(57)【要約】【課題】各鋸歯でのコロナ放電が均一に発生し感光体の軸方向の帯電電位を均一にできる鋸歯電極の帯電装置を提供する。【解決手段】感光体に向けて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鋸歯電極と、前記鋸歯電極から一定の間隔をおいて複数のグリッド線を有するグリッドとを備えたスコロトロン方式の帯電装置において、鋸歯電極１本に対して少なくともシールドケースの１側面が隣接されるよう設置し、鋸歯電極に流す電流Ｉｔとシールドケースへ流れる電流Ｉｓとの関係を１／４≦Ｉｓ／Ｉｔ≦１／２とし、鋸歯の頂点の間隔が１ｍｍ以上３ｍｍ以内で感光体の帯電電位Ｖ０とグリッドに印加する電圧Ｖｇとの関係を−５０≦｜Ｖ０｜−｜Ｖｇ｜≦５０（Ｖ）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部を有するシールドケースと、コロナ放電を発生させる鋸歯電極と、前記鋸歯電極から一定の間隔をおいて複数のグリッド線を有するグリッドとを備えたスコロトロン方式の帯電装置において、前記鋸歯電極１本に対して少なくとも前記シールドケースの１側面が隣接されるように設置され、前記鋸歯電極に流す電流Ｉｔと前記シールドケースに流れる電流Ｉｓとの関係が、１／４≦Ｉｓ／Ｉｔ≦１／２の条件式を満たすことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記鋸歯電極の鋸歯の頂点の間隔を１ｍｍ以上３ｍｍ以内にするとともに、前記感光体の帯電電位Ｖ０と前記グリッドに印加する電圧Ｖｇとの関係が、−５０≦｜Ｖ０｜−｜Ｖｇ｜≦５０（Ｖ）の条件式を満たすことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリなど電子写真方式の画像形成装置において用いられるスコロトロン方式の帯電装置に関し、特に、鋸歯電極を用いた帯電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、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に示す回転可能な負に帯電する特性を持った感光体２を用いた画像形成装置１００では、まず帯電装置１により感光体２は一様に負極性に帯電される。次に画像情報に基づき感光体２に露光装置３により光を照射して静電潜像を形成し、現像装置４により静電潜像にトナーを供給して感光体２上にトナー画像を形成する。感光体２上に形成されたトナー画像は転写装置５により用紙などの転写材７に転写される。転写装置５により転写材７に転写されずに感光体２上に残留しているトナーは清掃装置６により清掃される。また、転写材７に転写されたトナー画像は定着装置８により転写材７に定着され、転写材７上に永久的な画像が形成される。
【０００３】
カラー画像を形成できる画像形成装置の一例を図３を用いて説明する。図３に示すように感光体２、帯電装置１、露光装置３、現像装置４、転写装置５、清掃装置６からなる印写ユニットを４台並べ、各印写ユニットに異なる色のトナーを搭載した現像装置４をそれぞれ配置し、４色のトナー(ｙ、ｍ、ｃ、ｋ)を直接転写材７上または中間転写材を介して転写材７上に画像形成される。
【０００４】
従来の画像形成装置において用いられる帯電装置１は、電極にワイヤを用いるスコロトロン方式であった。図４に一例を示す。ワイヤ電極１５は表面に数μｍの金メッキを施した直径５０〜１００μｍのタングステンワイヤで、−５ｋＶ程度の高電圧を印加することでコロナ放電が発生し、発生したイオンで感光体２を帯電させる。しかしながら、ワイヤ電極１５ではオゾンの発生量が多く、感光体２の電気特性の劣化を招き、生体にも悪影響を与えるといった問題があった。更に、カラー画像形成装置で高印刷速度を得るためにはトナー毎に印写ユニットをもつタンデム方式が有効であるため、モノクロ画像形成装置に比べてオゾンの発生量が増加してしまい、オゾンの排気機構の強化が必要でコストが高くなり、騒音も大きくなるといった問題があった。
【０００５】
