KR20150008416A

KR20150008416A - 대전 장치

Info

Publication number: KR20150008416A
Application number: KR1020147032415A
Authority: KR
Inventors: 다다시 후쿠다; 요시로 니시노
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2015-01-22
Also published as: JP6012246B2; US20150063860A1; JP2013231762A; CN104380211B; US9274450B2; CN104380211A; KR101662104B1; EP2843476A1; WO2013162069A1; EP2843476B1; EP2843476A4

Abstract

본 발명은, 방전 전극과, 상기 방전 전극을 둘러싸며, 피대전체측에 개구를 갖는 하우징과, 상기 개구에 설치되며, 복수의 관통 구멍을 갖는 메쉬부를 구비하는 그리드 전극과, 기재와 기재에 보유지지된 복수의 모체를 포함하여 이루어지고, 상기 그리드 전극의 방전 전극측의 면에 접촉함과 함께 상기 관통 구멍에 상기 모체의 일부가 침입하여 그리드 전극의 청소를 행하는 청소 브러시와, 피대전체와 상기 그리드 전극 사이를 차폐 가능한 셔터와, 상기 청소 브러시와 상기 셔터를 상기 그리드 전극의 길이 방향을 따라서 이동시키는 이동 기구를 갖고, 상기 셔터를 폐쇄 방향으로 이동시킬 때, 상기 청소 브러시는 상기 셔터의 폐쇄 방향 선단부보다도 소정의 간격 이상 선행하여 이동하는 대전 장치를 제공한다.

Description

대전 장치{CHARGING DEVICE}

본 발명은 대전 장치에 관한 것이다.

감광체를 코로나 대전기로 대전하는 전자 사진 방식의 화상 형성 장치가 알려져 있다. 특히, 감광체의 대전 전위를 안정시키기 위해서 그리드 전극을 구비하는 스코로트론이라 불리는 코로나 대전기를 사용한 제품이 알려져 있다. 여기서, 그리드의 형상에 따라 그리드를 2개의 타입으로 나눌 수 있다. 하나는 와이어를 개구 길이 방향으로 걸친 와이어 그리드, 다른 하나는 얇은 평판에 다수의 구멍을 구비하는 메쉬를 에칭에 의해 형성한 에칭 그리드이다. 에칭 그리드의 대부분은 대전 균일성을 향상시킬 목적으로, 메쉬를 이루는 세선이 방전 와이어에 대하여 비스듬하게 되어 있다.

이 에칭 그리드는 와이어 그리드에 비해, 개구의 넓은 면적을 덮기 때문에(개구율이 낮음), 감광체를 목표 전위로 제어하기 쉽다(전위 수렴성이 높다)는 이점이 있다. 그 반면, 에칭 그리드는 와이어 그리드에 비해, 이물(토너, 외첨제, 방전 생성물 등)이 그리드에 부착되기 쉽다.

한편, 코로나 대전기는 방전에 수반하여 발생하는 방전 생성물(오존, 질소산화물 등)이 감광체에 부착 퇴적되면 고습 환경 하에서 흡습하여, 화상 흐름이라 불리는 화상 불량을 야기하는 원인으로 된다. 따라서, 그리드 전극의 표면을 청소하는 청소 부재와 코로나 대전기의 개구를, 시트 형상의 셔터를 개구의 길이 방향으로 이동시킴으로써, 그리드 전극의 청소를 행함과 함께 개구를 차폐하는 구성이 일본 특허 공개 제2012-063592호 공보에 기재되어 있다.

그리드를 청소하는 브러시와 셔터를 구비하는 구성에서, 셔터와 구동원을 공통으로 하면 구동원(모터)의 수를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 그 반면, 청소 브러시로 그리드를 청소한 후, 셔터에 의해 개구를 폐쇄할 수 없다. 그 때문에, 셔터와 청소 브러시의 위치 관계를 고려하지 않으면 셔터 상에 이물이 퇴적되어 버린다.

특히, 에칭 그리드에 대하여 청소 브러시를 침입시켜, 에칭 그리드를 청소하는 구성에서는, 청소 브러시와 에칭 그리드의 형상에 따라서는 셔터 상에 이물이 퇴적되어 버린다. 셔터 상에 이물이 퇴적되면, 퇴적된 이물의 덩어리가 셔터 이동 시의 진동 등에 의해 감광체 상에 낙하하여 화상 불량이 발생할 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명은, 방전 전극을 둘러싸는 하우징에 형성된 개구를 차폐하는 셔터와 개구에 설치된 그리드 전극을 청소하는 청소 부재를 구비한 대전 장치에 있어서, 셔터 상에 이물이 퇴적되는 것을 억제하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 의하면, 방전 전극과, 상기 방전 전극을 둘러싸며, 피대전체측에 개구를 갖는 하우징과, 상기 개구에 설치되며, 복수의 관통 구멍을 갖는 메쉬부를 구비하는 그리드 전극과, 기재와 기재에 보유지지된 복수의 모체를 포함하여 이루어지고, 상기 그리드 전극의 방전 전극측의 면에 접촉함과 함께 상기 관통 구멍에 상기 모체의 일부가 침입하여 그리드 전극의 청소를 행하는 청소 브러시와, 피대전체와 상기 그리드 전극 사이를 차폐 가능한 셔터와, 상기 청소 브러시와 상기 셔터를 상기 그리드 전극의 길이 방향을 따라서 이동시키는 이동 기구를 갖고, 상기 셔터를 폐쇄 방향으로 이동시킬 때, 상기 청소 브러시는 상기 셔터의 폐쇄 방향 선단부보다도 소정의 간격 이상 선행하여 이동하는 대전 장치가 제공된다.

도 1은 화상 형성 장치의 개략 단면도.
도 2는 실시예에 따른 코로나 대전기의 외관을 도시하는 사시도.
도 3은 실시예에 따른 코로나 대전기의 셔터 수납부 근방의 확대도.
도 4는 실시예에 따른 코로나 대전기의 셔터 개폐 제어를 설명하기 위한 도면.
도 5는 실시예에 따른 코로나 대전기의 셔터 개폐 동작 시의 측면도.
도 6은 실시예에 따른 청소 브러시 근방의 인입 동작에 관한 확대도.
도 7은 청소 브러시의 선단의 움직임을 설명하기 위한 도면.
도 8은 실시예에 따른 코로나 대전기의 각종 치수 관계를 설명하기 위한 도면.
도 9는 청소 브러시 선단의 지연량을 설명하기 위한 도면.
도 10은 실시예에 따른 그리드 청소 시의 이물의 거동을 나타내는 그래프.

