JPH03174561A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （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、以下向し）する直接帯電装置（もぐし
は接触帯電装Ｍ）に関する。

（従来の技術） 例えば、電子写真袋Ｍ（複写機・光プリンタなど）・静
電紀録装Ｍ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面を帯電処理する手段機器
としては従来よりコロナ放電装置か広く利用されている
。

コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位
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。

このようなコロナ放電装置に対して、前記のようｔこ電
圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触させて被帯電
体面を帯電処理する直接帯電装置は、電源の低圧化が図
れ、オゾンの発生量が極めで少ない等の長所を有してい
ることがら、例えば画像形成装置に於てコロナ放電装置
にかえで感光体・誘電体等の像担持体、その他の被帯電
体面を帯電処理する手段装置としで注目され、その実用
化研究が進められでいる。

帯電部材を導電性のローラ・プレート・ブラシなどの形
態としたもの、印加電圧％ＤＣ電圧にＡＣの振動電圧を
重畳したものとするものなどが知られている。

（発明か解決しようとする問題点） しかし問題点として、 ■被帯電体の損傷に対するラチチュードか狭い、 ■帯電部材か汚れやすい、 ことか挙げられる。

これ等についで電子写真装置において被帯電部材として
の○ＰＣ感光体を直接帯電する場合を例にして具体的に
説明する。

■○ＰＣ感光体面にＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧
を印加した帯電部材を接触させて７００ｖの帯電を行な
おうとすると、第７図のようにＤＣ電圧は一６００Ｖ、
ＡＣ電圧は低湿時ては２０００Ｖｐｐという値を必要と
する。それより低いと帯電不良となる。そのため感光体
には、＋４００Ｖと−１６００Ｖという電圧か交互に印
加される。○ＰＣ感光体は（＝）帯電に対しで（よ許容
度か広いか、（＋）帯電に対しては許容度か低い。（＋
）帯電によって感光体層内に（＝）電荷か入りこむとな
かなか消失せず、そのため部分的に電位の低い部分が出
来、反転現像においては白地のカブリ、正規現像におい
では黒地のザラツキとなってあられれる。

この現象は感光体の電荷の注入性がよくなる高温時に特
に発生しやすい。そのため高湿時はＡＣ電圧を低くしな
ければならない。そのため環境条件（こよって帯電設定
を変化させるような処置か必要である。

ざらに○ＰＣ感光体は（＋）帯電に対しては耐圧性か低
く、どンホールを生しやすいという問題もある。

ａ−３ｉ悪感光では特に後者の現象が著しい。

以上のように被帯電体としての感光体に帯電と逆の電圧
がかかる時に損傷しやすいのでＡＣ電圧の値は低く設定
する必要がある。逆にＡＣ電圧の値か低いと、帯電能力
が低下し帯電不良となるため設定ラチチュードか狭い。

■反転現像においてはトナーは感光体の帯電と同極性の
ものか選ばれる。○ＰＣ感光体の場合はトナーは（−）
極性となる。感光体周囲にたた′よっているトナーは帯
電部材が（＋）の時に帯電部材にひきつけられで付着す
る。即ち帯電部材かトナーで汚れやすい。

本発明は■や■のような問題点を解消した直接帯電式の
帯電装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明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帯電処理する帯電装置であり、
前記帯電部材に、二つの電圧値を交互に所定のデユーテ
ィ−比でとる振動パルス電圧を印加することを特徴とす
る帯電装置である。

（作　用） 即ち上記のようにして帯電部材に対して電圧を印加する
ことで、（＋）と（−）の一方側の極性の電圧は低く設
定しつつ他方側の極性の電圧は充分に高くして被帯電体
を帯電することかできる０例えば前述例の○ＰＣ感光体
の帯電処理についていえば、（＋）側の電圧を低く設定
しつつ帯電極性側の電圧は充分に高くとれるので、帯電
能力に秀れ、感光体の損傷に対する帯電設定ラチチュー
ドを広′くとることが可能となる。また（＋）側の電圧
を低くすることが可能となったので、トナーを引きつけ
る電界も低くなり、帯電部材の汚れを軽減出来る。

（実施例） 実施例１（第１〜３図） 第１図は本発明に従う帯電装置を像担持体としての電子
写真感光体（被帯電体）の−次帯電手段としで用いた複
写機もしくはプリンタの構成略図を示しでいる。

１はドラム型の電子写真感光体であり、導電性のトラム
基体１２の外周面に感光層（光導電性物質層）１１を形
成しであり、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○ＰＣ感
光体であり、プロセススピード５０ｍｍ／ｓｅｃで回転
駆動される。

２は感光体１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では導
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２３て波音したものである。

ゴム層２２の抵抗値は］０５Ωｃｍ以下、抵抗層２３の
それは１０８〜］０１２Ωｃｍか望ましい。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。

