JPH08137201A

JPH08137201A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH08137201A
Application number: JP26971894A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松; Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】放電電極へのバイアス電圧を高くすることな
く、放電能力が高く、帯電の均一性に優れた帯電装置を
提供する。【構成】複数の鋸歯状の電極部を有する鋸歯状電極11
1を用いたコロナ放電方式の帯電装置であって、鋸歯状
電極111の両側に、鋸歯状電極111とほぼ平行に配置して
直流バイアス電圧を印加するサイドプレート113と、鋸
歯状電極111に垂直に配置した制御グリッド115を設ける
と共に、サイドプレート113と制御グリッド115に印加す
るバイアス電圧をそれぞれＶ_S，Ｖ_gとする時、Ｖ_S，Ｖ_g
の比が 0.5 ≦ Ｖ_S／Ｖ_g ≦ 1.5 となるようにすることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の画像形
成装置に用いられるコロナ放電方式の帯電装置に関し、
特に非接触型の鋸歯状電極を用いたコロナ放電方式の帯
電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置に用
いられるコロナ放電方式の帯電装置としては、ワイヤ放
電方式（コロトロン、スコロトロン、ジコロトロン等）
とピン放電方式（ピン電極型、鋸歯状電極型等）に大別
される。後者は低オゾン発生のため近年電子写真方式複
写機、プリンタ等でも使用されるようになってきた。特
に、一枚の薄い板状部材に複数の鋸歯状の電極部を設け
た鋸歯状電極を用いた構造の帯電装置が特開昭63-15272
号公報や特開平5-45999号公報等によって開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記ワイヤ放電方式の
帯電装置は、放電能力を高くするため放電電極へ印加す
るバイアス電圧を高くすると帯電が不均一になり、ま
た、複数の鋸歯状の電極部を有する鋸歯状電極を用いた
構造の帯電装置では、ワイヤ放電方式に比べ放電能力は
高い。しかし、鋸歯状電極を用いた帯電装置からのコロ
ナ放電では、それぞれの鋸歯状の電極部からの放電状態
が不均一で、帯電均一化のためにバイアス電圧を高くし
て放電電流を大きくすることを必要とし、帯電電位が不
均一となり安定しないという問題点があった。

【０００４】本発明はこのような問題点を解決して、放
電電極へのバイアス電圧を高くすることなく、放電能力
が高く、帯電の均一性に優れた帯電装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的は、複数の鋸歯
状の電極部を有する鋸歯状電極を用いたコロナ放電方式
の帯電装置において、前記鋸歯状電極の両側に、前記鋸
歯状電極とほぼ平行に配置して直流のバイアス電圧を印
加するサイドプレートと、前記鋸歯状電極の被帯電側に
垂直に配置した制御グリッドを設けると共に、前記サイ
ドプレートに印加するバイアス電圧をＶ_S、前記制御グ
リッドに印加するバイアス電圧をＶ_gとする時、 0.5 ≦ Ｖ_S／Ｖ_g ≦ 1.5 とすることを特徴とする帯電装置（第１発明）によって
達成される。

【０００６】また、前記目的は、複数の鋸歯状の電極部
を有する鋸歯状電極を用いたコロナ放電方式の帯電装置
において、前記鋸歯状電極の両側に、前記鋸歯状電極と
ほぼ平行に配置して直流のバイアス電圧を印加するサイ
ドプレートと、前記鋸歯状電極の被帯電側に垂直に配置
した制御グリッドを設けると共に、前記鋸歯状電極に流
れ込む電流量をＩ_t、前記サイドプレートに流れ込む電
流量をＩ_Sとする時、 0.25 ≦ Ｉ_S／Ｉ_t ≦ 0.75 とすることを特徴とする帯電装置によっても達成され
る。

【０００７】

【実施例】図４は、本発明装置の帯電装置を好適に備え
たカラー画像形成装置の一例を示す構成図である。図に
おいて、10はドラム状の像形成体すなわち感光体ドラム
で、光学ガラスもしくは透明アクリル樹脂等の透明部材
によって形成される円筒状の基体の外周に透明導電層，
有機感光体（OPC）やα-Siなどからなる感光層を設けた
ものである。

