JPH10104911A

JPH10104911A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH10104911A
Application number: JP8255029A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ono; 茂雄大野; Koji Masuda; 晃二増田; Kazuo Asano; 和夫浅野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電時の放電現象によって発生した放電生成
ガス（Ｏ₃，ＮＯ_X）によって形成された放電生成物が
感光体に付着することによって感光体表面の変質や劣化
を招き、画像欠陥の原因となる。【解決手段】感光体１２の非帯電時に第３電極に設け
られた荷電粒子放出用の孔７Ａを閉塞する樹脂フィルム
８を設ける。樹脂フィルム８によって孔７Ａを閉塞する
ことにより第２電極に形成された放電部５Ａを遮蔽す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式による
複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いる帯電装置に
関し、特に、感光体に放電生成物（硝安、硝酸等）が付
着することによって発生する感光体の変質、劣化に基づ
く画像欠陥を防止するようにした帯電装置に関する。

【０００２】

【従来技術】電子写真方式を用いた画像形成装置は、帯
電部から付与される所定の電荷に基づいて帯電された感
光体上に、光導電現象を利用して静電的な電荷による像
（静電潜像）を形成し、静電潜像と逆極性に帯電された
トナーを付着させて形成されたトナー像を転写体又は記
録用紙等の転写媒体に圧力および静電力によって転写し
ている。

【０００３】図１０は、従来の画像形成装置を示し、感
光体ドラム２１上に一様に電荷を付与する帯電器２０
と、画像情報に基づく光ビームの走査に基づいて感光体
ドラム２１上に形成された静電潜像を所定のカラーのト
ナーで現像してトナー像を形成する現像器２２と、感光
体ドラム２１上に形成されたトナー像を用紙搬送部を介
して搬送される記録用紙２３に転写するための電荷を付
与する転写用帯電器２４と、記録用紙２３に転写された
トナー像を熱融着させる定着器２５と、感光体ドラム２
１上に残留したトナーを除去するクリーナ２６と、感光
体ドラム２１を除電する除電器２７とを有する。

【０００４】上記した画像形成装置に用いられる帯電器
として、例えば、コロトロンやスコロトロン等の放電ワ
イヤ型帯電器が知られている。放電ワイヤ型帯電器は、
コの字断面の溝形状を有するシールドケーシング内にタ
ングステン等の放電ワイヤを張架し、この放電ワイヤに
高電圧を印加してコロナ放電を発生させることにより感
光体に電荷を付与する。

【０００５】しかし、放電ワイヤ型帯電器は放電ワイヤ
に印加される電圧が高いため、トナー、紙粉、ダスト等
の異物が放電ワイヤに付着し易く、異物の付着によって
電位むらを生じることがあり、清掃や交換といった定期
的なメンテナンスを要するという問題がある。また、画
像形成装置のプロセススピードを高めるために放電電流
を高めようとすると、放電ワイヤとシールドケーシング
との間で火花放電が生じて放電電流の制限が生じる。

【０００６】かかる問題を解決する帯電装置として、特
開昭６０−１４２３６７号公報に開示されるものがあ
る。

【０００７】図１１は、特開昭６０−１４２３６７号公
報に開示される帯電装置を示し、一面に第１電極２８を
有する第１誘電体層２９と、第１誘電体層２９の他方の
面に設けられる第２電極３０と、第２電極３０に第２誘
電体層３１を介して積層される第３電極３２と、背面電
極３３の表面に設けられる感光体表面３４と、第１電極
２８と第２電極３０との間にマッチングコンデンサ３９
を介して交流電圧を印加する交流電源３５と、第２電極
３０と第３電極３２との間に保護抵抗器３７を介して直
流電圧を印加する直流電源３６と、直流電源３６と背面
電極３３との間に接続される直流電源３８とを有する。

