(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が開口した容器と、該容器の内部に保持された一対の電極と、該電極間にコロナ放電電圧を印加する高圧電源とから構成され、前記電極間にオゾン発生を抑制するオゾン発生抑制ガス雰囲気下で高電圧を印加して前記容器内でコロナ放電によるコロナイオンを発生させて被帯電体を帯電させるコロナ帯電装置において、
前記開口は、重力方向上方に向けられるとともに前記オゾン発生抑制ガスとしては空気より比重が重いガスが用いられ、
前記容器内の放電雰囲気をオゾン発生抑制ガス雰囲気とするためにオゾン発生抑制ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段のガス供給量を調整するガス供給調整手段と、前記放電雰囲気における雰囲気ガス濃度を検知するガス濃度検知手段と、該ガス濃度検知手段により検知した信号を受けて前記ガス供給調整手段を制御して前記容器内を適正な所定濃度のオゾン発生抑制ガス雰囲気に保つ制御手段とを備えたことを特徴とするコロナ帯電装置。
【請求項２】
前記オゾン発生抑制ガスは、炭酸ガスであることを特徴とする請求項１に記載のコロナ帯電装置。
【請求項３】
前記ガス濃度検知手段は、前記ガス供給手段により供給されたオゾン発生抑制ガスが前記容器内に適正な濃度で維持されているかを検知する供給ガス濃度検知器であることを特徴とする請求項１に記載のコロナ帯電装置。
【請求項４】
前記ガス濃度検知手段は、空気の存在により発生する発生ガス濃度を検知する発生ガス濃度検知器であることを特徴とする請求項１に記載のコロナ帯電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のコロナ帯電装置を備え、
前記開口の上方には、感光体の外周面が位置されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどに使用されるコロナ帯電装置及びそれを利用した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置では、カールソンプロセスを代表として、感光体などの記録媒体を一様に帯電させて、その帯電した記録媒体の電荷をパターン状に消去してパターン状の静電潜像を形成させ、そこにトナーと呼ばれる電荷担持体を付着させ、トナーからなる可視像を形成し、さらに紙などの被転写体にこの可視像化したトナーを転写させている。これらのプロセスでは、感光体の帯電、除電などの工程、現像工程、転写工程などにおいて電荷の発生と電荷の移動とを起こさせる必要がある。
【０００３】
この電荷の発生と移動とを起こさせる帯電装置として、接触式摩擦帯電、接触電荷注入、放射線による電離、コロナ放電などを用いることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、部材を接触させて電荷の発生と電荷の移動とを起こさせる帯電装置は、一方の部材に機能性を付与するために添加されている低分子物質等が他方の部材に移行して、他方の部材の汚染が起こる。この汚染の起こった部材を用いた帯電装置を画像形成装置として使用すると、帯電不良や画像の白抜け等の異常を生じ、最終的には、可視像に異常が生じる等の欠点となる。
【０００５】
また、放射線による電離は、放射線の種類にもよるが、被爆防止が必要になり、装置の複雑化、価格の上昇などにより実用化が困難である。
【０００６】
コロナ放電を利用した帯電装置は、細い導線や針などの針電極とチャージと呼ばれる箱型の金属シールドケース電極との間に数ＫＶの高電圧を印加させていわゆるコロナ放電を行い、この発生したコロナイオンを被帯電体部材に電界等により付着させるものである。この装置は、原理も装置も簡易であり、有効な手法としてよく使用されている。
【０００７】
しかしながら、コロナ放電は、放電時のエネルギーにより空気中の酸素が反応して不快な匂いを伴うオゾンＯ３が発生する。また、オゾンが発生すると、コロナ放電電流が増加し、この為コロナ放電の安定性が欠如するという問題が発生する。これらのことから、オゾンの発生を極力少なくすることが望まれている。
