JPS6198369A - 静電記録装置 - Google Patents

静電記録装置

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JPS6198369A
JPS6198369A JP22080384A JP22080384A JPS6198369A JP S6198369 A JPS6198369 A JP S6198369A JP 22080384 A JP22080384 A JP 22080384A JP 22080384 A JP22080384 A JP 22080384A JP S6198369 A JPS6198369 A JP S6198369A
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photoconductive layer
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drum
capacitor
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Koji Minami
浩二 南
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/75Details relating to xerographic drum, band or plate, e.g. replacing, testing
    • G03G15/751Details relating to xerographic drum, band or plate, e.g. replacing, testing relating to drum

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は静電記録装置に関する。より特定的rcは、
この発明は、アモルファスシリコンのよりな光導電層が
露光されてそこに静電潜像が形成され、その静電潜像が
トナーによって現像される。
静電記録装置に1関する。
(ロ)従来の技術 静電記録装置t’is周知のように、感光体ドラ、 ム
を含み、この感光体ドラムは導電性基台に支持され九光
導電層を含む。そして、その光導電層に帯電コロドロア
#Cよって正極性の電荷が帯電され。
その後この光導電層が露光されることによってその光導
電層に静電潜像が形成される。その後負極性に帯電され
九トナーを用いてその静電潜像が現像される。
このよりな静電記録装置の光導電層としては、従来、セ
レンが多用されている。光導電層がセレンの場合、帯電
コロドロアによりて帯電されるその表面電位は600な
いし800vとされ、そのような表面電位を得る九め#
Cは、帯電コロトロンから感光体ドラムすなわち光導電
層rcri20声A程度の電流が流れ込むだけでめった
一方、最近では、とのよりな感光体ドラムの光導電層と
して、耐磨耗性など機械的強度にすぐれたアモルファス
シリコンを用いることが提案されかつ実現されている。
たとえば% 1982年8月12日付けで出願公開され
几特開昭57−130038号を参照されたい。
光St層がアモルファスシリコンの場合、従来のセレン
等の場合に比べて、その比抵抗が小さいので、光導電層
で高い電圧を保持することができず、その表面電位は、
九とえば、4oov程度である。そして、このようにア
モルファスシリコンの光導電層に400V帯電させるた
めには、帯電コロトロンから感光体ドラムへは1通常%
200ないし250声A程度の電流が流れ込む。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 前述のように光導電層に200μÅ以上の大きな電流が
流れると、光導電層rclf、帯電コロト1     
 ロンの放電むらによろ帯電むらが生じる。このよ)゛
      うな帯電むらは光導電層における部分的な
絶縁破壊を招来する。そして上述のよりな絶縁破壊は永
久的なダメージとして残り、結果的に、その部分には静
電潜像は形成されず、したがって、いわゆる「白ぬけ」
を生じる。
このよ5に、感光体としてアモルファスシリコンを主体
とする光導電層を用いる場合、その表面電位を一定以上
九するためKは、大きな電流が必要であるが、他方、そ
のような大きな電流を流せば光導電層の電気的強度が劣
