JPH07271148A - コロナ帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハーフトーンの画像形成時に、白い斑点部に
伴う黒いすじ部などの画像不良部が現れるおそれを防止
することができるコロナ帯電装置を提供する。 【構成】 コロナ帯電装置Ｐは、線状のコロナ放電電極
２と、シールドケース３と、電源（図示略）とを備えて
いる。シールドケース３は、１つの水平壁３ａと、左右
２つの垂直壁３ｂ・３ｂとから構成されている。シール
ドケース３の放電用開口には、グリッド電極５がその放
電用開口を塞ぐ状態で水平に取り付けられている。シー
ルドケース３の水平壁３ａおよび金属板４には、両者を
貫通して、略楕円形の開口６が６つ、シールドケース３
の長手方向へ１列に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はコロナ帯電装置に関
し、さらに詳しくは、複写機やプリンタなどの画像形成
装置にその構成要素の１つとして組み込まれ、コロナ放
電により感光ドラムの表面を一様に帯電させるためのコ
ロナ帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のコロナ帯電装置は、一般
に、感光ドラムの近傍に配されたコロナ放電電極と、こ
のコロナ放電電極を囲みかつ放電用開口を有するシール
ドケースと、コロナ放電電極にコロナ発生用電圧を印加
する電源とを備えてなる。そして、近年では、高速複写
や高速プリントなどの要請から、感光ドラムの表面をよ
り均一に帯電させる必要が生じており、シールドケース
の放電用開口の近傍に、コロナ放電量を制御するための
グリッド電極を設けた構成が採用されている。

【０００３】図５は、このようなグリッド電極付きのコ
ロナ帯電装置Ｑの概略を示す。このコロナ帯電装置Ｑ
は、感光ドラム５１の上方に軸線に対して平行に配され
た線状のコロナ放電電極５２と、このコロナ放電電極５
２をその下方を除く３方から囲みかつ下方に放電用開口
を有する、横断面形状が略コ字形のシールドケース５３
と、コロナ放電電極５２にコロナ発生用電圧を印加する
電源（図示略）とを備えている。

【０００４】シールドケース５３は、コロナ放電電極５
２に沿って伸びており、１つの水平壁５３ａと、この水
平壁５３ａの両側縁のそれぞれに連なって垂下する２つ
の垂直壁５３ｂ・５３ｂとから構成されている。このシ
ールドケース５３は、コストダウンおよび放電効率の向
上を目的として、少なくともその表面が絶縁されたもの
−たとえば、絶縁性プラスチック製のもの、非絶縁性プ
ラスチック成形体の表面に絶縁性プラスチックがコーテ
ィングされたものなど−が広く用いられている。そし
て、シールドケース５３内の天井部（水平壁５３ａの内
面）には、導電部材としての金属板５４が配されてい
る。

【０００５】シールドケース５３の放電用開口の近傍に
は、薄い金属メッシュ板からなるグリッド電極５５が配
されている。グリッド電極５５は、その幅がシールドケ
ース５３の幅に等しく、その長さがシールドケース５３
の長さよりも約１０％長い、長方形のものであり、周縁
部は非メッシュ部とされている。グリッド電極５５は、
帯電を制御するツェナーダイオード５７に接続されてい
る。また、グリッド電極５５とシールドケース５３の垂
直壁５３ｂ・５３ｂ下縁との間には、所定寸法の間隙５
６が設けられている。

