JPH04118671A

JPH04118671A - コロナ放電器

Info

Publication number: JPH04118671A
Application number: JP23922290A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kobayashi; 幹男小林; Kuniaki Tagawa; 田川　邦明; Yoshihiro Enomoto; 嘉博榎本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-09-10
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1992-04-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、コロナ放電器に関し、特に、オゾン等の放電
生成物による感光体等の劣化、放電ムラを防止し、放電
ワイヤの寿命を延ばした画像形成装置用のコロナ放電器
に関する。

〔従来の技術〕

例えば、感光体上に静電潜像を形成する電子複写機、プ
リンター、ファクシミリ等の画像形成装置においては、
静電潜像形成に先立って感光体表面に一様に所定極性の
帯電を行わなければならい。

このために、従来は、第６図（ａ）に断面を示すような
コロトロン、又は、第６図ｂ）に断面を示すようなスコ
ロトロンを用いていた。図において、１は放電ワイヤを
、２はシールドを、３はグリッドを、４は感光体を示し
ており、図示のように、コロトロンにおいては、感光体
４の基板を接地し、放電ワイヤｌに帯電する極性の高電
圧を印加してコロナ放電を起こさせて、感光体４表面に
一様に帯電するものであり、スコロトロンにおいては、
感光体４の基板を接地し、放電ワイヤｌに帯電する極性
の高電圧を印加し、グリッド３には感光体４に帯電すべ
き電位に略等しい電圧を印加して、コロナ放電を起こさ
せて、感光体４表面に一様に帯電するものである。

ところで、上記のような画像形成装置において、プロセ
ススピード（複写速度）を高めようとすると、感光体に
向くコロナ放電の量を多くしなければならず、そのため
には放電ワイヤｌに流す総放電電流をより多くしなけれ
ばならない。それに伴って、シールド２、グリッド３に
流れ込む電流も増加する。このシールド２、グリッド３
に流れ込む電流によって発生する０３　、Ｎｏ、等の放
電生成物の量も増え、感光体及びコロナ放電器自体が劣
化する。感光体は、Ｏ８等の放電生成物によりイオン化
されて光導電性を失い、帯電電荷がＩＪ−りしやすくな
り、また、沿面伝導により形成された画像がボケるよう
になる。また、コロナ放電器は、発生したＯ５等の放電
生成物がシールド内に溜まり、放電ワイヤを両端で絶縁
して支持するエンドブロック表面が導通しやすくなって
アーク放電しやすくなり、放電ワイヤが傷つき切れやす
くなる。さらに、放電生成物が放電ワイヤ表面に付着し
て放電ムラを起こし、帯電ムラが発生しやすくなる。

さら１こ、上Ｓ己のプロセススピードを高とることに加
えて、画像形成装置を小型化しようとする場合、感光体
ドラム４の径も小さなものにする必要性が出てくる。感
光体ドラム４の径を小さくすると、その表面を帯電する
コロナ放電器のシールド２の開口幅も必然的に小さくし
なければならない。

しかし、上記したようにプロセススピードを高めるため
には、放電ワイヤ１に流す総放電電流を増加させなけれ
ばならない。この電流を増加させるためには、放電ワイ
ヤ１に印加する電圧を高給なければならないが、上記し
たような装置の小型化からの要請でシールド２の開口幅
を小さくしなければならず、そのため、放電ワイヤｌと
シールド２０間の距離が小さくなり、その間の電位勾配
がアーク放電を引き起こさない限界値（７，５ｋＶ／　
ａｍ程度）に近づき、条件によっては放電ワイヤｌとシ
ールド２間にアーク放電が発生し、帯電ムラが発生する
と共に、放電ワイヤ１表面が傷つき、切断することにな
る。

ところで、従来、コロナ放電器において、放電ワイヤと
断面コ状のシールドの底面部の間の距離をシールドの側
壁の畜さ以上に設定して、コロナイオンの放電にふいて
発生したオゾンがコロナ放電極と感光体との間もしくは
シールド電極との間等に溜まり、コロナ帯電斑ができ、
画像に影響を及ぼすのを防止することが知られていた（
特開昭６２−２７０９８０号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような背景において、鋭意研究の結果、第６１！Ｉ
に示すようなコロトロン、スコロトロンにおいて、放電
ワイヤ１からシールド２に流れ込む放電により発生する
Ｏ、　、Ｎｏ、等の放電生成物によって感光体及びコロ
ナ放電器が劣化するのを防止するには、感光体４表面の
法線方向を高さ方向と定義すると、放電ワイヤ１の高さ
に比較してシールド２の開口のエツジをそれ以上の高さ
に設定する必要があることが分かった。しかし、このよ
うな構成を採用したコロトロン、スコロトロンを高速、
小型の画像形成装置に適用した場合、放電ワイヤ１とシ
ールド２の開口のエツジとの間にアーク放電が発生して
、帯電ムラが発生し、画像に白スジが生じ、かつ、放電
ワイヤ１が切れやすくなることが分かった。また、放電
ワイヤ１にトナー等が付着して放電ムラを起こしやすい
ことも分かった。

