JP4062503B2 - コロナ放電装置およびそれを備える画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極の清掃部材を備えるコロナ放電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機などの電子写真画像を形成する画像形成装置では、電子写真感光体の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像を現像によって可視化し、さらに可視化された画像を記録紙などに転写し定着して記録画像を得ている。画像形成装置の電子写真感光体は、露光によって静電潜像が形成される前に、コロナ放電装置（メインチャージャーともいう）によって一様帯電される。
【０００３】
コロナ放電装置の放電用電極には、従来たとえば直径が８０〜９０μｍのタングステン製の放電ワイヤが用いられてきた。この放電ワイヤを用いる放電装置では、帯電均一性を確保するために大きな電流を必要とするので、放電の際に多量のオゾンを発生させ、オゾンの強い酸化力のために電子写真感光体やコロナ放電装置自体が劣化するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決する先行技術の一つが、特開平１−３１２５６３に開示されている。この技術は、コロナ放電装置の電極形状をワイヤに代えて針状に形成するものである。針状電極では、ワイヤ電極の場合に比べて、同一出力を得るための電流値が４分の１程度に減少し、それに伴ってオゾン発生量も４分の１程度に減少する。しかしながら、針状電極を用いた場合、放電を繰返すのに伴い電極先端部にシリコンが付着するという現象が発生する。電極先端部に付着するシリコン量が増加するのに伴って放電が安定しなくなり、放電が不安定な状態で電子写真感光体の帯電に使用し続けると、形成される画像に筋汚れなどの画像むらが形成されるという不良が発生する。
【０００５】
さらに前述のような針状電極におけるシリコン付着の問題を解決する先行技術が、たとえば実開平２−７５６５８および特許３２５９５１５などに開示されている。実開平２−７５６５８に開示される技術は、針状電極にスポンジローラを押し当てながら回転移動させて汚れを取除く（清掃する）ものであり、特許３２５９５１５に開示される技術は、回転可能に支持される一対のローラからなる清掃部材で針状電極を両側から挟みこみ、清掃部材を針状電極に対して相対的に移動させることによって汚れを取除くものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の先行技術には以下のような問題がある。実開平２−７５６５８に開示される技術では、スポンジローラが針状電極の先端に引っ掛って破損し、破損時にちぎれたスポンジ片が針状電極の先端に付着して放電を不安定化させたり、スポンジローラの回転移動時に加えられる力によって針状電極の先端部が変形するという問題がある。また特許３２５９５１５に開示される技術では、一対のローラで針状電極を挟み込んで清掃するので、針状電極の先端部にローラが充分に当接せずに針状電極先端部が清掃され得ない場合が起こるという問題があり、さらに針状電極を両側から挟み込むための押圧機構などが必要とされるので、装置が複雑化するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な構成で、電極を損耗させることなく充分に清掃し、安定した放電の継続を可能にするコロナ放電装置およびそれを備える画像形成装置を提供することである。
【０００８】
本発明は、電子写真感光体を帯電させるために用いられるコロナ放電装置において、
複数の先鋭状突起部を有する板状の電極と、
電極に対して相対的に移動可能に設けられ、電極の先鋭状突起部を清掃する薄板状の清掃部材とを含み、
清掃部材は、
弾性を有する弾性体であり、
米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さが、Ｍスケールで１１５以上を有し、
先鋭状突起部を清掃するとき、先鋭状突起部に対して１０ｇｆ以上３０ｇｆ以下の力で押付けられ、
電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有するように形成された辺が、移動しながら弾性変形して先鋭状突起部に当接して擦過するように構成されることを特徴とするコロナ放電装置である。
また本発明は、電極を含む平面に対する前記傾斜角は、４０〜６０度であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、先鋭状突起部を有する電極に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に電極を擦過することによって電極の表面を清掃する清掃部材は、好適範囲の硬さを有する弾性体で形成されるとともに、電極を擦過する際に好適範囲の力で押圧されることによって、適度に弾性変形しつつ先鋭状突起部の先端にも充分に当接することができるので、突起部の先端を変形損傷させることなく汚れを充分に取除くことができる。また清掃部材が好適範囲の硬さを有するので、電極を擦過する際、逆に清掃部材が損耗して突起部の先端に付着することもない。このような清掃部材を用いて電極を清掃することによって、電極の先鋭状突起部を清浄に保つことができるので、放電むら発生を防止することができ、また放電むらに起因する画像不良の発生を防止することができる。
【００１０】
また、清掃部材を好適範囲の硬さを有する弾性体で形成し、電極に対する清掃部材の押付け力を好適範囲に選択することによって、清掃部材を電極に対して相対的に移動させて擦過させるという簡単な構成で放電安定性に優れるコロナ放電装置を実現することができる。
また、清掃部材の電極を擦過する辺は、電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有する。このことによって、清掃部材が電極に当接し始めるとき、まず突起部の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材が電極に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材の弾性変形が進み突起部の先端部に当接するようになる。清掃部材を電極に対して相対的に移動させるとき、清掃部材は、突起部の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
また、電極を含む平面に対する前記傾斜角が４０〜６０度となるように設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができる。
【００１１】
また本発明は、前記清掃部材は、複数の部材によって構成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、清掃部材は、複数の部材によって構成される。このことによって、電極の突起部は、複数の清掃部材によって擦過されて清掃されるので、汚れは確実に取除かれて放電安定性が一層向上する。
【００１３】
また本発明は、前記清掃部材を構成する複数の部材は、
前記部材同志が、前記電極に対する相対的移動方向に関して予め定められる間隔Ｌ１を有するように設けられることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、複数の清掃部材のうち互いに隣接する一方の清掃部材が、電極に当接して弾性変形するに際し、他方の清掃部材が、前記一方の清掃部材の弾性変形を妨げることのないような間隔Ｌ１を有するように設けられる。このことによって、前記一方の清掃部材は、電極を擦過している間中好適範囲の押圧力を維持できるので、電極の突起部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００１５】
また本発明は、前記清掃部材は、比抵抗が１０１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記絶縁物は、ポリイミドであることを特徴とする。
本発明に従えば、清掃部材は、比抵抗が１０１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなり、好ましくは絶縁物がポリイミドである。清掃部材が、ポリイミドのような比抵抗の大きい絶縁物で形成されることによって、清掃部材を通じて電圧のリークすることがなくなるので、コロナ放電装置やコロナ放電装置の設けられる画像形成装置の破損等を防止することができる。
【００１９】
また本発明は、前記清掃部材は、前記電極の清掃に使用されない状態にあるとき、前記電極の設けられていない位置に配置されることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、電極清掃に使用されない状態にある清掃部材は、電極の設けられていない位置に配置される。このことによって、電極清掃時に清掃部材を装置に装着し、電極を清掃しない時に清掃部材を装置から離脱させるという繁雑さが解消される。
【００２１】
また本発明は、前記清掃部材は、装置本体外方からの操作によって前記電極に対して相対的に移動されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、清掃部材は、装置本体外方からの操作によって電極に対して相対的に移動可能に構成される。このことによって、電極を清掃する都度、コロナ放電装置を画像形成装置から取出し、電極を露出させて清掃するという繁雑さが解消され、電極の清掃作業が極めて容易になる。またコロナ放電装置を画像形成装置から取出すことなくその電極を清掃することができるので、取出しによってコロナ放電装置を他の部品に打ち付けたりして破損させることを防止できる。
【００２３】
また本発明は、前記電極と前記電子写真感光体との間に設けられるグリッドと、
前記グリッドに対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に前記グリッドを擦過することによって前記グリッドを清掃するグリッド清掃部材とをさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、電極と電子写真感光体との間に帯電均一性を向上させるためのグリッドが設けられ、このグリッドも飛散トナー等で汚れることがあるので、グリッドに対して相対的に移動可能であり、移動時にグリッドを擦過することによって清掃するグリッド清掃部材が設けられてもよい。このことによって、放電安定性および帯電均一性に優れるコロナ放電装置が実現される。
【００２５】
また本発明は、前記清掃部材と前記グリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、清掃部材とグリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されるので、１つの動作で電極とグリッドとの両方を清掃することができる。また、部品点数が削減されるので、組立作業効率を向上することができる。
【００２７】
また本発明は、前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を帯電器として備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２８】
本発明に従えば、画像形成装置は、帯電器に前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を備える。このように、放電安定性に優れるコロナ放電装置を帯電器として備えるので、放電むらに起因する筋汚れや画像むらが無く画質の良好な画像を安定して形成することのできる画像形成装置が提供される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるコロナ放電装置１の構成を簡略化して示す斜視図であり、図２は図１に示すコロナ放電装置１の正面図であり、図３は図１に示すコロナ放電装置１の側面図であり、図４は図１に示すコロナ放電装置１を備える画像形成装置２の構成を示す概略断面図である。
【００３０】
図４に示す画像形成装置２は本発明のもう一つの実施の形態であり、ここでは画像形成装置の一つである複写機２について例示する。まず図４を参照してコロナ放電装置１が備えられる複写機２の構成と動作について説明する。複写機２は、原稿送給部３と、画像読取部４と、給紙部５と、画像形成部６と、定着部７とを含む構成である。
【００３１】
