JPH0476568A - コロナ放電装置 - Google Patents

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 本発明は一般的にコロナ放電装置に関し、特にトナー像
が付着している感光体を再帯電するのに適したコロナ放
電装置に関する。

従来の技術 電子写真方式を用いたプリンタはコンピュータ、ファク
シミリ、ＣＡＤ等の出力装置として広く用いられている
。これらの装置は画像情報をレーザ、ＩＬＥＤ等により
感光体上に静電潜像として形成し、それを現像装置によ
り可視像化してから、可視画像を記録紙上に転写し、定
着する工程により記録像を得ているが、従来のプリンタ
では記録像は例えば黒色だけの一色であった。然しなか
ら、最近では、記録像がより明瞭となり、且つ情報の理
解がより容易となる等の理由から、例えばフォーマット
の色と計算値やデータの値の色とが異なる色で表現され
たり、ＣＡＤにより出力された図面の一部が他の色で出
力される等、２色以上で区別して記録像を得ることが望
まれている。

このような多色画像を可能とする画像形成装置の一例と
して、例えば特開昭５２−１０６７４３号に記載された
ものがある。この公開公報に記載された画像形成プロセ
スにおいては、感光体ドラムの表面上は第１帯電器によ
り均一に帯電され、第１の画像情報に応じて変調された
レーザ光が照射されることにより静電潜像が形成され、
次いで第１現像器により第１色目のトナーで静電潜像が
現像され、顕像化される。次いで、再帯電器により感光
体ドラムを第１帯電器の帯電極性と同一極性に再帯電し
、第１の画像部電位及び非画像部電位をそれぞれレベル
アップし、その後第２の画像情報に応じて変調されたレ
ーザ光が照射され、現像されるべき２色目の静電潜像が
形成される。この静電潜像は第２現像器により第２色目
のトナーで現像され、顕像化される。

以上のようにして感光体ドラム上に形成された２色トナ
ー像は転写用帯電器により転写用紙上に転写される。こ
の転写用紙は分離除電器により感光体ドラムから分離さ
れ、定着器に搬送されてトナー像の定着が行われる。又
、感光体ドラム上の残留トナーはクリーニング装置によ
り掻き落とされ、再び同様な画像形成プロセスが繰り返
される。

このように感光体上に帯電、露光、現像というプロセス
を複数回繰り返して、感光体上に多色トナー像を形成し
、この多色トナー像を紙等の転写材に転写することによ
り多色画像を得ることができる。

上述したようなプロセスを繰り返す複写機、プリンタ等
の多色画像形成装置においては、トナー像の付着してい
る感光体を再帯電するのに通常コロナ放電器を使用して
いる。再帯電に使用するコロナ放電器は一般的に、一対
の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、この放電ワイ
ヤに対向して配置されたシールド部材と、放電ワイヤと
帯電すべき感光体との間の前記シールド部材の開口部に
設けられたグリッド等を具備して構成される。そして、
放電ワイヤに高電圧を印加することによって、放電ワイ
ヤとシールド部材との間にコロナ放電を発生させ、コロ
ナ放電によって発生する荷電粒子により感光体表面へ電
荷を付与して感光体を一様に帯電する。

発明が解決しようとする課題 帯電、露光、現像プロセスを複数回繰り返して感光体上
に多色トナー像を形成する場合、トナー像の付着した感
光体を再帯電する再帯電器は感光体上にあるトナー像を
乱すことなく再帯電しなければ高画質は望めない。−船
釣に、現像されたトナー像は鏡像力という弱い力で感光
体上に拘束されている。一方、感光体表面を再帯電する
再帯電器からは電荷が発生し、感光体上に降り注がれる
。

この場合、再帯電器により発生する電界が強いときには
、イオン風等の物理的効果が作用し、感光体上に弱い力
で拘束されているトナー像を乱すことがあり、これが高
画質の多色画像を得るための解決すべき課題となってい
る。このことから、再帯電器には従来の一般的な帯電器
の機能に加えて、感光体上のトナー像を乱さずに感光体
を再帯電するというソフトチャージング機能が要求され
る。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、感光体表面に形成されたトナー
像を乱さずに所定の電位まで感光体電位を上げることの
できるコロナ放電装置を提供することである。

