JPH0516033B2 - - Google Patents

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JPH0516033B2
JPH0516033B2 JP62230334A JP23033487A JPH0516033B2 JP H0516033 B2 JPH0516033 B2 JP H0516033B2 JP 62230334 A JP62230334 A JP 62230334A JP 23033487 A JP23033487 A JP 23033487A JP H0516033 B2 JPH0516033 B2 JP H0516033B2
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JP
Japan
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charging
voltage
charged
photoreceptor
resistance layer
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Toshiharu Nakamura
Yoji Tomoyuki
Masanobu Saito
Hiroki Kisu
Junji Araya
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 イ 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は接触帯電装置に関する。更に詳しく
は、外部より電圧を印加した帯電部材(導電性部
材)を感光体等の被帯電体に当接させて帯電(除
電を含む)を行う装置の改善に関する。
〔従来の技術〕
以下、便宜上電子写真複写装置における感光体
の帯電処理を例にして説明する。
電子写真複写装置は周知のように感光体面を所
定の電位に均一帯電処理する工程を含んでいる。
その帯電処理手段としては現在実用化されている
電子写真装置の殆ど全てがワイヤ電極とシールド
電極を主構成部材とするコロナ放電器を利用して
いる。しかし該コロナ放電器を用いた帯電処理系
においては以下のような問題点を有している。
1 高電圧印加 感光体上に500〜700Vの表面電位を得るために
4〜8KVといつた高電圧をワイヤに印加する必
要性があり、電極及び本体へのリークを防止すべ
くワイヤから電極の距離を大きく維持する等のた
めに放電器自体が大型化し、又高絶縁被覆ケーブ
ルの使用が不可欠である。
2 帯電効率が低い ワイヤからの放電電流の大半はシールド電極へ
流れ、被帯電体たる感光体側へ流れるコロナ電流
は総放電電流の数パーセントにすぎない。
3 コロナ放電生成物の発生 コロナ放電によつてオゾン等の発生があり、装
置構成部品の酸化、感光体表面のオゾン劣化によ
る画像ボケ(特にこの現象は高湿環境下において
著しい)が生じ易く、またオゾンの人体への影響
を考慮してオゾン吸収・分解フイルタ及びフイル
タへの気流発生手段であるフアンが必要である。
4 ワイヤ汚れ 放電効率をあげるために曲率の大きい放電ワイ
ヤ(一般的には60μ−100μの直径のものが用いら
れる)が使用されるが、ワイヤ表面に形成される
高電界によつて装置内の微小な塵埃を集塵してワ
イヤ表面が汚れる。ワイヤ汚れは放電にムラを生
じ易く、それが画像ムラとなつてあらわれる。従
つてかなり頻繁にワイヤや放電器内を清掃処理す
る必要がある。
そこで最近では上記のような問題点の多いコロ
ナ放電器を利用しないで、接触帯電手段を利用す
ることが検討されている。
具体的には被帯電体たる感光体表面に、1〜
2KV程度の直流電圧を外部より印加した導電性
弾性ローラ等の帯電部材(導電性部材)を接触さ
せることにより感光体表面に電荷を直接注入して
感光体表面を所定の電位に帯電させるものであ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記の接触帯電装置において
は、従来のコロナ放電器に比較して印加電圧が約
1KV〜2KVという低電圧で感光体上に所望の電
位(約500V〜1000V)を得ることができる反面、
帯電部材が感光体表面に接触しているために、感
光体に打痕あるいは金属粉等の異物が混入して感
光体の背面電極に通ずる導電路が形成されると、
帯電部材から過剰な電流が流れ、帯電部材に印加
された電圧が降下するという問題点があつた。
上記の感光体へのリーク電流による帯電部材の
電圧降下は、帯電部材の感光体長手方向接触領域
全域にわたつて、帯電不良を生じ正規現像では白
帯、反転現象では黒帯が画像上に現われ、著しく
画像品位を低下させる。さらに、感光体背面電極
への過剰電流は、電子写真複写装置の電気制御系
統の誤動作や破損を生じさせる等のおそれがあつ
た。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであ
り、接触帯電装置における上記の感光体等の被帯
電体表面の損傷による帯電不良を解決するととも
に、均一な帯電性能を有する新規な接触帯電装置
を提供することを目的とするものである。
ロ 発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、被帯電体と、この被帯電体を帯電す
るために前記被帯電体に対して前記被帯電体長手
