(57)【要約】【課題】放電ワイヤの清掃具を収容する際、製造時に組立誤差がある場合であっても、清掃具が変形せず正規の位置に装着されるとともに、帯電器の放電状態を変化させずに像担持体表面電位を一定に保つ機構を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と帯電器を備える本体部と、本体部の一側面に開閉可能に取り付けられたフロントカバーとを備える画像形成装置において、帯電器が、像担持体の軸方向に対して平行に配される放電ワイヤと、放電ワイヤが長手方向の両側間に張架されるとともに放電ワイヤの対向電極である金属性のシールドと、放電ワイヤの張設方向に沿って配される清掃具とを備え、フロントカバーの内側面において、清掃具端部と当接する部分に弾性部材が取り付けられ、フロントカバー閉鎖時は、弾性部材が清掃具端部を接触押圧することにより、清掃具が正規位置に装着することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と帯電器を備える本体部と、該本体部の一側面に開閉可能に取り付けられたフロントカバーとを備える画像形成装置において、
前記帯電器が、前記像担持体の軸方向に対して平行に配される放電ワイヤと、該放電ワイヤが長手方向の両側間に張架されるとともに該放電ワイヤの対向電極である金属性のシールドと、該放電ワイヤの張設方向に沿って配される清掃具とを備え、
前記フロントカバーの内側面において、前記清掃具端部と当接する部分に弾性部材が取り付けられ、
前記フロントカバー閉鎖時は、前記弾性部材が前記清掃具端部を接触押圧することにより、前記清掃具が正規位置に装着することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記弾性部材の変形量が、時間経過に伴い非線形的に減少することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記弾性部材の反発弾性率が、１５％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記弾性部材がウレタンフォームであることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記弾性部材が直方体であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか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、放電ワイヤの清掃具を収容する際、製造時に組立誤差がある場合であっても、清掃具が変形せず正規の位置に装着されるとともに、帯電器の放電状態を変化させずに像担持体表面電位を一定に保つ機構を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型のプリンタや複写機においては、ユーザー自身がプロセスユニットの交換やメンテナンスを行うことが多くなっている。また、中型のプリンタや複写機においては、プロセスユニットの寿命を長く設定するために、ユーザーが部品のメンテナンスを簡易的に行う場合がある。これらユニットの交換やメンテナンスの際には、ユーザー自身がカバーを開けてユニットを交換したり、清掃部品等を扱ったりすることになる。
【０００３】
このようにユーザーがユニットの交換やメンテナンスのための操作を行った後は、ユニットや各部品が正規の位置に装着されることが必要となる。
例えば、特許文献１には、現像装置に隣接する現像装置部カバーを閉めると、それと同時に現像装置が押圧されて正規位置に装着される画像形成装置が開示されている。このようにユニットや各部品が正規位置に装着されることは、現像装置だけでなく、帯電器等その他のユニットにおいても同様に求められることである。
【０００４】
ここで、ユニットが正規位置に装着されるためには、ユニットと隣接するフロントカバーとが、誤差なくきっちりと接触することが好ましい。しかしながら、誤差を０として各部品を製造すると、製造組立時に生じる組立誤差により、製品の中にはユニットとフロントカバーがうまく接触しないものが出てくる。したがって、実際は２mm程度、ユニットとフロントカバーが食い込んで接触するように設計することが好ましい。
しかしながら、従来、２ｍｍもユニットとカバーが食い込むようにすると、フロントカバーの剛性が高いため、ユニットが変形してしまうこととなる。そして、この食い込みを設けずにユニットをきっちりと装着するためには、各部品の製造精度を高くする必要があり、製造コストが高くなってしまうという問題を有していた。
【０００５】
