JPH05216328A

JPH05216328A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05216328A
Application number: JP4022849A
Authority: JP
Inventors: Giichi Tamura; 田村義一
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】コロナ放電により発生するオゾンや窒素酸化物
等のコロナ生成物の量を低減させ、像担持体の変質或い
は劣化を防止する。【構成】コロナ放電器としてスコロトロン６を使用する
画像形成装置において、スコロトロン６周辺の温度およ
び相対湿度を検出し、温度および相対湿度が低い場合に
は、スコロトロン６の放電電極に流す電流を低下させる
ように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式を用いる複
写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いる複写機、プリンタ
等の画像形成装置においては、像担持体をチャージコロ
トロンにより一様に帯電した後、露光部において像露光
を行って像担持体表面に静電潜像を形成し、次に、現像
器においてこの静電潜像の電荷と反対極性に帯電された
トナーを像担持体表面に接触させてトナー像を形成さ
せ、このトナー像を転写コロトロンにおいて、像担持体
の周速と等速度で搬送されてきた用紙上に転写させてい
る。

【０００３】しかしながら、コロトロンのコロナ放電な
どによって、オゾンや窒素酸化物等のコロナ生成物が発
生し、像担持体が変質或いは劣化し、画像ボケ等の画質
劣化が発生することがあった。とくに、この像担持体の
変質ないし劣化は低温・低湿環境でより顕著に発生する
恐れがあった。

【０００４】従来、この問題を解決するために、コロナ
放電器内またはコロナ放電器周辺の空気を排気すること
により防止する方法が種々提案されている。例えば、特
開昭６０−２６００６９号公報においては、コロナ放電
器内のオゾンを強制的に排気して、像担持体の劣化を防
止し、また、特開昭６１−５０１６５号公報において
は、コロナ放電器周辺を所定排気し、オゾン等による像
担持体の劣化や画像劣化を防止し、また、特開昭６３−
１３０６４号公報においては、像担持体表面温度を検知
し、像担持体の表面温度が下降すると、帯電器内の空気
換気手段の風量を増大させることにより、像担持体の表
面温度下降時に帯電器内に滞溜するコロナ生成物排出能
力を上げ、画質劣化を防止している。

【０００５】また、その他の方法としては、コロトロン
を構成するシールドや、或いはスコロトロンを構成する
グリッドやシールドを、コロナ生成物を吸収、吸着また
はコロナ生成物と反応する物質で形成したり、このよう
物質を塗布または貼付けることより防止する方法も提案
され、例えば特開昭６３−１８０９７７号公報において
は、銅合金でグリッドを形成する技術が提案され、ま
た、前記物質をグリッドに塗布することも例示してい
る。さらには、上記方法を組み合わせる方法も知られて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の像担持体の変質、劣化防止方法のうち、コロナ放電
器内またはコロナ放電器周辺の空気を排気する方法にお
いては、排気のためのファン、ブロワーおよび空気流路
形成のためのダクトが必要となり、コスト、スペース、
騒音および消費電力が増大するという問題を有してい
る。とくに近年は、処理能力の増大に伴い帯電能力を増
大させる必要がある一方で、消費電力の制約があり、い
かに消費電力を低減させるかが重要な課題となってい
る。そのため、排気のためのファン、ブロワーが、例え
ば定着器の冷却等、他の場所への吸引、送風と兼用であ
っても、必要な風量、風速を帯電器に供給するためには
同様な欠点を生じる。また、消費電力の制約から、必要
な風量、風速を帯電器に供給することが出来ない場合も
あるという問題を有している。

【０００７】さらに、コロナ生成物と反応あるいは吸
収、吸着する物質で、シールドやグリッドを形成する方
法においては、コスト増となり、これらの方法を組み合
わせてもまだ防止能力が不足することもあるという問題
を有している。

【０００８】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、コロナ放電により発生するオゾンや窒素酸化物等の
コロナ生成物の量を低減させ、像担持体の変質或いは劣
化を防止し、画質劣化を防止することができる画像形成
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像形成装置は、コロナ放電器としてスコ
ロトロンを使用する画像形成装置において、スコロトロ
ン周辺の温度および相対湿度を検出し、温度および相対
湿度が低い場合には、スコロトロンの放電電極に流す電
流を低下させるように制御することを特徴とする。な
お、温度および相対湿度から絶対湿度を算出し、この絶
対湿度により、スコロトロンの放電電極に流す電流を制
御するようにしてもよい。

【００１０】また、コロナ放電器としてスコロトロンを
使用する画像形成装置において、スコロトロン周辺の相
対湿度と、感光体周辺または表面の温度を検出し、温度
および相対湿度が低い場合には、スコロトロンの放電電
極に流す電流を低下させるように制御するようにしても
よい。さらに、スコロトロンの放電電極に流す電流が少
ない時には、この余剰電力を、画像形成装置の他の部分
に転用するようにしてもよい。