【０００６】この間隙５６は次のような理由で設けられ
たものである。すなわち、シールドケース５３内には、
コロナ放電により、＋（プラス）に帯電したイオンとと
もに窒素酸化物（ＮＯｘ）やオゾン（Ｏ₃ ）などの放電
生成物が生成し、溜まっていく。これらの放電生成物
は、アルミニウム合金からなる感光ドラム５１の感光層
に対する強い酸化剤として働き、画像形成時に白抜き部
をつくるなど、帯電性能を低下させる原因となる。そこ
で、コロナ放電により発生するコロナ風を利用して、シ
ールドケース５３内のこれらの放電生成物を過剰な帯電
イオンといっしょにシールドケース５３内から外部へ流
出させる必要から、間隙５６が設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようなコロナ帯電
装置Ｑにより、ハーフトーンの画像形成を行うと、図６
に示すように、灰色の地Ｍに、複数の白い斑点部Ｎと、
各斑点部Ｎどうしの間に直線状に伸びる複数の黒いすじ
部Ｌとが現れることがある。

【０００８】このような現象の起きる原因を究明した結
果、次のようなことが判明した。すなわち、図７に示す
ように、一般に、感光ドラム５１の表面における感光層
には、肉眼では見えない微細な泡やゴミなどに起因する
ピンホール５８が存在している。このため、感光ドラム
５１が図８における矢印方向に回転して、そのピンホー
ル５８のある部分がコロナ帯電装置Ｑに近づくと、コロ
ナ帯電装置Ｑとアルミニウム合金からなる感光ドラム５
１との間にリークが起こり、過剰電流が感光ドラム５１
の方へ流れる。

【０００９】すると、絶縁性プラスチックなどからなる
絶縁性シールドケース５３の内部に、＋に帯電した大量
のコロナイオン５９が発生する。これらのコロナイオン
５９は、対極を求めて、シールドケース５３とグリッド
電極５５との間隙５６から感光ドラム５１のピンホール
５８に向かって吹き出す。そして、感光ドラム５１の表
面における適量のコロナイオン６０の層の上に、過剰な
コロナイオン５９の層が生じ、その部分における感光ド
ラム５１の電位がより高くなる。このため、ハーフトー
ンの画像形成時に、電位がより高くなった部分に対応し
た箇所に、黒い直線状のすじ部Ｌとなって現れる。ま
た、感光ドラム５１のピンホール５８に対応した箇所に
白い斑点部Ｎが現れる。

【００１０】この発明は上記の実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ハーフトーンの画像形成時に、
白い斑点部に伴う黒いすじ部などの画像不良部が現れる
おそれを防止することのできるコロナ帯電装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、感光
ドラムにコロナ放電を行うためのコロナ放電電極と、こ
のコロナ放電電極に電圧を印加する電源と、コロナ放電
電極を覆いかつ放電用開口を有し、感光ドラムの軸線に
平行に設けられた絶縁性シールドケースとを備え、さら
に、シールドケースにその放電用開口を塞ぐ状態に取り
付けられた薄板状のグリッド電極を具備してなるコロナ
帯電装置が提供される。

【００１２】

【作用】すなわち、この発明に係るコロナ帯電装置は、
シールドケースに、その放電用開口を塞ぐ状態に薄板状
のグリッド電極を取り付けたことを要旨とする。そし
て、シールドケース内部に発生した過剰のコロナイオン
が感光ドラムの表面方向へ進むのをグリッド電極で阻止
しようとする。

【００１３】ここで、コロナ放電電極はたとえば、１本
または複数本の直線状あるいはワイヤ状からなるものな
どが用いられ、通常は、感光ドラムの上方にその軸線に
対して平行に配される。コロナ放電電極にコロナ発生用
電圧を印加する電源としては、たとえば高圧直流電源が
用いられる。

【００１４】シールドケースとしては、少なくともその
表面が絶縁されたもの−たとえば、絶縁性プラスチック
製のもの、非絶縁体（各種金属や非絶縁性プラスチック
など）からなる成形品の表面に絶縁性プラスチックがコ
ーティングされたものなど−が用いられる。ここで絶縁
性プラスチックとしては、たとえばスチレングラフト化
ポリフェニレンエーテル樹脂が用いられる。シールドケ
ースはたとえば、横断面形状が略コ字形や逆Ｕ字形であ
って、長さが、感光ドラムの軸線長さに略等しいものあ
るいは感光ドラムの軸線長さより若干長いものなどが用
いられる。このシールドケースは放電用開口を有してお
り、コロナ放電電極を覆う状態で、感光ドラムの軸線に
平行に配される。

