JP5693362B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。特に着脱自在のプロセスカートリッジを備える画像形成装置に関する。
電子写真式の画像形成装置が広く普及している。このような画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。まず、感光ドラムの表面を均一に帯電させる。次に、画像データに基づいて感光ドラムに光を照射し、感光ドラムの表面の帯電状態を変化させる。次に、帯電状態に応じてトナーを付着させる。次に、付着したトナーを記録媒体上に転写する。感光ドラムの表面を清掃し、再度上述の帯電からの工程を続ける。記録媒体に転写されたトナーは熱と圧力によって定着させる。このように画像データに基づいた画像を記録媒体上に形成させる。
感光ドラムの表面を均一に帯電させる帯電器は、放電ワイヤを備えたものが知られている。しかし、放電ワイヤは放電を繰り返していると劣化してしまい、正常に放電ができなくなってしまう。このように劣化してしまった放電ワイヤは交換する必要がある。例えば、劣化した放電ワイヤを外して新たな放電ワイヤに交換する。または、帯電器全体を交換する。
例えば、特開２００９−２５１３８２号公報に記載の従来の技術では、放電ワイヤを速やかに交換できる画像形成装置が提案されている。すなわち、複数の放電ワイヤが張架されたワイヤユニットと、駆動力を受けてワイヤユニットを回転させ複数の放電ワイヤの位置を循環的に替える回転部と、複数の放電ワイヤのうちの１つの放電ワイヤが所定の放電位置にくると放電ワイヤが電気的に接続されて通電する導電部を備えた放電器である。回転部によって選択的に放電ワイヤに給電が可能なものである。
特開２００９−２５１３８２号公報
しかしながら従来技術では、ワイヤユニットを回転させる回転機構、ワイヤユニットを回転駆動する駆動部、それを制御する制御部などが必要となる。これによって装置は、回転機構等の追加などで大型化をしてしまい、また新たに制御部、駆動部を備えることで電力消費も大きくなる。世の中では、装置の小型化、省電力化の要望もあり、より小型で省電力化したものが望まれている。
このような課題に対して本発明の目的は、装置の大型化を抑えると共に放電ワイヤを速やかに交換することができ、良好な放電特性を有し、良好な画質を維持する画像形成装置を提供することである。
本願発明の画像形成装置は、光の照射を受けることで表面の帯電状態が変化する感光ドラムと、前記感光ドラムに付着したトナーを清掃するドラムクリーナと、前記感光ドラムの表面を除電する除電器と、前記感光ドラムの表面を均一に帯電させる複数の放電ワイヤが備えられた帯電器と、を有するプロセスカートリッジと、前記感光ドラムに画像データに基づいて光を照射する光ヘッドと、前記感光ドラムの表面の帯電状態に応じてトナーを付着させる現像器と、記録媒体を搬送する搬送手段と、を有する画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは前記帯電器の長手方向の端部を嵌合させる溝部を有し、該溝部のうち前記端部の片一方に対応する前記溝部に前記複数の放電ワイヤのうち１つの放電ワイヤに給電する接点が前記溝部の側壁に備えられ、前記帯電器の前記端部のうち一方の端部は前記複数の放電ワイヤのうち１つの放電ワイヤに接続されたコネクタプレートが前記接点と接触するための開口部を有し、前記帯電器の前記端部のうち他方の端部は前記複数の放電ワイヤのうち他の放電ワイヤに接続されたコネクタプレートが前記接点と接触するための開口部を有し、前記帯電器は前記端部のどちらの端部であっても前記接点が備えられた前記溝部に嵌合することを特徴とする。
本発明によれば、装置の大型化を抑えたまま、放電ワイヤを速やかに交換することができ、良好な放電と、良好な画像形成の品質を有する画像形成装置を実現できる。
図１は、プロセスカートリッジと帯電器を示す斜視図である。 図２は、プロセスカートリッジの帯電器装着溝を示す部分拡大図である。 図３は、帯電器を上側から示す斜視図である。 図４は、帯電器を下側から示す斜視図である。 図５は、帯電器のグリッド取付け部を示す図である。 図６は、帯電器の放電ワイヤ取付け部を示す図である。 図７は、帯電器のグリッド取付け部および放電ワイヤ取付け部を示す断面図である。 図８は、プロセスカートリッジの構成を示す概略図である。 図９は、画像形成装置の構成を示す概略図である。 図１０は、別の形態の放電ワイヤ取付け部を示す図である。 図１１は、別の形態のグリッド取付け部を示す図である。