課題を解決するための手段 再帯電器として使用されるコロナ放電装置には、トナー
像を乱すことなく十分な電位まで感光体を帯電させる目
的で緩やかに感光体を帯電させるというソフトチャージ
が必要になる。以下、ソフトチャージを目的とする本発
明のコロナ放電装置の構成を列挙する。

（１）放電ワイヤを複数本設け、プロセス方向上流側の
放電ワイヤ径を他の放電ワイヤ径よりも大きくする。

（２）放電ワイヤを複数本設け、プロセス方向上流側の
放電ワイヤとシールド部材との間隔をプロセス方向下流
側の放電ワイヤとシールド部材との間隔よりも大きく設
定する。

（３）プロセス方向上流側のグリッド開口率を他の部分
のグリッド開口率よりも小さく設定する。

（４）プロセス方向上流側のグリッドと感光体との間隔
をプロセス方向下流側のグリッドと感光体とのｌ！ＩＳ
よりも大きく設定する。

（５）グリッドを複数に分割したエツチンググリッドか
ら構成し、プロセス方向上流側のエツチンググリッドと
感光体との間隔をプロセス方向下流側のエツチンググリ
ッドと感光体との間隔よりも大きく設定する。

（６）プロセス方向上流側のシールド部材とグリッドと
の間に隙間を形成する。

〔７）プロセス方向中流及び下流側のグリッドに導電率
がグリッド形成金属よりも小さい物質を塗布し、放電ワ
イヤへの印加電圧を低めに調整する。

（８）放電ワイヤとプロセス方向上流側のグリッドとの
間に絶縁物を介装する。

作　　　用 上述した（１）の構成では、放電ワイヤ印加電圧を一定
とすると、放電ワイヤ径が大きい方が全放電電流が小さ
くなるため、再帯電器のプロセス方向上流側においてソ
フトチャージを達成することができる。

（２）の構成においては、プロセス方向上流側において
放電ワイヤとシールド部材との間隔を大きく設定したた
め、この部分において放電電流を小さくすることができ
、ソフトチャージを達成することができる。

（３）の構成においては、プロセス方向上流側のグリッ
ド開口率を他の部分のグリッド開口率よりも小さく設定
したため、上流側において放電電流の大きさを小さくす
ることができ、ソフトチャージを達成できる。

（４）の構成においては、プロセス方向上流側において
放電ワイヤとグリッドの間隔は小さいため、グリッドの
測流効果がより大きく、ソフトチャージを達成すること
ができる。

（５）の構成においては、上述した（４）の作用と同様
にプロセス方向上流側においてグリッドの測流効果がよ
り大きいたｔ、ソフトチャージを達成することができる
。

（６）の構成においては、隙間から漏れ電流が生じるた
め、ソフトチャージを達成することができる。

（７）の構成においては、プロセス方向中流及び下流側
のグリッドの導電率を小さくし、放電ワイヤへの印加電
圧を低めに調整したことにより、プロセス方向上流側の
放電電流を相対的に小さくすることができ、ソフトチャ
ージを達成することができる。

（８〕の構成においては、介装した絶縁物が近傍の電位
と等電位となるため、電気力線が絶縁物により邪魔をさ
れ、プロセス方向上流側に放電電流が流れにくくなり、
ソフトチャージを達成することができる。

