JP3250291B2 - 帯電装置、除電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真（静
電）複写機や同プリンタ等の画像形成装置において、電
子写真感光体・静電記録誘電体などの像担持体や転写材
等を帯電或いは除電処理する手段として有効に使用でき
る帯電装置及び除電装置に関する。また該装置を用いた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（Ａ）従来、電子写真複写機などの画像形成装置におい
て、感光体などの被帯電体の帯電手段としては図２６の
（ａ）・（ｂ）に示すようなコロトロン帯電装置が一般
に使用されている。

【０００３】この帯電装置は横断面ほぼコ字形をなすシ
ールドケースａの両端部に絶縁ブロックｂを設けて、こ
の絶縁ブロックｂの間に、上記シールドケースａのほぼ
中央に位置するよう放電ワイヤｃを張設した構成で、こ
の放電ワイヤｃに±４０００〜±８０００Ｖの高電圧が
印加されることにより、感光体などの電荷受容体ｄとの
間でコロナ放電が生じるようになっており、このコロナ
放電により発生したイオンが電荷受容体ｄに付着してこ
れを帯電するようになっている。

【０００４】また、放電ワイヤｃとの間に一定の空間距
離を維持することにより、放電ワイヤｃ表面に形成され
た電界を強く、かつ安定化させる機能を有している。

【０００５】上記のように構成された帯電装置は、絶縁
ブロックｄの間に機械的強度の小さい放電ワイヤｃを張
設するために特別の工夫を必要とするため、コストが高
くなると共に、使用中振動などにより放電ワイヤｃが切
れやすいため、しばしば交換する必要があるなど保守に
手数がかかる、といった不具合もあった。

【０００６】また別の問題として、放電時に電荷受容体
ｄ以外にシールドケースａにも電流が流れるため放電電
流が増大し、その結果、高圧電源が大型化して価格が高
くなると共に、放電電流の増大によりオゾン発生量も多
くなって、周囲環境汚染の原因となる不具合もある。

【０００７】さらに、帯電装置が安定して動作するため
には、放電ワイヤｃとシールドケースａ及び電荷受容体
ｄまでの距離が十分に必要である。

【０００８】すなわち、コロナ放電の電離領域は放電ワ
イヤｃの表面から半径方向のせいぜい１〜数μｍ程度の
範囲であり、この領域以外のシールドケースａや電荷受
容体ｄまでの空間は放電時に空気の電離は発生せず、一
方向の極性のイオンのみが移動するドリフト領域であっ
て、電離領域に比べて空間インピーダンスが高い。

【０００９】そしてこのドリフト領域が十分な距離を有
しているときにのみ安定したコロナ放電が維持できる。

【００１０】しかし、帯電装置をより小型化しようとし
て、放電ワイヤｃを電荷受容体ｄに近づけすぎたり、放
電ワイヤｃからシールドケースａまでの距離を小さくす
ると、電離領域が広がって空間インピーダンスが小さく
なり、その結果、火花放電が発生して電荷受容体ｄなど
を損傷するため、上記従来の帯電装置では小型化にも限
度があった。

【００１１】一方、他の帯電装置として、特公昭４０−
２２７１３号公報に示されるように、金属の表面に部分
的に絶縁薄膜を形成した電極を用い、感光紙を有する金
属基板と該電極間に１０００Ｖ以下の電圧を印加して感
光紙上に帯電させるものが開示されている。

【００１２】しかしこの場合は、電極，感光紙，金属基
板を重ねて帯電させるもので、印加電圧が高くなると絶
縁破壊し易くなるという問題があった。またこのような
接触タイプの電極は、再使用可能な感光体を用いる複写
機等には適さない。

【００１３】更に他の帯電装置の例として、誘電体を挟
んで誘導電極と放電電極を対向させ、この両電極間に交
流電圧を印加して放電電極から正負イオンを発生させる
方法及び装置が特開昭５４−５３５３７号公報に、また
類似の構成が特開昭５７−２０５７５７号公報に開示さ
れている。これらの装置によれば、比較的小型にでき、
電荷受容体と所定の距離を保って設定できる等のメリッ
トはあるが、反面、構成上直流電圧に交流電圧を重畳し
ていることから電源が二つ必要であるし、オゾンの量が
多いこと、又沿面ストリーマーを利用していることから
オゾン発生量が多いといった問題がある。

【００１４】この問題点を解決する装置として特開昭６
２−２９６１７４号公報に、図２７に示すように、体積
抵抗値が１０⁶ 〜１０¹³Ωｃｍからなる高電気抵抗体の
固体電極（固体抵抗層）１１１とその一側面に形成され
た電圧印加電極１１２を主体とする帯電装置が提案され
ている。１４４・１４６はバイアス印加電源、１４５は
サブ電極、ｄは感光体等の電荷受容体である。

【００１５】この装置によれば、構成が簡単で小型かつ
堅牢であり、又これを使用して帯電させる場合、電荷受
容体ｄとの間で火花放電が生じにくいうえ、放電流効率
の優れた特性が得られるだけでなく、保全性がよく長寿
命であるといったメリットがあることが報告されてい
る。

