JPH0844143A

JPH0844143A - 帯電装置並びに該帯電装置を備えた画像形成装置

Info

Publication number: JPH0844143A
Application number: JP6140499A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yamauchi; 真山内
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-02-16
Also published as: US5570163A

Abstract

(57)【要約】【目的】シールドケースの開口幅に対する流込み電流の
ピーク部の位置を変えることにより、感光体を帯電する
際に帯電ムラが生ずることを防止し、被帯電体が、表面
粗さが極めて小さい鏡面仕上げされたヒ素セレンなどの
高感度感光体であっても、ハーフトーン画像にムラを生
じることなく良好な帯電を可能とする帯電装置並びに該
帯電装置を備えた画像形成装置を提供することを目的と
する。【構成】帯電ワイヤ２と、該帯電ワイヤ２を囲繞する
とともに感光体３に開口部を対向させた断面コ字状のシ
ールドケース４からなる帯電装置１において、前記シー
ルドケース４の開口部から前記感光体３へ流れ込む電流
のピークが、シールドケース４の中央位置よりも、感光
体３の回転方向に対して上流側に偏位させ、シールドケ
ース３の出口部Ｂにおける帯電電位を均一化させる構成
としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体等の被帯電体を
一様に帯電するための帯電装置並びに該帯電装置を備え
た例えば電子写真複写装置等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子写真複写装置においては、像
担持体としての感光体を一様に帯電した後、感光体上に
像露光することで原稿に対応した静電潜像を形成する。
さらに、感光体上の静電潜像にトナーを静電的に付着さ
せてトナー像とし、このトナー像を用紙に転写するよう
になっている。

【０００３】従来、感光体を一様に帯電するための帯電
装置としての１つとして、コロトロン方式の帯電装置が
広く使用されている。このコロトロン方式の帯電装置
は、帯電ワイヤ（コロナ放電ワイヤともいう）と、該帯
電ワイヤを囲繞するとともに被帯電体である感光体に開
口部を対向させた断面コ字状のシールドケースで構成さ
れる。

【０００４】そして、前記帯電ワイヤに高電圧を印加す
ることで、この帯電ワイヤからコロナ電流を発生せし
め、これを感光体に流し込むことで、感光体表面に電荷
を付与するようになっている。

【０００５】一方、電子写真複写装置においては、複写
スピ−ドに対する高速化の要望が強く、高速機の像担持
体にはヒ素セレンなどの高感度感光体が使用されてい
る。また、ヒ素セレンなどの高感度感光体は、表面を鏡
面状態として、表面粗さに伴う不具合を無くし、長寿命
化を図っている。すなわち、ピン状突起による放電作用
の防止や、凹部に紙粉やトナーが入り込むことによる帯
電不良を防止するようになっている。

【０００６】また、従来の帯電装置は、１本の帯電ワイ
ヤをシールドケースの開口幅の中央位置に配置した構
成。または、２本の帯電ワイヤをシールドケースの開口
幅の中央位置を境とした対称位置に配置した構成となっ
ている。

【０００７】あるいは、帯電ワイヤへの印加電圧を低く
して、所定の帯電量が得られるように特開昭６１−２１
０３７０号に見られるように、帯電ワイヤをシールドケ
ースの下流側に偏位させた帯電装置が考案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように構成した場
合、回転する感光体に対し、シールドケースの開口部か
ら流れ込むコロナ電流（流込み電流）のピークは、シー
ルドケースの開口幅の中央位置やその近傍部分、もしく
は、シールドケースの中央位置よりも下流に偏位した位
置となる。

【０００９】ところが、従来のように帯電ワイヤをシー
ルドケース内の中央もしくは感光体の回転方向下流に偏
位させて配置した場合、帯電のピークがシールドケース
内の中央もしくは感光体の回転方向下流に偏位する。こ
の場合、帯電ムラが発生するという問題がある。

【００１０】ここで、従来のような鏡面加工されていな
い粗面ドラムを使用した場合で帯電ムラが発生した場合
を見る。例えば、表面粗さＲ_Z ＝０．８程度の表面に微
細な凹凸があるドラムでは、ドラムの凹部，凸部ともに
帯電されるため、ドラム表面の単位面積当たりの電荷の
量が多い。そのため、多少の帯電ムラが発生しても、単
位面積当たりの電荷量に大きな変動がないので、これ
が、トナーの付着の大小にさほど影響しない。

【００１１】これに対して、例えば表面粗さＲ_Z ＝０．
２程度の鏡面ドラムを使用した場合、感光体の表面に凹
凸がないので、粗面ドラムに比べてドラム表面の単位面
積当たりの電荷の量が少ない。そのため、帯電ムラが発
生するとその領域の電荷量が大きく変動し、感光体の表
面に電荷がのっていない領域ができてしまう。これによ
って、その領域に対してはトナーが付着せず画像にアバ
タが発生してしまう。特に、この傾向は、ハーフトーン
の画像を出力するときに顕著にあらわれ、鏡面ドラムを
用いる場合の問題点となっていた。

【００１２】本発明は、従来技術の課題を解決すべくな
されたもので、シールドケースの開口幅に対する流込み
電流のピーク部の位置を変えることにより、感光体を帯
電する際に帯電ムラが生ずることを防止し、被帯電体
が、表面粗さが極めて小さい鏡面仕上げされたヒ素セレ
ンなどの高感度感光体であっても、ハーフトーン画像に
ムラを生じることなく良好な帯電を可能とする帯電装置
並びに該帯電装置を備えた画像形成装置を提供すること
を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するための第１の手段として、所定方向に回転し、表面
粗さＲz が０．２以下の感光体と、この表面粗さＲz が
０．２以下の感光体表面に対して開口部を対向させて設
けられたケースと、このケースの前記感光体の移動方向
に沿った方向の幅の中央位置よりも、前記感光体の回転
方向上流に偏位した位置において、前記ケース内に調節
されたワイヤと、このワイヤに対して電圧を印加する手
段とを具備する構成としたものである。

