帯電装置、帯電装置を備える画像形成装置、および放電電極形成方法
【課題】 被帯電物の帯電均一性を向上できる帯電装置、帯電装置を備える画像形成装置、および放電電極形成方法を提供する。
【解決手段】 帯電装置１２に、シールドケース３４の内部空間に設けられ、複数の突起部３６ａが一方向に配列され、該突起部３６ａからイオン流を発生する放電電極３６であって、シールドケース３４の幅方向から眺めたときに、該シールドケース３４の長手方向において隣接する突起部３６ａから発生するイオン流に重なりが生じるように、突起部３６ａの幅方向が、該突起部３６ａの配列方向Ｃを含む仮想第１平面に対して、配列方向Ｃを含み前記仮想第１平面に垂直な仮想第２平面上で、所定の角度で傾斜して構成される放電電極を設ける。
【解決手段】 帯電装置１２に、シールドケース３４の内部空間に設けられ、複数の突起部３６ａが一方向に配列され、該突起部３６ａからイオン流を発生する放電電極３６であって、シールドケース３４の幅方向から眺めたときに、該シールドケース３４の長手方向において隣接する突起部３６ａから発生するイオン流に重なりが生じるように、突起部３６ａの幅方向が、該突起部３６ａの配列方向Ｃを含む仮想第１平面に対して、配列方向Ｃを含み前記仮想第１平面に垂直な仮想第２平面上で、所定の角度で傾斜して構成される放電電極を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電方式の帯電装置、帯電装置を備える画像形成装置、および放電電極形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いる画像形成装置においては、感光体を帯電させる帯電装置、トナー像を記録用紙に静電的に転写させる転写装置、記録用紙を静電的に剥離させる剥離装置などに、コロナ放電方式の帯電装置（コロナ放電装置）がよく用いられている。
【０００３】
コロナ放電装置としては、感光体、記録用紙などの被帯電物に対向する開口部を有するシールドケースと、該シールドケースの内部空間に設けられる放電電極とを備える、所謂コロトロン式のコロナ放電装置が知られている。コロトロン式のコロナ放電装置は、高電圧を印加されることによって、放電電極においてコロナ放電を生じる。コロナ放電によって発生するイオン流は、被帯電物へと向かい、これによって放電電流が生じ、その結果、被帯電物は帯電する。
【０００４】
また、コロナ放電装置としては、コロトロン式のコロナ放電装置の構成に、放電電極と被帯電物との間に設けられるグリッド電極を加えた、所謂スコロトロン式のコロナ放電装置も知られている。スコロトロン式のコロナ放電装置は、コロナ放電の際に、グリッド電極に所定の電圧が印加されることによって、被帯電物をより均一に帯電させることができる。しかしながら、コロトロン式、スコロトロン式などのコロナ放電装置は、放電を安定化させるために大量の放電電流を流す必要があり、その結果、大量のオゾンが発生してしまうという問題がある。
【０００５】
コロナ放電装置以外の帯電装置としては、半導電性のローラまたはブラシからなる帯電部材を備え、該帯電部材を被帯電物に接触または近接対峙させ、該帯電部材と被帯電物との間に電圧を印加することによって、被帯電物を帯電させる接触帯電装置が知られている。接触帯電装置によれば、放電領域が、被帯電物と帯電部材との接触部近傍に形成される微小空隙に限られるので、コロナ放電装置に比べ、放電電流を少なくすることができる。よって、接触帯電装置は、オゾンの発生量を減少させることができる。
【０００６】
しかしながら、接触帯電装置では、被帯電物との接触、電気的ストレスなどによって帯電部材の磨耗、劣化が起こり易く、帯電工程の高速化および帯電部材の長寿命化が難しいという問題がある。また、接触帯電装置では、汚れ、環境条件、経時変化などによる帯電部材の特性変化によって、帯電特性が劣化し易いという問題もある。
【０００７】
さらに近年、感光体上で多色画像を重ね合せる技術（ＩＯＩ：Image On Image）が開発されている。ＩＯＩは、複数色の位置ずれが起こり難く、また転写工程が１回で済むため画像劣化を起こし難くいので、高品位な画像形成性能に優れているけれども、ＩＯＩでは、接触帯電装置を用いることができない。したがって、ＩＯＩでは、非接触でかつ均一性の高い帯電装置が必要とされる。
【０００８】
このような事情から、コロトロン式、スコロトロン式などのコロナ放電装置において、オゾン発生量の減少、長寿命化、帯電特性の向上などが図られている。
【０００９】
特許文献１は、コロナ放電装置の放電電極を、鋸歯状の放電電極とした帯電装置を開示している。鋸歯状の放電電極のように、先鋭状の突起部を有する放電電極を備えるコロナ放電装置は、該突起部に電界が集中し易く、かつ放電ポイントが少なくなるので、印加する電圧が比較的低電圧でもコロナ放電が可能であり、オゾンの発生を抑制することが可能である。
【００１０】
ただし、突起部を有する放電電極を備えるコロナ放電装置では、該突起部の磨耗、放電生成物の付着などによって放電状態のばらつきが引き起こされ、コロナ放電装置の長手方向において、被帯電物の帯電電位にむらが生じ、被帯電物の帯電均一性の低下が起こる場合がある。突起部の摩耗などが生じた場合、帯電均一性の低下を防ぐため、放電し難い状態の突起部からでも必要な放電電流が生じるように、印加電圧条件を高めに設定する。しかしながら、印加電圧を高めると、放電し易い突起部では過多に放電が起こってしまい、被帯電物の帯電に寄与しない不要な放電が起こり、オゾンの発生量が増加してしまう。
【００１１】
このような問題を解決する技術として、特許文献２および特許文献３は、鋸歯状の放電電極を突起部ごとに分離し、各突起部と電源との間に電気抵抗体を接続する技術を開示している。このような構成にすると、放電電流量が多い突起部は、接続される電気抵抗体による電圧降下が大きくなるので、印加電圧が小さくなって、コロナ放電が制限される。放電電流量が少ない突起部は、接続される電気抵抗体による電圧降下が小さい分、印加電圧が大きくなってコロナ放電が促される。したがって、特許文献２，３に記載の技術によれば、突起部ごとのイオン流のばらつきが少なくなり、帯電均一性が向上する。さらに、印加電圧を小さくし、放電電流の総量を下げても充分な帯電均一性が得られるので、オゾン発生量を減少させることもできる。なお、コロナ放電装置に電気抵抗体を設ける必要があるので、製造コストは増加する。
【００１２】
特許文献４は、スコロトロン式の放電装置において、放電電極の先端部、すなわち放電領域に対向するグリッド電極の開口率を小さくすることによって、イオン流の一部をグリッド電極に吸収させて、帯電均一性を向上させる技術を開示している。特許文献４に記載の技術によれば、簡易かつ低コストで、帯電均一性の向上が図れる。ただし、被帯電物へ向かうイオン流をグリッド電極が吸収してしまう分、被帯電物の帯電電位が低下するという問題がある。
【００１３】
特許文献５は、後述する帯電電位のリップルを解消するために、電界規制部材を設けた帯電装置を開示している。特許文献５の段落［００２６］には、オゾン発生量を減らし、かつ被帯電物の帯電均一性を向上させるために、放電電極の突起部のピッチを広げることが望ましい旨の記載がある。これを確認するために、放電電極の突起部のピッチが狭い条件および広い条件それぞれにおいて放電試験を行い、被帯電物の帯電電位を測定した。測定は、後述する図２に示すような実験系で行った。グリッド電極のないコロナ放電装置（コロトロン）に突起部のピッチを変えた放電電極を装着し、感光体を帯電させ、感光体表面の帯電電位を、感光体の長手方向に沿って測定した。
【００１４】
図８は、放電電極の突起部のピッチと帯電均一性との関係を示す図である。図８（ａ）に示すような、放電電極Ａ１の突起部のピッチが狭い条件では、図８（ｂ）に示すように、感光体の帯電電位に不規則なばらつきが観察された。また、このときの放電電極Ａ１の突起部を観察すると、図８（ａ）に示すように、放電による発光Ａ２が起きた突起部と、発光が起きていない突起部とが観察され、放電状態が不均一であることが確認された。このように放電状態が不均一な場合、上述したように放電電流を増加させたり、特許文献３に記載のような狭いグリッド電極を設けたりすることで、実用上支障のない帯電均一性を得ることはできるけれども、不要な放電を行うので、オゾン発生量の増加を招き好ましくない。
【００１５】
図８（ｃ）に示すような、放電電極Ａ１の突起部のピッチが広い条件では、図８（ｄ）に示すように、帯電電位にリップルが生じたけれども、不規則な変動ではなく、突起部のピッチ間隔と同程度の周期で生じる規則的な周期変動だった。また、放電時の発光状態を観察したところ、図８（ｃ）に示すように、各突起部において放電による発光Ａ２が観察され、各突起部で比較的安定して放電が起こっていることが確認された。また、ピッチが狭い条件とピッチが広い条件それぞれにおいて、放電電流量を同じ値としてオゾン発生量を比較したところ、突起部のピッチが広い条件ではオゾン発生量が低下していた。なお、ピッチが広い条件において生じる帯電電位のリップルは、グリッド電極を設けても解消することが困難であった。
【００１６】
特許文献５によれば、放電電極の先端部と該先端部に隣接する他の先端部との間に、電界規制部材を設けることによって、突起部からのイオン流が被帯電物の長手方向に偏向するので、帯電均一性が向上し、オゾン発生量の軽減と帯電均一性の向上とを両立できるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平６−１１９４６号公報
【特許文献２】特開平５−２３１４号公報
【特許文献３】特開平８−１６０７１１号公報
【特許文献４】特開平７−１０４５４９号公報
【特許文献５】特開平１１−２１２３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献５に記載の帯電装置を用いても、依然として帯電電位にむらが生じてしまう。これを以下に説明する。
【００１９】
まず、従来のコロナ放電装置を用いて放電試験を行った。図９は、従来のコロナ放電装置による放電の様子を示す図である。従来のコロナ放電装置は、一定間隔で配列される針電極Ｈを有するスコロトロン式のコロナ放電装置である。針電極Ｈの先端から所定距離を隔てた位置に、グリッド電極の代わりに、発生したイオン流を着弾させる対向電極Ｔを設けて、放電試験を行った。放電試験を数１０時間行ったところ、対向電極Ｔの表面には、図９（ｂ）に示すような、楕円状のイオン流の境界跡が確認された。イオン流の境界跡から、図９（ａ）に示すように、針電極Ｈの配列方向に垂直な方向にはイオン流は拡散し易いけれども、図９（ｃ）に示すように、針電極Ｈの配列方向では、隣接する針電極Ｈから生じたイオン流同士が反発しあうために、イオン流が均一に拡散し難いことがわかった。
【００２０】
これから、特許文献１に記載の従来のコロナ放電装置などにおいては、突起部の摩耗、放電生成物の付着などが生じていなくとも、イオン流同士の反発によって、隣接する突起部間の中間位置に対向する箇所において被帯電物の帯電電位が落ち込み、その結果、被帯電物の帯電均一性が低下してしまうことがわかった。また、突起部のピッチを比較的広くしたり、特許文献２，３に記載の帯電装置のように電気抵抗体を挿入したりして、すべての突起部で放電を生じるように構成しても、隣接する突起部間の中間位置に対向する箇所における被帯電物の帯電電位に落ち込みが生じることがわかった。被帯電物の帯電電位の落ち込みは、突起部のピッチを広げるにつれてより顕著になった。
【００２１】
次に、特許文献５に記載の帯電装置が上述した被帯電物の帯電電位の落ち込みを解消できていないことを、該帯電装置と同一の構成の装置である、図１０に示す帯電装置５７を用いた放電試験によって確認した。図１０は、被帯電物表面から眺めたときの帯電装置５７を表す模式図である。帯電装置５７は、複数の突起部５５を備え、突起部５５の先端を通る直線であって、突起部５５の配列方向に垂直な直線Ｚに対して、左右対称となる位置に、電界規制部材５４が設けられる。
【００２２】
帯電装置５７は、電界規制部材５４によって、突起部５５から生じるイオン流５６を、四方に広げ、やや四角に近い形状に偏向させた。これによって、突起部５５から生じるイオン流５６は、楕円に広がるイオン流と比べて拡散した。
【００２３】
しかしながら、隣接する突起部５５から生じたイオン流５６は、互いに反発し、帯電装置５７の長手方向においては、電界規制部材５４を設けない状態よりも拡散しなかった。したがって、被帯電物を帯電装置５７の幅方向に相対的に移動させると、イオン流５６の境界部分に沿って、被帯電物が相対的に移動することになってしまい、被帯電物には、帯電電位の落ち込み部分が筋状に形成されてしまった。これによって、被帯電物の帯電均一性が低下してしまった。
【００２４】
図１１は、帯電装置５７を用いた場合の、被帯電物の帯電電位分布を表すグラフである。帯電装置５７を用いて被帯電物を帯電させると、被帯電物上の突起部５５に対向する位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７に比べて、Ｐ１〜Ｐ７間の中点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６付近、すなわち、隣接する突起部間の中間位置に対向する箇所では、被帯電物の帯電電位が低下しているのが確認できる。このように、電界規制部材５４を設けた帯電装置５７であっても依然として被帯電物には帯電むらが生じることが確認された。
【００２５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、被帯電物の帯電均一性を向上できる帯電装置、帯電装置を備える画像形成装置、および放電電極形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、開口部を有するシールドケースと、
前記シールドケースの内部空間に設けられ、複数の突起部が一方向に配列され、該突起部からイオン流を発生する放電電極であって、前記シールドケースの幅方向から眺めたときに、該シールドケースの長手方向において隣接する突起部から発生するイオン流に重なりが生じるように、前記突起部が、該突起部の配列方向に対する幅方向の角度を所定の角度として傾斜して配列される放電電極とを備えることを特徴とする帯電装置である。
【００２７】
また本発明は、前記シールドケースの幅をＷとし、
前記放電電極の、前記シールドケースの長手方向において隣接する任意の２つの突起部の、前記所定の角度をそれぞれ角度α、βとし、該２つの突起部の先端間のピッチをｐとするとき、
各突起部が同じ方向に傾斜し、かつ、
ｐ＜Ｗ／｛２tan（α）｝＋Ｗ／｛２tan（β）｝
であるように構成されることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、前記放電電極のすべての突起部の、前記所定の角度が同じ角度であるように構成されることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、前記放電電極を前記シールドケースの内部空間に保持する保持部を備え、
前記放電電極は、板状材料を折り曲げて形成されたものであり、
前記保持部は、前記板状材料を折り曲げて前記放電電極を形成するために用いる折り曲げ部材であることを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、静電潜像を担持する像担持体と、
前記帯電装置とを備え、
前記帯電装置によって、前記像担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装置である。
【００３１】
また本発明は、１つの板状材料を折り曲げることによって、前記帯電装置が備える放電電極を形成することを特徴とする放電電極形成方法である。
【００３２】
また本発明は、放電電極の突起部の幅方向の一端部を前記板状材料から分離させ、他端部を前記板状材料と繋げたまま折り曲げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、放電電極の突起部は、配列方向に対する幅方向の角度を所定の角度として傾斜して配列される。したがって、各突起部から発生するイオン流は、突起部の配列方向に対して、斜めに偏向する。これによって、隣接する突起部からのイオン流同士の反発によって生じるイオン流の境界部分（イオン流密度低下部分）も斜めに偏向するので、被帯電物がシールドケースの幅方向に相対的に移動する際、該被帯電物の移動方向とイオン流密度低下部分とが沿わないようになる。よって、被帯電物がシールドケースの幅方向へ相対的移動に移動しても、被帯電物上のイオン流密度の不均一とならない。したがって、本発明に係る帯電装置は、被帯電物の帯電均一性を向上できる。
【００３４】
また本発明によれば、放電電極は、各突起部が同じ方向に傾斜し、かつ、ｐ＜Ｗ／｛２tan（α）｝＋Ｗ／｛２tan（β）｝であるように構成される。これによって、イオン流の偏向状態を最適に設定でき、帯電均一性に優れる帯電装置を構成できる。
【００３５】
また本発明によれば、放電電極のすべての突起部が、配列方向に対する幅方向の角度が同じ角度となるように構成される。これによって、各突起部から発生するイオン流の反発が抑えられるので、突起部の配列方向において、被帯電物の帯電均一性をより向上できる。
【００３６】
また本発明によれば、放電電極は、保持部によって、折り曲げられたまま保持される。したがって、突起部の、配列方向に対する幅方向の角度を精度良く維持することができ、突起部の配列方向において、被帯電物の帯電均一性を維持することができる。
【００３７】
また本発明によれば、本発明に係る帯電装置によって像担持体を帯電させるので、高品位な画像を形成することができる。また、本発明に係る画像形成装置は、帯電動作に伴うオゾン発生量を減少させることができる。さらに、本発明に係る帯電装置は簡便な構造で帯電均一性が向上するため、画像形成装置を、低コストで、コンパクトに構成することができる。
【００３８】
