帯電装置および画像形成装置
【課題】感光体からなる像担持体に対して放電を行う放電部を選択的に切り替えて交互に放電をさせることで、放電生成物の生成速度を抑制することができ、また放電による電極先端の劣化速度も抑制できるため、鋸歯電極の寿命延命が可能となる帯電装置、および帯電装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】帯電装置３、および帯電装置３を備えた画像形成装置１において、鋸歯状の放電電極１２を有し、像担持体２の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置３において、鋸歯状の放電電極１２を複数設け、各放電電極１２の放電部１７を像担持体２に対向させるとともに、複数の放電電極１２の１つを像担持体２に接近させ、他を像担持体２から離隔させる駆動機構２０を備えたことを特徴とする。
【解決手段】帯電装置３、および帯電装置３を備えた画像形成装置１において、鋸歯状の放電電極１２を有し、像担持体２の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置３において、鋸歯状の放電電極１２を複数設け、各放電電極１２の放電部１７を像担持体２に対向させるとともに、複数の放電電極１２の１つを像担持体２に接近させ、他を像担持体２から離隔させる駆動機構２０を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯電装置、およびこの帯電装置を備えた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置における帯電装置は高効率化や低オゾン化の流れにより鋸歯状の放電電極を持つタイプが主流になってきている。しかし鋸歯状の放電電極はその先端部に放電が集中することにより空気中のほこりやシリカ等の物質と結合しやすくなり、それらが先端部に蓄積して放電のムラが発生する。
【０００３】
特許文献１には鋸歯状の放電電極と、この放電電極の両側面に接触する凸曲面形状の接触面を有する板状電極掃除部と、この電極掃除部を放電電極の長手方向に沿って移動させる手段とを備えることで、放電電極と電極掃除部の摩擦により放電電極に付着する放電生成物を除去する帯電装置が提案されている。
【０００４】
特許文献２には、放電電極よりも空気流路の上流側に、空気中の粉塵を補足するための集塵電極を設け、外気中の粉塵を積極的に集塵除去して放電電極の汚染を防止し得る帯電装置が提案されている。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の放電電極では、放電不良防止のための新たな電極掃除部を設けるので、帯電装置が大型化や複雑化しコストがかかり、また放電生成物を除去する前後での画質変動が大きいなどの問題があった。
特許文献２に記載の放電電極では、集塵電極を付着物が覆い尽くすことで空気の洗浄が不可能となり、放電電極においても空気中のほこり等と結合し、放電生成物が成長しやがて放電ムラを発生し画像ノイズとして現れるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８９３２３号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、感光体からなる像担持体に対して放電を行う放電点を選択的に切り替えて交互に放電をさせることで、放電生成物の生成速度を抑制することができ、また放電による電極先端の劣化速度も抑制できるため、鋸歯電極の寿命延命が可能となる帯電装置、および帯電装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、本発明にかかる帯電装置は、鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、前記鋸歯状の放電電極を複数設け、各放電電極の放電部を前記像担持体に対向させるとともに、前記複数の放電電極の１つを前記像担持体に接近させ、他を前記像担持体から離隔させる駆動機構を備えたことを特徴とする。
【０００９】
他の方法として、鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、前記鋸歯状の放電電極に長手方向に沿って複数列の放電部を有し、該複数列の放電部のうち一列が前記像担持体と対向する方向へ回転させる駆動機構を備えることができる。
【００１０】
また、鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、前記放電電極の放電部のうち一定ピッチ離れた放電部を覆う帯電防止装置と、該帯電防止装置で覆われた放電部を露出し、覆われていない放電部を覆うように、前記帯電防止装置を移動させる駆動機構とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、像担持体に対向し放電する、鋸歯状の放電電極を選択的に切り替えることができるため、放電生成物の生成速度を抑制することができ、また放電による電極先端の劣化速度も抑制でき、鋸歯状放電電極の寿命延命が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１３】
