(57)【要約】【課題】  感光体の寿命の短縮や装置の大型化，及びエネルギーの過剰な消費を回避しつつ，画像流れの原因物質の発生を抑制することを図った帯電装置および感光体ユニットおよび画像形成装置を提供すること。【解決手段】  帯電装置５０のシールドケース５３の内部に絶縁体である遮蔽部材５４を移動可能に配置する。低湿度環境の場合には，シールドケース５３の先端部分５３ａと遮蔽部材５４の先端部分５４ａとの距離を大きくする。一方，高湿度環境の場合には，シールドケース５３の先端部分５３ａと遮蔽部材５４の先端部分５４ａとの距離を小さくする。【選択図】図３
2010250241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロナ放電により感光体を帯電させる放電電極と，
前記感光体と前記放電電極との間に配置されたグリッド電極と，
前記放電電極を覆うとともに前記感光体と対面する箇所に開口部が形成されているシールドケースとを有する帯電装置において，
前記シールドケースの内面の一部分を覆う絶縁性の遮蔽部材を有し，
前記遮蔽部材は，
前記シールドケースの前記開口部の開口面に垂直な方向に移動可能なものであり，
湿度が低い場合に，前記開口面からみて，より遠い位置に配置され，
湿度が高い場合に，前記開口面からみて，より近い位置に配置されるものであることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電装置において，
前記遮蔽部材は，
湿度の値が予め定めた値未満である場合に，予め定めた第１の位置に配置され，
湿度の値が予め定めた値以上である場合に，前記第１の位置よりも近い第２の位置に配置されることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の帯電装置において，
前記第１の位置が前記シールドケースの内面における放電領域を遮蔽しない位置であり，
前記第２の位置が前記シールドケースの内面における放電領域を少なくとも部分的に遮蔽する位置であることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の帯電装置を備える感光体ユニット。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の帯電装置を備える画像形成装置。
【請求項６】
感光体と，
帯電装置とを有し，
前記帯電装置は，
コロナ放電により前記感光体を帯電させる放電電極と，
前記感光体と前記放電電極との間に配置されたグリッド電極と，
前記放電電極を覆うとともに前記感光体と対面する箇所に開口部が形成されているシールドケースとを有するものである画像形成装置において，
制御部と，
湿度を測定して前記制御部に送信する湿度センサと，
前記シールドケースの内面の一部分を覆うとともに，前記シールドケースの前記開口部の開口面に交差する方向に移動可能な絶縁性の遮蔽部材とを有し，
前記制御部は，
湿度が低い場合に，前記放電電極に印加する電圧をより高いものとするとともに，前記開口面からみて，より遠い位置に前記遮蔽部材を配置し，
湿度が高い場合に，前記放電電極に印加する電圧をより低いものとするとともに，前記開口面からみて，より近い位置に前記遮蔽部材を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において，
前記制御部は，
累積印字枚数が少ない場合に，前記放電電極に印加する電圧をより高いものとするとともに，前記開口面からみて，より遠い位置に前記遮蔽部材を配置し，
累積印字枚数が多い場合に，前記放電電極に印加する電圧をより低いものとするとともに，前記開口面からみて，より近い位置に前記遮蔽部材を配置す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，帯電装置および感光体ユニットおよび画像形成装置に関する。さらに詳細には，感光体の寿命を縮めることなく，画像流れの原因物質の発生を抑制することを図った帯電装置と，それを備える感光体ユニットおよび画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は，一般に，感光体の表面を一様に帯電させる帯電装置を有している。その帯電装置として，例えばスコロトロンのようにコロナ放電を伴うものが挙げられる。コロナ放電を伴う帯電装置を用いると，窒素酸化物（ＮＯＸ）等の活性物質が発生する。このような活性物質は親水性であり，高湿度環境下で感光体の表面に付着して付着物となる。こうしてできた付着物は，画像流れ等の画像品質を低下させる原因となる（非特許文献１の９９ページ参照）。
【０００３】
そこで，この画像流れを防止するために，種々の対策が講じられている。例えば特許文献１では，感光体の研磨装置を設けた画像形成装置が開示されている。特許文献１によれば，感光体の表面から窒素酸化物等に起因する付着物を取り除いて感光体の表面を研磨することにより，画像流れ等を防止するとしている。
【０００４】
