JPH07333943A - コロトロン帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コロトロン帯電装置内の局部的な異物汚れを
低減し、有効画像領域での放電ムラを防止すること。 【構成】 像担持体に沿って伸延する導電性シールド部
材１１と、この導電性シールド部材１１の両端部に配設
した絶縁体ブロック１２と、これらの両端部に配設した
絶縁体ブロック１２間に架張されたコロナ放電ワイヤ１
３とを有するコロトロン帯電装置において、絶縁体ブロ
ック１２の像担持体側にコロナ放電ワイヤ１３を露出さ
せるための開口部１２ａを形成すると共に、コロナ放電
ワイヤと対向する位置にコロナ放電ワイヤ１３に印加さ
れる電圧と同極性の一定電位に維持される導電性部材１
９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を採用し
た複写機等の画像形成装置において使用されるコロトロ
ン帯電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真方式の画像形成装置に
おいては、感光体等の像担持体の表面を帯電させるため
にコロトロン帯電装置が使用されている。

【０００３】一般的なコロトロン帯電装置の構造は、図
６、図７に示すように、像担持体１側に開口部が設けら
れた横断面が略コ字型の長手状の導電性シールド部材１
１と、このシールド部材１１の長手方向の両端部に配設
した絶縁体ブロック１２（図においては一方のみ示す）
と、シールド部材１１の溝内に位置させて前記両端部の
絶縁体ブロック１２間に架張したコロナ放電ワイヤ１３
と、シールド部材１１の開口面側に配設されたスリット
を有するグリッド１４とから構成されている。

【０００４】グリッド１４は、帯電された像担持体の表
面電位を均一にする働きがあり、一定電位に維持される
導電性部材である。

【０００５】一方の絶縁体ブロック１２に給電端子１５
を設け、その給電端子１５のブロック内端面側の露出端
にコロナ放電ワイヤ１３を係止させる。なお、１６はコ
ロナ放電ワイヤ１３の絶縁体ブロック１２の係止部を遮
蔽するようにブロック１２の頂面側に一体に取り付けた
絶縁性カバーであり、給電端子１５とグリッドまたは像
担持体との火花放電等の電流リークを防止する働きがあ
る。

【０００６】そして、高圧電源１７からのＤＣ又はＤＣ
とＡＣを重畳させた高圧電圧を給電端子１５より供給す
ると、コロナ放電ワイヤ１３に高圧電圧が印加され、コ
ロナ放電ワイヤ１３周囲の空気が電離されイオン状態に
なる。そして、そのイオン化した荷電粒子が、シールド
部材１１の開口側に向かって移動し、その時、他の気体
分子に運動エネルギーを与えてシールド部材１１の開口
部に吹き出し方向のイオン風を生じ、このイオン風によ
り、シールド開口側に配設したグリッド１４を通過して
像担持体１に帯電がなされる。グリッド１４は、定電圧
素子１８を介して接地されており、一定電位に保たれて
いる。

【０００７】ところで、この従来のコロトロン帯電装置
は、前記イオン風の吹き出しに伴ない、シールド部材１
１の内部空間が負圧になるので、イオン風と入れ替えに
シールド部材１１の開口側から外気がシールド部材１１
の内部空間に入り込む。この場合、その外気のシールド
部材１１の内部空間への流入は、シールド部材１１の開
口の長手方向に沿う各部において均等に分散した状態で
は行なわれない。すなわち、シールド部材１１の長手方
向の両端側には絶縁体ブロック１２が存在することか
ら、この絶縁体ブロック１２近傍のシールド部材１１の
開口部分のイオン風吹き出し風圧が弱く、そのために実
際上、外気のシールド部材１１の内部空間への流人は、
主としてシールド部材１１の両端側の絶縁体ブロック１
２寄りの狭い開口部分Ａから矢印ａで示すように行われ
る。そして、その吸い込み空気ａの流速は、シールド部
材１１の内部空間全体の負圧を補充するためかなり強い
ものとなる。

【０００８】その結果、この強い吸い込み空気流ａによ
り、外気中を浮遊している異物が、グリッド１４を通し
てシールド部材１１の内部空間へ運び込まれ、グリッド
１４及びワイヤ１３、又はシールド部材１１の内壁を局
部的に汚してしまうという問題があった。これらの局部
的な異物汚れは、放電ムラの原因となり、複写機等の画
像形成装置の場合は、画質に大きく影響するため、常に
汚れのない状態を保つ必要がある。

