(57)【要約】【課題】オゾン流の方向を少しずつ変化させることで、放電生成物の生成付着を抑えて、帯電ムラをより効果的に低減する。【解決手段】各針電極５１の放電時間もしくは感光体ドラム３の帯電時間を計時し、この計時時間が一定時間増える毎に、回転駆動部５６により円柱スライド部５４を矢印方向Ｂに回転させて、各針電極５１のピッチを０．１ｍｍ程度狭くする。このとき、各溝５５のピッチが不均一に設定されていることから、各針電極５１のピッチが不均一に変化して狭くなる。これにより、各針電極５１の放電に伴ってオゾンが発生しても、各針電極５１周囲のオゾン流の経路が定まることなく変化し、特定の針電極だけにオゾンが集中し続けて放電生成物が付着し続けることがなく、放電生成物の付着を原因とする感光体ドラム３の帯電不良を防止することができる。【選択図】図２
2010102119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に間隔を空けて配列された放電用の複数の針電極と、
前記各針電極を該各針電極の配列方向に移動可能に支持する案内手段と、
前記案内手段により移動可能に支持されている各針電極を該各針電極の配列方向に移動させて、各針電極のピッチを変更するピッチ変更手段とを備えたことを特徴とするコロナ帯電器。
【請求項２】
前記案内手段は、前記各針電極を該各針電極の配列方向に案内するガイド部と、各針電極の配列方向と交差する方向に延設され、相互に非平行に配置されたそれぞれの溝もしくはレールを有するスライド部とを備え、
前記各針電極は、前記スライド部の各溝もしくは各レールと滑動可能にそれぞれ係合し、
前記ピッチ変更手段は、前記スライド部の各溝もしくは各レールを前記各針電極の配列方向と直交する方向に変位させて、各針電極の係合位置における各溝もしくは各レールのピッチを変更し、これにより各針電極のピッチを変更することを特徴とする請求項１に記載のコロナ帯電器。
【請求項３】
前記ガイド部は、前記各針電極の配列方向に延びて、各針電極の両側を挟み込む一対のガイド体と、これらのガイド体に付設され、各針電極の両側を被いかつ各針電極の放電先端を開放する一対のシールド体とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のコロナ帯電器。
【請求項４】
前記ピッチ変更手段は、前記各針電極の放電により帯電される被帯電物の帯電時間に応じて各針電極の係合位置における各溝もしくは各レールのピッチが狭くなるように、前記スライド部の各溝もしくは各レールを前記各針電極の配列方向と直交する方向に変位させることを特徴とする請求項２に記載のコロナ帯電器。
【請求項５】
前記各針電極のピッチが２ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のコロナ帯電器。
【請求項６】
前記各針電極と該各針電極の放電により帯電される被帯電物との間に配置され、直流電圧を印加されるグリッド電極を備えたことを特徴とする請求項１に記載のコロナ帯電器。
【請求項７】
前記スライド部が円柱周面を有し、各溝もしくは各レールがスライド部の円柱周面に形成され、前記ピッチ変更手段によりスライド部が回転駆動されて、スライド部の円柱周面の各溝もしくは各レールが前記各針電極の配列方向と直交する方向に変位されることを特徴とする請求項２に記載のコロナ帯電器。
【請求項８】
前記スライド部が平板状であり、各溝もしくは各レールがスライド部の平板表面に形成され、前記ピッチ変更手段によりスライド部が直線移動されて、スライド部の平板表面の各溝もしくは各レールが前記各針電極の配列方向と直交する方向に変位されることを特徴とする請求項２に記載のコロナ帯電器。
【請求項９】
静電潜像担持体表面を帯電させてから、露光走査により静電潜像担持体表面に静電潜像を形成し、静電潜像担持体表面の静電潜像を現像して、静電潜像担持体に可視像を形成し、この可視像を静電潜像担持体表面から記録用紙に転写する画像形成装置において、
前記静電潜像担持体表面を帯電させるために、請求項１〜８のいずれか１つに記載のコロナ帯電器を備えた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、コロナ放電方式のコロナ帯電器、及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子写真方式の画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ等がある。このような画像形成装置においては、静電潜像担持体（例えば感光体）表面を帯電させてから、露光走査により感光体表面に静電潜像を形成し、感光体表面の静電潜像を現像して、感光体表面に可視像を形成し、この可視像を感光体表面から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、可視像を記録用紙上に定着させている。
【０００３】
感光体表面の帯電は、帯電器により行われる。帯電器としては、従来から種々の方式のものが提供されているが、その１つにコロナ放電でイオンを発生させ、このイオンにより感光体表面を帯電させるコロナ放電方式のものがある。
【０００４】