原稿送給部３は、複写されるべき原稿を送給する両面自動原稿送り装置８（略称ＲＡＤＦ：Reversing Automatic Document Feeder）と、ＲＡＤＦ８から送給された原稿が予め定められる位置に載置される原稿台９と、原稿受けトレイ１０とを含む。ＲＡＤＦ８は、原稿台９に対して所定の位置関係を有するとともに開閉可能な状態で支持される。ＲＡＤＦ８は、原稿の一方の面が原稿台９の予め定められる位置であって画像読取部４に対向する位置に載置されるように原稿を送給し、一方の面の画像読取りが終了すると、他方の面が原稿台９の予め定められる位置であって画像読取部４に対向する位置に載置されるように原稿を反転送給し、他方の面の画像読取りが終了すると、原稿を原稿受けトレイ１０へ排出する。このような原稿の送給および表裏反転動作は、複写機２の全体動作に関連して制御される。なお原稿の一方の面のみを複写する場合には、原稿の反転送給は実行されない。
【００３２】
画像読取部４は、原稿台９の下方に配置され、ＲＡＤＦ８によって原稿台９に送給された原稿の画像を読取る動作を行い、原稿台９の下面に沿って平行に往復移動する第１および第２走査ユニット１１，１２と、光学レンズ１３と、光電変換素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ１４とを含む。
【００３３】
第１走査ユニット１１は、読取るべき原稿画像表面を露光する露光ランプ１５と、原稿からの反射光像を所定の方向に偏向する第１ミラー１６とを備え、原稿台９の下面に対して一定の距離を保ちながら予め定められる走査速度で往復移動する。第２走査ユニット１２は、第１走査ユニット１１の第１ミラー１６によって偏向された反射光像をさらに所定の方向に偏向する第２および第３ミラー１７，１８とを備え、第１走査ユニット１１と一定の速度関係を保って原稿台９の下面に沿って平行に往復移動する。
【００３４】
光学レンズ１３は、第２走査ユニット１２の第３ミラー１８によって偏向された反射光像を縮小し、ＣＣＤラインセンサ１４の予め定められる位置に結像させる。ＣＣＤラインセンサ１４は、白黒画像またはカラー画像を読取り、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインカラーＣＣＤであり、光学レンズ１３によって結像された反射光像を順次光電変換して電気信号を出力する。ＣＣＤラインセンサ１４から電気信号として出力される原稿画像情報は画像形成部６に入力される。
【００３５】
給紙部５は、複写機２の最下部に配置され、記録媒体である記録紙Ｐを積載収容する用紙トレイ１９と、用紙トレイ１９内の記録紙Ｐを１枚ずつ分離送給する分離ローラ２０および給紙ローラ２１とを含み、画像形成部６に対して記録媒体である記録紙Ｐを供給する。給紙部５から１枚ずつ分離供給される記録紙Ｐは、記録紙Ｐの搬送経路各所に設けられる搬送ローラ２２によって画像形成部６の手前まで搬送され、画像形成部６の手前に設けられる一対のレジストローラ２３によって給紙タイミングが制御されて画像形成部６に供給される。
【００３６】
画像形成部６は、画像読取部４と給紙部５との間に配置され、レーザビームスキャナユニット２４と、画像形成ステーション２５と、転写搬送ベルト機構２６とを含む。転写搬送ベルト機構２６は、画像形成部６の下部に配置され、駆動ローラ２７と、従動ローラ２８と、駆動ローラ２７と従動ローラ２８とに張架される無端ベルト２９と、無端ベルト２９表面を帯電させて記録紙Ｐを吸着させるための吸着用帯電器３０と、無端ベルト２９に吸着されている記録紙Ｐを剥離するための除電器３１とを備える。
【００３７】
無端ベルト２９は、駆動ローラ２７の軸線まわりの回転によって矢符３２方向に駆動する。レジストローラ２３によってタイミング制御されて供給される記録紙Ｐは、吸着用帯電器３０によって表面の帯電された無端ベルト２９に静電吸着され、前述の矢符３２方向に搬送される。記録紙Ｐには、無端ベルト２９によって矢符３２方向に搬送される過程において画像が転写され、画像の転写された記録紙Ｐは、除電器３１によって無端ベルト２９から剥離されて定着部７へと搬送される。レジストローラ２３による給紙のタイミング制御は、記録紙Ｐの搬送方向先端部が搬送経路内に設けられる図示しないセンサによって検知され、このセンサの検知出力に応じて実行される。
【００３８】
複写機２は、カラー複写機であるので、レーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５は、黒色，シアン色，マゼンタ色およびイエロー色の各色に対応して４組が設けられる。各レーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５は、現像に用いられるトナーの色が、黒色，シアン色，マゼンタ色，イエロー色に異なること、および画像原稿情報のうち黒色成分像に対応する画素信号，シアン色成分像に対応する画素信号，マゼンタ色成分像に対応する画素信号，イエロー色成分像に対応する画素信号が、それぞれ入力されること以外は構成を同じくするので、黒色のレーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５を代表例として説明し、他については説明を省略する。なお、各色に対応するレーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５を個々に示す場合には、アルファベットの添字：ｂ（黒色），ｃ（シアン色），ｍ（マゼンタ色），ｙ（イエロー色）を付して表す。
【００３９】
図５は、黒色画像形成用レーザビームスキャナユニット２４ｂおよび画像形成ステーション２５ｂの構成を示す拡大図である。レーザビームスキャナユニット２４ｂは、画像読取部４から入力される画像原稿情報に応じて変調されたドット光を発光する図示しない半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるポリゴンミラー３３ｂと、ポリゴンミラー３３ｂによって偏向されたレーザビームを電子写真感光体４０ｂ（以後、単に感光体と呼ぶ）の表面に結像させるｆθレンズ３４ｂ，３５ｂと、反射ミラー３６ｂ，３７ｂ，３８ｂとを備える。反射ミラー３８ｂで反射されたレーザビームは、画像形成ステーション２５ｂの感光体４０ｂ表面を露光し、静電潜像を形成する。
【００４０】
画像形成ステーション２５ｂは、軸線３９ｂまわりに矢符Ｆ方向に回転自在に支持される感光体４０ｂと、感光体４０ｂの円周面に沿って配置される以下の機器、すなわち前述のレーザビームで露光される前に感光体４０ｂの表面を一様に帯電させる帯電器４１ｂと、レーザビームスキャナユニット２４ｂから出力されるレーザビームの露光によって感光体４０ｂの表面に形成される静電潜像を現像して可視化する現像器４２ｂと、無端ベルト２９を介して感光体４０ｂに対向して設けられ現像された画像を無端ベルト２９上の記録紙Ｐに転写させる転写用放電器４３ｂと、静電潜像の現像処理後に感光体４０ｂの表面に残留するトナーを除去回収するクリーニングユニット４４ｂとを備える。帯電器４１ｂ，現像器４２ｂ，転写用放電器４３ｂおよびクリーニングユニット４４ｂは、矢符Ｆで示す回転方向の上流側から下流側に向ってこの順序で設けられる。
【００４１】
帯電器４１ｂには、本発明のコロナ放電装置１が用いられる。帯電器４１ｂは、放電によって感光体４０ｂの表面を一様に帯電させる。一様に帯電された感光体４０ｂの表面が、画像原稿情報に応じたレーザビームスキャナユニット２４ｂからのレーザビームによって露光され、露光された部位の帯電量と露光されなかった部位の帯電量とに差異が生じて静電潜像が形成される。
【００４２】
現像器４２ｂは、感光体４０ｂに対向して設けられる現像ローラ４５ｂと、現像ローラ４５ｂにトナーを含む現像剤を供給する現像剤搬送ローラ４６ｂと、現像ローラ４５ｂおよび現像剤搬送ローラ４６ｂを回転自在に支持するとともに、その内部空間に現像剤を収容するケーシング４７ｂとを備える。現像器４２ｂの現像ローラ４５ｂから、静電潜像の形成された感光体４０ｂの表面に現像剤が供給されることによって静電潜像が現像されて可視化される。可視化された画像は、前述のように転写用放電器４３ｂによって無端ベルト２９上の記録紙Ｐに転写される。
【００４３】
再び図４に戻って、黒色の画像が転写された記録紙Ｐには、無端ベルト２９に吸着されたまま矢符３２方向に搬送され、搬送方向上流側から下流側に向って以下の順に設けられるシアン色，マゼンタ色，イエロー色のレーザビームスキャナユニット２４ｃ，２４ｍ，２４ｙおよび画像形成ステーション２５ｃ，２５ｍ，２５ｙを通過する際に、シアン色，マゼンタ色，イエロー色の画像が、前述の黒色画像の場合と同様にして順次転写される。このようにして記録紙Ｐにフルカラー画像が形成される。フルカラー画像の形成された記録紙Ｐは、除電器３１によって無端ベルト２９から剥離されて定着部７へ送給される。
【００４４】
定着部７は、図示しない加熱手段を備える加熱ローラ４８と、加熱ローラ４８に対向して設けられ加熱ローラ４８に押圧されて当接部いわゆるニップ部５０を形成する加圧ローラ４９とを備える。定着部７に供給された記録紙Ｐは、ニップ部５０を通過する際に加熱および加圧され、記録紙Ｐ上の現像剤が定着されて堅牢な画像となる。
【００４５】
定着部７によって定着された記録紙Ｐは、一方の表面だけに画像形成する場合または一方の表面の画像形成を終えた後反転されて他方の表面に画像形成する場合、切換ゲート５１の動作によってその上方へ送給され、さらに排出ローラ５２によって排紙トレイ５３へ排出される。なお、記録紙Ｐの一方の表面に画像形成した後、さらに続けて他方の表面に画像形成する場合、記録紙Ｐは、切換ゲート５１の動作によってその下方に送給され、スイッチバック搬送経路５４を経て表裏反転された後、再度画像形成部６へ搬送される。画像形成部６へ送給された記録紙Ｐには、前述と同様にして画像形成される。
【００４６】
図１〜図３に戻って、複写機２の帯電器４１として設けられるコロナ放電装置１について説明する。コロナ放電装置１は、複数の先鋭状突起部６８を有する板状の電極６１（以後、針状電極と呼ぶ）と、針状電極６１を保持する保持部材６２と、針状電極６１に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に針状電極６１を擦過することによって針状電極６１の表面を清掃する２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂと、清掃部材６３ａ，６３ｂを支持する支持部材６４と、清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４を移動させる移動用部材６５と、針状電極６１，保持部材６２，清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４を収容するシールドケース６６とを含む構成である。このコロナ放電装置１は、複写機２において、感光体４０を臨み感光体４０の長手方向に沿って配置される。
【００４７】
針状電極６１は、たとえばステンレス鋼製の薄板状部材であり、一方向に長く延びる平板部６７と平板部６７の長手方向の一端面から短手方向に突出するように形成される先鋭状の突起部６８とによって構成される。針状電極６１の寸法について例示すると、平板部６７の短手方向の長さＬ２は、１０ｍｍ程度が好ましく、突起部６８の突出方向の長さＬ３は、２ｍｍ程度が好ましく、突起部６８の先端の曲率半径Ｒは、４０μｍ程度が好ましく、突起部６８の形成されるピッチＴＰは、２ｍｍ程度が好ましい。
【００４８】
針状電極６１を保持する保持部材６２は、針状電極６１と同様に一方向に長く延び、長手方向に直交する断面が逆Ｔ字状の部材であり、たとえば樹脂製である。針状電極６１は、その長手方向の両端部付近において、保持部材６２の突出部分の一側面に、ねじ部材６９によってねじ止めされている。この針状電極６１には、前述の感光体４０を帯電させるべく動作中は、コロナ放電するために５ｋＶ程度の電圧が印加されている。
【００４９】
清掃部材６３ａ，６３ｂは、樹脂または金属からなり、平面投影図で略Ｔ字状の形状を有する薄板部材である。さらに清掃部材６３ａ，６３ｂは、Ｔ字状の突出（脚）部分先端における一方のコーナーが斜めにカットされていることを特徴とする。この清掃部材６３ａ，６３ｂは、ＡＳＴＭ規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さが、Ｍスケールで１１５以上を有する弾性体である。また清掃部材６３ａ，６３ｂは、比抵抗：１０１３Ωｃｍ以上の絶縁性を有することが好ましく、たとえばポリイミドなどが好適である。
【００５０】
ロックウェル硬さが１１５未満では、軟質にすぎるので、針状電極６１に当接させて擦過するとき、清掃部材が不所望に変形し過ぎて清掃効果を得ることができない。清掃部材６３ａ，６３ｂの硬さが高くても特に機能上の問題が現出しないので上限を設ける必要がないけれども、ＡＳＴＭ規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さＭスケールの上限値が１３０であるので、あえて上限を設けるとすれば１３０となる。
【００５１】
