JPH11212335A

JPH11212335A - 荷電装置とそれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JPH11212335A
Application number: JP1450498A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Nakagami; 康宏中神; Tsugihito Yoshiyama; 次人吉山; Masayasu Haga; 正安芳賀; Futoshi Okazaki; 太岡崎
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】荷電装置とそれを用いた画像形成装置におい
て、長期使用においてもコロナ放電によるグリッドの放
電電極ピッチの酸化劣化を防止でき、帯電ムラがなくな
り、また、小型化が図れ、さらに、オゾン発生量を少な
くする。【解決手段】放電電極２１の放電電極先端２１ａから
の放電分布を均一化するための放電電界均一化部材を設
けたことにより、放電電極先端の直下に電界が集中する
ことがなくなり、放電電極先端２１ａの並び方向へ電界
が広がり、均一化され、帯電ムラを防止できる。また、
放電電極ピッチを広げることができ、オゾン発生量を低
減できると共に、放電電極２１を被帯電体に近づけるこ
とができ、装置の小型化が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファックシミリなどにおいて画像形成のために用い
られる荷電装置とそれを用いた画像形成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の荷電装置（放電装置）と
しては、例えば特開昭６０−８０８７０号公報に示され
るように、離間した複数の放電ポイントを有する放電電
極（針電極）と、放電電極−被帯電体の間にグリッド電
極を設けたもの（針電極スコロトロン式荷電装置）があ
る。このように、針電極にすることで、チャージ用ワイ
ヤを用いた場合より、オゾン発生量が少なくなる。ま
た、針電極スコロトロン式荷電装置とすることにより、
放電電極のピッチで発生する放電ムラを防止でき、均一
放電が得られる。

【０００３】また、特開平５−２３１４号公報に示され
るように、分割した複数個の放電電極（針電極）を用い
て電極ごとに異なる電圧を印加することによって、転写
紙の大きさが小さい時などに感光体が部分的に放電を直
接受けて部分劣化するといったことを防止し、また、放
電ポイントの汚染（トナー付着やニードルの成長）で放
電電流のばらつきが生じることを解消すること、また、
針又はくさび状の放電電極を被帯電体に対して傾斜する
ように構成することによって、電極先端からの電気力線
が電極先端直下に集中せずに傾斜方向に分散し、電極を
被帯電体に近づけることができ、荷電装置を小型化でき
ることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のコロナ放電装置では、長期にわたって使用
すると、グリッド電極が放電電極のピッチに対応して酸
化劣化してしまい、電極ピッチに対応した帯電ムラが発
生する。酸化劣化は、グリッド電極上の各放電電極先端
に対応して、被帯電体の移動方向に長く伸びた状態で発
生し、グリッド電極の長手方向で見れば、電極ピッチに
対応した横縞模様の状態に発生する。

【０００５】また、画像形成装置の小型化に伴い、被帯
電体も小径化が必要になってくる。そのため、各プロセ
ス装置の配置上のスペースが小さくなるため、コロナ放
電装置も小型化が必要になる。特に、被帯電体の移動方
向（幅方向）に対して小さくする必要がある。また、上
述のように放電電極を被帯電体に対して傾斜する構成に
おいては、荷電装置の高さ方向に対しては小さくできる
が、放電電極が傾斜しているため、幅方向に対して小さ
くすることは困難である。

【０００６】さらにまた、放電電極のピッチを広げて放
電点を広げた方がオゾン発生量は少なくなるが、そうす
ると、放電分布のムラが大きくなり、帯電ムラが発生す
る。しかも、フルカラー画像形成装置の帯電装置に用い
た場合は、色重ねするため、放電電極ピッチの色ムラが
発生する。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、長期使用においても、グリッド
の放電電極ピッチの酸化劣化を防止でき、帯電ムラがな
くなり、また、省スペースに対応して小型化が図れ、さ
らに、オゾン発生量の少ないコロナ放電による荷電装置
とそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、所定のピッチ間隔で配置された複
数の突起を有したコロナ放電電極を備え、該放電電極か
ら所望の電流が放電されることにより対象物を帯電させ
る荷電装置において、放電電極による放電電界中に、突
起からの放電分布を均一化するための電界規制部材を設
けたものである。この構成においては、電界規制部材の
存在により、従来のように放電電極の突起（針電極）の
直下を中心に、対象物（被帯電体）の移動方向に電界が
集中することがなくなり、放電電極の突起の並び方向へ
電界が広がり、均一化され、帯電ムラを防止できる。ま
た、電界が広がるため、放電電極ピッチを広げることが
でき、オゾン発生量を低減できると共に、放電電極を被
帯電体に近づけることができ、装置の小型化が可能にな
る。

