JPH05265304A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極の露出部がなく、感光体の一様な帯電に
対して有利な帯電能の高い固体放電素子を提供すること
である。 【構成】 帯電装置１０は、電極ワイヤ１２の周囲を高
抵抗層１４が覆う構成を有する電極を備えており、その
電極は感光体１４に対して微小な間隔をもって配設され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置等に利用
される、被帯電体表面を帯電する帯電装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置に於て、静電潜像を
担持するための感光体上を所定の初期電位に帯電する帯
電装置には、スコロトロン帯電器と呼ばれる装置が実用
化されている。このスコロトロン帯電器は、直径１００
μｍ以下のワイヤと、感光体に対向して設けられている
グリッドと、それらを一体に保持したケースとで構成さ
れている。この帯電器に於て、ワイヤに約−５ｋＶの高
電圧を印加すると、ワイヤ周囲でコロナ放電を生じる。
この放電で生じた電荷をグリッドに印加する約−５００
Ｖの電圧で制御して感光体上をほぼグリッドに印加した
電圧に等しい電圧にまで一様に帯電させることができ
る。

【０００３】このように、スコロトロン帯電器は、グリ
ッドに印加する電圧により帯電電位を制御でき、かつ、
帯電電位の均一性に優れているという特長を有している
が、ワイヤに高電圧を印加しコロナ放電を起こさせるた
め、オゾンが発生する。このオゾンは、独特の臭気を発
し、電子写真装置の使用者を不快にするのみならず、そ
の化学的活性に富んだ性質から、ゴムなどの有機物を侵
したり、人体にも悪影響を及ぼす。

【０００４】そこで、よりオゾンの発生量を抑えるため
に、接触帯電方式が提案され実用化されている。接触帯
電方式の代表的な例としては、特開昭６３−１４９６６
９号公報に示されているような導電性を有するローラ、
いわゆる帯電ローラを用いる帯電方式が挙げられる。そ
こで、帯電ローラ構成及び動作について、図２を参照し
つつ以下に述べることとする。

【０００５】帯電ローラ４０は、全体として直径２０ｍ
ｍ程度の円柱状で、芯金としてのステンレス棒４２の周
囲に、体積抵抗値が１０の５乗程度となるようにカーボ
ンを分散された発泡ウレタンゴム層４４を被覆したもの
である。更に、前記ステンレス棒４２には、１〜２ｋＶ
程度のピーク間電圧の交流電圧を重畳したバイアス電圧
を印加する電圧印加装置４６が接続されている。

【０００６】次に、この帯電ローラ４０の動作について
説明を行なう。帯電ローラ４０は、アルミニウム等の導
電性基体４８ａ上に、有機感光体やアモルファスシリコ
ンなどから成る感光体層４８ｂを形成した感光体ドラム
４８表面に所定の圧力で接触している。そして、感光体
ドラム４８は矢印Ｘ方向に回転しており、帯電ローラ４
０は、この感光体ドラム４８の回転に伴い、矢印Ｙ方向
に回転する。この時、帯電ローラ４０には、電圧印加装
置４６によって前記したような交流電圧を重畳したバイ
アス電圧が印加され、感光体ドラム４８表面は所定の電
位に一様帯電する。

【０００７】この時の帯電ローラ４０による感光体ドラ
ム４８表面の帯電プロセスであるが、それらには、ロー
ラと感光体表面との摩擦帯電、帯電ローラ表面から感光
体への電荷注入、及び帯電ローラと感光体表面が接触・
解離するときの両者の微小間隙における気中放電現象な
どがある。このうち、感光体表面の帯電に最も寄与が大
きいのは、気中放電現象であり、従って帯電ローラによ
る接触帯電方式でもオゾンの発生をともなうことにな
る。ただし、この発生オゾン量は、スコロトロンワイヤ
を用いた帯電器から発生する量と比較すればかなり少な
い。

【０００８】しかしながら、このような接触帯電方式に
は以下のような欠点がある。すなわち、帯電を行なうた
めにローラを接触させるので、ローラ表面がトナー等に
よって汚れ易く、そのため帯電不良を起こし易くなる。
また、接触部に於て帯電ローラの成分の一部が析出し、
感光体表面にこすりつけられて付着する結果、画像流れ
などの画像欠陥が生じることになる。

