(57)【要約】  【課題】放電極であるワイヤの異物付着やワイヤ表面のめっき剥がれを防止し、黒あるいは白のスジや帯状の異常画像や濃度ムラの発生を抑制し、寿命を飛躍的に長くすることが可能な帯電装置を提供する。  【解決手段】放電極と、放電極に付着した異物を除去する清掃手段２０と、清掃手段２０を放電極と平行な方向に移動可能に保持する保持手段２２とを備え、放電極は表面にパラジウムメッキを施したワイヤ１７であり、清掃手段２０はワイヤ１７に接触しつつ移動しながら異物を掻き取る第１清掃手段２０ａと第２清掃手段２０ｂとを備え、第１清掃手段２０ａはガラス入り樹脂によって形成されている帯電装置５。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電極と、前記放電極に付着した異物を除去する清掃手段と、前記清掃手段を前記放電極と平行な方向に移動可能に保持する保持手段とを備え、前記放電極は表面にパラジウムメッキを施したワイヤであり、前記清掃手段は前記ワイヤに接触しつつ移動しながら異物を掻き取る第１清掃手段と第２清掃手段とを備え、第１清掃手段はガラス入り樹脂によって形成されている帯電装置。
【請求項２】
請求項１記載の帯電装置において、
ニッケルを主体にフッ素樹脂を含有させたコート層が形成されたグリッド電極を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の帯電装置において、
第２清掃手段は繊維質部材または多孔質部材からなることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一つに記載の帯電装置において、
前記各清掃手段はその移動方向の異なる位置において前記放電極に対し互いに逆向きに圧接する一対の部材によりそれぞれ形成されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一つに記載の帯電装置において、
前記放電極に対する前記各清掃手段の圧接状態を開放する開放手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の帯電装置において、
第１清掃手段が前記放電極に接触して移動する方向と第２清掃手段が前記放電極に接触して移動する方向とが互いに逆向きであることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一つに記載の帯電装置において、
前記放電極に対する前記各清掃手段の圧接及び開放の切り替えは前記各清掃手段の回転により行うことを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
請求項２記載の帯電装置において、
前記コート層の膜厚は３〜５０μｍであることを特徴とする帯電装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一つに記載の帯電装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、
前記帯電装置が装置本体に対して着脱自在であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の画像形成装置において、
前記各清掃手段の移動手段及び前記移動手段の動作制御を行う制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項９ないし１１の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記帯電装置の近傍に気流を発生させる送風ダクト及びファンを有し、前記気流の流速が０．３ｍ／ｓｅｃ以上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、複写機、ファクシミリ、スキャナ等の電子写真式画像形成装置に関し、詳しくは帯電装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において感光体の表面を帯電させる帯電装置として、コロナ放電を用いたコロナ帯電装置が知られている。このコロナ帯電装置では、放電極に用いられるワイヤにトナー等の粉塵やコロナ放電に伴う放電生成物が付着すると均一に放電することができなくなり、黒あるいは白のスジ、帯状の異常画像、濃度ムラ等が発生してしまう。この問題は帯電装置寿命の律則となっており効果的な異物除去方法の開発が求められている。この問題を防止するためにワイヤの清掃部材が設けられており、清掃部材としてはフェルト状のパッド、ブラシ、研磨剤入りの不織布、ガラス入りの樹脂等が用いられる。