(57)【要約】【課題】帯電器に印加する電圧を低く変更することなく、かつ、画像形成装置を大型化することなく、しかも静電潜像担持体の寿命を徒に短くしない、画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置に設けられた帯電器２は、シールドケース８００と、シールドケース８００に収容された電極１００、２００及びグリッド電極３００と、排気ファン８００とを含む。グリッド電極３００は網板状でその両端がメッシュ保持部６１０、６２０により張設される。帯電器２が感光体表面を帯電させていないときに感光体を回転駆動する駆動源が逆回転すると、メッシュ保持部６２０が矢示Ｆ方向に移動して感光体表面からグリッド電極３００を離隔させる。【選択図】図６
2010002436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置において回転駆動される静電潜像担持体表面を静電潜像形成に先立って帯電させる帯電器であって、放電電極と、グリッド電極と、シールドケースとを有する帯電器であり、
前記シールドケースは、予め定められた位置に固設されるケースであって、前記放電電極を収容しているとともに前記静電潜像担持体に向けられる開口部を有しており、
前記グリッド電極は、前記シールドケースの開口部に配設され、前記静電潜像担持体の回転軸に沿った方向の両端がそれぞれ保持部により保持されて張設される網板状のものであり、
前記帯電器が静電潜像担持体表面を帯電させているときには前記網板状のグリッド電極が張られるように、帯電させていないときには前記網板状のグリッド電極が前記シールドケースの方へ緩むように、グリッド電極の張設状態を調整する調整機構を備えていることを特徴とする、帯電器。
【請求項２】
前記調整機構は、前記静電潜像担持体を回転駆動させる駆動源により、前記網板状のグリッド電極を緩めることができるように構成されている、請求項１に記載の帯電器。
【請求項３】
前記調整機構は、
前記静電潜像担持体が前記駆動源により画像形成時の回転方向とは逆回転方向に駆動されると回転する揺動ギアと、前記保持部とを含んでおり、
前記保持部は、前記帯電器が静電潜像担持体表面を帯電させていないときに前記駆動源が前記静電潜像担持体を逆回転方向に回転して前記揺動ギアが所定量だけ回転すると、前記網板状のグリッド電極を保持する少なくとも一端が他端に近づくように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の帯電器。
【請求項４】
前記帯電器は、前記静電潜像担持体の回転軸方向における中央部を臨む位置に設けられた、放電生成物を排出する排出口をさらに含む、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の帯電器。
【請求項５】
前記帯電器は、前記排出口に対応する位置に設けられた排出ファンをさらに含む、請求項４に記載の帯電器。
【請求項６】
回転駆動される静電潜像担持体の表面を帯電器で帯電させ、該帯電器による静電潜像担持体の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して可視トナー像を形成する画像形成部を少なくとも１つ有する電子写真方式の画像形成装置であり、少なくとも１つの画像形成部における前記帯電器は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の帯電器であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式によりトナー像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ機又はこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置における静電潜像担持体表面を静電潜像形成前に帯電させる帯電器に関する。また、本発明は帯電器を備えた画像形成装置にも関係している。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置では、通常、感光体ドラム（静電潜像担持体の一例）の表面が帯電器により帯電され、その帯電域に光学系から原稿画像に対応する画像露光がなされて静電潜像が形成され、この潜像が現像装置により現像されて可視トナー像となり、これが転写装置により転写材上に転写され、定着装置により定着される。トナー像転写後、感光体上に残留するトナーはクリーニング装置により清掃される。
【０００３】
この帯電器は、コロナ放電によるもの、感光体表面に接触する帯電ブラシや帯電ローラ等の接触帯電部材を用いるもの等、種々知られている。このうち、コロナ放電による帯電器は、通常、感光体表面近傍に配置され、放電ワイヤ等の放電電極部材に放電電圧を印加して感光体を帯電させる。放電電極部材と感光体表面との間に感光体帯電制御用のグリッド電極を設けたものもあり、これはスコロトロン方式の帯電器として広く採用されている。
【０００４】
このような帯電器により感光体を帯電させるときには、通常、放電に伴いオゾンや窒素酸化物が発生し、その窒素酸化物が空気中の物質などと結合して硝酸アンモニウムなどの硝酸化合物が生成されて帯電器の周囲に発生し、さらに、このような放電生成物が対向する感光体表面上に付着することがある。その付着量が多くなると、放電生成物による酸化膜が感光体表面に形成され、酸化膜自体が親水性であるために、高湿時に空気中の水分を吸収して、感光体表面上の抵抗を低下させる。これによって感光体表面の横方向へのリークが発生し、その結果、「像流れ」と称される画像不良が発生する。
【０００５】
