帯電装置及び画像形成装置

【課題】放電ワイヤの清掃の品質を、清掃部材の新品時と経時とで両立させることができ、ワイヤ清掃能力が高く、耐久性にも優れる清掃部材を備えた帯電装置を提供する。
【解決手段】清掃ユニット２２５が送りネジ機構により移動し、アーム部２２０ｂがシールドケースの側板２０１ｂの内面により押圧されると、清掃ユニット２２５が回転し、清掃ユニット２２５に固定された右清掃部材２２２ａと左清掃部材２２２ｂとが放電ワイヤ２０２に加圧接触する。各清掃部材の放電ワイヤに接触する部分は、ガラス繊維強化プラスチックで形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体等の像担持体を帯電させる帯電装置、該帯電装置を有する光走査装置、該光走査装置を具備した複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体表面を帯電装置により帯電しており、帯電装置の代表的な手段としては、コロナ放電によるものがある。
図１０は、コロナ帯電装置の原理を説明する図である。図１０に示すように、コロナ帯電装置２は、金等でメッキされたタングステン線を主な材料とする放電ワイヤ２０２に数kVの高圧をかけてコロナ放電する。そして、空気中の元素をイオン化させ、そのイオン２０４を感光体１の表面に付着させることにより感光体１を帯電させる。
このとき、空気中の元素を絶縁破壊させて帯電させるため、空気中の様々な物質がイオン化し、イオン化した物質が放電ワイヤ２０２に電気的に付着する。
付着するものの中にはコロナ放電を阻害させるような異物も存在する。
この異物の付着量が増えると、その部分が放電しなくなり、画像面積全域に均一な帯電がされなくなるため、濃度にムラが生じた画像が形成されてしまう。
そのため、付着物の量が増える前に定期的に放電ワイヤ２０２を清掃する必要がある。このような観点から、従来、種々の清掃手段が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、図１１に示すような清掃手段が開示されている。図１１（ａ）は放電ワイヤの上側から見た図、図１１（ｂ）は放電ワイヤを正面から見た図である。
この清掃手段は、ゴムやスポンジ等からなるクリーニングパッド２０５と、クリーニングパッド２０５を保持するパッド保持部材２０６とを備えている。
クリーニングパッド２０５の放電ワイヤ２０２に接触する部分（摺擦部）には研磨材２５０がコーティングされている。
研磨材は表面が粗いため、異物の掻き取り能力は高いが、繰り返し使用することで徐々に研磨材の削れ、もしくは、パッド部の切れが生じ、経時での掻き取り能力が低下する。
これにより放電ワイヤ２０２に付着した異物を除去できなくなり、放電ムラが生じ、異常画像が発生する。
【０００４】
この経時での掻き取り能力低下を防ぐために、例えばパッド部の強度を上げることが考えられる。
しかしながら、初期時の放電ワイヤは異物の付着が少ないため、パッドによる掻き取り能力を上げすぎるとワイヤのメッキ剥がれが生じ、これも同様に放電ムラの原因となり、異常画像が発生してしまう。
【０００５】
上記のように、放電ワイヤの清掃の品質を、清掃部材の新品時と経時とで両立させることは難しい。
特許文献２には、図１２に示すような清掃手段が開示されている。
この清掃手段は、清掃部材２０３がプラスチック材料で形成されており、先端が尖った清掃部材２０３を鋭角で放電ワイヤに接触させながら図中Ｃ方向に移動する。鋭角に当てることで清掃性は向上する。
しかしながら、前述した研磨材による清掃機構と同じで、初期時の清掃では、先端部が鋭角に放電ワイヤに接しているため、ワイヤのメッキ剥がれが生じ、経時使用時はプラスチック材料の切れによる清掃能力低下が生じ、共に放電ムラ起因による異常画像が発生してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した通り、ゴムやスポンジ等のクリーニングパッド、更には一般的なプラスチック材料の鋭角な押付けによるワイヤ清掃では、初期時には過剰なワイヤ清掃となりやすく、経時使用時には付着した異物の除去ができなくなり、共に放電ムラが生じ、異常画像が発生する。
【０００７】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、放電ワイヤの清掃の品質を、清掃部材の新品時と経時とで両立させることができ、ワイヤ清掃能力が高く、耐久性にも優れる清掃部材を備えた帯電装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、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ワイヤと、該放電ワイヤに接触しながら移動して清掃する清掃手段とを備えた帯電装置において、前記清掃手段の少なくとも前記放電ワイヤに接触する部分が、ガラス繊維強化プラスチックで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、清掃部材をガラス繊維強化プラスチックで形成したことにより、清掃部材の新品時、経時使用時に拘らず放電ムラを抑制でき、ワイヤ清掃能力を高めることができるとともに、帯電装置の長寿命化を実現できる。
