JP5219780B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる帯電装置に関する。

従来より、電子写真式の画像形成装置では、帯電、露光、現像、転写といった電子写真プロセスにより画像が形成されている。

これらのうち、帯電工程では、感光体に近接させて設けたコロナ帯電器により感光体を所定の極性の電位に一様に帯電することが行われている。

このコロナ帯電器による帯電工程においては、コロナ放電を利用していることから、オゾンＯ_３や窒素酸化物ＮＯ_Ｘ等の放電生成物が生成されてしまう。

このような放電生成物が感光体に付着しさらに吸湿してしまうと、放電生成物が付着した部位の表面抵抗が低下してしまい、画像情報に応じた静電潜像を忠実に形成できない、といった、いわゆる「画像流れ」現象を引き起こす原因となってしまう。

そこで、特許文献１では、シャッタを設け、このシャッタによりコロナ帯電器の開口を塞ぐことで、非画像形成時に放電生成物が感光体に付着してしまうのを防止している。
特開２００７−０７２２１２号公報

一方、本発明者等の検討により、図１のように、コロナ帯電器２００を従来以上に感光体１００に近接させようとした場合、以下のような知見を得た。なお、２００ａはグリッド電極である。

図２に示すように、コロナ帯電器２００を近接させたことによりシャッタ１０００が感光体１００に万が一接触してしまうことがあっても感光体１００を劣化させることがないように、巻取りが可能なシート状のシャッタを採用することが好ましいことが分かった。

さらに、感光体１００は円筒状を為していることから、シート状のシャッタ１０００が感光体１００と干渉してしまうのを防止するための対策を施すことが好ましいと分かった。つまり、シート状のシャッタ１０００の短手方向（図２の紙面に直交する方向）の中央部が両端部よりもコロナ帯電器側となるように、シート状のシャッタの形状を規制することが好ましいことが分かった。

しかしながら、このようなシート状のシャッタ１０００を、図２のようにシャッタ駆動機構３００を用いて矢印方向に巻取りローラ４００に巻き取る場合、不具合が発生することが判明した。つまり、コロナ帯電器２００側の面を外側にしてシート状のシャッタ１０００を巻き取る場合、シート状のシャッタ１０００の短手方向中央部近傍がコロナ帯電器２００側へ顕著に撓んでしまうことが判明した。

このような顕著な撓みがシート状のシャッタ１０００に生じると、シート状のシャッタ１０００がコロナ帯電器２００と干渉してしまい、シート状のシャッタ１０００の開閉移動を適切に行えない事態が発生した。

そこで、本発明の目的は、コロナ帯電器の開口を開閉するシート状部材の撓みによりシート状部材の開閉移動が適切に行えなくなってしまうのを防止することができる帯電装置を提供することである。

本発明の他の目的は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。

第１の発明は、
放電ワイヤを囲み、感光体と対向するように開口が設けられたシールドを有し、前記開口を介して感光体を帯電するコロナ帯電器と、
前記コロナ帯電器の開口を前記開口の長手方向に沿って移動することによって開閉するシート状部材と、
前記シート状部材の短手方向中央部が両端部よりも前記放電ワイヤ側へ突出するように前記シート状部材の形状を規制する規制手段と、
前記開口を閉める動作に伴い、前記シート状部材をその突出している面が巻取り中心方向を向くように巻取る巻取り手段と、
を有することを特徴とするものである。

第２の発明は、
放電ワイヤを囲み、感光体と対向するように開口が設けられたシールドを有し、前記開口を介して感光体を帯電するコロナ帯電器と、
前記コロナ帯電器の開口を前記開口の長手方向に沿って移動することによって開閉するシート状部材であってその短手方向中央部が両端部よりも前記放電ワイヤ側へ突出した形状を備えた前記シート状部材と、
前記開口を閉める動作に伴い、前記シート状部材をその突出している面が巻取り中心方向を向くように巻取る巻取り手段と、
を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、シート状部材の撓みによりシート状部材の開閉移動が適切に行えなくなってしまうのを防止することができる。

以下、図面に沿って、本発明に係る実施例について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略する。

はじめに、画像形成装置の全体構成について、図３を用いて説明する。本例の画像形成装置は、電子写真方式を採用したレーザビームプリンタである。

（画像形成装置の全体構成）
図３に示すように、感光体（像担持体）１の周囲に、その回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電装置２、露光装置３、電位測定装置７、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置８、光除電装置９が配設されている。また、転写装置５よりも記録材Ｐの搬送方向下流側に、定着装置６が配設されている。次に、画像形成に関与する個々の画像形成機器について、順に、詳述する。

（感光体）
本例の像担持体として感光体１は、図３に示すように、円筒状（ドラム型）の電子写真感光体である。この感光体１は、直径が８４ｍｍであり、中心軸（不図示）を中心に５００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で矢示Ｒ１方向に回転駆動される。

また、図４に示すように、感光体１は負帯電特性の有機光半導体である感光層を有している。具体的には、感光体１は、径方向内側（図４の下側）に導電性基体であるアルミニウム製シリンダ１ａを有している。そして、このシリンダ１ａ上に、光の干渉を抑えるとともに上層の接着性を向上させる下引き層１ｂ、電荷発生層１ｃ、電荷輸送層１ｄが順に積層された３層構造となっている。このうち電荷発生層１ｃと電荷輸送層１ｄとによって上述した感光層が構成されている。

