説明

帯電装置及び画像形成装置

【課題】潜像保持体の周方向における潜像保持体と電極部材との間隔のばらつきを低減することができる帯電装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】帯電ユニット100は、チャージワイヤ102A、102Bと、グリッド電極104と、感光体62の外周面に沿った湾曲面112Dを有する取付部材112と、長手方向の外向きに作用する第1分力Fd、及び短手方向の外向きに作用する第2分力Fsを含む張力をグリッド電極104の取付部104A、104Cに付与して湾曲面112Dと接触させる引張ばね128A、128B、128C、128Dと、を有している。ここで、グリッド電極104は、第1分力Fdによって張架されると共に第2分力Fsと湾曲面112Dからの反力との釣り合いで感光体62の外周面との間隔が許容範囲内となるので、感光体62とグリッド電極104との間隔のばらつきを低減することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、帯電装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1の画像形成装置は、チャージワイヤ及びグリッド電極を有するスコロトロン帯電装置を有している。グリッド電極は、長手方向の両端に引掛部が形成されており、この引掛部を外側へ向けて引っ張ることで長手方向に張力が付与され、感光体の外周面に向けて湾曲した形状で保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−262114号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、潜像保持体の周方向における潜像保持体と電極部材との間隔のばらつきを低減することができる帯電装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の請求項1に係る帯電装置は、円筒状の潜像保持体の外周面を帯電する帯電手段と、無負荷状態で前記潜像保持体の軸方向を長手方向とする板状であり、前記帯電手段と前記潜像保持体との間に配置され、電圧が印加される電極部材と、前記長手方向から見て前記電極部材と前記帯電手段との間に配置され且つ前記潜像保持体の外周面に沿った湾曲面を有する湾曲部材と、前記電極部材が前記湾曲面に接触した状態で、前記長手方向の外向きの第1分力、及び前記長手方向と交差する短手方向の外向きの第2分力を作用させるように前記電極部材の前記長手方向の両端部に張力を付与する張力付与手段と、を有する。
【0006】
本発明の請求項2に係る帯電装置は、前記張力付与手段は、前記電極部材の前記長手方向及び前記短手方向と交差する厚み方向で且つ前記潜像保持体の外周面から離れる向きの第3分力を作用させるように前記電極部材に張力を付与する。
【0007】
本発明の請求項3に係る帯電装置は、前記電極部材と前記潜像保持体との間に配置され、前記電極部材を前記潜像保持体側から前記湾曲面に向けて付勢する付勢部材が設けられている。
【0008】
本発明の請求項4に係る帯電装置は、前記付勢部材は、前記湾曲面の曲率半径よりも小さい曲率半径で且つ前記電極部材と接触する板ばねである。
【0009】
本発明の請求項5に係る画像形成装置は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の帯電装置と、前記帯電装置で帯電され光照射により形成された潜像を保持する潜像保持体と、前記潜像を現像剤で現像して現像剤像を形成する現像手段と、前記現像剤像を記録媒体に転写させる転写手段と、を有する。
【発明の効果】
【0010】
請求項1の発明は、電極部材を長手方向に真っ直ぐ引っ張る構成に比べて、潜像保持体の周方向における潜像保持体と電極部材との間隔のばらつきを低減することができる。
【0011】
請求項2の発明は、電極部材の厚み方向における潜像保持体に近づく向きに張力を付与する構成に比べて、潜像保持体の周方向における潜像保持体と電極部材との間隔のばらつきを低減することができる。
【0012】
請求項3の発明は、電極部材を湾曲部材に向けて付勢しない構成に比べて、潜像保持体の周方向における潜像保持体と電極部材との間隔のばらつきを低減することができる。
【0013】
請求項4の発明は、湾曲面の曲率半径よりも大きい曲率半径の接触面を有する構成に比べて、電極部材を湾曲面に沿わせた形状にすることができる。
【0014】
請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の帯電装置が無い構成に比べて、画像の濃度むらを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図2】本発明の実施形態に係る画像形成ユニットの構成図である。
【図3】本発明の実施形態に係る感光体周りの構成を示す説明図である。
【図4】(A)、(B)本発明の実施形態に係る帯電ユニットの平面図及び側面図である。
【図5】(A)本発明の実施形態に係る帯電ユニットの端部の長手方向に沿った断面図である。(B)本発明の実施形態に係る帯電ユニットの端部の短手方向に沿った断面図である。
【図6】(A)本発明の実施形態に係るグリッド電極の端部の取付け状態を示す平面図である。(B)本発明の実施形態に係るグリッド電極に作用する張力の分力を示す模式図である。
【図7】(A)、(B)本発明の実施形態に係るグリッド電極の端部に作用する力を示す平面図及び断面図である。
【図8】(A)、(B)比較例に係るグリッド電極の端部に作用する力を示す平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の実施形態に係る帯電装置及び画像形成装置の一例について説明する。