【０００８】
そのための一つの手法として、帯電部材を感光体に直接接触させて電荷注入を行なう接触式帯電方法や、パシェンの法則を利用して接触後、非接触の至近距離で放電を行なうことにより、オゾンの発生を少なくする方法が利用され始めている。
【０００９】
本発明者は、酸素を含まない、オゾン非発生のガス雰囲気下でのコロナ帯電法及びその装置を提案し、そのガスの供給手段などの具体的な条件を例えば、特願平８−３０４４７７号明細書他により開示している。
【００１０】
これらの帯電装置は、上向きの開口をした箱型のチャージングハウスとその内部の空間に位置するチャージングワイヤーとから構成されている。チャージングハウスは、シールドケース電極として作用し、チャージングワイヤーは針電極として作用する。このチャージングハウスには、ガス供給手段としてのガス導入孔が備えられている。このガス導入孔は、オゾン非発生で、かつ、空気より比重の重い、例えば炭酸ガスを導入するための炭酸ガスボンベに接続されている。この帯電装置は、例えば、感光体ドラムや紙などの被帯電体と共に用いられる。この場合、帯電装置の開口は感光体ドラムに向けられている。
【００１１】
このような帯電装置において、ガス導入孔より炭酸ガスを導入すれば、炭酸ガスの比重は約１．５であり、空気より比重が重いので、上向きの開口をした箱型のチャージングハウス内は炭酸ガスにより下方から置換されると共に、置換された炭酸ガスはチャージングハウス内に比較的長く滞留する。チャージングワイヤーとチャージングハウスとの間に高電圧を印加することによりコロナ放電が開始され、コロナイオンが発生する。このとき、雰囲気には酸素が存在しないのでオゾンの発生はない。それ故、この帯電装置は、コロナ放電でありながら、コロナ放電の問題点であるオゾンの発生がないという特徴を備える。
【００１２】
しかしながら、空気より比重の重い炭酸ガスを用いる場合でも、チャージングハウスは上方が開口されているので、炭酸ガスは僅かづつ拡散散逸し、代わって、チャージングハウス内に周囲の空気が混入することとなる。そうすると、コロナ放電電流が変化して、コロナイオンの発生量が変化する。また、それと並行して、混入した空気中の酸素や窒素の影響でオゾンや窒素酸化物（ノックス：ＮＯｘ）が発生するようになり、これらのガスの発生は、環境には望ましくない。
【００１３】
この発明の目的は、本発明者の提案したコロナ帯電装置をさらに改良して、放電電流の安定とオゾン発生やノックス発生の増大を抑制することのできるコロナ帯電装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、長時間運転しても均質な帯電が行え、画像品質のよい画出しを行える画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、一方が開口した容器と、該容器の内部に保持された一対の電極と、該電極間にコロナ放電電圧を印加する高圧電源とから構成され、前記電極間にオゾン発生を抑制するオゾン発生抑制ガス雰囲気下で高電圧を印加して前記容器内でコロナ放電によるコロナイオンを発生させて被帯電体を帯電させるコロナ帯電装置において、前記開口は、重力方向上方に向けられるとともに前記オゾン発生抑制ガスとしては空気より比重が重いガスが用いられ、前記容器内の放電雰囲気をオゾン発生抑制ガス雰囲気とするためにオゾン発生抑制ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段のガス供給量を調整するガス供給調整手段と、前記放電雰囲気における雰囲気ガス濃度を検知するガス濃度検知手段と、該ガス濃度検知手段により検知した信号を受けて前記ガス供給調整手段を制御して前記容器内を適正な所定濃度のオゾン発生抑制ガス雰囲気に保つ制御手段とを備えたことを特徴とするコロナ帯電装置である。
【００１７】
このように構成すれば、空気より重いオゾン発生抑制ガスが重力方向上方に開口を備えた一対の電極が保持された容器（ケース電極）内に送給される。ケース電極の上方開口から、内部の空気がオーバーフローにより排出され、ケース電極内部はオゾン発生抑制ガスにより置換される。このオゾン発生抑制ガスは空気より重いので、ケース電極内に比較的長い間滞留される。
