(57)【要約】【課題】装置の大型化・複雑化を防止しつつ、帯電用の電極の汚染を効率よく防止し得る帯電装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置に備えられた帯電装置２は、像担持体１表面を帯電するための帯電用放電電極２１と、空気中の物質を捕集するための捕集用放電電極２２と、帯電用放電電極２１および捕集用放電電極２２を収納するシールドケース２３とを備えており、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１の外形形状の内部に形成されている。【選択図】図２
2005292723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面を帯電するための第１の放電電極と、
空気中の物質を捕集するための第２の放電電極と、
前記第１の放電電極および前記第２の放電電極を収納するシールドケースとを備え、
前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極の外形形状の内部に形成されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記第１の放電電極および前記第２の放電電極は、鋸歯状または針状を呈する電極であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極が放電する方向とは逆方向に放電するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極が放電する方向と同一方向に放電するものであり、かつ像担持体の画像形成領域以外の領域に放電するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極における長手方向の両方の端部近傍にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項６】
前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極における長手方向の中央部近傍に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の帯電装置。
【請求項７】
前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極よりも、前記シールドケース内の空気流路の入口側に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の帯電装置を備えた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、帯電装置に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電装置、および当該帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電装置は、近年、高効率・低オゾン化の要請にともなって、鋸歯状を呈する放電電極を持つタイプが主流になってきている（特許文献１参照）。
【０００３】
鋸歯状を呈する放電電極は、ワイヤータイプの放電電極に比べて放電方向が狭いことから、同じ電流・電圧であっても放電エネルギーが高い。また、放電は鋸歯状を呈する放電電極の先端部分に限られる。このため、オゾンの発生が少なくなるというメリットがある。
【０００４】
ところが、鋸歯状を呈する放電電極は、その先端部分に放電が集中して放電エネルギーが高いがゆえに、空気中の埃、主にシリカなどの物質と結合しやすくなる。これにより、シリカなどの物質が放電電極の先端部分に徐々に蓄積して、放電の障害が発生するという問題があった。この問題は、鋸歯状を呈する放電電極に限らず、例えばワイヤータイプの放電電極においても同様である。ここで、放電の障害とは放電のムラのことである。具体的には、感光体上に電位のムラが生じ、画像上に白もしくは黒の筋状ノイズが現れる。
【０００５】
このような放電のムラを防止するため、放電のムラの原因となる放電電極上に形成された付着物を除去する方法がある。
【０００６】
しかし、放電電極上の付着物を除去する装置を設けることは、帯電装置が大型化するとともにコストが増大し、しかも付着物の除去前後での画質変動が大きいなどの新たな課題が生じる。また、付着物を除去するタイミングを判定して、それを確実に実行するための方法も別途考えなくてはならない。さらに、鋸歯状または針状を呈する電極が使用される場合、電極の先端部分の破損を防止するための部材で電極の両側から挟み込む必要があり、先端部分に位置する放電点付近の付着物を十分に除去することはきわめて困難であった。
【０００７】
一方、転写紙に電圧を印加して転写紙上の電荷を中和させ中間転写ベルトから分離するための分離針電極において、両端部の分離針の方が、中央部の分離針よりも、中間転写ベルトとの距離が大きい分離針電極が知られている（特許文献２参照）。しかし、この分離針電極は、両端部における放電効果を中央部よりも若干抑制するものにすぎない。したがって、特許文献２に記載の発明は、帯電用の電極上に形成される付着物の発生を防止するという上記した課題については何ら配慮しておらず、これを解決するための具体的な方法を提示するものではない。