像流れの主な原因は、窒素酸化物（特に、二酸化窒素）に起因するものであると考えられている。この窒素酸化物と水とが反応すると硝酸が生成され、さらには空気中のアンモニアと反応すると水溶性を持ちながら感光体表面に付着する。その後、高湿下ではさらに水分を吸収していき、感光体表面の抵抗値を低下させるので、帯電器で感光体表面上を均一に帯電しようとしても、放電生成物の付着部分とそうでない部分の境界に導電路が形成されるため画像部と非画像部との境界がぼけてしまい、その結果、画像がぼけた状態あるいは白く抜けた状態になり、像流れが発生する。
【０００６】
このような像流れ防止の対策としては、感光体に付着した放電生成物を除去することが考えられる。感光体に付着した放電生成物を除去するには、表面が磨耗しやすい感光体を用いて、その感光体に圧接する部材（例えば、クリーニングブレード）によって、放電生成物ととともに感光体表面を削り取るように構成すればよい。
【０００７】
特開平５−３２３８３３号公報（特許文献１）は、感光体表面を研磨する装置を開示する。この感光体研磨装置は、感光体表面から残留トナーを定常的に除去するクリーニング装置を有する電子写真装置において、感光体を研磨する研磨ブレードを有し、非作像時に該研磨ブレードを作動する駆動手段を備える。この感光体研磨装置によると、研磨ブレードにより感光体表面を研磨し、長期にわたってトナーフィルミングなどの付着物による感光体の劣化を防止し、しかも経時的変化によるクリーニング不良も生じない。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３２３８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された感光体研磨装置は、トナーを除去するクリーニングブレードの摩耗や欠けによるクリーニング能力の経時的劣化による黒スジや黒帯などの不良に対応するものでしかなく、放電生成物について検討されていない。さらに、上述した特許文献１のように構成すると、感光体表面を研磨するため感光体の寿命が縮められる欠点がある。近年、感光体表面上に保護層を形成して長寿命化を図る傾向を考慮すれば、このような構成は好ましくない。さらに、このような研磨処理部を設ける場合、製造コストが高くなるとともに、感光体の周囲に研磨処理部を設けるスペースが必要になるため、画像形成装置が大型化するという問題がある。
【００１０】
なお、像流れ要因物質である放電生成物の発生量を抑制するために帯電器に印加される電圧を低くする対策もある。しかしながら、高速の画像形成動作が必要な場合、帯電に必要な電荷が感光体上に十分供給されず、画像上に帯電むらが生じて必要な表面電位を形成できなかったことにより、背景部にトナーが付着する「かぶり」と称される画像不良が発生する。このため、帯電器に印加する電圧を低くして放電生成物の発生量を抑制することは現実的でない。
【００１１】
そこで本発明は、電子写真方式の画像形成装置において回転駆動される静電潜像担持体表面を静電潜像形成に先立って帯電させる帯電器であって、放電電極とグリッド電極とシールドケースとを有する帯電器であり、帯電器に印加する電圧を画像形成に支障をきたすほど低く設定することなく、かつ、画像形成装置を大型化することなく、しかも静電潜像担持体の寿命を徒に短くしないで該静電潜像担持体への放電生成物の付着を抑制できる、帯電器を提供することを第１の課題とする。
【００１２】
また本発明は、トナー像を形成する画像形成装置であり、回転駆動される静電潜像担持体の表面を帯電器で帯電させ、該帯電器による静電潜像担持体の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して可視トナー像を形成する画像形成部を少なくとも１つ有する電子写真方式の画像形成装置であって、少なくとも１つの画像形成部において、帯電器に印加する電圧を画像形成に支障をきたすほど低く設定することなく、かつ、画像形成装置を大型化することなく、しかも静電潜像担持体の寿命を徒に短くしないで該静電潜像担持体への放電生成物の付着を抑制でき、ひいてはそれだけ良好に画像形成できる、画像形成装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記第１の課題を解決するため本発明は次の帯電器を提供する。
電子写真方式の画像形成装置において回転駆動される静電潜像担持体表面を静電潜像形成に先立って帯電させる帯電器であって、放電電極と、グリッド電極と、シールドケースとを有する帯電器であり、
前記シールドケースは、予め定められた位置に固設されるケースであって、前記放電電極を収容しているとともに前記静電潜像担持体に向けられる開口部を有しており、
前記グリッド電極は、前記シールドケースの開口部に配設され、前記静電潜像担持体の回転軸に沿った方向の両端がそれぞれ保持部により保持されて張設される網板状のものであり、
前記帯電器が静電潜像担持体表面を帯電させているときには前記網板状のグリッド電極が張られるように、帯電させていないときには前記網板状のグリッド電極が前記シールドケースの方へ緩むように、グリッド電極の張設状態を調整する調整機構を備えていることを特徴とする、帯電器。
【００１４】