【０００９】また、請求項２の発明は、上記請求項１に
記載の構成において、放電電極と被帯電対象物との間に
グリッド電極を有するものである。この構成において
は、放電電極の突起の並び方向への電界の広がりが形成
されるので、グリッド電極の放電電極ピッチの酸化劣化
を抑制でき、帯電ムラを防止できる。

【００１０】また、請求項３の発明は、上記請求項１に
記載の構成において、電界規制部材は、導電性を有し、
放電電極の突起間に対応する位置に配置され、接地又は
放電電極とは逆極性の電圧が印加されるものである。こ
の構成においては、放電電極ピッチ間に配置された導電
性の電界規制部材により、放電電極の突起の並び方向へ
電界が均一化され、広がりが形成されるので、放電電極
ピッチを広げることができる。

【００１１】また、請求項４の発明は、上記請求項３に
記載の構成において、電界規制部材は、放電電極の突起
の並び方向に並行して所定の間隔をもって配置され、前
記間隔が近接・離反するように凹凸状に形成されると共
に、前記突起に対応する部分が離反するように構成され
ているものである。この構成においては、電界規制部材
により、上記と同様に電界均一化の作用が得られる。

【００１２】また、請求項５の発明は、上記請求項１に
記載の構成において、電界規制部材は、複数の絶縁性部
分と導電性部分が交互に設けられ、絶縁性部分が放電電
極の突起のピッチと対応して配置されているものであ
る。この構成においても上記と同様の作用が得られる。

【００１３】また、請求項６の発明は、上記請求項１に
記載の構成において、電界規制部材は、該部材と放電電
極の突起との最短距離に位置するところに開口部を有
し、該部材と放電電極の突起との最短距離Ｓと、放電電
極の突起とグリッド電極の最短距離Ｇとの関係が、Ｓ≧
Ｇであるものである。この構成においても上記と同様の
作用が得られる。

【００１４】また、請求項７の発明は、上記請求項６に
記載の構成において、電界規制部材は、開口部の位置に
おいて該電界規制部材と前記放電電極の突起との距離が
最短となり、放電電極を挟んで対向するように設けられ
ると共に、該電界規制部材の対象物側端にいくほど互い
に内側に傾斜しているものである。この構成においても
上記と同様の作用が得られる。

【００１５】また、請求項８の発明は、像担持体を帯電
させる荷電装置と、この荷電装置により帯電された像担
持体に潜像を形成し、この潜像をトナー現像する現像装
置と、このトナー像を転写部材に転写する転写装置とを
備えた画像形成装置において、荷電装置は、所定のピッ
チ間隔で配置された複数の突起を有したコロナ放電電極
と、放電電極による放電電界中に設けられ、突起からの
放電分布を均一化するための電界規制部材とを有し、該
放電電極から所望の電流が放電されることにより像担持
体を帯電させるものである。この構成においては、放電
電界が均一化されて、帯電ムラが防止されるので、画像
の濃度や色ムラがなくなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施
形態によるコロナ放電装置（荷電装置）を備えた画像形
成装置の画像形成部を示す断面図である。画像形成装置
１０の画像形成部には、像担持体である感光体１を中心
として、その周囲にイレーサーランプ２、帯電チャージ
ャー３、現像器４、転写前チャージャー５、転写チャー
ジャー６、残留トナーを清掃するクリーナー７などが順
次配置されている。画像露光は感光体１上のＡ点で行わ
れる。帯電チャージャー３、転写前チャージャー５、及
び転写チャージャー６はコロナ放電装置であり、本発明
が用いられている。感光体１上に形成された潜像は、現
像器４によりトナー現像され、このトナー像は、給紙ロ
ーラ対８により搬送される転写紙に転写チャージャー６
により転写され、定着装置９により定着される。