また本発明によれば、放電電極を、１つの板状材料を折り曲げることによって形成するので、低コストで容易に放電電極を形成することができる。
【００３９】
また本発明によれば、突起部の幅方向一端部を板状材料から分離させ、他端部を板状材料と繋げたまま折り曲げることによって、放電電極を形成するので、使用する板状材料の量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】画像形成装置１の断面を模式的に示す概略図である。
【図２】帯電装置１２および感光体ドラム１１の外観を模式的に表した図である。
【図３】帯電装置１２の構成を示す図である。
【図４】放電電極３６の形成方法を説明するための図である。
【図５】突起部３６ａから発生するイオン流の様子を示す図である。
【図６】斜めに偏向したイオン流によって、被帯電物の帯電均一性が向上する作用について説明するための図である。
【図７】放電電極４１について説明するための図である。
【図８】放電電極の突起部のピッチと帯電均一性との関係を示す図である。
【図９】従来のコロナ放電装置による放電の様子を示す図である。
【図１０】被帯電物表面から眺めたときの帯電装置５７を表す模式図である。
【図１１】帯電装置５７を用いた場合の、被帯電物の帯電電位分布を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明に係る画像形成装置の実施形態である画像形成装置１は、像担持体と、本発明に係る帯電装置の第１実施形態である帯電装置１２とを備える。図１は、画像形成装置１の断面を模式的に示す概略図である。画像形成装置１は、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、およびブラック（ｂ）の４色のトナー像を順次重ね合わせて多色トナー像を形成し、該多色トナー像を記録媒体に定着させることで画像を形成する、タンデム構成の電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置１は、トナー像形成部２と、中間転写部３と、２次転写部４と、記録媒体供給部５と、定着部６と、スキャナ部７と、図示しない制御ユニット部とを含む。
【００４２】
スキャナ部７は、原稿台と、光源と、ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ９とを含む。原稿台の上面には、複写すべき原稿が載置される。原稿台には、透明ガラスなどの透明性材料からなる板状部材が用いられる。光源は、原稿台に載置される原稿を照明する。ＣＣＤイメージセンサ９は、光源によって照明される原稿からの反射光を光電変換することで、反射光を画像情報（アナログ信号）に変換する。
【００４３】
ＣＣＤイメージセンサ９は、変換部と転送部と出力部とを含む。変換部は、反射光である光信号を電気信号に変換する。転送部は、クロックパルスに同期して、電気信号を順次出力部へ転送する。出力部は、電気信号を電圧信号に変換し、増幅し、低インピーダンス化して出力する。
【００４４】
画像形成装置１の全動作を制御する制御ユニット部は、後述するように制御部と演算部と記憶部とを含み、上記のようにして得られたアナログ信号に、公知の画像処理を行ってデジタル信号に変換する。スキャナ部７によって読み取られた原稿の画像情報は、制御ユニット部に送られて各種画像処理が施され、デジタル信号に変換された後、制御ユニット部の記憶部に記憶される。記憶部に記憶された画像情報は、出力指示に応じて記憶部から読み出され、後述する光走査ユニット１３に転送される。
【００４５】
スキャナ部７によれば、原稿台に載置された原稿は光源によって照明され、照明された原稿からの反射光が、ＣＣＤイメージセンサ９によってアナログの画像情報に変換される。アナログ信号の画像情報は、制御ユニット部によってデジタル信号化され、記憶部に記憶される。
【００４６】
トナー像形成部２は、可視像形成ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂと、光走査ユニット１３とを含む。可視像形成ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、後述する中間転写ベルト２１の回転駆動方向、すなわち矢符２７の方向における上流側からこの順番で一列に配置される。可視像形成ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、デジタル信号として入力される各色の画像情報に対応する静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを供給して各色のトナー像を形成する。
【００４７】
可視像形成ユニット１０ｙは、イエロー（ｙ）の画像情報に対応するトナー像を形成し、可視像形成ユニット１０ｍは、マゼンタ（ｍ）の画像情報に対応するトナー像を形成し、可視像形成ユニット１０ｃは、シアン（ｃ）の画像情報に対応するトナー像を形成し、可視像形成ユニット１０ｂは、ブラック（ｂ）の画像情報に対応するトナー像を形成する。各色に応じて設けられる可視像形成ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂについて、総称する場合は、参照符号として数字のみを付し、色ごとに区別する場合は、各色を表すアルファベットを該数字とともに参照符号として付すこととする。可視像形成ユニット１０を構成する各部材についても同様とする。
【００４８】
可視像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、現像部１４と、ドラムクリーナ１５と、１次転写前帯電部１６と、１次転写部２２と、感光体除電部３３とを含む。
【００４９】
感光体ドラム１１は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に支持されるローラ状部材である。感光体ドラム１１は感光層を含み、該感光層の表面において、静電潜像ひいてはトナー像を担持する像担持体である。
【００５０】
感光体ドラム１１には、たとえば、アルミニウムなどからなる導電性基体と、該導電性基体表面に形成される感光層とからなるものを使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状の導電性基体を好ましく使用できる。感光層としては、有機感光層、無機感光層などが挙げられる。
【００５１】
有機感光層としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、または、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光層としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む樹脂層が挙げられる。
【００５２】
導電性基体と感光層との間には、下地層が介在してもよい。また、感光層の表面には感光層を保護するための表面層（保護層）が設けられてもよい。
【００５３】
図２は、帯電装置１２および感光体ドラム１１の外観を模式的に表した図である。帯電装置１２は、感光体ドラム１１に臨み、感光体ドラム１１の長手方向４４に沿って配置される。帯電装置１２は、放電素子３５と、シールドケース３４とを備える。また、帯電装置１２は、感光体ドラム１１の表面電位を計測する表面電位計４５および表面電位プローブ４６を備える。なお、表面電位プローブ４６および表面電位計４５は、帯電装置１２の実施形態としては、必須ではない。
【００５４】
放電素子３５は、高圧電源４７と接続される電極である放電電極を備える。放電電極は、複数の突起部を有する。放電電極は、高圧電源４７から電圧が印加されることによって少なくとも１の突起部においてコロナ放電を生じる。
【００５５】
高圧電源４７からの印加電圧は、被帯電物をいずれの極性で帯電させるかによって、その極性が異なるけれども、印加電圧の絶対値としては、４ｋＶ〜１０ｋＶの範囲内に制御される。また、放電素子３５と帯電装置１２の他の部材との距離によっても、必要な印加電圧は異なるけれども、トランスコストの観点および安全性の観点から最大値（絶対値）は１０ｋＶ以下とすることが好ましい。
【００５６】
シールドケース３４は、感光体ドラム１１に臨む壁部に開口部を有する箱状部材である。シールドケース３４は、内部空間を有し、該内部空間に放電素子３５が設けられる。シールドケース３４は、感光体ドラム１１の長手方向４４とシールドケース３４の長手方向とが一致するように配置され、該長手方向に直交する断面形状は略Ｃ字状である。
【００５７】
シールドケース３４は、接地されるか、または図示しない電源と接続される。電源と接続される場合、シールドケース３４には、放電電極に印加される電圧と同極性の電圧が印加される。シールドケース３４に印加される電圧の絶対値は、０ｋｖ〜１ｋＶの範囲内である。
【００５８】
本実施形態である帯電装置１２は、スコロトロン式の帯電装置であり、放電電極と感光体ドラム１１との間に、図示しないグリッド電極が設けられる。グリッド電極は、薄板状の金属からなり、４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内で、放電電極の突起部から離隔して設けられ、たとえば７ｍｍ離隔して設けられる。なお、本発明の実施形態としては、グリッド電極が設けられない、コロトロン式の帯電装置であってもよい。
【００５９】
グリッド電極は、厚み方向に貫通するように形成される複数の貫通孔を有し、図示しないバイアス電源と接続される。グリッド電極には、バイアス電源から、放電電極に印加される電圧と同極性の電圧が印加される。印加される電圧の絶対値は、画像形成に必要な値に適宜制御され、範囲としては３００Ｖ〜１ｋＶである。
【００６０】
帯電装置１２によれば、高圧電源４７から印加される電圧によって、放電電極の突起部においてコロナ放電を生じる。より詳細には、放電電極全体に印加される電流量の絶対値が２００μＡ〜１０００μＡの範囲内となるように、上記の範囲内で、放電電極への印加電圧が制御される。
【００６１】
被帯電物をいずれの極性に帯電させるかによらず、帯電装置１２のコロナ放電によって被帯電物に向かうイオン流が生じる。本発明は、放電電極の突起部から生じるイオン流を制御する（偏向させる）帯電装置に係るものであり、被帯電物を帯電させる極性はいずれであってもよい。本発明に係る帯電装置については後に詳述する。
【００６２】
光走査ユニット１３は、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｂをそれぞれ照射し、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。光走査ユニット１３には、半導体レーザなどを使用できる。
【００６３】
現像部１４は、現像ローラと、規制ブレードと、現像槽と、攪拌ローラとを含む。現像ローラは、現像槽によって軸線回りに回転可能に支持されるローラ状部材である。現像ローラは、現像槽の、感光体ドラム１１に臨む面に形成される開口部から、その一部が外方に向けて突出して感光体ドラム１１表面に近接するように設けられる。
【００６４】
現像ローラは、図示しない固定磁極を内包しており、該固定磁極によって、現像ローラ表面に現像剤を担持する。現像ローラは、現像ローラと感光体ドラム１１との近接部（現像ニップ部）において、担持した現像剤を感光体ドラム１１表面の静電潜像に供給する。現像ローラは、感光体ドラム１１と逆方向に回転駆動する。したがって、現像ニップ部においては、現像ローラ表面と感光体ドラム１１表面とが同じ方向に移動する。
【００６５】
現像ローラは、図示しない電源と接続され、該電源から直流電圧（現像電圧）が印加される。これによって、現像ローラ表面の現像剤は、静電潜像に円滑に供給される。
【００６６】
規制ブレードは、一端が現像槽によって支持され、他端が現像ローラ表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる板状部材である。規制ブレードは、現像ローラ表面に担持される現像剤層の層厚を均一化する。
【００６７】
現像槽は、感光体ドラム１１に臨む面に開口部が形成され、内部空間を有する容器状部材である。現像槽は、内部空間に攪拌ローラを備え、現像剤を貯留する。現像槽には、現像剤の消費状況に応じて、図示しない現像剤補充部から現像剤が補充される。現像剤としては、この分野で常用されるものを使用できる。現像剤は、トナーのみからなる１成分現像剤であっても、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤であってもよい。
【００６８】
攪拌ローラは、現像槽の内部空間において軸線回りに回転駆動可能に支持されるスクリュー状部材である。攪拌ローラは、回転駆動によって、現像槽内の現像剤を現像ローラの表面周辺に送給する。
【００６９】
現像部１４によれば、現像槽内の現像剤が、攪拌ローラによって現像ローラ表面に送給され、当該表面に現像剤層が形成される。現像剤層は、規制ブレードによって層厚が均一化される。その後、感光体ドラム１１との電位差によって、感光体ドラム１１表面の静電潜像に現像剤が選択的に供給され、感光体ドラム１１表面に画像情報に対応するトナー像が形成される。
【００７０】
１次転写前帯電部１６は、感光体ドラム１１表面に形成されたトナー像を帯電させる帯電装置である。１次転写前帯電部１６としては、帯電装置１２と同じものを使用できる。
【００７１】
１次転写部２２は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。１次転写部２２は、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１１に対向し、かつ中間転写ベルト２１の、感光体ドラム１１と接する面とは反対側の面に圧接する。１次転写部２２には、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面を被覆する導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。
【００７２】
金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属によって形成される。導電性層は、導電性の弾性体などによって形成される。導電性の弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。
【００７３】
１次転写部２２は、図示しない高圧電源と接続される。１次転写部２２には、高圧電源から、感光体ドラム１１の表面に形成されるトナー像の帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、感光体ドラム１１表面に形成されるトナー像は、中間転写ベルト２１の表面に転写される。
【００７４】
ドラムクリーナ１５は、感光体ドラム１１表面のトナー像が中間転写ベルト２１に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残存する現像剤を除去、回収する。
【００７５】
感光体除電部３３は、ドラムクリーナ１５によって現像剤が回収された後の感光体ドラム１１を除電する。感光体除電部３３にはランプなどの照明装置を用いることができる。
【００７６】
トナー像形成部２によれば、帯電装置１２によって感光体ドラム１１が帯電する。光走査ユニット１３は、記憶部に記憶されるデジタル信号の画像情報に対応するレーザ光を、帯電した感光体ドラム１１に照射し、静電潜像を形成する。現像部１４は、静電潜像に現像剤を供給し、感光体ドラム１１表面にトナー像を形成する。トナー像は、１次転写部２２によって、中間転写ベルト２１に１次転写される。
【００７７】
中間転写部３は、転写ベルトクリーナ１７と、転写ベルト除電部１８と、中間転写ベルト２１と、支持ローラ２３，２４，２５とを含む。中間転写ベルト２１は、支持ローラ２３，２４，２５の間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材である。中間転写ベルト２１は、感光体ドラム１１から転写したトナー像を担持しながら、感光体ドラム１１と略同一の周速度で矢符２７の方向に回転移動する。中間転写ベルト２１は、たとえば、１６７ｍｍ／ｓ〜２２５ｍｍ／ｓで回転移動する。
【００７８】
中間転写ベルト２１には、たとえば、厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを使用できる。中間転写ベルト２１の材料はポリイミドに限定されず、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどの合成樹脂、各種ゴムなどからなるフィルムを使用できる。合成樹脂または各種ゴムからなるフィルム中には、中間転写ベルト２１の電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボンなどの導電材が配合される。
【００７９】
支持ローラ２３，２４，２５は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。支持ローラ２３，２４，２５には、たとえば、アルミニウム製円筒体（パイプ状ローラ）が用いられる。
【００８０】
支持ローラ２４は、感光体ドラム１１ｂより中間転写ベルト２１の回転駆動方向下流側に設けられる。支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を介して後述する２次転写ローラ２８に圧接し、２次転写ニップ部を形成する。支持ローラ２４は、電気的に接地される。支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架する役割とともに、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録媒体に２次転写させる役割を有する。
