JPH09102380A

JPH09102380A - コロナ帯電装置及びカラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH09102380A
Application number: JP25878195A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松; Masayasu Onodera; 正泰小野寺; Isao Endo; 勇雄遠藤; Toru Komatsu; 小松　　徹; Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】第一に、長期に使用可能な先鋭状電極の提供
を目的とし、第二に、均一で、安定したコロナ放電を発
生させる先鋭状電極を提供することを目的とし、第三
に、均一なコロナ放電が得られる先鋭状電極及び制御グ
リッドの適性な配置の仕方と、これに基づいた良好なコ
ロナ放電の得られるコロナ帯電装置及び良好なカラー画
像の得られるカラー画像形成装置の提供を目的とする。【構成】先鋭状電極の先端部が絶縁性基板より突出し
ないように絶縁性基板上に先鋭状電極を設けると共に、
先鋭状電極の厚さが２００μｍ以下であることを特徴と
するコロナ帯電装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コロナ放電現象を応用
して被帯電物を均一に帯電させるコロナ帯電装置に関
し、殊に、非接触型の先鋭状電極を用いたコロナ帯電装
置に関する。特に、感光体の帯電、転写、分離、除電等
の目的に使用される非接触型の先鋭状電極を用いたコロ
ナ帯電装置及びこれを用いた電子写真方式の画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のコロナ放電式のコロナ帯電
装置としては、ワイヤ放電方式とピン放電方式（ピン電
極型、鋸歯状電極型等）に大別される。後者は小型で低
オゾン発生のため近年電子写真複写機、プリンタ等でも
使用されるようになってきた。特に、図１１に示すよう
に、放電部として一枚の薄い板状部材８１０に複数の鋸
歯状電極８１２を設けた電極板がＵＳＰ．４，７２５，
７３２に、また、鋸歯状電極を用い、放電の安定性と均
一性を図るものとして、図１２に示すように、個々に独
立した鋸歯状電極９１２と共通電極９１１とを、それぞ
れ別体に設け、個々の鋸歯状電極９１２と共通電極９１
１との間に抵抗体９１５を設けた構造のコロナ帯電装置
が特開平５−２３１４号公報によって開示されている。

【０００３】また、鋸歯状電極を用いたコロナ帯電装置
が、低オゾン発生のため、また、画像形成装置の小型化
に伴なう、小型化のコロナ帯電装置として近年電子写真
複写機、プリンタ等でも使用されるようになってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
提案による放電部としての先鋭状電極は、電極の先端部
が突出しており、製造時に折れや、曲がりが発生しやす
いため、製造が非常に困難となる。特に、使用時におけ
るクリーニングの際や交換の際に、折れや、曲がりの発
生のため、正常な放電が得られないといった問題があ
る。

【０００５】これに対し、本願発明者らは、図１３に示
す如く、絶縁性基板６２０上に、複数の先鋭状電極６１
２と共通電極６１１とを抵抗体６１５により結合した先
鋭状電極板６１０を、先鋭状電極６１２の先端部６１３
が絶縁性基板６２０の端部より突出しないように形成
し、クリーニング時や交換の際の、先鋭状電極の先端部
の折れや曲がりを防止したコロナ放電電極を開発し、検
討を行っているが、以下の３つの点が問題とされる。

【０００６】第一に、コロナ放電電極を長期に使用する
と、清掃しても放電の均一性が得られないばかりか、返
って悪化することがあった。これは、図１４に示すよう
に、絶縁性基板６２０上に設けられた先鋭状電極６１２
を、クリーニング部材６５０で清掃しようとすると、先
鋭状電極６１２の厚みｔが厚くなるとクリーニング部材
６５０として設けられたフェルトが引っ掛かり先鋭状電
極６１２を損傷させるのが原因であった。

【０００７】第二に、更に、先鋭状電極よりの均一なコ
ロナ放電が得られないという問題があった。

【０００８】第三に、先鋭状電極の配置の仕方により、
コロナ放電の状態が変化し均一性が保たれない。即ち、
図１５に示すように、先鋭状電極６１２の先端部６１３
の間隔Ｄｐが近すぎると、隣接する先鋭状電極間で放電
が主に行われ、制御グリッド６０５を通して像形成体６
０７へ行われるコロナ放電が僅かとなって充分な帯電が
得られない。また、間隔Ｄｐが広すぎると図１６に示す
ように、像形成体６０７の先鋭状電極６１２の先端部６
１３に対応した部分にコロナ放電が集中し、ピッチに応
じた帯電ムラが発生するという問題が生じた。また、先
端部６１３間の間隔Ｄｐに対して、先端部６１３と制御
グリッド６０５との距離により良好なコロナ放電が得ら
れる条件が変化することが認められた。

