JPH0451172A

JPH0451172A - コロナ放電器

Info

Publication number: JPH0451172A
Application number: JP15882890A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nagame; 宏永目; Shigeto Kojima; 成人小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1992-02-19

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、電子写真複写機やレーザプリンタおよびファ
クシミリ等の画像形成装置、特に画像流れの防止を目的
としたコロナ放電器に関する。

（従来の技術）電子写真複写機やレーザプリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置では、導電性支持体上に非晶質シリコン（ａ
−３ｊ−感光体）　ｙ　Ｓ　ｅ　＋　Ａ　８２　Ｓ　ｅ
３　ｙＳｅＴｅ等の無機系光導電材料（Ｓｅ感光体）、
更にポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、トリニトロフルオ
レノンや各種アゾ顔料などの有機系光導電材料（ｏｐｃ
感光体）等を用いた感光体が一般に知られている。例え
ば、ｏｐｃ感光体は良好な電気特性や分光感度を有し製
造コストが安価であり、無公害性、ベルトやドラム状の
感光体に比較的容易に加工できるため、低速機より中速
機まで数多く利用されている。一方、ａ−８ｉ悪感光は
他の感光体に較べて帯電能が劣るものの、高感度であり
耐摩擦性も大きいため高速複写機やレーザプリンター等
に利用さ九ている。

このような感光体を使用する従来の画像形成装置の一例
を第３図に示す。第３図において、３１は感光体、３２
は帯電用コロナ放電器（帯電チャージャー）、３３は露
光部、３４は現像装置、３５は転写用コロナ放電器（転
写チャージャー）、３６は分離用コロナ放電器（分離チ
ャージャ）、３７はクリーニング装置、３８は除電ラン
プ、３９はコピー用紙、４０は定着装置である。

次に上記従来の画像形成装置の動作について説明する。

第３図において、感光体３１は帯電チャージャー３２で
一様に帯電される。コロナ放電器には４０〜１００戸径
のタングステンワイヤーが張架されたコロトロン方式と
不均一放電を均一化するために更にグリッドをコロナ放
電器開口部近傍に張架したスコロトロン方式があり、４
０００〜８０００ボルトの高電圧が印加される。露光部
３３で像露光して静電潜像を形成した後、現像装Ｗ３４
でトナー像を形成する。トナー像は転写チャージャー３
５でコピー用紙３９に転写された後、コピー用紙は分離
チャージャー３６で感光体より分離され、定着装置４０
で定着されハードコピーとなる。一方、転写後の感光体
３１のトナー像はクリーニング装置３７で清掃され一連
の複写工程が終了する。

ところで、コロナ放電器を使用した画像形成装置におい
ては、コロナ放電の際コロナ生成物すなわちオゾンや窒
素酸化物等の生成物が発生し、このコロナ生成物が感光
体表面に付着すると、感光体表層の表面抵抗が低下した
り、感光体の感光特性が劣化したりして画像品質特性が
劣化することが知られている。特に、表面抵抗は湿度に
応じて低下し、画像ぼけを生じ、最悪の場合画像が全く
形成されなくなることもある。従って、初期画像を長期
間に亘って維持させるには、コロナ生成物の影響を排除
する必要がある。このような画像ぼけにおいては、感光
体を構成する材料によってその発生度が異なり、また画
像ぼけを生じさせた原因物質に違いはあるが、何れにお
いてもコロナ生成物が画像ぼけ発生の引きかねになって
いる。

上記のようなコロナ生成物に起因する画像特性の劣化を
防止するようにしたものとしては、次に示すようなもの
が知られている。

■　感光体の構成材料自体の改善により、表面抵抗の低
下を防止したものが知られている。詳しくは、感光体に
は導電性支持体の上に感光層を形成したものと、感光層
の上にさらに保護層を積層したものとがある。これらの
感光層や保護層がスプレー法やコーティング法により形
成される場合には、酸化防止剤（アミン類、ヒドロキシ
ルアミン類）を添加したり、外部からすり込んだりして
、コロナ生成物の影響を排除するようにしている。

