(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
像保持体と、当該像保持体を帯電する帯電装置と、当該帯電装置により帯電された像保持体を露光し当該像保持体に静電潜像を形成する露光装置と、当該露光装置により形成された静電潜像を現像する現像装置と、を備え、当該帯電装置が請求項1又は2の何れかに記載の帯電装置により構成された画像形成装置。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施形態の画像形成装置1の構成例を示した図である。
図1に示す画像形成装置1は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部10を備える。また、画像形成装置1には、主制御部50が設けられている。
【0009】
主制御部50は、プログラム制御されたCPU(Central Processing Unit)により構成され、画像形成装置1に設けられた各装置、各機能部の動作制御や、パーソナルコンピュータ等との通信や、画像データに対する処理などを行う。
さらに、画像形成装置1には、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース部30が設けられている。
【0010】
画像形成手段の一例としての画像形成部10は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であり、イエロー(Y)の画像形成ユニット11Y、マゼンタ(M)の画像形成ユニット11M、シアン(C)の画像形成ユニット11C、および、黒(K)の画像形成ユニット11K、の4つの画像形成ユニットを備える。
なお、以下の説明において、各画像形成ユニットを特に区別しない場合には、「画像形成ユニット11」と称する。
【0011】
画像形成ユニット11Y、画像形成ユニット11M、画像形成ユニット11C、画像形成ユニット11Kの各画像形成ユニット11は、それぞれ、イエローのトナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、黒のトナー像を形成する。
【0012】
各画像形成ユニット11には、像保持体の一例としての感光体ドラム12が設けられている。感光体ドラム12は、円筒状に形成され、外周面上に形成されるトナー像を保持する。より具体的には、本実施形態では、感光体ドラム12の表面に静電潜像が形成され、次いで、トナーによる現像が行われる。これにより、感光体ドラム12の表面にトナー像が形成され、このトナー像が、感光体ドラム12により一時的に保持される。
また、各画像形成ユニット11には、感光体ドラム12の表面を帯電する帯電装置13、帯電装置13により帯電された感光体ドラム12を画像データに基づいて露光する露光装置14が設けられている。
【0013】
さらに、各画像形成ユニット11には、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像装置15、転写後の感光体ドラム12の表面を清掃するクリーナ161が設けられている。
なお、各画像形成ユニット11は、現像装置15に収容されるトナーを除いて同様に構成されている。
【0014】
また、画像形成部10には、各画像形成ユニット11の感光体ドラム12に形成された各色トナー像が転写される中間転写ベルト70、各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト70に転写(一次転写)する一次転写ロール71が設けられている。
【0015】
また、画像形成部10には、中間転写ベルト70上に重畳して転写された各色トナー像を、用紙などの記録材Pに対して一括転写(二次転写)する二次転写ロール72が設けられている。さらに、二次転写された各色トナー像を記録材P上に定着する定着装置60が設けられている。
なお、本実施形態では、二次転写ロール72が配置され、中間転写ベルト70上の各色トナー像が記録材Pに二次転写される領域を、以下、二次転写領域Trという。
【0016】
画像形成装置1の動作を説明する。
画像形成にあたっては、画像形成ユニット11の各々が、電子写真プロセスにより、黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナー像を形成する。
