| 【発明の名称】 |
帯電極、放電ワイヤの清掃方法及び画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】堀江 貴之
【住所又は居所】東京都八王子市石川町２９７０番地コニカ株式会社内
【氏名】木村 丈信
【住所又は居所】東京都八王子市石川町２９７０番地コニカ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】本発明の目的は、シリコンオイル等の揮発性の油で汚染された放電ワイヤを清掃する清掃手段を有する帯電極、該放電ワイヤの清掃方法、及び該帯電極を有する画像形成装置を提供することである。
【解決手段】電子写真感光体にコロナ放電する放電ワイヤ及び前記放電ワイヤに付着した油汚れを清掃する清掃手段を有することを特徴とする帯電極。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電子写真感光体にコロナ放電する放電ワイヤ及び前記放電ワイヤに付着した油汚れを清掃する清掃手段を有することを特徴とする帯電極。
【請求項２】 前記清掃手段は界面活性剤を保持する清掃部材を有することを特徴とする請求項１に記載の帯電極。
【請求項３】 前記清掃部材は繊維又は樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電極。
【請求項４】 前記放電ワイヤは無機絶縁体で被覆されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電極。
【請求項５】 前記放電ワイヤに交流電圧、又は直流電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電極。
【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電極の清掃部材に界面活性剤を含浸せしめて前記放電ワイヤを清掃することを特徴とする放電ワイヤの清掃方法。
【請求項７】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電極を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体（以後、感光体或いは感光体ドラムとも云う）を用いた画像形成装置に用いられるコロナ放電用帯電極に関するものであり、詳しくは、該帯電極の放電ワイヤを清掃する清掃手段を有する帯電極に関するものであり、更には該放電ワイヤの清掃方法及び該帯電極を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、電子写真感光体上にトナー像を形成し、記録紙上に画像を転写する画像形成装置においては、電子写真感光体に電荷を与える帯電手段、或いはトナー像を記録紙に転写する転写手段等としてコロナ放電用帯電極が使用されている。該コロナ放電用帯電極は、多数枚の画像が形成されるに従い、放電ワイヤのトナー汚れの進行に伴い、コロナ放電にムラが生じる結果、画像上の白すじ、画像の転写抜け等の不具合が発生する。
【０００３】従来より、上記の不具合を事前に防止する技術として、所定枚数の画像形成が終了する毎に、放電ワイヤに付着したトナーを清掃する清掃手段を設けたコロナ放電用帯電極が知られている。
【０００４】しかしながら、上記画像形成装置内において、トナー以外にも飛散物が発生し、放電ワイヤに付着する。これらの中には前記したトナーの付着を清掃する清掃手段で除去できるトナーや紙粉等の付着物もあるが、従来の清掃手段では除去できないで、結局帯電ムラを発生する付着物が尚存在する。特に、クリーニング手段等に用いられるシリコンオイル等の潤滑油による放電ワイヤの油汚れによる汚染は、従来の清掃手段では十分に清掃できず、高画質化が要求される最近のデジタルの電子写真画像中にしばしば感光体上に帯電ムラを発生させ、最終的に画像ムラを発生している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来の技術が有する問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、シリコンオイル等の揮発性の油で汚染された放電ワイヤを清掃する清掃手段を有する帯電極、該放電ワイヤの清掃方法、及び該帯電極を有する画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は以下のような構成により達成される。