（帯電装置）
本例の帯電装置２は、図３に示すように、放電ワイヤ２ｈと、これを囲むように設けられたコの字状の導電性シールド２ｂと、このシールド２ｂの開口部に設置されたグリッド電極２ａとを有するスコロトロン・タイプのコロナ帯電器である。また、本例では、画像形成の高速化に対応するため、放電ワイヤ２ｈを２本設置するとともにこれに対応してシールド２ｂが放電ワイヤ２ｈ間を遮るように仕切りが設けられたコロナ帯電器を用いている。

このコロナ帯電器２は感光体１の母線に沿って設置されており、従って、コロナ帯電器２の長手方向は感光体１の軸線方向と平行な関係にある。また、図６に示すように、グリッド電極２ａは、先に説明した図１と同様、感光体の周面に沿って、その短手方向（感光体の移動方向）の中央部が両端部よりも感光体から離れるように設置されている。従って、本例では、コロナ帯電器２を従来以上に感光体１に近接して設けることができ、帯電効率を向上させることができる。

また、コロナ帯電器２は、帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１が接続されており、印加電源Ｓ１から印加された帯電バイアスにより、感光体１の表面を帯電位置ａにおいて負極性の電位に一様に帯電処理を行う機能を担っている。具体的には、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスが、放電ワイヤ２ｈとグリッド電極２ａに印加される構成となっている。

（露光装置）
本例の露光装置３は、コロナ帯電器２により帯電処理された感光体１にレーザ光Ｌを照射する半導体レーザを備えたレーザビームスキャナである。具体的には、画像形成装置にネットワークケーブルを介して接続されたホストコンピュータから送信されてくる画像信号に基づいて、露光装置３はレーザ光Ｌを出力する。このレーザ光Ｌは、帯電処理済みの感光体１表面を、露光位置ｂにおいて主走査方向に沿って露光する。感光体が回転している間にこの主走査方向に沿った露光を繰り返すことにより、感光体１表面の帯電面のうち、レーザ光Ｌが照射された部分の電位が低下し、画像情報に対応した静電潜像が形成される。

ここで、主走査方向とは感光体１の母線に平行な方向を意味しており、副走査方向は感光体１の回転方向に平行な方向を意味している。

（現像装置）
本例の現像装置４は、帯電装置２と露光装置３によって感光体１上に形成された静電潜像に、現像剤（トナー）を付着させることにより可視像化する。本例の現像装置４は、二成分磁気ブラシ現像方式を採用しており、さらに、反転現像方式を採用している。

この現像装置４は、現像容器４ａ、現像スリーブ４ｂ、マグネット４ｃ、現像ブレード４ｄ、現像剤攪拌部材４ｆ、トナーホッパー４ｇを有している。なお、図３中の符号４ｅは、現像容器４ａ内に収納された二成分現像剤を示している。

現像スリーブ４ｂは、非磁性の円筒状の部材であり、外周面の一部を外部に露出させて現像容器４ａに回転可能に設置されている。マグネット４ｃは、非回転に固定された状態で、現像スリーブ４ｂ内に設置されている。現像ブレード４ｄは、現像スリーブ表面にコートされた二成分現像剤４ｅの層厚を規制する。現像剤攪拌部材４ｆは、現像容器４ａ内の底部側に設置され、二成分現像剤４ｅを攪拌するとともに現像スリーブ４ｂに向けて搬送する。トナーホッパー４ｇは、現像容器４ａに補給する補給用トナーを収納した容器である。

現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅは、トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆにより攪拌される。この磁性キャリアの抵抗は約１０^１３Ω・ｃｍ、粒径は４０μｍである。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。

上述の現像スリーブ４ｂは、感光体１との最近接距離が３５０μｍとなるように、感光体１に対向配置されている。この感光体１と現像スリーブ４ａとの対向部が現像部ｃとなる。現像スリーブ４ｂはその表面が、現像部ｃにおいて感光体１表面の移動方向とは逆方向に移動する方向に回転駆動される。つまり、感光体１の矢印Ｒ１方向の回転に対して、矢印Ｒ４方向に回転駆動されている。

この現像スリーブ４ｂの外周面に、内側のマグネット４ｃの磁力により現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が磁気ブラシ層として保持され、現像スリーブ４ｂの回転に伴って現像部ｃへ搬送される。磁気ブラシ層は、現像ブレード４ｄにより所定の薄層にカットされ、現像部ｃにおいて感光体１に接触するように構成されている。

また、現像スリーブ４ｂは現像バイアス印加電源Ｓ２が接続されており、現像スリーブ４ｂ表面に担持された現像剤中のトナーは、印加電源Ｓ２により印加された現像バイアスによる電界によって、感光体１上の静電潜像に対応して選択的に付着される。これにより、静電潜像がトナー像として現像される。本例の場合は、感光体１上の露光部（レーザ光照射部分）にトナーが付着されて静電潜像が反転現像される。

このとき、感光体１上に現像されたトナーの帯電量はおよそ−２５μＣ／ｇである。

現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤は引き続く現像スリーブ４ｂの回転に伴い現像容器４ａ内に回収される。

また、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度をほぼ一定範囲内に維持させるため、現像容器４ａ内に光学式トナー濃度センサが設置されている。このトナー濃度センサによって検知されたトナー濃度に応じた量のトナーが、トナーホッパー４ｇから現像容器４ａへと補給される。

（転写装置）
本例の転写装置５は、図３に示すように、転写ローラを有している。この転写ローラ５は感光体１表面に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ部が転写部ｄとなる。この転写部ｄには給紙カセットから所定の制御タイミングにて記録材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）が給送される。

