JP2003066797A - 画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写材の接触によるライトガイドの傷つきや
汚れ、さらに転写材上の画像の汚れを防止し得る画像形
成装置およびプロセスカートリッジを提供する。 【解決手段】 除電装置４０として、ＬＥＤランプ４１
と、ライトガイド４２と、ライトガイド４２を覆うカバ
ー部材４３と、を備え、転写後の転写材Ｓがカバー部材
４３の表面近くを通過する画像形成装置において、カバ
ー部材４３表面に転写材Ｓの通過方向に突出する複数の
突起５０を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機やレ
ーザービームプリンタなどの電子写真方式あるいは静電
記録方式の画像形成装置およびプロセスカートリッジに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式や静電記録方式の画
像形成装置において、電子写真感光体、静電記録誘電体
等の像担持体の帯電処理手段としては、コロナ帯電器が
使用されてきた。

【０００３】近年は、低オゾン、低電力等の利点を有す
ることから、接触帯電装置、即ち前記したように被帯電
体に電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯
電を行う方式の装置が実用化されてきている。特に、帯
電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式の装置
が帯電の安定化という点から好ましく用いられている。

【０００４】ローラ帯電方式の接触帯電装置では、帯電
部材としての導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接
させ、これに電圧を印加することによって被帯電体を帯
電処理する。

【０００５】具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体
への放電によって行われるため、ある閾値電圧以上の電
圧を印加することによって帯電が開始される。

【０００６】例を示すと、被帯電体としての厚さ２５μ
ｍの電子写真ＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当
接させて帯電処理を行わせる場合には、帯電ローラに対
して約６００Ｖ程度の電圧を印加すれば感光体の表面電
位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き１次
線形に感光体表面電位が増加する。以後、この閾値電圧
を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。

【０００７】つまり、電子写真に必要とされる感光体表
面電位ＶＤを得るためには帯電ローラには帯電電位：Ｖ
ｔｈ＋ＶＤなるＤＣ電圧を印加することが必要となる。
このようにＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して被帯
電体の帯電を行う接触帯電方式をＤＣ帯電方式と称す
る。

【０００８】しかし、このＤＣ帯電を行った場合には、
特に低湿環境下において、主に帯電工程前の感光体ドラ
ム上電位の乱れによって生じる「ハーフトーン画像など
で発生する横スジ」や、主に感光体ドラム上帯電電位の
差によって生じる「ドラムポジゴースト」と呼ばれる画
像弊害が発生し、問題となる。

【０００９】このような画像弊害（ハーフトーン画像な
どで発生する横スジ、ドラムポジゴースト）を防止する
には、帯電工程前に、感光体ドラムに光を照射して残留
電位を除電する、いわゆる除電手段を設けることが効果
的であることが知られている。

【００１０】この除電手段は、図６に示すように、画像
形成装置本体に設けられた発光源２４１による光を、現
像工程後かつ帯電工程前の感光体２００表面に照射する
ための、透光性のあるライトガイド２４２を設けてお
り、感光体２００表面を除電することができる。

【００１１】画像形成時に転写後の転写材がライトガイ
ド２４２表面近くを通過する際に、通常転写材がライト
ガイド２４２に接触しないような構成になっているが、
両面印刷設定などで転写材の後端がカールした状態のと
き、転写材とライトガイド２４２が接触する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ライトガイド２４２は
発光源２４１より光を入射するための第１の開口２４５
と、感光体２００表面に光を照射するための第２の開口
２４６を有するカバー部材２４３によって覆われている
が、画像形成時に画像形成装置を流動する転写材が、第
２の開口２４６を有するライトガイド２４２表面と摺擦
することにより、ライトガイド２４２表面を傷つけた
り、トナー等で汚すことにより、感光体２００表面を均
一に除電することができない。また前記転写材は定着前
であるので、ライトガイド表面と摺擦することにより、
画像を汚すおそれがある。

【００１３】本発明は上記した従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
転写材の接触によるライトガイドの傷つきや汚れ、さら
に転写材上の画像の汚れを防止し得る画像形成装置およ
びプロセスカートリッジを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、現像工程後かつ帯電工程前に感
光体表面に光を照射して残留電位を除電する除電手段を
具備し、該除電手段は、発光手段と、該発光手段による
光を感光体表面に導くための透光性を有するライトガイ
ドと、該ライトガイドを覆うカバー部材と、を備え、転
写後の転写材が前記カバー部材の表面近くを通過する画
像形成装置において、前記除電カバー部材表面に転写材
の通過方向に突出する複数の突起を設けたことを特徴と
する。

