画像形成装置
【課題】確実にグリッドの表面を清掃することができ、且つグリッドへの水分の残存によるリークの発生も防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】グリッドクリーナを用いた湿式清掃が終了し、帯電器４０が画像形成装置に装着され、本体側コネクタと帯電器側コネクタ４７とが連結されて、モータが図示しない電源と電気的に接続されると、自動的に自動清掃機構による乾式清掃が行われるよう構成されている。
【解決手段】グリッドクリーナを用いた湿式清掃が終了し、帯電器４０が画像形成装置に装着され、本体側コネクタと帯電器側コネクタ４７とが連結されて、モータが図示しない電源と電気的に接続されると、自動的に自動清掃機構による乾式清掃が行われるよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電器を用いて像担持体表面を帯電させる画像形成装置に関するものであり、特に、コロナワイヤと被帯電体との間にグリッドを有するスコロトロン帯電器を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置では、帯電器によって像担持体表面を帯電させ、光照射により部分的に電位を光減衰させて原稿画像の静電潜像を形成して、この静電潜像をトナーで現像した可視トナー像を用紙に転写することにより用紙上に画像を形成し、そして、トナー像転写後、像担持体表面に残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、新たな静電潜像の形成に備えて除電されるよう構成されている。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置において、像担持体表面を帯電させるために用いられる帯電器には、導電性部材からなるブラシ、ローラ等を像担持体表面に接触させた状態で電圧を印加して、像担持体表面を一様に帯電する接触方式の帯電器や、コロナ放電を利用して像担持体に接触させることなく、像担持体表面を一様に帯電する非接触方式の帯電器がある。
【０００４】
非接触方式の帯電器は、放電部材であるコロナワイヤを有しており、このコロナワイヤに高電圧を印加し放電（コロナ放電）させて像担持体表面を帯電させるものであり、コロナワイヤと被帯電体との間にグリッド電極をもつスコロトロン帯電器と、グリッド電極を持たないコロトロン帯電器とが知られている。なお、スコロトロン帯電器では、グリッドにかける電圧により帯電をコントロールできる点でコロトロン帯電器よりも優れている。
【０００５】
そして、スコロトロン帯電器は、グリッドが像担持体表面近傍に位置するように配置され、コロナワイヤ及びグリッドに所定電圧を印加することにより、像担持体表面を帯電させるよう構成されている。しかし、グリッドがトナー等によって汚れると、帯電が不安定となって画像形成時に濃度むら等の画像不良が発生する。また、コロナ放電により発生するオゾンの作用により、空気中の成分が酸化されＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成され、これらのイオン生成物が周囲の塵埃とともにグリッドに堆積し、この付着物は一般に絶縁体であるため帯電器の帯電特性に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００６】
特にグリッドへ付着した場合は、本来グリッドへ流入するはずの電流がグリッド開口部から像担持体に流入して像担持体表面電位が著しく上昇し、濃度低下などの問題が生じる。このため、定期的に、或いは画像不良の発生時にユーザやサービスマンによりグリッドの清掃作業を行うか、グリッド又はグリッドを含む帯電器全体を交換しなければならず、多大な手間と費用を要していた。
【０００７】
そこで、簡易な方法でグリッド表面の清掃を行う方法が提案されており、特許文献１には、グリッドの長手方向に延在するように配設された、発泡弾性部材等から形成される清掃部材を、往復平行移動手段によってグリッドの表面に沿って往復移動させることにより、グリッドを清掃する方法が開示されている。これによれば、グリッドの表面を円滑かつ確実に清掃することができ、安定した放電特性が保証される。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の清掃方法では、清掃部材によってグリッドの表面を清掃する構成であるが清掃部材が乾式であるため、帯電器に堅固に付着している汚染物を除去するのは困難であった。そこで、特許文献２には、含水スポンジを備えたグリッドクリーナを帯電器に沿って摺動させることにより、グリッドとコロナワイヤとを同時に清掃する方法が開示されている。これによれば、前述したイオン生成物は水溶性であるため、含水スポンジを備えたグリッドクリーナを用いることにより、グリッドに堅固に付着した汚染物も容易に除去することができる。
【特許文献１】特開２００１−３２４８６０号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の清掃方法では、含水スポンジによってグリッドとコロナワイヤとを清掃することにより、水溶性のイオン生成物を除去することができ、初期の画像品質を維持することができるが、このような含水スポンジによって清掃を行う方法では、清掃後にグリッドの内面に水分が残存することがあり、かかる場合、帯電器内部に水分が残存することで過剰電流が流れ、像担持体表面の絶縁破壊（リーク跡）が発生することがあった。
【００１０】
本発明においては上述の事情に鑑み、確実にグリッドの表面を清掃することができ、且つグリッドへの水分の残存によるリークの発生も防止することができる画像形成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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、電圧が印加されコロナ放電を発生するコロナワイヤと、該コロナワイヤと感光体ドラムとの間に設けられたグリッドと、前記コロナワイヤと前記グリッドとを乾式清掃する自動清掃機構とを有し、装置本体に対して引き出し可能に構成された、感光体表面を帯電させる帯電器と、筐体及び該筐体から突出するグリッド清掃部材を有し、装置本体に対して着脱可能に構成された、前記グリッドを湿式清掃するグリッドクリーナと、を備え、前記グリッド表面に前記グリッド清掃部材を接触させながら、前記帯電器を引き出すことにより、前記グリッド表面の付着物を除去する画像形成装置において、装置本体には、前記帯電器が所定位置に装着されたことを検知する装着検知手段が設けられており、前記帯電器が所定位置に設置されると、少なくとも一回は前記自動清掃機構による乾式清掃が行われることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記自動清掃機構は、外周面にネジ山が形成され、前記コロナワイヤ及び前記グリッドの架設方向と平行に配設されるネジ棒と、内周面に前記ネジ山と噛合するネジ溝が形成され、前記ネジ棒を貫通支持する貫通穴を備えた支持部、及び該支持部の先端に付設され、前記コロナワイヤ及び前記グリッドに接触するクリーニングパッドから成る清掃部材と、前記ネジ棒を回転駆動させるモータと、から構成されていることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記モータは、装置本体側に配設されていることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記モータは、前記帯電器と一体に装置本体から引き出し可能に構成されており、該帯電器には装置本体から電力が供給される帯電器側コネクタが設けられ、装置本体には前記帯電器側コネクタが接続される本体側コネクタが設けられ、前記帯電器側コネクタ及び本体側コネクタによって、前記装着検知手段が構成されていることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記グリッド清掃部材は、発泡弾性部材であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の構成によれば、グリッドクリーナを用いてグリッドの湿式清掃を行った際、グリッドの内面に水分が残存した場合でも、自動清掃機構による乾式清掃の際に、グリッドの内面に残存した水分が拭き取られるため、帯電器内部に水分が残存することによって生じる不具合を未然に防止することができる。
【００１７】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、ネジ棒の外周面にネジ山を形成し、ネジ棒が貫通される清掃部材の支持部のネジ棒貫通部の内周面に、ネジ棒の外周面に形成されたネジ山と噛合するネジ溝を形成することにより、モータによってネジ棒を回転させるだけで清掃部材をコロナワイヤ及びグリッドの架設方向に摺動させることができるため、より簡単に自動清掃機構を構成することができる。
