JPH0743990A - コロナ放電器 - Google Patents

コロナ放電器

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JPH0743990A
JPH0743990A JP10124194A JP10124194A JPH0743990A JP H0743990 A JPH0743990 A JP H0743990A JP 10124194 A JP10124194 A JP 10124194A JP 10124194 A JP10124194 A JP 10124194A JP H0743990 A JPH0743990 A JP H0743990A
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cleaning
needle
rollers
corona discharger
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Yasuhiro Nakagami
康宏 中神
Koji Matsushita
浩治 松下
Noboru Yonekawa
のぼる 米川
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/02Arrangements for laying down a uniform charge
    • G03G2215/026Arrangements for laying down a uniform charge by coronas
    • G03G2215/028Arrangements for laying down a uniform charge by coronas using pointed electrodes

Abstract

(57)【要約】 【目的】 針状電極を備えたコロナ放電器においては、
放電を繰り返すことによりシリコンなどの付着物が針状
電極に付着する。本発明は、針状電極を傷めることな
く、また、清掃を行う部材自身も損傷することなく針状
電極に付着した付着物を掻き落して針状電極を清掃する
ことを目的とする。 【構成】 本発明は、突起を複数有した板状の電極であ
る針状電極2を備えたコロナ放電器においてローラー5
a、5bを付勢して針状電極2を両側から挟み込んだも
のである。このローラー5a、5bと針状電極2とを相
対的に移動させ、このときローラー5a、5bが回転す
ることにより針状電極2に付着した付着物を掻き落して
清掃する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置等のコロ
ナ放電器に用いられる、突起を複数有した板状の電極
(以下針状電極と記す)の清掃に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、画像形成装置に備えられたコロナ
放電器においては電極としてコロナワイヤが用いられて
きたが、コロナワイヤを電極として用いた帯電にはO3
(オゾン)が多量に発生するという問題がある。
【0003】そこで、オゾンの発生量が少ないコロナ放
電器として針状電極を用いたものが知られている。針状
電極とは、特開平1−312563号公報に開示される
ような鋸刃状(針状)の突起部を有した電極である。針
状電極を用いた場合、同一出力でコロナワイヤを用いた
場合と比べてオゾンの発生量が四分の一程度と少ない。
また、針状電極を用いた場合は、コロナワイヤを用いた
場合のように放電を安定させるため安定板に多くの電流
を流す必要が無いので放電電流を少なくできる。そし
て、放電電流が少なければ、更にオゾンの発生量を減ら
すことができる。
【0004】しかし、針状電極を用いたコロナ放電器に
おいては、放電を繰り返すに従って針状電極の周辺にS
i(シリコン)が放射状に付着、成長し、シリコンの成
長に従って放電むらが発生する。また、経時的にトナー
や紙粉が針状電極に付着して放電むらが発生する。放電
むらが発生する状態のコロナ放電器を帯電に用いると画
像形成後の画像に白い筋が生じ、また、転写に用いると
部分的な転写不良が生じる。
【0005】針状電極に付着したシリコンは軽く擦る程
度で取り除くことができ、取り除いてしまえば放電が安
定する。そこで針状電極に付着したシリコン等を取り除
く清掃装置として実開平2−75658号公報に開示さ
れる清掃装置が知られている。この清掃装置は、針状電
極に対して放電方向からローラー状のスポンジ部材を押
し当てながら回動させるものである。スポンジ部材を押
し当てることにより針状電極がスポンジ部材に埋没し、
針状電極の側面に付着したシリコンが取り除かれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記実開平2
−75658号公報に開示される清掃装置には、スポン
ジ部材表面の小穴に針状電極の先端部がひっかかりスポ
ンジ部材が破損したり、破損時にちぎれたスポンジ片が
電極の先端に付着して放電むらの原因になるという問題
がある。また、スポンジ部材を放電方向から押しつける
ため、針状電極の先端部を折り曲げてしまう場合があ
る。
【0007】そこで、本発明の課題は、針状電極を用い
たコロナ放電器の清掃装置において、清掃装置自体が清
掃時に破損することが無く、また、針状電極を変形させ
ることなしに清掃を行う清掃装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、突起を複数有した板状の電極と電極に対
し相対的に移動可能に備えられ、電極を両面から付勢す
る清掃部材とを備えたコロナ放電器である。
【0009】
【作用】本発明は、以上の構成を備えたことにより、針
状電極を備えたコロナ放電器において、一対の清掃部材
により針状電極を両側面から挟み込み、この清掃部材と
針状電極とを相対的に移動させることにより針状電極に
