JPH0594078A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電により感光体を帯電させるようにした帯
電装置において、低い電圧でも放電が行われて、感光体
が充分に帯電されるようになると共に、放電によって発
生するオゾンや窒素酸化物等の量を少なくする。 【構成】 放電により感光体１等の像坦持体を帯電させ
る帯電装置において、絶縁性基体１２と、この絶縁性基
体１２上に多数設けられたコーン状に突出した突出電極
１１と、各突出電極１１と所要間隔を介するようにして
設けられた対向電極１４と、上記突出電極１１と対向電
極１４との間において放電を生じさせるために電圧を印
加する電圧印加手段とを設けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機やプリンター
等の電子写真装置において、感光体等の像坦持体を帯電
させるのに使用する帯電装置に係り、特に、放電によっ
て感光体等の像坦持体を帯電させるようにした帯電装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の電子
写真装置においては、感光体を帯電させて画像形成を行
うにあたり様々な帯電装置が用いられていた。

【０００３】ここで、上記のように感光体を帯電させる
帯電装置として、従来においては一般にコロトロンチャ
ージャーやスコロトロンチャージャーを用いるようにし
ており、このような帯電装置においては、コロナ放電を
行って感光体を帯電させるようにしていた。

【０００４】しかし、コロトロンチャージャーやスコロ
トロンチャージャーを用いてコロナ放電を行うにあたっ
ては、放電を行うのに非常に高い電圧が必要となり、電
源等に要するコストが高くつくと共に、このように高い
電圧でコロナ放電を行った場合には、この放電により近
年問題となっているオゾンや窒素酸化物が多く発生し、
環境を害するという問題があった。

【０００５】一方、近年においては、上記のように感光
体を帯電させる際におけるオゾンや窒素酸化物等の発生
を抑制するため、コロトロンチャージャーやスコロトロ
ンチャージャー以外の帯電装置を用いることが検討さ
れ、例えば、特開昭５７−７８５８２号公報に示される
ように、導電性ブラシを感光体の表面に接触させて感光
体を帯電させるようにしたものや、導電性ローラを感光
体の表面に接触させて感光体を帯電させるようにしたも
の等、感光体の表面に導電性部材を接触させて感光体を
帯電させるようにした接触式ものが開発された。

【０００６】しかし、このように導電性ブラシや導電性
ローラを感光体の表面に接触させて感光体を帯電させる
ようにした場合、これらの接触によって感光体の表面が
劣化し、また感光体の帯電が均一に行われずに筋状のノ
イズが発生する等の問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、複写機や
プリンター等の電子写真装置において、感光体等の像坦
持体を帯電させるのに使用する帯電装置における上記の
ような様々な問題を解決することを課題とするものであ
る。

【０００８】そして、この発明においては、上記のよう
に導電性ブラシや導電性ローラを接触させて感光体を帯
電させる接触方式のものではなく、非接触な放電により
感光体等の像坦持体を帯電させるようにした帯電装置に
おいて、低い電圧でも放電が行われて、感光体が充分に
帯電されるようになると共に、放電によるオゾンや窒素
酸化物等の発生も少なくなるようにすることを課題とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明においては、上
記のような課題を解決するため、放電により像坦持体を
帯電させる帯電装置において、絶縁性基体と、この絶縁
性基体上に多数設けられたコーン状に突出した突出電極
と、各突出電極と所要間隔を介するようにして設けられ
た対向電極と、上記突出電極と対向電極との間において
放電を生じさせるために電圧を印加する電圧印加手段と
を設けるようにしたのである。

【００１０】ここで、上記のように絶縁性基体上にコー
ン状に突出した突出電極を設けるにあたっては、一般に
真空蒸着，電子ビーム，イオンアシスト，ＩＣＢ等の方
法によって突出電極を設けることができる。

【００１１】そして、このような電極に用いる材料とし
ては、クロム，銅，タングステン，アルミニウム，金，
白金，インジウム，チタン等の金属や、ＩＴＯ，カーボ
ン等の導電性材料を使用することができる。

【００１２】また、上記のコーン状に突出した突出電極
としては、その底面形状が円形状になったものの他に、
三角形，四角形，六角形，八角形等の多角形状になった
ものを用いるようにしても良い。