【００１８】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、自動清掃機構を構成するモータを画像形成装置本体側に配設することによって、帯電器の構成を簡素化し部品点数を削減することができる。そのため、例えば、コロナワイヤ又はグリッドの不具合によって帯電器を交換する必要が生じた場合には、モータまでも交換しなくても良いため、メンテナンスコストの削減を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の４の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、帯電器側コネクタ及び本体側コネクタによって、装着検知手段を構成することにより、帯電器が画像形成装置本体に装着され、自動清掃機構を構成するモータに電力が供給されると、自動清掃が行われるよう構成することができるため、グリッドの湿式清掃後には確実に乾式清掃を行わせることができる。また、帯電器側コネクタ及び本体側コネクタによって、装着検知手段を構成することにより、別途装着検知手段を設ける必要がないため、部品点数の削減を図ることができる。
【００２０】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、発泡弾性部材は、吸水性に優れ、水等を含浸させての清掃効果が極めて優れているため、より確実にグリッドの付着物を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。先ず、図１を参照して本発明に係る画像形成装置の構造及び画像出力動作について説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の構成を示す正面断面図である。なお、図中の一点鎖線矢印はレーザ光Ｌを示す。
【００２２】
図１に示すように、画像形成装置１の下部には給紙部２が配置されている。給紙部２の内部には、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙Ｐが送り出される。画像形成装置１の内部であって、給紙部２の左方には、用紙搬送部３が備えられている。給紙部２から送り出された用紙Ｐは、用紙搬送部３により画像形成装置１の側面に沿って垂直上方に搬送され、後述する転写部３０に至る。
【００２３】
一方、画像形成装置１の上面には原稿送り部４が、その下方には原稿画像読み取り部５が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部４に、文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載する。原稿送り部４では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、原稿画像読み取り部５によってその画像データが読み取られる。この画像データの情報は給紙部２の上方であって、画像形成装置１の中央部に配置されたレーザ照射部６に送られる。レーザ照射部６により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、後述する画像形成部２０に向かって照射される。
【００２４】
用紙搬送部３の上方であって、レーザ照射部６の左方には、画像形成部２０及び転写部３０が備えられている。画像形成部２０では、レーザ照射部６によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が作られる。この静電潜像からトナー像が形成され、トナー像は、前記用紙搬送部３によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部３０にて転写される。
【００２５】
転写部３０の上方には、定着部７が備えられている。転写部３０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部７へと送られ、熱ローラによりトナー像が加熱、溶融されて定着される。定着部７の上方には、分岐部８が備えられている。定着部７から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合には、分岐部８から画像形成装置１の胴内に設けられた用紙排出トレイ９に排出される。
【００２６】
分岐部８から用紙排出トレイ９に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１０としての機能も兼ねており、両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１０において、定着部７から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、定着部７の左方、及び転写部３０の左方を通って下方に送られ、再度用紙搬送部３を経て転写部３０へと送られる。
【００２７】
次に、画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は画像形成部周辺を示す部分拡大図である。なお、図２に描いた画像形成部２０周辺の構造は、図１に記載のそれを、用紙搬送方向が水平となるように描き直したものであって、発明の内容を説明するにあたって、省略可能な部品については描画を省略している。
【００２８】
図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電器４０、現像装置５０、クリーニング装置６０及び除電装置７０が配置されている。転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置５０とクリーニング装置６０との間に設けられている。
【００２９】
感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体２２と、その外側に設けられた感光層２３とを備えている。感光層２３には、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンを設けている。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。
【００３０】
帯電器４０は、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置である。帯電器４０は、帯電器本体である金属製のシールドケース４１を備えている。シールドケース４１は、開口部が感光体ドラム２１の方を向く樋状をなしている。このシールドケース４１には、タングステンやステンレス等で構成される放電部材であるコロナワイヤ４２及びグリッド４３が設けられている。
【００３１】
コロナワイヤ４２はシールドケース４１の内部に、グリッド４３はシールドケース４１の開口した一面の箇所に、感光体ドラム２１の軸線方向に沿う形で架設されている。この帯電器４０により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。なお、帯電器４０の詳細な構成については後述する。
【００３２】
現像装置５０には、感光体ドラム２１の近傍に、感光体非接触型の現像ローラ５１が設けられている。現像ローラ５１には、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ５１により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム２１の表面の静電潜像に飛翔せしめられ、静電潜像が現像される。トナーとしては、磁性或いは非磁性の一成分系トナーや、磁性キャリアと絶縁性トナーとを混合してなる二成分系トナーを使用する。なお、現像ローラは感光体接触型のものであっても構わない。
【００３３】
転写部３０には、感光体ドラム２１に接触する転写ローラ３１が設けられている。転写ローラ３１は、芯金３２と、その外側に設けられた導電性弾性層３３とを備えている。導電性弾性層３３は、カーボン等の導電性材料を分散させたポリウレタンゴム等で形成されている。この転写ローラ３１が感光体ドラム２１に圧接し、用紙Ｐを挿通させる転写ニップ部を形成する。転写ローラ３１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が感光体ドラム２１の周速度と同じになるように回転せしめられている。また、転写ローラ３１には、必要に応じて転写バイアスが印加される。
【００３４】
クリーニング装置６０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、転写ニップ部のさらに下流側に配置されている。クリーニング装置６０は、クリーニング部材であるクリーニングブレード６１、ハウジング６２及びスクリュー（図示せず）を備えている。クリーニングブレード６１は、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム２１に接触するように設けられている。
【００３５】
このクリーニングブレード６１によって、転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、ハウジング６２内に回収され、スクリュー（図示せず）によりクリーニング装置６０の外部へと搬送される。除電装置７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）７１で構成され、感光体ドラム２１に光を照射することによりその表面の除電を行う。ＬＥＤ７１の代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることもできる。
【００３６】
