JPH1165224A - 電子写真記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 イオン発生電流の効率的な供給により帯電斑
を防止して良好な記録を行なうと共に、無駄なオゾンの
発生を抑制して環境改善を図る。 【解決手段】 回転可能なドラム２と、誘導電極４２を
挟む複数のイオン発生電極４４間からイオンを発生させ
てドラム表面２ａを所定電位に帯電させるイオン発生器
４０とを備え、イオン発生器４０は、絶縁性の基板４
１，その上に形成された誘導電極４２，これを覆う誘電
体層，その上に形成され前記誘導電極を挟む複数のイオ
ン発生電極４４を有する。保持手段２１は、ドラム２に
対向するイオン発生電極４４の形成面とドラム表面２ａ
の離間距離が前記ドラムの回転遅れ側よりも回転進み側
の方で離隔するようにイオン発生器４０を保持してい
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、電子写真記録装置
に係り、特にイオン発生器を帯電装置として用いる電子
写真記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】様々な記録装置の中でも、電子写真記録
装置はノンインパクト記録のため騒音が少ないこと、文
字が綺麗に記録できること、記録速度が高速であるこ
と、ランニングコストが比較的安いこと、などの特長を
有している。このため、最近ではＯＡ（Office Automa
tion）機器の出力端末装置としても利用されており、市
場も急速に拡大している。

【０００３】電子写真記録装置の一つであるレーザビー
ムプリンタの記録部の一般的な構成を図９（ａ）に示
し、電子写真記録装置の概要について説明する。通常の
場合、電子写真記録装置１は、図９（ａ）に示すような
感光体ドラム２を備え、この感光体ドラム２の表面は、
その全面をコロナチャージャ等の帯電装置３により、例
えばマイナスの電荷で−７００Ｖ程度に一様に帯電させ
られている。次に、画像信号に応じてレーザ光４が感光
体ドラム２に照射される。感光体ドラム２は光が照射さ
れた部分だけ抵抗が減少するので、レーザ光４が照射さ
れた部分のマイナス電荷が消去され静電潜像が形成され
る。

【０００４】なお、通常はレーザとしては１個の半導体
レーザが使用され、画像に応じて変調された光は、図示
されない回転多面鏡（ポリゴンミラー）によって走査さ
れている。このようにして形成された静電潜像は現像器
５によって現像される。つまり、感光体ドラム２上の静
電潜像のマイナス電荷の消去された部分に、反転現像に
よってマイナスに帯電した着色微粒子であるトナーが−
５００Ｖ程度のバイアスを与えられることにより感光ド
ラム２の表面に付着し、静電潜像が可視化される。

【０００５】図示されない給紙カセットから給紙ローラ
６により供給された記録紙７が、画像信号とタイミング
を一致させて搬送されて感光体ドラム２に接触する。こ
こで可視化されたトナー像が記録紙７に転写される。転
写チャージャ８では例えば記録紙７の裏側からプラスの
電荷が与えられ、これによって、感光体ドラム２上にマ
イナスに帯電したトナーによって現像された画像を記録
紙７上に引きつけ、転写している。画像が転写された記
録紙７は、剥離チャージャ９によって、感光体ドラム２
から剥離される。最後に、ヒートローラ１１から構成さ
れる定着器１０により、トナーは加熱・加圧されること
によって記録紙７上に定着されて、記録が終了する。

【０００６】なお、感光体ドラム２上には記録紙７に転
写されずに残ったトナーが存在している。これらの残留
トナーをクリーニングブレード１２から構成されるクリ
ーナでこすり落としてドラム２の清掃を行なった後、Ｌ
ＥＤ等から構成される消去ランプ１３により全面露光す
ることによって、感光体ドラム２上の電荷を消去してい
る。

【０００７】このように、電子写真記録装置１において
は、帯電・潜像形成・現像・転写・定着の工程を経て画
像が形成されている。最後に、クリーニング工程におい
て、感光体ドラム２が綺麗に清掃されることにより繰り
返し使用が可能となる。各工程は機種によって多少の構
成は異なる場合もあるが、基本的な構成としては上述し
たものに準じている。

【０００８】以上、電子写真記録装置の代表例としてレ
ーザプリンタについての説明を簡単に行なった。電子写
真記録装置としてはレーザプリンタばかりではなく、静
電潜像を書き込むための記録ヘッドとして他の発光素子
を使用したものも開発・製品化されている。レーザビー
ムプリンタは１つのレーザから発生した光を高速に機械
的に回転する多面鏡や、ホログラムを利用して画点を形
成しているが、装置の小型化・低価格化を考え、アレイ
光源を用いた固体走査方式も現在ではかなり注目されて
いる。例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、液晶
シャッタ、ＥＬ（Electro-Luminecent）素子、プラズマ
発光素子、蛍光体などの発光素子や光シャッタ素子をア
レイ状に並べたヘッドを用いた電子写真記録装置も開発
・製品化されている。上述した電子写真記録装置は、何
れも光プリンタと総称されるものであり、用途としては
プリンタ、デジタル複写機などの出力装置として利用さ
れている。また、従来から使用されているような蛍光灯
などの光により原稿を照明し、その反射光を感光体に導
いて静電潜像を形成して原稿を複写するタイプのアナロ
グ複写機も電子写真記録装置の一つである。さらに、感
光体ドラムの代わりに誘電体を使用して、アレイ状に並
べられた小さな穴からイオンを吹きだし、誘電体上にこ
のイオンによって静電潜像を記録する方式のイオンフロ
ー記録、またはイオンデポジション記録と呼ばれる記録
方式もある。

