JP4602068B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、帯電器を用いて感光体表面を帯電させる画像形成装置に関し、特に、コロナワイヤと被帯電体との間にグリッドを有するスコロトロン帯電器を用いた画像形成装置に関するものである。
従来の画像形成装置の構成を図6に示す。画像形成装置1内には画像形成部Pが、搬送ベルト8の上方に配設されている。この画像形成部Pは、帯電、露光、現像及び転写の各工程により所定の画像を形成する。
この画像形成部Pには、可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム2が配設されており、感光体ドラム2上に形成されたトナー像が、画像形成部Pに隣接して移動する搬送ベルト8によって担持・搬送されるシート(記録媒体)6上に転写され、さらに、定着部7においてシート6上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム2を図6において時計回りに回転させながら、感光体ドラム2に対する画像形成プロセスが実行される。
次に、画像形成部Pについて詳細に説明する。回転自在に配設された感光体ドラム2の周囲及び上方には、感光体ドラム2を帯電させる帯電器(帯電チャージャ)3と、感光体ドラム2に画像情報を露光する露光ユニット4と、感光体ドラム2上にトナー像を形成する現像装置5と、感光体ドラム2上に残留した現像剤(トナー)を除去するクリーニング部9が設けられている。
先ず、帯電器3によって感光体ドラム2の表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット4によって光照射し、感光体ドラム2上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置5には、トナーがトナーコンテナ10によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置5により感光体ドラム2上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット4からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
トナー像が転写されるシート6は、用紙を収納する複数の給紙カセット11a、11b、11cと、その上方に設けられるスタックバイパス(手差しトレイ)11dに収容されており、給紙ローラ12、レジストローラ13を介して搬送ベルト8上へ供給され、感光体ドラム2の位置へと搬送される。搬送ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。
搬送ベルト8は、下流側の駆動ローラ14と、上流側の従動ローラ15とに掛け渡されており、搬送ベルト8が反時計回りに回転を開始すると、シート6がレジストローラ13から搬送ベルト8上へ搬送される。このとき画像書き出し信号がONとなり、所定のタイミングにより感光体ドラム2上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム2の下部において、所定の転写電圧が印加された転写ローラ16で電界付与することにより、感光体ドラム2上のトナー像がシート6上に転写される。このシート6は、搬送ベルト8上に静電吸着力で保持されている。
トナー像が転写されたシート6は、搬送ベルト8から離脱し、定着部7へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム2は、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナーがクリーニング部9により除去される。搬送ベルト8から定着部7に搬送されたシート6は、定着ローラ7aにより加熱及び加圧されてトナー像がシート6の表面に定着され、所定の画像が形成される。画像が形成されたシート6は、その後排出ローラ17によって排出トレイ18に排出される。
このような画像形成装置に用いられる帯電器3は、タングステンやステンレスの細線から成るコロナワイヤ(チャージワイヤ)を有しており、これを電極として高電圧を印加されることで放電(コロナ放電)して感光体ドラム2の表面を帯電させるものであり、コロナワイヤと被帯電体との間にグリッド電極をもつスコロトロン帯電器と、グリッド電極を持たないコロトロン帯電器とが知られている。スコロトロン帯電器では、グリッドにかける電圧により帯電をコントロールできる点でコロトロン帯電器よりも優れている。