ここで、上記画像形成部２０及び転写部３０の一連の動作について説明する。先ず、帯電器４０において、コロナワイヤ４２に所定の電圧を印加して、コロナ放電を発生させる。コロナ放電により生じた電子は空気中を浮遊して感光体ドラム２１に向かうが、この時グリッド４３に電圧を印加して電子の量をコントロールする。このようにして、帯電器４０により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。このときの帯電電位は、通常は２００〜１０００Ｖ程度である。
【００３７】
続いて、原稿画像読み取り部５（図１参照）で読み取られた画像データに基づいて、レーザ照射部６（図１参照）により制御されるレーザ光Ｌが感光体ドラム２１に照射され、照射部分の電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が作られる。そして、現像装置５０にて帯電せしめられたトナーが、現像ローラ５１によって感光体ドラム２１の表面に供給され、静電潜像からトナー像が形成される。
【００３８】
一方、用紙Ｐは、用紙搬送部３（図１参照）によって感光体ドラム２１表面のトナー像形成と同期がとられ、感光体ドラム２１と転写ローラ３１が接触して形成される転写ニップ部に挿通される。このとき、転写ローラ３１には、感光体ドラム２１やトナーとは逆極性である負極の転写バイアスが印加される。これにより、トナーが感光体ドラム２１から転写ローラ３１へと移動し、トナー像が用紙Ｐに接触転写される。
【００３９】
トナー像転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーは、クリーニング装置６０に設けられたクリーニングブレード６１により掻き取るように除去される。ハウジング６２内に回収されたトナーは、スクリュー（図示せず）によりクリーニング装置６０の外部へと搬送される。感光体ドラム２１表面のトナーがクリーニングされた後、除電装置７０で感光体ドラム２１表面の除電が行われることにより、次の画像形成動作のための準備が整えられる。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１に備えられた帯電器４０の詳細な構成について、図３〜図６を用いて説明する。図３は帯電器と感光体ドラムとを組み立てた状態を示す左側面図であり、図４はシールドケースを取り外した状態の帯電器を示す左側面図であり、図５は帯電器の右側斜視図である。また、図６は帯電器を画像形成装置から引き出す途中の状態を示す斜視図である。なお、図３、図４及び図６において、右方が画像形成装置１の前面側、左方が背面側であり、図６では画像形成装置の一部分のみ図示している。
【００４１】
図３に示すように、帯電器４０には、その本体であるシールドケース４１が、感光体ドラム２１の軸線方向と略平行になるように設けられている。帯電器４０は、画像形成装置１内に配設された２個の支持部材１１により支持されている。なお、図３においては、画像形成装置１の前面側の支持部材１１のみ描画し、背面側の支持部材１１は描画を省略して二点鎖線で示している。
【００４２】
樋状のシールドケース４１の両端部には、合成樹脂製の絶縁部材４５が設けられている。シールドケース４１の内部にはコロナワイヤ４２（図２参照）が、開口部にはグリッド４３（図２参照）が、２個の絶縁部材４５の間に架設されており、図３に示すように、帯電器４０と感光体ドラム２１との組み立てた状態において、グリッド４３と感光体ドラム２１表面との間隔が０．５ｍｍ程度となるように、感光体ドラム２１に対して帯電器４０が配置されている。
【００４３】
図４に示すように、シールドケース４１の内部には、コロナワイヤ４２及びグリッド４３を清掃するための清掃部材４６とネジ棒８１が備えられている。清掃部材４６の先端には、コロナワイヤ４２及びグリッド４３に接触する発泡弾性部材や不織布部材からなるクリーニングパッド４６ａが設けられている。そして、ネジ棒８１は、シールドケース４１両端の絶縁部材４５の間に渡され、清掃部材４６の支持体４６ｂを貫通している。
【００４４】
また、支持体４６ｂのネジ棒８１貫通部にはネジ溝が設けられており、支持体４６ｂとネジ棒８１とがネジにより互いに係合している。これによって、ネジ棒８１を回転させることにより、清掃部材４６がコロナワイヤ４２及びグリッド４３の架設方向で、前面側の絶縁部材４５と背面側の絶縁部材４５との間をスライド移動して、これらを清掃することができるようになっている。なお、清掃部材４６は、ネジ棒８１が回転する時ネジ棒８１の軸線を中心として回転しないよう構成されている。
【００４５】
図５に示すように、シールドケース４１の前面側の端部には、ギアケース４４が備えられている。このギアケース４４の内部には、ネジ棒８１（図４参照）を駆動回転させるモータ８２と減速ギア８３とが備えられている。減速ギア８３は、複数のギア群で構成され、モータ８２の回転を所定の回転に減速してネジ棒８１に伝達するものである。また、ギアケース４４には、帯電器４０が画像形成装置１本体に装着されると、画像形成装置１内に設けられた図示しない電源と接続された本体側コネクタ１３（図６参照）と連結され、モータ８２へと電力を供給する帯電器側コネクタ４７が設けられている。
【００４６】
そして、これらのネジ棒８１、モータ８２、減速ギア８３及び清掃部材４６によって、コロナワイヤ４２及びグリッド４３の自動清掃機構８０が構成されており、使用者からの指示によって、又は、画像形成動作が所定枚数行われる毎に自動で、自動清掃機構８０によって、コロナワイヤ４２及びグリッド４３が清掃されるようになっている。なお、クリーニングパッド４６ａには、水等は含浸されておらず、自動清掃機構８０によるコロナワイヤ４２及びグリッド４３の清掃は乾式清掃となっている。
【００４７】
上記のように構成された帯電器４０は、メンテナンス等のために支持部材１１に対して画像形成装置１の前面側、すなわち図３において右方に引き出すことが可能である。そして、図６に示すように、帯電器４０の引き出し開口部１２の近傍には、本体側コネクタ１３が設けられており、帯電器４０が画像形成装置１本体から引き出されると、本体側コネクタ１３とギアケース４４に設けられた帯電器側コネクタ４７との連結が切断されるようになっている。
【００４８】
また、図６に示すように、画像形成装置１内には、帯電器４０の引き出し開口部１２付近にグリッドクリーナ９０が固定されるグリッドクリーナ装着部１４が設けられており、グリッドクリーナ９０を用いたグリッド４３の清掃も行えるように構成されている。ここで、図７及び図８を参照して、グリッドクリーナ９０を用いたグリッド４３の清掃について説明する。図７はグリッドクリーナの構成を示す斜視図であり、図８はグリッドとグリッドクリーナとの位置関係を示す側面断面図である。
【００４９】
グリッドクリーナ９０は、交換用トナーコンテナやメンテナンスキットに付属しており、図７に示すように、樹脂製の筐体９１と、筐体９１の上面９１ａから突出するように設けられたグリッド清掃部材９２から構成されている。グリッド清掃部材９２には、水或いはアルコールを加えた水が含浸されており、グリッドクリーナ９０は、使用時までグリッド清掃部材９２が乾燥しないように水分不透過性のフィルム等で密封されている。また、筐体９１の側面には、前述のグリッドクリーナ装着部１４に差し込んで固定するための差込部９１ｂが一体形成されている。
【００５０】
なお、グリッド清掃部材９２には、発泡弾性部材や不織布部材等を用いることができるが、より吸水性に優れ、水等を含浸させての清掃効果が極めて優れていることから、発泡弾性部材を用いることが好ましい。また、グリッド清掃部材９２に用いられる発泡弾性部材は、多層構造であるもの、又は他の部材を積層したものであっても良く、例えば、ウレタンスポンジ層、セルローススポンジ層、不織布層及び研磨材層のうちの少なくとも一層を含むものであってもよい。研磨材層としては、硬質繊維からなるもの（例えば、金属繊維やガラス繊維等）が挙げられる。
【００５１】
帯電器４０が画像形成装置１に装着された状態で、グリッドクリーナ９０の差込部９１ｂをグリッドクリーナ装着部１４に挿入すると、図８（ａ）に示すように、グリッド清掃部材９２がグリッド４３に対向するように画像形成装置１本体に固定される。このようにグリッドクリーナ９０を固定した後、図８（ａ）の矢印Ａ方向に帯電器４０を摺動させて、画像形成装置１本体から引き出す。
【００５２】
そして、帯電器４０を画像形成装置１本体から引き出していくと、図８（ｂ）のように、グリッド４３表面にグリッド清掃部材９２が接触して付着物を除去することとなる。更に、帯電器４０を画像形成装置１本体内に挿入し、再度、画像形成装置１本体から引き出す操作を繰り返すことにより、グリッド４３がグリッドクリーナ９０のグリッド清掃部材９２に繰り返し摺擦されて、グリッド４３に堅固に付着した汚染物も容易に除去することができる。
【００５３】
ここで、このようなグリッド清掃部材９２によって清掃を行う方法では、清掃後にグリッド４３の内面に水分が残存することがあり、かかる場合、帯電器内部に水分が残存することで過剰電流が流れ、像担持体表面の絶縁破壊（リーク跡）が発生することがある。そこで、本発明においては、グリッドクリーナ９０を用いたグリッド４３の湿式清掃を行った後、帯電器４０が画像形成装置１に装着されると、少なくとも一回は前記自動清掃機構８０による乾式清掃が行われることを特徴としている。
【００５４】
