(57)【要約】【課題】放電ワイヤの劣化を防止しつつ、放電ワイヤの清掃を良好に行う研磨剤、これを備えた清掃部材、これを備えた放電装置及びこれらを備えたかかる画像形成装置等の提供。【解決手段】放電ワイヤ２に沿って移動する清掃部材１２に備えられ、放電ワイヤ２に付着した異物を除去するための研磨剤として、平均粒径が放電ワイヤ２の径の１／６０以上で１／６以下の範囲内の研磨剤を用いる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ワイヤに沿って移動する清掃部材に備えられ、放電ワイヤに付着した異物を除去するための研磨剤において、平均粒径が放電ワイヤの径の１／６０以上で１／６以下の範囲内にあることを特徴とする研磨剤。
【請求項２】
請求項１記載の研磨剤において、平均粒径が放電ワイヤの表層の厚さの１倍以上で１０倍以下の範囲内にあることを特徴とする研磨剤。
【請求項３】
放電ワイヤに沿って移動する清掃部材に備えられ、放電ワイヤに付着した異物を除去するための研磨剤において、平均粒径が放電ワイヤの表層の厚さの１倍以上で１０倍以下の範囲内にあることを特徴とする研磨剤。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の研磨剤を備え、放電ワイヤに沿って移動し、放電ワイヤを清掃するための清掃部材。
【請求項５】
請求項４記載の清掃部材と、この清掃部材によって清掃される放電ワイヤとを有する放電装置。
【請求項６】
請求項４記載の清掃部材または請求項５記載の放電装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置等に備えられ、放電を行う放電ワイヤの清掃を行うための研磨剤、これを備えた清掃部材、これを備えた放電装置及びこれらを備えたかかる画像形成装置等に関し、特に、放電ワイヤの劣化を防止しつつ、放電ワイヤの清掃を良好に行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、帯電チャージャとして、感光体等の像担持体を帯電させるための帯電装置、像担持体を除電するための除電装置、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写するための転写装置、像担持体から記録媒体を分離するための分離装置など、種々の放電装置が備えられており、また放電装置は画像形成装置に限らず種々の機器に用いられている。
【０００３】
かかる放電装置に、放電ワイヤを用いてコロナワイヤ放電を行う帯電機構を備えたタイプがある。このタイプの放電装置は、タングステンを主な材質とした放電ワイヤに数ｋＶの高電圧をかけて放電させ、空気中の元素を絶縁破壊によりイオン化させて像担持体等の対象物の表面に付着させることにより、像担持体を帯電等させるものである。
【０００４】
このタイプの放電装置はこのように空気中の元素を絶縁破壊させて帯電を行うため、空気中のさまざまな物質がイオン化し、イオン化した物質が電気的に放電ワイヤに付着する。また、たとえば、かかる画像形成装置においては、機内にトナーや紙粉が飛散するため、トナーや紙粉等を含む異物が付着することにより放電ワイヤが汚れやすい。放電時に発生するオゾン等が高濃度で機内に存在すると、放電ワイヤへの汚れの付着は強固になる。
【０００５】
イオン化して放電ワイヤに付着するものの中には、帯電を阻害する物質も存在する。たとえば、放電装置がかかる画像形成装置に用いられる場合にあっては、トナーの添加物であるシリカ（ＳｉＯ２）も、イオン化して放電ワイヤに付着すると帯電を阻害する物質のひとつであって、付着量が増加すると、付着した部分が放電しなくなり、画像面積全域で均一な帯電が行われなくなるため、濃度にムラの生じた、雨だれ画像などといわれるような不良画像が生じてしまう。
【０００６】
このように、放電ワイヤを用いるタイプの放電装置にあっては、放電ワイヤが汚れると放電性能が低下し所期の機能を果たすことができなくなる。また放電装置がかかる画像形成装置に備えられる場合には、放電ワイヤが汚れると放電性能が低下することで画像形成に支障をきたすこととなる。
【０００７】
このため、放電ワイヤの清掃を行う必要があるが、これをユーザー等が行うには、放電ワイヤを露出させる作業、露出した放電ワイヤに大きな応力を加えることなく清掃を行う作業等、非常に煩雑な作業を要するため、従来より、「特許文献１」等において開示されているように、作像数が所定数に達すると、ゴムやスポンジ等のパッドを備えた清掃部材を放電ワイヤに沿って自動的に移動させ、放電ワイヤを摺擦して異物を除去し清掃を行う清掃機構が提案されている。かかる清掃機構は、放電ワイヤを用いたタイプの放電装置において放電ワイヤを清掃する手段として一般的に用いられているものである。
【０００８】
