JP2006337960A - コロナ放電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放電生成物やトナーなどを効果的に除去できることは勿論、簡単な構成からなり、電極部材の変形を招来するおそれのないコロナ放電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を得る。
【解決手段】 長尺状の基部６１に複数の鋸歯状放電電極６２を一列に配列した電極板６０を備え、該電極板６０の両面に摺擦する清掃部材７０を設けたコロナ放電装置。清掃部材７０はホルダ７２にメッシュ形状部材７１を取り付けたもので、操作軸７５を矢印ｃ方向に引くことで、メッシュ形状部材７１が後傾した状態で電極板６０に沿って移動し、メッシュ形状部材７１が電極板６０を摺擦して放電生成物やトナーなどを除去する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、コロナ放電装置、特に、電子写真感光体などに所定の電荷を付与するためのコロナ放電装置、該コロナ放電装置を備えたプロセスカートリッジ、及び、該コロナ放電装置又は該プロセスカートリッジを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、電子写真感光体を帯電装置によって所定の電荷を有するように一様に帯電し、該感光体上に画像データを露光して静電潜像を形成し、該潜像を現像、転写する工程を経て画像を得ている。

従来、帯電装置としてはコロナ放電装置が用いられており、放電部材としてワイヤタイプのものと、長尺状の基部に複数の鋸歯状又はピン状の尖突起状放電電極を一列に配列した電極板タイプのものが知られている。尖突起状放電電極を備えたものは、ワイヤタイプのものよりオゾン発生量が少ない利点を有する。

しかしながら、この種の放電部材は放電を繰り返し行うと、珪素酸化物などが付着して成長し、いわゆるニードルと称する放電生成物が形成され、あるいは、トナーなどの塵埃が付着し、放電むらによる帯電不良に起因する画像ノイズが発生するという問題点を有していた。

そこで、放電電極の表面に付着した放電生成物や塵埃などを除去するために清掃部材を設ける必要が生じていた。ワイヤタイプの放電装置には、フェルトなどの清掃部材でワイヤを包み込み、該清掃部材をワイヤの長手方向に移動させる方式が一般的である。鋸歯状放電電極を清掃するものとして、従来、特許文献１，２に記載の清掃部材が知られているが、清掃時に鋸歯状放電電極を傷付けたり、破損するおそれを有していた。

その改善として特許文献３，４には、清掃部材として起毛ブラシなどを使用することが開示されている。しかし、ブラシ状の清掃部材では、高い清掃効果を得るために放電電極への押圧力を強くしなければならず、毛が抜け落ちるなどが懸念される。

また、特許文献５には、電極板に対して清掃部材が移動しつつ電極表面を擦過するようにした清掃手段が開示されている。しかし、電極板に設けた尖突起状放電電極は曲がりやすいため、該放電電極の先端が変形あるいは折れ曲がってしまうおそれを有している。
特開平４−２００５８号公報 特開平６−１６１２１９号公報 特開平７−４３９９０号公報 特開平９−１９００５１号公報 特開２００４−９３９６２号公報

そこで、本発明の目的は、放電生成物やトナーなどの塵埃を効果的に除去できることは勿論、簡単な構成からなり、電極部材の変形を招来するおそれのないコロナ放電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、第１の発明は、長尺状の放電部材を備えたコロナ放電装置において、前記放電部材と摺擦して該放電部材を清掃する清掃部材がメッシュ形状を有していることを特徴とする。

第１の発明に係るコロナ放電装置においては、メッシュ形状を有する清掃部材を用いているため、メッシュ目が放電部材に接触、擦過することで放電部材に付着した放電生成物やトナーなどの塵埃を何回にもわたって掻き落とすことになり、簡単な構成で効率のよい清掃を実現できる。

前記清掃部材は、メッシュ形状部材と、該メッシュ形状部材を支持して放電部材に押圧する押圧部材とで構成することができる。

第２の発明は、長尺状の基部に複数の尖突起状放電電極を一列に配列した電極板を備えたコロナ放電装置において、前記尖突起状放電電極と摺擦して該放電電極の表面を清掃する清掃部材がメッシュ形状を有していることを特徴とする。

第２の発明に係るコロナ放電装置においては、メッシュ形状を有する清掃部材を用いているため、メッシュ目が尖突起状放電電極に接触、擦過することで放電電極に付着した放電生成物やトナーなどの塵埃を何回にもわたって掻き落とすことになり、簡単な構成で効率のよい清掃を実現できる。また、メッシュ目であるため放電電極に適度な押圧力が作用し、尖突起状放電電極に変形や曲がりを招来することがない。