이하, 화상 형성 장치의 개략 구성을 설명한 후, 대전 장치에 대하여 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 또한, 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 및 그 상대 위치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한은 이 기술 사상의 적응 범위를 그들만으로 한정한다는 취지는 아니다.

[실시예 1]

먼저, 화상 형성 장치의 개략 구성에 대하여 간단히 설명한 후, 본 실시예의 대전 장치(코로나 대전기)에 대하여 상세하게 설명한다.

§1. 화상 형성 장치의 개략에 대하여

이하에, 프린터(100)의 화상 형성에 관한 부위(화상 형성부)에 대하여 간단히 설명한다.

(장치 전체의 개략 구성에 대하여)

도 1의 (a)는 화상 형성 장치로서의 프린터(100)의 개략 구성을 설명하기 위한 도면이다. 화상 형성 장치로서의 프린터(100)는 제1 내지 제4 스테이션 S(Bk 내지 Y)를 구비하고, 각각의 감광 드럼 상에 상이한 토너로 화상을 형성한다. 도 1의 (b)는 화상 형성부로서의 스테이션을 확대한 상세도이다. 각 스테이션은 감광 드럼 상에 형성된 정전상을 현상하는 토너의 종류(분광 특성)를 제외하고 대략 동일하기 때문에, 제1 스테이션(Y)을 대표로 하여 설명한다.

화상 형성부로서의 가장 상류측에 위치하는 스테이션 S(Y)는 피대전체로서의 감광 드럼(1)과, 감광 드럼(1)을 대전하는 대전 장치로서의 코로나 대전기(2)를 구비한다. 감광 드럼(1)은 코로나 대전기(2)에 의해 대전된 후, 레이저 스캐너(3)로부터의 노광 L에 의해 감광 드럼 상에 정전상이 형성된다. 감광 드럼(1) 상(상 담지체 상)에 형성된 정전상은 현상 장치(4)에 수용되는 옐로우 토너에 의해 토너 상으로 현상된다. 감광 드럼(1) 상에 현상된 토너 상은 전사 부재로서의 전사 롤러(5)에 의해 중간 전사체로서의 중간 전사 벨트 ITB에 전사된다. 중간 전사 벨트에 전사되지 않고 감광 드럼(1) 상에 부착된 전사 잔류 토너는 클리닝 블레이드를 구비하는 청소 장치(6)에 의해 청소 제거된다. 또한, 감광 드럼(1) 상(감광체 상)에 토너 상을 형성하기 위해서 관여하는 코로나 대전기, 현상기 등을 화상 형성부라 칭한다. 또한, 코로나 대전기(2)(대전 장치)에 대해서는 후에 상술한다.

이와 같이, 각 스테이션이 구비하는 감광 드럼(1)으로부터, 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(Bk)의 순으로 전사된 토너 상은 중간 전사 벨트 상에 겹쳐진다. 그리고, 겹쳐진 토너 상은 2차 전사부 ST에 있어서 카세트 C로부터 반송된 기록재에 전사된다. 2차 전사부 ST에 있어서 기록재에 전사되지 않고 중간 전사 벨트 상에 잔류한 토너는 도시하지 않은 벨트 클리너에 의해 청소된다.

기록재 상에 전사된 토너 상은 토너와 접촉하여 토너를 가열 용융시켜 기록재에 가열 정착하는 정착 장치 F에 의해 기록재에 정착되고, 화상이 정착된 기록재는 기기 외부로 배출된다. 이상이 장치 전체의 개략 구성이다.

§2. 코로나 대전기의 개략 구성에 대하여

이하에, 코로나 대전기의 개략 구성에 대하여 설명한다.

(코로나 대전기의 개략 구성)

도 2는 코로나 대전기(2)의 감광체측으로부터의 개략 사시도, 도 3은 본 실시예의 코로나 대전기의 셔터 수납부 근방을 확대한 도면이다. 코로나 대전기(2)는 그리드 전극인 그리드(206)와 그리드를 청소하는 청소 브러시(250)를 구비함과 함께, 코로나 대전기의 감광체측(피대전체측)의 개구를 차폐 가능한 시트 형상의 셔터(210)(대전기 셔터)를 구비한다.

코로나 대전기(2)는, 전방 블록(201), 후방 블록(202), 실드(203, 204)를 구비하고, 이들이 코로나 대전기의 하우징을 구성하고 있다. 또한, 방전 전극으로서의 방전 와이어(대전 와이어)(205)가, 전방 블록(201)과 후방 블록(202) 사이에 걸쳐져 있다(도 5 참조). 방전 와이어는, 도 2에서는 도시하지 않은 고압 전원 S에 의해 대전 바이어스가 인가되면, 방전되어 피대전체로서의 감광체(1)를 대전한다. 또한, 실드의 내측에 걸쳐지는 방전 와이어는 원 단면 형상이라도 톱니와 같은 형상이어도 된다.

방전 전극으로서, 스테인레스 스틸, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐 등을 사용하는 것이 좋다. 본 실시예에서는, 금속 중에서 매우 안정성이 높은 텅스텐을 방전 와이어(205)로서 실드 내에 걸쳤다. 또한, 방전 와이어의 직경을 40㎛ 내지 100㎛로 하는 것이 바람직하다. 방전 와이어의 직경이 지나치게 작으면 방전에 의한 이온의 충돌에 의해 절단되어 버린다. 반대로, 방전 와이어의 직경이 지나치게 크면 안정된 코로나 방전을 얻기 위해서, 방전 와이어(205)에 인가하는 전압이 높아져 버린다. 인가 전압이 높으면, 오존이 발생하기 쉽고, 또한, 전원 비용이 상승해 버리는 등의 문제가 발생한다.

본 실시예에서는, 방전 와이어(205)는 직경이 60㎛인 텅스텐 와이어로 하고, 드럼의 회전축과 평행하게 배치하였다. 재질로서, 부식되기 어려운 텅스텐을 사용함으로써, 부식에 의해 와이어 자체가 분해되어 분진으로 될 우려나, 부식에 의해 와이어 표면의 표면 거칠기가 커져, 방전 와이어에 이물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.

(그리드 전극에 대하여)

또한, 코로나 대전기(2)는 실드(203, 204)에 의해 형성되는 개구 중 감광체와 대향하는 측의 개구에 제어 전극으로서의 평판 형상의 그리드(206)를 구비한다. 이 그리드(206)는 방전 와이어(205)와 감광체(1) 사이에 배치되며, 대전 바이어스가 인가됨으로써 감광체를 향하여 흐르는 전류량을 제어한다.