そこで、近年ではワイヤ電極１５を用いた帯電装置１に比べてオゾンの発生量を約１／４に低減できる図１に示すような鋸歯電極１１を用いた帯電装置１が提案され実用化されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１５２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鋸歯電極を用いた帯電装置は、各鋸歯の先端形状のばらつきなどで、各鋸歯でのコロナ放電が不均一に発生し、感光体の帯電電位がばらついて画像に影響を与えるといった問題があった。本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、各鋸歯でのコロナ放電を均一に発生させて、感光体２の軸方向の帯電電位を均一にできる鋸歯電極を用いた帯電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、感光体に向けて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鋸歯電極と、鋸歯電極から一定の間隔をおいて複数のグリッド線を有するグリッドとを備えたスコロトロン方式の帯電装置において、１本の鋸歯電極に対して少なくともシールドケースの１側面を隣接するように設置され、鋸歯電極に流す電流Ｉｔとシールドケースへ流れる電流Ｉｓとの関係を１／４≦Ｉｓ／Ｉｔ≦１／２とし、鋸歯の頂点の間隔は１ｍｍ以上３ｍｍ以内で感光体の帯電電位Ｖ０とグリッドに印加する電圧Ｖｇとの関係を−５０≦｜Ｖ０｜−｜Ｖｇ｜≦５０（Ｖ）とすることによって達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、鋸歯電極の各鋸歯でのコロナ放電が均一に発生し、感光体の軸方向の感光体に流れる電流を均一にすることができ、画像欠陥が無く良好な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２は、本発明の鋸歯電極１１を用いた帯電装置１を組込んでいる電子写真方式の画像形成装置の概略を表している。各印写ユニットには表面が有機材料からなる感光体２を回転速度４０ｃｍ／ｓで回転可能で、本発明の帯電装置１により、感光体２は−６００Ｖ程度に帯電される。次に、露光装置３は画像情報に基づき、感光体２表面の電荷を消去し静電潜像を作る装置であり、１２００ｄｐｉのＬＥＤからなる。次に、静電潜像には現像装置４で供給されるトナーで感光体２上にトナー画像が形成される。本実施例では、用紙搬送上流からイエロートナー(ｙ)、マゼンタトナー（ｍ）、シアントナー（ｃ）、ブラックトナー（ｋ）と配置したタンデム方式であるが、本発明の効果はこれに限定されるものではない。現像後、各トナー画像は各々のユニットの転写装置５により転写材７へ転写される。転写装置５は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ワイヤ電極からなり、ワイヤ電極には０．８ｍＡ程度の電流が流される。転写材７上の各トナー画像は定着装置８によって転写材７上に定着される。感光体２に残留しているトナーはブラシ状の清掃装置６で清掃される。
【００１２】
次に、図２の画像形成装置で用いている、図１に示す本発明の一実施例である鋸歯電極１１を用いた帯電装置１について説明する。本実施例では鋸歯電極１１を4本用いたが、本発明の効果はこれに限定されるものではない。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４本の鋸歯電極１１と、鋸歯電極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、シールドケース１２内には導電性の仕切板１４を設け鋸歯電極１１は２本ずつにわけられ設置される。この仕切板１４はシールドケース１２と導通しているため、仕切板１４に流れる電流はシールドケース１２に流れる電流Ｉｓとして測定する。鋸歯電極１１は、感光体２の軸方向とほぼ平行に張架される。鋸歯電極１１は、鋸歯電極１１とシールドケース１２側面との距離Ｄｐｓが１１ｍｍ、鋸歯電極１１の間隔Ｄｐが１２ｍｍ、鋸歯電極１１の先端とシールドケース１２端部との垂直方向の距離Ｄｐｔが６ｍｍの位置に設置される。
【００１３】
鋸歯電極１１の材質はステンレス(ＳＵＳ３０４)であり、鋸歯電極１１の形状は、厚みが０．１ｍｍ、鋸歯１１ａの高さが２０ｍｍ、鋸歯１１ａ間隔は１ｍｍ、歯角は１５度である。シールドケース１２の形状は幅７０ｍｍであり、長さ６００ｍｍである。グリッド１３の形状はグリッド線幅が０．１ｍｍであり、グリッド間隔が１．３ｍｍであり、厚みが０．１ｍｍある。鋸歯電極１１と同様にエッチング加工で形成される。鋸歯電極を用いた帯電装置１は感光体から１．５ｍｍ離れた位置に設置される。シールドケース１２はアース電位に保たれており、鋸歯電極１１の電源は電流で、グリッド１３の電源は電圧で制御されている。
