画像形成装置
【課題】 感光体とグリッド電極との間の距離を短く設定してもグリッド電極の振動を抑えられる画像形成装置を得る。
【解決手段】 感光体ドラム２８は、回転駆動されながら、スコロトロン帯電器４４のスコロトロンワイヤ４４Ｂによって電荷が供給される。このとき、感光体ドラム２８の電位は、グリッドワイヤ４４Ｃによって制御される。ここで、グリッドワイヤ４４Ｃに印加される電圧は、スコロトロン帯電器４４による帯電領域に進入した感光体ドラム２８の電位に応じて感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの間の電界が５００Ｖ／ｍｍ以下となるように、制御部６０によって変化させられる。
【解決手段】 感光体ドラム２８は、回転駆動されながら、スコロトロン帯電器４４のスコロトロンワイヤ４４Ｂによって電荷が供給される。このとき、感光体ドラム２８の電位は、グリッドワイヤ４４Ｃによって制御される。ここで、グリッドワイヤ４４Ｃに印加される電圧は、スコロトロン帯電器４４による帯電領域に進入した感光体ドラム２８の電位に応じて感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの間の電界が５００Ｖ／ｍｍ以下となるように、制御部６０によって変化させられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スコロトロン帯電器により感光体が帯電される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体表面を一定電位に帯電させるために、コロトロン帯電器の下流側にスコロトロン帯電器を配置する場合がある（例えば、特許文献１参照）。このスコロトロン帯電器による帯電時には、感光体と至近距離にあるグリッド電極にバイアス電圧が印加された状態となっている。
【０００３】
この従来の画像形成装置では、感光体とグリッド電極との距離を短く設定すると、電界が大きくなってグリッド電極が振動しやすく、感光体に当ったりリーク発生の原因となる。
【特許文献１】特開平３−２８４７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、感光体とグリッド電極との間の距離を短く設定してもグリッド電極の振動を抑えられる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】
【０００５】
請求項１に記載する本発明の画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体と対向配置され、前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器と、前記感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、前記コロナワイヤへの電流値を段階的に変化させると共に、前記電流値を変化させる中間段階で前記グリッド電極への電圧印加を開始させる制御部と、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載する本発明の画像形成装置によれば、感光体は回転駆動されながら、コロトロン帯電器のコロナワイヤによって帯電される。ここで、制御部は、コロナワイヤへの電流値を段階的に変化させ、電流値を変化させる中間段階でスコロトロン帯電器のグリッド電極への電圧印加を開始させる。スコロトロン帯電器は、放電電極によって感光体に電荷を供給しながらグリッド電極によって感光体の電位を制御する。
【０００７】
請求項２に記載する本発明の画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体と対向配置され、前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器と、前記感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、前記コロナワイヤへの電流値と前記グリッド電極に印加する電圧とを交互に段階的に変化させる制御部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載する本発明の画像形成装置によれば、感光体は回転駆動されながら、コロトロン帯電器による帯電領域、スコロトロン帯電器による帯電領域の順に移動し、コロトロン帯電器及びスコロトロン帯電器によって帯電される。ここで、制御部は、コロトロン帯電器のコロナワイヤへの電流値とスコロトロン帯電器のグリッド電極に印加する電圧とを交互に段階的に変化させる。
【０００９】
請求項３に記載する本発明の画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体と対向配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、前記スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した前記感光体の電位に応じて前記感光体と前記グリッド電極との間の電界が予め設定された電界以下となるように、前記グリッド電極に印加する電圧を変化させる制御部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載する本発明の画像形成装置によれば、感光体は、回転駆動されながら、スコロトロン帯電器の放電電極によって電荷が供給される。このとき、感光体の電位は、グリッド電極によって制御される。ここで、グリッド電極に印加される電圧は、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した感光体の電位に応じて感光体とグリッド電極との間の電界が予め設定された電界以下（グリッド電極の振動が抑えられる範囲の電界）となるように、制御部によって変化させられる。
【００１１】
請求項４に記載する本発明の画像形成装置は、請求項３記載の構成において、前記感光体の回転方向に対して前記スコロトロン帯電器より上流側に配置されて前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器を有し、前記制御部が前記コロナワイヤへの電流値を変化させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載する本発明の画像形成装置によれば、コロトロン帯電器のコロナワイヤが、感光体の回転方向に対してスコロトロン帯電器より上流側で、感光体を帯電させる。コロナワイヤへの電流値は、制御部によって変化させられ、感光体の帯電電位も変化する。
【００１３】
請求項５に記載する本発明の画像形成装置は、請求項３又は請求項４に記載の構成において、前記グリッド電極が、グリッド用ワイヤであり、前記予め設定された電界が、５００Ｖ／ｍｍであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載する本発明の画像形成装置によれば、グリッド電極が、グリッド用ワイヤであり、予め設定された電界が、５００Ｖ／ｍｍとなっており、感光体とグリッド電極との間の電界によるグリッド電極の振動を抑える。
【００１５】
請求項６に記載する本発明の画像形成装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載の構成において、前記感光体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載する本発明の画像形成装置によれば、感光体が誘電率の高いアモルファスシリコン感光体となっており、感光体とグリッド電極との間の距離を短く設定すれば、スコロトロン帯電器の放電電極によって電荷が効率的に供給される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、感光体とグリッド電極との間の距離を短く設定してもグリッド電極の振動を抑えられるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明における画像形成装置の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１に示されるように、画像形成装置としてのカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像をそれぞれ被転写材としての連続紙Ｐに転写し、重ね合わせるプリント部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ（以下、「プリント部１２Ｙ〜１２Ｋ」という）が搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側から順に配置されている。
