スコロトロン帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
【課題】複雑な離間機構を設けることなくグリッド電極から清掃部材を離間させることができ、低コスト化や小型化などが可能なスコロトロン帯電装置を提供する。
【解決手段】放電用開口部を有するシールドケース２２と、シールドケース２２内に配置された放電電極２１と、上記放電用開口部に張設されたグリッド電極２３と、グリッド電極２３の長手方向に移動しグリッド電極２３を清掃する清掃部材２４３とを備えたスコロトロン帯電装置２において、非清掃時に清掃部材２４３を待機させるグリッド電極２３の所定領域内にある待機箇所２４７に、グリッド電極２３の清掃部材２４３と対向する側の面を覆うカバー部材２４６を設けており、グリッド電極２３の上記対向する側の面からカバー部材２４６のグリッド電極２３と対向する側の面とは反対側の面までの距離は清掃部材２４３の移動によりグリッド電極２３からカバー部材２４６に乗り上げる距離である。
【解決手段】放電用開口部を有するシールドケース２２と、シールドケース２２内に配置された放電電極２１と、上記放電用開口部に張設されたグリッド電極２３と、グリッド電極２３の長手方向に移動しグリッド電極２３を清掃する清掃部材２４３とを備えたスコロトロン帯電装置２において、非清掃時に清掃部材２４３を待機させるグリッド電極２３の所定領域内にある待機箇所２４７に、グリッド電極２３の清掃部材２４３と対向する側の面を覆うカバー部材２４６を設けており、グリッド電極２３の上記対向する側の面からカバー部材２４６のグリッド電極２３と対向する側の面とは反対側の面までの距離は清掃部材２４３の移動によりグリッド電極２３からカバー部材２４６に乗り上げる距離である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられるスコロトロン帯電装置、そのスコロトロン帯電装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より画像形成装置では、感光体表面を均一に帯電する手段としてシールドケース内に感光体表面に所定の間隔を保って配置されるチャージワイヤとチャージワイヤよりも感光体に近接して配置されるグリッド電極を備えるスコロトロン帯電装置が知られている。スコロトロン帯電装置はチャージワイヤに高電圧をかけることでコロナ放電を発生させ、感光体表面をグリッド電極とほぼ同電位で帯電させることができる。
【０００３】
グリッド電極が経時でトナーや放電生成物や紙紛等により汚染されると帯電性能が低下する。この汚染により帯電の均一性が確保できなくなると一様に感光体を帯電せしめることができなくなるので出力画像にムラが発生してしまう。そのため、スコロトロン帯電装置にグリッド電極を清掃するための清掃手段を設けているものが多い。
【０００４】
また、一般にスコロトロン帯電装置はメンテナンスのため一定枚数の出力後に交換されるものであるが、上記清掃手段によりグリッド電極などの汚染を除去することでスコロトロン帯電装置の寿命を延ばすことが可能となる。そのため、上記清掃手段によってグリッド電極を清掃することは経済面や環境面などの観点から大変重要なことである。
【０００５】
ここで、清掃部材がグリッド電極に当接している箇所ではグリッド電極が清掃部材によって押されているので当接箇所及びその周辺のグリッド電極と感光体との間隔が所定の間隔と異なってしまう。作像時に清掃部材がグリッド電極に当接していると、上記当接箇所及びその周辺のグリッド電極と感光体との間隔が所定の間隔と異なることで適切な帯電電位で感光体を一様に帯電せしめられなくなり、感光体上に帯電ムラが生じてしまう。
【０００６】
特許文献１では、カムなどからなる姿勢変更手段によって非清掃時にグリッド電極から清掃部材を離間させるものが開示されている。このように非清掃時にグリッド電極から清掃部材を離間させることで、清掃部材によってグリッド電極が押されることがなくグリッド電極と感光体との間隔を所定の間隔で保つことができる。したがって、上記間隔が所定の間隔よりも小さくなることによって生じ得る帯電ムラを抑制することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３９８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のようなカムなどからなる姿勢変更手段などを用いてグリッド電極から清掃部材を離間させる構成では、グリッド電極から清掃部材を離間させる機構が複雑となるので低コスト化や装置の小型化などに不向きであるといった問題が生じる。
【０００９】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、複雑な離間機構を設けることなくグリッド電極から清掃部材を離間させることができ、低コスト化や小型化などが可能なスコロトロン帯電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、放電用開口部を有するシールドケースと、該シールドケース内に配置された放電電極と、該放電用開口部に張設されたグリッド電極と、該グリッド電極の長手方向に移動し該グリッド電極と摺擦することで該グリッド電極を清掃する清掃部材とを備えたスコロトロン帯電装置において、上記清掃部材が上記グリッド電極の清掃を行わない非清掃時に該清掃部材を待機させる、該グリッド電極の所定の領域内に設けられた待機箇所に、該グリッド電極の該清掃部材と対向する側の面を覆うカバー部材を設けており、該グリッド電極の該対向する側の面から該カバー部材の該グリッド電極と対向する側の面とは反対側の面までの距離は、該清掃部材の該長手方向への移動によって該清掃部材が待機箇所外の該グリッド電極上から該カバー部材上に乗り上げ可能な距離であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のスコロトロン帯電装置において、上記清掃部材が弾性体であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２のスコロトロン帯電装置のおいて、上記清掃部材は上記長手方向に移動可能な清掃部材保持部材によって保持されており、上記清掃部材の厚みの自然長をＡ、上記グリッド電極上にあるときの該清掃部材の厚みをＢ、上記カバー部材上にあるときの該清掃部材の厚みをＣとしたとき、該グリッド電極上にあるときの該清掃部材の圧縮比（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４以上、且つ、該カバー部材上にあるときの該清掃部材の圧縮比（Ａ−Ｃ）／Ａが０．６４以下、となるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のスコロトロン帯電装置において、上記カバー部材がシート状であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４のスコロトロン帯電装置において、上記グリッド電極と上記カバー部材とが円弧形状であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５のスコロトロン帯電装置において、上記カバー部材は予め円弧形状に加工されているものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のスコロトロン帯電装置において、上記清掃部材が発泡ポリウレタンであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電せしめる帯電手段とを備えた画像形成装置において、該帯電手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のスコロトロン帯電装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、帯電手段と、像担持体、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、画像形成装置に対し着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、該帯電手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のスコロトロン帯電装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、帯電手段と、像担持体、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、該プロセスカートリッジとして、請求項９のプロセスカートリッジを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、清掃部材の上記長手方向への移動によって清掃部材が待機箇所外のグリッド電極上から待機箇所に設けられたカバー部材上に乗り上げることができる。これにより、非清掃時に清掃部材を待機箇所に移動させカバー部材上に乗り上げさせることによって、グリッド電極から清掃部材を離間させることができる。したがって、複雑な離間機構を設けることなく非清掃時にグリッド電極から清掃部材を離間させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、複雑な離間機構を設けることなくグリッド電極から清掃部材を離間させることができ低コスト化や小型化などが可能であるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。ただし、これは一実施形態にすぎず本発明の範囲を限定するものではない。
