JPH11288149A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、清掃部材の使用による清掃効果の
劣化、清掃部材の清掃効果のばらつき、帯電線の劣化等
を検出しこれに基づいて整備することにより、清掃パッ
ドの研磨力不足や帯電線の劣化によって生じる放電ムラ
や画像ムラの発生を防止することのできる帯電装置及び
画像形成装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
る帯電装置及び画像形成装置の代表的な構成は、帯電線
と、前記帯電線を挟持する清掃部材と、前記清掃部材を
前記帯電線に沿って摺動させる駆動手段と、前記帯電線
と前記清掃部材との駆動負荷トルクを検出する検出手段
とを有し、前記検出手段の検出値に基づいて前記清掃部
材の交換に関する情報を表示または出力するよう構成し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は帯電線を用いて放電
することにより帯電を行う帯電装置のに関するものであ
って、特にその清掃又は交換等の性能維持に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた複写機、プリンタ
ーなどに於いて、像担持体等を帯電させる帯電装置とし
て、コロトロン又はスコロトロン帯電装置等を用いる場
合がある。これらの帯電装置においては帯電線表面に放
電生成物が付着するため、その機能を維持するために帯
電線を清掃する必要がある。従来においては帯電、転
写、転写前等に、一定枚数の画像形成を行うごとに、あ
るいは一定時間放電するごとに清掃パッドを用いて自動
的に清掃を行っている。

【０００３】これらの清掃パッドには、表面にセラミッ
クスなどの高硬度の研磨微粒子を有し、帯電線の表面を
摺擦することで放電生成物を研磨して除去するものがあ
る。上記清掃パッドは清掃回数を重ねるにつれて研磨粒
子が脱落したり、放電生成物、トナーなどが清掃部材表
面に蓄積されていわゆる目詰まりを起こし、研磨力が低
下する。そのため一定枚数の画像形成を行うごとに、あ
るいは一定時間放電するごとに清掃部材や帯電線を交換
する場合がある。

【０００４】また従来においても帯電装置の清掃手段と
しては、特公平7-19090 号公報に示されるように清掃部
材の駆動の異常を検出して動作を禁止する表示を行うも
のや、特開平6-214450号公報、特開平7-28311 号公報、
特開平8-248738号公報などに示されるようにモータ特性
あるいは往復機構の磨耗などの経時変化による誤検知防
止を目的とした技術が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、帯電装置の使
用される温度、湿度や装置周辺に存在する揮発物質の影
響などによって放電生成物の生成量や生成速度が異なる
などの理由により、清掃パッドの研磨粒子の脱落や目詰
まりを生じるまでの画像形成枚数や経過時間の個体差は
大きい。

【０００６】さらに、清掃パッドにおける研磨粒子の塗
布などの製造条件等の振れ、当接状態等のばらつきによ
っても、清掃効果を失う時期は異なる。このため所定の
間隔で清掃パッド、帯電線を交換することでは、交換時
期以前に清掃パッドの効果がなくなり、放電ムラによる
黒スジ、白スジや黒ポチ、白ポチ等の画像ムラが発生す
ることがあった。

【０００７】また、清掃パッドの研磨力が劣化していな
い、あるいは帯電線が実際はまだ使用可能であるにもか
かわらず、あらかじめ決められた所定の時期に清掃パッ
ドや帯電線を交換してしまうため、時間、経費、材料の
無駄が発生していた。

【０００８】そこで本発明は、清掃部材の使用による清
掃効果の劣化、清掃部材の清掃効果のばらつき、帯電線
の劣化等を検出しこれに基づいて整備することにより、
清掃パッドの研磨力不足や帯電線の劣化によって生じる
放電ムラや画像ムラの発生を防止することのできる帯電
装置及び画像形成装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る帯電装置及び画像形成装置の代表的な
構成は、帯電線と、前記帯電線を挟持する清掃部材と、
前記清掃部材を前記帯電線に沿って摺動させる駆動手段
と、前記帯電線と前記清掃部材との駆動負荷トルクを検
出する検出手段とを有し、前記検出手段の検出値に基づ
いて前記清掃部材の交換に関する情報を表示または出力
するよう構成したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】［第一実施形態］本発明に係る帯
電装置及び画像形成装置の第一実施形態について、図を
用いて説明する。図１は本発明に係る帯電装置のブロッ
ク図、図２は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成
図、図３は帯電装置の説明図、図４は清掃パッドと帯電
線の当接状態を説明する図、図５は清掃パッドホルダー
の分解図、図６は負荷トルクと研磨力の関係図、図７は
往復回数と研磨力の関係図である。