【００２０】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋの搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側には、用紙搬送部１４が設けられている。用紙搬送部１４は、連続紙Ｐが巻き掛けられるメインドライブローラ１６を備える。メインドライブローラ１６の軸方向の両端部は、用紙搬送フレーム１８に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。メインドライブローラ１６には、アイドルローラ１９Ｄが当接しており、連続紙Ｐをメインドライブローラ１６とアイドルローラ１９Ｄとのニップ部に挟んでプリント部１２Ｙ〜１２Ｋに向けて搬送するようになっている。なお、メインドライブローラ１６の搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側には、アイドルローラ１９Ａ、１９Ｂ、アライニングローラ１７が配設され、メインドライブローラ１６の搬送方向（矢印Ｔ方向）下流側には、アイドルローラ１９Ｃが配設されている。
【００２１】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋの搬送方向（矢印Ｔ方向）下流側には、プリント部１２Ｙ〜１２Ｋで転写された未定着トナー画像を連続紙Ｐに定着させる定着部２０、定着部２０を通過した連続紙Ｐを排紙する排紙部２６が設けられている。
【００２２】
定着部２０は、アイドルローラ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、フラッシュ定着装置２２、排紙ローラ２３が配設されており、これらは、搬送方向と直交する方向の両端部を定着フレーム２４に支持されている。ここで、フラッシュ定着装置２２は、プリント部１２Ｙ〜１２Ｋで転写された未定着トナー画像を連続紙Ｐに定着させるようになっている。
【００２３】
排紙部２６は、複数のローラ等からなる張力付与機構２５を備えており、張力付与機構２５の各部材は、搬送方向と直交する方向の両端部を直接、又は支持部材等を介して排紙フレーム２７に支持されている。
【００２４】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋは、像担持体としての感光体ドラム２８を備え、この感光体ドラム２８にトナー画像が形成される。本実施形態の感光体ドラム２８は、プラス帯電に光導電性を有するアモルファスシリコン感光体ドラムであり、ＯＰＣ系の感光体ドラムと比較して耐久性に優れ、長寿命であるため、高速機分野で適用されるが、誘電率が高い。感光体ドラム２８は、直径８０ｍｍであり、感光体基材としてのアルミ製の素管と、その外周表面を被覆する膜厚４０μｍのアモルファスシリコン感光体膜とを備えている。
【００２５】
図２に示されるように、感光体ドラム２８は、回転支軸２８Ａを軸として回転可能とされており、図示しないモータにより図２の反時計回り方向（矢印Ｒ方向）へ周速４００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動されるようになっている。
【００２６】
感光体ドラム２８の回りには、感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）の順に、転写ローラ３０、クリーナ４０、イレーズランプ４１、コロトロン帯電器４２、スコロトロン帯電器４４、画像露光装置４６、現像装置４８が配置されている。
【００２７】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、転写ローラ３０より下流側には、クリーナ４０が配置されており、このクリーナ４０は、感光体ドラム２８の未転写残留トナーを除去するようになっている。
【００２８】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、クリーナ４０より下流側には、イレーズランプ４１が配置されており、このイレーズランプ４１は、クリーナ４０により未転写残留トナーが除去された感光体ドラム２８の表面に除電光を照射して感光体ドラム２８の表面を除電するようになっている。
【００２９】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、イレーズランプ４１より下流側には、帯電手段としてのコロトロン帯電器４２が感光体ドラム２８と対向配置される。コロトロン帯電器４２は、感光体ドラム２８側が開口したアルミニウム製のシールドケース４２Ａを備える。シールドケース４２Ａの開口幅（開口部のうち感光体ドラム２８の対向部分における移動方向に対応する開口寸法）は、本実施形態では、約１５ｍｍとなっている。シールドケース４２Ａ中には、直径４０μｍのタングステン線からなるコロナワイヤとしてのコロトロンワイヤ４２Ｂが張られており、このコロトロンワイヤ４２Ｂは、感光体ドラム２８の回転支軸２８Ａ（図２参照）と平行な方向に延びている。
【００３０】
コロトロンワイヤ４２Ｂには、コロトロン用電源部５０が接続されており、コロトロン帯電器４２は、このコロトロンワイヤ４２Ｂによって感光体ドラム２８を帯電させるようになっている。コロトロン用電源部５０には、制御部６０が接続されており、この制御部６０は、コロトロン用電源部５０からコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を段階的に変化させるようになっている。本実施形態では、制御部６０は、感光体ドラム２８の回転開始時にコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を一旦３００μＡとし、コロトロンワイヤ４２Ｂによって感光体ドラム２８の表面電位が約３００Ｖとされた領域がスコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至った後、感光体ドラム２８の表面電位を約６００Ｖにするためにコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を４００μＡとしている。
【００３１】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、コロトロン帯電器４２より下流側には、スコロトロン帯電器４４が感光体ドラム２８と対向配置される。スコロトロン帯電器４４は、感光体ドラム２８側が開口したアルミニウム製のシールドケース４４Ａを備える。シールドケース４４Ａの開口幅（開口部のうち感光体ドラム２８の対向部分における移動方向に対応する開口寸法）は、本実施形態では、約１５ｍｍとなっている。シールドケース４４Ａ中には、直径４０μｍのタングステン線からなる放電電極としてのスコロトロンワイヤ４４Ｂが張られており、このスコロトロンワイヤ４４Ｂは、感光体ドラム２８の回転支軸２８Ａと平行な方向に延びている。
【００３２】
スコロトロンワイヤ４４Ｂには、スコロトロンワイヤ用電源部５２が接続されており、スコロトロンワイヤ用電源部５２には、制御部６０が接続されている。制御部６０は、スコロトロンワイヤ用電源部５２からスコロトロンワイヤ４４Ｂへの電流値を７００μＡとして定電流制御している。これにより、スコロトロンワイヤ４４Ｂから電荷を発生して感光体ドラム２８に供給するようになっている。
【００３３】
シールドケース４４Ａの開口側には、スコロトロンワイヤ４４Ｂと感光体ドラム２８との間にグリッド電極としてのグリッドワイヤ４４Ｃがピッチ１ｍｍで複数本配置される。これらのグリッドワイヤ４４Ｃは、直径１００μｍのＳＵＳワイヤからなり、シールドケース４４Ａに電気的に絶縁された状態で懸架されている。各グリッドワイヤ４４Ｃは、スコロトロンワイヤ４４Ｂ及び感光体ドラム２８の回転支軸２８Ａと平行な方向に延びており、両端部が図示しない取付部に固定され、両端側から張力が付与されている。複数のグリッドワイヤ４４Ｃの軸心を結ぶ線は、感光体ドラム２８の表面に沿って円弧状になるように配置されている。これにより、感光体ドラム２８と各グリッドワイヤ４４Ｃとの距離が一定（本実施形態では、０．８ｍｍ）となる。
【００３４】
グリッドワイヤ４４Ｃには、スコロトロングリッド用電源部５４が接続されており、グリッドワイヤ４４Ｃに所定電圧が印加されることで、スコロトロンワイヤ４４Ｂから感光体ドラム２８への電荷供給量がコントロールされ、感光体ドラム２８の電位が制御される。
【００３５】
スコロトロングリッド用電源部５４には、制御部６０が接続されている。制御部６０は、スコロトロンワイヤ用電源部５２からコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を段階的に変化させる中間段階でグリッドワイヤ４４Ｃへの電圧印加を開始させ、スコロトロンワイヤ用電源部５２からコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値とスコロトロングリッド用電源部５４からグリッドワイヤ４４Ｃに印加する電圧とを交互に段階的に変化させると共に、スコロトロン帯電器４４による帯電領域に進入した感光体ドラム２８の電位に応じて感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの間の電界が予め設定された電界以下となるように、スコロトロングリッド用電源部５４からグリッドワイヤ４４Ｃに印加する電圧を変化させるようになっている。
