JP4363265B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

本発明は，画像形成装置に用いられる帯電装置に関する。さらに詳細には，コロナ放電部材を利用した帯電装置に関するものである。

従来より，画像形成装置の感光体ドラムを一様に帯電するための帯電装置として，コロナ放電部材を利用したものがある。このような帯電装置では，放電によりオゾンやＮＯｘ等の放電生成物が生成されるため，これらを適切に処理して外部に排気する必要がある。そこで，帯電装置周囲に排気のためのダクトを配置し，ファンによって適切な空気流を形成することが行われていた。

例えば，特許文献１に記載の帯電装置では，放電ワイヤを囲む門形のシールド部材の天井壁に空気流通孔が設けられている。さらに，シールド部材と放電ワイヤとを囲んでダクトが設置され，該ダクト内にオゾンフィルタが配置されている。ダクトの下流側にはファンが接続され，放電ワイヤに垂直な方向への空気流が形成されている。
特開平６−２８９６９２号公報

しかしながら，前記した従来の帯電装置では，帯電装置に併設して排気のためのダクトを形成する必要があり，また帯電装置の軸長全体からの排気流を形成できるだけの大型のファンが必要であった。このため，画像形成装置が全体として大型化する傾向にあった。これに対し，帯電装置の軸方向に沿って排気することにより，ファンやダクトの小型化を図ることが望まれていた。しかし，ファンを小型化し，さらに帯電装置の軸方向に排気するとなると，特にファンから遠い箇所では排気力が大きく低下してしまう。

そこで，感光体ドラムと帯電装置との間からの空気の漏れを防ぐために，帯電装置のシールド部材と感光体ドラムとの隙間をシール部材等で塞ぐことが考えられる。しかしながら，感光体ドラムには，帯電装置の上流に配置されたクリーニング装置をすり抜けた外添剤が付着していることがあり，このシール部材のうち下流側のものによって外添剤が掻き取られた場合には，その掻き取られた外添剤が帯電装置の内部に侵入するおそれがある。外添剤が帯電装置中に侵入した場合，帯電電位が所定の電圧より上昇し，画像ノイズの原因となるという問題点があった。

本発明は，前記した従来の帯電装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，排気流路を小型化しても効率的に放電生成物を排出することができるとともに，帯電装置内部への外添剤の侵入を防止し，良好な画像が得られる帯電装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の帯電装置は，一方が開口したシールド部材と，シールド部材内に配置された放電電極とを有し，シールド部材の開口側に位置する感光体を帯電させる帯電装置であって，シールド部材の開口の一部に設けられ，感光体に接触するシールを有し，感光体の軸方向中央部におけるシールのシールド部材からの突出長Ｘが，感光体の軸方向端部におけるシールのシールド部材からの突出長Ｙより小さいものである。

本発明の帯電装置によれば，シールド部材の開口にシールが設けられるので，シールド部材と感光体との間が塞がれ，シールド部材の軸方向へ効率的に排気できる。さらに，そのシールのシールド部材からの突出長が，感光体の軸方向中央部では軸方向端部より小さくされているので，感光体への当接状態が異なるものとなる。例えば，その先端部が感光体に確実に当接できる突出長では，シールは感光体の回転によりその回転方向へとなびく。しかし，当接するぎりぎりの突出長では，必ずしもなびくとは限らない。また，感光体の回転方向へ大きくなびいたシールは感光体表面を掻き取る力は小さいが，感光体に対して大きい角度で当接すれば掻き取り力は大きい。そこで，端部の突出長を確実になびく長さとし，中央部の突出長を当接ぎりぎりの長さとすれば，そのシールの中央部では感光体表面をよく掻き取ることができる。さらに，中央部の範囲を画像形成領域とすれば，感光体表面に付着した外添剤を掻き取って，帯電装置内部への侵入を防止できる。従って，排気流路を小型化しても効率的に放電生成物を排出することができるとともに，帯電装置内部への外添剤の侵入を防止し，良好な画像が得られる帯電装置となっている。

