JP6012246B2 - 帯電装置 - Google Patents
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Description
以下に、プリンタ100の画像形成に関わる部位(画像形成部)について簡単に説明する。
図1の(a)は画像形成装置としてのプリンタ100の概略構成を説明するための図である。画像形成装置としてのプリンタ100は第1から第4のステーションS(Bk〜Y)を備え、それぞれの感光ドラム上に異なるトナーで画像を形成する。図1の(b)は画像形成部としてのステーションを拡大した詳細図である。各ステーションは、感光ドラム上に形成された静電像を現像するトナーの種類(分光特性)を除き略同一であるため、第1のステーション(Y)を代表して説明する。
以下に、コロナ帯電器の概略構成について説明する。
図2はコロナ帯電器2の感光体側からの概略斜視図、図3は本実施例のコロナ帯電器のシャッタ収納部近傍を拡大した図である。コロナ帯電器2はグリッド206とグリッドを清掃する清掃ブラシ250を備えると共に、コロナ帯電器の感光体側(被帯電体側)の開口を遮蔽可能なシート状のシャッタ210(帯電器シャッタ)を備える。
また、コロナ帯電器2はシールド203、204により形成される開口のうち感光体と対向する側の開口に制御電極としての平板形状のグリッド206を備える。このグリッド206は放電ワイヤ205と感光体1の間に配置され、帯電バイアスが印加されることにより感光体へ向けて流れる電流量を制御する。
続いて、グリッドのメッシュ形状について詳しく説明する。図7の(a)に示すように、グリッド長手方向の両端部に梁部があり、梁部の間に斜めに小窓(開口部)が配列された形状である。以下に、表1はグリッドの各寸法について列記した表である。
本実施例では、ワイヤ清掃部材としての清掃パッド216は難燃性のCRゴム製の硬度30±5°のスポンジを用い、放電ワイヤ205を両側から挟むように配置した。なお、清掃パッドとしてスポンジのみではなく、接触する当接面にアルミナなどの研磨粒子を塗布したシートを当接させてもよい。清掃ブラシの材料としては、ナイロン、PVC(ポリ塩化ビニル)、PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)等を用いてもよい。また、植毛系に限らず、フェルト、スポンジのようなパット(弾性体)や、アルミナ、炭化珪素などの研磨剤を塗布したシートを使用しても良い。
本実施例のコロナ帯電器は、清掃ブラシでグリッドを清掃する際に、グリッドをワイヤ側に引き込む機構を備える。グリッドの放電ワイヤ側から清掃ブラシを押し当てて清掃する際に、グリッドを清掃ブラシで感光体側に向けて加圧するとグリッドが変形して感光体に接触する可能性がある。そこで、コロナ帯電器はグリッドを放電ワイヤ側に引き込む(移動させる)ことにより、グリッドを感光体へ接触させることなく安定して清掃する。
続いて、図3を用いてシャッタとシャッタを巻取り収納する構成について説明する。
前述の清掃ブラシとシャッタをコロナ帯電器の長手方向へ移動する駆動力を伝達する機構について簡単に説明する。図5に示すように、清掃ブラシ250とシャッタ先端はキャリッジ213により一体に保持されている。そして、キャリッジ213はコロナ帯電器の上方に設けられたスクリュ217からの駆動を受けて移動する。キャリッジ213が奥側(開口閉方向)に移動することで、シャッタ210は巻取り機構211から引き出される。また、キャリッジ213が手前側(開口開方向)に移動すると、シャッタ210は巻取り機構211により巻き取られて保持ケース214に収納される。
続いて、シャッタの開閉動作と清掃ブラシによる清掃動作について簡単に説明する。図4の(a)は制御回路と他の要素の接続関係を説明するためのブロック図、図4の(b)及び図4の(c)は制御内容を説明するためのフローチャートである。
図4の(b)は画像形成動作中のコロナ帯電器の動作を説明するためのフローチャートである。