【００３６】
ここで、前記予め設定された電界は、グリッドワイヤ４４Ｃの振動が抑えられる範囲の電界であり、具体的には、５００Ｖ／ｍｍとするのが良い。表１は、このことを示すものであり、コロトロン帯電器で帯電した感光体帯電電位Ｖｈと、スコロトロン帯電器のグリッド電圧Ｖｇと、を変化させた場合における、グリッドワイヤの振動状態の観察結果である。グリッドワイヤと感光体ドラムとの間の距離は、０．８ｍｍ、スコロトロンワイヤへの電流は、７００μＡで一定にした。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１に示されるように、ＶｈとＶｇとの電位差が４００Ｖ以下（＝電界５００Ｖ／ｍｍ）では、グリッドワイヤの振動は発生しないが、ＶｈとＶｇとの電位差が４００Ｖ（＝電界５００Ｖ／ｍｍ）を超えると振動が発生することが分かる。なお、感光体ドラム２８と各グリッドワイヤ４４Ｃとの距離が０．８ｍｍの場合には、特許文献１に記載されたようなＶｈが３００Ｖ、Ｖｇが９００Ｖのときにもグリッドワイヤの振動が発生しており、感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の距離を短く設定した場合には、特許文献１で示された対策では不十分である。
【００３９】
本実施形態では、図２に示される感光体ドラム２８において、コロトロン帯電器４２により表面電位が約３００Ｖとされた領域が、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至る前は、グリッドワイヤ４４Ｃに電圧を印加せず、コロトロン帯電器４２により表面電位が約３００Ｖとされた領域が、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至った段階（コロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を段階的に変化させる中間段階）で、グリッドワイヤ４４Ｃに６００Ｖの電圧を印加し、コロトロン帯電器４２により表面電位が約６００Ｖとされた領域が、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至った段階で、グリッドワイヤ４４Ｃに９００Ｖの電圧を印加するように、制御部６０によりシーケンス制御されている。これにより、感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの間の電界を３７５Ｖ／ｍｍ（＝最大電位差３００Ｖ／距離０．８ｍｍ）以下に抑えることができる（図３参照）。
【００４０】
なお、図２に示されるアモルファスシリコン感光体ドラム２８は、誘電率が高いので、高速機分野に適用して良好な感光体帯電電位を得るためには、本実施形態のように、感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの距離を短く設定する必要がある。図６は、このことを示したグラフである。この図６では、スコロトロン帯電器のグリッド電圧Ｖｇを９００Ｖ（定電圧制御）として、条件１では、コロトロンワイヤの全電流値Ｉｃ（定電流制御）を６５０μＡ、スコロトロンワイヤの全電流値Ｉｓ（定電流制御）を７００μＡとし、条件２では、コロトロンワイヤの全電流値Ｉｃ（定電流制御）を７００μＡ、スコロトロンワイヤの全電流値Ｉｓ（定電流制御）を７５０μＡとし、感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の距離を変化させたときの感光体帯電電位を示している。ここで、コロトロンワイヤの全電流値Ｉｃ、スコロトロンワイヤの全電流値Ｉｓのどちらかをこれ以上大きくするとアーク放電が発生してしまい、これ以上電流値を上げることは不可能であった。図６に示されるように、感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の距離が大きくなると感光体帯電電位は低下してしまい、１ｍｍを超えると良好な感光体帯電電位が得られないことが確認できる。
【００４１】
図２に示されるように、感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、スコロトロン帯電器４４より下流側には、露光手段としての画像露光装置４６が配置される。画像露光装置４６は、ＬＥＤ光等の光線を出射することで、感光体ドラム２８の感光層に光像を照射し、これにより、コロトロン帯電器４２及びスコロトロン帯電器４４により帯電された感光体ドラム２８を露光して静電潜像を形成するようになっている。
【００４２】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、画像露光装置４６より下流側には、現像手段としての現像装置４８が配置される。現像装置４８は、現像器カートリッジ４８Ａを備えており、この現像器カートリッジ４８Ａ内にトナーとキャリアとで構成される二成分現像剤が充填されている。現像器カートリッジ４８Ａ内には、攪拌スクリュー４８Ｂ、搬送マグネットローラ４８Ｃ及び現像マグネットローラ４８Ｄが配置され、これらにより、感光体ドラム２８に形成された潜像上にトナーを付着させてトナー画像を形成するようになっている。
【００４３】
感光体ドラム２８の上方には、転写手段としての転写ローラ３０が設けられ、転写ローラ３０よりも搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側及び下流側には、それぞれガイドローラ３１、３２を配置している。転写ローラ３０は、感光体ドラム２８の上面に当接し、感光体ドラム２８と共に連続紙Ｐを挟持搬送して感光体ドラム２８上に形成されたトナー画像を連続紙Ｐに転写させるようになっている。
【００４４】
次に、上記の実施形態の作用を説明する。
【００４５】
図１に示されるように、連続紙Ｐは、用紙搬送部１４からプリント部１２Ｙ〜１２Ｋへ搬送され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が転写される。このときの各プリント部１２Ｙ〜１２Ｋにおける作用は、ほぼ同様であるので、これらをまとめて以下により説明する。
【００４６】
図２に示される感光体ドラム２８は、回転しながら、クリーナ４０によって未転写残留トナーを除去された後、イレーズランプ４１により除電される。感光体ドラム２８の回転開始時に、コロトロン帯電器４２のコロトロンワイヤ４２Ｂへは、コロトロン用電源部５０から３００μＡが供給され、感光体ドラム２８を帯電させる。
【００４７】
ここで、図４（Ａ）に示される感光体ドラム２８の回転開始時にコロトロン帯電器４２による帯電領域の最下流部に位置する感光体領域Ａ０は、コロトロン帯電器４２によってほとんど帯電されることなくスコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入する。これに対して感光体ドラム２８の回転開始時にコロトロン帯電器４２による帯電領域の最上流部に位置する感光体領域Ａ１は、コロトロン帯電器４２によってその全帯電領域に渡って電荷を供給されるので、約３００Ｖに帯電されてスコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入する。感光体領域Ａ０から感光体領域Ａ１までの間の感光体領域では、スコロトロン帯電器４４による帯電領域への進入時の電位が、この中間の値を連続的にとる（図３参照）。なお、感光体ドラム２８の回転開始時に、スコロトロン帯電器４４（図２に示されるスコロトロンワイヤ４４Ｂ及びグリッドワイヤ４４Ｃ）は、電源オフの状態になっている。
【００４８】
感光体ドラム２８が回転することにより、図４（Ｂ）に示されるように、感光体領域Ａ１は、スコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入した後、図４（Ｃ）に示されるように、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至る。この段階で、スコロトロン帯電器４４のスコロトロンワイヤ４４Ｂへは、スコロトロンワイヤ用電源部５２（図２参照）から所定電流（７００μＡ）が供給されると共に、グリッドワイヤ４４Ｃには、スコロトロングリッド用電源部５４（図２参照）から６００Ｖの電圧が印加される。
【００４９】
次に、図５（Ａ）に示されるコロトロン帯電器４２のコロトロンワイヤ４２Ｂへは、コロトロン用電源部５０（図２参照）からの電流値が４００μＡに上げられ、感光体ドラム２８を帯電させる。このとき、コロトロン帯電器４２による帯電領域の最下流部に位置する感光体領域Ａ２は、電流値の上がった後のコロトロン帯電器４２によってほとんど帯電されることなく約３００Ｖでスコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入する。これに対して電流値を上げた時にコロトロン帯電器４２による帯電領域の最上流部に位置する感光体領域Ｂ１は、電流値の上がった後のコロトロン帯電器４２によってその全帯電領域に渡って電荷を供給されるので、約６００Ｖに帯電されてスコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入する。感光体領域Ａ２から感光体領域Ｂ１までの間の感光体領域では、スコロトロン帯電器４４による帯電領域への進入時の電位が、この中間の値を連続的にとる（図３参照）。
