(57)【要約】      （修正有）【課題】帯電性能ムラが低減された、簡単な構成の帯電装置と、このような帯電装置を有し良好な画像形成を行う画像形成装置とを提供する。【解決手段】所定の放電方位に交わる第１の方向に各々が延びるとともに、該放電方位に交わる第２の方向に互いに並んだ、各々がコロナ放電を起こす複数のコロナワイヤ２１ａ，２１ｂと、上記複数のコロナワイヤからなる並びから距離を置いて上記第１の方向に沿って延びた、そのコロナワイヤの並びを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールド２２と、上記複数のコロナワイヤの間に並んで上記第１の方向に延びた、上記シールドの電位と等電位の導電部材と、上記導電部材を挟んだ両側のコロナワイヤに該導電部材を跨いで当接し、当接したまま上記第１の方向に移動することで上記付着物を取り除くクリーニング部材２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃとを備えた。【選択図】図６
2007322827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の放電方位に交わる第１の方向に各々が延びるとともに、該放電方位に交わる第２の方向に互いに並んだ、各々がコロナ放電を起こす複数のコロナワイヤと、
前記複数のコロナワイヤからなる並びから距離を置いて前記第１の方向に沿って延びた、そのコロナワイヤの並びを、前記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
前記複数のコロナワイヤの間に並んで前記第１の方向に延びた、前記シールドの電位と等電位の導電部材と、
前記導電部材を挟んだ両側のコロナワイヤに該導電部材を跨いで当接し、当接したまま前記第１の方向に移動することで前記付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
回転する像担持体を帯電装置で帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記帯電装置が、
所定の放電方位に交わる第１の方向に各々が延びるとともに、該放電方位に交わる第２の方向に互いに並んだ、各々がコロナ放電を起こす複数のコロナワイヤと、
前記複数のコロナワイヤからなる並びから距離を置いて前記第１の方向に沿って延びた、そのコロナワイヤの並びを、前記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
前記複数のコロナワイヤの間に並んで前記第１の方向に延びた、前記シールドの電位と等電位の導電部材と、
前記導電部材を挟んだ両側のコロナワイヤに該導電部材を跨いで当接して、そのコロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたものである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、帯電を行う帯電装置、および記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及しており、このような画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術も広く普及している。画像形成装置の中でも電子写真方式を採用している画像形成装置では、感光体ドラムをはじめとする感光体
の上に周囲の電位とは電位が異なる静電潜像を形成することによって印刷したいパターンの形成が行われることが多く、このようにして形成された静電潜像は、トナーで現像された後、最終的に記録媒体上に転写される。
【０００３】
このような画像形成を行う画像形成装置の中には、コロナ放電を利用した非接触帯電方式の帯電装置を用いて、静電潜像を形成するために感光体を帯電する過程や画像形成後に感光体上に残留したトナー粒子の電荷をクリーニングに適した電荷に調整するプレクリーニング過程を踏む画像形成装置が存在する。こうした非接触帯電方式の帯電装置では、コロナワイヤと呼ばれるワイヤに高電圧を印加することでコロナ放電を起こしているが、コロナ放電を繰り返すにつれ、シリカ（ＳｉＯ２）をはじめ、コロナ放電の際に生成された様々な物質がコロナワイヤに付着するようになる。
【０００４】
図１は、コロナワイヤとその周囲の付着物を表した図である。
【０００５】
この図に示すように、付着物２１０はコロナワイヤ２１ａの表面を覆うように付着する。この付着物２１０の量が増加するとコロナ放電の阻害要因となり、コロナワイヤに沿った方向について帯電性能にムラが生じる。こうした帯電性能ムラの発生を防ぐため、非接触帯電方式の帯電装置には、コロナワイヤをクリーニングする手段を備えた帯電装置も存在する（例えば、特許文献１参照）。ここで、こうしたクリーニングする手段を備えた非接触帯電方式の帯電装置の一例として、２本のコロナワイヤと、帯電制御用のグリッド電極とを備え、感光体の帯電を行うスコロトロンを紹介する。
【０００６】
図２は、スコロトロンの２本のコロナワイヤとそれぞれのコロナワイヤのクリーニング手段とを、コロナワイヤに垂直な面内で表した図、図３は、そのうちの１本のコロナワイヤと、そのコロナワイヤのクリーニング手段とを、コロナワイヤに沿った面内で表した図である。
【０００７】