【００１１】まず図２を用いて画像形成装置全体の概略
構成について説明する。図２に示す画像形成装置Ａにお
いて、給送トレイ１に積載された記録媒体であるシート
材Ｐは給送ローラ２によって分離給送され、更に搬送手
段であるレジストローラ対３により画像記録部へと搬送
される。

【００１２】画像形成装置Ａの上部にはスキャナユニッ
ト４が備えられており、画像情報に応じて光線を照射す
る。この照射された光線はプリズム４ａを介して記録手
段であるプロセスカートリッジ５に照射される。プロセ
スカートリッジ５には像担持体である感光体ドラム６、
後に詳述する帯電装置７、トナーを感光体ドラム６上に
現像する現像器８、及び廃トナーを感光体ドラム６上か
ら除去するクリーナ９等から構成されている。また、感
光体ドラム６には転写手段である転写ローラ10が付勢さ
れている。

【００１３】感光体ドラム６は帯電装置７によって表面
を一様に帯電された後、スキャナユニット４から照射さ
れた光線によって静電潜像を形成される。この静電潜像
は現像手段である現像器８から供給されたトナーにより
現像され、トナー像が形成される。ここで感光体ドラム
６の回転と同期してレジストローラ対３が駆動し、シー
ト材Ｐが感光体ドラム６と転写ローラ10とのニップに搬
送される。

【００１４】トナー像を転写されたシート材Ｐは定着器
11に搬送され、熱と圧力を加えられることによりトナー
像が定着される。しかる後に排出ローラ12によって排出
トレイ13に排出、積載される。

【００１５】帯電装置７は感光体ドラム６に対向して配
置されており、図３に示すように二本の帯電線14を有し
ている。帯電線14はそれぞれ一端を導電性を有する電極
15に接続し、他端をバネ17を介して電極16に接続するこ
とにより張架されている。電極15、16は設置されたシー
ルド板18に対し絶縁性を有するブロック18ａ、18ｂによ
って電気的に遮断されている。ここで電極16に高電圧を
印加すると帯電線14はコロナ放電を起こし、感光体ドラ
ム６の表面を帯電させる。

【００１６】帯電線14には清掃手段であるクリーナー19
が設けられており、図４に示すように清掃パッド20によ
って帯電線14を挟持している。クリーナー19の清掃パッ
ド20はゴムスポンジ層の表面に研磨粒子を塗布して構成
されており、図５に示すように樹脂製のホルダー19ａ、
19ｂに二つずつ直行方向に取り付けられている。これら
ホルダー19ａ、19ｂを組み合わせることによって二対の
清掃パッド20が帯電線14を四方向から囲んで当接する構
成となっている。

【００１７】クリーナー19は図示しないスクリューに接
続されており、該スクリューが駆動モーター23によって
回転することにより帯電線14に沿って移動可能に構成さ
れている。

【００１８】図１は帯電装置のブロック図であり、駆動
モーター23を駆動させるための電源21、電源のＯＮ／Ｏ
ＦＦ及び回転方向を制御する駆動回路22、駆動回路22を
制御するコントローラ26が備えられている。コントロー
ラ26は駆動回路22における駆動負荷トルクを検知するト
ルク検知回路24、トルク検知回路24からの信号を判断し
て駆動回路を制御するＣＰＵ25を有しており、このＣＰ
Ｕ25は駆動回路を制御すると共に表示素子回路27に信号
を送出して表示素子28により使用者に報知することがで
きる。

【００１９】ここで、清掃パッド20の研磨力の耐久性を
調べる中で、以下のようなことが明らかになった。

【００２０】図６は負荷トルクと研磨力の関係を示した
図であって、研磨力が高い場合には駆動負荷トルクも高
くなることを示している。このとき研磨力は、清掃パッ
ド20が当接している当接対象物の一定往復回数あたりの
重量変化量に対応させることが可能である。この重量変
化の測定には0.01mgの分解能を有する測定機を用い、実
際の帯電装置で電圧を印加しない状態で清掃パッド20を
往復摺擦させ、帯電線の重量変化と駆動モーター23の駆
動負荷トルク変化、往復回数の関係を求めたものであ
る。

【００２１】また、重量の変化量を検出しやすいよう
に、タングステンの帯電線14の代わりに直径が60〜200
μｍのSUS 線、銅線等の削れやすい材料を使うことによ
り、相対的な清掃パッドの研磨力の評価方法とすること
ができる。

【００２２】図７は同様に求めた研磨力と往復回数の関
係の一例であり、清掃の往復回数を増やしていくと一往
復あたりの重量変化量が徐々に減少することが示されて
いる。この原因を調査したところ、清掃パッド20表面の
研磨粒子が次第に脱落し、そのため研磨力が低下してい
ることがわかった。