【００１７】図２（ａ）は、一実施形態によるコロナ放
電装置の断面図、（ｂ）は、同放電装置における放電電
極の長手方向の位置関係を示した拡大図である。コロナ
放電装置２０は、像担持体２５に対向して設けられ、一
定のピッチ間隔で配置された複数の突起を有する放電電
極２１と、放電電極２１の一部を囲む箱形のシールド板
２２とから成る。放電電極２１は、図示しない両端のエ
ンドブロックによってスプリングを介して張設され、図
示しない高圧電源により高電圧が印加される。シールド
板２２は、少なくとも放電電極２１の放電電極先端２１
ａ（針電極となる突起であり、突起ともいう）の方向に
対し開口を有し、放電電極２１からの放電電流を像担持
体２５へ供給可能としている。グリッド電極２３は、放
電電極先端２１ａと像担持体２５の間に位置し、図示し
ない電源又は定電圧素子を介して接地され、放電電極２
１からの放電電流を制御し、像担持体２５を一定の電圧
に帯電する。

【００１８】また、放電電極先端２１ａからの放電分布
を均一化するための放電電界均一化部材２４（電界規制
部材）が、放電電極２１とシール板２２の間の放電電界
中に放電電極２１の長手方向に伸びるように配置されて
いる。この放電電界均一化部材２４は、一定のピッチ間
隔で隣り合う放電電極先端２１ａ（突起）の間に対応す
る位置に、その並び方向に並行して所定の間隔をもっ
て、放電電極先端２１ａから像担持体２５方向に向けて
突出した櫛歯状とされ、両端部が図示しない絶縁性のエ
ンドブロックに支持され、接地又は放電電極２１とは逆
極性の電圧が印加される。

【００１９】上記のように、放電電界均一化部材２４が
放電電極２１の突起間に位置することで、放電電流が放
電電界均一化部材２４に向け流れ、電流分布に広がりを
持たせることができるので、長期にわたり放電を繰り返
しても放電電極ピッチに対応したグリッド電極２３の酸
化劣化を抑制することができ、帯電ムラを防止できる。

【００２０】図２（ｃ）（ｄ）は、他の実施形態による
コロナ放電装置を示す。この実施形態では、シールド板
２２の側面で放電電界均一化部材２４に対向する部分
に、開口２６を形成している。これにより、放電によっ
て発生するオゾンなどの活性ガスを排気することで、コ
ロナ放電装置内部の酸化劣化を抑制する効果が得られ
る。開口２６はシールド板２２の長手方向に複数設けて
もよく、１つの細長い開口で構成してもよい。

【００２１】図３は、さらに他の実施形態によるコロナ
放電装置の断面図である。この実施形態では、放電電界
均一化部材２４は、上記の櫛歯状部のみに相当する複数
の棒状の導電性部材から成るものであり、各導電性部材
は絶縁性部材２８に支持され、シールド板２２にビス２
９などで取り付け可能に構成されている。図４（ａ）〜
（ｅ）は図３に示した放電電界均一化部材２４の棒状導
電性部材の断面形状の各種例を示す。（ａ）は平型、
（ｂ）は三角型、（ｃ）は台形型、（ｄ）は丸型、
（ｅ）は惰円型であり、いずれの形状においても有効で
ある。