ところが、コロナ放電方式の帯電器では、コロナ放電時にオゾンＯ3や窒素酸化物ＮＯｘなどの放電生成物が生成され、この放電生成物が原因となって、帯電不良が生じることがあった。
【０００５】
すなわち、電子の放電に伴う現象（電子の衝突等）により、酸素分子Ｏ2、窒素分子Ｎ2が酸素原子Ｏ、窒素原子Ｎに解離し、これらが酸素分子Ｏ2と結合することでオゾンＯ3や窒素酸化物ＮＯxが生成される。そして、これらの放電生成物が帯電器の電極に付着し、この付着部分で放電不良（帯電ムラ）が発生して、感光体の帯電不良が生じ、延いては画像不良が発生した。
【０００６】
このような帯電ムラを低減するための技術として、放電電極と感光体との間にグリッド電極を設け、このグリッド電極に電圧を印加することで荷電粒子の通過量を制御して帯電ムラを低減するスコロトロン方式の帯電器があるが、それでも帯電ムラの十分な防止には至らず、様々な工夫がなされている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、感光体ドラムの長手方向に沿ってシールド板を設け、このシールド板の開口部に複数枚の放電電極を配置して、各放電電極の鋸歯状突起を感光体ドラム表面に向け、感光体ドラムと各放電電極間にグリッド電極を設けたスコロトロン方式の帯電装置が記載されている。ここでは、感光体ドラム回転方向の上流側に位置する放電電極の鋸歯状突起のピッチよりも下流側に位置する放電電極の鋸歯状突起のピッチを狭くすることで、帯電ムラを引き起こすことなくオゾンもしくは放電生成物の発生量の更なる低減を図っている。
【０００８】
また、特許文献２には、感光体と鋸歯電極の間にグリッド電極を配置した上で、コロナ放電により帯電器内部に発生したオゾンを吸引して帯電装置外部に排出するための吸引機構を設け、オゾンを滞留させないようにして、放電電極の汚れを防止し、放電電極の汚れによる感光体の帯電ムラを低減させるという画像形成装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２５８５７５号公報（２００４年９月１６日公開）
【特許文献２】特開２００７−２８６３６４号公報（２００７年１１月１日公開）
【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、特許文献１、２では、放電電極周囲のオゾン量が低減されることから、放電電極に対するオゾンもしくは放電生成物の付着量増大までの時間が長くなるものの、何れは付着量が増大して、帯電不良が生じることに変わりはなかった。
【００１０】
これは、本発明の発明者等の鋭意研究の結果、帯電器におけるオゾン流の経路もしくは方向が略一定に維持されて、特定部分にオゾンが集中し続け、その特定部分での放電生成物の付着量が偏って多くなるためであることが分った。
【００１１】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、オゾン流の方向を少しずつ変化させることで、放電生成物の生成付着を抑えて、帯電ムラをより効果的に低減することが可能なコロナ帯電器及び画像形成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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のコロナ帯電器は、相互に間隔を空けて配列された放電用の複数の針電極と、前記各針電極を該各針電極の配列方向に移動可能に支持する案内手段と、前記案内手段により移動可能に支持されている各針電極を該各針電極の配列方向に移動させて、各針電極のピッチを変更するピッチ変更手段とを備えている。
【００１３】
例えば、前記案内手段は、前記各針電極を該各針電極の配列方向に案内するガイド部と、各針電極の配列方向と交差する方向に延設され、相互に非平行に配置されたそれぞれの溝もしくはレールを有するスライド部とを備え、前記各針電極は、前記スライド部の各溝もしくは各レールと滑動可能にそれぞれ係合し、前記ピッチ変更手段は、前記スライド部の各溝もしくは各レールを前記各針電極の配列方向と直交する方向に変位させて、各針電極の係合位置における各溝もしくは各レールのピッチを変更し、これにより各針電極のピッチを変更している。
【００１４】
また、前記ガイド部は、前記各針電極の配列方向に延びて、各針電極の両側を挟み込む一対のガイド体と、これらのガイド体に付設され、各針電極の両側を被いかつ各針電極の放電先端を開放する一対のシールド体とを備えている。
【００１５】
また、前記ピッチ変更手段は、前記各針電極の放電により帯電される被帯電物の帯電時間に応じて各針電極の係合位置における各溝もしくは各レールのピッチが狭くなるように、前記スライド部の各溝もしくは各レールを前記各針電極の配列方向と直交する方向に変位させている。
【００１６】
また、前記各針電極のピッチが２ｍｍ〜５ｍｍである。
【００１７】
また、前記各針電極と該各針電極の放電により帯電される被帯電物との間に配置され、直流電圧を印加されるグリッド電極を備えている。
【００１８】
また、前記スライド部が円柱周面を有し、各溝もしくは各レールがスライド部の円柱周面に形成され、前記ピッチ変更手段によりスライド部が回転駆動されて、スライド部の円柱周面の各溝もしくは各レールが前記各針電極の配列方向と直交する方向に変位されている。
