(57)【要約】【課題】放電安定性に優れた、抵抗体を挿入した放電素子を、簡単に、精度よく生産できる構成と製造方法とを提供する。【解決手段】本発明の放電素子２０は、表面抵抗を有する抵抗体である抵抗基材２１と、該抵抗基材２１上に設けられた、突端部を有する複数の楔状電極２２であって、所定のピッチで設けられた複数の楔状電極２２と、抵抗基材２１上に設けられた共通電極２３であって、楔状電極２２より所定の距離隔てて設けられた共通電極２３とを備え、共通電極２３に示す高圧電源２４より電圧が印加されることにより、楔状電極２２と楔状電極２２に対向する対向物との間に放電が生じる構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面抵抗を有する抵抗基材と、
前記抵抗基材上に所定のピッチで設けられた、それぞれが突端部を有する複数の放電電極と、
前記抵抗基材上における、前記複数の放電電極にて構成される群の前記突端部側とは反対側に、前記群より所定の距離隔てて設けられた共通電極とを備え、
前記共通電極に電圧が印加されることにより、前記放電電極と前記放電電極に対向する対向物との間に放電が生じることを特徴とする放電素子。
【請求項２】
前記複数の放電電極は、前記突端部を前記抵抗基材より突き出した状態で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放電素子。
【請求項３】
前記複数の放電電極と前記共通電極とは、前記抵抗基材上に貼着された同一の金属薄板をエッチングして形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電素子。
【請求項４】
前記共通電極の一領域であって、前記複数の放電電極にて構成される群とは対向しない領域に、当該放電素子を別部材に取付けるための位置決め部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の放電素子。
【請求項５】
前記複数の放電電極にて構成される群の両端部に位置する前記抵抗基材に、前記抵抗基材を流れる電流を規制するためのスリット、または切欠きが形成されていることを特徴とした請求項１〜４の何れか１項に記載の放電素子。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の放電素子を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の帯電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
表面抵抗を有する抵抗基材と金属薄板とが貼り合わされた複合基板における前記金属薄板をエッチングして、それぞれが突端部を有し、所定のピッチで並ぶ複数の放電電極を形成すると共に、これら複数の放電電極で構成される群の前記突端部側とは反対側であって、前記群より所定の距離隔てた位置に共通電極を形成する電極加工工程を含むことを特徴とする放電素子の製造方法。
【請求項９】
前記電極加工工程にて前記複数の放電電極が形成された後に、前記複数の放電電極におけるそれぞれの前記突端部が前記複合基板における前記抵抗基材より突出するように、前記抵抗基材の一部を除去する抵抗基材除去工程とを含むことを特徴とする請求項８に記載の放電素子の製造方法。
【請求項１０】
前記複合基板として複数の放電素子を形成し得るサイズの複合基板を用い、
前記電極加工工程においては、前記共通電極を形成するにあたり、前記共通電極を接続部を介して、前記複合基板の外周部に位置する前記複合基板より各放電素子を取り出した残りとなる残部に接続させた状態で加工し、
前記複合基板における前記接続部に相当する部分に対し、ミシン目加工或いはハーフエッチング加工を施し、前記複合基板における前記接続部に相当する部分の前記抵抗基材を除去する折り取り部形成工程をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の放電素子の製造方法。
【請求項１１】
前記複合基板として複数の放電素子を形成し得るサイズの複合基板を用い、
前記電極加工工程においては、前記共通電極を形成するにあたり、前記共通電極を接続部を介して、前記複合基板の外周部に位置する前記複合基板より各放電素子を取り出した残りとなる残部に接続させた状態で加工し、
前記複合基板における前記接続部に相当する部分に対し、ミシン目加工或いはハーフエッチング加工を施す折り取り部形成工程を備え、
かつ、前記抵抗基材除去工程においては、前記複合基板における前記接続部に相当する部分の前記抵抗基材も併せて除去することを特徴とする請求項９に記載の放電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、感光体の帯電や、感光体あるいは中間転写体からトナー像を用紙へ転写する際に使用される帯電装置に関するものであり、より詳細には、コロナ放電方式の帯電装置に用いられる放電素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、コロナ放電方式の帯電装置がよく用いられている。コロナ放電方式の帯電装置は、例えば、感光体（像担持体）を一様に帯電させるための帯電装置や、感光体や中間転写体（像担持体）などに形成されたトナー像を記録紙などに静電的に転写させるための転写装置として用いられている。また、感光体や中間転写体、記録紙搬送ベルトなどに吸着した記録紙などを剥離するための剥離装置などにも用いられている。
【０００３】
コロナ放電方式の帯電装置は、一般に、感光体などの被帯電物に面した開口を有するシールドケースと、このシールドケース内部に張設された放電電極とを供えている。放電電極としては、ワイヤ状電極、複数の楔形状の歯（楔歯）が並ぶ鋸歯電極、複数の針が並ぶ多針電極などがある。そして、放電電極に高電圧が印加されることで、その曲率の高い部分よりコロナ放電を発生して、被帯電物を一様に帯電させる。ワイヤ状電極においては、電極表面全体が曲率の高い部分となり、放電ポイントは限定されない。一方、鋸歯電極や多針電極の場合は、楔歯或いは針の先端が放電ポイントとなる。
【０００４】
このような帯電装置が、所謂コロトロン方式であり、また、シールドケースの前記した開口にさらにグリッド電極を備え、被帯電物の帯電電位を制御できるものがあり、これが、所謂スコロトロン方式である。