第２の発明に係るコロナ放電装置において、前記清掃部材は、メッシュ形状部材と、該メッシュ形状部材を支持して尖突起状放電電極に押圧する押圧部材とで構成することができる。押圧部材は弾性体で構成されていることが好ましい。

また、前記尖突起状放電電極は鋸歯状をなし、前記清掃部材は電極板の長手方向に移動可能であり、清掃部材のメッシュ目の傾きが鋸歯状放電電極の先端に向かって移動方向に対して後傾することが好ましい。このような構成によれば、清掃部材が移動する際に鋸歯状放電電極に対して基部から先端部に向かって摺擦力が加わることになり、鋸歯状放電電極の先端部分に生じる抵抗力が低減し、放電電極の変形や曲がりを効果的に防止することができる。

また、前記清掃部材が電極板の長手方向と平行な軸を中心に回転駆動される回転部材にて構成されていてもよい。この場合、清掃部材を尖突起状放電電極の先端に向かって公転かつ自転させることが好ましい。清掃部材が公転／自転することによって尖突起状放電電極をその基部から先端部に向かって摺擦し、放電電極を変形などさせることなく、付着した放電生成物やトナーなどを除去する。

本発明に係るプロセスカートリッジは前記コロナ放電装置を備えたことを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は前記コロナ放電装置又は前記プロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。

以下、本発明に係るコロナ放電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（画像形成装置の概略構成、図１及び図２参照）
図１に画像形成装置として電子写真カラープリンタ１０の概略構成を示し、いわゆるタンデム方式で４色の画像を合成するように構成したものである。図２に作像部の詳細を示す。

その概略を説明すると、装置本体１１のほぼ中央部に、感光体ドラム２５、現像器２６、残留トナーのクリーニング器２７、コロナ放電装置２８、残留電荷のイレーサランプ２９などを含む四つのプロセスカートリッジ２０が転写ベルト３５の直下に並置されている。転写ベルト３５は矢印ａ方向に回転駆動され、プロセスカートリッジ２０はその回転方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するものが設置されている。また、各感光体ドラム２５の下方には、各感光体ドラム２５に画像を露光するための露光装置３０が設置されている。

各感光体ドラム２５は矢印ｂで示す時計回り方向に回転駆動され、まず、コロナ放電装置２８によって所定の電荷を均一に付与し、露光装置３０から画像データに基づいて変調された光を走査して静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２６によってトナーで現像（可視像化）され、転写ベルト３５に１次転写される。感光体ドラム２５は１次転写後も回転を継続し、クリーニング器２７によって残留トナーが除去されるとともに、イレーサランプ２９によって残留電荷が除去される。

転写ベルト３５は支持ローラ３６，３７及びテンションローラ３８によって矢印ａ方向に回転駆動され、支持ローラ３６と転写ベルト３５を介して対向する部分（２次転写部）には２次転写ローラ３９が配置されている。また、転写ベルト３５の内側には各感光体ドラム２５と対向する位置（１次転写部）に１次転写ローラ３２が配置されている。

装置本体１１の下段には、積載されている用紙を１枚ずつ給紙する自動給紙部４０が設置されている。また、２次転写部の直上には定着器４５が設置されている。

各感光体ドラム２５上に形成されたトナー画像は矢印ａ方向に回転駆動される転写ベルト３５上に順次１次転写され、ここで４色の画像が合成される。一方、用紙は１枚ずつ自動給紙部４０から上方に給紙され、２次転写部で転写ベルト３５と転写ローラ３９とに挟着されて合成画像が２次転写される。その後、用紙は定着器４５に搬送されてトナーの加熱定着が施され、トレイ１２上に排出される。

また、転写ベルト３５の左側に該ベルト３５上の残留トナーを除去するクリーニング器３３及び廃棄トナー回収ボックス３４が設置されている。各プロセスカートリッジ２０のクリーニング器２７で感光体ドラム２５上から除去したトナーも図示しない搬送経路を通ってこのボックス３４に回収される。

（コロナ放電装置、図２及び図３参照）
コロナ放電装置２８は、その概略を図２に示すように、開口部にグリッド電極５５を設けた安定板５１内に電極板６０を設けたものである。電極板６０は、図３に示すように、長尺状の基部６１に多数の鋸歯状放電電極６２が一列に配列されている。電極板６０の厚さは３０〜８０μｍ、放電電極６２の頂点を形成する２辺の角度は５〜３０°、高さは１〜３ｍｍ、ピッチは１〜３ｍｍである。この電極板６０は一端が安定板５１に固定され、他端が図示しないコイルスプリングにて張力を掛けて安定板５１に固定されている。

