画像形成装置
【課題】放電ワイヤーを用いたコロナ放電を発生させる帯電方式に関し、ワイヤーに付着物や錆があっても感光体上の帯電を均一にする。
【解決手段】放電ユニット４２は、その両端部から延設された支持杆４４，４４が感光体支持フレーム３４の両側板部に形成された挿通穴３８ａ，３８ｂにそれぞれ摺動可能に挿通支持された状態で、弾性部材４５により付勢されており、この帯電ユニット４２を感光体ドラム３の回転方向に直交する方向に振動させる振動手段は、装置フレーム５１に回転可能に挿通支持された回転駆動軸６１と、この回転駆動軸６１の先端部に設けられて一方の支持杆４３の先端部４３ａと対峙するカム部材６２とを備え、カム部材６２は、その端面が軸芯Ｒ方向に対して斜めに切断されたカム面６３に形成され、このカム面６３の軸芯Ｒから外れた位置に支持杆４３の先端部４３ａが圧接されるように配置されている。
【解決手段】放電ユニット４２は、その両端部から延設された支持杆４４，４４が感光体支持フレーム３４の両側板部に形成された挿通穴３８ａ，３８ｂにそれぞれ摺動可能に挿通支持された状態で、弾性部材４５により付勢されており、この帯電ユニット４２を感光体ドラム３の回転方向に直交する方向に振動させる振動手段は、装置フレーム５１に回転可能に挿通支持された回転駆動軸６１と、この回転駆動軸６１の先端部に設けられて一方の支持杆４３の先端部４３ａと対峙するカム部材６２とを備え、カム部材６２は、その端面が軸芯Ｒ方向に対して斜めに切断されたカム面６３に形成され、このカム面６３の軸芯Ｒから外れた位置に支持杆４３の先端部４３ａが圧接されるように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上に一様に電荷を付与する帯電手段と、帯電された前記感光体に画像情報を露光する露光手段と、露光された前記画像情報を顕像化する現像手段とを有する画像形成装置に係り、より詳細には、帯電手段の構造及び動作制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体を帯電させる手段として、帯電用のブラシを感光体表面に接触させて帯電させる手法を用いた場合、ブラシの密度の不均一によって帯電が不均一になる問題や、ブラシにトナーや紙粉などが付着することが原因で帯電能力が劣化する問題がある。これを解消する手段として、ブラシを微小振動（振幅０．１ｍｍ、周波数５０Hz以上）させて、微小な距離における帯電ムラを防ぎ、トナーや紙粉などの付着を防ぐようにした帯電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ブラシを用いる帯電方式に対し、放電ワイヤーとケースの間に高電圧を印加し、コロナ放電を発生させて感光体を帯電する方式は、構造が簡単な上に帯電性能が安定しているという利点がある。しかし、放電ワイヤーにトナーなどの飛散物が付着することが原因でワイヤーからの放電が不均一になり、感光体上の帯電が不均一になる問題がある。これを防止するため、両端を固定されたワイヤーの中央部に圧電素子を用いた振動伝達部材を配置し、ワイヤーを加振させることで、飛散物が付着するのを防ぐようにした帯電装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−１５９５５号公報
【特許文献２】特開昭５８−１８９６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の技術はブラシ帯電方式であり、ブラシ表面と感光体表面とを均一に接触させなければ感光対表面に均一な帯電が得られない。そのため、感光体表面との接触を均一化させるために、微小振動を加えることで、ブラシと感光体表面との微小な距離での帯電ばらつきを解消している。しかし、より大きな距離間での帯電ばらつきを解消することができないといった問題があった。また、この技術はブラシ帯電方式が前提であり、ワイヤーを用いたコロナ放電による帯電方式には適用できなかった。
【０００５】
一方、上記特許文献２の技術によれば、ワイヤーに振動を加えることによって、ワイヤーへのトナー粉の付着を防止することができる。しかし、ワイヤーに振動を加えることによっても離脱しないトナー粉やワイヤーの錆による放電の不均一を防ぐことはできず、その結果、感光体上の帯電が不均一になるといった問題が発生する。また、上記特許文献２の技術は、ワイヤーの中央部に振動部材を接触させて当該ワイヤーに振動を加える方式であるため、装置の動作中にはワイヤーに付着した付着物を除去することができないといった問題もあった。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、放電ワイヤーを用いたコロナ放電を発生させる帯電方式に関して、ワイヤーに付着物や錆があっても感光体上の帯電を均一にすることのできる帯電装置構造を有する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、感光体上に一様に電荷を付与する帯電手段と、帯電された前記感光体に画像情報を露光する露光手段と、露光された前記画像情報を顕像化する現像手段とを有する画像形成装置において、前記帯電手段を前記感光体の回転方向に直交する方向に振動させる振動手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
ここで、前振動手段は、前記帯電手段を構成するワイヤーとグリッドとを備える放電ユニットを振動させるものであり、その振動動作は、印字処理モードにおける前記感光体の前処理回転時、印字処理回転時、及び後処理回転時において実施される。すなわち、本発明では、感光体の近傍に非接触で配置されている放電ユニットを振動させる構成であるため、感光体の前処理回転時や後処理回転時だけでなく、印字処理回転時においても放電ユニットを振動させることができる。これにより、従来発生していた感光体上の帯電ムラ（チャージムラ）が解消され、均一な帯電が得られる。従って、印字品位の安定化、感光体の長寿命化、トナーの無駄な消費の削減、及びトナーの機内飛散を未然に防止することが可能となる。
【０００９】
ここで、前記振動手段の構成について説明する。
【００１０】
放電ユニットは、その両端部から延設された支持杆が感光体支持フレームの両端部に形成された挿通穴にそれぞれ摺動可能に挿通支持されている。そして、振動手段は、装置フレームに回転可能に挿通支持された回転駆動軸と、この回転駆動軸の先端部に設けられて前記一方の支持杆の端部と対峙するカム部材とを備えており、カム部材は、その端面が軸芯方向に対して斜めに切断されたカム面に形成されている。そして、このカム面の軸芯から外れた位置に、一方の支持杆の端部が圧接されるように放電ユニットを付勢する付勢手段が設けられている。この付勢手段は、放電ユニットの他方の支持杆と帯電ケースとの間に圧縮状態で介装されたコイルスプリング等の弾性部材とすることができる。このような構成により、回転駆動軸を回転駆動してカム部材を回転させることで、放電ユニットが感光体の回転方向に直交する方向に変位し、振動することになる。
【００１１】
このように、放電ユニットの一方の支持杆の端部を、回転駆動軸の先端部に設けたカム部材のカム面に偏芯させて当接し、他方の支持杆の端部に弾性部材を配置することで、放電ユニットの振幅幅の規制、放電ユニットのホームポジションへの復帰等を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明では、回転駆動軸と感光体の駆動軸とが共通の駆動源で駆動されるようにしている。このように感光体と同一の駆動源を用いることによって、放電ユニット専用の駆動源が不要であるとともに、感光体の回転時には常に放電ユニットも振動させることができ、機構の簡略化と制御の容易性を実現することが可能となる。
【００１３】
ここで、振動手段による放電ユニットの振動幅Ｗは、感光体の感光層領域と印字処理モードにおける感光体が許容する最大印字領域の範囲内において、次式（１）
Ｗ＝［（Ｌ１）―（Ｌ２）］／２ ・・・（１）
（ただし、Ｌ１：感光層領域の幅、Ｌ２：最大印字領域の幅）
で表される幅とする。
【００１４】
すなわち、放電ユニットによって帯電される幅は、感光体の感光層の幅以内でなければならない。さらに、静電潜像を形成する印字領域は、放電ユニットが左右に振られている間も常に帯電されている必要がある。そのため、放電ユニットが移動する範囲は、感光体の感光層の範囲内でなければならず、その移動距離は、感光層の幅と印字領域幅の差以内でなければならない。このことより、放電ユニットの振動幅Ｗは、上記（１）式を満たす幅でなければならない。より具体的に説明すると、ワイヤーやグリッドへの付着物が原因で発生する帯電ムラの幅は約３ｍｍ以下のものがほとんどである。従って、その帯電ムラを解消するために放電ユニットを左右に振動させる幅（振幅）は±５ｍｍ程度で十分であるから、印字領域幅を感光層幅の１０ｍｍ程度内側に設定すれば、問題なく帯電動作を行うことが可能である。
【００１５】
また、振動手段による放電ユニットの振動周波数（振動周期）は、感光体ドラムの外周長、感光体の周速度、及び放電ユニットの感光体ドラムの回転方向に平行な方向の長さによって決定される。具体的には、少なくとも１．０〜３．０Ｈｚの振動周波数（振動周期）とする。振動周波数が小さすぎると、チャージムラ等の電位の不均一が解消されず、不均一な帯電部分がサイン波形状のムラになる。逆に、振動周波数が大きすぎると、チャージムラの均一化が行われず直線状のムラが解消できない。これに対し、放電ユニットの振動周波数を１．０〜３．０Ｈｚとすることで、感光体ドラムの感光層上に発生する帯電ムラを均一化した帯電が得られ、印字品位の安定化を図ることができる。
【００１６】
放電ユニットの振動周期(振動周波数)に関しては、回転する感光体ドラムの表面が放電ユニットのグリッド幅と同じ距離を進む間に、放電ユニットが１／４周期分振動することで本発明の目的を達成することができる。その理由は、ゴミ等がワイヤーに付着すると、感光体ドラムの表面電位は、付着したゴミ部分に対応する表面電位が通常の帯電電位に比べて「過帯電」、若しくは「過小帯電」となり、その結果、上記したように約３ｍｍ以下の帯電不良が発生する。このとき、放電ユニットを上記の通り周期的に振動させることで、感光体ドラムの感光層上の「過帯電」、若しくは「過小帯電」となっている部分に、正常に帯電する電界を印加することができる。例えば、感光体ドラムの直径を１２０ｍｍ、感光体ドラムの周速度を５００ｍｍ／ｓｅｃ、帯電器のグリッド幅を５０ｍｍとすると、放電ユニットの振動周期、すなわち、回転駆動軸の回転数Ｔ１を、下式（２）で算出される速度で回転させればよい。
【００１７】
Ｔ１＝５００÷５０÷４＝２．５Ｈｚ ・・・（２）
このとき、感光体ドラムの回転周期（すなわち、駆動軸の回転数）Ｔ２は、
Ｔ２＝５００÷（１２０×π）≒１．３Ｈｚ ・・・（３）
である。
【００１８】
すなわち、放電ユニットの振動周期を上記のように決定することで、感光体ドラムを駆動する駆動軸の回転数と、放電ユニットを駆動する回転駆動軸の回転数との関係を、上記（２），（３）式によって容易に決定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像形成装置は上記のように構成したので、ワイヤーに付着物や錆があっても、感光体上の帯電を均一にすることができる。これにより、印字品位の安定化、感光体の長寿命化、トナーの無駄な消費の削減、及びトナーの装置内飛散を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
