帯電装置および画像形成装置
【課題】クリーニングパッドをチャージワイヤに対して往復移動させる際の駆動モータの負荷を一定にすることができる帯電装置を提供する。
【解決手段】チャージワイヤ１０２は、一端にスプリング１０９を有し、帯電装置１９に張架されている。クリーニングパッド１１１，１１１’は、支持軸１１４から回転力を受けてチャージワイヤ１０２に圧接し、チャージワイヤ１０２に対して摺動することでチャージワイヤ１０２をクリーニングする。駆動モータ１２０は、クリーニングパッド１１１，１１１’をチャージワイヤ１０２に対して平行に往復移動させる。レバー押圧部１０６，１０７は、クリーニングパッド１１１，１１１’をチャージワイヤ１０２に対して平行に往復移動させるときの移動方向に応じてクリーニングパッド１１１，１１１’によるチャージワイヤ１０２への摩擦力を切り換える。
【解決手段】チャージワイヤ１０２は、一端にスプリング１０９を有し、帯電装置１９に張架されている。クリーニングパッド１１１，１１１’は、支持軸１１４から回転力を受けてチャージワイヤ１０２に圧接し、チャージワイヤ１０２に対して摺動することでチャージワイヤ１０２をクリーニングする。駆動モータ１２０は、クリーニングパッド１１１，１１１’をチャージワイヤ１０２に対して平行に往復移動させる。レバー押圧部１０６，１０７は、クリーニングパッド１１１，１１１’をチャージワイヤ１０２に対して平行に往復移動させるときの移動方向に応じてクリーニングパッド１１１，１１１’によるチャージワイヤ１０２への摩擦力を切り換える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体の表面に静電潜像を形成させる帯電装置およびこの帯電装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡＸ、プリンタ、複写機などの画像形成装置では、その表面が一様に帯電された感光体ドラムなどの像担持体の表面を露光することによって静電潜像を形成し、その静電潜像を現像することによって可視化し、可視化した画像を記録紙などに転写して定着することで記録画像を得ている。
【０００３】
このような画像形成装置では、露光前の像担持体を帯電するために、放電用電極としてチャージワイヤを備えた帯電装置が一般的に用いられている。
【０００４】
そしてこの帯電装置には、使用によって経時的に汚れてくるチャージワイヤを清掃するためのチャージワイヤ清掃装置が設けられている。チャージワイヤ清掃装置としては、クリーニングパッドなどのクリーニング手段を支持する支持体を往復移動させてチャージワイヤに摺動させることにより、チャージワイヤの清掃を行う構成のものが知られている。
【０００５】
帯電装置におけるチャージワイヤは、その一端部に弾性部材（スプリング）を設け、一定のテンションがかかるようにして固定されているため、放電を均一化でき、良質な画像を形成することが可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２９３０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているように、帯電装置におけるチャージワイヤは、その一端部に弾性部材を設け、一定のテンションがかかるようにして固定されているため、クリーニングパッドをチャージワイヤに対して平行に往復移動させた場合、クリーニングパッドをスプリングが設けられている方向へ移動させる場合はクリーニングパッドを移動させる駆動手段の負荷トルクは少なくて済むが、クリーニングパッドをスプリングが設けられている方向と逆の方向へ移動させる場合は駆動手段の負荷トルクが大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、クリーニング手段をチャージワイヤに対して往復移動させる際の駆動手段の負荷トルクを一定にすることができる帯電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の帯電装置は、チャージワイヤ、クリーニング手段、駆動手段および切換手段を備える。
【０００９】
チャージワイヤは、一端に弾性部材を有し、帯電装置本体に張架されている。クリーニング手段は、回動支点から回転力を受けてチャージワイヤに圧接し、チャージワイヤに対して摺動することでチャージワイヤをクリーニングする。駆動手段は、クリーニング手段をチャージワイヤに対して平行に往復移動させる。切換手段は、クリーニング手段をチャージワイヤに対して平行に往復移動させるときの移動方向に応じてクリーニング手段によるチャージワイヤへの摩擦力を切り換える。
【００１０】
この構成では、クリーニング手段が弾性部材の弾性力に逆らう方向に摺動する場合と弾性部材の弾性力に従う方向に摺動する場合とでは駆動手段にかかる負荷トルクが異なる。そこで、切換手段によりクリーニング手段のチャージワイヤへの摩擦力を切り換えることでクリーニング手段の摺動方向にかかわらず駆動手段にかかる負荷トルクを一定にすることができる。したがって、駆動手段に過度な負荷がかからず、駆動手段のコストダウンおよび消費電力の削減を行える。
【００１１】
クリーニング手段は、回動支点からの距離を複数の距離の中から選択でき、切換手段は、クリーニング手段の回動支点からの距離を変更することでチャージワイヤに対するクリーニング手段の接触圧を切り換え、それにより摩擦力を切り換えると好ましい。
【００１２】
この構成では、切換手段によってクリーニング手段の回動支点からの距離を変更することでチャージワイヤに対するクリーニング手段の接触圧が切り換わり、結果としてクリーニング手段のチャージワイヤへの摩擦力が切り換わる。
【００１３】
クリーニング手段は、チャージワイヤに直交する方向においてチャージワイヤに対する接触面積が異なり、切換手段は、クリーニング手段をチャージワイヤに直交する方向にシフトさせることでチャージワイヤに対するクリーニング手段の接触面積を切り換え、それにより摩擦力を切り換えると好ましい。
【００１４】
この構成では、切換手段によってクリーニング手段のチャージワイヤに対する接触面積を切り換えることができ、結果としてクリーニング手段のチャージワイヤへの摩擦力が切り換わる。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、感光体、感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置、感光体の表面に形成された静電潜像を顕像化する現像装置および本発明の帯電装置を備える。
【００１６】
この構成では、本発明の帯電装置における駆動手段に過度な負荷がかからないようにすることで、駆動手段のコストダウンおよび消費電力の削減を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明における帯電装置は、クリーニング手段をチャージワイヤに対して往復移動させる際の駆動手段の負荷トルクを一定にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態に係る帯電装置およびこの帯電装置を備える画像形成装置を、図面を参照にしつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る帯電装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【００２０】
画像形成装置１１は、外部から受け取った画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）にモノクロ画像を形成するものである。
【００２１】
画像形成装置１１は、露光装置１３、現像装置１５、感光体ドラム１７、本発明に係る帯電装置１９、クリーナユニット２１、定着ユニット２３、給紙トレイ２５、排紙トレイ３３が備えられている。また給紙トレイ２５から上方に延びる給紙搬送路２７と、給紙搬送路２７の終端から排紙トレイ３３に用紙を搬送するための用紙搬送路３１とが備えられる。用紙搬送路３１を搬送される用紙は、レジストローラ２９、転写ベルト４５および定着ユニット２３を経て排紙トレイ３３に排紙される。
【００２２】
帯電装置１９は、感光体ドラム１７の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、放電電極としてチャージワイヤを備えたチャージャ型の帯電装置が用いられる。このチャージワイヤを清掃するために、チャージワイヤ清掃装置が備えられる。
【００２３】
露光装置１３は、レーザ照射部３５および反射ミラー３７を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いている。またこの他、露光装置１３として、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書き込みヘッドを用いる手法もある。
【００２４】
さらに画像形成装置１１は、高速印字処理を行うために複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減するために２ビーム手法を採用している。そして帯電装置１９によって均一に帯電された感光体ドラム１７を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム１７の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。感光体ドラム１７は静電潜像による画像を担持する像担持体である。
