JP2011164531A - 帯電器用清掃機構および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のグリッドワイヤの全周を簡単な機構で清掃する。
【解決手段】清掃機構４２８は、清掃部材４２９および移動機構４３０とを備える。複数のグリッドワイヤ４２６ｃを清掃する清掃部材４２９は、シールドケース４２６ｂの長手方向外側に配置される。移動機構４３０は、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを、清掃部材４２９に通した状態で帯電ワイヤ４２６ａの長手方向に沿って移動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体を帯電する帯電器の清掃機構およびこれを備える画像形成装置に関する。

複写機やファクシミリ、複合機などの電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムの周りに、帯電器、露光器、現像器および転写器を備える。このような画像形成装置では、感光体ドラムを帯電させてさらに露光することで、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する。その後、静電潜像を現像してトナー像を形成し、さらにトナー像を所定の用紙に転写させる。

感光体ドラムを帯電させる帯電器としては、放電ワイヤ、放電ワイヤを張ったケーシングおよびケーシングの開口部に設けたグリッド電極を有するスコロトロン帯電器が利用されている。そして、グリッド電極としては、複数本のグリッドワイヤから構成されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなスコロトロン帯電器において、複数本のグリッドワイヤには、トナーやゴミが付着されるだけではなく、コロナ放電に伴う放電生成物が付着する。そのため、感光体ドラムの帯電電位のむらが起こり、帯電電位のむらによって用紙に形成される画像の濃度が不均一となる問題が生じていた。そこで、複数本のグリッドワイヤを清掃するクリーナを備えるスコロトロン帯電器が従来提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１４０４３８号公報 実開平０６−０２５８４９号公報

しかし、上記の特許文献２のクリーナは、複数のグリッドワイヤの表面の一部にしか接触していない。従って、特許文献２のクリーナでは、クリーナに接触されないグリッドワイヤの他の部分を清掃していない。
本発明の課題は、簡単な機構で複数のグリッドワイヤの外周面全体を清掃することにある。

本発明の一見地に係る清掃機構は、被帯電体の表面をコロナ放電により帯電させる帯電ワイヤと、帯電ワイヤが張られる枠体と、帯電ワイヤの長手方向に沿って移動自在に枠体によって支持されている複数のグリッドワイヤと、を含む帯電器に用いられる。帯電器用清掃機構は、清掃部材と、移動機構と、を備える。清掃部材は、枠体の長手方向外側に配置され、複数のグリッドワイヤを清掃する。移動機構は、複数のグリッドワイヤを、清掃部材に通した状態で帯電ワイヤの長手方向に沿って移動させる。

ここでは、清掃部材が配置される位置が枠体の長手方向外側である。そして、複数のグリッドワイヤは、清掃部材に通された状態で、移動機構により帯電ワイヤの長手方向に沿って移動される。従って、複数のグリッドワイヤを、その外周面全体を清掃部材に対して当接させた状態で移動させることができ、簡単な機構で複数のグリッドワイヤの外周面全体を清掃できる。

移動機構は、複数のグリッドワイヤを巻取り巻出しする一対のリールを有し、一対のリールは、枠体および清掃部材を挟んで互いに対向して設けられていてもよい。

移動機構は、一対のリールを駆動する駆動装置をさらに有していてもよい。

清掃部材は、複数のグリッドワイヤを挟むように互いに対向する一対の部材を有していてもよい。

本発明の他の見地に係る画像形成装置は、被帯電体と、帯電器と、前述の帯電器用清掃機構と、を備える。帯電器は、被帯電体の表面をコロナ放電により帯電させる帯電ワイヤ、帯電ワイヤが張られる枠体および帯電ワイヤの長手方向に沿って移動自在に枠体に支持される複数のグリッドワイヤを含む。

本発明に係る帯電器用清掃機構では、複数のグリッドワイヤは、枠体と帯電ワイヤの長手方向外側に配置された清掃部材に通された状態で、帯電ワイヤの長手方向に沿って移動させられる。よって、複数のグリッドワイヤを、その外周面全体を清掃部材に当接させた状態で移動させることができる。以上により、複数のグリッドワイヤの外周面全体を簡単な機構で清掃できる。

画像形成装置の本体の構成を示す模式図。 帯電器の断面図。 感光体ドラム、帯電器および清掃部材の配置を示す図。 帯電器と清掃機構の斜視図。 第１実施例における清掃部材を説明するための図面であり、図４におけるＶ−Ｖ縦断面図。 第２実施例における清掃部材を説明するための図面であり、図４におけるＶ−Ｖ縦断面図。