コロナワイヤを備えた帯電装置の多くは、帯電効率を上げるため、図２に示すスコロトロン２０’のように２本のコロナワイヤを備えている（例えば、特許文献２参照）。スコロトロン２０’の２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂは、図の下方に位置する不図示の感光体の方向を除き導体のシールド２２’で囲まれており、その感光体の方向には感光体の帯電量を制御するためのグリッド電極２３が設けられている。コロナワイヤ２１ａ,２１ｂのクリーニング時には、図２に示すように、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂに上下方向からクリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂがそれぞれ当接して、コロナワイヤ２１ａ,２１ｂの延びている方向に沿って移動して各コロナワイヤのクリーニングを行う。図３には、例として、図２の左側のコロナワイヤ２１ａとクリーニングパッド２１１ａが、コロナワイヤ２１ａに沿った面内で表されている。クリーニングパッド２１１ａは、不図示の機構で図３の両矢印の方向に移動することができ、コロナワイヤ２１ａに当接した状態でコロナワイヤ２１ａを擦りながら移動することで、コロナワイヤ２１ａ上の付着物を削り落とす。
【０００８】
クリーニング終了後、コロナ放電を行う時には、クリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂは、感光体を帯電する作業の障害とならないようにコロナワイヤ２１ａ,２１ｂの末端付近に移動し、その末端付近で、コロナ放電時の高電圧の影響を受けないように各コロナワイヤから離間する。
【０００９】
図４は、図２に示すクリーニングパッドが、コロナ放電時に、コロナワイヤから離間している様子を表した図である。
【００１０】
図４に示すように、クリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂがコロナワイヤ２１ａ,２１ｂから離間した状態で、コロナ放電による感光体の帯電が行われる。
【００１１】
コロナ放電時とコロナワイヤのクリーニング時に、クリーニングパッドが以上説明したような動作を繰り返し行うことで、コロナワイヤ表面から付着物が除去された状態で画像形成が行われる。
【特許文献１】特開２００４−１０９７２１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図２〜図４に示すような、２本のコロナワイヤを備えた非接触帯電方式の帯電装置では、一方のコロナワイヤのコロナ放電で生成された荷電粒子が、他方のコロナワイヤが作る電界の影響を受けないように、図２および図４に示すように、２本のコロナワイヤの中間に静電遮蔽のための中間シールド２２０’が設けられている。このため、こうした２本のコロナワイヤを備えた非接触帯電方式の帯電装置では、２本のコロナワイヤをクリーニングする機構を設置するにあたり、中間シールドを大回りに迂回する大掛かりなクリーニング機構を設置するか、あるいは、２本のコロナワイヤそれぞれについて独立にクリーニング機構を設置するかのいずれかが必要になり、コロナワイヤをクリーニングする機構が複雑なものとなる。また、中間シールドにもコロナワイヤと同様に付着物が付着することがあり、この付着物の影響でコロナワイヤ周囲の電界が、コロナワイヤに沿った方向に依って変化し、この方向について帯電性能ムラが生じる。帯電性能ムラの発生は、そのまま感光体等の被帯電体の帯電ムラとなって現れ、現像不良といった画像形成上の障害をもたらす。
【００１３】
これらの問題は、２本のコロナワイヤを備えた非接触帯電方式の帯電装置に限らず、複数のコロナワイヤを備えた非接触帯電方式の帯電装置について共通の問題である。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、帯電性能ムラが低減された、簡単な構成の帯電装置と、このような帯電装置を有し良好な画像形成を行う画像形成装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の帯電装置は、
所定の放電方位に交わる第１の方向に各々が延びるとともに、該放電方位に交わる第２の方向に互いに並んだ、各々がコロナ放電を起こす複数のコロナワイヤと、
上記複数のコロナワイヤからなる並びから距離を置いて上記第１の方向に沿って延びた、そのコロナワイヤの並びを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
上記複数のコロナワイヤの間に並んで上記第１の方向に延びた、上記シールドの電位と等電位の導電部材と、
上記導電部材を挟んだ両側のコロナワイヤに該導電部材を跨いで当接し、当接したまま上記第１の方向に移動することで上記付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の帯電装置では、図２の中間シールドを排して上記の導電部材に置き換えることで、複数のコロナワイヤをクリーニングする際の障害が減り、コロナワイヤのクリーニングを行うための構成が簡単化される。このため、複数のコロナワイヤを一度にクリーニングすることが可能となる。また、コロナワイヤの間に導電部材を備えることで、上記の複数のコロナワイヤのうちの、あるコロナワイヤのコロナ放電で生成された荷電粒子が、他のコロナワイヤが作る電界の影響を受けることが低減される。
【００１７】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材が、上記導電部材にも当接し、当接したまま上記第１の方向に移動することで該導電部材に付着した付着物も取り除くものである」という形態は好ましい形態である。
【００１８】
このような形態によれば、コロナワイヤに加えて導電部材も同時にクリーニングすることができる。この結果、コロナワイヤに沿った方向についての帯電性能ムラが発生しにくい帯電装置が実現される。
【００１９】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材が、上記コロナワイヤと当接する部分に、研磨剤が塗布された不織布を有するものである」という形態も好ましい形態である。
