JP2000338747A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体ドラムの非画像領域へのトナー付着を
防止するとともに、画像領域への帯電を安定させる。 【解決手段】 放電体１０と感光体ドラム２２２ａとの
間にグリッド１１を配置する。感光体ドラム２２２ａの
画像領域Ｘに対向するグリッド１１の領域をメッシュ構
造の規制部Ｓとし、非画像領域Ｙに対向する領域には開
口３１を形成した非規制部Ｔとする。放電体１０から照
射されるイオン流は規制部Ｓでは通過が規制されて均一
化され、感光体ドラム２２２ａの画像領域Ｘを一様に帯
電する。非画像領域Ｙには、グリッド１１に遮られるこ
となくイオン流が到達して、表面電位を大きくしてトナ
ーの付着を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー（現像剤）
によって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に
使用される帯電装置に関し、特にトナー像が形成される
感光体を帯電するための帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、トナーと同一極性に帯電された感光体ドラムを露光
して静電潜像を形成し、この潜像をトナーで現像してト
ナー像を形成する（一般に反転現像方式と呼称される）
電子写真方式の複写機では、露光前の感光体ドラムを一
様に帯電させるための帯電装置、露光装置、現像装置等
が感光体ドラムの周囲に設けられている。さらに、転写
装置、クリーニング装置および除電装置も設けられてい
る。

【０００３】この感光体ドラムの表面において各装置に
よる画像形成処理が実行されるが、図１１に感光体ドラ
ムＡの表面に対する各装置によって施される処理領域の
関係を示す。ここで、帯電領域、露光領域（＝画像領
域）、現像領域、転写領域、クリーニング領域および除
電領域のそれぞれの長さを、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、
Ｌ５、Ｌ６とすると、 Ｌ２＜Ｌ１ ｏｒ Ｌ３ ｏｒ Ｌ４ （１） Ｌ１ ｏｒ Ｌ３ ｏｒ Ｌ４＜Ｌ５＜Ｌ６ （２） となる。（１）式のようになっているのは、帯電、露光
によって形成された静電潜像を確実に現像、転写するた
めである。すなわち、帯電領域の端部は帯電電位が不安
定であったり不均一であるので、画像領域に対して所定
の帯電マージンを設けるためであり、現像領域の端部は
現像が不安定であったり不均一であるので、画像領域に
対して所定の現像マージンを設けるためであり、転写領
域の端部は転写電位が不安定であったり不均一であるの
で、画像領域に対して所定の転写マージンを設けるため
である。また、（２）式のようになっているのは、感光
体表面のクリーニングと除電を確実に行えるように、ク
リーニング領域にＬ１〜Ｌ４のうちの最も幅広の領域に
対してクリーニングマージンを設けるためであり、除電
領域にクリーニング領域に対して所定の除電マージンを
設けるためである。なお、Ｌ１、Ｌ３およびＬ４の大小
関係は任意である。

【０００４】しかしながら、このような複写機では、感
光体ドラムにおける帯電されない領域である帯電領域の
外側の非画像領域では、電荷を保持しないため電位が低
くなって現像処理によってトナーが付着しやすい領域と
なっている。そのため、この領域に付着したトナーによ
って、転写用紙や複写機内の汚染、トナーの浪費が招来
されてしまうという問題があった。

【０００５】このような問題を解決するために、実開平
３−１２５３５８号公報には、スコロトロン方式の帯電
装置、すなわち感光体ドラムの画像領域における帯電量
の増減や均一化といった帯電量調節のためのグリッドを
備えた帯電装置を有する複写機において、画像領域より
長いグリッドを用いるとともに、画像領域外にある帯電
領域に対応したグリッドの両端部分を感光体ドラム側に
湾曲させることが開示されている。これによって、グリ
ッドを感光体ドラム側に湾曲させない場合に比して、画
像領域外の画像領域の電位の絶対値が現像電位の絶対値
より小さくなる箇所（反転現像方式故、帯電領域の電位
と現像電位は同極性となる）にトナーが付着し、用紙上
に黒筋として転写されるのを防止している。

【０００６】なお、スコロトロン方式の帯電装置を図１
２に示す。感光体ドラムに静電荷を与えるための荷電粒
子を発生する放電体１が絶縁性の電極ホルダー２に取り
付けられ、チャージャケース３に内装されている。放電
体１の前方には、放電体１からの粒子流の通過を規制し
て均一化するグリッド４が設けられ、その両端がホルダ
ー５に突設された爪６に係合されて、グリッド４は引っ
張られた状態で保持されている。なお、７は電極であ
る。ここで、このグリッド４のない帯電装置がコロトロ
ン方式とされ、スコロトロン方式は、感光体ドラムにお
ける帯電電位の一様性をより向上できる点においてコロ
トロン方式より優れている。

【０００７】しかしながら、上記のようにグリッドを感
光体ドラム側に湾曲させてしまうと、画像領域に対向す
る部分のグリッドの平面性が失われてしまうため、画像
領域における電位の一様性が低下してしまうという問題
が発生する。また、帯電領域外の感光体ドラムの非画像
領域の電位が現像電位よりもその絶対値が小さいため
に、帯電領域外の現像領域と重なる箇所にトナーが付着
して、トナーが不要に消費され、感光体ドラムから回収
される廃棄トナーも増えて、廃棄トナー容器のライフが
短くなるといった問題も生じる。さらに、上述のように
現像領域よりも幅広いクリーニング領域が設けられてい
ても、クリーニングブレードを使用して感光体ドラムか
らトナーを掻き落とす場合、一部のトナーはクリーニン
グブレードのエッジに沿って感光体ドラム端部方向に移
動するため、このように画像領域外に付着して用紙に転
写しないトナーがクリーニングブレードの側端に設けら
れたシール体に余分な負担をかけることになり、シール
性が早期に低下するといった問題を生じる。