図１に本発明にかかる帯電装置３を備えた画像形成装置１を示す。
まず、画像形成装置１の概略構成を説明する。画像形成装置１は、その内部のほぼ中央部に感光体からなる像担持体２を備えている。像担持体２は図示しないモータにより矢印Ａ方向へ回転駆動されるようになっている。像担持体２の周りには、反時計回りに帯電装置３、像露光装置４、現像装置５、転写装置６、掃除装置７、除電装置８がそれぞれ配置されている。像担持体２の下方には給紙装置９が配置されている。また転写装置６より通紙路１０の下流側には定着装置１１が配置されている。
【００１４】
帯電装置３は像担持体２の表面を一様に帯電し電位を形成する。像露光装置４は所望の電位まで帯電された像担持体２に光を照射して、所定の静電潜像を形成する。現像装置５は、この静電潜像が形成された領域に粉体（トナー）を電界などの作用によって付着させて鏡像化し、転写装置６は鏡像化された像担持体２上の粉体を、給紙装置９から給紙された記録紙などの記録媒体へ電界および圧力の作用によって移動させ、定着装置１１は記録媒体上の粉体を熱および圧力の作用によって永久的に固定する。転写装置６によっても粉体が記録媒体上に完全に移動しきれず、像担持体２上に僅かながら残ってしまう場合がある。このため、掃除装置７は像担持体２上に残留した残留粉体を像担持体２上から電気的、機械的に除去する。また除電装置８は帯電、露光、現像、転写および掃除の各工程を通過して電位的にばらついた像担持体２表面の状態を、光あるいは電界の作用によって消去ないし略リセット電位にする。
【００１５】
図２に本発明にかかる帯電装置３を示す。
まず、帯電装置３の概略構成を説明する。帯電装置３は、像担持体２の表面を帯電するための放電電極１２と、放電電極１２を収納するシールド電極１３とを備えている。また、像担持体２と放電電極１２との間に、所定の空隙を介して制御電極１４が配設される。放電電極１２は、像担持体２に対して電圧（｜Ｖｃ｜）を印加することで放電して電荷を注入するためのものであり、その具体的な構成については後に詳述する。シールド電極１３は、像担持体２に対向する側に開口部が形成され、断面がコの字形の中空体構造を有している。このシールド電極１３は、放電電極１２の放電電界を閉じ込めることができる。したがって、シールド電極１３は、放電電極１２の周辺電界を一定に保ち、安定した放電を維持する働きを担っている。シールド電極１３は、シールド電極あるいは安定板とも呼ばれる。制御電極１４は、メッシュまたは数本のワイヤから構成されており、シールド電極１３とは絶縁して設けられている。制御電極１４に図示しない電源によりバイアス電圧を印加することにより、被帯電体である像担持体２の表面に流れる電流を制御することが可能である。像担持体２と反対側のシールド電極１３の面（図中上面）には、シールド電極１３内の排気をするための排気用の開口部１３ａが設けられている。帯電装置３はさらに、放電電極１２が放電することにより発生するオゾンやＮＯｘなどを開口部１３ａから帯電装置３の外部に排出するための通路である空気ダクト１５と、空気ダクト１５の中に空気流を形成するための図示しないモータにより駆動されるファン１６とを備えている。
【００１６】
図３に本発明の第１実施形態である帯電装置３を示す。
この帯電装置３は、鋸歯形状の２枚の放電電極１２ａ、１２ｂを備える。２枚の放電電極１２ａ、１２ｂはシールド電極１３内にその放電部１７ａ、１７ｂが像担持体２と対向するように、平行に互いに接するか又は一定間隔離れて対向するように設置されている。放電電極１２ａ、１２ｂは導電性材料から形成され、この導電性材料は鉄にクロムとニッケルを含有させた合金、さらにモリブテンを含有する合金から形成されている。鋸歯形状の先端部間のピッチは１ｍｍ、厚さは０．２ｍｍである。また個々の放電電極１２ａと１２ｂは両端に孔１８を有し、この孔１８に連結されたばね１９を介して駆動機構２０ａに接続されている。駆動機構２０ａは、モータ２１により駆動される駆動歯車２２ａと、該駆動歯車２２ａに噛み合う従動歯車２３ａとからなっている。これらの歯車２２ａ、２３ａはシールド電極１３に電気的に絶縁されて、回転軸を介して取り付けられている。従動歯車２３ａの回転軸には、１８０°離れた位置にばね連結部材２４が取り付けられ、このばね連結部材２４は、放電電極１２ａ、１２ｂの孔１８に連結しているばね１９と連結している。従動歯車２３ａの回転軸は、接地された高圧トランス２５と接続されている。モータ２１は制御装置２６と接続されている。更に制御装置２６には放電時間測定装置２７が取り付けられている。放電時間測定装置２７としては、高圧トランス２５から放電電極１２ａ、１２ｂへの通電時間や感光体ドラムないしは像担持体２の回転時間を測定積算するものが援用できる。
【００１７】
次に第１実施形態にかかる帯電装置３の動作を示す。