画像形成装置における画像形成中は像流れがほとんど発生しない。画像形成中は帯電器により静電潜像担持体表面が帯電されて放電生成物が発生するが、それらは排気ファンにより排気される。このため、静電潜像担持体表面に付着しても、放電生成物の多くは排気されるため、微量の付着に過ぎない（付着していてもクリーニングブレードによる研磨で除去される）。像流れの原因となる放電生成物の静電潜像担持体への付着が発生するのは画像形成後、帯電器及び静電潜像担持体の駆動が停止し、しばらく放置した後である。すなわち、画像形成による放電時間の増加とともに像流れ要因となる物質が、帯電器の中の特定の部位に蓄積した時に、帯電器及び静電潜像担持体の駆動を停止すると、放電生成物が徐々に静電潜像担持体表面に移動して付着していく。この停止中は、排気ファンによる排気が行なわれないため、静電潜像担持体表面上への付着量は時間とともに増加していくので、次の画像形成時、或いはウォーミングアップ時に、クリーニングブレードで研磨しても、短時間で放電生成物を除去できない。本発明者は、研究の結果、放電生成物が蓄積する特定の部位がグリッド電極であることを解明した。
【００１５】
本発明に係る帯電器においては、調整機構により、網板状のグリッド電極が、静電潜像担持体表面を帯電させているときに張って所定の間隔（グリッド電極と静電潜像担持体表面との間隔）を保持し、かつ、帯電させていないときに緩んでその間隔が広がるように、張設状態が変更される。このため、静電潜像担持体を帯電させる必要がないときには、放電生成物が蓄積するグリッド電極が静電潜像担持体から離隔するので、放電生成物が徐々に静電潜像担持体表面に移動して付着していくことを抑制できる。このようにすると、帯電器に印加される電圧を、例えば高速画像形成等において画像形成に支障がでるほど、低くして放電生成物の発生自体を減らす必要もなく「かぶり」と称される画像不良も発生しない。さらに、前記シールドケースは、前記放電電極と前記グリッド電極とを収容して予め定められた位置に固定され、調整機構は、グリッド電極の張設状態を調整するに過ぎず、グリッド電極を静電潜像担持体表面から離隔させるためにシールドケースごと（放電電極及びグリッド電極）を移動させる場合に比べて、帯電器を大型化しなくて済む。さらに、放電生成物の除去のために静電潜像担持体表面を研磨する必要もないので、静電潜像担持体表面の寿命が徒に短くなることもない。
【００１６】
前記調整機構は、前記静電潜像担持体を回転駆動させる駆動源により、前記網板状のグリッド電極を緩めることができるようにも構成できる。このようにすると、グリッド電極の張設状態を調整するための新たな駆動源を設ける必要がなく、帯電器を大型化しなくて済み、製造コストの上昇も抑制できる。
【００１７】
前記調整機構は、前記静電潜像担持体が前記駆動源により画像形成時の回転方向とは逆回転方向に駆動されると回転する揺動ギアと、前記保持部とを含んでおり、前記保持部は、前記帯電器が静電潜像担持体表面を帯電させていないときに前記駆動源が前記静電潜像担持体を逆回転方向に回転して前記揺動ギアが所定量だけ回転すると、前記網板状のグリッド電極を保持する少なくとも一端が他端に近づくようにも構成できる。このようにすると、支持部によりその両端が支持された網板状のグリッド電極の少なくとも一端が他端に近づいて網板状のグリッド電極が緩んでグリッド電極と静電潜像担持体表面との間隔が広がる。このとき、前記駆動源が逆回転方向に回転して前記揺動ギアが所定量だけ回転することにより、一端が他端に近づく。このため、グリッド電極の張設状態を調整するための新たな駆動源を設ける必要がなく、帯電器を大型化しなくて済み、製造コストの上昇も抑制できる。
【００１８】
前記帯電器は、前記静電潜像担持体の回転軸方向における中央部を臨む位置に設けられた、放電生成物を排出する排出口をさらに含むようにも構成できる。このように中央部を臨む位置に排出口を設けると、中央部から放電生成物が排出される。このため、帯電器内で発生した放電生成物は、像流れに最も耐力のある中央部近傍に集められ、非中央部における放電生成物の蓄積が減るとともに、中央部でもその発生を抑えられる。
【００１９】
前記帯電器は、前記排出口に対応する位置に設けられた排出ファンをさらに含むようにも構成できる。このように中央部を臨む位置に排出口及び排出ファンを設けると、中央部から放電生成物がより積極的に排出される。このため、帯電器内で発生した放電生成物は、像流れに最も耐力のある中央部近傍に集められ、非中央部における放電生成物の蓄積が減るとともに、中央部でもその発生を抑えられる。
【００２０】
本発明はまた、前記第２の課題を解決するため、回転駆動される静電潜像担持体の表面を帯電器で帯電させ、該帯電器による静電潜像担持体の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して可視トナー像を形成する画像形成部を少なくとも１つ有する電子写真方式の画像形成装置であり、少なくとも１つの画像形成部における前記帯電器は、本発明に係る帯電器である画像形成装置を提供する。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置は、帯電器として本発明に係る帯電器を備えており、該帯電器は、帯電器に印加する電圧を画像形成に支障をきたすほど低く設定することなく、かつ、画像形成装置を大型化することなく、しかも静電潜像担持体の寿命を徒に短くしないで該静電潜像担持体への放電生成物の付着を抑制でき、ひいてはそれだけ良好に画像形成できる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によると、電子写真方式の画像形成装置において回転駆動される静電潜像担持体表面を静電潜像形成に先立って帯電させる帯電器であって、放電電極とグリッド電極とシールドケースとを有する帯電器であり、帯電器に印加する電圧を画像形成に支障をきたすほど低く設定することなく、かつ、画像形成装置を大型化することなく、しかも静電潜像担持体の寿命を徒に短くしないで該静電潜像担持体への放電生成物の付着を抑制できる、帯電器を提供することができる。
【００２３】