【０００９】これら電子写真記録装置１では上述したよ
うに、帯電、転写、剥離などの工程で、あるいは感光体
上の残留電荷を消去するためなどに、帯電装置（チャー
ジャ）が多数使用されている。この帯電装置としての代
表的な例としてのコロナチャージャ３を図９（ｂ）に示
す。コロナ放電は不均一な電界中で行なわれる局所的な
空気の絶縁破壊により生じる持続的な放電である。一般
に、コロナチャージャ３は直径が５０〜１００μｍのタ
ングステンからなるコロナワイヤ１４を１cm程度離して
一部が削除されたアルミ等からなる金属ケース１５でシ
ールドした構造を有している。その削除されて開口され
た部分は金網からなるグリッド１６により覆われてお
り、このグリッド１６を介してコロナイオン１７が放出
される。コロナワイヤ１４に５〜１０ｋＶ程度の電圧を
印加すると、コロナワイヤ１４の周囲に局所的に強い電
界が形成され、部分的な空気の絶縁破壊が起こり、放電
が持続する。開口面を感光体に対向させて配置し、発生
した正または負イオンを感光体表面に移動させて、感光
体を帯電したり、あるいは除電したりする。コロナ放電
は気中放電であるために温度、湿度の影響を受けやす
い。そこで、コロナワイヤ１４に流れる電流を常に一定
にする電流制御方式や、感光体の表面電位を検知してグ
リッド電圧やコロナ電圧１８にフィードバックする制御
方式を用いて感光体の表面電位を安定化させる必要があ
る。

【００１０】上述したように、コロナチャージャはコロ
ナワイヤ１４を１cm程度離したアルミなどのケース１５
で覆っているので、装置の小型化を考える場合には、そ
の大きさが問題となる。特に、電子写真記録装置をカラ
ー記録にまで発展させることを考えると、１cm角の大き
さのスペースを必要とし、記録装置を小型化するのを著
しく妨げることになる。

【００１１】また、コロナチャージャが大気中の酸素分
子をイオン化してオゾンを発生させるため、高濃度のも
のは人体の呼吸器に有害であり、微量でも長時間の吸入
は有害であるため環境問題として好ましくない。特に、
負コロナ放電の場合、正コロナ放電よりオゾンの発生量
が１桁ほど多い。臭いとして人間が感知できるオゾン濃
度は０．０２ｐｐｍであり、許容濃度は０．１ｐｐｍ以
下に定められている。従来の複写機やプリンタにおいて
は、オゾン除去のために活性炭を塗布したオゾンフィル
タなどを使用して、この基準を満たすようにしている。
しかし、最近ではヨーロッパを中心に現在の許容濃度の
１／１０程度までオゾン発生量を減少させようとする動
きも活発になってきている。

【００１２】さらに、短い時間で感光ドラムを帯電させ
たい場合には帯電に寄与するイオン電流を多くする必要
がある。イオン電流を多くした場合、帯電装置を被帯電
物である感光ドラムに近づけると、感光ドラムに帯電斑
（むら）が発生してしまうという問題もあった。

【００１３】このような種々の不具合を解消するため
に、本願の発明者達は、図１０に示すような電子写真記
録装置を提案している。図１０（ａ）（ｂ）において、
帯電装置２０は、イオン発生器３０を保持する保持手段
として例えば筐体よりなるホルダ２１を備えている。ホ
ルダ２１には長手状に溝２１ａ，２１ｂが形成され、溝
２１ａに係合する弾性部材２２により前記イオン発生器
３０が保持される。弾性部材２２は図示の例では左右に
合計６個設けられている。弾性部材２２は、その一端の
内側の面がイオン発生器３０下面の放電面に当接され、
他端がホルダ２０の側面の下部に設けられた前記溝２１
ａに挿入される。このような構造とすることにより、弾
性部材２２の張力によりイオン発生器３０の電極が形成
されている基板面と反対の面とホルダ２１の下面とが接
触するようにイオン発生器３０がホルダ２１に保持され
る。

【００１４】溝２１ｂには取付金具２３が係合してお
り、この取付金具２３とホルダ２１との間にはバネ２４
が介装されて、このバネ２４の弾発力によりホルダ２１
は確実に取付金具２３に固定されている。図１０（ａ）
に示すように、ホルダ２１のイオン発生器３０と接する
面の中央部には、凹部２１ｃが形成されており、この凹
部２１ｃにはヒータ２５が配置されている。このヒータ
２５はイオン発生器３０を４０〜５０℃に加熱すること
によりイオン発生器３０の放電を安定化する。前記凹部
２１ｃによってヒータ２５とホルダ２１との間に空気層
が設けられてヒータ２５の熱が直接ホルダ２１に伝わる
のを避け、熱によりホルダ２１が変形するのを防止して
いる。

