JPH07234570A - コロナ放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ピン放電方式のコロナ放電
装置において、電極と感光体との間に発生するオゾンや
窒素酸化物が容易に換気でき、また、電極を清掃する清
掃部材の配置が容易であり、更に、電極の交換が容易な
コロナ放電装置を提供することである。 【構成】 複数の尖鋭状放電端１ａを配列した放電部材
１とシールド板２とを備えたコロナ放電装置１００にお
いて、放電部材１は、その両端部のみを保持されること
によってコロナ放電装置１００に固定されると共に、シ
ールド板２には尖鋭状放電端１ａの背面側に開口部２ａ
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、突起状電極を有するピ
ン放電方式のコロナ放電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写機やプリンタなどの
画像形成装置においてはワイヤ電極を用いたワイヤ放電
方式が主流であったが、放電時に発生するオゾンの量を
抑制することが求められていた。このため近年では、針
状電極や鋸歯状電極等の突起状電極を用いたピン放電方
式が多く用いられるようになっている。ピン放電方式
は、オゾンの発生量がワイヤ放電方式の約１／４である
ことが知られている。これら従来より用いられているピ
ン放電方式のコロナ放電装置は、シールド板上に固定さ
れた絶縁材料からなるホルダに突起状電極のみが露出す
るように電極板を保持している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記、従来のピン放電
方式においては、オゾンや窒素酸化物の発生量は、全体
料としてはワイヤ放電方式に比べて低くなるものの、電
極と感光体との間においては局所的に高くなる傾向があ
る。これは、ワイヤ放電方式が電極の周囲全体に向けて
電極の各所から放電するのに対して、ピン放電方式で
は、突起状電極の先端部から感光体面に向けての局所的
な放電であるため、この突起状電極の先端部においてオ
ゾンや窒素酸化物が集中的に生成されるからである。こ
のため、従来のピン放電方式のコロナ放電装置では、電
極や感光体に窒素酸化物が付着し易いという問題があ
る。例えば、電子写真方式の複写機において、感光体に
窒素酸化物が付着すると、この窒素酸化物は吸湿性を持
つため、窒素酸化物が付着した部分で結露が生じて感光
体表面の電気抵抗が低下し、露光されていない電荷保持
部の電荷が露光されて電荷のない部分に移動して画像の
エッジ部分がぼやけたり、画像が消去してしまうことが
ある。（以下、この現象を像流れと記す。）また、突起
状電極の先端部に窒素酸化物が付着すると、窒素酸化物
が空気中の水分と反応して硝酸を生成し、この硝酸によ
り突起状電極の先端部が侵食され、放電むらが生じる。

【０００４】上記のような問題を解決するために、突起
状電極先端の逆側に配置されたシールド板の背面部に開
口部を設け、この開口部を介してファン等により電極板
と感光体との間の空気を換気することが考えられる。ま
た、コロナ放電装置に電極板、特に、突起状電極を清掃
する清掃部材を設けて電極板に付着した窒素酸化物等の
付着物を除去することが考えられる。しかし、前述の従
来用いられているピン放電方式のコロナ放電装置におい
ては、電極板を保持するホルダ全体をシールド板の背面
部に固定するような構成であるため、シールド板の背面
部に開口部を設けることは難しく、開口部を設けたとし
ても、十分な換気を行うことができるだけの大きさを確
保することはできなかった。このため、オゾンや窒素酸
化物による前述のような悪影響を排除することができな
かった。

【０００５】加えて、窒素酸化物の付着やトナー屑、埃
等の付着により突起状電極が劣化するのを防止するた
め、突起状電極を清掃する清掃部材を設けようとして
も、ホルダがシールド板に密着して固定されているた
め、清掃部材を配置するためのスペースが不足してお
り、この状態で清掃部材を配置するとコロナ放電装置全
体が大型化してしまうという問題があった。

【０００６】更に、従来のピン放電方式のコロナ放電装
置においては、前述のような構成にしたため、電極板を
ホルダに装着し、更にホルダをシールド板にねじや両面
テープ、接着剤などにより固定しなければならず組み立
てに手間が掛かるという問題があった。また、突起状電
極が前記の硝酸による侵食や経時変化、その他の理由に
より劣化したり、破損したりした場合、電極板だけをコ
ロナ放電装置から取り外すことができず、ホルダごと交
換しなくてはならないという問題もあった。更に、ホル
ダがコロナ放電装置両端の絶縁部材と一体的に形成され
ている場合においては、この絶縁部材ごと交換する必要
があった。