【０００８】また、上述の問題を解決するため、特開平
４−１７２３７９号公報には、コロトロン方式の帯電装
置を備えた複写機において、感光体ドラム表面上の静電
潜像が形成される領域である画像領域および現像領域よ
りも帯電領域を広くすることによって、上記のようなト
ナー付着を防止する技術が開示されている。しかしなが
ら、この方式では、トナー付着の防止を図ることは簡単
に行えるが、グリッドを備えていないので、画像領域の
電位の一様性を高めて高画質を得るには不向きであり、
帯電むらが生じて画像不良の原因になるという問題があ
る。

【０００９】さらに、別の問題として以下のものがあ
る。感光体ドラムには、製造作業の簡素化のために、導
電性の感光体基体上に塗布する感光層を基体の縁まで塗
布せず、縁から一定の幅だけ基体が露呈したものがあ
る。また、感光層の塗布後に基体の端部に生じる塗布液
の盛り上がりを除去するために拭き取りを行って製造さ
れるが、これにより感光層が拭き取られない部分に比し
て端部の電気絶縁性が低下する。このような感光体ドラ
ムに対して単にグリッドを配置しただけでは、露呈した
基体端部あるいは拭き取りを行った基体端部といった低
絶縁性部位とグリッドとの距離が接近するので、この間
でリーク放電し、感光層を損なうことがある。これは、
基体のアースをとるために感光体ドラムのフランジに導
電性樹脂等を採用した場合にも問題となる。

【００１０】そこで、本発明は、上記に鑑み、画像領域
を均一に帯電しながら非画像領域へのトナー付着の防止
を図れる帯電装置の提供を目的とする。さらに、スコロ
トロン方式の帯電装置において、グリッドから感光体側
へのリーク放電を防止することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、スコロトロン方式およびコロトロン方式を組み合
わせることによって、両者の長所を活かして画像領域を
均一に帯電しながら非画像領域へのトナー付着の防止を
図るものであり、感光体表面の画像領域をスコロトロン
方式で帯電して、非画像領域をコロトロン方式で帯電す
るようにしている。

【００１２】これを実現するためには、グリッドを画像
領域に対向する規制部と非画像領域に対向する非規制部
とから構成すればよい。なお、非規制部は、非画像領域
全体に対向していなくても、少なくとも画像領域外にあ
る現像領域に対向していればよい。そして、感光体表面
の画像領域に対しては、放電体からの粒子流の通過を所
定の電位により規制することによって、均一な粒子流を
安定的に供給することができる。一方、非規制部によっ
て、少なくとも画像領域外にある現像領域を現像電位以
上の電位となるように放電体からの粒子流の通過を許容
することにより、非画像領域を現像電位以上の電位とす
ることができ、この領域でのトナーの付着を防止する。

【００１３】しかも、グリッドの非規制部を感光体から
所定の距離だけ隔てて配置しておくと、所定の電位で感
光体端部の低絶縁性部位に対してリーク放電しないよう
にできる。この場合、グリッドに開口を形成して非規制
部とすると、簡単な構造にできる。また、グリッドを感
光体から遠ざかる方向に引っ張って張架すると、グリッ
ドの平面性が低下することがなくなり、安定した帯電を
行える。これによって、グリッドを感光体に接近させて
配置することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係る画像形成装置の実施
形態を図１に基づいて説明する。本画像形成装置である
デジタルカラー複写機では、複写機本体の上面に原稿台
１１１および操作パネルが設けられ、複写機本体の内部
に画像読み取り部１１０、画像形成部２１０および給紙
機構２１１が設けられて構成される。原稿台１１１の上
方には、原稿台１１１に対して開閉可能な状態で支持さ
れ、原稿台１１１上面に対して所定の位置関係をもって
両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ；Reversing Automati
c Document Feeder）１１２が装着されており、両面自
動原稿送り装置１１２を開けると原稿台１１１上に原稿
を直接載置できる。

【００１５】この両面自動原稿送り装置１１２は、まず
原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像
読み取り部１１０に対向するように原稿を搬送し、この
一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方
の面が原稿台１１１の所定位置において画像読み取り部
１１０に対向するよう原稿を反転して原稿台１１１に向
かって搬送するようになっている。そして、両面自動原
稿送り装置１１２は、１枚の原稿について両面の画像読
み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿につ
いての両面搬送動作を実行する。この原稿搬送および表
裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して複写機本
体に内蔵された制御装置によって制御されるものであ
る。

【００１６】画像読み取り部１１０は、両面自動原稿送
り装置１１２により原稿台１１１上に搬送されてきた原
稿の画像を読み取るために、原稿台１１１の下方に配置
されている。画像読み取り部１１０は、原稿台１１１の
下面に沿って平行に往復移動する第１，第２走査ユニッ
ト１１３，１１４と、光学レンズ１１５と、光電変換素
子であるＣＣＤラインセンサ１１６とを有している。

【００１７】第１走査ユニット１１３は、原稿画像表面
を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の
方向に向かって偏向する第１ミラーとを備え、原稿台１
１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査
速度で平行に往復移動するものである。第２走査ユニッ
ト１１４は、第１走査ユニット１１３の第１ミラーによ
り偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に
向かって偏向する第２および第３ミラーとを備え、第１
走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って平行に往
復移動するものである。

【００１８】光学レンズ１１５は、第２走査ユニット１
１４の第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像
を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６
上の所定位置に結像させるものである。

【００１９】ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された
光像を順次光電変換して電気信号として出力するもので
ある。ＣＣＤラインセンサ１１６としては、白黒画像あ
るいはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力する
ことのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣ
Ｄラインセンサ１１６により電気信号に変換された原稿
画像情報は、さらに制御装置内の画像処理部に転送され
て所定の画像データ処理が施される。

