JPH04301862A

JPH04301862A - スコロトロン帯電装置

Info

Publication number: JPH04301862A
Application number: JP3093320A
Authority: JP
Inventors: Hajime Koyama; 一小山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1992-10-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電ワイヤと、該放電
ワイヤを囲むように配設されたシールドと、グリッドを
備え、前記グリッドの電圧を可変制御して感光体に対す
る帯電電位を制御するスコロトロン帯電装置に関し、よ
り詳細には、感光体に対し広範囲の電位にわたって安定
した帯電処理を行うスコロトロン帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置において、一連の画像形成
処理の中の一つとして、被帯電部材である感光体の表面
を帯電させる帯電処理があり、該帯電処理を行う帯電手
段として、放電ワイヤと感光体の間にグリッドを設け、
該グリッドに電圧を印加して感光体上の帯電電位を制御
する、所謂スコロトロン帯電装置がある。

【０００３】スコロトロン帯電装置は、コロナ放電によ
り帯電処理を行うものである。良好な複写画像を得るた
めには均一、且つ、一定の帯電電位に帯電することが不
可欠であり、このため帯電装置は、安定したコロナ放電
を行えるものが望まれている。このような安定した帯電
処理を行えるものとして、例えば、特開昭６３−１８３
４６４号公報に開示されている「帯電器」、特開昭６４
−２０５８０号公報に開示されている「画像形成装置」
、特開昭６４−５９２６３号公報に開示されている「画
像形成装置」がある。

【０００４】特開昭６３−１８３４６４号公報において
は、シールド或いはグリッドとグランド間の電圧を抵抗
分割で検出して電流検出し、更にこれを高圧トランジス
タで増幅し、同時にバリスタと高圧ＴＲを並列接続とす
ることにより、シールド或いはグリッドの電位を安定化
させている。

【０００５】また、特開昭６４−２０５８０号公報にお
いては、グリッド電圧を微調整する電圧調整装置を、画
像形成プロセス部を一体化したカートリッジ側に設ける
ことにより、感光体表面の帯電電圧を正確に制御してい
る。

【０００６】更に、特開昭６４−５９２６３号公報にお
いては、検出出力に応じて出力を制御するシリーズレギ
ュレータをグリッド或いはシールドとグランド間に挿入
することにより、出力電圧を安定化させ、電力効率の向
上を図っている。

【０００７】また、帯電装置にあっては、良好な画像を
得るためには、安定したコロナ放電を行えることの他に
、更に、低電位（例えば、−２００〜−４００Ｖ）から
高電位（例えば、−７００〜−１０００Ｖ）まで広範囲
の電位に帯電制御可能なものが望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−１８３４６４号公報、特開昭６４−２０５８０号
公報及び特開昭６４−５９２６３号公報に開示されてい
るものにあっては、帯電電位の制御はグリッド或いはシ
ールド電圧を調整して行っているが、スコロトロン帯電
装置における放電ワイヤの負荷抵抗は、放電ワイヤと感
光体間よりも、グリッド（或いは導電性のシールドケー
スであればシールドケース）との電位差や距離による影
響が一般的に大きいため、グリッド或いは又はシールド
電圧と放電ワイヤ間の電圧の差が変化することにより、
例えば、低電位帯電を行う場合に安定した放電を行うこ
とができても、高電位帯電を行う場合に放電が不安定と
なり、不均一帯電が発生し易くなるという問題点があっ
た。

【０００９】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、低電位帯電から高電位帯電にわたって放電を安定
化させ、且つ、不均一帯電を回避して感光体に対し常に
安定した広範囲にわたる電位の帯電処理を実現すること
により帯電動作に起因した画像の劣化を防止することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、放電電極と、該放電電極を囲むように配
設されたシールド部材と、制御電極を備え、前記制御電
極の電圧を可変制御して感光体に対する帯電電位を制御
するスコロトロン帯電装置において、前記放電電極と前
記制御電極の間の電位差を略一定に保持する保持手段を
設けたスコロトロン帯電装置を提供するものである。

【００１１】また、前記放電電極と前記制御電極に対す
る清掃手段と、所定の放電条件下において前記制御電極
、前記シールド部材の一方或いは双方に、或いは前記感
光体に流れる電流値を検出する検出手段と、前記検出手
段により電流値が所定値以下になったとき、前記清掃手
段を駆動制御する制御手段とを備えたスコロトロン帯電
装置を提供するものである。

