(57)【要約】【課題】複雑な装置構成や制御処理を必要とせず、より迅速に良好な帯電を実現する。【解決手段】画像形成処理を行っていないときに、帯電部材１１の表面を放電曝露させ、物理的乃至化学的に改質してぬれ性を促進する。これによって、その後の帯電処理においては、イオン性導電性媒体の均一な薄膜を帯電部材１１の表面に形成させることが可能となる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷受容体を帯電させるための帯電部材と、
前記帯電部材にイオン性導電性媒体を供給する供給手段と、
基準電位に対してある電位差を前記帯電部材に生じさせる電圧印加手段と、
前記帯電部材との間に電位差を生じさせることによって当該帯電部材表面に放電を発生させる放電手段とを備え、
前記電荷受容体を帯電する場合には、前記供給手段は前記イオン性導電性媒体を前記帯電部材に供給するとともに、前記電圧印加手段は前記電位差を前記帯電部材に生じさせる一方、
前記帯電部材の表面を放電曝露させる場合には、前記供給手段は前記イオン性導電性媒体を前記帯電部材に供給せず、前記放電手段は前記帯電部材との間に前記電位差を生じさせる帯電装置。
【請求項２】
前記放電手段は、前記帯電部材と接触するように配置された放電部材を有しており、
前記放電は前記帯電部材と前記放電部材との間に形成されている微小空隙において発生する請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電部材はロール状の弾性部材である請求項１に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電部材は、複数のロール状部材に無端ベルト状部材が掛け渡されることによって形成されている請求項１に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記電荷受容体が帯電させられた後の前記帯電部材の表面に残留している前記イオン性導電性媒体を除去する除湿手段を備える請求項１記載の帯電装置。
【請求項６】
光導電性を有する像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置とを備える画像形成装置において、
前記帯電装置は、
像担持体を帯電させるための帯電部材と、
前記帯電部材にイオン性導電性媒体を供給する供給手段と、
前記像担持体と前記帯電部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記帯電部材との間に電位差を生じさせることによって当該帯電部材表面に放電を発生させる放電手段とを備え、
前記像担持体を帯電する場合には、前記供給手段は前記イオン性導電性媒体を前記帯電部材に供給するとともに、前記電圧印加手段は前記電圧を前記像担持体と前記帯電部材との間に印加する一方、
前記帯電部材の表面を放電曝露させる場合には、前記供給手段は前記イオン性導電性媒体を前記帯電部材に供給せず、前記放電手段は前記帯電部材との間に前記電位差を生じさせる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体を迅速かつ均一に帯電させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体を帯電させる帯電装置としてコロトロンが広く用いられている。コロトロンを用いた場合には、コロナ放電の作用によって像担持体を均一に帯電させることができるという利点があるが、その一方で、次のような問題もある。まず、コロトロンによって像担持体を所定の電位に帯電させるためには、数ｋＶという比較的高い電圧を印加しなければならないため、このような高電圧を印加可能な高圧電源が必要になってしまう。また、コロナ放電によって発生するオゾン等の放電生成物は像担持体の劣化を引き起こすことが知られている。さらに、発生したオゾンが画像形成装置の外部に排出しないようにオゾンフィルターが必要になるため、これによって製造コストが上昇してしまうという問題もある。
【０００３】
そこで、コロトロンに代わる帯電装置として、いわゆる接触型帯電装置が開発された。この接触型帯電装置とは、例えばロール形状、ブラシ形状、ブレード形状、フィルム形状或いはベルト形状等の導電性部材を有しており、この導電性部材と像担持体との接触部近傍の微小空隙に放電を発生させて像担持体を帯電させる、というものである。このような接触型帯電装置は、コロナ放電を利用していないため、オゾンの発生が極めて少なく、かつ、コロトロンに比べて低い電源電圧で足りる、というメリットがある。
【０００４】
ところで、接触型帯電装置においては、導電性部材にＤＣ（直流）電圧を印加して像担持体を帯電させると、帯電均一性がそれほど良くないことに加えて、印加電圧と逆極性に帯電したトナー等が像担持体に付着することが知られている。よって、接触型帯電装置の導電性部材にはＤＣ電圧にＡＣ（交流）電圧を重畳した電圧を印加し、これによって像担持体を帯電させる方法が一般的である。しかしながら、像担持体表面の移動速度（プロセススピード）が速いと、ＡＣ電圧の周波数に対応した帯電ムラ（いわゆるＡＣリップル）が大きくなり、これが濃度ムラとなって記録紙の画質に現れてしまう。そこで、ＡＣ電圧の周波数をなるべく高く設定して、濃度ムラを目立たないようにする必要がある。