【０００５】
図８に、従来のコロナ放電方式の帯電装置の帯電メカニズムを模式的に示す。ここでは、帯電装置を用いて、トナー像担持体１０２と、その上に担持されているトナー像１０１を帯電させる例を示している。
【０００６】
曲率半径の小さい放電電極１０４と、被帯電物であるトナー像担持体１０２の下地電極（図示せず）との間に高電圧が印加されることで、この２つの電極間に不平等電界が形成され、放電電極１０４近傍に生じる強電界による局所的な電離作用により電子が放出され（電子なだれによる放電）、被帯電物であるトナー像担持体１０２とこの上に担持されたトナー像１０１とを帯電させる。
【０００７】
ここで、グリッド電極１０３も放電対象物であり、放電電極１０４からは、このグリッド電極１０３に対しても電子の放出が行われる。したがって、このグリッド電極１０３に印加する電圧を所定の電圧に設定することで、トナー像担持体１０２とこの上のトナー像１０１の帯電電位を、所望の値に制御することができる。
【０００８】
このような放電に伴い、空気中の酸素分子（Ｏ２）が解離して酸素原子（Ｏ）となり、これが酸素分子（Ｏ２）と結合してオゾン（Ｏ３）が生成される。空気中の窒素分子（Ｎ２）も解離して窒素原子（Ｎ）となり、これが酸素分子（Ｏ２）と結合して二酸化窒素（ＮＯ２）が生成される。
【０００９】
図９に、放電電極として複数の楔歯を有する鋸歯電極を使用したコロナ放電方式の帯電装置を用いて、被帯電物である感光体を帯電させる帯電装置を構成したものを模式的に示している。
【００１０】
シールドケース１３３内に、鋸歯電極１３０が配され、シールドケース１３３における感光体１３１に面した開口にグリッド電極１３５が配されている。鋸歯電極１３０は、図示しない部材上に固定され、高圧電源１３２より高電圧が印加されるようになっている。一方、グリッド電極１３５には、バイアス電源１３４より所定のバイアス電圧が印加されるようになっている。感光体１３１の下地電極１３６は接地されている。
【００１１】
このような構成において、鋸歯電極１３０に高電圧が印加されると、鋸歯電極１３０の楔歯の先端部（突端部）に電界が集中するため、空気の絶縁破壊が生じて、感光体１３１に向かって電子の流れ（放電）が生じる。この電子の流れは、グリッド電極１３５に印加するバイアス電圧を変えることで制御でき、バイアス電圧を調整することで、感光体１３１の表面を所望の電位に帯電させることができる。
【００１２】
ところで、このような鋸歯電極１３０の場合、放電は楔歯の先端に限って行なわれるため、放電ポイントの限定されないワイヤ状電極を使用したコロナ帯電方式の帯電装置に比べて発生するオゾンの量が少ないという利点がある。なお、多針電極も、放電ポイントが針の先端に限られるので、鋸歯電極１３０と同様の利点を有する。
【００１３】
しかしながら、放電ポイントが限られる構成には、放電を継続したときに放電電極に放電生成物が付着して帯電性（被帯電物を帯電させる能力）が劣化し、画像欠損を招くというコロナ放電方式共通の課題が、放電ポイントが限定されない構成よりも酷くなるといった問題がある。
【００１４】
この点について、もう少し詳しく説明する。図９には図示してはいないが、画像形成装置内において、感光体１３１には、表面に帯電したトナーを担持した現像ローラが対向して配置されており、現像工程において、感光体１３１と現像ローラとは高速で回転されるようになっている。そのため、画像形成装置内部には、トナーから脱落した添加物（たとえばトナーの流動性を向上するために添加されたシリカなど）や、トナーそのものが飛散して浮遊している。
【００１５】
そして、図１０（ａ）に示すように、これらの浮遊物質１３８は、放電によって鋸歯電極１３０に引き寄せられ、放電ポイントＰである楔歯の先端部に付着して堆積し、放電生成物（付着物）１４０となる。
【００１６】
このような放電生成物１４０が付着した放電ポイントＰでは、高い電圧を印加していても放電が起こり難くなるため、感光体１３１を所定電位に帯電できなくなる。そのため、図１０（ｂ）に示すように、感光体１３１の表面電位は、一様なものとならず、放電生成物１４０が付着した放電ポイントＰに対応する部分で落ち込みが発生してしまい、結果として、図１０（ｃ）に示すように、画像欠損を引き起こす。しかも、このような放電ポイントＰへの放電生成物１４０の付着は、放電現象に起因するものであるので、その付着量は、放電時間に比例して増加する。
【００１７】
このような問題の解決策の１つとして、鋸歯電極を構成する複数の楔歯それぞれを個別に抵抗を介して電源と接続することにより、それぞれの楔歯で流れる電流を安定し、放電の安定性と均一性を改善することが知られている。
【００１８】
特許文献１においては、楔歯それぞれの根元部分にスリットを設けておき、該スリットに抵抗体を挿入した後、スリット部分の両側を切断することで、共通電極と分離して、個々の楔歯を抵抗体を介して共通電極と接続する構成や、共通電極を形成した抵抗基材上に、抵抗、鋸歯電極の順で形成し、抵抗体の厚み方向抵抗成分を利用して、個々の楔歯を抵抗体を介して、電源と接続される共通電極に接続する構成が記載されている。
【００１９】
なお、本明細書においては、１つの楔歯に相当する個々に分離され、それぞれが放電ポイントを有するものも放電電極と称する。また、これら個々に分離された放電電極が、抵抗体を介して、複数の放電電極に共通して設けられた共通電極に接続されてなる素子を、放電素子と称する。
【００２０】
特許文献２には、鋸歯電極を構成する複数の楔歯それぞれと電源との間に抵抗が挿入されてなる放電素子の製造方法として、複数の楔歯を、電源と接続される共通電極と接続部を有した状態で一体形成し、これを保持部材に取付けて固定した後、接続部を機械的に切断して、個々に独立した楔状の歯の電極を形成する手法が記載されている。
【００２１】
さらに、特許文献３には、鋸歯電極を、プリント配線基板の回路パターン技術を応用して形成する技術製造方法が提案されている。
【特許文献１】特開平７−５７４６号公報（公開日：１９９５年１月１０日）
【特許文献２】特開平８−７８１３５号公報（公開日：１９９６年３月２２日）
【特許文献３】特開平４−８６８７７号公報（公開日：１９９２年３月１９日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、前記した特許文献１〜３の何れにおいても、抵抗体を挿入した放電安定性に優れた放電素子を、簡単に精度よく生産できるものではない。