＜画像形成装置の全体構成の説明＞
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は、画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。
【００２２】
本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、図１及び図２に示すように、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって、回転駆動される円筒状の感光体ドラム３上に静電潜像を形成して、この静電潜像を帯電性のトナーと磁性キャリアの２成分を混合して帯電された現像剤によってトナー像として可視像化した後、用紙に転写してモノクロ（単色）画像として出力する画像形成装置１Ａであって、感光体ドラム３を有する画像形成部１４と、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を用紙に直接的または間接的に転写する転写機構１０と、用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着させる定着ユニット６とを備えたものである。
【００２３】
また、画像形成装置１Ａは、用紙Ｐを複数枚積載可能な給紙トレイ８と、この給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを画像形成部１４に搬送する用紙搬送部５９と、画像形成部１４で印字された用紙Ｐ上の未定着トナーを溶融させて定着させる定着ユニット６へ搬送する用紙搬送装置７とを備えており、予め設定された複数の排出処理モードに対応した用紙Ｐの搬送速度に基づき、印字要求に応じて選択的に用紙Ｐの搬送速度を制御し、給紙トレイ８から排紙トレイ９に用紙Ｐを自動的に供給可能としたものである。
【００２４】
まず、画像形成装置１Ａの全体構成について説明する。
【００２５】
画像形成装置１Ａは、図１に示すように、主に、露光ユニット１、現像装置２、トナー供給装置３０、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、給紙トレイ８、排紙トレイ９及び転写機構１０等を備える装置本体１Ａ１と、自動原稿処理装置１Ａ２とにより構成されている。
【００２６】
装置本体１Ａ１の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２１が設けられ、この原稿載置台２１の上方には、自動原稿処理装置１Ａ２が上方に向かい揺動開放自在に設けられ、一方、この原稿載置台２１の下方には、原稿の画像情報を読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部２２が配置されている。
【００２７】
そのスキャナ部２２の下方には、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、排紙トレイ９、及び転写機構１０が配設され、さらに、その下方には、用紙Ｐが収納された給紙トレイ８が配設されている。
【００２８】
露光ユニット１は、画像処理部（図示省略）から出力された画像データに応じて、レーザ光を帯電器４によって均一に帯電された感光体ドラム３の表面に照射して露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有するものである。この露光ユニット１は、スキャナ部２２の直下でかつ感光体ドラム３上方に配置され、レーザ照射部１１，１１及び反射ミラー１２を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂが採用されている。
【００２９】
本実施形態では、高速印字処理を行うために、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を用いた２ビーム手法を採用しているものとする。
【００３０】
なお、本実施形態では、露光ユニット１にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂを用いているが、発光素子をアレイ状に並べたもの、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いるものであっても良い。
【００３１】
感光体ドラム３は、略円筒形状を呈し、露光ユニット１の下方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段により所定方向（図中の矢印Ａ方向）に回転するように制御されている。この感光体ドラム３の外周面に沿って、図２に示すように、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム回転方向下流側に向かい、用紙剥離爪３１、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、電界発生部としての帯電器４、現像装置２、除電装置４１の順に配置されている。
【００３２】
用紙剥離爪３１は、ソレノイド３２により感光体ドラム３の外周面に接離可能に配置されている。この用紙剥離爪３１は、感光体ドラム３の外周面に当接した状態で、感光体ドラム３上の未定着トナー像を用紙Ｐに転写する際にその感光体ドラム３の表面に張り付いた用紙Ｐを剥離するものである。
【００３３】
なお、用紙剥離爪３１の駆動手段として、ソレノイド３２の代わりに駆動用モータ等を採用しても良く、その他の駆動手段の選択も可能である。
【００３４】
現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであって、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器４より下流側において、感光体ドラム３の側方に略水平（図中で右側）に配置されている。この現像装置２の下方には、記録媒体搬送方向上流側にレジストローラ１５が配置されている。なお、現像装置２の詳細については後述する。
【００３５】
トナー供給装置３００は、トナーが充填されたトナー容器３００から排出されるトナーを一時的に中間ホッパ部３３に貯留してから現像装置２に供給するものであって、現像装置２に隣接するようにして配置されている。
【００３６】
レジストローラ１５は、給紙トレイ８から供給された用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上のトナー像とを整合して感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に搬送するように、図示しない駆動手段及び制御手段により動作制御されている。
【００３７】
帯電器４は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム３の上方でその外周面に近接して配置されている。
【００３８】
なお、本実施形態では、チャージャー型の帯電器４を使用しているが、接触型のローラ方式によるものやブラシ方式によるものに代用しても良い。
【００３９】
除電装置４１は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し易くするために、この感光体ドラム３の表面電位を低下させるための転写前除電手段であって、感光体ドラム回転方向で現像装置２より下流側で、かつ感光体ドラム３の下方でその外周面に近接して配置されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、除電装置４１は、除電電極を用いて構成されているが、除電電極の替わりに除電ランプを使用したり、その他の方式により除電するようにしたものであっても良い。
【００４１】
感光体ドラムクリーニングユニット１６０は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものであって、感光体ドラム３を挟んで現像装置２と略対向する位置で、感光体ドラム３の側方に略水平（図中で左側）に配置されている。
【００４２】
上述したように、感光体ドラム３上で顕像化された静電像は、静電像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙Ｐ上に転写機構１０から印加されることで用紙Ｐ上に転写される。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は（＋）極性となる。
【００４３】
転写機構１０は、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２、及び他のローラ１０８（図３参照）で架橋されるとともに、所定の抵抗値（本実施形態では、１×１０9〜１×１０13Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１０３が配置された転写ベルト式ユニットで構成され、感光体ドラム３の下方で、転写ベルト１０３の表面が感光体ドラム３の筒状の外周の一部と接触するように配置されている。この転写ベルト１０３により、用紙Ｐを感光体ドラム３に押圧しながら搬送するようになっている。
【００４４】
感光体ドラム３と転写ベルト１０３の接触部１０４には、駆動ローラ１０１及び従動ローラ１０２とは異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラからなる転写ローラ１０５が配置されている。
【００４５】
転写ローラ１０５は、弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この転写ローラ１０５が弾性を有することで、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが線接触でなく転写ニップと呼ばれる所定の幅を有する面接触となるので、搬送される用紙Ｐへの転写効率の向上を図ることができる。
【００４６】
さらに、転写ベルト１０３の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Ｐが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ１０６が転写ベルト１０３の背面側に配置されている。
【００４７】
また、図２に示すように、転写機構１０には、転写ベルト１０３の残留トナーによる汚れを取る転写ベルトクリーニングユニット２６０と、転写ベルト１０３の除電を行う複数の除電機構１０８が配置されている。この除電機構１０８に用いられる除電を行うための手法として、装置を介して接地する手法、若しくは積極的に転写電界の極性と逆極性を印加する手法がある。
【００４８】
転写機構１０で用紙上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。
【００４９】