付着した付着物を掻き落して清掃する。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係るコロナ放電器の第1の実
施例について図面を参照して説明する。図1は、本発明
に係るコロナ放電器を備えた画像形成装置100の画像
形成部を示す断面図である。画像形成装置100の画像
形成部には感光体101を中心としてその周囲にイレー
サーランプ102、帯電チャージャー103、像間・サ
イドイレーサー104、現像器105、転写前チャージ
ャー106、転写チャージャー107、分離チャージャ
ー108、クリーナー前チャージャー109、クリーナ
ー110等が順次配置されている。尚、露光はA点で行
われる。本発明に係るコロナ放電器は、帯電チャージャ
ー103、転写前チャージャー106、転写チャージャ
ー109、分離チャージャー108、クリーナー前チャ
ージャー109等で用いられる。
【0011】次に図2、図3a、図3bを用いて、本発
明に係るコロナ放電器の詳細について説明する。図2は
コロナ放電器の斜視図であり、図3aは清掃装置1の断
面図、また、図3bは清掃装置1をコロナ放電器に装着
した状態を示す断面図である。
【0012】各チャージャーで用いられるコロナ放電器
は、図1に示した感光体101の長手方向に沿って長く
配置されており、支持体3に支持された針状電極2と清
掃装置1、そして清掃装置1を収容する収容部200等
から構成される。尚、収容部200については後述す
る。
【0013】針状電極2は、突起部2aと平板部2bと
から構成され、平板部2bの一部が支持体3に埋め込ま
れる形で保持されている。図中に矢印で示した突起部2
aの長さは2mm、平板部2bの長さは2mm以上とする。
突起部2aの突起は等間隔に並んでおり、そのピッチは
2mmである。
【0014】清掃装置1は、針状電極2の表面に経時的
に付着するSi(シリコン)等を取り除いて清掃するも
のである。尚、針状電極2を清掃しないでおくと針状電
極2は放電むらを引き起こす。清掃装置1は、移動部材
4とローラ5a、5b、回転軸6a、6b等とから構成
される。移動部材4にはT字型の断面をした支持体3の
形状に合わせて溝4a設がけられ、この溝4aに支持体
3が嵌合することにより、移動部材4はこの支持体3を
移動用のガイドとして矢印Hh方向にスライド移動す
る。また、移動部材4には、回転軸6a、6bと後述す
る仕切板202とが一体的に形成されている。回転軸6
a、6bは、弾力性を有する材料から成り、移動部材4
の溝4aが設けられた側にこの溝4aと直交する線上に
各々形成され、また、針状電極2の支持体3に埋め込ま
れた側から突起部2aの先端に向かう方向と平行に、且
つ、突起部2aよりも長く突き出るように構成されてい
る。ローラ5a、5bは、各々回転軸6a、6bを軸と
して回動可能に設けられた清掃用のローラである。ロー
ラ5a、5bの直径及び回転軸6aと回転軸6bとの距
離は、ローラ5a、5bが針状電極2に係合していない
ときに互いに接触するように設定されている。ローラ5
a、5bの間に針状電極2が係合するとき、針状電極2
の厚みの分だけローラ5a、5b間の間隔が広げられ、
回転軸6a、6bが有する弾力性によりこれに反発する
作用が生じることにより針状電極2は付勢されている。
また、ローラ5a、5bは、針状電極2の突起部2aだ
けでなく平板部2bの一部(1.5mm以上)を挟み込ん
でいる。このためローラ5a、5bは、針状電極2との
間に十分な摩擦力を得ることができ、使用者が手動によ
り清掃装置1を矢印Hh方向に移動させるときにローラ
5a、5bは従動回転して針状電極2の表面からシリコ
ン等の付着物を掻き落す。
【0015】次に、ローラ5a、5bの材質について説
明する。ローラ5a、5bの材質はゴム等の弾性を有す
る材料でも樹脂や金属等の硬質材でも良い。但しスポン
ジは、スポンジ表面の小穴に針状電極2の先端部がひっ
かかって、変形したり、スポンジを引きちぎったり、先
端部に付着したスポンジ片が放電むらの原因になったり
するので、スポンジよりも金属や樹脂、ゴム等の方が好
ましい。
【0016】ここで更に、ローラ5a、5bの材質の違
いによる清掃効果の違いについて考察する。第1実施例
のローラ5a、5bとして金属製(SUS)、樹脂製
(ポリイミド)、ゴム製(ナイロン系)の各々を用いた
清掃実験の結果について説明する。この清掃実験は、ま
ず、針状電極2に電圧を印加して−600μAとなるよ
うに定電流制御をしながら針状電極2を連続100時間
放電(A4横サイズの用紙を10万枚複写した時間に相
当)させ、針状電極2にシリコン等を付着させる。次
に、この針状電極2を前記の各材質からなるローラ5
a、5bを備えた清掃装置1を1往復させて清掃した
後、清掃後の針状電極2を帯電チャージャーに用いて電
流値−600μAでサンプルを1枚複写し、このサンプ
ルのノイズランクを調べたものである。更に、清掃装置
1の往復回数を0回、3回、6回と変化させて上記と同
様に実験を行い、各々の実験で得られたサンプルのノイ
ズランクを比較した。尚、ここで言うノイズランクは、
二重丸、丸、三角、ばつの4段階で画像に現われたノイ
ズの程度を示したものであり、二重丸は「画像むら無
し」を表し、丸は「画像むらは発生するが実用上問題無
し」、三角は「軽度の画像むら発生」、ばつは「重度の
画像むら発生」を各々表す。
【0017】この実験の結果をまとめると次の表1のよ
うになる。
【0018】
【表1】
【0019】表1から分かるように、ゴム、樹脂、金属
共に清掃装置1を往復させる回数を増やす度にノイズラ
ンクが向上するが、金属製(SUS)の場合は1往復の
清掃で大きくノイズランクが向上する。このことから各
種の素材の中でも金属製(SUS)のローラ5a、5b
を用いることが望ましいと言える。
【0020】更に、金属製(SUS)のローラ5a、5
bの中でも本発明に係る清掃装置1に適したローラ5
a、5bの条件を示す。図4はローラ5a、5bの表面
