(57)【要約】【課題】装置が大型化することなく、大きな放電領域を得ることのできる帯電装置を提供する。【解決手段】帯電装置３は、少なくとも表面が導電性の材料で構成された帯電部材６を備える。帯電部材６の前記表面が被帯電体２に接触又は近接した状態で、帯電部材６に電圧を印加することで、被帯電体２の帯電を行う。帯電部材６の前記表面は、被帯電体２に向けて凸状に湾曲しており、帯電部材６は、湾曲に沿う方向に関して両端部を有する。帯電部材６は、湾曲に沿う方向に関して両端部を有する非ローラ形状（例えば、円柱の一部を切り出した形状）をなしている。したがって、所定の曲率の外周面を有する帯電ローラに比べて、同じ曲率またはより小さな曲率の表面を有する帯電部材６は、同じまたはより大きな放電領域を得ることができるにもかかわらず、その占めるスペースが小さくて済む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が導電性の材料で構成された帯電部材を備え、
帯電部材の前記表面が被帯電体に接触又は近接した状態で、帯電部材に電圧を印加することで、被帯電体の帯電を行う帯電装置において、
帯電部材の前記表面は、被帯電体に向けて凸状に湾曲しており、
帯電部材は、湾曲に沿う方向に関して両端部を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部材は、被帯電部材に対向して帯電を行う第１の位置と、クリーニング手段により前記表面がクリーニングされる第２の位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項１の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電部材は、基体により支持されることを特徴とする請求項１又は２の帯電装置。
【請求項４】
前記基体が回転体であり、基体の回転に伴って帯電部材が第１の位置と第２の位置の間で移動することを特徴とする請求項３の帯電装置。
【請求項５】
前記帯電部材の前記表面は、所定の曲率を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の帯電装置。
【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、プリンタ、ファクシミリやこれらの複合機などの画像形成装置に用いられる帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式による画像形成装置において、感光体表面を一様に帯電する手段として、外周上に導電層を備えた帯電ローラを感光体に接触または近接させ、帯電ローラから感光体ドラムに電荷を供給することで感光体を帯電させる帯電装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
帯電ローラから感光体への電荷の供給は、図１に示すように、帯電ローラ１００と感光体１０２が最も接近した位置（両者が接触する場合は接触領域）だけでなく、帯電ローラ１００と感光体１０２の間隙が所定の値以下の領域においても放電により行われる。帯電の均一性を確保するために、この放電領域１０４を大きくすることが望ましいが、このためには、帯電ローラの径を大きくしなければならず、帯電装置が大型化する。
【０００４】
そこで、本発明は、装置が大型化することなく、大きな放電領域を得ることのできる帯電装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る帯電装置は、
少なくとも表面が導電性の材料で構成された帯電部材を備え、
帯電部材の前記表面が被帯電体に接触又は近接した状態で、帯電部材に電圧を印加することで、被帯電体の帯電を行う帯電装置において、
帯電部材の前記表面は、被帯電体に向けて凸状に湾曲しており、
帯電部材は、湾曲に沿う方向に関して両端部を有することを特徴とする。
【０００６】
かかる帯電装置では、帯電部材は、湾曲に沿う方向に関して両端部を有する非ローラ形状（例えば、円柱の一部を切り出した形状）をなしている。したがって、所定の曲率の外周面を有する帯電ローラに比べて、同じ曲率またはより小さな曲率の表面を有する帯電部材は、同じまたはより大きな放電領域を得ることができるにもかかわらず、その占めるスペースが小さくて済む。
【０００７】
帯電部材は、被帯電部材に対向して帯電を行う第１の位置と、クリーニング手段により前記表面がクリーニングされる第２の位置との間で移動可能に構成してもよい。第２の位置への移動は、帯電装置を備えた画像形成装置の非画像形成時において所定のタイミング（例えば、前回のクリーニングからの画像形成装置動作時間が設定値を超えた場合）で行われる。
【０００８】