【0017】
各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール71により中間転写ベルト70上に順に一次転写され、各色トナーが重畳されたトナー像が中間転写ベルト70上に形成される。
中間転写ベルト70上のトナー像は、中間転写ベルト70の移動に伴って二次転写ロール72が配置された二次転写領域Trに搬送される。
【0018】
記録材搬送系では、記録材収容容器40から繰出しロール41により繰り出された記録材Pが、搬送路に沿って搬送され、二次転写領域Trに到達する。
二次転写領域Trでは、二次転写ロール72により形成された転写電界によって、中間転写ベルト70上のトナー像が記録材Pに一括して二次転写される。
【0019】
その後、トナー像が転写された記録材Pは、中間転写ベルト70から分離され、搬送路に沿って定着装置60に搬送される。
定着装置60に搬送された記録材P上のトナー像は、定着装置60により記録材Pに定着される。その後、この記録材Pは、記録材排出部1Aまで搬送される。
【0020】
図2は、帯電装置13を拡大して示した図である。また、
図3は、帯電装置13の斜視図である。
図2、
図3を用い、帯電装置13について説明する。
図2に示すように、帯電装置13には、画像形成装置1(
図1参照)の前後方向に延び(画像形成装置1の奥行方向に延び、
図2の紙面と直交する方向に延び)、感光体ドラム12側が開放されたシールド電極2が設けられている。言い換えると、帯電装置13には、感光体ドラム12の軸方向に沿って延びるシールド電極2が設けられている。
【0021】
シールド電極2は、金属材料により形成されている。また、シールド電極2には、画像形成装置1の前後方向に延びる板状の上壁部2a、上壁部2aの左右両側から下方に延びる板状の左壁部2b、右壁部2cが設けられている。
【0022】
図3に示すように、シールド電極2の後端(一方の端部)には、後端ブロック3が取り付けられ、シールド電極2の前端(他方の端部)には、前端ブロック4が取り付けられている。
後端ブロック3、前端ブロック4の各々には(後端ブロック3、前端ブロック4の図中右上部には)、前後方向に延びる筒状のシャフト受け部3a,4aが設けられている。
【0023】
本実施形態では、シャフト受け部3a,4aによって、前後方向に延びるシャフト6が回転可能な状態で支持される。回転部材の一例としてのこのシャフト6の外周面には、螺旋状の突出部(雄ネジ)6aが形成されている。
シャフト6の後端部は、シャフト受け部3aの内部を通って後方に延び、シャフト6の後端部には、従動カップリング7が取り付けられている。従動カップリング7は、画像形成装置1の本体側に設けられた駆動カップリング8に連結される。
本実施形態では、従動カップリング7が駆動カップリング8から駆動力を受けることで、シャフト6が周方向に回転する。
【0024】
図2に示すように、シールド電極2の内部にはワイヤ電極111が設けられている。
第1の電極の一例としてのこのワイヤ電極111は、感光体ドラム12の外周面に対向するように配置され、また、感光体ドラム12の軸方向に沿うように配置されている。
さらに、このワイヤ電極111は、線材により構成されている。また、ワイヤ電極111は、前後方向における一方の端部が前端ブロック4(
図3参照)に固定され、他方の端部が後端ブロック3に固定されている。
【0025】
さらに、
図2に示すように、シールド電極2の開口部2dには、グリッド電極29が設けられている。
第2の電極の一例としてのこのグリッド電極29は、前後方向(感光体ドラム12の軸方向)に延びるように配置されている。さらに、グリッド電極29は、薄膜状(板状)の金属により形成されている。
【0026】
グリッド電極29には、多数の貫通孔が形成され、この多数の貫通孔が形成された部分は、網目状となっている。また、グリッド電極29は、前端ブロック4(
図3参照)および後端ブロック3により支持されている。
さらに、グリッド電極29は、前端ブロック4および後端ブロック3によって、長手方向に引っ張られ、グリッド電極29には、張力が付与されている。
【0027】