【００１４】
図２は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。ここではフルカラー複写機（以下、単に複写機という）１００を例に挙げて説明する。複写機１００は画像形成部３００、給紙部２００、原稿読み取り部４００、原稿搬送部５００からなる。画像形成部３００は、画像形成ユニット１０、露光装置３、転写装置５、定着装置７からなる。
【００１５】
画像形成ユニット１０は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の３色のトナー像を形成する３つのプロセスカートリッジ１０Ｃ、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するプロセスカートリッジ１０Ｋを並列して備える。各プロセスカートリッジ１０Ｃ、１０Ｋの中央には、それぞれ感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが備えられ、その周囲に、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６が備えられている。
【００１６】
露光装置３は、原稿読み取り部４００で読み取ったデータ、又は図示しないＰＣ等外部より送られた画像信号を変換し、ポリゴンモータでレーザー光をスキャンさせ、ミラーを通して読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。
【００１７】
転写装置５は、各感光体１上に形成されたトナー像を順次重ね合わせて保持する無端ベルト状の中間転写ベルト５０を含んで構成されており、中間転写ベルト５０上に形成されたカラートナー像を記録紙に転写する構成となっている。中間転写ベルト５０は、ベース層を、例えばフッ素樹脂や帆布などの伸びにくい材料で作り、その上に弾性層を設ける。弾性層は、例えばフッ素ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴムなどでつくる。その弾性層の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被ってなる。そして、支持ローラ５４に掛け回して時計回りに回転搬送可能とする。また、画像転写後に中間転写ベルト５０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置５３を設ける。
【００１８】
この他、転写搬送ベルトによって記録紙を搬送し、各感光体１上に形成されたトナー像を直接記録紙に転写する構成であってもよい。
【００１９】
中間転写ベルト５０を挟んで感光体１に対向する位置には、１次転写手段５１が備えられている。１次転写手段５１は図示しない電源が接続されていて、感光体１上のトナー像を中間転写ベルト５０に転写する際電圧が印加されて、感光体１と中間転写ベルト５０の間に電界が形成され、静電気的にトナー像の転写が行われる。一方、中間転写ベルト５０を挟んで２次転写装置５２を備える。２次転写装置５２は、図示例では、２つのローラ間に、無端ベルトである２次転写ベルトを掛け渡して構成し、中間転写ベルト５０上の画像をシートに転写する。
【００２０】
２次転写装置５２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置７を設ける。定着装置７は、内部にハロゲンヒータ等を有するローラに張架されたベルトと加圧ローラとから構成されており両者によって形成されるニップ部にて記録紙上のトナーに熱と圧を加えてトナー像を定着させる。この他、一対のローラ、あるいは一対のベルトを用いるものであってもよい。
【００２１】
複写機１００は、この他に両面反転ユニット９、排紙トレイ８等を備える。
図３は、図２のプロセスカートリッジ１０を拡大して示した図である。感光体１は、光導電性を有するアモルファスシリコン、アモルファスセレン等の非晶質金属、あるいは、ビスアゾ顔料、フタロシアニン顔料等の有機化合物を用いることができる。環境問題及び使用後の後処理を考慮すると、有機化合物を用いた感光体が好ましい。
【００２２】
帯電装置２はスコロトロン帯電装置２であり、チャージワイヤ２１、シールドケース２２、グリッド電極２３、チャージワイヤ２１とグリッド電極２３にそれぞれ接続される図示しない電源を備える。チャージワイヤ２１とグリッド電極２３にそれぞれ高電圧を印加して、感光体１とチャージワイヤ２１との間でコロナ放電を発生させ感光体１の表面を一様に帯電するものである。グリッド電極２３は電位制御性を良好にするために、感光体１の曲率に沿った形状で配置されている。また、経時においても安定した帯電性能を維持するために、帯電清掃装置２４が配置される。
【００２３】
排気ダクト１１は複写機１００背面の排気ダクトと連結されており、放電の際に発生したオゾンを含む装置内の気体は排気ダクト１１からオゾン処理フィルターを通って装置外へ排出される。
【００２４】
現像装置４は、現像剤を担持して感光体１に供給する現像剤担持体である現像ローラ４１と、トナー供給スクリュー４２等を備える。現像ローラ４１は、回転可能に支持された中空円筒状の現像剤担持部材と、現像剤担持部材の内部にこれと同軸に固設されたマグネットロールとを備えており、現像剤担持部材の外周面に現像剤を磁気的に吸着して搬送するようになっている。現像剤担持部材は導電性で、非磁性部材で構成されており、現像バイアスを印加するための図示しない電源が接続されている。現像ローラ４１と感光体１との間には、電源から電圧が印加され、現像領域に電界が形成される。
【００２５】
クリーニング装置６は、クリーニングブレード６１、クリーニングブラシローラ６２、廃トナー排出スクリュー６３からなり、１次転写後に感光体１上に残留する転写残トナーを除去し、再度の画像形成に備える。
【００２６】
これら帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６及び感光体１は一体に形成された、複写機１００に対し着脱自在なプロセスカートリッジであり、複写機１００から一体的に交換可能である。
【００２７】
次に、スコロトロン帯電装置２を説明する。
図４や図５に示すようにシールドケース２２の長手方向両端部には絶縁性樹脂で形成されたエンドブロック２５が固定されており、チャージワイヤ２１およびグリッド電極２３はエンドブロック２５に固定される。グリッド電極２３はエンドブロック２５のグリッド電極引掛部２５１より引っ張られ、エンドブロック２５の曲率形成部２５２にならうことで、曲率形状に張られる。本実施形態では感光体１の表面から２［ｍｍ］の距離にグリッド電極２３を、感光体１の表面から６［ｍｍ］の距離にチャージワイヤ２１を配置した。
【００２８】
なお、本実施形態において上述したようにグリッド電極を上記曲率形状で張るのは、図６（ａ）に示すように感光体１とグリッド電極２３との距離が場所によって不一定にならないように、図６（ｂ）に示すようにグリッド電極２３が感光体１の曲率に沿わすことで、感光体１とグリッド電極２３との距離が場所によらず一定になるようにするためである。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、２本のチャージワイヤ２１間に対向電極２２１があるため、スコロトロン帯電装置２は電位制御性が良好な形体となっている。
【００３０】
帯電清掃装置２４は図４や図７に示すように、送りネジ２４１、スライダー２４２、グリッド清掃部材２４３、駆動ギヤ２４４、清掃部材保持部材２４５、カバー部材２４６よりなり、非作像時（感光体１停止）に送りネジ２４１を駆動ギヤ２４４より回転させることでスライダー２４２がシールドケース２２の長手方向に往復移動可能になっている。そして、スライダー２４が上記長手方向に移動することでスライダー２４２に取り付けられた清掃部材保持部材２４５に保持されるグリッド清掃部材２４３がグリッド電極２３に接しながら同方向に移動することでグリッド電極２３を清掃する構成となっている。
【００３１】
本実施形態のスコロトロン帯電装置２では、帯電清掃装置２４が作像中（感光体１の回転中）に感光体１の有効画像形成領域外のグリッド電極２３の長手方向端部（図４中手前側）に設けられた待機スペース２４７内に収まるようになっている。また、この待機スペース２４７内にあるグリッド電極２３はカバー部材２４６によって覆われている。
【００３２】
図８に示すように、グリッド清掃部材２４３は発泡ポリウレタン性で厚みが自然長で５［ｍｍ］のものを用いた。カバー部材２４６はペットシート材であり厚み０．２［ｍｍ］のものを用い、感光体ドラム１の曲率に沿う形状に予め熱プレスにより加工されている。カバー部材２４６をペットシート材にすることで、非清掃時に待機スペース２４７内のカバー部材２４６上にあるグリッド清掃部材２４３の厚みＣをできるだけ大きくすることができる。また、カバー部材２４６を円弧形状とすることで、平板形状に比べ断面２次モーメントを高くすることができ、さらなるカバー部材２４６の薄肉化が可能である。さらに、カバー部材２４６が予め円弧形状に加工されていることで、カバー保持部材などを設けてカバー保持部材によりカバー部材２４６を円弧形状に変形させる必要がなくなり、精度の高い円弧形状を確実に維持できる。
