JP2000321848A - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】画像形成装置に用いる、帯電ワイヤを有する帯
電器の該帯電ワイヤのクリーニングをユーザが確実に遂
行できるようにする。 【解決手段】画像形成装置に用いられ、帯電ワイヤ１０
１を使用する帯電器であって、該帯電ワイヤに当接して
これに沿って移動するスクレーパによって前記帯電ワイ
ヤに付着した異物などを除去する画像形成装置のクリー
ニング装置において、前記スクレーパによるクリーニン
グ終了位置を検知する検知手段１０４と所定のタイミン
グでユーザにクリーニング警告サインを出す手段を設け
る。クリーニング終了を検知するとともに、検知しない
限り警告を消さないか、装置本体の作動が出来ないよう
にする手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明静電複写機、同プリ
ンタなどの画像形成装置、とくにそのクリーニング装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような画像形成装置は今日まで広
く実用されてきており、現在においても、たとえば、モ
ノクロのプリンタなどではオフィスでの占有面積の減少
のための更なる小型化、低コスト化、また、画像面を下
に向けたまま転写、定着か行え、装置構成部材点数の低
減が可能な上面搬送方式や、本体構成上のレイアウトの
自由度の大きい縦搬送方式などの進展が期待されてい
る。

【０００３】また、カラー画像形成装置においては、画
像の更なる高画質化か゜望まれてており、中でもメディ
アフレキシビリティ、画像の安定化に優れている中間転
写方式の研究が主流になつている。また、中間転写方式
にあっては、カラーレジストレーションに優れている固
体ドラム方式の中間転写体に対する期待が高まってい
る。

【０００４】ところで、この種の画像形成装置の場合に
は転写材の搬送に問題が生ずることが多い。

【０００５】これについて略述すると、上記のような上
面搬送、縦搬送方式などでは、転写材を重力に逆らって
搬送することになるので、搬送が不安定となって、トナ
ーの飛散、転写材の装置内部材へのコスレ、定着装置へ
の進入の不安定などによる画質の劣化を生じ易い。

【０００６】また、カラー画像形成装置において固体ド
ラムタイプの中間転写体を用いた場合には、該中間転写
体にはその表面で各色トナーを重畳する必要があるの
で、使用転写材よりも長い周長をそなえた転写ドラムを
必要とする。

【０００７】このため，たとえば転写材がＡ４サイズの
場合には約１２０ｍｍ、Ａ３サイズの場合には約１８０
ｍｍ程度の直径の転写ドラムを必要とすることになり装
置が大型化したり、大径のドラム利用による曲率分離不
良に起因する画質の劣化、ジャムを招来するなどの問題
があった。

【０００８】ここのような欠点を回避する手段としては
転写材を、走行する転写ベルトに静電吸着させて搬送す
る手段がすでに提案されている。このような搬送手段を
用いることによって、転写材の搬送方向の如何に拘わら
ず常時安定して搬送を遂行することが可能となる。

【０００９】しかしながら、反面、転写ベルトによる搬
送手段では転写済みの転写材が転写ベルトから分離され
る際に発生する剥離放電が問題となる。

【００１０】転写手段として、周知の転写ローラを利用
する場合では、転写済みの転写材は像担持体と転写ロー
ラの双方からほぼ同時に分離されるので、剥離放電も転
写材の表裏２個所に分断され、剥離放電による被害も比
較的小さくさして問題にならなかった。

【００１１】しかしながら、転写ベルトを用いる装置で
は、転写材と転写ベルトとの分離部位が転写部位よりも
離れた位置にあるのが普通であるため、放電発生も転写
材裏面と転写ヘ゛ルト間にかぎられ、剥離放電によってト
リアシとよばれる放電マークが発生したり、トナー量の
多い画像では放電のショックでトナーが飛び散って画質
の劣化を招来するという問題があった。

【００１２】剥離放電を阻止するためには分離部位近傍
に除電帯電器を配置して転写材を除電する仕方がすでに
提案されており、各種の画像形成装置において一定の効
果をあげていることはよく知られているとおりであ
る。。

【００１３】ところで、一般的に像担持体や転写材の製
造時における抵抗値のフレや環境変動を吸収するために
転写には定電流制御方式が用いられている。また、転写
材の安定した搬送には転写ベルトの高い表面抵抗値が必
要とされるが、高温高湿環境下では転写材に付与された
電荷が転写ベルトにリークして搬送不良を発生するおそ
れがある。リークの防止には転写ベルトの表面抵抗を１
ｅ９オームｃｍ程度とすることが有効てある。