【００１５】ホルダ２１は、図１０（ｂ）の正面図に示
すように、イオン発生器３０の位置ずれを阻止するため
に両面テープまたは接着部材等よりなる固定部材２６を
有すると共に、ホルダ２１の一端より外側に突き出たイ
オン発生器３０の端部には、このイオン発生器３０に外
部から電力を供給するための電力供給部材２７が接触し
ている。すなわち、ホルダ２１をスライドさせて取付け
金具２３に挿入することにより電力供給部材２７がイオ
ン発生器３０と接触し、電気的に接続されるように構成
されており、この挿入のためにホルダ２１の他端側に
は、取手２８が設けられている。。

【００１６】前記イオン発生器３０は、図１０（ｃ）に
示すように、セラミック等からなる基板３１の上に誘導
電極３２が形成され、この誘導電極３２を覆うようにガ
ラス等からなる絶縁層３３が積層されており、この絶縁
層３３上に複数のイオン発生電極３４ａ，３４ｂが形成
された構造を有している。なお誘導電極３２，絶縁層３
３，イオン発生電極３４ａ，３４ｂは厚膜印刷によって
作成することが可能である。例えば誘導電極３２の膜厚
は１〜５μｍで幅が約１４０μｍであり、絶縁膜３３の
膜厚は２０〜５０μｍであり、イオン発生電極３４ａ，
３４ｂの膜厚は１〜３０μｍであり、２つのイオン発生
電極３４ａ，３４ｂ間の間隔であるスリット３５の幅は
約２００μｍとなるように形成されている。

【００１７】このような構造のイオン発生器３０の誘導
電極３２とイオン発生電極３４ａ，３４ｂとの間に、高
周波電圧源３６より周波数が数百Ｈｚ〜数百ＫＨｚ、波
高値が１〜３ｋＶの高周波高電圧が印加されると共に、
バイアス電圧源３７よりイオン発生電極３４ａ，３４ｂ
にバイアス電圧が印加されると、２つのイオン発生電極
３４ａ，３４ｂの間のスリット３５の空気がイオン化さ
れて、この付近に正と負のイオンが発生する。ここで、
図１０（ｃ）に示すように、電圧源３７よりバイアス電
圧として負の電圧が印加されている場合には、イオン発
生器３０は負のイオンのみを発生させる。逆に、電圧源
３７からのバイアス電圧が正の場合には正のイオンを発
生させることになる。このイオン発生器３０は、図９
（ｂ）に示すコロナチャージャに比べて小さな電圧で放
電を生じることが可能である。

【００１８】また、絶縁層３３、イオン発生電極３４
ａ，３４ｂの上に、保護膜層を設けることでイオン発生
電極の径時変化が防止でき、帯電器としての使用可能時
間が増加する。この保護膜は、薄膜技術でＳｉＯ₂ をス
ッパタリングして形成することも可能であり、また厚膜
技術で絶縁性ガラス層をスクリーン印刷で形成すること
も可能である。

【００１９】この従来の電子写真記録装置においては、
図１０（ｂ）に示すように、イオン発生器３０は弾性部
材２２によってホルダ２１に完全には固定されておら
ず、感光体ドラム２の軸方向、すなわちイオン発生器３
０の長手方向に可動となっている。このため、ホルダ２
１を取付け金具２３に挿入する際、電力供給部材２７か
らの反力によってイオン発生器３０が押されてイオン発
生器３０の感光ドラム２に対する位置が変動するのを防
止するためホルダ２１とイオン発生器３０との接触面の
一部分を接着剤や両面接着テープ等の固定部材２６によ
り固定している。また、このように一部分を接着剤を用
いて固定することにより、ホルダ２１とイオン発生器３
０の熱膨張の差を吸収することができ、イオン発生器３
０が熱により反るのを防止することができる。なお、イ
オン発生器３０が電力供給部材２７によって下向きの力
を受けているため、イオン発生器３０とホルダ２７とが
離れるのを防止するためには、接着剤を用いて固定する
位置は電力供給部材２７が設けられている側の端部が好
ましい。また、ホルダ２１とイオン発生器３０の基板３
１は熱膨張係数がほぼ同じ材料から構成することが好ま
しい。

【００２０】従来の電子写真記録装置においては、上記
帯電装置２０は図９（ａ）に示されるコロナチャージャ
３の代わりに用いられるのは勿論であるが、転写チャー
ジャ８や剥離チャージャ９の代わりに用いてもよい。こ
の場合、帯電装置２０に設けられたイオン発生器３０の
イオン発生電極３４ａ，３４ｂに負のバイアス電圧を印
加することにより、感光ドラム２の表面を一様にマイナ
スに帯電させることができる。また、転写チャージャ８
にはバイアス電圧として正の電圧を印加する。剥離チャ
ージャ９にはバイアス電圧を零Ｖにして正、負のイオン
で記録紙の電荷を除去することにより、記録紙を感光体
ドラム２から剥離することができる。

【００２１】以上述べたように、図１０に示す帯電装置
を用いた従来の電子写真記録装置によれば、従来のコロ
ナチャージャに比べて装置のサイズを可及的に小型化す
ることができると共に、イオン発生器２０は取り外し可
能なため、メンテナンスが容易となる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
発生器を帯電装置として用いた従来の電子写真記録装置
によれば、上述のようにコロナワイヤを用いた従来の電
子写真記録装置に比べて装置を小型化できるという利点
はあるものの、被帯電物を短時間で帯電させる場合に
は、帯電に寄与するイオン電流を多くする必要があり、
そのために、帯電装置と被帯電物とを接近させると被帯
電物に帯電斑が発生してしまうという問題があった。

