帯電装置、及びこれを用いた画像形成装置
【課題】 ライフが長く低コストな帯電装置を提供する。
【解決手段】 実施形態によれば、帯電装置は、電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極と、放電電極から放電された電子を制御するための平面状のグリッドとを有する。帯電装置はまた、放電電極及びグリッドのうち一方を移動させ、グリッドが放電を受ける放電範囲を、第1の領域から第1の領域とは異なる第2の領域へ変更する移動機構をさらに含む。
【解決手段】 実施形態によれば、帯電装置は、電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極と、放電電極から放電された電子を制御するための平面状のグリッドとを有する。帯電装置はまた、放電電極及びグリッドのうち一方を移動させ、グリッドが放電を受ける放電範囲を、第1の領域から第1の領域とは異なる第2の領域へ変更する移動機構をさらに含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、帯電装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真画像形成装置において、感光体は帯電器に設けられた帯電ワイヤーや帯電針より放電された電子により帯電させられる。この時、感光体表面を均一にかつ所望の帯電電位に帯電させるために帯電ワイヤーや帯電針と感光体表面の間にグリッドと呼ばれる金属にメッシュやスリット加工により開口部を設け一定の電圧を印加した帯電規制板を設置している。この規制板に印加した電圧より感光体表面の電位が上昇した場合、放電電子をグリッドに流し感光体表面の電位をグリッド電圧(電位)以上に上昇させない様に制御している。
【0003】
しかしながら、放電による電子ながれによりオゾンが発生し、このオゾンによりグリッドとして使用している金属を腐食させることが確認されている。
【0004】
これにより、これまではグリッドが腐食してしまうことから帯電ワイヤーや帯電針から放電される電子がグリッドに流れ込まずに感光体の表面を過剰に帯電させ感光体表面電位が上昇することがあり、画像不良を発生させ、感光体にダメージを発生させることがあった。
【0005】
このため、グリッドとして腐食しにくいステンレスを使用したり、グリッドに金メッキなどのコーティングをすることにより、腐食を防ぐ方法を採用してきた。しかしながら、腐食し難いステンレスであっても腐食が発生する事が確認できており、また、金メッキなどの金属コーティングも長期間の使用により腐食が発生していた。さらに、金メッキによる金属コーティングは高価であるため採用が出来ない事やコピー枚当りの単価を上昇させる要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−154451号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の実施形態は、ライフが長く低コストな帯電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態によれば、電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極、
該放電電極から放電された電子を制御するための平面状のグリッド、及び
前記放電電極及び前記グリッドのうち一方を移動させ、前記グリッドが放電を受ける放電範囲を、第1の領域から該第1の領域とは異なる第2の領域へ変更する移動機構を具備することを特徴とする帯電装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態にかかる画像形成装置の一例を説明するための概略図である。
【図2】実施形態にかかる帯電装置の構成の一例を表す概略図である。
【図3】図2のX−X断面図である。
【図4】実施形態に用いられる針状電極の一部の斜視図である。
【図5】実施形態にかかる画像形成装置150を動作させる制御系を説明するブロック図である。
【図6】グリッドの放電範囲を変更する方法の一例を表すフローである。
【図7】第1の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図8】図7をグリッド側から見た図である。
【図9】図7を図8と反対側から見た図である。
【図10】第1の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図11】図10をグリッド側から見た図である。
【図12】第1の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図13】図12をグリッド側から見た図である。
【図14】第2の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図15】図14をグリッド側から見た図である。
【図16】第3の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図17】図16をグリッド側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施形態にかかる帯電装置は、電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極と、
放電電極から放電された電子を制御するための平面状のグリッドとを有する。
【0011】
この帯電装置はまた、放電電極及びグリッドのうち一方を移動させ、グリッドが放電を受ける放電範囲を、放電により腐食された第1の領域から第1の領域とは異なる第2の領域へ変更する移動機構をさらに含む。
【0012】
また、実施形態にかかる画像形成装置は、像担持体と、像担持体表面を帯電させるための上記帯電装置とを具備する。
【0013】
実施形態によれば、スコロトロン方式の帯電装置において、グリッドの腐食により像担持体表面の帯電上昇を防ぐことが可能であり、グリッドの寿命を延長させることができる。これにより、帯電装置を長期間使用することが可能になるため、画像1枚あたりのコストを低減できる。
【0014】
放電電極としては、ワイヤー電極、ブラシ電極、及び針状電極を使用することができる。上記電極のうち、針状電極を使用した場合にグリッドが局部的に腐食しやすいことから実施形態の効果がより良好となり得る。