かかる清掃機構において、清掃能力を向上させるため、パッド等の表面など、放電ワイヤに摺擦する部分に、セラミックなどの硬い粒子を研磨剤として備えたものが知られている。研磨剤を用いた構成では、単にゴムやスポンジ等で放電ワイヤを摺擦するよりも、放電ワイヤにこびりついた汚れを書き落とす作用が大きいため、より高い清掃能力を期待することができるからである。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３４３８１３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、研磨剤を用いる場合には、研磨剤が、放電ワイヤにこびりついた異物等の汚れを掻き落とすのみならず、放電ワイヤそのものを傷つけてしまうという問題がある。放電ワイヤの傷は、放電ワイヤの表面に凹凸を形成するものであるから、傷の程度が大きくなると、放電の均一性が悪くなり、放電ムラによって画像に濃淡が生じる異常画像が発生する原因となる。
【００１１】
また、放電ワイヤには、汚れ付着防止の観点から、表面に金や白金等をコーティングしたタイプのものがあるが、このタイプの放電ワイヤにおいては、コーティングを行う材質に、放電ワイヤ本体の材質よりもやわらかいものを用いることが一般的であるため、研磨剤で摺擦するとコーティング部分が削り取られ、放電ワイヤ単体の構成に比べ、表面に著しく凹凸が生じ、放電ムラに起因する異常画像が現れることがある。
【００１２】
さらに、放電ワイヤが傷ついてその表面に凹凸が生じ、傷によって形成された凹部に汚れが付着すると、この汚れを掻き落とすことは困難であり、結果として、放電ワイヤの清掃能力を向上させるために用いた研磨剤が、放電ワイヤの寿命を短くしてしまうこととなるという問題がある。このため、研磨剤を用いた構成の採用を断念しなければならない場合があった。
【００１３】
一方、掻き取った汚れを放電ワイヤから拭い取ることが不十分な場合には、掻き取った汚れが依然として放電ワイヤに付着しているため、この汚れの付着によって放電ワイヤの表面に凹凸が生じ、放電ムラに起因する異常画像が生じるという問題がある。かかる汚れは、一旦は放電ワイヤから掻き取ったものであるから、付着力は小さく、放電動作をしばらく行っているうちに、放電時に生じる放電ワイヤの高周波の振動によって飛散し、放電ワイヤから除去されるため、放電性能は経時的に復帰する。しかしながら、かかる汚れの付着力にはばらつきがあるため、放電性能の復帰までの時間には、かかる付着力に相関したばらつきがあり、数分間放電動作を行っても汚れが残って放電ムラが生じ、帯画像のような異常画像が発生することがある。
【００１４】
かかる問題は、コーティングした研磨剤を用いて汚れを掻き落とす場合に顕著に現れる。これは、研磨剤を有する構成にあっては、汚れを掻き落とす点においては優れているが、研磨剤によって形成される放電ワイヤへの摺擦面には凹凸があり放電ワイヤに密着しない部分が多くなるため、掻き取った汚れを放電ワイヤから拭い取る性能が低下するためである。
【００１５】
本発明は、放電ワイヤの劣化を防止しつつ、放電ワイヤの清掃を良好に行う研磨剤、これを備えた清掃部材、これを備えた放電装置及びこれらを備えたかかる画像形成装置等を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、放電ワイヤに沿って移動する清掃部材に備えられ、放電ワイヤに付着した異物を除去するための研磨剤において、平均粒径が放電ワイヤの径の１／６０以上で１／６以下の範囲内にあることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の研磨剤において、平均粒径が放電ワイヤの表層の厚さの１倍以上で１０倍以下の範囲内にあることを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、放電ワイヤに沿って移動する清掃部材に備えられ、放電ワイヤに付着した異物を除去するための研磨剤において、平均粒径が放電ワイヤの表層の厚さの１倍以上で１０倍以下の範囲内にあることを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の研磨剤を備え、放電ワイヤに沿って移動し、放電ワイヤを清掃するための清掃部材にある。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の清掃部材と、この清掃部材によって清掃される放電ワイヤとを有する放電装置にある。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の清掃部材または請求項５記載の放電装置を有する画像形成装置にある。
【００２２】
【実施例】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであれば何れでもよい。本実施例の画像形成装置はフルカラー画像を形成可能のものであるが、単色画像のみを形成するものであっても良い。本発明を適用した放電装置は画像形成装置への適用に限られるものではなく、他の機器への適用も可能である。
