JP2002116606A - コロナ放電装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線状放電電極が一つである態様であっても、
被帯電体の周速度が上昇した場合に、帯電電位の低下も
帯電ムラなどの発生を有効に回避でき、帯電効率の高い
コロナ放電装置及びこれを用いた画像形成装置を提供す
る。 【解決手段】 移動する被帯電体１に対向する開口部２
ａを有する導電性シールド部材２と、このシールド部材
２の内部に張設された一つの線状放電電極３とを備え、
前記放電電極３に電圧を印加することによって前記被帯
電体１に向けてコロナ放電を施して当該被帯電体１を帯
電するコロナ放電装置において、例えば放電電極３を偏
位配置することで、放電電極３に対向する対向電極上で
の放電電極３から流出する放電電流分布のピーク点を、
シールド部材２の中心位置よりも被帯電体１の移動方向
上流側に偏位配置する。また、このコロナ放電装置を用
いた画像形成装置をも対象とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、線状放電電極によ
るコロナ放電を利用したコロナ放電装置に係り、特に、
放電電極のレイアウトを改良したコロナ放電装置及びこ
れを用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式などの画像形成装
置では、感光体ドラムなどの潜像担持体を帯電装置にて
予め帯電し、帯電された潜像担持体上に露光装置によっ
て静電潜像を書込み、これを現像装置によって可視像化
した後、転写装置、定着装置にて用紙等の記録材に転
写、定着するという方式が採用されている。この種の帯
電装置としては、線状放電電極（放電ワイヤ）によるコ
ロナ放電を利用したコロナ放電装置が用いられている。
ここで、コロナ放電装置としては、潜像担持体に対向す
る開口部を有するチャンネル状のシールドと、このシー
ルドの内部に張設される線状放電電極とを備え、通常潜
像担持体の基材を接地する一方、放電電極には帯電した
い極性の高電圧を印加することでコロナ放電を発生さ
せ、潜像担持体を一様に帯電する所謂コロトロンや、放
電電極と潜像担持体との間にグリッド電極を設け、この
グリッド電極に所望の電圧を与えることで潜像担持体を
一様に帯電させる所謂スコロトロンなどがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
この種の画像形成装置の作業効率を向上させるという観
点から、作像速度（プリント速度等）を向上させるとい
う要請があり、そのために、例えば潜像担持体の周速度
を上昇させることが必要になりつつある。このような状
況下において、潜像担持体の周速度を大きくすると、潜
像担持体がコロナ放電装置のシールド開口部下を通過す
る時間が減少する。また、電子写真プロセスなどでは、
潜像担持体の帯電プロセスの上流には通常除電プロセス
が存在するが、潜像担持体の周速度が大きくなると、除
電ランプ等の除電デバイスによって潜像担持体表面の光
導電層に生成した電荷が十分に除去されず、潜像担持体
内部に残留した電荷が帯電プロセス時に潜像担持体内部
を移動し、潜像担持体の帯電特性の低下、帯電ムラを引
き起こし、画質が低下するという技術的課題が見出され
た。

【０００４】このような技術的課題を解決するには、コ
ロナ放電装置に複数の放電電極を具備させることで放電
電極による帯電性能を向上させるようにした技術が多く
提案されている。例えばシールド内部に複数の放電電極
を備え、潜像担持体の移動方向上流側の放電電極から放
電する電流量を、下流側の放電電極から放電する電流量
より多く放電するように制御する、あるいは、複数の放
電電極のうち、潜像担持体の移動方向上流側の放電電極
を潜像担持体側に接近配置することで、潜像担持体内部
の残留電荷を潜像担持体の移動方向上流側で強制的に移
動、除去することで良好な帯電を実現する技術が開示さ
れている（例えば特開平８−２８６４６６号公報）。ま
た、スコロトロンにおいて、シールド内部に複数の放電
電極を備え、潜像担持体の移動方向上流側の放電電極と
グリッド電極との間隔を下流側の放電電極とグリッド電
極との間隔よりも小さくし、放電電極とグリッド電極と
の間隔を各々の放電電極とシールドとの間隔よりも狭い
ものとする、あるいは、上流側の放電電極の直径を下流
側の放電電極の直径よりも大きくしたもの、あるいは、
グリッド電極の開口率を上流側で大きくし、帯電効率及
び帯電ムラを改善したコロナ放電装置が提案されている
（例えば特開平１１−８４８１７号公報参照）。

