(57)【要約】【課題】清掃装置でスコロトロン放電装置の汚れを除去し、安定した画像が確保できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体と、像担持体に対し帯電または除電処理を行うスコロトロン放電装置と、当該スコロトロン放電装置におけるグリッド電極にブラシを接触させてグリッド電極を清掃する清掃装置とを有する画像形成装置であって、前記清掃装置は、前記ブラシを保持するブラシ保持部材と対向し、前記ブラシの先端部を規制する規制部材とを有し、前記ブラシの長さをＡとし、前記ブラシ保持部材と前記規制部材との最短距離をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係式を満たすことを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2007219066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、当該像担持体に対し帯電または除電処理を行うスコロトロン放電装置と、当該スコロトロン放電装置におけるグリッド電極にブラシを接触させてグリッド電極を清掃する清掃装置とを有する画像形成装置であって、前記清掃装置は、前記ブラシを保持するブラシ保持部材と対向し、前記ブラシの先端部を規制する規制部材とを有し、前記ブラシの長さをＡとし、前記ブラシ保持部材と前記規制部材との最短距離をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記スコロトロン放電装置は、前記グリッド電極および前記清掃装置を共に有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記清掃装置は前記グリッド電極の長手方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記スコロトロン放電装置は、前記像担持体上のトナー像に対して除電処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記スコロトロン放電装置は、前記像担持体の表面に対して帯電処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項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、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、スコロトロン放電装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スコロトロン放電装置を用いた画像形成装置は、グリッド電極の表裏面の両方の汚れによって電位制御性が低下する。すなわち、トナー量の少ない（薄い）低トナー付着部（低電位部）ではトナー量に対して過剰な電荷が放射され除電過剰になることからハーフトーン画像の荒れが発生し易くなる。これを回避するためにグリッド電極を清掃する対策がとられている。
【０００３】
すでに、グリッド電極の清掃方法として、グリッド電極の裏面（被放射体に対向する側）を清掃する機能を有するスコロトロン放電装置で清掃時にグリッド電極の張力を緩め、被放射体から遠ざかる方向にグリッド電極を押しつつ清掃部材を圧接、走行させて清掃する方法（例えば、特許文献１参照）や、グリッド電極を感光体側から抑えるグリッド電極抑え部材を設けることにより、簡単な構成でグリッド電極と感光体との距離を保つ方法（例えば、特許文献２参照）や、グリッド電極を像担持体（感光体）に当接した状態で清掃部材を押し当て清掃し、グリッド電極の汚れを感光体に付着させて感光体のクリーニング時に除去する方法（例えば、特許文献３参照）等が提案されている。
【特許文献１】特開平８−６２９５０号公報
【特許文献２】特開平１０−１６１３８９号公報
【特許文献３】特開２０００−２６７４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献に記載されたグリッド清掃機構では、電荷の放射対象物側の汚れを除去する処置のみに傾倒し、完全な清掃がなされない欠点がある。
【０００５】
すなわち、前記特許文献１の方法は、機構構成が複雑であり、またグリッド電極両面を清掃するためには別に反対側用の清掃部材を新たに設置する必要がある。
【０００６】
グリッド電極の位置規制に関し、特許文献２の方法は帯電時グリッドの位置決め用の規制部材であるが、グリッド電極清掃用ブラシについては規制する効果はないため、グリッド電極の裏面の清掃効果は期待できない。また、特許文献３の方法は感光体にグリッド電極を押し付けた状態で表面の清掃を行うもので、裏面の汚れ除去効果は期待できない。
【０００７】
本発明は、スコロトロン放電装置のグリッド電極の表裏両面を清掃でき、安定した画像が確保できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の構成によって達成することができる。
【０００９】
像担持体と、当該像担持体に対し帯電または除電処理を行うスコロトロン放電装置と、当該スコロトロン放電装置におけるグリッド電極にブラシを接触させてグリッド電極を清掃する清掃装置とを有する画像形成装置であって、前記清掃装置は、前記ブラシを保持するブラシ保持部材と対向し、前記ブラシの先端部を規制する規制部材とを有し、前記ブラシの長さをＡとし、前記ブラシ保持部材と前記規制部材との最短距離をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