具体的には、グリッドクリーナ９０を用いてグリッド４３の清掃を行う際には、前述したように、帯電器４０を画像形成装置１本体前方側へと摺動させて、画像形成装置１から引き出し、グリッドクリーナ９０を用いた湿式清掃が終了すると帯電器４０を画像形成装置１に装着することとなるが、本発明に係る画像形成装置１では、グリッドクリーナ９０を用いた湿式清掃が終了し、帯電器４０が画像形成装置１に装着され、本体側コネクタ１３と帯電器側コネクタ４７とが連結されて、モータ８２が図示しない電源と電気的に接続されると、自動的に自動清掃機構８０による乾式清掃が行われるよう構成されている。
【００５５】
これにより、グリッドクリーナ９０を用いて、水等が含浸されたグリッド清掃部材９２によるグリッド４３の清掃を行った際、清掃終了後にグリッド４３の内面に水分が残存した場合でも、自動清掃機構８０による乾式清掃の際に、グリッド４３の内面に残存した水分がクリーニングパッド４６ａにより拭き取られるため、帯電器内部に水分が残存することによって生じる不具合を未然に防止することができる。
【００５６】
なお、上記のグリッドクリーナ９０による湿式清掃終了後に行われる自動清掃機構８０による乾式清掃では、清掃部材４６を前面側の絶縁部材４５と背面側の絶縁部材４５との間を複数回往復させても良いが、清掃部材４６を前面側の絶縁部材４５と背面側の絶縁部材４５との間を一回摺動させることで、グリッド４３に残存した水分は十分に拭き取ることができ、また、使用者の待ち時間を短縮するためにも、帯電器４０装着後の自動清掃機構８０による乾式清掃は、一回に設定しておくことが好ましい。
【００５７】
次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１に備えられた帯電器４０の詳細な構成について、図９〜図１１を用いて説明する。図９は帯電器と感光体ドラムとを組み立てた状態を示す左側面図であり、図１０はシールドケースを取り外した状態の帯電器を示す左側面図である。また、図１１は帯電器を画像形成装置から引き出す途中の状態を示す斜視図である。なお、図９〜図１１において、右方が画像形成装置１の前面側、左方が背面側であり、図１１では画像形成装置の一部分のみ図示している。なお、第１実施形態の図３〜図６と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施形態においては、図９に示すように、自動清掃機構８０を構成するモータ８２及び減速ギア８３が配設されたギアケース４４は、画像形成装置１本体に配設されている。そして、図１０に示すように、ネジ棒８１の装置本体１背面側端部は、絶縁部材４５を貫通しており、その先端部には、減速ギア８３と噛合するように連結ギア８４が固着され、帯電器４０が画像形成装置１に装着されると、減速ギア８３と連結ギア８４が噛合して、モータ８２の駆動がネジ棒８１に伝達されるよう構成されている。
【００５９】
更に、図１１に示すように、画像形成装置１には、帯電器４０の引き出し開口部１２の近傍に、帯電器４０の装着の有無を検知する装着検知手段１５が配設されている。なお、装着検知手段１５としては、フォトインタラプタ等の光センサやアクチュエータスイッチ等の物理センサ等、従来公知の種々のセンサを用いることができるが、中でも帯電器４０の装着に連動して、所定部位への電力供給とその停止を切り替えるインターロックスイッチを用いた場合、後述するように帯電器４０装着の有無の検知と同時に、自動清掃の開始を行うことができるため好ましい。
【００６０】
そして、本実施形態においては、グリッドクリーナ９０を用いた清掃が終了し、帯電器４０が画像形成装置１に装着され、装着検知手段１５が帯電器４０の装着を検知すると、自動的に自動清掃機構８０による乾式清掃が行われるよう構成されており、これにより、自動清掃機構８０による乾式清掃の際に、グリッド４３の内面に残存した水分がクリーニングパッド４６ａにより拭き取られるため、帯電器内部に水分が残存することによって生じる不具合を未然に防止することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、自動清掃機構８０を構成するモータ８２及び減速ギア８３を画像形成装置１本体側に配設することによって、帯電器４０の構成を簡素化し部品点数を削減することができる。そのため、例えば、コロナワイヤ４２又はグリッド４３の不具合によって帯電器４０を交換する必要が生じた場合でも、モータ８２及び減速ギア８３までも交換しなくても良いため、メンテナンスコストの削減を図ることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、例えば、上記第１実施形態においては、帯電器側コネクタ４７と本体側コネクタ１３が連結されて、モータ８２が図示しない電源と電気的に接続されると自動清掃機構８０が動作するよう構成されているが、これは、第２実施形態のように、別途装着検知手段を設けて、この装着検知手段が帯電器４０の装着を検知した際に、自動清掃機構８０が動作するよう構成しても良い。また、上記第１及び第２実施形態においては、帯電器４０を、装置本体に対して摺動可能に構成することによって、装置本体から引き出し可能としているが、これは、例えばシールドケース４１にコロ等を設けて、装置本体に対して転動可能に構成され、引き出し可能とされている場合であっても、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、帯電器を用いて像担持体表面を帯電させる画像形成装置に利用することができ、特に、コロナワイヤと被帯電体との間にグリッドを有するスコロトロン帯電器を用いた画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】は、第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】は、図１に示す画像形成部周辺を示す部分拡大図である。
【図３】は、第１実施形態に係る画像形成装置に備えられた帯電器と感光体ドラムとを組み立てた状態を示す左側面図である。
【図４】は、図３に示す帯電器のシールドケースを取り外した状態を示す左側面図である。
【図５】は、図３に示す帯電器の右側斜視図である。
【図６】は、第１実施形態に係る画像形成装置から帯電器を引き出す途中の状態を示す斜視図である。
【図７】は、グリッドクリーナの構成を示す斜視図である。
【図８】は、グリッドとグリッドクリーナとの位置関係を示す側面断面図である。
【図９】は、第２実施形態に係る画像形成装置に備えられた帯電器と感光体ドラムとを組み立てた状態を示す左側面図である。
【図１０】は、図９に示す帯電器のシールドケースを取り外した状態を示す左側面図である。
【図１１】は、第２実施形態に係る画像形成装置から帯電器を引き出す途中の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 画像形成装置
１２ 引き出し開口部
１３ 本体側コネクタ
１４ グリッドクリーナ装着部
１５ 装着検知手段
２１ 感光体ドラム
４０ 帯電器
４１ シールドケース
４２ コロナワイヤ
４３ グリッド
４４ ギアケース
４５ 絶縁部材
４６ 清掃部材
４６ａ クリーニングパッド
４６ｂ 支持体
４７ 帯電器側コネクタ
８０ 自動清掃機構
８１ ネジ棒
８２ モータ
８３ 減速ギア
８４ 連結ギア
９０ グリッドクリーナ
９１ 筐体
９１ａ 上面
９１ｂ 差込部
９２ グリッド清掃部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電器を用いて像担持体表面を帯電させる画像形成装置に関するものであり、特に、コロナワイヤと被帯電体との間にグリッドを有するスコロトロン帯電器を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置では、帯電器によって像担持体表面を帯電させ、光照射により部分的に電位を光減衰させて原稿画像の静電潜像を形成して、この静電潜像をトナーで現像した可視トナー像を用紙に転写することにより用紙上に画像を形成し、そして、トナー像転写後、像担持体表面に残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、新たな静電潜像の形成に備えて除電されるよう構成されている。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置において、像担持体表面を帯電させるために用いられる帯電器には、導電性部材からなるブラシ、ローラ等を像担持体表面に接触させた状態で電圧を印加して、像担持体表面を一様に帯電する接触方式の帯電器や、コロナ放電を利用して像担持体に接触させることなく、像担持体表面を一様に帯電する非接触方式の帯電器がある。
【０００４】
非接触方式の帯電器は、放電部材であるコロナワイヤを有しており、このコロナワイヤに高電圧を印加し放電（コロナ放電）させて像担持体表面を帯電させるものであり、コロナワイヤと被帯電体との間にグリッド電極をもつスコロトロン帯電器と、グリッド電極を持たないコロトロン帯電器とが知られている。なお、スコロトロン帯電器では、グリッドにかける電圧により帯電をコントロールできる点でコロトロン帯電器よりも優れている。
【０００５】