【０００９】本発明は上記の問題点を解決し、第一に、
長期に使用可能な先鋭状電極の提供を目的とし、第二
に、均一で、安定したコロナ放電を発生させる先鋭状電
極を提供することを目的とし、第三に、均一なコロナ放
電が得られる先鋭状電極及び制御グリッドの適性な配置
の仕方と、これに基づいた良好なコロナ放電の得られる
コロナ帯電装置及び良好なカラー画像の得られるカラー
画像形成装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、絶縁性基板
上に複数の先鋭状電極を有する先鋭状電極板と、前記先
鋭状電極板と像形成体との間に設けられ、前記像形成体
の表面電位を制御する制御グリッドとを有するコロナ帯
電装置において、前記先鋭状電極の先端部が前記絶縁性
基板より突出しないように前記絶縁性基板上に前記先鋭
状電極を設けると共に、前記先鋭状電極の厚さが２００
μｍ以下であることを特徴とするコロナ帯電装置によっ
て達成される（第一の発明）。

【００１１】また、上記目的は、絶縁性基板上に複数の
先鋭状電極を有する先鋭状電極板と、前記先鋭状電極板
と像形成体との間に設けられ、前記像形成体の表面電位
を制御する制御グリッドとを有するコロナ帯電装置にお
いて、前記先鋭状電極の先端部が前記絶縁性基板より突
出しないように前記絶縁性基板上に前記先鋭状電極を設
けると共に、前記先鋭状電極は、前記先鋭状電極の先端
部或は前記先鋭状電極の上面の端部に、コロナ放電を行
う少なくとも１つのエッジ部を有し、前記エッジ部の角
度をＤ（゜）、コーナＲをｒ（μｍ）とするとき、Ｄ≦
１２０、且つ０．５Ｄ＋ｒ≦９５なることを特徴とする
コロナ帯電装置によって達成される（第二の発明）。

【００１２】また、上記目的は、絶縁性基板上に複数の
先鋭状電極を有する先鋭状電極板と、前記先鋭状電極板
と像形成体との間に設けられ、前記像形成体の表面電位
を制御する制御グリッドとを有するコロナ帯電装置にお
いて、前記先鋭状電極の先端部が前記絶縁性基板より突
出しないように前記絶縁性基板上に前記先鋭状電極を設
けると共に、前記先鋭状電極の先端部の間隔をＤｐ、前
記先鋭状電極の先端部と前記制御グリッドとの間隔をＤ
ｇとした時、２ｍｍ≦Ｄｐ≦４ｍｍであり、Ｄｇ≧１．
５Ｄｐであることを特徴とするコロナ帯電装置によって
達成される（第三の発明）。

【００１３】また、上記目的は、像形成体の周囲に、複
数組のコロナ帯電装置と像露光装置と現像装置とを配置
し、前記像形成体の回転により、前記像形成体に対し前
記コロナ帯電装置による帯電と前記像露光装置による像
露光と前記現像装置による現像とによるトナー像の形成
を順次繰り返すことにより、前記像形成体上に前記トナ
ー像を重ね合わせて形成後、転写材に一括転写を行うカ
ラー画像形成装置において、前記コロナ帯電装置は、絶
縁性基板上に複数の先鋭状電極を有する先鋭状電極板が
設けられた先鋭状電極板と、前記先鋭状電極板と像形成
体との間に設けられ、前記像形成体の表面電位を制御す
る制御グリッドとを有し、前記先鋭状電極の先端部が前
記絶縁性基板より突出しないように前記絶縁性基板上に
前記先鋭状電極を設けると共に、前記先鋭状電極の先端
部の間隔をＤｐ、前記先鋭状電極の先端部と前記制御グ
リッドとの間隔をＤｇとした時、２ｍｍ≦Ｄｐ≦４ｍｍ
であり、Ｄｇ≧１．５Ｄｐであることを特徴とするカラ
ー画像形成装置によって達成される（第四の発明）。

【００１４】

【実施例】本発明の第一ないし第三の目的に共通するコ
ロナ放電電極の一実施例の構造を図１及び図２を用いて
説明する。図１は、本発明のコロナ放電電極を示す図で
あり、図２は、図１のコロナ放電電極の構造を示す図で
ある。

【００１５】先鋭状電極板１０は、共通電極１１と、共
通電極１１から一定間隔を隔てて一定ピッチＤｐ（ｍ
ｍ）で配設された複数の放電部である先鋭状電極１２
と、複数の先鋭状電極１２と共通電極１１とを電気的に
接続するための抵抗体１５とによって構成され、絶縁性
基板２０、例えばセラミック上に設けられる。先鋭状電
極１２と共通電極１１とが、絶縁性基板２０上に設けら
れるが、先鋭状電極１２の先端部１３が絶縁性基板２０
の面上より突出することなく、絶縁性基板２０上に設け
られる。また、抵抗体１５は、例えば抵抗剤の塗布によ
り先鋭状電極１２と共通電極１１との間に設けられる。
抵抗体１５の抵抗値は、概ね１ＭΩ〜１００ＭΩに設定
されることが好ましい。