方向に接触し、電圧が印加される帯電部材と、を
有する帯電装置において、 前記帯電部材は、電圧が印加される導電性基体
と、この導電性基体よりも前記被帯電体の近くに
設けられた第1の抵抗層と、この第1の抵抗層よ
りも前記被帯電体の近くに設けられ前記第1の抵
抗層よりも体積抵抗率の大きい第2の抵抗層と、
を備えるとともに、前記被帯電体面との距離が大
きくなつていく領域を有し、前記電圧は前記被帯
電体の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧を
有することを特徴とする帯電装置、である。
〔作用〕
上記のように被帯電体に接触する最外層の抵抗
層の体積低効率が、前記最外層に接触してなり下
層に位置する抵抗層の体積抵抗率よりも大きくな
るようにしたことにより、導電性基体にに外部か
ら印加される電圧を被帯電体に効率よくかけるこ
とが可能となると共に、被帯電体にピンホール等
の表層欠陥がある場合にその部分に過剰電流が流
れて電圧降下が生じるのを可及的に低減させるこ
とが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明を図に基づいて具体的に詳述す
る。第1図は本発明の一実施例を示す接触帯電装
置の概略構成図である。
図において、1は被帯電体としてのドラム状電
子写真感光体の一部であり、ドラム基体10の外
周面に感光層(OPC、アモルフアスシリコン、
セレン、酸化亜鉛等)11を形成してなるもの
で、矢示a方向に所定の速度で面移動駆動され
る。なお上記の感光体はドラム状に限らずベルト
状もしくはシート状であつてもよい。
2は上記の感光体1面に所定圧力をもつて接触
させた帯電部材としての帯電ローラであり、感光
体1の回転に伴い矢示方向に従動回転する。3は
この帯電ローラに電圧を印加する電源である。
上記帯電ローラ2は、図示例においては金属等
の導電性基体20に、カーボン等の導電性微粉体
を内添したゴム等よりなる第1の抵抗層21と、
その週面に第2の抵抗層22とを被覆した構成で
ある。ただし上記の抵抗層は二層以上設けること
もある。また上記の帯電部材としては非回転のロ
ーラやブレード状のパツド部材等であつてもよ
い。
感光体1に接触する帯電部材としての上記帯電
ローラ2は、その機構上、外部電源3により導電
性基体20に印加された電圧が導電性基体20の
表面に被覆されてなる抵抗層21,22の抵抗に
よつて減衰されずに、感光体1と帯電ローラ表層
との間にかかることが好ましい。この電圧の保持
のためには、単にローラ2の抵抗層中に分散する
導電性粉体等の量を増加させて低抵抗化をはかる
ことにより達成されるが、その反面、先に述べた
ように被帯電体としての感光体表面に打痕等の欠
陥がある場合、ローラ2の低抵抗化は過剰電流に
より外部電源の電圧降下を生じ易い。すなわち、
帯電性に対してはローラ2の低抵抗化が望まし
く、一方被帯電体の欠陥に対する電圧降下に対し
ては、ローラ2の高抵抗化が望ましいが、先に掲
げた帯電性に要求されるローラ2の抵抗は、該ロ
ーラと感光体接触全域にわたる抵抗を示すもので
あり、感光体表面欠陥による電圧降下には導電性
基体20と感光体表面欠陥との間の抵抗値が高い
ことが必要である。
そこで本発明は、被帯電体としての感光体1に
接触する最外側の抵抗層22の体積抵抗率が、該
最外層22に接触してなり下層に位置する抵抗層
21の体積抵抗率よりも大きくなるようにしたも
のである。
第3図は前記第1図の実施例に対する比較例と
して導電性基体20上に第1の抵抗層21のみを
被覆してなる帯電ローラ2aを用いた接触帯電装
置を示す。
前記第1図における二層の抵抗層21,22を
有する帯電ローラ2の感光体1に対する抵抗R1
は、第1の抵抗層21の体積抵抗率をρ1、第2の
抵抗層22の体積抵抗率をρ2とすると、 R1=ρ1r2/ld1nr2r1+ρ2(r2+t)/ld1n(r2
t/r2)……(1) となる。ここでr1は導電性基体20の半径、r2
第1の抵抗層21の表層半径、tは第2の抵抗層
22の厚さ、dは帯電ローラ2の感光体1に対す
るニツプ部の幅、lはニツプ部の長手方向(軸方
向)における長さである。
これに対し、上記第3図における単一の抵抗層
21のみを有する帯電ローラ2aの感光体に対す
る抵抗R2は、 R2=ρ1r2/ld1nr2/r1 ……(2) となり、第2の抵抗層22を設けることによる帯
電ローラ2の抵抗の増加ΔRは、 ΔR=ρ2(r2+t)/ld1n(r2+t/r2) ……(3) となる。
本発明は、上述のように第2の抵抗層22の体
積抵抗率ρ2が、第1の抵抗層21の体積抵抗率ρ1
よりも大きくなるようにしたものであるが、第2
の抵抗層22の厚みtが小さい場合においては、
上記の抵抗増加分ΔRのうち対数項が小さくな
り、ローラの抵抗は大きくは上がらないものであ
る。
また第2図・第4図は、それぞれ前記第1図・
第3図の接触帯電装置の縦断面図であり、感光体
表面に打痕等によりピンホールhが生じた場合の
帯電ローラからピンホールhへの電流Iの径路を
概念的に示したものである。
第4図に示す第1の抵抗層21のみからなる帯
電ローラ2aの場合は、ピンホールhに対して、
周囲から電流Iが流れ込み易く、すなわち、ピン
ホールhへ向う電流径路が増加し、電圧降下が生
じ易い。
これに対し本発明にもとずく帯電ローラ2は、
感光体1に接触する表層22の抵抗率が高いた
め、第2図に示すようにローラの表層を伝わつて
