(57)【要約】【課題】機械品質が安定する構成で、必要最小限の部品追加によって確実に帯電器の寿命を向上させ得る画像形成装置を提供する。【解決手段】ケーシング１１内に画像形成装置本体８から電気的に独立した複数の接続経路を持たせるために、２つの端子１２ａ、１２ｂを電気的に独立にして設け、それぞれに３本ずつのコロナワイヤ１０を設置する。画像形成装置本体８側には、２つの端子９ａ、９ｂを設け、スイッチ機構１３を介して供給電源７につなげる。端子１２ａ、１２ｂで形成する２つの接続経路と供給電源７の間を、スイッチ機構１３により接・断し、端子１２ａ、１２ｂの一方が供給電源７に接続しているときは、端子１２ａ、１２ｂの他方は供給電源７から遮断されているようにする。コロナワイヤ１０が放電動作を休止している間は汚れが進行しないので帯電器の寿命を大幅に伸ばし得る。【選択図】図３
2013041049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面をコロナ放電により均一に帯電させる帯電器を有する画像形成装置において、
前記帯電器のケーシング内に、複数のコロナワイヤと、該複数のコロナワイヤそれぞれに電気的に独立で接続する複数の端子を具備し、
画像形成装置本体内に、前記帯電器内の複数の端子にそれぞれ電気的に独立で接続する複数の端子を具備し、
前記画像形成装置本体内に、前記画像形成装置本体内の前記複数の端子への高圧供給電源の接続・遮断を行うスイッチ機構を具備し、
該スイッチ機構が定期的に動作することで前記複数のコロナワイヤの各々への高圧印加・休止を切り替える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置本体内に、前記複数のコロナワイヤのオートクリーニング機構を具備し、
該オートクリーニング機構と前記スイッチ機構を連動させ、前記オートクリーニング機構のオートクリーニング動作に連動して前記複数のコロナワイヤの各々への高圧印加・休止を切り替える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記オートクリーニング機構と連動し、前記スイッチ機構を動作させるプッシュスイッチを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記プッシュスイッチが、プッシュロック機構により、一度押されたら、押された状態を保持し、次に押されたときに元に戻るものである
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、コロナ帯電装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コロナ帯電装置（以下、帯電ＣＨと記載する）を帯電器として用いた電子写真方式の画像形成装置では、コロナワイヤの汚れによる帯電ＣＨの劣化が問題となっている。コロナワイヤは高圧で放電させるため、空気中の物質がイオン化されてワイヤに付着してしま、付着した物質によりコロナワイヤ表面の抵抗が著しく上昇し、正常な放電ができなくなり、ハーフトーンムラ等の異常画像が生じてしまうのである。またコロナワイヤに付着した物質は強固にこびりつく。そのため、研磨材等でコロナワイヤを擦ってクリーニングしようとしても、通常は付着物質が取れることがなく、この付着物質に起因していずれは異常画像が発生することになり、そのような時点あるいは時期がコロナワイヤとしての寿命となる。すなわち、帯電ＣＨの寿命は上述のようなコロナワイヤの汚れによって決まるといってよい。
【０００３】
一方、近年のプリンタや複写機等の画像形成装置では、飛躍的な高寿命化を要求されている。帯電ＣＨは、画像形成装置を構成する種々の機器、装置のうちでも寿命が比較的短く、交換頻度が多い。そのことにより、サービスマンの交換作業の工賃がかさみ、ひいては記録媒体１枚に印刷するのに要する費用（以下CPP（COST  PER  PRINT）と記載する）が上昇してしまう。換言すると、帯電ＣＨの交換頻度を下げることが印刷費用を低減させるために重要な課題であるということになる。
【０００４】
この問題を解消するため、従来、印刷量の累積に伴ってコロナワイヤを少しずつ巻き取り、きれいなワイヤに入れ替えるという技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また例えば特許文献２には、コロナ放電ワイヤに電圧を印加する定電流電源の印加電圧を検出する電圧変動幅検知手段と、電圧変動幅検知手段により検出された帯電時の電圧変動幅が予め定められた基準電圧変動幅を越えた場合に清掃部材を動作させる装置にすることで、ワイヤや清掃部材の寿命を損なうことなく、画像の濃度ムラや転写不良の発生を防止した画像形成装置が提案されている
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、コロナワイヤを安定して巻き取るための駆動に係る構成と、放電対象物である感光体とのギャップを精度良く保つこと、コロナワイヤに常に一定のテンションを保つことが要求される。感光体とのギャップ維持と、一定のテンションの保持は感光体への一定の帯電量付与を行う上で必須事項となる。コロナワイヤを安定して巻き取るための駆動に係る構成に工夫を凝らしても、例えば感光体とのギャップを常に０．１ｍｍオーダーの精度を維持しながら巻き取ることは非常に難しい。
