JP2899172B2

JP2899172B2 - 帯電装置

Info

Publication number: JP2899172B2
Application number: JP4169133A
Authority: JP
Inventors: 栄一木戸; 勇飛油井; 俊樹安西; 昭一郎吉浦; 眞司今川; 弘昭吉田; 喜和川崎; 格川端; 敬三福永; 東洋一森; 優辻
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH0611946A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電電子写真における
画像を形成するための記録媒体を帯電、又は除電するた
めの帯電装置に関し、更に詳細には、複写機、プリンタ
等の画像形成装置における記録媒体表面を均一にコロナ
放電により帯電させるためのものであって、記録媒体の
回転軸方向に対して、複数の突起を有する放電電極を有
する帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように静電電子写真方式を利用し
た画像形成装置は、帯電、露光、現像、転写、剥離、ク
リーニング、除電の各プロセス部から構成されている。
すなわち画像を記録する工程は、まず回転駆動される光
導電層を例えばアルミドラムからなる導電性支持体上に
形成された記録媒体である像担持体の表面を帯電装置に
より均一に帯電する。次に帯電された像担持体表面に、
露光光学装置を介して原画像の光画像を露光することに
より、上記光画像に応じた静電潜像を記録する。続い
て、この像担持体上の静電潜像にトナーを静電的に付着
させて現像し、像担持体表面上にトナー像を形成する。
そして転写装置により像担持体上のトナー像を転写材上
に転写し、この転写材上のトナー像は加熱定着装置によ
り定着される。また像担持体表面上に残った転写残留ト
ナーはクリーニング装置により除去され所定の回収部に
回収されると共に、クリーニングされた後の像担持体表
面は除電装置により残留電荷が除去され次の画像形成に
備える。

【０００３】像担持体である記録媒体は、例えばＯＰＣ
（ＯｒｇａｎｉｃＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）
を光導電層として導電性ドラム上にしてなる感光体であ
り、この記録媒体表面に電荷が付与される帯電装置とし
てはコロナ放電装置が一般に良く利用されている。

【０００４】コロナ放電装置とてしては、非常に細い導
電性のワイヤを導電性のシールド板にて記録媒体と対向
する部分以外の周囲を覆い、ワイヤ自身に高電圧を印加
することで、コロナ放電を生じさせ、記録媒体に流れる
電流により帯電電荷を付与するものがある。この他に、
コロナ放電を利用する帯電装置としては、コロナ放電用
のワイヤに代え、列状に多数の先鋭突起を有するノコギ
リ歯状の放電電極を設け、該先鋭突起からのコロナ放電
により帯電を行うものがある。

【０００５】上記ノコギリ歯状の放電電極（以下ノコ歯
状電極と記す）を利用した帯電装置としては、例えば米国特許第４，５９１，７１３号明細書（特開昭６
０−１５８５８２号公報／対応日本）米国特許第４，７２５，７３１号明細書（特開昭６
３−１４１７６号公報／対応日本）米国特許第４，７２５，７３２号明細書（特開昭６
３−１５２７２号公報／対応日本）米国特許第４，７９２，６８０号明細書（特開昭６
３−１８０９７７号公報／対応日本）にて提案されている。

【０００６】上記記載の帯電装置は、図７にその概略
の構造を図示しているように、絶縁性のシールドケース
１０１内に２本並設されたノコ歯状電極１０２，１０３
を保持し、シールドケース１０１の前面に設けられた記
録媒体である感光ドラム１０７と対向した位置に配置さ
れた網形状の導電性グリッド電極１０４を設け、感光ド
ラム１０７表面を帯電させる技術が提案されている。

【０００７】また、記載の帯電装置は、図７に示す装
置において、ノコ歯状電極１０２を支持する手段を設
け、この支持手段に開口部を設け、コロナ放電による生
じるコロナ風の流れを形成することが提案された。これ
は、コロナ放電にて生じるオゾンがシールドケース１０
１内に停滞することで、感光ドラム１０７及びノコ歯状
電極１０２の劣化等による帯電ムラを防止するために、
コロナ風を発生させ、それによりオゾンシールドケース
内より排出している。

【０００８】記載の帯電装置によれば、図７に示す装
置において、ノコ歯状電極１０２とシールドケース１０
１とを同一の支持部材に支持する構造のものが提案され
ている。