の粗さRaと後述する画像むら回復ランクΔRとの関係
を示す図である。この関係を求める実験は、まず、針状
電極2に電圧を印加し、−600μAとなるように定電
流制御をしながら連続100時間放電(A4横サイズの
用紙を10万枚複写)させて、針状電極2にシリコン等
を付着させた状態で画像サンプルを取った。次に、この
針状電極2を表面の粗さRaを種々に変化させたローラ
5a、5bを備えた清掃装置1を1往復させて清掃し、
清掃後の針状電極2を帯電チャージャーに用いて画像サ
ンプルを取った。この清掃前後の両サンプルを比較して
ノイズランクの回復具合を調べた。ここでいうノイズラ
ンクとは、1〜5の数値によってノイズの程度を表した
ものであり、5から1に数値が小さくなるに従ってノイ
ズの程度が大きくなり画質が悪くなる。通常のハーフト
ーン画像ではランク3程度までは実用上問題が無いレベ
ルである。更に文字画像であれば、白筋等の画像ノイズ
が目立たないためランク2程度までは実用上問題が無
い。
【0021】画像むら回復ランクΔRは、清掃後のノイ
ズランクと清掃前のノイズランクとの差を表したもので
あり、例えば、清掃後のノイズランクが4で清掃前のノ
イズランクが2であれば、画像むら回復ランクΔRは2
である。尚、清掃前のノイズランクは全てランク3を下
回っている。ローラ5a、5bの表面の粗さRaは、ロ
ーラ5a、5bを回転させながら触針式表面粗さ計で測
定したものである。また、図中のプロット点は清掃装置
1が3往復した後の記録である。図4からわかるよう
に、ローラ5a、5bの表面の粗さRaが略2以下の場
合に清掃効果が見られた(画像むら回復ランクΔRの値
が上昇する)。実用的には画像むら回復ランクΔR≧
0.5、且つ、ローラ5a、5bの表面の粗さRa≦
1.25であることが好ましく、更に望ましくは、画像
むら回復ランクΔR≧1.0、且つ、ローラ5a、5b
の表面の粗さRa≦0.75である。
【0022】図5はローラ5a、5bの硬度JISAと
画像むら回復ランクΔR(図4の場合に同じ。)との関
係を示した図である。ローラ5a、5bの硬度JISA
は、日本工業規格(JIS)定圧荷重機を用いて測定し
た。図5からわかるように、ローラ5a、5bの硬度J
ISA≧70°で清掃効果が見られた。実用的には画像
むら回復ランクがΔR≧0.5であり、且つ、ローラ5
a、5bの硬度JISA≧80°であることが好まし
く、更に望ましくは、ローラ5a、5bの硬度JISA
≧85°である。
【0023】次に、清掃装置1を収容する収容部200
について図2と図6を用いて説明する。図6は収容部2
00に清掃装置1を収容した状態を示す図である。収容
部200は、針状電極2が放電している間、清掃装置1
を収容して針状電極2の放電領域から遮断するものであ
る。針状電極2の放電時に清掃装置1を露出しておく
と、放電時に発生するコロナ放電生成ガス(O3、NOX
等)やトナー屑、埃等により清掃装置1が汚染され、経
時的に清掃効果が低下してしまう。収容部200はコロ
ナ放電器の長手方向端部に位置し、針状電極2の放電領
域から外れた位置に設けられている。収容部200は枠
体201と仕切板202とから構成される。枠体201
は針状電極2と対向する面のみが開口した升状の枠体で
あり、この開口部には仕切板202が嵌合して清掃装置
1を針状電極2の放電領域から遮断する。仕切板202
は、移動部材4の一部として備えられており清掃装置1
と一体的に移動し、清掃装置1が収容部200内に収容
されたとき枠体201の開口面に嵌合する。更にまた、
仕切板202は針状電極2に沿って移動する清掃装置1
の動きを妨げないように針状電極2及び支持体3がくぐ
り抜けられる形状の開口部を備えている。清掃装置1が
収容部200内に収容されているとき、この開口部には
板状部材203が嵌合して隙間を塞ぎ、放電領域のコロ
ナ放電生成ガス(O3、NOX等)やトナー粉、埃等の侵
入を防ぐ。清掃装置1が収容部200内に収容されてい
るとき、ローラ5a、5bは板状部材203と接触しな
いようになっている。これは、ローラ5a、5b及び回
転軸6a、6bに掛かる負荷を軽減し、これら部材の寿
命を縮めないためである。板状部材203は針状電極2
の長手方向の延長線上に配置され、針状電極2と同等の
厚さ及び突起部先端方向の高さを有する。
【0024】尚、収容部200はコロナ放電器の両端に
設けても良い。また、収容部200は、コロナ放電器を
構成する枠体の一部として構成しても良いし、画像形成
装置本体の一部として設けても良い。
【0025】また、収容部200の替わりに図7に示す
ように箱状のカバー211を移動部材4に取付けてロー
ラ5a、5b等を覆うようにしても良い。カバー211
には針状電極2及び支持体3がくぐり抜けられる形状の
開口部212が設けられている。カバー211は移動体
3側の凸部213にカバー211側の凹部214を嵌め
込むことにより取り付ける。このような箱状の枠体によ
り清掃装置1をカバーした場合、清掃時においても周囲
に飛散したトナーや埃からローラ5a、5bを保護す
る。
【0026】次に、以下、第1の実施例の変形例につい
て説明する。先ず、第1の実施例の第1変形例である清
掃装置10を図8a〜図8cに示す。図8aは清掃装置
10の斜視図であり、図8bは清掃装置10の断面図で
ある。また、図8cは回転軸12a、12bを示す図で
ある。この清掃装置10は、ローラ11a、11bの回
転軸である回転軸12a、12bと移動部材13とを各
々別部材として構成したものである。回転軸12a、1
2bは、弾性部材14の一部として一体的に設けられ、
回転軸12a、12bの自由端は互いに突起部2aの先
端へ向けて傾いている。そして清掃装置10は、この弾
性部材14を移動部材13に設けられた溝にはめ込んだ
構成となっている。また、回転軸12a、12bにロー
ラ11a、11bをはめ込んだとき、ローラ11a、1
1bの厚みによって回転軸12a、12bの先端部が矢