【００１３】ここで、底面形状が円形状になった突出電
極を形成するにあたっては、図１に示すように、突出電
極１１の底辺部の長さａと、この突出電極１１の突出し
た高さｈとの関係が、３ｈ＜ａ＜５０ｈの関係を満たす
ようにすることが好ましく、より好ましくは５ｈ＜ａ＜
３０ｈの関係を満たすようにする。これは、底辺部の長
さａに対して突出電極１１の高さｈが大きくなりすぎる
と、突出電極１１が脆くなり、放電によってこの突出電
極１１が気化蒸発し、突出電極１１の寿命が短くなるた
めであり、また逆に底辺部の長さａに対して突出電極１
１の高さｈが小さいと、放電が起りにくくなり、放電を
行うのに高電圧が必要になると共に、放電が不安定にな
るためである。

【００１４】また、上記のように絶縁性基体上に形成さ
れた突出電極を長期にわたって安定して使用できるよう
にするため、この突出電極の表面を金属酸化物系無機薄
膜やダイヤモンド状炭素膜でコーティングすることが好
ましい。

【００１５】また、上記突出電極と対向電極との間にお
いて放電を生じさせるため、電圧印加手段から上記突出
電極と対向電極との間に印加させる電圧は、直流，交流
及び直流と交流との重畳電圧のいずれであってもよい。

【００１６】また、このように電圧印加手段から上記突
出電極と対向電極との間に電圧を印加させて放電を行
い、これによって像坦持体を帯電させるにあたっては、
この放電により生じた帯電ガスを像坦持体側に送る送風
手段を設けるようにすることが好ましい。

【００１７】

【作用】この発明に係る帯電装置においては、上記のよ
うに絶縁性基体上にコーン状に突出するようにして多数
設けられた突出電極と、各突出電極と所要間隔を介する
ようにして設けられた対向電極との間に電圧印加手段か
ら放電用の電圧を印加させて、上記突出電極と対向電極
との間で放電を行い、この放電により生じた帯電ガスに
より像坦持体を帯電させるようにする。

【００１８】ここで、上記のようにコーン状に突出した
突出電極と対向電極との間で放電を発生させる場合、従
来のコロトロンチャージャーやスコロトロンチャージャ
ーに比べて、上記突出電極と対向電極との間に印加する
電圧が低くても充分な放電が行われて、像坦持体が充分
に帯電されるようになると共に、放電によるオゾンや窒
素酸化物の発生も少なくなる。

【００１９】また、上記のように突出電極と対向電極と
の間の放電によって発生した帯電ガスを像坦持体側に送
る送風手段を設けると、これによって感光体の帯電効率
がさらに向上する。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例に係る帯電装置を添
付図面に基づいて具体的に説明する。

【００２１】この実施例においては、絶縁性基体１２上
にコーン状に突出した突出電極１１を多数設けるにあた
って、図２に示すような真空蒸着装置２０を用いるよう
にした。

【００２２】ここで、この真空蒸着装置２０において
は、その装置本体２１内の底部に設けられた受け皿２２
ａ上に、上記突出電極１１を形成するのに用いるクロム
等の導電性材料からなる蒸着源２２をセットし、その周
囲にガード部２３に設けると共に、この蒸着源２２の上
部にシャッター２４を設けるようにした。

【００２３】また、この装置本体１１内において上記シ
ャッター２４より上方の位置に、図３に示すような多数
の孔２５ａが設けられたパターンマスク２５を介して絶
縁性基体１２を配するようにした。

【００２４】そして、この装置本体２１内を１０^-6Ｔｏ
ｒｒ以下にすると共に、上記蒸着源２２がセットされた
受け皿２２ａに電源（図示せず）より電圧を印加させ
て、上記蒸着源２２を蒸発させ、その蒸気圧が１０^-4Ｔ
ｏｒｒ以下になるようにすると共に、上記パターンマス
ク２５と絶縁性基体１２を図２に示すように傾けた状態
で回転させながら、パターンマスク２５に設けられた上
記の多数の孔２５ａを通して絶縁性基体１２上に蒸着物
２２を蒸着させ、これを次第にコーン状に成長させるよ
うにした。

【００２５】このようにして、この実施例においては図
４に示すように、上記絶縁性基体１２上にコーン状に突
出した突出電極１１を一列に多数設け、各突出電極１１
をリード電極１３によって接続させるようにした。

【００２６】一方、上記のように絶縁性基体１２上に設
けられた各突出電極１１と所要間隔を介して対向電極１
４を設けるにあたっては、この対向電極１４として、上
記のように突出電極１１を形成した際に使用したパター
ンマスク２５自体を使用することもできるが、この実施
例においては、図４に示すように、上記絶縁性基体１２
上に設けられた突出電極１１と対応するようにして細長
い平板部材１５に多数の孔１５ａを設け、この各孔１５
ａの周囲に電極１４ａを設け、これらの各電極１４ａを
引出電極１４ｂによって接続させるようにした。