転写部ｄに給送されてきた記録材Ｐは感光体１と転写ローラ５との間に挟持搬送されながら、感光体１上のトナー像が記録材Ｐに転写される。このとき、転写ローラ５には、転写バイアス印加電源Ｓ３からトナーの正規帯電極性（負極性）とは逆極性の転写バイアス（本例では、＋２ｋＶ）が印加される。

（定着装置）
本例の定着装置６は、図３に示すように、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂを有している。転写装置５によりトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、定着装置６へと搬送され、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとによって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。定着処理を受けた記録材Ｐは、その後、機外へと排出される。

（クリーニング装置）
本例のクリーニング装置８は、図３に示すように、クリーニングブレードを有している。転写装置５により記録材Ｐにトナー像が転写された後、感光体１表面に残留している転写残トナーはクリーニングブレード８によって除去される。

（光除電装置）
本例の光除電装置９は、図３に示すように、除電露光ランプを有している。クリーニング装置８によりクリーニング処理された感光体１は、その表面に残留している電荷が、除電露光ランプ９による光照射により除電される。

以上説明した各画像形成機器による一連の画像形成プロセスが終了し、次の画像形成動作に備えられる。

次に、コロナ帯電器２の開口を開閉するシート状部材としての帯電器シャッタ１０について説明する。

（帯電器シャッタ）
図５の（Ａ）は、シート状部材としての帯電器シャッタ１０がＸ方向へ移動するように巻取られたことにより帯電器シャッタ１０が開いた状態を示したものである。

本例では、図５（Ａ）に示すように、コロナ帯電器２の開口を開閉する帯電器シャッタ１０として、巻取り装置１１によりロール状に巻取ることが可能なシート状のシャッタを採用している。

なぜなら、帯電器２から感光体１に向けて落下するコロナ生成物の通過を防止することはもちろんであるが、万が一、シャッタが感光体１と接触した際には画像劣化を生じさせるような損傷を感光体に与えるのを防止するためである。

従って、本例では、帯電器シャッタ１０として、ポリイミド製で厚みが３０μｍのシート状のものを採用している。

また、図６（Ａ）に示すように、帯電器シャッタ１０の形状が感光体１の周面の曲率形状に実質倣うように、予め帯電器シャッタ１０に熱処理を施している。熱処理方法としては、まず、帯電器シャッタ１０を感光体１の直径（ここでは８４ｍｍ）と等しい中空の金属ローラに密着させて固定する。そして、帯電器シャッタが固定された金属ローラが所定温度（ここでは１５０℃）を維持するようにこの金属ローラをその内部から加熱源により加熱した状態でおよそ１０分間放置する。その結果、感光体の周面の曲率形状にほぼ倣うように帯電器シャッタに曲率形状を予め付与することができる。なお、帯電器シャッタに曲率形状を付与する処理に関して、上述した熱処理方法の代わりに他の処理方法を採用しても構わない。

従って、帯電器シャッタ１０の短手方向（感光体の移動方向）の中央部が両端部よりもコロナ帯電器２側に突出した形状となっている。このような形状を帯電器シャッタ１０に付与したことで、コロナ帯電器２（グリッド電極２ｂ）と感光体１間のギャップを可能な限り小さくすることに貢献している。

なお、帯電器シャッタの開閉動作に支障を来たさない範囲内であれば、必ずしも、帯電器シャッタ１０の曲率形状を感光体１の周面の曲率形状に一致させる必要はない。

そして、帯電器シャッタ１０の退避時（開時）のスペースを小さくする為に、画像形成動作中は、帯電器２の長手方向（主走査方向）一端側にロール状に退避する構成となっている。

（帯電器シャッタ開閉機構）
次に、帯電器シャッタ１０の開閉機構（移動機構）について説明する。図５の（Ａ）、（Ｂ）は、本例の帯電器シャッタ１０の開状態、閉状態を示したものであり、図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は開閉機構を示したものである。

この開閉機構は、駆動モータＭ、移動部材１２ａ、回転部材１２ｂ、連結部材１２ｄ、巻取り装置１１を有しており、帯電器シャッタ１０をその長手方向（主走査方向）に沿って開閉移動させる機能を担っている。また、本例では、帯電器シャッタ１０の開動作完了を検知するシャッタ検知装置１２ｃが設けられている。このシャッタ検知装置１２ｃはフォトインタラプタを有しており、移動部材１２ａが開動作完了位置に到達すると、フォトインタラプタが移動部材１２ａにより遮光されることを利用して、帯電器シャッタ１０の開動作完了を見地する仕組みとなっている。つまり、シャッタ検知装置１２ｃにより移動部材１２ａを検知した時点で、駆動モータＭの回転を停止させる構成となっている。

帯電器シャッタ１０の一端は、図６の（Ａ）に示すように、移動部材１２ａに接合されている。また、この移動部材１２ａは回転部材１２ｂに駆動連結されており、また、連結部材１２ｄと一体化されている。

回転部材１２ｂには、図６（Ｂ）に示すようにスパイラル状の溝が形成されており、図５（Ａ）〜（Ｂ）に示すように駆動モータＭが接続されている。そして、回転部材１２ｂが駆動モータＭにより回転駆動されると、回転部材１２ｂに螺合した状態にある連結部材１２ｄがこのスパイラルの溝に沿って主走査方向（Ｘ、Ｙ方向）へ移動する。連結部材１２ｄは、シールド２ｂ上に設けられたレール上を主走査方向にのみ移動できるように螺合され、連結部材１２ｄが回転部材１２ｂと共に回転してしまうのを防止している。具体的には、図６（Ｂ）に示す連結部材１２ｄの両側部に形成された凹部がレールと嵌合する構成となっている。