さらに，本発明では，シールは，シールド部材における感光体の移動方向上流側に設けられている。このため，シールで掻き取られた外添剤は帯電装置内へは侵入しない。さらに，本発明では，シールド部材の上流側と感光体との間の最短距離Ａ，およびシールド部材の上流側を感光体に向けて延長した方向における感光体との間隔Ｂに対し，突出長ＸがＡ＜Ｘ≦Ｂの範囲内にあり，突出長ＹがＹ＞Ｂの関係にある。このため，シールの中央部は，感光体に当接するぎりぎりの長さであり，シールの端部は，確実に当接してなびく長さとなっている。

さらに，本発明では，シールド部材の開口における感光体の移動方向下流側の箇所に，移動方向上流側のシールより柔らかく，感光体に接触する第２のシールが設けられていことが望ましい。さらに，シールド部材中に軸方向に流れる空気流を形成するファンを有することが望ましい。

本発明の帯電装置によれば，排気流路を小型化しても効率的に放電生成物を排出することができるとともに，帯電装置内部への外添剤の侵入を防止し，良好な画像を得られる。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，感光体ドラムを一様に帯電させるためのものであって，コロナ放電部材を利用した帯電装置に本発明を適用したものである。

本形態の帯電装置１は，図１に示すように，感光体ドラム２と対面して，その軸方向に沿って配置されている。また，帯電装置１にはその外部にダクト３及びファン４が接続され，図中矢印で示すように，帯電装置１中を軸方向に流れる空気流が形成できるようにされている。なお，ファン４の手前にはオゾン等の放電生成物を適切に処理するためのフィルタ等が設けられるとよい。

帯電装置１は，図１〜図３に示すように，コロナ放電部材１１，シールド板１２，制御電極１３を有し，これらがホルダ１４に保持されている。さらに，コロナ放電部材１１及びシールド板１２は電源１５，１６に接続され，適宜電圧が印加される。ここで図２は，図１の両端付近での主要部の断面図であり，図３は，図１の左右方向中央付近での主要部の断面図である。

コロナ放電部材１１は，鋸歯状の外形を持つ放電ワイヤである。シールド板１２は，コロナ放電部材１１を感光体ドラム２に面していない三方から覆う断面コの字形状の部材である。そして，シールド板１２の軸方向の両端部は，開放端であって空気の流通が可能になっている。なおここでは，図２，図３に示すように，その断面形状が図中左右で異なっているシールド板１２を用いている。制御電極１３は，感光体ドラム２の帯電電位を所定の電位に制御するためのグリッド電極であり，シールド板１２の感光体ドラム２側の開口部を覆っている。

感光体ドラム２とシールド板１２あるいは制御電極１３との間には所定の間隔が設けられているので，気流がダクト３に確実に流通されるためにはここの隙間からの空気の漏れを防止する必要がある。そのために，シールド板１２の制御電極１３を囲む四辺には，隙間を塞ぐためのシールが設けられている。具体的には，シールド板１２の軸方向に沿って第１接触シール２１，第２接触シール２２が貼り付けられ，軸方向両端部には端部シール２３，２３がそれぞれ設けられている。これらの各シール２１，２２，２３はいずれも，シールド板１２に一辺が固定されるとともに感光体ドラム２に他辺が接触された状態で保持され，その箇所での空気の流通を防止している。

第１接触シール２１は，感光体ドラム２の回転方向に関して上流側に配置され，例えばポリウレタン等を厚さ１００〜２００μｍ程度のシート状に形成したものである。第２接触シール２２は，感光体ドラム２の回転方向に関して下流側に配置され，例えばポリウレタン等を厚さ２０〜８０μｍ程度のシート状に形成したものである。第１接触シール２１，第２接触シール２２は，ポリウレタンに限らず，適度な弾性を有するシートであればよい。また，端部シール２３，２３は，ポリウレタン等をブロック状にしたものであり，その図１中上面は感光体ドラム２に当接されている。これらのシールは，いずれも発泡体によって形成することもできる。

