JP3757582B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電、露光、現像を行う電子写真方式で画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から画像形成装置として、像担持体上に帯電、露光、現像を行う電子写真方式で画像を形成する装置が用いられている。このような画像形成装置においては、像担持体上に帯電を行う帯電器として、スコロトロン帯電器が用いられている。このスコロトロン帯電器は、針状、鋸歯状、或いは、ワイヤーで構成される放電電極と、この放電電極の両サイドを囲むサイドプレートと、放電電極に対して像担持体とは反対側の解放部を覆う開口部を有するバックプレートと、放電電極に対して像担持体側の開口部に放電の制御を行うために制御用のグリッド電極とを有している。
【０００３】
ところで、画像形成を繰り返すとスコロトロン帯電器の性能が劣化するために、放電電極及びグリッド電極は、清掃や交換が必要となる。しかしながら、放電電極はサイドプレート、バックプレート、グリッド電極に囲まれているために、容易に清掃や交換を行うことができない。そのために、従来では、例えば、スコロトロン帯電器内に放電電極を清掃するための清掃用部材を、非画像領域に配置し、この清掃用部材を放電極の長手方向にスライドさせることにより清掃を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、清掃をするために、スコロトロン帯電器内に清掃用部材を設けておくために、清掃用部材という部品が必要となりコストがかかり、しかも、清掃用部材を予めスコロトロン帯電器内に配置させることが必要となり、製造工程が複雑化し、コストアップを招いている。
【０００５】
また、画像形成装置は、一般に、各手段に電力を供給する電源回路を一カ所に集め、そこから各手段へと配線し、電力を供給している。そのため、配線の取り回しが長くなり、電力のロスだけでなく、電波など悪影響を及ぼすようになる。特に帯電器へは高圧電源が必要であり、このため上記問題が顕著となる。
【０００６】
また、画像形成装置は、帯電前除電器が設けられていることがある。この帯電前除電器は、帯電前の像担持体上に一様露光することにより、像担持体の除電を行い、後段の帯電器による帯電の一様化を促進するものである。ところが、この帯電前除電器による露光光が、帯電器による帯電領域にまで入射してしまうと、所期の目的を達成することができず、帯電不良が生じてしまう。
【０００７】
そこで、清掃用部材を帯電器内に予め設ける必要がなく、低コスト化を図ること第１課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１課題は、以下の構成により解決することができる。
【００１１】
（１） 像担持体上に帯電、露光、現像を行う電子写真方式で画像を形成する画像形成装置において、
前記帯電は、放電電極とグリッド電極とサイドプレートとを有する帯電器を用い、
前記放電電極と前記サイドプレートとを帯電ユニットとして一体化して画像形成装置本体側に配置し、前記グリッド電極を前記帯電ユニットと分割して前記像担持体を備えるプロセスカートリッジ側に配置し、
前記グリッド電極に導電性の導通部材を設けるとともに、前記サイドプレートと前記導通部材とを接離可能に設け、
前記グリッド電極が配置された前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に対して着脱可能とし、
前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着されて前記導通部材と前記サイドプレートとが当接しているとき、前記グリッド電極および前記像担持体に対する前記放電電極の位置決めがなされるとともに、前記グリッド電極と前記サイドプレートとが導通するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２） 前記帯電器による帯電の前に前記像担持体の除電を行う帯電前除電器、及び／又は、前記帯電器による帯電の後に前記像担持体の除電を行う消去用除電器を、前記帯電ユニットに一体化したことを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１３】
