JPH07295329A - 接触帯電装置 - Google Patents

接触帯電装置

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JPH07295329A
JPH07295329A JP6092129A JP9212994A JPH07295329A JP H07295329 A JPH07295329 A JP H07295329A JP 6092129 A JP6092129 A JP 6092129A JP 9212994 A JP9212994 A JP 9212994A JP H07295329 A JPH07295329 A JP H07295329A
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JP
Japan
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layer
resistivity
contact
charging device
charging
Prior art date
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Application number
JP6092129A
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English (en)
Inventor
Teiu Chin
定宇 陳
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0216Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0233Structure, details of the charging member, e.g. chemical composition, surface properties

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より信頼性の高い均一帯電の可能な接触帯電
装置を提供すること。 【構成】 接触帯電装置10は、抵抗層13とその抵抗
層13に背後より給電する金属層14とから成るシート
状帯電部材12と、周知の感光体層16を塗布したアル
ミ管電極18と、前記金属層14に接続された給電電源
22などより構成され、抵抗層13の垂直抵抗率が10
3〜108Ωの範囲、望ましくは、105Ωに設定されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、複写
機、ファクシミリ等の電子写真方式による画像形成装置
の帯電装置、特に接触帯電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】便宜上、電子写真装置における感光体の
帯電プロセス(除電も含む)を例にして述べる。
【0003】電子写真装置における帯電装置として、帯
電電極と被帯電体の関係から見ると、主に接触型と非接
触型の2種類が存在する。一般的に、非接触帯電装置と
比較して接触帯電装置は、印加電圧が低く、オゾン発生
量が少ないなどの特長を持っている。
【0004】このような接触帯電装置の一例として、特
開平2−282280号公報には、板バネなどの弾性た
わみ性により接触帯電部材を被帯電体に押し付けてなる
構成が開示されている。以下に図5を参照して、このよ
うな接触帯電装置の構成を説明する。
【0005】板バネ62は、被帯電体である感光体ドラ
ム69の表層に設けられた感光体層67に接触するよう
に、押え部材64とネジ65によって導電性を有する保
持部材63に固定されている。感光体ドラム69は、ア
ルミ管68の表層に感光体層67を塗布したものであ
る。板バネ62には、感光体層67に接触する箇所を含
むように、弾性を有する抵抗層61が設けられている。
板バネ62には、100μm程度の厚さのステンレス等
が用いられる。また、抵抗層61には、ウレタンゴム、
NBR等が用いられる。また、保持部材63には、電源
66が電線を介して接続されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の接触帯電装置では、抵抗層に均一な電圧を印加
することが困難で、そのため交流電圧を印加したり、抵
抗層を多層にしたりする方法が提案されたが、構成が複
雑となった。
【0007】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、より信頼性の高く、均一帯電可
能な接触帯電装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の接触帯電装置は、被帯電体表面に当接させた
帯電部材に電圧を印加して被帯電体表面を帯電させるた
めの接触帯電装置であって、前記帯電部材の、帯電電流
の流れる方向における抵抗率を、103〜108Ωの範囲
内、望ましくは105Ωに設定したことを特徴とする。
【0009】
【作用】上記の特徴を有する本発明の接触帯電装置によ
れば、抵抗層の実質抵抗率が103Ωより小さくなら
ず、異常放電からなる不均一帯電による帯電ムラがな
く、また前記実質抵抗率が108Ωより大きくならず、
不完全帯電になることもない、より信頼性の高い均一帯
電可能な接触帯電装置を提供することができる。
【0010】
【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。
【0011】図1に示すように、本発明を実施した接触
帯電装置10は、帯電部材としてのシート状帯電部材1