従って、駆動モータＭにより回転部材１２ｂが駆動されると、連結部材１２ｄと一体化されている移動部材１２ａを介して、帯電器シャッタ１０に開閉方向への移動力が伝達される構成となっている。

また、図６（Ｃ）に示すように、巻取り手段としての巻取り装置１１は、帯電器シャッタ１０の一端側を固定するとともにこれを巻取る円筒状の巻取りローラ（巻取り部材）１１ｂと、この巻取りローラ１１ｂ内に設置されたバネ（付勢部材）１１ａを有している。

巻取りローラ１１ｂは、軸部材１１ｄを中心に回転することで帯電器シャッタ１０をその外周に巻き取るローラ本体と、軸部材１１ｄに固定され回転不可に構成された固定ローラ１１ｃにより構成されている。

そして、軸部材１１ｄが貫通するように設置されたバネ１１ａの一端は巻取りローラ１１ｂのローラ本体に固定され、他端は固定ローラ１１ｃに固定されている。従って、バネ１１ａの両端部は、巻取りローラ１１ｂの回転に伴って、バネ１１ａにはねじりによる曲げ応力が生じる構成とされている。

従って、帯電器シャッタを開く際（図５（Ａ））には、駆動モータＭにより帯電器シャッタ１０がＸ方向へ移動するに伴い、帯電器シャッタ１０が下方に垂れ下がることなく帯電器シャッタ１０を随時巻取りローラ１１ｂが巻取っていく仕組みとなっている。つまり、帯電器シャッタ１０は、巻取りローラ１１ｂ内のバネ１１ａにより、常に、Ｘ方向に付勢された状態となる。

一方、帯電器シャッタ１０を閉める際（図５（Ｂ））には、駆動モータＭが巻取りローラ１１ｂ内のバネ１１ａの付勢力に抗して帯電器シャッタ１０を巻取りローラ１１ｂから引き出すことで、帯電器シャッタ１０がＹ方向へ移動する仕組みとなっている。なお、帯電器シャッタ１０が完全に閉まった状態のとき、巻取りローラ１１内のバネ１１ａによるＸ方向への付勢力が帯電器シャッタ１０に作用しているので、帯電器シャッタ１０が下方に垂れ下がることはない。また、閉時において予め癖付けされた帯電器シャッタの曲率形状が維持されるように、巻取りローラ１１ｂ内のバネ１１ａによるＸ方向への付勢力により、帯電器シャッタ１０にはある程度のテンションが掛かった状態となる。

従って、閉時において、帯電器シャッタ１０とコロナ帯電器２との隙間からコロナ生成物が外側に漏れにくい状態を維持することが可能となる。

（帯電器シャッタの巻取り方向）
図５（Ｃ）は帯電器シャッタの巻取り方向を逆にした比較例を示したものであり、図７は帯電器シャッタに生じる撓みの原理を説明するためのものである。

本例では、画像形成動作を開始するにあたり帯電器シャッタ１０を開く際（図５（Ａ））には、予め癖付けされている帯電器シャッタ１０の曲率形状の凸面が内側となるように巻取りローラ１１ｂにより巻き取る構成としている。

これは、図５（ｃ）のように、帯電器シャッタ１０の曲率形状の凸面が外側となるように帯電器シャッタ１０を巻き取った場合、帯電器シャッタ１０が開いた状態で長時間放置された際に帯電器シャッタ１０に発生する巻き癖を回避するためである。つまり、比較例の場合、帯電器シャッタ１０に予め付けられた曲率形状を、巻き癖によって、助長してしまうからである。

従って、比較例の場合、巻き癖により、帯電器シャッタ１０（特に、長手方向の中央部近傍）が帯電器２側へと顕著に撓んでしまい、帯電器シャッタ１０の開閉移動に支障を来たす恐れがある。また、このような顕著な撓みは、帯電器シャッタ１０の内面からグリッド電極２ａへのトナーや放電生成物の転移につながり、その結果、グリッド電極の部分的な抵抗変動により帯電不良が発生し、画像不良の原因となってしまう。

一方、本例では、帯電器シャッタ１０の曲率形状の凸面が内側となるように巻取りローラ１１ｂにより巻き取る構成としていることから、このような問題は生じない。

つまり、本例のような巻取り方向を採用することにより、帯電器シャッタ１０に予め付けられている帯電器２側への撓みを、巻き癖により緩和させる方向となり、帯電器２側へ顕著に撓んでしまうのを抑制することが可能となる。

なお、本例では、帯電器シャッタに予め付けている曲率形状が無くならない程度に、その撓みが緩和される。従って、帯電器シャッタ１０を閉めた際に、帯電器シャッタ１０（特に、長手方向の中央部近傍）が感光体１に接触してしまうことは無い。

ここで、図７（Ａ）、（Ｂ）を用いて、予め癖付けされた帯電器シャッタ１０の、巻き癖による感光体１側への撓みを吸収する原理を説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）は、いずれも、帯電器シャッタをその長手方向一端側から見た図であり、図７（Ａ）は本例の場合を示し、図７（ｂ）は比較例を示している。

図７（Ａ）は、予め曲率を有するように癖付けされた帯電器シャッタに対して、外部から荷重、つまり、巻取りローラにより癖付けを解消する方向に作用する力、を掛けた場合を示している。

