JP3094614B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やレ−ザプリンタ等の電子
写真装置に用いる帯電装置として、図４及び図５に示す
ようなスコロトロン帯電装置が用いられている。

【０００３】このスコロトロン帯電装置５０は、断面形
状がコの字型のシ−ルドケ−ス５２の両端に絶縁ブロッ
ク５４ａ、５４ｂを設け、この絶縁ブロック５４ａ、５
４ｂの間に、シ−ルドケ−ス５２のほぼ中央に位置する
ように放電ワイヤ５６を張設し、シ−ルドケ−ス５２の
開口面にグリッド電極５８を設けて構成される。

【０００４】このグリッド電極５８は、シ−ルドケ−ス
５２とバリスタ電圧６８０Ｖ程度のバリスタ６０を介し
て接地されている。

【０００５】上記構成のスコロトロン帯電装置５０を使
用して帯電を行う場合は、図５に示すようにシ−ルドケ
−ス５２の開口部（グリッド電極５８を設けた面）を感
光体ドラム６２に対向させ、放電ワイヤ５６に−６ｋＶ
程度の直流電圧を定電流制御して印加する。すると放電
ワイヤ５６の周りにコロナ放電が発生し、コロナ放電に
より発生したイオンが感光体ドラム６２に達して、感光
体ドラム６２の表面をバリスタ６０の規格と同等の−６
８０Ｖ程度に帯電させる。この時、グリッド電極５８が
感光体ドラム６２に流れるコロナイオン流を制御し、感
光体ドラム６２は均一に帯電される。

【０００６】しかしながらこのようなスコロトロン帯電
装置は、次に述べるような種々の問題点がある。

【０００７】まず、環境衛生上の問題として、コロナ放
電によって大気中の酸素分子をイオン化してオゾンを発
生することがあげられる。特にレ−ザプリンタで用いら
れるような負帯電の装置は正帯電に比べオゾン発生量が
１桁多い。また、オゾン発生量は放電ワイヤに流れる電
流値で決ってくるが、感光体ドラムが帯電に必要なドラ
ム流入電流数十μＡを得るには、放電ワイヤに−４００
〜５００μＡもの電流を供給する必要があり、このため
大量のオゾンが発生する。そのため、通常のプリンタ装
置では、排気ダクトからオゾンフィルタを介して排気を
行っている。

【０００８】また、コスト面では、前述したように電流
利用効率が悪いので大型の高圧電源を必要とし、更にオ
ゾン対策としてオゾンフィルタ、排気用ファン等が必要
となるので、コストが大幅にアップする。

【０００９】メンテナンス面では、ワイヤ表面に定着器
のシリコンオイルが酸化して付着し、感光体ドラムの初
期電位が低下して印字に悪影響を与える恐れがある。

【００１０】そこで以上のような問題点を解決するため
に、図３に示すような面放電素子による帯電装置が提案
されている。

【００１１】この面放電帯電装置は、ガラスなどの絶縁
体からなる基板８１の表面に、アルミニウムなどの導電
体からなる印加電極８６を設け、更に印加電極８６の表
面に窒化タンタル等からなる半導電体膜８７を設け、感
光体ドラム８４と対抗する位置に一定間隔に保ち配置さ
れることで構成される。

【００１２】印加電極８６に高圧電源８５により電圧を
印加することによって半導電体膜８７の表面に面状のコ
ロナ放電を発生させてイオンを生成し、このイオンによ
って感光体ドラム８４を帯電させるものである。

【００１３】この面放電素子の作製方法としては、例え
ば、ガラス表面にアルミニウムを蒸着し印加電極８６と
し、更に印加電極８６の表面に窒化タンタルの半導電体
膜８７を形成する。

【００１４】この面放電素子による帯電装置は電流利用
効率が高いので、オゾン発生量が少ないと共に、高圧電
源８５が小さくできる等の利点がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この面
放電帯電装置は、印加電極の表面に半導電体膜を作成す
るので、半導電体膜の作製時にピンホ−ル等の欠陥が生
じると、半導電体膜表面に裏側の印加電極から電流が流
れ込み、その部分に電界集中が起こり、電子の２次放出
によるストリ−マ放電が生じ、均一に感光体ドラムを帯
電することができない。

【００１６】また、半導電体膜８７の表面にゴミなどが
付着すると、感光体ドラム８４が均一に帯電されなくな
るので、半導電体膜８７の表面をクリ−ニングする必要
がある。しかし、半導電体膜８７の表面をクリ−ニング
するため拭くと、印加電極８６と半導電体膜８７の境界
面での吸着力が弱いため、半導電体膜８７が剥離すると
いう問題点がある。

【００１７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ストリ−マ放電を未然に防ぐと
共に、容易にクリ−ニングが出来る帯電装置を提供する
ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、絶縁体と、前記絶縁体上に形成され、組成
を厚み方向に徐々に変化させることにより、導電体から
半導電体へと連続的に変化するように構成された帯電電
極と、前記帯電電極に電圧を加える加電圧手段とより成
る。

【００１９】

【作用】上記の構成を有する本発明の帯電装置を、帯電
電極が感光体と対向するように配置する。そして加電圧
手段により帯電電極に電圧を加えると、帯電電極と感光
体との間でコロナ放電が生じ、感光体が帯電される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照して説明する。

【００２１】まず本発明の帯電装置を使用した電子写真
プロセスについて図２を参照して説明する。

【００２２】後に詳述する帯電装置２４により感光体ド
ラム４を帯電し、原稿台２１上に置かれた原稿２０が照
明ランプ２２により照射され、レンズ２３を通して感光
体ドラム４に画像が結像され、感光体ドラム４上に静電
潜像が形成される。そして感光体ドラム４上の静電潜像
に、現像機２５により現像剤を付着させて可視像を形成
する。