2と、そのシート状帯電部材12を固定支持する導電性
部材15と、シート状帯電部材12に直流電圧を印加す
るための給電電源22などより構成される。
【0012】前記シート状帯電部材12は、導電性部材
15を介して給電電源22に接続された、給電金属層と
しての金属層14と、その金属層14に積層された、抵
抗層としての抵抗体層13とから構成されており、全体
としてシート状をなし、非常に弾性を有している。
【0013】また、被帯電体としての、周知の感光体層
16は、アルミ管電極18上に塗布されている。
【0014】前記シート状帯電部材12は、感光体層1
6に圧接した状態で導電性部材15に取り付けられてお
り、従ってシート状帯電部材12は、感光体層16表面
の凹凸に応じて変形し、シート状帯電部材12の抵抗層
13と感光体層16の当接は、均一に保たれる。
【0015】前記感光体層16には、OPC(有機感光
体)、アモルファスシリコン、セレンなどが用いられる
が、本実施例では、OPCを使用した。感光体層16
は、厚さが約20μm程度である。
【0016】次に、本実施例の接触帯電装置の動作につ
いて説明する。感光体ドラムは、図中の矢印方向に所定
の周速度、例えば47mm/sec、をもって回転して
いる。金属層14とアルミ管電極18の間には、給電電
源22によって直流電圧が印加されている。そのため、
金属層14と接地されているアルミ管電極18との間に
は、抵抗層13を介して電位差が生じ、従って、抵抗層
13と感光体層16の間の、接触している箇所では電荷
注入によって、接触せずに微小間隙を形成している箇所
では放電によって、感光体層16の表面が帯電される。
【0017】この時、金属層14とアルミ管電極18と
の間で大きな電流が流れようとするのを、抵抗体層13
の抵抗が制御するため、火花放電やアーク放電になら
ず、安定したコロナ放電を行うことができる。したがっ
て、安定した帯電を行うには、おもに放電によって帯電
を行うことが望ましい。
【0018】本実施例では、従来例のように板バネなど
を使用しないため、シート状帯電部材12を非常に薄く
でき、従って感光体層16の凹凸に応じて変形し易くな
り、抵抗層13と感光体層16の当接は、より均一に保
つことが可能になる。その結果、帯電ムラが減少できる
という利点がある。さらに、シート状帯電部材12の感
光体層16に対する圧接力も小さくすることができ、し
たがって感光体層16と抵抗層13の両方が受ける摩耗
も小さく、感光体層16と抵抗層13の寿命が長くなる
利点がある。
【0019】しかし、抵抗層13の抵抗率が小さい場
合、異常放電からなる不均一帯電による帯電ムラが見ら
れ、また前記抵抗率が逆に大きい場合、不完全帯電によ
る印字の欠陥が発生する。従って、適当な抵抗率をもつ
抵抗層で電極を形成することが均一帯電を得るため重要
なポイントとなる。今まで非接触式帯電という本発明と
異なる帯電方式において抵抗率の範囲を規定する発明も
あったが(例えば、特公昭62ー296174号公報に
記載の構成では、106〜1013Ω・cm、特公平1ー29
2358号公報に記載の構成では、1〜1010Ω・c
m)、抵抗率の定義は電極構造を考慮せず、体積抵抗率
を用いて評価したためか、上記両公報に記載された最適
抵抗率の範囲はそれぞれ食い違う点があった。
【0020】そこで、本実施例では、抵抗率を電流の流
れる方向に沿って規格化することにし、この規格化抵抗
率で均一帯電可能な最適抵抗率の範囲を実験によって見
いだし、異なる厚さ、種類の抵抗体に関係なく評価する
ことができるようにした。
【0021】次に、上記抵抗率を規格化する方法につい
て詳しく説明する。一例として、図2に示すようなシー
ト状帯電部材12は、厚さ約100μmのカーボンを分
散したポリイミドチューブである抵抗層13と、抵抗層
13の、感光体層16との接触面とは反対側の面上に積
層された厚さ約0.3μmのCu金属層14により構成
されている。
【0022】このような構成のシート状電極では、電流
17の流れ方向は図2に示すように矢印の方向になって
いるため、実質の電気抵抗はこの方向に併せて定義する
必要がある。一般的にシート状抵抗体の抵抗率を定義す
る場合、二通りの方法があるが、1つは表面抵抗率ある
いはシート抵抗ρsと呼び、その定義とは、絶縁物の表
面の電気抵抗であって、表面における単位の正方形部分
の、互いに向き合った二つの側面間で測った抵抗で、単
位はΩ/□である。もう一つの方法は抵抗体の形状に関
係なく、抵抗体物質固有の体積抵抗率ρvで抵抗率を定
義し、単位はΩ・cmである。本実施例のシート電極構
造では、電流17は図2のように厚さ方向に流れ、この
方向における抵抗とは前記表面抵抗率ρsもしくは体積
抵抗率ρvのどちらによっても評価することが不都合で
あることが明らかである。
【0023】従って、本実施例のシート電極構造では、
抵抗率等のパラメータを最適化するため、新たに厚さ方
向に規格化した抵抗率、すなわち表面抵抗率と厚さの二
乗の積のことを、便宜上垂直抵抗率ρnと呼び、実質抵
抗率として用いる。。ここでは、垂直抵抗率ρnが実質
的に帯電電流を制御する役割を果たしていることが言う
までもない。垂直抵抗率ρnと表面抵抗率ρs、体積抵抗
率ρvとの関係は次に示す。すなわち、 ρn=ρs・t2 ρn=ρv・t ここではρsは表面抵抗率で、ρvは体積抵抗率であり、
tは抵抗層の厚さである。
【0024】次に、帯電実験の実験方法について説明す
る。上記垂直抵抗率で抵抗値を規格化し、異なる垂直抵
抗率のシート電極で感光体を帯電させ、印字テストを行
い、その印字結果を目視及び評価装置で評価する。
【0025】次に、印字の評価方法について説明する。
