JP2814778B2 - 帯電装置 - Google Patents
帯電装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は帯電装置に関する。より
詳しくは、電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触
させることで被帯電体面を所定の電位に帯電処理（除電
処理も含む、以下同じ）する直接（又は接触）帯電装置
に関する。
詳しくは、電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触
させることで被帯電体面を所定の電位に帯電処理（除電
処理も含む、以下同じ）する直接（又は接触）帯電装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電子写真装置（複写機・光プリ
ンタなど）・静電記録装置等の画像形成装置に於て、感
光体・誘電体等の被帯電体としての像担持体の面を帯電
処理する手段機器としては従来より非接触式であるコロ
ナ放電装置が広く利用されている。
ンタなど）・静電記録装置等の画像形成装置に於て、感
光体・誘電体等の被帯電体としての像担持体の面を帯電
処理する手段機器としては従来より非接触式であるコロ
ナ放電装置が広く利用されている。
【０００３】コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体の
面を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効で
ある。しかし、高圧電源を必要とし、コロナ放電のため
好ましくないオゾンが発生するなどの問題点を有してい
る。
面を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効で
ある。しかし、高圧電源を必要とし、コロナ放電のため
好ましくないオゾンが発生するなどの問題点を有してい
る。
【０００４】このようなコロナ放電装置に対して前記の
ような直接帯電装置は、電源の低圧化が図れ、オゾンの
発生量が極めて少ない等の長所を有していることから、
例えば画像形成装置に於てコロナ放電装置にかえて感光
体・誘電体等の像担持体などの被帯電体面を帯電処理す
る手段装置として注目され、実用化されてきた。
ような直接帯電装置は、電源の低圧化が図れ、オゾンの
発生量が極めて少ない等の長所を有していることから、
例えば画像形成装置に於てコロナ放電装置にかえて感光
体・誘電体等の像担持体などの被帯電体面を帯電処理す
る手段装置として注目され、実用化されてきた。
【０００５】帯電部材はローラ型・ブレード型・ロッド
型・パッド型・ブラシ型など種々の形態のものとするこ
とができる。以下便宜上、被帯電体を電子写真装置の感
光体、帯電部材をローラ型のもの（帯電ローラ）として
説明する。被帯電体としての感光体の帯電部材としての
帯電ローラによる帯電は、帯電ローラに高圧を印加し、
感光体に対し接触駆動、または従動回転させることによ
って感光体に帯電を行なう。帯電のメカニズムは、帯電
ローラと感光体の接触部近傍の微少ギャップ間で空気の
絶縁破壊が生じ、これによって帯電ローラから感光体へ
の電荷の移動が起こると考えられる。
型・パッド型・ブラシ型など種々の形態のものとするこ
とができる。以下便宜上、被帯電体を電子写真装置の感
光体、帯電部材をローラ型のもの（帯電ローラ）として
説明する。被帯電体としての感光体の帯電部材としての
帯電ローラによる帯電は、帯電ローラに高圧を印加し、
感光体に対し接触駆動、または従動回転させることによ
って感光体に帯電を行なう。帯電のメカニズムは、帯電
ローラと感光体の接触部近傍の微少ギャップ間で空気の
絶縁破壊が生じ、これによって帯電ローラから感光体へ
の電荷の移動が起こると考えられる。
【０００６】感光体に接触させた帯電ローラに高圧ＤＣ
（直流）電圧を印加していくと、図６のようにある電圧
（約５５０Ｖ）から帯電を開始し、それ以降は印加電圧
と感光体の表面電位ＶD は比例する。そこで、この放電
開始電圧をＶthとすると、帯電すべき所望の感光体表面
電位ＶD に放電開始電圧Ｖthを加えた電圧を帯電ローラ
に印加すれば、感光体表面は一様に表面電位ＶD に帯電
されることになる。
（直流）電圧を印加していくと、図６のようにある電圧
（約５５０Ｖ）から帯電を開始し、それ以降は印加電圧
と感光体の表面電位ＶD は比例する。そこで、この放電
開始電圧をＶthとすると、帯電すべき所望の感光体表面
電位ＶD に放電開始電圧Ｖthを加えた電圧を帯電ローラ
に印加すれば、感光体表面は一様に表面電位ＶD に帯電
されることになる。