【００１４】また、第２の手段として、所定方向に回転
し、表面粗さＲz が０．２以下の感光体と、この表面粗
さＲz が０．２以下の感光体表面に対して所定のピーク
値を有する電流を流れ込ませることによって前記感光体
の表面を帯電させるものであって、前記感光体の回転方
向上流に流れ込み電流のピーク値が偏位した帯電手段
と、この帯電手段に対して電圧を印加する電圧印加手段
とを具備する構成としたものである。

【００１５】また、第３の手段として、所定方向に回転
し、表面粗さＲz が０．２以下の感光体と、この表面粗
さＲz が０．２以下の感光体表面に対して開口部を対向
させて設けられたケースと、このケース内において、ケ
ースの前記感光体の移動方向に沿った方向の幅の中央位
置よりも前記感光体の回転方向上流、かつ前記ケースの
中央位置までの距離が前記ケースの前記感光体回転方向
上流の側壁までの距離よりも長くなるような位置に張設
されたワイヤと、このワイヤに対して電圧を印加する手
段とを具備する構成としたものである。

【００１６】また、第４の手段として、所定方向に回転
し、表面粗さＲz が０．２以下の感光体と、この表面粗
さＲz が０．２以下の感光体表面に対して電荷を付与す
ることによって帯電する帯電手段と、この帯電手段に対
して電圧を印加する電圧印加手段とを有し、前記帯電手
段は、前記感光体表面に対して開口部を対向させて設け
られたケースと２本のワイヤとを有しており、前記２本
のワイヤ間の前記感光体の回転方向に沿った距離の中央
位置が、前記ケースの前記感光体の回転方向に沿った方
向の中央位置よりも前記感光体回転方向上流側に偏位す
るように前記２本のワイヤが前記ケース内で張設されて
いる構成としたものである。

【００１７】また、第５の手段として、所定方向に回転
し、表面粗さＲz が０．２以下の感光体と、この表面粗
さＲz が０．２以下の感光体表面に対して開口部を対向
させて設けられたケースと、このケースの前記感光体の
移動方向に沿った方向の幅の中央位置よりも前記感光体
の回転方向上流に偏位した位置において、前記ケース内
に張設されたワイヤとからなる帯電手段と、この帯電手
段の前記ワイヤに対して電圧を印加する手段と、前記帯
電手段によって一様に帯電された前記感光体表面に対し
て光を照射することによって前記感光体上に静電潜像を
形成する静電潜像形成手段と、この静電潜像形成手段に
よって形成された静電潜像に対して現像剤を供給するこ
とによって前記潜像を現像する現像手段とを具備する構
成としたものである。

【００１８】

【作用】本発明の上記手段の装置によれば、被帯電体に
対するコロナ電流の流込みピーク部が、シールドケース
の中央位置よりも、被帯電体の回転方向に対して上流側
に偏位している構成としたから、シールドケースの出口
部における電位が均一化され、帯電ムラが防止できるた
め、被帯電体の表面粗さが極めて小さい場合でも、良好
な画像を得ることが可能となる。

【００１９】すなわち、帯電流込電流のピークが、シー
ルドケースの幅方向に対し、その中央位置よりも、前記
被帯電体の回転方向に対して上流側に偏位している。こ
のため、シールドケースの入口側では放電のピークがあ
り、入口側では電位リップルが大きいために一時的に帯
電ムラが生じるが、シールドケースの出口に達するまで
の間に流込み電流が小さい状態での帯電が継続されるた
め、感光体の帯電は均一化される。これにより、表面粗
さの極めて小さい鏡面仕上げの感光体であった場合で
も、ムラのない帯電が行え、ハーフトーン画像にムラが
生じることを防止することが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１ないし図１
１を参照して説明する。図１は、本発明の帯電装置１を
適用した画像形成装置としての電子写真複写装置１０の
構成を概略的に示すものである。装置本体１２の上面に
は、原稿載置台としてのプラテンガラス１４が設けられ
ている。さらに、装置本体１２の上面には、プラテンガ
ラス１４上に載置された原稿Ｄを押える原稿押えカバー
１６が回動自在に取付けられているとともに、前端縁部
に沿って入力／表示手段としてのコントロールパネル
（図示しない）が配置されている。

【００２１】装置本体１２の右側には、上段給紙カセッ
ト１８および下段給紙カセット２０が装着されていると
ともに、装置本体１２の左側には、コピー受２２が装着
されている。

【００２２】また、装置本体１２内には、前記給紙カセ
ット１８，２０から自動給紙された被転写体としての用
紙（普通紙、ＯＨＰシート等）Ｐに画像を形成し、前記
コピー受２２に排紙する画像形成手段２４が収容されて
いる。

【００２３】この画像形成手段２４は、次のような構成
となっている。すなわち、装置本体１２内のほぼ中央部
には、像担持体としての感光体ドラム３が回転自在に設
けられている。

【００２４】この感光体ドラム３は、表面を平滑化処理
され、表面粗さＲ_Z ＝０．１とされている。このように
表面粗さが極めて小さくなるように処理された感光体ド
ラムを鏡面ドラムという。