■　コロナ放電器の改良により、コロナ生成物の発生を
抑制したり、コロナ生成物が感光体に付着するのを防止
したりするものが知られている。

前者のものは、例えば特開昭６４−６８７７４号公報。

特開昭４７−３７５４７号公報、特開昭４９−４０７３
９号公報および特開昭４９−８４６６０号公報等に記載
されており、オゾン分解材となるＡｕ、　Ａｇ、　Ｐｔ
、　Ｐｄ。

Ｎｊ、　Ｆｅ、　Ｎｊ２０３．　ＢａＯ，アルミナ、酸
化クローム等の金属または金属酸化物でチャージワイヤ
やシールドケースあるいはグリッドをメツキして、コロ
ナ放電時のコロナ生成物の発生を抑制するようにしてい
る。一方、後者のものは１例えば特開昭６３−３１］、
３６５号公報に記載されており、シールドケースの内壁
やグリッドを活性炭素繊維や酸化マンガンあるいは金属
キレート化合物で加工処理し、コロナ生成物を吸収して
、感光体に付着するのを防止するようにしている。また
他に、グリッドを炭素繊維系材料で形成したり、吸収部
材を付設したり（例えば特開平１−２１０９７４号公報
）、風の流れを考慮したシールドケース形状にしたりし
て対処するようにしたものもある。さらには、シールド
ケース等のｐｔやＡｇのメツキと活性炭からなる吸収剤
を併用したものもあり、このものは、例えば特開昭５０
−３４８２８号公報および特開昭５２〜Ｎ３８９４号公
報に記載されている。

■　感光体をヒータで加熱したり、熱風で乾燥させ、湿
度の影響を排除して感光体の表面抵抗の低下を防止する
ようにしたものが知られている。

（例えば特開昭５９−２０８５５８号公報、特開昭６０
−９５４６７号公報、特開昭６１−１３２９７７号公報
、特開昭６２−２６２０６５号公報等） ■　感光体表面に付着したコロナ生成物を研磨や湿式の
クリーニングにより除去するようにしたものが知られて
いる。研磨には、例えばスチールワイヤをループ状に巻
いたローラやブレードを用い（例えば特開平１−１６１
２８］号公報）、湿式のクリーニングには水や溶剤を用
いて、感光層表面のコロナ生成物を除去するようにして
いる。

上記の他にも、コロナ生成物による画像劣化の防止を目
的とするものとして、例えば特開昭５８−２８５８１号
公報、特開昭６０−９５４５９号公報、特開昭６０−１
８９７６９号公報、特開昭６０−１０２６５９号公報、
特開昭５９−２１９７７０号公報、特開昭６０−１３４
２５４号公報。

特開昭６０−１７７６５号公報、特開昭５５−１５５３
６９号公報記載のものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）第３図に示されるような画像形成装置では、帯電や転写
９分離等を行うためにコロナ放電器が用いられているが
、コロナ放電器を使用した画像形成器からオゾン（０３
）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等のコロナ生成物が発生し、
その結果、これらのコロナ生成物は放電エネルギーおよ
び大気中の水分や炭酸ガス窒素ガス等の作用で窒素化合
物やアルデヒド基、カルボキシル基等の親水性の化合物
に変えるため、感光体表面が酸化されたり、化合物の吸
着と大気中の水分により吸湿で感光体の電気抵抗（表面
抵抗）が低下し１画像流れやさらにひどい画像欠落によ
る白抜は現象によりコピー品質を著しく低下させるとい
う問題がある。

上記現象は大なり小なり殆どの感光体で発生するが、特
にａ−８ｉ層を用いた感光体では感光体表面に５ｉｎ２
等の親水性物質が生じるため、画像流を生じ易くまた、
高耐久の他に耐候性に優れると考えられていたａ−Ｃ：
　Ｈ保護層に用いた感光体でもａ−５ｉ悪感光と同様な
問題があることがわかった。これらの感光体では高湿に
よる程画像流れがひどくなり全く画像を呈しないことも
ある。特にａ−Ｃ：Ｈ層を保ＫＭとしたＯＰＣ感光体を
搭載したレーザープリンタ等では複写後の停止中に帯電
用のマイナスコロナ放電器に対向した感光体面がコロナ
放電器に付着していたコロナ生成物のために感光体表面
が汚染され、３０数％の湿度でも画像が欠落する白抜は
現象が発生する他、ａ−３ｉ悪感光でる除電用の交流コ
ロナ放電器対向部で発生することがある。この白抜は現
象は、コロナ放電器に付着していたものがコロナ放電器
の開口部より感光体方向へ揮発遊離して発生するもので
コロナ放電器の開口幅で白抜け（白抜は部は完全に画像
が消失することもあるが、軽度の場合一部が白抜けした
り画像流れ状態が認められることもある。）するのが特
徴である。この白抜は部では。

