JP2006163093A - 画像形成装置、プロセスカートリッジ及び帯電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯電装置の放電電極を清掃時に生じた放電生成物やトナー等のゴミ放置により、ゴミがグリッドに付着し、予期せぬ印刷品質の低下を招くことがあった。
【解決手段】 帯電装置１２のシールドプレート２７に設けられた保持板３７の両端に塵埃収集部３７−１、３７−２、一方清掃装置３６にシールドプレート２７と保持板３７に当接するように塵埃収集部材３６−４が設けられている。清掃装置３６を移動させ鋸歯状放電電極２６の清掃をすると生じる放電生成物やトナー等のゴミは、清掃と同時に塵埃収集部材３６−４および３７−１、３７−２に収集することが出来る。これによりグリッド３８にゴミが付着するのを防ぎ、印刷品質の低下を抑止する。
【選択図】 図８

Description

本発明は画像形成装置、プロセスカートリッジ及び帯電装置に係り、特に放電電極の清掃装置を改良した画像形成装置、プロセスカートリッジ及び帯電装置に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置におけるコロナ放電方式の帯電装置としては、ワイヤ放電方式（コロトロン、スコロトロン等）と、ピン放電方式（ピン電極、鋸歯状放電電極等）に大別される。これらの放電電極をクリーニングする手段としては、ワイヤ放電方式のワイヤ電極の場合、フェルトなどの清掃部材でワイヤを包み込み帯電装置長手方向に移動させクリーニングを行う方式が一般的である。

一方、ピン放電方式、特に、鋸歯状放電電極のクリーニング方式に関しては、円筒状クリーニング部材が鋸歯状放電電極に沿って移動し、この鋸歯状放電電極先端に円筒状クリーニング部材を圧入しながらクリーニングする方式が知られている（特許文献１参照）。
特開平９−２１１９４０号公報（第４頁、第４図）

特許文献１のローラの転がり接触によるクリーニング部材においては、放電生成物やトナー、埃等を鋸歯先端部から除去されるが、その除去された放電生成物やトナー、埃等はクリーニングローラに付着する以外に放電電極を覆うプレート内部に落ちるものもある。プレート内部に落ちた放電生成物やトナー、埃等はその後機体内の風で、放電電極からの放電を制御するグリッドに付着し不具合画像として現れる場合がある。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、放電電極の清掃で除去された塵埃を収集することで除去された塵埃が再飛散することを防止することができる画像形成装置、プロセスカートリッジ及び帯電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による画像形成装置は、感光体と、前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、前記帯電装置により帯電された前記感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像、転写、定着することにより画像を形成する画像形成部とを有し、前記帯電装置は前記感光体長手方向に伸びた放電電極と、前記放電電極を覆うとともに感光体面側に開口部を有するシールドプレートと、前記シールドプレート内を前記放電電極の長手方向に移動することにより前記放電電極を清掃する清掃装置と、前記清掃装置により前記放電電極から除去された塵埃を収集する塵埃収集部と、を有することを特徴としている。

また、本発明に関するプロセスカートリッジは、感光体と、前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、前記帯電装置によって帯電された感光体が部分的に露光されることにより形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置とを有し、前記帯電装置は前記感光体長手方向に伸びた放電電極と、前記放電電極を覆うとともに感光体面側に開口部を有するシールドプレートと、前記シールドプレート内を前記放電電極の長手方向に移動することにより前記放電電極を清掃する清掃装置と、前記清掃装置により前記放電電極から除去された塵埃を収集する塵埃収集部と、を有することを特徴としている。

更に、本発明による帯電装置は、感光体を帯電させるものであって、感光体長手方向に伸びた放電電極と、前記放電電極を覆うとともに感光体面側に開口部を有するシールドプレートと、前記シールドプレート内を前記放電電極の長手方向に移動することにより前記放電電極を清掃する清掃装置と、前記清掃装置により前記放電電極から除去された塵埃を収集する塵埃収集部と、を有することを特徴としている。

本発明によれば、放電電極を清掃するだけでなく、清掃により除去された塵埃を収集することで、除去された塵埃が再飛散することを防止することが出来る。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲を限定するものではない。

