JPH0493866A

JPH0493866A - コロナ放電器

Info

Publication number: JPH0493866A
Application number: JP20670090A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nagame; 宏永目; Shigeto Kojima; 成人小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1990-08-06
Publication date: 1992-03-26

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、電子写真複写機やレーザプリンタ、ファクシ
ミリ等の画像形成装置における、画像流れや白抜は現象
を防止するようにしたコロナ放電器に関するものである
。

（従来の技術）電子写真複写機やレーザプリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置では、導電性支持体上に非晶質シリコン（ａ
−３ｉ悪感光）　、　Ｓｅ、　Ａｓ２Ｓｅ３゜５ｅＴｅ
等の無機系光導電材料（Ｓｅ感光体）、さらにポリ−Ｎ
−ビニルカルバゾール、トリニトロフルオレノンや各種
アゾ顔料などの有機系光導電材料（ＯＰＣ感光体）等を
用いた感光体が一般に知られている。

例えば、ＯＰＣ感光体は、良好な電気特性や分光感度を
有し、製造コストが安価で、かつ無公害性であり、ベル
トやドラム状の感光体に比較的容易に加工できるため、
低速機より中速機まで数多く利用されている。

一方、ａ−３ｉ悪感光は、他の感光体に較べて帯電能が
劣るものの、高感度であり、耐摩耗性も大きいため、高
速複写機やレーザープリンタ等に利用されている。

このような感光体を使用する画像形成装置の一例を第４
図に示す。感光体１は、帯電用コロナ放電器（帯電チャ
ージャ）２で一様に帯電される。

コロナ放電器２には、４０〜１００μｍ径のタングステ
ンワイヤが張架されたコロトロン方式と、不均一放電を
均一化するためにさらにグリッドをコロナ放電器の開口
部近傍に張架したスコロトロン方式があり、４０００〜
５ｏｏｏボルトの高電圧が印加される。

露光部３で像露光して静電潜像を形成した後、現像装置
４でトナー像を形成する。

トナー像は、転写用コロナ放電器（転写チャージャ）５
でコピー用紙９に転写された後、コピー用紙は分離用コ
ロナ放電器（分離チャージャ）６で感光体より分離され
、定着装置１０で定着されてハードコピーとなる。

一方、転写後の感光体１は、クリーニング装置７で清掃
されて残留トナーが除去され、除電ランプ８で除電され
て一連の複写工程が終了する。

ところで、コロナ放電器を使用した画像形成装置におい
ては、コロナ放電の際、コロナ生成物、即ちオゾンや窒
素酸化物等の生成物が発生し、このコロナ生成物が感光
体表面に付着すると、感光体表層の表面抵抗が低下した
り、感光体の感光特性が劣化したりして、画像品質が低
下することが知られている。特に、表面抵抗は湿度に応
じて低下し、画像ぼけを生じ、最悪の場合、画像が全く
形成されなくなることもある。従って、初期画像を長期
間にわたって維持させるには、コロナ生成物の影響を排
除する必要がある。このような画像ぼけにおいては、感
光体を構成する材料によってその発生度が異なり、また
画像ぼけを生じさせる原因物質に違いはあるが、何れに
おいてもコロナ生成物が画像ぼけ発生の引き金になって
いる。

上述のようなコロナ生成物に起因する画像特性の劣化を
防止するようにしたものとしては、以下に示すようなも
のが知られている。

第１例としては、感光体の構成材料自体の改善により、
表面抵抗の低下を防止したものが知られている。詳しく
は、感光体には、導電性支持体の上に感光層を形成した
ものと、その感光層の上にさらに保護層を積層したもの
とがある。これらの感光層や保護層がスプレー法やコー
ティング法により形成される場合には、酸化防止剤（ア
ミン類、ヒドロキシルアミン類）を添加したり、外部か
らすり込んだりしてコロナ生成物の影響を排除するよう
にしている。

第２例としては、コロナ放電器の改良により、コロナ生
成物の発生を抑制したり、コロナ生成物が感光体に付着
するのを防止したりするものが知られている。前者は、
例えば特開昭６４−６８７７４号公報、特開昭４７−３
７５４７号公報、特開昭４９−４０７３９号公報及び特
開昭４９−８４６６０号公報等に記載されており、オゾ
ン分解剤となるＡｕ、　Ａｇ、　Ｐｔ、　Ｐｄ。

Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ２Ｏ３，ＢａＯ，アルミナ、酸化クロ
ム等の金属又は金属酸化物でチャージワイヤやシールド
ケースあるいはグリッドをメツキして、コロナ放電時の
コロナ生成物の発生を抑制するようにしている。一方、
後者は、例えば特開昭６３３１１３６５号公報に記載さ
れており、シールドケースの内壁やグリッドを活性炭素
繊維や酸化マンガンあるいは金属キレート化合物で加工
処理し、コロナ生成物を吸収して、感光体に付着するの
を防止するようにしている。また他に、グリッドを炭素
繊維系にしたり、吸収部材を付設したり（例えば特開平
１−２１０９７４号公報参照）、風の流れを考慮したシ
ールドケース形状にしたりして、対処するようにしたも
のもある。さらには、シールドケース等のＰｔやＡｇの
メツキと活性炭からなる吸収剤を併用したものもあり、
このものは、例えば特開昭５０−３４８２８号公報及び
特開昭５２−１３３８９４号公報に記載されている。

第３例としては、感光体をヒータで加熱したり、熱風で
乾燥させ、湿度の影響を排除して、感光体の表晶抵抗の
低下を防止するようにしたものが知られている（例えば
、特開昭５９−２０８５５８号公報、特開昭６０−０９
５４６７号公報、特開昭６１−１３２９７７号公報、特
開昭６２−２６２０６５号公報参照）。

第４例としては、感光体表面に付着したコロナ生成物を
研摩や湿式のクリーニングにより除去するようにしたも
のが知られている。研摩には、例えばスチールワイヤを
ループ状に巻いたローラやブレードを用い（例えば特開
平１−１６１２８１号公報参照）、湿式のクリーニング
には、水や溶剤を用いて感光層表面のコロナ生成物を除
去するようにしている。

上述の４例の他にも、コロナ生成物による画像劣化の防
止を目的とするものとして、例えば特開昭５８−２８５
８１号公報、特開昭６０−９５４５９号公報、特開昭６
０−１８９７６９号公報、特開昭６０−１０２６５９号
公報、特開昭５９−２１９７７０号公報、特開昭６０−
１３４２５４号公報、特開昭６０−１７７６５号公報、
特開昭５５−１５５３６９号公報に記載のものが知られ
ている。

（発明が解決しようとする課題）第４図に示したような画像形成装置では、帯電や転写、
分離を行なうためにコロナ放電器が用いられているが、
放電に伴ってコロナ放電器からオゾン（０３）、窒素酸
化物（ＮＯＸ）等のコロナ生成物が生成される。その結
果、これらのコロナ生成物は、放電エネルギー及び大気
中の水分や炭酸ガス、窒素ガス等の作用で窒素化合物や
アルデヒド基、カルボキシル基等の親水性の化合物に変
わるため、感光体表面が酸化されたり、化合物の吸着と
大気中の水分による吸湿で感光体の電気抵抗（表面抵抗
）が低下し、画像流れや更にひどい画像欠落による白抜
は現象が生じ、コピー品質を著しく低下させるという問
題がある。

この現象は、大なり小なりほとんどの感光体で発生する
が、特に、ａ−３ｉ層を用いた感光体では、感光体表面
に５ｉ０２等の親水性物質が生じるため画像流れを生じ
易く、高耐久性と共に耐候性に優れると考えられていた
ａ−Ｃ：Ｈを保護層に用いた感光体でも、ａ−８ｉ悪感
光と同様な問題のあることが分かった。

これらの感光体では、高温になる程画像流れがひどくな
り、全く画像の形を呈しないこともある。

特に、ａ−Ｃ：８層を保護層とするＯＰＣ感光体を搭載
したレーザープリンタ等では、複写後の停止中に帯電用
のマイナスコロナ放電器に対向した感光体表面がコロナ
放電器に付着していたコロナ生成物のために汚染され、
３０数％の湿度でも画像が欠落する白抜は現象が発生す
る他、ａ−３ｉ悪感光でも除電用の交流コロナ放電器対
向部で発生することもある。

この白抜は現象は、コロナ放電器に付着していたコロナ
生成物がコロナ放電器の開口部より感光体の方へ揮発遊
離して発生するもので、およそコロナ放電器の開口幅で
白抜けするのが特徴である。

なお、この白抜は部は、完全に画像が消失することもあ
るが、軽度の場合は一部が白抜けしたり、画像流れの状
態が認められることもある。

白抜は部では、コロナ生成物の付着量が多くなっている
ことが予想され、これが親水性のため水分が少しでもあ
ると表面抵抗が低下し、画像流れ状態を経て、白抜は状
態に至るものと考えられる。