【０００９】この間題を解決する手段として、特公平２
−５５７８５号公報には、図８（ａ）に模式的に示すよ
うに、シールド部材１１の両端の絶縁体ブロック１２の
像担持体側の面に、接地した導電性部材１９を配設した
コロナ放電装置が開示されている。同公報に記載のコロ
ナ放電装置によれば、シールド部材１１の両端側の荷電
粒子が、接地した導電性部材１９に静電的に引かれて加
速されるので、シールド部材１１の両端側においても中
央と同程度の強さでイオン風が吹き出されることにな
り、シールド部材１１の開口の長手方向に沿う各部にお
いて均等に分散した状態でイオン風の吹き出しが行われ
る。これにより、吸い込み空気流の強さもシールド部材
１１の開口の長手方向に沿って均等となり、局部的な強
い外気の吸い込み現象を抑えることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特公平
２−５５７８５号公報に記載されているコロナ放電装置
は、絶縁体ブロック１２の像担持体側の面に配設された
導電性部材１９が接地されているため、高圧電圧が印加
されたコロナ放電ワイヤ１３と導電性部材１９との間で
火花放電等の電流リークが生じ易く、この放電防止のた
めにワイヤ１３と導電性部材１９との間の距離を大とす
る必要があり、装置が大型化するという不都合があっ
た。また、グリッドを設けるときは、グリッドと導電性
部材の電位が異なるため、新たに接地された導電性部材
１９を設ける必要があり、構造が複雑となって部品点数
が増加し、製造コストが高くなるという問題もあった。

【００１１】また、絶縁体ブロック１２近傍のイオン化
した荷電粒子が、接地した導電性部材１９に吸収されて
像担持体まで届く荷電粒子の数が減少するため、図８
（ｂ）に示すように、シールド部材の端部の像担持体、
すなわち、感光体の表面電位が低下してしまい、有効画
像領域、すなわち、潜像形成領域Ｗ内で均一な所望電位
が得られないという問題があった。

【００１２】本発明は、上記問題点に鑑み、コロトロン
帯電装置内の局部的な異物汚れを低減し、有効画像領域
での放電ムラを防止することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体に沿
って伸延する導電性シールド部材と、該導電性シールド
部材の両端部に配設した絶縁体ブロックと、該両端部に
配設した絶縁体ブロック間に架張されたコロナ放電ワイ
ヤとを有するコロトロン帯電装置において、前記絶縁体
ブロックの前記像担持体側に前記コロナ放電ワイヤを露
出させるための開口部を形成すると共に、前記コロナ放
電ワイヤと対向する位置に前記コロナ放電ワイヤに印加
される電圧と同極性の一定電位に維持される導電性部材
を設けたことを特徴とする。

【００１４】前記絶縁体ブロックの内部における前記コ
ロナ放電ワイヤと前記導電性部材との距離が、前記絶縁
体ブロックの外部における前記コロナ放電ワイヤと前記
導電性部材との距離よりも短く設定されていることが望
ましい。

【００１５】また、前記導電性部材は、スリット又は網
目で構成されたグリッドとすることができる。

【００１６】

【作用】本発明によれば、絶緑体ブロックの像担持体側
を開口し、コロナ放電ワイヤを露出し、一定電位に維持
された導電性部材を配置してあるので、導電性部材を配
置された側、すなわち、開口側に強くコロナ放電し、イ
オン風の吹出が強いものとなる。このため、シールド部
材両端側の強い外気の吸い込み現象を抑えることができ
る。したがって、コロトロン帯電装置内の局部的な汚れ
を低減させ、有効放電領域での放電ムラを生じたりする
ことがなくなる。この導電性部材は、一定電位に維持さ
れているので、コロナ放電ワイヤと導電性部材間のリー
クが生じ難い。また、絶縁ブロック内のコロナ放電ワイ
ヤを導電性部材に近づければ放電が活性化され、更に効
果的に強いイオン風を得られる。更に、一定電位に維持
された導電性部材をコロトロン帯電装置のグリッドとし
て使用すれば、帯電装置をスコロトロンとして機能させ
ることができるので、像担持体の表面を所望の電位に均
一に帯電することができる。したがって、新たに部材を
取り付ける必要がないためコストアップがなく、装置を
小型にすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説朋す
る。