【００１１】

【作用】本発明においては、スコロトロンの放電電極に
流す総電流をなるべく低くして、コロナ生成物の発生を
少なくするが、高温・高湿環境においては、放電電極に
流す総電流を増大させることにより、画像劣化を防止さ
せるようにスコロトロンを制御する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。先ず、図２、図３および図４により本発明に関
しての実験結果について説明する。

【００１３】図２Ａは、直径３０μｍ、長さ約３００ｍ
ｍのタングステンワイヤーに０．５ｍΑの電流を流し、
ガラス管内で放電させガラス管内へは毎分５リットルの
空気を供給し、ガラス管内からは自然排気で、この排気
空気中のオゾン濃度を測定したものであり、コロナ放電
器から発生するオゾン量は負極放電の方が多いことを示
している。近年、有機感光体を像担持体とするものが多
く、有機感光体の特性上、負極放電を行うものが多く、
オゾンの発生が問題となるものである。

【００１４】図２Ｂは、放電電極として針状のものを３
ｍｍピッチで１４６個配列したものを使い、放電電極は
負極のものをガラス管内で放電させ、ガラス管内へは毎
分５リットルの空気を供給し、ガラス管内からは自然排
気で、この排気空気中のオゾン濃度及びＮＯ₂ 濃度を測
定したもので、コロナ放電器から発生するオゾンおよび
窒素酸化物濃度は、コロナ放電器の放電電極に流す電流
と比例関係にある。

【００１５】図３は、実際の画像形成装置において、放
電電極として図２Ｂと同様のものを、像担持体の移動方
向に３列配列し、負極で放電させ、コロナ放電器の近傍
１０カ所を測定し、その中の最高値をプロットしたもの
で、さらに、画像形成装置の周囲環境を変化させてい
る。これによれば、コロナ放電器内のオゾン濃度は同様
に放電電極に流す電流に比例し、また、環境が低温・低
湿になるとオゾン濃度は増加することを示している。

【００１６】図４は、ソリッド像の濃度ムラと放電電極
に流す総電流および環境との関係を示し、高温・高湿環
境では、像担持体への放電電流分布が悪化し、コピーに
濃度ムラが現われ易くなり、また、放電電極に流す総電
流を少なくすることによっても悪化することを示してい
る。これは、高温・高湿環境の負極放電では、像担持体
への放電電流の分布が悪化し、放電分布が悪化するとコ
ピーの濃度ムラが発生するためである。例えば、チャー
ジャーにコロナ放電器を使用すると、コロナ放電器通過
後の像担持体の表面電位に電位差が現れることがあり、
コピーの濃度ムラにつながる。

【００１７】図５は、本発明の画像形成装置における制
御用データの１実施例を示し、上記実験結果に基づい
て、図２、図３の結果から放電電極に流す総電流を基本
的には低くして、コロナ生成物の発生を少なくするが、
図４の結果から高温・高湿環境においては、放電電極に
流す総電流を増大させることにより、画像劣化（濃度ム
ラ）を防止することを特徴としている。なお、本実施例
においては、温度および相対湿度から絶対湿度を算出
し、この絶対湿度により、放電電極に流す総電流を制御
している。なお、図５のようなステップ状ではなく、一
次あるいは二次の近似曲線にしてもよい。

【００１８】次に、上記制御を達成するための本発明の
構成を図１により説明する。図１は本発明の画像形成装
置の１実施例を示す構成図である。プラテン１上の原稿
画像は、露光ランプ２、光学反射ミラー３、光学レンズ
４を経て像担持体５に照射され静電潜像が形成される。
有機感光体から成る像担持体５の周囲には、像担持体５
にマイナスの一様帯電をするコロナ放電器６、像担持体
５の表面電位を検出する電位センサ７、前記静電潜像を
トナーにより可視像に現像する現像器９、転写紙を像担
持体５に搬送する用紙導入板１０、前記トナー像を転写
紙へ転写する転写コロトロン１１、転写された転写紙を
定着器に搬送する搬送装置１２、転写されずに残ったト
ナーを像担持体５上からかき落とすクリーニング装置１
３、除電ランプ１４が配置され、像担持体５は矢印方向
に回転しながら画像形成工程を繰り返している。

【００１９】本発明においては、コロナ放電器６として
スコロトロンを用い、その放電電極に放電電極用高圧電
源２２を接続し、グリッドにグリッド用高圧電源２３を
接続する。そして、スコロトロン６の近傍には、温度・
湿度センサ１５が配設され、温度・湿度センサ１５の検
出信号は、増幅器１７を経てＡ／Ｄコンバータ１９に出
力され、また、電位センサ７の検出信号は、増幅器１６
を経てＡ／Ｄコンバータ１９に出力される。