帯電器に関していえば、帯電器の放電ワイヤは、その外周面にトナーや転写紙から生じる微細なパーティクルが付着しやすいため、パーティクルを適時取り除くメンテナンスを行う必要がある。最近、スコロトロン帯電器の小型化に伴い、放電ワイヤを清掃するための清掃具が、放電ワイヤ周りに配されたシールド内に配されている。ユーザーが清掃具を放電ワイヤに当接させながら手動で往復動させることにより、放電ワイヤを清掃可能としている。そしてユーザーが清掃を終了した後、ユーザーがフロントカバーを閉める操作を行う。これにより、フロントカバーの内側の一部が清掃具に接触して清掃具が押し込まれ、清掃具が正規場所に位置にすることとなる。
【０００６】
しかしながら、従来の画像形成装置においては、清掃具が樹脂等の剛性の低い材料で構成され、清掃具に接触するフロントカバー内側面が剛性の高い材料で構成されている。
したがって、フロントカバーが清掃具を押す際に、その押し量が多い場合は、清掃具が変形してしまったり、清掃具の撓みにより帯電器の場所によって放電状態が変化してしまったりする。詳細には、図１０は従来の帯電器を示す図であり、フロントカバーが開いている時の清掃具の位置を実線で示し、フロントカバーが閉まった時の清掃具の位置を点線で示す。点線で示す如く、従来はフロントカバーが清掃具を押すと清掃具が撓んでしまう。清掃具は一般的に非伝導性の材質からなるため、この撓みにより、帯電器の中心部と端部側で放電状態が不均一になる（図中に示す如く、中心部では清掃具が撓み、その撓んだ清掃具上部は帯電せず、端部では清掃具の撓みが少ないため略全体が帯電する）。これにより、帯電器が帯電する像担持体の表面電位も変化してしまうことになる。
反対に、フロントカバーから清掃具への押し量が小さい場合は、正規の位置に清掃具が装着されないという問題を有していた。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−２００３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した問題に鑑みて、放電ワイヤの清掃具を収容する際、製造時に組立誤差がある場合であっても、清掃具が変形せず正規の位置に装着されるとともに、帯電器の放電状態を変化させずに像担持体表面電位を一定に保つ機構を備える画像形成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】
【０００９】
請求項１記載の発明は、像担持体と帯電器を備える本体部と、該本体部の一側面に開閉可能に取り付けられたフロントカバーとを備える画像形成装置において、前記帯電器が、前記像担持体の軸方向に対して平行に配される放電ワイヤと、該放電ワイヤが長手方向の両側間に張架されるとともに該放電ワイヤの対向電極である金属性のシールドと、該放電ワイヤの張設方向に沿って配される清掃具とを備え、前記フロントカバーの内側面において、前記清掃具端部と当接する部分に弾性部材が取り付けられ、前記フロントカバー閉鎖時は、前記弾性部材が前記清掃具端部を接触押圧することにより、前記清掃具が正規位置に装着することを特徴とする画像形成装置に関する。
請求項２記載の発明は、前記弾性部材の変形量が、時間経過に伴い非線形的に減少することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置に関する。
請求項３記載の発明は、前記弾性部材の反発弾性率が、１５％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置に関する。
請求項４記載の発明は、前記弾性部材がウレタンフォームであることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置に関する。
請求項５記載の発明は、前記弾性部材が直方体であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の画像形成装置は、フロントカバーにおいてフロントカバー閉鎖時に清掃具端部と接触する部分に弾性部材が取り付けられている。したがって、フロントカバーを閉鎖する際に清掃具への押し量が多い場合であっても、弾性部材が押圧力を吸収するため、清掃具の撓みを防ぐことができる。もし清掃具が撓むと放電ワイヤの対向電極であるシールド面積が変化するために放電状態が不均一になってしまうが、本画像形成装置は、清掃具の撓みを防ぐことができるため、帯電器の放電状態が変化しない。したがって、帯電器により帯電される像担持体の表面電位を一定に保つことができる。
また、製造時に組立誤差が生じる場合であっても、弾性部材に清掃具を適量（例えば２ｍｍ程度）食い込ませることを可能とするため、正規位置に清掃具を装着できる。これにより、広い範囲の組立誤差を許容できるため、製造コストを安く抑えることができる。
また、清掃終了時、フロントカバーに一定押圧力をかけて清掃具を正規位置に装着した後、弾性部材により押圧力が低減されることにより、清掃具の変形を防止することができる。
さらに、フロントカバーの適切な位置に弾性部材を取り付けることは、安価に達成可能である。
【００１１】