【0017】
図1には、実施形態の一例としての画像形成装置10が示されている。画像形成装置10は、上下方向(矢印V方向)の下側から上側へ向けて、記録媒体の一例としての記録用紙Pが収容される用紙収容部12と、用紙収容部12の上に設けられ用紙収容部12から供給される記録用紙Pに画像形成を行う画像形成部14と、画像形成部14の上に設けられ読取原稿Gを読み取る原稿読取部16と、画像形成部14内に設けられ画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部20と、を含んで構成されている。なお、以後の説明では、画像形成装置10の装置本体10Aの上下方向を矢印V方向、左右(水平)方向を矢印H方向、奥行き(水平)方向を矢印D方向と記載する。
【0018】
用紙収容部12は、サイズの異なる記録用紙Pが収容される第1収容部22、第2収容部24、及び第3収容部26が設けられている。第1収容部22、第2収容部24、及び第3収容部26には、収容された記録用紙Pを画像形成装置10内に設けられた搬送路28に送り出す送り出しロール32が設けられており、搬送路28における送り出しロール32よりも下流側には、記録用紙Pを一枚ずつ搬送するそれぞれ一対の搬送ロール34及び搬送ロール36が設けられている。また、搬送路28における記録用紙Pの搬送方向で搬送ロール36よりも下流側には、記録用紙Pを一端停止させるとともに、決められたタイミングで後述する二次転写位置へ送り出す位置合せロール38が設けられている。
【0019】
搬送路28の上流側部分は、画像形成装置10の正面視において、矢印V方向に向けて用紙収容部12の左側から画像形成部14の左側下部まで直線状に設けられている。また、搬送路28の下流側部分は、画像形成部14の左側下部から画像形成部14の右側面に設けられた排紙部15まで設けられている。さらに、搬送路28には、記録用紙Pの両面に画像形成を行うために記録用紙Pが搬送及び反転される両面搬送路29が接続されている。
【0020】
両面搬送路29は、画像形成装置10の正面視において、搬送路28と両面搬送路29の切り替えが行われる第1切替部材31と、画像形成部14の右側下部から用紙収容部12の右側まで矢印−V方向(図示の下方向)に直線状に設けられた反転部33と、反転部33に搬送された記録用紙Pの後端が進入するとともに矢印H方向(図示の左方向)に搬送される搬送部37と、反転部33と搬送部37の切り替えが行われる第2切替部材35と、を有している。そして、反転部33には一対の搬送ロール42が間隔をあけて複数箇所に設けられており、搬送部37には一対の搬送ロール44が間隔をあけて複数箇所に設けられている。
【0021】
第1切替部材31は三角柱状の部材であり、図示しない駆動手段によって先端部が搬送路28又は両面搬送路29のいずれか一方に移動されることで、記録用紙Pの搬送方向を切り替えるようになっている。同様に、第2切替部材35は正面視で三角柱状の部材であり、図示しない駆動手段によって先端部が反転部33又は搬送部37のいずれか一方に移動されることで、記録用紙Pの搬送方向を切り替えるようになっている。なお、搬送部37の下流側端部は、搬送路28の上流側部分にある搬送ロール36の手前側に案内部材(図示省略)により接続されている。また、画像形成部14の左側面には、折り畳み式の手差給紙部46が設けられており、手差給紙部46から搬送路28の位置合せロール38の手前までが接続されている。
【0022】
原稿読取部16は、読取原稿Gを1枚ずつ自動で搬送する原稿搬送装置52と、原稿搬送装置52の下側に配置され1枚の読取原稿Gが載せられるプラテンガラス54と、原稿搬送装置52によって搬送された読取原稿G又はプラテンガラス54に載せられた読取原稿Gを読み取る原稿読取装置56とが設けられている。
【0023】
原稿搬送装置52は、一対の搬送ロール53が複数配置された自動搬送路55を有しており、自動搬送路55の一部は、読取原稿Gがプラテンガラス54上を通るように配置されている。また、原稿読取装置56は、プラテンガラス54の左端部に静止した状態で原稿搬送装置52によって搬送された読取原稿Gを読み取り、又は矢印H方向に移動しながらプラテンガラス54に載せられた読取原稿Gを読み取るようになっている。
【0024】
一方、画像形成部14は、装置本体10Aの中央に潜像保持体の一例としての円筒状の感光体62が設けられている。感光体62は、図示しない駆動手段によって矢印+R方向(図示の時計回り方向)に回転すると共に、光照射によって形成される静電潜像を保持するようになっている。また、感光体62の上方で且つ感光体62の外周面と対向する位置には、感光体62の表面を帯電する帯電装置の一例としてのスコロトロン方式の帯電ユニット100が設けられている。なお、帯電ユニット100の詳細については後述する。
【0025】
図2に示すように、帯電ユニット100は、画像形成部14(図1参照)内に設けられた装着部110に装着され、感光体62の外周面と対向して保持されている。また、感光体62の回転方向における帯電ユニット100よりも下流側で且つ感光体62の外周面と対向する位置には、露光装置66が設けられている。露光装置66は、LED(Light Emitting Diode)で構成されており、帯電ユニット100により帯電した感光体62の外周面に、各トナー色に対応した画像信号に基づき光を照射(露光)して、静電潜像を形成するようになっている。なお、露光装置66はLED方式に限らず、例えば、レーザ光をポリゴンミラーで走査するものであってもよい。
【0026】