【００５０】
感光体ドラム２８が回転することにより、図５（Ｂ）に示されるように、感光体領域Ｂ１は、スコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入した後、図５（Ｃ）に示されるように、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至る。この段階で、スコロトロン帯電器４４のグリッドワイヤ４４Ｃには、スコロトロングリッド用電源部５４（図２参照）から９００Ｖの電圧が印加される。
【００５１】
グリッドワイヤ４４Ｃに９００Ｖの電圧が印加された際にスコロトロン帯電器４４による帯電領域の最上流部に位置する感光体領域Ｂ２以降の領域は、グリッドワイヤ４４Ｃに９００Ｖ電圧が印加されたスコロトロン帯電器４４によってその全帯電領域に渡って電荷を供給されると、均一に９００Ｖに帯電される。
【００５２】
以上の電流及び電圧の制御は、図２に示される制御部６０によってシーケンス制御で行われる。上記によれば、感光体ドラム２８の電位を９００Ｖにしても、感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの間の電界を３７５Ｖ／ｍｍ（＝最大電位差３００Ｖ／距離０．８ｍｍ）以下に抑えることができる。
【００５３】
均一に９００Ｖに帯電された感光体ドラム２８は、図２に示されるように、画像露光装置４６により露光され、現像装置４８により現像された後、転写ローラ３０が感光体ドラム２８と共に連続紙Ｐを挟持搬送して感光体ドラム２８上に形成されたトナー画像を連続紙Ｐに転写させる。
【００５４】
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す実施例に係る画像形成装置（以下、単に実施例という）と比較例に係る２種類の画像形成装置（以下、比較例１、比較例２という）との比較実験を行い、感光体ドラムの回転開始時からのグリッドワイヤの振動を観察した。
【００５５】
実施例は、上記実施形態と同様の構成及び条件である。比較例１及び比較例２は、以下に記載する点を除き、実施例と同様であり、グリッドワイヤと感光体ドラムとの間の距離は、０．８ｍｍである。比較例１及び比較例２は、コロトロン帯電器で感光体ドラムを約５００Ｖに帯電させた後、スコロトロン帯電器で感光体ドラムの電位を上げる。
【００５６】
図７及び図８には、比較例１及び比較例２における、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位と、グリッドワイヤの電位（グリッドワイヤに印加する電圧）と、の関係が示されている。図７及び図８において、横軸は、時間を示し、縦軸は、電位を示す。また、図７及び図８において、ｔ１、ｔ２は、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位がそれぞれ４００Ｖ、５００Ｖとなった時である。
【００５７】
図７に示されるように、比較例１では、感光体ドラムの回転開始時には、グリッドワイヤに印加する電圧を０Ｖとしており、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位が５００Ｖとなった後に（ｔ３の時に）グリッドワイヤに印加する電圧を９００Ｖとしている。図８に示されるように、比較例２では、感光体ドラムの回転開始時には、グリッドワイヤに印加する電圧を０Ｖとしており、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位が４００Ｖとなった時（ｔ１の時）にグリッドワイヤに印加する電圧を９００Ｖとしている。
【００５８】
図７に示されるように、比較例１では、ｔ１＜ｔ＜ｔ３で感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の電界が５００Ｖ／ｍｍを超え（図７の斜線部分）、グリッドワイヤの振動が開始した。図８に示されるように、比較例２では、ｔ１＜ｔ＜ｔ２で感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の電界が５００Ｖ／ｍｍを超え（図８の斜線部分）、グリッドワイヤの振動が開始した。これに対して実施例では、図３に示されるように、感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の電界が５００Ｖ／ｍｍ未満に抑えられ、グリッドワイヤの振動は発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係るカラーレーザープリンタの概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカラーレーザープリンタのプリント部の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の実施形態において、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位とグリッドワイヤの電位との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態におけるコロトロン帯電器及びスコロトロン帯電器による帯電処理の一部を示す状態図である。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の順で帯電処理する。
【図５】図４（Ｃ）に続く帯電処理を示す状態図である。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の順で帯電処理する。
【図６】感光体ドラムとグリッドワイヤとの距離に対する帯電電位を示すグラフである。
【図７】比較例１において、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位とグリッドワイヤの電位との関係を示すグラフである。
【図８】比較例２において、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位とグリッドワイヤの電位との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１０ カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
２８ 感光体ドラム（アモルファスシリコン感光体（感光体））
４２ コロトロン帯電器
４２Ｂ コロトロンワイヤ（コロナワイヤ）
４４ スコロトロン帯電器
４４Ｂ スコロトロンワイヤ（放電電極）
４４Ｃ グリッドワイヤ（グリッド用ワイヤ（グリッド電極））
６０ 制御部
Ｒ 回転方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スコロトロン帯電器により感光体が帯電される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体表面を一定電位に帯電させるために、コロトロン帯電器の下流側にスコロトロン帯電器を配置する場合がある（例えば、特許文献１参照）。このスコロトロン帯電器による帯電時には、感光体と至近距離にあるグリッド電極にバイアス電圧が印加された状態となっている。
【０００３】
この従来の画像形成装置では、感光体とグリッド電極との距離を短く設定すると、電界が大きくなってグリッド電極が振動しやすく、感光体に当ったりリーク発生の原因となる。
【特許文献１】特開平３−２８４７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、感光体とグリッド電極との間の距離を短く設定してもグリッド電極の振動を抑えられる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】
【０００５】
請求項１に記載する本発明の画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体と対向配置され、前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器と、前記感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、前記コロナワイヤへの電流値を段階的に変化させると共に、前記電流値を変化させる中間段階で前記グリッド電極への電圧印加を開始させる制御部と、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載する本発明の画像形成装置によれば、感光体は回転駆動されながら、コロトロン帯電器のコロナワイヤによって帯電される。ここで、制御部は、コロナワイヤへの電流値を段階的に変化させ、電流値を変化させる中間段階でスコロトロン帯電器のグリッド電極への電圧印加を開始させる。スコロトロン帯電器は、放電電極によって感光体に電荷を供給しながらグリッド電極によって感光体の電位を制御する。
