JPH0527556A - 接触帯電方法 - Google Patents
接触帯電方法Info
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Abstract
一方、感光体ドラム1のドラム基体1aには、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VACを
印加することにより、感光体ドラム1と帯電ローラ2と
の間に振動電界を形成させて帯電を行わせる。 【効果】 これにより、感光体ドラム1の安定した表面
帯電が可能になると共に、転写ローラ4に供給する電源
が簡素化でき、コストダウンを招来することができる。
Description
されて設けられた帯電部材に電圧を印加することで被帯
電体を帯電させる接触帯電方法に関するものである。
の周囲に、現像ユニットと、転写チャージャと、クリー
ナユニットと、除電ランプと、コロナ放電器とが配設さ
れており、その複写動作は、コロナ放電器により一様に
帯電された感光体ドラムの表面(感光層)を露光ポイン
トにて原稿からの反射光を露光することで、原稿に対応
した静電潜像を感光体ドラムの感光層に形成し、その
後、現像ユニットにより現像されたトナー像を転写チャ
ージャにて用紙に転写することで行われている。
ドラムは、クリーナユニットにより表面上の残留トナー
が回収されると共に、除電ランプにより残存する電荷が
消去されるようになっている。
ようなコロナ放電器による感光体ドラムの表面帯電で
は、感光体ドラム上に500〜700Vの表面電位を得
るために、4〜8kVといった高電圧が必要であり、さ
らには、コロナ放電によってオゾン等の発生があること
より、装置の構成部材の蝕化、および感光体ドラムの表
面のオゾン劣化による複写画像ボケ(特に、この現象は
高温環境下において著しい)等が生じ易いという問題を
有している。
68号公報に開示されているように、感光体ドラムの表
面に当接状態で帯電ローラを設け、この帯電ローラに直
流電圧と交流電圧とを重畳した脈流電圧を印加すること
で、感光体ドラムの表面を帯電する帯電装置が提案され
ている。しかしながら、このような帯電装置では、オゾ
ン発生に伴う構成部材の劣化、およびオゾン劣化による
複写画像ボケ等を回避することはできるものの、帯電ロ
ーラに電圧を印加するための直流電源と交流電源とを設
けなければならず、さらには、転写に対して個別の直流
電源を設けなければならないため、これらの電源のコス
トが装置全体のコストダウンに対して大きなネックにな
っているという問題を有している。
は、上記の課題を解決するために、被帯電体に当接され
て設けられた導電性部材に電圧を印加することで被帯電
体を帯電させる接触帯電方法において、以下の手段を講
じている。
加する一方、被帯電体には、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を印加することにより、
被帯電体と導電性部材との間に振動電界を形成させて帯
電を行わせる。
印加する一方、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交流電圧を被帯電体に印加するよう
になっており、これにより、被帯電体と導電性部材との
間に振動電界を形成させることで被帯電体の安定した表
面電位を得るようになっている。
に基づいて説明すれば、以下の通りである。
体ドラムの一部であり、ドラム基体1aの外周面には、
感光層1bが形成されている。2は上記感光体ドラム1
の感光層1bに所定の圧力を持って当接された導電性部
材としての帯電ローラであり、感光体ドラム1のA方向
の回転に伴って従動回転するようになっている。3は帯
電ローラ2に電圧を印加する電源である。尚、上記感光
体ドラム1の感光層1bは、CGL層(キャリア発生
層)上にCTL層(キャリア輸送層)が積層されたOP
C(Organic Photoconductive Conductor)層として形成
されている。
に示すように、金属芯軸2aにポリウレタン等の弾性ゴ
ム層2bを設け、更にその周面にナイロンコーティング
2cを設けたものや、図3(b)に示すように、金属芯
軸2aにカーボンを分散した発泡ウレタンゴム層2bを
被覆したもの等を用いることができる。
光体ドラム1をA方向に回転駆動させ、その表面に帯電
ローラ2を接触させて帯電ローラ2に直流電圧VDCを印
加して、帯電された感光体ドラム1の表面電位Vと、帯
電ローラ2に対する印加直流電圧VDCとの関係を夫々測
定したので、その結果を図4に示す。
て感光体ドラム1の帯電は、約560(−V)から開始
され、その帯電開始電圧以上の電圧印加に対しては、表
面電位Vは傾き1の直線的な関係が得られた。
圧をVa 、感光体ドラム1の表面電位をVc 、感光体ド
ラム1の帯電開始電圧をVTHとすると、パッシェン(Pa
schen)の法則より、 Vc =Va −VTH …(1) 上記の(1)式が導出される。
感光体ドラム1との間の微視的な空隙Sに懸かる電圧V
g は、 Vg =(Va −Vc )Z/(Ls /Ks +Z) …(2) Z :空隙Sの幅 Ls :感光層1bの厚み Ks :感光層1bの比誘電率 上記の(2)式で表される。一方、空隙Sでの放電現象
における破壊電圧Vb は、図6に示すパッシェンの放電
特性図より、空隙Sが約8μmから100μmまでの間
にあるときは、 Vb =312+6.2Z …(3) 上記の(3)式が近似式として成り立つ。
点から帯電領域が見積もれることより、Vg =Vb とし
て2次式の重解を求めて、理論的な感光体ドラム1の帯
電開始電圧VTHを求める。尚、以下に示す帯電開始電圧