【００１８】図１は、本発明のコロトロン帯電装置が適
用される一般的な電子写真方式を採用した画像形成装置
の構成図である。

【００１９】感光体ドラム等の像担持体１は、図示の矢
印Ｂ方向に回転駆動され、コロトロン帯電装置２により
正あるい負に一様に帯電される。ここでは正に帯電され
る。次いで、図示しない露光ランプ、レンズ、ミラー等
からなる露光装置からの照射光Ｌによって、静電潜像が
像担持体１上に形成される。この静電潜像は、現像装置
３により現像され、像担持体１上にトナー像が形成され
る。

【００２０】一方、転写材搬送手段４から案内された転
写材は、像担持体１上に形成されたトナー像とほぼ同一
の速度で移動しながら、像担持体１の表面に接触する。
そして、転写電界印加手段５によって、像担持体１上の
トナー像が転写材に転写される。トナー像が転写された
転写材は、剥離電界印加手段６及び剥離爪７により像担
持体１から確実に剥雄され、搬送ベルト１０により図示
しない定着装置に送られ、トナー像が転写材に定着され
る。また、未転写トナー、すなわち、像担持体１上に残
留したトナーは、クリーニングブレード等を用いた清掃
手段８により、像担持体１から掻き落とされ、次いで、
除電ランプ９により像担持体１上の残留電荷が除去され
る。

【００２１】〔実施例１〕図２（ａ）は、図１に示され
るコロトロン帯電装置２の要部断面図である。コロトロ
ン帯電装置２は、図６に示す従来例と同様に、像担持体
１側に開口部が設けられた横断面が略コ字型の長手状の
導電性シールド部材１１と、このシールド部材１１の長
手方向の両端部に配設した絶縁体ブロック１２（図にお
いては一方のみ示す）と、シールド部材１１の溝内に位
置させて前記両端部の絶縁体ブロック１２間に架張した
コロナ放電ワイヤ１３と、シールド部材１１の両端部の
開口面側に配設された導電性部材１９とから構成されて
いる。

【００２２】一方の絶縁体ブロック１２に給電端子１５
を股け、その給電端子１５のブロック内端面側の露出端
にコロナ放電ワイヤ１３を係止させる。なお、１６はコ
ロナ放電ワイヤ１３の絶縁体ブロック１２の係止部を遮
蔽するようにブロック１２の頂面側に一体に取り付けた
絶縁性カバーである。

【００２３】そして、高圧電源１７からのＤＣ又はＤＣ
とＡＣを重畳させた高圧電圧を給電端子１５より供給す
ると、コロナ放電ワイヤ１３に高圧電圧が印加され、コ
ロナ放電ワイヤ１３周囲の空気が電離されイオン状態に
なる。

【００２４】本実施例においては、絶縁性カバー１６に
導電性部材１９を取り付け、絶縁体ブロック１２に固定
し、像担持体側１に開口部１２ａを形成し、コロナ放電
ワイヤ１３の端部を像担持体側、すなわち、導電性部材
１９側に露出させている。

【００２５】また、コロナ放電ワイヤ１３と給電端子１
５の係止位置を、コロナ放電ワイヤ１３の延長軸よりも
像担持体１側に偏倚させて、絶縁体ブロック１２の内部
におけるコロナ放電ワイヤ１３と感光体１との距離が、
絶縁体ブロック１２の外部、すなわち、両端の絶縁体ブ
ロック１２の間におけるコロナ放電ワイヤ１３と感光体
１との距離よりも短くなるようにしている。図２（ｂ）
は、絶縁体ブロック１２を矢印Ｃ方向から見た側面図で
あり、絶縁体ブロック１２には、コロナ放電ワイヤ１３
を通すための長孔１２ｂと、コロナ放電ワイヤ１３の位
置を規制するための係止部１２ｃが形成されている。ま
た、導電性部材１９は、シールド部材１１に電気的に接
続されており、シールド部材１１と共に、バリスタ（商
品名）等の定電圧素子１８を介して接地されている。

【００２６】なお、導電性部材１９はシールド部材１１
の両端に設けられるが、二つの導電性部材に各々定電圧
素子が接続されていても、二つの導電性部材が電気的に
接続されて共通に一つの定電圧素子に接続されていても
よい。

【００２７】交流電源１７よりコロナ放電ワイヤ１３に
高圧電圧が印加されると、コロナ放電ワイヤ１３周囲の
空気が電離してイオン状態になり、イオン化した荷電粒
子が、対向電極側、すなわち、シールド部材１１、導電
性部材１９、像担持体１の方向に移動する。その時、他
の気体分子に運動エネルギーを与えてイオン風を生じ
る。このとき、シールド開口部に吹き出し方向のイオン
風を生じるので、この風により像担持体１に帯電がなさ
れる。