【００２３】
即ち、特許文献１に記載された、楔歯に形成したスリットに抵抗体を挿入し、後でスリット部の両側を分断して製造する構成では、複数あるスリット全てに抵抗体を破断することなく挿入していく作業が煩雑で生産性が悪い。また、抵抗体挿入時に誤って電極部と接触してこれを破損させてしまい、放電性の悪化を招くなどの問題も危惧される。
【００２４】
また、共通電極を形成した抵抗基材上に、抵抗、鋸歯電極の順で形成し、抵抗体の厚み方向抵抗成分を利用する構成では、放電を安定化するために必要な抵抗値を厚み方向で確保することが容易ではない。また、共通電極と、鋸歯電極の位置関係は、抵抗体を介して重ね合わせて固定した時に決まるため、両者の位置がずれやすく、位置関係を精度よく管理することが難しいという課題もある。特に、電極間の位置ズレが生じると、抵抗値が場所によって変わるため、放電特性のばらつきの原因となるため問題となる。
【００２５】
特許文献２による製造方法では、電極位置がずれたり、歪、反りや変形が生じたりして、放電特性が安定しないという課題がある。さらに、電極位置決め、電極取付け、電極固定、接続部の破断、更に抵抗取付けなど工程が多く、大量に製造するのが難しいという課題がある。
【００２６】
本発明は、上記課題に鑑み成されたもので、放電安定性に優れた、抵抗体を挿入した放電素子を、簡単に、精度よく生産できる構成と製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の放電素子は、上記課題を解決するために、表面抵抗を有する抵抗基材と、前記抵抗基材上に所定のピッチで設けられた、それぞれが突端部を有する複数の放電電極と、前記抵抗基材上における、前記複数の放電電極にて構成される群の前記突端部側とは反対側に、前記群より所定の距離隔てて設けられた共通電極とを備え、前記共通電極に電圧が印加されることにより、前記放電電極と前記放電電極に対向する対向物との間に放電が生じることを特徴としている。
【００２８】
従来の放電素子では、放電電極と共通電極以外に、放電電極と共通電極を支持するための支持部材と、共通電極と各放電電極との間に配される抵抗部材とが必要であった。しかしながら、上記構成によれば、表面抵抗を有する抵抗基材自身が放電電極と共通電極の支持部材となると共に、共通電極と各放電電極との間に配される抵抗部材となるため、部品点数を削減することができる。
【００２９】
それゆえ、本発明では、放電安定性に優れ、構造がシンプルで小型化、コストダウンを図ることのできる放電素子を実現できる。
【００３０】
しかも、このような構成の放電素子は、後述する本発明の放電素子の製造方法にて、簡単に、精度よく、かつ大量に生産することができる。
【００３１】
ところで、特許文献３の導電パターンにて鋸歯電極を形成する技術では、絶縁性の支持抵抗基材上に鋸歯電極を形成するため、個々の楔歯の先端での電界集中が弱くなって放電し難くなり、放電均一性を確保するのが難しいという課題がある。より詳細に説明すると、そもそも、放電電極の先端を楔形状にする理由は、該電極の先端を先鋭化することで、該先鋭部近傍の電界集中度を高め、これによって空隙の絶縁破壊をより容易に発生させることにある。しかしながら、導電パターンを利用して形成した鋸歯電極の場合、各楔歯の片面には支持基板である絶縁性基板が存在するため、各歯において先端が面している空隙の電界集中度が弱くなり放電が起こり難くなって放電が不安定になる。
【００３２】
また、特に、鋸歯電極が、絶縁性基板の面内に形成されているので、本来最も電界が集中すべき楔歯の先端近傍の空隙部分が、絶縁性基板面によって半減されるので放電効率が悪いという課題もある。
【００３３】
そこで、本発明の放電素子においては、さらに、前記複数の放電電極は、前記突端部を前記抵抗基材より突き出した状態で設けられている構成とすることが好ましい。
【００３４】
これによれば、各放電電極の突端部は、背面に抵抗基材を有することなく、抵抗基材より突き出しているので、突端部での電界集中度が高まるため、該部分での空隙破壊が生じ易く、より放電のし易い放電素子を形成することができる。
【００３５】
本発明の放電素子は、さらに、前記複数の放電電極と、前記共通電極とは、前記抵抗基材上に貼着された同一の金属薄板をエッチングして形成されている構成とすることが好ましい。
【００３６】
上記構成によれば、複数の放電電極と共通電極とが、同じ金属薄板をエッチングすることで一括成型しているので、放電電極と共通電極との設置距離の精度がよく、両電極間距離のばらつきによる抵抗バラツキを抑制することができる。また、エッチングで成形するため、放電特性に影響を与える放電電極の突端部の形状を精度よく形成することができ、安定した放電特性を得ることができる。
【００３７】
本発明の放電素子は、さらに、前記共通電極の一領域であって、前記複数の放電電極にて構成される群とは対向しない領域に、当該放電素子を別部材に取付けるための位置決め部が形成されている構成とすることもできる。
【００３８】
放電均一性を確保するためには、放電素子における複数の放電電極の突端部の先端位置と被帯電物との距離が、所定の距離にとなるように、放電素子を精度よく設置する必要がある。
【００３９】
上記構成では、放電素子を別部材に取付けるための位置決め部を、共通電極の一領域に設けているので、必要強度と設置精度の両方を確保でき、放電電極の突端部の先端位置を、被帯電物に対して精度よく設置することができる。
【００４０】
ところで、複数の放電電極にて構成される群の両端部に位置する放電電極は、隣に放電電極がなく抵抗基材しか存在しないため、共通電極から抵抗基材を通してより多くの電流が、この両端部に位置する放電電極、或いは該放電電極とその近傍の放電電極に流れ込みやすくなる。そのため、複数の放電電極にて構成される前記群の両端部側に位置する放電電極が中央部側に位置する放電電極より放電しやすくなり、被帯電物の中央部の帯電均一性が悪くなる場合がある。
【００４１】
このような課題に鑑み、本発明の放電素子においては、さらに、前記複数の放電電極にて構成される群の両端部に位置する前記抵抗基材に、前記抵抗基材を流れる電流を規制するためのスリット、または切欠きが形成されている構成とすることもできる。
【００４２】
