(57)【要約】【課題】  電位調整手段の感光体への対向部を小さくして装置全体の小型化を図る画像形成装置を得る。【解決手段】  感光体ドラム２８は、コロトロン帯電器４２によって帯電された後、ピンスコロトロン帯電器４４によって帯電電位が調整される。帯電電位が調整される際には、ピンスコロトロン帯電器４４の放電電極４５の尖部から発生した電荷が感光体ドラム２８へ向けて移動し、グリッド電極４４Ｃを通過して感光体ドラム２８に付与される。ここで、電荷の発生源が感光体ドラム２８へ向けられた尖部に限られるので、移動中の電荷の分布が大きく広がることなく、感光体ドラム２８に電荷が到達する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成されるアモルファスシリコン感光体と、
前記アモルファスシリコン感光体と対向配置され、前記アモルファスシリコン感光体を帯電させるコロトロン帯電器と、
前記アモルファスシリコン感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記アモルファスシリコン感光体へ向けられた尖部が形成された放電電極を備えると共に前記放電電極と前記アモルファスシリコン感光体との間にグリッド電極を備え、前記尖部から電荷を発生して前記アモルファスシリコン感光体に付与し、前記アモルファスシリコン感光体の帯電電位を調整する電位調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記コロトロン帯電器が前記アモルファスシリコン感光体の帯電設定電位よりも高電位に前記アモルファスシリコン感光体を帯電させ、前記電位調整手段が前記アモルファスシリコン感光体の帯電電位を前記帯電設定電位にすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像がアモルファスシリコン感光体に形成される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、誘電率が高いアモルファスシリコン感光体を均一な一定電位に帯電させるために、コロトロン帯電器の下流側にスコロトロン帯電器を配置している場合がある（例えば、特許文献１参照）。このスコロトロン帯電器では、細線ワイヤの外周表面から電荷が放射状に発散した状態となる。
【０００３】
このようなスコロトロン帯電器からアモルファスシリコン感光体に付与する電荷量を増やすためには、アモルファスシリコン感光体への対向部を感光体の表面に沿って大きくしなければならず、装置全体の大型化を招いている。
【特許文献１】特開平５−１５０６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、電位調整手段の感光体への対向部を小さくして装置全体の小型化を図る画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載する本発明の画像形成装置は、画像が形成されるアモルファスシリコン感光体と、前記アモルファスシリコン感光体と対向配置され、前記アモルファスシリコン感光体を帯電させるコロトロン帯電器と、前記アモルファスシリコン感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記アモルファスシリコン感光体へ向けられた尖部が形成された放電電極を備えると共に前記放電電極と前記アモルファスシリコン感光体との間にグリッド電極を備え、前記尖部から電荷を発生して前記アモルファスシリコン感光体に付与し、前記アモルファスシリコン感光体の帯電電位を調整する電位調整手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載する本発明の画像形成装置によれば、アモルファスシリコン感光体は、コロトロン帯電器によって帯電された後、電位調整手段によって帯電電位が調整される。帯電電位が調整される際には、放電電極の尖部から発生した電荷がアモルファスシリコン感光体へ向けて移動し、グリッド電極を通過してアモルファスシリコン感光体に付与される。ここで、電荷の発生源がアモルファスシリコン感光体へ向けられた尖部に限られるので、移動中の電荷の分布が大きく広がることなく、アモルファスシリコン感光体に電荷が到達する。
【０００７】
請求項２に記載する本発明の画像形成装置は、請求項１記載の構成において、前記コロトロン帯電器が前記アモルファスシリコン感光体の帯電設定電位よりも高電位に前記アモルファスシリコン感光体を帯電させ、前記電位調整手段が前記アモルファスシリコン感光体の帯電電位を前記帯電設定電位にすることを特徴とする。
【０００８】
