(57)【要約】【課題】  コロナ放電装置には、コロナ放電極を清掃する清掃手段が設けられるが、コロナ放電極が清掃により摩耗してその耐久性が低下するという問題を解決し、高い耐久性を有するコロナ放電装置及びかかるコロナ放電装置を有する画像形成装置を提供する。【解決手段】  比較的高い研磨力を有する第２層部と比較的低い研磨力を有する第１層部を有する清掃部材を用いてコロナ放電極を清掃する。【選択図】        図４
2007010853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロナ放電極、該コロナ放電極を清掃する清掃手段及び該清掃手段を前記コロナ放電極に沿って移動させる駆動手段を有するコロナ放電装置において、
前記清掃手段は、前記コロナ放電極に接触して清掃する清掃部材を有し、該清掃部材は、第１層部及び該第１層部と異なる材質からなる第２層部を有することを特徴とするコロナ放電装置。
【請求項２】
前記清掃部材は前記コロナ放電極に前記第１層部の側から接触して清掃を行うことを特徴とする請求項１に記載のコロナ放電装置。
【請求項３】
前記第１層部の前記コロナ放電極に対する研磨力は前記第２層部の前記コロナ放電極に対する研磨力よりも小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコロナ放電装置。
【請求項４】
前記第１層部は前記第２層部と同一の樹脂を含有し、前記第１層部のガラスフィラー含有率が前記第２層部のガラスフィラー含有率よりも低いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロナ放電装置。
【請求項５】
前記第１層部は前記第２層部と異なる樹脂を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロナ放電装置。
【請求項６】
前記第１層部は前記第２層部よりも低い硬度を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコロナ放電装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のコロナ放電装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の画像形成装置及び該画像形成装置に用いられるコロナ放電装置に関し、特に、コロナ放電装置のコロナ放電極を清掃する清掃技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、帯電、転写、分離等のの各種用途にコロナ放電装置が用いられる。
【０００３】
コロナ放電装置は、コロナ放電極に高い電圧を印加して、コロナ放電を起こす装置であるが、コロナ放電極はトナー等の塵埃が付着したり、放電生成物が付着して、放電が不均一になるという問題がある。例えば、感光体を帯電する帯電手段としてのコロナ放電装置における放電が不均一になると、ハーフトーン画像の濃度が不均一になる白抜けが発生する。
【０００４】
これに対する対策とし清掃手段を作動させてコロナ放電極を清掃している。
【０００５】
コロナ放電極には異物が比較的強固に付着しており、異物を除去し清掃するために、従来から種々の工夫があった。例えば、特許文献１では、２個の清掃手段を用い、第１の清掃手段で異物を掻き削った後に、第２の清掃手段で異物を拭き取っている。
【０００６】
しかるに、異物除去のために、清掃力を強くすると、コロナ放電極が傷付けられて放電むらが生ずるという問題がある。
【０００７】
特許文献２では、コロナ放電極の清掃に先だって、放電させることが行われている。
【特許文献１】特開平９−２４４３５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２６３０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
異物の付着によるコロナ放電装置の性能低下と同様に、清掃力を高めた場合に起こるコロナ放電極の劣化によっても性能が低下するが、従来技術は、このような二つの原因によるコロナ放電装置の耐久性低下に対する対策として、不十分であった。
【０００９】
特許文献１のよった場合、コロナ放電極に強固に付着した異物を除去するため、清掃力を高くすると、コロナ放電極の劣化により耐久性が低下する。
【００１０】
また、特許文献２によった場合、初期の清掃による放電むらは解消できても、長期間の作動と清掃とにより、生ずる劣化を防止することが出来ない。
【００１１】
本発明は、従来技術では、コロナ放電極の清掃と耐久性維持の点で不十分であったことに鑑み、清掃と耐久性の維持をともに満足できて、耐久性が高く、長期間にわたって優れた放電性能が維持されるコロナ放電装置及びかかるコロナ放電装置を有す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】
【００１２】
前記目的は、下記の発明により達成される。
（請求項１）