【００１６】図２８は上記特開昭６２−２９６１７４号
公報の装置における現象を説明する為、“電子写真学会
Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ ’９１ 論文集 ｐ６
７”より抜粋した図である。図２７のような装置構成で
放電が行なわれるとき、その放電形態は図２８の（ａ）
のようにパルス状の電流であり、被帯電体である電荷受
容体ｄを均一に帯電するためには、このパルスの大きさ
を小さくする必要があり、図２７の装置ではそのパルス
の大きさを固体電極（固体抵抗層）１１１の体積抵抗お
よび表面抵抗を厳密に規定することにより実現してい
る。

【００１７】（Ｂ）また転写式の電子写真複写機等の画
像形成装置において、感光体等の像担持体上に形成され
た画像を紙等の転写材に転写する方式として、主にコロ
ナチャージャを用いる方式（コロナ転写方式）が使用さ
れている。しかし、コロナ転写方式は画像の飛び散りが
発生したり、多湿環境において転写材が吸湿した場合に
転写不良が生じたり、また高圧を発生するための高価な
電源が必要となる等の問題があった。

【００１８】そのため、コロナ転写方式に代わる転写方
式として、転写材を転写ローラで像担持体に押圧し圧力
により画像を転写させる方法、転写材を弾性を有するロ
ーラで像担持体に押圧し、該ローラにバイアス電圧を印
加し、圧力および静電気力により転写させる方法等が考
案されている。

【００１９】図２９は上記後者のバイアス電圧を印加し
た転写ローラによる転写装置の模型図である。１０６は
矢印Ｘ方向に走行する感光体等の像担持体、１０８は該
像担持体の面に不図示の作像プロセス手段で静電的に形
成担持させたトナー画像、１０１は転写位置において転
写材１０７を像担持体の面に押圧する転写ローラ、１０
５はこの転写ローラに転写バイアスを印加する転写バイ
アス電源、１０９は転写材１０７に転写されたトナー画
像、１１０は像担持体面に残存した転写残りトナーを示
している。

【００２０】特に弾性を有するローラ１０１で転写材１
０７を像担持体に押圧し、バイアス電圧を印加し、圧力
および静電気力によりトナー画像を転写材１０７へ転写
させる方法は、画像の飛び散りもなく、文字やライン等
の画像の輪郭をはっきりさせることができ、像担持体１
０６を傷付けずに良好な転写を行える、という利点があ
る。

【００２１】このローラ転写方式に使用されるローラ１
０１として、図２９のローラ１０１のようにローラの内
部構成が芯金１０２と、芯金の周囲に固着された弾性層
１０３と、さらに弾性層をおおう表面被覆層１０４から
なる機能分離型転写ローラが従来より提案されている。

【００２２】この機能分離型転写ローラにおいて、弾性
層１０３はローラ１０１が像担持体１０６と圧接した際
に弾性変形し、転写時の像担持体１０６と紙やＯＨＰシ
ート等の転写材（受像シート）１０７との密着性を良く
し、転写画像を安定させるものである。表面被覆層１０
４は一般に電気抵抗の高い材質のものを用い、転写面近
くで適度な転写電界を与え、また転写残りトナーがロー
ラの表面に付着した場合にブレード１１３やブラシ等で
トナーを容易に取り除くことができるような表面性質を
もたせたものである。

【００２３】（Ｃ）像担持体表面に静電的に形成したト
ナー画像を紙等の転写材にさらに静電的に転写する工程
を含む周知の画像形成装置においては、転写の際に転写
材に印加する転写バイアスのために転写材が像担持体に
吸着傾向となり、そのままではジャムの発生等の不都合
を生ずるおそれがあるので、例えば転写後の位置に分離
用の帯電器を配設し、これによって転写材に転写時とは
逆極性のバイアスを印加し、転写材が転写時に得た電荷
を中和除電して、像担持体への吸着傾向を減殺するよう
な静電分離手段がひろく実用されている。

【００２４】図３０はこのような周知の転写・分離装置
の典型的な構成の一例を略示する側面図であって、矢印
Ｘ方向に走行する像担持体１０６の表面に不図示の画像
形成部材によって形成されたトナー画像１０８が像担持
体１０６と転写用帯電器１１４とが対向する転写部位に
到来すると、これにタイミングを合わせて図面上右方か
ら転写材１０７が供給され、これとともに直流電源１１
５によって転写バイアスが印加され、よって形成される
電界の作用で像担持体１０６側のトナー画像は転写材１
０７に転移する。

【００２５】このとき転写材１０７が獲得する電荷によ
って、転写材１０７は像担持体１０６に吸着されるの
で、転写材１０７の走行方向にみて転写部位より下流側
に分離用帯電器１１６を配設し、これに電源１１７から
直流電源による直流と交流電源による交流を重畳した分
離バイアスを印加して、転写材１０７の電荷を除去する
ことによって転写材１０７を像担持体１０６から分離さ
せる。１０９は転写材１０７に転写されたトナー画像、
１１０は像担持体面に残存した転写残りトナーを示して
いる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】

（ａ）前記（Ａ）で述べたような特開昭６２−２９６１
７４号公報に記載の装置に代表されるように近年最適な
抵抗値を必要とする材料を使用することで、帯電の安定
化を図る装置が多数提案されているが、しかし周囲の湿
度・温度、放電によって生成する窒素酸化物等々によっ
て、該材料に求められる最適な抵抗値から外れてしまい
帯電不良や異常放電を発生させるトラブルをまねいてし
まう。