またワイヤに付着した異物の除去を容易にするために、表面に金メッキを施したワイヤが用いられている。また、例えば「特許文献１」には、ワイヤの異物付着を防止する目的で、ガラス入り樹脂で異物を掻き削るワイヤ清掃部材が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし従来の構成では、様々な種類のワイヤ清掃部材の中で最も清掃能力が高いといわれているガラス入り樹脂の場合、付着した異物を掻き削るだけではなく金メッキも剥がしてしまう。金メッキが剥がされた箇所では放電機能が低下し、黒色のスジや帯状の異常画像が発生してしまう。これは「特許文献１」に開示された技術でも同様である。このため、金メッキを剥がさない程度までしか清掃能力を高めることができず、十分に清掃能力を高めることができないという問題点がある。
【０００４】
本発明は上述の問題点を解決し、放電極であるワイヤの異物付着やワイヤ表面のめっき剥がれを防止し、黒あるいは白のスジや帯状の異常画像や濃度ムラの発生を抑制し、寿命を飛躍的に長くすることが可能な帯電装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、放電極と、前記放電極に付着した異物を除去する清掃手段と、前記清掃手段を前記放電極と平行な方向に移動可能に保持する保持手段とを備え、前期放電極は表面にパラジウムメッキを施したワイヤであり、前記清掃手段は前記ワイヤに接触しつつ移動しながら異物を掻き取る第１清掃手段と第２清掃手段とを備え、第１清掃手段はガラス入り樹脂によって形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、放電極であるワイヤの表面にパラジウムメッキを施し、清掃手段を第１清掃手段と第２清掃手段として第１清掃手段をガラス入り樹脂としたので、ワイヤ表面へのメッキによる異物除去性を確保しながらメッキ剥がれが発生しない。このため、ワイヤ上の強固に付着した異物を除去することができ、黒あるいは白のスジや帯状の異常画像や濃度ムラの発生を抑制することができ、帯電装置の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を適用可能なプロセスカートリッジの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられる帯電装置を説明する概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられる帯電装置を説明する概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に用いられる帯電装置を説明する概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材を説明する概略図である。
【図７】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材を説明する概略図である。
【図８】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材を説明する概略図である。
【図９】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材を説明する概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材を説明する概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材を説明する概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材の動作を説明する概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材の動作を説明する概略図である。
【図１４】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材の動作を説明する概略図である。
【図１５】本発明の一実施形態に用いられるワイヤ清掃部材の動作を説明する概略図である。
【図１６】本発明の効果を説明するグラフである。
【図１７】本発明の一実施形態に用いられる送風ダクトを説明する概略図である。
【図１８】本発明の一実施形態に用いられる送りねじを説明する概略図である。