コロナ放電極、該コロナ放電極を清掃する清掃手段及び該清掃手段を前記コロナ放電極に沿って移動させる駆動手段を有するコロナ放電装置において、
前記清掃手段は、前記コロナ放電極に接触して清掃する清掃部材を有し、該清掃部材は、第１層部及び該第１層部と異なる材質からなる第２層部を有することを特徴とするコロナ放電装置。
（請求項２）
前記清掃部材は前記コロナ放電極に前記第１層部の側から接触して清掃を行うことを特徴とする請求項１に記載のコロナ放電装置。
（請求項３）
前記第１層部の前記コロナ放電極に対する研磨力は前記第２層部の前記コロナ放電極に対する研磨力よりも小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコロナ放電装置。
（請求項４）
前記第１層部は前記第２層部と同一の樹脂を含有し、前記第１層部のガラスフィラー含有率が前記第２層部のガラスフィラー含有率よりも低いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロナ放電装置。
（請求項５）
前記第１層部は前記第２層部と異なる樹脂を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロナ放電装置。
（請求項６）
前記第１層部は前記第２層部よりも低い硬度を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコロナ放電装置。
（請求項７）
請求項１〜６のいずれか１項に記載のコロナ放電装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜６の発明により、コロナ放電極の摩耗による劣化を防止するとともに、付着物を除去する清掃が良好に行われ、寿命の長いコロナ放電装置が実現される。
【００１４】
請求項３〜６の発明により、初期においては研磨力の比較的低い清掃部材で清掃するので、コロナ放電極の劣化が抑制されるとともに、後期においては、比較的高い清掃力で清掃を行うので、強固に付着した異物が除去されるので、コロナ放電装置の寿命が延長される。
【００１５】
請求項７の発明により、コロナ放電極を交換する周期が延長され、或いは、画像形成装置の耐用期間中コロナ放電装置の交換を行う必要がなくなり、サービスコストが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
＜画像形成装置＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００１７】
図示の画像形成装置本体Ａは、ドラム状の感光体１、帯電装置２、露光装置（画像書込手段）３、現像装置４、転写装置５、分離装置６、クリーニング装置８等から成る画像形成部と、定着装置２０と、用紙搬送系と、から構成されている。
【００１８】
用紙搬送系は、給紙カセット１０、第１給紙手段１１、第２給紙手段１２、搬送手段１３、排紙手段１４、及び手差し給紙手段１５から成る第１搬送部と、用紙Ｐを循環再給紙する循環再給紙部とから構成されている。
【００１９】
給紙カセット１０及び第１給紙手段１１は、複数の給紙手段（図示の３段）により形成され、複数種のサイズの用紙Ｐを収容して給紙する。用紙サイズは、オペレータによる設定、又は用紙サイズ検知手段による自動用紙サイズ設定によって入力される。
【００２０】
搬送手段１３を通過して定着装置２０によって定着処理された用紙Ｐは、搬送路切換手段１６により、ストレート排紙パスの搬送路ｒ１、反転排紙パスの搬送路ｒ２、両面循環パスの搬送路ｒ３の何れかに選択されて搬送される。
【００２１】
搬送路ｒ１を通過する用紙Ｐは、画像形成面を上にして（フェースアップ）排出される。搬送路ｒ２を通過する用紙Ｐは、両面循環パスの搬送路ｒ３、ｒ４に進行した後、逆転搬送されて搬送路ｒ２を通過して、画像形成面を下にして（フェースダウン）排出される。
【００２２】
第２搬送部は、画像形成部により画像形成された用紙Ｐを搬送路切換手段１６により排紙手段１４の手前で分岐させ、用紙Ｐを循環再給紙路に沿って搬送し、循環再給紙路途中で反転搬送ローラ１７により用紙Ｐを反転した後に第２給紙手段１２を経て画像形成部に再給紙する。
【００２３】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは給紙手段により搬送され、画像読取装置ＳＣの光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部（図示せず）において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光装置３に画像信号を送る。
【００２４】
露光装置３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部の感光体１に照射され、潜像を形成する。画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。給紙カセット１０、手差し給紙手段１５から給送された用紙Ｐは転写装置５により画像が転写される。画像を担持した用紙Ｐは、定着装置２０により定着され、排紙手段１４から排出される。