そして、スコロトロン帯電器は、グリッドが像担持体表面近傍に位置するように配置され、コロナワイヤ及びグリッドに所定電圧を印加することにより、像担持体表面を帯電させるよう構成されている。しかし、グリッドがトナー等によって汚れると、帯電が不安定となって画像形成時に濃度むら等の画像不良が発生する。また、コロナ放電により発生するオゾンの作用により、空気中の成分が酸化されＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成され、これらのイオン生成物が周囲の塵埃とともにグリッドに堆積し、この付着物は一般に絶縁体であるため帯電器の帯電特性に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００６】
特にグリッドへ付着した場合は、本来グリッドへ流入するはずの電流がグリッド開口部から像担持体に流入して像担持体表面電位が著しく上昇し、濃度低下などの問題が生じる。このため、定期的に、或いは画像不良の発生時にユーザやサービスマンによりグリッドの清掃作業を行うか、グリッド又はグリッドを含む帯電器全体を交換しなければならず、多大な手間と費用を要していた。
【０００７】
そこで、簡易な方法でグリッド表面の清掃を行う方法が提案されており、特許文献１には、グリッドの長手方向に延在するように配設された、発泡弾性部材等から形成される清掃部材を、往復平行移動手段によってグリッドの表面に沿って往復移動させることにより、グリッドを清掃する方法が開示されている。これによれば、グリッドの表面を円滑かつ確実に清掃することができ、安定した放電特性が保証される。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の清掃方法では、清掃部材によってグリッドの表面を清掃する構成であるが清掃部材が乾式であるため、帯電器に堅固に付着している汚染物を除去するのは困難であった。そこで、特許文献２には、含水スポンジを備えたグリッドクリーナを帯電器に沿って摺動させることにより、グリッドとコロナワイヤとを同時に清掃する方法が開示されている。これによれば、前述したイオン生成物は水溶性であるため、含水スポンジを備えたグリッドクリーナを用いることにより、グリッドに堅固に付着した汚染物も容易に除去することができる。
【特許文献１】特開２００１−３２４８６０号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の清掃方法では、含水スポンジによってグリッドとコロナワイヤとを清掃することにより、水溶性のイオン生成物を除去することができ、初期の画像品質を維持することができるが、このような含水スポンジによって清掃を行う方法では、清掃後にグリッドの内面に水分が残存することがあり、かかる場合、帯電器内部に水分が残存することで過剰電流が流れ、像担持体表面の絶縁破壊（リーク跡）が発生することがあった。
【００１０】
本発明においては上述の事情に鑑み、確実にグリッドの表面を清掃することができ、且つグリッドへの水分の残存によるリークの発生も防止することができる画像形成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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、電圧が印加されコロナ放電を発生するコロナワイヤと、該コロナワイヤと感光体ドラムとの間に設けられたグリッドと、前記コロナワイヤと前記グリッドとを乾式清掃する自動清掃機構とを有し、装置本体に対して引き出し可能に構成された、感光体表面を帯電させる帯電器と、筐体及び該筐体から突出するグリッド清掃部材を有し、装置本体に対して着脱可能に構成された、前記グリッドを湿式清掃するグリッドクリーナと、を備え、前記グリッド表面に前記グリッド清掃部材を接触させながら、前記帯電器を引き出すことにより、前記グリッド表面の付着物を除去する画像形成装置において、装置本体には、前記帯電器が所定位置に装着されたことを検知する装着検知手段が設けられており、前記帯電器が所定位置に設置されると、少なくとも一回は前記自動清掃機構による乾式清掃が行われることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記自動清掃機構は、外周面にネジ山が形成され、前記コロナワイヤ及び前記グリッドの架設方向と平行に配設されるネジ棒と、内周面に前記ネジ山と噛合するネジ溝が形成され、前記ネジ棒を貫通支持する貫通穴を備えた支持部、及び該支持部の先端に付設され、前記コロナワイヤ及び前記グリッドに接触するクリーニングパッドから成る清掃部材と、前記ネジ棒を回転駆動させるモータと、から構成されていることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記モータは、装置本体側に配設されていることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記モータは、前記帯電器と一体に装置本体から引き出し可能に構成されており、該帯電器には装置本体から電力が供給される帯電器側コネクタが設けられ、装置本体には前記帯電器側コネクタが接続される本体側コネクタが設けられ、前記帯電器側コネクタ及び本体側コネクタによって、前記装着検知手段が構成されていることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記グリッド清掃部材は、発泡弾性部材であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の構成によれば、グリッドクリーナを用いてグリッドの湿式清掃を行った際、グリッドの内面に水分が残存した場合でも、自動清掃機構による乾式清掃の際に、グリッドの内面に残存した水分が拭き取られるため、帯電器内部に水分が残存することによって生じる不具合を未然に防止することができる。
【００１７】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、ネジ棒の外周面にネジ山を形成し、ネジ棒が貫通される清掃部材の支持部のネジ棒貫通部の内周面に、ネジ棒の外周面に形成されたネジ山と噛合するネジ溝を形成することにより、モータによってネジ棒を回転させるだけで清掃部材をコロナワイヤ及びグリッドの架設方向に摺動させることができるため、より簡単に自動清掃機構を構成することができる。
【００１８】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、自動清掃機構を構成するモータを画像形成装置本体側に配設することによって、帯電器の構成を簡素化し部品点数を削減することができる。そのため、例えば、コロナワイヤ又はグリッドの不具合によって帯電器を交換する必要が生じた場合には、モータまでも交換しなくても良いため、メンテナンスコストの削減を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の４の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、帯電器側コネクタ及び本体側コネクタによって、装着検知手段を構成することにより、帯電器が画像形成装置本体に装着され、自動清掃機構を構成するモータに電力が供給されると、自動清掃が行われるよう構成することができるため、グリッドの湿式清掃後には確実に乾式清掃を行わせることができる。また、帯電器側コネクタ及び本体側コネクタによって、装着検知手段を構成することにより、別途装着検知手段を設ける必要がないため、部品点数の削減を図ることができる。
【００２０】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、発泡弾性部材は、吸水性に優れ、水等を含浸させての清掃効果が極めて優れているため、より確実にグリッドの付着物を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。先ず、図１を参照して本発明に係る画像形成装置の構造及び画像出力動作について説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の構成を示す正面断面図である。なお、図中の一点鎖線矢印はレーザ光Ｌを示す。
【００２２】
図１に示すように、画像形成装置１の下部には給紙部２が配置されている。給紙部２の内部には、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙Ｐが送り出される。画像形成装置１の内部であって、給紙部２の左方には、用紙搬送部３が備えられている。給紙部２から送り出された用紙Ｐは、用紙搬送部３により画像形成装置１の側面に沿って垂直上方に搬送され、後述する転写部３０に至る。
【００２３】
一方、画像形成装置１の上面には原稿送り部４が、その下方には原稿画像読み取り部５が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部４に、文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載する。原稿送り部４では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、原稿画像読み取り部５によってその画像データが読み取られる。この画像データの情報は給紙部２の上方であって、画像形成装置１の中央部に配置されたレーザ照射部６に送られる。レーザ照射部６により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、後述する画像形成部２０に向かって照射される。
【００２４】
