(57)【要約】    【課題】  コロナ放電器のクリーニング装置を構成する部材の破損を未然に防ぐとともに、確実な再起動を可能とする。    【解決手段】  帯電チャージャ２のクリーニング装置２５は、直径５ｍｍの送りネジ２７に硬質プラスチック製のホルダ２６を嵌合させて両矢印方向に移動可能に設けている。また、ホルダ２６の移動範囲の両端に硬質プラスチック製のストッパ部材２３，２４を配置している。ホルダ２６がストッパ部材２３又は２４に衝突すると、送りネジ２７が撓んで衝突時のショックを吸収する。これにより、部品の破損及びネジの噛み込みによる再起動不能を防止する。    【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロナ放電器の放電ワイヤに摺接する清掃部材と、該清掃部材を保持するホルダと、該ホルダのネジ部に螺合され駆動手段によって回転される送りネジと、前記ホルダの移動範囲の両端を規定するためのストッパ部材とを有するコロナ放電器の清掃装置において、
前記ホルダが前記ストッパ部材に当接することによって前記送りネジが撓むように構成されていることを特徴とするコロナ放電器の清掃装置。
【請求項２】
前記送りネジと前記駆動手段の間にカップリングを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のコロナ放電器の清掃装置。
【請求項３】
清掃動作の終了時に前記ホルダが前記ストッパ部材へ当接した後、前記送りネジの撓みを解消可能な所定量だけ、前記ホルダの戻し動作を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載のコロナ放電器の清掃装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の清掃装置を備えることを特徴とするコロナ放電器。
【請求項５】
請求項４に記載のコロナ放電器を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記コロナ放電器が帯電装置であることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電を行なうコロナ放電器の放電ワイヤの清掃を行なう、コロナ放電器の清掃装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平６−１０２７４１号公報
【特許文献２】特開平８−１５９６４号公報
【０００３】
複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置において、帯電手段あるいは転写手段等としてコロナ放電を行うコロナ放電器（チャージャ）を用いるものがある。一般的なチャージャは、箱型ケーシング内の長手方向に放電用のワイヤが張られ、この放電ワイヤに高電圧が印加されてコロナ放電を行なうようになっている。
【０００４】
ところが、機内に浮遊したトナーやゴミなどによって、チャージャ自身の集塵効果も手伝い、時間が経つとともに放電ワイヤ（コロナワイヤ）に汚れが発生する。チャージャが帯電手段の場合には、ワイヤの汚れは像担持体（感光体）への均一帯電の妨げとなり、画像にも悪影響を及ぼす。
【０００５】
その回避策としては、チャージャにクリーニング機構を備え、放電ワイヤを清掃するものが知られている。例えば、特許文献１には、クリーニング部材を帯電ワイヤの全長に亘って移動させる駆動手段を設けた帯電ワイヤクリーニング装置が開示されている。このクリーニング装置では、クリーニング部材の移動端にセンサを配置し、該センサの検知信号に基づいてクリーニング部材を反転あるいは停止させるように構成している。このようなクリーニング装置をチャージャに設けることで、長期に及び安定した放電を行なうことが可能になっている。
【０００６】
さて、このような放電ワイヤのクリーニング機構であるが、例えば特許文献２に記載されているような、放電ワイヤの張設方向に配置した送りネジを回転させ、クリーニング手段をワイヤ張設方向に往復運動させることで、ワイヤの清掃を行なう方式が一般的である。
【０００７】
ここで、往復運動するクリーニング手段のホームポジションを放電器の手前側端部として、往路（クリーニング手段の手前側端部から奥側端部への移動工程）においてはモータの駆動軸を正転させ、復路（クリーニング手段の奥側端部から手前側端部への移動工程）においてはモータの駆動軸を逆転させるように設定されており、クリーニング手段がホームポジションから移動を始めて放電器の奥側端部に到達し、モータの駆動軸の回転が正転から逆転に切り換わる場合と、その後、クリーニング手段がホームポジションに戻りモータが停止する場合とについて考察する。
【０００８】