【００２７】そこで本発明は、環境，耐久，材料の差に
関係なく、簡易で、安定した帯電性能を有する帯電装置
を提供することを第１の目的とする。

【００２８】（ｂ）前記（Ｂ）で述べた図２９のよう
な、バイアス電圧を印加した転写ローラによる転写装置
は、環境の変動により転写特性がかなり左右され、特に
湿度により紙の抵抗が大きく変わり、また転写ローラ自
身の抵抗も変化するため、環境に影響されずに転写特性
すなわち転写効率を安定させるのが困難であるという問
題があった。

【００２９】そこで本発明は、例えば、転写材を帯電し
て像担持体側から転写材側へ画像を転写させる転写用帯
電装置として有効な、高温高湿から低温低湿までの広い
環境範囲においても安定した転写特性及び高い転写効率
が得られる帯電装置を提供することを第２の目的とす
る。

【００３０】（ｃ）前記（Ｃ）で述べた図３０のような
転写材分離方式では、分離バイアスの交流分のピーク間
電圧Ｖ_ppが高いほど分離性能はよくなるが、しかしＶ_pp
が高過ぎると異常放電を発生する危険があり、長期の使
用によって帯電器の帯電ワイヤやシールド板が汚染され
るとその危険が増大する。

【００３１】また一般にコロナ放電の場合、必要な電流
よりはるかに大量な電流を流さないと安定しないという
欠点があり、これが帯電器の汚染、有害なオゾン等の発
生を一層進行させている。例えば図３０において分離用
帯電器１１６へ供給する電流量Ｉ_T のうち、実質的に転
写電荷消去用に使用される、転写材１０７へ流れる電流
Ｉ_P と、コロナ放電を安定化するためのムダなシールド
電流Ｉ_S の比率は１：１０にもなる。

【００３２】コロナ帯電器のワイヤー等が汚染されてく
る場合、ワイヤー軸方向に対して均一に汚れが付着する
のではなく、一般に不均一になるので帯電・除電性能が
部分的に低下し、その結果、画像にスジが発生すること
がある。

【００３３】このため、例えば特開昭６２−９３７５号
公報等にみるように、分離用帯電器の開口部にインピー
ダンス素子に接続されたグリッドを配設することによっ
て、上述のような欠点をカバーするものが提案されてい
るが長期の使用によってグリッドも浮遊トナー・紙粉等
によって汚染されて所期の機能を奏し得なくなり（２０
〜３０万枚通紙）、またグリッドにも寿命がある（５０
万枚通紙程度で多々断線する）等の欠点を免れなかっ
た。

【００３４】そこで本発明は、例えば、転写後の転写材
を除電して転写材を像担持体から分離させる分離用除電
装置として有効な、長期にわたって安定した除電性能が
維持される、オゾンの発生量が極めて少ない、電力効率
がよい等の特長を有する非接触式の除電装置を提供する
ことを第３の目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする、帯電装置、除電装置及び画像形成装置であ
る。

【００３６】（１）帯電器から被帯電体へ放電によって
電荷を供給する領域で、被帯電体と帯電器の空隙が徐々
に変化する帯電装置において、ＤＣ電圧と、所定方向に
おいて抵抗成分を備える帯電器の第１の位置と第２の位
置との間に印加されたＡＣ電圧とを、重畳することによ
って、帯電器表面上の前記第１の位置と前記第２の位置
との間の電位分布を変化させ、被帯電体と帯電器間の最
大電界部分を移動させることによって、被帯電体と帯電
器間で発生する局部的な放電部分を移動させることを特
徴とする帯電装置。

【００３７】（２）除電器から被除電体へ放電によって
電荷を除去する領域で、被除電体と除電器の空隙が徐々
に変化する除電装置において、ＤＣ電圧と、所定方向に
おいて抵抗成分を備える除電器の第１の位置と第２の位
置との間に印加されたＡＣ電圧とを、重畳することによ
って、除電器表面上の前記第１の位置と前記第２の位置
との間の電位分布を変化させ、被除電体と除電器間の最
大電界部分を移動させることによって、被除電体と除電
器間で発生する局部的な放電部分を移動させることを特
徴とする除電装置。

【００３８】（３）転写式の画像形成装置において、
（２）に記載の除電装置により転写工程後の転写材面の
帯電電荷を除電して像担持体から転写材を剥離すること
を特徴とする画像形成装置。

【００３９】

【作用】 ．前記（１）の構成を特徴とする帯電装置は、被帯電
体に供給する電流量を従来のように材料の抵抗値によっ
て制御するのではなく、電荷供給部を空間的に高速移動
することによって被帯電体表面の単位面積当りに供給す
る電荷量を制御するので、環境，耐久，材料の差に関係
なく、簡易で、安定した帯電性能が得られる。

【００４０】つまり、被帯電体に供給する電流量を放電
電極部の不安定な材料の抵抗値によって制御する従来系
に対して、帯電領域を空間的に高速移動させることによ
って被帯電体表面の単位面積当たりに供給する電荷量を
制御するので、環境，耐久，材料による影響が少なく、
簡易で、安定した帯電性能が得られる。

【００４１】即ち、図２８の（ｂ）は同図（ａ）の時間
軸方向の拡大図であるが、パルス状の電流波形の立上り
中に適当なピーク値となるあたりでその電極への電流供
給をストップさせ、隣の電極への供給を開始するという
ように、時間で供給電荷量を制御しようというものであ
る。

【００４２】前述の文献に掲載された内容によれば、電
流ピークの大きさは−１００μＡ以下が均一帯電の条件
なので、図２８の（ｂ）より各帯電器に印加する電圧の
印加時間は０．１μｓ以下の必要がある。