【００２３】また、上記の駆動負荷トルクを、新品の清
掃パッド、実記耐久で10往復程度使用したパッド、実記
耐久で30万枚使用したパッドの３種類について、おのお
の未放電の帯電線、2,000 枚放電した後の帯電線、2,00
0 枚間隔で清掃し30万枚放電した後の帯電線の３種類、
計９通りの組み合わせにおいて測定を行った。すると一
往復中あるいは往路、復路の中の駆動負荷トルクの変動
量については帯電線の放電時間で大きな変化が見られ
ず、概略パッドの耐久状態、すなわち研磨力に大きく依
存していることがわかった。

【００２４】このことから、清掃パッドの駆動負荷トル
クを検出することにより、清掃パッドの研磨力のおよそ
の推定が可能であることがわかった。また更に、一往復
中あるいは往路、復路中の駆動負荷トルクの変動量か
ら、帯電線の劣化状態を推定することも可能であること
がわかった。

【００２５】そこで本実施形態においては、帯電線14の
自動清掃のタイミングは2,000 枚間隔に設定しており、
2,000 枚を超えた画像形成が終了した後に、駆動モータ
ー23を駆動させることによってクリーナー19を帯電線を
摺擦しながら長手方向に往復移動するように構成してい
る。

【００２６】そして、クリーナー19が一往復する間の駆
動負荷トルクをトルク検知回路24によって検知し、その
平均値があらかじめ決められた一定値以下になると、Ｃ
ＰＵ25が清掃パッド20の交換時期であることを表示素子
回路27を通じて表示素子28に表示することとしている。

【００２７】このように構成することにより、清掃パッ
ド20の研磨力が低下したことを知ることができ、画像形
成枚数や経過時間による画一的な判断でなく、清掃パッ
ドの交換時期を知ることができる。

【００２８】［第二実施形態］次に、本発明に係る帯電
装置及び画像形成装置の第二実施形態について図を用い
て説明する。図８は駆動負荷トルクと清掃タイミングを
決定するための関係図である。上記第一実施形態と説明
の重複する部分については、同一の符号を付して説明を
省略する。

【００２９】本実施形態に係る帯電装置においては、帯
電線14の自動清掃動作のタイミングを前回清掃してから
の累積放電時間が一定以上になった場合に行うよう構成
し、所定の時間を超えた一連の画像形成動作が終了した
後にクリーナー19を往復させている。

【００３０】図８に示す駆動負荷トルクと清掃タイミン
グとの関係は図示しないメモリーにあらかじめ記録され
ている。これにしたがって帯電装置は、ある一回の駆動
負荷トルク検知結果の平均値に基づいて、次に自動清掃
を行うまでの累積放電時間を決定する。たとえば駆動負
荷トルクが高い場合には次回の自動清掃までの累積放電
時間を長くとり、また清掃パッド20の研磨力が低下して
駆動負荷トルクが減少してきた場合には、累積放電時間
を短くとる。

【００３１】これにより清掃パッド20の研磨力が高い場
合に必要以上に研磨を行うことがなく、また研磨力が低
くなってきた場合に、頻度を高めることにより清掃不足
を補うことができる。したがって清掃パッド20または帯
電線14を交換してから次に交換するまでの間、安定して
帯電線の清掃を確実に行うことができ、清掃パッドの研
磨力不足や帯電線の劣化によって生じる放電ムラや画像
ムラの発生を防止することができる。

【００３２】［第三実施形態］次に、本発明に係る帯電
装置及び画像形成装置の第三実施形態について説明す
る。上記第一実施形態と説明の重複する部分について
は、同一の符号を付して説明を省略する。

【００３３】本実施形態においては駆動モーター23の負
荷トルクに対する回転数の特性を利用し、駆動負荷トル
クが大きいときは駆動モーター23の一定時間あたりの回
転数が少なく、また駆動負荷トルクが小さいときには一
定時間あたりの回転数が多くなるように駆動モーター23
を制御する。

【００３４】帯電装置７には、清掃パッドがホームポジ
ション、反転ポジションにあるいことを検出する二個の
清掃パッド位置検出スイッチ29ａ、29ｂ（図３参照）を
設けている。これら検出スイッチ29ａ、29ｂを用いてク
リーナー19が往復するのに要する時間を計測し、これに
より駆動負荷トルクを判断する。

【００３５】また、この駆動負荷トルクによって第一及
び第二実施形態と同様、清掃パッド20の研磨力や帯電線
の劣化状態を推定して交換時期を決定したり、また自動
清掃の間隔を調節して帯電線の清掃の確実を図ってい
る。

【００３６】［第四実施形態］次に、本発明に係る第四
実施形態について説明する。上記第一乃至第三実施形態
と説明の重複する部分については、同一の符号を付して
説明を省略する。