【０００８】前記感光体ドラム10は一方の端部のフラン
ジガイドピンによって軸受支持され、他方の端部のフラ
ンジが装置本体の基板の備える複数のガイドローラに外
嵌して外周の歯車を駆動歯車に噛合し、その動力により
前記の透明導電層を接地した状態で時計方向に回転され
る。

【０００９】11（Ｙ），11（Ｍ），11（Ｃ）及び11
（Ｋ）は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用い
られる本発明の帯電装置で、感光体ドラム10の前述した
有機感光体層に対し所定の電位に保持されたグリッドと
鋸歯状電極によるコロナ放電とによって帯電作用を行
い、感光体ドラム10に対し一様な電位を与える。

【００１０】12（Ｙ），12（Ｍ），12（Ｃ）及び12
（Ｋ）は感光体ドラム10の軸方向に配列したＬＥＤ，Ｆ
Ｌ，ＥＬ，ＰＬ等の発光素子とセルフォックレンズ等の
結像素子とから構成される露光光学系で、別体の画像読
み取り装置によって読み取られた各色の画像信号がメモ
リより順次取り出されて前記の各露光光学系12（Ｙ），
12（Ｍ），12（Ｃ）及び12（Ｋ）にそれぞれ電気信号と
して入力される。

【００１１】前記の各露光光学系12（Ｙ），12（Ｍ），
12（Ｃ）及び12（Ｋ）は何れも装置本体の基板に対しガ
イドピンを案内として固定した円柱状の支持部材20に取
り付けられて前記感光体ドラム10の基体内部に収容され
る。露光光学系12は上記の発光素子にLCD，LISA，PLZT
等の光シャッタ部材を組み合わせたものとセルフォック
レンズ等の結像素子とから構成することもできる。

【００１２】13（Ｙ）ないし13（Ｋ）はイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）
の各現像剤を収容する現像手段である現像器で、それぞ
れ感光体ドラム10の周面に対し所定の間隙を保って同方
向に回転する現像スリーブ130を備えている。

【００１３】前記の各現像器13（Ｙ），13（Ｍ），13
（Ｃ）及び13（Ｋ）は、前述した帯電装置11（Ｙ），11
（Ｍ），11（Ｃ）及び11（Ｋ）による帯電，露光光学系
12（Ｙ），12（Ｍ），12（Ｃ）及び12（Ｋ）よる像露光
によって形成される感光体ドラム10上の静電潜像を現像
バイアス電圧の印加下で非接触現像方式により反転現像
する。

【００１４】本装置とは別体の画像読み取り装置におい
て、原稿画像を撮像素子により読み取って得られ画像デ
ータあるいは、コンピュータで編集された画像データを
処理して、Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの各色別の画像信号として
一旦メモリに記憶し格納される。

【００１５】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タの始動により感光体ドラム10を時計方向へと回転し、
同時に帯電装置11Ｙの帯電作用により感光体ドラム10に
電位の付与が開始される。

【００１６】感光体ドラム10の感光層は電位を付与され
たあと、前記の露光光学系12（Ｙ）において第１の色信
号すなわちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信
号による像露光が開始され、感光体ドラム10の回転によ
る副走査によってその表面の感光層に原稿画像のイエロ
ー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像を形成する。

【００１７】前記の潜像は現像器13（Ｙ）により現像ス
リーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感光体
ドラム10の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形成
される。

【００１８】次いで感光体ドラム10は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電装置11（Ｍ）の帯電
作用により電位を付与され、露光光学系12（Ｍ）の第２
の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する
電気信号による像露光が行われ、現像器13（Ｍ）による
非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナ
ー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合わせ
て形成される。

【００１９】同様のプロセスにより帯電装置11（Ｃ）、
露光光学系12（Ｃ）および現像器13（Ｃ）によってさら
に第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、
また最後に帯電装置11（Ｋ）、露光光学系12（Ｋ）およ
び現像器13（Ｋ）によって第４の色信号に対応する黒
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム10の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像
が形成される。

