JP4126145B2 - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電対象に対して放電を行うことにより該放電対象を帯電させる非接触式の放電電極を有する帯電装置、及び、この帯電装置を具備した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真や静電記録方式の画像形成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体の帯電手段として非接触式の放電電極を有する帯電装置（以下、非接触帯電装置という）を用いたものが知られている。非接触帯電装置は種々あるが、その１例を挙げておくと、ワイヤ状の放電電極（以下、放電ワイヤという）を像担持体に非接触に対向させて配設し、高電圧（例えば、５〜８ｋＶ）を放電ワイヤに印加して、放電ワイヤの周辺に気体放電を生じさせ、これによって像担持体を帯電するコロナ帯電装置がある。このコロナ帯電装置は、細線である放電ワイヤを露出させた状態で放電対象に対して放電を行うことにより放電対象を帯電させるものである。
【０００３】
上記放電対象が画像形成装置の像担持体である場合、上記非接触帯電装置によって一様に帯電された像担持体はその後、像露光されることにより、画像に対応した静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は像担持体に対向して設けられた現像装置で現像されることにより、トナー像化され、最終的に転写紙上に転写される。転写後の像担持体の表面はクリーニング装置によって残留トナーがクリーニングされ、除電ランプによって除電された後、再び帯電されて画像形成が繰り返される。
【０００４】
以上のような画像形成装置に用いられている非接触帯電装置は、放電対象を、機械的な接触なしに帯電させることができるため、帯電時に放電対象を傷付けることがないという利点を有している。
【０００５】
ところが、上記非接触帯電装置は、放電電極が露出された状態で放電を行うため、放電時間が長くなるにつれて放電電極表面に酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの異物が付着し次第に汚れてくる。異物が付着した放電電極をそのまま放電対象の帯電に使用し続けると、異物の付着部分が局所的な放電点となり異常放電を起こしてしまう。そして、放電対象を正常に帯電することができず異常帯電状態にしてしまったり、放電対象の表面に局所的に強い電荷が付与されて表面を傷つけたりしてしまう場合がある。このような異常帯電状態が、画像形成装置の像担持体に対する帯電の際に生じると、像担持体上に良好な画像が得られなくなってしまう。
【０００６】
そこで、従来、ある程度汚れが進んだ段階で放電電極を清掃するようにしたものがある。コロナ帯電装置の放電ワイヤの場合を例にとると、スポンジのような材質からなる所定の厚みをもった板状の清掃部材で放電ワイヤを圧接挾持させ、放電ワイヤの一端から他端に向けて移動させて放電ワイヤの汚れを除去するものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、放電ワイヤを清掃部材で清掃しても、清掃中に放電ワイヤから掻き取った異物が放電ワイヤを囲むように設けられたケース内に残留し、これが原因で放電ワイヤが異常放電を起こしてしまう恐れがあった。
【０００８】
ここで、ケース内に残留した異物が異常放電の原因となるメカニズムを調べたところ、次のことが分かった。
残留した異物が放電ワイヤを囲むケース内壁に付着すると、放電電極とケース内壁との間隔が初期設定より狭くなり、放電ワイヤがその方向に放電してしまう所謂沿面放電が起きてしまう。異物の多くは酸化シリコン（ＳｉＯ２）であり、これは絶縁性であるため導電性の場合に比して沿面放電が起こりにくいが、ケース内壁に付着したＳｉＯ２の結晶で突起が形成され放電ワイヤとの距離が狭くなると、やはり沿面放電は起きてしまう。
【０００９】
そして、放電ワイヤが異常放電を起こすと、放電対象の帯電を正常に行うことができなくなったり、異常放電によって放電対象の表面を傷つけ放電対象の耐久性を低下させてしまったりするという不具合が発生することが分かった。
【００１０】
また、非接触帯電装置が画像形成装置の帯電装置や除電装置などとして用いられることもあるが、その放電対象が、表面に静電潜像又はこの静電潜像が現像されてなる画像を担持する像担持体である場合には、これらに担持される静電潜像又は画像が異常となったり、像担持体表面が傷ついて耐久性が低下してしまったりするという不具合が発生する恐れがある。ここで、静電潜像が異常となると、その静電潜像を現像して得られる画像も異常となってしまう。また、放電対象が転写紙搬送ベルトなどの転写材搬送体である場合にも、転写材に転写される画像が異常画像となってしまうという不具合が発生する恐れがある。
【００１１】
尚、上記ケース内に残留する異物に起因する異常放電は、放電電極がワイヤ状の場合に限って起こるものではない。放電電極の形状によらず、ケースで囲まれた領域内に配置された非接触式の放電電極を有し、かつ放電電極の清掃中に放電電極から除去した異物がケース内に残留する恐れのあるものであれば起こり得るものである。
【００１２】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その第１の目的とするところは、放電電極の異常放電を防止して、放電対象の帯電を正常に行うことができると共に、放電対象の耐久性を向上させることができる帯電装置を提供することである。
また、その第２の目的とするところは、良好な画像を形成できると共に、像担持体の耐久性を向上させることができる画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１の帯電装置は、放電電極と、該放電電極を囲み、かつ放電対象側に放電用開口を有するケースと、該放電電極に電圧を印加する電圧印加手段と、該放電電極に付着した異物を該放電電極から除去する清掃部材とを有し、該電圧印加手段により印加される電圧で生じる該放電電極の放電により、該放電電極に対して非接触の位置にある放電対象に対して放電を行うことにより該放電対象を帯電させる非接触式の帯電装置において、気流発生手段と、該気流発生手段からの気流を上記ケースに誘導するためのダクトとを設け、上記ケースに該ダクトからの気流を取り込む気流取り込み用開口を形成するとともに、上記気流発生手段から上記ダクトに進入した気流の向きを、上記ケースの上記気流取り込み用開口側に向かわせるように上記ダクトにフィンを設け、上記清掃部材により上記放電電極から除去された異物のうち、該清掃部材に保持されずに上記ケース内に残留した残留異物を、上記ケース内を通過する気流によって該ケース内から排出させる異物排出手段を構成し、上記清掃部材が、巻き取り可能な形状でかつ該清掃部材の一部を上記放電電極に接触させて該放電電極を清掃し、巻取り部材に巻き取られて、該清掃部材のうち該放電電極に接触している部分が変更可能に構成されているものであり、上記気流が、上記清掃部材及び上記巻き取り部材が設けられている側から上記放電電極の方に流れるようにしたたことを特徴とするものである。
また、請求項２の帯電装置は、放電電極と、該放電電極を囲み、かつ放電対象側に放電用開口を有するケースと、該放電電極に電圧を印加する電圧印加手段と、該放電電極に付着した異物を該放電電極から除去する清掃部材とを有し、該電圧印加手段により印加される電圧で生じる該放電電極の放電により、該放電電極に対して非接触の位置にある放電対象に対して放電を行うことにより該放電対象を帯電させる非接触式の帯電装置において、気流発生手段と、該気流発生手段からの気流を上記ケースに誘導するためのダクトとを設け、上記ケースに該ダクトからの気流を取り込む気流取り込み用開口を形成するとともに、上記気流発生手段から上記ダクトに進入した気流の向きを、上記ケースの上記気流取り込み用開口側に向かわせるように上記ダクトにフィンを設け、上記清掃部材により上記放電電極から除去された異物のうち、該清掃部材に保持されずに上記ケース内に残留した残留異物を、上記ケース内を通過する気流によって該ケース内から排出させる異物排出手段を構成し、上記清掃部材が、巻き取り可能な形状でかつ該清掃部材の一部を上記放電電極に接触させて該放電電極を清掃するものであって、該清掃部材を巻き取る巻取り部材が上記ケース外に設けられ、該放電電極の設けられている領域と該巻き取り部材の設けられている領域とを連通させるための連通用開口が該ケース壁面に形成されており、該連通用開口から該ケース内に気流を取り込むようにして該連通用開口を上記気流取り込み用開口として兼用したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１、２の帯電装置においては、放電電極に付着し清掃部材で放電電極から除去された異物のうち、清掃部材に保持されない状態で放電電極を囲むケース内に残留した異物を、異物排出手段の気流によってケース内から排出し、ケース内に異物が残留しないようにする。これによって、放電電極の清掃によって生じた異物が放電電極を囲むケース内に残留することによって起こる異常放電を防止する。