【００２５】この感光体ドラム３の周囲には、その回転
方向（矢印Ｘ方向）に沿って、感光体ドラム３に光を照
射して残留電荷を除去する残留電荷除去手段としての前
露光装置２６、感光体ドラム３の表面を一様に帯電する
後述する帯電手段としてのコロトロン方式の帯電装置
１、装置本体１２内上部に配設された後述する静電潜像
形成手段としての露光装置２８によりスリット露光され
ることで感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を
粉体現像剤（以後、トナーという）Ｔを用いて現像して
粉体像としてのトナー像ＩＴを形成する現像手段として
の現像装置３０が順に配設されている。

【００２６】さらに、感光体ドラム３に形成された粉体
像としてのトナー像ＩＴを用紙カセット１８あるい２０
から給送される用紙Ｐに対して転写する転写手段として
の転写チャージャ３２、トナー像ＩＴが転写された用紙
Ｐを感光体ドラム３から剥離する剥離手段としての剥離
チャージャ３４、及び、感光体ドラム１１に残存するト
ナーＴを掻落とす清掃手段としてのクリーナ装置３６が
順に配置されている。

【００２７】前記露光装置２８は、装置本体１２の上面
に設けられたプラテンガラス１４にセットされた原稿Ｄ
を背部をリフレクタ３８で囲繞された光源である露光ラ
ンプ４０で照らし、その原稿面からの反射光を第１のミ
ラー４２、第２のミラー４４、第３のミラー４６を順次
介してレンズ４８に導き、さらに、レンズ４８を透過し
た光を、第４のミラー５０を介して感光体ドラム３に導
くようになっている。

【００２８】前記露光ランプ４０および第１のミラー４
２は、プラテンガラス１４の下面に沿って往復移動自在
な第１キャリッジ５２に搭載され、また、第２のミラー
４４および第３のミラー４６は、前記第１キャリッジ５
２の半分の速度で同方向に移動する第２キャリッジ５４
に搭載されている。そして、露光ランプ４０を点灯させ
た状態で、第１，第２のキャリッジ５２，５４を移動さ
せることで、プラテンガラス１４上にセットされた原稿
Ｄの画像情報を走査して、前記帯電装置１と現像装置３
０との間にスリット露光するようになっている。

【００２９】また、装置本体１２内には、前記給紙カセ
ット１８あるいは２０から自動給紙された用紙Ｐを、転
写チャージャ３２と感光体ドラム３との間の像転写部５
６を経てコピー受２２に導く用紙搬送路５８が形成され
ている。

【００３０】用紙搬送路５８には、前記像転写部５６よ
りも用紙Ｐの搬送方向に対して上流側に位置して、整位
手段および搬送手段を兼用するレジストローラ対６０が
配設されている。

【００３１】また、像転写部５６よりも用紙Ｐの搬送方
向に対して下流側に位置して、無端ベルトを有する搬送
装置６２、定着手段としての加熱ローラ式定着装置６
４、および排紙ローラ対６８が配設された状態となって
いる。

【００３２】また、上記のように構成された電子写真複
写装置１０は、図２に示す制御装置としてのＣＰＵ７０
により動作制御がなされるようになっている。ＣＰＵ７
０には、電子写真複写装置１０全体を動作させるための
規則，例えば、帯電装置１，前露光装置２６，露光装置
２８，現像装置３０，転写チャージャ３２，剥離チャー
ジャ３４，クリーナ装置３６などを制御するための制御
量、用紙搬送路５８を用紙Ｐが通過する際の通過時間、
及び、各カセット１８，２０のサイズ表示部から各カセ
ットに収容されている用紙Ｐのサイズを判定するための
サイズデータなどが記憶されているＲＯＭ（図示しな
い）を有している。

【００３３】さらに、ＣＰＵ７０には、コントロールパ
ネル（図示しない）から入力された複写枚数データ，複
写倍率データ、及び、各センサ（図示しない）から出力
された電子写真複写装置１０の動作状態、例えば、現在
選択されているカセット、及び、用紙Ｐの現在位置等が
一時的に記憶されるＲＡＭ（図示しない）を有してい
る。

【００３４】ＣＰＵ７０には、また，帯電装置１，転写
チャージャ３２，剥離チャージャ３４などに高圧電圧を
供給するための帯電トランス５，転写トランス７４，Ａ
Ｃトランス７６を付勢する高電圧出力回路７８、および
感光体ドラム３を駆動するためのドラムモータ８０を付
勢するためのモータドライバ８２などが接続されてい
る．次に、本発明の帯電装置１を適用した電子複写装置
１０の動作を説明するまず、原稿Ｄの複写にあたって
は、感光体ドラム３が矢印Ｘ方向に回転するとともに前
露光装置２６により残留電荷が除去された後、帯電装置
１により一様に帯電される。

【００３５】ついで、一様に帯電された感光体ドラム３
上に露光装置２８により原稿Ｄが走査されて感光体ドラ
ム３上にスリット露光される。そして、感光体ドラム３
上に原稿Ｄに対応する静電潜像が形成される。

【００３６】感光体ドラム３上に形成された静電潜像
は、現像装置３０によりトナーＴが付与されて現像さ
れ、感光体ドラム３上にトナー像ＩＴが形成される。一
方、この感光体ドラム３上へのトナー像ＩＴの形成動作
に並行して、上段給紙カセット１８あるいは下段給紙カ
セット２０から用紙Ｐが取り出され、停止中のレジスト
ローラ対６０に突き当たって先端整位が行われる。

【００３７】そして、所定時間経過後、レジストローラ
対６０が回転して用紙Ｐが像転写部５６に向けて搬送が
開始され、転写チャージャ３２の働きにより感光体ドラ
ム３上のトナー像ＩＴが用紙Ｐに転写される。

