JPH09120194A - コロナ帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 幅狭なシールド部材を用いた鋸歯状電極のコ
ロナ帯電装置においても、均一な帯電が得られるコロナ
帯電装置を提供することを目的とする。 【構成】 制御電極が像形成体の方向に凸状であること
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、電子写真方式の画像形
成装置において、像形成体の帯電等の目的に使用される
コロナ帯電装置に係わり、特に、非接触型の鋸歯状電極
を用いたコロナ帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のコロナ帯電装置としては、
ワイヤ放電方式（コロトロン、スコロトロン、ジコロト
ロン等）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。また、低オゾン発生、均一放電の
コロナ帯電装置としてカラー画像形成装置に使用される
ようになってきた。特に、放電電極として一枚の薄い板
状部材に複数の鋸歯状電極を設けた鋸歯状電極板を用い
た構造のコロナ帯電装置が特開昭６３−１５２７２号公
報や特開平５−４５９９９号公報等によって開示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のごとく画像形成
装置の小型化、複雑化に伴い、コロナ帯電装置も小型
で、且つ、コロナ放電の安定したものが要求されてきて
いる。コロナ帯電装置は、一般に、像形成体の方向に開
口部を有したシールド部材で放電電極を覆っているが、
放電電極として鋸歯状電極板が設けられたコロナ帯電装
置を用いる場合、シールド部材の幅を幅狭にしようとす
ると、シールド部材と放電電極との距離が短くなるた
め、シールド部材への流れ込み電流量が多くなり、像形
成体への流れ込み電流量が少なくなる。その結果、像形
成体を所定の電位に帯電できなくなる。そこで、シール
ド部材を絶縁部材にして、シールド部材への流れ込み電
流量を抑制すると、図６に、この場合のコロナ帯電装置
とその放電分布を示すが、シールド部材４０３，４０４
付近からの放電量Ｒが多くなり、鋸歯状電極板４０１の
鋸歯状電極の先端部４１３から像形成体４１０への放電
が減少し、放電分布が不均一となり、制御電極４０５を
通しての像形成体４１０へのコロナ放電が幅狭になり、
点線矢印で示す方向に回転される像形成体４１０の帯電
電位が不均一になる。特に、像形成体４１０の回転が高
速の場合、帯電電位がより不均一になる。

【０００４】本発明は、上記の問題点を解決して、幅狭
なシールド部材を用いた鋸歯状電極のコロナ帯電装置に
おいても、均一な帯電が得られるコロナ帯電装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の鋸歯
状電極を有する鋸歯状電極板を、帯電される像形成体の
移動方向に対して直交して配置し、前記鋸歯状電極板と
前記像形成体との間に、前記像形成体の表面電位を制御
する制御電極を設けたコロナ帯電装置において、前記制
御電極が前記像形成体の方向に凸状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。

【０００６】

【実施例】本発明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１を用いて説明する。図１は、本発明のコロナ帯電装
置を用いたカラー画像形成装置の一実施例の断面構成図
である。

【０００７】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。

【０００８】像形成体である感光体ドラム１０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１の矢印で
示す時計方向に回転される。

【０００９】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。

【００１０】帯電手段であるスコロトロン帯電器１００
は、後述する鋸歯状電極板と鋸歯状電極板に設けられた
鋸歯状電極の先端部に相対して、制御電極としての凸状
の制御グリッドとが設けられた構造であり、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１０に対し一様な電
位を与える。

【００１１】各色毎の像露光手段としての露光装置１２
は、感光体ドラム１０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１０に内包して設けられた露光装置を保持する保持部
材２０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１２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６００〜９００
ｎｍの範囲のものである。

【００１２】各色毎の現像手段である現像器１３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１０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１３ａを備え
ている。

【００１３】前記の各色毎の現像器１３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１２とに
よる像露光によって形成される感光体ドラム１０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。

【００１４】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。

【００１５】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１０を図１の時計方
向へ回転し、同時に感光体ドラム１０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１０に電位の付与が開始される。

【００１６】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、Ｙの露光装置１２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。

【００１７】前記の潜像はＹの現像器１３により現像ス
リーブ１３ａ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１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー
像が形成される。