【００２０】画像読み取り部１１０の下方には画像形成
部２１０が配され、画像形成部２１０の下方には、用紙
トレイ２５０内に積載収容されている用紙Ｐを１枚ずつ
分離して画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構
２１１が設けられている。

【００２１】画像形成部２１０は、図２に示すように、
黒画像を形成するための第１の画像形成ステーションＰ
ａ、シアン画像を形成するための第２の画像形成ステー
ションＰｂ、マゼンタ画像を形成するための第３の画像
形成ステーションＰｃ、および黄色画像を形成するため
の第４の画像形成ステーションＰｄと、各画像形成ステ
ーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに対応したレーザービ
ームスキャナユニット（ＬＳＵ）２２７ａ〜２２７ｄ
と、転写機構２１３とを備えている。第１の画像形成ス
テーションＰａ、第２の画像形成ステーションＰｂ、第
３の画像形成ステーションＰｃ、および第４の画像形成
ステーションＰｄは、転写機構２１３の上方に近接し
て、用紙搬送方向の上流側から順に並設されている。

【００２２】転写機構２１３は、駆動ローラ２１４と従
動ローラ２１５との間に略平行に伸びるように張架され
た搬送ベルト２１６および吸着用帯電器２２８、除電器
２２９を有している。なお、２３０は搬送ベルト２１６
上に付着したトナーや紙粉を除去するクリーニング装置
である。

【００２３】吸着用帯電器２２８は、画像形成ステーシ
ョンＰａとレジストローラ２１２との間に設けられたロ
ーラであり、搬送ベルト２１６と用紙Ｐとが静電気力で
引き合うようにするためのものである。すなわち、搬送
ベルト２１６と帯電器２２８とで用紙Ｐを挟持している
とき、帯電器２２８から印加された高電圧により、搬送
ベルト２１６と用紙Ｐとが静電気力で引き合って、用紙
Ｐが搬送ベルト２１６に静電吸着されることで、搬送中
における用紙Ｐのずれを防止している。

【００２４】除電器２２９は、第４の画像ステーション
Ｐｄより下流側で駆動ローラ２１４のほぼ真上に配置さ
れている。この除電器２２９には、搬送ベルト２１６の
表面を除電するための交流電流が印加されており、搬送
ベルト２１６に静電吸着されている用紙Ｐを搬送べルト
２１６から分離するためのものである。

【００２５】そして、搬送ベルト２１６は駆動ローラ２
１４および従動ローラ２１５によって図１において矢印
Ｚで示す方向に摩擦駆動され、吸着用帯電器２２８によ
り搬送ベルト２１６を帯電させて、給紙機構２１１を通
じて給送される用紙Ｐを静電吸着して用紙Ｐを画像形成
ステーションＰａ〜Ｐｄへと順次搬送する。

【００２６】搬送べルト２１６の下流側には、用紙Ｐ上
に転写されたトナー像を定着するための定着装置２１７
が配置されており、この定着装置２１７の一対の定着ロ
ーラ間におけるニップ部を通過した用紙Ｐは、複写機本
体の外部に排出される。

【００２７】各画像ステーションＰａ〜Ｐｄは、実質的
に同一の構成を有しており、図１に示す矢印Ｆ方向に回
転駆動される感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄをそれぞ
れ備えている。各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周
辺には、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄをそれぞれ一
様に帯電する帯電装置２２３ａ〜２２３ｄと、感光体ド
ラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成された静電潜像をそれ
ぞれ現像する現像装置２２４ａ〜２２４ｄと、感光体ド
ラム２２２ａ〜２２２ｄ上のトナー像を用紙Ｐへ転写す
る転写用放電器２２５ａ〜２２５ｄと、感光体ドラム２
２２ａ〜２２２ｄ上に残留するトナーを除去するクリー
ニング装置２２６ａ〜２２６ｄとが感光体ドラム２２２
ａ〜２２２ｄの回転方向に沿って順次配置されている。

【００２８】各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄは、光
導電性の感光層が基体表面に形成され端部が塞がれた円
筒体であり、矢印Ｆ方向に回転駆動されるように設定さ
れている。なお、ドラム状に限らず無端ベルト状にする
ことも可能である。

【００２９】そして、現像装置２２４ａには黒色のトナ
ーが、現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが、現像
装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２
４ｄには黄色のトナーがそれぞれ収容されており、これ
らのトナーによって感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上
に生成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する機
能を有している。

【００３０】帯電装置２２３ａ〜２２３ｄは、感光体ド
ラム２２２ａ〜２２２ｄをそれぞれ一様に帯電するため
のスコロトロン方式のコロナ放電器である。転写用放電
器２２５ａ〜２２５ｄは、感光体ドラム２２２ａ〜２２
２ｄ上のトナー像を用紙Ｐヘ転写するためのコロナ放電
器である。なお、図２に示すように、これら転写用放電
器２２５ａ〜２２５ｄでは、制御装置に従属する制御部
２３１によって電源Ｖ１〜Ｖ４が制御されることにより
そのパワー（電位）が設定されるようになっている。さ
らに、クリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄは、用紙Ｐ
ヘの転写後に感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に残留
するトナーを除去するものである。

【００３１】なお、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄに
おける軸方向の長さは、用紙Ｐの幅よりやや長めに設定
されている。したがって、静電潜像やトナー像（画像）
は、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面全体ではなく
中央の領域のみに形成される。そこで、以下では、感光
体ドラム２２２ａ〜２２２ｄにおける画像形成領域を画
像領域Ｘとするとともに、画像が形成されない両端部の
領域を非画像領域Ｙとする。