この場合、帯電器シャッタのほぼ断面内に一様な圧縮応力のみの発生に留まり、この荷重は帯電器シャッタにおいて圧縮力に変換され、両端の支点へ伝達される。荷重が圧縮力に変換され両端へ伝達されると、帯電器シャッタは外に開こうとする挙動を示し、両端には水平方向の力が発生する。この水平方向の力を打ち消す方向に帯電器シャッタに予め記憶させた曲率形状が水平反力として作用する為、帯電器シャッタには「曲げ」が発生し難く、感光体１側への撓みを小さくすることができる。

一方、図７（Ｂ）に示すように、予め何ら癖付けされていない帯電器シャッタでは、内部で大きな圧縮応力と引張応力が発生し、「曲げ」による感光体１側への撓みが発生してしまう。

なお、本例では、予め癖付けされている帯電器シャッタ１０の曲率形状は、感光体１の周面に沿う曲率形状としているが、上述の荷重による撓みの抑制には、この曲率は大きいほど効果があるので、このような構成としてなくても構わない。例えば、帯電器２（グリッド電極）と感光体１の曲率が異なる場合には、帯電器シャッタの曲率を少なくともいずれか一方の曲率以上に設定するのが好ましい。

（帯電器シャッタの開閉制御）
次に、帯電器シャッタ１０の開閉制御について説明する。図８は帯電器シャッタの開閉制御を行うブロック図を示し、図９はその制御フローを示し、図１０はその制御タイミングを表すタイミングチャートを示している。

図８に示すように、帯電器シャッタ１０の開閉を制御するコントローラ部２００は、帯電器シャッタ１０の開閉制御を実現するための制御プログラムが格納されたＲＯＭ２０１と、この制御プログラムに従って開閉制御を実行するＣＰＵ２０２を有している。また、ホストコンピュータとネットワークケーブルを介して情報が入力されるインターフェース（入力手段）２０３を有しており、このインターフェース２０３はホストコンピュータからの情報を取得しこれをＣＰＵ２０２へ送出する機能を担っている。

ＣＰＵ２０２は、ＲＯＭ２０１に記憶された制御プログラムの内容に従って、帯電器シャッタ１０に移動部材１２ａ等を介して接続された駆動モータＭの駆動をオン、オフさせることにより、帯電器シャッタ１０の開閉動作を実行する。

図９を用いて、画像形成ジョブを実行する際の、即ち、出力すべき画像情報を示す画像信号とともに画像形成開始信号が入力されてから一連の画像形成処理が終了するまでの制御フローについて説明する。この制御フローはＣＰＵ２０２により処理実行される。なお、上述した画像信号や画像形成開始信号（画像形成命令信号）は、インターフェース２０３を介してＣＰＵ２０２に入力される。

まず、ホストコンピュータから画像形成開始信号が入力されると（Ｓ１００）、シャッタ検知装置１２ｃの出力に基づき帯電器シャッタ１０が開位置にあるか否かを判定する（Ｓ１０１）。

帯電器シャッタ１０が開いておらず閉位置にある場合には、帯電器シャッタ１０の開動作を実行させ（Ｓ１０２）、Ｓ１０１に戻る。

Ｓ１０１において、帯電器シャッタが開位置にあることを検出すると、感光体１の回転動作を開始させる（Ｓ１０３）。そして、感光体１の回転動作開始後、帯電器２に帯電バイアスを印加する（Ｓ１０４）。

その後、他の画像形成機器の準備動作が終了次第、画像形成が開始される（Ｓ１０５）。

そして、画像形成ジョブ、即ち、一連の画像形成が終了すると（Ｓ１０６）、コロナ帯電器への帯電バイアス印加を停止させ（Ｓ１０８）、感光体の回転を停止させる（Ｓ１０９）。また、Ｓ１０６において、画像形成（画像形成ジョブ）が終了していないと判定した場合には、帯電器シャッタが開状態を維持するように制御する（Ｓ１０７）。

なお、画像形成ジョブの実行中に、次の画像形成ジョブの実行予約が入った場合には、Ｓ１０６において、「画像形成終了」とは判断せずに、帯電器シャッタの開状態を維持させたまま、次の画像形成ジョブが引き続き開始される。つまり、Ｓ１０６においては、画像形成ジョブの実行終了までの間に次の画像形成ジョブの実行予約が入らなかった場合に、「画像形成終了」と判断する構成となっている。

感光体の回転停止に伴い、駆動モータＭを駆動させて回転部材１２ｂを開動作時とは逆方向に回転させることにより、帯電器シャッタの閉動作を実行させ（Ｓ１１０）、コロナ帯電器２の開口を遮蔽する。

このように、巻取りローラ１１ｂによる帯電器シャッタ１０の巻取り方向を上述の方向に設定したことで、帯電器シャッタ１０が巻取られた状態のまま長時間放置されたとしても、帯電器シャッタ１０の開閉動作を引っ掛かりなく円滑に安定して行うことができる。

また、帯電器シャッタからグリッド電極へのトナーや放電生成物の転移に起因した帯電不良の発生を防止することができる。従って、画像濃度ムラや、画像にスジが入ってしまう等の画像不良の発生を低減することができる。

次に、実施例２について説明する。本例において、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一符号を付し、必要の無い限り重複する説明を省略する。

実施例１では曲率形状を有するように帯電器シャッタに予め癖付けする処理を行っていたが、本例では予めこのような癖付け処理を行っていない。その代わり、本例では、帯電器シャッタが実施例１と同様な曲率形状を有することとなるように規制手段としての曲率形状付与機構１２ｅを帯電装置に設けている。以下、この構成について詳述する。

図１０は、帯電器シャッタ１０とコロナ帯電器２の概略図である。曲率形状付与機構１２ｅは、規制部材としての、曲率形状付与部材１２ｅ_１と曲率形状付与部材１２ｅ_２を有している。