【０００９】更に記載の帯電装置によれば、グリッド
電極１０４にベリリウム銅を用いることで、ライフによ
る放電性能を安定させるものが提案された。

【００１０】以上のように、図７に示す構造の帯電装置
１００においては、ノコ歯状電極１０２，１０３には電
源１０５により所定の電圧が印加され、グリッド電極１
０４にはノコ歯状電極１０２，１０３の先端部分から放
電された感光ドラム１０７の表面に作用するコロナ電流
を制御するためのグリッド電圧Ｖｇが電源１０６にて印
加されている。このときノコ歯状電極１０２，１０３に
流れる電流はトータル電流Ｉｔ、グリッド電極１０４に
流れる電流はグリッド電流Ｉｇである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すような帯電
装置１００は、コロナ放電により感光ドラム１０７の表
面をドラム軸方向に均一に帯電させるためのものである
が、コロナ放電はあらゆる条件によって帯電条件が微妙
に変化する。帯電条件が変化すると感光ドラム１０７表
面の帯電ムラが発生して、形成されるべき原画像に画質
的影響が発生する。

【００１２】この放電ムラを少なくするための簡単な改
善方法として、ノコ歯状電極１０２，１０３に流れるト
ータル電流Ｉｔを増加させる方法が考えられる。しかし
ながらトータル電流Ｉｔを増加させるということは、ノ
コ歯状電極１０２，１０３に印加される電圧を増大する
必要がある。そこで、ノコ歯状電極１０２，１０３への
印加電圧が大きくなると放電電流が多くなるので、放電
部分から発生するオゾン量が多くなって感光ドラム１表
面に対しても影響して原画像の画質低下につながる。

【００１３】またオゾン発生量が増えると画像形成装置
内を浮遊する空気中の様々なガスその他の異物との結合
により、窒素酸化物（Ｎｏ_X ）あるいはケイ素酸化物
（ＳｉＯ₂ など）が生成される。この生成物がノコ歯状
電極表面およびグリッド電極表面に付着して、ノコ歯状
電極の放電能力、グリッド電極の帯電電位制御能力が低
下する。

【００１４】さらにトータル電流Ｉｔの増加による印加
電圧Ｖの増加によって、ノコ歯状電極１０２，１０３の
先端部分から他の不要な所へのリーク放電を防止するた
めには、ノコ歯状電極１０２，１０３の放電部分からシ
ールドケース１０１までの距離を必要以上に確保するこ
ととなり、シールドケース１０１の大型化、つまり帯電
装置１００自身の大型化につながってしまう。

【００１５】本発明は上述の問題点に鑑み、ノコ歯状電
極によるコロナ放電を安定させ、帯電ムラのない均一な
帯電を可能にする帯電装置を提供することを目的とす
る。

【００１６】また本発明は、ノコ歯状電極に供給する電
圧を高くすることなく、装置の大型化やリーク等の問題
を合わせて解消すると共に、コロナ風を効果的に発生さ
せオゾンの排出を行い、このオゾンによる影響を阻止す
ることで帯電特性を常時安定させることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決すべく、（１）記録媒体を帯電するための帯電装置が、コロナ放
電を行う複数の突起を有する放電電極、該放電電極に対
応して設けられたシールドケース、上記記録媒体と放電
電極との間に配置されたグリッド電極からなり、上記放
電電極にコロナ放電を行うための高電圧を供給し、上記
グリッド電極に一定の電圧を供給し、かつ上記シールド
ケース及び上記グリッド電極に流れ込む電流の比率が少
なくとも等しくなるように上記シールドケースに供給す
る電圧を調整する回路を含めた電源装置を備えたことを
特徴とする。

【００１８】（２）また、帯電装置は、上記シールドケ
ース及び上記グリッド電極に流れ込む電流の比率がほぼ
等しくなるように、上記コロナ放電する放電電極に対
し、シールドケースが長手方向に平行に配置された少な
くとも一枚の補助電極板からなり、該補助電極板が上記
放電電極の放電先端部分から記録媒体側の領域で、且つ
該放電電極の放電領域内に位置させるように設定したこ
とを特徴とする。

【００１９】（３）また、帯電装置は、上記グリッド電
極及びシールドケースに流れ込む電流の比率がほぼ等し
くなるようにするために、上記記録媒体表面を帯電させ
る上記放電電極に対し、上記シールドケースの一部を他
のシールド部分と異ならせ、上記記録媒体表面に対する
コロナ放電の方向特性を、所定の方向に偏向させるよう
に形成したことを特徴とする。

【００２０】

【作用】放電電極に高電圧を供給すると、突起部分より
コロナ放電が発生し、これにより放電電極側にコロナ放
電電流（トータル電流）が流れる。この時、記録媒体側
にも放電電流の一部が流れることで、記録媒体表面を所
定の極性に帯電できる。また、コロナ放電により記録媒
体の他にも、シールドケース及びグリッド電極側にも一
部の電極が流れる。そこで、（１）記載の帯電装置にお
いては、シールドケースに流れる電流（ケース電流）と
グリッド電極に流れる電流（グリッド電流）との電流比
が少なくとも等しくなるように、シールドケースに供給
する電圧を調整する。そのため、コロナ放電が放電電極
の長手方向全長に対してほぼ均一になり、記録媒体の全
体をムラなく均一帯電できる。特に放電電極に供給する
電圧を高くする必要がなくなる。