定着ユニット６は、図２に示すように、定着ローラを構成する加熱ローラ６ａ及び加圧ローラ６ｂを備え、この加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとによって、用紙Ｐを挟持した状態で加熱ローラ６ａを回転させ、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間を通過させることにより、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させるものである。定着ユニット６の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ１６が設けられている。
【００５０】
この搬送ローラ１６の用紙搬送方向下流側には、用紙を排紙トレイ９に排紙するための排紙ローラ１７が設けられている。
【００５１】
加熱ローラ６ａは、その外周部には用紙剥離爪６１１、ローラ表面温度検出部材であるサーミスター６１２、加熱ローラ６ａの外周部をクリーニングする定着ローラクリーニングユニット３６０が配置され、内周部には加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源６１４が設けられている。
【００５２】
加圧ローラ６ｂには、加熱ローラ６ａに対し所定圧量で加圧ローラ６ｂを圧接させるための加圧部材６２１がローラの両端部に配置されている。さらに、加圧ローラ６ｂの外周には、加熱ローラ６ａの外周と同様に用紙剥離爪６２２、ローラ表面クリーニング部材６２３が配置されている。
【００５３】
定着ユニット６は、図２に示すように、いわゆる定着ニップ部と呼ばれる加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接部６００において、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラ６ａにより加熱して溶融し、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接力による用紙上への投鋲作用で、未定着トナーを用紙上に定着するようになっている。
【００５４】
給紙トレイ８は、図１に示すように、画像情報が出力される用紙を複数枚蓄積しておくためのものであり、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、定着ユニット６等で構成される画像形成部１４の下側に配置されている。この給紙トレイ８の排紙側上部には、用紙ピックアップローラ８ａが配置されている。
【００５５】
この用紙ピックアップローラ８ａは、給紙トレイ８内に積載収容された用紙を最上層から１枚ずつピックアップし、下流側に向かって（便宜上の用紙Ｐの流れ出し側、換言するとカセット側を上流、排紙側を下流とする。）用紙搬送路７ａ上のレジストローラ（「アイドルローラ」とも称する。）１５側に搬送するようになっている。
【００５６】
本実施形態に係る画像形成装置１Ａでは、高速印字処理を行うことを目的とするため、画像形成部１４の下方に定型サイズの用紙Ｐを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８が配置され、一方、装置側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１が配置されるとともに、この大容量給紙カセット８１の上方に、主に不定型サイズの印字等に対応する手差しトレイ８２が設けられている。
【００５７】
排紙トレイ９は、手差しトレイ８２とは反対側の装置側面に配置されている。また、排紙トレイ９に代わって、排紙用紙のステープル、パンチ処理等を行う後処理装置や複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能な構成となっている。
【００５８】
用紙搬送装置７は、前述した感光体ドラム３と給紙トレイ８との間に配置され、用紙搬送装置７に備わる用紙搬送路７ａを経由させて、給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを一枚ずつ転写機構１０に搬送し、転写機構１０において、感光体ドラム３からトナー像が転写された用紙を定着ユニット６に搬送し、定着ユニット６において、未定着トナー像を用紙に定着した後に、指定された排紙処理モードに応じて形成された用紙搬送路や分岐爪によって用紙を搬送するように構成されている。
【００５９】
本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、予め設定された排出処理モードとして、片面印字モード及び両面印字モードが設定されている。片面印字モードにおいて、排出処理として印字面を上方に向けて排出されるフェースアップ排出、及び、印字面を下方に向けて排出されるフェースダウン排出が設定されている。
【００６０】
本実施形態に係る画像形成装置１Ａでは、図２に示すように、画像形成部１４、転写機構１０及び定着ユニット６のそれぞれの箇所に対応して、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、転写ベルトクリーニングユニット２６０及び定着ローラクリーニングユニット３６０を配置して、それぞれの箇所で生じる残留トナーを廃トナーとして除去するようにしている。
【００６１】
＜感光体ドラム３の周辺構成の説明＞
次に、感光体ドラム３の周辺構成の詳細について、図３を参照して説明する。
【００６２】
感光体ドラム３の周囲には、帯電器４、露光ユニット１、現像装置２、転写機構１０、感光体ドラムクリーニングユニット１６０がこの順で配置されている。
【００６３】
転写機構１０は、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２及び他のローラ１０７で架橋されるととも、転写ローラ１０５によって、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが転写ニップ領域において接触しており、感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に用紙を搬送することにより、用紙上に感光ドラム３の表面に形成された帯電トナー像（現像剤像）が転写される。
【００６４】
転写ニップ領域の周辺には、用紙を転写ニップ領域に搬送するための搬送機構が配置されている。具体的には、図３に示されるように、転写ニップ領域からみて用紙の搬送方向上流側に、上下一対のペーパーガイド８９、一対のレジストローラ（給紙ローラ）９０、上下一対のペーパーガイド８８がこの順番で配置されている。すなわち、図示しない他のレジストローラによってペーパーガイド８８の間を搬送されてきた用紙の先端がレジストローラ９０に突入すると、図示しない用紙搬送系駆動モータによってレジストローラ９０が回転駆動されることにより、用紙は、ペーパーガイド８９の間を搬送されて転写ニップ領域まで到達する。下方のペーパーガイド８８上にはＰｉｎセンサ８７が配置されている。Ｐｉｎセンサ８７は、用紙の存在の有無を検出するものである。
【００６５】
本実施形態では、Ｐｉｎセンサ８７は、ペーパーガイド８８間の搬送路に突出した用紙検知レバー及びホトインタラプタを有している。用紙検知レバーは、回動可能に軸支されており、用紙と接触することで回動する。用紙検知レバーが回動すると、用紙と接触していない側の用紙検知レバーの端部（他端）も変位する。ホトインタラプタは、この用紙検知レバーの他端の変位を検出する。ホトインタラプタは、用紙検知レバーが用紙と接触しているときの位置に当該他端があることを検知した場合、用紙が存在することを示すＯＮ信号を出力する。一方、ホトインタラプタは、用紙検知レバーが用紙と接触してないときの位置に当該他端があることを検知した場合、用紙が存在しないことを示すＯＦＦ信号を出力する。そのため、Ｐｉｎセンサ８７からの出力がＯＦＦ信号からＯＮ信号に変化したタイミングが、用紙の先端がＰｉｎセンサ８７に位置しているタイミングを示すこととなる。逆に、Ｐｉｎセンサ８７からの出力がＯＮ信号からＯＦＦ信号に変化したタイミングが、用紙の後端がＰｉｎセンサ８７に位置しているタイミングを示すこととなる。
【００６６】
なお、本実施形態では、Ｐｉｎセンサ８７として用紙検知レバー及びホトインタラプタを有するセンサを用いるものとしたが、他のセンサを用いてもよい。他のセンサとしては、反射型光センサなどを用いることができる。
【００６７】
上述したように、感光体ドラム３の周囲には、帯電器４、露光ユニット１、現像装置２、転写機構１０、感光体ドラムクリーニングユニット１６０が配置されている。
【００６８】
このような構成において実際に印字動作を行うと、感光体ドラム３周辺ではトナーやその他の飛散物が発生して、帯電器４の中に配置されている放電ワイヤーやグリッドに付着し、理想的な放電が行われず、感光層の帯電が一様にならない帯電ムラが発生する。その状態で画像情報を感光体上に露光しても静電潜像が正常に形成されず、印字画像としては、「白スジ」、「黒スジ」、「中間調の濃度ムラ」等が発生した印字となり、所望する品質の画像が得られない現象が起こる。
【００６９】
＜感光体ドラム３と帯電器４の構造の説明＞
そこで、本発明では、ワイヤーやグリッドに飛散物が付着しても、感光体上の帯電を一様にするために、帯電器４の構造を図４ないし図９に示すような構造とする。図４及び図５は、感光体ドラムと帯電器を正面から見た断面図、図６は、感光体ドラム３と帯電器４を側面から見た断面図、図７は、振動手段を構成する回転駆動軸とカム部材の構成を示す左側面図、正面図及び右側面図、図８は、感光体ドラムと帯電器の左側部分の構成を示す斜視図、図９は、感光体ドラムと帯電器の右側部分の構成を示す斜視図である。
【００７０】
本実施形態では、感光体ドラム３は、図４及び図５において上向きコ字状に形成された感光体支持フレーム３４に回転可能に支持されている。すなわち、感光体ドラム３の左右両側部に設けられた感光体フランジ３５ａ，３５ｂから左右外方向に水平に突出させてドラム回転軸３６ａ，３６ｂがそれぞれ設けられており、これらドラム回転軸３６ａ，３６ｂが、感光体支持フレーム３４の左右両側板に形成された開口部３４ａ，３４ｂに、軸受け部３７ａ，３７ｂを介してそれぞれ回転可能に挿通支持された構造となっている。また、一方のドラム回転軸３６ａはさらに、隣接する装置フレーム５１を貫通させて、図示しない駆動源に連係されている。すなわち、ドラム回転軸３６ａが感光体ドラム３の駆動軸となっている。
【００７１】
一方、帯電器４は、感光体ドラム３の上部に配置された帯電器ケース４０内に収納されている。帯電器ケース４０の左側端部４０ａは、装置フレーム５１に取り付け固定されており、右側端部４０ｂは、下方に屈曲した後、その下端部をさらに左方向に屈曲させ、その屈曲先端部が感光体支持フレーム３４の右側板３７ｂに取り付け固定されている。このように形成された帯電ケース４０内には、感光体ドラム３に対峙する底面部分が開放された箱体形状の放電ユニット４２が配置されており、この放電ユニット４２内に放電用のワイヤー４８とグリッド４９とが配置されている。
【００７２】
放電ユニット４２には、左右両側板から左右外方向に水平に延設する形で支持杆４３，４４がそれぞれ形成されている。左側の支持杆４３は円柱形状（図８を併せて参照）であって、感光体支持フレーム３４の左側板に形成された貫通穴３８ａに摺動可能に挿通支持されている。一方、右側の支持杆４４は、所定の幅を有する板形状（図９を併せて参照）であって、先端部が下方に屈曲され、その屈曲先端部がさらに右方向に屈曲形成されている。そして、右方向に屈曲された支持杆先端部４４ａが、感光体支持フレーム３４の右側板に形成された横長の貫通穴３８ｂに摺動可能に挿通支持されている。さらに、下方に屈曲された支持杆４４の垂直板部４４ｂと、下方に屈曲された帯電器ケース４０の垂直板部４０ｃとの間に、コイルスプリング等の弾性部材４５が圧縮状態で介装された構造となっている。すなわち、放電ユニット４２は、この弾性部材４５の弾発力によって、常に装置フレーム５１方向に（すなわち、図４中、左方向に）付勢されている。
