JP2004333593A

JP2004333593A - コロナ帯電装置

Info

Publication number: JP2004333593A
Application number: JP2003125976A
Authority: JP
Inventors: Akira Hirota; 晃広田; Kentaro Katori; 健太郎鹿取
Original assignee: F & M Imaging Technology Co Lt; F & M Imaging Technology Co Ltd
Current assignee: F & M Imaging Technology Co Lt; F & M Imaging Technology Co Ltd
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-04-30
Also published as: JP4251911B2

Abstract

【課題】集塵機能を有し、外気中の粉塵を積極的に集塵除去して帯電用電極の汚染を防止し得る電子写真用のコロナ帯電装置を提供する。
【解決手段】コロナ帯電装置１Ａは、感光体を帯電するための帯電用電極５１と、空気中の粉塵を捕捉するための集塵用電極５２と、帯電用電極５１および集塵用電極５２を収納するシールドケース５３とを備えている。開口部５３２から強制排気を行うことにより、開口部５３１と感光体ドラム４の間隙から吸気された外気中の粉塵が集塵用電極５２により捕捉され、帯電用電極部５１の汚染が防止される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ帯電装置に関する。詳しくは、感光体を帯電するための帯電用電極と、空気中の粉塵を捕捉するための集塵用電極とを有する電子写真用のコロナ帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真の帯電工程においては、接触方式によるローラ帯電、ブラシ帯電、ブレード帯電や、非接触方式によるコロナ帯電が利用されている。
【０００３】
このうち、コロナ帯電を行う装置としては、ワイヤ電極、針電極、鋸歯電極等の放電電極をシールドケースで覆い、シールドケースの開口部に対向した感光体の表面を帯電させる構成にしたコロトロン帯電装置やコロトロンの開口部にグリッド電極を配置したスコロトロン帯電装置が知られている。
【０００４】
これらのコロナ帯電装置においては、放電電極による放電に伴いオゾン、ＮＯｘ等の放電生成物が発生するため、コロナ帯電装置に外気を取り込み放電生成物を外部に排出する必要があるが、取り込んだ外気中に含まれる異物や放電生成物等の粉塵が帯電用電極に付着してチャージむらが生じ、ＦＤ方向にスジが入る等の画像形成不良を引き起こすという問題があった。
【０００５】
これに対し、ダクト内に針電極と吸着膜フィルタとを設けて粉塵を捕捉するようにした画像形成装置が知られているが（特許文献１参照）、コロナ帯電装置自体が集塵機能を有しているものは知られていない。
【０００６】
また、電極板の両側部に針状電極部を設け、一方が劣化したら回転させることにより他方の電極部を利用可能にしたコロナ帯電装置が知られているが（特許文献２参照）、かかるコロナ帯電装置は根本的に集塵機能を有するものではない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３６５９８６号公報
【特許文献２】
特開平４−３６２６６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、集塵機能を有し、外気中の粉塵を積極的に集塵除去して帯電用電極の汚染を防止し得る電子写真用のコロナ帯電装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１０】
（１）感光体表面を帯電するための帯電用電極と、
空気中の粉塵を捕捉するための集塵用電極と、
前記帯電用電極および前記集塵用電極を収納するシールドケースと、
を備えてなる電子写真用のコロナ帯電装置であって、
前記集塵用電極は、前記シールドケース内で前記帯電用電極よりも空気流路の上流側に設けられていることを特徴とする、
コロナ帯電装置。
【００１１】
（２）前記帯電用電極および前記集塵用電極は、針電極または鋸歯電極である、
（１）に記載のコロナ帯電装置。
【００１２】
（３）前記集塵用電極は、前記帯電用電極よりも針または鋸歯のピッチが小さいことを特徴とする、
（２）に記載のコロナ帯電用電極。
【００１３】
（４）前記集塵用電極は、前記帯電用電極と平行に設けられてなる（１）〜（３）のいずれか１つに記載のコロナ帯電装置。
【００１４】
（５）前記集塵用電極は、前記感光体表面の非画像形成領域帯に放電するものである（１）〜（３）のいずれか１つに記載のコロナ帯電装置。
【００１５】
（６）前記集塵用電極は、対向電極に放電するものである（１）〜（３）のいずれか１つに記載のコロナ帯電装置。
【００１６】
（７）前記集塵用電極は、複数設けられてなる（１）〜（６）のいずれか１つに記載のコロナ帯電装置。
【００１７】
（８）前記集塵用電極は、前記帯電用電極と一体に形成されてなる（１）〜（７）のいずれか１つに記載のコロナ帯電装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明にかかるコロナ帯電装置を備えたタンデム型の画像形成装置の主要部の構成を説明するための図である。図１に示すように、画像形成装置１には、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット２が、中間転写ベルト３上に上流からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配設されている。