【００２１】（２）記載の帯電装置によれば、シールド
ケースが少なくとも１枚の補助電極板にて構成できるた
め、シールドケース全体にて放電電極を覆う必要がなく
なる。そのため、安価にまた装置全体を小型化できる。
特に、コロナ放電は突起先端の放電前面（記録媒体に対
向する面）で生じるため、少なくともその前面にシール
ドケースを補助電極板として配置し、シールドケース及
びグリッド電極に流れ込む電流比を等しくするようにで
きる。

【００２２】（３）記載の帯電装置によれば、シールド
ケースの一部が他のシールド部と異ならせることでコロ
ナ放電の方向を偏向できる。これは、コロナ放電にて生
じるコロナ風の方向を偏向することになり、その方向に
沿ってコロナ放電時に発生するオゾンが流出する。この
場合、コロナ放電の方向を他の装置が存在しない位置に
向けることで容易にオゾンをシールドケース内より排出
できる。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明における帯電装置に電圧供給
を行う高圧回路を含めた電源供給回路を示すブロック
図、図２は本発明の帯電装置の構造を示す展開斜視図、
図３は本発明の帯電装置を備えた画像形成装置（レーザ
ープリンタ）の内部構造を示す断面図である。

【００２４】まず、図３の画像形成装置において、図中
左中央には例えば先に説明したアルミドラム上にＯＰＣ
の層を光導電層として形成した感光ドラム１が配置され
ており、この感光ドラム１を中心に電子写真プロセスを
構成する各ユニットが対向配置されている。この感光ド
ラム１の周囲に配置されている符号２は本発明における
感光ドラム１を均一に帯電するコロナ放電を利用する帯
電装置、３は帯電装置２により均一帯電された感光ドラ
ム１の表面上に原画像を露光記録するレーザー光にて照
射する光記録部、４は光記録部３により感光ドラム１上
に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装
置、７は現像装置４により感光ドラム１上に形成された
トナー像を用紙収容部５または６の何れかより給送され
た転写材の表面に転写する転写装置、８は転写装置７に
より感光ドラム１上のトナー像が転写されずに一部残っ
た残留トナーを除去して回収するクリーニング装置であ
る。また転写装置７により転写材上に転写された原画像
のトナー像は加熱定着装置９へと送られ、熱と圧力によ
り転写材に定着されて排紙ローラ１０を介して画像形成
装置上部の排紙トレイ１１上に排出される。

【００２５】なお、用紙収納部５又は６は画像形成装置
本体に対し着脱可能に設けらえており、それぞれ対向し
て給紙ローラ１２，１３が設けられている。この給紙ロ
ーラ１２，１３を介して送られる転写材は搬送ローラ１
４，１５を介して、レジストローラ１６へと送り込まれ
る。レジストローラ１６は、給送されてくる転写材を一
旦停止させ、感光ドラム１の回転に同期して搬送開始を
制御するものであって、特に感光ドラム１に形成された
画像の先端と転写材の先端とが一致するように用紙の搬
送開始を制御する。

【００２６】本発明による帯電装置２の具体的な構成に
ついて、図２にその一例を示す。帯電装置２は、導電性
のシールドケース２１、ノコ歯状電極２２、グリッド電
極２３、各種電極を保持する絶縁性の電極保持部材２４
とから構成されている。

【００２７】図２において、シールドケース２１は、感
光ドラム１の幅方向（ドラムの回転軸方向）にほぼ一致
した長さの導電性シールド板であって、感光ドラム１表
面と対向する側が開口されている。ノコ歯状電極２２は
所定の間隔（ピッチ）でもって列状に複数の放電用の先
鋭突起を有しており、ステンレス（鉄・クロム・ニッケ
ルの合金であって、例えばＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４な
どがある）の短冊状の薄板からなる。このようなノコ歯
状電極２２については、エッチング加工により形成す
る。

【００２８】このノコ歯状電極２２は、複数個の固定用
の開口が形成されている。これらの各開口は、絶縁部材
にて一体的に形成された電極保持部材２４の平面形状部
２４ａに形成された突起部２４ｂに嵌入される。これに
より、ノコ歯状電極２２が電極保持部材２４の平面部２
４ａにシールドケース２１より電気的に絶縁された状態
で位置決め保持（固定）される。