【０００７】
また特許文献２の技術では、コロナワイヤを放電する時間は従来の機器と同一のため、コロナワイヤが汚れるスピードはほぼ同等であり、そのために著しく寿命の向上を望むことはできない。
【０００８】
本発明は上述の事情にかんがみてなしたものであって、ワイヤ巻き取り不良等、故障の懸念が少なく、機械品質が安定する構成で、かつ必要最小限の部品追加で、確実に帯電ＣＨの寿命を向上させ得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】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、像担持体表面をコロナ放電により均一に帯電させる帯電器を有する画像形成装置において、前記帯電器のケーシング内に、複数のコロナワイヤと、該複数のコロナワイヤそれぞれに電気的に独立で接続する複数の端子を具備し、画像形成装置本体内に、前記帯電器内の複数の端子にそれぞれ電気的に独立で接続する複数の端子を具備し、前記画像形成装置本体内に、前記画像形成装置本体内の前記複数の端子への高圧供給電源の接続・遮断を行うスイッチ機構を具備し、該スイッチ機構が定期的に動作することで前記複数のコロナワイヤの各々への高圧印加・休止を切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高価な帯電器内に比較的安価なスイッチ機構を追加することで、コロナワイヤの交換頻度を減らせ、画像形成装置が製品としての寿命を迎えるまでに必要な維持費用を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の概念的断面図
【図２】帯電ＣＨの構成を示す概念図
【図３】本発明の一実施形態に係る帯電ＣＨを示す概念図
【図４】本発明の他の実施形態に係る帯電ＣＨを示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態は、シールドケース（以下ケーシング）内に複数対のコロナワイヤを設け、これらコロナワイヤには各々電気的に独立した端子を設け、また画像形成装置本体内にも前記端子に接続する複数の端子を設け、画像形成装置本体内にあるスイッチ機構によりそれぞれの端子の電源供給・遮断を行う。あるコロナワイヤに電源を供給して放電動作を行わせている際、スイッチ機構により別のコロナワイヤへの電源供給を停止させ、放電動作を行わせないようにする。コロナワイヤの使用時間や使用枚数がある値を超えたときには、スイッチ機構により電流供給・遮断が切り替わる。このような構成とすることにより、一つの帯電ＣＨで２倍の寿命を確保することができる。したがって帯電ＣＨの交換頻度が半分になることで交換工賃が半分となり、印刷一枚辺りの費用（CPP）を低減させることができる。
【００１３】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態の構成、動作を図面を参照して説明する。
図１に本発明の一実施形態として、感光体及び乾式現像方式を用いた電子写真方式の画像形成装置を示す。図１において、符号１は像担持体である感光体、符号２は感光体１の表面を均一に帯電させる帯電ＣＨ、３は現像装置、４は転写ベルトや転写ローラ等からなる転写・分離装置、５は転写工程後に感光体１上に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置である。
【００１４】
帯電ＣＨ２のコロナ放電及び電圧が印加されたグリッド電極によって、感光体１を均一に帯電する。そして露光工程で原稿からの光像を感光体１上に露光するかあるいは画像情報に応じて非図示のレーザスキャナー等によって光書き込み６を行い、感光体１上に静電潜像を形成する。この露光工程後、現像装置３によって現像を行い、静電潜像上にトナーを付着させ、トナー像として顕像化する。
【００１５】
感光体１上のトナー像は、転写・分離装置４による転写・分離工程により記録紙上に転写するが、トナー像として付着していたトナーの数％は感光体１上に残留する。この感光体１上の残留トナーはクリーニング装置５の位置に到達したときに、クリーニング装置５でクリーニングする。
【００１６】
帯電ＣＨ２の構成としては図２のような構成が一般的である。符号１０は帯電ＣＨ２内に張ったコロナワイヤ（図２の例では３本使用している）、符号１１はコロナワイヤ１０の周りをシールドするアルミ板等の金属で形成したケーシングである。また符号１２は帯電ＣＨ２内に設ける端子で、画像形成装置本体８側に設けた供給電源７に接続するための端子９につなげるためのものである。この一つの端子１２に、複数設置したコロナワイヤ１０が電気的につながっている。なお、ケーシング１１側の端子１１ｂを別途に設ける必要がある。
【００１７】
また図２（Ｂ）で示すように、ケーシング１１の仕切り１１ａで区切った枠内にコロナワイヤ１０がそれぞれ設けてあり、このケーシング１１の仕切り１１ａによりコロナワイヤから発せられた過剰な電荷をこの仕切り１１ａに流すことで、常に一定の電荷を感光体１に与えられるように制御することが可能となっている。
【００１８】