【００２５】
現像装置１５は、感光体ドラム１７上に形成された静電潜像をトナーで顕像化するものである。クリーナユニット２１は、現像・画像転写後における感光体ドラム１７上の表面に残留したトナーを除去・回収するものである。
【００２６】
前述のようにして感光体ドラム１７上で顕像化されたトナーは、用紙搬送路３１を搬送される用紙上に転写される。このための転写機構３９（転写ベルト４５によるユニット）は、トナーが有する電荷の逆極性の電界を印加して、用紙上にトナーを転写するための機構である。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有しているときは、転写機構３９への印加極性は（＋）極性となる。
【００２７】
画像形成装置１１の転写機構３９は、駆動ローラ４１、従動ローラ４３および他のローラで架橋され、所定の抵抗値（１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍの範囲）を有する転写ベルト４５を備えている。また感光体ドラム１７と転写ベルト４５との接触部４７には、駆動ローラ４１や従動ローラ４３とは別に、転写ベルト４５に対して転写電界を印加しうる弾性導電性ローラ４９が配置されている。弾性導電性ローラ４９は弾性を有する。これによって、感光体ドラム１７と転写ベルト４５とは、線接触でなく、互いが所定の幅（転写ニップ部と呼ばれる）を有して面接触する。これによって搬送される用紙への転写効率の向上が図られる。
【００２８】
さらに転写ベルト４５の転写領域の下流側には、接触部４７を通過する際に印加された電圧により帯電した用紙を除去し、次工程への搬送をスムーズに行うための除電ローラ５１が配置されている。除電ローラ５１は、転写ベルト４５の背面に配置されている。
【００２９】
さらに転写機構３９には、転写ベルト４５のトナー汚れを除去するクリーニングユニット５３と、転写ベルト４５の除電を行う除電機構５５とが配置されている。除電機構５５は、画像形成装置１１を介して接地する手法、もしくは積極的に前記転写電界の極性とは逆極性を印加する手法がある。転写機構３９で用紙上に転写されたトナーは、定着ユニット２３に搬送される。
【００３０】
定着ユニット２３は、加熱ローラ５７と加圧ローラ５９とを備え、加熱ローラ５７の外周部には用紙剥離爪６１、ローラ表面温度検出部材（サーミスタ）６３、ローラ表面クリーニング部材６５が配置される。また、加熱ローラ５７の内周部には、その表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０℃〜２００℃）に加熱するための熱源６７が配置されている。
【００３１】
他方、加圧ローラ５９の両端部には、加熱ローラ５７に対し所定圧量で加圧ローラ５９が圧接することが可能な加圧部材が配置され、さらに加圧ローラ５９の外周には、加熱ローラ５７の外周と同様に用紙剥離爪６１とローラ表面クリーニング部材６５とが配置されている。
【００３２】
定着ユニット２３は、加熱ローラ５７と加圧ローラ５９の圧接部（定着ニップ部）において、搬送される用紙上の未定着トナーを加熱ローラ５７表面の温度で加熱して溶融させ、かつ、加圧ローラ５９による圧接力で用紙上の未定着トナーを投鋲作用で用紙上に定着させる。
【００３３】
給紙トレイ２５は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１１では、画像形成部の下側および側壁面に設けられている。画像形成装置１１は、高速印字処理を行うことを目的とするため、画像形成部の下方に配置される給紙トレイ２５として、定型サイズを各々のトレイに５００枚〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ２５が配置されている。他方、画像形成装置１１の側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）７３ならびに主として不定型サイズの印字等に用いる手差しトレイ７５が配置されている。
【００３４】
排紙トレイ３３は、画像形成装置１１の手差しトレイ７５とは反対側の側面に配置されているが、排紙トレイ３３に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等）、複数段排紙トレイ３３をオプションとして配置することも可能な構成となっている。
【００３５】
そして、画像形成装置１１は、図示しない制御部を備える。制御部は、画像形成装置１１の動作を制御するものであり、たとえばマイクロコンピュータとそのマイクロコンピュータが実行する処理の手順である制御プログラムを格納するＲＯＭ、作業用のワークエリアを提供するＲＡＭ、制御に必要なデータをバックアップして保持する不揮発性メモリ、センサーやスイッチからの入力信号が接続され、入力バッファやＡ／Ｄ変換回路を含む入力回路、モータやソレノイド、ランプなどの負荷を駆動するためのドライバを含む出力回路などから構成される。
【００３６】
画像形成装置１１の処理モードに対応する用紙搬送工程を説明する。制御部のマイクロコンピュータにより、印字要求に適合する用紙は、複数の給紙トレイ２５の中から選択され、レジストローラ２９まで搬送され一旦停止する。
【００３７】
マイクロコンピュータは、用紙の先端と感光体ドラム１７上の画像情報を合致させるタイミングでレジストローラ２９を再回転させ、これによって用紙が転写機構３９に搬送される。転写機構３９では、用紙上に画像情報に対応するトナーが転写され、その後用紙が定着ユニット２３へ導かれてトナーが用紙上に固着される。さらにその後、用紙は排紙トレイ３３に排出される。
【００３８】
マイクロコンピュータは、印字のモード（コピアモード、プリンタモードもしくはＦＡＸモード等）、および印字処理手法（片面印字または両面印字等）に応じて、定着ユニット２３以降から排紙トレイ３３までの搬送方向を制御する。通常コピアモードでは、ユーザが画像形成装置１１の近傍で操作を行うことから、印字面を上側にして排出するように用紙搬送制御することが多い。これは、フェースアップ排出と呼ばれる。一方、プリンタ、ＦＡＸの各モードでは、ユーザが画像形成装置１１の近傍にいないことから、排出用紙のページ順を揃えるフェースダウン排出手法が多く用いられている。
【００３９】
したがって、画像形成装置１１では、印字のモードに応じてフェースアップ排出とフェースダウン排出とを切り換え得る機構を有している。この機構は、定着ユニット２３を通過した用紙が排出トレイ３３に排出されるまでの間に、複数の搬送路と複数の分岐爪を配置し、これによって印字モードに応じた用紙排出を行うように構成されている。
【００４０】
図２は、本発明の前提となる帯電装置（基本帯電装置と称する。）の構成を示す図である。後述のように、本発明の実施形態に係る帯電装置は、この基本帯電装置の構造に基づいて構成される。以下、本発明の前提となる基本帯電装置も、基本構造がそれと同じである本発明の実施形態に係る帯電装置も、説明上、符号が同一の帯電装置１９とする。帯電装置１９を構成する部品についても、基本帯電装置および本発明の実施形態に係る帯電装置において、同じ符号を使うこととする。
【００４１】
上述したように、画像形成装置１１には、像担持体である感光体ドラム１７の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電装置１９が備えられる。帯電装置１９は、放電電極であるチャージワイヤ１０２に高電圧を印加してコロナ放電させることにより、感光体ドラム１７を帯電させるチャージャ型の帯電装置である。ここでは帯電装置１９が、感光体ドラム１７の近傍に固定配置される。
【００４２】
図２（Ａ）において、帯電装置１９には、チャージワイヤ１０２に対して摺動することによりチャージワイヤ１０２の清掃を行うクリーニングパッド１１１を備えたスライダ１０１と、スライダ１０１をチャージワイヤ１０２に平行に往復移動させるスクリューシャフト１０３とを備えている。クリーニングパッド１１１は、本発明のクリーニング手段に相当する。
【００４３】
本実施形態では、放電電極であるチャージワイヤ１０２が２本設けられる。これらのチャージワイヤ１０２は一端にスプリング１０９を設け、ＭＣホルダー１０４，１０５に張架されて、高電圧が印加されるようになっている。スプリング１０９は、本発明の弾性部材に相当する。
【００４４】
またスライダ１０１は、スクリューシャフト１０３のスクリュー溝に係合し、スクリューシャフト１０３の回動に応じて、矢印Ｍ方向に往復移動できるようになっている。図２（Ｂ）に示すように、スクリューシャフト１０３のギア９１が帯電装置１９本体に設けられる駆動モータ１２０のギア９２と噛合し、スクリューシャフト１０３は、駆動モータ１２０によって正逆に回動可能に制御される。駆動モータ１２０は、本発明の駆動手段に相当する。
【００４５】
矢印Ｍ方向は、チャージワイヤ１０２が張架された方向であって、感光体ドラム１７の軸方向に一致する方向である。これによりチャージャワイヤ１０２は、感光体ドラム１７の表面に平行に配置される。また矢印Ｍ方向は、感光体ドラム１７を走査する走査光の主走査方向でもある。