従って、本発明は、感光体のコロナ放電器対向部分で発
生する画像流れや白抜は現象を有効に防止するようにし
た画像形成装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明は、チャージワイヤ
と、このチャージワイヤを囲み感光体に対向する側が開
口したシールドケースとを備え、チャージワイヤが内部
を貫通する中空状の金属製円筒体がシールドケース内に
配設されており、その円筒体は、胴部に、周方向に一定
幅で軸方向に所定の長さの開口部若しくはグリッド部を
有し、必要に応じて回転可能な構成とする。

また、シールドケースと円筒体との間に、円筒体の回転
に伴って円筒体外面を清掃する清掃部材を配設した構成
とする。

（作　用）上記構成において、画像形成時は円筒体の開口部若しく
はグリッド部が感光体に対向するように位置させ、画像
非形成時は円筒壁でチャージワイヤと感光体間を遮蔽す
るように円筒体を略１８０度回転させる。これにより、
コロナ放電によって生成し、円筒体内やグリッド部に付
着したコロナ生成物が感光体へ移行するのを防止するこ
とができるので白抜は現象の発生を抑制することができ
る。

また、長期間使用していると、円筒体の外面にもコロナ
生成物が徐々に蓄積するが、特に、感光体に最も接近し
て感光体を汚染し易いグリッドに付着したコロナ生成物
を除去する必要がある。本発明では、円筒体を回転させ
ることにより、シールドケースと円筒体との間に配置し
た清掃部材により円筒体外面を清掃するので、感光体へ
の汚染が更に少なくなる。清掃部材としては、活性炭素
繊維を主体としたものが好適である。

（実施例）以下、図面を参照して実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例におけるコロナ放電器の基
本構成を示したもので、１１はチャージワイヤであり、
４０〜１００μｍ径のタングステンワイヤが通常使用さ
れる。１２はこのチャージワイヤ１１を囲み感光体に対
向する側が開口したシールドケース、１３はチャージワ
イヤ１１が内部を貫通するようにシールドケース１２内
に回転可能に配設された中空状の金属製円筒体であり、
曲げに強い金属、例えば厚さ０．１〜０．５１ｎＩＴｌ
の１８−８ステンレスやさび防止を施した燐青銅などで
構成され、その胴部の一部、即ち、周方内約１／４の幅
、軸方向に所要の長さでエツチング加工を施し、グリッ
ド部１４を形成している（開口部のときもある）。グリ
ッド部以外は壁になっている。１５はチャージワイヤに
対する対向電極で、コロナ放電を効率よく安定に動作さ
せるためのものであり、クロムメツキやニッケルメッキ
した鉄板、あるいはステンレス板などが利用できる。な
お、シールドケース１２は、円筒体１３の保持、保護、
コロナ放電流及びコロナ生成物の拡散防止、画像形成装
置への取付具の設置、さらには後述する清掃部材の挟持
等の役目を果たす。

第３図は、本実施例を更に具体的に示したものである。

１６はエンドブロックで、チャージワイヤ１１、対向電
極１５、高圧端子１７を保持し、また、円筒体１３を回
転自在に支持している。エンドブロック１６内にはチャ
ージワイヤを張るための図示しないスプリングが取り付
けられている。１８はエンドブロック１６を固定保持す
るベース板である。１９は円筒体１３に回転を与える駆
動モータで、モータ軸に取り付けたギヤ２０が円筒体Ｉ
３の端部に設けたギヤ２１に噛合し、円筒体を１５秒／
回転程度の速さで回転させる。

次に、本実施例の具体的効果について説明する。

まず、ｏｐｃ感光体上ニヌープ硬度１５００〜２０００
ｋｇ／ｍｍ、膜厚７５００〜８０００人のａ−Ｃ：Ｈ層
をプラズマＣＶＤ法で積層した感光体１を実験用レーザ
ービームプリンタに搭載する。プリンタのメインスイッ
チを入れると円筒体１３のグリッド部１４が感光体に対
向し、複写工程終了後は感光体とは反対側に向く制御系
を組み込む。ただし、この回路はオン、オフできるよう
にスイッチをつけた。なお、潜像電位として、明部電位
を一２５０Ｖ、暗部電位を一９２０ｖにセットした。

３０００枚／日の割合で５日間、Ａ−４サイズで複写を
行い、１晩放置の翌日、５０〜５５％ＲＨ，２１〜２３
℃の環境でコロナ放電器対向部に発生する白抜は現象を
観察した。

その結果、複写工程終了後、円筒体１３を回転させずに
グリッド部１４が常時感光体１に対向するようにした場
合では、各複写枚数終了毎にグリッド幅より若干広めに
白抜けが確認された。

