帯電装置および画像形成装置
【課題】帯電性能ムラが低減された帯電装置と、このような帯電装置を有し良好な画像形成を行う画像形成装置とを提供する。
【解決手段】所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、上記コロナワイヤから距離を置いて上記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、上記コロナワイヤを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、上記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えた。
【解決手段】所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、上記コロナワイヤから距離を置いて上記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、上記コロナワイヤを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、上記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電を行う帯電装置、および記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及しており、このような画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術も広く普及している。画像形成装置の中でも電子写真方式を採用している画像形成装置では、感光体ドラムをはじめとする感光体
の上に周囲の電位とは電位が異なる静電潜像を形成することによって印刷したいパターンの形成が行われることが多く、このようにして形成された静電潜像は、トナーで現像された後、最終的に記録媒体上に転写される。
【０００３】
このような画像形成を行う画像形成装置の中には、コロナ放電を利用した非接触帯電方式の帯電装置を用いて、静電潜像を形成するために感光体を帯電する過程や画像形成後に感光体上に残留したトナー粒子の電荷をクリーニングに適した電荷に調整するプレクリーニング過程を踏む画像形成装置が存在する。こうした非接触帯電方式の帯電装置では、コロナワイヤと呼ばれるワイヤに高電圧を印加することでコロナ放電を起こしているが、コロナ放電を繰り返すにつれ、シリカ（ＳｉＯ２）をはじめ、コロナ放電の際に生成された様々な物質がコロナワイヤに付着するようになる。
【０００４】
図１は、コロナワイヤとその周囲の付着物を表した図である。
【０００５】
この図１に示すように、付着物２１０はコロナワイヤ２１の表面を覆うように付着する。この付着物２１０の量が増加するとコロナ放電の阻害要因となり、コロナワイヤに沿った方向について帯電性能にムラが生じる。こうした帯電性能ムラの発生を防ぐため、非接触帯電方式の帯電装置には、コロナワイヤをクリーニングする手段を備えた帯電装置も存在する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。ここで、従来から採用されてきたクリーニング手段によってコロナワイヤがクリーニングされる状況について説明する。
【０００６】
図２は、コロナワイヤがクリーニングされる様子を表した図である。
【０００７】
この図２には、従来から採用されてきたクリーニング手段として、クリーニングパッド２１１’が示されており、このクリーニングパッド２１１’が、コロナワイヤ２１の上下方向からコロナワイヤ２１に当接している。クリーニングパッド２１１’は、このようにコロナワイヤ２１に当接した状態で、不図示の機構により図に垂直な方向に移動することができ、この移動の際にクリーニングパッド２１１’と接触した付着物２１０が、コロナワイヤ２１から擦り落とされる。
【特許文献１】特開２００４−１０９７２１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２に示すコロナワイヤのクリーニング方式では、コロナワイヤ２１の周囲のうち、クリーニングパッド２１１’と接触する、コロナワイヤ２１上部付近と下部付近についてはクリーニングが行われるが、図に示すように、コロナワイヤ２１の左右、即ちクリーニングパッド２１１’と接触しない位置についた付着物２１０については、クリーニングパッド２１１との接触がないので、除去されずにコロナワイヤ２１上に残っている。このように除去されずに残った付着物が存在すると、この付着物の影響でコロナワイヤ周囲の電界が、コロナワイヤに沿った方向に依って変化し、この方向について帯電性能ムラが生じる。帯電性能ムラの発生は、そのまま感光体等の被帯電体の帯電ムラとなって現れ、現像不良といった画像形成上の障害をもたらす。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、帯電性能ムラが低減された帯電装置と、このような帯電装置を有し良好な画像形成を行う画像形成装置と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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の帯電装置は、
所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、
上記コロナワイヤから距離を置いて上記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、上記コロナワイヤを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、上記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の帯電装置では、クリーニング部材がコロナワイヤに強く当接すると、２つの突出部の間にコロナワイヤが嵌り込み、両方の突出部とコロナワイヤが接触するようになる。この状態でコロナワイヤのクリーニングが行われると、コロナワイヤ周囲の２箇所以上で付着物の除去が行われることとなり、高いクリーニング性が実現する。
【００１２】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記突出部として、研磨剤粒子が樹脂で結着されてなる突出部を有するものである」という形態は好ましい形態である。
【００１３】
研磨材粒子が樹脂で結着されて形成された突出部は、最も簡単に形成できる突出部であり、上記の表面構造を有するクリーニング部材が簡単に構成される。
【００１４】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記コロナワイヤがコロナ放電を起こしている間は、上記コロナワイヤから離間するものである」という形態は好ましい形態である。
【００１５】
このような形態によれば、クリーニング部材は、コロナ放電時にコロナワイヤに印加される高電圧の影響を回避できる。
【００１６】
また、本発明の帯電装置において、「上記コロナワイヤが、レニウムを含有したタングステンからなる、表面に酸化処理が施されたものである」という形態は好ましい形態であり、「上記コロナワイヤが、レニウムを重量比で１％〜２６％含有したタングステンからなる、表面に酸化処理が施された、直径が３０μｍ〜６０μｍの範囲に属したものである」という形態はさらに好ましい形態である。
【００１７】
コロナワイヤがレニウムを含有することでコロナワイヤの引っ張り強度が向上する。また、表面に酸化処理が施されることでコロナワイヤに付着物をつきにくくなる。特に、コロナワイヤが重量比１％〜２６％のレニウムを含有した場合には、その引っ張り強度が向上する効果が大きく、この領域の中でも３％前後のレニウムを含有させた場合には、引っ張り強度が向上する効果が最も大きくなる。
【００１８】
また、本発明の帯電装置においては、「上記クリーニング部材は、四角錐形状または四角錐台形状の突出部が整列した表面構造を有するものである」という形態が採用されてもよく、また、「上記クリーニング部材は、上記所定方向に整列した突出部の列が複数列並行した表面構造を有するものである」という形態が採用されてもよい。
【００１９】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する、その整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に複数ずつ進む方向に上記コロナワイヤが沿う状態で該コロナワイヤに表面が当接するものである」という形態は好ましい形態である。
【００２０】
このような形態によれば、クリーニング部材がコロナワイヤに強く当接した場合には、コロナワイヤ表面と接触する箇所が周期的に現れることとなり、高いクリーニング性が実現する。
【００２１】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する、その整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に４つずつ進む方向に上記コロナワイヤが沿う状態で該コロナワイヤに当接するものである」という形態は好ましい形態であり、「上記クリーニング部材は、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する、その整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に３つずつ進む方向に上記コロナワイヤが沿う状態で該コロナワイヤに当接するものである」という形態はさらに好ましい形態であり、「上記クリーニング部材は、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する、その整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に２つずつ進む方向に上記コロナワイヤが沿う状態で該コロナワイヤに当接するものである」という形態はとりわけ好ましい形態である。
【００２２】
クリーニング部材が、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する場合には、整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に３つずつ進む状態が、コロナワイヤと接触する突出部の数が最も多くなるとともに、コロナワイヤが突出部の間に嵌り込んで抜けにくい当接状態となり、最も高いクリーニング性が実現する。整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に３つずつ進む状態では、上記の、他方に２つずつ進む状態に次いで高いクリーニング性が発揮され、整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に４つずつ進む状態では、上記の、他方に３つずつ進む状態に次いで高いクリーニング性が発揮される。
【００２３】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
回転する像担持体を帯電装置で帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記帯電装置が
所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、
上記コロナワイヤから距離を置いて上記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、上記コロナワイヤを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、上記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の画像形成装置は、上述した帯電装置を備えているため、帯電性能が安定しており、良好な画像形成が可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、簡単な構成で帯電性能ムラが低減され、良好な画像形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
図３は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００２８】
図３に示す画像形成装置１は、感光体１０および中間転写ベルト２を備えている。感光体１０は、電子写真方式用の積層型感光体であり、画像形成時には図の矢印Ａ方向に回転する。中間転写ベルト２は、バックアップロール６０ａ，６０ｂ，６０ｃに張架された、ポリイミド樹脂を主成分とする無端状のベルト部材であり、画像形成時には、感光体１０に従動して図の矢印Ｂ方向に循環移動する。また、中間転写ベルト２を挟んで感光体１０と対向する位置に１次転写ロール４０ａが配設されており、さらにその下方（図の下側）には、２次転写ロール４０ｂが設けられている。これらは、それぞれ１次転写バイアス電圧印加部４１ａ，２次転写バイアス電圧印加部４１ｂからバイアス電圧の印加を受けている。
【００２９】
感光体１０の周囲には、現像ロータリー５０、スコロトロン２０、露光器３２、クリーニングブレード３１が配設されている。スコロトロン２０は、高電圧の印加を受けて感光体１０をマイナス帯電させるためのコロナ放電器である。このスコロトロン２０が本発明にいう帯電装置の一実施形態に相当する。現像ロータリー５０は、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の有色トナーをそれぞれ有する現像剤を収容した現像器５１〜５４が周方向に沿って配置された回転式の複合現像器であり、現像ロータリー５０の回転により、感光体３に近接して現像を行う現像器を切り換えることができる。各有色トナーは負極に帯電する帯電特性を有するものであり、各有色トナーには、潤滑剤や転写助剤やクリーニング助剤といったトナー粒子よりも小さな外添剤粒子が添加されている。露光器３２は、感光体１０の表面１０ｂに向けてレーザ光を照射する役目を担い、クリーニングブレード３１は、感光体１０に当接して感光体１０上のトナーを擦り落とす役目を担っている。