【０００５】これらの先行技術は、複数の放電電極に流
れる放電電流を制御するものであるため、複数の放電電
極を備えることが前提になり、その分、装置構成が大型
化してしまうばかりか、複数の放電電極から放電するこ
とから装置に流れる電流が大きくなり、電源装置の容量
を増加させる必要が生じる。本発明は、以上の技術的課
題を解決するためになされたものであって、線状放電電
極が一つである態様であっても、被帯電体の周速度が上
昇した場合に、帯電電位の低下も帯電ムラなどの発生を
有効に回避でき、帯電効率の高いコロナ放電装置及びこ
れを用いた画像形成装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、図
１（ａ）（ｂ）に示すように、移動する被帯電体１に対
向する開口部２ａを有する導電性シールド部材２と、こ
のシールド部材２の内部に張設された一つの線状放電電
極３とを備え、前記放電電極３に電圧を印加することに
よって前記被帯電体１に向けてコロナ放電を施して当該
被帯電体１を帯電するコロナ放電装置において、放電電
極３に対向する対向電極上での放電電極３から流出する
放電電流分布のピーク点を、シールド部材２の中心位置
Ｏよりも被帯電体１の移動方向上流側に偏位配置するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】このような技術的手段において、本願は、
導電性シールド部材２と一つの線状放電電極３とを備え
たコロナ放電装置を全て含むものであり、 図１（ａ）
に示す所謂コロトロンに限られるものではなく、被帯電
体１と放電電極３との間に所定の電圧が印加されるグリ
ッド電極４を配設した、図１（ｂ）に示す所謂スコロト
ロンをも広く含む。ここで、「移動する被帯電体１」と
は画像形成装置で帯電対象部材になる感光体や誘電体に
限られるものではなく、帯電されるべき対象物を広く含
む。また、シールド部材２については、放電電極３を張
設し、かつ、放電電極周りから放出される放電イオンを
シールド部材２内部にトラップし、シールド部材２の開
口部２ａから被帯電体１側へ放出させるものであれば適
宜選定して差し支えない。更に、放電電極３の数につい
ては、装置の小型化や電源装置の小容量化という観点か
らすれば、単数であることが好ましい。更にまた、放電
電極３に対向する対向電極とは、図１（ａ）に示す態様
では被帯電体１を指し、一方、図１（ｂ）に示す態様で
はグリッド電極４を指す。

【０００８】また、「放電電流分布のピーク点」につい
ては、被帯電体１の移動方向上流側に偏位配置されてい
ればよいが、帯電効率を考慮すればできる限り上流側の
方が好ましい。このとき、放電電極３周りで放電が起こ
ると、放電電極３から流出する放電電流は放電電極３に
対向する対向電極（被帯電体１又はグリッド電極４）に
流れ込むが、前記対向電極上での放電電極３から流出す
る放電電流分布は、被帯電体１の移動方向に沿うシール
ド部材幅のうちシールド部材２の中心位置Ｏから４０％
上流位置までの間で最大値となるものであることが好ま
しく、シールド部材２の中心位置Ｏに対応して最大値を
とる態様に比べて帯電効率を向上させることが可能であ
る。ここで、「４０％上流位置」とはシールド部材２と
の間の放電破壊を防止する上で望ましい値を示すもので
ある。

【０００９】更に、放電電流分布を偏位配置するに方法
としては、代表的には以下に示す放電電極３を偏位配置
する方法が挙げられる。これは、図１（ａ）（ｂ）に示
すように、シールド部材２の中心位置Ｏよりも被帯電体
１の移動方向上流側に放電電極３をｍだけ偏位配置し、
かつ、被帯電体１の移動方向上流側に位置するシールド
部材２部分と放電電極３とを絶縁破壊が生じない範囲に
離間させるようにしたものである。ここで、放電電極３
のレイアウトについては、シールド部材２の中心位置Ｏ
に対し被帯電体１の移動方向上流側であればよいが、シ
ールド部材２に接近し過ぎると、シールド部材２との間
で放電破壊が起こり得るため、放電電極３とシールド部
材２との間で「放電破壊が生じない」という要件を付加
したものである。但し、放電電極３による帯電効率をよ
り向上させるという観点からすれば、放電電極３は、図
１（ａ）（ｂ）に示すように、被帯電体１の移動方向上
流側に位置するシールド部材２部分との間で絶縁破壊が
生じない範囲に接近配置されることが好ましい。尚、放
電電流分布を偏位配置するに方法については、放電電極
３を偏位配置する方法に限定されるものではなく、シー
ルド部材２側に工夫を施す方法（開口率を変える等）な
ど適宜設計変更して差し支えない。

【００１０】更に、本発明においては、図１（ａ）
（ｂ）に示すように、放電電極３と被帯電体１の移動方
向上流側に位置するシールド部材２部分との間の最小距
離ｎが放電電極３とこれに対向する対向電極（被帯電体
１又はグリッド電極４）との間の最小距離ｈよりも大き
いことが好ましい。この態様によれば、放電電極３と導
電性シールド部材２の間に起こる放電を放電電極３と被
帯電体１との間に起こる放電に対して相対的に減少さ
せ、帯電に寄与しない放電を抑制することで帯電効率を
良くすることが可能となる。