【００３２】各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方
には、レーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２
７ｄがそれぞれ配置されている。レーザービームスキャ
ナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、画像データに応じて
変調されたドット光を発する半導体レーザ素子である半
導体レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ４、半導体レーザダ
イオードＬＤ１〜ＬＤ４からのレーザービームを主走査
方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２
４０ａ〜２４０ｄと、ポリゴンミラ−２４０ａ〜２４０
ｄにより偏向されたレーザビームを感光体ドラム２２２
ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１
ａ〜２４１ｄやミラー２４２ａ〜２４２ｄ、２４３ａ〜
２４３ｄなどから構成されている。半導体レーザダイオ
ードＬＤ１〜ＬＤ４では、制御装置に従属する制御部２
３２によりそのパワーや光発生のタイミングが制御され
る。

【００３３】レーザービームスキャナユニット２２７ａ
にはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号
が、レーザービームスキャナユニット２２７ｂにはカラ
ー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レ
ーザービームスキャナユニット２２７ｃにはカラー原稿
画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして
レーザービームスキャナユニット２２７ｄにはカラー原
稿画像の黄色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力
される。これにより色変換された原稿画像情報に対応す
る静電潜像が各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形
成される。そして、各現像装置２２４ａ〜２２４ｄによ
って感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上の静電潜像は、
各色のトナーにより現像される。このように、画像形成
部２１０にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー
像として再現される。

【００３４】給紙機構２１１は、画像形成部２１０にて
生成された各色のトナー像を用紙Ｐに転写させるため
に、用紙Ｐを画像形成部２１０の所定位置に搬送するも
のである。さらに、トナー像が転写されて定着された
後、用紙Ｐを外部に排出する機能や片面に画像が形成さ
れた用紙Ｐを画像形成部２１０の画像形成にタイミング
を合わせて画像形成部２１０に再供給搬送する機能も有
している。

【００３５】すなわち、給紙機構２１１は、用紙トレイ
２５０から用紙Ｐを１枚ずつ取り出す取出しローラ２５
１、搬送路Ｓ１，Ｓ２中で用紙Ｐを搬送する複数の搬送
ローラ２５２、レジストローラ２１２、搬送方向切り換
えゲート２１８、排紙ローラ２１９および排紙トレイ２
２０を備えている。

【００３６】ここで、レジストローラ２１２は、搬送路
Ｓ１を搬送されてきた用紙Ｐを一時停止させるものであ
り、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上のトナー像を用
紙Ｐに良好に転写できるように、各画像形成ステーショ
ンＰａ〜Ｐｄとタイミングをとって、転写機構２１３に
送り込む機能を有している。

【００３７】すなわち、搬送路Ｓ１を搬送される用紙Ｐ
が所定の位置を通過したことをレジスト前検知スイッチ
が検出して、このとき出力される検知信号に基づいてレ
ジストローラ２１２は、感光体ドラム２２２ａ〜２２２
ｄ上のトナー画像の先端が用紙Ｐにおける印刷範囲の先
端に押し付けられるように、用紙Ｐを転写機構２１３に
送り込むように駆動タイミングが設定されている。

【００３８】また、切り換えゲート２１８は、複写機本
体外へ定着後の用紙Ｐを排出する排出路と、画像形成部
２１０に向かって用紙Ｐを再供給する副搬送路Ｓ２との
間で選択的に切り換えるものである。切り換えゲート２
１８により再び画像形成部２１０に向かって搬送方向が
切り換えられた用紙Ｐは、スイッチバック搬送経路２２
１を介して表裏反転された後、副搬送路Ｓ２を通って画
像形成部２１０へと再度供給される。

【００３９】上記構成のデジタルカラー複写機において
は、制御装置によって画像形成プロセスのタイミングに
合わせて用紙の搬送制御が行われている。用紙Ｐとして
カットシート状の紙が使用され，この用紙Ｐは用紙トレ
イ２５０から送り出されて搬送路Ｓ１内に供給される
と、その用紙Ｐの先端部分がレジスト前検知スイッチに
て検知され、このスイッチから出力される検知信号に基
づいてレジストローラ２１２により一旦停止される。

【００４０】そして、用紙Ｐは各画像ステーションＰａ
〜Ｐｄの画像形成とタイミングをとって矢印Ｚ方向に回
転している搬送ベルト２１６上に送られる。このとき搬
送ベルト２１６には前述したように吸着用帯電器２２８
により所定の帯電が施されているので、搬送ベルト２１
６上に確実に静電吸着された状態で第１の画像形成ステ
ーションＰａから第４の画像形成ステーションＰｄの間
を位置ずれすることなく安定して搬送される。

【００４１】各画像ステーションＰａ〜Ｐｄにおいて
は、各色のトナー像がそれぞれ感光体ドラム２２２ａ〜
２２２ｄ上に形成され、搬送ベルト２１６により静電吸
着されて搬送される用紙Ｐに転写されてその表面上で重
ね合わされる。第４の画像ステーションＰｄによる画像
の転写が完了すると、用紙Ｐはその先端部分から順次、
除電器２２９により搬送べルト２１６上から剥離され、
定着装置２１７へと導かれる。この定着装置２１７の一
対の定着ローラ間におけるニップ部を通過した用紙Ｐ
は、搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ
２１９により複写機本体の外壁に取り付けられている排
紙トレイ２２０上に排出される。

【００４２】なお、上記の構成では、レーザービームス
キャナユニット２２７ａ〜２２７ｄによって、レーザー
ビームを走査して露光することにより、感光体ドラム２
２２ａ〜２２２ｄへの光書き込みを行なっている。しか
し、レーザービームスキャナユニットの代わりに、発光
ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み
光学系（ＬＥＤヘッド）を用いてもよい。ＬＥＤヘッド
は、レーザービームスキャナユニットに比べサイズも小
さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数個
の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のデジ
タルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用い
ることができる。