比抵抗が、１０１３Ωｃｍ未満であっても本発明における所望の効果を得ることができるけれども、清掃部材６３ａ，６３ｂに比抵抗１０１３Ωｃｍ以上の絶縁物を用いることによって、針状電極６１から清掃部材６３ａ，６３ｂを通じて電圧がリークすることを防止できるので、コロナ放電装置１やコロナ放電装置１の設けられる複写機２の破損等の怖れが無くなる。
【００５２】
清掃部材６３ａ，６３ｂを支持する支持部材６４は、逆Ｌ字状の形状を有する部材である。Ｔ字状を有する清掃部材６３ａ，６３ｂの腕部分が、支持部材６４の梁状部分に装着される。２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂは、針状電極６１に対して相対的に移動する方向に関して予め定められる間隔Ｌ１を有するように設けられる。間隔Ｌ１は、一方の清掃部材６３ａが針状電極６１に当接して変形しているとき、他方の清掃部材６３ｂが、変形している一方の清掃部材６３ａに当ることのない距離に選ばれ、装着される支持部材６４の梁状部分の厚みで調整することができる。
【００５３】
この間隔Ｌ１の好適な値は、清掃部材に用いられる素材の材質が異なると、その変形状態も異なるので、清掃部材として用いる素材の変形状態を事前に試験することによって定めることが望ましい。清掃部材６３ａ，６３ｂが、たとえば厚み：０．１ｍｍのポリイミドからなるとき、間隔Ｌ１は２ｍｍに選定される。２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂに前述の間隔Ｌ１を設けることによって、一方の清掃部材６３ａが、針状電極６１を擦過している間中、他方の清掃部材６３ｂによってその変形を阻害されることなく好適範囲の押圧力を維持できるので、針状電極６１の先端部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００５４】
また、清掃部材６３ａ，６３ｂは、前述のＴ字状の突出部分先端における一方のコーナーが斜めにカットされて形成される辺７０ａ，７０ｂが、針状電極６１を擦過する辺になるように支持部材６４に装着される。このことによって、清掃部材６３ａ，６３ｂの針状電極６１を擦過する前述の辺７０ａ，７０ｂは、針状電極６１を含む平面に対して傾斜角θを有するように設けられることになる。
【００５５】
このように、清掃部材６３ａ，６３ｂの辺７０ａ，７０ｂが、針状電極６１を含む平面と傾斜角θを有するように設けられることによって、たとえば清掃部材６３ａが針状電極６１に当接し始めるとき、まず突起部６８の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材６３ａが針状電極６１に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材６３ａの弾性変形が進み突起部６８の先端部に当接するようになる。本実施の形態では、清掃部材６３ａまたは６３ｂは、突起部６８の先端から基底部寄りに０．５〜１．５ｍｍの位置に当接し始めるように設定される。したがって、清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に対して相対的に移動させるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂは、突起部６８の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部６８の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
【００５６】
清掃部材６３ａ，６３ｂの辺７０ａ，７０ｂと、針状電極６１を含む面との成す傾斜角θは、４０〜６０度であることが好ましく、傾斜角θをこの範囲に設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができた。また清掃部材を２枚で構成することによって、２枚のうち少なくともいずれか一方が確実に針状電極６１に当接するような設定を容易に実現することができる。したがって、清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４の寸法精度にある程度許容範囲を持たせることが可能であり、部材の加工費用を削減することができる。
【００５７】
シールドケース６６は、たとえばステンレス鋼製であり、その外観形状が直方体で内部空間を有するとともに、前述の感光体４０を臨む一方の面に開口部を有する容器状の部材である。またシールドケース６６は、針状電極６１と同一方向に長く延び、長手方向に直交する方向の断面形状が略Ｕ字状を有する。シールドケース６６の底面７１に前述の保持部材６２が装着される。シールドケース６６の内側面７２と保持部材６２とによって形成される溝部７３に、支持部材６４の柱状部分の端部が摺動可能に挿入される。
【００５８】
支持部材６４の柱状部分には、針状電極６１の延びる方向と平行に貫通孔７４が形成され、貫通孔７４を挿通して移動用部材６５が設けられる。移動用部材６５は、貫通孔７４に挿通されている部位で支持部材６４に固定されるので、移動用部材６５を針状電極６１の延びる方向に牽引することによって、支持部材６４は、溝部７３に対して摺動し、かつ溝部７３に案内されて針状電極６１の延びる方向に移動することができる。すなわち、支持部材６４に支持される清掃部材６３ａ，６３ｂが、針状電極６１の延びる方向に移動するので、前述のように清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に当接させて擦過することができる。
【００５９】
移動用部材６５は、糸状またはワイヤ状の部材であり、シールドケース６６に形成される孔または隙間からシールドケース６６の外方に延び、シールドケース６６の外面または複写機２の機体に設けられる滑車７５ａ，７５ｂを介してその端部が垂下される。なお、滑車７５ａ，７５ｂと移動用部材６５の端部は、図１および図３では省略されている。移動用部材６５の端部は、複写機２の機体外方にまで延長され、コロナ放電装置１を複写機２から取外すことなくまた複写機２を開放することなく、針状電極６１の清掃を実施できるようにすることが好ましい。
【００６０】
移動用部材６５を牽引することによって清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に当接させて清掃するとき、針状電極６１に対する清掃部材６３ａ，６３ｂの押圧力は、１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下になるように調整される。この押圧力の調整は、たとえば以下のようにして行うことができる。
【００６１】
種々の重量の錘を準備し、各錘の重量を移動用部材６５の一方の端部にそれぞれ吊下げた状態で、清掃部材６３ａまたは６３ｂにばね秤などを接続し、清掃部材６３ａまたは６３ｂに負荷される力を測定する。この力が、１０ｇｆ〜３０ｇｆの範囲になるような錘を予め選定しておき、針状電極６１を清掃するに際して、予め選定した錘を移動用部材６５の端部に吊下げることによって、所望の押圧力で清掃することができる。また移動用部材６５の端部に予め回転トルクを調整した電動機を接続し、所望の押圧力を得るようにしてもよい。
【００６２】
押圧力が、１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下に限定される理由は、以下のようである。押圧力が１０ｇｆ未満では、針状電極６１の付着物を充分に除去することができず、押圧力が３０ｇｆを超えると、針状電極６１の突起部６８の先端が変形破損する。
【００６３】
図６は、本発明の実施の第２形態であるコロナ放電装置８１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態のコロナ放電装置８１は、実施の第１形態のコロナ放電装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。コロナ放電装置８１において注目すべきは、針状電極６１が、保持部材６２の長手方向の長さに比べて短くなるように形成されるので、保持部材６２の長手方向の一端部または両端部には、針状電極６１の設けられていない部分８２（以後、退避部８２と呼ぶ）の形成されることである。
【００６４】
この退避部８２には、針状電極６１の清掃に使用されない状態、すなわち感光体４０を帯電するべくコロナ放電装置８１が動作状態にあるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂが配置収容される。このように、針状電極６１の清掃に使用されない状態にある清掃部材６３ａ，６３ｂは、前述の退避部８２に配置収容される（以後、この配置収容されている状態を退避状態と呼ぶ）ので、清掃時と清掃しない時とで清掃部材６３ａ，６３ｂを装置に着脱するという繁雑さが解消される。
【００６５】
また清掃部材６３ａ，６３ｂが導電性素材で形成されている場合、コロナ放電の際に針状電極６１から清掃部材６３ａ，６３ｂへの放電、さらに清掃部材６３ａ，６３ｂからの２次放電による感光体４０または複写機２の破損および電磁波の発生を防止するために、退避状態にある清掃部材６３ａ，６３ｂと針状電極６１との離隔距離を５ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００６６】
なお清掃部材６３ａ，６３ｂが絶縁性素材で形成されている場合、前述のような退避部８２を形成する必要はないけれども、退避状態において清掃部材６３ａ，６３ｂが常に突起部６８に当接して機械的な変形を受けることを回避するために、少なくとも突起部６８を形成せず、平板部６７のみとする退避部の設けられることが好ましい。
【００６７】
図７は本発明の実施の第３形態であるコロナ放電装置８５の構成を簡略化して示す斜視図であり、図８は図７に示すコロナ放電装置８５の正面図である。本実施の形態のコロナ放電装置８５は、実施の第２形態のコロナ放電装置８１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６８】
コロナ放電装置８５には、感光体４０の帯電均一性を向上させるためのグリッド８６が、針状電極６１と感光体４０との間に設けられ、さらにグリッド８６に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時にグリッド８６を擦過することによってグリッド８６を清掃するグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが備えられる。
【００６９】
グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、前述の支持部材６４に支持される清掃部材６３ａ，６３ｂをグリッド８６の方向に延長し、グリッド８６を臨むその先端部を鋸歯状に加工することによって実現される。このグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが支持部材６４からグリッド８６へ向う方向に延びる長さは、鋸歯状に加工された先端部がグリッド８６に０．１ｍｍ程度食込むように設定される。なお、グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、清掃部材６３ａ，６３ｂと同一素材で形成されることに限定されない。清掃部材６３ａ，６３ｂの素材とは異なり、たとえばモケットまたは毛ブラシなどで形成されたものを、支持部材６４に支持させてもよい。
【００７０】
グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、清掃部材６３ａ，６３ｂとともに支持部材６４に支持されるので、移動用部材６５を操作して支持部材６４を針状電極６１に対して相対的に移動させるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂが針状電極６１を擦過して清掃し、同時にグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが、グリッド８６を擦過して清掃する。このようにして、グリッド８６に付着した飛散トナーなどが、グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂによって除去されるので、放電安定性および帯電均一性が一層向上する。
【００７１】
（実施例）
以下に本発明の実施例を説明する。
【００７２】
本発明の実施の第１形態のコロナ放電装置１を備える複写機２を準備し、清掃試験を実施した。ただし、コロナ放電装置１には、それぞれ異なる材料で形成された清掃部材６３ａ，６３ｂが装着される４種類のものを準備した。コロナ放電装置１に用いられた清掃部材の材料は、厚み：０．１ｍｍからなるポリサルフォン，ポリイミドＡ，ポリイミドＢおよびステンレス鋼（略称ＳＵＳ）の４種類である。ここで、前述の４種類の材料は、表面のロックウェル硬さおよび比抵抗がそれぞれ異なる。各材料のロックウェル硬さと比抵抗を合わせて表１に示す。