【０００７】しかし、この帯電方法では帯電ローラ上の
ゴミ、傷が電位むらとなってあらわれやすい。又、若干
のかぶりを生じる等、微視的な電位の集束性が悪いとい
った問題がある。
ゴミ、傷が電位むらとなってあらわれやすい。又、若干
のかぶりを生じる等、微視的な電位の集束性が悪いとい
った問題がある。
【０００８】このため、一般的には、感光体の表面電位
ＶD 相当のオフセット電圧に放電開始電圧Ｖthの二倍以
上のピーク間電圧を持つＡＣ（交流）成分を重畳した振
動電圧を帯電ローラに印加して帯電を実行させることに
より、上記の問題を解決する帯電方法がとられる。この
帯電方法を以下「ＡＣ帯電法」を称する。
ＶD 相当のオフセット電圧に放電開始電圧Ｖthの二倍以
上のピーク間電圧を持つＡＣ（交流）成分を重畳した振
動電圧を帯電ローラに印加して帯電を実行させることに
より、上記の問題を解決する帯電方法がとられる。この
帯電方法を以下「ＡＣ帯電法」を称する。
【０００９】このＡＣ帯電法に於てＡＣ成分を定電圧制
御とすると、帯電ローラの抵抗が上昇する低温低湿環境
下で十分な放電が起こる電圧に設定した場合、帯電ロー
ラの抵抗が下降する高温高湿環境下で感光体のリークが
生じる。そこでＡＣ成分を定電流制御して、様々な環境
下での帯電ローラの抵抗に応じたＡＣ電圧が印加される
ようにし、同時に感光体の表面電位ＶD 相当のオフセッ
ト電圧を定電圧制御することにより、感光体の表面電位
ＶD を制御していた。
御とすると、帯電ローラの抵抗が上昇する低温低湿環境
下で十分な放電が起こる電圧に設定した場合、帯電ロー
ラの抵抗が下降する高温高湿環境下で感光体のリークが
生じる。そこでＡＣ成分を定電流制御して、様々な環境
下での帯電ローラの抵抗に応じたＡＣ電圧が印加される
ようにし、同時に感光体の表面電位ＶD 相当のオフセッ
ト電圧を定電圧制御することにより、感光体の表面電位
ＶD を制御していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡＣ帯
電法においてＡＣ成分を定電流制御とした場合も、帯電
部材としての帯電ローラの環境特性による抵抗変化、帯
電ローラ表面の汚れによる抵抗変化、高圧印加用配線の
浮遊容量の影響等により、高圧電源の負荷としての交流
インピーダンスは変動を受け、特に交流インピーダンス
の大きくなる条件ではＡＣ電圧波形が歪みを生じやす
い。例えば図７に示すように直流オフセット電圧ＶD ＝
−６００Ｖに重畳されるＡＣ電圧は非対称波形となる。
電法においてＡＣ成分を定電流制御とした場合も、帯電
部材としての帯電ローラの環境特性による抵抗変化、帯
電ローラ表面の汚れによる抵抗変化、高圧印加用配線の
浮遊容量の影響等により、高圧電源の負荷としての交流
インピーダンスは変動を受け、特に交流インピーダンス
の大きくなる条件ではＡＣ電圧波形が歪みを生じやす
い。例えば図７に示すように直流オフセット電圧ＶD ＝
−６００Ｖに重畳されるＡＣ電圧は非対称波形となる。
【００１１】このＡＣ電圧の中間電位（この例では−５
２５Ｖ）に放電開始電圧Ｖth（約５５０Ｖ）を加えたあ
るいは差し引いた電圧領域（図７中、斜線を施した領
域）では、帯電ローラと感光体間で放電が生じる。この
場合、ＡＣ電圧波形が歪んでいるので、放電の生じる領
域でのＡＣ電圧波形の＋側と−側では、その波形の形は
異なり、＋側と−側の放電量は若干異なるけれども、実
験によれば、感光体の表面電位ＶD はほぼＡＣ電圧の中
間電位に帯電されて−５２５Ｖとなる。
２５Ｖ）に放電開始電圧Ｖth（約５５０Ｖ）を加えたあ
るいは差し引いた電圧領域（図７中、斜線を施した領
域）では、帯電ローラと感光体間で放電が生じる。この
場合、ＡＣ電圧波形が歪んでいるので、放電の生じる領
域でのＡＣ電圧波形の＋側と−側では、その波形の形は
異なり、＋側と−側の放電量は若干異なるけれども、実
験によれば、感光体の表面電位ＶD はほぼＡＣ電圧の中
間電位に帯電されて−５２５Ｖとなる。
【００１２】このように、ＡＣ帯電法においてはＡＣ電
圧に歪みが生じると、被帯電体としての感光体の表面電
位ＶD は定電圧制御されたオフセット電圧ＶDCに相当す
る値からは大きくずれてしまい、所望の表面電位ＶD に
制御することが不可能となり、潜像電位の変動による画
像上のカブリや線幅の変動等が生じるという欠点があっ
た。
圧に歪みが生じると、被帯電体としての感光体の表面電
位ＶD は定電圧制御されたオフセット電圧ＶDCに相当す
る値からは大きくずれてしまい、所望の表面電位ＶD に
制御することが不可能となり、潜像電位の変動による画
像上のカブリや線幅の変動等が生じるという欠点があっ
た。
【００１３】そこで本発明はＡＣ帯電法の帯電装置につ