【００３０】
次に、この画像形成装置１における画像形成の動作について説明する。
【００３１】
この画像形成装置１では、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の画像信号を有する、１つ以上の画像を表した画像情報の入力を受けて画像形成を行う。これらの画像信号が入力されると、感光体１０が回転を開始し、この回転する感光体１０の表面を、スコロトロン２０が帯電する。そして、入力された４色の画像信号のうち、まずシアンの画像信号に応じたレーザ光が露光器３２から感光体１０に向けて照射され、この照射によって感光体１０の表面に、周囲より電位の高くなった静電潜像が形成される。また、現像ロータリー５０の回転により、シアントナーを収納した現像器５４が感光体１０に近接して、静電潜像をシアントナーで現像する。この静電潜像の現像の際には、シアントナーを収納した現像器５４が、不図示の現像バイアス印加部によりバイアス電圧の印加を受けて、その電位が、静電潜像の電位よりも低く感光体１０の電位よりは高い電位となる。このため、現像器５４のシアントナーは、静電潜像とシアントナーを収納した現像器５４との間の電位差により、現像器５４を離れて静電潜像に付着し、感光体１０上にシアントナー像が形成される。
【００３２】
次いで、形成されたシアントナー像は、１次転写ロール４０ａによって、感光体１０から中間転写ベルト２に１次転写される。この１次転写の際には、１次転写ロール４０ａの電位が、シアントナー像が位置する感光体１０上の電位よりも高い電位となるよう、１次転写ロール４０ａに対して１次転写バイアス電圧印加部４１ａがバイアス電圧の印加を行うことで、上記の１次転写が実現する。
【００３３】
感光体１０の上には、１次転写されずに残った残留トナーがあるが、この残留トナーは、クリーニングブレード３１によって感光体１０から削り落とされる。
【００３４】
クリーニングブレード３１による残留トナーの除去が行われた後、再び、感光体１０の表面が、スコロトロン２０により帯電され、現像ロータリー５０の回転により、今度はマゼンタトナーを収納した現像器５３が感光体１０に近接し、上述のシアントナー像の形成と同様にしてマゼンタトナー像が形成される。このマゼンタトナー像の形成は、中間転写ベルト２の上のシアントナー像が１次転写後にバックアップロール６０ａ，６０ｂ，６０ｃを通過して１次転写ロール４０ａの位置に戻ってきたときに、形成されたマゼンタトナー像がシアントナー像の上に重ねて１次転写されるように、タイミングを合わせて行われる。マゼンタトナー像がシアントナー像の上に重ねて１次転写された後、イエロートナー像，ブラックトナー像についても同様にして形成されて、マゼンタトナー像およびシアントナー像に重ね合わされる。この結果、中間転写ベルト２には、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のトナー像が１つに重なり合った多色のトナー像が形成される。
【００３５】
続いて、この多色のトナー像は、２次転写ロール４０ｂとバックアップロール６０ｃとで挟まれた位置において、トレイ６から給紙ロール６１によって送り出されてきた用紙上に２次転写される。この２次転写の際には、２次転写ロール４０ｂの電位が、多色のトナー像が位置する中間転写ベルト２上の電位よりも高い電位となるよう、２次転写ロール４０ｂに対して２次転写バイアス電圧印加部４１ｂがバイアス電圧の印加を行うことで、上記の２次転写が実現する。
【００３６】
多色のトナー像の２次転写を受けた用紙は、図３において２次転写ロール４０ｂの右方向に離れた位置に備えられている定着器６２により、熱および圧力を加えられてトナー像の定着処理が施される。そして、定着処理が施された用紙は、矢印で示すように画像形成装置の右方向に出力される。
【００３７】
次に、図３に示すスコロトロン２０について説明する。
【００３８】
このスコロトロン２０は、コロナ放電によりマイナスイオンを生成して感光体１０をマイナス帯電させる直径４０μｍのコロナワイヤ２１と、コロナワイヤ２１と感光体１０との間に備えられた電極であって、通過するマイナスイオンの量を制御することで感光体の電位を調節する開口率９０％のグリッド２３と、コロナワイヤ２１を取り囲む厚さ１ｍｍのシールド２２とを備えている。コロナワイヤ２１は、重量比で３％のレニウムを含有する、タングステンが主成分の合金で作製されたＲｅＷ鏡面研磨線であり、さらにその表面には酸化処理が施されている。このようにコロナワイヤがレニウムを含有することで、引っ張り強度の高いコロナワイヤが実現する。スコロトロン２０は、コロナワイヤ２１に高電圧を印加することでコロナ放電を起こすが、コロナ放電を繰り返すにつれ、コロナ放電の際に生成された様々な物質がコロナワイヤ２１に付着するようになる。付着物の量が増加するとコロナ放電の阻害要因となり、コロナワイヤ２１に沿った方向についての帯電性能にムラが生じる。コロナワイヤ２１では、ＲｅＷ鏡面研磨線表面に酸化処理が施されることにより、このＲｅＷ鏡面研磨線がコロナワイヤとして使用された時に表面に付着物がつきにくい状態が実現している。さらに、このスコロトロン２０では、このような付着物をコロナワイヤ２１から除去するクリーニングパッドが備えられている。以下では、クリーニングパッドによるコロナワイヤのクリーニングについて説明する。
【００３９】
図４は、クリーニングパッドによるコロナワイヤのクリーニングの説明図である。
【００４０】
図４のパート（ａ）および図４のパート（ｂ）は、コロナワイヤ２１の末端の様子が表されており、図４のパート（ａ）には、コロナ放電時におけるコロナワイヤ２１と２つのクリーニングパッド２１１との位置関係が示され、図４のパート（ｂ）には、クリーニング時におけるコロナワイヤ２１と２つのクリーニングパッド２１１との位置関係が示されている。
【００４１】
コロナワイヤ２１の上側に備えられたクリーニングパッド２１１は、コロナワイヤ２１が内部を通り抜けられるように内部が空洞となった支持部材２００の、図の上側の内壁２０１に取り付けられており、コロナ放電時には図４のパート（ａ）に示すようにコロナワイヤ２１から離間した位置にある。一方、コロナワイヤ２１の下側に備えられたクリーニングパッド２１１は、パッド保持部材２４に固定されており、このパッド保持部材２４は、回転軸２４０の回りを不図示の機構で回動する。この回動軸２４０も支持部材２００に固定されている。コロナ放電時には、図４のパート（ａ）に示すように、コロナワイヤ２１の下側に備えられたクリーニングパッド２１１も、コロナワイヤ２１から離間した位置にとどまる。クリーニング時には、パッド保持部材２４は、回転軸２４０の回りを、図４のパート（ａ）の矢印Ｃの方向に回動し、この回動によって、パッド保持部材２４に固定されているクリーニングパッド２１１が、図４のパート（ｂ）に示すように、コロナワイヤ２１を下から押し上げるように当接する。このコロナワイヤ２１の押し上げによって、コロナワイヤ２１が上方に持ち上がって、コロナワイヤ２１の上側に備えられたクリーニングパッド２１１に強く押し当てられる。支持部材２００は、不図示の機構でコロナワイヤ２１に沿って移動することができ、図４のパート（ｂ）の状態で、コロナワイヤ２１をしごくようにしながら図４のパート（ｂ）の左方に向かって移動し、コロナワイヤ２１のクリーニングが行われる。このようなコロナワイヤ２１のクリーニングは、用紙５０００枚分の画像形成が行われるごとに１回行われる。
【００４２】
次に、クリーニングパッドの、コロナワイヤとの当接面上の構造について説明する。ここでは、図４に示す２つのクリーニングパッドのうち、コロナワイヤ２１の下側に備えられたクリーニングパッド２１１を例にとって説明する。
【００４３】
図５は、図４に示すクリーニングパッドの、コロナワイヤとの当接面上の構造を示した模式図である。
【００４４】
クリーニングパッド２１１の、コロナワイヤとの当接面には、研磨材２１１１が、ウレタン系樹脂の一種であるレジン２１０ａによって結着させられて、図５に示す四角錐１００のように四角錐形状となったものが、縦横に規則正しく配置されてなる表面構造が備えられている。このような表面構造は、支持体２１１０の上に設けられている。四角錐１００は、底面が正方形で４つの側面がいずれも同一の三角形となっている正四角錐であって、辺の長さＬが０．４８ｍｍ、高さｈは０．４ｍｍである。また、隣り合う四角錐の間の距離ｄは、０．０２ｍｍである。
【００４５】
図６は、図４に示すクリーニングパッド表面に配置されている四角錐の連なりを、平面的に表した図である。
【００４６】
この図では、クリーニングパッド表面に配置されている四角錐が、辺の長さＬの正方形で表されている。また、四角錐の稜線がこの正方形の対角線で表現されており、２本の対角線の交点が頂点に相当する。クリーニングパッド表面には、図の縦方向に四角錐が８個並んでおり、図では、このような８個からなる四角錐の列のうち、７列分の四角錐１００，…，１０７、１１０，…，１１７、１２０，…，１２７、１３０，…，１３７、１４０，…，１４７、１５０，…，１５７、１６０，…，１６７が示されている。コロナワイヤ２１のクリーニングが行われる際には、コロナワイヤ２１は、四角錐となるべく多く接するようにクリーニングパッド２１１と当接する。
【００４７】
図７は、図６に示す四角錐の連なりとコロナワイヤとが接している様子を表した図である。
【００４８】
この図では、図６に示す四角錐の底面から測ったコロナワイヤ２１の位置（高さ）における、図６に示す四角錐の連なりの断面が、コロナワイヤ２１とともに表されている。この図に示すように、コロナワイヤ２１のクリーニングが行われる際には、コロナワイヤ２１が、左から１列めの２つの四角錐１００，１０１の間、左から２列めの２つの四角錐１１２，１１３の間、左から３列めの２つの四角錐１２４，１２５の間、および左から４列めの２つの四角錐１３６，１３７の間を通り抜けるように、クリーニングパッド２１１の、コロナワイヤ２１との当接面の向きが調整されており、コロナワイヤ２１は、これら８個の四角錐と、８個の接点Ａ０，…，Ａ３，Ｂ０，…，Ｂ３でそれぞれ接している。
【００４９】
図８は、図７のコロナワイヤとクリーニングパッドとの位置関係を、コロナワイヤに沿った方向から見たときの図である。
【００５０】
この図では、コロナワイヤ２１と接する８個の四角錐のうちの２つの四角錐１００，１０１が表されている。この図に示すように、コロナワイヤ２１は、図の下側にいっぱいに押し込まれており、２つの四角錐１００，１０１が、コロナワイヤ２１を挟み込むように２つの接点Ａ０，Ｂ０でコロナワイヤ２１と圧接している。図８に示す２つの四角錐１００，１０１と同様に、図７の左から２列めの２つの四角錐１１２，１１３、左から３列めの２つの四角錐１２４，１２５、および左から４列めの２つの四角錐１３６，１３７の各列の四角錐のペアが、コロナワイヤ２１を挟み込むようにコロナワイヤ２１と圧接しており、図７のコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係では、全部で４ペアの四角錐がコロナワイヤ２１と圧接した状態が実現している。
【００５１】
以上では、図４に示す２つのクリーニングパッドのうち、コロナワイヤ２１の下側に備えられたクリーニングパッド２１１を例にとって説明したが、コロナワイヤ２１の上側に備えられたクリーニングパッド２１１も、図５および図６で示したのと同様の表面構造を備えており、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係が図７の位置関係となるように、コロナワイヤ２１の上側からコロナワイヤ２１に対して当接する。
【００５２】
このように、コロナワイヤ２１の上側および下側に設けられた２つのクリーニングパッド２１１が、それぞれのクリーニングパッド２１１表面上の４ペアの四角錐がコロナワイヤ２１と圧接した状態で、図６のパート（ｂ）に示すようにコロナワイヤ２１に沿って移動する。この移動によって、コロナワイヤ２１上の付着物が擦り落とされる。
【００５３】
図２に示す従来例では、コロナワイヤ２１の周囲のうち、図の上側のクリーニングパッド２１１と接触するコロナワイヤ２１上部付近と、図の下側のクリーニングパッド２１１と接触するコロナワイヤ２１下部付近の２箇所についた付着物だけしか除去されないが、本実施形態では、図４の下側のクリーニングパッド２１１が、図８に示すように、コロナワイヤ２１の周囲のうちの下側の２箇所についた付着物を除去し、さらに図８の上側のクリーニングパッド２１１が、コロナワイヤ２１の周囲のうちの上側の２箇所についた付着物を除去するので、全部で４箇所で付着物の除去が行われることとなる。コロナワイヤ２１周囲の４箇所で付着物の除去が行われると、実質的にはコロナワイヤ２１の全周囲でクリーニングが行われたのとほぼ同等の効果が得られ、高いクリーニング性が発揮されることとなる。このため、図３に示すスコロトロン２０は、帯電回数が増えても帯電性能ムラが発生しにくいスコロトロンとなっている。
【００５４】
次に、図７のようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係において、四角錐の底面から測ったコロナワイヤ２１の高さについて説明する。
【００５５】
図９は、図５に示す四角錐の断面図である。
【００５６】