【００４６】
そしてスライダ１０１が往復動作を行うことによって、スライダ１０１に取り付けられたクリーニングパッド１１１がチャージワイヤ１０２を摺動し、チャージワイヤ１０２の清掃を行う。スライダ１０１の往復移動動作は、帯電装置１９のウォームアップ時に実行される。
【００４７】
図３は、本発明の前提となる帯電装置のスライダの構成を示す図である。
【００４８】
図３は、スライダ１０１を図２（Ａ）における矢印Ｐ方向から見た図である。スライダ１０１には、チャージワイヤ１０２を清掃するためのクリーニングパッド１１１が設けられている。クリーニングパッド１１１は、１本のチャージワイヤ１０２に対して２つ設けられ、チャージワイヤ１０２の２箇所で接触するようになっている。そして２本のチャージワイヤ１０２に対してそれぞれ２つのクリーニングパッド１１１が接触するため、スライダ１０１には、合計４つのクリーニングパッド１１１が接触することになる。
【００４９】
スライダ１０１は、スクリューシャフト１０３に係合し、スクリューシャフト１０３の回動動作に応じて往復移動を行うベース部１１２と、ベース部１１２に対して回動可能に軸支されたヘッド部１１３とからなっている。ここではヘッド部１１３には支持軸１１４が備えられる。支持軸１１４は、本発明の回動支点に相当する。支持軸１１４は、ヘッド部１１３を図示時計回りに回動させるスプリング等の回動部材が内蔵されている。その結果、ヘッド部１１３は回動部材から回転力を受け、一方のクリーニングパッド１１１は矢印Ｒ方向にチャージワイヤ１０２に圧接し、他方のクリーニングパッド１１１は矢印Ｓ方向にチャージワイヤ１０２に圧接する。
【００５０】
クリーニングパッド１１１によってチャージワイヤ１０２をどのように清掃するかを説明する。１本のチャージワイヤ１０２に接触する２つのクリーニングパッド１１１は、互いに離間した位置で、チャージワイヤ１０２の上下からチャージワイヤ１０２を挟むような形態で接触するようになっている。つまり２つのクリーニングパッド１１１のうち、一方のクリーニングパッド１１１は、チャージワイヤ１０２に対して一方の側から接触し、他方のクリーニングパッド１１１は、チャージワイヤ１０２に対してその反対側から接触するように配置されている。
【００５１】
このときクリーニングパッド１１１は、チャージワイヤ１０２に圧接された状態となる。そしてスクリューシャフト１０３を回動させてスライダ１０１を往復動作させることにより、チャージワイヤ１０２を清掃できるようになっている。
【００５２】
図４は、本発明の実施形態に係る帯電装置の概略構成図および同帯電装置に使用される切換手段による切換機構を示す図である。切換機構は、クリーニングパッドの切り換えを行う。
【００５３】
上述したように、本発明の実施形態に係る帯電装置は、図２および図３に示す基本帯電装置の基本構造を採用している。以下、この実施形態に係る帯電装置について説明する。
【００５４】
ヘッド部１１３の先端部１１０には２つのクリーニングパッド（第１のクリーニングパッド１１１と第２のクリーニングパッド１１１’）が取り付けられている。また、先端部１１０は、クリーニングパッド１１１，１１１’を切り換えるために回転可能となっている。先端部１１０が回転することにより、クリーニングパッド１１１，１１１’と支点１１４’との距離が変わる。したがって、クリーニングパッド１１１，１１１’は支点１１４’からの距離を複数選択（本実施形態では２通り）できる。なお、支点１１４’とは、図３の支持軸１１４の作用によってチャージワイヤ１０２上に想定される、クリーニングパッド１１１，１１１’の回転中心位置（回転モーメント力中心位置）を示している。
【００５５】
図４（Ａ）は、スライダ１０１がＭＣホルダー１０５からＭＣホルダー１０４に向かう方向、つまり矢印Ｖ方向に動作している図である。スライダ１０１が矢印Ｖ方向に動作すると同時に第１のクリーニングパッド１１１がチャージワイヤ１０２に摺動するが、チャージワイヤ１０２に設けられたスプリング１０９の弾性力に逆らう方向にスライダ１０１が動作することとなり、第１のクリーニングパッド１１１とチャージワイヤ１０２との間には大きな摩擦力が生じる。そのため、スライダ１０１が矢印Ｖ方向に動作する場合には、支点１１４’からの距離を大きくとって第１のクリーニングパッド１１１のチャージワイヤ１０２に対する接触圧を減少し、第１のクリーニングパッド１１１とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を低減している。つまり、支点１１４’は一定のモーメントを有しており、支点１１４’からの距離を大きくとることで第１のクリーニングパッド１１１のチャージワイヤ１０２に対する接触圧が減少される。こうすることで、スライダ１０１を動作させる際に生じる駆動モータ１２０の負荷トルクを低減させることができる。
【００５６】
図４（Ｂ）は、スライダ１０１がＭＣホルダー１０４の近傍まで到達したときの図である。先端部１１０は、レバー１０８が押圧されることで回転可能となっている。先端部１１０は、回転することによって先端部１１０に取り付けられた２つのクリーニングパッド１１１，１１１’がチャージワイヤ１０２に圧接するそれぞれの位置をとることが可能であり、レバー１０８が所定の方向（図４（Ａ）における矢印Ｔ方向）に押圧されない限りその位置で固定される。ＭＣホルダー１０４は、チャージワイヤ１０２の平行方向において突出したレバー押圧部１０６を設けている。レバー押圧部１０６は、本発明の切換手段に相当する。レバー押圧部１０６は、ＭＣホルダー１０４に固定された固定部材である。スライダ１０１がＭＣホルダー１０４に到達する手前でスライダ１０１が矢印Ｖ方向に動作することによって、レバー１０８がレバー押圧部１０６に押圧されて先端部１１０が矢印Ｔ方向に回転し、チャージワイヤ１０２に接触するクリーニングパッドが１１１から１１１’に切り換わる。図４（Ｂ）における第２のクリーニングパッド１１１’の支点１１４’からの距離は、図４（Ａ）における場合よりも小さくなっている。第２のクリーニングパッド１１１’と支点１１４’との距離は相対的に小さいから、第２のクリーニングパッド１１１’のチャージワイヤ１０２に対する接触圧が増加し、第２のクリーニングパッド１１１’とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を増加している。この原理は、上述したモーメントによるものである。したがって、第１のクリーニングパッド１１１から支点１１４’までの距離と、第２のクリーニングパッド１１１’から支点１１４’までの距離とを適切に設定することにより、スライダ１０１がＭＣホルダー１０５からＭＣホルダー１０４に向かう方向である矢印Ｖ方向に動作する場合とスライダ１０１がＭＣホルダー１０４からＭＣホルダー１０５に向かう方向である矢印Ｗ方向に動作する場合との駆動モータ１２０の負荷トルクを一定にすることができる。
【００５７】
図５は、本発明の実施形態に係る帯電装置の切換手段の切換機構を示す図である。
【００５８】
図５は、スライダ１０１を図２（Ａ）における矢印Ｑ方向から見た図である。図５では、帯電装置１９の主要部分のみを示す。ヘッド部１１３の先端部１１０には２つのクリーニングパッド１１１，１１１’が取り付けられている。また、先端部１１０は、クリーニングパッド１１１，１１１’を切り換えるために回転可能となっている。先端部１１０が回転することにより、クリーニングパッド１１１，１１１’と支点１１４’との距離が変わる。したがって、クリーニングパッド１１１，１１１’は支点１１４’からの距離を複数選択（本実施形態では２通り）できる。
【００５９】
図５（Ａ）は、スライダ１０１がＭＣホルダー１０４からＭＣホルダー１０５に向かう方向、つまり矢印Ｗ方向に動作している図である。スライダ１０１が矢印Ｗ方向に動作すると同時に第２のクリーニングパッド１１１’がチャージワイヤ１０２に摺動するが、チャージワイヤ１０２に設けられたスプリング１０９の弾性力に従う方向にスライダ１０１が動作することとなり、第２のクリーニングパッド１１１’とチャージワイヤ１０２との間にはさほど大きな摩擦力は生じない。そのため、スライダ１０１が矢印Ｗ方向に動作する場合には、支点１１４’からの距離を小さくとって第２のクリーニングパッド１１１’のチャージワイヤ１０２に対する接触圧を増加し、第２のクリーニングパッド１１１’とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を増加している。つまり、支点１１４’は一定のモーメントを有しており、支点１１４’からの距離を小さくとることで第２のクリーニングパッド１１１’のチャージワイヤ１０２に対する接触圧が増加される。こうすることで、第２のクリーニングパッド１１１’によるチャージワイヤ１０２の清掃効率を増加させることができる。
【００６０】