【００２０】ＣＰＵ２０においては、温度・湿度センサ
１５の検出信号から絶対湿度を算出し、この算出結果か
ら、図５に示す制御用データに基づいて、放電電極に流
す総電流を決定し、スコロトロン６の放電電極に印加す
る電圧を変更し、決定した総電流が流れるように、Ｄ／
Ａコンバータ２１を経て放電電極用高圧電源２２に出力
する。一方、スコロトロン６を通過した像担持体５の表
面電位を電位センサー７で検出し、目標値と一致してい
るかを判断し、外れていたらグリッド用高圧電源２３に
目標電位に合わせるための値を出力する。

【００２１】ここで、スコロトロン６の長所は、被放電
体（像担持体）に流れる電流の制御性がコロトロンより
優れていることにあり、放電電極の放電分布が多少悪く
ても、グリッドに印加されているバイアス電圧と被放電
体の電位との関係で、被放電体への流入電流が制御で
き、例えば、チャージコロトロンにスコロトロンを使っ
た時これを通過した後の像担持体の表面電位は、グリッ
ドに印加しているバイアス電位に近づけることができ
る。なお、同時にシールドに、バイアスを印加しても良
い。

【００２２】図６は本発明の画像形成装置における制御
用データの他の実施例を示し、図５の実施例の絶対湿度
によるものではなく、温度と相対湿度の組み合わせから
放電電極に流す総電流を決めるようにしている。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、当業者にとって種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例においては、温度・湿度センサ１５
をスコロトロン６の近傍に設けているが、像担持体５の
温度と大きく異なる時は、スコロトロン６の近傍の湿度
を検出するとともに、像担持体５の近傍または表面の温
度を検出し、この両者を、例えば図６のように組み合わ
せ、総電流を決めても良い。

【００２４】また、上記実施例においては、コロナ放電
器としてチャージコロトロンを例にしたが、これに限定
されるものでは無く、例えば、現像後転写前の位置の転
写前処理用スコロトロンに適用しても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、コロナ放電により発生するオゾンや窒素酸化物
等のコロナ生成物の量を低減させ、像担持体の変質或い
は劣化を防止し、画質劣化を防止することができる。さ
らに、低温・低湿時には、スコロトロンへの供給電力が低
減できるので、この余剰電力を前述したファン、ブロワ
ーに転用し、低温・低湿時の、像担持体の変質あるいは
劣化をさらに防止できる。

【００２６】低温時には、コピー用紙の温度も低い
為、トナー像定着のための熱がより多く必要となるが、
ここに前記の余剰電力を転用して、低温時の定着性向
上を図ることが可能である。また、前記、の両方を
行うようにしても良い。

【００２７】スコロトロンの放電電極とシールドお
よびグリッドは電気的絶縁を一般的には樹脂により行っ
ており、この樹脂の耐久性は、高電圧（高電流）のもと
で長時間使用する事により徐々に低下するが、本発明で
は、少しでも高電圧にさらす時間が短縮できるのでその
耐久性が向上する。

【００２８】オゾン等の発生量は放電電極の形状に
も依存する。放電電極としてワイヤー（例えばタングス
テン）が使用されることが多く、このワイヤー径を細く
することがオゾン等の発生を低減できるが、一方細いワ
イヤーは切れ易く、高電圧を流すと更に切れ易くなって
しまう。本発明では、高電流を流す時間が短縮できるの
で、ワイヤー切れに対する耐久性の向上を図ることが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の１実施例を示す構成図

【図２】本発明に関する実験結果を説明するための図

【図３】本発明に関する実験結果を説明するための図

【図４】本発明に関する実験結果を説明するための図

【図５】本発明の画像形成装置における制御用データの
１実施例を示す図

【図６】本発明の画像形成装置における制御用データの
他の実施例を示す図

【符号の説明】

５…像担持体、６…コロナ放電器（スコロトロン）、１
５…温度・湿度センサ２２…放電電極用高圧電源、２３…グリッド用高圧電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コロナ放電器としてスコロトロンを使用す
る画像形成装置において、スコロトロン周辺の温度およ
び相対湿度を検出し、温度および相対湿度が低い場合に
は、スコロトロンの放電電極に流す電流を低下させるよ
うに制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】温度および相対湿度から絶対湿度を算出
し、この絶対湿度により、スコロトロンの放電電極に流
す電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。
【請求項３】コロナ放電器としてスコロトロンを使用す
る画像形成装置において、スコロトロン周辺の相対湿度
と、感光体周辺または表面の温度を検出し、温度および
相対湿度が低い場合には、スコロトロンの放電電極に流
す電流を低下させるように制御することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項４】スコロトロンの放電電極に流す電流が少な
い時には、この余剰電力を、画像形成装置の他の部分に
転用することを特徴とする請求項１ないし３にいずれか
記載の画像形成装置。