JPH0493865A - コロナ放電器 - 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、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における、画像流れや白抜は現象
を防止するようにしたコロナ放電器に関するものである
。

（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
−３ｉ悪感光）　、Ｓｅ、　Ａｓ２Ｓｅ３゜５ｅＴｅ等
の無機系光導電材料（Ｓｅ感光体）、さらにポリ−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、かつ無公害性であり、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−３ｉ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、耐摩耗性も太きいため、高
速複写機やレーザープリンタ等に利用されている。

このような感光体を使用する画像形成装置の一例を第２
図に示す。感光体１は、帯電用コロナ放電器（帯電チャ
ージャ）２で一様に帯電される。

コロナ放電器２には、４０〜１００μｍ径のタングステ
ンワイヤが張架されたコロトロン方式と、不均一放電を
均一化するためにさらにグリッドをコロナ放電器の開口
部近傍に張架したスコロトロン方式があり、４０００〜
８０００ボルトの高電圧が印加される。

露光部３で像露光して静電潜像を形成した後、現像装置
４でトナー像を形成する。

トナー像は、転写用コロナ放電器（転写チャージャ）５
でコピー用紙９に転写された後、コピー用紙は分離用コ
ロナ放電器（分離チャージャ）６で感光体より分離され
、定着装置１０で定着されてハードコピーとなる。

一方、転写後の感光体１は、クリーニング装置７で清掃
されて残留トナーが除去され、除電ランプ８で除電され
て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、即ちオゾンや窒
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、画像品質が低
下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
間にわた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る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金になって
いる。

上述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、以下に示すようなも
のが知られている。

第１例としては、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、その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。

第２例としては、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。前者は、
例えば特開昭６４−６８７７４号公報、特開昭４７−３
７５４７号公報、特開昭４９−４０７３９号公報及び特
開昭４９−８４６６０号公報等に記載されており、オゾ
ン分解剤となるＡｕ、　Ａｇ、　Ｐｔ、　Ｐｄ。

Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ２Ｏ３，Ｂａｄ、アルミナ、酸化クロ
ム等の金属又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、
後者は、例えば特開昭６３−３１１３６５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
素繊維系にしたり、吸収部材を付設したり（例えば特開
平１−２１０９７４号公報参照）、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号公報及
び特開昭５２−１３３８９４号公報に記載されている。

第３例としては、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６０−０９
５４６７号公報、特開昭６１−１３２９７７号公報、特
開昭６２−２６２０６５号公報参照）。

第４例としては、感光体表面に付着したコロナ生成物を
研摩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。研摩には、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１−１６１２８１号公報参照）、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。

上述の４例の他にも、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５８−２８５
８１号公報、特開昭６０−９５４５９号公報、特開昭６
０−１８９７６９号公報、特開昭６０−１０２６５９号
公報、特開昭５９−２１９７７０号公報、特開昭６０−
１３４２５４号公報、特開昭６０−１７７６５号公報、
特開昭５５−１５５３６９号公報に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２図に示したような画像形成装置では、帯電や転写、
分離を行なうためにコロナ放電器が用いられているが、
放電に伴ってコロナ放電器からオゾン（ｏ３）、窒素酸
化物（ＮＯｘ）等のコロナ生成物が生成される。その結
果、これらのコロナ生成物は、放電エネルギー及び大気
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
わるため、感光体表面が酸化されたり、化合物の吸着と
大気中の水分による吸湿で感光体の電気抵抗（表面抵抗
）が低下し、画像流れや更にひどい画像欠落による白抜
は現象が生じ、コピー品質を著しく低下させるという問
題がある。

この現象は、大なり小なりほとんどの感光体で発生する
が、特に、ａ−３ｉ層を用いた感光体では、感光体表面
に５ｉ０２等の親水性物質が生じるため画像流れを生じ
易く、高耐久性と共に耐候性に優れると考えられていた
ａ−Ｃ：Ｈを保護層に用いた感光体でも、ａ−８ｉ悪感
光と同様な問題のあることが分かった。

これらの感光体では、高温になる程画像流れがひどくな
り、全く画像の形を呈しないこともある。

Ａ　ｓ２　Ｓ　ｅ３感光体を単体で使用した場合、画像
流れは問題にならないが、Ｓｎ○２や５ｎ０２／５ｂ２
０３、ＴｌＯ２等の超微粒子を分散したエステルあるい
はウレタン架橋タイプのスチレン−ＭＭＡ樹脂等の有機
系樹脂をオーバーコートした場合でも、著しい画像流れ
を起こすことも分かっている。

この現象は、感光体が新しい間は発生しないが、画像形
成装置で繰返し使用しているうちに、感光体表面が汚染
され、撥水性が欠如することと、感光体表面の硬度が大
きく、削れにくいためにいつまでも親水性の物質が残留
しているためと考えられる。

従って、本発明は、コロナ放電により生成するコロナ生
成物が感光体に付着することにより発生する画像流れを
有効に防止するようにしたコロナ放電器を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、コロナ放電で生成したコロナ生成物が感光体
に付着しないうちに、速やかに吸収するようにしたもの
である。即ち、本発明は、イオンをトラップするための
電界を発生する手段を具備し、その電界発生手段は、シ
ールドケースを二重構造とし、その二重構造のシールド
ケースのうち、チャージワイヤに面した内側のシールド
ケースに複数の孔を設け、そのシールドケース間に電圧
を印加して電界を発生させる構成とする。また、シール
ドケース間にコロナ生成物吸着材を配置し、コロナ放電
時に発生したイオンを、前記孔を通してコロナ生成物吸
着材に吸着させる構成とする。