ブラシ先端部がグリッド電極裏面（被放射体に対向する側）まで回り込むのでグリッド電極の表裏両面の清掃効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係わるグリッド電極を清掃する清掃装置を具備したスコロトロン放電装置を有する画像形成装置について説明する。
【００１２】
なお、本実施の形態における清掃装置は、中間転写体に適応されるスコロトロン放電装置（除電）に適応しての説明するが、感光体のスコロトロン放電装置（帯電）へも適用することが可能である。
【００１３】
図１は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【００１４】
図１において、１０は感光体、１１はスコロトロン放電装置である帯電器である、１２は画像書き込み手段である書込装置、１３は現像手段である現像装置、１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置、１５はクリーニングブレード、１６は現像スリーブ、２０は中間転写体である中間転写ベルトを示す。画像形成手段１は感光体１０、帯電器１１、現像装置１３、およびクリーニング装置１４等からなっており、各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同じであるので、図１ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。
【００１５】
各色毎の画像形成手段１の配置は中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
【００１６】
中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１、アースローラ２２、テンションローラ２３、除電ローラ２７、従動ローラ２４に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、１次転写ローラ２５、クリーニング装置２８等でベルトユニット３を構成する。
【００１７】
中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。
【００１８】
一般に、転写率向上のため感光体１０と中間転写ベルト２０に速度差（感光体＞中間転写ベルト）を設けた場合、１次転写と２次転写の間にあるローラでベルトを駆動するのが、ベルトのたわみが発生しにくく、ベルトの速度変動を低減させるのに有利である。
【００１９】
感光体１０は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図１の矢印で示す反時計方向に回転する。
【００２０】
読み取り装置８０からの画像データに対応する電気信号は画像形成レーザで光信号に変換され、書き込み装置１２によって感光体１０上に投光される。
【００２１】
現像装置１３は、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と最接近位置において逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。
【００２２】
中間転写ベルト２０は、体積抵抗率１０6〜１０12Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。
【００２３】
１次転写ローラ２５には、トナー（本実施の形態では負極性）と反対極性（本実施の形態では正極性）の直流電圧が印加され、感光体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写させる機能を有する。
【００２４】
２６はアースローラ２２から当接および当接解除可能な２次転写ローラで、トナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を転写材Ｐに再転写する。
【００２５】
２８はクリーニング装置で、中間転写ベルト２０を挟んで従動ローラ２４に対向して設けられている。トナー像を転写材Ｐに転写後、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加された除電ローラ２７によって中間転写ベルト２０上の残留トナーの電荷が弱められ、クリーニングブレード２９によって残留トナーが掻き落とされる。
【００２６】
３０は、本発明に係わるスコロトロン放電装置（帯電／除電）である２次転写前除電器で、最終の現像装置（Ｋ）と２次転写ローラ２６との間に設けられている。当該スコロトロン放電装置を使用することにより、被放電面の高電位部を除電し、低電位部をそのまま残し被放電面を一様な電位に均すことができる。なお、２次転写前除電器３０についての詳細については後述する。
【００２７】
３１は、２次転写前除電器３０に対向する位置にあり、中間転写ベルト２０の内面に軽接触する導電性ブラシである。
【００２８】
７０は紙送り出しローラ、７１はタイミングローラ、７２は紙カセット、７３は搬送ローラである。８１は排紙ローラで、定着された転写材を排紙皿８２へ排紙する。
【００２９】
４は定着装置で、ハロゲンランプ４６によって熱せられる加熱ローラ４１と不図示の加圧機構によって加圧される加圧ローラ４２とで構成され、ニップＴでトナー像を担持した転写材を挟持、加圧して定着する。
【００３０】
Ｂ１は、各駆動部、画像形成プロセス、定着温度等を制御する制御手段であるコントロール部である。
【００３１】
以下、図１に基づいて画像形成プロセスを説明する。