【００２０】
画像形成ユニット２は、感光体ドラム４、コロナ帯電装置５、現像ユニット６およびクリーニングユニット７からなり、感光体ドラム４の表面には、まずコロナ帯電装置５により一様な帯電が付加され（帯電）、次いで光像の照射により静電潜像が形成され（露光）、そして現像ユニット６により前記潜像にトナーが付着されてトナー画像が形成される（現像）。感光体ドラム４の表面に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト３との接触位置で１次転写ロール８により中間転写ベルト３に転写され（転写）、感光体ドラム４上に残留するトナーはクリーニングユニット７により除去され回収される。
【００２１】
このようにして、中間転写ベルト３に転写されたトナー画像は、各画像形成ユニットを通過するごとに各色が重ねられて最終的に中間転写ベルト３上にはフルカラー画像が形成され、２次転写ロール９により紙等の被転写材１０に一括転写されて、図示しない定着部によって被転写材１０上に定着される（定着）。
【００２２】
このように、電子写真方式の画像形成装置においては、帯電、露光、現像、転写および定着という５つの工程を経て画像形成が行われるが、本発明にかかるコロナ帯電装置は、そのうちの帯電工程の処理を担うものである。
【００２３】
本発明のコロナ帯電装置が適用される画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であれば特に限定されるものではなく、例えば電子写真方式によるモノクロまたはカラーのプリンタ、ファクシミリ装置、デジタル複写機およびこれらの機能を組み合わせた多機能周辺機器（ＭＦＰ）等が挙げられる。
【００２４】
つぎに、本発明の第１の実施形態にかかるコロナ帯電装置の構成について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態にかかるコロナ帯電装置５Ａの構成を説明するための斜視図であり、図３はその断面図である。図２および図３に示すように、コロナ帯電装置５Ａは、帯電用電極５１および集塵用電極５２、ならびにこれらを収納するシールドケース５３から構成される。
【００２５】
帯電用電極５１は、被帯電体である感光体ドラム４の表面を帯電するための電極であり、金属板等の導電性薄板からなり、図示しない電源により高電圧が印加される。帯電用電極５１は、図２に示すとおり、薄板の被帯電体に対向する辺が鋸歯形状を有し、当該鋸歯の先端部が放電点となって被帯電体に対し放電するようになっている。帯電用電極５１には、ワイヤ電極を用いても構わないが、コロナ放電点を制限しオゾン発生量の削減や安定した放電を実現するために、針電極または鋸歯電極を用いることがより好ましい。
【００２６】
集塵用電極５２は、空気中の粉塵を捕捉するための電極であり、帯電用電極５１と同様に１辺が鋸歯形状を有する金属薄板からなり、図示しない電源により高電圧が印加される。コロナ帯電装置においては、帯電用電極の放電に伴いオゾン、ＮＯｘ等の放電生成物が発生するため、コロナ帯電装置に外気を取り込み放電生成物を外部に排出する必要があるが、取り込んだ外気中に含まれる異物や放電生成物等の粉塵が帯電用電極に付着してチャージむらが生じ、ＦＤ方向にスジが入る等の画像形成不良を引き起こす場合がある。そこで、本発明のコロナ帯電装置では、帯電用電極より外気流路の上流側に集塵用電極を設けることにより、集塵用電極により外気中の粉塵を積極的に集塵除去して帯電用電極の汚染を防止し、画像形成不良の発生を回避するものである。
【００２７】
シールドケース５３は、帯電用電極５１および集塵用電極５２を囲繞して電界をシールドするためのケースであり、金属等の導電性材料で成型されている。図２および図３に示すとおり、シールドケース５３は、被帯電体に対向する面（底面）に被帯電体に放電を行うための開口部５３１を有し、断面がコの字形の中空体構造を有している。また、シールドケース５３の開口部５３１に対抗する面（上面）には、シールドケース５３内を排気をするための別の開口部５３２が設けられている。シールドケース５３は接地されており、帯電用電極５１の周辺電界を一定に保ち、安定したコロナ放電を維持する働きを担っている。
【００２８】
また、シールドケース５３の開口部５３１には、メッシュまたは数本のワイヤからなるグリッド電極５４がシールドケース５３とは絶縁して設けられており、グリッド電極５４に図示しない電源によりバイアス電圧を印加することにより被帯電体である感光体ドラム４の表面に流れるコロナ電流を制御するようになっている。
【００２９】
コロナ帯電装置５Ａにおいては、図３に示すように、シールドケース５３の開口部５３２から強制排気を行うことにより、開口部５３１と感光体ドラム４の間隙から吸気された外気が開口部５３２に向かって流れ、主として感光体ドラム４の回転に随伴して図示した方向に空気の流れが生じるため、集塵用電極５２は、帯電用電極５１に対して感光体ドラム４の反回転方向側（図３の向かって左側）に、帯電用電極５１に沿って平行に設けられているものである。
【００３０】
なお、上記実施形態では、集塵用電極５２の鋸歯のピッチ（刃先同士の間隔）は帯電用電極５１と同等のものを用いたが（図２参照）、例えば集塵用電極５２の集塵効率を高める目的で集塵用電極５２の鋸歯のピッチを帯電用電極５１よりも小さいものとする等、両者の鋸歯のピッチが異なる構成としても構わない。
【００３１】
また、上記実施形態におけるコロナ帯電装置は、集塵用電極５２を１つだけ有する構成であったが、集塵用電極５２による粉塵捕捉効果を強化するため、図４に示すように、集塵用電極５２を所定の間隔をおいて複数設けた構成としてもよい。
【００３２】
さらに、本実施形態にかかるコロナ帯電装置では、図５に示すように、開口部５３２からの排気量や感光体ドラム４の回転速度等によっては、開口部５３１と感光体ドラム４の間隙から開口部５３２に向かって、図３とは反対側からの空気の流れも無視できなくなるので、帯電用電極５１に対して感光体ドラム４の回転方向側（図３の向かって右側）にも、さらに集塵用電極５２を追加した構成としても構わない。
【００３３】
さらに、本実施形態にかかるコロナ帯電装置では、図６または図７に示すように、帯電用電極５１と集塵用電極５２を一体型として形成し、帯電用電極５１と集塵用電極５２とに同一の電源で同時に同一の電圧を印加する構成であってもよく、これにより、製造工程の簡略化、部品点数の削減等による製造コストの低減やメンテナンスの容易化等を図ることができる。
【００３４】
つぎに、本発明の第２の実施形態にかかるコロナ帯電装置の構成について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態にかかるコロナ帯電装置５Ｂの構成を説明するための斜視図である。
【００３５】
本実施形態においては、図８に示すように、コロナ帯電装置５Ｂの帯電用電極および集塵用電極は、それぞれ帯電用電極部５１’および集塵用電極部５２’として同一の電極板上に一体に形成されている。この場合、帯電用電極部５１’および集塵用電極部５２’は、電極板上において、それぞれ感光体ドラム４の画像形成領域および非画像形成領域に対向する位置に形成されており、それぞれ対向する領域に対してのみ放電するように構成されている。
【００３６】
また、コロナ帯電装置５Ｂのシールドケース５３は、底面に被帯電体に放電を行うための開口部５３１を有する以外に、両端面に排気用の開口部５３２と吸気用の開口部５３３を有する構成となっている。これにより、コロナ帯電装置５Ｂにおいては、シールドケース５３の開口部５３２から強制排気を行うことにより、開口部５３３から開口部５３２に向かって図示した方向に空気の流れが生じるため、集塵用電極部５２’により外気中の粉塵が捕捉され、帯電用電極部５１’の汚染が防止されるものである。
【００３７】
上記実施形態にかかるコロナ帯電装置では、帯電用電極と集塵用電極とが一体として形成されているものであったが、図９に示すように、帯電用電極５１と集塵用電極５２とが独立して形成されている構成としてもよく、この場合、両者に印加する電圧を個別に制御できる等の利点を有するものである。その際、集塵用電極５２の粉塵捕捉効果を強化するために、図１０に示すように、集塵用電極５２を所定の間隔をおいて複数設けた構成としてもよい。さらに、その際、図１１に示すように、集塵用電極５２を帯電用電極５１の配設方向と直行するように配説した構成としても構わない。
【００３８】
図１２は、本発明の第３の実施形態にかかるコロナ帯電装置５Ｃの構成を説明するための斜視図であり、図１３は、その集塵用電極形成部の断面図である。本実施形態においては、図１２および図１３に示すように、コロナ帯電装置５Ｃのシールドケース５３は、底面に被帯電体に放電を行うための開口部５３１を有する以外に、上面から側面にかけて切り欠いた状態に排気用の開口部５３２と吸気用の開口部５３３を有する構成となっている。
【００３９】
また、コロナ帯電装置５Ｃの帯電用電極および集塵用電極は、それぞれ帯電用電極部５１’および集塵用電極部５２’として同一の電極板上に一体に形成されているとともに、集塵用電極部５２’は、電極板上の帯電用電極部５１’が形成されている辺とは反対側の辺の開口部５３３に対向する部位に両刃状に形成されている。そして、開口部５３３の集塵用電極部５２’の歯先に対向する位置には対向電極５５が設けられており、集塵用電極部５２’は感光体ドラム４ではなく対向電極５５に対して放電するように構成されている。
【００４０】
これにより、コロナ帯電装置５Ｃにおいては、シールドケース５３の開口部５３２から強制排気を行うことにより、開口部５３３から開口部５３２に向かって図示した方向に空気の流れが生じるため、集塵用電極部５２’により外気中の粉塵が捕捉され、帯電用電極部５１’の汚染が防止されるものである。
【００４１】
上記実施形態におけるコロナ帯電装置は、図１４および図１５に示す形態に変形することが可能である。すなわち、シールドケース５３の側面に排気用の開口部５３２と吸気用の開口部５３３を設けた場合は、電極板の帯電用電極部５１’を集塵用電極部５２’と直行するように方持ち状に形成し、開口部５３３の集塵用電極部５２’の歯先に対向する位置に対向電極５５を設けることにより、コロナ帯電装置５Ｃと同様の効果が得られるものである。
【００４２】
【実施例】
図１２に示したコロナ帯電装置５Ｃを用いて、耐久後の帯電性能について、画像ノイズにより評価した（本発明品）。コロナ帯電装置５Ｃの電極を従来の鋸歯電極に変更したコロナ帯電装置の帯電性能も併せて評価した（従来品）。評価結果を表１に示す。表中の記号は画像ノイズランクを表し、○は良い、△は少し悪い、×は悪い、××は非常に悪い、という評価結果を示している。
【００４３】
【表１】

【００４４】
表１の結果から明らかなとおり、本発明のコロナ帯電装置は、耐久後においても新品同様の帯電性能を維持することができるものであった。
【００４５】
【発明の効果】
上述したように、本発明のコロナ帯電装置によれば、帯電用電極より外気流路の上流側に集塵用電極を設けてなるので、集塵用電極により外気中の粉塵を積極的に集塵除去して帯電用電極の汚染を防止し、チャージむら等による画像形成不良の発生を回避するとともに、帯電用電極の耐用時間が長くなり、コロナ帯電装置の寿命が飛躍的に延びる等の効果をも奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコロナ帯電装置を備えたタンデム型の画像形成装置の主要部の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるコロナ帯電装置５Ａの構成を説明するための斜視図である。
【図３】図２におけるコロナ帯電装置５Ａの断面図である。
【図４】コロナ帯電装置５Ａの他の応用例を説明するための断面図である。
【図５】コロナ帯電装置５Ａの他の応用例を説明するための断面図である。
【図６】コロナ帯電装置５Ａの他の応用例を説明するための断面図である。
【図７】コロナ帯電装置５Ａの他の応用例を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかるコロナ帯電装置５Ｂの構成を説明するための斜視図である。
【図９】コロナ帯電装置５Ｂの他の応用例を説明するための部分斜視図である。
【図１０】コロナ帯電装置５Ｂの他の応用例を説明するための部分斜視図である。
【図１１】コロナ帯電装置５Ｂの他の応用例を説明するための部分斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態にかかるコロナ帯電装置５Ｃの構成を説明するための斜視図である。
【図１３】図１２におけるコロナ帯電装置５Ｃの断面図である。
【図１４】コロナ帯電装置５Ｃの他の応用例を説明するための斜視図である。
【図１５】図１４におけるコロナ帯電装置５Ｃの断面図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、
２…画像形成ユニット、
３…中間転写ベルト、
４…感光体ドラム、
５…コロナ帯電装置、
５１…帯電用電極、
５２…集塵用電極、
５３…シールドケース、
５３１、５３２、５３３…開口部、
５４…グリッド電極、
５５…対向電極、
６…現像ユニット、
７…クリーニングユニット、
８…１次転写ロール、
９…２次転写ロール、
１０…被転写材。

Claims

感光体表面を帯電するための帯電用電極と、
空気中の粉塵を捕捉するための集塵用電極と、
前記帯電用電極および前記集塵用電極を収納するシールドケースと、
を備えてなる電子写真用のコロナ帯電装置であって、
前記集塵用電極は、前記シールドケース内で前記帯電用電極よりも空気流路の上流側に設けられていることを特徴とする、
コロナ帯電装置。
前記帯電用電極および前記集塵用電極は、針電極または鋸歯電極である、
請求項１に記載のコロナ帯電装置。
前記集塵用電極は、前記帯電用電極よりも針または鋸歯のピッチが小さいことを特徴とする、
請求項２に記載のコロナ帯電用電極。
前記集塵用電極は、前記帯電用電極と平行に設けられてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロナ帯電装置。
前記集塵用電極は、前記感光体表面の非画像形成領域帯に放電するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロナ帯電装置。
前記集塵用電極は、対向電極に放電するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロナ帯電装置。
前記集塵用電極は、複数設けられてなる請求項１〜６のいずれか１項に記載のコロナ帯電装置。
前記集塵用電極は、前記帯電用電極と一体に形成されてなる請求項１〜７のいずれか１項に記載のコロナ帯電装置。