【手続補正書】
【提出日】平成17年9月5日(2005.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】    画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】  交流放電により帯電又は除電させる放電ワイヤ部材と、
該放電ワイヤ部材を両端で支持して張架し、前記放電ワイヤ部材の位置決めを行う支持部材と
該支持部材を把持して画像形成装置本体に装着する取付け部材と、から構成される画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニットであって、
前記支持部材を電気絶縁性固体無機材料で形成し、前記取付け部材からの前記支持部材の高さ寸法により前記放電ワイヤ部材の位置決めを行うことを特徴とする画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニット。
【請求項２】  交流放電により帯電又は除電させる放電ワイヤ部材と、
該放電ワイヤ部材を両端で支持して張架し、前記放電ワイヤ部材の位置決めを行う支持部材と
該支持部材を把持して画像形成装置本体に装着する取付け部材と、から構成される画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニットであって、
前記支持部材を電気絶縁性固体無機材料の粉末を含有した絶縁性樹脂で形成し、前記取付け部材からの前記支持部材の高さ寸法により前記放電ワイヤ部材の位置決めを行うことを特徴とする画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニット。
【請求項３】    前記電気絶縁性固体無機材料の粉末は酸化アルミニウム含有率９０％以上のセラミックスであることを特徴とする請求項２に記載された画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリや静電記録装置等の画像形成装置における像担持体上に形成された現像剤像を記録媒体に転写した後、その記録媒体を像担持体から分離する転写分離装置に使用される放電ワイヤ電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、以下のように画像形成を行っている。像担持体として感光体ドラムを使用し、これを一定速度で回転させながら表面層を一様に帯電させる。画像情報データに応じて変調されたレーザ光が帯電した感光体ドラムに照射されると、露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ，結果として画像情報データに応じた静電潜像がそれぞれの感光体ドラム上に形成される。この静電潜像に現像装置から供給された現像剤トナーが付着し、可視化されてトナー画像が形成される。
【０００３】
一方、給紙カセットから送り出された記録紙はレジストローラにより給紙タイミングがとられて転写装置に搬送される。記録紙は転写装置において感光体ドラムに接触し、感光体ドラム上に形成されたトナー画像と当接する。
【０００４】
記録紙が転写領域を通過する際には、放電ワイヤ電極からコロナ放電による電荷が記録紙に与えられて、記録紙が帯電する。この電荷はトナー電荷と逆極性の電荷であり、この電荷によって記録紙とトナー画像が静電的に吸着してトナー画像が記録紙上に一括転写される。
【０００５】
転写領域より感光体ドラムの回転方向わずか下流に、分離放電ワイヤ電極が配設され、この分離放電ワイヤ電極に交流高電圧が印加されると、コロナ放電が起こり、トナーと同一極性の電荷が記録紙に供給されて除電される。その結果、記録紙は容易に感光体ドラムから分離する。感光体ドラムから分離した記録紙は定着装置に搬送されて定着処理される。
【０００６】
ところで、画像形成装置では感光体ドラムも帯電しており、トナー画像の記録紙への一括転写及び感光体ドラムからの記録紙の分離を安定して行うためには、感光体ドラムと上記した転写放電ワイヤ、分離放電ワイヤとの距離を一定に保ち、放電電荷量を適正にする必要がある。
【０００７】
従来技術として、転写放電ワイヤの位置を調整する調整コマを転写帯電装置に備えておき、この調整コマを操作して転写放電ワイヤを感光体ドラムから遠ざけたり、近づけたりして転写放電ワイヤの位置を調整し、記録紙への放電量を一定にする装置が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２６７４７０（段落番号８〜１０）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電ワイヤ電極を支持する支持部材は変性ＰＰＥ（ポリフェノールエーテル）やＰＰ（ポリプロピレン）等のような絶縁性樹脂材料で構成するのが主流であるが、このような絶縁性樹脂では、例えば、分離放電ワイヤ電極のような長時間にわたり交流高電圧をうけてコロナ放電を行うワイヤ電極を支持すると絶縁破壊が起きて分離放電ワイヤ電極を支持している絶縁性樹脂の支点部分が磨耗してしまう。
