(57)【要約】【課題】印刷速度を早くした場合でも、表面電位が低下して線幅や画像濃度が変化しない帯電装置を提供すること。【解決手段】感光体に向けて開口する開口部を有するシールドケースと、コロナ放電を発生させる３本以上の放電ワイヤと、前記放電ワイヤから一定の間隔をおいて取り付けられたグリッドとを備えた、感光体の表面を帯電させる帯電装置であって、前記シールドケースに、その両端以外の前記放電ワイヤの上部に位置して凹部を設けるたことを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に向けて開口する開口部を有するシールドケースと、コロナ放電を発生させる３本以上の放電ワイヤと、前記放電ワイヤから一定の間隔をおいて取り付けられたグリッドとを備えた、感光体の表面を帯電させる帯電装置であって、前記シールドケースに、その両端以外の前記放電ワイヤの上部に位置して凹部を設けたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記シールドケースに、その両端の前記放電ワイヤの上部に位置して開口部を設けたことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
請求項１、または２に記載の帯電装置を少なくとも１つを搭載したことを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ放電を利用した帯電装置及びこれを搭載した電子写真装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式は、乾式トナーを使用する機器が主流を占め、ページコストが比較的安価であるため、多くの複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成に広く使用されている。例えば、図２に示すように、円筒状で回転可能な正に帯電する特性を持った感光体２を用いた電子写真装置では、まず帯電手段１により感光体２は一様に正極性に帯電される。次に画像情報に基づき感光体２に露光手段３により光を照射して静電潜像を形成し、現像手段４により静電潜像にトナーを供給して感光体２上に画像を形成する。感光体２上に形成された画像は転写手段５により用紙などの転写材７に転写される。
【０００３】
カラー画像を印刷できる電子写真装置では、例えば、図３に示すように感光体２、帯電手段１、露光手段３、現像手段４、転写手段５、清掃手段６からなる印写ユニットを４台並べ、各ユニットに異なる色のトナーを搭載した現像手段４をそれぞれ配置し、４色のトナーを転写材７上または中間転写材上に形成する方法がある。
【０００４】
電子写真装置では、感光体２を帯電させるためにコロナ放電を利用したコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器が一般的に用いられている。図４に示すようにコロトロン帯電器は、シールドケース１２内に感光体２とほぼ平行に放電ワイヤ１１が張架され、この放電ワイヤ１１に高電圧を印加することでコロナ放電が発生し、感光体２の表面に電荷を附与するものである。しかし、このようなコロトロン帯電器では、所定の表面電位に帯電させにくい、また表面電位にムラを生じやすいという問題がある。そのため近年では、一定の電位に帯電しやすく、表面電位にムラが生じにくい点で有効なスコロトロン帯電器が用いられている。このスコロトロン帯電器は、図５に示すようにシールドケース１２内に感光体２とほぼ平行に放電ワイヤ１１が張架され、この放電ワイヤ１１と感光体２との間にあって感光体２の表面電位を制御するグリッド１３とにより主要部が構成されている。放電ワイヤ１１に高電圧を印加するとともにグリッド１３に同極性の電圧を印加することで、感光体２に流れる電荷を制御し感光体２の表面電位を一定にできる。
【０００５】
コロトロン帯電器やスコロトロン帯電器の放電ワイヤ１１については、１本でも放電が発生し感光体２を帯電することができる。しかし、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の高速化にともない、放電ワイヤ１１の本数を増やして対応してきた。放電ワイヤ１１の本数が２本の場合に関しては、特開平１１−８４８１６で最適な放電ワイヤ１１の配置について記載がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