【００２８】上記イオン風の吹き出しに際して、本実施
例においては、絶縁体ブロック１２の像担持体側に開口
部１２ａを形成し、コロナ放電ワイヤ１３の端部を像担
持体１側に露出させ、更に、開口部１２ａ側に定電圧素
子１８を介して接地させた導電性部材１９を配設してい
るので、この部分のイオン風は強くなる。その理由は以
下の通りである。

【００２９】コロナ放電ワイヤ１３の端部においては、
コロナ放電ワイヤ１３の背面は絶縁性であるため、荷電
粒子は背面側に移動できない。したがって、荷電粒子が
移動できるのは、導電性部材１９、すなわち、像担持体
１の方向のみとなる。したがって、この部分のイオン風
は像担持体１側に強く吹き出す。

【００３０】これにより、シールド部材１１の開口側両
端部においてシールド部材１１の内部空間への強い吸い
込み空気流の発生が抑えられ、空気の流入がシールド部
材１１の長手方向各部において均等に分散した状態で行
なわれることになる。

【００３１】したがって、像担持体１へ均等に分散した
状態で荷電粒子が到達し、像担持体両端部まで均一に帯
電が行なわれ、像担持体両端部の帯電ムラが抑えられ
る。

【００３２】更に、外気中を浮遊しているトナー、ゴミ
等の異物による局部的なコロナ放電ワイヤ１３、シール
ド部材１１の内壁の汚れが防止される。これにより、局
部的なコロナ放電不良による像担持体１への帯電ムラも
防止される。

【００３３】また、コロナ放電ワイヤ１３の端部近傍に
接地部材が存在しないため、荷電粒子が接地部材に吸収
されることがなく、像担持体１、すなわち、感光体の軸
方向に沿って均一な帯電が可能となる。これにより、濃
度ムラのない画像を形成することが可能となる。

【００３４】また、シールド部材１１及び導電性部材１
９は、定電圧素子１８により自己バイアスされて前記コ
ロナ放電ワイヤ１３に印加される電圧と同極性の一定電
位、たとえば、７００Ｖに維持されているので、コロナ
放電ワイヤ１３とシールド部材１１との間の電位差が小
さくなり、コロナ放電ワイヤ１３とシールド部材１１と
の間の火花放電等の電流リークが生じ難くなる。

【００３５】〔実施例２〕図２（ｃ）は、本発明のコロ
トロン帯電装置の他の実施例を示している。この実施例
２においては、シールド部材１１の端部を像担持体１側
の面まで延長することにより、導電性部材１９ａをシー
ルド部材１１と一体に形成している。この実施例２にお
いては、部品点数を減らして実施例１と同様な効果を得
ることができる。

【００３６】〔実施例３〕図３は、本発明のコロトロン
帯電装置の更に他の実施例を示している。同図（ａ）は
概略断面図を示し、同図（ｂ）は像担持体の表面電位を
示す。この実施例３においては、導電性部材をコロナ放
電ワイヤ１３の像担持体１側にコロナ放電ワイヤ１３の
略全長に渡って設け、この導電性部材に多数のスリット
を形成してグリッド１４として機能させている。

【００３７】導電性部材をグリッドとして使用すると、
帯電装置をスコロトロンとして機能させることができ
る。スコロトロンにおいては、像担持体の表面をグリッ
ド電位に対応した電位に帯電させることができるので、
導電性部材に一定電位を印加することにより、像担持体
の表面を所望の電位に均一に帯電することができる。

【００３８】図３に示すように、グリッド１４のスリッ
ト部分を、潜像形成領域である有効放電領域Ｗ１より広
く構成すると、本発明によるコロトロン帯電装置の実質
的な放電領域Ｗ２は、潜像形成領域である有効放電領域
Ｗ１より広くなる。この部分は、絶縁ブロック１２の像
担持体側に開口部１２ａを形成し、イオン風の流れを強
くした部分である。

【００３９】両端部のこの部分は有効放電領域の外側で
あり、有効放電領域の帯電に支障がなく、良好な画質を
得ることができる。また、長期にわたる使用により、コ
ロナ放電ワイヤ１３、シールド部材１１の内壁、グリッ
ド１４が汚れたような場合でも、出力画像の画質に影響
を与えることはない。