本実施形態では、ワイヤ電極111とシールド電極2との間に、また、ワイヤ電極111とグリッド電極29との間に電圧が印加され、ワイヤ電極111とシールド電極2との間に電位差が生じ、ワイヤ電極111とグリッド電極29との間に電位差が生じる。これにより、ワイヤ電極111から電子が放出され、感光体ドラム12の表面が帯電される。
【0028】
図4は、帯電装置13の内部構造を示した図である。
図5は、前後方向と直交する方向に沿う面における帯電装置13の断面図である。
図6は、前後方向に沿う面における帯電装置13の断面図である。
【0029】
図4に示すように、本実施形態では、ワイヤ電極111に沿って(前後方向に沿って)移動する移動体100が設けられている。
この移動体100は、シールド電極2とグリッド電極29との間に配置されている。また、移動体100は、上スライダフレーム17、下スライダフレーム21等により構成されている。
【0030】
さらに、移動体100には、シャフト6が貫通する円筒状のシャフト貫通部19、シャフト貫通部19と上スライダフレーム17とを連結する連結部18が設けられている。
図5に示すように、シャフト貫通部19の内周面には、この内周面から突出するように設けられ、突出部6a間に入り込む被押圧部19aが設けられている。
本実施形態では、シャフト6が回転すると、この被押圧部19aが突出部6aにより押圧される。これにより、移動体100が、前後方向に沿って(シャフト6の長手方向に沿って)移動する。
【0031】
図4では、移動体100がホームポジションに位置する状態を示している。
この状態からシャフト6が一方向に回転すると、移動体100は図中矢印4Aに示す方向へ移動する。また、シャフト6が逆方向に回転すると、移動体100は図中矢印4Bに示す方向へ移動する。
本実施形態では、この矢印4Aに示す方向への移動体100の移動、矢印4Bに示す方向への移動体100の移動によって、ワイヤ電極111、グリッド電極29が清掃される。
【0032】
図6に示すように、移動体100の内部には、ワイヤ電極111を下方から清掃する下側電極クリーナ16が設けられている。この下側電極クリーナ16は、下スライダフレーム21によって下方から支持されている。
【0033】
さらに、移動体100には、第2の清掃部材の一例としてのグリッドクリーナ20が設けられている。グリッドクリーナ20は、グリッド電極29に接触し、グリッド電極29の清掃を行う。グリッドクリーナ20は、例えば、清掃用の毛が基布に植毛されたいわゆるブラシ状の部材により構成される。なお、ブラシ状に限らず、布状など、他の形状としてもよい。
【0034】
また、
図6に示すように、移動体100には、ワイヤ電極111に対向して配置された下ワイヤクリーナ22が設けられている。
本実施形態では、
図6に示すように、移動体100が基準位置であるホームポジションに位置する状態では、下側電極クリーナ16、下ワイヤクリーナ22は、ワイヤ電極111から離間する。
【0035】
また、下スライダフレーム21の下面には、下方に延びる板状の被検知部21bが設けられている。また、帯電装置13の本体13A側には、被検知部21bを検知するセンサSN1が配置されている。このセンサSN1は、ホームポジションに設けられており、センサSN1が被検知部21bを検知することで、移動体100がホームポジションに位置することが検知される。
【0036】
また、移動体100内には、前後方向と直交する方向に沿って延びる軸部23が設けられている。この軸部23により、上クリーナ支持体24が支持されている。
上クリーナ支持体24には、回転可能な状態で軸部23により支持される一対のアームプレート部24b(
図6では一方のアームプレート部24bのみを図示)が設けられている。一方のアームプレート部24bは、軸部23の一方の端部により支持され、他方のアームプレート部は、軸部23の他方の端部により支持されている。
さらに、上クリーナ支持体24には、一対のアームプレート部24bの先端に取り付けられ、前後方向と直交する方向に沿って延びるクリーナ支持部24cが設けられている。
【0037】
クリーナ支持部24cの下面には、上ワイヤクリーナ26が取り付けられている。
第1の清掃部材の一例としてのこの上ワイヤクリーナ26は、ワイヤ電極111の上方からワイヤ電極111に接触して、ワイヤ電極111の清掃を行う。
【0038】