【００４３】例えば、軸方向３００ｍｍの帯電器上に、
巾１００μｍ、間隔１００μｍの帯電器へ次々と電圧を
印加していくことを考えると、３００ｍｍ中に１５００
個の帯電器が存在するので、１個に０．１μｓ印加する
と、３００ｍｍで１５０μｓである。従って７ｋＨｚ程
度で時間制御できるはずである。さらに固体抵抗体を利
用し、これの両端に印加される電圧を変化させることに
よって、抵抗体表面上の無数の放電可能ポイントの電圧
をふることができ、低周波数での動作をも実現できる。

【００４４】前記（１）の構成を特徴とする帯電装置は
上記のような考えから発明したものであり、画像形成装
置にあっては像担持体を帯電処理するための、環境，耐
久，材料差に関係なく、簡易で安定した帯電性能を有す
る帯電装置として有効であり、また転写材を帯電して像
担持体側から転写材側へ画像を転写させるための、高温
高湿から低温低湿まで広い環境範囲においても安定した
転写性能及び高い転写効率が得られる転写用帯電装置と
して有効なものである。

【００４５】また、ストリーマの電流制御による帯電装
置なので、オゾン発生量が極めて少ない、非接触方式な
ので感光体・転写材等の被帯電体へのダメージが少ない
等の効果がある。

【００４６】また、瞬間的には微小な放電領域を移動さ
せることによって被帯電体表面を順次帯電させていく方
式なので、デジタル複写機、プリンター等のように電気
的画像信号を使用する機械の帯電装置として利用でき
る。

【００４７】従って、前記の第１及び第２の目的がよく
達せられる。

【００４８】．前記（２）の構成を特徴とする除電装
置は、装置から出力される電流は全て被除電体にだけ流
れ、しかもその電流を電荷供給部を空間的に高速移動さ
せ、被除電体表面の単位面積当たりに供給する電荷量を
制御することで除電性能を安定させたものである。

【００４９】一般にシールド電極をもたないワイヤー電
極から感光体等の絶縁体へのコロナ放電は安定せず、パ
ルス状のストリーマになることが多い。図２８の（ａ）
はその放電状態をモニターしたもので、同図の（ｂ）は
その拡大図である。最近の報告によれば、この電流ピー
クの大きさを１００μＡ以下とすることが均一帯電の条
件である。

【００５０】そこで、このパルス状の電流波形の立上り
中に適当なピーク値となるあたりでその電極からの出力
をストップさせることを考えた。即ち、電極へ印加する
電圧の印加時間を０．１μｓ以下にすれば良い。

【００５１】例えば、軸方向３００ｍｍのガラス基板上
に巾１００μｍ、間隔１００μｍの除電電極を交互に配
置させたものに次々と１個だけ放電するような電圧を印
加させていくとき、３００ｍｍ中に１５００個の除電電
極が存在するので、１個に０．１μｓ印加すると、３０
０ｍｍで１５０μｓ、従って、７ｋＨｚ程度で時間によ
って制御できるはずである。

【００５２】前記（２）の除電装置はこのような考えか
ら発明したものであり、被除電体へ供給する電流量を電
荷供給部をメカニカルな構成をとらずに、空間的に高速
移動させ制御することによって放電を安定化させられる
ので、出力される電流量が必要最低限であり、従来のコ
ロナ帯電器の１／１０程度となり、電極の汚れによる除
電性能の低下，不安定化，不均一化、オゾン発生量を最
低限におさえることができる上、独立多電極構成をとり
時間によって各電極から出力する電流量を制御すること
ができるので、一部の電極からの出力が不足したりする
場合の補正が可能となる。また、ストリーマの電流制御
（ストリーマコントロール法）による除電方式なので、
オゾンの発生量が極めて少ない、非接触なので感光体・
転写材等の被除電体へのダメージが極めて少ない等の効
果がある。

【００５３】従って、例えば、画像形成装置において転
写材を像担持体から分離させるための分離用除電装置と
して有効であり、前記第３の目的がよく達せられる。

【００５４】

【実施例】

Ｉ．以下の実施例１乃至同７は前記（１）の構成を特徴
とする帯電装置についての実施例である。

【００５５】〈実施例１〉（図１〜図５） 図１は本実施例の帯電装置の構成略図である。

【００５６】１は被帯電体であり、本例では電子写真複
写機における回転ドラム型ＯＰＣ感光体（以下、感光ド
ラムと記す）である。この感光ドラム１はφ２０で矢示
Ｘの時計方向に周速度約１２０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動
される。

【００５７】２は感光ドラム１に対して所定の空隙を在
して非接触に対向配置した帯電器である。この帯電器は
中抵抗材料の平板体であり、例えば、π共役系、金属キ
レート系、電荷移動型錯体系等のポリマーからなる導電
性高分子、導電性物質をポリマーに練込み複合材とした
導電性高分子、帯電防止剤をポリマーに練込んだ導電性
高分子、親水性ゴムとポリマーの複合体とした導電性高
分子、ソーダ石灰ガラスや硼珪酸ガラスに添加剤を加え
たガラスやセラミック等の抵抗値を調整したもの等から
形成されている。

【００５８】例えば、帯電器２の両端２−１（第1の位
置），２−２（第２の位置）へ４〜５ＫＶの電位差を作
ると、１０〜５００μＡ流れる程度の抵抗値をもつもの
でよい。即ち帯電器２は所定方向において抵抗成分を備
えるものである。