化し、感光体の寿命が短くなってしまうのでるる〇 それゆえVC,この発明の主たる目的は、感光体の電気
的特性の劣化を抑制し、感光体の長寿命化を図ることが
できる、静電記録装置を提供することである。
に)問題点を解決する九めの手段 静電記録装置は感光体ドラムを含み、この感光体ドラム
は導電材料からなる基台およびその上に形成されたアモ
ルファスシリコンからなる光導電層を含む。導電性基台
と基準電位との間に抵抗□ が接続される。
(ホ)作 用 導電性基台と基準電位との間に抵抗が接続されていると
、感光体ドラムの光導電層に電流が流れるとき、この抵
抗によってバイアス電圧が発生される。光導電層の表面
電位は光導電層の電荷とバイアス電圧とによって一定に
保持式れるとともに、抵抗によって光導電層に流れ込む
電流量が減少される。
(へ)冥施例 第1図はこの発明が適用され得る静電記録装置の一例と
しての電子複写機を示す構造図である。
この発明は、このよりな電子複写機の他に、たとえばプ
リンタ、ファクシミリマ几ハその他のもののように、光
導電層が帯′成された後露光されてその光導電層IC静
電潜像が形成されるような、全ての静電記録装置に適用
できるものである。ということ?予め指摘しておく。
まず、この発明の理解に必要な範囲でこの電子複写機に
ついて概略的に説明する。電子複写機10は機体12に
−含み、この機体12の上面Kri、その上に原稿(図
示せず)を載せる几めの原稿台14が、矢印方向vc移
動ないし摺動可能に設けられる。機体12の上面にはス
リットが形成され。
そのスリットに関連して1M体12内rc id sた
とえばハロゲノランプのような光源16が固定的に設け
られる。この光源16に関連して、その断面が楕円形の
反射鏡が設けられ、光源16からの光は、この反射鏡に
よって反射されて原稿台14上に載せられた原稿に照射
される。したがって、原稿台14が矢印方向へ移動され
ることに応じて、原稿が上述のスリットを介f、て光源
からの光を受けてそれを反射する。原稿からの反射光す
なわち原稿像はそのスリットの下方に固定的に設けられ
た短焦点レンズアレイ18を通して感光体ドラム20上
に投影され結像される。この短焦点レンズアレイ18r
1.多数のロツドレシズを密接配列し比集束性元伝導体
からなろ。なお、このような短焦点レンズアレイ18は
、他のプラスチックレンズアレイや通常の凸レンズに代
見られてもよいことは勿論でるる。
感光体ドラム20d、この電子複写装置100機体12
内のほぼ中央に配置され、駆動源(図示せず〕によって
原稿台14の移動と同期して、時計方向に回転される。
感光体ドラム20は、第3図に示すように、導電性基台
2C1およびその上に積層的に形成されたアモルファス
シリコンからなる光導電層20bを含む。また、感光体
ドラム20の周囲には、その回転方向の順に、帯電コロ
トロン22.現像装置24.給紙装置26.転写コロト
ロン309分離コロトロン32訃よびクリーニング装置
40が配列されている。
帯電コロトロ/22は、感光体ドラム20上に原稿像が
結像されるより前rc、この感光体ドラム20の光導電
層20b(第3図)上に均一に或る極性たとえば正極性
の電荷を帯電させる几めのものであり電図示しなり直流
高圧電源に接続される。
この帯電コロトロン22FCよりて帯電された感光体ド
ラム20上に短焦点レンズアレイ185e通しく   
   て原稿像が照射されると、この感光体ドラム20
・j う の光導電層20bの光導電特性に応じて、感光体ドラム
20上に静電潜像が形成される。
現像装置24は、そのような感光体ドラム20上に形成
された静電潜像を或る極性たとえば負極性に帯電された
トナーによって可視像に現像する几めのものでめり、周
知のように、トナーボックスや磁気ブラシなどを含む。
給紙装置26は給紙カセット(図示せず〕内に積層され
九紙28を、1枚ずつ感光体ドラム20の表面にもたら
すためのものである。その目的で。
給紙装置26には、給紙ローラ27およびレジスタロー
ラ29が含まれる。給紙ロー227は1図示しない駆動
装置によって時計方向に回転され、その局面に接触し九
紙28をレジスタローラ29方同に取り込む。レジスタ
ローラ29は給紙ローラ27によって給送されtfIf
cge適当Q?タイミングで感光体ドラム20の方向に