（３） 前記サイドプレートが前記導通部材に対して接離可能なように、画像形成が可能な状態にある前記プロセスカートリッジに対して、前記帯電ユニットを回動又は移動可能に設け、
前記帯電ユニットが前記プロセスカートリッジから離間する方向に、前記放電電極に電力を供給するための高圧電源を設け、前記高圧電源から突出されたバネ状リード線を介して前記放電電極に電力を供給し、かつ、前記帯電ユニットが前記プロセスカートリッジに対して所定の位置を保持するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【００１４】
（４） 前記画像形成装置内上方に、原稿を走査するための走査光学ユニットを有し、
前記走査光学ユニット内であって、前記像担持体上へと原稿の光像を導く光路を阻害しない位置に、前記高圧電源を配置したことを特徴とする（３）に記載の画像形成装置。
（５） 前記帯電器による帯電の前に前記像担持体の除電を行う帯電前除電器を、前記像担持体の移動方向に対向するように傾けて配置したことを特徴とする（１）乃至（４）の何れかに記載の画像形成装置。
【００１５】
（６） 前記帯電する位置において、前記像担持体の移動方向上流側へと排風するように排風手段を設けたことを特徴とする（５）に記載の画像形成装置。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面に基づきながら説明する。まず、画像形成装置の概略構成及びプロセスについて、画像形成装置の概略断面図である図１に基づいて説明する。
【００２５】
画像形成装置である複写機は、原稿と相対的移動をして原稿画像を読み取る走査光学系を備えた走査光学ユニット１０と、走査光学系で読み取った画像を、転写紙上に顕像化する画像形成ユニット２０とを備えている。すなわち、複写機内の上方、換言すると、画像形成ユニット２０の上方に走査光学ユニット１０が配置されている。そして、画像形成ユニット２０内のトナー粉などが走査光学系ユニット１０内へと侵入することを阻止するために、仕切壁３９によって走査光学ユニット１０と画像形成ユニット２０とが仕切られている。
【００２６】
走査光学ユニット１０は、原稿を載置する透明なガラス板からなる原稿台１１と、原稿台１１上に載置した原稿を覆う原稿台カバー１２と、原稿台１１上に載置した原稿に対して光照射する光源である照明ランプ１３１と原稿からの反射光を反射する第１反射ミラー１３２とを備えた原稿と相対的移動をする第１走査架台１３と、第１反射ミラー１３２の反射光を反射する第２反射ミラー１４１と第２反射ミラー１４１の反射光を反射する第３反射ミラー１４２とを備え第１走査架台１３の移動速度の１／２の速度で移動する第２走査架台１４と、原稿の画像を後述する感光体ドラム２１に結像するレンズユニット１５と、レンズユニット１５を介した光を感光体ドラム２１へと反射させる固定された第４反射ミラー１６、第５反射ミラー１７、第６反射ミラー１８とを有している。なお、第５反射ミラー１７及び第６反射ミラー１８は、画像形成ユニット２０内に配置されている。
【００２７】
したがって、照明ランプ１３１によって照射された原稿台１１上の原稿の画像は、第１反射ミラー１３２、第２反射ミラー１４１、第３反射ミラー１４２、レンズユニット１５、及び、第４反射ミラー１６、第５反射ミラー１７、第６反射ミラー１８を介して感光体ドラム２１上に結像する。そして、第１走査架台１３と第１走査架台１３の１／２の速度で移動する第２走査架台１４との移動により、原稿台１１上で静止している原稿の全面を走査する。
【００２８】
画像形成ユニット２０は、電子写真プロセスにより転写紙上にトナー像を形成するものであり、このプロセス自体は公知なので詳細な説明は省略し、以下に簡略して説明する。画像形成ユニット２０は、図において時計方向に回転する像担持体である光導電性感光層を有する感光体ドラム２１上を、帯電器２２によって一様に帯電し、一様帯電した感光体ドラム２１上に前述した走査光学ユニット１０からの像光を露光することにより形成された静電潜像を現像器２３によって現像し、トナー像として顕像化する。
【００２９】