【００３３】
カバー部材２４６はグリッド電極２３と０．５［ｍｍ］の間隔を空けて設けられている。清掃部材保持部材２４５の厚みは１．２［ｍｍ］、清掃部材保持部材２４５と対向電極２２１との間隔は１［ｍｍ］とした。
【００３４】
帯電清掃装置２４がグリッド電極２３の清掃を行わない非清掃時に待機スペース２４７へ移動するときには、図１（ａ）に示すようにグリッド電極２３に接しているグリッド清掃部材２４が図１（ｂ）に示すようにスライダー２４２による移動によって弾性変形しながらグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に乗り上がることで、図１（ｃ）に示すようにグリッド清掃部材２４３がグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に移動する。さらに、帯電清掃装置２４が待機スペース２４７内に収まったときには、待機スペース２４内のグリッド清掃部材２４３とグリッド電極２３との間にカバー部材２４６があることで、グリッド清掃部材２４３によりグリッド電極２３が押されないようになっている。
【００３５】
このように、グリッド清掃部材２４３がスライダー２４２による移動によってグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に乗り上げることができることで、非清掃時にグリッド電極２３からグリッド清掃部材２４３を複雑な離間機構を用いることなく離間させることができる。特に、本実施形態のスコロトロン帯電装置２のように２本のチャージワイヤ２１間に対向電極２２１がある場合には、カムなどからなる複雑な離間機構を用いてグリッド清掃部材２４３をグリッド電極２３から離間させるような構成にするのは困難であるのでより効果的である。
【００３６】
また、帯電清掃装置２４がグリッド電極２３の清掃を行う清掃時に待機スペース２４７から外へ移動するときには、非清掃時に帯電清掃装置２４が待機スペース２４７へ移動したときと逆の手順で、つまり、スライダー２４２によりグリッド清掃部材２４３が図１（ｃ）、図１（ｂ）及び図１（ａ）の順で示されるような移動をすることによって、グリッド清掃部材２４３がカバー部材２４６上からグリッド電極２３上に移動することができる。
【００３７】
なお、上述したようにグリッド清掃部材２４３の厚みの自然長Ａが５［ｍｍ］であると、清掃時のグリッド清掃部材２４３とグリッド電極２３とが接している清掃時のグリッド清掃部材２４３の厚みＢは３［ｍｍ］、グリッド清掃部材２４３が待機スペースに移動しグリッド清掃部材２４３とカバー部材２４６とが接している非清掃時（待機時）のグリッド清掃部材２４３の厚みＣは２．３［ｍｍ］となる。
【００３８】
ここで、上述したように非清掃時のグリッド清掃部材の厚みＣは清掃時のグリッド清掃部材２４３の厚みＢよりも小さくなる。これは、図１（ｂ）と図１（ｃ）とからわかるように、グリッド清掃部材２４３をグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に移動させることによってグリッド清掃部材２４３が厚さ方向で圧縮するためである。カバー部材２４６上でのグリッド清掃部材２４３の変形量が大きくなり過ぎると、弾性を失い一部が塑性変形してしまう。このようにグリッド清掃部材２４３に塑性変形が生じてしまうと清掃時にグリッド清掃部材２４３のグリッド電極２３への当接が適切に行われず押付け力が十分に得られなくなってグリッド電極２３に清掃不良が生じてしまう。グリッド清掃部材２４３の厚さ方向での圧縮を低減するために待機スペース２４７のグリッド清掃部材厚み方向のスペースを大きくすることも考えられるが、待機スペース２４７を大きくするためには、感光体１とチャージワイヤ２１との間隔を大きくする必要があり、この場合スコロトロン帯電装置２は大型化してしまう。
【００３９】
次に、本実施形態の複写機１００を用いて行った実験について説明する。
グリッド清掃部材２４３の厚みの自然長Ａを３［ｍｍ］、４［ｍｍ］、５［ｍｍ］、清掃時のグリッド清掃部材２４３の厚みＢを３［ｍｍ］、非清掃時（待機時）のグリッド清掃部材２４３の厚みＣを１．３［ｍｍ］、１．８［ｍｍ］、２．３［ｍｍ］としたときの、初期と経時（プロセス線速３００［ｍｍ／ｓ］でＡ４Ｙ換算１０００００枚通紙後）とでのグリッド清掃性能と１×１ｄｏｔ画像ムラを確認した。なお、非清掃時のグリッド清掃部材の厚さＣは、カバー部材２４６の厚みを変えることで変化させた。
【００４０】
初期清掃性能及び経時帯電性能の評価は、良好な清掃性能が認められるものを「○」、実使用で許容できる程度の清掃不良が認められるものを「△」、許容できない清掃不良が認められるものを「×」で行った。
【００４１】
帯電ムラの評価は、１×１ｄｏｔ画像ムラレベルを５段階で行っており、大きく分けて実使用で許容できない帯電ムラが生じるレベル３以下を不可（×）、実使用で許容できない帯電ムラが生じない乃至帯電ムラが生じないレベル４以上を可（○）で行った。
【００４２】
そして、初期清掃性能の評価、経時帯電性能の評価及び帯電ムラの評価から総合的な判定を可（○）、不可（×）で行った。
【００４３】
表１に実験結果を示す。
【表１】
【００４４】
表１に示すように、清掃時の清掃部材圧縮比（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４以上であると、初期的な清掃性能は良好であることが分かる。これは、グリッド清掃部材２４３が十分にグリッド電極２３に押付けられた状態でグリッド電極２３を清掃することができるためであると考えられる。
【００４５】
また、非清掃時の清掃部材圧縮比（Ａ−Ｃ）／Ａが０．６４以下であれば、経時での清掃性能は良好であり、１×１ｄｏｔ画像のムラレベルも良好であることが分かる。非清掃時の清掃部材圧縮比が０．６４よりも大きくなると、経時でのグリッド清掃部材２４３の変形量が大きくなり（一部は塑性変形している）、弾性を失って清掃時にグリッド電極２３への押付け力が十分に得られなくなり清掃不良が発生したと考えられる。この清掃不良は感光体１の電位偏差となり、１×１ｄｏｔ画像において濃度ムラとなって表れたものと考えられる。
【００４６】
これらより、清掃時の清掃部材圧縮比を０．４以上、且つ、非清掃時の清掃部材圧縮比を０．６４以下とすることで、初期と経時とにおいてもグリッド清掃性能が良好となり、スコロトロン帯電装置２の高寿命化が可能であることが分かった。特に、非清掃時の清掃部材圧縮比を０．６以下にすることで確実に経時でのグリッド電極２４３の変形量が大きくなるのを抑制することが可能となるのでより経時でのグリッド清掃性能が良好となり、さらにスコロトロン帯電装置２の高寿命化が可能となる。
【００４７】
また、本実施形態のスコロトロン帯電装置２においては、非清掃時にグリッド電極２３からグリッド清掃部材２４３を離間させるために複雑な機構を必要とせず、しかも、待機スペース２４７にペットシートからなるカバー部材と、発泡ポリウレタン性のグリッド清掃部材２４３とを用いているだけのため低コスト化が可能である。
【００４８】
以上、本実施形態によれば、放電用開口部を有するシールドケース２２と、シールドケース２２内に配置された放電電極であるチャージワイヤ２１と、上記放電用開口部に張設されたグリッド電極２３と、グリッド電極２３の長手方向に移動しグリッド電極２３と摺擦することでグリッド電極２３を清掃する清掃部材であるグリッド清掃部材２４３とを備えたスコロトロン帯電装置２において、グリッド清掃部材２４３がグリッド電極２３の清掃を行わない非清掃時にグリッド清掃部材２４３を待機させる、グリッド電極２３の所定の領域内である感光体１の有効画像形成領域外に対向するグリッド電極２３の領域内に設けられた待機箇所である待機スペース２４７に、グリッド電極２３のグリッド清掃部材２４３と対向する側の面を覆うカバー部材２４６を設けており、グリッド電極２３の上記対向する側の面からカバー部材２４６のグリッド電極２３と対向する側の面とは反対側の面までの距離は、グリッド清掃部材２４３の上記長手方向への移動によってグリッド清掃部材２４３が待機スペース２４７外のグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に乗り上げ可能な距離である。これにより、グリッド清掃部材２４３が上記長手方向への移動によって待機スペース２４７外のグリッド電極２３上から待機スペース２４７に設けられたカバー部材２４６上に乗り上げることができる。よって、グリッド清掃部材２４３によってグリッド電極２３の清掃を行わない非清掃時に、グリッド清掃部材２４３を待機スペース２４７内に移動させることでグリッド電極２３からグリッド清掃部材２４３を離間させることができる。したがって、複雑な離間機構を設けることなく非清掃時にグリッド電極２３からグリッド清掃部材２４３を離間させることができ、装置の低コスト化や小型化が可能である。
また、本実施形態によれば、グリッド清掃部材２４３が弾性体であることで、グリッド清掃部材２４３が弾性変形しながらグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に乗り上がるので、容易にグリッド清掃部材２４３をカバー部材２４６上へ移動させることができる。また、初期、経時での清掃時のグリッド電極２３への当接力を確実に維持することができ清掃性が高まる。