【００７３】
清掃試験は、次のように実施した。コロナ放電装置１の針状電極６１に電圧を印加し、電流値がマイナス（−）６００μＡになるように定電流制御しながら連続１２０時間エージングさせて針状電極６１にシリコン等を付着させた。ここで１２０時間のエージングとは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｐ０１３８に規定される紙寸法であるＡ４サイズの記録紙２０万枚に画像を複写することである。
【００７４】
１２０時間のエージング後、４種類の材料からなる清掃部材がそれぞれ装着されたコロナ放電装置１において、針状電極の延びる方向に清掃部材を１往復させて清掃した。この清掃部材を１往復させる際、針状電極に対する押圧力を、８，１０，３０および３５ｇｆの４段階に変化させた。清掃後、針状電極に電圧を印加し電流値が−６００μＡで、サンプル画像を１枚の記録紙に複写した。複写されたサンプル画像を目視観察して、画像のノイズランクを評価した。また清掃前後における針状電極の目視観察によって、削れ物の針先への付着，針先曲りおよび付着物清掃性を評価した。以下評価指標について説明する。
（ａ）ノイズランク：画像に現れたノイズの程度を評価する指標である。サンプル画像を目視観察し、画像むらのないものを良（○）と評価し、画像むらの発生したものを不良（×）と評価した。
（ｂ）削れ物の針先への付着：清掃部材を針状電極に対して当接させて擦過する際に、清掃部材が削られて針状電極の突起部先端（針先と称する）に付着しているか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。削れ物の針先への付着が無い場合を良（○）、針先への付着が発生した場合を不良（×）と評価した。
（ｃ）針先曲り：清掃部材を針状電極に対して当接させて擦過することによって、針状電極突起部先端である針先に変形が発生したか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。針先曲りの無い場合を良（○）、針先曲りの発生した場合を不良（×）と評価した。
（ｄ）付着物清掃性：清掃部材によって針状電極を清掃した後、針状電極の付着物が除去されているか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。付着物が除去された場合を良（○）、付着物が充分除去されていない場合を不良（×）と評価した。
【００７５】
清掃試験による評価結果を表１に合わせて示す。表１に示すように、各評価指標のすべてにおいて評価良（○）を満足するのは、ロックウェル硬さで１１５以上を有するポリイミドＢおよびＳＵＳからなる清掃部材が、押圧力１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下の範囲で針状電極に当接される場合である。
【００７６】
清掃部材の表面硬さがロックウェル硬さで１１５未満では、針状電極に対する押圧力を変化させてもノイズランクが不良であり、また削れ物が針先に付着する。清掃部材の表面硬さがロックウェル硬さで１１５以上であっても、押圧力が１０ｇｆ未満では、ノイズランクと付着物清掃性とが不良であり、押圧力が３０ｇｆを超えると、ノイズランクと針先曲りが不良になる。
【００７７】
比抵抗が１０１３Ωｃｍの絶縁性材料であるポリイミドＢ、および比抵抗が７×１０−５Ωｃｍの導電性材料であるＳＵＳのいずれであっても、針状電極に対する押圧力を適正範囲である１０〜３０ｇｆとすることによって、各評価指標のすべてにおいて評価良（○）を満足する。しかしながら、絶縁性材料であるポリイミドＢは、コロナを照射しても化学変化を起こさず、低分子成分が放出されず、また清掃部材からの２次放電の怖れも無いので、清掃部材の材料としてより好適である。
【００７８】
【表１】
【００７９】
以上に述べたように本実施の形態では、画像形成装置は、複写機２であるけれども、これに限定されることなく、コンピュータなどから与えられる画像情報に応じて画像形成するレーザプリンタなどであってもよい。またレーザビームスキャナユニット２４によってレーザビームを走査して感光体４０を露光し、感光体４０への画像情報の光書込みを行うけれども、これに限定されることなく、レーザビームスキャナユニット２４の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと結像レンズとからなるＬＥＤヘッドを書込み光学系として用いてもよい。ＬＥＤヘッドは、レーザビームスキャナユニットに比べて、寸法が小さく、また可動部分が無く無音なので、複数個の光書込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置に好適に用いることができる。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、先鋭状突起部を有する電極に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に電極を擦過することによって電極の表面を清掃する清掃部材は、好適範囲の硬さを有する弾性体で形成されるとともに、電極を擦過する際に好適範囲の力で押圧されることによって、適度に弾性変形しつつ電極の突起部にも充分に当接することができるので、電極の突起部先端を変形損傷させることなく汚れを充分に取除くことができる。また清掃部材が好適範囲の硬さを有するので、電極を擦過する際、逆に清掃部材が損耗して電極の突起部先端に付着することもない。このような清掃部材を用いて電極を清掃することによって、電極の先鋭状突起部を清浄に保つことができるので、放電むら発生を防止することができ、また放電むらに起因する画像不良の発生を防止することができる。
【００８１】
また、清掃部材を好適範囲の硬さを有する弾性体で形成し、電極に対する清掃部材の押付け力を好適範囲に選択することによって、清掃部材を電極に対して相対的に移動させて擦過させるという簡単な構成で放電安定性に優れるコロナ放電装置を実現することができる。
また、清掃部材の電極を擦過する辺は、電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有する。このことによって、清掃部材が電極に当接し始めるとき、まず突起部の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材が電極に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材の弾性変形が進み突起部の先端部に当接するようになる。清掃部材を電極に対して相対的に移動させるとき、清掃部材は、突起部の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
また、電極を含む平面に対する前記傾斜角が４０〜６０度となるように設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができる。
【００８２】
また本発明によれば、清掃部材は、複数の部材によって構成される。このことによって、電極の突起部は、複数の清掃部材によって擦過されて清掃されるので、汚れは確実に取除かれて放電安定性が一層向上する。
【００８３】
また本発明によれば、複数の清掃部材のうち互いに隣接する一方の清掃部材が、電極に当接して弾性変形するに際し、他方の清掃部材が、前記一方の清掃部材の弾性変形を妨げることのないような間隔Ｌ１を有するように設けられる。このことによって、前記一方の清掃部材は、電極を擦過している間中好適範囲の押圧力を維持できるので、電極の突起部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００８４】
また本発明によれば、清掃部材は、比抵抗が１０１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなり、好ましくは絶縁物がポリイミドである。清掃部材が、ポリイミドのような比抵抗の大きい絶縁物で形成されることによって、清掃部材を通じて電圧のリークすることがなくなるので、コロナ放電装置やコロナ放電装置の設けられる画像形成装置の破損等を防止することができる。
【００８６】
また本発明によれば、電極清掃に使用されない状態にある清掃部材は、電極の設けられていない位置に配置される。このことによって、電極清掃時に清掃部材を装置に装着し、電極を清掃しない時に清掃部材を装置から離脱させるという繁雑さが解消される。
【００８７】
また本発明によれば、清掃部材は、装置本体外方からの操作によって電極に対して相対的に移動可能に構成される。このことによって、電極を清掃する都度、コロナ放電装置を画像形成装置から取出し、電極を露出させて清掃するという繁雑さが解消され、電極の清掃作業が極めて容易になる。またコロナ放電装置を画像形成装置から取出すことなくその電極を清掃することができるので、取出しによってコロナ放電装置を他の部品に打ち付けたりして破損させることを防止できる。
【００８８】
また本発明によれば、電極と電子写真感光体との間に帯電均一性を向上させるためのグリッドが設けられ、このグリッドも飛散トナー等で汚れることがあるので、グリッドに対して相対的に移動可能であり、移動時にグリッドを擦過することによって清掃するグリッド清掃部材が設けられてもよい。このことによって、放電安定性および帯電均一性に優れるコロナ放電装置が実現される。
【００８９】
また本発明によれば、清掃部材とグリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されるので、１つの動作で電極とグリッドとの両方を清掃することができる。また、部品点数が削減されるので、組立作業効率を向上することができる。
【００９０】
また本発明によれば、画像形成装置は、帯電器に前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を備える。このように、放電安定性に優れるコロナ放電装置を帯電器として備えるので、放電むらに起因する筋汚れや画像むらが無く画質の良好な画像を安定して形成することのできる画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるコロナ放電装置１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２】図１に示すコロナ放電装置１の正面図である。
【図３】図１に示すコロナ放電装置１の側面図である。
【図４】図１に示すコロナ放電装置１を備える画像形成装置２の構成を示す概略断面図である。
【図５】黒色画像形成用レーザビームスキャナユニット２４ｂおよび画像形成ステーション２５ｂの構成を示す拡大図である。
【図６】本発明の実施の第２形態であるコロナ放電装置８１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の第３形態であるコロナ放電装置８５の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図８】図７に示すコロナ放電装置８５の正面図である。
【符号の説明】
１，８１，８５ コロナ放電装置
２ 複写機
３ 原稿送給部
４ 画像読取部
５ 給紙部
６ 画像形成部
７ 定着部
６１ 針状電極
６２ 保持部材
６３ 清掃部材
６４ 支持部材
６５ 移動用部材
６６ シールドケース
８２ 退避部
８６ グリッド
８７ グリッド清掃部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極の清掃部材を備えるコロナ放電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機などの電子写真画像を形成する画像形成装置では、電子写真感光体の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像を現像によって可視化し、さらに可視化された画像を記録紙などに転写し定着して記録画像を得ている。画像形成装置の電子写真感光体は、露光によって静電潜像が形成される前に、コロナ放電装置（メインチャージャーともいう）によって一様帯電される。
【０００３】
コロナ放電装置の放電用電極には、従来たとえば直径が８０〜９０μｍのタングステン製の放電ワイヤが用いられてきた。この放電ワイヤを用いる放電装置では、帯電均一性を確保するために大きな電流を必要とするので、放電の際に多量のオゾンを発生させ、オゾンの強い酸化力のために電子写真感光体やコロナ放電装置自体が劣化するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決する先行技術の一つが、特開平１−３１２５６３に開示されている。この技術は、コロナ放電装置の電極形状をワイヤに代えて針状に形成するものである。針状電極では、ワイヤ電極の場合に比べて、同一出力を得るための電流値が４分の１程度に減少し、それに伴ってオゾン発生量も４分の１程度に減少する。しかしながら、針状電極を用いた場合、放電を繰返すのに伴い電極先端部にシリコンが付着するという現象が発生する。電極先端部に付着するシリコン量が増加するのに伴って放電が安定しなくなり、放電が不安定な状態で電子写真感光体の帯電に使用し続けると、形成される画像に筋汚れなどの画像むらが形成されるという不良が発生する。