また本発明によると、トナー像を形成する画像形成装置であり、回転駆動される静電潜像担持体の表面を帯電器で帯電させ、該帯電器による静電潜像担持体の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して可視トナー像を形成する画像形成部を少なくとも１つ有する電子写真方式の画像形成装置であって、少なくとも１つの画像形成部において、帯電器に印加する電圧を画像形成に支障をきたすほど低く設定することなく、かつ、画像形成装置を大型化することなく、しかも静電潜像担持体の寿命を徒に短くしないで該静電潜像担持体への放電生成物の付着を抑制でき、ひいてはそれだけ良好に画像形成できる、画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２５】
［画像形成装置の全体構成］
図１は、本発明に係る画像形成装置の１例を示している。図１に示す画像形成装置Ａ（以下、プリンタＡと記載する場合がある）は、タンデム型のフルカラープリンタである。このプリンタＡは、駆動ローラ８１とこれに対向するローラ８２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト８を有している。中間転写ベルト８は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ８１により図中反時計方向（図中矢印方向）αに回される。
【００２６】
駆動ローラ８１には中間転写ベルト８を介して２次転写ローラ９が臨んでおり、駆動ローラ８１に対向するローラ８２には残トナー等を清掃するクリーニング装置８３が臨んでいる。クリーニング装置８３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。
【００２７】
２次転写ローラ９の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ８１に支持された中間転写ベルト８の部分に押圧され、中間転写ベルト８との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト８の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して回転することができる。２次転写ローラ９には、図示省略の電源から所定のタイミングで２次転写バイアスを印加することができる。
【００２８】
中間転写ベルト８及び２次転写ローラ９の上方には定着装置ＦＸが配置されており、下方にはタイミングローラ対ＴＲが配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。
【００２９】
定着装置ＦＸはハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対ＴＲへ供給することができる。
【００３０】
中間転写ベルト８を巻き掛けた駆動ローラ８１とローラ８２との間には、中間転写ベルト８に沿って、ローラ８２から駆動ローラ８１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。
【００３１】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像器４、１次転写ローラ５及びクリーニング装置６がこの順序で配置されている。
【００３２】
各画像形成部においては、感光体１、帯電器２、現像器４及びクリーニング装置６を含むプロセスカートリッジが形成されている。すなわち、イエロー画像形成部Ｙを形成するためのイエロープロセスカートリッジＹＣ、マゼンタ画像形成部Ｍを形成するためのマゼンタプロセスカートリッジＭＣ、シアン画像形成部Ｃを形成するためのシアンプロセスカートリッジＣＣ、ブラック画像形成部Ｋを形成するためのブラックプロセスカートリッジＫＣである。各プロセスカートリッジは画像形成装置本体に対し着脱可能である。
【００３３】
１次転写ローラ５は中間転写ベルト８を間にして感光体１に対向しており、ベルトの走行に従動回転する。１次転写ローラ５には、感光体１上に形成されるトナー像を中間転写ベルト８へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から所定のタイミングで印加できる。露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。
【００３４】
各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。各画像形成部における帯電器２は、それには限定されないが、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで電源から帯電用の電圧が印加される。
【００３５】
各画像形成部における現像器４は、トナーを主体とする所謂一成分現像剤を用いる一成分現像器である。現像器４は、それには限定されないが本例では、非磁性トナー（ここでは負帯電性の非磁性トナー）を主体とする現像剤（所謂一成分現像剤）用いて、感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加される現像ローラ４１で反転現像することができる。
【００３６】
このプリンタＡによると、画像形成装置動作を制御する図示省略の制御部の指示、制御のもとに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを中間転写ベルト８に１次転写する。
【００３７】
すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像器４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ５にて中間転写ベルト８上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ５には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。