【００１０】
そのため、長期間の使用後には分離放電ワイヤ電極の位置高さが変化し記録紙への除電電荷量が変化するだけでなく、電流がリークして放電効率が下がる可能性もあった。したがって、高耐久機における分離放電ワイヤ電極の支持部材として使用するには、前記した変性ＰＰＥやＰＰのような絶縁性樹脂では耐放電性において不十分であった。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、放電ワイヤ電極が長時間交流高電圧をうけてコロナ放電を行っても絶縁破壊が起きず、放電ワイヤ電極を支持している支点部分に磨耗の生じない支持部材を提供し、同時に当該支持部材を用いてワイヤ電極の位置決めを行う放電ワイヤ電極ユニットを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願第一の発明に係る画像形成装置の放電ワイヤ電極ユニットは、放電ワイヤ部材と支持部材と取付け部材とから構成される。
【００１３】
放電ワイヤ部材は像担持体上に形成されたトナー画像に当接した記録媒体を交流放電により帯電又は除電させるものであり、支持部材は放電ワイヤ部材を両端で支持して張架し、放電ワイヤ部材の記録媒体に対する位置決めを行うものである。また取付け部材は支持部材を把持して画像形成装置本体に固定するブロック
である。
【００１４】
本願第一の発明に係る画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニットでは、支持部材を電気絶縁性固体無機材料で形成し、取付け部材及び取付け部材からの支持部材の高さ寸法により放電ワイヤ部材の位置決めを行うように構成している。
【００１５】
このように支持部材に電気絶縁性固体無機材料を使用すれば、絶縁破壊を起こすことがなく、放電ワイヤ電極の位置が変化しないため、長期間安定した放電電荷量により高画質が維持される。また高耐久性を確保できるため、ユニット交換サイクルの延長が可能となり、サービスコストの低減につながる。さらに、支持部材のみに電気絶縁性固体無機材料を使用しているので、コストアップにはならずに耐放電性の向上を実現できる。
【００１６】
請求項２に記載の画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニットのように、支持部材を電気絶縁性固体無機材料の粉末を含有した絶縁性樹脂で形成すれば、絶縁耐力を低下させることなく、さらなるコストダウンを実現でき、また注入成形により寸法精度が高い複雑な形状のものでも容易に作り出すことができる。
【００１７】
特に、アルミナを材料としたセラミックスとすることが好ましい。このアルミナ系セラミックスは電気絶縁性が高く、耐熱性、耐磨耗性に優れているからである。但し、アルミナの純度が下がり不純物が混入してくると、電気絶縁性の低下、機械的強度の低下が顕著になるため、アルミナ含有率が９０％以上であることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本願発明に係る画像形成装置における放電ワイヤ電極ユニット及びその製造方法について説明する。図１は本願発明に係る放電ワイヤ電極ユニットが使用される画像形成装置の画像形成部１０を模式的に示した構成図である。
【００１９】
この画像形成部１０は、表面に潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム１を中央に有しており、感光体ドラム１の外周面に沿って動作順に、この感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置２、感光体ドラム１表面上にレーザ光を当てて静電潜像の書き込みを行う露光装置（図示しない）、感光体ドラム１の表面に形成された潜像にトナーを転移させてトナー画像を形成する現像装置３、感光体ドラム１の表面上のトナー像を記録紙Ｐに転写する転写装置４、転写後の記録紙Ｐを感光体ドラム１から分離する分離装置５、転写後の感光体ドラム１の表面を清掃するクリーニング装置６、が配設されている。
【００２０】