いて、帯電部材の使用環境による抵抗変動等により印加
電圧波形が歪んでも、被帯電体面の表面電位を目標とな
る電位にできるようにすることを目的とする。
いて、帯電部材の使用環境による抵抗変動等により印加
電圧波形が歪んでも、被帯電体面の表面電位を目標とな
る電位にできるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、被帯電体に接
触して被帯電体を帯電する帯電部材であって、直流電圧
と交流電圧を備える振動電圧が印加された帯電部材を有
し、前記振動電圧の交流成分は定電流制御される帯電装
置において、前記振動電圧の最大ピーク電位と最小ピー
ク電位の中間電位に基づいて前記直流電圧を制御するこ
とを特徴とする帯電装置、である。
触して被帯電体を帯電する帯電部材であって、直流電圧
と交流電圧を備える振動電圧が印加された帯電部材を有
し、前記振動電圧の交流成分は定電流制御される帯電装
置において、前記振動電圧の最大ピーク電位と最小ピー
ク電位の中間電位に基づいて前記直流電圧を制御するこ
とを特徴とする帯電装置、である。
【００１５】
【作用】上記の本発明によれば、帯電部材の環境特性に
よる抵抗変化等により印加電圧波形が歪んだ場合におけ
る被帯電体の表面電位の変動を補正して被帯電体の表面
電位を目標とする表面電位に収束制御することができ
る。従って例えば画像形成装置にあっては像担持体の帯
電処理を均一に精度よく行なわせて、画像上のカブリや
線幅の変動等の発生を防止することができる。
よる抵抗変化等により印加電圧波形が歪んだ場合におけ
る被帯電体の表面電位の変動を補正して被帯電体の表面
電位を目標とする表面電位に収束制御することができ
る。従って例えば画像形成装置にあっては像担持体の帯
電処理を均一に精度よく行なわせて、画像上のカブリや
線幅の変動等の発生を防止することができる。
【００１６】
＜実施例１＞（図１・図２） （１）画像形成装置例 図１は本発明の帯電装置を像担持体（被帯電体）として
の電子写真感光体の一次帯電手段として用いた複写機も
しくはプリンタの構成略図を示している。
の電子写真感光体の一次帯電手段として用いた複写機も
しくはプリンタの構成略図を示している。
【００１７】１は回転ドラム型の電子写真感光体であ
り、導電性のドラム基体１２の外周面に感光層（光導電
性物質層）１１を形成してあり、矢示の時計方向に所定
の周速（プロセススピード）で回転駆動される。本例の
感光体１はＯＰＣ感光体であり、プロセススピード５０
mm/secで回転駆動される。
り、導電性のドラム基体１２の外周面に感光層（光導電
性物質層）１１を形成してあり、矢示の時計方向に所定
の周速（プロセススピード）で回転駆動される。本例の
感光体１はＯＰＣ感光体であり、プロセススピード５０
mm/secで回転駆動される。
【００１８】２は感光体１の表面に所定の圧力で加圧接
触させた帯電部材としての帯電ローラである。この帯電
ローラとしては導電性の弾性体が用いられる。本例では
芯金棒２１の外周にカーボン系の導電性を分散させたウ
レタンゴム層２２を形成し、そのゴム層の表面層をナイ
ロン系の抵抗体層（例えばＮ−メトキシメチル化ナイロ
ン等の塗布層）２３で被覆したものである。ゴム層２２
の抵抗値は１０5 Ωｃｍ以下、抵抗層２３の抵抗値は１
０8 〜１０12Ωｃｍが望ましい。帯電ローラ２は感光体
１に圧接して所定のニップ部２４を形成しながら、本例
の場合は感光体１の回転駆動に伴なって順方向に従動回
転する。
触させた帯電部材としての帯電ローラである。この帯電
ローラとしては導電性の弾性体が用いられる。本例では
芯金棒２１の外周にカーボン系の導電性を分散させたウ
レタンゴム層２２を形成し、そのゴム層の表面層をナイ
ロン系の抵抗体層（例えばＮ−メトキシメチル化ナイロ
ン等の塗布層）２３で被覆したものである。ゴム層２２
の抵抗値は１０5 Ωｃｍ以下、抵抗層２３の抵抗値は１
０8 〜１０12Ωｃｍが望ましい。帯電ローラ２は感光体
１に圧接して所定のニップ部２４を形成しながら、本例
の場合は感光体１の回転駆動に伴なって順方向に従動回
転する。
【００１９】３は帯電ローラ２に電圧を供給する電源で
ある。ＡＣ正弦波に、該ＡＣ正弦波のピーク電位に基づ
き制御された直流オフセット電圧ＶDCを重畳した振動電
圧を供給する。この電圧制御については次の（２）項で
詳述する。
ある。ＡＣ正弦波に、該ＡＣ正弦波のピーク電位に基づ
き制御された直流オフセット電圧ＶDCを重畳した振動電
圧を供給する。この電圧制御については次の（２）項で
詳述する。
【００２０】上記帯電ローラ２で直接帯電された回転感
光体１の表面は次に投影光学系・レーザー・ＬＥＤ・液