【００３８】
同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写される。
【００３９】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト８上に重ねて転写されるタイミングで形成される。かくして中間転写ベルト８上に形成された多重トナー像は中間転写ベルト８の回動により２次転写ローラ９へ向け移動する。
【００４０】
一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１１にて引き出され、タイミングローラ対ＴＲへ供給され、待機している。
【００４１】
このようにタイミングローラ対ＴＲのところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト８にて送られてくる多重トナー像に合わせて、中間転写ベルト８と２次転写ローラ９とのニップ部に供給され、図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ９にて該多重トナー像が記録媒体Ｓ上に２次転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置ＦＸに通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対ＤＲにて排出トレイＴに排出される。
【００４２】
トナー像の中間転写ベルト８への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置６で清掃され、２次転写により中間転写ベルト８上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置８３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。
【００４３】
なお、本発明に係る画像形成装置は、このようなタンデム型のフルカラー画像形成装置に限定されるものではない。サイクル型のフルカラー画像形成装置であっても、本実施の形態に係る画像形成装置として適用できる。さらに、モノクロの画像形成装置であっても構わない。すなわち、静電潜像担持体が保持するトナー像を記録媒体に転写させる転写部を備え、静電潜像形成前に静電潜像担持体に一様に帯電させる帯電器を搭載した画像形成装置であればよい。
【００４４】
［帯電器の構成］
図２は、図１の画像形成装置における帯電器２を示す斜視図である。図２は、グリッド電極３００を上に向けて全体を分解した状態で示されている。帯電器２は、平行な、第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００（ともに放電電極）を備えており、また、これらの放電ワイヤ（第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００）と感光体１との間に配置される網板状（メッシュ状）のグリッド電極３００を備えている。さらに、グリッド電極３００とは反対側で第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００に向かい合う安定板４００を備えている。なお、この帯電器２の全体は、シールドケース８００に収められている。このシールドケース８００の下方には排気ファン８２０が設けられている。
【００４５】
帯電器２におけるコロナ放電により発生した放電生成物は、安定板４００の排出口４０１及びシールドケース８００の排出口８１０を矢示Ｃ方向に通って、矢示Ｄ方向へ（すなわち、帯電器２の外部方向へ）、排気ファン８２０により排出される。なお、排気ファン８２０は、この画像形成装置Ａが作動中は、基本的に動作されている。詳しくは後述するが、従来のように帯電中に作動されることに加えて、帯電停止中であっても本実施の形態のようにグリッド電極３００を感光体１から離隔させた状態で、排気ファン８２０を作動させて、放電生成物を帯電器２の外部（画像形成装置Ａの外部）へ排出する。
【００４６】
第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００は、タングステン線（直径５０μｍ程度）を金メッキ処理したものである。また、グリッド電極３００はステンレススチール板を網板状に打ち抜いて形成したメッシュタイプの電極である。安定板４００は、感光体１には向かわないイオン流を生成して放電中に発生するオゾン等の放電生成物を帯電器２の外部へ排出するように、排出口４０１を備えている。
【００４７】
図２に示すように、帯電器２は両側にホルダ５１０及びホルダ５２０を備えており、安定板４００の両端部がこれらホルダの切欠き段部５１３及び切欠き段部５２３に嵌合され、図示しないネジその他の適当な手段にて固定される。ホルダ５１０は、第１コロナ放電ワイヤ１００を掛けるピン５１１を有するとともに、第２コロナ放電ワイヤ２００を掛けるピン５１２を有する。ホルダ５２０は、第１コロナ放電ワイヤ１００を掛ける導電性係止部５２１を有するとともに、第２コロナ放電ワイヤ２００を掛ける導電性係止部５２２を有する。
【００４８】