【００１４】さらに、定電流制御には低湿環境下や２枚
目以降のプリント時に、転写材が高インピーダンスとな
って印加電圧が高くなりすぎて絶縁破壊が発生し、これ
に起因する局部的な画像の白抜けが発生することがあ
る。

【００１５】このような現象の発生を防止するには、転
写ベルトとしての強度を維持できるような厚みを保持し
ながら該ベルトを２重構成とし，基層を１ｅ８Ωｃｍ以
下の低抵抗部材で構成し、薄い表層に抵抗値を負担させ
たり、単層のベルトの場合には１ｅ８〜１ｅ１２Ωｃｍ
程度の中抵抗の材料で構成することが有効である。

【００１６】さらに、このような構成の画像形成装置に
あっては、前述のような剥離放電による欠点を阻止する
ための除電帯電器の汚染という問題がある。

【００１７】このような帯電器は、よく知られているよ
うに、転写ベルトの巾方向に延設したケーシング内に直
径６０〜８０μｍ程度のタグステンワイヤを張設してこ
れに電圧を印加するように構成してあり、電界の集中を
確保するために、該ワイヤに０．３μｍ程度の金メッキ
を施して放電しきい値の低減化をはかるのが好適であ
る。

【００１８】しかしながら、前記帯電ワイヤが汚染され
手電界が集中されにくくなると、帯電器を低電圧制御し
た場合、放電しなくなってトリアシなどの画像劣化に対
する防止効果がなくなってしまう。

【００１９】また、搬送手段として転写ベルトを使用す
る場合、該ベルトから分離した転写材を迅速、正確に定
着装置に導入するため、定着装置は転写ベルトの転写材
分離部位近傍に配設されるのが通例である。

【００２０】定着装置は周知のように熱源を具備してい
るのが普通であり、その近傍においては、一般的なトナ
ーのガラス転移点である６０〜７０°Ｃを越えることも
しばしばある。当然除電帯電器も定着装置近傍に位置す
ることになって加熱されざるを得ないことになる。

【００２１】このために前記帯電器の帯電ワイヤに付着
したトナーはそのまま溶解、さらに固化してしまい、使
用につれて肥大して放電機能の劣化を招来することにな
る。

【００２２】帯電器の帯電ワイヤの清掃については、従
来からフェルトやスポンジなどからなるパッドでワイヤ
を挟持、摺動させるようなものがすでに実用されている
が、ワイヤ上で固化したトナーなどはこのような清掃手
段では除去できない。

【００２３】固化トナーのように強固にワイヤに付着し
たものを除去するため、剛性部材のエッジ部を帯電ワイ
ヤに当接、摺動させてワイヤの付着物をかき落とすよう
なものが提案されている。

【００２４】この種の清掃手段は、装置の使用中、帯電
ワイヤがあまり肥大しないうちにワイヤの固着物をかき
落とすために定期的に清掃することが必要である。帯電
器のワイヤのクリーニングをユーザが行う場合、カトリ
ッジなどの消耗品の交換とともにクリーニングを行うよ
うに指示するのが普通であるが、消耗品の交換時にはワ
イヤのクリーニングのほかにセンサ部の清掃、フィルタ
の交換など種々な作業が伴い、また、一般にユーザはコ
ロナ帯電器に関する知識に乏しいのが常であるので、ク
リーニング作業を行わない場合が間々あり、このために
画像不良を招来するという問題があった。

【発明が解決しようとする課題】

【００２５】本発明は以上のような事態に鑑みてなされ
たものであって、画像形成装置の帯電器の帯電ワイヤに
付着する異物をエッジでクリーニングするクリーニング
部材の作動の終了を検知する手段を設けるとともに、所
定プリント数、イメージ数稼動後など一定のタイミング
で警告を出し、クリーニング作業が終了し、これが検出
されるまでは次の作業へ進行しないような画像形成装置
のクリーニング装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００２６】

