JP4696601B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光ドラムの外周面を帯電させる帯電ワイヤを備えた画像形成装置に関する。

従来より、感光ドラムの上方に該感光ドラムの外周面と平行に張られた帯電ワイヤを備えた帯電装置が知られており（例えば、特許文献１、特許文献２参照）、該帯電装置はコピー機やファクシミリ装置等の画像形成装置が具備する感光体ユニットに一体的に取り付けられている。

この感光ドラムや帯電ワイヤ等の部材は感光体ユニットの筐体内に支持されており、感光ドラムについては、その下部が該筐体から露出した状態で、該筐体の長手方向両側部に軸支されている。この帯電装置の帯電ワイヤに高電圧が印加されると、該帯電ワイヤはコロナ放電して、感光ドラムの外周面に均一に負の電荷を付与するように構成されている。

また、帯電装置は帯電ワイヤを清掃するための清掃部材であるスポンジを備え、該帯電ワイヤは該スポンジに挟み込まれて、該スポンジを自動又は手動で帯電ワイヤの長手方向両端間を摺動させることで清掃が行われるように構成されている。

ところで、この帯電ワイヤの径はピアノ線程で極小さく、この清掃の際に、該帯電ワイヤが切れることがあった。この帯電ワイヤが切れた状態で、感光ドラム表面を帯電できない状況において、画像形成動作が行われると、前回転処理時に感光ドラムの表面がトナーで汚れて、感光体ユニットの内部も汚染されることになる。このときにプリントアウトされた記録紙は全黒画像となっており、ここで初めてユーザが感光体ユニットに不具合が生じていることがわかるが、このときには、既に感光体ユニット内が真っ黒に汚染されていて、手遅れとなっている。
特開２００２−４９１９５号公報 特開２００３−２２３０４１号公報

そこで、本発明では、このような点を鑑み、帯電ワイヤの断線を確実に把握することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための
手段を説明する。
まず、請求項１に記載のように、 感光ドラムと、前記感光ドラムの上方に該感光ドラムの外周面と平行に張られた帯電ワイヤと、前記感光ドラムと前記帯電ワイヤとの間に設けられたグリッドと、画像形成時以外に前記帯電ワイヤに対して放電しない程度の微弱な電圧を印加する電圧印加手段と、前記グリッドに接続された電流検出手段と、を具備し、前記帯電ワイヤが断線し、前記電圧印加手段に接続している側の該帯電ワイヤが前記グリッドと接触したときには、該電圧印加手段から帯電ワイヤ、グリッド、前記電流検出手段へと電流が流れて、該電流検出手段によって該電流を検出することによって、該帯電ワイヤが断線したことを検出する、構成とする。

また、請求項２に記載のように、前記電流検出手段で電流が検出された場合に、その旨を報知する報知手段を具備する構成とする。

そして、請求項３に記載のように、前記帯電ワイヤが交換された場合、この交換をトリガーとして前記電圧印加手段は交換された帯電ワイヤに対して放電しない程度の微弱な電圧を印加する。

本発明は、以上のように構成したことにより、次のような効果を奏する。
まず、請求項１に記載の発明では、感光ドラムの上方に張られた帯電ワイヤが切れて垂れ下がり、該帯電ワイヤの電圧印加手段側の一端がグリッドに接触すると、該電圧印加手段から帯電ワイヤ、グリッド、電流検出手段と電流が流れて、該電流検出手段で電流が検出され、これにより帯電ワイヤが切れたことが検出されて、帯電ワイヤの断線を確実に把握することができる。

また、請求項２に記載の発明では、前記電流検出手段で電流が検出された場合に、報知手段でその旨を報知するように構成したことで、ユーザは視覚又は聴覚等を通じて帯電ワイヤの断線を確実に把握することができる。

そして、請求項３に記載の発明では、前記帯電ワイヤが交換された場合、この交換をトリガーとして前記電圧印加手段が交換された帯電ワイヤに対して放電しない程度の微弱な電圧を印加することで、この交換された帯電ワイヤが切れていないかを確認することができる。

