JPH01321442A

JPH01321442A - 帯電装置用電極素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH01321442A
Application number: JP15480088A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Yamazaki; 憲明山崎; Tsutomu Sugimoto; 勉杉本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1989-12-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2668951B2

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】産業上の利用分野本発明は、電子写真プロセスを応用した複写機やプリン
ターに適用することができる帯電装置用電極素子及びそ
の製造方法に関する。

従来の技術従来、電子写真複写機のような電子写真装置においては
、第５図及び第６図に示すようなコロトロン帯電装置が
一般に使用されている。

コロトロン帯電装置は、断面はぼコの字形をなすシール
ドケース２２の両端部に、絶縁ブロック２３を設けて、
この絶縁ブロック２３の間に、上記シールドケース２２
のほぼ中央に位置するように放電ワイヤー２４を張架し
た構成を有するもので、この放電ワイヤー２４に、４０
００〜８０００　Ｖの高電圧を印加することにより、感
光体などの電荷受容体３との間で、コロナ放電を生じさ
せるようになっており、このコロナ放電により発生した
イオンが感光体３に付着して、感光体が帯電される。

また、放電ワイヤー２４を囲むシールドケース２２は、
放電ワイヤー２４との間に一定の空間距離を維持するこ
とにより、放電ワイヤー２４の表面に形成された電界を
強め、かつ安定化させる機能を有している。

しかしながら、このコロトロンは、次のような欠点を有
している。まず、機械的強度の低い細いワイヤーを張架
するため、放電による（騒動などにより、ワイヤーが切
れ易く、また、その交換に手数がかかるなどの不都合、
がある。

また、別の問題として、放電ワイヤーとシールドケース
を近付けようとすると、両者の間で火花放電が発生する
ため、コロ１〜ロンの形を小さくできないという欠点が
必る。これは、両者を近付けることにより、空間インピ
ーダンスが低くなり、電流が制御できなくなるからであ
る。

更に別の問題として、放電時に感光体３以外にシールド
ケース２２にも電流が流れるため、放電電流か余分に流
れ、その結果、高圧電源か大型化して、価格が高くなる
と共に、放電電流が多いためにオゾンの発生量も多くな
って、周囲環境汚染の原因となる不都合もめる。

この様な問題点を解決するために第７図に示すような半
導電性固体電極２５を感光体３に近接させ、半導電性固
体電極の背面に給電電極２６を配設し、電源４より給電
を行う帯電装置が提案された（特開昭６２−２９６１７
４号公報）。この帯電装置は、電極と感光体３の空隙で
大きな電流が流れようとするのを半導電性固体電極２５
の抵抗が制御するため、火花放電やアーク放電が起こら
ず安定したコロナ放電を行うことができる。

発明が解決しようとする課題この様な半導電性固体電極を用いた帯電装置は、従来の
帯電装置にはない長所かめる半面、以下のような問題点
を有している。

まず、半導電性固体電極は、その厚さが薄いと電極自体
が絶縁破壊を起こして帯電装置として使用できなくなる
。したがって、絶縁破壊を起こさないおる値以上の厚さ
が要求される。多くの半導電性＠極り料を試験した結果
、厚さが２００１Ｉｉ以上あれば、絶縁破壊しないこと
が明らかになった。

ところが、この厚さで使用できる半導電性固体電極は、
材料が有機物でおるか、又は無機物の場合には、焼結タ
イプのセラミックス或いは一部のガラスに限られている
。有機物は実用上使用できる材料がその電気伝導がイオ
ン伝導であるため、電気抵抗の経時的変化や環境による
変化が大きいという問題を有しており、一方、焼結によ
り作られるセラミックスは高温の為、平面度を１００μ
ｍ以下にすることが困難であり、また、平面度を出すた
めに研磨などを行うと、コストが大きくなる欠点がおっ
た。平面度が１００ｍ以上になると、感光体と半導電性
固体電極の距離が場所により変わるため、帯電電位か不
均一になり、その結果、画像濃度が不均一になる。また
、ガラスは平面度を小さくできるが、電気伝導が表面の
吸着水の水和イオンによりなされるため、環境による抵
抗の変化が大きく、実用上使用できなかった。