また、請求項１の帯電装置においては、上記気流が清掃部材及び巻き取り部材が設けられている側から放電電極の方に流れる。よって、放電電極から清掃部材によって除去され、清掃部材に保持されていない状態の異物が、放電電極側から、清掃部材のこれからに放電電極を清掃する部分へと気流によって吹き飛ばされない。従って、気流で吹き飛ばされた残留異物が付着した清掃部材の部分を放電電極に接触させて清掃することがなく、残留異物が付着した清掃部材で放電電極を清掃することによる放電電極への残留異物の付着を防止できる。
また、請求項２の帯電装置においては、放電電極の設けられている領域と巻き取り部材の設けられている領域とを連通させるためにケース壁面に形成されている連通用開口を、ケース内を通過する気流の取り込み口として利用し、ケース壁面に新たな開口を形成する必要をなくす。
【００２０】
また、請求項３の帯電装置は、請求項１または２の帯電装置において、上記気流を、上記清掃部材による上記放電電極の清掃中に発生させるようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項３の帯電装置においては、清掃中に放電電極から除去した異物のうち清掃部材に保持されていない状態の異物が発生するのに同期して気流を発生させ、この異物が放電電極を囲むケース内で堆積する前に気流に乗せてケース外に排出する。これによって、残留異物が、ケース内に堆積したりケース内壁に固着したりしないようにする。
【００２４】
上記第２の目的を達成するために、請求項４の画像形成装置は、表面に静電潜像又は該静電潜像が現像されてなる画像を担持する像担持体と、表面に転写材を担持し該転写材を該画像との対向位置に搬送するための転写材搬送体とを備えた画像形成装置において、上記像担持体又は上記転写材搬送体に用いられる帯電装置のうち少なくとも１つが、請求項１、２又は３の帯電装置であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項４の画像形成装置においては、像担持体又は転写材搬送体の帯電又は除電に用いられる帯電装置のうち少なくとも１つに請求項１、２又は３の帯電装置を用い、この帯電装置によって帯電又は除電される放電対象が、放電電極の異常放電による影響を受けないようにする。これによって、放電対象が像担持体である場合には、これらに担持される静電潜像や画像が異常放電によって異常にならないようにし、また、像担持体表面が傷ついて耐久性が低下してしまうことを防止する。また、放電対象が転写材搬送体である場合にも、転写材に担持される画像が異常画像となってしまうこと防止する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるカラー電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した一実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る複写機の概略構成図である。像担持体としての感光体１０ドラム（以下、感光体１０という）１０の回りには、帯電装置としてのコロナ帯電装置２０、露光装置３０、湿式現像装置４０、もう１つの像担持体としての中間転写ベルト５０、クリーニングブレードを有する感光体１０クリーニング装置６０、除電装置としての除電ランプ７０、とが配設されている。中間転写ベルト５０は、複数の懸架ローラ５１によって懸架され、図示しないモータ等の駆動手段により矢印ｂ方向に無端状に走行するように構成されている。この懸架ローラ５１の一部は、中間転写ベルト５０へ転写バイアスを供給する転写バイアスローラとしての役目を兼ねており、図示しない電源から所定の転写バイアス電圧が印加される。また、該中間転写ベルト５０のクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置９０も配設されている。また、該中間転写ベルト５０に対向し、転写紙８１に現像像を転写するための転写手段として転写ローラ８０が配設され、この転写ローラ８０で図示しない電源装置により転写バイアスが供給される。
【００２７】
上記湿式現像装置４０は、黒（以下、Ｋという）現像ユニット４５Ｋ、イエロー（以下、Ｙという）現像ユニット４５Ｙ、マゼンタ（以下、マゼンタという）現像ユニット４５Ｍ、シアン（以下、Ｃという）現像ユニット４５Ｃから構成され、それぞれ感光体１０ドラム１０の回りに併設されている。
【００２８】
各現像ユニットの構成は共通であるので、以下の説明はＫ現像ユニット４５Ｋについてのみ行ない、他の現像ユニット４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃについては、図中でＫ現像ユニット４５Ｋにおけるものと対応する部分に、該ユニットにおけるものに付した番号の後にＹ、Ｍ、Ｃを付すに留め説明は省略する。
Ｋ現像ユニット４５Ｋは、トナー粒子とキャリア液成分とを含む、高粘度、高濃度の液体現像剤を収容する現像タンク４２Ｋと、下部を現像タンク４２Ｋ内の液体現像剤に浸漬するように配設された汲み上げローラ４３Ｋと、該汲み上げローラ４３Ｋから汲み上げられた現像剤を薄層化して担持し感光体１０上の潜像を現像する現像ローラ４４Ｋとから構成されている。
【００２９】
次に、上記構成の複写機の動作について説明する。
先ず、Ｋ現像ユニット４５Ｋによる黒色画像の形成動作を説明する。図１において、感光体１０を矢印ａ方向に回転駆動しながらコロナ帯電装置２０により一様帯電した後、露光装置３０により図示しない光学系で原稿からの反射光を結像投影して感光体１０上に静電潜像を形成する。この静電潜像は、Ｋ現像ユニット４５Ｋにより現像され、顕像としての黒色トナー像が形成される。このトナー像は、感光体１０上の静電潜像とＫ現像ユニット４５Ｋの現像ローラ４４Ｋとの対向位置である現像ニップ部において、現像ローラ４４Ｋ上の液体現像剤が感光体１０上の潜像の形成されている部分に移行することで形成される。そして、Ｋ現像ユニット４５Ｋにより現像されたトナー像は、感光体１０と等速移動している中間転写ベルト５０との当接部（一次転写領域）にて中間転写ベルト５０の表面に転写される（一次転写）。
以上は黒色トナー像の形成動作であったが、他の色のトナー像を形成する場合には、現像に使用する現像ユニットが異なる以外は上記と同様の動作を行うことになる。また、３色あるいは４色を重ね合わせたトナー像の形成を行う場合は、以上の行程を各色ごとに繰り返し、中間転写ベルト５０にカラー画像を重ね合わせて形成する。
【００３０】
そして、中間転写ベルト５０上のトナー像は、転写ローラ８０からの転写バイアスにより、図示しない給紙部から矢印ｃ方向に搬送された転写紙８１上に一括転写される（二次転写）。この後、トナー像が転写された転写紙８１は、図示しない定着装置で定着処理がなされた後に装置から排紙される。また、二次転写終了後の中間転写ベルト５０表面には、ベルトクリーニング装置９０に設けられているクリーニングブレードが当接され、表面に残留した残留トナーが除去される。一方、転写後の感光体１０は、除電ランプ７０によって残留電荷が除電され、感光体１０クリーニング装置６０によって未転写トナーが回収除去されて次の帯電に備える。
【００３１】
次に、本実施形態の特徴部であるコロナ帯電装置２０について説明する。
先ず、本発明が適用できるコロナ帯電装置２０の構成について説明する。このコロナ帯電装置２０は、放電電極としてワイヤ状である放電ワイヤ２１と、放電ワイヤ２１を囲むケース(以下、帯電ケースという）２２と、放電ワイヤ２１に印加する電圧を供給する電圧印加手段としての電源２１ａと、放電ワイヤに付着した酸化シリコンなどの異物を除去して保持する清掃部材２３とから構成されている。上記放電ワイヤ２１は、感光体１０の軸と平行に感光体１０表面から所定の距離をもって配置されている。上記帯電ケースは、放電ワイヤ２１の感光体１０に対向する側が開口するよう残り３方を囲むように設けられている。上記電源２１ａは、放電ワイヤ２１の一端に接続される電極から放電ワイヤ２１に電圧を印加するもので、定電流制御により放電ワイヤ２１に流れ込む電流２３が一定となるように制御している。
また、清掃部材２３は細長い紐形状で、放電ワイヤ２１に１回転余り巻きつけられている。本実施例においては、清掃部材２３として、体積抵抗率が７×１０１６Ωｍの絶縁性のもので径が８０μｍのナイロン製の糸を使用している。また、清掃部材２３の両端は、清掃部材を巻き取るための巻き取り部材２４に固設されている。放電ワイヤ２１を囲む帯電ケース２２の放電ワイヤ２１に対して感光体１０が設けられている側と反対の壁面の帯電ケース２２外に、この巻取り部材２４が設けられており、放電ワイヤ２１と巻き取り部材２４との間の帯電ケース２２壁面には、放電ワイヤ２１の軸線方向に開口し、この両者の設けられている領域を連通させるための連通用開口としての窓２２ａが形成されている。