【００３８】ついで、トナー像ＩＴが転写された用紙Ｐ
は、ＡＣコロナ放電による剥離チャージャ３４により剥
離された後、搬送装置６２を介して定着装置６４に導か
れ、この定着装置６４によってトナー像ＩＴが用紙Ｐに
溶融定着される。この後、用紙Ｐは、排紙ローラ対６８
によりコピー受２２上に排出される。

【００３９】一方、用紙Ｐにトナー像ＩＴが転写された
後の感光体ドラム３は、クリーニング装置３６により残
留トナーＴが除去され、次の複写動作を可能にしてい
る。図３及び図４は、本発明の帯電装置１を示すもの
で、図３はフロント側部分、図４はリア側部分を示す。

【００４０】帯電装置１は、図５にも示すように、帯電
ワイヤ（コロナ放電ワイヤともいう）２と、この帯電ワ
イヤ２を囲繞するとともに被帯電体である感光体ドラム
３に開口部９０を対向させた断面コ字状のシ−ルドケー
ス４を備えたコロトロン方式の帯電装置からなる。

【００４１】帯電ワイヤ２は、その一端を帯電ワイヤ端
子９２を介してシ−ルドケース４のフロント側端部に配
設されたターミナル９４の給電端子９６に接続され、他
端を帯電ワイヤ端子９８及び導電性スプリング１００を
順次介してシ−ルドケース４のリア側端部に配設された
ターミナル１０２の給電端子１０４に接続されている。

【００４２】また、帯電ワイヤ２は、前記ターミナル９
４，１０２にそれぞれ形成されたＶ溝１０６，１０６に
よって、シ−ルドケース４内における位置決めを行って
いる。すなわち、シ−ルドケース４の幅方向に位置する
第１、第２の壁部４Ａ，４Ｂに対する距離（図５におけ
る寸法Ｌ₁ ，Ｌ₂ ）と、シ−ルドケース４の天井壁４Ｃ
及び開口端面に対する距離（図５における寸法Ｈ_2,Ｈ
₃ ）とを規制するようになっている。

【００４３】さらに、この帯電装置１は、図３及び図４
に示すように、フロント側に位置する一端に把手１１０
Ａを備えたホルダ１１０を有し、このホルダ１１０が電
子写真複写装置１０の装置本体１２内に設けられた図示
しない挿入ガイドと係合して長手方向に挿脱自在に支持
されるようになっている。

【００４４】また、帯電ワイヤ２には帯電トランス（高
圧トランス）５を介して高電圧が印加されるようになっ
ており、また、シールドケース４は接地された状態とな
っている。

【００４５】また、前記帯電ワイヤ２は、シールドケー
ス４の中央位置よりも、感光体３の回転方向（矢印Ｘ方
向）に対して上流側、すなわち、シールドケース４の入
口部Ａ点に近い方向（Ｌ₁ ＜Ｌ₂ ）、すなわち、図６に
おける（ｂ）の位置に偏位している。

【００４６】本実施例においては、シールドケース４の
幅方向の長さが３cmであり、帯電ワイヤ２はシールドケ
ース４の感光体回転方向における上流側に位置する第一
の壁面４Ａから１０mm離れた地点に配置されている。こ
の位置を図６における（ｂ）の位置とする。このよう
に、（ｂ）の位置に帯電ワイヤ２を配置して帯電を行っ
た場合、感光体ドラム３へ流れ込む流込電流のピーク
は、図７の（ｂ）の位置にある。

【００４７】ここで、本願発明において、シールドケー
ス４内において帯電ワイヤ２を上記（ｂ）の位置に配置
することの意味について説明する。シールドケース４内
に帯電ワイヤ２を配して帯電を行った場合、感光体ドラ
ム３への流込電流の分布は、帯電ワイヤ２の位置に相当
する部分の流込電流が最も高く、この帯電ワイヤ２から
遠ざかるほど流込電流が小さくなるという分布となる。

【００４８】ここで、感光体ドラム３表面を帯電するた
めの電荷のほとんどは、流込電流のピーク値に近い部分
での帯電に与えられている。ところが、流込電流がピ−
ク値に近い部分での帯電は電位リップルが大きく、帯電
ムラが生じ易い。

【００４９】ところで、本願発明者は、前記帯電装置１
による帯電において、流込電流がピーク値より低い部分
での帯電では、電位リップルが小さく、前記ピーク値近
傍で行われた帯電にて生じた帯電ムラを除去し、感光体
ドラム３上の電荷の分布を平坦化する役割を果たしてい
ることを発見した。

【００５０】すなわち、流込電流がピーク値での帯電を
行った後、流込電流がピーク値以下での帯電を行う時間
を長くするほうが、帯電ムラを防止できることを発見し
た。しかしながら、帯電ワイヤ２をシールドケース４内
の感光体ドラム３の回転方向上位流に配置し過ぎると、
今度は、帯電ワイヤ２からシールドケース４の壁面に電
流がリークし、十分な帯電を行えないことがわかった。

【００５１】そのため、本実施例においては、壁面から
壁面までが３０mmの大きさのシールドケース４内におい
て、帯電ワイヤ２の配置位置を、感光体ドラム３の回転
方向上流のシールドケース４の第１の壁部４Ａから１０
mm（第２の壁部４Ｂから２０mm）、すなわち、図９にお
ける（ｂ）の位置とすることによって、ピーク電流での
帯電を行った以降に、ピーク値以下の低い電流値による
帯電を行う時間をかせぐとともに、帯電ワイヤ２から第
１の壁部４Ａへの電流リークをも防止してムラのない帯
電を実現するものである。