一方、カセット３１内に収納された転写紙Ｐは、送出ローラ３２によって１枚ずつ分離して送り出され、給紙ローラ対３３、３４によって搬送され、レジストローラ対３５によって、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像と同期をとり、感光体ドラム２１へと搬送される。
【００３０】
感光体ドラム２１上に形成されたトナー像は、転写器２４によってレジストローラ対３５により搬送されてくる転写紙Ｐ上にトナー像を転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは、分離器２５によって感光体から分離され、定着手段２７の加熱ローラ２７１と加圧ローラ２７２との間を通過することにより転写紙Ｐ上に転写したトナー像を溶融定着され、排紙ローラ２８によって排紙皿２９上へと排紙される。一方、トナー像を転写した後の感光体ドラム２１は、さらに回転を続け、クリーニング手段２６によって、感光体ドラム２１上に残留したトナーが除去され、次の画像形成に備えられる。
【００３１】
なお、本実施の形態の複写機では、帯電器２２による帯電の前（感光体ドラム２１の回転方向上流側）に一様な露光を施すことにより感光体ドラム２１の除電を行う発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される帯電前除電器（ＰＣＬ）３６と、帯電器２２による帯電の後（感光体ドラム２１の回転方向下流側）に画像形成の領域外に露光を施すことにより感光体ドラム２１の除電を行う発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される消去用除電器（ＣＥＬ）３７とが、感光体ドラム２１の周囲に配置されている。
【００３２】
また、本実施の形態では帯電器２２を画像形成ユニット２０内の上方に配置し、帯電器２２として、ワイヤ、針状、或いは、鋸歯状の放電電極２２１と、放電を制御するためのグリッド電極２２２と、放電電極２２１の感光体ドラム２１の回転方向の上、下流側を覆うサイドプレート２２３、２２４と、放電電極２２１に対してグリッド電極２２とは反対側を覆う開口を有したバックプレート２２５とを有するスコロトロン帯電器を用いている。帯電器２２による帯電の際に発生するオゾン（同様に、転写器２４や分離器２５によっても発生する）の除去する、及び、照明ランプ１３１や定着手段２７による温度上昇を抑えるために、複写機の背面側（図１において紙面垂直方向の奥側）に排風手段であるファン３８を設け、機内の空気を機外に排出するよう構成している。なお、このファン３８は、帯電器２２により発生するオゾンが、感光体ドラム２１の回転方向上流側へと流れるように配置されている。
【００３３】
ところで、このような複写機においては、感光体ドラム２１などが使用回数に応じて劣化し、画質低下が生じるために、プロセスカートリッジ４０として少なくとも感光体ドラム２１を含めた各構成部を一体化して、複写機の前面（図１において紙面垂直方向の手前側）から複写機本体に対して着脱可能に設けられている。このプロセスカートリッジ４０は、複写機本体側に設けられた案内部材である一対のレール部材Ｒに、プロセスカートリッジ４０に設けられた被案内部材である一対のガイド部材Ｇを沿わせて、引き出す或いは装着することにより、着脱することができる。本実施の形態におけるこのプロセスカートリッジ４０の詳細な構成について、プロセスカートリッジの概略断面図である図２に基づいて説明する。
【００３４】
本実施の形態においては、プロセスカートリッジ４０として、感光体ドラム２１、現像器２３、クリーニング手段２６だけでなく、帯電器２２の一部（具体的には、グリッド電極２２２）、さらに、定着手段２７の一部（具体的には、加熱ローラ２７１など）を一体化している。
【００３５】