図３（ａ）において、高圧トランス２５で生成された電流が駆動機構２０ａ及びばね１９を介して放電電極１２ａと１２ｂへ印加される。ここで像担持体２に近い距離に位置した放電部１７ａが像担持体２に対し放電を行い、帯電を行う。この時、放電部１７ｂは、放電部１７ａが放電することで、放電するための電圧が得られず放電しない。放電部１７ａは放電を行うことで像担持体２を帯電させると共に、徐々にその先端部に放電生成物が形成されてゆき、やがて放電不良を起こすことになる。
そこで、放電電極１２ａの放電時間に基づいて放電電極１２ａと１２ｂの位置を入れ替える。まず図７のフローチャートに示すように、ステップＳ１において放電時間測定装置２７が、例えば画像形成装置１の電源が入っている時間や、コピーをする枚数に対応する放電電極１２ａの放電時間を測定する。ステップＳ２において制御装置２６が、この放電時間の累積が規定時間を超えないと判断した場合にはこの処理は終了する。ステップＳ２で制御装置２６が、放電時間の累積が規定時間を超えたと判断した場合にステップＳ３に進み、ステップＳ３では制御装置２６からモータ２１へ、放電電極１２ａと１２ｂの切り替え指示が出力される。これによりモータ２１が駆動し、駆動歯車２２ａを介して従動歯車２３ａが回転し、回転軸上に配置されたばね連結部材２４も１８０°離れた位置に移動し、図３（ｂ）に示すように、これに伴いばね連結部材２４に接続された放電電極１２ｂが下方に移動し、放電電極１２ａが上方に移動して入れ替わる。放電電極１２ａと１２ｂの位置が入れ替わると、ステップＳ４が終了する。これにより放電部１７ｂは像担持体２に接近し像担持体２との距離が短くなる。放電部１７ａは像担持体２から離隔し像担持体２との距離が長くなる。放電部１７ｂは放電部１７ａより像担持体２に対する距離が短いため放電を開始し、逆に放電部１７ａは放電しないことになる。放電生成物が付着した放電部１７ａから放電生成物が付着していない放電部１７ｂへ選択的に放電を切り替えることで、放電不良を抑制した帯電装置となり、放電電極の寿命の延長となる。
【００１８】
図３の帯電装置３では放電電極１２ａ、１２ｂを２枚備えるが、３枚備えてもよい。
【００１９】
図４に本発明の第２実施形態である帯電装置３を示すが、図３の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この帯電防止装置３は、１枚の鋸歯状の放電電極１２ｃを備える。該放電電極１２ｃはシールド電極１３内に設置され、像担持体２に対向する放電部１７ｃと、その反対方向に向かう放電部１７ｄを一体化した形態で形成されている。放電部１７ｃと１７ｄの配列は上下対称でもよく、図に示すように半ピッチずれていてもよい。また放電電極１２ｃは両端に孔１８を有し、この孔１８に連結されたばね１９を介して駆動機構２０ｂに接続されている。駆動機構２０ｂは、モータ２１により駆動される駆動歯車２２ｂと、該駆動歯車２２ｂに噛み合う従動歯車２３ｂとからなっている。これらの歯車２２ｂ、２３ｂはシールド電極１３に電気的に絶縁されて、回転軸を介して取り付けられている。従動歯車２３ｂには放電電極１２ｃ側に従動歯者２３ｂとともに回転する回転部材２８が取り付けられ、この回転部材２８の中心は放電電極１２ｃの孔１８と連結しているばね１９と連結している。
【００２０】
次に第２実施形態にかかる帯電装置３の動作を示す。
図４（ａ）において、高圧トランス２５で生成された電流が駆動機構２０ｂ及びばね１９を介して放電電極１２ｃへ印加される。この時、像担持体２に対向した放電部１７ｃが像担持体２に対し放電を行い、帯電を行う。放電部１７ｄは放電部１７ｃが放電することで放電するための電圧が得られず、放電しない。放電部１７ｃは放電を行うことで像担持体２を帯電させるとともに、徐々にその先端部に放電生成物が形成されてゆき、やがて放電不良を起こすことになる。そこで、放電部１７ｃの放電時間に基づいて放電部１７ｃと１７ｄの位置を入れ替える。まず図８のフローチャートに示すように、前記第１実施形態と同様に、ステップ１において放電時間を測定し、ステップ２において放電時間が規定時間を超えたか否か判断し、超えていれば、ステップＳ３で制御装置２６からモータ２１へ放電部１７ｃと１７ｄの切り替え指示が出力される。これによりモータ２１が駆動し、駆動歯車２２ｂ、従動歯車２３ｂを介して回転部材２８が回転し、図４（ｂ）に示すように、ばね１９を介して放電電極１２ｃが１８０°回転する。放電部１７ｃと１７ｄの位置が回転することで切り替わると、ステップＳ４が終了する。これにより放電部１７ｄが像担持体２と対向し、放電部１７ｃはその反対方向へ向かうように配置されるため、放電部１７ｄが像担持体２に対し放電を開始し、逆に放電部１７ｃは放電しないことになる。放電生成物が付着した放電部１７ｃから放電生成物が付着しない放電部１７ｄへ選択的に放電を切り替えることで、放電不良を抑制した帯電装置となり、放電電極の寿命の延長となる。
【００２１】