【０００９】そこで、前述したスコロトロン帯電器より
も電荷発生効率が高く、かつオゾン発生の少ない非接触
帯電方式として、近接放電素子を用いた帯電装置が、特
開昭６０−１５７１８３号公報、特開昭６２−２９６１
７４号公報などで提案されている。

【００１０】近接放電素子を用いた帯電装置の構成は、
例えば図３に示すような構成を有している。帯電装置６
０は、各種金属酸化物あるいは金属窒化物で形成されて
おり、その体積抵抗が１０の６乗から１０の１３乗Ωｃ
ｍとなるように制御されている高抵抗層６２と、高抵抗
層６２の一方の面に設けられた電極６４と、電極６４に
１〜２ｋＶ程度の正または負の電圧を印加するように接
続された電源６６とで構成されている。そして、高抵抗
層６２は、電極６４を設けられた面とは反対の面を感光
体６８に近接させて設けられており、その間隔は、５０
０μｍ〜２ｍｍ程度に保たれている。高抵抗層６２の感
光体６８に対向する面は、平滑となるように処理されて
いる。

【００１１】次に、この帯電装置６０の動作について説
明を行なう。感光体６８は矢印方向に回転しているが、
その表面を帯電するべく適当なタイミングで高抵抗層６
２に設けられた電極６４を通して電源６６から電圧が印
加される。そうすることで、高抵抗層６２と感光体６８
の間でコロナ放電が生じ、その結果、感光体６８表面は
一様な帯電をされる。

【００１２】このような近接放電素子を用いた帯電装置
の場合、印加電圧がスコロトロン帯電器のワイヤに印加
する電圧よりも低く、また感光体表面を帯電するために
必要な流入電流も小さいことから、オゾン発生量を抑え
ることができる。また、非接触帯電方式なので、感光体
表面の摩耗や汚染といった接触帯電方式の欠点をも解消
することができる有利な帯電方式であるといえる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成を有する近接放電素子では、以下のような欠
点を持っていた。

【００１４】近接放電素子は、図に示すように、高抵抗
層６２と電極６４との２層構造を有しているが、その側
面においては電極部分が露出しているため、この露出部
分から非均一な火花放電を起こし、感光体表面の電荷を
リークさせ、均一な帯電を行い難くしていた。あるい
は、高抵抗層６２においても、その形状からエッジ部に
おいて電界が集中し易いため放電を起こし易く、均一な
帯電のために必要な安定な放電を起こさせるための条件
設定が厳しいものとなっていた。

【００１５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、簡易な構成で電極やエッジ部か
らの放電を防止でき、その結果均一な帯電を行なうこと
のできる近接放電素子を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の帯電装置は、体積抵抗が１０の６乗〜１０の
１３乗Ωｃｍの値を有する被膜で覆われた電圧印加部材
を備え、該電圧印加部材が０．１〜５ｍｍの直径を有す
る細線にて構成されている。

【００１７】

【作用】上記の構成を有する本発明の帯電装置は、電圧
印加部材に所定の電圧を印加されることにより、被膜表
面からコロナ放電を発生し、被帯電体を所定の電位に帯
電する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１は、レーザプリンタ等の電子写
真装置の像担持体としての感光体表面を一様な電位に帯
電するために用いられる本発明の帯電装置の一実施例を
示した図である。

【００１９】帯電装置１０は、以下の構成を有してい
る。すなわち、電圧印加部材としての複数本設けられた
電極ワイヤ１２と、電極ワイヤ１２のそれぞれの周りを
覆うように設けられた高抵抗層１４と、電極ワイヤ１２
に所定の電圧を印加する電源１６とから構成されてい
る。

【００２０】電極ワイヤ１２は導電性を有しており、例
えばステンレスやタングステンなどの金属で形成されて
いる。また、高抵抗層１４には、各種金属の窒化物や酸
化物あるいは不純物をドープしたアモルファスシリコン
などが使用される。例えば窒化タンタル、窒化シリコ
ン、アルミナ、酸化シリコンなどのスパッタリング膜な
どである。