また，特許文献２では，２つの放電電極を備える帯電装置および画像形成装置が開示されている（特許文献２の図３参照）。第１の放電電極からみてグリッド電極の反対側の位置に，第１の放電電極と逆向きの電圧が印加された第２の放電電極を設けることにより，オゾン（Ｏ３）や窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を抑制するコロナ風を発生させるとしている。また，特許文献２には，窒素酸化物（ＮＯＸ）などの放電生成物が感光体の表面付近や帯電装置内に滞留しないように，エアにより排気能力を高める発明が開示されている。これにより，放電生成物が感光体の表面で反応して付着物が生成することを抑制するとしている。画像流れの原因を取り除くためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６２４９２号公報
【特許文献２】特開２００９−１４７５６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】電子写真技術の基礎と応用  コロナ社  電子写真学会編（初版第２刷（１９９２年発行））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし，特許文献１に記載の発明では，感光体が研磨されることにより，その寿命が短くなる。また，感光体の研磨装置の分だけ画像形成装置内のスペースを消費することとなる。特許文献２に記載の発明においても，放電電極を余分に設けた分だけスペースを消費する。そして，排気能力を向上させるためには大きな排気装置を用いることを余儀なくされる。このように，画像流れを防止する対策を講じることにより，画像形成装置は大型化することとなってしまう。さらに，このような研磨装置や排気装置を設けることにより，画像形成装置は余分に電力を消費することとなる。これでは，省エネルギー化が望まれる昨今の趨勢にそぐわない。
【０００８】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，感光体の寿命の短縮や装置の大型化，及びエネルギーの過剰な消費を回避しつつ，画像流れの原因物質の発生を抑制することを図った帯電装置および感光体ユニットおよび画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の帯電装置は，コロナ放電により感光体を帯電させる放電電極と，感光体と放電電極との間に配置されたグリッド電極と，放電電極を覆うとともに感光体と対面する箇所に開口部が形成されているシールドケースとを有する帯電装置において，シールドケースの内面の一部分を覆う絶縁性の遮蔽部材を有し，遮蔽部材は，シールドケースの開口部の開口面に垂直な方向に移動可能なものであり，湿度が低い場合に，開口面からみて，より遠い位置に配置され，湿度が高い場合に，開口面からみて，より近い位置に配置されるものである。かかる帯電装置は，高湿度環境下で放電電極に印加する電圧を低くすることができる。これにより，画像流れの原因物質となる放電生成物の発生を抑制することができる。また，省エネルギー化を図ることもできる。
【００１０】
上記に記載の帯電装置において，遮蔽部材は，湿度の値が予め定めた値未満である場合に，予め定めた第１の位置に配置され，湿度の値が予め定めた値以上である場合に，第１の位置よりも近い第２の位置に配置されるようにしてもよい。高湿度環境下で放電電極に印加する電圧を低くすることができることに変わりないからである。
【００１１】
上記に記載の帯電装置において，第１の位置がシールドケースの内面における放電領域を遮蔽しない位置であり，第２の位置がシールドケースの内面における放電領域を少なくとも部分的に遮蔽する位置であるとなおよい。高湿度環境下で放電電極に印加する電圧を低くすることができることに変わりないからである。
【００１２】
また，本発明は上記に記載の帯電装置を備える感光体ユニットにも及ぶ。また，上記に記載の帯電装置を備える画像形成装置にも及ぶ。
【００１３】
また，本発明の画像形成装置は，感光体と，帯電装置とを有し，帯電装置は，コロナ放電により感光体を帯電させる放電電極と，感光体と放電電極との間に配置されたグリッド電極と，放電電極を覆うとともに感光体と対面する箇所に開口部が形成されているシールドケースとを有するものである画像形成装置において，制御部と，湿度を測定して制御部に送信する湿度センサと，シールドケースの内面の一部分を覆うとともに，シールドケースの開口部の開口面に交差する方向に移動可能な絶縁性の遮蔽部材とを有し，制御部は，湿度が低い場合に，放電電極に印加する電圧をより高いものとするとともに，開口面からみて，より遠い位置に遮蔽部材を配置し，湿度が高い場合に，放電電極に印加する電圧をより低いものとするとともに，開口面からみて，より近い位置に遮蔽部材を配置するものである。かかる画像形成装置は，高湿度環境下で放電電極に印加する電圧を低くすることができる。これにより，画像流れの原因物質となる放電生成物の発生を抑制することができる。また，省エネルギー化を図ることもできる。
【００１４】