【０００８】上記した帯電装置は、第１電極２８と第２
電極３０によって形成される交流電界で発生したイオン
を、第２電極３０および背面電極３３によって形成され
る直流電界に基づいて放出させて感光体表面３４を帯電
させるので、放電電流を大にすることができる。また、
第１電極２８と交流電源３５との間にマッチングコンデ
ンサ３９を設けることによって、第１誘電体層２９が絶
縁破壊を生じた場合に放出される放電エネルギーを抑制
する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の帯電装
置によると、放電時にオゾンや窒素酸化物（ＮＯ_X）等
の放電生成ガスが発生し、空気中の水分やアンモニア等
と反応することによって硝酸や硝安等の吸湿性の高い放
電生成物が発生するため、特に、感光体から近い距離に
配置される固体放電型の帯電装置では、画像形成装置を
停止すると、帯電装置の内部に溜まった放電生成物や、
未反応の放電生成ガスに基づく新たな放電生成物が生成
されて感光体表面に付着し、潜像のリークや感光体の電
荷保持機能を低下させて像流れ等の画像欠陥を発生させ
るという問題がある。従って、本発明の目的は感光体へ
の放電生成物の付着を防止することのできる帯電装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、放電部で発生させた荷電粒子を被帯電部
材に付与して前記被帯電部材を所定の電位に帯電させる
帯電装置において、前記被帯電部材の非帯電時に前記放
電部を遮蔽する遮蔽手段を有する帯電装置を提供する。

【００１１】また、本発明は上記した目的を達成するた
め、誘電体の一方の面に設けられる第１の電極と、前記
誘電体の他方の面に設けられ、前記第１の電極との間に
電圧を印加されることによって荷電粒子を発生する放電
部を所定の間隔で配置した第２の電極と、前記第２の電
極との間に絶縁体を介して設けられ、前記所定の間隔と
等間隔で形成されて被帯電部材に付与される前記荷電粒
子の放出量を制御する制御孔を有する第３の電極と、前
記第１の電極および前記第２の電極との間に電圧を印加
していないとき、前記第３の電極の前記制御孔を閉塞し
て前記放電部を遮蔽する遮蔽手段を有する帯電装置を提
供する。

【００１２】上記遮蔽手段は、制御孔の配列に基づいて
形成された開孔部を有する巻取り可能な樹脂あるいは金
属等のフィルム部材であり、帯電時には制御孔の位置に
開孔部を配置することによって放電部を開放し、非帯電
時には制御孔の位置に非開孔部を配置することによって
放電部を遮蔽する構成としても良い。また、第１および
第２の電極は、第３の電極と相対的に変位できるように
構成されており、遮蔽手段は、第３の電極の制御孔が形
成されていない領域である構成としても良い。

【００１３】帯電装置の放電現象によって発生した放電
生成ガスは、濃度が高いほど放電生成物の生成反応を起
こしやすい特徴を有し、放電生成ガスに基づいて生成さ
れた放電生成物が帯電動作の終了後に感光体に吸着され
て化学反応を生じることによって感光体を変質させる。
これら一連の過程が進行し完了するまでに数十秒から数
十分の時間を要することから、帯電動作の終了後に遮蔽
手段で放電部を遮蔽することにより放電生成ガスや放電
生成物の拡散を抑制する。感光体の帯電が行われている
ときは、感光体が回転しているので放電生成ガスや放電
生成物が滞留することがなく、変質や劣化が生じたとし
ても感光体表面がクリーナ等の清掃部材によって清掃さ
れることから感光体の変質や劣化を進行させることはな
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の帯電装置を図面を
参照しつつ説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る帯電装置を示し、アルミナ等のセラミックで形成され
て一方の面に取付基板１が固定される基板２と、タング
ステンで形成されて基板２の他方の面に配置される第１
電極３と、アルミナ等のセラミックで形成されて第１電
極３に積層される誘電体層４と、ニッケルで形成されて
放電部５Ａを有する第２電極５と、第２電極５との間に
アルミナ等のセラミックで形成される絶縁層６を介して
配置され、荷電粒子放出用の孔７Ａを有する第３電極７
と、荷電粒子放出用の孔７Ａに応じて形成された開口部
８Ａを有し、第３電極７の外側に沿って巻取り自在に配
置される樹脂フィルム８と、巻取りモータ（図示せず）
によって駆動され、樹脂フィルム８を所定の方向に巻き
取る巻取り軸９Ａ，９Ｂと、樹脂フィルム８を所定の張
力でガイドするガイドローラ９Ｃと、第１電極３と第２
電極５との間に交流電圧を印加する交流電源１０と、第
２電極５と第３電極７との間に直流電圧を印加する直流
電源１１と、表面に感光体１２が形成される感光体基板
１３と第３電極７との間に直流電圧を印加する直流電圧
１４を有する。