【０００７】そこで、本発明の課題は、上記の諸問題を
解決し、簡単な構成から成り、オゾンや窒素酸化物が付
着しにくく、電極板に付着した付着物を清掃する清掃部
材の配置が容易なコロナ放電装置を提供することにあ
る。更に、電極のみの交換が可能で、組立て容易なコロ
ナ放電装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するために、感光体長手方向に沿って複数の突起部
を感光体へ向けて配列した板状の電極部材と、電極部材
の長手方向の両端に接続され、電極部材を感光体に対し
所定の間隔を保つように保持する保持部材と、電極部材
に対し感光体と反対側に配置され、突起状電極先端の逆
側に開口部を有するシ−ルド板と、を備えたことを特徴
とするコロナ放電装置である。

【０００９】

【作用】本発明に係るピン放電方式のコロナ放電装置
は、電極板を両端部で保持しているため、電極板背面側
に開口部を設けることができ、電極板と感光体面との間
の空気が換気される。また、電極板を両端部で保持して
いるため、電極板の背面側とシールド板との間に電極板
を清掃する清掃部材を設けるためのスペースが確保され
る。更にまた、電極板の交換時やコロナ放電装置の組立
て時には電極板の両端部のみを固定することによりコロ
ナ放電装置に着脱する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係るコロナ放電装置の実施例
につき図面を参照して説明する。

【００１１】図１は、コロナ放電装置１００の要部断面
図である。コロナ放電装置１００は、複写機やプリンタ
等の電子写真方式の画像形成装置に組み込まれ、ドラム
状あるいはベルト状の感光体の表面を静電潜像の形成に
先立って帯電させる帯電チャージャーや感光体や中間転
写体上に形成されたトナー像を転写材に転写させる転写
チャージャー、転写材を分離する分離チャージャーに用
いられる他、転写ドラム等の転写材保持体の帯電や除電
等に用いられる。コロナ放電装置１００は、グリッドメ
ッシュ１０を備えたスコロトロン方式の放電装置であ
り、尖鋭状放電端１ａを有する放電部材１と、放電部材
１に接続された図示しない放電用電源と、放電部材１を
先端方向以外の３方向から囲むように設けられた略コの
字型のシールド板２と、コロナ放電装置１００の長手方
向両端部に配置された後述する放電部材１の保持機構と
から構成される。シールド板２は、鉄などの導電性材料
を折り曲げることによって形成され、図５に示すよう
に、その背面部にオゾン等の排気を行うための開口部２
ａが形成されている。

【００１２】放電部材１は、図２に示すように、感光体
等の被帯電部材に沿って長さを有する一枚の導電板から
なり、被帯電部材に対向する端面に複数の尖鋭状放電端
１ａを一定のピッチＰ（本実施例においては２ｍｍとす
る。）で、被荷電部材の表面に沿って配列したものであ
り、全体として鋸歯状の形状を呈している。各尖鋭状放
電端１ａはその先端から被帯電部材に向けてコロナ放電
を行う。また、このように尖鋭状放電端１ａを有する放
電部材１は、導電性材料からなる板材をエッチング加工
したり、圧延プレス加工するなどして得られるものであ
る。尚、放電部材としては、放電部材１のような鋸歯状
の尖鋭状放電端１ａを有するものだけではなく、図３ａ
〜図３ｃに示すような先端に稜線を持つ剃刀状の放電端
１ｂを有するもの、先端が平坦な針金状の放電端１ｃを
有するもの、先端が尖った針状の放電端１ｄを有するも
のであっても良い。また尚、図４に示すように、放電部
材１、特に尖鋭状放電端１ａを高抵抗の材料、例えばセ
ラミックス等の誘電体材料で被覆しても良い。