３は帯電ローラ２に電圧を供給する電源であり、第２図
はその出力波形図である。即ち帯電ローラ２（こは第２
図に示すような振動電圧が印加されており感光体１面は
印加電圧の平均値の電位に帯電される。具体的には帯電
ローラ２と感光体１の間には電源３により（＋）側＋５
０Ｖ、（−）側−１６０ＯＶの５００Ｈｚの振動電位か
デユーティ−比的０．６１　：０．３９の比で印加され
る。これによりニップ部２４では電荷の直接移動による
感光体の帯電が行なわれ、ニップ部２４の前後では気中
放電による帯電が行なわれる。その結果電圧の平均値の
一６００ｖに帯電される。

帯電は上記のようにニップ部２４での電荷の直接移動に
よる帯電と、ニップ部２４の前後の気中放電による帯電
が行なわれる。気中放電による帯電を保証するためには
、帯電収束電位とローラ２にかかる電圧の差を放電開始
電圧（約５５０　Ｖ）以上にしてやる必要かあり、本実
施例では、（＋）側を 一６００＋５５０＝−５０Ｖ に変動に対する余裕を１００Ｖみこんで＋５０Ｖにして
いる。

（−）側は環境安定性のため従来例と同しく１６００Ｖ
としている。

デユーティ−比を１：１以外の所定の値（こすることて
このような構成が可能となる。

（＋）側の電圧を低く設定しつつ帯電極性側の電圧は充
分に高くとれるので、帯電能力に秀れ、感光体の損傷に
対する帯電設定ラチチュードを広くとることか可能とな
る。

帯電ローラ２でＭ接帯電された回転感光体１の面は次に
投影光学系・レーザー・ＬＥＤ・液晶アレイ等の不図示
の露光手段４により像露光しか行われ、感光体面に露光
像に対応した静電潜像か形成される。露光しは画像記録
部に光が当たるイメージ露光か再現性・安定性に秀れで
いる。

その結果潜像の現像は反転現象となり、感光体面の形成
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。

トナーは微量に感光体１の周囲に浮遊し、帯電ローラ２
にも付着し、帯電ムラの原因となる。しかし、本発明で
は（＋）側の電圧を低くすることが可能となったので、
トナーを引きつける電界も低くなり、帯電ローラの汚れ
を軽減出来る。

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により定着される。転写残りのトナーは
クリーナー７で回収される。

第３図は電源３の一例である。発振回路１０は５００目
２の三角波である。この三角波は基準電圧Ｐ２と比較器
１１て比較されることによりデユーティ−比を有する矩
型波となる。このデユーティ−比を有する矩型波は増巾
器１２に入力され電力増巾されて昇圧トランス１３の次
側に加えられる。これによりＶｐｐ１６５０のデユーテ
ィ−比を有する出力が得られる。

この出力は、クランプ用コンデンサＣ１とダイオードＤ
ｌｔ介しで出力端子Ｐ１に接続される。

クランプ用のダイオードＤ１は正方向ビ＝りの峙に導通
して＋５０Ｖのクランプ用電源十Ｅにクランプされるた
め出力端子Ｐ１には出力振巾Ｖｐｐ１６５０ｖ・正方向
ピーク値＋５０Ｖ（７）出力か得られる。基準電圧端子
Ｐ２には出力の平均値か一６００Ｖになるような電圧が
与えられる。

これにより正方向ピーク値が＋５０Ｖ、負方向ピーク値
か一１６００Ｖ、平均値か一６００ｖとなるようにデユ
ーティ−比が制御された出力が得られる。

基準電圧端子Ｐ２又は増巾器１２にリモート入力を与え
ることで出力の○Ｎ−〇ＦＦ制御が可能である。

以上のように本実施例では電子写真感光体にかかる逆電
圧を低くおさえつつ帯電側の電圧を充分に高くとること
か出来るので、帯電能力に秀れ、感光体の損傷に対して
ラチチュードを広くとることか出来る。

さらに反転現像においてトナーを引きつける作用をする
電圧を低く出来るので、帯電部材の汚れを少なくするこ
とが出来る。

実施例２（第４図） 第４図は電源３の他の実施例である。

発振回路１４は周波数５００Ｈｚの三角波である。発振
回路１５は周波数５０に日２、デユーティ−比５０％の
矩形波である。コンバータートランス１７は５０ＫＨｚ
の高周波で駆動されるのて小型化・低コスト化が可能で
ある。コンパレーター１９の出力か目のとき、ＱｌはＯ
ＦＦ、同時に０２は○Ｎとなる。スイッチングトランジ
スタはコンパレーダー１９の出力かＬのとき変調器１６
を介して５０ＫＨｚで駆動され、この時コンバータート
ランス１７の出力は１６５０Ｖとなる。この出力は出力
端子Ｐ１に接続されるか、クランプダイオーダＤ１か正
方向ピーク時に導通しで＋５０Ｖの電源Ｅにクランプさ
れるため出力端子Ｐ１には振巾Ｖｐｐ１６５０Ｖ、正方
向のピーク値＋５０Ｖの出力か得られる。