【００２３】本発明は上記問題点を除去するためになさ
れたものであり、可能な限り小型化された帯電装置に設
けられたイオン発生器により生成されるオゾン発生量を
減少させることができると共に、イオン電流を多くして
も帯電斑が生じることのない電子写真記録装置を提供す
ることを目的とする。

【００２４】また、被帯電物と帯電装置との離間距離を
調節することにより、感光ドラムの帯電斑を防止し、良
好な記録を行なうことのできる電子写真記録装置を提供
することも目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る電子写真記録装置は、回転可能なド
ラムと、誘導電極を挟む複数のイオン発生電極間からイ
オンを発生させて前記ドラム表面を所定電位に帯電させ
るイオン発生器と、前記ドラム表面に静電潜像を形成す
る静電潜像形成手段と、前記イオン発生電極の形成面を
前記ドラムに対向させてイオン発生器を保持する保持手
段とを有するものにおいて、前記イオン発生器は、筐体
を含む前記保持手段の下面に接触して設けられた絶縁性
の基板，この基板上に形成された誘導電極，この誘導電
極を覆う誘電体層，この誘電体層上に形成され誘導電極
を挟む複数のイオン発生電極を有すると共に、前記保持
手段は、前記ドラムに対向する前記イオン発生電極の形
成面と前記ドラム表面の離間距離が前記ドラムの回転遅
れ側よりも回転進み側の方で離隔するように前記イオン
発生器を保持していることを特徴としている。

【００２６】また、請求項２に係る電子写真記録装置
は、請求項１に記載のものにおいて、前記ドラムの退出
側における前記ドラムとイオン発生器との間隔が、前記
イオン発生器の複数のイオン発生電極の間隙の幅よりも
１．５倍を超えて離隔することを特徴としている。

【００２７】さらに、請求項３に係る電子写真記録装置
は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前
記イオン発生器が、前記ドラムの軸方向に延在するよう
に形成されたイオン発生電極を複数個有すると共に、こ
れらの複数のイオン発生電極は、回転遅れ側で前記ドラ
ムに接近し、回転進み側で前記ドラムより離隔するよう
に傾斜する平面上に設けられていることを特徴としてい
る。

【００２８】また、請求項４に係る電子写真記録装置
は、請求項１に記載のものにおいて、前記イオン発生器
が前記ドラムの軸方向に延在するように形成されたイオ
ン発生電極を複数個有すると共に、これらの複数のイオ
ン発生電極が段部を介して複数段の平行する平面上に平
行に形成され、この複数段の平面は回転遅れ側で前記ド
ラムに接近し、回転進み側で前記ドラムより離隔するこ
とを特徴としている。

【００２９】さらに、請求項５に係る電子写真記録装置
は、請求項３または請求項４に記載のものにおいて、前
記イオン発生電極のうち前記ドラムの回転遅れ側の任意
の２本の離間距離が、前記ドラムの回転進み側の任意の
２本の離間距離よりも広くなると共に、回転遅れ側から
回転進み側に移るにつれてその間隙が徐々に狭くなるよ
うに設定されていることを特徴としている。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電子写真記録
装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図１，図２は、本発明の第１実施形
態に係る電子写真記録装置の構成を示す側断面図，拡大
側面図であり、従来の電子写真記録装置を示す図１０
（ａ）に対応する構成を簡略化して示している。

【００３１】図１に示すように、この発明の第１実施形
態に係る電子写真記録装置３８は、図９（ａ）に示され
る従来の電子写真記録装置１の構成のうちコロナチャー
ジャ３，転写チャージャ８，剥離チャージャ９の代わり
に設けられる帯電装置３９を備えている。この帯電装置
３９は、イオン発生器４０と、このイオン発生器４０を
固定して保持するホルダ２１と、から構成される。ホル
ダ２１は、基本的には図１０（ａ）に示されるホルダ２
１と同様の構成を備え、イオン発生器４０の裏側に設け
られたヒータ２５による熱変形を避けるために、凹状の
溝２９が形成されている。第１実施形態の帯電装置３９
においては、図１（ａ）に示すように、イオン発生器４
０の取付位置が感光体ドラム２と対向する下面で角度θ
だけ傾くようにホルダ２１が固定されている。すなわ
ち、帯電領域の回転遅れ側では感光ドラム２とイオン発
生器４０の下面との間隔が狭く、回転進み側では広くな
るようにイオン発生器４０が取り付けられている。感光
体ドラム２の表面は、感光面２ａとなっている。