上述したように、四角錐１００は、底面が正方形で４つの側面がいずれも同一の三角形となっている正四角錐であって、図９では、この四角錐１００の断面が、高さｈ，底辺の長さＬの二等辺三角形として表されている。また、隣り合う四角錐の間の距離ｄもこの図に表されている。上述したように、辺の長さＬは０．４８ｍｍ、高さｈは０．４ｍｍ、隣り合う四角錐の間の距離ｄは、０．０２ｍｍである。以下では、説明の都合上、具体的な数値の代わりに、長さを表す３つの変数Ｌ，ｈ，ｄによって、それぞれ、底面の正方形の辺の長さＬ、高さｈ、隣り合う四角錐の間の距離ｄを表記して説明を行い、必要に応じて上記の具体的な数値を代入する。
【００５７】
ｔを０以上１以下の範囲のパラメータとしたとき、図６に示す、クリーニングパッド２１１表面上の四角錐の連なりの、高さ（ｔ×ｈ）における断面は、正方形の連なりとなる。この正方形の辺の長さは、図９において、高さ（ｔ×ｈ）の線が図９の二等辺三角形によって切り取られる線分の長さであり、図から（１−ｔ）×Ｌとなることがわかる。ここで、正方形の連なりの周期は、四角錐の連なりの周期と同じ（Ｌ＋ｄ）である。
【００５８】
図１０は、クリーニングパッド表面上の四角錐の連なりの、高さ（ｔ×ｈ）における断面を表した図である。
【００５９】
この図では、辺の長さが（１−ｔ）×Ｌの正方形が、周期（Ｌ＋ｄ）で並んでいる様子が示されている。この図の左下に位置する正方形は、図６に示す四角錐の連なりの左下に位置する四角錐１００の、高さ（ｔ×ｈ）における断面である。この四角錐１００の正方形の左上の頂点を、図１０に示す平面内での位置を記述する座標系の原点Ｏにとり、この原点Ｏからみて、図の右方向をｘ軸、図の上方向をｙ軸にとる。左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１の正方形の頂点Ｂ０’、および左から２列目で下から３つ目の四角錐１１２の正方形の頂点Ａ１’の座標は、各頂点のｘ座標、ｙ座標を（ｘ，ｙ）のように表記すると、
Ｂ０’：（（１−ｔ）×Ｌ，（ｄ＋Ｌ）×ｔ）
Ａ１’：（Ｌ＋ｄ，２Ｌ＋２ｄ）
と表される。ここで、図７に示すコロナワイヤ２１のように、左下の四角錐１００と、左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１と、左から２列目で下から３つ目の四角錐１１２との全てと接する直線は、直線ＯＢ０’と直線ＯＡ１’とが一致したときの直線であり、これら２つの傾きが同一となる直線である。この傾きが一致するという条件から、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ ２×（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｄ）＝２
という式が成立する。この式をｔについて解くと、
ｔ＝２／３ − ｄ／（３Ｌ）
と求まる。従って、図７に示すコロナワイヤ２１のように、左下の四角錐１００と、左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１と、左から２列目で下から３つ目の四角錐１１２との全てと接する直線が現れる高さは、ｈ×（２／３ − ｄ／（３Ｌ））となる。ここで、ｈ＝０．４ｍｍ，ｄ＝０．０２ｍｍ，Ｌ＝０．４８ｍｍを代入すると、この高さは、０．２６１ｍｍとなる。なお、このように、原点Ｏと上記２つの頂点Ｂ０’，Ａ１’を通る直線は、正方形の連なりの周期性から、左から３列目で下から５つ目の四角錐１２４の正方形の頂点Ａ２’、左から４列目で下から７つ目の四角錐１３６の正方形の頂点Ａ３’、左から２列目で下から４つ目の四角錐１１３の正方形の頂点Ｂ１’、左から３列目で下から６つ目の四角錐１２５の正方形の頂点Ｂ２’、左から４列目で下から７つ目の四角錐１３７の正方形の頂点Ｂ３’も通ることとなり、全部で８個の正方形と接することになる。
【００６０】
以上の説明では、コロナワイヤ２１の太さを無視して説明してきたが、コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の０．２６１ｍｍ以上、かつ、この０．２６１ｍｍにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた０．３０１ｍｍ以下の領域に属している場合に、図７に示すようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッドとの位置関係がほぼ実現することになる。
【００６１】
以上の説明してきた、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係では、図１０の座標系でコロナワイヤ２１の傾きはほぼ２となっていたが、傾きがほぼ３のコロナワイヤ２１、傾きがほぼ４のコロナワイヤ２１も実現可能である。
【００６２】
図１１は、図１０の座標系で傾きがほぼ３となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【００６３】
この図に示すコロナワイヤ２１は、左から１列目で下から１つ目の四角錐１００の正方形の頂点Ｃ０、左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１の正方形の頂点Ｄ０、左から２列目で下から４つ目の四角錐１１３の正方形の頂点Ｃ１’、左から２列目で下から５つ目の四角錐１１４の正方形の頂点Ｄ１’、左から３列目で下から６つ目の四角錐１２６の正方形の頂点Ｃ２、左から３列目で下から７つ目の四角錐１２７の正方形の頂点Ｄ２において各四角錐と接することで合計で６個の四角錐と接している。図７に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係における８個と比べると、接する四角錐の数が若干少なくクリーニング性が図７に示す位置関係に比べやや落ちるものの、図１１のコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図８のように、コロナワイヤ２１の下側の２箇所でクリーニングが行われ、充分なクリーニング性が発揮される。このときのコロナワイヤ２１の、四角錐の底面から測った高さを決定するパラメータｔは、図１０に示す座標系において直線ＯＢ０’の傾きと、直線ＯＣ１’の傾きが一致するための条件式、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ ３×（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｄ） ＝３
を解くことで得られ、この条件式から、
ｔ＝３／４ − ｄ／（４Ｌ）
と求まる。従って、コロナワイヤ２１の太さを無視すれば、図１１に示すコロナワイヤ２１の高さは、ｈ×（３／４ − ｄ／（４Ｌ））となる。ここで、ｈ＝０．４ｍｍ，ｄ＝０．０２ｍｍ，Ｌ＝０．４８ｍｍを代入すると、この高さは、０．２９６ｍｍとなる。コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すようなコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の０．２９６ｍｍ以上、かつ、この０．２９６ｍｍにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた０．３３６ｍｍ以下の領域に属している場合に、図１１に示すようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッドとの位置関係がほぼ実現することになる。
【００６４】
図１１に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図３や図４に示す構成と同様の構成を用いて、同様の方式で画像形成やコロナワイヤ２１のクリーニングが行われる。
【００６５】
図１２は、図１０の座標系で傾きがほぼ４となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【００６６】
この図に示すコロナワイヤ２１は、左から１列目で下から１つ目の四角錐１００の正方形の頂点Ｅ０、左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１の正方形の頂点Ｆ０、左から２列目で下から５つ目の四角錐１１４の正方形の頂点Ｅ１’、左から２列目で下から６つ目の四角錐１１５の正方形の頂点Ｆ１’において、４個の四角錐と接している。図７に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係における８個と比べると接する四角錐の数が少なく、クリーニング性が図７に示す位置関係に比べ少し落ちる。しかし、図１２のコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図８のように、コロナワイヤ２１の下側の２箇所でクリーニングが行われ、合格レベルを越えるクリーニング性は発揮される。このときのコロナワイヤ２１の、四角錐の底面から測った高さを決定するｔは、図１０に示す座標系において直線ＯＢ０’の傾きと、直線ＯＥ１’の傾きが一致するための条件式、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ ４×（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｄ） ＝４
を解くことで得られ、この条件式から、
ｔ＝４／５ − ｄ／（５Ｌ）
と求まる。従って、コロナワイヤ２１の太さを無視すれば、図１２に示すコロナワイヤ２１の高さは、ｈ×（４／５ − ｄ／（５Ｌ））となる。ここで、ｈ＝０．４ｍｍ，ｄ＝０．０２ｍｍ，Ｌ＝０．４８ｍｍを代入すると、この高さは、０．３１７ｍｍとなる。コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すようなコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の０．３１７ｍｍ以上、かつ、この０．３１７ｍｍにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた０．３５７ｍｍ以下の領域に属している場合に、図１２に示すようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッドとの位置関係がほぼ実現することになる。
【００６７】
図１２に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図３や図４に示す構成と同様の構成を用いて、同様の方式で画像形成やコロナワイヤ２１のクリーニングが行われる。
【００６８】
図１３は、図１０の座標系で傾きがほぼ１となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【００６９】
この図に示すコロナワイヤ２１は、斜め方向に全部で１４個の四角錐と接している。図７にコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係における８個と比べると、接する四角錐の数はかなり多い。しかし、図８のようにコロナワイヤ２１を２つの四角錐で挟み込む際の挟み込み角度は９０度近くと大変大きくなる。このため、図４のパート（ｂ）に示すようにコロナワイヤ２１にクリーニングパッド２１１が圧接した状態であっても、外部からのちょっとした振動が加えられると、コロナワイヤ２１が、クリーニングパッド２１１表面上の四角錐から、はずれやすく、図７に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係と比べると、クリーニング性は落ちる。しかし、図１３の位置関係でも、合格レベル程度のクリーニング性は発揮される。
【００７０】
図１３のコロナワイヤ２１の、四角錐の底面から測った高さを決定するｔは、図１０に示す座標系において直線ＯＢ０’の傾きと、直線ＯＧ１’の傾きが一致するための条件式、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ １×（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｄ） ＝１
を解くことで得られ、この条件式から、
ｔ＝１／２ − ｄ／（２Ｌ）
と求まる。従って、コロナワイヤ２１の太さを無視すれば、図１１に示すコロナワイヤ２１の高さは、ｈ×（１／２ − ｄ／（２Ｌ））となる。ここで、ｈ＝０．４ｍｍ，ｄ＝０．０２ｍｍ，Ｌ＝０．４８ｍｍを代入すると、この高さは、０．１９２ｍｍとなる。コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すようなコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の０．１９２ｍｍ以上、かつ、この０．１９２ｍｍにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた０．２３２ｍｍ以下の領域に属している場合に、図１３に示すようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッドとの位置関係がほぼ実現することになる。
【００７１】
図１３に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図３や図４に示す構成と同様の構成を用いて、同様の方式で画像形成やコロナワイヤ２１のクリーニングが行われる。
【００７２】