【0015】
帯電装置は、放電電極をクリーニングする放電電極クリーニング装置をさらに具備することができる。また、移動機構の動作を放電電極クリーニング装置の動作に連動させる機構をさらに具備することができる。
【0016】
帯電装置はまた、放電電極を収容し、放電した電子をシールドし、グランドに落とすための金属製の耐電ケースをさらに具備することができる。
【0017】
グリッドを固定するとき、移動機構は、放電電極または放電電極が固定された耐電ケースを移動することができる。
【0018】
画像形成装置には、画像形成枚数を計測するカウンターを設けることができる。画像形成装置は、カウンターの数値情報に基づいて移動機構を動作させる移動機構制御部をさらに含むことができる。
【0019】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0020】
図1は、実施形態にかかる画像形成装置の一例を説明するための概略図を示す。
【0021】
図1に示すように、画像形成装置150は、読取(複写)対象の画像を読み取って第1の画像信号を生成するスキャナ(画像読取装置)100、第2の画像信号に基づいて画像を形成する画像形成部120を備える。スキャナ100には、自動原稿送り装置(ADF)140が設けられてもよい。
【0022】
スキャナ100は、原稿テーブル101、照明ランプ103、リフレクタ104、第1キャリッジ105、第1ミラー106、第2キャリッジ107、第2ミラー108、第3ミラー109、レンズ110、光電変換素子(CCDセンサ)102および画像処理部111を備える。
原稿テーブル101は、光透過性の材質からなり、本等の立体物あるいはシート状の原稿である複写対象(原稿)Pを保持する。
照明ランプ103は、原稿テーブル101の下方から光を照射する。
リフレクタ104は、照明ランプ103が放射する光を原稿テーブル101の所定の位置に集光する。
第1キャリッジ105は、照明ランプ103とリフレクタ104が固定され、原稿テーブル101の面に沿って往復する。
第1ミラー106は、照明ランプ103およびリフレクタ104からの照明光により照明された原稿Pからの反射光、すなわち原稿Pの画像情報を所定の方向(第2キャリッジ107)に案内する。なお、以下説明のため、原稿Pからの反射光は、画像光と称する。
第2キャリッジ107は、第1キャリッジ105に連動して、保持する第2ミラー108および第3ミラー109を原稿テーブル101の面に沿って移動させる。
第2ミラー108は、第1ミラー106が反射した画像光を90°折り曲げて、第3ミラー109に案内する。
第3ミラー109は、第2ミラー108が反射した画像光を90°折り曲げて、レンズ110に案内する。
レンズ110は、案内された画像光に所定の結像倍率を与えるとともに、レンズ110の焦点位置に配置されているCCDセンサ102に結像する。
CCDセンサ102は、原稿Pの画像情報(画像光)を電気信号に変換し、第1の画像信号を出力する。
画像処理部111は、CCDセンサ102が出力した第1の画像信号に所定の画像処理を施し、第2の画像信号としての画像情報を出力する。
【0023】
画像形成部120は、帯電装置121、露光装置122、感光体ドラム123、現像装置124、シートカセット125、ピックアップローラ126、搬送路127、アライニングローラ128、転写装置129、定着装置130、排紙ローラ131、トレイ132およびクリーニング機構133を備える。
帯電装置121は、所定の放電位置で放電し、感光体ドラム123の外周面に、所定の電荷を供給する。
露光装置122は、画像処理部111が出力する第2の画像信号に基づいて、光強度が変化されたレーザビームを出力する。このレーザビームは、帯電装置121により軸方向に均一の電位に帯電された感光体ドラム123の外周面に入射する。
感光体ドラム123は、レーザビームが照射され、原稿Pの画像に対応した静電像すなわち静電潜像を保持する。
現像装置124は、矢印A方向に回転する感光体ドラム123に現像剤(例えばトナー)を提供し、図示しない静電潜像はトナー像に変換される。
シートカセット125は、用紙Qを収容する。
ピックアップローラ126は、シートカセット125から用紙Qを1枚ずつ取り出し、搬送路127に案内する。
搬送路127は、複数のローラを有し、感光体ドラム123へ向けて用紙Qを案内する。
アライニングローラ128は、図示しないトナー像と、このトナー像が転写される用紙Q上の位置との位置合わせのため、搬送路127が案内する用紙Qを一旦停止させて、所定のタイミングで感光体123に搬送する。
回転方向の下流側の所定の位置で、トナー像を用紙Qに静電的に転写させる。
【0024】
定着装置130は、用紙Qに転写された図示しないトナー像を用紙Qに固着すなわち定着させる。
排紙ローラ131は、画像出力媒体保持部(トレイ)132に、定着装置130により図示しないトナー像が定着された、すなわち原稿Pの画像情報に対応する画像が形成された用紙Qを排出する。
トレイ132は、スキャナ100とシートカセット124との間に定義される空間に位置する。
クリーニング機構133は、転写位置より感光体ドラム123の回転方向の下流側かつ、放電位置より上流側に位置し、転写されずに残ったトナーを、感光体ドラム123の表面から除去する。
なお、帯電装置121、感光体ドラム123、現像装置124およびクリーニング機構133は、1つのユニット(プロセスユニット)として画像形成部120に備えられる。
【0025】
原稿Pの画像読取あるいは画像形成が指示されると、スキャナ100は、原稿Pに基づく第1の画像信号を画像処理部111に出力する。画像処理部111は、露光装置122に第2の画像信号を出力する。露光装置122は、感光体ドラム123にレーザビームを照射し、静電像を形成する。静電像は、現像装置124によりトナー像に変換される。トナー像は、転写装置129により、用紙Qに転写する。定着装置130は、用紙Qにトナーを定着する、すなわち、原稿Pの画像が用紙Qに形成される。
【0026】
図2に実施形態にかかる帯電装置の構成の一例を表す概略図を示す。
【0027】
図3に図2のX−X断面図を示す。
【0028】