図５に本発明の第３実施形態である帯電装置３を示すが、図３の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この帯電装置３は、１枚の鋸歯状の放電電極１２ｄと帯電防止装置２９を備える。放電電極１２ｄは、交互に配置された放電部１７ｅ、１７ｆがシールド電極１３内に像担持体２と対向するように設置されている。また放電電極１２ｄは両端に孔１８を有し、この孔１８に連結されたばね１９を介して電極保持部材３０に接続されている。電極保持部材３０は、シールド電極１３に電気的に絶縁されて取り付けられ、接地された高圧トランス２５に接続されている。帯電防止装置２９は、放電電極１２ｄの放電部１７と反対側に位置し、放電電極１２ｄに沿って延びる基部３１と、該基部３１から放電電極１２ｄの放電部１７の突出方向に突出する複数の脚部３２とからなっている。脚部３２の先端部には絶縁性樹脂から形成される凹形のカバー３３を備えている。この凹形のカバー３３が放電部１７を覆っている（図６）。帯電防止装置２９の駆動機構２０ｃは、モータ２１により駆動される駆動歯車２２ｃと、前記基部３１に設けられ、駆動歯車２２ｃに噛み合うラック３４とからなっている。帯電防止装置２９は凹型のカバー３３によって、放電電極１２ｄの放電部１７ｅを覆う位置と、放電部１７ｆを覆う位置との間で、移動可能に構成されている。
【００２２】
次に第３実施形態にかかる帯電装置３の動作を示す。
図５（ａ）において、高圧トランス２５で生成された電流が電極保持部材３０とばね１９を介して放電電極１２ｄへ印加され、帯電防止装置２９の凹型のカバー３３で覆われていない放電部１７ｅが、像担持体２に対して放電を行い、帯電を行う。この時、放電部１７ｆは帯電防止装置２９により覆われているため放電しない。放電部１７ｅは放電を行うことで像担持体２を帯電させるとともに、徐々にその先端部に放電生成物が形成されていき、やがて放電不良を起こすことになる。そこで、放電部１７ｅの放電時間に基づいて帯電防止装置２９の位置を入れ替える。まず図９のフローチャートに示すように、前記第１実施形態と同様に、ステップ１において放電時間を測定し、ステップ２において放電時間が規定時間を超えたか否か判断し、超えていれば、ステップＳ３で、制御装置２６からモータ２１へ帯電防止装置２９の切り替え指示が出力される。これによりモータ２１が駆動し、駆動歯車２２ｃ及びラック３４を介して、図５（ｂ）に示すように、帯電防止装置２９が、露出している放電部１７ｅを覆うように、また覆われている放電部１７ｆを露出するように帯電防止装置２９の長手方向に沿って水平に移動する。ここで帯電防止装置２９の位置が可変するとステップＳ４は終了する。帯電防止装置２９に覆われなくなった放電部１７ｆは像担持体２に対し放電を開始し、帯電防止装置２９により覆われた放電部１７ｅは放電しないことになる。放電生成物が付着した放電部１７ｅから放電生成物が付着しない放電部１７ｆへ選択的に放電を切り替えることで、放電不良を抑制した帯電装置となり、放電電極の寿命の延長となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる画像形成装置を示す概略図。
【図２】本発明にかかる帯電装置を部分的に切り欠いて示す概略斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる帯電装置を示し、（ａ）は放電電極の切り替え前の断面図、（ｂ）は放電電極の切り替え後の断面図。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる帯電装置を示し、（ａ）は放電部の切り替え前の断面図、（ｂ）は放電部の切り替え後の断面図。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる帯電装置を示し、（ａ）は帯電防止装置の移動前の断面図、（ｂ）は帯電防止装置の移動後の断面図。
【図６】帯電防止装置と放電電極の部分拡大図。
【図７】第１実施形態における放電電極を切り替える動作を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態における放電部を切り替える動作を示すフローチャート。
【図９】第３実施形態における放電部を切り替える動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２４】
１ 画像形成装置
２ 像担持体
３ 帯電装置
１２ 放電電極
１７ 放電部
２０ 駆動機構
２９ 帯電防止装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯電装置、およびこの帯電装置を備えた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置における帯電装置は高効率化や低オゾン化の流れにより鋸歯状の放電電極を持つタイプが主流になってきている。しかし鋸歯状の放電電極はその先端部に放電が集中することにより空気中のほこりやシリカ等の物質と結合しやすくなり、それらが先端部に蓄積して放電のムラが発生する。
【０００３】
特許文献１には鋸歯状の放電電極と、この放電電極の両側面に接触する凸曲面形状の接触面を有する板状電極掃除部と、この電極掃除部を放電電極の長手方向に沿って移動させる手段とを備えることで、放電電極と電極掃除部の摩擦により放電電極に付着する放電生成物を除去する帯電装置が提案されている。