【０００５】
ところが、像担持体はそもそもＡＣ電圧によってダメージを受けやすい特性を持っているから、上記のようにＡＣ電圧の周波数を高くしてしまうと、像担持体に流れるＡＣ電圧も増加し、像担持体が相当のダメージを受けてしまう。さらに、ＡＣ電圧の増加に伴って放電生成物も増加することになるが、そのような多量の放電生成物を除去するべくクリーナーブレードの強度を増加させたりすると、結局、クリーナーブレードとの摩擦によって像担持体表面が摩耗してしまう。したがって、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧を印加するような接触型帯電装置は、プロセススピードが速い中高速の複写機等の画像形成装置には搭載できないのが現状である。
【０００６】
そこで、接触型帯電装置が有するこれらの問題点を解決する帯電装置として、例えば特許文献１〜３に記載されたものがある。これら特許文献１〜３に記載された帯電装置は、水など液体をスポンジローラに含浸させておき、このスポンジローラを像担持体に接触させつつ電圧を印加することによって像担持体を帯電させる、というものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０５−１１９５８３号公報
【特許文献２】
特開平０７−１４０７２９号公報
【特許文献３】
特開平０８−６２９３２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この種の帯電装置においては、スポンジローラに含浸させる液体の量を非常に厳密に調整しなければならない。なぜなら、スポンジローラに含浸させた液体の量が少なすぎると当然のことながら帯電不良が発生してしまうし、スポンジローラに含浸させた液体の量が多すぎると、像担持体に多量に付着した液体がそのまま像担持体を経由して現像装置に流入してしまい、画質欠陥を引き起こしてしまうからである。このように液体の量を適切に調整するためには、高精度のセンサやポンプなどの専用装置が必要となり、製造コストが高くなってしまう。
【０００９】
また、特許文献１〜３には、液体をスポンジローラに常時供給し続けるタイプの帯電装置と、未使用時にはスポンジローラへの液体の供給を停止するタイプの帯電装置との双方が開示されている。前者のタイプの帯電装置では、スポンジローラが雰囲気に曝されることによる液体の蒸発を防止するために、外気との接触を遮蔽するための手段が必要となったり、或いは、蒸発した液体を補充する頻度が高くなる等の不都合が懸念される。また、後者のタイプの帯電装置では、未使用状態が長時間続くことによって既に乾燥しきっているスポンジロールに再度液体を充分に吸収させるためには、相当の時間が必要になってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、複雑な装置構成や制御処理を必要とせず、より迅速に良好な帯電処理を実現するための仕組みを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、電荷受容体を帯電させるための帯電部材と、前記帯電部材にイオン性導電性媒体を供給する供給手段と、基準電位に対してある電位差を前記帯電部材に生じさせる電圧印加手段と、前記帯電部材との間に電位差を生じさせることによって当該帯電部材表面に放電を発生させる放電手段とを備え、前記電荷受容体を帯電する場合には、前記供給手段は前記イオン性導電性媒体を前記帯電部材に供給するとともに、前記電圧印加手段は前記電位差を前記帯電部材に生じさせる一方、前記帯電部材の表面を放電曝露させる場合には、前記供給手段は前記イオン性導電性媒体を前記帯電部材に供給せず、前記放電手段は前記帯電部材との間に前記電位差を生じさせる帯電装置を提供する。
【００１２】
この帯電装置によれば、電荷受容体を帯電させるための帯電部材表面が、放電曝露されることによりぬれやすい状態になることから、帯電部材表面に形成されるイオン性導電性媒体の薄膜化を促進することができる。従って、電荷受容体を均一に帯電するために必要十分なイオン性導電性媒体を無駄なく帯電部材に供給することができる。また、帯電部材表面にイオン性導電性媒体の薄膜を迅速に形成することができるため、電荷受容体と帯電部材表面のイオン性導電性媒体との良好な接触状態を得るまでの準備時間が短くなる。従って、例えば帯電部材と電化受容体との間に電圧を印加することによって電荷受容体の帯電を開始するタイミングと略同一若しくは直前にイオン性導電性媒体の供給を開始すればよく、帯電動作開始までの待ち時間を短くすることが可能となる。
【００１３】
本発明において、前記放電手段は、前記帯電部材と接触するように配置された放電部材を有しており、前記放電は前記帯電部材と前記放電部材との間に形成されている微小空隙において発生するのが望ましい。このようにすれば、放電手段によって発生させられる放電現象は帯電部材と放電部材との間に限定されるから、電荷受容体が放電曝露される虞がない。したがって、電荷受容体表層における機械的強度を経時で低下させることなく、安定した帯電を行うことが可能である。
