JP2005242260A - 搬送部材用帯電装置、搬送装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 搬送部材16を帯電する搬送部材用帯電装置において、前記搬送部材16表面に対向配置されかつ前記搬送部材16表面を所定の極性に帯電する搬送部材用帯電部材18と、前記搬送部材用帯電部材に電圧を印加する電源15と、帯電した前記搬送部材を移動させる駆動搬送手段とを備える。
【選択図】 図2
Description
特許文献1は感光体ドラム5の表面を清掃するクリーニングブレード47のクリーニング有効幅Wcの両端部Wc1、Wc2が、帯電ローラ14の両端部の凸部形成部材18、18がそれぞれ接触している感光体ドラム5の表面部分よりも、内側に位置しないように配置する技術を開示している。
それにより、クリーニング有効幅Wcの両端部Wc1、Wc2の位置でトナーが洩れたとしても、そのトナーは帯電ローラ14の両側の凸部形成部材18、18の間の領域に対応する部分には付着しない。
特許文献2は帯電部材のトナーフィルミングを生じず、帯電ムラ、バンディング現象を低減させ、繰り返し使用においても安定した良好な画像を提供し、また、感光体および帯電部材の摩耗を低下させ、両者の耐久性を向上させることで、高耐久で安価な電子写真方法、電子写真装置ならびに電子写真用プロセスカートリッジを提供する技術を開示している。
特許文献2において、電子写真装置は電子写真感光体の画像形成表面領域とこれに対応した帯電手段中の帯電部材表面とを所定のギャップを介して非接触配置させるために、前記帯電部材表面における感光体両端の非画像形成領域に当接する部分にギャップ保持機構を有してなり、前記ギャップ保持機構の内側端部が前記感光体の画像形成領域外側端部よりもギャップの2倍以上離れた外側に存在する。
上記特許文献1および2は感光体を均一に帯電するための帯電装置について記載している。従来の画像形成装置は記録部材の搬送にローラやベルトを用いている。
また、前記搬送ベルトを用いる画像形成装置の中には、搬送ベルトを正負に帯電、或いは、両極性の間に非帯電部を設ける構成にして、記録媒体を搬送ベルトに吸着して搬送するものがある。この搬送ベルトは記録媒体の搬送精度を上げるために搬送ベルトを帯電して記録媒体を吸着する構成を採っている。
しかしながら、前記搬送ベルトを帯電する搬送部材用帯電部材は通常搬送部材に接触した帯電ローラを用いており、かつ、記録媒体が紙であるため、搬送ベルトに紙紛が付着し、その紙紛が前記帯電ローラに付着して搬送精度の低下を招いている。
また、それは画像の劣化に繋がっている。加えて、搬送部材用帯電部材に多量の紙紛が付着した場合には、異常放電が発生し未帯電部分ができてしまうという不具合もあった。帯電部材の寿命は、記録材(トナーやインク)や紙紛等による帯電部材の汚れの寄与が大きい。
また、帯電ローラの代わりにコロナ放電を用いた帯電手段は、オゾンが多量に発生するという不具合があり、またコロナ放電を行わせるために5〜10kVという高電圧を印加する高圧電源が必要であるので画像形成装置の低コスト化を図ることが難しかった。
また、請求項2記載の発明は、搬送部材表面に対向配置された搬送部材用帯電部材により前記搬送部材表面を所定の極性に帯電する搬送部材用帯電手段と、前記搬送部材用帯電手段に電圧を印加する電源と、帯電した前記搬送部材を移動させる駆動搬送手段とを備え、前記帯電した搬送部材により記録媒体を搬送する搬送装置において、前記搬送部材用帯電部材を前記搬送部材と非接触かつ近接に対向配置した搬送装置を特徴とする。
また、請求項3記載の発明は、前記搬送部材用帯電部材と対向する前記搬送部材の裏面に搬送部材を支持する搬送部材支持部材を有する請求項2記載の搬送装置を特徴とする。
また、請求項4記載の発明は、前記搬送部材用帯電部材が、軸部とこの軸部を被覆する本体部とから構成され、前記搬送部材の搬送領域外に対応する前記本体部にスペーサ部材を設けて、前記搬送部材と前記搬送部材用帯電部材との間で間隙を形成する請求項2または3記載の搬送装置を特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、前記スペーサ部材が収縮性を有する請求項4記載の搬送装置を特徴とする。
また、請求項6記載の発明は、記録媒体表面に対向配置された記録媒体用帯電部材により前記記録媒体表面を所定の極性に帯電する帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加する電源と、帯電した前記記録媒体を搬送する駆動搬送手段とを備え、前記帯電した記録媒体を搬送部材に吸着して搬送する搬送装置において、前記記録媒体用帯電部材を前記搬送部材と非接触かつ近接に対向配置した搬送装置を特徴とする。
また、請求項7記載の発明は、前記搬送部材用帯電部材が少なくとも導電性の芯金とその外側に中抵抗の導電性樹脂層と最外層に表層を有する請求項1記載の搬送部材用帯電装置を特徴とする。
また、請求項8記載の発明は、請求項1ないし7の搬送部材用または記録媒体用帯電装置およびそれを用いた搬送装置を備える画像形成装置を特徴とする。