【００２２】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、さらに他の実
施形態による導電性の放電電界均一化部材２４の構成例
を示す平面図である。放電電界均一化部材２４は、放電
電極２１の放電電極先端２１ａ（突起）の並び方向に並
行して所定の間隔をもって配置され、その間隔が近接・
離反するように凹凸状に形成されると共に、放電電極先
端２１ａに対応する凹部が離反するように構成されてい
る。図５（ａ）の例は、放電電界均一化部材２４の凹凸
が、放電電極先端２１ａの突起に対応した部分から突起
間の中央に向けて直線的に構成されている。図５（ｂ）
の例は、波状に構成されている。図５（ｃ）の例は、絞
り２４ｃを入れた状態に構成されている。ここでは、放
電電界均一化部材２４がシールド板２２を兼ねた構成で
ある。また、樹脂成形品で成型し、表面に導電処理を施
したものであってもよい。また、アルミ引き抜きで成形
し表面に導電性酸化防止処理を施したものであってもよ
い。

【００２３】図６（ａ）（ｂ）は、さらに他の実施形態
によるコロナ放電装置の断面図及び側断面図である。放
電電界均一化部材２４は、絶縁性部６１と導電性部６２
とが交互に配列されたもので構成され、絶縁性部６１は
放電電極先端２１ａに対応した位置に設けられている。
放電により絶縁性部６１は、高電位に荷電され放電電流
は導電性部６２へ向かい、放電電流分布に広がりを持た
せることができる。ここに、放電電界均一化部材２４
は、絶縁性基体に導電性処理を施して接地又は電圧を印
加したものであってもよく、また、接地又は電圧を印加
可能にした導電性基体に絶縁性処理をしたものであって
もよい。図６には、シールド板２２と放電電界均一化部
材２４を別体に構成したものを示したが、放電電界均一
化部材２４がシールド板を兼ねたものであってもよい。

【００２４】図７（ａ）（ｂ）は、さらに他の実施形態
によるコロナ放電装置の断面図及び側断面図である。放
電電界均一化部材２４は、シールド板２２と一体の構成
であって、同均一化部材２４と放電電極先端２１ａとの
最短距離に位置するところに開口部２４ａを有し、この
開口部２４ａは放電電極先端２１ａのピッチと同ピッチ
で互い違いの位置にある。そして、放電電極先端２１ａ
と放電電界均一化部材２４の最短距離Ｓと、放電電極先
端２１ａとグリッド電極２３の最短距離Ｇとの関係が、
Ｓ≧Ｇとなるようにしている。図７（ａ）に放電電極先
端２１ａを中心に一点鎖線で示す半径Ｒの円を示してお
り、上記最短距離Ｓは、このＲと同等のものと見なせ
る。

【００２５】また、放電電界均一化部材２４は、放電電
極先端２１ａとの最短距離Ｓが帯電開口部側に位置し、
放電電極２１を挟んで対向するように設けられると共
に、対象物つまり像担持体側端にいくほど互いに内側に
折り曲がって傾斜した構成とされている。これにより、
放電電流が被帯電側に向き、放電電流のロスが少なくな
り、放電電極２１に印加する電流を押さえることができ
る。その結果、オゾン発生量を押さえることができると
共に、印加電圧を低くでき、コロナ放電装置自体を小型
にできる。

【００２６】図８は、放電電極ピッチの違いによって、
放電電極に印加する電流（横軸）とオゾン発生量（縦
軸）の関係が異なることを示したグラフである。放電電
極ピッチ間隔が広がることにより、オゾン発生量が低く
なることがわかる。上記のようなコロナ放電装置構成を
用いることで、放電領域を広げることが可能であり、放
電電極ピッチを広げ、オゾン発生量を低減できる。逆
に、放電電極ピッチ間隔が狭くなれば、放電電極先端２
１ａ（針電極）同士での放電が干渉して、放電ムラを生
じる。

【００２７】なお、本発明は上記実施形態の構成に限ら
れず種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態
のコロナ放電装置は、主として帯電チャージャーの場合
を説明したが、転写前チャージャーや転写チャージャー
や除電チャージャーや分離チャージャーにあっても同等
に適用可能である。また、グリッド電極のあるスコロト
ロン方式の他に、グリッド電極のないコロトロン方式に
も同様に適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の荷電装置又はそれ
を用いた画像形成装置によれば、放電電極の放電電極先
端、つまり針電極となる突起からの放電分布を均一化す
るための電界規制部材を設けたことにより、簡単な構成
により、各放電電極の放電領域を広げることができ、帯
電ムラを防止できる。また、放電電極ピッチを広くでき
るので、放電電極先端同士での放電の干渉がなくなり、
オゾン発生量を低減できる。さらには、針電極を被帯電
体に近づけることができるので、コロナ放電装置の小型
化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による画像形成装置のプロ
セス装置の構成図である。