容器の上方が開口しているので、オゾン発生抑制ガスは僅かずつ拡散散逸するが、容器内の放電雰囲気ガス濃度はガス濃度検知手段により検知され、このガス濃度検知手段により検知された信号を受けて制御手段が作動されてガス供給調整手段が制御され、オゾン発生抑制ガスの供給量が調整される。これにより、検知した放電雰囲気ガス濃度が適正な所定濃度にない場合にオゾン発生抑制ガスを放電雰囲気に供給することにより、該放電雰囲気をオゾン発生抑制ガス雰囲気に保つ。
以上により、運転開始時はもとより、長時間運転されても、容器内のオゾン発生抑制ガスの濃度が適正な所定濃度に維持され、実質的にオゾン非発生の放電雰囲気下でコロナ放電が行える。
【００１８】
請求項２の発明は、前記オゾン発生抑制ガスは、炭酸ガスであることを特徴とする。
【００１９】
このように構成すれば、炭酸ガスはオゾンを発生させることなく、安定して効率よくコロナ放電を行なうことができる。また、炭酸ガスは拡散が遅いので比較的長時間放電雰囲気下に滞留でき、連続的にオゾン発生抑制ガスを供給しなくてもよい。
【００２２】
請求項３記載の発明は、前記ガス濃度検知手段は、前記ガス供給手段により供給されたオゾン発生抑制ガスが前記容器内に適正な濃度で維持されているかを検知する供給ガス濃度検知器であることを特徴とする請求項１に記載のコロナ帯電装置である。
このように構成すれば、炭酸ガスなどの放電雰囲気ガスの濃度を直接検知するので、放電雰囲気ガスが適正であるか否かが確実に制御できる。
請求項４記載の発明は，前記ガス濃度検知手段は、空気の存在により発生する発生ガス濃度を検知する発生ガス濃度検知器であることを特徴とする請求項１記載のコロナ帯電装置である。
このように構成すれば、空気の存在により発生する発生ガスが検知され、その検知された発生ガス濃度によりオゾン発生抑制ガスの供給が制御できるので、空気の混入の抑制された条件での帯電装置の運転制御が確実に行える。
また、前記発生ガス濃度検知器がオゾンガス濃度検知器であれば、環境に悪影響を及ぼすオゾンが直接検知でき、その検知されたオゾンガス濃度によりオゾン発生抑制ガスの供給が制御できるので、オゾンの発生の抑制された条件での帯電装置の運転制御が確実に行える。
また、前記ガス発生ガス濃度検知器がＮＯｘガス濃度検知器であれば、環境に悪影響を及ぼすＮＯｘの濃度を直接検知でき、その検知されたＮＯｘ濃度によりオゾン発生抑制ガスの供給が制御できるので、ＮＯｘの発生の抑制された条件での帯電装置の運転制御が確実に行える。
また、前記記ガス濃度検知手段が前記容器内に混入した空気濃度を検知する空気濃度検知器であれば、混入された空気の濃度を検知することによりオゾン発生抑制ガス濃度が制御されるので、実質的に空気の存在しない条件での帯電装置の運転制御が確実に行える。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２４】
図１は、本発明のコロナ帯電装置を備える画像形成装置の要部を示している。符号１は上方に開口１ｃを有する容器兼電極としてのケース型のチャージンクハウスであり、チャージングハウス１の側面１ａおよび底面１ｂは密閉されている。そのチャージングハウス１の内部空間のほぼ中央に、針電極（対向極）としてのチャージングワイヤー２が設けられている。このチャージングワイヤー２にはコロナ放電電源（ＤＣ）３が接続されている。また、このチャージングハウス１の側面１ａには、チャージングハウス１内のガス濃度を検知するガス濃度検知手段としてのガス濃度検知器４が備えられている。
【００２５】
このガス濃度検知器４は後述される実施例で詳細に説明されるように、供給されるオゾン発生抑制ガスがチャージングハウス１内に適正に保たれているか否かを検知する供給ガス濃度検知器、空気が混入した場合に発生するオゾンや窒素酸化物などの環境破壊ガス濃度を直接検知する発生ガス濃度検知器などである。チャージングハウス１内に流入した空気濃度を検知する検知手段であってもよい。
【００２６】