【００３２】
上記巻き取り部材２４は、周面に清掃部材２３を巻きつけ可能な螺旋状の溝が形成された形状で、清掃部材２３の両端がそれぞれ巻き取り部材２４の軸方向両端に離して取り付けられている。そして、一端側からは既に放電ワイヤ２１の清掃に使用された使用済みの清掃部材２３が、他端側からは、これから清掃に使用される未使用の部分が、それぞれ巻きついてている。
【００３３】
図２は、本発明にかかるコロナ帯電装置２０の図１における矢印ｄ方向からみた平面図、図３は、同図１における矢印ｅ方向からみた平面図である。図２において、帯電ケース２２の内部にある放電ワイヤ２１は、その両端がエンドブロック２５ａ、ｂに支持されている。帯電ケース２２には放電ワイヤ２１の軸線方向に細長い窓２２ａが設けられている。清掃部材２３が巻きついた巻き取り部材２４の回転中心部には、回転軸２４ｂが巻き取り部材２４に貫通するように設けられ、回転軸２４ｂは巻き取り部材２４に固設されている。そして、窓２２ａの外側（図中手前側）に、巻き取り部材２４の回転軸２４ｂが放電ワイヤ２１と平行になるよう配設されている（図３参照）。この回転軸２４ｂの両端はエンドブロック２５ａ、ｂに軸支されており、軸方向及び周方向への移動が可能となっている。そして、清掃部材２３を放電ワイヤ２１の軸線方向に移動させるときには、回転軸端部を手で保持して軸線方向に引いたり押したりするようになっている。
【００３４】
上記構成において、放電ワイヤ２１の清掃を行う方法を説明する。感光体１０の帯電を所定回数行う間は、清掃部材２３を放電ワイヤ２１の一端に巻きつけて停止させている。このとき、感光体１０に対向している放電ワイヤ２１のうち感光体１０の画像形成領域に対向している領域より外側で清掃部材２３が巻きついて停止している状態にしておく。そして、所定回数の帯電のために放電ワイヤ２１による放電動作が行われた後、巻き取り部材２４を放電ワイヤ２１の軸線方向に引き、放電ワイヤ２１に巻きついた清掃部材２３を放電ワイヤ２１の他端（以下、終点という）まで移動させる。この清掃部材２３の移動中に、放電ワイヤ２１表面に付着した異物を清掃部材２３側に転移させて除去する。清掃部材２３が終点に到着し巻き取り部材２４の放電ワイヤ２１軸線方向への移動を停止させた後、巻き取り部材２４の周方向で使用済み清掃部材２３が巻き取られる方向に巻き取り部材２４を回転させて、異物が転移付着していない新たな部分が放電電極に接触するまで清掃部材２３の長手方向で巻き取る。
その後、巻き取り部材２４はもとの待機位置まで放電ワイヤ２１の軸線方向に押し戻され、再び待機状態となる。上記一連の清掃動作が終了した後、再び作像動作を開始する。
このような構成及び動作によって、コロナ帯電装置２０による感光体１０の帯電を所定回数行うごとに放電ワイヤ２１の清掃を確実に行うことができる。
【００３５】
ところで、放電ワイヤ２１を清掃しても、清掃中に放電ワイヤ２１から掻き取った異物が放電ワイヤ２１を囲むように設けられた帯電ケース２２内に残留し、これが原因で放電ワイヤ２１が異常放電を起こしてしまう恐れがあった。
図５は、本実施形態で用いられている帯電ケース２２の窓２２ａ付近の部分拡大図である。図５に示すように帯電ケース２２内の窓２２ａ側は、側面に対して端面が垂直にせり上がっており、隅ｆの部分が生じている。帯電ケース２２内に残留した異物は、重力によって帯電ケース２２の下部、特にこの隅ｆの部分に溜まりやすい。
そして、帯電ケース２２内壁に残留異物が付着すると、放電ワイヤ２１と帯電ケース２２内壁との間隔が初期設定より狭くなり、放電ワイヤ２１の異常放電が起こってしまうのである。
【００３６】
そこで、本実施形態においては、帯電ケース２２内の残留異物を排出できるようにしている。
以下に、本実施形態の特徴部について説明する。本実施形態の帯電装置には、放電ワイヤ２１の清掃で放電ワイヤ２１から清掃部材２３によって掻き取られ、清掃部材２３に保持されずに帯電ケース２２内に残留した残留異物を帯電ケース２２内から帯電ケース２２外に排出させるための異物排出手段として、帯電ケース２２内を通過する気流を発生させる気流発生装置１００を設けている。
図４は、本実施形態の特徴部にかかる気流発生装置１００の説明図である。この気流発生装置１００は、ファン１０１と、ファン１０１から吹き出される風を帯電ケース２２内に誘導するためのダクト１０２と、ファン１０１を駆動すると共にその回転タイミングを制御する駆動制御部（図示を省略）とを有している。また、ファン１０１が設けられている空間１０３はダクト１０２に隣接して設けられており、外気の取り込みが出来るようになっていると共に、この空間とダクト１０２との間が細長いスリット１０４で連通されている。
また、ダクト１０２には、対向する放電ワイヤ２１の軸線方向でその内部を４等分する位置にそれぞれ気流の向きがコロナ帯電装置の帯電ケース２２の窓２２ａ側に向くようにするためのフィン１０２ａが設けられている。
【００３７】
以上の構成において、コロナ帯電装置の帯電ケース２２内に残留した残留異物を除去するときの装置の動作を説明する。シーケンス上でスイッチがＯＮされると、ファン１０１が回転し、ファン１０１から発生した気流が外気を取り込みながらスリット１０４を介してダクト１０２に流れ込む。ダクト１０２に進入した気流は、ダクト１０２のフィン１０２ａの付け根付近に向かって流れ、フィン１０２ａによってコロナ帯電装置の放電ワイヤ２１軸線方向に分散され、放電ワイヤ２１軸線方向全域に均一に吹く気流となる。コロナ帯電装置２０の帯電ケース２２内に残留した酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの残留異物が、気流と共に帯電ケース２２の感光体１０側に向いている開口から排出される。
【００３８】
以上の構成によれば、ファン１０１が設けられている空間１０３内とダクト１０２との間に形成したスリット１０４と、ダクト１０２に設けたフィン１０２ａによって、放電ワイヤ２１軸線方向に吹き付けムラのない均一な気流を形成することができる。
ここで、ダクト１０２内にファン１０１を設けると、ファン１０１とフィン１０２ａとが近接しすぎ、ファン１０１の近傍では本来設計した気流の向きと大きく異なる方向を持つ気流も発生してしまう。
本実施形態においては、ダクト１０２内にファン１０１を設けずに、ファン１０１から発生した気流が空間１０３を介してダクト１０２に流れ込むようにしている。これによって、ファン１０１近傍で発生する予期せぬ方向の気流が放電ワイヤ２１に直接当たらないようにすることができる。
【００３９】
本実施形態においては、気流発生装置１００の形状を表１に示すＬ型形状にした。
【表１】
【００４０】
また、内部に設けるファン１０１の規格を表２に示すようにして、実際にダクト１０２の気流排出位置での気流を測定した。
【表２】
【００４１】
上記構成の気流発生装置１００で送風を行った結果、スリット１０４からダクト１０２側に排出される気流の風速が、３ｍ／ｓｅｃであったのに対し、ダクト１０２から排出される気流の風速は、ダクト１０２によって分割された４つの領域の感光体１０表面に相当する地点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓにおいて、それぞれ、１．３ｍ／ｓｅｃ、１．１ｍ／ｓｅｃ、１．０ｍ／ｓｅｃ、０．８ｍ／ｓｅｃとなり、多少の差はあるが、誤差範囲であり、平均するといずれの地点もほぼ1ｍ／ｓｅｃといえる。
そして、感光体１０表面付近でこれだけの風速があれば、帯電ケース２２内の残留異物を帯電ケース２２外に吹き飛ばすに十分な気流を得ることができる。
【００４２】
ここで、本実施形態の複写機は、高粘度の液体現像剤を用いているため、機械的な不具合によって帯電ケース２２内に液体現像剤が付着してしまう恐れがある。そして、このような状態の帯電ケース２２内で、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの残留異物が発生すると、この異物が液体現像剤を介して帯電ケース２２内壁に付着することになる。そして、常に帯電ケース２２内壁の同じ場所に異物が付着していることになり、このような状態で放電ワイヤ２１の放電を行うと、放電ワイヤ２１からの異常放電の発生も避けられない。
こうなった場合は、気流を通過させても異物を完全に排出することは難しい。そのため、安定した放電状態に戻すためには、帯電装置自体を機外に引き出し、帯電ケース２２を物理的に清掃するよりほかなくなってしまう。
【００４３】
そこで、本実施形態においては、上記気流発生装置１００による気流の発生を、清掃部材２３による放電ワイヤ２１の清掃中に行うようにしている。これによって、放電ワイヤ２１から除去され帯電ケース２２内に残留している異物が帯電ケース２２内壁に固着する前に、気流で排出できる。
このように、放電ワイヤ２１の清掃中に気流で帯電ケース２２内の異物を排出することによって、帯電ケース２２内壁を常にクリーンな状態に維持することができる。
