JP2008275897A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】針状電極に付着した放電生成物を除去することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光ドラム２２の表面にコロナ放電する鋸歯状電極４８を備えた画像形成装置１０であって、鋸歯状電極４８は、感光ドラム２２側に向かって突出した針状先端部４８Ａを有し、針状先端部４８Ａの突出方向に沿って移動し針状先端部４８Ａを覆うことにより針状先端部４８Ａに付着した放電生成物Ｓを除去する清掃部材５４を備える構成にした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、用紙に任意の画像を形成する画像形成装置に係り、特に、感光ドラムの表面にコロナ放電する針状電極を備えた画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置には、感光ドラムの表面にコロナ放電する針状電極を備えたものがある。この針状電極は、感光ドラムに向かって延びる針状部が長手方向に亘って複数形成されたものであり、いわゆる放電ワイヤと区別されるものである。
特開２００６−１２６６６５号公報

ところで、針状電極によりコロナ放電を繰り返すと、針状部の各先端に、放電生成物（異物）が付着し成長することがある。発明者らがこの放電生成物を分析した結果、放電生成物はシリカ、ケイ酸などの無機系化合物と断定された。そして、針状部の各先端に放電生成物が付着すると、放電不良が生じ放電ムラを引き起こす原因となり、結果として用紙に形成された画像に黒縦筋のような画像不良が発生することになる。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、針状電極に付着した放電生成物を除去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。

請求項１に記載の発明は、感光ドラムの表面にコロナ放電する針状電極を備えた画像形成装置であって、前記針状電極は、前記感光ドラム側に向かって突出した針状先端部を有し、前記針状先端部の突出方向に沿って移動し前記針状先端部を覆うことにより前記針状先端部に付着した放電生成物を除去する清掃部材を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記清掃部材は、一対のスポンジ部材と、前記スポンジ部材を固定する固定部と、で構成され、前記清掃部材は、前記針状電極を前記各スポンジ部材の間に挿入した状態で前記針状先端部の突出方向に沿って移動することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記各スポンジ部材は、相互に任意の圧力で押圧されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、針状電極には感光ドラム側に向かって突出した針状先端部が形成されており、清掃部材が針状先端部の突出方向に沿って移動して針状先端部を覆うことにより針状先端部に付着した放電生成物が除去される。これにより、放電生成物が原因となって放電ムラが発生することを防止でき、結果として用紙に形成された画像に黒縦筋のような画像不良が発生することを防止できる。特に、清掃部材が針状先端部の突出方向に沿って移動するため、清掃部材が針状電極の延在方向に移動する構成と比較して、清掃部材が針状先端部に引っ掛かることを抑制でき、清掃部材の移動を一層円滑にすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、清掃部材が針状電極を各スポンジ部材の間に挿入した状態で針状先端部の突出方向に沿って移動して針状電極の針状先端部を覆うことにより、針状先端部に付着した放電生成物が除去される。このように、清掃部材は、一対のスポンジ部材が固定部により固定され、かつ一対のスポンジ部材の間に針状電極を介在させるという簡易な構成で、針状先端部に付着した放電生成物を容易に除去することができる。

請求項３に記載の発明によれば、各スポンジ部材は、相互に任意の圧力で押圧されているため、針状電極は、各スポンジ部材の間に圧入されることになる。そして、清掃部材は、針状電極を各スポンジ部材の間に圧入した状態で針状先端部の突出方向に沿って移動することにより、針状先端部を完全に覆い包むことが可能になる。これにより、針状先端部に付着した放電生成物を確実に除去することができる。

次に、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

先ず、画像形成装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す正面断面図である。画像形成装置は、スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、主として、画像形成ユニット１２、露光ユニット１４、現像ユニット１６、定着ユニット１８を備えており、各ユニットは、給紙カセット２０の上方に位置している。

ここで、画像形成装置１０による画像形成処理の概略について説明する。
給紙カセット２０から用紙が繰り込まれると、画像形成ユニット１２の感光ドラム２２に形成されたトナー画像が用紙上に転写される。次に、転写されたトナー画像が定着ユニット１８によって用紙上に定着される。そして、定着処理が完了した用紙は、主搬送路６０を経由して排出トレイ６２に排出される。