【０００７】１．電子写真感光体にコロナ放電する放電ワイヤ及び前記放電ワイヤに付着した油汚れを清掃する清掃手段を有することを特徴とする帯電極。
【０００８】２．前記清掃手段は界面活性剤を保持する清掃部材を有することを特徴とする前記１に記載の帯電極。
【０００９】３．前記清掃部材は繊維又は樹脂であることを特徴とする前記１又は２に記載の帯電極。
【００１０】４．前記放電ワイヤは無機絶縁体で被覆されていることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の帯電極。
【００１１】５．前記放電ワイヤに交流電圧、又は直流電圧が印加されることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の帯電極。
【００１２】６．前記１〜５のいずれか１項に記載の帯電極の清掃部材に界面活性剤を含浸せしめて前記放電ワイヤを清掃することを特徴とする放電ワイヤの清掃方法。
【００１３】７．前記１〜５のいずれか１項に記載の帯電極を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の帯電極、放電ワイヤの清掃方法、及び画像形成装置を一実施の形態を用いて説明する。
【００１５】先ず、本発明の清掃手段を取り付けた帯電極の一例を説明する。図１は帯電極７０の側断面図を示す。図２は上面を、図３は下面を示す。尚、図１、図２及び図３において、帯電極７０の中間部は省略して示している。
【００１６】帯電極７０は着脱可能なユニットとして構成した所謂コロナ放電装置であり、金属板を矩形状に成形したバックプレート７２の両端部にエンドブロック７７ａ、７７ｂを一体に固定し、バックプレート７２で囲まれる空間内に２本の放電ワイヤ７１ａ、７１ｂを平行に張架するよう、放電ワイヤ７１ａ、７１ｂの左端部に取り付けた掛止リング７１ｃをスプリング７５を介してエンドブロック７７ａ内に設けた掛止突起７６ａに掛止し、右端部の掛止リング７１ｄをエンドブロック７７ｂ内に設けた掛止突起７６ｂに掛止している。このため、放電ワイヤ７１ａ、７１ｂはエンドブロック７７ａ、７７ｂに設けた支持突起７４ａ、７４ｂの間で略水平に張架されている。但し、図１においては、後述する清掃途中を示しているので、後述する清掃手段７３により放電ワイヤ７１ａ、７１ｂが押圧されて変形している状態を示している。
【００１７】又、バックプレート７２の下側の開口部は感光体ドラムと対向し、放電ワイヤ７１ａ、７１ｂが図示しない駆動回路による高電圧の印加でコロナ放電を行って回転中の感光体ドラムを一様に帯電させる。
【００１８】次に、本発明の油汚れを清掃する清掃手段の構成について説明する。ここで、清掃手段７３の構成模式図を図４に、背面斜視図を図５に、前面斜視図を図６に示す。図４及び図５に示すように、清掃部材保持レバー７３２はその先端凹部に清掃部材９１、９２を接着・保持すると共に、一体成形された側壁７３２ａ、７３２ｂに形成された軸突起７３６ａ、７３６ｂを有し、軸突起７３６ａ、７３６ｂはベース７３１と一体成形された支持壁７３１ａ、７３１ｂに形成された軸穴に回動自在に嵌合している。
【００１９】放電ワイヤ７１ａ、７１ｂ及びバックプレート７２の清掃時、清掃部材保持レバー７３２は、バネ７３５によりバネ付勢されているので、図４の実線で示す位置にあり、清掃部材保持レバー７３２の上側に形成されたベース７３１の凹部には、図６に示すように、もう一方の清掃部材９３、９４が接着・保持されている。放電ワイヤ７１ａ、７１ｂは、清掃部材９１、９２と清掃部材９３、９４の間を通るよう張架されているので、清掃時は清掃部材９１、９２によって押圧され図１に示す如く変形している。
【００２０】又、清掃手段７３のベース７３１の上面にはバックプレート７２を清掃するための清掃部材９６が接着・保持され、側壁７３８には清掃部材９５が接着・保持されている。
【００２１】放電ワイヤ７１ａ、７１ｂ及びバックプレート７２の清掃が行われない時、清掃手段７３は移動範囲の左端部の待機位置（即ち、ホームポジション）に位置し、清掃部材保持レバー７３２後部の凸部７３２ｃをエンドブロック７７ａと一体成形された突当部８６に突き当てた状態で停止している。このため、清掃部材保持レバー７３２は持ち上げられ、図４の破線で示す位置にあり、放電ワイヤ７１ａ、７１ｂは、清掃部材９１、９２による押圧から解放される結果、支持突起７４ａ、７４ｂの間で略水平に張架されている。