【００２３】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、フィルム、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状の記録媒体である記録紙としての転写紙Ｐとして用いることが可能である。転写紙Ｐの大きさは、Ａ４サイズやＡ３サイズ等の一般的な規格をなす大きさが一般的であるが、規格外の大きさであっても良い。
【００２４】
画像形成装置１００は、矢印Ａ方向に回転駆動されるベルト状に形成された像担持体としての感光体１０１と、感光体１０１を一様に帯電するための帯電手段としての放電装置である帯電装置１と、帯電後の感光体１０１に画像情報に応じた潜像を形成するレーザー光１０３ａを発して光走査を行う露光手段としての光書き込み装置である露光装置１０３とを有している。
【００２５】
画像形成装置１００はまた、露光後の感光体１０１上の潜像を現像し可視像化する現像手段としての現像装置１０４Ｋ、１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｙと、感光体１０１と対向する位置において感光体１０１の移動方向Ａと同一の方向Ｂに回転し、現像装置１０４Ｋ、１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｙによる現像によって得られた感光体１０１上のトナー像を転写される中間転写体としての中間転写ベルト１０８と、中間転写ベルト１０８に転写されたトナー像を、ガイド部材１０９によって案内され中間転写ベルト１０８に密着させられる転写紙Ｐに静電転写する転写手段としての転写ローラである転写装置１１２とを有している。
【００２６】
画像形成装置１００はまた、転写後の感光体１０１上に残った転写残トナーを感光体１０１から掻き落とすことによって感光体１０１をクリーニングする像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１０６と、転写後の中間転写ベルト１０８上に残った転写残トナーを中間転写ベルト１０８から掻き落とすことによって感光体１０１をクリーニングする中間転写体クリーニング手段としての転写ベルトクリーニング装置１１１とを有している。
【００２７】
画像形成装置１００はまた、転写紙Ｐを積載している給紙トレイ１１０と、給紙トレイ１１０に積載した転写紙Ｐを中間転写ベルト１０８と転写装置１１２との対向部である転写領域１０７に向けて送り出す給紙手段としての給紙ローラ１１３と、給紙ローラ１１３によって給紙トレイ１１０から送られてきた転写紙Ｐを所定のタイミングでガイド部材１０８を通過させ転写領域１０７に搬送するレジストローラ１０５と、転写装置１１２により中間転写ベルト１０８上のトナー像を転写された転写紙Ｐに、かかるトナー像の定着を行う定着手段としての定着装置１０２とを有している。定着後の転写紙Ｐは画像形成装置１００外部に排出される。
【００２８】
現像装置１０４Ｋ、１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｙはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを用い、キャリアと当該色のトナーとを有する２成分現像剤により現像を行うものであり、それぞれ、感光体１０１はかかる現像剤で現像されることで当該色のトナー像を担持するようになっている。感光体クリーニング装置１０６は、クリーニングブレード１０６ａにより感光体１０１の表面に残留し付着しているトナーや、微細な紙粉などの不要物を除去するものである。転写ベルトクリーニング装置１１１は、クリーニングブラシ１１１ａにより中間転写ベルト１０８の表面に残留し付着しているトナーや、微細な紙粉などの不要物を除去するものである。
【００２９】
感光体１０１は、駆動ローラ１０１ａを含む複数のローラに巻き掛けられており、駆動ローラ１０１ａの駆動力によりＡ方向に回転駆動される。帯電装置１と感光体クリーニング装置１０６とは、感光体１０１を挟んで駆動ローラ１０１ａに対向する位置に配設されている。中間転写ベルト１０８は、駆動ローラ１０８ａを含む複数のローラに巻き掛けられており、駆動ローラ１０８ａの駆動力によりＢ方向に回転駆動される。転写ベルトクリーニング装置１１１は、中間転写ベルト１０８を挟んで駆動ローラ１０８ａに対向する位置に配設されている。
【００３０】
図２に示すように、帯電装置１は、放電対象物たる感光体１０１に放電するための放電ワイヤたるワイヤ２と、ワイヤ２のケーシング３とを有している。ワイヤ２には、図示しない電源が電気的に接続されており、電源によって数ｋＶの高電圧がかけられる。この電圧印加により、図示のようにワイヤ２による放電が行われ、空気中の元素がイオン化される。このイオン化により生じたイオン４が感光体１０１の表面に付着することで、感光体１０１の帯電が行われる。