そして、放電ワイヤ２１の異常放電の発生を防止できるので、感光体１０上に良好な画像を形成できると共に、感光体１０の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、ファン１０１から排出される気流即ち排気によって、帯電帯電ケース２２内の異物を排出させている。
ここで、上記同様の仕様で、気流の方向を逆にして実験した結果を比較例として紹介する。気流の方向を逆にする方法として、ファン１０１の回転方向を逆にした。これによって、発生する気流の方向が、放電ワイヤ２１から帯電帯電ケース２２の窓２２ａ側に向かう方向となる。このとき、帯電帯電ケース２２の内部では、窓２２ａ側に向かう気流が生じるため、帯電帯電ケース２２内の図５に示す隅ｆの部分に異物が溜まりやすくなった。従って、本実施形態のような形状の帯電帯電ケース２２では、気流を逆方向にすることは好ましくない。
更に、帯電帯電ケース２２内からみると、ファン１０１によって吸気される方向に気流が発生することになる。このとき、先ほど風速を測定した地点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓの４箇所で風速を測定したところ、いずれも０．３ｍ／ｓｅｃ程度であった。この結果は、本実施形態の測定結果と比較すると、かなり風速が低下していることが分かる。そして、この風速では異物を帯電ケース２２から排出するのに不十分である。一般的にある特定の箇所に気流を発生させる場合、吸気と排気では排気の方が効率がよい。そのため、吸気で排気と同等の風速を得るためには、ファン１０１の回転数を上げたり、ファン１０１自体を大きくしたりする必要が生じ、装置が大型化してしまったり、ランニングコストが上がってしまったりする。本実施形態においては、このようなことも考慮し、排気で異物の排出を行うように設定した。
【００４５】
また、本実施形態においては、帯電ケース２２内を通過する気流が、清掃部材２３及び回収部材２４の設けられている側から放電ワイヤ２１の方向に流れるようにしている。このような方向の気流を発生させることによって、帯電ケース２２内の残留異物は、感光体１０側、即ち清掃部材２３から遠ざかる方向に搬送されて帯電ケース２２から排出される。よって、気流にのって排出される残留異物がこれ以後放電ワイヤ２１の清掃に使用される清掃部材２３に付着することがなく、放電電極の清掃部材２３による清掃性能を維持することができる。
【００４６】
本実施形態においては、放電電極と清掃部材２３の巻き取り部材２４との設けられている領域を連通させるための帯電ケース２２の窓２２ａを、気流の取り込みにも利用している。従って、帯電ケース２２壁面に新たな気流の取り込み用開口を形成する必要がなく、その手間と経費を削減することができるものである。
【００４７】
また、上記実施形態においては、放電ワイヤ２１軸線方向全域に均一に吹く気流を形成するためにフィン１０２ａを設けたが、フィン１０２ａを設けるのに代えて複数のホースを用いる方法もある。具体的には、ファン１０１が設けられている空間とダクト１０２との間に形成されているスリット１０４に、ファン１０１からの気流を取り込むホースを縦一列に取り付け、各ホースの先端がそれぞれ放電ワイヤ２１の軸線方向で等間隔の位置にライン状に並ぶようにする。ホースは、内径が約１〜２ｍｍ程度のものを使用する。このようにしてファン１０１を駆動すると、ファン１０１から発生した気流が外気を取り込みながらスリット１０４を介してホースに流れ込む。ホースに進入した気流は、それぞれのホース先端から放電ワイヤ２１に向かって吹き出し、放電ワイヤ２１の軸線方向全域で均一に吹く気流となる。
このように、複数のホースを用いて、帯電帯電ケース２２内を放電ワイヤ２１の軸線方向で均一に吹く気流を形成することもできる。
【００４８】
更に、上述した実施形態においては、非接触式の帯電装置として、ワイヤ状の放電電極である放電ワイヤ２１を有するコロナ帯電装置を説明したが、これに限るものではない。放電電極が放電対象に対して被接触式で、放電電極を清掃部材２３で清掃するときに発生する残留異物が放電電極を囲むケース内に残留する恐れのある帯電装置であればいずれの帯電装置にも適用できるものである。よって、例えば、帯状の放電電極を有する固体放電素子方式を採用した被接触式の帯電装置や、複数の電極の先端が鋸の歯のように並べられた電極を有する非接触式の帯電装置などにも適用することが考えられる。
【００４９】
また、上述した実施形態の複写機は、湿式現像装置を用いたものであるが、乾式現像装置にも適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１、２の帯電装置によれば、放電電極の清掃によって生じた異物が放電電極を囲むケース内に残留することによって起こる異常放電を防止するので、放電対象の帯電を正常に行うことができると共に、放電対象の耐久性を向上させることができる。しかも、残留異物を気流と共にケース外に排出させるので、異物の大きさや異物の個体数の多少に関わらず、気流と共に一気に排出でき、ケース内を残留異物のないクリーンな状態にすることができるという優れた効果がある。更に、上記ダクトに進入した気流の向きを、フィンによって上記ケースの気流取り込み用開口側に向かせるので、進入したときの向きに進む気流と窓側に向かう気流とに分散させることができる。
また、請求項１の帯電装置によれば、残留異物が付着した清掃部材で放電電極を清掃することによる放電電極への残留異物の付着を防止することができるので、放電電極の清掃部材による清掃性能を維持することができるという優れた効果がある。
また、請求項２の帯電装置によれば、ケース壁面に新たな気流取り込み用開口を形成する必要がなくなるので、新たな気流取り込み口を設ける手間と経費を削減することができるという優れた効果がある。
【００５３】
請求項３の帯電装置によれば、残留異物が、ケース内に堆積したりケース内壁に固着したりしないようにすることができるので、残留異物が堆積したり固着したりしてから排出させるよりも容易に排出できるという優れた効果がある。
【００５５】
請求項４の画像形成装置によれば、異常放電によって像担持体又は転写材上の静電潜像や画像が異常とならないようにできると共に、像担持体表面の耐久性の低下を防止できるので、良好な画像を形成できると共に、像担持体の耐久性を向上させることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】本実施形態にかかるコロナ帯電装置の図１の矢印ｄ方向からみた平面図。
【図３】同、図１の矢印ｅ方向からみた平面図。
【図４】本実施形態の特徴部にかかる気流発生装置の説明図。
【図５】本実施形態で用いられている帯電ケースの窓付近の部分拡大図。
【符号の説明】
１０ 感光体
２０ コロナ帯電装置
２１ 放電ワイヤ
２２ 帯電ケース
２３ 清掃部材
２４ 巻き取り部材
２５ａ，ｂ エンドブロック
３０ 露光装置
４０ 湿式現像装置
４５ 現像ユニット
５０ 中間転写ベルト
６０ 感光体クリーニング装置
７０ 除電ランプ
８０ 転写ローラ
９０ ベルトクリーニング
１００ 気流発生装置
１０１ ファン
１０２ ダクト
１０２ａ フィン
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電対象に対して放電を行うことにより該放電対象を帯電させる非接触式の放電電極を有する帯電装置、及び、この帯電装置を具備した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真や静電記録方式の画像形成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体の帯電手段として非接触式の放電電極を有する帯電装置（以下、非接触帯電装置という）を用いたものが知られている。非接触帯電装置は種々あるが、その１例を挙げておくと、ワイヤ状の放電電極（以下、放電ワイヤという）を像担持体に非接触に対向させて配設し、高電圧（例えば、５〜８ｋＶ）を放電ワイヤに印加して、放電ワイヤの周辺に気体放電を生じさせ、これによって像担持体を帯電するコロナ帯電装置がある。このコロナ帯電装置は、細線である放電ワイヤを露出させた状態で放電対象に対して放電を行うことにより放電対象を帯電させるものである。
【０００３】
上記放電対象が画像形成装置の像担持体である場合、上記非接触帯電装置によって一様に帯電された像担持体はその後、像露光されることにより、画像に対応した静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は像担持体に対向して設けられた現像装置で現像されることにより、トナー像化され、最終的に転写紙上に転写される。転写後の像担持体の表面はクリーニング装置によって残留トナーがクリーニングされ、除電ランプによって除電された後、再び帯電されて画像形成が繰り返される。
【０００４】