請求項２記載の画像形成装置は、弾性部材の変形量が、時間経過に伴い非線形的に減少する。したがって、フロントカバーを閉鎖する際のフロントカバーから清掃具への押圧力、及び清掃具が装着される際の清掃具からフロントカバーへの押圧力のいずれも弾性部材がよく吸収でき、清掃具の撓みを発生させない。
【００１２】
請求項３記載の画像形成装置は、弾性部材の反発弾性率が１５％以下である。したがって、その形状変化速度が遅い為に、弾性部材が清掃具に接触した瞬間、弾性部材が所定の変位で押圧される。これにより、フロントカバーからの押圧力が高い場合であっても装着性を保つことができる。
【００１３】
請求項４記載の画像形成装置は、弾性部材がウレタンフォームであるから、フロントカバーからの押圧力を吸収する能力に優れる。
【００１４】
請求項５記載の画像形成装置は、前記弾性部材が直方体であるから、容易に準備及び取り付け可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る画像形成装置を備えた複写機の一例を示す概略構成図であり、図２は帯電器の斜視図である。
本発明に係る複写機（A）は、本体部（１）と本体部（１）の一側面に開閉可能に取り付けられたフロントカバー（２）を備える。本体部（１）は、像担持体（感光体ドラム）（３）と、その周囲に回転方向に沿って帯電器（４）、露光手段（５）、現像手段としての現像ローラ（６）、転写ローラ（７）、クリーニングブレード（８）を備える。
【００１７】
上記の如く構成された画像形成装置は、帯電器（４）の放電ワイヤ（４１）に高電圧を印加することによって、放電ワイヤ（４１）から像担持体（３）表面に放電が行われ、像担持体（３）表面を帯電する。その後、画像情報に基づいて露光手段（５）による光照射によって露光して静電潜像を形成し、これを現像ローラ（７）で現像することによって像担持体（３）表面にトナー像が形成される。このトナー像は、静電力を利用して転写紙に転写され、転写ローラ（７）による熱や圧力によって転写紙に定着されることによって、画像が形成される。転写終了後は、像担持体（３）の表面に残存するトナーがクリーニングブレード（８）によってクリーニングされ、その後像担持体（３）表面が除電されて１サイクルの画像形成プロセスが完了する。
【００１８】
このように像担持体（３）表面を帯電する帯電器（４）は、図２に示す如く、像担持体（３）の軸方向に対して平行である放電ワイヤ（４１）と、放電ワイヤ（４１）を囲むように配されるシールド（４２）と、放電ワイヤ（４１）の張設方向に沿って配される清掃具（４３）とを備える。このような帯電器（４）として、スコロトロン帯電器を用いることが好ましい。
【００１９】
シールド（４２）は、その長手方向の両側間に放電ワイヤ（４１）を張架しており、全体としてコの字状の金属板からなる。シールド（４２）は、放電ワイヤ（４１）の対向電極である。また、シールド（４２）は放電開口面（４４）を備え、この放電開口面（４４）は像担持体（３）表面に対面するように配置される。
さらに、シールド（４２）の放電開口面（４４）において、像担持体（３）表面の帯電電位を制御するグリッド（グリッド電極）を設けてもよい。この場合、帯電器の放電ワイヤとグリッドの間に高電圧を印加することにより、放電ワイヤからグリッドを介して像担持体（３）表面に放電を行うようになる。
【００２０】
シールド（４２）の一面には、ガイド溝が設けられている。このガイド溝に清掃具（４３）の一部が嵌まりながらスライドして移動することにより、清掃具（４３）が放電ワイヤ（４１）の張設方向に沿って押圧接触しながら往復移動することが可能となる。
また、この清掃具（４３）の材質は非導電性であり、例えばプラスチック樹脂であることが好ましい。
【００２１】
図３は、複写機のフロントカバーを開いて帯電器を引き出した状態を示す内部図である。
図３に示す如く、帯電器（４）は、フロントカバー（２）を開いて像担持体（３）長手方向に引き出し可能であり且つ着脱可能に構成されている。清掃時には、まずフロントカバー（２）を開き、帯電器（４）を引き出した後、さらに帯電器（４）内の清掃具（４３）をシールド（４２）から引き出して往復動することにより清掃することになる。
【００２２】
図４は、複写機（Ａ）のフロントカバー（２）を閉じた時の帯電器（４）の状態を示す斜視図であり、図５は図４に示す弾性部材を左右反対方向から見た斜視図であり、図６は図４に示す弾性部材を側面側から見た側面図である。
図４乃至６に示す如く、フロントカバー（２）には、その内側面の清掃具端部（４３）に当接する部分に弾性部材（２１）が取り付けられている。
弾性部材（２１）の形状は、清掃具（４３）端部の形状に合わせればよく特に制限されないが、図４乃至６に示す如く、準備及び取付けの容易な直方体であってもよい。
【００２３】
弾性部材（２１）の素材は、特に限定されないが、好ましくはウレタンフォームが挙げられる。さらに、弾性部材（２１）の反発弾性は低いことが好ましく、反発弾性率１５％以下、望ましくは１０〜１５％である。
