(57)【要約】【課題】ブラシ帯電器の姿勢切替を担う移動手段の簡素化を実現して、ブラシ帯電器の移動機能を備えた画像形成装置の製造コストの低減化を図る。【解決手段】移動手段Ｍをブラシ帯電器１１に装着された永久磁石４６と、該永久磁石４６の移動軌跡に臨んで、該永久磁石４６に磁気吸引力および磁気反発力を与える電磁石４７とで構成する。これにより、従来の遊星歯車タイプやソレノイドタイプの移動手段に比べて、移動手段の構造を大幅に簡素化して、その構成部品点数と組み付けの手間を減らすことができるので、ブラシ帯電器１１の移動機能を備えた画像形成装置の製造コストを削減できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、該感光体ドラムを帯電させるブラシ帯電器とを備え、
前記ブラシ帯電器が、該感光体ドラムの外周面と接触する接触位置と、該感光体ドラムの外周面と非接触となる非接触位置との間で、姿勢切替可能に構成されている画像形成装置において、
前記ブラシ帯電器の姿勢切替を担う移動手段が、該ブラシ帯電器に装着された永久磁石と、該永久磁石の移動軌跡に臨んで、該永久磁石に磁気吸引力および磁気反発力を与える電磁石とで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラシ帯電器が前記非接触位置から前記接触位置に至ったとき、該ブラシ帯電器に設けられた従動ギヤに、前記感光体ドラムに設けられた伝達ギヤからの回転駆動力が伝達されるように構成されている請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光体ドラムと前記ブラシ帯電器とは、対向配置された二つの垂直壁を含むハウジング内に収容保持されており、
これら垂直壁のそれぞれには長孔状のガイド孔が対向状に設けられており、これらガイド孔に、前記ブラシ帯電器のブラシ軸の長手方向の両端部が、軸受具を介して案内支持されており、
前記軸受具は、前記ガイド孔に沿ってスライド移動自在に、しかし回動不能に組み付けられていて、該軸受具に前記永久磁石が装着されており、
前記ブラシ軸が、前記軸受具に対して遊転自在に支持されている請求項２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、感光体ドラムを帯電させるブラシ帯電器が、感光体ドラムの外周面と接触する接触位置と、感光体ドラムの外周面と非接触となる非接触位置との間で、姿勢切替可能に構成されている画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のブラシ帯電器の移動機能を備える画像形成装置に関して、本願出願人は、特開２０００−２９２８０号公報（特許文献１）、特開２０００−６６４８１号公報（特許文献２）をもって提案した。前者では、ブラシ帯電器の姿勢切替を担う移動手段として遊星歯車機構を採用している。後者では、移動手段としてソレノイド機構を採用している。
【０００３】
このように、ブラシ帯電器を接触位置から非接触位置に姿勢切替できるように構成し、印字動作終了後は、ブラシ帯電器を感光体ドラムから離間させるようにしてあると、印字待機中の長時間にわたって、ブラシ毛先が感光体ドラムに強く押し付けられることにより、ブラシ毛先が折れ曲がった変形姿勢に癖付けられて、いわゆる待機癖が付くことを確実に防ぐことができる。これにより、感光体ドラムに対する圧接力が不均一となることに起因する感光体ドラムの帯電ムラの発生を防ぐことができるので、画像形成装置の印字画質の向上に貢献できる。
【特許文献１】特開２０００−２９２８０号公報
【特許文献２】特開２０００−６６４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の問題は、移動手段として遊星歯車機構を採用しているために、太陽歯車、遊星歯車などの多数個の歯車を適正に組み付ける作業に多くの手間を有し、画像形成装置の製造コストが嵩むことにある。特許文献２に係る構成では、移動手段として高価な電磁ソレノイドを採用しているために、画像形成装置の全体コストが増加することが避けられない。
【０００５】