【００７３】
また、感光体支持フレーム３４の左側板に挿通支持された支持杆４３の先端部４３ａに対向させて、振動用の回転駆動軸６１が配置されている。この回転駆動軸６１は、装置フレーム５１に形成された貫通穴５１ａに挿通支持された状態で、図示しない駆動源に連係されている。また、回転駆動軸６１の先端部には、支持杆４３の先端部４３ａに当接するカム部材６２が設けられている。このカム部材６２は、支持杆４３の先端部４３ａに対峙する側の端面６３が回転駆動軸６１の軸芯Ｒ方向に対して斜めに切断されたカム面に形成されており、このカム面６３の軸芯Ｒから外れた位置に（すなわち、軸芯Ｒから偏芯させて）、支持杆４３の先端部４３ａが当接するように配置されている。
【００７４】
ここで、上記したように、放電ユニット４２の全体が弾性部材４５によって装置フレーム５１方向に常に付勢されているので、支持杆４３の先端部４３ａはカム部材６２のカム面６３に常に圧接されている。従って、カム部材６２が回転することにより、支持杆４３の先端部４３ａはカム面６３上を摺動して左右方向に往復移動し、これによって放電ユニット４２の全体が左右方向に往復移動（すなわち、振動）するようになっている。このように、支持杆４３の先端部４３ａを、回転駆動軸６１の先端部に設けたカム部材６２のカム面６３に偏芯させて当接し、他方の支持杆４４の端部に弾性部材４５を配置することで、放電ユニット４２の振幅幅が規制されている。すなわち、放電ユニット４２の振動幅は、カム面６３の傾斜角度と、支持杆４３の先端部４３ａの軸芯Ｒからの偏芯距離とによって決定することができる。また、印字処理モードの終了後に、カム部材４３の回転角度を調整することで、放電ユニット４２をホームポジションへ容易に復帰させることができる。
【００７５】
また、右側端部が放電ユニット４２の右側板に連結された導電性のワイヤー４８の左側端部は、導電性の第１コイルバネ４７ａを介して、帯電器ケース４０の支持板部４０ｄに固定されたワイヤー側電極部７１に連結されている。また、放電ユニット４２内に固定されたグリッド４９から引き出された導電性のワイヤー４９ａは、導電性の第２コイルバネ４７ｂを介して、帯電器ケース４０の支持板部４０ｄに固定されたグリッド側電極部７２に連結されている。このように、ワイヤー４８及びグリッド４９がそれぞれ第１コイルバネ４７ａ及び第２コイルバネ４７ｂを介して各電極部７１，７２に連結されているので、放電ユニット４２が振動しても、この振動を第１コイルバネ４７ａ及び第２コイルバネ４７ｂが吸収するため、ワイヤー４８及びグリッド４９の電気配線が断線することはなく、電気的な接続が確保されるようになっている。なお、これら第１コイルバネ４７ａ及び第２コイルバネ４７ｂも圧縮状態で配置することで、弾性部材４５と同様の機能、すなわち放電ユニット４２の全体を装置フレーム５１方向に常に付勢する機能を併せて持たせることが可能である。
【００７６】
ここで、放電ユニット４２が最も右側に振られている状態が図４であり、最も左側に振られている状態が図５である。この場合、放電ユニット４２によって帯電される幅は、感光体ドラム３の感光層の幅Ｌ１以内でなければならない。さらに、静電潜像を形成する印字領域の幅Ｌ２は、放電ユニット４２が左右に振られている際も常に帯電されている必要がある。そのため、放電ユニット４２が移動する範囲（振動幅）Ｗは、感光体ドラム３の感光層の幅Ｌ１の範囲内であり、感光層の幅（Ｌ１）と最大印字領域幅（Ｌ２）との差以内でなければならない。すなわち、放電ユニットの振動幅Ｗは、下式（４）で表すことができる。
【００７７】
Ｗ＝［（Ｌ１）―（Ｌ２）］／２ ・・・（４）
一方、ワイヤー４８やグリッド４９への付着物が原因で発生する帯電ムラの幅は約３ｍｍ以下のものがほとんどであり、その帯電ムラを解消するために放電ユニット４２を左右に移動させる幅、すなわち振動幅は、±５ｍｍ程度で十分であるから、最大印字領域幅Ｌ２を感光層幅Ｌ１の１０ｍｍ程度内側に設定すれば、問題なく帯電動作を行うことができる。
従って、放電ユニット４２の振動幅Ｗは、下式（５）より、
Ｗ＝［（Ｌ１）―（Ｌ２）］／２≒５ｍｍ ・・・（５）
とすればよい。
【００７８】
一方、放電ユニット４２の振動周期(振動周波数)に関しては、回転する感光体ドラム３の表面が放電ユニット４２のグリッド幅と同じ距離を進む間に、放電ユニット４２が１／４周期分振動することで本発明の目的を達成することができる。その理由は、ゴミ等がワイヤー４８に付着すると、感光体ドラム３の表面電位は、付着したゴミ部分に対応する表面電位が通常の帯電電位に比べて「過帯電」、若しくは「過小帯電」となり、その結果、上記したように約３ｍｍ以下の帯電不良が発生する。このとき、放電ユニット４２を上記の通り周期的に振動させることで、感光体ドラム３の感光層上の「過帯電」、若しくは「過小帯電」となっている部分に、正常に帯電する電界を印加することができる。例えば、感光体ドラム３の直径を１２０ｍｍ、感光体ドラム３の周速度を５００ｍｍ／ｓｅｃ、帯電器４のグリッド幅を５０ｍｍとすると、放電ユニット４２の振動周期、すなわち、回転駆動軸６１の回転数Ｔ１を、下式（６）で算出される速度で回転させればよい。
【００７９】
Ｔ１＝５００÷５０÷４＝２．５Ｈｚ ・・・（６）
このとき、感光体ドラム３の回転周期（すなわち、駆動軸３６ａの回転数）Ｔ２は、
Ｔ２＝５００÷（１２０×π）≒１．３Ｈｚ ・・・（７）
である。
【００８０】
すなわち、放電ユニット４２の振動周期を上記のように決定することで、感光体ドラム３を駆動する駆動軸３６ａの回転数と、放電ユニット４２を駆動する回転駆動軸６３の回転数との関係を、上記（６），（７）式によって容易に決定することができる。この場合、放電ユニット４２を振動させるための回転駆動軸６１の駆動源と、感光体ドラム３の駆動軸３６ａの駆動源とを同一の駆動源とすることによって、放電ユニット専用の駆動源が不要となり、しかも、感光体ドラム３の回転時には常に放電ユニット４２も振動させることができるので、駆動機構の簡略化と駆動制御の容易性の両方を実現することができる。
【００８１】
因みに、図１０は上記（４）式から（７）式までの関係を模式的に図示したものであり、放電ユニット４２の振動周期を１／４周期、及び振動幅を±５ｍｍに適正化した場合を示している。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。
【図３】感光体ドラムの周辺構成の詳細説明図である。
【図４】感光体ドラムと帯電器を正面から見た断面図である。
【図５】感光体ドラムと帯電器を正面から見た断面図である。
【図６】感光体ドラムと帯電器を側面から見た断面図である。
【図７】振動手段を構成する回転駆動軸とカム部材の構成を示す左側面図、正面図及び右側面図である。
【図８】感光体ドラムと帯電器の左側部分の構成を示す斜視図である。
【図９】感光体ドラムと帯電器の右側部分の構成を示す斜視図である。
【図１０】放電ユニットの振動周期と振動幅を適正化した場合を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１Ａ 画像形成装置
１Ａ１ 装置本体
１Ａ２ 自動原稿処理装置
２ 現像装置
３ 感光体ドラム
４ 帯電器
５ 感光体ドラムクリーニングユニット
６ 定着ユニット
７ 用紙搬送装置
７ａ 用紙搬送路
８ 給紙トレイ
９ 排紙トレイ
１０ 転写機構
１１ レーザ照射部
１２ 反射ミラー
１３ａ，１３ｂ レーザスキャニングユニット
１４ 画像形成部
１５ レジストローラ
２１ 原稿載置台
２２ スキャナ部
３０ トナー供給装置
３１ 用紙剥離爪
３２ ソレノイド
３３ 中間ホッパー
３４ 感光体支持フレーム
３５ａ，３５ｂ 感光体フランジ
３６ａ，３６ｂ ドラム回転軸
３７ａ 左側板
３７ｂ 右側板
３８ａ，３８ｂ 貫通穴
４０ 帯電ケース
４０ｂ 垂直板部
４０ｄ 支持板部
４１ 除電装置
４２ 放電ユニット
４３，４４ 支持杆
４３ａ 先端部
４４ａ 支持杆先端部
４４ｂ 垂直板部
４５ 弾性部材
４７ａ 第１コイルバネ
４７ｂ 第２コイルバネ
４８ ワイヤー
４９ グリッド
５１ 装置フレーム
５９ 用紙搬送部
６１ 回転駆動軸
６２ カム部材
６３ 端面（カム面）
８３ 定電圧電源
８４ 定電流電源
８５ 転写出力切換部
８６ 制御部
８７ Ｐｉｎセンサ
８８，８９ ペーパーガイド
９０ レジストローラ（給紙ローラ）
１０１ 駆動ローラ
１０２ 従動ローラ
１０３ 転写ベルト
１０５ 転写ローラ
１０６ 除電ローラ
１０７ 他のローラ
１０８ 除電機構
１１１〜１１４ 剥離ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上に一様に電荷を付与する帯電手段と、帯電された前記感光体に画像情報を露光する露光手段と、露光された前記画像情報を顕像化する現像手段とを有する画像形成装置に係り、より詳細には、帯電手段の構造及び動作制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体を帯電させる手段として、帯電用のブラシを感光体表面に接触させて帯電させる手法を用いた場合、ブラシの密度の不均一によって帯電が不均一になる問題や、ブラシにトナーや紙粉などが付着することが原因で帯電能力が劣化する問題がある。これを解消する手段として、ブラシを微小振動（振幅０．１ｍｍ、周波数５０Hz以上）させて、微小な距離における帯電ムラを防ぎ、トナーや紙粉などの付着を防ぐようにした帯電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ブラシを用いる帯電方式に対し、放電ワイヤーとケースの間に高電圧を印加し、コロナ放電を発生させて感光体を帯電する方式は、構造が簡単な上に帯電性能が安定しているという利点がある。しかし、放電ワイヤーにトナーなどの飛散物が付着することが原因でワイヤーからの放電が不均一になり、感光体上の帯電が不均一になる問題がある。これを防止するため、両端を固定されたワイヤーの中央部に圧電素子を用いた振動伝達部材を配置し、ワイヤーを加振させることで、飛散物が付着するのを防ぐようにした帯電装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−１５９５５号公報
【特許文献２】特開昭５８−１８９６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の技術はブラシ帯電方式であり、ブラシ表面と感光体表面とを均一に接触させなければ感光対表面に均一な帯電が得られない。そのため、感光体表面との接触を均一化させるために、微小振動を加えることで、ブラシと感光体表面との微小な距離での帯電ばらつきを解消している。しかし、より大きな距離間での帯電ばらつきを解消することができないといった問題があった。また、この技術はブラシ帯電方式が前提であり、ワイヤーを用いたコロナ放電による帯電方式には適用できなかった。
【０００５】