【００１６】先鋭状電極１２の先端部１３と絶縁性基板
２０の端部との間隔Ｄｓ（ｍｍ）は、Ｄｐ以下であり、
先端部１３のピッチＤｐと同じ距離以上、絶縁性基板２
０上に入り込まない。先端部１３がＤｐ以上入り込む
と、絶縁性基板２０の沿面上での放電が起こり、安定し
た放電が得られない。好ましくは、先鋭状電極１２の先
端部１３と絶縁性基板２０の端部とが一致すること、即
ちＤｓ＝０であることが好ましい。

【００１７】先鋭状電極板１０を絶縁性基板２０上に形
成することによって、先鋭状電極板１０を高い精度で感
光体ドラムに対して取り付けることができる。特に、折
れや曲がり、うねりが発生しないために、放電ムラの少
ない均一な帯電性を得ることができる。先鋭状電極１２
の先端部１３の先端部分まで絶縁性基板２０上に形成す
ることにより、この効果は特に顕著となり、製造時や使
用時におけるクリーニングの際にも、先端部１３の折
れ、曲がりに対する耐久性が保証される。

【００１８】絶縁性基板２０に用いられる絶縁性部材と
しては、従来公知のプリント基板等に用いられる絶縁性
部材を用いることができるが、高い電圧を印加し、放電
を行うため、絶縁耐力、トラッキング性に優れた材料を
選択することが好ましく、絶縁耐力としては５ＫＶ／ｍ
ｍ以上が好ましく、体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ以上が
好ましい。また、厚さは、材料の種類にもよるが、概ね
０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。０．１ｍｍ以下では直
線性や強度に問題が生じ、３ｍｍ以上では重量的に重く
なり設置が困難となる。

【００１９】好ましい絶縁性部材として、強度、直線
性、絶縁耐力に優れ、また、耐高温性の点からセラミッ
ク系の材料を用いることが特に好ましい。

【００２０】セラミック材としてはアルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）系、単結晶サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）、フォルステ
ライト（２ＭｇＯ／ＳｉＯ₂）系、ステアタイト（Ｍｇ
Ｏ／ＳｉＯ₂）系、ジルコン（ＺｒＯ₂・ＳｉＯ₂）系、
コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ３・５ＳｉＯ₂）
系、チタニア系、炭化珪素（ＳｉＣ）系、窒化珪素（Ｓ
ｉ₃Ｎ₄）系、ジルコニア（ＺｒＯ₂）系、サーメット
系、マイカレックス、ソーダ石英ガラス、ホウケイ酸ガ
ラス、石英ガラス等が用いられる。これらのセラッミク
材料には、割れ易さを改善するために、重量％として５
〜２０ｗｔ％の樹脂を含有させて弾性を適度に付与した
ものを用いても良い。

【００２１】本発明の第一の目的に対する一実施例を図
３を用いて説明する。図３はクリーニング部材を用いた
先鋭状電極の清掃例を示す図である。

【００２２】絶縁性基板２０上に設けられた厚みｔ（μ
ｍ）の先鋭状電極１２をクリーニング部材５０を用い
て、往復の清掃を行った。絶縁性基板２０上には、ピッ
チ３ｍｍの間隔で、７０個の先鋭状電極１２を設け、先
端部１３の角度を６０゜として先鋭状電極板１０を形成
し、クリーニング部材５０として、布、フェルト、メッ
シュ２００の発泡ウレタンを用い、５０００回の清掃を
繰り返して先鋭状電極１２の損傷のテストを行った。ク
リーニング部材５０の先鋭状電極１２への押圧力を２０
０ｇｒ・ｃｍと５００ｇｒ・ｃｍとの２水準で行った。
テストの結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】先鋭状電極１２に損傷を生じなかったもの
を○印で、１〜５個の損傷を生じたものを△印で、６個
以上の損傷を生じたものを×印でそれぞれ示した。先鋭
状電極１２に損傷を生じた場合、損傷を生じた部分が放
電ムラとなり、先鋭状電極１２の厚みｔとしては２００
μｍ以下が良好と判定された。先鋭状電極１２の先端部
１３の角度を３０゜及び９０゜として同一の実験を行っ
たが、厚み２００μｍ以下が良好と判定された。

【００２５】本発明の第二の目的に対する一実施例を図
４に示す先鋭状電極の拡大図を用いて説明する。図４
（Ａ）は、先鋭状電極の部分拡大図であり、図４（Ｂ）
は、先鋭状電極のエッジ部Ｅ１の拡大図であり、図４
（Ｃ）は、図４（Ａ）の先鋭状電極のＡ１−Ａ２断面で
のエッジ部Ｅ２の断面拡大図である。

【００２６】絶縁性基板２０上に設けられた先鋭状電極
１２よりのコロナ放電は、図４（Ａ）に太黒線で示す先
鋭状電極１２の先端部１３のエッジ部Ｅ１或いは先鋭状
電極１２の上面のエッジ部Ｅ２より行われる。図４
（Ｂ）に示す、先鋭状電極１２の先端部１３のエッジ部
Ｅ１の角度をＤ（゜）、コーナＲの値をｒ（μｍ）と
し、表２に示す如きそれぞれの値のコロナ放電電極１
（図２）を用いて後述するコロナ帯電装置を作製し、後
述するカラー画像形成装置により画像テストを行ったと
ころ、表２に示す結果を得た。