本発明は、この様な問題点に濫みてなされたものである
。

したかって本発明の目的は、上記のような問題を解決し
、安定した帯電装置を提供することにおる。

課題を解決するための手段及び作用本発明は、帯電装置用電極素子に関するもので、絶縁性
基体上に半導電性膜を成膜してなることを特徴とする。

本発明の帯電装置用電極素子において、半導電性膜は平
面性がよいものであることが望まれるが、そのための材
料としては、電子伝導性又は酸素イオン伝導性で熱処理
や研磨を行わずに作製される無機材料、例えば、アモル
ファスＳｉ、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化鉛、ジル
コニア、酸化チタン等が好ましく使用できる。これ等の
無機材料は平面性のよい基体上に、蒸着ぞの他の適当な
手段によって薄膜状に成膜される。その場合、半導電性
膜の表面抵抗が概ね１ＭΩから１００　ＭΩの範囲にあ
るのが好ましい。

また、半導電性膜は薄膜であり、絶縁耐圧が少ないので
、基体としては絶縁性の材料より構成された絶縁性基体
が使用される。

その場合、絶縁性基体は、金属基板上に絶縁層が設けら
れたものでおってもよい。また絶縁性基体は、シート状
であってもよい。

本発明の帯電装置用電極素子は、半導電性膜が絶縁性基
体の上に設けられているために、給電電極を感光体に対
して反対側に設けることができない。そこで、本発明の
帯電装置用電極素子は、給電用の電極を半導電性膜の末
端に設けることが必要となる。

ところで、半導電性固体電極を用いた平面型帯電器では
、画像の濃度のばらつきが発生することかしばしばある
。その原因は、半導電性固体電極と感光体とのギャップ
にばらつきが現れることによる。平面型帯電器では、ギ
ャップの電圧がギャップの大きざに従う性質を有してい
る。すなわち、ギャップが小さいところではギャップの
電圧が小さく、ギャップの電圧が大きなところではギャ
ップの電圧が大きい性質がおる。したがって、一つの電
極でギャップに大小がおるとギャップの小さいところで
は感光体の帯電電位が高くなり、ギャップの大きなとこ
ろでは感光体の帯電電位は小さくなる。そこで、ギャッ
プのばらつきはできる限り小さいことが望まれるが、実
験の結果、ギャップのばらつきが３０〜７０μｓの範囲
又はそれ以下であれば、画像濃度にばらつきは現れ難い
ことが判明した。したがって、本発明においては、絶縁
性基体の表面は、上記のような平面度を有するものが好
適に使用される。

本発明において、絶縁性基体を樹脂材料のみより形成さ
せる場合には、半導電性膜の蒸着時に、平面度が上記の
範囲を越える反りが生じることがあるので、絶縁性基体
としては、金属基板上に絶縁層を設けてなるものを使用
するのが好ましい。

本発明の帯電装置用電極素子を製造するには、次のよう
な方法で製造するのが好ましい。すなわち、第３図に示
すように、絶縁層７上に半導電性膜１を形成し、モの上
に接触電極５１〜５５を平行に複数本形成した後、この
接触電極に沿って１１〜、Ｉ！５の位置で切断して複数
のシート状物を得、それ等をぞれぞれ、平面性のよい基
板上に接着剤を用いて貼り合わせて、複数の帯電装置用
電極素子を製造する。

第４図は、本発明の帯電装置用電極素子を用いた電子写
真装置の概略構成図である。本発明の帯電装置用電極素
子は、感光体用帯電器２１、転写用帯電器１４、剥離用
帯電器１７、除電用帯電器１９等に適用することができ
る。第４図において、原稿台１１に置かれた原稿１０が
照明ランプ１２により露光され、その画像がレンズ９を
通して感光体用帯電器２１で帯電された感光体３上に投
影され、静電潜像が形成される。この静電ｍ＠に現像器
１３で現像剤を何首させて可視像を得る。次に用紙カセ
ット１５から送られた用紙１６を、感光体に重ねて、転
写用帯電器１４でイオ゛ンを与えることにより現像剤が
用紙に転写される。続いて剥離用帯電器１７で用紙の電
荷を除電し、用紙を感光体から剥離する。現像剤は定着
器１８で用紙に定着されて複写画像となる。