【００２０】これ等各露光光学系12による感光体ドラム
10の感光層に対する像露光は感光体ドラム10の内部より
前述した透明の基体を透して行われる。従って第２，第
３および第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先
に形成されたトナー像を透過することがない状態で行わ
れ、第１の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形
成することが可能となる。なお各露光光学系12（Ｙ）〜
12（Ｋ）の発熱による感光体ドラム10内の温度の安定化
及び温度上昇の防止は、前記支持部材20に熱伝導性の良
好な材料を用い、低温の場合はヒータを用い、高温の場
合はヒートパイプを介して外部に放熱する等の措置を講
ずることにより支障のない程度迄抑制することができ
る。また各現像器による現像作用に際しては、それぞれ
現像スリープ10に対し直流あるいはさらに交流を加えた
現像バイアス電圧が印加され、現像器の収容する１成分
あるいは２成分現像剤によるジャンピング現像が行われ
て、透明電導層を接地する感光体ドラム10に対して非接
触の反転現像が行われるようになっている。

【００２１】かくして感光体ドラム10の周面上に形成さ
れたカラーのトナー像は転写器14Ａにおいて給紙カセッ
ト15より搬送されタイミングローラ16の駆動によって同
期して給紙される転写材である転写紙に転写される。

【００２２】トナー像の転写を受けた転写紙は、分離器
14Ｂにおいては帯電の除去を受けてドラム周面より分離
し、定着装置17においてトナーを溶着したのち排紙ロー
ラ18を介して装置上部のトレイ200上に排出される。

【００２３】一方、転写紙を分離した感光体ドラム10は
クリーニング装置19において残留トナーを除去，清掃し
て原稿画像のトナー像の形成を続行するか、もしくは一
旦停止して新たな原稿画像のトナー像の形成に待機す
る。

【００２４】次に、本発明の帯電装置の一実施例につい
て図１，図２及び図３を用いて説明する。帯電装置11
（Ｙ），11（Ｍ），11（Ｃ）及び11（Ｋ）はいずれも同
様の構造と機能を有するので、以下11で表し説明する。
図１は本発明の帯電装置の一実施例の構成を示す正面
図、図２は図１の帯電装置のＡ−Ａ線断面図、図３は本
発明の帯電装置の各部に印加されるバイアス電圧と電流
を示す図である。

【００２５】図において111は感光体ドラム10に向かっ
て突出する等長の鋸歯状の尖頭部111ａを一定ピッチで
複数個有するコロナ放電用の鋸歯状電極であり、例えば
厚さ0.1mmのステンレス板をエッチング加工して作ら
れ、尖頭部111ａはピッチ５mmでその先端の半径Ｒは30
μm以下に加工されたものである。113はコの字状の断面
形状の開口を有するステンレス製のシールド板であるサ
イドプレートである。前述の鋸歯状電極111を絶縁性樹
脂で作られた支持部材120に取り付け、同じく絶縁性樹
脂で作られた押さえ部材121で押さえ込んだ後、両端を
絶縁性樹脂、例えばABS樹脂で作られた前後の側部部材1
12ａ，112ｂ（図示せず）によって挟み込んで、サイド
プレート113に落とし込み、樹脂ネジ117にてサイドプレ
ート113を側部部材112ａ,112ｂにネジ止めして、鋸歯状
電極111を中央に支持する支持部材120、押さえ部材121
及び側部部材112ａ,112ｂを一体的にサイドプレート113
に固定する。サイドプレート113の開口部側に、例えば
厚さ0.1mmのステンレス板をエッチング加工してメッシ
ュの幅１mmに作られた制御グリッド115を、グリッド取
り付け用の樹脂ネジ118によって側部部材112ａ，112ｂ
に取り付け、スコロトロン型の帯電装置11が組み上げら
れる。114は帯電装置11を画像形成装置本体に挿入する
際の挿入側の側部部材112ａに一体的に設けられたガイ
ドピンである。116は側部部材112ａ,112ｂに設けられ、
感光体ドラム10と帯電装置11との間に所定の間隙を設
け、回転移動する感光体ドラム10と線接触の状態で摺動
するスペーサ部材で、その摺動面は例えばフッ素樹脂等
の滑り性の良好な材料でコーティングしてある。

【００２６】本発明の帯電装置11は図示しない押圧バネ
を有する押圧部材によって画像形成装置本体の感光体ド
ラム10に向かって押し下げられるが、側部部材112ａに
設けられたガイドピン114やガイドレール（図示せず）
によって位置が固定され、スペーサ部材116が感光体ド
ラム10の両端部の非画像部の感光層のない基材に当接
し、制御グリッド115は感光体ドラム10の感光層に対し
精度良く一定距離に維持されるようになっている。