【０００５】
さらに前述のような針状電極におけるシリコン付着の問題を解決する先行技術が、たとえば実開平２−７５６５８および特許３２５９５１５などに開示されている。実開平２−７５６５８に開示される技術は、針状電極にスポンジローラを押し当てながら回転移動させて汚れを取除く（清掃する）ものであり、特許３２５９５１５に開示される技術は、回転可能に支持される一対のローラからなる清掃部材で針状電極を両側から挟みこみ、清掃部材を針状電極に対して相対的に移動させることによって汚れを取除くものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の先行技術には以下のような問題がある。実開平２−７５６５８に開示される技術では、スポンジローラが針状電極の先端に引っ掛って破損し、破損時にちぎれたスポンジ片が針状電極の先端に付着して放電を不安定化させたり、スポンジローラの回転移動時に加えられる力によって針状電極の先端部が変形するという問題がある。また特許３２５９５１５に開示される技術では、一対のローラで針状電極を挟み込んで清掃するので、針状電極の先端部にローラが充分に当接せずに針状電極先端部が清掃され得ない場合が起こるという問題があり、さらに針状電極を両側から挟み込むための押圧機構などが必要とされるので、装置が複雑化するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な構成で、電極を損耗させることなく充分に清掃し、安定した放電の継続を可能にするコロナ放電装置およびそれを備える画像形成装置を提供することである。
【０００８】
本発明は、電子写真感光体を帯電させるために用いられるコロナ放電装置において、
複数の先鋭状突起部を有する板状の電極と、
電極に対して相対的に移動可能に設けられ、電極の先鋭状突起部を清掃する薄板状の清掃部材とを含み、
清掃部材は、
弾性を有する弾性体であり、
米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さが、Ｍスケールで１１５以上を有し、
先鋭状突起部を清掃するとき、先鋭状突起部に対して１０ｇｆ以上３０ｇｆ以下の力で押付けられ、
電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有するように形成された辺が、移動しながら弾性変形して先鋭状突起部に当接して擦過するように構成されることを特徴とするコロナ放電装置である。
また本発明は、電極を含む平面に対する前記傾斜角は、４０〜６０度であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、先鋭状突起部を有する電極に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に電極を擦過することによって電極の表面を清掃する清掃部材は、好適範囲の硬さを有する弾性体で形成されるとともに、電極を擦過する際に好適範囲の力で押圧されることによって、適度に弾性変形しつつ先鋭状突起部の先端にも充分に当接することができるので、突起部の先端を変形損傷させることなく汚れを充分に取除くことができる。また清掃部材が好適範囲の硬さを有するので、電極を擦過する際、逆に清掃部材が損耗して突起部の先端に付着することもない。このような清掃部材を用いて電極を清掃することによって、電極の先鋭状突起部を清浄に保つことができるので、放電むら発生を防止することができ、また放電むらに起因する画像不良の発生を防止することができる。
【００１０】
また、清掃部材を好適範囲の硬さを有する弾性体で形成し、電極に対する清掃部材の押付け力を好適範囲に選択することによって、清掃部材を電極に対して相対的に移動させて擦過させるという簡単な構成で放電安定性に優れるコロナ放電装置を実現することができる。
また、清掃部材の電極を擦過する辺は、電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有する。このことによって、清掃部材が電極に当接し始めるとき、まず突起部の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材が電極に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材の弾性変形が進み突起部の先端部に当接するようになる。清掃部材を電極に対して相対的に移動させるとき、清掃部材は、突起部の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
また、電極を含む平面に対する前記傾斜角が４０〜６０度となるように設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができる。
【００１１】
また本発明は、前記清掃部材は、複数の部材によって構成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、清掃部材は、複数の部材によって構成される。このことによって、電極の突起部は、複数の清掃部材によって擦過されて清掃されるので、汚れは確実に取除かれて放電安定性が一層向上する。
【００１３】
また本発明は、前記清掃部材を構成する複数の部材は、
前記部材同志が、前記電極に対する相対的移動方向に関して予め定められる間隔Ｌ１を有するように設けられることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、複数の清掃部材のうち互いに隣接する一方の清掃部材が、電極に当接して弾性変形するに際し、他方の清掃部材が、前記一方の清掃部材の弾性変形を妨げることのないような間隔Ｌ１を有するように設けられる。このことによって、前記一方の清掃部材は、電極を擦過している間中好適範囲の押圧力を維持できるので、電極の突起部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００１５】
また本発明は、前記清掃部材は、比抵抗が１０１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記絶縁物は、ポリイミドであることを特徴とする。
本発明に従えば、清掃部材は、比抵抗が１０１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなり、好ましくは絶縁物がポリイミドである。清掃部材が、ポリイミドのような比抵抗の大きい絶縁物で形成されることによって、清掃部材を通じて電圧のリークすることがなくなるので、コロナ放電装置やコロナ放電装置の設けられる画像形成装置の破損等を防止することができる。
【００１９】
また本発明は、前記清掃部材は、前記電極の清掃に使用されない状態にあるとき、前記電極の設けられていない位置に配置されることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、電極清掃に使用されない状態にある清掃部材は、電極の設けられていない位置に配置される。このことによって、電極清掃時に清掃部材を装置に装着し、電極を清掃しない時に清掃部材を装置から離脱させるという繁雑さが解消される。
【００２１】
また本発明は、前記清掃部材は、装置本体外方からの操作によって前記電極に対して相対的に移動されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、清掃部材は、装置本体外方からの操作によって電極に対して相対的に移動可能に構成される。このことによって、電極を清掃する都度、コロナ放電装置を画像形成装置から取出し、電極を露出させて清掃するという繁雑さが解消され、電極の清掃作業が極めて容易になる。またコロナ放電装置を画像形成装置から取出すことなくその電極を清掃することができるので、取出しによってコロナ放電装置を他の部品に打ち付けたりして破損させることを防止できる。
【００２３】
また本発明は、前記電極と前記電子写真感光体との間に設けられるグリッドと、
前記グリッドに対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に前記グリッドを擦過することによって前記グリッドを清掃するグリッド清掃部材とをさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、電極と電子写真感光体との間に帯電均一性を向上させるためのグリッドが設けられ、このグリッドも飛散トナー等で汚れることがあるので、グリッドに対して相対的に移動可能であり、移動時にグリッドを擦過することによって清掃するグリッド清掃部材が設けられてもよい。このことによって、放電安定性および帯電均一性に優れるコロナ放電装置が実現される。
【００２５】
また本発明は、前記清掃部材と前記グリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、清掃部材とグリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されるので、１つの動作で電極とグリッドとの両方を清掃することができる。また、部品点数が削減されるので、組立作業効率を向上することができる。
【００２７】
また本発明は、前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を帯電器として備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２８】
本発明に従えば、画像形成装置は、帯電器に前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を備える。このように、放電安定性に優れるコロナ放電装置を帯電器として備えるので、放電むらに起因する筋汚れや画像むらが無く画質の良好な画像を安定して形成することのできる画像形成装置が提供される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるコロナ放電装置１の構成を簡略化して示す斜視図であり、図２は図１に示すコロナ放電装置１の正面図であり、図３は図１に示すコロナ放電装置１の側面図であり、図４は図１に示すコロナ放電装置１を備える画像形成装置２の構成を示す概略断面図である。
【００３０】
図４に示す画像形成装置２は本発明のもう一つの実施の形態であり、ここでは画像形成装置の一つである複写機２について例示する。まず図４を参照してコロナ放電装置１が備えられる複写機２の構成と動作について説明する。複写機２は、原稿送給部３と、画像読取部４と、給紙部５と、画像形成部６と、定着部７とを含む構成である。
【００３１】
原稿送給部３は、複写されるべき原稿を送給する両面自動原稿送り装置８（略称ＲＡＤＦ：Reversing Automatic Document Feeder）と、ＲＡＤＦ８から送給された原稿が予め定められる位置に載置される原稿台９と、原稿受けトレイ１０とを含む。ＲＡＤＦ８は、原稿台９に対して所定の位置関係を有するとともに開閉可能な状態で支持される。ＲＡＤＦ８は、原稿の一方の面が原稿台９の予め定められる位置であって画像読取部４に対向する位置に載置されるように原稿を送給し、一方の面の画像読取りが終了すると、他方の面が原稿台９の予め定められる位置であって画像読取部４に対向する位置に載置されるように原稿を反転送給し、他方の面の画像読取りが終了すると、原稿を原稿受けトレイ１０へ排出する。このような原稿の送給および表裏反転動作は、複写機２の全体動作に関連して制御される。なお原稿の一方の面のみを複写する場合には、原稿の反転送給は実行されない。
【００３２】
画像読取部４は、原稿台９の下方に配置され、ＲＡＤＦ８によって原稿台９に送給された原稿の画像を読取る動作を行い、原稿台９の下面に沿って平行に往復移動する第１および第２走査ユニット１１，１２と、光学レンズ１３と、光電変換素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ１４とを含む。
【００３３】
第１走査ユニット１１は、読取るべき原稿画像表面を露光する露光ランプ１５と、原稿からの反射光像を所定の方向に偏向する第１ミラー１６とを備え、原稿台９の下面に対して一定の距離を保ちながら予め定められる走査速度で往復移動する。第２走査ユニット１２は、第１走査ユニット１１の第１ミラー１６によって偏向された反射光像をさらに所定の方向に偏向する第２および第３ミラー１７，１８とを備え、第１走査ユニット１１と一定の速度関係を保って原稿台９の下面に沿って平行に往復移動する。