【００５２】以下に、本実施例の帯電装置１において、
シールドケース４内での帯電ワイヤ２の位置を変えて帯
電を行った場合の実験例を示す。図６において、シール
ドケース４の幅方向に位置する第１、第２の壁部４Ａ，
４Ｂの間隔Ｗを３０mm、天井壁４Ｃからの第１，第２の
壁部４Ａ，４Ｂの長さＨ₁ を２０mm、天井壁４Ｃから帯
電ワイヤ２までの長さＨ₂ を１３mm、それぞれの帯電ワ
イヤ２の配置間隔Ｌを５mmに設定した。すなわち、
（ａ）はシールドケース４の入口部Ａ点から５mm離れた
状態、すなわち、ワイヤ２がシールドケース４の中央位
置よりも上流で、かつ、シールドケース４の中央位置よ
りもシールドケース４の入口部Ａ点より近い位置にある
状態、（ｂ）はシールドケース４の入口部Ａ点から１０
mm離れた状態、すなわち、ワイヤ２がシールドケース４
の中央位置よりも上流で、かつ、シールドケース４の入
口部Ａ点よりもシールドケース４の中央位置Ｃに近い位
置にある状態、（ｃ）はシールドケース４の入口部Ａ点
から１５mm離れた状態、すなわち、中央位置にある従来
の状態、（ｄ）はシールドケース４の入口部Ａ点から２
０mm、シールドケース４の出口部Ｂ点から１０mm離れた
状態、すなわち、ワイヤ２がシールドケース４の中央位
置よりも下流で、かつ、シールドケース４の出口部Ｂ点
よりもシールドケース４の中央位置に近い位置にある状
態、（ｅ）はシールドケース４の入口部Ａ点から２５m
m、シールドケース４の出口部Ｂ点から５mm離れた状
態、すなわち、ワイヤ２がシールドケース４の中央位置
よりも下流で、かつ、シールドケース４の中央位置に近
い位置よりもシールドケース４の出口部Ｂ点に近い位置
にある状態となっている。

【００５３】帯電ワイヤ２の位置を、図６の（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の位置にそれぞれ設定
したとき、シールドケース４の開口部９０から感光体３
へ流れ込む流込電流（コロナ電流）のピークが、図７の
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す位置と
なる。

【００５４】なお、図７における電流値の値は、後述す
る「ワイヤ２からシールドケース４の壁部４Ａ，４Ｂへ
の電流のリーク」については考慮していない。ここで、
図７に示すように、帯電ワイヤ２をシールドケース４の
第１の壁部４Ａに近付けるほど帯電のピークが帯電装置
１の入口側に移動し、ピーク値以下の低い流込電流での
帯電領域が帯電装置１の出口側に偏位する。また、帯電
ワイヤ２をシールドケース４の第２の壁部４Ｂに近付け
るほど帯電のピークが帯電装置１の出口側に移動し、ピ
ーク値以下での低い流込電流の帯電領域が帯電装置１の
入口側に偏位することになる。

【００５５】また、図９は、上記各（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ），（ｅ）点における流込電流と感光体表
面電位およびワイヤ印加電圧の関係を示す。この図から
も明らかなように、帯電ワイヤ２を前記（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）のどの位置に配したと
しても、流込電流が約３００μＡのときの感光体表面電
位は７５０Ｖであり流込電流が約２００μＡのときの感
光体表面電位は５００Ｖ程度となり、流込電流と感光体
表面電位は正比例の関係にあり、帯電ワイヤ２の位置に
よる違いは見られない。

【００５６】ところが、ワイヤ印加電圧と表面電流の差
の大きさとを比較すると、帯電ワイヤ２の位置がシール
ドケース４の中央に近いほど効率良く流込電流を発生さ
せることができることがわかる。これは、（ａ），
（ｅ）の位置では、帯電ワイヤ２からシールドケース４
へ電荷のリークが発生していることによる。

【００５７】ここで、図８に電流の総量を１０００μＡ
としたときのシ−ルドケ−ス４への流込電流の量を示
す。ワイヤ２からシールドケース４への流込電流は、図
８に示すように、ワイヤ２がシールドケース４の壁面に
近付くほど大きくなる。

【００５８】シールドケース４の両方の壁から最も遠い
位置であるシールドケース４の中央位置Ｃでは、当然な
がらシールドケース４への流込電流は最も少ない。ここ
で、図８に示すように、ワイヤ２からシールドケース４
への流込電流は、ワイヤ２の配置位置をシールドケース
４のセンタ位置とシールドケース４の壁面４Ａ，４Ｂと
の中間点を越えるあたりから急激に大きくなることがわ
かる。

【００５９】ワイヤ２からシールドケース４に対して流
れ込むリーク電流は、図８で示すように、ワイヤ２の位
置がシールドケース４の壁に近付くほど指数関数的に増
大する。故に、図６中の（ａ）点，（ｅ）点においては
大部分の電流がシールドケース４にリークするため、
７．０ＫＶ印加しても、ワイヤ２から感光体表面へ流れ
込む電流は、２２０μＡ程度でしかなく、感光体表面を
十分に帯電させる程度の流れ込み電流量が得られない。

【００６０】したがって、ワイヤ２からシールドケース
４への流れ込み電流量を抑えて、帯電効率を上げるため
には、ワイヤ２の位置は、シールドケース４のセンタ位
置とシールドケース４の壁面の中間点よりもシールドケ
ース４のセンタ寄りの位置、すなわち、ワイヤ２とシー
ルドケース４の壁面までの距離の方がワイヤ２とシール
ドケース４のセンタまでの距離よりも長くなるような位
置に配置すればよい。よって、図６の例においてはワイ
ヤ２は（ｂ），（ｃ），または（ｄ）の位置に配置すれ
ば良い。