【００４３】ここで、画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄ
における画像形成処理について簡単に説明する。なお、
これら画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは同一の構造で
あるため、以下では画像形成ステーションＰａについて
のみ説明する。図３は画像形成ステーションＰａにおけ
る感光体ドラム２２２ａ近傍を示す説明図であり、図４
に感光体ドラム２２２ａの表面電位を各処理毎に示す。

【００４４】これらの図に示すように、トナー像形成の
際、感光体ドラム２２２ａの表面は帯電装置２２３ａに
よって一様にトナーと同極性である−５００Ｖに帯電さ
れ、その後表面の画像領域Ｘがレーザービームスキャナ
ユニット２２７ａによって露光される。この露光によ
り、感光体ドラム２２２ａにおける画像領域Ｘの表面
に、黒画像に応じた静電潜像が形成される。

【００４５】露光部分からなる静電潜像の電位の大きさ
は、露光の方式によって異なるが、約−１００Ｖから数
１０Ｖであり、例えば図４に示す場合には約−１００Ｖ
程度であり、図中の斜線部で示すように現像バイアス電
圧である−２００Ｖより小さい。したがって、−２００
Ｖのバイアス電圧が印加されている現像装置２２４ａの
トナーが、感光体ドラム２２２ａにおける画像領域Ｘの
静電潜像に吸着され、トナー像が生成される。一方、画
像領域Ｘにおける露光されない部分（非露光部分）で
は、帯電装置２２３ａによって与えられた電位が自発的
に失われてゆくが、現像時には−４００Ｖ程度の電位を
有している。したがって、現像装置２２４ａのトナー
は、非露光部分には吸着されない。

【００４６】また、転写用放電器２２５ａには＋１．２
ｋＶの電圧が印加されており、この電力を用いたコロナ
放電により搬送ベルト２１６上の用紙Ｐに対してトナー
と逆極性の正電荷を与えるように設定されている。した
がって、感光体ドラム２２２ａ上のトナー像が、転写用
放電器２２５ａ上で電気的に引き寄せられ、用紙Ｐに転
写される。

【００４７】その後、感光体ドラム２２２ａでは、残留
したトナーがクリーニング装置２２６ａによって排除さ
れた後、除電器２３３によって除電され、露光部分およ
び非露光部分の表面電位は、ともに０に向かうようにな
っている。

【００４８】次に、本実施形態の複写機の特徴的な構成
である帯電装置２２３ａ〜２２３ｄの詳細な構成につい
て図５、６に基づいて説明する。なお、これら帯電装置
２２３ａ〜２２３ｄは同一の構造であるため、以下では
画像形成ステーションＰａにおける帯電装置２２３ａに
ついてのみ説明する。

【００４９】帯電装置２２３ａは、放電体１０のコロナ
放電によって感光体ドラム２２２ａに向かって荷電粒子
（コロナイオン）を照射することにより電荷を供給し、
グリッド１１によって感光体ドラム２２２ａの表面を一
様に帯電させている。そのため、放電体１０、この放電
体１０を保持するための電極ホルダー１２、グリッド１
１、グリッド１１を保持するための前後ホルダー１３
ａ，１３ｂ、および放電体１０の左右側部を囲むチャー
ジャケース１４から構成されている。

【００５０】放電体１０は、コロナ放電を起こすための
ノコ歯状のステンレス鋼製の電極であり、ポリカーボネ
ート等の絶縁性材料からなる電極ホルダー１２に取り付
けられている。電極ホルダー１２は、放電体１０を保持
するための台であるとともに、帯電装置２２３ａを複写
機本体に固定するための機能も有している。すなわち、
電極ホルダー１２の下部に着脱ガイド１５が形成されて
おり、この着脱ガイド１５を複写機本体におけるレール
状の係合部（図示せず）にはめ込むことによって、帯電
装置２２３ａは複写機本体の所定位置に固定されるよう
になっている。

【００５１】そして、放電体１０の後側の端部が中継電
極１６を介して電極ビス１７に接続され、電極ビス１７
が後ホルダー１３ｂにねじ止めされている。図７に外部
電源から電極ビス１７を介して放電体１０に印加される
電圧と放電体１０を流れる電流との関係を示す。このグ
ラフに示すように、印加電圧が８００〜９００Ｖを超え
ると、放電体１０における電流値／電圧値が不連続的に
増大することがわかる。したがって、放電体１０では、
８００〜９００Ｖ以上の電圧を印加されたときに、放電
が開始されることになる。

【００５２】また、チャージャケース１４は、第１ケー
ス１４ａおよび第２ケース１４ｂからなり、電極ホルダ
ー１２を挟んで対向して配置されることにより、放電体
１０の対向電極としての機能を有している。各ケース１
４ａ、１４ｂの両端側にはねじ孔が形成されており、固
定ビス１８がホルダー１３ａ、１３ｂに形成された貫通
孔１９を通ってねじ孔にねじ止めされることによって、
両ケース１４ａ、１４ｂが互いに結合されて固定され
る。

【００５３】グリッド１１は、放電体１０と感光体ドラ
ム２２２ａとの間に配され、印加されたグリッド電圧に
より放電体１０から発生する粒子流であるコロナイオン
流を制御して、感光体ドラム２２２ａに到達するイオン
量を調整するためのものであり、ステンレス鋼あるいは
タングステンにより形成された薄板からなり、エッチン
グ加工によりメッシュ構造とされる。