【００２３】次に用紙カセット３２から送られた用紙３
１が感光体ドラム４に重ねられ、転写用帯電装置２６で
イオンを与えることにより感光体ドラム４上の現像剤が
用紙３１に転写される。続いて剥離用帯電装置２７で用
紙３１の電荷を除去して、用紙３１を感光体ドラム４か
ら剥離する。用紙３１上の現像剤は定着装置２８で用紙
３１に定着され、複写画像となる。

【００２４】感光体ドラム４上の電荷は、除電用帯電装
置２９により除電され、更に残った感光体ドラム４上の
現像剤はクリーナ３０によりクリーニングされる。

【００２５】次に帯電装置２４について詳述する。帯電
装置２４は図１に示すように構成されている。

【００２６】ガラスなどの表面の滑らかな絶縁体１の表
面の一部に電極２を設け、更に電極２と接するように帯
電電極３が設けられている。

【００２７】帯電電極３は、絶縁体１と接している面で
は導電体で、帯電電極３の表面側すなわち、感光体ドラ
ム４と対向する面は高抵抗の半導電体で、その中間層は
絶縁体１側から感光体ドラム４の方向に徐々に抵抗値が
増加するように変化している。また、帯電電極３は、感
光体ドラム４と一定間隔に保たれている。

【００２８】電極２には、高圧電源５が接続されてお
り、帯電電極３と感光体ドラム４の間でコロナ放電が生
じるように構成されている。

【００２９】次に上記帯電装置２４の作製方法を説明す
る。

【００３０】本実施例では、絶縁体１に厚さ１ｍｍ、幅
１０ｍｍ、長さ２３０ｍｍのガラス基板を用いた。初め
にこのガラス基板を超音波洗浄により洗浄を行う。次に
このガラス基板の端、つまり電極２を設けるところを除
いてマスキングテ−プを貼り、真空蒸着装置により厚さ
約０．１μｍのアルミニウム膜を蒸着する。蒸着後ガラ
ス基板からマスキングテ−プを取り除くことによりガラ
ス基板上に電極２が出来る。

【００３１】次にこの電極２を設けた絶縁体１を、ＤＣ
マグネトロンリアクティブスパッタリング法を用いて、
アルゴン圧力１×１０^-4Ｔｏｒｒ〜３×１０^-2Ｔｏｒ
ｒ、スパッタ電圧１００〜５００Ｖ、タ−ゲットはタン
タルの条件下で、スパッタリングを始め、時間の経過と
共に徐々にアルゴンガス中に窒素ガスを流入してスパッ
タリングを行う。なお、窒素ガスの流量は、スパッタリ
ング終了時にアルゴン１に対して窒素ガス２になるよう
にする。

【００３２】上記の製法にてスパッタリングを行うと、
初めは導電体のタンタルが絶縁体１の表面に付着し、ア
ルゴンガス中に窒素ガスが徐々に流入されるに従いタン
タルと半導電体の窒化タンタルの混合物が付着し、更に
窒素ガスの流入が増えると窒化タンタルのみが付着す
る。

【００３３】また、タ−ゲットとしてチタンを使用し、
流入ガスとして酸素を使用することも可能である。なお
この時は、半導電体膜として酸化チタンが出来る。

【００３４】上記製法によって制作された帯電装置２４
と、感光体ドラム４に、φ３５ｍｍのアルミ素管にキャ
リア発生層（ＣＧＬ）、キャリア輸送層（ＣＴＬ）を積
層した積層型有機系感光体を用いて、帯電電極３と感光
体ドラム４の最も近接するところを０．３ｍｍに保ち、
高圧電源５により−３．５ｋＶを印加したところ感光体
ドラム４は−８００Ｖに均一に帯電した。

【００３５】また、エチルアルコ−ルを染みこましたク
リ−ニングペ−パで帯電電極３を拭いてみたが剥離する
ことはなかった。なお、電極２のある部分は剥離する虞
れがあるため、紫外線硬化樹脂により電極２のあるとこ
ろのみ保護膜を作るとなお良い。

【００３６】以上、詳述したことから明かなように、本
実施例の帯電装置２４によれば、帯電電極３の作製時に
ピンホ−ル等の欠陥が生じても、裏側が絶縁体１からな
るので電流の流れ込みが発生しないので、電子の２次放
出によるストリ−マ放電は起きず感光体を均一に帯電す
ることができる。

【００３７】また、帯電電極３は１つの層で出来ている
ので、帯電電極をクリ−ニングしても剥離するという問
題が起きない。

【００３８】尚、本発明は以上詳述した実施例に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲の変更は
可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上、詳述したことから明かなように、
本発明の帯電装置によれば、帯電電極の作製時にピンホ
−ル等の欠陥が生じても、裏側が絶縁体からなるので電
流の流れ込みが発生しないので、電子の２次放出による
ストリ−マ放電は起きず感光体を均一に帯電することが
できる。

【００４０】また、帯電電極は１つの層で出来ているの
で、帯電電極をクリ−ニングしても剥離するという問題
が起きない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の帯電装置を示す斜視図である。

【図２】本実施例の電子写真装置の構成図である。

【図３】従来の面放電帯電装置の斜視図である。

【図４】従来のスコロトロン帯電装置の斜視図である。

【図５】従来のスコロトロン帯電装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 絶縁体 ２ 電極 ３ 帯電電極 ５ 高圧電源 ２４ 帯電装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/16 G03G 21/06 H01T 19/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体と、 前記絶縁体上に形成され、組成を厚み方向に徐々に変化
   させることにより、導電体から半導電体へと連続的に変
   化するように構成された帯電電極と、 前記帯電電極に電圧を加える加電圧手段とより成ること
   を特徴とする帯電装置。