図１０に示すように、巻取りローラ１１ｂによる巻取り範囲外となる帯電器シャッタ１０の長手方向一端側には、感光体１の周面の曲率形状に倣うよう、規制部材としての曲率形状付与部材１２ｅ_１が固定されている。従って、この曲率形状付与部材１２ｅ_１は帯電器シャッタ１０とともに移動する構成となっている。

曲率形状付与部材１２ｅ_１は、感光体１の曲率形状に倣うように形成された板金であり、帯電器シャッタ１０のコロナ帯電器２側の面に取り付けられている。

このように、曲率形状付与部材１２ｅ_１は、帯電器シャッタ１０に対してその短手方向中央部が両端部よりもコロナ帯電器２側に突出した曲率形状を有するように癖付け処理を行う機能を担っている。また、曲率形状付与部材１２ｅ_１は、移動部材１２ａに接合されており、その駆動構成は、実施例１と同様である。

さらに、図１０に示すように、帯電器シャッタ１０の巻取りローラ１１ｂへの巻取り口側に、規制部材としての曲率形状付与部材１２ｅ_２が設けられている。この曲率形状付与部材１２ｅ_２は、曲率形状付与部材１２ｅ_１とは異なり、巻取りローラ１１ｂによる巻取り範囲外となる位置であって、コロナ帯電器２側に設けられていることから、帯電器シャッタ１０と摺動する関係となっている。

つまり、曲率形状付与部材１２ｅ_２は、図１１に示すように、コロナ帯電器２のグリッド電極２ａと感光体１間の微小な隙間に、帯電器シャッタ１０を導くシャッタ挿入ガイドとしての機能を有している。さらに、曲率形状付与部材１２ｅ_２は、コロナ帯電器２のグリッド電極２ａとの間の隙間で形作られた、感光体１の周面に倣う曲率形状を、帯電器シャッタ１０に与える曲率形状付与の機能を併せ持っている。

また、本例では、実施例１と同様に、帯電器シャッタ１０の巻取り方向が設定されている。つまり、帯電器シャッタ１０は、曲率形状付与部材２ｄによって付与された帯電器シャッタ１０の曲率形状の凸面が内側となるように巻取りローラ１１ｂにより巻取られる。

従って、本例においても、実施例１と同様に、帯電器シャッタ１０が巻取られた状態のまま長時間放置されたとしても、帯電器シャッタ１０の開閉動作を適切に安定して行うことができる。また、帯電器シャッタからグリッド電極へのトナーや放電生成物の転移に起因した帯電不良の発生を防止することができる。従って、画像濃度ムラや、画像にスジが入ってしまう等の画像不良の発生を低減することができる。

ここで、曲率形状付与部材の有無及び曲率の付け方と、巻取り方向の違いによる、帯電器シャッタの開閉動作性と画像不良の発生の有無について検証した。

表１は、帯電器シャッタの設定条件を示した一覧である。条件１〜４は、図１３の（Ａ）〜（Ｄ）にそれぞれ対応している。なお、条件１は本実施例の構成に相当し、条件２〜４は比較例に相当する。

このような４種類の設定条件において、Ａ４サイズの用紙に連続して一日あたり５万枚の画像出力をおよそ８．５時間かけて行い、１５．５時間に亘り帯電器シャッタを閉状態とした場合の、帯電器シャッタの開閉動作性と画像不良の発生の有無について検証した。なお、本検証実験では、上述の検証実験を２０日間連続して行うことで１００万枚の画像出力を行う間、５万枚の画像出力を行う毎に、帯電器シャッタの開閉動作チェックを行った。つまり、５万枚の画像出力を行っている間は、帯電器シャッタは開状態（巻取りローラに巻取られた状態）のままとなっている。

表２は、帯電器シャッタの４種類の設定条件に対しての検証結果を示した一覧である。

本実施例の構成に相当する条件１では、１００万枚の画像出力を行った後でも巻取りローラによる巻き癖に起因した帯電器シャッタの撓み量が０．５ｍｍ以下であり、開閉動作不良が発生しなかった。従って、画像不良も発生しなかった。

これに対し、比較例に相当する条件２では、巻取り方向を条件１とは反対にしたことで、７０万枚の画像出力を行った時点で、帯電器シャッタ１０の長手方向中央部近傍がコロナ帯電器２側へ１．３ｍｍ程度撓んでしまった。従って、帯電器シャッタの開閉動作不良が発生し、同時にトナーや放電生成物がグリッド電極に転移してしまうことに起因して画像不良が発生してしまった。

また、比較例に相当する条件３では、帯電器シャッタに癖付けを行わずコロナ帯電器側の面が内側となるように巻取る条件としたことで、４５万枚の画像出力を行った時点で、帯電器シャッタの長手方向中央部近傍が感光体１側へ１．６ｍｍ程度撓んでしまった。従って、感光体との摺動が大きなものとなり、帯電器シャッタの開閉動作不良が発生してしまった。

また、比較例に相当する条件４では、帯電器シャッタに癖付けを行わずコロナ帯電器側の面が外側となるように巻取る条件としたことで、２０万枚の画像出力を行った時点で、帯電器シャッタの長手方向中央部近傍が帯電器２側へ２．０ｍｍ程度撓んでしまった。従って、帯電器シャッタの開閉動作不良が発生し、同時にトナーや放電生成物がグリッド電極に転移してしまうことに起因して画像不良が発生してしまった。