【０００７】
請求項２に記載する本発明の画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体と対向配置され、前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器と、前記感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、前記コロナワイヤへの電流値と前記グリッド電極に印加する電圧とを交互に段階的に変化させる制御部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載する本発明の画像形成装置によれば、感光体は回転駆動されながら、コロトロン帯電器による帯電領域、スコロトロン帯電器による帯電領域の順に移動し、コロトロン帯電器及びスコロトロン帯電器によって帯電される。ここで、制御部は、コロトロン帯電器のコロナワイヤへの電流値とスコロトロン帯電器のグリッド電極に印加する電圧とを交互に段階的に変化させる。
【０００９】
請求項３に記載する本発明の画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体と対向配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、前記スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した前記感光体の電位に応じて前記感光体と前記グリッド電極との間の電界が予め設定された電界以下となるように、前記グリッド電極に印加する電圧を変化させる制御部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載する本発明の画像形成装置によれば、感光体は、回転駆動されながら、スコロトロン帯電器の放電電極によって電荷が供給される。このとき、感光体の電位は、グリッド電極によって制御される。ここで、グリッド電極に印加される電圧は、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した感光体の電位に応じて感光体とグリッド電極との間の電界が予め設定された電界以下（グリッド電極の振動が抑えられる範囲の電界）となるように、制御部によって変化させられる。
【００１１】
請求項４に記載する本発明の画像形成装置は、請求項３記載の構成において、前記感光体の回転方向に対して前記スコロトロン帯電器より上流側に配置されて前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器を有し、前記制御部が前記コロナワイヤへの電流値を変化させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載する本発明の画像形成装置によれば、コロトロン帯電器のコロナワイヤが、感光体の回転方向に対してスコロトロン帯電器より上流側で、感光体を帯電させる。コロナワイヤへの電流値は、制御部によって変化させられ、感光体の帯電電位も変化する。
【００１３】
請求項５に記載する本発明の画像形成装置は、請求項３又は請求項４に記載の構成において、前記グリッド電極が、グリッド用ワイヤであり、前記予め設定された電界が、５００Ｖ／ｍｍであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載する本発明の画像形成装置によれば、グリッド電極が、グリッド用ワイヤであり、予め設定された電界が、５００Ｖ／ｍｍとなっており、感光体とグリッド電極との間の電界によるグリッド電極の振動を抑える。
【００１５】
請求項６に記載する本発明の画像形成装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載の構成において、前記感光体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載する本発明の画像形成装置によれば、感光体が誘電率の高いアモルファスシリコン感光体となっており、感光体とグリッド電極との間の距離を短く設定すれば、スコロトロン帯電器の放電電極によって電荷が効率的に供給される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、感光体とグリッド電極との間の距離を短く設定してもグリッド電極の振動を抑えられるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明における画像形成装置の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１に示されるように、画像形成装置としてのカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像をそれぞれ被転写材としての連続紙Ｐに転写し、重ね合わせるプリント部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ（以下、「プリント部１２Ｙ〜１２Ｋ」という）が搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側から順に配置されている。
【００２０】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋの搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側には、用紙搬送部１４が設けられている。用紙搬送部１４は、連続紙Ｐが巻き掛けられるメインドライブローラ１６を備える。メインドライブローラ１６の軸方向の両端部は、用紙搬送フレーム１８に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。メインドライブローラ１６には、アイドルローラ１９Ｄが当接しており、連続紙Ｐをメインドライブローラ１６とアイドルローラ１９Ｄとのニップ部に挟んでプリント部１２Ｙ〜１２Ｋに向けて搬送するようになっている。なお、メインドライブローラ１６の搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側には、アイドルローラ１９Ａ、１９Ｂ、アライニングローラ１７が配設され、メインドライブローラ１６の搬送方向（矢印Ｔ方向）下流側には、アイドルローラ１９Ｃが配設されている。
【００２１】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋの搬送方向（矢印Ｔ方向）下流側には、プリント部１２Ｙ〜１２Ｋで転写された未定着トナー画像を連続紙Ｐに定着させる定着部２０、定着部２０を通過した連続紙Ｐを排紙する排紙部２６が設けられている。
【００２２】
定着部２０は、アイドルローラ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、フラッシュ定着装置２２、排紙ローラ２３が配設されており、これらは、搬送方向と直交する方向の両端部を定着フレーム２４に支持されている。ここで、フラッシュ定着装置２２は、プリント部１２Ｙ〜１２Ｋで転写された未定着トナー画像を連続紙Ｐに定着させるようになっている。
【００２３】
排紙部２６は、複数のローラ等からなる張力付与機構２５を備えており、張力付与機構２５の各部材は、搬送方向と直交する方向の両端部を直接、又は支持部材等を介して排紙フレーム２７に支持されている。
【００２４】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋは、像担持体としての感光体ドラム２８を備え、この感光体ドラム２８にトナー画像が形成される。本実施形態の感光体ドラム２８は、プラス帯電に光導電性を有するアモルファスシリコン感光体ドラムであり、ＯＰＣ系の感光体ドラムと比較して耐久性に優れ、長寿命であるため、高速機分野で適用されるが、誘電率が高い。感光体ドラム２８は、直径８０ｍｍであり、感光体基材としてのアルミ製の素管と、その外周表面を被覆する膜厚４０μｍのアモルファスシリコン感光体膜とを備えている。
【００２５】
図２に示されるように、感光体ドラム２８は、回転支軸２８Ａを軸として回転可能とされており、図示しないモータにより図２の反時計回り方向（矢印Ｒ方向）へ周速４００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動されるようになっている。
【００２６】
感光体ドラム２８の回りには、感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）の順に、転写ローラ３０、クリーナ４０、イレーズランプ４１、コロトロン帯電器４２、スコロトロン帯電器４４、画像露光装置４６、現像装置４８が配置されている。