【００５９】この帯電器２の両端２−１，２−２に対し
て、電源全体をＤＣ電源４によってバイアスされたＡＣ
電源３からの出力をＶ₁ ，Ｖ₂ （図２）のようにとり出
して印加することで時々刻々帯電器表面の電位分布を変
化させる。

【００６０】一方、曲率をもった感光ドラム１が矢印Ｘ
の方向へ回転するにしたがってあるポイントＰの感光ド
ラム表面と帯電器表面の距離が変化する。

【００６１】したがって、両者間の電界も時々刻々変化
する。例えば、図２中の時刻Ａのとき、帯電器２の両端
２−１，２−２にはそれぞれＶ₁ （７ＫＶ），Ｖ₂ （２
ＫＶ）が印加され、図３中Ａのような電界分布が発生
し、最大電界位置ｘ₁ のあたりから放電が発生してい
る。次に時刻Ｂに時間が推移するにしたがって、電界分
布も図３中Ｂのように移り、放電位置もｘ₃ 付近へ移動
する。その後はこれのくり返しである。

【００６２】尚、本実験では、放電開始電界はおよそ３
〜４ｋＶ／ｍｍ、放電停止電界は１〜２ｋＶ／ｍｍ程度
であった。またＡＣ電源３の周波数は実験では３ｋＨｚ
程度で行なったが、さらに 高周波化すれば一層効果が
上げられるが、追従性を高めるため、帯電器の材料は抵
抗値の低いものを使うべきである。また材料によって
は、さらに低周波数化も十分考えられる。

【００６３】また、帯電器２と感光ドラム１の空隙は、
狭くすると放電部分の移動範囲も狭くなり、空隙を広く
とると移動範囲も広くなる傾向がある。空隙は狭い方が
帯電後の感光ドラム１上の電位分布は均一であった。放
電開始電界・放電形態は、帯電器２の材質，形状，表面
または感光体によっても異なるが、グローコロナ放電な
らば比較的均一な帯電が容易である。

【００６４】一方、ストリーマコロナ放電の場合、従来
の帯電器では帯電ムラが生じてしまうが、本発明の長所
が生かせる。即ち図１のような帯電器２を図４の（ａ）
のように感光ドラム軸方向にこきざみに配置したり、同
図（ｂ）のように斜めに配置するなどし、ＡＣ電源３の
周波数を高め、帯電領域の感光ドラム１の周方向への周
期的な移動速度を速めることで、感光体の単位表面積当
たりに供給する電荷量（ストリーマの場合、過多にな
る）を少なくでき均一な帯電を可能にする。

【００６５】図５は本発明の帯電装置を採用した電子写
真複写機の一例の略図を示す。回転感光ドラム１は画像
情報が照射される前にその表面に帯電装置２で一様に帯
電されるようになっており、感光ドラム１の上方に複写
すべき原稿５を載置する移動型原稿台６が設けられてお
り、原稿台６の下側には原稿５を照明する光源７と原稿
５からの反射光を感光ドラム１へ結像露光する光学系８
が設置されている。

【００６６】そして、帯電装置２による帯電処理と、移
動型原稿台６・照明光源７・光学系８による原稿画像の
結像露光により、回転感光ドラム１の面に原稿画像に対
応した静電潜像が形成される。その静電潜像は感光ドラ
ム１の周辺に設置された現像器９によりトナー画像に現
像された後、転写器１０の位置で給紙装置１２より給紙
された用紙１３にそのトナー画像が転写される。

【００６７】トナー画像を転写された用紙１３は分離
（除電）器１１により除電されて感光ドラム１より剥離
されて定着器１４へ送られ、該定着器１４で用紙１３上
のトナー画像が定着される。一方、転写工程後、感光ド
ラム１の表面に残留する未転写トナーはクリーニング装
置１５により感光体表面より除去される。

【００６８】〈実施例２〉（図６・図７） 帯電器２は微小な電極を絶縁体上もしくは空間上に適当
な間隔をおいて配列させた構成のものにすることもでき
る。

【００６９】図６の（ａ）・（ｂ）はこの例を示したも
のであり、巾５００μｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ１ｍｍ程
度の絶縁体としてのガラスプレートＧ上に、耐腐食性、
耐酸化性の高い導電性金属、例えばＴｉ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔ
ｅ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｔなどの高融点
金属またはこれらの金属を含む合金、もしくは酸化物か
ら成る帯電電極２₁（帯電器の第1の位置）〜２_n （帯電
器の第２の位置）を間隔をおいて配列し、その各帯電電
極２₁〜２_nを（ｂ）のように配線したものである。

【００７０】各帯電電極２₁ 〜２_n の厚さは０．１〜１
００μｍ、好ましくは０．２〜２０μｍ、大きさは１μ
ｍ以上好ましくは１０〜５００μｍで、各帯電電極２₁
〜２_n の間隔も巾と同等程度に離すのがよい。また実施
例１の図４の（ａ）・（ｂ）と同様に、各帯電器２は図
７の（ａ）や（ｂ）のようにこきざみに並べて配設させ
るのがよい。

【００７１】抵抗器Ｒ₀〜Ｒ_nは全体の構成等に応じ設計
するが、およそ１〜１００ＭΩ程度で良好だった。即ち
帯電器２は所定方向において抵抗成分を備えるものであ
る。