スコロトロン帯電器の構成を図7に示す。帯電器3は、感光体ドラム2の幅方向(図の紙面方向)に亘って配設され、感光体ドラム2の表面側に開放部31aを有する断面コ字状のシールド部材(筐体)31と、高電圧が印加されるコロナワイヤ32と、開放部31aに設けられたグリッド33とを有しており、コロナワイヤ32からのコロナ放電によりグリッド33を介して感光体ドラム2の表面を所定のプラス電位に帯電させるようになっている。しかし、グリッド33がトナー等によって汚れると、帯電が不安定となって画像形成時に濃度むら等の画像不良が発生する。
また、コロナ放電により発生するオゾンの作用により、空気中の成分が酸化され、NOxやSOx等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物が周りの塵埃とともにシールド部材31やグリッド33に堆積する。この付着物は一般に絶縁体であり、帯電器3の帯電特性に悪影響を及ぼす。特にグリッド33へ付着した場合は、本来グリッド33へ流入するはずの電流がグリッド開口部から感光体ドラム2に流入して感光体表面電位が著しく上昇し、濃度低下などの問題が生じる。このため、定期的に、或いは画像不良の発生時にユーザやサービスマンによりグリッド33の清掃作業を行うか、グリッド33又はグリッド33を含む帯電器3全体を交換しなければならず、多大な手間と費用を要していた。
そこで、簡易な構成でグリッド表面の清掃を行う方法が提案されており、特許文献1には、含水スポンジを備えたグリッドクリーナを帯電器に沿って摺動させることにより、グリッドとコロナワイヤとを同時に清掃する方法が開示されている。前述したイオン生成物は水溶性であるため、含水スポンジを備えたグリッドクリーナを用いることにより、グリッド33に堅固に付着した汚染物も容易に除去することができる。
図8は、従来の画像形成装置における帯電器の清掃時の状態を示す部分拡大図である。画像劣化が確認された場合、或いは定期点検時に帯電器3を清掃する場合、ユーザは先ず装置本体の前カバー34を開放し、回収トナーを貯留する回収タンク(図示せず)を取り外した後、グリッドクリーナ35を帯電器3の引き出し開口部36付近に設けられた固定用ホルダ部(図示せず)に装着する。
グリッドクリーナ35は、交換用トナーコンテナやメンテナンスキットに付属しており、図9に示すように、樹脂製の筐体37と、筐体37の底面37aから突出するように設けられた含水スポンジ38から構成されている。含水スポンジ38には水或いはアルコールを加えた水が含浸されており、グリッドクリーナ35は、使用時まで含水スポンジ38が乾燥しないように水分不透過性のフィルム等で密封されている。37bは前述の固定用ホルダ部に差し込んで固定する差込部である。
図8に戻り、グリッドクリーナ35を装着した状態でユーザが帯電器3をスライドさせ、装置前方への引き出し操作及び装置内部への挿入操作を繰り返すことにより、帯電器3のグリッド33(図7参照)がグリッドクリーナ35の含水スポンジ38に摺擦され、グリッド33表面の付着物が除去される。帯電器3と引き出し開口部36との間には、グリッド33側の凹凸に係わらず帯電器3が円滑にスライドするように、若干のクリアランス(遊び)が形成されている。
図10は、帯電器3の装置前方側の端部をグリッド33側から見た斜視図である。図7と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。39は、感光体ドラム2とグリッド33との距離を一定に保持するためのギャップコロであり、グリッド33に設けられた開口部33aより突出して配置されている。なお、ギャップコロ39は装置後方側の端部にも同様の構成で設けられている。40は、清掃時以外に帯電器3が装置本体から抜け出すことを防止する抜け止め用突起である。
次に、清掃時に帯電器3を引き出す際のグリッドとグリッドクリーナとの位置関係を図11を用いて説明する。グリッドクリーナ35は、差込部37bが固定用ホルダ部41に挿入されることにより、含水スポンジ38がグリッド33に対向するように装置本体側に固定されており、図11(a)の基本位置から図の矢印A方向に帯電器3をスライドさせていくと、図11(b)のようにギャップコロ39がグリッドクリーナ35を通過する際に、含水スポンジ38がギャップコロ39により擦られた後、図11(c)のようにグリッド33表面に含水スポンジ38が接触して付着物を除去することになる。