【特許文献１】特開２００２−２８９３２２号公報
【特許文献２】特開２０００−３３０３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、装置の大型化・複雑化を防止しつつ、帯電用の電極の汚染を効率よく防止し得る帯電装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１０】
（１）像担持体表面を帯電するための第１の放電電極と、空気中の物質を捕集するための第２の放電電極と、前記第１の放電電極および前記第２の放電電極を収納するシールドケースとを備え、前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極の外形形状の内部に形成されていることを特徴とする帯電装置。
【００１１】
（２）前記第１の放電電極および前記第２の放電電極は、鋸歯状または針状を呈する電極であることを特徴とする上記（１）に記載の帯電装置。
【００１２】
（３）前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極が放電する方向とは逆方向に放電するものであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の帯電装置。
【００１３】
（４）前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極が放電する方向と同一方向に放電するものであり、かつ像担持体の画像形成領域以外の領域に放電するものであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の帯電装置。
【００１４】
（５）前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極における長手方向の両方の端部近傍にそれぞれ形成されていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の帯電装置。
【００１５】
（６）前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極における長手方向の中央部近傍に形成されていることを特徴とする上記（３）に記載の帯電装置。
【００１６】
（７）前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極よりも、前記シールドケース内の空気流路の入口側に設けられていることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の帯電装置。
【００１７】
（８）上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の帯電装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、予め第２の放電電極により、シリカなどの空気中の物質を放電によって結合・除去することができ、これにより、集塵除去された空気のみを第１の放電電極に送ることが可能となる。したがって、第１の放電電極の汚染を防止して、第１の放電電極を常に綺麗な状態で使用でき、ノイズのない高画質な画像を提供することができる。
【００１９】
しかも、第２の放電電極は、第１の放電電極の外形形状の内部に形成されているので、帯電装置の大型化・複雑化を防止しつつ、シリカなどの空気中の物質の捕集という機能を達成することができる。また、第２の放電電極は、第１の放電電極の外形形状から外に突出することがないので、帯電装置の組立時などにおける不良・破損を防止することができ、帯電装置の安定した生産を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる電子写真方式の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００２２】
画像形成装置１００は、像担持体１と、像担持体１の表面を一様に帯電し電位を形成するための帯電装置２と、帯電装置２によって所望の電位まで帯電された像担持体１に、所定の静電潜像を形成するために光を照射するための像露光装置３と、静電潜像が形成された領域に粉体４ａを電界などの作用によって付着させて鏡像化するための現像装置５と、鏡像化された像担持体１上の粉体４ａを記録紙などの記録媒体６へ電界および圧力の作用によって移動させるための転写装置７と、記録媒体６上の粉体４ａを熱および圧力の作用によって永久的に固定するための定着装置８とを有している。像担持体１は、具体的には感光体であり、粉体４ａは、具体的にはトナーである。
【００２３】
転写装置７によっても粉体４ａが記録媒体６上に完全に移動しきれず、像担持体１上に僅かながら残ってしまう場合がある。このため、転写装置７の下流側には、像担持体１上に残留した残留粉体４ｂを像担持体１上から電気的・機械的に除去するための清掃装置９が設けられている。また、清掃装置９の下流側には、帯電、露光、現像、転写、および清掃の各工程を通過して電位的にばらついた像担持体１表面の状態を、光あるいは電界の作用によって消去ないし略リセツト電位にするための除電装置１０が設けられている。そして、除電装置１０による除電工程を経た像担持体１の表面は、再び帯電工程に入る。