それぞれの場合、クリーニング手段が奥側端部あるいはホームポジションに到達したと判断して、モータの駆動軸の回転を正転から逆転に切り換えあるいは停止させる制御を行なう必要がある。このとき、クリーニング手段が奥側端部あるいはホームポジションに到達したことを検知する手段としては、特許文献１に記載されたようにセンサを放電器手前側端部及び奥側端部に設けることが挙げられる。しかしながら、センサを放電器手前側端部及び奥側端部に設けて、クリーニング手段が奥側端部あるいはホームポジションに到達したことを検知させようとした場合、構造が複雑になり、設計の自由度や信頼性が低下し、さらにはコストが上がるという問題点があった。
【０００９】
そこで、従来、クリーニング手段の位置検知用のセンサを設けず、クリーニング手段が移動方向端部に到達してモータがロックした（駆動軸の回転が拘束された）ときのロック電流（過負荷電流）により、クリーニング手段が移動方向端部に到達したことを検知する方法が知られている。この方法においては、モータロック時の電流はモータ定格負荷時の電流よりも大きくなることを利用している。
【００１０】
ところが、この方法によれば、クリーニング手段が移動方向端部で、例えば放電器ケーシング側板等に衝突することによる急停止を繰り返すことになるため、モータやギヤへの負荷が大きく、経時破損に到ることがあるという問題点があった。また、クリーニング手段の移動方向端部側板への衝突の際に生じるエネルギーがギヤや送りネジ部に応力として保存され、ネジが噛み込んだまま停止するので、再起動に必要なトルクが大きくなり、再起動不能となる場合があるという問題点があった。
【００１１】
そこで、クリーニング手段の移動方向端部での急停止を柔らげるために、送りネジの端部にゴム製のスペーサを設け、衝突の際のショックを吸収させるようにしたものが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、この構成においては、ゴム製のスペーサの近傍でコロナ放電をしており、コロナ放電により高濃度のオゾンが発生するので、オゾンによるゴム弾性の低下が経時において心配されるなど信頼性に問題点があった。
【００１３】
また、実験によれば、ホームポジション又はリタ−ンポジション直前でのクリーニング手段の移動スピードが大きいほど衝突のショックが大きく、停止後の再起動に必要なトルクが大きくなる。一方、往復移動のスピードが低いとクリーニングに時間がかかる。一般にクリーニング動作は電源投入時のウォームアップ時に行なっているので、クリーニング手段の移動スピードを低くするとウォームアップ時間が長くなるという問題がある。
【００１４】
本発明は、従来のコロナ放電器のクリーニング装置における上述の問題を解決し、クリーニング手段の移動方向端部での方向転換あるいは停止時における衝撃を低減させ、クリーニング装置を構成する部材の破損を未然に防ぐとともに、確実な再起動を行なうことのできるコロナ放電器のクリーニング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の課題は、本発明により、コロナ放電器の放電ワイヤに摺接する清掃部材と、該清掃部材を保持するホルダと、該ホルダのネジ部に螺合され駆動手段によって回転される送りネジと、前記ホルダの移動範囲の両端を規定するためのストッパ部材とを有するコロナ放電器の清掃装置において、前記ホルダが前記ストッパ部材に当接することによって前記送りネジが撓むように構成されていることにより解決される。
【００１６】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記送りネジと前記駆動手段の間にカップリングを設けることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、清掃動作の終了時に前記ホルダが前記ストッパ部材へ当接した後、前記送りネジの撓みを解消可能な所定量だけ、前記ホルダの戻し動作を行うことを提案する。
【００１７】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜３のいずれか１項に記載の清掃装置を備えるコロナ放電器により解決される。
また、前記の課題は、本発明により、請求項４に記載のコロナ放電器を供える画像形成装置により解決される。
【００１８】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記コロナ放電器が帯電装置であることを提案する。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明のコロナ放電器の清掃装置、コロナ放電器及び画像形成装置によれば、清掃部材を保持するホルダがストッパ部材に当接することによって送りネジが撓むように構成されているので、ホルダのストッパ部材への衝突時のショックを吸収して部品の破損を防ぐことができる。また、ホルダと送りネジとの噛み込み、あるいは駆動部におけるギヤの噛み込みなどを防止することができるので、確実な再起動が可能となる。さらに、部品点数が増加しないので、部品コスト及び組み立てコストを増加させることが無い。