【００３２】イオン発生器４０は、下面が感光体ドラム
２に対して傾斜されて取り付けられていることを除け
ば、図１０（ｃ）に示された従来のイオン発生器３０と
略同様の構成を有している。図２に示すように、イオン
発生器４０は、セラミック等からなる絶縁性基板４１の
上に誘導電極４２ａ，４２ｂが形成され、この誘導電極
４２ａ，４２ｂを覆うようにガラス等からなる絶縁層４
３が積層されており、この絶縁層４３上に複数のイオン
発生電極４４ａ，４４ｂ，４４ｃが形成された構造を有
している。なお、誘導電極４２ａ，４２ｂ，絶縁層４
３，イオン発生電極４４ａ，４４ｂ，４４ｃは厚膜印刷
によって作成することが可能である。例えば誘導電極４
２ａ，４２ｂの膜厚は１〜５μｍで幅が約１４０μｍで
あり、絶縁膜４３の膜厚は２０〜５０μｍであり、イオ
ン発生電極４４ａ，４４ｂ，４４ｃの膜厚は１〜３０μ
ｍであり、２つのイオン発生電極４４ａ，４４ｂ間およ
び４４ｂ，４４ｃ間の間隔であるスリット３５の幅は約
２００μｍとなるように形成されている。

【００３３】このような構造のイオン発生器４０の誘導
電極４２ａ，４２ｂとイオン発生電極４４ａ，４４ｂ，
４４ｃとの間に、図示されない高周波電圧源より周波数
が数百Ｈｚ〜数百ＫＨｚ、波高値が１〜３ｋＶの高周波
高電圧が印加されると共に、図示されないバイアス電圧
源よりイオン発生電極４４ａ，４４ｂ，４４ｃにバイア
ス電圧が印加されると、３つのイオン発生電極における
２つのイオン発生電極間のそれぞれのスリット４５ａ，
４５ｂの空気がイオン化されて、この付近に正と負のイ
オンが発生する。ここで、図１０（ｃ）に示すような電
圧源３７よりバイアス電圧として負の電圧が印加されて
いる場合には、イオン発生器４０は負のイオンのみを発
生させる。逆に、電圧源３７からのバイアス電圧が正の
場合には正のイオンを発生させることになる。

【００３４】また、絶縁層４３、イオン発生電極４４ａ
〜４４ｃの上に、保護膜層を設けることでイオン発生電
極の径時変化が防止でき、帯電器としての使用可能時間
が増加する。この保護膜は、薄膜技術でＳｉＯ₂ をスッ
パタリングして形成することも可能であり、また厚膜技
術で絶縁性ガラス層をスクリーン印刷で形成することも
可能である。

【００３５】上記構成を有するイオン発生器４０からな
る帯電装置３９は、図９（ａ）に示したレーザプリンタ
に応用される。図９（ａ）に示されたコロナチャージャ
３に代えて、本発明の帯電装置３８を使用している。帯
電以降の工程は従来のレーザプリンタと全く同様なの
で、重複説明を省略する。この第１実施形態においては
感光ドラム２の直径は６０ｍｍ、イオン発生器４０の幅
は１０ｍｍ、イオン発生器の放電スリット４５ａ，４５
ｂの幅は０．４ｍｍ、傾ける角度θを５度にすること
で、帯電領域の上流側で間隔が０．５ｍｍ、下流側で
１．５ｍｍになる。

【００３６】上流側に放電スリットを３本、下流側に放
電スリットを３本設けたイオン発生器を用いて、交流電
圧２．８ｋＶｐ−ｐ、５ｋＨｚで放電させることで、Ａ
４版で毎分２０枚の記録速度の複写機の帯電装置として
使うことができた。このように本発明によれば、帯電斑
（むら）の少ない帯電装置を提供することが可能とな
る。

【００３７】なお、上述した第１実施形態に係る電子写
真記録装置は、帯電装置３９を構成するイオン発生器４
０の感光ドラム２に対向する下面を１つの平面とし、こ
の面を所定角度傾斜させるものとして構成したが、本発
明はこれに限定されず、感光ドラムの表面の感光面２ａ
とイオン発生面との間隔が感光ドラムの回転遅れ側で狭
く回転進み側で広くなっていれば、下面は１つの傾斜平
面でなく段部を介して複数の平面であってもよい。

【００３８】図３，図４は、イオン発生面を複数の平面
より構成した第２実施形態に係る電子写真記録装置を示
す側断面図，拡大側面図である。図３において、電子写
真記録装置４８は帯電装置４９を少なくとも備えてお
り、これ以外にもレーザ光４が照射される感光体ドラム
２を始めとして、図９（ａ）に示すような現像器５，給
紙ローラ６，転写チャージャ８，剥離チャージャ９，ヒ
ートローラ１１を備える定着器１０，クリーニングブレ
ード１２，消去ランプ１３等を備えているが、感光体ド
ラム２以外の構成要素については図３においては図示説
明を省略する。

【００３９】帯電装置４９は保持手段としてのホルダ２
１とイオン発生器５０とを備えており、この第２実施形
態に係る電子写真記録装置４８のイオン発生器５０は、
ドラム２の回転遅れ側から順に第１のイオン発生面５０
Ａと、第２のイオン発生面５０Ｂとを備えている。図３
に示すように、第１のイオン発生面５０Ａは感光体ドラ
ム２に近く、第２のイオン発生面５０Ｂは感光体ドラム
２から遠くになるように、段状に形成されている。イオ
ン発生器５０が段状に構成されていることにより、ホル
ダ２１はヒータ２５ａ，２５ｂによる熱変形を避けるた
めの凹部２９ａと２９ｂとを備えている。