【図２】（ａ）は一実施形態によるコロナ放電装置の断
面図、（ｂ）は同装置の放電電極の長手方向の位置関係
を示した拡大図、（ｃ）は他の実施形態によるコロナ放
電装置の断面図、（ｄ）は同装置の放電電極の長手方向
の位置関係を示した拡大図である。

【図３】他の実施形態によるコロナ放電装置の断面図で
ある。

【図４】放電電界均一化部材の断面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）はさらに他の実施形態によ
る放電電界均一化部材の構成例を示す平面図である。

【図６】（ａ）（ｂ）はさらに他の実施形態によるコロ
ナ放電装置の断面図と側断面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）はさらに他の実施形態によるコロ
ナ放電装置の断面図と側断面図である。

【図８】放電電極ピッチによる放電電極印加電流とオゾ
ン発生量の関係図である。

【符号の説明】

１０画像形成装置２０コロナ放電装置２１放電電極２１ａ放電電極先端（突起）２３グリッド電極２４放電電界均一化部材（電界規制部材）２４ａ開口部６１絶縁性部６２導電性部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芳賀正安大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者岡崎太大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のピッチ間隔で配置された複数の突
起を有したコロナ放電電極を備え、該放電電極から所望
の電流が放電されることにより対象物を帯電させる荷電
装置において、前記放電電極による放電電界中に、前記突起からの放電
分布を均一化するための電界規制部材を設けたことを特
徴とする荷電装置。
【請求項２】前記放電電極と被帯電対象物との間にグ
リッド電極を有することを特徴とする請求項１に記載の
荷電装置。
【請求項３】前記電界規制部材は、導電性を有し、放
電電極の突起間に対応する位置に配置され、接地又は放
電電極とは逆極性の電圧が印加されることを特徴とする
請求項１に記載の荷電装置。
【請求項４】前記電界規制部材は、放電電極の突起の
並び方向に並行して所定の間隔をもって配置され、前記
間隔が近接・離反するように凹凸状に形成されると共
に、前記突起に対応する部分が離反するように構成され
ていることを特徴とする請求項３に記載の荷電装置。
【請求項５】前記電界規制部材は、複数の絶縁性部分
と導電性部分が交互に設けられ、絶縁性部分が放電電極
の突起のピッチと対応して配置されていることを特徴と
する請求項１に記載の荷電装置。
【請求項６】前記電界規制部材は、該部材と前記放電
電極の突起との最短距離に位置するところに開口部を有
し、該部材と放電電極の突起との最短距離Ｓと、放電電
極の突起とグリッド電極の最短距離Ｇとの関係が、Ｓ≧
Ｇであることを特徴とする請求項１に記載の荷電装置。
【請求項７】前記電界規制部材は、前記開口部の位置
において該電界規制部材と前記放電電極の突起との距離
が最短となり、前記放電電極を挟んで対向するように設
けられると共に、該電界規制部材の対象物側端にいくほ
ど互いに内側に傾斜していることを特徴とする請求項６
に記載の荷電装置。
【請求項８】像担持体を帯電させる荷電装置と、この
荷電装置により帯電された像担持体に潜像を形成し、こ
の潜像をトナー現像する現像装置と、このトナー像を転
写部材に転写する転写装置とを備えた画像形成装置にお
いて、前記荷電装置は、所定のピッチ間隔で配置された複数の
突起を有したコロナ放電電極と、前記放電電極による放
電電界中に設けられ、前記突起からの放電分布を均一化
するための電界規制部材とを有し、該放電電極から所望
の電流が放電されることにより像担持体を帯電させるこ
とを特徴とする画像形成装置。