【００２１】帯電装置１０の製造方法は、次のようなも
のである。電極ワイヤ１２としてのステンレスやタング
ステンなどの金属細線表面にスッパタリングによって高
抵抗層１４を付着させる。すなわち、１０^ー7Ｔｏｒｒ程
度の真空中に数ｍＴｏｒｒのガス圧で窒素を流入し、タ
ンタルなどの金属ターゲットにバイアス電圧を印加する
ことで窒素イオンが金属ターゲットに衝突し、金属原子
がスパッタリングされる。スパッタリングされた金属原
子は、窒素雰囲気中で窒素ガスと反応し窒化金属となっ
て電極ワイヤ１２表面に付着する。このとき、電極ワイ
ヤ１２を適当な速度で軸中心に回転させることにより、
電極ワイヤ１２の周囲を覆う形で高抵抗層１４が生成さ
れることになる。

【００２２】高抵抗層１４の層厚は数１０００オングス
トロームであり、また、その体積抵抗の値は１０の６乗
から１３乗Ωｃｍ程度の値である。これらの値はスパッ
タリング時間、スパッタ中の窒素ガスのガス圧や金属タ
ーゲットに印加するバイアス電圧の値などで制御され
る。

【００２３】このようにして製造された高抵抗層１４で
被覆された電極ワイヤ１２（以下被覆ワイヤと称す）
は、樹脂などの絶縁性材料で形成されたワイヤ固定枠２
０の内側に複数本備えられ、帯電装置１０を構成してい
る。また被覆ワイヤは、その一端部に於て電極ワイヤ１
２が露出しており、かつ複数の被覆ワイヤの各露出部
は、電気的に接続されている。そして、電極ワイヤ１２
には、電圧印加用の電源１６が備えられている。

【００２４】帯電装置１０は、感光体２２と被覆ワイヤ
表面が１ｍｍ弱の間隔を有して備えられるようにワイヤ
固定枠２０が支持されて設けられる。そして、感光体２
２の回転にともない、以下のような帯電動作を行なう。
すなわち、電極ワイヤ１２には、電源１６より所定の極
性の１ないし２ｋＶ程度の電圧を印加される。電圧を印
加されることにより、高抵抗層１４の表面からコロナ放
電を生じ感光体２２を一様な電位に帯電する。

【００２５】この帯電装置では、前記したように電極ワ
イヤ１２の周囲は高抵抗層１４で覆われているので、感
光体２２に近接する位置での電極板１２の露出部をなく
すことができる。従って、感光体２２を帯電するときに
電圧を印加されても、火花放電現象を起こし難いので、
感光体２２表面の一様な帯電に対して有利な構成となっ
ている。また、固定枠２０の形状は比較的自由であるの
で、複数本備えられた被覆ワイヤのそれぞれの感光体と
の距離を等間隔にすることができる。その結果、感光体
への実効的な帯電能を高めることが出来、より効率のよ
い帯電装置を得ることができる。

【００２６】また、本発明の帯電装置は上記に詳述した
実施例に限定されず、その主旨を逸脱しない範囲での変
更が可能である。例えば、その製造方法であるが、高抵
抗層の形成はスパッタリングによらずプラズマＣＶＤな
どによってもよい。また、高抵抗層を適当な抵抗を有す
る有機物樹脂とすれば、ディッピングなどの製造方法で
も形成可能である。また、被覆ワイヤを支持する固定枠
の材質は、必ずしも絶縁性を有している必要はなく、金
属等の導電性材料で形成してもよい。但しその場合、少
なくとも固定枠の感光体に対向する面は絶縁性材料にお
おわれている方が望ましい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の帯電装置では、被帯電体に近接する位置に電極の
露出部が無いので、火花放電を起こし難く一様な帯電に
対して有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した帯電装置の一実施例を示す図
である。

【図２】従来の帯電装置の例で、接触帯電ローラの例を
示す図である。

【図３】従来の帯電装置の例で、近接放電素子の例を示
す図である。

【符号の説明】

１０ 帯電装置 １２ 電極ワイヤ １４ 高抵抗層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像担持体表面と所定の間隔をおい
   て対向し、該静電潜像担持体表面を所定の電位にまで帯
   電する帯電装置に於て、 帯電装置が、体積抵抗が１０の６乗〜１０の１３乗Ωｃ
   ｍの値を有する被膜で覆われた電圧印加部材を備え、該
   電圧印加部材が０．１〜５ｍｍの直径を有する細線にて
   構成されていることを特徴とする帯電装置。