実　　施　　例 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第２図は本発明のコロナ放電装置により、用紙上に多色
画像を形成するのに適した画像形成装置の概略構成図で
ある。ベルト状感光体１０は駆動ロール１１及び従動ロ
ール１２に渡り掛は回されており、このベルト状感光体
１０は駆動ロール１１を回転することにより、矢印入方
向に回転される。ベルト状感光体１０は第１帯電器１３
により一様に帯電され、第１の画像情報に応じて変調さ
れたレーザ光１４が照射されることにより、ベルト状感
光体１０上に静電潜像が感光される。この静電潜像は第
１現像器１５により第１色目のトナーで現像される。１
色目のトナー像が付着したベルト状感光体１０は第２帯
電器１６により再帯電されることにより、第１の画像部
電位及び非画像部電位が所定レベルまで上昇され、第２
の画像情報に応じて変調されたレーザ光１７が照射され
ることにより、二色口の静電潜像がベルト状感光体１０
上に形成される。この静電潜像は第２の現像器１８によ
り２色目のトナーで現像される。次いで、ベルト状感光
体１０は第３帯電器１９により再帯電されることにより
、第１及び第２画像部電位及び非画像部電位が所定レベ
ルまで上昇され、第３の画像情報に応じて変調されたレ
ーザ光２０が照射されることにより、ベルト状感光体１
０上に３色目の静電潜像が形成される。この静電潜像は
第３の現像器２１により３色目のトナーで現像される。

このようにしてベルト状感光体１０上に形成された３色
のトナー像は、転写用帯電器２２により用紙２３上に転
写され、この用紙２３は用紙分離用除電器２４によりベ
ルト状感光体１０から分離され、図示しない定着装置に
より３色トナー像の定着が行われる。一方、ベルト状感
光体１０上の残留トナーは、クリーニング装置２５によ
って掻き落とされ、再び同じ画像形成プロセスが繰り返
される。

上述した画像形成装置において、第２帯電器１６及び第
３帯電器１９はベルト状感光体と共にトナー像をも再帯
電させる必要があるので、本明細書では再帯電器と呼ぶ
ことにするが、再帯電の際に、トナー像の乱れを最小に
抑えることが高画質技術にとって必要不可欠なことであ
る。このためには、再帯電器においてトナー像を乱すこ
となく十分な電位まで感光体を帯電させる目的で、感光
体を緩やかに帯電させるという所謂ソフトチャージが必
要となる。以下、ソフトチャージを目的とした本発明の
実施例に係るコロナ放電装置の構成と作用について詳細
に説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係るコロナ放電装置に断
面図であり、図示しない一対の絶縁部材間に２本の放電
ワイヤ２ａ、２ｂが張設されている。更にこれらの放電
ワイヤ２ａ、２ｂを囲むようにシールド１が設けられて
おり、シールド１の開口部には所定電位にバイアスされ
たグリッド３が設けられている。シールド１は通常接地
されている。４はその上に静電潜像を形成する感光体で
あり、矢印Ｐ方向に移動される（本明細書においては感
光体の移動方向をプロセス方向と呼ぶことにする）。本
実施例のコロナ放電装置の特徴は、プロセス方向上流側
の放電ワイヤ２ａの直径が下流側の放電ワイヤ２ｂの直
径よりも大きく形成されていることである。

然して、放電ワイヤ２ａ、２ｂに高電圧を印加すると、
放電ワイヤ２ａ、２ｂと感光体４との間の空気中のイオ
ンが破壊され、放電電流が発生する。この放電電流はグ
リッド３により制御されながら感光体４に向かって流れ
、感光体表面に付着して感光体４表面を比較的高い電位
に帯電する。

本実施例において感光体上への放電電流分布を測定した
結果を第３図の実線に示す。尚、直径の等しい２本の放
電ワイヤを使用した従来の２本ワイヤコロナ放電装置の
測定結果が第３図の破線で示されている。第３図から明
らかなように、放電ワイヤの直径を大きくすることによ
り、放電電流を減少させることができ、感光体を再帯電
する際の前半部でソフトチャージを行うことができる。

その理由としては、第４図の放電ワイヤ印加電圧と全放
電電流の関係に示すように、放電ワイヤ印加電圧が同じ
でもワイヤ径が大きい方が全放電電流が小さくなってい
ることが挙げられる。

第５図は本発明の第２実施例断面図であり、本実施例の
コロナ放電装置はプロセス方向上流側の放電ワイヤ２と
シールド１の間隔δ１を従来の間隔δ２より大きくした
ことを特徴とする。プロセス方向下流側の放電ワイヤ２
とシールド１の間隔は従来と同様に６２である。このよ
うにプロセス方向上流側の放電ワイヤ２とシールド１０
間隔δ１を大きくすることにより、第６図に示すように
放電電流分布を破線から実線へと改善することができた
。これにより、感光体を再帯電する際にその前半部でソ
フトチャージを達成することができる。