均一帯電条件の最適化を実現するため、印字に対する厳
密かつ定量的な評価が必要である。印字パターンを1ラ
イン&2スペースの横線にし、そのライン幅を印字評価
装置で測定し、ライン幅の値の標準偏差を算出し、標準
偏差の値で印字品質を評価する。すなわち、ライン幅の
標準偏差が大きいサンプルは、印字したとき用いた電極
による帯電の均一性が悪く、逆にライン幅の標準偏差が
小さいサンプルは印字したとき用いた電極による帯電の
均一性がよいことが上記評価方法によって相対的に判断
することができる。
【0026】垂直抵抗率の異なるシート電極での印字を
評価したところ、前記垂直抵抗率が103〜108Ωの範
囲内における印字のライン幅の標準偏差は小さく(図3
を参照すると約20μm以下)、目視でも印字の均質性
を確認した。上記範囲以外の垂直抵抗率では前記標準偏
差は大きく(図3では約25μm以上)、目視では、低
い垂直抵抗率の場合(<103Ω)のムラのある印字、
または高い垂直抵抗率の場合(≧108Ω)の帯電不良
による黒印字となり、目視と機械評価とが対応すること
が分かる。従って、均一帯電可能な垂直抵抗率範囲は1
3〜108Ωとなることが確認できた。更に、図3によ
れば垂直抵抗率が約105Ωのとき、ライン幅の標準偏
差が13.6μmと最も小さく、従って均一帯電可能な
最適抵抗率は約105Ωであることが分かった。
【0027】次に、本発明の他の実施例について図4を
参照して説明する。
【0028】図4に示すように本実施例の接触帯電装置
20は、帯電部材としてのローラ状帯電部材21の外周
部に形成された抵抗層23と、その抵抗層23に内周側
より給電する、給電金属層としての金属層24と、ロー
ラ状帯電部材21を固定、支持するためのスポンジの絶
縁層25と、芯金26と、被帯電体としての、周知の感
光体層16を塗布したアルミ管電極18と、前記金属層
24に接続された給電電源22と、前記ローラ状帯電部
材21の抵抗層23に付着するゴミを除去するためのク
リーニング部材27などより構成される。従って、感光
体層16に圧接したローラ状帯電部材21は、感光体層
16表面の凹凸に応じて変形し、ローラ状帯電部材21
の抵抗層23と感光体層16の当接は、均一に保たれ
る。
【0029】本実施例の接触帯電装置の動作原理は、前
述の実施例と同様であり、ここでは再び述べないが、帯
電部材がローラ状で、感光体ドラムの回転に従って従動
することにより、電極と感光体の接触部分が固定式の前
記実施例と比較し、局所的ではなく、電極全体に渡るこ
とになる。従って、電極の寿命をより延長することがで
きる。更に、クリーニング部材を取り付け易く、感光体
との接触により電極上に付着された感光体の粉、紙粉、
トナーなどのゴミを常に取り除くことができる。従っ
て、本変形例はより信頼性の高い均一帯電可能な帯電装
置を提供する。
【0030】本発明は以上詳述した実施例に限定される
ものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々
の変更を加えることができる。
【0031】例えば、本実施例においては、印加電圧は
直流電圧であったが、交流電圧を重ねて印加することも
可能である。また、帯電部材の形状はシート状やローラ
状でなく、ブラシ、ベルト、ブレードにおいても前記帯
電電流の方向における帯電部材の抵抗率は、103〜1
8Ωの範囲、望ましくは、105Ωであることには変わ
りがない。
【0032】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明によれば、従来の接触帯電装置よりも、寿命が長
く、均一帯電の優れたより信頼性の高い、構造の簡単な
接触帯電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した接触帯電装置の構成を示す
図である。
【図2】その要部のみを拡大して示す図である。
【図3】垂直抵抗率と標準偏差との関係を示す図であ
る。
【図4】本発明の他の実施例を示す図である。
【図5】従来の構成を説明する図である。
【符号の説明】
10 帯電装置 12 シート状帯電部材 13 抵抗層 14 金属層 16 感光体層 22 給電電源

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被帯電体表面に当接させた帯電部材に電
    圧を印加して被帯電体表面を帯電させるための接触帯電
    装置において、 前記帯電部材の、帯電電流の流れる方向における抵抗率
    を、103〜108Ωの範囲内、望ましくは105Ωに設
    定したことを特徴とする接触帯電装置。
  2. 【請求項2】 前記帯電部材は、シート状で、弾性たわ
    み性を有し、且つ少なくとも抵抗層と、その抵抗層の、
    被帯電体とは反対側に配置された給電金属層とを含む多
    層で形成されることを特徴とする請求項1に記載の接触
    帯電装置。
  3. 【請求項3】 前記被帯電体は、電子写真装置の感光体
    であることを特徴とする請求項1に記載の接触帯電装
    置。
  4. 【請求項4】 前記帯電部材は、ローラ状に形成される
    と共に、その外周部に抵抗層を有し、その抵抗層の、帯
    電電流の流れる方向における抵抗率を、103〜108Ω
    の範囲内、望ましくは105Ωに設定したことを特徴と
    する請求項1に記載の接触帯電装置。
JP6092129A 1994-04-28 1994-04-28 接触帯電装置 Pending JPH07295329A (ja)

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