図１は本発明の一実施の形態である画像形成装置本体を示す内部構成図である。図中１は画像形成装置本体で、画像形成装置本体１の下方には記録媒体２を格納した複数段の給紙カセット３、４が設けられている。記録媒体２は搬送系５を介して上方へ搬送される。搬送系５には記録媒体２をプロセスカートリッジ１Ａまで搬送する搬送ローラ６、レジストローラ７、定着装置８、画像記録を終えた記録媒体２を排紙トレイ９に排出する排紙ローラ１０が配設されている。

画像形成装置本体１内の中央部にはプロセスカートリッジ１Ａが画像形成装置本体１に対し着脱自在に設けられている。プロセスカートリッジ１Ａは回転自在に取り付けられた感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲部には矢印方向（反時計回り）に沿って、コロナ放電式の帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５及びクリーニング装置１６が配設されている。現像装置１４の上方にはトナー供給装置１７が設けられている。

画像形成装置本体１の上域には原稿載置台１８が設けられており、原稿載置台１８の下方部には原稿載置台１８上の原稿を読取るスキャナー１９が設けられている。このスキャナー１９は原稿に光を照射する光源２０と、原稿から反射される光を所定方向に反射させる第１の反射ミラー２１と、第１の反射ミラー２１から反射される光を順次反射させる第２及び第３の反射ミラー２２、２３と、第３の反射ミラー２３からの反射光を受光素子２５の結像面に結像するための集光レンズ２４と、集光レンズ２４により結像された光を受光する受光素子２５とを備える。

画像形成時の各装置の作用を説明する。まず、原稿載置台１８に置かれた原稿を読取る場合、原稿に光源２０から光が照射される。この光は原稿から反射され、第１の反射ミラー２１、第２の反射ミラー２２、第３の反射ミラー２３を介して受光素子２５に受光されて原稿像が読み取られる。ここで第１の反射ミラー２１は図示しない駆動手段により図１の光源２０の下から原稿長手方向に移動し原稿を読取る。その際、原稿と受光素子２５の結像面の距離である光路長を変化させないために第２の反射ミラー２２、第３の反射ミラー２３も移動する。
この読み取り情報に基づき、露光装置１３よりレーザー光が感光体ドラム１１に照射される。感光体ドラム１１の表面は帯電装置１２により一様に帯電され、露光装置１３から画像情報により強度変調されたレーザービームが照射されることにより、感光体ドラム１１に複写すべき画像の電荷を残した静電潜像が形成される。感光体ドラム１１上に形成された静電潜像は現像装置１４で静電潜像と逆極性に帯電したトナーが付着され可視像となる。そして静電潜像に付着されたトナーをプロセスカートリッジ１Ａの下方から搬送され、レジストローラ７で整位された記録媒体２に重ね、記録媒体２の裏側から転写装置１５によりトナーの帯電極性とは逆極性の電荷を記録媒体２に与え、静電力により記録媒体２に転写させる。トナーが転写された記録媒体２は定着装置８に搬送され、定着装置８により熱もしくは圧力を加えられ、トナーが定着される。画像形成を終えた記録媒体２は排紙ローラ１０を介し、排紙トレイ９に排出される。
一方転写されずに感光体ドラム１１上に残った残留トナーはクリーニング装置１６で除去される。

次にプロセスカートリッジ１Ａ中の帯電装置１２について詳細に説明する。図２はプロセスカートリッジ１Ａの断面図である。プロセスカートリッジ１Ａは感光体ドラム１１と、帯電装置１２、現像装置１４、クリーニング装置１６で構成される。また、プロセスカートリッジは画像形成装置本体１より取り外しが可能となっている。帯電装置１２は図２に示すように感光体ドラム１１に対し、鉛直方向でなくある程度傾斜をもって設置されている。図３、図４は帯電装置の構成を示しており、放電電極は例として鋸歯状電極としている。図３は帯電装置を感光体ドラム１１側から見た図であり、図４は帯電装置を感光体ドラム１１と反対側から見た斜視図である。図３、図４において、鋸歯状放電電極２６をコ字状に覆うとともに感光体１１側に開口部が面したシールドプレート２７がある。このシールドプレート２７の開口部とは反対の面には長方形の開口部２７−１が形成されている。シールドプレート２７の両端には絶縁性の支持部材２８、２９が螺子で固定されている。この支持部材２８、２９には鋸歯状放電電極２６の位置決めをするために突起３０、３１、３２が設けられている。鋸歯状放電電極２６の片側には長手方向の位置決め用の孔が設けてあり、その孔と支持部材２８の突起３０を合わせる。更に支持部材２８に備え付けてある弾性を有する給電プレート３３の挟み込み部３３−１に鋸歯状放電電極２６を挟み込む。一方鋸歯状放電電極２６の反対側の端部には弾性体３４が設けられており、その弾性体３４を固定プレート３５で引っ張り、支持部材２９に固定する。
また、シールドプレート２７の長方形の開口部２７−１には鋸歯状放電電極２６を清掃する清掃装置３６が挿入されている。また、シールドプレート２７には清掃装置３６によって集められた放電生成物やトナー、埃等のゴミ（これらをまとめて塵埃という。）を保管しておくとともに、鋸歯状放電電極２６からの放電の領域を規制する保持板３７を備えている。この保持板３７の両端部には塵埃を保管しておく塵埃収集部３７−１と３７−２が設けてある。更にシールドプレート２７の感光体ドラム１１に面した開口部側には、鋸歯状放電電極２６からの放電を制御するグリッド３８を備えている。このグリッド３８は例えば板厚０．１ｍｍのステンレス板をエッチング加工して作られている。