（作　用） 上記構成によれば、コロナ放電により発生した各イオン
種は電界により吸引され、孔を通って二重構造のシール
ドケース間にトラップされ、あるいはコロナ生成物吸着
材に吸着される。さらに、複写工程終了後も電界をかけ
た状態を維持することができるので、吸着されたイオン
種の再拡散が阻止され、感光体の汚染を効果的に防止す
ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例のコロナ放電器を示したも
ので、１１はチャージワイヤ、１２及び１３はシールド
ケースであり、絶縁体１４により互いに絶縁された二重
構造となっている。チャージワイヤ１１に面した内側の
シールドケース１２には複数の孔１２ａが設けられてお
り、かつシールドケース１２と１３との間にはコロナ生
成物吸着材としての活性炭素繊維１５が充填されている
。活性炭素繊維１５はネット１５ａと絶縁体１４により
シールドケース１２とは電気的に絶縁されている。シー
ルドケース１２と１３との間には電源１６が接続され、
電圧が印加されるようになっている。１７はグリッドで
ある。

このように構成された本実施例では、コロナ放電時に発
生したコロナ生成物のイオン種は、シールドケース１２
．１３間に形成された電界により吸引され、シールドケ
ース１２の孔１２ａ及びネット１５ａを通って活性炭素
繊維１５に吸着される。電界は、複写工程終了後も継続
してかけた状態を維持することができ、これによって吸
着されたイオン種は再放呂されることがなく、コロナ生
成物による感光体の汚染が防止される。

次に、効果の具体例を比較例と共に説明する。

旦較亘工 ○ＰＣ感光体をプラズマＣＶＤ装置にセットし、排気ポ
ンプにより５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下に排気した後
、保護層の材料ガスとしてＣ２Ｈ４を１２０　ＳＣＣＭ
導入し、排気バルブで真空槽圧力を０．０２Ｔｏｒｒに
コントロールした。次いでＲＦ電極間に１３．５６Ｍ　
Ｈｚ、　３００Ｗの電力を印加し、６０分間反応させて
約５０００人のａ−Ｃ：８層を形成した。

以上のようにして得られた感光体を７８０ｎｍの単色光
を光源とするレーザープリンタの実験機に装着し、従来
のコロナ放電器を用いて５０００枚画像出しをした後、
３０℃、８５％ＲＨの環境下で高湿画像を確認したとこ
ろ、画像流れを生じた。

且生勇上 比較例１で用いたコロナ放電器を、コロナ生成物吸着材
を充填していない本発明によるコロナ放電器に交換し、
チャージワイヤ１１に面するシールドケース１２がプラ
ス極性になるようにしてシールドケース１２．１３間に
電圧３０Ｖを印加し、比較例１と同様の５０００枚画像
出しをした後、３０℃、８５％ＲＨの環境下で高湿画像
を確認したが、画像流れは生じなかった。

星較五呈 感光体として、アモルファスシリコン感光体を用いた以
外は比較例１と同様にして５０００枚の画像出しをした
後、３０℃、８５％ＲＨの環境下で高温画像を確認した
ところ、画像流れを生じた。

Ａ生豆ユ アモルファスシリコン感光体を用い、シールドケース１
２．１３間にポリアクリルニトリル系のフェルト状活性
炭素繊維を充填し、具体例１と同様にして５０００枚の
画像出しをした後、３０℃、８５％ＲＨの環境下で高湿
画像を確認したが、画像流れは生じなかった。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、コロナ放電によ
り生成するコロナ生成物を有効に吸着、捕獲し、かつ吸
着した物質の再拡散がないので、感光体への汚染が防止
され、画像流れや白抜は現象の発生をなくすることがで
き、良好な画像品質を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のコロナ放電器の断面図、
第２図は、本発明が適用される画像形成装置の概略構成
図である。 １１　・・・チャージワイヤ、１２．１３・・・シール
ドケース、１２ａ・・・孔、１４・・・絶縁体、１５活
性炭素繊維、１６・・・電源、１７・・・グリッド。 特許出願人　　　株式会社　リ　コー 第 図 第 心４ △

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）チャージワイヤと、該チャージワイヤを囲むシー
   ルドケースとで構成され、若しくはそれに、更に感光体
   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
   画像形成装置用コロナ放電器において、 コロナ放電時に発生するイオンをトラップするための電
   界を発生する手段を具備していることを特徴とするコロ
   ナ放電器。
2. （２）シールドケースが二重構造であり、その二重のシ
   ールドケースのうち、チャージワイヤに面した内側のシ
   ールドケースが複数の孔を有し、かつそのシールドケー
   ス間に電圧を印加して電界を発生させることを特徴とす
   る請求項（１）記載のコロナ放電器。
3. （３）二重構造のシールドケース間にコロナ生成物吸着
   材を有することを特徴とする請求項（２）記載のコロナ
   放電器。