【００２０】
このような形態によれば、付着物を除去する能力の高いクリーニング部材が実現する。
【００２１】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記コロナワイヤがコロナ放電を起こしている間は、上記コロナワイヤから離間するものである」という形態は好ましい形態である。
【００２２】
このような形態によれば、クリーニング部材は、コロナ放電時にコロナワイヤに印加される高電圧の影響を回避できる。
【００２３】
また、本発明の帯電装置において、「上記導電部材が、該導電部材を挟んだ両側のコロナワイヤにおける相互間距離の０．０１４７倍〜０．０２０６倍の範囲に属する直径を有した中間ワイヤである」という形態も好ましい形態である。
【００２４】
コロナワイヤと一緒にクリーニングされる導電部材としては、ワイヤは、コロナワイヤのクリーニング方式を単純に拡張して適用できる導電部材であり、コロナワイヤおよび
導電部材の全体をクリーニング行うための構成が簡単化する。特に、上記の領域に属する直径のワイヤを用いることで、あるコロナワイヤのコロナ放電で生成された荷電粒子が、他のコロナワイヤが作る電界の影響を受けることが、とりわけ低減される。
【００２５】
また、本発明の帯電装置において、「上記コロナワイヤが、レニウムを含有したタングステンからなる、表面に酸化処理が施されたものである」という形態は好ましい形態であり、「上記コロナワイヤが、レニウムを重量比で１％〜２６％含有したタングステンからなる、表面に酸化処理が施された、直径が３０μｍ〜６０μｍの範囲に属したものである」という形態はさらに好ましい形態である。
【００２６】
コロナワイヤがレニウムを含有することでコロナワイヤの引っ張り強度が向上する。また、表面に酸化処理が施されることでコロナワイヤに付着物をつきにくくなる。特に、コロナワイヤが重量比１％〜２６％のレニウムを含有した場合には、その引っ張り強度が向上する効果が大きく、この領域の中でも３％前後のレニウムを含有させた場合には、引っ張り強度が向上する効果が最も大きくなる。
【００２７】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
回転する像担持体を帯電装置で帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記帯電装置が、
所定の放電方位に交わる第１の方向に各々が延びるとともに、該放電方位に交わる第２の方向に互いに並んだ、各々がコロナ放電を起こす複数のコロナワイヤと、
上記複数のコロナワイヤからなる並びから距離を置いて上記第１の方向に沿って延びた、そのコロナワイヤの並びを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
上記複数のコロナワイヤの間に並んで上記第１の方向に延びた、上記シールドの電位と等電位の導電部材と、
上記導電部材を挟んだ両側のコロナワイヤに該導電部材を跨いで当接して、そのコロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたものであることを特徴とする。
【００２８】
本発明の画像形成装置は、上述した帯電装置を備えているため、帯電性能が安定しており、良好な画像形成が可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、簡単な構成で帯電性能ムラが低減され、良好な画像形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
図５は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００３２】
図５に示す画像形成装置１は、感光体１０および中間転写ベルト２を備えている。感光体１０は、電子写真方式用の積層型感光体であり、画像形成時には図の矢印Ａ方向に回転する。中間転写ベルト２は、バックアップロール６０ａ，６０ｂ，６０ｃに張架された、ポリイミド樹脂を主成分とする無端状のベルト部材であり、画像形成時には、感光体１０に従動して図の矢印Ｂ方向に循環移動する。また、中間転写ベルト２を挟んで感光体１０と対向する位置に１次転写ロール４０ａが配設されており、さらにその下方（図の下側）には、２次転写ロール４０ｂが設けられている。これらは、それぞれ１次転写バイアス電圧印加部４１ａ，２次転写バイアス電圧印加部４１ｂからバイアス電圧の印加を受けている。
【００３３】
感光体１０の周囲には、現像ロータリー５０、スコロトロン２０、露光器３２、クリーニングブレード３１が配設されている。スコロトロン２０は、高電圧の印加を受けて感光体１０をマイナス帯電させるためのコロナ放電器である。このスコロトロン２０が本発明にいう帯電装置の一実施形態に相当する。現像ロータリー５０は、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の有色トナーをそれぞれ有する現像剤を収容した現像器５１〜５４が周方向に沿って配置された回転式の複合現像器であり、現像ロータリー５０の回転により、感光体３に近接して現像を行う現像器を切り換えることができる。各有色トナーは負極に帯電する帯電特性を有するものであり、各有色トナーには、潤滑剤や転写助剤やクリーニング助剤といったトナー粒子よりも小さな外添剤粒子が添加されている。露光器３２は、感光体１０の表面１０ｂに向けてレーザ光を照射する役目を担い、クリーニングブレード３１は、感光体１０に当接して感光体１０上のトナーを擦り落とす役目を担っている。
【００３４】
次に、この画像形成装置１における画像形成の動作について説明する。
【００３５】