図示するように、この帯電装置121は、電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極として例えば針状電極1と、針状電極1を収容し、放電した電子をシールドし、グランドに落とすための金属製の耐電ケース3と、針状電極1から放電された電子を制御するための平面状のグリッド2、及び針状電極1の先端部の汚れを払い落とすフィルム5を取り付けたクリーニング装置4を有する。
【0029】
移動機構は針状電極1、グリッド2、及び耐電ケース3のうち少なくとも1つに設けることができる。
【0030】
グリッド2を固定するとき、移動機構は、針状電極1または針状電極1が固定された耐電ケース3を例えば針状電極1の幅方向に移動することができる。
【0031】
針状電極1を固定するとき、移動機構は、グリッド2、またはグリッド2と耐電ケース3を針状電極1の幅方向に移動することができる。
【0032】
針状電極1が固定された耐電ケース3を固定するとき、グリッド2を例えば針状電極1の幅方向に移動することができる。
【0033】
なお、グリッドの針状電極1の移動は、針状電極を全体的に移動するか、あるいは針状電極の先端の傾きを変更させることにより移動することができる。
【0034】
図4に、針状電極の一部の斜視図を示す。
【0035】
図示するように針状電極1は、長さ約2mmの針状の電極を櫛刃状に一列に並べた形状を有し、その全長は例えば316cmである。
【0036】
針状電極1、グリッド2、及び耐電ケース3のうち少なくとも1つには図示しない移動機構が設けられている。移動機構を用いることにより、放電により第1の領域W1が腐食されたとき、放電電極及びグリッドのうち一方を移動させ、グリッドが放電を受ける放電範囲を、第1の領域W1から第1の領域とは異なる第2の領域W2へ変更することができる。また、第2の領域W2が腐食されるタイミングで、グリッドが放電を受ける放電範囲を第2の領域W2とは異なる第3の領域W3に変更することができる。なお、ここで第1ないし第3の領域W1,W2,W3の大きさは、例えば各々幅3mm、長さ310cmである。グリッドの開口部WGの大きさは、幅13mm、長さ310cmである。
【0037】
図5は、図2及び図3に示した帯電装置121を含む画像形成装置150を動作させる制御系を説明するブロック図である。
図5に示すように、メインCPU410は、プリンタCPU420およびコントロールパネル430と接続されている。
メインCPU410は、画像形成装置150の各部を総括的に制御する。
プリンタCPU420は、画像形成部120の各部を総括的に制御する。
コントロールバネル430は、操作部431を備え、ユーザーからの指示をメインCPU410あるいはプリンタCPU420に伝達する。
プリンタCPU420は、ユーザーにより操作部431から画像形成が指示されると、導電性部材1の複数の帯電針1aが放電を開始するための帯電信号を出力する。
【0038】
メインCPU410は、プリンタCPU420からの帯電信号が入力すると、高電圧生成信号を出力する。
また、プリンタCPU420は、移動機構制御部424に移動機構を制御させるための情報を所定のタイミングで供給する。
【0039】
メインCPU410は、高電圧発生機構411およびメインモータ412と接続されている。
高電圧発生機構411は、画像形成装置150を動作させるための電力を供給する電力供給部(図示せず)と接続され、所定の電力が供給される。メインCPU410から高電圧生成信号が入力すると、高電圧発生機構411は、感光体ドラム123を所定の電位に帯電するために導電性部材201の放電に要求される高電圧の電力を生成し、導電性部材201に接続される供給部203に電力を供給する。
メインモータ412は、スキャナ100、画像読取部120等に含まれる各部、例えば第1,2キャリッジ105,107あるいは感光体ドラム123を動作させる。
【0040】
プリンタCPU420は、ROM421、RAM422、カウンター423および移動機構制御部424と接続される。
ROM421は、画像形成部120の各部を総括的に制御するプログラム、放電電極1の放電を制御する等の専用プログラムを格納する。
RAM422は、プリンタCPU420が所定の処理動作をするために必要となるワークエリアなどを有する。
カウンター423は、画像形成部120で画像が形成された出力媒体(用紙Q)の枚数をカウントし、この枚数をプリンタCPU420に報告する。
【0041】
プリンタCPU420は、コントロールパネル430からの画像形成の指示を受け、帯電信号を出力する。帯電信号によりメインCPU410は、高電圧生成信号を出力する。高電圧生成信号を受けた高電圧発生機構411は、高電圧の電力を、図示しない供給部に提供する。供給部から高電圧の電力が伝達された放電電極1は、感光体ドラム123に、所定の電荷を与える。
画像形成の回数が増加するに伴い、放電による電子流れによりグリッドの放電範囲W1が腐食し、放電される電子がグリッドに流れ込まずに感光体表面を過剰に帯電させ、感光体表面を過剰に帯電させ、感光体表面電位が上昇し、不良な画像が出力され、さらには感光体にダメージを発生させる問題がある。
例えば、ユーザーにより不良な画像が出力されるためグリッドの放電範囲の変更が必要だと判断されたとき、コントロールパネル430の操作部431からグリッドの放電範囲の変更を指示することができる。このとき、プリンタCPU420は、移動機構制御部424に、移動指示を送る。移動指示により、移動機構制御部424は、移動機構動力部313に所定の電力を供給して動作させる。
【0042】
また、例えば、カウンター423により計測された出力媒体(用紙Q)の枚数が予め設定した移動機構制御用プリント枚数に到達したとき、プリンタCPU420から移動機構制御部424にグリッドの放電範囲の変更を指示することができる。移動指示により、移動機構制御部424は接続される移動機構動力部313を動作させることができる。
【0043】
図6に、グリッドの放電範囲を変更する方法の一例を表すフローを示す。
【0044】
コントロールパネル430からの画像形成の指示を受け、プリンタCPU420はプリント指示(ACT 1)を行い、プリント動作が行われる(ACT 2)。
【0045】
その後、カウンター423からの出力媒体(用紙Q)の枚数情報に基づいて移動制御用プリント枚数をカウントする(ACT 3)。