【００５４】このグリッド１１の両端部は前後ホルダー
１３ａ，１３ｂに保持される電極部２０とされ、外部電
源に接続される。電極部２０には係合孔２１が形成され
ており、この係合孔２１に係合するＬ字形のグリッド張
架電極２２が前ホルダー１３ａに設けられ、グリッド張
架電極２２は固定ビス２３によって前ホルダー１３ａに
固定されている。一方、後ホルダー１３ｂには、係合孔
２１に係合するＬ字形のグリッドテンション電極２４が
設けられ、グリッドテンション電極２４は後ホルダー１
３ｂにねじ止めされた電極ビス２５に連結されている。
そして、電極ビス２５は外部電源に接続され、グリッド
テンション電極２４を介してグリッド１１の電極部２０
に電圧が印加される。

【００５５】このようにグリッド１１は、両側の電極部
２０がそれぞれフック状の電極２２，２４に係合される
ことにより、感光体ドラム２２２ａから遠ざかる方向に
引っ張られた状態で保持される。そして、グリッドテン
ション電極２４はグリッド１１の長手方向に移動可能と
され、ユーザーが電極ビス２５を締めるかあるいは緩め
ることによってグリッドテンション電極２４の位置を移
動させると、両電極２２，２４間の距離が変化して、グ
リッド１１に与えるテンションを調節できるようになっ
ている。したがって、グリッド１１の保持とテンション
の調節を簡単な機構で達成でき、しかもテンションの調
節を容易に行えるので、帯電の安定化を容易に図れる。

【００５６】ここで、グリッド１１の中央は、放電体１
０および感光体ドラム２２２ａに対向しており、感光体
ドラム２２２ａの画像領域Ｘと対向する領域が規制部Ｓ
とされ、非画像領域Ｙと対向する領域が非規制部Ｔとさ
れる。

【００５７】規制部Ｓは、メッシュ構造とされ、放電体
１０から感光体ドラム２２２ａの画像領域Ｘに照射され
る粒子流であるイオン流中に位置している。したがっ
て、規制部Ｓは、通過するイオン流の密度を平均化し、
感光体ドラム２２２ａの画像領域Ｘに供給されるイオン
量を均一化する機能を有する、いわゆるスコロトロン域
である。

【００５８】非規制部Ｔは、規制部Ｓの両側に位置し
て、四方を外枠３０で囲まれた開口３１が形成されてお
り、放電体１０から発生するイオンは開口３１を通って
感光体ドラム２２２ａの非画像領域Ｙに直接照射され
る。したがって、感光体ドラム２２２ａの非画像領域Ｙ
には、放電体１０からのイオン流が遮られることなく到
達するようになっており、非規制部Ｔはいわゆるコロト
ロン域である。なお、左右の外枠３０は２本形成されて
いるが、開口面積の増大を図るとともにグリッド１１の
強度を維持するためであり、しかも外枠３０が感光体ド
ラム２２２ａからできるだけ離れる側部に近い位置に形
成されている。

【００５９】このように、帯電装置２２３ａでは、感光
体ドラム２２２ａの画像領域Ｘに対しては規制部Ｓによ
って制御されたイオン流を照射するようになっており、
非画像領域Ｙに対しては放電体１０から発生したイオン
流が直接到達するようになっている。したがって、非画
像領域Ｙでは、画像領域Ｘよりも多くのイオンが到達す
るため、画像領域Ｘに比して電位変化が大きくなる。

【００６０】ここで、本発明の帯電装置２２３ａによっ
て帯電した場合と従来の図１２に示した帯電装置によっ
て帯電した場合の感光体ドラム２２２ａの表面電位を比
較する。図８に示した通り、従来の帯電装置を用いた場
合には、図中●で示すように感光体ドラム２２２ａにお
ける端部付近、すなわち非画像領域Ｙの電圧がほぼ０Ｖ
となる。一方、本発明の帯電装置２２３ａを使用した場
合、図中◆で示すように非画像領域Ｙの電位は、画像領
域Ｘの電位である−６００Ｖより大きい（絶対値が大き
い）状態となっている。なお、電位の大小の比較は絶対
値で行っており、電位が大きいということは絶対値が大
きいことを意味するものとする。

【００６１】したがって、従来の帯電装置を用いた場
合、現像装置２２４ａの現像バイアス電圧である−２０
０Ｖより小さい電位となっている非画像領域Ｙには、現
像装置２２４ａによる現像処理の際にトナーが付着して
しまい、用紙Ｐや複写機本体内の汚染、およびトナーの
浪費が招来されてしまう。一方、帯電装置２２３ａを用
いた場合には、非画像領域Ｙが−２００Ｖより大きい電
位となっているため、非画像領域Ｙにトナーが付着する
ことはない。そのため、トナーによる汚染やトナーの浪
費を回避することが可能となる。

【００６２】このように、感光体ドラム２２２ａの非画
像領域Ｙにおいてトナーの付着を防止するには、感光体
ドラム２２２ａの表面電位が少なくとも現像バイアス電
圧より大きくなればよい。すなわち、非規制部Ｔでは、
開口を形成しなくてもメッシュの目を粗くすればよく、
通過できるイオン流を多くして、感光体ドラム２２２ａ
の表面電位が現像バイアス電圧より大きくなるように目
の粗さを設定しておく。これによれば、エッチング加工
によってメッシュを形成する場合には、一度の工程で済
ますことができる。

【００６３】ところで、グリッド１１は、電極部２０を
除いて感光体ドラム２２２ａと平行に直線状に設けら
れ、電極部２０に係合してグリッド１１を張架するため
のフックである各電極２２，２４が感光体ドラム２２２
ａに向かって突き出すように設けられている。このよう
にグリッド１１を張架することによって、チャージャケ
ース側、すなわち帯電装置２２３ａの側部にフックが設
けられている構成に比して、帯電装置２２３ａの幅を小
さくすることが可能となる。