【００２０】
請求項２の構成により、送りネジと前記駆動手段の間にカップリングを設けたので、送りネジの撓みにより駆動系でズレが生じた状態でも、駆動力の伝達が可能である。また、撓みによる応力を吸収できるので、部品の破損やギヤ噛み込みによる再起動不能などを防ぐことができる。
【００２１】
請求項３の構成により、清掃動作の終了時にホルダがストッパ部材へ当接した後、送りネジの撓みを解消可能な所定量だけホルダの戻し動作を行うので、クリーニング動作終了後に送りネジの撓みが無くなり、送りネジの変形やカップリングの部品破損を防止することができる。
【００２２】
請求項６の構成により、帯電装置の故障を防ぎ、経時において帯電性能を維持して良好な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る清掃装置を備えるコロナ放電器を帯電チャージャとして用いた画像形成装置の一例における、作像部付近の概略構成を示す断面図である。また、図２は、その作像部の感光体ドラムと帯電チャージャを示す斜視図である。
【００２４】
これらの図において、像担持体としての感光体ドラム１の周囲には、帯電手段としての帯電チャージャ２、光書き込み手段３、現像装置４、転写チャージャ５、分離チャージャ６、分離爪７、クリーニング装置８、除電ランプ９等が配置されている。このような構成の作像部を有する本例の画像形成装置は電子写真方式を用いたもので、その基本的構成と動作は従来周知なものと同様であるので、以下、本発明に関わる帯電チャージャ２を中心に説明する。
【００２５】
図２に示すように、帯電チャージャ２は、感光体ドラム１に沿ってその軸方向に延設されている。本例の帯電チャージャ２のユニット自体の長さは約１ｍである。この帯電チャージャ２の感光体１との対向面にはグリッドワイヤ（放電ワイヤ）２１（図１参照）が張設されている。
【００２６】
図３に拡大して示すように、帯電チャージャ２はクリーニング装置２５を備えている。クリーニング装置２５は、前述のグリッドワイヤ２１に当接される図示しないクリーニング部材と、そのクリーニング部材を保持するホルダ２６及び送りネジ２７等により構成されている。
【００２７】
ホルダ２６は、帯電チャージャ２のケーシング２２に対してケーシング長手方向にスライド移動可能に支持されている。また、ホルダ２６の頂部にはネジ受け部２６ａが形成されており、このネジ受け部２６ａが送りネジ２７に嵌め込まれている。ネジ受け部２６ａの内側には送りネジ２７に対応するネジ山が設けられている。送りネジ２７は、ケーシング２２に軸受を介して回転可能に支持されており、その一方側の端部には後述するカップリングのメス側部材２８が装着されている。そして、後述する駆動モータによって送りネジ２７が回転（正転、逆転）することによって、ホルダ２６が図の両矢印方向に移動する。
【００２８】
図４は、クリーニング装置２５の駆動ユニットを示す正面図である。
この図に示すように、モータ３１の駆動軸３２には円筒ウォーム３３が装着され、この円筒ウォーム３３にウォームホイール３４が噛みあわされてウォームギヤを構成している。ウォームホイール３４が装着されている軸３５はブラケット３６に回転可能に支持されている。この軸３５の一端にはカップリングのオス型部材２９が固設されている。オス型部材２９は、前述のメス型部材２８に嵌合されてカップリング３０を形成する。図５にメス型部材２８及びオス型部材２９の正面図を示す。オス型部材２９には「−」（マイナス）状の凸部２９ａが形成されており、メス型部材２８には凸部２９ａが嵌合される「＋」（プラス）状の凹部２８ａが形成されている。凸部２９ａと凹部２８ａの間には適度な遊びが形成されている。
【００２９】
本例では、モータ３１もブラケット３６に装着支持されており、モータ３１，円筒ウォーム３３，ウォームホイール３４，軸３５及びオス型部材２９が一つのユニット（駆動ユニット）を形成している。この駆動ユニットは、図示しない画像形成装置の本体フレームにネジにて固定されている。
【００３０】
モータ３１の回転は円筒ウォーム３３及びウォームホイール３４からなるウォームギヤにより軸３５に伝えられ、カップリング３０を介してクリーニング装置の送りネジ２７に伝達される。モータ３１は正逆回転可能なものであり、ここでは図４において駆動軸３２の右回り（時計回り）を正回転、左回り（反時計回り）を逆回転とする。また、モータ３１を正回転させたときにクリーニング装置のホルダ２６が図３において左から右方向に移動し、モータ３１を逆回転させたときにホルダ２６が図３において右から左方向に移動するものとする。そして、このホルダ２６の図３において左から右方向への移動をフォワード方向、右から左方向方向への移動をリバース方向と称する。