本発明は以上のような問題を解決するためになされたものであり、ブラシ帯電器の移動機能を備えた画像形成装置において、ブラシ帯電器の姿勢切替を担う移動手段の簡素化を図り、その分だけ製造コストの低減化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る請求項１は、感光体ドラムと、該感光体ドラムを帯電させるブラシ帯電器とを備え、前記ブラシ帯電器が、該感光体ドラムの外周面と接触する接触位置と、該感光体ドラムの外周面と非接触となる非接触位置との間で、姿勢切替可能に構成されている画像形成装置において、前記ブラシ帯電器の姿勢切替を担う移動手段が、該ブラシ帯電器に装着された永久磁石と、該永久磁石の移動軌跡に臨んで、該永久磁石に磁気吸引力および磁気反発力を与える電磁石とで構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る請求項２においては、前記ブラシ帯電器が前記非接触位置から前記接触位置に至ったとき、該ブラシ帯電器に設けられた従動ギヤに、前記感光体ドラムに設けられた伝達ギヤからの回転駆動力が伝達されるように構成されている。
【０００８】
本発明に係る請求項３においては、前記感光体と前記ブラシ帯電器とは、対向配置された二つの垂直壁を含むハウジング内に収容保持されており、これら垂直壁のそれぞれには長孔状のガイド孔が対向状に設けられており、これらガイド孔に、ブラシ帯電器のブラシ軸の長手方向の両端部が、軸受具を介して案内支持されている。そして、前記軸受具は、前記ガイド孔に沿ってスライド移動自在に、しかし回動不能に組み付けられていて、該軸受具に前記永久磁石が装着されており、前記ブラシ軸が、前記軸受具に対して遊転自在に支持された構成にすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る本発明によれば、移動手段を永久磁石と電磁石とで構成したので、従来の遊星歯車タイプやソレノイドタイプの移動手段に比べて、移動手段の構造を大幅に簡素化して、その構成部品点数と組み付けの手間を減らすことができる。これにより、ブラシ帯電器の移動機能を備えた画像形成装置の製造コストの低減化を図ることができる。
【００１０】
請求項２記載の本発明のように、ブラシ帯電器が非接触位置から接触位置に至ると、ブラシ帯電器の従動ギヤに、感光体ドラムに設けられた伝達ギヤからの回転駆動力が伝達されて、ブラシ帯電器が回転されるようにしてあると、ブラシ帯電器を回転動作させるための特別の機構が不要となるため、ブラシ帯電器の構造の簡素化を図ることができる。このこともブラシ帯電器の移動機能を備えた画像形成装置の製造コストの低減化に貢献できる。
【００１１】
請求項３記載の本発明のように、軸受具を垂直壁に設けられたガイド孔に対してスライド移動自在に、しかし回動不能に構成するとともに、ブラシ軸を軸受具に遊転自在に支持してあると、ブラシ帯電器が回転駆動されたり、ガイド孔に沿ってスライド移動されたりした場合でも、軸受具に装着された永久磁石が電磁石の対向位置から位置ズレすることがない。これにて、電磁石に対する通電制御により、永久磁石に対して常に適正に磁気吸引力や磁気反発力を与えることができるので、ブラシ帯電器を接触位置と非接触位置との間で確実に移動させることが可能となり、信頼性に優れた移動手段を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る画像形成装置をコピー機に適用した第１実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、コピー機の構成を模式的に示す概略構成図、図２は、コピー機を構成する画像形成ユニットの側断面図である。図１において、このコピー機は、電子写真プロセスにより画像形成を行う装置であり、ケーシング１内に、露光、現像および転写プロセスを担う画像形成ユニット２と、トナーの定着プロセスを担う定着装置３などを備える。これら画像形成ユニット２および定着装置３は、用紙Ｐが収容される給紙装置５から排紙トレイ６に至って、ケーシング１内に形成された用紙搬送経路Ｒに沿って設けられる。
【００１３】
図１および図２において、画像形成ユニット２は、ドラムカートリッジ７と、このドラムカートリッジ７に着脱可能な現像カートリッジ９とで構成される。ドラムカートリッジ７は、印字画像が静電潜像として形成される感光体ドラム１０、感光体ドラム１０を帯電させるブラシ帯電器１１、感光体ドラム１０上に光照射して静電潜像を形成させる露光装置１２、用紙Ｐに静電潜像に対応するトナー像を転写する転写ローラ１３、および転写後のトナーを回収するイレーサーブラシ１５などを備え、これらをプラスチック製のハウジング１６内に組み付けてなる。ブラシ帯電器１１は、図６（Ｂ）に示すように感光体ドラム１０の外周面と接触する後方寄りの接触位置と、図６（Ａ）に示すように感光体ドラム１０の外周面と非接触となる前方寄りの非接触位置との間で、姿勢切替可能に構成されている。なお、本実施形態においては、ドラムカートリッジ７周辺部における用紙搬送経路Ｒの下流側を前側、上流側を後側とする。