尚、ここで示す反発弾性率は、ＪＩＳ−Ｋ６４００に基づいて測定した値であって、荷重Ｗがｈ１から落下しｈ２の高さまで跳ね返った場合の部材に吸収されたエネルギーＥ及び反発弾性率Ｒ（％）は、次の式に基いて決定される。
Ｅ＝Ｗ（ｈ１−ｈ２）
Ｒ＝（ｈ２／ｈ１）×１００
【００２４】
図７は、例えば反発弾性率が高い（３０％）弾性部材（２１）と反発弾性率が低い（１５％）弾性部材（２１）を用いた場合、弾性部材（２１）が清掃具（４３）に接触してからの時間（横軸）と弾性部材（２１）の変形量（縦軸）の関係を示す図である。
図７に示す如く、反発弾性が低い（１５％）である場合、弾性部材（２１）が清掃具（４３）に接触した際の弾性部材（２１）の変形が少なく、変形後の戻りも少ない。反発弾性が高い（３０％）である場合、弾性部材（２１）が清掃具（４３）に接触した際の弾性部材（２１）の変形が大きく、変形後の戻りも大きい。反発弾性率が１５％以下であることが好ましい理由は、弾性部材（２１）の形状変化速度が遅い為に、清掃具（４３）に接触した瞬間、所定の変位で押圧され、フロントカバー（２）から清掃具（４３）への負荷が低減することが挙げられる。
【００２５】
弾性部材（２１）の厚さは、特に限定されないが、例えば反発弾性が１０〜１５％のウレタンフォームを用いた場合には１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
次に、図８を参照し、本発明の清掃具（４３）と弾性部材（２１）の食い込み量について説明する。
フロントカバー（２）閉鎖時は、弾性部材（２１）が清掃具（４３）を押圧することにより、清掃具（４３）を含む帯電器（４）を正規位置に装着させる。この時、清掃具（４３）の端部が弾性部材（２１）に食い込む状態となる。この食い込み量により、帯電器（４）にかけられた押圧力が規定される。この食い込み量の下限は、フロントカバー（２）と帯電器（４）の累積公差によって決定され、上限は累積公差の幅に下限値を足した値となる。このように食い込み量は、フロントカバー（２）や帯電器（４）の形状、素材等によって異なるが、設計上、２〜４ｍｍとなることが好ましい。
【００２７】
次に図９を参照し、清掃具（４３）の撓みについて説明する。（Ａ）は全体図、(Ｂ)は（Ａ）の中心部（Ａ−Ａ’線付近）の拡大図であり、（Ｃ）はＡ−Ａ’線における断面図である。
図９（Ａ）及び（Ｂ）においては、フロントカバー（２）を閉めた時の清掃具（４３）の位置を実線で示し、従来の清掃具を用いた場合に生じる清掃具の撓み位置を点線で示す。図（Ｂ）には、本発明の清掃具（４３）と従来の清掃具の撓み量の差（図中矢印で示す）を示す。
従来、フロントカバー（２）を閉鎖した時には、負荷方向（図中矢印で示す）から清掃具（４３）がシールド（４２）内に押し込まれる。この時に清掃具（４３）がシールド（４２）の奥側まで到達するとフロントカバー（２）からの負荷により清掃具（４３）が撓み、図中点線で示す如く撓み形状をなす。
本発明は、弾性部材（２１）を備えるため、フロントカバー（２）から清掃具（４３）への押力を、弾性部材（２１）が吸収できる。したがって、清掃具（４３）がシールド（４２）内で撓み形状となることを抑制できる。これにより、図中実線で示す如く、清掃具（４３）がシールド（４２）とほぼ平行状態を保ちながら、装着されることが可能となる。
【００２８】
図９（ｃ）は、シールド放電状態を示すシールド（４２）の断面図である。詳細には、（ｃ−１）は本発明の弾性部材（２１）を備えない場合、（ｃ−２）は本発明の弾性部材（２１）を備える場合である。
（ｃ−１）に示す如く、本発明の弾性部材（２１）を備えない場合は、清掃具の撓み量が大きい。そして清掃具が撓んで位置した場合、その清掃具の上部は帯電せず、シールド内における放電ワイヤの対向電極であるシールド面積（図中に示す）が減少する。また、端部では清掃具の撓みが少ないため略全体が帯電される。これにより、帯電器（４）の放電状態が不均一になるから、像担持体（３）の表面電位が変化してしまう。
（ｃ−２）に示す如く、本発明の弾性部材（２１）を備えると、清掃具（４３）の撓み量が少ないから、シールド（４２）内における放電ワイヤ（４１）の対向電極であるシールド面積がほとんど変化しない。即ち、シールド（４２）の上から下までが放電された状態となる。したがって、帯電器（４）の放電状態を均一に保ち、その結果、像担持体（３）の表面電位も一定に保つことができる。
【００２９】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
＜帯電器の条件＞
帯電器として、金メッキタングステンワイヤ、ＳＵＳ製シールド及びグリッドで構成されるスコロトロン帯電器を用いた。シールド内に清掃具が配されており、金メッキタングステンワイヤに清掃具が当接している帯電器を用いた。
金メッキタングステンワイヤはφ60μm、シールドは幅12mm高さ20mm、グリッドは幅11mmのものを用いた。
【００３１】
＜電圧印加条件＞
金メッキタングステンワイヤに7kV,400μAの電圧を印加し、像担持体表面電位を300Vに帯電させた。