図５（Ｂ）は、スライダ１０１がＭＣホルダー１０５の近傍まで到達したときの図である。先端部１１０は、レバー１０８が押圧されることで回転可能となっている。先端部１１０は、先端部１１０に取り付けられた２つのクリーニングパッド１１１，１１１’がチャージワイヤ１０２に圧接するそれぞれの位置をとることが可能であり、レバー１０８が所定の方向（図５（Ａ）における矢印Ｕ方向）に押圧されない限りその位置で固定される。ＭＣホルダー１０４は、チャージワイヤ１０２の平行方向において突出したレバー押圧部１０７を設けている。レバー押圧部１０７は、本発明の切換手段に相当する。レバー押圧部１０７は、ＭＣホルダー１０５に固定された固定部材である。スライダ１０１がＭＣホルダー１０５に到達する手前で、スライダ１０１が矢印Ｗ方向に動作することによってレバー１０８がレバー押圧部１０７に押圧されて先端部１１０が矢印Ｕ方向に回転し、チャージワイヤ１０２に接触するクリーニングパッドが１１１’から１１１に切り換わる。図５（Ｂ）における第１のクリーニングパッド１１１の支点１１４’からの距離は、図５（Ａ）における場合よりも大きくなっている。第１のクリーニングパッド１１１と支点１１４’との距離は相対的に大きいから、第１のクリーニングパッド１１１のチャージワイヤ１０２に対する接触圧が減少し、第１のクリーニングパッド１１１とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を低減している。したがって、第１のクリーニングパッド１１１から支点１１４’までの距離と、第２のクリーニングパッド１１１’から支点１１４’までの距離とを適切に設定することにより、スライダ１０１がＭＣホルダー１０４からＭＣホルダー１０５に向かう方向である矢印Ｗ方向に動作する場合とスライダ１０１がＭＣホルダー１０５からＭＣホルダー１０４に向かう方向である矢印Ｖ方向に動作する場合との駆動モータ１２０の負荷トルクを一定にすることができる。
【００６１】
図６は、本発明の第２実施形態に係る帯電装置の切換手段の切換機構を示す図である。
【００６２】
図６は、帯電装置１９の上面からスライダ１１９を見た図である。なお、本実施形態における特徴部分を具体的に示すために、チャージワイヤ１０２の上側におけるヘッド部１１３を省略している。本実施形態に係るスライダ１１９には、下方に突設された足部１１６および足部１１７が設けられている。また、スライダ１１９のヘッド部１１３には、チャージワイヤ１０２の張架方向と直交する方向においてチャージワイヤ１０２の張架方向への幅が異なるように設計されたクリーニングパッド１１８が備えられている。さらに、ＭＣホルダー１０４には、コの字状のシフト部材１２３が設けられ、ＭＣホルダー１０５には、コの字状のシフト部材１２２が設けられている。シフト部材１２２，１２３は、本発明の切換手段に相当する。シフト部材１２２は、足部１１６と係合可能であり、シフト部材１２３は、足部１１７と係合可能である。
【００６３】
図６（Ａ）は、スライダ１１９が矢印Ｖ方向に動作し、ＭＣホルダー１０４の近傍に到達した図である。クリーニングパッド１１８は、支点１１４’のモーメントによってチャージワイヤ１０２に圧接してスライダ１１９の動作により摺動するため、スライダ１１９の矢印Ｖ方向への動作は、スプリング１０９の弾性力に逆らう方向となり、クリーニングパッド１１８とチャージワイヤ１０２との間には大きな摩擦力が生じる。そこで本実施形態では、矢印Ｖ方向へのスライダ１１９の動作時においてはクリーニングパッド１１８のチャージワイヤ１０２に対する接触面積を少なくしてクリーニングパッド１１８とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を低減している。したがって、スライダ１１９を動作させる際に生じる駆動モータ１２０の負荷トルクを低減させることができる。
【００６４】
スライダ１１９がＭＣホルダー１０４の近傍に到達すると、足部１１７がシフト部材１２３と係合し、シフト部材１２３が矢印Ｘ方向に移動することによってスライダ１１９が矢印Ｘ方向にシフトする。したがって、スライダ１１９が矢印Ｗ方向に移動する際には、チャージワイヤ１０２に対するクリーニングパッド１１８の接触面積が大きくなる。
【００６５】
図６（Ｂ）は、スライダ１１９が矢印Ｗ方向に動作し、ＭＣホルダー１０５の近傍に到達した図である。クリーニングパッド１１８は、支点１１４’のモーメントによってチャージワイヤ１０２に圧接してスライダ１１９の動作により摺動するため、スライダ１１９の矢印Ｗ方向への動作は、スプリング１０９の弾性力に従う方向となり、クリーニングパッド１１８とチャージワイヤ１０２との間にはさほど大きな摩擦力が生じない。そこで本実施形態では、矢印Ｗ方向へのスライダ１１９の動作時においてはクリーニングパッド１１８のチャージワイヤ１０２に対する接触面積を大きくしてクリーニングパッド１１８とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を増加している。したがって、クリーニングパッド１１８の接触面積を適切に設定することにより、スライダ１１９がＭＣホルダー１０５からＭＣホルダー１０４に向かう方向である矢印Ｖ方向に動作する場合とスライダ１０１がＭＣホルダー１０４からＭＣホルダー１０５に向かう方向である矢印Ｗ方向に動作する場合との駆動モータ１２０の負荷トルクを一定にすることができる。
【００６６】
スライダ１１９がＭＣホルダー１０５の近傍に到達すると、足部１１６がシフト部材１２２と係合し、シフト部材１２２が矢印Ｙ方向に移動することによってスライダ１１９が矢印Ｙ方向にシフトする。したがって、スライダ１１９が矢印Ｖ方向に移動する際には、チャージワイヤ１０２に対するクリーニングパッド１１８の接触面積が小さくなる。
【００６７】
図７は、本発明の第２実施形態に係る帯電装置の構成の一部を示すブロック図である。
【００６８】
帯電装置１９には、スライダ１１９の移動時間を計測するタイマ１３３、シフト部材１２２をギアなどを介して駆動させるモータ１３２およびシフト部材１２３をギアなどを介して駆動させるモータ１３３ならびにタイマ１３３による計測結果を反映してモータ１３２，１３３に指令をするＣＰＵ１３１が設けられている。
【００６９】
スライダ１１９は、チャージワイヤ１０２を清掃するためにチャージワイヤ１０２に対して平行方向に往復移動する。タイマ１３３は、スライダ１１９がシフト部材１２２（１２３）によってシフトされた後に計測を開始する。そして、スライダ１１９がチャージワイヤ１０２の平行方向に移動し、スライダ１１９の足部１１７（１１６）がシフト部材１２３（１２２）と係合する見込み時間に到達すると、その情報をＣＰＵ１３１に伝達する。この見込み時間は、予めプログラムされている。ＣＰＵ１３１は、タイマ１３３からの情報を受け取ると、シフト部材１２３（１２２）をシフトさせるためのモータ１３３（１３２）を駆動する。シフト部材１２３（１２２）がシフトすると、ＣＰＵ１３１は、タイマ１３３をリセットする。その後所定時間経過後、ＣＰＵ１３１は、シフト部材１２３（１２２）を初期位置に戻すためにモータ１３３（１３２）を駆動する。
【００７０】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の前提となる帯電装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の前提となる帯電装置のスライダの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る帯電装置の概略構成図および同帯電装置に使用される切換手段による切換機構を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る帯電装置の切換手段の切換機構を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る帯電装置の切換手段の切換機構を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る帯電装置の構成の一部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１−画像形成装置
１３−露光装置
１５−現像装置
１７−感光体ドラム
１９−帯電装置
１０２−チャージワイヤ
１０６，１０７−レバー押圧部
１０９−スプリング
１１１，１１１’，１１８−クリーニングパッド
１１４−支持軸
１２０−駆動モータ
１２２，１２３−シフト部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体の表面に静電潜像を形成させる帯電装置およびこの帯電装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡＸ、プリンタ、複写機などの画像形成装置では、その表面が一様に帯電された感光体ドラムなどの像担持体の表面を露光することによって静電潜像を形成し、その静電潜像を現像することによって可視化し、可視化した画像を記録紙などに転写して定着することで記録画像を得ている。
【０００３】
このような画像形成装置では、露光前の像担持体を帯電するために、放電用電極としてチャージワイヤを備えた帯電装置が一般的に用いられている。
【０００４】
そしてこの帯電装置には、使用によって経時的に汚れてくるチャージワイヤを清掃するためのチャージワイヤ清掃装置が設けられている。チャージワイヤ清掃装置としては、クリーニングパッドなどのクリーニング手段を支持する支持体を往復移動させてチャージワイヤに摺動させることにより、チャージワイヤの清掃を行う構成のものが知られている。
【０００５】