一方、上記特許文献２の技術によれば、ワイヤーに振動を加えることによって、ワイヤーへのトナー粉の付着を防止することができる。しかし、ワイヤーに振動を加えることによっても離脱しないトナー粉やワイヤーの錆による放電の不均一を防ぐことはできず、その結果、感光体上の帯電が不均一になるといった問題が発生する。また、上記特許文献２の技術は、ワイヤーの中央部に振動部材を接触させて当該ワイヤーに振動を加える方式であるため、装置の動作中にはワイヤーに付着した付着物を除去することができないといった問題もあった。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、放電ワイヤーを用いたコロナ放電を発生させる帯電方式に関して、ワイヤーに付着物や錆があっても感光体上の帯電を均一にすることのできる帯電装置構造を有する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、感光体上に一様に電荷を付与する帯電手段と、帯電された前記感光体に画像情報を露光する露光手段と、露光された前記画像情報を顕像化する現像手段とを有する画像形成装置において、前記帯電手段を前記感光体の回転方向に直交する方向に振動させる振動手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
ここで、前振動手段は、前記帯電手段を構成するワイヤーとグリッドとを備える放電ユニットを振動させるものであり、その振動動作は、印字処理モードにおける前記感光体の前処理回転時、印字処理回転時、及び後処理回転時において実施される。すなわち、本発明では、感光体の近傍に非接触で配置されている放電ユニットを振動させる構成であるため、感光体の前処理回転時や後処理回転時だけでなく、印字処理回転時においても放電ユニットを振動させることができる。これにより、従来発生していた感光体上の帯電ムラ（チャージムラ）が解消され、均一な帯電が得られる。従って、印字品位の安定化、感光体の長寿命化、トナーの無駄な消費の削減、及びトナーの機内飛散を未然に防止することが可能となる。
【０００９】
ここで、前記振動手段の構成について説明する。
【００１０】
放電ユニットは、その両端部から延設された支持杆が感光体支持フレームの両端部に形成された挿通穴にそれぞれ摺動可能に挿通支持されている。そして、振動手段は、装置フレームに回転可能に挿通支持された回転駆動軸と、この回転駆動軸の先端部に設けられて前記一方の支持杆の端部と対峙するカム部材とを備えており、カム部材は、その端面が軸芯方向に対して斜めに切断されたカム面に形成されている。そして、このカム面の軸芯から外れた位置に、一方の支持杆の端部が圧接されるように放電ユニットを付勢する付勢手段が設けられている。この付勢手段は、放電ユニットの他方の支持杆と帯電ケースとの間に圧縮状態で介装されたコイルスプリング等の弾性部材とすることができる。このような構成により、回転駆動軸を回転駆動してカム部材を回転させることで、放電ユニットが感光体の回転方向に直交する方向に変位し、振動することになる。
【００１１】
このように、放電ユニットの一方の支持杆の端部を、回転駆動軸の先端部に設けたカム部材のカム面に偏芯させて当接し、他方の支持杆の端部に弾性部材を配置することで、放電ユニットの振幅幅の規制、放電ユニットのホームポジションへの復帰等を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明では、回転駆動軸と感光体の駆動軸とが共通の駆動源で駆動されるようにしている。このように感光体と同一の駆動源を用いることによって、放電ユニット専用の駆動源が不要であるとともに、感光体の回転時には常に放電ユニットも振動させることができ、機構の簡略化と制御の容易性を実現することが可能となる。
【００１３】
ここで、振動手段による放電ユニットの振動幅Ｗは、感光体の感光層領域と印字処理モードにおける感光体が許容する最大印字領域の範囲内において、次式（１）
Ｗ＝［（Ｌ１）―（Ｌ２）］／２ ・・・（１）
（ただし、Ｌ１：感光層領域の幅、Ｌ２：最大印字領域の幅）
で表される幅とする。
【００１４】
すなわち、放電ユニットによって帯電される幅は、感光体の感光層の幅以内でなければならない。さらに、静電潜像を形成する印字領域は、放電ユニットが左右に振られている間も常に帯電されている必要がある。そのため、放電ユニットが移動する範囲は、感光体の感光層の範囲内でなければならず、その移動距離は、感光層の幅と印字領域幅の差以内でなければならない。このことより、放電ユニットの振動幅Ｗは、上記（１）式を満たす幅でなければならない。より具体的に説明すると、ワイヤーやグリッドへの付着物が原因で発生する帯電ムラの幅は約３ｍｍ以下のものがほとんどである。従って、その帯電ムラを解消するために放電ユニットを左右に振動させる幅（振幅）は±５ｍｍ程度で十分であるから、印字領域幅を感光層幅の１０ｍｍ程度内側に設定すれば、問題なく帯電動作を行うことが可能である。
【００１５】
また、振動手段による放電ユニットの振動周波数（振動周期）は、感光体ドラムの外周長、感光体の周速度、及び放電ユニットの感光体ドラムの回転方向に平行な方向の長さによって決定される。具体的には、少なくとも１．０〜３．０Ｈｚの振動周波数（振動周期）とする。振動周波数が小さすぎると、チャージムラ等の電位の不均一が解消されず、不均一な帯電部分がサイン波形状のムラになる。逆に、振動周波数が大きすぎると、チャージムラの均一化が行われず直線状のムラが解消できない。これに対し、放電ユニットの振動周波数を１．０〜３．０Ｈｚとすることで、感光体ドラムの感光層上に発生する帯電ムラを均一化した帯電が得られ、印字品位の安定化を図ることができる。
【００１６】
放電ユニットの振動周期(振動周波数)に関しては、回転する感光体ドラムの表面が放電ユニットのグリッド幅と同じ距離を進む間に、放電ユニットが１／４周期分振動することで本発明の目的を達成することができる。その理由は、ゴミ等がワイヤーに付着すると、感光体ドラムの表面電位は、付着したゴミ部分に対応する表面電位が通常の帯電電位に比べて「過帯電」、若しくは「過小帯電」となり、その結果、上記したように約３ｍｍ以下の帯電不良が発生する。このとき、放電ユニットを上記の通り周期的に振動させることで、感光体ドラムの感光層上の「過帯電」、若しくは「過小帯電」となっている部分に、正常に帯電する電界を印加することができる。例えば、感光体ドラムの直径を１２０ｍｍ、感光体ドラムの周速度を５００ｍｍ／ｓｅｃ、帯電器のグリッド幅を５０ｍｍとすると、放電ユニットの振動周期、すなわち、回転駆動軸の回転数Ｔ１を、下式（２）で算出される速度で回転させればよい。
【００１７】
Ｔ１＝５００÷５０÷４＝２．５Ｈｚ ・・・（２）
このとき、感光体ドラムの回転周期（すなわち、駆動軸の回転数）Ｔ２は、
Ｔ２＝５００÷（１２０×π）≒１．３Ｈｚ ・・・（３）
である。
【００１８】
すなわち、放電ユニットの振動周期を上記のように決定することで、感光体ドラムを駆動する駆動軸の回転数と、放電ユニットを駆動する回転駆動軸の回転数との関係を、上記（２），（３）式によって容易に決定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像形成装置は上記のように構成したので、ワイヤーに付着物や錆があっても、感光体上の帯電を均一にすることができる。これにより、印字品位の安定化、感光体の長寿命化、トナーの無駄な消費の削減、及びトナーの装置内飛散を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
＜画像形成装置の全体構成の説明＞
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は、画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。
【００２２】
本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、図１及び図２に示すように、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって、回転駆動される円筒状の感光体ドラム３上に静電潜像を形成して、この静電潜像を帯電性のトナーと磁性キャリアの２成分を混合して帯電された現像剤によってトナー像として可視像化した後、用紙に転写してモノクロ（単色）画像として出力する画像形成装置１Ａであって、感光体ドラム３を有する画像形成部１４と、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を用紙に直接的または間接的に転写する転写機構１０と、用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着させる定着ユニット６とを備えたものである。
【００２３】
また、画像形成装置１Ａは、用紙Ｐを複数枚積載可能な給紙トレイ８と、この給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを画像形成部１４に搬送する用紙搬送部５９と、画像形成部１４で印字された用紙Ｐ上の未定着トナーを溶融させて定着させる定着ユニット６へ搬送する用紙搬送装置７とを備えており、予め設定された複数の排出処理モードに対応した用紙Ｐの搬送速度に基づき、印字要求に応じて選択的に用紙Ｐの搬送速度を制御し、給紙トレイ８から排紙トレイ９に用紙Ｐを自動的に供給可能としたものである。
【００２４】
まず、画像形成装置１Ａの全体構成について説明する。
【００２５】
画像形成装置１Ａは、図１に示すように、主に、露光ユニット１、現像装置２、トナー供給装置３０、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、給紙トレイ８、排紙トレイ９及び転写機構１０等を備える装置本体１Ａ１と、自動原稿処理装置１Ａ２とにより構成されている。
【００２６】
装置本体１Ａ１の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２１が設けられ、この原稿載置台２１の上方には、自動原稿処理装置１Ａ２が上方に向かい揺動開放自在に設けられ、一方、この原稿載置台２１の下方には、原稿の画像情報を読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部２２が配置されている。
【００２７】
そのスキャナ部２２の下方には、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、排紙トレイ９、及び転写機構１０が配設され、さらに、その下方には、用紙Ｐが収納された給紙トレイ８が配設されている。
【００２８】
露光ユニット１は、画像処理部（図示省略）から出力された画像データに応じて、レーザ光を帯電器４によって均一に帯電された感光体ドラム３の表面に照射して露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有するものである。この露光ユニット１は、スキャナ部２２の直下でかつ感光体ドラム３上方に配置され、レーザ照射部１１，１１及び反射ミラー１２を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂが採用されている。
【００２９】