【０００４】
特許文献２には、放電電極よりも空気流路の上流側に、空気中の粉塵を補足するための集塵電極を設け、外気中の粉塵を積極的に集塵除去して放電電極の汚染を防止し得る帯電装置が提案されている。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の放電電極では、放電不良防止のための新たな電極掃除部を設けるので、帯電装置が大型化や複雑化しコストがかかり、また放電生成物を除去する前後での画質変動が大きいなどの問題があった。
特許文献２に記載の放電電極では、集塵電極を付着物が覆い尽くすことで空気の洗浄が不可能となり、放電電極においても空気中のほこり等と結合し、放電生成物が成長しやがて放電ムラを発生し画像ノイズとして現れるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８９３２３号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、感光体からなる像担持体に対して放電を行う放電点を選択的に切り替えて交互に放電をさせることで、放電生成物の生成速度を抑制することができ、また放電による電極先端の劣化速度も抑制できるため、鋸歯電極の寿命延命が可能となる帯電装置、および帯電装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、本発明にかかる帯電装置は、鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、前記鋸歯状の放電電極を複数設け、各放電電極の放電部を前記像担持体に対向させるとともに、前記複数の放電電極の１つを前記像担持体に接近させ、他を前記像担持体から離隔させる駆動機構を備えたことを特徴とする。
【０００９】
他の方法として、鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、前記鋸歯状の放電電極に長手方向に沿って複数列の放電部を有し、該複数列の放電部のうち一列が前記像担持体と対向する方向へ回転させる駆動機構を備えることができる。
【００１０】
また、鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、前記放電電極の放電部のうち一定ピッチ離れた放電部を覆う帯電防止装置と、該帯電防止装置で覆われた放電部を露出し、覆われていない放電部を覆うように、前記帯電防止装置を移動させる駆動機構とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、像担持体に対向し放電する、鋸歯状の放電電極を選択的に切り替えることができるため、放電生成物の生成速度を抑制することができ、また放電による電極先端の劣化速度も抑制でき、鋸歯状放電電極の寿命延命が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１３】
図１に本発明にかかる帯電装置３を備えた画像形成装置１を示す。
まず、画像形成装置１の概略構成を説明する。画像形成装置１は、その内部のほぼ中央部に感光体からなる像担持体２を備えている。像担持体２は図示しないモータにより矢印Ａ方向へ回転駆動されるようになっている。像担持体２の周りには、反時計回りに帯電装置３、像露光装置４、現像装置５、転写装置６、掃除装置７、除電装置８がそれぞれ配置されている。像担持体２の下方には給紙装置９が配置されている。また転写装置６より通紙路１０の下流側には定着装置１１が配置されている。
【００１４】
帯電装置３は像担持体２の表面を一様に帯電し電位を形成する。像露光装置４は所望の電位まで帯電された像担持体２に光を照射して、所定の静電潜像を形成する。現像装置５は、この静電潜像が形成された領域に粉体（トナー）を電界などの作用によって付着させて鏡像化し、転写装置６は鏡像化された像担持体２上の粉体を、給紙装置９から給紙された記録紙などの記録媒体へ電界および圧力の作用によって移動させ、定着装置１１は記録媒体上の粉体を熱および圧力の作用によって永久的に固定する。転写装置６によっても粉体が記録媒体上に完全に移動しきれず、像担持体２上に僅かながら残ってしまう場合がある。このため、掃除装置７は像担持体２上に残留した残留粉体を像担持体２上から電気的、機械的に除去する。また除電装置８は帯電、露光、現像、転写および掃除の各工程を通過して電位的にばらついた像担持体２表面の状態を、光あるいは電界の作用によって消去ないし略リセット電位にする。
【００１５】
図２に本発明にかかる帯電装置３を示す。
