JPS618890A - コロナ放電装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電子写真装置における帯電器あるいは除電器と
して使用されるコロナ放電装置に関するもので、特に、
電子写真複写装置における被帯電体すなわち感光体ドラ
ムに対して長期にわたって、均一な帯電を安定して行な
い、ムラのない静電潜像を形成するに有効な改良された
コロナ放電装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来、この糧のコロナ放電装置としては、高圧電源に接
続されたコロナ放電線と該放電線を囲むシールド板で構
成されたコロトロン装置、もしくはコロトロン装置に放
電電流制御部材（以下、グリッドと称す）を設けたスコ
ロトロン装置が知られている。

これらの装置は高圧印加によるコロナ放電であるために
、その集塵作用は避けがたく放電線、グリッド、シール
ド板等に異物の付着すなわち現像剤、放電による酸化物
、空気中の塵埃等による汚れが発生しやすく、従って、
帯電・除電特性にムラを生ずる欠点がおった。このため
、帯電特性を安定に維持させるためには一定期間での清
掃作業が必要とされ、電子写真複写機等において不都合
を生じていた。

上記のよ−うな除電・帯電ムラによる画像への悪影響を
軽減もしくは解消するには、グリッドを一様に密に配置
する構成が考えられる。この構成はグリッド配置が密で
あることから、そのグリッド効果により、放電線に付着
した現像剤、その他に起因する放電分布のムラを平滑化
し、被帯電部材に一様な帯電を与えるのに大きな効果を
もつ◎しかし、笛に配置されたグリッドが放電線から被
帯電部材へのイオン流の到達を著しく制限するため、所
定電位を得るには、極端に多量の電流を必要とする。こ
のため、放電器に、より高い電圧の印加が必要となり、
それによるリークの可能性。

集塵効果による放電線の汚れ及び劣化、多′亀流による
多量のオゾン発生という弊害を併せもつという欠点がち
る。またグリッド本数が多くなるため組立時、交換時の
作業が複雑化し、コスト高となる欠点もある。

これらの欠点を軽減するために、米国特許第３５２７９
４１号に開示されている如くコロナ放電器の放電開口に
おいて、被帯電部材の進行方向に対して前部では粗、後
部では密にグリッドを配置する構成が提案されている。

この構成では、特に除電に大きな影響を与える放電線近
傍でのグリッドが密に配置されているため、放電線に付
着した現像剤、その他による放電ムラの被帯電部材への
影響を軽減ないし解消する点で、前記のグリッドを一様
に密に配置した構成と同様に大きな効果がある。しかし
、放電線から距離的に遠い後部までグリッド間隔が密で
あるため、後部での帯電、除電への寄与が小さくなり、
従って主に放電線近傍の狭い領域だけで帯電、除電を行
うことになり、従って、所定電位を得るには多くの電流
が必要となシ前記弊害を解消するには不十分であった。

第３図は、上記のようなコロナ放電装置を使用する電子
写真複写装置の一例を示す。

図中・１は矢示の方向に一定速度で回転する被　　　　
シ帯電体としての感光ドラムで、光源２により前置　　
　　□（光を受けると同時に帯電器３にて前除電が行わ
れ、感光ドラムの表面は、均一な電位レベルに保たれる
。その後、前除電とは異極性の帯電器４で１次帯電を受
け、さらに帯電器５により、１次帯電とは異極性の２次
帯電又は交流コロナによる除電を行い、これと同時又は
直前に光学系のレンズ６全通して光模様を照射すること
により、感光ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜
像を光源２２で全面露光した後現像器７にて現像着色粉
（以下トナーと称す）で現像して可視像化する。この可
視像は転写帯電器８の帯電作用によって転写材９に転写
される。転写後感光ドラム１に残っているトナーはクリ
ーニング装置１０でクリーニングされ、以後上記と同様
のプロセスを繰返すものである。