上記に記載の画像形成装置において，制御部は，累積印字枚数が少ない場合に，放電電極に印加する電圧をより高いものとするとともに，開口面からみて，より遠い位置に遮蔽部材を配置し，累積印字枚数が多い場合に，放電電極に印加する電圧をより低いものとするとともに，開口面からみて，より近い位置に遮蔽部材を配置するようにしてもよい。感光体の耐久に応じてコロナ放電を起こすことができるためである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば，感光体の寿命の短縮や装置の大型化，及びエネルギーの過剰な消費を回避しつつ，画像流れの原因物質の発生を抑制することを図った帯電装置および感光体ユニットおよび画像形成装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の画像形成部を説明するための概略構成図である。
【図３】本発明の帯電装置を説明するための概略構成図である。
【図４】本発明の帯電装置における各電流の関係を説明するための図である。
【図５】本発明の帯電装置における低湿度環境下での遮蔽部材の位置を説明するための図である。
【図６】本発明の帯電装置における高湿度環境下での遮蔽部材の位置を説明するための図である。
【図７】本発明の帯電装置におけるシールドケースの導体部分の幅とシールドケース電流との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の帯電装置におけるシールドケースの導体部分の幅と感光体電流との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の帯電装置の別の例を説明するための概略構成図（その１）である。
【図１０】本発明の帯電装置の別の例を説明するための概略構成図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，帯電装置および感光体ユニットおよび画像形成装置について，本発明を具体化したものである。
【００１８】
１．画像形成装置
本形態の画像形成装置１００は，図１にその概略構成を示すように，中間転写ベルト１０１を有する，いわゆるタンデム方式のカラーコピー機である。中間転写ベルト１０１は，無端状ベルト部材であり，その図中両端部がローラ１０２，１０３によって支持され，図中矢印Ａの向きに回転するようになっている。中間転写ベルト１０１の図中下部に沿って，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが配置されている。
【００１９】
各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはいずれも同様の構成である。それぞれ，感光体ユニット２０と，露光装置３０と，現像ユニット１０とを有している。感光体ユニット２０は，静電潜像を担持する感光体ドラム２１を有している。露光装置３０は，感光体ドラム２１に静電潜像を描きこむためのものである。現像ユニット１０は，感光体ドラム２１の静電潜像にトナーを付与して現像するためのものである。また，中間転写ベルト１０１を挟んで感光体ドラム２１に対向する位置に，１次転写装置１１１が配置されている。図１中では画像形成部１Ｙによって代表してこれらの各装置の符号を示している。
【００２０】
図１中で下方に配置されているのは，用紙Ｐを収容する給紙装置１１２である。給紙装置１１２の上部には，用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１１３が設けられている。用紙Ｐは，給紙装置１１２から用紙搬送経路１１４に沿って上方へ送られる。用紙搬送経路１１４を挟んで，ローラ１０３と対面する位置に，２次転写装置１１５が配置されている。さらにその下流側（図中上方）には，定着装置１３０が配置されている。定着装置１３０は，加圧ローラ１３１，加熱ローラ１３２のローラ対を有している。
【００２１】
定着装置１３０より用紙搬送経路１１４のさらに下流側には，排紙ローラ１１６および排紙トレイ１１７が配置されている。排紙ローラ１１６のさらに上方には，折り返し用ローラ１１９および折り返し用トレイ１２０が配置されている。そして，折り返し用ローラ１１９は，用紙搬送経路１１４の他に用紙搬送経路１１８ともつながっている。用紙搬送経路１１８は，両面印刷を行う場合に用いられる搬送経路である。
【００２２】
また，画像形成装置１００は，上記の他に制御部１５０と，湿度センサ１５１とを有している。これらの位置は任意である。ただし，湿度センサ１５１は，画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの近くであるとよい。また，画像形成装置１００の本体内部の複数個所に設置してあればなおよい。制御部１５０は，次に示す画像形成装置１００の基本的な動作の制御を行う。その他に，湿度センサ１５１の送出する湿度情報を受け取り，後述するような帯電装置５０の制御を行うものである。
【００２３】
次に，本形態の画像形成装置１００の基本的な動作を簡単に説明する。この画像形成装置１００は，画像形成の指示を受けると，その画像信号から各色の画像データを生成する。生成された各色の画像データは，対応する画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにそれぞれ送出される。各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは，画像データに基づいて，静電潜像を形成する。さらに，形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。