本実施形態では、高速印字処理を行うために、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を用いた２ビーム手法を採用しているものとする。
【００３０】
なお、本実施形態では、露光ユニット１にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂを用いているが、発光素子をアレイ状に並べたもの、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いるものであっても良い。
【００３１】
感光体ドラム３は、略円筒形状を呈し、露光ユニット１の下方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段により所定方向（図中の矢印Ａ方向）に回転するように制御されている。この感光体ドラム３の外周面に沿って、図２に示すように、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム回転方向下流側に向かい、用紙剥離爪３１、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、電界発生部としての帯電器４、現像装置２、除電装置４１の順に配置されている。
【００３２】
用紙剥離爪３１は、ソレノイド３２により感光体ドラム３の外周面に接離可能に配置されている。この用紙剥離爪３１は、感光体ドラム３の外周面に当接した状態で、感光体ドラム３上の未定着トナー像を用紙Ｐに転写する際にその感光体ドラム３の表面に張り付いた用紙Ｐを剥離するものである。
【００３３】
なお、用紙剥離爪３１の駆動手段として、ソレノイド３２の代わりに駆動用モータ等を採用しても良く、その他の駆動手段の選択も可能である。
【００３４】
現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであって、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器４より下流側において、感光体ドラム３の側方に略水平（図中で右側）に配置されている。この現像装置２の下方には、記録媒体搬送方向上流側にレジストローラ１５が配置されている。なお、現像装置２の詳細については後述する。
【００３５】
トナー供給装置３００は、トナーが充填されたトナー容器３００から排出されるトナーを一時的に中間ホッパ部３３に貯留してから現像装置２に供給するものであって、現像装置２に隣接するようにして配置されている。
【００３６】
レジストローラ１５は、給紙トレイ８から供給された用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上のトナー像とを整合して感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に搬送するように、図示しない駆動手段及び制御手段により動作制御されている。
【００３７】
帯電器４は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム３の上方でその外周面に近接して配置されている。
【００３８】
なお、本実施形態では、チャージャー型の帯電器４を使用しているが、接触型のローラ方式によるものやブラシ方式によるものに代用しても良い。
【００３９】
除電装置４１は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し易くするために、この感光体ドラム３の表面電位を低下させるための転写前除電手段であって、感光体ドラム回転方向で現像装置２より下流側で、かつ感光体ドラム３の下方でその外周面に近接して配置されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、除電装置４１は、除電電極を用いて構成されているが、除電電極の替わりに除電ランプを使用したり、その他の方式により除電するようにしたものであっても良い。
【００４１】
感光体ドラムクリーニングユニット１６０は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものであって、感光体ドラム３を挟んで現像装置２と略対向する位置で、感光体ドラム３の側方に略水平（図中で左側）に配置されている。
【００４２】
上述したように、感光体ドラム３上で顕像化された静電像は、静電像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙Ｐ上に転写機構１０から印加されることで用紙Ｐ上に転写される。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は（＋）極性となる。
【００４３】
転写機構１０は、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２、及び他のローラ１０８（図３参照）で架橋されるとともに、所定の抵抗値（本実施形態では、１×１０9〜１×１０13Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１０３が配置された転写ベルト式ユニットで構成され、感光体ドラム３の下方で、転写ベルト１０３の表面が感光体ドラム３の筒状の外周の一部と接触するように配置されている。この転写ベルト１０３により、用紙Ｐを感光体ドラム３に押圧しながら搬送するようになっている。
【００４４】
感光体ドラム３と転写ベルト１０３の接触部１０４には、駆動ローラ１０１及び従動ローラ１０２とは異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラからなる転写ローラ１０５が配置されている。
【００４５】
転写ローラ１０５は、弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この転写ローラ１０５が弾性を有することで、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが線接触でなく転写ニップと呼ばれる所定の幅を有する面接触となるので、搬送される用紙Ｐへの転写効率の向上を図ることができる。
【００４６】
さらに、転写ベルト１０３の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Ｐが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ１０６が転写ベルト１０３の背面側に配置されている。
【００４７】
また、図２に示すように、転写機構１０には、転写ベルト１０３の残留トナーによる汚れを取る転写ベルトクリーニングユニット２６０と、転写ベルト１０３の除電を行う複数の除電機構１０８が配置されている。この除電機構１０８に用いられる除電を行うための手法として、装置を介して接地する手法、若しくは積極的に転写電界の極性と逆極性を印加する手法がある。
【００４８】
転写機構１０で用紙上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。
【００４９】
定着ユニット６は、図２に示すように、定着ローラを構成する加熱ローラ６ａ及び加圧ローラ６ｂを備え、この加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとによって、用紙Ｐを挟持した状態で加熱ローラ６ａを回転させ、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間を通過させることにより、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させるものである。定着ユニット６の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ１６が設けられている。
【００５０】
この搬送ローラ１６の用紙搬送方向下流側には、用紙を排紙トレイ９に排紙するための排紙ローラ１７が設けられている。
【００５１】
加熱ローラ６ａは、その外周部には用紙剥離爪６１１、ローラ表面温度検出部材であるサーミスター６１２、加熱ローラ６ａの外周部をクリーニングする定着ローラクリーニングユニット３６０が配置され、内周部には加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源６１４が設けられている。
【００５２】
加圧ローラ６ｂには、加熱ローラ６ａに対し所定圧量で加圧ローラ６ｂを圧接させるための加圧部材６２１がローラの両端部に配置されている。さらに、加圧ローラ６ｂの外周には、加熱ローラ６ａの外周と同様に用紙剥離爪６２２、ローラ表面クリーニング部材６２３が配置されている。
【００５３】
定着ユニット６は、図２に示すように、いわゆる定着ニップ部と呼ばれる加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接部６００において、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラ６ａにより加熱して溶融し、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接力による用紙上への投鋲作用で、未定着トナーを用紙上に定着するようになっている。
【００５４】
給紙トレイ８は、図１に示すように、画像情報が出力される用紙を複数枚蓄積しておくためのものであり、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、定着ユニット６等で構成される画像形成部１４の下側に配置されている。この給紙トレイ８の排紙側上部には、用紙ピックアップローラ８ａが配置されている。
【００５５】
この用紙ピックアップローラ８ａは、給紙トレイ８内に積載収容された用紙を最上層から１枚ずつピックアップし、下流側に向かって（便宜上の用紙Ｐの流れ出し側、換言するとカセット側を上流、排紙側を下流とする。）用紙搬送路７ａ上のレジストローラ（「アイドルローラ」とも称する。）１５側に搬送するようになっている。
【００５６】
本実施形態に係る画像形成装置１Ａでは、高速印字処理を行うことを目的とするため、画像形成部１４の下方に定型サイズの用紙Ｐを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８が配置され、一方、装置側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１が配置されるとともに、この大容量給紙カセット８１の上方に、主に不定型サイズの印字等に対応する手差しトレイ８２が設けられている。
【００５７】
排紙トレイ９は、手差しトレイ８２とは反対側の装置側面に配置されている。また、排紙トレイ９に代わって、排紙用紙のステープル、パンチ処理等を行う後処理装置や複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能な構成となっている。
【００５８】
用紙搬送装置７は、前述した感光体ドラム３と給紙トレイ８との間に配置され、用紙搬送装置７に備わる用紙搬送路７ａを経由させて、給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを一枚ずつ転写機構１０に搬送し、転写機構１０において、感光体ドラム３からトナー像が転写された用紙を定着ユニット６に搬送し、定着ユニット６において、未定着トナー像を用紙に定着した後に、指定された排紙処理モードに応じて形成された用紙搬送路や分岐爪によって用紙を搬送するように構成されている。