【００４０】イオン発生面５０Ａは、セラミック等の基
板５１Ａと、この基板５１Ａ上に形成された第１，第２
の誘導電極５２ａ，５２ｂと、電極５２ａ，５２ｂの上
を覆う絶縁層５３Ａと、この絶縁層５３Ａ上に形成され
た第１，第２，第３のイオン発生電極５４ａ，５４ｂ，
５４ｃと、を備えており、３つのイオン発生電極のそれ
ぞれの間にはスリット５５ａ，５５ｂが設けられてい
る。また、イオン発生面５０Ｂは、セラミック等の基板
５１Ｂと、この基板５１Ｂ上に形成された第３，第４の
誘導電極５２ｃ，５２ｄと、電極５２ｃ，５２ｄの上を
覆う絶縁層５３Ｂと、絶縁層５３Ｂ上に形成された第
４，第５，第６のイオン発生電極５４ｄ，５４ｅ，５４
ｆと、を備えており、３つのイオン発生電極のそれぞれ
の間にはスリット５５ｃ，５５ｄが設けられている。

【００４１】上記のように構成された第２実施形態に係
る電子写真記録装置４８によっても第１のイオン発生面
５０Ａと第２のイオン発生面５０Ｂとが設けられている
レベルが異なっているので、感光ドラム２の回転遅れ側
のイオン発生面の方が、ドラムの回転進み側のイオン発
生面よりも感光面から離間することとなり、感光面にお
ける帯電斑（むら）を抑制することができる。

【００４２】第１，第２実施形態に係る電子写真記録装
置の作用について、図５を参照しながら説明する。図５
は第１，第２実施形態の帯電装置における電圧分布を示
したものである。バイアス電位として−６００Ｖ、交流
電圧に２．８ｋＶｐ−ｐを印加し、イオン発生器と感光
体の間隔を０．５ｍｍにしたときの電圧分布を計算した
ものである。放電している状態では誘導電極の電位が大
きくなり、図５のように放電スリット近傍の電位が大き
くなり、帯電装置と感光体の間は誘導電極からの電位が
支配的になる。本構成のイオン発生器では、基本的には
前述の帯電装置と感光体の間の直流バイアス電位で感光
体の帯電電位が決まるように動作し、放電自体にばらつ
きがあっても感光体の帯電電位は均一になる。

【００４３】しかし、図５のように帯電装置を被帯電物
に近づけると帯電装置と被帯電物の間のイオンの移動が
直流バイアス電位ではなく、誘導電極に印加される交流
電圧に支配され、放電による生成イオン量のばらつきが
直接に帯電電位の斑（むら）として表れる。そこで、帯
電装置と被帯電物の間隔をドラムの入側と出側とで変
え、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ
で帯電むらの様子を調べたところ、実験で使用したイオ
ン発生器では間隔を０．７５ｍｍ以上にすると、帯電む
らは見られなかった。しかし、このままでは被帯電物の
帯電に寄与する電流値が減少するという欠点を持つ。電
流値を増加させるには放電スリットの数を増やす、交流
電圧の周波数を上げる等の方法があるが、どちらも消費
電力の増加に結びつく。そこで、被帯電物の帯電領域へ
の進入側では帯電電位の上昇を優先するため間隔を狭く
し、排出側では帯電むらを無くすために間隔を広くした
帯電装置を使用することで帯電むらを無くすことが可能
となる。

【００４４】以上のように、排出側の被帯電物と帯電装
置との間隔は帯電むらが無くなるように設定されるが、
この値はイオン発生器の放電スリット（図１０における
符号３５）の幅と、誘導電極に印加される交流電圧で決
まる。交流電圧は空気の絶縁破壊電圧で決まってしま
い、現在のところほぼ一定である。よって間隔は、放電
スリット幅によって決まると考えて良い。電界計算で放
電スリット幅を変え、帯電装置と被帯電物の間の電位分
布を調べた。上記の帯電むらが生じない条件（放電スリ
ット幅４００μｍ、間隔０．７５ｍｍ）と同じような電
圧分布が得られる条件を探したところ、概ね間隔が放電
スリット幅の１．５倍あると良いことが判った。

【００４５】なお、上述した第１，第２実施形態に係る
電子写真記録装置においては、放電スリットの間隔は一
定のものとして説明したが、本発明はこれにも限定され
ず、放電スリットの間隔をドラムの回転遅れ側と回転進
み側とで異ならせるように構成してもよい。具体的に
は、図６ないし図８に示す第３ないし第５実施形態に係
る電子写真記録装置のように種々の形態が考えられる。

【００４６】第３実施形態に係る電子写真記録装置にお
ける帯電装置は、図６に示すようなイオン発生器４０Ａ
を備えている。イオン発生器４０Ａは、基板４１と、第
１ないし第４の誘導電極４２ａないし４２ｄと、絶縁層
４３と、第１ないし第５のイオン発生電極４４ａないし
４４ｅと、を備えている。この第３実施形態の特徴的な
構成は、感光体ドラム２の感光面２ａと第１のイオン発
生電極４４ａとの間隙Ｄ₁ よりも感光面２ａと第５のイ
オン発生電極４４ｅとの間隙Ｄ₂ の方が広くなっている
点に加えて、第１および第２のイオン発生電極４４ａお
よび４４ｂ間のスリット４５ａの幅Ｗ₁ から第４および
第５のイオン発生電極４４ｄおよび４４ｅの幅Ｗ₂ まで
が徐々に幅狭くなっている点である。