【００１４】
前記帯電部材は、ロール状の弾性部材であってもよいし、複数のロール状部材に無端ベルト状部材が掛け渡されることによって形成されていてもよい。前者の場合、例えば帯電部材に荷重を加えて電荷受容体と所定のニップ幅を形成することによって、イオン性導電性媒体と電荷受容体との密着性を高めることが可能となり、安定した帯電を行うことが可能になる。一方、後者の場合、帯電部材の構成レイアウトの自由度が増す。従って、例えば帯電部材と電荷受容体との接触面積を広くすることも可能となり、このようにすればイオン性導電性媒体と電荷受容体との密着性を高めることができ、安定した帯電を行うことが可能になる。
【００１５】
また、好ましくは、前記電荷受容体が帯電させられた後の前記帯電部材の表面に残留している前記イオン性導電性媒体を除去する除湿手段を備えるようにすればよい。帯電処理後の帯電部材表面に残留するイオン性導電性媒体の液滴を速やかに除去すれば、放電処理を安定的に行うことができるからである。
【００１６】
また、本発明は、光導電性を有する像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置とを備える画像形成装置において、前記帯電装置は、像担持体を帯電させるための帯電部材と、前記帯電部材にイオン性導電性媒体を供給する供給手段と、前記像担持体と前記帯電部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記帯電部材との間に電位差を生じさせることによって当該帯電部材表面に放電を発生させる放電手段とを備え、前記像担持体を帯電する場合には、前記供給手段は前記イオン性導電性媒体を前記帯電部材に供給するとともに、前記電圧印加手段は前記電圧を前記像担持体と前記帯電部材との間に印加する一方、前記帯電部材の表面を放電曝露させる場合には、前記供給手段は前記イオン性導電性媒体を前記帯電部材に供給せず、前記放電手段は前記帯電部材との間に前記電位差を生じさせる画像形成装置を提供する。
【０００１７】
この画像形成装置によれば、像担持体に対する放電ストレスをほぼ発生させずに帯電可能であるため、像担持体表面の機械的強度を著しく低下させることがない。よって、例えばブレードクリーナーが像担持体に当接しているような画像形成装置においては、像担持体表面の磨耗量を大幅に低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
図１は画像形成装置１００の構成を示した図である。図１に示されるように、画像形成装置１００は、帯電装置１と、感光体ドラム２と、イオン性導電性媒体除去装置３と、露光装置４と、現像装置５と、転写ロール６と、クリーニング装置７とを備えている。
ロール形状の感光体ドラム２は、例えば導体基板上に電荷受容体としてＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：有機光導電体）からなる電荷発生層や電荷輸送層を含む２層ないし３層の光導電層が積層されることによって形成されている。この感光体ドラム２は、回転軸を中心として図示せぬ駆動手段により図中の矢印Ａ方向に回転させられるようになっている。
【００１９】
帯電装置１は、帯電部材１１と、イオン性導電性媒体供給装置１２（以下、単に供給装置１２という）、電源１３などを備えている。帯電部材１１は、感光体ドラム２と良好な接触領域（ニップ）を形成するような硬度と適度な導電性とを有した素材（例えば半導電性ゴム等の弾性体）によって、ロール形状に形成されている。この帯電部材１１は、図示せぬ加圧バネによって感光体ドラム２側に付勢されており、これにより、帯電部材１１の周面は感光体ドラム２の周面に押しつけられている。このため、帯電部材１１は感光体ドラム２の回転に伴い、ほぼ同期して従動回転するようになっている。供給装置１２は、水などのイオン性導電性媒体をを帯電部材１１の表面に供給（塗布）し、これによって、帯電部材１１の表面にはイオン性導電性媒体からなる薄膜が形成される。この薄膜は、帯電部材１１の回転に伴って移送され、帯電部材１１と感光体ドラム２との接触領域に至るまで安定的に維持される。この状態で、電源１３が帯電部材１１と感光体ドラム２との間に電圧を印加すると、上記ニップ領域において電荷が移動することによって感光体ドラム２の表面が帯電することになる。
【０００２０】
この帯電装置１の構成については様々な態様が考えられるので、その詳細については後述する。なお、本明細書においては、感光体ドラム（像担持体或いは電荷受容体）と帯電部材との間に電圧を印加することを、便宜的に、「帯電部材に電圧を印加する」、或いは、「基準電位に対する電位差を帯電部材に生じさせる」と表現する。後者の場合、基準電位とは感光体ドラムの電位である。
【００２１】