【００１９】
また、前記スライド部が平板状であり、各溝もしくは各レールがスライド部の平板表面に形成され、前記ピッチ変更手段によりスライド部が直線移動されて、スライド部の平板表面の各溝もしくは各レールが前記各針電極の配列方向と直交する方向に変位されている。
【００２０】
一方、本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体表面を帯電させてから、露光走査により静電潜像担持体表面に静電潜像を形成し、静電潜像担持体表面の静電潜像を現像して、静電潜像担持体に可視像を形成し、この可視像を静電潜像担持体表面から記録用紙に転写する画像形成装置において、前記静電潜像担持体表面を帯電させるために、上記本発明のコロナ帯電器を備えている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のコロナ帯電器では、各針電極のピッチを変更している。各針電極の放電により生じたオゾン流が各針電極間を通り抜けて行くため、各針電極のピッチが変更されると、各針電極周囲のオゾン流の経路が定まることなく変化し、特定の針電極だけにオゾンが集中し続けて放電生成物が付着し続けることがなく、放電生成物の付着を原因とする被帯電物の帯電不良を防止することができる。また、仮に針電極に放電生成物が付着しても、その付着量が少なくて済み、被帯電物の帯電不良の程度が軽減される。
【００２２】
例えば、ガイド部により各針電極を該各針電極の配列方向に案内し、スライド部の各溝もしくは各レールに各針電極を滑動自在に係合させる。そして、スライド部を変位させて、各針電極の嵌合位置における各溝もしくは各レールのピッチを変更し、各針電極のピッチを各溝もしくは各レールのピッチに追従させる。従って、スライド部の各溝もしくは各レールを非平行にしておけば、スライド部の変位により各針電極のピッチを変更することができる。
【００２３】
また、ガイド部は、各針電極の配列方向に延びて、各針電極の両側を挟み込む一対のガイド体と、これらのガイド体に付設され、各針電極の両側を被いかつ各針電極の放電先端を開放する一対のシールド体とを備えている。これらのシールド体は、各針電極の放電方向を特定する作用を有し、被帯電物の帯電を安定化させる。
【００２４】
また、各針電極の放電により帯電される被帯電物の帯電時間に応じて各針電極のピッチが狭くされる。このため、被帯電物の帯電時間（各針電極の放電時間）が長くなって、各針電極が劣化し、各針電極間スペースの帯電能力が低下しても、各針電極間スペースの帯電能力が補足される。
【００２５】
また、各針電極のピッチが２ｍｍ〜５ｍｍである。このピッチの設定範囲は、実験により求められたものであり、各針電極による帯電能力を長く維持するのに最適である。
【００２６】
また、各針電極と被帯電物との間にグリッド電極を設けてもよい。このグリッド電極に直流電圧を印加することにより、各針電極から被帯電物への荷電粒子の通過を制御することができ、被帯電物の帯電均一性を高めることができる。
【００２７】
例えば、スライド部が円柱周面を有し、各溝もしくは各レールがスライド部の円柱周面に形成され、スライド部が回転駆動されて、スライド部の円柱周面の各溝もしくは各レールが変位される。この場合は、各針電極のピッチを変更するための構成を簡単化することができる。また、スライド部が回転駆動されることから、スライド部そのものの移動スペースを必要とせず、省スペース化が可能である。
【００２８】
あるいは、スライド部が平板状であって、各溝もしくは各レールがスライド部の平板表面に形成され、スライド部が直線移動されて、スライド部の平板表面の各溝もしくは各レールが各針電極の配列方向と直交する方向に変位されてもよい。この場合も、各針電極のピッチを変更するための構成を簡単化することができる。
【００２９】
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明のコロナ帯電器を備えるので、同様の作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明のコロナ帯電器の第１実施形態を適用した画像処理装置を示す断面図である。この画像形成装置１００は、外部から受信した画像をカラーもしくは単色で記録用紙に記録形成するものであり、レーザ露光装置１、現像装置２、感光体ドラム３、コロナ帯電器５、クリーナ装置４、中間転写ベルト装置８、定着装置１２、用紙搬送経路Ｓ、給紙トレイ１０、及び用紙排出トレイ１５等により構成されている。
【００３２】
画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、コロナ帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナ装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションが構成されている。
【００３３】
感光体ドラム３は、画像形成装置１００のほぼ中央に配置されている。
【００３４】