【００４７】上記のように構成することにより、第３実
施形態に係るイオン発生器４０Ａは感光体ドラム２の回
転遅れ側においてはスリット４５ａが感光面２ａに接近
していると共に幅広く形成されており、回転進み側にお
いてはスリット４５ｄが感光面２ａから離れていると共
に幅狭く形成されているので、回転遅れ側におけるイオ
ン発生器４０Ａのイオン発生量が一様に多くなり、回転
進み側におけるイオン発生量は一様に少なくなる。この
ようにイオン発生量を感光面２ａの移動に伴い一様に制
御することにより、感光面２ａにおける帯電電位を正確
に制御することができるようになり、感光面における帯
電斑を除去することができる。

【００４８】次に、第４実施形態に係る電子写真記録装
置は、図７に示すように、第１のイオン発生面５０Ａと
第２のイオン発生面５０Ｂとを備えるイオン発生器５０
０を備えている。この第４実施形態におけるイオン発生
器５００が第２実施形態のイオン発生器５０と異なる点
は、第１のイオン発生電極５４ａと感光体ドラム２の感
光面２ａとの間隔Ｄ₁ よりも第６のイオン発生電極５４
ｆと感光面２ａとの間隔Ｄ₂ の方が長く設定されている
点と、第１，第２の電極間のスリット５５ａの幅Ｗ₁ か
ら第５，第６の電極間のスリット５５ｄの幅Ｗ₂ に至る
までのスリットの幅が徐々に狭くなっていく点である。

【００４９】この第４実施形態に係るイオン発生器５０
０においても、第３実施形態に係るイオン発生器４０Ａ
と同様に、感光体ドラム２の回転に伴い、回転遅れ側の
イオン発生量を大きくすると共に回転進み側でのイオン
発生量を徐々に少なくすることによりイオン発生量を一
様に制御することができ、感光面における帯電斑の発生
を防止することができる。また、余分なイオンの発生を
防止するので作業環境の改善にも寄与することができ
る。

【００５０】なお、図７に示される第４実施形態に係る
イオン発生器５００は、第２実施形態に係るイオン発生
器５０と同様にイオン発生面５０Ａ，５０Ｂの２段によ
り感光面２ａからの距離の調整を行なっていたが、本発
明はこれにも限定されず、図８に示す第５実施形態に示
すイオン発生器５００Ａのように、３段以上のイオン発
生面を設けるようにしてもよい。

【００５１】図８は、複数段の具体例としての第５実施
形態に係る電子写真記録装置を示す拡大断面図であり、
図において、イオン発生器５００Ａには３段のイオン発
生面５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃがそれぞれ設けられてい
る。第１のイオン発生面５０Ａは、基板５１Ａと、第
１，第２の誘導電極５２ａ，５２ｂと、絶縁層５３Ａ
と、第１，第２，第３の誘導電極５４ａ，５４ｂ，５４
ｃと、を備えている。イオン発生面５０Ｂは、基板５１
Ｂと、第３，第４の誘導電極５２ｃ，５２ｄと、絶縁層
５３Ｂと、第４，第５，第６の誘導電極５４ｄ，５４
ｅ，５４ｆと、を備えている。イオン発生面５０Ｃは、
基板５１Ｃと、第５，第６の誘導電極５２ｅ，５２ｆ
と、絶縁層５３Ｃと、第７，第８，第９の誘導電極５４
ｇ，５４ｈ，５４ｉと、を備えている。第１のイオン発
生面５０Ａは、３つのイオン発生電極間に第１，第２の
スリット５５ａ，５５ｂを有し、第２のイオン発生面５
０Ｂは、３つのイオン発生電極間に第３，第４のスリッ
ト５５ｃ，５５ｄを有し、第３のイオン発生面５０Ｃ
は、３つのイオン発生電極間に第５，第６のスリット５
５ｅ，５５ｆを有している。

【００５２】上記構成を備える第５実施形態に係る電子
写真記録装置においても、感光体ドラム２の感光面２ａ
とイオン発生電極とは、ドラム２の回転遅れ側の初段の
イオン発生電極５０Ａでは距離Ｄ₁ と狭く、中段のイオ
ン発生面５０Ｂでは距離Ｄ₂とやや広く、最終段のイオ
ン発生面５０Ｃでは距離Ｄ₃ とさらに広くなるようにイ
オン発生面のレベルが設定されている。

【００５３】また、各段におけるイオン発生電極間のス
リットの幅は初段のスリット５５ａでは幅Ｗ₁ と広く、
中段のスリット５５ｃでは幅Ｗ₂ とやや狭く、最終段の
最終のスリット５５ｆでは幅Ｗ₃ と最も狭くなるように
設定されている。なお、この第５実施形態においては、
付加的な特徴としてこのスリットの幅も回転遅れ側から
回転進み側へと徐々に幅狭くなるように構成したが、複
数段構成で感光面２ａからの距離のみ順次遠ざけるよう
に構成するのみでスリットの幅は一定にしてもよい。

【００５４】上記のようにイオン発生面を３段構成とす
ることにより、ドラム２の回転遅れ側では高電圧により
多量のイオンを発生させ、以降中段，最終段を徐々にイ
オンの発生量を抑えて、緻密な動作によりイオンの発生
を制御することが可能となると共に、イオン発生電極間
のスリットの幅も徐々に狭くなる構成を併用することに
よりイオン発生量の制御を一層正確に行なうことが可能
となるという特有の効果を有する。