【００８１】
転写ベルトクリーナ１７は、支持ローラ２４より中間転写ベルト２１の回転駆動方向下流側に設けられる。転写ベルトクリーナ１７は、中間転写ベルト２１上のトナー像が記録媒体に転写された後に、中間転写ベルト２１上に残存するトナーを除去する部材である。
【００８２】
転写ベルトクリーナ１７は、クリーニングブレードと、図示しないトナー貯留容器とを含む。クリーニングブレードは、中間転写ベルト２１の、トナー像を担持する面に圧接し、残存トナーなどを掻き取る板状部材である。クリーニングブレードには、たとえば、弾性を有するゴム材料（ウレタンゴムなど）などを使用できる。トナー貯留容器は、クリーニングブレードによって掻き取られたトナーなどを一時的に貯留する容器状部材である。
【００８３】
転写ベルト除電部１８は、転写ベルトクリーナ１７より中間転写ベルト２１の回転駆動方向下流側、かつ、感光体ドラム１１ｙより上流側に設けられる。転写ベルト除電部１８は、中間転写ベルト２１上の残存トナーが転写ベルトクリーナ１７によって除去された後に、中間転写ベルト２１を除電するブラシ状部材である。
【００８４】
中間転写部３によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成される各色のトナー像が、中間転写ベルト２１のトナー像を担持する面における所定位置に重ね合わされて、多色トナー像が形成される。多色トナー像は、後述するように、２次転写ニップ部において記録媒体に２次転写される。２次転写後、中間転写ベルト２１上に残留するトナー、オフセットトナー、紙粉などは転写ベルトクリーナ１７によって除去される。残留トナーなどの除去後、中間転写ベルト２１は転写ベルト除電部によって除電される。
【００８５】
記録媒体供給部５は、レジストローラ１９ａ，１９ｂと、ピックアップローラ２０と、記録媒体カセット２６とを含む。記録媒体カセット２６は記録媒体８を貯留する。記録媒体８には、たとえば、普通紙、コート紙、カラーコピー専用用紙、ＯＨＰ用フィルム、葉書などがある。記録媒体８のサイズには、Ａ４、Ａ３、Ｂ５、Ｂ４、葉書サイズなどがある。
【００８６】
ピックアップローラ２０は、記録媒体８を搬送路Ｓに１枚ずつ送給するローラ状部材である。レジストローラ１９ａ，１９ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。レジストローラ１９ａ，１９ｂは、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が２次転写ニップ部に搬送されるのに同期して、２次転写ニップ部に記録媒体８を送給する。
【００８７】
記録媒体供給部５によれば、記録媒体カセット２６内に貯留される記録媒体８が、ピックアップローラ２０によって１枚ずつ搬送路Ｓに送給され、さらに、レジストローラ１９ａ，１９ｂによって２次転写ニップ部に送給される。
【００８８】
２次転写部４は、２次転写前帯電部３２と、２次転写ローラ２８とを含む。２次転写前帯電部３２は、中間転写ベルト２１上に担持された多色トナー像を帯電させる帯電装置である。２次転写前帯電部３２としては、帯電装置１２と同じものを使用できる。
【００８９】
２次転写ローラ２８は、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２４に圧接するように設けられるローラ状部材である。２次転写ローラ２８は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動する。２次転写ローラ２８は、たとえば、金属製軸体と、当該金属製軸体の表面を被覆する導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。
【００９０】
金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属によって形成される。導電性層は、導電性の弾性体などによって形成される。導電性の弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、ＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。
【００９１】
２次転写ローラ２８は、図示しない高圧電源と接続される。２次転写ローラ２８には、高圧電源から、中間転写ベルト２１上に担持される多色トナー像の帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト２１上に担持される多色トナー像は、２次転写ニップ部において、記録媒体８の表面に転写される。
【００９２】
２次転写部４によれば、中間転写ベルト２１上の多色トナー像は、記録媒体供給部５から送給される記録媒体８に２次転写される。未定着の多色トナー像を担持する記録媒体８は、定着部６に搬送される。
【００９３】
定着部６は、排紙部２９と、定着ローラ３０と、加圧ローラ３１とを含む。定着ローラ３０は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に支持されるローラ状部材である。定着ローラ３０の内部には、ハロゲンランプなどの加熱部が設けられる。定着ローラ３０は、記録媒体８に担持される未定着の多色トナー像を構成するトナーを加熱溶融させて記録媒体８に定着させる。
【００９４】
定着ローラ３０としては、たとえば、芯金と、弾性体層と、表面層とからなるローラ状部材を使用できる。芯金を形成する金属には熱伝導率の高い金属を使用でき、たとえば、アルミニウム、鉄などが挙げられる。芯金の形状としては、円筒状、円柱状などが挙げられるけれども、芯金からの放熱量が少ない円筒状の方が好ましい。
【００９５】
弾性体層を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、耐熱性に優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。
【００９６】
表面層を構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーの吸着性が低いものであれば特に制限されない。たとえば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂材料、フッ素ゴムなどが挙げられる。
【００９７】
加圧ローラ３１は、定着ローラ３０の鉛直方向下方において、定着ローラ３０に圧接された状態で回転自在に設けられるローラ状部材である。定着ローラ３０と加圧ローラ３１との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ３１は、定着ローラ３０の回転駆動に従動して回転する。加圧ローラ３１は、多色トナー像の記録媒体８への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体８に対して押圧することによって、多色トナー像の記録媒体８への定着を促進する。
【００９８】
加圧ローラ３１としては、たとえば、芯金と、弾性体層と、表面層とからなるローラ状部材が使用できる。芯金、弾性体層および表面層としては、それぞれ、定着ローラ３０の芯金、弾性体層および表面層と同じものを使用できる。また、加圧ローラ３１の内部には、定着ローラ３０と同様に、加熱部が設けられてもよい。排紙部２９は、多色トナー像が定着した記録媒体８を貯留するトレイ状部材である。
【００９９】
定着部６によれば、記録媒体８に担持される未定着の多色トナー像は加熱溶融し、記録媒体８に定着する。多色トナー像が定着した記録媒体８は、排紙部２９に排紙され、画像形成は完了する。
【０１００】
画像形成装置１は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御ユニット部の記憶部には、画像形成装置１の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。
【０１０１】
記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile
Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。
【０１０２】
演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。
【０１０３】
制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、前記処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１内部における各部材にも電力を供給する。
【０１０４】
次に、本発明に係る帯電装置１２について詳細に説明する。図３は、帯電装置１２の構成を示す図である。図３（ａ）はシールドケース３４の長手方向に対する帯電装置１２の断面を示す図であり、図３（ｂ）はシールドケース３４の開口部からシールドケース３４の内部空間を眺めたときの図であり、図３（ｃ）は帯電装置１２の一部である放電電極３６の側面図である。帯電装置１２は、放電素子３５とシールドケース３４とを含み、放電素子３５は放電電極３６、保持部３７、および取付部３８を含む。
【０１０５】
シールドケース３４は、金属材料から形成される箱状部材であり、金属材料としては、たとえば、鉄にニッケルめっきを施したものを使用できる。シールドケース３４の幅、すなわち、シールドケース３４の内部空間の幅Ｗは、８ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定することができ、本実施形態ではＷ＝１４［ｍｍ］である。シールドケース３４の厚さは、０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内で設定できる。
【０１０６】
取付部３８は、放電電極３６および保持部３７が取り付けられる部材である。取付部３８は、シールドケース３４の内部空間において、シールドケース３４の開口部に対向する内壁の中央部に取り付けられる。取付部３８には絶縁性材料を使用でき、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリルブタジエンスチレン樹脂）などを使用できる。
【０１０７】
放電電極３６は、帯電装置１２の長手方向に沿って配列される突起部であって、シールドケース３４の開口部に向けて突出する複数の突起部３６ａと、突起部３６ａの配列方向Ｃにおいて、隣接する突起部３６ａ同士を接続する接続部３６ｂとを有する。放電電極３６は、突起部３６ａと接続部３６ｂとによってジグザグ状を成すように配列されて形成される。
【０１０８】
本実施形態では、放電電極３６は、厚さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの板状のステンレス材から形成される。なお、放電電極３６の材料としては、ステンレス材に限らず、インコネル、タングステン、銅、鉄などを用いることができる。さらに、放電電極３６の表面には、ニッケル、クロム、金、白金めっき、またはニッケルを下地にした金めっき（Ｎｉ−Ａｕめっき）などの加工を施してもよい。
【０１０９】
放電電極３６は、突起部３６ａの幅方向が、配列方向Ｃを含む仮想第１平面（図３において、配列方向Ｃを含み、紙面に垂直な平面）に対して、該配列方向Ｃを含み前記仮想第１平面に垂直な仮想第２平面（図３において、配列方向Ｃを含み、紙面に平行な平面）上で、突起部３６ａの幅方向が所定の角度で傾斜して構成される。本実施形態では、各突起部３６ａの傾斜角度は、すべて同じ角度θである。角度θは、１５°以上７５°以下の範囲内で適宜設定することができ、本実施形態ではθ＝４５［°］である。
【０１１０】
各突起部３６ａ間のピッチｐは、１ｍｍ以上１２ｍｍ以下の範囲内で適宜設定することができ、本実施形態ではすべて同一のピッチｐ＝８［ｍｍ］である。図８を用いて説明したように、ピッチｐが小さ過ぎると、コロナ放電を生じる突起部３６ａと、生じない突起部３６ａとが現われるおそれがあるので、好ましくない。また、ピッチｐが大き過ぎると、帯電均一性が低下し易いので好ましくない。
【０１１１】
突起部３６ａは、矩形部３６ａａと、該矩形部３６ａａから突出方向に延びる三角形部３６ａｂとからなる。矩形部３６ａａおよび三角形部３６ａｂの厚さは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定される。三角形部３６ａｂは、先端の曲率半径が１０μｍ〜３０μｍ程度の尖りになるように形成される。三角形部３６ａｂの幅は０．５ｍｍ〜１ｍｍ、突出方向長さは１ｍｍ〜４ｍｍに設定される。矩形部３６ａａの幅は、傾斜角度θおよびピッチｐによるけれども、１ｍｍ〜３０ｍｍに設定され、突出方向長さは２ｍｍ〜１０ｍｍに設定される。
【０１１２】
放電電極３６は、接続部３６ｂの幅方向と、前記仮想第１平面とが、前記仮想第２平面上で、角度９０°をなすように、すなわち、接続部３６ｂの幅方向とシールドケース３４の幅方向とが平行となるように構成される。接続部３６ｂは、矩形状であり、厚さは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定され、幅は、傾斜角度θおよびピッチｐによるけれども、１ｍｍ〜２０ｍｍに設定され、突出方向長さは２ｍｍ〜１０ｍｍに設定される。
【０１１３】
ピッチｐ、傾斜角度θを用いると、矩形部３６ａａの幅、および接続部３６ｂの幅は、下記式で表わされる。
矩形部３６ａａの幅 ＝ ｐ／cosθ
接続部３６ｂの幅 ＝ ｐ×tanθ
【０１１４】
したがって、上記の範囲（ｐ:１ｍｍ〜１２ｍｍ、θ：１５°〜７５°）の場合、矩形部３６ａａの幅、および接続部３６ｂの幅の範囲は、
矩形部３６ａａの幅 ： １ｍｍ〜４６．４ｍｍ
接続部３６ｂの幅 ： ０．３ｍｍ〜４４．８ｍｍ
となる。
【０１１５】
接続部３６ｂの幅を大きく設定する場合、シールドケース３４へのリーク防止、および実装を考慮すると、接続部３６ｂの幅に応じて、シールドケース３４と接続部３６ｂとの距離を大きく設定する必要が生じる。たとえば、シールドケース３４の幅が３０ｍｍであるときに、接続部３６ｂの幅を大きく（ピッチｐを大きく、かつ傾斜角度θを大きく（６０°〜７５°））設定する場合、リーク防止の観点などから、接続部３６ｂの幅の上限は、２０ｍｍ程度となる。なお、実使用上は、ピッチｐを大きく設定する場合には、傾斜角度θを小さく設定して、接続部３６ｂの幅を小さくし、リークを防止する。
【０１１６】
他方、矩形部３６ａａの幅や接続部３６の幅を１ｍｍ程度に小さく設定すると（ピッチｐを小さく、かつ傾斜角度θを小さく設定すると）、製造の際に放電電極３６が破損し易く、また、精度良く傾斜角度θを揃えることが難しくなる。よって、実使用上は、ピッチｐを小さく設定する場合には、製造の容易性を考慮して、傾斜角度θを大きく設定する。
【０１１７】
保持部３７は、突起部３６ａの傾斜角度θを維持するように、シールドケース３４の幅方向において、放電電極３６を挟持する部材である。保持部３７には、絶縁性の材料を使用でき、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂などを使用できる。
【０１１８】
放電電極３６は、図４に示す板状材料３９から形成される。図４は、放電電極３６の形成方法を説明するための図である。図４（ａ）は板状材料３９の正面図であり、図４（ｂ）は板状材料３９の底面図であり、図４（ｃ）は板状材料３９が折り曲げられた様子を示す図である。
【０１１９】
板状材料３９は、板状材料３９を折り曲げることによって突起部３６ａとなる突起予定部３９ａと、板状材料３９を折り曲げることによって接続部３６ｂとなる接続予定部３９ｂとが交互に形成された、１枚の板状材料である。突起予定部３９ａおよび接続予定部３９ｂはそれぞれ、矩形平板状の金属材料から、エッチングやプレス打ち抜きなどによって形成される。板状材料３９には、ハーフエッチング部ｅ１，ｅ２が形成されており、一方面側からエッチングされたハーフエッチング部ｅ１と他方面側からエッチングされたハーフエッチング部ｅ２とが交互に形成される。ハーフエッチング部ｅ１，ｅ２は、エッチングによって形成される溝部であり、溝の深さが、板状材料３９の厚み方向において、０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍとなるように形成される。突起予定部３９ａと接続予定部３９ｂとは、ハーフエッチング部ｅ１およびハーフエッチング部ｅ２を介して接続される。
【０１２０】
板状材料３９を、２つの折り曲げ部材４０ａ，４０ｂによって折り曲げることで、放電電極３６を形成することができる。折り曲げ部材４０ａは、突起部３６ａの傾斜角度と同一の傾斜角度θ１で形成される各鋸歯が、突起部３６ａのピッチｐと同一のピッチｐ１で配列された部材である。折り曲げ部材４０ｂは、折り曲げ部材４０ａと同一形状の部材である。
【０１２１】
折り曲げ部材４０ａと折り曲げ部材４０ｂとを互いに逆向きにして、折り曲げ部材４０ａと折り曲げ部材４０ｂとの間に板状材料３９を配置し、折り曲げ部材４０ａと折り曲げ部材４０ｂとを板状材料３９に対して押し込み、鋸歯の先端部によってハーフエッチング部ｅ１，ｅ２をそれぞれ裏側から挟み込むことで、板状材料３９がジグザグ状に折れ曲がる。これによって、放電電極３６が形成される。このように、放電電極３６を、１つの板状材料３９を折り曲げることによって形成することで、低コストで容易に放電電極３６を形成することができる。なお、板状材料３９の厚みが大きい、弾性が高いなどの理由で、折り曲げ部材４０ａ，４０ｂによって板状材料３９を折り曲げることが困難な場合は、他の装置などによって適宜折り曲げて、放電電極３６を形成すればよい。
【０１２２】
折り曲げ部材４０ａ，４０ｂは、保持部３７として好ましく用いることができる。折り曲げ部材４０ａ，４０ｂを保持部３７として用いる場合、折り曲げ部材４０ａ，４０ｂに放電電極３６を挟持させた状態で、取付部３８に取り付ける。
【０１２３】