コロナ生成分の付着量が多くなっていることが予想され
、親水性のため少しの水分でもあると表面抵抗が低下し
、画像流れ状況を経て白抜は状況に到ると考えられる。

本発明は上記問題を解決するものであり、画像形成装置
で発生するコロナ放電器対向面の白抜は現象を有効に防
止する手段を有するコロナ放電器を提供することを目的
とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するために、導電性支持体上に
非晶質炭素層や非晶質シリコン層を積層した感光体を搭
載し、かつ感光体に対向するように設置されたグリッド
を有するスコロトロン方式のコロナ放電器において、グ
リッドはステンレスやニッケルなどをメツキした燐青銅
をはじめとする導電性部材で回転可能な半円形で構成す
ることにより、半円筒のグリッドを駆動装置で回転させ
、感光体と反対側に回転した時固定された清掃部材を通
過し、グリッド内・外壁面に付着してコロナ生成物を清
掃するようにしたものである。また、清掃部材としては
活性炭素繊維を主体として構成されるようにしたもので
ある。

（作　用）したがって本発明によれば、スコロトロン形式のコロナ
放電器では感光体に最も近い感光体に対向したグリッド
面に付着したコロナ生成物の影響が最も大きいので、こ
の面に付着しているコロナ生成物を除去することにより
、コロナ放電器の開口面にそって発生する白抜は現象を
実用性の高い水準で除くことができる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例におけるコロナ放電器の横断
面を示したものである。第１図において、１０は感光体
、１１はシールドケースであって、金属。

プラスチック、活性炭素繊維を応用したものでも加工成
形したものでもコロナ生成物の付着を軽減させるために
利用できる。１２は清掃部材１６ｂの押え板、１３は通
常４０〜１００戸のタングステンから成るチャージワイ
ヤー、１４はスコロトロン方式のグリッドであり、半円
筒をしており曲げに強く強靭な金属であれば何でもよい
が一般には０．１〜０．５ｍ＋厚のステンレスや燐青銅
板にエツチングでグリッド効果をもたらすように穴加工
を施したものが用いられる（通常はハニカム型が多いが
、円型、角型でもよく曲げ強度が十分あれば適当な長さ
の長方形でもよい。半円筒の約１７２をエツチング加工
する）。１５はチャージワイヤー１３に対する対向電極
であって、クロムメツキやニッケルメッキした鉄板やス
テレンス板などが利用され、また対向電極は画像形成装
置の筐体と接続される。１６ａ、　１６ｂはグリッド１
４の内・外壁を清掃する清掃部材である。コロナ生成物
は水溶性であるため湿式の清掃部材も使用できるが、乾
式の清掃部材がよい。また清掃部材は清掃後のコロナ生
成物などの汚染物質が再付着しないものが望ましい。こ
れに好適な部材は活性炭素繊維系の清掃部材で、形態は
フェルト状、織物状２紙状、電着植毛したものなどがあ
るが、機械的耐久性の面より織物状のものは良く、中に
フェルト状の活性炭素繊維を挟んでも良い。コロナ生成
物は付着後放置すると固着してとれにくくなるので複写
工程終了後できるだけ放置しない方が簡単に清掃できる
。