チャージングハウス１の開口１ｃの上方には、ドラム状の感光体５の外周面５ａの下方が位置している。この感光体ドラム５の芯軸はチャージングハウス１の長手方向と平行に配列されている。感光体としては、有機感光体（ＯＰＣ）、Ｓｅ感光体、ＳｅＡｓ感光体などの公知の感光体が目的に応じて利用できる。また、後述されるように、この発明によれば、オゾンやノックスなどの発生量が極めて抑制されるので、これらの発生ガスにより劣化の懸念があり、採用を見合わせていた感光体材料も利用できる。
【００２７】
チャージングハウス１の一側面１ａには、ガス供給手段としてのガス供給配管６が接続されている。このガス供給配管６は、チャージングハウス１内の雰囲気ガスをオゾン発生抑制ガスにより充満させるためのものであり、オゾン発生抑制ガス供給源として、例えば炭酸ガスが充填されたガスボンベ８に接続されている。
【００２８】
ガス供給配管６には、ガス供給調整手段としての調整弁７が配管途中に備えられている。この調整弁７は制御回路９に電気的に接続され、その制御回路９はガス濃度検知器４、コロナ放電電源３に電気的に接続されている。この制御回路９は、ガス濃度検知器４からの放電雰囲気のガス濃度に対応する信号を受けて制御される。この制御回路９の信号により調整弁７が開閉され、チャージングハウス１内にオゾン発生抑制ガスが間けつ的に供給され、また、コロナ放電電源３が作動され、コロナ放電電圧が印加される。
【００２９】
この発明のオゾン発生抑制ガスとは、コロナ放電条件下で実質的にオゾンを発生させない気体（オゾン非発生ガス）を意味し、酸素を含まない分子構造のガスはもとより、炭酸ガスのように、通常のコロナ放電レベルの緩やかな放電によっては、分子中の酸素が活性化されないものが含まれる。この様なガスとして、窒素ガスが入手の容易なガスとして例示される。しかしながら、窒素ガスは、酸素と気体密度が近似しているので、空気中で拡散されて、散逸しやすい。また、コロナ放電では、酸素が存在するとノックスを生成する。また、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅなどの希ガスも例示されるが、高価であり、また、コロナ放電効率も低い。
【００３０】
炭酸ガスは、比重が約１．５であり、空気より重いので、静かにチャージングハウス１内に供給すれば、上方に設けられた開口１ｃから内部の空気が排気されて内部の空気は下方から順次、炭酸ガスに置換される。余剰の空気と炭酸ガスとは開口１ｃからオーバーフローにより排出される。チャージングハウス内に充満された炭酸ガスは、窒素ガスやヘリウムガスに比較して拡散が遅いので、比較的長時間炭酸ガス雰囲気を保つことができる。これにより、炭酸ガスは連続的に供給し続けなくてもよく、間けつ的供給でよい。
【００３１】
炭酸ガス中におけるコロナ放電電圧は、空気中の放電電圧よりもやや高いが、充分に印加電圧が高ければ、放電は安定して効率よく継続される。また、炭酸ガスの分子は安定であり、コロナ放電では、充分に電離してコロナイオン化する。また、このコロナ放電条件下では、炭酸ガスは解離せず、活性な酸素を発生させることがないので、オゾンＯ３を生成させることはない。さらに、炭酸ガスは、価格が廉価で入手が容易、且つ、安全である。また炭酸ガスボンベを用いれば、新しいガスを発生させることもないので、地球環境（温暖化）にも優しい。
【００３２】
次に、図２のブロック図及び図３のフローチャートに従い、オゾン発生抑制ガスの供給システムを説明する。Ｓ１においてメイン電源がオンされると、Ｓ２においてガス濃度検知器４が作動を開始する。ガス濃度検知器４は、チャージングハウス１内のガス濃度を検知して、そのガス濃度Ｎに相当する信号を制御回路９に送る。
【００３３】
制御回路９では、Ｓ３において、ガス濃度検知器４から送られてきたガス濃度Ｎに基づく信号を判断して、調整弁７、コロナ放電電源３を制御する。ガス濃度Ｎが所定濃度Ｎ０の範囲内にない場合は、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のループによりコロナ放電電源３はオンされずに調整弁７が開放され、ガスボンベ８からオゾン発生抑制ガスがチャージングハウス１に静かに供給される。これにより、チャージングハウス１内部の気体が開口１ｃから排出されつつオゾン発生抑制ガスに置換される。
