JP2008089976A - スコロトロン帯電器および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造の簡略化を図りつつ、帯電ムラの発生を確実に防止でき、電力を効率的に消費できるスコロトロン帯電器、およびこのスコロトロン帯電器を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転可能な被帯電体４の外周面に対向配置される複数の放電点３４を有する放電電極３０と、被帯電体４の外周面と放電電極３０との間に介在するように配置されるグリッド電極４２とを備えたスコロトロン帯電器６において、被帯電体４の外周面の移動方向に複数のグリッド電極４２を配置し、各グリッド電極４２にグリッド電圧印加手段５２，５４を接続して、各グリッド電圧印加手段５２，５４の電圧Ｖg1，Ｖg2を、グリッド電極４２と被帯電体４の外周面との距離が大きいほど絶対値が大きくなるように設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置、およびこの画像形成装置に用いられるスコロトロン帯電器に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、帯電器により静電潜像担持体の外周面を一様に帯電させた後、画像情報に応じた露光を行うことで、静電潜像担持体の外周面に静電潜像が形成される。

静電潜像担持体の外周面の帯電には、種々の帯電器を用いることができるが、その一種としてスコロトロン帯電器が知られている。

図１２に示すように、スコロトロン帯電器１０６は、静電潜像担持体１０４の外周面から所定距離だけ離間して配置される放電電極１３０と、静電潜像担持体１０４の外周面と放電電極１３０との間に介在して配置されるグリッド電極１４２とを有する。スコロトロン帯電器１０６を用いて帯電を行う際、放電電極１３０に電流が流されることで、放電電極１３０が備える複数の放電点１３４においてコロナ放電が発生し、放電点１３４から静電潜像担持体１０４の外周面に向けてイオンが放出される。

スコロトロン帯電器の放電電極では、図１３に示すように、１つの放電点１３４から放出されるイオンによる荷電範囲Ｐは、隣接する放電点１３４から放出されるイオンによる荷電範囲Ｐと部分的に重複し、この重複部分Ｑの面積が大きいほど帯電ムラが発生し難くなる。

ところが、放電点と静電潜像担持体の外周面との距離が小さい場合、上述した荷電範囲の重複部分の面積が小さくなってしまい、帯電ムラが発生しやすくなる。特に、放電生成物の付着等により放電能力が低下した放電点が混在する場合、その傾向は顕著に現れる。そのため、放電点による荷電範囲の重複部分の面積を大きく確保して、帯電ムラが発生し難くするためには、放電点と静電潜像担持体の外周面との距離を所定以上確保する必要がある。

一方、近年、画像形成装置の小型化、すなわち静電潜像担持体を含めた各構成部材の小型化が一層求められている。特に、タンデム方式のカラー画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する４つの静電潜像担持体（感光体）を設ける必要があり、各静電潜像担持体の小型化が求められるため、例えば６０ｍｍ以下である外径の小さな静電潜像担持体が用いられることがある。

しかし、静電潜像担持体の外径が小さい場合、すなわち、静電潜像担持体の曲率が大きい場合、図１２に示すように、静電潜像担持体１０４の外周面において放電点１３４に近接した近接部１１０と比較して、その近接部１１０よりも回転方向上流側の部分（上流部１１２）と下流側の部分（下流部１１４）では、放電点１３４からの距離が顕著に大きくなるため、放電点１３４から放出されるイオンが、静電潜像担持体１０４の外周面まで届き難くなる。

そのため、従来のスコロトロン帯電器を用いて、外径が小さな静電潜像担持体の外周面を帯電させる際、静電潜像担持体の外周面における上流部と下流部に向けて放出されたイオンの大部分は、グリッド電極に流れ込み、静電潜像担持体の外周面に届かないため、効率的に帯電できなかった。また、放電電極から放出されたイオンが静電潜像担持体の外周面における上流部と下流部に届くように、放電電極を静電潜像担持体の外周面に近づけて配置することも考えられるが、その場合、静電潜像担持体の外周面における近接部において、放電点との距離が顕著に小さくなるため、上述のように、放電点による荷電範囲の重複部分の面積が小さくなってしまい、帯電ムラが生じてしまう。