なお、以上説明してきたクリーニング方式では、図６に示すような、図の縦方向に８個の四角錐が並んだ表面構造を備えたクリーニングパッドが採用されていたが、コロナワイヤとの接点を増やしてクリーニング性をさらに向上させるため、縦方向に８個以上の四角錐が並んだ表面構造を備えたクリーニングパッドを採用してもよい。また、図７、図１１、図１２および図１３においては、図１０の座標系でコロナワイヤ２１を表す直線の傾きが、それぞれ２，３，４，および１の場合であったが、縦方向に並ぶ四角錐の数を増やすことで、コロナワイヤ２１の傾きがさらに大きくすることができる。コロナワイヤ２１の傾きが整数ｍの場合は、この場合のコロナワイヤ２１の、四角錐の底面から測った高さを決定するｔは、図１０に示す座標系において直線ＯＢ０’の傾きが、整数ｍとなるための条件式、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ ｍ
を解くことで得られ、この条件式から
ｔ＝ｍ／（ｍ＋１） − ｄ／（（ｍ＋１）×Ｌ）・・・（１）
と求まる。従って、コロナワイヤ２１の太さを無視すれば、図１１に示すコロナワイヤ２１の高さは、
ｈ×（ｍ／（ｍ＋１） − ｄ／（（ｍ＋１）×Ｌ））・・・（１）
となる。コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すようなコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の式（１）で決まる高さ以上、かつ、上記の式（１）で決まる高さにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた高さ以下の領域に属している場合に、コロナワイヤ２１と四角錐との接点が最も多くなる。
【００７３】
また、以上説明してきたクリーニング方式では、図６に示すように、２つのクリーニングパッド２１１が、コロナワイヤ２１上の互いに異なる位置で当接し、コロナワイヤ２１をしごくように移動してコロナワイヤ２１のクリーニングが行われたが、２つのクリーニングパッドが、コロナワイヤ２１上の同じ位置を、コロナワイヤの上下方向から挟み込んでクリーニングを行う方式も採用可能である。以下では、このような挟み込みタイプのクリーニング方式について説明する。
【００７４】
図１４は、挟み込みタイプのクリーニング方式の説明図である。
図１４のパート（ａ）には、コロナ放電時におけるコロナワイヤ２１と２つのクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂとの位置関係が示され、図１４のパート（ｂ）には、クリーニング時におけるコロナワイヤ２１と２つのクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂとの位置関係が示されている。２つのクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂは、支持部材２００’に支持されており、この支持部材２００’に備えられた不図示の機構により、コロナワイヤ２１との当接離間を行うことができる。また、この支持部材２００’は、図の両矢印で示す方向にコロナワイヤ２１に沿って移動することができ、コロナ放電の際には、支持部材２００’は、感光体を帯電する作業の障害とならないようにコロナワイヤ２１の末端付近に位置する。この末端付近で、クリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂは、図１４のパート（ａ）に示すようにコロナワイヤ２１から離間して、コロナ放電時の高電圧の影響を避ける。コロナワイヤ２１のクリーニング時には、図１４のパート（ｂ）に示すように、コロナワイヤ２１の上下方向から２つのクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂがそれぞれ当接する。このようにクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂがコロナワイヤ２１に当接した状態で、支持部材２００’はコロナワイヤ２１に沿って移動し、この移動に伴い、コロナワイヤ２１上の付着物が、クリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂにより擦り落とされる。
【００７５】
クリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂの、コロナワイヤ２１と当接する表面には、図５に示す四角錐１００の、上に向かって突き出した頂点付近が平らにならされた四角錐台が、図６に示す四角錐の連なりと同じ並び方で連なってなる表面構造が備えられている。図１４の左側のクリーニングパッド２１１ａとコロナワイヤ２１とが当接する際には、図１４の左側のクリーニングパッド２１１ａ上の四角錐台の連なりは、コロナワイヤ２１と、図７に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係と同じである。一方、図１４の右側のクリーニングパッド２１１ｂについては、コロナワイヤ２１との当接の際にコロナワイヤ２１が、図１４の右側のクリーニングパッド２１１ｂ上の、１列分の四角錐台（８個の四角錐台）それぞれの平らな頂上部分の上にのるように、右側のクリーニングパッド２１１ｂの、コロナワイヤ２１との当接面の向きが調整されている。
【００７６】
図１５は、コロナワイヤと四角錐台とが接している様子を、コロナワイヤに垂直な平面内で表した図である。
【００７７】
この図に示すように、コロナワイヤ２１は、図の下側のクリーニングパッド２１１ａ上の２つの四角錐台１００’，１０１’と、接点Ａ０’，接点Ｂ０’と接しており、一方、図の上側のクリーニングパッド２１１ｂ上の四角錐台１００ｂと、接点Ｚ０で接している。このように３つの接点Ａ０’，接点Ｂ０’接点Ｚ０でコロナワイヤ２１と接した状態で、クリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂは、コロナワイヤ２１に沿って移動して、コロナワイヤ２１上の付着物を擦り落とす。
【００７８】
このような挟み込みタイプのクリーニング方式では、コロナワイヤ２１の周囲３箇所のクリーニングが行われており、コロナワイヤ２１上部付近とコロナワイヤ２１下部付近の２箇所のクリーニングしか行われない図２に示す従来例のクリーニング方式に比べ、クリーニング性が向上している。このため、以上の挟み込みタイプのクリーニング方式を採用したスコロトロンは、帯電回数が増えても帯電性能ムラが発生しにくいスコロトロンとなっている。
【００７９】
なお、図１５の下側のクリーニングパッド２１ａとコロナワイヤ２１との位置関係としては、図７のような位置関係の他に、図１１〜図１３に示す位置関係のいずれかとなるように、クリーニングパッド２１１ａの、コロナワイヤ２１との当接面の向きが調整されてもよい。
【００８０】
このような挟み込みタイプのクリーニング方式を採用したスコロトロンや画像形成装置の構成は、コロナワイヤのクリーニング機構が異なる点を除けば、図３や図４に示すスコロトロン２０や画像形成装置１の構成と同様であり、ここでは重複説明は省略する。
【００８１】
次に、クリーニングパッドの、コロナワイヤとの当接面上に、コロナワイヤとの接点が多くなる表面構造を備えることで、コロナ放電による帯電の回数が増えても帯電性能ムラが抑制されることを、具体的な実験データに基づき説明する。
【００８２】
この実験では、画像比率１％〜４％のモノクロ画像を１００万枚連続出力するという出力テストを、以下の２つの状況下で行う。
（実施例）図３に示す画像形成装置１を用いて、上記の出力テストを行う。
（比較例）図２に示すクリーニングパッド２１１’が採用されている点を除けば、画像形成装置１と同様の構成を有する画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。この画像形成装置においても、図３に示す画像形成装置１で採用されているスコロトロン２２と同様に、用紙５０００枚分の画像形成が行われるごとに、コロナワイヤのクリーニングが行われる。
【００８３】
これら実施例および比較例それぞれについて、１０万枚出力するごとに、感光体表面の電位を、コロナワイヤの軸方向に沿った、感光体上の各位置について測定する。そして、測定で得られた感光体表面の電位の平均値、最大値、および最小値を求め、最大値と最小値との差の、平均値に対する割合（パーセント）を算出する。この割合が感光体表面の帯電不均一性を表しており、以下では、この割合を単に不均一性（単位はパーセント）と呼ぶ。
【００８４】
図１６は、実施例および比較例それぞれについて、出力枚数に応じた不均一性の移り変わりを表した図である。
【００８５】
図１６に示すように、比較例では、出力枚数が５０万枚を越えたあたりから、不均一性が急激に上昇するようになり、出力枚数が８０万枚以上では、不均一性が３０％を越えている。一方、実施例では、出力枚数の増加につれて不均一性も増加しているものの、比較例に比べ、その増加の割合は緩やかであり、１００万枚まで不均一性は、ほぼ１０％以下に保たれている。
【００８６】
この結果から、実施例のように、コロナワイヤとの当接面上に、コロナワイヤとの接点が多くなるような表面構造をクリーニングパッド上に備えることで、コロナ放電による帯電の回数が増えても帯電性能ムラが抑制されることがわかる。
【００８７】
以上説明してきたスコロトロンでは、コロナワイヤを１本だけ用いてコロナ放電を行うスコロトロンであったが、本発明の帯電装置は、コロナワイヤを複数本用いてコロナ放電を行うスコロトロンであってもよい。
【００８８】
また、本発明の帯電装置は、スコロトロンに限定されず、例えば、コロトロンであってもよい。また、本発明の帯電装置は、帯電対象が感光体以外のものである帯電装置でもよく、例えば、感光体上に残留したトナー粒子の電荷をクリーニングに適した電荷に調整するプレクリーニング用の帯電装置であってもよい。
【００８９】
また、本実施形態の画像形成装置はフルカラー画像形成装置であったが、本発明の画像形成装置はモノクロの画像形成装置に応用されてもよい。また、以上の説明では中間転写ベルトを介して画像形成を行う画像形成装置の例が示されているが、本発明は、中間転写ベルトを介さずに、感光体から記録媒体に直接転写を行う直接転写方式の画像形成装置に応用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】コロナワイヤとその周囲の付着物を表した図である。
【図２】コロナワイヤと、このコロナワイヤから付着物を除去するクリーニング手段とを表した図である。
【図３】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図４】クリーニングパッドによるコロナワイヤのクリーニングの説明図である。
【図５】図４に示すクリーニングパッドの、コロナワイヤとの当接面上の構造を示した模式図である。
【図６】図４に示すクリーニングパッド表面に配置されている四角錐の連なりを、クリーニングパッドの上から見下ろしたときの図である。
【図７】図６に示す四角錐の連なりとコロナワイヤとが接している様子を表した図である。
【図８】図７のコロナワイヤとクリーニングパッドとの位置関係を、コロナワイヤに沿った方向から見たときの図である。
【図９】図５に示す四角錐の断面図である。
【図１０】クリーニングパッド表面上の四角錐の連なりの、高さｔ×ｈにおける断面を表した図である。
【図１１】図１０の座標系で傾きがほぼ３となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【図１２】図１０の座標系で傾きがほぼ４となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【図１３】図１０の座標系で傾きがほぼ１となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【図１４】挟み込みタイプのクリーニング方式の説明図である。
【図１５】コロナワイヤと四角錐台とが接している様子を、コロナワイヤに垂直な平面内で表した図である。
【図１６】実施例および比較例それぞれについて、出力枚数に応じた不均一性の移り変わりを表した図である。
【符号の説明】
【００９１】
１…画像形成装置、
１０…感光体、
２…中間転写ベルト、
２０…スコロトロン、
２００，２００’…支持部材、
２０１…内壁、
２１０…付着物、
２１…コロナワイヤ、
２１１，２１１ａ,２１１ｂ，２１１’…クリーニングパッド、
２１０ａ…レジン、
２１１０…支持体、
２１１１…研磨材、
２２…シールド、
２３…グリッド、
２４…パッド保持部材、
２４０…回動軸、
３１…クリーニングブレード、
３２…露光器、
４０ａ…１次転写ロール、
４０ｂ…２次転写ロール、
４１ａ…１次転写バイアス電圧印加部、
４１ｂ…２次転写バイアス電圧印加部、
５０…現像ロータリー、
５１，５２，５３，５４…現像器、
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…バックアップロール、
６…トレイ、
６１…給紙ロール、
６２…定着器、
１００〜１０７，１１０〜１１７，１２０〜１２７，１３０〜１３７…四角錐、
１４０〜１４７，１５０〜１５７，１６０〜１６７…四角錐、
１００’，１０１’，１００ｂ…四角錐
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電を行う帯電装置、および記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及しており、このような画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術も広く普及している。画像形成装置の中でも電子写真方式を採用している画像形成装置では、感光体ドラムをはじめとする感光体