【００１６】図２は、第３電極側から見た帯電装置を示
し、第１電極３、誘電層４、第２電極５および絶縁層６
は、厚膜印刷によって形成されており、第３電極７は、
ＳＵＳ等の金属材料にパンチング、エッチング、あるい
はエレクトロフォーミング法によって孔７Ａを形成し、
この孔７Ａと、第２電極５に形成された放電部５Ａの位
置が一致するように絶縁層６に接着されている。本実施
の形態では、第２電極５が第１電極３に対して傾斜して
形成されており、このため、第３電極７に形成される孔
７Ａも傾斜して配列されている。

【００１７】第１電極３は、厚さが１００μｍから５０
０μｍで、２００μｍから３００μｍで形成されること
が好ましい。誘電層４は、厚さが１０μｍから５０μｍ
で、２０μｍから３０μｍで形成されることが好まし
い。第２電極５は、第１電極と同様に厚さが１００μｍ
から５００μｍで、２００μｍから３００μｍで形成さ
れることが好ましい。絶縁層６は、厚さが３０μｍから
１０００μｍで、５０μｍから２００μｍで形成される
ことが好ましい。第３電極７は、厚さが５μｍから４０
μｍで、１０μｍから２０μｍで形成されることが好ま
しい。

【００１８】以下に、本発明の帯電装置の動作を説明す
る。

【００１９】まず、帯電動作を開始する直前に、図示し
ないモータの駆動に基づいて巻取り軸９Ａを回転させて
樹脂フィルム８を所定の方向に巻き取ることにより、樹
脂フィルム８の開口部８Ａを第３電極７に設けられる孔
７Ａの位置に配置する。このことによって荷電粒子放出
用の孔７Ａが第３電極７に開口される。

【００２０】感光体１２を負の電位に帯電する場合に
は、直流電源１１の負極を第２電極５側に接続し、正極
を第３電極７側に接続する。また、直流電圧１４の負極
を第３電極７側に接続し、正極を感光体基板１３に接続
する。一方、感光体１２を正の電位に帯電する場合に
は、上述した極性が逆になる。

【００２１】次に、交流電源１０によって第１電極３と
第２電極５の間に交流電圧を印加する。このとき、各放
電部５Ａには感光体１２の移動に応じて時分割的に交流
電圧が印加され、感光体１２の電位が均一となるように
周期的に繰り返される。第２電極５の放電部５Ａは、交
流電圧の印加に基づいて沿面放電が生じることにより正
および負の荷電粒子を発生させる。

【００２２】沿面放電によって発生した負の荷電粒子
は、第２電極５と第３電極７との間に生じている電界に
基づいて第３電極７の方向に移動し、第３電極７と感光
体基板１３との間に生じている電界によって加速されて
孔７Ａから放出され、感光体１２に到達することによっ
て感光体１２を帯電する。この帯電は、第３電極７の電
位とほぼ同等になるまで行われる。また、各放電部５Ａ
の放電は時分割にすることなく前面同時放電させてもよ
い。

【００２３】帯電が終了すると、図示しないモータの駆
動に基づいて巻取り軸９Ｂが回転して樹脂フィルム８が
逆方向に巻き取られることにより、第３電極７に設けら
れた孔７Ａが閉塞される。この孔７Ａの閉塞によって、
放電部５Ａが遮蔽されるので放電生成ガスの放散を抑制
し、感光体１２に放電生成物が付着することを防止す
る。

【００２４】上記した帯電装置を、毎分５０枚の複写速
度を有する複写装置に搭載して、連続的に５００回の複
写を行った後、複写装置を数分間停止するサイクルを、
総コピーボリュームで１０万コピーまで継続したとこ
ろ、画像欠陥の発生は認められなかった。