【００２９】また、電極保持部材２４にはグリット電極
２３をシールドケース２１及びノコ歯状電極２２に対し
電気的に絶縁して保持するためのグリット電極保持部２
５が一体的に形成されている。このグリット電極保持部
２５は、グリット電極２３の両端に形成された開口部２
３ａに対応して形成された係止用の返しを有する係止部
２５ａがそれぞれ形成されている。このグリッド電極保
持部２５を弾性変形させることで、グリッド電極２３の
開口部２３ａに係止部２５ａを挿通させ、弾性変形を解
除することで弾性力によりグリット電極２３を所定の張
力でもって保持することになる。

【００３０】上記グリッド電極２３は上述したノコ歯状
電極２２のようにステンレスの短冊状の薄板をエッチン
グ加工により、メッシュ状の開口を均一に形成してい
る。そして電極保持部材２４に一体成型されているグリ
ッド電極保持部２５を弾性変形させることで、グリット
電極２３に形成された開口に挿入して係合させ、弾性力
により張架される。

【００３１】なお、電極保持部材２４に一体成型されて
いる符号２６で示す部分は、シールドケース２１の両端
縁に対応し位置され、保持部材２４をシールドケース２
１内に位置決めするための部材である。

【００３２】以上の構造のコロナ放電器の組み立てにお
いては、まず電極保持部材２４の平面部２４ａの突起に
ノコ歯状電極２２に形成された開口を嵌入させて保持
し、ノコ歯状電極２２を保持した状態で上記チャージケ
ース２１内の所定の位置に位置決め部材２６がシールド
ケース２１の端縁にて位置決めされて収容される。そし
てグリッド電極保持部２５の係止部２５ａにグリット電
極２３の開口部２３ａを挿入して係合させる。また、符
号２７は、シールドケースより突出した保持部材２４に
位置するノコ歯状電極２２端部に電気的に弾性接触する
電源供給ようにバネ端子である。

【００３３】以上の構造の帯電装置２において、図１に
示すように各電極及びシールドケースには電源供給回路
より所定の電圧が供給される。

【００３４】図１において、電源供給回路３０には、所
定の電圧＋２４Ｖが供給されている。この供給される電
圧＋２４Ｖを所定の電圧に変換し出力する高圧発生回路
３１が電源供給回路３０内に設けられている。この高圧
発生回路３１は、本発明における帯電装置２のシールド
ケース２１、ノコ歯状電極２２及びグリッド電極２３に
供給する電圧の以外に、現像装置４に供給する現像バイ
アス、転写装置７に供給する電圧等を発生する。その発
生電圧は、各出力端子より所定の電圧が出力される。ま
た、電源供給回路３０には、更に帯電装置２のシールド
ケース２１及びノコ歯状電極２２に電圧供給する場合に
は、後に説明するが高圧発生回路３１から発生する電圧
を調整する電圧調整回路３２が設けられている。

【００３５】帯電装置２におけるノコ歯状電極２２は、
電源供給回路３０の出力端子ＭＣに接続され、高電圧Ｖ
が供給される。またシールドケース２１は、電源供給回
路３０の出力端子ＣＡＳＥに接続され、高電圧Ｖｃが供
給される。さらに、グリッド電極２３は、電圧調整回路
３１の出力端子ＧＲＩＤに接続され高電圧Ｖｇが供給さ
れている。上記電圧調整回路３１は、シールドケース２
１に供給するための出力端子ＣＡＳＥからの出力電圧を
調整するための可変抵抗器ＶＲ１、グリッド電極２３に
供給するための出力端子ＧＲＩＤからの出力電圧を調整
する可変抵抗器ＶＲ２を有する。

【００３６】以上の構成の電源供給回路３０にて帯電装
置２に各種の電圧が供給されることで、ノコ歯状電極２
２の先鋭突起部よりコロナ放電が生じ、このコロナ放電
による全体の電流（トータル電流Ｉｔ）がノコ歯状電極
２２に流れる。そしてコロナ放電による一部が感光ドラ
ム１側にも流れ、これにより感光ドラム１表面が特定の
極性に帯電される。この時、コロナ放電により放電電流
が流れるが、特に感光ドラム１に流れる電流に応じて感
光ドラム１に帯電される電位が決まる。この感光ドラム
１に流れるドラム電流Ｉｄは、グリッド電極２３に供給
する電圧を制御することで制御でき、感光ドラム１の表
面電位を所定の電位に制御できる。この場合、グリッド
電極２３に流れるグリッド電流Ｉｇは、出力端子ＧＲＩ
Ｄより出力される電圧を調整回路３２の可変抵抗器ＶＲ
２を適宜設定することで調整できる。また同様に、コロ
ナ放電によりシールドケース２１にも放電にかかるケー
ス電流Ｉｃが流れる。このケース電流Ｉｃにおいても供
給される電圧を、可変抵抗器ＶＲ１を調整することで制
御できる。