上記構成のように、複数の放電電極にて構成される群の両端部に位置する抵抗基材に切欠きやスリットを形成することで、放電電流の流れ込みを規制することができ、前記群の両端部側の放電特性を、中央部側とレベルを均一化して、放電の不均一を防止することができる。
【００４３】
また、本発明は、前記した本発明の放電素子を備えた帯電装置、及びこのような帯電装置を備えた画像形成装置も、発明の範疇としている。
【００４４】
本発明の放電素子の製造方法は、上記課題を解決するために、表面抵抗を有する抵抗基材と金属薄板とが貼り合わされた複合基板における前記金属薄板をエッチングして、突端部を有し、所定のピッチで並ぶ複数の放電電極を形成すると共に、これら複数の放電電極で構成される群の前記突端部側とは反対側であって、前記群より所定の距離隔てた位置に共通電極を形成する電極加工工程を含むことを特徴としている。
【００４５】
これによれば、前記した支持部材と抵抗部材とが１つの部材にて構成された、部品点数の削減が可能な放電素子であって、放電電極と共通電極との設置距離の精度がよく、しかも、放電特性に影響を与える放電電極の突端部が精度よく形成された、安定した放電特性を得ることができる放電素子を、簡単に製造することができる。
【００４６】
また、エッチングなどの化学反応を利用して放電素子を形成しているので、放電電極の突端部の先端に、部材が触れて損傷させるなどの機械的な破損もなく、安定した品質のものを一度に大量に処理することができる。
【００４７】
本発明の放電素子の製造方法は、さらに、前記電極加工工程にて前記複数の放電電極が形成された後に、前記複数の放電電極における各々の前記突端部が前記複合基板における前記抵抗基材より突出するように、前記抵抗基材の一部を除去する抵抗基材除去工程とを含む構成とすることもできる。
【００４８】
これによれば、上記構成に加えて、複数の放電電極の突端部が抵抗基材より突き出した状態で、突端部での電界集中度が高く、より放電のし易い構成の本発明の放電素子を、簡単に製造することができる。
【００４９】
本発明の放電素子の製造方法は、さらに、前記複合基板として複数の放電素子を形成し得るサイズの複合基板を用い、前記電極加工工程においては、前記共通電極を形成するにあたり、前記共通電極を接続部を介して、前記複合基板の外周部に位置する前記複合基板より各放電素子を取り出した残りとなる残部に接続させた状態で加工し、前記複合基板における前記接続部に相当する部分に対し、ミシン目加工或いはハーフエッチング加工を施し、前記複合基板における前記接続部に相当する部分の前記抵抗基材を除去する折り取り部形成工程をさらに備える構成とすることもできる。
【００５０】
これによれば、前記した支持部材と抵抗部材とが１つの部材にて構成された、部品点数の削減が可能な放電素子であって、放電電極と共通電極との設置距離の精度がよく、しかも、放電特性に影響を与える放電電極の突端部が精度よく形成された、安定した放電特性を得ることができる本願発明の放電素子を複数個、一度に生産することができる。
【００５１】
しかも、複数の放電素子は、強度を有する金属薄板を含む１枚の複合基板内に、複合基板の外周部と各々の共通電極とを接続させた状態で固定・保持されており、接続部に形成された、ミシン目加工或いはハーフエッチング加工が施された部分（以下、折り取り部）にて必要に応じて折り取ることで個々の放電素子に簡単に分離できる構成である。
【００５２】
したがって、個々の放電素子に分離させるまでは、複合基板の外周部を掴むことができるので、この状態で、輸送や梱包を容易に行うことができる。
【００５３】
本発明の放電素子の製造方法は、さらに、前記複合基板として複数の放電素子を形成し得るサイズの複合基板を用い、前記電極加工工程においては、前記共通電極を形成するにあたり、前記共通電極を接続部を介して、前記複合基板の外周部に位置する前記複合基板より各放電素子を取り出した残りとなる残部に接続させた状態で加工し、前記複合基板における前記接続部に相当する部分に対し、ミシン目加工或いはハーフエッチング加工を施す折り取り部形成工程を備え、かつ、前記抵抗基材除去工程においては、前記複合基板における前記接続部に相当する部分の前記抵抗基材も併せて除去する構成とすることもできる。
【００５４】
これによれば、上記構成に加えて、複数の放電電極の突端部が抵抗基材より突き出した状態で、突端部での電界集中度が高く、より放電のし易い構成の本発明の放電素子を複数個、一度に生産することができる。
【００５５】
しかも、複数の放電電極の突端部が抵抗基材より突き出した状態では、輸送時や梱包時における、放電電極の突端部の先端破損の問題が特に起こり易いが、複合基板内に作り込んだ状態においては、複数の放電素子は、それぞれの共通電極が複合基板の外周部との接続により、互いが接触しないように保持されているので、部品輸送・梱包時において、放電電極の突端部の先端破損も効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００５６】
これにより、放電安定性に優れた、抵抗体を挿入した放電素子を、簡単に、精度よく、生産できる構成と製造方法とを提供することができ、ひいては、放電安定性に優れ、小型かつ安価な帯電装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。
【００５８】
（１−１．画像形成装置１００の全体構成）
まずは、本実施形態の帯電装置を搭載した、電子写真方式の画像形成装置１００の全体構成について、図２を用いて説明する。図２は、画像形成装置１００の要部の構成を示す縦断面図である。
【００５９】
画像形成装置１００は、いわゆるタンデム式で、フルカラー画像を形成することができる。図２に示すように、画像形成装置１００は、４色（Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｋ）分の可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄ、転写ユニット４０、及び定着装置１４を備えている。
【００６０】
転写ユニット４０は、中間転写ベルト１５（像担持体）と、この中間転写ベルト１５の周囲に配置された４つの一次転写装置１２ａ〜１２ｄ、二次転写前帯電装置３、二次転写装置１６、及び転写用クリーニング装置１７とを備えている。
【００６１】