【００１８】次いで感光体ドラム１０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１０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１２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１３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。

【００１９】同様のプロセスにより感光体ドラム１０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１２およびＣの現像器１３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１０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１２
および現像器１３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１０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。

【００２０】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光装置１２に
よる感光体ドラム１０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。

【００２１】現像器１３が不図示の突き当てコロにより
感光体ドラム１０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１３による現像作用に際しては、現像スリーブ１３ａ
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１０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。

【００２２】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１５より送り出され、タイミングロー
ラ１６へ搬送される。感光体ドラム１０の周面上に形成
されたカラーのトナー像が、転写器１４ａにおいて、タ
イミングローラ１６の駆動によって、感光体ドラム１０
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。

【００２３】トナー像の転写を受けた転写紙Ｐは、除電
器１４ｂ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１４ｅにより定
着装置１７へ搬送される。定着装置１７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１７より排出され、排紙搬送ローラ対１８ａによ
り搬送されて排紙ローラ１８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。

【００２４】一方、転写紙を分離した感光体ドラム１０
はクリーニング装置１９においてクリーニングブレード
１９ａによって感光体ドラム１０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１９ａ及びク
リーニングローラ１９ｂ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１９ｃによって不図示の廃
トナー容器へと排出される。

【００２５】本発明のコロナ帯電装置の一実施例につい
て、図２及び図３を用いて説明する。図２は、鋸歯状電
極板を示す図であり、図３は、コロナ帯電装置の一実施
例を示すスコロトロン帯電器の断面構成と放電分布を示
す図である。

【００２６】コロナ放電電極としての鋸歯状電極板１０
１は、先端部１０１ｂを一定ピッチ（Ｄｐ）で設けた複
数の鋸歯状電極１０１ａを有し、像形成体である感光体
ドラム１０の図２の矢印で示す移動方向に対して直交に
配置されたコロナ放電用の電極板である。鋸歯状電極板
１０１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、鋸歯状電極１０
１ａの先端部１０１ｂの曲率はＲ＝４０μｍ以下であ
る。シールド部材であるサイドプレート１０３，１０４
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。

【００２７】制御電極としての制御グリッド１１０の短
辺の断面形状が、感光体ドラム１０方向に突出した形状
であり、鋸歯状電極１０１ａの先端部１０１ｂに相対し
感光体ドラム１０と近接して配置された平面状の第一の
面領域１１５と、第一の面領域１１５と接続し、第一の
面領域１１５の接続部と反対側の端部が感光体ドラム１
０と離間する方向に設けられ、サイドプレート１０３に
連なる平面状の第二の面領域１１６と、第二の面領域１
１６と同様な形状で、第一の面領域１１５の第二の面領
域１１６が設けられたと反対側の端部より延長され、サ
イドプレート１０４に連なる平面状の第三の面領域１１
７とよりなり、第一の面領域１１５と、第二の面領域１
１６と、第三の面領域１１７とが、台形状に一体として
構成されており、例えば、板厚０．１ｍｍのステンレス
板をメッシュ幅１ｍｍでエッチング加工して作られてい
る。

【００２８】また、凸状の制御グリッド１１０のサイド
プレート１０３或いはサイドプレート１０４よりの突出
量は、サイドプレート１０３，１０４によって形成され
るシールド部材の短辺方向の幅の１／１０以上である。

【００２９】前述の鋸歯状電極板１０１を、絶縁性樹
脂、例えば、ＡＢＳ樹脂で作られた支持部材１０２の溝
に嵌込み、例えば接着剤にて固定する。サイドプレート
１０３，１０４を、鋸歯状電極板１０１の長手方向に平
行して支持部材１０２の長手方向の両端に、例えば図示
せぬ樹脂ネジにて取付け、更に制御グリッド１０５を、
鋸歯状電極板１０１の長手方向に平行して支持部材１０
２に、例えば図示せぬ樹脂ネジにて固定し、コロナ帯電
装置としてのスコロトロン帯電器１００が形成される。