感光体62の回転方向で露光装置66の露光光が照射される部位よりも下流側には、感光体62の外周面に形成された静電潜像を決められた色のトナーで現像して可視化させる(現像剤像を形成する)現像手段の一例としての回転切り替え式の現像装置70が設けられている。
【0027】
現像装置70は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、第1特別色(E)、第2特別色(F)の各トナー色にそれぞれ対応する現像器72Y、72M、72C、72K、72E、72Fが、周方向に(反時計回り方向にこの順番で)並んで配置されており、回転手段であるモータ(図示省略)によって中心角で60°ずつ回転することで、現像処理を行う現像器72Y、72M、72C、72K、72E、72Fが切り替えられ、感光体62の外周面と対向するようになっている。なお、現像器72Y、72M、72C、72K、72E、72Fは同様の構成となっているため、ここでは現像器72Yについて説明し、他の現像器72M、72C、72K、72E、72Fについては説明を省略する。
【0028】
現像器72Yは、本体となるケース部材76を有しており、ケース部材76内にトナーカートリッジ78Y(図1参照)からトナー供給路(図示省略)を経由して供給されるトナー及びキャリアから成る現像剤(図示省略)が充填されている。また、ケース部材76には、感光体62の外周面と対向して矩形状の開口部76Aが形成されており、開口部76Aには、外周面が感光体62の外周面と対向する現像ロール74が設けられている。さらに、ケース部材76内で開口部76Aに近い部位には、現像剤の層厚を規制するための板状の規制部材79が、開口部76Aの長手方向に沿って設けられている。
【0029】
現像ロール74は、回転可能に設けられた円筒状の現像スリーブ74Aと、現像スリーブ74Aの内側に固定された複数の磁極から成る磁性部材74Bとで構成されており、現像スリーブ74Aが回転することで現像剤(キャリア)の磁気ブラシが形成されると共に、規制部材79で層厚が規制されることで、現像スリーブ74Aの外周面に現像剤層を形成するようになっている。そして、現像スリーブ74Aの外周面の現像剤層は、感光体62に対向する位置に搬送され、感光体62の外周面に形成された潜像(静電潜像)に応じたトナーを付着させて現像を行う。
【0030】
また、ケース部材76内には、螺旋状に形成された搬送ローラ77が2本回転可能に並列配置されており、この2本の搬送ローラ77が回転することで、ケース部材76内に充填された現像剤が、現像ロール74の軸方向(現像器72Yの長手方向)に循環搬送されるようになっている。なお、各現像器72Y、72M、72C、72K、72E、72Fに設けられた6本の現像ロール74は、隣の現像ロール74との間隔が中心角60°となるように周方向に配置されており、現像器72の切り替えにより、次の現像ロール74が感光体62の外周面と対向するようになっている。
【0031】
一方、感光体62の回転方向で現像装置70よりも下流側であり且つ感光体62の下側には、感光体62の外周面に形成されたトナー画像が転写される記録媒体の一例としての中間転写ベルト68が設けられている。
【0032】
中間転写ベルト68は、無端状であり、制御部20により回転駆動される駆動ロール61、中間転写ベルト68に張力を付与するための張力付与ロール63、中間転写ベルト68の裏面に接触して従動回転する複数の搬送ロール65、及び後述する二次転写位置において中間転写ベルト68の裏面に接触して従動回転する補助ロール69に巻き掛けられている。そして、中間転写ベルト68は、駆動ロール61が回転することにより、矢印−R方向(図示の反時計回り方向)に周回移動するようになっている。
【0033】
また、中間転写ベルト68を挟んで感光体62の反対側には、感光体62の外周面に形成されたトナー画像を中間転写ベルト68に一次転写させる転写手段の一例としての一次転写ロール67が設けられている。一次転写ロール67は、感光体62と中間転写ベルト68とが接触する位置から中間転写ベルト68の移動方向下流側に離れた位置で、中間転写ベルト68の裏面に接触している。そして、一次転写ロール67は、図示しない電源から通電されることにより、接地されている感光体62との電位差で感光体62のトナー画像を中間転写ベルト68に一次転写するようになっている。
【0034】
さらに、中間転写ベルト68を挟んで補助ロール69の反対側には、中間転写ベルト68上に一次転写されたトナー画像を記録用紙P(図1参照)に二次転写させる転写手段の一例としての二次転写ロール71が設けられており、二次転写ロール71と補助ロール69との間が記録用紙Pへトナー画像を転写する二次転写位置(図2の位置Q)とされている。二次転写ロール71は、中間転写ベルト68の表面に接触している。そして、二次転写ロール71は、図示しない電源から通電されることにより、接地されている補助ロール69との電位差で中間転写ベルト68のトナー画像を記録用紙Pに二次転写するようになっている。
【0035】
また、中間転写ベルト68を挟んで駆動ロール61の反対側には、中間転写ベルト68の二次転写後の残留トナーを回収するクリーニング装置85が設けられている。さらに、中間転写ベルト68の周囲で張力付与ロール63と対向する位置には、中間転写ベルト68の表面に付されたマーク(図示省略)を検知することで中間転写ベルト68上の予め定めた基準位置を検出し、画像形成処理の開始タイミングの基準となる位置検出信号を出力する位置検出センサ83が設けられている。
【0036】