なお、画像形成装置１０において両面印刷処理が実行される場合には、一方の面の印刷処理を完了した用紙は、反転経路６４を経由して、画像形成ユニット１２に再供給される。そして、画像形成ユニット１２では、用紙の他方の面に画像形成プロセスが実行される。

画像形成ユニット１２は、トナー画像を形成するとともに、給紙カセット２０から繰り込まれる用紙上にトナー画像を転写させる要素である。この画像形成ユニット１２は、図２に示すように、主として、感光体として使用される感光ドラム２２と、感光ドラム２２の外周面に負の電荷を付与する帯電部２４と、クリーニング部２６と、を有する。

感光ドラム２２は、その外周面に光導電膜を有しており、電子写真の感光体として使用される。感光ドラム２２は、画像形成ユニット１２の下部付近に配設されている。また、感光ドラム２２は、その下側が外部に露出するようにフレーム２８に収容されている。したがって、感光ドラム２２につきフレーム２８から露出する部分と、現像ユニット１６の現像スリーブ４６、および転写ローラ６６とが当接することにより、トナー供給や転写プロセスの実行が可能になる。

クリーニング部２６は、フレーム２８内に収容されており、感光ドラム２２から転写されずに残留するトナーをクリーニングブレード３０によって回収する。

図２及び図３に示すように、帯電部２４は、感光ドラム２２の長手方向（前後方向）に沿って設けられており、感光ドラム２２に負の電荷を付与する鋸歯状電極（針状電極）４８と、鋸歯状電極４８を収容するシールド５０と、鋸歯状電極４８と感光ドラム２２との間に位置するグリッド電極５２と、を有する。

鋸歯状電極４８は、感光ドラム２２の延在方向に沿って延在しており、感光ドラム２２側には針状先端部４８Ａを備えている。この針状先端部４８Ａは、感光ドラム２２側に向かって突出した針状部が感光ドラム２２の延在方向に沿って複数連続形成されて構成されている。このため、図２に示すように、この針状先端部４８Ａは、鋸の歯のように構成されている。この鋸歯状電極４８に電圧印加手段（図示省略）により高電圧が印加されてコロナ放電が生ずると、感光ドラム２２の外周面には負の電荷が付与される。

グリッド電極５２は、鋸歯状電極４８から感光ドラム２２に対する放電量を調整するものであり、開口部と非開口部とを備えたメッシュ状に形成されている。そして、グリッド電極５２は、鋸歯状電極４８（感光ドラム２２）と対向するように鋸歯状電極４８（感光ドラム２２）の延在方向に沿って設けられている。

ここで、図３に示すように、鋸歯状電極４８には、清掃部材（図２では図示省略）５４が移動可能に取り付けられている。この清掃部材５４は、一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂと、一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂを任意の間隔をあけて相互に対向するように固定したスポンジ固定板（固定部）５４Ｃと、で構成されている。各スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂは、気泡が連続して形成される連続気泡部材（連泡部材）で構成されていることが好ましい。また、一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂ同士の任意の間隔は、鋸歯状電極４８の厚み寸法と略同じ寸法に設定されており、このスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの間には空間部Ｍが形成されている。そして、スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの間に形成された空間部Ｍには、鋸歯状電極４８が挿入（介在）されている。スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの間に形成された空間部Ｍの寸幅法は、鋸歯状電極４８の厚み寸法と略同じ寸法であるため、スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの間の空間部Ｍに挿入された鋸歯状電極４８に対して、各スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂからの圧力が作用することはない。

また、スポンジ固定板５４Ｃには、駆動機構５６が機械的に接続されている。駆動機構５６は、従来からの周知技術であるリンク機構、駆動モータ（あるいはソレノイド）、アーム部材などで構成されており、清掃部材５４を、感光ドラム２２に接近する側（図３（Ｂ）中矢印Ｘ方向側）と感光ドラム２２から離れる側（図３（Ａ）中矢印Ｙ方向側）に往復運動させるものである。また、駆動機構５６は、コントローラ５８により駆動制御される。このため、駆動機構５６は、コントローラ５８からの駆動信号に基づいて、清掃部材５４の移動を制御する。