【００１２】また、前記放電電極と前記制御電極に対す
る清掃手段と、感光体の表面電位を検出する検出手段と
、前記検出手段により前記感光体の表面電位が所定値以
下になったとき、少なくとも前記放電電極に対して前記
清掃手段を駆動制御し、前記検出手段により前記感光体
の表面電位が所定値以上になったとき、少なくとも前記
制御電極に対して前記清掃手段を駆動制御する制御手段
とを備えたスコロトロン帯電装置を提供するものである
。

【００１３】また、前記感光体の表面電位を検出する検
出手段と、前記検出手段により検出された表面電位レベ
ルに応じて、前記制御電極に対する印加電圧或いは（及
び）前記放電電極に対する印加電圧を制御する制御手段
とを備えたスコロトロン帯電装置を提供するものである
。

【００１４】更に、前記放電電極、前記制御電極、或い
は前記シールド部材に流れる電流値或いは前記感光体に
流れる電流値を検出する検出手段と、前記検出手段によ
り検出された電流値に基づいて、前記制御電極に対する
印加電圧或いは（及び）前記放電電極に対する印加電圧
を制御する制御手段とを備えたスコロトロン帯電装置を
提供するものである。

【００１５】

【作用】本発明によるスコロトロン帯電装置にあっては
、放電ワイヤ及びグリッド電源として定電圧電源を用い
、放電ワイヤとグリッド間の電位差を略一定とすること
により放電を安定化し、広範囲にわたる電位の帯電制御
性能を向上させ、また、グリッド、シールド、感光体に
流れる電流及び感光体の帯電電位を検知し、これらの検
知結果に基づいて、放電ワイヤ或いはグリッドの清掃及
び印加電圧の制御を行い、帯電動作に起因する画像劣化
を防止する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明によるスコロトロン帯
電装置１０２が適用された複写機における感光体周囲の
概略断面図を示し、被帯電部材であり、その表面に静電
潜像を形成する感光体１０１と、感光体１０１表面に対
しコロナ放電により均一に帯電処理を実行する帯電チャ
ージャ（スコロトロン帯電装置）１０２と、感光体１０
１上の帯電電位を検出するプルーブ１０３と、原稿（図
示せず）の読取光（露光）を帯電処理が終了した感光体
１０１に投影するための光学系１０４と、感光体１０１
上の非画像部における電荷を消去するイレーサ１０５と
、露光処理により形成された静電潜像にトナーを付着さ
せて顕像化する現像装置１０６と、記録紙（図示せず）
を所定のタイミングにて感光体１０１へ送り出すための
レジストローラ１０７と、感光体１０１上に形成された
トナー像を記録紙に転写する転写チャージャ１０８と、
転写処理が終了した記録紙を感光体１０１から分離する
分離チャージャ１０９と、記録紙と感光体１０１を確実
に分離させる分離爪１１０と、転写処理の終了後に感光
体１０１上に残ったトナーを除去するクリーニング装置
１１１と、クリーニング処理が終了した感光体１０１上
の残留電荷を消去する除電ランプ１１２とから構成され
ている。

【００１７】以上の構成において、その画像形成動作を
説明する。感光体１０１は予め帯電チャージャ１０２に
て均一に帯電処理され、その後、光学系１０４からの情
報光により画像情報に応じた静電潜像が、その表面に形
成される。該静電潜像は、現像装置１０６により顕像化
され、レジストローラ１０７により搬送されてきた記録
紙上に転写チャージャ１０８により転写される。転写処
理後、記録紙は分離チャージャ１０９及び分離爪１１０
により分離され、定着装置（図示せず）により定着され
て装置外部へ排出される。また転写処理後の感光体１０
１はクリーニング装置１１１により残留トナーが除去さ
れ、更に除電ランプ１１２により残留電荷が除電されて
次回の画像形成処理に備えて待機状態となる。

【００１８】図２は、帯電チャージャ１０２の拡大断面
図を示し、帯電チャージャ１０２は放電ワイヤ１０２ａ
と、シールドケース１０２ｂと、グリッド１０２ｃとか
ら構成されており、放電ワイヤ１０２ａを清掃するため
の上部放電ワイヤ清掃部材２０１ａ及び下部放電ワイヤ
清掃部材２０１ｂと、グリッド１０２ｃを清掃するため
のグリッド清掃部材２０２とを有している。尚、これら
清掃部材は一つの支持部材に配設され、放電ワイヤ１０
２ａ及びグリッド１０２ｃの清掃は、この支持部材が図
示しない駆動系によりワイヤに沿って摺動することによ
り行われる。