【００１１】また、本発明においては、図１（ａ）
（ｂ）に示すように、被帯電体１の移動方向上流側に位
置するシールド部材２部分と放電電極３に対向する対向
電極（被帯電体１又はグリッド電極４）との最小距離ｊ
が放電破壊を生じない範囲で設定されることが好まし
い。ここで、前記シールド部材２部分と対向電極との間
の最小距離ｊが放電破壊を生じる程度に接近し過ぎる
と、被帯電体１表面の帯電状態が放電破壊によりリーク
してしまう懸念があるため、これを回避しようとする趣
旨である。但し、この態様においては、最小距離ｊが可
能な限り小さい方がよい。これは、被帯電体１の移動方
向上流側に位置するシールド部材２部分と放電電極３と
の間で起こった放電電流の一部が被帯電体１側に向かう
ことで被帯電体１の移動方向上流側に向かう放電電流を
増加させることが可能になり、その分、帯電効率が向上
することに基づく。

【００１２】更に、本発明においては、被帯電体１の移
動方向上流側に位置するシールド部材２部分のうち、被
帯電体１から放電電極３位置以上離れた部分に図示外の
放電抑制開口を設けることが好ましい。ここで、放電抑
制開口の開設位置について、被帯電体１から放電電極３
位置以上離れた部分としているのは、被帯電体１寄りの
シールド部材２部分については帯電に寄与する部分であ
り、これを除く趣旨である。この態様において、放電抑
制開口は放電電極３に対向するシールド部材２壁を開放
することで、放電電極３とシールド部材２部分との間で
起こり得る被帯電体１の帯電に関与しない放電を抑制
し、帯電効率を向上させることが可能である。

【００１３】また、放電抑制開口を開設した態様にあっ
ては、被帯電体１から離れた側に位置する放電抑制開口
縁と放電電極３との距離が被帯電体１の移動方向下流側
に位置するシールド部材２部分と放電電極３との最小距
離に略等しいことが好ましい。この態様によれば、放電
電極３と被帯電体１の移動方向上流側に位置するシール
ド部材２部分との間、あるいは、放電電極３と同下流側
に位置するシールド部材２部分との間の条件を略同じに
設定し、放電電極３とシールド部材２との間で起こり得
る、帯電に寄与しない放電を極力抑制することが可能に
なる。

【００１４】また、本発明は、上述したように一つの線
状放電電極３を使用したコロナ放電装置において特に有
効であるが、複数の線状放電電極３を使用した態様につ
いても適用可能である。この場合、本発明の態様として
は、図１（ａ）（ｂ）に示す態様において放電電極３を
複数設けるようにすればよく、具体的には、移動する被
帯電体１に対向する開口部２ａを有する導電性シールド
部材２と、このシールド部材２の内部に張設された複数
の線状放電電極３とを備え、前記放電電極３に電圧を印
加することによって前記被帯電体１に向けてコロナ放電
を施して当該被帯電体１を帯電するコロナ放電装置にお
いて、シールド部材２の中心位置Ｏよりも被帯電体１の
移動方向上流側に各放電電極３を偏位配置し、かつ、被
帯電体１の移動方向上流側に位置するシールド部材２部
分と各放電電極３との間で絶縁破壊が生じない範囲に離
間させるようにすればよい（図１（ａ）（ｂ）参照）。
この態様においては、複数の放電電極３への電圧印加条
件を特に制御しなくても、放電電極３に対向する対向電
極（被帯電体１又はグリッド電極４）上での放電電極３
から流出する放電電流分布のピーク点を、シールド部材
２の中心位置Ｏよりも被帯電体１の移動方向上流側に偏
位配置することが可能である。尚、各放電電極３への電
圧印加条件を夫々異なるように制御しても差し支えな
い。

【００１５】また、本発明は、コロナ放電装置に限られ
るものではなく、これらを組み込んだ画像形成装置（複
写機、プリンタ、ファクシミリ装置など）をも対象とす
る。この場合、本発明は、図１（ａ）（ｂ）に示すよう
に、被帯電体１と、この被帯電体１を帯電する上述した
コロナ放電装置とを備えるようにすればよい。