【図１９】本発明の一実施形態に用いられる送りねじの駆動機構を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は本発明の一実施形態を適用可能なフルカラー複写機である画像形成装置１を、図２は画像形成装置１に適用可能なプロセスカートリッジ２をそれぞれ示している。画像形成装置１は、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色分のプロセスカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを有しており、各プロセスカートリッジ２は像担持体である感光体ドラム３をそれぞれ有している。各感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、中間転写部材である中間転写ベルト４に接触しつつ回転する。
【０００９】
各プロセスカートリッジ２は、図２に示すように、装置本体に設けられた送風ダクト１１に覆われ感光体ドラム３の表面を帯電させるスコロトロン型コロナ帯電装置５（以下、帯電装置５という）を有している。またプロセスカートリッジ２は、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を各色トナーで可視像化する現像装置６と、トナー像転写後の感光体ドラム３表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置７を有している。さらにプロセスカートリッジ２は、感光体ドラム３の表面を保護するための潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置８を有している。各部材は、感光体ドラム３の周囲にそれぞれ着脱可能に配置されている。
【００１０】
プロセスカートリッジ２では、帯電装置５により帯電された感光体ドラム３上に、装置本体に設けられた潜像形成装置９からのレーザ光により露光を行って静電潜像を形成する。そして、各色のトナーが充填されたトナーボトルから所定の供給量だけトナー補給された現像装置６によってトナー像が可視像化され、形成された可視像は１次転写装置１０によって中間転写ベルト４上に１次転写される。感光体ドラム３上に残留した１次転写後のトナーはクリーニング装置７により回収され、クリーニング装置７内の搬送経路を通り装置本体に設けられたトナー回収容器に搬送される。クリーニング装置７により残留したトナーを回収された後、潤滑剤塗布装置８により感光体ドラム３の表面に潤滑剤が塗布され、表面の保護層が形成される。
【００１１】
中間転写ベルト４上には、各プロセスカートリッジ２の感光体ドラム３からイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが順次転写される。このときの各色の作像動作は、トナー像が中間転写ベルト４上で同じ位置に重ねて転写されるように、ベルト走行方向の上流側から下流側にかけてタイミングがずらされている。中間転写ベルト４上に形成された画像は２次転写装置１２の位置まで搬送され、給紙装置１３からタイミングを合わせて搬送された記録媒体である用紙に２次転写される。中間転写ベルト４上に残留した２次転写後のトナーは中間転写クリーニング装置１４によって回収され、装置本体に設けられたトナー回収容器に搬送される。トナー像が２次転写された用紙は、定着装置１５に搬送されて熱定着された後に排紙ローラ１６によって排出される。
【００１２】
次に、本発明の特徴部である帯電装置５について説明する。図３ないし図５に示すように帯電装置５は、高電圧が印加されるコロナワイヤ１７と、コロナワイヤ１７と感光体表面との間に配置され電圧が印加されるメッシュ状のグリッド電極１８と、コロナワイヤ１７の対向電極となるケーシング１９とを有している。コロナワイヤ１７、グリッド電極１８、ケーシング１９は装置前部５ａと装置後部５ｂとで保持しており、装置前部５ａ及び装置後部５ｂには位置を決めるための形状が設けられこれにより帯電装置５の位置が決定される。装置前部５ａにはカバー５ｃが取り付けられており、カバー５ｃを把持して帯電装置５を画像形成装置１の手前側から着脱するように構成されている。
【００１３】
コロナワイヤ１７はタングステン製で線径６０μｍ、グリッド電極１８はＳＵＳ３０４製で板厚０．１ｍｍ、ケーシング１９はＳＵＳ３０４製で板厚０．８ｍｍであり、コロナワイヤ１７の表面にはパラジウムを含有したメッキを１．５μｍ厚で施している。従来、コロナワイヤのメッキには、イオン化傾向が最も低く異物除去性の高い金が使用されてきた。しかし金は、清掃能力が高い清掃部材ではメッキが剥がれてしまうという問題があった。この問題を解消すべく、本発明ではパラジウムメッキを施している。パラジウムメッキ（ビッカース硬さ２３０ＨＶ）は金メッキ（ビッカース硬さ３０ＨＶ）よりも硬く、剥がれが発生しにくいと共にイオン化傾向も低く異物除去性が高い。
【００１４】