晶アレイ等の露光手段４により像露光Ｌが行なわれ、感
光体面に露光像に対応した静電潜像が形成される。像露
光Ｌは画像記録部に光が当るイメージ露光が再現性・安
定性に秀れている。その結果、静電潜像の現像は反転現
像となり、感光体面に形成された静電潜像は現像器５に
よって（−）極性のトナーで反転現像される。
光体１の表面は次に投影光学系・レーザー・ＬＥＤ・液
晶アレイ等の露光手段４により像露光Ｌが行なわれ、感
光体面に露光像に対応した静電潜像が形成される。像露
光Ｌは画像記録部に光が当るイメージ露光が再現性・安
定性に秀れている。その結果、静電潜像の現像は反転現
像となり、感光体面に形成された静電潜像は現像器５に
よって（−）極性のトナーで反転現像される。
【００２１】上記反転現像された感光体面の現像像は転
写ローラ６により転写材Ｐに転写され、定着器８により
転写材Ｐに定着される。一方、感光体は転写残りのトナ
ーがクリーナ７で回収されて次の画像形成に供される。
写ローラ６により転写材Ｐに転写され、定着器８により
転写材Ｐに定着される。一方、感光体は転写残りのトナ
ーがクリーナ７で回収されて次の画像形成に供される。
【００２２】（２）電圧制御 帯電ローラ２に印加する振動電圧は、ＡＣ成分を定電流
制御し、印加電圧のピーク電位を検出し、その値に基づ
き制御された直流オフセット電圧ＶDCを重畳する。
制御し、印加電圧のピーク電位を検出し、その値に基づ
き制御された直流オフセット電圧ＶDCを重畳する。
【００２３】帯電ローラ２の表面のナイロン系の抵抗層
２３は、温度、湿度によって抵抗値が変化するため、帯
電特性が変化する。特に低温低湿環境下では帯電が行な
われにくく、ＡＣ電流が小さいと砂地と呼ばれる微少な
帯電不良が発生する。
２３は、温度、湿度によって抵抗値が変化するため、帯
電特性が変化する。特に低温低湿環境下では帯電が行な
われにくく、ＡＣ電流が小さいと砂地と呼ばれる微少な
帯電不良が発生する。
【００２４】本実施例では、１５℃、１０％Ｒ．Ｈ．の
低温低湿環境下で実験を行なったところ、帯電不良とし
ての砂地は約２．４ｋＶP-P のピーク間電圧を有するＡ
Ｃ電圧を印加することによって除去できた。このときの
ＡＣ電流値は４３０μＡであった。本実施例では帯電ロ
ーラ２の抵抗値変化分を考慮に入れてＡＣ成分を４８０
μＡで定電流制御をすることにする。
低温低湿環境下で実験を行なったところ、帯電不良とし
ての砂地は約２．４ｋＶP-P のピーク間電圧を有するＡ
Ｃ電圧を印加することによって除去できた。このときの
ＡＣ電流値は４３０μＡであった。本実施例では帯電ロ
ーラ２の抵抗値変化分を考慮に入れてＡＣ成分を４８０
μＡで定電流制御をすることにする。
【００２５】次に、直流オフセット電圧ＶDOを制御する
ための手順を説明する。まず、目標とする帯電電圧ＶDO
に相当する直流オフセット電圧ＶDC（＝ＶDO）に、４８
０μＡの定電流ＡＣ電圧を重畳した重畳電圧を帯電ロー
ラ２に印加する。この際、印加電圧の＋側ピーク電位Ｖ
+ 、−側ピーク電位Ｖ- を検出し、
ための手順を説明する。まず、目標とする帯電電圧ＶDO
に相当する直流オフセット電圧ＶDC（＝ＶDO）に、４８
０μＡの定電流ＡＣ電圧を重畳した重畳電圧を帯電ロー
ラ２に印加する。この際、印加電圧の＋側ピーク電位Ｖ
+ 、−側ピーク電位Ｖ- を検出し、
【００２６】
【数１】 を求める。このとき感光体１の表面はほぼ中間電位Ｖ
mid に帯電されている。
mid に帯電されている。
【００２７】つづいて、中間電位Ｖmid と目標とする帯
電電圧ＶDOとの差Ｖmid −ＶDoを直流オフセット電圧Ｖ
DCから減じた電圧、 ＶDC′＝ＶDC−（Ｖmid −ＶDO）＝ＶDO−Ｖmid ＋ＶDO＝２ＶDo−Ｖmid を新たな直流オフセット電圧として印加する。これによ
り、印加電圧の＋側および−側のピーク電位は新らたに Ｖ+ ′＝Ｖ+ −（Ｖmid −ＶDO）、Ｖ- ′＝Ｖ- −（Ｖmid −ＶDO） となり、このときの中間電位Ｖmid ′は、
電電圧ＶDOとの差Ｖmid −ＶDoを直流オフセット電圧Ｖ
DCから減じた電圧、 ＶDC′＝ＶDC−（Ｖmid −ＶDO）＝ＶDO−Ｖmid ＋ＶDO＝２ＶDo−Ｖmid を新たな直流オフセット電圧として印加する。これによ
り、印加電圧の＋側および−側のピーク電位は新らたに Ｖ+ ′＝Ｖ+ −（Ｖmid −ＶDO）、Ｖ- ′＝Ｖ- −（Ｖmid −ＶDO） となり、このときの中間電位Ｖmid ′は、
【００２８】
【数２】 となるから、感光体１の表面電位ＶD は目標とする帯電
電圧ＶDOに集束させることができる。
電圧ＶDOに集束させることができる。
【００２９】直流オフセット電位ＶDCの制御は、検出さ