【００２４】
形成されたトナー像は，順次，１次転写装置１１１によって中間転写ベルト１０１に転写され，重ね合わせられる。中間転写ベルト１０１に重ね合わせられたトナー像は，２次転写装置１１５によって用紙Ｐに転写される。トナー像を担持した用紙Ｐは，さらに搬送されて定着装置１３０に至り，定着装置１３０によって加熱されるとともに加圧される。これによりトナー像が用紙Ｐに定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは，排紙ローラ１１６によって排紙トレイ１１７に排出される。以上が，画像形成装置１００の基本的な動作である。
【００２５】
２．画像形成部
画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはいずれも同様の構成である。よって以下，特に必要がない限り色による区別をせずに画像形成部１として説明する。本形態の画像形成部１は，図２に示すように，感光体ユニット２０と，露光装置３０と，現像ユニット１０とを有している。露光装置３０は，前述したように感光体ドラム２１の表面に静電潜像を描きこむためのものである。感光体ユニット２０と，現像ユニット１０とは，それぞれ別々に交換可能なものである。
【００２６】
感光体ユニット２０は，感光体ドラム２１と，帯電装置５０と，クリーナ２３とを有している。感光体ドラム２１は，トナー像を担持するための像担持体である。帯電装置５０は，感光体ドラム２１を一様に帯電させるためのものである。クリーナ２３は，感光体ドラム２１から現像残トナーを回収するためのものである。
【００２７】
現像ユニット１０は，現像ローラ１１と，搬送ローラ１２，１３と，規制ブレード１４とを有する現像装置である。現像ローラ１１は，トナーを感光体ドラム２１の静電潜像に付与するための現像部材である。搬送ローラ１２，１３は，現像装置内のトナーを攪拌し，現像ローラ１１にトナーを供給するためのものである。規制ブレード１４は，現像ローラ１１の表面上のトナー層の厚さを規制する部材である。
【００２８】
ここで，画像形成部１の基本的動作について簡単に説明する。感光体ドラム２１は，図２中の矢印Ｂの向きに回転する。そしてその回転に伴って，以下に示す処理を施される。まず，帯電装置５０が，感光体ドラム２１の表面を一様に帯電させる。これにより，感光体ドラム２１の表面の電位は，画像の背景部の電位となる。その下流では，露光装置３０が，感光体ドラム２１の表面に静電潜像を描きこむ。これにより，露光を受けた箇所の電位は，画像の画像部の電位となる。さらにその下流では，図２中の矢印Ｃの向きに回転する現像ローラ１１が，感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像にトナーを付与する。これにより，感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成される。このトナー像は，前述したように，図１の１次転写装置１１１によって転写ベルト１０１に転写されることとなる。
【００２９】
３．帯電装置
本形態の帯電装置５０について図３により説明する。帯電装置５０は，図３に示すように，放電電極５１と，グリッド電極５２と，シールドケース５３と，遮蔽部材５４とを有している。放電電極５１は，コロナ放電を発生させるための電極である。グリッド電極５２は，感光体ドラム２１の表面の帯電電位を均一にするための電極である。シールドケース５３は，放電電極５１を覆う部材である。なお，グリッド電極５２及びシールドケース５３は，感光体ドラム２１を帯電させる際に，帯電されているものである。また，シールドケース５３の感光体ドラム２１と対面する面の一部には，開口部が形成されている。そしてその開口面には，グリッド電極５２が配置されている。
【００３０】
遮蔽部材５４は，後述するように，シールドケース５３の内面のうち実際に放電に寄与する領域を拡大しまたは縮小するようになっている。これにより，シールドケース５３に流れる電流を抑制することができる。そしてその材質は絶縁体である。遮蔽部材５４は，グリッド電極５２の面，すなわちシールドケース５３の開口面に垂直方向に動くことができるようになっている。その方向は，図３中の矢印Ｄの方向に一致する。なお，遮蔽部材５４を移動させるためには，ラックピニオン等の公知の技術を用いればよい。
【００３１】
ここで，帯電装置５０におけるコロナ放電およびコロナ電流について説明する。コロナ放電とは，尖った電極等の周りに不均一な電界が生じることにより起こる持続的な放電のことをいう。帯電装置５０では，線状あるいは鋸歯形状の放電電極５１の周囲にコロナ放電を発生させる。コロナ放電により生じたイオン（コロナイオン）は，感光体ドラム２１の表面に達する。コロナイオンが感光体ドラム２１の表面に達することにより，感光体ドラム２１に電流が流れる。そしてその電流を検知することは可能である。このようなコロナイオンの移動により，感光体ドラム２１を帯電させることとなるのである。なお，グリッド電極５２およびシールドケース５３についても同様に，コロナイオンに起因する電流が流れる。