中間転写ベルト１５は、可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄによって可視化された各色のトナー像が重ね合わせて転写されるとともに、転写されたトナー像を記録紙に再転写するためのものである。具体的には、中間転写ベルト１５は無端状のベルトであり、一対の駆動ローラ及びアイドリングローラによって張架されているとともに、画像形成の際には所定の周速度（例えば、１６７〜２２５ｍｍ／ｓ）に制御されて搬送駆動される。
【００６２】
一次転写装置１２ａ〜１２ｄは、可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄごとに設けられている。それぞれの一次転写装置１２ａ〜１２ｄは、対応する可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄと中間転写ベルト１５を挟んで反対側に配置されている。
【００６３】
二次転写前帯電装置３は、中間転写ベルト１５に重ね合わせて転写されたトナー像を再帯電させるためのものである。本画像形成装置１００では、電子を放出することによってトナー像を帯電させるようになっている。
【００６４】
二次転写装置１６は、中間転写ベルト１５上に転写されたトナー像を、記録紙に対して再転写するためのものであり、中間転写ベルト１５に接して設けられている。転写用クリーニング装置１７は、トナー像の再転写が行われた後の中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするためのものである。
【００６５】
なお、転写ユニット４０の中間転写ベルト１５の周囲には、中間転写ベルト１５の搬送方向上流から一次転写装置１２ａ〜１２ｄ、二次転写前帯電装置３、二次転写装置１６、転写用クリーニング装置１７の順で各装置が配置されている。
【００６６】
二次転写装置１６の記録紙搬送方向下流側には、定着装置１４が設けられている。定着装置１４は、二次転写装置１６によって記録紙上に転写されたトナー像を記録紙に定着させるためのものである。
【００６７】
また、中間転写ベルト１５には、４つの可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄがベルトの搬送方向に沿って接して設けられている。４つの可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄは、用いるトナーの色が異なっている点以外は同一であり、それぞれ、イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・ブラック（Ｋ）のトナーが用いられている。以下では、可視像形成ユニット５０ａのみについて説明し、その他の可視像形成ユニット５０ｂ〜５０ｄについては説明を省略する。
【００６８】
可視像形成ユニット５０ａは、感光体ドラム（像担持体）７と、この感光体ドラム７の周りに配置された帯電装置４、レーザ書き込みユニット（図示せず）、現像装置１１、一次転写前帯電装置２、クリーニング装置１３、除電ランプ１８を備えている。
【００６９】
感光体ドラム７は、表面に感光層を有し、図示しない回転機構にて回転駆動されるものである。感光体ドラム７の基体は、接地されている。
【００７０】
帯電装置４は、感光体ドラム７の表面を所定の電位に帯電させるためのものである。帯電装置４の詳細については後述するが、本画像形成装置１００では、鋸歯型の放電電極を備えたスコロトロン方式の帯電装置が用いられている。
【００７１】
レーザ書き込みユニットは、外部装置から受信した画像データに基づいて、感光体ドラム７にレーザ光を照射（露光）し、帯電装置４にて均一に帯電された感光体ドラム７上に光像を走査して静電潜像を書き込むものである。
【００７２】
現像装置１１は、感光体ドラム７の表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、静電潜像を顕像化してトナー像を形成するものである。
【００７３】
一次転写前帯電装置２は、感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像を転写前に再帯電させるためのものである。本画像形成装置１００では、電子を放出することによってトナー像を帯電させるようになっている。
【００７４】
クリーニング装置１３は、中間転写ベルトにトナー像を転写した後の感光体ドラム７上に残留したトナーを除去・回収して感光体ドラム７上に新たな静電潜像およびトナー像を記録することを可能にするものである。
【００７５】
除電ランプ１８は、クリーニングされた感光体ドラム７表面に光を照射して除電するものである。
【００７６】
そして、これら感光体ドラム７、帯電装置４、レーザ書き込みユニット、現像装置１１、一次転写前帯電装置２、一次転写装置１２ａ、クリーニング装置１３、除電ランプ１８の駆動は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる制御部（図示せず）にて制御されるようになっている。
【００７７】
（１−２．画像形成装置１００の画像形成動作）
次に、このような画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。まず、画像形成装置１００は、外部装置から画像データを取得する。また、画像形成装置１００の図示しない駆動ユニットが、感光体ドラム７を図２に示した矢印の方向に所定の速度（ここでは１６７〜２２５ｍｍ／ｓ）で回転させるとともに、帯電装置４が感光体ドラム７の表面を所定の電位に帯電させる。
【００７８】
次に、取得した画像データに応じてレーザ書き込みユニット８が感光体ドラム７の表面を露光し、感光体ドラム７の表面に上記画像データに応じた静電潜像の書き込みを行う。続いて、感光体ドラム７の表面に形成された静電潜像に対して、現像装置１１がトナーを供給する。これにより、静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。
【００７９】
このようにして感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像を、一次転写前帯電装置２が再帯電し、再帯電されたトナー像を、一次転写装置１２ａが、感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像とは逆極性のバイアス電圧を印加して、中間転写ベルト１５へ転写する（一次転写）。