したがって、本発明は、上Ｍ己のような間起点を解決し
て、特に高速、小型の画像形成装置に適した、オゾン等
の放電生成物による感光体等の劣化、放電ムラが少なく
、放電ワイヤの寿命が延びた画像形成装置用のコロナ放
電器を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明のコロナ放電器は、静電潜儒
を形成する感光体に均一に帯電するコロす放電器であっ
て、少なくとも放電ワイヤとその周囲に配置された断面
が略コ字状の導電性シールドからなるコロナ放電器にお
いて、帯電する感光体表面の法線方向を高さ方向と定義
して、放電ワイヤの高さ以上の高さに導電性シールドの
開口のエツジが位置するように配置し、少なくとも導電
性シールドの前記エツジ近傍部を絶縁性材料で被覆した
ことを特徴とするものである。

このコロナ放電器は、さらに、感光体表面の帯電幅の両
辺と放電ワイヤとを含む２平面が導電性シールドを切り
取る領域を開口にするか、その領域の導電性シールド内
面に絶縁層を被覆すると、放電ワイヤの汚れによる帯電
の不均一化が防止できる。

〔作用〕

本発明のコロナ放電器においては、放電ワイヤの高さ以
上の高さに導電性シールドの開口のエツジが位置するよ
うに配置され、少なくとも導電性シールドの前記エツジ
近傍部を絶縁性材料で被覆されているので、オゾン等の
放電生成物による感光体の劣化、放電器自身の寿命の短
縮化、放電ムラを防止することができると共に、放電ワ
イヤと導電性シールドの開口のエツジの間のアーク放電
による帯電ムラ、放電ワイヤ切断を防止することができ
る。

さらに、加えて、感光体表面の帯電幅の両辺と放電ワイ
ヤとを含む２平面が導電性シールドを切り取る領域を開
口にするか、その領域の導電性シールド内面に絶縁層を
被覆することにより、放電ワイヤの汚れによる帯電の不
均一化を防止することができる。

〔実施例〕

まず、第３図のコロナ放電器の模式的断面図を参照にし
て、感光体４表面の法線方向を高さ方向と定義した場合
、導電性シールド２の開口のエツジ２１の高さが放電ワ
イヤ１の高さより低い場合（図（ａ））と高い場合（１
！１（ｂ））を分けて、オゾン等の放電生成物が感光体
４、コロナ放電器１０に与える影響を検討する。図（ａ
）のように、シールド２のエツジ２１が放電ワイヤ１よ
り低いと、放電ワイヤ１からシールド２に至る電気力線
ｌの中に矢印で示したように感光体４に向かう成分が存
在する。このような成分が存在すると、オゾン等の放電
生成物を含んだコロナ風が感光体４に吹き付Ｉすられる
ため、放電生成物によって感光体４が劣化しやすくなる
。また、シールド２の開口より内側に放電ワイヤ１が位
置するため、第４図（ａ）に示すように、シールド２内
に溜まる放電生成物の中に放電ワイヤ１及びエンドブロ
ック゛５の放電ワイヤ支持部近傍が位置することになり
、放電ワイヤ１に放電生成物及びトナー等な付着しやす
くなる。

したがって、放電ムラが生じやすくなる。また、エンド
ブロック５の放電ワイヤ支持部近傍が放電生成物に曝さ
れると、絶縁性が低下するたｔ１放電ワイヤ１の支持部
においてアーク放電が起き、放電ワイヤ１が切断されや
すくなる。

これに対して、第３図（ｂ）のように、シールド２のエ
ツジ２１が放電ワイヤ１より高いと、放電ワイヤ１から
シールド２に至る電気力線ｌの中で最も下向きに近いも
のでも矢印で示したように略水平か上向きのもので、感
光体４に直接向かう成分は存在しない。したがって、放
電ワイヤ１からシールド２に至る放電によって発生する
コロナ風は感光体４に吹き付けられることはないので、
図の（ａ）のように放電生成物によって感光体４が劣化
しやすくなることはない。また、第４図（ｂ）から明ら
かなように、放電ワイヤ１は、シールド２の開口より外
側に位置するため、シールド２内に溜まる放電生成物の
中には放電ワイヤ１及びエンドブロック５の放電ワイヤ
支持部近傍は位置せず、放電ワイヤ１及びエンドブロッ
ク５の放電ワイヤ支持部近傍に放電生成物及びトナー等
が付着し難くなる。したがって、第３１！１（ａ）、第
４図（ａ）のようにシールド２のエツジ２１が放電ワイ
ヤ１より低い場合に比較して、放電ムラが生じ難く、ま
た、アーク放電による放電ワイヤ１の切断が起き難くな
る。