【００３７】また、ノコ歯状電極２１に高電圧を供給し
コロナ放電が生じることで流れる電流Ｉｔは、上述した
シールドケース２１、グリッド電極２３及び感光ドラム
１にそれぞれ流れるケース電流Ｉｃ、グリッド電流Ｉｇ
及びドラム電流Ｉｄの和に等しくなる。つまり、コロナ
放電によりノコ歯状電極２１に流れる電流（トータル電
流）Ｉｔは、シールドケース２１、グリッド電極２３及
び感光ドラム１へと分配して流れる。トータル電流Ｉｔ
は、ケース電流Ｉｃと、グリッド電流Ｉｇと、ドラム電
流Ｉｄとに分配され、以下の式（１）で表される。

【００３８】Ｉｔ＝Ｉｃ＋Ｉｇ＋Ｉｄ … 式（１）従って、トータル電流Ｉｔを一定にすることで、感光ド
ラム１側に流れるドラム電流Ｉｄを一定にでき、感光ド
ラム１表面を一定電位に制御できる。そのため、電源供
給回路３０の高圧発生回路３１においても従来同様に定
電流制御部を備えた定電流制御を行っている。

【００３９】そこで、本発明によれば、感光ドラム１表
面全域（回転軸方向）を均一に帯電させるためには、そ
の放電特性をドラム軸方向に沿って平行に位置するノコ
歯状電極２２の放電特定を一様にすることが望まれる。
そのため、感光ドラム１を帯電装置２で帯電させた時の
感光ドラム表面の軸方向に沿って、その帯電電位を測定
することで、その帯電特性の状態を知ることができる。

【００４０】図４は本発明による帯電特性を示す特性図
であり、ケース電流Ｉｃとグリッド電流Ｉｇとの電流分
配比に対する放電性の関係を説明するグラフである。こ
のグラフの横軸方向は、グリッドとケースの電流分配比
を、また縦軸方向は像担持体に対する放電特性を示し
た。

【００４１】図４のグラフから見て、ケース電流Ｉｃと
グリッド電流Ｉｇとの電流比が大きく異なると均一放電
性が非常に悪く、感光ドラム表面に対する放電ムラが発
生して結果的に記録画像の画質に影響が出てくる。

【００４２】これに対してケース電流Ｉｃとグリッド電
流Ｉｇとの電流比がほぼ等しくなってくると、感光ドラ
ム表面に対する放電ムラがほとんど無くなり、よって感
光ドラム表面が均一に帯電されることとなって記録画像
の画質も向上する。特に好ましくはグリッド電流Ｉｇと
シールド電流Ｉｃとの電流比が１．０対１．０の時が非
常にコロナ放電特性が安定し、均一帯電が望める。ま
た、少なくともその電流比がほぼ等しくなる０．７対
１．３から１．３対０．７の範囲であれば感光ドラム１
の均一帯電が望める。

【００４３】図４に示す特性において、実用領域の範囲
でグリッド電流Ｉｇ及びケース電流Ｉｃの電流比を設定
したときには、画像ムラとして黒スジや白スジが肉眼で
確認されない領域を意味している。一方実用不可領域に
おいては、同様に画像ムラとして黒スジや白スジが確認
された領域である。

【００４４】上記グリッド電流Ｉｇ及びケース電流Ｉｃ
については、例えばグリッド電圧Ｖｇを一定の電圧（例
えば−６００Ｖ）に固定し、可変抵抗器ＶＲ１を適宜調
整してケース電圧Ｖｃを調整する。その時のグリッド電
流Ｉｇ及びケース電流Ｉｃに流れる電流を測定し、その
時の電流比についても帯電特性を図４に示した。この
時、ケース電圧Ｖｃについては０〜１．５ｋＶの間で可
変した。

【００４５】そこで、一つの画像形成装置に搭載して実
験してみた。

【００４６】まず実験装置１は、図３に示す感光ドラム
１の回転周速が５０ｍｍ／秒のプロセススピードに設定
されたレーザープリンタである。そこでノコ歯状電極２
２に印加される高電圧Ｖを約−３．４ｋＶ、このときノ
コ歯状電極２２に流れるトータル電流Ｉｔが−３００μ
Ａとなる。そして、グリッド電極２３に流れるグリッド
電流Ｉｇ及びシ−ルドケ−ス２１に流れるケース電流Ｉ
ｃが等しくなるように可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２を調整
した。その時のシールドケース電圧Ｖｃが−６００Ｖ、
グリッド電極２３に供給される電圧Ｖｇが−５００Ｖで
あり、各電流Ｉｃ及びＩｇが−１４５μＡの電流分配比
の時が、感光ドラム１を均一放電性が最もよいデータが
得られた。