【００３２】
以下，コロナ放電により生じたコロナイオンが周囲の導体に到達することにより，その導体に流れる電流をコロナ電流ということとする。本形態では，図４に示すように，コロナイオンは感光体ドラム２１と，グリッド電極５２と，シールドケース５３とに到達することとなる。よって，放電電極５１に電圧を印加することにより発生するコロナ電流Ｉｃは，感光体電流Ｉｐｃと，シールドケース電流Ｉｓと，グリッド電流Ｉｇとの和に等しい。すなわち，次式が成り立つ。
Ｉｃ＝Ｉｐｃ＋Ｉｓ＋Ｉｇ        ………（１）
Ｉｃ  ：コロナ電流
Ｉｐｃ：感光体電流
Ｉｓ  ：シールドケース電流
Ｉｇ  ：グリッド電流
つまり，コロナ電流Ｉｃは，放電電極５１に電圧を印加することにより生じる電源電圧電流である。
【００３３】
感光体電流Ｉｐｃは，次に示す式により表される。
Ｉｐｃ＝Ｉｃ−Ｉｓ−Ｉｇ        ………（２）
Ｉｐｃ：感光体電流
Ｉｃ  ：コロナ電流
Ｉｓ  ：シールドケース電流
Ｉｇ  ：グリッド電流
【００３４】
本形態では，感光体電流Ｉｐｃをほぼ一定値に確保しつつ，総電流であるコロナ電流Ｉｃを小さくするものである。そのために本形態では，後述するように，コロナ電流Ｉｃを小さくするのにあわせてシールドケース電流Ｉｓも小さいものとするのである。後述するように，コロナ電流Ｉｃの制御は，電源電圧を制御することにより直接的に行うことができる。また，シールドケース電流Ｉｓの制御は，後述するように遮蔽部材５４を用いることにより行うことができる。なお，グリッド電流Ｉｇの値と感光体電流Ｉｐｃの値との比はほぼ一定である。よって，感光体電流Ｉｐｃとグリッド電流Ｉｇとを変化させるだけで十分である。
【００３５】
続いて，本形態の帯電装置５０の特徴点について説明する。本形態の帯電装置５０は，次に示す３つの特徴点を有するものである。
（Ａ１）コロナ電流Ｉｃ及びシールドケース電流Ｉｓを小さくすること
（Ａ２）遮蔽部材を配置すること
（Ａ３）遮蔽部材を湿度環境に応じて移動させること
これらの特徴点について，以下に説明する。
【００３６】
（Ａ１）コロナ電流Ｉｃ及びシールドケース電流Ｉｓを小さくすること
本形態の帯電装置５０では，コロナ電流Ｉｃを低く設定するとともに，シールドケース電流Ｉｓを低く設定する。その理由は次のとおりである。放電電極５１に印加する電圧を小さくすると，コロナ電流Ｉｃが小さくなる。すると，コロナイオンの発生そのものが抑制される。それに伴って，窒素酸化物（ＮＯＸ）やオゾン（Ｏ３）の発生も抑制されるからである。これにより，感光体ドラム２１の表面上に酸化膜が形成されることを抑制することができる。つまり，画像流れが生じにくくなるのである。
【００３７】
さらに，シールドケース電流Ｉｓを小さくすることにより，感光体電流Ｉｐｃが低下することを回避することができる。仮に，シールドケース電流Ｉｓを低くせず，コロナ電流Ｉｃのみを低く設定したとする。すると，式（１）や式（２）から明らかなように，感光体電流Ｉｐｃが低下する。これにより，感光体ドラム２１の表面が十分に帯電しないこととなってしまう。
【００３８】
帯電装置５０により感光体ドラム２１の表面を帯電させたときの電位は，画像の背景部の電位に相当する。そして背景部の電位は，背景部にトナーが付着しにくくするために与えられた電位である。よって，背景部の電位が不充分であることにより，トナーが背景部に付着しやすくなる。これにより，背景部に付着させるべきでないトナーが背景部に付着するかぶりとよばれる画像ノイズの原因ともなる。このため，コロナ電流Ｉｃのみを低くするのは好ましくない。本形態では，シールドケース電流Ｉｓも同時に低くすることにより，かかる弊害を排除している。
【００３９】
（Ａ２）遮蔽部材を配置すること
遮蔽部材５４について説明する前に，シールドケース５３の内部における放電領域および非放電領域について説明する。放電領域では，シールドケース５３の内面にコロナイオンが到達しやすい。非放電領域では，シールドケース５３の内面にコロナイオンが到達しにくい。これらの詳細な定義については後述する。また，後述する実験の説明のところで述べるように，開口面から一定の距離より近い箇所にはコロナイオンが到達しやすく，それより遠い箇所にはコロナイオンはほとんど到達しない（図７参照）。つまり，図５に示すように，シールドケース５３の内部における開口部側の箇所は放電領域であり，それより奥側の箇所は非放電領域となっている。そして後述するように，遮蔽部材５４は，放電領域を遮蔽することにより，有効な放電領域を狭くしてシールドケース電流Ｉｓを制限するための部材である。
【００４０】
前述したように，本形態ではコロナ電流Ｉｃを低く設定するとともに，シールドケース電流Ｉｓも低く設定する。そして，シールドケース電流Ｉｓを低くするための具体的措置として，シールドケース５３の内壁の一部を覆うように遮蔽部材５４を設けている。遮蔽部材５４を設けることにより，遮蔽部材５４がない場合と比較してシールドケース５３に到達するコロナイオンが減少する。
【００４１】