【００２４】
このように、電子写真方式の画像形成装置１００においては、帯電工程が最も上流の工程である。したがって、帯電工程において均一で安定した帯電状態が得られない限り、すなわち像担持体１に対する均一で安定した電位の形成が行われない限り、その下流側のすべての工程が影響を受け、高品質な画像を得ることが困難となる。
【００２５】
図２は、帯電装置を部分的に切り欠いて示す概略斜視図である。
【００２６】
図２に示すように、帯電装置２は、像担持体１の表面を帯電するための帯電用放電電極２１（第１の放電電極）と、帯電用放電電極２１を収納するシールドケース２３とを備えている。また、像担持体１と帯電用放電電極２１との間に、所定の空隙を介して、制御電極２４が配設される。
【００２７】
制御電極２４は、メッシュまたは数本のワイヤから構成されており、シールドケース２３とは絶縁して設けられている。制御電極２４に図示しない電源によりバイアス電圧を印加することにより、被帯電体である像担持体１の表面に流れるコロナ電流を制御することが可能である。
【００２８】
帯電用放電電極２１は、像担持体１に対して電圧（｜Ｖｃ｜）を印加することで放電して電荷を注入するためのものである。シールドケース２３は、像担持体１に対向する側に開口部が形成され、断面がコの字形の中空体構造を有している。このシールドケース２３は、帯電用放電電極２１の放電電界を閉じ込めることができる。したがって、シールドケース２３は、帯電用放電電極２１の周辺電界を一定に保ち、安定したコロナ放電を維持する働きを担っている。シールドケースは、シールド電極、あるいは安定板とも呼ばれる。また、像担持体１と反対側のシールドケース２３の面（図中上面）には、シールドケース２３内の排気をするための図示しない排気用の開口部が設けられている。
【００２９】
帯電装置２はさらに、帯電用放電電極２１が放電することにより発生するオゾンやＮＯｘなどを帯電装置２の外部に排出するための通路である空気ダクト２５と、空気ダクト２５の中に空気流を形成するためのモータにより駆動されるファン２６とを備えている。そして、シールドケース２３の長手方向端部に設けられる図示しない端部壁には、シールドケース２３内に形成される空気流路の入口２７が設けられている。ただし、入口２７の設置位置は、変更可能である。
【００３０】
本実施形態の帯電装置２は特に、画像形成に必要な帯電用放電電極２１とは別に、空気中の物質を捕集するための捕集用放電電極２２（第２の放電電極）を有している。この捕集用放電電極２２は、シールドケース２３内に収納される。帯電用放電電極２１および捕集用放電電極２２は、金属板等の導電性薄板から形成されている。
【００３１】
帯電用放電電極２１および捕集用放電電極２２は、好ましくは鋸歯状または針状を呈する電極である。これにより、帯電装置２の動作において、高効率・低オゾン化を図ることができる。
【００３２】
図３は、帯電装置を長手方向に切断した断面図である。
【００３３】
図３に示すように、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１における長手方向の両方の端部近傍にそれぞれ形成されている。このように構成すれば、捕集用放電電極２２をシールドケース２３内の空気流路の入口２７に近接して配置することが容易となる。
【００３４】
本実施形態では、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１が放電する方向とは逆方向に放電するものである。すなわち、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１に対して鋸歯状を呈する電極の向きが互いに反対になる。
【００３５】
捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１の外形形状の内部に形成されている。つまり、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１の輪郭をなす形状の内部に収まることになる。ここでは、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１と同じ材料で一体的に形成されている。更に詳細に言えば、帯電用放電電極２１の歯の部分２１ａと反対側の部分の端面２１ｂが長手方向で略水平線Ｐとなるように形成されている。そして、捕集用放電電極２２の歯の部分２２ａにおける先端部分に位置する放電点２２ｐは、当該略水平線Ｐよりも帯電用放電電極２１の歯の部分２１ａがある側に、略水平線Ｐと所定の間隔を持って、あるいは略水平線Ｐ上、に配置されている。
【００３６】
この場合、捕集用放電電極２２は、単独ではほとんど放電しないため、捕集用放電電極２２の放電方向側、つまり捕集用放電電極２２の像担持体１側とは反対側には、放電対象物である対向電極２８が配設されている。この対向電極２８は、制御電極２４と同電位に設定されていてもよく、あるいは接地されてもよい。また、この対向電極２８は、シールドケース２３と共通とすることも可能である。