以上のように構成される帯電装置１２によって、被帯電物の帯電均一性が向上することを示す。図５は、突起部３６ａから発生するイオン流の様子を示す図である。図５（ａ）は、突起部３６ａから発生したイオン流を突起部３６ａの幅方向（図３に示す矢符Ｂ１の方向）から眺めたときの様子を示し、図５（ｂ）は、突起部３６ａから発生したイオン流を突起部３６ａの厚み方向（図３に示す矢符Ｂ２の方向）から眺めたときの様子を示し、図５（ｃ）は、突起部３６ａから発生したイオン流をシールドケース３４の開口部から眺めたときのイオン流の様子を示している。図５（ａ）、図５（ｂ）における矢符はイオン流の広がりを表しており、図５（ｃ）において２点鎖線で示す楕円は各突起部３６ａから発生するイオン流の境界を表している。
【０１２４】
図５（ａ）に示すように、高電位の突起部３６ａが隣接するために、突起部３６ａの厚み方向にはイオン流が広がり難い。これに対し、図５（ｂ）に示すように、突起部３６ａの幅方向では、イオン流は、低電位のシールドケース３４へ向かうために、広がり易い。したがって、図５（ｃ）に示すように、各突起部３６ａから発生するイオン流の境界Ｉは、その長径方向が、突起部３６ａの配列方向に対して斜めに偏向した楕円状となる。これによって、以下に示すように、被帯電物の帯電均一性が向上する。
【０１２５】
図６は、斜めに偏向したイオン流によって、被帯電物の帯電均一性が向上する作用について説明するための図である。図６（ａ）は、突起部３６ａから発生したイオン流をシールドケース３４の幅方向から眺めたときの様子を示している。図６（ａ）に示すように、シールドケース３４の幅方向からイオン流を眺めると、シールドケース３４の長手方向において隣接する突起部３６ａから発生するイオン流の境界Ｉに重なりが生じることがわかる。
【０１２６】
図６（ｂ）は、帯電装置１２によるコロナ放電の際の、感光体ドラム１１上の、突起部３６ａに対向する位置におけるイオン流密度を示すグラフである。図６（ｂ）のグラフにおいて、縦軸はイオン流密度を表し、横軸は感光体ドラム１１の長手方向における位置を表している。また、横軸において、Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃはそれぞれ、感光体ドラム１１上の各突起部３６ａに対向する位置を表しており、Ｍａｂ，Ｍｂｃはそれぞれ、ＰａとＰｂとの中間位置、ＰｂとＰｃとの中間位置を表している。２点鎖線Ｘは各突起部３６ａに単独でイオン流を発生させた場合のイオン流密度の分布である。実線Ｙはすべての突起部３６ａにイオン流を発生させた場合のイオン流密度の分布であり、実際の帯電工程におけるイオン流分布に相当する。
【０１２７】
図６（ｂ）に示すように、各突起部３６ａに単独でイオン流を発生させた場合と比較して、すべての突起部３６ａにイオン流を発生させた場合では、突起部３６ａ間の中間位置に対向する位置Ｍａｂ，Ｍｂｃ近傍において、イオン流密度の極端な低下は起こらず、突起部３６ａに対向する位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃにおけるイオン流密度と略同一の密度のイオン流密度になることがわかる。したがって、感光体ドラム１１の長手方向において、イオン流密度は均一になっている。
【０１２８】
図６（ｃ）は、感光体ドラム１１を回転駆動させた状態で、帯電装置１２でコロナ放電を行った際の、感光体ドラム１１の、長手方向における帯電電位を示すグラフである。図６（ｃ）のグラフにおいて、縦軸は帯電電位を表し、横軸は感光体ドラム１１の長手方向における位置を表している。また、横軸において、Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃはそれぞれ、感光体ドラム１１上の、各突起部３６ａに対向する位置を表しており、Ｍａｂ，Ｍｂｃはそれぞれ、ＰａとＰｂとの中間位置、ＰｂとＰｃとの中間位置を表している。
【０１２９】
図６（ｃ）に示すように、感光体ドラム１１の帯電電位は均一になった。感光体ドラム１１の帯電電位の最大値と最小値との差は、数Ｖ程度だった。したがって、帯電装置１２によって、被帯電物の帯電均一性が向上することがわかった。
【０１３０】
このように、帯電装置１２においては、突起部３６ａの幅方向が、該突起部３６ａの配列方向Ｃを含む仮想第１平面に対して、配列方向Ｃを含み前記仮想第１平面に垂直な仮想第２平面上で、所定の角度で傾斜して、放電電極３６が構成されるために、各突起部３６ａから発生するイオン流が、突起部３６ａの配列方向Ｃに対して斜めに偏向する。これによって、隣接する突起部３６ａから発生するイオン流同士の反発によって生じるイオン流の境界部分（イオン流密度低下部分）も斜めに偏向することになる。よって、突起部３６ａの配列方向Ｃにけるイオン流密度の分布が均一になる。
【０１３１】
さらに、感光体ドラム１１などの被帯電物がシールドケース３４の幅方向に相対的に移動する際、該被帯電物の移動方向とイオン流密度低下部分とが沿わないようになる。よって、被帯電物がシールドケース３４の幅方向に相対的に移動しても、被帯電物上のイオン流密度は不均一とはならない。したがって、本発明に係る帯電装置１２は、被帯電物の帯電均一性を向上できる。
【０１３２】
このような帯電装置１２を備える画像形成装置１は、帯電装置１２によって感光体ドラム１１を帯電させることで、高品位な画像を形成することができる。また、画像形成装置１は、帯電動作に伴うオゾン発生量を減少させることができる。さらに、帯電装置１２が簡便な構造で帯電均一性を向上させるため、画像形成装置１を、低コストで、コンパクトに構成することができる。
【０１３３】
なお、帯電装置１２において、各突起部３６ａは、イオン流を斜めに偏向させ、被帯電物の帯電均一性を向上させる構成であれば、それぞれの形状および傾斜角度が多少異なっていても構わないけれども、すべての突起部３６ａが同一形状で、傾斜角度が同じ角度であるように構成されることが好ましい。これによって、各突起部３６ａから発生するイオン流の反発が抑えられるので、突起部３６ａの配列方向において、被帯電物の帯電均一性をより向上できる。
【０１３４】
また、本発明に係る帯電装置の他の実施形態としては、放電電極３６の代わりに、複数の突起部が分離して配列される放電電極を備えてもよい。本実施形態および他の実施形態のように、複数の突起部を有する放電電極は、コロナ放電を生じる放電ポイントが限られるため、オゾンが発生し難いという利点がある。
【０１３５】
帯電装置１２においては、上述したように、保持部３７として、折り曲げ部材４０ａ，４０ｂを用いることが好ましい。これによって、突起部３６ａの傾斜角度を精度良く維持することができ、突起部３６ａの配列方向において、被帯電物の帯電均一性を維持することができる。また、保持部３７と折り曲げ部材４０ａ，４０ｂとを兼用するので、製造コストを削減できる。
【０１３６】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１を帯電させる装置以外としても使用することができる。たとえば、画像形成装置１に用いられる他の帯電装置である、１次転写前帯電部１６および２次転写前帯電部３２は、移動する被帯電物を帯電させる装置であるので、帯電装置１２を好ましく用いることができる。
【０１３７】
上述したように、帯電装置１２による帯電均一性向上の作用は、放電電極３６のうちの、傾斜して配列される突起部３６ａによって生じるものである。したがって、本発明に係る帯電装置は、放電電極３６とは異なる形状であっても、突起部を有し、該突起部が上述したように傾斜して構成される放電電極であれば、放電電極３６の代わりに備えることができる。以下に、放電電極３６の代わりに備えることが可能な、図７に示す放電電極４１について説明する。
【０１３８】
図７は、放電電極４１について説明するための図である。図７（ａ）は、放電電極４１が保持部４２および折り曲げ部材４０ａによって保持されている様子を示している。放電電極４１ならびにこれを保持する保持部４２および折り曲げ部材４０ａは、放電電極３６および保持部３７の代わりに、帯電装置１２に備えることができる。
【０１３９】
放電電極４１は、複数の突起部４１ａと複数の接続部４１ｂと基部４１ｃとを有する。放電電極４１の材質は、放電電極３６と同一である。基部４１ｃは、シールドケース３４の長手方向に延びる矩形状平板である。接続部４１ｂは、基部４１ｃの幅方向一端部に接続され、シールドケース３４の長手方向に、突起部４１ａのピッチと同じ間隔で配列される矩形状平板である。接続部４１ｂの幅は１ｍｍ〜１０ｍｍ、突出方向における長さは２ｍｍ〜１０ｍｍである。
【０１４０】
突起部４１ａは、幅方向の一端部が接続部４１ｂと接続され、他端部が遊端部となっている。遊端部と隣接する接続部４１ｂとの距離は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。突起部４１ａと接続部４１ｂとの接続部分の突出方向における長さは、接続部４１ｂの該方向における長さによるけれども、接続部４１ｂの長さの半分程度であることが放電電極４１の強度上好ましい。突起部４１ａの形状、ピッチｐ２、および傾斜角度θ２は、放電電極３６の突起部３６ａの形状、ピッチｐ、および傾斜角度θと同一である。
【０１４１】
保持部４２は、凹部４２ａと凸部４２ｂとが交互に繰り返して形成される櫛状の部材である。保持部４２と折り曲げ部材４０ａとによって放電電極４１が保持されるとき、保持部４２の凸部４２ｂによって、接続部４１ｂおよび基部４１ｃが折り曲げ部材４０ａに押し付けられる。また、このとき、折り曲げ部材４０ａの鋸歯によって、突起部４１ａが保持部４２の凹部４２ａに囲まれて保持される。
【０１４２】
放電電極４１は、板状材料４３から形成される。図７（ｂ）は板状材料４３の正面図であり、図７（ｃ）は板状材料４３の底面図である。板状材料４３は、板状材料４３を折り曲げることによって突起部４１ａとなる突起予定部４３ａと、接続部４１ｂと、基部４１ｃとを有する、１枚の板状材料である。板状材料４３は、矩形平板状の金属材料から、エッチングやプレス打ち抜きなどによって形成される。
【０１４３】
板状材料４３は、一方の面側からエッチングされて形成されるハーフエッチング部ｅ３を有し、該ハーフエッチング部ｅ３が、突起予定部４３ａと接続部４１ｂとの接続部分となる。ハーフエッチング部ｅ３は、エッチングによって形成される溝部であり、溝の深さが、板状材料４３の厚み方向において、０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍとなるように形成される。
【０１４４】
板状材料４３を、折り曲げ部材４０ａと保持部４２とによって折り曲げることで、放電電極４１を形成することができる。すなわち、保持部４２は、折り曲げ部材として用いることができる。このように、放電電極４１を、１つの板状材料４３を折り曲げることによって形成することで、低コストで容易に放電電極４１を形成することができる。また、上記のように、突起部４１ａの幅方向一端部を板状材料４３から分離させ、他端部を板状材料４３と繋げたまま折り曲げることによって、放電電極４１を形成するので、使用する板状材料４３の量を小さくすることができる。
【０１４５】
さらに、各突起部４１ａの傾斜角度をすべて同一の角度θ２とするとき、突起予定部４３ａのピッチを同一に形成すれば、各突起部４１ａ間のピッチｐ２を同一に形成できるので、ピッチｐ２の管理精度が向上するという利点がある。また、板状材料４３を折り曲げる工程は、各突起予定部４３ａを一方向に折り曲げるのみであるので、簡便かつ作業精度が向上するという利点がある。
【０１４６】
次に、放電電極３６の代わりに放電電極４１を備えた帯電装置１２について、シールドケース３４の幅Ｗ、突起部４１ａのピッチｐ２、および傾斜角度θ２を変更して、感光体ドラム１１の長手方向における帯電電位を測定し、帯電均一性を評価した。感光体ドラム１１の帯電電位の測定は図２に示す測定系で行った。傾斜角度θ２の調整は、折り曲げ部材４０ａの形状を変えることによって行った。
【０１４７】
帯電均一性の評価は、画像上に濃度むらとして現れるような帯電電位変動の有無を判断基準にし、評価「◎」は帯電電位変動が無く、非常に良好な状態を示し、評価「○」は帯電電位変動がほとんど無く、良好な状態を示し、評価「△」は帯電電位変動が多少見られ、実用上やや問題がある状態を示し、評価「×」は帯電電位変動が大きく、著しく劣悪な状態を示す。帯電電位変動は、以下の測定条件で測定した。
【０１４８】
＜測定条件＞
・感光体
負帯電型ＯＰＣ、
外径Φ ： ３０ｍｍ、
回転周速度 ： ２２０ｍｍ／ｓ、
・帯電装置
放電電流設定値 ： −３００μＡ
設定電位 ： −６５０Ｖ （グリッドバイアスを調整）
・除電光 ： あり
・電位測定系
表面電位測定装置 ：Ｔｒｅｋ社製 Ｍｏｄｅｌ３４４
感光体〜プローブ距離 ： １ｍｍ
プローブスキャン速度 ： １０ｍｍ／ｓ
【０１４９】
帯電均一性の評価基準と帯電電位変動量との関係は、以下のとおりである。
◎ ： 帯電電位変動が３０Ｖ以下である。
○ ： 帯電電位変動が３０Ｖを超え、５０Ｖ以下である。
△ ： 帯電電位変動が５０Ｖを超え、１００Ｖ以下である。
× ： 帯電電位変動が１００Ｖを超える。
【０１５０】
ケース幅Ｗ、ピッチｐ２、傾斜角度θ２、Ｗ／tan（θ２）、ならびに帯電均一性の評価結果を表１に示す。
【０１５１】
【表１】
【０１５２】
表１から、傾斜角度θ２［°］とケース幅Ｗ［ｍｍ］とピッチｐ２［ｍｍ］との関係が、
ｐ２＜Ｗ／tan（θ２）
を満たすときに、帯電均一性が良好となることがわかる。さらに、傾斜角度θ２が３０°以上のときに、帯電均一性が非常に良好となることがわかる。
【０１５３】
この結果から、突起部４１ａから発生したイオン流は、斜めに偏向しながら、シールドケース３４の上面および底面まで広がっていると考察される。なぜなら、このような場合において、イオン流をシールドケース３４の幅方向から眺めたときに、イオン流の境界部分に重なりが生じるためには、一の突起部４１ａからシールドケース３４の上面に向かうイオン流の、突起部４１ａの配列方向における長さと、隣接する突起部４１ａからシールドケース３４の底面に向かうイオン流の、突起部４１ａの配列方向における長さとの和が、ピッチｐより大きくなることが十分条件であるからである。
【０１５４】
本実施形態では、各突起部４１ａは、傾斜角度をすべて同一の角度θ２として形成されるので、一の突起部４１ａからシールドケース３４の上面に向かうイオン流の、突起部４１ａの配列方向における長さはＷ／｛２tan（θ２）｝であり、隣接する突起部４１ａからシールドケース３４の底面に向かうイオン流の、突起部４１ａの配列方向における長さもＷ／｛２tan（θ２）｝である。したがって、これら２つの値の和は、Ｗ／tan（θ２）であり、上記関係式ｐ２＜Ｗ／tan（θ２）が導かれる。
【０１５５】
上記の考察から、突起部の傾斜方向が同じ方向であれば、傾斜角度が異なっていても、本発明の効果を発揮できることがわかる。すなわち、突起部の傾斜の方向が同じとき、隣接する任意の２つの突起部の傾斜角度をそれぞれ角度α、βとすると、
ｐ２＜Ｗ／｛２tan（α）｝＋Ｗ／｛２tan（β）｝
を満たすように、ピッチｐ２および各突起部の傾斜角度を設定することで、イオン流の偏向状態を最適に設定でき、帯電均一性を向上させることができる。
【０１５６】
また、突起部４１ａの傾斜角度を３０°以上にすると、突起部４１ａの配列方向において、比較的高密度のイオン流を、突起部４１ａと隣接する突起部４１ａとの中間位置にまで広げることができ、これによって、帯電均一性をより向上させることができると考察される。
【符号の説明】
【０１５７】
１ 画像形成装置
１１，１１ｂ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙ 感光体ドラム
１２ 帯電装置
３４ シールドケース
３６，４１ 放電電極
３６ａ，４１ａ 突起部
３６ｂ，４１ｂ 接続部
３７，４２ 保持部
３８ 取付部
３９，４３ 板状材料
３９ａ，４３ａ 突起予定部
３９ｂ 接続予定部
４０ａ，４０ｂ 折り曲げ部材
４１ｃ 基部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電方式の帯電装置、帯電装置を備える画像形成装置、および放電電極形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いる画像形成装置においては、感光体を帯電させる帯電装置、トナー像を記録用紙に静電的に転写させる転写装置、記録用紙を静電的に剥離させる剥離装置などに、コロナ放電方式の帯電装置（コロナ放電装置）がよく用いられている。
【０００３】
コロナ放電装置としては、感光体、記録用紙などの被帯電物に対向する開口部を有するシールドケースと、該シールドケースの内部空間に設けられる放電電極とを備える、所謂コロトロン式のコロナ放電装置が知られている。コロトロン式のコロナ放電装置は、高電圧を印加されることによって、放電電極においてコロナ放電を生じる。コロナ放電によって発生するイオン流は、被帯電物へと向かい、これによって放電電流が生じ、その結果、被帯電物は帯電する。
【０００４】
また、コロナ放電装置としては、コロトロン式のコロナ放電装置の構成に、放電電極と被帯電物との間に設けられるグリッド電極を加えた、所謂スコロトロン式のコロナ放電装置も知られている。スコロトロン式のコロナ放電装置は、コロナ放電の際に、グリッド電極に所定の電圧が印加されることによって、被帯電物をより均一に帯電させることができる。しかしながら、コロトロン式、スコロトロン式などのコロナ放電装置は、放電を安定化させるために大量の放電電流を流す必要があり、その結果、大量のオゾンが発生してしまうという問題がある。
【０００５】
コロナ放電装置以外の帯電装置としては、半導電性のローラまたはブラシからなる帯電部材を備え、該帯電部材を被帯電物に接触または近接対峙させ、該帯電部材と被帯電物との間に電圧を印加することによって、被帯電物を帯電させる接触帯電装置が知られている。接触帯電装置によれば、放電領域が、被帯電物と帯電部材との接触部近傍に形成される微小空隙に限られるので、コロナ放電装置に比べ、放電電流を少なくすることができる。よって、接触帯電装置は、オゾンの発生量を減少させることができる。