感光体62の回転方向で一次転写ロール67よりも下流側には、中間転写ベルト68に一次転写されずに感光体62の表面に残留した残留トナー等を清掃するクリーニング装置73が設けられている。クリーニング装置73は、感光体62表面に接触するクリーニングブレード87及びブラシロール89により残留トナー等を回収する構成となっている。また、感光体62の回転方向でクリーニング装置73の上流側(一次転写ロール67よりも下流側)には、転写後コロトロン86が設けられている。
【0037】
転写後コロトロン86は、電圧印加部(図示省略)により電圧が印加されるチャージワイヤ86Aと、チャージワイヤ86Aを覆うと共に接地されたシールド部材86Bとを含んで構成されている。また、転写後コロトロン86は、一次転写ロール67によるトナーの一次転写後において、感光体62の外周面に残留する逆極性(本実施形態では一例としてプラス極性)の電荷を、帯電ユニット100により帯電する極性であるマイナス極性に揃える作用を有している。さらに、クリーニング装置73の下流側で且つ帯電ユニット100の上流側には、残留トナー等の回収後の除電手段である除電ランプ75が設けられている。
【0038】
一方、図1に示すように、二次転写ロール71によるトナー画像の二次転写位置は、搬送路28の途中に設定されており、搬送路28における記録用紙Pの搬送方向(矢印Aで図示)で二次転写ロール71よりも下流側には、二次転写ロール71によってトナー画像が転写された記録用紙Pにトナー画像を定着させる定着装置80が設けられている。
【0039】
定着装置80は、記録用紙Pのトナー画像面側(上側)に配置され、通電により発熱する熱源を有する加熱ロール82と、加熱ロール82の下側に配置され記録用紙Pを加熱ロール82の外周面に向けて加圧する加圧ロール84とを含んで構成されている。なお、搬送路28における記録用紙Pの搬送方向で定着装置80よりも下流側には、排紙部15又は反転部33へ向けて記録用紙Pを搬送する搬送ロール39が設けられている。
【0040】
原稿読取装置56の下側で現像装置70よりも上側には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、第1特別色(E)、第2特別色(F)の各トナーを収容するトナーカートリッジ78Y、78M、78C、78K、78E、78Fが矢印H方向に並んで交換可能に設けられている。第1特別色E及び第2特別色Fは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック以外の特別色(透明を含む)から選択され、または、選択されないようになっている。
【0041】
現像装置70では、第1特別色E及び第2特別色Fが選択された場合は、Y、M、C、K、E、Fの6色での画像形成を行い、第1特別色E及び第2特別色Fが選択されない場合は、Y、M、C、Kの4色での画像形成を行うようになっている。なお、本実施形態では、一例として、Y、M、C、Kの4色で画像形成を行い、第1特別色E及び第2特別色Fを未使用とした場合について説明するが、他の例として、Y、M、C、Kの4色と第1特別色E又は第2特別色Fを用いて5色で画像形成を行ってもよい。
【0042】
次に、画像形成装置10における画像形成工程について説明する。
【0043】
図1に示すように、画像形成装置10が作動すると、画像処理装置(図示省略)又は外部から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、第1特別色(E)、第2特別色(F)の各色の画像データが露光装置66に順次出力される。このとき、一例として、現像装置70は、現像器72Y(図2参照)が感光体62の外周面と対向するように回転し保持されている。
【0044】
続いて、図2に示すように、帯電ユニット100により感光体62の外周面(表面)が帯電される。そして、露光装置66から画像データに応じて出射された光は、帯電ユニット100により帯電された感光体62の表面を露光し、感光体62の表面にはイエローの画像データに対応した静電潜像が形成される。さらに、感光体62の表面に形成された静電潜像は、現像器72Yによってイエローのトナー画像として現像される。そして、感光体62の表面のイエローのトナー画像は、一次転写ロール67によって中間転写ベルト68に転写される。
【0045】
続いて、現像装置70が矢印+R方向に60°回転され、現像器72Mが感光体62の表面と対向する。そして、帯電、露光、現像の各工程が行われ、感光体62の表面のマゼンタのトナー画像は、一次転写ロール67によって中間転写ベルト68のイエローのトナー画像上に転写される。同様にして、シアン(C)、黒(K)、さらに色設定に応じて第1特別色(E)、及び第2特別色(F)のトナー画像が中間転写ベルト68上に順次多重転写される。
【0046】
一方、図1に示すように、用紙収容部12から送り出され、搬送路28を搬送されてきた記録用紙Pは、位置合せロール38により、中間転写ベルト68への各トナー画像の多重転写とタイミングを合わせて二次転写位置(図2の位置Q)に搬送される。そして、中間転写ベルト68上に多重転写されたトナー画像は、二次転写位置に搬送されてきた記録用紙P上に二次転写ロール71によって二次転写される。
【0047】
続いて、トナー画像が転写された記録用紙Pは、定着装置80に向けて矢印A方向(図示の右方向)に搬送される。そして、定着装置80では、トナー画像が、加熱ロール82及び加圧ロール84によって加熱、加圧されることで記録用紙Pに定着される。さらに、トナー画像が定着された記録用紙Pは、一例として、排紙部15に排出される。
【0048】
なお、記録用紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着装置80で表面に画像定着を行った後、記録用紙Pを矢印−V方向に沿って反転部33に送り込むと共に矢印+V方向に沿って送り出すことで、記録用紙Pの先端と後端を入れ替える。そして、記録用紙Pを両面搬送路29によって矢印B方向(図示の左方向)に搬送し、さらに搬送路28に送り込んで、記録用紙Pの裏面の画像形成及び定着を行う。