そのため、特許文献1の方法を用いた場合、ギャップコロ39との摺擦により含水スポンジ38から浸み出した水がギャップコロ34を伝って開口部33aより帯電器3内部に浸透し、コロナワイヤ32まで達することがある。このような状態になると、帯電器3内に水分が残存することで過剰電流が流れ、感光体ドラム2表面の絶縁破壊(リーク跡)が発生する原因となる。なお、ここではグリッドクリーナを装置本体に固定しておき、帯電器をスライドさせる場合について説明したが、グリッドクリーナを帯電器に装着し、帯電器に沿ってスライドさせる場合においても事情は同じである。
特開平9−197771号公報
本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成で確実にグリッドの清掃が可能であり、且つ帯電器内部への水分の侵入によるリークの発生も防止する画像形成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は、電圧が印加されコロナ放電を発生するコロナワイヤと、該コロナワイヤと感光体との間に設けられたグリッドと、該グリッド表面から突出して設けられ前記グリッドから感光体表面までの間隔を一定に保持するギャップコロとを有し、感光体表面を帯電させる帯電器と、筐体及び該筐体から突出する含水スポンジを有し、前記グリッドを清掃する着脱可能な清掃部材とを備え、前記グリッド表面に前記含水スポンジを接触させながら、前記帯電器若しくは前記清掃部材を摺動させて前記グリッド表面の付着物を除去する画像形成装置において、前記帯電器又は前記清掃部材に、前記グリッドの清掃時における前記ギャップコロと前記含水スポンジとの摺擦を回避するガイド部を設けたことを特徴としている。
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記ガイド部は、前記帯電器の抜け止め用突起を前記ギャップコロ側に延設して形成されることを特徴としている。
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記ガイド部は、前記清掃部材の装着時に装置外側となる方向に前記含水スポンジの突出面を延設して形成されることを特徴としている。
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記清掃部材は、前記帯電器に沿って摺動可能に装着され、前記含水スポンジの突出面には前記帯電器に設けられたレール部に係合する係合部が突設されており、少なくとも前記含水スポンジが前記ギャップコロ上を通過する間は前記係合部が前記レール部に係合することにより、前記清掃部材の前記グリッドに対する傾きを一定に保持することを特徴としている。
本発明の第1の構成によれば、帯電器又は清掃部材に設けられたガイド部により、グリッドの清掃時におけるギャップコロと含水スポンジとの摺擦を簡便且つ確実に回避することができ、グリッド表面に付着したイオン生成物を確実に除去するとともに、含水スポンジが擦られて浸み出た水分の帯電器内部への侵入に起因する感光体ドラム表面の絶縁破壊を効果的に防止する。
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、帯電器の抜け止め用突起をギャップコロ側に延設してガイド部を形成することにより、ガイド部を別途設けることなくギャップコロと含水スポンジとの摺擦を簡便且つ確実に回避する。また、清掃部材側の仕様を変更する必要がないため、複数の機種に共通して用いられる従来の清掃部材を有効利用できる。
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、清掃部材の底面を延設してガイド部を形成することにより、帯電器側の仕様を変更する必要がなく、さらに清掃部材側の仕様変更も僅かであるため、清掃部材を従来通り複数の機種に共通して用いることができる。
また、本発明の第4の構成によれば、上記第1乃至第3のいずれかの構成の画像形成装置において、清掃部材の含水スポンジ突出面に係合部が突設されており、少なくとも含水スポンジがギャップコロ上を通過する間は帯電器に設けられたレール部に係合することにより、清掃部材を帯電器に沿って摺動させる場合に、清掃部材の傾きに起因するギャップコロと含水スポンジとの摺擦を防止する。