【００２５】
或いは搬送路切換手段１６により循環再給紙部に送り込まれた片面画像処理済みの用紙Ｐは反転搬送ローラ１７により反転された後に再び画像形成部において両面画像処理された後、定着装置２０によって定着処理され、排紙手段１４により排出される。
＜コロナ放電装置＞
図２はコロナ放電装置を示す。図２のコロナ放電装置２０は図１における帯電装置２として用いられるが、同様なコロナ放電装置は転写装置５或いは分離装置６としても用いることができる。
【００２６】
コロナ放電装置２０は導電性のシールドケース２１、絶縁性のエンドブロック２２Ａ、２２Ｂ、金メッキされたタングステン線からなるコロナ放電極２３及び清掃手段を有する。
【００２７】
エンドブロック２２Ａはコロナ放電極２３を一方の端で支持する突片２２Ｃを有し、エンドブロック２２Ｂはコロナ放電極２３を他方の端で支持する突片２２Ｄを有する。コロナ放電極２３はバネ２４により突片２２Ｃ、２２Ｄ間に緊張状態で張架される。
【００２８】
清掃手段３０は、清掃部材３１Ａ、３１Ｂ、該清掃部材を支持する支持板３２、該支持板３２を支持する支持腕３３を有し、清掃手段３０はスクリュー３４及び該スクリューを回転駆動するモータ３５により駆動され、案内棒３６で案内されてコロナ放電極２３に沿って往復移動する。スクリュー３４及びモータ３５は清掃手段３０を駆動する駆動手段を構成する。
【００２９】
清掃部材３１Ａ、３１Ｂの支持構造を図３に示す。
【００３０】
清掃部材３１Ａ、３１Ｂは軸３３Ｂにおいて回転可能に支持腕３３に支持された支持板３２に一体に取り付けられる。
【００３１】
図３における右方の清掃部材３１Ａでは、清掃面を形成するその下面がコロナ放電極３１に対向し、清掃部材３１Ｂでは、清掃面を形成するその上面がコロナ放電極３１に対向している。支持板３２には、長孔３２Ａが設けられ、該長孔３２Ａには支持腕３３に設けられたピン３３Ａが嵌入しており、ピン３３Ａは長孔３２Ａ内を移動可能である。長孔３２Ａは図示のように傾斜しており、この長孔３２Ａの傾斜により、ピン３３Ａが長孔３３Ａ内で移動することにより、支持板３２が図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態に軸３３Ｂを中心に回転する
支持板３２はシールドケース２１（図２に示す）に接触しており、支持腕３３により駆動されて往復移動するときに、シールドケース２１との摩擦による移動抵抗を受ける。その結果、図３（ａ）の矢印Ｘ１方向に支持腕３３が移動するときには、支持板３２は支持腕３３に対して、相対的に矢印Ｘ１と反対方向に移動し、ピン３３Ａは長孔３２Ａ内の右端に移動する。ピン３３の長孔３２Ａに対するこのような相対移動によって、支持腕３２は時計方向に回転し、清掃部材３１Ａの下面及び清掃部材３１Ｂの上面がコロナ放電極２３に圧接する。清掃部材３１Ａ及び３１Ｂがコロナ放電極２３に圧接した状態で矢印Ｘ１方向に移動することにより、コロナ放電極２３が清掃される。
【００３２】
モータ３５の１方向の回転によりこのようなコロナ放電極の清掃が行われ、モータ３５の反対方向の回転により、支持腕３３、支持板３２及び清掃部材３１Ａ、３１Ｂが図３（ｂ）の矢印Ｘ１と反対方向Ｘ２に移動する。この反対方向Ｘ２の移動においては、支持板３２が支持腕３３に対して相対的に矢印１Ｘ方向に移動するために、ピンＳＳＡは長孔３２Ａ内を移動して図３（ｂ）に示すように、長孔３２Ａの左端に移動する。その結果、支持板３２は反時計方向に回転して、清掃部材３１Ａ、３１Ｂはコロナ放電極２３から離れる。
【００３３】
モータ３５の正転・逆転を１回乃至数回行うことにより、コロナ放電極２３が清掃される。
【００３４】
なお放電を行う作動時には、清掃部材３１Ａ、３１Ｂは図３（ｂ）の状態にあり、コロナ放電極２３から離れている。
【００３５】
このようなコロナ放電極２３の清掃を画像形成装置の電源投入時や所定枚数の画像形成毎に実施することにより、コロナ放電極２３が清掃され、付着したトナー等の塵埃や放電生成物が除去される。
＜清掃部材＞
本発明において使用される清掃部材について次に説明する。
【００３６】
本発明において使用される清掃部材は第１層部及び第２層部を有し、コロナ放電極を清掃する際に、第１層部の側からコロナ放電極に接触して清掃を行う。従って、清掃の初期において第１層部がコロナ放電極に接触して清掃し、清掃の後期においては、第１層部が摩耗して第２層部が露出し、第２層部がコロナ放電極に接触して清掃する。ここに、初期、後期とはコロナ放電極の寿命を尺度としたものである。
【００３７】
前記第１層部と前記第２層部とは異なる材質からなり、特に、コロナ放電極に対する研磨力において、第２層部が第１層部よりも高いことが好ましく、例えば、第２層部が第１層部よりも高いロックウェル硬度を有することが好ましい。なお、第１層部と第２層部とは２層以上の層からなり、明瞭に層分けされていてもよいし、連続的に材質が変化してもよい。
【００３８】