送り込むためのものである・ このようにして給紙装置26から給送されt紙屯感光体
1°5b2QO表1″接触した状態C″感     i
光体ドラム20の回転に応じて転写コロトロン30の位
置にもたらされる。この転写コロトロン30は、現像装
置24のトナーとは逆極性の電荷を発生する。し友がっ
て、感光体ドラム20上にトナー像を形成していたトナ
ーが、転写コロトロン30の電界に引かれて紙28上に
転写される。
分離コロトロン32は、上述の転写の際に感光体ドラム
20上に密着しようとする紙を、その感光体ドラム20
から分離するためのものであフ。
たとえば交流コロナ放電器からなる。分離コロドロア3
2Vcよって分離された紙は、その搬送方向下流側に設
けられ之搬送コンベア64によってさられ搬送される。
この搬送コンベア34は、駆動源(図示せず)によりて
Beされるメツシュ状のエンドレスベルトト、ソのエン
ドレスベルトの下方に設けられたバキュームユニットと
を含むoしたがりて1紙はメツシュベルト上にもたらさ
れてバキュームユニットによって吸引され、ベルトの移
送にともなって、定着装置36方向に搬送される。
搬送コンベア34の上方Kl−!、感光体ドラム20に
関連してクリーニング装置40が設けられる。
このクリー二/グ装置40f1.感光体ドラム20上の
トナー像が紙に転写された後、この感光体ドラム20上
に残存するトナーを除去する几めのものである。その目
的で、このクリー二/グ装置40は、感光体ドラム20
の表面に当接して残存トナーを掻き落とすtめのブレー
ドやそのよ5にして掻き落とされたトナーを収納するボ
ックスなどを含む。
定着装R36は、電気ヒータを内蔵した加熱ローラと、
この加熱ローラに対して先にトナー像が転写された紙を
押しつけるための加圧ローラとを含む。したがって、こ
の2つのローラの間を紙が通過する際、その紙の上に転
写され几トナーが、加熱ローラによって溶融され、加圧
ローラによって紙の組織内部に押し込まれ、トナー像が
紙に定着されるのである。その後1紙28は、排紙ロー
ラによって排紙トレイ38上に排出される。
機体12内には、制御ボックス42が設けられ。
この制御ボックス42内には、上述のようなシステムの
全体的な動作を制御する几めの電気回路を形成するプリ
ント基板(図示せず]などが収納されている。
さらに1機体12内の下部には、電源ユニット44が収
納される。この電源ユニット44には。
図示しないそれぞれの駆動源たとえばモータに電力を供
給する九めの駆動用電源および帯電コロトロン22およ
び転写コロトロン50rC直流高電圧を印加するための
直流高圧電源や分離コロトロン32Vc交流高圧を印加
するための交流高圧電源などが含まれる。
f41図のような電子複写装置10において、原稿台1
4上に原稿が載せられ、スタートボタン(図示せず〕を
押すと、原稿台14が矢印方向に移動し、光源16によ
って形成された光像が短焦点レンズアレイiat通して
感光体ドラム20上に照射される。これに先だって、感
光体ドラム20が、第2図(Aに示すようrc駆動源(
図示せず〕に1      よって回転開始されている
。その感光体ドラム2ド 0の回転開始の後、第2図@に示すように、タイミンク
toで、帯電コロトロン22による放電が開放される。
そのために、感光体ドラム20の該当部分が短焦点レン
ズアレイ18の直下に達するまでには、その部分は帯電
コロトロン22rcよりて所定の電荷が帯電されている
。その後、上述の露光が行われ、光導電層20bの露光
されt部分に静電潜像が形成される。つぎに、第2図0
に示すように、タイミングtxで現像装置24が作動し
、ついで、第2図0rc示すよりに、タイミングt2で
転写コロトロン30および分離コロトロ/32が作動を
開始する。
第3図はこの発明の一実施例を示す回路図でろる。この
1g3図に示すよりに、感光体ドラム20は、たとえば
アルミニウムないしは類似の金属材料からなる円筒状の
基台20&と、この基台20JLJ:rc影形成れた光
導電層20b、!=5e含み、この光導電層20bは、
−例として、アモルファスシリコ7によって形成される
・このよりなアモルファスシリコンとしては、九とえば
先に引用し几特      1開昭57−130038
号公報に開示されているものが利用可能である。そして
、その感光体ドラム20の周辺rcFi %上述のより
rc、帯電コロトロン22が設けられ、この帯電コロト