第７図は本発明の第３実施例断面図を示しており、この
実施例はプロセス方向上流側においてグリッド３の開口
率を小さく設定し、中流側及び下流側のグリッド開口率
は従来通りとしたことを特徴とする。本実施例のコロナ
放電装置において放電電流分布を測定した結果を第８図
の実線で示す。

参考のためにグリッドの開口率が一定の従来のコロナ放
電装置の放電電流分布を破線で示す。プロセス方向上流
側で放電電流分布が減少しているため、再帯電開始時に
感光体のソフトチャージを達成することができる。又、
グリッド開口率と放電電流分布の関係を第９１！ｌに示
す。第９図から明らかなように、グリッド開口率を変化
させることによって放電電流分布を調整できることがわ
かる。

第１０図は本発明の第４実施例の断面図であり、本実施
例のコロナ放電装置はプロセス方向上流側のグリッド３
と感光体４との［を下流側でのグリッド３との感光体４
との間隔よりも大きく設定したことを特徴とする。この
ような構成において、プロセス方向の放電電流分布を測
定した結果を第１１図に示す。この図から明らかなよう
に、プロセス方向上流側での感光体上の放電電流分布が
下流側に比較して小さくなっており、感光体を再帯電す
る際の前半部でのソフトチャージを達成することができ
る。プロセス方向上流側での放流電流分布が小さくなっ
ている原因としては、放電ワイヤ２とグリッド３の間隔
が上流側で小さいため、グリッド３０制流効果がより大
きくなっているたおであると考えられる。

第１２図は本発明の第５実施例断面図を示しており、本
実施例のコロナ放電装置はグリッド３にエツチンググリ
ッドを用い、且つグリッド３を３つに分割して放電ワイ
ヤ２とグリッド３との間隔を、プロセス方向上流側の方
が小さくなるように設定したことを特徴とする。エツチ
ンググリッド３は平板にエツチングにより所望形状の開
口を形成したものであり、開ロバターンは網目形状、ス
トライプ形状等の色々なパターンを採用することができ
る。分割した３つのエツチンググリッド３の開口率を同
じとした場合の、放電電流分布を第１３図に示す。第１
３図から明らかなように、プロセス方向上流側での放電
電流分布が改善していることが分かり、再帯電をする際
の前半部でのソフトチャージを達成することができる。

更に、分割したエツチンググリッド３の印加電圧をプロ
セス方向上流側の方が小さくなるように設定すると、上
流側の放電電流分布を更に小さくすることができ、再帯
電特性を更に改善することができる。

第１４図は本発明の第６実施例断面図を示してふり、本
実施例のコロナ放電装置はプロセス方向上流側のシール
ド１とグリッド３との間に隙間１ａを形成したこと特徴
とする。このように構成することにより、プロセス方向
上流側で隙間１ａから漏れ電流が生じるようにしたもの
である。この構成において、放電電流分布を測定した結
果を第１５図に示す。この図から明らかなように、プロ
セス方向上流側で再帯電器より前方に漏れ電流が生じ、
この漏れ電流により再帯電器で本格帯電を行う前の予備
帯電を行うことができる。

第１６図は本発明の第７実施例の断面図を示しており、
本実施例のコロナ放電装置はグリッド３の導電率をプロ
セス方向上流側と下流側で換えたことを特徴とする。即
ち、プロセス方向上流側のグリッド３ａでは従来のステ
ンレス鋼性のグリッドを用い、中流側及び下流側ではス
テンレス鋼にエレクトロダグ１２１　（商品名）を塗布
したグリッド３ｂを用いるようにした。エレクトロダグ
１２１は、従来コロナ放電装置のＮＯ８対策に用いられ
たものであり、約３５０℃で１時間硬化させると硬い導
電性被膜を生じる有機結合材の半コロイド状黒鉛の水性
分散液である。