この画像形成装置１では、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の画像信号を有する、１つ以上の画像を表した画像情報の入力を受けて画像形成を行う。これらの画像信号が入力されると、感光体１０が回転を開始し、この回転する感光体１０の表面を、スコロトロン２０が帯電する。そして、入力された４色の画像信号のうち、まずシアンの画像信号に応じたレーザ光が露光器３２から感光体１０に向けて照射され、この照射によって感光体１０の表面に、周囲より電位の高くなった静電潜像が形成される。また、現像ロータリー５０の回転により、シアントナーを収納した現像器５４が感光体１０に近接して、静電潜像をシアントナーで現像する。この静電潜像の現像の際には、シアントナーを収納した現像器５４が、不図示の現像バイアス印加部によりバイアス電圧の印加を受けて、その電位が、静電潜像の電位よりも低く感光体１０の電位よりは高い電位となる。このため、現像器５４のシアントナーは、静電潜像とシアントナーを収納した現像器５４との間の電位差により、現像器５４を離れて静電潜像に付着し、感光体１０上にシアントナー像が形成される。
【００３６】
次いで、形成されたシアントナー像は、１次転写ロール４０ａによって、感光体１０から中間転写ベルト２に１次転写される。この１次転写の際には、１次転写ロール４０ａの電位が、シアントナー像が位置する感光体１０上の電位よりも高い電位となるよう、１次転写ロール４０ａに対して１次転写バイアス電圧印加部４１ａがバイアス電圧の印加を行うことで、上記の１次転写が実現する。
【００３７】
感光体１０の上には、１次転写されずに残った残留トナーがあるが、この残留トナーは、クリーニングブレード３１によって感光体１０から削り落とされる。
【００３８】
クリーニングブレード３１による残留トナーの除去が行われた後、再び、感光体１０の表面が、スコロトロン２０により帯電され、現像ロータリー５０の回転により、今度はマゼンタトナーを収納した現像器５３が感光体１０に近接し、上述のシアントナー像の形成と同様にしてマゼンタトナー像が形成される。このマゼンタトナー像の形成は、中間転写ベルト２の上のシアントナー像が１次転写後にバックアップロール６０ａ，６０ｂ，６０ｃを通過して１次転写ロール４０ａの位置に戻ってきたときに、形成されたマゼンタトナー像がシアントナー像の上に重ねて１次転写されるように、タイミングを合わせて行われる。マゼンタトナー像がシアントナー像の上に重ねて１次転写された後、イエロートナー像，ブラックトナー像についても同様にして形成されて、マゼンタトナー像およびシアントナー像に重ね合わされる。この結果、中間転写ベルト２には、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のトナー像が１つに重なり合った多色のトナー像が形成される。
【００３９】
続いて、この多色のトナー像は、２次転写ロール４０ｂとバックアップロール６０ｃとで挟まれた位置において、トレイ６から給紙ロール６１によって送り出されてきた用紙上に２次転写される。この２次転写の際には、２次転写ロール４０ｂの電位が、多色のトナー像が位置する中間転写ベルト２上の電位よりも高い電位となるよう、２次転写ロール４０ｂに対して２次転写バイアス電圧印加部４１ｂがバイアス電圧の印加を行うことで、上記の２次転写が実現する。
【００４０】
多色のトナー像の２次転写を受けた用紙は、図５において２次転写ロール４０ｂの右方向に離れた位置に備えられている定着器６２により、熱および圧力を加えられてトナー像の定着処理が施される。そして、定着処理が施された用紙は、矢印で示すように画像形成装置の右方向に出力される。
【００４１】
次に、図５に示すスコロトロン２０について詳しく説明する。
【００４２】
図６は、図５に示すスコロトロンの概略構成図である。
【００４３】
このスコロトロン２０は、コロナ放電によりマイナスイオンを生成して感光体１０をマイナス帯電させる、直径４０μｍの２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂと、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂと感光体１０との間に備えられた電極であって、通過するマイナスイオンの量を制御することで感光体の電位を調節する、開口率９０％のグリッド２３と、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂを取り囲む、横幅３３ｍｍ，厚さ１ｍｍのシールド２２とを備えている。ここで、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂの距離は１７ｍｍ、グリッド２３からシールド２２の底面（図では、水平方向に延びた線）までの距離は２４ｍｍ、グリッド２３からコロナワイヤ２１ａ,２１ｂまでの距離は８ｍｍであり、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂは、その中間の位置（各コロナワイヤから８．５ｍｍずつ離れた位置）がシールド２２の横方向の中心となるように左右対称に配置されている。
【００４４】