【００３０】図１にて説明したカラー画像形成装置に、
上記のスコロトロン帯電器１００が、感光体ドラム１０
と対峙して取り付けられ、画像形成が成される際には、
鋸歯状電極板１０１には直流電圧Ｅ１が、制御グリッド
１１０には直流電圧Ｅ２が、サイドプレート１０３，１
０４には直流電圧Ｅ３，Ｅ４が、それぞれ、印加され
る。サイドプレート１０３，１０４に印加される直流電
圧は同一の電源より取ることも可能である。

【００３１】制御グリッド１１０を通して感光体ドラム
１０へのコロナ放電の放電分布が、図３下側に示すよう
に、制御グリッド１１０の短辺の展開長幅に対応して幅
広となり、且つ、放電量Ｒが均一な放電分布が得られ、
点線矢印にて示す方向に回転される感光体ドラム１０へ
の均一な帯電が得られる。特に、感光体ドラムの線速度
が高速の場合に、均一帯電の効果が著しい。

【００３２】図４に、凸状の制御グリッドの形状例を示
すが、図４（Ａ）は、図３の第一の面領域１１５より幅
狭な平面状の第一の面領域１２５とそれに連なる、それ
ぞれ平面状の第二の面領域１２６及び第三の面領域１２
７で構成された台形状の制御グリッド１２０を示すもの
であり、図４（Ｂ）は、図３の第一の面領域１１５より
幅広な平面状の第一の面領域１３５とそれに連なる、そ
れぞれ平面状の、第二の面領域１３６及び第三の面領域
１３７で構成された台形状の制御グリッド１３０を示す
ものであり、図４（Ｃ）は、平面状の第一の面領域１４
５と、その両端にそれぞれ曲率を有した第二の面領域１
４６及び第三の面領域１４７とで構成された、お椀状の
制御グリッド１４０を示すものである。

【００３３】また、図４（Ｄ）は、半円筒状の１つの面
で構成された制御グリッド１５０を示すものであり、図
４（Ｅ）は、平面状の第二の面領域１６６と、平面状の
第三の面領域１６７とで構成されたＶ字状の制御グリッ
ド１６０を示すものであり、図４（Ｆ）は、平面状の第
一の面領域１７５と、平面状の第二の面領域１７６とで
構成された制御グリッド１７０を示すものである。図４
（Ｆ）の場合、第二の面領域１７６は、矢印にて示す感
光体ドラム１０の回転方向の上流側に設けられる。ま
た、上記の形状例にて説明した平面上記の面領域は、必
ずしも平面にこだわることなく、曲率を持った面で構成
されても良い。

【００３４】本発明のコロナ帯電装置の他の実施例につ
いて、図５を用いて説明する。図５は、コロナ帯電装置
の他の実施例を示すスコロトロン帯電器の断面構成と放
電分布を示す図である。本実施例において、前記実施例
にて説明したものと同一の機能、構造を有する部材には
同一の符号を付した。

【００３５】シールド部材であるサイドプレート１０
３，１０４は、例えば、ステンレス製の一枚の板より形
成されたものであり、それぞれ黒太線で示す、内面を絶
縁処理されて、支持部材１０２に取付けられる。また、
鋸歯状電極板１０１に設けられた鋸歯状電極１０１ａの
先端部１０１ｂが、両側のサイドプレート１０３，１０
４の先端部より突出した状態で支持部材１０２に取付け
られる。

【００３６】鋸歯状電極１０１ａの先端部１０１ｂを囲
んで、鋸歯状電極１０１ａの先端部１０１ｂに相対し、
感光体ドラム１０と近接して配置された平面状の第一の
面領域１８５と、第一の面領域１８５に連なり、これと
反対側の端部が感光体ドラム１０と離間する方向に設け
られた平面状の第二の面領域１８６と、第二の面領域１
８６と同様な形状で、第二の面領域１８６の反対側に設
けられた平面状の第三の面領域１８７とが、それぞれ個
別の面領域として設けられた台形状の、例えばそれぞれ
面領域が、板厚０．１ｍｍのステンレス板をメッシュ幅
１ｍｍにエッチング加工して作られた制御電極としての
制御グリッド１８０が、感光体ドラム１０方向に突出し
た状態で支持部材１０２に取付けられコロナ帯電装置と
してのスコロトロン帯電器１００ｇが形成される。