拭取部材を有する構成においては、放電ムラを高精度に抑制することができ、帯電品質、ひいては画像形成装置における画質の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。
【図２】作像ユニットの拡大図である。
【図３】清掃手段の要部を示す非清掃状態の平面図である。
【図４】清掃手段の側面図である。
【図５】１つの放電領域における清掃手段のホームポジションでの状態を示す平面図である。
【図６】清掃手段の要部を示す清掃状態の平面図である。
【図７】１つの放電領域における清掃手段の復路移動の終了直前状態を示す平面図である。
【図８】第２の実施形態における清掃手段の要部を示す非清掃状態の平面図である。
【図９】第２の実施形態における清掃手段の要部を示す清掃状態の平面図である。
【図１０】コロナ帯電装置の帯電原理を示す図である。
【図１１】従来における清掃手段の一例を示す図である。
【図１２】従来における清掃手段の他例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１乃至図７に基づいて第１の実施形態を説明する。図１は本発明の実施対象となるカラー画像形成装置の構成図である。
図示の画像形成装置はイエロー（以下「Ｙ」と略す）、マゼンタ（以下「Ｍ」と略す）、シアン（以下「Ｃ」と略す）、ブラック（以下「Ｋ」と略す）の４色トナーから一画像を形成する装置である。
この画像形成装置は、４つの作像ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを備えており、これらの作像ユニットには像担持体として感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが設けられている。これらの感光体はそれぞれ中間転写体（以下「中間転写ベルト」という）３１に接触しながら図中矢印方向（反時計回り方向）に回転駆動される。
【００１２】
図２は、４つの作像ユニットのうちの１つの概略図で、図１の装置では４色ともに同一構成である。
各作像ユニット４は、各感光体１の周りに、感光体１表面に電荷を与える帯電装置２、感光体１表面にレーザ光で露光走査し静電潜像を作る露光装置３、感光体１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置４、中間転写ベルト３１にトナー像を転写した後の感光体１表面のクリーニングをするクリーニング装置５、感光体１表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置６が設置されている。
【００１３】
上記構成に係る画像形成装置において、カラー画像を得る過程について説明する。
図１において、図中左からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが充填されたトナーを補給するトナーボトル１０から、図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置４にトナーが補給される。記録媒体としての転写紙２０が、給紙コロ２１でフィードされ２次転写ローラ３３と中間転写ベルト３１のニップ部に搬送される。
帯電装置２によって一様に帯電された感光体１上に、露光装置３によって静電潜像が作られ、各静電潜像はそれぞれ各色の現像装置４により現像され、これにより感光体１表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。
【００１４】
次に転写ローラ３２に電圧が印加され、各感光体１上のトナー像が中間転写ベルト３１上に順次転写されていく。
このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト３１の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト３１の回転方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
中間転写ベルト３１上に形成された重ね画像は、２次転写ローラ３３の位置まで搬送され、転写紙２０に２次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙２０は定着装置４０に搬送され、熱定着された後、排紙ローラ対４１によって排紙トレイに排紙される。
１次転写ローラ３２で転写されなかった感光体１上の残留トナーは、それぞれのクリーニング手段５によって、また中間転写ベルト３１上の残留トナーは転写クリーニング装置３４によってクリーニングされる。
クリーニングされた廃トナーは、各クリーニングユニット内の図示しない廃トナー搬送スクリュと搬送経路により、廃トナーボトル７へ排出される。
【００１５】
次に帯電装置２について詳細に説明する。
帯電装置２は、図２に示すように、放電開口部を有するシールドケース２０１と、放電ワイヤ２０２と、清掃手段２０３とを備えている。
シールドケース２０１は、水平側板２０１ａ、右垂直側板２０１ｂ、中央垂直側板２０１ｃ、左垂直側板２０１ｄを有して２つの放電領域Ｅ１、Ｅ２に区画されており、それぞれの領域に放電ワイヤ２０２が、感光体１の軸方向に沿って張られた状態で設けられている。
