JPH1184823A - 接触式帯電装置 - Google Patents

接触式帯電装置

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JPH1184823A
JPH1184823A JP23682497A JP23682497A JPH1184823A JP H1184823 A JPH1184823 A JP H1184823A JP 23682497 A JP23682497 A JP 23682497A JP 23682497 A JP23682497 A JP 23682497A JP H1184823 A JPH1184823 A JP H1184823A
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JP
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thickness
contact
charging
electric field
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JP23682497A
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Takeo Yamamoto
武男 山本
Sorin Den
素琳 田
Keizo Takura
慶三 田倉
Sei Tomiki
聖 冨木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被帯電体の表面が部分的に削れたり、傷が発
生したためにインピーダンスに部分的な差が生じても、
被帯電体を十分、且つ、均一に帯電処理することができ
る接触式帯電装置を提供すること。 【構成】 交番電界に直流電界を重畳して印加した帯電
ローラ(帯電部材)2を感光体(被帯電体)1に当接さ
せて感光体1面を帯電処理する接触式帯電装置におい
て、感光体1の感光層1aの厚みを検知する厚み検知手
段を設け、該厚み検知手段によって検知された感光体1
の感光層1aの厚み或は変化量に応じて交番電界の印加
方式として定電流制御又は定電圧制御の何れか一方を選
択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧を印加した帯
電部材を被帯電体に接させて該被帯電体を帯電処理(除
電処理も含む)する接触式帯電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機や光プリンタ等の電子写真装置や
静電記録装置等の画像形成装置においては、感光体や誘
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
段としてコロナ放電装置が従来から広く用いられてき
た。
【0003】一方、電圧を印加した帯電部材を被帯電体
面に接触させて該被帯電体を帯電処理する接触式帯電装
置は、電源の低電圧化が図れ、オゾンの発生量が少ない
等の長所を有しているために新たな帯電処理手段として
注目され、実用化されている。特に、帯電部材として導
電ローラを用いたローラ帯電方式を採用する帯電装置が
帯電の安全性という点から多く用いられている。
【0004】ところで、帯電部材に印加する電圧として
は、直流電界のみを印加して被帯電体を帯電処理する手
法(以後、DC帯電ローラ方式と称する)と、直流電界
に交流電界を重畳したものを帯電部材に印加して被帯電
体を帯電処理する方法(以後、AC帯電ローラ方式と称
する)があるが、交流電界によるならし効果が得られる
AC帯電ローラ方式の方が帯電均一性に優れるために好
ましく用いられている。
【0005】上記AC帯電ローラ方式において、帯電部
材に印加するバイアスとしては、直流定電圧、直流定電
流、交流定電圧、交流定電流のうち各々直流電界又は交
流電界を選択することができるが、環境や負荷変動に対
する安定性に優れ、且つ、容易に制御できるために直流
定電圧や交流定電流を印加バイアスとする方式が広く用
いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被帯電
体の感光層が画像形成と共に削れるため、感光層の部分
的な削れや傷が発生した部分においてインピーダンスの
差が生じてしまう。このため、前述のような交流定電流
方式においては、インピーダンスの低下した部分、即
ち、部分的に多く削れた部位や傷の発生箇所に多量の電
流が流れ込むために被帯電体を十分均一に帯電させるこ