（１）画像形成装置の本体
本発明の一実施形態においてプリンタとしての画像形成装置１について、図１を参照して説明する。図１は、画像形成装置の本体の構成を示す模式図である。

画像形成装置１は、筐体４１を備えると共に、筐体４１の内部に設けられた画像形成部４２、定着部４３、用紙搬送部４４、給紙カセット４５および排紙部４６を有する。
以下、画像形成装置１における各方向関係を明確にするために、画像形成装置１の前面に立った作業者にとっての各方向を左右方向および前後方向とする。

画像形成部４２は、例えばパーソナルコンピュータから送られてきた画像データに基づいて用紙Ｐに画像を形成する。画像形成部４２は、感光体ドラムユニット４２１、露光ヘッド４２２、現像器ユニット４２３および転写ローラ４２４を有する。

感光体ドラムユニット４２１とは、ユニットケース４２１ａを備えると共に、その内部に感光体ドラム４２５、帯電器４２６およびクリーニング部４２７が配置されたユニットである。
感光体ドラム４２５は、表面に静電潜像が形成される装置である。感光体ドラム４２５は、回転可能に設けられた円柱状の部材である。感光体ドラム４２５は、図示しない駆動装置によって、図１の紙面方向に垂直な回転軸を中心に、図１における反時計回りに回転される。

帯電器４２６は、感光体ドラム４２５の表面を一様に帯電させるものである。帯電器４２６は、スコロトロン帯電器である。
クリーニング部４２７は、転写後の感光体ドラム４２５上に残るトナーを除去する。

本実施形態の感光体ドラムユニット４２１には、帯電器４２６を清掃する清掃機構４２８（図４参照）がさらに配置されている。帯電器４２６および清掃機構４２８については、後に詳述する。

露光ヘッド４２２は、帯電した感光体ドラム４２５の表面に光を照射することで、画像データに沿った静電潜像を描く。露光ヘッド４２２は、光源として、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備える。

現像器ユニット４２３は、現像器、現像ローラおよびトナー容器（図示せず）が一体化されたユニットである。現像器ユニット４２３は、感光体ドラム４２５上の静電潜像にトナーを供給し、画像を現像する。現像後の画像をトナー像という。
転写ローラ４２４は、感光体ドラム４２５に対向して配置され、感光体ドラム４２５上のトナー像を、用紙Ｐ上に転写する。

定着部４３は、加熱ローラおよび圧力ローラを備える。定着部４３は、転写後の用紙Ｐに熱および圧力を加えることで、トナー像を用紙Ｐ上に定着させる。
用紙搬送部４４は、搬送路および複数のローラを備える。用紙搬送部４４は、ローラによって、搬送路に沿って用紙を搬送することで、後述する給紙カセット４５から、画像形成部４２および定着部４３を通って排紙部４６まで、用紙Ｐを搬送する。

給紙カセット４５は、その内部に、画像形成前の用紙Ｐの束を収容する。給紙カセット４５は、筐体４１に対して出し入れ可能に設けられる。
排紙部４６は、画像が形成された用紙Ｐを排出するための部分である。排紙部４６は、筐体４１の上面にある。

（２）帯電器および清掃機構
次に、帯電器４２６および清掃機構４２８について詳細に説明する。

（２−１）帯電器
まず、図２および図３を参照して帯電器４２６を説明する。図２は、帯電器４２６の断面図である。図３は、感光体ドラム、帯電器および清掃部材の配置を示す図である。
帯電器４２６は、前述のとおり、感光体ドラム４２５をコロナ放電により帯電するスコロトロン帯電器である。帯電器４２６は、感光体ドラム４２５と所定の間隔を隔てて対向するように、感光体ドラムユニット４２１のユニットケース４２１ａに固定されて配置される。

帯電器４２６は、帯電ワイヤ４２６ａ、シールドケース４２６ｂおよび複数のグリッドワイヤ４２６ｃを含む。
帯電ワイヤ４２６ａは、金属材料からなる１本のワイヤであり、感光体ドラム４２５の軸方向に沿うようにシールドケース４２６ｂ内に張られている。
シールドケース４２６ｂは、感光体ドラム４２５に対向する部分を開放する箱状のケースであり、感光体ドラム４２５とほぼ同じ長さで対応して配置されている。シールドケース４２６ｂは、アルミニウムやステンレス鋼等の導電性金属材料からなる。