画像形成を繰り返し行うと、グリッドの表面に、放電生成物や、粉塵、飛散したトナーや外添材などが付着する。グリッドに異物が付着すると、その部分の帯電電位がずれてしまい、画像濃度ムラが生じてしまう。そこで、異物付着に起因する画像不良を抑制するために、グリッドを清掃ブラシで清掃する。なお、清掃ブラシと放電ワイヤを清掃する清掃パッドは連動しており、以下の清掃動作により、グリッド電極と放電ワイヤの清掃を同時に実施している。
まず、グリッド形状と清掃ブラシの毛体の変形について説明した後、清掃ブラシで清掃した際のグリッドから落下する異物の挙動について説明する。
前述のようにエッチングパターンは感光ドラム1の回転軸および放電ワイヤに対してほぼ平行な基線206Cと基線と角度θをもつ細線(斜線)206Dを備える(図7の(a)参照)。2本の基線によりグリッドは放電ワイヤと略平行な3区画に区切られ、基線によって分けられた3区画は、細線(斜線)206Dにより細かいメッシュ状に区切られた形状になっている。表1中の(3)で示したエッチンググリッドを採用する場合、感光ドラム1の母線とメッシュの細線がなす角度θは45°となる。この細線の角度θはブラシにより異物がどこに落下するかに対して影響を与える。
図10を用いて、清掃ブラシ先端の動きについて説明する。連続画像形成に伴いグリッドに異物が付着する。そのため、画像形成終了後シャッタを閉じる方向へと清掃ブラシを移動させた際に、グリッドの異物の大部分が感光体へ向けて落下する。言い換えると、シャッタを開ける方向に移動する際にも、清掃ブラシはグリッドを清掃するが、異物の付着量が閉方向へ移動して清掃する場合と比べて少ない。そのため、シャッタ閉方向へ移動するブラシによりグリッドから落下する異物に対して議論する。
前述のように清掃ブラシ先端の挙動と異物の落下にハイスピードカメラを用いて検証を行った。観察は、Vision Research社のハイスピードカメラ Phantom V12.1を用いて、2,000コマ/秒で撮影した。
1 感光体(像担持体、被帯電体)
2 コロナ帯電器(スコロトロン)
203、204 シールド(ケーシング)
205 放電ワイヤ(放電電極)
206 グリッド(制御電極)
210 シャッタ(遮蔽部材、帯電器シャッタ)
213 キャリッジ(移動部材、ブラシホルダ)
213A テーパ部(退避機構)
250 清掃ブラシ(グリッド清掃部材)
Claims (3)
- 被帯電体側に開口を備えるシールドと、
前記シールド内に設けられた放電電極と、
前記放電電極と被帯電体の間に設けられ、前記開口の長手方向に沿って延びた複数の梁と、梁を繋ぐ線から成るメッシュ形状を備えるグリッドと、
前記放電電極側から前記グリッドへ侵入して清掃する清掃ブラシと、
前記グリッドと前記被帯電体の間で前記長手方向に移動されて前記開口を開閉するシャッタと、
前記開口を閉じる方向における前記シャッタの下流側の端部近傍で前記シャッタに固定され、前記長手方向に移動される保持部材と、
前記清掃ブラシと前記保持部材とを前記長手方向に移動する駆動力が伝達される移動機構と、を備え、
前記清掃ブラシは、基材と、前記基材に保持された毛体から成り、前記基材から伸びた前記毛体の平均長さをl、前記基材から前記グリッドまでの距離をh、前記グリッドの前記梁と前記線の成す角度をθ、としたとき、
前記シャッタで前記開口を閉じる場合に、前記開口を閉じる方向において、前記清掃ブラシの上流側の端部の位置が前記シャッタの下流側の端部の位置に先行する距離Dは√(l^2−h^2)×sinθよりも大きいことを特徴とする帯電装置。 - 前記グリッドの前記梁と前記線の成す角度θは80°以下であることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
- 前記グリッドの前記梁と前記線の成す角度θは70〜20°の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
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