帯電装置５には、図６ないし図１１に示すように、清掃手段であるワイヤ清掃部材２０、グリッド清掃部材２１、各清掃部材２０，２１を帯電装置５の長手方向に移動させる手段を備えている。ワイヤ清掃部材２０は、ガラス入り樹脂からなりワイヤ上の異物を掻き取る第１清掃手段としての第１清掃部材２０ａに、異物を拭き取るための第２清掃手段としての第２清掃部材２０ｂを両面テープで貼り付けることにより構成されている。ワイヤ清掃部材２０には、後述する支軸２２ａに挿入される穴部２０ｃ、回転用突起２０ｄ、開放用リブ２０ｅが形成されている。
【００１５】
本実施形態では３本のコロナワイヤ１７を有しているのでワイヤ清掃部材２０も３個設けられており、各ワイヤ清掃部材２０は保持手段である清掃部材保持部材２２によってそれぞれ回転自在に支持されている。具体的には、清掃部材保持部材２２は３本の支軸２２ａを有しており、各支軸２２ａにワイヤ清掃部材２０の穴部２０ｃをそれぞれ挿入して止め輪２３にて抜け止めを行っている。また、清掃部材保持部材２２には回転止め２２ｂ、検知面２２ｃ、上部に設けられ内面に螺旋形状が形成された穴２２ｄがそれぞれ形成されており、帯電装置５に設けられた送りねじ２４が穴２２ｄに螺合されている。送りねじ２４の片側端部には、図１８に示すように、清掃部材保持部材２２を移動させる駆動力を伝達させるためのピン２８が取り付けられている。
【００１６】
一方、画像形成装置本体には、清掃部材保持部材２２を移動させる駆動装置が設けられている。この駆動装置は、図１９に示すように駆動源であるステッピングモータ２９を有しており、ステッピングモータ２９の回転駆動力がギヤを介してカップリング３０へと伝達されるように構成されている。カップリング３０にはピン２８が係合可能であり、図示しない制御手段によってステッピングモータ２９が動作制御されることによって送りねじ２４が回転することで、清掃部材保持部材２２が帯電装置５の長手方向に往復移動する。
【００１７】
画像形成装置１には駆動制御手段が設けられており、定期的に自動でワイヤ清掃部材２０による清掃動作を行うように構成されている。清掃時における移動の際に、送りねじ２４を中心とした清掃部材保持部材２２の回転を防止するため、清掃部材保持部材２２は回転止め２２ｂによってケーシング１９を挟み込むように構成されている。
【００１８】
駆動制御手段は、清掃部材保持部材２２を前側から後側に移動する際には、所定パルス数分だけステッピングモータ２９を作動させる。そして、ステッピングモータ２９を一旦停止させた後に反転させ、清掃部材保持部材２２を前側へ移動させる。その後、画像形成装置本体の前側に設けられた図示しないフォトインタラプタが検知面２２ｃを検知した後、ステッピングモータ２９の所定パルス数分だけ清掃部材保持部材２２を前側に移動させてからステッピングモータ２９の作動が停止して清掃動作が完了する。
【００１９】
また駆動制御手段は、前側から後側に移動させる際、及び後側から前側に移動させる際、それぞれ所定時間が経過してもフォトインタラプタが検知面２２ｃを検知しない場合には、駆動装置や帯電装置５に異常があると判断して操作パネル上にエラー表示を行い、清掃動作を中断させる。本構成では、清掃動作を定期的に自動で実行するため、画像形成枚数のカウンタを駆動制御手段内に持ち、カウンタが所定枚数に達すると自動で清掃動作が行われた後にカウンタがゼロにリセットされる。ここで、所定枚数は操作パネル上での設定変更が可能であり、またカウンタは画像形成枚数ではなく感光体ドラム３等の走行距離であってもよい。
【００２０】
画像形成動作中、ワイヤ清掃部材２０が画像領域内に存在すると、放電不良による異常画像が発生してしまう。そのため、ワイヤ清掃部材２０を画像領域外（本実施形態では前側）へと確実に配置するためにフォトインタラプタを備え、検知面２２ｃがフォトインタラプタを通過する構成とすることでワイヤ清掃部材２０の位置を検知している。さらに清掃部材保持部材２２には、発泡ポリウレタンからなるグリッド清掃部材２１も取り付けられている。
【００２１】
次に、図１２ないし図１５を用いてワイヤ清掃部材２０について説明する。ガラス入り樹脂からなる第１清掃部材２０ａには、図６にも示すように異物を掻き取るためのＲ０．５で形成された曲面部２０ｆが２箇所形成されている。また第１清掃部材２０ａには、図６にも示すように直線状に延びた回転用突起２０ｄが形成されている。回転用突起２０ｄがケーシング１９に当接して第１清掃部材２０ａが所定角度だけ回転した状態で、清掃部材保持部材２２が移動することによりコロナワイヤ１７の清掃が行われる。清掃時において、各曲面部２０ｆ及び第２清掃部材２０ｂは互いにずれた位置でコロナワイヤ１７に対して逆向きに食い込むように構成されている。この構成により、コロナワイヤ１７表面の両側の異なる部位を清掃でき、清掃性が向上する。なお、画像形成動作中においてワイヤ清掃部材２０は帯電装置５の前側に位置し、本実施形態では１回の清掃動作でワイヤ清掃部材２０は１往復の移動を行う。なお、清掃性を向上させるため、１回の清掃動作でワイヤ清掃部材２０を２回以上往復移動させてもよい。