【００３１】
図３又は図４に示すように、ワイヤ２を清掃するための放電ワイヤ清掃機構としての放電ワイヤ清掃装置１１を有している。放電ワイヤ清掃装置１１は、ワイヤ２の張設方向ＸＹに沿って往復動する清掃部材１２と、清掃部材１２を支持し清掃部材１２とともに放電ワイヤ２に沿って往復動する往復動部材１３と、往復動部材１３をその正逆回転により往復動させる回転軸としての図示しないねじ棒と、ねじ棒を回転駆動する図示しない駆動源としてのモータとを有している。図４において矢印Ｘ、Ｙは、ワイヤ２の張設方向ＸＹとともに、これと平行な、往復動部材１３の往動方向Ｘ、復動方向Ｙを示している。
【００３２】
往復動部材１３は、清掃部材１２を支持した支持部１３ａと、支持部１３ａをその一方の面に突設された平板状の基部１３ｂと、ねじ棒にねじ結合した図示しない螺合部と、基部１３ｂの他方の面側に位置し基部１３ｂを螺合部に対して回転自在に支持し連結した図示しない連結部と有している。螺合部と連結部とにより往復動部材１３をワイヤ２に沿って往復動させるためのスライダが構成されている。スライダは、ねじ棒の正転時には、Ｘ方向に移動し、ねじ棒の逆転時には、Ｙ方向に移動するようになっている。
【００３３】
支持部１３ａは、ワイヤ２を挟んで互いに対向する第１の支持部１３ａ１と第２の支持部１３ａ２とを有している。基部１３ｂは、連結部により、感光体１０１に対向する平面内すなわち図４の紙面と平行な平面内で回転自在に支持されている。感光体１０１は、図３における上方、図４の紙面手前側に位置する。これにより、往復動部材１３は、感光体１０１に対向する平面内で回転自在とされている。
【００３４】
清掃部材１２は、ワイヤ２の一方側かつＸ方向下流側に位置する部材である清掃材としてのワイヤクリーナパッド１２ａと、ワイヤ２の他方側かつＸ方向上流側に位置する部材である清掃材としてのワイヤクリーナパッド１２ｂとを有している。ワイヤクリーナパッド１２ａは、第１の支持部１３ａ１によって支持されており、ワイヤクリーナパッド１２ｂは、第２の支持部１３ａ２によって支持されている。このように、清掃部材１２は、ワイヤ２に対して互いに反対側から係合する２つの部材を有している。
【００３５】
往復動部材１３は、図４に示すように、清掃部材１２をワイヤ２に係合させる第１の態位と、清掃部材１２をワイヤ２から離間させる図示しない第２の態位とを占めることが可能となっており、清掃部材１２は、往動時にワイヤ２に係合し摺接するようになっている。往復動部材１３は、その往動の始端部で第１の態位を占める状態となり、その復動の始端部で第２の態位を占める状態となるようになっている。
【００３６】
往復動部材１３のこのような動作は、放電ワイヤ清掃装置１１に備えられた図示しない搖動手段によって行われる。搖動手段は、ケーシング３と、基部１３ｂとが係合することにより、往復動部材１３が、往動時に第１の態位を占め、復動時に第２の態位を占めるよう構成されたものである。
【００３７】
ワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂは何れも、少なくともワイヤ２に当接する部分に、ワイヤ２の形状に沿って変形する弾性部材としての多孔性発泡部材を有している。本実施例においては、ワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂの全体が多孔性発泡部材となっている。多孔性発泡部材には、セラミック製の研磨剤が全体に含浸してあり、ワイヤ２を研磨する機能を有している。
【００３８】
弾性部材にワイヤ２を研磨する機能を持たせる場合には、弾性部材自身に研磨剤を練り込んだ構成とすることができる。多孔性発泡部材には、スポンジ等が含まれる。ワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂにワイヤ２を研磨する機能を持たせる場合、ワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂの、ワイヤ２に係合する部分に、研磨剤を付着させた紙やすり等の研磨部材を設けてもよいし、研磨剤をコーティングしても良い。研磨剤としてはセラミック以外の材料を用いることができる。弾性部材としてはゴムを用いても良い。
【００３９】
研磨剤は、ワイヤ２に付着した異物をワイヤ２から除去するためのものである。異物とは、ワイヤ２の放電によって空気中のさまざまな物質がイオン化し、イオン化した物質が電気的にワイヤ２に付着したもの、画像形成装置の機内に飛散したトナーや紙粉がワイヤ２に付着したもの、研磨剤の研磨機能によりワイヤ２から一旦は剥離されたがワイヤ２に再付着した研磨粉、研磨によりワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂから剥離された研磨剤自身等、ワイヤ２を汚しワイヤ２の放電に影響を及ぼすものをいう。