여기서, 본 실시예에서는 제어 전극으로서의 그리드(206)는 얇은 금속 평판(박판)에 에칭 처리를 실시한 소위 에칭 그리드를 사용하고 있다. 에칭 그리드는, 도 3에 도시한 바와 같이, 그리드 길이 방향의 양단부에 빔부가 있고, 빔부의 사이에 비스듬히 작은 창(관통 구멍)의 메쉬부가 배열된 형상이다. 또한, 박판이란 두께가 1㎜ 이하인 판 형상의 것을 가리킨다.

또한, 평판 형상의 그리드(206)의 기재는 오스테나이트계 스테인리스강(SUS304)을 포함하는 두께 약 0.03㎜의 박판 상의 판금에 에칭 가공에 의해 다수의 관통 구멍으로 되는 메쉬부가 형성된 것을 사용하였다. 또한, 기재로 되는 SUS 상에 코로나 방전에 의해 발생하는 방전 생성물에 대하여 화학적으로 불활성도가 높은 재료를 사용하여 보호층을 성막하였다. 구체적으로는, 테트라헤드랄 아모퍼스 카본(Tetrahedral Amorphous Carbon : 이하, ta-C라 칭함)을 포함하는 표면층을 기재인 SUS 표면에 성막하였다. 이하, ta-C를 포함하는 표면층(보호막)을 ta-C층이라 칭한다. 그리드의 기재 표면에 형성하는 ta-C층은 메쉬부의 표리의 평판면뿐만 아니라, 관통 구멍의 단면 가장자리에도 표면층으로서 ta-C층을 형성하고 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기에서 설명한 기재에 한정되는 것은 아니고 다른 오스테나이트계 스테인리스강, 마르텐사이트계 스테인리스강, 혹은, 페라이트계 스테인리스강 등을 사용해도 된다. 본 실시예에 있어서 표면층에 사용하는 ta-C란, 일반적으로 DLC(Diamond Like Carbon)의 1종이다. DLC의 구조는 통상 수소를 약간 함유한 다이아몬드 결합(sp3 결합)과 그라파이트 결합(sp2 결합)을 7:3의 비율로 혼재한 비정질(아몰퍼스) 구조를 취한다.

(그리드의 메쉬 형상에 대하여)

계속해서, 그리드의 메쉬 형상에 대하여 상세하게 설명한다. 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 그리드 길이 방향의 양단부에 빔부가 있고, 빔부의 사이에 비스듬히 관통 구멍이 배열된 형상이다. 이하에, 표 1은 그리드의 각 치수에 대하여 열기한 표이다.

도 7의 (a)는 그리드의 일부를 확대하여 피대전체(감광체)측으로부터 부감한 도면이며, 그리드(206)의 메쉬부의 형상을 이하에 설명한다.

그리드의 폭 방향 중앙부는 메쉬 형상으로 되어 있으며 기선(基線)(206C)에 대하여 (3)에서 설정한 각도(45±1°)로, (2)에서 나타낸 폭 0.071±0.03㎜로 (1)에서 나타내어지는 개구 폭 0.312±0.03㎜의 간격으로 관통 구멍이 형성되어 있다.

또한, 메쉬 세선(206D)의 사이에는 (5)에서 나타내어지는 6.9±0.1㎜마다 그리드(206)의 휨을 억제하기 위해서 (4)에서 나타내어지는 0.1±0.03㎜의 빔(206B)이 길이 방향으로 배치되어 있다. 상기한 바와 같은 관통 구멍의 폭이 1.0㎜ 이하인 것을 포함하는 형상 패턴을 에칭 처리함으로써, 감광체(1)의 대전 전위를 보다 균일하게 할 수 있다. 관통 구멍부에 대한 메쉬부의 면적비가 높을수록, 대전 전위를 균일하게 하기 쉽다. 박판 형상의 그리드는 방전 와이어(205)와 감광 드럼(1) 사이에 배치되어 있다. 감광 드럼(1)과 그리드(206)의 거리는 가까운 쪽이 감광 드럼(1)의 대전 전위를 균일하게 하는 효과가 높다. 본 실시예에서는, 감광 드럼(1)과 그리드의 최근접 거리는 1.5±0.5㎜로 하였다. 본 실시예에 있어서, 그리드 길이 방향에 대하여 관통 구멍의 길이 방향이 이루는 각인 메쉬의 각도 (3)을 변경한 다양한 에칭 그리드를 사용하여 감광체의 대전 균일성에 대하여 검토한 바, 메쉬의 각도 θ는 80° 이하이면 되고, 보다 바람직하게는, θ가 20° 이상 70° 이하의 범위이었다.

또한, 그리드의 메쉬 형상을 상기 구성에 한정한다는 취지는 아니다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제2005-338797호 공보에 기재된 하니컴 구조 형상의 평판 형상 그리드를 채용해도 된다.

(청소 패드와 청소 브러시에 대하여)

본 실시예에서는, 와이어 청소 부재로서의 청소 패드(216)는 난연성의 CR 고무제의 경도 30±5°의 스펀지를 사용하고, 방전 와이어(205)를 양측으로부터 사이에 끼우도록 배치하였다. 또한, 청소 패드로서 스펀지뿐만 아니라, 접촉하는 접촉면에 알루미나 등의 연마 입자를 도포한 시트를 접촉시켜도 된다. 청소 브러시의 재료로서는 나일론, PVC(폴리염화비닐), PPS(폴리페닐렌술피드 수지) 등을 사용해도 된다. 또한, 식모계에 한하지 않고, 펠트, 스펀지와 같은 패드(탄성체)나, 알루미나, 탄화규소 등의 연마제를 도포한 시트를 사용해도 된다.

또한, 그리드를 청소하는 그리드 청소 부재로서의 청소 브러시를 보유지지하는 캐리지(브러시 홀더)(213)의 재질로서는 ABS 수지를 사용하였다. 또한, 캐리지(213)의 재질로서는 PC 등의 수지이어도 된다. 청소 브러시는 그리드의 방전 와이어측(방전 전극측)으로부터 그리드의 메쉬에 침입하도록 설치하였다.

그리드 청소 부재로서의 청소 브러시(250)는, 모체로서 아크릴계 브러시를 난연화 처리하고, 기포(基布)(기재)에 섞어 짠 것을 사용하였다. 본 실시예에서는, 청소 브러시(250)는 굵기 9데시텍스의 아크릴제의 파일을 70000개/인치의 밀도로 섞어 짠 것을 사용하고 있으며, 그리드 청소 시에 있어서 에칭 그리드에의 침입량은 0.7 내지 1.0㎜로 되는 길이로 하였다.