すなわち、プロセスカートリッジ４０に帯電器２２の一部であるグリッド電極２２を設けることは、複写機本体側に帯電器２２の残りである放電電極２２１、サイドプレート２２３、２２４及びバックプレート２２５を設けている（これについては後述する）。したがって、プロセスカートリッジ４０を複写機本体から引き出すと、放電電極２２１とグリッド電極２２２とが分割され、グリッド電極２２２が複写機本体から引き出すことができる。そのために、従来帯電器２２の放電電極２２１やグリッド電極２２２の清掃や交換のために、帯電器２２内に予め清掃部材を設ける必要がなく低コスト化を実現でき、しかも、清掃部材を組み込む工程が不要となり製造工程を簡略化することができる。なお、本実施例の場合、プロセスカートリッジ４０を複写機本体から引き出すことにより、グリッド電極２２２を容易に清掃や交換することができる。このグリッド電極２２２には、導電性の導通部材２２６が一体となってプロセスカートリッジ４０に設けられている。この導通部材２２６は、後段において詳述するが、サイドプレート２２３の先端が当接することにより、位置決めを行うとともに、サイドプレート２２３、２２４、及び、バックプレート２２５と、グリッド電極２２２とを同電位とし、帯電特性の維持を図るものである。
【００３６】
なお、本実施の形態では定着手段２７の一部である加熱ローラ２７１、加熱ローラ２７１をクリーニングするクリーニングローラ２７３、加熱ローラ２７１の温度を測定する温度センサ２７４、及び、加熱ローラ２７１に巻き付いた転写紙Ｐを分離する分離爪２７５を、プロセスカートリッジ４０に設けている。これは、加熱ローラ２７１と感光体ドラム２１との位置関係を精度よくすることができるとともに、加熱ローラ２７１のメンテナンスを容易にし、しかも、プロセスカートリッジ４０を複写機本体から引き出した際に、安定した状態で載置することができ好ましいが、定着手段２７の一部をプロセスカートリッジ４０と一体にしなくてもよい。
【００３７】
次に複写機本体側に設けられた帯電器２２の残りの部分（グリッド電極２２２以外）の構成について、図３に基づき説明する。帯電器２２のグリッド電極２２以外、すなわち、放電電極２２１、サイドプレート２２３、２２４、及び、バックプレート２２５は、帯電ユニット４１として一体化され、複写機本体に設けられている。この帯電ユニット４１は、回動軸４２を中心にして、回動自在に設けられている。帯電ユニット４１が時計方向に回動することにより、放電電極２２１、サイドプレート２２３、２２４、及び、バックプレート２２５とグリッド電極２２とが分割され、グリッド電極２２２をプロセスカートリッジ４０とともに複写機本体から引き出す、或いは、複写機本体へ装着することができる。また、帯電ユニット４１が反時計方向に回動することにより、サイドプレート２２３（感光体ドラム２１の軸方向における両端側で）とプロセスカートリッジ４０に設けられた導通部材２２６とが当接し、帯電器２２として機能させるための位置が決められるとともに、サイドプレート２２３、２２４、及び、バックプレート２２５と、グリッド電極２２２とを同電位にすることができ放電特性の維持を図ることができる。なお、本実施の形態では、図示はしないが、このサイドプレート２２３がツェナーダイオードを介して接地されることにより、サイドプレート２２３、２２４、バックプレート２２５、及び、グリッド電極２２２の電位を安定させている。
【００３８】
また、本実施の形態では、この帯電ユニット４１に、ＰＣＬ３６とＣＥＬ３７を設けている。これは、元来、ＰＣＬ３６やＣＥＬ３７は交換など殆ど必要としないが、従来ではプロセスカートリッジ４０に設けられており、プロセスカートリッジ４０を交換する毎にＰＣＬ３６やＣＥＬ３７が交換されており、プロセスカートリッジ４０のコストアップを招いていた。しかしながら、プロセスカートリッジ４０ではなく複写機本体にＰＣＬ３６とＣＥＬ３７を設けることにより、プロセスカートリッジ４０のコストダウンを図ることができる。しかも、本実施の形態では、帯電ユニット４１にＰＣＬ３６とＣＥＬ３７を設けたので、感光体ドラム２１に対しての位置を正確に決めることができ、さらに、プロセスカートリッジ４０の着脱の際には、帯電ユニット４１と一体となって感光体ドラム２１の周囲から退避（離間）するので、操作性が阻害されることがない。
【００３９】
なお、本実施の形態の帯電ユニット４１として一体で或いは帯電ユニット４１の各構成部材（放電電極２２１、サイドプレート２２３、２２４、バックプレート２２５の各々又はこれらの一体や、ＰＣＬ３６や、ＣＥＬ３７）各々を単独で（独立して）、感光体ドラム２１の軸方向に調整可能に設けることにより、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００４０】