複数のグリッドワイヤ４２６ｃは、アルミニウムやステンレス鋼等の導電性金属材料からなるワイヤである。複数のグリッドワイヤ４２６ｃは、左右方向に互いに所定の間隔をおき、前後方向、すなわち帯電ワイヤ４２６ａの長手方向に沿ってシールドケース４２６ｂの箱状の開放面を覆うように並行して配置される。また、複数のグリッドワイヤ４２６ｃは、シールドケース４２６ｂに、後述する移動機構４３０によって前後方向に移動自在になるように所定のテンションを有した状態で支持されている。複数のグリッドワイヤ４２６ｃの両端部分は、移動機構４３０のスプール本体４３３に巻き付けられている。移動機構４３０については後述する。

なお、図２では、複数のグリッドワイヤ４２６ｃが、左右方向に互いに一直線状に配置された例を示している。しかし、複数のグリッドワイヤ４２６ｃのそれぞれと感光体ドラム４２５との間隔が同じになるように、複数のグリッドワイヤ４２６ｃは、左右方向において曲線を描くようにシールドケース４２６ｂに支持されていてもよい。また、図２および図３では、複数のグリッドワイヤ４２６ｃは５本である例を示しているが、その本数は特に限定されない。

このような帯電器４２６では、帯電ワイヤ４２６ａに所定の高電圧を印加して、コロナイオンを発生させる。そして、発生したコロナイオンを、帯電ワイヤ４２６ａ、複数のグリッドワイヤ４２６ｃおよび感光体ドラム４２５間に生じている電界により感光体ドラム４２５まで運ばせ、感光体ドラム４２５を帯電させる。

（２−２）清掃機構
次に、清掃機構４２８について、図３と、さらに図４、図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。図４は、帯電器と清掃機構の斜視図である。図５Ａおよび図５Ｂは、清掃部材を説明するための図であり、図４におけるＶ−Ｖ縦断面図である。

上述のような帯電器４２６においては、画像形成装置１が使用されると、異物が複数のグリッドワイヤ４２６ｃに対して付着する。清掃機構４２８は、このような異物を複数のグリッドワイヤ４２６ｃから取り除く機構である。なお、異物とは、トナー、ゴミ、およびコロナ放電に伴う放電生成物をいう。

清掃機構４２８は、清掃部材４２９および移動機構４３０を含む。
清掃部材４２９は、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを清掃する部材である。図３および図４に示すとおり、清掃部材４２９は、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを通した状態で、シールドケース４２６ｂの長手方向外側の位置（シールドケース４２６ｂの長手方向端から長手方向に離れた位置）に配置される。具体的には、清掃部材４２９は、シールドケース４２６ｂの後側であって、感光体ドラム４２５が下方に配置されていない位置に配置される。また、清掃部材４２９は、感光体ドラムユニット４２１のユニットケース４２１ａ（図１参照）に固定されて配置されている。なお、図３および図４では、清掃部材４２９がシールドケース４２６ｂの後方に配置された例を示しているが、シールドケース４２６ｂの前方に配置されていてもよい。

清掃部材４２９は、スポンジ材等の弾性部材であって略直方体の形状を有する。清掃部材４２９には、前後方向に複数のグリッドワイヤ４２６ｃが通されている。以下、清掃部材４２９の構造について２つの実施例を示す。第１実施例では、例えば、図５Ａに示すように、ブロック状の清掃部材４２９には、前後方向に複数のグリッドワイヤ４２６ｃが貫通されている。この場合は、例えば針を用いて、複数のグリッドワイヤ４２６ｃのそれぞれを清掃部材４２９に貫通させる。第２実施例では、図５Ｂに示すように、清掃部材４２９を、上下一対の第１部材４２９ａおよび第２部材４２９ｂから構成し、第１部材４２９ａおよび第２部材４２９ｂの間に複数のグリッドワイヤ４２６ｃを挟ませる。この場合は、第１部材４２９ａおよび第２部材４２９ｂの間に複数のグリッドワイヤ４２６ｃを挟んだ後に、第１部材４２９ａと第２部材４２９ｂとをクリップ等の固定具で固定させる。
図３および図４に示すとおり、複数のグリッドワイヤ４２６ｃは、左右方向において、シールドケース４２６ｂの開放面における所定の間隔と同じ間隔を空けて、互い並行に清掃部材４２９に通されている。