【００３２】
画像記録のスタートと同時に不図示の感光体駆動モータの始動により色信号Ｙの感光体１０は矢印で示す反時計方向に回転され、同時に帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。
【００３３】
感光体１０は電位を付与されたあと、書込装置１２によってＹの画像データに対応する画像の書込みが開始され、感光体１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。
【００３４】
前記静電潜像はＹの現像器１３により非接触の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じＹのトナー像が感光体１０上に形成される。
【００３５】
当該感光体１０上に形成されたＹのトナー像は、Ｙの転写ローラ２５の作用により、中間転写ベルト２０上に１次転写される。
【００３６】
その後、前記感光体１０はクリーニングのブレード１５によって残留トナーが清掃され、次の画像形成サイクルにはいる（以下、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニングプロセスにても同様故、説明を省略する）。
【００３７】
次いで、書込装置１２によってＭ（マゼンタ）の色信号すなわちＭの画像データに対応する画像書き込みが行われ、感光体１０の表面に原稿画像のＭの画像に対応する静電潜像が形成される。当該静電潜像は、Ｍの現像器１３により感光体１０上にＭのトナー像となり、Ｍの転写ローラ２５において、中間転写ベルト２０上の前記Ｙのトナー像と同期が取られ、前記Ｙのトナー像の上に重ね合わされ１次転写される。
【００３８】
同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｃ（シアン）のトナー像が、Ｃの転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ１次転写される。次に、すでに形成されているＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｋのトナー像が、Ｋの転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ１次転写され、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの重ね合わせトナー像が形成される。その後、２次転写前除電器３０で当該Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの重ね合わせトナー像は除電される。
【００３９】
少なくとも２色以上の重ね合わせトナー像が担持されている中間転写ベルト２０は矢印のように時計方向に送られ、転写材Ｐが紙カセット７２より、紙送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７３を経て、タイミングローラ７１へ搬送され一時停止し、その後、前記タイミングローラ７１の駆動によって、中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像と同期がとられて、トナーと反対極性の直流電圧が印加されている転写ローラ２６（中間転写ベルト２０に当接状態にある）の転写領域Ｓに給送され、中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像が転写材Ｐに２次転写される。
【００４０】
その後、中間転写ベルト２０は走行し、除電ローラ２７によって残留トナーの電荷が弱められ、クリーニング装置２８でベルト上の残存トナーが清掃され、次の画像形成サイクルに入る。
【００４１】
掻き落とされたトナーは、クリーニング装置２８内に溜められ、搬送スクリュー２８７の回転によって軸方向（図において紙表面から紙裏面方向）に搬送し、不図示の廃棄管を介して貯留箱に溜められる。
【００４２】
前記重ね合わせトナー像が転写された転写材Ｐは、更に定着装置４０へと送られ、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２に挟持、加圧され定着される。トナー像が定着された転写材Ｐは、排紙ローラ８１によって排紙皿８２へ搬送される。
【００４３】
以下、本発明について図２を基に説明する。
【００４４】
図２は、本発明に係わる清掃装置を保持するスコロトロン放電装置を示す図である。
【００４５】
図２（ａ）は、前記スコロトロン放電装置（除電）の裏面（被放射体に対向する側）から視た図で、図２（ｂ）はスコロトロン放電装置に付設した清掃装置のＶＶ断面を拡大した図である。
【００４６】
図２（ａ）において、２次転写前除電器３０は、シールド電極３０１、電極ワイヤ３０２、ワイヤ止めブロック（前）３０３、ワイヤ止めブロック（後）３０４、グリッド電極３０５、清掃装置５等から構成されている。
【００４７】
前記グリッド電極３０５は、図３に示すように、薄い金属板の面に多数の孔Ｈが網目状に形成され負電圧が印加されている。
【００４８】
図３は、グリッド電極の平面を示す図である。
【００４９】
前記シールド電極３０１の素材は、コの字形のＳＵＳ（ステンレス）材で形成され、その長手方向両端部にＰＣ（ポリカーボネート）のワイヤ止めブロック（前）３０３、ワイヤ止めブロック（後）３０４が付設されている。また、両ワイヤ止めブロックにはタングステン素線の電極ワイヤ３０２が張架され、ワイヤブロック３０４側の不図示の電極プラグに電極ワイヤ３０２の一方の端部が着接し、高圧電源と接続される。