【００２５】図３は、第２の実施の形態における帯電装
置を示し、樹脂フィルム８の一端に設けられるスプリン
グ１５を有しており、スプリング１５は取付基板１に固
定されている。その他は第１の実施の形態の構成と同じ
であり、このような構成とすることで、樹脂フィルム８
の駆動系の構成を簡素化することができる。

【００２６】図４は、第３の実施の形態における帯電装
置を示し、第２電極５との間に電界を形成する巻取り可
能な第３電極１６を有し、第３電極１６には荷電粒子を
放出するための開口部１６Ａが所定のピッチで形成され
ている。第３電極１６の一端は巻取り軸９Ｂに固定さ
れ、他端はスプリング１５を介して取付基板１に固定さ
れる。その他は第１の実施の形態の構成と同じである。

【００２７】感光体１２の帯電を行う場合は、巻取り軸
９Ｂの回転によって第３電極１６が開口部１６Ａの半ピ
ッチ分巻き取られることにより開口部１６Ａが放電部５
Ａの位置に配置される。また、感光体１２の帯電が終了
すると、取付基板１に固定されているスプリング１５の
反力に基づいて第３電極１６が巻取り方向と逆方向に移
動することにより放電部５Ａを閉塞する。このような構
成とすることで、遮蔽機構を有する厚さの薄い固体放電
型の帯電装置を形成することができる。

【００２８】図５は、第４の実施の形態における帯電装
置を示し、ハウジング１７の内部に収容される基板２、
第１電極３、誘電層４、放電部５Ａを有する第２電極
５、および絶縁層６からなる積層基板１９と、ハウジン
グ１７に固定されて荷電粒子放出用の孔７Ａを有する第
３電極７と、ハウジング１７と積層基板１９との間に配
置されるスプリング１５と、押圧部１８Ａの伸縮によっ
て積層基板１９をハウジング１７内で移動させるソレノ
イド１８を有している。その他は第１の実施の形態の構
成と同じである。

【００２９】ソレノイド１８が非作動の状態では、積層
基板１９はスプリング１５の反力に基づいて放電部５Ａ
と第３電極７の孔７Ａが一致する位置に配置され、荷電
粒子の放出が可能になる。

【００３０】図６は、ソレノイド１８が作動した状態を
示し、積層基板１９は押圧部１８Ａの突出に基づいてス
プリング１５を圧縮する方向に移動するため、放電部５
Ａは第３電極７の孔７Ａの位置とずれを生じることによ
って閉塞される。本実施の形態では、ソレノイド１８の
作動に基づいて放電部５Ａを閉塞する構成としている
が、ソレノイド１８を作動させることによって放電部５
Ａで発生させた荷電粒子を放出可能な構成としても良
い。

【００３１】図７および図８は、放電部５Ａの他の形態
を示し、帯電装置の用途に応じて、例えば、図７に示す
ように千鳥状の孔７Ａを第３電極７に形成しても良く、
あるいは、図８に示すように線状の孔７Ａを第３電極７
に形成しても良い。

【００３２】図９は、第５の実施の形態を示し、第３電
極を設けずに第２電極５が荷電粒子の発生量および放出
量を制御する構成を有し、放電部５Ａの配置に応じた開
口部８Ａを有する樹脂フィルム８を絶縁層６を介して設
けており、帯電動作時には樹脂フィルム８を巻き取って
放電部５Ａの位置に開口部８Ａを配置し、帯電動作の終
了後には放電部５Ａを樹脂フィルム８によって閉塞する
ことで上記した他の実施の形態と同等の効果を奏するこ
とができる。

【００３３】上記説明の第５の実施の形態、および第１
から第３の実施の形態では、放電部５Ａを遮蔽するもの
として樹脂で形成されたフィルムを用いているが、例え
ば、金属等で形成されたフィルムであってもよく、放電
生成ガス、あるいは放電生成物の放散を抑制できるもの
であれば良い。また、第１から第５の実施の形態では、
電子写真方式における感光体の帯電プロセスに用いる帯
電装置について説明したが、転写用や用紙吸着用の帯電
装置、除電器等に用いることもできる。