【００２２】本発明の帯電極は上記清掃部材９１、９２、９５等に界面活性剤を含浸せしめた清掃手段を用いることを特徴とする。即ち、界面活性剤をしみこませた清掃部材を用いることにより、放電ワイヤのトナー汚れに加え、シリコンオイル等の揮発性油の汚れも除去でき、放電ワイヤを定期的に清掃することにより、帯電ムラの発生を防止でき、多数枚のコピー等で常に鮮明な電子写真画像を提供することが出来る。
【００２３】上記界面活性剤を含浸せしめて保持できる清掃部材としては界面活性剤を多量に含浸出来る羊毛、綿、アクリル等の繊維をシート状にしたものや、多孔質のポリウレタン等の樹脂をシート状にしたものが用いられる。
【００２４】又、界面活性剤としてはカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤のいずれをもちいてもよく、一般に市販されている界面活性剤を用いることが出来る。
【００２５】本発明の放電ワイヤは、タングステン、ステンレス、チタン合金等の導電性ワイヤが用いられるが、好ましくはこれらの導電性ワイヤにはケイ素ガラス等の無機絶縁体で表面被覆されていることが好ましい。このような表面被覆された放電ワイヤはトナーや油等の汚染物質と放電ワイヤが直接接触し、高電界下で化学反応が進行するのを防止し、放電ワイヤの劣化を防止すると同時に、汚染物質の除去を容易にすることが出来る。
【００２６】上記放電ワイヤの径は３０〜２００μｍが好ましい。又、この放電ワイヤには直流電圧或いは交流電圧を印加することが出来る。該電圧としては、感光体に１００〜１５００Ｖの帯電電圧を印加できる高電圧が要求され、通常１〜１０ｋＶの高電圧が放電ワイヤに印加される。
【００２７】次に、本発明の清掃手段を用いた放電ワイヤの清掃方法の一例をその帯電極の構造と合わせて図１〜図３を用いて説明する。
【００２８】清掃手段７３のベース７３１は、図２に示す移動ベース７９と一体に形成され、バックプレート７２に設けた長穴７２ａを通して移動ベース７９と結合している。従って、移動ベース７９の移動と共に、ベース７３１は放電ワイヤ７１ａ、７１ｂに沿って移動する。移動ベース７９は、軸棒にワイヤを螺旋状に巻いて形成した螺旋軸７８と嵌合する嵌合部７９ｂを有し、嵌合部７９ｂは螺旋状ワイヤに螺合するメス溝を有しているので、螺旋軸７８の回転によって移動ベース７９は螺旋軸７８に沿って略水平に移動する。
【００２９】螺旋軸７８はエンドブロック７７ａ、７７ｂのそれぞれに設けた支持突起８７ａ、８７ｂにより支持され、支持突起８７ａの左方へ突き出した部分にギア歯車７８ａが固着されている。ギア歯車７８ａは、連結爪８０ｃと一体成形されたもう一方のギア歯車８０ａと歯合し、連結爪８０ｃから伝達される垂直方向の回転駆動力を水平方向の回転駆動力へ変換している。
【００３０】連結部８０では、下方の連結爪８０ｃと上方の連結爪８０ｄが着脱自在に連結しているので、減速機構８１を通してモータ８２の回転駆動力が螺旋軸７８へ伝達される。即ち、帯電極７０の交換に際して、モータを含めず帯電極７０のみを交換することができるよう、モータ８２及び減速機構８１は図示しない複数のネジにより複写機本体のシャーシ８３に取り付け、着脱自在な連結部８０のみで回転駆動力を帯電極７０へ伝達する構成としている。
【００３１】移動ベース７９には、更に、遮光板７９ａが設けられ、遮光板７９ａの端部が清掃手段７３の移動両端位置において停止位置検出手段としての停止位置センサ８４、８５の間隙に挿入されるよう配置されている。停止位置センサ８４、８５は発光素子と受光素子のペアから成るフォトインタラプタで構成され、遮光板７９ａの端部が発光素子と受光素子の間隙に挿入された時点で、その出力が変化し、清掃手段の位置検出信号を制御手段（図示せず）へ送信するように構成されている。
【００３２】上記放電ワイヤの清掃は上記清掃手段の自動制御回路及び制御手段を備えることにより、定期的に自動清掃をすることが出来る。このような自動清掃制御方法としては既に公知の技術、例えば、清掃手段が放電ワイヤの端部に設けたストッパーに当って停止した時モータに流れる過電流を検出する過電流検出手段を設け、過電流を検出した時、他端部（リターンポジション）ではモータを逆転させ、一端部（ホームポジション）ではモータを停止することにより、清掃手段の往復移動ができるよう駆動手段を制御した技術、或いは特許２８９７０２４号に開示されているように、上記の過電流検出手段に加えて、移動端からの移動開始と同時に計時を開始する計時手段を備え、移動途中で清掃部材がロックしたかどうかを判定するステップを有するコロナ放電装置の清掃制御方法も知られており、これらの方法を用いて自動的に清掃することが出来る。
