JPH04371971A

JPH04371971A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH04371971A
Application number: JP14876891A
Authority: JP
Inventors: Taeko Hagiwara; 萩原　妙子; Tomoyasu Kamata; 鎌田　智康
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-06-20
Filing date: 1991-06-20
Publication date: 1992-12-24

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機およびレーザープ
リンタ等画像形成装置の電子写真プロセスにおける感光
ドラムの帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機およびレーザープリンタ等
電子写真画像形成装置は、オフィスオートメーション化
に伴い、オフィスや家庭に至る幅広い分野において普及
し、かつ重要な役割を担うようになってきている。その
広範な普及に伴い、画質の向上や安定性など、電子写真
画像形成装置に対する市場からの要望は厳しさを増して
いる。

【０００３】以下に従来のレーザープリンタの感光ドラ
ムの帯電装置の一例について説明する。

【０００４】図６は従来のレーザープリンタの主要な部
分の構成を示すものである。図６において、矢印９方向
に回転している感光ドラム１は、帯電装置２により表面
が一様に帯電され、次に露光手段３からの入射光により
表面に静電潜像が形成される。静電潜像は現像器４によ
りトナーにて可視像化され、転写・分離帯電器５により
転写紙７に転写される。転写紙は、搬送装置（図示せず
）によって次工程に送られる。転写紙７に転写されずに
感光ドラム表面に残留したトナーはクリーニング手段６
によって掻き落とされ、除電手段７は感光ドラム上の電
荷を消滅させる。こうして再び帯電から同じ工程を繰り
返す。図７は帯電装置２とその近傍部の部分拡大図であ
る。ここで、帯電ワイヤ１０には高圧電源１２により高
電圧（たとえば５．５ＫＶ）が印加され、コロナ放電が
発生し、イオン流１３が感光ドラム１とシールド板１１
に流れる。

【０００５】このイオン流１３により感光ドラム１の表
面に電荷が蓄積され所定の電位に帯電される。この形式
の帯電装置２による感光ドラム１の表面電位は、感光ド
ラム１が帯電装置２の下を通過する時間内にイオン流１
３により運ばれる電荷でほとんど決定される。ところが
、イオン流１３の強度は大気の温度・湿度をはじめとす
る様々な環境条件で異なるので、たとえ上記通過時間を
一定にしても帯電電位の値が一定しないという問題があ
った。そこでこの問題を改善しようとした従来例の第２
の例について説明する。

【０００６】図８は第２の従来例の帯電装置２ｂ近傍の
部分拡大図である。図８において、２０は帯電ワイヤ、
２１はシールド板で接地されている。２２はグリッド電
極、２３は高圧電源で帯電ワイヤに高圧（例えば５．５
ＫＶ）を供給する。２４も高圧電源で感光ドラム表面に
帯電させようとする所定の帯電電位相と略等しい高圧（
例えば８００Ｖ）をグリッド電極に供給する。２５はコ
ロナ放電によるイオン流である。

【０００７】以上のように構成された第２の従来例の動
作について以下に説明する。帯電ワイヤ２０には高圧電
源２３により高電圧（５．５ＫＶ）が印加され、コロナ
放電が発生する。グリッド電極２２には高圧電源２４に
より感光ドラムの帯電電位（８００Ｖ）の電圧が印加さ
れる。イオン流２５は感光ドラム１とシールド板２１及
びグリッド電極２２に流れるが、感光ドラム１の表面が
所定の帯電電位（例えば８００Ｖ）に達するとグリッド
電極２２と感光ドラム１の表面との電位差が感光ドラム
へのイオンの流れはなくなる。したがって感光ドラム１
の表面の帯電電位はつねにグリッド電極２２と等しくな
るので、安定した帯電電位を得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように第１の
従来例の帯電装置の構成では、温度や湿度さらには気圧
などの環境変化により感光ドラムに流れ込むイオン流の
量が変化するので、感光ドラムの帯電電位が不安定であ
るという問題点を有していた。

【０００９】上記の第２の従来例の構成では、帯電電位
は安定するが、帯電ワイヤとシールド板間の電位差が大
きく、またワイヤ周囲がシールド板とグリッド電極で囲
まれているため、感光ドラム１の表面に達するイオン流
の強度が小さく、所定の帯電電位に達するには長い通過
時間を要する等の帯電の効率が悪いという問題点を有し
ていた。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、帯電安定性が高くかつ帯電効率の高い帯電装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の帯電装置は、１本または複数本からなる帯電
ワイヤと、上記帯電ワイヤを囲む断面がコ字状のシール
ド板とよりなり、上記コ字状のシールド板の開口部を感
光ドラムの表面に対向させ、上記コ字状のシールド板の
両縁のうち感光ドラム回転方向上流側のシールド板の縁
と感光ドラムとの距離を、感光ドラム回転方向下流側の
シールド板の縁と感光ドラムとの距離より大きくしたも
のである。