【００２７】

【表２】

【００２８】判定は、グレーパターンの画像出しを行い
目視で判定し、帯電ムラの無いものには○印、帯電ムラ
が僅かに見られるものには△印、帯電ムラが激しく画像
不良のものには×印をそれぞれ付した。同様のテストを
繰り返した結果、先鋭状電極１２の先端部１３のエッジ
部Ｅ１の角度Ｄ（゜）とコーナＲの値ｒ（μｍ）との間
で、０．５Ｄ＋ｒ≦９５なる関係にあるとき、コロナ放
電が安定することが解明された。但し、Ｄ＞１２０で
は、いかなるｒにおいても放電は安定しなかった。

【００２９】図４（Ｃ）に示す、先鋭状電極１２の上面
の端部のエッジ部Ｅ２についての角度Ｄ（゜）とコーナ
Ｒの値ｒ（μｍ）との間についても、同様のテスト結果
が得られた。図４（Ａ）に示す、エッジ部Ｅ２と反対側
のエッジ部Ｅ３に関しても同様の結果が得られた。

【００３０】本発明の第三の目的に対するコロナ帯電装
置の一実施例とその放電状態について図５〜図９を用い
て説明する。図５は、本発明のコロナ放電電極を用いた
スコロトロン帯電器の断面構成図であり、図６は、図５
のスコロトロン帯電器の組立図であり、図７は、スコロ
トロン帯電器の放電状態を示す図であり、図８は、放電
ムラ測定装置を示す図であり、図９は、スコロトロン帯
電器の放電ムラの測定値を示す図である。図１及び図２
にて説明したコロナ放電電極が本目的のコロナ帯電装置
にも用いられる。

【００３１】先鋭状電極板１０は、共通電極１１と、共
通電極１１から一定間隔を隔てて一定ピッチＤｐ（ｍ
ｍ）で配設された複数の放電部である先鋭状電極１２
と、複数の先鋭状電極１２と共通電極１１とを電気的に
接続するための抵抗体１５とによって構成される。先鋭
状電極１２の先端部１３が絶縁性基板２０の面上より突
出することなく、絶縁性基板２０、例えばセラミック上
に先鋭状電極板１０が設けられたコロナ放電電極１が、
電子写真方式の画像形成装置に用いられる像形成体であ
る感光体ドラム７の矢印で示す移動方向に対して直交に
配置される。

【００３２】先鋭状電極１２の先端部１３と絶縁性基板
２０の端部との間隔Ｄｓ（ｍｍ）は、Ｄｐ以下であり、
先端部１３のピッチＤｐと同じ距離以上、絶縁性基板２
０上に入り込まない。先端部１３がＤｐ以上入り込む
と、絶縁性基板２０の沿面上での放電が起こり、安定し
た放電が得られない。好ましくは、先鋭状電極１２の先
端部１３と絶縁性基板２０の端部とが一致すること、即
ちＤｓ＝０であることが望ましい。制御グリッド５は、
例えば、板厚０．１ｍｍのステンレス板をエッチング加
工して作られたものであり、シールド部材であるサイド
プレート３，４は、例えば、ステンレス製の一枚の板よ
り形成されたものである。

【００３３】コロナ放電電極１を、絶縁性樹脂、例え
ば、ＡＢＳ樹脂で作られた支持部材２の面２ａに、例え
ば接着剤にて固定する。サイドプレート３，４を、先鋭
状電極板１０の長手方向に平行して支持部材２と、例え
ば図示せぬ樹脂ネジにて取り付け固定し、更に制御グリ
ッド５を支持部材２の制御グリッド取り付け用の面２ｂ
に、例えば図示せぬ樹脂ネジにて取り付け固定し、コロ
ナ帯電装置の一実施例としてのコロナ帯電装置であるス
コロトロン帯電器１００が形成される。先鋭状電極１２
の先端部１３と制御グリッド５との間隔の値はＤｇであ
る。

【００３４】上記のスコロトロン帯電器１００が、感光
体ドラム７と対峙して取り付けられるが、先鋭状電極板
１０が感光体ドラム７の回転方向下流側に取付けられる
方が、感光体ドラムの回転方向に放電が拡がるために、
帯電が安定し、特に好ましい。画像形成がなされる際、
先鋭状電極板１０には直流電圧Ｄ１が、制御グリッド５
には直流電圧Ｄ２が、先鋭状電極板１０が設けられた側
のサイドプレート４には直流電圧Ｄ４が、それぞれ、印
加される。