【００３３】次に、本発明の帯電極を用いた画像形成装置を図７の複写機を例に説明する。本実施の形態の複写機は、複写機本体の上部に自動原稿送り装置１を設けるとともに、複写機本体内に画像読取装置２、画像形成手段３、記録紙収納手段４、搬送手段５、および、排紙・再給紙手段６を有している。
【００３４】自動原稿送り装置１は、複写機本体の上部に設けられ、原稿を一枚ずつ送り出し、原稿の画像読取位置へと搬送し、画像読取が終わった原稿を排紙する装置である。自動原稿送り装置１は、原稿を載置する原稿載置台１１、原稿載置台１１上に載置された原稿を分離する原稿分離手段１２、原稿分離手段１２で分離された原稿を搬送する原稿搬送手段１３、原稿搬送手段１３で搬送された原稿を排紙する原稿排紙手段１４、原稿排紙手段１４によって排紙された原稿を受け止め、載置する原稿排紙台１５、および、原稿の両面の画像を読み取る際に原稿の表裏を反転させるための原稿反転手段１６を有している。
【００３５】原稿載置台１１上に載置された複数枚の原稿は、原稿分離手段１２によって分離され、１枚ずつ搬送される。原稿分離手段１２によって分離・搬送された原稿は、原稿搬送手段１３によって搬送され、下方に設けられた画像読取装置２によって、スリット２１を通して、原稿の画像が読み取られる。画像が読み取られた原稿は、原稿排紙手段１４によって、原稿排紙台１５上へと排紙される。
【００３６】また、自動原稿送り装置１は、一体に可倒式に構成されており、この自動原稿送り装置１を起こしてプラテンガラス２２上を開放することにより、プラテンガラス２２上に原稿を直接載置することができるように構成している。なお、原稿搬送手段１３によって搬送された原稿をプラテンガラス上に静止させた上で画像を読み取るように構成してもよい。
【００３７】自動原稿送り装置１によって送られている原稿を、画像読取装置２で読み取る際は、第１ミラーユニット２３及びＶミラーユニット２４は、図７において左方に移動し、第１ミラーユニット２３がスリット２１の下方に位置している。そして、原稿搬送手段１３によってスリット２１上を搬送されている原稿を、ランプ２３１で光照射し、原稿から反射した光は、第１ミラー２３２、第２ミラー２４１、第３ミラー２４２、結像レンズ２５を介して、ＣＣＤ２６に入射する。ＣＣＤでは、入射した光を光電変換して、主走査方向（図７において紙面垂直方向）の原稿の画像を読み取り、一方、原稿が原稿搬送手段１３によって副走査方向に移動されているので、原稿全面の画像を読み取ることができる。ＣＣＤ２６で読み取った画像情報は、適宜、画像処理が施され、後述するレーザー書込系３３に供される。
【００３８】また、プラテンガラス２２上に原稿が直接載置された場合は、第１ミラーユニット２３とＶミラーユニット２４とを、プラテンガラスに沿って、図７において右方向に移動させながら、原稿の画像を読み取ることができる。
【００３９】画像形成手段３は、画像読取手段２で得た画像データに基づいて所定のプロセススピードで搬送されている記録材である記録紙上に画像形成する手段である。本実施の形態の画像形成手段３は、電子写真プロセスを用いて画像を形成するものである。画像形成手段３は、光導電性感光層を有しトナー像を担持する像担持体である感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１を一様帯電させる帯電極７０、ＣＣＤ２６で読み取った画像情報に基づいて、感光体ドラム３１上を露光して潜像を形成する露光手段であるレーザー書込系３３、感光体ドラム３１上の潜像を現像してトナー像を形成する現像器３４、感光体ドラム３１上に担持されたトナー像を、別途搬送されている記録紙上に転写する転写器３５、トナー像が転写された記録紙を感光体ドラム３１上から分離する分離器３６、転写された後に感光体ドラム３１上に残留したトナーを除去するクリーニング手段３７、記録紙上のトナー像を定着する定着手段３８を有している。そして、感光体ドラム３１の周囲に、帯電極７０、レーザー書込系３３、現像器３４、転写器３５、分離器３６、クリーニング手段３７が配置されている。
【００４０】感光体ドラム３１は、図示しない駆動手段によって、矢示の方向に回転し、帯電極７０による一様帯電、後述するレジストローラ５６から送り出された記録紙の先端に同期せしめて露光が開始されたレーザー書込系３３による潜像形成、現像器３４による現像がなされて、ＣＣＤ２６によって読み取られた画像情報に基づいたトナー像が形成される。形成されたトナー像は、転写器３５によって、別途搬送されている記録紙上に転写される。トナー像が転写された記録紙は、分離器３６によって感光体ドラム３１上から分離され、定着手段３８へと搬送され、そこで、加熱、加圧作用により、トナー像が記録紙に定着される。一方、トナー像が記録紙へ転写された感光体ドラム３１は、さらに回転を続け、クリーニング手段３７によって、感光体ドラム３１上に残留したトナーが除去され、次の画像形成へと供される。