コロナ帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、後で述べるようにコロナ放電方式のものである。
【００３５】
レーザ露光装置１は、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）であり、帯電された感光体ドラム３表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００３６】
現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより現像して、感光体ドラム３表面にトナー像を形成する。クリーナ装置４は、現像及び画像転写後に感光体ドラム３表面に残留したトナーを除去及び回収する。
【００３７】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルト装置８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ２１、従動ローラ２２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、及び中間転写ベルトクリーニング装置９を備えている。
【００３８】
中間転写ベルト駆動ローラ２１、中間転写ローラ６、従動ローラ２２等は、中間転写ベルト７を張架して支持し、中間転写ベルト７を矢印Ｃ方向に周回移動させる。
【００３９】
中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム３に圧接され、感光体ドラム３表面のトナー像を中間転写ベルト７に転写するための転写バイアスを印加されている。
【００４０】
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接触するように設けられており、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像（各色のトナー像）を形成する。この転写ベルトは、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。
【００４１】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７裏面に圧接されている中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、記録用紙に対して均一に高電圧を印加することができる。
【００４２】
上述の様に各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像は、中間転写ベルト７で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト７と共に搬送され、中間転写ベルト７と接触する２次転写装置１１の転写ローラ１１ａによって記録用紙上に転写される。
【００４３】
中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａとは相互に圧接されて、ニップ域を形成する。また、２次転写装置１１の転写ローラ１１ａには、中間転写ベルト７上の各色のトナー像を記録用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、２次転写装置１１の転写ローラ１１ａもしくは中間転写ベルト駆動ローラ２１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等）としている。
【００４４】
また、２次転写装置１１によって中間転写ベルト７上のトナー像が記録用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト７上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置９によって残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置９には、例えばクリーニング部材として、中間転写ベルト７に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードが設けられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ２２により中間転写ベルト７裏側が支持されている。
【００４５】
給紙トレイ１０は、記録用紙を格納しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成部の上側に設けられている用紙排出トレイ１５は、印刷済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００４６】
また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０の記録用紙を２次転写装置１１や定着装置１２を経由させて用紙排出トレイ１５に送るための、Ｓの字形状の用紙搬送経路Ｓが設けられている。この用紙搬送経路Ｓに沿って、用紙ピックアップローラ１６、搬送ローラ１８、用紙レジストローラ１４、及び定着装置１２等が配置されている。