この検証実験から、本実施例に相当する条件１や比較例に相当する条件２のように、帯電器シャッタに曲率形状を付与しておけば、巻取り方向によらず、巻取りローラによる巻き癖による帯電器シャッタの撓みを低減できることが分かる。しかし、比較例に相当する条件２では、巻取り方向が条件１とは逆方向のため、検証実験の途中（１００万枚到達前の時点）で無視できない程の撓みが帯電器シャッタに生じてしまった。

一方、本実施例に相当する条件１では、コロナ帯電器側が内側となるように帯電器シャッタを巻取る構成としたことで、巻取りローラによる巻き癖を帯電器シャッタに付与した曲率形状で抑制しながら、コロナ帯電器側への撓みを低減できることが分かる。

以上から、本例の構成を採用すれば、帯電器シャッタ１０が巻取られた状態のまま長時間放置されたとしても、帯電器シャッタ１０の開閉動作を円滑に安定して行うことができることが確認された。また、帯電器シャッタからグリッド電極へのトナーや放電生成物の転移に起因した帯電不良の発生を防止することができることが確認された。

次に、実施例３について説明する。本例において、実施例１、２で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一符号を付し、必要の無い限り重複する説明を省略する。

実施例１、２では帯電器シャッタをその長手方向（感光体の母線（主走査方向））に沿って開閉移動させる構成としていたが、本例では帯電器シャッタをその短手方向（感光体の周方向（副主走査方向））に沿って開閉移動させる構成としている。また、本例では、実施例２と同様に、帯電器シャッタ１０に対して曲率形状を有するように予め癖付け処理を行うのではなく、曲率形状付与機構を設けている。以下、詳述する。

図１３（Ａ）、（Ｂ）は、帯電装置の概略図であり、（Ａ）が開状態を示し、（Ｂ）が閉状態を示している。

図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、帯電器シャッタ１０は、感光体１とコロナ帯電器２間の微小な隙間に、感光体の周方向（副走査方向）に沿って（帯電器シャッタの短手方向に沿って）挿脱される。

本例では、シート状の帯電器シャッタ１０を感光体１の曲率形状に倣った形で副走査方向から挿脱するため、帯電器シャッタ１０に曲率形状を付与する規制手段としての曲率形状付与機構１２ｅが設けられている。言い換えると、曲率形状付与機構１２ｅは、閉鎖時において、帯電器シャッタ１０の短手方向の中央部が両端部よりもコロナ帯電器２側へ突出するように、帯電器シャッタ１０の形状を規制している。

曲率形状付与機構１２ｅは、帯電器シャッタ１０の長手方向両端側に、それぞれ、帯電器シャッタ１０を内側と外側から挟み込むように一対の曲率形状付与部材１２ｅ_２を有している。これら２組の一対の曲率形状付与部材１２ｅ_２はコロナ帯電器２側に固定されていることから、帯電器シャッタ１０は２組の一対の曲率形状付与部材１２ｅ_２と摺動しつつ曲率形状が付与される仕組みとなっている。つまり、これら２組の一対の曲率形状付与部材１２ｅ_２は帯電器シャッタ１０の移動ガイドの機能も果たしている。

また、帯電器シャッタ１０は移動部材１２ａに固定されており、この移動部材１２ａは図１４に示すように開閉駆動機構と接続されている。この開閉駆動機構は、移動部材１２ａに固定された駆動ギア１２ｆと、この駆動ギア１２ｆを回転駆動する駆動モータ１２ｇを有している。従って、駆動モータ１２ｇを作動させて駆動ギア１２ｆ、移動部材１２ａを回動させることによって、帯電器シャッタ１０の開閉移動が行われる。

また、帯電器シャッタ１０をロール状に巻取る巻取り装置１１は、小スペース化のため、コロナ帯電器２の上方の角部に設けられている。この巻取り装置１１は、実施例１と同様に、巻取りローラ１１ｂと、巻取りローラ１１ｂに内蔵されたバネ１１ａを有している。

具体的には、図１３（Ａ）のように、移動部材１２ａを反時計回り（図１３（Ａ）において）に回動させることによって、帯電器シャッタ１０の開動作が行われる。このとき、実施例１と同様に、巻取りローラ１１ｂに内蔵された付勢部材としてのバネ１１ａにより、帯電器シャッタが弛むことなく、巻取られる構成となっている。

一方、図１３（Ｂ）のように、移動部材１２ａを時計回り（図１３（Ｂ）において）に回動させることによって、帯電器シャッタ１０の閉動作が行われる。このとき、実施例１と同様に、巻取りローラ１１ｂに内蔵されたバネ１１ａにより、帯電器シャッタ１０が弛むことなくテンションが掛けられる構成となっている。

そして、本例においても、図１３（Ａ）に示すように、帯電器シャッタ１０を、曲率形状付与部材１２ｅ_２によって付与された曲率形状の凸部が内側となるように、巻取りローラ１１ｂによって巻取る構成を採用している。言い換えると、帯電器シャッタ１０は、コロナ帯電器２側に突出している面が内側となるように巻取りローラ１１ｂによって巻取られる構成となっている。

従って、本例においても、実施例１、２と同様に、帯電器シャッタ１０が巻取られた状態のまま長時間放置されたとしても、帯電器シャッタ１０の開閉動作を円滑に安定して行うことができる。また、帯電器シャッタ１０からグリッド電極２ａへのトナーや放電生成物の転移に起因した帯電不良の発生を防止することができる。

なお、本例において、曲率形状付与機構により帯電器シャッタ１０に曲率を付与する構成を採用せずに、実施例１と同様に、帯電器シャッタ１０に対して曲率形状を有するように予め癖付け処理を行う構成を採用しても構わない。

