(57)【要約】【課題】異常放電を低減することができる帯電器、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電器は、レーザプリンタ１（画像形成装置）に設けられた感光体ドラム６１に対向して配置され、所定方向に沿って設けられ、コロナ放電により感光体ドラム６１を帯電させる放電ワイヤ６２Ａを備えている。そして、放電ワイヤ６２Ａの表面の算術平均粗さＲａは、０．４μｍ以上である。これにより、放電ワイヤ表面の算術平均粗さＲａが小さい場合に比べて、異常放電を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に設けられた感光体に対向して配置される帯電器であって、
所定方向に沿って設けられ、コロナ放電により前記感光体を帯電させる放電ワイヤを備え、
前記放電ワイヤの表面の算術平均粗さＲａは、０．４μｍ以上であることを特徴とする帯電器。
【請求項２】
前記放電ワイヤは、ベースとなる金属線の表面を貴金属でメッキされていることを特徴とする請求項１に記載の帯電器。
【請求項３】
前記貴金属は、パラジウムまたは金であることを特徴とする請求項２に記載の帯電器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の帯電器と、
前記帯電器に対向して配置される感光体と、を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の帯電器と、
前記帯電器に対向して配置される感光体と、
前記帯電器に電力を供給するように構成された電力供給部と、を備え、
前記帯電器および前記電力供給部は、前記感光体を正に帯電するように構成されてい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、コロナ放電により感光体を帯電させる帯電器と、当該帯電器を備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に設けられた感光体を帯電させるための帯電器として、放電ワイヤを備え、放電ワイヤが、表面の最大高さＲｍａｘ（粗さ）が１μｍ以下となるように形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このように、放電ワイヤの表面の最大高さＲｍａｘを小さくすることで、放電ワイヤの表面に異物が付着するのを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１９８３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、帯電器を使用し続けると、放電ワイヤの表面にシリカ膜が形成されていくことが知られている。しかしながら、上述した技術における放電ワイヤでは、形成されたシリカ膜が部分的に剥がれることがあった。そして、放電ワイヤの表面においてシリカ膜が部分的に剥がれていると、帯電器に電力を供給したときに、シリカ膜が剥がれた部分に電流が集中し、異常放電が発生することがあり、印字不良の原因となるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、異常放電を低減することができる帯電器、プロセスカートリッジおよ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】
【０００６】
前記した目的を達成するため、本発明の帯電器は、画像形成装置に設けられた感光体に対向して配置される帯電器であって、所定方向に沿って設けられ、コロナ放電により感光体を帯電させる放電ワイヤを備えている。
そして、放電ワイヤの表面の算術平均粗さＲａは、０．４μｍ以上である。
【０００７】
このように構成された帯電器によれば、算術平均粗さＲａが小さい場合（例えば、最大高さＲｍａｘが１μｍ以下のような場合）に比べて、帯電ワイヤの表面に形成されたシリカ膜が剥がれ難いため、シリカ膜が部分的に剥がれることで生じる異常放電を低減することができる。なお、算術平均粗さＲａが０．４μｍ以上で上記のような効果がでることは、実験で確認されている。
【０００８】
また、前記した帯電器において、放電ワイヤは、ベースとなる金属線の表面を貴金属でメッキされていてもよい。
【０００９】
そして、前記した貴金属は、パラジウムまたは金であってもよい。
【００１０】
また、前記した目的を達成するため、本発明のプロセスカートリッジは、前記した帯電器と、帯電器に対向して配置される感光体と、を備えている。
【００１１】
そして、前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、前記した帯電器と、帯電器に対向して配置される感光体と、帯電器に電力を供給するように構成された電力供給部と、を備えている。
この場合、帯電器および電力供給部は、感光体を正に帯電するように構成されていることが望ましい。
【００１２】
帯電器および電力供給部が、感光体を負に帯電させるように構成されている場合には、放電ワイヤの表面が粗いと、放電が不均一になり放電性能が悪くなる。ところが、上記のように構成された画像形成装置のように、帯電器および電力供給部が、感光体を正に帯電させるように構成されていると、放電ワイヤの表面が粗くても、放電を良好に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放電ワイヤ表面の算術平均粗さＲａが小さい場合に比べて、異常放電を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る帯電器を備える画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】実験の結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、実施形態に係る帯電器６２を備えたレーザプリンタ１（画像形成装置）の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分について説明する。