次に、本発明の実施の一形態を、図面を参照しながら説明する。
まず、コピー機やファクシミリ装置等が具備する画像形成装置１について概略説明する。
図１に示すように、画像形成装置１の装置本体１Ｂは給紙カセット５の上方に配置されており、該装置本体１Ｂの上方には各種操作キーが配列された操作部９が配置されて、該操作部９の下方であって、該装置本体１Ｂの上部一側部に排紙トレイ６が形成されている。この装置本体１Ｂの内部には、給紙カセット５から繰り込まれた用紙を搬送する第１用紙搬送経路１１と、用紙の紙面を反転するための第２用紙搬送経路１２とが形成されており、該第２用紙搬送経路１２は該第１用紙搬送経路１１の外側方に配置されて、該第１用紙搬送経路１１と分岐合流するように形成されている。

この第１用紙搬送経路１１に沿い、下流側へ向けて、供給ローラ２１と現像ローラ２２とトナーケース２０等を備えた現像器ユニット２、感光ドラム３１と帯電装置３２等を備えた感光体ユニット３、ヒートローラ４１とプレスローラ４２等を備えた定着器ユニット４が配置されて、これらのユニット２、３、４で画像形成部が構成されており、給紙カセット５から繰り込まれた用紙は該画像形成部で画像情報が転写されて定着が行われた後、排紙トレイ６へ排出されるように構成されている。

次に、感光体ユニット３について説明する。
図１、図２に示すように、感光ドラム３１は感光体として外周面に光導電膜を有し、帯電装置３２は感光ドラム３１の外周面を帯電させる構成で、これらの部材は感光体ユニット３の筐体３０内に支持されており、感光ドラム３１については、その一側部（下部）が筐体３０から露出した状態で、筐体３０の長手方向両側部に軸支されている。帯電装置３２は感光ドラム３１と対向して感光ドラム３１の軸方向両端間に渡って架設された帯電ワイヤ３３を備えており、該帯電ワイヤ３３に高電圧が印加されるとコロナ放電して、感光ドラム３１の外周面に均一に負の電荷を付与するように構成されている。

画像形成装置本体１Ｂは前記各ユニット２、３、４の長手方向一側方を覆うメンテナンスカバーを有し、各ユニット２、３、４は該メンテナンスカバーを開放して画像形成装置本体１Ｂに対してローラ２１・２２・・・の軸方向に着脱自在に装着されように構成されている。感光体ユニット３が画像形成装置本体１Ｂに装着された状態では、該感光体ユニット３の感光ドラム３１の外周面における反帯電装置３２側の側部（下部）が画像形成装置本体１Ｂ側に軸支された転写ローラ６１の外周面に接触するように構成されている。

この感光ドラム３１の斜上方には露光器ユニット（図示略）が配置されており、該露光器ユニットはレーザスキャナユニット等で構成されて、帯電装置３２によって帯電された感光ドラム３１の外周面に、入力された画像情報に基づき、露光光線５０を照射し、該露光光線５０が照射された部分の負の電荷を消去して、感光ドラム３１の外周面に画像情報に対応する静電潜像を形成するようにしている。

感光ドラム３１と、感光ドラム３１の外周面と接触するように主搬送経路１１を挟んで配置された転写ローラ６１とのニップ部に記録紙を送り込んで、該感光ドラム３１に密着した記録紙の裏側から、転写ローラ６１にバイアス電圧を印加することで、負に帯電しているトナーを感光ドラム３１から記録紙へ転写するように構成されている。

感光ドラムユニット３の筐体３０の下部（転写ローラ６１側の側部）には開口部が形成されており、該開口部から感光ドラム３１の外周面における転写ローラ６１側の側部（下部）が露出されるように構成され、前記露光器ユニットはこの開口部から露出された感光ドラム３１の外周面に向けて露光光線５０を照射するように構成されている。