また、本実施形態によれば、グリッド清掃部材２４３は上記長手方向に移動可能な清掃部材保持部材２４５によって保持されており、グリッド清掃部材２４３の厚みの自然長をＡ、グリッド電極２３上にあるときのグリッド清掃部材２４３の厚みをＢ、カバー部材２４６上にあるときのグリッド清掃部材の厚みをＣとしたとき、グリッド電極２３上にあるときのグリッド清掃部材２４３の圧縮比（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４以上、且つ、カバー部材２４６上にあるときのグリッド清掃部材２４３の圧縮比（Ａ−Ｃ）／Ａが０．６４以下、となるように構成している。これにより、上述した実験結果からもわかるように、清掃時にも十分な当接力を維持しつつ、グリッド清掃部材２４３が非清掃時（待機時）にカバー部材２４６から押されることでの経時での変形を抑止し、経時での清掃時にも十分な当接力を維持することができる。よって初期、経時でのグリッド電極２３の清掃を確実に行うことができる。
また、本実施形態によれば、カバー部材２４６がシート状部材であるペットシート材にすることで、非清掃時に待機スペース２４７内のカバー部材２４６上にあるグリッド清掃部材２４３の厚みＣをできるだけ大きくすることができ、カバー部材２４６上にあるときのグリッド清掃部材２４３の圧縮比を小さくできる。
また、本実施形態によれば、グリッド電極２３とカバー部材２４６とが円弧形状であることで、感光体１の曲率に沿った一定間隔でグリッド電極２３を配置することができ、電位制御性を向上させ帯電ムラを低減することができる。さらにカバー部材２４６を円弧形状とすることで、平板形状に比べ断面２次モーメントを高くすることができ、さらなるカバー部材２４６の薄肉化が可能である。これにより、グリッド清掃部材２４３が非清掃時（待機時）にカバー部材２４６から押されることでの経時での変形を防ぎ、非清掃時の待機スペース２４７内のカバー部材２４６上にあるグリッド清掃部材２４３の厚みＣを大きくすることができ、カバー部材２４６上にあるときのグリッド清掃部材２４３の圧縮比を小さくできる。よって初期、経時でのグリッド電極２３の清掃を確実に行うことができる。
また、本実施形態によれば、カバー部材２４６は予め円弧形状に加工されたものであることで、カバー保持部材などを設けてカバー保持部材により円弧形状に変形させる必要がなくなり、精度の高い円弧形状を確実に維持できる。
また、本実施形態によれば、グリッド清掃部材２４３として発泡ポリウレタンを用いることで、耐オゾン性を高め、弾性を高く、圧縮残留ひずみ率を小さするこができ、非清掃時にカバー部材２４６から押されることによる経時でのグリッド清掃部材２４３の塑性変形を確実に防止することができる。
また、本実施形態によれば、像担持体である感光体１と、感光体１の表面を帯電せしめる帯電手段とを備えた画像形成装置である複写機１００において、帯電手段として本発明のスコロトロン帯電装置２を用いることで低コストで高寿命、小型化が可能な複写機１００を提供することができる。
また、本実施形態によれば、帯電手段と、像担持体である感光体１、現像手段である現像装置４及びクリーニング手段であるクリーニング装置６のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、画像形成装置に対し着脱自在なプロセスカートリッジ１０において、上記帯電手段として本発明のスコロトロン帯電装置２を用いることで低コストで高寿命、小型化が可能なプロスカートリッジ１０を提供することができる。さらに、ユーザによるメンテナンスが容易になりサービス性が大幅に向上する。
また、本実施形態によれば、帯電手段と、像担持体である感光体１、現像手段である現像装置４及びクリーニング手段であるクリーニング装置６のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジを備える画像形成装置である複写機１００において、上記プロセスカートリッジとし本発明のスコロトロン帯電装置２を備えるプロセスカートリッジ１０を用いることにより、低コストで高寿命、小型化が可能な複写機１００を提供することができる。さらに、ユーザによるメンテナンスが容易になりサービス性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の特徴部であるグリッド電極上からカバー部材上にグリッド清掃部材を移動させる状態を示した模式図。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】プロセスカートリッジの拡大概略構成図。
【図４】スコロトロン帯電装置の斜視図。
【図５】スコロトロン帯電装置を裏返した斜視図。
【図６】グリッド電極の形状と感光体との間の間隔との関係を示す模式図。
【図７】スコロトロン帯電装置及び帯電清掃装置の概略構成図。
【図８】グリッド清掃部材の寸法を示した模式図。
【符号の説明】
【００５０】
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ クリーニング装置
７ 定着装置
８ 排紙トレイ
９ 両面反転ユニット
１０ プロセスカートリッジ
２１ チャージワイヤ
２２ シールドケース
２３ グリッド電極
２４ 帯電清掃装置
２５ エンドブロック
４１ 現像剤担持体
４２ トナー供給スクリュー
５０ 中間転写ベルト
５１ １次転写手段
５２ ２次転写装置
５３ 中間転写ベルトクリーニング装置
５４ 支持ローラ
６１ クリーニングブレード
６２ クリーニングブラシローラ
６３ 廃トナー排出スクリュー
１００ 画像形成装置
２００ 給紙部
２２１ 対向電極
２４１ 送りネジ
２４２ スライダー
２４３ グリッド清掃部材
２４４ 駆動ギヤ
２４５ 清掃部材保持部材
２４６ カバー部材
２４７ 待機スペース
３００ 画像形成部
４００ 原稿読み取り部
５００ 原稿搬送部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられるスコロトロン帯電装置、そのスコロトロン帯電装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より画像形成装置では、感光体表面を均一に帯電する手段としてシールドケース内に感光体表面に所定の間隔を保って配置されるチャージワイヤとチャージワイヤよりも感光体に近接して配置されるグリッド電極を備えるスコロトロン帯電装置が知られている。スコロトロン帯電装置はチャージワイヤに高電圧をかけることでコロナ放電を発生させ、感光体表面をグリッド電極とほぼ同電位で帯電させることができる。
【０００３】
グリッド電極が経時でトナーや放電生成物や紙紛等により汚染されると帯電性能が低下する。この汚染により帯電の均一性が確保できなくなると一様に感光体を帯電せしめることができなくなるので出力画像にムラが発生してしまう。そのため、スコロトロン帯電装置にグリッド電極を清掃するための清掃手段を設けているものが多い。
【０００４】
また、一般にスコロトロン帯電装置はメンテナンスのため一定枚数の出力後に交換されるものであるが、上記清掃手段によりグリッド電極などの汚染を除去することでスコロトロン帯電装置の寿命を延ばすことが可能となる。そのため、上記清掃手段によってグリッド電極を清掃することは経済面や環境面などの観点から大変重要なことである。
【０００５】
ここで、清掃部材がグリッド電極に当接している箇所ではグリッド電極が清掃部材によって押されているので当接箇所及びその周辺のグリッド電極と感光体との間隔が所定の間隔と異なってしまう。作像時に清掃部材がグリッド電極に当接していると、上記当接箇所及びその周辺のグリッド電極と感光体との間隔が所定の間隔と異なることで適切な帯電電位で感光体を一様に帯電せしめられなくなり、感光体上に帯電ムラが生じてしまう。
【０００６】
特許文献１では、カムなどからなる姿勢変更手段によって非清掃時にグリッド電極から清掃部材を離間させるものが開示されている。このように非清掃時にグリッド電極から清掃部材を離間させることで、清掃部材によってグリッド電極が押されることがなくグリッド電極と感光体との間隔を所定の間隔で保つことができる。したがって、上記間隔が所定の間隔よりも小さくなることによって生じ得る帯電ムラを抑制することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３９８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のようなカムなどからなる姿勢変更手段などを用いてグリッド電極から清掃部材を離間させる構成では、グリッド電極から清掃部材を離間させる機構が複雑となるので低コスト化や装置の小型化などに不向きであるといった問題が生じる。