【００４７】
用紙ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に設けられ、給紙トレイ１０から記録用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。搬送ローラ１８は、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラである。
【００４８】
用紙レジストローラ１４は、搬送されて来た記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａ間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像が記録用紙に転写されるように、感光体ドラム３及び中間転写ベルト７の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。
【００４９】
例えば、用紙レジストローラ１４は、図示しないレジスト前検知スイッチの検出出力に基づき、中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａ間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像の先端が記録用紙における画像形成範囲の先端に合うように、記録用紙を搬送する。
【００５０】
定着装置１２は、加熱ローラ２３及び加圧ローラ２４等を備えており、トナー像が転写された記録用紙を加熱ローラ２３及び加圧ローラ２４間に挟み込んで搬送する。
【００５１】
加熱ローラ２３は、図示しない温度検出器の検出出力に基づき、制御部によって所定の定着温度となるように制御されており、加圧ローラ３２とともに記録用紙を熱圧着することにより、記録用紙に転写されたトナー像を溶融、混合、圧接し、記録用紙に対して熱定着させる機能を有している。
【００５２】
各色のトナー像の定着後の記録用紙は、排出ローラ１７によって用紙排出トレイ１５上に排出される。
【００５３】
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、記録用紙の表面の画像を定着装置１２により定着した後に、記録用紙を排出ローラ１７により搬送する途中で、排出ローラ１７を停止させてから逆回転させ、記録用紙を反転経路２５に通して、記録用紙の表裏を反転させ、記録用紙を用紙レジストローラ１４へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を用紙排出トレイ１５に排出する。
【００５４】
また、手差しトレイ２６上の記録用紙は、ピックアップローラ２７により引き出され、複数の搬送ローラ２８により用紙レジストローラ１４まで搬送される。これ以降は、給紙カセット１０から供給される記録用紙と同様に、中間転写ベルト７と転写ローラ１１ａ間のニップ域、及び定着装置１２を経過して用紙排紙トレイ１５へと排出される。
【００５５】
次に、画像形成装置１００に適用された第１実施形態のコロナ帯電器５の構成を説明する。尚、図１の画像形成装置１００には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色別に、４つのコロナ帯電器（５ａ〜５ｄ）が設けられているが、これらのコロナ帯電器が同一構成であるため、これ以降では区別せずに、コロナ帯電器５として説明する。
【００５６】
図２は、第１実施形態のコロナ帯電器５を部分的に示す斜視図である。また、図３はコロナ帯電器５を示す断面図であり、図４はコロナ帯電器５の一部を拡大して示す斜視図であり、図５はコロナ帯電器５の一部を拡大して示す断面図である。本実施形態のコロナ帯電器５は、複数の針電極を用いたコロナ放電式のものであり、各針電極を図１の感光体ドラム３の長手方向の範囲に離間配置し、各針電極から感光体ドラム３表面への放電により、感光体ドラム３表面を一様に帯電させる。
【００５７】
図２及び図３に示すようにコロナ帯電器５は、複数の針電極５１を感光体ドラム３（図示せず）の長手方向に離間配置し、各針電極５１の放電先端を感光体ドラム３表面に向けたものである。
【００５８】
図４及び図５に示すように各針電極５１は、直方体状の基部５１ａと、基部５１ａ上面に突設された針部５１ｂと、基部５１ａ下面に突設された円柱状接点部５１ｃとを備えている。
【００５９】
図３及び図５に示すように各針電極５１の両側には、一対のガイド体５２、５３が設けられている。各ガイド体５２、５３は、各針電極５１の配列方向Ａに延びるそれぞれの支持棒５２ａ、５３ａと、各支持棒５２ａ、５３ａ内側に固定されたそれぞれのＬ型シールド体５２ｂ、５３ｂとを備えている。各支持棒５２ａ、５３ａは、それらの両端を固定されており、これらの支持棒５２ａ、５３ａによりそれぞれのＬ型シールド体５２ｂ、５３ｂが支持されている。
【００６０】
各Ｌ型シールド体５２ｂ、５３ｂの内側縁５２ｃ、５３ｃ間に各針電極５１の基部５１ａが挟み込まれ、これにより各針電極５１が該各針電極５１の配列方向Ａ（感光体ドラム３の長手方向）に移動自在に案内されている。
【００６１】