帯電装置におけるチャージワイヤは、その一端部に弾性部材（スプリング）を設け、一定のテンションがかかるようにして固定されているため、放電を均一化でき、良質な画像を形成することが可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２９３０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているように、帯電装置におけるチャージワイヤは、その一端部に弾性部材を設け、一定のテンションがかかるようにして固定されているため、クリーニングパッドをチャージワイヤに対して平行に往復移動させた場合、クリーニングパッドをスプリングが設けられている方向へ移動させる場合はクリーニングパッドを移動させる駆動手段の負荷トルクは少なくて済むが、クリーニングパッドをスプリングが設けられている方向と逆の方向へ移動させる場合は駆動手段の負荷トルクが大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、クリーニング手段をチャージワイヤに対して往復移動させる際の駆動手段の負荷トルクを一定にすることができる帯電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の帯電装置は、チャージワイヤ、クリーニング手段、駆動手段および切換手段を備える。
【０００９】
チャージワイヤは、一端に弾性部材を有し、帯電装置本体に張架されている。クリーニング手段は、回動支点から回転力を受けてチャージワイヤに圧接し、チャージワイヤに対して摺動することでチャージワイヤをクリーニングする。駆動手段は、クリーニング手段をチャージワイヤに対して平行に往復移動させる。切換手段は、クリーニング手段をチャージワイヤに対して平行に往復移動させるときの移動方向に応じてクリーニング手段によるチャージワイヤへの摩擦力を切り換える。
【００１０】
この構成では、クリーニング手段が弾性部材の弾性力に逆らう方向に摺動する場合と弾性部材の弾性力に従う方向に摺動する場合とでは駆動手段にかかる負荷トルクが異なる。そこで、切換手段によりクリーニング手段のチャージワイヤへの摩擦力を切り換えることでクリーニング手段の摺動方向にかかわらず駆動手段にかかる負荷トルクを一定にすることができる。したがって、駆動手段に過度な負荷がかからず、駆動手段のコストダウンおよび消費電力の削減を行える。
【００１１】
クリーニング手段は、回動支点からの距離を複数の距離の中から選択でき、切換手段は、クリーニング手段の回動支点からの距離を変更することでチャージワイヤに対するクリーニング手段の接触圧を切り換え、それにより摩擦力を切り換えると好ましい。
【００１２】
この構成では、切換手段によってクリーニング手段の回動支点からの距離を変更することでチャージワイヤに対するクリーニング手段の接触圧が切り換わり、結果としてクリーニング手段のチャージワイヤへの摩擦力が切り換わる。
【００１３】
クリーニング手段は、チャージワイヤに直交する方向においてチャージワイヤに対する接触面積が異なり、切換手段は、クリーニング手段をチャージワイヤに直交する方向にシフトさせることでチャージワイヤに対するクリーニング手段の接触面積を切り換え、それにより摩擦力を切り換えると好ましい。
【００１４】
この構成では、切換手段によってクリーニング手段のチャージワイヤに対する接触面積を切り換えることができ、結果としてクリーニング手段のチャージワイヤへの摩擦力が切り換わる。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、感光体、感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置、感光体の表面に形成された静電潜像を顕像化する現像装置および本発明の帯電装置を備える。
【００１６】
この構成では、本発明の帯電装置における駆動手段に過度な負荷がかからないようにすることで、駆動手段のコストダウンおよび消費電力の削減を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明における帯電装置は、クリーニング手段をチャージワイヤに対して往復移動させる際の駆動手段の負荷トルクを一定にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態に係る帯電装置およびこの帯電装置を備える画像形成装置を、図面を参照にしつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る帯電装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【００２０】
画像形成装置１１は、外部から受け取った画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）にモノクロ画像を形成するものである。
【００２１】
画像形成装置１１は、露光装置１３、現像装置１５、感光体ドラム１７、本発明に係る帯電装置１９、クリーナユニット２１、定着ユニット２３、給紙トレイ２５、排紙トレイ３３が備えられている。また給紙トレイ２５から上方に延びる給紙搬送路２７と、給紙搬送路２７の終端から排紙トレイ３３に用紙を搬送するための用紙搬送路３１とが備えられる。用紙搬送路３１を搬送される用紙は、レジストローラ２９、転写ベルト４５および定着ユニット２３を経て排紙トレイ３３に排紙される。
【００２２】
帯電装置１９は、感光体ドラム１７の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、放電電極としてチャージワイヤを備えたチャージャ型の帯電装置が用いられる。このチャージワイヤを清掃するために、チャージワイヤ清掃装置が備えられる。
【００２３】
露光装置１３は、レーザ照射部３５および反射ミラー３７を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いている。またこの他、露光装置１３として、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書き込みヘッドを用いる手法もある。
【００２４】
さらに画像形成装置１１は、高速印字処理を行うために複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減するために２ビーム手法を採用している。そして帯電装置１９によって均一に帯電された感光体ドラム１７を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム１７の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。感光体ドラム１７は静電潜像による画像を担持する像担持体である。
【００２５】
現像装置１５は、感光体ドラム１７上に形成された静電潜像をトナーで顕像化するものである。クリーナユニット２１は、現像・画像転写後における感光体ドラム１７上の表面に残留したトナーを除去・回収するものである。
【００２６】
前述のようにして感光体ドラム１７上で顕像化されたトナーは、用紙搬送路３１を搬送される用紙上に転写される。このための転写機構３９（転写ベルト４５によるユニット）は、トナーが有する電荷の逆極性の電界を印加して、用紙上にトナーを転写するための機構である。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有しているときは、転写機構３９への印加極性は（＋）極性となる。
【００２７】
画像形成装置１１の転写機構３９は、駆動ローラ４１、従動ローラ４３および他のローラで架橋され、所定の抵抗値（１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍの範囲）を有する転写ベルト４５を備えている。また感光体ドラム１７と転写ベルト４５との接触部４７には、駆動ローラ４１や従動ローラ４３とは別に、転写ベルト４５に対して転写電界を印加しうる弾性導電性ローラ４９が配置されている。弾性導電性ローラ４９は弾性を有する。これによって、感光体ドラム１７と転写ベルト４５とは、線接触でなく、互いが所定の幅（転写ニップ部と呼ばれる）を有して面接触する。これによって搬送される用紙への転写効率の向上が図られる。
【００２８】
さらに転写ベルト４５の転写領域の下流側には、接触部４７を通過する際に印加された電圧により帯電した用紙を除去し、次工程への搬送をスムーズに行うための除電ローラ５１が配置されている。除電ローラ５１は、転写ベルト４５の背面に配置されている。
【００２９】
さらに転写機構３９には、転写ベルト４５のトナー汚れを除去するクリーニングユニット５３と、転写ベルト４５の除電を行う除電機構５５とが配置されている。除電機構５５は、画像形成装置１１を介して接地する手法、もしくは積極的に前記転写電界の極性とは逆極性を印加する手法がある。転写機構３９で用紙上に転写されたトナーは、定着ユニット２３に搬送される。
【００３０】
定着ユニット２３は、加熱ローラ５７と加圧ローラ５９とを備え、加熱ローラ５７の外周部には用紙剥離爪６１、ローラ表面温度検出部材（サーミスタ）６３、ローラ表面クリーニング部材６５が配置される。また、加熱ローラ５７の内周部には、その表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０℃〜２００℃）に加熱するための熱源６７が配置されている。