以上のような画像形成装置に用いられている非接触帯電装置は、放電対象を、機械的な接触なしに帯電させることができるため、帯電時に放電対象を傷付けることがないという利点を有している。
【０００５】
ところが、上記非接触帯電装置は、放電電極が露出された状態で放電を行うため、放電時間が長くなるにつれて放電電極表面に酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの異物が付着し次第に汚れてくる。異物が付着した放電電極をそのまま放電対象の帯電に使用し続けると、異物の付着部分が局所的な放電点となり異常放電を起こしてしまう。そして、放電対象を正常に帯電することができず異常帯電状態にしてしまったり、放電対象の表面に局所的に強い電荷が付与されて表面を傷つけたりしてしまう場合がある。このような異常帯電状態が、画像形成装置の像担持体に対する帯電の際に生じると、像担持体上に良好な画像が得られなくなってしまう。
【０００６】
そこで、従来、ある程度汚れが進んだ段階で放電電極を清掃するようにしたものがある。コロナ帯電装置の放電ワイヤの場合を例にとると、スポンジのような材質からなる所定の厚みをもった板状の清掃部材で放電ワイヤを圧接挾持させ、放電ワイヤの一端から他端に向けて移動させて放電ワイヤの汚れを除去するものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、放電ワイヤを清掃部材で清掃しても、清掃中に放電ワイヤから掻き取った異物が放電ワイヤを囲むように設けられたケース内に残留し、これが原因で放電ワイヤが異常放電を起こしてしまう恐れがあった。
【０００８】
ここで、ケース内に残留した異物が異常放電の原因となるメカニズムを調べたところ、次のことが分かった。
残留した異物が放電ワイヤを囲むケース内壁に付着すると、放電電極とケース内壁との間隔が初期設定より狭くなり、放電ワイヤがその方向に放電してしまう所謂沿面放電が起きてしまう。異物の多くは酸化シリコン（ＳｉＯ２）であり、これは絶縁性であるため導電性の場合に比して沿面放電が起こりにくいが、ケース内壁に付着したＳｉＯ２の結晶で突起が形成され放電ワイヤとの距離が狭くなると、やはり沿面放電は起きてしまう。
【０００９】
そして、放電ワイヤが異常放電を起こすと、放電対象の帯電を正常に行うことができなくなったり、異常放電によって放電対象の表面を傷つけ放電対象の耐久性を低下させてしまったりするという不具合が発生することが分かった。
【００１０】
また、非接触帯電装置が画像形成装置の帯電装置や除電装置などとして用いられることもあるが、その放電対象が、表面に静電潜像又はこの静電潜像が現像されてなる画像を担持する像担持体である場合には、これらに担持される静電潜像又は画像が異常となったり、像担持体表面が傷ついて耐久性が低下してしまったりするという不具合が発生する恐れがある。ここで、静電潜像が異常となると、その静電潜像を現像して得られる画像も異常となってしまう。また、放電対象が転写紙搬送ベルトなどの転写材搬送体である場合にも、転写材に転写される画像が異常画像となってしまうという不具合が発生する恐れがある。
【００１１】
尚、上記ケース内に残留する異物に起因する異常放電は、放電電極がワイヤ状の場合に限って起こるものではない。放電電極の形状によらず、ケースで囲まれた領域内に配置された非接触式の放電電極を有し、かつ放電電極の清掃中に放電電極から除去した異物がケース内に残留する恐れのあるものであれば起こり得るものである。
【００１２】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その第１の目的とするところは、放電電極の異常放電を防止して、放電対象の帯電を正常に行うことができると共に、放電対象の耐久性を向上させることができる帯電装置を提供することである。
また、その第２の目的とするところは、良好な画像を形成できると共に、像担持体の耐久性を向上させることができる画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１の帯電装置は、放電電極と、該放電電極を囲み、かつ放電対象側に放電用開口を有するケースと、該放電電極に電圧を印加する電圧印加手段と、該放電電極に付着した異物を該放電電極から除去する清掃部材とを有し、該電圧印加手段により印加される電圧で生じる該放電電極の放電により、該放電電極に対して非接触の位置にある放電対象に対して放電を行うことにより該放電対象を帯電させる非接触式の帯電装置において、気流発生手段と、該気流発生手段からの気流を上記ケースに誘導するためのダクトとを設け、上記ケースに該ダクトからの気流を取り込む気流取り込み用開口を形成するとともに、上記気流発生手段から上記ダクトに進入した気流の向きを、上記ケースの上記気流取り込み用開口側に向かわせるように上記ダクトにフィンを設け、上記清掃部材により上記放電電極から除去された異物のうち、該清掃部材に保持されずに上記ケース内に残留した残留異物を、上記ケース内を通過する気流によって該ケース内から排出させる異物排出手段を構成し、上記清掃部材が、巻き取り可能な形状でかつ該清掃部材の一部を上記放電電極に接触させて該放電電極を清掃し、巻取り部材に巻き取られて、該清掃部材のうち該放電電極に接触している部分が変更可能に構成されているものであり、上記気流が、上記清掃部材及び上記巻き取り部材が設けられている側から上記放電電極の方に流れるようにしたたことを特徴とするものである。
また、請求項２の帯電装置は、放電電極と、該放電電極を囲み、かつ放電対象側に放電用開口を有するケースと、該放電電極に電圧を印加する電圧印加手段と、該放電電極に付着した異物を該放電電極から除去する清掃部材とを有し、該電圧印加手段により印加される電圧で生じる該放電電極の放電により、該放電電極に対して非接触の位置にある放電対象に対して放電を行うことにより該放電対象を帯電させる非接触式の帯電装置において、気流発生手段と、該気流発生手段からの気流を上記ケースに誘導するためのダクトとを設け、上記ケースに該ダクトからの気流を取り込む気流取り込み用開口を形成するとともに、上記気流発生手段から上記ダクトに進入した気流の向きを、上記ケースの上記気流取り込み用開口側に向かわせるように上記ダクトにフィンを設け、上記清掃部材により上記放電電極から除去された異物のうち、該清掃部材に保持されずに上記ケース内に残留した残留異物を、上記ケース内を通過する気流によって該ケース内から排出させる異物排出手段を構成し、上記清掃部材が、巻き取り可能な形状でかつ該清掃部材の一部を上記放電電極に接触させて該放電電極を清掃するものであって、該清掃部材を巻き取る巻取り部材が上記ケース外に設けられ、該放電電極の設けられている領域と該巻き取り部材の設けられている領域とを連通させるための連通用開口が該ケース壁面に形成されており、該連通用開口から該ケース内に気流を取り込むようにして該連通用開口を上記気流取り込み用開口として兼用したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１、２の帯電装置においては、放電電極に付着し清掃部材で放電電極から除去された異物のうち、清掃部材に保持されない状態で放電電極を囲むケース内に残留した異物を、異物排出手段の気流によってケース内から排出し、ケース内に異物が残留しないようにする。これによって、放電電極の清掃によって生じた異物が放電電極を囲むケース内に残留することによって起こる異常放電を防止する。
また、請求項１の帯電装置においては、上記気流が清掃部材及び巻き取り部材が設けられている側から放電電極の方に流れる。よって、放電電極から清掃部材によって除去され、清掃部材に保持されていない状態の異物が、放電電極側から、清掃部材のこれからに放電電極を清掃する部分へと気流によって吹き飛ばされない。従って、気流で吹き飛ばされた残留異物が付着した清掃部材の部分を放電電極に接触させて清掃することがなく、残留異物が付着した清掃部材で放電電極を清掃することによる放電電極への残留異物の付着を防止できる。
また、請求項２の帯電装置においては、放電電極の設けられている領域と巻き取り部材の設けられている領域とを連通させるためにケース壁面に形成されている連通用開口を、ケース内を通過する気流の取り込み口として利用し、ケース壁面に新たな開口を形成する必要をなくす。
【００２０】
また、請求項３の帯電装置は、請求項１または２の帯電装置において、上記気流を、上記清掃部材による上記放電電極の清掃中に発生させるようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項３の帯電装置においては、清掃中に放電電極から除去した異物のうち清掃部材に保持されていない状態の異物が発生するのに同期して気流を発生させ、この異物が放電電極を囲むケース内で堆積する前に気流に乗せてケース外に排出する。これによって、残留異物が、ケース内に堆積したりケース内壁に固着したりしないようにする。
【００２４】
