JPH06149009A - コロナ放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御電極を使用するコロナ放電装置における
白抜けおよび端部分の濃度過剰現象（かぶり）の解消。 【構成】 コロナ放電電極とコロナ放電を受ける対象物
の間に設けられ、対象物の表面電位を制御する制御電極
３０は、長手方向の端部３１，３２を除き、導電性乾燥
塗膜（塗装部）３３を形成する。制御電極３０の塗装部
３３はコロナ放電時に発生するイオン流によって通過す
る窒素酸化物やオゾンを吸収する。そして、端部の塗膜
を施さない未塗装部分３１，３２ではイオン流によって
通過する外気によって電極が汚染されることなく、汚染
によって絶縁状態になり、感材の電位を上昇させた従来
の不都合を解消した。また、写真モ−ドを使用する画像
形成装置においては、塗膜なしの制御電極３０の端部分
の開口率を下げて、塗膜を施した長手方向中央部分との
電位差を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感材の表面に静電荷を一
様に与えるコロナ放電装置に関し、特に制御電極を持つ
コロナ放電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機感光体の開発はめざましく、
多くの電子写真装置に使用されている。有機感光体の多
くは負帯電で使用されると共に、感光体の表面に電荷を
与えるコロナ放電器としてはコロトロン、および制御電
極を持つスコロトロンが一般に使用されている。これら
を負極性で利用する場合、窒素酸化物およびオゾン等が
多量に発生することは知られているが、これらの窒素酸
化物およびオゾン等は感光体の表面を酸化したり、電気
抵抗を低下させ、感光体表面の帯電電荷をリークしやす
くするために、形成された画像は画像ぼけや像流れ、白
抜け等の欠陥を引き起こすことになった。そこでコロナ
放電器からコロナ放電時に発生する窒素酸化物およびオ
ゾン等をコロナ放電器外に吸引したり、換気したりする
対策が実施されている。この対策と並行して、コロナ放
電器のケース内に窒素酸化物およびオゾン等を吸収、ま
たは分解する物質を塗布する方法が特開平２−２８１２
７４号公報に提案されている。この公報に開示されてい
るものにおいては、グラファイト粒子および粉末ニッケ
ルを含有する水酸化アルミニウムの実質的に連続した薄
い導電性の乾燥フイルム（米国アチソンコロイド社のエ
レクトロダッグ（商品名））をシ−ルドに被膜処理し
て、この塗膜の水酸化アルミニウムが酸化窒素の類と化
合してアルミニウム硝酸塩を形成し、窒素酸化物を中立
化している。

【０００３】しかし、この開示されている技術には以下
のような問題点を有していた。制御電極は、例えば、厚
さ０．１ｍｍのステンレス枠に０．１ｍｍの格子を４５
度の角度で１ｍｍ間隔でエッチング加工にて配したもの
で、開口率は約９０％となっている。この制御電極を付
けたスコロトロンは、放電電極には−５５００Ｖ、制御
電極には−５８０Ｖの直流電圧が印加されている。この
スコロトロンを電子複写機に取り付けると、感材の暗電
位（Ｖ−ＤＤＰ）が−６００Ｖになる。感材のＢＫＧ電
位（Ｖ−ＢＫＧ）は原稿を照射するランプ光量を調節し
て−１５０Ｖに設定されている。この電子複写機を気温
１０℃、湿度３０％の環境下に設置し、コピー動作を行
った。約１５０００枚コピー後の朝一コピーより、コロ
トロンの放電生成物によると思われる白抜けが発生し
た。この現象は放電を停止したコロナ放電装置が長時間
休止状態におかれると、コロトロン放電により発生しコ
ロトロン内部に吸収されていた窒素酸化物が解放され
て、コロナ放電器と向き合って停止されている感光体表
面を変質させることによりおこり、この変質した感光体
表面部分が白抜けを発生させる原因となった。

【０００４】そこで、前記開口率９０％の制御電極に米
国アチソンコロイド社製エレクトロダッグ(ＪＤ−２９
０８０ 商標名）を表裏に１コート（５０μｍ）塗布し
たら開口率が約８７％になった。この制御電極に−５９
３Ｖの直流電圧を印加すると、感材の暗電位（Ｖ−ＤＤ
Ｐ）が−６００Ｖとなった。この放電電極を前記と同じ
条件でコピ−作動をしてテストしたところ、２００００
枚コピー後も、白抜けは発生しなかった。しかし、約８
０００枚コピー後より、画像の両端部の濃度が濃くなり
（かぶり現象）始め、１３０００枚以降はその端部分の
濃さは問題レベルとなった。