とが不可能になり、白地部に現像剤が付着する所謂カブ
リ画像等の異常画像が出力されるという問題があった。
【0007】上記現象を防止するために交流定電圧を印
加バイアスとして用いると、被帯電体に過剰な放電が生
じ易いために被帯電体の表面の削れが促進され、前記手
法に比して被帯電体の寿命が短くなってしまう。
【0008】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、被帯電体の表面が部分的に削
れたり、傷が発生したためにインピーダンスに部分的な
差が生じても、被帯電体を十分、且つ、均一に帯電処理
することができる接触式帯電装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、交番電界に直流電界を重畳して印加した
帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電体面を帯電処理
する接触式帯電装置において、前記被帯電体の厚みを検
知する厚み検知手段を設け、該厚み検知手段によって検
知された被帯電体の厚み或は変化量に応じて交番電界の
印加方式として定電流制御又は定電圧制御の何れか一方
を選択するようにしたことを特徴とする。
【0010】又、本発明は、交番電界に直流電界を重畳
して印加した帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電体
面を帯電処理する接触式帯電装置において、前記被帯電
体の厚みを検知する厚み検知手段を設け、該厚み検知手
段によって検知された被帯電体の厚み或は変化量に応じ
て交番電界の定電流制御値を変化させることを特徴とす
る。
【0011】従って、本発明によれば、被帯電体の表面
が部分的に削れたり、傷が発生したためにインピーダン
スに部分的な差が生じても、被帯電体を十分、且つ、均
一に帯電処理することができ、長期に亘って良好な画像
を安定的に得ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0013】<実施の形態1>図1は本発明に係る接触
式帯電装置を備える画像形成装置(具体的には、電子写
真プロセスを用いた複写機)要部の断面図である。
【0014】図1において、1は被帯電体である回転ド
ラム型の電子写真感光体であり、この感光体1はアルミ
ニウム等の導電性基層1bの外面に感光層1aを形成し
て構成され、図示矢印方向に200mm/secのプロ
セススピード(周速度)で回転駆動されている。尚、感
光体1の感光層1aの初期膜厚は30μmであり、平均
膜厚が10μm以下になると均一に帯電処理を行うこと
が困難になる。
【0015】又、2は帯電部材である帯電ローラであ
り、この帯電ローラ2は中心の芯金2cとその外周に形
成された導電層2b及び更にその外周に形成された抵抗
層2aとで構成されている。
【0016】而して、帯電ローラ2はその芯金2cの両
端部が不図示の軸受部材に回転自在に支持されており、
前記感光体1に平行に配置されて不図示の押圧手段によ
って感光体1に所定の押圧力で圧接され、感光体1の回
転に伴って従動回転する。
【0017】更に、3は帯電ローラ2にバイアス電圧を
印加するためのバイアス印加電源であり、この電源3に
よってバイアス電圧が印加された帯電部材としての帯電
ローラ2によって感光体1の外周面が所定の電位に帯電
処理される。尚、本実施の形態においては、感光体1の
外周面は−700Vに帯電処理される。
【0018】而して、被帯電体である感光体1の帯電処
理面が露光手段5から目的画像情報の露光(レーザビー
ム走査露光、原稿画像のスリット露光等。本実施の形態
ではレーザビーム走査露光)を受けることによって、該
帯電処理面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成
される。この静電潜像は現像装置6によって現像されて
トナー像として順次可視像化される。尚、現像装置6に
は周波数1800Hz,Vpp1400VのAC成分と−
500VのDC成分を重畳して印加し、該現像装置6を
感光体1との間に0.3mmの距離を隔てて配設するこ
とによってジャンピング現象を行っている。又、トナー
としてはネガトナーを用いた。
【0019】次に、感光体1上のトナー像は転写装置7
によって転写材Pに転写されるが、転写装置7は回転自
在な転写ローラ7aと電源7bとを備え、電源7bによ
って転写材Pの裏面側からトナーと逆極性の帯電を行う
ことによって、感光体1上のトナー像が転写材Pの上面