ロン22は。
電源ユニット44(第1図〕に含まれる直流高圧電源4
41に接続される。
一方、感光体ドラム20の基台2C1は、抵抗回路46
Tk通して基準電位すなわちアース電位に接続される。
抵抗回路46は、抵抗461を含み。
好ましくはこの抵抗461に並列的に接続されたコンデ
ンサ462を含む。抵抗461とコンデンサ462とが
用いられた場合には、この抵抗回路46は充放電回路す
なわち時定数回路として形成される。
この第3図実施例は、第4図に示す等価回路で表すこと
ができる。すなわち、感光体ドラム20の光導電層20
b&−11,抵抗2よびコンデ/すの並列回路として考
えることができ、その抵抗2よびコンデンサのそれぞれ
の値は、前述の露光によって変化する。
この発明は、このような抵抗回路46を用いて。
感光体ドラム20に流れる電流(rd)を小さくし・、
シかも感光体ドラム20の光導電層の表面電位(Vs)
を一定値九とえば400vに維持せんとするものである
。すなわち、抵抗回路46に含まれる抵抗461rCよ
って、そのドラム電流(fd)が制限され、その抵抗4
610両端に生じる電圧がバイアス電圧(Vbiaa)
として表面電位(Va)を持ち上げろために利用される
抵抗回路46rcよるバイアス効果は基本的には。
その抵抗回路46rc電流が流れている期間においての
み発揮されるものでメク、そして、その電流が流れるの
は、露光時にその光導電層に流れる電流は小さく殆ど無
視で客るので、第2図@訃よび01Cおいて一0N−で
示す期間である。なお、感光体ドラム200表面電位は
、第2図(Qrc示すような、現像期間において、現像
バイアスに対して、・或る程度以上大きいことが要求さ
れる。
そして、発明者は、抵抗回路46の効果を確認するため
に、抵抗回路46に2ける各エレメントの値を種々に変
更して、実験した。実験では、第5図に示すような測定
回路を用いて、感光体ドラム20へ流れ込むドラム電流
1d)、感光体ドラム20の表面電位(Vs)および抵
抗回路46によるバイアス電圧(Vblag)を測定し
几。
具体的には、感光体ドラム20の近傍に表面電位計48
が設置され、感光体ドラム20と抵抗回路46との間K
d直流電流計50が接続される。
そして、抵抗回路46に、含まれる抵抗461の適当な
箇所からバイアス電圧〔ま几μそれに比例した電圧〕糸
数り出される。表面電位計48によって測定され比表面
電位(vs)p工び抵抗回路46rcよるバイアス電圧
(Vbiaa)は、ともに、2ベンレコーダ52に与え
られる。2べ/レコーダ52では、表面電位(Vs)7
よびバイアス電圧(Vbiag)のそれぞれの波形が別
々のペンで所定の記録用紙に記録される。
次に、第6図ないし第15図を参照して、実験結果につ
いて説明する。
、5       第6図は抵抗回路46(第3図〕が
ない場合のすなわち先行技術の表面電位(Va)および
バイアスこ圧(Vbias)を示す波形図である。
まず、その抵抗値が1MΩの抵抗461のみが含まれる
抵抗回路46〔第3図〕が接続された。
この場合1表面電位(Va)およびバイアス電圧(Vb
las)は、それぞれ、第7図に示すようになる。この
第7図かられかるよりに、感光体ドラム20すなわち光
導電層20bと接地電位との間に抵抗回路46が接続さ
れると、その光導電層20brc電流が流れるとき、抵
抗4610両端に、第7図の下段に示すような兵イアス
電圧(”v’biam)が生じる。光導電層20bの表
面電位(Va)ij第6図に示す従来例と同じように、
はぼ400vとする。この表面電位(V s )は、第
4図■の等価回路かられかるように、感光体ドラム20
の電圧と上述のバイアス電圧(vbias)との和であ
る。バイアス電圧は、この第7図の場合、約200vで
あり、したがって、感光体ドラム20それ自体は200
v程度の電圧を分担するだけでよいことになる。このよ
りにして、感光体ドラ4□。えよ9.c負担ga、g−
<□8ヶ来。40      ’Ovから200V’r
c下げることができるので、感光体ドラム20の負担が
軽減されるばかりでなく。
電流計50(85図)Vc流れるドラム電流(ld)は
従来より小さくなる。具体的#ICは、電流(工d)d
%第6図で示す従来の場合的235μAでめったが、第
7図に示す場合的173μAでめりた〇 5g7図に示す例では、抵抗回路46の抵抗4610作