【００２７】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、転写ローラ３０より下流側には、クリーナ４０が配置されており、このクリーナ４０は、感光体ドラム２８の未転写残留トナーを除去するようになっている。
【００２８】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、クリーナ４０より下流側には、イレーズランプ４１が配置されており、このイレーズランプ４１は、クリーナ４０により未転写残留トナーが除去された感光体ドラム２８の表面に除電光を照射して感光体ドラム２８の表面を除電するようになっている。
【００２９】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、イレーズランプ４１より下流側には、帯電手段としてのコロトロン帯電器４２が感光体ドラム２８と対向配置される。コロトロン帯電器４２は、感光体ドラム２８側が開口したアルミニウム製のシールドケース４２Ａを備える。シールドケース４２Ａの開口幅（開口部のうち感光体ドラム２８の対向部分における移動方向に対応する開口寸法）は、本実施形態では、約１５ｍｍとなっている。シールドケース４２Ａ中には、直径４０μｍのタングステン線からなるコロナワイヤとしてのコロトロンワイヤ４２Ｂが張られており、このコロトロンワイヤ４２Ｂは、感光体ドラム２８の回転支軸２８Ａ（図２参照）と平行な方向に延びている。
【００３０】
コロトロンワイヤ４２Ｂには、コロトロン用電源部５０が接続されており、コロトロン帯電器４２は、このコロトロンワイヤ４２Ｂによって感光体ドラム２８を帯電させるようになっている。コロトロン用電源部５０には、制御部６０が接続されており、この制御部６０は、コロトロン用電源部５０からコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を段階的に変化させるようになっている。本実施形態では、制御部６０は、感光体ドラム２８の回転開始時にコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を一旦３００μＡとし、コロトロンワイヤ４２Ｂによって感光体ドラム２８の表面電位が約３００Ｖとされた領域がスコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至った後、感光体ドラム２８の表面電位を約６００Ｖにするためにコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を４００μＡとしている。
【００３１】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、コロトロン帯電器４２より下流側には、スコロトロン帯電器４４が感光体ドラム２８と対向配置される。スコロトロン帯電器４４は、感光体ドラム２８側が開口したアルミニウム製のシールドケース４４Ａを備える。シールドケース４４Ａの開口幅（開口部のうち感光体ドラム２８の対向部分における移動方向に対応する開口寸法）は、本実施形態では、約１５ｍｍとなっている。シールドケース４４Ａ中には、直径４０μｍのタングステン線からなる放電電極としてのスコロトロンワイヤ４４Ｂが張られており、このスコロトロンワイヤ４４Ｂは、感光体ドラム２８の回転支軸２８Ａと平行な方向に延びている。
【００３２】
スコロトロンワイヤ４４Ｂには、スコロトロンワイヤ用電源部５２が接続されており、スコロトロンワイヤ用電源部５２には、制御部６０が接続されている。制御部６０は、スコロトロンワイヤ用電源部５２からスコロトロンワイヤ４４Ｂへの電流値を７００μＡとして定電流制御している。これにより、スコロトロンワイヤ４４Ｂから電荷を発生して感光体ドラム２８に供給するようになっている。
【００３３】
シールドケース４４Ａの開口側には、スコロトロンワイヤ４４Ｂと感光体ドラム２８との間にグリッド電極としてのグリッドワイヤ４４Ｃがピッチ１ｍｍで複数本配置される。これらのグリッドワイヤ４４Ｃは、直径１００μｍのＳＵＳワイヤからなり、シールドケース４４Ａに電気的に絶縁された状態で懸架されている。各グリッドワイヤ４４Ｃは、スコロトロンワイヤ４４Ｂ及び感光体ドラム２８の回転支軸２８Ａと平行な方向に延びており、両端部が図示しない取付部に固定され、両端側から張力が付与されている。複数のグリッドワイヤ４４Ｃの軸心を結ぶ線は、感光体ドラム２８の表面に沿って円弧状になるように配置されている。これにより、感光体ドラム２８と各グリッドワイヤ４４Ｃとの距離が一定（本実施形態では、０．８ｍｍ）となる。
【００３４】
グリッドワイヤ４４Ｃには、スコロトロングリッド用電源部５４が接続されており、グリッドワイヤ４４Ｃに所定電圧が印加されることで、スコロトロンワイヤ４４Ｂから感光体ドラム２８への電荷供給量がコントロールされ、感光体ドラム２８の電位が制御される。
【００３５】
スコロトロングリッド用電源部５４には、制御部６０が接続されている。制御部６０は、スコロトロンワイヤ用電源部５２からコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を段階的に変化させる中間段階でグリッドワイヤ４４Ｃへの電圧印加を開始させ、スコロトロンワイヤ用電源部５２からコロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値とスコロトロングリッド用電源部５４からグリッドワイヤ４４Ｃに印加する電圧とを交互に段階的に変化させると共に、スコロトロン帯電器４４による帯電領域に進入した感光体ドラム２８の電位に応じて感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの間の電界が予め設定された電界以下となるように、スコロトロングリッド用電源部５４からグリッドワイヤ４４Ｃに印加する電圧を変化させるようになっている。
【００３６】
ここで、前記予め設定された電界は、グリッドワイヤ４４Ｃの振動が抑えられる範囲の電界であり、具体的には、５００Ｖ／ｍｍとするのが良い。表１は、このことを示すものであり、コロトロン帯電器で帯電した感光体帯電電位Ｖｈと、スコロトロン帯電器のグリッド電圧Ｖｇと、を変化させた場合における、グリッドワイヤの振動状態の観察結果である。グリッドワイヤと感光体ドラムとの間の距離は、０．８ｍｍ、スコロトロンワイヤへの電流は、７００μＡで一定にした。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１に示されるように、ＶｈとＶｇとの電位差が４００Ｖ以下（＝電界５００Ｖ／ｍｍ）では、グリッドワイヤの振動は発生しないが、ＶｈとＶｇとの電位差が４００Ｖ（＝電界５００Ｖ／ｍｍ）を超えると振動が発生することが分かる。なお、感光体ドラム２８と各グリッドワイヤ４４Ｃとの距離が０．８ｍｍの場合には、特許文献１に記載されたようなＶｈが３００Ｖ、Ｖｇが９００Ｖのときにもグリッドワイヤの振動が発生しており、感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の距離を短く設定した場合には、特許文献１で示された対策では不十分である。
【００３９】
本実施形態では、図２に示される感光体ドラム２８において、コロトロン帯電器４２により表面電位が約３００Ｖとされた領域が、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至る前は、グリッドワイヤ４４Ｃに電圧を印加せず、コロトロン帯電器４２により表面電位が約３００Ｖとされた領域が、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至った段階（コロトロンワイヤ４２Ｂへの電流値を段階的に変化させる中間段階）で、グリッドワイヤ４４Ｃに６００Ｖの電圧を印加し、コロトロン帯電器４２により表面電位が約６００Ｖとされた領域が、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至った段階で、グリッドワイヤ４４Ｃに９００Ｖの電圧を印加するように、制御部６０によりシーケンス制御されている。これにより、感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの間の電界を３７５Ｖ／ｍｍ（＝最大電位差３００Ｖ／距離０．８ｍｍ）以下に抑えることができる（図３参照）。
【００４０】