【００１５】グリッド電極はたとえば、ステンレス鋼や
炭素鋼の薄板からなるメッシュ板が用いられる。グリッ
ド電極の形状および大きさは、シールドケースの放電用
開口の形状および大きさに応じて適宜、決められる。グ
リッド電極は、シールドケースにその放電用開口を塞ぐ
状態に取り付けられる。たとえば、グリッド電極は、そ
の縁部がシールドケースの放電用開口縁の内面に埋め込
まれた状態または放電用開口縁に当接した状態に取り付
けられる。

【００１６】シールドケースにその放電用開口を塞ぐ状
態に取り付けられた薄板状のグリッド電極は、シールド
ケース内部に発生した過剰のコロナイオンが感光ドラム
の表面方向へ進むのを阻止する。

【００１７】シールドケースには、コロナ放電によりシ
ールドケース内に生成する放電生成物のうちの少なくと
も窒素酸化物またはオゾンを外部へ流出させるための開
口が設けられているのが好ましい。このような開口はた
とえば、シールドケースの天井部のうちのグリッド電極
に対向する箇所やその近傍箇所に設けられる。開口の数
や形状は、シールドケースの長さや幅、コロナ放電の電
圧の大きさなどに応じて適宜、決められる。

【００１８】このような開口からは、窒素酸化物やオゾ
ンなどの放電生成物の他に、シールドケース内部に発生
した過剰のコロナイオンも流出する。その流出割合は、
開口の数や形状あるいは位置などにより変動する。

【００１９】

【実施例】以下、図面に示す１つの実施例に基づいてこ
の発明を詳述する。なお、これによってこの発明が限定
されるものではない。

【００２０】図１において、複写機にその構成要素の１
つとして組み込まれたコロナ帯電装置Ｐは、感光ドラム
１の上方にその軸線に対して平行に配された１本の直線
状コロナ放電電極２と、このコロナ放電電極２をその下
方を除く３方から囲みかつ下方に放電用開口を有する、
横断面形状が略コ字形のシールドケース３と、コロナ放
電電極２にコロナ発生用電圧を印加する高圧直流電源
（図示略）とを備えている。

【００２１】シールドケース３は、コロナ放電電極２に
沿って伸びており、１つの水平壁３ａと、この水平壁３
ａの両側縁のそれぞれに連なって垂下する左右２つの垂
直壁３ｂ・３ｂとから構成されている。このシールドケ
ース３は、コストダウンおよび放電効率の向上を目的と
して、絶縁性プラスチックとしてのスチレングラフト化
ポリフェニレンエーテル樹脂製のものが用いられてい
る。そして、シールドケース３内の天井部（水平壁３ａ
の内面）には、導電部材としての長方形金属板４が配さ
れている。

【００２２】シールドケース３の放電用開口には、ステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の薄いメッシュ板からなるグ
リッド電極５がその放電用開口を塞ぐ状態で水平に取り
付けられている。グリッド電極５は、図２および図３に
も示すように、細長い長方形のものである。

【００２３】すなわち、グリッド電極５は、その幅がシ
ールドケース３の放電用開口幅に等しく、その長さがシ
ールドケース３の長さよりも約１０％長いものであり、
周縁部が非メッシュ部とされている。そして、グリッド
電極５は、左右両側縁のそれぞれがシールドケース３の
放電用開口縁（垂直壁３ｂ・３ｂの各下縁）の内面に当
接した状態で、シールドケース３の垂直壁３ｂ・３ｂに
取り付けられている。グリッド電極５と感光ドラム１と
の最短距離は約１．０ｍｍにされている。グリッド電極
５は、帯電を制御するツェナーダイオード７に接続され
ている。