帯電部材は、基体により支持されるようにしてもよい。この場合、例えば、帯電部材は、前記表面と反対側の裏面で基体に取付けられる。さらに、基体として回転体を用いることで、基体の回転に伴って帯電部材を第１の位置と第２の位置の間で移動するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図１、２を参照して本発明に係る帯電装置の第１の実施形態を説明する。感光体ドラム（以下、感光体という。）２を一様に帯電するための帯電装置３は、感光体２の軸と平行に伸びた軸を有する円柱状の金属基体４と、該基体４の外周の一部に固定され、基体４の軸に沿って設けられた細長い帯電部材６とを備える。帯電部材６は、基体４と同軸上の円柱の一部を外形とした部材で、その外周面の曲率が基体４の外周面の曲率より小さく設計されている。帯電部材６はまた、体積抵抗が例えば１０４〜１０１３Ωｃｍの導電性材料で構成されている。基体４を挟んで感光体２の反対側には、帯電部材６の外周面をクリーニングするためのブラシ部材８が配設されている。
【００１１】
基体４は、図示しないモータにより軸周りに回転駆動可能となっており、これにより、帯電部材６は、外周面が感光体２の外周面と近接して感光体を帯電する帯電位置（第１の位置）６ａと、外周面がブラシ部材８に接触するクリーニング位置（第２の位置）６ｂとの間で移動できるようにしてある。
【００１２】
金属基体４には、画像形成時に図示しない直流電源から電圧が印加されるようになっており、したがって、第１の位置６ａに配置した導電性部材６に近接した感光体２が帯電することになる。
【００１３】
基体４の両端近傍には、円状のスペーサ１０ａ，１０ｂが感光体２に当接するように設けてある。これらスペーサ１０ａ，１０ｂは、円柱基体４周りに回転自在に基体４に支持されており、したがって、画像形成時に感光体２が回転する際に、基体４に固定された帯電部材６が第１の位置６ａに保持された状態で、帯電部材６と感光体２との間隙が一定に保たれることになる。両者が最も接近した位置での間隔は、安定した放電を行うために、５μｍ以上１００μｍ以下に設定するのが望ましい。
【００１４】
以上の構成を有する帯電装置３を備えた画像形成装置の画像形成時において、帯電部材６は第１の位置６ａに配置される。感光体２を図２の矢印１１の方向に回転しながら、基体４に所定の電圧が印加される。その結果、帯電部材６に近接した感光体２の表面は、放電により帯電する。帯電した感光体２表面は、続いて、露光ユニット１２から光１４が選択的に照射され、これにより、感光体２表面に静電潜像が形成される。そして、現像器（図示せず）から感光体２に現像剤を供給することで静電潜像が顕像化された後、感光体２上の現像剤が用紙に転写されて用紙に画像が形成される。
【００１５】
本実施形態では、感光体２に対向する帯電部材６の外周面の曲率を小さくして放電領域を大きくしても、帯電ローラの場合と異なり帯電装置が大型化することはなく、したがって、帯電装置の周辺のスペースを有効活用することで、画像形成装置の小型化を図ることができる。具体的には、例えば、図２に示すように、露光ユニット１２により露光される位置を、感光体２の回転方向１１に関して帯電を行う位置の直ぐ下流側に設定しても、露光ユニット１２から照射される光１４は、帯電部材６に経路を遮られずに、感光体２表面に到達できる。なお、図の例では、帯電部材６は、第１の位置６ａから第２の位置６ｂに移動する際に露光経路を横切るが、露光動作を行っていないので問題は生じない。
【００１６】
画像形成時に、帯電部材６の外周面には、帯電部材６に印加する電圧の極性とは逆の極性に帯電した現像剤や帯電量の低い現像剤が感光体から移動して付着する場合がある。このような現像剤等を除去するために、非画像形成時において、帯電部材６を、必要に応じて、第１の位置６ａから第２の位置６ｂに移動させる。この結果、帯電部材６の外周面は、ブラシ部材８と摺接して清掃される。
【００１７】
帯電部材６を第２の位置６ｂに移動してクリーニングを行うタイミングとして、例えば、画像形成終了後に画像形成装置を停止させるまでの間が挙げられる。前回のクリーニングからの画像濃度の積算値（現像剤消費量に対応）、前回のクリーニングからの画像形成装置動作時間、帯電電流の積算値、帯電装置の総駆動時間等の少なくとも一つが、所定の値を超えた場合に、画像形成動作を中断し、帯電部材６を第２の位置６ｂに移動するようにしてもよい。このように、帯電部材６の外周面を常に清浄な状態に保つことで、常に良好な画像を得ることができる。
【００１８】
ところで、従来の帯電ローラを用いた方法において、クリーニング部材を帯電ローラに常に接触させ、機械的に現像剤等を除去する構成が知られている。この場合、クリーニング部材との摺擦により帯電ローラが磨耗したり帯電ローラに現像剤等が融着することがあり、帯電ローラの寿命の低下を招いていた。
【００１９】
これに対し、本実施形態は、帯電部材６を、必要に応じてブラシ部材８に接触させる構成を採用しているため、帯電部材６とブラシ部材８との機械的な接触によるストレスを最小限度に抑えることが可能であり、帯電装置の長寿命化を図ることができる。帯電部材６の外周面の汚れを機械的に除去するクリーニング部材として、ブラシ部材８の代わりに弾性部材（図示せず）を用いてもよい。