【００４０】図４は、導電性部材をグリッドとして使用
した場合のイオン流の流れを示す説明図である。図４に
示されるように、コロナ放電ワイヤ１３の両端は、定電
圧素子１８により一定電位に維持されているグリッド１
４に近接して配置されているので、荷電粒子は、コロナ
放電ワイヤ１３の両端側において中央部よりも静電的に
強く引かれるため、図４（ａ）に矢印ｂで示すように、
シールド部材１１の軸方向に両端部においても十分な強
さのイオン風の吹き出しを確保することができる。

【００４１】図５は、コロナ放電ワイヤ１３と対向設置
部材（たとえば、シールド部材１１）の距離と、リーク
発生限界ワイヤ印加電圧との関係を示すグラフである。
図において、破線は対向設置部材を接地した場合を示
し、実線は対向設置部材を７００Ｖに帯電した場合を示
す。図に示すグラフから判るように、対向設置部材を所
定電位に帯電させた方が、リーク発生限界ワイヤ印加電
圧が高くなる。すなわち、同じ印加電圧に対して２部材
間の安全距離を短くすることができ、装置を小型化する
ことができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、絶緑体ブロックの像担
持体側を開口し、コロナ放電ワイヤを露出し、一定電位
に維持された導電性部材を配置してあるので、導電性部
材を配置された側、すなわち、開口側に強くコロナ放電
し、イオン風の吹出が強いものとなる。このため、シー
ルド部材両端側の強い外気の吸い込み現象を抑えること
ができる。したがって、コロトロン帯電装置内の局部的
な汚れを低減させ、有効放電領域での放電ムラを生じた
りすることがなくなる。この導電性部材は、一定電位に
維持されているので、コロナ放電ワイヤと導電性部材間
のリークが生じ難い。また、絶縁ブロック内のコロナ放
電ワイヤを導電性部材に近づければ放電が活性化され、
更に効果的に強いイオン風を得られる。更に、一定電位
に維持された導電性部材をコロトロン帯電装置のグリッ
ドとして使用すれば、帯電装置をスコロトロンとして機
能させることができるので、像担持体の表面を所望の電
位に均一に帯電することができる。したがって、新たに
部材を取り付ける必要がないためコストアップがなく、
装置を小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のコロトロン帯電装置が適用される一
般的な電子写真方式を採用した画像形成装置の構成図で
ある。

【図２】 本発明のコロトロン帯電装置の実施例を示す
要部断面図及び同コロトロン帯電装置の絶縁体ブロック
の側面図である。

【図３】 本実施例における像担持体の帯電状態を示す
説明図である。

【図４】 コロトロン帯電装置の要部を拡大して示す説
明図である。

【図５】 コロナ放電ワイヤと対向設置部材の距離とリ
ーク発生限界ワイヤ印加電圧との関係を示すグラフであ
る。

【図６】 従来のコロトロン帯電装置の要部断面図であ
る。

【図７】 従来のコロトロン帯電装置の要部横断面図で
ある。

【図８】 従来のコロトロン帯電装置における像担持体
の帯電状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１…像担持体、２…コロトロン帯電装置、３…現像装
置、４…転写材搬送手段、５…転写電界印加手段、６…
剥離電界印加手段、７…剥離爪、８…清掃装置、９…除
電ランブ、１０…搬送ベルト、１１…導電性シールド部
材、１２…絶縁体ブロック、１３…コロナ放電ワイヤ、
１４…グリッド、１５…給電端子、１６…絶縁性カバ
一、１７…高圧電源、１８…定電圧素子、１９…導電性
部材、Ｌ…照射光

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に沿って伸延する導電性シールド
   部材と、該導電性シールド部材の両端部に配設した絶縁
   体ブロックと、該両端部に配設した絶縁体ブロック間に
   架張されたコロナ放電ワイヤとを有するコロトロン帯電
   装置において、 前記絶縁体ブロックの前記像担持体側に前記コロナ放電
   ワイヤを露出させるための開口部を形成すると共に、前
   記コロナ放電ワイヤと対向する位置に前記コロナ放電ワ
   イヤに印加される電圧と同極性の一定電位に維持される
   導電性部材を設けたことを特徴とするコロトロン帯電装
   置。
2. 【請求項２】前記絶縁体ブロックの内部における前記コ
   ロナ放電ワイヤと前記導電性部材との距離が、前記絶縁
   体ブロックの外部における前記コロナ放電ワイヤと前記
   導電性部材との距離よりも短く設定されていることを特
   徴とする請求項１記載のコロトロン帯電装置。
3. 【請求項３】前記導電性部材が、スリット又は網目で構
   成されたグリッドであることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載のコロトロン帯電装置。