上記第２の目的を達成するために、請求項４の画像形成装置は、表面に静電潜像又は該静電潜像が現像されてなる画像を担持する像担持体と、表面に転写材を担持し該転写材を該画像との対向位置に搬送するための転写材搬送体とを備えた画像形成装置において、上記像担持体又は上記転写材搬送体に用いられる帯電装置のうち少なくとも１つが、請求項１、２又は３の帯電装置であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項４の画像形成装置においては、像担持体又は転写材搬送体の帯電又は除電に用いられる帯電装置のうち少なくとも１つに請求項１、２又は３の帯電装置を用い、この帯電装置によって帯電又は除電される放電対象が、放電電極の異常放電による影響を受けないようにする。これによって、放電対象が像担持体である場合には、これらに担持される静電潜像や画像が異常放電によって異常にならないようにし、また、像担持体表面が傷ついて耐久性が低下してしまうことを防止する。また、放電対象が転写材搬送体である場合にも、転写材に担持される画像が異常画像となってしまうこと防止する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるカラー電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した一実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る複写機の概略構成図である。像担持体としての感光体１０ドラム（以下、感光体１０という）１０の回りには、帯電装置としてのコロナ帯電装置２０、露光装置３０、湿式現像装置４０、もう１つの像担持体としての中間転写ベルト５０、クリーニングブレードを有する感光体１０クリーニング装置６０、除電装置としての除電ランプ７０、とが配設されている。中間転写ベルト５０は、複数の懸架ローラ５１によって懸架され、図示しないモータ等の駆動手段により矢印ｂ方向に無端状に走行するように構成されている。この懸架ローラ５１の一部は、中間転写ベルト５０へ転写バイアスを供給する転写バイアスローラとしての役目を兼ねており、図示しない電源から所定の転写バイアス電圧が印加される。また、該中間転写ベルト５０のクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置９０も配設されている。また、該中間転写ベルト５０に対向し、転写紙８１に現像像を転写するための転写手段として転写ローラ８０が配設され、この転写ローラ８０で図示しない電源装置により転写バイアスが供給される。
【００２７】
上記湿式現像装置４０は、黒（以下、Ｋという）現像ユニット４５Ｋ、イエロー（以下、Ｙという）現像ユニット４５Ｙ、マゼンタ（以下、マゼンタという）現像ユニット４５Ｍ、シアン（以下、Ｃという）現像ユニット４５Ｃから構成され、それぞれ感光体１０ドラム１０の回りに併設されている。
【００２８】
各現像ユニットの構成は共通であるので、以下の説明はＫ現像ユニット４５Ｋについてのみ行ない、他の現像ユニット４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃについては、図中でＫ現像ユニット４５Ｋにおけるものと対応する部分に、該ユニットにおけるものに付した番号の後にＹ、Ｍ、Ｃを付すに留め説明は省略する。
Ｋ現像ユニット４５Ｋは、トナー粒子とキャリア液成分とを含む、高粘度、高濃度の液体現像剤を収容する現像タンク４２Ｋと、下部を現像タンク４２Ｋ内の液体現像剤に浸漬するように配設された汲み上げローラ４３Ｋと、該汲み上げローラ４３Ｋから汲み上げられた現像剤を薄層化して担持し感光体１０上の潜像を現像する現像ローラ４４Ｋとから構成されている。
【００２９】
次に、上記構成の複写機の動作について説明する。
先ず、Ｋ現像ユニット４５Ｋによる黒色画像の形成動作を説明する。図１において、感光体１０を矢印ａ方向に回転駆動しながらコロナ帯電装置２０により一様帯電した後、露光装置３０により図示しない光学系で原稿からの反射光を結像投影して感光体１０上に静電潜像を形成する。この静電潜像は、Ｋ現像ユニット４５Ｋにより現像され、顕像としての黒色トナー像が形成される。このトナー像は、感光体１０上の静電潜像とＫ現像ユニット４５Ｋの現像ローラ４４Ｋとの対向位置である現像ニップ部において、現像ローラ４４Ｋ上の液体現像剤が感光体１０上の潜像の形成されている部分に移行することで形成される。そして、Ｋ現像ユニット４５Ｋにより現像されたトナー像は、感光体１０と等速移動している中間転写ベルト５０との当接部（一次転写領域）にて中間転写ベルト５０の表面に転写される（一次転写）。
以上は黒色トナー像の形成動作であったが、他の色のトナー像を形成する場合には、現像に使用する現像ユニットが異なる以外は上記と同様の動作を行うことになる。また、３色あるいは４色を重ね合わせたトナー像の形成を行う場合は、以上の行程を各色ごとに繰り返し、中間転写ベルト５０にカラー画像を重ね合わせて形成する。
【００３０】
そして、中間転写ベルト５０上のトナー像は、転写ローラ８０からの転写バイアスにより、図示しない給紙部から矢印ｃ方向に搬送された転写紙８１上に一括転写される（二次転写）。この後、トナー像が転写された転写紙８１は、図示しない定着装置で定着処理がなされた後に装置から排紙される。また、二次転写終了後の中間転写ベルト５０表面には、ベルトクリーニング装置９０に設けられているクリーニングブレードが当接され、表面に残留した残留トナーが除去される。一方、転写後の感光体１０は、除電ランプ７０によって残留電荷が除電され、感光体１０クリーニング装置６０によって未転写トナーが回収除去されて次の帯電に備える。
【００３１】
次に、本実施形態の特徴部であるコロナ帯電装置２０について説明する。
先ず、本発明が適用できるコロナ帯電装置２０の構成について説明する。このコロナ帯電装置２０は、放電電極としてワイヤ状である放電ワイヤ２１と、放電ワイヤ２１を囲むケース(以下、帯電ケースという）２２と、放電ワイヤ２１に印加する電圧を供給する電圧印加手段としての電源２１ａと、放電ワイヤに付着した酸化シリコンなどの異物を除去して保持する清掃部材２３とから構成されている。上記放電ワイヤ２１は、感光体１０の軸と平行に感光体１０表面から所定の距離をもって配置されている。上記帯電ケースは、放電ワイヤ２１の感光体１０に対向する側が開口するよう残り３方を囲むように設けられている。上記電源２１ａは、放電ワイヤ２１の一端に接続される電極から放電ワイヤ２１に電圧を印加するもので、定電流制御により放電ワイヤ２１に流れ込む電流２３が一定となるように制御している。
また、清掃部材２３は細長い紐形状で、放電ワイヤ２１に１回転余り巻きつけられている。本実施例においては、清掃部材２３として、体積抵抗率が７×１０１６Ωｍの絶縁性のもので径が８０μｍのナイロン製の糸を使用している。また、清掃部材２３の両端は、清掃部材を巻き取るための巻き取り部材２４に固設されている。放電ワイヤ２１を囲む帯電ケース２２の放電ワイヤ２１に対して感光体１０が設けられている側と反対の壁面の帯電ケース２２外に、この巻取り部材２４が設けられており、放電ワイヤ２１と巻き取り部材２４との間の帯電ケース２２壁面には、放電ワイヤ２１の軸線方向に開口し、この両者の設けられている領域を連通させるための連通用開口としての窓２２ａが形成されている。
【００３２】
上記巻き取り部材２４は、周面に清掃部材２３を巻きつけ可能な螺旋状の溝が形成された形状で、清掃部材２３の両端がそれぞれ巻き取り部材２４の軸方向両端に離して取り付けられている。そして、一端側からは既に放電ワイヤ２１の清掃に使用された使用済みの清掃部材２３が、他端側からは、これから清掃に使用される未使用の部分が、それぞれ巻きついてている。
【００３３】
図２は、本発明にかかるコロナ帯電装置２０の図１における矢印ｄ方向からみた平面図、図３は、同図１における矢印ｅ方向からみた平面図である。図２において、帯電ケース２２の内部にある放電ワイヤ２１は、その両端がエンドブロック２５ａ、ｂに支持されている。帯電ケース２２には放電ワイヤ２１の軸線方向に細長い窓２２ａが設けられている。清掃部材２３が巻きついた巻き取り部材２４の回転中心部には、回転軸２４ｂが巻き取り部材２４に貫通するように設けられ、回転軸２４ｂは巻き取り部材２４に固設されている。そして、窓２２ａの外側（図中手前側）に、巻き取り部材２４の回転軸２４ｂが放電ワイヤ２１と平行になるよう配設されている（図３参照）。この回転軸２４ｂの両端はエンドブロック２５ａ、ｂに軸支されており、軸方向及び周方向への移動が可能となっている。そして、清掃部材２３を放電ワイヤ２１の軸線方向に移動させるときには、回転軸端部を手で保持して軸線方向に引いたり押したりするようになっている。
【００３４】