この筐体３０には、感光ドラム３１を覆うためのドラムカバー３９が回動可能に設けられており、該ドラムカバー３９は前記開口部から露出された感光ドラム３１の外周面へ向けて照射される露光光線５０の経路を妨げない開位置と、前記開口部から露出された感光ドラム３１の外周面を覆う閉位置と、の間で回動するように構成されている。このドラムカバー３９の開閉は感光ドラムユニット３の着脱に連動するように構成されており、感光ドラムユニット３を装置本体１Ｂに装着したときに開位置に回動し、装置本体１Ｂから取り外したときに閉位置に回動するように構成されている。

帯電装置３２は、感光ドラム３１の表面にコロナ放電する帯電ワイヤ３３と、該帯電ワイヤ３３を清掃する清掃部材３４と、該清掃部材３４を該帯電ワイヤ３３に沿って移動させるスクリュー搬送機構３５と、を備え、前記筐体３０内の上部位置に感光ドラム３１と対向するように配置されている。

図２、図３に示すように、清掃部材３４の移動手段としてのスクリュー搬送機構３５は、筐体３０の長手方向の両端部に軸支されている回転軸３５ａと、該回転軸３５ａに螺旋状に設けられて清掃部材３４を回転軸３５ａの軸方向に送るスクリュー羽根３５ｂと、を備え、該回転軸３５ａに動力を伝達する駆動モータ１５は装置本体１Ｂ側に設けられている。

スクリュー搬送機構３５の駆動源である駆動モータ１５は正逆回転可能なステッピングモータなどで構成されており、該駆動モータ１５はブラケット１６を介して装置本体１Ｂに取り付けられている。また、ブラケット１６には減速ギア１８と伝達ギア１９とが回転自在に取り付けられえており、駆動モータ１５の出力軸１５ａには駆動ギア１７が取り付けられて、該駆動ギア１７と該減速ギア１８とを噛合させ、該減速ギア１８と該伝達ギア１９とを噛合させている。

そして、スクリュー搬送機構３５の回転軸３５ａの長手方向一端部には伝動ギア３６が取り付けられて、感光ドラムユニット３を装置本体１Ｂ内に水平に挿入して装着したときには、装置本体１Ｂ側の伝達ギア１９と、スクリュー搬送機構３５の回転軸３５ａの伝動ギア３６とが噛合するように構成されている。

帯電ワイヤ３３は筐体３０の長手方向両端部で支持されて、感光ドラム３１の外周面と平行に感光ドラム３１の上方に張架されており、該帯電ワイヤ３３に沿って清掃部材３４が往復移動するように構成されている。

清掃部材３４の移動経路の両端部には清掃部材３４の移動を規制するエンドブロック３０ｂ・３０ｂが設けられており、該エンドブロック３０ｂ・３０ｂは筐体３０の長手方向両端部に配置されて筐体３０と一体的に形成されている。そして、筐体３０の長手方向一端部（反駆動モータ１５側の端部）には、清掃部材３４の移動経路に沿って、清掃部材３４の有無を検出する位置検出センサ３８が設けられている。清掃部材３４は、この位置検出センサ３８と対向する位置をホームポジションとして清掃前はこのホームポジションで待機しており、駆動モータ１５の正逆回転により帯電ワイヤ３３に沿って数回往復移動して清掃した後、再びホームポジションで待機するように構成されている。

清掃部材３４は帯電ワイヤ３３を清掃するスポンジ等で構成された本体３４ａと、該本体３４ａを支持する支持部３４ｂとから成り、該本体３４ａは「門」字型に構成されて、「門」字に囲われる内周部の間に帯電ワイヤ３３が配置されており、該支持部材３４ｂの先端部（上端部）をスクリュー搬送機構３５のスクリュー羽根３５ｂに係合させている。

そして、清掃部材３４には、駆動モータ１５側（反位置検出センサ３８側）のエンドブロック３０ｂと対向する側端部に、バネ等の弾性部材３７が設けられている。この弾性部材３７は、通常状態で、清掃部材３４の移動方向へ向けての長さＬ１が、駆動モータ１５側のエンドブロック３０ｂと該エンドブロック３０ｂと対向するスクリュー羽根３５ｂの端部の回転面との距離Ｌ２よりも長く構成されている。