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態の画像形成装置に用いられる帯電器及びグリッドクリーナの位置関係を示す側面拡大図である。従来例の図7〜図11と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、帯電器3の抜け止め用突起40をギャップコロ39側に延設し、グリッドクリーナ35の含水スポンジ38とギャップコロ39との摺擦を回避するガイド部42としている。
帯電器3が基本位置(図11(a)参照)から矢印A方向に引き出されると、ガイド部42(抜け止め用突起40)がグリッドクリーナ35の前端部に当接するが、帯電器3と引き出し開口部36(図8参照)とのクリアランスにより、図1(a)のように帯電器3のガイド部42がグリッドクリーナ35の底面37aに乗り上げる。グリッドクリーナ35は、差込部37bが固定用ホルダ部41に挿入され、底面37aはグリッド33表面に対し略平行となるように固定されているため、帯電器3はグリッド33とグリッドクリーナ35との間に所定の間隔dを維持しながら矢印A方向に移動していく。
図1(a)の状態からさらに帯電器3を引き出して行くと、図1(b)のように含水スポンジ38がギャップコロ39を通過する。このとき、間隔dは、含水スポンジ38とギャップコロ39が接触しない大きさに設定されているため、含水スポンジ38がギャップコロ39により擦られて水が浸み出すおそれがない。
図1(b)の状態からさらに帯電器3を引き出して行くと、図1(c)のようにガイド部42が底面37aの後端から脱落してグリッド33とグリッドクリーナ35との間隔が狭くなり、含水スポンジ38がグリッド33に接触する。しかし、含水スポンジ38は既にギャップコロ39を通過しているため、含水スポンジ38とギャップコロ39との摺擦を回避することができる。
以後、帯電器3を一杯まで引き出し、再び装置内部へ挿入する操作を繰り返すことにより、グリッド33表面の付着物を効果的に除去するとともに、帯電器3内部への水分の侵入によるリークの発生も防止する。なお、帯電器3を挿入する操作の場合は、帯電器3が逆方向にスライドするため、図1(c)の状態から図1(b)を経て図1(a)の状態となるが、帯電器3を引き出す場合と同様に、含水スポンジ38とギャップコロ39との摺擦が回避される。
ガイド部42により形成される間隔dは、含水スポンジ38、ギャップコロ39の突出量に応じて適宜設定すれば良い。なお、ここでは抜け止め防止用突起40をギャップコロ39側に延設し、ガイド部42と兼用させているが、ガイド部42を抜け止め防止用突起40とは別個に設けることもできる。
図2は、本発明の第2実施形態の画像形成装置に用いられる帯電器及びグリッドクリーナの位置関係を示す側面拡大図である。図1と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、グリッドクリーナ35の含水スポンジ38が突出する底面37aを帯電器3の引き出し方向(装置外側方向)に延設し、ガイド部42を設けている。
帯電器3が基本位置(図11(a)参照)から矢印A方向に引き出されたとき、図2(a)のように帯電器3の抜け止め用突起40がグリッドクリーナ35の底面37aに乗り上げる。グリッドクリーナ35の底面37aは、第1実施形態と同様にグリッド33表面に対し略平行に維持されているため、帯電器5はグリッド33とグリッドクリーナ35との間に所定の間隔dを維持しながら矢印A方向に移動していく。
図2(a)の状態からさらに帯電器3を引き出して行くと、図2(b)のように含水スポンジ38がギャップコロ39を通過する。このとき、抜け止め用突起40が底面37aから延設されたガイド部42に当接しているため、含水スポンジ38はギャップコロ39に接触しない。
図2(b)の状態からさらに帯電器3を引き出して行くと、図2(c)のようにガイド部42の後端が抜け止め用突起40から脱落してグリッド33とグリッドクリーナ35との間隔が狭くなり、含水スポンジ38がグリッド33に接触する。しかし、含水スポンジ38は既にギャップコロ39を通過しているため、第1実施形態と同様に含水スポンジ38とギャップコロ39との摺擦を回避することができる。