【００４７】実験装置１で得られた実験データを上記の
式（１）に当てはめると、Ｉｔ（３００μＡ）＝Ｉｃ
（１４５μＡ）＋Ｉｇ（１４５μＡ）＋Ｉｄであって、
このときのドラム電流Ｉｄは１０μＡである。

【００４８】上記の結果から帯電装置２のシールドケー
ス２１に高電圧Ｖｃを印加して、このときにシールドケ
ース２１に向かって流れるケース電流Ｉｃと、グリッド
電極２３に高電圧Ｖｇを印加して、このときにグリッド
電極２３に向かって流れるグリッド電流Ｉｇがほぼ等し
くなるように、それぞれに供給する高電圧を上述した電
圧調整回路３２の各可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２を設定す
ることが好ましいことがわかった。

【００４９】また、上記電流分配比を少なくとも１：１
に設定することが最も好ましい結果が得られた。この帯
電装置の放電特性として電極の寿命・設置環境などを考
慮した場合、図４のグラフからもわかるように、グリッ
ド電流Ｉｇとケース電流Ｉｃとの分配比は、少なくとも
上述した通り等しく設定しれば良好であり、実用可能な
電流比は、０．７：１．３から１．３：０．７の範囲内
にすることができる。

【００５０】図５は図３における感光ドラム１周辺に配
置される電子写真プロセス部の帯電装置２と、クリーニ
ング装置とを示す主要部拡大図である。感光ドラム１の
回転方向上流側（以下単に上部と記す）から順にクリー
ニング装置８、本発明の帯電装置２が配置されていて、
この帯電装置２の下流側（以下単に下部と記す）には、
光記録部３から照射されたレーザー光が感光ドラム１の
表面へと導かれるレーザー光路Ｌが設けられている。

【００５１】図５においてノコ歯状電極２２の先端放電
部からコロナ放電されたコロナは、一点鎖線で示す放電
領域を像担持体１の表面に向かって放出される。この放
出されたコロナはグリッド電極２３の均一に開口された
スクリーンを通して感光ドラム１の光導電層に作用す
る。この時の感光ドラム１表面の光導電層に作用する量
は、グリッド電極２３に印加されるグリッド電圧Ｖｇを
制御して行われる。

【００５２】また図中の破線で示される波形は、ノコ歯
状電極２２の先端放電部から放電される放電特性を表す
ものであって、波形のピーク点Ｐが最も感光ドラム１の
光導電層を帯電する特性が良いことを示している。

【００５３】通常この波形は、ノコ歯状電極２２の先端
部分と直接対向する領域に放電特性を表す波形のピーク
点Ｐが来るが、図６の２１ａのようにチャージケース２
１の下部先端を上方へＬ型に曲げることで、波形のピー
ク点Ｐが破線のごとく図中した方向に偏向させることが
できる。これはノコ歯状電極２２先端部分に対してチャ
ージケース２１のＬ型に曲げた部分が、他のケースの面
２１ｂに比べて接近しているためであって、インピーダ
ンスの違いからＬ型に曲げられた側に偏向された放電特
性の波形となる。特にコロナ放電においては、ノコ歯状
電極２２の突起より感光ドラム１面に向かう前面（図６
の一点鎖線より前面）で発生するため、シールドケース
２１については、少なくとも２１ａの部分が導電性であ
ればよく、またシールドケース２１ｂの部分においても
導電性で構成してよい。

【００５４】この説明においては、シールドケース２１
の先端部分をＬ型に一部曲げて他のケース部分とのイン
ピーダンスを変化させたが、他の放電部に対するインピ
ーダンスを変化させる方法として、シールドケース２１
の内面の一部にコーティングを施したり、またシールド
ケース自身の材質を部分的に一部変更して同じ効果を得
ることも可能である。

【００５５】なおノコ歯状電極２２の先端部分から放電
されたコロナは、通常、他のプロセス工程領域に影響し
ないように設定するとが望ましい。しかし画像形成装置
の小型化が進んで来ると、像担持体１のプロセス周り
も、構造上配置スペースがほとんどなく、各プロセス装
置を近接配置せざるをえない。

【００５６】そこで帯電装置２のシールドケース２１の
一部形状を上述した構成とすることで、放電特性のピー
ク点Ｐを、他のプロセス装置への影響の無い所望する側
へ容易に偏向することが可能である。