【００３５】図８は放電ムラ測定装置を示す図であり、
先鋭状電極板１０を設けたコロナ帯電装置としてのスコ
ロトロン帯電器１００を放電状態とし、スコロトロン帯
電器１００の下部に、接地されたアルミプレート４０１
上に絶縁層４０２を設け、絶縁層４０２の上部にスコロ
トロン帯電器１００の長手方向と直交する方向に、電流
計Ａを通して接地された直径50μｍのタングステンワイ
ヤ４０３を設け、タングステンワイヤ４０３を設けたア
ルミプレート４０１をスコロトロン帯電器１００の長手
方向に５ｍｍ／ｓｅｃの速度でスキャンし、タングステ
ンワイヤ４０３に流れる電流値により放電の状態を測定
し帯電ムラを測定する。

【００３６】本願発明者が図５に示した構成のスコロト
ロン帯電器１００を電圧印加状態として、図８に示した
放電ムラ測定装置により放電状態を測定したものが図９
である。横軸にスキャン時間Ｔ（ｓｅｃ）、即ちスコロ
トロン帯電器１００の長手方向の位置を示し、縦軸に各
位置でのタングステンワイヤに流れる電流値Ｉ（μＡ）
を示す。

【００３７】図９（Ａ）は、先鋭状電極１２の先端部１
３の間隔Ｄｐを２ｍｍ以下とした場合の放電状態の図で
あり、隣接する鋸歯電極への放電が起こり帯電ムラが著
しい。図９（Ｂ）は、先鋭状電極１２の先端部１３の間
隔Ｄｐを４ｍｍ以上とした場合の放電状態の図であり、
隣接する鋸歯電極からの放電が重ならず鋸歯電極のピッ
チに応じたムラが発生し、鋸歯電極からの放電が完全に
独立して感光体ドラムに達するため帯電ムラが激しい。
図７に示すように、放電ムラの発生の無いような先鋭状
電極１２の先端部１３の間隔Ｄｐを、２ｍｍ以上、４ｍ
ｍ以下とすると、コロナ放電の放射状の広がりの互いに
交叉する点の間隔が１．５倍のＤｐとなり、先鋭状電極
１２の先端部１３と制御グリッド５との間隔の値Ｄｇを
１．５Ｄｐ以上になる位置に、制御グリッド５を配置す
ることにより制御グリッドの制御性が上がり、図９
（Ｃ）に示すような均一放電状態を得ることが出来る。

【００３８】上記のコロナ帯電装置としてのスコロトロ
ン帯電器が用いられたカラー画像形成装置の一実施例を
図１０を用いて説明する。図１０は、本実施例のコロナ
帯電装置を用いたカラー画像形成装置の断面構成図であ
る。

【００３９】本実施例のカラー画像形成装置は、像形成
体として透明の基体の外周面に導電層と感光体層とが設
けられた感光体ドラムが用いられ、感光体ドラムに対し
内部に像露光手段が、また外側に帯電器、現像器、転写
器、除電器、クリーニング装置等の画像形成プロセス手
段が配置された構造である。

【００４０】像形成体である感光体ドラム７は、例え
ば、透明アクリル樹脂の透明部材によって形成される円
筒状の基体を内側に設け、透明の導電層、ａ−Ｓｉ層あ
るいは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を該基体の外周
に形成したものであり、接地された状態で図１０の矢印
で示す時計方向に回転される。

【００４１】本実施例では、感光体ドラムの光導電体層
において適性なコントラストを付与できる露光光量を有
していればよい。従って、本実施例における感光体ドラ
ムの透明基体の光透過率は、１００％である必要はな
く、露光ビームの透過時にある程度の光が吸収されるよ
うな特性であっても構わない。透光性基体の素材として
は、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステルモ
ノマーを用い重合したものが、透明性、強度、精度、表
面性等において優れており好ましく用いられるが、その
他一般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタ
レート、などの各種透光性樹脂が使用可能である。ま
た、透光性導電層としては、インジウム・スズ・酸化物
（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化
銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透光性を維
持した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空蒸着
法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶ
Ｄ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用される。
また、光導電体層としては、アモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）合金感光層、アモルファスセレン合金感光層
や、各種有機感光層（ＯＰＣ）が使用可能である。

【００４２】帯電手段であるスコロトロン帯電器１００
はイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）およ
び黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、感
光体ドラム７の前述した有機感光体層に対し所定の電位
に保持された制御グリッドと放電電極によるコロナ放電
とによって帯電作用を行い、感光体ドラム７に対し一様
な電位を与える。

【００４３】各色毎の像露光手段としての露光装置２１
２は、感光体ドラム７の軸方向に配列されたＦＬ（蛍光
体発光），ＥＬ（エレクトロルミネッセンス），ＰＬ
（プラズマ放電），ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光
素子をアレイ状に並べた線状の露光素子や、ＬＩＳＡ
（光磁気効果光シャッタアレイ），ＰＬＺＴ（透過性圧
電素子シャッタアレイ），ＬＣＳ（液晶シャッタ）等の
光シャッタ機能をもつ素子を並べた線状の露光素子等の
露光光を発光する露光素子と、等倍結像素子としてのセ
ルフォックレンズとが、露光素子と、等倍結像素子とし
てのセルフォックレンズとを保持する露光素子保持部材
に取り付けられたユニットとして構成され、感光体ドラ
ム７に内包して設けられた露光装置を保持する保持部材
２２０に取り付けられており、メモリに記憶された各色
の画像信号がメモリより順次読み出されて各色毎の露光
装置２１２にそれぞれ電気信号として入力される。この
実施例で使用される発光素子の発光波長は６００〜９０
０ｎｍの範囲のものである。