ところで、画像形成ユニット２０内の上方に設けられた帯電器２２の放電電極２２１には高圧の電力を供給（生成）する高圧電源５０が必要である。従来は、複写機の底部などに他の部材へ電力を供給する電源とともに設けられていたが、これでは、配線の取り回しが長くなり、電力のロスだけでなく、電波など悪影響を及ぼすようになる。特に帯電器２２へ電力を供給する高圧電源の場合、この問題が顕著となっていた。そのために、本実施の形態では、帯電器２２の上方に高圧電源５０を配置している。すなわち、高圧電源５０は、走査光学ユニット１０内であって、感光体ドラム２１へと原稿の光像を導く光路を阻害しない位置に設けられている。具体的には、高圧電源５０は、レンズユニット１５と第４ミラーとの間の空きスペースに位置するように設けられている。なお、本実施の形態の複写機は原稿の光像を直接感光体ドラム２１へと導くアナログ式の複写機であるので、この位置に高圧電源５０を配置しても、他の部材への悪影響をさほど考慮しなくてもよい。
【００４１】
この高圧電源５０の具体的な構成を言えば、高圧電源５０は、仕切壁３９に固定ピン５１を介して、高圧基板５２が設けられ、この高圧基板５２上に昇圧回路を含む高圧電源回路５３が設けられている。そして、高圧電源回路５３からバネ状リード線５４を、高圧基板５２及び仕切壁３９を貫通させて突出して設け、このバネ状リード線５４の先端が放電電極２２１に電気的に接続されるよう構成している。このように、放電電極２２１（帯電ユニット４１）がグリッド電極２２２から離間する方向から、バネ状リード線５４を介して、放電電極２２１へ電力を供給するように構成したのは、高圧電源回路５３と放電電極２２１との間の距離を短くし、バネ状リード線５４と放電電極２２１の接触を確実にせしめるだけでなく、バネ状リード線５４の弾性力によって帯電ユニット４１をプロセスカートリッジ４０側へ付勢し、サイドプレート２２３と導通部材２２６との接触を確実にせしめることにより位置決めや導通部材２２６を介した接続を確実にせしめるためである。なお、絶縁部材５５は、バネ状リード線５４の周面を覆い、電力のリークやメンテナンス時の感電を防止する。また、本実施の形態では、このバネ状リード線５４として、つる巻きのバネ状リード線を用いることにより、バネ状リード線５４の変位量を大きくとることができ好ましいが、板バネ状のリード線を用いてもよい。
【００４２】
このような構成の複写機本体側にプロセスカートリッジ４０を装着すると、図４に示すようになる。すなわち、帯電ユニット４１がプロセスカートリッジ４０に対して離間する方向であって、（画像形成ユニット２０の上方に設けられた）走査光学ユニット１０内に高圧電源５０が設けられ、高圧電源５０から突出したバネ状リード線５４を介して放電電極２２１に電力が供給される。しかも、このバネ状リード線５４の弾性力を利用して、サイドプレート２２３と導通部材２２６とを当接させて、帯電器２２としての位置決めを確実にせしめている。
【００４３】
ところで、本実施の形態においては、画像形成が可能な位置にあるとき（図１や図４の状態のとき）、ＰＣＬ３６を感光体ドラム２１の回転方向に対向するように配置されている。換言すると、ＰＣＬ３６の光の指向方向（図４において一点鎖線の矢印で示す）を、ＰＣＬ３６と感光体ドラム２１の回転中心とを結んだラインより、感光体ドラム２１の回転方向上流側に傾くように配置している。こうすることにより、ＰＣＬ３６から出射された光が、帯電器２２による帯電領域にまで入射してしまうことがなく、帯電不良の発生を抑えることができる。さらに、このように構成することにより、帯電器２２のサイドプレート２２３と感光体ドラム２１との間隙を広めることができ、帯電により発生するオゾンを効率よく、ファン３８によって排風させることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、ファン３８による空気の流れを、帯電器２２のバックプレート２２５、グリッド電極２２２、サイドプレート２２３と感光体ドラム２１との間隙の順になるように、仕切壁３９にＬ字状の断風板５６が設けられている。この断風板５６は、帯電ユニット４１の回動を阻害しないように、バックプレート２２５に設けられた開口部（不図示）を貫通することが可能なように設けられている。
【００４５】