【００５５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る電子写真記録装置によれば、イオン発生器よりなる可
及的に小さな帯電装置により効率的にイオンを発生さ
せ、感光面に作用するイオン発生電流を相対的に高くす
ることができるので、感光面における帯電斑を抑えて良
好な記録を行なうことが可能となる。

【００５６】また、イオン発生量を一層正確に制御する
ことができるようになるので、無駄なイオン発生に伴う
オゾンの発生を防止して動作環境の整備に資することが
できる電子写真記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る電子写真記録装置
の構成を構成を示す側面図。

【図２】第１実施形態に用いられるイオン発生器の構成
を示す拡大断面図。

【図３】本発明の第２実施形態に係る電子写真記録装置
の構成を示す側面図。

【図４】第２実施形態に用いられるイオン発生器の構成
を示す拡大断面図。

【図５】第１，第２実施形態のイオン発生器の動作を説
明する断面図。

【図６】本発明の第３実施形態に係る電子写真記録装置
の構成を示す拡大断面図。

【図７】本発明の第４実施形態に係る電子写真記録装置
の構成を示す拡大断面図。

【図８】本発明の第５実施形態に係る電子写真記録装置
の構成を示す拡大断面図。

【図９】（ａ）一般的な電子写真記録装置を示す側面図
と、（ｂ）電子写真記録装置に用いられる従来の帯電装
置としてのコロナチャージャを示す斜視図。

【図１０】従来の帯電装置を示す（ａ）側面図、（ｂ）
正面図、および（ｃ）イオン発生器の要部側面図。

【符号の説明】

２ ドラム（感光体ドラム） ２ａ ドラム表面（感光面） ３８，４８ 電子写真記録装置 ３９，４９ 帯電装置 ４０，５０，４０Ａ，５００，５００Ａ イオン発生器 ４１，５１Ａ−５１Ｃ， 基板 ４２ａ−４２ｄ，５２ａ−５２ｆ 誘導電極 ４３，５３Ａ−５３Ｃ 誘電体層（絶縁層） ４４ａ−４４ｅ，５４ａ−５４ｉ イオン発生電極 ４５ａ−４５ｄ，５５ａ−５５ｆ イオン発生電極間ス
リット Ｄ₁ 進入側離間距離 Ｄ₂ ，Ｄ₃ 退出側離間距離 Ｗ₁ 進入側スリット幅 Ｗ₂ ，Ｗ₃ 退出側スリット幅

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能なドラムと、誘導電極を挟む複数
   のイオン発生電極間からイオンを発生させて前記ドラム
   表面を所定電位に帯電させるイオン発生器と、前記ドラ
   ム表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記
   イオン発生電極の形成面を前記ドラムに対向させて前記
   イオン発生器を保持する保持手段と、を有する電子写真
   記録装置において、 前記イオン発生器は、筐体を含む前記保持手段の下面に
   接触して設けられた絶縁性の基板，この基板上に形成さ
   れた誘導電極，この誘導電極を覆う誘電体層，この誘電
   体層上に形成され前記誘導電極を挟む複数のイオン発生
   電極を有すると共に、 前記保持手段は、前記ドラムに対向する前記イオン発生
   電極の形成面と前記ドラム表面の離間距離が前記ドラム
   の回転遅れ側よりも回転進み側の方で離隔するように前
   記イオン発生器を保持していることを特徴とする電子写
   真記録装置。
2. 【請求項２】前記ドラムの退出側における前記ドラムと
   イオン発生器との間隔が、前記イオン発生器の複数のイ
   オン発生電極の間隙の幅よりも１．５倍を超えて離隔す
   ることを特徴とする請求項１に記載の電子写真記録装
   置。
3. 【請求項３】前記イオン発生器は、前記ドラムの軸方向
   に延在するように形成されたイオン発生電極を複数個有
   すると共に、これらの複数のイオン発生電極は、回転遅
   れ側で前記ドラムに接近し、回転進み側で前記ドラムよ
   り離隔するように傾斜する平面上に設けられていること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子写真
   記録装置。
4. 【請求項４】前記イオン発生器は、前記ドラムの軸方向
   に延在するように形成されたイオン発生電極を複数個有
   すると共に、これらの複数のイオン発生電極は、段部を
   介して複数段の平行する平面上に平行に形成され、この
   複数段の平面は回転遅れ側で前記ドラムに接近し、回転
   進み側で前記ドラムより離隔することを特徴とする請求
   項１に記載の電子写真記録装置。
5. 【請求項５】前記イオン発生電極のうち前記ドラムの回
   転遅れ側の任意の２本の離間距離が、前記ドラムの回転
   進み側の任意の２本の離間距離よりも広くなると共に、
   回転遅れ側から回転進み側に移るにつれてその間隙が徐
   々に狭くなるように設定されていることを特徴とする請
   求項３または請求項４に記載の電子写真記録装置。
6. 【請求項６】前記誘電体層と前記イオン発生電極は、所
   定の膜形成技術により形成された保護膜によりその表面
   全体が覆われていることを特徴とする請求項１に記載の
   電子写真記録装置。