【００４４】各色毎の現像手段である現像器２１３は、
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の一成分あるいは二成分の現像剤をそれぞれ
収容し、それぞれ感光体ドラム７の周面に対し所定の間
隙を保って同方向に回転する現像スリーブ２１３ａを備
えている。

【００４５】前記の各色毎の現像器２１３は、前述した
スコロトロン帯電器１００による帯電と露光装置２１２
とによる像露光によって形成される感光体ドラム７上の
静電潜像を現像バイアス電圧の印加による非接触現像法
により非接触の状態で反転現像する。

【００４６】原稿画像は本装置とは別体の画像読取装置
の撮像素子により読み取られた画像あるいは、コンピュ
ータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫの各色別
の画像信号として一旦メモリに記憶し格納する。

【００４７】画像記録のスタートにより不図示の感光体
駆動モータが回動され感光体ドラム７を図１０の時計方
向へ回転し、同時に感光体ドラム７の左方に配置された
Ｙのスコロトロン帯電器１００の帯電作用により感光体
ドラム７に電位の付与が開始される。

【００４８】感光体ドラム７は電位を付与されたあと、
Ｙの露光装置２１２において第１の色信号すなわちＹの
画像信号に対応する電気信号による露光が開始されドラ
ムの回転走査によってその表面の感光層に原稿画像のＹ
の画像に対応する静電潜像を形成する。

【００４９】前記の潜像はＹの現像器２１３により現像
スリーブ２１３ａ上の現像剤が非接触の状態で反転現像
され感光体ドラム７の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナ
ー像が形成される。

【００５０】次いで感光体ドラム７は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、さらに感光体ドラム７の左方
でＹの上部に配置したマゼンタ（Ｍ）のスコロトロン帯
電器１００の帯電作用により電位を付与され、Ｍの露光
装置２１２の第２の色信号すなわちＭの画像信号に対応
する電気信号による露光が行われ、Ｍの現像器２１３に
よる非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）の
トナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合
わせて形成される。

【００５１】同様のプロセスにより感光体ドラム７の上
部に配置したシアン（Ｃ）のスコロトロン帯電器１０
０、Ｃの露光装置２１２およびＣの現像器２１３によっ
てさらに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー
像が、また感光体ドラム７の右方でＣの下部に配置した
黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１００、露光装置２１
２および現像器２１３によって第４の色信号に対応する
黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感
光体ドラム７の一回転以内にその周面上にカラーのトナ
ー像が形成される。

【００５２】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光装置２１２
による感光体ドラム７の有機感光層に対する露光はドラ
ムの内部より前述した透明の基体を透して行われる。従
って第２，第３および第４の色信号に対応する画像の露
光は何れも先に形成されたトナー像の影響を全く受ける
ことなく行われ、第１の色信号に対応する画像と同等の
静電潜像を形成することが可能となる。

【００５３】現像器２１３が不図示の突き当てコロによ
り感光体ドラム７と所定の値、例えば１００μｍ〜１０
００μｍの間隙をあけて非接触に保たれ、各色毎の現像
器２１３による現像作用に際しては、現像スリーブ２１
３ａに対し直流あるいはさらに交流を加えた現像バイア
スが印加され、現像器の収容する一成分或いは二成分現
像剤によるジャンピング現像が行われて、透明な導電層
を接地する感光体ドラム７に対してトナーと同極性の直
流バイアスを印加して、露光部にトナーを付着させる非
接触の反転現像が行われる。

【００５４】転写材である転写紙Ｐが転写材収納手段で
ある給紙カセット２１５より送り出され、タイミングロ
ーラ２１６へ搬送される。感光体ドラム７の周面上に形
成されたカラーのトナー像が、転写器２１４ａにおい
て、タイミングローラ２１６の駆動によって、感光体ド
ラム７上のトナー像と同期して給紙される転写材である
転写紙Ｐに転写される。

【００５５】トナー像の転写を受けた転写紙Ｐは、除電
器２１４ｂにおいては帯電の除去を受けてドラム周面よ
り分離した後、搬送手段である搬送ベルト２１４ｅによ
り定着装置２１７へ搬送される。定着装置２１７におい
て加熱・圧着されトナーを転写紙Ｐ上に溶着・定着した
のち、定着装置２１７より排出され、排紙搬送ローラ対
２１８ａにより搬送されて排紙ローラ２１８を介して装
置上部のトレイ上にトナー像面を下面にして排出され
る。