【００３４】
光学レンズ１３は、第２走査ユニット１２の第３ミラー１８によって偏向された反射光像を縮小し、ＣＣＤラインセンサ１４の予め定められる位置に結像させる。ＣＣＤラインセンサ１４は、白黒画像またはカラー画像を読取り、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインカラーＣＣＤであり、光学レンズ１３によって結像された反射光像を順次光電変換して電気信号を出力する。ＣＣＤラインセンサ１４から電気信号として出力される原稿画像情報は画像形成部６に入力される。
【００３５】
給紙部５は、複写機２の最下部に配置され、記録媒体である記録紙Ｐを積載収容する用紙トレイ１９と、用紙トレイ１９内の記録紙Ｐを１枚ずつ分離送給する分離ローラ２０および給紙ローラ２１とを含み、画像形成部６に対して記録媒体である記録紙Ｐを供給する。給紙部５から１枚ずつ分離供給される記録紙Ｐは、記録紙Ｐの搬送経路各所に設けられる搬送ローラ２２によって画像形成部６の手前まで搬送され、画像形成部６の手前に設けられる一対のレジストローラ２３によって給紙タイミングが制御されて画像形成部６に供給される。
【００３６】
画像形成部６は、画像読取部４と給紙部５との間に配置され、レーザビームスキャナユニット２４と、画像形成ステーション２５と、転写搬送ベルト機構２６とを含む。転写搬送ベルト機構２６は、画像形成部６の下部に配置され、駆動ローラ２７と、従動ローラ２８と、駆動ローラ２７と従動ローラ２８とに張架される無端ベルト２９と、無端ベルト２９表面を帯電させて記録紙Ｐを吸着させるための吸着用帯電器３０と、無端ベルト２９に吸着されている記録紙Ｐを剥離するための除電器３１とを備える。
【００３７】
無端ベルト２９は、駆動ローラ２７の軸線まわりの回転によって矢符３２方向に駆動する。レジストローラ２３によってタイミング制御されて供給される記録紙Ｐは、吸着用帯電器３０によって表面の帯電された無端ベルト２９に静電吸着され、前述の矢符３２方向に搬送される。記録紙Ｐには、無端ベルト２９によって矢符３２方向に搬送される過程において画像が転写され、画像の転写された記録紙Ｐは、除電器３１によって無端ベルト２９から剥離されて定着部７へと搬送される。レジストローラ２３による給紙のタイミング制御は、記録紙Ｐの搬送方向先端部が搬送経路内に設けられる図示しないセンサによって検知され、このセンサの検知出力に応じて実行される。
【００３８】
複写機２は、カラー複写機であるので、レーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５は、黒色，シアン色，マゼンタ色およびイエロー色の各色に対応して４組が設けられる。各レーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５は、現像に用いられるトナーの色が、黒色，シアン色，マゼンタ色，イエロー色に異なること、および画像原稿情報のうち黒色成分像に対応する画素信号，シアン色成分像に対応する画素信号，マゼンタ色成分像に対応する画素信号，イエロー色成分像に対応する画素信号が、それぞれ入力されること以外は構成を同じくするので、黒色のレーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５を代表例として説明し、他については説明を省略する。なお、各色に対応するレーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５を個々に示す場合には、アルファベットの添字：ｂ（黒色），ｃ（シアン色），ｍ（マゼンタ色），ｙ（イエロー色）を付して表す。
【００３９】
図５は、黒色画像形成用レーザビームスキャナユニット２４ｂおよび画像形成ステーション２５ｂの構成を示す拡大図である。レーザビームスキャナユニット２４ｂは、画像読取部４から入力される画像原稿情報に応じて変調されたドット光を発光する図示しない半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるポリゴンミラー３３ｂと、ポリゴンミラー３３ｂによって偏向されたレーザビームを電子写真感光体４０ｂ（以後、単に感光体と呼ぶ）の表面に結像させるｆθレンズ３４ｂ，３５ｂと、反射ミラー３６ｂ，３７ｂ，３８ｂとを備える。反射ミラー３８ｂで反射されたレーザビームは、画像形成ステーション２５ｂの感光体４０ｂ表面を露光し、静電潜像を形成する。
【００４０】
画像形成ステーション２５ｂは、軸線３９ｂまわりに矢符Ｆ方向に回転自在に支持される感光体４０ｂと、感光体４０ｂの円周面に沿って配置される以下の機器、すなわち前述のレーザビームで露光される前に感光体４０ｂの表面を一様に帯電させる帯電器４１ｂと、レーザビームスキャナユニット２４ｂから出力されるレーザビームの露光によって感光体４０ｂの表面に形成される静電潜像を現像して可視化する現像器４２ｂと、無端ベルト２９を介して感光体４０ｂに対向して設けられ現像された画像を無端ベルト２９上の記録紙Ｐに転写させる転写用放電器４３ｂと、静電潜像の現像処理後に感光体４０ｂの表面に残留するトナーを除去回収するクリーニングユニット４４ｂとを備える。帯電器４１ｂ，現像器４２ｂ，転写用放電器４３ｂおよびクリーニングユニット４４ｂは、矢符Ｆで示す回転方向の上流側から下流側に向ってこの順序で設けられる。
【００４１】
帯電器４１ｂには、本発明のコロナ放電装置１が用いられる。帯電器４１ｂは、放電によって感光体４０ｂの表面を一様に帯電させる。一様に帯電された感光体４０ｂの表面が、画像原稿情報に応じたレーザビームスキャナユニット２４ｂからのレーザビームによって露光され、露光された部位の帯電量と露光されなかった部位の帯電量とに差異が生じて静電潜像が形成される。
【００４２】
現像器４２ｂは、感光体４０ｂに対向して設けられる現像ローラ４５ｂと、現像ローラ４５ｂにトナーを含む現像剤を供給する現像剤搬送ローラ４６ｂと、現像ローラ４５ｂおよび現像剤搬送ローラ４６ｂを回転自在に支持するとともに、その内部空間に現像剤を収容するケーシング４７ｂとを備える。現像器４２ｂの現像ローラ４５ｂから、静電潜像の形成された感光体４０ｂの表面に現像剤が供給されることによって静電潜像が現像されて可視化される。可視化された画像は、前述のように転写用放電器４３ｂによって無端ベルト２９上の記録紙Ｐに転写される。
【００４３】
再び図４に戻って、黒色の画像が転写された記録紙Ｐには、無端ベルト２９に吸着されたまま矢符３２方向に搬送され、搬送方向上流側から下流側に向って以下の順に設けられるシアン色，マゼンタ色，イエロー色のレーザビームスキャナユニット２４ｃ，２４ｍ，２４ｙおよび画像形成ステーション２５ｃ，２５ｍ，２５ｙを通過する際に、シアン色，マゼンタ色，イエロー色の画像が、前述の黒色画像の場合と同様にして順次転写される。このようにして記録紙Ｐにフルカラー画像が形成される。フルカラー画像の形成された記録紙Ｐは、除電器３１によって無端ベルト２９から剥離されて定着部７へ送給される。
【００４４】
定着部７は、図示しない加熱手段を備える加熱ローラ４８と、加熱ローラ４８に対向して設けられ加熱ローラ４８に押圧されて当接部いわゆるニップ部５０を形成する加圧ローラ４９とを備える。定着部７に供給された記録紙Ｐは、ニップ部５０を通過する際に加熱および加圧され、記録紙Ｐ上の現像剤が定着されて堅牢な画像となる。
【００４５】
定着部７によって定着された記録紙Ｐは、一方の表面だけに画像形成する場合または一方の表面の画像形成を終えた後反転されて他方の表面に画像形成する場合、切換ゲート５１の動作によってその上方へ送給され、さらに排出ローラ５２によって排紙トレイ５３へ排出される。なお、記録紙Ｐの一方の表面に画像形成した後、さらに続けて他方の表面に画像形成する場合、記録紙Ｐは、切換ゲート５１の動作によってその下方に送給され、スイッチバック搬送経路５４を経て表裏反転された後、再度画像形成部６へ搬送される。画像形成部６へ送給された記録紙Ｐには、前述と同様にして画像形成される。
【００４６】
図１〜図３に戻って、複写機２の帯電器４１として設けられるコロナ放電装置１について説明する。コロナ放電装置１は、複数の先鋭状突起部６８を有する板状の電極６１（以後、針状電極と呼ぶ）と、針状電極６１を保持する保持部材６２と、針状電極６１に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に針状電極６１を擦過することによって針状電極６１の表面を清掃する２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂと、清掃部材６３ａ，６３ｂを支持する支持部材６４と、清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４を移動させる移動用部材６５と、針状電極６１，保持部材６２，清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４を収容するシールドケース６６とを含む構成である。このコロナ放電装置１は、複写機２において、感光体４０を臨み感光体４０の長手方向に沿って配置される。
【００４７】
針状電極６１は、たとえばステンレス鋼製の薄板状部材であり、一方向に長く延びる平板部６７と平板部６７の長手方向の一端面から短手方向に突出するように形成される先鋭状の突起部６８とによって構成される。針状電極６１の寸法について例示すると、平板部６７の短手方向の長さＬ２は、１０ｍｍ程度が好ましく、突起部６８の突出方向の長さＬ３は、２ｍｍ程度が好ましく、突起部６８の先端の曲率半径Ｒは、４０μｍ程度が好ましく、突起部６８の形成されるピッチＴＰは、２ｍｍ程度が好ましい。
【００４８】
針状電極６１を保持する保持部材６２は、針状電極６１と同様に一方向に長く延び、長手方向に直交する断面が逆Ｔ字状の部材であり、たとえば樹脂製である。針状電極６１は、その長手方向の両端部付近において、保持部材６２の突出部分の一側面に、ねじ部材６９によってねじ止めされている。この針状電極６１には、前述の感光体４０を帯電させるべく動作中は、コロナ放電するために５ｋＶ程度の電圧が印加されている。
【００４９】
清掃部材６３ａ，６３ｂは、樹脂または金属からなり、平面投影図で略Ｔ字状の形状を有する薄板部材である。さらに清掃部材６３ａ，６３ｂは、Ｔ字状の突出（脚）部分先端における一方のコーナーが斜めにカットされていることを特徴とする。この清掃部材６３ａ，６３ｂは、ＡＳＴＭ規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さが、Ｍスケールで１１５以上を有する弾性体である。また清掃部材６３ａ，６３ｂは、比抵抗：１０１３Ωｃｍ以上の絶縁性を有することが好ましく、たとえばポリイミドなどが好適である。
【００５０】
ロックウェル硬さが１１５未満では、軟質にすぎるので、針状電極６１に当接させて擦過するとき、清掃部材が不所望に変形し過ぎて清掃効果を得ることができない。清掃部材６３ａ，６３ｂの硬さが高くても特に機能上の問題が現出しないので上限を設ける必要がないけれども、ＡＳＴＭ規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さＭスケールの上限値が１３０であるので、あえて上限を設けるとすれば１３０となる。
【００５１】
比抵抗が、１０１３Ωｃｍ未満であっても本発明における所望の効果を得ることができるけれども、清掃部材６３ａ，６３ｂに比抵抗１０１３Ωｃｍ以上の絶縁物を用いることによって、針状電極６１から清掃部材６３ａ，６３ｂを通じて電圧がリークすることを防止できるので、コロナ放電装置１やコロナ放電装置１の設けられる複写機２の破損等の怖れが無くなる。
【００５２】
清掃部材６３ａ，６３ｂを支持する支持部材６４は、逆Ｌ字状の形状を有する部材である。Ｔ字状を有する清掃部材６３ａ，６３ｂの腕部分が、支持部材６４の梁状部分に装着される。２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂは、針状電極６１に対して相対的に移動する方向に関して予め定められる間隔Ｌ１を有するように設けられる。間隔Ｌ１は、一方の清掃部材６３ａが針状電極６１に当接して変形しているとき、他方の清掃部材６３ｂが、変形している一方の清掃部材６３ａに当ることのない距離に選ばれ、装着される支持部材６４の梁状部分の厚みで調整することができる。
【００５３】
この間隔Ｌ１の好適な値は、清掃部材に用いられる素材の材質が異なると、その変形状態も異なるので、清掃部材として用いる素材の変形状態を事前に試験することによって定めることが望ましい。清掃部材６３ａ，６３ｂが、たとえば厚み：０．１ｍｍのポリイミドからなるとき、間隔Ｌ１は２ｍｍに選定される。２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂに前述の間隔Ｌ１を設けることによって、一方の清掃部材６３ａが、針状電極６１を擦過している間中、他方の清掃部材６３ｂによってその変形を阻害されることなく好適範囲の押圧力を維持できるので、針状電極６１の先端部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００５４】