【００４０】
ここで、図５に、汚れが著しく、雨だれ画像、トナースミアなどと呼ばれる、放電ムラに起因する異常画像が生じているワイヤ２を、それぞれ種々の平均粒径の研磨剤を備えた清掃部材１２を用いて清掃した場合の、汚れに起因する異常画像が生じなくなるまでの清掃回数を示す。同図の縦軸において、清掃回数とは、清掃部材１２の往動回数である。同図の横軸には、研磨剤の平均粒径をワイヤ２の径で除したものをとっている。ワイヤ２は、タングステン製であって、めっきやコーティングを施していないものである。
【００４１】
図５から、粒径が粗くなればなるほど、異常画像が生じなくなり画像が完全に復帰するまでの清掃回数が少なくなるという結果が得られた。これは、図６に示すように、粒径が粗い研磨剤１５のほうが、図７に示すように、粒径が細かい研磨剤１６よりも、成長し大きくこびりついている異物１７に対して大きなせん断力をあたえることができ、掻き取り能力が高いためであると考えられる。なお、図６、図７においては、説明の都合上、研磨剤１５、１６がワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂの表面上に整然と並んでいる状態を示しているが、実際の研磨剤は必ずしも、ワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂ本体に対してこのような状態をとるものではない。
【００４２】
図８に、ワイヤ２の清掃直後の放電ムラの発生状況を示す。同図の縦軸には、清掃を行った直後２０回の画像形成時中、放電ムラ画像が発生した回数をとっている。同図の横軸には、研磨剤の平均粒径をワイヤ２の径で除したものをとっている。ワイヤ２は、タングステン製であって、めっきやコーティングを施していないものである。ワイヤ２として、新しいワイヤを使用している。
【００４３】
図８から、粒径が粗くなればなるほど、放電ムラの発生頻度が高くなるという結果が得られた。これは、図９に示すように、粒径が粗い研磨剤１５は、ワイヤ２の表面に接触する際にワイヤ２への当たりムラが生じ、局所的にワイヤ２の表面を摺擦する摺擦力が高くなり、符号１８で示すようにワイヤ２の表面を傷つけてしまう可能性が大きくなってしまうためである。なお、図９においては、説明の都合上、研磨剤１５、１６がワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂの表面上に並んでいる状態を示しているが、実際の研磨剤は必ずしも、ワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂ本体に対してこのような状態をとるものではない。
【００４４】
図１０に、ワイヤ２を、それぞれ種々の平均粒径の研磨剤を備えた清掃部材１２を用いて清掃した場合の、汚れに起因する異常画像発生によるワイヤ２の寿命時期までの通紙枚数を示す。同図の縦軸において、通紙枚数とは、画像形成を行った転写紙Ｐの枚数である。同図の横軸には、研磨剤の平均粒径をワイヤ２の径で除したものをとっている。ワイヤ２は、タングステン製であって、めっきやコーティングを施していないものである。
【００４５】
図１０から、粒径が比較的小さな領域では、粒径が大きくなるにつれて、ワイヤ２の交換までの寿命が延びるという結果が得られた。これは、図６に沿ってすでに述べたように、研磨剤の粒径が大きいほうが、清掃部材１２の往動１回あたりの清掃能力が高いためであると考えられる。また図１０から、粒径が比較的小さな領域では、粒径が小さくなるにつれて、ワイヤ２の交換までの寿命が短くなるという結果も得られるが、これは、図７を参照して、粒径の小さい研磨剤１６では、清掃部材１２の往動１回あたりの清掃能力が低いため、汚れが経時的に蓄積されてしまい、寿命が早く来てしまうためと考えられる。
【００４６】
さらに図１０から、粒径が比較的大きな領域では、粒径が大きくなるに従って寿命の上昇率が鈍り、横軸の値が１０／６の付近を超えると、寿命が帰って短くなるという結果が得られた。これは、図９に沿ってすでに述べたように、研磨剤の粒径が大きいと、ワイヤ２の表面を傷つけて凹凸ができ、傷によって形成された凹部に汚れが付着すると、この汚れを除去することが困難であり、これによりワイヤ２の寿命を短くしてしまうこととなるためと考えられる。そして、ワイヤ２表面の傷の度合いも、粒径が大きいほど大きくなるため、粒径が大きいほどワイヤ２の劣化を早め、寿命が短くなってしまう。
【００４７】
