパクトでありながら長期にわたり雰囲気環境の影響に
左右されない安定した放電が行え、かつモアレの発生も
無い帯電を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の装置の要部の概略構成図
【図2】 要部の拡大図
【図3】 帯電バイアスとクリーニングバイアスの波形
【図4】 クリーニングバイアスを帯電部材に印加する
タイミングチャート
【図5】 感光体の表面位置に対する帯電部材表面の距
離を示す図
【図6】 1 回の放電によって帯電される電位分布を表
わす図
【図7】 振動バイアス1/2 周期分の時間が経過した時
点での帯電電位分布を表わす図
【図8】 振動バイアス1 周期分の時間が経過した時点
での帯電電位分布を表わす図
【図9】 実施例2の装置におけるクリーニングバイア
スの波形を表わす図
【図10】 実施例3の装置(プロセスカートリッジ)
の要部の概略構成図
【図11】 帯電手段として振動電圧印加方式の接触帯
電装置を採用した従来の画像形成装置の一例の概略構成
【符号の説明】
1 像担持体(被帯電体)としての感光ドラム 2 帯電部材 3 バイアス電源 4 レーザー光 5 現像スリーブ 6 記録紙 7 転写ローラ 8 クリーニングブレード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 寛明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 浅野 えりか 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 木須 浩樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電面を被帯電体に近接もしくは当接さ
    せて配置しこれに振動電圧を印加して被帯電体面を帯電
    する固定式の帯電部材であり、 該帯電部材に対する印加振動電圧の振幅・周波数・直流
    成分のうち少なくとも1つは、該帯電部材の放電面が被
    帯電体の帯電処理する領域と帯電処理しない領域に面す
    る際に切り替わる事が可能である事を特徴とする帯電部
    材。
  2. 【請求項2】 前記被帯電体は、少なくとも帯電領域に
    おいて平面もしくは凸の曲率を持つ曲面であり、かつ前
    記帯電部材の放電面は被帯電面に対し凹の曲率を持つ曲
    面である事を特徴とする請求項1に記載の帯電部材。
  3. 【請求項3】 被帯電体が画像形成装置における像担持
    体であることを特徴とする請求項1に記載の帯電部材。
  4. 【請求項4】 固定式の帯電部材をその放電面を被帯電
    体に近接もしくは当接させて配置しこれに振動電圧を印
    加して被帯電体面を帯電する帯電装置において、 該帯電部材に対する印加振動電圧の振幅・周波数・直流
    成分のうち少なくとも1つは、該帯電部材の放電面が被
    帯電体の帯電処理する領域と帯電処理しない領域に面す
    る際に切り替わる事が可能である事を特徴とする帯電装
    置。
  5. 【請求項5】 前記被帯電体は、少なくとも帯電領域に
    おいて平面もしくは凸の曲率を持つ曲面であり、かつ前
    記帯電部材の放電面は被帯電面に対し凹の曲率を持つ曲
    面である事を特徴とする請求項4に記載の帯電装置。
  6. 【請求項6】 被帯電体が画像形成装置における像担持
    体であることを特徴とする請求項4に記載の帯電装置。
  7. 【請求項7】 像担持体を帯電処理する工程を含む作像
    プロセスを適用して像担持体に静電潜像を形成し該静電
    潜像を顕像化して画像形成を実行する画像形成装置にお
    いて、 像担持体を帯電処理する手段は、固定式の帯電部材をそ
    の放電面を像担持体に近接もしくは当接させて配置しこ
    れに振動電圧を印加して被帯電体面を帯電する帯電装置
    であり、 該帯電部材に対する印加振動電圧の振幅・周波数・直流
    成分のうち少なくとも1つは、該帯電部材の放電面が像
    担持体上に静電潜像が形成される領域と形成されない領
    域に面する際に切り替わる事が可能である事を特徴とす
    る画像形成装置。
  8. 【請求項8】 前記被帯電体は、少なくとも帯電領域に
    おいて平面もしくは凸の曲率を持つ曲面であり、かつ前
    記帯電部材の放電面は像担持体面に対し凹の曲率を持つ
    曲面である事を特徴とする請求項7に記載の画像形成装
    置。
  9. 【請求項9】 少なくとも、像担持体と、該像担持体を
    帯電処理する手段を包含し、画像形成装置に対して一括
    して着脱されるプロセスカートリッジにおいて、 像担持体を帯電処理する手段は、放電面を像担持体に近
    接もしくは当接させて配置しこれに振動電圧を印加して
    被帯電体面を帯電する固定式の帯電部材、もしくは固定
    式の帯電部材をその放電面を被帯電体に近接もしくは当
    接させて配置しこれに振動電圧を印加して被帯電体面を
    帯電する帯電装置であり、 該帯電部材に対する印加振動電圧の振幅・周波数・直流
    成分のうち少なくとも1つは、該帯電部材の放電面が像
    担持体上に静電潜像が形成される領域と形成されない領
    域に面する際に切り替わる事が可能である事を特徴とす
    るプロセスカートリッジ。
  10. 【請求項10】 前記被帯電体は、少なくとも帯電領域
    において平面もしくは凸の曲率を持つ曲面であり、かつ
    前記帯電部材の放電面は像担持体面に対し凹の曲率を持
    つ曲面である事を特徴とする請求項9に記載のプロセス
    カートリッジ。
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