【0046】
移動制御用プリント枚数が所定のX枚に達しているか判断する(ACT 4)。
【0047】
X枚に達していない場合には、プリンタCPU420はプリント指示を続行する。
【0048】
X枚に達した場合、プリンタCPU420は、移動機構制御部424に、移動指示を送る。移動指示により、移動機構制御部424は、移動機構動力部313を動作させ(ACT 5)、グリッドの放電範囲を変更する。つづいて、プリンタCPU420は、移動制御用プリント枚数をクリアする(ACT 6)。
【0049】
図7、図10、及び図12は、第1の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図を示す。
【0050】
図8、図11、及び図13は、各々図7、図10、及び図12をグリッド側から見た図を示す。
【0051】
図7は、グリッド2の移動の機構を第1の実施形態にかかる帯電装置20の断面により示している。
【0052】
帯電装置20は感光体ドラム123に対向配置されている。グリッド2は、帯電装置20の感光体123側に配置され、グリッドケース7にセットされておりカム8が当接している。当接されたカム8はシャフト16を介してカム駆動ギア9に直結されている。カム8とカム駆動ギア9間には耐電ケース2が設けられ、耐電ケース2には針状電極1と、帯電針1の先端針部の汚れを払い落とすフィルム5を取り付けたクリーニング部材4とが収容されている。グリッドの放射範囲はW1の領域にある。
【0053】
図9は、図7を図8と反対側から見た図を示す。
【0054】
図示するように、クリーニング部材4は耐電ケース2に対しグリッド2とは反対側の位置に延出しその上部にギア列11が設けられ、カム駆動ギア9に当設されている。
【0055】
クリーニング部材4を、ユーザーが動作させた際に、帯電器20の背面図に示される様に、ユーザーが動作させたクリーニング部材4に設けられた駆動ギア11部によりカム駆動ギア9が回転する。図8に示すように、この動作により図8に示す位置にあるグリッドケース7にセットされたグリッド2は、カム8の回転によりグリッドケース7が押し下げられ、図10,図11の位置に移動する。このときグリッドの放射範囲はW2の領域に移動する。
【0056】
さらにクリーニング部材4を動作させることにより、同様にカム8の回転によりグリッドケース7が押し上げられ、図12,図13の位置に移動する。このときグリッドの放射範囲はW3の領域に移動する。
【0057】
カム駆動ギア9はワンウェイの機構を設けることにより、矢印B方向のみに回転をし、ユーザーのクリーニングの動作により一定の距離をグリッド2が移動することができる。
【0058】
図14は、第2の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図を示す。
【0059】
図15は、図14をグリッド側から見た図を示す。
【0060】
また、グリッド2の移動機構として、クリーニング部材を動作させること以外に、図14及び図15に示す様に、カム駆動ギア9の代わりにグリッド移動用駆動モーター13を接続することも可能である。
【0061】
図16は、第3の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図を示す。
【0062】
図17は、図16をグリッド側から見た図を示す。
【0063】
さらに他の方法としては、図16に示すように、クリーニング部材4にクリーニング用駆動モーター14を取り付け、駆動モーター14からギア列15を介してカム駆動ギア9に駆動を得ることによりグリッドケース7を移動させることも可能である。
【0064】
また、上記実施形態ではグリッド2を固定したグリッドケース7を移動させているが、その代わりに、針状電極、あるいは針状電極を固定した耐電ケース等を移動することができる。
【0065】
図7ないし図15に示すように、第1,第2及び第3の実施形態によれば、グリッドの放射範囲を容易に移動し、グリッドの広い範囲を放射範囲として使うことが可能となるので、グリッドの部分的な腐食により像担持体表面の帯電上昇を防ぐことが可能であり、グリッドの寿命を延長させることができる。また、グリッドの寿命が長くなると、帯電装置を長期間使用することが可能になるため、コストを低減が可能となり、また、グリッドの廃棄が減少するため、環境にも優しい。
【0066】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0067】
1…放電電極、2…グリッド、3…耐電ケース、4…放電電極クリーニング装置、5…フィルム、7…グリッドケース、8…カム、9…カム駆動ギア、11…ギア列、13…グリッド移動用駆動モーター、14…クリーニング用駆動モーター、20,121…帯電装置、123…感光体ドラム、150…画像形成装置、423…カウンター、424…移動機構制御部
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、帯電装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真画像形成装置において、感光体は帯電器に設けられた帯電ワイヤーや帯電針より放電された電子により帯電させられる。この時、感光体表面を均一にかつ所望の帯電電位に帯電させるために帯電ワイヤーや帯電針と感光体表面の間にグリッドと呼ばれる金属にメッシュやスリット加工により開口部を設け一定の電圧を印加した帯電規制板を設置している。この規制板に印加した電圧より感光体表面の電位が上昇した場合、放電電子をグリッドに流し感光体表面の電位をグリッド電圧(電位)以上に上昇させない様に制御している。
【0003】
しかしながら、放電による電子ながれによりオゾンが発生し、このオゾンによりグリッドとして使用している金属を腐食させることが確認されている。
【0004】
これにより、これまではグリッドが腐食してしまうことから帯電ワイヤーや帯電針から放電される電子がグリッドに流れ込まずに感光体の表面を過剰に帯電させ感光体表面電位が上昇することがあり、画像不良を発生させ、感光体にダメージを発生させることがあった。
【0005】