【0049】
次に、帯電ユニット100について説明する。
【0050】
図3に示すように、帯電ユニット100は、H−V面(断面)がコ字状のシールド部材105を有している。シールド部材105の内側は、矢印D方向を長手方向として直立配置された仕切板103によって小室106Aと小室106Bとに仕切られている。なお、矢印+R方向において、小室106Aは上流側に配置されており、小室106Bは下流側に配置されている。また、シールド部材105の開口部105Aは、感光体62の外周面と対向配置されている。
【0051】
小室106A内には、矢印D方向を長軸方向として帯電手段の一例としてのチャージワイヤ102Aが架設されおり、同様に、小室106B内には、矢印D方向を長軸方向として帯電手段の一例としてのチャージワイヤ102Bが架設されている。また、シールド部材105は、開口部105Aを覆うように電極部材の一例としてのグリッド電極104が取付けられている。グリッド電極104は、H−V面(矢印D方向)で見て、チャージワイヤ102A、102Bと感光体62の外周面との間に配置されており、図示しない給電手段から電圧が印加されるようになっている。
【0052】
さらに、帯電ユニット100において、矢印H方向で対向配置されたシールド部材105の1組の側壁105B、105Cの外面には、矢印V方向に直立するカバー部材107、108が取付けられている。カバー部材107の上端は外側(図示の左側)へ向けて断面L字状に折り曲げられ、平板状の被案内部107Aが形成されている。また、カバー部材108の上端は外側(図示の右側)へ向けて断面L字状に折り曲げられ、平板状の被案内部108Aが形成されている。そして、被案内部107A、108Aが、装着部110に設けられたガイドレール109、111により矢印D方向に案内されると共に矢印H、V方向に対して保持される(移動が規制される)ことで、帯電ユニット100が、感光体62の外周面と対向して配置されるようになっている。
【0053】
図4(A)、(B)に示すように、帯電ユニット100は、矢印D方向におけるシールド部材105の両端部に湾曲部材の一例としての取付部材112、114が取付けられている。取付部材112、114は、グリッド電極104を取付ける(保持する)ための部材であり、取付部材112が矢印D方向の手前側(図示の左側)に配置され、取付部材114が矢印D方向の奥側(図示の右側)に配置されている。図4(A)、(B)では、カバー部材107、108(図3参照)の図示を省略している。なお、以後の説明及び図示では、グリッド電極104の長手方向を矢印D方向、短手方向を矢印S方向、厚み方向を矢印T方向とする。矢印D、S、T方向は、グリッド電極104の矢印S方向の中央部でそれぞれ直交している。ここで、矢印T方向は厚み方向であるが、湾曲したグリッド電極104の各部で厚み方向が異なるため、以後の説明では、矢印T方向を矢印D、S方向と直交する方向に統一して図示及び説明する。
【0054】
グリッド電極104は、無負荷状態で感光体62(図3参照)の軸方向(矢印D方向)を長手方向とする板状(平面視で矩形状、側面視で板状)に形成されており、図4(A)に示すように、負荷が作用することにより弾性変形して湾曲するようになっている。なお、板状に形成された部材とは、平板状に形成された部材だけでなく、矢印D方向に見て軽く湾曲した状態に形成された部材を含む表現である。また、グリッド電極104は、矢印D方向の手前側から奥側へ向けて、長さL1の取付部104A、長さL2の電極部104B、及び長さL3の取付部104Cが一体となった構成となっている。
【0055】
取付部104Aは、矢印T方向に貫通した貫通孔である取付孔116A、116Bが形成されている。取付孔116A、116Bは、グリッド電極104の矢印D方向の一端において矢印S方向に間隔をあけてそれぞれ矩形状に形成されている。また、電極部104Bは、矢印D方向を長手方向として矩形状に貫通したスリット104Dが、矢印S方向に複数並んで形成されている。さらに、取付部104Cは、矢印T方向に貫通した貫通孔である取付孔116C、116Dが形成されている。取付孔116C、116Dは、グリッド電極104の他端に矢印S方向に間隔をあけてそれぞれ矩形状に形成されている。
【0056】
取付部104Aにおける矢印S方向の中央で且つ取付孔116A、116Bの間には、矢印D方向に長い貫通孔である長孔118が形成されている。そして、取付部104Cにおける矢印S方向の中央で且つ取付孔116C、116Dの間には、矢印D方向に長い貫通孔である長孔122が形成されている。また、取付部材112の後述する湾曲面112D(図5(B)参照)からは、長孔118に挿入される凸部124が突出しており、取付部材114の後述する湾曲面114D(図5(B)参照)には、長孔122に挿入される凸部126が突出している。ここで、長孔118、122に凸部124、126を挿入することで、グリッド電極104の適正位置に対する矢印S方向のずれが規制されると共に、矢印D方向のずれが設定範囲内となっている。
【0057】
一方、取付部材112における矢印D方向の一端に直立した側壁112Aの内側には、矢印S方向に間隔をあけて、張力付与手段の一例としての引張ばね128A、128Bの一端が取付けられている。そして、引張ばね128Aの他端は、取付孔116Aの縁に引っ掛けられており、引張ばね128Bの他端は、取付孔116Bの縁に引っ掛けられている。
【0058】