第１コロナ放電ワイヤ１００は、その一端部のバネ状フック部１０１がピン５１１に掛けられ、他端部のフック部１０２が導電性係止部５２１に掛けられる。第２コロナ放電ワイヤ２００は、その一端部のバネ状フック部２０１がピン５１２に掛けられ、他端部のフック部２０２が導電性係止部５２２に掛けられる。このようにして、第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００は、所定位置に張設される。このように張設された第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００は、例えば、感光体１から等距離にあり、感光体１と平行である。
【００４９】
また、ホルダ５１０の近傍にはメッシュ保持部６１０が設けられ、ホルダ５２０の近傍にはメッシュ保持部６２０が設けられている。メッシュ保持部６１０には、係合部材６１１がワイヤと平行な方向に摺動できるように嵌合されており、板バネ等にて内側を弾力的に支えられている（すなわち、グリッド電極３００を図２における左方向に引っ張っている）。また、メッシュ保持部６２０には係合部材６２１が固設されている。メッシュ保持部６２０は、矢示Ｅ方向及び矢示Ｆ方向に揺動可能であって、矢示Ｅ方向にあるとグリッド電極３００を張り、矢示Ｆ方向にあるとグリッド電極３００を緩ませる。なお、メッシュ保持部６１０も、このメッシュ保持部６２０と同じ構成にすることもできる。このメッシュ保持部６２０の詳細については、後述する。
【００５０】
グリッド電極３００は、その一端部の孔３０１がメッシュ保持部６１０の係合部材６１１に（矢示Ａ方向）、他端部の孔３０２がメッシュ保持部６２０の係合部材６２１に（矢示Ｂ方向）、それぞれ掛けられ、第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００と感光体１との間に張設される。このように張設されたグリッド電極３００は、例えば、第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００を含む面と平行である。
【００５１】
第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００には、ホルダ５２０中の導電性係止部５２１及び導電性係止部５２２を介して電圧が印加される。また、グリッド電極３００はバリスタ７００を介して接地される。さらに、安定板４００も接地される。
【００５２】
図２における帯電器２においては、第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００に数ｋＶの高電圧をかけコロナ放電を発生させる。発生した電荷は感光体１上に移動し、感光体１表面上を帯電させるが、このとき所望の電位にするためにグリッド電極３００にも電圧を印加する。グリッド電極３００上の電位と感光体１上の電位が等しくなったとき、感光体１上への電荷の移動は停止して、第１コロナ放電ワイヤ１００及び第２コロナ放電ワイヤ２００から発生する電荷はシールドケース８００に流れ込む。シールドケース８００は、グリッド電極３００と同電位にしても接地しても構わない。
【００５３】
［グリッド電極退避機構］
本実施の形態に係る画像形成装置Ａの帯電器２においては、像流れの現象を確実に抑えることができるように、像流れ要因物質の汚染源である部位を特定し、その部位に対策機構を設けることで、感光体１表面上に像流れ要因物質の蓄積を防止することを特徴とする。
【００５４】
画像形成中において像流れはほとんど発生しない。何故なら、画像形成中は帯電によりオゾン、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の多量の放電生成物が発生するが、それらの物質は図２に示すように排気ファン８２０により排気されるとともに、感光体１表面に付着しても多くは排気ファン８２０により排気されているため、微量の付着となっている。そのため、ウォーミングアップ時などに行なわれるクリーニングブレードの研磨等で十分対応できる。
【００５５】
像流れが発生するのは画像形成後、帯電器２及び感光体１の駆動が停止し、しばらく放置した後である。すなわち記録媒体Ｓへの画像形成による放電時間の増加とともに像流れ要因となる物質が、帯電器２の中の特定の部位に蓄積した時に、帯電器２及び感光体１の駆動を停止すると、放電生成物が徐々に感光体１表面に移動して付着していく。この停止中は、排気ファン８２０による排気及びクリーニングブレードによる研磨が行なわれないため、感光体１表面上への付着量は時間とともに増加していく。よって、次の画像形成時、或いはウォーミングアップ時に、感光体１が駆動して、クリーニングブレードで研磨しても、短時間で放電生成物が除去されることはない。また停止時において排気ファン８２０による排気処理を、画像形成後も延長して行なうという対策も考えられるが、画像形成装置Ａの主電源が切断されると対応できない。
【００５６】
このため、本実施の形態においては、像流れ要因物質が蓄積している帯電器２の部位を特定し、対策機構を設けることで像流れを防止するものである。像流れ要因となる物質が蓄積する範囲を探索したところ、グリッド電極３００を耐久品から新品に交換して一晩放置後、像流れが発生しなかったことから、グリッド電極３００が像流れ要因の物質を蓄積する汚染源となっていることが判明した。よって、本実施の形態に係る画像形成装置Ａにおける帯電器２においては、帯電終了後に、グリッド電極３００を感光体１から遠ざける機構（以下、退避機構）を設け、像流れを抑制することとした。
【００５７】
［グリッド電極退避機構の構成］
グリッド電極３００の退避機構の構成を図３〜図８に示す。図３、図４及び図５はグリッド電極３００が通常通りの張設状態（退避していない帯電状態）を示す、斜視図、側面図及び正面図であって、図６、図７及び図８はグリッド電極３００が退避状態（非帯電状態）を示す、斜視図、側面図及び正面図である。これらの図を参照して、グリッド電極３００の退避機構の構成を以下に説明する。