まず、帯電装置３の概略構成を説明する。帯電装置３は、像担持体２の表面を帯電するための放電電極１２と、放電電極１２を収納するシールド電極１３とを備えている。また、像担持体２と放電電極１２との間に、所定の空隙を介して制御電極１４が配設される。放電電極１２は、像担持体２に対して電圧（｜Ｖｃ｜）を印加することで放電して電荷を注入するためのものであり、その具体的な構成については後に詳述する。シールド電極１３は、像担持体２に対向する側に開口部が形成され、断面がコの字形の中空体構造を有している。このシールド電極１３は、放電電極１２の放電電界を閉じ込めることができる。したがって、シールド電極１３は、放電電極１２の周辺電界を一定に保ち、安定した放電を維持する働きを担っている。シールド電極１３は、シールド電極あるいは安定板とも呼ばれる。制御電極１４は、メッシュまたは数本のワイヤから構成されており、シールド電極１３とは絶縁して設けられている。制御電極１４に図示しない電源によりバイアス電圧を印加することにより、被帯電体である像担持体２の表面に流れる電流を制御することが可能である。像担持体２と反対側のシールド電極１３の面（図中上面）には、シールド電極１３内の排気をするための排気用の開口部１３ａが設けられている。帯電装置３はさらに、放電電極１２が放電することにより発生するオゾンやＮＯｘなどを開口部１３ａから帯電装置３の外部に排出するための通路である空気ダクト１５と、空気ダクト１５の中に空気流を形成するための図示しないモータにより駆動されるファン１６とを備えている。
【００１６】
図３に本発明の第１実施形態である帯電装置３を示す。
この帯電装置３は、鋸歯形状の２枚の放電電極１２ａ、１２ｂを備える。２枚の放電電極１２ａ、１２ｂはシールド電極１３内にその放電部１７ａ、１７ｂが像担持体２と対向するように、平行に互いに接するか又は一定間隔離れて対向するように設置されている。放電電極１２ａ、１２ｂは導電性材料から形成され、この導電性材料は鉄にクロムとニッケルを含有させた合金、さらにモリブテンを含有する合金から形成されている。鋸歯形状の先端部間のピッチは１ｍｍ、厚さは０．２ｍｍである。また個々の放電電極１２ａと１２ｂは両端に孔１８を有し、この孔１８に連結されたばね１９を介して駆動機構２０ａに接続されている。駆動機構２０ａは、モータ２１により駆動される駆動歯車２２ａと、該駆動歯車２２ａに噛み合う従動歯車２３ａとからなっている。これらの歯車２２ａ、２３ａはシールド電極１３に電気的に絶縁されて、回転軸を介して取り付けられている。従動歯車２３ａの回転軸には、１８０°離れた位置にばね連結部材２４が取り付けられ、このばね連結部材２４は、放電電極１２ａ、１２ｂの孔１８に連結しているばね１９と連結している。従動歯車２３ａの回転軸は、接地された高圧トランス２５と接続されている。モータ２１は制御装置２６と接続されている。更に制御装置２６には放電時間測定装置２７が取り付けられている。放電時間測定装置２７としては、高圧トランス２５から放電電極１２ａ、１２ｂへの通電時間や感光体ドラムないしは像担持体２の回転時間を測定積算するものが援用できる。
【００１７】
次に第１実施形態にかかる帯電装置３の動作を示す。
図３（ａ）において、高圧トランス２５で生成された電流が駆動機構２０ａ及びばね１９を介して放電電極１２ａと１２ｂへ印加される。ここで像担持体２に近い距離に位置した放電部１７ａが像担持体２に対し放電を行い、帯電を行う。この時、放電部１７ｂは、放電部１７ａが放電することで、放電するための電圧が得られず放電しない。放電部１７ａは放電を行うことで像担持体２を帯電させると共に、徐々にその先端部に放電生成物が形成されてゆき、やがて放電不良を起こすことになる。
そこで、放電電極１２ａの放電時間に基づいて放電電極１２ａと１２ｂの位置を入れ替える。まず図７のフローチャートに示すように、ステップＳ１において放電時間測定装置２７が、例えば画像形成装置１の電源が入っている時間や、コピーをする枚数に対応する放電電極１２ａの放電時間を測定する。ステップＳ２において制御装置２６が、この放電時間の累積が規定時間を超えないと判断した場合にはこの処理は終了する。ステップＳ２で制御装置２６が、放電時間の累積が規定時間を超えたと判断した場合にステップＳ３に進み、ステップＳ３では制御装置２６からモータ２１へ、放電電極１２ａと１２ｂの切り替え指示が出力される。これによりモータ２１が駆動し、駆動歯車２２ａを介して従動歯車２３ａが回転し、回転軸上に配置されたばね連結部材２４も１８０°離れた位置に移動し、図３（ｂ）に示すように、これに伴いばね連結部材２４に接続された放電電極１２ｂが下方に移動し、放電電極１２ａが上方に移動して入れ替わる。放電電極１２ａと１２ｂの位置が入れ替わると、ステップＳ４が終了する。これにより放電部１７ｂは像担持体２に接近し像担持体２との距離が短くなる。放電部１７ａは像担持体２から離隔し像担持体２との距離が長くなる。放電部１７ｂは放電部１７ａより像担持体２に対する距離が短いため放電を開始し、逆に放電部１７ａは放電しないことになる。放電生成物が付着した放電部１７ａから放電生成物が付着していない放電部１７ｂへ選択的に放電を切り替えることで、放電不良を抑制した帯電装置となり、放電電極の寿命の延長となる。
【００１８】
図３の帯電装置３では放電電極１２ａ、１２ｂを２枚備えるが、３枚備えてもよい。
【００１９】