【０００６】
しかしながら、接触帯電装置では、被帯電物との接触、電気的ストレスなどによって帯電部材の磨耗、劣化が起こり易く、帯電工程の高速化および帯電部材の長寿命化が難しいという問題がある。また、接触帯電装置では、汚れ、環境条件、経時変化などによる帯電部材の特性変化によって、帯電特性が劣化し易いという問題もある。
【０００７】
さらに近年、感光体上で多色画像を重ね合せる技術（ＩＯＩ：Image On Image）が開発されている。ＩＯＩは、複数色の位置ずれが起こり難く、また転写工程が１回で済むため画像劣化を起こし難くいので、高品位な画像形成性能に優れているけれども、ＩＯＩでは、接触帯電装置を用いることができない。したがって、ＩＯＩでは、非接触でかつ均一性の高い帯電装置が必要とされる。
【０００８】
このような事情から、コロトロン式、スコロトロン式などのコロナ放電装置において、オゾン発生量の減少、長寿命化、帯電特性の向上などが図られている。
【０００９】
特許文献１は、コロナ放電装置の放電電極を、鋸歯状の放電電極とした帯電装置を開示している。鋸歯状の放電電極のように、先鋭状の突起部を有する放電電極を備えるコロナ放電装置は、該突起部に電界が集中し易く、かつ放電ポイントが少なくなるので、印加する電圧が比較的低電圧でもコロナ放電が可能であり、オゾンの発生を抑制することが可能である。
【００１０】
ただし、突起部を有する放電電極を備えるコロナ放電装置では、該突起部の磨耗、放電生成物の付着などによって放電状態のばらつきが引き起こされ、コロナ放電装置の長手方向において、被帯電物の帯電電位にむらが生じ、被帯電物の帯電均一性の低下が起こる場合がある。突起部の摩耗などが生じた場合、帯電均一性の低下を防ぐため、放電し難い状態の突起部からでも必要な放電電流が生じるように、印加電圧条件を高めに設定する。しかしながら、印加電圧を高めると、放電し易い突起部では過多に放電が起こってしまい、被帯電物の帯電に寄与しない不要な放電が起こり、オゾンの発生量が増加してしまう。
【００１１】
このような問題を解決する技術として、特許文献２および特許文献３は、鋸歯状の放電電極を突起部ごとに分離し、各突起部と電源との間に電気抵抗体を接続する技術を開示している。このような構成にすると、放電電流量が多い突起部は、接続される電気抵抗体による電圧降下が大きくなるので、印加電圧が小さくなって、コロナ放電が制限される。放電電流量が少ない突起部は、接続される電気抵抗体による電圧降下が小さい分、印加電圧が大きくなってコロナ放電が促される。したがって、特許文献２，３に記載の技術によれば、突起部ごとのイオン流のばらつきが少なくなり、帯電均一性が向上する。さらに、印加電圧を小さくし、放電電流の総量を下げても充分な帯電均一性が得られるので、オゾン発生量を減少させることもできる。なお、コロナ放電装置に電気抵抗体を設ける必要があるので、製造コストは増加する。
【００１２】
特許文献４は、スコロトロン式の放電装置において、放電電極の先端部、すなわち放電領域に対向するグリッド電極の開口率を小さくすることによって、イオン流の一部をグリッド電極に吸収させて、帯電均一性を向上させる技術を開示している。特許文献４に記載の技術によれば、簡易かつ低コストで、帯電均一性の向上が図れる。ただし、被帯電物へ向かうイオン流をグリッド電極が吸収してしまう分、被帯電物の帯電電位が低下するという問題がある。
【００１３】
特許文献５は、後述する帯電電位のリップルを解消するために、電界規制部材を設けた帯電装置を開示している。特許文献５の段落［００２６］には、オゾン発生量を減らし、かつ被帯電物の帯電均一性を向上させるために、放電電極の突起部のピッチを広げることが望ましい旨の記載がある。これを確認するために、放電電極の突起部のピッチが狭い条件および広い条件それぞれにおいて放電試験を行い、被帯電物の帯電電位を測定した。測定は、後述する図２に示すような実験系で行った。グリッド電極のないコロナ放電装置（コロトロン）に突起部のピッチを変えた放電電極を装着し、感光体を帯電させ、感光体表面の帯電電位を、感光体の長手方向に沿って測定した。
【００１４】
図８は、放電電極の突起部のピッチと帯電均一性との関係を示す図である。図８（ａ）に示すような、放電電極Ａ１の突起部のピッチが狭い条件では、図８（ｂ）に示すように、感光体の帯電電位に不規則なばらつきが観察された。また、このときの放電電極Ａ１の突起部を観察すると、図８（ａ）に示すように、放電による発光Ａ２が起きた突起部と、発光が起きていない突起部とが観察され、放電状態が不均一であることが確認された。このように放電状態が不均一な場合、上述したように放電電流を増加させたり、特許文献３に記載のような狭いグリッド電極を設けたりすることで、実用上支障のない帯電均一性を得ることはできるけれども、不要な放電を行うので、オゾン発生量の増加を招き好ましくない。
【００１５】
図８（ｃ）に示すような、放電電極Ａ１の突起部のピッチが広い条件では、図８（ｄ）に示すように、帯電電位にリップルが生じたけれども、不規則な変動ではなく、突起部のピッチ間隔と同程度の周期で生じる規則的な周期変動だった。また、放電時の発光状態を観察したところ、図８（ｃ）に示すように、各突起部において放電による発光Ａ２が観察され、各突起部で比較的安定して放電が起こっていることが確認された。また、ピッチが狭い条件とピッチが広い条件それぞれにおいて、放電電流量を同じ値としてオゾン発生量を比較したところ、突起部のピッチが広い条件ではオゾン発生量が低下していた。なお、ピッチが広い条件において生じる帯電電位のリップルは、グリッド電極を設けても解消することが困難であった。
【００１６】
特許文献５によれば、放電電極の先端部と該先端部に隣接する他の先端部との間に、電界規制部材を設けることによって、突起部からのイオン流が被帯電物の長手方向に偏向するので、帯電均一性が向上し、オゾン発生量の軽減と帯電均一性の向上とを両立できるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平６−１１９４６号公報
【特許文献２】特開平５−２３１４号公報
【特許文献３】特開平８−１６０７１１号公報
【特許文献４】特開平７−１０４５４９号公報
【特許文献５】特開平１１−２１２３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献５に記載の帯電装置を用いても、依然として帯電電位にむらが生じてしまう。これを以下に説明する。
【００１９】
まず、従来のコロナ放電装置を用いて放電試験を行った。図９は、従来のコロナ放電装置による放電の様子を示す図である。従来のコロナ放電装置は、一定間隔で配列される針電極Ｈを有するスコロトロン式のコロナ放電装置である。針電極Ｈの先端から所定距離を隔てた位置に、グリッド電極の代わりに、発生したイオン流を着弾させる対向電極Ｔを設けて、放電試験を行った。放電試験を数１０時間行ったところ、対向電極Ｔの表面には、図９（ｂ）に示すような、楕円状のイオン流の境界跡が確認された。イオン流の境界跡から、図９（ａ）に示すように、針電極Ｈの配列方向に垂直な方向にはイオン流は拡散し易いけれども、図９（ｃ）に示すように、針電極Ｈの配列方向では、隣接する針電極Ｈから生じたイオン流同士が反発しあうために、イオン流が均一に拡散し難いことがわかった。
【００２０】
これから、特許文献１に記載の従来のコロナ放電装置などにおいては、突起部の摩耗、放電生成物の付着などが生じていなくとも、イオン流同士の反発によって、隣接する突起部間の中間位置に対向する箇所において被帯電物の帯電電位が落ち込み、その結果、被帯電物の帯電均一性が低下してしまうことがわかった。また、突起部のピッチを比較的広くしたり、特許文献２，３に記載の帯電装置のように電気抵抗体を挿入したりして、すべての突起部で放電を生じるように構成しても、隣接する突起部間の中間位置に対向する箇所における被帯電物の帯電電位に落ち込みが生じることがわかった。被帯電物の帯電電位の落ち込みは、突起部のピッチを広げるにつれてより顕著になった。
【００２１】
次に、特許文献５に記載の帯電装置が上述した被帯電物の帯電電位の落ち込みを解消できていないことを、該帯電装置と同一の構成の装置である、図１０に示す帯電装置５７を用いた放電試験によって確認した。図１０は、被帯電物表面から眺めたときの帯電装置５７を表す模式図である。帯電装置５７は、複数の突起部５５を備え、突起部５５の先端を通る直線であって、突起部５５の配列方向に垂直な直線Ｚに対して、左右対称となる位置に、電界規制部材５４が設けられる。
【００２２】
帯電装置５７は、電界規制部材５４によって、突起部５５から生じるイオン流５６を、四方に広げ、やや四角に近い形状に偏向させた。これによって、突起部５５から生じるイオン流５６は、楕円に広がるイオン流と比べて拡散した。
【００２３】
しかしながら、隣接する突起部５５から生じたイオン流５６は、互いに反発し、帯電装置５７の長手方向においては、電界規制部材５４を設けない状態よりも拡散しなかった。したがって、被帯電物を帯電装置５７の幅方向に相対的に移動させると、イオン流５６の境界部分に沿って、被帯電物が相対的に移動することになってしまい、被帯電物には、帯電電位の落ち込み部分が筋状に形成されてしまった。これによって、被帯電物の帯電均一性が低下してしまった。
【００２４】
図１１は、帯電装置５７を用いた場合の、被帯電物の帯電電位分布を表すグラフである。帯電装置５７を用いて被帯電物を帯電させると、被帯電物上の突起部５５に対向する位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７に比べて、Ｐ１〜Ｐ７間の中点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６付近、すなわち、隣接する突起部間の中間位置に対向する箇所では、被帯電物の帯電電位が低下しているのが確認できる。このように、電界規制部材５４を設けた帯電装置５７であっても依然として被帯電物には帯電むらが生じることが確認された。
【００２５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、被帯電物の帯電均一性を向上できる帯電装置、帯電装置を備える画像形成装置、および放電電極形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、開口部を有するシールドケースと、
前記シールドケースの内部空間に設けられ、複数の突起部が一方向に配列され、該突起部からイオン流を発生する放電電極であって、前記シールドケースの幅方向から眺めたときに、該シールドケースの長手方向において隣接する突起部から発生するイオン流に重なりが生じるように、前記突起部が、該突起部の配列方向に対する幅方向の角度を所定の角度として傾斜して配列される放電電極とを備えることを特徴とする帯電装置である。
【００２７】
また本発明は、前記シールドケースの幅をＷとし、
前記放電電極の、前記シールドケースの長手方向において隣接する任意の２つの突起部の、前記所定の角度をそれぞれ角度α、βとし、該２つの突起部の先端間のピッチをｐとするとき、
各突起部が同じ方向に傾斜し、かつ、
ｐ＜Ｗ／｛２tan（α）｝＋Ｗ／｛２tan（β）｝
であるように構成されることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、前記放電電極のすべての突起部の、前記所定の角度が同じ角度であるように構成されることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、前記放電電極を前記シールドケースの内部空間に保持する保持部を備え、
前記放電電極は、板状材料を折り曲げて形成されたものであり、
前記保持部は、前記板状材料を折り曲げて前記放電電極を形成するために用いる折り曲げ部材であることを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、静電潜像を担持する像担持体と、
前記帯電装置とを備え、
前記帯電装置によって、前記像担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装置である。
【００３１】
また本発明は、１つの板状材料を折り曲げることによって、前記帯電装置が備える放電電極を形成することを特徴とする放電電極形成方法である。
【００３２】
また本発明は、放電電極の突起部の幅方向の一端部を前記板状材料から分離させ、他端部を前記板状材料と繋げたまま折り曲げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、放電電極の突起部は、配列方向に対する幅方向の角度を所定の角度として傾斜して配列される。したがって、各突起部から発生するイオン流は、突起部の配列方向に対して、斜めに偏向する。これによって、隣接する突起部からのイオン流同士の反発によって生じるイオン流の境界部分（イオン流密度低下部分）も斜めに偏向するので、被帯電物がシールドケースの幅方向に相対的に移動する際、該被帯電物の移動方向とイオン流密度低下部分とが沿わないようになる。よって、被帯電物がシールドケースの幅方向へ相対的移動に移動しても、被帯電物上のイオン流密度の不均一とならない。したがって、本発明に係る帯電装置は、被帯電物の帯電均一性を向上できる。
【００３４】
また本発明によれば、放電電極は、各突起部が同じ方向に傾斜し、かつ、ｐ＜Ｗ／｛２tan（α）｝＋Ｗ／｛２tan（β）｝であるように構成される。これによって、イオン流の偏向状態を最適に設定でき、帯電均一性に優れる帯電装置を構成できる。
【００３５】
また本発明によれば、放電電極のすべての突起部が、配列方向に対する幅方向の角度が同じ角度となるように構成される。これによって、各突起部から発生するイオン流の反発が抑えられるので、突起部の配列方向において、被帯電物の帯電均一性をより向上できる。
【００３６】
また本発明によれば、放電電極は、保持部によって、折り曲げられたまま保持される。したがって、突起部の、配列方向に対する幅方向の角度を精度良く維持することができ、突起部の配列方向において、被帯電物の帯電均一性を維持することができる。
【００３７】
また本発明によれば、本発明に係る帯電装置によって像担持体を帯電させるので、高品位な画像を形成することができる。また、本発明に係る画像形成装置は、帯電動作に伴うオゾン発生量を減少させることができる。さらに、本発明に係る帯電装置は簡便な構造で帯電均一性が向上するため、画像形成装置を、低コストで、コンパクトに構成することができる。
【００３８】
また本発明によれば、放電電極を、１つの板状材料を折り曲げることによって形成するので、低コストで容易に放電電極を形成することができる。
【００３９】
また本発明によれば、突起部の幅方向一端部を板状材料から分離させ、他端部を板状材料と繋げたまま折り曲げることによって、放電電極を形成するので、使用する板状材料の量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】画像形成装置１の断面を模式的に示す概略図である。
【図２】帯電装置１２および感光体ドラム１１の外観を模式的に表した図である。
【図３】帯電装置１２の構成を示す図である。
【図４】放電電極３６の形成方法を説明するための図である。
【図５】突起部３６ａから発生するイオン流の様子を示す図である。
【図６】斜めに偏向したイオン流によって、被帯電物の帯電均一性が向上する作用について説明するための図である。
【図７】放電電極４１について説明するための図である。
【図８】放電電極の突起部のピッチと帯電均一性との関係を示す図である。
【図９】従来のコロナ放電装置による放電の様子を示す図である。
【図１０】被帯電物表面から眺めたときの帯電装置５７を表す模式図である。
【図１１】帯電装置５７を用いた場合の、被帯電物の帯電電位分布を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明に係る画像形成装置の実施形態である画像形成装置１は、像担持体と、本発明に係る帯電装置の第１実施形態である帯電装置１２とを備える。図１は、画像形成装置１の断面を模式的に示す概略図である。画像形成装置１は、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、およびブラック（ｂ）の４色のトナー像を順次重ね合わせて多色トナー像を形成し、該多色トナー像を記録媒体に定着させることで画像を形成する、タンデム構成の電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置１は、トナー像形成部２と、中間転写部３と、２次転写部４と、記録媒体供給部５と、定着部６と、スキャナ部７と、図示しない制御ユニット部とを含む。
【００４２】
スキャナ部７は、原稿台と、光源と、ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ９とを含む。原稿台の上面には、複写すべき原稿が載置される。原稿台には、透明ガラスなどの透明性材料からなる板状部材が用いられる。光源は、原稿台に載置される原稿を照明する。ＣＣＤイメージセンサ９は、光源によって照明される原稿からの反射光を光電変換することで、反射光を画像情報（アナログ信号）に変換する。
【００４３】
ＣＣＤイメージセンサ９は、変換部と転送部と出力部とを含む。変換部は、反射光である光信号を電気信号に変換する。転送部は、クロックパルスに同期して、電気信号を順次出力部へ転送する。出力部は、電気信号を電圧信号に変換し、増幅し、低インピーダンス化して出力する。
【００４４】