以上、本発明に係る具体例として実施例１〜３について説明したが、このような例だけに限られない。

例えば、実施例１と実施例２の構成を組み合わせても構わない。つまり、帯電器シャッタに対して曲率形状を有するように予め癖付け処理を行うとともに、曲率形状付与機構により帯電器シャッタに曲率を付与する構成としても構わない。

感光体と帯電装置との位置関係を示す概略斜視図である。 比較例としての、帯電器シャッタの巻取り機構を示す概略断面図である。 画像形成装置の概略断面図である。 感光体の層構成を示す概略断面図である。 帯電器シャッタの巻取り機構を示す図であり、（Ａ）は本発明に係る構成であって帯電器シャッタが開いた状態を示す図、（Ｂ）は本発明に係る構成であって帯電器シャッタが閉まった状態を示す図、（Ｃ）は比較例に係る構成を示す図である。 帯電器シャッタの開閉機構を示す図であり、（Ａ）は開閉機構の概略断面図、（Ｂ）は開閉機構の概略斜視図、（Ｃ）は巻取り装置の概略断面図である。 巻取られた状態のとき帯電器シャッタに生じる巻き癖を吸収できる原理を説明するための図である。 帯電器シャッタの開閉制御を行うためのブロック図である。 帯電器シャッタの開閉制御の流れを示すフローチャートを示す図である。 曲率形状付与機構を有する帯電装置を示す概略断面図である。 曲率形状付与機構を有する帯電装置を示す概略断面図である。 曲率形状付与機構の有無、巻取る向きの違いに応じた、帯電器シャッタの設定条件を示す図であり、（Ａ）は本発明に係る構成を示す図、（Ｂ）〜（Ｄ）は比較例に係る構成を示す概略断面図である。 帯電器シャッタの開閉機構を示す概略斜視図であり、（Ａ）は帯電器シャッタが開いた状態を示す図、（Ｂ）は帯電器シャッタが閉まった状態を示す図である。 帯電器シャッタの開閉機構を示す概略斜視図である。

符号の説明

Ｌ レーザ光
Ｐ 記録材
Ｓ１ 帯電バイアス印加電源
Ｓ２ 現像バイアス印加電源
Ｓ３ 転写バイアス印加電源
ａ 帯電位置
ｂ 露光位置
ｃ 現像位置
ｄ 転写位置
１ 感光体
２ 帯電器
２ａ グリッド電極
２ｂ シールド
２ｈ 放電ワイヤ
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ 定着装置
７ 電位測定装置
８ クリーニング装置
９ 光除電装置
１０ 帯電器シャッタ
１１ 巻取り装置
１２ａ 移動部材
１２ｂ 回転部材
１２ｃ シャッタ検知装置
１２ｄ 連結部材
１２ｅ 曲率形状付与機構
１２ｆ 駆動ギア
１２ｇ 駆動モータ

Claims (12)

1. 放電ワイヤを囲み、感光体と対向するように開口が設けられたシールドを有し、前記開口を介して感光体を帯電するコロナ帯電器と、
   前記コロナ帯電器の開口を前記開口の長手方向に沿って移動することによって開閉するシート状部材と、
   前記シート状部材の短手方向中央部が両端部よりも前記放電ワイヤ側へ突出するように前記シート状部材の形状を規制する規制手段と、
   前記開口を閉める動作に伴い、前記シート状部材をその突出している面が巻取り中心方向を向くように巻取る巻取り手段と、
   を有することを特徴とする帯電装置。
2. 前記規制手段は前記巻取り手段による巻取り範囲外となる前記シート状部材の一端側に固定され前記シート状部材の形状を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項１の帯電装置。
3. 前記規制手段は前記シート状部材と摺動しながらその形状を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項１又は２の帯電装置。
4. 前記巻取り手段は前記シート状部材を前記開口の長手方向に沿って巻取ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの帯電装置。
5. 前記巻取り手段は、巻取り部材と、前記巻取り部材に前記シート状部材を巻取るべく前記巻取り部材に付勢力を付与する付勢部材と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの帯電装置。
6. 前記シート状部材の一端側が固定され前記シート状部材を開閉移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項５の帯電装置。
7. 前記コロナ帯電器はその短手方向中央部が両端部よりも前記放電ワイヤ側へ突出するように設けられたグリッド電極を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの帯電装置。
8. 放電ワイヤを囲み、感光体と対向するように開口が設けられたシールドを有し、前記開口を介して感光体を帯電するコロナ帯電器と、
   前記コロナ帯電器の開口を前記開口の長手方向に沿って移動することによって開閉するシート状部材であってその短手方向中央部が両端部よりも前記放電ワイヤ側へ突出した形状を備えた前記シート状部材と、
   前記開口を閉める動作に伴い、前記シート状部材をその突出している面が巻取り中心方向を向くように巻取る巻取り手段と、
   を有することを特徴とする帯電装置。
9. 前記巻取り手段は前記シート状部材を前記開口の長手方向に沿って巻取ることを特徴とする請求項８の帯電装置。
10. 前記巻取り手段は、巻取り部材と、前記巻取り部材に前記シート状部材を巻取るべく前記巻取り部材に付勢力を付与する付勢部材と、を有することを特徴とする請求項８又は９の帯電装置。
11. 前記シート状部材の一端側が固定され前記シート状部材を開閉移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項１０の帯電装置。
12. 前記コロナ帯電器はその短手方向中央部が両端部よりも前記放電ワイヤ側へ突出するように設けられたグリッド電極を有することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかの帯電装置。

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