【００１３】放電部材１の保持機構は、図１に示すよう
に、シールド板２の両端にピン３ａ、４ａにより各々接
続された第１絶縁性支持体３と第２絶縁性支持体４とか
らなる。第１絶縁性支持体３と第２絶縁性支持体４は、
コロナ放電装置１００の長手方向両端部を構成してお
り、第１絶縁性支持体３と第２絶縁性支持体４に各々設
けられた電極支持枠５ａ、５ｂの切欠部９ａ、９ｂに嵌
め込むことにより放電部材１をシールド板２に接触しな
い位置に支持している。放電部材１の一端部は、第１絶
縁性支持体３に設けられた電極固定部材６に係合するこ
とにより固定され、放電部材１の他の端部は、バネ部材
７を介して第２絶縁性支持体４に設けられた電源接続用
端子８と接続されている。電源接続用端子８は、コロナ
放電装置１００を画像形成装置本体に装着した際に装置
本体側の図示しない電源装置と接続されるコネクタ８ａ
と、バネ部材７と係合するフック部材８ｂとから構成さ
れる。コロナ放電装置１００を画像形成装置本体に装着
した際には、前記電源装置から、放電部材１に電力が供
給される。また、電極固定部材６は、第１絶縁性支持体
３と一体的に形成されているが、別部材として製造し、
第１絶縁性支持体３にねじなどで固定されても良い。放
電部材１の長手方向における位置決めは、第１絶縁性支
持体３に対する電極固定部材６の配置によってなされ、
被帯電部材に向かう方向の位置決めは、電極支持枠５
ａ、５ｂに設けられた切欠部９ａ、９ｂによってなされ
る。尚、バネ部材７は、図１中に示す矢印方向に放電部
材１を引っ張って放電部材１に弛みが生じないようにし
ているものであり、バネ部材７は、後述する他の張力付
与部材であってもよい。

【００１４】また尚、シールド板２は、放電部材１と対
向する部分を導電性処理され、かつその背面側の部分は
絶縁体で形成されているが、シールド板２全体を絶縁体
で形成しても良い。また、シールド板２は、第１絶縁性
支持体３と第２絶縁性支持体４とに各々ねじ３ａ、４ａ
で固定されているが、接着剤や両面テープ、嵌め込みな
ど他の方法で固定されても良い。更に、シールド板２の
一部または全部が絶縁性材料で形成される場合は、シー
ルド板２を第１絶縁性支持体３と第２絶縁性支持体４の
一方または両方と一体的に形成しても良い。

【００１５】更に尚、第２絶縁性支持体４側における放
電部材１の支持方法は、図１に示したバネ部材６を用い
る方法に限られるものではなく、図６〜図８に示す他の
方法を用いても良い。図６ｂに示す方法は、放電部材１
の端部に開口部１１を設け、この開口部１１を図６ａに
示すフック部材１２と係合させ、フック部材１２の弾性
によって放電部材１を引っ張り、放電部材１に張力を与
えるものである。また、図７に示すように、放電部材１
の端部に設けた開口部１１にフック部材１３を係合さ
せ、フック部材１３を図中の矢印方向に付勢するバネ部
材１４の付勢力により、放電部材１を引っ張り、放電部
材１に張力を与えようにしてもよい。更に図８に示すよ
うに、放電部材１の端部に設けた開口部１１にフック部
材１５を係合させ、フック部材１５に嵌合するねじ部材
１６を回転させることによりフック部材１５を、即ち、
放電部材１を図中の矢印方向に引っ張り、放電部材１に
張力を与えるようにしてもよい。

【００１６】次に本発明に係るコロナ放電装置の第２実
施例であるコロナ放電装置１０１について、図９ａと図
９ｂを用いて説明する。コロナ放電装置１０１は、放電
部材２０と開口部２１ａを有するシールド板２１、グリ
ッドメッシュ２２、コロナ放電装置１０１の長手方向両
端部に配置された放電部材２０の保持機構である第１絶
縁性支持体２３と第２絶縁性支持体２４とから構成され
る。放電部材２０は、図９ａに示すように、尖鋭状放電
端２０ａと長手方向両端部を除いて絶縁性部材２５によ
り被覆されている。絶縁性部材２５は、１つの部材に切
込みを形成し、その切込みに放電部材を嵌め込むように
形成されており、長手方向において放電部材２０よりも
若干短い。尚、絶縁性部材２５と放電部材２０とを一体
的に形成しても良い。また、図９ｂに示すように、放電
部材２０は、第１絶縁性支持体２３に配置された電極固
定部材２６ａと第２絶縁性支持体２４に配置された電極
固定部材２６ｂとによりシールド板２１に接触しないよ
うに挟持されている。電極固定部材２６ｂは、導電性材
料により製造され、電源接続用端子２８と係合し、ま
た、図９ａに示す放電部材２０の絶縁性部材２５で被覆
されていない端部と係合することにより、コロナ放電装
置１０１が画像形成装置本体に装着された際には、図示
しない電源装置から放電部材２０に電力が供給される。
一方、電極固定部材２６ａは、第１絶縁性支持体２３と
一体的に形成されているが、別部材として製造し、第１
絶縁性支持体２３に固定しても良い。尚、放電部材２０
の電極固定部材２６ａと係合する側の端部は絶縁性部材
２５で被覆されていてもよい。このように第２実施例に
おいては、放電部材２０を絶縁性部材２５で被覆したこ
とにより、放電部材２０の機械的強度を高めることがで
き、放電部材２０をコロナ放電装置１０１に装着する際
に放電部材２０を電極固定部材２６ａ、２６ｂの間に嵌
め込むだけで良く、組立て性が更に向上する。また、放
電部材２０の背面を絶縁性部材２５で被ったことによ
り、放電部材２０に電圧を印加した際に放電部材２０の
背面側からの異常放電を防止することができる。