従来、上記の電子写真装置内の帯電器として使用されて
いるコロナ放電装置のうち特に２次帯電器は、装置内の
放電線にトナーその他の塵埃、異物等が付着した場合、
その放電電流密度の不均一による画像への影響が大きく
、放電量を仰られた部分が熱線として画像上に現れる場
合がしばしばありた。（特に低湿環境において） このような２次帯電器として従来使用されるコロナ放電
装置の一例を第４図に示し、そのＩ、−ＶＬ特性（１次
電流と露光量を固定し、２次電流を減少させた場合、白
地電位であるｖＬの変化を表わしたものであり、放電電
流ムラの画像への影響をみる指標である。なお図示の例
で用いた複写機では現像バイアスのＤＣ部分が１００ｖ
であるため１００ｖ前後の電位から現像が始まる。）を
第６図に曲線Ａで示す。第４図において、１１はシール
ド部材、１２は放電線、１３はグリッド、１４は被帯電
部材の表面を示す。第４図に示す従来型のコロナ放電装
置は、グリッド間隔ｄ１が広くかつ、グリッドが全般的
に放電線１２から離れているため、グリッドに流れる電
流が少なく、比較的小さな電流で所定電位を得る。こと
が可能である。

このため汚れ等による放電ムラが発生した場合（すなわ
ち、汚れ部分の放電電流が減少した場合）電位の変化の
割合が大きく、画像に放電ム２の影響（黒線）が現れや
すい。さらに第６図の曲ＭＡかられかるように２次電流
変化（トナー等の付着により発生する）に対して、ｖＬ
の変動幅が大きいことからも、放電ムラによる画像への
影響が犬ということができる。

第５図は、２次帯電器のグリッド構成を前記の米国特許
第３５２７９４１号に開示されているように、前部では
粗、後部では密にした場合の帯電器の構成図であり、そ
の■５−ＶＬ特性を第６図に曲線Ｂで示しである。この
構成では工。の変化に対するｖＬの変化が１００Ｖ以下
の低電位領域で特に緩やかであるため、多少の放電ムラ
では白地電位が大きく変化することなく、画像上に黒線
が現れることはない。

この構成は、放電ムラの被帯電部材への影響を軽減ない
し解消するが、放電線から距離的に遠い後部までグリッ
ド間隔が密であるために後部での（帯電・除電への寄与
が小さくなり・所定電位を得るのに多くの電流が必要と
なることは前述の通りである。

〔発明の目的〕

本発明は、上記に鑑み、放電装置のグリッド構成に曲率
を持たせることにより、グリッドを密に配することなく
、除電、帯電ムラによる画像への悪影響を軽減ないし解
消するという上記利点を生かしたまま、上記弊害を極力
小さくすることを可能にしたコロナ放電装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明によるコロナ放電装置は、コロナ放電線と、シー
ルド部材と、該シールド部材の放電用開口部に配置され
たグリッドを有するコロナ放電装置において、グリ、ド
を、放電線に平行な母線より成る曲面状に配置し、該曲
面は、その中央部が被帯電部材の表面と平行な面よりも
該放電線へ近接した形状のものとしたことを特徴とする
ものである。

Ｃ’ａＥＡｏ＊ＭｇｍＪ３　　　　　　　　　　　”第
１図は本発明に係るコロナ放電装置の一実施例を示し１
．第２図はその変型例を示す。これらの図中、１１はシ
ールド部材、１２は放電線、１３はグリッド、１４は被
帯電部材の表面を示す。

これらの実施例において、グリッド１３はシールド部材
１１の放電用開口部に配置されていて、個々のグリッド
１３は放電線１２に平行に配置され、且つこれらのグリ
ッド１３が、放電線に平行な母線より成る曲面の形に配
列されている。然して、この曲面は、その中央部が、被
帯電部材１４の表面と平行な面１５よりも放電線１２の
方へ近接した形状となっている。

すなわち、第１図に示す実施例では、グリッド１３のな
す曲面は、被帯電部材１４０曲率より犬なる曲率をもつ
滑らかな弧状とされ、また、第２図に示す変型例では、
グリッド１３のなす曲面は、放電線１２に最も近くなる
部分で最大の曲率をもつような山型のものとされる。

本発明によるコロナ放電装置におけるｌ８−ｖＬ特性を
第６図に曲線Ｃで示す。

第１図、第２図に示すグリッド配置によれば、グリッド
は、第４図および第５図の場合のように被帯電部材の表
面１４と平行な面内に配列されずに、中央部が被帯電部
材の表面１４と平行な面１５よりも放電線１２の方へ近
接した形状の曲面内に配列される。第１図に示す実施例
では被帯電部材の曲率よシ大きな曲率でグリッドを配し
ている。このため放電線１２に汚れがついたとき、その
影響を最も受ける放電線近傍部の除電への寄与がある程
度抑えられ、全体の電流値は増加するが広い領域にわた
っての除電への寄与が行われるため、汚れに対して強い
帯電器構成となる。