なお、図２に示されるアモルファスシリコン感光体ドラム２８は、誘電率が高いので、高速機分野に適用して良好な感光体帯電電位を得るためには、本実施形態のように、感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの距離を短く設定する必要がある。図６は、このことを示したグラフである。この図６では、スコロトロン帯電器のグリッド電圧Ｖｇを９００Ｖ（定電圧制御）として、条件１では、コロトロンワイヤの全電流値Ｉｃ（定電流制御）を６５０μＡ、スコロトロンワイヤの全電流値Ｉｓ（定電流制御）を７００μＡとし、条件２では、コロトロンワイヤの全電流値Ｉｃ（定電流制御）を７００μＡ、スコロトロンワイヤの全電流値Ｉｓ（定電流制御）を７５０μＡとし、感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の距離を変化させたときの感光体帯電電位を示している。ここで、コロトロンワイヤの全電流値Ｉｃ、スコロトロンワイヤの全電流値Ｉｓのどちらかをこれ以上大きくするとアーク放電が発生してしまい、これ以上電流値を上げることは不可能であった。図６に示されるように、感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の距離が大きくなると感光体帯電電位は低下してしまい、１ｍｍを超えると良好な感光体帯電電位が得られないことが確認できる。
【００４１】
図２に示されるように、感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、スコロトロン帯電器４４より下流側には、露光手段としての画像露光装置４６が配置される。画像露光装置４６は、ＬＥＤ光等の光線を出射することで、感光体ドラム２８の感光層に光像を照射し、これにより、コロトロン帯電器４２及びスコロトロン帯電器４４により帯電された感光体ドラム２８を露光して静電潜像を形成するようになっている。
【００４２】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、画像露光装置４６より下流側には、現像手段としての現像装置４８が配置される。現像装置４８は、現像器カートリッジ４８Ａを備えており、この現像器カートリッジ４８Ａ内にトナーとキャリアとで構成される二成分現像剤が充填されている。現像器カートリッジ４８Ａ内には、攪拌スクリュー４８Ｂ、搬送マグネットローラ４８Ｃ及び現像マグネットローラ４８Ｄが配置され、これらにより、感光体ドラム２８に形成された潜像上にトナーを付着させてトナー画像を形成するようになっている。
【００４３】
感光体ドラム２８の上方には、転写手段としての転写ローラ３０が設けられ、転写ローラ３０よりも搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側及び下流側には、それぞれガイドローラ３１、３２を配置している。転写ローラ３０は、感光体ドラム２８の上面に当接し、感光体ドラム２８と共に連続紙Ｐを挟持搬送して感光体ドラム２８上に形成されたトナー画像を連続紙Ｐに転写させるようになっている。
【００４４】
次に、上記の実施形態の作用を説明する。
【００４５】
図１に示されるように、連続紙Ｐは、用紙搬送部１４からプリント部１２Ｙ〜１２Ｋへ搬送され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が転写される。このときの各プリント部１２Ｙ〜１２Ｋにおける作用は、ほぼ同様であるので、これらをまとめて以下により説明する。
【００４６】
図２に示される感光体ドラム２８は、回転しながら、クリーナ４０によって未転写残留トナーを除去された後、イレーズランプ４１により除電される。感光体ドラム２８の回転開始時に、コロトロン帯電器４２のコロトロンワイヤ４２Ｂへは、コロトロン用電源部５０から３００μＡが供給され、感光体ドラム２８を帯電させる。
【００４７】
ここで、図４（Ａ）に示される感光体ドラム２８の回転開始時にコロトロン帯電器４２による帯電領域の最下流部に位置する感光体領域Ａ０は、コロトロン帯電器４２によってほとんど帯電されることなくスコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入する。これに対して感光体ドラム２８の回転開始時にコロトロン帯電器４２による帯電領域の最上流部に位置する感光体領域Ａ１は、コロトロン帯電器４２によってその全帯電領域に渡って電荷を供給されるので、約３００Ｖに帯電されてスコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入する。感光体領域Ａ０から感光体領域Ａ１までの間の感光体領域では、スコロトロン帯電器４４による帯電領域への進入時の電位が、この中間の値を連続的にとる（図３参照）。なお、感光体ドラム２８の回転開始時に、スコロトロン帯電器４４（図２に示されるスコロトロンワイヤ４４Ｂ及びグリッドワイヤ４４Ｃ）は、電源オフの状態になっている。
【００４８】
感光体ドラム２８が回転することにより、図４（Ｂ）に示されるように、感光体領域Ａ１は、スコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入した後、図４（Ｃ）に示されるように、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至る。この段階で、スコロトロン帯電器４４のスコロトロンワイヤ４４Ｂへは、スコロトロンワイヤ用電源部５２（図２参照）から所定電流（７００μＡ）が供給されると共に、グリッドワイヤ４４Ｃには、スコロトロングリッド用電源部５４（図２参照）から６００Ｖの電圧が印加される。
【００４９】
次に、図５（Ａ）に示されるコロトロン帯電器４２のコロトロンワイヤ４２Ｂへは、コロトロン用電源部５０（図２参照）からの電流値が４００μＡに上げられ、感光体ドラム２８を帯電させる。このとき、コロトロン帯電器４２による帯電領域の最下流部に位置する感光体領域Ａ２は、電流値の上がった後のコロトロン帯電器４２によってほとんど帯電されることなく約３００Ｖでスコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入する。これに対して電流値を上げた時にコロトロン帯電器４２による帯電領域の最上流部に位置する感光体領域Ｂ１は、電流値の上がった後のコロトロン帯電器４２によってその全帯電領域に渡って電荷を供給されるので、約６００Ｖに帯電されてスコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入する。感光体領域Ａ２から感光体領域Ｂ１までの間の感光体領域では、スコロトロン帯電器４４による帯電領域への進入時の電位が、この中間の値を連続的にとる（図３参照）。
【００５０】
感光体ドラム２８が回転することにより、図５（Ｂ）に示されるように、感光体領域Ｂ１は、スコロトロン帯電器４４による帯電領域へ進入した後、図５（Ｃ）に示されるように、スコロトロン帯電器４４による帯電領域の最下流部へ至る。この段階で、スコロトロン帯電器４４のグリッドワイヤ４４Ｃには、スコロトロングリッド用電源部５４（図２参照）から９００Ｖの電圧が印加される。
【００５１】
グリッドワイヤ４４Ｃに９００Ｖの電圧が印加された際にスコロトロン帯電器４４による帯電領域の最上流部に位置する感光体領域Ｂ２以降の領域は、グリッドワイヤ４４Ｃに９００Ｖ電圧が印加されたスコロトロン帯電器４４によってその全帯電領域に渡って電荷を供給されると、均一に９００Ｖに帯電される。
【００５２】
以上の電流及び電圧の制御は、図２に示される制御部６０によってシーケンス制御で行われる。上記によれば、感光体ドラム２８の電位を９００Ｖにしても、感光体ドラム２８とグリッドワイヤ４４Ｃとの間の電界を３７５Ｖ／ｍｍ（＝最大電位差３００Ｖ／距離０．８ｍｍ）以下に抑えることができる。
【００５３】
均一に９００Ｖに帯電された感光体ドラム２８は、図２に示されるように、画像露光装置４６により露光され、現像装置４８により現像された後、転写ローラ３０が感光体ドラム２８と共に連続紙Ｐを挟持搬送して感光体ドラム２８上に形成されたトナー画像を連続紙Ｐに転写させる。
【００５４】
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す実施例に係る画像形成装置（以下、単に実施例という）と比較例に係る２種類の画像形成装置（以下、比較例１、比較例２という）との比較実験を行い、感光体ドラムの回転開始時からのグリッドワイヤの振動を観察した。
【００５５】
実施例は、上記実施形態と同様の構成及び条件である。比較例１及び比較例２は、以下に記載する点を除き、実施例と同様であり、グリッドワイヤと感光体ドラムとの間の距離は、０．８ｍｍである。比較例１及び比較例２は、コロトロン帯電器で感光体ドラムを約５００Ｖに帯電させた後、スコロトロン帯電器で感光体ドラムの電位を上げる。
【００５６】
図７及び図８には、比較例１及び比較例２における、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位と、グリッドワイヤの電位（グリッドワイヤに印加する電圧）と、の関係が示されている。図７及び図８において、横軸は、時間を示し、縦軸は、電位を示す。また、図７及び図８において、ｔ１、ｔ２は、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位がそれぞれ４００Ｖ、５００Ｖとなった時である。
【００５７】