画像形成装置１の全動作を制御する制御ユニット部は、後述するように制御部と演算部と記憶部とを含み、上記のようにして得られたアナログ信号に、公知の画像処理を行ってデジタル信号に変換する。スキャナ部７によって読み取られた原稿の画像情報は、制御ユニット部に送られて各種画像処理が施され、デジタル信号に変換された後、制御ユニット部の記憶部に記憶される。記憶部に記憶された画像情報は、出力指示に応じて記憶部から読み出され、後述する光走査ユニット１３に転送される。
【００４５】
スキャナ部７によれば、原稿台に載置された原稿は光源によって照明され、照明された原稿からの反射光が、ＣＣＤイメージセンサ９によってアナログの画像情報に変換される。アナログ信号の画像情報は、制御ユニット部によってデジタル信号化され、記憶部に記憶される。
【００４６】
トナー像形成部２は、可視像形成ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂと、光走査ユニット１３とを含む。可視像形成ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、後述する中間転写ベルト２１の回転駆動方向、すなわち矢符２７の方向における上流側からこの順番で一列に配置される。可視像形成ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、デジタル信号として入力される各色の画像情報に対応する静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを供給して各色のトナー像を形成する。
【００４７】
可視像形成ユニット１０ｙは、イエロー（ｙ）の画像情報に対応するトナー像を形成し、可視像形成ユニット１０ｍは、マゼンタ（ｍ）の画像情報に対応するトナー像を形成し、可視像形成ユニット１０ｃは、シアン（ｃ）の画像情報に対応するトナー像を形成し、可視像形成ユニット１０ｂは、ブラック（ｂ）の画像情報に対応するトナー像を形成する。各色に応じて設けられる可視像形成ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂについて、総称する場合は、参照符号として数字のみを付し、色ごとに区別する場合は、各色を表すアルファベットを該数字とともに参照符号として付すこととする。可視像形成ユニット１０を構成する各部材についても同様とする。
【００４８】
可視像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、現像部１４と、ドラムクリーナ１５と、１次転写前帯電部１６と、１次転写部２２と、感光体除電部３３とを含む。
【００４９】
感光体ドラム１１は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に支持されるローラ状部材である。感光体ドラム１１は感光層を含み、該感光層の表面において、静電潜像ひいてはトナー像を担持する像担持体である。
【００５０】
感光体ドラム１１には、たとえば、アルミニウムなどからなる導電性基体と、該導電性基体表面に形成される感光層とからなるものを使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状の導電性基体を好ましく使用できる。感光層としては、有機感光層、無機感光層などが挙げられる。
【００５１】
有機感光層としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、または、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光層としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む樹脂層が挙げられる。
【００５２】
導電性基体と感光層との間には、下地層が介在してもよい。また、感光層の表面には感光層を保護するための表面層（保護層）が設けられてもよい。
【００５３】
図２は、帯電装置１２および感光体ドラム１１の外観を模式的に表した図である。帯電装置１２は、感光体ドラム１１に臨み、感光体ドラム１１の長手方向４４に沿って配置される。帯電装置１２は、放電素子３５と、シールドケース３４とを備える。また、帯電装置１２は、感光体ドラム１１の表面電位を計測する表面電位計４５および表面電位プローブ４６を備える。なお、表面電位プローブ４６および表面電位計４５は、帯電装置１２の実施形態としては、必須ではない。
【００５４】
放電素子３５は、高圧電源４７と接続される電極である放電電極を備える。放電電極は、複数の突起部を有する。放電電極は、高圧電源４７から電圧が印加されることによって少なくとも１の突起部においてコロナ放電を生じる。
【００５５】
高圧電源４７からの印加電圧は、被帯電物をいずれの極性で帯電させるかによって、その極性が異なるけれども、印加電圧の絶対値としては、４ｋＶ〜１０ｋＶの範囲内に制御される。また、放電素子３５と帯電装置１２の他の部材との距離によっても、必要な印加電圧は異なるけれども、トランスコストの観点および安全性の観点から最大値（絶対値）は１０ｋＶ以下とすることが好ましい。
【００５６】
シールドケース３４は、感光体ドラム１１に臨む壁部に開口部を有する箱状部材である。シールドケース３４は、内部空間を有し、該内部空間に放電素子３５が設けられる。シールドケース３４は、感光体ドラム１１の長手方向４４とシールドケース３４の長手方向とが一致するように配置され、該長手方向に直交する断面形状は略Ｃ字状である。
【００５７】
シールドケース３４は、接地されるか、または図示しない電源と接続される。電源と接続される場合、シールドケース３４には、放電電極に印加される電圧と同極性の電圧が印加される。シールドケース３４に印加される電圧の絶対値は、０ｋｖ〜１ｋＶの範囲内である。
【００５８】
本実施形態である帯電装置１２は、スコロトロン式の帯電装置であり、放電電極と感光体ドラム１１との間に、図示しないグリッド電極が設けられる。グリッド電極は、薄板状の金属からなり、４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内で、放電電極の突起部から離隔して設けられ、たとえば７ｍｍ離隔して設けられる。なお、本発明の実施形態としては、グリッド電極が設けられない、コロトロン式の帯電装置であってもよい。
【００５９】
グリッド電極は、厚み方向に貫通するように形成される複数の貫通孔を有し、図示しないバイアス電源と接続される。グリッド電極には、バイアス電源から、放電電極に印加される電圧と同極性の電圧が印加される。印加される電圧の絶対値は、画像形成に必要な値に適宜制御され、範囲としては３００Ｖ〜１ｋＶである。
【００６０】
帯電装置１２によれば、高圧電源４７から印加される電圧によって、放電電極の突起部においてコロナ放電を生じる。より詳細には、放電電極全体に印加される電流量の絶対値が２００μＡ〜１０００μＡの範囲内となるように、上記の範囲内で、放電電極への印加電圧が制御される。
【００６１】
被帯電物をいずれの極性に帯電させるかによらず、帯電装置１２のコロナ放電によって被帯電物に向かうイオン流が生じる。本発明は、放電電極の突起部から生じるイオン流を制御する（偏向させる）帯電装置に係るものであり、被帯電物を帯電させる極性はいずれであってもよい。本発明に係る帯電装置については後に詳述する。
【００６２】
光走査ユニット１３は、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｂをそれぞれ照射し、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。光走査ユニット１３には、半導体レーザなどを使用できる。
【００６３】
現像部１４は、現像ローラと、規制ブレードと、現像槽と、攪拌ローラとを含む。現像ローラは、現像槽によって軸線回りに回転可能に支持されるローラ状部材である。現像ローラは、現像槽の、感光体ドラム１１に臨む面に形成される開口部から、その一部が外方に向けて突出して感光体ドラム１１表面に近接するように設けられる。
【００６４】
現像ローラは、図示しない固定磁極を内包しており、該固定磁極によって、現像ローラ表面に現像剤を担持する。現像ローラは、現像ローラと感光体ドラム１１との近接部（現像ニップ部）において、担持した現像剤を感光体ドラム１１表面の静電潜像に供給する。現像ローラは、感光体ドラム１１と逆方向に回転駆動する。したがって、現像ニップ部においては、現像ローラ表面と感光体ドラム１１表面とが同じ方向に移動する。
【００６５】
現像ローラは、図示しない電源と接続され、該電源から直流電圧（現像電圧）が印加される。これによって、現像ローラ表面の現像剤は、静電潜像に円滑に供給される。
【００６６】
規制ブレードは、一端が現像槽によって支持され、他端が現像ローラ表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる板状部材である。規制ブレードは、現像ローラ表面に担持される現像剤層の層厚を均一化する。
【００６７】
現像槽は、感光体ドラム１１に臨む面に開口部が形成され、内部空間を有する容器状部材である。現像槽は、内部空間に攪拌ローラを備え、現像剤を貯留する。現像槽には、現像剤の消費状況に応じて、図示しない現像剤補充部から現像剤が補充される。現像剤としては、この分野で常用されるものを使用できる。現像剤は、トナーのみからなる１成分現像剤であっても、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤であってもよい。
【００６８】
攪拌ローラは、現像槽の内部空間において軸線回りに回転駆動可能に支持されるスクリュー状部材である。攪拌ローラは、回転駆動によって、現像槽内の現像剤を現像ローラの表面周辺に送給する。
【００６９】
現像部１４によれば、現像槽内の現像剤が、攪拌ローラによって現像ローラ表面に送給され、当該表面に現像剤層が形成される。現像剤層は、規制ブレードによって層厚が均一化される。その後、感光体ドラム１１との電位差によって、感光体ドラム１１表面の静電潜像に現像剤が選択的に供給され、感光体ドラム１１表面に画像情報に対応するトナー像が形成される。
【００７０】
１次転写前帯電部１６は、感光体ドラム１１表面に形成されたトナー像を帯電させる帯電装置である。１次転写前帯電部１６としては、帯電装置１２と同じものを使用できる。
【００７１】
１次転写部２２は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。１次転写部２２は、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１１に対向し、かつ中間転写ベルト２１の、感光体ドラム１１と接する面とは反対側の面に圧接する。１次転写部２２には、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面を被覆する導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。
【００７２】
金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属によって形成される。導電性層は、導電性の弾性体などによって形成される。導電性の弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。
【００７３】
１次転写部２２は、図示しない高圧電源と接続される。１次転写部２２には、高圧電源から、感光体ドラム１１の表面に形成されるトナー像の帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、感光体ドラム１１表面に形成されるトナー像は、中間転写ベルト２１の表面に転写される。
【００７４】
ドラムクリーナ１５は、感光体ドラム１１表面のトナー像が中間転写ベルト２１に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残存する現像剤を除去、回収する。
【００７５】
感光体除電部３３は、ドラムクリーナ１５によって現像剤が回収された後の感光体ドラム１１を除電する。感光体除電部３３にはランプなどの照明装置を用いることができる。
【００７６】
トナー像形成部２によれば、帯電装置１２によって感光体ドラム１１が帯電する。光走査ユニット１３は、記憶部に記憶されるデジタル信号の画像情報に対応するレーザ光を、帯電した感光体ドラム１１に照射し、静電潜像を形成する。現像部１４は、静電潜像に現像剤を供給し、感光体ドラム１１表面にトナー像を形成する。トナー像は、１次転写部２２によって、中間転写ベルト２１に１次転写される。
【００７７】
中間転写部３は、転写ベルトクリーナ１７と、転写ベルト除電部１８と、中間転写ベルト２１と、支持ローラ２３，２４，２５とを含む。中間転写ベルト２１は、支持ローラ２３，２４，２５の間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材である。中間転写ベルト２１は、感光体ドラム１１から転写したトナー像を担持しながら、感光体ドラム１１と略同一の周速度で矢符２７の方向に回転移動する。中間転写ベルト２１は、たとえば、１６７ｍｍ／ｓ〜２２５ｍｍ／ｓで回転移動する。
【００７８】
中間転写ベルト２１には、たとえば、厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを使用できる。中間転写ベルト２１の材料はポリイミドに限定されず、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどの合成樹脂、各種ゴムなどからなるフィルムを使用できる。合成樹脂または各種ゴムからなるフィルム中には、中間転写ベルト２１の電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボンなどの導電材が配合される。
【００７９】
支持ローラ２３，２４，２５は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。支持ローラ２３，２４，２５には、たとえば、アルミニウム製円筒体（パイプ状ローラ）が用いられる。
【００８０】
支持ローラ２４は、感光体ドラム１１ｂより中間転写ベルト２１の回転駆動方向下流側に設けられる。支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を介して後述する２次転写ローラ２８に圧接し、２次転写ニップ部を形成する。支持ローラ２４は、電気的に接地される。支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架する役割とともに、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録媒体に２次転写させる役割を有する。
【００８１】
転写ベルトクリーナ１７は、支持ローラ２４より中間転写ベルト２１の回転駆動方向下流側に設けられる。転写ベルトクリーナ１７は、中間転写ベルト２１上のトナー像が記録媒体に転写された後に、中間転写ベルト２１上に残存するトナーを除去する部材である。
【００８２】
転写ベルトクリーナ１７は、クリーニングブレードと、図示しないトナー貯留容器とを含む。クリーニングブレードは、中間転写ベルト２１の、トナー像を担持する面に圧接し、残存トナーなどを掻き取る板状部材である。クリーニングブレードには、たとえば、弾性を有するゴム材料（ウレタンゴムなど）などを使用できる。トナー貯留容器は、クリーニングブレードによって掻き取られたトナーなどを一時的に貯留する容器状部材である。
【００８３】
転写ベルト除電部１８は、転写ベルトクリーナ１７より中間転写ベルト２１の回転駆動方向下流側、かつ、感光体ドラム１１ｙより上流側に設けられる。転写ベルト除電部１８は、中間転写ベルト２１上の残存トナーが転写ベルトクリーナ１７によって除去された後に、中間転写ベルト２１を除電するブラシ状部材である。
【００８４】
中間転写部３によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成される各色のトナー像が、中間転写ベルト２１のトナー像を担持する面における所定位置に重ね合わされて、多色トナー像が形成される。多色トナー像は、後述するように、２次転写ニップ部において記録媒体に２次転写される。２次転写後、中間転写ベルト２１上に残留するトナー、オフセットトナー、紙粉などは転写ベルトクリーナ１７によって除去される。残留トナーなどの除去後、中間転写ベルト２１は転写ベルト除電部によって除電される。
【００８５】
記録媒体供給部５は、レジストローラ１９ａ，１９ｂと、ピックアップローラ２０と、記録媒体カセット２６とを含む。記録媒体カセット２６は記録媒体８を貯留する。記録媒体８には、たとえば、普通紙、コート紙、カラーコピー専用用紙、ＯＨＰ用フィルム、葉書などがある。記録媒体８のサイズには、Ａ４、Ａ３、Ｂ５、Ｂ４、葉書サイズなどがある。
【００８６】
ピックアップローラ２０は、記録媒体８を搬送路Ｓに１枚ずつ送給するローラ状部材である。レジストローラ１９ａ，１９ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。レジストローラ１９ａ，１９ｂは、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が２次転写ニップ部に搬送されるのに同期して、２次転写ニップ部に記録媒体８を送給する。
【００８７】
記録媒体供給部５によれば、記録媒体カセット２６内に貯留される記録媒体８が、ピックアップローラ２０によって１枚ずつ搬送路Ｓに送給され、さらに、レジストローラ１９ａ，１９ｂによって２次転写ニップ部に送給される。
【００８８】
２次転写部４は、２次転写前帯電部３２と、２次転写ローラ２８とを含む。２次転写前帯電部３２は、中間転写ベルト２１上に担持された多色トナー像を帯電させる帯電装置である。２次転写前帯電部３２としては、帯電装置１２と同じものを使用できる。
【００８９】