また、本実施の形態では、帯電器２２のうちグリッド電極２２２をプロセスカートリッジ４０とともに複写機本体から着脱可能に設けているが、帯電ユニット４１、或いは、放電電極２２１やサイドプレート２２３、２２４やバックプレート２２５をも複写機本体から着脱可能に設けてもよい。要は、画像形成時において帯電器２２として一体で機能する放電電極２２１とグリッド電極２２２とが分割されて、少なくとも一方が複写機本体に対して着脱可能に設けられていれば、放電電極２２１やグリッド電極２２２の清掃や交換を容易に行うことができ、前述したようにコストダウンを図ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、清掃用部材を帯電器内に予め設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】複写機本体側に設けられた帯電器２２の残りの部分の構成を示す図である。
【図４】プロセスカートリッジを装着した状態の図である。
【符号の説明】
１０ 走査光学ユニット
２０ 画像形成ユニット
２１ 感光体ドラム（像担持体）
２２ 帯電器
２３ 現像器
３６ 帯電前除電器（ＰＣＬ）
３７ 消去用除電器（ＣＥＬ）
３８ ファン
４０ プロセスカートリッジ
４１ 帯電ユニット
５０ 高圧電源
５４ バネ状リード線
２２１ 放電電極
２２２ グリッド電極
２２３、２２４ サイドプレート
２２６ 導通部材

Claims (6)

1. 像担持体上に帯電、露光、現像を行う電子写真方式で画像を形成する画像形成装置において、
   前記帯電は、放電電極とグリッド電極とサイドプレートとを有する帯電器を用い、
   前記放電電極と前記サイドプレートとを帯電ユニットとして一体化して画像形成装置本体側に配置し、前記グリッド電極を前記帯電ユニットと分割して前記像担持体を備えるプロセスカートリッジ側に配置し、
   前記グリッド電極に導電性の導通部材を設けるとともに、前記サイドプレートと前記導通部材とを接離可能に設け、
   前記グリッド電極が配置された前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に対して着脱可能とし、
   前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着されて前記導通部材と前記サイドプレートとが当接しているとき、前記グリッド電極および前記像担持体に対する前記放電電極の位置決めがなされるとともに、前記グリッド電極と前記サイドプレートとが導通するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電器による帯電の前に前記像担持体の除電を行う帯電前除電器、及び／又は、前記帯電器による帯電の後に前記像担持体の除電を行う消去用除電器を、前記帯電ユニットに一体化したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記サイドプレートが前記導通部材に対して接離可能なように、画像形成が可能な状態にある前記プロセスカートリッジに対して、前記帯電ユニットを回動又は移動可能に設け、
   前記帯電ユニットが前記プロセスカートリッジから離間する方向に、前記放電電極に電力を供給するための高圧電源を設け、前記高圧電源から突出されたバネ状リード線を介して前記放電電極に電力を供給し、かつ、前記帯電ユニットが前記プロセスカートリッジに対して所定の位置を保持するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置内上方に、原稿を走査するための走査光学ユニットを有し、
   前記走査光学ユニット内であって、前記像担持体上へと原稿の光像を導く光路を阻害しない位置に、前記高圧電源を配置したことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電器による帯電の前に前記像担持体の除電を行う帯電前除電器を、前記像担持体の移動方向に対向するように傾けて配置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記帯電する位置において、前記像担持体の移動方向上流側へと排風するように排風手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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