電極板６０には−６〜−７ｋＶ（９００μＡ）の電圧が印加され、鋸歯状放電電極６２から感光体ドラム２５に向かってコロナ放電が発生する。また、グリッド電極５５には−３００〜−９００Ｖの電圧が印加され、感光体ドラム２５の帯電電位を所望の値に調整する。

（清掃部材の第１例、図３〜図５参照）
ここで、第１例としての清掃部材７０の構成、動作を図３〜図５を参照して説明する。この清掃部材７０は、電極板６０の両面を挟み込むように設置した一対のメッシュ形状部材７１と、該メッシュ形状部材７１を保持するホルダ７２と、操作軸７５とで構成されている。ホルダ７２は安定板５１の内側面に圧接し、かつ、ホルダ７２の上部は安定板５１により強く圧接している。また、ホルダ７２の上部に設けたピン７３が安定板５１に形成したガイド穴５２に係合している。ガイド穴５２は電極板６０の長手方向に沿って形成されている。また、ホルダ７２の下部に設けたピン７４は操作軸７５の一端に連結されている。このホルダ７２はメッシュ形状部材７１を電極板６０に押圧する押圧部材として機能する。

メッシュ形状部材７１は多数のメッシュ目が縦方向に形成されている。このメッシュ形状部材７１は所定の厚みを有する部材に微小なメッシュ目（所定の幅を有する平行線）を等間隔に形成したものである。例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、カーボン、繊維などをメッシュに加工したもの、ステンレス板の表面にメッシュ目をエッチング加工したものが使用される。メッシュ目を加工できる材料であれば使用することができ、清掃効果の点からは硬い材料が好ましい。

ここで、前記清掃部材７０による電極板６０の清掃動作について説明する。図４（Ａ）が初期位置を示す。この初期位置において、メッシュ形状部材７１はメッシュ目が鋸歯状放電電極６２の起立方向（垂直方向）に向いており、オペレータが操作軸７５を手前側（矢印ｃ方向）に引くと、ホルダ７２の上部は安定板５１に対する摩擦抵抗が大きいので、ホルダ７２が矢印ｃ方向に対して後傾する。これに伴って、メッシュ形状部材７１も後傾する（図４（Ｂ）参照）。

さらに、操作軸７５を手前側に引くと、ホルダ７２及びメッシュ形状部材７１が後傾した状態で矢印ｃ方向に平行移動する（図４（Ｃ）参照）。さらに、ホルダ７２が最も手前まで移動した後は（図５（Ａ）参照）、操作軸７５を押し込む。これにて、ホルダ７５がピン７３を支点として矢印ｃ’方向に後傾し、この状態で矢印ｃ’方向に平行移動する（図５（Ｂ），（Ｃ）参照）。

前述したメッシュ形状部材７１の往復移動にて、メッシュ目が電極板６０を擦過し、付着している放電生成物やトナー、塵埃などが除去される。この清掃動作において、メッシュ目が何回も鋸歯状放電電極６２を擦過するため、清掃効果は極めて良好である。しかも、メッシュ目の傾きは電極板６０に基部６１から鋸歯状放電電極６２の先端に向かって移動方向ｃ，ｃ’に対して後傾している。図３には移動方向ｃのときの後傾状態を拡大して示している。これにて、メッシュ形状部材７１が移動する際に、鋸歯状放電電極６２に対しては基部６１から先端方向に摺擦力が加わることになり、鋸歯状放電電極６２の先端部分に生じる抵抗力が減少する。それゆえ、鋸歯状放電電極６２の先端部分の変形、曲がり、損傷を効果的に防止することができ、放電むら（画像むら）のない品質の高い画像を得ることができる。

なお、清掃部材７０を移動させる手段は種々の構成を採用でき、例えば、ねじ軸とナット部材とを組み合わせて、あるいは、ワイヤをホルダ７２に連結してモータなどによって自動的に移動させてもよい。

自動的な移動手段を採用すれば、清掃動作は所定の放電時間が経過するごとに（プリント枚数に換算して所定のプリント枚数に達するごとに）自動的に実行するように画像形成装置の制御プログラムに組み込むことが可能である。必要時に清掃動作を実行するように制御してもよい。

（清掃部材の第２例、図６〜図８参照）
次に、第２例としての清掃部材８０の構成、動作を図６〜図８を参照して説明する。この清掃部材８０は、円筒状のメッシュ形状部材８１を電極板６０の両側に公転かつ自転可能に設けたものである。メッシュ形状部材８１は、弾性材からなる筒状部材の外周面にメッシュを巻き付けたものを使用することができる。また、筒状部材の外周面に前記第１例で説明したエッチング加工などでメッシュ目を形成してもよい。

