JPH0627785A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体を各トナ−の特性に合わせた帯電電位
にすることの出来る帯電装置を提供する。 【構成】 動作を説明すると、最初イエロートナー用面
放電素子４０Ｙが感光体ドラム４と対向した状態におい
て、ソレノイド７ａ，７ｂにより回転軸４２が上に持ち
上げられる。そしてステッピングモータ６により回転軸
４２が回転されることで、次の面であるマゼンタトナー
用面放電素子４０Ｍが感光体ドラム４と対向した状態に
なり、この状態で回転軸がソレノイド７ａ，７ｂにより
下に降ろされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やレ−ザプリンタ等の電子
写真装置に用いる帯電装置として、図５及び図６に示す
ようなスコロトロン帯電装置が用いられている。

【０００３】このスコロトロン帯電装置５０は、断面形
状がコの字型のシ−ルドケ−ス５２の両端に絶縁ブロッ
ク５４ａ、５４ｂを設け、この絶縁ブロック５４ａ、５
４ｂの間に、シ−ルドケ−ス５２のほぼ中央に位置する
ように放電ワイヤ５６を張設し、シ−ルドケ−ス５２の
開口面にグリッド電極５８を設けて構成される。

【０００４】このグリッド電極５８は、シ−ルドケ−ス
５２とバリスタ電圧６８０Ｖ程度のバリスタ６０を介し
て接地されている。

【０００５】上記構成のスコロトロン帯電装置５０を使
用して帯電を行う場合は、図６に示すようにシ−ルドケ
−ス５２の開口部（グリッド電極５８を設けた面）を感
光体ドラム６２に対向させ、放電ワイヤ５６に−６ｋＶ
程度の直流電圧を定電流制御して印加する。すると放電
ワイヤ５６の周りにコロナ放電が発生し、コロナ放電に
より発生したイオンが感光体ドラム６２に達して、感光
体ドラム６２の表面をバリスタ６０の規格と同等の−６
８０Ｖ程度に帯電させる。この時、グリッド電極５８が
感光体ドラム６２に流れるコロナイオン流を制御し、感
光体ドラム６２は均一に帯電される。

【０００６】しかしながらこのようなスコロトロン帯電
装置は、次に述べるような種々の問題点がある。

【０００７】まず、環境衛生上の問題として、コロナ放
電によって大気中の酸素分子をイオン化してオゾンを発
生することがあげられる。特にレ−ザプリンタで用いら
れるような負帯電の装置は正帯電に比べオゾン発生量が
１桁多い。また、オゾン発生量は放電ワイヤに流れる電
流値で決ってくるが、感光体ドラムが帯電に必要なドラ
ム流入電流数十μＡを得るには、放電ワイヤに−４００
〜５００μＡもの電流を供給する必要があり、このため
大量のオゾンが発生する。そのため、通常のプリンタ装
置では、排気ダクトからオゾンフィルタを介して排気を
行っている。

【０００８】また、コスト面では、前述したように電流
利用効率が悪いので大型の高圧電源を必要とし、更にオ
ゾン対策としてオゾンフィルタ、排気用ファン等が必要
となるので、コストが大幅にアップする。

【０００９】そこで以上のような問題点を解決するため
に、図４に示すような固体面放電素子による帯電装置が
提案されている。

【００１０】この帯電装置は、ガラスなどの絶縁体から
なる基板８６の表面に、アルミニウムなどの導電体から
なる印加電極８７を設け、更に印加電極８７の表面に窒
化タンタル等からなる半導電体膜８８を設け、感光体ド
ラム８４と対向する位置に一定間隔に保ち配置されるこ
とで構成される。

【００１１】印加電極８７に高圧電源８５により電圧を
印加することによって半導電体膜８８の表面に面状のコ
ロナ放電を発生させてイオンを生成し、このイオンによ
って感光体ドラム８４を帯電させるものである。

【００１２】この面放電素子の作製方法としては、例え
ば、ガラス表面にアルミニウムを蒸着し印加電極８７と
し、更に印加電極８７の表面に窒化タンタルの半導電体
膜８８を形成する。

【００１３】この固体面放電素子による帯電装置は電流
利用効率が高いので、オゾン発生量が少ないと共に、高
圧電源８５が小さくできる等の利点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
この固体面放電素子による帯電装置をカラー複写機に用
いたいと思った場合、カラ−複写機においては各トナ−
により特性が異なるので、感光体の帯電電位を各トナ−
の特性に合わせた帯電電位にする必要があるが、そのよ
うなことは不可能であった。