【００５６】一方、転写紙を分離した感光体ドラム７は
クリーニング装置２１９においてクリーニングブレード
２１９ａによって感光体ドラム７の面を摺擦され残留ト
ナーを除去、清掃されて原稿画像のトナー像の形成を続
行するかもしくは一旦停止して新たな原稿画像のトナー
像の形成にかかる。クリーニングブレード２１９ａ及び
クリーニングローラ２１９ｂによって掻き落とされた廃
トナーは、トナー搬送スクリュウ２１９ｃによって不図
示の廃トナー容器へと排出される。

【００５７】図１０にて説明した画像形成装置を用い、
直径が１８０ｍｍで、幅は、少なくとも、Ａ４サイズ
（２９７ｍｍ）まで対応できる長さを有するもので、周
速８０ｍｍ／ｓｅｃで回転される感光体ドラム７を用い
て、先鋭状電極１２の先端部１３の間隔Ｄｐを３ｍｍ、
先鋭状電極１２の先端部１３と制御グリッド５との間隔
の値Ｄｇを５ｍｍとし、先鋭状電極１２の先端部１３の
角度Ｄ＝６０゜、コーナＲの値ｒ＝５０μｍの先鋭状電
極板１０に−４．７ｋＶ（ＤＣ）を印加し、制御グリッ
ド５には−８００Ｖ（ＤＣ）を印加して感光体ドラム７
の表面電位を−８００Ｖで制御し、制御グリッド５の有
効な制御性を保つよう先鋭状電極板１０の側のサイドプ
レート４には制御グリッド５への印加電圧より低い−６
００Ｖ（ＤＣ）をそれぞれ印加して実験した結果、鋸歯
電極からの放電方向がサイドプレート側に傾けられ、制
御グリッドを通しての放電に加え、サイドプレートを通
しても放電が成されて帯電の均一性が得られ良好な画像
を得ることが出来た。

【００５８】上記の構成によるコロナ帯電装置を用いる
ことにより帯電性能を低下させることがなく、帯電の均
一性が得られ、コロナ帯電装置の小型化と共に、装置の
小型化を図った画像形成装置、とりわけ図１０にて説明
した、カラー画像形成装置に対応した、均一帯電が可能
で、オゾン発生量が少なく良好なカラー画像が得られ、
かつ小型のコロナ帯電装置の提供が可能となった。

【００５９】上記のコロナ帯電装置としてのスコロトロ
ン帯電器及びカラー画像形成装置のコロナ放電電極とし
て、前述の第一の目的、及び第二の目的において説明し
たコロナ放電電極が用いられることは勿論である。

【００６０】勿論、この先鋭状電極板が設けられたコロ
ナ放電電極を用いたコロナ帯電装置は、電子写真方式の
画像形成装置における帯電器以外の、転写・分離装置、
除電装置等にも用いることができるし、電子写真以外の
分野においても利用することができる。

【００６１】

【発明の効果】請求項１によれば、製造時に折れや、曲
がりが発生することなく、また、使用時におけるクリー
ニングの際に先鋭状電極が損傷されることがなく、長期
に使用してもコロナ放電の均一性が保たれる。

【００６２】請求項２によれば、エッジ部を通して先鋭
状電極よりの、より均一で、帯電ムラのない良好なコロ
ナ放電が行われる。

【００６３】請求項３によれば、コロナ放電が制御グリ
ッドを通して像形成体に対し、均一に拡がり、安定した
放電状態を得ることができる。

【００６４】請求項４によれば、強度、直線性、絶縁耐
力に優れ、また、耐高湿性の点からも安定したコロナ放
電が得られるコロナ放電電極が提供される。

【００６５】請求項５によれば、先鋭状電極がそれぞれ
独立して電極として形成され、先鋭状電極からの均一で
安定したコロナ放電が行われる。

【００６６】請求項６によれば、帯電性能を低下させる
ことがなく、帯電の均一性が得られ、コロナ帯電装置の
小型化と共に、装置の小型化を図ったカラー画像形成装
置に対応したコロナ帯電装置の提供が可能となり、ま
た、使用時におけるコロナ帯電装置のクリーニングの際
に先鋭状電極が損傷されることがなく、長期に使用して
もコロナ放電の均一性が保たれ、オゾン発生量が少なく
良好なカラー画像が得られるカラー画像形成装置の提供
が可能となった。

【００６７】請求項７によれば、強度、直線性、絶縁耐
力に優れ、また、耐高湿性の点からも安定したコロナ放
電が得られ、良好なカラー画像が得られるカラー画像形
成装置の提供が可能となった。

【００６８】請求項８によれば、先鋭状電極がそれぞれ
独立して電極として形成され、先鋭状電極からの均一で
安定したコロナ放電が行われ、良好なカラー画像が得ら
れるカラー画像形成装置の提供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコロナ放電電極を示す図である。