つまり，遮蔽部材５４で覆われたシールドケース５３の箇所は，有効な放電領域とならないのである。このため，シールドケース電流Ｉｓは小さいものとなる。これにより，感光体電流Ｉｐｃおよびグリッド電流Ｉｇが，シールドケース電流Ｉｓに比べて相対的に大きくなる。よって本形態では，遮蔽部材５４をシールドケース５３の内部に，感光体ドラム２１の長手方向に一様の幅をもって配置するのである。遮蔽部材５４を配置する具体的な位置については，後述する。
【００４２】
前述したように遮蔽部材５４を配置する以外にも，シールドケース電流Ｉｓを小さくする方法はある。例えば，シールドケース５３の内壁そのものをなくすことである。しかしながら内壁をなくすと，コロナイオンが帯電装置５０の外部に飛散してしまうおそれがある。また，コロナイオンの流れを制御できないこととなり，放電生成物の排気を適当に行うことが困難となるため好ましくない。
【００４３】
（Ａ３）遮蔽部材を湿度環境に応じて移動させること
本形態では，湿度センサ１５１により測定した湿度の値に応じて遮蔽部材５４を配置する。湿度センサ１５１により測定された湿度が低い場合に，遮蔽部材５４をシールドケース５３の開口部からみて遠い位置に配置する（図５参照）。一方，湿度が高い場合に，遮蔽部材５４をシールドケース５３の開口部からみて，湿度が低い場合に遮蔽部材５４を配置した位置より近い位置に配置する（図６参照）。本形態では，これらの２種類の配置を使い分けるのである。すなわち，湿度が高いほど有効な放電領域を制限し，湿度が低いほど有効な放電領域を制限することのないようにするのである。
【００４４】
高湿度環境では，図６に示すように，遮蔽部材５４をシールドケース５３のグリッド電極５２側の位置，すなわち遮蔽部材５４がなければ有効な放電領域であるはずの位置に配置する。このように遮蔽部材５４を配置することにより，コロナイオンは，遮蔽部材５４により遮蔽されたシールドケース５３の箇所に到達しない。つまり，有効に放電が起こる領域が，遮蔽部材５４により狭められているのである。このように遮蔽部材５４は，放電領域を制限するための部材である。したがって，高湿度環境では，コロナ電流Ｉｃを小さくするとともにシールドケース電流Ｉｓを小さくすることとなる。
【００４５】
一方，低湿度環境では，図５に示すように，遮蔽部材５４をシールドケース５３のグリッド電極５２からみて奥側の位置，すなわち図５中下方の位置に配置する。このため，遮蔽部材５４は放電領域を実質的に狭くすることがない。したがって，低湿度環境では，コロナ電流Ｉｃおよびシールドケース電流Ｉｓを小さくすることなく，ともに通常の値とするのである。
【００４６】
低湿度環境でコロナ電流Ｉｃおよびシールドケース電流Ｉｓを小さくしない理由は次のとおりである。放電電極５１の鋸歯形状の部分に異物が付着して汚れた場合，その汚れた部分の電気抵抗は，汚れていない部分よりも高くなる。この電気抵抗の上昇の程度は，低湿度環境でより顕著である。このため，低湿度環境でコロナ電流Ｉｃおよびシールドケース電流Ｉｓを小さくした場合，放電電極５１に汚れた箇所があることにより，感光体ドラム２１の帯電が不充分となるおそれがある。つまり，感光体ドラム２１の背景部の電位にムラが生ずることとなる。これは，画像に直接にムラとなって現れることとなる。
【００４７】
表１に，コロナ電流Ｉｃを制限しない従来の場合における汚れの量と湿度との関係について示す。高湿度環境では，汚れの多少に関係なく過剰な放電状態が生じている。低湿度環境では，汚れの多いときは通常の放電を発生させるが，汚れの少ないときは放電過剰となっている。汚れの度合いは測定できるものではないため，これを指標に放電状態を制御することは困難である。しかし，高湿度環境においては，汚れの多少に関わらず過剰なコロナ放電を発生させている。このため，本形態では高湿度環境においてコロナ放電を抑制することとするのである。
【００４８】
【表１】
2010250241.tif 000003
コロナ電流Ｉｃの制限なし
【００４９】
４．実験
ここで，本発明に関して行った実験について説明する。発明者らは以下の関係を調べるための実験を行った。
（Ｂ１）遮蔽部材の位置とシールドケース電流Ｉｓとの関係
（Ｂ２）遮蔽部材の位置と感光体電流Ｉｐｃとの関係
（Ｂ３）コロナ電流Ｉｃ及びシールドケース電流Ｉｓの調整と画像流れとの関係
【００５０】
（Ｂ１）遮蔽部材の位置とシールドケース電流Ｉｓとの関係
遮蔽部材５４の位置とシールドケース電流Ｉｓとの関係について行った実験について説明する。遮蔽部材５４を図４の矢印Ｄの方向に動かすことにより，シールドケース電流Ｉｓがどの程度変化するかについて実験を行った。図７に，シールドケース５３の先端部分５３ａと遮蔽部材５４の先端部分５４ａとの距離と，シールドケース電流Ｉｓとの関係を示す。シールドケース５３の先端部分５３ａと遮蔽部材５４の先端部分５４ａとの距離は，シールドケース５３の開口面と遮蔽部材５４との距離に等しい。
【００５１】
図７に示すように，遮蔽部材５４をシールドケース５３の先端部分５３ａから徐々に離していく。すなわち，シールドケース５３の開口面と遮蔽部材５４との距離を大きくすると，それに伴ってシールドケース電流Ｉｓが増加する。そして，遮蔽部材５４の先端部分５４ａとシールドケース５３の先端部分５３ａとの距離が６ｍｍを超えたあたりで，シールドケース電流Ｉｓの増加が飽和する。
【００５２】