このため、グリッドとして腐食しにくいステンレスを使用したり、グリッドに金メッキなどのコーティングをすることにより、腐食を防ぐ方法を採用してきた。しかしながら、腐食し難いステンレスであっても腐食が発生する事が確認できており、また、金メッキなどの金属コーティングも長期間の使用により腐食が発生していた。さらに、金メッキによる金属コーティングは高価であるため採用が出来ない事やコピー枚当りの単価を上昇させる要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−154451号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の実施形態は、ライフが長く低コストな帯電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態によれば、電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極、
該放電電極から放電された電子を制御するための平面状のグリッド、及び
前記放電電極及び前記グリッドのうち一方を移動させ、前記グリッドが放電を受ける放電範囲を、第1の領域から該第1の領域とは異なる第2の領域へ変更する移動機構を具備することを特徴とする帯電装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態にかかる画像形成装置の一例を説明するための概略図である。
【図2】実施形態にかかる帯電装置の構成の一例を表す概略図である。
【図3】図2のX−X断面図である。
【図4】実施形態に用いられる針状電極の一部の斜視図である。
【図5】実施形態にかかる画像形成装置150を動作させる制御系を説明するブロック図である。
【図6】グリッドの放電範囲を変更する方法の一例を表すフローである。
【図7】第1の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図8】図7をグリッド側から見た図である。
【図9】図7を図8と反対側から見た図である。
【図10】第1の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図11】図10をグリッド側から見た図である。
【図12】第1の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図13】図12をグリッド側から見た図である。
【図14】第2の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図15】図14をグリッド側から見た図である。
【図16】第3の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図である。
【図17】図16をグリッド側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施形態にかかる帯電装置は、電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極と、
放電電極から放電された電子を制御するための平面状のグリッドとを有する。
【0011】
この帯電装置はまた、放電電極及びグリッドのうち一方を移動させ、グリッドが放電を受ける放電範囲を、放電により腐食された第1の領域から第1の領域とは異なる第2の領域へ変更する移動機構をさらに含む。
【0012】
また、実施形態にかかる画像形成装置は、像担持体と、像担持体表面を帯電させるための上記帯電装置とを具備する。
【0013】
実施形態によれば、スコロトロン方式の帯電装置において、グリッドの腐食により像担持体表面の帯電上昇を防ぐことが可能であり、グリッドの寿命を延長させることができる。これにより、帯電装置を長期間使用することが可能になるため、画像1枚あたりのコストを低減できる。
【0014】
放電電極としては、ワイヤー電極、ブラシ電極、及び針状電極を使用することができる。上記電極のうち、針状電極を使用した場合にグリッドが局部的に腐食しやすいことから実施形態の効果がより良好となり得る。
【0015】
帯電装置は、放電電極をクリーニングする放電電極クリーニング装置をさらに具備することができる。また、移動機構の動作を放電電極クリーニング装置の動作に連動させる機構をさらに具備することができる。
【0016】
帯電装置はまた、放電電極を収容し、放電した電子をシールドし、グランドに落とすための金属製の耐電ケースをさらに具備することができる。
【0017】
グリッドを固定するとき、移動機構は、放電電極または放電電極が固定された耐電ケースを移動することができる。
【0018】
画像形成装置には、画像形成枚数を計測するカウンターを設けることができる。画像形成装置は、カウンターの数値情報に基づいて移動機構を動作させる移動機構制御部をさらに含むことができる。
【0019】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0020】
図1は、実施形態にかかる画像形成装置の一例を説明するための概略図を示す。
【0021】
図1に示すように、画像形成装置150は、読取(複写)対象の画像を読み取って第1の画像信号を生成するスキャナ(画像読取装置)100、第2の画像信号に基づいて画像を形成する画像形成部120を備える。スキャナ100には、自動原稿送り装置(ADF)140が設けられてもよい。
【0022】
スキャナ100は、原稿テーブル101、照明ランプ103、リフレクタ104、第1キャリッジ105、第1ミラー106、第2キャリッジ107、第2ミラー108、第3ミラー109、レンズ110、光電変換素子(CCDセンサ)102および画像処理部111を備える。
原稿テーブル101は、光透過性の材質からなり、本等の立体物あるいはシート状の原稿である複写対象(原稿)Pを保持する。
照明ランプ103は、原稿テーブル101の下方から光を照射する。
リフレクタ104は、照明ランプ103が放射する光を原稿テーブル101の所定の位置に集光する。
第1キャリッジ105は、照明ランプ103とリフレクタ104が固定され、原稿テーブル101の面に沿って往復する。
第1ミラー106は、照明ランプ103およびリフレクタ104からの照明光により照明された原稿Pからの反射光、すなわち原稿Pの画像情報を所定の方向(第2キャリッジ107)に案内する。なお、以下説明のため、原稿Pからの反射光は、画像光と称する。