【０００９】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、複雑な離間機構を設けることなくグリッド電極から清掃部材を離間させることができ、低コスト化や小型化などが可能なスコロトロン帯電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、放電用開口部を有するシールドケースと、該シールドケース内に配置された放電電極と、該放電用開口部に張設されたグリッド電極と、該グリッド電極の長手方向に移動し該グリッド電極と摺擦することで該グリッド電極を清掃する清掃部材とを備えたスコロトロン帯電装置において、上記清掃部材が上記グリッド電極の清掃を行わない非清掃時に該清掃部材を待機させる、該グリッド電極の所定の領域内に設けられた待機箇所に、該グリッド電極の該清掃部材と対向する側の面を覆うカバー部材を設けており、該グリッド電極の該対向する側の面から該カバー部材の該グリッド電極と対向する側の面とは反対側の面までの距離は、該清掃部材の該長手方向への移動によって該清掃部材が待機箇所外の該グリッド電極上から該カバー部材上に乗り上げ可能な距離であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のスコロトロン帯電装置において、上記清掃部材が弾性体であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２のスコロトロン帯電装置のおいて、上記清掃部材は上記長手方向に移動可能な清掃部材保持部材によって保持されており、上記清掃部材の厚みの自然長をＡ、上記グリッド電極上にあるときの該清掃部材の厚みをＢ、上記カバー部材上にあるときの該清掃部材の厚みをＣとしたとき、該グリッド電極上にあるときの該清掃部材の圧縮比（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４以上、且つ、該カバー部材上にあるときの該清掃部材の圧縮比（Ａ−Ｃ）／Ａが０．６４以下、となるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のスコロトロン帯電装置において、上記カバー部材がシート状であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４のスコロトロン帯電装置において、上記グリッド電極と上記カバー部材とが円弧形状であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５のスコロトロン帯電装置において、上記カバー部材は予め円弧形状に加工されているものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のスコロトロン帯電装置において、上記清掃部材が発泡ポリウレタンであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電せしめる帯電手段とを備えた画像形成装置において、該帯電手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のスコロトロン帯電装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、帯電手段と、像担持体、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、画像形成装置に対し着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、該帯電手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のスコロトロン帯電装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、帯電手段と、像担持体、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、該プロセスカートリッジとして、請求項９のプロセスカートリッジを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、清掃部材の上記長手方向への移動によって清掃部材が待機箇所外のグリッド電極上から待機箇所に設けられたカバー部材上に乗り上げることができる。これにより、非清掃時に清掃部材を待機箇所に移動させカバー部材上に乗り上げさせることによって、グリッド電極から清掃部材を離間させることができる。したがって、複雑な離間機構を設けることなく非清掃時にグリッド電極から清掃部材を離間させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、複雑な離間機構を設けることなくグリッド電極から清掃部材を離間させることができ低コスト化や小型化などが可能であるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。ただし、これは一実施形態にすぎず本発明の範囲を限定するものではない。
【００１４】
図２は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。ここではフルカラー複写機（以下、単に複写機という）１００を例に挙げて説明する。複写機１００は画像形成部３００、給紙部２００、原稿読み取り部４００、原稿搬送部５００からなる。画像形成部３００は、画像形成ユニット１０、露光装置３、転写装置５、定着装置７からなる。
【００１５】
画像形成ユニット１０は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の３色のトナー像を形成する３つのプロセスカートリッジ１０Ｃ、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するプロセスカートリッジ１０Ｋを並列して備える。各プロセスカートリッジ１０Ｃ、１０Ｋの中央には、それぞれ感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが備えられ、その周囲に、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６が備えられている。
【００１６】
露光装置３は、原稿読み取り部４００で読み取ったデータ、又は図示しないＰＣ等外部より送られた画像信号を変換し、ポリゴンモータでレーザー光をスキャンさせ、ミラーを通して読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。
【００１７】
転写装置５は、各感光体１上に形成されたトナー像を順次重ね合わせて保持する無端ベルト状の中間転写ベルト５０を含んで構成されており、中間転写ベルト５０上に形成されたカラートナー像を記録紙に転写する構成となっている。中間転写ベルト５０は、ベース層を、例えばフッ素樹脂や帆布などの伸びにくい材料で作り、その上に弾性層を設ける。弾性層は、例えばフッ素ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴムなどでつくる。その弾性層の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被ってなる。そして、支持ローラ５４に掛け回して時計回りに回転搬送可能とする。また、画像転写後に中間転写ベルト５０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置５３を設ける。
【００１８】
この他、転写搬送ベルトによって記録紙を搬送し、各感光体１上に形成されたトナー像を直接記録紙に転写する構成であってもよい。
【００１９】
中間転写ベルト５０を挟んで感光体１に対向する位置には、１次転写手段５１が備えられている。１次転写手段５１は図示しない電源が接続されていて、感光体１上のトナー像を中間転写ベルト５０に転写する際電圧が印加されて、感光体１と中間転写ベルト５０の間に電界が形成され、静電気的にトナー像の転写が行われる。一方、中間転写ベルト５０を挟んで２次転写装置５２を備える。２次転写装置５２は、図示例では、２つのローラ間に、無端ベルトである２次転写ベルトを掛け渡して構成し、中間転写ベルト５０上の画像をシートに転写する。
【００２０】
２次転写装置５２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置７を設ける。定着装置７は、内部にハロゲンヒータ等を有するローラに張架されたベルトと加圧ローラとから構成されており両者によって形成されるニップ部にて記録紙上のトナーに熱と圧を加えてトナー像を定着させる。この他、一対のローラ、あるいは一対のベルトを用いるものであってもよい。
【００２１】
複写機１００は、この他に両面反転ユニット９、排紙トレイ８等を備える。
図３は、図２のプロセスカートリッジ１０を拡大して示した図である。感光体１は、光導電性を有するアモルファスシリコン、アモルファスセレン等の非晶質金属、あるいは、ビスアゾ顔料、フタロシアニン顔料等の有機化合物を用いることができる。環境問題及び使用後の後処理を考慮すると、有機化合物を用いた感光体が好ましい。
【００２２】
帯電装置２はスコロトロン帯電装置２であり、チャージワイヤ２１、シールドケース２２、グリッド電極２３、チャージワイヤ２１とグリッド電極２３にそれぞれ接続される図示しない電源を備える。チャージワイヤ２１とグリッド電極２３にそれぞれ高電圧を印加して、感光体１とチャージワイヤ２１との間でコロナ放電を発生させ感光体１の表面を一様に帯電するものである。グリッド電極２３は電位制御性を良好にするために、感光体１の曲率に沿った形状で配置されている。また、経時においても安定した帯電性能を維持するために、帯電清掃装置２４が配置される。
【００２３】
排気ダクト１１は複写機１００背面の排気ダクトと連結されており、放電の際に発生したオゾンを含む装置内の気体は排気ダクト１１からオゾン処理フィルターを通って装置外へ排出される。