また，第１接触シール２１と第２接触シール２２とは，その両端部において端部シール２３に接触している。また，第１接触シール２１は，図１に示すように，その両端部２１ａと中央部２１ｂとで，その幅に差が設けられている。端部シール２３と接触する両端部２１ａは，中央部２１ｂに比較して幅広に形成されている。そのため，動作時においては，図２，図３に示すように，感光体ドラム２への当接する形状が異なるものとなる。画像形成領域は中央部２１ｂであり，両端部２１ａは画像形成領域外に設けられる。

具体的には，第１接触シール２１の中央部２１ｂは，図４に示すように，シールド板１２より図中上方に出ている幅Ｘが次の範囲となるように形成される。シールド板１２の右先端位置と感光体ドラム２との最短距離Ａと，シールド板１２の右先端位置とそこからまっすぐ図中上方へ延長して感光体ドラム２と交わる位置までの距離Ｂとから，Ａ＜Ｘ≦Ｂで表される範囲内とする。一方，両端部２１ａのシールド板１２より図中上方に出ている幅Ｙは距離Ｂより大きく，Ｙ＞Ｂとなっている。また，第２接触シール２２も距離Ｂより長く形成する。

このようにすることにより，第１接触シール２１の両端部２１ａと第２接触シール２２とは，感光体ドラム２の表面との摩擦力によってその回転方向と同方向（トレーリング方向）へなびき，図２に示すように，感光体ドラム２の表面に当接する。それとともに，これらは端部シール２３に当接しているので，感光体ドラム２とシールド板１２あるいは制御電極１３との間の隙間が塞がれている。両端部２１ａがトレーリング方向になびくことにより，中央部２１ｂも引っぱられてトレーリング方向となる。ここで，両端部２１ａが安定的にトレーリング方向となるためには，このＸとＹとの差は，０．５〜１ｍｍ程度が好ましい。例えば，Ａ＝３ｍｍ，Ｂ＝３．７ｍｍの帯電装置１において，Ｘ＝３．３ｍｍ，Ｙ＝４．１ｍｍとしたところ，両端部２１ａは安定的に感光体ドラム２に接触された。

また，その結果，第１接触シール２１の中央部２１ｂは，図５に示すように，感光体ドラム２に対して比較的大きい角度で当接することになる。以下では，各シール部分の先端部とその接している位置での感光体ドラム２の接線とのなす角度をそのシールの当接角と呼ぶ。上記のような幅設定とすることにより，第１接触シール２１の中央部２１ｂの当接角θ１は，第２接触シール２２の当接角θ２や第１接触シール２１の両端部２１ａの当接角θ３に比較して大きくなっている。

次に，本形態の帯電装置１の動作を説明する。この帯電装置１は，電子写真方式の画像形成装置に組み込まれて使用される。その画像形成動作時には，コロナ放電部材１１とシールド板１２とに電源１５，１６から電圧が印加され，制御電極１３にグリッド電圧が印加される。それにより，コロナ放電部材１１から放電が生じ，感光体ドラム２の表面が所定電位に一様に帯電される。また，ファン４が駆動され，放電によって生じたオゾン等の放電生成物が，ダクト３を介して排出される。

ここで，［発明が解決しようとする課題］の項でも述べたように，感光体ドラム２の表面には，前段階のクリーニング装置でクリーニングしきれなかった外添剤がついていることがある。この外添剤が感光体ドラム２の回転につれて移動して帯電装置１に対面するのであるが，シールド板１２の内部に侵入することは防止したい。そのためには，第１接触シール２１の位置で外添剤をできるだけ掻き取るとともに，第２接触シール２２の位置では外添剤を掻き取らないことが望まれる。

本形態の帯電装置１では，第１接触シール２１は第２接触シール２２より厚い部材で形成されているので，第１接触シール２１の方が固く，その掻き取り力は第２接触シール２２より大きい。すなわち，第１接触シール２１によって掻き取れなかった外添剤が第２接触シール２２によって掻き取られることはない。第１接触シール２１によって掻き取られて剥がれ落ちた外添剤は，シールド板１２の内部に侵入することはなく，シールド板１２の外部で適切に処理される。一方，第１接触シール２１をすり抜けた外添剤があっても，第２接触シール２２は第１接触シール２１より薄く柔らかくされているので，第２接触シール２２では掻き取られずに通り過ぎる。従って，外添剤がシールド板１２の内部に侵入するおそれはない。