図７に示されるように、比較例１では、感光体ドラムの回転開始時には、グリッドワイヤに印加する電圧を０Ｖとしており、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位が５００Ｖとなった後に（ｔ３の時に）グリッドワイヤに印加する電圧を９００Ｖとしている。図８に示されるように、比較例２では、感光体ドラムの回転開始時には、グリッドワイヤに印加する電圧を０Ｖとしており、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位が４００Ｖとなった時（ｔ１の時）にグリッドワイヤに印加する電圧を９００Ｖとしている。
【００５８】
図７に示されるように、比較例１では、ｔ１＜ｔ＜ｔ３で感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の電界が５００Ｖ／ｍｍを超え（図７の斜線部分）、グリッドワイヤの振動が開始した。図８に示されるように、比較例２では、ｔ１＜ｔ＜ｔ２で感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の電界が５００Ｖ／ｍｍを超え（図８の斜線部分）、グリッドワイヤの振動が開始した。これに対して実施例では、図３に示されるように、感光体ドラムとグリッドワイヤとの間の電界が５００Ｖ／ｍｍ未満に抑えられ、グリッドワイヤの振動は発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係るカラーレーザープリンタの概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカラーレーザープリンタのプリント部の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の実施形態において、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位とグリッドワイヤの電位との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態におけるコロトロン帯電器及びスコロトロン帯電器による帯電処理の一部を示す状態図である。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の順で帯電処理する。
【図５】図４（Ｃ）に続く帯電処理を示す状態図である。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の順で帯電処理する。
【図６】感光体ドラムとグリッドワイヤとの距離に対する帯電電位を示すグラフである。
【図７】比較例１において、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位とグリッドワイヤの電位との関係を示すグラフである。
【図８】比較例２において、スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した時の感光体ドラムの帯電電位とグリッドワイヤの電位との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１０ カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
２８ 感光体ドラム（アモルファスシリコン感光体（感光体））
４２ コロトロン帯電器
４２Ｂ コロトロンワイヤ（コロナワイヤ）
４４ スコロトロン帯電器
４４Ｂ スコロトロンワイヤ（放電電極）
４４Ｃ グリッドワイヤ（グリッド用ワイヤ（グリッド電極））
６０ 制御部
Ｒ 回転方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される感光体と、
前記感光体と対向配置され、前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器と、
前記感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、
前記コロナワイヤへの電流値を段階的に変化させると共に、前記電流値を変化させる中間段階で前記グリッド電極への電圧印加を開始させる制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転駆動される感光体と、
前記感光体と対向配置され、前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器と、
前記感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、
前記コロナワイヤへの電流値と前記グリッド電極に印加する電圧とを交互に段階的に変化させる制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
回転駆動される感光体と、
前記感光体と対向配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、
前記スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した前記感光体の電位に応じて前記感光体と前記グリッド電極との間の電界が予め設定された電界以下となるように、前記グリッド電極に印加する電圧を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体の回転方向に対して前記スコロトロン帯電器より上流側に配置されて前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器を有し、前記制御部が前記コロナワイヤへの電流値を変化させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記グリッド電極が、グリッド用ワイヤであり、前記予め設定された電界が、５００Ｖ／ｍｍであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転駆動される感光体と、
前記感光体と対向配置され、前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器と、
前記感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、
前記コロナワイヤへの電流値を段階的に変化させると共に、前記電流値を変化させる中間段階で前記グリッド電極への電圧印加を開始させる制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転駆動される感光体と、
前記感光体と対向配置され、前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器と、
前記感光体の回転方向に対して前記コロトロン帯電器より下流側に配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、
前記コロナワイヤへの電流値と前記グリッド電極に印加する電圧とを交互に段階的に変化させる制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
回転駆動される感光体と、
前記感光体と対向配置され、前記感光体に電荷を供給する放電電極、及び前記放電電極と前記感光体との間にあって前記感光体の電位を制御するグリッド電極を備えるスコロトロン帯電器と、
前記スコロトロン帯電器による帯電領域に進入した前記感光体の電位に応じて前記感光体と前記グリッド電極との間の電界が予め設定された電界以下となるように、前記グリッド電極に印加する電圧を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体の回転方向に対して前記スコロトロン帯電器より上流側に配置されて前記感光体をコロナワイヤによって帯電させるコロトロン帯電器を有し、前記制御部が前記コロナワイヤへの電流値を変化させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記グリッド電極が、グリッド用ワイヤであり、前記予め設定された電界が、５００Ｖ／ｍｍであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２５１４７３（Ｐ２００６−２５１４７３Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６８９８４（Ｐ２００５−６８９８４）
【出願日】平成１７年３月１１日（２００５．３．１１）
【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１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１１日（２００５．３．１１）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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