【００２４】シールドケース３の水平壁３ａおよび金属
板４には、両者を貫通して、略楕円形の開口６が６つ、
シールドケース３の長手方向へ１列に設けられている。
これらの開口６は、コロナ放電によりシールドケース３
内に生成する窒素酸化物やオゾンなどの放電生成物をシ
ールドケース３の外部上方へ流出させるためのものであ
る。これらの開口６からは、窒素酸化物やオゾンなどの
放電生成物の他に、シールドケース内部に発生した過剰
のコロナイオンも一部、流出する。

【００２５】このように構成されたコロナ帯電装置Ｐの
組み込まれた複写機により、ハーフトーンの複写を行っ
たところ、図４に示すように、用紙には灰色の地Ｍが全
面に均一に現れた。これは、コロナ帯電装置Ｐのシール
ドケース３にその放電用開口を塞ぐ状態に取り付けられ
たグリッド電極５と、シールドケース３の水平壁３ａお
よび金属板４にこれらを貫通した状態に設けられた６つ
の開口６とに起因する好結果によるものと思われる。

【００２６】すなわち、感光ドラム１表面の感光層にお
けるピンホールに起因してシールドケース３内部に発生
した過剰のコロナイオンは、グリッド電極５により、感
光ドラム１の表面方向へ進むのが阻止される。また、同
コロナイオンの一部は、６つの開口６により、窒素酸化
物やオゾンなどの放電生成物とともに、シールドケース
３の外部上方へ流出する。

【００２７】したがって、このコロナ帯電装置Ｐにあっ
ては、シールドケース３内部に発生した過剰のコロナイ
オンが感光ドラム１のピンホールに向かうのを充分に防
止することができ、ハーフトーンの複写時に、白い斑点
部に伴う黒いすじ部などの複写不良部が現れるおそれを
防止することができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明に係るコロナ帯電装置は上記の
ように構成されているので、このようなコロナ帯電装置
が組み込まれた画像形成装置において、感光ドラム表面
の感光層におけるピンホールに起因してシールドケース
内部に発生した過剰のコロナイオンは、シールドケース
にその放電用開口を塞ぐ状態に取り付けられたグリッド
電極により、感光ドラムの表面方向へ進むのが阻止され
る。したがって、この発明に係るコロナ帯電装置が組み
込まれた画像形成装置によれば、ハーフトーンの画像形
成時に、白い斑点部に伴う黒いすじ部などの画像不良部
が現れるおそれを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例に係るコロナ帯電装置の斜
視図。

【図２】そのコロナ帯電装置の一部省略下面図。

【図３】そのコロナ帯電装置を正面から見た要部構成説
明図。

【図４】そのコロナ帯電装置の組み込まれた複写機でハ
ーフトーンの複写を行った結果を示す用紙の平面図。

【図５】従来のコロナ帯電装置の斜視図。

【図６】そのコロナ帯電装置の組み込まれた複写機でハ
ーフトーンの複写を行った結果を示す用紙の平面図。

【図７】そのコロナ帯電装置において、感光ドラムに過
剰なコロナイオンの層が生じる原理を説明する説明図。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ コロナ放電電極 ３ シールドケース ５ グリッド電極 ６ 開口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光ドラムにコロナ放電を行うためのコ
   ロナ放電電極と、 このコロナ放電電極に電圧を印加する電源と、 コロナ放電電極を覆いかつ放電用開口を有し、感光ドラ
   ムの軸線に平行に設けられた絶縁性シールドケースとを
   備え、 さらに、シールドケースにその放電用開口を塞ぐ状態に
   取り付けられた薄板状のグリッド電極を具備してなるコ
   ロナ帯電装置。
2. 【請求項２】 シールドケースに、コロナ放電によりシ
   ールドケース内に生成する放電生成物のうちの少なくと
   も窒素酸化物またはオゾンを外部へ流出させるための開
   口が設けられている請求項１記載のコロナ帯電装置。