(그리드 인입 기구와 청소성에 대하여)

본 실시예의 코로나 대전기는, 청소 브러시로 그리드를 청소할 때, 그리드를 와이어측에 인입하는 기구를 구비한다. 그리드의 방전 와이어측으로부터 청소 브러시를 눌러 청소할 때, 그리드를 청소 브러시로 감광체측을 향하여 가압하면 그리드가 변형되어 감광체에 접촉할 가능성이 있다. 따라서, 코로나 대전기는 그리드를 피대전체측으로부터 가압하여 방전 와이어측에 인입함(이동시킴)으로써, 그리드를 감광체에 접촉시키지 않고 안정적으로 청소한다.

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 개구를 개방한(셔터 개방) 상태에서 감광체를 대전하기 위해서 그리드의 인입은 그리드를 청소하는 왕복 이동 시에 행하는 구성을 채용하였다.

도 6은 상기 구성을 상세하게 설명하기 위한 확대도이다. 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 그리드를 방전 와이어측으로 퇴피시키기 위해서, 캐리지(213)에 그리드를 와이어측으로 이동시키는 테이퍼부(213A)를 형성하였다. 이 테이퍼부(213A)는 셔터 개폐 동작 중에도 셔터의 선단 위치(212A)와 그리드 길이 방향으로 2.0㎜의 상대 거리를 유지한다. 또한, 그리드(206)에는 셔터 개방 위치에 있는 캐리지의 테이퍼부와 접촉하지 않도록, 일부가 절결된 형상으로 되어 있다.

셔터 개방 위치에 있어서, 그리드 인입부로서의 테이퍼(213A)는 그리드(206)의 절결부에 위치한다. 그 때문에, 대전 동작 중에 테이퍼(213A)가 그리드(206)와 접촉하지 않고, 그리드는 걸침부에 의해 감광체와 대략 평행한 대전 위치에서 걸쳐진다. 또한, 캐리지에 형성한 테이퍼부와 걸림 결합하기 쉽게 하기 위해서, 그리드(206)는 방전 와이어측을 향하여 절곡된 경사면(206A)을 구비한다.

도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 셔터(210)의 선단부(210A)는 판 스프링에 의해 아치 형상으로 가압되어, 그리드의 개구 개방되는 위치에 위치하고 있다. 캐리지(213)는 도면 중의 화살표 X 방향으로 이동함으로써, 캐리지(213)의 그리드를 방전 와이어측에 인입하기 위한 테이퍼부(213A)와 그리드의 경사면(206A)이 접촉한다. 도 6의 (b)에 도시한 위치보다도 화살표 X 방향으로 캐리지가 이동하면, 그리드는 캐리지의 테이퍼부(213A)로부터 힘 F를 받아 일부가 방전 와이어측을 향하여 변형된다.

(셔터 및 셔터 수납부에 대하여)

계속해서, 도 3을 사용하여 셔터와 셔터를 권취 수납하는 구성에 대하여 설명한다.

코로나 대전기(2)는, 실드를 갖는 하우징의 감광체에 대향하는 개구(폭 약 360㎜) 중 적어도 감광체 상에 화상이 형성되는 부분의 전역(폭 약 300㎜)을 차폐하는 시트 형상의 셔터(210)를 구비한다. 셔터(210)는 그리드(206)와 감광체(1) 사이의 간극을 이동하여 하우징의 개구부를 개폐한다. 본 실시예의 화상 형성 장치는 셔터 개방 상태에 있어서, 그리드(206)와 감광체(1)의 최근접부의 거리는 약 1.0㎜로 좁다. 그 때문에, 감광체와 셔터가 접촉하였다고 해도 감광체를 손상시키지 않도록, 셔터(210)에는 부드러운 가요성의 시트 형상의 재질에 레이온 섬유를 포함하는 부직포를 사용하였다.

셔터(210)는 코로나 대전기(2)의 길이 방향의 단부에 있어서 셔터를 권취하는 권취 기구(211)에 의해 롤 형상으로 권취되어 수납된다. 이 권취 기구(211)는 셔터 단부를 고정한 롤러와, 롤러를 가압하는 비틀림 코일 스프링을 구비한다. 셔터(210)는 코일 스프링에 의해 셔터를 권취하는 방향(개구 개방 방향)으로 가압되고, 이에 의해 셔터의 길이 중앙이 늘어지기 어려워진다. 권취 기구(211)는, 권취 기구(211)를 보유지지하는 보유지지 케이스(214)와 함께 전방 블록(201)에 보유지지되어 있다. 보유지지 케이스(214)의 셔터 인출부 근방에는, 셔터(210)가 그리드(206)의 에지(edge)나 걸침부(207)와 그 노브(208) 등과 접촉하지 않도록 하기 위해서 가이드(안내)하는 가이드 롤러(215)가 배치되어 있다.

또한, 셔터(210)의 길이 방향의 타단부는 판 스프링(212)에 고정되어 있다. 판 스프링(212)은 셔터를 보유지지하고 폐쇄 방향으로 견인함과 함께, 시트 형상의 셔터를 아치 형상으로 규제함으로써 시트에 강성을 부여하고 있다. 구체적으로는, 셔터의 폭 방향의 중앙부를 방전 와이어측을 향하여 볼록 형상으로 되도록 판 스프링(212)으로 규제하고 있다.

또한, 셔터(210)의 선단 근방을 보유지지하는 견인 부재 겸 규제 부재로서의 판 스프링(212)은 이동 부재로서의 캐리지(213)에 접속되어 있다. 또한, 본 실시예의 셔터(210)의 두께는 0.15㎜, 판 스프링(212)은 두께 0.10㎜의 금속 재료를 사용하였다.

셔터(210)는 개구를 폐쇄한 상태에서, 적어도 감광체의 노광에 의해 정전상이 형성되는 화상 형성 영역 전역을 차폐한다(도 5의 (b)). 그 때문에, 실질적으로 화상을 형성하는 부분을 셔터로 덮은 상태이면 다소의 간극이 있었다고 해도, 화상 흐름의 발생을 충분히 억제할 수 있기 때문에, 셔터에 의해 개구를 실질적으로 폐쇄하고 있다고 간주한다.

(셔터와 청소 브러시의 이동 기구에 대하여)

전술한 청소 브러시와 셔터를 코로나 대전기의 길이 방향으로 이동시키는 구동력을 전달하는 이동 기구에 대하여 간단히 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 청소 브러시(250)와 셔터 선단은 캐리지(213)에 의해 일체로 보유지지되어 있다. 그리고, 캐리지(213)는 코로나 대전기의 상방에 설치된 스크류(217)로부터의 구동을 받아 이동한다. 캐리지(213)가 후방측(개구 폐쇄 방향)으로 이동함으로써, 셔터(210)는 권취 기구(211)로부터 인출된다. 또한, 캐리지(213)가 전방측(개구 개방 방향)으로 이동하면, 셔터(210)는 권취 기구(211)에 의해 권취되어 보유지지 케이스(214)에 수납된다.