さらに、以上の現象とは別に、第３図（ａ）の場合は、
シールド２のエツジ２１が感光体４により近接している
ため、感光体４０回転によりその表面近傍に生じる２重
矢印で示したような空気の層流により、シールド２内に
溜まったオゾン等の放電生成物が引き込まれ、感光体４
表面に供給されることになる。これに対し、第３図ら）
の場合は、シールド２のエツジ２１が感光体４からより
離れているので、２重矢印で示した空気の層流によって
シールド２内から引き込まれるオゾン等はより少なく、
また、点線矢印で示したような画像形成装置内の換気の
ための空気の流れにより、より排気されやすいので、感
光体４表面に供給される放電生成物の量は、第３１！１
（ａ）の場合に比較してずっと少なくなる。

加えて、第３図に（ａ）とら）の比較からも明らかなよ
うに、シールド２の面積は図のら）の方が小さい。

そのため、放電ワイヤｌからシールド２に放電する電流
量は、エツジ２１が放電ワイヤ１より高い図（ｂ）の方
が図（ａ）の低い場合より少なくできる。したがって、
感光体４の帯電に寄与しないシールド２への放電によっ
て生じる放電生成物の量自体が低減でき、この面からも
感光体４、放電器１０の劣化を低減できると言うことが
できる。

以上のように、放電ワイヤ１の高さに比較してシールド
２の開口のエツジ２１をそれ以上の高さに設定すること
により、感光体４の劣化を少なくすることができ、放電
器１０の寿命を延ばすこともでき、また、放電ムラが生
じ難くすることができる。しかしながら、第３図（ｂ）
、第４図ｂ）に示したように、コロナ放電器１０の放電
ワイヤ１の高さ以上に導電性シールド２の開口のエツジ
２１の高さを設定して、そのコロナ放電器１０を高速、
小型の画像形成装置に適用した場合、放電ワイヤ１とシ
ールド２の開口のエツジ２１との間にアーク放電が発生
して帯電ムラが発生し、かつ、放電ワイヤ１が切れやす
くなる。この点を第５図を参照にして説明する。放電ワ
イヤＩに印加する電圧を上げて行くと、放電ワイヤ１と
シールド２のエツジ２１との間にアーク放電Ａが発生す
る。同一条件で測定すると、エツジ２１が放電ワイヤ１
より低い図の（ａ）の場合より、図のら）のエツジ２１
が放電ワイヤ１よ高い場合の方がアーク放電Ａが発生し
やすい。その理由は、放電ワイヤ１からエツジ２１を見
るとき、図（ａ）の場合は、エツジ２１の下面が見えな
い。これに対して、図ら）場合はエツジ２１の下面が見
える。エツジ２１の下面には微小な突起が多し′のが普
通でありまた、エツジ６縁が２本あるので、放電ワイヤ
１からの距離が同じであっても、この微小突起が多くエ
ツジ６縁が多いエッジ２１下面を見る図の（ｂ）の場合
に、アーク放電Ａがより発生しやすいものと考えられる
。

そこで、本発明においては、第１図に示すように、放電
ワイヤｌの高さに比較してシールド２の開口のエツジ２
１をそれ以上の高さに設定したコロナ放電器１０におい
て、断面路コの字状の導電シールド２の開口部のエツジ
２１を絶縁性材料６で被覆して、放電ワイヤ１からこの
エツジ２１にアーク放電が起こらないようにするもので
ある。

被覆材料６としては、絶縁性であれば特に限定されない
が、有機材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート等の絶縁性プラスチックを用いる。さらに
、セラミック、ガラス等の無機材料を用いてもよい。ま
た、被覆範囲についても格別限定されないが、エッジ２
１下面及びその近傍を被覆すれば充分である。

このように、放電ワイヤｌの高さ以上にシールド２の開
口のエツジ２１を設定したコロナ放電器ｌＯにおいて、
シールド２のエツジ２１を絶縁性材料６で被覆すること
により、放電生成物による感光体４の劣化、放電器ｌＯ
の寿命の短縮化、放電ムラを防止すると共に、放電ワイ
ヤ１とシールド２のエツジ２１の間のアーク放電による
帯電ムラ、放電ワイヤ１の切断を防止することができる
。