【課題を解決する手段】上記の目的を達成するため、本
発明は、画像形成装置に用いられ、帯電ワイヤを使用す
る帯電器であって、該帯電ワイヤに当接してこれに沿っ
て移動するスクレーパによって前記帯電ワイヤに付着し
た異物などを除去する画像形成装置のクリーニング装置
において、前記スクレーパによるクリーニング終了位置
を検知する検知手段をそなえたことを特徴とするクリー
ニング装置(1)または、上記（１）のものにおいて、所
定のタイミングでユーザにクリーニング警告サインを出
し、クリーニングの終了が検知されるまでは前記警告サ
インを消さないか、または画像形成装置が作動可能状態
にならないことを特徴とするクリーニング装置（２）、
または、上記（１）または（２）のものにおいて、前記
クリーニング装置が、像担持体に形成されたトナー像を
転写された転写材が搬送される搬送手段上の転写材に対
して作用することを特徴とするクリーニング装置
（３）、または、上記（１）または（２）のものにおい
て、前記クリーニング装置が中間転写体に形成されたト
ナー像に対して作用することを特徴とするクリーニング
装置（４）、または、上記（１）乃至（４）のいずれか
のものにおいて、帯電ワイヤ上の異物を除去するスクレ
ーパがポリカーボネート樹脂からなり、帯電ワイヤに当
接するエッジが尖鋭なエッジに形成されていることを特
徴とするクリーニング装置（５）である。

【００２７】

【発明の実施の形態】「図１」は本発明を適用するに適
したカラー画像形成装置の概略側断面図であって、装置
本体内部適所に、紙面に垂直方向に延設されて図示矢印
方向に回転する像担持体１に近接して現像装置６が近接
配置してある。該現像装置６内にはイェロートナー、マ
ゼンタトナー、シアントナーをそれぞれ内臓する現像器
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃが配設してあり、図示矢印方向に回動
して順次前記像担持体１に近接する現像部位に到るもの
とする。

【００２８】前記像担持体１表面が一次帯電器２によっ
て一様に帯電された後、該帯電面にレーザダイオード
３、ポリゴンミラーなどを含む画像露光手段４から投射
された、たとえば原稿のイェロー成分色による画像が像
担持体１達して静電潜像が形成される。

【００２９】像担持体１の回転走行につれて前記潜像が
現像装置６に対向する現像部位に到ると、イェロートナ
ーを内臓する現像器７Ｙ画像担持体１に近接する現像部
位に達する。

【００３０】前記像担持体１に近接して中間転写体８が
平行配置してあって、これと同期走行しており、前記像
担持体１４上のイェロー成分色によるトナー像が前記中
間転写体８に転写される。

【００３１】同様にして前記中間転写体８上にマゼンタ
トナー像、シアントナー像を順次重畳形成する。

【００３２】前記中間転写体８には、ローラ１０，１１
にわたって懸架された転写ベルト１２が当接配置してあ
り、これらローラには不図示の電源から転写バイアスが
印加されるようになっている。

【００３３】前述のように、中間転写体８に重畳形成さ
れたカラートナー像は、該転写体の走行にしたがって、
これと前記転写ベルト１２が当接する二次転写部位に到
来しする。

【００３４】これとともに、カセット１６から取り出さ
れた転写材（不図示）がレジストローラ１７に到った
後、前記中間転写体８上のトナー像にタイミングを合わ
せて前記二次転写部位に供給され、前記ローラ１０、１
１に印加される転写バイアスの作用で中間転写体側のト
ナー像は転写ベルト１２に乗った転写材に転移する。

【００３５】ついで、カラートナー像を担持した転写材
は定着装置１５に到り、カラートナー像は融解混色して
カラー画像となって転写材に固定されて機外に排出され
る。

【００３６】なお、図中符号９は中間転写体上のトナー
のトリボを制御するポスト帯電器、符号１４は前記中間
転写体８に残る残留トナーを除去するためのクリーニン
グローラである。

【００３７】つぎに、一次転写を行う中間転写体８の構
成について略述する。該中間転写体は円筒状の導電性基
体の表面にゴム、エラストマー、樹脂などかになる弾性
層を形成し、さらにその表面に薄い表層を配設して構成
した。

【００３８】図示の装置の場合、基体としては厚み３ｍ
ｍのアルミニウムを用い、前記弾性層としては、アクリ
ロニトリル−ブタジェンゴムにケッチェンブラックを分
散して体積抵抗率を制御したものを用いた。該弾性層の
厚みは転写ニツプの巾、回転による色ズレなどを勘案し
て０．５〜７ｍｍとするのが好適で、図示の装置では肉
厚を５ｍｍとした。

【００３９】前記表層は前記弾性層の弾性を有効ならし
めるために可及的に薄い層とするのが好適で５〜２０μ
ｍ程度とし、図示の装置では２０μｍとした。又表層は
ウレタン樹脂に離型性の向上を目途としてＰＴＦＥパウ
ダーを分散して構成した。