【００２２】
清掃動作において、ワイヤ清掃部材２０は往路において第１清掃部材２０ａによって異物を掻き取り、復路では第２清掃部材２０ｂによって異物を掻き取る。従って、往路と復路とでワイヤ清掃部材２０の回転方向が逆となる。往路及び復路での回転方向の切り替えは、往路の最後で開放用リブ２０ｅが装置後部に設けられた突起２５に押されて回転角度が０°となって各曲面部２０ｆがコロナワイヤ１７から離れた状態で停止する。そして、復路開始直後に回転用突起２０ｄがケーシング１９に当接して往路とは反対側に回転することで行われる。この動作を行うため、ケーシング１９の後ろ側には開口部２６が設けられている。同様に、復路の最後でも開放用リブ２０ｅが装置前部に設けられた突起２７に押されて回転角度が０°となって各第２清掃部材２０ｂがコロナワイヤ１７から離れた状態で停止する。そして、復路開始直後に回転用突起２０ｄがケーシング１９に当接して往路とは反対側に回転することで行われる。この動作を行うため、ケーシング１９の前側には開口部２８が設けられている。
【００２３】
上述の構成により、放電極であるワイヤの表面にパラジウムメッキを施し、清掃手段を第１清掃手段と第２清掃手段として第１清掃手段をガラス入り樹脂としたので、ワイヤ表面へのメッキによる異物除去性を確保しながらメッキ剥がれが発生しない。このため、ワイヤ上の強固に付着した異物を容易に除去することができ、黒あるいは白のスジや帯状の異常画像や濃度ムラの発生を抑制することができ、帯電装置の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
【００２４】
また、上述のように往路は第１清掃部材２０ａ、復路は第２清掃部材２０ｂによる清掃と分けることで、例えば往路のみで各清掃部材２０ａ，２０ｂの両方による清掃を行う場合に比して、清掃部材を小型化することができる。さらに、清掃動作終了時にはワイヤ清掃部材２０がコロナワイヤ１７から離れた状態となるので、画像形成動作中にワイヤずれが発生することはなく適正な放電機能を確保することができる。また、ワイヤ清掃部材２０のコロナワイヤ１７への食い込み及び離間の切り替えは第１清掃部材２０ａの開放用リブ２０ｅとケーシング１９の前後部に設けられた各突起２５，２７との接触に伴う第１清掃部材２０ａの回転により行われる。このため、食い込み及び離間の切り替えのための部品（スプリング等）が不要であり、ワイヤ清掃部材２０を小型化及び低コスト化することができる。
【００２５】
上述の構成において、異物を掻き取るための曲面部２０ｆの半径が小さくエッジに近づくほど清掃能力は高くなる。しかし、長手方向での食い込み変化による清掃ムラが発生し易くなることからＲ０．５としている。なお、第１清掃部材２０ａはガラス入り樹脂からなるが、ガラスの含有量が大きいほど表面の粗さが大きくなって清掃能力が高くなる。また、第１清掃部材２０ａはコロナワイヤ１７との接触面やケーシング１９との接触面での削れが少ない方が経時でのコロナワイヤ１７への食い込み低下を防止できる。このことから、第１清掃部材２０ａの材質をＰＣやＰＰＳのガラス含有率４０％としている。第２清掃部材２０ｂは、発泡弾性体等の多孔質部材やフェルト等の繊維質部材が好ましく、異物を確実に取り込むことができる。
【００２６】
図１６は、本発明の効果を示している。従来一般的に使用されている金メッキワイヤと研磨剤入り不織布のワイヤ清掃部材から構成される帯電装置の寿命に対して、ワイヤ清掃部材をガラス入り樹脂と繊維質のふき取りパッドとにすることで寿命を１．３倍にすることができた。これ以上ガラス入り樹脂からなる清掃部材の清掃能力を高める（食い込み量を増やす、ワイヤのテンションを高くする等）とメッキ剥がれが発生し、逆に悪化してしまう。また、メッキなしワイヤではメッキ剥がれがないためにガラス入り樹脂からなる清掃部材の清掃能力を高めることができるが、メッキによる異物除去性がないために寿命比は１．５倍であった。一方、ワイヤにパラジウムメッキを施すと、メッキ剥がれが発生しないのでガラス入り樹脂からなる清掃部材の清掃能力を高めることができ、なおかつメッキによる異物除去性を確保できるので、寿命比は５倍となって飛躍的に長寿命化できた。
【００２７】