このような問題に鑑みて、特許文献１の技術では、複数の放電電極とグリッド電極を、それぞれ静電潜像担持体の回転方向に沿うように並べて配置することで、すべての放電電極と静電潜像担持体の外周面との距離を等しくするとともに、すべてのグリッド電極と静電潜像担持体の外周面との距離を等しくしている。これにより、静電潜像担持体の外周面における帯電器との対向部は、放電点から放出されたイオンの大部分が静電潜像担持体の外周面に届きやすくなり、効率的に帯電を行うことができる。
特開平２−２７３７６２号公報

しかしながら、特許文献１の帯電器では、放電電極とグリッド電極の配置を、静電潜像担持体の外径の大きさに応じて決定する必要があるため、構造の複雑化を招く欠点があった。

そこで、本発明は、構造の簡略化を図りつつ、帯電ムラの発生を確実に防止でき、効率的な帯電を行うことができるスコロトロン帯電器、およびこのスコロトロン帯電器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るスコロトロン帯電器は、
回転可能な被帯電体の外周面に対向配置される複数の放電点を有する放電電極と、
上記被帯電体の外周面と上記放電電極との間に介在するように配置されるグリッド電極とを備えたものであって、
上記被帯電体の外周面の移動方向に複数の上記グリッド電極が配置されており、
各グリッド電極にグリッド電圧印加手段が接続され、
各グリッド電圧印加手段の電圧は、上記グリッド電極と上記被帯電体の外周面との距離が大きいほど絶対値が大きくなるように設定されていることを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記のスコロトロン帯電器と、上記被帯電体としての静電潜像担持体とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、静電潜像担持体等の被帯電体の外周面の移動方向に複数のグリッド電極が配置され、各グリッド電極に接続されたグリッド電圧印加手段の電圧は、グリッド電極と被帯電体の外周面との距離が大きいほど絶対値が大きくなるように設定されている。したがって、放電点から放出されるイオンは、被帯電体の外周面において放電点に近接する近接部だけでなく、近接部よりも被帯電体の回転方向上流側に位置する上流部と、近接部よりも下流側に位置する下流部にも届きやすくなるため、効率的に帯電を行うことができる。

また、本発明によれば、放電点を被帯電体の外周面に対して必要以上に近づけて配置しなくても、被帯電体の上流部や下流部を十分に帯電させることができるため、放電点と被帯電体の外周面との間に所要の間隔を設けることができ、これにより帯電ムラを発生させ難くすることができる。

さらに、グリッド電極の配置は、同一または略同一の平面に複数並べるといった単純な配置であっても、上述の効果を得ることができるため、構造の簡略化を図ることができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す。ただし、本発明の特徴部分を明確にすることで発明の理解を容易にするために、画像形成装置の筺体は図面から除かれている。

画像形成装置２は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真式画像形成装置である。現在、電子写真方式の画像形成装置として種々の形態のものが提案されているが、図示する画像形成装置は一つの現像装置しか備えていないモノクロ画像形成装置である。ただし、本発明は、この種の画像形成装置にのみ適用されるものではなく、他の形態の画像形成装置、例えば、所謂タンデム方式または４サイクル方式のカラー画像形成装置にも等しく適用できる。

画像形成装置２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体４を有する。感光体４の周囲には、その回転方向（図上時計回り方向）に沿って順に、スコロトロン帯電器６、露光装置８、現像装置１０、転写ローラ１２、クリーニング部材１４およびイレースランプ１５が配置されている。感光体４と転写ローラ１２との接触部（ニップ部）は転写領域２２を形成している。スコロトロン帯電器６の具体的な構成は後述する。

実施の形態では、クリーニング部材１４として板状のブレードが使用されており、その一端側が感光体４の外周面に接触している。ただし、クリーニング部材１４はブレードに限るものでなく、その他のクリーニング部材（例えば、固定ブラシ、回転ブラシ、ローラ）を使用することもできる。

搬送路２６は、図示しない給紙装置から、給紙ローラ対１６のニップ部２０、転写領域２２、および定着ローラ対１８のニップ部２４を通って、図示しない排紙部まで延びている。

画像形成動作の一例について簡単に説明する。先ず、所定の周速度で回転駆動されている感光体４の外周面が帯電器６により帯電される。次に、帯電された感光体４の外周面に、画像情報に応じた光が露光装置８から投射され、静電潜像が形成される。続いて、静電潜像は、現像装置１０から供給される現像剤のトナーにより顕在化される。このようにして感光体４上に形成されたトナー像は、感光体４の回転により転写領域２２に達する。