【００５０】
前記グリッド電極３０５は、前記シールド電極３０１の開口部長手方向に亘って両端が不図示の支持部材で固定され張設されている。
【００５１】
図２（ｂ）において、前記清掃装置５は、電極ワイヤ３０２に当接するブラシ５４と、グリッド電極３０５に当接するブラシ５３を植設したブラシ保持部材であるブロック５１と、電極ワイヤ３０２の清掃用ブラシ５７を植設するブラシ板を保持するスライド部材５２と、前記グリッド電極３０５を挟んで前記ブラシ保持部材と対向し、前記ブラシ５３の先端を規制する規制部材５５等から構成されている。
【００５２】
前記スライド部材５２は前記シールド電極３０１の凹部に落とし込まれ、当該スライド部材５２にシールド電極３０１の底部からガイド溝３０６を通してガイドピン５６が取り付けられ、グリッド電極３０５に沿って長手方向に摺動し、移動可能となっている。前記ブロック５１は前記電極ワイヤ３０２に被さる状態で衝合し前記スライド部材５２と一体化されている。さらに、ブロック５１のブラシ５３側にはコの字形の規制部材５５がブラシ５３およびグリッド電極３０５を覆うように取り付けられている。ここで、前記ブラシ５３の毛の長さをＡとし、前記ブロック５１と前記規制部材との最短距離をＢとすると、、Ａ＞Ｂの関係式を満たし、ブラシ５３の先端部はグリッド電極３０５の孔Ｈを透して規制部材５５の底面部Ｗに突き当たり屈曲してグリッド電極３０５の裏面に当接する。なお、清掃装置５は画像形成中は放電画像領域外（位置Ｑ、図２（ａ）参照）に位置している。
【００５３】
２次転写前除電器３０は、メンテナンス時または必要に応じて装置外に取り出され、現像剤等の汚れを取り除く必要がある。その際、サービスオペレータはガイドピン５６を介して位置Ｑから長手方向にブロック５１と一体のスライド部材５２を往復移動させることで、前記規制部材５５で屈曲したブラシ５３はグリッド電極３０５の表裏面を擦ることになり、汚れが除去されることになる。
【００５４】
前述したが、グリッド電極が汚れ電位制御性が低下すると低トナー付着部（低電位部）で除電過剰になることからハーフトーン画像の荒れが発生する。このことは事前の実験により、グリッド電極の汚れ面積率とハーフトーン画像の荒れ発生に相関があることがわかった。
【００５５】
本発明の効果を確認するための実験について述べる。
【００５６】
・確認実験１、２の条件
中間転写ベルト：    ＰＩ（ポリイミド）製（体積抵抗１０9Ω、表                                      面抵抗１０11Ω）
２次転写前除電器：    放電ワイヤ（０〜５ｋＶ）、グリッド及びシー
ルド電極（０〜−３００Ｖ）
電極ワイヤ：    タングステン素線（６０μｍ）
２次転写前除電器の対向電極：    導電性アクリルブラシ（原糸抵抗値１０2Ω、                                        線径３ｄ、密度２００ｋＦ／ｉｎｃｈ2）
グリッド電極と中間転写ベルト
間距離：    １ｍｍ（確認実験１）、１．５ｍｍ（確認実験                                      ２）
グリッド電極清掃装置：    ナイロンブラシ（線径６ｄ、毛長３ｍｍ、密                                        度７５ｋＦ／ｉｎｃｈ2）
規制部材：    厚さｔ＝０．５ｍｍのＳＵＳ材（確認実験１                                        ）、厚さｔ＝１ｍｍのガラス繊維入りＡＢＳ樹                                      脂材（確認実験２）
ブラシ根本と規制部材間距離：    ２ｍｍ
・確認方法
２次転写前除電極が汚れた状態のグリッド電極の表裏両面と、清掃装置を長手方向に往復（１回）移動させ清掃を行い、清掃後のグリッド電極の表裏両面をレーザ顕微鏡で観察し、グリッド電極をトナーが覆っている面積率を測定した。
【００５７】
・比較実験
上記の確認実験の条件から規制部材を取り除き状態で同様な確認を行った。
【００５８】
・実験結果
確認・比較実験は表１に示す結果となった。
【００５９】
【表１】
2007219066.tif 000003
【００６０】
表１において、比較実験の規制部材が無い場合、電極外側のトナー付着率が７５％に対し、規制部材を適用することによってトナー付着率が１０％に改良された。
【００６１】
ハーフトーン画像に関して、○は、均一でムラのない画像となり、ハーフトーン部のトナー層電位は除電の影響を受けていないことを示し、×は、均一性に欠け、ガサツキのある画像となり、ハーフトーン部のトナー層が除電され、画像へ悪影響を与えていることを示している。
【００６２】
上記実験の結果から、本発明に係わる清掃装置の効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係わる清掃装置を保持するスコロトロン放電装置を示す図である。
【図３】グリッド電極の平面を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  感光体
１１  帯電器
２０  中間転写ベルト
３０  ２次転写前除電器
３０１  シールド電極
３０２  電極ワイヤ
３０５  グリッド電極
５  清掃装置
５１  ブロック
５３  ブラシ
５５  規制部材
５６  ガイドピン
【図１】
2007219066.tif 000004
【図２】
2007219066.tif 000005
【図３】
2007219066.tif 000006