그때, 캐리지(213)에 연결되어 있는 그리드 청소 부재로서의 청소 브러시(250)는 그리드(206)를 청소한다. 본 실시예에서는, 셔터(210)와 청소 브러시(250)가 단일의 스크류(217)에 의해 구동되기 때문에, 셔터(210)와 청소 브러시(250)는 연동하여 동작한다.

도 5의 (a)는 캐리지(213)가 홈 포지션에 있는 상태에 있어서의 코로나 대전기(2)의 측면도이다. 본 실시예의 이동 부재로서의 코로나 대전기의 길이 방향으로 이동 가능한 캐리지(213)는, 스크류(217)와 개폐 모터(218)에 의해 구동되어 코로나 대전기의 길이 방향으로 이동한다.

여기서, 코로나 대전기(2)는 포지션 센서(219)와, 셔터 개방 위치에 있어서 포지션 센서(219)의 검지부를 차폐하는 검지 플래그(220)를 구비한다. 포지션 센서(219)는 검지부가 검지 플래그(220)에 의해 차폐됨으로써 셔터(210)가 개방된 위치(홈 포지션)에 있다고 검지한다.

§3. 셔터 개폐와 그리드 청소에 대하여

계속해서, 셔터의 개폐 동작과 청소 브러시에 의한 청소 동작에 대하여 간단히 설명한다. 도 4의 (a)는 제어 회로와 다른 요소의 접속 관계를 설명하기 위한 블록도, 도 4의 (b) 및 도 4의 (c)는 제어 내용을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 제어 수단으로서의 제어 회로(컨트롤러) C는 내부에 유지된 프로그램에 따라서, 구동원으로서의 개폐 모터, 고압 전원, 드럼 모터를 제어한다. 또한, 포지션 센서는 플래그의 유무를 제어 회로에 통지한다.

(셔터의 개폐 제어에 대하여)

도 4의 (b)는 화상 형성 동작 중의 코로나 대전기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

화상 형성 신호를 받아, 제어 회로 C는 포지션 센서(219)의 출력에 기초하여, 셔터가 폐쇄된 상태인 경우, 개폐 모터를 구동하여 개구를 개방하도록 셔터를 이동시키고, 셔터가 개방된 것을 포지션 센서에 의해 확인한다(S101). 계속해서, 셔터를 퇴피시킨 상태(개구 개방)에서, 드럼 모터 M을 구동하여 감광체(1)를 회전시킨다(S102).

또한 감광체를 대전하기 위해서, 제어 회로 C는 고압 전원 S로부터 방전 전극 및 그리드에 대하여 대전 바이어스를 인가하도록 제어한다(S103). 코로나 대전기(2)에 의해 대전된 감광체(1)에, 다른 화상 형성부를 작용시켜, 시트 상에 화상이 형성된다(S104). 화상 형성 종료 후, 제어 회로 C는 코로나 대전기에의 대전 바이어스의 인가를 정지시키고(S105), 계속해서 감광체의 회전을 정지시킨다(S106).

감광체 회전 정지 후, 제어 회로 C는 개폐 모터(218)를 역회전시켜 셔터에 의해 개구를 폐쇄하는 동작을 실행시킨다(S107). 또한, 화상 형성 직후에 셔터(210)의 폐쇄 동작을 행해도, 화상 형성 종료로부터 소정 시간 경과 후에 폐쇄 동작을 실행해도 된다. 상술한 바와 같이 셔터(210)의 개폐 동작에 연동하여 청소 브러시도 그리드 길이 방향으로 이동하여, 그리드 표면을 청소한다.

(방전 와이어와 그리드의 청소 동작에 대하여)

화상 형성을 반복하여 행하면, 그리드의 표면에, 방전 생성물이나, 분진, 비산한 토너나 외첨재 등이 부착된다. 그리드에 이물이 부착되면, 그 부분의 대전 전위가 어긋나 버려, 화상 농도 불균일이 발생해 버린다. 따라서, 이물 부착에 기인하는 화상 불량을 억제하기 위해서, 그리드를 청소 브러시로 청소한다. 또한, 청소 브러시와 방전 와이어를 청소하는 청소 패드는 연동하고 있으며, 이하의 청소 동작에 의해, 그리드 전극과 방전 와이어의 청소를 동시에 실시하고 있다.

도 4의 (c)는 화상 형성 매수가 소정 매수마다 실행되는 방전 와이어와 그리드를 청소하는 청소 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

제어 회로 C는 카운터로 전회의 청소를 실시하고 나서의 화상 형성 매수를 카운트한다. 그 카운트를 청소 카운터 N이라 하고, 청소 카운터 N과 청소 임계값 Z의 대소를 비교 판단한다(S201). 본 실시예에서는, Z=A4 사이즈의 화상 형성 1000매로 하였다. 즉, 제어 회로 C는, 청소 카운터 N이 1000매를 초과할 때마다 청소 브러시의 왕로 동작을 개시한다(S202). 또한, 카운터 N은 대전기의 작동 시간에 비례하는 것이면 되므로, 화상 형성 매수 이외에도, 대전기의 가동 시간을 카운트하여 판단 기준으로 해도 된다.

제어 회로 C는 소정 시간(본 실시예의 구성에서는 5초) 개폐 모터(218)를 정 방향으로 회전시켜 청소 브러시를 이동시킨다(S202). 그리고, 소정 시간 경과 후, 청소 브러시의 귀로 동작을 실행한다(S203). 귀로 동작에서는, 제어 회로 C는 개폐 모터(218)를 역방향으로 회전시켜 청소 브러시를 이동시키고, 청소 브러시가 홈 포지션(도 3의 좌측 단부)으로 이동할 때까지 개폐 모터(218)를 역방향으로 회전시킨다. 또한, 포지션 센서(219)에 의해 청소 브러시가 대기 장소에 도달한 것을 검지하면, 제어 회로 C는 개폐 모터(218)를 정지한다(S204).

또한, 전술한 바와 같이 본 실시예의 구성에서는, 구동원이 동일하기 때문에 청소 동작에 수반하여 셔터는 개구를 개폐한다. 마찬가지로, 셔터의 개폐 동작에 수반하여, 그리드는 청소된다.

§4. 청소 브러시와 셔터의 위치 관계에 대하여

먼저, 그리드 형상과 청소 브러시의 모체의 변형에 대하여 설명한 후, 청소 브러시로 청소하였을 때의 그리드로부터 낙하되는 이물의 거동에 대하여 설명한다.