用によって、バイアス電圧(Vblaa)そしてそれゆ
えに表面電位(Vs)K分離コロトロン32(grJ1
図〕の影響を受ける。これは、感光体ドラム20の基台
20&が1MΩの抵抗461を介してアースに接続され
る几めである。このような交流f圧の影響を除去する之
めVcは、・抵抗回路46の抵抗461に並列にコンデ
ンサ462を接続すればよい。
@8図は抵抗回路46として1MΩの抵抗461とそれ
に並列接続され九α0147μFのコンデンサ462、
とを用いた場合のバイアス電圧および表面電位の波形図
である。この第8図かられかるように、抵抗461に並
列に2とえば0.047μF程度のごく小さ一容量のコ
ンデンサ462を接続するだけで、第7図のよりな交流
高圧の影響を除去することができる。この第8図に示す
例でri、コンデンサ462のリアクタンスによってド
ラム電流(工d)が影響を受けるが、コンデンサ462
の容量がごく小さいので、その電流(Ei)?−14に
7図の場合と同じよう鵡約173μA程度であったO 第9図は抵抗回路46として1MΩの抵抗461と0.
5μFのコンデンサ462とを用いた場合の波形図であ
る。この場合にり、抵抗461とコンデンサ462とに
よって或る大きさの時定数を有する時定数回路が構成さ
れ、その時定数に応じ−て、バイアス電圧(Vblis
)が、第9図のよ7うに指数関数的に増加し、約200
”/に達する。表面電位(v8)は必要な値たとえば4
00vに維持される。その念め、感光体ドラム20(光
導電層2ob)で保持すべき電圧は!+7200vでよ
い。一方、コンデンサ462のリアクタンスによって、
ドラム電流(,1,d)は、やや増加し、約175μA
となる。
第10図は抵抗回路46として1MΩの抵抗461と1
μFのコンデンサ462とを接続し几場合の波形図であ
る。この第10図の例では、抵抗461とコンデンサ4
62とによる時定数が大きくなり抵抗回路46によるバ
イアス電圧(Vbiaa)に約100v程度と小さくな
り、したがってドラム電流(id)d、この第10図の
場合、約210μAとなる。
さらVc、第11図は、抵抗回路46として1MΩの抵
に461jrよびz2μFのコンデンサ462を用いた
場合の波形図であり、第12図はそのコンデンサ462
の値を4.7μFとじ几場合の波形図である。1八ずれ
の場合もコツプ/す462のリアクタ7スが大きく影響
し、バイアス電圧(Vbias)が小きくなり、それに
応じてドラム電流(てd〕が大きくなっている。ドラム
電流(より       d)は、第11図の場合、約
210μ人となり。
1     第12図の場合、約218μAとなる。
第13図は抵抗回路46として0.1MΩの抵抗461
だけを用いた場合のバイアス電圧と表面電位の波形を示
す。この@13図の場合、抵抗回路46rcおける抵抗
が非常に小さいので、そのバイアス電圧も非常に小さい
が、それでもドラム電流(イd)を約230μA8i度
と、第6図に示す従来例に比べて、小さくすることがで
きる〇第13図の例では、抵抗回路46には抵抗461
しか含まれていないので、先の第7図と同じように、交
流成分の影響を受ける。し念がって、このエフな交流成
分の影響を除去する几めには、コンデンサ462を用い
ればよい。
@14図は抵抗回路46として0. I Mgの抵抗4
61とα047μFのコンデンサ462とを用い九場合
の波形図を示す。この第14図では、交流成分は殆ど現
れていない。
第15図は抵抗回路46として3MΩの抵抗461と2
.2μFのコンデンサ462とを用い九場合の波形図で
ある。この場合、バイアス電圧は約      110
0v椙度となり、ドラム電流(Id)は約215/IA
でめり几。
この一連の実験の結果が次表に示されている。
ここで、第16図を参照して、感光体ドラム20と基準
電位との間に抵抗回路46を接続する具体的な方法の一
例について説明する。
感光体ドラム2゛0ハシヤフト201によって機体12
に回転自在に支持される。感光体ドラム20の一端にt
it九とえば合成樹脂のよりな絶縁材料から・なるフラ
ンジ202が取り付けられていて、他端rcは基台20
aと同じような導電材料からなろフランジ203が取り
付けられる。7ランジ202は金属のよりな導電材料か
らなる歯車204と一体化されている。この歯車204