アームプレート部24bの下部には、下方に向かって突出したプレート突出部24dが設けられている。
また、後端ブロック3には(帯電装置13の本体13A側には)、前端ブロック4(
図3参照)側に向かって突出したブロック突出部110が設けられている。ブロック突出部110の突出方向における先端には、上方に向かって突出した上方突出部27が設けられている。
また、本実施形態では、軸部23を中心として上クリーナ支持体24を図中時計回り方向に回転させ、上ワイヤクリーナ26をワイヤ電極111に押し付ける捩じりばね25が設けられている。
【0039】
図7は、移動体100が前方に移動した後の状態を示した図である。言い換えると、移動体100が前端ブロック4(
図3参照)側に移動した後の状態を示した図である。
本実施形態では、モータ9(
図3参照)が駆動すると、移動体100が、前方に(前端ブロック4側に)移動する。これにより、
図7に示すように、上方突出部27よりも前方にプレート突出部24dが移動し、軸部23を中心として上クリーナ支持体24が時計回り方向に回転する。
【0040】
上クリーナ支持体24が時計回り方向に回転すると、ワイヤ電極111の上方からワイヤ電極111に対し、上ワイヤクリーナ26が押し当てられる。
上ワイヤクリーナ26がワイヤ電極111に押し当てられると、ワイヤ電極111が下方に移動する。これにより、ワイヤ電極111が、下側電極クリーナ16、下ワイヤクリーナ22に押し当てられる。
【0041】
本実施形態では、ワイヤ電極111に、上ワイヤクリーナ26、下側電極クリーナ16、下ワイヤクリーナ22が押し当てられた状態で、また、グリッド電極29にグリッドクリーナ20が押し当てられた状態で、移動体100が前後方向に移動する。
これにより、ワイヤ電極111、グリッド電極29が清掃される。ワイヤ電極111、グリッド電極29の清掃が終了すると、移動体100は、ホームポジションに戻る。
【0042】
さらに説明すると、本実施形態では、放電生成物がワイヤ電極111、グリッド電極29に付着する。本実施形態では、移動体100が前後方向に移動することで、この放電生成物が、上ワイヤクリーナ26、下側電極クリーナ16、下ワイヤクリーナ22、グリッドクリーナ20によって除去される。
【0043】
図8は、
図7の矢印VIII方向からグリッド電極29を眺めた場合の図である。
図8に示すように、グリッド電極29には、複数の貫通孔29Aが形成され網目状に形成された第1の領域291が設けられている。
さらに、この第1の領域291よりも後端ブロック3(
図7参照)側には、
図8に示すように、第2の領域292が設けられている。第2の領域292には貫通孔が形成されておらず、第2の領域292は、無垢の板体となっている。なお、本実施形態では、第1の領域291と第2の領域292との境を、境界293と称する。
【0044】
ここで、本実施形態では、グリッドクリーナ20(
図7参照)が、
図8にて示す第1の領域291を通過する際、グリッドクリーナ20に作用する抗力は小さくなる。
本実施形態では、第1の領域291に貫通孔29Aが形成され、第1の領域291とグリッドクリーナ20との接触面積が小さくなる。このため、グリッドクリーナ20が第1の領域291を通過する際にグリッドクリーナ20に作用する抗力は小さくなる。
【0045】
これに対し、グリッド電極29の第2の領域292をグリッドクリーナ20が通過する際には、グリッドクリーナ20に作用する抗力は大きくなる。
第2の領域292には貫通孔が形成されておらず、第2の領域292とグリッドクリーナ20との接触面積は大きい。
この結果、グリッドクリーナ20が第2の領域292を通過する際にグリッドクリーナ20に作用する抗力は、グリッドクリーナ20が第1の領域291を通過する際にグリッドクリーナ20に作用する抗力よりも大きくなる。
【0046】
図9は、移動体100がホームポジションに戻る際の移動体100を示した図である。
移動体100がホームポジションに戻る際、移動体100は、図中矢印9Aで示す一方向へ移動する(以下、この一方向を「戻り方向」と称する)。
移動体100が戻り方向へ移動すると、図中矢印9Xで示すように、グリッド電極29の第1の領域291上に位置するグリッドクリーナ20が、この第1の領域291よりも戻り方向における下流側に位置する第2の領域292に向かう。