(그리드 형상과 브러시의 변형에 대하여)

전술한 바와 같이 에칭 패턴은 감광 드럼(1)의 회전축 및 방전 와이어에 대하여 거의 평행한 기선(206C)과 기선과 각도 θ를 갖는 세선(사선)(206D)을 구비한다(도 7의 (a) 참조). 2개의 기선에 의해 그리드는 방전 와이어와 대략 평행한 3구획으로 구획되고, 기선에 의해 나누어진 3구획은, 세선(사선)(206D)에 의해 미세한 메쉬 형상으로 구획된 형상으로 되어 있다. 표 1 중의 (3)에서 나타낸 에칭 그리드를 채용하는 경우, 감광 드럼(1)의 모선과 메쉬의 세선이 이루는 각도 θ는 45°로 된다. 이 세선의 각도 θ는 브러시에 의해 이물이 어디에 낙하할지에 대하여 영향을 준다.

본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 θ=45°로 하였다. 감광 드럼의 회전축과의 이루는 각도(=기선(206C)과 세선(사선)(206D)이 이루는 각도) θ를 80° 이하의 45°로 설정한다. 이에 의해, 후술하는 청소 브러시의 침입량과 θ=45°의 메쉬 형상의 조합에 의해, 그리드 표면의 청소 능력을 높이는 이점도 있다.

계속해서, 그리드를 청소하는 청소 브러시의 모 끝의 움직임에 대하여 간단히 설명한다. 도 7의 (b)는 에칭 그리드의 메쉬 중을 청소 브러시의 모체가 이동하는 모습을 도시한 모식도이다. 기선(206C)과 세선(사선)(206D)에 의해 미세하게 나누어진 메쉬 중에 청소 브러시의 파일 선단이 인입한다. 복수의 청소 브러시 파일이 그리드에 부착된 이물에 연속하여 복수 접촉함으로써, 그리드 상의 이물 제거 능력을 높이고 있다. 또한, 파일의 일부가 메쉬부에 있어서의 관통 구멍 내에 인입함으로써, 그리드의 방전 와이어에 대향한 평면부뿐만 아니라, 관통 구멍의 단면의 가장자리에 부착된 이물을 청소하는 능력도 높아진다.

그러나, 메쉬 형상과 브러시의 침입량에 따라서는, 그리드의 메쉬에 파일의 일부가 인입하지 않고, 그리드 표면을 파일이 스치는 정도로만 되어 버려 높은 청소 능력을 바랄 수 없다. 따라서, 청소 브러시는 그리드의 메쉬부에 있어서의 관통 구멍 내에 브러시의 선단이 인입하는 침입량(즉, 침입량이 0 이상)으로 설정하는 것이 바람직하다.

도 8은 상술한 캐리지가 그리드를 방전 와이어측으로 퇴피시킨 상태에 있어서의 캐리지와 그리드의 접촉부를 확대한 도면이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 셔터(210)를 폐쇄할 때의 진행 방향(셔터 폐쇄 방향)에 있어서 셔터(210)의 선단보다 폐쇄 방향으로 청소 패드(216)와 청소 브러시(250)가 배치되어 있다. 또한, 캐리지(213)가 청소 브러시(250)를 보유지지하는 기재로서의 토대의 역할을 하고 있다. 여기서, 청소 브러시(250)의 토대로 되는 캐리지(213)로부터, 그리드(206)까지의 최단 거리를 h(㎜)라 하고, 청소 브러시(250)의 브러시 모 길이를 l(㎜)이라 한다. 또한, 브러시는 다수의 모체를 포함하여 이루어지기 때문에, 브러시의 모 길이 l은 브러시의 평균 길이를 사용하였다. 또한, 셔터 동작 시의 그리드(206)로부터 셔터(210)까지의 높이 방향의 최단 거리를 H(㎜)라 하고, 청소 브러시(250)의 이동 방향 후단에 있어서의 모체의 근원으로부터 셔터(210) 선단까지의 거리를 최근접 거리 D(㎜)라 한다. 메쉬부의 관통 구멍에 침입한 브러시는 캐리지 진행 방향에 대하여 비스듬히 배치된 세선에 의해, 세선을 따라서 이동한다. 이때의 브러시의 이동량은 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 세선의 각도 θ(관통 구멍의 길이 방향과 그리드 전극의 길이 방향이 이루는 각도)에 의존하여 변화된다. 결과만을 간단히 설명하면, 브러시 선단의 그리드에 의한 지연량 L은 √(l²-h²)×sinθ로 된다. 이하에, 그리드를 청소하는 청소 브러시와, 셔터를 함께 동일한 속도 V로 이동할 때의 이물의 낙하에 대하여 설명한다.

(브러시 선단의 움직임과 이물의 낙하에 대하여)

도 10을 사용하여, 청소 브러시 선단의 움직임에 대하여 설명한다. 연속 화상 형성에 수반하여 그리드에 이물이 부착된다. 그 때문에, 화상 형성 종료 후 셔터를 폐쇄하는 방향으로 청소 브러시를 이동시켰을 때, 그리드의 이물의 대부분이 감광체를 향하여 낙하한다. 바꾸어 말하면, 셔터를 개방하는 방향으로 이동할 때도, 청소 브러시는 그리드를 청소하지만, 이물의 부착량이 폐쇄 방향으로 이동하여 청소하는 경우와 비교하여 적다. 그 때문에, 셔터 폐쇄 방향으로 이동하는 브러시에 의해 그리드로부터 낙하하는 이물에 관하여 설명한다.

그리드와 접촉한 그리드 청소 브러시(250)의 브러시 선단은, 브러시의 탄성에 따라서 그리드를 따르도록 변형된다. 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 그리드(206)의 메쉬부의 관통 구멍을 관통하여 브러시 선단이 튀어나오는 상태와, 브러시 선단이 메쉬부의 관통 구멍을 관통하지 않고 그리드 표면을 따르는 상태의 것이 혼재되면서, 그리드의 청소가 행해진다.