【００５８】
このグリッド電極３００の退避機構は、感光体１を駆動させる駆動ギア１１０に噛合する揺動ギア１２０と、グリッド電極３００と感光体１との距離を一定に保持するために所定の付勢力を与えグリッド電極３００を保持するメッシュ保持部６２０と、メッシュ保持部６２０の一部である係止部６４０を下方へ押すカム１４０と、カム１４０と揺動ギア１２０とを連結するアイドルギア１３０とで構成される。
【００５９】
メッシュ保持部６２０は、軸６３０により押さえられて、メッシュ保持部６２０の係止部６４０がカム１４０の突起部１４２により下方へ押されると、図６及び図８に示すように、矢示Ｆ方向へ傾く。メッシュ保持部６２０は係合部材６２１でグリッド電極３００の他端部の孔３０２を係止している（矢示Ｂ方向）。このため、メッシュ保持部６２０が矢示Ｆ方向に傾くと、グリッド電極３００を緩ませて、感光体１とグリッド電極３００との距離を広げる。
【００６０】
一方、メッシュ保持部６２０は、軸６３０により押さえられて、メッシュ保持部６２０の係止部６４０がカム１４０の突起部１４２により下方へ押されている状態でなくなると、図３及び図５に示すように、図示しない復帰部材（例えばバネ等の弾性部材や上述したメッシュ保持部６１０において係合部材６１１を摺動させる板バネ）により、矢示Ｅ方向へ傾く。このため、メッシュ保持部６２０が矢示Ｅ方向に傾くと、グリッド電極３００を張らせて、感光体１とグリッド電極３００との距離を所定の距離（例えば１ｍｍ）に保持する。
【００６１】
画像形成中は、感光体１は、図３に示す矢印の方向に回転する。その間、揺動ギア１２０の回転軸１２２は、駆動ギア１１０により図３及び図４の白抜き矢印で示すように斜め上方へ押し上げられている。このため、揺動ギア１２０はアイドルギア１３０とは噛合しないで離隔している、すなわち、駆動ギア１１０によって揺動ギア１２０が回転されているだけ（空回転）の状態である。このため、画像形成中は（すなわち帯電中は）、図３〜図５に示すように、メッシュ保持部６２０は矢示Ｅ方向に弾性材等で保持される。その結果、グリッド電極３００は、感光体１と所定の距離を保持する。
【００６２】
帯電終了後は、感光体１は、図６に示す矢印の方向に所定の量だけ逆回転する。そのとき、揺動ギア１２０の回転軸１２２は、駆動ギア１１０により図６及び図７の白抜き矢印で示すように斜め下方へ押し下げられる。このため、揺動ギア１２０はアイドルギア１３０に噛合する。噛合したアイドルギア１３０は、駆動ギア１１０の回転力を、カム１４０へ伝達する。すなわち、駆動ギア１１０の所定の回転（この所定の回転とは、少なくとも図６に示すように突起部１４２が係止部６４０を押し下げるだけの回転）によって、揺動ギア１２０が回転され、アイドルギア１３０を介してカム１４０が回転される状態である。このため、帯電終了後は、図６〜図８に示すように、メッシュ保持部６２０は矢示Ｆ方向に移動される。
【００６３】
その結果、グリッド電極３００は、緩んで、感光体１と所定の距離（帯電中の距離）を保持できず、距離が大きくなる。すなわち、画像形成における帯電が終了すると、感光体１は、画像形成中とは逆方向に所定の量だけ回転移動する。このことで揺動ギア１２０がアイドルギア１３０と噛合し、アイドルギア１３０によって、カム１４０が所定の変位量だけ動かされる。メッシュ保持部６２０が図６の矢示Ｆ方向に動くことによりグリッド電極３００の張力が弱まりグリッド電極３００が緩むことにより、グリッド電極３００を感光体１から遠ざけることが可能となる。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、上述したようにグリッド電極３００を退避させる退避機構を備えるが、この退避機構は、シールドケース８００（シールドケース８００は固定されているので移動しない）の位置を移動させるものではなく、グリッド電極３００のみを感光体１から退避させる点も特徴である。帯電終了後にシールドケース８００を動かさないで、感光体１からグリッド電極３００を退避する方向に移動させることで像流れの発生を防止する。このような効果を得るために、帯電器２自体、又は、シールドケース８００を含めたグリッド電極３００を移動させるのではなく、グリッド電極３００のみを退避させるため、新たな大きい退避スペースを必要せず、シールドケース８００を移動させるための大きな駆動源も必要としない。
【００６５】
［画像形成装置の動作］
以上のような構造を有する帯電器２を備えた画像形成装置Ａの動作を説明する。
【００６６】
画像形成中であって帯電器２が継続して帯電している場合においては、感光体１を回転させる駆動ギア１１０が、回転軸１１２に設けられたモータ（図示しない）により、図３〜図５に示す方向に（図４における時計回り方向に）回転される。この駆動ギア１１０の回転により揺動ギア１２０が斜め上方に押し上げられて（図３及び図４の白抜き矢印の方向に押し上げられて）、揺動ギア１２０がとアイドルギア１３０とが離隔してカム１４０が回転しない。
【００６７】
カム１４０が回転しないので、グリッド電極３００を張設するメッシュ保持部６２０は、正立状態（図２、図３及び図５に示す矢示Ｅ方向にある状態）で、グリッド電極３００は、感光体１と所定の距離を保持している。このため、帯電器２により感光体１表面が所望の電位に帯電される。
【００６８】
帯電器２による帯電が終了した場合においては、感光体１を回転させる駆動ギア１１０が、回転軸１１２に設けられたモータ（図示しない）により、図６〜図８に示す方向に（図７における反時計回り方向に）、所定の量だけ回転される。この駆動ギア１１０の回転により揺動ギア１２０が斜め下方に押し下げられて（図６及び図７の白抜き矢印の方向に押し下げられて）、揺動ギア１２０とアイドルギア１３０とが噛合して、アイドルギア１３０を介してカム１４０が回転する。