【００３７】
次に、このように構成された帯電装置２の動作について説明する。
【００３８】
帯電用放電電極２１は、像担持体１に対して帯電電位を形成するために放電する一方、捕集用放電電極２２は、対向電極２８に対して放電する。帯電用放電電極２１および捕集用放電電極２２には、高電圧（｜数ｋＶ｜）が印加され、それによって放電現象が発生する。
【００３９】
帯電用放電電極２１の放電エネルギーは、制御電極２４によって像担持体１との間の電位差が埋められるため、像担持体１の表面が制御電極２４の印加電圧（｜Ｖｇ｜）に近くなるまで、像担持体１に流れる。｜Ｖｇ｜までに帯電された像担持体１は、それ以上電流が流れなくなり、その他の放電エネルギーは、制御電極２４あるいはシールドケース２３へ流れる。このような放電が像担持体１の回転にしたがって順次極短時間に繰り返されることにより、像担持体１の表面に略均一な電位が形成される。
【００４０】
一方、上述した放電によって、捕集用放電電極２２は、空気中の挨、主にシリカと結合する。ここで、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１よりも、シールドケース２３内の空気流路の入口２７側に設けられている。つまり、捕集用放電電極２２は、シールドケース２３内の空気流２９の中で、帯電用放電電極２１よりも上流側に配設される。したがって、捕集用放電電極２２が空気中の挨、主にシリカを放電によって結合・除去し、挨、主にシリカが存在しない空気のみが帯電用放電電極２１へ流れることになる。
【００４１】
なお、空気流２９は、図２に示したファン２４により強制的に作り出され得る。ただし、空気流２９は、像担持体１が帯電装置２の近傍にて回転する際に発生する圧力差を利用して作り出されることも可能である。
【００４２】
空気流２９は、入口２７を経て外気より導かれ、捕集用放電電極２２近傍に達する。その後、空気流２９は、帯電用放電電極２１へ流れ、像担持体１と反対側のシールドケース２３の面の中央部に設けられた排気用の開口部を経て、空気ダクト２５を通過して帯電装置２外へ排出される。
【００４３】
このように第１の実施形態によれば、予め捕集用放電電極２２により、シリカなどの空気中の物質を放電によって結合・除去することができ、これにより、集塵除去された空気のみを帯電用放電電極２１に送ることが可能となる。したがって、帯電用放電電極２１の汚染を防止して、帯電用放電電極２１を常に綺麗な状態で使用でき、ノイズのない高画質な画像を提供することができる。
【００４４】
しかも、捕集用放電電極２２は帯電用放電電極２１の外形形状の内部に形成されているので、帯電装置２の大型化・複雑化を防止しつつ、シリカなどの空気中の物質の捕集という機能を達成することができる。また、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１の外形形状から外に突出することがないので、帯電装置の組立時などにおける不良・破損を防止することができ、帯電装置の安定した生産を図ることが可能となる。
【００４５】
図４は、本発明の第２の実施形態にかかる帯電装置２ａを長手方向に切断した断面図である。以下、第１の実施形態と相違する部分を説明する。なお、第１の実施形態と共通する部材には、同一の符号を付してある。
【００４６】
第２の実施形態の帯電装置２ａにおいて、捕集用放電電極２２は、図４に示すように、帯電用放電電極２１が放電する方向と同一方向に放電するものであり、かつ像担持体１の画像形成領域以外の領域に放電するものである。したがって、像担持体１の表面における帯電用放電電極２１により帯電すべき領域を十分確保することができる。
【００４７】
第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１の外形形状の内部に形成されている。更に詳細に言えば、帯電用放電電極２１における歯の部分２１ａの底部２１ｃが、長手方向で略水平線Ｑ上に形成されている。そして、捕集用放電電極２２の歯の部分２２ａにおける先端部分に位置する放電点２２ｐは、当該略水平線Ｑよりも帯電用放電電極２１の歯の部分２１ａがある側とは反対側に、略水平線Ｑと所定の間隔を持って、あるいは略水平線Ｑ上、に配置されている。
【００４８】
この場合、捕集用放電電極２２の放電方向側、つまり捕集用放電電極２２と像担持体１との間に、放電対象物である対向電極２８が配設されている。
【００４９】
この第２の実施形態によっても、上記した第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００５０】
図５は、本発明の第３の実施形態にかかる帯電装置２ｂを長手方向に切断した断面図である。以下、第１の実施形態と相違する部分を説明する。なお、第１の実施形態と共通する部材には、同一の符号を付してある。
【００５１】
第３の実施形態の帯電装置２ｂにおいて、捕集用放電電極２２は、図５に示すように、帯電用放電電極２１が放電する方向と直行する方向に放電するものである。
【００５２】