【００１５】また、画像形成装置本体と、該画像形成装
置本体に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリ
ッジとを備え、前記除電用発光手段は画像形成装置本体
に設け、前記ライトガイドとカバー部材とはプロセスカ
ートリッジに設けたことを特徴とする。

【００１６】さらに、少なくとも感光体と、画像形成装
置本体に設けられる発光手段による光を感光体表面に導
くための透光性を有するライトガイドと、該ライトガイ
ドを覆うカバー部材と、を備えたプロセスカートリッジ
において、前記除電カバー部材表面に転写材の通過方向
に突出する複数の突起を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る画像形成装
置およびプロセスカートリッジの実施形態について、図
面を参照して詳しく説明する。

【００１８】［画像形成装置の全体構成］まず、画像形
成装置の全体構成について、図１を参照して概要を説明
する。なお、図１は多色画像形成装置の一態様であるフ
ルカラーのレーザビームプリンタ１００の全体構成を示
す縦断面図である。

【００１９】同図に示すレーザビームプリンタ１００
は、垂直方向に並設された４個の感光体ドラム１ａ、１
ｂ、１ｃ、１ｄ（以下、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄなどを
代表して単に１とも記す。他の部材の番号でも同様であ
る。）を備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（不
図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動され
る。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って
順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２
（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレー
ザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成
するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、
静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する
現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム
１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置と
しての静電転写ベルト５、転写後の感光体ドラム１表面
に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６
（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。

【００２０】ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現
像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ
化されプロセスカートリッジ７を形成し、画像形成装置
本体１０１に対して着脱自在に装着される。

【００２１】以下、感光体ドラム１から順に詳述する。
感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリン
ダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布し
て構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部
を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の
端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達される
ことにより、反時計周りに回転駆動される。

【００２２】帯電装置２としては、接触帯電方式のもの
を使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成
された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム
１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイア
ス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一
様に帯電させるものである。

【００２３】スキャナユニット３は感光体ドラム１の略
水平方向に配置され、レーザダイオード（不図示）によ
って画像信号に対応する画像光が、スキャナモータ（不
図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９
ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー
９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０
ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム
１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構
成している。

【００２４】現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それ
ぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のト
ナーを夫々収納した現像器から構成される。

【００２５】静電転写ベルト１１は、すべての感光体ド
ラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向し、接するように循
環移動する。静電転写ベルト１１は１０¹¹〜１０¹⁴Ω・
ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５０μｍのフィ
ルム状部材で構成される。この静電転写ベルト１１は、
垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面
に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材
Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材
Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、
感光体ドラム１上のトナー像が転写される。

【００２６】この静電転写ベルト１１の内側に当接し、
４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した
位置に転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２
ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の
電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印加さ
れ、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触
中の転写材Ｓに、感光体ドラム１上の負極性のトナー像
が転写される。

【００２７】静電転写ベルト１１は周長約７００ｍｍ、
厚み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動
ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本の
ローラにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。こ
れにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して
転写材Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ
搬送される間にトナー像が転写される。

【００２８】給紙部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給
紙搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給紙カセッ
ト１７に収納されている。画像形成時には給紙ローラ１
８（半月ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動
作に応じて駆動回転し、給紙カセット１７内の転写材Ｓ
を１枚毎分離給送するとともに、転写材Ｓ先端はレジス
トローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成
した後、静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の
同期をとって、レジストローラ対１９によって静電転写
ベルト１１へと給紙されていく。

【００２９】定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数
色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱
ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力
を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。

【００３０】すなわち、感光体ドラム１上のトナー像を
転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に、加熱ロ
ーラ２１ａと加圧ローラ２１ｂとからなる定着ローラ対
で搬送されるとともに、加熱ローラ２１ａと加圧ローラ
２１ｂとからなる定着ローラ対によって熱及び圧力を与
えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表
面に定着される。

【００３１】画像形成の動作としては、プロセスカート
リッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、印字タイミングに合
わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１
ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動さ
れる。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応す
るスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動によ
り、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷
を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１
周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周
面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラ
は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ド
ラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