【図２】図１のコロナ放電電極の構造を示す図である。

【図３】図３はクリーニング部材を用いた先鋭状電極の
清掃例を示す図である。

【図４】先鋭状電極の拡大図である。

【図５】本発明のコロナ放電電極を用いたスコロトロン
帯電器の断面構成図である。

【図６】図５のスコロトロン帯電器の組立図である。

【図７】スコロトロン帯電器の放電状態を示す図であ
る。

【図８】放電ムラ測定装置を示す図である。

【図９】スコロトロン帯電器の放電ムラの測定値を示す
図である。

【図１０】本実施例のコロナ帯電装置を用いたカラー画
像形成装置の断面構成図である。

【図１１】従来の、鋸歯状電極板を示す図である。

【図１２】図１１の改良型の鋸歯状電極板を示す図であ
る。

【図１３】本願発明者らが検討中のコロナ放電電極を示
す図である。

【図１４】クリーニング部材を用いた先鋭状電極の清掃
時の問題点を示す図である。

【図１５】先鋭状電極の間隔が狭い場合の放電状態を示
す図である。

【図１６】先鋭状電極の間隔が広い場合の放電状態を示
す図である。

【符号の説明】

１コロナ放電電極２支持部材３，４サイドプレート５制御グリッド７感光体ドラム１０先鋭状電極板１１共通電極１２先鋭状電極１３先端部１５抵抗体２０絶縁性基板５０クリーニング部材１００スコロトロン帯電器Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３エッジ部

フロントページの続き (72)発明者小松徹東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者羽根田哲東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板上に複数の先鋭状電極を有す
る先鋭状電極板と、前記先鋭状電極板と像形成体との間
に設けられ、前記像形成体の表面電位を制御する制御グ
リッドとを有するコロナ帯電装置において、前記先鋭状
電極の先端部が前記絶縁性基板より突出しないように前
記絶縁性基板上に前記先鋭状電極を設けると共に、前記
先鋭状電極の厚さが２００μｍ以下であることを特徴と
するコロナ帯電装置。
【請求項２】絶縁性基板上に複数の先鋭状電極を有す
る先鋭状電極板と、前記先鋭状電極板と像形成体との間
に設けられ、前記像形成体の表面電位を制御する制御グ
リッドとを有するコロナ帯電装置において、前記先鋭状
電極の先端部が前記絶縁性基板より突出しないように前
記絶縁性基板上に前記先鋭状電極を設けると共に、前記
先鋭状電極は、前記先鋭状電極の先端部或は前記先鋭状
電極の上面の端部に、コロナ放電を行う少なくとも１つ
のエッジ部を有し、前記エッジ部の角度をＤ（゜）、コ
ーナＲをｒ（μｍ）とするとき、Ｄ≦１２０、且つ０．
５Ｄ＋ｒ≦９５なることを特徴とするコロナ帯電装置。
【請求項３】絶縁性基板上に複数の先鋭状電極を有す
る先鋭状電極板と、前記先鋭状電極板と像形成体との間
に設けられ、前記像形成体の表面電位を制御する制御グ
リッドとを有するコロナ帯電装置において、前記先鋭状
電極の先端部が前記絶縁性基板より突出しないように前
記絶縁性基板上に前記先鋭状電極を設けると共に、前記
先鋭状電極の先端部の間隔をＤｐ、前記先鋭状電極の先
端部と前記制御グリッドとの間隔をＤｇとした時、２ｍ
ｍ≦Ｄｐ≦４ｍｍであり、Ｄｇ≧１．５Ｄｐであること
を特徴とするコロナ帯電装置。
【請求項４】前記絶縁性基板がセラミックであること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のコロナ
帯電装置。
【請求項５】前記先鋭状電極は個々に抵抗体を介して
前記先鋭状電極板に設けられた共通電極に接続されてい
ることを特徴とした請求項１〜４の何れか１項に記載の
コロナ帯電装置。
【請求項６】像形成体の周囲に、複数組のコロナ帯電
装置と像露光装置と現像装置とを配置し、前記像形成体
の一回転中に、前記像形成体に対し前記コロナ帯電装置
による帯電と前記像露光装置による像露光と前記現像装
置による現像とによるトナー像の形成を順次繰り返すこ
とにより、前記像形成体上に前記トナー像を重ね合わせ
て形成後、転写材に一括転写を行うカラー画像形成装置
において、前記コロナ帯電装置は、絶縁性基板上に複数
の先鋭状電極を有する先鋭状電極板が設けられた先鋭状
電極板と、前記先鋭状電極板と像形成体との間に設けら
れ、前記像形成体の表面電位を制御する制御グリッドと
を有し、前記先鋭状電極の先端部が前記絶縁性基板より
突出しないように前記絶縁性基板上に前記先鋭状電極を
設けると共に、前記先鋭状電極の先端部の間隔をＤｐ、
前記先鋭状電極の先端部と前記制御グリッドとの間隔を
Ｄｇとした時、２ｍｍ≦Ｄｐ≦４ｍｍであり、Ｄｇ≧
１．５Ｄｐであることを特徴とするカラー画像形成装
置。
【請求項７】前記絶縁性基板がセラミックであること
を特徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】前記先鋭状電極は個々に抵抗体を介して
前記先鋭状電極板に設けられた共通電極に接続されてい
ることを特徴とする請求項６または７に記載のカラー画
像形成装置。