ここで，放電領域とは，図７に示すように，遮蔽部材５４を移動させることによりシールドケース５３の内面を徐々に露出させていった場合に，シールドケース電流Ｉｓが増加する領域のことである。非放電領域とは，図７に示すように，遮蔽部材５４を移動させることによりシールドケース５３の内面を徐々に露出させていった場合に，シールドケース電流Ｉｓがほとんど増加しないで飽和している領域のことである。
【００５３】
図７においては，開口面から６ｍｍの位置までの範囲内が放電領域であり，６ｍｍより大きい値の領域は非放電領域である。よって，開口面と遮蔽部材５４との距離を６ｍｍより大きい位置に遮蔽部材５４を配置すれば，放電領域を制限しないこととなる。ただし，帯電装置５０における放電電極５１の位置やシールドケース５３の形状等を変更すれば，この値は変わりうる。
【００５４】
（Ｂ２）遮蔽部材の位置と感光体電流Ｉｐｃとの関係
図８は，開口面と遮蔽部材５４との距離と，感光体電流Ｉｐｃとの関係を示すグラフである。放電電極５１に印加する電圧として２種類の値を採用し，２種類のコロナ電流Ｉｃ（Ｉｃ＝５００μＡ，Ｉｃ＝６００μＡ）を用いた場合を比較した。つまり，コロナ電流Ｉｃを制限した場合（Ｉｃ＝５００μＡ）と，制限しない場合（Ｉｃ＝６００μＡ）とである。コロナ電流Ｉｃを制限したほうが，省エネルギー化につながる。また，放電生成物の発生も抑制される。前述したように，遮蔽部材５４をシールドケース５３の先端部分５３ａから離していくにしたがって，シールドケース電流Ｉｓは大きくなっていく。一方，感光体電流Ｉｐｃは，それに伴って小さくなっていく。
【００５５】
このため，低湿度環境では遮蔽部材５４をシールドケース５３の先端部分５３ａ，すなわち開口面から６ｍｍの位置もしくは６ｍｍより大きい値の位置に配置し，高湿度環境では遮蔽部材５４をシールドケース５３の先端部分５３ａ，すなわち開口面から６ｍｍよりも小さい位置に配置すればよい。
【００５６】
図８により，感光体電流Ｉｐｃを２６０μＡに保持しつつコロナ電流Ｉｃを小さく設定する方法について説明する。図８において，コロナ電流Ｉｃが６００μＡのときには，遮蔽部材５４の位置に関わりなく感光体電流Ｉｐｃは２６０μＡ以上である。図８中の直線Ｌは感光体電流Ｉｐｃが２６０μＡの値を示している。コロナ電流Ｉｃを５００μＡに制限したときには，遮蔽部材５４を開口面から４ｍｍの位置に配置すれば，感光体電流Ｉｐｃを２６０μＡに保つことができる。
【００５７】
（Ｂ３）コロナ電流Ｉｃ及びシールドケース電流Ｉｓの調整と画像流れとの関係
続いて，高湿度環境下でコロナ電流Ｉｃ及びシールドケース電流Ｉｓを制限した場合（Ｉｃ＝５００μＡ）と，そうでない場合（Ｉｃ＝６００μＡ）とで，画像流れの発生にどのような違いがあらわれるかを調べた実験について説明する。このため，コロナ電流Ｉｃ及びシールドケース電流Ｉｓを制限した場合を「Ｉｃ，Ｉｓ調整済」といい，そうでない場合を「Ｉｃ，Ｉｓ未調整」ということとする。
【００５８】
表２に，Ｉｃ，Ｉｓ調整済の場合とＩｃ，Ｉｓ未調整の場合とを比較した表を示す。表２は，１０，０００枚毎に，高湿度環境下（相対湿度８５％）で画像流れの度合いを測定したものである。表２に示す「Ｉｃ，Ｉｓ調整済」とは，本発明において高湿度環境のときに設定するモードである。表２に示す「Ｉｃ，Ｉｓ未調整」とは，本発明において低湿度環境のときに設定するモードである。また，「○」は画像流れの発生していない場合を，「△」はよく視ると画像流れの発生している場合を，「×」は画像流れが明らかに発生している場合を，それぞれ示している。
【００５９】
【表２】
2010250241.tif 000004
○：画像流れが発生していない場合
△：よく視ると画像流れが発生している場合
×：明らかに画像流れが発生している場合
【００６０】
なお，「Ｉｃ，Ｉｓ調整済」の場合および「Ｉｃ，Ｉｓ未調整」の場合におけるコロナ電流Ｉｃ及び遮蔽部材５４の位置は次のとおりである。
本発明：
コロナ電流：Ｉｃ＝５００μＡ
遮蔽部材：シールドケースの先端部分から３ｍｍ
比較例：
コロナ電流：Ｉｃ＝６００μＡ
遮蔽部材：シールドケースの先端部分から７ｍｍ
【００６１】
また，実験時の環境は以下のとおりである。つまり，高湿度環境における画像流れの程度を示したものである。
温度    ：３０℃
相対湿度：８５％
黒字部分：  ５％
白地部分：９５％
【００６２】
表１より，遮蔽部材５４によりシールドケース５３の内部における放電領域を制限することにより，画像流れが抑制されることが明らかとなった。ただし，低湿度環境下においては，遮蔽部材５４による放電領域の制限は行わないようにすることもできる。前述のとおり，放電電極５１の汚れにより，感光体ドラム２１の帯電が十分でなくなるおそれがあるためである。
【００６３】
５．適用例
ここで，本形態の帯電装置５０への適用例について説明する。本形態では，コロナ電流の値として２種類を用い，遮蔽部材５４を配置する位置も２種類用いるものである。低湿度環境では，表３に示すように，コロナ電流Ｉｃとして高いほうの値を用いる。ただし，この値は従来用いられていたコロナ電流Ｉｃの電流値である。そして，遮蔽部材５４の位置をシールドケース５３の放電領域を遮蔽しない位置に配置する。高湿度環境下では，表３に示すように，コロナ電流Ｉｃとして低いほうの値を用いる。これにより，放電生成物の発生を抑制し，省エネルギー化を図ることができる。そして，遮蔽部材５４の位置をシールドケース５３の放電領域を遮蔽する位置に配置する。