用紙搬送部３の上方であって、レーザ照射部６の左方には、画像形成部２０及び転写部３０が備えられている。画像形成部２０では、レーザ照射部６によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が作られる。この静電潜像からトナー像が形成され、トナー像は、前記用紙搬送部３によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部３０にて転写される。
【００２５】
転写部３０の上方には、定着部７が備えられている。転写部３０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部７へと送られ、熱ローラによりトナー像が加熱、溶融されて定着される。定着部７の上方には、分岐部８が備えられている。定着部７から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合には、分岐部８から画像形成装置１の胴内に設けられた用紙排出トレイ９に排出される。
【００２６】
分岐部８から用紙排出トレイ９に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１０としての機能も兼ねており、両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１０において、定着部７から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、定着部７の左方、及び転写部３０の左方を通って下方に送られ、再度用紙搬送部３を経て転写部３０へと送られる。
【００２７】
次に、画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は画像形成部周辺を示す部分拡大図である。なお、図２に描いた画像形成部２０周辺の構造は、図１に記載のそれを、用紙搬送方向が水平となるように描き直したものであって、発明の内容を説明するにあたって、省略可能な部品については描画を省略している。
【００２８】
図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電器４０、現像装置５０、クリーニング装置６０及び除電装置７０が配置されている。転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置５０とクリーニング装置６０との間に設けられている。
【００２９】
感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体２２と、その外側に設けられた感光層２３とを備えている。感光層２３には、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンを設けている。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。
【００３０】
帯電器４０は、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置である。帯電器４０は、帯電器本体である金属製のシールドケース４１を備えている。シールドケース４１は、開口部が感光体ドラム２１の方を向く樋状をなしている。このシールドケース４１には、タングステンやステンレス等で構成される放電部材であるコロナワイヤ４２及びグリッド４３が設けられている。
【００３１】
コロナワイヤ４２はシールドケース４１の内部に、グリッド４３はシールドケース４１の開口した一面の箇所に、感光体ドラム２１の軸線方向に沿う形で架設されている。この帯電器４０により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。なお、帯電器４０の詳細な構成については後述する。
【００３２】
現像装置５０には、感光体ドラム２１の近傍に、感光体非接触型の現像ローラ５１が設けられている。現像ローラ５１には、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ５１により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム２１の表面の静電潜像に飛翔せしめられ、静電潜像が現像される。トナーとしては、磁性或いは非磁性の一成分系トナーや、磁性キャリアと絶縁性トナーとを混合してなる二成分系トナーを使用する。なお、現像ローラは感光体接触型のものであっても構わない。
【００３３】
転写部３０には、感光体ドラム２１に接触する転写ローラ３１が設けられている。転写ローラ３１は、芯金３２と、その外側に設けられた導電性弾性層３３とを備えている。導電性弾性層３３は、カーボン等の導電性材料を分散させたポリウレタンゴム等で形成されている。この転写ローラ３１が感光体ドラム２１に圧接し、用紙Ｐを挿通させる転写ニップ部を形成する。転写ローラ３１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が感光体ドラム２１の周速度と同じになるように回転せしめられている。また、転写ローラ３１には、必要に応じて転写バイアスが印加される。
【００３４】
クリーニング装置６０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、転写ニップ部のさらに下流側に配置されている。クリーニング装置６０は、クリーニング部材であるクリーニングブレード６１、ハウジング６２及びスクリュー（図示せず）を備えている。クリーニングブレード６１は、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム２１に接触するように設けられている。
【００３５】
このクリーニングブレード６１によって、転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、ハウジング６２内に回収され、スクリュー（図示せず）によりクリーニング装置６０の外部へと搬送される。除電装置７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）７１で構成され、感光体ドラム２１に光を照射することによりその表面の除電を行う。ＬＥＤ７１の代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることもできる。
【００３６】
ここで、上記画像形成部２０及び転写部３０の一連の動作について説明する。先ず、帯電器４０において、コロナワイヤ４２に所定の電圧を印加して、コロナ放電を発生させる。コロナ放電により生じた電子は空気中を浮遊して感光体ドラム２１に向かうが、この時グリッド４３に電圧を印加して電子の量をコントロールする。このようにして、帯電器４０により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。このときの帯電電位は、通常は２００〜１０００Ｖ程度である。
【００３７】
続いて、原稿画像読み取り部５（図１参照）で読み取られた画像データに基づいて、レーザ照射部６（図１参照）により制御されるレーザ光Ｌが感光体ドラム２１に照射され、照射部分の電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が作られる。そして、現像装置５０にて帯電せしめられたトナーが、現像ローラ５１によって感光体ドラム２１の表面に供給され、静電潜像からトナー像が形成される。
【００３８】
一方、用紙Ｐは、用紙搬送部３（図１参照）によって感光体ドラム２１表面のトナー像形成と同期がとられ、感光体ドラム２１と転写ローラ３１が接触して形成される転写ニップ部に挿通される。このとき、転写ローラ３１には、感光体ドラム２１やトナーとは逆極性である負極の転写バイアスが印加される。これにより、トナーが感光体ドラム２１から転写ローラ３１へと移動し、トナー像が用紙Ｐに接触転写される。
【００３９】
トナー像転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーは、クリーニング装置６０に設けられたクリーニングブレード６１により掻き取るように除去される。ハウジング６２内に回収されたトナーは、スクリュー（図示せず）によりクリーニング装置６０の外部へと搬送される。感光体ドラム２１表面のトナーがクリーニングされた後、除電装置７０で感光体ドラム２１表面の除電が行われることにより、次の画像形成動作のための準備が整えられる。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１に備えられた帯電器４０の詳細な構成について、図３〜図６を用いて説明する。図３は帯電器と感光体ドラムとを組み立てた状態を示す左側面図であり、図４はシールドケースを取り外した状態の帯電器を示す左側面図であり、図５は帯電器の右側斜視図である。また、図６は帯電器を画像形成装置から引き出す途中の状態を示す斜視図である。なお、図３、図４及び図６において、右方が画像形成装置１の前面側、左方が背面側であり、図６では画像形成装置の一部分のみ図示している。
【００４１】
図３に示すように、帯電器４０には、その本体であるシールドケース４１が、感光体ドラム２１の軸線方向と略平行になるように設けられている。帯電器４０は、画像形成装置１内に配設された２個の支持部材１１により支持されている。なお、図３においては、画像形成装置１の前面側の支持部材１１のみ描画し、背面側の支持部材１１は描画を省略して二点鎖線で示している。