移動機構４３０は、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを、前後方向、すなわち帯電ワイヤの長手方向に沿って移動させる機構である。移動機構４３０は、第１スプール４３１ａおよび第２スプール４３１ｂと、第１スプール４３１ａを回転させる第１モータ４３４ａと、第２スプール４３１ｂを回転させる第２モータ４３４ｂとを有する。
第１スプール４３１ａおよび第２スプール４３１ｂは、帯電器４２６および清掃部材４２９を挟んで前後方向に一対に配置される。詳細には、複数のグリッドワイヤ４２６ｃが、第１スプール４３１ａから、シールドケース４２６ｂおよび清掃部材４２９を経て、第２スプール４３１ｂに向かって略直線状に配列されるような位置に、第１スプール４３１ａおよび第２スプール４３１ｂは配置される。

第１スプール４３１ａは、スプール軸４３２ａおよびスプール本体４３３ａを含む。スプール軸４３２ａは、一端側がスプール本体４３３ａに固定されていて、他端側が第１モータ４３４ａに連結されている。スプール本体４３３ａには、複数のグリッドワイヤ４２６ｃの端部分が複数回巻き付けられている。スプール軸４３２ａおよびスプール本体４３３ａは、第１モータ４３４ａの駆動力により前後方向に回転され、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを巻き出したり巻き取ったりする。なお、スプール軸４３２ａ上に、トルクリミッタを設けてもよい。第２スプール４３１ｂは、スプール軸４３２ｂとスプール本体４３３ｂを有しているが、第１スプール４３１ａと同様であるので、その説明は省略する。

第１モータ４３４ａは、連結されたスプール軸４３２ａを回転させる駆動装置である。また、第２モータ４３４ｂは、連結されたスプール軸４３２ｂを回転させる駆動装置である。

（３）帯電体の清掃動作
上記のような清掃機構４２８は、以下のように動作して複数のグリッドワイヤ４２６ｃを清掃する。
図示しない制御装置によって、第１モータ４３４ａを駆動し第１スプール４３１ａを図４における反時計回りに回転させる。また、第２モータ４３４ｂを駆動し、第２スプール４３１ｂを同様に図４における反時計回りに回転させる。すると、複数のグリッドワイヤ４２６ｃは、第１スプール４３１ａによって巻き取られ、第２スプール４３１ｂによって巻き出される。その結果、複数のグリッドワイヤ４２６ｃは、その外周面全体が清掃部材４２９の内部と当接した状態で後方向にスライドされる。従って、このとき、清掃部材４２９によって、複数のグリッドワイヤ４２６ｃの外周面全体に付着された異物が複数のグリッドワイヤ４２６ｃより取り除かれる。

第１モータ４３４ａおよび第２モータ４３４ｂは、帯電領域である帯電器４２６の前後方向の長さ分だけ複数のグリッドワイヤ４２６ｃを後方にスライドするように、第１スプール４３１ａおよび第２スプール４３１ｂを回転させる。そうすることにより、帯電領域にある複数のグリッドワイヤ４２６ｃの全体に渡って、その外周面全体の異物を取り除くことができる。

一方、複数のグリッドワイヤ４２６ｃの清掃が終了した後には、第１モータ４３４ａおよび第２モータ４３４ｂの駆動により、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを清掃前の位置に戻される。すなわち、第１モータ４３４ａおよび第２モータ４３４ｂは、第１スプール４３１ａおよび第２スプール４３１ｂを図４における時計回りに回転させる。これにより、複数のグリッドワイヤ４２６ｃは、第２スプール４３１ｂによって巻き取られ第１スプール４３１ａによって巻き出され、前方向にスライドする。第１モータ４３４ａおよび第２モータ４３４ｂは、清掃時に回転した回数数と同じ回転数だけ第１スプール４３１ａおよび第２スプール４３１ｂを時計回りに回転させることにより、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを清掃前の同じ位置に戻すことができる。

（４）特徴
（４−１）清掃部材４２９は、複数のグリッドワイヤ４２６ｃの外周面全体が当接された状態で、シールドケース４２６ｂの後方に配置されている。従って、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを移動機構４３０によって後方向に移動させるだけで、複数のグリッドワイヤ４２６ｃの外周面全体を清掃できる。このように、本実施形態では、簡単な機構によって、複数のグリッドワイヤ４２６ｃの外周面全体から異物を取り除くことができる。また、その結果、複数のグリッドワイヤ４２６ｃに付着された異物から生じる感光体の帯電電位のむら、ひいては用紙に形成される画像濃度のむらを防止できる。