図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、プロセスカートリッジと帯電器を示す斜視図である。図２は、プロセスカートリッジの帯電器装着溝を示す部分拡大図である。プロセスカートリッジ１は感光ドラム２、ドラムクリーナ３、剥離器４、除電器５、帯電器６を備える。感光ドラム２は、画像データに応じて光があてられ表面の帯電状態が変わる。表面の帯電状態に応じてトナーが着き、そのトナーが記録媒体に転写される。ドラムクリーナ３は感光ドラム２から記録媒体に転写されずに残った微量のトナーを取り除き、清掃する。取り除いたトナーは廃棄する。剥離器４は、転写後の記録媒体が感光ドラム２に付着した場合に、感光ドラム２から記録媒体を剥がす装置である。除電器５は感光ドラム２の表面を一旦完全に除電する装置である。帯電器６は感光ドラム２の表面を均一に帯電させる装置である。感光ドラム２、ドラムクリーナ３、剥離器４、除電器５はフレーム７に固定されている。
フレーム７の除電器５の側方には、帯電器６を着脱可能に取り付けるための取り付け溝８が形成されている。この取り付け溝８に帯電器６を嵌め込むことで装着する。取り付け溝８の一方には、帯電器６に給電するための接点１０が配置されている。帯電器６には２本の放電ワイヤが備えられているが、この接点１０によって１本だけに給電する。帯電器６の方向を１８０度変えて逆側の端部の接点を接続することで別の放電ワイヤに給電される構成となっている。放電ワイヤの取り付け方向を変えることで、どちらか一本の放電ワイヤに給電する。
フレーム７の両端にはプロセスカートリッジ１を取り扱う為にグリップ９が設けられている。このグリップ９を持って装置にプロセスカートリッジ１を装着する。グリップ９間に挟まれる位置に帯電器６を取り付ける取り付け溝８が設けられている。グリップ９間に取り付け溝８があることで、プロセスカートリッジ１を装置に装着したま帯電器６を交換できるようにしてある。
図３は、帯電器を上側から示す斜視図である。図４は、帯電器を下側から示す斜視図である。帯電器６の両端には帯電器６を取り付け溝８に着脱するときに持つ保持部１１が設けられている。この保持部１１には給電孔１３が設けられている。この給電孔１３に接点１０が挿入されと放電ワイヤに給電される。帯電器６の金属フレーム１２は金属製のフレームである。帯電器６が感光ドラム２と対向する位置にグリッド１４が着脱可能に取り付けられている。
ユーザーは、プロセスカートリッジ１に帯電器６を装着した場合に、保持部１１がグリップ９と重ならないので、グリップ９を持つことができる。帯電器６を装着したときに保持部１１はフレーム７から突出するが、グリップ９を持つのには邪魔にならない。
図５は、帯電器のグリッド取付け部を示す図である。図６は、帯電器の放電ワイヤ取付け部を示す図である。図７は、帯電器のグリッド取付け部および放電ワイヤ取付け部を示す断面図である。帯電器６には第１放電ワイヤ１８、第２放電ワイヤ１９、グリッド１４が着脱可能に取り付けられている。これらは帯電器６の両端部に取り付けられるが、第１放電ワイヤ１８、第２放電ワイヤ１９については、どちら側の端部も同様の構造となっている。グリッド１４の端部は夫々形状が異なる。一方の端部には取り付け孔が２箇所、他方の端部は取り付け孔が１箇所である。帯電器６の枠部３０には複数のピンが形成されている。ピン１６はバネ１５、１７を系止するためのピンである。ピン２３、２４はコネクタプレート２２の位置決め用のピンである。コネクタプレート２２は第１放電ワイヤ１８と接点１０を接続させるための金属製の板である。コネクタプレート２２は一端にフック２９が形成され第１放電ワイヤ１８の円形の留め金２０が掛かっている。第１放電ワイヤ１８はコネクタプレート２２から離れる方向にバネによって付勢されている。コネクタプレート２２は立設部２５と枠部３０の間に嵌められて固定されている。枠部３０に設けられた給電孔１３を介してコネクタプレート２２と接点１０が接触する。