【００６９】
カム１４０が回転すると、グリッド電極３００を張設するメッシュ保持部６２０は、傾斜状態（図２、図６及び図８に示す矢示Ｆ方向にある状態）で、グリッド電極３００は、帯電中における所定の距離（感光体１とグリッド電極３００との距離）よりも長い距離を保持する。このため、感光体１に放電生成物が付着することを抑制して、像流れ等の画像不良を抑制できる。
【００７０】
［グリッド電極から感光体までの距離と像流れとの関係］
なお、このように画像形成装置Ａを動作させた場合における、グリッド電極３００から感光体１までの距離と、像流れとの関係について説明する。
【００７１】
【表１】
2010002436.tif 000003
【００７２】
グリッド電極３００と感光体１との距離を変化させたときの、像流れを確認した結果を表１に示す。表１の中で、「○」は像流れ未発生、「△」はハーフトーン画像では像流れが発生するが文字パターン等では像流れは目立たないレベル、「×」は文字パターンでも像流れが発生するレベルである。この表１からわかるように、グリッド電極３００と感光体１との距離を遠ざけると、像流れが改善することが確認された。なお、グリッド電極３００を退避させない場合の距離は１ｍｍである。
【００７３】
さらに、上述した帯電器２においては、感光体１の回転軸の中央部を臨む位置（中央部近傍）において、最もグリッド電極３００が感光体１から遠ざかる。このため、図９に示すように、この中央部近傍に排出口８１０を設けると、排気ファン８２０により帯電器２内で発生した放電生成物は、像流れに最も耐力のある中央部近傍に集められる。このため、非中央部における放電生成物の蓄積が減るとともに、中央部でもその発生を抑えられる。なお、排気ファン８２０を他の機能を備えたファンと共用しても構わない。この場合、帯電器２が備えるのは、シールドケース８００に設けられた排出口８１０までとなる。
【００７４】
【表２】
2010002436.tif 000004
【００７５】
グリッド電極３００と感光体１との距離を変化させ、かつ、排気口の位置を変化させたときの、像流れを確認した結果を表２に示す。表２に示すように、排気口を端部に設けるよりも、排気口を中央部近傍に設けたときの方が、像流れのレベルが改善されることがわかる。
【００７６】
以上のようにして、本実施の形態に係る帯電器２を備えた画像形成装置Ａによると、帯電器２に印加する電圧を画像形成に支障をきたすほど低く設定することなく、かつ、画像形成装置Ａを大型化することなく、しかも感光体１の寿命を徒に短くしないで感光体１への放電生成物の付着を抑制でき、ひいてはそれだけ良好に画像形成できる、画像形成装置を提供することができる。
【００７７】
なお、上述した実施の形態においては、グリッド電極３００を緩めてグリッド電極３００と感光体１との距離を広げる機構であるメッシュ保持部６２０の駆動を感光体１の駆動ギアから伝達される回転力としたが、本発明はこれに限定されない。他の駆動源であっても構わない。
【００７８】
今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上述した実施の形態のみに限定されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの構成の概要を示す図である。
【図２】図１の帯電器の分解斜視図である。
【図３】帯電器におけるグリッド電極の退避機構の斜視図（その１）である。
【図４】帯電器におけるグリッド電極の退避機構の側面図（その１）である。
【図５】帯電器におけるグリッド電極の退避機構の正面図（その１）である。
【図６】帯電器におけるグリッド電極の退避機構の斜視図（その２）である。
【図７】帯電器におけるグリッド電極の退避機構の側面図（その２）である。
【図８】帯電器におけるグリッド電極の退避機構の正面図（その２）である。
【図９】排気ファンを含めた帯電器周辺の正面図である。
【符号の説明】
【００８０】
Ａ  プリンタ
Ｙ  イエロー画像形成部
Ｍ  マゼンタ画像形成部
Ｃ  シアン画像形成部
Ｋ  ブラック画像形成部
ＹＣ、ＭＣ、ＣＣ、ＫＣ  プロセスカートリッジ
１  感光体
２  帯電器
３  露光装置
４  現像器
５  １次転写ローラ
６  クリーニング装置
８  中間転写ベルト
９  ２次転写ローラ
１０  記録媒体収容カセット
１１  媒体供給ローラ
４１  現像ローラ
８１  駆動ローラ
８２  ローラ
８３  クリーニング装置
１００、２００  コロナ放電ワイヤ
１０１、２０１  バネ状フック部
１０２、２０２  フック部
１１０  駆動ギア
１１２  回転軸
１２０  揺動ギア
１３０  アイドルギア
１４０  カム
１４２  突起部
３００  グリッド電極
４００  安定板
４０１  排出口
５１０、５２０  ホルダ
５１１、５１２  ピン
５２１、５２２  導電性係止部
６１０、６２０  メッシュ保持部
６１１、６２１  係合部材
６３０  軸
６４０  係止部
７００  バリスタ
８００  シールドケース
８１０  排出口
８２０  排気ファン
【図１】
2010002436.tif 000005
【図２】
2010002436.tif 000006
【図３】
2010002436.tif 000007
【図４】
2010002436.tif 000008
【図５】
2010002436.tif 000009
【図６】
2010002436.tif 000010
【図７】
2010002436.tif 000011
【図８】
2010002436.tif 000012
【図９】
2010002436.tif 000013