図４に本発明の第２実施形態である帯電装置３を示すが、図３の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この帯電防止装置３は、１枚の鋸歯状の放電電極１２ｃを備える。該放電電極１２ｃはシールド電極１３内に設置され、像担持体２に対向する放電部１７ｃと、その反対方向に向かう放電部１７ｄを一体化した形態で形成されている。放電部１７ｃと１７ｄの配列は上下対称でもよく、図に示すように半ピッチずれていてもよい。また放電電極１２ｃは両端に孔１８を有し、この孔１８に連結されたばね１９を介して駆動機構２０ｂに接続されている。駆動機構２０ｂは、モータ２１により駆動される駆動歯車２２ｂと、該駆動歯車２２ｂに噛み合う従動歯車２３ｂとからなっている。これらの歯車２２ｂ、２３ｂはシールド電極１３に電気的に絶縁されて、回転軸を介して取り付けられている。従動歯車２３ｂには放電電極１２ｃ側に従動歯者２３ｂとともに回転する回転部材２８が取り付けられ、この回転部材２８の中心は放電電極１２ｃの孔１８と連結しているばね１９と連結している。
【００２０】
次に第２実施形態にかかる帯電装置３の動作を示す。
図４（ａ）において、高圧トランス２５で生成された電流が駆動機構２０ｂ及びばね１９を介して放電電極１２ｃへ印加される。この時、像担持体２に対向した放電部１７ｃが像担持体２に対し放電を行い、帯電を行う。放電部１７ｄは放電部１７ｃが放電することで放電するための電圧が得られず、放電しない。放電部１７ｃは放電を行うことで像担持体２を帯電させるとともに、徐々にその先端部に放電生成物が形成されてゆき、やがて放電不良を起こすことになる。そこで、放電部１７ｃの放電時間に基づいて放電部１７ｃと１７ｄの位置を入れ替える。まず図８のフローチャートに示すように、前記第１実施形態と同様に、ステップ１において放電時間を測定し、ステップ２において放電時間が規定時間を超えたか否か判断し、超えていれば、ステップＳ３で制御装置２６からモータ２１へ放電部１７ｃと１７ｄの切り替え指示が出力される。これによりモータ２１が駆動し、駆動歯車２２ｂ、従動歯車２３ｂを介して回転部材２８が回転し、図４（ｂ）に示すように、ばね１９を介して放電電極１２ｃが１８０°回転する。放電部１７ｃと１７ｄの位置が回転することで切り替わると、ステップＳ４が終了する。これにより放電部１７ｄが像担持体２と対向し、放電部１７ｃはその反対方向へ向かうように配置されるため、放電部１７ｄが像担持体２に対し放電を開始し、逆に放電部１７ｃは放電しないことになる。放電生成物が付着した放電部１７ｃから放電生成物が付着しない放電部１７ｄへ選択的に放電を切り替えることで、放電不良を抑制した帯電装置となり、放電電極の寿命の延長となる。
【００２１】
図５に本発明の第３実施形態である帯電装置３を示すが、図３の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この帯電装置３は、１枚の鋸歯状の放電電極１２ｄと帯電防止装置２９を備える。放電電極１２ｄは、交互に配置された放電部１７ｅ、１７ｆがシールド電極１３内に像担持体２と対向するように設置されている。また放電電極１２ｄは両端に孔１８を有し、この孔１８に連結されたばね１９を介して電極保持部材３０に接続されている。電極保持部材３０は、シールド電極１３に電気的に絶縁されて取り付けられ、接地された高圧トランス２５に接続されている。帯電防止装置２９は、放電電極１２ｄの放電部１７と反対側に位置し、放電電極１２ｄに沿って延びる基部３１と、該基部３１から放電電極１２ｄの放電部１７の突出方向に突出する複数の脚部３２とからなっている。脚部３２の先端部には絶縁性樹脂から形成される凹形のカバー３３を備えている。この凹形のカバー３３が放電部１７を覆っている（図６）。帯電防止装置２９の駆動機構２０ｃは、モータ２１により駆動される駆動歯車２２ｃと、前記基部３１に設けられ、駆動歯車２２ｃに噛み合うラック３４とからなっている。帯電防止装置２９は凹型のカバー３３によって、放電電極１２ｄの放電部１７ｅを覆う位置と、放電部１７ｆを覆う位置との間で、移動可能に構成されている。
【００２２】
次に第３実施形態にかかる帯電装置３の動作を示す。
図５（ａ）において、高圧トランス２５で生成された電流が電極保持部材３０とばね１９を介して放電電極１２ｄへ印加され、帯電防止装置２９の凹型のカバー３３で覆われていない放電部１７ｅが、像担持体２に対して放電を行い、帯電を行う。この時、放電部１７ｆは帯電防止装置２９により覆われているため放電しない。放電部１７ｅは放電を行うことで像担持体２を帯電させるとともに、徐々にその先端部に放電生成物が形成されていき、やがて放電不良を起こすことになる。そこで、放電部１７ｅの放電時間に基づいて帯電防止装置２９の位置を入れ替える。まず図９のフローチャートに示すように、前記第１実施形態と同様に、ステップ１において放電時間を測定し、ステップ２において放電時間が規定時間を超えたか否か判断し、超えていれば、ステップＳ３で、制御装置２６からモータ２１へ帯電防止装置２９の切り替え指示が出力される。これによりモータ２１が駆動し、駆動歯車２２ｃ及びラック３４を介して、図５（ｂ）に示すように、帯電防止装置２９が、露出している放電部１７ｅを覆うように、また覆われている放電部１７ｆを露出するように帯電防止装置２９の長手方向に沿って水平に移動する。ここで帯電防止装置２９の位置が可変するとステップＳ４は終了する。帯電防止装置２９に覆われなくなった放電部１７ｆは像担持体２に対し放電を開始し、帯電防止装置２９により覆われた放電部１７ｅは放電しないことになる。放電生成物が付着した放電部１７ｅから放電生成物が付着しない放電部１７ｆへ選択的に放電を切り替えることで、放電不良を抑制した帯電装置となり、放電電極の寿命の延長となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる画像形成装置を示す概略図。