分離装置５のすぐ下流側には搬送ベルト８が配設されており、搬送ベルト８はトナー画像が転写されて感光体ドラム１から分離された記録紙Ｐを載置して、定着装置７へと搬送する。搬送された記録紙Ｐは定着装置７において加圧加熱され、定着される。定着された記録紙Ｐは排紙ローラ９によって機外に排出される。
【００２１】
画像形成のプロセスは概略以下のとおりである。画像データによって変調されたレーザ光による露光に先立ち、感光体ドラム１上には、帯電装置２のコロナ放電により所定の表面電荷が付与されているが、レーザ光の照射により、露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ，結果として画像情報データに応じた静電潜像がそれぞれの感光体ドラム１上に形成される。静電潜像は現像装置３から供給された現像剤トナーにより可視化されてトナー画像となる。
【００２２】
一方、図示しない給紙カセットから送られてきた記録紙Ｐが、給紙タイミングをとられて感光体ドラム１の表面に形成されたトナー画像に当接される。転写装置４では、記録紙Ｐをトナーとは逆極性の電荷によって帯電させることにより、感光体ドラム１上のトナー画像を記録紙Ｐに吸着して転写する。その後、分離装置５において記録紙Ｐが除電されると、感光体ドラム１と記録紙Ｐとの吸着力がなくなるので、感光体ドラム１の表面から記録紙Ｐは剥離されやすくなる。剥離された記録紙Ｐは、搬送ベルト８によって定着装置７に送られる。
【００２３】
図２は本願発明に係る転写分離電極ユニット４０を示す平面構成図である。転写分離電極ユニット４０は、感光体ドラム１の外周面に沿って感光体ドラム１の回転軸に略平行に、かつ感光体ドラム１の表面側に開放されたハウジングを有して配置されている（図１）。この転写分離電極ユニット４０の長手方向両端部には取付けブロック４１，４２が配置され、この両取付けブロック４１，４２と両ブロック間に所定の張力で張架されているワイヤ電極部材４３，５３とから転写分離電極ユニット４０が構成されている。以下、通常、交流高電圧が印加される分離放電電極に関する部分に限って解説していく。
【００２４】
図３は、その取付けブロック４１，４２の側面断面図を示すものである。前後取付けブロック４１，４２は電気的絶縁性を有する樹脂、例えば変性ＰＰＥ、ＰＰ等から構成される。前後取付けブロック４１，４２の断面ほぼ中央には勘合溝が設けられ、支持部材５１，５２を保持している。
【００２５】
支持部材５１が前取付け部材４１に設けられた勘合溝に保持された状態においては、支持部材５１の一部が前取付け部材４１から突出している突出部５４が形成されており、突出部５４の先端部にはワイヤ電極部材５３を支承して位置決めを行うための支承溝（図示しない）が複数、形成されている。
【００２６】
同様に、支持部材５２が後取付け部材４２に設けられた勘合溝に保持された状態においても支持部材５２の一部が突出部５５を形成しており、突出部５５の先端部にはワイヤ電極部材５３を支承して位置決めを行うための支承溝が形成されている。
【００２７】
放電電極を形成するワイヤ電極部材５３は、タングステン、若しくはタングステンを金または白金でコーティングした材料で形成され、前後取付け部材４１，４２間に所定の張力で張架される。ワイヤ電極部材５３の一端は前取付け部材４１によって支持され、張力調整用のスプリング５６を介してワイヤ電極部材５３が後取付け部材４２まで敷設される。ワイヤ電極部材５３の他端は後取付け部材４２に設けられた係止部材５７で止着される。
【００２８】
ワイヤ電極部材５３は途中、前取付け部材４１の支持部材５１と、後取付け部材４２の支持部材５２の支承溝に載置され、ワイヤ電極部材５３に張力が加えられると、支持部材５１，５２がワイヤ電極部材５３を両端で支持する。これによりワイヤ電極部材５３の位置、高さが決められる。
【００２９】
支持部材５１，５２は電気絶縁性固体無機材料（例えば、セラミックス、ガラス材料等）又は電気絶縁性固体無機材料の粉末を含有した絶縁性樹脂で構成される。本実施例では電気絶縁性固体無機材料の粉末を含有した絶縁性樹脂はアルミナを材料としたセラミックスとしている。
【００３０】
アルミナ系セラミックスは、耐熱性、耐磨耗性に優れており、良好な電気絶縁性が示すが、アルミナの純度が下がり不純物が混入してくると、電気絶縁性の低下、機械的強度の低下が顕著になるため、アルミナ含有率が９０％以上であることが好ましい。本実施例では含有率９５％としている。
【００３１】
ワイヤ電極部材５３を支持する支持部材５１，５２を変性ＰＰＥ（ポリフェノールエーテル）やＰＰ（ポリプロピレン）等のような絶縁性樹脂材料で構成していた従来の分離装置では、ワイヤ電極部材５３に長期間に渡り交流高電圧がかかり、コロナ放電が生じると、支持部材５１，５２のワイヤ支承点で絶縁破壊が生じ、磨耗してしまう現象が生じていた。磨耗が生じるとワイヤ電極位置が変化し、記録紙Ｐへの放電電荷量が一定に保てず、画像形成に支障をきたす場合がある。