ここで一実施例である鋸歯状放電電極２６について図５を用いて説明する。感光体ドラム１１に帯電を行う鋸歯状放電電極２６は先端に鋸歯状放電部２６−１を一定ピッチで複数有するコロナ放電用の電極板であり、例えば板厚０．１ｍｍ前後のステンレス板をエッチング加工して形成されている。鋸歯状放電部２６−１の曲率は例えばR=３０μｍ、鋸歯高さは２ｍｍ、ピッチ２ｍｍとなっている。
この鋸歯状放電電極２６は感光体１１の表面と一定の隙間をもって対向するように設置されている。また、鋸歯状放電電極２６とシールドプレート２７とのギャップは７ｍｍ以上にしており、シールドプレート２７へ電流がリークしないように配慮されている。

ここで本実施例の清掃装置３６について説明する。清掃装置３６の構成を図５、図６に示す。図６に示すように清掃装置３６は絶縁性樹脂、例えばＰＰ（ポリプロピレン）樹脂で形成され、図６のプレートの斜線部ａ、ｂの２つの突出部を有する板状の部材で構成されている。プレートの斜線部ａに例えばマイラシートやカプトンシート等のフィルム状弾性体であるクリーニングシート３６−１を貼り付ける。本実施例ではカプトンシートを使用している。クリーニングシート３６−１には孔３６−２が設けられており、清掃装置３６に設けられた突起３６−７にクリーニングシート３６−１の孔３６−２を合わせることで位置決めされ、突起３６−７を溶着させることにより、いっそうの剥がれ防止となる。クリーニングシート３６−１の厚みは１０〜１００μｍがよく、特に２５〜７５μｍが望ましい。本実施例では、５０μｍのものを使用している。尚、このクリーニングシートに研磨剤を塗布すると放電生成物等も除去でき一層の効果を得ることが出来る。鋸歯状放電電極２６の鋸歯状放電部２６−１の先端部とクリーニングシートの食い込み幅は、０．１〜１．５ｍｍが望ましく、本実施例では食い込み幅を０．５ｍｍとしている。

また、清掃装置３６の斜線部（ｂ）にはシールドプレート２７と、保持板３７の一部に当接するように埃収集部材３６−４が設けてある。埃収集部材３６−４は斜線部（ｂ）の部分に清掃装置３６を挟んで両側に設けられている。この埃収集部材３６−４の材質は、フェルト、毛ブラシ、スポンジ等からなっており厚みは０．５〜３ｍｍが好ましい。

図７は清掃装置３６にクリーニングシート３６−１と、埃収集部材３６−４を取り付けた帯電装置の断面図である。またこの断面図は図４に示す帯電装置のＡ−Ａ断面を示している。

清掃装置３６には、プレートを鋸歯状放電電極２６の長手方向に沿って移動させるために、一端がプレートに固定された棒部材３６−５が設けてある。また、シールドプレート２７には棒部材３６−５を孔に通してスライド自在に支持するシールドプレート２７に設けられた棒支持部材３６−６が設けてある。