れた＋側のピーク電位Ｖ+ 、−側のピーク電位Ｖ- から
マイクロコンピュータを用いた演算で中間電位Ｖmid を
求め、高圧電源回路にフィードバックをかけるようにし
てもよいし、高圧電源回路を帯電電圧波形の中間電位Ｖ
mid が目標とする帯電電位に等しくなるようなフィード
バックの回路構成とするようにしてもよい。
れた＋側のピーク電位Ｖ+ 、−側のピーク電位Ｖ- から
マイクロコンピュータを用いた演算で中間電位Ｖmid を
求め、高圧電源回路にフィードバックをかけるようにし
てもよいし、高圧電源回路を帯電電圧波形の中間電位Ｖ
mid が目標とする帯電電位に等しくなるようなフィード
バックの回路構成とするようにしてもよい。
【００３０】（３）画像出力例 前述図１のプリンタについて帯電ローラ２に対する印加
振動電圧を上記のように直流オフセット電圧ＶDCを制御
して実際に画像を出力した例を示す。
振動電圧を上記のように直流オフセット電圧ＶDCを制御
して実際に画像を出力した例を示す。
【００３１】プロセススピードを５０mm/sec、帯電波形
は正弦波で４００Hz、帯電ローラの径１２mmのプリンタ
で、低温低湿環境で画像評価を行なった。帯電ローラ２
は低温低湿環境に１ケ月以上放置し十分冷却乾燥したの
ち、５０００枚以上プリントを行ない、トナー等で表面
の汚れたものを用いた。
は正弦波で４００Hz、帯電ローラの径１２mmのプリンタ
で、低温低湿環境で画像評価を行なった。帯電ローラ２
は低温低湿環境に１ケ月以上放置し十分冷却乾燥したの
ち、５０００枚以上プリントを行ない、トナー等で表面
の汚れたものを用いた。
【００３２】まず、目標とする帯電電圧ＶDO＝−６００
Ｖに相当する直流オフセット電圧ＶDC（＝ＶDO）に、４
８０μＡの定電流ＡＣ電圧を重畳した電圧を帯電ローラ
２に印加すると、ＡＣ電圧波形は図２（ａ）に示すよう
に歪み、このとき Ｖ+ ＝＋７００Ｖ、 Ｖ- ＝−１７００Ｖ となり、中間電位Ｖmid はＶmid ＝−５００Ｖとなっ
た。
Ｖに相当する直流オフセット電圧ＶDC（＝ＶDO）に、４
８０μＡの定電流ＡＣ電圧を重畳した電圧を帯電ローラ
２に印加すると、ＡＣ電圧波形は図２（ａ）に示すよう
に歪み、このとき Ｖ+ ＝＋７００Ｖ、 Ｖ- ＝−１７００Ｖ となり、中間電位Ｖmid はＶmid ＝−５００Ｖとなっ
た。
【００３３】つづいて、中間電位Ｖmid ＝−５００Ｖと
目標とする帯電電圧ＶDO＝−６００Ｖとの差Ｖmid −Ｖ
DO＝１００Ｖを直流オフセット電圧ＶDC＝−６００Ｖか
ら減じた電圧、 ＶDC′＝−６００−１００＝−７００Ｖ を新たな直流オフセット電圧として印加すると、図２
（ｂ）に示すようになった。これにより、帯電ローラ２
に印加する重畳電圧の＋側および−側のピーク電位は新
らたに、 Ｖ+ ＝７００−１００＝６００Ｖ、 Ｖ- ＝−１７００−１００＝−１８００Ｖ となり、中間電位も新らたに Ｖmid ′＝−６００Ｖ となった。
目標とする帯電電圧ＶDO＝−６００Ｖとの差Ｖmid −Ｖ
DO＝１００Ｖを直流オフセット電圧ＶDC＝−６００Ｖか
ら減じた電圧、 ＶDC′＝−６００−１００＝−７００Ｖ を新たな直流オフセット電圧として印加すると、図２
（ｂ）に示すようになった。これにより、帯電ローラ２
に印加する重畳電圧の＋側および−側のピーク電位は新
らたに、 Ｖ+ ＝７００−１００＝６００Ｖ、 Ｖ- ＝−１７００−１００＝−１８００Ｖ となり、中間電位も新らたに Ｖmid ′＝−６００Ｖ となった。
【００３４】このとき、感光体の表面電位ＶD は、ほぼ
中間電位Ｖmid ′に等しく、目標とする帯電電圧−６０
０Ｖで安定しており、画像上カブリや線幅の変動等が生
じなかった。
中間電位Ｖmid ′に等しく、目標とする帯電電圧−６０
０Ｖで安定しており、画像上カブリや線幅の変動等が生
じなかった。
【００３５】帯電ローラ２と感光体１間で放電の起こる
電圧領域、すなわちＡＣ電圧の中間電位に放電開始電圧
Ｖth（約５５０Ｖ）を加えたあるいは差し引いた電圧領
域が大きければ大きいほど、十分な放電が起こるため、
ＡＣ電圧波形が多少歪んでも感光体の表面電位ＶD が中
間電位Ｖmid に正確に収束する。
電圧領域、すなわちＡＣ電圧の中間電位に放電開始電圧
Ｖth（約５５０Ｖ）を加えたあるいは差し引いた電圧領
域が大きければ大きいほど、十分な放電が起こるため、
ＡＣ電圧波形が多少歪んでも感光体の表面電位ＶD が中
間電位Ｖmid に正確に収束する。
【００３６】本実施例で用いた複写機もしくはプリンタ
により実験したところ、ＡＣ電流値が４８０μＡから５
５０μＡの範囲では、感光体の表面電位ＶD とＡＣ電圧
の中間電位Ｖmid との差は±２０Ｖ以内であり、ＡＣ電