清掃手段２０３は、各放電ワイヤ２０２に個別に対応して設けられている。
【００１６】
図３及び図４に示すように、清掃手段２０３は、送りネジ方式の構成を有しており、放電ワイヤ２０２の軸方向（長手方向）に沿って延びるネジ軸２１０と、雌ネジ部を有してネジ軸２１０に噛合ったナット部材としての円筒状の可動ベース２１２と、可動ベース２１２の上面に一体に形成され、軸２１６ａを有する支持部２１６と、支持部２１６の上面に軸２１６ａに嵌合して回転自在に支持されたベースプレート２１８と、ベースプレート２１８の上面に一体に形成された凸部２１８ａに嵌合してベースプレート２１８上に配置された爪部材２２０と、爪部材２２０の上面に固定された右清掃部材２２２ａと、放電ワイヤ２０２を挟んで右清掃部材２２２ａと対向する方向で爪部材２２０の上面に固定された左清掃部材２２２ｂと、ネジ軸２１０を図示しないギヤを介して回転駆動する図示しないモータ等を有している。
【００１７】
送りネジ構成の詳細は図示しないが、例えば特開２００９−４８１１３号公報に記載の構成を採用することができる。
左右２つの清掃手段２０３を１つの駆動源（モータ）で駆動するようにしてもよい。
ネジ軸２１０を移動するベースプレート２１８等の一体構成を、以下清掃ユニット２２５という。右清掃部材２２２ａと左清掃部材２２２ｂは、清掃ユニット２２５の移動方向に間隔をおいて位置をずらされている。
図３に示すように、爪部材２２０は、凸部２１８ａに嵌合する嵌合部２２０ａと、嵌合部２２０ａから水平方向に細幅で延びるアーム部２２０ｂとから構成されている。アーム部２２０ｂに外力が作用すると、爪部材２２０とベースプレート２１８は軸２１６ａを中心に一体に回転する。
【００１８】
右清掃部材２２２ａと左清掃部材２２２ｂは、ガラス繊維強化プラスチックで形成されている。
図３に示すように、右側の放電領域Ｅ１の右垂直側板２０１ｂには、アーム部２２０ｂを非拘束状態に収容可能な凹部２０１ｅが形成されている。図３は、ネジ軸２１０の正・逆転による清掃手段２０３の往復移動における往路の開始位置の状態を示している。
図５に示すように、この開始位置では、ベースプレート２１８が放電領域Ｅ１に設けられた姿勢制御部材２２４（図３では省略）に当接し、爪部材２２０のアーム部２２０ｂは凹部２０１ｅに位置している。以下、この位置を「ホームポジション」という。
図５等では、清掃ユニット２２５を簡略化して表示している。
【００１９】
ホームポジションの位置から清掃ユニット２２５の往路移動（Ｘ１方向移動）が開始されると、図６に示すように、爪部材２２０のアーム部２２０ｂが凹部２０１ｅを抜けた時点で右垂直側板２０１ｂの内面により押圧され、清掃ユニット２２５が反時計回り方向（矢印Ｂ方向）に回転する。
アーム部２２０ｂの先端には、右垂直側板２０１ｂの内面との当接を滑らかにするためのテーパ面２２０ｃが形成されている。
この回転動作により、右清掃部材２２２ａと左清掃部材２２２ｂは放電ワイヤ２０２に加圧状態で接触する。
図６に示すように、放電ワイヤ２０２に対する右清掃部材２２２ａの接触部２２２ａ―１と、左清掃部材２２２ｂの接触部２２２ｂ―１は共に円弧形状に形成されており、放電ワイヤ２０２を擦りながら移動する。円弧形状により、往復移動時の放電ワイヤ２０２に対する接触移動が円滑になされる。
本実施形態では、清掃部材全体をガラス繊維強化プラスチックで形成しているが、放電ワイヤ２０２に接触してその表面を擦りながら移動する部分のみ、すなわち接触部２２２ａ―１、接触部２２２ｂ―１のみをガラス繊維強化プラスチックで形成してもよい。
右清掃部材２２２ａ及び左清掃部材２２２ｂの放電ワイヤ２０２に対する押し付け量（接触圧）はアーム部２２０ｂの長さで調整することができる。
【００２０】
清掃ユニット２２５は、図６に示す接触状態（清掃位置）を保ちながら下流側に移動し、下流側の所定位置でネジ軸２１０が逆回転されて復路移動がなされる。この折り返しタイミングは、時間やモータのステップ数の管理、あるいはセンサによる位置検知に基づいて制御される。
図７は、清掃ユニット２２５が復路移動（Ｘ２方向移動）でホームポジションに戻ってきた状態を示している。
アーム部２２０ｂが凹部２０１ｅに入り込むと、清掃ユニット２２５は反時計回り方向に回転可能となり、放電ワイヤ２０２に対する清掃部材２２２の接触圧は消失し、姿勢制御部材２２４にベースプレート２１８が当接することにより、最終的に図５で示したホームポジションでの姿勢に保持される。
【００２１】
ガラス繊維強化プラスチックは表面が粗く、更に、一般的なプラスチック材料より硬度が高いため、小さい押付け力で放電ワイヤ２０２の表面の異物を除去できる。
これにより、放電ワイヤ２０２に接触する部分を円弧形状としても十分に清掃能力があり、帯電装置２（厳密には清掃部材）が新品時の場合に前述の清掃動作を行った場合も、放電ワイヤ２０２の表面を傷付けてメッキ剥がれが生じることもない。
なお、硬度が高い材料として金属類が考えられるが、金属類では硬度が高すぎるため、放電ワイヤ２０２に接触する部分を円弧形状とした場合においても、放電ワイヤ２０２の表面のメッキ剥がれが著しい。
【００２２】