２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂは、重量比で３％のレニウムを含有する、タングステンが主成分の合金で作製されたＲｅＷ鏡面研磨線であり、さらにその表面には酸化処理が施されている。このようにコロナワイヤがレニウムを含有することで、引っ張り強度の高いコロナワイヤが実現する。スコロトロン２０は、これら２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂに高電圧を印加することでコロナ放電を起こすが、コロナ放電を繰り返すにつれ、コロナ放電の際に生成された様々な物質が各コロナワイヤに付着するようになる。付着物の量が増加するとコロナ放電の阻害要因となり、各コロナワイヤに沿った方向についての帯電性能にムラが生じる。２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂでは、ＲｅＷ鏡面研磨線表面に酸化処理が施されることにより、このＲｅＷ鏡面研磨線がコロナワイヤとして使用された時に表面に付着物がつきにくい状態が実現している。さらに、このスコロトロン２０には、図に示すようにコロナワイヤ２１ａ,２１ｂに当接して、各コロナワイヤ上の付着物をクリーニングするクリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂが備えられている。
【００４５】
図２に示すスコロトロン２０’と異なり、図６のスコロトロン２０には２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂの間に中間シールドは存在していないが、中間シールドの代わりに、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂの中間の位置（それぞれコロナワイヤから８．５ｍｍ離れた位置）に、直径０．５ｍｍの中間ワイヤ２１ｃが設けられている。この中間ワイヤ２１ｃは、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂに比べて１２．５倍もの太さがあり、コロナ放電の際には、この中間ワイヤ２１ｃによって、一方のコロナワイヤのコロナ放電で生成された荷電粒子に及ぼされる、他方のコロナワイヤによる電界の影響が低減される。この中間ワイヤ２１ｃが、本発明にいう導電部材の一例に相当する。
【００４６】
コロナ放電を繰り返すうちに、この中間ワイヤ２１ｃにも付着物が付着するが、このスコロトロン２０では、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂのクリーニングに加えて、中間ワイヤ２１ｃのクリーニングも行われる。図６には、クリーニング時におけるスコロトロン２０の状態が表されており、このクリーニング時には、支持部材２４にそれぞれ固定されたクリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ,２１１ｃが、図に示すように上下方向から２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂおよび中間ワイヤ２１ｃをそれぞれ当接する。この当接状態で支持部材２４が、３本のワイヤに沿った方向に移動することで、３対のクリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ,２１１ｃが、それぞれが当接したワイヤ上の付着物の擦り落としを行う。このクリーニング時には、３対のクリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ,２１１ｃそれぞれにおいて、上側のクリーニングパッドと下側のクリーニングパッドとが、図３のように各ワイヤを間に挟んで相対する。
【００４７】
このように、中間シールドの代わりに、中間ワイヤ２１ｃを備えることで、このスコロトロン２０では、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂのクリーニング機構が簡単化するとともに、一方のコロナワイヤのコロナ放電で生成された荷電粒子に及ぼされる、他方のコロナワイヤによる電界の影響が低減される。さらに、このスコロトロン２０では、中間ワイヤ２１ｃのクリーニングも、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂのクリーニングと同時に行うことができ、中間ワイヤ２１ｃに沿った方向について帯電性能ムラが発生しにくい構成のスコロトロンとなっている。
【００４８】
ここで、３対のクリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ,２１１ｃについて説明する。これら３対のクリーニングパッドはいずれも同じ材料で構成されている。ここでは、例として、図６の左側のコロナワイヤ２１ａに当接するクリーニングパッド２１１ａを例にとって説明する。
【００４９】
図７は、クリーニングパッドの構成を表した図である。
【００５０】
図７には、図６の左側のコロナワイヤ２１ａに対して上下方向から当接するクリーニングパッド２１１ａの構成が示されている。クリーニングパッド２１１ａは、不織布２１１２ａの表面に研磨材２１１１ａが塗布されたパッドであり、このパッドは、研磨材２１１１ａを塗布された表面がコロナワイヤ２１ａに当接した状態でコロナワイヤ２１ａに沿って移動する。この移動によりコロナワイヤ２１ａ上の付着物が研磨材２１１１ａで擦り落とされる。図６の右側のコロナワイヤ２１ｂ、中間ワイヤ２１ｃにそれぞれ当接するクリーニングパッド２１１ｂ、２１１ｃも図７に示す構成と同様の構成となっている。
【００５１】
以上説明した、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂ、および中間ワイヤ２１ｃのクリーニングは、用紙５０００枚分の画像形成が行われるごとに１回行われる。クリーニング終了後、コロナ放電を行う時には、クリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ, ２１１ｃが固定されている支持部材２４は、図５に示す感光体１０の帯電の障害とならないよう、コロナワイヤ２１ａ,２１ｂおよび中間ワイヤ２１ｃの末端付近にまで移動する。そして、その末端付近で、コロナ放電時の高電圧の影響を受けないように、クリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ, ２１１ｃは、それぞれ２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂおよび中間ワイヤ２１ｃから離間する。