【００５７】またノコ歯状電極２２のコロナ放電が行わ
れると、コロナの放出される方向にエアの流れが発生す
る。ノコ歯状電極２２先端部分からのコロナ放電は図５
のように方向性をも特性として持っているので、エアの
流れも特定の方向に向かって形成される。そのために装
置の配置構成に応じて放電のピーク点Ｐを上述の方法に
よりシフトさせることで、エアの流れも任意の方向へ偏
向することが可能である。

【００５８】図５中の矢印ａは上記放電特性により帯電
装置２内に流れ込むエアの流れであり、矢印ｂは帯電装
置２内から流れ出るエアの流れを図示しており、上記矢
印ｂのエアの流れによりノコ歯状電極２２のコロナ放電
で発生したオゾンを帯電装置２内から排出させることが
できる。つまり、上部においてはクリーニング装置８が
設けられており、このクリーニング装置のクリーニング
ブレード８ａが感光ドラム１表面に圧接されているた
め、コロナ放電によるエアの流れが遮断され、発生する
オゾン等がそのエアに乗ってシールドケース２１内から
排出されなくなる。この点図５に示すように、下部には
コロナによるエアの流れを遮蔽する部材が存在しないた
め、エアの流れをピーク点Ｐ方向にすることで効果的に
コロナ放電にて発生するオゾンを排出できる。しかも、
シールドケース２の下部２１ａ側を内側にＬ字形状に折
曲げていることから、感光ドラム１との間隔が大きくな
り、エアの流れもより効果的になる。

【００５９】次に実験装置２として、図３に示す感光ド
ラム１の回転周速が２００ｍｍ／秒のプロセススピード
に設定された電子写真複写機であって、ノコ歯状電極２
２に印加される高電圧Ｖを約−４．２ｋＶに設定した。
このとき電極に向かって流れるトータル電流Ｉｔが−７
００μＡである。またグリッド電極２３に供給する電圧
Ｖｇについては−７００Ｖとし、シールドケース２１に
ついては接地電位に保持する。この時グリッド電極２３
に流れるグリッド電流Ｉｇが−３４０μＡで、チャージ
ケース２１に流れるケース電流Ｉｃが−３４０μＡにな
るように、図５及び図６で示すようにシールドケース２
１の先端２１ａを折曲げノコ歯状電極２２に近接させる
ようにして電流分配比が同一になるように調整する。こ
のように設定することで、感光ドラム１の光導電層に対
する均一放電性が最もよいデータが得られた。

【００６０】実験装置２で得られた実験データを上記の
式（１）に当てはめると、Ｉｔ（７００μＡ）＝Ｉｃ
（３４０μＡ）＋Ｉｇ（３４０μＡ）＋Ｉｄであって、
このときのドラム電流Ｉｄは２０μＡである。

【００６１】また図６は、本発明の帯電装置２における
他の構成を説明するためのものである。上述したように
ノコ歯状電極２２の先端部分からのコロナ放電は特定方
向への放電特性があって、従来のワイヤコロナ放電装置
などのように周辺を均一にシールドケースによりシール
ドする必然性はない。そこで図６に図示するようにコロ
ナ放電されるノコ歯状電極２２の放電先端部分に対し
て、長手方向平行に一枚の補助電極板２１ａを、ノコ歯
状電極２２の放電先端部分から感光ドラム１側の領域で
あって、さらにノコ歯状電極２２の先端部分からの放電
領域内に配置させている。

【００６２】このようにノコ歯状電極２２の先端部分か
らのコロナ放電領域内に補助電極板２１ａを一部設ける
だけでも同じ効果が得られ、図３で示すように全体シー
ルドケース２１で覆う必要はなく、構成がより簡単にな
り小型化が望める。特に、クリーニング装置８が上部に
あるのであれば、少なくともその下部の補助電極板２１
ａを設ければよく、また下部に他の装置が近接し、設け
るスペースなければ、上部に補助電極板２１ｂを設ける
ようにしてもよい。

【００６３】以上説明した帯電装置としては、感光ドラ
ムである記録媒体表面を均一に帯電できる装置として説
明したが、記録媒体表面に残留する電荷を除電するため
の除電装置としたも利用できる。つまり、感光ドラム１
を均一に除電するために、帯電装置２を除電装置として
用い、特に感光ドラム１の表面電位と逆の電圧をコノ歯
状電極２２に供給してコロナ放電を行うことで除電を行
える。この場合、交流電圧を供給しても同様に除電でき
る。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の帯電装置によれば、グリッド及びシールドケースに流
れる電流比を等しくなる程度に設定することで、帯電が
均一になり、また放電電極に供給する電圧を高くするこ
となく均一帯電を可能にできる。特に放電電極に供給さ
れる電圧を低くできるので、コロナ放電部分からシール
ドケースまでの距離を必要以上に確保することもなく、
シールドケースの小型化、つまり帯電装置自身の大きさ
を抑えることができる。