【００４２】
樋状のシールドケース４１の両端部には、合成樹脂製の絶縁部材４５が設けられている。シールドケース４１の内部にはコロナワイヤ４２（図２参照）が、開口部にはグリッド４３（図２参照）が、２個の絶縁部材４５の間に架設されており、図３に示すように、帯電器４０と感光体ドラム２１との組み立てた状態において、グリッド４３と感光体ドラム２１表面との間隔が０．５ｍｍ程度となるように、感光体ドラム２１に対して帯電器４０が配置されている。
【００４３】
図４に示すように、シールドケース４１の内部には、コロナワイヤ４２及びグリッド４３を清掃するための清掃部材４６とネジ棒８１が備えられている。清掃部材４６の先端には、コロナワイヤ４２及びグリッド４３に接触する発泡弾性部材や不織布部材からなるクリーニングパッド４６ａが設けられている。そして、ネジ棒８１は、シールドケース４１両端の絶縁部材４５の間に渡され、清掃部材４６の支持体４６ｂを貫通している。
【００４４】
また、支持体４６ｂのネジ棒８１貫通部にはネジ溝が設けられており、支持体４６ｂとネジ棒８１とがネジにより互いに係合している。これによって、ネジ棒８１を回転させることにより、清掃部材４６がコロナワイヤ４２及びグリッド４３の架設方向で、前面側の絶縁部材４５と背面側の絶縁部材４５との間をスライド移動して、これらを清掃することができるようになっている。なお、清掃部材４６は、ネジ棒８１が回転する時ネジ棒８１の軸線を中心として回転しないよう構成されている。
【００４５】
図５に示すように、シールドケース４１の前面側の端部には、ギアケース４４が備えられている。このギアケース４４の内部には、ネジ棒８１（図４参照）を駆動回転させるモータ８２と減速ギア８３とが備えられている。減速ギア８３は、複数のギア群で構成され、モータ８２の回転を所定の回転に減速してネジ棒８１に伝達するものである。また、ギアケース４４には、帯電器４０が画像形成装置１本体に装着されると、画像形成装置１内に設けられた図示しない電源と接続された本体側コネクタ１３（図６参照）と連結され、モータ８２へと電力を供給する帯電器側コネクタ４７が設けられている。
【００４６】
そして、これらのネジ棒８１、モータ８２、減速ギア８３及び清掃部材４６によって、コロナワイヤ４２及びグリッド４３の自動清掃機構８０が構成されており、使用者からの指示によって、又は、画像形成動作が所定枚数行われる毎に自動で、自動清掃機構８０によって、コロナワイヤ４２及びグリッド４３が清掃されるようになっている。なお、クリーニングパッド４６ａには、水等は含浸されておらず、自動清掃機構８０によるコロナワイヤ４２及びグリッド４３の清掃は乾式清掃となっている。
【００４７】
上記のように構成された帯電器４０は、メンテナンス等のために支持部材１１に対して画像形成装置１の前面側、すなわち図３において右方に引き出すことが可能である。そして、図６に示すように、帯電器４０の引き出し開口部１２の近傍には、本体側コネクタ１３が設けられており、帯電器４０が画像形成装置１本体から引き出されると、本体側コネクタ１３とギアケース４４に設けられた帯電器側コネクタ４７との連結が切断されるようになっている。
【００４８】
また、図６に示すように、画像形成装置１内には、帯電器４０の引き出し開口部１２付近にグリッドクリーナ９０が固定されるグリッドクリーナ装着部１４が設けられており、グリッドクリーナ９０を用いたグリッド４３の清掃も行えるように構成されている。ここで、図７及び図８を参照して、グリッドクリーナ９０を用いたグリッド４３の清掃について説明する。図７はグリッドクリーナの構成を示す斜視図であり、図８はグリッドとグリッドクリーナとの位置関係を示す側面断面図である。
【００４９】
グリッドクリーナ９０は、交換用トナーコンテナやメンテナンスキットに付属しており、図７に示すように、樹脂製の筐体９１と、筐体９１の上面９１ａから突出するように設けられたグリッド清掃部材９２から構成されている。グリッド清掃部材９２には、水或いはアルコールを加えた水が含浸されており、グリッドクリーナ９０は、使用時までグリッド清掃部材９２が乾燥しないように水分不透過性のフィルム等で密封されている。また、筐体９１の側面には、前述のグリッドクリーナ装着部１４に差し込んで固定するための差込部９１ｂが一体形成されている。
【００５０】
なお、グリッド清掃部材９２には、発泡弾性部材や不織布部材等を用いることができるが、より吸水性に優れ、水等を含浸させての清掃効果が極めて優れていることから、発泡弾性部材を用いることが好ましい。また、グリッド清掃部材９２に用いられる発泡弾性部材は、多層構造であるもの、又は他の部材を積層したものであっても良く、例えば、ウレタンスポンジ層、セルローススポンジ層、不織布層及び研磨材層のうちの少なくとも一層を含むものであってもよい。研磨材層としては、硬質繊維からなるもの（例えば、金属繊維やガラス繊維等）が挙げられる。
【００５１】
帯電器４０が画像形成装置１に装着された状態で、グリッドクリーナ９０の差込部９１ｂをグリッドクリーナ装着部１４に挿入すると、図８（ａ）に示すように、グリッド清掃部材９２がグリッド４３に対向するように画像形成装置１本体に固定される。このようにグリッドクリーナ９０を固定した後、図８（ａ）の矢印Ａ方向に帯電器４０を摺動させて、画像形成装置１本体から引き出す。
【００５２】
そして、帯電器４０を画像形成装置１本体から引き出していくと、図８（ｂ）のように、グリッド４３表面にグリッド清掃部材９２が接触して付着物を除去することとなる。更に、帯電器４０を画像形成装置１本体内に挿入し、再度、画像形成装置１本体から引き出す操作を繰り返すことにより、グリッド４３がグリッドクリーナ９０のグリッド清掃部材９２に繰り返し摺擦されて、グリッド４３に堅固に付着した汚染物も容易に除去することができる。
【００５３】
ここで、このようなグリッド清掃部材９２によって清掃を行う方法では、清掃後にグリッド４３の内面に水分が残存することがあり、かかる場合、帯電器内部に水分が残存することで過剰電流が流れ、像担持体表面の絶縁破壊（リーク跡）が発生することがある。そこで、本発明においては、グリッドクリーナ９０を用いたグリッド４３の湿式清掃を行った後、帯電器４０が画像形成装置１に装着されると、少なくとも一回は前記自動清掃機構８０による乾式清掃が行われることを特徴としている。
【００５４】
具体的には、グリッドクリーナ９０を用いてグリッド４３の清掃を行う際には、前述したように、帯電器４０を画像形成装置１本体前方側へと摺動させて、画像形成装置１から引き出し、グリッドクリーナ９０を用いた湿式清掃が終了すると帯電器４０を画像形成装置１に装着することとなるが、本発明に係る画像形成装置１では、グリッドクリーナ９０を用いた湿式清掃が終了し、帯電器４０が画像形成装置１に装着され、本体側コネクタ１３と帯電器側コネクタ４７とが連結されて、モータ８２が図示しない電源と電気的に接続されると、自動的に自動清掃機構８０による乾式清掃が行われるよう構成されている。
【００５５】
これにより、グリッドクリーナ９０を用いて、水等が含浸されたグリッド清掃部材９２によるグリッド４３の清掃を行った際、清掃終了後にグリッド４３の内面に水分が残存した場合でも、自動清掃機構８０による乾式清掃の際に、グリッド４３の内面に残存した水分がクリーニングパッド４６ａにより拭き取られるため、帯電器内部に水分が残存することによって生じる不具合を未然に防止することができる。
【００５６】
なお、上記のグリッドクリーナ９０による湿式清掃終了後に行われる自動清掃機構８０による乾式清掃では、清掃部材４６を前面側の絶縁部材４５と背面側の絶縁部材４５との間を複数回往復させても良いが、清掃部材４６を前面側の絶縁部材４５と背面側の絶縁部材４５との間を一回摺動させることで、グリッド４３に残存した水分は十分に拭き取ることができ、また、使用者の待ち時間を短縮するためにも、帯電器４０装着後の自動清掃機構８０による乾式清掃は、一回に設定しておくことが好ましい。
【００５７】
次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１に備えられた帯電器４０の詳細な構成について、図９〜図１１を用いて説明する。図９は帯電器と感光体ドラムとを組み立てた状態を示す左側面図であり、図１０はシールドケースを取り外した状態の帯電器を示す左側面図である。また、図１１は帯電器を画像形成装置から引き出す途中の状態を示す斜視図である。なお、図９〜図１１において、右方が画像形成装置１の前面側、左方が背面側であり、図１１では画像形成装置の一部分のみ図示している。なお、第１実施形態の図３〜図６と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施形態においては、図９に示すように、自動清掃機構８０を構成するモータ８２及び減速ギア８３が配設されたギアケース４４は、画像形成装置１本体に配設されている。そして、図１０に示すように、ネジ棒８１の装置本体１背面側端部は、絶縁部材４５を貫通しており、その先端部には、減速ギア８３と噛合するように連結ギア８４が固着され、帯電器４０が画像形成装置１に装着されると、減速ギア８３と連結ギア８４が噛合して、モータ８２の駆動がネジ棒８１に伝達されるよう構成されている。
【００５９】