スポンジ固定板５４Ｃが駆動機構５６により感光ドラム２２に接近する側（図３（Ｂ）中矢印Ｘ方向側、針状先端部４８Ａの突出方向側）に移動すると、一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂは、針状先端部４８Ａ側に移動していき、やがて針状先端部４８Ａよりも感光ドラム２２側に突出して、針状先端部４８Ａを包むようにして覆う。これにより、針状先端部４８Ａに付着・堆積した放電生成物（図３（Ａ）参照）Ｓを針状先端部４８Ａから除去することができる。一方、一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂが針状先端部４８Ａを覆った状態で、スポンジ固定板５４Ｃが駆動機構５６により感光ドラム２２から離れる側（図３（Ａ）中矢印Ｙ方向側、針状先端部４８Ａの突出方向側と反対側）に移動すると、一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂは、針状先端部４８Ａと反対側に移動していき、やがて退避位置に到達する。これにより、針状先端部４８Ａは、再度、露出した状態（一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂにより覆われていない状態）になる。このように、清掃部材５４は、図３（Ｂ）中矢印Ｘ方向側及び図３（Ａ）中矢印Ｙ方向側に移動して、往復運動（往復移動）が可能になる。

また、駆動機構５６による清掃部材５４の駆動タイミングとして、用紙への画像形成中においては、清掃部材５４が退避位置（図３（Ａ）に示す位置）に停止しているため、清掃部材５４が鋸歯状電極４８からのコロナ放電に際して邪魔になることがなく、コロナ放電に悪影響を及ぼすことはない。一方、用紙に画像形成が行われていない状態（画像形成処理がそもそも実行されていない状態の他に、複数の画像形成処理が実行される場合で一の画像形成処理が終了してから次の画像形成処理が始まるまでの時間を含む）においては、清掃部材５４は、針状先端部４８Ａ側に移動して針状先端部４８Ａを覆うことにより、針状先端部４８Ａから放電生成物Ｓを除去することが可能になる。

図１に示すように、露光ユニット１４は、略線状に配置された複数の発光部（例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ））３６を有する。露光ユニット１４は感光ドラム２２の斜め下方に配置それており、発光部３６からの光が感光ドラム２２に照射される。

これにより、用紙に印刷される画データに基づき、各発光部３６の点灯制御（露光処理）が実行されると、感光ドラム２２の外周面のうち発光部３６からの光が照射された部分の負の電荷が除去される。すなわち、感光ドラム２２の外周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。

現像ユニット１６は、主として、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容可能な現像器３８と、２本のスクリュー部材４０、４２と、パドル４４と、現像スリーブ４６と、を有しており、感光ドラム２２の外周面に非磁性体のトナーを供給する。すなわち、２本のスクリュー部材４０、４２によりトナーとキャリアが適正に混合されて未使用の非磁性体トナーに負の電荷が付与されるとともに、この負に帯電したトナーがパドル４４により掻き出されて現像スリーブ４６側に供給される。さらに、このトナーは、現像スリーブ４６から感光ドラム２２の表面に供給される。

現像スリーブ４６は、静電潜像が形成された感光ドラム２２に対して、パドル４４により供給されたトナー（負に帯電したトナー）を供給する。これにより、現像スリーブ４６から感光ドラム２２に対して供給されるトナーは、感光ドラム２２の外周面のうち負の電荷が除去された部分に付着することになる。

転写ローラ６６は、主搬送路６０を挟んで感光ドラム２２と逆側に配設されている。この転写ローラ６６にはバイアス電圧が印加されており、転写ローラ６６は正に帯電している。これにより、用紙が感光ドラム２２と転写ローラ６６との間を通過すると、感光ドラム２２の外周面上の負に帯電したトナーは、転写ローラ６６側に移動しようとする。そのため、用紙には、感光ドラム２２のトナー画像が転写される。そして、トナー画像が転写された用紙は、定着ユニット１８に搬送される。