【００２４】
現像装置４は、現像剤を担持して感光体１に供給する現像剤担持体である現像ローラ４１と、トナー供給スクリュー４２等を備える。現像ローラ４１は、回転可能に支持された中空円筒状の現像剤担持部材と、現像剤担持部材の内部にこれと同軸に固設されたマグネットロールとを備えており、現像剤担持部材の外周面に現像剤を磁気的に吸着して搬送するようになっている。現像剤担持部材は導電性で、非磁性部材で構成されており、現像バイアスを印加するための図示しない電源が接続されている。現像ローラ４１と感光体１との間には、電源から電圧が印加され、現像領域に電界が形成される。
【００２５】
クリーニング装置６は、クリーニングブレード６１、クリーニングブラシローラ６２、廃トナー排出スクリュー６３からなり、１次転写後に感光体１上に残留する転写残トナーを除去し、再度の画像形成に備える。
【００２６】
これら帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６及び感光体１は一体に形成された、複写機１００に対し着脱自在なプロセスカートリッジであり、複写機１００から一体的に交換可能である。
【００２７】
次に、スコロトロン帯電装置２を説明する。
図４や図５に示すようにシールドケース２２の長手方向両端部には絶縁性樹脂で形成されたエンドブロック２５が固定されており、チャージワイヤ２１およびグリッド電極２３はエンドブロック２５に固定される。グリッド電極２３はエンドブロック２５のグリッド電極引掛部２５１より引っ張られ、エンドブロック２５の曲率形成部２５２にならうことで、曲率形状に張られる。本実施形態では感光体１の表面から２［ｍｍ］の距離にグリッド電極２３を、感光体１の表面から６［ｍｍ］の距離にチャージワイヤ２１を配置した。
【００２８】
なお、本実施形態において上述したようにグリッド電極を上記曲率形状で張るのは、図６（ａ）に示すように感光体１とグリッド電極２３との距離が場所によって不一定にならないように、図６（ｂ）に示すようにグリッド電極２３が感光体１の曲率に沿わすことで、感光体１とグリッド電極２３との距離が場所によらず一定になるようにするためである。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、２本のチャージワイヤ２１間に対向電極２２１があるため、スコロトロン帯電装置２は電位制御性が良好な形体となっている。
【００３０】
帯電清掃装置２４は図４や図７に示すように、送りネジ２４１、スライダー２４２、グリッド清掃部材２４３、駆動ギヤ２４４、清掃部材保持部材２４５、カバー部材２４６よりなり、非作像時（感光体１停止）に送りネジ２４１を駆動ギヤ２４４より回転させることでスライダー２４２がシールドケース２２の長手方向に往復移動可能になっている。そして、スライダー２４が上記長手方向に移動することでスライダー２４２に取り付けられた清掃部材保持部材２４５に保持されるグリッド清掃部材２４３がグリッド電極２３に接しながら同方向に移動することでグリッド電極２３を清掃する構成となっている。
【００３１】
本実施形態のスコロトロン帯電装置２では、帯電清掃装置２４が作像中（感光体１の回転中）に感光体１の有効画像形成領域外のグリッド電極２３の長手方向端部（図４中手前側）に設けられた待機スペース２４７内に収まるようになっている。また、この待機スペース２４７内にあるグリッド電極２３はカバー部材２４６によって覆われている。
【００３２】
図８に示すように、グリッド清掃部材２４３は発泡ポリウレタン性で厚みが自然長で５［ｍｍ］のものを用いた。カバー部材２４６はペットシート材であり厚み０．２［ｍｍ］のものを用い、感光体ドラム１の曲率に沿う形状に予め熱プレスにより加工されている。カバー部材２４６をペットシート材にすることで、非清掃時に待機スペース２４７内のカバー部材２４６上にあるグリッド清掃部材２４３の厚みＣをできるだけ大きくすることができる。また、カバー部材２４６を円弧形状とすることで、平板形状に比べ断面２次モーメントを高くすることができ、さらなるカバー部材２４６の薄肉化が可能である。さらに、カバー部材２４６が予め円弧形状に加工されていることで、カバー保持部材などを設けてカバー保持部材によりカバー部材２４６を円弧形状に変形させる必要がなくなり、精度の高い円弧形状を確実に維持できる。
【００３３】
カバー部材２４６はグリッド電極２３と０．５［ｍｍ］の間隔を空けて設けられている。清掃部材保持部材２４５の厚みは１．２［ｍｍ］、清掃部材保持部材２４５と対向電極２２１との間隔は１［ｍｍ］とした。
【００３４】
帯電清掃装置２４がグリッド電極２３の清掃を行わない非清掃時に待機スペース２４７へ移動するときには、図１（ａ）に示すようにグリッド電極２３に接しているグリッド清掃部材２４が図１（ｂ）に示すようにスライダー２４２による移動によって弾性変形しながらグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に乗り上がることで、図１（ｃ）に示すようにグリッド清掃部材２４３がグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に移動する。さらに、帯電清掃装置２４が待機スペース２４７内に収まったときには、待機スペース２４内のグリッド清掃部材２４３とグリッド電極２３との間にカバー部材２４６があることで、グリッド清掃部材２４３によりグリッド電極２３が押されないようになっている。
【００３５】
このように、グリッド清掃部材２４３がスライダー２４２による移動によってグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に乗り上げることができることで、非清掃時にグリッド電極２３からグリッド清掃部材２４３を複雑な離間機構を用いることなく離間させることができる。特に、本実施形態のスコロトロン帯電装置２のように２本のチャージワイヤ２１間に対向電極２２１がある場合には、カムなどからなる複雑な離間機構を用いてグリッド清掃部材２４３をグリッド電極２３から離間させるような構成にするのは困難であるのでより効果的である。
【００３６】
また、帯電清掃装置２４がグリッド電極２３の清掃を行う清掃時に待機スペース２４７から外へ移動するときには、非清掃時に帯電清掃装置２４が待機スペース２４７へ移動したときと逆の手順で、つまり、スライダー２４２によりグリッド清掃部材２４３が図１（ｃ）、図１（ｂ）及び図１（ａ）の順で示されるような移動をすることによって、グリッド清掃部材２４３がカバー部材２４６上からグリッド電極２３上に移動することができる。
【００３７】
なお、上述したようにグリッド清掃部材２４３の厚みの自然長Ａが５［ｍｍ］であると、清掃時のグリッド清掃部材２４３とグリッド電極２３とが接している清掃時のグリッド清掃部材２４３の厚みＢは３［ｍｍ］、グリッド清掃部材２４３が待機スペースに移動しグリッド清掃部材２４３とカバー部材２４６とが接している非清掃時（待機時）のグリッド清掃部材２４３の厚みＣは２．３［ｍｍ］となる。
【００３８】
ここで、上述したように非清掃時のグリッド清掃部材の厚みＣは清掃時のグリッド清掃部材２４３の厚みＢよりも小さくなる。これは、図１（ｂ）と図１（ｃ）とからわかるように、グリッド清掃部材２４３をグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に移動させることによってグリッド清掃部材２４３が厚さ方向で圧縮するためである。カバー部材２４６上でのグリッド清掃部材２４３の変形量が大きくなり過ぎると、弾性を失い一部が塑性変形してしまう。このようにグリッド清掃部材２４３に塑性変形が生じてしまうと清掃時にグリッド清掃部材２４３のグリッド電極２３への当接が適切に行われず押付け力が十分に得られなくなってグリッド電極２３に清掃不良が生じてしまう。グリッド清掃部材２４３の厚さ方向での圧縮を低減するために待機スペース２４７のグリッド清掃部材厚み方向のスペースを大きくすることも考えられるが、待機スペース２４７を大きくするためには、感光体１とチャージワイヤ２１との間隔を大きくする必要があり、この場合スコロトロン帯電装置２は大型化してしまう。
【００３９】
次に、本実施形態の複写機１００を用いて行った実験について説明する。
グリッド清掃部材２４３の厚みの自然長Ａを３［ｍｍ］、４［ｍｍ］、５［ｍｍ］、清掃時のグリッド清掃部材２４３の厚みＢを３［ｍｍ］、非清掃時（待機時）のグリッド清掃部材２４３の厚みＣを１．３［ｍｍ］、１．８［ｍｍ］、２．３［ｍｍ］としたときの、初期と経時（プロセス線速３００［ｍｍ／ｓ］でＡ４Ｙ換算１０００００枚通紙後）とでのグリッド清掃性能と１×１ｄｏｔ画像ムラを確認した。なお、非清掃時のグリッド清掃部材の厚さＣは、カバー部材２４６の厚みを変えることで変化させた。
【００４０】
初期清掃性能及び経時帯電性能の評価は、良好な清掃性能が認められるものを「○」、実使用で許容できる程度の清掃不良が認められるものを「△」、許容できない清掃不良が認められるものを「×」で行った。
【００４１】
帯電ムラの評価は、１×１ｄｏｔ画像ムラレベルを５段階で行っており、大きく分けて実使用で許容できない帯電ムラが生じるレベル３以下を不可（×）、実使用で許容できない帯電ムラが生じない乃至帯電ムラが生じないレベル４以上を可（○）で行った。
【００４２】