イオン性導電性媒体除去装置３は、ブレード形状の弾性部材を備えている。この弾性部材は、感光体ドラム２の回転軸と平行な方向に延在し、かつ、感光体ドラム２の外周表面に接するようにして配置されている。感光体ドラム２は、前述のようにイオン性導電性媒体の作用によって帯電することになるが、その帯電後においては感光体ドラム２の外周表面にイオン性導電性媒体が残存している。このように残存したイオン性導電性媒体は、その後に実行される露光プロセスや現像プロセスに対して悪影響を及ぼしてしまう。そのため、イオン性導電性媒体除去装置３は、ブレード状の弾性部材によって、感光体ドラム２の外周表面のイオン性導電性媒体を削ぎ取るようにして除去する。除去されたイオン性導電性媒体は図示せぬ回収装置により回収されるようになっている。
【００２２】
露光装置４は例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等を備えており、一様に帯電した感光体ドラム２の表面に光を照射することで静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置５によって現像されてトナー像となり、感光体ドラム２の回転に伴って転写ロール６と感光体ドラム２の接触位置まで移送される。一方、記録用紙などの記録媒体８は、図示せぬ搬送ベルト等によって図中の矢印Ｂ方向へと進む。転写ロール６と感光体ドラム２の間には図示せぬ電源によって電圧が印加され、トナー像が感光体ドラム２から記録媒体８へと引き寄せられるような電界が形成される。この電界の作用により、感光体ドラム２上のトナー像は記録媒体８へと転写される。記録媒体８に転写されたトナー像は、図示せぬ定着装置によって加熱されることで記録媒体８上に定着する。
【００２３】
クリーニング装置７は、ディスターバブラシ７１とクリーニングブレード７２とを備えている。感光体ドラム２の表面に残留しているトナーは、まずディスターバブラシ７１によってその付着力を低減され、次いでクリーニングブレード７２によって感光体ドラム２の表面から掻き取られる。掻き取られたトナーは図示せぬ回収装置により回収される。このように感光体ドラム２をクリーニングすることで、次の画像形成プロセスに対する準備がなされる。
【００２４】
ここで、図２を参照して、画像形成装置１００の機能構成について説明する。
図２に示されるように、画像形成装置１００は、制御部１０１と、電源部１０２と、駆動部１０３とを備えている。制御部１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の各種メモリとを備えており、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。電源部１０２は、上述した電源１３や転写ロール６の電源などの各種電源を含んでおり、制御部１０１による制御の下で画像形成装置１００の各部へ電力を供給する。駆動部１０３は、モータ、ギア、バネ或いはシャフト等の複数の駆動装置群を含んでおり、制御部１０１による制御の下で、例えば感光体ドラム２を回転させたり、後述するようにして帯電装置１を駆動する等の動作を行う。
【００２５】
前述したように、帯電装置１の態様には様々なものが考えられる。以下では、これらの態様について、実施例１〜実施例５を例示して説明する。なお、各構成要素の符号末尾の「ａ」は実施例１の構成要素であることを意味しており、「ｂ」は、実施例２の構成要素であることを意味しており、「ｃ」は実施例３の構成要素であることを意味しており、「ｄ」は実施例４の構成要素であることを意味しており、「ｅ」は実施例５の構成要素であることを意味している。
（１）実施例１
図３は、実施例１に係る帯電装置１ａが感光体ドラム２を帯電させているときの様子を示す図である。
帯電装置１ａは、図１で説明したような帯電部材１１ａ、供給装置１２ａ及び電源１３ａの他に、帯電部材１１ａと離間した位置に設けられた対向ロール１４ａと、対向ロール１４ａと感光体ドラム２との間で帯電部材１１ａを移動させる駆動装置１５ａとを備えている。対向ロール１４ａは、芯金の周りに導電性弾性層が形成されたロール部材であり、図示せぬ駆動装置によって芯金を中心として回転させられる。駆動装置１５ａは、例えばバネやシャフトなどの部品によって帯電部材１１ａの芯金に連結されており、これら部品を動作させて帯電部材１１ａを移動させるようになっている。
【００２６】
供給装置１２ａは、保持部材１２１ａと、駆動装置１２２ａと、滴下装置１２３ａとを備えている。保持部材１２１ａは、帯電部材１１ａの軸方向と平行な方向に延在し、かつ、帯電部材１１ａの帯電領域以上の長さを有した柱状の部材であり、イオン性導電性媒体を含んだ状態で保持することが可能である。従って、保持部材１２１ａは、適度な含水性を確保することができる素材によって形成されることが望ましく、例えばスポンジ状で多孔質のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）によって形成されている。ただし、保持部材１２１ａの容積が増えると、乾燥した状態からイオン性導電性媒体を充分に吸収するまでに相当の時間を要するため、保持部材１２１ａは十分な保持量を満たしつつなるべく小さい容積であることが望ましい。
【００２７】