【００１６】次に、本発明に係るコロナ放電装置の作用
について説明する。図２（ａ）（ｂ）に示すように、線
状放電電極３が発する放電電流の対向電極（被帯電体１
又はグリッド電極４）上における分布は、放電電極３が
コロナ放電装置の中心位置にある態様では、図２（ａ）
の５’に示されるように、シールド部材２の中心部分で
最大値を取るのに対し、本発明によれば、図２（ａ）の
５に示されるように、シールド部材２の中心位置Ｏより
も被帯電体１の移動方向上流側で最大値をとることにな
る。放電電流がこのような分布を満たす場合、実際に被
帯電体１に帯電されている電位とコロナ放電装置直下に
おける位置との関係を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）
中、６’は放電電流の分布の最大値が中心にある場合の
帯電電位を示しており、６は放電電流の分布の最大値が
被帯電体１の移動方向上流側にある場合の帯電電位を示
している。図２（ｂ）において、６は６’に比べて被帯
電体１の移動方向上流側で所望の帯電電位近傍に達して
おり、コロナ放電装置の直下の被帯電体１の移動方向下
流側における所望の帯電電位からの誤差は６’に示され
る帯電電位よりも小さいため、その分、帯電ムラを抑制
することができる。更に、本発明において、被帯電体１
を帯電する放電電流は対向電極（被帯電体１又はグリッ
ド電極４）上に流れ込む電流であるので、対向電極上に
おける放電電流分布に関与しない放電を極力抑制するこ
とで、高帯電効率のコロナ放電装置を実現することがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１ 図３は本発明が適用されたコロナ放電装置の実施の形態
１を組み込んだ画像形成装置の全体構成例を示す説明図
である。同図において、画像形成装置は例えば電子写真
方式を採用した態様であり、例えばアルミニウム等の金
属ドラム基材の表面に有機光導電層（感光体層）が塗布
された感光体ドラム１０を有し、帯電装置として使用さ
れるコロナ放電装置１１によって感光体ドラム１０表面
を一様に帯電した後、帯電された感光体ドラム１０上に
露光装置１２により静電潜像を書き込み、その後、現像
装置１３によって前記静電潜像をトナーにて顕像化し、
顕像化された像を転写装置１４によって記録材１６に転
写した後、定着装置１５にて記録材１６上の転写像を定
着するものである。一方、感光体ドラム１０上に残った
トナーはクリーニング装置１７によって除去され、感光
体ドラム１０上に残った静電潜像はイレーズランプ１８
によって除電される。尚、画像形成装置モデルとして
は、上述したものに限られるものではなく、感光体ドラ
ム１０に代えて感光体ベルトを用いたり、あるいは、タ
ンデム型、４サイクル型のカラー画像形成装置モデルに
したり、更には、感光体に代えて誘電体を使用するモデ
ルなど各種態様の画像形成装置に適用できることは勿論
である。

【００１８】このような画像形成装置において用いられ
るコロナ帯電装置の詳細を図４に示す。同図において、
コロナ放電装置１１は、感光体ドラム１０に対向する開
口部２１ａを有する導電性シールド２１と、このシール
ド２１の内部に感光体ドラム１０の軸方向に沿って張設
される線状放電電極（放電ワイヤ）２３と、この放電電
極２３と感光体ドラム１０との間に配設されるグリッド
電極２４とを備えたものである。本実施の形態におい
て、シールド２１は、例えばＳＵＳなどの導電性材料に
てチャンネル状に形成されており、その背面部の中心部
分には必要に応じてエア吹き込み用開口２１ｂを感光体
ドラム１０の軸方向に沿って開設したものである。

【００１９】また、放電電極２３は図示外の絶縁ホルダ
を介してシールド２１の長手方向両端に固定されてお
り、所定径（例えば３０μｍ程度）のタングステンなど
の材料にて構成されている。更に、グリッド電極２４は
感光体ドラム１０表面の帯電電位ムラを緩和するために
用いられるものであり、例えばエッチング処理などによ
って多数のスリットが施された導電性板材にて構成され
る。

【００２０】更にまた、放電電極２３には図示しないコ
ロナ電流供給電源が接続され、グリッド電極２４には同
じく図示しないグリッド電源が接続されている。コロナ
電流供給電源は放電電極２３に高電圧（例えば５ｋＶ）
の電圧を印加し、グリッド電源は感光体ドラム１０の希
望帯電電位（例えば７００Ｖ）に対応する電位をグリッ
ド電極２４に印加するように設定される。また、シール
ド２１の電位は例えばグリッド電極２４の同電位に設定
され、感光体ドラム１０は例えば接地されている。

【００２１】また、コロナ放電装置１１の形状を特定す
るための各寸法Ｌ６１〜Ｌ６５は以下のように設定され
ている。 （１）Ｌ６１×０．１＜Ｌ６３＜Ｌ６１×０．５ （２）Ｌ６３＞Ｌ６４ （３）Ｌ６５：絶縁破壊が起こらない程度に設定 但し、Ｌ６１はシールド２１の幅寸法、Ｌ６２はシール
ド２１の背面部からグリッド電極２４までの距離、Ｌ６
３は放電電極２３とシールド２１の感光体ドラム１０の
移動方向上流側壁との距離、Ｌ６４は放電電極２３とグ
リッド電極２４との間の距離、Ｌ６５はシールド２１の
感光体ドラム１０の移動方向上流側壁縁とグリッド電極
２４との間の距離を示す。ここで、（１）の条件は放電
電極２３をシールド２１の中心位置よりも感光体ドラム
１０の移動方向上流側に偏位配置させることを意味する
と共に、シールド２１の感光体ドラム１０の移動方向上
流側壁に接近し過ぎないようにしたものである。また、
（２）の条件は放電電極２３から流出される放電電流が
シールド２１側ではなくグリッド電極２４側へ流入し易
いことを規定したものである。更に、（３）の条件はシ
ールド２１とグリッド電極２４との間のリークを回避す
るものである。