【００３１】
他方、加圧ローラ５９の両端部には、加熱ローラ５７に対し所定圧量で加圧ローラ５９が圧接することが可能な加圧部材が配置され、さらに加圧ローラ５９の外周には、加熱ローラ５７の外周と同様に用紙剥離爪６１とローラ表面クリーニング部材６５とが配置されている。
【００３２】
定着ユニット２３は、加熱ローラ５７と加圧ローラ５９の圧接部（定着ニップ部）において、搬送される用紙上の未定着トナーを加熱ローラ５７表面の温度で加熱して溶融させ、かつ、加圧ローラ５９による圧接力で用紙上の未定着トナーを投鋲作用で用紙上に定着させる。
【００３３】
給紙トレイ２５は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１１では、画像形成部の下側および側壁面に設けられている。画像形成装置１１は、高速印字処理を行うことを目的とするため、画像形成部の下方に配置される給紙トレイ２５として、定型サイズを各々のトレイに５００枚〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ２５が配置されている。他方、画像形成装置１１の側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）７３ならびに主として不定型サイズの印字等に用いる手差しトレイ７５が配置されている。
【００３４】
排紙トレイ３３は、画像形成装置１１の手差しトレイ７５とは反対側の側面に配置されているが、排紙トレイ３３に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等）、複数段排紙トレイ３３をオプションとして配置することも可能な構成となっている。
【００３５】
そして、画像形成装置１１は、図示しない制御部を備える。制御部は、画像形成装置１１の動作を制御するものであり、たとえばマイクロコンピュータとそのマイクロコンピュータが実行する処理の手順である制御プログラムを格納するＲＯＭ、作業用のワークエリアを提供するＲＡＭ、制御に必要なデータをバックアップして保持する不揮発性メモリ、センサーやスイッチからの入力信号が接続され、入力バッファやＡ／Ｄ変換回路を含む入力回路、モータやソレノイド、ランプなどの負荷を駆動するためのドライバを含む出力回路などから構成される。
【００３６】
画像形成装置１１の処理モードに対応する用紙搬送工程を説明する。制御部のマイクロコンピュータにより、印字要求に適合する用紙は、複数の給紙トレイ２５の中から選択され、レジストローラ２９まで搬送され一旦停止する。
【００３７】
マイクロコンピュータは、用紙の先端と感光体ドラム１７上の画像情報を合致させるタイミングでレジストローラ２９を再回転させ、これによって用紙が転写機構３９に搬送される。転写機構３９では、用紙上に画像情報に対応するトナーが転写され、その後用紙が定着ユニット２３へ導かれてトナーが用紙上に固着される。さらにその後、用紙は排紙トレイ３３に排出される。
【００３８】
マイクロコンピュータは、印字のモード（コピアモード、プリンタモードもしくはＦＡＸモード等）、および印字処理手法（片面印字または両面印字等）に応じて、定着ユニット２３以降から排紙トレイ３３までの搬送方向を制御する。通常コピアモードでは、ユーザが画像形成装置１１の近傍で操作を行うことから、印字面を上側にして排出するように用紙搬送制御することが多い。これは、フェースアップ排出と呼ばれる。一方、プリンタ、ＦＡＸの各モードでは、ユーザが画像形成装置１１の近傍にいないことから、排出用紙のページ順を揃えるフェースダウン排出手法が多く用いられている。
【００３９】
したがって、画像形成装置１１では、印字のモードに応じてフェースアップ排出とフェースダウン排出とを切り換え得る機構を有している。この機構は、定着ユニット２３を通過した用紙が排出トレイ３３に排出されるまでの間に、複数の搬送路と複数の分岐爪を配置し、これによって印字モードに応じた用紙排出を行うように構成されている。
【００４０】
図２は、本発明の前提となる帯電装置（基本帯電装置と称する。）の構成を示す図である。後述のように、本発明の実施形態に係る帯電装置は、この基本帯電装置の構造に基づいて構成される。以下、本発明の前提となる基本帯電装置も、基本構造がそれと同じである本発明の実施形態に係る帯電装置も、説明上、符号が同一の帯電装置１９とする。帯電装置１９を構成する部品についても、基本帯電装置および本発明の実施形態に係る帯電装置において、同じ符号を使うこととする。
【００４１】
上述したように、画像形成装置１１には、像担持体である感光体ドラム１７の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電装置１９が備えられる。帯電装置１９は、放電電極であるチャージワイヤ１０２に高電圧を印加してコロナ放電させることにより、感光体ドラム１７を帯電させるチャージャ型の帯電装置である。ここでは帯電装置１９が、感光体ドラム１７の近傍に固定配置される。
【００４２】
図２（Ａ）において、帯電装置１９には、チャージワイヤ１０２に対して摺動することによりチャージワイヤ１０２の清掃を行うクリーニングパッド１１１を備えたスライダ１０１と、スライダ１０１をチャージワイヤ１０２に平行に往復移動させるスクリューシャフト１０３とを備えている。クリーニングパッド１１１は、本発明のクリーニング手段に相当する。
【００４３】
本実施形態では、放電電極であるチャージワイヤ１０２が２本設けられる。これらのチャージワイヤ１０２は一端にスプリング１０９を設け、ＭＣホルダー１０４，１０５に張架されて、高電圧が印加されるようになっている。スプリング１０９は、本発明の弾性部材に相当する。
【００４４】
またスライダ１０１は、スクリューシャフト１０３のスクリュー溝に係合し、スクリューシャフト１０３の回動に応じて、矢印Ｍ方向に往復移動できるようになっている。図２（Ｂ）に示すように、スクリューシャフト１０３のギア９１が帯電装置１９本体に設けられる駆動モータ１２０のギア９２と噛合し、スクリューシャフト１０３は、駆動モータ１２０によって正逆に回動可能に制御される。駆動モータ１２０は、本発明の駆動手段に相当する。
【００４５】
矢印Ｍ方向は、チャージワイヤ１０２が張架された方向であって、感光体ドラム１７の軸方向に一致する方向である。これによりチャージャワイヤ１０２は、感光体ドラム１７の表面に平行に配置される。また矢印Ｍ方向は、感光体ドラム１７を走査する走査光の主走査方向でもある。
【００４６】
そしてスライダ１０１が往復動作を行うことによって、スライダ１０１に取り付けられたクリーニングパッド１１１がチャージワイヤ１０２を摺動し、チャージワイヤ１０２の清掃を行う。スライダ１０１の往復移動動作は、帯電装置１９のウォームアップ時に実行される。
【００４７】
図３は、本発明の前提となる帯電装置のスライダの構成を示す図である。
【００４８】
図３は、スライダ１０１を図２（Ａ）における矢印Ｐ方向から見た図である。スライダ１０１には、チャージワイヤ１０２を清掃するためのクリーニングパッド１１１が設けられている。クリーニングパッド１１１は、１本のチャージワイヤ１０２に対して２つ設けられ、チャージワイヤ１０２の２箇所で接触するようになっている。そして２本のチャージワイヤ１０２に対してそれぞれ２つのクリーニングパッド１１１が接触するため、スライダ１０１には、合計４つのクリーニングパッド１１１が接触することになる。
【００４９】
スライダ１０１は、スクリューシャフト１０３に係合し、スクリューシャフト１０３の回動動作に応じて往復移動を行うベース部１１２と、ベース部１１２に対して回動可能に軸支されたヘッド部１１３とからなっている。ここではヘッド部１１３には支持軸１１４が備えられる。支持軸１１４は、本発明の回動支点に相当する。支持軸１１４は、ヘッド部１１３を図示時計回りに回動させるスプリング等の回動部材が内蔵されている。その結果、ヘッド部１１３は回動部材から回転力を受け、一方のクリーニングパッド１１１は矢印Ｒ方向にチャージワイヤ１０２に圧接し、他方のクリーニングパッド１１１は矢印Ｓ方向にチャージワイヤ１０２に圧接する。
【００５０】
クリーニングパッド１１１によってチャージワイヤ１０２をどのように清掃するかを説明する。１本のチャージワイヤ１０２に接触する２つのクリーニングパッド１１１は、互いに離間した位置で、チャージワイヤ１０２の上下からチャージワイヤ１０２を挟むような形態で接触するようになっている。つまり２つのクリーニングパッド１１１のうち、一方のクリーニングパッド１１１は、チャージワイヤ１０２に対して一方の側から接触し、他方のクリーニングパッド１１１は、チャージワイヤ１０２に対してその反対側から接触するように配置されている。
【００５１】
このときクリーニングパッド１１１は、チャージワイヤ１０２に圧接された状態となる。そしてスクリューシャフト１０３を回動させてスライダ１０１を往復動作させることにより、チャージワイヤ１０２を清掃できるようになっている。
【００５２】
図４は、本発明の実施形態に係る帯電装置の概略構成図および同帯電装置に使用される切換手段による切換機構を示す図である。切換機構は、クリーニングパッドの切り換えを行う。
【００５３】
上述したように、本発明の実施形態に係る帯電装置は、図２および図３に示す基本帯電装置の基本構造を採用している。以下、この実施形態に係る帯電装置について説明する。