【００２７】鋸歯状電極111を有する帯電装置はワイヤ
放電電極を有する帯電装置に比べ感光体方向への放電指
向性が高く、サイドプレート113へコロナイオンは流れ
込みにくい利点がある。しかし、サイドプレート113、
制御グリッド115と鋸歯状電極111の尖頭部111ａとの距
離が適正な値にされていないと上記利点が生かされな
い。サイドプレート113と鋸歯状電極111の距離をＤ_S、
制御グリッド115と鋸歯状電極111の尖頭部111ａとの距
離をＤ_gとする時、バイアス電圧を低く押さえて十分の
放電能力と帯電の均一性を得るためには、０≦（Ｄ_S−Ｄ_g）≦５mm とするのが好ましい。

【００２８】（実施例１）（第１発明）本実施例は良好な帯電性能を発揮するために、各部分に
印加するバイアス電圧の条件を規制したものである。

【００２９】図４に示す画像形成装置において、OPC感
光層を有する外径60mmの感光体ドラム10を周速80mm／se
cで回転させ、前述のＤ_S＝８mm、Ｄ_g＝５mm、とし、さ
らにサイドプレート113の先端と制御グリッド115との距
離をＤ_Sgとする時Ｄ_Sg＝２mmとした帯電装置11を用い、
感光体ドラム10の表面電位を−600Ｖに制御する帯電実
験を行った。

【００３０】ここで、鋸歯状電極111、サイドプレート1
13及び制御グリッド115に印加する直流のバイアス電圧
をそれぞれＶ_t、Ｖ_S、Ｖ_gとする時（図３参照）、Ｖ_t＝
−５KＶ、Ｖ_S＝−400Ｖ、Ｖ_g＝−600Ｖとすると、十分
な放電能力と均一な帯電性を得ることができ、この場
合、Ｖ_S／Ｖ_g ＝ 0.67であった。

【００３１】また、Ｖ_S及びＶ_gをランダムに変化させ
て、放電能力と帯電の均一性の変化を調べた。その結
果、Ｖ_SとＶ_gの比がＶ_S／Ｖ_g ＜ 0.5となると放電能力
が低下して使用できない。

【００３２】Ｖ_S／Ｖ_g ＞1.5となると帯電の均一性が低
下して使用できないことが判明し、 0.5 ≦ Ｖ_S／Ｖ_g ≦ 1.5 となる範囲にあるとき、特にバイアス電圧Ｖ_tを高くす
ることなく、放電能力、帯電均一性共に満足することが
できた。

【００３３】（実施例２）（第２発明）本実施例は良好な帯電性能を発揮するために、各部分に
印加するバイアス電圧により流れる電流の条件を規制し
たものである。

【００３４】図４に示す画像形成装置において、OPC感
光層を有する外径60mmの感光体ドラム10を周速80mm／se
cで回転させ、前述のＤ_S＝８mm、Ｄ_g＝５mm、とし、さ
らにサイドプレート113の先端と制御グリッド115との距
離をＤ_Sgとする時Ｄ_Sg＝２mmとした帯電装置11を用い、
感光体ドラム10の表面電位を−600Ｖに制御する帯電実
験を行った。

【００３５】ここで、鋸歯状電極111、サイドプレート1
13及び制御グリッド115に印加する直流のバイアス電圧
をそれぞれＶ_t、Ｖ_S、Ｖ_gとし、鋸歯状電極111に流れ込
む電流をＩ_t、サイドプレート113に流れ込む電流をＩ_S
とする時（図３参照）、Ｖ_t＝−５KＶ、Ｖ_S＝−400Ｖ、
Ｖ_g＝−600Ｖとすると、十分な放電能力と均一な帯電性
を得ることができた。この場合の電流を測定すると、Ｉ
_t＝−400μＡ、Ｉ_S＝−250μＡで、Ｉ_S／Ｉ_t＝0.625で
あった。