ここで、「帯電設定電位」とは、予め設定される露光直前段階における帯電電位をいう。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の画像形成装置によれば、コロトロン帯電器がアモルファスシリコン感光体の帯電設定電位よりも高電位にアモルファスシリコン感光体を帯電させた後、電位調整手段がプラス帯電のアモルファスシリコン感光体にマイナス電荷を付与してアモルファスシリコン感光体の帯電電位を帯電設定電位にする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、電位調整手段の感光体への対向部を小さくして装置全体の小型化を図ることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における画像形成装置の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１に示されるように、画像形成装置としてのカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像をそれぞれ被転写材としての連続紙Ｐに転写し、重ね合わせるプリント部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ（以下、「プリント部１２Ｙ〜１２Ｋ」という）が搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側から順に配置されている。
【００１３】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋの搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側には、用紙搬送部１４が設けられている。用紙搬送部１４は、連続紙Ｐが巻き掛けられるメインドライブローラ１６を備える。メインドライブローラ１６の軸方向の両端部は、用紙搬送フレーム１８に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。メインドライブローラ１６には、アイドルローラ１９Ｄが当接しており、連続紙Ｐをメインドライブローラ１６とアイドルローラ１９Ｄとのニップ部に挟んでプリント部１２Ｙ〜１２Ｋに向けて搬送するようになっている。なお、メインドライブローラ１６の搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側には、アイドルローラ１９Ａ、１９Ｂ、アライニングローラ１７が配設され、メインドライブローラ１６の搬送方向（矢印Ｔ方向）下流側には、アイドルローラ１９Ｃが配設されている。
【００１４】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋの搬送方向（矢印Ｔ方向）下流側には、プリント部１２Ｙ〜１２Ｋで転写された未定着トナー画像を連続紙Ｐに定着させる定着部２０、定着部２０を通過した連続紙Ｐを排紙する排紙部２６が設けられている。
【００１５】
定着部２０は、アイドルローラ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、フラッシュ定着装置２２、排紙ローラ２３が配設されており、これらは、搬送方向と直交する方向の両端部を定着フレーム２４に支持されている。ここで、フラッシュ定着装置２２は、プリント部１２Ｙ〜１２Ｋで転写された未定着トナー画像を連続紙Ｐに定着させるようになっている。
【００１６】
排紙部２６は、複数のローラ等からなる張力付与機構２５を備えており、張力付与機構２５の各部材は、搬送方向と直交する方向の両端部を直接、又は支持部材等を介して排紙フレーム２７に支持されている。
【００１７】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋは、像担持体としての感光体ドラム２８を備え、この感光体ドラム２８にトナー画像が形成される。本実施形態の感光体ドラム２８は、プラス帯電に光導電性を有するアモルファスシリコン感光体ドラムであり、ＯＰＣ系の感光体ドラムと比較して耐久性に優れ、長寿命であるため、高速機分野で適用されるが、誘電率が高い。感光体ドラム２８は、感光体基材としてのアルミ製の素管と、その外周表面を被覆するアモルファスシリコン感光体膜とを備えている。
【００１８】
図２に示されるように、感光体ドラム２８は、回転支軸２８Ａを軸として回転可能とされており、図示しないモータにより図２の反時計回り方向（矢印Ｒ方向）へ周速４００ｍｍ／ｓｅｃで回転するようになっている。
【００１９】
感光体ドラム２８の回りには、感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）の順に、転写ローラ３０、クリーナ４０、イレーズランプ４１、コロトロン帯電器４２、ピンスコロトロン帯電器４４、画像露光装置４６、現像装置４８が配置されている。