【００３４】
Ｓ３によりガス濃度Ｎが所定濃度Ｎ０に達したと判断されると、Ｓ５に移行され調整弁７は閉となりオゾン発生抑制ガスの供給が停止される。ついで、制御回路９からの信号に従い、Ｓ６によりコロナ放電電源３がオンされ、チャージングハウス１とチャージングワイヤー２との間に直流電圧が印加される。これにより、チャージングハウス１とチャージングワイヤー２との間でコロナ放電が開始され、コロナイオンが発生する。
【００３５】
図示されていないグリッド電源により帯電印加電圧がオンされ、チャージングハウス１と感光体との間に直流電圧が印加され、チャージングハウス１と感光体との間でコロナ帯電が開始される。この帯電装置により発生したコロナイオンは、上部開口１ｃからコロナイオンが排出され、感光体ドラム５の外表面５ａが一様に帯電される。
【００３６】
このコロナ放電は、チャージングハウス１内のガス雰囲気がオゾン発生抑制ガスにより充満されているので、実質的にオゾンを発生させることはない。しかしながら、チャージングハウス１の上方は開口１ｃしているので、オゾン発生抑制ガスは僅かづつ拡散散逸する。時間の経過と共に、内部のオゾン発生抑制ガスの濃度は低下して、代わって、チャージングハウス１内に周囲の空気が混入することとなる。この場合は、図４に示すように、図３のＳ６の後にＳ７〜Ｓ１２を追加すればよい。
【００３７】
長時間の運転により、Ｓ８においてチャージングハウス１内のガス濃度が所定濃度Ｎ０の範囲外に低下したと判断される場合は、Ｓ１０により調整弁７は再び開放される。調整弁７が開放されると、ガスボンベ８から再びオゾン発生抑制ガスがチャージングハウス１に供給される。ガス濃度が所定値に達しない場合は、Ｓ１１によりコロナ放電電源３がオン状態であるか否かが判断され、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０のループに従い、調整弁７は開放され続け、オゾン発生抑制ガスが供給され続ける。
【００３８】
Ｓ８において、ガス濃度が所定濃度（Ｎ０）に達すると、Ｓ９に移行され調整弁７は閉となり、Ｓ１１，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９のループによりオゾン発生抑制ガスが供給されずに運転が継続される。
【００３９】
Ｓ１１において、コロナ放電電源３がオフの場合、Ｓ１２に移行され、調整弁７が閉となり、帯電装置の運転停止が完了する。
【００４０】
なお、図４において、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を省略した構成でもよい。この場合、メイン電源オンと同時にコロナ放電が開始される。これにより、チャージングハウス１内に残存するオゾン発生抑制ガス濃度が低くて例えば空気である場合には、オゾン等が発生されることになるが、その量は極めて僅かである。これに対して、すぐにＳ７，Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１１のループにより調整弁７が開放されチャージングハウス１内の空気がオゾン発生抑制ガスにより置換される。
【００４１】
この感光体ドラム５に光をパターン状に照射して静電潜像を形成後、トナーを転写し、可視像化後、紙などの被転写体に転写することにより、画像形成装置として利用すれば、画像品質のよい画出しが行える。
【００４２】
この様に構成された帯電装置では、チャージングハウス１内のガスが直接検知され、所定濃度の範囲内に保たれる。これにより、長時間運転を行なっても、コロナ放電による放電電流は安定に保てる。また、このときのオゾン濃度の発生は極めて少ない。
【００４３】
以上の説明では、被帯電体として感光体を用いた現像工程における帯電方法として説明したが、画像形成装置においては、種々の工程に帯電部が利用されている。
【００４４】