第２図は本発明の一実施例のコロナ放電器の分解図であ
る。第２図において、第１図と同じ番号のものは同一で
ある。１７ａ、　１７ｂはグリッド１４の固定体のグリ
ッド支持金具であって、導電性でありチャージワイヤー
を高圧端子へ接続される絶縁体のブロックとはフリーで
あって、グリッド１４と一体となるグリッド支持金具１
７ａ、　１７ｂは回転自由である。１８はチャージワイ
ヤー１３のたるみをなくするためのスプリング、１９は
グリッド１４に回転を与えるギア、２０はチャージワイ
ヤー位置決めエンドブロック、２１はチャージワイヤー
位置決めエンドブロック２０を経由してチャージワイヤ
ー１３に高電圧を供給する高圧コネクタ、２２はギア１
９に回転を伝達するための駆動モーターである。

次に、上記実施例の動作および結果について説明する。

ＯＰＣ感光体上にヌープ硬度１５００〜２０００ｋｇ　
／　ｍｎ２．膜厚７５００〜８０００人のａ−Ｃ：　Ｈ
層をプラズマ気相成長（ＣＶ　Ｄ）法で積層した感光体
１０を実験用レーザービームプリンタに搭載する。グリ
ッド１４は複写工程終了後１５秒／回転の割合で２〜５
回回転するように制御系を組み込む。なお、潜像電位と
して明部電位−２５０Ｖ、　−９２０Ｖにセットした。

１０００枚コピーした後５分間放置のサイクルを３回７
日繰返し、放置時間に３回転グリッド清掃を行い、これ
を３日にわたって実施しコロナ放電器対向面の白抜は現
象を観測する。但し、観測は毎日１晩放置後３日にわた
って５０〜５５％ＲＨ，２１℃の環境で行った。その結
果、コロナ放電器の対向部で発生する白抜けは問題なく
阻止することができきた。このことはｅ帯電用ａ−５ｉ
悪感光を使用した時も同様であった。

一方、回転を与えないで固定したグリッドの場合、３０
００〜４０００枚のコピー後６〜７時間放置すると、ｅ
帯電用コロナ放電器の対向面上の帯止に画像が抜ける白
抜は現象が発生した。

なお、感光体内部もしくは外部より、感光体が３５〜５
５℃昇温するような加熱源を配することにより、急激な
湿度変化などで発生することがある画像流れに対しても
より一層画質安定化に貢献できる。

（発明の効果）本発明は上記実施例から明らかなように、エツチング加
工を施した金属製のグリッド等を使用したスコロトロン
形式のコロナ放電器では感光体に最も近い感光体に対向
したグリッド面に付着したコロナ生成物の影響が最も大
きい。したがって、この面に付着しているコロナ生成物
を除去することで、コロナ放電器の開口面にそって発生
する白抜は現象を防止することができるという効果を有
する。また、活性炭素繊維を清掃部材に使用することに
よって清掃効果が上がる一方、コロナ放電で発生するコ
ロナ生成物をも吸収するのでさらに効果が大きい。この
方式とは別に感光体加熱を併用することによりなお一層
の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるコロナ放電器の横断
面図、第２図は本発明の一実施例におけるコロナ放電器
の分解図、第３図は従来例の画像形成装置の断面図であ
る。１０、３１・・・感光体、１１・・・シールドケース、
１２・・・押え板、　１３・・・チャージワイヤー、　
１４・・・グリッド、　１５・・・対向電極、１６・・
・清掃部材、１７・・・グリッド支持金具、１８・・・
スプリング、１９・・・ギア、２０・・・チャージワイ
ヤー位置決めエンドブロック、２１・・・高圧コネクタ
、２２・・・駆動モータ、３２・・・帯電チャージャー
、３３・・・露光部、３４・・・現像装置、３５・・・
転写チャージャー、３６・・・分離チャージャー、３７
・・・クリーニング装置。３８・・・除電ランプ、３９・・・コピー用紙。４０・・・定着装置。第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チャージワイヤーとチャージワイヤーを囲むよう
にもうけられたシールドケースおよび感光体に対向する
シールドケースの開口部にグリッドを有するスコロトロ
ン方式のコロナ放電器において、前記グリッドが回転可
能な半円形の導電性部材で構成されていることを特徴と
するコロナ放電器。
（２）グリッドが活性炭素繊維を主体としてなる清掃部
材を具備していることを特徴とする請求項（１）記載の
コロナ放電器。