【００３６】また、同じ構成でサイドプレート113に印
加するバイアス電圧Ｖ_Sを変化させて、Ｉ_SとＩ_t及び感
光体ドラム10の感光体の帯電電位（Ｖ_P）を測定し、同
時に帯電の均一性をそれぞれの条件で記録した画像を目
視評価した結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】この実験において、感光体ドラム10の帯電
電位Ｖ_Pは、制御グリッド115で−600Ｖに制御している
ので、その絶対値は600Ｖ以上になることはない。ま
た、帯電電位の絶対値が600Ｖ以下になるのは放電能力
が不足していることを表す。

【００３９】表１より、Ｉ_S／Ｉ_t＞0.75 となると放電
能力が低下して帯電電位が所定電位に達しない。

【００４０】また、Ｉ_S／Ｉ_t ＜0.25となると帯電の均
一性が低下して使用できないことが分かり、Ｉ_SとＩ_tの
比が 0.25 ≦ Ｉ_S／Ｉ_t ≦ 0.75 となる範囲にあるとき、特に放電電流Ｉ_tを大きくする
ことなく、放電能力、帯電均一性共に満足することがで
きた。

【００４１】以上いずれの説明も内部より露光する方式
の画像形成装置に適用した場合について説明したが、本
発明は通常の感光体ドラム10の外側から露光する方式の
画像形成装置の帯電装置にも適用できることは勿論であ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように第１発明の帯電装置
においては、鋸歯状電極の両側に、前記鋸歯状電極とほ
ぼ平行に配置して直流バイアス電圧を印加するサイドプ
レートと、前記鋸歯状電極に垂直に配置した制御グリッ
ドを設けると共に、前記サイドプレート及び前記制御グ
リッドに印加するバイアス電圧をそれぞれＶ_S，Ｖ_gとす
る時、Ｖ_S，Ｖ_gの比を 0.5 ≦ Ｖ_S／Ｖ_g ≦ 1.5 となるように規制したので、特に放電電流を大きくする
ため、前記鋸歯状電極へのバイアス電圧を高くすること
なく、放電能力が高く、帯電の均一性に優れた帯電装置
を提供することが可能となった。

【００４３】また、第２発明の帯電装置においては、前
記構成と同じ構成で、前記サイドプレート及び前記制御
グリッドに流れ込む電流をそれぞれＩ_S，Ｉ_tとする時、
Ｉ_S，Ｉ_tの比を 0.25 ≦ Ｉ_S／Ｉ_t ≦ 0.75 となるように規制としたので、特に放電電流Ｉ_tを大き
くするため、前記鋸歯状電極へのバイアス電圧を高くす
ることなく、放電能力が高く、帯電の均一性に優れた帯
電装置を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電装置の構成の一例を示す正面図で
ある。

【図２】図１の帯電装置の横断面図である。

【図３】本発明の装置に印加するバイアス電圧及びそれ
による電流を示す図である。

【図４】本発明の帯電装置を好適に装着したカラー画像
形成装置を示す構成図である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 11 帯電装置 111 鋸歯状電極 111ａ尖頭部（電極先端） 113 サイドプレート 115 制御グリッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の鋸歯状の電極部を有する鋸歯状電
極を用いたコロナ放電方式の帯電装置において、前記鋸
歯状電極の両側に、前記鋸歯状電極とほぼ平行に配置し
て直流のバイアス電圧を印加するサイドプレートと、前
記鋸歯状電極の被帯電側に垂直に配置した制御グリッド
を設けると共に、前記サイドプレートに印加するバイア
ス電圧をＶ_S、前記制御グリッドに印加するバイアス電
圧をＶ_gとする時、 0.5 ≦ Ｖ_S／Ｖ_g ≦ 1.5 とすることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】複数の鋸歯状の電極部を有する鋸歯状電
極を用いたコロナ放電方式の帯電装置において、前記鋸
歯状電極の両側に、前記鋸歯状電極とほぼ平行に配置し
て直流のバイアス電圧を印加するサイドプレートと、前
記鋸歯状電極の被帯電側に垂直に配置した制御グリッド
を設けると共に、前記鋸歯状電極に流れ込む電流量をＩ
_t、前記サイドプレートに流れ込む電流量をＩ_Sとする
時、 0.25 ≦ Ｉ_S／Ｉ_t ≦ 0.75 とすることを特徴とする帯電装置。