高印刷速度の電子写真装置に用いられる帯電装置では、上記したようにシールドケース１２内に複数本の放電ワイヤ１１を配置して感光体２に流れる電荷量の増大を図る。しかし、放電ワイヤ１１の本数が３本以上となる場合、両端の放電ワイヤ１１によって電界が抑制され、両端以外の放電ワイヤ１１の電荷発生量が少なくなる。これにより、感光体２を帯電させる貢献度が両端の放電ワイヤ１１に比べ低くなり、感光体２へ流れる電荷量が減少するため、グリッド１３の電荷を制御する効果により一定の表面電位になるまでの時間が長くなり印刷速度が早くなった場合、表面電位が低下してしまう。そのため、線幅が太くなり、また画像濃度が高くなるといった問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、印刷速度を早くした場合でも、表面電位が低下して線幅や画像濃度が変化しない帯電装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、シールドケースに、その両端以外の放電ワイヤの上部に位置して凹部を設けること、若しくはこれに加えて前記放電ワイヤの上部に位置して開口部を設けることによって達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施例を用いて説明する。以下の説明では正帯電を用いた電子写真装置を例に取り説明する。なお、同じ原理が負帯電を用いた電子写真装置でも適用可能である。
（実施例１）
図３は、本発明の帯電装置を組込んでいるタンデム方式を用いた電子写真装置を表した図である。各ユニットは表面が有機材料からなる円筒状の感光体２ａ〜２ｄを回転速度２０ｃｍ／ｓ〜４０ｃｍ／ｓで回転可能で、本発明の帯電手段１ａ〜１ｄにより、例えば約６００Ｖに均一に帯電される。次に露光手段３ａ〜３ｄは画像情報に基づき、感光体表面の電荷を消去し静電潜像を作る手段であり、走査型のレーザビームまたはＬＥＤアレイからなる。次に静電潜像は現像手段４ａ〜４ｄにより供給されるトナーで現像される。本実施例では、用紙搬送上流からイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーとしたが、本発明の効果はこれに限定されるものではない。
【００１０】
現像後、各トナーは各々のユニットの転写手段５ａ〜５ｄにより転写材へ転写される。転写手段５ａ〜５ｄは、図１に示すように、開口部を有するシールドケース１２と、コロナ放電を発生させる放電ワイヤ１１からなる。転写材上の各トナーは定着手段８によって転写材に定着される。感光体に残留しているトナーはブラシまたは板状のブレードの清掃手段６ａ〜６ｄによって清掃される。
【００１１】
次に、帯電手段１ａ〜１ｄに用いた帯電装置について説明する。図１に示すように、本発明の帯電装置は、感光体２に向けて開口する開口部を有するシールドケース１２と、コロナ放電を発生させる３本の放電ワイヤ１１と、放電ワイヤ１１から一定の間隔をおいて取り付けられたグリッド１３からなり、本発明では、前記両端以外の放電ワイヤ１１上部の前記シールドケース１２に凹部１４を設けている。
【００１２】
放電ワイヤ１１は、感光体２の軸方向とほぼ平行に張架され、両端の放電ワイヤ１１とシールドケース１２側部との距離が１０ｍｍ、放電ワイヤ１１の間隔は１０ｍｍである。放電ワイヤ１１はワイヤ径がφ８０μｍのタングステンワイヤに１．５μｍ厚の金メッキを施したφ８３μｍの導電性部材からなり、帯電装置と感光体２との距離は１ｍｍである。グリッド１３は幅０．１ｍｍのワイヤをピッチ１．１ｍｍで感光体の軸方向と平行に多数設けた形状である。シールドケース１２は幅４０ｍｍ、長さ３３０ｍｍで、両端の放電ワイヤ１１とシールドケース１２上部との距離は２０ｍｍで、両端以外の放電ワイヤ１１とシールドケース１２の凹部１４との距離は１７ｍｍで、凹部１４の幅は１０ｍｍである。シールドケース１２はアース電位に保たれている。放電ワイヤ１１に、電源から直流の高電圧を印加することで、コロナ放電により発生した電荷が感光体２に供給されるようになっている。
【００１３】