VTHの計算において、Ls /Ks =Dとして計算を進め
るものである。
2D)Z+312D=0…(5)以上より、次の公式
(6)にあてはめてZについて解くと、
は、電荷転移または空気絶縁破壊が開始される2つの異
なる空隙に対応するものである。空隙が次第に接近する
場合には、Zの大きいほうの値が電荷転移が始まる点と
なり、空隙が広がる途中で放電開始される空隙を与える
のは、小さいほうのZの値となる。
は、b2 =4acであるから、このことより、次の式
(7)が得られ、 (Va −Vc −312−6.2D)2 =4×6.2×312D …(7) この(7)式と上記の(1)式とより、
論式が得られる。ここで、感光層1bの厚みLs を20
μmとし、また、感光層1bの比誘電率Ks を3とする
と、 D=Ls /Ks =20/3=6.67 となり、この値を上記(8)式に代入すると、 VTH=Va −Vc =581 …(9) 上記の(9)式が得られ、前述の実測により求められた
感光体ドラム1の帯電開始電圧VTHと略一致する。
流電圧VDCを印加した場合、以上のような特性を持って
感光体ドラム1の表面に帯電電位が得られるものの、そ
の静電荷パターンを公知の現像方法を用いて顕像化する
と、斑点状のムラ、すなわち帯電ムラが生じるという欠
点がある。
2へ直流電圧VDCを印加し、更に感光体ドラム1のドラ
ム基体1aに交流電圧VACを印加することで、交流電圧
VACのピーク間電圧VP-P に対する感光体ドラム1の表
面電位の関係を夫々測定したので、その結果を図7に示
す。尚、上記ピーク間電圧VP-P に対する感光体ドラム
1の表面電位の測定は、帯電ローラ2に印加される直流
電圧VDCを700(−V)の一定値として行ったもので
ある。
さい領域では、帯電電位はピーク間電圧VP-P に比例し
て直線的に増加し、ある値を越えると直流電圧VDCの値
(−700V)に略飽和して、ピーク間電圧VP-P の変
化に対して一定値となることが分かる。尚、このような
感光体ドラム1の表面電位のVP-P /2値の変化に対す
る上記の変曲点は、図7に示すように、約1100Vで
あり、この値は前述した感光体ドラム1の帯電開始電圧
VTH値の略2倍の値となるものである。
1aに交流電圧VACを印加して得られた帯電表面を現像
すると、ピーク間電圧VP-P が小さいとき、即ちVP-P
/2値と帯電電位との間に傾き1の直線的な関係にある
領域においては、前述の帯電ローラ2に直流電圧VDCを
印加するのみのときと同様に、斑点状のムラを生じてい
るが、変曲点以上のピーク間電圧VP-P を印加した領域
では、帯電電位が一定であると共に、得られた顕画像は
均一であり、帯電が均一かつ一様に行われていた。
体ドラム1の諸特性等によって決定される直流電圧印加
時の帯電開始電圧VTHの2倍以上のピーク間電圧VP-P
を有する交流電圧VACを感光体ドラム1のドラム基体1
aに印加する必要があり、そのとき得られた帯電電位
は、帯電ローラ2に印加される直流電圧VDCに依存する
ことが分かる。
う。
帯電電位の関係における変曲点は、感光体ドラム1と帯
電ローラ2との間の振動電界下において感光体ドラム1
から帯電ローラ2への電荷逆転移開始点と考えられる。
ものである。
ラム1は前述の(1)式によって、V=VDC+VP-P /
2−VTHの表面電位に帯電され、その差が帯電開始電圧
VTHを越えると過剰な感光体ドラム1上の電荷は帯電ロ
ーラ2へ逆転移する。
荷の転移・逆転移が両者とも帯電開始電圧VTHの関係を
有して行われるということは、電荷の転移が両者間の空
隙間電圧によって決定されることから方向的に等価と考
えられることになる。
れた結果と一致する結果が得られる。つまり、たとえ感
光体ドラム1へ局部的に過剰な電荷がのって高電位にな
っても、上述の電荷の逆転移により一様化されることが
分かる。
に、帯電ローラ2に直流電圧VDCを印加する一方、感光
体ドラム1のドラム基体1aに、ピーク間電圧VP-P が
2.0kV、周波数が100Hzの交流電圧VACを印加
することで、感光体ドラム1の帯電を行うと共に、感光
体ドラム1に転写ローラ4を当接状態で設けることで、
感光体ドラム1に印加される交流電圧VACを利用して、
転写ローラ4による接触転写の実験を行った。
濃度が1.2となり、良好な結果が得られた。
として抵抗値108 Ωの発泡ウレタンゴムからなるもの
を用いると共に、感光体ドラム1のA方向への回転駆動
における周速を48mm/sとして行ったものである。
また、転写ローラ4は、接続スイッチ5が接続されてお
り、接続スイッチ5の接続端子としては、アノード側を
接地したダイオードD1 のカソード側に接続された端子
5aと、カソード側を接地したダイオードD2 のアノー
ド側に接続された端子5bとを有している。
トナー像の転写時には、接続スイッチ5が端子5aに接
続されることで、図9に示すように、ダイオードD1 に
より同図中斜線部で示す直流電圧が転写ローラ4の転写
電圧として作用するようになっている。一方、転写ロー
ラ4による転写が行われていない場合は、接続スイッチ
5が端子5bに接続されることにより、図10に示すよ
うに、ダイオードD2 により同図中斜線部で示す直流電
圧が転写ローラ4に印加されて、転写ローラ4上に汚れ
として残留するトナーを感光体ドラム1に戻す作用をす
る。
ドラム1に当接されて設けられた帯電ローラ2に直流電
圧VDCを印加する一方、感光体ドラム1のドラム基体1
aに、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VACを印加することで、感光体ドラム1と帯電