【００６４】これにより、感光体ドラム２２２ａの周囲
に設けられている他の部材、例えば現像装置２２４ａや
除電器２３３等と帯電装置２２３ａとが形状、配置を互
いに制約しあうことがない。また、感光体ドラム２２２
ａが非常に小さく、その周囲の他の部材が帯電装置２２
３ａに非常に接近している場合でも、帯電装置２２３ａ
の着脱のために他の部材を取り外す必要がない。したが
って、グリッド１１を有する帯電装置２２３ａであって
も、グリッド１１を設けたことによる製造コストおよび
設計コストの上昇を回避できるようになっている。

【００６５】なお、感光体ドラム２２２ａは、その製造
工程を簡略化するために、非画像領域Ｙのある感光体ド
ラム２２２ａの軸方向端部では感光層を形成せずに感光
体ドラム２２２ａのアルミニウム合金や導電性樹脂等か
らなる導電性の基体を露出させていることがある。ま
た、感光体ドラム端部では、製造時に塗布液の盛り上が
りが形成されるのを防止するために感光層を塗布後に拭
き取っており、感光層があっても他の部分よりも電気絶
縁性が低い。このような感光体ドラム２２２ａを用いる
場合、従来のスコロトロン方式の帯電装置によって帯電
を行うと、上記の露呈した基体部分や拭き取り部分であ
る低絶縁性部位に向けてグリッド１１からリーク放電
（落雷）が発生し、感光体ドラム２２２ａが破損されて
しまうという問題がある。さらに、感光体ドラム２２２
ａの端部に組付けられる樹脂製フランジは、導電性基体
のアース（電気的接地）を行うために導電性とされるこ
とがあり、グリッド１１からのリーク放電が問題とな
る。さらに、感光体ドラム２２２ａの端部に組付けられ
る絶縁性樹脂製フランジがクリーニング装置２２６ａの
開口の軸方向両端部をシールするシール体（サイドシー
ル体）と摩擦して帯電するが、この摩擦帯電によるフラ
ンジの帯電極性がトナーの帯電極性と逆の極性になる
と、フランジの摩擦帯電した部分に現像装置２２４ａの
トナーや感光体ドラム２２２ａの周囲の飛散トナーを吸
着し、シール体に摺擦することになり、シール体を汚損
するといった問題がある。

【００６６】しかしながら、非規制部Ｔを有する帯電装
置２２３ａでは、上記のようなリーク放電を回避するこ
とができる。すなわち、図９に示すように、規制部Ｓと
感光体ドラム２２２ａとの最短の距離は、規制部Ｓの中
央から感光体ドラム２２２ａの表面までの距離ｄ１
（０．８〜１．０ｍｍ）である。一方、図１０に示すよ
うに、非規制部Ｔと感光体ドラム２２２ａとの最短の距
離は、外枠３０から感光体ドラム２２２ａの表面までの
距離ｄ２であり、距離ｄ１より長くなっている。このよ
うに非画像領域Ｙでは、帯電装置２２３ａと感光体ドラ
ム２２２ａとの距離が長くなるために、上記のような低
絶縁性部位があったとしても、グリッド１１からのリー
ク放電が生じることはない。したがって、感光体ドラム
２２２ａや帯電装置２２３ａあるいは周囲の他の部品の
破損を防止することが可能となる。また、感光体ドラム
２２２ａの軸方向端部をトナーと同一極性に帯電するの
で、上記のように絶縁性のフランジにトナーが付着する
ことがなく、クリーニング装置２２６ａのシール体を不
要に汚損することを防止できる。さらに、感光体ドラム
端部の低絶縁性部位へのリーク放電を防止できることか
ら、この低絶縁性部位を感光体ドラム中央側に寄せるこ
とが可能となり、感光体ドラムの軸方向長さを短くで
き、小型化を図れる。

【００６７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることは勿論である。例え
ば、方式の異なる帯電装置を組み合わせて構成してもよ
く、感光体ドラムの画像領域に対向してスコロトロン方
式の第１帯電部を設け、非画像領域に対向してコロトロ
ン方式の第２帯電部を設ける。そして、第２帯電部によ
る帯電では、トナー付着を防止できるように非画像領域
の表面電位が現像バイアス電圧より大きくなればよいの
で、第１帯電部よりも低い電圧を印加すればよく、全体
的な消費電力の低減を図れる。

【００６８】また、上記実施形態では、感光体ドラムの
非画像領域全域、すなわち画像領域外の現像領域から感
光体ドラム端部の低絶縁性部位までの領域にグリッドに
設けた開口を対向させて、画像領域外の現像領域へのト
ナーの付着を防止すると共に、感光体ドラム端部の低絶
縁性部位に対するリーク放電を防止するよう構成した
が、画像領域外の現像領域までグリッドの規制部を延長
して対向させ、この現像領域を現像バイアス電位と同極
性で絶対値の大きい電位に帯電することで、この現像領
域へのトナーの付着を防止し、感光体ドラム端部の低絶
縁性部位に対しては開口を対向させるようにしてもよ
い。あるいは、グリッドの規制部を画像領域が安定かつ
均一に帯電できるように画像領域よりも所定長さだけ外
方に延長して帯電マージンをとるようにして、それより
外方にはグリッドをなくしてもよい。すなわち、非画像
領域の一部および感光体ドラム端部の低絶縁性部位まで
グリッドが延長していなくてもよい。