感光体上の電荷は除電用帯電器１９により除電され、更
に残った感光体上の現像剤は、クリーナー２０によりク
リーニングされる。

実施例第１図は、本発明の帯電装置用電極素子の基本構成を説
明するもので、帯電装置用電極素子は、絶縁性基板２上
に半導電性膜１が成膜された構造を有している。半導電
性膜１の末端には、給電電極６と接触する接触電極５が
設けられている。なお、４は電源であり、３は感光体で
必る。

上記構成の帯電装置用電極素子において、絶縁性基板を
構成する材料は、体積抵抗率が少なくとも１０１３Ω・
ｃｍで市り、蒸着やイオンブレーティングに必要な５０
〜８０℃の温度により変形が少なく、また着膜強度が高
いことが要求される。それに適合する材料としては、例
えばポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル等
の樹脂材料がめげられる。

第２図は、本発明の他の実施例で必って、帯電装置用＠
極素子は、金属基板８上に絶縁性層７を設けてなる絶縁
性基板を使用し、その上に半導電性膜１が成膜されてい
る。

次に、本発明を具体的な例をあげて説明する。

例１第１図に示される構成の帯電装置用電極素子を作製した
。すなわち、上記した樹脂材料よりなる絶縁性基板２の
上記の範囲の平面度を有する表面上に、真空蒸着法でｏ
、　ｏｉ〜０．　Ｏ５ｐｐｍの燐を含むアモルファス３
ｉ膜よりなる半導電性膜１を表面抵抗約１ＭΩとなるよ
うに形成した。半導電性膜の端部には金を厚さ０．１〜
０．３μｍで、半導電性膜の上に幅約１＃となるように
蒸着して接触電極５を形成した。

形成された帯電装置用電極素子を感光体３にギヤツブ約
３００μｍをおいて対向さけ、電源４から約−２５００
の電圧を印１ｔｆｌ　シた。この電圧は、給電電極６か
ら接触電極５を通って半導電性膜１に印加され、それに
よって感光体が一７００■に帯電された。

なお、比較のために半導電性膜の代わりに、金属よりな
る膜を形成したものを用いたところ、放電は安定せず、
画像には鱗状の模様が現れた。

例２第２図に示される構成の帯電装置用電極素子を作製した
。すなわち、アルミニウムダイキャス１〜或いは亜鉛グ
イキャストで平面度３０μｍ以下に形成した基板の上に
、エポキシ樹脂を厚さｉｍになるように塗布し、硬化さ
せた。平面度は５０μｍ以下であった。更にその上に酸
化亜鉛を蒸着により膜厚０．１〜０．３μｍになるよう
に設け、例１におけると同様に金よりなる接触電極を設
けて帯電装置用電極素子を作製した。

この帯電装置用電極素子を例１におけると同様に用いた
ところ、均一な電子写真画像を得ることができた。

酸化亜鉛の代わりに、酸化アンチモン又は酸化鉛の蒸着
膜を形成させた場合にも同様に均一な電子写真画像が得
られた。

また、酸化亜鉛膜の膜厚を変化させて表面抵抗を変えた
ところ、表面抵抗１ＭΩ〜１００Ωの範囲で均一な帯電
が可能でおった。

例３膜厚１００μｍのポリエステルシートの上に酸化チタン
を膜厚０．１〜０．３μｍになるように蒸着して半導電
性膜を形成し、その上に第３図に示すように、金又はク
ロム等の接触電極５１〜５５を平行に複数本形成した。

この接触電極に沿って９１〜．Ｉ！５の位置で切断して
絶縁層７及び半導電性簿膜１よりなる複数のシート状物
を得た後、それ等をそれぞれ、平面性のよいステンレス
鋼板の上に粘度の小さい接着剤を用いて貼り合わせ、多
数の帯電装置用電極素子を作製した。