【００１４】
現像カートリッジ９は、感光体ドラム１０に向かってトナーを送る現像ローラ１７、現像ローラ１７に供給されるトナーが収容されるトナー容器１９、現像ローラ１７に供給するトナーを摩擦帯電する供給ローラ２０などを備える。トナー容器１９内には、トナー攪拌用のアジテータ２１が組み付けられている。
感光体ドラム１０と転写ローラ１３とは、用紙搬送経路Ｒを挟んで対向して配置されており、これら１０・１３の間を用紙Ｐが通過する際に、供給ローラ２０と現像ローラ１７を介してトナー容器１９から感光体ドラム１０に送られたトナーが用紙Ｐに転写される。
【００１５】
画像形成ユニット２の下流側には、定着装置３が配置されている。この定着装置３は、熱定着手段としての加熱ローラ２２と、加圧手段としての加圧ローラ２３とを含み、両ローラ２２・２３は、用紙搬送経路Ｒを挟んで対向して配置される。画像形成ユニット２により用紙Ｐ上に転写されたトナーは、両ローラ２２・２３の間を通過する際に加熱および加圧を受けて、用紙Ｐ上に定着される。
【００１６】
定着装置３の下流側には、上下一対の排出ローラ２５・２５が、用紙搬送経路Ｒを挟んで対向して配置されており、両排出ローラ２５・２５にニップされて搬送された用紙Ｐが、排出トレイ６上に排出される。
【００１７】
図２に示すように、ブラシ帯電器１１や感光体ドラム１０は、ドラムカートリッジ７を構成する四角箱状のハウジング１６内に組み付けられている。図３に、ドラムカートリッジ７の平断面図を示す。同図に示すように、ハウジング１６は、対向配置された左右の垂直壁２６・２６を有し、これら垂直壁２６・２６の間に、感光体ドラム１０とブラシ帯電器１１とが平行に水平姿勢で組み付けられている。
【００１８】
感光体ドラム１０は、左右水平方向に伸びる水平軸３０と、水平軸３０の中央部に装着された中空円筒状のドラム本体３１と、ドラム本体３１の左右両端の開口部を封止するリング状のカバー部材３２とを有する。水平軸３０の左右両端部は、垂直壁２６・２６に両持ち状に支持されている。符号３３は垂直壁２６・２６の対向位置に装着された軸受具を示しており、水平軸３０は、該軸受具３３・３３を介して垂直壁２６・２６に対して遊転自在に支持されている。尚、符号３４は、水平軸３０とドラム本体３１との間に介在されたアース端子を示す。
【００１９】
ブラシ帯電器１１は、左右水平方向に伸びるブラシ軸３５と、ブラシ軸３５の中央部に装着されたブラシ体３６とを有する。ブラシ体３６は、導電性材質からなる円柱状のホルダー３７の周面に、一群のブラシ毛３９を植設固定して構成されている。ブラシ帯電器１１を接触位置と非接触位置との間で変位可能に構成するために、ハウジング１６にブラシ帯電器１１のスライド機構を設ける。図３乃至図６においてスライド機構は、垂直壁２６・２６のそれぞれに対向状に設けられた長孔状のガイド孔４０・４０と、これらガイド孔４０・４０内にスライド移動自在に、しかし回動不能に装着されて、ブラシ軸３５の左右両端部を遊転自在に保持する軸受具４１・４１とからなる。これらガイド孔４０・４０は、前後の水平方向に長く形成されている。
【００２０】
軸受具４１・４１は、ガイド孔４０・４０に挿通される中空楕円柱状の軸受部４２と、軸受部４２の左右の内側面から外方向に張り出し形成された抜け止め用の鍔部４３とを一体に形成してなるプラスチック成形品を主体とし、その内部にベアリング４５を組み付けてなるものであり、図３に示すように、垂直壁２６・２６の内面側からガイド孔４０・４０内に差込み装着される。かかる装着状態において、図５に示すように、前後方向に長い軸受部４２の上下面がガイド孔４０の上下内面に係合することで、軸受具４１はガイド孔４０に対して回動不能とされている。先に述べたように、軸受部４２の内部には、ブラシ軸３５用のベアリング４５が埋設状に固定されており、該ベアリング４５を介してブラシ軸３５の両端部は、軸受具４１に対して遊転自在に支持された構成となる。
【００２１】