に順次転写される。ここで、転写材Pは不図示の搬送装
置から感光体1の回転と同期取りされて適正なタイミン
グで感光体1と転写装置7との間の転写部へ搬送され
る。尚、本実施の形態では、転写ローラ7aとして抵抗
が5×108 Ωの直径16mmの導電性ゴムローラを用
い、これに3500VのDC電圧を印加して転写を行っ
た。
【0020】而して、トナー像の転写を受けた転写材P
は続いて感光体1から分離されて不図示の定着装置へ搬
送され、該定着装置においてトナー像の定着を受けた
後、装置本体外部に排出され或は裏面にも像形成する場
合には転写部への再搬送手段へ搬送される。
【0021】尚、転写後の感光体1は転写残りの現像剤
がクリーニング装置9のクリーニングブレード9aによ
って掻き落とされて清掃され、次の画像形成に備えて露
光除電されて初期化される。
【0022】ところで、接触帯電式の帯電ローラ2及び
転写ローラ7aにそれぞれギヤ等を取り付け、これらを
モータ等の駆動手段によって強制駆動しても良い。
【0023】以上の構成により画像形成を行った。
【0024】先ず、帯電ローラ2への印加バイアスとし
ては、直流定電圧−750V、交流定電流2000μ
A、周波数1800Hzとし、又、波形としては正弦波
を用いた。この交流定電流値は各環境(主に湿度)で帯
電不良を生じない最低限の電流値である。
【0025】上記条件の下で画像形成を行ったところ、
A4横で5万枚までは感光体1の表面電位として−70
0Vを得ることができ、良好な画像を抵抗することがで
きた。
【0026】しかし、画像形成が5万枚を過ぎた時点か
ら表面電位の低下が認められ、6万枚の時点で−600
V前後まで低下し、画像の白地にトナーが付着するカブ
リ画像を生じてしまった。このとき、感光体1の感光層
1aの平均膜厚は15μmであったが、部分的に12μ
m前後の部位も存在した。これは、膜厚の薄い部分のイ
ンピーダンスが他の部分よりも低下し過ぎることによっ
て交流電流がその部位に流れ易くなって他の部分に十分
な電流が流れず、電位の低下を招いたためであり、特に
帯電ローラ2の端部が顕著であった。
【0027】次に、印加バイアスとして交流定電圧19
00Vpp、周波数1800Hzとし、又、波形として正
弦波を用いた。この交流電圧値は各環境(主に湿度)で
帯電不良を生じない最低限の電圧値である。
【0028】そして、同様に画像形成を行ったところ、
A4横で5万枚時点でやはりカブリ画像を生じてしまっ
た。このときの感光体1の感光層1aの平均膜厚は11
μmであった。これは、部分的な削れの多少によるイン
ピーダンスの差分には影響されないが、帯電電流が過剰
になるため、特に画像形成が進んで感光体1表面が削れ
て薄くなるに従って感光層1aの削れを促進するためで
ある。
【0029】ここで、図2、図3にそれぞれ交流定電
流、交流定電圧で画像形成を行ったときの感光体の感光
層の平均膜厚と画像形成枚数との関係を示す。
【0030】而して、本実施の形態では、感光体1の感
光層1aの平均膜厚が16μmまでは交流定電流制御、
それ以降は交流定電圧制御として画像形成を行った。
【0031】ところで、一般に感光層の平均膜厚は、印
加する直流電圧を一定としたときの直流電流値と一対一
の関係がある。図4に感光層の平均膜厚と直流電流値と
の関係を示す。尚、このとき印加した直流電圧値は−7
50V、交流電流値は2000μAである。勿論、交流
電界を定電圧としても同様の結果が得られた。
【0032】図4の関係から分かるように、直流電流値
が73μAを越えるまでは交流定電流制御、それ以降は
交流定電圧制御とすべきである。各々の電流値、電圧値
は同様に2000μA、1900Vppとし、波形は正弦
波を用いた。又、直流電流を検知するタイミングは画像
形成の前回転時とした。
【0033】以上の条件で画像形成を行ったところ、A
4横で6万枚を過ぎても感光体1の表面電位の低下は生
じず、カブリの無い良好な画像を7万枚過ぎまで得るこ
とができた。
【0034】<実施の形態2>実施の形態1において、
1000本の感光体1のうち、帯電ローラ2の端部当接
位置での削れ量が過剰のものが1〜2本程度存在した。
これは、帯電ローラ2の端部で放電が集中し易く、感光
層1aの膜厚が端部で若干薄いものがあるためである。
この端部削れが過剰なものでは、感光層1aの平均膜厚
が16μmになる以前のA4横で5万枚過ぎで帯電不要
による白地部のカブリを生じてしまった。このときの端
部の感光層1aの膜厚は5μm以下であった。又、この
ときの直流電流値は感光層1aの平均膜厚が18μmで