図５、図８、図１０から得られた結果をまとめると、次のとおりである。図８から得られた結果からは、研磨剤の粒径が小さくなると放電ムラの発生頻度が低くなり、横軸の値すなわち研磨剤の平均粒径をワイヤ２の径で除した値が１／６以下の範囲にあれば、放電ムラが発生しないことがわかる。したがって、放電ムラの面で画像品質を安定させるには、かかる値を１／６以下の範囲にすることを要する。
【００４８】
図１０から得られた結果からは、研磨剤の粒径が比較的小さな領域では、ワイヤ２の寿命の面から、かかる値を１／６０以上の範囲にすることを要する。また、放電ムラの面から得られた値である１／６以下の範囲では、ワイヤ２の寿命は低下しない。したがって、放電ムラとワイヤ寿命の両面を良好にする条件として、かかる値は、１／６０以上で１／６以下の範囲内にあることを要する。さらに、この値は、図５から得られた結果である、粒径と清掃回数との関係においても、清掃回数が比較的少ない値として、適切な範囲にある。
【００４９】
よって、研磨剤の平均粒径がワイヤ２の径の１／６０以上で１／６以下の範囲内にあれば、清掃回数、放電ムラ、ワイヤ寿命のすべての面において良好な結果を得られる。そこで、画像形成装置１００においては、ワイヤ２がめっきやコーティングを施していないものである場合には、かかる値をかかる範囲内にする。具体的には、径が６０μｍのワイヤ２を用い、研磨剤の平均粒径を５μｍとした。なお径が６０μｍのワイヤ２を用いる場合は、研磨剤の平均粒径は１〜１０μｍの範囲内にあればよい。ワイヤ２としては、径が６〜６０μｍのものを用いることが一般的であり、この場合、研磨剤の平均粒径は適宜０．１〜１０μｍの範囲内で選択される。
【００５０】
一方、ワイヤ２として、その表面に汚れが付着する観点から、めっきを施したり、他の物質との反応が起こりにくい金、白金等のコーティングを施したりして、表層を形成したものを用いる場合がある。このようなワイヤ２は、タングステン等のみによる単層に比べて高価ではあるが、汚れがつきにくいため長寿命なので、ランニングコストを低減でき得る。また、寿命が非常に長ければ、帯電装置１をメンテナンスフリー化することが可能となる。
【００５１】
しかし、かかる表層を有するワイヤ２であっても、汚れの付着を完全に防止することはできず、清掃をまったく行わなければワイヤ２の汚れが早期に悪化し、ワイヤ２の寿命は短い。スポンジ、ゴム等の、研磨剤を備えていないパッドを用いて定期的に清掃を行う場合であっても、放電時に発生するオゾン等が高濃度で機内に存在すると、汚れの付着は強固であり、またトナーの添加物であるシリカ（ＳｉＯ２）も、イオン化して強固に付着する物質であるため、かかる表層を形成したワイヤ２であっても、異物の除去が不十分となり、研磨剤を備えたワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂを用いて単層のワイヤ２を清掃する場合に比べて寿命が劣る場合がある。
【００５２】
そこで、かかる表層を形成したワイヤ２を、研磨剤を備えたワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂを用いて清掃することも考えられる。しかし、表層を有するワイヤ２を、研磨剤を備えたワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂを用いて清掃すると、同じワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂを用いて単層のワイヤ２を清掃した場合に比べて、ワイヤ２の表面の傷つきに起因する放電ムラによる異常画像の発生頻度が、非常に高くなってしまう。これは、表層を形成する、めっきや、コーティングを行う金、白金等の材質は、ワイヤ２本体の材質よりもやわらかいものを用いることが一般的であるため、図１１に示すように、研磨剤１９によって、表層２０がえぐられて大きな傷２１が生じてしまうためである。図１１において符号２２はワイヤ２の本体を示している。
【００５３】
図１２に、ワイヤ２の清掃直後の放電ムラの発生状況を示す。同図の縦軸には、清掃を行った直後２０回の画像形成時中、放電ムラ画像が発生した回数をとっている。同図の横軸には、研磨剤の平均粒径をワイヤ２の表層の厚さで除したものをとっている。ワイヤ２は、タングステン製であって、コーティングを施している。ワイヤ２として、新しいワイヤを使用している。
【００５４】
図１２から、粒径が粗くなればなるほど、放電ムラの発生頻度が高くなるという結果が得られた。特に、研磨剤の平均粒径が表層厚の１０倍より大きくなると放電ムラの発生頻度が極端に上昇する。これは、粒径が大きくなると、図１１に示したように表層２０がえぐられ、この程度がひどくなると本体２２が露出するという重大な欠陥が生じ、この露出により著しい放電ムラが生じてしまうためと考えられる。
【００５５】