の上に周囲の電位とは電位が異なる静電潜像を形成することによって印刷したいパターンの形成が行われることが多く、このようにして形成された静電潜像は、トナーで現像された後、最終的に記録媒体上に転写される。
【０００３】
このような画像形成を行う画像形成装置の中には、コロナ放電を利用した非接触帯電方式の帯電装置を用いて、静電潜像を形成するために感光体を帯電する過程や画像形成後に感光体上に残留したトナー粒子の電荷をクリーニングに適した電荷に調整するプレクリーニング過程を踏む画像形成装置が存在する。こうした非接触帯電方式の帯電装置では、コロナワイヤと呼ばれるワイヤに高電圧を印加することでコロナ放電を起こしているが、コロナ放電を繰り返すにつれ、シリカ（ＳｉＯ２）をはじめ、コロナ放電の際に生成された様々な物質がコロナワイヤに付着するようになる。
【０００４】
図１は、コロナワイヤとその周囲の付着物を表した図である。
【０００５】
この図１に示すように、付着物２１０はコロナワイヤ２１の表面を覆うように付着する。この付着物２１０の量が増加するとコロナ放電の阻害要因となり、コロナワイヤに沿った方向について帯電性能にムラが生じる。こうした帯電性能ムラの発生を防ぐため、非接触帯電方式の帯電装置には、コロナワイヤをクリーニングする手段を備えた帯電装置も存在する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。ここで、従来から採用されてきたクリーニング手段によってコロナワイヤがクリーニングされる状況について説明する。
【０００６】
図２は、コロナワイヤがクリーニングされる様子を表した図である。
【０００７】
この図２には、従来から採用されてきたクリーニング手段として、クリーニングパッド２１１’が示されており、このクリーニングパッド２１１’が、コロナワイヤ２１の上下方向からコロナワイヤ２１に当接している。クリーニングパッド２１１’は、このようにコロナワイヤ２１に当接した状態で、不図示の機構により図に垂直な方向に移動することができ、この移動の際にクリーニングパッド２１１’と接触した付着物２１０が、コロナワイヤ２１から擦り落とされる。
【特許文献１】特開２００４−１０９７２１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２に示すコロナワイヤのクリーニング方式では、コロナワイヤ２１の周囲のうち、クリーニングパッド２１１’と接触する、コロナワイヤ２１上部付近と下部付近についてはクリーニングが行われるが、図に示すように、コロナワイヤ２１の左右、即ちクリーニングパッド２１１’と接触しない位置についた付着物２１０については、クリーニングパッド２１１との接触がないので、除去されずにコロナワイヤ２１上に残っている。このように除去されずに残った付着物が存在すると、この付着物の影響でコロナワイヤ周囲の電界が、コロナワイヤに沿った方向に依って変化し、この方向について帯電性能ムラが生じる。帯電性能ムラの発生は、そのまま感光体等の被帯電体の帯電ムラとなって現れ、現像不良といった画像形成上の障害をもたらす。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、帯電性能ムラが低減された帯電装置と、このような帯電装置を有し良好な画像形成を行う画像形成装置と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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の帯電装置は、
所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、
上記コロナワイヤから距離を置いて上記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、上記コロナワイヤを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、上記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の帯電装置では、クリーニング部材がコロナワイヤに強く当接すると、２つの突出部の間にコロナワイヤが嵌り込み、両方の突出部とコロナワイヤが接触するようになる。この状態でコロナワイヤのクリーニングが行われると、コロナワイヤ周囲の２箇所以上で付着物の除去が行われることとなり、高いクリーニング性が実現する。
【００１２】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記突出部として、研磨剤粒子が樹脂で結着されてなる突出部を有するものである」という形態は好ましい形態である。
【００１３】
研磨材粒子が樹脂で結着されて形成された突出部は、最も簡単に形成できる突出部であり、上記の表面構造を有するクリーニング部材が簡単に構成される。
【００１４】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記コロナワイヤがコロナ放電を起こしている間は、上記コロナワイヤから離間するものである」という形態は好ましい形態である。
【００１５】
このような形態によれば、クリーニング部材は、コロナ放電時にコロナワイヤに印加される高電圧の影響を回避できる。
【００１６】
また、本発明の帯電装置において、「上記コロナワイヤが、レニウムを含有したタングステンからなる、表面に酸化処理が施されたものである」という形態は好ましい形態であり、「上記コロナワイヤが、レニウムを重量比で１％〜２６％含有したタングステンからなる、表面に酸化処理が施された、直径が３０μｍ〜６０μｍの範囲に属したものである」という形態はさらに好ましい形態である。
【００１７】
コロナワイヤがレニウムを含有することでコロナワイヤの引っ張り強度が向上する。また、表面に酸化処理が施されることでコロナワイヤに付着物をつきにくくなる。特に、コロナワイヤが重量比１％〜２６％のレニウムを含有した場合には、その引っ張り強度が向上する効果が大きく、この領域の中でも３％前後のレニウムを含有させた場合には、引っ張り強度が向上する効果が最も大きくなる。
【００１８】
また、本発明の帯電装置においては、「上記クリーニング部材は、四角錐形状または四角錐台形状の突出部が整列した表面構造を有するものである」という形態が採用されてもよく、また、「上記クリーニング部材は、上記所定方向に整列した突出部の列が複数列並行した表面構造を有するものである」という形態が採用されてもよい。
【００１９】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する、その整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に複数ずつ進む方向に上記コロナワイヤが沿う状態で該コロナワイヤに表面が当接するものである」という形態は好ましい形態である。
【００２０】
このような形態によれば、クリーニング部材がコロナワイヤに強く当接した場合には、コロナワイヤ表面と接触する箇所が周期的に現れることとなり、高いクリーニング性が実現する。
【００２１】
また、本発明の帯電装置において、「上記クリーニング部材は、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する、その整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に４つずつ進む方向に上記コロナワイヤが沿う状態で該コロナワイヤに当接するものである」という形態は好ましい形態であり、「上記クリーニング部材は、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する、その整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に３つずつ進む方向に上記コロナワイヤが沿う状態で該コロナワイヤに当接するものである」という形態はさらに好ましい形態であり、「上記クリーニング部材は、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する、その整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に２つずつ進む方向に上記コロナワイヤが沿う状態で該コロナワイヤに当接するものである」という形態はとりわけ好ましい形態である。
【００２２】
クリーニング部材が、上記突出部が縦横に等間隔に整列した表面構造を有する場合には、整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に３つずつ進む状態が、コロナワイヤと接触する突出部の数が最も多くなるとともに、コロナワイヤが突出部の間に嵌り込んで抜けにくい当接状態となり、最も高いクリーニング性が実現する。整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に３つずつ進む状態では、上記の、他方に２つずつ進む状態に次いで高いクリーニング性が発揮され、整列した突出部を縦横の一方に１つずつ進み他方に４つずつ進む状態では、上記の、他方に３つずつ進む状態に次いで高いクリーニング性が発揮される。
【００２３】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
回転する像担持体を帯電装置で帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記帯電装置が
所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、
上記コロナワイヤから距離を置いて上記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、上記コロナワイヤを、上記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、上記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の画像形成装置は、上述した帯電装置を備えているため、帯電性能が安定しており、良好な画像形成が可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、簡単な構成で帯電性能ムラが低減され、良好な画像形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
図３は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００２８】
図３に示す画像形成装置１は、感光体１０および中間転写ベルト２を備えている。感光体１０は、電子写真方式用の積層型感光体であり、画像形成時には図の矢印Ａ方向に回転する。中間転写ベルト２は、バックアップロール６０ａ，６０ｂ，６０ｃに張架された、ポリイミド樹脂を主成分とする無端状のベルト部材であり、画像形成時には、感光体１０に従動して図の矢印Ｂ方向に循環移動する。また、中間転写ベルト２を挟んで感光体１０と対向する位置に１次転写ロール４０ａが配設されており、さらにその下方（図の下側）には、２次転写ロール４０ｂが設けられている。これらは、それぞれ１次転写バイアス電圧印加部４１ａ，２次転写バイアス電圧印加部４１ｂからバイアス電圧の印加を受けている。
【００２９】
感光体１０の周囲には、現像ロータリー５０、スコロトロン２０、露光器３２、クリーニングブレード３１が配設されている。スコロトロン２０は、高電圧の印加を受けて感光体１０をマイナス帯電させるためのコロナ放電器である。このスコロトロン２０が本発明にいう帯電装置の一実施形態に相当する。現像ロータリー５０は、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の有色トナーをそれぞれ有する現像剤を収容した現像器５１〜５４が周方向に沿って配置された回転式の複合現像器であり、現像ロータリー５０の回転により、感光体３に近接して現像を行う現像器を切り換えることができる。各有色トナーは負極に帯電する帯電特性を有するものであり、各有色トナーには、潤滑剤や転写助剤やクリーニング助剤といったトナー粒子よりも小さな外添剤粒子が添加されている。露光器３２は、感光体１０の表面１０ｂに向けてレーザ光を照射する役目を担い、クリーニングブレード３１は、感光体１０に当接して感光体１０上のトナーを擦り落とす役目を担っている。
【００３０】
次に、この画像形成装置１における画像形成の動作について説明する。
【００３１】
この画像形成装置１では、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の画像信号を有する、１つ以上の画像を表した画像情報の入力を受けて画像形成を行う。これらの画像信号が入力されると、感光体１０が回転を開始し、この回転する感光体１０の表面を、スコロトロン２０が帯電する。そして、入力された４色の画像信号のうち、まずシアンの画像信号に応じたレーザ光が露光器３２から感光体１０に向けて照射され、この照射によって感光体１０の表面に、周囲より電位の高くなった静電潜像が形成される。また、現像ロータリー５０の回転により、シアントナーを収納した現像器５４が感光体１０に近接して、静電潜像をシアントナーで現像する。この静電潜像の現像の際には、シアントナーを収納した現像器５４が、不図示の現像バイアス印加部によりバイアス電圧の印加を受けて、その電位が、静電潜像の電位よりも低く感光体１０の電位よりは高い電位となる。このため、現像器５４のシアントナーは、静電潜像とシアントナーを収納した現像器５４との間の電位差により、現像器５４を離れて静電潜像に付着し、感光体１０上にシアントナー像が形成される。