【０００５】このときの感光体の軸線方向におけるＢＫ
Ｇ電位の変化（図１０参照）及び感材暗電位の変化（図
１１参照）をみると、ＢＫＧ電位においては、トラブル
時、制御電極を交換した場合、感材を交換した場合、暗
電位はトラブル時、制御電極を交換した場合、感光体軸
線方向の両端部分において、いずれの電位も上昇してい
る。さらに、感光体に対応する制御電極については、や
はり制御電極の長手方向の両端部分の電位は上昇してお
り、電位が上昇した部分の制御電極塗膜は絶縁化してい
た。すなわち、かぶりの現象は制御電極が絶縁化する
と、コロナイオンの制御電極に流れる量が減少し、感材
に流れる量が増加するので帯電電位が上昇したものであ
り、帯電電位の上昇に伴って画像の濃度が濃くなったも
のである。このときの感材の暗電位（Ｖ−ＤＤＰ）は、
−７２０Ｖで１２０Ｖの上昇であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、制御電極の塗
膜を厚くすることによって、画像のかぶり現象の解決を
試みた。開口率９０％の制御電極に米国アチソンコロイ
ド社製エレクトロダッグ（ＪＤ−２９０８０ 商標名）
を表裏に３コート（９０μｍ）塗布した。塗布回数を１
から３コートに増加したのは、塗り重ねによる膜厚のバ
ラツキが大きいので９０μｍコート厚を得るために３回
コートが必要であった。塗布後の制御電極の開口率が約
８５％になった。制御電極に−６１０Ｖの直流電圧を印
加すると、感材の暗電位（Ｖ−ＤＤＰ）が−６００Ｖと
なった。この放電電極を前記と同じ条件でコピ−作動テ
ストしたところ、５００００枚コピー後も、白抜けは発
生しなかったが、約２５０００枚コピー後より両端部が
かぶり（濃度が濃くなる）始め、４５０００枚以降は問
題レベルとなった。このときの感材暗電位（Ｖ−ＤＤ
Ｐ）は−７３０Ｖであり、１３０Ｖの電位上昇があっ
た。このように、制御電極の塗膜を増加すると、画像の
両端部のかぶりが改善されるが完全ではない。また制御
電極の塗膜増加を１回で実施する事は困難で、複数回の
コートが必要であり、これはコストの増加という問題が
発生した。以上のようにコロナ放電器のケース内に窒素
酸化物及びオゾン等を吸収、または分解する物質を塗布
する従来の技術には制御電極の塗膜が薄いと白ぬけの発
生をおさえる効果より、両端部分のかぶり現象の発生と
いう二次障害が大きくなるので、かぶり防止のために塗
膜を厚くする必要があった。しかし、塗膜を増加して
も、両端部のかぶりはコピー枚数が増加すると発生し
た。また、塗布材を厚く塗る必要があるのでコストが高
くなるという問題点があった。本発明は上記問題点を解
消しうるコロナ放電装置を提供することを目的としてな
されたものである。

【０００７】

【課題を解決する手段】本発明のコロナ放電装置は、コ
ロナ放電電極とコロナ放電をうける対象物体との間に設
けられ、対象物体の表面電位を制御する制御電極が、導
電性乾燥塗膜を形成した被膜処理部と、制御電極の少な
くとも一方の長手方向端部に配設した塗膜を形成しない
未処理部とを具備する。また、制御電極の少なくとも一
方の端部に形成した未処理部は、被膜処理部の開口率よ
り開口率を小さくした構成を具備する。

【０００８】

【作用】コロナ放電電極とコロナ放電をうける対象物体
との間に設けられる制御電極は、コロナ放電時に発生す
るイオン流により、窒素酸化物やオゾン等が多量に通過
する制御電極の中央部分に導電性乾燥塗膜を形成して、
窒素酸化物やオゾンを吸収させる。そして、イオン流が
吹き込む制御電極の長手方向の端部分は塗膜を形成して
いないので、異物の付着および異物付着による絶縁化を
防止し、コロナ放電を受ける対象物体の端部分における
表面電位の上昇を防止する。また、写真モ−ドを使用す
る画像形成装置においては制御電極の端部分の開口率を
下げて被膜処理の有／無による感材の帯電電位を同じに
する。