【００２０】
帯電部材６の外周面に付着した現像剤を除去するために、機械的に除去する以外に、図３に示すように第２の位置６ｂに配置された帯電部材６の外周面と所定の間隔をあけて導電性部材１６を設け、この部材１６に対し電源１８から付着現像剤と逆極性の電圧を印加して電気的に現像剤を除去する方法や、現像剤が磁性を有する場合に磁気的に除去する方法を用いてもよく、これらは本発明の範囲内に含まれる。
【００２１】
本実施形態では、帯電部材６を帯電位置６ａとクリーニング位置６ｂの間で移動するために、帯電部材６を基体４の周りを回動させたが、図４に示すように基体４とともに平行移動させてもよい。
【００２２】
また、本実施形態では、帯電部材６を支持する基体４として導電性材料である金属を用い、電源から基体４を介して帯電部材６に電圧を印加したが、電源から帯電部材６に直接電圧を印加する構成を採用してもよく、この場合、基体として絶縁性材料を用いればよい。
【００２３】
さらに、本実施形態では、帯電部材６を第１の位置６ａから第２の位置６ｂに移動する場合と、第２の位置６ｂから第１の位置６ａに移動する場合で、逆方向に回転させたが、両方の場合とも同一方向に回転させてもよい。
【００２４】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明に係る帯電装置の第２の実施形態を示す。この帯電装置２０は、帯電部材２２及び該部材２２を支持する基体２４の形状を除き、第１の実施形態に係る帯電装置３と略同一の構成を有する。
【００２５】
具体的に、基体２４は、感光体２の軸と平行に伸びた軸２６、及び軸２６に固定された支持部２８を備える。支持部２８は、幅広の第１の板部分３０と、該板部分３０に直交する第２の板部分３２とからなり、断面がＴ字状をなしている。軸２６は第２の板部分３２の端部に貫通して固定されている。第１の板部材３２の図中上面は、平坦状に形成され、帯電部材２２が取付けてある。帯電部材２２の外周面は所定の曲率を有する。
【００２６】
本実施形態では、第１の実施形態と異なり、帯電部材２２を取付ける基体２４の支持部２８外面が平坦であり、これにより、感光体２に対向させた際の感光体２と帯電部材２２との間隙を第１の実施形態に比べて高精度に設定できる。
【００２７】
また、帯電位置において基体２４を感光体２にできるだけ近い位置まで延設させることで、帯電部材２２の厚みを小さくでき、これにより、感光体２に対向させた際の感光体２と帯電部材２２との間隙を高精度に設定できる。
【００２８】
さらに、支持部２８を例えばＴ字状断面とすることで、帯電部材２２を取付ける第１の板部分３０以外では、支持部２８の占めるスペースをできるだけ小さくすることで、帯電装置の周辺のスペースを有効活用することで、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
＜第３の実施形態＞
図５は、本発明に係る帯電装置の第３の実施形態を示す。この帯電装置４０は、第２の実施形態に係る帯電装置２０に類似しているが、基体４２の支持部４４において、帯電部材４６を取付ける部分４８の支持面（外面）が所定の曲率を有する点、及び帯電部材４６が薄層状に形成され、その外面が前記所定の曲率と略同一の曲率を有する点が異なる。帯電部材４６の曲率部分４８上への取付けは、例えば、シート状に形成した帯電部材４６を支持部４４の曲率部分４８に貼り付けたり、導電性材料を曲率部分４８に塗布することにより行う。
【００３０】
本実施形態では、基体４２の表面を所定の曲率を有するように高精度に加工することで、その上に形成する薄層状の帯電部材４６の外面の曲率を高精度に設定できる。
【００３１】
＜第４の実施形態＞
図７、８を参照して、本実施形態に係る帯電装置５０は、第３の実施形態と同一形状の帯電部材４６及び基体４２を備える。基体４２の軸２６の両端には、帯電部材４６と感光体２との間隙を一定にするために感光体２に当接する一対の円状スペーサ５２（図では一方のみを示す。）が支持されている。スペーサ５２の少なくとも一方と軸２６は、ワンウェイクラッチ５４を介して連結されており、スペーサ５２が矢印５６の方向（図７の時計回り方向）に回転する場合にのみ、軸２６も同一の方向に回転するようにしてある。基体４２にはばね５８が接続されており、基体４２及び帯電部材４６を図７の反時計回り方向に付勢するようにしてある。基体４２は、ばねにより反時計回り方向に付勢されるが、所定の位置に設けた規制部材６０と当接することで、帯電位置（図７の実線位置）に位置決めされるようになっている。
【００３２】
画像形成時、感光体２を図７の時計回り方向６２に回転させる。このとき、スペーサ５２は矢印６４の方向に従動回転するが軸２６は回転せず、したがって帯電部材４６は帯電位置に保持される。非画像形成時、感光体２を図７の反時計回り方向６６に所定の距離だけ回転させる。このとき、スペーサ５２は矢印５６の方向に従動回転し、これとともに軸２６がばね５８の付勢力に抗して回転し、帯電部材４６は、その外面がブラシ部材８と接触するクリーニング位置（図７の点線位置）に移動する。クリーニング後、感光体２を画像形成時と同じ方向６２に回転させると、帯電部材４６及び基体４２は、ばね５８の付勢力により帯電位置に戻る。