【００１９】更に、帯電チャージャ１０２は、図１に示
した如く、放電ワイヤ１０２ａに電圧を印加する放電電
極用高圧電源１１３と、グリッド１０２ｃに電圧を印加
するグリッド用高圧電源１１４と、各電源１１３及び１
１４の印加電圧、タイミング等を制御する制御回路１１
５と、グリッド１０２ｃに流れる電流を検出するグリッ
ド電流検出回路１１６と、グリッド電流検出回路１１６
が検出した検出値に基づいて、放電ワイヤ１０２ａの印
加電圧の補正量を演算して制御回路に出力する印加電圧
補正量演算回路１１７と、プルーブ１０３からの信号に
より感光体１０１の帯電電位を検出する表面電位検出回
路１１８と、表面電位検出回路１１８の検出結果に基づ
いて、放電ワイヤ１０２ａの印加電圧の補正量を演算し
て制御回路に送出する印加電圧補正量演算回路１１９と
を有している。

【００２０】１２０は放電ワイヤ１０２ａとグリッド１
０２ｃ間の電圧差を略一定に保つために放電ワイヤ１０
２ａとグリッド１０２ｃ間に接続されたバリスタであり
、放電電極用高圧電源１１３とグリッド用高圧電源１１
４は、定電圧電源である。

【００２１】以上の構成において、その動作を説明する
。複写処理が開始すると、制御回路１１５が所定の信号
を放電電極用高圧電源１１３及びグリッド用高圧電源１
１４に出力することにより、放電ワイヤ１０２ａ、グリ
ッド１０２ｃに対し電圧の印加を開始する。実際にグリ
ッド１０２ｃに流れている電流は、グリッド電流検出回
路１１６で検出し、印加電圧補正量演算回路１１７は該
検出値に基づいて、放電ワイヤ１０２ａの印加電圧の補
正量を求め、該補正量を制御回路１１５に出力する。ここで、グリッド電流検出回路１１６で検出するのは、
放電ワイヤ１０２ａからグリッド１０２ｃに流れ込む電
流値である。

【００２２】また、プルーブ１０３はチョッパ形であり
、感光体１０１上の帯電電位に応じて検知信号を発し、
該検知信号により表面電位検出回路１１８で帯電電位が
検出され、表面電位検出回路１１８は該検出値に基づい
て、放電ワイヤ１０２ａの印加電圧の補正量を求め、該
補正量を制御回路１１５に出力する。制御回路１１５は
、これらの補正量を入力すると、放電ワイヤ１０２ａに
適当な電圧が印加されるように、制御信号を放電電極用
高圧電源１１３に出力する。

【００２３】ここで、バリスタ１２０により放電ワイヤ
１０２ａとグリッド１０２ｃ間の電圧差は略一定に保た
れており、また、制御回路１１５は、印加電圧補正量演
算回路１１７、１１９のよる演算結果である補正量に基
づいて、放電ワイヤ１０２ａ及びグリッド１０２ｃの清
掃（放電ワイヤ１０２ａとグリッド１０２ｃの清掃部材
は、一つの支持部材に配設されている）を行うか否かを
判断し、清掃を行うと判断すれば複写処理終了後に支持
部材を移動させ、上部放電ワイヤ清掃部材２０１ａ、下
部放電ワイヤ清掃部材２０１ｂ及びグリッド清掃部材２
０２により放電ワイヤ１０２ａとグリッド１０２ｃの清
掃を行うように制御する。尚、本実施例において、この
清掃処理は補正量がかなり大きい場合に行うようにして
いるが、これは、換言すれば、感光体１０１の帯電電位
或いはグリッド１０２ｃに流れる電流が、極端に大きい
くなったか或いは小さくなった場合を意味している。

【００２４】以下、印加電圧補正量演算回路１１７、１
１９のよる演算結果である補正量に基づいて、放電ワイ
ヤ１０２ａ或いはグリッド１０２ｃの清掃、及び、放電
ワイヤ１０２ａ或いはグリッド１０２ｃに印加電圧の制
御を行う態様を説明する。

【００２５】所定の放電条件下において制御ワイヤ１０
２ａ、シールドケース１０２ｂの一方或いは双方に、或
いは感光体１０１に流れる電流値を検出し、電流値が一
定値以下になったとき、上部放電ワイヤ清掃部材２０１
ａ、下部放電ワイヤ清掃部材２０１ｂ及びグリッド清掃
部材２０２を駆動制御する。