例えば、図５にカールソンプロセスの一例を示すように、画像形成部１０は、感光体がドラム状に形成された感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電させる帯電部１２と、帯電された感光体表面に光を照射してパターン状に帯電電荷を除去して静電潜像を形成させる露光部１３と、静電潜像に逆帯電したトナーを付着させて可視像を形成させる現像部１４と、可視像を形成するトナー像を記録紙に転写させる転写部１５と、転写されたトナー像を永久像とする定着部１６と、感光体ドラム１１上の静電潜像を除電する除電部１７と、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するクリーナ部１８とから構成されている。
【００４５】
この画像形成装置１０において、本発明の帯電装置は、帯電部１２における感光体を均一に帯電させる帯電器として、転写部１５において記録紙の裏面から記録紙を逆帯電させる帯電器として、除電部１７において不要に帯電されている感光体表面を除電する除電器などとしても利用できる。また、記録紙などに与えられた電荷を、記録紙などの裏面よりコロナ放電を行なうことにより除電し、感光体ドラムと記録紙などとの吸着力をなくして記録紙等を分離させるための除電器として用いてもよい。
【００４６】
以下にオゾン発生抑制ガスとして炭酸ガスを用いた実施例により説明する。
【００４７】
（実施例１）
この実施例１では、図６に示すように、ガス濃度検知器４として供給ガス濃度検知器としての炭酸ガス濃度検知器が用いられている。この場合、炭酸ガス濃度の設定値Ｎｓ０は９９体積％に設定され、チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度が９９体積％以下に低下したか否かが制御回路９において判断される。
【００４８】
メイン電源がオンされると、Ｓ−Ｓ２において炭酸ガス濃度Ｎｓが検知され、Ｓ−Ｓ３において、そのガス濃度Ｎｓが判断される。チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度Ｎｓが設定値Ｎｓ０よりも多い（適正である）と判断される場合には、Ｓ−Ｓ６に移行してコロナ放電の電源がオンされてコロナ放電が開始される。
【００４９】
炭酸ガス濃度Ｎｓが設定値を下回る（不適正である）と判断されると、Ｓ−Ｓ４又はＳ−Ｓ１０に移行して、Ｓ−Ｓ２，Ｓ−Ｓ３，Ｓ−Ｓ４又はＳ−Ｓ７，Ｓ−Ｓ８，Ｓ−Ｓ１０，Ｓ−Ｓ１１のループに従い、調整弁７が開放され、ガスボンベ８から炭酸ガスがチャージングハウス１内に供給される。チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度が高まると、コロナ放電によるオゾンの発生は抑制される。
【００５０】
このガス供給の制御フローチャートは、図７のように構成してもよい。この場合、コロナ放電が開始された後の炭酸ガスの供給制御がＳ−Ｓ７〜Ｓ−Ｓ１１により行われる。
【００５１】
コロナ放電電源３がオンされた後にも、Ｓ−Ｓ７において炭酸ガス濃度Ｎｓが検知され、Ｓ−Ｓ８において、そのガス濃度Ｎｓが判断される。チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度Ｎｓが設定値Ｎｓ０よりも多い、すなわち適正に保たれていると判断される場合には、Ｓ−Ｓ９に移行してＳ−１１，Ｓ−Ｓ７，Ｓ−Ｓ８，Ｓ−Ｓ９のループに従い、コロナ放電が炭酸ガスの供給なしに継続される。
【００５２】
Ｓ−Ｓ８において、炭酸ガス濃度Ｎｓが設定値を下回る、すなわち、長時間の運転により炭酸ガスが拡散されたと判断されると、Ｓ−Ｓ１０に移行して、調整弁７が開かれ、Ｓ−Ｓ１１，Ｓ−Ｓ７，Ｓ−Ｓ８，Ｓ−Ｓ１０のループに従い、ガスボンベ８から炭酸ガスがチャージングハウス１内に供給される。チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度が高まると、Ｓ−Ｓ８からＳ−Ｓ９に移行されて再び調整弁７が閉鎖される。
【００５３】
Ｓ１１において、コロナ放電電源３がオフの場合、Ｓ１２に移行され、調整弁７が閉となり、帯電装置の運転停止が完了する。
【００５４】