グリッド１４はバネ１５を介してピン１６に系止されている。バネ１５の一方の端はグリッド１４に開けられた貫通孔に系止され、他方の端は帯電器６に設けられたピン１６に系止されている。グリッド１４とバネ１５の奥には絶縁プレート３７が配置されている。絶縁プレート３７の奥に放電ワイヤが系止されている空間がある。また、グリッド１４はピン１６ではなく、曲げ部２８に２つのバネ１５を止めても良い。
第２放電ワイヤ１９の一端は留め金２１が設けられている。この留め金２１にバネ１７が掛けられ、さらに、バネ１７の他端はピン１６に掛けられている。第２放電ワイヤ１９はこのバネ１７によって引かれている。
第１放電ワイヤ１８と第２放電ワイヤ１９はワイヤ固定部３２に設けられた溝３１に嵌め込まれている。この溝３１によって第１放電ワイヤ１８と第２放電ワイヤ１９は位置決めされている。
帯電器６の一方の端部では、第１放電ワイヤ１８は、コネクタプレート２２を介して接点１０と導通する。帯電器６の他方の端部では、第２放電ワイヤ１９は、コネクタプレート２２を介して接点１０と導通する。
グリッド１４は給電プレート２６の一方の端部の曲げ部２８に掛けられている。給電プレート２６は他方の端部が金属フレーム１２とネジ２７によって固定され、金属フレーム１２とグリッド１４は導通している。枠部３０の保持部１１の反対側には、取り付け溝８の底部と当接する当接部３３が形成されている。グリッド１４の端部は曲げ部２８に掛けられ、グリッド高調整壁３４の先端の表面に接する。グリッド高調整壁３４の先端は平坦に形成されている。グリッド１４のバネで引かれた他方の端部によって張られた状態を維持する。グリッド高調整壁３４の先端と当接部３３の先端の高さは、グリッド１４の感光ドラム２までの距離を最適にするために予め調整された高さの差となっている。ここでいう高さは感光ドラムからの距離である。
第１放電ワイヤ１８のワイヤ固定部３２に対する角度と第２放電ワイヤ１９のワイヤ固定部３２に対する角度とを対称にしている。ワイヤ固定部３２と溝３１からピン１６の方向と、ワイヤ固定部３２と溝３１からコネクタプレート２２の方向を対称にするように、ピン２３、２４を設けている。
図６で示す第１放電ワイヤ１８の他方の端部は、図６で示す第２放電ワイヤ１９の取り付け構造と同じである。また、図６で示す第２放電ワイヤ１９の他方の端部は、図６で示す第１放電ワイヤ１８の取り付け構造と同じである。このよに、帯電器６の両端部は対称の構造となっている。
図８は、プロセスカートリッジの構成を示す概略図である。プロセスカートリッジ１の感光ドラム２は矢印の方向に回転する。ブレード３５によって、付着したトナーを引掻き落とす。落ちたトナーは、ドラムクリーナ３の廃トナー受け３６に入る。ドラムクリーナ３や除電器５はフレーム７に固定されている。プロセスカートリッジ１は使用時に第１放電ワイヤ１８に数キロボルトの電圧をかける。好ましくは５〜７キロボルトの電圧をかける。グリッド１４、金属フレーム１２には４００ボルトの電圧をかける。第１放電ワイヤ１８にかける電圧よりグリッド１４および金属フレーム１２にかける電圧の絶対値は低い。この帯電器６によってドラム２の表面は均一に帯電される。第２放電ワイヤ１９に電圧を印加する場合も第１放電ワイヤ１８と同様に電圧を印加する。第２放電ワイヤ１９に電圧をかけるように配置した場合であっても、第２放放電ワイヤ１９およびグリッド１４と感光ドラム２の位置は、第１放放電ワイヤ１８およびグリッド１４と感光ドラム２の位置と同じ位置関係になる。
図９は、画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置４５は、ロール紙３７、３８、短票紙３９を選択して搬送する。搬送された記録媒体４０は、感光ドラム２からトナーを転写される。転写器４１による静電気で記録媒体４０上に感光ドラム２のトナーが吸着する。記録媒体４０に付着してトナーは、高温の定着ローラ４２と加圧ローラ４３に挟まれ、熱と圧力で記録媒体４０に定着する。その後排紙ローラ４４によって装置外部に排出される。光ヘッド４６は、感光ドラム２に対して画像データに基づいて光を照射し、表面の帯電状態を変える装置である。現像器４７は感光ドラム２の表面の帯電状態に応じてトナーを付着させる装置である。このように、画像形成装置４５は、画像データに基づいて各種の記録媒体４０に画像を記録する。