【００１４】
前記の鋸歯電極１１を用いた帯電装置１で、鋸歯電極１１の先端とシールドケース１２端部との垂直方向距離Ｄｐｔを調節してシールドケース１２へ流れる電流Ｉｓを変えて、感光体２の軸方向の感光体２に流れる電流のばらつき測定、また、図2の画像形成装置での印刷画質評価から本発明の効果を確認した。このとき、感光体に流れる電流が同じになるよう鋸歯電極に流す電流Ｉｔを調節した。ばらつき測定の結果を図６に示す。図６に示すようにシールドケース１２へ流れる電流Ｉｓを多くすることで各鋸歯１１ａでのコロナ放電が均一に発生し、感光体２の軸方向の感光体２に流れる電流が均一となった。また、感光体２の帯電電位のばらつきによる画像ムラが現れ易い、細線パターン（２ＯＮ４ＯＦＦ）の印刷画質による評価結果から、感光体２に流れる電流のばらつきを０．３μＡ／ｍｍ以下、つまり、本発明である鋸歯電極１１に流す電流Ｉｔとシールドケース１２へ流れる電流Ｉｓとの関係がＩｓ／Ｉｔ≧１／４の条件式を満たすことで、帯電電位のばらつきで線幅が２０％程度異なり黒すじとなって現れる画像欠陥が無く、良好な画像を形成することができた。更に、Ｉｓ／Ｉｔを大きくしすぎると、所定の帯電電位を得るために鋸歯電極１１に流す電流を多くする必要がある。そのため、オゾンの発生量が増加して感光体の劣化が早くなり寿命の低下を招くため、Ｉｓ／Ｉｔ≦１／２にする必要がある。
【００１５】
上記では、鋸歯電極１１の先端とシールドケース１２端部との垂直方向の距離Ｄｐｔを調節したが、鋸歯電極１１とシールドケース１２側面との距離Ｄｐｓを調節しても、本発明となる鋸歯電極１１に流す電流Ｉｔとシールドケース１２へ流れる電流Ｉｓとの関係がＩｓ／Ｉｔ≧１／４の条件式を満たすことで、画像欠陥が無く良好な画像を形成することができた。
【実施例２】
【００１６】
更に、鋸歯１１ａの頂点の間隔を１ｍｍから５ｍｍに１ｍｍずつ変えた鋸歯電極１１により、実施例１と同様の印刷実験を行い本発明の効果を確認した。このとき、鋸歯電極１１は鋸歯電極１１に流す電流Ｉｔとシールドケース１２へ流れる電流Ｉｓとの関係がＩｓ／Ｉｔ＝１／４となるよう配置し、感光体２の帯電電位Ｖ０と前記グリッドに印加する電圧Ｖｇとの関係は｜Ｖ０｜−｜Ｖｇ｜＝０Ｖとした。その結果、鋸歯１１ａの頂点の間隔が４ｍｍ以上では、帯電電位のばらつきで線幅が２０％程度異なり黒すじとなって現れる画像欠陥が有り良好な画像を形成することができず、鋸歯１１ａの頂点の間隔が３ｍｍ以内にすることで、画像欠陥が無く良好な画像を形成することができた。また、鋸歯１１ａ間隔は狭すぎると隣接する鋸歯１１ａの電場が干渉しあいコロナ放電が起こりにくくなる。以上のことから、鋸歯１１ａの頂点の間隔は１ｍｍ以上３ｍｍ以内にする必要がある。
【００１７】
また更に、鋸歯１１ａの頂点の間隔を１ｍｍから３ｍｍの鋸歯電極１１で、感光体２の帯電電位Ｖ０とグリッド１３に印加する電圧Ｖｇとの関係を変えて、実施例１と同様の印刷実験を行い本発明の効果を確認した。その結果、感光体２の帯電電位Ｖ０と前記グリッドに印加する電圧Ｖｇとの関係が｜Ｖ０｜−｜Ｖｇ｜≧−５０Ｖの条件式を満たすことで、画像欠陥が無く良好な画像を形成することができた。｜Ｖ０｜−｜Ｖｇ｜が過大となると、オゾンの発生量が増加して感光体の劣化が早くなり寿命の低下を招くため、｜Ｖ０｜−｜Ｖｇ｜≦５０Ｖにする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】鋸歯電極の帯電装置の断面図である。
【図２】一般的な電子写真方式の画像形成装置における印写プロセスの概略図である。
【図３】タンデム方式のカラー画像形成装置の概略図である。
【図４】ワイヤ電極の帯電装置の断面図である。
【図５】鋸歯電極の概略図である。
【図６】Ｉｓ／Ｉｔを変えたときの感光体に流れる電流のばらつきを示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１は帯電装置、２は感光体、３は露光装置、４は現像装置、５は転写装置、６は清掃装置、７は転写材、８は定着装置、１１は鋸歯電極、１２はシールドケース、１３はグリッド、１４は仕切板、１５はワイヤ電極である。
【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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