各針電極５１の下方には、円柱スライド部５４が配置されている。この円柱スライド部５４は、各針電極５１の配列方向Ａに沿って延びる円柱状のものであって、その周面に複数の溝５５が形成されている。これらの溝５５は、各針電極５１と同一個数分だけ形成され、これらの溝５５に各針電極５１の円柱状接点部５１ｃが移動自在に嵌合している。
【００６２】
従って、各針電極５１は、それらの円柱状接点部５１ｃが円柱スライド部５４の各溝５５に嵌合して載り、一対のガイド体５２、５３のＬ型シールド体５２ｂ、５３ｂ間に挟み込まれて支持されている。
【００６３】
円柱スライド部５４の各溝５５の内側には金属層５５ａがメッキされており、各針電極５１の円柱状接点部５１ｃが該各針電極５１の自重により各溝５５の金属層５５ａに圧接して導通している。各溝５５の金属層５５ａを通じて、各針電極５１に放電電圧を印加し、各針電極５１の放電先端と感光体ドラム３表面間で放電を発生させて、感光体ドラム３表面を帯電させる。
【００６４】
各Ｌ型シールド体５２ｂ、５３ｂは、感光体ドラム３の方向のみで開放され、各針電極５１の両側を被っているので、各針電極５１の放電方向が規制されて、感光体ドラム３の帯電が安定化される。
【００６５】
また、図３に示すように円柱スライド部５４の各溝５５は、円柱スライド部５４の周面の半円周分だけ形成されている。初期状態では、円柱スライド部５４の各溝５５の一端部５５ｂが真上に来て、各溝５５の一端部５５ｂにそれぞれの針電極５１の円柱状接点部５１ｃが嵌合している。
【００６６】
図４に示すように円柱スライド部５４の各溝５５の一端部５５ｂにおいて、各一端部５５ｂのピッチは、全て同一ではなく、適宜に変更されている。例えば、１つのピッチをＬｍとし、その隣りのピッチをＬｎとすると、Ｌｍ＜Ｌｎに設定されている。この隣同士のピッチの関係は、２つのピッチ間のみの関係でもよく、また次の隣りのピッチが更に広がって、ピッチが徐々に広がって行くような３つ以上のピッチ間の関係であってもよく、複数のピッチからなるグループ毎に、そのような関係が設定されてもよい。
【００６７】
同様に、円柱スライド部５４の各溝５５の他端部５５ｃにおいて、各他端部５５ｃのピッチは、全て同一ではなく、適宜に変更されている。例えば、１つのピッチをＬｍ'とし、その隣りのピッチをＬｎ'とすると、Ｌｍ'＜Ｌｎ'に設定されている。この隣同士のピッチの関係は、２つのピッチ間のみの関係でもよく、また次の隣りのピッチが更に広がって、ピッチが徐々に広がって行くような３つ以上のピッチ間の関係であってもよく、複数のピッチからなるグループ毎に、そのような関係が設定されてもよい。
【００６８】
また、円柱スライド部５４の隣同士の各溝５５に着目し、各溝５５の一端部５５ｂ側のピッチをＬｍとし、他端部５５ｃ側のピッチをＬｍ'とすると、Ｌｍ＞Ｌｍ'に設定されている。更に、次の隣同士の各溝５５に着目し、各溝５５の一端部５５ｂ側のピッチをＬｎとし、他端部５５ｃ側のピッチをＬｎ'とすると、Ｌｎ＞Ｌｎ'に設定されている。
【００６９】
従って、各溝５５は、不均一なピッチで形成され、かつ一端部５５ｂから他端部５５ｃにかけてピッチが徐々に狭くなるように相互に非平行にされている。
【００７０】
このような円柱スライド部５４の中心には、ステッピングモータ等を駆動源とする回転駆動部５６の出力軸が接続されており、回転駆動部５６により円柱スライド部５４が矢印方向Ｂに回転される。
【００７１】
ここで、各針電極５１は、一対のガイド体５２、５３により挟み込まれているので、該各針電極５１の配列方向Ａのみに移動可能である。また、各針電極５１の円柱状接点部５１ｃが円柱スライド部５４の各溝５５に嵌合しているので、各針電極５１のピッチが該各針電極５１の嵌合位置における各溝５５のピッチに一致する。
【００７２】
この状態で、円柱スライド部５４が矢印方向Ｂに回転されて、各溝５５が回転移動すると、各針電極５１の嵌合位置における各溝５５のピッチが変化し、各針電極５１が各溝５５に追従して該各針電極５１の配列方向Ａに移動し、各針電極５１のピッチが各溝５５のピッチに一致するように変化する。
【００７３】
そして、円柱スライド部５４の各溝５５の一端部５５ｂから他端部５５ｃにかけてピッチが徐々に狭くされているので、円柱スライド部５４が矢印方向Ｂに回転されると、各針電極５１の嵌合位置における各溝５５のピッチが徐々に狭くなり、各針電極５１のピッチも狭くなって行く。
【００７４】
従って、回転駆動部５６により円柱スライド部５４が矢印方向Ｂに回転されると、各針電極５１のピッチが徐々に狭くなる。
【００７５】
尚、各溝５５の一端部５５ｂ側のピッチと他端部５５ｃ側のピッチの差は、数ｍｍ程度とする。従って、各針電極５１の嵌合位置において各溝５５がそれらの一端部５５ｂからそれらの他端部５５ｃまで回転移動したときには、各針電極５１のピッチがその差の数ｍｍ程度狭くなる。
【００７６】
また、各針電極５１の嵌合位置において各溝５５がそれらの他端部５５ｃまで回転移動したときに、各針電極５１のピッチが最も狭くなり、両外側の各針電極５１間の距離も最も短くなるので、この距離が感光体ドラム３の幅以上となるようにする。これにより、両外側の各針電極５１間の距離が最も短くなっても、各針電極５１による感光体ドラム３表面の一様な帯電が可能になる。