【００１７】次に、本発明に係るピン放電方式のコロナ
放電装置の第３実施例について図１０を用いて説明す
る。図１０は、放電部材３０に付着した付着物を取り除
く清掃装置４０を備えたコロナ放電装置１０２の要部を
示す斜視図である。コロナ放電装置１０２は、放電部材
３０とシールド板３１と清掃装置４０、放電部材２０を
支持する支持体４１、清掃装置４０を収容する収容部４
５、図示しないグリッド電極等とから構成される。放電
部材３０は、第２実施例と同様に非放電部を絶縁性部材
である支持体４１により被われており、第２実施例と同
様の手法で図示しない絶縁性支持体に指示されている。
シールド板３１には、図示しない開口部が第１実施例と
同様に設けられている。また、支持体４１は、横断面が
Ｔ字型となるように形成されている。これにより、放電
部材３０は、清掃装置４０による清掃作業によって生じ
る振動や圧力に耐えるだけの機械的強度を得ている。こ
のように、放電部材３０を、その両端部のみを保持する
ことによってコロナ放電装置１０２に固定しているた
め、放電部材３０の背面部とシールド板３１との間にス
ペースを有している。このスペースを利用して清掃装置
４０が設けられている。

【００１８】清掃装置４０は、移動部材４２とローラ４
３ａ、４３ｂ等とから構成され、放電部材３０の表面に
経時的に付着する窒素酸化物やシリコン、トナー屑等を
取り除いて清掃するものである。移動部材４２は、Ｔ字
型の断面をした支持体４１を包込むように支持体４１と
係合している。移動部材４２はこの支持体４１を移動用
のガイドとして矢印Ｈｈ方向にスライド移動する。ロー
ラ４３ａ、４３ｂは、移動部材４２に設けられた回転軸
４４ａ、４４ｂを軸として回動可能に設けられた清掃用
のローラである。ローラ４３ａ、４３ｂは放電部材３０
に係合していないとき、互いに接触するように設けられ
ている。従って、ローラ４３ａ、４３ｂの間に放電部材
１が係合するとき、放電部材３０の厚みの分だけローラ
４３ａ、４３ｂ間の間隔が広げられ、これに反発する作
用により放電部材３０は付勢されている。また、ローラ
４３ａ、４３ｂは、放電部材３０の尖鋭状放電端３０ａ
だけでなく平板部３０ｂの一部（２mm以上）を挟み込ん
でいる。このためローラ４３ａ、４３ｂは、放電部材３
０との間に十分な摩擦力を得ることができ、清掃装置４
０が矢印Ｈｈ方向に移動するときにローラ４３ａ、４３
ｂは、従動回転して放電部材３０の表面からシリコン等
の付着物を掻き落す。