【０００９】

【実施例】実施例１ 本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１〜図４
はコロナ放電装置の基本構成を示す概略図であって、コ
ロナ放電装置２０は放電器ケ−ス２４内に両端を端部ブ
ロック２６に張設された放電電極（ワイヤ）２２を有
し、電源２８に連結する。放電電極２２に高電圧を印加
することによって、コロナ噴射を発生させ、コロナ噴射
によって感材１０の表面に静電荷を付与するものであ
る。そして、より均一な帯電をさせるため、放電電極２
２と感材１０との間に制御電極３０が配置されている。
制御電極３０は制御格子を４５度の角度でステンレス板
にエッチングしている。制御電極は他に複数本のワイヤ
−で造られたスクリ−ンもしくはプレ−トに穴を形成し
たスクリ−ンの形状としてもよい。この制御電極３０は
コロナ電位と同じ極性を有し、電源３８に連結され通常
は数百ボルトの電位が与えられ、この電位が感材１０と
放電電極２２との間の電界を制御し、感材１０に対する
イオン電流の流れを低減させている。

【００１０】制御電極３０にはグラファイト粒子および
粉末ニッケルを含有する水酸化アルミニウムの導電性の
乾燥フイルムを被膜処理し、被膜３５を形成している。
しかし、従来技術の問題点で記載したようにこの制御電
極の乾燥フイルムの塗装膜３５が薄いと白抜け改善の効
果はあるものの、コピー両端部のかぶりという二次障害
が問題となってしまった。

【００１１】そこで、かぶり現象が発生した部分に対応
する感材１０および制御電極３０の変化をみると、かぶ
り部に対応する感材１０の帯電電位は上昇しており、か
ぶり部に対応する制御電極３０の制御電極塗装膜（乾燥
フイルム）３５は絶縁化していた。さらに、この絶縁部
分の制御電極塗装膜３５にはシリカ等の異物が付着して
いた。コロトロンにはシリカ等は使用していないので、
これらの汚物はコロトロンの外部より進入してきたもの
であると推測できる。

【００１２】すなわち、コロトロン等には放電時、両端
部から中央部に向けてコロトロン放電によるイオン流
が、図２の矢印で示すように発生することが知られてい
る。このことから、制御電極の両端部の塗装膜が変質ま
たは汚れる原因はこのイオン風であり、イオン流がシリ
カ等の異物を両端部から吹きいれているので、制御電極
の端部に変質または汚れを発生させていた。また、両端
部から中央部に向けてのイオン流により、コロトロン外
からの異物は両端部に付着することがに多いがコロトロ
ン内で発生する窒素酸化物及びオゾン等は中央部に多く
流れ、両端部にはほとんど流れない。本発明はこの点に
着目してなされたものである。この発明の制御電極３０
への窒素酸化物及びオゾンの中立化のための被膜３５
（エレクトロダッグ 商標名 の塗布）の形成は、窒素
酸化物及びオゾン等の量が多い制御電極３０の長手方向
の中央部分のみに実施して、従来技術の問題点を解消す
ることを狙っている。

【００１３】制御電極３０は厚さ０．１ｍｍのステンレ
ス枠に０．１ｍｍの格子電極を４５度の角度で１ｍｍ間
隔で配したもので、開口率は約９０％である。放電電極
２２には−５５００Ｖ、制御電極３０には−５８０Ｖの
直流電圧が引加されているスコロトロンを電子複写機に
取り付ける。このときの感材１０の暗電位（Ｖ−ＤＤ
Ｐ）は−６００Ｖになる。この制御電極３０の長手方向
の両端部３１，３２をマスキングし、導電性乾燥塗膜と
しての米国アチソンコロイド社製エレクトロダッグ（Ｊ
Ｄ−２９０８０ 商標名）を表裏に５０μｍ厚に塗布し
て、被膜処理部３３を形成する。被膜処理後の制御電極
３０の開口率は約８７％になった。そして、制御電極３
０の中央部（被膜処理部）３３の感材暗電位（Ｖ−ＤＤ
Ｐ）を−６００Ｖにするには、制御電極に−５９３Ｖの
直流電圧が必要だった。このとき、制御電極３０の両端
部３１，３２の未処理部分（２０mm)に対応する感材１
０の暗電位（Ｖ−ＤＤＰ）は−６２０Ｖであった。この
実施例における制御電極３０の被膜処理部３３と未処理
の端部３１，３２との境界は図３のように、電極３０の
幅方向の一端側縁から他側縁に向けて中央方向に向けた
テ−パ形状とする、ハの字状とした。