【００７７】
このような構成のコロナ帯電器５においては、各針電極５１の放電時間もしくは感光体ドラム３の帯電時間を計時し、この計時時間が一定時間増える度に、回転駆動部５６により円柱スライド部５４を矢印方向Ｂに回転させて、各針電極５１のピッチを０．１ｍｍ程度狭くする。このとき、先に述べたように各溝５５のピッチが不均一に設定されていることから、各針電極５１のピッチが不均一に変化して狭くなる。これにより、各針電極５１の放電に伴ってオゾンが発生しても、各針電極５１周囲のオゾン流の経路が定まることなく変化し、特定の針電極だけにオゾンが集中し続けて放電生成物が付着し続けることがなく、放電生成物の付着を原因とする感光体ドラム３の帯電不良を防止することができる。また、仮に針電極に放電生成物が付着しても、その付着量が少なくて済み、感光体ドラム３の帯電不良の程度が軽減される。
【００７８】
また、各針電極５１の放電時間が長くなって、各針電極５１が劣化し、各針電極５１間の帯電能力が低下しても、各針電極５１のピッチが狭くされるので、各針電極５１間スペースの帯電能力が補足される。
【００７９】
図６は、第２実施形態のコロナ帯電器５Ａを示す斜視図である。尚、図６において、図２乃至図５と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付して、説明を簡略化する。
【００８０】
本実施形態のコロナ帯電器５Ａでは、図２及び図３の円柱スライド部５４の代わりに、平板スライド部６１を用いている。この平板スライド部６１の表面には、各針電極５１と同一個数分の各溝６２が形成されており、これらの溝６２に各針電極５１の円柱状接点部５１ｃが移動自在に嵌合している。
【００８１】
各針電極５１は、それらの円柱状接点部５１ｃが平板スライド部６１の各溝６２に嵌合して載り、一対のガイド体５２、５３のＬ型シールド体５２ｂ、５３ｂ間に挟み込まれて支持されている。
【００８２】
平板スライド部６１の各溝６２の内側には金属層（図示せず）がメッキされており、各針電極５１の円柱状接点部５１ｃが該各針電極５１の自重により各溝６２の金属層に圧接して導通している。各溝６２の金属層を通じて、各針電極５１に放電電圧を印加し、各針電極５１の放電先端と感光体ドラム３表面間で放電を発生させて、感光体ドラム３表面を帯電させる。
【００８３】
また、初期状態では、平板スライド部６１の各溝６２の一端部６２ａにそれぞれの針電極５１の円柱状接点部５１ｃが嵌合している。
【００８４】
図７は、平板スライド部６１を示す平面図である。この図７に示すように平板スライド部６１の各溝６２の一端部６２ａのピッチは、適宜に変更されている。例えば、１つのピッチをＬｍとし、その隣りのピッチをＬｎとすると、Ｌｍ＜Ｌｎに設定されている。この隣同士のピッチの関係は、２つのピッチ間のみの関係でもよく、また次の隣りのピッチが更に広がって、ピッチが徐々に広がって行くような３つ以上のピッチ間の関係であってもよく、複数のピッチからなるグループ毎に、そのような関係が設定されてもよい。
【００８５】
同様に、平板スライド部６１の各溝６２の他端部６２ｂのピッチも、適宜に変更されている。例えば、１つのピッチをＬｍ'とし、その隣りのピッチをＬｎ'とすると、Ｌｍ'＜Ｌｎ'に設定されている。この隣同士のピッチの関係は、２つのピッチ間のみの関係でもよく、また次の隣りのピッチが更に広がって、ピッチが徐々に広がって行くような３つ以上のピッチ間の関係であってもよく、複数のピッチからなるグループ毎に、そのような関係が設定されてもよい。
【００８６】
また、隣同士の各溝６２の一端部６２ａ側のピッチをＬｍとし、他端部６２ｂ側のピッチをＬｍ'とすると、Ｌｍ＞Ｌｍ'に設定されている。更に、次の隣同士の各溝６２の一端部６２ａ側のピッチをＬｎとし、他端部６２ｂ側のピッチをＬｎ'とすると、Ｌｎ＞Ｌｎ'に設定されている。
【００８７】
従って、各溝６２は、不均一なピッチで形成され、かつ一端部６２ａから他端部６２ｂにかけてピッチが徐々に狭くなるように相互に非平行にされている。
【００８８】
このような平板スライド部６１の端部にはネジ孔６１ａが形成され、ステッピングモータ等を駆動源とする駆動部６３のスクリュー出力軸６３ａがネジ孔６１ａに螺合されている。また、平板スライド部６１が矢印方向Ｄに移動可能に支持されている。駆動部６３のスクリュー出力軸６３ａが回転すると、平板スライド部６１が矢印方向Ｄに押し引きされて移動する。
【００８９】
ここで、平板スライド部６１が矢印方向Ｄに移動され、各溝６２が移動すると、各針電極５１の嵌合位置における各溝６２のピッチが変化して、各針電極５１が各溝６２に追従して該各針電極５１の配列方向Ａに移動し、各針電極５１のピッチが各溝６２のピッチに一致するように変化する。
【００９０】
そして、平板スライド部６１の各溝６２の一端部６２ａから他端部６２ｂにかけてピッチが徐々に狭くされているので、平板スライド部６１が矢印方向Ｄに移動すると、各針電極５１の嵌合位置における各溝５５のピッチが徐々に狭くなり、各針電極５１のピッチも狭くなって行く。
【００９１】
従って、駆動部６３により平板スライド部６１が矢印方向Ｄに移動されると、各針電極５１のピッチが徐々に狭くなる。
【００９２】