この様に構成された帯電装置では、チャージングハウス１内の炭酸ガスが直接検知され、所定濃度の範囲内に保たれる。例えば、メイン電源がオンされて、まもなくコロナ放電電源３がオンされてチャージングハウス１とチャージングワイヤー２との間でコロナ放電が開始される。このときのコロナ放電電圧は、−５．８ＫＶに設定され、放電電流は約−２３μＡと安定である。これにより、コロナ放電中のオゾン濃度は常に０．００５ｐｐｍ以下となる。
【００５５】
このような帯電装置を画像形成装置の帯電装置として利用すれば長時間運転しても均質な帯電が行えるので、画像品質のよい画出しを行えることが理解される。
【００５６】
比較のために、炭酸ガスを供給せずに空気中でのコロナ放電を行なった場合、時間の経過に伴いオゾン濃度は２ｐｐｍにまで増大する。
【００５７】
（実施例２）
実施例１のガス濃度検知手段として、炭酸ガス濃度検知器４に代えて、図８に示すように、オゾンガス濃度検知器４のような発生ガス濃度検知器を用いることができる。このオゾン濃度検知器４は、オゾン濃度が０．００１ｐｐｍ程度で検知信号を制御回路９に送る。オゾンガス濃度はＳ−Ｐ２（又はＳ−Ｐ７）により検知され、Ｓ−Ｐ３（又はＳ−Ｐ８）において、その発生ガス濃度Ｎｐの濃度判断がなされる。
【００５８】
メイン電源がオンされると、Ｓ−Ｐ２においてオゾンガス濃度検知器が作動される。オゾンガスが検知されないと、そのオゾンガス濃度は０．００１ｐｐｍ程度以下であると判断される。チャージングハウス１内のオゾン濃度Ｎｐが設定値Ｎｐ０よりも少ないと判断される場合には、Ｓ−Ｐ６によりコロナ放電の電源がオンされてコロナ放電が開始される。
【００５９】
オゾンが検知される（オゾン濃度Ｎｐが設定値を上回る）と、Ｓ−Ｐ２，Ｓ−Ｐ３，Ｓ−Ｐ４（又はＳ−Ｐ７，Ｓ−Ｐ８，Ｓ−Ｐ１０，Ｓ−Ｐ１１）のループに従い、調整弁７が開放され、ガスボンベ８から炭酸ガスがチャージングハウス１内に供給される。チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度が高まると、コロナ放電によるオゾンの発生は抑制され、Ｓ−Ｐ５（又はＳ−Ｐ９）に移行して調整弁７が閉鎖される。
【００６０】
この実施例２において長時間運転を行なっても、オゾン濃度が高まることがない。また、この場合のコロナ放電による放電電流は約−２３μＡ前後に安定に保てる。これにより、この帯電装置を画像形成装置の感光体ドラム５の帯電装置として利用すれば長時間運転しても均質な帯電が行えるので、画像品質のよい画出しを行えることが理解される。
【００６１】
この実施例２の場合、環境に悪影響を及ぼすオゾンが直接検知でき、そのオゾンが検知された場合に、オゾン発生抑制ガスとしての炭酸ガス濃度が供給できるので、オゾンの発生の抑制された条件での帯電装置の運転が確実に行える。
【００６２】
その他の構成、作用は実施例１と同じであるので、説明を省略する。
【００６３】
（実施例３）
空気中のコロナ放電では、空気中の窒素ガスと酸素ガスとが反応して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成する。この実施例３では、雰囲気ガス中に空気が混入したか否かを、実施例２の手段に代えて、ＮＯｘガス濃度検知器を用いている。この場合、発生ガス濃度設定値Ｎｐ０としてのＮＯｘガス濃度は０．００１ｐｐｍに設定されている。ＮＯｘガス濃度はＳ−Ｐ２（又はＳ−Ｐ７）により検知され、Ｓ−Ｐ３（又はＳ−Ｐ８）において、その発生ガス濃度Ｎｐの濃度判断がなされる。
【００６４】
メイン電源がオンされると、Ｓ−Ｐ２においてガス濃度検知器が作動され、Ｓ−Ｐ３において、そのガス濃度が判断される。チャージングハウス１内のＮＯｘ濃度Ｎｐが設定値Ｎｐ０よりも少ないと判断される場合には、Ｓ−Ｐ６によりコロナ放電の電源がオンされてコロナ放電が開始される。
【００６５】
ＮＯｘ濃度Ｎｐが設定値Ｎｐ０を上回ると、Ｓ−Ｐ２，Ｓ−Ｐ３，Ｓ−Ｐ４またはＳ−Ｐ７，Ｓ−Ｐ８，Ｓ−Ｐ１０，Ｓ−Ｐ１１のループに従い、調整弁７が開放され、ガスボンベ８から炭酸ガスが供給される。
【００６６】