印Y2方向に押し広げられる。これに反発して矢印Y1
方向に働く弾性部材14のバネ力によってローラ11
a、11bは針状電極2を一定の力で挟み込むように付
勢する。この結果、ローラ11a、11bが針状電極2
から浮き上がることを防止して確実に針状電極2を清掃
することができる。付勢力は、弾性部材14のバネ力や
回転軸12a、12bの傾き、回転軸12aと回転軸1
2bとの間隔、ローラ11a、11bの径等により調整
されている。尚、回転軸12a、12bの両先端部の間
に引っ張りバネを縣架して、ローラ11a、11bが一
定の圧力で針状電極2を挟み込むようにしても良い。
【0027】次に、第1の実施例の第2変形例として、
ローラ21a、21bの表面を清掃する部材を備えた清
掃装置20について図9a、図9bを用いて説明する。
図9aは清掃装置20の側面図であり、図9bはこの清
掃装値20の底面図である。清掃装値20は、ローラ2
1a、21bとローラ21a、21bの表面を清掃すブ
ラシ22a、22b、移動部材23、回転軸24a、2
4b等とから構成される。ブラシ22a、22bは、ロ
ーラ21a、21bに沿って移動部材23の両端部にブ
ラシ面を内側に向けて取り付けられ、ブラシ面はそれぞ
れローラ21a、21bの表面に接触している。ブラシ
22a、22bは、ローラ21a、21bの回転に伴っ
てローラ21a、21bの表面に付着したSi等を掻き
落す。このためローラ21a、21bの表面は常にリフ
レッシュされ、針状電極2を清掃する際の清掃効果を長
期的に保つ。
【0028】尚、図10a、図10bに示すように、清
掃装置20においてはブラシ22a、22bの代わりに
フリッカー25a〜25dを用いてローラ21a、21
bの清掃を行ってもよい。図10aはこの清掃装置20
の側面図であり、図10bは底面図である。フリッカー
25a〜25dは、可撓性シートから構成され、移動部
材23上の図9a、図9bに示したブラシ22a、22
bと同じ位置に配置された柱状の取付け部材26a、2
6bを介して取り付けられている。フリッカー25a
は、取付け部材26aの清掃装置20の移動方向である
矢印H方向側の端面に、フリッカー25cは、取付け部
材26aの矢印h方向側の端面に、それぞれその一端を
接着されている。、フリッカー25b、フリッカー25
dは、フリッカー25a、25cと同様に、取付け部材
26bの清掃装置20の移動方向両端面にそれぞれ一端
を接着されている。フリッカー25a〜25dの他の一
端は、自由端であり、ローラ21a、21bの表面に接
触している。フリッカー25a〜25dの支持体3と直
行する方向の長さは、取付け部材26a、26bからロ
ーラ21a、21bの表面までの距離よりも長いので、
前述のように保持されたフリッカー25a〜25dはた
わんでいる。
【0029】清掃装置20は、利用者に手動で動かされ
ることにより、矢印Hh方向に往復移動するので、図1
0bに示すように、矢印h方向に移動した場合にローラ
21a、21bの表面に付着した付着物を掻き落して清
掃を行うフリッカー25a、25bと、矢印H方向に移
動した場合に清掃を行うフリッカー25c、25dの2
組を備えている。
【0030】また尚、針状電極2には正または負極性の
高電圧(数KV)が印加されるため、針状電極2に付着
したSi等の付着物は帯電されている。付着物が帯電さ
れていると静電的な吸着力が働いて付着物を針状電極2
から除去しにくくなる。そこで、ローラ21a、21b
またはブラシ22a、22b(もしくはフリッカー25
a〜25d)を導電性材料により構成して、接地或いは
バイアス印加(AC、DC)により付着物を除帯電する
ことでブラシ22a、22bもしくはフリッカー25a
〜25dの清掃効果を高めることができる。
【0031】更に、第1の実施例の第3変形例として清
掃時に掻き落した付着物を回収する部材を備えた清掃装
置30を示す。図11はこの清掃装置30の断面図であ
る。清掃装置30は、ローラ31a、31bが針状電極
2から掻き落したSi等の付着物を受け取る受け皿32
を備えている。移動部材33と一体的に形成された回転
軸34a、34bがローラ31a、31bの下方に向け
て延長されており、受け皿32はこの延長された回転軸
34a、34bの先端部に取り付けられている。このよ
うな清掃装置30は、図1中に示した各コロナ放電器の
内、感光体101の上方に設けられたコロナ放電器(帯
電チャージャー103)に用いられる。
【0032】更に尚、第1の実施例の第4変形例とし
て、針状電極2の平板部2bを清掃する部材を備えた清
掃装置40を示す。図12に示すように針状電極2の支
持体3との取付け部付近では平板部2bの両側にトナー
等が堆積する。この堆積物は、現像器105やクリーナ
ー120からこぼれ出たトナーや画像形成部に搬送され
る用紙から発生する紙粉である。これらの堆積物をその
ままにしておくと清掃装置40に備えられたローラ43
a、43bが回転不良を起こして針状電極2を曲げてし
まう。そこで、清掃装置40は、第3変形例の清掃装置
30とは逆に、トナー等が堆積し易い感光体101の下
方に設けられた転写前チャージャー106や転写チャー
ジャー107、分離チャージャー108、クリーナー前
チャージャー109等において用いると特に効果を奏す
る。
【0033】図13aは清掃装置40の上面図であり、
図13bは側面図である。また、図13cは平板部2b
を清掃する部材である掻き取り部材41a、41bの斜
視図である。清掃装置40は、掻き取り部材41a〜4
1dと移動部材42、ローラ43a、43b、回転軸4
4a、44b、ローラ43a、43bの表面を清掃する
フリッカー45a〜45d、掻き取り部材41a〜41
dとフリッカー45a〜45dとを保持するための取付
け部材46a〜46d等とから構成される。
【0034】掻き取り部材41a〜41dとフリッカー
45a〜45dは、可撓性シートから構成され、各々、