そして、初期清掃性能の評価、経時帯電性能の評価及び帯電ムラの評価から総合的な判定を可（○）、不可（×）で行った。
【００４３】
表１に実験結果を示す。
【表１】
【００４４】
表１に示すように、清掃時の清掃部材圧縮比（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４以上であると、初期的な清掃性能は良好であることが分かる。これは、グリッド清掃部材２４３が十分にグリッド電極２３に押付けられた状態でグリッド電極２３を清掃することができるためであると考えられる。
【００４５】
また、非清掃時の清掃部材圧縮比（Ａ−Ｃ）／Ａが０．６４以下であれば、経時での清掃性能は良好であり、１×１ｄｏｔ画像のムラレベルも良好であることが分かる。非清掃時の清掃部材圧縮比が０．６４よりも大きくなると、経時でのグリッド清掃部材２４３の変形量が大きくなり（一部は塑性変形している）、弾性を失って清掃時にグリッド電極２３への押付け力が十分に得られなくなり清掃不良が発生したと考えられる。この清掃不良は感光体１の電位偏差となり、１×１ｄｏｔ画像において濃度ムラとなって表れたものと考えられる。
【００４６】
これらより、清掃時の清掃部材圧縮比を０．４以上、且つ、非清掃時の清掃部材圧縮比を０．６４以下とすることで、初期と経時とにおいてもグリッド清掃性能が良好となり、スコロトロン帯電装置２の高寿命化が可能であることが分かった。特に、非清掃時の清掃部材圧縮比を０．６以下にすることで確実に経時でのグリッド電極２４３の変形量が大きくなるのを抑制することが可能となるのでより経時でのグリッド清掃性能が良好となり、さらにスコロトロン帯電装置２の高寿命化が可能となる。
【００４７】
また、本実施形態のスコロトロン帯電装置２においては、非清掃時にグリッド電極２３からグリッド清掃部材２４３を離間させるために複雑な機構を必要とせず、しかも、待機スペース２４７にペットシートからなるカバー部材と、発泡ポリウレタン性のグリッド清掃部材２４３とを用いているだけのため低コスト化が可能である。
【００４８】
以上、本実施形態によれば、放電用開口部を有するシールドケース２２と、シールドケース２２内に配置された放電電極であるチャージワイヤ２１と、上記放電用開口部に張設されたグリッド電極２３と、グリッド電極２３の長手方向に移動しグリッド電極２３と摺擦することでグリッド電極２３を清掃する清掃部材であるグリッド清掃部材２４３とを備えたスコロトロン帯電装置２において、グリッド清掃部材２４３がグリッド電極２３の清掃を行わない非清掃時にグリッド清掃部材２４３を待機させる、グリッド電極２３の所定の領域内である感光体１の有効画像形成領域外に対向するグリッド電極２３の領域内に設けられた待機箇所である待機スペース２４７に、グリッド電極２３のグリッド清掃部材２４３と対向する側の面を覆うカバー部材２４６を設けており、グリッド電極２３の上記対向する側の面からカバー部材２４６のグリッド電極２３と対向する側の面とは反対側の面までの距離は、グリッド清掃部材２４３の上記長手方向への移動によってグリッド清掃部材２４３が待機スペース２４７外のグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に乗り上げ可能な距離である。これにより、グリッド清掃部材２４３が上記長手方向への移動によって待機スペース２４７外のグリッド電極２３上から待機スペース２４７に設けられたカバー部材２４６上に乗り上げることができる。よって、グリッド清掃部材２４３によってグリッド電極２３の清掃を行わない非清掃時に、グリッド清掃部材２４３を待機スペース２４７内に移動させることでグリッド電極２３からグリッド清掃部材２４３を離間させることができる。したがって、複雑な離間機構を設けることなく非清掃時にグリッド電極２３からグリッド清掃部材２４３を離間させることができ、装置の低コスト化や小型化が可能である。
また、本実施形態によれば、グリッド清掃部材２４３が弾性体であることで、グリッド清掃部材２４３が弾性変形しながらグリッド電極２３上からカバー部材２４６上に乗り上がるので、容易にグリッド清掃部材２４３をカバー部材２４６上へ移動させることができる。また、初期、経時での清掃時のグリッド電極２３への当接力を確実に維持することができ清掃性が高まる。
また、本実施形態によれば、グリッド清掃部材２４３は上記長手方向に移動可能な清掃部材保持部材２４５によって保持されており、グリッド清掃部材２４３の厚みの自然長をＡ、グリッド電極２３上にあるときのグリッド清掃部材２４３の厚みをＢ、カバー部材２４６上にあるときのグリッド清掃部材の厚みをＣとしたとき、グリッド電極２３上にあるときのグリッド清掃部材２４３の圧縮比（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４以上、且つ、カバー部材２４６上にあるときのグリッド清掃部材２４３の圧縮比（Ａ−Ｃ）／Ａが０．６４以下、となるように構成している。これにより、上述した実験結果からもわかるように、清掃時にも十分な当接力を維持しつつ、グリッド清掃部材２４３が非清掃時（待機時）にカバー部材２４６から押されることでの経時での変形を抑止し、経時での清掃時にも十分な当接力を維持することができる。よって初期、経時でのグリッド電極２３の清掃を確実に行うことができる。
また、本実施形態によれば、カバー部材２４６がシート状部材であるペットシート材にすることで、非清掃時に待機スペース２４７内のカバー部材２４６上にあるグリッド清掃部材２４３の厚みＣをできるだけ大きくすることができ、カバー部材２４６上にあるときのグリッド清掃部材２４３の圧縮比を小さくできる。
また、本実施形態によれば、グリッド電極２３とカバー部材２４６とが円弧形状であることで、感光体１の曲率に沿った一定間隔でグリッド電極２３を配置することができ、電位制御性を向上させ帯電ムラを低減することができる。さらにカバー部材２４６を円弧形状とすることで、平板形状に比べ断面２次モーメントを高くすることができ、さらなるカバー部材２４６の薄肉化が可能である。これにより、グリッド清掃部材２４３が非清掃時（待機時）にカバー部材２４６から押されることでの経時での変形を防ぎ、非清掃時の待機スペース２４７内のカバー部材２４６上にあるグリッド清掃部材２４３の厚みＣを大きくすることができ、カバー部材２４６上にあるときのグリッド清掃部材２４３の圧縮比を小さくできる。よって初期、経時でのグリッド電極２３の清掃を確実に行うことができる。
また、本実施形態によれば、カバー部材２４６は予め円弧形状に加工されたものであることで、カバー保持部材などを設けてカバー保持部材により円弧形状に変形させる必要がなくなり、精度の高い円弧形状を確実に維持できる。
また、本実施形態によれば、グリッド清掃部材２４３として発泡ポリウレタンを用いることで、耐オゾン性を高め、弾性を高く、圧縮残留ひずみ率を小さするこができ、非清掃時にカバー部材２４６から押されることによる経時でのグリッド清掃部材２４３の塑性変形を確実に防止することができる。
また、本実施形態によれば、像担持体である感光体１と、感光体１の表面を帯電せしめる帯電手段とを備えた画像形成装置である複写機１００において、帯電手段として本発明のスコロトロン帯電装置２を用いることで低コストで高寿命、小型化が可能な複写機１００を提供することができる。
また、本実施形態によれば、帯電手段と、像担持体である感光体１、現像手段である現像装置４及びクリーニング手段であるクリーニング装置６のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、画像形成装置に対し着脱自在なプロセスカートリッジ１０において、上記帯電手段として本発明のスコロトロン帯電装置２を用いることで低コストで高寿命、小型化が可能なプロスカートリッジ１０を提供することができる。さらに、ユーザによるメンテナンスが容易になりサービス性が大幅に向上する。
また、本実施形態によれば、帯電手段と、像担持体である感光体１、現像手段である現像装置４及びクリーニング手段であるクリーニング装置６のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジを備える画像形成装置である複写機１００において、上記プロセスカートリッジとし本発明のスコロトロン帯電装置２を備えるプロセスカートリッジ１０を用いることにより、低コストで高寿命、小型化が可能な複写機１００を提供することができる。さらに、ユーザによるメンテナンスが容易になりサービス性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の特徴部であるグリッド電極上からカバー部材上にグリッド清掃部材を移動させる状態を示した模式図。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】プロセスカートリッジの拡大概略構成図。
【図４】スコロトロン帯電装置の斜視図。
【図５】スコロトロン帯電装置を裏返した斜視図。
【図６】グリッド電極の形状と感光体との間の間隔との関係を示す模式図。
【図７】スコロトロン帯電装置及び帯電清掃装置の概略構成図。
【図８】グリッド清掃部材の寸法を示した模式図。
【符号の説明】
【００５０】
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ クリーニング装置
７ 定着装置
８ 排紙トレイ
９ 両面反転ユニット
１０ プロセスカートリッジ