【００５４】
ヘッド部１１３の先端部１１０には２つのクリーニングパッド（第１のクリーニングパッド１１１と第２のクリーニングパッド１１１’）が取り付けられている。また、先端部１１０は、クリーニングパッド１１１，１１１’を切り換えるために回転可能となっている。先端部１１０が回転することにより、クリーニングパッド１１１，１１１’と支点１１４’との距離が変わる。したがって、クリーニングパッド１１１，１１１’は支点１１４’からの距離を複数選択（本実施形態では２通り）できる。なお、支点１１４’とは、図３の支持軸１１４の作用によってチャージワイヤ１０２上に想定される、クリーニングパッド１１１，１１１’の回転中心位置（回転モーメント力中心位置）を示している。
【００５５】
図４（Ａ）は、スライダ１０１がＭＣホルダー１０５からＭＣホルダー１０４に向かう方向、つまり矢印Ｖ方向に動作している図である。スライダ１０１が矢印Ｖ方向に動作すると同時に第１のクリーニングパッド１１１がチャージワイヤ１０２に摺動するが、チャージワイヤ１０２に設けられたスプリング１０９の弾性力に逆らう方向にスライダ１０１が動作することとなり、第１のクリーニングパッド１１１とチャージワイヤ１０２との間には大きな摩擦力が生じる。そのため、スライダ１０１が矢印Ｖ方向に動作する場合には、支点１１４’からの距離を大きくとって第１のクリーニングパッド１１１のチャージワイヤ１０２に対する接触圧を減少し、第１のクリーニングパッド１１１とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を低減している。つまり、支点１１４’は一定のモーメントを有しており、支点１１４’からの距離を大きくとることで第１のクリーニングパッド１１１のチャージワイヤ１０２に対する接触圧が減少される。こうすることで、スライダ１０１を動作させる際に生じる駆動モータ１２０の負荷トルクを低減させることができる。
【００５６】
図４（Ｂ）は、スライダ１０１がＭＣホルダー１０４の近傍まで到達したときの図である。先端部１１０は、レバー１０８が押圧されることで回転可能となっている。先端部１１０は、回転することによって先端部１１０に取り付けられた２つのクリーニングパッド１１１，１１１’がチャージワイヤ１０２に圧接するそれぞれの位置をとることが可能であり、レバー１０８が所定の方向（図４（Ａ）における矢印Ｔ方向）に押圧されない限りその位置で固定される。ＭＣホルダー１０４は、チャージワイヤ１０２の平行方向において突出したレバー押圧部１０６を設けている。レバー押圧部１０６は、本発明の切換手段に相当する。レバー押圧部１０６は、ＭＣホルダー１０４に固定された固定部材である。スライダ１０１がＭＣホルダー１０４に到達する手前でスライダ１０１が矢印Ｖ方向に動作することによって、レバー１０８がレバー押圧部１０６に押圧されて先端部１１０が矢印Ｔ方向に回転し、チャージワイヤ１０２に接触するクリーニングパッドが１１１から１１１’に切り換わる。図４（Ｂ）における第２のクリーニングパッド１１１’の支点１１４’からの距離は、図４（Ａ）における場合よりも小さくなっている。第２のクリーニングパッド１１１’と支点１１４’との距離は相対的に小さいから、第２のクリーニングパッド１１１’のチャージワイヤ１０２に対する接触圧が増加し、第２のクリーニングパッド１１１’とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を増加している。この原理は、上述したモーメントによるものである。したがって、第１のクリーニングパッド１１１から支点１１４’までの距離と、第２のクリーニングパッド１１１’から支点１１４’までの距離とを適切に設定することにより、スライダ１０１がＭＣホルダー１０５からＭＣホルダー１０４に向かう方向である矢印Ｖ方向に動作する場合とスライダ１０１がＭＣホルダー１０４からＭＣホルダー１０５に向かう方向である矢印Ｗ方向に動作する場合との駆動モータ１２０の負荷トルクを一定にすることができる。
【００５７】
図５は、本発明の実施形態に係る帯電装置の切換手段の切換機構を示す図である。
【００５８】
図５は、スライダ１０１を図２（Ａ）における矢印Ｑ方向から見た図である。図５では、帯電装置１９の主要部分のみを示す。ヘッド部１１３の先端部１１０には２つのクリーニングパッド１１１，１１１’が取り付けられている。また、先端部１１０は、クリーニングパッド１１１，１１１’を切り換えるために回転可能となっている。先端部１１０が回転することにより、クリーニングパッド１１１，１１１’と支点１１４’との距離が変わる。したがって、クリーニングパッド１１１，１１１’は支点１１４’からの距離を複数選択（本実施形態では２通り）できる。
【００５９】
図５（Ａ）は、スライダ１０１がＭＣホルダー１０４からＭＣホルダー１０５に向かう方向、つまり矢印Ｗ方向に動作している図である。スライダ１０１が矢印Ｗ方向に動作すると同時に第２のクリーニングパッド１１１’がチャージワイヤ１０２に摺動するが、チャージワイヤ１０２に設けられたスプリング１０９の弾性力に従う方向にスライダ１０１が動作することとなり、第２のクリーニングパッド１１１’とチャージワイヤ１０２との間にはさほど大きな摩擦力は生じない。そのため、スライダ１０１が矢印Ｗ方向に動作する場合には、支点１１４’からの距離を小さくとって第２のクリーニングパッド１１１’のチャージワイヤ１０２に対する接触圧を増加し、第２のクリーニングパッド１１１’とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を増加している。つまり、支点１１４’は一定のモーメントを有しており、支点１１４’からの距離を小さくとることで第２のクリーニングパッド１１１’のチャージワイヤ１０２に対する接触圧が増加される。こうすることで、第２のクリーニングパッド１１１’によるチャージワイヤ１０２の清掃効率を増加させることができる。
【００６０】
図５（Ｂ）は、スライダ１０１がＭＣホルダー１０５の近傍まで到達したときの図である。先端部１１０は、レバー１０８が押圧されることで回転可能となっている。先端部１１０は、先端部１１０に取り付けられた２つのクリーニングパッド１１１，１１１’がチャージワイヤ１０２に圧接するそれぞれの位置をとることが可能であり、レバー１０８が所定の方向（図５（Ａ）における矢印Ｕ方向）に押圧されない限りその位置で固定される。ＭＣホルダー１０４は、チャージワイヤ１０２の平行方向において突出したレバー押圧部１０７を設けている。レバー押圧部１０７は、本発明の切換手段に相当する。レバー押圧部１０７は、ＭＣホルダー１０５に固定された固定部材である。スライダ１０１がＭＣホルダー１０５に到達する手前で、スライダ１０１が矢印Ｗ方向に動作することによってレバー１０８がレバー押圧部１０７に押圧されて先端部１１０が矢印Ｕ方向に回転し、チャージワイヤ１０２に接触するクリーニングパッドが１１１’から１１１に切り換わる。図５（Ｂ）における第１のクリーニングパッド１１１の支点１１４’からの距離は、図５（Ａ）における場合よりも大きくなっている。第１のクリーニングパッド１１１と支点１１４’との距離は相対的に大きいから、第１のクリーニングパッド１１１のチャージワイヤ１０２に対する接触圧が減少し、第１のクリーニングパッド１１１とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を低減している。したがって、第１のクリーニングパッド１１１から支点１１４’までの距離と、第２のクリーニングパッド１１１’から支点１１４’までの距離とを適切に設定することにより、スライダ１０１がＭＣホルダー１０４からＭＣホルダー１０５に向かう方向である矢印Ｗ方向に動作する場合とスライダ１０１がＭＣホルダー１０５からＭＣホルダー１０４に向かう方向である矢印Ｖ方向に動作する場合との駆動モータ１２０の負荷トルクを一定にすることができる。
【００６１】
図６は、本発明の第２実施形態に係る帯電装置の切換手段の切換機構を示す図である。
【００６２】
図６は、帯電装置１９の上面からスライダ１１９を見た図である。なお、本実施形態における特徴部分を具体的に示すために、チャージワイヤ１０２の上側におけるヘッド部１１３を省略している。本実施形態に係るスライダ１１９には、下方に突設された足部１１６および足部１１７が設けられている。また、スライダ１１９のヘッド部１１３には、チャージワイヤ１０２の張架方向と直交する方向においてチャージワイヤ１０２の張架方向への幅が異なるように設計されたクリーニングパッド１１８が備えられている。さらに、ＭＣホルダー１０４には、コの字状のシフト部材１２３が設けられ、ＭＣホルダー１０５には、コの字状のシフト部材１２２が設けられている。シフト部材１２２，１２３は、本発明の切換手段に相当する。シフト部材１２２は、足部１１６と係合可能であり、シフト部材１２３は、足部１１７と係合可能である。
【００６３】