【００４０】前記中間転写体は最終的に外径１８６ｍｍ
に構成した。

【００４１】次に、ローラ１０，１１、転写ベルト１２
を含む二次転写、搬送手段について説明する。

【００４２】前記ローラ１０，１１としては、直径１４
ｍｍのＳＵＳ芯金に体積抵抗率５ｅΩｃｍ、ＪＩＳ硬度
６０度のＥＰＤＭを被覆して外径２０ｍｍに形成したも
のを用いた。

【００４３】転写ベルトは、この上に載置される転写材
を確実に吸着搬送して充分な転写電流を流すとともに一
定の機械的強度を具備する必要がある。

【００４４】このため、該ベルトの転写体８側のベルト
層（表層）としては高温高湿環境下でもリークを発生し
ないように、また低温低湿度環境下でも電荷の突き抜け
が生じないようにするためには転写ベルトの表面抵抗は
１ｅ９Ωｃｍ以上で、ベルト全体の体積抵抗率は１ｅ１
２Ωｃｍ以下とするのが好適である。

【００４５】また、前記転写ベルトは上記のような電気
的特性を満足させるとともに一定の機械的強度を具備す
る必要があり、このためベルトを２層構造として、表層
を体積抵抗率の高い材料で形成して分離性を確保し、基
層で機械的強度を維持するように構成するのが好適であ
る。

【００４６】次に、除電帯電器（「図１」符号１３）に
ついて説明する。「図３」は該帯電器の要部を示す斜視
図であって、シールドケース１０３内にその長手方向に
帯電ワイヤ１０１が展張してある。帯電ワイヤとしては
径６０μｍのタングステンワイヤに厚み０．３μｍの金
メッキを施したものでネシールドケースはアースしてあ
る。前記ワイヤと転写ベルトとの距離は１５ｍ、シール
ドケースとの最接近部との距離は７．５ｍｍである。

【００４７】この帯電器のワイヤにピーク間電圧５ｋ
ｖ、周波数５００Ｈｚの正弦波バイアスを印加すること
によって有効な除電作用が得られた。

【００４８】このような装置で１００枚の連続プリント
を行ったところ、帯電器近傍の温度は約９０℃となり、
トナーのガラス転移点６５℃を軽くこえてとまった。

【００４９】引き続き１００００枚の通紙を行ったとこ
ろ、帯電ワイヤに熔融トナーが付着してワイヤ部分の外
径が２００μｍまで増大した。

【００５０】前記除電帯電器の帯電ワイヤ１０１には、
これに沿って走行するクリーニング部材１０２が配設し
てあり、これに設けたクリーナ（スクレーパ）によっ
て、前記クリーニング部材１０２の走行にしたがってワ
イヤ１０１上の堆積物をかき取るようになっている。

【００５１】このようなクリーニング手段において、本
発明ではワイヤ１０１をかき取るスクレーパをポリカー
ボネート樹脂で構成してこれを前記クリーニング部材１
０２にとりつけ、、該クリーニング部材１０２を帯電器
の長手方向に移動させて「図２」の（ａ）または（ｂ）
に示すようにワイヤ１０１に当接摺動させてワイヤに付
着したトナーその他の異物を除去するものとする。

【００５２】前記ケーシング１０３の両端部適所にはマ
イクロスイッチ若しくはフォトインターラプタなどの検
知器１０４が配設してあり（図にはその一方のみが示し
てある）、これに前記クリーニング部材１０２が当接す
ることによって画像形成装置はユーザによるクリーニン
グ終了の位置を検知する。

【００５３】また、前記シールドケース１０３の長手方
向両端には前記クリーニング部材１０２と係合する溝
（不図示）が形成してあり、クリーニング部材１０２が
クリーニング終了位置に達するとクリーニング部材１０
２が該溝に係合するときの軽いクリック感によってユー
ザがクリーニング動作の終了を知るとともに、クリーニ
ング部材１０２はその位置に固定され、前述のように検
知器１０４によってその位置が検知される。

【００５４】画像形成装置本体はその内部の制御手段に
よってプリント数をカウントしている。そして予め設定
されたカウント数に達すると装置の表示部など適所にク
リーニングサインの警告を表示する。

【００５５】警告が発せられたらばユーザがクリーニン
グ動作を開始し、クリーニング部材１０２がシールドケ
ースの他端に至ると、検知器１０４によってクリーニン
グ動作の終了が確認されると、画像形成装置はready状
態になってプリント動作を再開する。