さらに，本形態では，第１接触シール２１の中央部２１ｂの幅Ｘを上記のように設定したので，第１接触シール２１の中央部２１ｂでの外添剤の掻き取りがさらに確実なものとなっている。感光体ドラム２のうちトナー（外添剤を含む）が付着される範囲は画像形成領域内のみであり，この範囲内は全て中央部２１ｂが接触しているので，外添剤は確実に掻き取られる。このような接触シールは，感光体ドラム２の回転駆動に従って摩擦力によってトレーリング方向となる。また，このようなシールでは，低温低湿の環境（例えば気温１０℃，相対湿度１５％）では永久歪みを起こすため，当接角が小さいと特に掻き取り力が低下する。第１接触シール２１の中央部２１ｂは，その幅ＸがＡ＜Ｘ≦Ｂの範囲にされているので，トレーリング方向となっても当接角は大きく保たれ，永久歪みを起こした場合においても掻き取り力はほとんど低下しない。一方，第２接触シール２２の幅は，大きくされているので，その当接角は小さく掻き取り力は小さい。

以上詳細に説明したように本形態の帯電装置１によれば，シールド板１２と感光体ドラム２との間が第１接触シール２１，第２接触シール２２，端部シール２３，２３によって囲まれ塞がれている。従って，ファン４によって引き起こされる空気流によって，シールド板１２中の放電生成物は確実に排気される。さらに，第１接触シール２１は第２接触シール２２に比較して厚い部材で形成されるとともに，中央部２１ｂにおいては大きな当接角で感光体ドラム２に当接する。従って，感光体ドラム２に付着している外添剤は，第１接触シール２１でほとんど掻き取られるとともに，第２接触シール２２で掻き取られることはない。これにより，帯電装置１のシールド板１２の内部へ外添剤が侵入することが防止されている。よって，排気流路を小型化しても効率的に放電生成物を排出することができるとともに，シールド板１２の中への外添剤の侵入を防止し，良好な画像が得られる帯電装置１となっている。

なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，シールド板１２の形状や感光体ドラム２に対する配置，さらにホルダ１４やダクト３の形状等は適宜変更して実施することが可能である。

帯電装置の全体を示す概略説明図である。 帯電装置を示す断面図である。 帯電装置を示す断面図である。 帯電装置に使用される第１接触シールの大きさを示す説明図である。 帯電装置の第１接触シールと第２接触シールとの形状を示す説明図である。

符号の説明

１ 帯電装置
２ 感光体ドラム（感光体）
１１ コロナ放電部材（放電電極）
１２ シールド板（シールド部材）
２１ 第１接触シール（シール）

Claims (3)

1. 一方が開口したシールド部材と，前記シールド部材内に配置された放電電極とを有し，前記シールド部材の開口側に位置する感光体を帯電させる帯電装置において，
   前記シールド部材の開口における感光体の移動方向上流側の箇所に設けられ，感光体に接触するシールを有し，
   感光体の軸方向中央部における前記シールの前記シールド部材からの突出長Ｘが，感光体の軸方向端部における前記シールの前記シールド部材からの突出長Ｙより小さく，
   前記移動方向上流側の箇所と感光体との間の最短距離Ａ，および前記シールド部材の上流側の部分を感光体に向けて延長した方向における前記移動方向上流側の箇所と感光体との間隔Ｂに対し，突出長ＸがＡ＜Ｘ≦Ｂの範囲内にあり，突出長ＹがＹ＞Ｂの関係にあることを特徴とする帯電装置。
2. 請求項１に記載する帯電装置において，
   前記シールド部材の開口における感光体の移動方向下流側の箇所に，前記移動方向上流側のシールより柔らかく，感光体に接触する第２のシールが設けられていることを特徴とする帯電装置。
3. 請求項１または２に記載する帯電装置において，
   前記シールド部材中に軸方向に流れる空気流を形成するファンを有することを特徴とする帯電装置。

Images