以上のように構成されている帯電装置において、放電ワイヤ１１に６ｋＶの電圧を印加したときの感光体２へ流れる電流密度分布を図６に示す。また、比較としてシールドケース１２に凹部１４を設けていない場合の感光体２側へ流れる電流密度分布を図７に示す。これらの結果から明らかなように、両端以外の放電ワイヤ１１上部に凹部１４を設けることで、両端以外の放電ワイヤ１１でコロナ放電が発生し易くなり、より多くの電荷を感光体２に流すことが可能となる。従って、両端以外の放電ワイヤ１１上部のシールドケース１２に凹部１４を設けた帯電装置で放電ワイヤ１１に６ｋＶの電圧を印加して、感光体２に帯電を行なうと、感光体２の回転速度２０ｃｍ／ｓの場合、グリッド１３の電荷を制御する効果により、表面電位を約６３０Ｖに帯電でき、感光体２の回転速度を４０ｃｍ／ｓに増加しても、同様に表面電位を約６３０Ｖに帯電することができた。比較としてシールドケース１２に凹部１４を設けていない帯電装置で帯電を行ったところ、感光体２の回転速度３０ｃｍ／ｓでは、表面電位を約６３０Ｖに帯電できたが、回転速度が４０ｃｍ／ｓになると、表面電位は約６００Ｖに低下するため、線幅や画像濃度が変化する。このように、両端以外の放電ワイヤ１１上部のシールドケース１２に凹部１４を設けることでコロナ放電が発生し易くなり、より多くの電荷が感光体２に流れるため、グリッド１３の電荷を制御する効果により一定の表面電位になるまでの時間を短縮することができ、印刷速度を早くした場合でも表面電位が低下することなく、印刷速度を可変にすることができた。
（実施例２）
図８は本発明の他の実施例を示す断面図である。本例では、両端以外の放電ワイヤ１１上部のシールドケース１２に凹部１４を設け、更に両端の放電ワイヤ１１上部のシールドケース１２に開口部１５を設けたものである。両端の放電ワイヤ１１上部のシールドケース１２に開口部１５を設けることで、感光体２に流れる電荷量をより多くすることができる。これにより、グリッド１３の電荷を制御する効果により一定の表面電位になるまでの時間をさらに短縮することができるため、両端の放電ワイヤ１１上部のシールドケース１２に開口部を設けた場合に比べ、印刷速度を早くした場合でも表面電位が低下することなく、印刷速度を可変にすることができた。
（実施例３）
図９は本発明の更に他の実施例を示す断面図である。本例では、感光体２に向けて開口する開口部を有するシールドケース１２と、コロナ放電を発生させる５本の放電ワイヤ１１と、放電ワイヤ１１から一定の間隔をおいて取り付けられたグリッド１３とを備え、両端以外の放電ワイヤ１１上部のシールドケース１２に凹部１４を設けている。このように構成した帯電装置を用いて放電ワイヤ１１に６ｋＶの電圧を印加したときの感光体２へ流れる電流密度分布を、図１０に示す。このように本発明の効果は放電ワイヤ１１の本数が増えた場合でも実施例１と同様に両端以外の放電ワイヤ１１の電荷発生量を増加する効果が得られた。また、本発明の効果は放電ワイヤ１１径によらずφ６３μｍ、φ７３μｍ、φ８３μｍを用いて検討を行った結果、実施例１と同様に両端以外の放電ワイヤ１１の電荷発生量を増加する効果が得られた。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、放電ワイヤの本数が３本以上となる場合、両端以外の放電ワイヤ上部のシールドケースに凹部を設けることで、両端以外の放電ワイヤの電荷発生量を増加し、グリッドの電荷を制御する効果により一定の表面電位になるまでの時間を短縮することで、印刷速度を早くした場合でも表面電位が低下することなく、印刷速度を可変することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電装置の実施例を示す断面図である。
【図２】一般的な静電印刷方式を用いた電子写真装置における画像形成のプロセスの概略図である。
【図３】カラー電子写真装置を説明する概略図である。
【図４】一般的なコロトロン帯電器の断面図である。
【図５】一般的なスコロトロン帯電器の断面図である。
【図６】本発明の帯電装置の電流密度分布を示すグラフである。
【図７】一般的な帯電装置の電流密度分布を示すグラフである。
【図８】本発明の帯電装置の他の実施例を示す断面図である。
【図９】本発明の帯電装置の更に他の実施例を示す断面図である。
【図１０】図９の帯電装置の電流密度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１は帯電手段、２は感光体３は露光手段、４は現像手段、５は転写手段、６は清掃手段、７は転写材、８は定着手段、１１は放電ワイヤ、１２はシールドケース、１３はグリッド、１４は凹部、１ａ〜１ｄは帯電手段、２ｄは感光体、３ａ〜３ｄは露光手段、４ａ〜４ｄは現像手段、５ａ〜５ｄは転写手段、６ａ〜６ｄは清掃手段である。
【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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【図１０】
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