滴下装置１２３ａは、相当量のイオン性導電性媒体を貯蔵しており、これを必要に応じて保持部材１２１ａへ滴下する。滴下装置１２３ａは、保持部材１２１ａの上方近傍に設けられており、保持部材１２１ａと同程度の長さを幅を有したパイプを有している。このパイプの帯電部材１１ａと対向する側には、多数の孔が軸方向に沿って設けられており、この孔から保持部材１２１ａにイオン性導電性媒体が滴下されるようになっている。
駆動装置１２２ａは、例えばバネやシャフトなどの部品によって保持部材１２１ａに連結されており、これら部品を動作させて保持部材１２１ａを移動させる。
【００２８】
イオン性導電性媒体としては、純水、蒸留水、水道水などの水、もしくは水やアルコール等の溶媒に電解質やイオン化可能な気体分子等を溶解させた液体を適宜使用可能である。上述の水やアルコール等の溶媒に溶解される電解質としては、ＬｉＣｌＯ４，Ｎａ２ＳＯ４，Ｎａ２ＣＯ３，ＮａＨＣＯ３，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＣｌ，ＭｇＣｌ２，ＣａＣｌ３，（ＮＨ４）２ＳＯ４等の電解質を用いることができる。上述のイオン化可能な気体分子としては、例えばＣＯ２が挙げられる。このＣＯ２  等のイオン化可能な気体分子は、水等の溶媒の中に自然に溶解したものを用いても良いし、積極的に溶解させたものを用いても勿論良い。但し、イオン性導電性媒体の抵抗が大きいほど帯電時間が長くなることから、高速で使用する場合には１０９Ω・ｃｍ未満であることが望ましい。
【００２９】
この保持部材１２１ａは、駆動装置１２２ａによって、図３に示すように帯電部材１１ａと接触した位置と、図４に示すように帯電部材１１ａと離間した位置とのいずれかに移動させられる。感光体ドラム２を帯電する場合、駆動装置１２２ａは、制御部１０１からの指示に従って、保持部材１２１ａを帯電部材１１ａに接触する位置に移動させる。これと同時に、前述した駆動装置１５ａは、制御部１０１からの指示に従って、帯電部材１１ａを感光体ドラム２と接触する位置に移動させる。これによって、図３に示すように、帯電部材１１ａと対向ロールとは空隙Ｓ１だけ離間した位置関係となる。
【００３０】
前述の通り、帯電部材１１ａは感光体ドラム２の回転に略同期して回転するから、この回転運動に伴い、保持部材１２１ａによってイオン性導電性媒体が帯電部材１１ａの表面全体に塗布されることになる。帯電部材１１ａの表面にイオン性導電性媒体の薄膜が形成された状態で、電源１３ａによって帯電部材１１ａに電圧が印加されると、感光体ドラム２の表面は印加電圧と略同等の電位に帯電することになる。具体的には、次のような原理で感光体ドラム２を帯電させることになる。
【００３１】
帯電部材１１ａの表面においては、イオン性導電性媒体がイオン化された状態となっている。一例として、イオン性導電性媒体として二酸化炭素（ＣＯ２）を溶解させた純水（Ｈ２Ｏ）を用いた場合を挙げると、イオン性導電性媒体中においては、二酸化炭素と水は、以下の化学式１〜４に示されるようにイオン化している。
【００３２】
【化１】
Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｈ＋＋ＯＨ−
【化２】
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｈ２ＣＯ３
【化３】
Ｈ２ＣＯ３  ⇔  Ｈ＋＋ＨＣＯ３−
【化４】
ＨＣＯ３−  ⇔  Ｈ＋＋（ＣＯ３）２−
【００３３】
ここで、帯電部材１１ａに電圧を印加することにより、イオン性導電性媒体中のイオンを移動させることが可能となる。具体的には、電源１３ａが、例えば帯電部材１１ａの表面が基準電位（接地）よりもマイナスとなるように電圧を印加することで、マイナスに荷電している陰イオンは帯電部材１１ａと反発し、感光体ドラム２の表面に静電気力により付着する。これにより、感光体ドラム２の表面にはマイナスの電荷が付与され、負の電位に帯電することになる。
【００３４】
ところで、イオン性導電性媒体を帯電部材１１ａの表面に塗布してその薄膜を形成するときには、薄膜をより均一により迅速に形成することが望ましい。そこで、本実施形態では、図３のような帯電処理を行う前に、帯電部材１１ａの表面において意図的に放電を起こさせる工程を実施するようにしている。なぜなら、帯電部材１１ａの表面を放電暴露すると、その表面は物理的ないし化学的に改質され、イオン性導電性媒体のような液体が行き渡りやすいようになるからである（以下、この作用を「ぬれ性が促進される」と表現する）。帯電部材１１ａの表面のぬれ性が促進されると、イオン性導電性媒体を均一かつ安定的に行うことが可能になるし、帯電部材１１ａと感光体ドラム２の接触領域に突入するまでに、塗布時に形成されたイオン性導電性媒体の薄膜が安定的に維持されるから、感光体ドラム２に対して良好な帯電均一性を維持することができるのである。
【００３５】
図４は、帯電部材１１ａの表面を放電暴露させているときの様子を示す図である。