【００３４】また、固体放電型の帯電装置に限定され
ず、放電ワイヤ型の帯電装置に上記した実施の形態で説
明した放電部の遮蔽機構を適用した場合についても、感
光体表面の変質を抑制することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の帯電装置に
よると、感光体の非帯電時に放電部を遮蔽するようにし
たため、感光体に放電生成物を付着させることなく画像
欠陥の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における帯電装置を示す説明
図である。

【図２】第１の実施の形態における放電部５Ａの配列を
示す説明図である。

【図３】第２の実施の形態における帯電装置を示す説明
図である。

【図４】第３の実施の形態における帯電装置を示す説明
図である。

【図５】第４の実施の形態における帯電装置を示す説明
図である。

【図６】第４の実施の形態における帯電装置を示す説明
図である。

【図７】放電部５Ａの他の配列を示す説明図である。

【図８】放電部５Ａの他の配列を示す説明図である。

【図９】第５の実施の形態における帯電装置を示す説明
図である。

【図１０】従来の画像形成装置を示す説明図である。

【図１１】従来の帯電装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１，取付基板２，基板３，第１電極４，誘電層５，第２電極５Ａ，放電部６，絶縁層７，第３電極７Ａ，孔８，樹脂フィルム８Ａ，開口部９Ａ，９Ｂ，巻取り軸９Ｃ，ガイドローラ１０，交流電源１１，直流電源１２，感光体１３，感光体基板１４，直流電源１５，スプリング１６，第３電極１６Ａ，開口部１７，ハウジング１８，ソレノイド１８Ａ，押圧部１９，積層基板２０，帯電器２１，感光体ドラム２２，現像器２３，記録用紙２４，転写用帯電器２５，定着器２６，クリーナ２７，除電器２８，第１電極２９，第１誘電体層３０，第２電極３１，第２誘電体層３２，第３電極３３，背面電極３４，感光体表面３５，交流電源３６，直流電源３７，保護抵抗器３８，直流電源３９，マッチングコンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電部で発生させた荷電粒子を被帯電部
材に付与して前記被帯電部材を所定の電位に帯電させる
帯電装置において、前記被帯電部材の非帯電時に前記放電部を前記被帯電部
材から遮蔽する遮蔽手段を有することを特徴とする帯電
装置。
【請求項２】誘電体の一方の面に設けられる第１の電
極と、前記誘電体の他方の面に設けられ、前記第１の電極との
間に所定の交流電圧を印加されることによって荷電粒子
を発生する放電孔を所定の間隔で配置した第２の電極
と、前記第２の電極との間に絶縁体を介して設けら
れ、前記所定の間隔と等間隔で形成されて被帯電部材に
付与される前記荷電粒子の放出量を制御する制御孔を有
する第３の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極との間に前記所定
の交流電圧を印加していないとき、前記第３の電極の前
記制御孔を閉塞して前記放電孔を前記被帯電部材から遮
蔽する遮蔽手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項３】前記遮蔽手段は、前記制御孔の閉塞を解
く開孔部と、前記制御孔を閉塞する非開孔部を有する巻
取り可能な樹脂あるいは金属等のフィルム部材であり、帯電時には前記制御孔の位置に前記開孔部を配置するこ
とによって前記放電孔を開放し、非帯電時には前記制御
孔の位置に前記非開孔部を配置することによって前記放
電孔を遮蔽する構成の請求項第２項記載の帯電装置。
【請求項４】前記第１および第２の電極は、前記第３
の電極と相対的に変位できるように構成されており、前記遮蔽手段は、前記第３の電極の前記制御孔が形成さ
れていない領域である構成の請求項第２項記載の帯電装
置。
【請求項５】誘電体の一方の面に設けられる第１の電
極と、前記誘電体の他方の面に設けられ、前記第１の電極との
間で放電して荷電粒子を発生するとともに前記荷電粒子
の放出量を制御する放電孔を有した第２の電極と、前記第１および第２の電極間で放電が行われていないと
き、前記第２の電極の前記放電孔を前記荷電粒子によっ
て帯電を受ける被帯電部材から遮蔽する遮蔽手段を備え
たことを特徴とする帯電装置。