【００２２】次に、本実施の形態に係る画像形成装置に
おけるコロナ放電装置の性能について説明する。図３に
おいて、感光体ドラム１０が矢印方向に回転すると、感
光体ドラム１０の表面はコロナ放電装置１１により上流
側から帯電され、コロナ放電装置１１の下流側ではグリ
ッド電極に印加した７００Ｖに帯電される。このとき、
本実施の形態に係るコロナ帯電装置１１によれば、図４
に示すように、放電電極から流出する放電電流分布はグ
リッド電極２４上でシールド２１の中心位置Ｏから感光
体ドラム１０の移動方向上流側へ変位した部位にピーク
点を有しており、感光体ドラム１０の周速度を速めたと
しても、帯電電位の低下、帯電ムラが発生することな
く、感光体ドラム１０を均一に帯電することができる。
特に、放電電極２３のシールド２１の中心位置に対する
上流側への偏位量が大きい程、より均一な帯電性能を得
ることができる。このことは、後述する実施例１，２に
て裏付けられる。

【００２３】◎実施の形態２ 図５は本発明が適用されたコロナ帯電装置の実施の形態
２を示す説明図である。同図において、コロナ放電装置
の基本的構成は、実施の形態１と略同様に、シールド２
１、放電電極２３及びグリッド電極２４を備えている
が、実施の形態１と異なり、シールド２１の感光体ドラ
ム１０の移動方向上流側壁２１ｆを同移動方向下流側壁
２１ｒよりも感光体ドラム１０側に接近配置させたもの
である。尚、実施の形態１と同様な構成要素については
実施の形態１と同様な符号を付してその詳細な説明を省
略する。以下の実施の形態でも同様である。この態様に
おいて、コロナ放電装置１１の形状を特定するための各
寸法Ｌ８１〜Ｌ８５は以下のように設定されている。 （１）Ｌ８１×０．１＜Ｌ８３＜Ｌ８１×０．５ （２）Ｌ８３＞Ｌ８４ （３）Ｌ８５＜Ｌ６５（図４参照）：絶縁破壊が起こら
ない程度に設定 但し、Ｌ８１〜Ｌ８５はＬ６１〜Ｌ６５に相当する。

【００２４】本実施の形態によれば、シールド２１の感
光体ドラム１０の移動方向上流側壁２１ｆをグリッド電
極２４に近づける方が帯電効率を向上させることがで
き、より均一な帯電性能を得ることができる。このこと
は、後述する実施例３にて裏付けられる。

【００２５】◎実施の形態３ 図６（ａ）は本発明が適用されたコロナ帯電装置の実施
の形態３を示す説明図、同図（ｂ）は（ａ）中Ｂ−Ｂ線
断面図である。同図において、コロナ放電装置の基本的
構成は、実施の形態２と略同様に、シールド２１、放電
電極２３及びグリッド電極２４を備えているが、実施の
形態２と異なり、更に、シールド２１の感光体ドラム１
０の移動方向上流側壁２１ｆのうち、感光体ドラム１０
から放電電極２３位置以上離れた部分には、図６（ａ）
（ｂ）に示すように、放電電極２３の移動方向に沿って
矩形状の放電抑制開口２１ｃを開設したものである。
尚、図６（ｂ）中、符号２２は放電電極２３を保持する
絶縁ホルダである。この態様において、コロナ放電装置
１１の形状を特定するための各寸法Ｌ１０１〜Ｌ１０８
は以下のように設定されている。 （１）Ｌ１０１×０．１＜Ｌ１０３＜Ｌ１０１×０．５ （２）Ｌ１０３＞Ｌ１０４ （３）Ｌ１０５：絶縁破壊が起こらない程度に設定 （４）Ｌ１０６≧Ｌ１０４ （５）Ｌ１０７＝Ｌ１０８

【００２６】但し、Ｌ１０１〜Ｌ１０５はＬ６１〜Ｌ６
５に相当し、また、Ｌ１０６は放電抑制開口２１ｃの感
光体ドラム１０側縁部とグリッド電極２４との距離、Ｌ
１０７は放電抑制開口２１ｃの感光体ドラム１０から離
れた側の縁部と放電電極２３との間の距離、Ｌ１０８は
放電電極２３とシールド２１の感光体ドラム１０の移動
方向下流側壁２１ｒまでの距離を夫々示す。ここで、
（４）の条件は帯電に寄与しないシールド２１壁を対向
電極として機能しないようにする条件であり、また、
（５）の条件は放電電極２３とシールド２１の移動方向
上流壁，同下流壁（以下必要に応じてシールド壁とい
う）２１ｆ，２１ｒとの間の空間条件を共通にすること
で、帯電に寄与しない放電がシールド２１に対して局部
的に生じないようにした条件である。

【００２７】本実施の形態によれば、放電抑制開口２１
ｃの存在により、帯電に寄与しないシールド２１との間
の放電を抑制することができ、その分、より帯電効率を
向上させることができる。このとき、上流側のシールド
壁２１ｆに放電抑制開口２１ｃを開設し、かつ、（５）
の条件を満たすようにすれば、帯電に寄与しない放電を
確実に防止することができる。このことは、実施例４に
て裏付けられる。