図４に示すように、帯電部材１１ａは、駆動装置１５ａによって、感光体ドラム２と空隙Ｓ３だけ離間し、対向ロール１４ａに接触する位置に移動させられる。同時に、保持部材１２１ａは、駆動装置１２２ａによって、帯電部材１１ａと空隙Ｓ２だけ離間した位置に移動させられる。このような状態で、電源１３ａは、制御部１０１による制御の下で、所定の放電開始電圧を上回る電圧を帯電部材１１ａと対向ロール１４ａとの間に印加する。これによって、帯電部材１１ａと対向ロール１４ａとの接触部分近傍の微少空隙において放電が発生する。また、これと同時に、対向ロール１４ａが駆動装置によって回転させられる。帯電部材１１ａと対向ロール１４ａとの間には摩擦抵抗が働くから、対向ロール１４ａの回転に伴って帯電部材１１ａも従動回転する。これによって、帯電部材１１ａの表面は全域にわたって放電暴露されることになる。このような放電処理が帯電処理の前や合間に適宜実行されることで、帯電部材１１ａの表面のぬれ性は良好な状態で維持されることになる。
【００３６】
ここで、放電処理時に保持部材１２１ａを帯電部材１１ａから離間させた理由は、帯電部材１１ａ表面に必要以上のイオン性導電性媒体が供給されるのを防ぐことと、電源１３ａが帯電部材１１ａへ電圧を印加する際に、電流が保持部材１２１ａへとリークするのを防ぐためである。また、放電処理時に帯電部材１１ａを感光体ドラム２から離間した理由は、感光体ドラム２に対する放電の影響を回避するためである。
【００３７】
以上述べた実施例１では、放電処理によりぬれ性が促進されることで、帯電部材１１ａ表面にイオン性導電性媒体の均一な薄膜を形成することができる。よって、帯電処理に要するイオン性導電性媒体は必要最小限の量となり、イオン性導電性媒体を補充する頻度を少なくすることが可能となる。
さらに、ぬれ性が促進されることによって、帯電部材１１ａの表面のイオン性導電性媒体の薄膜形成がより迅速に行われることとなり、帯電処理までの動作時間を短縮することも可能となる。よって、画像形成装置１００の起動時や、長時間の不使用後の動作復帰時における待機時間を短縮することが可能となる。
また、この実施例１においては、放電処理を行うための電源と、帯電処理動作を行うための電源（電源１３ａ）とを共用するので、電源が１つで済むというメリットがある。
【００３８】
上記の帯電処理においてはＤＣ電圧とＡＣ電圧のいずれも利用可能であるが、ＡＣ電圧を印加すると、感光体ドラム２の磨耗やＡＣリップルが発生するため、ＤＣ電圧を利用することが望ましい。これにより、実施例１に係る帯電装置１ａを中高速の画像形成装置に適用することが可能となる。
なお、感光体ドラム２を帯電させるのに要する時間は、イオン性導電性媒体中のイオンの移動速度に依存する。すなわち、イオン性導電性媒体の抵抗率が大きいほど帯電に要する時間が長くなることから、プロセススピードの速い画像形成装置で使用する場合には１０９Ω・ｃｍ未満であることが望ましい。
【００３９】
（２）実施例２
次に、実施例２について説明する。
図５は、実施例２に係る帯電装置１ｂが帯電処理を行っているときの様子を示す図であり、図６は、帯電装置１ｂが放電処理を行っているときの様子を示す図である。
この実施例２が実施例１と異なるところは、帯電部材１１の移動と単一の電源１３における可変電圧とによって、帯電処理と放電処理を切り替えるのではなく、帯電部材１１専用の電源と対向ロール１４専用の電源とを別々に用意しておき、これら電源におけるスイッチのオンオフで上記処理を切り替えるようにしている点である。なお、図５及び図６においては、図面が煩雑になるのを防ぐため、駆動装置１２２ａや滴下装置１２３ａなどの図３及び図４と同様の構成については、その記載を省略している。
【００４０】
図５及び図６に示すように、対向ロール１４ｂは帯電部材１１ｂと常時接触する位置に設けられている。この対向ロール１４ｂの芯金にはスイッチ１７１ｂを介して電源１７ｂが接続されており、制御部１０１による制御の下でスイッチ１７１ｂがオンオフされる。帯電部材１１ｂにはスイッチ１３１ｂを介して電源１３ｂが接続可能となっている。制御部１０１は、スイッチ１３１ｂの切り替え制御を行うことによって、帯電部材１１ｂを電源１３ｂに接続するか又は接地するかを切り替える。
【００４１】
図５に示すように、帯電処理時においては、保持部材１２１ｂが帯電部材１１ｂと接触する位置に移動させられる共に、電源１３ｂによって帯電部材１１ｂに電圧が印加される。このように、保持部材１２１ｂによって帯電部材１１ｂにイオン性導電性媒体が塗布されながら、感光体ドラム２の表面は印加電圧と略同等の電位に帯電させられる。このとき、スイッチ１７１ｂはオフに切り替えられており、帯電部材１１ｂから対向ロール１４ｂ側に電流がリークしないようになっている。
【００４２】
一方、図６における放電処理時には、保持部材１２１ｂが帯電部材１１ｂと離間する位置に移動させられ、電源１７ｂによって対向ロール１４ｂと帯電部材１１ｂとの間に電圧が印加されるとともに、スイッチ１３１ｂが切り替えられて帯電部材１１ｂが接地される。これによって、対向ロール１４ｂと帯電部材１１ｂとの間には放電可能な電位差が生じ、帯電部材１１ｂの表面は放電暴露されて、ぬれ性が促進されることになる。このように、実施例２においても実施例１と同様に、感光体ドラム２を迅速かつ均一に帯電させることが可能になる。