同様に、取付部材114における矢印D方向の他端に直立した側壁114Aの内側には、矢印S方向に間隔をあけて引張ばね128C、128Dの他端が取付けられている。そして、引張ばね128Cの一端は、取付孔116Cに挿入されると共に取付孔116Cの縁に引っ掛けられており、引張ばね128Dの他端は、取付孔116Dに挿入されると共に取付孔116Dの縁に引っ掛けられている。この4つの引張ばね128A、128B、128C、128Dによって張力が付与されることで、グリッド電極104は矢印D方向に沿って張架されている。
【0059】
図4(B)に示すように、取付部材112は、側壁112Aの上端から矢印D方向の奥側に張り出した上壁112Bと、上壁112Bの側壁112Aとは反対側の下面から矢印T方向の下方側へ突出した支持部112Cとが一体で形成されている。同様に、取付部材114は、側壁114Aの上端から矢印D方向の手前側に張り出した上壁114Bと、上壁114Bの側壁114Aとは反対側の下面から矢印T方向の下方側へ突出した支持部114Cとが一体で形成されている。
【0060】
図5(B)に示すように、取付部材112の支持部112Cは、グリッド電極104とチャージワイヤ102A、102Bとの間に配置され且つ感光体62の外周面に沿った湾曲面112Dを有している。同様に、取付部材114の支持部114Cは、グリッド電極104とチャージワイヤ102A、102Bとの間に配置され且つ感光体62の外周面に沿った湾曲面114Dを有している。なお、一例として、取付部材112と取付部材114は同様の構成であり、帯電ユニット100は、矢印D方向の中央を境として各部材が対称配置となっているため、以後の説明では、帯電ユニット100の一端側の構成(取付部材112)について説明し、他端側(取付部材114)の説明を省略する。
【0061】
支持部112C(湾曲面112D)は、矢印S方向に間隔をあけてグリッド電極104側に開口された凹部112E、112Fが形成されている。凹部112E、112Fは、引張ばね128A、128Bの湾曲した端部の退避部となっており、この引張ばね128A、128Bの端部によって湾曲面112Dとグリッド電極104との間に隙間が形成されるのを抑制している。そして、矢印S方向における凹部112E、112Fの間には、前述の凸部124が形成されている。
【0062】
また、支持部112Cの矢印S方向の両端となる側面112G、112Hには、それぞれ外側へ突出した凸部である引掛部112J、112Kが形成されている。さらに、支持部112CのS−T断面中央部には、矢印D方向に貫通しチャージワイヤ102A、102Bが挿入される貫通孔113A、113Bが形成されている。そして、支持部112Cには、付勢部材の一例としての板ばね132が取付けられている。
【0063】
板ばね132は、矢印S方向を長手方向として矢印T方向(湾曲面112D側)に凸状に湾曲した湾曲部132Aと、湾曲部132Aの矢印S方向の両端部から矢印T方向にそれぞれ直立した2つの取付部132Bとが一体成形されたものである。また、それぞれの取付部132Bには、縁が引掛部112J、112Kと係合する貫通孔である係合孔132Cが形成されている。また、湾曲部132Aの凸側の表面が、グリッド電極104と接触する接触面132Dとなっている。
【0064】
ここで、板ばね132は、帯電ユニット100を矢印D方向に見て、グリッド電極104と感光体62との間に配置されており、2箇所の係合孔132Cの縁が引掛部112J、112Kと係合することにより湾曲部132Aでグリッド電極104を押圧し、グリッド電極104を取付部材112の湾曲面112Dに向けて付勢している。そして、グリッド電極104は、引張ばね128A、128B及び引張ばね128C、128D(図4(A)参照)により矢印D方向外側へ向けて張力を付与されると共に板ばね132で付勢され、感光体62の外周面に沿った湾曲状態で保持されている。
【0065】
なお、取付部材112、114は、それぞれ感光体62に向けて突出した突当部(図示省略)が形成されており、この突出部が、感光体62の矢印D方向の両端部に設けられるホルダー(図示省略)の上端に接触することで、感光体62とグリッド電極104とが接触するのを抑制している。
【0066】
また、取付部材112及び板ばね132のS−T断面において、取付部材112の湾曲面112Dは、感光体62の外周面に沿った形状となっている。そして板ばね132の接触面132Dの曲率半径は、湾曲面112Dの曲率半径よりも小さくなっている。これにより、板ばね132は、グリッド電極104の矢印S方向における中央部M(図5(B)では、凸部124の中央の黒丸で表示)を最も強く付勢している。
【0067】
次に、グリッド電極104に付与される張力について説明する。
【0068】
図6(A)に示すように、グリッド電極104の一端(取付部材112側)には、引張ばね128A、128Bにより張力Fが付与されている。なお、取付部材114側については同様の構成であるため、説明を省略する。
【0069】
図6(A)において、取付孔116Aの縁部で引張ばね128Aによる張力が付与されている箇所を点P1とし、S−D面内で点P1を通って矢印Dと平行な線分をLAとする。また、取付孔116Bの縁部で引張ばね128Bによる張力が付与されている箇所を点P2とし、S−D面内で点P2を通って矢印Dと平行な線分をLBとする。ここで、引張ばね128A、128Bにより点P1、P2に作用する張力Fの方向は、S−D面において、線分LA、LBに対してそれぞれ角度θ1で外側に広がる方向となっている。
【0070】
また、図5(A)において、引張ばね128A、128Bにより点P1、P2に作用する張力Fの方向は、D−T面において、線分LA、LBに対してそれぞれ角度θ2で感光体62の外周面から離れる方向となっている。
【0071】