次に、第４図に示す従来型のコロナ放電装置と、第５図
に示すようにグリッド構成に粗密をつけた型式（以下、
粗密型と称する）のコロナ放電装置と、本発明によるコ
ロナ放電装置についての実験結果を下記の第１表に示す
。

なお、上記の表中、「電流値（比）」はｖＬ−Ｏｖとす
るのに必要な電流値を、従来型のものを１としてちられ
す比を示し、「電流降下率φ）」はは汚れが付着した場
合の放電分布のフレの割合（第７図参照）を示す。各帯
電器の比較実験に用いた複写機のダーク電位は＋４５０
ｖであり、白地電位ｖＬはＱＶであり、現像時に＋１０
０ｖのＤＣのバイアスの印加を行うため、ｖＬが１００
ｖであっても現像されることはない。つまり放電線に異
物が付着し、その部分の放電が弱まり、帯電ムラが生じ
てもその部分の電位が＋１００ｖ以下であるなら画像上
に黒線として現れることはない。第１安に示すように従
来型帯電器の２次電流降下率（２次放電線が汚れた場合
に画像上に黒線が出ない電流許容幅でおる。）が３５％
であるのに比べて、粗密型及び本発明の実施例ではそれ
ぞれ５５チ、４　　４８チと大きくなっているので、そ
の分だけ画像上に放電ム２の影響が出にくいということ
ができる。まだ、２次電流値については粗密型が７０チ
増であるのに対して、本発明実施例では３０％増に抑え
ることができたので集塵効果による放電線の汚れや、放
電線の劣化、及びオゾンの発生量増大といった弊害を極
力抑えることができた。さらに放電線長手方向の放電電
流分布を測定すると、同一の汚れに対する放電ムラ（Δ
Ｉ／Ｉ、第１表）は従来型で４０％であるのに対して、
本発明では３５チでありその有意性が認められる。この
ような差が認められるため、本実施例は単に帯電同時露
光時だけではなく、帯電だけの場合にも同様の効果を得
ることができる。

以上示した実施例ではグリッドを接地しているが、バイ
アスを印加する場合にも適用することができる。

第２図は本発明コロナ放電装置の変形例である。

その帯電器構成は、グリッド配置に曲率を持たせ、その
曲率が放電線近傍で最も犬であり、被帯電部材の進行方
向に対して、上流側、及び下流側に向　　　　”７かう
に従って、曲率が徐々に小さくなるようにグリッドを配
する形である。そしてその効果は、第１図に示すものと
同様のものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、グリッドの中央部が被
帯電部材の表面と平行な面よりも放電線の方へ近接した
曲面状に、グリ、ドを配置することによって、放電線の
汚れに強く、長期にわたって安定した帯電を行うことが
できるコロナ帯電装置を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコロナ放電装置の実施例の構成を
示す図、第２図はその変型例の構成を示す図、第３図は
電子写真装置の概要図、第４図は従来型帯電器の構成を
示す図、第５図は粗密型帯電器の構成を示す図、第６図
はｌ５−ｖＬ特性を示す図、第７図は放電分布を示す図
である。 １・・・感光ドラム、　　　　２・・・光源、３．４．
５・・・帯電器、　６・・・レンズ、７・・・現像器、
　　　　　　８・・・転写帯電器、９・・・転写材、　
　　　　　　　１０・・・クリーニング装置、１１・・
・シールド部材、　　１２・・・放電線、１３・・・グ
リッ　ド、 １４・・・被帯電部材の表面。 第１図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コロナ放電線と、シールド部材と、該シールド部材
   の放電用開口部に配置されたグリッドを有するコロナ放
   電装置において、グリッドを放電線に平行な母線より成
   る曲面状に配置し、該曲面は、その中央部が被帯電部材
   の表面と平行な面よりも該放電線へ近接した形状のもの
   としたことを特徴とするコロナ放電装置。 ２、コロナ放電線と、シールド部材と放電用開口部にグ
   リッドを有するコロナ放電装置において、グリッド配置
   に曲率を持たせ、その曲率が少なくとも放電線近傍で最
   も大であるようにグリッドを配することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載のコロナ放電装置。