【００５９】
本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、予め設定された排出処理モードとして、片面印字モード及び両面印字モードが設定されている。片面印字モードにおいて、排出処理として印字面を上方に向けて排出されるフェースアップ排出、及び、印字面を下方に向けて排出されるフェースダウン排出が設定されている。
【００６０】
本実施形態に係る画像形成装置１Ａでは、図２に示すように、画像形成部１４、転写機構１０及び定着ユニット６のそれぞれの箇所に対応して、感光体ドラムクリーニングユニット１６０、転写ベルトクリーニングユニット２６０及び定着ローラクリーニングユニット３６０を配置して、それぞれの箇所で生じる残留トナーを廃トナーとして除去するようにしている。
【００６１】
＜感光体ドラム３の周辺構成の説明＞
次に、感光体ドラム３の周辺構成の詳細について、図３を参照して説明する。
【００６２】
感光体ドラム３の周囲には、帯電器４、露光ユニット１、現像装置２、転写機構１０、感光体ドラムクリーニングユニット１６０がこの順で配置されている。
【００６３】
転写機構１０は、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２及び他のローラ１０７で架橋されるととも、転写ローラ１０５によって、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが転写ニップ領域において接触しており、感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に用紙を搬送することにより、用紙上に感光ドラム３の表面に形成された帯電トナー像（現像剤像）が転写される。
【００６４】
転写ニップ領域の周辺には、用紙を転写ニップ領域に搬送するための搬送機構が配置されている。具体的には、図３に示されるように、転写ニップ領域からみて用紙の搬送方向上流側に、上下一対のペーパーガイド８９、一対のレジストローラ（給紙ローラ）９０、上下一対のペーパーガイド８８がこの順番で配置されている。すなわち、図示しない他のレジストローラによってペーパーガイド８８の間を搬送されてきた用紙の先端がレジストローラ９０に突入すると、図示しない用紙搬送系駆動モータによってレジストローラ９０が回転駆動されることにより、用紙は、ペーパーガイド８９の間を搬送されて転写ニップ領域まで到達する。下方のペーパーガイド８８上にはＰｉｎセンサ８７が配置されている。Ｐｉｎセンサ８７は、用紙の存在の有無を検出するものである。
【００６５】
本実施形態では、Ｐｉｎセンサ８７は、ペーパーガイド８８間の搬送路に突出した用紙検知レバー及びホトインタラプタを有している。用紙検知レバーは、回動可能に軸支されており、用紙と接触することで回動する。用紙検知レバーが回動すると、用紙と接触していない側の用紙検知レバーの端部（他端）も変位する。ホトインタラプタは、この用紙検知レバーの他端の変位を検出する。ホトインタラプタは、用紙検知レバーが用紙と接触しているときの位置に当該他端があることを検知した場合、用紙が存在することを示すＯＮ信号を出力する。一方、ホトインタラプタは、用紙検知レバーが用紙と接触してないときの位置に当該他端があることを検知した場合、用紙が存在しないことを示すＯＦＦ信号を出力する。そのため、Ｐｉｎセンサ８７からの出力がＯＦＦ信号からＯＮ信号に変化したタイミングが、用紙の先端がＰｉｎセンサ８７に位置しているタイミングを示すこととなる。逆に、Ｐｉｎセンサ８７からの出力がＯＮ信号からＯＦＦ信号に変化したタイミングが、用紙の後端がＰｉｎセンサ８７に位置しているタイミングを示すこととなる。
【００６６】
なお、本実施形態では、Ｐｉｎセンサ８７として用紙検知レバー及びホトインタラプタを有するセンサを用いるものとしたが、他のセンサを用いてもよい。他のセンサとしては、反射型光センサなどを用いることができる。
【００６７】
上述したように、感光体ドラム３の周囲には、帯電器４、露光ユニット１、現像装置２、転写機構１０、感光体ドラムクリーニングユニット１６０が配置されている。
【００６８】
このような構成において実際に印字動作を行うと、感光体ドラム３周辺ではトナーやその他の飛散物が発生して、帯電器４の中に配置されている放電ワイヤーやグリッドに付着し、理想的な放電が行われず、感光層の帯電が一様にならない帯電ムラが発生する。その状態で画像情報を感光体上に露光しても静電潜像が正常に形成されず、印字画像としては、「白スジ」、「黒スジ」、「中間調の濃度ムラ」等が発生した印字となり、所望する品質の画像が得られない現象が起こる。
【００６９】
＜感光体ドラム３と帯電器４の構造の説明＞
そこで、本発明では、ワイヤーやグリッドに飛散物が付着しても、感光体上の帯電を一様にするために、帯電器４の構造を図４ないし図９に示すような構造とする。図４及び図５は、感光体ドラムと帯電器を正面から見た断面図、図６は、感光体ドラム３と帯電器４を側面から見た断面図、図７は、振動手段を構成する回転駆動軸とカム部材の構成を示す左側面図、正面図及び右側面図、図８は、感光体ドラムと帯電器の左側部分の構成を示す斜視図、図９は、感光体ドラムと帯電器の右側部分の構成を示す斜視図である。
【００７０】
本実施形態では、感光体ドラム３は、図４及び図５において上向きコ字状に形成された感光体支持フレーム３４に回転可能に支持されている。すなわち、感光体ドラム３の左右両側部に設けられた感光体フランジ３５ａ，３５ｂから左右外方向に水平に突出させてドラム回転軸３６ａ，３６ｂがそれぞれ設けられており、これらドラム回転軸３６ａ，３６ｂが、感光体支持フレーム３４の左右両側板に形成された開口部３４ａ，３４ｂに、軸受け部３７ａ，３７ｂを介してそれぞれ回転可能に挿通支持された構造となっている。また、一方のドラム回転軸３６ａはさらに、隣接する装置フレーム５１を貫通させて、図示しない駆動源に連係されている。すなわち、ドラム回転軸３６ａが感光体ドラム３の駆動軸となっている。
【００７１】
一方、帯電器４は、感光体ドラム３の上部に配置された帯電器ケース４０内に収納されている。帯電器ケース４０の左側端部４０ａは、装置フレーム５１に取り付け固定されており、右側端部４０ｂは、下方に屈曲した後、その下端部をさらに左方向に屈曲させ、その屈曲先端部が感光体支持フレーム３４の右側板３７ｂに取り付け固定されている。このように形成された帯電ケース４０内には、感光体ドラム３に対峙する底面部分が開放された箱体形状の放電ユニット４２が配置されており、この放電ユニット４２内に放電用のワイヤー４８とグリッド４９とが配置されている。
【００７２】
放電ユニット４２には、左右両側板から左右外方向に水平に延設する形で支持杆４３，４４がそれぞれ形成されている。左側の支持杆４３は円柱形状（図８を併せて参照）であって、感光体支持フレーム３４の左側板に形成された貫通穴３８ａに摺動可能に挿通支持されている。一方、右側の支持杆４４は、所定の幅を有する板形状（図９を併せて参照）であって、先端部が下方に屈曲され、その屈曲先端部がさらに右方向に屈曲形成されている。そして、右方向に屈曲された支持杆先端部４４ａが、感光体支持フレーム３４の右側板に形成された横長の貫通穴３８ｂに摺動可能に挿通支持されている。さらに、下方に屈曲された支持杆４４の垂直板部４４ｂと、下方に屈曲された帯電器ケース４０の垂直板部４０ｃとの間に、コイルスプリング等の弾性部材４５が圧縮状態で介装された構造となっている。すなわち、放電ユニット４２は、この弾性部材４５の弾発力によって、常に装置フレーム５１方向に（すなわち、図４中、左方向に）付勢されている。
【００７３】
また、感光体支持フレーム３４の左側板に挿通支持された支持杆４３の先端部４３ａに対向させて、振動用の回転駆動軸６１が配置されている。この回転駆動軸６１は、装置フレーム５１に形成された貫通穴５１ａに挿通支持された状態で、図示しない駆動源に連係されている。また、回転駆動軸６１の先端部には、支持杆４３の先端部４３ａに当接するカム部材６２が設けられている。このカム部材６２は、支持杆４３の先端部４３ａに対峙する側の端面６３が回転駆動軸６１の軸芯Ｒ方向に対して斜めに切断されたカム面に形成されており、このカム面６３の軸芯Ｒから外れた位置に（すなわち、軸芯Ｒから偏芯させて）、支持杆４３の先端部４３ａが当接するように配置されている。
【００７４】
ここで、上記したように、放電ユニット４２の全体が弾性部材４５によって装置フレーム５１方向に常に付勢されているので、支持杆４３の先端部４３ａはカム部材６２のカム面６３に常に圧接されている。従って、カム部材６２が回転することにより、支持杆４３の先端部４３ａはカム面６３上を摺動して左右方向に往復移動し、これによって放電ユニット４２の全体が左右方向に往復移動（すなわち、振動）するようになっている。このように、支持杆４３の先端部４３ａを、回転駆動軸６１の先端部に設けたカム部材６２のカム面６３に偏芯させて当接し、他方の支持杆４４の端部に弾性部材４５を配置することで、放電ユニット４２の振幅幅が規制されている。すなわち、放電ユニット４２の振動幅は、カム面６３の傾斜角度と、支持杆４３の先端部４３ａの軸芯Ｒからの偏芯距離とによって決定することができる。また、印字処理モードの終了後に、カム部材４３の回転角度を調整することで、放電ユニット４２をホームポジションへ容易に復帰させることができる。
【００７５】
また、右側端部が放電ユニット４２の右側板に連結された導電性のワイヤー４８の左側端部は、導電性の第１コイルバネ４７ａを介して、帯電器ケース４０の支持板部４０ｄに固定されたワイヤー側電極部７１に連結されている。また、放電ユニット４２内に固定されたグリッド４９から引き出された導電性のワイヤー４９ａは、導電性の第２コイルバネ４７ｂを介して、帯電器ケース４０の支持板部４０ｄに固定されたグリッド側電極部７２に連結されている。このように、ワイヤー４８及びグリッド４９がそれぞれ第１コイルバネ４７ａ及び第２コイルバネ４７ｂを介して各電極部７１，７２に連結されているので、放電ユニット４２が振動しても、この振動を第１コイルバネ４７ａ及び第２コイルバネ４７ｂが吸収するため、ワイヤー４８及びグリッド４９の電気配線が断線することはなく、電気的な接続が確保されるようになっている。なお、これら第１コイルバネ４７ａ及び第２コイルバネ４７ｂも圧縮状態で配置することで、弾性部材４５と同様の機能、すなわち放電ユニット４２の全体を装置フレーム５１方向に常に付勢する機能を併せて持たせることが可能である。
【００７６】
ここで、放電ユニット４２が最も右側に振られている状態が図４であり、最も左側に振られている状態が図５である。この場合、放電ユニット４２によって帯電される幅は、感光体ドラム３の感光層の幅Ｌ１以内でなければならない。さらに、静電潜像を形成する印字領域の幅Ｌ２は、放電ユニット４２が左右に振られている際も常に帯電されている必要がある。そのため、放電ユニット４２が移動する範囲（振動幅）Ｗは、感光体ドラム３の感光層の幅Ｌ１の範囲内であり、感光層の幅（Ｌ１）と最大印字領域幅（Ｌ２）との差以内でなければならない。すなわち、放電ユニットの振動幅Ｗは、下式（４）で表すことができる。
【００７７】
Ｗ＝［（Ｌ１）―（Ｌ２）］／２ ・・・（４）