一方、そのタイミングに合わせて、給紙装置に収容された用紙（記録媒体）が、給紙ローラ１６の回転により搬送路２６に送り出されて転写領域２２に搬送される。そして、転写領域２２において、感光体４上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、搬送路２６のさらに下流側へ搬送され、定着ローラ１８によってトナー像が用紙に定着された後、排紙部に送り出される。

用紙に転写されることなく感光体４上に残留しているトナーは、感光体４とクリーニング部材１４との接触部に達すると、クリーニング部材１４で掻き取られ、感光体４の外周面から除去される。その後、感光体４の外周面に残留する電荷は、イレースランプ１５から照射されるイレース光により消去される。

以下、スコロトロン帯電器６の構成を詳細に説明する。

図２と図３に示すように、スコロトロン帯電器６は、感光体４の外周面に対向配置される複数の放電点３４を有する放電電極３０と、放電電極３０を囲むシールドケース３６と、感光体４の外周面と放電電極３０との間に介在するように配置されるグリッド電極４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）とを有する。

放電電極３０は、帯板状の導電性部材の短手方向一端部に複数の針状部３２が形成されてなる針電極である。針状部３２は、放電電極３０の長手方向に例えば２ｍｍの間隔を空けて列設され、各針状部３２の先端が放電点３４となっている。放電電極３０に所定の大きさ以上の電流が流れると、放電点３４から感光体４の外周面に向けて円錐状に拡がるようにイオンが放出される（図１３参照）。

放電電極３０は、感光体４の軸方向と平行に伸びるように配置されている。図４に示すように、放電点３４と感光体４の外周面との距離Ｌ₁は、帯電ムラを防止できる所定以上の距離とされ、具体的には例えば８ｍｍとされている。

放電電極３０の素材としては、例えばステンレスが用いられるが、その他の導電性素材を用いることもできる。

シールドケース３６は、感光体４の側に向かって開放する断面倒コ字形に形成され、放電電極３０を挟む両側に配置された一対の側壁部３８と、これらの側壁部３８間に跨る基部４０とを有する。

図４に示すように、側壁部３８間の距離Ｍ₀は、例えば２５ｍｍとされている。また、一方の側壁部３８と放電電極３０との距離は、他方の側壁部３８と放電電極３０との距離と等しくなっている。

シールドケース３６の素材としては、導電性を有する素材が用いられ、具体的には、例えば、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ４３０等のステンレス鋼が用いられる。

グリッド電極４２は、図５に示すように、帯板状の導電性部材に複数の開口部４４が長手方向に沿って並べて形成されて構成されている。実施形態では、各開口部４４が、グリッド電極４２の長手方向に対して斜め方向に傾いて形成されている。

図２に戻って、グリッド電極４２は、感光体４の外周面の移動方向に複数並べて配置されている。具体的に、グリッド電極４２は、同一または略同一の平面において、感光体４の外周面に近接した近接部と、近接部と比較して感光体４の外周面との距離が大きく且つ感光体４の回転方向上流側に位置する上流部と、近接部と比較して感光体４の外周面との距離が大きく且つ感光体４の回転方向下流側に位置する下流部とに１つずつ配置されている。

グリッド電極４２の素材としては、導電性を有する素材が用いられ、具体的には、例えば、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ４３０等のステンレス鋼が用いられる。

図４に示すように、近接部のグリッド電極４２ａと感光体４の外周面との距離Ｌ₂は、例えば０．９ｍｍとされている。上流部のグリッド電極４２ｂと下流部のグリッド電極４２ｃは、感光体４の外周面との距離が互いに等しく、近接部のグリッド電極４２ａと感光体４の外周面との距離Ｌ₂と比べて顕著に大きくなっている。

近接部のグリッド電極４２ａの短手方向の幅Ｍ₁は例えば１０ｍｍとされ、上流部と下流部のグリッド電極４２ｂ，４２ｃの短手方向の幅Ｍ₂，Ｍ₃は例えば６．５ｍｍとされている。また、隣接するグリッド電極４２間の距離Ｍ₄は例えば０．５ｍｍとされている。

図３に戻って、放電電極３０、シールドケース３６及びグリッド電極４２の長手方向両端部は、一対のホルダ４６によって支持されている。ホルダ４６としては、電気絶縁性を有する素材が用いられる。

