(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に対向して配置されると共にその長手方向両端が係止された放電用ワイヤと、該放電用ワイヤを張設しつつ高さ調整を行う高さ調整手段とを備えたコロナ帯電装置において、
前記高さ調整手段は、
２次曲線をなすガイド孔がそれぞれに形成された互いに対向する一対の側板を有するケーシングと、
前記放電用ワイヤの支持部分をその下方から支持して該放電用ワイヤに張力を与える、その長手方向両端部が前記ガイド孔に差し込まれたワイヤ張設棒とを備えたものであり、
前記ワイヤ張設棒が前記ガイド孔に案内されて前記放電用ワイヤの長手方向に移動することにより、前記支持部分が前記２次曲線上を移動して前記放電用ワイヤの高さが調整されることを特徴とするコロナ帯電装置。
【請求項２】
前記高さ調整手段に加えて、放電用ワイヤの張力を調整する張力調整手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のコロナ帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置に使用されるコロナ帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、従来の電子写真方式を用いた画像形成装置の要部構成図である。
【０００３】
図１４に示すように、感光体１０１の周囲には、該感光体１０１を一様に帯電させるための放電用ワイヤ１０２ａを備えた主帯電器１０２と、画像文字情報を光により書き込むための露光装置１０３から照射されて形成された静電潜像を可視化するための現像装置１０４と、該現像装置１０４により可視化された像を転写材（図示せず）に転写するために電荷を与える放電用ワイヤ１０５ａを備えた転写帯電器１０５と、転写材を感光体１０１より分離するための放電用ワイヤ１０６ａを備えた分離帯電器１０６と、感光体１０１上に残留したトナーを回収するためのクリーナ１０７と、感光体１０１上に残留した電荷を消去するためのイレーサ１０８等から構成されている。なお、１０９は転写材に転写されたトナー像を熱定着する熱定着装置である。
【０００４】
そして、かかる構成の画像形成装置では、例えば、感光体１０１の回転軸方向に帯電ムラが生じると画像劣化の原因となるが、この帯電ムラの発生原因としては、感光体１０１の回転軸方向の感度バラツキや、或いは、感光体１０１と主帯電器１０２との間隔が回転軸方向で差を生じている場合などが考えられる。
【０００５】
また、転写帯電器１０５や分離帯電器１０６についても同様に、各帯電器１０５，１０６の構成上の撓みや、放電用のワイヤ１０５ａ，１０６ａの取り付け等の部品バラツキにより、感光体１０１と各帯電器１０５，１０６との間隔に回転軸方向で相違があったりすることが帯電ムラの原因となり、転写不良や分離不良による画像不良の原因となっている。
【０００６】
そこで、これらの画像不良を解決するためには、感光体と帯電器あるいは感光体とワイヤとの距離を調整し、更にワイヤの張力を適正なものとすることで、感光体の軸方向に対して均一な放電となるようにする必要がある。
【０００７】
その均一放電の手段としては、図１５（Ａ）に示すように、帯電器ユニット１１０全体を感光体１０１へ遠ざけたり近づけたりするか、または、放電用のワイヤ１１２が係止されているケーシング１１３を上下に移動させることが考えられる。なお、帯電器ユニット１１０を構成する帯電器１１１は導電性の略コ字状または半円筒状のシールド板で形成されており、ワイヤ１１２はケーシング１１３内で両端部を係止され、張設されている。
【０００８】
また、別な均一放電の手段としては、図１５（Ｂ）に示すように、ワイヤ高さ調整機構を設け、ワイヤの放電領域の端部とワイヤの係止端との間に高さ方向の調整可能なブロック１１４を配置し、ネジ１１５を回転させることにより前記ブロック１１４の高さ調整を行い、感光体１０１とワイヤ１１２との距離や、シールドとワイヤ１１２との間隔の調整を可能としたものがある。なお、ワイヤ１１２の片側若しくは両側に、必要な張力を得るためのバネ１１６が取り付けられていることが多く、ワイヤ端部を係止するための係止部材１１７はケーシング１１３内に備えられている。
【０００９】
また、別のワイヤ高さの調整機構としては、図１６（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ブロック１１４やケーシング１１３をスペーサ１１８，１１９等で調整する手段もある。
【００１０】
しかし、前述の手段のうち、帯電器１１１ごと、またはケーシング１１３ごと移動させるには構成が複雑になるうえ、精度を出しにくいという問題がある。
【００１１】
そこで、前述の手段の中では、簡単にかつ精度が出るようにブロック１１４等を調整する手段が一般的に用いられており、スペーサ１１８，１１９やネジ１１５等で感光体に対してワイヤ１１２を遠ざけたり近づけたりするために、図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、ワイヤ高さ決定点Ｑが矢印Ａまたは矢印Ｂ方向に変化するようにしている。
【００１２】
また、ワイヤ１１２の張力については、ワイヤ１１２の全長を一定とし、バネ１１６で適当な定数のものを選定することで適正な張力を得るようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブロック１１４（即ち、点Ｑ）を上下方向に移動させるとワイヤに必要な張力が変化してしまい、上方向（Ａ方向）に移動させるとワイヤ１１２が切れたり、下方向（Ｂ方向）に移動させるとワイヤ１１２の張力が減少して弛みが発生し、そのためワイヤ張設方向に均一に放電することが不可能になるという欠点があった。
【００１４】
また、バネ１１６を利用して必要張力を得るようにしたものでも、ワイヤ１１２の高さ（点Ｑ）の変化量によっては、その張力が大きく変化してしまうことがあった。このため、張力が不足して均一な放電が得られない場合には、ワイヤ全長を変更するために張り替えを行うか、または、バネ１１６の定数を変更することが必要であった。
【００１５】
さらに、経時変化等によりワイヤが断線した場合には、市場においてのワイヤ張り替え作業が必要になるが、手作業でワイヤの端面を丸めて係止部材に引っ掛けるように加工するため、両端面の加工後に所望するワイヤ全長の寸法を出すことは、非常に手間がかかった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、ワイヤへの必要張力およびワイヤ係止端間の長さに影響を与えることなく、ワイヤ高さを変化させることが可能なコロナ帯電器を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、感光体に対向して配置され、両端が係止された放電用ワイヤと、該ワイヤを張設しつつ高さ調整を行う高さ調整手段とを備えたコロナ帯電装置において、前記高さ調整手段は、２次曲線上を移動可能な放電用ワイヤの支持手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、図１（Ａ），（Ｂ）において、ワイヤ（バネを含む）の全長Ｗは次式で表される。
【００１９】
Ｗ＝２√（ｘ2 ＋ｙ2 ）＋Ｌ−２ｘ
この式を、ｘを求める形に変形すると次式となる。
【００２０】
ｘ＝［４ｙ2 −（Ｗ−Ｌ）2 ］／４（Ｗ−Ｌ）
即ち、ｘとｙとの関係は図２に示す２次曲線となり、この２次曲線上を放電用ワイヤの支持手段（Ｑ点）が移動すれば、全長Ｗを維持したまま（即ち、ワイヤの張力を維持したまま）高さ（ｙ）を変化させることができる。
【００２１】
また、請求項２記載の発明は、感光体に対向して配置され、両端が係止された放電用ワイヤと、該ワイヤを張設しつつ高さ調整を行う高さ調整手段とを備えたコロナ帯電装置において、前記高さ調整手段は、略２次曲線上を移動可能な放電用ワイヤの支持手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、放電用ワイヤの支持手段は、厳密な２次曲線でなくてもほぼ２次曲線（略２次曲線）をなせば、全長Ｗを維持したまま（即ち、ワイヤの張力を維持したまま）高さ（ｙ）を変化させることができる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明は、前記高さ調整手段に加えて、放電用ワイヤの張力を調整する張力調整手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、張力調整手段は、前記ｘおよびｙの関係を維持しつつ、例えばワイヤ係止端においてワイヤを巻き取り、巻き戻ししてワイヤにかかる張力を変化させる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面を参照して説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し、重複記載を省略する。
【００２６】
（１）本発明の原理
先ず、実施形態例の説明に先立ち、本発明の原理を説明する。
【００２７】
図１（Ａ），（Ｂ）および図２は、本発明の原理を説明するための図である。ここに、図１（Ａ）は前記図１７（Ａ）を再掲したものであり、図１（Ｂ）は寸法等を明示したものである。
【００２８】
図１（Ｂ）において、ワイヤ１１２およびバネ１１６の係止端点Ｐから点Ｑまでの水平距離をｘ、垂直距離をｙとして表すとき、ワイヤの全長を（バネ１１６を含む）Ｗ、その両端を係止している係止端間、即ち、両端の係止点Ｐ1 ，Ｐ2 を結ぶ水平距離をＬとすれば、次式（１）が成立する。
【００２９】
【数１】
0003918955.tif 000002
即ち、水平距離ｘと垂直距離ｙとの間に、数式（１）を満足する関係が存在すれば、ワイヤの全長Ｗは一定であり、全長Ｗが一定であればワイヤ１１２の張力も一定になる。
【００３０】
前記式（１）を変形すると次式（２）となる。
【００３１】
【数２】
ｘ＝［４ｙ2 −（Ｗ−Ｌ）2 ］／４（Ｗ−Ｌ）            …（２）
この式（２）から明らかなように、水平距離ｘと垂直距離ｙとは２次関数の関係にあり、ワイヤ高さ決定点Ｑが２次曲線上を移動すれば、全長Ｗを一定にし、張力を一定にしたまま、ワイヤ１１２の高さを変化させることが可能となる。
【００３２】
図２は、点Ｑが移動するべき一点鎖線の軌道（２次曲線）を表しており、該一点鎖線上を符号Ｃまたは符号Ｄの方向に移動させ、例えば、図示しない感光体が上方にあるとすれば、ワイヤを感光体に近づけるようにする場合には符号Ｃの方向に、逆に、ワイヤを感光体から遠ざけるようにするには符号Ｄの方向にワイヤ高さ調整機構１１４を移動させればよい。
【００３３】
（２）第１実施形態例
図３（Ａ）は本実施形態例の側断面図であり、図３（Ｂ）は本実施形態例の斜視図である。
【００３４】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、ワイヤの高さ調整手段１は、ケーシング１１３に形成されており、前後の側面板２Ａ，２Ｂにはそれぞれガイド孔２Ａａ，２Ｂａが形成されている。ガイド孔２Ａａ，２Ｂａは２次曲線の一部をなしている。また、ガイド孔２Ａａ，２Ｂａ間にはワイヤ張設棒４が摺動自在に挿入されている。該ワイヤ張設棒４は２本の支持棒７ａ，７ｂにより支持され、該支持棒７ａ，７ｂの左端部は張力の伝達板８を介してネジ６に螺入され、該ネジ６は側板５Ａに螺入されている。
【００３５】
そして、ネジ６を回転させることによる回転力は伝達板８および支持棒７ａ，７ｂを介してワイヤ張設棒４に伝達される。例えば、ネジ６を時計方向に回すとワイヤ１１２は感光体（図示せず）より遠ざかる方向となり、反時計方向に回すと近づくことになる。
【００３６】
ここで、本発明を具体的数値を用いて説明すると図４（Ａ）〜（Ｃ）のようになり、例えば、ワイヤの放電領域である点Ｑ〜点Ｑの間を４５０ｍｍ（Ａ２判相当）、点Ｐと点Ｑの位置関係のｘを２５ｍｍ、ｙを１０ｍｍとする。そして、ワイヤの高さｙを２ｍｍずつ変化させるときのｘとｙの変化、即ち点Ｑの位置は図４（Ｃ）のようになる。
【００３７】
ワイヤの高さを２ｍｍ下降させ、感光体から遠ざけるには、図の点Ｑ8 の位置（ｘ＝１５．６ｍｍ、ｙ＝８ｍｍ）へワイヤ張設棒４を移動させれば良く、反対に２ｍｍ上昇、感光体へ近づけるためには、点Ｑ12の位置（ｘ＝３６．３ｍｍ、ｙ＝１２ｍｍ）となるようにワイヤ張設棒４を移動させることで、ワイヤ両端部のバネ１１６を含むワイヤ１１２の距離が必ず一定となり、ワイヤにかかる張力に影響を与えずに、目的であるワイヤ高さの変更を行うことが可能となる。
【００３８】
（比較例）
比較のために、従来の調整手段を用いたときの上述と同様の変化を図５（Ａ），（Ｂ）に示す。
【００３９】
点Ｑの位置は上下に移動するため、ワイヤの長さＷの変化量は図５（Ｂ）のようになり、両端部のｘおよびｙの調整機構が対称的に存在すれば、変化量は２倍となる。
【００４０】
例えばＱ12側へ移動のときは、バネ１１６が１．６ｍｍも変化してしまうことになり、バネ１１６は一般的にワイヤの線径からしても、バネ定数が２０〜５０ｇ／ｍｍ相当のものが使用されるが、バネ長が１．６ｍｍ変化すると３２〜８０ｇもの張力が変化することになる。このような場合、ワイヤが弛んだり切れたりするので、ワイヤ高さの変更に伴ってワイヤ長の変更，張り替えやバネの変更，交換が必要になる。
【００４１】
（２）第２実施形態例
また、点Ｑの移動範囲が、ごく限られた範囲となる場合は、２次曲線の軌道ではなく、２次曲線に近似した直線上を移動するようにしても、その目的を達成することができる。
【００４２】
図６は、前記図４に示した寸法をもとにプロットしたものであるが、Ｑ7 （ｙ＝７ｍｍ）からＱ13（ｙ＝１３ｍｍ）までの上を近似した直線（本実施形態例ではこの直線の傾きを１２°とした）として移動させても、ｙの差で約０．２５ｍｍであり、その時のワイヤの全長Ｗは０．１〜０．３ｍｍ程度しか変化しない。従って、ワイヤ張力にほとんど影響がなく、６ｍｍの高さ変更が可能となる。
【００４３】
この構成例としては、図７に示すように、ワイヤ１１２を掛けるための部材１４と、ケーシング１１３の底面に斜面部材１５を設け、該斜面部材１５の中央部にスライド切込み１５ａを形成する。このスライド切込み１５ａにワイヤ支持板１４の下端部を摺動自在に嵌め込む。ここに、ワイヤ支持板１４と斜面部材１５との接触面は、前記点Ｑの移動すべき２次曲線に近似した直線となるような傾斜を持って構成されている。ワイヤ支持板１４にはネジ１６の先端部が螺入され、該ネジ１６を回転することにより、ワイヤ支持板１４が前後に移動し、ワイヤ１１２の高さ調整が可能となる。
【００４４】
図７（Ａ），（Ｂ）では、点Ｑの移動する軌道に対して近似した一つの直線例を示したが、図８に示すように、区間Ｌ，Ｍ，Ｎのそれぞれが違った傾きを持った複数の直線で構成しても良い。ただし、あまりにも多く分割された複数の直線は製作面、コスト面等から不利であり、一つまたは二つ程度の直線から構成した方がより好ましい。
【００４５】
前述の図３（Ａ），（Ｂ）や図７（Ａ），（Ｂ）で示した実施形態例では、ネジ４，１６によって高さ調整をしているが、従来の構成に比べ、ネジの回転角に対してワイヤ高さの調整が細かくできる特徴もある。例えば、従来構成で調整ネジをＪＩＳでいう『Ｍ４』としたとき１回転で変化するワイヤ高さは０．７ｍｍであるが、本実施形態例の構成では傾き１２°の直線に沿って移動するため、１回転で約０．１５ｍｍと、ワイヤ高さ変更に対して微調整が可能となるメリットもある。
【００４６】
（３）その他の実施形態例
点Ｑの軌道について、２次曲線，一つの直線，複数の直線としての各種実施形態例を説明してきたが、図９に示すように、さらにこれに近似した３次以上の曲線や円弧、双曲線等さまざまな軌道も考えられる。これらは、全てに於いて、ワイヤの張力に影響を与えることなく、ワイヤ高さを変更可能なものとして、本発明の意図を包含するものである。
【００４７】
図１０では、放電領域よりみて、係止端が非対象のものを表しているが、これについても、点Ｑ1 および点Ｑ2 をそれぞれの２次曲線軌道とすることができる。
【００４８】
また、図１１は放電ワイヤ１１２ａを往復して２ケ所に張設する帯電器を表しており、これに前記数式（１），（２）を適用する場合、一方の係止端側のＲ1 からＲ2 の長さを差し引いた長さを全長Ｗと置くことにより［Ｗ＝（Ｐ1 〜Ｐ2 間）−（Ｒ1 〜Ｒ2 ）］、ワイヤ高さ決定点Ｑの移動すべき２次曲線の軌道を算出することができる。
【００４９】
（４）第３実施形態例
本実施形態例はワイヤの高さと張力を独立して調整可能とした場合である。
【００５０】
図１２（Ａ）は本実施形態例の原理説明図である。図においてｘとｙの関係を維持しつつ点Ｐの位置でワイヤ端を巻き取り又は巻き戻しすることでワイヤの高さと張力を独立に調整可能としたものである。
【００５１】
その実現手段は、図１２（Ｂ）に示すように、側面板２１Ａ，２１Ｂと底板２１Ｃを備えたケース２１の該底板２１Ｃにはブロック２３ａ，２３ｂが対向配置されている。該ブロック２３ａ，２３ｂにはネジ２４が螺入され、該ネジ２４の中央部には円筒部材２５がピン２２により固定されている。ピン２２にワイヤ１１２の一端が固定され、ネジ２４を回転することによりワイヤ１１２の張力の強弱を調整することが可能となる。
【００５２】
本実施形態例を実施することにより、市場でのワイヤ張り替え時などに、ワイヤの全長が、設計値より大きく外れてもワイヤの高さとは別に独立してワイヤの張力の強弱を調整出来るため作業性が良い。
【００５３】
（５）第４実施形態例
本実施形態例はワイヤの高さと張力を独立して調整可能とした別の例である。
【００５４】
図１３（Ａ）は本実施形態例の原理説明図である。図においてｘとｙの関係を維持しつつ点Ｐより放電領域側の位置Ｓでワイヤ端を係止し、ｘ方向に移動させてワイヤの高さと張力を独立に調整可能としたものである。
【００５５】
その実現手段は、図１３（Ｂ）に示すように、側面板２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄと底板２１Ｃとを備えたケース２１の該側面板２１ＤにはＬ字状のブラケット３１が固定され、該ブラケット３１には丸棒３４が側面板２１Ｄに平行に固定されている。該側面板２１Ｄを挿通してネジ３３が配置され、該ネジ３３には移動部材３２が螺入されている。該移動部材３２の先端部３２ａにはワイヤ１１２の一端が固定され、ネジ３３を回転することによりワイヤ１１２の張力の強弱を調整することが可能となる。
【００５６】
なお、このようなワイヤの高さ調整機構を有するコロナ帯電器は、図１４に示す主帯電器１０２や転写帯電器１０５、分離帯電器１０６の他に、現像装置１０４と転写帯電器１０５の間に、転写効率を向上させるために設けられる転写前帯電器（図示せず）や、クリーニング性向上のために転写帯電器１０５とクリーナ１０７の間に設けられるクリーナ前帯電器（図示せず）に使用することができる。更に、イレーサ１０８としても利用することがあり、各種用途のコロナ帯電装置についても適用可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項記載の発明によれば、感光体に対向して配置され、両端が係止された放電用ワイヤと、該ワイヤを張設しつつ高さ調整を行う高さ調整手段とを備えたコロナ帯電装置において、前記高さ調整手段は、２次曲線上あるいは略２次曲線上を移動可能な放電用ワイヤの支持手段を備え、また、ワイヤ張力調整手段を備えたので、ワイヤの張力に影響を与えることなく、ワイヤ高さの変更ができ、また、ワイヤ張力を独立して調整することができる。
【００５８】
従って、ワイヤが切れたり、弛みすぎたりすることがなくなり、また、高さを変更するたびに、ワイヤの長さを変えるための張り替えや、必要な張力を得るためのバネの種類を変更したりすることが不要となる。よって、装置構成上のバラツキ等により感光体とワイヤの距離を変更する必要があるときや、感光体との距離が長手方向に傾いているのを補正するときにも、常に、簡単な調整のみで帯電器のワイヤ張設方向に均一な放電ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図であって、（Ａ）は帯電器の側面図、（Ｂ）は放電用ワイヤの寸法を説明する図である。
【図２】本発明の原理を説明する図であって、ワイヤ支持手段が２次曲線上を移動することを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態例を示す図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。
【図４】同第１実施形態例に具体的数値をあてはめた場合の説明図である。
【図５】比較のための従来例に具体的数値をあてはめた場合の説明図である。
【図６】ワイヤ支持手段が２次曲線または直線上を移動する場合の図である。
【図７】本発明の第２実施形態例の側面図および斜視図である。
【図８】同その他の実施形態例の説明図である。
【図９】同その他の実施形態例の説明図である。
【図１０】同その他の実施形態例の説明図である。
【図１１】同その他の実施形態例の説明図である。
【図１２】同第３実施形態例の原理図および構成図である。
【図１３】同第４実施形態例の原理図および構成図である。
【図１４】従来の電子写真方式を用いた複写機の一例の全体概略図である。
【図１５】図１２に示す複写機に使用したコロナ帯電装置の概要説明の斜視図および側面図である。
【図１６】従来のワイヤ支持手段の例を示す図である。
【図１７】従来のワイヤ支持手段の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１  高さ調整手段
２Ａ，２Ｂ  側面板
２Ａａ，２Ｂａ  ガイド孔
３  底板
４  ワイヤ張設棒
６  ネジ
７ａ，７ｂ  支持棒
８  伝達板
１０５，１０６  帯電装置
１１２  ワイヤ
１１３  ケーシング
１１６  バネ
Ｐ  ワイヤ係止端点
Ｑ  ワイヤ高さ決定点
Ｓ  ワイヤ係止端移動点
【図１】
0003918955.tif 000003
【図２】
0003918955.tif 000004
【図３】
0003918955.tif 000005
【図４】
0003918955.tif 000006
【図５】
0003918955.tif 000007
【図６】
0003918955.tif 000008
【図７】
0003918955.tif 000009
【図８】
0003918955.tif 000010
【図９】
0003918955.tif 000011
【図１０】
0003918955.tif 000012
【図１１】
0003918955.tif 000013
【図１２】
0003918955.tif 000014
【図１３】
0003918955.tif 000015
【図１４】
0003918955.tif 000016
【図１５】
0003918955.tif 000017
【図１６】
0003918955.tif 000018
【図１７】
0003918955.tif 000019