２１ チャージワイヤ
２２ シールドケース
２３ グリッド電極
２４ 帯電清掃装置
２５ エンドブロック
４１ 現像剤担持体
４２ トナー供給スクリュー
５０ 中間転写ベルト
５１ １次転写手段
５２ ２次転写装置
５３ 中間転写ベルトクリーニング装置
５４ 支持ローラ
６１ クリーニングブレード
６２ クリーニングブラシローラ
６３ 廃トナー排出スクリュー
１００ 画像形成装置
２００ 給紙部
２２１ 対向電極
２４１ 送りネジ
２４２ スライダー
２４３ グリッド清掃部材
２４４ 駆動ギヤ
２４５ 清掃部材保持部材
２４６ カバー部材
２４７ 待機スペース
３００ 画像形成部
４００ 原稿読み取り部
５００ 原稿搬送部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電用開口部を有するシールドケースと、
該シールドケース内に配置された放電電極と、
該放電用開口部に張設されたグリッド電極と、
該グリッド電極の長手方向に移動し該グリッド電極と摺擦することで該グリッド電極を清掃する清掃部材とを備えたスコロトロン帯電装置において、
上記清掃部材が上記グリッド電極の清掃を行わない非清掃時に該清掃部材を待機させる、該グリッド電極の所定の領域内に設けられた待機箇所に、該グリッド電極の該清掃部材と対向する側の面を覆うカバー部材を設けており、
該グリッド電極の該対向する側の面から該カバー部材の該グリッド電極と対向する側の面とは反対側の面までの距離は、該清掃部材の該長手方向への移動によって該清掃部材が待機箇所外の該グリッド電極上から該カバー部材上に乗り上げ可能な距離であることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項２】
請求項１のスコロトロン帯電装置において、
上記清掃部材が弾性体であることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項３】
請求項２のスコロトロン帯電装置のおいて、
上記清掃部材は上記長手方向に移動可能な清掃部材保持部材によって保持されており、
上記清掃部材の厚みの自然長をＡ、上記グリッド電極上にあるときの該清掃部材の厚みをＢ、上記カバー部材上にあるときの該清掃部材の厚みをＣとしたとき、該グリッド電極上にあるときの該清掃部材の圧縮比（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４以上、且つ、該カバー部材上にあるときの該清掃部材の圧縮比（Ａ−Ｃ）／Ａが０．６４以下、となるように構成したことを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項４】
請求項１、２または３のスコロトロン帯電装置において、
上記カバー部材がシート状であることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のスコロトロン帯電装置において、
上記グリッド電極と上記カバー部材とが円弧形状であることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項６】
請求項５のスコロトロン帯電装置において、
上記カバー部材は予め円弧形状に加工されているものであることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のスコロトロン帯電装置において、
上記清掃部材が発泡ポリウレタンであることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項８】
像担持体と、
該像担持体の表面を帯電せしめる帯電手段とを備えた画像形成装置において、
該帯電手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のスコロトロン帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
帯電手段と、像担持体、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、画像形成装置に対し着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
該帯電手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のスコロトロン帯電装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
帯電手段と、像担持体、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、
該プロセスカートリッジとして、請求項９のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
放電用開口部を有するシールドケースと、
該シールドケース内に配置された放電電極と、
該放電用開口部に張設されたグリッド電極と、
該グリッド電極の長手方向に移動し該グリッド電極と摺擦することで該グリッド電極を清掃する清掃部材とを備えたスコロトロン帯電装置において、
上記清掃部材が上記グリッド電極の清掃を行わない非清掃時に該清掃部材を待機させる、該グリッド電極の所定の領域内に設けられた待機箇所に、該グリッド電極の該清掃部材と対向する側の面を覆うカバー部材を設けており、
該グリッド電極の該対向する側の面から該カバー部材の該グリッド電極と対向する側の面とは反対側の面までの距離は、該清掃部材の該長手方向への移動によって該清掃部材が待機箇所外の該グリッド電極上から該カバー部材上に乗り上げ可能な距離であることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項２】
請求項１のスコロトロン帯電装置において、
上記清掃部材が弾性体であることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項３】
請求項２のスコロトロン帯電装置のおいて、
上記清掃部材は上記長手方向に移動可能な清掃部材保持部材によって保持されており、
上記清掃部材の厚みの自然長をＡ、上記グリッド電極上にあるときの該清掃部材の厚みをＢ、上記カバー部材上にあるときの該清掃部材の厚みをＣとしたとき、該グリッド電極上にあるときの該清掃部材の圧縮比（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４以上、且つ、該カバー部材上にあるときの該清掃部材の圧縮比（Ａ−Ｃ）／Ａが０．６４以下、となるように構成したことを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項４】
請求項１、２または３のスコロトロン帯電装置において、
上記カバー部材がシート状であることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のスコロトロン帯電装置において、
上記グリッド電極と上記カバー部材とが円弧形状であることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項６】
請求項５のスコロトロン帯電装置において、
上記カバー部材は予め円弧形状に加工されているものであることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のスコロトロン帯電装置において、
上記清掃部材が発泡ポリウレタンであることを特徴とするスコロトロン帯電装置。
【請求項８】
像担持体と、
該像担持体の表面を帯電せしめる帯電手段とを備えた画像形成装置において、
該帯電手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のスコロトロン帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
帯電手段と、像担持体、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、画像形成装置に対し着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
該帯電手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のスコロトロン帯電装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
帯電手段と、像担持体、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つとを一体に構成した、装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、
該プロセスカートリッジとして、請求項９のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−８６０９１（Ｐ２００９−８６０９１Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５３２０２（Ｐ２００７−２５３２０２）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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