図２に戻って、放電電極３０には、放電電極３０に電圧を印加する放電電圧印加手段としての電源４８が接続されている。電源４８としては、定電流電源を用いることが好ましく、これにより、放電電極３０に放電生成物等の異物が付着しても放電電極３０に一定の電流を流すことができる。

シールドケース３６には、シールドケース３６に電圧Ｖsを印加するケース電圧印加手段としての電源５０が接続されている。電圧Ｖsは、その絶対値が大きくなるほど、放電点３４から放出されるイオンの電荷がシールドケース３６に流れ込み難くなる。

グリッド電極４２には、グリッド電極４２に電圧Ｖg1，Ｖg2を印加するグリッド電圧印加手段としての電源５２，５４が接続されている。具体的に、上流部と下流部のグリッド電極４２ｂ，４２ｃには共通の電源５４が接続され、この電源５４とは別の電源５２が近接部のグリッド電極４２ａに接続されている。電圧Ｖg1，Ｖg2は、その絶対値が大きくなるほど、放電点３４から放出されるイオンの電荷がグリッド電極４２に流れ込み難くなる。

ただし、上流部と下流部のグリッド電極４２ｂ，４２ｃに別々の電源を接続したり、すべてのグリッド電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃに共通の電源を接続したりしてもよい。また、グリッド電極４２とシールドケース３６に共通の電源を接続してもよい。

電源４８として定電流電源を用いた場合、放電電極３０には、電源４８より供給された一定の大きさの電流が流される。放電電極３０に流す電流の大きさは、例えば−１２００μＡ以上−３００μＡ以下とすることが好ましい。

放電点３４から放出されたイオンの電荷の一部は、シールドケース３６に印加される電圧Ｖsの絶対値の大きさに応じて、シールドケース３６に流れ込む。シールドケース３６に流れ込む電荷量が大きくなると、感光体４の外周面に到達する電荷量が小さくなってしまうため、電圧Ｖsは、シールドケース３６に流れ込む電荷量が所定以下となる大きさに設定される。具体的に、電圧Ｖsは、例えば−１０００Ｖ以上−３００Ｖ以下とすることが好ましい。

同様に、放電点３４から放出されるイオンの電荷の一部は、グリッド電極４２に印加される電圧Ｖg1，Ｖg2の絶対値の大きさに応じて、グリッド電極４２に流れ込む。グリッド電極４２に流れ込む電荷量が大きくなると、感光体４の外周面に到達する電荷量が小さくなってしまうため、電圧Ｖg1，Ｖg2は、グリッド電極４２に流れ込む電荷量が所定以下となる大きさに設定される。

また、グリッド電極４２に印加される電圧Ｖg1，Ｖg2の絶対値の大きさは、感光体４の外周面との距離が大きいグリッド電極４２ほど大きくなるように設定される。すなわち、上流部と下流部のグリッド電極４２ｂ，４２ｃに印加される電圧Ｖg2の絶対値が、近接部のグリッド電極４２ａに印加される電圧Ｖg1の絶対値よりも大きくなるように設定される。

具体的に、電源５２により近接部のグリッド電極４２ａに印加される電圧Ｖg1は、−８００Ｖ以上−３００Ｖ以下とすることが好ましい。電源５４により上流部と下流部のグリッド電極４２ｂ，４２ｃに印加される電圧Ｖg2は、−１０００Ｖ以上−４００Ｖ以下とすることが好ましい。

上記のように構成された帯電器６によれば、電源４８より供給される電流が放電電極３０に流れることで放電点３４においてコロナ放電が発生し、放電点３４から感光体４の外周面に向けてイオンが放出される。放電点３４から放出されたイオンの電荷の一部は、グリッド電極４２に印加される電圧Ｖg1，Ｖg2、およびシールドケース３６に印加される電圧Ｖsの大きさに応じて、グリッド電極４２またはシールドケース３６に流れ込む。

グリッド電極４２またはシールドケース３６に流れ込むことなくグリッド電極４２を通過した電荷は、感光体４の外周面に到達し、これにより感光体４の外周面が帯電される。

感光体４の外周面に到達する電荷量は、グリッド電極４２に印加される電圧Ｖg1，Ｖg2の絶対値が大きいほど多くなる。上述のように、上流部と下流部のグリッド電極４２ｂ，４２ｃには近接部のグリッド電極４２ａよりも絶対値が大きな電圧が印加されるため、放電点３４から放出されて上流部と下流部のグリッド電極４２ｂ，４２ｃを通過するイオンは、感光体４の外周面に到達するまでの移動距離が大きいにも関わらず、近接部のグリッド電極４２ａを通過するイオンと同様、感光体４の外周面に到達しやすくなっている。したがって、放電点３４から放出されるイオンの大部分を、感光体４の外周面の帯電に利用でき、電力を効率的に消費できる。