また、移動体100が戻り方向へ移動すると、
図9に示すように、移動体100に設けられた上クリーナ支持体24が、帯電装置13の本体13A側に設けられたブロック突出部110の先端に突き当たる。
【0047】
これにより、本実施形態では、移動体100が、本体13A側から駆動力を受け、移動体100は、この駆動力を用い、上ワイヤクリーナ26をワイヤ電極111から離間させる。
より具体的には、本実施形態では、上クリーナ支持体24がブロック突出部110の先端に突き当たることにより、上クリーナ支持体24が駆動力を受け、図中矢印9Bに示すように、反時計回り方向に回転する。
【0048】
上クリーナ支持体24が反時計回り方向に回転すると、上クリーナ支持体24の先端に設けられた上ワイヤクリーナ26がワイヤ電極111から離間する。
なお、上ワイヤクリーナ26がワイヤ電極111から離間すると、ワイヤ電極111が変位し(軸部23側に変位し)、これに伴い、ワイヤ電極111が、下側電極クリーナ16、下ワイヤクリーナ22から離間する。
【0049】
ここで、本実施形態では、移動体100がブロック突出部110の先端に突き当たる際、
図9の符号9Cで示すように、グリッドクリーナ20は、グリッド電極29の第1の領域291に位置する。
付言すると、移動体100がブロック突出部110の先端に突き当たる際、グリッドクリーナ20は、第2の領域292に位置せず、第2の領域292よりも上流側(戻り方向における上流側)に位置する第1の領域291に位置する。
さらに説明すると、本実施形態では、グリッド電極29の第2の領域292にグリッドクリーナ20が達する前に、移動体100が、帯電装置13の本体13A側のブロック突出部110に突き当たる。
【0050】
さらに説明すると、本実施形態では、グリッドクリーナ20の上流側端部20Aおよび下流側端部20Bが、グリッド電極29の第2の領域292に達する前に、移動体100がブロック突出部110に突き当たる。
【0051】
本実施形態のグリッドクリーナ20は、戻り方向における上流側に上流側端部20Aを有し、戻り方向における下流側に下流側端部20Bを有し、移動体100が戻り方向へ移動する際、移動体100は、下流側端部20Bを先頭として移動を行い、また、上流側端部20Aが下流側端部20Bに続くように移動を行う。
本実施形態では、この上流側端部20Aおよび下流側端部20Bが、グリッド電極29の第2の領域292に達する前に、移動体100が、ブロック突出部110に突き当たる。
【0052】
ここで、
図9の破線9Dで示すように、グリッドクリーナ20が、グリッド電極29の第2の領域292に達している状態にて、移動体100がブロック突出部110に突き当たる場合、移動体100がブロック突出部110に突き当たった瞬間に、移動体100に作用する負荷が急激に大きくなる。かかる場合、移動体100が動きにくくなったり、移動体100が停止したりするおそれがある。
これに対し、本実施形態の構成では、移動体100がブロック突出部110に突き当たる際、グリッドクリーナ20は第2の領域292に未だ達しておらず、移動体100に作用する負荷は小さくなる。
【0053】
なお、上記では、上流側端部20Aおよび下流側端部20Bの両者が、グリッド電極29の第2の領域292に達する前に、移動体100がブロック突出部110に突き当たる場合を説明した。
ところで、これは一例であり、
図9の符号9Eに示すように、下流側端部20Bが第2の領域292に達している場合であっても、上流側端部20Aが第2の領域292に未だ達していなければ、移動体100がブロック突出部110に突き当たる際に移動体100に作用する負荷は小さくなる。
言い換えると、下流側端部20Bおよび上流側端部20Aの両者が第2の領域292に達している状態にて移動体100がブロック突出部110に突き当たる場合に比べ、移動体100に作用する負荷を減らせる。
【0054】
なお、
図10(帯電装置の他の構成例を示した図)に示すように、上流側端部20Aおよび下流側端部20Bが、グリッド電極29の第2の領域292に達する前に、上ワイヤクリーナ26がワイヤ電極111から離間する構成としてもよい。