図６に示すように、メッシュ形状部材８１の両端には小径ギヤ８２が固定され、該小径ギヤ８２は大径ギヤ８７の内歯８７ａに噛み合わされている。大径ギヤ８７はホルダ８５の側板８６に外歯８７ｂが互いに噛み合った状態で回転自在に設置されている。また、側板には一体に回転する駆動ギヤ８８ａ，８８ｂが設けられ、ギヤ８８ｂは図６中手前側の大径ギヤ８７の外歯８７ｂに噛み合わされている。ギヤ８８ａに伝達された回転力がギヤ８８ｂから大径ギヤ８７に伝達される。

以上の駆動機構によって、駆動ギヤ８８ｂから伝達される回転力にて大径ギヤ８７がそれぞれ矢印ｄ方向に回転し、内歯８７ａと小径ギヤ８２との噛合によってメッシュ形状部材８１が矢印ｄ方向に公転するとともに矢印ｅ方向に自転する。この公転及び自転によって一対のメッシュ形状部材８１が互いに近接したとき、電極板６０を挟み込んで摺擦し、放電生成物やトナー、塵埃などを除去する。

この第２例においては、メッシュ形状部材８１の回転によってメッシュ目が何回も鋸歯状放電電極６２を擦過するため、清掃効果は極めて良好である。しかも、メッシュ目が鋸歯状放電電極６２の基部から先端に向かって摺擦するため、鋸歯状放電電極６２の先端部分の変形、曲がり、損傷を効果的に防止することができ、放電むら（画像むら）のない品質の高い画像を得ることができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係るコロナ放電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、放電部材としてはワイヤであってもよい。また、尖突起状放電電極は三角形形状の鋸歯状に限定するものではなく、例えば、円錐状やピン状であってもよい。

また、コロナ放電装置２８はそれ自体で画像形成装置に着脱可能な形態であってもよく、あるいは、前記実施例に示したように、感光体ドラム２５や現像器２６などを含むプロセスカートリッジ２０として画像形成装置に着脱可能な形態に構成されていてもよい。この場合、プロセスカートリッジ２０に含まれる作像用エレメントの種類は任意である。さらに、コロナ放電装置２８による被帯電体としては必ずしも感光体ドラム２５である必要はない。

本発明に係るコロナ放電装置を備えた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 前記画像形成装置の作像部を示す断面図である。 清掃部材の第１例と放電電極との位置関係を示す説明図である。 清掃部材の第１例の動作（往動時）を示す説明図である。 清掃部材の第１例の動作（復動時）を示す説明図である。 清掃部材の第２例を示す斜視図である。 清掃部材の第２例を示す正面図である。 清掃部材の第２例を示す断面図である。

符号の説明

１０…電子写真カラープリンタ
２５…感光体ドラム
２８…コロナ放電装置
６０…電極板
６１…基部
６２…鋸歯状放電電極
７０，８０…清掃部材
７１，８１…メッシュ形状部材
７２…ホルダ
８２，８７…ギヤ

Claims (10)

1. 長尺状の放電部材を備えたコロナ放電装置において、
   前記放電部材と摺擦して該放電部材を清掃する清掃部材がメッシュ形状を有していること、
   を特徴とするコロナ放電装置。
2. 前記清掃部材は、メッシュ形状部材と、該メッシュ形状部材を支持して前記放電部材に押圧する押圧部材とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコロナ放電装置。
3. 長尺状の基部に複数の尖突起状放電電極を一列に配列した電極板を備えたコロナ放電装置において、
   前記尖突起状放電電極と摺擦して該放電電極の表面を清掃する清掃部材がメッシュ形状を有していること、
   を特徴とするコロナ放電装置。
4. 前記清掃部材は、メッシュ形状部材と、該メッシュ形状部材を支持して前記尖突起状放電電極に押圧する押圧部材とで構成されていることを特徴とする請求項３に記載のコロナ放電装置。
5. 前記押圧部材が弾性体で構成されていることを特徴とする請求項４に記載のコロナ放電装置。
6. 前記尖突起状放電電極は鋸歯状をなし、
   前記清掃部材は前記電極板の長手方向に移動可能であり、
   前記清掃部材のメッシュ目の傾きが前記鋸歯状放電電極の先端に向かって移動方向に対して後傾すること、
   を特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれかに記載のコロナ放電装置。
7. 前記清掃部材が前記電極板の長手方向と平行な軸を中心に回転駆動される回転部材にて構成されていることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれかに記載のコロナ放電装置。
8. 前記清掃部材を前記尖突起状放電電極の先端に向かって公転かつ自転させる駆動手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載のコロナ放電装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のコロナ放電装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のコロナ放電装置又は請求項９に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
    

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