【００１９】尚、ローラ４３ａ、４３ｂの材質はゴム等
の弾性を有する材料でも樹脂や金属等の硬質材でも良
い。但しスポンジは、スポンジ表面の小穴に尖鋭状放電
端３０ａの先端部がひっかかって、尖鋭状放電端３０ａ
が変形したり、スポンジを引きちぎったり、先端部に付
着したスポンジ片が放電むらの原因になったりするので
好ましくない。また、ゴム、樹脂、金属共に清掃装置４
０を往復させる回数を増やす度に、形成された画像に現
われるノイズが減少するが、金属製（ＳＵＳ）の場合は
１往復の清掃で大きく画像が向上する。このことから各
種の素材の中でも金属製（ＳＵＳ）のローラ４３ａ、４
３ｂを用いることが望ましいと言える。収容部４５は、
放電部材３０が放電を行っているときに、雰囲気中に発
生するオゾンや窒素酸化物によって清掃装置４０、特
に、ローラ４３ａ、４３ｂが汚染されるのを防止する。

【００２０】このように、本発明に係るコロナ放電装置
の第３実施例であるコロナ放電装置１０２においては、
放電部材１をその両端部のみにて保持し、固定したこと
により、放電部材１とシールド板２背面部との間に清掃
装置２０及び清掃装置２０のガイドとなる支持体２１を
設けるスペースを確保することが可能となった。清掃装
置２０を放電部材１とシールド板２背面部との間に配置
できない場合は、放電部材１の放電方向に清掃装置やそ
のガイド部材を設けなくてはならず、放電に影響を及ぼ
したり、コロナ放電装置の大型化に繋がる。尚、上記各
実施例におけるコロナ放電装置は、グリッドメッシュ１
０を備えているが、グリッドメッシュを有しないコロト
ロン方式の放電装置であっても本発明の効果を奏するこ
とは言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るピン
放電方式のコロナ放電装置は、電極板をその両端で保持
することによって装置本体に固定したため、電極板の背
面部とシールド板との間にスペースを設けることができ
る。このため、シールド板に大きな開口部を設けること
ができ、この開口部を介して、電極板と感光体との間の
オゾンや窒素酸化物を含んだ空気を効率良く換気するこ
とができる。これにより、電極板への窒素酸化物の付着
が減少し、放電むらを防止することができる。また、感
光体への窒素酸化物の付着が減少し、像ながれを防止す
ることができる。

【００２２】更に、電極板の背面部とシールド板との間
にスペースが確保できたことにより、電極板を清掃する
清掃部材を設けることが容易になり、電極板に窒素酸化
物が付着した場合でも、付着した窒素酸化物を取り除く
ことが可能となり、放電むらを防止することができる。
更にまた、窒素酸化物だけでなく、トナー屑や埃等の付
着物も除去できるため、画質低下の防止に繋がり、電極
板の寿命を伸ばすこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コロナ放電装置１００の要部断面図である。

【図２】放電部材１の部分拡大図である。

【図３】尖鋭状放電端１ａの変形例を示す図である。

【図４】尖鋭状放電端１ａの変形例を示す図である。

【図５】コロナ放電装置１００の横断面図である。

【図６】放電部材１の保持方法の一例を示す図である。

【図７】放電部材１の保持方法の一例を示す図である。

【図８】放電部材１の保持方法の一例を示す図である。

【図９】コロナ放電装置１０１を示す要部断面図であ
る。

【図１０】コロナ放電装置１０２の部分斜視図である。

【符号の説明】

１、２０、３０：放電部材 １ａ、２０ａ、３０ａ：尖鋭状放電端 ２、２１、３１：シールド板 ２ａ、２１ａ：開口部 ３、２３：第１絶縁性支持体 ４、２４：第２絶縁性支持体 ５ａ、５ｂ：電極支持枠 ６、２６ａ、２６ｂ：電極固定部材 ７：バネ部材 ８、２８：電源接続用端子 ９ａ、９ｂ：切欠部 １０、２２：グリッドメッシュ １１：開口部 １２、１３、１５：フック部材 １４：コイルバネ １６：ねじ部材 ２５：絶縁性部材 ４０：清掃装置 ４１：支持体 ４２：移動部材 ４３ａ、４３ｂ：ローラ ４４ａ、４４ｂ：回転軸 ４５：収容部 １００、１０１、１０２：コロナ放電装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体長手方向に沿って複数の突起部を
   感光体へ向けて配列した板状の電極部材と、 電極部材の長手方向の両端に接続され、電極部材を感光
   体に対し所定の間隔を保つように保持する保持部材と、 電極部材に対し感光体と反対側に配置され、突起状電極
   先端の逆側に開口部を有するシ−ルド板と、 を備えたことを特徴とするコロナ放電装置。