流値が６００μＡ以上では±１０Ｖ以内となる。また、
ＡＣ電流値が９００μＡを超えると高温高湿環境下で感
光体のリークが生じた。従って、ＡＣ電流値は４８０μ
Ａ以上、９００μＡ以下とするのが良い。
により実験したところ、ＡＣ電流値が４８０μＡから５
５０μＡの範囲では、感光体の表面電位ＶD とＡＣ電圧
の中間電位Ｖmid との差は±２０Ｖ以内であり、ＡＣ電
流値が６００μＡ以上では±１０Ｖ以内となる。また、
ＡＣ電流値が９００μＡを超えると高温高湿環境下で感
光体のリークが生じた。従って、ＡＣ電流値は４８０μ
Ａ以上、９００μＡ以下とするのが良い。
【００３７】本実施例ではＡＣで電圧波形を正弦波とし
たが、矩形波、三角波、のこぎり波等であってもよい。
またＡＣ電圧は例えばＤＣ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。
このように交流電圧は周期的にその電圧値が変化するよ
うな電圧である。
たが、矩形波、三角波、のこぎり波等であってもよい。
またＡＣ電圧は例えばＤＣ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。
このように交流電圧は周期的にその電圧値が変化するよ
うな電圧である。
【００３８】＜実施例２＞（図３・図４） 本実施例では、帯電ローラ２に印加電圧の中間電位Ｖ
mid と、目標とする帯電電圧ＶDOとの差、Ｖmid −ＶDO
の大きさに応じて、直流オフセット電圧ＶDCの補正量を
切り換える。これによりＡＣ電圧の歪み量の大きな場合
にも、感光体１の表面電位ＶD を目標とする帯電電圧Ｖ
DOに精度よく収束させることができる。
mid と、目標とする帯電電圧ＶDOとの差、Ｖmid −ＶDO
の大きさに応じて、直流オフセット電圧ＶDCの補正量を
切り換える。これによりＡＣ電圧の歪み量の大きな場合
にも、感光体１の表面電位ＶD を目標とする帯電電圧Ｖ
DOに精度よく収束させることができる。
【００３９】図３に、実施例１で用いたと同じ複写機ま
たはプリンタについて、ＡＣ電圧の歪み量の大きい場合
の帯電ローラ印加電圧波形を示す。目標とする帯電電圧
ＶDO＝−６００Ｖに正弦波のＡＣ電圧を重畳したとき、
−側でＡＣ波形が大きく歪んだ場合を示している。＋側
のピーク電位Ｖ+ ，−側のピーク電位Ｖ- は Ｖ+ ＝＋６００Ｖ、 Ｖ- ＝−１５００Ｖ であるから、中間電位Ｖmid はＶmid ＝−４５０Ｖとな
るが、感光体１の表面電位ＶD は中間電位Ｖmid に等し
くはならずに ＶD ＝−５００Ｖ となった。
たはプリンタについて、ＡＣ電圧の歪み量の大きい場合
の帯電ローラ印加電圧波形を示す。目標とする帯電電圧
ＶDO＝−６００Ｖに正弦波のＡＣ電圧を重畳したとき、
−側でＡＣ波形が大きく歪んだ場合を示している。＋側
のピーク電位Ｖ+ ，−側のピーク電位Ｖ- は Ｖ+ ＝＋６００Ｖ、 Ｖ- ＝−１５００Ｖ であるから、中間電位Ｖmid はＶmid ＝−４５０Ｖとな
るが、感光体１の表面電位ＶD は中間電位Ｖmid に等し
くはならずに ＶD ＝−５００Ｖ となった。
【００４０】これはＡＣ電圧の中間電位Ｖmid に放電開
始電圧Ｖth（約５５０Ｖ）を加えたあるいは差し引いた
電圧領域（図３中、斜線を施した領域）では、帯電ロー
ラ２と感光体１間で放電が生じるが、ＡＣ電圧波形が大
きく歪んでいるので、−側で帯電ローラ２と感光体１間
の電位差が大きくなる期間が＋側より長いため−側でよ
り多くの放電が起こり、感光体１の表面電位ＶD が中間
電位Ｖmid より低くなったと考えられる。
始電圧Ｖth（約５５０Ｖ）を加えたあるいは差し引いた
電圧領域（図３中、斜線を施した領域）では、帯電ロー
ラ２と感光体１間で放電が生じるが、ＡＣ電圧波形が大
きく歪んでいるので、−側で帯電ローラ２と感光体１間
の電位差が大きくなる期間が＋側より長いため−側でよ
り多くの放電が起こり、感光体１の表面電位ＶD が中間
電位Ｖmid より低くなったと考えられる。
【００４１】図４に目標とする帯電電位ＶDO＝−６００
ＶにＡＣ電圧を重畳した電圧を帯電ローラ２に印加した
ときの、Ｖmid −ＶDOと感光体１の表面電位ＶD を測定
した結果を示す。この表面電位ＶD をＶD ＝ｆ（Ｖmid
−ＶDo）とする。また図４には同時に感光体１の表面電
位ＶD がＡＣ電圧の中間電位Ｖmid と等しくなるとした
ときのＶmid −ＶDOとＶD の関係をＶD ＝Ｖmid の直線
で示した。
ＶにＡＣ電圧を重畳した電圧を帯電ローラ２に印加した
ときの、Ｖmid −ＶDOと感光体１の表面電位ＶD を測定
した結果を示す。この表面電位ＶD をＶD ＝ｆ（Ｖmid
−ＶDo）とする。また図４には同時に感光体１の表面電