上記構成において、放電ワイヤ２１の清掃を行う方法を説明する。感光体１０の帯電を所定回数行う間は、清掃部材２３を放電ワイヤ２１の一端に巻きつけて停止させている。このとき、感光体１０に対向している放電ワイヤ２１のうち感光体１０の画像形成領域に対向している領域より外側で清掃部材２３が巻きついて停止している状態にしておく。そして、所定回数の帯電のために放電ワイヤ２１による放電動作が行われた後、巻き取り部材２４を放電ワイヤ２１の軸線方向に引き、放電ワイヤ２１に巻きついた清掃部材２３を放電ワイヤ２１の他端（以下、終点という）まで移動させる。この清掃部材２３の移動中に、放電ワイヤ２１表面に付着した異物を清掃部材２３側に転移させて除去する。清掃部材２３が終点に到着し巻き取り部材２４の放電ワイヤ２１軸線方向への移動を停止させた後、巻き取り部材２４の周方向で使用済み清掃部材２３が巻き取られる方向に巻き取り部材２４を回転させて、異物が転移付着していない新たな部分が放電電極に接触するまで清掃部材２３の長手方向で巻き取る。
その後、巻き取り部材２４はもとの待機位置まで放電ワイヤ２１の軸線方向に押し戻され、再び待機状態となる。上記一連の清掃動作が終了した後、再び作像動作を開始する。
このような構成及び動作によって、コロナ帯電装置２０による感光体１０の帯電を所定回数行うごとに放電ワイヤ２１の清掃を確実に行うことができる。
【００３５】
ところで、放電ワイヤ２１を清掃しても、清掃中に放電ワイヤ２１から掻き取った異物が放電ワイヤ２１を囲むように設けられた帯電ケース２２内に残留し、これが原因で放電ワイヤ２１が異常放電を起こしてしまう恐れがあった。
図５は、本実施形態で用いられている帯電ケース２２の窓２２ａ付近の部分拡大図である。図５に示すように帯電ケース２２内の窓２２ａ側は、側面に対して端面が垂直にせり上がっており、隅ｆの部分が生じている。帯電ケース２２内に残留した異物は、重力によって帯電ケース２２の下部、特にこの隅ｆの部分に溜まりやすい。
そして、帯電ケース２２内壁に残留異物が付着すると、放電ワイヤ２１と帯電ケース２２内壁との間隔が初期設定より狭くなり、放電ワイヤ２１の異常放電が起こってしまうのである。
【００３６】
そこで、本実施形態においては、帯電ケース２２内の残留異物を排出できるようにしている。
以下に、本実施形態の特徴部について説明する。本実施形態の帯電装置には、放電ワイヤ２１の清掃で放電ワイヤ２１から清掃部材２３によって掻き取られ、清掃部材２３に保持されずに帯電ケース２２内に残留した残留異物を帯電ケース２２内から帯電ケース２２外に排出させるための異物排出手段として、帯電ケース２２内を通過する気流を発生させる気流発生装置１００を設けている。
図４は、本実施形態の特徴部にかかる気流発生装置１００の説明図である。この気流発生装置１００は、ファン１０１と、ファン１０１から吹き出される風を帯電ケース２２内に誘導するためのダクト１０２と、ファン１０１を駆動すると共にその回転タイミングを制御する駆動制御部（図示を省略）とを有している。また、ファン１０１が設けられている空間１０３はダクト１０２に隣接して設けられており、外気の取り込みが出来るようになっていると共に、この空間とダクト１０２との間が細長いスリット１０４で連通されている。
また、ダクト１０２には、対向する放電ワイヤ２１の軸線方向でその内部を４等分する位置にそれぞれ気流の向きがコロナ帯電装置の帯電ケース２２の窓２２ａ側に向くようにするためのフィン１０２ａが設けられている。
【００３７】
以上の構成において、コロナ帯電装置の帯電ケース２２内に残留した残留異物を除去するときの装置の動作を説明する。シーケンス上でスイッチがＯＮされると、ファン１０１が回転し、ファン１０１から発生した気流が外気を取り込みながらスリット１０４を介してダクト１０２に流れ込む。ダクト１０２に進入した気流は、ダクト１０２のフィン１０２ａの付け根付近に向かって流れ、フィン１０２ａによってコロナ帯電装置の放電ワイヤ２１軸線方向に分散され、放電ワイヤ２１軸線方向全域に均一に吹く気流となる。コロナ帯電装置２０の帯電ケース２２内に残留した酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの残留異物が、気流と共に帯電ケース２２の感光体１０側に向いている開口から排出される。
【００３８】
以上の構成によれば、ファン１０１が設けられている空間１０３内とダクト１０２との間に形成したスリット１０４と、ダクト１０２に設けたフィン１０２ａによって、放電ワイヤ２１軸線方向に吹き付けムラのない均一な気流を形成することができる。
ここで、ダクト１０２内にファン１０１を設けると、ファン１０１とフィン１０２ａとが近接しすぎ、ファン１０１の近傍では本来設計した気流の向きと大きく異なる方向を持つ気流も発生してしまう。
本実施形態においては、ダクト１０２内にファン１０１を設けずに、ファン１０１から発生した気流が空間１０３を介してダクト１０２に流れ込むようにしている。これによって、ファン１０１近傍で発生する予期せぬ方向の気流が放電ワイヤ２１に直接当たらないようにすることができる。
【００３９】
本実施形態においては、気流発生装置１００の形状を表１に示すＬ型形状にした。
【表１】
また、内部に設けるファン１０１の規格を表２に示すようにして、実際にダクト１０２の気流排出位置での気流を測定した。
【表２】
上記構成の気流発生装置１００で送風を行った結果、スリット１０４からダクト１０２側に排出される気流の風速が、３ｍ／ｓｅｃであったのに対し、ダクト１０２から排出される気流の風速は、ダクト１０２によって分割された４つの領域の感光体１０表面に相当する地点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓにおいて、それぞれ、１．３ｍ／ｓｅｃ、１．１ｍ／ｓｅｃ、１．０ｍ／ｓｅｃ、０．８ｍ／ｓｅｃとなり、多少の差はあるが、誤差範囲であり、平均するといずれの地点もほぼ1ｍ／ｓｅｃといえる。
そして、感光体１０表面付近でこれだけの風速があれば、帯電ケース２２内の残留異物を帯電ケース２２外に吹き飛ばすに十分な気流を得ることができる。
【００４２】
ここで、本実施形態の複写機は、高粘度の液体現像剤を用いているため、機械的な不具合によって帯電ケース２２内に液体現像剤が付着してしまう恐れがある。そして、このような状態の帯電ケース２２内で、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの残留異物が発生すると、この異物が液体現像剤を介して帯電ケース２２内壁に付着することになる。そして、常に帯電ケース２２内壁の同じ場所に異物が付着していることになり、このような状態で放電ワイヤ２１の放電を行うと、放電ワイヤ２１からの異常放電の発生も避けられない。
こうなった場合は、気流を通過させても異物を完全に排出することは難しい。そのため、安定した放電状態に戻すためには、帯電装置自体を機外に引き出し、帯電ケース２２を物理的に清掃するよりほかなくなってしまう。
【００４３】
そこで、本実施形態においては、上記気流発生装置１００による気流の発生を、清掃部材２３による放電ワイヤ２１の清掃中に行うようにしている。これによって、放電ワイヤ２１から除去され帯電ケース２２内に残留している異物が帯電ケース２２内壁に固着する前に、気流で排出できる。
このように、放電ワイヤ２１の清掃中に気流で帯電ケース２２内の異物を排出することによって、帯電ケース２２内壁を常にクリーンな状態に維持することができる。
そして、放電ワイヤ２１の異常放電の発生を防止できるので、感光体１０上に良好な画像を形成できると共に、感光体１０の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、ファン１０１から排出される気流即ち排気によって、帯電帯電ケース２２内の異物を排出させている。
ここで、上記同様の仕様で、気流の方向を逆にして実験した結果を比較例として紹介する。気流の方向を逆にする方法として、ファン１０１の回転方向を逆にした。これによって、発生する気流の方向が、放電ワイヤ２１から帯電帯電ケース２２の窓２２ａ側に向かう方向となる。このとき、帯電帯電ケース２２の内部では、窓２２ａ側に向かう気流が生じるため、帯電帯電ケース２２内の図５に示す隅ｆの部分に異物が溜まりやすくなった。従って、本実施形態のような形状の帯電帯電ケース２２では、気流を逆方向にすることは好ましくない。
更に、帯電帯電ケース２２内からみると、ファン１０１によって吸気される方向に気流が発生することになる。このとき、先ほど風速を測定した地点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓの４箇所で風速を測定したところ、いずれも０．３ｍ／ｓｅｃ程度であった。この結果は、本実施形態の測定結果と比較すると、かなり風速が低下していることが分かる。そして、この風速では異物を帯電ケース２２から排出するのに不十分である。一般的にある特定の箇所に気流を発生させる場合、吸気と排気では排気の方が効率がよい。そのため、吸気で排気と同等の風速を得るためには、ファン１０１の回転数を上げたり、ファン１０１自体を大きくしたりする必要が生じ、装置が大型化してしまったり、ランニングコストが上がってしまったりする。本実施形態においては、このようなことも考慮し、排気で異物の排出を行うように設定した。