【００２８】◎実施の形態４ 図７は本発明が適用されたコロナ帯電装置の実施の形態
４を示す説明図である。同図において、コロナ放電装置
の基本的構成は、実施の形態１〜３と異なり、シールド
２１内部に放電電極２３を配設したもので、グリッド電
極２４を備えていない。本実施の形態において、放電電
極２３はシールド２１の中心位置Ｏよりも感光体ドラム
１０の移動方向上流側に偏位配置されており、その偏位
量、放電電極２３と感光体ドラム１０との間の距離、シ
ールド壁２１ｆ端部と感光体ドラム１０との間の距離に
ついては、実施の形態１の条件（１）〜（３）において
「グリッド電極２４」の代わりに「感光体ドラム１０」
を用いたものが適用される。

【００２９】本実施の形態によれば、感光体ドラム１０
が矢印方向に回転すると、感光体ドラム１０の表面はコ
ロナ放電装置１１により上流側から帯電され、コロナ放
電装置１１の下流側では希望帯電電位（例えば７００
Ｖ）に帯電される。このとき、放電電極２３から流出す
る放電電流分布は、感光体ドラム１０上でシールド２１
の中心位置Ｏから感光体ドラム１０の移動方向上流側へ
偏位した部位にピーク点を有しており、感光体ドラム１
０の周速度を速めたとしても、帯電電位の低下、帯電ム
ラが発生することなく、感光体ドラム１０を均一に帯電
することができる。尚、本実施の形態において、帯電効
率を向上させるという観点から、実施の形態２，３を適
用してもよいことは勿論である。

【００３０】◎実施の形態５ 図８は本発明が適用されたコロナ帯電装置の実施の形態
５を示す説明図である。同図において、コロナ放電装置
の基本的構成は、実施の形態１と略同様に、シールド２
１、放電電極２３及びグリッド電極２４を備えている
が、実施の形態１と異なり、放電電極２３として複数、
本例では二つのもの２３(1)，２３(2)を用い、かつ、二
つの放電電極２３(1)，２３(2)をシールド２１の中心位
置Ｏよりも感光体ドラム１０の移動方向上流側に偏位配
置させるようにしたものである。この態様によれば、二
つの放電電極２３（２３(1)，２３(2)）から流出される
放電電流分布は、特に、複数の放電電極２３（２３
(1)，２３(2)）に対して同様な電圧を印加するだけで、
グリッド電極２４上でシールド２１の中心位置Ｏから感
光体ドラム１０の移動方向上流側へ偏位した部位にピー
ク点を有したものになる。このため、感光体ドラム１０
の周速度を速めたとしても、複数の放電電極２３（２３
(1)，２３(2)）に対して複雑な電圧印加制御を行わず
に、帯電電位の低下、帯電ムラが発生することなく、感
光体ドラム１０を均一に帯電することができる。尚、本
実施の形態において、帯電効率を向上させるという観点
から、実施の形態２，３を適用してもよいことは勿論で
あり、また、実施の形態４に示すコロトロン態様に本態
様を適用できることは勿論である。

【００３１】

【実施例】◎実施例１ 実施の形態１に係るコロナ帯電装置において、Ｌ６１＝
３０．０ｍｍ，Ｌ６２＝２０．０ｍｍ，Ｌ６３＝１１．
０ｍｍ，Ｌ６４＝７．０ｍｍ，Ｌ６５＝７．０ｍｍに設
定し、また、放電電極２３への印加電圧を５ｋＶ、グリ
ッド電極２４へのバイアス電圧を７００Ｖにする一方、
感光体ドラム１０のプロセス速度を例えば４００ｍｍ／
ｓｅｃとして帯電プロセスを行った。また、本実施例の
性能を評価するための比較例としては、図９に示すよう
に、導電性シールド２１’の中心位置に放電電極２３’
を配設し、放電電極２３’と感光体ドラム１０との間に
グリッド電極２４’を配設したものを用い、実施例１と
同様な条件下で帯電プロセスを行った。尚、図９中の各
寸法として、Ｌ２０１＝３０．０ｍｍ，Ｌ２０２＝２
０．０ｍｍ，Ｌ２０３＝１５．０ｍｍ，Ｌ２０４＝Ｌ２
０５＝７．０ｍｍに設定したものである。

【００３２】実施例１及び比較例の帯電プロファイルを
図１０に示す。同図において、横軸はシールド２１の中
心位置に対応した位置を０とした感光体ドラム１０上の
帯電領域内での位置（単位：ｍ）を示し、縦軸は感光体
ドラム１０上の帯電電圧（単位：Ｖ）を示す。また、図
中点線で示す帯電プロファイルは実施例１のものであ
り、一方、実線で示す帯電プロファイルが比較例のもの
を示す。図１０によれば、感光体ドラム１０の帯電領域
の下流側では実施例１は比較例よりも所望の帯電領域に
近づいており、その分、感光体ドラム１０に対する帯電
電位の低下、帯電ムラを防止することができる。尚、本
実施例において、グリッド電極２４上での放電電流分布
を調べたところ、感光体ドラム１０の移動方向上流側、
本例では放電電極２３位置に対応した位置で放電電流分
布がピーク点を示すことが確認された。