これにより、チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度が高まり、コロナ放電によるオゾンの発生は抑制される。長時間運転を行なっても、オゾン濃度が高まることがない。また、この場合のコロナ放電による放電電流の経時変化も−２３μＡ付近に安定に保てる。
【００６７】
この実施例３の場合、チャージングハウス１内に混入した空気の濃度をコロナ放電により発生するＮＯｘガスの濃度により検知している。ＮＯｘガスが検知された場合に、その検知された濃度によりオゾン発生抑制ガスとしての炭酸ガスの供給を制御できるので、オゾンの発生の抑制された条件での帯電装置の運転ができる。その他の構成、作用は実施例１、実施例２と同じであるので、説明を省略する。
【００６８】
（実施例４）
実施例１のガス濃度検知手段として、図９に示すように、炭酸ガス濃度検知器と発生ガス濃度検知器としてのオゾン濃度検知器とを併用することもできる。この場合、Ｓ−Ｓ１〜ＳＳ−６までの制御は、実施例１と同一であり、また、Ｓ−Ｐ７〜ＳＰ１２までの制御は、実施例２と同一である。
【００６９】
メイン電源がオンされると、Ｓ−Ｓ２において炭酸ガス濃度検知器が作動され、Ｓ−Ｓ３において、そのガス濃度Ｎｓが判断される。チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度Ｎｓが設定値Ｎｓ０よりも多いと判断される場合には、Ｓ−Ｓ６によりコロナ放電の電源がオンされてコロナ放電が開始される。
【００７０】
オゾンガス濃度ＮｐはＳ−Ｐ７により検知され、Ｓ−Ｐ８において、その発生ガス濃度Ｎｐの濃度判断がなされる。オゾン濃度Ｎｐが設定値を上回ると、Ｓ−Ｐ７，−ＰＳ８，Ｓ−Ｐ１０，Ｓ−Ｐ１１のループに従い、調整弁７が開放され、ガスボンベ８から再び炭酸ガスがチャージングハウス１内に供給される。チャージングハウス１内の炭酸ガス濃度が高まると、コロナ放電によるオゾンの発生は抑制される。
【００７１】
この実施例４においては、メイン電源オン時には、チャージングハウス内が充分に炭酸ガスにより置換された後にコロナ放電が開始される。また、長時間運転では、発生オゾン濃度Ｎｐにより炭酸ガスの供給が制御されることになる。従って、運転開始時にオゾンの発生も抑制され、また、長時間運転を行なっても、オゾン濃度Ｎｐが高まることがない。その他の構成、作用は実施例１〜実施例３と同じであるので、説明を省略する。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従えば、放電電流の安定とオゾン発生やノックス発生の増大を抑制することのできるコロナ帯電装置を提供することができる。
また、本発明に従えば、このようなコロナ帯電装置を画像形成装置の帯電装置として利用することにより、長時間運転しても均質な帯電が行え、画像品質のよい画出しを行える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコロナ帯電装置を用いた画像形成装置の要部構成図である。
【図２】図１のオゾン発生抑制ガスの供給を説明するブロック図である。
【図３】図１のガス供給の制御を説明するフローチャートである。
【図４】図１のガス供給の制御を説明するフローチャートである。
【図５】帯電装置を備える画像形成装置を説明する要部構成図である。
【図６】実施例１のガス供給の制御を説明するフローチャートである。
【図７】実施例１のガス供給の制御を説明するフローチャートである。
【図８】実施例２，３のガス供給の制御を説明するフローチャートである。
【図９】実施例４のガス供給の制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  チャージングハウス（ケース電極兼容器）
１ｃ  開口
２  チャージングワイヤー（針電極）
４  ガス濃度検知器（ガス濃度検知手段）
６  供給配管（ガス供給手段）
７    調整弁（ガス供給調整手段）
８  ガスボンベ（オゾン発生抑制ガス供給源）
９  制御回路（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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