このように、上記構成からなる帯電器６は、感光体４の外周面において放電点３４からの距離が大きい部分であっても有効に帯電できるため、例えば６０ｍｍ以下の小径の感光体４、すなわち曲率が大きな感光体の帯電に特に有効に利用できる。

なお、感光体４の外周面に到達する電荷量、すなわち感光体４の外周面の帯電電位は、放電電極３０に流す電流の大きさ、シールドケース３６に印加する電圧Ｖsの大きさ、及びグリッド電極４２に印加する電圧Ｖg1，Ｖg2の大きさによって決定される。したがって、放電電極３０に定電流を流す場合、電圧Ｖsの大きさ又は電圧Ｖg1，Ｖg2の大きさの少なくとも一方を制御可能とすることで、感光体４の外周面の帯電電位を制御可能としてもよい。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態において、放電電極として針電極を使用する構成について説明したが、放電電極として針電極以外のものを用いることもでき、例えばワイヤタイプの電極を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、同一または略同一の平面において、感光体４の外周面に近接する近接部と、近接部よりも感光体４の回転方向上流側に位置する上流部と、近接部よりも感光体４の回転方向下流側に位置する下流部とに、グリッド電極４２が１つずつ配置される構成について説明したが、それらの近接部、上流部および下流部には、それぞれ複数のグリッド電極４２を配置してもよい。その場合も、上述の実施形態と同様、それらのグリッド電極４２に接続されたグリッド電圧印加手段の電圧は、グリッド電極４２と感光体４の外周面との距離が大きいほど絶対値が大きくなるように設定される。

さらに、上述の実施形態では、感光体４の外周面を帯電させるスコロトロン帯電器について説明したが、本発明に係るスコロトロン帯電器は、感光体以外の回転可能な被帯電体の外周面の帯電に用いてもよい。

（試験１）
実施例（図２に示す本発明のスコロトロン帯電器）と従来例（図１４に示す従来のスコロトロン帯電器）のそれぞれについて、帯電効率を評価する試験を行った。

ここで、帯電効率とは、放電電極の放電点から放出される電荷が、感光体の帯電に寄与する程度を指す。すなわち、帯電効率が優れたものほど、放電点から放出されたイオンの電荷のうち、グリッド電極やシールドケースに流れ込むことなく感光体の外周面に到達する電荷の量が多くなる。

帯電効率の評価は、感光体に見立てたアルミニウム管を感光体の代わりに画像形成装置に装着し、アルミニウム管を接地して、アルミニウム管に流れる電流Ｉalの大きさを測定することで行った。すなわち、アルミニウム管に流れる電流Ｉalが大きいものほど、帯電効率が優れているものとして評価した。

実施例と比較例のいずれについても、アルミニウム管としては、外径が６０ｍｍであるものを用いた。

実施例の帯電器としては、放電電極３０の針状部３２のピッチが２ｍｍ、シールドケース３６の側壁部３８間の距離Ｍ₀が２５ｍｍ、近接部のグリッド電極４２ａの幅Ｍ₁が１０ｍｍ、上流部と下流部のグリッド電極４２ｂ，４２ｃの幅Ｍ₂，Ｍ₃が６．５ｍｍ、グリッド電極４２間の幅Ｍ₄が０．５ｍｍであるものを用い、放電点３４と感光体４の外周面との距離Ｌ₁が８ｍｍ、近接部のグリッド電極４２ａと感光体４の外周面との距離Ｌ₂が０．９ｍｍとなるように配置した（図４参照）。

また、実施例では、近接部のグリッド電極に印加する電圧Ｖg1が−９００Ｖ、上流部と下流部のグリッド電極に印加する電圧Ｖg2が−１１００Ｖ、シールドケースに印加する電圧Ｖsが−９００Ｖとなるように設定した。定電流電源により放電電極に流す電流Ｉcは段階的に変化させ、それぞれのときのアルミニウム管に流れる電流Ｉalを測定した。