【００３３】◎実施例２ 実施の形態１に係るコロナ帯電装置において、Ｌ６１＝
１５．０ｍｍ，Ｌ６２＝２０．０ｍｍ，Ｌ６４＝７．０
ｍｍ，Ｌ６５＝７．０ｍｍに設定し、また、放電電極２
３への印加電圧を５ｋＶ、グリッド電極２４へのバイア
ス電圧を７００Ｖにする一方、感光体ドラム１０のプロ
セス速度を例えば４００ｍｍ／ｓｅｃとし、Ｌ６３を可
変、具体的には、放電電極２３の位置を例えばシールド
２１の中心位置からシールド２１幅の１０％上流側、同
２０％上流側に偏位させた状態で帯電プロセスを行った
ところ、図１１に示す結果が得られた。尚、図１１中、
「Center」は放電電極２３がシールド２１の中心位置に
ある場合、「１０％」は放電電極２３が１０％上流側に
ある場合、「２０％」は放電電極２３が１０％上流側に
ある場合を夫々示す。

【００３４】図１１によれば、放電電極２３がシールド
２１の中心位置から感光体ドラム１０の移動方向上流側
へ偏位すればする程、感光体ドラム１０の帯電領域の下
流側で早期に所望の帯電領域に近づいていることが理解
され、その分、帯電効率を向上させることができること
が裏付けられる。

【００３５】◎実施例３ 実施の形態２に係るコロナ帯電装置において、Ｌ８１＝
３０．０ｍｍ，Ｌ８２＝２０．０ｍｍ，Ｌ８３＝１１．
０ｍｍ，Ｌ８４＝７．０ｍｍ，Ｌ８５＝１．０ｍｍに設
定し、また、放電電極２３への印加電圧を５ｋＶ、グリ
ッド電極２４へのバイアス電圧を７００Ｖにする一方、
感光体ドラム１０のプロセス速度を例えば４００ｍｍ／
ｓｅｃとして帯電プロセスを行ったところ、図１２に示
すような帯電プロファイルが得られた。同図において、
横軸はシールド２１の中心位置に対応した位置を０とし
た感光体ドラム１０上の帯電領域内での位置（単位：
ｍ）を示し、縦軸は感光体ドラム１０上の帯電電圧（単
位：Ｖ）を示す。また、図中点線で示す帯電プロファイ
ルは実施例３のものであり、一方、実線で示す帯電プロ
ファイルが実施例１のものを示す。

【００３６】図１２によれば、感光体ドラム１０の移動
方向上流側に位置するシールド壁２１ｆがグリッド電極
２４に近づく方が、感光体ドラム１０の帯電電位を上昇
させることができ、その分、帯電効率をより向上させる
ことができる。尚、本実施例において、グリッド電極２
４上での放電電流分布を調べたところ、感光体ドラム１
０の移動方向上流側、本例では放電電極２３位置に対応
した位置で放電電流分布がピーク点を示すが、このピー
ク点が実施例１に比べて増加していることが確認され
た。

【００３７】◎実施例４ 実施の形態３に係るコロナ帯電装置において、Ｌ１０１
＝３０．０ｍｍ，Ｌ１０２＝２０．０ｍｍ，Ｌ８３＝１
３．０ｍｍ，Ｌ１０４＝７．０ｍｍ，Ｌ１０５＝１．０
ｍｍ，Ｌ１０６＝７．０ｍｍ，Ｌ１０７＝Ｌ１０８＝１
７．０ｍｍに設定し、また、放電電極２３への印加電圧
を５ｋＶ、グリッド電極２４へのバイアス電圧を７００
Ｖにする一方、感光体ドラム１０のプロセス速度を例え
ば４００ｍｍ／ｓｅｃとして帯電プロセスを行った。

【００３８】本実施例によれば、放電抑制開口２１ｃを
設け、かつ、放電電極２３とシールド壁２１ｆ，２１ｒ
との相対位置関係を適宜調整するようにしたので、感光
体ドラム１０の帯電効率が向上することが確認された。
具体的には、実施例３及び実施例４の間で帯電電位はほ
とんど等しいが、放電電極２３から流出する放電電流の
うち、シールド２１側へ流入する電流については実施例
４の方が実施例３に比べて６％程減少しており、この
点、帯電効率が上昇していることが理解される。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るコロナ
放電装置によれば、一つの線状放電電極を使用する場合
でも、放電電極に対向する対向電極上での放電電極から
流出する放電電流分布の最適化を図り、コロナ放電装置
直下で移動する被帯電体に対し所望の帯電電位レベルで
の帯電領域を多く確保できるようにしたので、帯電電位
の低下、放電ムラを発生させず、帯電効率の高いコロナ
放電装置を実現することができる。また、本発明に係る
画像形成装置によれば、高帯電効率のコロナ放電装置に
て被帯電体を効率良く帯電することができるので、作像
工程をより安定化することが可能な画像形成装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）（ｂ）は本発明に係るコロナ放電装置
及びこれを用いた画像形成装置の概要を示す説明図であ
る。