【００３２】
次いで、形成されたシアントナー像は、１次転写ロール４０ａによって、感光体１０から中間転写ベルト２に１次転写される。この１次転写の際には、１次転写ロール４０ａの電位が、シアントナー像が位置する感光体１０上の電位よりも高い電位となるよう、１次転写ロール４０ａに対して１次転写バイアス電圧印加部４１ａがバイアス電圧の印加を行うことで、上記の１次転写が実現する。
【００３３】
感光体１０の上には、１次転写されずに残った残留トナーがあるが、この残留トナーは、クリーニングブレード３１によって感光体１０から削り落とされる。
【００３４】
クリーニングブレード３１による残留トナーの除去が行われた後、再び、感光体１０の表面が、スコロトロン２０により帯電され、現像ロータリー５０の回転により、今度はマゼンタトナーを収納した現像器５３が感光体１０に近接し、上述のシアントナー像の形成と同様にしてマゼンタトナー像が形成される。このマゼンタトナー像の形成は、中間転写ベルト２の上のシアントナー像が１次転写後にバックアップロール６０ａ，６０ｂ，６０ｃを通過して１次転写ロール４０ａの位置に戻ってきたときに、形成されたマゼンタトナー像がシアントナー像の上に重ねて１次転写されるように、タイミングを合わせて行われる。マゼンタトナー像がシアントナー像の上に重ねて１次転写された後、イエロートナー像，ブラックトナー像についても同様にして形成されて、マゼンタトナー像およびシアントナー像に重ね合わされる。この結果、中間転写ベルト２には、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のトナー像が１つに重なり合った多色のトナー像が形成される。
【００３５】
続いて、この多色のトナー像は、２次転写ロール４０ｂとバックアップロール６０ｃとで挟まれた位置において、トレイ６から給紙ロール６１によって送り出されてきた用紙上に２次転写される。この２次転写の際には、２次転写ロール４０ｂの電位が、多色のトナー像が位置する中間転写ベルト２上の電位よりも高い電位となるよう、２次転写ロール４０ｂに対して２次転写バイアス電圧印加部４１ｂがバイアス電圧の印加を行うことで、上記の２次転写が実現する。
【００３６】
多色のトナー像の２次転写を受けた用紙は、図３において２次転写ロール４０ｂの右方向に離れた位置に備えられている定着器６２により、熱および圧力を加えられてトナー像の定着処理が施される。そして、定着処理が施された用紙は、矢印で示すように画像形成装置の右方向に出力される。
【００３７】
次に、図３に示すスコロトロン２０について説明する。
【００３８】
このスコロトロン２０は、コロナ放電によりマイナスイオンを生成して感光体１０をマイナス帯電させる直径４０μｍのコロナワイヤ２１と、コロナワイヤ２１と感光体１０との間に備えられた電極であって、通過するマイナスイオンの量を制御することで感光体の電位を調節する開口率９０％のグリッド２３と、コロナワイヤ２１を取り囲む厚さ１ｍｍのシールド２２とを備えている。コロナワイヤ２１は、重量比で３％のレニウムを含有する、タングステンが主成分の合金で作製されたＲｅＷ鏡面研磨線であり、さらにその表面には酸化処理が施されている。このようにコロナワイヤがレニウムを含有することで、引っ張り強度の高いコロナワイヤが実現する。スコロトロン２０は、コロナワイヤ２１に高電圧を印加することでコロナ放電を起こすが、コロナ放電を繰り返すにつれ、コロナ放電の際に生成された様々な物質がコロナワイヤ２１に付着するようになる。付着物の量が増加するとコロナ放電の阻害要因となり、コロナワイヤ２１に沿った方向についての帯電性能にムラが生じる。コロナワイヤ２１では、ＲｅＷ鏡面研磨線表面に酸化処理が施されることにより、このＲｅＷ鏡面研磨線がコロナワイヤとして使用された時に表面に付着物がつきにくい状態が実現している。さらに、このスコロトロン２０では、このような付着物をコロナワイヤ２１から除去するクリーニングパッドが備えられている。以下では、クリーニングパッドによるコロナワイヤのクリーニングについて説明する。
【００３９】
図４は、クリーニングパッドによるコロナワイヤのクリーニングの説明図である。
【００４０】
図４のパート（ａ）および図４のパート（ｂ）は、コロナワイヤ２１の末端の様子が表されており、図４のパート（ａ）には、コロナ放電時におけるコロナワイヤ２１と２つのクリーニングパッド２１１との位置関係が示され、図４のパート（ｂ）には、クリーニング時におけるコロナワイヤ２１と２つのクリーニングパッド２１１との位置関係が示されている。
【００４１】
コロナワイヤ２１の上側に備えられたクリーニングパッド２１１は、コロナワイヤ２１が内部を通り抜けられるように内部が空洞となった支持部材２００の、図の上側の内壁２０１に取り付けられており、コロナ放電時には図４のパート（ａ）に示すようにコロナワイヤ２１から離間した位置にある。一方、コロナワイヤ２１の下側に備えられたクリーニングパッド２１１は、パッド保持部材２４に固定されており、このパッド保持部材２４は、回転軸２４０の回りを不図示の機構で回動する。この回動軸２４０も支持部材２００に固定されている。コロナ放電時には、図４のパート（ａ）に示すように、コロナワイヤ２１の下側に備えられたクリーニングパッド２１１も、コロナワイヤ２１から離間した位置にとどまる。クリーニング時には、パッド保持部材２４は、回転軸２４０の回りを、図４のパート（ａ）の矢印Ｃの方向に回動し、この回動によって、パッド保持部材２４に固定されているクリーニングパッド２１１が、図４のパート（ｂ）に示すように、コロナワイヤ２１を下から押し上げるように当接する。このコロナワイヤ２１の押し上げによって、コロナワイヤ２１が上方に持ち上がって、コロナワイヤ２１の上側に備えられたクリーニングパッド２１１に強く押し当てられる。支持部材２００は、不図示の機構でコロナワイヤ２１に沿って移動することができ、図４のパート（ｂ）の状態で、コロナワイヤ２１をしごくようにしながら図４のパート（ｂ）の左方に向かって移動し、コロナワイヤ２１のクリーニングが行われる。このようなコロナワイヤ２１のクリーニングは、用紙５０００枚分の画像形成が行われるごとに１回行われる。
【００４２】
次に、クリーニングパッドの、コロナワイヤとの当接面上の構造について説明する。ここでは、図４に示す２つのクリーニングパッドのうち、コロナワイヤ２１の下側に備えられたクリーニングパッド２１１を例にとって説明する。
【００４３】
図５は、図４に示すクリーニングパッドの、コロナワイヤとの当接面上の構造を示した模式図である。
【００４４】
クリーニングパッド２１１の、コロナワイヤとの当接面には、研磨材２１１１が、ウレタン系樹脂の一種であるレジン２１０ａによって結着させられて、図５に示す四角錐１００のように四角錐形状となったものが、縦横に規則正しく配置されてなる表面構造が備えられている。このような表面構造は、支持体２１１０の上に設けられている。四角錐１００は、底面が正方形で４つの側面がいずれも同一の三角形となっている正四角錐であって、辺の長さＬが０．４８ｍｍ、高さｈは０．４ｍｍである。また、隣り合う四角錐の間の距離ｄは、０．０２ｍｍである。
【００４５】
図６は、図４に示すクリーニングパッド表面に配置されている四角錐の連なりを、平面的に表した図である。
【００４６】
この図では、クリーニングパッド表面に配置されている四角錐が、辺の長さＬの正方形で表されている。また、四角錐の稜線がこの正方形の対角線で表現されており、２本の対角線の交点が頂点に相当する。クリーニングパッド表面には、図の縦方向に四角錐が８個並んでおり、図では、このような８個からなる四角錐の列のうち、７列分の四角錐１００，…，１０７、１１０，…，１１７、１２０，…，１２７、１３０，…，１３７、１４０，…，１４７、１５０，…，１５７、１６０，…，１６７が示されている。コロナワイヤ２１のクリーニングが行われる際には、コロナワイヤ２１は、四角錐となるべく多く接するようにクリーニングパッド２１１と当接する。
【００４７】
図７は、図６に示す四角錐の連なりとコロナワイヤとが接している様子を表した図である。
【００４８】
この図では、図６に示す四角錐の底面から測ったコロナワイヤ２１の位置（高さ）における、図６に示す四角錐の連なりの断面が、コロナワイヤ２１とともに表されている。この図に示すように、コロナワイヤ２１のクリーニングが行われる際には、コロナワイヤ２１が、左から１列めの２つの四角錐１００，１０１の間、左から２列めの２つの四角錐１１２，１１３の間、左から３列めの２つの四角錐１２４，１２５の間、および左から４列めの２つの四角錐１３６，１３７の間を通り抜けるように、クリーニングパッド２１１の、コロナワイヤ２１との当接面の向きが調整されており、コロナワイヤ２１は、これら８個の四角錐と、８個の接点Ａ０，…，Ａ３，Ｂ０，…，Ｂ３でそれぞれ接している。
【００４９】
図８は、図７のコロナワイヤとクリーニングパッドとの位置関係を、コロナワイヤに沿った方向から見たときの図である。
【００５０】
この図では、コロナワイヤ２１と接する８個の四角錐のうちの２つの四角錐１００，１０１が表されている。この図に示すように、コロナワイヤ２１は、図の下側にいっぱいに押し込まれており、２つの四角錐１００，１０１が、コロナワイヤ２１を挟み込むように２つの接点Ａ０，Ｂ０でコロナワイヤ２１と圧接している。図８に示す２つの四角錐１００，１０１と同様に、図７の左から２列めの２つの四角錐１１２，１１３、左から３列めの２つの四角錐１２４，１２５、および左から４列めの２つの四角錐１３６，１３７の各列の四角錐のペアが、コロナワイヤ２１を挟み込むようにコロナワイヤ２１と圧接しており、図７のコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係では、全部で４ペアの四角錐がコロナワイヤ２１と圧接した状態が実現している。
【００５１】
以上では、図４に示す２つのクリーニングパッドのうち、コロナワイヤ２１の下側に備えられたクリーニングパッド２１１を例にとって説明したが、コロナワイヤ２１の上側に備えられたクリーニングパッド２１１も、図５および図６で示したのと同様の表面構造を備えており、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係が図７の位置関係となるように、コロナワイヤ２１の上側からコロナワイヤ２１に対して当接する。
【００５２】
このように、コロナワイヤ２１の上側および下側に設けられた２つのクリーニングパッド２１１が、それぞれのクリーニングパッド２１１表面上の４ペアの四角錐がコロナワイヤ２１と圧接した状態で、図６のパート（ｂ）に示すようにコロナワイヤ２１に沿って移動する。この移動によって、コロナワイヤ２１上の付着物が擦り落とされる。
【００５３】
図２に示す従来例では、コロナワイヤ２１の周囲のうち、図の上側のクリーニングパッド２１１と接触するコロナワイヤ２１上部付近と、図の下側のクリーニングパッド２１１と接触するコロナワイヤ２１下部付近の２箇所についた付着物だけしか除去されないが、本実施形態では、図４の下側のクリーニングパッド２１１が、図８に示すように、コロナワイヤ２１の周囲のうちの下側の２箇所についた付着物を除去し、さらに図８の上側のクリーニングパッド２１１が、コロナワイヤ２１の周囲のうちの上側の２箇所についた付着物を除去するので、全部で４箇所で付着物の除去が行われることとなる。コロナワイヤ２１周囲の４箇所で付着物の除去が行われると、実質的にはコロナワイヤ２１の全周囲でクリーニングが行われたのとほぼ同等の効果が得られ、高いクリーニング性が発揮されることとなる。このため、図３に示すスコロトロン２０は、帯電回数が増えても帯電性能ムラが発生しにくいスコロトロンとなっている。
【００５４】
次に、図７のようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係において、四角錐の底面から測ったコロナワイヤ２１の高さについて説明する。
【００５５】
図９は、図５に示す四角錐の断面図である。
【００５６】
上述したように、四角錐１００は、底面が正方形で４つの側面がいずれも同一の三角形となっている正四角錐であって、図９では、この四角錐１００の断面が、高さｈ，底辺の長さＬの二等辺三角形として表されている。また、隣り合う四角錐の間の距離ｄもこの図に表されている。上述したように、辺の長さＬは０．４８ｍｍ、高さｈは０．４ｍｍ、隣り合う四角錐の間の距離ｄは、０．０２ｍｍである。以下では、説明の都合上、具体的な数値の代わりに、長さを表す３つの変数Ｌ，ｈ，ｄによって、それぞれ、底面の正方形の辺の長さＬ、高さｈ、隣り合う四角錐の間の距離ｄを表記して説明を行い、必要に応じて上記の具体的な数値を代入する。
【００５７】
ｔを０以上１以下の範囲のパラメータとしたとき、図６に示す、クリーニングパッド２１１表面上の四角錐の連なりの、高さ（ｔ×ｈ）における断面は、正方形の連なりとなる。この正方形の辺の長さは、図９において、高さ（ｔ×ｈ）の線が図９の二等辺三角形によって切り取られる線分の長さであり、図から（１−ｔ）×Ｌとなることがわかる。ここで、正方形の連なりの周期は、四角錐の連なりの周期と同じ（Ｌ＋ｄ）である。
【００５８】
図１０は、クリーニングパッド表面上の四角錐の連なりの、高さ（ｔ×ｈ）における断面を表した図である。
【００５９】
この図では、辺の長さが（１−ｔ）×Ｌの正方形が、周期（Ｌ＋ｄ）で並んでいる様子が示されている。この図の左下に位置する正方形は、図６に示す四角錐の連なりの左下に位置する四角錐１００の、高さ（ｔ×ｈ）における断面である。この四角錐１００の正方形の左上の頂点を、図１０に示す平面内での位置を記述する座標系の原点Ｏにとり、この原点Ｏからみて、図の右方向をｘ軸、図の上方向をｙ軸にとる。左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１の正方形の頂点Ｂ０’、および左から２列目で下から３つ目の四角錐１１２の正方形の頂点Ａ１’の座標は、各頂点のｘ座標、ｙ座標を（ｘ，ｙ）のように表記すると、