本実施例のコロナ放電装置では、放電ワイヤ２に印加す
る電圧を従来の７ＫＶから６ＫＶに低くした。このよう
に構成した本実施例の放電電流分布を測定した結果を第
１７図に示す。この図により明らかなように、中流及び
下流側のグリッド材質をより導電性の低いものにした結
果、グリッド３ｂに流れる電流は小さくなり、結果とし
て中流及び下流側での感光体４上の放電電流分布を大き
くすることができる。これにより、プロセス方向上流側
と下流側での電流分布が改善され、感光体を再帯電する
際の上流側でのソフトチャージを達成することができる
。

第１８図は本発明の第８実施例の断面図を示しており、
本実施例のコロナ放電装置は、プロセス方向上流側のグ
リッド３と放電ワイヤ２との間に絶縁物５を介装したこ
とを特徴とする。本実施例の放電電流分布を第１９図に
示す。この図において、プロセス方向上流側での放電電
流が小さくなっているのは、介装された絶縁物５が近傍
の電位と等電位になるため、電気力線がこの絶縁物５に
より邪魔をされ、プロセス方向上流側に放電電流が流れ
にくくなったためである。

発明の効果 本発明のコロナ放電装置は、以上詳述したように、感光
体上の放電電流分布をプロセス方向上流側で小さくでき
るため、再帯電によるトナー像の乱れを防止することが
でき、高画質の多色画像を提供できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の断面図、第２図は本発明
のコロナ放電装置を再帯電器に採用した多色画像形成装
置の概略構成図、第３図は第１実施例の放電電流分布を
示す図、第４図は放電ワイヤ印加電圧と全放電電流との
関係を示す図、 第５図は本発、明の第２実施例断面図、第６図は第２実
施例の放電電流の分布を示す図、第７図は本発明の第３
実施例断面図、 第８図は第３実施例の放電電流の分布を示す図、第９図
はグリッド開口率と放電電流との関係を示す図、 第１０図は本発明の第４実施例断面図、第１１図は第４
実施例の放電電流分布を示す図、第１２図は本発明の第
５実施例断面図、第１３図は第５実施例の放電電流分布
を示す図、第１４図は本発明の第６実施例断面図、第１
５図は第６実施例の放電電流分布を示す図、第１６図は
本発明の第７実施例断面図、第１７図は第７実施例の放
電電流分布を示す図、第１８図は本発明の第８実施例断
面図、第１９図は第８実施例の放電電流分布を示す図で
ある。 １・・・シールド、 ２・・・放電ワイヤ、 ３・・・グリッド、 ４・・・感光体、 ５・・・絶縁物、 ０・・・ベルト状感光体、 ３・・・第１帯電器、 ４．１７．２０・・・レーザ光、 ５．１８．２１・・・現像装置、 ６．１９・・・再帯電器、 ２・・・転写用帯電器。 出願人：　富士ゼロックス株式会社 代理人：　弁理士　松　本　　　昂 第１図 第２図 ４−噂１１のプロ妃ス方向 第 図 第 図 ピ 第 図 ◆１！葛のプロ七入方匍 グリ・ｌト開ロ牟　（％） 第９図 −「−２プロ七ス方向 第 図 第 図 ＝７０ロ七入方向 第１０ 図 第 図 第１３ 図 ビ 第１６ 図 第１７図 ビ 第１４図 第１５図 第１８図 第１９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、該放
   電ワイヤに対向して配置されたシールド部材と、該放電
   ワイヤと帯電すべき感光体との間の前記シールド部材の
   開口部に設けられたグリッドとを具備し、相対移動する
   前記感光体を所定極性に帯電するコロナ放電装置におい
   て、 前記放電ワイヤを複数本設け、 プロセス方向上流側の放電ワイヤ径を他の放電ワイヤ径
   よりも大きくしたことを特徴とするコロナ放電装置。 ２、一対の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、該放
   電ワイヤに対向して配置されたシールド部材と、該放電
   ワイヤと帯電すべき感光体との間の前記シールド部材の
   開口部に設けられたグリッドとを具備し、相対移動する
   前記感光体を所定極性に帯電するコロナ放電装置におい
   て、 前記放電ワイヤを複数本設け、 プロセス方向上流側の放電ワイヤと前記シールド部材と
   の間隔をプロセス方向下流側の放電ワイヤと前記シール
   ド部材との間隔よりも大きく設定したことを特徴とする