도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 그리드 청소 브러시(250)는 이동 속도 V로 그리드(206) 상을 이동한다. 캐리지(213)는, 스크류로부터의 구동에 따라서, 이동 속도 V로 이동한다. 그러나, 청소 브러시(250)는, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 그리드의 메쉬 형상에 따라서, 그리드의 기선(206C)과 세선(사선)(206D)을 따른 분력을 받는다. 그 때문에, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 브러시 선단이 캐리지(브러시의 근원)에 비해, 진행 방향에 대하여 뒤처진다. 또한, 브러시는, 그리드의 메쉬 형상에 걸려, 그리드의 메쉬 형상을 따른 움직임을 한다. 즉, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 지그재그 움직임을 하면서 그리드 상을 청소해 간다. 지그재그 움직임은, 그리드의 평면부를 올라타서 쓸도록 청소하는 동작과, 그리드의 메쉬 형상을 따라서 그리드의 단면 가장자리를 옆으로 미끄러지는 듯한 동작을 포함하여 이루어지고 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시예의 그리드 형상은 청소 브러시의 진행ㆍ이동 방향인 감광 드럼의 회전축에 대하여 수직으로부터 어긋나게 한 경사 세선(사선)(206D) 패턴으로 되어 있다. 바꾸어 말하면, 그리드에 설치한 메쉬부에 있어서의 관통 구멍은 청소 브러시의 진행ㆍ이동 방향에 대하여 90° 이외의 각도로 된다. 이에 의해, 그리드 청소 브러시 선단이 그리드의 단면 가장자리부를 옆으로 미끄러지는 움직임을 만들어 내고 있다. 이 옆미끄럼 동작에 의해, 단면 가장자리의 약간의 이물도 확실하게 청소할 수 있다. 또한, 단면 가장자리부뿐만 아니라, 방전 와이어와 대향하는 그리드 표면도, 복수의 브러시가 지그재그 움직임으로 접촉하면서 이동함으로써, 확실하게 청소해 간다.

그리드 형상이 청소 브러시의 진행ㆍ이동 방향인 감광 드럼의 회전축에 대한 세선(사선)(206D)의 각도(관통 구멍의 길이 방향과 그리드 전극의 길이 방향이 이루는 각도)가 90°에 근접할수록, 상술한 지그재그 움직임이 감소한다. 즉, 청소 브러시(250)의 선단은, 진행 방향에 대하여 직선적으로 그리드 상을 이동해 간다. 또한, 청소 브러시에 의한 청소 성능과 그리드 패턴의 각도(관통 구멍의 길이 방향과 그리드 전극의 길이 방향이 이루는 각도)의 관계를 검토한 바, 그리드 패턴의 각도는 80° 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 45°±25°의 범위이면, 그리드 표면에 부착된 이물을 청소하는 성능이 높은 것을 알 수 있었다.

전술한 바와 같이, 세선이 비스듬히 설치된 청소 브러시의 근원에 비해, 브러시의 선단은 지연이 발생한다. 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 그리드 청소 브러시(250)는 브러시의 근원에 대하여 선단은 거리 l2(㎜)만큼 지연된다(지연 거리). 이때의 측면으로부터 본 거리 l2=√(l²-h²)로 된다. 또한, 브러시는 탄성이 있기 때문에, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같은 직선이 아니라 곡선으로 된다.

이하는, 그리드 청소 브러시(250)는, 브러시의 근원에 대한 선단의 지연 거리 l2가 최대로 된다고 상정하여 설명한다. 브러시 선단이 지연되었을 때의 감광체측의 하면으로부터 본 브러시 선단을 나타낸다. 브러시 선단은 길이 l2로 되고, 그리드의 메쉬 각도 θ를 따른 형태로 브러시가 이동한다. 그때의 브러시의 진행 방향 성분의 브러시 선단의 지연량 L=l2×sinθ(=√(l²-h²)×sinθ)로 된다.

이상으로부터, 청소 브러시(250)와 셔터(210) 선단 사이의 거리가 D-L≥0㎜인 것이 필요하다. 본 실시예에서는, 청소 브러시(250)의 토대로 되어 있는 캐리지(213)로부터 그리드(206)까지의 거리 h=2.0㎜이며, 청소 브러시(250)의 브러시 모 길이 l=3.0㎜이고, 그리드 형상 패턴(관통 구멍의 길이 방향과 그리드 전극의 길이 방향이 이루는 각도)의 θ=45°이다.

이상의 수치로부터, l2=√(3²-2²)=√5㎜로 되고, 브러시 선단의 지연량 L=√5×sin45°≒1.58㎜로 된다. 또한, 상술한 바와 같이 청소 브러시(250)와 셔터(210)의 선단 사이의 거리가 D=2.5㎜이기 때문에, D-L=2.5-1.58≥0이 성립하는 관계에 있다. 또한, 그리드 형상 패턴의 각도 θ가 90°이면, 브러시의 진행 방향 성분의 브러시 선단의 지연량 L은, 상술한 식으로부터 L≒2.24㎜로 된다. 그리드 형상 패턴의 각도 θ가 45°일 때의 L≒1.58㎜와 비교하면 90°일 때의 L≒2.24㎜쪽이 크다. 그 때문에, 그리드 형상 패턴 각도 θ를 90°로 하면 D-L≥0㎜를 만족시키기 위해서, 약간이기는 하지만 대전 장치를 대형으로 할 필요가 높아져 버린다. 그것으로부터 보아도 그리드 형상 패턴은 90° 이외이며, 45±25°의 범위가 보다 바람직하다고 할 수 있다.

본 실시예에서는, 브러시를 속도 V로 길이 방향으로 이동시킨 경우, 그리드 상의 이물은 브러시의 이동 속도와 대략 동등한 속도(V'≒1.2 내지 0.8V)로 브러시 이동 방향의 속도 성분으로 자유 낙하한다고 상정하여 치수를 이하와 같이 설정하였다.

청소 브러시(250)의 토대로서의 캐리지(213)로부터 그리드(206)까지의 거리 h=2.0㎜로 하였다. 또한, 청소 브러시(250)의 브러시 모 길이 l=3.0㎜, 셔터 동작 시의 그리드(206)로부터 셔터(210)까지의 높이 방향의 최단 거리 H=2.0㎜, 청소 브러시(250)와 셔터(210)의 선단 사이의 거리를 D=2.5㎜로 하였다.

그리드 상에 부착된 이물(토너나 외첨재, 방전 생성물, 분진)을 청소 브러시로 제거할 때, 이물이 셔터에 퇴적되면 화상 불량이나 셔터의 열화를 초래한다. 따라서, 본 실시예에서는, 셔터(210)와 청소 브러시(250) 사이에 거리 D=2.5(㎜)의 스페이스를 둔 상태에서 셔터를 동작시키고 있다. 셔터와 청소 브러시 사이의 감광 드럼 축선 방향의 거리 D=2.5(㎜)의 스페이스를 둠으로써, 청소 브러시(250)에 의해 제거한 그리드(206) 상의 이물을 셔터에 강하시키지 않고, 그리드 상의 이물을 청소할 수 있다.

(하이 스피드 카메라를 사용한 관찰 결과)

전술한 바와 같이 청소 브러시 선단의 거동과 이물의 낙하에 하이 스피드 카메라를 사용하여 검증을 행하였다. 관찰은 Vision Research사의 하이 스피드 카메라 Phantom V12.1을 사용하여, 2,000코마/초로 촬영하였다.