従来例の帯電器としては、放電電極１３０の針状部１３２のピッチが２ｍｍ、シールドケース１３６の側壁部１３８間の距離Ｍ₀が２５ｍｍ、グリッド電極１４２の幅Ｍ₅が２４ｍｍであるものを用い、放電点１３４と感光体１０４の外周面との距離Ｌ₁が８ｍｍ、グリッド電極１４２と感光体１０４の外周面との距離Ｌ₂が０．９ｍｍとなるように配置した（図１４参照）。

また、従来例では、定電流電源により放電電極に流す電流Ｉcが−９００μＡ、グリッド電極に印加する電圧Ｖgが−９００Ｖ、シールドケースに印加する電圧Ｖsが−９００Ｖとなるように設定した。定電流電源により放電電極に流す電流Ｉcは段階的に変化させ、それぞれのときのアルミニウム管に流れる電流Ｉalを測定した。

試験１の結果を図６に示す。

図６に示すように、アルミニウム管に流れる電流Ｉalの絶対値は、従来例よりも実施例の方が大きく、その傾向は放電電極に流す電流Ｉcの絶対値を大きくするほど顕著に現れた。例えば電流Ｉcを−９００μＡとしたとき、従来例の電流Ｉalは−３３７μＡであるが、実施例の電流Ｉalは−４５０μＡであった。このことから、実施例の帯電効率が、従来例と比較して非常に優れていることを確認できた。

（試験２）
試験１の従来例について、シールドケースに印加する電圧Ｖsを段階的に変化させたとき、アルミニウム管に流れる電流Ｉal、シールドケースに流れる電流Ｉs、およびグリッド電極に流れる電流Ｉgを確認する試験を行った。帯電器の配置、及びグリッド電極に印加する電圧Ｖgの設定は試験１と同様に行い、放電電極に流す電流Ｉcは−９００μＡに設定した。

試験２の結果を図７に示す。

図７に示すように、シールドケースに印加する電圧Ｖsの絶対値を大きくするほど、シールドケースに流れ込む電流Ｉsの絶対値が小さくなり、グリッド電極に流れ込む電流Ｉgの絶対値が大きくなった。これは、電圧Ｖsの絶対値が大きくなるほど、放電点から放出されるイオンの電荷がシールドケースに流れ込み難くなるとともに、これに伴ってグリッド電極に流れ込む電荷量が大きくなるためだと考えられる。

一方、アルミニウム管に流れる電流Ｉalの絶対値は、電圧Ｖsの絶対値が大きくなるに連れて４００μＡまでは上昇するが、４００μＡより大きくならないことを確認できた。このように電流Ｉalの絶対値が４００μＡより大きくならないのは、放電点からグリッド電極の短手方向両端部に向けて放出されたイオンの電荷の大部分が、グリッド電極に流れ込み、アルミニウム管の外周面に到達し難いためだと考えられる。

このように、従来例では、アルミニウム管に流れる電流Ｉalの絶対値は最大でも４００μＡであり、シールドケースに印加する電圧Ｖsの絶対値を大きくしても、帯電効率を十分に向上できないことを確認できた。

これに対して、試験１の実施例では、図６に示すように、シールドケースに印加する電圧Ｖsが−９００Ｖのとき、アルミニウム管に流れる電流Ｉalの絶対値が４５０μＡであり、従来例と比較して帯電効率が遙かに優れている。

（試験３）
試験１の実施例と比較例の帯電器を用いて帯電を行ったとき、初期感光体（使用初期の感光体）の表面電位と耐久感光体（耐久後の感光体）の表面電位との差ΔＶを７５以下とすることが可能な感光体の周速度ｖを確認する試験を行った。

実施例と比較例のいずれについても、初期感光体としては、主原料がポリカーボネートであり膜厚が３０μｍのものを用い、耐久感光体としては、主原料がポリカーボネートであり膜厚が２０μｍのものを用いた。帯電器の配置、グリッド電極に印加する電圧Ｖg，Ｖg1，Ｖg2の設定、及びシールドケースに印加する電圧Ｖsの設定は試験１と同様に行った。放電電極に流す電流Ｉcについては、−６００μＡ、−７００μＡ、−８００μＡ、−９００μＡおよび−１０００μＡの５つの設定値を設けた。