また、清掃部材６３ａ，６３ｂは、前述のＴ字状の突出部分先端における一方のコーナーが斜めにカットされて形成される辺７０ａ，７０ｂが、針状電極６１を擦過する辺になるように支持部材６４に装着される。このことによって、清掃部材６３ａ，６３ｂの針状電極６１を擦過する前述の辺７０ａ，７０ｂは、針状電極６１を含む平面に対して傾斜角θを有するように設けられることになる。
【００５５】
このように、清掃部材６３ａ，６３ｂの辺７０ａ，７０ｂが、針状電極６１を含む平面と傾斜角θを有するように設けられることによって、たとえば清掃部材６３ａが針状電極６１に当接し始めるとき、まず突起部６８の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材６３ａが針状電極６１に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材６３ａの弾性変形が進み突起部６８の先端部に当接するようになる。本実施の形態では、清掃部材６３ａまたは６３ｂは、突起部６８の先端から基底部寄りに０．５〜１．５ｍｍの位置に当接し始めるように設定される。したがって、清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に対して相対的に移動させるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂは、突起部６８の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部６８の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
【００５６】
清掃部材６３ａ，６３ｂの辺７０ａ，７０ｂと、針状電極６１を含む面との成す傾斜角θは、４０〜６０度であることが好ましく、傾斜角θをこの範囲に設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができた。また清掃部材を２枚で構成することによって、２枚のうち少なくともいずれか一方が確実に針状電極６１に当接するような設定を容易に実現することができる。したがって、清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４の寸法精度にある程度許容範囲を持たせることが可能であり、部材の加工費用を削減することができる。
【００５７】
シールドケース６６は、たとえばステンレス鋼製であり、その外観形状が直方体で内部空間を有するとともに、前述の感光体４０を臨む一方の面に開口部を有する容器状の部材である。またシールドケース６６は、針状電極６１と同一方向に長く延び、長手方向に直交する方向の断面形状が略Ｕ字状を有する。シールドケース６６の底面７１に前述の保持部材６２が装着される。シールドケース６６の内側面７２と保持部材６２とによって形成される溝部７３に、支持部材６４の柱状部分の端部が摺動可能に挿入される。
【００５８】
支持部材６４の柱状部分には、針状電極６１の延びる方向と平行に貫通孔７４が形成され、貫通孔７４を挿通して移動用部材６５が設けられる。移動用部材６５は、貫通孔７４に挿通されている部位で支持部材６４に固定されるので、移動用部材６５を針状電極６１の延びる方向に牽引することによって、支持部材６４は、溝部７３に対して摺動し、かつ溝部７３に案内されて針状電極６１の延びる方向に移動することができる。すなわち、支持部材６４に支持される清掃部材６３ａ，６３ｂが、針状電極６１の延びる方向に移動するので、前述のように清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に当接させて擦過することができる。
【００５９】
移動用部材６５は、糸状またはワイヤ状の部材であり、シールドケース６６に形成される孔または隙間からシールドケース６６の外方に延び、シールドケース６６の外面または複写機２の機体に設けられる滑車７５ａ，７５ｂを介してその端部が垂下される。なお、滑車７５ａ，７５ｂと移動用部材６５の端部は、図１および図３では省略されている。移動用部材６５の端部は、複写機２の機体外方にまで延長され、コロナ放電装置１を複写機２から取外すことなくまた複写機２を開放することなく、針状電極６１の清掃を実施できるようにすることが好ましい。
【００６０】
移動用部材６５を牽引することによって清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に当接させて清掃するとき、針状電極６１に対する清掃部材６３ａ，６３ｂの押圧力は、１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下になるように調整される。この押圧力の調整は、たとえば以下のようにして行うことができる。
【００６１】
種々の重量の錘を準備し、各錘の重量を移動用部材６５の一方の端部にそれぞれ吊下げた状態で、清掃部材６３ａまたは６３ｂにばね秤などを接続し、清掃部材６３ａまたは６３ｂに負荷される力を測定する。この力が、１０ｇｆ〜３０ｇｆの範囲になるような錘を予め選定しておき、針状電極６１を清掃するに際して、予め選定した錘を移動用部材６５の端部に吊下げることによって、所望の押圧力で清掃することができる。また移動用部材６５の端部に予め回転トルクを調整した電動機を接続し、所望の押圧力を得るようにしてもよい。
【００６２】
押圧力が、１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下に限定される理由は、以下のようである。押圧力が１０ｇｆ未満では、針状電極６１の付着物を充分に除去することができず、押圧力が３０ｇｆを超えると、針状電極６１の突起部６８の先端が変形破損する。
【００６３】
図６は、本発明の実施の第２形態であるコロナ放電装置８１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態のコロナ放電装置８１は、実施の第１形態のコロナ放電装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。コロナ放電装置８１において注目すべきは、針状電極６１が、保持部材６２の長手方向の長さに比べて短くなるように形成されるので、保持部材６２の長手方向の一端部または両端部には、針状電極６１の設けられていない部分８２（以後、退避部８２と呼ぶ）の形成されることである。
【００６４】
この退避部８２には、針状電極６１の清掃に使用されない状態、すなわち感光体４０を帯電するべくコロナ放電装置８１が動作状態にあるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂが配置収容される。このように、針状電極６１の清掃に使用されない状態にある清掃部材６３ａ，６３ｂは、前述の退避部８２に配置収容される（以後、この配置収容されている状態を退避状態と呼ぶ）ので、清掃時と清掃しない時とで清掃部材６３ａ，６３ｂを装置に着脱するという繁雑さが解消される。
【００６５】
また清掃部材６３ａ，６３ｂが導電性素材で形成されている場合、コロナ放電の際に針状電極６１から清掃部材６３ａ，６３ｂへの放電、さらに清掃部材６３ａ，６３ｂからの２次放電による感光体４０または複写機２の破損および電磁波の発生を防止するために、退避状態にある清掃部材６３ａ，６３ｂと針状電極６１との離隔距離を５ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００６６】
なお清掃部材６３ａ，６３ｂが絶縁性素材で形成されている場合、前述のような退避部８２を形成する必要はないけれども、退避状態において清掃部材６３ａ，６３ｂが常に突起部６８に当接して機械的な変形を受けることを回避するために、少なくとも突起部６８を形成せず、平板部６７のみとする退避部の設けられることが好ましい。
【００６７】
図７は本発明の実施の第３形態であるコロナ放電装置８５の構成を簡略化して示す斜視図であり、図８は図７に示すコロナ放電装置８５の正面図である。本実施の形態のコロナ放電装置８５は、実施の第２形態のコロナ放電装置８１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６８】
コロナ放電装置８５には、感光体４０の帯電均一性を向上させるためのグリッド８６が、針状電極６１と感光体４０との間に設けられ、さらにグリッド８６に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時にグリッド８６を擦過することによってグリッド８６を清掃するグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが備えられる。
【００６９】
グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、前述の支持部材６４に支持される清掃部材６３ａ，６３ｂをグリッド８６の方向に延長し、グリッド８６を臨むその先端部を鋸歯状に加工することによって実現される。このグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが支持部材６４からグリッド８６へ向う方向に延びる長さは、鋸歯状に加工された先端部がグリッド８６に０．１ｍｍ程度食込むように設定される。なお、グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、清掃部材６３ａ，６３ｂと同一素材で形成されることに限定されない。清掃部材６３ａ，６３ｂの素材とは異なり、たとえばモケットまたは毛ブラシなどで形成されたものを、支持部材６４に支持させてもよい。
【００７０】
グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、清掃部材６３ａ，６３ｂとともに支持部材６４に支持されるので、移動用部材６５を操作して支持部材６４を針状電極６１に対して相対的に移動させるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂが針状電極６１を擦過して清掃し、同時にグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが、グリッド８６を擦過して清掃する。このようにして、グリッド８６に付着した飛散トナーなどが、グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂによって除去されるので、放電安定性および帯電均一性が一層向上する。
【００７１】
（実施例）
以下に本発明の実施例を説明する。
【００７２】
本発明の実施の第１形態のコロナ放電装置１を備える複写機２を準備し、清掃試験を実施した。ただし、コロナ放電装置１には、それぞれ異なる材料で形成された清掃部材６３ａ，６３ｂが装着される４種類のものを準備した。コロナ放電装置１に用いられた清掃部材の材料は、厚み：０．１ｍｍからなるポリサルフォン，ポリイミドＡ，ポリイミドＢおよびステンレス鋼（略称ＳＵＳ）の４種類である。ここで、前述の４種類の材料は、表面のロックウェル硬さおよび比抵抗がそれぞれ異なる。各材料のロックウェル硬さと比抵抗を合わせて表１に示す。
【００７３】
清掃試験は、次のように実施した。コロナ放電装置１の針状電極６１に電圧を印加し、電流値がマイナス（−）６００μＡになるように定電流制御しながら連続１２０時間エージングさせて針状電極６１にシリコン等を付着させた。ここで１２０時間のエージングとは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｐ０１３８に規定される紙寸法であるＡ４サイズの記録紙２０万枚に画像を複写することである。
【００７４】
１２０時間のエージング後、４種類の材料からなる清掃部材がそれぞれ装着されたコロナ放電装置１において、針状電極の延びる方向に清掃部材を１往復させて清掃した。この清掃部材を１往復させる際、針状電極に対する押圧力を、８，１０，３０および３５ｇｆの４段階に変化させた。清掃後、針状電極に電圧を印加し電流値が−６００μＡで、サンプル画像を１枚の記録紙に複写した。複写されたサンプル画像を目視観察して、画像のノイズランクを評価した。また清掃前後における針状電極の目視観察によって、削れ物の針先への付着，針先曲りおよび付着物清掃性を評価した。以下評価指標について説明する。
（ａ）ノイズランク：画像に現れたノイズの程度を評価する指標である。サンプル画像を目視観察し、画像むらのないものを良（○）と評価し、画像むらの発生したものを不良（×）と評価した。