【００３１】
ところで、図３に示すように、クリーニング装置２５の送りネジ２７の両端部付近に位置して、硬質プラスチック製のストッパ部材２３，２４が嵌合配置されている。帯電チャージャ２のケーシング２２に固定されたストッパ部材２３，２４によって、クリーニング装置のホルダ２６の移動範囲が規定される。すなわち、フォワード方向に移動するホルダ２６は図の右側にあるストッパ部材２４に当接し、リバース方向に移動するホルダ２６は図の左側にあるストッパ部材２３に当接することで、その移動範囲が規定される。そして、ホルダ２６がストッパ部材２３または２４に突き当たって停止するときのモータ３１のロック電流（過負荷電流）を図示しない検知回路で検出し、モータ３１の駆動状態（正転、逆転、停止）を制御するトリガーとしている。
【００３２】
さて、本例の帯電チャージャ２では、ストッパ部材２３，２４を硬質プラスチック製としている。また、クリーニング装置のホルダ２６も硬質プラスチック製である。さらに、クリーニング装置の送りネジ２７は直径５ｍｍのものを用いている。本例の帯電チャージャ２はユニット全長が約１ｍであり、送りネジ２７の長さはユニット全長よりやや短い程度で、１ｍ近い長さがある。直径５ｍｍで１ｍ近い長さの送りネジ２７は適度な剛性を備えており、多少撓むことが可能である。
【００３３】
そして、前述したようにストッパ部材２３，２４及びホルダ２６が硬質プラスチック製であり、ホルダ２６がその移動範囲の端部でストッパ部材２３または２４に衝突することによって送りネジ２７が図６（ｂ）に示すように撓む。なお、図６（ａ）は撓みの無い送りネジ２７を示すものである。このように、送りネジ２７が撓むことによって、硬質プラスチック同士の（ストッパ部材２３，２４とホルダ２６の）衝突の力を逃がしている。これにより、ストッパ部材２３，２４及びホルダ２６等の部品の破損や、ホルダ２６（のネジ受け部２６ａ）と送りネジ２７との噛み込み、あるいは円筒ウォーム３３とウォームホイール３４等の駆動部のギヤの噛み込み、などの発生を完全に防ぐことが可能である。
【００３４】
従来のチャージャのクリーニング装置における、クッション部材を設けることでホルダとストッパとの衝突の際のショックを吸収する構成に対し、本実施の形態では、クッション部材を設けることなく同様の効果を得ることができ、かつ、部品構成を簡略化して部品コスト及び組み立てコストを低減させる効果も有している。
【００３５】
なお、本例においては、ホルダ２６のストッパ部材２３，２４への衝突によって送りネジ２７を撓ませることが可能なように、送りネジ２７の直径を５ｍｍとした。本例の場合、送りネジ２７がこれより細いと撓み過ぎとなり、周辺のユニットへの接触などが発生する可能性がある。すると、帯電チャージャ２の周囲に大きな空間を必要とするレイアウトになってしまい、スペースの余裕度を下げることになってしまう。逆に、太すぎると、衝突時に送りネジ２７が撓まずに、衝突時のショックを吸収できなくなってしまう。
【００３６】
また、前述したように、本例においては、送りネジ２７と駆動ユニットの間にカップリング３０を配した構成になっている。前述したように駆動ユニットは本体フレームに固定されているためそれ自体の自由度は少ない。しかし、本例では、カップリング３０を設けたことにより、送りネジ２７が撓んだ場合でも、カップリングのメス型部材２８が移動することができ、送りネジ２７が撓んだ状態でもオス型部材２９からメス型部材２８へ駆動力が伝達され、送りネジ２７を回転させることが可能である。すなわち、送りネジ２７の撓みにより、駆動力伝達軸においてネジ側と駆動ユニット側でズレが生じた状態でも、駆動力の伝達が可能となっている。
【００３７】
また、カップリング３０により、送りネジ２７の撓みによる応力を吸収できるので、ブラケット３６の変形や、円筒ウォーム３３とウォームホイール３４の噛み込みの発生を防止することができる。よって、部品の破損と、再起動不能などの症状を防止することができる。
【００３８】
ところで、帯電手段としてのコロナ放電器におけるクリーニング装置では、クリーニング領域の外にクリーニング部材のホームポジションを持つのが通例である。これは、クリーニング領域が感光体ドラムに画像形成する上でのチャージ領域であることからも明白である。ほとんどの場合、クリーニング部材移動範囲のどちらかの端部に寄せてホームポジションを設けるのが一般的である。
【００３９】