定着ユニット１８は、ヒートローラ７８と、プレスローラ８０と、を有している。ヒートローラ７８は熱伝導性のよい金属（例えば、アルミニウム）によって形成されており、その内部にはハロゲンランプによって構成されるヒータ８２が配設されている。また、プレスローラ８０は、主搬送路６０を挟んでヒートローラ７８と逆側に配設されている。これにより、用紙がヒートローラ７８とプレスローラ８０のニップ部に搬送されると、この用紙が加熱及び加圧される。そのため、転写されたトナー画像が用紙に焼き付けられて定着される。

次に、第１実施形態に係る画像形成装置１０の作用について説明する。

用紙に画像が形成される画像形成処理時においては、図３（Ａ）に示すように、清掃部材５４が退避位置に停止しているため、清掃部材５４が画像形成処理に悪影響を及ぼすことがない。

一方、用紙に画像が形成されない非画像形成処理時においては、針状先端部４８Ａに放電生成物Ｓが付着・堆積していると、コントローラ５８からの駆動信号に基づいて駆動機構５６が駆動され、清掃部材５４が鋸歯状電極４８の針状先端部４８Ａ側（図３（Ｂ）中矢印Ｘ方向側）に移動する。そして、図３（Ｂ）に示すように、清掃部材５４は、鋸歯状電極４８の針状先端部４８Ａから感光ドラム２２側に突出して、針状先端部４８Ａを包むようにして覆うようになる。これにより、針状先端部４８Ａに付着・堆積していた放電生成物Ｓが針状先端部４８Ａから除去される。

ここで、清掃部材５４の針状先端部４８Ａ側への１回の移動によっても放電生成物Ｓが針状先端部４８Ａから除去されない場合には、清掃部材５４は、鋸歯状電極４８の針状先端部４８Ａから感光ドラム２２側に突出した状態から感光ドラム２２と離れる側（図３（Ａ）中矢印Ｙ方向側）に移動する。そして、再度、清掃部材５４が鋸歯状電極４８の針状先端部４８Ａ側（図３（Ｂ）中矢印Ｘ方向側）に移動し、針状先端部４８Ａを覆うようになる。以後、このような清掃部材５４の往復運動が繰り返される。なお、清掃部材５４の往復運動の周期や回数については、コントローラ５８に予めデータとして記憶されており、このデータに基づいて清掃部材５４の往復運動が実行される。

なお、清掃部材５４による鋸歯状電極４８の清掃処理が終了すると、清掃部材５４は、図３（Ａ）に示す退避位置に移動し、その位置で停止する。

以上のように、第１実施形態の画像形成装置１０によれば、清掃部材５４により鋸歯状電極４８の針状先端部４８Ａに付着した放電生成物Ｓを除去することができるため、放電生成物Ｓが原因となって放電ムラが発生することを防止でき、結果として用紙に形成された画像に黒縦筋のような画像不良が発生することを防止できる。

特に、清掃部材５４が針状先端部４８Ａの突出方向に沿って移動するため、清掃部材５４が鋸歯状電極４８の延在方向（図２中矢印Ｔ方向）に移動する構成と比較して、清掃部材５４が針状先端部４８Ａに引っ掛かることを抑制でき、清掃部材５４の移動を一層円滑にすることができる。また、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂは、気泡が連続した連続気泡部材で構成されているため、清掃部材５４の移動時において清掃部材５４の針状先端部４８Ａに対する引っ掛かりを抑制できる。

また、清掃部材５４は、一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂがスポンジ固定板５４Ｃにより固定され、かつ一対のスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの間に鋸歯状電極４８を介在させるという簡易な構成で、鋸歯状電極４８の針状先端部４８Ａに付着した放電生成物Ｓを容易に除去することができる。

次に、本発明の第２実施形態の画像形成装置について説明する。
なお、第１実施形態の画像形成装置と重複する構成については同符号を付し、その説明を適宜省略する。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第２実施形態の画像形成装置では、清掃部材５４を構成する２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂが相互に任意の圧力で押圧された状態でスポンジ固定板５４Ｃに取り付けられている。換言すれば、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの間には、空間部が形成されておらず、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂが相互に圧接された状態となっている。このため、鋸歯状電極４８は、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの間に圧入された状態で介在している。