【００３２】
しかし、本願発明に係る放電ワイヤ電極ユニットを使用すれば、長期間の使用後であっても、ワイヤ電極部材５３の位置が変化することはなく、電流がリークして放電効率が下がることもないので安定した画像形成を確保することができる。
【００３３】
以上、記録紙Ｐの感光体ドラム１からの分離放電の場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、主としてＡＣ放電を行うワイヤ電極の支持部材５１，５２について適用が可能である。
【００３４】
トナー画像の転写分離装置では放電ワイヤ電極の張架位置、高さが重要であることから、位置決めのために種々の方法が考案されているが、以下に示す転写分離電極ユニット４０の製造方法によれば位置決めを容易に行うことができる。
【００３５】
第一工程として、セラミックス又はアルミナの粉末を含有した絶縁性樹脂で支持部材５１，５２を使用形状に成形する。最近ではセラミックスにもプラスチックスの成形技術が使用されており、この成形品を高温で焼き固めると、丈夫なセラミックスを寸法精度高く成形することができる。
【００３６】
第二の工程では、成形された支持部材５１，５２を金型に支持させて支持部分の突出部５４，５５の寸法、勘合溝の寸法を金型上で決定する。その後、金型に樹脂を注入して支持部材５１，５２を把持する取付け部材４１，４２を一体的に成形する。これによって、ワイヤ電極部材５３の位置・高さ寸法を精度よく形成することができる。
【００３７】
第三工程では、支持部材５１，５２の支承溝にワイヤ電極部材５３を載置して、ワイヤ電極部材５３の両端から一定の張力で張架する。このとき、固定端には張力調整用のスプリング５６を配する。このように支持部材５１，５２を固定して金型により取付け部材４１，４２と一体成形すれば、寸法精度の高い転写分離電極ユニット４０を製造することができる。
【００３８】
転写分離電極ユニット４０の製造方法は、一体成形に限らず、支持部材５１，５２を取付け部材４１，４２に軽圧入する方法でも実現できる。第一工程として、セラミックス又はアルミナの粉末を含有した絶縁性樹脂で支持部材５１，５２を使用する部品の形状に成形する。
【００３９】
第二の工程として、支持部材５１，５２を固定するための勘合溝を設けた取付け部材４１，４２を成型する。そして、取付け部材４１，４２の勘合溝に支持部材５１，５２を圧入してワイヤ電極部材５３の張架する高さ・位置を調整する。
【００４０】
最後に、支持部材５１，５２の支承溝にワイヤ電極部材５３を載置してワイヤ電極部材５３の両端から所定の張力で張架する。このとき、固定端には張力調整用のスプリング５６を配する。このように支持部材５１，５２を取付け部材４１，４２の勘合溝に軽圧入して位置調整を行えば、寸法精度の高い転写分離電極ユニット４０を製造することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明では放電ワイヤ電極部材の支持部材を電気絶縁性固体無機材料又は電気絶縁性固体無機材料の粉末を含有した絶縁性樹脂で形成しているので、長期間交流高電圧を受けても絶縁破壊を起こすことがなく、放電ワイヤ電極の位置が変化しないため安定した高画質が維持される。
【００４２】
また高耐久性を確保できるため、ユニット交換サイクルの延長が可能となり、サービスコストの低減につながる。さらに、支持部材のみに電気絶縁性固体無機材料又は電気絶縁性固体無機材料の粉末を含有した絶縁性樹脂を使用しているので、大幅なコストアップにはならずに耐放電性の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本願発明に係る放電ワイヤ電極が使用される画像形成装置の画像形成部を模式的に示した構成図である。
【図２】
転写分離電極ユニットを示す平面構成図である。
【図３】
転写分離電極ユニットの取付けブロックの側面断面図である。
【符号の説明】
１        感光体ドラム（像担持体）
２        帯電装置
３        現像装置
４        転写装置
５        分離装置
７        定着装置
１０        画像形成部
４０        転写分離電極ユニット（放電ワイヤ電極ユニット）
４１，４２  取付けブロック（取付け部材）
４３，５３  ワイヤ電極部材（放電ワイヤ部材）
５１，５２  支持部材
５４，５５  突出部
５６        スプリング
５７        係止部材