このような構成のコロナ帯電器５Ａにおいても、各針電極５１の放電時間もしくは感光体ドラム３の帯電時間に応じて、平板スライド部６１を矢印方向Ｄに移動させて、各針電極５１のピッチを狭くし、かつ各針電極５１のピッチを不均一に変化させることができる。これにより、各針電極５１周囲のオゾン流の経路が定まることなく変化し、特定の針電極だけにオゾンが集中し続けて放電生成物が付着し続けることがなく、放電生成物の付着を原因とする感光体ドラム３の帯電不良を防止することができる。
【００９３】
尚、上記各実施形態においては、グリッド電極を用いていないが、図８に示すように各針電極５１の上方、すなわち感光体ドラム３と各針電極５１の間にグリッド電極６５を配置し、このグリッド電極６５に直流電圧を印加することにより、各針電極５１から感光体ドラム３への荷電粒子の通過を制御して、感光体ドラム３の帯電均一性を高めてもよい。
【００９４】
次に、上記各実施形態のコロナ帯電器による効果を実験で確認したので、その結果を説明する。
【００９５】
この実験では、印字率８％の文字原稿をＡ４サイズの記録用紙に連続複写し、５０００枚の複写毎に、全面ハーフトーンのパターンを記録用紙に印刷して、この記録用紙上のパターンにおけるコロナ帯電ムラの有無を確認した。尚、評価機として、ＭＸ２３００（商品名、シャープ株式会社製）改造機を用いた。
【００９６】
また、実験初期に、コロナ帯電器の各針電極５１のピッチを３ｍｍに設定し、５０００枚の複写毎に、各針電極５１のピッチを０．１ｍｍずつ狭くなるように制御した。
【００９７】
各実施形態のコロナ帯電器では、５００００枚の複写後でも、帯電ムラは全く発生しなかった。これに対して各針電極を位置決め固定して、それらを移動させなかった場合は、１００００枚の複写後でスジ状の帯電ムラが発生した。
【００９８】
また、実験により各針電極５１の最適なピッチを検討した。具体的には、各針電極５１のピッチを１ｍｍから７ｍｍまで０．５ｍｍずつ増大させ、それぞれのピッチにおいて、印字率８％の文字原稿をＡ４サイズの記録用紙に連続複写し、２００００枚の複写後に、全面ハーフトーンのパターンを記録用紙に印刷して、この記録用紙上のパターンにおけるコロナ帯電ムラの有無並びに不具合が発生しない範囲を確認した。
【００９９】
その結果を次の表１に示す。この表１から明らかなように、各針電極５１のピッチが５．５ｍｍ以上になると、コロナ帯電ムラが認められる。また、制御上もしくは機械的な種々の条件から、各針電極５１のピッチを１．５ｍｍ以下に設定することが困難である。従って、各針電極５１の最適なピッチは、２ｍｍ〜５ｍｍである。
【０１００】
【表１】
2010102119.tif 000003
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。
【０１０１】
例えば、円柱スライド部５４を往復回転移動させたり、平板スライド部６１を往復移動させ、各針電極５１を小さな幅で繰り返し往復移動させて、各針電極５１のピッチを変更してもよい。
【０１０２】
また、各針電極をそれぞれの溝に嵌合させているが、各溝の代わりに、各針電極に案内するそれぞれのレールを設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、コロナ放電方式のコロナ帯電器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明のコロナ帯電器の第１実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。
【図２】第１実施形態のコロナ帯電器を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態のコロナ帯電器を示す断面図である。
【図４】第１実施形態のコロナ帯電器の一部を拡大して示す斜視図である。
【図５】第１実施形態のコロナ帯電器の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】第２実施形態のコロナ帯電器を示す斜視図である。
【図７】第２実施形態のコロナ帯電器における平板スライド部を示す平面図である。
【図８】コロナ帯電器にグリッド電極を付設した変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  レーザ露光装置
２  現像装置
３  感光体ドラム
４  クリーナ装置
５、５Ａ  コロナ帯電器
８  中間転写ベルト装置
１０  給紙トレイ
１２  定着装置
１５  用紙排出トレイ
５１  針電極
５２、５３  ガイド体
５４  円柱スライド部
５６  回転駆動部
６１  平板スライド部
６３  駆動部
【図１】
2010102119.tif 000004
【図２】
2010102119.tif 000005
【図３】
2010102119.tif 000006
【図４】
2010102119.tif 000007
【図５】
2010102119.tif 000008
【図６】
2010102119.tif 000009
【図７】
2010102119.tif 000010
【図８】
2010102119.tif 000011