図６（Ａ）は、スライダ１１９が矢印Ｖ方向に動作し、ＭＣホルダー１０４の近傍に到達した図である。クリーニングパッド１１８は、支点１１４’のモーメントによってチャージワイヤ１０２に圧接してスライダ１１９の動作により摺動するため、スライダ１１９の矢印Ｖ方向への動作は、スプリング１０９の弾性力に逆らう方向となり、クリーニングパッド１１８とチャージワイヤ１０２との間には大きな摩擦力が生じる。そこで本実施形態では、矢印Ｖ方向へのスライダ１１９の動作時においてはクリーニングパッド１１８のチャージワイヤ１０２に対する接触面積を少なくしてクリーニングパッド１１８とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を低減している。したがって、スライダ１１９を動作させる際に生じる駆動モータ１２０の負荷トルクを低減させることができる。
【００６４】
スライダ１１９がＭＣホルダー１０４の近傍に到達すると、足部１１７がシフト部材１２３と係合し、シフト部材１２３が矢印Ｘ方向に移動することによってスライダ１１９が矢印Ｘ方向にシフトする。したがって、スライダ１１９が矢印Ｗ方向に移動する際には、チャージワイヤ１０２に対するクリーニングパッド１１８の接触面積が大きくなる。
【００６５】
図６（Ｂ）は、スライダ１１９が矢印Ｗ方向に動作し、ＭＣホルダー１０５の近傍に到達した図である。クリーニングパッド１１８は、支点１１４’のモーメントによってチャージワイヤ１０２に圧接してスライダ１１９の動作により摺動するため、スライダ１１９の矢印Ｗ方向への動作は、スプリング１０９の弾性力に従う方向となり、クリーニングパッド１１８とチャージワイヤ１０２との間にはさほど大きな摩擦力が生じない。そこで本実施形態では、矢印Ｗ方向へのスライダ１１９の動作時においてはクリーニングパッド１１８のチャージワイヤ１０２に対する接触面積を大きくしてクリーニングパッド１１８とチャージワイヤ１０２との間の摩擦力を増加している。したがって、クリーニングパッド１１８の接触面積を適切に設定することにより、スライダ１１９がＭＣホルダー１０５からＭＣホルダー１０４に向かう方向である矢印Ｖ方向に動作する場合とスライダ１０１がＭＣホルダー１０４からＭＣホルダー１０５に向かう方向である矢印Ｗ方向に動作する場合との駆動モータ１２０の負荷トルクを一定にすることができる。
【００６６】
スライダ１１９がＭＣホルダー１０５の近傍に到達すると、足部１１６がシフト部材１２２と係合し、シフト部材１２２が矢印Ｙ方向に移動することによってスライダ１１９が矢印Ｙ方向にシフトする。したがって、スライダ１１９が矢印Ｖ方向に移動する際には、チャージワイヤ１０２に対するクリーニングパッド１１８の接触面積が小さくなる。
【００６７】
図７は、本発明の第２実施形態に係る帯電装置の構成の一部を示すブロック図である。
【００６８】
帯電装置１９には、スライダ１１９の移動時間を計測するタイマ１３３、シフト部材１２２をギアなどを介して駆動させるモータ１３２およびシフト部材１２３をギアなどを介して駆動させるモータ１３３ならびにタイマ１３３による計測結果を反映してモータ１３２，１３３に指令をするＣＰＵ１３１が設けられている。
【００６９】
スライダ１１９は、チャージワイヤ１０２を清掃するためにチャージワイヤ１０２に対して平行方向に往復移動する。タイマ１３３は、スライダ１１９がシフト部材１２２（１２３）によってシフトされた後に計測を開始する。そして、スライダ１１９がチャージワイヤ１０２の平行方向に移動し、スライダ１１９の足部１１７（１１６）がシフト部材１２３（１２２）と係合する見込み時間に到達すると、その情報をＣＰＵ１３１に伝達する。この見込み時間は、予めプログラムされている。ＣＰＵ１３１は、タイマ１３３からの情報を受け取ると、シフト部材１２３（１２２）をシフトさせるためのモータ１３３（１３２）を駆動する。シフト部材１２３（１２２）がシフトすると、ＣＰＵ１３１は、タイマ１３３をリセットする。その後所定時間経過後、ＣＰＵ１３１は、シフト部材１２３（１２２）を初期位置に戻すためにモータ１３３（１３２）を駆動する。
【００７０】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の前提となる帯電装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の前提となる帯電装置のスライダの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る帯電装置の概略構成図および同帯電装置に使用される切換手段による切換機構を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る帯電装置の切換手段の切換機構を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る帯電装置の切換手段の切換機構を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る帯電装置の構成の一部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１−画像形成装置
１３−露光装置
１５−現像装置
１７−感光体ドラム
１９−帯電装置
１０２−チャージワイヤ
１０６，１０７−レバー押圧部
１０９−スプリング
１１１，１１１’，１１８−クリーニングパッド
１１４−支持軸
１２０−駆動モータ
１２２，１２３−シフト部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に弾性部材を有し、帯電装置本体に張架されたチャージワイヤと、
回動支点から回転力を受けて前記チャージワイヤに圧接し、前記チャージワイヤに対して摺動することで前記チャージワイヤをクリーニングするクリーニング手段と、
前記クリーニング手段を前記チャージワイヤに対して平行に往復移動させるための駆動手段と、
前記クリーニング手段を前記チャージワイヤに対して平行に往復移動させるときの移動方向に応じて前記クリーニング手段による前記チャージワイヤへの摩擦力を切り換える切換手段と、
を備える帯電装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段は、前記回動支点からの距離を複数の距離の中から選択でき、
前記切換手段は、前記クリーニング手段の前記回動支点からの距離を変更することで前記チャージワイヤに対する前記クリーニング手段の接触圧を切り換え、それにより前記摩擦力を切り換える請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記クリーニング手段は、前記チャージワイヤに直交する方向において前記チャージワイヤに対する接触面積が異なり、
前記切換手段は、前記クリーニング手段を前記チャージワイヤに直交する方向にシフトさせることで前記チャージワイヤに対する前記クリーニング手段の接触面積を切り換え、それにより前記摩擦力を切り換える請求項１に記載の帯電装置。
【請求項４】
感光体と、
前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、
前記感光体の表面に形成された静電潜像を顕像化する現像装置と、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項１】
一端に弾性部材を有し、帯電装置本体に張架されたチャージワイヤと、
回動支点から回転力を受けて前記チャージワイヤに圧接し、前記チャージワイヤに対して摺動することで前記チャージワイヤをクリーニングするクリーニング手段と、
前記クリーニング手段を前記チャージワイヤに対して平行に往復移動させるための駆動手段と、
前記クリーニング手段を前記チャージワイヤに対して平行に往復移動させるときの移動方向に応じて前記クリーニング手段による前記チャージワイヤへの摩擦力を切り換える切換手段と、
を備える帯電装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段は、前記回動支点からの距離を複数の距離の中から選択でき、
前記切換手段は、前記クリーニング手段の前記回動支点からの距離を変更することで前記チャージワイヤに対する前記クリーニング手段の接触圧を切り換え、それにより前記摩擦力を切り換える請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記クリーニング手段は、前記チャージワイヤに直交する方向において前記チャージワイヤに対する接触面積が異なり、
前記切換手段は、前記クリーニング手段を前記チャージワイヤに直交する方向にシフトさせることで前記チャージワイヤに対する前記クリーニング手段の接触面積を切り換え、それにより前記摩擦力を切り換える請求項１に記載の帯電装置。
【請求項４】
感光体と、
前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、
前記感光体の表面に形成された静電潜像を顕像化する現像装置と、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電装置と、
を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−７２５００（Ｐ２０１０−７２５００Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４１９２７（Ｐ２００８−２４１９２７）
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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