一方、ワイヤー４８やグリッド４９への付着物が原因で発生する帯電ムラの幅は約３ｍｍ以下のものがほとんどであり、その帯電ムラを解消するために放電ユニット４２を左右に移動させる幅、すなわち振動幅は、±５ｍｍ程度で十分であるから、最大印字領域幅Ｌ２を感光層幅Ｌ１の１０ｍｍ程度内側に設定すれば、問題なく帯電動作を行うことができる。
従って、放電ユニット４２の振動幅Ｗは、下式（５）より、
Ｗ＝［（Ｌ１）―（Ｌ２）］／２≒５ｍｍ ・・・（５）
とすればよい。
【００７８】
一方、放電ユニット４２の振動周期(振動周波数)に関しては、回転する感光体ドラム３の表面が放電ユニット４２のグリッド幅と同じ距離を進む間に、放電ユニット４２が１／４周期分振動することで本発明の目的を達成することができる。その理由は、ゴミ等がワイヤー４８に付着すると、感光体ドラム３の表面電位は、付着したゴミ部分に対応する表面電位が通常の帯電電位に比べて「過帯電」、若しくは「過小帯電」となり、その結果、上記したように約３ｍｍ以下の帯電不良が発生する。このとき、放電ユニット４２を上記の通り周期的に振動させることで、感光体ドラム３の感光層上の「過帯電」、若しくは「過小帯電」となっている部分に、正常に帯電する電界を印加することができる。例えば、感光体ドラム３の直径を１２０ｍｍ、感光体ドラム３の周速度を５００ｍｍ／ｓｅｃ、帯電器４のグリッド幅を５０ｍｍとすると、放電ユニット４２の振動周期、すなわち、回転駆動軸６１の回転数Ｔ１を、下式（６）で算出される速度で回転させればよい。
【００７９】
Ｔ１＝５００÷５０÷４＝２．５Ｈｚ ・・・（６）
このとき、感光体ドラム３の回転周期（すなわち、駆動軸３６ａの回転数）Ｔ２は、
Ｔ２＝５００÷（１２０×π）≒１．３Ｈｚ ・・・（７）
である。
【００８０】
すなわち、放電ユニット４２の振動周期を上記のように決定することで、感光体ドラム３を駆動する駆動軸３６ａの回転数と、放電ユニット４２を駆動する回転駆動軸６３の回転数との関係を、上記（６），（７）式によって容易に決定することができる。この場合、放電ユニット４２を振動させるための回転駆動軸６１の駆動源と、感光体ドラム３の駆動軸３６ａの駆動源とを同一の駆動源とすることによって、放電ユニット専用の駆動源が不要となり、しかも、感光体ドラム３の回転時には常に放電ユニット４２も振動させることができるので、駆動機構の簡略化と駆動制御の容易性の両方を実現することができる。
【００８１】
因みに、図１０は上記（４）式から（７）式までの関係を模式的に図示したものであり、放電ユニット４２の振動周期を１／４周期、及び振動幅を±５ｍｍに適正化した場合を示している。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。
【図３】感光体ドラムの周辺構成の詳細説明図である。
【図４】感光体ドラムと帯電器を正面から見た断面図である。
【図５】感光体ドラムと帯電器を正面から見た断面図である。
【図６】感光体ドラムと帯電器を側面から見た断面図である。
【図７】振動手段を構成する回転駆動軸とカム部材の構成を示す左側面図、正面図及び右側面図である。
【図８】感光体ドラムと帯電器の左側部分の構成を示す斜視図である。
【図９】感光体ドラムと帯電器の右側部分の構成を示す斜視図である。
【図１０】放電ユニットの振動周期と振動幅を適正化した場合を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１Ａ 画像形成装置
１Ａ１ 装置本体
１Ａ２ 自動原稿処理装置
２ 現像装置
３ 感光体ドラム
４ 帯電器
５ 感光体ドラムクリーニングユニット
６ 定着ユニット
７ 用紙搬送装置
７ａ 用紙搬送路
８ 給紙トレイ
９ 排紙トレイ
１０ 転写機構
１１ レーザ照射部
１２ 反射ミラー
１３ａ，１３ｂ レーザスキャニングユニット
１４ 画像形成部
１５ レジストローラ
２１ 原稿載置台
２２ スキャナ部
３０ トナー供給装置
３１ 用紙剥離爪
３２ ソレノイド
３３ 中間ホッパー
３４ 感光体支持フレーム
３５ａ，３５ｂ 感光体フランジ
３６ａ，３６ｂ ドラム回転軸
３７ａ 左側板
３７ｂ 右側板
３８ａ，３８ｂ 貫通穴
４０ 帯電ケース
４０ｂ 垂直板部
４０ｄ 支持板部
４１ 除電装置
４２ 放電ユニット
４３，４４ 支持杆
４３ａ 先端部
４４ａ 支持杆先端部
４４ｂ 垂直板部
４５ 弾性部材
４７ａ 第１コイルバネ
４７ｂ 第２コイルバネ
４８ ワイヤー
４９ グリッド
５１ 装置フレーム
５９ 用紙搬送部
６１ 回転駆動軸
６２ カム部材
６３ 端面（カム面）
８３ 定電圧電源
８４ 定電流電源
８５ 転写出力切換部
８６ 制御部
８７ Ｐｉｎセンサ
８８，８９ ペーパーガイド
９０ レジストローラ（給紙ローラ）
１０１ 駆動ローラ
１０２ 従動ローラ
１０３ 転写ベルト
１０５ 転写ローラ
１０６ 除電ローラ
１０７ 他のローラ
１０８ 除電機構
１１１〜１１４ 剥離ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に一様に電荷を付与する帯電手段と、帯電された前記感光体に画像情報を露光する露光手段と、露光された前記画像情報を顕像化する現像手段とを有する画像形成装置において、
前記帯電手段を前記感光体の回転方向に直交する方向に振動させる振動手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記振動手段は、前記帯電手段を構成するワイヤーとグリッドとを備える放電ユニットを振動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記振動手段は、印字処理モードにおける前記感光体の前処理回転時、印字処理回転時、及び後処理回転時において前記放電ユニットを振動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、
前記振動手段による前記放電ユニットの振動幅Ｗは、前記感光体の感光層領域と前記印字処理モードにおける感光体が許容する最大印字領域の範囲内において、次式、
Ｗ＝［（Ｌ１）―（Ｌ２）］／２
（ただし、Ｌ１：感光層領域の幅、Ｌ２：最大印字領域の幅）
で表される幅であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
前記振動手段による前記放電ユニットの振動周波数は、前記感光体の外周長、前記感光体の周速度、及び前記放電ユニットの前記感光体の回転方向に平行な方向の長さによって決定され、１．０〜３．０Ｈｚの振動周波数であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記放電ユニットは、その両端部から延設された支持杆が感光体支持フレームの両端部に形成された挿通穴にそれぞれ摺動可能に挿通支持されており、
前記振動手段は、装置フレームに回転可能に挿通支持された回転駆動軸と、この回転駆動軸の先端部に設けられて前記一方の支持杆の端部と対峙するカム部材とを備え、前記カム部材は、その端面が軸芯方向に対して斜めに切断されたカム面に形成され、このカム面の前記軸芯から外れた位置に前記一方の支持杆の端部が圧接されるように前記放電ユニットを付勢する付勢手段を備えており、前記回転駆動軸の回転駆動により前記カム部材が回転することで、前記放電ユニットが前記感光体の回転方向に直交する方向に変位して振動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、
前記付勢手段は、前記放電ユニットの他方の支持杆と帯電ケースとの間に圧縮状態で介装された弾性部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の画像形成装置において、
前記回転駆動軸と前記感光体の駆動軸とが共通の駆動源で駆動されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
感光体上に一様に電荷を付与する帯電手段と、帯電された前記感光体に画像情報を露光する露光手段と、露光された前記画像情報を顕像化する現像手段とを有する画像形成装置において、
前記帯電手段を前記感光体の回転方向に直交する方向に振動させる振動手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記振動手段は、前記帯電手段を構成するワイヤーとグリッドとを備える放電ユニットを振動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記振動手段は、印字処理モードにおける前記感光体の前処理回転時、印字処理回転時、及び後処理回転時において前記放電ユニットを振動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、
前記振動手段による前記放電ユニットの振動幅Ｗは、前記感光体の感光層領域と前記印字処理モードにおける感光体が許容する最大印字領域の範囲内において、次式、
Ｗ＝［（Ｌ１）―（Ｌ２）］／２
（ただし、Ｌ１：感光層領域の幅、Ｌ２：最大印字領域の幅）
で表される幅であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
前記振動手段による前記放電ユニットの振動周波数は、前記感光体の外周長、前記感光体の周速度、及び前記放電ユニットの前記感光体の回転方向に平行な方向の長さによって決定され、１．０〜３．０Ｈｚの振動周波数であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記放電ユニットは、その両端部から延設された支持杆が感光体支持フレームの両端部に形成された挿通穴にそれぞれ摺動可能に挿通支持されており、
前記振動手段は、装置フレームに回転可能に挿通支持された回転駆動軸と、この回転駆動軸の先端部に設けられて前記一方の支持杆の端部と対峙するカム部材とを備え、前記カム部材は、その端面が軸芯方向に対して斜めに切断されたカム面に形成され、このカム面の前記軸芯から外れた位置に前記一方の支持杆の端部が圧接されるように前記放電ユニットを付勢する付勢手段を備えており、前記回転駆動軸の回転駆動により前記カム部材が回転することで、前記放電ユニットが前記感光体の回転方向に直交する方向に変位して振動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、
前記付勢手段は、前記放電ユニットの他方の支持杆と帯電ケースとの間に圧縮状態で介装された弾性部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の画像形成装置において、
前記回転駆動軸と前記感光体の駆動軸とが共通の駆動源で駆動される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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−４８０１６（Ｐ２００９−４８０１６Ａ）
【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２００７−２１５１７９（Ｐ２００７−２１５１７９）
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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