【００３３】
なお、感光体の軸の端部に設けた第１のギアに係合する第２のギアを、基体の軸の端部に設け、基体の軸と第２のギアとの間にワンウェイクラッチを配置してもよい。
【００３４】
図７に示すように、帯電部材４６のクリーニングが感光体の比較的近くで行われる場合には、クリーニング手段として例えば導電性の弾性発泡ローラや導電性のブラシローラを用い、クリーニング手段を、クリーニング位置に配置された帯電部材の外周のみならず感光体の表面と接触するように配置し、これにより、画像形成後に感光体上に残留する現像剤を除去するようにしてもよい。
【００３５】
＜第５の実施形態＞
繰り返し画像形成を行うと、感光体表面に近接する領域（例えば、１００μｍ未満）に位置する帯電部材の放電面（帯電部材の外面のうち放電が行われる部分）では、放電面と感光体表面との間に形成される電界により、感光体上の残留現像剤の一部が放電面に引き付けられて、放電面が汚れ、感光体を均一に帯電できなくなることがわかっている。逆に言えば、感光体表面から十分離れた帯電部材の放電面では、電界が弱くなり汚れが極めて少なくなる。そこで、感光体表面に近接する領域に位置する放電面を、所定のタイミングで十分離れた位置にずらすことで、前記近接領域に汚れていない放電面を配置することができる。このように、帯電部材の帯電位置を所定のタイミングで変えることで、クリーニング手段によるクリーニング工程を経ずに多数の枚数にわたって良好な画像を形成できる。図９は、帯電部材の帯電位置を、初期位置から２万枚プリントする毎に外周面に沿って０．５ｍｍずつずらす制御例を示したものである。
【００３６】
＜第６の実施形態＞
図１０は、本発明に係る帯電装置の第６の実施形態を示す。この帯電装置７０では、帯電部材７２を支持する基体７４は、露光ユニット７６のウィンドウ７８、あるいはウィンドウの上面にフィルタなどの防塵部材を設けた場合に防塵部材をクリーニングするためのブラシ部材８０を支持する。基体７４の回動により帯電部材７２が帯電位置（図の実線位置）からクリーニング位置（図の点線位置）に移動してブラシ部材８により外面がクリーニングされるのに連動して、ブラシ部材８０によりウィンドウ７８または防塵部材がクリーニングされる。
【００３７】
以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれらに限らず種々改変可能である。例えば、前記実施形態では、帯電部材は一定の曲率を有していたが、感光体に対し凸状に湾曲していれば、曲率が位置により異なっていてもよい。但し、表面の加工のし易さから、帯電部材は一定の曲率を有するのが好ましい。
【００３８】
また、帯電装置により帯電する被帯電体は、感光体ドラムの代わりに感光ベルトでもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、湾曲に沿った方向に関して両端部を備えた非ローラ形状の帯電部材を用いて、被帯電体（例えば感光体）を帯電させるので、帯電装置が大型化することなく、大きな放電領域を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る帯電装置の第１の実施形態を備えた画像形成装置の要部を示す斜視図。
【図２】本発明に係る帯電装置の第１の実施形態を備えた画像形成装置の要部を示す断面図。
【図３】図１の帯電装置の帯電部材をクリーニングするための別の例を示す図。
【図４】図１の帯電装置の帯電部材の移動方法の別の例を示す図。
【図５】（ａ）本発明に係る帯電装置の第２の実施形態を備えた画像形成装置の要部を示す断面図。（ｂ）図５（ａ）の帯電装置の部分拡大斜視図。
【図６】本発明に係る帯電装置の第３の実施形態を備えた画像形成装置の要部を示す断面図。
【図７】本発明に係る帯電装置の第４の実施形態を備えた画像形成装置の要部を示す断面図。
【図８】図７の画像形成装置の部分拡大斜視図。
【図９】本発明に係る帯電装置の第５の実施形態において、所定のタイミングで帯電部材の帯電位置を移動させる例を示すグラフ。
【図１０】本発明に係る帯電装置の第６の実施形態を備えた画像形成装置の要部を示す断面図。
【図１１】従来の画像形成装置における放電領域を説明するための図。
【符号の説明】
２：感光体（被帯電体）、３：帯電装置、４：基体、６：帯電部材、８：クリーニング部材。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004078111.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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