【００３７】図１にて説明したカラー画像形成装置に、
上記のスコロトロン帯電器１００ｇが、感光体ドラム１
０と対峙して取り付けられ、画像形成が成される際に
は、鋸歯状電極板１０１には直流電圧Ｅ１が、制御グリ
ッド１８０の第一の面領域１８５には直流電圧Ｅ２１
が、第二の面領域１８６には直流電圧Ｅ２２が、第三の
面領域１８７には直流電圧Ｅ２３が、それぞれ、印加さ
れる。上記それぞれの面領域に印加される電圧は、異な
った値の電圧が好ましいが、少なくとも２つの面領域に
印加される電圧が同一の値でも良い。

【００３８】サイドプレート１０３，１０４の内面に絶
縁処理を施すことにより、サイドプレートへのイオンの
流込みが少なくなり、制御グリッド１８０を通して感光
体ドラム１０へのコロナ放電の量も多くなり、制御グリ
ッド１８０の短辺の展開長幅に対応して、前記実施例の
図３に示したよりも、更に幅広で、均一な放電量Ｒのコ
ロナ放電の放電分布が得られる。また、それぞれの面領
域に個別に電圧を印加することにより、より均一なコロ
ナ放電の制御が可能となる。従って、点線矢印にて示す
方向に回転される感光体ドラム１０へのさらなる均一な
帯電が得られ、特に、感光体ドラムの線速度が高速の場
合の均一帯電が得られる。図４にて説明した形状の制御
電極が本実施例にも適用させることは勿論である。

【００３９】

【発明の効果】請求項１によれば、制御グリッドの短辺
の展開長幅に対応して、幅広で、均一なコロナ放電の放
電分布が得られる。従って、回転される感光体ドラムへ
のさらなる均一な帯電が得られ、特に、感光体ドラムの
線速度が高速の場合の均一帯電が得られる。

【００４０】請求項２によれば、また、それぞれの面領
域に個別に、異なる電圧を印加することにより、より均
一なコロナ放電の制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコロナ帯電装置を用いたカラー画像形
成装置の一実施例の断面構成図である。

【図２】鋸歯状電極板を示す図である。

【図３】コロナ帯電装置の一実施例を示すスコロトロン
帯電器の断面構成と放電分布を示す図である。

【図４】凸状の制御グリッドの形状例を示す図である。

【図５】コロナ帯電装置の他の実施例を示すスコロトロ
ン帯電器の断面構成と放電分布を示す図である。

【図６】従来の、鋸歯状電極板が設けられたコロナ帯電
装置とその放電分布を示す図である。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １００，１００ｇ スコロトロン帯電器 １０１ 鋸歯状電極板 １０１ａ 鋸歯状電極 １０１ｂ 先端部 １０２ 支持部材 １０３，１０４ サイドプレート １１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１
７０，１８０ 制御グリッド １１５，１２５，１３５，１４５，１７５，１８５ 第
一の面領域 １１６，１２６，１３６，１４６，１６６，１７６，１
８６ 第二の面領域 １１７，１２７，１３７，１４７，１６７，１８７ 第
三の面領域 Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ２３ 直
流電圧 Ｒ 放電量

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の鋸歯状電極を有する鋸歯状電極板
   を、帯電される像形成体の移動方向に対して直交して配
   置し、前記鋸歯状電極板と前記像形成体との間に、前記
   像形成体の表面電位を制御する制御電極を設けたコロナ
   帯電装置において、前記制御電極が前記像形成体の方向
   に凸状であることを特徴とするコロナ帯電装置。
2. 【請求項２】 前記凸状の制御電極は、少なくとも前記
   像形成体と近接して配置された第一の面領域と、前記第
   一の面領域と連なり、前記第一の面領域と反対側の端部
   が前記像形成体と離間する位置に設けられ、前記コロナ
   帯電装置に設けられたシールド部材に連なる第二の面領
   域とから形成され、前記制御電極を形成する前記第一の
   面領域と前記第二の面領域のそれぞれ個別に、異なる電
   圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載のコロ
   ナ帯電装置。前記各請求項における凸状とは、制御電極
   の短辺の断面形状が、像形成体の方向に突出した形状を
   いう。