以後、帯電器3を一杯まで引き出し、再び装置内部へ挿入する操作を繰り返すことにより、グリッド33表面の付着物を効果的に除去するとともに、帯電器3内部への水分の侵入によるリークの発生も防止する。なお、帯電器3を挿入する場合の含水スポンジ38とグリッド33との位置関係、及びガイド部42により形成される間隔dの大きさについても、第1実施形態と同様であるため説明は省略する。
なお、グリッドクリーナ35の底面37aを延設してガイド部42を設ける代わりに、筐体37全体を帯電器3のスライド方向に幅広に形成することもできる。しかし、グリッドクリーナ35は通常、複数種の画像形成装置に共通して使用できるように設計されているため、筐体37を大きくすると他の画像形成装置に使用できなくなるおそれがある。そのため、底面37aのみを延設してガイド部42を設ける本実施形態の構成とすることが好ましい。また、ガイド部42を筐体37とは別部材としておき、画像形成装置の種類に応じて筐体37に装着する構成としても良い。
次に、本発明の第3実施形態について図3及び図4を用いて説明する。図3は、第3実施形態の画像形成装置に用いられる帯電器及びグリッドクリーナの位置関係を示す側面拡大図であり、図4(a)はグリッドクリーナの側面図、図4(b)はグリッドクリーナの含水スポンジ付近の正面拡大図である。本実施形態においては、グリッドクリーナ35を装置本体に固定しておき、帯電器3をスライドさせる第1実施形態の構成とは異なり、グリッドクリーナ35を帯電器3に装着し、帯電器3に沿って矢印AA′方向にスライドさせる構成としている。
グリッドクリーナ35を帯電器3に沿ってスライドさせる場合、底面37aがガイド部41を通過する際にグリッドクリーナ35がグリッド33表面に対して傾くと、図5のように含水スポンジ38とギャップコロ39とが接触して水が浸み出るおそれがある。そこで、図3及び図4に示すように、帯電器3側にはシールド部材31の側面の所定箇所にレール部31aを設け、グリッドクリーナ35側には底面37aから突出する係合部43を設けている。
これにより、含水スポンジ38がギャップコロ39を通過する間は係合部43がレール部31aに係合しているため、底面37aがグリッド33表面に対して略平行に保持され、含水スポンジ38とギャップコロ39との接触を回避することができる。なお、帯電器3及びグリッドクリーナ35の他の部分の構成は第1実施形態と同様であるため説明は省略する。
なお、ここでは抜け止め用突起40を延設してガイド部42とした第1実施形態の構成においてグリッドクリーナ35をスライドさせる場合について説明しているが、グリッドクリーナ35の底面37aを延設してガイド部42を設ける第2実施形態の構成にも全く同様に適用できるのはもちろんである。
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、帯電器3の引き出し方向は装置の前方向に限らず、横方向或いは後方向であっても良い。また、グリッドクリーナ及び含水スポンジの形状やサイズ、装着位置等についても、画像形成装置の仕様に応じて適宜設定される。また本発明は、デジタル複合機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、帯電器を用いて感光体表面を帯電させる種々の画像形成装置に適用可能である。
本発明は、電圧が印加されコロナ放電を発生するコロナワイヤと、該コロナワイヤと感光体との間に設けられたグリッドと、該グリッド表面から突出して設けられグリッドから感光体表面までの間隔を一定に保持するギャップコロとを有し、感光体表面を帯電させる帯電器と、筐体及び該筐体から突出する含水スポンジを有し、グリッドを清掃する着脱可能な清掃部材とを備え、グリッド表面に含水スポンジを接触させながら、帯電器若しくは清掃部材を摺動させてグリッド表面の付着物を除去する画像形成装置において、帯電器又は清掃部材に、グリッドの清掃時におけるギャップコロと含水スポンジとの摺擦を回避するガイド部を設けたこととする。
これにより、含水スポンジを用いてグリッド表面の付着物を効率よく除去できるとともに、グリッド清掃時におけるギャップコロと含水スポンジとの摺擦を確実に回避することができ、含水スポンジから浸み出た水分に起因する感光体ドラム表面の絶縁破壊を効果的に防止する画像形成装置を簡便且つ低コストで提供することができる。
また、帯電器の抜け止め用突起をギャップコロ側に延設してガイド部と兼用とすれば、帯電器の大幅な仕様変更を伴わずにギャップコロと含水スポンジとの摺擦を簡便且つ確実に回避する。また、清掃部材の仕様を変更する必要がないため、複数の機種に共通して用いられる従来の清掃部材を有効利用できる。