あるにも拘らず70μAであった。これは、端部のイン
ピーダンスが極端に低いために直流成分も過剰に端部に
流れ込むためである。
【0035】そこで、本実施の形態では、直流電流値が
前回の測定値より極端に増加した場合には、交流定電流
制御から交流定電圧制御に切り替えるて画像形成を行っ
た。具体的には、1000枚前の直流電流値より2μA
以上増加した場合には、交流定電圧制御となるようにし
た。
【0036】上記条件で画像形成を行ったところ、A4
横で6万枚まで良好な画像を得ることができた。この時
点での感光層1aの平均膜厚は12μmであった。
【0037】<実施の形態3>実施の形態1,2におい
て直流電流値の値或は変化量に応じて交流定電流制御か
ら交流定電圧制御に切り替える代わりに、交流定電流値
を増加させて同様の検討を行った。具体的には、実施の
形態1,2と同一のタイミングで交流定電流値を200
0μAから2600μAに増加させて画像形成を行った
ところ、実施の形態1,2の結果と同じく、A4横で6
万枚過ぎまで白地カブリの無い良好な画像を得ることが
できた。これは、インピーダンスの低くなった部分に過
剰な電流が流れても、交流電流値を増大させることによ
って他の部分にも十分な電流を供給することができるた
めである。但し、画像形成初期から過剰な交流電流を印
加すると感光層の削れを促進して該感光層の平均膜厚が
より早く小さくなってしまい、長期に亘って良好な画像
を得ることは不可能となる。
【0038】尚、以上の実施の形態では、感光層の膜厚
を検知する手段として一定直流電圧印加時の直流電流値
を用いたが、一定直流電流印加時の直流電圧値、一定交
流電圧印加時の交流電流値或は一定交流電流印加時の交
流電圧値を用いても同様の結果を得ることができる。
【0039】又、交流波形として正弦波を用いたが、方
形波、ノコギリ波、三角波等を用いても良いことは勿論
である。
【0040】更に、交流電流、交流電圧、直流電流、直
流電圧及び周波数の値は感光体や帯電ローラの材質、物
性等や感光体の径、プロセススピード等によって異な
り、本実施の形態おいて示した値に限定されるものでは
ない。
【0041】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、交番電界に直流電界を重畳して印加した帯電部
材を被帯電体に当接させて被帯電体面を帯電処理する接
触式帯電装置において、前記被帯電体の厚みを検知する
厚み検知手段を設け、該厚み検知手段によって検知され
た被帯電体の厚み或は変化量に応じて交番電界の印加方
式として定電流制御又は定電圧制御の何れか一方を選択
するようにし、或は厚み検知手段によって検知された被
帯電体の厚み或は変化量に応じて交番電界の定電流制御
値を変化させるようにしたため、被帯電体の表面が部分
的に削れたり、傷が発生したためにインピーダンスに部
分的な差が生じても、被帯電体を十分、且つ、均一に帯
電処理することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る接触式帯電装置を備える画像形成
装置(複写機)要部の断面図である。
【図2】交流定電流制御を行ったときの画像形成枚数と
感光層の膜厚との関係を示す図である。
【図3】交流定電圧制御を行ったときの画像形成枚数と
感光層の膜厚との関係を示す図である。
【図4】一定直流電圧(−750V)印加時の直流電流
値と感光層の膜厚との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 感光体(被帯電体) 1a 感光層 2 帯電ローラ(帯電部材) 3 バイアス印加電源 5 露光手段 6 現像装置 7 転写装置 9 クリーニング装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨木 聖 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交番電界に直流電界を重畳して印加した
    帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電体面を帯電処理
    する接触式帯電装置において、 前記被帯電体の厚みを検知する厚み検知手段を設け、該
    厚み検知手段によって検知された被帯電体の厚み或は変
    化量に応じて交番電界の印加方式として定電流制御又は
    定電圧制御の何れか一方を選択するようにしたことを特
    徴とする接触式帯電装置。