以上のような清掃部材３４の移動機構が構成されており、清掃部材３４で帯電ワイヤ３３を清掃するときには、駆動モータ１５を正転回転させてギア１７・１８・１９・３６を介してスクリュー羽根３５ｂの回転軸３５ａを順方向に回転させることで、位置検出センサ３８の側方のホームポジションにある清掃部材３４がスクリュー搬送機構３５のスクリュー羽根３５ｂに押されて案内されながら駆動モータ１５側へ送られられていき、帯電ワイヤ３３を清掃する。

そして、スクリュー羽根３５ｂによって駆動モータ１５側のエンドブロック３０ｂの手前まで送られた清掃部材３４が折り返すときには、駆動モータ１５の回転方向を逆転回転に切り換えたときに、清掃部材３４の位置検出センサ３８側（反エンドブロック３０ｂ側）の端部がスクリュー羽根３５ｂの駆動モータ１５側（エンドブロック３０ｂ側）の端部との係りから一旦外れているが、このとき駆動モータ１５側のエンドブロック３０ｂとの間で圧縮された弾性部材３７が清掃部材３４を移動させる補助的な移動手段として作用し、清掃部材３４を位置検出センサ３８側へ押し返して、清掃部材３４の駆動モータ１５側の端部をスクリュー羽根３５ｂの駆動モータ１５側の端部に係らせ、その後は清掃部材３４は駆動モータ１５側の端部がスクリュー羽根３５ｂによって押されながら位置検出センサ３８側へ送られていく。

次に、感光体ユニット３の帯電装置３２について説明する。
図４（ａ）に示すように、帯電ワイヤ３３の周囲はシールドケース３０ｃによって覆われており、該シールドケース３０ｃは感光ドラム３１側のみに開口部が形成されていて、該帯電ワイヤ３３と該感光ドラム３１の外周面との間には、帯電ワイヤ３３からのコロナ放電を感光ドラム３１の外周面にムラなく均一に帯電させるための網状のグリッド５５が設けられている。このグリッド５５の長手方向長さは、感光ドラム３１の軸方向両端間に渡って張られた帯電ワイヤ３３と略同長さに形成されており、該グリッド５５の長手方向一端部にはリード線５７が接続され、該リード線５７の一端はアース線１８の一端と着脱自在に接続されて、該アース線１８には電流検出手段としての電流計１９が介設されている。また、帯電ワイヤ３３の長手方向一端部にはリード線５６が接続され、該リード線５６の一端はアース線１６の一端と着脱自在に接続されて、該アース線１６には帯電ワイヤ３３に対して放電しない程度の微弱な電圧を印加する電圧印加手段としての電源１７が介設されている。

このアース線１６・１８と、電源１７と、電流計１９とは、画像形成装置本体１Ｂ側に設けられており、図５に示すように、電源１７と電流計１９とは制御手段であるコントローラ１０に通信接続されて、該コントローラ１０からの指令により該電源１７は、画像形成時以外に帯電ワイヤ３３に対して放電しない程度の微弱な電圧を印加するように構成されている。この帯電ワイヤ３３に電源１７からの電源電圧が印加されているときに、図４（ｂ）に示すように帯電ワイヤ３３が断線していれば、該電源１７から帯電ワイヤ３３、グリッド５５、アース線１８、電流計１９と電流が流れて、該電流計１９で電流が検出されて、その検出信号がコントローラ１０へ送信されるように構成されている。

また、コントローラ１０は、前記現像器ユニット２、感光体ユニット３、定着器ユニット４、露光器ユニット７、操作部９、操作部９上に設けられた表示部８、前記メンテナンスカバーの開閉センサ１５等と通信接続されている。表示部８はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等で構成されて、該表示部８には画像形成装置１の各種情報が表示される表示手段であるとともに、エラーが発生した場合には、ユーザに視覚を通じてエラー内容を報知する報知手段でもあり、また、開閉センサ１５は、画像形成装置本体１Ｂに対して開閉可能なメンテナンスカバーの開閉を検出する検出手段である。