【００４５】
また、本実施形態においては、帯電ケース２２内を通過する気流が、清掃部材２３及び回収部材２４の設けられている側から放電ワイヤ２１の方向に流れるようにしている。このような方向の気流を発生させることによって、帯電ケース２２内の残留異物は、感光体１０側、即ち清掃部材２３から遠ざかる方向に搬送されて帯電ケース２２から排出される。よって、気流にのって排出される残留異物がこれ以後放電ワイヤ２１の清掃に使用される清掃部材２３に付着することがなく、放電電極の清掃部材２３による清掃性能を維持することができる。
【００４６】
本実施形態においては、放電電極と清掃部材２３の巻き取り部材２４との設けられている領域を連通させるための帯電ケース２２の窓２２ａを、気流の取り込みにも利用している。従って、帯電ケース２２壁面に新たな気流の取り込み用開口を形成する必要がなく、その手間と経費を削減することができるものである。
【００４７】
また、上記実施形態においては、放電ワイヤ２１軸線方向全域に均一に吹く気流を形成するためにフィン１０２ａを設けたが、フィン１０２ａを設けるのに代えて複数のホースを用いる方法もある。具体的には、ファン１０１が設けられている空間とダクト１０２との間に形成されているスリット１０４に、ファン１０１からの気流を取り込むホースを縦一列に取り付け、各ホースの先端がそれぞれ放電ワイヤ２１の軸線方向で等間隔の位置にライン状に並ぶようにする。ホースは、内径が約１〜２ｍｍ程度のものを使用する。このようにしてファン１０１を駆動すると、ファン１０１から発生した気流が外気を取り込みながらスリット１０４を介してホースに流れ込む。ホースに進入した気流は、それぞれのホース先端から放電ワイヤ２１に向かって吹き出し、放電ワイヤ２１の軸線方向全域で均一に吹く気流となる。
このように、複数のホースを用いて、帯電帯電ケース２２内を放電ワイヤ２１の軸線方向で均一に吹く気流を形成することもできる。
【００４８】
更に、上述した実施形態においては、非接触式の帯電装置として、ワイヤ状の放電電極である放電ワイヤ２１を有するコロナ帯電装置を説明したが、これに限るものではない。放電電極が放電対象に対して被接触式で、放電電極を清掃部材２３で清掃するときに発生する残留異物が放電電極を囲むケース内に残留する恐れのある帯電装置であればいずれの帯電装置にも適用できるものである。よって、例えば、帯状の放電電極を有する固体放電素子方式を採用した被接触式の帯電装置や、複数の電極の先端が鋸の歯のように並べられた電極を有する非接触式の帯電装置などにも適用することが考えられる。
【００４９】
また、上述した実施形態の複写機は、湿式現像装置を用いたものであるが、乾式現像装置にも適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１、２の帯電装置によれば、放電電極の清掃によって生じた異物が放電電極を囲むケース内に残留することによって起こる異常放電を防止するので、放電対象の帯電を正常に行うことができると共に、放電対象の耐久性を向上させることができる。しかも、残留異物を気流と共にケース外に排出させるので、異物の大きさや異物の個体数の多少に関わらず、気流と共に一気に排出でき、ケース内を残留異物のないクリーンな状態にすることができるという優れた効果がある。更に、上記ダクトに進入した気流の向きを、フィンによって上記ケースの気流取り込み用開口側に向かせるので、進入したときの向きに進む気流と窓側に向かう気流とに分散させることができる。
また、請求項１の帯電装置によれば、残留異物が付着した清掃部材で放電電極を清掃することによる放電電極への残留異物の付着を防止することができるので、放電電極の清掃部材による清掃性能を維持することができるという優れた効果がある。
また、請求項２の帯電装置によれば、ケース壁面に新たな気流取り込み用開口を形成する必要がなくなるので、新たな気流取り込み口を設ける手間と経費を削減することができるという優れた効果がある。
【００５３】
請求項３の帯電装置によれば、残留異物が、ケース内に堆積したりケース内壁に固着したりしないようにすることができるので、残留異物が堆積したり固着したりしてから排出させるよりも容易に排出できるという優れた効果がある。
【００５５】
請求項４の画像形成装置によれば、異常放電によって像担持体又は転写材上の静電潜像や画像が異常とならないようにできると共に、像担持体表面の耐久性の低下を防止できるので、良好な画像を形成できると共に、像担持体の耐久性を向上させることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】本実施形態にかかるコロナ帯電装置の図１の矢印ｄ方向からみた平面図。
【図３】同、図１の矢印ｅ方向からみた平面図。
【図４】本実施形態の特徴部にかかる気流発生装置の説明図。
【図５】本実施形態で用いられている帯電ケースの窓付近の部分拡大図。
【符号の説明】
１０ 感光体
２０ コロナ帯電装置
２１ 放電ワイヤ
２２ 帯電ケース
２３ 清掃部材
２４ 巻き取り部材
２５ａ，ｂ エンドブロック
３０ 露光装置
４０ 湿式現像装置
４５ 現像ユニット
５０ 中間転写ベルト
６０ 感光体クリーニング装置
７０ 除電ランプ
８０ 転写ローラ
９０ ベルトクリーニング
１００ 気流発生装置
１０１ ファン
１０２ ダクト
１０２ａ フィン
Claims (4)
- 放電電極と、該放電電極を囲み、かつ放電対象側に放電用開口を有するケースと、該放電電極に電圧を印加する電圧印加手段と、該放電電極に付着した異物を該放電電極から除去する清掃部材とを有し、該電圧印加手段により印加される電圧で生じる該放電電極の放電により、該放電電極に対して非接触の位置にある放電対象に対して放電を行うことにより該放電対象を帯電させる非接触式の帯電装置において、
気流発生手段と、該気流発生手段からの気流を上記ケースに誘導するためのダクトとを設け、上記ケースに該ダクトからの気流を取り込む気流取り込み用開口を形成するとともに、上記気流発生手段から上記ダクトに進入した気流の向きを、上記ケースの上記気流取り込み用開口側に向かわせるように上記ダクトにフィンを設け、上記清掃部材により上記放電電極から除去された異物のうち、該清掃部材に保持されずに上記ケース内に残留した残留異物を、上記ケース内を通過する気流によって該ケース内から排出させる異物排出手段を構成し、
上記清掃部材が、巻き取り可能な形状でかつ該清掃部材の一部を上記放電電極に接触させて該放電電極を清掃し、巻取り部材に巻き取られて、該清掃部材のうち該放電電極に接触している部分が変更可能に構成されているものであり、
上記気流が、上記清掃部材及び上記巻き取り部材が設けられている側から上記放電電極の方に流れるようにしたことを特徴とする帯電装置。 - 放電電極と、該放電電極を囲み、かつ放電対象側に放電用開口を有するケースと、該放電電極に電圧を印加する電圧印加手段と、該放電電極に付着した異物を該放電電極から除去する清掃部材とを有し、該電圧印加手段により印加される電圧で生じる該放電電極の放電により、該放電電極に対して非接触の位置にある放電対象に対して放電を行うことにより該放電対象を帯電させる非接触式の帯電装置において、
気流発生手段と、該気流発生手段からの気流を上記ケースに誘導するためのダクトとを設け、上記ケースに該ダクトからの気流を取り込む気流取り込み用開口を形成するとともに、上記気流発生手段から上記ダクトに進入した気流の向きを、上記ケースの上記気流取り込み用開口側に向かわせるように上記ダクトにフィンを設け、上記清掃部材により上記放電電極から除去された異物のうち、該清掃部材に保持されずに上記ケース内に残留した残留異物を、上記ケース内を通過する気流によって該ケース内から排出させる異物排出手段を構成し、
上記清掃部材が、巻き取り可能な形状でかつ該清掃部材の一部を上記放電電極に接触させて該放電電極を清掃するものであって、
該清掃部材を巻き取る巻取り部材が上記ケース外に設けられ、該放電電極の設けられている領域と該巻き取り部材の設けられている領域とを連通させるための連通用開口が該ケース壁面に形成されており、
該連通用開口から該ケース内に気流を取り込むようにして該連通用開口を上記気流取り込み用開口として兼用したことを特徴とする帯電装置。 - 請求項１または２の帯電装置において、
上記気流を、上記清掃部材による上記放電電極の清掃中に発生させるようにしたことを特徴とする帯電装置。 - 表面に静電潜像又は該静電潜像が現像されてなる画像を担持する像担持体と、表面に転写材を担持し該転写材を該画像との対向位置に搬送するための転写材搬送体とを備えた画像形成装置において、
上記像担持体又は上記転写材搬送体に用いられる帯電装置のうち少なくとも１つが、請求項１、２又は３の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。
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