【００１２】さらに本発明の帯電装置は、１本または複
数本からなる帯電ワイヤと、上記帯電ワイヤを囲む断面
がコ字状のシールド板とよりなり、上記コ字状のシール
ド板の開口部を感光ドラムの表面に対向させ、上記開口
部と感光ドラムとの間で、かつ上記シールド板のコ字状
の両縁の中央より感光体ドラム回転の下流側の位置にグ
リッド電極を設けたものである。

【００１３】さらに本発明の帯電装置は、上記シールド
板と上記グリッド電極を電気的に同電位にしたものであ
る。

【００１４】

【作用】この構成によって、帯電装置略中心より感光ド
ラム回転方向上流側では、効率の良い帯電が行われ、下
流側では帯電電位を安定化することができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例の帯電装置を用い
たレーザプリンタの主要な部分の構成を示すもので、従
来例の図６で説明したものと同じ部品には同じ番号をつ
けているので説明は省略する。異なっている点は本発明
の一実施例である帯電装置１０２であり、その拡大図を
図２に示す。また図３，図４は本発明を着想する手がか
りとなったコンピューターシミュレーションの結果であ
り、図５に上記シミュレーションの対象とした帯電装置
の断面図を示す。図５に示すように、帯電装置はシール
ド板１１１ａ、グリッド電極１１２ａ、および２本の帯
電ワイヤ１１０ａで構成されており、シールド板１１１
ａの上部にはオゾン抜きの穴１１１ｂが開けてある。図
３，図４は上記の帯電ワイヤ１１０ａに５．５ＫＶの高
圧を印加した時のイオン流のシミュレーション結果であ
る。

【００１７】図３はシールド板１１１ａは０電位で、グ
リッド電極１１２ａに８００Ｖを印加した時の結果であ
り、図４はシールド板１１１ａとグリッド電極１１２ａ
の両方に８００Ｖを印加した時の結果である。

【００１８】このシミュレーション結果を子細に観察す
ることによりつぎの結論を得た。１）図３の２点鎖線で囲った場所Ｘと、図４の２点鎖線
で囲った歯序Ｘ′とを比較すれば判るように、シールド
板を０電位にすると、帯電ワイヤからシールド板に向か
うイオン流は増加する。一方、図３の２点鎖線で囲った
場所Ｙと、図４の２点鎖線で囲った場所Ｙ′とを比較す
れば判るように、その分、感光ドラム表面に向かうイオ
ン流は減少する。つまり、シールド板を０電位にすると
、帯電効率は低下することが予想される。逆に、シール
ド板をグリッド電極と同じ電位にするとシールド板に向
かうイオン流は減少するが、その分、感光ドラム表面に
向かうイオン流は増加する。したがって帯電効率はよく
なることが予想される。

【００１９】２）また図３においても図４においても、
シールド板の端部Ｐとグリッドの端部Ｓとの間から流れ
だすイオン電流が大きい。このイオン電流は、図３のよ
うにシールド板が０電位の場合はシールド板に到達する
割合が大きくなるが、図４のようにシールド板とグリッ
ド電極とが同電位の場合は感光ドラムに到達する割合が
大きくなる。このことから、グリッド電極とシールド板
の間の隙間を大きくするとその間から流れ出すイオン電
流が大きく、しかもシールド板とグリッド電極を同電位
にすることによりそのイオン電流を感光ドラムに到達す
る割合を大きくすることができる。

【００２０】３）オゾン開口部から外へ向かうイオン流
は少ない。上記結論に基づき図２に示す実施例を発明した。

【００２１】図２において、１１０は帯電ワイヤ、１１
１はシールド板、１１２はグリッド電極でシールド板と
電気的に接続されている。１１３は高圧電源で帯電ワイ
ヤに高圧（例えば５．５ＫＶ）を供給する。１１４は高
圧電源でグリッド電極に所定の帯電電位相当の高圧（例
えば８００Ｖ）を供給する。上記したようにシールド板
１１１はグリッド電極１１２と電気的に接続されている
からシールド板１１１もグリッド電極１１２と同電位で
ある。１１５は絶縁性の遮光板、１１６はコロナ放電に
よるイオン流である。

【００２２】以上のように構成された帯電装置について
、図２を用いてその動作を説明する。帯電ワイヤ１１０
には高圧電源１１３により高電圧が印加され、コロナ放
電が発生する。帯電装置略中心より感光ドラム１０１回
転方向上流側では、シールド板１１１が短くまたグリッ
ド電極も張設されていないため、上記２）の結論により
、イオン流１１６の大半は感光ドラムへ向かうと期待で
きる。またシールドに貼設された遮光板１１５は絶縁性
である為、イオン流が遮光板の内側及び外側に流れこむ
こともない。更に除電手段１０７からの光は遮光板１１
５により遮られるため、帯電装置内に漏れて電荷を消滅
させることもない。したがって非常に効率の良い帯電が
期待できる。また帯電装置略中心より感光ドラム１０１
回転方向下流側では、グリッド電極１１２には高圧電源
１１４により感光ドラムの帯電電位相当（例えば８００
Ｖ）の電圧が印加される。イオン流１１６は感光ドラム
１とシールド板１１１及びグリッド電極１１２に流れる
が、感光ドラム７の表面が所定の帯電電位に達すると感
光ドラム１の表面とグリッド電極１１２との電位差はな
くなるので、感光ドラム１０１へのイオンの流れはなく
なり、帯電電位は安定すると期待できる。シールド板１
１１はグリッド電極１１２と同電位のため、上記ヒント
１），２）により予想されるように接地した場合に比べ
帯電ワイヤ１１０との電位差が小さくなり帯電の効率が
向上することが期待できる。