【００６１】したがって、流込電流とワイヤ印加電圧の
関係からのみ見ると、帯電ワイヤ２のは位置は（ｂ），
（ｃ），（ｄ）が良い。しかしながら、帯電ワイヤ２を
シールドケース４の中央位置にある（ｃ）点、および、
シールドケース４の出口部Ｂ点に近い（ｄ）点に配置し
たときは、感光体ドラム３上に帯電ムラが生じ、良好な
ハーフトーン画像が得られず、本願発明のように、シー
ルドケース４の中央位置よりも感光体３の回転方向に対
して上流側に偏位、すなわち、シールドケース４の入口
部Ａ点に近い（ｂ）点に設置したものにおいては、感光
体ドラム３上に帯電ムラが生じることなく、良好なハー
フトーン画像が得られた。

【００６２】その原因について、図１０，図１１，図１
２を参照して説明する。図１０は帯電ワイヤ２をシール
ドケース４の中央位置より入口部Ａ点に偏位した（ｂ）
点に設置した場合。図１１は帯電ワイヤ２をシールドケ
ース４の中央位置より出口部Ｂ点に偏位した（ｃ）点に
設置した場合。図１２は帯電ワイヤ２を中央位置の
（ｃ）点に設置した場合を示す。

【００６３】そして、本願発明のシールドケース４の中
央位置より入口部Ａ点に近い（ｂ）点に設置した場合に
は、放電のピークは前述したように図７の（ｂ）に示す
ように入口部Ａ点側に片寄った状態となる。

【００６４】このため、帯電装置１のシールドケース４
の中央位置に対向する感光体ドラム３上の位置Ｃ点にお
いては、すでに、帯電に寄与する電荷の大部分が与えら
れている。

【００６５】この時点では、感光体ドラム３上のＣ点に
おいて、帯電ムラが残った状態となっており、図１０に
示されるように、Ｃ点での感光体ドラム３の表面電位Ｖ
_H1には、バラツキが生じている。しかしながら、帯電ワ
イヤ２を（ｂ）の位置に配置しているので、帯電のピー
クは、Ｃ点ではすでに通り越しており、以降は流込電流
が小さい値での帯電が帯電装置１の出口部Ｂ点まで継続
される。

【００６６】これにより、Ｃ点において存在した帯電ム
ラは、出口部Ｂ点においてはすでに修正されており、表
面電位Ｖ_H2は安定しており、感光体ドラム３の表面は均
一に帯電されて次工程へと向かう。これにより、帯電ワ
イヤ２を（ｂ）の位置に配置したときには、ハーフトー
ンの画像出力を行っても画像ムラが生じない。

【００６７】次に、帯電ワイヤ２をシールドケース４の
中央位置に対応する（ｃ）点に設置した場合には、シー
ルドケース４の中央位置の真下に帯電のピークが位置す
るために（ｃ）点に配置された帯電ワイヤ２の真下に対
応する感光体ドラム３上の前記Ｃ点においては、図１１
に見られるような帯電ムラが発生している。

【００６８】帯電ワイヤ２がＣ点にあるとき、感光体ド
ラム３に対して、低い流込電流での帯電は、帯電ワイヤ
２の位置（ｃ）点の真下から出口部Ｂ点までの間で行わ
れる。しかしながら、この場合、低流込電流での帯電を
行う領域が帯電ワイヤ２を（ｂ）点に配置したときより
も狭いため、帯電ムラを均一にするための作用を十分に
得ることができず、図１１に示すように、出口部Ｂ点に
おける感光体ドラム３上の表面電位Ｖ_H2に帯電ムラが若
干残ったままになってしまう。

【００６９】また、帯電ワイヤ２をシールドケース４の
中央位置よりも出口部Ｂ点に近い（ｄ）点に設置した場
合、放電のピークはシールドケース４の中央位置よりも
出口部Ｂに偏った状態となる。そのため、シールドケー
ス４の中央位置に対向する感光体ドラム３上の位置Ｃ点
においては、まだ、ピーク値による帯電を経ていないの
で、図１２に見られるように帯電ムラは小さいものの、
ほとんど帯電されていない。

【００７０】その後、感光体ドラム３は回転を続け、シ
ールドケース４の前記（ｄ）点に配置された帯電ワイヤ
２の真下に達した時点で、ピーク値での帯電を受け、大
部分の電荷が感光体ドラム３上に付与される。しかしな
がら、この場合、ピーク値での帯電を受けた後の感光体
ドラム３がピーク値以下での低電流の帯電を受ける領域
は、前記（ｄ）点に配置された帯電ワイヤ２の真下から
出口部Ｂまでのわずかの間しかない。

【００７１】そのため、帯電ムラを均一にするための作
用を十分に得ることができないため、図１２に示すよう
に、出口部Ｂ点において感光体ドラム３上の表面電位Ｖ
_H2には、ピーク値での帯電時に生じた帯電ムラがほとん
どそのまま残っている。

【００７２】すなわち、帯電ワイヤ２を上記（ｃ），
（ｄ）点に配置した場合には、感光体ドラム３の表面に
帯電ムラを残したまま、感光体ドラム３は次の工程へと
回転を続けることになり、特に本実施例のような鏡面ド
ラムを用いてハーフトーン画像の出力を行うときには、
画像上にムラが生じてしまうことになる。