感光体の周速度として、実施例では２１５ｍｍ／ｓ、３００ｍｍ／ｓおよび４００ｍｍ／ｓの３つの設定値を設け、比較例では１３５ｍｍ／ｓ、２１５ｍｍ／ｓ、３００ｍｍ／ｓおよび３７５ｍｍ／ｓの４つの設定値を設けた。

試験３の結果を図８〜図１１に示す。

図８は、実施例の試験結果を、アルミニウム管に流れる電流Ｉalを感光体の周速度ｖで割った値を横軸とするとともに、感光体の表面電位Ｖpcを縦軸として表したグラフであり、図１０は、従来例の試験結果を同様に表したグラフである。ここで、電流Ｉalの値としては、試験１の結果（図６参照）において電流Ｉcの各値に対応する値を用いた。

また、図９は、実施例の試験結果を、アルミニウム管に流れる電流Ｉalを感光体の周速度ｖで割った値を横軸とするとともに、初期感光体の表面電位と耐久感光体の表面電位との差ΔＶを縦軸として表したグラフであり、図１１は、従来例の試験結果を同様に表したグラフである。電流Ｉalの値としては、試験１の結果（図６参照）において電流Ｉcの各値に対応する値を用いた。

図８と図１０に示すように、実施例と従来例のいずれについても、感光体の周速度ｖが大きくなるほど、感光体の表面電位Ｖpcが低くなり、帯電効率が悪化することを確認できた。また、感光体の周速度ｖに関わらず、耐久感光体の表面電位が初期感光体の表面電位よりも低くなることを確認できた。

図９と図１１に示すように、実施例と従来例のいずれについても、初期感光体の表面電位と耐久感光体の表面電位との差ΔＶは、感光体の周速度ｖが大きくなるほど大きくなることを確認できた。

図１１に示すように、従来例では、感光体の周速度ｖが最大の３７５ｍｍ／ｓのとき、放電電極に流す電流Ｉcの大きさに関わらず、ΔＶは７５Ｖよりも大きくなることを確認できた。すなわち、従来例では、感光体の周速度ｖを３７５ｍｍ／ｓ以上に設定できない。

従来例において、感光体の周速度ｖが３００ｍｍ／ｓのときは、電流Ｉcを−９００μＡまたは−１０００μＡとした場合、ΔＶをΔ７５以下にできることを確認できた。すなわち、従来例では、電流Ｉcの絶対値を９００μＡ以上とすることで、感光体の周速度を３００ｍｍ／ｓに設定できることを確認できた。なお、このとき、オゾン発生量の低減の観点から、電流Ｉcの絶対値は９００μＡ以下とすることが好ましいため、電流Ｉcの最適値は−９００μＡであると考えられる。

試験３は、シールドケースに印加する電圧Ｖsを−９００Ｖに設定して行ったが、電圧Ｖsの絶対値をさらに大きくした場合を検討する。

シールドケースとグリッド電極との間や、シールドケースとその他の部材との間に放電が発生することを防止するため、グリッド電極に印加する電圧Ｖgと電圧Ｖsとの差は５００Ｖ以内とすることが好ましい。この観点から、電圧Ｖgを−９００Ｖとした場合、電圧Ｖsの絶対値は最大で１４００Ｖ（Ｖs＝−１４００Ｖ）にすることができる。電圧Ｖsを−１４００Ｖとしたとき、試験２の結果（図７参照）より、電流Ｉalの値は−３６０μＡとなる。

ところで、図１１のグラフより、Ｉal／ｖを−１．１以下としたときにΔＶを７５Ｖ以下にできることが分かる。そこで、Ｉal／ｖ≦−１．１にＩal＝−３６０を代入すると、ｖ≦３２７となる。したがって、従来例では、シールドケースに印加する電圧Ｖsを−１４００Ｖに設定することで、感光体の周速度を最大で３２７ｍｍ／ｓに設定できることを確認できた。

一方、実施例では、図９に示すように、感光体の周速度ｖが最大の４００ｍ／ｓであるとき、放電電極に流す電流Ｉcを−９００μＡまたは−１０００μＡとした場合に、ΔＶをΔ７５以下にできることを確認できた。すなわち、実施例では、電流Ｉcの絶対値を９００μＡ以上とすることで、感光体の周速度を４００ｍｍ／ｓに設定できることを確認できた。なお、このとき、オゾン発生量の低減の観点から、電流Ｉcの絶対値は９００μＡ以下とすることが好ましいため、電流Ｉcの最適値は−９００μＡであると考えられる。