【００２０】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、転写ローラ３０より下流側には、クリーナ４０が配置されており、このクリーナ４０は、感光体ドラム２８の未転写残留トナーを除去するようになっている。
【００２１】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、クリーナ４０より下流側には、イレーズランプ４１が配置されており、このイレーズランプ４１は、クリーナ４０により未転写残留トナーが除去された感光体ドラム２８の表面に除電光を照射して感光体ドラム２８の表面を除電するようになっている。
【００２２】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、イレーズランプ４１より下流側には、帯電手段としてのコロトロン帯電器４２が感光体ドラム２８と対向配置される。コロトロン帯電器４２は、感光体ドラム２８側が開口したアルミニウム製のシールドケース４２Ａを備える。シールドケース４２Ａ中には、直径４０μｍのタングステン線からなるコロトロンワイヤ４２Ｂが張られており、このコロトロンワイヤ４２Ｂは、感光体ドラム２８の回転支軸２８Ａ（図２参照）と平行な方向に延びている。コロトロンワイヤ４２Ｂへの全電流は、一定電流（本実施形態では、＋６５０μＡ）となるように定電流制御され、これによって、感光体ドラム２８を所望電位（本実施形態では、約＋６００Ｖ）に帯電させるようになっている。
【００２３】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、コロトロン帯電器４２より下流側には、電位調整手段としてのピンスコロトロン帯電器４４が感光体ドラム２８と対向配置される。ピンスコロトロン帯電器４４は、感光体ドラム２８側が開口したアルミニウム製のシールドケース４４Ａを備える。本実施形態では、図３に示されるシールドケース４４Ａの開口幅Ｗ（開口部のうち感光体ドラム２８の対向部分における移動方向に対応する開口寸法）は、１２ｍｍとなっている。
【００２４】
シールドケース４４Ａ中には、絶縁性支持部材４４Ｂを介して放電電極４５が固定されており、この放電電極４５は、長手方向が感光体ドラム２８の回転支軸２８Ａ（図２参照）と平行な方向とされている。放電電極４５は、ＳＵＳ製であって薄板状とされ、図４に示されるように、感光体ドラム２８へ向けられた複数の尖部４５Ａが形成された鋸歯状となっている。尖部４５Ａのピッチ４５Ｐは、本実施形態では、２ｍｍである。図３に示されるように、放電電極４５は、電源６０に接続されており、放電電極４５への全電流が一定電流（本実施形態では、−７００μＡ）となるように定電流制御されている。これにより、尖部４５Ａからマイナス電荷を発生して感光体ドラム２８に付与するようになっている。
【００２５】
シールドケース４４Ａには、開口側にグリッド電極４４Ｃが電気的に絶縁された状態で取り付けられており、このグリッド電極４４Ｃは、放電電極４５と感光体ドラム２８との間に配置されている。グリッド電極４４Ｃは、ＳＵＳ製であり、所定開口率（本実施形態では、９０％）のメッシュ状とされている。グリッド電極４４Ｃは、放電電極４５の尖部４５Ａから所定間隔Ａ（本実施形態では、４ｍｍ）離れており、かつ、感光体ドラム２８からも所定間隔Ｂ（図４参照、本実施形態では、１．２ｍｍ）離れている。図３に示されるように、グリッド電極４４Ｃは、電源６２に接続されており、感光体ドラム２８の帯電設定電位（予め設定される露光直前段階における帯電電位）と等しい一定電圧（本実施形態では、＋５００Ｖ）が印加される。
【００２６】
図２に示されるように、感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、ピンスコロトロン帯電器４４より下流側には、露光手段としての画像露光装置４６が配置される。画像露光装置４６は、ＬＥＤ光等の光線を出射することで、感光体ドラム２８の感光層に光像を照射し、これにより、コロトロン帯電器４２及びピンスコロトロン帯電器４４により一定電位（本実施形態では、＋５００Ｖ）に帯電された感光体ドラム２８を露光して静電潜像を形成するようになっている。
【００２７】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、画像露光装置４６より下流側には、現像手段としての現像装置４８が配置される。現像装置４８は、現像器カートリッジ５０を備えており、この現像器カートリッジ５０内にトナーとキャリアとで構成される二成分現像剤が充填されている。現像器カートリッジ５０内には、攪拌スクリュー５２、搬送マグネットローラ５４及び現像マグネットローラ５６が配置され、これらにより、感光体ドラム２８に形成された潜像上にトナーを付着させてトナー画像を形成するようになっている。
【００２８】