【００７３】なお、上記実施例では、感光体ドラム３の
表面粗さはＲ_z ＝０．１の例について説明したが、以下
に、感光体ドラム３の表面粗さはＲ_z を０．１〜０．９
まで変更した場合の実験例について示す。

【００７４】このときの画像形成条件は、Ｖ₀ ＝＋７５
０Ｖ、Ｖ_b ＝＋２００Ｖ、ハーフトーン時の濃度Ｉd ＝
０．６とする。この条件で、連続コピーを行ったときに
画像上に帯電不良による白ヌケが発生するまでのコピー
枚数、及びハーフトーン画像を形成するときの１枚のコ
ピー画像全体に占める画像ムラ発生領域の割合を測定し
た。この結果を、表１及び図１３に示す。

【００７５】

【表１】

【００７６】まず、表面粗さをパラメータしたときの白
ヌケ画像発生までの期間について見てみる。前述したよ
うに、感光体ドラムの表面粗さが大きくなると、紙屑や
トナー等が感光体ドラム上の窪みに入り込んでしまい、
詰まった紙屑等に電流がリークするために、帯電不良を
引き起こすことが知られている。

【００７７】今回の実験によれば、感光体表面粗さＲ_z
が０．２以下の時は、帯電不良による白ヌケ画像全く発
生しなかった。しかしながら、表面粗さＲz が０．３を
越えると白ヌケ画像が発生するようになり、表面粗さが
粗くなるほど（Ｒz が大きくなるほど）少ない枚数で白
ヌケ画像が発生することがわかる。

【００７８】次に、表面粗さをパラメータしたときのハ
ーフトーン画像における画像ムラ発生領域の割合につい
て、ワイヤの位置との関係を見てみる。まず、ワイヤ２
の位置が（ｂ）点にあるときの実験結果について見る。
ワイヤ２がシ−ルドケ−ス４のセンタに対して感光体ド
ラム３の回転方向上流側に偏位した位置（ｂ）にあると
きには、感光体ドラム３の表面粗さにかかわらずハーフ
トーン画像に対する画像ムラは全く発生しなかった。こ
れは、前述したように、ワイヤ２を上流に偏位させるこ
とによって、帯電ムラをほとんど無くすことができるた
め、ハーフトーン等を現像するときにもトナーが感光体
ドラム３上に均一に載るためである。

【００７９】次に、ワイヤが（ｃ）点にあるときは、表
面粗さＲ_z が小さいほどハーフトーン画像における画像
ムラ発生領域の割合が大きくなっていくことがわかる。
この傾向は、ワイヤ２がシールドケース４内のさらに下
流の（ｄ）点に位置する場合、なお顕著となる。

【００８０】この理由については既に述べた通りであ
り、感光体ドラム３の表面粗さが小さくなるほど帯電ム
ラの影響がトナー画像に出やすい傾向にあるからであ
る。以上の実験結果から考えれば、画像に白ヌケが発生
することなく、しかも、ハーフトーン画像にムラが生じ
ないようにするためには、感光体ドラム３の表面粗さＲ
_z を０．２以下の鏡面ドラムを用い、かつ、帯電ワイヤ
２の位置をシ−ルドケ−ス４のセンタに対して感光体ド
ラム３の回転方向上流側に偏位した位置に配置すること
が必須条件である。

【００８１】しかも、前述したようにワイヤ２をシ−ル
ドケ−ス４の壁面に近付きすぎると感光体ドラム３への
流込電流が極端に低下するため、帯電ワイヤ２はシ−ル
ドケ−ス４のセンタよりも、感光体ドラム３の回転方向
上流側で、かつシ−ルドケ−ス４の壁面よりはシ−ルド
ケ−ス４のセンタに近い位置に張設する必要がある。

【００８２】以上のように構成することによって、どん
な場合においてもムラのない美しいがぞを形成すること
ができるものである。なお、上述の一実施例の説明にお
いて、帯電ワイヤ２を１本設けた帯電装置について説明
したが、帯電ワイヤ２を複数本、例えば２本設けるもの
にあっては、図１４に示すように、帯電流込電流のピー
クを、前述の一実施例と同様に、２本の帯電ワイヤ２，
２を、シールドケース４の中央位置よりも感光体３の回
転方向に対して上流側、すなわち、入口部Ａ側にシフト
することにより、良好なハーフトーン画像が得られる。

【００８３】なお、図１４の説明において、前述の一実
施例の構成と同一部分は同一の符号を付して重複説明を
省略する。また、図１５に示すように、シールドケース
４内に複数の帯電ワイヤ２₁ ，２₂ を設けた場合に、シ
ールドケース４の感光体３の回転方向の最上流側にある
帯電ワイヤ２₁ と、最上流側にある帯電ワイヤ２₂ との
間を二等分する位置（図７中二点鎖線で示す）が、シー
ルドケース４の中央位置よりも感光体３の回転方向に対
して上流側にシフトするように配置しても良い。この様
に配置した場合も、帯電ワイヤ２₁ ，２₂ から感光体３
に流れ込む電流のピ−クは、シールドケース４の中央位
置よりも感光体３の回転方向に対して上流側にシフトす
るので良好なハーフトーン画像が得られる。

【００８４】なお、図１５の説明においても、上述の実
施例の構成と同一部分は同一の符号を付して重複説明を
省略する。その他、本発明は、本発明の要旨を変えない
範囲で、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００８５】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の装置によ
れば、装置によれば、被帯電体に対するコロナ電流の流
込みピーク部が、シールドケースの中央位置よりも、被
帯電体の回転方向に対して上流側に偏位している構成と
したから、シールドケースの出口部における電位が均一
化され、帯電ムラが防止できるため、被帯電体の表面粗
さが極めて小さい場合でも、良好な画像を得ることが可
能となる。

【００８６】すなわち、帯電流込電流のピークが、シー
ルドケースの幅方向に対し、その中央位置よりも、前記
被帯電体の回転方向に対して上流側に偏位している。こ
のため、シールドケースの入口側では放電のピークがあ
り、入口側では電位リップルが大きいために一時的に帯
電ムラが生じるが、シールドケースの出口に達するまで
の間に流込み電流が小さい状態での帯電が継続されるた
め、感光体の帯電は均一化される。これにより、表面粗
さの極めて小さい鏡面仕上げの感光体であった場合で
も、ムラのない帯電が行え、ハーフトーン画像にムラが
生じることを防止することが可能となるといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電装置が組込まれる電子写真複写装
置の概略正面図。

【図２】図１に示される電子写真複写装置の制御部を示
すブロックダイアグラム。

【図３】本発明の帯電装置の一実施例を示すフロント側
部分を示す斜視図。

【図４】本発明の帯電装置の一実施例を示すリア側部分
を示す斜視図。

【図５】本発明の帯電装置の一実施例の構成を概略的に
示す図。

【図６】同実施例において帯電ワイヤの配設位置を複数
箇所設定した状態を示す図。

【図７】図６のように帯電ワイヤの配設位置を複数箇所
設定した場合における各位置での感光体への流込電流の
状態を示す図。

【図８】図６のように帯電ワイヤの配設位置を複数箇所
設定した場合における各位置でのシ−ルドケ−スへの流
込電流の量を示す図。

【図９】図６のように帯電ワイヤを複数箇所設定した場
合における各位置での流込電流と感光体表面電位および
ワイヤ印加電圧の関係を示す図。

【図１０】帯電ワイヤが図６の（ｂ）の位置にあるとき
のシールドケースの入口部と出口部における表面電位の
状態を示す説明図。

【図１１】帯電ワイヤが図６の（ｃ）の位置にあるとき
のシールドケースの入口部と出口部における表面電位の
状態を示す説明図。

【図１２】帯電ワイヤが図６の（ｄ）の位置にあるとき
のシールドケースの入口部と出口部における表面電位の
状態を示す説明図。

【図１３】感光体表面粗さ（Ｒz ）をパラメータしたと
きの実験における不具合発生状況を示す図。

【図１４】本発明の帯電装置の第１の他の実施例の構成
を概略的に示す図。

【図１５】本発明の帯電装置の第２の他の実施例の構成
を概略的に示す図。

【符号の説明】

１…帯電装置、２…帯電ワイヤ、３…感光体（被帯電
体）、４…シールドケース、５…高圧トランス、１０…
電子写真複写装置（画像形成装置）、２４…画像形成手
段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方向に回転し、表面粗さＲz が０．２
以下の感光体と、この表面粗さＲz が０．２以下の感光体表面に対して開
口部を対向させて設けられたケースと、このケースの前記感光体の移動方向に沿った方向の幅の
中央位置よりも、前記感光体の回転方向上流に偏位した
位置において、前記ケース内に調節されたワイヤと、このワイヤに対して電圧を印加する手段と、を具備する
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】所定方向に回転し、表面粗さＲz が０．２
以下の感光体と、この表面粗さＲz が０．２以下の感光体表面に対して所
定のピーク値を有する電流を流れ込ませることによって
前記感光体の表面を帯電させるものであって、前記感光
体の回転方向上流に流れ込み電流のピーク値が偏位した
帯電手段と、この帯電手段に対して電圧を印加する電圧印加手段と、
を具備することを特徴とする帯電装置。
【請求項３】所定方向に回転し、表面粗さＲz が０．２
以下の感光体と、この表面粗さＲz が０．２以下の感光体表面に対して開
口部を対向させて設けられたケースと、このケース内において、ケースの前記感光体の移動方向
に沿った方向の幅の中央位置よりも前記感光体の回転方
向上流、かつ前記ケースの中央位置までの距離が前記ケ
ースの前記感光体回転方向上流の側壁までの距離よりも
長くなるような位置に張設されたワイヤと、このワイヤに対して電圧を印加する手段と、を具備する
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項４】所定方向に回転し、表面粗さＲz が０．２
以下の感光体と、この表面粗さＲz が０．２以下の感光体表面に対して電
荷を付与することによって帯電する帯電手段と、この帯電手段に対して電圧を印加する電圧印加手段とを
有し、前記帯電手段は、前記感光体表面に対して開口部を対向
させて設けられたケースと２本のワイヤとを有してお
り、前記２本のワイヤ間の前記感光体の回転方向に沿っ
た距離の中央位置が、前記ケースの前記感光体の回転方
向に沿った方向の中央位置よりも前記感光体回転方向上
流側に偏位するように前記２本のワイヤが前記ケース内
で張設されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】所定方向に回転し、表面粗さＲz が０．２
以下の感光体と、この表面粗さＲz が０．２以下の感光体表面に対して開
口部を対向させて設けられたケースと、このケースの前
記感光体の移動方向に沿った方向の幅の中央位置よりも
前記感光体の回転方向上流に偏位した位置において、前
記ケース内に張設されたワイヤとからなる帯電手段と、この帯電手段の前記ワイヤに対して電圧を印加する手段
と、前記帯電手段によって一様に帯電された前記感光体表面
に対して光を照射することによって前記感光体上に静電
潜像を形成する静電潜像形成手段と、この静電潜像形成手段によって形成された静電潜像に対
して現像剤を供給することによって前記潜像を現像する
現像手段と、を具備することを特徴とする画像形成装
置。