ここで、清掃部材５４による清掃処理が実行されると、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂから鋸歯状電極４８に対して圧力が作用された状態で、清掃部材５４が図４（Ａ）中矢印Ｙ方向及び図４（Ｂ）中矢印Ｘ方向に往復移動する。そして、図４（Ｂ）に示すように、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂが針状先端部４８Ａよりも感光ドラム２２側に突出すると、針状先端部４８Ａは２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂにより完全に覆われた状態になる。これにより、針状先端部４８Ａに付着・堆積した放電生成物Ｓを針状先端部４８Ａから完全に除去することができる。

次に、本発明の第３実施形態の画像形成装置について説明する。
なお、第１実施形態の画像形成装置と重複する構成については同符号を付し、その説明を適宜省略する。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第３実施形態の画像形成装置では、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂが鋸歯状電極４８に対して傾斜するようにスポンジ固定板５４Ｃに取り付けられている。すなわち、各スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂのスポンジ固定板５４Ｃに固定される固定端部５５Ａ、５５Ｂ同士は相互に離間しているが、各スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの自由端部５７Ａ、５７Ｂ同士は、任意の圧力により相互に押圧された状態になっている。このため、各スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの間に鋸歯状電極４８が挿入されると、各スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの各固定端部５５Ａ、５５Ｂから鋸歯状電極４８に圧力が作用せず、各スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの各自由端部５７Ａ、５７Ｂから鋸歯状電極４８に任意の圧力が作用することになる。なお、各スポンジ部材５４Ａ、５４Ｂから鋸歯状電極４８に作用する圧力は、固定端部５５Ａ、５５Ｂから各自由端部５７Ａ、５７Ｂにかけて徐々に大きくなる。

本実施形態によれば、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂが鋸歯状電極４８に対して傾斜しているため、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの各自由端５７Ａ、５７Ｂにおけるニップ圧が高くなる。これにより、清掃部材５４が鋸歯状電極４８の針状先端部４８Ａ側に移動して、針状先端部４８Ａを確実に覆い包むことが可能になる。この結果、針状先端部４８Ａに付着した放電生成物Ｓを針状先端部４８Ａから確実に除去することができる。加えて、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの各自由端５７Ａ、５７Ｂにおけるニップ圧が高くなるため、清掃部材５４の移動時において、２つのスポンジ部材５４Ａ、５４Ｂの各自由端５７Ａ、５７Ｂの針状先端部４８Ａに対する引っ掛かりを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の正面断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の構成図である。 （Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の清掃部材が退避位置にある状態を示した説明図であり、（Ｂ）は、その清掃部材が針状電極の針状先端部を覆った状態を示した説明図である。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の清掃部材が退避位置にある状態を示した説明図であり、（Ｂ）は、その清掃部材が針状電極の針状先端部を覆った状態を示した説明図である。 （Ａ）は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の清掃部材が退避位置にある状態を示した説明図であり、（Ｂ）は、その清掃部材が針状電極の針状先端部を覆った状態を示した説明図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
２２ 感光ドラム
４８ 鋸歯状電極（針状電極）
４８Ａ 針状先端部
５４ 清掃部材
５４Ａ スポンジ部材
５４Ｂ スポンジ部材
５４Ｃ スポンジ固定板５４Ｃ（固定部）
Ｓ 放電生成物

Claims (3)

1. 感光ドラムの表面にコロナ放電する針状電極を備えた画像形成装置であって、
   前記針状電極は、前記感光ドラム側に向かって突出した針状先端部を有し、
   前記針状先端部の突出方向に沿って移動し前記針状先端部を覆うことにより前記針状先端部に付着した放電生成物を除去する清掃部材を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記清掃部材は、一対のスポンジ部材と、前記スポンジ部材を固定する固定部と、で構成され、
   前記清掃部材は、前記針状電極を前記各スポンジ部材の間に挿入した状態で前記針状先端部の突出方向に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記各スポンジ部材は、相互に任意の圧力で押圧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。

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