【００１６】
また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１７】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓ上にトナー像を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓ上のトナー像を熱定着する定着装置８と、電力供給部９とを主に備えている。
【００１８】
給紙部３は、本体ケーシング２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５（感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間）に向けて供給される。
【００１９】
露光装置４は、本体ケーシング２内の上部に配置され、図示されないレーザ発光部やポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。
【００２０】
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体ケーシング２に設けられたフロントカバー２Ａを開いたときにできる開口から本体ケーシング２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像カートリッジ７とから構成されている。
【００２１】
ドラムユニット６は、感光体の一例としての感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。なお、帯電器６２については、後で詳しく説明する。
【００２２】
現像カートリッジ７は、ドラムユニット６に対して着脱自在となっており、ドラムユニット６に装着された状態、すなわち、プロセスカートリッジ５として本体ケーシング２に対し着脱可能に装着されるように構成されている。この現像カートリッジ７は、現像ローラ１８と、供給ローラ１９と、層厚規制ブレード１４と、トナーを収容するトナー収容部１５と、アジテータ１６とを主に備えている。
【００２３】
プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部１５内のトナーは、アジテータ１６によって撹拌されながら、まず供給ローラ１９に供給され、次いで供給ローラ１９から現像ローラ１８に供給される。そして、現像ローラ１８の回転に伴って、現像ローラ１８と層厚規制ブレード１４の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ１８上に担持される。
【００２４】
現像ローラ１８上に担持されたトナーは、現像ローラ１８から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。
【００２５】
定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置されて加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを主に備えている。この定着装置８では、用紙Ｓ上に転写されたトナー像を、用紙Ｓが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過する間に熱定着させている。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、排紙ローラ２３によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００２６】
電力供給部９は、本体ケーシング２内に設けられ、帯電器６２に電力を供給するように構成された電源装置である。
【００２７】
＜帯電器の詳細構成＞
次に、帯電器６２の構成について詳しく説明する。
【００２８】
帯電器６２は、放電ワイヤ６２Ａと、グリッド電極６２Ｂとを有するスコロトロン帯電器であり、感光体ドラム６１に対向して配置されている。
【００２９】
放電ワイヤ６２Ａは、金属からなるワイヤである。例えば、放電ワイヤ６２Ａは、ベースとなる金属線の表面を貴金属でメッキすることで形成されている。メッキする貴金属としては、ベースとなる金属線にメッキしやすく、また、酸化しにくいものが望ましい。例えば、ベースとなる金属線がタングステンからなる場合は、当該金属線の表面を金でメッキすることで放電ワイヤ６２Ａを形成してもよい。また、金の上にさらに別の貴金属、例えば、パラジウムや白金などをメッキしてもよい。
【００３０】
そして、放電ワイヤ６２Ａは、表面の算術平均粗さＲａが０．４μｍ以上となるように加工されている。放電ワイヤ６２Ａの表面を所望の算術平均粗さＲａとなるように加工する方法としては、例えば、ベースの金属線の表面を削って粗くした後、メッキをする方法や、ベースの金属線をメッキした後、その表面を削って粗くする方法、メッキの際に用いるメッキ液の濃度を調整する方法、メッキの際に流す電流を調整する方法などが挙げられる。
【００３１】
このように形成された放電ワイヤ６２Ａは、所定方向の一例としての感光体ドラム６１の軸線方向に沿って設けられている。