【００６９】また、上記実施形態では、グリッドが感光
体ドラムから遠ざかり始める所が、放電体の外方であっ
たが、グリッドの規制部を画像領域が安定かつ均一に帯
電できるように画像領域よりも所定長さだけ外方に延長
して、帯電マージンをとるようにして、そのすぐ外方か
らグリッドを感光体ドラムから遠ざけ始めてもよい。こ
の場合、画像領域外の現像領域やその他の非画像領域に
対して現像バイアス電位と同極性で絶対値の大きい電位
に帯電することは言うまでもない。この場合も画像領域
を安定かつ均一に帯電して、画像を良好にできると共
に、画像領域外の現像領域やその他の非画像領域に対し
て現像バイアス電位と同極性で絶対値の大きい電位に帯
電して、トナーの無駄な消費を減らし、廃棄トナー容器
のライフ短縮化の防止やクリーニング装置のシール体の
シール性の早期低下を防止できる。これに加えて、感光
体ドラム端部の低絶縁性部位へのリーク放電を防止でき
るので、この低絶縁性部位を内側に寄せることが可能と
なり、感光体ドラムの軸方向長さを短くでき、小型化を
図れる。なお、上記の各形態にあっても放電体は非画像
領域全域を帯電できるように設けられていることは言う
までもない。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、感光体の画像領域に対しては放電体から均一に
コロナイオン等の電荷を安定的に供給することができ、
帯電が安定化して良好な画像を形成できる。一方、感光
体の非画像領域に対しては放電体から多量の電荷が供給
され、表面電位を現像電位以上にすることによって、ト
ナーの付着を防止することができる。したがって、スコ
ロトロン方式とコロトロン方式を併用した帯電装置にす
ることによって、高品質な画像が得られる。しかも、ト
ナーの無駄な消費を低減でき、これによって廃棄トナー
容器のライフを延ばすことができる。さらに、付着トナ
ーのクリーニングが必要なくなるので、クリーニング装
置のシール体に余分な負荷がかからず、そのシール性能
を長期間にわたって維持することができる。

【００７１】また、グリッドを画像領域に対向する規制
部と非画像領域に対向する非規制部とから構成したと
き、非規制部を感光体から所定の距離だけ隔てて配置す
ることにより、感光体端部にある低絶縁性部位に対する
グリッドの非規制部からのリーク放電を防いで感光体の
感光層の損傷を防止できる。

【００７２】また、グリッドを感光体から遠ざかる方向
に引っ張って張架することにより、グリッドの平面性が
低下することはなく、画像領域の帯電電位を均一にで
き、安定した帯電を行える。しかも、グリッドを感光体
表面により一層近接させることが可能となるので、放電
体に印加する電圧を小さくしてもよく、高圧印加用のト
ランス等を小型のものが使用可能となる。さらに、感光
体端部の低絶縁性部位を中央側に寄せてもリーク放電が
生じないようにできるので、感光体の軸方向長さが短縮
可能となり、各装置の小型化を図ることができ、感光体
の周囲の部材の着脱を容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の複写機の概略全体構成図

【図２】画像形成部の概略構成図

【図３】画像形成処理を説明するための図

【図４】感光体ドラムの表面電位の変化を示す図

【図５】帯電装置の一部破断斜視図

【図６】帯電装置の断面図

【図７】放電体に対する印加電圧と発生電流との関係を
示す図

【図８】本発明の帯電装置と従来の帯電装置の帯電分布
特性図

【図９】感光体ドラムと帯電装置の規制部の位置関係を
示す図

【図１０】感光体ドラムと帯電装置の非規制部の位置関
係を示す図

【図１１】従来の感光体ドラムの表面における各装置の
処理領域を示す図

【図１２】従来の帯電装置の分解斜視図

【符号の説明】

１０ 放電体 １１ グリッド ３１ 開口 ２２２ａ 感光体 Ｓ 規制部 Ｔ 非規制部 Ｘ 画像領域 Ｙ 非画像領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門脇 英明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 原田 直幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC01 DD01 EE03 EE08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に供給されたトナーによりトナー像
   を形成する感光体をトナーの極性と同一極性で帯電する
   ための帯電装置であって、前記感光体表面のトナー像が
   形成される画像領域をスコロトロン方式で帯電する第１
   帯電部と、感光体表面の非画像領域をコロトロン方式で
   帯電する第２帯電部とからなることを特徴とする帯電装
   置。
2. 【請求項２】 表面に供給されたトナーによりトナー像
   を形成する感光体をトナーの極性と同一極性で帯電する
   ための帯電装置であって、前記感光体に静電荷を与える
   ための荷電粒子を発生する放電体と、グリッドとを備
   え、該グリッドは、前記感光体表面のトナー像が形成さ
   れる画像領域に対向して前記放電体から画像領域へ向か
   う粒子流の通過を所定の電位により規制して均一化する
   規制部と、少なくとも前記感光体表面の画像領域外にあ
   る現像領域に対向する非規制部とを有し、該非規制部
   は、前記感光体表面の画像領域外にある現像領域が現像
   電位以上の電位となるように前記放電体から前記現像領
   域へ向かう粒子流の通過を許容すると共に前記所定の電
   位で前記感光体端部の低絶縁性部位に対してリーク放電
   しないような距離だけ前記感光体から隔てられているこ
   とを特徴とする帯電装置。
3. 【請求項３】 表面に供給されたトナーによりトナー像
   を形成する感光体をトナーの極性と同一極性で帯電する
   ための帯電装置であって、前記感光体に静電荷を与える
   ための荷電粒子を発生する放電体と、グリッドとを備
   え、該グリッドは、前記感光体表面のトナー像が形成さ
   れる画像領域に対向して前記放電体から画像領域へ向か
   う粒子流の通過を所定の電位により規制して均一化する
   規制部と、少なくとも前記感光体表面の画像領域外にあ
   る現像領域に対向する非規制部とを有し、該非規制部
   は、前記感光体表面の画像領域外にある現像領域が現像
   電位以上の電位となるように前記放電体から前記現像領
   域へ向かう粒子流の通過を許容すると共に前記感光体か
   ら遠ざかる方向に引かれて張架されたことを特徴とする
   帯電装置。
4. 【請求項４】 非規制部に開口を形成したことを特徴と
   する請求項２または３記載の帯電装置。