図１０は、別の形態の放電ワイヤ取付け部を示す図である。バネを使わないで、放電ワイヤ１８を張るための機構である。放電ワイヤに弛みが有るとグリッド１４との距離が一定でなくなり、一定に帯電できず、画質に影響を与える。よって、放電ワイヤは所定の位置に張って配置することが要求される。帯電器６は、２本の放電ワイヤ１８、１９が取り付けられている。第１放電ワイヤ１８の他方の端部は、第２放電ワイヤ１９の一方の端部の取り付け構造と同じである。また、第２放電ワイヤ１９の他方の端部は、第１放電ワイヤ１８の取り付け構造と同じである。このよに、帯電器６の両端部は対称の構造となっている。
第２放電ワイヤ１９の留め金２１はピン４８に掛けられ、帯電器６の筐体に対して固定されている。第１放電ワイヤ１８の留め金２０は、第２コネクタプレート５１の一端のフックに掛けられている。第２コネクタプレート５１の他端はＬ字状に曲げられ、ネジ穴がある。このネジ穴にネジ５３が挿入される。ネジ５３を回転させることで、第２コネクタプレート５１が帯電器６の筐体に対して移動する。すなわち、第２コネクタプレート５１を移動させることで、第１放電ワイヤ１８を張ったり緩めたりすることができる。第１コネクタプレート５２は、給電孔１３を介して露出し、接点１０と接触することができる。第１コネクタプレート５２、ネジ５３、第２コネクタプレート５１、留め金２０を介して、第１放電ワイヤ１８に接点１０から給電する。帯電器６の使用時は、第１放電ワイヤ１８または第２放電ワイヤ１９の使用されている物が長手方向に伸張するように張られた状態である。
第１突起４９、第２突起５０によって第２コネクタプレート５１が、ネジ５３の軸方向に平行に移動するように規制している。これに対して斜めに配置されているピン２３、２４の間に第２コネクタプレート５１が嵌っている。ネジ５３の軸方向に第２コネクタプレート５１が移動する場合であって、第１放電ワイヤ１８を張る方向のときは、ピン２３、２４の間をネジ５３の軸方向に第２コネクタプレート５１がこの軸方向に対してピン間の位置方向の移動が規制され、第２コネクタプレート５１がしなり、第１放電ワイヤ１８を張るとともに強固に固定される。すなわち、第１放電ワイヤ１８が張り、さらにしっかり固定される。このように、帯電器６は第２コネクタプレート５１を移動させる移動手段を備えることで第１放電ワイヤ１８を張ることができ、同時に接点１０と第１放電ワイヤ１８を電気的に接続することができる。
図１１は、別の形態のグリッド取付け部を示す図である。グリッド１４の一方の端は、図７に図示されるように、曲げ部２８に掛けられ、固定される。すなわち筐体に対して固定された状態である。他方の端は、２つの穴があり、その穴を移動プレート５４の凸部５５に掛ける。この凸部５５は移動プレート５４の端を折り曲げて形成される。移動プレート５４はグリッド１４を張る方向に移動可能である。曲げ部２８に穴が開けられている。ボルト５６は曲げ部２８の穴を通り、移動プレート５４に設けられた穴を通り、ナット５７で止められている。ナット５７を回転させることで、移動プレート５４が移動し、グリッド１４を張ることができる。弛みが有ると感光ドラム２との距離が一定でなくなり、一定に帯電できず、画質に影響を与える。また、ボルト５６とナット５７を用いず、移動プレート５４にネジ穴を開け、ボルト５６をそのネジ穴に通すことで移動プレート５４を移動させても良い。このように、グリッド１４を伸張させるために中継手段を介在させ、その中継手段を筐体に対して移動させることでグリッド１４を張ることができる。また、ネジ、ボルト、ナットなどの中継手段の位置を移動させる移動手段を設けることで、バネを使わずにグリッド１４を長手方向に張ることができる。
本発明は、記録媒体を搬送し、その記録媒体に画像を記録する画像形成装置に適用できる。
１ プロセスカートリッジ
２ 感光ドラム
３ ドラムクリーナ
４ 剥離器
５ 除電器
６ 帯電器
７ フレーム
８ 取り付け溝
９ グリップ
１０ 接点
１１ 保持部
１２ 金属フレーム
１３ 給電孔
１４ グリッド
１５ バネ
１６ ピン
１７ バネ
１８ 第１放電ワイヤ
１９ 第２放電ワイヤ
２０ 留め金
２１ 留め金
２２ コネクタプレート
２３ ピン
２４ ピン
２５ 立設部
２６ 給電プレート