【００１５】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、感光体を各トナ−の特性に合わ
せた帯電電位にすることの出来る帯電装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、絶縁体からなる基板の表面に導電体からな
る印加電極を設け、更にこの印加電極の表面に半導電体
膜を設けてなる面放電素子であって、それぞれ体積抵抗
値の異なる半導電体膜を有する複数の面放電素子を組み
合わせてなる面放電素子体と、前記面放電素子体を回転
あるいは移動させることで、所望の面放電素子を感光体
に対向させる駆動手段と、前記印加電極に電圧を加える
加電圧手段とより成る。

【００１７】

【作用】上記の構成を有する本発明の帯電装置において
は、駆動手段が面放電素子体を回転あるいは移動させる
ことで、所望の面放電素子を感光体に対向させる。そし
て加電圧手段により印加電極に電圧を加えると、面放電
素子と感光体との間でコロナ放電が生じ、感光体が帯電
される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照して説明する。

【００１９】まず本発明の帯電装置を使用したカラー電
子写真プロセスについて図２を参照して説明する。

【００２０】後に詳述する帯電装置２４により感光体ド
ラム４を帯電し、原稿台２１上に置かれた原稿２０が照
明ランプ２２により照射され、レンズ２３、青フィルタ
３３Ｂを通して感光体ドラム４に画像が結像され、感光
体ドラム４上にイエロ−トナ−用の静電潜像が形成され
る。そして感光体ドラム４上の静電潜像に、イエロ−現
像機２５Ｙによりイエロ−トナーを付着させてイエロ−
可視像を形成する。

【００２１】次に、青フィルタ３３Ｂを図示しない切り
替え装置により緑フィルタ３３Ｇに切り替え、現像機に
マゼンタ現像機２５Ｍを使用して、上記の工程と同様の
工程によりイエロ−可視像の上にマゼンタ可視像を作
る。

【００２２】同様に、緑フィルタ３３Ｇを赤フィルタ３
３Ｒに切り替えて、現像機にシアン現像機２５Ｃを使用
してマゼンタ可視像の上にシアン可視像を作り、感光体
ドラム４上にカラ−画像を形成する。

【００２３】次に用紙カセット３２から送られた用紙３
１が感光体ドラム４に重ねられ、転写用帯電装置２６で
イオンを与えることにより感光体ドラム４上のトナーが
用紙３１に転写される。続いて剥離用帯電装置２７で用
紙３１の電荷を除去して、用紙３１を感光体ドラム４か
ら剥離する。用紙３１上のトナーは定着装置２８で用紙
３１に定着され、複写画像となる。

【００２４】感光体ドラム４上の電荷は、除電用帯電装
置２９により除電され、更に残った感光体ドラム４上の
トナーはクリーナ３０によりクリーニングされる。

【００２５】次に帯電装置２４について図１を参照して
説明する。

【００２６】本帯電装置２４の面放電素子はガラスなど
の表面の滑らかな絶縁体１の表面に印加電極２を設け、
更に印加電極２の表面に体積抵抗が１０⁵〜１０¹³Ωｃ
ｍの半導電体膜である帯電電極３が設けられて形成され
る。

【００２７】そしてこのように形成された面放電素子を
イエロ−トナー用、マゼンタトナー用、シアントナー用
に３組用意し、このイエロートナー用面放電素子４０
Ｙ、マゼンタトナー用面放電素子４０Ｍ、シアントナー
用面放電素子４０Ｃを、三角柱状の中心軸４１の各面に
接着する。中心軸４１には回転軸４２が連結されてい
る。回転軸４２は内軸４２ａと外軸４２ｂとの２重構造
になっており、内軸４２ａはステッピングモータ６によ
り回転可能にされており、且つ外軸４２ｂはソレノイド
７ａ，ソレノイド７ｂにより上下に移動可能となってい
る。

【００２８】印加電極２には、高圧電源５が接続されて
おり、帯電電極３と感光体ドラム４の間でコロナ放電が
生じるように構成されている。

【００２９】動作を説明すると、最初イエロートナー用
面放電素子４０Ｙが感光体ドラム４と対向した状態にお
いて、ソレノイド７ａ，７ｂにより回転軸４２の外軸４
２ｂが上に持ち上げられる。そしてステッピングモータ
６により回転軸４２の内軸４２ａが回転されることで、
次の面であるマゼンタトナー用面放電素子４０Ｍが感光
体ドラム４と対向した状態になり、この状態で回転軸４
２の外軸４２ｂがソレノイド７ａ，７ｂにより下に降ろ
される。シアントナー用面放電素子４０Ｃについても同
様である。