【００４３】
（３）実施例３
次に、実施例３について説明する。
図７は、実施例３に係る帯電装置１ｃが帯電処理を行っているときの様子を示す図であり、図８は、帯電装置１ｃが放電処理を行っているときの様子を示す図である。なお、図７及び図８においては、図面が煩雑になるのを防ぐため、駆動装置１２２ａや滴下装置１２３ａなどの図３及び図４と同様の構成については、その記載を省略している。
【００４４】
この実施例３が実施例２と異なるところは、対向ロール１４ｂに代えて、コロナ放電装置１６ｃによって放電処理を行っている点である。また、この実施例３では、主としてコロナ放電時に発生するオゾンガスに曝露されることによって、帯電部材１ｃの表面のぬれ性が促進される。実施例３は、これらの違いを除いて実施例２と同様であるので詳細な説明は省略するが、この実施例３においても実施例１、２と同様に、感光体ドラム２を迅速かつ均一に帯電させることが可能になる。
【００４５】
なお、実施例３においては、コロナ放電装置１６ｃが引火性のある溶剤等にさらされることに対しては十分に配慮する必要がある。より十分な安全性を確保するためには、水を主成分とするイオン性導電性媒体の使用が好ましい。
また、実施例３の放電処理中には、コロナ放電装置１６ｃによって感光体ドラム２も放電曝露されるため、放電生成物の付着による画質欠陥が懸念される。しかしながら、本実施形態における放電処理は、画像形成処理を行っている時間に比べれば極めて短く限定的である。従来の画像形成装置においては、比較的長時間の画像形成処理時に発生していた放電生成物が問題となっていたことを鑑みれば、本実施形態において発生する放電生成物の量は無視できるほどに少ないと言える。
【００４６】
（４）実施例４
次に、実施例４について説明する。
図９は、実施例４に係る帯電装置１ｄが帯電処理を行っているときの様子を示す図であり、図１０は、帯電装置１ｄが放電処理を行っているときの様子を示す図である。
この実施例４が上述の実施例１と異なるところは、帯電部材１１がロール形状ではなく、複数のロールと無端ベルトとによって構成されている点と、帯電部材１１側が移動して対向ロール１４に接したり離間するのではなく対向ロール１４側が移動して帯電部材１１と接離する点と、帯電部材１１専用の電源と対向ロール１４専用の電源とを別々に用意している点である。なお、図９及び図１０においては、図面が煩雑になるのを防ぐため、駆動装置１２２ａや滴下装置１２３ａなどの図３及び図４と同様の構成については、その記載を省略している。
【００４７】
図９に示すように、ベルト状帯電部材１１ｄは、第１ロール１１１ｄと第２ロール１１２ｄと第３ロール１１３ｄとに、無端ベルト１１４ｄが掛け渡されていることによって構成されている。これらのロール１１１ｄ〜１１３ｄはほぼ正三角形を成すように配置されており、第２ロール１１２ｄと第３ロール１１３ｄとの間のベルト部分が感光体ドラム２に接触している。この接触領域の摩擦によって、無端ベルト１１４ｄは、感光体ドラム２の回転と略同期して周回移動する。
【００４８】
また、この接触領域から視てベルト回転方向の上流側には、供給装置１２（図示略）が配置されている。帯電処理時には、この供給装置１２の保持部材１２１ｄによって、周回移動する無端ベルト１１４の外周表面全域にイオン性導電性媒体が塗布される。第２ロール１１２ｄ及び１１３ｄと感光体ドラム２との間には、電源１３ｄにより電圧が印加されているから、無端ベルト１１４ｄがその外周表面にイオン性導電性媒体の薄膜を形成した状態で上記接触領域に突入すると、感光体ドラム２の表面が印加電圧と略同等の電位に帯電することになる。
【００４９】
駆動装置１４１ｄは、例えばバネやシャフトなどの部品によって対向ロール１４ｄの芯金に連結されており、これら部品を動作させて対向ロールを移動させる。放電処理時には、図１０に示すように、駆動装置１４１ｄは制御部１０１の制御の下で、対向ロール１４ｄを第１ロール１１１ｄに接触する位置に移動させる。このとき、図示せぬ駆動装置１２２によって保持部材１２１ｄは、無端ベルト１１４ｄとは離間した位置に移動させられる。さらに、対向ロール１４ｄと第１ロール１１１ｄとの間には、電源１７ｄにより電圧が印加されるから、無端ベルト１１４ｄと対向ロール１４ｄとの間に形成されている微小空隙において放電が生じる。無端ベルト１１４ｄは、このような状態で、接触領域の摩擦抵抗によって感光体ドラム２の回転と略同期して周回移動するから、無端ベルト１１４ｄの外周表面が全域にわたって放電暴露され、ぬれ性が促進される。
【００５０】
この実施例４においても、実施例１〜３と同様に、感光体ドラム２を迅速かつ均一に帯電させることが可能になる。特に実施例４では、実施例１〜３のようなロール状の帯電部材と比較すると、感光体ドラム２との接触領域を広く形成することが可能であることから、帯電時間を確保するという観点で好ましい。
【００５１】
（５）実施例５
次に、実施例５について説明する。