感光体ドラム２８の上方には、転写手段としての転写ローラ３０が設けられ、転写ローラ３０よりも搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側及び下流側には、それぞれガイドローラ３１、３２を配置している。転写ローラ３０は、感光体ドラム２８の上面に当接し、感光体ドラム２８と共に連続紙Ｐを挟持搬送して感光体ドラム２８上に形成されたトナー画像を連続紙Ｐに転写させるようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態のように、感光体帯電極性（プラス）に対して逆極性（マイナス）のトナーを用いる正規現像では、転写ローラ３０への印加電圧は、感光体帯電極性（プラス）と同極性になる。これにより、感光体ドラム２８が転写ローラ３０により帯電極性（プラス）と同極性の電荷を受けても、これは、イレーズランプ４１により容易に除電できるので、転写に起因する感光体メモリー（転写ゴースト）の発生を抑制することができる。
【００３０】
次に、上記の実施形態の作用を説明する。
【００３１】
図１に示されるように、連続紙Ｐは、用紙搬送部１４からプリント部１２Ｙ〜１２Ｋへ搬送され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が転写される。このときの各プリント部１２Ｙ〜１２Ｋにおける作用は、ほぼ同様であるので、これらをまとめて以下により説明する。
【００３２】
図２に示される感光体ドラム２８は、クリーナ４０によって未転写残留トナーを除去され、イレーズランプ４１により除電された後、コロトロン帯電器４２によって、感光体ドラム２８の帯電設定電位（＋５００Ｖ）よりも高電位の約＋６００Ｖに帯電される。次に、プラス帯電された感光体ドラム２８に対して、ピンスコロトロン帯電器４４がマイナス電荷を付与して感光体ドラム２８の帯電電位を帯電設定電位（＋５００Ｖ）に均一化する。コロトロン帯電器４２及びピンスコロトロン帯電器４４により電荷を付与された感光体ドラム２８の表面電位の変化は、図５に示される通りである。このように、図２に示される感光体ドラム２８を一旦高電位（約＋６００Ｖ）に帯電した後に、ピンスコロトロン帯電器４４がマイナス電荷を付与して帯電設定電位（＋５００Ｖ）にすることで、オゾンの発生を抑えて感光体ドラム２８等の長寿命化を図ることができる。
【００３３】
ここで、ピンスコロトロン帯電器４４による帯電電位の調整について、図３及び図４を参照して説明する。
【００３４】
図３に示される電源６０によって、放電電極４５へ一定電流（−７００μＡ）が供給されると、図４に示される感光体ドラム２８へ向けられた尖部４５Ａにおける電界強度が、放電電極４５の尖部４５Ａ以外の部分における電界強度に比べて強くなり、尖部４５Ａの電界強度のみが空気の絶縁破壊強度を上回る。これにより、感光体ドラム２８へ向けられた尖部４５Ａのみからマイナス電荷（電子）が発生して放出され、このマイナス電荷は、感光体ドラム２８へ向けて移動する。これによって、コロナ放電が発生する。
【００３５】
帯電対象である感光体ドラム２８では、プラス電荷がドラム表面に広く分布しているため、移動中のマイナス電荷の分布がやや広げられるが、マイナス電荷の発生源が感光体ドラム２８へ向けられた尖部４５Ａに限られるので、移動中のマイナス電荷の分布は、大きく広がることなく、感光体ドラム２８にマイナス電荷が付与される。このため、従来のような細線ワイヤの（多方向を向いた）外周表面からマイナス電荷（電子）が放出される場合に比べると、指向性が良い。結果として、図３に示されるピンスコロトロン帯電器４４の感光体ドラム２８への開口幅Ｗ（対向部）を小さくすることができる。
【００３６】
また、コロナ放電により発生したマイナス電荷は、グリッド電極４４Ｃと感光体ドラム２８との間の電位差が０Ｖになるまでは、グリッド電極４４Ｃを通過して感光体ドラム２８に至る。これにより、感光体ドラム２８の帯電電位を均一に帯電設定電位（＋５００Ｖ）に調整することができる。
【００３７】
均一に帯電された感光体ドラム２８は、図２に示されるように、画像露光装置４６により露光され、現像装置４８により現像された後、転写ローラ３０が感光体ドラム２８と共に連続紙Ｐを挟持搬送して感光体ドラム２８上に形成されたトナー画像を連続紙Ｐに転写させる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態のプリンタ１０（図１参照）によれば、ピンスコロトロン帯電器４４の感光体ドラム２８への対向部となる開口幅Ｗ（図３参照）を小さくすることができるので、感光体ドラム２８の径を小さくすることが可能となり、装置全体の小型化を図ることができる。特に、本実施形態のような所謂タンデム式の画像形成装置では、感光体ドラム２８を複数個（本実施形態では４個）配置するので、小型化の効果が大きい。
（試験例１）