【００３０】次に帯電装置２４の作製方法を説明する。

【００３１】本実施例では、絶縁体１に厚さ１ｍｍ、幅
１５ｍｍ、長さ２３０ｍｍのガラス基板を用いた。初め
にこのガラス基板を超音波洗浄により洗浄を行う。次に
このガラス基板の表面に真空蒸着装置により厚さ約０．
１μｍのアルミニウム膜を蒸着し印加電極２とする。

【００３２】次にこの印加電極２を設けた絶縁体１をＤ
Ｃマグネトロンリアクティブスパッタリング法を用い
て、アルゴン１に対して窒素２の混合ガスで圧力１×１
０^-4Ｔｏｒｒ〜３×１０^-2Ｔｏｒｒ、スパッタ電圧１０
０〜５００Ｖ、タ−ゲットはタンタルの条件下で、スパ
ッタリングを行い、スパッタリングの時間により体積抵
抗の異なる帯電電極３を３組作製した。

【００３３】上記の製法にてスパッタリングを行い、イ
エロ−トナ−用に体積抵抗が２．５×１０⁹Ωｃｍの窒
化タンタルの半導電体膜を、マゼンタトナ−用に体積抵
抗が８×１０⁸Ωｃｍの窒化タンタルの半導電体膜を、
シアントナ−用に体積抵抗が４×１０⁸Ωｃｍの窒化タ
ンタルの半導電体膜を作製した。

【００３４】また、タ−ゲットとしてチタンを使用し、
混合ガスとしてアルゴンと酸素を使用することも可能で
ある。なおこの時は、半導電体膜として酸化チタンが出
来る。

【００３５】また、抵抗値を変化させるのに、混合ガス
のアルゴンと窒素の比率を変化させることによっても可
能である。なおこの時は、窒素の比率が低いときには抵
抗値が低くなる。

【００３６】上記製法によって制作された帯電装置２４
と、感光体ドラム４に、φ２００ｍｍのアルミ素管にキ
ャリア発生層（ＣＧＬ）、キャリア輸送層（ＣＴＬ）を
積層した積層型有機系感光体を用いて、イエロ−トナ−
用帯電電極３の中心部と感光体ドラム４の最も近接する
ところを０．４ｍｍに保ち、高圧電源５により−３．５
ｋＶを印加したところ感光体ドラム４は−７００Ｖに帯
電した。同様に、マゼンタトナ−用では−７５０Ｖに帯
電した。また、シアントナ−用では−８００Ｖに帯電し
た。

【００３７】次に、上記の製法により製作した帯電装置
２４により感光体ドラム４の帯電電位が変化する理由を
図３により説明する。

【００３８】図３は、帯電装置の半導電体膜の体積抵抗
値を変化させたときの感光体ドラムの帯電電位を示すグ
ラフで、グラフから明らかなように、半導電体膜の体積
抵抗が小さいときには、感光体ドラムの帯電電位は高
く、体積抵抗値が大きいときには帯電電位が低くなるこ
とがわかる。

【００３９】以上、詳述したことから明かなように、本
実施例の帯電装置２４によれば、感光体ドラム４の帯電
電位を各トナ−の特性に合わせた帯電電位にすることが
出来る。

【００４０】尚、本発明は以上詳述した実施例に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲の変更は
可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上、詳述したことから明かなように、
本発明の帯電装置によれば、駆動手段が面放電素子体を
回転あるいは移動させることで、所望の体積抵抗の面放
電素子を感光体に対向させることができるので、例えば
カラー複写機において感光体の帯電電位を各トナ−の特
性に合わせた帯電電位にすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の帯電装置を示す斜視図である。

【図２】本実施例の帯電装置を用いたカラー電子写真装
置の構成図である。

【図３】体積抵抗値を変化させたときの感光体ドラムの
帯電電位を示すグラフである。

【図４】従来の面放電帯電装置の断面図である。

【図５】従来のスコロトロン帯電装置の斜視図である。

【図６】従来のスコロトロン帯電装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 絶縁体 ２ 印加電極 ３ 帯電電極 ５ 高圧電源 ６ ステッピングモータ ７ａ ソレノイド ７ｂ ソレノイド ２４ 帯電装置 ４０Ｙ イエロートナー用面放電素子 ４０Ｍ マゼンタトナー用面放電素子 ４０Ｃ シアントナー用面放電素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体からなる基板の表面に導電体から
   なる印加電極を設け、更にこの印加電極の表面に半導電
   体膜を設けてなる面放電素子であって、それぞれ体積抵
   抗値の異なる半導電体膜を有する複数の面放電素子を組
   み合わせてなる面放電素子体と、 前記面放電素子体を回転あるいは移動させることで、所
   望の面放電素子を感光体に対向させる駆動手段と、 前記印加電極に電圧を加える加電圧手段とより成ること
   を特徴とする帯電装置。