第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１の外形形状の内部に形成されている。更に詳細に言えば、帯電用放電電極２１における長手方向の両方の端面２１ｄが、長手方向に略垂直な略垂直線Ｒとなるように形成されている。そして、捕集用放電電極２２の歯の部分２２ａにおける先端部分に位置する放電点２２ｐは、当該略垂直線Ｒよりも帯電用放電電極２１の歯の部分２１ａがある側、すなわち長手方向の中央部側に、略垂直線Ｒと所定の間隔を持って、あるいは略垂直線Ｒ上、に配置されている。
【００５３】
この場合、捕集用放電電極２２の放電方向側、つまり捕集用放電電極２２とシールドケース２３の端部壁との間に、放電対象物である対向電極２８が配設されている。
【００５４】
この第３の実施形態によっても、上記した第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００５５】
図６は、本発明の第４の実施形態にかかる帯電装置２ｃを長手方向に切断した断面図である。以下、第１の実施形態と相違する部分を説明する。なお、第１の実施形態と共通する部材には、同一の符号を付してある。
【００５６】
第４の実施形態の帯電装置２ｃにおいて、捕集用放電電極２２は、図６に示すように、第１の実施形態と同様に帯電用放電電極２１が放電する方向と逆方向に放電するものであるが、帯電用放電電極２１における長手方向の中央部近傍に形成されている点で、第１の実施形態と相違している。
【００５７】
第４の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１の外形形状の内部に形成されている。更に詳細に言えば、帯電用放電電極２１の歯の部分２１ａと反対側の部分の端面２１ｂが長手方向で略水平線Ｐとなるように形成されている。そして、捕集用放電電極２２の歯の部分２２ａにおける先端部分に位置する放電点２２ｐは、当該略水平線Ｐよりも帯電用放電電極２１の歯の部分２１ａがある側に、略水平線Ｐと所定の間隔を持って、あるいは略水平線Ｐ上、に配置されている。
【００５８】
この場合、捕集用放電電極２２の放電方向側、つまり捕集用放電電極２２の像担持体１側とは反対側に、放電対象物である対向電極２８が配設されている。
【００５９】
入口２７は、像担持体１と反対側のシールドケース２３の面（図中上面）の中央部に設けられている。空気流２９は、入口２７を経て外気より導かれ、対向電極２８を通過して、捕集用放電電極２２近傍に達する。その後、空気流２９は、帯電用放電電極２１へ流れ、像担持体１と反対側のシールドケース２３の面の端部に設けられた排気用の開口部２３ａを経て、空気ダクト２５を通過して帯電装置２ｃ外へ排出される。
【００６０】
この第４の実施形態によっても、上記した第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００６１】
本発明は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。
【００６２】
たとえば、図３〜図５に示される帯電装置２ａ〜２ｂでは、捕集用放電電極２２は、帯電用放電電極２１における長手方向の両方の端部近傍にそれぞれ形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、長手方向の片方の端部近傍にのみ形成されていてもよい。
【００６３】
本発明の帯電装置は、たとえば、モノクロまたはカラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、およびこれらの機能を組み合わせた多機能周辺機器（ＭＦＰ）等の画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる電子写真方式の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】帯電装置を部分的に切り欠いて示す概略斜視図である。
【図３】帯電装置を長手方向に切断した断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる帯電装置を長手方向に切断した断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態にかかる帯電装置を長手方向に切断した断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態にかかる帯電装置を長手方向に切断した断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    像担持体、
２，２ａ〜２ｃ    帯電装置、
２１    帯電用放電電極、
２２    捕集用放電電極、
２３    シールドケース、
２４    制御電極、
２７    空気流路の入口、
２９    空気流、
１００    画像形成装置。
【図１】
2005292723.tif 000003
【図２】
2005292723.tif 000004
【図３】
2005292723.tif 000005
【図４】
2005292723.tif 000006
【図５】
2005292723.tif 000007
【図６】
2005292723.tif 000008