【００７２】このように金属電極２₁ 〜２_n と抵抗素子
Ｒ₀ 〜Ｒ_n で構成された方が、実施例１のものに比べ安
定し、より優れた帯電装置となる。

【００７３】〈実施例３〉（図８・図９） 実施例２の帯電器について各帯電電極２₁ 〜２_n を図８
のように接続した。そして、例えばＤＣ電源４ａ及び４
ｂは６ｋＶ、ＡＣ電源３はＶ_PP４ｋＶ、周波数１Ｈｚか
ら３ｋＨｚとふってみた。

【００７４】その結果、図９のように、電界分布がＡ→
Ｂ→Ａとくり返され、若干Ａ側のとき放電電流が弱まる
ものの、放電部の周期的な移動が周波数を高めるにした
がって早まるのが観察された。

【００７５】〈実施例４〉（図１０〜図１４） 実施例１乃至同３の装置は感光ドラム１の形状を利用
し、感光ドラム１と帯電器２間の空隙に変化をつけた
が、帯電器の形状でこの空隙の変化をつけることも全く
問題ない。例えば、図１１のように、感光ドラム１の軸
方向に帯電器２をたわませた形にし、感光ドラム軸方向
に放電部が素早く移動する構成にすると、画像情報に応
じてＤＣ電源４の出力をコントロールすることによっ
て、階調をもたせた画素潜像を形成させることをも可能
である。この場合、原稿の反射光を感光体に照射するこ
とは不要となる。

【００７６】具体的に、画像情報が副走査方向の多数の
電気的ライン信号の集合で得られる場合についての実施
例について述べる。

【００７７】帯電器２は図１０のように、微小な帯電電
極２₁ 〜２_n が適当な間隔をおいて列を成しており、各
帯電電極２₁ 〜２_n が図１１のように配線されている。

【００７８】原稿から読み込んだ画像情報から所望の画
素潜像を形成するためにＡＣ電源３の周波数と、感光ド
ラム１の回転速度から、適当な間隔で多数の副走査方向
のライン情報群とする（図１２）。それらを１〜ｌまで
順次図１３の（ａ）のようにつなぎ、それを同図（ｂ）
のようにＡＣ電源３の交流周期Ｔごとの時間軸に対する
ＤＣ電源４の電圧成分化する。

【００７９】この電気信号１６を図１０の帯電器２を有
する図１１の帯電装置のＤＣ電源４へ時々入力すること
によって、感光ドラム１上にドット潜像を形成させるこ
とができる。

【００８０】尚、原稿画像は、図１２のような線画でな
くとも、階調性を要求するものにも適用できる。

【００８１】このような構成の場合、複写機構成は前述
図５の複写機における結像光学系８は必要なくなり、図
１４のような構成となる。即ち原稿５の画像情報はＣＣ
Ｄ素子アレイ等の光電読取り手段１６により時系列電気
デジタル画素信号として光電読取りされ、それが制御系
（マイクロコンピュータ）１７に入力して帯電装置の電
源回路１８のＤＣ電源（４）が制御されることで、上述
のように感光ドラム１上に画像情報のドット潜像が形成
される。

【００８２】〈実施例５〉（図１５） 実施例２乃至同４のような帯電器２は、帯電器２上の任
意の帯電電極２ｍが窒素酸化物等によって汚染されて出
力がダウンし、初期の電流電圧特性から予想されるより
も、出力電流が小さい部分が存在する場合も生じること
も考えられる。図１５の（ａ）の帯電電極２₃ ，２₆ が
それに相当するものとする。そこでその帯電電極２₃ ，
２₆ から放電が発生するタイミングに合わせて、前述図
１１中のＤＣ電源４の電圧値を図１５の（ｂ）のように
増加させることによって帯電ムラを防ぐことも本発明な
らば可能である。

【００８３】〈実施例６〉前述図５及び図１４の複写機
において、感光ドラム１に形成担持させたトナー画像を
転写部位に転写材１３に転写させる転写器１０は、実施
例１乃至同５の帯電器２を用いたもので、ローラ転写手
段等を用いた場合のような前述した問題点が解消され
た。

【００８４】〈実施例７〉前記実施例６の転写用帯電器
１０として実施例２乃至同４のような帯電器２を用いた
場合、帯電電極２₁ 〜２_n 上にトナーが付着することが
ある。そこで例えば紙間でＤＣ電源４の極性を転写時と
逆極性に切り換えることによって帯電電極２₁ 〜２_n 上
に付着したトナーを紙間で感光ドラム１上に転移させて
清浄面化させることが可能である。

【００８５】II．以下の実施例８乃至同１２は前記
（２）の構成を特徴とする除電装置についての実施例で
ある。

【００８６】〈実施例８〉（図１６〜図２０） 図１６は本実施例の除電装置２１の構成略図である。前
述実施例１の帯電装置２と共通する部材・部分には同一
の符号を付して再度の説明を省略する。

【００８７】２１は被除電体としての感光ドラム１に対
して所定の隙間を存して非接触に対向配設した除電器で
ある。この除電器は中抵抗材料の平板体であり、図１の
帯電器２と同様の材質・抵抗値のものである。即ち除電
器２１は所定方向において抵抗成分を備えるものであ
る。

【００８８】この除電器２１の両端２１−１（第1の位
置），２１−２（第２の位置）に対して、電源全体をＤ
Ｃ電源４によってバイアスされたＡＣ電源３からの出力
をＶ₁，Ｖ₂（図１７）のようにとり出して印加すること
で時々刻々除電器表面の電位分布を変化させる。