Ｂ０’：（（１−ｔ）×Ｌ，（ｄ＋Ｌ）×ｔ）
Ａ１’：（Ｌ＋ｄ，２Ｌ＋２ｄ）
と表される。ここで、図７に示すコロナワイヤ２１のように、左下の四角錐１００と、左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１と、左から２列目で下から３つ目の四角錐１１２との全てと接する直線は、直線ＯＢ０’と直線ＯＡ１’とが一致したときの直線であり、これら２つの傾きが同一となる直線である。この傾きが一致するという条件から、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ ２×（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｄ）＝２
という式が成立する。この式をｔについて解くと、
ｔ＝２／３ − ｄ／（３Ｌ）
と求まる。従って、図７に示すコロナワイヤ２１のように、左下の四角錐１００と、左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１と、左から２列目で下から３つ目の四角錐１１２との全てと接する直線が現れる高さは、ｈ×（２／３ − ｄ／（３Ｌ））となる。ここで、ｈ＝０．４ｍｍ，ｄ＝０．０２ｍｍ，Ｌ＝０．４８ｍｍを代入すると、この高さは、０．２６１ｍｍとなる。なお、このように、原点Ｏと上記２つの頂点Ｂ０’，Ａ１’を通る直線は、正方形の連なりの周期性から、左から３列目で下から５つ目の四角錐１２４の正方形の頂点Ａ２’、左から４列目で下から７つ目の四角錐１３６の正方形の頂点Ａ３’、左から２列目で下から４つ目の四角錐１１３の正方形の頂点Ｂ１’、左から３列目で下から６つ目の四角錐１２５の正方形の頂点Ｂ２’、左から４列目で下から７つ目の四角錐１３７の正方形の頂点Ｂ３’も通ることとなり、全部で８個の正方形と接することになる。
【００６０】
以上の説明では、コロナワイヤ２１の太さを無視して説明してきたが、コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の０．２６１ｍｍ以上、かつ、この０．２６１ｍｍにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた０．３０１ｍｍ以下の領域に属している場合に、図７に示すようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッドとの位置関係がほぼ実現することになる。
【００６１】
以上の説明してきた、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係では、図１０の座標系でコロナワイヤ２１の傾きはほぼ２となっていたが、傾きがほぼ３のコロナワイヤ２１、傾きがほぼ４のコロナワイヤ２１も実現可能である。
【００６２】
図１１は、図１０の座標系で傾きがほぼ３となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【００６３】
この図に示すコロナワイヤ２１は、左から１列目で下から１つ目の四角錐１００の正方形の頂点Ｃ０、左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１の正方形の頂点Ｄ０、左から２列目で下から４つ目の四角錐１１３の正方形の頂点Ｃ１’、左から２列目で下から５つ目の四角錐１１４の正方形の頂点Ｄ１’、左から３列目で下から６つ目の四角錐１２６の正方形の頂点Ｃ２、左から３列目で下から７つ目の四角錐１２７の正方形の頂点Ｄ２において各四角錐と接することで合計で６個の四角錐と接している。図７に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係における８個と比べると、接する四角錐の数が若干少なくクリーニング性が図７に示す位置関係に比べやや落ちるものの、図１１のコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図８のように、コロナワイヤ２１の下側の２箇所でクリーニングが行われ、充分なクリーニング性が発揮される。このときのコロナワイヤ２１の、四角錐の底面から測った高さを決定するパラメータｔは、図１０に示す座標系において直線ＯＢ０’の傾きと、直線ＯＣ１’の傾きが一致するための条件式、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ ３×（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｄ） ＝３
を解くことで得られ、この条件式から、
ｔ＝３／４ − ｄ／（４Ｌ）
と求まる。従って、コロナワイヤ２１の太さを無視すれば、図１１に示すコロナワイヤ２１の高さは、ｈ×（３／４ − ｄ／（４Ｌ））となる。ここで、ｈ＝０．４ｍｍ，ｄ＝０．０２ｍｍ，Ｌ＝０．４８ｍｍを代入すると、この高さは、０．２９６ｍｍとなる。コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すようなコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の０．２９６ｍｍ以上、かつ、この０．２９６ｍｍにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた０．３３６ｍｍ以下の領域に属している場合に、図１１に示すようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッドとの位置関係がほぼ実現することになる。
【００６４】
図１１に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図３や図４に示す構成と同様の構成を用いて、同様の方式で画像形成やコロナワイヤ２１のクリーニングが行われる。
【００６５】
図１２は、図１０の座標系で傾きがほぼ４となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【００６６】
この図に示すコロナワイヤ２１は、左から１列目で下から１つ目の四角錐１００の正方形の頂点Ｅ０、左から１列目で下から２つ目の四角錐１０１の正方形の頂点Ｆ０、左から２列目で下から５つ目の四角錐１１４の正方形の頂点Ｅ１’、左から２列目で下から６つ目の四角錐１１５の正方形の頂点Ｆ１’において、４個の四角錐と接している。図７に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係における８個と比べると接する四角錐の数が少なく、クリーニング性が図７に示す位置関係に比べ少し落ちる。しかし、図１２のコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図８のように、コロナワイヤ２１の下側の２箇所でクリーニングが行われ、合格レベルを越えるクリーニング性は発揮される。このときのコロナワイヤ２１の、四角錐の底面から測った高さを決定するｔは、図１０に示す座標系において直線ＯＢ０’の傾きと、直線ＯＥ１’の傾きが一致するための条件式、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ ４×（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｄ） ＝４
を解くことで得られ、この条件式から、
ｔ＝４／５ − ｄ／（５Ｌ）
と求まる。従って、コロナワイヤ２１の太さを無視すれば、図１２に示すコロナワイヤ２１の高さは、ｈ×（４／５ − ｄ／（５Ｌ））となる。ここで、ｈ＝０．４ｍｍ，ｄ＝０．０２ｍｍ，Ｌ＝０．４８ｍｍを代入すると、この高さは、０．３１７ｍｍとなる。コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すようなコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の０．３１７ｍｍ以上、かつ、この０．３１７ｍｍにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた０．３５７ｍｍ以下の領域に属している場合に、図１２に示すようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッドとの位置関係がほぼ実現することになる。
【００６７】
図１２に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図３や図４に示す構成と同様の構成を用いて、同様の方式で画像形成やコロナワイヤ２１のクリーニングが行われる。
【００６８】
図１３は、図１０の座標系で傾きがほぼ１となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【００６９】
この図に示すコロナワイヤ２１は、斜め方向に全部で１４個の四角錐と接している。図７にコロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係における８個と比べると、接する四角錐の数はかなり多い。しかし、図８のようにコロナワイヤ２１を２つの四角錐で挟み込む際の挟み込み角度は９０度近くと大変大きくなる。このため、図４のパート（ｂ）に示すようにコロナワイヤ２１にクリーニングパッド２１１が圧接した状態であっても、外部からのちょっとした振動が加えられると、コロナワイヤ２１が、クリーニングパッド２１１表面上の四角錐から、はずれやすく、図７に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係と比べると、クリーニング性は落ちる。しかし、図１３の位置関係でも、合格レベル程度のクリーニング性は発揮される。
【００７０】
図１３のコロナワイヤ２１の、四角錐の底面から測った高さを決定するｔは、図１０に示す座標系において直線ＯＢ０’の傾きと、直線ＯＧ１’の傾きが一致するための条件式、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ １×（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｄ） ＝１
を解くことで得られ、この条件式から、
ｔ＝１／２ − ｄ／（２Ｌ）
と求まる。従って、コロナワイヤ２１の太さを無視すれば、図１１に示すコロナワイヤ２１の高さは、ｈ×（１／２ − ｄ／（２Ｌ））となる。ここで、ｈ＝０．４ｍｍ，ｄ＝０．０２ｍｍ，Ｌ＝０．４８ｍｍを代入すると、この高さは、０．１９２ｍｍとなる。コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すようなコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の０．１９２ｍｍ以上、かつ、この０．１９２ｍｍにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた０．２３２ｍｍ以下の領域に属している場合に、図１３に示すようなコロナワイヤ２１とクリーニングパッドとの位置関係がほぼ実現することになる。
【００７１】
図１３に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係でも、図３や図４に示す構成と同様の構成を用いて、同様の方式で画像形成やコロナワイヤ２１のクリーニングが行われる。
【００７２】
なお、以上説明してきたクリーニング方式では、図６に示すような、図の縦方向に８個の四角錐が並んだ表面構造を備えたクリーニングパッドが採用されていたが、コロナワイヤとの接点を増やしてクリーニング性をさらに向上させるため、縦方向に８個以上の四角錐が並んだ表面構造を備えたクリーニングパッドを採用してもよい。また、図７、図１１、図１２および図１３においては、図１０の座標系でコロナワイヤ２１を表す直線の傾きが、それぞれ２，３，４，および１の場合であったが、縦方向に並ぶ四角錐の数を増やすことで、コロナワイヤ２１の傾きがさらに大きくすることができる。コロナワイヤ２１の傾きが整数ｍの場合は、この場合のコロナワイヤ２１の、四角錐の底面から測った高さを決定するｔは、図１０に示す座標系において直線ＯＢ０’の傾きが、整数ｍとなるための条件式、
（ｄ＋Ｌ×ｔ）／（（１−ｔ）×Ｌ） ＝ ｍ
を解くことで得られ、この条件式から
ｔ＝ｍ／（ｍ＋１） − ｄ／（（ｍ＋１）×Ｌ）・・・（１）
と求まる。従って、コロナワイヤ２１の太さを無視すれば、図１１に示すコロナワイヤ２１の高さは、
ｈ×（ｍ／（ｍ＋１） − ｄ／（（ｍ＋１）×Ｌ））・・・（１）
となる。コロナワイヤ２１の太さを考慮すると、図８に示すようなコロナワイヤ２１の円形の断面の中心の位置が、上記の式（１）で決まる高さ以上、かつ、上記の式（１）で決まる高さにコロナワイヤ２１の太さ（直径４０μｍ）を加えた高さ以下の領域に属している場合に、コロナワイヤ２１と四角錐との接点が最も多くなる。
【００７３】
また、以上説明してきたクリーニング方式では、図６に示すように、２つのクリーニングパッド２１１が、コロナワイヤ２１上の互いに異なる位置で当接し、コロナワイヤ２１をしごくように移動してコロナワイヤ２１のクリーニングが行われたが、２つのクリーニングパッドが、コロナワイヤ２１上の同じ位置を、コロナワイヤの上下方向から挟み込んでクリーニングを行う方式も採用可能である。以下では、このような挟み込みタイプのクリーニング方式について説明する。
【００７４】
図１４は、挟み込みタイプのクリーニング方式の説明図である。