【００２３】上記に説明した本発明の一実施例の帯電装
置と従来例の帯電装置とを帯電所要時間，所要電力，画
像に与える影響等を比較してみる。図８に示す従来例の
帯電装置においては、ドラム回転時のグリッド下のＡ点
を通過後、１１０ｍｓでドラムの帯電電位が飽和したが
、本発明の一実施例の帯電装置では１００ｍｓ後に飽和
する。このことはその分、プリントの高速化を可能にす
るものである。

【００２４】また帯電ワイヤに一定の高圧電位を印加し
たとき、従来の帯電装置では感光ドラムの帯電電位は６
７０Ｖであったのに対し、本発明の一実施例の帯電装置
では従来例より９％高い７３０Ｖに帯電することが判っ
た。このことは高圧発生器の所要電力を低減することを
可能にするものである。

【００２５】また環境安定性に関しても、高温高湿時と
低温低湿時での条件下で環境変化によるドラムの帯電電
位に変化率が従来より４％程度小さくなった。このこと
は様々な環境条件下においても安定した画像を供給でき
ることにつながる。

【００２６】以上のように、本発明の帯電装置によれば
帯電所要時間の削減によるプリントの高速化，所要電力
の低減，様々な環境下における安定した画像の供給が可
能になる。

【００２７】上述の説明は、図２のシールド板１１１の
上部に穴の無い場合について説明したが、シールド板１
１１の上部に図５に示すようにオゾン抜きの穴を設けた
場合も同様の効果を現す。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明は、１本または複数
本からなる帯電ワイヤと、上記帯電ワイヤを囲む断面が
コ字状のシールド板とよりなり、上記コ字状のシールド
板の開口部を感光ドラムの表面に対向させ、上記コ字状
のシールド板の両縁のうち感光ドラム回転方向上流側の
シールド板の縁と感光ドラムとの距離を、感光ドラム回
転方向下流側のシールド板の縁と感光ドラムとの距離よ
り大きくし、かつグリッド電極とシールド板は電気的に
同電位であるという構成によって、帯電効率が非常に高
く、かつ帯電安定性の非常に高い優れた帯電装置を実現
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるレーザープリンタの主
要な部分の構成図

【図２】本発明の実施例における帯電装置近傍の部分拡
大図

【図３】計算機によるシミュレーション結果で、シール
ド板を０Ｖ電位にした場合のイオン電流分布図

【図４】
計算機によるシミュレーション結果で、シールド板とグ
リッド電極を同電位にした場合のイオン電流分布図

【図５】イオン電流の分布の計算機によるシミュレーシ
ョン結果に用いた帯電装置の断面図

【図６】従来のレーザープリンタの構成図

【図７】従来
の第１の例における帯電装置近傍の部分拡大図

【図８】従来の第２の例における帯電装置近傍の部分拡
大図

【符号の説明】

１　　　　　　感光ドラム１０２　　帯電装置１１０　　帯電ワイヤ１１１　　シールド板１１２　　グリッド電極１１５　　遮光板１１６　　イオン流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　１本または複数本からなる帯電ワイヤ
と、上記帯電ワイヤを囲む断面がコ字状のシールド板と
よりなり、上記コ字状のシールド板の開口部を感光ドラ
ムの表面に対向させ、上記コ字状のシールド板の両縁の
うち感光ドラム回転方向上流側のシールド板の縁と感光
ドラムとの距離を、感光ドラム回転方向下流側のシール
ド板の縁と感光ドラムとの距離より大きくした帯電装置
。
【請求項２】　　感光ドラム回転方向上流側のシールド
板外壁に絶縁性の遮光板を貼設したことを特徴とする請
求項１記載の帯電装置。
【請求項３】　　１本または複数本からなる帯電ワイヤ
と、上記帯電ワイヤを囲む断面がコ字状のシールド板と
よりなり、上記コ字状のシールド板の開口部を感光ドラ
ムの表面に対向させ、上記開口部と感光ドラムとの間で
、かつ上記シールド板のコ字状の両縁の中央より感光体
ドラム回転の下流側の位置にグリッド電極を設けた帯電
装置。
【請求項４】　　シールド板先端と感光ドラム表面との
間隙を、感光ドラム回転方向下流側よりも感光ドラム上
流側を広くしたことを特徴とする請求項３記載の帯電装
置。
【請求項５】　　感光ドラム回転方向上流側のシールド
板外壁に絶縁性の遮光板を貼設したことを特徴とする請
求項４記載の帯電装置。
【請求項６】　　グリッド電極とシールド板は電気的に
同電位であることを特徴とする請求項４記載の帯電装置
。
【請求項７】　　グリッド電極とシールド板は電気的に
同電位であることを特徴とする請求項５記載の帯電装置
。