【００３２】
上記の条件に基づき、以下撓み量評価と清掃具装着性評価を行った。
＜撓み量評価＞
食い込み量（清掃具端部が弾性部材に食い込む量）の範囲を変化させて、清掃具の撓み量についての評価をおこなった。弾性部材として、実施例１は反発弾性30%のウレタンフォームを用い、実施例２は反発弾性15%のウレタンフォームを用い、比較例１はこれら弾性部材の代わりに剛体であるＡＢＳ樹脂を用いた。
尚、この反発弾性はＪＩＳ−Ｋ６４００の測定方法により測定した。
【００３３】
実施例１及び２のウレタンフォーム、比較例１のＡＢＳ樹脂の厚さをいずれも10mmにし、それぞれ食い込み量を0.5〜4ｍｍの間で変化させた。撓み量の結果（ｍｍ）を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2009276630.tif 000003
まず、清掃具の撓みによって、帯電器の放電状態が不均一となることは上述した通りであるが、この不均一性が許容される清掃具の撓み量は、４ｍｍ程度までである。この値を超えると、帯電器の放電状態が極めて不均一となる。
ここで、表１から明らかな如く、実施例１においては食い込み量が３．５ｍｍの場合であっても撓み量が４ｍｍを超えなかった。また、実施例２においては食い込み量が４．０ｍｍの場合であっても撓み量が１ｍｍでありほとんど撓みがなかった。
一方、比較例においては食い込み量が１．５ｍｍ以上の場合は、撓み量が５ｍｍであった。清掃具の許容される撓み量は４ｍｍであるから、食い込み量が１．５ｍｍ以上の場合帯電器の放電状態が極めて悪くなるという結果となった。したがって、比較例１では食い込み量を１ｍｍまでしか設けることができないため、従来技術で述べたとおり、設計上かなり精度のよい画像形成装置でなければ用いることができず、好ましくない数値となった。
【００３５】
＜清掃具装着性の評価＞
次に、実施例１及び２について、清掃具が規定位置に装着される装着性について評価を行った。これはカバーを瞬間的に閉めた時に、清掃具が正規位置に移動しているかを評価した結果である。結果を以下表２に示す。
【００３６】
【表２】
2009276630.tif 000004
【００３７】
表２から明らかな如く、実施例１においては食い込み量を３〜４ｍｍ設けた場合、清掃具が正規位置に装着した。したがって、食い込み量が３〜４ｍｍに制限されるため、製造コストに対する貢献度が少ない。一方、実施例２では、食い込み量として２〜４ｍｍが設定できるから、実施例１と比較して許容範囲がより広く、製造コストを大きく削減することができる。
尚、ウレタンフォームの反発弾性率が１０〜１５％である場合には、この食い込み量２〜４ｍｍにおいて、清掃具の装着性を確保することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る帯電ワイヤの清掃具が適用された複写機の一実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明に係る複写機の帯電器の斜視図である。
【図３】本発明に係る複写機のフロントカバーを開いて帯電器を引き出した状態を示す内部図である。
【図４】本発明に係る複写機のフロントカバーを閉じた時の帯電器を示す斜視図である。
【図５】図４に示す弾性部材を左右反対方向から見た斜視図である。
【図６】図４に示す弾性部材を側面側から見た側面図である。
【図７】本発明に係る複写機の弾性部材の反発弾性の違いによる時間と変形量の関係を示す図である。
【図８】本発明に係る複写機の清掃具端部が弾性部材に食い込む状態を示す図である。
【図９】本発明に係る複写機の清掃具の撓みの説明図であり、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は中心部の拡大図、（Ｃ）はＡ−Ａ’線における断面図である。
【図１０】本発明に係る複写機のシールド放電状態の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
A  複写機
１  本体部
２  フロントカバー
２１  弾性部材
３  像担持体
４  帯電器
４１  放電ワイヤ
４２  シールド
４３  清掃具
４４  放電開口面
５  露光手段
６  現像ローラ
７  転写ローラ
８  クリーニングブレード
【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】
2009276630.tif 000009
【図６】
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【図７】
2009276630.tif 000011
【図８】
2009276630.tif 000012
【図９】
2009276630.tif 000013
【図１０】
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