グリッドクリーナ20が第2の領域292に達すると、移動体100に作用する負荷が増えるが、このときに、ワイヤ電極111から上ワイヤクリーナ26が離間していると、移動体100に作用する負荷が減り、移動体100がより円滑に移動する。
【0055】
なお、上記と同様、下流側端部20Bが第2の領域292に達し、上流側端部20Aが未だ第2の領域292に達していない状態のときに、上ワイヤクリーナ26をワイヤ電極111から離間させる構成としてもよい。
【0056】
また、図示は省略するが、上流側端部20Aおよび下流側端部20Bが、グリッド電極29の第2の領域292に達する前に、プレート突出部24d(
図10参照)が、ブロック突出部110の上方突出部27を乗り越える構成としてもよい。
【0057】
グリッドクリーナ20(の上流側端部20Aおよび下流側端部20B)が第2の領域292に達している状態にて、プレート突出部24dが上方突出部27を乗り越える構成であると、プレート突出部24dが上方突出部27を乗り越える際に、移動体100が移動しにくくなったり、移動体100が停止したりするおそれがある。
【0058】
グリッドクリーナ20の上流側端部20A、下流側端部20Bの両者が第2の領域292に達する前に、プレート突出部24dが上方突出部27を乗り越える構成であると、移動体100が作用する負荷が減り、移動体100は移動しやすくなる。
なお、上記と同様、下流側端部20Bが第2の領域292に達し、上流側端部20Aが未だ第2の領域292に達していない状態のときに、プレート突出部24dが上方突出部27を乗り越える構成としてもよい。
【0059】
また、上記では、第2の領域292が無垢の板体により構成された場合を一例に説明したが、
図11(グリッド電極29の他の構成例を示した図)に示すように、第2の領域292にも貫通孔29Bを形成してもよい。
ここで、この
図11に示す構成例では、第2の領域292に、菱形の貫通孔29Bを複数形成している。また、この例では、単位面積当たりの貫通孔の形成割合を比べた場合(単位面積当たりに形成されている貫通孔の総面積で形成割合を比べた場合)に、第2の領域292における貫通孔29Bの形成割合の方が、第1の領域291における貫通孔29Aの形成割合よりも小さくなっている。
【0060】
第2の領域292に貫通孔29Bを形成した場合、第2の領域292が無垢である場合(第2の領域292に貫通孔29Bが形成されていない場合)に比べ、グリッドクリーナ20と第2の領域292との接触面積が低下する。
そして、この場合、第2の領域292上をグリッドクリーナ20が移動する際に移動体100に作用する負荷が低減する。
【0061】
なお、
図11にて破線29Cで示すように、第2の領域292には、大きな貫通孔を1つ形成してもよいが、この場合、グリッド電極29が変形しやすくなる。特に本実施形態では、グリッド電極29に張力が付与されており、グリッド電極29は変形しやすい。グリッド電極29が変形すると、帯電性能に影響を与える。
このため、第2の領域292には、1つの大きな貫通孔を形成するのではなく、複数の貫通孔29Bを設けるようにして、第2の領域292の剛性を確保することが好ましくなる。
【0062】
なお、第2の領域292に設けられる複数の貫通孔29Bの各々は、菱形に限らず、長方形、正方形、三角形、円形、楕円形など他の形状としてもよい。
また、第2の領域292には、
図12(グリッド電極29の他の構成例を示した図)に示すように、例えば、グリッド電極29の長手方向に沿う長穴状の貫通孔29Bを複数設けてもよい。なお、この
図12に示す構成例では、複数設けられたこの貫通孔29Bは、グリッド電極29の短手方向に並んでいる。
【0063】
(その他)
上記では、カラーの画像形成装置を一例に説明したが、上記にて説明した各構成は、モノクロの画像形成装置に適用してもよい。さらに、上記では、タンデム型の画像形成装置を一例に説明したが、上記にて説明した各構成は、ロータリ型の画像形成装置に適用してもよい。
さらに、上記では、螺旋状の突出部6aを有するシャフト6を用いて移動体100を移動させたが、他の公知の機構を用いて移動体100を移動させてもよい。
【0064】
また、シールド電極2の内面に接触する清掃部材を設けて、シールド電極2の内面を清掃してもよい。さらに、グリッド電極29の下面に接触する清掃部材を設けて、グリッド電極29の両面を清掃してもよい。