【図２】 （ａ）は本発明に係るコロナ放電装置の放電
電極から流出する放電電流分布を示す説明図、（ｂ）は
本発明に係るコロナ放電装置の帯電特性を示す説明図で
ある。

【図３】 実施の形態１に係るコロナ帯電装置が組み込
まれた画像形成装置を示す説明図である。

【図４】 実施の形態１に係るコロナ帯電装置の詳細を
示す説明図である。

【図５】 実施の形態２に係るコロナ帯電装置の詳細を
示す説明図である。

【図６】 （ａ）は実施の形態３に係るコロナ帯電装置
の詳細を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ−Ｂ線断面説
明図である。

【図７】 実施の形態４に係るコロナ帯電装置の詳細を
示す説明図である。

【図８】 実施の形態５に係るコロナ帯電装置の詳細を
示す説明図である。

【図９】 比較例に係るコロナ帯電装置の詳細を示す説
明図である。

【図１０】 実施例１に係るコロナ帯電装置の帯電特性
を示す説明図である。

【図１１】 実施例２に係るコロナ帯電装置の放電電極
位置の変化に伴う帯電特性変化を示す説明図である。

【図１２】 実施例３に係るコロナ帯電装置の帯電特性
を示す説明図である。

【符号の説明】

１…被帯電体，２…シールド部材，３…放電電極，４…
グリッド電極

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する被帯電体に対向する開口部を有
   する導電性シールド部材と、このシールド部材の内部に
   張設された一つの線状放電電極とを備え、前記放電電極
   に電圧を印加することによって前記被帯電体に向けてコ
   ロナ放電を施して当該被帯電体を帯電するコロナ放電装
   置において、 放電電極に対向する対向電極上での放電電極から流出す
   る放電電流分布のピーク点を、シールド部材の中心位置
   よりも被帯電体の移動方向上流側に偏位配置することを
   特徴とするコロナ放電装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコロナ放電装置のうち、
   放電電極と被帯電体との間に所定のバイアス電圧が印加
   されるグリッド電極を配設したコロナ放電装置におい
   て、 放電電極に対向する対向電極がグリッド電極であること
   を特徴とするコロナ放電装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のコロナ放電装置におい
   て、 放電電極に対向する対向電極上での放電電極から流出す
   る放電電流分布が、被帯電体の移動方向に沿うシールド
   部材幅のうちシールド部材の中心位置から４０％上流位
   置までの間で最大値となるものであることを特徴とする
   コロナ放電装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のコロナ放電装置におい
   て、 シールド部材の中心位置よりも被帯電体の移動方向上流
   側に放電電極を偏位配置し、かつ、被帯電体の移動方向
   上流側に位置するシールド部材部分と放電電極との絶縁
   破壊が生じない範囲に離間させたことを特徴とするコロ
   ナ放電装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のコロナ放電装置におい
   て、 放電電極は、被帯電体の移動方向上流側に位置するシー
   ルド部材部分との間で絶縁破壊が生じない範囲に接近配
   置されることを特徴とするコロナ放電装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のコロナ放電装置におい
   て、 放電電極と被帯電体の移動方向上流側に位置するシール
   ド部材部分との間の最小距離が放電電極とこれに対向す
   る被帯電体又はグリッド電極からなる対向電極との間の
   最小距離よりも大きいことを特徴とするコロナ放電装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のコロナ放電装置におい
   て、 被帯電体の移動方向上流側に位置するシールド部材部分
   と放電電極に対向する対向電極との最小距離が放電破壊
   を生じない範囲で設定されることを特徴とするコロナ放
   電装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載のコロナ放電装置におい
   て、 被帯電体の移動方向上流側に位置するシールド部材部分
   のうち、被帯電体から放電電極位置以上離れた部分に放
   電抑制開口を設けたことを特徴とするコロナ放電装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載のコロナ放電装置におい
   て、 被帯電体から離れた側に位置する放電抑制開口縁と放電
   電極との距離が被帯電体の移動方向下流側に位置するシ
   ールド部材部分と放電電極との最小距離に略等しいこと
   を特徴とするコロナ放電装置。
10. 【請求項１０】 移動する被帯電体に対向する開口部を
    有する導電性シールド部材と、このシールド部材の内部
    に張設された複数の線状放電電極とを備え、前記放電電
    極に電圧を印加することによって前記被帯電体に向けて
    コロナ放電を施して当該被帯電体を帯電するコロナ放電
    装置において、 シールド部材の中心位置よりも被帯電体の移動方向上流
    側に各放電電極を偏位配置し、かつ、被帯電体の移動方
    向上流側に位置するシールド部材部分と各放電電極との
    絶縁破壊が生じない範囲に離間させたことを特徴とする
    コロナ放電装置。
11. 【請求項１１】 被帯電体と、この被帯電体を帯電する
    請求項１又は１０いずれかに記載のコロナ放電装置とを
    備えたことを特徴とする画像形成装置。