(57)【要約】【課題】  送風ファン及びダクトを大きくしたり、性能を上げたりすることなく、帯電器付近、特にシールドケース内の絶縁体壁近くに滞留するオゾンを掃気することが可能なスコロトロン型帯電器及びこの帯電器を備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】  シールドケースと、放電ワイヤーと、グリッド電極と、それらを連結するための絶縁体とを有し、感光体を帯電するスコロトロン型帯電器において、前記シールドケースは、帯電する感光体の移動方向下流側の側面であって、当該帯電器の両端部に備えられた絶縁体とグリッド電極の開口部との間に、掃気孔が設けられていることを特徴とするスコロトロン型帯電器とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドケースと、放電ワイヤーと、グリッド電極と、それらを連結するための絶縁体とを有し、感光体を帯電するスコロトロン型帯電器において、
前記シールドケースは、帯電する感光体の移動方向下流側の側面であって、当該帯電器の両端部に備えられた絶縁体とグリッド電極の開口部との間に、掃気孔が設けられていることを特徴とするスコロトロン型帯電器。
【請求項２】
前記掃気孔は、シールドケースの側面における形状が、円形であることを特徴とする請求項１記載のスコロトロン型帯電器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスコロトロン型帯電器を備えてな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、スコロトロン型帯電器及びこの帯電器を備えた画像形成装置に関し、より詳しくは、側面端部に開口部を設けたシールドケースを有するスコロトロン型帯電器と、このようなスコロトロン型帯電器を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、図６に示すように、帯電器１０１によって感光体２を帯電し、画像情報に基づいて露光手段３による光照射によって露光して静電潜像を形成し、これを現像ローラ４で現像することによって感光体２表面にトナー像が形成される。このトナー像は、静電力を利用して転写紙５に転写され、転写ローラ６による熱や圧力によって転写紙５に定着され、画像が形成される。転写終了後は、感光体２の表面に残存するトナーがクリーニングブレード７によってクリーニングされ、除電ランプ８で感光体２表面が除電されて１サイクルの画像形成プロセスが完了する。
【０００３】
このように感光体２を帯電する帯電器として、スコロトロン型帯電器１０１が広く用いられている。スコロトロン型帯電器１０１は、ワイヤー１１１が張架されたシールドケース１１２の放電開口面にグリッド１１３が設けられ、グリッド１１３を感光体２表面に近づけて配置され、ワイヤー１１１とグリッド１１３との電位差によってワイヤー１１１からグリッド１１３を介してコロナ放電が行われ、感光体２表面を帯電する。
【０００４】
このコロナ放電によって大量のオゾンが発生する。オゾンは非常に酸化力が強く、高濃度のオゾンが感光体２表面に滞留すると帯電能力を低下させ、電荷が乗りにくくなり、表面電位の低下によるカブリ画像などの不具合が生じる。これを防止するために、画像形成装置に送風ファンやダクトなどを設けて帯電器１０１に送風することで、帯電器１０１付近の感光体２表面にオゾンが滞留しないような工夫がなされている。
例えば、送風手段の送風ファンによってオゾンを帯電器１０１内から排除し、感光体２に吹き出す送風システムを備え、送風手段が送り込む空気の風速を変更する風速制御が行われている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
また、空気をシールドケース内に吹き込んでも、空気流がシールドケースの長手方向に関して均一に吹き込まれないと、空気流の弱い部分に対応して放電ワイヤーが局所的に汚れたり、酸化したりすることとなり、放電むらが発生してしまうので、エアダクト内にシールドケースの長手方向に沿って仕切り壁を立設し、シールドケースに向けて送風される空気流の圧力をこの仕切り壁の手前側で一時的に高めることがなされている（下記特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、画像形成装置内部は非常に密集した状態で設計されており、前述のような帯電器まで外気を導くためのダクト等を、オゾンが滞留しないような充分な大きさや性能で設けることは難しい。たとえダクト等を充分な大きさや性能で設けることができても、装置全体が大きくなったり、コストが高くなったりする。
【０００７】
また、スコロトロン型帯電器において、スチール素材で構成されるシールドケースの長さ方向の両端部は、プラスチック素材の絶縁体で構成されているので、絶縁体の壁が帯電器の長手方向の両端になり、長手方向の空気の逃げ場が制限されるので、帯電器中央部より風速が弱くなり、空気の流れを阻害して空気が入れ替わりにくくなっている。従って、前述のように、シールドケースに向けて送風される風速を変更したり、空気流の圧力を高めたりしても、シールド内の絶縁体部分で空気が滞留することに対しては有効ではない。
従って、送風ファン及びダクトを大きくしたり、性能を上げたりすることなく、帯電器付近、特にシールドケース内の絶縁体壁近くのオゾンを掃気する手段が求められる。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１４７９６２号公報
【特許文献２】特開平１０−１９８１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、送風ファン及びダクトを大きくしたり、性能を上げたりすることなく、帯電器付近、特にシールドケース内の絶縁体壁近くに滞留するオゾンを掃気することが可能なスコロトロン型帯電器及びこの帯電器を備えた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、シールドケースと、放電ワイヤーと、グリッド電極と、それらを連結するための絶縁体とを有し、感光体を帯電するスコロトロン型帯電器において、前記シールドケースは、帯電する感光体の移動方向下流側の側面であって、当該帯電器の両端部に備えられた絶縁体とグリッド電極の開口部との間に、掃気孔が設けられていることを特徴とするスコロトロン型帯電器に関する。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記掃気孔は、シールドケースの側面における形状が、円形であることを特徴とする請求項１記載のスコロトロン型帯電器に関する。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のスコロトロン型帯電器を備えてなることを特徴とする画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、シールドケースにおいて、感光体移動方向下流側の側面であって、絶縁体とグリッド電極の開口部との間、即ち、絶縁体壁と開口部端との間に掃気孔を設けたことにより、シールドケース内へ送風する送風ファン及びダクトを大きくしたり、性能を上げたりすることなく、スコロトロン型帯電器付近、特にシールドケース内の絶縁体壁近くに滞留するオゾンを排出することが可能となり、これによって、感光体のオゾン暴露を防ぐことが可能となる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、シールドケース側面に円形に掃気孔を設けたことにより、四角形や三角形などの角に電荷が集中して感光体の帯電に影響を与えることを回避することができるとともに、比較的容易に加工することができ、コストを抑えることが可能となる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、送風ファン及びダクトを大きくしたり、性能を上げたりすることなく、従来の構成のままで、感光体のオゾン暴露を防ぐことが可能な画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るスコロトロン型帯電器及びこの帯電器を備えた画像形成装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るスコロトロン型帯電器を備えた画像形成装置における画像形成部を示す概略構成図である。なお、本構成は、従来のスコロトロン型帯電器１０１を備えた画像形成装置と同様である。また、図中の矢印は感光体２の回転方向を示している。
この画像形成部は、感光体２と、その周囲に回転方向に沿って順に配置された帯電手段としてのスコロトロン型帯電器１（以下、帯電器１とも称する）、露光手段3、現像手段としての現像ローラ４、転写ローラ６、クリーニングブレード７及び除電ランプ８とで構成される。
【００１７】
前記帯電器１においては、導電性のシールドケース１２内にワイヤー（放電ワイヤー）１１が張架され、シールドケース１２の放電開口面の略全面にわたって、感光体２表面の帯電電位を制御するグリッド（グリッド電極）１３が設けられている。帯電器１は、放電開口面が感光体２表面に対面するように配置されている。
【００１８】
このように構成される画像形成部においては、帯電器１のワイヤー１１とグリッド１３の間に高電圧を印加することによってワイヤー１１からグリッド１３を介して感光体２表面にコロナ放電が行われ、感光体２表面を帯電する。次いで、画像情報に基づいて露光手段３による光照射によって露光して静電潜像を形成し、これを現像ローラ４で現像することによって感光体２表面にトナー像が形成される。このトナー像は、静電力を利用して転写紙５に転写され、転写ローラ６による熱や圧力によって転写紙５に定着されることによって、画像が形成される。転写終了後は、感光体２の表面に残存するトナーがクリーニングブレード７によってクリーニングされ、除電ランプ８で感光体２表面が除電されて１サイクルの画像形成プロセスが完了する。
【００１９】
図２は、図１に示す画像形成装置に備えられたスコロトロン型帯電器に外気を吹き付ける様子を示す状態図である。
帯電器１の上方には、帯電器１へ装置外部の空気を導くための樹脂製のダクト２１が設けられ、ダクト２１の空気吸入口には送風手段としての図示しない送風ファンが設けられている。図中、ダクト１２内の矢印は空気の流れ方向を示している。シールドケース１２には、グリッド１３が設けられた放電開口面に対峙する面に、ダクト２１からの空気流を取り込むための空気取り込み口が開設されている。空気取り込み口は、ワイヤー１１の張設方向に沿って、放電開口面と略対応する長さにわたって複数の開口部を設けて開設されている。なお、本実施形態におけるダクト２１及び送風ファンとしては、従来から用いられている大きさ及び性能のものを採用することができ、大きくて性能がよいことは必要でなく、最小限の大きさや性能のものであってもかまわない。
【００２０】
このように構成される帯電器１及びダクト２１において、ワイヤー１１からコロナ放電が行われて感光体２表面を帯電しているとき、送付ファンは外気を引き込んでダクト２１を通して帯電器１の上部まで外気を誘導する。この空気は、帯電器１の空気取り込み口からシールドケース１２内に取り込まれ、帯電器１内に発生したオゾンと共に、シールドケース１２側面と感光体２表面との隙間から帯電器１の外に抜ける。尚、シールドケース１２には、感光体２の回転方向上流側と下流側に位置する２つの側面があり、シールドケース１２内部に入り込んだ空気は、上流側側面と下流側側面から夫々排除されることになる。
【００２１】
ここで、グリッド１３は、ワイヤー１１からのコロナ放電による電圧（約６ｋＶ）を制御して感光体２表面の帯電電位を一定にするため、ワイヤー１１からの放電の９５％程度は導電性金属のシールドケース１２に放射され、感光体２表面には５％程度しか放電されないように、グリッドの電圧（約４７０〜４８０Ｖ）が制御されている。このような電圧制御を行いながら、感光体２表面の帯電量を上げるため、帯電器１を感光体２に近づけることが行われている。従って、シールドケース１２と感光体２との隙間から排除される空気は制限される。
【００２２】
また、前述のように、絶縁体壁付近はシールドケース１２内の長手方向の空気の流れを阻害して空気が入れ替わりにくくなる。空気が入れ替わらず、発生したオゾンが滞留してオゾン量が多くなると、感光体２表面の電位が下がり、最悪の場合には用紙の両端がトナーで黒くなってカブリ画像となる。
そこで、本実施形態においてはシールドケース１２側面に穴を開けている。
【００２３】
図３は、本発明に係る帯電器の下流側側面を簡略化して示す側面図である。図４は、本発明に係る帯電器のグリッドを取り外した状態を示す部分斜視図である。
帯電器１は、両端部の絶縁体部３１、シールドケース１２、ワイヤー１１及びグリッド１３で構成されている。絶縁体部３１の帯電器１中央側の端である絶縁体壁３３は、シールドケース端３２を有するシールドケース１２で覆われている。その絶縁体壁３３とグリッド１３の開口部端３４との間４３に掃気孔３７が設けられている。帯電器１における両端部の２つの絶縁体壁３３の間が絶縁体間３６である。また、２つの開口部端３４の間がグリッド開口部であり、その長さは有効帯電長３５である。
【００２４】
このように、シールドケース１２の下流側側面であって、絶縁体壁３３とグリッド１３の開口部端３４との間４３に掃気孔３７を設けるのは、感光体の帯電に影響しない位置で、かつ、シールドケース１２内部、特に絶縁体壁３３付近の空気が入れ替わりやすいからである。
【００２５】
シールドケース１２の上流側側面に穴をあけた場合には、帯電器１のすぐ上流側に配置された除電ランプの光がシールドケース１２内に入り込み、帯電性を著しく低下させる。即ち、除電ランプの光がシールドケース１２内で感光体表面にあたり、露光したような状態になり、本来帯電されていなければならない文字等のない部分まで静電気がなくなって、トナーがついてしまうことになり、感光体の帯電に影響を与える。
【００２６】
また、グリッド１３の開口部端３４より帯電器１の中央よりに穴をあけた場合、前述のように、ワイヤー１１からのコロナ放電の９５％程度を導電性金属のシールドケース１２で逃がす必要があるところ、穴によって電位を制御できなくなり、感光体の帯電に影響を与える。なお、絶縁体壁３３より帯電器１の端部側、即ち、絶縁体部３１に穴をあけても、シールドケース１２内部の空気の入れ替わりに貢献しないことは言うまでもない。
【００２７】
前記掃気孔３７は、シールドケース１２内部、特に絶縁体壁３３付近の空気の入れ替わりやすさを考慮した場合、絶縁体壁３３とグリッド１３の開口部端３４との間４３に、できる限り大きくして設けることが好ましい。前記間４３であれば、感光体の帯電に影響を与えることがないので、大きくするほど空気をより排除しやすくなり、より空気が入れ替わりやすくなる。なお、掃気孔３７は、帯電器１において両端部の絶縁体壁３３付近に２つ設けることが可能であるが、実際の帯電器１の構造上、この２箇所の絶縁体壁３３とグリッド１３の開口部端３４との間４３は若干違いがあるが、夫々、できる限りの大きさで設けることが好ましい。
【００２８】
また、掃気孔３７の形状としては、角のない丸い形状が好ましく、楕円形でもよいが、加工し易さを考慮して円形が最も好ましい。四角形や三角形などの角がある形状では、角の部分に電荷が集中するので好ましくない。
【００２９】
前記掃気孔３７の大きさとしては、例えば、直径３０ｍｍの感光体に、帯電器幅１２ｍｍ、絶縁体間３６０ｍｍ及び有効帯電長３２０ｍｍの帯電器１を備える場合、直径１０ｍｍにすることができる。
【００３０】
以上のように、感光体回転方向下流側の側面で、絶縁体壁と開口部端との間に掃気孔を設けるだけで、シールドケース内へ送風する送風ファン及びダクトを大きくしたり、性能を上げたりすることなく、スコロトロン型帯電器付近、特にシールドケース内の絶縁体壁近くに滞留するオゾンを排出することできる。
【実施例】
【００３１】
図３及び図４において示した本発明に係るスコロトロン型帯電器１を実施例とし、掃気孔３７を設けていないスコロトロン型帯電器を比較例とし、シールドケース１２内の空気の入れ替わり状況を確認した。確認方法としては、シールドケース１２内において、気流分布状況の目視確認及びオゾン濃度測定の２つの方法を採用した。
比較例のスコロトロン型帯電器は、市販の複写機ＫＭ−１６２０（京セラミタ社製）に搭載されるもので、実施例の帯電器は、その比較例の帯電器に掃気孔３７を設けた帯電器１であり、比較例と同様、複写機ＫＭ−１６２０に搭載して実施した。送風ファン及びダクトについては、改良することなく、そのまま使用した。
【００３２】
（実施例１）気流分布状況の目視確認
実施例１の帯電器１は、帯電器幅１２ｍｍ、絶縁体間３６０ｍｍ及び有効帯電長３２０ｍｍで、絶縁体壁３３とグリッド１３の開口部端３４との間に、図３のように紙面左側に直径１０ｍｍの円形掃気孔３７を設け、直径３０ｍｍの感光体の帯電位置に備えた。なお、気流分布状況は、空気流に、例えば白色粉体である微細なシリカを混ぜて送風を行ない、その付着状況から目視確認した。実施例１及び比較例１共に帯電器は、グリッド１３でのシリカによる目詰まり等を考慮し、図４のようにグリッド１３をはずして帯電位置に備えた。
【００３３】
このように構成した帯電器を、前記複写機に備え、送風ファンからダクト内へシリカ（粒径８０ｎｍ）を導入させ、シリカがシールドケース１２内面に付着する量を目視によって確認した。比較例１の掃気孔３７を設けていない帯電器においては、絶縁体壁３３から帯電器の中央方向へ約４０〜５０ｍｍの位置までほとんどシリカが付着しておらず、この位置での空気の流れが悪いことが確認できた。一方、実施例１の帯電器１においては、掃気孔３７を設けた位置、即ち、絶縁体壁３３から帯電器１の中央方向へ約１０ｍｍの位置までシールドケース１２内面にシリカが付着しており、この位置まで空気の流れがあることが確認でき、掃気孔３７による掃気性の向上が認められた。
【００３４】
（実施例２）オゾン濃度測定
実施例２の帯電器１は、帯電器幅１２ｍｍ、絶縁体間３６０ｍｍ及び有効帯電長３２０ｍｍで、絶縁体壁３３とグリッド１３の開口部端３４との間に、図３のように紙面左側に直径１０ｍｍ、紙面右側に直径７ｍｍの円形掃気孔３７を２つ設け、直径３０ｍｍの感光体の帯電位置に備えた。
このように構成した帯電器１を備えた複写機を用い、ダクト２１から送風を続けながら、シールドケース１２内のオゾン濃度を測定した。オゾン濃度測定には、オゾン濃度計（荏原実業製ＥＧ・２００１）を使用し、シールドケースの感光体側開口と感光体表面との隙間であって、現像ローラ側隙間から空気を採取して行なった。帯電器１のワイヤー１１には、５ｋＶの電圧を印加して、５００μＡの放電を継続して行なった。オゾン濃度が飽和に達したところで、その濃度を記録した。
【００３５】
図５は、上述のオゾン濃度測定結果を示すグラフである。実施例２の円形掃気孔３７を設けないものを比較例２としている。オゾン濃度測定位置は、グリッド開口部の中央位置並びに中央から図３の紙面左側及び右側へ夫々１４０ｍｍの位置の３箇所であり、夫々グラフでは１７０ｍｍ位置、４０ｍｍ位置、３００ｍｍ位置で示した。
【００３６】
その結果、図５に示すように、実施例２及び比較例２ともに、中央位置では顕著なオゾン濃度の低下が見られ、４０ｍｍ及び３００ｍｍの位置、即ち、グリッド１３の両端部では、実施例には顕著なオゾン濃度の低下が見られたが、比較例ではオゾン濃度が依然として高かった。また、実施例において、４０ｍｍ位置に比べ、３００ｍｍ位置のオゾン濃度が高かったのは、掃気孔３７の大きさを、夫々１０ｍｍと７ｍｍに設定したためと考えられ、掃気孔３７が大きい程、空気が入れ替わり易くなることを示していた。掃気孔３７を設けたことによって、帯電器１、特に絶縁体壁３３付近に滞留するオゾン量を充分に低減できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、スコロトロン型帯電器を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に対して好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係るスコロトロン型帯電器を備えた画像形成装置における画像形成部を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に備えられたスコロトロン型帯電器に外気を吹き付ける様子を示す状態図である。
【図３】本発明に係る帯電器の下流側側面を簡略化して示す側面図である。
【図４】本発明に係る帯電器のグリッドを取り外した状態を示す部分斜視図である。
【図５】実施例２におけるオゾン濃度測定結果を示すグラフである。
【図６】従来のスコロトロン型帯電器を備えた画像形成装置における画像形成部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      スコロトロン型帯電器
１２    シールドケース
３１    絶縁体部
３３    絶縁体壁
３７    掃気孔
【図１】
2007264219.tif 000003
【図２】
2007264219.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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