【００６５】また、シールドケースに流れる電流を調整
することで、コロナ放電にかかるコロナ風の方向を自由
に設定でき、他の装置にてコロナ風が遮蔽されることな
く効率良く排出できる。

【００６６】特に、本発明による放電電極を使用するこ
とにより、使用時間に比例して発生するケイ素酸化物な
どによるウィスカの付着に対して放電の長時間安定性が
良好となった。さらには窒素イオンなどによる放電電極
の侵食に対しても影響されにくので長時間の放電を行っ
ても安定した放電が持続できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における帯電装置への電圧を供給するた
めの高圧発生回路を含む電源供給回路のブロック図

【図２】本発明における帯電装置を全体を示す展開斜視
図

【図３】本発明による帯電装置を備えた画像形成装置の
内部構成を示す断面図

【図４】本発明にかかる感光ドラム表面に対する放電特
性の関係を説明するためのもので、グリッド電流とケー
ス電流との比を変化させて、感光ドラム表面の均一放電
特性を評価した特性図

【図５】図３における本発明の帯電装置を含む要部拡大
図

【図６】本発明による帯電装置の他の構成を説明するた
めの要部拡大図

【図７】本発明にかかる帯電装置の従来例を示す断面図

【符号の説明】

１…感光ドラム２…帯電装置２１…シールドケース２１ａ；補助電極２２…ノコ歯状電極２３…グリッド電極２４…電極保持部材３０…電源供給回路３１…高圧発生回路３２…電圧調整回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉浦昭一郎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)発明者今川眞司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)発明者吉田弘昭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)発明者川崎喜和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)発明者川端格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)発明者福永敬三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)発明者森東洋一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)発明者辻優大阪府大阪市阿倍野区長池長22番22号シャープ下部式会社 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/02 101 G03G 15/02 102

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体表面を帯電させるためにコロナ
放電を行う複数の突起を有する放電電極と、上記記録媒
体と対向する面が開口され上記放電電極に対向して設け
られた導電性のシールドケースと、該シールドケースに
上記放電電極を電気的に絶縁した状態で保持するための
保持部材と、上記放電電極と記録媒体との間に電気的に
絶縁状態で保持された導電性のグリッド電極とを備えた
帯電装置において、上記放電電極に放電用の高電圧を供給し、上記グリッド
電極に供給する電圧を一定にし、かつ上記グリッド電極
及びシールドケースに流れ込む電流の比率を少なくとも
等しくなるように上記シールドケースに供給する電圧を
調整する電圧調整回路を含む電源供給装置を備えたこと
を特徴とする帯電装置。
【請求項２】記録媒体表面を帯電させるためにコロナ
放電を行う複数の突起を有する放電電極と、上記記録媒
体と対向する面が開口され上記放電電極に対向して設け
られた導電性のシールドケースと、該シールドケースに
上記放電電極を電気的に絶縁した状態で保持するための
保持部材と、上記放電電極と記録媒体との間に電気的に
絶縁状態で保持された導電性のグリッド電極とを備えた
帯電装置において、上記シールドケースは、上記記録媒体表面を帯電させる
上記放電電極に対して長手方向に平行に配置された少な
くとも一枚の導電性の補助電極板からなり、該補助電極
板を上記放電電極の放電先端部から上記記録媒体側の領
域であって、かつ該放電電極の放電領域内に位置させる
ことで上記シールドケース及びグリッド電極に流れ込む
電流の比率をほぼ等しくなるようにしたことを特徴とす
る帯電装置。
【請求項３】記録媒体表面を帯電させるためにコロナ
放電を行う複数の突起を有する放電電極と、上記記録媒
体と対向する面が開口され上記放電電極に対向して設け
られた導電性のシールドケースと、該シールドケースに
上記放電電極を電気的に絶縁した状態で保持するための
保持部材と、上記放電電極と記録媒体との間に電気的に
絶縁状態で保持された導電性のグリッド電極とを備えた
帯電装置において、上記グリッド電極及びシールドケースに流れ込む電流の
比率がほぼ等しくなるようにするために、上記記録媒体
表面を帯電させる上記放電電極に対し、上記シールドケ
ースの一部を他のシールド部分と異ならせ、上記記録媒
体表面に対するコロナ放電の方向特性を、所定の方向に
偏向させるように形成したことを特徴とする帯電装置。