（４−２）清掃部材４２９は、シールドケース４２６ｂの前後方向いずれかであって、感光体ドラム４２５が下方に配置されていない位置に固定されて配置される。
清掃部材４２９によって複数のグリッドワイヤ４２６ｃから取り除かれる異物は、清掃部材４２９に蓄積され、自重により清掃部材４２９から落下することがある。しかし、清掃部材４２９は、感光体ドラム４２５が下方に配置されていない位置に設けられているため、異物が感光体ドラム４２５上に落下することはない。よって、異物が感光体ドラム４２５に付着することにより生じる画像不良を防ぐことができる。

（４−３）複数のグリッドワイヤ４２６ｃを清掃する際には、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを帯電領域である帯電器４２６の前後方向の長さ分だけ動かせばよい。よって、複数のグリッドワイヤ４２６ｃの清掃に時間がかからない。

（４−４）一対のスプール４３１は、複数のグリッドワイヤ４２６ｃが前後方向に略直線状になるように、シールドケース４２６ｂおよび清掃部材４２９を挟んで配置される。従って、スプール４３１では、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを真っ直ぐに巻き取り巻き出すことができる。従って、複数のグリッドワイヤ４２６ｃにかかるストレスを少なくできる。

２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（１）上記の実施例では、プリンタとしての画像形成装置について説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、スキャナとプリンタの機能を有する画像形成装置にも適用できる。また、本発明は、ファックス機能、通信機能等を有する複合機としての画像形成装置にも適用できる。

（２）移動機構４３０は、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを清掃部材４２９に通した状態で前後方向に移動させられるものであれば、上記の実施形態に限定されることはない。
例えば、複数の環状のグリッドワイヤを準備し、一対のスプール４３１の代わりに一対のローラを配置してもよい。そして、環状のグリッドワイヤを、シールドケース４２６ｂの前後面および上下面を取り囲むように、かつ一対のローラに掛け渡されるように配置し、ローラを回転させることにより、複数のグリッドワイヤ４２６ｃを前後方向に移動させてもよい。
また、一対のスプール４３１は、モータ４３４による駆動ではなく、手動によって回転されてもよい。

本発明は、プリンタ、コピー機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に利用可能である。

１ 画像形成装置
４１ 筐体
４２ 画像形成部
４３ 定着部
４４ 用紙搬送部
４５ 給紙カセット
４６ 排紙部
４２１ 感光体ドラムユニット
４２１ａ ユニットケース
４２２ 露光ヘッド
４２３ 現像器ユニット
４２４ 転写ローラ
４２５ 感光体ドラム（被帯電体）
４２６ 帯電器
４２６ａ 帯電ワイヤ
４２６ｂ シールドケース（枠体）
４２６ｃ グリッドワイヤ
４２７ クリーニング部
４２８ 清掃機構
４２９ 清掃部材
４３０ 移動機構
４３１ スプール（リール）
４３４ モータ

Claims (5)

1. 被帯電体の表面をコロナ放電により帯電させる帯電ワイヤと、前記帯電ワイヤが張られる枠体と、前記帯電ワイヤの長手方向に沿って移動可能に前記枠体によって支持されている複数のグリッドワイヤと、を含む帯電器の清掃機構であって、
   前記枠体の長手方向外側に配置され、前記複数のグリッドワイヤを清掃する清掃部材と、
   前記複数のグリッドワイヤを前記清掃部材に通した状態で前記帯電ワイヤの長手方向に沿って移動させる移動機構と、
   を備えた帯電器用清掃機構。
2. 前記移動機構は前記複数のグリッドワイヤを巻取り巻出しする一対のリールを有し、
   前記一対のリールは、前記枠体および前記清掃部材を挟んで互いに対向して設けられている、請求項１に記載の帯電器用清掃機構。
3. 前記移動機構は前記一対のリールを駆動する駆動装置をさらに有する、請求項２に記載の帯電器用清掃機構。
4. 前記清掃部材は、前記複数のグリッドワイヤを挟むように互いに対向する一対の部材を有している、請求項１から３のいずれかに記載の帯電器用清掃機構。
5. 被帯電体と、
   前記被帯電体の表面をコロナ放電により帯電させる帯電ワイヤと、前記帯電ワイヤが張られる枠体と、前記帯電ワイヤの長手方向に沿って移動自在に前記枠体に支持される複数のグリッドワイヤと、を含む帯電器と、
   請求項１から４のいずれかに記載の帯電器用清掃機構と、
   を備えた画像形成装置。

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