したがって、表層２０を有するワイヤ２においては、研磨剤の平均粒径が表層厚の１０倍以下であれば、表層２０の劣化を防止して放電ムラの発生を防止することができる。一方、研磨剤の粒径が小さすぎると、図５、図７、図１０に沿って述べたように、清掃能力が低く、清掃回数、放電ムラの発生頻度において問題となるため、清掃回数、放電ムラの発生頻度の観点から、研磨剤の平均粒径は表層厚の１倍以上であることを要する。
【００５６】
そこで、画像形成装置１００においては、ワイヤ２がめっきやコーティングを施しているものである場合には、研磨剤の平均粒径を表層厚で除した値を１倍以上１０倍以下の範囲内にする。具体的には、厚さが３μｍのコーティング層よりなる表層２０を有するワイヤ２を用い、研磨剤の平均粒径を５μｍとした。なお厚さが３μｍのワイヤ２を用いる場合は、研磨剤の平均粒径は３〜３０μｍの範囲内にあればよい。コーティング層は厚さが３μｍ程度であるものが一般的であるが、これと異なる厚さの場合には、上記の範囲内において研磨剤の平均粒径を適宜選択できる。表層２０としては、コーティング層のほかにめっきを用いることができ、めっきとしては、厚さが０．６〜１．５μｍのものを用いることが一般的であり、この場合、研磨剤の平均粒径は適宜０．６〜１５μｍの範囲内で選択されることとなる。
【００５７】
また、表層２０を有するワイヤ２であっても、万全を期する観点から、研磨剤の平均粒径を表層２０の厚さの１倍以上で１０倍以下の範囲内とすることに加えて、研磨剤の平均粒径をワイヤ２の径の１／６０以上で１／６以下の範囲内とすることができる。この場合、画像形成装置１００においては、ワイヤ２がめっきやコーティングを施しているときには、かかる２つの条件を同時に満たす平均粒径の研磨剤を用いる。具体的には、本体２２の径が６０μｍであり、コーティング層よりなる厚さ３μｍの表層２０を有するワイヤ２を用いる構成において、研磨剤の平均粒径を５μｍとした。研磨剤の平均粒径は、５μｍに限らず、かかる２つの条件を同時に満たす範囲内で適宜選択できる。
【００５８】
画像形成装置１００は以上のような構成であるので、操作者による所定の操作により、画像形成装置１００の電源が投入され、又は待機状態から動作状態に移行した後、操作者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、帯電装置１による帯電工程によって均一に帯電された感光体１０１は、矢印Ａ方向の回転により、外部から入力されるデータ等に応じて照射されるレーザ光１０３ａによる露光工程における潜像形成、現像装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋによる現像によって行われる現像工程、中間転写ベルト１０８への１次転写工程、クリーニング装置１０６によるクリーニング工程を経て再び帯電工程に移る。
【００５９】
１次転写工程は、現像装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋの順による現像ごとに行われ、中間転写ベルト１０８上にはそれぞれの現像により得られた各色のトナー像が重ね合わせ転写される。すべての色のトナー像が中間転写ベルト１０８上で重ね合わされると、中間転写ベルト１０８上のトナー像は、転写装置１１２による２次転写工程により、レジストローラ１０５により所定のタイミングで送られてきた転写紙Ｐに、転写領域１０７において転写される。
【００６０】
２次転写工程によってトナー像を転写された転写紙Ｐは、定着装置１０２に進入し、定着装置１０２における定着工程によってトナー像を定着される。トナー像を定着された転写紙Ｐは、画像形成装置１００の外に排出される。このような画像形成工程において、かかる帯電工程は上述した平均粒径の研磨剤、この研磨剤を備えたワイヤクリーナパッド１２ａ、１２ｂ、これらを備えた清掃部材１２、これらを備えた放電ワイヤ清掃装置１１、これらを備えた帯電装置１により、良好に清掃されたワイヤ２を用いて、良好に行われ、画像形成が良好に行われる。ワイヤ２の良好な清掃状態は、経時的にも維持され、画像形成は経時的にも良好に行われる。
【００６１】
以上、本発明を適用した研磨剤、清掃部材、放電装置としての帯電装置、画像形成装置を説明したが、本発明を適用した放電装置は、放電ワイヤを用いて放電を行うタイプの放電装置であれば、どのようなものにも適用可能である。かかる放電装置としてはたとえば、画像形成装置においては、１次転写工程に用いられる放電装置としての転写装置、２次転写工程に用いられる放電装置としての転写装置、２次転写後に転写紙Ｐを中間転写体から分離する放電装置としての分離帯電装置、帯電装置による帯電を行う前に像担持体を除電する放電装置としての除電装置等が挙げられる。また、かかる放電装置は画像形成装置への適用に限られるものではない。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は、放電ワイヤに沿って移動する清掃部材に備えられ、放電ワイヤに付着した異物を除去するための研磨剤において、平均粒径が放電ワイヤの径の１／６０以上で１／６以下の範囲内にあるので、放電ワイヤの表面の傷の発生による劣化を防止し、放電ムラの発生及び放電ワイヤの寿命の短縮化を防止しつつ、放電ワイヤの清掃を良好に行うことができ、放電ワイヤの経時的に良好な放電に寄与する研磨剤を提供することができる。