図１１は、実施例５に係る帯電装置１ｅが帯電処理を行っているときの様子を示す図である。この実施例５が実施例４と異なるところは、除湿装置１８ｅを備えている点である。即ち、実施例５では、無端ベルト１１４ｄと感光体ドラム２との接触領域から視て無端ベルト１１４ｄの周回移動方向下流側に、無端ベルト１１４ｄの表面に残留するイオン性導電性媒体の液滴を除去するための除湿装置１８ｅを備えている。このような残留液滴を速やかに除去すれば、放電処理を安定的に行うことができるからである。この除湿装置１８ｅは、具体的には、エアーを吐出することによって液滴を吹き飛ばしたり乾燥させたりする装置であったり、エアーとともに液滴を吸引する装置であったり、パイル繊維からなるブラシで液滴をふき取る装置等のように、液体を何らかの仕組みで除去するものであればよい。
なお、これ以外の構成及び動作は実施例４と同一であるので詳細な説明を省略するが、この実施例５においても実施例１〜４と同様に、感光体ドラム２を迅速かつ均一に帯電させることが可能になる。
【００５２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、以下のような種々の変更が可能である。
放電処理時に帯電部材１１に印加される電圧は、ＡＣ電圧であってもよいし、ＤＣ電圧であってもよいし、またはＤＣ電圧とＡＣ電圧を重畳させた電圧であっても良い。また、各部材に印加する電圧は、基準電位（接地）よりもマイナスの電圧であってもよいし、プラスの電圧であってもよく、必要に応じて適宜定めればよい。
【００５３】
放電処理を行うタイミングとしては、帯電装置１の使用頻度に基づいて行うのが望ましい。例えば、帯電部材１１の回転数を検出する装置を設けておき、これによって検出される回転数が所定の閾値を超えたときに放電処理を行って、帯電部材１１のぬれ性を回復させるようにしてもよい。
【００５４】
また、イオン性導電性媒体を帯電部材１１に供給する方法としては、実施例で説明した塗布以外に、滴下装置によりイオン性導電性媒体の液を帯電部材１１に滴下する方法とか、スプレーのように小さな孔からイオン性導電性媒体を高圧で噴出させる方法もある。同様に、保持部材１２１にイオン性導電性媒体を供給する方法についても、実施例で説明した滴下以外にも、スプレーなど様々な方法を適用し得る。
【００５５】
なお、上述の実施形態においては記録媒体８を記録用紙とし、この記録媒体８が搬送ベルトによって搬送される態様にて説明したが、記録媒体８として中間転写ベルトを用いることも可能である。この場合、トナー像は転写ロール６によって感光体ドラム２から中間転写ベルトへと一次転写され、次いで図示せぬ二次転写ロールによって中間転写ベルトから記録用紙へと二次転写されることになる。
【００５６】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、複雑な装置構成や制御処理を必要とせず、より迅速に良好な帯電を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示した図である。
【図２】同実施形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。
【図３】同実施形態の実施例１に係る帯電装置が帯電処理を行う様子を示す図である。
【図４】同実施形態の実施例１に係る帯電装置が放電処理を行う様子を示す図である。
【図５】同実施形態の実施例２に係る帯電装置が帯電処理を行う様子を示す図である。
【図６】同実施形態の実施例２に係る帯電装置が放電処理を行う様子を示す図である。
【図７】同実施形態の実施例３に係る帯電装置が帯電処理を行う様子を示す図である。
【図８】同実施形態の実施例３に係る帯電装置が放電処理を行う様子を示す図である。
【図９】同実施形態の実施例４に係る帯電装置が帯電処理を行う様子を示す図である。
【図１０】同実施形態の実施例４に係る帯電装置が放電処理を行う様子を示す図である。
【図１１】同実施形態の実施例５に係る帯電装置が帯電処理を行う様子を示す図である。
【符号の説明】
１００…画像形成装置、１…帯電装置、２…感光体ドラム、３…イオン性導電性媒体除去装置、４…露光装置、５…現像装置、８…記録媒体、６…転写ロール、７…クリーニング装置、１１…帯電部材、１２…イオン性導電性媒体供給装置、１０１・・・制御部、１０２・・・電源部、１０３・・・駆動部、１２１…保持部材、１２２・・・駆動装置、１２３…滴下装置、１３・・・電源、１４・・・対向ロール、１５・・・駆動装置、１６・・・コロナ放電装置、１７・・・電源、１８・・・除湿装置。
【図１】
2005010524.tif 000003
【図２】
2005010524.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005010524.tif 000006
【図５】
2005010524.tif 000007
【図６】
2005010524.tif 000008
【図７】
2005010524.tif 000009
【図８】
2005010524.tif 000010
【図９】
2005010524.tif 000011
【図１０】
2005010524.tif 000012
【図１１】
2005010524.tif 000013