２７ ネジ
２８ 曲げ部
２９ フック
３０ 枠部
３１ 溝
３２ ワイヤ固定部
３３ 当接部
３４ グリッド高調整壁
３５ ブレード
３６ トナー受け
３７ 絶縁プレート
３７ ロール紙
３８ ロール紙
３９ 短票紙
４０ 記録媒体
４１ 転写器
４２ ローラ
４３ 加圧ローラ
４４ 後排紙ローラ
４５ 画像形成装置
４６ 光ヘッド
４７ 現像器

Claims (6)

  1. 光の照射を受けることで表面の帯電状態が変化する感光ドラムと、前記感光ドラムに付着したトナーを清掃するドラムクリーナと、前記感光ドラムの表面を除電する除電器と、前記感光ドラムの表面を均一に帯電させる複数の放電ワイヤが備えられた帯電器と、を有するプロセスカートリッジと、
    前記感光ドラムに画像データに基づいて光を照射する光ヘッドと、
    前記感光ドラムの表面の帯電状態に応じてトナーを付着させる現像器と、
    記録媒体を搬送する搬送手段と、
    を有する画像形成装置において、
    前記プロセスカートリッジは前記帯電器の長手方向の端部を嵌合させる溝部を有し、該溝部のうち前記端部の片一方に対応する前記溝部に前記複数の放電ワイヤのうち１つの放電ワイヤに給電する接点が前記溝部の側壁に備えられ、
    前記帯電器の前記端部のうち一方の端部は前記複数の放電ワイヤのうち１つの放電ワイヤに接続されたコネクタプレートが前記接点と接触するための開口部を有し、
    前記帯電器の前記端部のうち他方の端部は前記複数の放電ワイヤのうち他の放電ワイヤに接続されたコネクタプレートが前記接点と接触するための開口部を有し、
    前記帯電器は前記端部のどちらの端部であっても前記接点が備えられた前記溝部に嵌合することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記帯電器は金属フレームと前記感光ドラムに対向するグリッドを有し、前記放電ワイヤには第１の電位の電圧が印加され、前記金属フレームおよび前記グリッドには前記第１の電位より小さい第２の電位の電圧が印加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. 前記放電ワイヤはバネによって張られていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
  4. 前記プロセスカートリッジの両端の夫々にはユーザーが把持するグリップが備えられ、
    前記帯電器の両端部にはユーザーが把持する保持部が備えられ、
    前記グリップ間に前記溝部が形成され、
    前記プロセスカートリッジに前記帯電器を装着した場合に、前記グリップが前記帯電器の前記長手方向の外側に位置し、前記保持部と前記グリップが離間して配置されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
  5. 前記帯電器は、前記グリッドに接続する中継手段と、前記中継手段を前記グリッドの前記長手方向に移動させる移動手段と、を有し、
    前記グリッドの一方の端が前記帯電器の筐体に対して固定され、前記グリッドの他方の端が前記中継手段に接続され、前記移動手段によって前記グリッドが前記長手方向に伸張され、前記グリッドが前記中継手段と前記移動手段を介して前記金属フレームと電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
  6. 夫々の前記コネクタプレートは前記接点と接触する第１コネクタプレートと前記放電ワイヤに接続する第２コネクタプレートを含み、
    前記放電ワイヤの一方の端が前記帯電器の筐体に対して固定され、前記放電ワイヤの他方の端が前記第２コネクタプレートに接続され、
    前記帯電器は、前記放電ワイヤを前記長手方向に伸張させるために前記第２コネクタプレートを移動させる第２コネクタプレート移動手段を備え、前記第２コネクタプレート移動手段は前記第１コネクタプレートと前記第２コネクタプレートを電気的に接続することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
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