【００６３】
平均粒径が放電ワイヤの表層の厚さの１倍以上で１０倍以下の範囲内にあることとすれば、放電ワイヤの表面が表層によって形成される場合においても、放電ワイヤの表層の傷の発生による劣化を防止し、放電ムラの発生及び放電ワイヤの寿命の短縮化を防止しつつ、放電ワイヤの清掃を良好に行うことができ、放電ワイヤの経時的に良好な放電に寄与する研磨剤を提供することができる。
【００６４】
本発明は、放電ワイヤに沿って移動する清掃部材に備えられ、放電ワイヤに付着した異物を除去するための研磨剤において、平均粒径が放電ワイヤの表層の厚さの１倍以上で１０倍以下の範囲内にあるので、表層を有する放電ワイヤの表層の傷の発生による劣化を防止し、放電ムラの発生及び放電ワイヤの寿命の短縮化を防止しつつ、放電ワイヤの清掃を良好に行うことができ、放電ワイヤの経時的に良好な放電に寄与する研磨剤を提供することができる。
【００６５】
本発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の研磨剤を備え、放電ワイヤに沿って移動し、放電ワイヤを清掃するための清掃部材にあるので、放電ワイヤの表面の傷の発生による劣化を防止し、放電ムラの発生及び放電ワイヤの寿命の短縮化を防止しつつ、放電ワイヤの清掃を良好に行うことができ、経時的に放電ワイヤの良好な放電に寄与する清掃部材を提供することができる。
【００６６】
本発明は、請求項４記載の清掃部材と、この清掃部材によって清掃される放電ワイヤとを有する放電装置にあるので、表面の傷の発生による劣化が防止され、放電ムラの発生及び寿命の短縮化が防止されつつ良好に清掃が行われた放電ワイヤにより経時的に良好な放電を行うことができる放電装置を提供することができる。
【００６７】
本発明は、請求項４記載の清掃部材または請求項５記載の放電装置を有する画像形成装置にあるので、表面の傷の発生による劣化が防止され、放電ムラの発生及び寿命の短縮化が防止されつつ良好に清掃が行われた放電ワイヤにより経時的に良好な放電が行われることで、経時的に良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した研磨剤、清掃部材を有する放電装置としての帯電装置と、この帯電装置を有する画像形成装置との概略図である。
【図２】図１に示した帯電装置による放電の様子を示す拡大正面図である。
【図３】図１、図２に示した帯電装置に備えられた清掃部材と、この清掃部材を備えた放電ワイヤ清掃装置の正面図である。
【図４】図３に示した清掃部材と、放電ワイヤ清掃装置との平面図である。
【図５】清掃に用いる研磨剤の平均粒径を放電ワイヤ径で除した値と、異物の付着による放電異常が生じなくなるまでの放電ワイヤの清掃回数との関係を示す相関図である。
【図６】平均粒径が比較的大きな研磨剤を用いて放電ワイヤの清掃を行った場合の清掃の様子を示す概念図である。
【図７】平均粒径が比較的小さな研磨剤を用いて放電ワイヤの清掃を行った場合の清掃の様子を示す概念図である。
【図８】清掃に用いる研磨剤の平均粒径を放電ワイヤ径で除した値と、清掃直後の放電ムラ画像の発生頻度との関係を示す相関図である。
【図９】平均粒径が比較的大きな研磨剤を用いて放電ワイヤの清掃を行った場合に研磨剤が放電ワイヤの表面を傷つける様子を示す概念図である。
【図１０】清掃に用いる研磨剤の平均粒径を放電ワイヤ径で除した値と、汚れに起因する異常画像発生による放電ワイヤの寿命時期までの通紙枚数との関係を示す相関図である。
【図１１】放電ワイヤが表層を有する場合の、研磨剤が放電ワイヤの表面を傷つける様子を示す概念図である。
【図１２】清掃に用いる研磨剤の平均粒径を放電ワイヤの表層の厚さで除した値と、清掃直後の放電ムラ画像の発生頻度との関係を示す相関図である。
【符号の説明】
１    放電装置としての帯電装置
２    放電ワイヤ
１２    清掃部材
１５、１６、１９    研磨剤
１７    異物
２０    放電ワイヤの表層
１００    画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004347878.tif 000008
【図７】
2004347878.tif 000009
【図８】
2004347878.tif 000010
【図９】
2004347878.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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