この様にして得られた帯電装置用電極素子を用い、例１
にあけると同様に操作したところ、金又はクロムよりな
る接触電極は、給電電極と接触し、電源の電圧を受ける
ことにより、感光体を均一に帯電させることができた。

この様な方法でシー１〜状電極を製造することのメリッ
トは、−度に多数の電極を低コストでできることに必る
。

例４例１における半導電性膜として、ジルコニアをイオンブ
レーティングによって膜厚０．１μｍになるように成膜
した以外は同様にして帯電装置用電極素子を作製した。

この帯電装置用電極素子は、ジルコニアが、酸素を電気
伝導のイオン源として、常に大気から供給を受けている
ため、帯電装置において環境変化に関係なく安定して使
用することができた。

以上においては、゛感光体を電荷受容体とする場合につ
いて説明したが、本発明の帯電装置用電極素子は、絶縁
性の電荷受容体に対しても使用することができる。

発明の効果本発明の帯電装置用電極素子は、上記のように絶縁性基
体上に半導電性膜を成膜してなる構成を有するので、半
導電性膜は、絶縁性基板の表面性に忠実な形状を有する
ものとなり、感光体の帯電電位が常に均一になる。また
、半導電性膜を構成する材料の電気抵抗は、温度、湿度
による変化が小さいので、感光体を経時的にも安定して
帯電させることができる。

また、電圧の印加が、帯電装置用電極素子表面で行われ
、かつ半導電性膜の基体が絶縁性材料から形成されてい
るために、半導電性膜が薄層で必るにも拘らず、絶縁破
壊を起こすことがなく安定して使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を帯電装置として適用した
場合の説明図、第２図は、本発明の他の実施例を帯電装
置として適用した場合の説明図、第３図は、本発明の帯
電装置用電極素子の製造方法を説明する説明図、第４図
は、本発明の帯電装置用電極素子を用いた電子写真装置
の概略構成図、第５図は従来の帯電装置の斜視図、第６
図は、第５図の断面図、第７図は、従来の半導電性固体
電極を用いた帯電装置の作動説明図である。１・・・半導電性膜、２・・・絶縁性基板、３・・・感
光体、４・・・電源、５・・・接触電極、６・・・給電
電極、７・・・絶縁層、８・・・金属基板、９・・・レ
ンズ、１０・・・原稿、１１・・・原稿台、１２・・・
照明ランプ、１３・・・現像器、１４・・・転写用帯電
器、１５・・・用紙カセット、１６・・・用紙、１７・
・・剥離用帯電器、１８・・・定着器、１９・・・除電
用帯電器、２０・・・クリーナー、２１・・・感光体帯
電器、２２・・・シールドケース、２３・・・絶縁ブロ
ック、２４・・・放電ワイヤー、２５・・・半導電性固
体電極、２６・・・給電電極。特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　腹部　剛（＼第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁性基体上に半導電性膜を成膜してなる帯電装
置用電極素子。
（２）絶縁性基体が、金属基板上に絶縁体層を設けてな
ることを特徴とする請求項１記載の帯電装置用電極素子
。
（３）絶縁性基体がシート状であることを特徴とする請
求項１記載の帯電装置用電極素子。
（４）半導電性膜の末端に給電電極用電極を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の帯電装置用電極素子。
（５）半導電性膜が電子伝導性材料よりなることを特徴
とする請求項１記載の帯電装置用電極素子。
（６）半導電性膜が酸素イオン伝導性材料よりなること
を特徴とする請求項１記載の帯電装置用電極素子。
（７）板状絶縁基体上に、半導電性膜を形成し、その上
に接触電極を平行に複数本形成し、該接触電極に沿つて
切断して絶縁層及び半導電性薄膜よりなる複数の板状物
を得、該複数の板状物のそれぞれを、平面性のよい導電
性基板の上に貼り合わせることを特徴とする帯電装置用
電極素子の製造方法。