【００１４】このように構成した放電電極を設置した複
写機を温度１０℃、湿度３０％の環境のもとでコピ−操
作テストを行った。６００００枚のコピー後も白抜けや
両端部かぶりの問題は発生しなかった。６００００枚コ
ピー後の制御電極３０を確認したところ、制御電極両端
部３１，３２の未処理部が黄色く変色していた。この部
分の感材の暗電位（Ｖ−ＤＤＰ）は−６６０Ｖであり、
４０Ｖの電位上昇があった（中央部とは６０Ｖの電位
差）。なお、導電性乾燥塗膜の厚さは、この実施例では
５０μmとしたが、５０μm〜１００μmの範囲内であれ
ば適宜厚さとすることができる。

【００１５】実施例２ 実施例１の場合には、イニシャル時より制御電極３０の
長手方向両端部３１，３２の未処理部は中央部の被膜処
理部３３に比べ、２０Ｖ程度電位が高い。通常コピーモ
−ドでは５０Ｖくらいの電位差は問題ないが、写真モー
ドのように感材の暗電位（Ｖ−ＤＤＰ）を大きく（−２
００Ｖ程度）下げる場合にはこの程度の電位差であって
もコピー上で濃度差となって表れ、問題となった。そこ
で、この実施例に示すコロナ放電装置は、写真モードに
おいて形成される画像は制御電極の長手方向の両端部に
対応する端部と、中央部に対応する部分とが同じ濃度に
なるように、制御電極両端部の開口率を低くし、感材の
電位を下げる構成としている。すなわち、コロトロン放
電電極２２の放電電流は電極２２の上部が一番高く、電
極２２より離れるほど低くなる。この事実より電極２２
に対応する制御電極３０１の未処理部である端部３０２
の幅方向中央部３０３の制御電極の格子を増加して、開
口率を低くし、写真モードでの両端部３０２が制御電極
の塗膜形成部分である長手方向の中央部分と同じ濃度に
なるようにした。例えば、図５に示すように、図面向か
って右傾斜の格子電極に対して４５度左傾斜の格子電極
を増加して中央部分３０３を形成する。

【００１６】このように写真モードにおける制御電極３
０１の被膜処理部分と未処理部分との境界部分の濃度差
の問題点は、被膜無部（未処理部）の制御電極開口率を
被膜有部（被膜処理部）より下げて、感材電位をあわせ
ることにより改善できる。この放電電極を実施例１の条
件と同じ条件の元でコピ−テストしたところ、１０００
００枚コピー後も白抜けや両端部かぶりの発生はなく、
写真モードでも問題はなかった。１０００００枚コピー
後の制御電極３０１を確認したところ、制御電極両端の
未処理部３０２が茶色に変色していた。この部分の感材
の暗電位（Ｖ−ＤＤＰ）は−６６０Ｖであり、６０Ｖの
電位上昇があった。

【００１７】実施例３ 実施例２の場合、塗装を施してない未処理部で放電電極
に対応する制御電極端部の幅方向の中央部の制御電極の
格子を増加して、格子電極のパターンを密にすることに
より、制御電極端部の開口率を変えているが、この実施
例においては、開口率を格子電極のパターンのピッチで
変えた構成としている。すなわち、制御電極３０の両端
部の放電電極２２に対応する部分である中央部分３０８
の格子電極のピッチβを端縁部３０７の格子電極のピッ
チαに対して、α＝０．９mm、β＝１．０mmとして、開
口率を上げている（図６参照）。このように形成すると
制御電極における被膜処理部３０８と未処理部３０７の
被膜処理境界部のコピー濃度差が発生しずらく、また端
部の開口率設定が安易になる。

【００１８】また、さらに、制御電極の長手方向の中央
部の被膜処理部３３０と未処理部３１０，３２０との境
界となる斜めの境界線もハの字のようにせず、図７に示
すように長手方向の両端の境界線が平行となるように、
傾斜方向を同方向とする斜めの被膜処理とする。このよ
うな塗膜形成形状の方が被膜処理部３３０と未処理部分
の端部分３１０，３２０との境界部分のバラツキによる
コピー濃度差が発生しずらい。また制御電極形成パター
ンの境界部の濃度差はまわりより低い方が画質上の問題
点が小さいので、被膜処理部の境界は開口率の低い両端
部上に設ける方がよい。実際には制御電極の未処理部の
長さを３０〜３１．５mmした。