【００５２】
図８は、図６に示すクリーニングパッドが、コロナ放電時に、コロナワイヤから離間している様子を表した図である。
【００５３】
図８に示すように、クリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ，２１１ｃは、それぞれ２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂから離間した状態で、コロナ放電による感光体の帯電が行われる。コロナ放電の際には、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂの電位と、周りのシールド２２との電位の差は６ｋＶとなる。一方、中間ワイヤ２１ｃは、その両端がシールド２２と導電性の部材でつながっており、このため、その電位はシールド２２の電位と等電位となっている。一般に、コロナワイヤから距離Ｌ［ｍｍ］離れたところにある導体の電位と、コロナワイヤの電位との差が、Ｌ［ｋＶ］を越えると、火花放電が発生するなど印加電圧が過剰の状態となる。図８のスコロトロン２２では、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂからの距離が、中間ワイヤ２１ｃおよびシールド２２いずれも６ｍｍ以上であり、こうした印加電圧過剰の状態は回避される。
【００５４】
図９は、コロナ放電を行っている際の、２本のコロナワイヤ、および中間ワイヤの周りの電界の様子を表した図である。
【００５５】
図９では、コロナワイヤ２１ａ,２１ｂに電圧が印加されている時の等電位面の、２本のコロナワイヤに垂直な断面が、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂ、および中間ワイヤ２１ｃの周りの環状のラインで表されている。この図に示すように、感光体１０と２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂとの間で電位の変化が大きくなっており、２本のコロナワイヤ２１ａ,２１ｂから感光体１０に向かって、コロナ放電で生成されたイオンが流れやすい状況となっている。この画像形成装置では、１本のコロナワイヤから感光体１０に流れる電流（感光体流入電流）は２７４μＡである。
【００５６】
ここで、中間ワイヤの直径を変化させたときに、感光体流入電流がどのように変化するかを、具体的な実験データに基づき説明する。
【００５７】
この実験では、中間ワイヤの太さ以外の点については図９に示すスコロトロン２２と同様の構成のスコロトロンにおいて、中間ワイヤの直径を変えて感光体流入電流の測定を行う。具体的には、感光体流入電流の測定を、中間ワイヤの直径が０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．５ｍｍ，１．０ｍｍの各場合について行う。
【００５８】
図１０は、図９に示す中間ワイヤの直径と、感光体流入電流との関係を表した図である。
【００５９】
この図では、上記の実験の結果が表されており、中間ワイヤの直径が、０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．５ｍｍ，１．０ｍｍの各場合について感光体流入電流がプロットされている。これらプロットされた点は、３次のスプライン曲線で滑らかに結ばれている。なお、この図でには、参考のために中間ワイヤがない場合の結果も、中間ワイヤの直径が０ｍｍの場合としてプロットされている。図に示すように、中間ワイヤの直径が０．３ｍｍとなる、図９のスコロトロン２２の場合に、感光体流入電流が最大ピークの２７４μＡとなり、直径が０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍの領域では、感光体流入電流が２６０μＡ以上となっている。中間ワイヤの直径が０．４ｍｍ以上では、感光体流入電流が２５０μＡ以下に低下しており、また、中間ワイヤが存在しない場合（中間ワイヤの直径が０ｍｍの場合）は、感光体流入電流が２４９μＡと、かなり低下した結果となっている。
【００６０】
一般に、感光体流入電流が２６０μＡ以上であれば、帯電器として充分な帯電性能があるということができる。図１０に示す結果から、中間ワイヤの直径が０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍの領域に属している場合に、充分な帯電性能が発揮されるということがわかり、特に、中間ワイヤの直径が０．３ｍｍとなる場合に帯電性能が最良の状態となるということが結論できる。この中間ワイヤの直径が０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍの領域は、２本のコロナワイヤの距離である１７ｍｍを基準とすると、中間ワイヤの直径と２本のコロナワイヤの距離の比が０．０１４７〜０．０２０６の間の領域となり、この領域で充分な帯電が行われるということができる。
【００６１】
以上の説明では、スコロトロン２２のクリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ，２１１ｃは、それぞれコロナワイヤ２１ａ,２１ｂ、および中間ワイヤ２１ｃを、図３のように、各ワイヤの両側から挟み込んでクリーニングを行ったが、他のクリーニング方式として、これらクリーニングパッド２１１ａ,２１１ｂ，２１１ｃそれぞれの２つのクリーニングパッドが、ワイヤ上の互いに異なる位置でワイヤに当接し、ワイヤをしごくようにしてクリーニングを行う方式も採用可能である。以下では、コロナワイヤ２１ａのクリーニングを例にとって、このようなしごきタイプのクリーニング方式について説明する。