【００２６】また、感光体１０１の表面電位を検出し、
感光体１０１の表面電位が所定値以下になったとき、少
なくとも放電ワイヤ１０２ａに対して上部放電ワイヤ清
掃部材２０１ａ及び下部放電ワイヤ清掃部材２０１ｂを
駆動制御し、感光体１０１の表面電位が所定値に以上に
なったとき、少なくともグリッド１０２ｃに対してグリ
ッド清掃部材２０２を駆動制御する。

【００２７】また、感光体１０１の表面電位を検出し、
検出された表面電位レベルに応じて、グリッド１０２ｃ
に対する印加電圧或いは（及び）放電ワイヤ１０２ａに
対する印加電圧を制御する。

【００２８】更に、放電ワイヤ１０２ａ、グリッド１０
２ｃ、シールドケース１０２ｂに流れる電流値或いは感
光体１０１に流れる電流値を検出し、検出された電流値
に基づいて、グリッド１０２ｃに対する印加電圧或いは
（及び）放電ワイヤ１０２ａに対する印加電圧を制御す
る。尚、上記した態様はこれらに限定されるものではな
い。

【００２９】次に、本発明によるスコロトロン帯電装置
の帯電特性について、図３〜図５を参照して説明する。

【００３０】図３は、グリッド電圧Ｖｇ−帯電電位Ｖｏ
の特性曲線を示す。ここで、図中において、実線Ａは本
発明の帯電チャージャ１０２（放電ワイヤ１０２ａ〜グ
リッド１０２ｃ間電位差一定：−５．５ＫＶ）、一点鎖
線Ｂは放電ワイヤ印加電圧一定（−６．０ＫＶ）、二点
鎖線Ｃは放電電流一定（−８００μＡ）の場合における
曲線を示し、破線はＶｇ＝Ｖｏの直線を示す。図から明
らかなように、本発明（実線Ａ）によれば、他のケース
（一点鎖線Ｂ、二点鎖線Ｃ）に比較して広範囲にわたり
帯電制御性能が良いことがわかる。これは、例えば、画
像濃度の調整を帯電電位を制御することにより実行でき
ることを意味する。

【００３１】尚、画像濃度の調整は、現像バイアスの印
加電圧を制御することによっても行われるが、例えば、
２成分系乾式現像剤を用いる現像装置において現像バイ
アス印加電圧を高くした場合、キャリアが感光体に付着
することにより機内汚損、転写不良、クリーニング部材
損傷等が発生する危険性がある。

【００３２】図４は、グリッド電圧Ｖｇ−帯電電位ムラ
の特性曲線を示す。ここで、帯電電位ムラとは、感光体
１０１上の最大帯電電位と最小帯電電位の差のことであ
り、図中に示すＡ、Ｂ及びＣは各々図３における場合と
同様である。図から明らかなように、本発明（実線Ａ）
は他のケースに比べてグリッド電圧Ｖｇを広範囲にわた
って変化させても帯電電位ムラが小さく、また、変動も
小さいのがわかる。

【００３３】図５は、感光体１０１の静電容量−帯電電
位Ｖｏ特性曲線を示す。ここで、放電条件として、実線
Ａは放電ワイヤ印加電圧−６．３ＫＶ一定、グリッド印
加電圧−８００Ｖ一定の場合の曲線を示し、二点鎖線Ｂ
は放電ワイヤ印加電圧−８００μＡ一定、グリッド印加
電圧−８００Ｖ一定の場合の曲線を示す。図より放電ワ
イヤ１０２ａには定電流よりも定電圧で印加する方が、
感光体１０１の初期或いは経時等に伴う静電容量に差が
ある場合において帯電電位Ｖｏが安定化することがわか
る。

【００３４】以上の結果より、スコロトロン帯電装置に
おいて、放電ワイヤ１０２ａの負荷抵抗は放電ワイヤ１
０２ａと感光体１０１間よりも、グリッド１０２ｃ（或
いは、導電性のシールドケースであればシールドケース
１０２ｂ）との電位差や距離による影響が一般的に大き
ため、本発明の如く放電ワイヤ１０２ａとグリッド１０
ｃ（或いはシールドケース１０２ｂ）との電位差を一定
に保つようにしたことにより、放電電流、放電ムラ等の
放電状態の変化を小さくでき、また、放電ワイヤ１０２
ａには定電圧を印加する方が定電流を印加するよりも帯
電処理の制御性能が向上することになる。