次にこの実施例の作用について説明する。
印刷品質が低下した場合または定期的な清掃時には、画像形成装置本体１の図示しないカバーを開け、棒部材３６−５を図８の矢印方向、すなわち鋸歯状放電電極２６の長手方向に移動させる。棒部材３６−５の移動により清掃装置３６が鋸歯状放電電極２６の長手方向に移動するとともに、図５に示すようにクリーニングシート３６−１が鋸歯状放電電極２６の鋸歯状放電部２６−１の先端部に当接し清掃する。図６に示すようにクリーニングシート３６−１には切り込み３６−３が設けてあり、クリーニングシート３６−１は弾性を有するので、図５に示すようにクリーニングシート３６−１が鋸歯状放電部２６−１の先端部Ｒ面に当接する際に、図のようにクリーニングシート３６−１は移動方向とは逆方向にしなり屈曲し、次の鋸歯状放電部２６−１先端部に当接する際に、清掃装置３６の移動速度に加え、クリーニングシート３６−１の反発力をもって鋸歯状放電部２６−１に当接する。この作用により鋸歯状放電部２６−１に振動を与えながら清掃するようになっている。ここで清掃装置３６による清掃に伴って鋸歯状放電部２６−１より放電生成物、トナー、埃等のゴミ（塵埃）が落とされるが、前述のように帯電装置１２は傾斜しているため、放電生成物、トナー、埃等のゴミ（塵埃）は保持板３７の設けてある側のシールドプレート２７内部に落下する。従来ならシールドプレート２７内部にゴミが落下しても放置していたため、清掃時に発生するゴミが機体内の風で浮遊（再飛散）しグリッド３８に付着し、予期せぬ印刷品質の低下を招くことがあった。本実施例では、清掃装置３６により鋸歯状放電電極２６を清掃すると同時に、落下したゴミを収集部材３６−４により、保持板３７の両端に設けてある塵埃収集部３７−１と３７−２に収集し、保管できるようになっている。清掃装置３６は通常の印刷時、放電の妨げにならないように、支持部材２８側に停止させている。

ここで本実施例の清掃装置の清掃効果を表１に示す。

鋸歯状放電電極２６の鋸歯状放電部２６−１の先端部に放電生成物、埃、トナー等の汚れが付着している状態（印刷された画像の白地部にムラが発生する状態）で、鋸歯状放電電極２６の鋸歯状放電部２６−１の先端部の先端部を清掃した直後に、白紙と中間調（ハーフトーン）の画像を取得し画像ムラ（放電ムラ）の発生状況を確認する。従来の清掃装置、本実施例の清掃装置いずれも画像ムラ（放電ムラ）は発生せず鋸歯状放電部２６−１の先端部の清掃効果は変わらない。清掃後５００枚通紙後に画像を取得すると従来の清掃装置では中間調（ハーフトーン）に画像ムラ（放電ムラ）が発生するのに対し、本実施例の清掃装置では発生しなかった。５００枚通紙後の従来の清掃装置を備えた帯電装置を見ると、グリッド上にトナーや埃が付着していた。これは清掃により鋸歯状放電電極２６の鋸歯状放電部２６−１の先端部から除去されたトナーや埃が通紙中の機体内の風の流れによりグリッド上に付着したからである。本実施例の清掃装置を備えた帯電装置では、グリッド上にトナーや、埃は付着しておらず本実施例の効果が十分に現れた結果となった。

なお、本実施例では手動により清掃装置を移動させたが、モータ、清掃装置位置検知センサ、清掃装置移動ワイヤあるいは清掃装置移動ベルト、等を備えることにより自動移動式も可能である。また、本実施例の放電電極は鋸歯状放電電極を用いたが、ワイヤ状の放電電極等でも可能である。

本発明の一実施の形態である画像形成装置本体を示す内部構成図 プロセスカートリッジの断面図 帯電装置を示す下面図 帯電装置を示す斜視図 放電電極の清掃を示す図 清掃装置分解図 帯電装置の断面図 放電生成物、トナーを収集する様子を示す図