一方、複写工程終了後、円筒を半回転してグリッド部が
感光体とは反対側に位置するように設定した場合は、白
抜は現象は一切確認されなかった。

第２図は、本発明の他の実施例を示したもので、シール
ドケース１２と円筒体１３との間に、円筒体外面を清掃
する清掃部材２３を配設したものである。

短期的には、第１図の構成で十分その成果が得られるが
、長期間にわたって使用する場合、徐々に円筒体１３の
外壁にコロナ生成物が蓄積し、複写工程終了後は、その
コロナ生成物の着いた外壁が感光体に対向することにな
るので、実質的に問題が生じてくる可能性がある。そこ
で、円筒体の回転に伴って円筒体外面を清掃部材２３に
摺擦させ、コロナ生成物を除去するようにする。

コロナ生成物は水溶性であるが、湿式の清掃法は採用で
きない。従って、乾式の清掃法が必要となる。一般の清
掃部材を用いても効果はあるが、不十分である。コロナ
生成物を短時間で効率よく除去でき、しかも吸収したま
ま再付着を起こさない部材として、活性炭素繊維が好適
である。

活性炭素繊維は、繊維径が５〜３０人と極めて細いため
、ＮＯｘやオゾンの吸収効率がよく、各種形態に加工す
ることができる。しかし一方では、】本１本の繊維が硬
くて脆いため、使用目的によっては粉塵が生じることが
ある。本実施例の場合、摺擦するので強靭でなければな
らない。

本発明で使用できる活性炭素繊維としては、織物状のも
のがよく、厚みが０．５〜１．０ｍｍ程度であるので重
ね折りで使用するか、間にフェルト状の活性炭素繊維を
挾み込んで使用するか、フェルトや発泡材などを間に挾
み込んで使用するなど、使用上のバリエーションが考え
られる。いずれにせよ、活性炭素繊維を清掃部材として
使用することは大きな効果がある。

具体的に示すと、シールドケース内のベース板１８の下
面に織物状の活性炭素繊維を３重折りにし、はつれがな
いように取り付け、円筒体１３の清掃部材とした。この
際、効果が分かるように、円筒体の長さ方向の１７２だ
け清掃部材を配置した。この状態で、１５００枚／日の
割合で１力月（複写枚数の合計は３万枚）にわたって経
時効果を確認した。

毎複写終了後、３回転の清掃をし、グリッド部が感光体
とは反対側に位置して止まるように制御系をセットした
。その結果、清掃部材が配置されていない部分では、実
用上は問題ないレベルではあるが、僅かなむら程度の濃
淡が発生した。しかし清掃部材が配置された部分では、
その濃淡の差は全く識別できなかった。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、複写動作時は円
筒体の開口部若しくはグリッド部が感光体に対向するよ
うに位置させ、複写停止時は円筒壁でチャージワイヤと
感光体間を遮蔽するように円筒体を略１８０度回転させ
る構成としたので、感光体が、コロナ放電によって生成
し円筒体内やグリッド部に付着したコロナ生成物で汚染
されることがなくなり、白抜は現象の発生を防止するこ
とができる。

また、長期間の使用においても、円筒体の外面に付着し
たコロナ生成物を、円筒体を回転させることによって清
掃、除去することができるので、感光体の汚染が更に少
なくなり、良好な画像品質を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の基本構成を示す断面図、
第２図は、本発明の他の実施例の基本構成を示す断面図
、第３図は、第１図の具体的構成の分解斜視図、第４図
は、本発明が適用される画像形成装置の概略構成図であ
る。１　・・・感光体、１１・・・チャージワイヤ、１２・
・・シールドケース、　１３・・・円筒体、１４・・・
グリッド部、２３・・・清掃部材。第１図第２図特許出願人　　　株式会社　リ　コー第

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チャージワイヤと、該チャージワイヤを囲み感光
体に対向する側が開口したシールドケースとを備えた画
像形成装置用コロナ放電器であって、前記チャージワイ
ヤが内部を貫通する中空状の金属製円筒体が前記シール
ドケース内に配設されており、その円筒体は、胴部に、
周方向に一定幅で軸方向に所定の長さの開口部若しくは
グリッド部を有し、画像形成時は前記開口部若しくはグ
リッド部が感光体に対向し、画像非形成時は円筒壁が感
光体に対向してチャージワイヤと感光体間を遮蔽するよ
うに回転可能に構成されていることを特徴とするコロナ
放電器。
（２）シールドケースと円筒体との間に、円筒体の回転
に伴って円筒体外面を清掃する清掃部材を配設したこと
を特徴とする請求項（１）記載のコロナ放電器。