また、ガラス繊維強化プラスチックは一般的なプラスチック材料よりも硬度が高いため、経時使用時についても清掃部材２２２の削れや割れは生じず、経時での清掃能力も安定させることが可能となる。
したがって、清掃部材２２２をガラス繊維強化プラスチックとし、放電ワイヤ２０２との接触部を円弧形状とすることで、新品時、経時使用時共に、安定したワイヤ清掃が可能となる。
【００２３】
図８及び図９に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
上述のように、ガラス繊維強化プラスチックによる清掃構成とすることで、新品時、経時使用時のいずれの場合においても、ワイヤ表面の異物を除去することが可能である。
しかしながら、除去された異物の一部が放電ワイヤ２０２の表面に付着したまま残ってしまう懸念も否定できない。ワイヤ表面に異物が残った状態で放電を行うと、異物付着部位では正常に放電がされず、放電ムラが発生することになる。
本実施形態では、この問題を解消することを目的としている。
【００２４】
本実施形態では、上記問題を解消すべく、清掃部材に拭き取り機能を付加することとした。すなわち、放電ワイヤに対する清掃動作を、異物除去と、除去された異物の拭き取りとに機能分けし、両機能を同時に得ることで、清掃後の放電ワイヤ表面の清浄度を高めることとしたものである。
【００２５】
図８に示すように、右清掃部材２２２ａの放電ワイヤ２０２に対する接触部の清掃ユニットの往路移動方向下流側近傍には、放電ワイヤ２０２に対する接触面を右拭取部材２２６ａと略面一とするように右拭取部材２２６ａが設けられている。
左清掃部材２２２ｂ側においても同様に、放電ワイヤ２０２に対する接触面を左拭取部材２２６ｂと略面一とするように左拭取部材２２６ｂが設けられている。
拭取部材２２６の材質としては、スポンジやフェルト、ウレタンフォーム等を採用することができる。
【００２６】
図９に示すように、清掃ユニット２２５が回転して図６で示した清掃位置になると、放電ワイヤ２０２に右清掃部材２２２ａが接触するとともに右拭取部材２２６ａが接触し、同時に対向側において左清掃部材２２２ｂが接触するとともに左拭取部材２２６ｂが接触する。
右拭取部材２２６ａと左清掃部材２２２ｂによる異物除去がなされ、仮に除去された異物が放電ワイヤ２０２の表面に残っても、その後から放電ワイヤ２０２の表面を擦りながら追随する右拭取部材２２６ａ及び左拭取部材２２６ｂにより異物は拭き取られる。
これによりワイヤ清掃能力を高めることができ、放電ムラを高精度に抑制することができる。したがって、帯電装置の耐久性の向上、長寿命化を実現できる。
【００２７】
上記各実施形態では、１つの放電領域について説明したが、他方の放電領域についても同様である。
また、上記各実施形態では、清掃部材の「右」、「左」やシールドケースの「水平」、「垂直」、「上流」、「下流」、清掃ユニットのホームポジション等を規定したが、これらは説明を分かりやすくするための単なる便宜上の規定にすぎない。
【符号の説明】
【００２８】
１像担持体としての感光体
２帯電装置
４現像装置
２０１シールドケース
２０２放電ワイヤ
２０３清掃手段
２２６ａ、２２６ｂ拭取部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００４−１０９７２１号公報
【特許文献２】特開２０００−７５６０４号公報

【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ワイヤと、該放電ワイヤに接触しながら移動して清掃する清掃手段とを備えた帯電装置において、
前記清掃手段の少なくとも前記放電ワイヤに接触する部分が、ガラス繊維強化プラスチックで形成されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電装置において、
前記清掃手段が、前記放電ワイヤの表面を拭き取る拭取部材を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の帯電装置において、
前記清掃手段の前記放電ワイヤに接触する部分が、円弧形状であることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の帯電装置において、
前記清掃手段の前記放電ワイヤに接触する部分は、前記放電ワイヤを挟んで対向する方向に２つ以上設けられていることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の帯電装置において、
前記放電ワイヤに接触する部分は、前記放電ワイヤの長手方向に位置がずれていることを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
帯電装置により帯電された像担持体に画像形成データに基づいて静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により可視像化し、該可視像を記録媒体に転写して記録する画像形成装置において、
前記帯電装置が、請求項１〜５のいずれか１つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。

【図１】