【００３２】最上流の感光体ドラム１周面上のトナー像
の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送さ
れてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの印字開
始位置が一致するように、レジストローラ対１９が回転
を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。

【００３３】転写材Ｓは静電吸着ローラ２２と静電転写
ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベル
ト１１の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト１１と静電
吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘
電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に
電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静
電吸着するように構成している。

【００３４】これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１
１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送され
る。

【００３５】このように搬送されながら転写材Ｓは、各
感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電
界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写さ
れる。

【００３６】４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、
ベルト駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１
から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓ
は、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排紙
ローラ対２３によって、排紙部２４から画像面を下にし
た状態で本体外に排出される。

【００３７】さらに、現像工程後かつ帯電工程前に、感
光体ドラム１方面に光を照射して残留電位を除電する除
電手段としての除電装置４０（４０ａ，４０ｂ，４０
ｃ，４０ｄ）が設けられている。

【００３８】［本発明の主要構成］次に本発明の特徴部
分であるプロセスカートリッジ構成について、図２、図
３、図４、図５により、詳しく説明する。

【００３９】図２はプロセスカートリッジ７の斜視図で
あり、図３は断面図である。

【００４０】プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム
１、帯電装置２、現像装置４、クリーニングブレード６
ａを備えたクリーニング装置６、ライトガイド４２（本
部材については、後で詳しく述べる。）を一括してユニ
ット化して提供される。これらの構成要素はプロセスカ
ートリッジ７内で所定の相互配置関係を持って組み付け
られており、プロセスカートリッジ７は画像形成装置本
体１０１内の所定部に対して所定の要領で挿入装着さ
れ、また反対に画像形成装置本体１０１から抜き外しで
きるようになっている。

【００４１】画像形成装置を長時間使用していると、感
光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング
装置６などの各種要素が消耗して印字品質を低下させて
しまうが、その場合にはユーザーがプロセスカートリッ
ジ７を交換すればよく、ユーザーのメンテナンスフリー
が実現可能である。

【００４２】図４、図５に除電装置４０の概略図を示
す。感光体ドラム１と除電装置４０以外の部分は不図示
としている（転写ローラ１２、転写材Ｓは示す）。

【００４３】除電装置４０は、発光手段としてのＬＥＤ
ランプ４１と、このＬＥＤランプ４１による光を感光体
ドラム１表面に導くための透光性を有するライトガイド
４２と、このライトガイド４２を覆うカバー部材４３
と、を備えており、転写後の転写材Ｓがカバー部材４３
の表面近くを通過するようになっており、このカバー部
材４３表面に転写材Ｓの通過方向に突出する複数の突起
５０が設けられている。

【００４４】このうち、ＬＥＤランプ４１は画像形成装
置本体１０１に装備され、樹脂ケースとしてのカバー部
材４３で覆われたライトガイド４２はプロセスカートリ
ッジ７に装備されている。

【００４５】ここで、ＬＥＤランプ４１、ライトガイド
４２について詳しく説明する。

【００４６】まず、ＬＥＤランプ４１は画像形成装置本
体１０１の側板の外側に装備されている。また、その配
置であるが、感光体ドラム１上の除電幅（領域）よりも
長手方向外側に装備されている。さらに、ＬＥＤランプ
４１からの光が、不必要に感光体ドラム１の端部を露光
しないように遮光措置もとられている。

【００４７】次に、ライトガイド４２について、材質・
形状・機能・配置について説明する。本ライトガイド４
２は棒状で、その材質には、透光率の優れた樹脂（アク
リル、ポリカーボネイト、ポリスチレンなど）またはガ
ラスなどが用いられ、ライトガイド４２端部から入射さ
れた光を、ライトガイド４２長手方向に対して垂直方向
に照射することが出来る。

【００４８】この光は、所定の除電幅（露光幅）をもっ
て、感光体ドラム１表面に「除電光」として照射され
る。

【００４９】また、本実施の形態１においては、ライト
ガイド４２は転写工程後の感光体ドラム１上を除電すべ
く、感光体ドラム１に対して離間距離４ｍｍで、感光体
ドラム１長手方向に対向配置されている。

【００５０】また、ライトガイド４２そのものは、反射
効率を高めるために白色の樹脂ケースよりなるカバー部
材４３によって覆われている。カバー部材４３には、感
光体ドラム１に対向した所定の第２の開口４６とＬＥＤ
ランプ４１からの光を入射する第１の開口４５が設けら
れており、図２に示すように、プロセスカートリッジ７
の所定の位置に取り付けられている。