   コロナ放電装置。 ３、一対の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、該放
   電ワイヤに対向して配置されたシールド部材と、該放電
   ワイヤと帯電すべき感光体との間の前記シールド部材の
   開口部に設けられたグリッドとを具備し、相対移動する
   前記感光体を所定極性に帯電するコロナ放電装置におい
   て、 プロセス方向上流側のグリッド開口率を他の部分のグリ
   ッド開口率よりも小さく設定したことを特徴とするコロ
   ナ放電装置。 ４、一対の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、該放
   電ワイヤに対向して配置されたシールド部材と、該放電
   ワイヤと帯電すべき感光体との間の前記シールド部材の
   開口部に設けられたグリッドとを具備し、相対移動する
   前記感光体を所定極性に帯電するコロナ放電装置におい
   て、 プロセス方向上流側の前記グリッドと前記感光体との間
   隔をプロセス方向下流側の前記グリッドと前記感光体と
   の間隔よりも大きく設定したことを特徴とするコロナ放
   電装置。 ５、一対の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、該放
   電ワイヤに対向して配置されたシールド部材と、該放電
   ワイヤと帯電すべき感光体との間の前記シールド部材の
   開口部に設けられたグリッドとを具備し、相対移動する
   前記感光体を所定極性に帯電するコロナ放電装置におい
   て、 前記グリッドを複数に分割したエッチンググリッドから
   構成し、 プロセス方向上流側の前記エッチンググリッドと前記感
   光体との間隔をプロセス方向下流側の前記エッチンググ
   リッドと前記感光体との間隔よりも大きく設定したこと
   を特徴とするコロナ放電装置。 ６、プロセス方向上流側のグリッド印加電圧をプロセス
   方向下流側のグリッド印加電圧よりも小さく設定したこ
   とを特徴とする請求項５記載のコロナ放電装置。 ７、プロセス方向上流側のグリッド開口率をプロセス方
   向下流側のグリッド開口率よりも小さく設定したことを
   特徴とする請求項４又は５記載のコロナ放電装置。 ８、一対の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、該放
   電ワイヤに対向して配置されたシールド部材と、該放電
   ワイヤと帯電すべき感光体との間の前記シールド部材の
   開口部に設けられたグリッドとを具備し、相対移動する
   前記感光体を所定極性に帯電するコロナ放電装置におい
   て、 プロセス方向上流側の前記シールド部材と前記グリッド
   との間に隙間を形成したことを特徴とするコロナ放電装
   置。 ９、一対の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、該放
   電ワイヤに対向して配置されたシールド部材と、該放電
   ワイヤと帯電すべき感光体との間の前記シールド部材の
   開口部に設けられたグリッドとを具備し、相対移動する
   前記感光体を所定極性に帯電するコロナ放電装置におい
   て、 プロセス方向中流及び下流側の前記グリッドに導電率が
   グリッド形成金属よりも小さい物質を塗布し、 前記放電ワイヤへの印加電圧を低めに調整したことを特
   徴とするコロナ放電装置。 １０、一対の絶縁部材間に張設された放電ワイヤと、該
   放電ワイヤに対向して配置されたシールド部材と、該放
   電ワイヤと帯電すべき感光体との間の前記シールド部材
   の開口部に設けられたグリッドとを具備し、相対移動す
   る前記感光体を所定極性に帯電するコロナ放電装置にお
   いて、 前記放電ワイヤとプロセス方向上流側の前記グリッドと
   の間に絶縁物を介装したことを特徴とするコロナ放電装
   置。 １１、帯電、露光、現像の各工程を複数回繰り返して感
   光体上に複数色の顕画像を形成した後、該顕画像を記録
   材上に転写する多色画像形成装置において、 少なくとも第２の帯電以降において請求項１〜１０のい
   ずれかに記載のコロナ放電装置により前記感光体を帯電
   することを特徴とするコロナ放電装置。