【００６２】
図１１は、しごきタイプのクリーニング方式の説明図である。
【００６３】
図１１のパート（ａ）および図１１のパート（ｂ）には、コロナワイヤ２１ａの端の様子が表されており、図１１のパート（ａ）には、コロナ放電時におけるコロナワイヤ２１ａと２つのクリーニングパッド２１１ａとの位置関係が示され、図１１のパート（ｂ）には、クリーニング時におけるコロナワイヤ２１ａと２つのクリーニングパッド２１１ａとの位置関係が示されている。
【００６４】
コロナワイヤ２１ａの上側に備えられたクリーニングパッド２１１ａは、３本のワイヤが内部を通り抜けられるように内部が空洞となった支持部材２００の、図の上側の内壁２０１に取り付けられており、コロナ放電時には、図１１のパート（ａ）に示すように、コロナワイヤ２１ａから離間した位置にある。一方、コロナワイヤ２１ａの下側に備えられたクリーニングパッド２１１ａは、パッド保持部材２４’に固定されており、このパッド保持部材２４’は、回転軸２４０の回りを不図示の機構で回動する。この回動軸２４０も支持部材２００に固定されている。コロナ放電時には、図１１のパート（ａ）に示すように、コロナワイヤ２１ａの下側に備えられたクリーニングパッド２１１ａも、コロナワイヤ２１ａから離間した位置にとどまる。クリーニング時には、パッド保持部材２４’は、回転軸２４０の回りを、図１１のパート（ａ）の矢印Ｃの方向に回動し、この回動によって、パッド保持部材２４’に固定されているクリーニングパッド２１１ａが、図１１のパート（ｂ）に示すように、コロナワイヤ２１ａを下から押し上げるように当接する。このコロナワイヤ２１ａの押し上げによって、コロナワイヤ２１ａが上方に持ち上がって、コロナワイヤ２１ａの上側に備えられたクリーニングパッド２１１ａに強く押し当てられる。支持部材２００は、不図示の機構でコロナワイヤ２１ａに沿って移動することができ、図１１のパート（ｂ）の状態で、コロナワイヤ２１ａをしごくようにしながら図１１のパート（ｂ）の左方に向かって移動し、コロナワイヤ２１ａのクリーニングが行われる。
【００６５】
図１１のクリーニングパッド２１１ａと同様に、残りのクリーニングパッド２１１ｂ，２１１ｃも、それぞれの２つのクリーニングパッドのうち、１つは、図１１に垂直な方向に図１１の上側のクリーニングパッド２１１ａと並んで、内壁２０１上に取り付けられており、もう１つは、図１１に垂直な方向に図１１の下側のクリーニングパッド２１１ａと並んで、パッド保持部材２４’上に固定されている。クリーニングパッド２１１ｂ，２１１ｃによる、コロナワイヤ２１ｂ、中間ワイヤ２１ｃのクリーニングも、上述したコロナワイヤ２１ａのクリーニングと同様の方式で、コロナワイヤ２１ａのクリーニングと同時に行われる。
【００６６】
このようなしごきタイプのクリーニング方式を採用したスコロトロンや画像形成装置の構成は、ワイヤのクリーニング機構が異なる点を除けば、図５に示すスコロトロン２０や画像形成装置１の構成と同様であり、ここでは重複説明は省略する。
【００６７】
次に、図６に示すスコロトロン２０のように中間シールドを排してクリーニング可能な中間ワイヤを採用することで、帯電回数が増えてもスコロトロンの帯電性能ムラが抑制されることを、具体的な実験データに基づき説明する。
【００６８】
この実験では、画像比率１％〜４％のモノクロ画像を２０万枚連続出力するという出力テストを、以下の２つの状況下で行う。
（実施例）図５に示す画像形成装置１を用いて、上記の出力テストを行う。
（比較例）帯電器として図２〜図４に示すスコロトロン２２’が採用されている点を除けば、画像形成装置１と同様の構成を有する画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。このスコロトロン２２’においても、画像形成装置１で採用されているスコロトロン２２と同様に、用紙５０００枚分の画像形成が行われるごとにコロナワイヤのクリーニングが行われる。
【００６９】
これら実施例および比較例それぞれについて、出力テスト開始直後（１枚目の出力の際の感光体の帯電時）と、出力テスト終了時（２０万枚目の出力の際の感光体の帯電時）とにおいて、感光体に向かって流れる、コロナワイヤ１０μｍあたりの電流（放電電流）を、コロナワイヤの軸方向の各位置について測定する。そして、出力テスト終了時の放電電流値から出力テスト開始直後の放電電流値を引いて得られる放電電流の差を、コロナワイヤの軸方向の位置についてのグラフとして表す。
【００７０】
さらに、これら実施例および比較例それぞれについて、出力テスト開始直後と、出力テスト終了時とにおいて、感光体表面の電位を、コロナワイヤの軸方向に沿った、感光体上の各位置について測定する。そして、測定で得られた感光体表面の電位の平均値、最大値、および最小値を求め、最大値と最小値との差の、平均値に対する割合（パーセント）を算出する。この割合が感光体表面の帯電の不均一さを表しており、以下では、この割合を単に不均一性（単位はパーセント）と呼ぶ。
【００７１】
図１２は、比較例において、コロナワイヤの軸方向の各位置について、放電電流の差を表した図、図１３は、実施例において、コロナワイヤの軸方向の各位置について、放電電流の差を表した図である。
【００７２】