また、第１層部と第２層部とが異なる材質を有するとは、例えば、上層がポリエステル樹脂、第２層部がＡＢＳ樹脂のように異なる種類の樹脂からなる層構成の他に、例えば、第１層部がガラスフィラーを含有しないＡＢＳ樹脂からなり、第２層部がガラスフィラーを含有するＡＢＳ樹脂のように、同一種類の樹脂を含有し、ガラスフィラー等の研磨性材料の含有率を第１層部と第２層部とで異にする層構成を意味する。
【００３９】
清掃部材のコロナ放電極に対する研磨力に関する実験例を説明する。
【００４０】
コロナ放電極として、φ６０μｍの金メッキタングステンワイヤを使用し、清掃部材Ａとして、ガラスフィラーを含有しない高耐衝撃用のＡＢＳ樹脂からなるものを使用し、清掃部材Ｂとして、高耐衝撃用のＡＢＳ樹脂に２０％のガラスフィラーを含有させたものを使用した。
【００４１】
バックプレート及びグリッドの電位を９００Ｖ、放電電流を−９００μＡとして、次の方法で試験を行った。
【００４２】
コロナ放電極から１１ｍｍの位置にアルミ板を設置し、４時間放電後に１回清掃するサイクルを繰り返し実施し、コロナ放電極の表面を観察し、金メッキの色が変化する点が出現した時点で試験を終了した。
【００４３】
その結果、清掃部材Ａでは４０回目が終了時点となり、清掃部材Ｂでは１０回目が終了時点となった。
【００４４】
この実験結果は、清掃部材Ａの研磨力が清掃部材Ｂの研磨力よりも低いことを示している。
【００４５】
図４は本発明において使用される清掃部材の１例を示す。清掃部材３１は第１層部３１１及び第２層部３１２からなる。
【００４６】
清掃部材３１はコロナ放電極２３に矢印のように、第１層部３１１の側から接触して清掃を行う。清掃の初期においては、第１層部３１１がコロナ放電極２３に接触し、第１層部３１１が清掃を行う。清掃の後期においては、清掃部材３１がコロナ放電極２３との摩擦で摩耗した結果、第２層部３１２がコロナ放電極２３に接触し、清掃を行う。
【００４７】
このような清掃メカニズムにより、清掃の初期においては、研磨力が比較的低い第１層部３１１による清掃で、コロナ放電極２３の摩耗が抑制され、清掃の後期においては、研磨力が比較的高い第２層部３１２による清掃で、比較的強力に清掃が行われる。
【００４８】
このような清掃により、コロナ放電極２３の付着物の除去と劣化の抑制とがともに満たされ、コロナ放電極の寿命が長くなる。
【００４９】
第１層部及び第２層部を構成する材料には、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等の高硬度の樹脂及びこれらの樹脂にガラスフィラー等の研磨性材料を含有させたものが用いられる。
【００５０】
具体例としては、次のものが挙げられる。
（１）第１層部をガラスフィラーを含有しないＡＢＳ樹脂で構成し、第２層部をガラスフィラーを２０〜４０％含有するＡＢＳ樹脂で構成した２層構成の清掃部材
（２）第１層部をガラスフィラーを含有しないポリエステル樹脂で構成し、第２層部をガラスフィラーを１８％含有するポリエステル樹脂で構成した２層構成の清掃部材
（３）第１層部をガラスフィラーを含有しないポリカーボネート樹脂で構成し、第２層部をガラスフィラーを１０〜４０％含有するポリカ−ボネート樹脂で構成した２層構成の清掃部材
（４）第１層部をカラスフィラーを含有しないポリアセタール樹脂で構成し、第２層部をガラスフィラー２０％を含有するポリアセタール樹脂で構成した２層構成の清掃部材
（５）第１層部を・・・の発泡弾性体で構成し、第２層部をガラスフィラーを含有する発泡弾性体で構成した２層構成の清掃部材
（６）第１層部をガラスフィラーを含有しないポリカーボネート樹脂で構成し、第２層部をガラスフィラーを含有するＡＢＳ樹脂で構成した２層構成の清掃部材
（７）第１層部から第２層部へのと、ガラスフイラー含有率が連続的に高くなる清掃部材
表１に本発明の実施の形態におけるコロナ放電極の寿命に関する実験例を示す。表１は、コロナ放電装置の放電むらが発生するまでのコピー枚数を示す。
【００５１】
【表１】
2007010853.tif 000003
【００５２】
表１に示すように、ガラスフィラーを含有しない高耐衝撃用ＡＢＳ樹脂を清掃部材とした例よりも、より高い研磨力を有するガラスフィラー含有高耐衝撃用ＡＢＳ樹脂を用いた例ではコロナ放電極の耐久性が高く、上層にガラスフィラーを含有しない高耐衝撃用ＡＢＳ樹脂を用い、下層にガラスフィラー含有高耐衝撃用ＡＢＳ樹脂を用いた２層構成の清掃部材を用いた例では更にコロナ放電極の耐久性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るころな放電装置を示す図である。
【図３】清掃部材の支持構造を示す図である。
【図４】清掃部材の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
２０  コロナ放電装置
２１  コロナ放電極
３０  清掃手段
３１Ａ、３１Ｂ  清掃部材
３４  スクリュー
３５  モータ
【図１】
2007010853.tif 000004
【図２】
2007010853.tif 000005
【図３】
2007010853.tif 000006
【図４】
2007010853.tif 000007