【００８０】
可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄがこの動作を順に行うことにより、中間転写ベルト１５には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー像が順に重ね合わされていく。
【００８１】
重ね合わされたトナー像は、中間転写ベルト１５によって二次転写前帯電装置３まで搬送され、二次転写前帯電装置３が搬送されたトナー像に対して再帯電を行う。そして、再帯電が行われたトナー像が担持された中間転写ベルト１５を、二次転写装置１６が図示しない給紙ユニットから給紙された記録紙Ｐに対して圧接すると共にトナーの帯電とは逆極性の電圧を印加することにより、記録紙Ｐにトナー像を転写する（二次転写）。
【００８２】
その後、定着装置１４がトナー像を記録紙Ｐに定着させ、画像の記録された記録紙Ｐは、排紙ユニット（図示せず）に排出される。
【００８３】
一方、一次転写後に感光体ドラム７上の残存したトナーは、クリーニング装置１３にて除去・回収され、また、中間転写ベルト１５上の残存したトナーは、転写用クリーニング装置１７によって除去・回収される。また、残存したトナーが除去された感光体ドラムは、さらにそのあと、除電ランプ１８にて除電され、帯電装置４による次の帯電に備える。以上の動作により、記録紙Ｐに適切な印刷を行うことができる。
【００８４】
次に、本実施形態の帯電装置４について詳細に説明する。なお、本実施形態では、本発明に係る帯電装置を感光体ドラム７の表面を帯電させる帯電装置４に使用した例を記載するが、一次転写前帯電装置２や二次転写前帯電装置３、或いは、その他、記録紙剥離装置や除電装置に採用することもできる。
【００８５】
本実施形態の帯電装置４は、抵抗基材上に複数の楔状電極と電源に接続するための共通電極とを形成した放電素子を有している。
【００８６】
図１（ａ）に、本発明の放電素子２０の基本構成図を示す。放電素子２０は、表面抵抗を有する抵抗体である抵抗基材２１と、該抵抗基材２１上に設けられた、突端部を有する複数の楔状電極（放電電極）２２と、共通電極２３とを有している。複数の楔状電極２２は、所定のピッチで設けられ、共通電極２３は、複数の楔状電極２２にて構成される群の突端部側とは反対側に、群より所定の距離隔てて設けられている。そして、放電素子２０は、共通電極２３に、図１（ｂ）に示す高圧電源２４より電圧が印加されることにより、楔状電極２２と楔状電極２２に対向する対向物との間に放電が生じる構成である。共通電極２３は、複数の楔状電極２２を図１（ｂ）に示す高圧電源２４に接続するためのものである。
【００８７】
図１（ｂ）は、放電素子２０を搭載してなる帯電装置４における放電時の動作を説明した図である。なお、図において、シールドケースや、グリッド電極等の記載は省略しているが、帯電装置４は、図３に示すように、シールドケース３１内に、放電素子２０が配され、シールドケース３１における感光体ドラム７に面した開口にグリッド電極３５が配されている。放電素子２０は、図示しない部材上に固定され、高圧電源２４より高電圧が共通電極２３に印加される。グリッド電極３５には、バイアス電源３４より所定のバイアス電圧が印加される。感光体ドラム７の下地電極３６は接地されている。
【００８８】
共通電極２３に、高圧電源２４よりおおよそ３ｋＶ〜６ｋＶの高電圧を共通電極２３に印加すると、抵抗体である抵抗基材２１を介して接続された楔状電極２２の先端で生じる電界強度が、空隙の絶縁破壊する電界強度を越えるので、感光体（対向電極、被帯電物）７へ向かっての電子の流れが生じ（放電）、感光体ドラム７を帯電させることができる。
【００８９】
このとき、放電を安定させるためには、特許文献１に記載されているように、放電中の共通電極２３と楔状電極２２との間での電圧降下が２００Ｖ以上になるように設定することが良く、抵抗基材２１における表面抵抗は、１０８〜１０１０Ω／□に設定することが好ましい。特に表面抵抗を１×１０９〜５×１０９Ω／□に設定した場合、楔状電極２２と共通電極２３との設置間隔を２ｍｍとして、電圧降下２００Ｖ以上を確保できる（抵抗基材２１の厚み８０μｍ）ので、設計する上で使いやすい抵抗範囲となり望ましい。
【００９０】
放電素子２０の共通電極２３に高電圧が印加されると、各楔状電極２２の突端部に電界が集中するため、空気の絶縁破壊が生じて、感光体ドラム７に向かって電子の流れ（放電）が生じ、この電子の流れをグリッド電極３５に印加するバイアス電圧を変えることで制御して、感光体ドラム７の表面を所望の電位に帯電させる。
【００９１】
また、抵抗基材２１には、例えば、ポリイミドシート中に、導電性フィラーとして金属粒子や、カーボンフィラーを分散させたものを使用することができる。抵抗基材２１の素材として、ポリイミドの他、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミドイミドなどの有機材料を用いることができ、導電性フィラーとしても、金属粒子やカーボン以外のものを用いてもよい。例えば、酸化ルテニウムや酸化亜鉛などの金属酸化物や、ハロゲンを用いてもよい。
【００９２】
抵抗基材２１の厚みとしては、所望の抵抗値が実現できていれば、特に規定はないが、組立性の観点から割れや折れが発生しない範囲で設定されることが望ましい。
【００９３】
また、複写機やプリンタなどで従来から使用されている転写ベルト（１次転写や２次転写）であって、特に表面抵抗が１０8〜１０１0Ω/□のものを、抵抗基材２１として使用しても良い。
【００９４】
また、楔状電極２２と共通電極２３の材料としては、例えば、ＳＵＳ等のステンレス材や、鉄、クロム基の超合金、例えばインコネルなどを使用してもよいし、タングステン等の金属材料を使用できる。厚みについては、薄いほど、楔状電極２２突端部での電界集中度が増し、放電しやすくなるのでよいが、薄くしすぎると、材料強度が不足する。楔状電極２２の突端部での先端角度についても、鋭角にするほど、突端部での電界集中度が増し、放電しやすくなるが、突端部が加工／搬送時に欠けたりしやすくなる。そのため、厚みや楔状電極２２の先端角度については、材料強度、ハンドリングの観点から設定すればよい。詳細は、特開平７−２８３００などに詳しく記載されているので、これを参照してもよい。ただ、本発明では、放電電極に抵抗体を挿入することで放電安定性を改善できるため、特開平７−２８３００に記載されている範囲に限定されず、より広い範囲での設定が可能となる。