図１２に示すように、比較例では、コロナワイヤの軸方向１２０ｍｍ，１５０ｍｍ，２２０ｍｍ，３２０ｍｍのあたりに、放電電流が大きく低下した部分が存在し、放電電流が、コロナワイヤの軸方向について安定していない状態となっている。また、グラフ全体からみても、放電電流が低下傾向にあることが認識される。一方、図１３に示すように、実施例では、コロナワイヤの軸方向全領域にわたってノイズ程度の揺らぎが見られるのみで、きわめて安定した放電電流となっている。さらに、グラフ全体からみても、放電電流の低下傾向はほとんど見られない。
【００７３】
また、下記表１に、実施例および比較例それぞれについて、出力テスト開始直後と、出力テスト終了時とにおいて測定された、感光体表面の不均一性の測定結果を示す。
【００７４】
【表１】
2007322827.tif 000003
【００７５】
表１に示すように、比較例では、不均一性が１１．２％から２１．５％に増加しているのに対し、実施例では、１１．２％から１１．５％にわずか０．３％増加しただけで、ほとんど不均一性の変化は見られない。
【００７６】
比較例と実施例とに、図１２，図１３、および表１に示すような大きな差が出たのは、比較例では、画像形成に伴い中間シールドにシリカ（ＳｉＯ２）等が付着するのに対し、実施例では、中間シールドの代わりに、クリーニング可能な中間ワイヤが採用されているのでこうした付着物がつきにくいことが理由として考えられる。
【００７７】
これらの結果から、実施例のような中間ワイヤを備えることで、帯電性能が安定したスコロトロンが実現されるということが結論できる。
【００７８】
本実施形態の帯電装置は、本発明にいう導電部材の一例として、断面が丸いワイヤである中間ワイヤを採用したが、本発明の帯電装置は、導電部材の形状は断面が丸いワイヤに限定されず、例えば、角柱状の細長い金属など、様々な形状のものを採用することができる。
【００７９】
また、以上では、本実施形態の帯電装置として感光体を帯電するスコロトロンを採用したが、本発明の帯電装置は、スコロトロンに限定されず、例えば、コロトロンでもよく、また、帯電対象が感光体である帯電装置に限定されず、例えば、感光体上に残留したトナー粒子の電荷をクリーニングに適した電荷に調整するプレクリーニング用の帯電装置であってもよい。
【００８０】
また、本実施形態の画像形成装置はフルカラー画像形成装置であったが、本発明の画像形成装置はモノクロの画像形成装置に応用されてもよい。また、以上の説明では中間転写ベルトを介して画像形成を行う画像形成装置の例が示されているが、本発明は、中間転写ベルトを介さずに、感光体から記録媒体に直接転写を行う直接転写方式の画像形成装置に応用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】コロナワイヤとその周囲の付着物を表した図である。
【図２】スコロトロンの２本のコロナワイヤとそれぞれのコロナワイヤのクリーニング手段とを、コロナワイヤに垂直な面内で表した図である。
【図３】図２に示す２本のコロナワイヤのうちの１本のコロナワイヤと、そのコロナワイヤのクリーニング手段とを、コロナワイヤに沿った面内で表した図である。
【図４】図２に示すクリーニングパッドが、コロナ放電時に、コロナワイヤから離間している様子を表した図である。
【図５】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図６】図５に示すスコロトロンの概略構成図である。
【図７】クリーニングパッドの構成を表した図である。
【図８】図６に示すクリーニングパッドが、コロナ放電時に、コロナワイヤから離間している様子を表した図である。
【図９】コロナ放電を行っている際の、２本のコロナワイヤ、および中間ワイヤの周りの電界の様子を表した図である。
【図１０】図９に示す中間ワイヤの直径と、感光体流入電流との関係を表した図である。
【図１１】しごきタイプのクリーニング方式の説明図である。
【図１２】比較例において、コロナワイヤの軸方向の各位置について、放電電流の差を表した図である。
【図１３】実施例において、コロナワイヤの軸方向の各位置について、放電電流の差を表した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…画像形成装置、
１０…感光体、
２…中間転写ベルト、
２０，２０’…スコロトロン、
２４，２００…支持部材、
２０１…内壁、
２１０…付着物、
２１ａ，２１ｂ…コロナワイヤ、
２１ｃ…中間ワイヤ、
２１１ａ,２１１ｂ，２１１ｃ…クリーニングパッド、
２１１１ａ…研磨材、
２１１２ａ…不織布、
２２，２２’…シールド、
２３…グリッド、
２４’…パッド保持部材、
２２０’…中間シールド、
２４０…回動軸、
３１…クリーニングブレード、
３２…露光器、
４０ａ…１次転写ロール、
４０ｂ…２次転写ロール、
４１ａ…１次転写バイアス電圧印加部、
４１ｂ…２次転写バイアス電圧印加部、
５０…現像ロータリー、
５１，５２，５３，５４…現像器、
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…バックアップロール、
６…トレイ、
６１…給紙ロール、
６２…定着器、
【図１】
2007322827.tif 000004
【図２】
2007322827.tif 000005
【図３】
2007322827.tif 000006
【図４】
2007322827.tif 000007
【図５】
2007322827.tif 000008
【図６】
2007322827.tif 000009
【図７】
2007322827.tif 000010
【図８】
2007322827.tif 000011
【図９】
2007322827.tif 000012
【図１０】
2007322827.tif 000013
【図１１】
2007322827.tif 000014
【図１２】
2007322827.tif 000015
【図１３】
2007322827.tif 000016