【００４１】記録紙収納手段４は、複数枚の記録紙を積層状態で収納する記録材収納手段である。本実施の形態では、記録紙収納手段４として複数、すなわち、第１記録紙収納手段４Ａ、第２記録紙収納手段４Ｂ、第３記録紙収納手段４Ｃ有しており、これら記録紙収納手段４Ａ〜４Ｃを、画像形成手段３の下方に多段配置している。これら記録紙収納手段４Ａ〜４Ｃに収納される記録材としては、普通紙や再生紙など記録紙の他に、ＯＨＰシートなど種々の媒体がある。
【００４２】搬送手段５は、記録紙収納手段４から画像形成手段３へと記録材を搬送する搬送手段であり、各記録紙収納手段４Ａ〜４Ｃそれぞれに収納された記録紙を画像形成手段３へと搬送できるように構成している。
【００４３】排紙・再給紙手段６は、搬送手段５によって搬送された記録紙上に、画像形成手段３で画像形成された記録紙を、排紙或いは再給紙するための手段である。この排紙・再給紙手段６は、トナー像が定着された記録紙を定着手段３８から排出する定着排出ローラ６１、定着排出ローラ６１により排出された記録紙をそのまま機外へ排出する場合と表裏反転させた後排出する或いは裏面に画像形成するために再給紙する場合とで搬送路を切り替える切替手段６２、記録紙を機外に排出するための排紙ローラ６３、複写機の側面に設けられ排紙ローラ６３により排出された記録紙を積載する排紙トレイ６４、再給紙される記録紙の表裏を反転させる反転手段６５、及び、反転手段６５で反転された記録紙を画像形成手段３へと再給紙する再給紙手段６６を有している。
【００４４】
【実施例】放電ワイヤとして直径１００μｍのタングステンワイヤに絶縁体として、コート厚６０μｍのガラスをコーティングした直径２２０μｍのガラスコートワイヤを使用し、図４〜図６に記載の清掃手段を有する図１〜図３に記載の帯電極を用いて、高温高湿環境（３０℃、８０％ＲＨ）で放電ワイヤを強制的にシリコーンオイルで汚染し、表１に記載した清掃条件で帯電ワイヤの清掃を行い、ハーフトーン画像の評価を行った。即ちシリコーンオイルで汚染した放電ワイヤをそのまま用いる清掃なしの条件、清掃部材により空拭きした条件、水、イソプロピルアルコール、非イオン系界面活性剤を清掃部材に含浸せしめてワイヤを清掃した条件にて画像評価を行った。表１にその結果を示す。清掃部材には羊毛のシート状フェルトの清掃部材を用いた。清掃部材には界面活性剤を含浸せしめることが可能である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
×：ハーフトーン画像に縦スジが多数発生した△：ハーフトーン画像に縦スジが僅かに発生した○：ハーフトーン画像に縦スジ発生なく、良好な画像が得られた。
【００４７】表１から明らかなように、非イオン系界面活性剤を含浸せしめた清掃部材で放電ワイヤを清掃することにより、放電ワイヤの汚れが清掃でき、良好な画像が得られた。
【００４８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の帯電極を用いることにより、従来困難とされてきた揮発性のシリコンオイル等の油脂類による放電ワイヤの汚染を除去する事が可能となり、多数枚の画像形成が要求される電子写真方式のコピー機やプリンターに本帯電極を用いることにより、帯電ムラの発生を防止し、長期間に亘り良好な電子写真画像を提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２７０
【氏名又は名称】コニカ株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号
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| 【出願日】 |
平成１３年７月１３日（２００１．７．１３） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２９５０６（Ｐ２００３−２９５０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１月３１日（２００３．１．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２１３５７４（Ｐ２００１−２１３５７４） |
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