また、清掃部材の含水スポンジの突出面を延設してガイド部とすれば、帯電器の仕様を変更する必要がなく、さらに清掃部材の大幅な仕様変更を伴わずにギャップコロと含水スポンジとの摺擦を簡便且つ確実に回避できるため、清掃部材を従来通り複数の機種に共通して用いることができる。
また、清掃部材を帯電器に沿ってスライドさせる場合、清掃部材の傾きにより含水スポンジとギャップコロが接触するおそれがあるが、帯電器側に設けられたレール部に係合する係合部を含水スポンジの突出面に設け、少なくとも含水スポンジがギャップコロ上を通過する間は係合部がレール部に係合するようにすれば、清掃部材の傾きを一定に保持してギャップコロと含水スポンジとの接触を防止することができる。
は、本発明の第1実施形態の画像形成装置に用いられる帯電器及びグリッドクリーナの位置関係を示す側面図である。 は、本発明の第2実施形態の画像形成装置に用いられる帯電器及びグリッドクリーナの位置関係を示す側面図である。 は、本発明の第3実施形態の画像形成装置に用いられる帯電器及びグリッドクリーナの位置関係を示す側面図である。 は、第3実施形態に用いられるグリッドクリーナの側面図及び含水スポンジ付近の正面拡大図である。 は、グリッドクリーナがグリッド表面に対して傾いた場合の含水スポンジとギャップコロの関係を示す概略側面図である。 は、従来の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、従来のスコロトロン帯電器の構成を示す概略断面図である。 は、従来の画像形成装置における帯電器の清掃時の状態を示す拡大斜視図である。 は、グリッドクリーナの構成を示す斜視図である。 は、帯電器の装置前方側の端部をグリッド側から見た拡大斜視図である。 は、従来のグリッドとグリッドクリーナとの位置関係を示す側面断面図である。
符号の説明
1 画像形成装置
2 感光体ドラム
3 帯電器
4 露光ユニット
5 現像装置
9 クリーニング部
31 シールド部材
31a レール部
32 コロナワイヤ
33 グリッド
33a 開口部
35 グリッドクリーナ(清掃部材)
37 筐体
37a 底面(含水スポンジ突出面)
38 含水スポンジ
39 ギャップコロ
40 抜け止め用突起
42 ガイド部
43 係合部

Claims (4)

  1. 電圧が印加されコロナ放電を発生するコロナワイヤと、該コロナワイヤと感光体との間に設けられたグリッドと、該グリッド表面から突出して設けられ前記グリッドから感光体表面までの間隔を一定に保持するギャップコロとを有し、感光体表面を帯電させる帯電器と、
    筐体及び該筐体から突出する含水スポンジを有し、前記グリッドを清掃する着脱可能な清掃部材と、を備え、
    前記グリッド表面に前記含水スポンジを接触させながら、前記帯電器若しくは前記清掃部材を摺動させて前記グリッド表面の付着物を除去する画像形成装置において、
    前記帯電器又は前記清掃部材に、前記グリッドの清掃時における前記ギャップコロと前記含水スポンジとの摺擦を回避するように前記帯電器若しくは前記清掃部材の摺動をガイドするガイド部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記ガイド部は、前記帯電器の抜け止め用突起を前記ギャップコロ側に延設して形成されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記ガイド部は、前記清掃部材の装着時に装置外側となる方向に前記含水スポンジの突出する前記筐体の底面を延設して形成されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記清掃部材は、前記帯電器に沿って摺動可能に装着され、前記含水スポンジの突出する前記筐体の底面には前記帯電器に設けられたレール部に係合する係合部が突設されており、少なくとも前記含水スポンジが前記ギャップコロ上を通過する間は前記係合部が前記レール部に係合することにより、前記清掃部材の前記グリッドに対する傾きを一定に保持することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
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