位ＶD がＡＣ電圧の中間電位Ｖmid と等しくなるとした
ときのＶmid −ＶDOとＶD の関係をＶD ＝Ｖmid の直線
で示した。
【００４２】次に、ＶD ＝ｆ（Ｖmid −ＶDO）を用い、
Ｖmid −ＶDOの大きさに応じて直流オフセット電圧ＶDC
の補正量を切り換える手順を説明する。
Ｖmid −ＶDOの大きさに応じて直流オフセット電圧ＶDC
の補正量を切り換える手順を説明する。
【００４３】まず、目標とする帯電電圧ＶDOに相当する
直流オフセット電圧ＶDC（＝ＶDO）に、定電流ＡＣ電圧
を重畳した電圧を帯電ローラ２に印加する。この際、印
加電圧の＋側と−側のピーク電圧Ｖ+ 、Ｖ- を検出し、
中間電位Ｖmid を求める。
直流オフセット電圧ＶDC（＝ＶDO）に、定電流ＡＣ電圧
を重畳した電圧を帯電ローラ２に印加する。この際、印
加電圧の＋側と−側のピーク電圧Ｖ+ 、Ｖ- を検出し、
中間電位Ｖmid を求める。
【００４４】つづいて、中間電位Ｖmid と目標とする帯
電電圧ＶDOとの差Ｖmid −ＶDoを求め、ＶD ＝ｆ（Ｖ
mid −ＶDO）を用い、感光体１の表面電位ＶD を推定す
る。この推定された感光体１の表面電位ＶD ＝ｆ（Ｖ
mid −ＶDo）と、目標とする帯電電位ＶDOとの差ｆ（Ｖ
mid −ＶDO）−ＶDOを、直流オフセット電圧ＶDCから減
じた電圧、 ＶDC′＝ＶDC−（ｆ（Ｖmid −ＶDO）−ＶDO） ＝ＶDO−ｆ（Ｖmid −ＶDO）＋ＶDO ＝２ＶDO−ｆ（Ｖmid −ＶDO） を新らたな直流オフセット電圧として印加する。
電電圧ＶDOとの差Ｖmid −ＶDoを求め、ＶD ＝ｆ（Ｖ
mid −ＶDO）を用い、感光体１の表面電位ＶD を推定す
る。この推定された感光体１の表面電位ＶD ＝ｆ（Ｖ
mid −ＶDo）と、目標とする帯電電位ＶDOとの差ｆ（Ｖ
mid −ＶDO）−ＶDOを、直流オフセット電圧ＶDCから減
じた電圧、 ＶDC′＝ＶDC−（ｆ（Ｖmid −ＶDO）−ＶDO） ＝ＶDO−ｆ（Ｖmid −ＶDO）＋ＶDO ＝２ＶDO−ｆ（Ｖmid −ＶDO） を新らたな直流オフセット電圧として印加する。
【００４５】以上により、感光体１の表面電位を目標と
する帯電電圧ＶDOに精度良く収束させることができる。
する帯電電圧ＶDOに精度良く収束させることができる。
【００４６】なお、本実施例ではＶmid −ＶD0 の大き
さにより感光体表面電位ＶDを推定する関数をｆ（Ｖ
mid −ＶD0 ）１つのみとしたが、ＡＣ電圧の振幅が小
さいほどＡＣ電圧波形の歪みによる帯電電位の変化量が
大きいことなどを考慮し、数種類用いるようにしてもよ
い。
さにより感光体表面電位ＶDを推定する関数をｆ（Ｖ
mid −ＶD0 ）１つのみとしたが、ＡＣ電圧の振幅が小
さいほどＡＣ電圧波形の歪みによる帯電電位の変化量が
大きいことなどを考慮し、数種類用いるようにしてもよ
い。
【００４７】＜実施例３＞（図５） 本実施例は、図５に示すように接触帯電部材としてブレ
ード状部材２Ａ（帯電ブレード）を用いた帯電装置であ
る。この帯電ブレード２Ａは、電源３に接続された電極
板２１Ａと、体積抵抗値１０2 Ω・cmのウレタンゴムか
らなる２mm厚の導電層２２Ａと、帯電を均一にするため
に導電層２２Ａに３０μm の厚さに塗布した、体積抵抗
値１０9 Ω・cmのＮ−メトキシメチル化ナイロンの中抵
抗層２３Ａの層構成からなり、感光ドラム１との間の空
隙が該感光ドラム面の移動方向（矢印）に沿って漸増す
るように取付ける。
ード状部材２Ａ（帯電ブレード）を用いた帯電装置であ
る。この帯電ブレード２Ａは、電源３に接続された電極
板２１Ａと、体積抵抗値１０2 Ω・cmのウレタンゴムか
らなる２mm厚の導電層２２Ａと、帯電を均一にするため
に導電層２２Ａに３０μm の厚さに塗布した、体積抵抗
値１０9 Ω・cmのＮ−メトキシメチル化ナイロンの中抵
抗層２３Ａの層構成からなり、感光ドラム１との間の空
隙が該感光ドラム面の移動方向（矢印）に沿って漸増す
るように取付ける。
【００４８】電源３より直流オフセット電圧に交流電圧
を重畳した振動電圧を、帯電ブレード２Ａの電極板２１
Ａに印加して感光ドラム１を帯電する。この場合、直流
オフセット電圧ＶDCの制御は前記実施例１あるいは前記
実施例２で示した方式を用いればよい。
を重畳した振動電圧を、帯電ブレード２Ａの電極板２１
Ａに印加して感光ドラム１を帯電する。この場合、直流
オフセット電圧ＶDCの制御は前記実施例１あるいは前記
実施例２で示した方式を用いればよい。
【００４９】帯電部材として帯電ブレード２Ａは、構成
が簡単・小型で低コストであることから、近年注目され
ている。また帯電ローラに比べ図５中にＡで示した部分