上記構成において、第２清掃部材２０ｂが繊維質部材または多孔質部材からなるので、第１清掃部材２０ａによって掻き取られた異物を確実に取り込むことができる。また、各清掃部材２０ａ，２０ｂは移動方向の異なる位置においてコロナワイヤ１７に対し互いに逆向きに圧接する一対の部材によりそれぞれ形成されているので、コロナワイヤ１７表面の両側の異なる部位を清掃でき、清掃性を向上することができる。
【００２８】
また、コロナワイヤ１７に対する各清掃部材２０ａ，２０ｂの圧接状態を開放する開放手段としての開放用リブ２０ｅを有するので、清掃時以外は開放状態とすることで画像形成動作中のワイヤの位置ずれが発生せず、適正な放電機能を確保することができる。また、各清掃部材２０ａ，２０ｂがコロナワイヤ１７に接触して移動する方向が互いに逆向きであるので、互いに同じ向きであるときよりもワイヤ清掃部材２０を小型化することができる。また、コロナワイヤ１７に対する各清掃部材２０ａ，２０ｂの圧接及び開放の切り替えは各清掃部材２０ａ，２０ｂの回転により行うので、切り替えのためのスプリング等の部材が不要となり、ワイヤ清掃部材２０を小型化かつ低コスト化することができる。
【００２９】
ところで従来のスコロトロン型帯電装置では、グリッド電極に付着して蓄積されたオゾン・窒素酸化物や硝酸塩等の放電生成物質が、画像形成動作終了後の装置停止中に帯電装置直下の感光体表面に付着する場合がある。この場合には、放電生成物質に吸水作用があるため、空気中の水分が結合して感光体表面が低抵抗化してしまう。このときに感光体表面に静電潜像を形成すると、帯電電荷に流れが生じて擦れたように白く抜ける異常画像（ボケ画像）が発生する。また、放電生成物質が帯電装置直下の感光体表層に浸透すると静電容量が大きくなり、この部分だけ感光体表面電位が低下して画像としてはこの部分の濃度だけが濃くなり黒帯画像が発生する。このような異常画像は新品の帯電装置では発生せず、経時品で発生するため帯電装置の寿命に関わってくる。
【００３０】
画像形成動作中はファンを駆動することで帯電装置周辺から放電生成物質を除去しているが、画像形成終了後の装置停止中や電源オフ時はファンも停止しているため、上述したボケ画像や黒帯画像が発生する。これ等の異常画像の発生を防止する方法としては、画像形成終了後においてもファンを駆動し続けることで放電生成物質を帯電装置周辺から除去する方法が挙げられる。しかしこの方法では、動作待機中にもファンを駆動する必要がある、画像形成終了後において即座に電源をオフできない、画像形成装置の電源をオフにして他の外部電源でファンを駆動させる必要があるといった問題点が生じてしまう。従って、操作性が悪化する、消費電力が増加する、構造が複雑化してしまうといった不具合が生じる。また、ボケ画像に関しては発生時に感光体を回転させて、クリーニングブレードによって感光体表面をリフレッシュさせることで除去する方法が挙げられるが、その間は画像形成を行うことができないので生産性が低下してしまう。
【００３１】
上述した問題点の解決策として、グリッド電極にゼオライトを含むコート層を形成し、放電生成物質を吸着及び分解して感光体への付着及び浸透を抑制する方法が挙げられる。しかしこの方法では、使用環境によっては一旦吸着した放電生成物質を解放してしまう場合があり、コート層を形成することにより逆に悪化してしまう場合がある。そこで本発明では、操作性の低下、消費電力の増加、構造の複雑化、生産性の低下を発生させることなく、ボケ画像及び黒帯画像の発生を抑制して帯電装置の寿命を飛躍的に長くする技術の提供を目的としている。この目的を達成すべく、本発明ではグリッド電極とケーシングとに、ニッケルを主体にフッ素樹脂を含有させたコート層を形成することにより、グリッド電極とケーシングとの表面を滑らかにして撥水性を付与することができる。これにより、画像形成動作中に発生する放電生成物質のグリッド電極及びケーシングへの付着及び蓄積を低減でき、感光体への放電生成物質の付着及び浸透によるボケ画像や黒帯画像の発生を抑制することができる。以下、詳細に説明する。
【００３２】
図３に示すグリッド電極１８とケーシング１９において、これ等の表面にはニッケルを主体にフッ素樹脂を含有させたコート層をそれぞれ形成している。コート層は２層構造であり、母材上にニッケル層が、その上層にニッケルを主体にフッ素樹脂を含有した層が形成されている。この２層を合わせたコート層の厚みは３〜５０μｍであり、成膜の均一性は±０．５％である。グリッド電極１８はメッシュ状に形成されており、メッシュの開口幅は４００μｍである。従来のフッ素樹脂コートの膜厚は３００〜４００μｍであるためメッシュ状のグリッド電極１８に適用することができないが、ニッケルを主体にフッ素樹脂を含有させたコート層では微小な開口を有するメッシュ状のグリッド電極１８にも適用可能である。
【００３３】