【００９５】
抵抗基材２１に対して、楔状電極２２、共通電極２３は、導電性の接着剤で接着しているが、ＡＣＦ（異方導電性テープ）やＡＣＩ(異方導電性接着剤)を用いて接続してもよい。
【００９６】
また、本実施形態の放電素子２０の一実施例として、抵抗基材として、５００ＭΩになるように設定された、厚み８０μｍのポリイミドシート中に、導電性フィラーとしてカーボンフィラーを分散させたものを使用し、楔状電極２２と共通電極２３の材料として、厚み５０μｍのＳＵＳ材（ｓｕｓ３０４）を使用した。また、楔状電極２２の先端角度を１５°、設置ピッチを長手方向に２ｍｍ、楔状電極２２と共通電極２３の設置間隔を２ｍｍとして、放電素子２０を作成した。これにおいて、おおよそ３ｋＶ〜６ｋＶの高電圧を共通電極２３に印加した場合に、各楔状電極２２より被帯電物である感光体へ向かっての電子の流れが生じ（放電）、感光体ドラム７を均一に帯電させることができたことを確認した。
【００９７】
従来の放電素子では、放電電極と共通電極以外に、放電電極とを共通電極を支持するための支持部材と、共通電極と各放電電極との間に配される抵抗部材とが必要であった。しかしながら、上記構成によれば、表面抵抗を有する抵抗基材２１自身が楔状電極２２と共通電極２３の支持部材となると共に、共通電極２３と各楔状電極２２との間に配される抵抗部材となるため、部品点数を削減することができる。
【００９８】
それゆえ、本発明では、放電安定性に優れ、構造がシンプルで小型方化、コストダウンを図ることのできる放電素子を実現できる。
【００９９】
しかも、このような構成の放電素子は、後述する製造方法にて、簡単に、精度よく、かつ大量に生産することができる。
【０１００】
また、上記放電素子２０において、複数の楔状電極２２と共通電極２３とは、抵抗基材２１上に貼着された同一の金属薄板をエッチングすることで形成されている。楔状電極２２と共通電極２３とを、同じ金属薄板をエッチングすることで一括成型することで、各楔状電極２２と共通電極２３との設置距離の精度がよく、両電極間距離のばらつきによる抵抗バラツキを抑制することができる。また、エッチングで成形するため、放電特性に影響を与える楔状電極２２の突端部の形状を精度よく形成することができ、安定した放電特性を得ることができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態の放電素子２０においては、複数の楔状電極２２は、突端部を抵抗基材２１より突き出した状態で設けられている。これにより、突端部での電界集中度が高まり、部分での空隙破壊が生じ易く、より放電のし易い放電素子２０となっている。
【０１０２】
図４、図５（ｂ）図５（ｃ）に本発明における他の実施形態の放電素子２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｂ’の構成を示す。
【０１０３】
図４の放電素子２０Ａは、共通電極２３の一領域であって、複数の楔状電極２２にて構成される群とは対向しない領域に、放電素子２０を別部材に取付けるための位置決め用穴（位置きめ部）が形成されている構成である。
【０１０４】
放電均一性を確保するためには、放電素子２０Ａにおける複数の楔状電極２２の突端部の先端位置と被帯電物との距離が、所定の距離にとなるように、放電素子２０Ａを精度よく設置する必要がある。
【０１０５】
このように、放電素子２０Ａを別部材に取付けるための位置決め用穴３０を、金属よりなる共通電極２３の一領域に設けたことで、必要強度と設置精度の両方を確保でき、各楔状電極２２の突端部の先端位置を、被帯電物に対して精度よく設置することが可能になる。
【０１０６】
一方、図５（ｂ）図５（ｃ）の放電素子２０Ｂ、２０Ｂ’は、複数の楔状電極２２にて構成される群の両端部に位置する抵抗基材２１に、抵抗基材を流れる電流を規制するためのスリット３２、または切欠き３１が形成された構成である。
【０１０７】
図５（ａ）に示すように、複数の楔状電極２２にて構成される群の両端部に位置する楔状電極２２は、隣に楔状電極２２がなく抵抗基材２１しか存在しないため、共通電極２３から抵抗基材２１を通してより多くの電流が、この両端部に位置する楔状電極２２、或いは該楔状電極２２とその近傍の楔状電極２２に流れ込みやすくなる。そのため、複数の楔状電極２２にて構成される群の両端部側に位置する楔状電極２２が中央部側に位置する楔状電極２２より放電しやすくなり、被帯電物の中央部の帯電均一性が悪くなる場合がある。
【０１０８】
図５（ｂ）の放電素子２０Ｂ、或いは図５（ｃ）の放電素子２０Ｂ’の構成とすることで、このような楔状電極２２への電流の流れ込みを規制することができ、両端部側と中央部側とで放電レベルを均一化して、放電の不均一を防止することができる。
【０１０９】
以下、本実施形態の放電素子の製造方法、つまり、抵抗基材２１上に複数の楔状電極２２と共通電極２３を効率的に形成する製造工程について、図６（ａ）〜図６（ｃ）を用いて説明する。
【０１１０】
図６（ａ）は、放電素子２０を製造するために必要な金属薄板２５と抵抗体である抵抗基材２１とを貼り合わせてなる複合基板２９の図である。金属薄板２５と抵抗基材２１とは、導電性の接着剤、或いはＡＣＦ（異方導電性テープ）を用いて接続されている。
【０１１１】
この複合基板２９に対して、図６（ｂ）に示すように、まず楔状電極２２と共通電極２３を、片面エッチングで所定位置に同時形成する。次に、図６（ｃ）に示すように、抵抗基材２１の一部、楔状電極２２の突端部（先端部）を保持している部分を、エッチングによって除去し、楔状電極２２の突端部を抵抗基材２１より突出させる。
【０１１２】
抵抗基材２１を例えばポリイミドで構成している場合は、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・基板）のフライングリード加工時に使用するようなポリイミド・エッチング液が使用でき、抵抗基材２１の一括除去が可能となる。この抵抗基材２１の除去については、レーザ加工によって除去して形成してもよい。
【０１１３】