図6(B)には、点P1(P2)に作用する張力F及び張力Fの分力が示されている。張力Fは、グリッド電極104(図6(A)参照)の長手方向である矢印−D方向(矢印D方向とは反対方向)の第1分力Fdと、グリッド電極104の短手方向である矢印−S方向(矢印S方向とは反対方向)の第2分力Fsと、グリッド電極104の厚み方向で且つ感光体62(図5(A)参照)から離れる方向である矢印T方向の第3分力Ftとに分解される。
【0072】
ここで、第1分力Fdと第2分力Fsとの合力をF1、第1分力Fdと第3分力Ftとの合力をF2とすると、第1分力Fdと合力F1とのなす角度がθ1であり、第1分力Fdと合力F2とのなす角度がθ2である。また、角度θ1、θ2は、0<θ1<90°、0<θ2<90°の範囲内で設定される。
【0073】
次に、比較例について説明する。
【0074】
図8(A)には、比較例としてのグリッド電極202が示されている。グリッド電極202は、取付部202A(他端側も同様)と電極部202Bとを有している。取付部202Aは、矢印D方向における外向きに突出した被取付部204が形成されており、電極部202Bは、矢印D方向を長手方向として矩形状に貫通したスリット206が矢印S方向に複数並んで形成されている。そして、被取付部204は、平面視(D−S面)でハ字状に形成された2つの支持部204Aと、平面視でコ字状であり2つの支持部204Aの一端に一体で形成された引掛部204Bとで構成されている。
【0075】
ここで、比較例のグリッド電極202は、被取付部204が図示しない引掛部に引っ掛けられ矢印D方向に張架されると、ハ字状の支持部204Aの2箇所の他端が引っ張られることにより、矢印D方向からそれぞれ矢印S方向に内向きとなる張力FAが作用する。これにより、取付部202Aの矢印S方向の両端部には、矢印S方向の中央に向けてグリッド電極202を湾曲させる張力FBが作用する。
【0076】
一方、グリッド電極202の電極部202Bにおける中央部では、取付部202Aが矢印S方向の内側に歪んだことにより、矢印S方向の外向きの力FCが作用して外側へ歪む。このように、比較例のグリッド電極202は、矢印D方向における端部と中央部において、矢印S方向に作用する力の方向が逆となるので、矢印D方向の各部における湾曲状態が異なってしまう。
【0077】
このため、図8(B)に示すように、感光体62とグリッド電極202が対向する範囲において、感光体62の回転方向(+R方向)でグリッド電極202と感光体62の外周面との間隔を上流端da、中央db、下流端dcとすると、da<db、dc<dbとなり、ばらつきが生じることになる。
【0078】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0079】
図4(A)に示すように、グリッド電極104の取付けでは、まず、長孔118に取付部材112の凸部124を挿入し、長孔122に取付部材114の凸部126を挿入して、矢印S方向のずれを規制する。続いて、取付部材112、114内に一端が取付けられた引張ばね128A、128B、128C、128Dの他端を、取付孔116A、116B、116C、116Dの縁部に引っ掛ける。なお、この時点では、板ばね132は取付けられていない。また、以後の説明では、同様の構成のため、取付部材114側の説明を省略する。
【0080】
続いて、図7(A)に示すように、両端部が矢印D方向に張架されたグリッド電極104は、取付孔116A、116Bの縁部に対して、矢印D方向からそれぞれ矢印S方向に外向きとなる張力Fが作用する。
【0081】
ここで、図6(B)及び図7(B)において、張力Fの第1分力Fdにより、グリッド電極104は矢印D方向に張架される。また、張力Fの第2分力Fsにより、グリッド電極104の一部は湾曲面112Dに押し付けられる。そして、第2分力Fsが湾曲面112Dからの反力と釣り合うため、グリッド電極104の矢印D方向の中央部における矢印S方向の歪みの発生が抑制される。これにより、グリッド電極104では、矢印D方向の各部において、矢印S方向の歪みによる変形が抑制されている。
【0082】
さらに、本実施形態では、図7(B)に示すように、グリッド電極104に第3分力Ftが作用しているため、グリッド電極104が湾曲面112Dに向けて押し付けられ、湾曲面112Dに倣って湾曲する。即ち、感光体62の外周面に沿った形状となるように湾曲する。これにより、矢印D方向における感光体62とグリッド電極202が対向する範囲において、感光体62の回転方向(+R方向)のグリッド電極202と感光体62の外周面との間隔を、上流端da、中央db、下流端dcとすると、ほぼda=db=dcとなり、間隔のばらつきが抑制される。そして、図1において、画像形成装置10で画像形成を行ったときの帯電ユニット100による帯電のばらつきが抑制される。
【0083】
続いて、図5(B)に示すように、板ばね132の2箇所の係合孔132Cの縁部を引掛部112J、112Kに係合させて、板ばね132を取付部材112に取付ける。そして、既に湾曲しているグリッド電極104は、取付部材112と板ばね132とで挟まれた状態で保持される。このようにして完成した帯電ユニット100では、チャージワイヤ102A、102Bに通電すると、接地された感光体62との間に電位差が生じる。これにより、コロナ放電が生じて感光体62が帯電される。また、グリッド電極104にバイアス電圧が印加されることで、感光体62の帯電電位(放電電流)が許容範囲内となるように制御される。
【0084】