２次転写ローラ２８は、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２４に圧接するように設けられるローラ状部材である。２次転写ローラ２８は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動する。２次転写ローラ２８は、たとえば、金属製軸体と、当該金属製軸体の表面を被覆する導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。
【００９０】
金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属によって形成される。導電性層は、導電性の弾性体などによって形成される。導電性の弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、ＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。
【００９１】
２次転写ローラ２８は、図示しない高圧電源と接続される。２次転写ローラ２８には、高圧電源から、中間転写ベルト２１上に担持される多色トナー像の帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト２１上に担持される多色トナー像は、２次転写ニップ部において、記録媒体８の表面に転写される。
【００９２】
２次転写部４によれば、中間転写ベルト２１上の多色トナー像は、記録媒体供給部５から送給される記録媒体８に２次転写される。未定着の多色トナー像を担持する記録媒体８は、定着部６に搬送される。
【００９３】
定着部６は、排紙部２９と、定着ローラ３０と、加圧ローラ３１とを含む。定着ローラ３０は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に支持されるローラ状部材である。定着ローラ３０の内部には、ハロゲンランプなどの加熱部が設けられる。定着ローラ３０は、記録媒体８に担持される未定着の多色トナー像を構成するトナーを加熱溶融させて記録媒体８に定着させる。
【００９４】
定着ローラ３０としては、たとえば、芯金と、弾性体層と、表面層とからなるローラ状部材を使用できる。芯金を形成する金属には熱伝導率の高い金属を使用でき、たとえば、アルミニウム、鉄などが挙げられる。芯金の形状としては、円筒状、円柱状などが挙げられるけれども、芯金からの放熱量が少ない円筒状の方が好ましい。
【００９５】
弾性体層を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、耐熱性に優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。
【００９６】
表面層を構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーの吸着性が低いものであれば特に制限されない。たとえば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂材料、フッ素ゴムなどが挙げられる。
【００９７】
加圧ローラ３１は、定着ローラ３０の鉛直方向下方において、定着ローラ３０に圧接された状態で回転自在に設けられるローラ状部材である。定着ローラ３０と加圧ローラ３１との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ３１は、定着ローラ３０の回転駆動に従動して回転する。加圧ローラ３１は、多色トナー像の記録媒体８への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体８に対して押圧することによって、多色トナー像の記録媒体８への定着を促進する。
【００９８】
加圧ローラ３１としては、たとえば、芯金と、弾性体層と、表面層とからなるローラ状部材が使用できる。芯金、弾性体層および表面層としては、それぞれ、定着ローラ３０の芯金、弾性体層および表面層と同じものを使用できる。また、加圧ローラ３１の内部には、定着ローラ３０と同様に、加熱部が設けられてもよい。排紙部２９は、多色トナー像が定着した記録媒体８を貯留するトレイ状部材である。
【００９９】
定着部６によれば、記録媒体８に担持される未定着の多色トナー像は加熱溶融し、記録媒体８に定着する。多色トナー像が定着した記録媒体８は、排紙部２９に排紙され、画像形成は完了する。
【０１００】
画像形成装置１は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御ユニット部の記憶部には、画像形成装置１の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。
【０１０１】
記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile
Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。
【０１０２】
演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。
【０１０３】
制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、前記処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１内部における各部材にも電力を供給する。
【０１０４】
次に、本発明に係る帯電装置１２について詳細に説明する。図３は、帯電装置１２の構成を示す図である。図３（ａ）はシールドケース３４の長手方向に対する帯電装置１２の断面を示す図であり、図３（ｂ）はシールドケース３４の開口部からシールドケース３４の内部空間を眺めたときの図であり、図３（ｃ）は帯電装置１２の一部である放電電極３６の側面図である。帯電装置１２は、放電素子３５とシールドケース３４とを含み、放電素子３５は放電電極３６、保持部３７、および取付部３８を含む。
【０１０５】
シールドケース３４は、金属材料から形成される箱状部材であり、金属材料としては、たとえば、鉄にニッケルめっきを施したものを使用できる。シールドケース３４の幅、すなわち、シールドケース３４の内部空間の幅Ｗは、８ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定することができ、本実施形態ではＷ＝１４［ｍｍ］である。シールドケース３４の厚さは、０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内で設定できる。
【０１０６】
取付部３８は、放電電極３６および保持部３７が取り付けられる部材である。取付部３８は、シールドケース３４の内部空間において、シールドケース３４の開口部に対向する内壁の中央部に取り付けられる。取付部３８には絶縁性材料を使用でき、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリルブタジエンスチレン樹脂）などを使用できる。
【０１０７】
放電電極３６は、帯電装置１２の長手方向に沿って配列される突起部であって、シールドケース３４の開口部に向けて突出する複数の突起部３６ａと、突起部３６ａの配列方向Ｃにおいて、隣接する突起部３６ａ同士を接続する接続部３６ｂとを有する。放電電極３６は、突起部３６ａと接続部３６ｂとによってジグザグ状を成すように配列されて形成される。
【０１０８】
本実施形態では、放電電極３６は、厚さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの板状のステンレス材から形成される。なお、放電電極３６の材料としては、ステンレス材に限らず、インコネル、タングステン、銅、鉄などを用いることができる。さらに、放電電極３６の表面には、ニッケル、クロム、金、白金めっき、またはニッケルを下地にした金めっき（Ｎｉ−Ａｕめっき）などの加工を施してもよい。
【０１０９】
放電電極３６は、突起部３６ａの幅方向が、配列方向Ｃを含む仮想第１平面（図３において、配列方向Ｃを含み、紙面に垂直な平面）に対して、該配列方向Ｃを含み前記仮想第１平面に垂直な仮想第２平面（図３において、配列方向Ｃを含み、紙面に平行な平面）上で、突起部３６ａの幅方向が所定の角度で傾斜して構成される。本実施形態では、各突起部３６ａの傾斜角度は、すべて同じ角度θである。角度θは、１５°以上７５°以下の範囲内で適宜設定することができ、本実施形態ではθ＝４５［°］である。
【０１１０】
各突起部３６ａ間のピッチｐは、１ｍｍ以上１２ｍｍ以下の範囲内で適宜設定することができ、本実施形態ではすべて同一のピッチｐ＝８［ｍｍ］である。図８を用いて説明したように、ピッチｐが小さ過ぎると、コロナ放電を生じる突起部３６ａと、生じない突起部３６ａとが現われるおそれがあるので、好ましくない。また、ピッチｐが大き過ぎると、帯電均一性が低下し易いので好ましくない。
【０１１１】
突起部３６ａは、矩形部３６ａａと、該矩形部３６ａａから突出方向に延びる三角形部３６ａｂとからなる。矩形部３６ａａおよび三角形部３６ａｂの厚さは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定される。三角形部３６ａｂは、先端の曲率半径が１０μｍ〜３０μｍ程度の尖りになるように形成される。三角形部３６ａｂの幅は０．５ｍｍ〜１ｍｍ、突出方向長さは１ｍｍ〜４ｍｍに設定される。矩形部３６ａａの幅は、傾斜角度θおよびピッチｐによるけれども、１ｍｍ〜３０ｍｍに設定され、突出方向長さは２ｍｍ〜１０ｍｍに設定される。
【０１１２】
放電電極３６は、接続部３６ｂの幅方向と、前記仮想第１平面とが、前記仮想第２平面上で、角度９０°をなすように、すなわち、接続部３６ｂの幅方向とシールドケース３４の幅方向とが平行となるように構成される。接続部３６ｂは、矩形状であり、厚さは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定され、幅は、傾斜角度θおよびピッチｐによるけれども、１ｍｍ〜２０ｍｍに設定され、突出方向長さは２ｍｍ〜１０ｍｍに設定される。
【０１１３】
ピッチｐ、傾斜角度θを用いると、矩形部３６ａａの幅、および接続部３６ｂの幅は、下記式で表わされる。
矩形部３６ａａの幅 ＝ ｐ／cosθ
接続部３６ｂの幅 ＝ ｐ×tanθ
【０１１４】
したがって、上記の範囲（ｐ:１ｍｍ〜１２ｍｍ、θ：１５°〜７５°）の場合、矩形部３６ａａの幅、および接続部３６ｂの幅の範囲は、
矩形部３６ａａの幅 ： １ｍｍ〜４６．４ｍｍ
接続部３６ｂの幅 ： ０．３ｍｍ〜４４．８ｍｍ
となる。
【０１１５】
接続部３６ｂの幅を大きく設定する場合、シールドケース３４へのリーク防止、および実装を考慮すると、接続部３６ｂの幅に応じて、シールドケース３４と接続部３６ｂとの距離を大きく設定する必要が生じる。たとえば、シールドケース３４の幅が３０ｍｍであるときに、接続部３６ｂの幅を大きく（ピッチｐを大きく、かつ傾斜角度θを大きく（６０°〜７５°））設定する場合、リーク防止の観点などから、接続部３６ｂの幅の上限は、２０ｍｍ程度となる。なお、実使用上は、ピッチｐを大きく設定する場合には、傾斜角度θを小さく設定して、接続部３６ｂの幅を小さくし、リークを防止する。
【０１１６】
他方、矩形部３６ａａの幅や接続部３６の幅を１ｍｍ程度に小さく設定すると（ピッチｐを小さく、かつ傾斜角度θを小さく設定すると）、製造の際に放電電極３６が破損し易く、また、精度良く傾斜角度θを揃えることが難しくなる。よって、実使用上は、ピッチｐを小さく設定する場合には、製造の容易性を考慮して、傾斜角度θを大きく設定する。
【０１１７】
保持部３７は、突起部３６ａの傾斜角度θを維持するように、シールドケース３４の幅方向において、放電電極３６を挟持する部材である。保持部３７には、絶縁性の材料を使用でき、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂などを使用できる。
【０１１８】
放電電極３６は、図４に示す板状材料３９から形成される。図４は、放電電極３６の形成方法を説明するための図である。図４（ａ）は板状材料３９の正面図であり、図４（ｂ）は板状材料３９の底面図であり、図４（ｃ）は板状材料３９が折り曲げられた様子を示す図である。
【０１１９】
板状材料３９は、板状材料３９を折り曲げることによって突起部３６ａとなる突起予定部３９ａと、板状材料３９を折り曲げることによって接続部３６ｂとなる接続予定部３９ｂとが交互に形成された、１枚の板状材料である。突起予定部３９ａおよび接続予定部３９ｂはそれぞれ、矩形平板状の金属材料から、エッチングやプレス打ち抜きなどによって形成される。板状材料３９には、ハーフエッチング部ｅ１，ｅ２が形成されており、一方面側からエッチングされたハーフエッチング部ｅ１と他方面側からエッチングされたハーフエッチング部ｅ２とが交互に形成される。ハーフエッチング部ｅ１，ｅ２は、エッチングによって形成される溝部であり、溝の深さが、板状材料３９の厚み方向において、０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍとなるように形成される。突起予定部３９ａと接続予定部３９ｂとは、ハーフエッチング部ｅ１およびハーフエッチング部ｅ２を介して接続される。
【０１２０】
板状材料３９を、２つの折り曲げ部材４０ａ，４０ｂによって折り曲げることで、放電電極３６を形成することができる。折り曲げ部材４０ａは、突起部３６ａの傾斜角度と同一の傾斜角度θ１で形成される各鋸歯が、突起部３６ａのピッチｐと同一のピッチｐ１で配列された部材である。折り曲げ部材４０ｂは、折り曲げ部材４０ａと同一形状の部材である。
【０１２１】
折り曲げ部材４０ａと折り曲げ部材４０ｂとを互いに逆向きにして、折り曲げ部材４０ａと折り曲げ部材４０ｂとの間に板状材料３９を配置し、折り曲げ部材４０ａと折り曲げ部材４０ｂとを板状材料３９に対して押し込み、鋸歯の先端部によってハーフエッチング部ｅ１，ｅ２をそれぞれ裏側から挟み込むことで、板状材料３９がジグザグ状に折れ曲がる。これによって、放電電極３６が形成される。このように、放電電極３６を、１つの板状材料３９を折り曲げることによって形成することで、低コストで容易に放電電極３６を形成することができる。なお、板状材料３９の厚みが大きい、弾性が高いなどの理由で、折り曲げ部材４０ａ，４０ｂによって板状材料３９を折り曲げることが困難な場合は、他の装置などによって適宜折り曲げて、放電電極３６を形成すればよい。
【０１２２】
折り曲げ部材４０ａ，４０ｂは、保持部３７として好ましく用いることができる。折り曲げ部材４０ａ，４０ｂを保持部３７として用いる場合、折り曲げ部材４０ａ，４０ｂに放電電極３６を挟持させた状態で、取付部３８に取り付ける。
【０１２３】
以上のように構成される帯電装置１２によって、被帯電物の帯電均一性が向上することを示す。図５は、突起部３６ａから発生するイオン流の様子を示す図である。図５（ａ）は、突起部３６ａから発生したイオン流を突起部３６ａの幅方向（図３に示す矢符Ｂ１の方向）から眺めたときの様子を示し、図５（ｂ）は、突起部３６ａから発生したイオン流を突起部３６ａの厚み方向（図３に示す矢符Ｂ２の方向）から眺めたときの様子を示し、図５（ｃ）は、突起部３６ａから発生したイオン流をシールドケース３４の開口部から眺めたときのイオン流の様子を示している。図５（ａ）、図５（ｂ）における矢符はイオン流の広がりを表しており、図５（ｃ）において２点鎖線で示す楕円は各突起部３６ａから発生するイオン流の境界を表している。
【０１２４】
図５（ａ）に示すように、高電位の突起部３６ａが隣接するために、突起部３６ａの厚み方向にはイオン流が広がり難い。これに対し、図５（ｂ）に示すように、突起部３６ａの幅方向では、イオン流は、低電位のシールドケース３４へ向かうために、広がり易い。したがって、図５（ｃ）に示すように、各突起部３６ａから発生するイオン流の境界Ｉは、その長径方向が、突起部３６ａの配列方向に対して斜めに偏向した楕円状となる。これによって、以下に示すように、被帯電物の帯電均一性が向上する。
【０１２５】
図６は、斜めに偏向したイオン流によって、被帯電物の帯電均一性が向上する作用について説明するための図である。図６（ａ）は、突起部３６ａから発生したイオン流をシールドケース３４の幅方向から眺めたときの様子を示している。図６（ａ）に示すように、シールドケース３４の幅方向からイオン流を眺めると、シールドケース３４の長手方向において隣接する突起部３６ａから発生するイオン流の境界Ｉに重なりが生じることがわかる。
【０１２６】
図６（ｂ）は、帯電装置１２によるコロナ放電の際の、感光体ドラム１１上の、突起部３６ａに対向する位置におけるイオン流密度を示すグラフである。図６（ｂ）のグラフにおいて、縦軸はイオン流密度を表し、横軸は感光体ドラム１１の長手方向における位置を表している。また、横軸において、Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃはそれぞれ、感光体ドラム１１上の各突起部３６ａに対向する位置を表しており、Ｍａｂ，Ｍｂｃはそれぞれ、ＰａとＰｂとの中間位置、ＰｂとＰｃとの中間位置を表している。２点鎖線Ｘは各突起部３６ａに単独でイオン流を発生させた場合のイオン流密度の分布である。実線Ｙはすべての突起部３６ａにイオン流を発生させた場合のイオン流密度の分布であり、実際の帯電工程におけるイオン流分布に相当する。
【０１２７】
図６（ｂ）に示すように、各突起部３６ａに単独でイオン流を発生させた場合と比較して、すべての突起部３６ａにイオン流を発生させた場合では、突起部３６ａ間の中間位置に対向する位置Ｍａｂ，Ｍｂｃ近傍において、イオン流密度の極端な低下は起こらず、突起部３６ａに対向する位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃにおけるイオン流密度と略同一の密度のイオン流密度になることがわかる。したがって、感光体ドラム１１の長手方向において、イオン流密度は均一になっている。
【０１２８】