ハウジング１６の左右の両外側面には、接触位置（図６（Ｂ）参照）と非接触位置（図６（Ａ）参照）との間でブラシ帯電器１１の姿勢切替を担う移動手段Ｍが設けられている。図３に示すように、かかる移動手段Ｍは、左右の各軸受具４１に装着された永久磁石４６・４６と、各永久磁石４６の移動軌跡に臨んで、該永久磁石４６に磁気吸引力および磁気反発力を与える左右一対の電磁石４７とで構成される。これら永久磁石４６は、各軸受具４１の感光体ドラム１０に向かい合う位置に、より詳しくは、垂直壁２６から外方向に突出する軸受部４２の後端部寄りに、Ｎ極を後方（感光体ドラム１０の方）に向けた半埋設姿勢で固定されている（図５参照）。
【００２２】
図３において、符号Ｓは、コピー機の内部に形成されて、画像形成ユニット２が脱着自在に組み付けられる内部空隙を示す。符号５０は、かかる内部空隙Ｓを仕切る左右の区画壁を示しており、電磁石４７はガイド孔４０に対峙する区画壁５０に埋設固定されている。つまり、画像形成ユニット２を内部空隙Ｓに装着した装着状態において、各ガイド孔４０に向かい合う各区画壁５０に、各電磁石４７は組み付けられている。
【００２３】
ドラムカートリッジ７の内部には、ブラシ帯電器１１に回転駆動力を与えるブラシ伝動系Ｄが構成されている。図３および図４に示すごとく、かかるブラシ伝動系Ｄは、感光体ドラム１０の水平軸３０のドラム本体に隣接する位置に固定された伝達ギヤ５１と、この伝達ギヤ５１に噛み合い連動する小径の反転ギヤ５２と、反転ギヤ５２に対応してブラシ軸３５に固定された従動ギヤ５３とからなる。反転ギヤ５２は、垂直壁２６・２６の間に両持ち状に支持されたギヤ軸５４に装着されている。そして、図６（Ｂ）に示すように、ブラシ帯電器１１が接触状態に至ったとき、従動ギヤ５３が反転ギヤ５２に噛み合い連動して、伝達ギヤ５１からの回転駆動力がブラシ帯電器１１に伝達される仕様である。
【００２４】
次に、以上のような構成からなる移動手段Ｍによるブラシ帯電器１１の姿勢切替動作について、図６を参照して説明する。図６（Ａ）は、印字動作がオフの待機状態を示しており、この状態では感光体ドラム１０は停止状態であり、ブラシ帯電器１１の電位もオフとなっている。また、移動手段Ｍの電磁石４７には、永久磁石４６に対峙する側（ここでは前方側）が、該永久磁石４６と同極（Ｎ極）となるように電流が流されている。これにより、電磁石４７と永久磁石４６との間には磁気反発力が作用するため、軸受具４１はガイド孔４０に沿って感光体ドラム１０から離れる前方向にスライド移動し、ブラシ帯電器１１はそのブラシ毛３９の毛先が感光体ドラム１０の外周面と非接触となる非接触位置にある。
【００２５】
かかる待機状態（非接触位置）からコピー機のコピー開始ボタンがオン操作されて、印字動作がオンとなると、感光体ドラム１０が図６における時計方向に回転し始め、ブラシ帯電器１１の電位もオンとなる。加えて、図６（Ｂ）に示すように、永久磁石４６に対峙する電磁石４７の前方側がＳ極となるように、電磁石４７に電流が流される。これにより、電磁石４７と永久磁石４６との間には磁気吸引力が作用するために、軸受具４１はガイド孔４０に沿って、感光体ドラム１０に近付く後方向にスライド移動し、ブラシ帯電器１１は、そのブラシ毛３９の毛先が感光体ドラム１０の外周面に接触する接触位置に至る。かかる接触位置においては、図４に示すごとく、従動ギヤ５３が反転ギヤ５２に噛み合い連動して、伝達ギヤ５１からの回転駆動力がブラシ帯電器１１に伝達されるので、ブラシ帯電器１１と感光体ドラム１０とは正逆の反対方向に回転し、感光体ドラム１０を効率的に帯電させることができる。
【００２６】
印字動作がオンからオフになると、ブラシ帯電器１１の電位がオフになると共に、再び電磁石４７に、永久磁石４６に対して磁気反発力が作用する方向の電流が流され、これにて、ブラシ帯電器１１は図６（Ａ）に示すような非接触状態に復帰する。かくして、印字動作がオンのときにだけ、ブラシ帯電器１１を感光体ドラム１０に接触状態として、印字待機中はブラシ帯電器１１が感光体ドラム１０から離れる非接触状態とすることができるので、印字待機中の長時間にわたって、ブラシ毛３９の先端部が感光体ドラム１０に強く押し付けられることにより、ブラシ毛３９に待機癖が付くことを確実に防ぐことができる。
【００２７】
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、ブラシ帯電器１１の姿勢切替を担う移動手段Ｍを、永久磁石４６と電磁石４７とで構成したので、従来の遊星歯車タイプやソレノイドタイプの移動手段に比べて、移動手段Ｍの構造を簡素化して、その構成部品点数と組み付けの手間を大幅に削減することができる。これにより、ブラシ帯電器１１の移動機能を付加することに伴う製造コストの上昇を効果的に抑えて、当該機能を有する画像形成装置を低コストに提供できる。