【００５６】装置本体内の制御手段は、クリーニングサ
インが表示されると、そのときクリーニング部材が位置
する側の検知器１０４がオフになり、反対側の検知器が
オンとなって、このオン側の検知器によってクリーニン
グ動作の完了が検知される。

【００５７】従って、クリーニング部材１０２がね何ら
かの理由でシールドケース両端部のホームポジション以
外とのところに停止している場合にはクリーニング終了
信号が出力されないので画像形成装置の作動が再開され
ることはない。

【００５８】「図４」は本発明の他の実施態様を示す要
部の斜視図である。図示のように、クリーニング装置に
はシールドケース長手方向に延設されたクリーニンググ
リップが配設してあり、クリーニングを行う場合は装置
の使用者が画像形成装置の前扉を開けて手前に引き出す
ことなよって該クリーニンググリップに取着されたクリ
ーニング部材１０２を移動させて帯電ワイヤの１０１の
クリーニングを行うように構成してある。

【００５９】クリーニング部材１０２の両端位置の決
定、その検知、画像形成装置の制御手段などとの関係は
前記の実施例装置と同様に行うことができることは容易
に理解できるところであろう。

【００６０】クリーニング終了後はね使用者が前記グリ
ップ１０５をクリーニング装置側にさしこんで軽いクリ
ック感を感じたところでその位置で呈しさせればよい。
この場合、グリップを完全に所定位置迄挿入しない限り
装置本体の前扉が閉まらないようにしておけばグリップ
の挿入を忘れるような事態を確実に防止できる。

【００６１】以上、本発明を、

【図１】に示すような画像形成装置の、加熱されるおそ
れの大きい定着部位近傍に位置する除電帯電器に適用し
た適用した場合について説明したが、本発明がこれに限
定されるものではなく、その他の部位に配設された帯電
器にも適用できる可能であることはもちろんである。

【００６２】

【発明の効果】維持用説明したように、本発明によれ
ば、画像形成装置に用いられるタイデンキの帯電ワイヤ
のクリーニング画像形成装置に用いる、帯電ワイヤを利
用するクリーニング装置における該帯電ワイヤのクリー
ニングを確実にクリーニングするとともに、クリーニン
グ動作の始終点位置を確実に決定して装置本体の作動、
停止を行うことができるから、帯電ワイヤの汚染による
画質の劣化を未然に防止することが極めて低コストで実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用するに適した画像形成装置の概
略側断面図

【図２】 本発明によるクリーニング装置に用いられる
スクレーシ゜の拡大側面図

【図３】 本発明の実施態様を示すクリーニング装置の
要部の斜視図

【図４】 本発明の他の実施態様を示すクリーニング装
置の要部の斜視図

【符号の説明】

１ 像担持体 ２ 現像ローラ ４ スキャナー ５ クリーニング装置 ６ 現像装置 ８ 中間転写体 １２ 転写ベルト １３ 除電帯電器 １５ 定着部 １６ カセット １０１ 帯電ワイヤ １０２ クリーニング部材 １０３ シールドケース １０４ 検知器 １０５ クリーニンググリップ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成装置に用いられ、帯電ワイヤを使
   用する帯電器であって、該帯電ワイヤに当接してこれに
   沿って移動するスクレーパによって前記帯電ワイヤに付
   着した異物などを除去する画像形成装置のクリーニング
   装置において、前記スクレーパによるクリーニング終了
   位置を検知する検知手段をそなえたことを特徴とするク
   リーニング装置。
2. 【請求項２】所定のタイミングでユーザにクリーニング
   警告サインを出し、クリーニングの終了が検知されるま
   では前記警告サインを消さないか、または画像形成装置
   が作動可能状態にならないことを特徴とする「請求項
   １」記載のクリーニング装置。
3. 【請求項３】前記クリーニング装置が、像担持体に形成
   されたトナー像を転写された転写材が搬送される搬送手
   段上の転写材に対して作用することを特徴とする「請求
   項１」または「請求項２」記載のクリーニング装置。
4. 【請求項４】前記クリーニング装置が中間転写体に形成
   されたトナー像に対して作用することを特徴とする「請
   求項１」または「請求項２」記載のクリーニング装置。
5. 【請求項５】帯電ワイヤ上の異物を除去するスクレーパ
   がポリカーボネート樹脂からなり、帯電ワイヤに当接す
   るエッジが尖鋭なエッジに形成されていることを特徴と
   する「請求項１」乃至「請求項４」のいずれか記載のク
   リーニング装置。