【００３２】
グリッド電極６２Ｂは、複数のスリットが形成された金属製の板部材であり、放電ワイヤ６２Ａと感光体ドラム６１の間に配置されている。
【００３３】
そして、帯電器６２は、電力供給部９により電力を供給されることで、コロナ放電を発生させ、コロナ放電により生じたイオンが感光体ドラム６１側に放電電流として流れることで、感光体ドラム６１を一様に正に帯電させる。
【００３４】
以上のように構成された帯電器６２の作用および効果について説明する。
帯電器６２を使用し続けていくと、次第に放電ワイヤ６２Ａの表面にシリカ膜が形成されていく。
【００３５】
本実施形態の放電ワイヤ６２Ａでは、表面の算術平均粗さＲａが０．４μｍ以上となっているため、表面の算術平均粗さＲａが０．４μｍよりも小さい場合に比べて、表面に形成されたシリカ膜が剥がれにくくなっている。これにより、放電ワイヤ６２Ａの表面のシリカ膜が部分的に剥がれることで生じる異常放電を低減することができる。なお、このことは、実験で確認されている。後述する実施例では、４つの０．４μｍ以上の表面の算術平均粗さＲａを有するものについて、上記効果が得られることを確認したが、表面の算術平均粗さＲａが上記４つの値以外であっても、０．４μｍ以上（例えば、０．５μｍや０．６μｍ等）であれば、同様の効果が得られる。
【００３６】
そして、放電ワイヤ６２Ａの表面が粗くても、帯電器６２および電力供給部９が、感光体ドラム６１を正に帯電させるように構成されているため、帯電器および電力供給部が感光体ドラム６１を負に帯電させるように構成した場合に比べて、放電を良好に行うことができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００３８】
前記実施形態では、帯電器６２は、放電ワイヤ６２Ａとグリッド電極６２Ｂを有するスコロトロン帯電器であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、帯電器は、放電ワイヤを有しているがグリッド電極は有していないコロトロン帯電器であってもよい。
【００３９】
前記実施形態では、放電ワイヤ６２Ａのベースとなる金属線の表面をメッキする貴金属として、金を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、銀や白金等の貴金属を採用してもよい。
【００４０】
前記実施形態では、放電ワイヤ６２Ａが、ベースとなる金属線の表面を貴金属でメッキすることで形成されていたが、本発明は、放電ワイヤの表面の算術平均粗さＲａが０．４μｍ以上であれば、これに限定されるものではない。例えば、放電ワイヤは、ベースとなる金属線の表面を貴金属以外の金属でメッキすることで形成されていてもよいし、メッキがされていない金属線のみから形成されていてもよい。
【００４１】
また、前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
【実施例】
【００４２】
次に、放電ワイヤの表面の算術平均粗さＲａを変更したときの異常放電の発生の有無を確認した実験について説明する。
【００４３】
１．算術平均粗さＲａおよび最大高さＲｍａｘの求め方
下記のレーザ顕微鏡およびアプリケーションを使用して、放電ワイヤ表面の高さ方向の画像データを取得し、この画像データから各放電ワイヤの表面の算術平均粗さＲａおよび最大高さＲｍａｘを算出した。
レーザ顕微鏡：形状測定レーザマイクロスコープＶＫ−Ｘ２００（株式会社キーエンス製）
観察アプリケーション：ＶＫ−Ｈ１ＸＶ
解析アプリケーション：ＶＫ−Ｈ１ＸＡ
【００４４】
２．異常放電の確認方法
以下の条件で２万枚まで印字を行い、その間に、異常放電が発生するか否かを確認した。なお、異常放電が発生したか否かは、異常放電に伴う印字不良（黒い縦帯）が発生しているか否かで判断した。
（１）使用したプリンタ：ＨＬ２２４０Ｄ（ブラザー工業株式会社製）
（排気用のファンを取り外したものを使用）
（２）印字条件：印字面積  ４％
印字速度  １２秒／枚
（３）測定環境：１０℃、湿度２０％
【００４５】
３．各実施例および各比較例
各実施例および比較例の条件（メッキした金属の種類、粗さ加工の有無、表面の算術平均粗さＲａ、表面の最大高さＲｍａｘ）は、図２に示す通りとした。
なお、各実施例および比較例では、タングステンからなるワイヤをベースの金属線とした。また、図２において、メッキした金属の種類で「Ｐｄ／Ａｕ」と記載されているのは（実施例３，４、比較例１〜３）、金属線の表面にまず金をメッキした後、その表面にさらにパラジウムをメッキしたことを意味している。
【００４６】
４．結果
図２に示すように、すべての実施例および比較例において、表面の最大高さＲｍａｘが１μｍよりも大きいことが確認された。
そして、表面の算術平均粗さＲａが０．４μｍ以上である実施例１〜４では、印字枚数が２万枚になっても異常放電は確認されなかった。ところが、表面の算術平均粗さＲａが０．４μｍ未満である比較例１〜５では、印字枚数が２万枚になる前に、異常放電が確認された。これにより、放電ワイヤの表面の算術平均粗さＲａが０．４μｍ以上の場合には、異常放電が発生しにくいことがわかった。
【符号の説明】
【００４７】
１      レーザプリンタ
５      プロセスカートリッジ
９      電力供給部
６１    感光体ドラム
６２    帯電器
６２Ａ  放電ワイヤ
【図１】
2014149337.tif 000003
【図２】
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