第2キャリッジ107は、第1キャリッジ105に連動して、保持する第2ミラー108および第3ミラー109を原稿テーブル101の面に沿って移動させる。
第2ミラー108は、第1ミラー106が反射した画像光を90°折り曲げて、第3ミラー109に案内する。
第3ミラー109は、第2ミラー108が反射した画像光を90°折り曲げて、レンズ110に案内する。
レンズ110は、案内された画像光に所定の結像倍率を与えるとともに、レンズ110の焦点位置に配置されているCCDセンサ102に結像する。
CCDセンサ102は、原稿Pの画像情報(画像光)を電気信号に変換し、第1の画像信号を出力する。
画像処理部111は、CCDセンサ102が出力した第1の画像信号に所定の画像処理を施し、第2の画像信号としての画像情報を出力する。
【0023】
画像形成部120は、帯電装置121、露光装置122、感光体ドラム123、現像装置124、シートカセット125、ピックアップローラ126、搬送路127、アライニングローラ128、転写装置129、定着装置130、排紙ローラ131、トレイ132およびクリーニング機構133を備える。
帯電装置121は、所定の放電位置で放電し、感光体ドラム123の外周面に、所定の電荷を供給する。
露光装置122は、画像処理部111が出力する第2の画像信号に基づいて、光強度が変化されたレーザビームを出力する。このレーザビームは、帯電装置121により軸方向に均一の電位に帯電された感光体ドラム123の外周面に入射する。
感光体ドラム123は、レーザビームが照射され、原稿Pの画像に対応した静電像すなわち静電潜像を保持する。
現像装置124は、矢印A方向に回転する感光体ドラム123に現像剤(例えばトナー)を提供し、図示しない静電潜像はトナー像に変換される。
シートカセット125は、用紙Qを収容する。
ピックアップローラ126は、シートカセット125から用紙Qを1枚ずつ取り出し、搬送路127に案内する。
搬送路127は、複数のローラを有し、感光体ドラム123へ向けて用紙Qを案内する。
アライニングローラ128は、図示しないトナー像と、このトナー像が転写される用紙Q上の位置との位置合わせのため、搬送路127が案内する用紙Qを一旦停止させて、所定のタイミングで感光体123に搬送する。
回転方向の下流側の所定の位置で、トナー像を用紙Qに静電的に転写させる。
【0024】
定着装置130は、用紙Qに転写された図示しないトナー像を用紙Qに固着すなわち定着させる。
排紙ローラ131は、画像出力媒体保持部(トレイ)132に、定着装置130により図示しないトナー像が定着された、すなわち原稿Pの画像情報に対応する画像が形成された用紙Qを排出する。
トレイ132は、スキャナ100とシートカセット124との間に定義される空間に位置する。
クリーニング機構133は、転写位置より感光体ドラム123の回転方向の下流側かつ、放電位置より上流側に位置し、転写されずに残ったトナーを、感光体ドラム123の表面から除去する。
なお、帯電装置121、感光体ドラム123、現像装置124およびクリーニング機構133は、1つのユニット(プロセスユニット)として画像形成部120に備えられる。
【0025】
原稿Pの画像読取あるいは画像形成が指示されると、スキャナ100は、原稿Pに基づく第1の画像信号を画像処理部111に出力する。画像処理部111は、露光装置122に第2の画像信号を出力する。露光装置122は、感光体ドラム123にレーザビームを照射し、静電像を形成する。静電像は、現像装置124によりトナー像に変換される。トナー像は、転写装置129により、用紙Qに転写する。定着装置130は、用紙Qにトナーを定着する、すなわち、原稿Pの画像が用紙Qに形成される。
【0026】
図2に実施形態にかかる帯電装置の構成の一例を表す概略図を示す。
【0027】
図3に図2のX−X断面図を示す。
【0028】
図示するように、この帯電装置121は、電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極として例えば針状電極1と、針状電極1を収容し、放電した電子をシールドし、グランドに落とすための金属製の耐電ケース3と、針状電極1から放電された電子を制御するための平面状のグリッド2、及び針状電極1の先端部の汚れを払い落とすフィルム5を取り付けたクリーニング装置4を有する。
【0029】
移動機構は針状電極1、グリッド2、及び耐電ケース3のうち少なくとも1つに設けることができる。
【0030】
グリッド2を固定するとき、移動機構は、針状電極1または針状電極1が固定された耐電ケース3を例えば針状電極1の幅方向に移動することができる。
【0031】
針状電極1を固定するとき、移動機構は、グリッド2、またはグリッド2と耐電ケース3を針状電極1の幅方向に移動することができる。
【0032】
針状電極1が固定された耐電ケース3を固定するとき、グリッド2を例えば針状電極1の幅方向に移動することができる。
【0033】
なお、グリッドの針状電極1の移動は、針状電極を全体的に移動するか、あるいは針状電極の先端の傾きを変更させることにより移動することができる。
【0034】
図4に、針状電極の一部の斜視図を示す。
【0035】
図示するように針状電極1は、長さ約2mmの針状の電極を櫛刃状に一列に並べた形状を有し、その全長は例えば316cmである。
【0036】
針状電極1、グリッド2、及び耐電ケース3のうち少なくとも1つには図示しない移動機構が設けられている。移動機構を用いることにより、放電により第1の領域W1が腐食されたとき、放電電極及びグリッドのうち一方を移動させ、グリッドが放電を受ける放電範囲を、第1の領域W1から第1の領域とは異なる第2の領域W2へ変更することができる。また、第2の領域W2が腐食されるタイミングで、グリッドが放電を受ける放電範囲を第2の領域W2とは異なる第3の領域W3に変更することができる。なお、ここで第1ないし第3の領域W1,W2,W3の大きさは、例えば各々幅3mm、長さ310cmである。グリッドの開口部WGの大きさは、幅13mm、長さ310cmである。
【0037】
図5は、図2及び図3に示した帯電装置121を含む画像形成装置150を動作させる制御系を説明するブロック図である。