それと共にトランスからの出力は抵抗Ｒ１Ｒ２とコンデ
ンサＣ２により分圧平滑化され、誤差増巾器１３により
基準電圧Ｐ２と比較される。

コンパレーター１９は発振回路１４の出力と誤差増巾器
１８の出力を比較し、その結果コンバータートランス１
２と高耐圧トランジスタＱ２をパルス巾変調する。

これにより正方向のピーク値が＋５０Ｖ、負方向のピー
））値が一１６００、平均値か＝６００Ｖとなるように
、デユーティ−比が制御された出力か得られる。尚、基
準電圧端子Ｐ２の値を調整することにより平均値は調整
可能である。

本実施例においでは、正方向のピーク値及び負方向のピ
ーク値を安定化した上で、さらに、出力の平均値か安定
になるようにフィードバックかかけられるので、感光体
にとって危険性の高い電圧のバラツキが押えられ、しか
も収束電位の安定化もはかられる。

ざらに、コンバータートランスを高周波で駆動すること
により、トランスの小型化・低コスト化か可能となる。

実施例３（第５・６図） この実施例はクリーナー７のブレード７ａにも電圧を印
加して感光体１の帯電を行なうもので、さらに帯電ロー
ラ２（こよる帯電を行ない、ローラ帯電時に流れる電流
を検知してデユーティ−比にフィードバックを行ない、
感光体１の＠減衰の変化を補正するものである。

クリーナーブレード７ａは、カーボン・酸化スズ・酸化
亜鉛等の導電体を混入することにより導電化しており、
電源３によりデユーティ−比を有する電圧が印加されで
おり、それにより電子写真感光体１は帯電される。電子
写真感光体は周知のように使用経過や環境変化によって
帯電能や暗減衰特性が変化する。そのため帯電時の表面
電位を一定に保っでいでも、現像時の表面電位は変化す
る。このためブレード７ａで帯電されていでも帯電能が
低下したり、暗減衰が増加した峙１こは、帯電ロー５２
での帯電では電流が多く流れる。従ってこれを検知し、
電流が多く流れる時はざらに余分に電流を流しでやるこ
とにより現像部の電位を安定に保つことが出来る。

第６図はそのための電源３−の例を示している。前述第
４図例のものと同しところは説明を省略する。

帯電ローラ２に流れる電流をモニター抵抗８３によって
モニターし、誤差増巾器２０によって増巾し、その結果
をトランジスター０３ｕ介して基準電圧端子Ｐ２に上の
せしでやる。それにより、帯電ローラ２の電流が増加し
た時はざらにその電流を増加させる方向にフィードバッ
クかなされデユーティ−比か変化する。

本実施例では、２度目の帯電（帯電ローラ２による帯電
）に流れる電流を検知し、デユティ−比にフィードバッ
クし、感光体１の帯電能あるいは暗減衰の補正が可能と
なる。

以上の説明・実施例は被帯電体としで○ＰＣ感光体を用
いで行なったか、ａ−５ｅ−ａ−３等の感光体でも同様
である。

帯電部材２は実施例のローラタイプ以外にもブレード状
タイプ・ブロック状タイプ・ロッド状タイプ・ヘルド状
タイプ・ウェブ状タイプ・ブラシ状タイプなどの形態に
構成できる。

また、目標収束電位によっては、振動電界の（＋）側あ
るいは（−）側を○Ｖとし、デユーティ−比により目標
収束室＋２を設定することも可能であり、この場合はア
ース電位と、一方の極性の電極を用いることでバイアス
電源を構成できるので、電源の簡素化が可能である。

また、目標収束電位によっては、振動電界の（＋）側あ
るいは（−）側を共に同し極性とし、チューティ比によ
り目標収束電位を設定することも可能である。

また、発振波形は、矩形波以外にもＣ８フィルターなど
を用いで、角をなまらせた波形としても良い。

（発明の効果） 以上説明したように被帯電体表面に接触し直接帯電を行
なう帯電部材に、二つの電圧値を交互に所定のデユーテ
ィ−比でとる振動パルス電圧を印加することにより、被
帯電体、例えば電子写真感光体の帯電と逆の電圧を低く
設定できるため帯電能力を低下させずに感光体の損傷を
防ぐことが出来るため設定ラチチュードが広くなる。ま
た反転現像においでは、トナーと逆極性の電圧を低く設
定できるため帯電部材にトナーがひきつけられる電界を
弱くでき帯電部材の汚れを軽減出来る。

更には高周波電気トランスを用いることが出来電源を小
型化、低コスト化出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う帯電装Ｍを用いた画像形成装置の
一例の構成略図。 第２図は帯電部材に対する電圧印加電源の出力波形図。 第３図は電源の構成図。 第４図は電源の他の構成図。 第５図は他の実施例画像形成装置の要部の部分図。 第６図は電源の構成図。 第７図は従来の電源の出力波形図。 １は被帯電体としての電子写真感光体、２は帯電部材と
しての帯電ローラ、３・３′は電圧印加電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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帯電処理する帯電装置であり、 前記帯電部材に、二つの電圧値を交互に所定のデューテ
   ィー比でとる振動パルス電圧を印加することを特徴とす
   る帯電装置。