符号の説明

１ 画像形成装置本体
１−Ａ プロセスカートリッジ
２ 記録媒体
３ カセット
４ カセット
５ 搬送系
６ 搬送ローラ
７ レジストローラ
８ 定着装置
９ 排紙トレイ
１０ 排紙ローラ
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 転写装置
１６ クリーニング装置
１７ トナー供給装置
１８ 原稿載置台
１９ スキャナー
２０ 光源
２１ 第１の反射ミラー
２２ 第２の反射ミラー
２３ 第３の反射ミラー
２４ 集光レンズ
２５ 受光素子
２６ 鋸歯状放電電極
２６−１ 鋸歯状放電部
２７ シールドプレート
２７−１ 長方形開口部
２８、２９ 支持部材
３０、３１、３２ 突起
３３ 給電プレート
３３−１ 挟み込み部
３４ 弾性体
３５ 固定プレート
３６ 清掃装置
３６−１ クリーニングシート
３６−２ 孔
３６−３ 切り込み
３６−４ 埃収集部材
３６−５ 棒部材
３６−６ 棒支持部材
３６−７ 突起部
３７ 保持板
３７−１、３７−２ 塵埃収集部
３８ グリッド

Claims (15)

1. 感光体と、
   前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置により帯電された前記感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、
   前記静電潜像を現像、転写することにより媒体上に画像を形成する画像形成部とを有し、
   前記帯電装置は前記感光体長手方向に伸びた放電電極と、
   前記放電電極を覆うとともに感光体面側に開口部を有するシールドプレートと、
   前記シールドプレート内を前記放電電極の長手方向に移動することにより前記放電電極を清掃する清掃装置と、
   前記清掃装置により前記放電電極から除去された塵埃を収集する塵埃収集部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記塵埃収集部は除去された塵埃を清掃装置の移動に伴って帯電装置の両端に搬送して保管することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記放電電極は、鋸歯状放電部を一定ピッチで複数有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記清掃装置は、絶縁性樹脂で形成され、前記放電電極の長手方向に移動するプレートと、前記プレートに取着され、前記放電電極に接触して放電電極から塵埃を除去するフィルム状弾性体とを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記清掃装置は、前記放電電極の長手方向に移動させるために一端が前記プレートに固定された棒部材を有することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 感光体と、
   前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置によって帯電された感光体が部分的に露光されることにより形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置とを有し、
   前記帯電装置は前記感光体長手方向に伸びた放電電極と、
   前記放電電極を覆うとともに感光体面側に開口部を有するシールドプレートと、
   前記シールドプレート内を前記放電電極の長手方向に移動することにより前記放電電極を清掃する清掃装置と、
   前記清掃装置により前記放電電極から除去された塵埃を収集する塵埃収集部と、
   有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 前記塵埃収集部は除去された塵埃を清掃装置の移動に伴って帯電装置の両端に搬送して保管することを特徴とする請求項６記載のプロセスカートリッジ。
8. 前記放電電極は、鋸歯状放電部を一定ピッチで複数有することを特徴とする請求項６記載のプロセスカートリッジ。
9. 前記清掃装置は、絶縁性樹脂で形成され、前記放電電極の長手方向に移動するプレートと、前記プレートに取着され、前記放電電極に接触して放電電極から塵埃を除去するフィルム状弾性体とを有することを特徴とする請求項６記載のプロセスカートリッジ。
10. 前記清掃装置は、前記放電電極の長手方向に移動させるために一端が前記プレートに固定された棒部材を有することを特徴とする請求項９記載のプロセスカートリッジ。
11. 感光体を帯電させるものであって、
    前記感光体長手方向に伸びた放電電極と、
    前記放電電極を覆うとともに感光体面側に開口部を有するシールドプレートと、
    前記シールドプレート内を前記放電電極の長手方向に移動することにより前記放電電極を清掃する清掃装置と、
    前記清掃装置により前記放電電極から除去された塵埃を収集する塵埃収集部と、
    を有することを特徴とする帯電装置。
12. 前記塵埃収集部は除去された塵埃を清掃装置の移動に伴って帯電装置の両端に搬送して保管することを特徴とする請求項１１記載の帯電装置。
13. 前記放電電極は、その先端に鋸歯状放電部を一定ピッチで複数有することを特徴とする請求項１１記載の帯電装置。
14. 前記清掃装置は、絶縁性樹脂で形成され、前記放電電極の長手方向に移動するプレートと、前記プレートに取着され、前記放電電極に接触して放電電極から塵埃を除去するフィルム状弾性体とを有することを特徴とする請求項１１記載の帯電装置。
15. 前記清掃装置は前記放電電極の長手方向に移動させるために一端が前記プレートに固定された棒部材を有することを特徴とする請求項１４記載の帯電装置。
    
    

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