【００５１】すなわち、画像形成装置本体１０１にプロ
セスカートリッジ７を装着してはじめて、画像形成装置
本体１０１に装備された発光源としてのＬＥＤランプ４
１からの光は、プロセスカートリッジ７に装備された光
照射部材としてのライトガイド４２のカバー部材４３の
第１の開口４５に入射され、カバー部材４３の第２の開
口４６から感光体ドラム１上へ除電光として照射され
る。画像形成時に転写材は感光体と接触し、転写材Ｓに
画像を転写する。その後、転写材Ｓはライトガイド４２
付近を通過するが、通常転写材Ｓはライトガイド４２に
接触しないように構成されている。

【００５２】しかし、両面印刷など印刷設定が変化した
場合、図５に示したように、転写材Ｓの後端がカールす
ることが生じる。上記のような現象が起きたとき、ライ
トガイドのカバー部材４３の表面に取り付けた突起５０
が転写材Ｓと接触することにより、ライトガイド４２と
画像面の接触面積をできるだけ少なくすることができ、
ライトガイド４２が汚れない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像工程後かつ帯電工程前の感光体表面に除電用の光を
照射するためのライトガイドのカバー部材表面に複数の
突起を設けたことにより、転写材とライトガイド表面と
の摺擦によりライトガイド表面が汚れることを防ぐこと
ができ、感光体表面を均一に除電することができる。

【００５４】また、両面印刷など印刷設定の場合、定着
前の転写材がライトガイドのカバー部材と摺擦する場合
があるが、本発明の突起を設けることにより、転写材と
カバー部材との摺擦面積を最小限に抑えることができる
ので、定着前の転写材の画像を良好な状態に保つことが
できる。

【００５５】特に、プロセスカートリッジを有する場合
に、ライトガイドをプロセスカートリッジに装着してお
くことにより、ライトガイドについても、メンテナンス
フリーとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す
断面構成図。

【図２】図１の装置のプロセスカートリッジの外観を示
す斜視図。

【図３】図２のプロセスカートリッジの断面図。

【図４】プロセスカートリッジに装着される除電装置の
概念図。

【図５】図４の除電装置の断面図。

【図６】従来の画像形成装置に設けられる除電装置の斜
視図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電装置 ３ スキャナユニット ４ 現像装置 ５ 静電転写ベルト ６ クリーニング装置 ７ プロセスカートリッジ ９ ポリゴンミラー １０ 結像レンズ １１ 静電転写ベルト １２ 転写ローラ １３ 駆動ローラ １４ 従動ローラ １５ テンションローラ １６ 給紙部 １７ 給紙カセット １８ 給紙ローラ １９ レジストローラ対 ２０ 定着部 ２１ａ 加熱ローラ ２１ｂ 加圧ローラ ２２ 静電吸着ローラ ２３ 排紙ローラ ２４ 排紙部 ４０ 除電装置 ４１ ＬＥＤランプ（発光手段） ４２ ライトガイド ４３ カバー部材 ４５ 第１の開口 ４６ 第２の開口 ５０ 突起 １００ 画像形成装置 １０１ 画像形成装置本体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像工程後かつ帯電工程前に感光体表面
   に光を照射して残留電位を除電する除電手段を具備し、 該除電手段は、発光手段と、該発光手段による光を感光
   体表面に導くための透光性を有するライトガイドと、該
   ライトガイドを覆うカバー部材と、を備え、 転写後の転写材が前記カバー部材の表面近くを通過する
   画像形成装置において、 前記除電カバー部材表面に転写材の通過方向に突出する
   複数の突起を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 画像形成装置本体と、該画像形成装置本
   体に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジ
   とを備え、 前記除電用発光手段は画像形成装置本体に設け、前記ラ
   イトガイドとカバー部材とはプロセスカートリッジに設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 少なくとも感光体と、画像形成装置本体
   に設けられる発光手段による光を感光体表面に導くため
   の透光性を有するライトガイドと、該ライトガイドを覆
   うカバー部材と、を備えたプロセスカートリッジにおい
   て、 前記除電カバー部材表面に転写材の通過方向に突出する
   複数の突起を設けたことを特徴とするプロセスカートリ
   ッジ。