【００２７】そして、上記のようにコーン状の突出電極
１１が多数設けられた絶縁性基体１２を支持部材１６上
にセットすると共に、このようにセットされた絶縁性基
体１２の上に内部が中空になったスペーサー部材１７を
配し、このスペーサー部材１７の上に、上記のように多
数の孔１５ａの周囲に電極１４ａが設けられた平板部材
１５をセットし、各突出電極１１に対して対向電極１４
を所要間隔を介して設けるようにした。なお、この実施
例のものにおいては、図５に示されるｄ₁ の距離が１０
〜１００μｍになるようにした。

【００２８】次に、上記のようにして形成したこの実施
例の帯電装置１０により感光体１を帯電させて画像形成
を行う場合について説明する。

【００２９】ここで、この実施例の帯電装置１０によっ
て帯電させる感光体１としては、図６に示すように、回
転ローラ３１にかけ渡されたベルト状の感光体１を用い
るようにした。

【００３０】そして、上記帯電装置１０においてコーン
状に突出した突出電極１１が上記ベルト状の感光体１と
対面するようにして、この帯電装置１０をベルト状の感
光体１と一定間隔を介して設けるようにした。

【００３１】ここで、このように帯電装置１０をベルト
状の感光体１と一定間隔を介して設けるにあたっては、
図６および図７に示すように、帯電装置１０と対向する
位置において、上記ベルト状の感光体１の裏面側に位置
決め用ローラ３２を設けると共に、この帯電装置１０の
長手方向端部に滑りの良い材料で構成された絶縁スペー
サー３３を感光体１側に突出するように設けた。

【００３２】そして、上記帯電装置１０をスプリング等
の付勢部材３４によって感光体１側に押し、上記位置決
め用ローラ３２とこの絶縁スペーサー３３とによってベ
ルト状になった感光体１の側端部を挾むようにして、こ
の絶縁スペーサー３３により感光体１と帯電装置１０と
の間の間隔を調整し、この間隔が０．０２〜１ｍｍ程度
になるようにして、この帯電装置１０をコーン状に突出
した突出電極１１が感光体１と対向するように設けた。

【００３３】そして、この帯電装置１０において、上記
のようにコーン状に突出するように設けられた多数の突
出電極１１と、この突出電極１１と所要間隔を介して設
けられた対向電極１４との間に、電源（図示せず）から
７００Ｖ〜２ＫＶの電圧を印加して、各突出電極１１と
対向電極１４との間で放電を行い、これによって感光体
１を帯電させるようにした。

【００３４】ここで、上記のようにして感光体１を帯電
させた場合、感光体１の表面電位が４００Ｖ〜１ＫＶと
なり、感光体１が充分に帯電された。

【００３５】なお、このようにして感光体１の表面を帯
電させた場合、一般に用いられているスコロトロンチャ
ージャーに４〜８ＫＶの電圧を印加させて感光体１を帯
電させた場合と同様の状態に感光体１が帯電されるよう
になり、また放電によるオゾンや窒素酸化物等のガスの
発生量は、スコロトロンチャージャーを用いた場合に比
べて１／３０以下になっていた。

【００３６】そして、このように帯電装置１０によって
感光体１の表面を帯電させた後は、このように帯電され
た感光体１の表面に適当な露光手段２によって画像情報
に基づく露光を行い、この感光体１の表面に静電潜像を
形成し、このように静電潜像が形成された感光体１の表
面に現像装置３からトナーを供給して、トナー像を形成
するようにした。

【００３７】このようにして感光体１の表面にトナー像
を形成した後は、この感光体１の表面に形成されたトナ
ー像を転写ローラ４を介して記録紙５上に転写させ、こ
のようにトナー像が転写された記録紙５を定着器（図示
せず）に導き、転写されたトナー像を記録紙５に定着さ
せる一方、トナー像が転写された感光体１の表面に残留
しているトナーをクリーニング装置６によって除去し、
その後、この感光体１の表面にイレーサーランプ７から
光を照射して感光体１の表面を除電させ、その後、再度
この感光体１を上記帯電装置１０によって帯電させるよ
うにした。

【００３８】ここで、上記のようにして画像形成を続け
て行った結果、この帯電装置１０における上記突出電極
１１や対向電極１４にトナー等が付着してこれらの電極
１１，１４が汚れた場合には、これらの電極１１，１４
間に感光体１を帯電させる場合と逆極性のバイアス電圧
を印加して、これらの電極１１，１４に付着したトナー
等をこれらの電極１１，１４から感光体１側に飛ばし
て、感光体１の表面に付与し、このように感光体１の表
面に付与されたトナー等を上記クリーニング装置６によ
って感光体１の表面から除去するようにした。