0周側面には駆動源(図示せず〕に連結された歯車20
5が噛み合わされる。導電性7ランジ203t−J絶縁
性スリーブ206と一体化され、このスリーブ206が
シャフト201に固着されている。なお、シャフト20
1と機体12との間には、それぞれベアリング207お
よび208が介挿されている。
駆動源(図示せず)#′Cよりて歯車205が回されろ
と、それに噛み合り歯車204が回り、したがりて感光
体ドラム20が先に説明したようにシヤフト201を中
心としてその時計方向に回転される。
感光体ドラム20の他方端の導電性7ランジ203の端
面には、支持台210に取シ付けられ光導電ブラシ20
9の先端が接触される。そして。
この導電ブラシ209の一端が、抵抗回路46ge通し
て、接地される。
なお、この抵抗回路46ri、制御ボックス42(第1
図)に収納されるプリント基板(図示せず〕上に形成さ
れればよい。
抵抗回路46′fe接続する他の方法は、当業者なら容
品に推考できようが、要は、導電性基台20&i接地電
位から浮がせ、その上で、その基台20aと接地電位と
の間に抵抗回路46を接続すればよいのである。
(ト)発明の効果 1        この発明に、感光体の光導電層を抵
抗手段を;:: 介して基準電位たとえばアース電位に接続するようにし
た。静電記録装置である。
この発明によれば、光導電層の表面電位がその光導電層
自体およびその光導電層と基準電位との間に接続されて
いる抵抗手段とに分割され、抵抗手段がバイアスとして
の機能を果たし、光導電層の表面電位そのものは十分大
きな値に維持され得る。したがって、光導[8それ自体
で保持すべき電圧が従来のものにくらべて小さくでき、
シ念がって、もし、光導’yitreがアモルファスシ
リコンのような比抵抗の小さい材料からなるものであっ
ても、従来のように感光体に大きな・電流を流す必要が
なく、光導電層すなわち感光体に流れ込む電流量は小さ
くてよい。したがって、この発明によれば、光導電層の
帯電むらを解消することができ。
感光体の電気的強度の劣化が少なくなり、より長寿命の
静電記録装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明が適用され得る電子複写機を示す構造
図である。                    
1vJ2図1′i%1図に示す電子複写機の動作を概略
的に説明するためのタイミング図である。 第3図はこの発明の一実施例を示す電気回路図である。 第4図は第3図実施例の等価回路図である。 第5図は表面電位およびドラム電流などを測定するため
の測定装置を示す回路図である。 ¥16図は従来技術における光導電′層の表面電位の波
形を示すグラフである。 第7図ないし第15図は、それぞれ、この発明に従った
それぞれ異なる実施例における光導電層の表面電位とバ
イアス電位との波形を示すグラフ(20b)−i導電層
、+23 ・・・帯電=z口) ay、 i4Q・・・
抵抗回路、(461)・・・抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光導電層を有する感光体と、前記感光体の前記光導
    電層に或る極性の電荷を帯電させるための帯電手段と、
    前記感光体の前記光導電層を基準電位に接続するための
    抵抗手段とが具備されている静電記録装置。 2、感光体はその上に前記光導電層が形成される導電性
    基台を含み、前記抵抗手段は前記導電性基台と前記基準
    電位との間に接続される特許請求の範囲第1項記載の静
    電記録装置。 3、光導電層はアモルファスシリコンからなり、抵抗手
    段の抵抗値は0.1ないし10MΩに選ばれる特許請求
    の範囲第1項若しくは第2項記載の静電記録装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6429867A (en) * 1987-07-25 1989-01-31 Sharp Kk Image forming method

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4958836A (ja) * 1972-10-03 1974-06-07

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