図１４のパート（ａ）には、コロナ放電時におけるコロナワイヤ２１と２つのクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂとの位置関係が示され、図１４のパート（ｂ）には、クリーニング時におけるコロナワイヤ２１と２つのクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂとの位置関係が示されている。２つのクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂは、支持部材２００’に支持されており、この支持部材２００’に備えられた不図示の機構により、コロナワイヤ２１との当接離間を行うことができる。また、この支持部材２００’は、図の両矢印で示す方向にコロナワイヤ２１に沿って移動することができ、コロナ放電の際には、支持部材２００’は、感光体を帯電する作業の障害とならないようにコロナワイヤ２１の末端付近に位置する。この末端付近で、クリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂは、図１４のパート（ａ）に示すようにコロナワイヤ２１から離間して、コロナ放電時の高電圧の影響を避ける。コロナワイヤ２１のクリーニング時には、図１４のパート（ｂ）に示すように、コロナワイヤ２１の上下方向から２つのクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂがそれぞれ当接する。このようにクリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂがコロナワイヤ２１に当接した状態で、支持部材２００’はコロナワイヤ２１に沿って移動し、この移動に伴い、コロナワイヤ２１上の付着物が、クリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂにより擦り落とされる。
【００７５】
クリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂの、コロナワイヤ２１と当接する表面には、図５に示す四角錐１００の、上に向かって突き出した頂点付近が平らにならされた四角錐台が、図６に示す四角錐の連なりと同じ並び方で連なってなる表面構造が備えられている。図１４の左側のクリーニングパッド２１１ａとコロナワイヤ２１とが当接する際には、図１４の左側のクリーニングパッド２１１ａ上の四角錐台の連なりは、コロナワイヤ２１と、図７に示す、コロナワイヤ２１とクリーニングパッド２１１との位置関係と同じである。一方、図１４の右側のクリーニングパッド２１１ｂについては、コロナワイヤ２１との当接の際にコロナワイヤ２１が、図１４の右側のクリーニングパッド２１１ｂ上の、１列分の四角錐台（８個の四角錐台）それぞれの平らな頂上部分の上にのるように、右側のクリーニングパッド２１１ｂの、コロナワイヤ２１との当接面の向きが調整されている。
【００７６】
図１５は、コロナワイヤと四角錐台とが接している様子を、コロナワイヤに垂直な平面内で表した図である。
【００７７】
この図に示すように、コロナワイヤ２１は、図の下側のクリーニングパッド２１１ａ上の２つの四角錐台１００’，１０１’と、接点Ａ０’，接点Ｂ０’と接しており、一方、図の上側のクリーニングパッド２１１ｂ上の四角錐台１００ｂと、接点Ｚ０で接している。このように３つの接点Ａ０’，接点Ｂ０’接点Ｚ０でコロナワイヤ２１と接した状態で、クリーニングパッド２１１ａ，２１１ｂは、コロナワイヤ２１に沿って移動して、コロナワイヤ２１上の付着物を擦り落とす。
【００７８】
このような挟み込みタイプのクリーニング方式では、コロナワイヤ２１の周囲３箇所のクリーニングが行われており、コロナワイヤ２１上部付近とコロナワイヤ２１下部付近の２箇所のクリーニングしか行われない図２に示す従来例のクリーニング方式に比べ、クリーニング性が向上している。このため、以上の挟み込みタイプのクリーニング方式を採用したスコロトロンは、帯電回数が増えても帯電性能ムラが発生しにくいスコロトロンとなっている。
【００７９】
なお、図１５の下側のクリーニングパッド２１ａとコロナワイヤ２１との位置関係としては、図７のような位置関係の他に、図１１〜図１３に示す位置関係のいずれかとなるように、クリーニングパッド２１１ａの、コロナワイヤ２１との当接面の向きが調整されてもよい。
【００８０】
このような挟み込みタイプのクリーニング方式を採用したスコロトロンや画像形成装置の構成は、コロナワイヤのクリーニング機構が異なる点を除けば、図３や図４に示すスコロトロン２０や画像形成装置１の構成と同様であり、ここでは重複説明は省略する。
【００８１】
次に、クリーニングパッドの、コロナワイヤとの当接面上に、コロナワイヤとの接点が多くなる表面構造を備えることで、コロナ放電による帯電の回数が増えても帯電性能ムラが抑制されることを、具体的な実験データに基づき説明する。
【００８２】
この実験では、画像比率１％〜４％のモノクロ画像を１００万枚連続出力するという出力テストを、以下の２つの状況下で行う。
（実施例）図３に示す画像形成装置１を用いて、上記の出力テストを行う。
（比較例）図２に示すクリーニングパッド２１１’が採用されている点を除けば、画像形成装置１と同様の構成を有する画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。この画像形成装置においても、図３に示す画像形成装置１で採用されているスコロトロン２２と同様に、用紙５０００枚分の画像形成が行われるごとに、コロナワイヤのクリーニングが行われる。
【００８３】
これら実施例および比較例それぞれについて、１０万枚出力するごとに、感光体表面の電位を、コロナワイヤの軸方向に沿った、感光体上の各位置について測定する。そして、測定で得られた感光体表面の電位の平均値、最大値、および最小値を求め、最大値と最小値との差の、平均値に対する割合（パーセント）を算出する。この割合が感光体表面の帯電不均一性を表しており、以下では、この割合を単に不均一性（単位はパーセント）と呼ぶ。
【００８４】
図１６は、実施例および比較例それぞれについて、出力枚数に応じた不均一性の移り変わりを表した図である。
【００８５】
図１６に示すように、比較例では、出力枚数が５０万枚を越えたあたりから、不均一性が急激に上昇するようになり、出力枚数が８０万枚以上では、不均一性が３０％を越えている。一方、実施例では、出力枚数の増加につれて不均一性も増加しているものの、比較例に比べ、その増加の割合は緩やかであり、１００万枚まで不均一性は、ほぼ１０％以下に保たれている。
【００８６】
この結果から、実施例のように、コロナワイヤとの当接面上に、コロナワイヤとの接点が多くなるような表面構造をクリーニングパッド上に備えることで、コロナ放電による帯電の回数が増えても帯電性能ムラが抑制されることがわかる。
【００８７】
以上説明してきたスコロトロンでは、コロナワイヤを１本だけ用いてコロナ放電を行うスコロトロンであったが、本発明の帯電装置は、コロナワイヤを複数本用いてコロナ放電を行うスコロトロンであってもよい。
【００８８】
また、本発明の帯電装置は、スコロトロンに限定されず、例えば、コロトロンであってもよい。また、本発明の帯電装置は、帯電対象が感光体以外のものである帯電装置でもよく、例えば、感光体上に残留したトナー粒子の電荷をクリーニングに適した電荷に調整するプレクリーニング用の帯電装置であってもよい。
【００８９】
また、本実施形態の画像形成装置はフルカラー画像形成装置であったが、本発明の画像形成装置はモノクロの画像形成装置に応用されてもよい。また、以上の説明では中間転写ベルトを介して画像形成を行う画像形成装置の例が示されているが、本発明は、中間転写ベルトを介さずに、感光体から記録媒体に直接転写を行う直接転写方式の画像形成装置に応用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】コロナワイヤとその周囲の付着物を表した図である。
【図２】コロナワイヤと、このコロナワイヤから付着物を除去するクリーニング手段とを表した図である。
【図３】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図４】クリーニングパッドによるコロナワイヤのクリーニングの説明図である。
【図５】図４に示すクリーニングパッドの、コロナワイヤとの当接面上の構造を示した模式図である。
【図６】図４に示すクリーニングパッド表面に配置されている四角錐の連なりを、クリーニングパッドの上から見下ろしたときの図である。
【図７】図６に示す四角錐の連なりとコロナワイヤとが接している様子を表した図である。
【図８】図７のコロナワイヤとクリーニングパッドとの位置関係を、コロナワイヤに沿った方向から見たときの図である。
【図９】図５に示す四角錐の断面図である。
【図１０】クリーニングパッド表面上の四角錐の連なりの、高さｔ×ｈにおける断面を表した図である。
【図１１】図１０の座標系で傾きがほぼ３となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【図１２】図１０の座標系で傾きがほぼ４となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【図１３】図１０の座標系で傾きがほぼ１となるコロナワイヤと、クリーニングパッドとの位置関係を表した図である。
【図１４】挟み込みタイプのクリーニング方式の説明図である。
【図１５】コロナワイヤと四角錐台とが接している様子を、コロナワイヤに垂直な平面内で表した図である。
【図１６】実施例および比較例それぞれについて、出力枚数に応じた不均一性の移り変わりを表した図である。
【符号の説明】
【００９１】
１…画像形成装置、
１０…感光体、
２…中間転写ベルト、
２０…スコロトロン、
２００，２００’…支持部材、
２０１…内壁、
２１０…付着物、
２１…コロナワイヤ、
２１１，２１１ａ,２１１ｂ，２１１’…クリーニングパッド、
２１０ａ…レジン、
２１１０…支持体、
２１１１…研磨材、
２２…シールド、
２３…グリッド、
２４…パッド保持部材、
２４０…回動軸、
３１…クリーニングブレード、
３２…露光器、
４０ａ…１次転写ロール、
４０ｂ…２次転写ロール、
４１ａ…１次転写バイアス電圧印加部、
４１ｂ…２次転写バイアス電圧印加部、
５０…現像ロータリー、
５１，５２，５３，５４…現像器、
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…バックアップロール、
６…トレイ、
６１…給紙ロール、
６２…定着器、
１００〜１０７，１１０〜１１７，１２０〜１２７，１３０〜１３７…四角錐、
１４０〜１４７，１５０〜１５７，１６０〜１６７…四角錐、
１００’，１０１’，１００ｂ…四角錐
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、
前記コロナワイヤから距離を置いて前記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、前記コロナワイヤを、前記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、前記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
回転する像担持体を帯電装置で帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記帯電装置が
所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、
前記コロナワイヤから距離を置いて前記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、前記コロナワイヤを、前記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、前記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、
前記コロナワイヤから距離を置いて前記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、前記コロナワイヤを、前記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、前記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
回転する像担持体を帯電装置で帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記帯電装置が
所定の放電方位に交わる方向に延びた、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、
前記コロナワイヤから距離を置いて前記所定の放電方位に交わる方向に沿って延びた、前記コロナワイヤを、前記放電方位を除いて取り囲んだシールドと、
錐状または錐台状の突出部が所定方向に整列した表面構造を有する、前記コロナワイヤに対して該所定方向が傾いた状態で該コロナワイヤに表面が当接する、該コロナワイヤに沿って移動することで、該コロナワイヤに付着した付着物を取り除くクリーニング部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−３２２８２６（Ｐ２００７−３２２８２６Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５３７９０（Ｐ２００６−１５３７９０）
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]