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す実施例に係る画像形成装置（以下、単に実施例という）と比較例に係る画像形成装置（以下、単に比較例１という）との比較実験を行った。
【００３９】
実施例は、上記実施形態と同様の構成及び条件である。（但し、開口幅Ｗ（開口部のうち感光体ドラム２８の対向部分における移動方向に対応する開口寸法（図３参照））は、パラメータとして変化させている。）
比較例１は、電位調整手段として、上記実施形態における放電電極４５の代わりに直径４０μｍのタングステン線からなるスコロトロンワイヤを張ったスコロトロン帯電器を配置した。また、比較例１では、コロトロン帯電器のコロトロンワイヤへの全電流が＋６００μＡとなるように定電流制御して感光体ドラムを＋４５０Ｖに帯電させ、スコロトロン帯電器のスコロトロンワイヤへの全電流が＋７００μＡとなるように定電流制御して感光体ドラムにプラス電荷を付与した。その他は、実施例と同様とした。なお、感光体ドラムの帯電設定電位は、上記実施形態と同様に＋５００Ｖである。
【００４０】
比較試験では、実施例のピンスコロトロン帯電器及び比較例１のスコロトロン帯電器における開口幅Ｗ（開口部のうち感光体ドラム２８の対向部分における移動方向に対応する開口寸法（図３参照））をそれぞれ変化させて、感光体ドラムの表面における帯電電位を測定した。この測定結果を図６に示す。図６において、横軸は、開口幅Ｗ（ｍｍ）を示し、縦軸は、感光体ドラムの表面電位（Ｖ）を示す。
【００４１】
図６に示されるように、感光体ドラムを５００Ｖで均一に帯電させるために、比較例１の場合には、開口幅Ｗが２２ｍｍ以上必要であるのに対して、実施例の場合には、開口幅Ｗが１２ｍｍあればよいことが確認できた。
（試験例２）
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す実施例に係る画像形成装置（以下、単に実施例という）と比較例に係る画像形成装置（以下、単に比較例２という）との比較実験を行った。
【００４２】
実施例は、上記実施形態と同様の構成及び条件である。（ピンスコロトロン帯電器の開口幅Ｗは、１２ｍｍである。）比較例２は、実施例と同様のコロトロン帯電器及びピンスコロトロン帯電器を適用したが、コロトロン帯電器で感光体ドラムの帯電設定電位の９０％程度まで感光体ドラムを帯電させた後、ピンスコロトロン帯電器で感光体ドラムの帯電設定電位まで感光体ドラムにプラス電荷を付与した。
【００４３】
この測定結果を図７に示す。図７において、横軸は、ピンスコロトロン帯電器による放電時間（分）を示し、縦軸は、オゾン発生量（ｐｐｍ）を示す。図７に示されるように、放電時間が短時間（１０分程度以内）の場合を除き、実施例（マイナス放電の場合）のほうが比較例２（プラス放電の場合）に比べてオゾン発生量が少ないことが確認できた。
【００４４】
なお、上記実施形態では、図４に示されるように、放電電極４５は、感光体ドラム２８へ向けられた複数の尖部４５Ａが形成された鋸歯状となっているが、例えば、感光体ドラム２８へ向けられた複数の尖部が針状になっていてもよく、また、感光体ドラム２８へ向けられた尖部が感光体ドラム２８の移動方向に対して直交する方向に線状に延びる等のように、他の形状の尖部が形成された放電電極であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係るカラーレーザープリンタの概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカラーレーザープリンタのプリント部の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるピンスコロトロン帯電器の概略構成を示す模式的断面図である。
【図４】図３の４−４線端面に相当する端面図である。
【図５】本発明の実施形態における感光体ドラムの電位変化を示すグラフである。
【図６】試験例１の測定結果を示すグラフである。
【図７】試験例２の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１０    カラーレーザープリンタ（画像形成装置）
２８    感光体ドラム（アモルファスシリコン感光体）
４２    コロトロン帯電器
４４    ピンスコロトロン帯電器（電位調整手段）
４４Ｃ  グリッド電極
４５    放電電極
４５Ａ  尖部
Ｒ      回転方向
【図１】
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【図２】
2006243286.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006243286.tif 000006
【図５】
2006243286.tif 000007
【図６】
2006243286.tif 000008
【図７】
2006243286.tif 000009