（ｂ）削れ物の針先への付着：清掃部材を針状電極に対して当接させて擦過する際に、清掃部材が削られて針状電極の突起部先端（針先と称する）に付着しているか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。削れ物の針先への付着が無い場合を良（○）、針先への付着が発生した場合を不良（×）と評価した。
（ｃ）針先曲り：清掃部材を針状電極に対して当接させて擦過することによって、針状電極突起部先端である針先に変形が発生したか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。針先曲りの無い場合を良（○）、針先曲りの発生した場合を不良（×）と評価した。
（ｄ）付着物清掃性：清掃部材によって針状電極を清掃した後、針状電極の付着物が除去されているか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。付着物が除去された場合を良（○）、付着物が充分除去されていない場合を不良（×）と評価した。
【００７５】
清掃試験による評価結果を表１に合わせて示す。表１に示すように、各評価指標のすべてにおいて評価良（○）を満足するのは、ロックウェル硬さで１１５以上を有するポリイミドＢおよびＳＵＳからなる清掃部材が、押圧力１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下の範囲で針状電極に当接される場合である。
【００７６】
清掃部材の表面硬さがロックウェル硬さで１１５未満では、針状電極に対する押圧力を変化させてもノイズランクが不良であり、また削れ物が針先に付着する。清掃部材の表面硬さがロックウェル硬さで１１５以上であっても、押圧力が１０ｇｆ未満では、ノイズランクと付着物清掃性とが不良であり、押圧力が３０ｇｆを超えると、ノイズランクと針先曲りが不良になる。
【００７７】
比抵抗が１０１３Ωｃｍの絶縁性材料であるポリイミドＢ、および比抵抗が７×１０−５Ωｃｍの導電性材料であるＳＵＳのいずれであっても、針状電極に対する押圧力を適正範囲である１０〜３０ｇｆとすることによって、各評価指標のすべてにおいて評価良（○）を満足する。しかしながら、絶縁性材料であるポリイミドＢは、コロナを照射しても化学変化を起こさず、低分子成分が放出されず、また清掃部材からの２次放電の怖れも無いので、清掃部材の材料としてより好適である。
【００７８】
【表１】
以上に述べたように本実施の形態では、画像形成装置は、複写機２であるけれども、これに限定されることなく、コンピュータなどから与えられる画像情報に応じて画像形成するレーザプリンタなどであってもよい。またレーザビームスキャナユニット２４によってレーザビームを走査して感光体４０を露光し、感光体４０への画像情報の光書込みを行うけれども、これに限定されることなく、レーザビームスキャナユニット２４の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと結像レンズとからなるＬＥＤヘッドを書込み光学系として用いてもよい。ＬＥＤヘッドは、レーザビームスキャナユニットに比べて、寸法が小さく、また可動部分が無く無音なので、複数個の光書込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置に好適に用いることができる。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、先鋭状突起部を有する電極に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に電極を擦過することによって電極の表面を清掃する清掃部材は、好適範囲の硬さを有する弾性体で形成されるとともに、電極を擦過する際に好適範囲の力で押圧されることによって、適度に弾性変形しつつ電極の突起部にも充分に当接することができるので、電極の突起部先端を変形損傷させることなく汚れを充分に取除くことができる。また清掃部材が好適範囲の硬さを有するので、電極を擦過する際、逆に清掃部材が損耗して電極の突起部先端に付着することもない。このような清掃部材を用いて電極を清掃することによって、電極の先鋭状突起部を清浄に保つことができるので、放電むら発生を防止することができ、また放電むらに起因する画像不良の発生を防止することができる。
【００８１】
また、清掃部材を好適範囲の硬さを有する弾性体で形成し、電極に対する清掃部材の押付け力を好適範囲に選択することによって、清掃部材を電極に対して相対的に移動させて擦過させるという簡単な構成で放電安定性に優れるコロナ放電装置を実現することができる。
また、清掃部材の電極を擦過する辺は、電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有する。このことによって、清掃部材が電極に当接し始めるとき、まず突起部の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材が電極に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材の弾性変形が進み突起部の先端部に当接するようになる。清掃部材を電極に対して相対的に移動させるとき、清掃部材は、突起部の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
また、電極を含む平面に対する前記傾斜角が４０〜６０度となるように設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができる。
【００８２】
また本発明によれば、清掃部材は、複数の部材によって構成される。このことによって、電極の突起部は、複数の清掃部材によって擦過されて清掃されるので、汚れは確実に取除かれて放電安定性が一層向上する。
【００８３】
また本発明によれば、複数の清掃部材のうち互いに隣接する一方の清掃部材が、電極に当接して弾性変形するに際し、他方の清掃部材が、前記一方の清掃部材の弾性変形を妨げることのないような間隔Ｌ１を有するように設けられる。このことによって、前記一方の清掃部材は、電極を擦過している間中好適範囲の押圧力を維持できるので、電極の突起部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００８４】
また本発明によれば、清掃部材は、比抵抗が１０１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなり、好ましくは絶縁物がポリイミドである。清掃部材が、ポリイミドのような比抵抗の大きい絶縁物で形成されることによって、清掃部材を通じて電圧のリークすることがなくなるので、コロナ放電装置やコロナ放電装置の設けられる画像形成装置の破損等を防止することができる。
【００８６】
また本発明によれば、電極清掃に使用されない状態にある清掃部材は、電極の設けられていない位置に配置される。このことによって、電極清掃時に清掃部材を装置に装着し、電極を清掃しない時に清掃部材を装置から離脱させるという繁雑さが解消される。
【００８７】
また本発明によれば、清掃部材は、装置本体外方からの操作によって電極に対して相対的に移動可能に構成される。このことによって、電極を清掃する都度、コロナ放電装置を画像形成装置から取出し、電極を露出させて清掃するという繁雑さが解消され、電極の清掃作業が極めて容易になる。またコロナ放電装置を画像形成装置から取出すことなくその電極を清掃することができるので、取出しによってコロナ放電装置を他の部品に打ち付けたりして破損させることを防止できる。
【００８８】
また本発明によれば、電極と電子写真感光体との間に帯電均一性を向上させるためのグリッドが設けられ、このグリッドも飛散トナー等で汚れることがあるので、グリッドに対して相対的に移動可能であり、移動時にグリッドを擦過することによって清掃するグリッド清掃部材が設けられてもよい。このことによって、放電安定性および帯電均一性に優れるコロナ放電装置が実現される。
【００８９】
また本発明によれば、清掃部材とグリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されるので、１つの動作で電極とグリッドとの両方を清掃することができる。また、部品点数が削減されるので、組立作業効率を向上することができる。
【００９０】
また本発明によれば、画像形成装置は、帯電器に前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を備える。このように、放電安定性に優れるコロナ放電装置を帯電器として備えるので、放電むらに起因する筋汚れや画像むらが無く画質の良好な画像を安定して形成することのできる画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるコロナ放電装置１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２】図１に示すコロナ放電装置１の正面図である。
【図３】図１に示すコロナ放電装置１の側面図である。
【図４】図１に示すコロナ放電装置１を備える画像形成装置２の構成を示す概略断面図である。
【図５】黒色画像形成用レーザビームスキャナユニット２４ｂおよび画像形成ステーション２５ｂの構成を示す拡大図である。
【図６】本発明の実施の第２形態であるコロナ放電装置８１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の第３形態であるコロナ放電装置８５の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図８】図７に示すコロナ放電装置８５の正面図である。
【符号の説明】
１，８１，８５ コロナ放電装置
２ 複写機
３ 原稿送給部
４ 画像読取部
５ 給紙部
６ 画像形成部
７ 定着部
６１ 針状電極
６２ 保持部材
６３ 清掃部材
６４ 支持部材
６５ 移動用部材
６６ シールドケース
８２ 退避部
８６ グリッド
８７ グリッド清掃部材
Claims (11)
- 電子写真感光体を帯電させるために用いられるコロナ放電装置において、
複数の先鋭状突起部を有する板状の電極と、
電極に対して相対的に移動可能に設けられ、電極の先鋭状突起部を清掃する薄板状の清掃部材とを含み、
清掃部材は、
弾性を有する弾性体であり、
米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さが、Ｍスケールで１１５以上を有し、
先鋭状突起部を清掃するとき、先鋭状突起部に対して１０ｇｆ以上３０ｇｆ以下の力で押付けられ、
電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有するように形成された辺が、移動しながら弾性変形して先鋭状突起部に当接して擦過するように構成されることを特徴とするコロナ放電装置。 - 電極を含む平面に対する前記傾斜角は、４０〜６０度であることを特徴とする請求項１記載のコロナ放電装置。
- 前記清掃部材は、
複数の部材によって構成されることを特徴とする請求項１または２記載のコロナ放電装置。 - 前記清掃部材を構成する複数の部材は、
前記部材同志が、前記電極に対する相対的移動方向に関して予め定められる間隔Ｌ１を有するように設けられることを特徴とする請求項３記載のコロナ放電装置。 - 前記清掃部材は、
比抵抗が１０ １３ Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコロナ放電装置。 - 前記絶縁物は、
ポリイミドであることを特徴とする請求項５記載のコロナ放電装置。 - 前記清掃部材は、
前記電極の清掃に使用されない状態にあるとき、前記電極の設けられていない位置に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のコロナ放電装置。 - 前記清掃部材は、
装置本体外方からの操作によって前記電極に対して相対的に移動されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のコロナ放電装置。 - 前記電極と前記電子写真感光体との間に設けられるグリッドと、
前記グリッドに対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に前記グリッドを擦過することによって前記グリッドを清掃するグリッド清掃部材とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のコロナ放電装置。 - 前記清掃部材と前記グリッド清掃部材とが、
単一部品に一体化されることを特徴とする請求項９記載のコロナ放電装置。 - 前記請求項１〜１０のいずれか一つに記載のコロナ放電装置を帯電器として備えることを特徴とする画像形成装置。
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