【００１９】これまで述べた実施例の制御電極の導電性
乾燥塗膜はグラファイト粒子及び粉末ニッケルを含有す
る水酸化アルミニウムの実質的に連続した薄い導電性の
乾燥フイルムの導電性乾燥塗膜を使用していたが、この
乾燥フイルムに限定されるものではなく、アルカリ金
属ケイ酸塩と導電性粒子（グラファイト）からなる導電
性乾燥塗膜 導電性粒子（グラファイト）を有する水
酸化アルミニウムからなる導電性乾燥塗膜等のオゾン及
び窒素酸化物を中立化する塗膜等が利用できる。さら
に、制御電極の被膜処理はＯ₃を分解するニッケルメッ
キまたは酸化銀等の他の触媒物質でもよい。また、コロ
ナ放電装置の放電電極はワイアでなく図８に示すような
ピン電極７０を有するものでもよい。さらに、制御電極
３０の電極パターンは線及び格子に制限されるものでな
く、六角パターン５０等でもよい（図９参照）。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、コロナ放電装置内で発生する窒素酸化物およびオゾ
ンはコロナ放電時におこるイオン風によって、制御電極
の長手中央部分に被膜処理した塗膜に吸収される。ま
た、制御電極の長手方向の端部分は被膜処理が施されて
いないので、イオン流によって外部の空気が吹き込まれ
ても、汚染されることなく、従来のように汚染による絶
縁化が起こらない。よってコロナ放電の放電回数がおお
くなっても、感材の端部分での電位の上昇がなく、かぶ
り現象はコピ−回数の増加によって起こることがない。
その結果、画像は部分的に濃くなることがなく、精度の
高い画像形成が達成される。

【００２１】また、写真モ−ドのような高階調性を必要
とする場合には、長手方向端部分の被膜処理を施してい
ない部分の制御電極を密に形成して、開口率を下げるこ
とにより、制御電極の長手方向中央部分の被膜形成部の
感材への放電と端部分の放電を等しくして、形成される
画像濃度を均一としている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施するコロナ放電装置の概要説明
図。

【図２】 本発明を実施するコロナ放電装置の説明側面
図。

【図３】 制御電極の平面図。

【図４】 制御電極の被膜処理部の説明図。

【図５】 制御電極の端部分の電極形成を示す拡大図。

【図６】 制御電極の端部分の電極形成の他の実施例を
示す拡大図。

【図７】 制御電極の被膜処理部の他の実施例を示す説
明図。

【図８】 コロナ放電装置の他の実施例を示す斜視図。

【図９】 制御電極の他の実施例を示す斜視図。

【図１０】 感材の軸方向の感材暗電位の変化を示すグ
ラフ。

【図１１】 感材の軸方向のＢＫＧ電位の変化を示すグ
ラフ。

【符号の説明】

３０ 制御電極、３１ 未処理部である端部、３２ 未
処理部である端部、３３ 被膜処理部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コロナ放電電極と、コロナ放電電極とコ
   ロナ放電をうける対象物体との間に設けられ、対象物体
   の表面電位を制御する制御電極とを有するコロナ放電装
   置において、 コロナ放電装置の制御電極は、導電性乾燥塗膜を形成し
   た被膜処理部と、塗膜を形成しない未処理部とを備え、 制御電極の未処理部は制御電極の少なくとも一方の長手
   方向端部に配設したことを特徴とするコロナ放電装置。
2. 【請求項２】 コロナ放電電極と、コロナ放電電極とコ
   ロナ放電をうける対象物体との間に設けられ、対象物体
   の表面電位を制御する制御電極とを有するコロナ放電装
   置において、 コロナ放電装置の制御電極は、導電性乾燥塗膜を形成し
   た被膜処理部と、制御電極の長手方向端部の少なくとも
   一方の端部に形成した塗膜を形成しない未処理部とを備
   え、 制御電極の未処理部の開口率は被膜処理部の開口率より
   小さくしてなるコロナ放電装置。
3. 【請求項３】 未処理部は電極格子を密に形成すること
   により開口率を小さくした請求項２記載のコロナ放電装
   置。
4. 【請求項４】 未処理部は電極形成パタ−ンのピッチを
   変えて開口率を変化させている請求項２記載のコロナ放
   電装置。
5. 【請求項５】 制御電極の被膜処理部と未処理部との境
   界は制御電極長手方向線に対して傾斜していることを特
   徴とする請求項１あるいは請求項２記載のコロナ放電装
   置。
6. 【請求項６】 制御電極の被膜処理部と未処理部との両
   端の境界線が平行になるように傾斜していることを特徴
   とする請求項１あるいは請求項２記載のコロナ放電装
   置。
7. 【請求項７】 端部と中央部で電極パターンの開口率が
   違う基板の中央部を被膜処理する制御電極において、未
   処理部分と被膜処理部分との境界線が端部の開口率の小
   さい部分にあることを特徴とする請求項１あるいは請求
   項２記載のコロナ放電装置。