【００６４】
【表３】
2010250241.tif 000005
【００６５】
続いて，簡単な動作について説明する。湿度センサ１５１が湿度を測定する。湿度センサ１５１により測定された湿度が予め定めた値より小さい場合には，制御部１５０は，放電電極５１に印加する電圧として高い値を設定する。そして制御部１５０は，シールドケース５３の開口面から遠い第１の位置に遮蔽部材５４を配置させる。湿度センサ１５１により測定された湿度が予め定めた値以上である場合には，制御部１５０は，放電電極５１に印加する電圧として低い値を設定する。そして制御部１５０は，第１の位置よりもシールドケース５３の開口面から近い第２の位置に遮蔽部材５４を配置させる。
【００６６】
６．変形例
本形態では，コロナ電流Ｉｃを小さくするのにあわせて，シールドケース電流Ｉｓを小さくした。そのために２種類のコロナ電流Ｉｃと２種類の遮蔽部材５４の位置とを用いた。しかし，コロナ電流Ｉｃの値と遮蔽部材５４の配置とを３種類以上の多段階に設定してもよい。また，コロナ電流Ｉｃの値と遮蔽部材５４の位置とを連続的に変化させてもよい。湿度環境に応じて，より放電生成物の生成を抑制し，より省エネルギー化を図るためである。その場合，湿度が高いほど，シールドケース５３の開口面から，より近い位置に遮蔽部材５４を配置すればよい。また，湿度が低いほど，シールドケース５３の開口面から，より遠い位置に遮蔽部材５４を配置すればよい。
【００６７】
本形態では，シールドケース５３の内部に遮蔽部材５４を移動可能に設けた。しかし，図９に示すように，シールドケース５３の代わりに絶縁体のケースを用意し，グリッド電極５２の近くに移動可能な導体を配置するように構成してもよい。また，図１０に示すように，絶縁体のケースの外部に固定された導体を配置し，ケースと導体との間に移動可能な絶縁体を配置するようにしてもよい。
【００６８】
また，湿度の値が低いほど，シールドケース５３の先端部分５３ａから遮蔽部材５４の先端部分５４ａまでの距離を大きくし，湿度の値が高いほど，シールドケース５３の先端部分５３ａから遮蔽部材５４の先端部分５４ａまでの距離を小さくしてもよい。湿度環境に，より対応したコロナ放電を起こすことができるためである。
【００６９】
また，感光体ドラム２１の耐久寿命に応じて遮蔽部材５４の位置を変更してもよい。つまり，感光体ドラム２１が現像した画像の数が少ないほど，シールドケース５３の先端部分５３ａから遮蔽部材５４の先端部分５４ａまでの距離を大きくし，感光体ドラム２１が現像した画像の数が多いほど，シールドケース５３の先端部分５３ａから遮蔽部材５４の先端部分５４ａまでの距離を小さくするのである。感光体ドラム２１の耐久寿命に応じたコロナ放電を起こすことができるためである。すなわち，累積印字枚数に応じて，遮蔽部材５４の位置を変更するのである。そのために予め閾値を定めておけばよい。
【００７０】
７．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る帯電装置５０は，コロナ電流Ｉｃを小さくするとともに，シールドケース電流Ｉｓを小さくした。このため，放電生成物の発生量が抑制されるようになった。また，感光体電流Ｉｐｃが低下するおそれはない。これにより，像流れを抑制することのできる帯電装置５０および画像形成装置１００が実現されている。
【００７１】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，現像部材は現像ローラに限らない。また，現像剤の種類によらない。また，画像形成装置１００は，カラーコピー機に限らない。すなわち，カラーに限らない。またコピー機に限らない。プリンタ，ＦＡＸ，その他の画像を形成する装置に適用することができる。また，グリッド電極５２は，シールドケース５３の開口面と異なる位置に配置しても構わない。また，本形態では，現像ユニット１０と感光体ユニット２０とが独立に交換可能なものとして説明した。しかし，現像ユニット１０と感光体ユニット２０とが一体となったプロセスカートリッジを用いる画像形成装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…現像ユニット
１１…現像ローラ
２０…感光体ユニット
２１…感光体ドラム
３０…露光装置
５０…帯電装置
５１…放電電極
５２…グリッド電極
５３…シールドケース
５４…遮蔽部材
１００…画像形成装置
１５０…制御部
１５１…湿度センサ
５３ａ，５４ａ…先端部分
【図１】
2010250241.tif 000006
【図２】
2010250241.tif 000007
【図３】
2010250241.tif 000008
【図４】
2010250241.tif 000009
【図５】
2010250241.tif 000010
【図６】
2010250241.tif 000011
【図７】
2010250241.tif 000012
【図８】
2010250241.tif 000013
【図９】
2010250241.tif 000014
【図１０】
2010250241.tif 000015