図３は、本発明の一実施形態に係る帯電ＣＨを示す。図２の装置と共通する構成要素には同一の符号を付して示してある。この実施形態装置の構成では、ケーシング１１内の一つの仕切り１１ａに画像形成装置本体８から電気的に独立した複数の接続経路を持たせるために、２つの端子１２ａ、１２ｂを電気的に独立にして設け、それぞれに複数本（図示の例では３本ずつ）のコロナワイヤ１０を設置している。なお、端子の個数は図示の例のように２つ（端子１２ａ、１２ｂ）に限定されることはない。
【００１９】
画像形成装置本体８側には、複数の端子１２ａ、１２ｂにそれぞれ個別に接続するための２つの端子９ａ、９ｂを設けてある。これらの端子は、スイッチ機構１３を介して供給電源７につなげてある。そして、供給電源７からの供給電力により、コロナワイヤ１０からの放電動作を行わせ、感光体１を帯電させるようになっている。なお画像形成装置本体８側の端子９ａ、９ｂの個数は、帯電ＣＨ２側の端子１２ａ、１２ｂの個数に合わせる。
【００２０】
本実施形態では、端子１２ａ、１２ｂで形成する２つの接続経路と供給電源７の間を、スイッチ機構１３により接・断し、端子１２ａ、１２ｂの一方が供給電源７に接続しているときは、端子１２ａ、１２ｂの他方は供給電源７から遮断されているようにしてある。この構成により、ケーシング１１内の複数のコロナワイヤ１０は、端子１２ａに接続しているコロナワイヤ１０が放電動作を行っているときは、他方の端子１２ｂに接続しているコロナワイヤ１０は放電動作を休止している。またその逆の状態ともなる。
【００２１】
すなわち、図２の構成例では例えば３本のコロナワイヤ１０で帯電動作を行っていたものを、６本のコロナワイヤ１０で行い、コロナワイヤ１０を３本ずつ期間内に切り替えて帯電動作を行おうというものである。コロナワイヤ１０が放電動作を休止している間は、その汚れが進行しない。例えば図２の構成の帯電ＣＨの寿命設定を４０万枚（画像形成した記録媒体の枚数）とし、この枚数に達するまでのコロナワイヤの放電時間は１２０時間となるものとすると、図３の実施形態装置では、帯電ＣＨ２の寿命設定は、単純計算では倍の８０万枚、２４０時間にすることが可能になる。
【００２２】
本実施形態で実現される帯電CH２におけるコストアップ要因は、主にコロナワイヤ１０の追加であるが、一般的にケーシングを含めた帯電CH２全体のコストに占めるコロナワイヤ１本のコストは２〜３％である。したがって、本実施形態では４〜６％のコストアップとなるが、帯電ＣＨ２の寿命が計算上では２倍になるので、記録媒体１枚あたりの印刷費用ＣＰＰは半分近くにできることになる。
【００２３】
すなわち、高価な帯電CH２内の比較的安価なコロナワイヤ１０という部品の追加で帯電装置の構成変更をほぼ達成できるので、帯電装置としてのコストは大きく増加することがなく、またコロナワイヤ１０の交換頻度が半分になり、CPPが半分になることが挙げられる。そして、その結果、画像形成装置の製品としての寿命到達までに必要な全費用は著しく低減させ得る。
【００２４】
＜実施形態２＞
図４に本発明の他の実施形態を示す。本実施形態は、先に説明した実施形態よりも供給電源７の切り替えスイッチ１３の構成をより簡素に実現するため、帯電ＣＨ２のオートクリーニングに連動したスイッチ機構を提案している。
【００２５】
スポンジのパッドでコロナワイヤを挟み込み、パッドの往復動作によりコロナワイヤをクリーニングするオートクリーニング機構が一般的に用いられている。図示の実施形態２でもこの機構で用いている。図示の機構は、例えばネジ軸１６で図中の矢印のように往復移動するように駆動するクリーニングパッドホルダ１４が画像形成装置本体８側に到達したとき、クリーニングパッドホルダ１４の端部１４ａがプッシュスイッチ１５の端部１５ａを押し、プッシュスイッチ１５の移動によって切り替えスイッチ１３を切り替え、それによって供給電源７からの電源供給の経路を切り替える。プッシュスイッチ１５には種々の機構のものを用いることができるが、例えばプッシュロック機構（一度押されたら、押された状態を保持し、次に押されたときに元に戻る）等を用いると良い。すなわち、切り替えスイッチ１３の切り替えのために特別なアクチュエータを設ける必要がなく、安価な構成で供給電源経路の切り替えを行うことができるからである。
【００２６】
なお図４では、ケーシング１１内のコロナワイヤや端子の図示は省略指定あるが、図３に示した実施形態と同様であればよい。
【符号の説明】
【００２７】
１：感光体
２：帯電ＣＨ
３：現像装置
４：転写・分離装置
５：クリーニング装置
６：光書き込み
７：供給電源
８：画像形成装置本体
９、９ａ、９ｂ：画像形成装置本体側の端子
１０：コロナワイヤ
１１：ケーシング
１１ｂ：ケーシング側の端子
１１ａ：ケーシングの仕切り
１２、１２ａ、１２ｂ：帯電ＣＨ内の端子
１３：スイッチ機構
１４：クリーニングパッドホルダ
１５：プッシュスイッチ
１６：ネジ軸
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００４−２９５０４号公報
【特許文献２】特開平０９−２５８５２８号公報
【図１】
2013041049.tif 000003
【図２】
2013041049.tif 000004
【図３】
2013041049.tif 000005
【図４】
2013041049.tif 000006