ローラ2との間に振動電界を形成させて感光体ドラム1
の表面帯電を行わせるようになっているため、感光体ド
ラム1の表面電位を安定して得ることができ、ひいて
は、良好な複写画像を継続的に得ることができるように
なっている。
基体1aに交流電圧VACを接続することは、感光体ドラ
ム1上のトナー像を用紙に転写する転写装置として転写
ローラを用いた場合、ダイオードの整流作用により、上
記交流電圧VACに対し直流電圧が転写ローラ4に印加さ
れることで、転写ローラ4の転写動作を可能とすると共
に、転写ローラ4のクリーニングを可能とする。
に、導電性部材には、直流電圧を印加する一方、被帯電
体には、帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧を有す
る交流電圧を印加することにより、被帯電体と導電性部
材との間に振動電界を形成させて帯電を行わせる構成で
ある。
を得ることができ、ひいては、良好な複写画像を継続的
に得ることができる。また、転写装置としての転写ロー
ラを被帯電体に当接させて設けた場合、被帯電体に印加
される交流電圧により転写ローラに電流が流され、この
交流電流が転写ローラの転写動作を可能とする転写電流
として作用することにより、転写ローラに供給される電
源を簡素化することができ、ひいては、装置全体のコス
トダウンを招来することができるという効果を奏する。
より交流電圧に対し直流電圧が転写ローラに印加される
ことにより、転写ローラをクリーニングすることも可能
である。
電ローラと、転写ローラとを示す概略の構成図である。
ローラに電源から電圧が印加れる状態を示す説明図であ
る。
の構成例を示す縦断面図である。
係を示すグラフである。
隙に懸かる電圧を示す説明図である。
の関係を示すグラフである。
る。
流電流を示す説明図である。
作用する脈流電流を示す説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】被帯電体に当接されて設けられた導電性部
材に電圧を印加することで被帯電体を帯電させる接触帯
電方法において、 上記導電性部材には、直流電圧を印加する一方、被帯電
体には、帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧を有す
る交流電圧を印加することにより、被帯電体と導電性部
材との間に振動電界を形成させて帯電を行わせることを
特徴とする接触帯電方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18259691A JP2622042B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18259691A JP2622042B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0527556A true JPH0527556A (ja) | 1993-02-05 |
JP2622042B2 JP2622042B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=16121055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18259691A Expired - Lifetime JP2622042B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2622042B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6763207B2 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-13 | Xerox Corporation | Intermittent DC bias charge roll with DC offset voltage |
US7194224B2 (en) | 2003-08-28 | 2007-03-20 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus, image forming process, and process cartridge |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP18259691A patent/JP2622042B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6763207B2 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-13 | Xerox Corporation | Intermittent DC bias charge roll with DC offset voltage |
US7194224B2 (en) | 2003-08-28 | 2007-03-20 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus, image forming process, and process cartridge |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2622042B2 (ja) | 1997-06-18 |
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