図5に示すように、メインCPU410は、プリンタCPU420およびコントロールパネル430と接続されている。
メインCPU410は、画像形成装置150の各部を総括的に制御する。
プリンタCPU420は、画像形成部120の各部を総括的に制御する。
コントロールバネル430は、操作部431を備え、ユーザーからの指示をメインCPU410あるいはプリンタCPU420に伝達する。
プリンタCPU420は、ユーザーにより操作部431から画像形成が指示されると、導電性部材1の複数の帯電針1aが放電を開始するための帯電信号を出力する。
【0038】
メインCPU410は、プリンタCPU420からの帯電信号が入力すると、高電圧生成信号を出力する。
また、プリンタCPU420は、移動機構制御部424に移動機構を制御させるための情報を所定のタイミングで供給する。
【0039】
メインCPU410は、高電圧発生機構411およびメインモータ412と接続されている。
高電圧発生機構411は、画像形成装置150を動作させるための電力を供給する電力供給部(図示せず)と接続され、所定の電力が供給される。メインCPU410から高電圧生成信号が入力すると、高電圧発生機構411は、感光体ドラム123を所定の電位に帯電するために導電性部材201の放電に要求される高電圧の電力を生成し、導電性部材201に接続される供給部203に電力を供給する。
メインモータ412は、スキャナ100、画像読取部120等に含まれる各部、例えば第1,2キャリッジ105,107あるいは感光体ドラム123を動作させる。
【0040】
プリンタCPU420は、ROM421、RAM422、カウンター423および移動機構制御部424と接続される。
ROM421は、画像形成部120の各部を総括的に制御するプログラム、放電電極1の放電を制御する等の専用プログラムを格納する。
RAM422は、プリンタCPU420が所定の処理動作をするために必要となるワークエリアなどを有する。
カウンター423は、画像形成部120で画像が形成された出力媒体(用紙Q)の枚数をカウントし、この枚数をプリンタCPU420に報告する。
【0041】
プリンタCPU420は、コントロールパネル430からの画像形成の指示を受け、帯電信号を出力する。帯電信号によりメインCPU410は、高電圧生成信号を出力する。高電圧生成信号を受けた高電圧発生機構411は、高電圧の電力を、図示しない供給部に提供する。供給部から高電圧の電力が伝達された放電電極1は、感光体ドラム123に、所定の電荷を与える。
画像形成の回数が増加するに伴い、放電による電子流れによりグリッドの放電範囲W1が腐食し、放電される電子がグリッドに流れ込まずに感光体表面を過剰に帯電させ、感光体表面を過剰に帯電させ、感光体表面電位が上昇し、不良な画像が出力され、さらには感光体にダメージを発生させる問題がある。
例えば、ユーザーにより不良な画像が出力されるためグリッドの放電範囲の変更が必要だと判断されたとき、コントロールパネル430の操作部431からグリッドの放電範囲の変更を指示することができる。このとき、プリンタCPU420は、移動機構制御部424に、移動指示を送る。移動指示により、移動機構制御部424は、移動機構動力部313に所定の電力を供給して動作させる。
【0042】
また、例えば、カウンター423により計測された出力媒体(用紙Q)の枚数が予め設定した移動機構制御用プリント枚数に到達したとき、プリンタCPU420から移動機構制御部424にグリッドの放電範囲の変更を指示することができる。移動指示により、移動機構制御部424は接続される移動機構動力部313を動作させることができる。
【0043】
図6に、グリッドの放電範囲を変更する方法の一例を表すフローを示す。
【0044】
コントロールパネル430からの画像形成の指示を受け、プリンタCPU420はプリント指示(ACT 1)を行い、プリント動作が行われる(ACT 2)。
【0045】
その後、カウンター423からの出力媒体(用紙Q)の枚数情報に基づいて移動制御用プリント枚数をカウントする(ACT 3)。
【0046】
移動制御用プリント枚数が所定のX枚に達しているか判断する(ACT 4)。
【0047】
X枚に達していない場合には、プリンタCPU420はプリント指示を続行する。
【0048】
X枚に達した場合、プリンタCPU420は、移動機構制御部424に、移動指示を送る。移動指示により、移動機構制御部424は、移動機構動力部313を動作させ(ACT 5)、グリッドの放電範囲を変更する。つづいて、プリンタCPU420は、移動制御用プリント枚数をクリアする(ACT 6)。
【0049】
図7、図10、及び図12は、第1の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図を示す。
【0050】
図8、図11、及び図13は、各々図7、図10、及び図12をグリッド側から見た図を示す。
【0051】
図7は、グリッド2の移動の機構を第1の実施形態にかかる帯電装置20の断面により示している。
【0052】
帯電装置20は感光体ドラム123に対向配置されている。グリッド2は、帯電装置20の感光体123側に配置され、グリッドケース7にセットされておりカム8が当接している。当接されたカム8はシャフト16を介してカム駆動ギア9に直結されている。カム8とカム駆動ギア9間には耐電ケース2が設けられ、耐電ケース2には針状電極1と、帯電針1の先端針部の汚れを払い落とすフィルム5を取り付けたクリーニング部材4とが収容されている。グリッドの放射範囲はW1の領域にある。
【0053】
図9は、図7を図8と反対側から見た図を示す。
【0054】
図示するように、クリーニング部材4は耐電ケース2に対しグリッド2とは反対側の位置に延出しその上部にギア列11が設けられ、カム駆動ギア9に当設されている。
【0055】
クリーニング部材4を、ユーザーが動作させた際に、帯電器20の背面図に示される様に、ユーザーが動作させたクリーニング部材4に設けられた駆動ギア11部によりカム駆動ギア9が回転する。図8に示すように、この動作により図8に示す位置にあるグリッドケース7にセットされたグリッド2は、カム8の回転によりグリッドケース7が押し下げられ、図10,図11の位置に移動する。このときグリッドの放射範囲はW2の領域に移動する。
【0056】