また、コート層の主体としてニッケルを使用しているため、従来のフッ素樹脂コート層に比して非常に高い硬度特性を有し、マイクロビッカース硬度はＨＶ４００以上である。このため、発泡ウレタン等が用いられるグリッド清掃部材２１がグリッド電極１８の表面を摺動してもコート層が剥がれることはない。さらにグリッド電極１８及びケーシング１９には電圧が印加されるため、これ等に形成されるコート層には導電性が求められる。従来のフッ素樹脂コート層は絶縁性であるが、ニッケルとフッ素とを均一に分布したこのコート層は導電性である。このようなコート層を形成したグリッド電極１８及びケーシング１９では、表面が滑らかで撥水性に優れているため放電生成物質の付着及び蓄積を低減でき、結果として放電生成物質への感光体への付着及び浸透による異常画像の発生を抑制できる。これにより、帯電装置５の寿命を延ばすことができる。コート層の層厚は、厚くなると剥がれが発生し易くなり薄くなると放電生成物質が付着し易くなるが、３〜５０μｍの範囲ではコート層が剥がれることなく付着抑制の効果を得ることができる。
【００３４】
次に、帯電装置５の周囲に設けられた送風ダクト１１について説明する。図２に示した送風ダクト１１は、図１７に示すように吸気部１１ａと排気部１１ｂとを有しており、吸気部１１ａには内部に空気を引き込む吸気ファン１１ｃが設けられている。吸気ファン１１ｃが作動すると図１７において右から左への気流が形成され、この流速が低いと放電生成物質を十分に排気することができず、放電生成物質が帯電装置５に付着及び蓄積し易くなってしまう。そこで本発明では、帯電装置５近傍における気流の流速が０．３ｍ／ｓｅｃ以上となるように吸引ファン１１ｃを作動させている。この構成により、帯電装置５に対する放電生成物質の付着及び蓄積をさらに低減することができる。
【００３５】
次に、グリッド電極１８に形成したコート層の効果確認結果について説明する。ボケ画像が発生し易い高温高湿環境下で画像形成を行い、画像形成終了直後に画像形成装置本体の電源を切り（ファン駆動オフ）、１７時間放置後に画像形成を行った。その結果、コート層なしでは帯電装置直下の位置に該当する部分が白く抜けてボケ画像が発生したが、コート層ありではボケ画像が全く発生しなかった。また、黒帯画像が発生し易い低温低湿環境下で画像形成を行い、画像形成終了直後に画像形成装置本体の電源を切り（ファン駆動オフ）、１４時間放置後に画像形成を行った。その結果、コート層なしでは帯電装置直下の位置に該当する部分の感光体表面電位が３０Ｖ低く黒帯画像が発生したが、コート層ありでは感光体表面電位の変化量が２０Ｖに減少しており黒帯画像が改善されていた。さらに、グリッド電極１８またはケーシング１９の何れか一方にのみコート層を形成した帯電装置を用いて画像評価を行ったところ、グリッド電極１８の方が効果が大きいことが明らかとなった。従って、グリッド電極１８にのみコート層を形成した場合でも放電生成物質による異常画像の発生を十分に抑制することができる。
【００３６】
また本発明では、画像形成装置の装置本体に設けられたステッピングモータ２９を含む駆動装置が図示しない駆動制御手段によって動作制御されることによって清掃部材保持部材２２が帯電装置５の長手方向に移動する構成を採用している。このため、帯電装置５の清掃を自動で定期的に行うことができ、異常画像の発生を効果的に防止することで帯電装置の寿命を延ばすことができる。
【００３７】
上述した構成では、画像形成装置としてフルカラー複写機を用いた例を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、プリンタ、モノクロ複写機、ファクシミリ、プロッタ、これらの複合機でもよい。また、４連タンデム型直接転写式や１ドラム型中間転写方式等のフルカラー複写機、１ドラム型直接転写方式のモノクロ機等の他の画像形成装置にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  画像形成装置（フルカラー複写機）
５  帯電装置
１１  送風ダクト
１１ｃ  送風ファン
１７  ワイヤ（コロナワイヤ）
１８  グリッド電極
２０  清掃手段（ワイヤ清掃部材）
２０ａ  第１清掃手段（第１清掃部材）
２０ｂ  第２清掃手段（第２清掃部材）
２０ｅ  開放手段（開放用リブ）
２２  保持手段（清掃部材保持部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３９】
【特許文献１】特開平９−２４４３５７号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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