これによれば、エッチングという化学処理で、楔状電極２２と共通電極２３の両方の形状を形成するので、複数ある楔状電極２２の突端部の先端位置と形状を揃え、楔状電極２２と共通電極２３との設置距離を、精度よく製造管理が容易にできるようになる。
【０１１４】
さらに、楔状電極２２をエッチングにて化学的に形成し、機械的な作業が必要ないので、誤って楔状電極２２に部材が触れ、楔状電極２２の突端部を破損させて放電特性を劣化させることもなくなる。
【０１１５】
次に、図７（ａ）〜図７（ｃ）を用いて、上記放電素子２０Ａを、一括して複数個製造するのに適した製造方法について説明する。なお、図７（ａ）〜図７（ｃ）では、放電素子２０Ａを例示しているが、放電素子２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｂ’でも同じである。
【０１１６】
これにおいては、図７（ａ）に示すように、複合基板２９として複数の放電素子２０Ａを形成し得るサイズの複合基板２９Ａを用い、図７（ｂ）に示すように、楔状電極２２と共通電極２３を形成するにあたり、共通電極２３を、複合基板２９Ａの外周部にあたる複合基板２９Ａより各放電素子２０を取り出した残りとなる残部と接続部３３を介して接続させた状態で加工し、前記接続部３３に対し、ミシン目加工やハーフエッチング加工を施して接続部３３を折り取り部とする。そして、図７（ｃ）に示すように、抵抗基材２１の一部を除去して楔状電極２２の突端部を突出させる際に、接続部３３に対応する抵抗基材２１も除去する。放電素子２０Ｂ、２０Ｂ’を形成する場合は、ここで、切欠き３１、スリット３２が形成されるように、切欠き３１、スリット３２に対応する位置の抵抗基材２１も除去する。
【０１１７】
これによれば、支持部材と抵抗部材とが１つの部材にて構成された、部品点数の削減が可能な放電素子２０Ａであって、楔状電極２２と共通電極２３との設置距離の精度がよく、しかも、放電特性に影響を与える放電電極の突端部が精度よく形成された、安定した放電特性を得ることができる放電素子２０Ａを複数個、一度に生産することができる。
【０１１８】
しかも、複数の放電素子２０Ａは、強度を有する金属薄板２５を含む１枚の複合基板２９内に、複合基板２９の外周部と各々の共通電極２３とを接続させた状態で固定・保持されており、接続部３３に形成された、ミシン目加工やハーフエッチング加工が施された折り取り部にて必要に応じて折り取ることで個々の放電素子に簡単に分離できる構成である。
【０１１９】
したがって、個々の放電素子２０Ａに分離させるまでは、複合基板２９の外周部を掴むことができるので、この状態で、輸送や梱包を容易に行うことができる。
【０１２０】
特に、複数の楔状電極２２の突端部が抵抗基材２１より突き出した状態では、輸送時や梱包時における、突端部の先端破損の問題が特に起こり易いが、複合基板２９内に作り込んだ状態においては、複数の放電素子２０は、それぞれの共通電極２３が複合基板２９の外周部との接続により、互いが接触しないように保持されているので、部品輸送・梱包時において、放電電極の突端部の先端破損も効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、図１（ａ）は、本実施形態の放電素子の基本構成を示す説明図であり、図２（ｂ）は、放電素子を用いた帯電装置の放電時の動作を説明した説明図である。
【図２】上記放電素子を含む帯電装置が、感光体を帯電させる帯電装置として搭載された画像形成装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図３】上記放電素子を使用したコロナ放電方式の帯電装置を用いて、感光体を帯電させる帯電装置を構成したものを模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明における他の実施形態の放電素子の基本構成を示す説明図である。
【図５】図５（ａ）は、電流の回りこみを説明する図面であり、図５（ｂ）図５（ｃ）は、本発明における他の実施形態の放電素子の基本構成を示す説明図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）ともに、抵抗基材上に複数の楔状電極と共通電極とを効率的に形成する、本実施形態の放電素子の一製造工程を示す説明図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）ともに、本実施形態の放電素子を一括して複数個製造する放電素子の一製造工程を示す説明図である。
【図８】コロナ放電方式の帯電装置の帯電メカニズムを模式的に示す説明図である。
【図９】鋸歯電極を使用した従来のコロナ放電方式の帯電装置を用いて、感光体を帯電させる帯電装置を構成したものを模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は、浮遊物が、放電によって鋸歯電極に引き寄せられ、放電ポイントである三角歯の突端部に付着して堆積し、付着物となることを示す説明図であり、図１０（ｂ）は、付着物が付着した鋸歯電極にて感光体を帯電させた場合の感光体の表面電位を示す説明図であり、図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の表面電位にてハーフトーン画像を形成した場合に生じる画像欠損を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２２】
４    帯電装置
２０    放電素子
２１    抵抗基材
２２    楔状電極（放電電極）
２３    共通電極
２５    金属薄板
２９    複合基板
３０    位置決め用穴（位置決め部）
３１    切欠き
３２    スリット
３３    接続部
【図１】
2010151979.tif 000003
【図２】
2010151979.tif 000004
【図３】
2010151979.tif 000005
【図４】
2010151979.tif 000006
【図５】
2010151979.tif 000007
【図６】
2010151979.tif 000008
【図７】
2010151979.tif 000009
【図８】
2010151979.tif 000010
【図９】
2010151979.tif 000011
【図１０】
2010151979.tif 000012