ピンホールに流れこむ電流が小さくなるため電圧
降下が生じにくい。
すなわち本発明は、被帯電体に接触する抵抗層
22の体積抵抗率が、最外層の下層に位置する抵
抗層21の体積抵抗率よりも大きいので、外部電
源3から印加される電圧を効率よく被帯電体と帯
電ローラの接触領域にかけることができるととも
に、感光体の表層欠陥に対しても過剰電流が流れ
るのが防止されて電圧降下が生じにくいものであ
る。
実験例 1 直径8mmφの金属芯棒(基体)20に第1の抵
抗層21としてカーボンを分散した104Ωcmのウ
レタンゴムを厚み4mmに被覆したのち、その表層
に第2の抵抗層22として厚さ25μm、体積抵抗
率109Ωcmのセロハンを設けたものを帯電ローラ
2とした。この帯電ローラ2に本出願人が先に特
願昭61−298419号で提案した帯電開始電圧の2倍
以上のピーク間電圧を有する交流電圧に直流電圧
を重畳した脈流電圧、具体的には1300Vpp・1K
Hzの交流電圧に700Vの直流電圧を重畳したもの
を印加した結果、OPC感光ドラム上に約700Vの
帯電がなされた。また、OPC感光ドラム表面に
約1mm直径のピンホールを作り、帯電を行なつた
が、電圧降下は発生せず帯状の帯電不良は生じな
かつた。また、帯電部材は被帯電体である感光ド
ラム面との距離が大きくなつていく領域を有し、
帯電部材に印加される電圧は感光ドラムの帯電開
始電圧の2倍以上のピーク間電圧を有することに
よりむらのない均一な帯電がなされた。
なお、前記実施例においては、帯電部材として
ローラ形状のものを用いたが、二層以上の抵抗層
を積層してなるベルト形状のものでもよく、或は
非回転のローラやブレード状のものでもよい。ま
た感光体に限らず各種誘電体等の帯電もしくは除
電処理にも適用できる。
ハ 発明の効果 以上説明したように本発明によれば、帯電部材
は、電圧が印加される導電性基体と、この導電性
基体よりも被帯電体の近くに設けられた第1の抵
抗層と、この第1の抵抗層よりも前記被帯電体の
近くに設けられ前記第1の抵抗層よりも体積抵抗
率の大きい第2の抵抗層と、を備えるとともに、
前記被帯電体面との距離が大きくなつていく領域
を有し、前記電圧は前記被帯電体の帯電開始電圧
の2倍以上のピーク間電圧を有することにより、
被帯電体の表面欠陥に対してリークの生じない均
一な帯電を行うことのできる接触帯電装置を提供
することができる。また例えば被帯電体への接触
を確実にするために導電性基体側の抵抗層の硬度
を小さくした場合に、ゴム材料に添加する可塑剤
等が被帯電体に付着して汚染されるおそれがある
が、それよりも外側に硬度の大きな抵抗層を被覆
することによつて上記の汚染を防止することも可
能になる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す接触帯電装置
の横断面図、第2図はその縦断面図、第3図は本
発明実施例に対する比較例の接触帯電装置の横断
面図、第4図はその縦断面図である。 1は被帯電体(感光ドラム)、2は帯電部材
(帯電ローラ)、20は導電性基体、21,22は
抵抗層、3は電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被帯電体と、この被帯電体を帯電するために
    前記被帯電体に対して前記被帯電体長手方向に接
    触し、電圧が印加される帯電部材と、を有する帯
    電装置において、 前記帯電部材は、電圧が印加される導電性基体
    と、この導電性基体よりも前記被帯電体の近くに
    設けられた第1の抵抗層と、この第1の抵抗層よ
    りも前記被帯電体の近くに設けられ前記第1の抵
    抗層よりも体積抵抗率の大きい第2の抵抗層と、
    を備えるとともに、前記被帯電体面との距離が大
    きくなつていく領域を有し、前記電圧は前記被帯
    電体の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧を
    有することを特徴とする帯電装置。
JP23033487A 1987-09-14 1987-09-14 Contact electrifying device Granted JPS6473364A (en)

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DE3885830T DE3885830T2 (de) 1987-09-14 1988-09-13 Aufladevorrichtung.
EP88308464A EP0308185B1 (en) 1987-09-14 1988-09-13 A charging device
US07/753,027 US5126913A (en) 1987-09-14 1991-08-29 Charging device with contactable charging means and an image forming apparatus having the charging means and a detachable process unit

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JPS6473364A JPS6473364A (en) 1989-03-17
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