【００３９】なお、ここではこの実施例の帯電装置１０
によってベルト状の感光体１を帯電させる場合について
説明したが、ドラム状の感光体１を帯電させるようにす
ることも当然可能である。

【００４０】また、この実施例の帯電装置１０におい
て、図８に示すように、突出電極１１が設けられた上記
絶縁性基体１２と、対向電極１４が設けられた平板部材
１５との間に配されたスペーサー部材１７内に空気を導
く空気流通ノズル１８を設け、この空気流通ノズル１８
により上記スペーサー部材１７内に空気を導き、突出電
極１１と対向電極１４との間の放電により発生した帯電
ガスを、このように導かれた空気と一緒に対向電極１４
に設けられた上記孔２５ａから感光体１の表面に送り出
すようにすると、感光体１の帯電効率がさらに向上し
た。

【００４１】なお、この実施例の帯電装置１０において
は、コーン状に突出した突出電極１１を上記のように一
列に多数設けたものを用いるようにしたが、このような
突出電極１１を絶縁性基体１２上において千鳥状にして
複数列設けたもの等を用いるようにすることも可能であ
る。

【００４２】また、この実施例のものにおいては、各突
出電極１１に対向する対向電極１４をスペーサー部材１
７を介して設けるようにしたが、図９の（Ａ），（Ｂ）
に示すように、絶縁性基体１２上に設けられた突出電極
１１の周囲に所要間隔を介して対向電極１４を設けるよ
うにすることも可能である。なお、このように絶縁性基
体１２上に設けられた突出電極１１の周囲に所要間隔を
介して対向電極１４を設ける場合、突出電極１１と対向
電極１４との間隔ｄ₂ は１０〜４０μｍ程度にすること
が好ましかった。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明に係る帯
電装置においては、絶縁性基体上にコーン状に突出する
ようにして設けられた多数の突出電極と、この突出電極
と所要間隔を介するようにして設けられた対向電極との
間に、電圧印加手段から電圧を印加させて、上記突出電
極と対向電極との間で放電を行うようにしたため、従来
のコロトロンチャージャーやスコロトロンチャージャー
に比べて、低い電圧で放電が行われるようになり、これ
によって感光体等の像坦持体が充分に帯電されるように
なった。

【００４４】この結果、この発明に係る帯電装置を使用
して像坦持体を帯電させるようにした場合、低い電圧で
像坦持体が充分に帯電されるようになり、電源等に要す
るコストが低減されると共に、放電によって発生するオ
ゾンや窒素酸化物等の有害物の発生も少なくなった。

【００４５】なお、この発明の帯電装置においては、放
電を行うために電圧印加手段から突出電極と対向電極と
の間に印加する電圧や、突出電極と対向電極との間隔等
を変更させることによって、転写チャージャーや除電チ
ャージャー等として使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の帯電装置において用いる突出電極の
状態を示した側面図である。

【図２】この発明の実施例において、絶縁性基体上にコ
ーン状に突出した突出電極を形成するのに使用した真空
蒸着装置の概略説明図である。

【図３】この発明の実施例において絶縁性基体上にコー
ン状に突出した突出電極を設けるのに用いたパターンマ
スクの斜視図である。

【図４】この発明の実施例に係る帯電装置の分解斜視図
である。

【図５】この発明の実施例に係る帯電装置の部分説明図
である。

【図６】この発明の実施例に係る帯電装置により像坦持
体を帯電させて画像形成を行う状態を示した概略説明図
である。

【図７】この実施例の帯電装置を像坦持体と一定間隔を
介して設ける状態を示した部分拡大説明図である。

【図８】この発明の実施例に係る帯電装置において、放
電により発生した帯電ガスを像坦持体側に送り出す空気
流通ノズルを設けた状態を示す斜視図である。

【図９】この発明の帯電装置の変更例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 像坦持体 １０ 帯電装置 １１ 突出電極 １２ 絶縁性基体 １４ 対向電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電により像坦持体を帯電させる帯電装
   置において、絶縁性基体と、この絶縁性基体上に多数設
   けられたコーン状に突出した突出電極と、各突出電極と
   所要間隔を介するようにして設けられた対向電極と、上
   記突出電極と対向電極との間において放電を生じさせる
   ために電圧を印加する電圧印加手段とを有することを特
   徴とする帯電装置。