【図２】本発明にかかる帯電装置を部分的に切り欠いて示す概略斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる帯電装置を示し、（ａ）は放電電極の切り替え前の断面図、（ｂ）は放電電極の切り替え後の断面図。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる帯電装置を示し、（ａ）は放電部の切り替え前の断面図、（ｂ）は放電部の切り替え後の断面図。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる帯電装置を示し、（ａ）は帯電防止装置の移動前の断面図、（ｂ）は帯電防止装置の移動後の断面図。
【図６】帯電防止装置と放電電極の部分拡大図。
【図７】第１実施形態における放電電極を切り替える動作を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態における放電部を切り替える動作を示すフローチャート。
【図９】第３実施形態における放電部を切り替える動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２４】
１ 画像形成装置
２ 像担持体
３ 帯電装置
１２ 放電電極
１７ 放電部
２０ 駆動機構
２９ 帯電防止装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、
前記鋸歯状の放電電極を複数設け、各放電電極の放電部を前記像担持体に対向させるとともに、
前記複数の放電電極の１つを前記像担持体に接近させ、他を前記像担持体から離隔させる駆動機構を備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、
前記鋸歯状の放電電極に長手方向に沿って複数列の放電部を有し、
該複数列の放電部のうち一列が前記像担持体と対向する方向へ回転させる駆動機構を備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、
前記放電電極の放電部のうち一定ピッチ離れた放電部を覆う帯電防止装置と、
該帯電防止装置で覆われた放電部を露出し、覆われていない放電部を覆うように、前記帯電防止装置を移動させる駆動機構とを備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の帯電装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、
前記鋸歯状の放電電極を複数設け、各放電電極の放電部を前記像担持体に対向させるとともに、
前記複数の放電電極の１つを前記像担持体に接近させ、他を前記像担持体から離隔させる駆動機構を備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、
前記鋸歯状の放電電極に長手方向に沿って複数列の放電部を有し、
該複数列の放電部のうち一列が前記像担持体と対向する方向へ回転させる駆動機構を備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
鋸歯状の放電電極を有し、像担持体の表面を一様に帯電し電位を形成する帯電装置において、
前記放電電極の放電部のうち一定ピッチ離れた放電部を覆う帯電防止装置と、
該帯電防止装置で覆われた放電部を露出し、覆われていない放電部を覆うように、前記帯電防止装置を移動させる駆動機構とを備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の帯電装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−４７８４０（Ｐ２００９−４７８４０Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１２８１８（Ｐ２００７−２１２８１８）
【出願日】平成１９年８月１７日（２００７．８．１７）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１７日（２００７．８．１７）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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