次に、帯電装置３２の帯電ワイヤ３３の断線チェックについてその一例を説明する。
図６に示すように、前記清掃部材３４を往復移動させて帯電ワイヤ３３の自動清掃が行われた後（ステップＳ１）、電源１７が投入されて帯電ワイヤ３３に対して放電しない程度の微弱な電圧が印加され（ステップＳ２）、帯電ワイヤ３３の断線のチェックが行われる。このとき、電流計１９で電流が検出されなければ（ステップＳ３）、帯電ワイヤ３３が切れておらず（図４（ａ）参照）、帯電ワイヤ３３が正常であると判断され（ステップＳ４）、電流計１９で電流が検出されれば（ステップＳ３）、帯電ワイヤ３３が切れており（図４（ｂ）参照）、その旨並びに感光体ユニット３の交換を促す旨のエラー表示が表示部８に表示されて（ステップＳ５）、ユーザに視覚を通じて報知されるともに、コントローラ１０から各ユニット２、３、４、７に駆動停止命令が出力されて、画像形成動作が拒絶され（ステップＳ６）、感光ドラム３１の前回転動作等が防止されるように制御される。以上のような構成で、ユーザは帯電ワイヤ３３の断線を確実に把握することができるとともに、感光ドラム３１の前回転動作等が防止されて、信頼性が向上する。

そして、ユーザは表示部８のエラー表示に従って、画像形成装置本体１Ｂのメンテナンスカバーを開放して装置本体１Ｂから感光体ユニット３を取り出し、該装置本体１Ｂに新品の感光体ユニット３を装着して、感光体ユニット３の交換を行うことになるが、このときのメンテナンスカバーの開閉に伴い、開閉センサ１５でメンテナンスカバーの開放が検出されて閉止が検出されると（ステップＳ７）、これをトリガーとして電源１７が投入されて新品の感光体ユニット３の帯電ワイヤ３３に対して放電しない程度の微弱な電圧が印加され（ステップＳ２）、該新品の感光体ユニット３の帯電ワイヤ３３の断線のチェックが行われる。以上のような構成で、この交換された感光体ユニット３の帯電ワイヤ３３が切れていないかを確認することができ、信頼性が向上する。

画像形成装置１の概略構成を示す側面断面図。 感光体ユニット３の斜視図。 帯電ワイヤ３３を清掃する清掃部材３４の構成を説明する正面断面図。 帯電ワイヤ３２の断線チェックの概略構成を説明する回路図。 画像形成装置１の制御構成を示すブロック図。 帯電ワイヤ３２の断線チェックの流れを説明するフローチャート。

符号の説明

１ 画像形成装置
３ 感光体ユニット
１０ コントローラ
１７ 電源
１９ 電流計
３０ 筐体
３１ 感光ドラム
３２ 帯電装置
３３ 帯電ワイヤ
３４ 清掃部材
５５ グリッド

Claims (3)

1. 感光ドラムと、
   前記感光ドラムの上方に該感光ドラムの外周面と平行に張られた帯電ワイヤと、
   前記感光ドラムと前記帯電ワイヤとの間に設けられたグリッドと、
   画像形成時以外に前記帯電ワイヤに対して放電しない程度の微弱な電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記グリッドに接続された電流検出手段と、
   を具備し、
   前記帯電ワイヤが断線し、前記電圧印加手段に接続している側の該帯電ワイヤが前記グリッドと接触したときには、該電圧印加手段から帯電ワイヤ、グリッド、前記電流検出手段へと電流が流れて、該電流検出手段によって該電流を検出することによって、該帯電ワイヤが断線したことを検出する、
   画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記電流検出手段で電流が検出された場合に、その旨を報知する報知手段を具備する、
   画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置であって、
   前記帯電ワイヤが交換された場合、この交換をトリガーとして前記電圧印加手段が交換
   された帯電ワイヤに対して放電しない程度の微弱な電圧を印加する、
   画像形成装置。

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