【００３７】上記核実施形態においては、一往復中ある
いは往路、復路中の駆動負荷トルクの平均値から清掃パ
ッドの交換時期、清掃間隔などを決定していたが、本実
施形態においては駆動負荷トルクの変動から帯電線の汚
れの状態を推定するものである。

【００３８】本実施形態においてはクリーナー19の駆動
機構にスクリューを用いているため、帯電線14が放電を
行う前でも、スクリューのピッチによる規則的な駆動負
荷トルクの変動がある。そこでこのとき測定した駆動負
荷トルクの変動をメモリーに記憶し、測定時の値を参照
しつつ演算することにより、清掃パッド20と帯電線14と
の駆動負荷トルクを得ることができる。

【００３９】たとえば、駆動負荷トルクの変動リップル
が一定値異常の場合、帯電線の局所的な汚れムラが許容
限度を超えたものとみなし、装置本体に帯電線14の交換
表示を行うか、または交換時期であるという情報を外部
のコンピュータ等に出力可能としている。

【００４０】上記の如く構成することにより、帯電線14
に実際に汚れが生じていることを検知して交換を行うこ
とができるため、必要以上に交換してしまうことによる
無駄や、許容限度を超過した汚れによる画質の低下を排
除することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る帯電装
置及び画像形成装置においては、清掃部材と帯電線との
駆動負荷トルクを検出してこれに基づき清掃部材または
帯電線の交換時期、あるいは自動清掃の実行時期を判断
するよう構成した。これにより、周囲の雰囲気等に依存
する清掃部材の研磨力低下速度のばらつきや、初期の当
接状態のばらつき等に依らず、適正な清掃パッドや帯電
線の交換時期の判断、研磨力に応じた自動清掃の間隔の
変更を行うことができる。

【００４２】従って清掃パッドの研磨力不足、または帯
電線の劣化によって生じる放電ムラを未然に防止し、こ
れに起因する画像ムラの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態に係る帯電装置のブロック図であ
る。

【図２】画像形成装置の全体構成図である。

【図３】帯電装置の説明図である。

【図４】清掃パッドと帯電線の当接状態を説明する図で
ある。

【図５】清掃パッドホルダーの分解図である。

【図６】負荷トルクと研磨力の関係図である。

【図７】往復回数と研磨力の関係図である。

【図８】第二実施形態に係る駆動負荷トルクと清掃タイ
ミングを決定するための関係図である。

【符号の説明】

Ａ …画像形成装置 Ｐ …シート材 １ …給送トレイ ２ …給送ローラ ３ …レジストローラ対 ４ …スキャナユニット ４ａ …プリズム ５ …プロセスカートリッジ ６ …感光体ドラム ７ …帯電装置 ８ …現像器 ９ …クリーナ 10 …転写ローラ 11 …定着器 12 …排出ローラ 13 …排出トレイ 14 …帯電線 15 …電極 16 …電極 17 …バネ 18 …シールド板 18ａ …ブロック 18ｂ …ブロック 19 …クリーナー 19ａ …ホルダー 19ｂ …ホルダー 20 …清掃パッド 21 …電源 22 …駆動回路 23 …駆動モーター 24 …トルク検知回路 25 …ＣＰＵ 27 …表示素子回路 28 …表示素子 29ａ、29ｂ …検出スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電線と、前記帯電線を挟持する清掃部
   材と、前記清掃部材を前記帯電線に沿って摺動させる駆
   動手段と、前記帯電線と前記清掃部材との駆動負荷トル
   クを検出する検出手段とを有し、 前記検出手段の検出値に基づいて前記清掃部材の交換に
   関する情報を表示または出力するよう構成したことを特
   徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 帯電線と、前記帯電線を挟持する清掃部
   材と、前記清掃部材を前記帯電線に沿って定期的かつ自
   動的に摺動させる駆動手段と、前記帯電線と前記清掃部
   材との駆動負荷トルクを検出する検出手段とを有し、 前記検出手段の検出値に基づいて前記自動的な摺動の実
   行時期を決定するよう構成したことを特徴とする帯電装
   置。
3. 【請求項３】 帯電線と、前記帯電線を挟持する清掃部
   材と、前記清掃部材を前記帯電線に沿って摺動させる駆
   動手段と、前記帯電線と前記清掃部材との駆動負荷トル
   クを検出する検出手段とを有し、 前記検出手段の検出値に基づいて前記帯電線の交換に関
   する情報を表示または出力するよう構成したことを特徴
   とする帯電装置。
4. 【請求項４】 記録媒体を搬送する搬送手段と、請求項
   １乃至請求項３に記載された帯電装置と、前記帯電装置
   により帯電され静電潜像を担持する像担持体と、前記静
   電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、前
   記トナー像を前記記録媒体に転写する転写手段と有する
   ことを特徴とする画像形成装置。