【００８９】一方、曲率をもった感光ドラム１が矢印Ｘ
の方向へ回転するにしたがって、あるポイントＰの感光
ドラム表面と除電器表面の距離が変化する。

【００９０】したがって、両者間の電界も時々刻々変化
する。例えば、図１７中の時刻Ａのとき、除電器両端２
１−１，２１−２には、Ｖ₁ （８ＫＶ），Ｖ₂ （−８Ｋ
Ｖ）が印加され、図１８中Ａのような電界分布が発生
し、正の最大電界位置ｘ₁ 及び負の最大電界位置ｘ₃ の
あたりから放電が発生している。次に時刻Ｂに時間が推
移するにしたがって、電界分布も図１８中Ｂのように移
り放電位置も移動する。その後は、これの繰り返しであ
る。

【００９１】尚、本実験では放電開始電界は正も負もお
よそ３〜４ｋＶ／ｍｍ、放電停止電界は１〜２ｋＶ／ｍ
ｍ程度であった。またＡＣ電源３の周波数は実験では３
ｋＨｚ程度で行なったが、さらに高周波化すれば一層効
果が上げられるが、追従性を高めるため除電器の材料は
抵抗値の低いものを使うべきである。又、材料によって
はさらに低周波数化も十分考えられる。

【００９２】又、除電器２１と感光ドラム１の空隙は、
狭くすると放電部分の移動範囲も狭くなり、空隙を広く
とると移動範囲も広くなる傾向がある。空隙は狭い方が
除電後の感光体上の電位分布は均一に０Ｖであった。

【００９３】放電開始電界・放電形態は、除電器の材
質，形状，表面、また感光体によっても異なるが、グロ
ーコロナ放電ならば比較的均一な放電が容易である。

【００９４】一方、ストリーマコロナ放電の場合、従来
の除電器では除電ムラが生じてしまうが、本発明の長所
が生かせる。即ち、図１９の（ａ）のように除電器２１
を感光ドラム軸方向にこきざみに配置したり、同図
（ｂ）のように斜めに配置するなどし、図１６のＡＣ電
源３の周波数を高め、除電領域の感光ドラム１の周方向
への周期的な移動速度を早めることによって、感光体の
単位表面積当たりに供給する電荷量（ストリーマの場
合、過多になる）を少なくでき、均一な除電を可能にす
る。

【００９５】図２０は前述図５の複写機において、クリ
ーニング装置１５と帯電装置２との間に本発明に従う除
電装置２１を配設したものであり、トナー画像転写後の
感光ドラム１はクリーニング装置１５で残留トナーが除
去され、次いで該除電装置２１により前回の静電潜像が
消去される。

【００９６】他の複写機構成は前述図５のものと同様で
あるから再度の説明を省略する。

【００９７】〈実施例９〉（図２１・図２２） 除電器２１は微小な電極を絶縁体上もしくは空間上に適
当な間隔をおいて配列させた構成のものにすることもで
きる。

【００９８】図２１の（ａ）・（ｂ）はこの例を示した
ものであり、巾５００μｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ１ｍｍ
程度の絶縁体としてのガラスプレートＧ上に、耐腐食
性、耐酸化性の高い導電性金属、例えばＴｉ，Ｗ，Ｃ
ｒ，Ｔｅ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｔ等の高
融点金属またはこれらの金属を含む合金、もしくは酸化
物から成る除電電極２１₁ （第1の位置）〜２１_n （第２
の位置）を間隔をおいて配列し、その各除電電極２１₁
〜２１_nを（ｂ）のように配線したものである。

【００９９】各除電電極２１₁ 〜２１_n の厚さは０．１
〜１００μｍ、好ましくは０．２〜２０μｍ、大きさは
１μｍ以上、好ましくは１０〜５００μｍで、各除電電
極２１₁ 〜２１_n の間隔も巾と同等程度に離すのがよ
い。また実施例７の図１９の（ａ）・（ｂ）と同様に各
帯電器２は図２２の（ａ）や（ｂ）のようにこきざみに
並べて配設させるのがよい。

【０１００】抵抗器Ｒ₀〜Ｒ_nは全体の構成等に応じ設計
するが、およそ１〜１００ＭΩ程度で良好だった。即ち
除電器２１は所定方向において抵抗成分を備えるもので
ある。

【０１０１】このように金属電極２１₁ 〜２１_n と抵抗
素子Ｒ₀ 〜Ｒ_n で構成された方が実施例７のものに比べ
安定し、より優れた除電装置となる。

【０１０２】〈実施例１０〉（図２３） 実施例９の帯電器について各除電電極２１₁ 〜２１_n を
図２３のように接続した。そして、例えばＤＣ電源４ａ
及び４ｂは−１ｋＶ、ＡＣ電源３はＶ_PP１６ｋＶ、周波
数１Ｈｚから３ｋＨｚとふってみた。

【０１０３】その結果、放電位置が２１₁ →２１_n →２
１₁ と繰り返され、若干２１₁ 側のとき放電電流が弱ま
るものの、放電部の周期的な移動が周波数を高めるにし
たがって早まるのが観察された。