ここで、帯電ユニット100による感光体62の帯電時において、グリッド電極104が感光体62の外周面に近づくと、グリッド電極104が振動する現象が起こる場合がある。しかし、本実施形態では、板ばね132によってグリッド電極104の感光体62への移動が規制されているため、即ち、板ばね132が規制部材となるため、帯電時にグリッド電極104が感光体62の外周面に近づくことが抑制され、感光体62の帯電むらが抑制される。このため、形成された画像の濃度むらが抑制される。
【0085】
さらに、本実施形態では、板ばね132の接触面132Dの曲率半径が、湾曲面112Dの曲率半径よりも小さいことから、グリッド電極104の矢印S方向における中央部M(長孔118(図5(B)参照)の縁部)が最も強い付勢力で付勢される。これにより、接触面132Dの曲率半径を湾曲面112Dの曲率半径よりも大きい曲率半径とした場合に比べて、グリッド電極104の最も大きく湾曲すべき部位である中央部Mに付勢力が付与されるので、グリッド電極104が湾曲面112Dに沿った形状となる。
【0086】
加えて、本実施形態では、引張ばね128A、128B、128C、128Dを交換することで張力が変更されるため、グリッド電極104よりも板厚が厚く剛性が高いグリッド電極であっても、感光体62の外周面とグリッド電極との間隔のばらつきが抑制(低減)される。
【0087】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【0088】
張力付与手段は、引張ばね128A、128B、128C、128Dを取付孔116A、116B、116C、116Dの縁部に引っ掛けて張力を付与する構成の他に、グリッド電極104の取付部104A、104Cを直接掴んで張力を付与する構成であってもよい。
【0089】
グリッド電極104は、スリットタイプのものに限らず、複数の多角形状の孔の集合体であるメッシュ状のものであってもよい。また、湾曲面112Dへのグリッド電極104の付勢は、板ばねに限らず、支持部材で支持されたコイルばねや、カムで付勢するようにしてもよい。
【0090】
なお、本実施形態において、グリッド電極104が感光体62の外周面に沿って配置される状態とは、感光体62の外周面と一定の間隔となる状態だけでなく、湾曲したグリッド電極104が、感光体62の回転方向の上流側又は下流側に中心位置をずらして配置された状態を含んでいる。一例として、グリッド電極104と感光体62との間隔が、感光体62の回転方向の上流側に比べて下流側が広くなっているものも含んでいる。
【符号の説明】
【0091】
10 画像形成装置
62 感光体(潜像保持体の一例)
67 一次転写ロール(転写手段の一例)
68 中間転写ベルト(記録媒体の一例)
70 現像装置(現像手段の一例)
71 二次転写ロール(転写手段の一例)
100 帯電ユニット(帯電装置の一例)
102A チャージワイヤ(帯電手段の一例)
102B チャージワイヤ(帯電手段の一例)
104 グリッド電極(電極部材の一例)
112 取付部材(湾曲部材の一例)
112D 湾曲面
114 取付部材(湾曲部材の一例)
114D 湾曲面
128A 引張ばね(張力付与手段の一例)
128B 引張ばね(張力付与手段の一例)
128C 引張ばね(張力付与手段の一例)
128D 引張ばね(張力付与手段の一例)
132 板ばね(付勢部材の一例)
132D 接触面
Fd 第1分力
Fs 第2分力
Ft 第3分力

【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒状の潜像保持体の外周面を帯電する帯電手段と、
無負荷状態で前記潜像保持体の軸方向を長手方向とする板状であり、前記帯電手段と前記潜像保持体との間に配置され、電圧が印加される電極部材と、
前記長手方向から見て前記電極部材と前記帯電手段との間に配置され且つ前記潜像保持体の外周面に沿った湾曲面を有する湾曲部材と、
前記電極部材が前記湾曲面に接触した状態で、前記長手方向の外向きの第1分力、及び前記長手方向と交差する短手方向の外向きの第2分力を作用させるように前記電極部材の前記長手方向の両端部に張力を付与する張力付与手段と、
を有する帯電装置。
【請求項2】
前記張力付与手段は、前記電極部材の前記長手方向及び前記短手方向と交差する厚み方向で且つ前記潜像保持体の外周面から離れる向きの第3分力を作用させるように前記電極部材に張力を付与する請求項1に記載の帯電装置。
【請求項3】
前記電極部材と前記潜像保持体との間に配置され、前記電極部材を前記潜像保持体側から前記湾曲面に向けて付勢する付勢部材が設けられている請求項1又は請求項2に記載の帯電装置。
【請求項4】
前記付勢部材は、前記湾曲面の曲率半径よりも小さい曲率半径で且つ前記電極部材と接触する板ばねである請求項3に記載の帯電装置。
【請求項5】
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の帯電装置と、
前記帯電装置で帯電され光照射により形成された潜像を保持する潜像保持体と、
前記潜像を現像剤で現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記現像剤像を記録媒体に転写させる転写手段と、
を有する画像形成装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図5】
image rotate

【図4】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2012−185309(P2012−185309A)
【公開日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−48150(P2011−48150)
【出願日】平成23年3月4日(2011.3.4)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】