図６（ｃ）は、感光体ドラム１１を回転駆動させた状態で、帯電装置１２でコロナ放電を行った際の、感光体ドラム１１の、長手方向における帯電電位を示すグラフである。図６（ｃ）のグラフにおいて、縦軸は帯電電位を表し、横軸は感光体ドラム１１の長手方向における位置を表している。また、横軸において、Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃはそれぞれ、感光体ドラム１１上の、各突起部３６ａに対向する位置を表しており、Ｍａｂ，Ｍｂｃはそれぞれ、ＰａとＰｂとの中間位置、ＰｂとＰｃとの中間位置を表している。
【０１２９】
図６（ｃ）に示すように、感光体ドラム１１の帯電電位は均一になった。感光体ドラム１１の帯電電位の最大値と最小値との差は、数Ｖ程度だった。したがって、帯電装置１２によって、被帯電物の帯電均一性が向上することがわかった。
【０１３０】
このように、帯電装置１２においては、突起部３６ａの幅方向が、該突起部３６ａの配列方向Ｃを含む仮想第１平面に対して、配列方向Ｃを含み前記仮想第１平面に垂直な仮想第２平面上で、所定の角度で傾斜して、放電電極３６が構成されるために、各突起部３６ａから発生するイオン流が、突起部３６ａの配列方向Ｃに対して斜めに偏向する。これによって、隣接する突起部３６ａから発生するイオン流同士の反発によって生じるイオン流の境界部分（イオン流密度低下部分）も斜めに偏向することになる。よって、突起部３６ａの配列方向Ｃにけるイオン流密度の分布が均一になる。
【０１３１】
さらに、感光体ドラム１１などの被帯電物がシールドケース３４の幅方向に相対的に移動する際、該被帯電物の移動方向とイオン流密度低下部分とが沿わないようになる。よって、被帯電物がシールドケース３４の幅方向に相対的に移動しても、被帯電物上のイオン流密度は不均一とはならない。したがって、本発明に係る帯電装置１２は、被帯電物の帯電均一性を向上できる。
【０１３２】
このような帯電装置１２を備える画像形成装置１は、帯電装置１２によって感光体ドラム１１を帯電させることで、高品位な画像を形成することができる。また、画像形成装置１は、帯電動作に伴うオゾン発生量を減少させることができる。さらに、帯電装置１２が簡便な構造で帯電均一性を向上させるため、画像形成装置１を、低コストで、コンパクトに構成することができる。
【０１３３】
なお、帯電装置１２において、各突起部３６ａは、イオン流を斜めに偏向させ、被帯電物の帯電均一性を向上させる構成であれば、それぞれの形状および傾斜角度が多少異なっていても構わないけれども、すべての突起部３６ａが同一形状で、傾斜角度が同じ角度であるように構成されることが好ましい。これによって、各突起部３６ａから発生するイオン流の反発が抑えられるので、突起部３６ａの配列方向において、被帯電物の帯電均一性をより向上できる。
【０１３４】
また、本発明に係る帯電装置の他の実施形態としては、放電電極３６の代わりに、複数の突起部が分離して配列される放電電極を備えてもよい。本実施形態および他の実施形態のように、複数の突起部を有する放電電極は、コロナ放電を生じる放電ポイントが限られるため、オゾンが発生し難いという利点がある。
【０１３５】
帯電装置１２においては、上述したように、保持部３７として、折り曲げ部材４０ａ，４０ｂを用いることが好ましい。これによって、突起部３６ａの傾斜角度を精度良く維持することができ、突起部３６ａの配列方向において、被帯電物の帯電均一性を維持することができる。また、保持部３７と折り曲げ部材４０ａ，４０ｂとを兼用するので、製造コストを削減できる。
【０１３６】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１を帯電させる装置以外としても使用することができる。たとえば、画像形成装置１に用いられる他の帯電装置である、１次転写前帯電部１６および２次転写前帯電部３２は、移動する被帯電物を帯電させる装置であるので、帯電装置１２を好ましく用いることができる。
【０１３７】
上述したように、帯電装置１２による帯電均一性向上の作用は、放電電極３６のうちの、傾斜して配列される突起部３６ａによって生じるものである。したがって、本発明に係る帯電装置は、放電電極３６とは異なる形状であっても、突起部を有し、該突起部が上述したように傾斜して構成される放電電極であれば、放電電極３６の代わりに備えることができる。以下に、放電電極３６の代わりに備えることが可能な、図７に示す放電電極４１について説明する。
【０１３８】
図７は、放電電極４１について説明するための図である。図７（ａ）は、放電電極４１が保持部４２および折り曲げ部材４０ａによって保持されている様子を示している。放電電極４１ならびにこれを保持する保持部４２および折り曲げ部材４０ａは、放電電極３６および保持部３７の代わりに、帯電装置１２に備えることができる。
【０１３９】
放電電極４１は、複数の突起部４１ａと複数の接続部４１ｂと基部４１ｃとを有する。放電電極４１の材質は、放電電極３６と同一である。基部４１ｃは、シールドケース３４の長手方向に延びる矩形状平板である。接続部４１ｂは、基部４１ｃの幅方向一端部に接続され、シールドケース３４の長手方向に、突起部４１ａのピッチと同じ間隔で配列される矩形状平板である。接続部４１ｂの幅は１ｍｍ〜１０ｍｍ、突出方向における長さは２ｍｍ〜１０ｍｍである。
【０１４０】
突起部４１ａは、幅方向の一端部が接続部４１ｂと接続され、他端部が遊端部となっている。遊端部と隣接する接続部４１ｂとの距離は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。突起部４１ａと接続部４１ｂとの接続部分の突出方向における長さは、接続部４１ｂの該方向における長さによるけれども、接続部４１ｂの長さの半分程度であることが放電電極４１の強度上好ましい。突起部４１ａの形状、ピッチｐ２、および傾斜角度θ２は、放電電極３６の突起部３６ａの形状、ピッチｐ、および傾斜角度θと同一である。
【０１４１】
保持部４２は、凹部４２ａと凸部４２ｂとが交互に繰り返して形成される櫛状の部材である。保持部４２と折り曲げ部材４０ａとによって放電電極４１が保持されるとき、保持部４２の凸部４２ｂによって、接続部４１ｂおよび基部４１ｃが折り曲げ部材４０ａに押し付けられる。また、このとき、折り曲げ部材４０ａの鋸歯によって、突起部４１ａが保持部４２の凹部４２ａに囲まれて保持される。
【０１４２】
放電電極４１は、板状材料４３から形成される。図７（ｂ）は板状材料４３の正面図であり、図７（ｃ）は板状材料４３の底面図である。板状材料４３は、板状材料４３を折り曲げることによって突起部４１ａとなる突起予定部４３ａと、接続部４１ｂと、基部４１ｃとを有する、１枚の板状材料である。板状材料４３は、矩形平板状の金属材料から、エッチングやプレス打ち抜きなどによって形成される。
【０１４３】
板状材料４３は、一方の面側からエッチングされて形成されるハーフエッチング部ｅ３を有し、該ハーフエッチング部ｅ３が、突起予定部４３ａと接続部４１ｂとの接続部分となる。ハーフエッチング部ｅ３は、エッチングによって形成される溝部であり、溝の深さが、板状材料４３の厚み方向において、０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍとなるように形成される。
【０１４４】
板状材料４３を、折り曲げ部材４０ａと保持部４２とによって折り曲げることで、放電電極４１を形成することができる。すなわち、保持部４２は、折り曲げ部材として用いることができる。このように、放電電極４１を、１つの板状材料４３を折り曲げることによって形成することで、低コストで容易に放電電極４１を形成することができる。また、上記のように、突起部４１ａの幅方向一端部を板状材料４３から分離させ、他端部を板状材料４３と繋げたまま折り曲げることによって、放電電極４１を形成するので、使用する板状材料４３の量を小さくすることができる。
【０１４５】
さらに、各突起部４１ａの傾斜角度をすべて同一の角度θ２とするとき、突起予定部４３ａのピッチを同一に形成すれば、各突起部４１ａ間のピッチｐ２を同一に形成できるので、ピッチｐ２の管理精度が向上するという利点がある。また、板状材料４３を折り曲げる工程は、各突起予定部４３ａを一方向に折り曲げるのみであるので、簡便かつ作業精度が向上するという利点がある。
【０１４６】
次に、放電電極３６の代わりに放電電極４１を備えた帯電装置１２について、シールドケース３４の幅Ｗ、突起部４１ａのピッチｐ２、および傾斜角度θ２を変更して、感光体ドラム１１の長手方向における帯電電位を測定し、帯電均一性を評価した。感光体ドラム１１の帯電電位の測定は図２に示す測定系で行った。傾斜角度θ２の調整は、折り曲げ部材４０ａの形状を変えることによって行った。
【０１４７】
帯電均一性の評価は、画像上に濃度むらとして現れるような帯電電位変動の有無を判断基準にし、評価「◎」は帯電電位変動が無く、非常に良好な状態を示し、評価「○」は帯電電位変動がほとんど無く、良好な状態を示し、評価「△」は帯電電位変動が多少見られ、実用上やや問題がある状態を示し、評価「×」は帯電電位変動が大きく、著しく劣悪な状態を示す。帯電電位変動は、以下の測定条件で測定した。
【０１４８】
＜測定条件＞
・感光体
負帯電型ＯＰＣ、
外径Φ ： ３０ｍｍ、
回転周速度 ： ２２０ｍｍ／ｓ、
・帯電装置
放電電流設定値 ： −３００μＡ
設定電位 ： −６５０Ｖ （グリッドバイアスを調整）
・除電光 ： あり
・電位測定系
表面電位測定装置 ：Ｔｒｅｋ社製 Ｍｏｄｅｌ３４４
感光体〜プローブ距離 ： １ｍｍ
プローブスキャン速度 ： １０ｍｍ／ｓ
【０１４９】
帯電均一性の評価基準と帯電電位変動量との関係は、以下のとおりである。
◎ ： 帯電電位変動が３０Ｖ以下である。
○ ： 帯電電位変動が３０Ｖを超え、５０Ｖ以下である。
△ ： 帯電電位変動が５０Ｖを超え、１００Ｖ以下である。
× ： 帯電電位変動が１００Ｖを超える。
【０１５０】
ケース幅Ｗ、ピッチｐ２、傾斜角度θ２、Ｗ／tan（θ２）、ならびに帯電均一性の評価結果を表１に示す。
【０１５１】
【表１】
【０１５２】
表１から、傾斜角度θ２［°］とケース幅Ｗ［ｍｍ］とピッチｐ２［ｍｍ］との関係が、
ｐ２＜Ｗ／tan（θ２）
を満たすときに、帯電均一性が良好となることがわかる。さらに、傾斜角度θ２が３０°以上のときに、帯電均一性が非常に良好となることがわかる。
【０１５３】
この結果から、突起部４１ａから発生したイオン流は、斜めに偏向しながら、シールドケース３４の上面および底面まで広がっていると考察される。なぜなら、このような場合において、イオン流をシールドケース３４の幅方向から眺めたときに、イオン流の境界部分に重なりが生じるためには、一の突起部４１ａからシールドケース３４の上面に向かうイオン流の、突起部４１ａの配列方向における長さと、隣接する突起部４１ａからシールドケース３４の底面に向かうイオン流の、突起部４１ａの配列方向における長さとの和が、ピッチｐより大きくなることが十分条件であるからである。
【０１５４】
本実施形態では、各突起部４１ａは、傾斜角度をすべて同一の角度θ２として形成されるので、一の突起部４１ａからシールドケース３４の上面に向かうイオン流の、突起部４１ａの配列方向における長さはＷ／｛２tan（θ２）｝であり、隣接する突起部４１ａからシールドケース３４の底面に向かうイオン流の、突起部４１ａの配列方向における長さもＷ／｛２tan（θ２）｝である。したがって、これら２つの値の和は、Ｗ／tan（θ２）であり、上記関係式ｐ２＜Ｗ／tan（θ２）が導かれる。
【０１５５】
上記の考察から、突起部の傾斜方向が同じ方向であれば、傾斜角度が異なっていても、本発明の効果を発揮できることがわかる。すなわち、突起部の傾斜の方向が同じとき、隣接する任意の２つの突起部の傾斜角度をそれぞれ角度α、βとすると、
ｐ２＜Ｗ／｛２tan（α）｝＋Ｗ／｛２tan（β）｝
を満たすように、ピッチｐ２および各突起部の傾斜角度を設定することで、イオン流の偏向状態を最適に設定でき、帯電均一性を向上させることができる。
【０１５６】
また、突起部４１ａの傾斜角度を３０°以上にすると、突起部４１ａの配列方向において、比較的高密度のイオン流を、突起部４１ａと隣接する突起部４１ａとの中間位置にまで広げることができ、これによって、帯電均一性をより向上させることができると考察される。
【符号の説明】
【０１５７】
１ 画像形成装置
１１，１１ｂ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙ 感光体ドラム
１２ 帯電装置
３４ シールドケース
３６，４１ 放電電極
３６ａ，４１ａ 突起部
３６ｂ，４１ｂ 接続部
３７，４２ 保持部
３８ 取付部
３９，４３ 板状材料
３９ａ，４３ａ 突起予定部
３９ｂ 接続予定部
４０ａ，４０ｂ 折り曲げ部材
４１ｃ 基部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するシールドケースと、
前記シールドケースの内部空間に設けられ、複数の突起部が一方向に配列され、該突起部からイオン流を発生する放電電極であって、前記シールドケースの幅方向から眺めたときに、該シールドケースの長手方向において隣接する突起部から発生するイオン流に重なりが生じるように、前記突起部が、該突起部の配列方向に対する幅方向の角度を所定の角度として傾斜して配列される放電電極とを備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記シールドケースの幅をＷとし、
前記放電電極の、前記シールドケースの長手方向において隣接する任意の２つの突起部の、前記所定の角度をそれぞれ角度α、βとし、該２つの突起部の先端間のピッチをｐとするとき、
各突起部が同じ方向に傾斜し、かつ、
ｐ＜Ｗ／｛２tan（α）｝＋Ｗ／｛２tan（β）｝
であるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記放電電極のすべての突起部の、前記所定の角度が同じ角度であるように構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記放電電極を前記シールドケースの内部空間に保持する保持部を備え、
前記放電電極は、板状材料を折り曲げて形成されたものであり、
前記保持部は、前記板状材料を折り曲げて前記放電電極を形成するために用いる折り曲げ部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項５】
静電潜像を担持する像担持体と、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の帯電装置とを備え、
前記帯電装置によって、前記像担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
１つの板状材料を折り曲げることによって、請求項１〜４のいずれか１つに記載の帯電装置が備える放電電極を形成することを特徴とする放電電極形成方法。
【請求項７】
放電電極の突起部の幅方向の一端部を前記板状材料から分離させ、他端部を前記板状材料と繋げたまま折り曲げることを特徴とする請求項６に記載の放電電極形成方法。
【請求項１】
開口部を有するシールドケースと、
前記シールドケースの内部空間に設けられ、複数の突起部が一方向に配列され、該突起部からイオン流を発生する放電電極であって、前記シールドケースの幅方向から眺めたときに、該シールドケースの長手方向において隣接する突起部から発生するイオン流に重なりが生じるように、前記突起部が、該突起部の配列方向に対する幅方向の角度を所定の角度として傾斜して配列される放電電極とを備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記シールドケースの幅をＷとし、
前記放電電極の、前記シールドケースの長手方向において隣接する任意の２つの突起部の、前記所定の角度をそれぞれ角度α、βとし、該２つの突起部の先端間のピッチをｐとするとき、
各突起部が同じ方向に傾斜し、かつ、
ｐ＜Ｗ／｛２tan（α）｝＋Ｗ／｛２tan（β）｝
であるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記放電電極のすべての突起部の、前記所定の角度が同じ角度であるように構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記放電電極を前記シールドケースの内部空間に保持する保持部を備え、
前記放電電極は、板状材料を折り曲げて形成されたものであり、
前記保持部は、前記板状材料を折り曲げて前記放電電極を形成するために用いる折り曲げ部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項５】
静電潜像を担持する像担持体と、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の帯電装置とを備え、
前記帯電装置によって、前記像担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
１つの板状材料を折り曲げることによって、請求項１〜４のいずれか１つに記載の帯電装置が備える放電電極を形成することを特徴とする放電電極形成方法。
【請求項７】
放電電極の突起部の幅方向の一端部を前記板状材料から分離させ、他端部を前記板状材料と繋げたまま折り曲げることを特徴とする請求項６に記載の放電電極形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−９５５０８（Ｐ２０１１−９５５０８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９５０４（Ｐ２００９−２４９５０４）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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