청소 브러시를 구비하는 대전기를 장착한 화상 형성 장치를 온도 32℃, 습도 85％의 환경 하에서, 화상 비율 50％의 A4 화상을 100000매 연속 출력하였다. 그 후, 청소 브러시로 그리드를 청소할 때의 이물의 낙하를 상술한 하이 스피드 카메라를 사용하여 확인하였다.

브러시를 속도 V로 길이 방향으로 이동시킨 경우, 그리드 상의 이물은 브러시의 이동 속도와 대략 동등한 속도(V'≒1.2 내지 0.8V)로 브러시 이동 방향의 속도 성분을 갖고, 자유 낙하해 갔다. 이것은, 전술한 모델로부터 얻어지는 결과와 대략 동일하였다.

도 10의 (b)는 그리드를 청소하였을 때, 그리드로부터 이물이 낙하할 때의 거동을 설명하기 위한 그래프이다. 전술한 바와 같이, 청소 브러시(250)의 토대로 되어 있는 캐리지(213)로부터 그리드(206)까지의 거리 h=2.0㎜이고, 청소 브러시(250)의 브러시 모 길이 l=3.0㎜와, h>l의 관계에 있다. 바꾸어 말하면, 청소 브러시는 그리드에 대하여 1.0㎜ 침입하도록 배치되어 있다.

그 때문에, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 청소 브러시는, 속도 V로 그리드 상을 이동한다. 이동 시, 그리드(206)와 접촉한 청소 브러시(250)는, 브러시의 탄성에 따라서, 변형하면서 그리드 상을 청소한다. 그리드 상에 있던 이물은, 청소 브러시에 의해 속도 V'로 그리드 상으로부터 제거된다. 하이 스피드 카메라의 관측 결과로부터, 그리드 상의 이물에 부여된 속도 V'는 그리드를 청소하는 청소 브러시의 이동 속도 V와 거의 동일한 속도이었다.

따라서, 그리드 상의 이물은 속도 V(≒V')를 부여받아, 그리드로부터 자유 낙하해 간다. 도 10의 (b)는 이동 위치를 횡축, 낙하 위치를 종축으로 하여, 청소된 이물과 청소 브러시의 이동을 그래프에 나타냈다. 그래프로부터 명백해지는 바와 같이, 이동 방향에 대하여, 이물과 청소 브러시는 거의 동일한 이동을 하고 있다. 즉, 이동 방향에 대하여 청소 브러시와 셔터가 겹쳐 있지 않으면, 청소 브러시에 의해 청소된 이물이 셔터에 낙하하는 일은 없다. 이물을 셔터에 낙하시키지 않기 위해서는, 도 8의 단면도로 설명하면, 청소 브러시(250)와 셔터(210) 선단 사이의 거리가 D≥0㎜인 것이 필요하다.

그러나, 청소 브러시가 탄성을 갖는 브러시인 경우에는, 그리드와 접촉하고 있는 브러시 선단이 캐리지와 약간 뒤처져 이동한다. 그 때문에, 단순히 D≥0㎜에서는, 셔터에의 이물 낙하를 억제할 수는 없다. 동작 시의 청소 브러시(250)와 셔터(210) 선단 사이의 거리가 D≥0㎜으로 되도록 할 필요가 있다. 즉, D-L≥0㎜를 만족시킴으로써, 청소 브러시(250)에 의해 청소한 이물이, 청소 브러시(250)의 중력 방향 하방에 위치하는 셔터(210) 상으로 낙하하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 셔터를 오염시키지 않고 그리드를 청소할 수 있기 때문에, 셔터의 오염에 의해 발생하는 불량 화상의 발생을 억제하면서, 장기에 걸쳐 대전 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는, 청소 브러시와 셔터가 동일한 스크류로 구동되어 연동하여 이동하는 예를 설명하였지만, 셔터를 폐쇄 방향으로 이동시킬 때, 청소 브러시가 셔터의 폐쇄 방향 선단부보다도 소정의 간격 이상 선행하여 이동하도록 청소 브러시와 셔터가 독립하여 이동하는 구성으로 해도 상관없다.

[산업상 이용가능성]

본 발명에 의하면, 방전 전극을 둘러싸는 하우징에 형성된 개구를 차폐하는 셔터와 개구에 설치된 그리드 전극을 청소하는 청소 부재를 구비한 대전 장치에 있어서, 셔터 상에 이물이 퇴적되는 것을 억제할 수 있다.

Claims

방전 전극과,
상기 방전 전극을 둘러싸며, 피대전체측에 개구를 갖는 하우징과,
상기 개구에 설치되며, 복수의 관통 구멍을 갖는 메쉬부를 구비하는 그리드 전극과,
기재(基材)와 기재에 보유지지된 복수의 모체(毛體)를 포함하여 이루어지고, 상기 그리드 전극의 방전 전극측의 면에 접촉함과 함께 상기 관통 구멍에 상기 모체의 일부가 침입하여 그리드 전극의 청소를 행하는 청소 브러시와,
피대전체와 상기 그리드 전극 사이를 차폐 가능한 셔터와,
상기 청소 브러시와 상기 셔터를 상기 그리드 전극의 길이 방향을 따라서 이동시키는 이동 기구를 갖고,
상기 셔터를 폐쇄 방향으로 이동시킬 때, 상기 청소 브러시는 상기 셔터의 폐쇄 방향 선단부보다도 미리정해진 간격 이상 선행하여 이동하는, 대전 장치.
제1항에 있어서,
상기 모체의 평균 길이를 l, 상기 기재로부터 상기 그리드 전극의 표면까지의 거리를 h, 상기 그리드 전극에 있어서의 상기 관통 구멍의 길이 방향과 상기 그리드 전극의 길이 방향이 이루는 각도를 θ라 하였을 때, 상기 셔터를 폐쇄 방향으로 이동시킬 때 선행하여 이동하는 상기 청소 브러시의 이동 방향 후단에 있어서의 모체의 근원(根元)으로부터 상기 셔터의 폐쇄 방향 선단부까지의 그리드 길이 방향을 따른 거리 D는,
D>√(l²-h²)×sinθ
의 관계를 갖는, 대전 장치.
제2항에 있어서,
상기 그리드 전극에 있어서의 상기 관통 구멍의 길이 방향과 상기 그리드 전극의 길이 방향이 이루는 각도 θ는 80° 이하인, 대전 장치.
제2항에 있어서,
상기 그리드 전극에 있어서의 상기 관통 구멍의 길이 방향과 상기 그리드 전극의 길이 방향이 이루는 각도 θ는 20°∼70°의 범위 내인, 대전 장치.
제2항에 있어서,
상기 거리 D는,
1.2×√(l²-h²)×sinθ≥D>√(l²-h²)×sinθ
의 관계를 갖는, 대전 장치.