その一端を取付け部材46a〜46dに接着されること
により保持されており、他の一端は自由端である。
【0035】取付け部材46a〜46dは、移動部材4
2と一体的に形成された柱状の部材であり、移動部材4
2の往復移動方向の両端部に針状電極2を挟んで各々形
成されている。また、取付け部材46a〜46dは、前
記位置において移動部材42の角に一つの角を合わせて
配置された4本の四角柱の各々ローラ43a、43bに
対向する側の2つの角を面取りした形状である。取付け
部材46a〜46dの角を面取りされてできた2つの面
のうち、針状電極2に対向する側の面には、掻き取り部
材41a〜41dがその一端を接着されて保持されてお
り、外側の面にはフリッカー45a〜45dその一端を
接着されて保持されている。
【0036】掻き取り部材41a〜41dは、その自由
端が清掃装置40の進行方向においてローラ43a、4
3bよりも前方で針状電極2両側の平板部2bに密着す
るように自由端を移動部材42の外側に向けて配置され
ている。このとき掻き取り部材41a〜41dが針状電
極2の突起部2aに接触しないようにする。尚、掻き取
り部材41a〜41dの代わりにブラシ等を用いても良
い。また、掻き取り部材41a〜41dを導電性材料に
より構成すれば、接地或いはバイアス印加(AC、D
C)により堆積物を除帯電することで掻き取り部材41
a〜41dの掻き取り効果を高めることができる。
【0037】フリッカー45a〜45dは、その自由端
がローラ43a、43bに接触するように自由端を移動
部材42の中央に向けて配置され、ローラ43a、43
bの回転によってローラ43a、43bの表面に付着し
たトナー等の付着物を清掃する。
【0038】次に、本発明に係るコロナ放電器の第2の
実施例について説明する。本発明に係るコロナ放電器の
第2の実施例は、上述した第1の実施例における清掃装
置1に備えられたローラ5a、5bの代わりに、後述す
る一対のブラシローラ51a、51bを備えた清掃装置
50を有するものである。清掃装置50は、一対のブラ
シローラ51a、51bを用いたことにより、第1実施
例の清掃装置1と比べて、シリコン以外の付着物、特に
トナーや紙粉を掻き落す効果が優れており、図1に示す
帯電チャージャー103のみならず、針状電極2へのト
ナーの付着が多い傾向にある転写前チャージャー10
6、転写チャージャー107、分離チャージャー10
8、クリーナー前チャージャー109等に用いると極め
て有効である。
【0039】先ず、この第2の実施例であるコロナ放電
器に備えられた清掃装置50の構成と清掃動作について
説明する。図14は、清掃装置50の構成を示す部分断
面図である。また、図15は、清掃装置50を図14中
の矢印向から見た側面図である。清掃装置50は、針状
電極2を挟み込んで清掃する一対のブラシローラ51
a、51bとブラシローラ51a、51bを保持して針
状電極2長手方向に往復移動可能に配置された移動部材
52と、移動部材52を駆動すると共にブラシローラ5
1a、51bを回転させる駆動機構とから構成される。
【0040】ブラシローラ51a、51bは、直径4m
mのローラの表面に毛長3mm、毛の直径28μmのナ
イロン製ブラシを約1,000本/cm2の密度に植毛
したものである。また、ブラシローラ51a、51bの
回転中心から針状電極2の側面までの距離は、ブラシロ
ーラ51a、51bの半径(5mm)よりも1mm短
い。以下、このブラシローラ51a、51bの半径とブ
ラシローラ51a、51bの回転中心から針状電極2の
側面までの距離との差を食い込み量と記す。
【0041】移動部材52は、針状電極2の両端方向に
開口を有する枠体52aと後述する駆動機構と係合して
駆動機構からの駆動力を受ける係合部52bとから構成
される。また、駆動機構は、スクリュー部材56やモー
タ57、プーリ54a、54b、ワイヤ55a、55b
等から構成され、移動部材52を駆動すると共にブラシ
ローラ51a、51bを回転させる。
【0042】移動部材52の枠体52aの内部には、ブ
ラシローラ51a、51bが、針状電極2を挟み込むよ
うにそれぞれ回転軸53a、53bを介して配置されて
いる。回転軸53a、53bは、その一端が枠体52a
に設けられた凹みに回転可能に嵌合し、他の一端は枠体
52aから突き出るように配置されている。この枠体5
2aから突き出た回転軸53a、53bの端部には、各
々プーリ54a、54bが取り付けられている。プーリ
54a、54bには、それぞれワイヤ55a、55bが
巻回されており、ワイヤ55a、55bは、その両端を
図示しないコロナ放電器のホルダの側壁に固定されてい
る。
【0043】一方、移動部材52の係合部52bは、図
15に示すように中央に開口を有する円筒状のものであ
り、その内側には、スクリュー溝56bが設けられてい
る。この係合部52bに設けられたスクリュー溝56b
に、針状電極2に対して平行に配置されたスクリュー部
材56が螺合している。スクリュー部材56がモータ5
7と図示しないギアにより駆動され回転すると、移動部
材52、つまりは清掃部材50が針状電極2の長手方向
に移動すると共に、プーリ54a、54bが回転してブ
ラシローラ51a、51bも回転する。尚、スクリュー
部材56の回転方向の切換によって、清掃部材50は針
状電極2の長手方向に往復移動可能となっている。
【0044】上記のようにスクリュー部材56の回転に
よって移動部材52が移動するのに従って、ワイヤ55
a、55bを巻き回されたプーリ54a、54bが回転
し、プーリ54a、54bと同じ回転軸53a、53b
に取付けられたブラシローラ51a、51bが回転す
る。このように清掃部材50は、スクリュー部材56の
回転によって、針状電極2の長手方向に移動しながら針
状電極2を清掃する。
【0045】尚、上記駆動機構は、次に説明する図16
aや図16bに示すものであっても良いし、図示しない
他の構成のものであっても良い。図16aに示す駆動機