【００３５】本実施例においては、放電ワイヤ１０２ａ
とグリッド１０２ｃに電圧を印加する電源を各々有して
いるが、電源は一つとして放電ワイヤ１０２ａとグリッ
ド１０２ｃ間に略一定の電圧差が生じるようにしても良
い。また、感光体１０１への放電ワイヤ１０２ａからの
放電電流を検出するようにしても良い。この場合、例え
ば、導電性のシールドケース１０２ｂを有しているとき
には、シールドケース１０２ｂとグリッド１０２ｃに流
れる電流を検出するようにすれば、感光体１０１への放
電電流を検出しなくても良い。これは、全放電電流は、
グリッド１０２ｃと、シールドケース１０２ｂと、感光
体１０１への放電電流を全て加算した値になると考える
ことができるためである。

【００３６】

【発明の効果】以上より明らかなように本発明によれば
、放電電極と、該放電電極を囲むように配設されたシー
ルド部材と、制御電極を備え、前記制御電極の電圧を可
変制御して感光体に対する帯電電位を制御するスコロト
ロン帯電装置において、前記放電電極と前記制御電極の
間の電位差を略一定に保持する保持手段、及び、所定の
条件下で駆動する清掃手段を設けたため、低電位帯電か
ら高電位帯電にわたって放電を安定化させ、且つ、不均
一帯電を回避して感光体に対し常に安定した広範囲にわ
たる電位の帯電処理を実現することにより帯電動作に起
因した画像の劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスコロトロン帯電装置の制御系を
示すブロック図及び感光体の周囲を示す説明図である。

【図２】本発明によるスコロトロン帯電装置の放電を行
う部分を示す説明図である。

【図３】本発明によるスコロトロン帯電装置の特性を示
すグラフである。

【図４】本発明によるスコロトロン帯電装置の特性を示
すグラフである。

【図５】本発明によるスコロトロン帯電装置の特性を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０２　　　　スコロトロン帯電装置　　　　　　　　
１０２ａ　　放電ワイヤ１０２ｂ　　シールドケース　　　　　　　　　　　　
　　１０２ｃ　　グリッド１０２ｃ１０３　　　　プルーブ１１３　　　　放電電極用高圧電源　　　　　　　　　
　１１４　　　　グリッド用高圧電源１１５　　　　制御回路　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１１６　　　　グリッド電流検出回路１１７　　　　印加電圧補正量演算回路　　　　　　１
１８　　　　表面電位検出回路１１９　　　　印加電圧補正量演算回路　　　　　　１
２０　　　　バリスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　放電電極と、該放電電極を囲むように
配設されたシールド部材と、制御電極を備え、前記制御
電極の電圧を可変制御して感光体に対する帯電電位を制
御するスコロトロン帯電装置において、前記放電電極と
前記制御電極の間の電位差を略一定に保持する保持手段
を設けたことを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項２】　　前記放電電極と前記制御電極に対する
清掃手段と、所定の放電条件下において前記制御電極、
シールド部材の一方或いは双方に、或いは前記感光体に
流れる電流値を検出する検出手段と、前記検出手段によ
り電流値が所定値以下になったとき、前記清掃手段を駆
動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする前記請
求項１記載のスコロトロン帯電装置。
【請求項３】　　前記放電電極と前記制御電極に対する
清掃手段と、感光体の表面電位を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記感光体の表面電位が所定値以下
になったとき、少なくとも前記放電電極に対して前記清
掃手段を駆動制御し、前記検出手段により前記感光体の
表面電位が所定値以上になったとき、少なくとも前記制
御電極に対して前記清掃手段を駆動制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項４】　　前記感光体の表面電位を検出する検出
手段と、前記検出手段により検出された表面電位レベル
に応じて、前記制御電極に対する印加電圧或いは（及び
）前記放電電極に対する印加電圧を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする前記請求項１記載のスコロト
ロン帯電装置。
【請求項５】　　前記放電電極、前記制御電極、或いは
前記シールド部材に流れる電流値或いは前記感光体に流
れる電流値を検出する検出手段と、前記検出手段により
検出された電流値に基づいて、前記制御電極に対する印
加電圧或いは（及び）前記放電電極に対する印加電圧を
制御する制御手段とを備えたことを特徴とする前記請求
項１記載のスコロトロン帯電装置。