【０１０４】〈実施例１１〉（図２４・図２５） 実施例８乃至同１０は、感光ドラム１の形状を利用し、
感光ドラム１と除電器２１間の空隙に変化をつけたが、
除電器の形状でこの空隙の変化をつけることも全く問題
ない。例えば、図２４のように感光ドラム１の軸方向に
除電器２１をたわませた形にし、感光ドラム軸方向に放
電部が素早く移動する構成にすることもできる。

【０１０５】実施例９乃至同１０のような除電器２１
は、除電器２１上の任意の帯電電極２１ｍが窒素酸化物
等によって汚染されて出力がダウンし、初期の電流電圧
特性から予想されるよりも出力電流が小さい部分が存在
する場合も生じることも考えられる。図２５の（ａ）の
除電電極２１₃ ，２１₆ がそれに相当するものとする。
そこでその除電電極２１₃ ，２１₆ から放電が発生する
タイミングに合わせて、前述図２４中のＤＣ電源４の電
圧値を図２５の（ｂ）のように変化させることによって
除電ムラを防ぐことも本発明ならば可能である。

【０１０６】〈実施例１２〉前述図５・図１４・図２０
の複写機において、トナー画像転写を受けた転写材１３
を感光ドラム１面から分離させる分離器１１は、実施例
８乃至同１１の除電器２１を用いたもので、オゾンの発
生の少ない安定な放電で良好な除電分離がなされる。

【０１０７】

【発明の効果】以上のように本発明に依れば、環境，耐
久，材料の差に関係なく、簡易で、安定した帯電性能も
しくは除電性能を有する帯電装置もしくは除電装置を得
ることができ、例えば画像形成装置における像担持体の
帯・除電装置、静電転写装置、転写材分離除電装置等と
して有効適切である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の帯電器（帯電装置）の構成略図

【図２】 ＡＣ電源の出力の時間的変化図

【図３】 電界分布説明図

【図４】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ帯電器の配列例の
図

【図５】 画像形成装置の一例の構成略図

【図６】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ実施例２の帯電器
の構成略図

【図７】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ帯電器の配列例の
図

【図８】 実施例３の帯電器の構成略図

【図９】 電界分布説明図

【図１０】 実施例４の帯電器の構成略図

【図１１】 同上図

【図１２】 画像信号の帯電装置への入力信号に変換す
る説明図

【図１３】 （ａ）・（ｂ）は画像信号を帯電装置への
入力信号に変換する説明図

【図１４】 画像形成装置の一例の構成略図

【図１５】 （ａ）・（ｂ）は実施例５の帯電器の制御
説明図

【図１６】 実施例８の除電器（除電装置）の構成略図

【図１７】 ＡＣ電源の出力の時間的変化図

【図１８】 電界分布説明図

【図１９】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ除電器の配列例
の図

【図２０】 画像形成装置の一例の構成略図

【図２１】 （ａ）・（ｂ）は実施例９の除電器の構成
略図

【図２２】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ除電器の配列例
の図

【図２３】 実施例１０の除電器の構成略図

【図２４】 実施例１１の除電器の構成略図

【図２５】 （ａ）・（ｂ）は制御説明図

【図２６】 （ａ）はコロトロン帯電装置の一例の斜視
図、（ｂ）は概略の横断面図

【図２７】 他の帯電装置の構成略図

【図２８】 （ａ）・（ｂ）はその放電形態の説明図

【図２９】 ローラ転写装置の概略図

【図３０】 コロナ転写装置とコロナ分離装置の概略図

【符号の説明】

１・ｄ・１０６ 被帯電体又は被除電体としての感光ド
ラム （電荷受容体、像担持体） ２ 帯電器 ３ ＡＣ電源 ４ ＤＣ電源 ５ 原稿 ６ 移動型原稿台 ７ 光源 ８ 結像光学系 ９ 現像器 １０ 転写器 １１ 分離器 １２ 給紙装置 １３・１０７ 転写材 １４ 定着器 １５ クリーニング装置 ２１ 除電器 １０１ 転写ローラ １１４ 転写用コロナ帯電器 １１６ 分離用コロナ帯電器

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電器から被帯電体へ放電によって電荷
   を供給する領域で、被帯電体と帯電器の空隙が徐々に変
   化する帯電装置において、ＤＣ電圧と、所定方向におい
   て抵抗成分を備える帯電器の第１の位置と第２の位置と
   の間に印加されたＡＣ電圧とを、重畳することによっ
   て、帯電器表面上の前記第１の位置と前記第２の位置と
   の間の電位分布を変化させ、被帯電体と帯電器間の最大
   電界部分を移動させることによって、被帯電体と帯電器
   間で発生する局部的な放電部分を移動させることを特徴
   とする帯電装置。
2. 【請求項２】 除電器から被除電体へ放電によって電荷
   を除去する領域で、被除電体と除電器の空隙が徐々に変
   化する除電装置において、ＤＣ電圧と、所定方向におい
   て抵抗成分を備える除電器の第１の位置と第２の位置と
   の間に印加されたＡＣ電圧とを、重畳することによっ
   て、除電器表面上の前記第１の位置と前記第２の位置と
   の間の電位分布を変化させ、被除電体と除電器間の最大
   電界部分を移動させることによって、被除電体と除電器
   間で発生する局部的な放電部分を移動させることを特徴
   とする除電装置。
3. 【請求項３】 転写式の画像形成装置において、請求項
   ２に記載の除電装置により転写工程後の転写材面の帯電
   電荷を除電して像担持体から転写材を剥離することを特
   徴とする画像形成装置。