構は、プーリ54a、54bの代わりにギア58a、5
8bを備え、また、ワイヤ55a、55bの代わりにラ
ック59a、59bを備えたものであり、ギア58a、
58bは、それぞれラック59a、59bと嵌合してい
る。図16aには図示しないが、移動部材50が針状電
極2の長手方向に平行移動することにより、ラック59
a、59bに嵌合したギア58a、58bが回転し、ギ
ア58a、58bの中央に連結された回転軸53a、5
3b、即ち、ブラシローラ51a、51bが回転する。
図16bに示す駆動機構は、ギア581aとギア581
bが互いに嵌合し、更にギア581aはラック591と
嵌合し、移動部材50が平行移動することにより、ラッ
ク591に嵌合したギア581aが回転し、ギア581
aの回転によってギア581bがギア581aと逆方向
に回転する。このような駆動機構を用いた場合であって
も、清掃部材50は同様に作用し、同様の清掃効果が得
られる。
【0046】次に、清掃部材50の清掃効果をより高め
るための諸設定条件について考察する。 1.ブラシローラ51a、51bの回転速度 先ず、ブラシローラ51a、51bの回転速度について
考察する。具体的には、ブラシローラ51a、51bの
回転速度と移動部材52の移動速度との速度比、つま
り、回転速度/移動速度を種々変化させて各々の場合の
清掃効果を比較した。ここで言うブラシローラ51a、
51bの回転速度とは、図17に示すブラシの先端の一
点Sが単位時間あたりにブラシローラ51a、51bの
外周円上を移動する速度のことである。この実験は、針
状電極2に電圧を印加して−600μAとなるように定
電流制御を行いながら100時間放電してトナーを針状
電極2の全体に付着させて重度の画像むらが発生する状
態にした後、上述の構成を有する清掃部材50を用いて
針状電極2の清掃を行った。尚、ブラシローラ51a、
51bの回転速度は、プーリ54a、54bの大きさを
変化させることにより変化させた。
【0047】また、清掃部材50による清掃回数を1往
復、3往復と変化させて清掃を行い、清掃後に複写を行
って画像むらの変化を比較した。更に、清掃部材50を
3往復させて清掃した後、500枚の複写を行った後の
ノイズランクの変化を調べた。尚、ここで言うノイズラ
ンクとは、表1において述べたものと同じである。
【0048】以上の実験による実験結果を表2に示す。
尚、表2中、ブラシローラ51a、51bの回転速度と
移動部材52の移動速度との速度比が0である場合と
は、ブラシローラ51a、51bが回転しないようにブ
ラシローラ51a、51bを固定した場合である。
【0049】
【表2】
【0050】上記表2から明らかなように、ブラシロー
ラ51a、51bの回転速度と移動部材52の移動速度
との速度比が0の場合、即ち、ブラシローラ51a、5
1bが固定されている場合と速度比が1の場合は、清掃
部材50を1往復させただけでは針状電極2に多くのト
ナーが残留しており、重度の画像むらが発生している。
清掃部材50を1往復させた場合、速度比1.2では若
干のトナーが残留するものの画像むらは実用上問題のな
い程度にしか発生しない。速度比1.5以上であれば、
トナーのほとんどが除去されており画像むらは発生しな
かった。
【0051】また、清掃部材50を3往復させた場合
は、速度比が0あるいは速度比が1であっても、画像む
らが実用上問題のない程度まで向上している。しかし、
速度比が0あるいは速度比が1である場合、清掃部材5
0を3往復させても、その後500枚の複写を行うと画
像むらが悪化した。これは、速度比が0あるいは速度比
が1である場合には、針状電極2の先端付近に残留或は
付着したトナーが、放電の際に電気的な力で移動して電
極先端に再付着したためだと考えられる。一方、速度比
1.2以上であれば、画像むらが悪化することはなく、
500枚の複写を行う前と変化はなかった。
【0052】尚、速度比があまり大きくなり過ぎると、
即ち、ブラシローラ51a、51bの回転速度が大きく
なり過ぎると、ブラシの毛切れが発生する。毛切れが発
生すると、ちぎれたブラシ毛が感光体表面に付着した
後、現像器に混入してスリーブローラの目詰まりを引き
起こしたり、クリーニングブレードと感光体との間に挟
み込まれて、感光体表面を傷つけたり、クリーニングブ
レードを破損してしまうことがあり好ましくない。本実
験では速度比3までの範囲で実験を行ったが、この範囲
であればブラシの毛切れは発生しなかった。また尚、ブ
ラシローラ51a、51bのブラシ毛の密度を約600
0本/cm2にして前述と同じ実験を行ったところ、表
2と同様の結果が得られた。
【0053】2.ブラシローラ51a、51bの回転方
向 ブラシローラ51a、51bの回転方向は、図17に示
すように、移動部材52の移動方向Pに対して同じ方向
Q(以下、ウイズ方向Qと記す)であっても、カウンタ
方向Rであってもよいが、ブラシローラ51a、51b
がウイズ方向Qに回転した場合、ブラシローラ51a、
51bにより掻きとられたトナー等が針状電極2の清掃
済の面に飛び散ってしまう可能性があるので、ブラシロ
ーラ51a、51bの回転方向は、カウンタ方向Rであ
ることが望ましい。
【0054】3.食い込み量 次に、前述した食い込み量、即ち、ブラシローラ51
a、51bの半径とブラシローラ51a、51bの回転
中心から針状電極2の側面までの距離との差の違いによ
る清掃部材52の清掃効果の変化について考察する。
【0055】ブラシの密度が約1000本/cm2であ
るブラシローラ51a、51bを備えた清掃部材50を
用いて、ブラシ毛の食い込み量を種々変化させ、回転比
1.5で1往復させて針状電極2を清掃した。前述の実
験と同様に、針状電極2に電圧を印加して−600μA
となるように定電流制御を行いながら100時間放電さ
せて、トナーを針状電極2の全体に付着させて重度の画
像むらが発生するようにした後、上述の構成を有する清
掃部材50の食い込み量を種々変化させて清掃を行った