さらにクリーニング部材4を動作させることにより、同様にカム8の回転によりグリッドケース7が押し上げられ、図12,図13の位置に移動する。このときグリッドの放射範囲はW3の領域に移動する。
【0057】
カム駆動ギア9はワンウェイの機構を設けることにより、矢印B方向のみに回転をし、ユーザーのクリーニングの動作により一定の距離をグリッド2が移動することができる。
【0058】
図14は、第2の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図を示す。
【0059】
図15は、図14をグリッド側から見た図を示す。
【0060】
また、グリッド2の移動機構として、クリーニング部材を動作させること以外に、図14及び図15に示す様に、カム駆動ギア9の代わりにグリッド移動用駆動モーター13を接続することも可能である。
【0061】
図16は、第3の実施形態に係る帯電装置の移動機構の構成を表す図を示す。
【0062】
図17は、図16をグリッド側から見た図を示す。
【0063】
さらに他の方法としては、図16に示すように、クリーニング部材4にクリーニング用駆動モーター14を取り付け、駆動モーター14からギア列15を介してカム駆動ギア9に駆動を得ることによりグリッドケース7を移動させることも可能である。
【0064】
また、上記実施形態ではグリッド2を固定したグリッドケース7を移動させているが、その代わりに、針状電極、あるいは針状電極を固定した耐電ケース等を移動することができる。
【0065】
図7ないし図15に示すように、第1,第2及び第3の実施形態によれば、グリッドの放射範囲を容易に移動し、グリッドの広い範囲を放射範囲として使うことが可能となるので、グリッドの部分的な腐食により像担持体表面の帯電上昇を防ぐことが可能であり、グリッドの寿命を延長させることができる。また、グリッドの寿命が長くなると、帯電装置を長期間使用することが可能になるため、コストを低減が可能となり、また、グリッドの廃棄が減少するため、環境にも優しい。
【0066】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0067】
1…放電電極、2…グリッド、3…耐電ケース、4…放電電極クリーニング装置、5…フィルム、7…グリッドケース、8…カム、9…カム駆動ギア、11…ギア列、13…グリッド移動用駆動モーター、14…クリーニング用駆動モーター、20,121…帯電装置、123…感光体ドラム、150…画像形成装置、423…カウンター、424…移動機構制御部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極、
該放電電極から放電された電子を制御するための平面状のグリッド、及び
前記放電電極及び前記グリッドのうち一方を移動させ、前記グリッドが放電を受ける放電範囲を、第1の領域から該第1の領域とは異なる第2の領域へ変更する移動機構を具備することを特徴とする帯電装置。
【請求項2】
前記放電電極をクリーニングする放電電極クリーニング装置、及び前記移動機構の動作を該放電電極クリーニング装置の動作に連動させる機構をさらに具備する請求項1に記載の帯電装置。
【請求項3】
前記放電電極を収容し、放電した電子をシールドし、グランドに落とすための金属製の耐電ケースをさらに具備し、
前記移動機構は、前記グリッドを固定したとき、前記放電電極または前記放電電極が固定された耐電ケースを移動することを特徴とする請求項1または2に記載の帯電装置。
【請求項4】
像担持体と、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の該像担持体表面を帯電させるための帯電装置とを具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
画像形成枚数を計測するカウンター、及び該カウンターの数値情報に基づいて前記移動機構を動作させる移動機構制御部をさらに具備することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
【請求項1】
電圧を印加し、コロナ放電するための放電電極、
該放電電極から放電された電子を制御するための平面状のグリッド、及び
前記放電電極及び前記グリッドのうち一方を移動させ、前記グリッドが放電を受ける放電範囲を、第1の領域から該第1の領域とは異なる第2の領域へ変更する移動機構を具備することを特徴とする帯電装置。
【請求項2】
前記放電電極をクリーニングする放電電極クリーニング装置、及び前記移動機構の動作を該放電電極クリーニング装置の動作に連動させる機構をさらに具備する請求項1に記載の帯電装置。
【請求項3】
前記放電電極を収容し、放電した電子をシールドし、グランドに落とすための金属製の耐電ケースをさらに具備し、
前記移動機構は、前記グリッドを固定したとき、前記放電電極または前記放電電極が固定された耐電ケースを移動することを特徴とする請求項1または2に記載の帯電装置。
【請求項4】
像担持体と、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の該像担持体表面を帯電させるための帯電装置とを具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
画像形成枚数を計測するカウンター、及び該カウンターの数値情報に基づいて前記移動機構を動作させる移動機構制御部をさらに具備することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2013−57940(P2013−57940A)
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−196241(P2012−196241)
【出願日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【出願人】(000003562)東芝テック株式会社 (5,631)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【出願人】(000003562)東芝テック株式会社 (5,631)
【Fターム(参考)】
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