【００２８】
図４に示すように、ブラシ帯電器１１が接触位置に至ったとき、ブラシ帯電器１１の従動ギヤ５３に、感光体ドラム１０に設けられた伝達ギヤ５１からの回転駆動力が伝達されて、ブラシ帯電器１１が回転されるようにしてあると、当該ブラシ帯電器１１を回転動作させるための特別の機構が不要となり、ブラシ帯電器１１の構造を簡素化することができる。このことも画像形成装置の製造コストの低減化に貢献できる。とくに、従動ギヤ５３と伝動ギヤ５１との間に反転ギヤ５２を介在させてあると、簡単な構成で以って、感光体ドラム１０とブラシ帯電器１１とを両者の接触部において逆方向に移動させることができるので、感光体ドラム１０に対するブラシ帯電器１１の摩擦接触力を良好に確保しながら、該ブラシ帯電器１１による帯電特性の向上を図ることができる。
【００２９】
図３に示すごとく、軸受具４１を垂直壁２６・２６に設けられたガイド孔４０・４０に対してスライド移動自在に、しかし回動不能に構成するとともに、ブラシ軸３５を軸受具４１に遊転自在に支持してあると、ブラシ帯電器１１が回転駆動されたり、ガイド孔４０に沿ってスライド移動されたりした場合でも、軸受具４１に装着された永久磁石４６が、電磁石４７の対向位置から位置ズレすることがない。これにて、電磁石４７に対する通電制御により、永久磁石４６に対して常に適正に磁気吸引力や磁気反発力を与えることができるので、ブラシ帯電器１１を接触位置と非接触位置との間で確実に移動させることができる。このことは、移動手段Ｍの信頼性向上に資する。
【００３０】
上記実施形態においては、印字動作がオフの待機状態においても電磁石４７に通電を行っていたが、本発明はこれに限られず、待機状態においては電磁石４７に対する通電を停止するようにしてもよい。この場合においても感光体ドラム１０にブラシ帯電器１１が押し付けられることはないので、ブラシ毛３９に待機癖が付くことを防ぐことができる。
【００３１】
上記実施形態においてはガイド孔４０は前後の水平方向に設けられていたが、本発明はこれに限られず、例えば前下がりの傾斜状に設けることができる。このようにガイド孔４０を前下がりの傾斜状とした場合には、電磁石４７に一切の電流を流さない非作動状態においても、ブラシ帯電器１１を感光体ドラム１０から離間させることができる。したがって、画像形成装置の輸送・販売時において長期にわたってブラシ毛３９が感光体ドラム１０に押し付けられることにより、ブラシ毛３９に待機癖が付くことを効果的に阻止できる。
【００３２】
これとは逆に、ガイド孔４０を後下がりの傾斜状に設けてもよい。この場合には、印字動作がオンとなったときに、電磁石４７の磁気吸着力に加えて、ブラシ帯電器１１の自重により、従動ギヤ５３を反転ギヤ５２に強く押し付けることができるので、両ギヤ５３・５２の噛み合い連動を確実なものとして、伝動系Ｄの信頼性向上に貢献できる。尤もこの場合には、輸送・販売時においてブラシ毛３９の先端部と感光体ドラム１０との間が長期にわたって接触状態となることを防ぐことを目的として、例えば、ブラシ帯電器１１と感光体ドラム１０との間にクッションパッドを介在させるなどの何らかの措置を講じる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を模式的に示す概略構成図。
【図２】画像形成装置を構成する画像形成ユニットの側断面図。
【図３】ドラムカートリッジの平断面図。
【図４】ブラシ帯電器に回転駆動力を与えるブラシ伝動系Ｄを説明するための構成図。
【図５】ブラシ帯電器の姿勢切替を担う移動手段Ｍの構成を説明するための構成図。
【図６】移動手段Ｍによるブラシ帯電器の姿勢切替を説明するための図であり、（Ａ）はブラシ帯電器が感光体ドラムと非接触となる非接触状態を、（Ｂ）はブラシ帯電器が感光体ドラムと接触する接触状態を示している。
【符号の説明】
【００３４】
１０  感光体ドラム
１１  ブラシ帯電器
１６  ハウジング
２６  垂直壁
３５  ブラシ軸
４０  ガイド孔
４１  軸受具
４６  永久磁石
４７  電磁石
５１  伝達ギヤ
５３  従動ギヤ
Ｍ  移動手段
【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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