後、サンプルを1枚複写してノイズランクを比較した。
尚、ここで言うノイズランクとは、表1において述べた
ものと同じである。また尚、食い込み量の変化は、回転
軸53aと回転軸53bとの間隔を変更することで行っ
たが、ブラシの毛長を変更しても良い。
【0056】以下、表3にこの実験の結果を示す。
【0057】
【表3】
【0058】表3から明らかなように、食い込み量が0
であっても、ブラシローラ51a、51bが針状電極2
に接触していれば、画像むらは実用上問題のない程度に
回復する。しかしながら、食い込み量が0である場合、
清掃部材50の組立て誤差や製造時のブラシ径の誤差等
によって接触不良が発生する可能性がある。また、食い
込み量が2.5mmの場合には、ブラシ毛と針状電極2
との間の摩擦力が大きくなり、モータ57の駆動トルク
が大きくなるため、部分的に駆動不良が発生した。以上
のことからブラシ毛の食い込み量は、0.5mm以上か
つ2.0mm以下であることが望ましい。
【0059】尚、以上に説明した本発明に係る第2の実
施例では、ブラシローラ51a、51bのブラシ毛の素
材としてナイロンを用いたが、他の絶縁性材料であって
も良い。また、導電性材料であっても良く、ブラシ毛が
導電性材料である場合には、ブラシローラ51a、51
bにバイアスを印加して針状電極2に付着した付着物を
除帯電することにより清掃部材50による清掃効果を高
めることが出来る。
【0060】また尚、ブラシローラ51a、51bの近
傍にフリッカー等を設けてブラシローラ51a、51b
に付着したトナー等を掻き落すようにしても良い。
【0061】次に本発明に係るコロナ放電器の第3の実
施例について説明する。図18a、図18bは第3の実
施例であるコロナ放電器に備えられた清掃装置60の断
面図である。清掃装置60は、針状電極2の長手方向に
平行であって針状電極2よりも短い回転軸61a、61
bと回転軸61a、61bを軸として各々矢印X1方
向、X2方向に回転する回転部材62a、62bと、回
転部材62a、62bを回転させると共に清掃装置60
を針状電極2の長手方向に沿って往復移動させる図示し
ない駆動機構等とから構成されている。回転部材62
a、62bは、図19に示すようにそれぞれ回転軸61
a、61bを回転軸とする回転体63a、63bに可撓
性シートから構成される4枚の羽根部材64を等間隔に
配置したものである。図18bに示すように回転部材6
2a、62bの回転半径Rは回転軸61a、61bの中
心から針状電極2までの距離Lより大きくなるように構
成され、回転部材62a、62b、即ち羽根部材64
は、確実に針状電極2の表面に接触する。回転部材62
a、62bの回転によって、各4枚の羽根部材64は、
次々に針状電極2の突起部2a側面に当接して付着物を
取り除く。尚、羽根部材64を導電性材料により構成す
れば、接地またはバイアス印加により付着物を除電する
ことができ、清掃効果が高まる。
【0062】更に、駆動機構は、清掃開始時に清掃装置
60が進行方向に対する初期位置に位置しているかどう
かを検出するセンサ(初期位置検出センサ)と羽根部材
64の状態を検出するセンサ(羽根検出センサ)とを有
しており、これら2つのセンサにより、羽根部材64の
端部が必ず突起部2aに重ならないように、即ち、突起
部2aと突起部2aの間に位置するように調整してい
る。さらに、清掃装置60が突起部2aの1ピッチ分の
距離を移動するのにかかる時間と1枚の羽根部材64が
針状電極2に当接してから次の羽根部材64が針状電極
2に当接するまでの時間とが等しくなるように調整して
いる。この調整は次に示す式により回転部材62a、6
2bの回転と清掃装置60の移動速度とを制御すること
により行う。
【0063】v1/p=v2/(2πr/x) 但し、この関係式において各符号の意味は以下の通りで
ある。
【0064】v1:清掃装置60の移動速度 p:針状電極2(図2中の突起部2a)のピッチ v2:回転部材62a、62bの回転速度(周速) r:回転部材62a、62bの回転半径 x:羽根部材64の数 2πr/x:羽根部材64の円周方向の移動量 上式のように制御するので、清掃装置60が針状電極2
を清掃しながら長手方向に移動して行っても羽根部材6
4の端部が突起部2aに当接することがなく、羽根部材
64の端部が突起部2aを引っ掛けて曲げてしまうこと
がない。
【0065】また、回転部材62a、62bの長さを突
起部2aの複数ピッチ分の長さとしているので、針状電
極2を一度清掃するだけで同じ突起部2aに羽根部材6
4が数回当接し、清掃効率をアップすることが出来る。
【0066】尚、第3の実施例において回転部材62
a、62bは、ブラシが植毛されているものであっても
良い。
【0067】以上に説明した清掃装置60の清掃効果を
図20を用いて説明する。図20は、針状電極2を有す
るコロナ放電器を帯電チャージャーとして用いた複写機
による耐刷テストにおいて放電むらに起因する画像ノイ
ズのランク変化を示すグラフである。このグラフ中横軸
は耐刷枚数を示し、縦軸は画像ノイズを5段階で評価し
たノイズランクを示す。この耐刷テストでは、針状電極
2への供給電源は定電流電源とし、−600μAの電流
が流れるように制御している。図中の実線のグラフは清
掃装置60を備えたコロナ放電器を用いて耐刷テストを
行った場合のグラフである。このテストでは、1万枚複
写毎に清掃装置60により針状電極2を清掃している。
一方、図中の点線のグラフは、清掃装置60を備えてい
ないコロナ放電器を用いて耐刷テストを行った場合のグ
ラフである。2つのグラフを比較すると、清掃装置60
を備えていない場合では10万枚複写時にはランク3に
なり、12.5万枚でランク2にまで画像ノイズが悪く
なるのに対して清掃装置60を備えている場合、30万
枚後もランク4を維持している。
【0068】尚、清掃装置60による針状電極2の清掃
の頻度は一定の複写枚数毎に行っても一定時間毎に行っ