また、実施例では、シールドケースに印加する電圧Ｖsの絶対値を９００Ｖよりも大きく設定することで、感光体の周速度を４００ｍｍ／ｓよりも大きく設定できるものと考えられる。

以上より、実施例では、感光体の周速度を、従来例よりも遙かに大きく設定できることを確認できた。

（試験４）
試験１の実施例と従来例の帯電器について、耐久性を比較する試験を行った。

従来例では、放電電極に流す電流Ｉcを−９００μＡ、グリッド電極に印加する電圧Ｖgを−９００Ｖ、シールドケースに印加する電圧Ｖsを−９００Ｖ、感光体の周速度を３００ｍｍ／ｓに設定して、連続プリントを行い、帯電ムラの発生時期を確認した。

実施例では、放電電極に流す電流Ｉcを−９００μＡ、近接部のグリッド電極に印加する電圧Ｖg1を−９００Ｖ、上流部と下流部のグリッド電極に印加する電圧Ｖg2を−１１００Ｖ、シールドケースに印加する電圧Ｖsを−９００Ｖ、感光体の周速度を４００ｍｍ／ｓに設定して、連続プリントを行い、帯電ムラの発生時期を確認した。

試験４の結果、従来例では、放電電極、グリッド電極およびシールドケースへの通電を１００時間行い、１２０Ｋ枚プリントしたときに帯電ムラが発生した。

一方、実施例では、放電電極、グリッド電極およびシールドケースへの通電を１２５時間行い、２００Ｋ枚プリントしても、帯電ムラが発生しなかった。

すなわち、試験４の結果から、実施例の帯電器は、従来例と比較して遙かに耐久性に優れていることを確認できた。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るスコロトロン帯電器を示す断面図である。 図２に示す帯電器を側方から見た断面図である。 図２に示す帯電器の各部の寸法を示す図である。 グリッド電極を示す平面図である。 試験１の結果を示すグラフである。 試験２の結果を示すグラフである。 試験３の実施例の結果を示すグラフである。 試験３の実施例の結果を示す別のグラフである。 試験３の従来例の結果を示すグラフである。 試験３の従来例の結果を示す別のグラフである。 従来のスコロトロン帯電器を示す断面図である。 放電電極の放電点から放出される電荷による荷電範囲を示す図である。 試験１〜試験４に用いた従来例の構成を示す断面図である。

符号の説明

２：画像形成装置、
４：被帯電体（静電潜像担持体）、
６：スコロトロン帯電器、
３０：放電電極、
３４：放電点、
４２ａ：被帯電体の外周面に近接した近接部のグリッド電極、
４２ｂ：上流部のグリッド電極、
４２ｃ：下流部のグリッド電極、
５２，５４：グリッド電圧印加手段（電源）。

Claims (3)

1. 回転可能な被帯電体の外周面に対向配置される複数の放電点を有する放電電極と、
   上記被帯電体の外周面と上記放電電極との間に介在するように配置されるグリッド電極とを備えたスコロトロン帯電器であって、
   上記被帯電体の外周面の移動方向に複数の上記グリッド電極が配置されており、
   各グリッド電極にグリッド電圧印加手段が接続され、
   各グリッド電圧印加手段の電圧は、上記グリッド電極と上記被帯電体の外周面との距離が大きいほど絶対値が大きくなるように設定されていることを特徴とするスコロトロン帯電器。
2. 同一または略同一の平面において、上記被帯電体の外周面に近接した近接部と、該近接部と比較して上記被帯電体の外周面との距離が大きく且つ上記被帯電体の回転方向において上記近接部よりも上流側に位置する上流部と、上記近接部と比較して上記被帯電体の外周面との距離が大きく且つ上記被帯電体の回転方向において上記近接部よりも下流側に位置する下流部とに上記グリッド電極が配置され、
   上記上流部と上記下流部の上記グリッド電極に接続された上記グリッド電圧印加手段の電圧の絶対値は、上記近接部の上記グリッド電極に接続された上記グリッド電圧印加手段の電圧の絶対値よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスコロトロン帯電器。
3. 請求項１または２のいずれかに記載のスコロトロン帯電器と、上記被帯電体としての静電潜像担持体とを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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