にトナーや紙粉などが堆積しやすく、抵抗値の変動が大
きかったが、本実施例によれば、印加電圧の直流オフセ
ット電圧ＶDCを制御することにより、上記抵抗変動によ
るＡＣ波形の歪みに起因した感光ドラム１の帯電電位の
変動を補正することができ有効である。
が簡単・小型で低コストであることから、近年注目され
ている。また帯電ローラに比べ図５中にＡで示した部分
にトナーや紙粉などが堆積しやすく、抵抗値の変動が大
きかったが、本実施例によれば、印加電圧の直流オフセ
ット電圧ＶDCを制御することにより、上記抵抗変動によ
るＡＣ波形の歪みに起因した感光ドラム１の帯電電位の
変動を補正することができ有効である。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ａ
Ｃ帯電法の帯電装置について、帯電部材の使用環境によ
る抵抗変動等により印加電圧波形が歪んでも、被帯電体
面の表面電位を目標となる電位にすることが可能とな
り、画像形成装置にあっては像担持体の帯電処理を均一
に精度よく行なわせて、画像上のカブリや線幅の変動等
の発生を防止することができる効果がある。
Ｃ帯電法の帯電装置について、帯電部材の使用環境によ
る抵抗変動等により印加電圧波形が歪んでも、被帯電体
面の表面電位を目標となる電位にすることが可能とな
り、画像形成装置にあっては像担持体の帯電処理を均一
に精度よく行なわせて、画像上のカブリや線幅の変動等
の発生を防止することができる効果がある。
【図１】 本発明の帯電装置を用いた画像形成装置の一
例の構成略図。
例の構成略図。
【図２】 （ａ）・（ｂ）は第１実施例装置の作用説明
図
図
【図３】 第２実施例装置の作用説明図
【図４】 第２実施例装置の特性図
【図５】 第３実施例装置の構成略図
【図６】 ＤＣ（直流）帯電特性図
【図７】 従来の帯電ローラの印加電圧と感光体の表面
電位を示す図
電位を示す図
１ 感光体（被帯電体） ２ 帯電ローラ（帯電部材） ２Ａ 帯電ブレード（帯電部材） ３ 電源
Claims (1)
- 【請求項１】 被帯電体に接触して被帯電体を帯電する
帯電部材であって、直流電圧と交流電圧を備える振動電
圧が印加された帯電部材を有し、前記振動電圧の交流成
分は定電流制御される帯電装置において、前記振動電圧の最大ピーク電位と最小ピーク電位の中間
電位 に基づいて前記直流電圧を制御することを特徴とす
る帯電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17070291A JP2814778B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 帯電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17070291A JP2814778B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 帯電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367878A JPH04367878A (ja) | 1992-12-21 |
| JP2814778B2 true JP2814778B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=15909816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17070291A Expired - Fee Related JP2814778B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 帯電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2814778B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020170126A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 株式会社リコー | 帯電装置、及び、画像形成装置 |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP17070291A patent/JP2814778B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04367878A (ja) | 1992-12-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |