JP2005134648A - スコロトロン帯電器 - Google Patents

Abstract

【課題】 省スペース化を図りつつ、グリッド電極の清掃処理に伴って電荷のリークが生じるのを防止して、長期にわたって安定した帯電を実現することのできるスコロトロン帯電器を提供する。
【解決手段】 断面略溝状のシールドケース１２と、シールドケース１２の両端に配設されたエンドブロック１６と、エンドブロック１６に固定されてシールドケース１２内に張設された放電ワイヤ３６と、シールドケース１２の開放端部１４を覆うグリッド電極４２と、を備えるスコロトロン帯電器１０について、その放電ワイヤ３６の端部の表面を絶縁チューブ４０等の絶縁体で覆う。
【効果】 グリッド電極４２の清掃によって放電ワイヤ３６の近傍にまで水分が到達した場合であっても、高電圧の印加に伴うリークが生じるのを防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、静電式複写機等の電子写真方式による画像形成装置において用いられるスコロトロン帯電器に関する。

近年、環境問題に対する関心や、製品価格と運用管理費用とを合わせたトータルコスト（ＴＣＯ）に対する関心の高まりに応じて、静電式複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の、電子写真方式による画像形成装置には、その長寿命化を求める傾向がある。
上記画像形成装置に用いられる感光ドラムについては、長寿命化に関する種々の検討がなされており、例えば画像形成処理を数十万回も繰り返すことのできるアモルファスシリコン感光ドラムのように、数万回程度の繰り返しで寿命を迎える従来の有機感光体に比べて格段に長寿命のものが提案されている。

一方、感光ドラムの長寿命化に合わせて、帯電器等の部材についても、その寿命を長期化させる必要がある。一般に、電子写真方式による画像形成装置に広く用いられているスコロトロン帯電器は、図３に示すように、断面略溝状のシールドケース１２と、その両端に配設されたエンドブロック１６（図３では一方のエンドブロックのみを示している。）と、シールドケース１２の内部に張設されて、数ｋＶもの高電圧の印加によってコロナ放電を生じさせる放電ワイヤ（ワイヤ電極）３６と、シールドケース１２の開放端部１４を覆って、放電ワイヤ３６から生じるコロナイオン流を制御するグリッド電極４２と、を備えるものである（特許文献１参照）。このスコロトロン帯電器１００を用いて画像形成処理を繰り返すと、放電ワイヤ３６からの放電によって空気中の成分からイオン生成物等が生成して、グリッド電極４２の表面に付着、堆積するという現象が生じ、その結果、コロナイオン流の制御が不十分になって感光ドラム（図示せず）の帯電にムラが生じるという問題がある。

従って、スコロトロン帯電器の長寿命化を実現するためには、グリッド電極の表面を定期的に清掃して、イオン生成物等を除去する必要が生じる。なお、従来の有機感光ドラムを用いる場合には、感光ドラムを交換する都度、それゆえ比較的早期に帯電器を交換していたことから、イオン生成物等の付着に伴う問題は顕著に現れなかったものの、感光ドラムが長寿命化することでかかる問題が顕著に現れるおそれが高い。

グリッド電極を清掃する方法としては、例えば図５に示すように、スコロトロン帯電器１００をその長尺方向ｘにスライドさせて、画像形成装置５４の外部へと導き出し得る構成として、さらに、水分を含んだパッド５２を備える清掃部材５０をスコロトロン帯電器１００の引出し口に設けて、パッド５２をグリッド電極４２の表面に当接させることにより、パッド５２でイオン生成物等を拭き取るという方法が考えられる。このような方法によれば、例えばトナーカートリッジの交換に合わせてユーザが定期的にグリッド電極の清掃を実行することができ、長期にわたって安定した帯電性能を発揮させることができる。

しかしながら、この場合には、清掃部材５０のパッド５２に含まれる水分が原因となって、放電ワイヤ３６からのコロナ放電時にリークを生じるおそれがある。
すなわち、スコロトロン帯電器１００は、被帯電体に印加される帯電電位を一定のものとするために、グリッド電極４２と感光ドラム５６表面との間の距離を一定に保つ必要があり、一般的にそのための手段として、エンドブロック１６内に感光ドラム５６の表面と当接するギャップコロ３０を配置している。特にカラー画像形成装置では、色重ねした場合の感光ドラムの表面を帯電させた結果生じる帯電電位と、その後の露光処理の結果生じる露光後電位を極めて厳密に制御する必要があることから、ギャップコロ３０の設置が重要となる。なお、スコロトロン帯電器１００と感光ドラム５６との間の距離が変動して帯電電位が所定値よりずれると、露光出力は一定であることから電位の減衰が過剰または不十分となり、露光後電位も所定値からずれを生じる。その結果、現像によって得られるトナー像の画像濃度が変動して、とりわけ色重ねを要するカラー画像形成装置では所望する色が得られないことになる。

このギャップコロ３０は、一般にグリッド電極４２の両方の端部に設けられた開口部４４（図３では一方の開口部のみを示している。）から露出して配置されていることから（図４参照）、前述の方法でグリッド電極４２を清掃すると、清掃部材５０とギャップコロ３０とが当接することでパッド５２に過剰な荷重が加わり、パッド５２から水分が流れ出るおそれがある。さらに、この水分は、毛細管現象によってギャップコロの軸３２と軸受２０，２２との間を浸透し、エンドブロック１６の壁面を伝わって放電ワイヤ３６の近傍にまで到達するおそれがあり、放電ワイヤ３６に高電圧を印加する際にリークを生じさせる原因となる。なお、便宜上、図４においてギャップコロ３０とその軸３２を点線で示している。

このような現象は、例えば放電ワイヤ３６とギャップコロ３０との距離を大きく離して設置することによって防止できるものの、この場合には、スコロトロン帯電器１００が大型化するのを免れない。特に近年、省資源や省スペース化が強く要請されており、画像形成装置等にも小型化が要求されているところ、スコロトロン帯電器が大型化することでかかる要請に応えることができなくなる。とりわけ、タンデム方式のカラー画像形成装置においては、帯電器の大型化が及ぼす負の影響が顕著に現れることになる。

そこで、放電ワイヤによるコロナ放電時に、グリッド電極の清掃に起因して水分が付着した放電ワイヤ近傍のエンドブロックと、放電ワイヤとの間でリークが生じて、その結果、安定した放電が行えずに画像形成に支障が生じてしまうといった現象を、スコロトロン帯電器の大型化を招くことなく防止することが求められている。
特開２００２−３６５８８１号公報

本発明の目的は、省スペース化を図りつつ、グリッド電極の清掃処理に伴って電荷のリークが生じるのを防止して、長期にわたって安定した帯電を実現することのできるスコロトロン帯電器を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係るスコロトロン帯電器は、
断面略溝状であるシールドケースと、
断面略溝状であるシールドケースと、
当該シールドケースの両端部に配設されたエンドブロックと、
当該エンドブロックに固定されて、シールドケース内に張設された放電ワイヤと、
上記シールドケースの開口部を覆うグリッド電極と、
を備えており、かつ、
上記放電ワイヤの端部において、その表面が絶縁体で覆われている
ことを特徴とする。

本発明のスコロトロン帯電器によれば、放電ワイヤの表面がその端部において絶縁体で覆われていることから、グリッド電極の清掃によって放電ワイヤの近傍にまで水分が到達した場合であっても、高電圧の印加（帯電処理）に伴ってリークが生じるのを防止することができる。また、リークを防止するためにスコロトロン帯電器を大型化したり、大掛かりな装置、構成を必要としたりすることがないことから、コンパクトな構成でかつ帯電性能の安定したスコロトロン帯電器を提供することができる。

本発明のスコロトロン帯電器は、さらに、被帯電体に当接して上記グリッド電極と被帯電体との間の距離を一定に保つギャップコロを有するものであってもよい。
前述のように、ギャップコロは被帯電体に当接させるべくグリッド電極から露出して配置されるところ、スコロトロン帯電器をその長尺方向にスライドさせてグリッド電極の表面に水分を含んだパッドを当接させて当該表面を清掃する場合に、パッドがギャップコロに当接することで水分が流れ出し、その水分がスコロトロン帯電器の放電ワイヤ近傍に到達するおそれがある。しかしながら、本発明のスコロトロン帯電器では、前述のように、放電ワイヤの端部における表面が絶縁体で覆われていることから、たとえパッドと接触して水分を漏出させ易いギャップコロを備えている場合であっても、放電ワイヤからのリークの発生を防止することができる。

本発明のスコロトロン帯電器において、放電ワイヤは、エンドブロックに設けられた略Ｖ字型のリブと係合しており、その末端から当該リブとの係合部位までの間で、表面が絶縁体で覆われているのが好ましい。
スコロトロン帯電器においては、前述のように、帯電を安定させる目的でグリッド電極と感光ドラム表面との間の距離を一定に保つ必要があり、さらには放電ワイヤの位置にずれが生じないように、その保持位置を固定する必要がある。そこで、従来、放電ワイヤの端部は略Ｖ字型のリブに係止されており、一対のリブの間で放電ワイヤの高さを一定に保ちつつ、張力をかけて固定されている。また、ギャップコロは、後述するように、スコロトロン帯電器の省スペース化を達成するために、上記リブと、放電ワイヤのループを係止するフックとの間のスペースに配置されている。従って、放電ワイヤの端部のなかでも特に、上記略Ｖ字型のリブと、エンドブロック等に固定されている放電ワイヤの末端との間の表面を絶縁体で覆うことによって、本発明の目的を達成することができる。

本発明のスコロトロン帯電器において、絶縁体は絶縁チューブであるのが好ましい。放電ワイヤを絶縁体で覆う方法としては、絶縁チューブを装着するほか、絶縁性物質からなるコーティング膜を放電ワイヤの表面に設けたり、フィルム状の絶縁性物質を放電ワイヤの表面に巻き付けたりする方法が挙げられる。そのなかでも特に、絶縁チューブを放電ワイヤの端部に装着する方法によれば、放電ワイヤの端から絶縁チューブを挿入して、これを所定の部位に固定するという極めて簡易な工程を経るだけで、放電ワイヤの端部における表面を絶縁体で覆うことができる。すなわち、本発明の構成を簡易な方法によって実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係るスコロトロン帯電器１０は、例えば図１に示すように、放電ワイヤ３６の端部において、その表面が絶縁体（絶縁チューブ４０）で覆われているほかは、図３に示す従来のスコロトロン帯電器１００と同様の構成とすることができる。なお、便宜上、放電ワイヤ３６の端部において、軸受２０，２２の一方を点線で示している。

図１に示すスコロトロン帯電器１０では、放電ワイヤ３６の一方の末端がループ状に加工されており、この末端のループ３８とエンドブロック１６のフック１８とを係合させることによって、放電ワイヤ３６がエンドブロック１６に固定されている。なお、放電ワイヤ３６の末端は、ワイヤ自体にいわゆるアイスプライス加工〔アイスプライス（eye splice）を形成するための端末加工〕を施したり、圧縮加工を施したりすることでループ状に加工すればよい。あるいは、放電ワイヤ３６の末端にフック１８と係合し得るループ状やリング状の部材を融着させてもよい。

放電ワイヤ３６の他方の末端（図示せず）は高圧電源に接続されており、数ｋＶの電圧を印加することによって、放電ワイヤ３６からコロナ放電が発生して、被帯電体である感光ドラム（図示せず）の表面を帯電する。
図１に示すように、放電ワイヤ３６は断面略溝状であるシールドケース１２によって囲まれており、シールドケース１２の両端部分には放電ワイヤ３６を係止、固定する樹脂製のエンドブロック１６が設けられている。

エンドブロック１６には、放電ワイヤ３６の固定位置（フック１８）等から少し離れた部位にて、放電ワイヤ３６の高さ等（保持位置）を調整する略Ｖ字型のリブ２４が設けられている（図１では一方のリブのみを示している）。当該リブ２４よりもスコロトロン帯電器１０の中央側においては、放電ワイヤ３６が一定の高さを保って、水平に張設されている。

図１に示すスコロトロン帯電器１０においては、エンドブロック１６内のリブ２４よりもスコロトロン帯電器１０の（および放電ワイヤ３６の）端部側において、ギャップコロ３０が配置されている。このギャップコロ３０は、その両側の軸３２が２つの軸受２０，２２によってそれぞれ軸支されている。前述のとおり、ギャップコロ３０はグリッド電極４２の開口部４４から露出するものであって、その露出部に清掃部材５０のパッド５２（図５参照）が当接することによって水分が付着し易い。ギャップコロ３０の表面に付着した水分は、毛細管現象によって軸受２０，２２との間に浸透し、エンドブロック１６の壁面（具体的には、エンドブロック１６内に設けられている軸受２０，２２等の表面）を伝わって放電ワイヤ３６の近傍にまで到達するおそれがあるものの、本発明のスコロトロン帯電器１０によれば、放電ワイヤ３６の端部において、その表面が絶縁体（図１では絶縁チューブ４０）で覆われていることから、かかる水分に起因して放電ワイヤ３６への高圧印加時にリークが発生するのを防止することができる。

図１に示すスコロトロン帯電器１０では、グリッド電極４２の端部に係合用の孔４８が設けられており、さらに、エンドブロック１６にもシールドケース１２の開放端部１４側にフック２６が設けられている。従って、孔４８とフック２６とを係合させることによって、グリッド電極４２をエンドブロック１６に固定させることができ、これにより、グリッド電極４２でシールドケース１２の開放端部１４を覆うことができる。

本発明のスコロトロン帯電器に使用する放電ワイヤについては特に限定されるものではなく、従来、スコロトロン帯電器やコロトロン帯電器に用いられている種々の放電ワイヤを採用することができる。
放電ワイヤの表面を覆う絶縁体４０には、従来公知の種々の絶縁材料を採用することができる。絶縁材料の具体例としては、ポリイミド、フッ素系樹脂、シリコーンゴム等が挙げられる。

前述のように、本発明において使用する絶縁体は、チューブ状のもの（例えば図１に示す絶縁体４０）であるのが好ましいが、フィルム状のものであってもよく、また、放電ワイヤの表面をコーティングすることによって用いられるものであってもよい。
絶縁チューブの具体例としては、例えば古川電工（株）製のポリイミドチューブ（ＰＩＴ−Ｓシリーズ）、クラベ（株）製のフッ素樹脂絶縁チューブ（フルボンチューブＦＡ）等が挙げられる。

本発明のスコロトロン帯電器に用いられるグリッド電極は、ステンレススチール等の薄板をエッチングまたは打ち抜き加工して作製された網板状のものに限定されるものではなく、ステンレスやタングステン等の線材を所定の間隔で張設して作製されたものであってもよい。
本発明に係るスコロトロン帯電器は、感光ドラムの表面を帯電させるための帯電器に限定されるものではなく、転写チャージャ、分離チャージャ等の、電子写真方式による画像形成装置に用いられる種々の帯電器として使用することができる。

本発明は、以上の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲において、構成等を適宜変更することが可能である。

本発明に係るスコロトロン帯電器の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示すスコロトロン帯電器１０からグリッド電極４２とギャップコロ３０とを取り外した状態を示す平面図である。 従来のスコロトロン帯電器の一例を示す分解斜視図である。 図３に示すスコロトロン帯電器１００のＡ−Ａ断面図である。 スコロトロン帯電器のグリッド電極を清掃する方法の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０ スコロトロン帯電器
１２ シールドケース
１４ 開放端部
１６ エンドブロック
２０，２２ 軸受
２４ リブ
３０ ギャップコロ
３２ 軸
３６ 放電ワイヤ
４０ 絶縁チューブ
４２ グリッド電極

Claims (4)

1. 断面略溝状であるシールドケースと、
   当該シールドケースの両端に配設されたエンドブロックと、
   当該エンドブロックに固定されて、シールドケース内に張設された放電ワイヤと、
   上記シールドケースの開放端部を覆うグリッド電極と、
   を備えており、かつ、
   上記放電ワイヤの端部において、その表面が絶縁体で覆われている
   ことを特徴とするスコロトロン帯電器。
2. 被帯電体に当接して上記グリッド電極と被帯電体との間の距離を一定に保つギャップコロを有する請求項１記載のスコロトロン帯電器。
3. 上記放電ワイヤが上記エンドブロックに設けられた略Ｖ字型のリブと係合しており、その末端から当該リブとの係合部位までの間で、表面が絶縁体で覆われている請求項１または２記載のスコロトロン帯電器。
4. 上記絶縁体が絶縁チューブである請求項１〜３のいずれかに記載のスコロトロン帯電器。

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