ても良い。また尚、清掃装置60を手動で動かして針状
電極2を清掃しても良い。更に尚、第2、第3の実施例
においても第1の実施例のように清掃装置50、60を
収容する収容部を設けても良い。
【0069】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るコロナ放電器に備えられた針状電極は、針状電極
の片側から偏った力が加わったり余分な力が加わること
も無く清掃される。このため、清掃中に針状電極の突起
部を変形させてしまったり、清掃むらを起こすことが無
く、結果として、針状電極の放電むらによる画像ノイズ
を抑えることができる。また、この針上電極を清掃する
清掃装置自身も損傷することがなく、長期間に渡り安定
した清掃効果を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置100の画像形成部を示す断面図
である。
【図2】清掃装置1を示す斜視図である。
【図3】コロナ放電器の清掃装置1を含む断面図であ
る。
【図4】ローラ5a、5bの表面の粗さRaと画像むら
回復ランクΔRとの関係を示す図である。
【図5】ローラ5a、5bの硬度JISAと画像むら回
復ランクΔRとの関係を示した図である。
【図6】収容部200に清掃装置1を収容した状態を示
す図である。
【図7】カバー221を示す斜視図である。
【図8】清掃装置10を示す図である。
【図9】ブラシ22a、22bを備えた清掃装置20を
示す図である。
【図10】フリッカー25a〜25dを備えた清掃装置
20を示す図である。
【図11】清掃装置30の断面図である。
【図12】針状電極2と支持体3との取付け部付近にト
ナー等が堆積した状態を示す針状電極2の断面図であ
る。
【図13】清掃装置40の構成を示す図である。
【図14】第2の実施例であるコロナ放電器に備えられ
た清掃装置50の部分断面図である。
【図15】清掃装置50を図14中の矢印方向から見た
側面図である。
【図16】ブラシローラ51a、51bを回転させる駆
動機構の変形例を示す図である。
【図17】ブラシローラ51a、51bの回転方向を説
明する図である。
【図18】第3の実施例であるコロナ放電器に備えられ
た清掃装置60の断面図である。
【図19】回転部材62の構成を示す図である。
【図20】本発明を利用したコロナ放電器を備えた複写
機と備えていない複写機とを用いて耐刷テストをした場
合のノイズランクの変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1、10、20、30、40、50、60:清掃装置 2:針状電極 3:支持体 2a:突起部 2b:平板部 4、52:移動部材 5a、5b:ローラ 6a、6b、12a、12b、34a、34b、51
a、51b、61a、61b:回転軸 51a、51b:ブラシローラ 54a、54b:プーリ 55a、55b:ワイヤ 56:スクリュー部材 57:モータ 62a、62b:回転部材 64:羽根部材 200:収容部

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 突起を複数有した板状の電極と、 この電極を両面から挟み込むように設けられ、電極に対
    し相対的に移動可能な清掃部材とを備えたことを特徴と
    するコロナ放電器。
  2. 【請求項2】 前記清掃部材を電極に沿ってスライド移
    動可能に支持する案内部材を備えたことを特徴とする請
    求項1に記載のコロナ放電器。
  3. 【請求項3】 前記清掃部材は、回転可能に支持された
    一対のローラであることを特徴とする請求項1に記載の
    コロナ放電器。
  4. 【請求項4】 前記清掃部材は、回転可能に支持された
    一対のブラシローラであることを特徴とする請求項3に
    記載のコロナ放電器。
  5. 【請求項5】 前記ローラを回転させる駆動機構を備え
    たことを特徴とする請求項3に記載のコロナ放電器。
  6. 【請求項6】 前記駆動機構は、前記ローラを回転させ
    ると共に、ローラを電極に対し相対的に移動させること
    を特徴とする請求項5に記載のコロナ放電器。
  7. 【請求項7】 前記駆動機構により駆動されるローラの
    外周部の移動速度は、ローラが電極に対し相対的に移動
    する移動速度よりも速いことを特徴とする請求項6に記
    載のコロナ放電器。
  8. 【請求項8】 前記清掃部材によって電極から掻き落さ
    れた落下物を受ける回収部材を備えたことを特徴とする
    請求項1に記載のコロナ放電器。
  9. 【請求項9】 清掃部材を清掃する第2の清掃部材を備
    えたことを特徴とする請求項1に記載のコロナ放電器。
  10. 【請求項10】 清掃部材が電極を清掃するのに先立っ
    て前記電極の突起以外の部分を清掃する第2の清掃部材
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載のコロナ放電
    器。
  11. 【請求項11】 清掃部材が電極を清掃していないと
    き、清掃部材を電極の放電領域から遮断して収容する収
    容部を備えたことを特徴とする請求項1に記載のコロナ
    放電器。
  12. 【請求項12】 前記収容部は、升状の枠と収容部内に
    清掃部材を収容したときにこの枠の開口部にふたをする
    板状部材から構成され、 板状部材は、清掃部材と一体的に設けられたことを特徴
    とする請求項12に記載のコロナ放電器。
  13. 【請求項13】 前記清掃部材は箱状のカバーにより覆
    われており、箱状のカバーの電極と交差する壁面には、
    電極が壁面を通過するための開口部を備えたことを特徴
    とする請求項1に記載のコロナ放電器。
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