本例の帯電チャージャ２でも同様であり、クリーニング部材を保持するホルダ２６のホームポジションは、駆動ユニット側のストッパ部材２３に当接した位置をホームポジションとしている。ところが、このホームポジション位置は、ホルダ２６がストッパ部材２３に衝突する位置であり、この位置にホームポジションを設定することは、本例においては部品に力の掛かった状態、すなわち送りネジ２７が撓んだ状態である。長時間送りネジ２７が撓んだ状態を保つと、送りネジ２７が変形したり、あるいはカップリング３０の部品を破損したりする可能性がある。
【００４０】
そこで、送りネジ２７の撓みによる力を逃がした状態でクリーニング装置を停止させておくと好適である。その制御について図７のタイミングチャートを参照して説明する。
【００４１】
クリーニングスタートにより、ホルダ２６はフォワード方向への移動（往路）を始める。ホルダ２６が奥側の（ホームポジションと反対側の）ストッパ部材２４に衝突するとモータ３１の過負荷電流によるロック信号が検知される。このロック信号をトリガにしてモータ３１は逆転され、ホルダ２６はリバース方向への移動（復路）を始める。そして、ホルダ２６がホームポジション側のストッパ部材２３に衝突するとロック信号が検知される。このロック信号により、本例では、モータ３１が僅かに正転され、ホルダ２６が少しだけ戻される（フォワード方向へ移動される）。この戻し動作により、クリーニング動作終了後に送りネジ２７の撓みが無くなり、送りネジ２７の変形やカップリング３０の部品破損を防止することができる。戻し動作におけるモータ３１の駆動時間は、送りネジ２７の撓みを除去できる時間に設定すればよい。
【００４２】
上述したように、クリーニング装置２５を備える本例の帯電チャージャ２においては、クリーニング部材を保持するホルダ２６がその移動範囲の端部でストッパ部材２３，２４に衝突した時に、送りネジ２７が撓むことによって、衝突時のショックを吸収して部品の破損を防ぐとともに、ギヤ等の噛み込みを防ぐことによってクリーニング装置の再起動ができなくなることも防止できる。また、部品点数が増加しないので、部品コスト及び組み立てコストを抑制することもできる。本発明によるクリーニング装置は、Ａ２以上の大サイズ用紙に対応するコロナ放電器に適用した場合にも、部品の破損や再起動を効果的に防いで安定したクリーニングを維持することができる。
【００４３】
さらには、送りネジ２７と駆動ユニットの間にカップリング３０を配した構成により、駆動力伝達軸においてネジ側と駆動ユニット側でズレが生じた状態でも、駆動力の伝達が可能である。また、送りネジ２７の撓みによる応力を吸収できるので、部品の破損やギヤ噛み込みによる再起動不能などを防ぐことができる。
【００４４】
また、ホルダ２６がホームポジションに戻った際に所定の戻し動作を行なうことにより、クリーニング動作終了後に送りネジ２７の撓みが無くなり、送りネジ２７の変形やカップリング３０の部品破損を防止することができる。
【００４５】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明のクリーニング装置は帯電手段以外のコロナ放電器にも適用可能である。また、コロナ放電器（チャージャ）の構成も任意である。クリーニング装置におけるホルダの移動範囲（クリーニング領域）も適宜設定できるし、駆動ユニットの構成や送りネジに駆動力を伝達するためのカップリングの構成も適宜なものを使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る清掃装置を備えるコロナ放電器を帯電チャージャとして用いた画像形成装置の一例における、作像部付近の概略構成を示す断面図である。
【図２】その作像部の感光体ドラムと帯電チャージャを示す斜視図である。
【図３】その帯電チャージャを拡大して示す斜視図である。
【図４】クリーニング装置の駆動ユニットを示す正面図である。
【図５】カップリングのオス型部材とメス型部材の正面図である。
【図６】クリーニング装置の送りネジの撓みを説明するための模式図である。
【図７】クリーニング動作終了時におけるホルダの戻し動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１              感光体ドラム
２              帯電チャージャ（コロナ放電器）
２１            放電ワイヤ
２２            ケーシング
２５            クリーニング装置
２６            ホルダ
２６ａ          ネジ受け部
２７            送りネジ
２８            メス側部材
２９            オス型部材
３０            カップリング
３１            モータ
３３            円筒ウォーム
３４            ウォームホイール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005258018.tif 000009