更に、図１１に示すように、画像形成装置１には、帯電器４０の引き出し開口部１２の近傍に、帯電器４０の装着の有無を検知する装着検知手段１５が配設されている。なお、装着検知手段１５としては、フォトインタラプタ等の光センサやアクチュエータスイッチ等の物理センサ等、従来公知の種々のセンサを用いることができるが、中でも帯電器４０の装着に連動して、所定部位への電力供給とその停止を切り替えるインターロックスイッチを用いた場合、後述するように帯電器４０装着の有無の検知と同時に、自動清掃の開始を行うことができるため好ましい。
【００６０】
そして、本実施形態においては、グリッドクリーナ９０を用いた清掃が終了し、帯電器４０が画像形成装置１に装着され、装着検知手段１５が帯電器４０の装着を検知すると、自動的に自動清掃機構８０による乾式清掃が行われるよう構成されており、これにより、自動清掃機構８０による乾式清掃の際に、グリッド４３の内面に残存した水分がクリーニングパッド４６ａにより拭き取られるため、帯電器内部に水分が残存することによって生じる不具合を未然に防止することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、自動清掃機構８０を構成するモータ８２及び減速ギア８３を画像形成装置１本体側に配設することによって、帯電器４０の構成を簡素化し部品点数を削減することができる。そのため、例えば、コロナワイヤ４２又はグリッド４３の不具合によって帯電器４０を交換する必要が生じた場合でも、モータ８２及び減速ギア８３までも交換しなくても良いため、メンテナンスコストの削減を図ることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、例えば、上記第１実施形態においては、帯電器側コネクタ４７と本体側コネクタ１３が連結されて、モータ８２が図示しない電源と電気的に接続されると自動清掃機構８０が動作するよう構成されているが、これは、第２実施形態のように、別途装着検知手段を設けて、この装着検知手段が帯電器４０の装着を検知した際に、自動清掃機構８０が動作するよう構成しても良い。また、上記第１及び第２実施形態においては、帯電器４０を、装置本体に対して摺動可能に構成することによって、装置本体から引き出し可能としているが、これは、例えばシールドケース４１にコロ等を設けて、装置本体に対して転動可能に構成され、引き出し可能とされている場合であっても、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、帯電器を用いて像担持体表面を帯電させる画像形成装置に利用することができ、特に、コロナワイヤと被帯電体との間にグリッドを有するスコロトロン帯電器を用いた画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】は、第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】は、図１に示す画像形成部周辺を示す部分拡大図である。
【図３】は、第１実施形態に係る画像形成装置に備えられた帯電器と感光体ドラムとを組み立てた状態を示す左側面図である。
【図４】は、図３に示す帯電器のシールドケースを取り外した状態を示す左側面図である。
【図５】は、図３に示す帯電器の右側斜視図である。
【図６】は、第１実施形態に係る画像形成装置から帯電器を引き出す途中の状態を示す斜視図である。
【図７】は、グリッドクリーナの構成を示す斜視図である。
【図８】は、グリッドとグリッドクリーナとの位置関係を示す側面断面図である。
【図９】は、第２実施形態に係る画像形成装置に備えられた帯電器と感光体ドラムとを組み立てた状態を示す左側面図である。
【図１０】は、図９に示す帯電器のシールドケースを取り外した状態を示す左側面図である。
【図１１】は、第２実施形態に係る画像形成装置から帯電器を引き出す途中の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 画像形成装置
１２ 引き出し開口部
１３ 本体側コネクタ
１４ グリッドクリーナ装着部
１５ 装着検知手段
２１ 感光体ドラム
４０ 帯電器
４１ シールドケース
４２ コロナワイヤ
４３ グリッド
４４ ギアケース
４５ 絶縁部材
４６ 清掃部材
４６ａ クリーニングパッド
４６ｂ 支持体
４７ 帯電器側コネクタ
８０ 自動清掃機構
８１ ネジ棒
８２ モータ
８３ 減速ギア
８４ 連結ギア
９０ グリッドクリーナ
９１ 筐体
９１ａ 上面
９１ｂ 差込部
９２ グリッド清掃部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加されコロナ放電を発生するコロナワイヤと、該コロナワイヤと感光体ドラムとの間に設けられたグリッドと、前記コロナワイヤと前記グリッドとを乾式清掃する自動清掃機構とを有し、装置本体に対して引き出し可能に構成された、感光体表面を帯電させる帯電器と、
筐体及び該筐体から突出するグリッド清掃部材を有し、装置本体に対して着脱可能に構成された、前記グリッドを湿式清掃するグリッドクリーナと、を備え、
前記グリッド表面に前記グリッド清掃部材を接触させながら、前記帯電器を引き出すことにより、前記グリッド表面の付着物を除去する画像形成装置において、
装置本体には、前記帯電器が所定位置に装着されたことを検知する装着検知手段が設けられており、前記帯電器が所定位置に設置されると、少なくとも一回は前記自動清掃機構による乾式清掃が行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記自動清掃機構は、外周面にネジ山が形成され、前記コロナワイヤ及び前記グリッドの架設方向と平行に配設されるネジ棒と、
内周面に前記ネジ山と噛合するネジ溝が形成され、前記ネジ棒を貫通支持する貫通穴を備えた支持部、及び該支持部の先端に付設され、前記コロナワイヤ及び前記グリッドに接触するクリーニングパッドから成る清掃部材と、
前記ネジ棒を回転駆動させるモータと、
から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記モータは、装置本体側に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記モータは、前記帯電器と一体に装置本体から引き出し可能に構成されており、該帯電器には装置本体から電力が供給される帯電器側コネクタが設けられ、装置本体には前記帯電器側コネクタが接続される本体側コネクタが設けられており、
前記帯電器側コネクタ及び本体側コネクタによって、前記装着検知手段が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記グリッド清掃部材は、発泡弾性部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
電圧が印加されコロナ放電を発生するコロナワイヤと、該コロナワイヤと感光体ドラムとの間に設けられたグリッドと、前記コロナワイヤと前記グリッドとを乾式清掃する自動清掃機構とを有し、装置本体に対して引き出し可能に構成された、感光体表面を帯電させる帯電器と、
筐体及び該筐体から突出するグリッド清掃部材を有し、装置本体に対して着脱可能に構成された、前記グリッドを湿式清掃するグリッドクリーナと、を備え、
前記グリッド表面に前記グリッド清掃部材を接触させながら、前記帯電器を引き出すことにより、前記グリッド表面の付着物を除去する画像形成装置において、
装置本体には、前記帯電器が所定位置に装着されたことを検知する装着検知手段が設けられており、前記帯電器が所定位置に設置されると、少なくとも一回は前記自動清掃機構による乾式清掃が行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記自動清掃機構は、外周面にネジ山が形成され、前記コロナワイヤ及び前記グリッドの架設方向と平行に配設されるネジ棒と、
内周面に前記ネジ山と噛合するネジ溝が形成され、前記ネジ棒を貫通支持する貫通穴を備えた支持部、及び該支持部の先端に付設され、前記コロナワイヤ及び前記グリッドに接触するクリーニングパッドから成る清掃部材と、
前記ネジ棒を回転駆動させるモータと、
から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記モータは、装置本体側に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記モータは、前記帯電器と一体に装置本体から引き出し可能に構成されており、該帯電器には装置本体から電力が供給される帯電器側コネクタが設けられ、装置本体には前記帯電器側コネクタが接続される本体側コネクタが設けられており、
前記帯電器側コネクタ及び本体側コネクタによって、前記装着検知手段が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記グリッド清掃部材は、発泡弾性部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−８３６３２（Ｐ２００８−８３６３２Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６６５０５（Ｐ２００６−２６６５０５）
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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