  2. 【請求項2】 前記厚み検知手段は、帯電部材に印加す
    る直流電圧を一定にしたときに被帯電体に流れ込む直流
    電流成分によって被帯電体の厚みを検知することを特徴
    とする請求項1記載の接触式帯電装置。
  3. 【請求項3】 前記厚み検知手段は、帯電部材に印加す
    る直流電流を一定にしたときに被帯電体に印加される直
    流電圧成分によって被帯電体の厚みを検知することを特
    徴とする請求項1記載の接触式帯電装置。
  4. 【請求項4】 前記厚み検知手段は、帯電部材に印加す
    る交流電圧を一定にしたときに被帯電体に流れ込む交流
    電流成分によって被帯電体の厚みを検知することを特徴
    とする請求項1記載の接触式帯電装置。
  5. 【請求項5】 前記厚み検知手段は、帯電部材に印加す
    る交流電流を一定にしたときに被帯電体に印加される交
    流電圧成分によって被帯電体の厚みを検知することを特
    徴とする請求項1記載の接触式帯電装置。
  6. 【請求項6】 交番電界に直流電界を重畳して印加した
    帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電体面を帯電処理
    する接触式帯電装置において、 前記被帯電体の厚みを検知する厚み検知手段を設け、該
    厚み検知手段によって検知された被帯電体の厚み或は変
    化量に応じて交番電界の定電流制御値を変化させること
    を特徴とする接触式帯電装置。
  7. 【請求項7】 前記厚み検知手段は、帯電部材に印加す
    る直流電圧を一定にしたときに被帯電体に流れ込む直流
    電流成分によって被帯電体の厚みを検知することを特徴
    とする請求項6記載の接触式帯電装置。
  8. 【請求項8】 前記厚み検知手段は、帯電部材に印加す
    る直流電流を一定にしたときに被帯電体に印加される直
    流電圧成分によって被帯電体の厚みを検知することを特
    徴とする請求項6記載の接触式帯電装置。
  9. 【請求項9】 前記厚み検知手段は、帯電部材に印加す
    る交流電圧を一定にしたときに被帯電体に流れ込む交流
    電流成分によって被帯電体の厚みを検知することを特徴
    とする請求項6記載の接触式帯電装置。
  10. 【請求項10】 前記厚み検知手段は、帯電部材に印加
    する交流電流を一定にしたときに被帯電体に印加される
    交流電圧成分によって被帯電体の厚みを検知することを
    特徴とする請求項6記載の接触式帯電装置。
  11. 【請求項11】 前記帯電部材は、少なくとも表層に高
    抵抗層を有する導電性帯電部材で構成されることを特徴
    とする請求項1〜9又は10記載の接触式帯電装置。
JP23682497A 1997-09-02 1997-09-02 接触式帯電装置 Pending JPH1184823A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009093091A (ja) * 2007-10-11 2009-04-30 Fuji Xerox Co Ltd 電源装置及び画像形成装置
US10295944B2 (en) 2017-05-19 2019-05-21 Konica Minolta, Inc. Image forming apparatus which determines whether image forming part is in stable or unstable state and control method for image forming apparatus

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JP2009093091A (ja) * 2007-10-11 2009-04-30 Fuji Xerox Co Ltd 電源装置及び画像形成装置
US10295944B2 (en) 2017-05-19 2019-05-21 Konica Minolta, Inc. Image forming apparatus which determines whether image forming part is in stable or unstable state and control method for image forming apparatus

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