しかしながら、このようなコロナ放電器１ｏにおいて、
放電ワイヤ１表面にトナー等が付着して放電ムラが発生
することにより、コピーに白スジが発生することがある
。このメカニズムを考えると、放電ワイヤｌの感光体４
側に絶縁性のトナーが付着すると、放電ワイヤ１から比
る電気力線の密度は、感光体４側よりシールド２側の方
に高くなる。

また、導電性のトナーが放電ワイヤ１の感光体４とは反
対側に付着する場合も同様である。このように電気力線
の密度に不拘−惟が生じると、放電ワイヤ１から感光体
４に流れる電流が所望の値に達しないため、白スジが生
じる。そこで、本発明においては、以上のようなメカニ
ズムによる電気力線の感光体４側への密度低下を防止す
るたとに、導電性シールド１の感光体４とは反対の側に
電気力線が向かわないようにする。その具体策を第２図
に示す。第２図（ａ）においては、感光体４表面の帯電
幅ｄ（シールド２の開口の感光体４表面上への射影の輻
）の両辺と放電ワイヤ１とを通る２つの平面がシールド
２を切り取る領域を開ロアにすることにより、感光体４
とは反対側に電気力線が向かわないようにして、結果的
に感光体４側に向かう電気力線の密度を上げ、放電ワイ
ヤ１がトナー等によって汚れて放電ムラを起こすのを防
止している。また、第２図（ｂ）においては、開口を開
ける代わりに、対応する領域のシールド２内面に絶縁被
覆８を行っている。このようにしても同様の効果が得ら
れるが、図（ａ）のように開ロアを設けると、気流が通
りやすくなり、オゾン等の放電生成物及びトナー等の汚
染物質が溜まり難くなるので、より望まし形態と言うこ
とができる。なお、開ロア、絶縁被覆８の幅は厳密に上
記したような幅である必要はなく、多少広くなっても狭
くなってもよい。ところで、このような開ロア又は絶縁
被覆８を設ける構成は、特に、第６図ら）に示したよう
なスコロトロンに適用する場合、より効果が顕著である
。

以上、本発明の画像形成装置用のコロナ放電器の実施例
の構成と作用を説明してきたが、本発明はこれら実施例
に限定されず、種々の変形が可能である。

〔発明の効果〕

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコロナ放電器の１実施例の斜視図、第
２図は別の実施例の斜視図、第３図は導電性シールドの
エツジの高さが異なる場合に放電生成物が感光体等に与
える影響を説明するための模式的断面図、第４図は導電
性シールドのエツジの高さが異なる場合のコロナ放電器
の端部を下から見た斜視図、第５図は放電ワイヤと導電
性シールド開口のエツジとの間に発生するアーク放電の
しやすさを説明するための図、第６図はコロナ放電器の
コロドロンとスコロトロンの断面を概略的に示す図であ
る。１・・・放電ワイヤ、２・・・導電性シールド、３・・
・グリッド、４・・・感光体、５・・・エンドブロック
、６・・・絶縁被覆、７・・・開口、８・・・絶縁被覆
、１０川コロナ放電器、２１・・・導電性シールドの開
口のエツジ、ｌ・・・電気力線、Ａ・・・アーク放電器
　　願　　人　富士ゼロックス株式会社代理人　弁理士
　韮　　澤　　　弘（外７名）第３図（ｂ）第４図（ｂ）凶Ｕ）恢＜ａ）腑６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）静電潜像を形成する感光体に均一に帯電するコロ
ナ放電器であって、少なくとも放電ワイヤとその周囲に
配置された断面が略コ字状の導電性シールドからなるコ
ロナ放電器において、帯電する感光体表面の法線方向を
高さ方向と定義して、放電ワイヤの高さ以上の高さに導
電性シールドの開口のエッジが位置するように配置し、
少なくとも導電性シールドの前記エッジ近傍部を絶縁性
材料で被覆したことを特徴とするコロナ放電器。
（２）感光体表面の帯電幅の両辺と放電ワイヤとを含む
２平面が導電性シールドを切り取る領域を開口にしたこ
とを特徴とする請求項１記載のコロナ放電器。
（３）感光体表面の帯電幅の両辺と放電ワイヤとを含む
２平面が導電性シールドを切り取る領域の導電性シール
ド内面に絶縁層を被覆したことを特徴とする請求項１記
載のコロナ放電器。