まず、図1の画像形成装置全体図に基づいて説明する。ここに示した画像形成装置1は、この画像形成装置本体内に配置された像担持体2を有している。この像担持体2は円筒状の導電性ベースの外周面に感光層を有するドラム状の感光体により構成されている。
しかし、像担持体2は複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の像担持体を用いることもできる。図1に示した像担持体2は、画像形成動作時に図1における時計方向に回転駆動され、このとき像担持体2が帯電手段3によって所定の極性に帯電される。
帯電手段3によって帯電された像担持体2には、露光手段の1例である光書き込みユニット4から出射する光変調されたレーザ光が照射され、これによって像担持体2に静電潜像が形成される。
図示した例では、レーザ光が照射された像担持体2表面部分の電位の絶対値が低下して、ここが静電潜像(画像部)となり、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれた部分が地肌部となる。
次いで、この静電潜像は、現像手段5を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。なおレーザを用いた光書き込みユニット4による露光手段以外にも、LEDアレイを有する露光手段や、原稿面を照明し、その原稿画像を像担持体2上に結像する露光手段などを用いることもできる。
一方、給紙手段17から、例えば転写紙より成る記録媒体9が送り出され、像担持体2に対置された転写手段6と像担持体2との間に、その記録媒体9が所定のタイミングで送り込まれる。このとき像担持体2上に形成されたトナー像が記録媒体9上に静電的に転写される。
トナー像を転写された記録媒体9は、搬送部材用の帯電ローラ(帯電手段)18により予め正負の極性に交互に帯電された搬送部材16に吸着されて定着手段10へ搬送され、引き続き定着手段10を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が記録媒体9上に定着される。
定着手段10を通った記録媒体9は排紙部11に排出される。記録媒体9に転写されずに像担持体2表面に残された転写残トナーは、クリーニング手段7によって除去される。定着手段10は図1では2本ローラの構成を示しているが、他の構造、例えば、ベルトとローラ等の構成でも何ら問題は無い。
現像ローラ13が矢印方向に回転駆動され、このとき現像ローラ13の周面に現像剤が担持されて搬送され、現像ローラ13と像担持体2の間の現像領域に運ばれた現像剤中のトナーが静電潜像に静電的に移行して、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
また、図1に示した転写手段は、像担持体2上のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される転写ローラ6により構成されているが、転写ブラシ、転写ブレード或いはコロナワイヤを有するコロナ放電器より成る転写手段などを用いることもできる。
また、像担持体2上のトナー像を直に最終記録媒体としての記録媒体9に転写する代りに、像担持体2上のトナー像を、中間転写体より成る記録媒体上に転写し、そのトナー像を最終記録媒体9に転写するように構成することもできる。
また、図1に示したクリーニング手段7は、そのクリーニングケース7aに回転自在に支持されたファーブラシ7bより成るクリーニング部材を有し、これらのクリーニング部材7bが像担持体2の表面に当接してその表面に付着する転写残トナーを清掃する。
ファーブラシ7bには保護剤7cも当接しており、クリーニングを行うと同時に、保護剤を像担持体2に供給するようになっている。ファーブラシ7bの下流側にウレタンゴム等でできたクリーニングブレードを配置しても良い。また、ファーブラシ無しで、ブレードのみの構成にしても良い。加えて、保護剤の供給が無い構成でも何ら問題は無い。
このような配置にすることで、搬送部材用帯電ローラ18によって予め帯電した搬送部材16に記録媒体9を吸着させ、像担持体2に搬送する記録媒体9の搬送精度を上げることができる。
図3はタンデム型カラー複写機の要部構成を示す概略図である。図3はカラー画像形成装置の搬送部材16に搬送部材用帯電ローラ18を配置した図である。このような構成にした場合、記録媒体9が無い部分の搬送部材16を帯電すると、像担持体2に残留している僅かなトナーが静電力で搬送部材16に引き付けられる。
このため、記録媒体9と同期して搬送部材16を帯電する方が良い。また、記録媒体9の先端および後端の数ミリ程度の領域は、搬送部材16と記録媒体9の分離性等も考慮して帯電しない方が良い。
図4は図3の搬送部材と搬送部材用帯電ローラを拡大して説明する詳細図である。搬送部材16と搬送部材用帯電ローラ18の間に10〜100μmのギャップを有することで、搬送部材用帯電ローラ18への紙紛等の付着を防止することができる。図中、符号15は搬送部材用帯電ローラ18を帯電するために電圧を印加する電源である。
或いは、記録媒体9の厚さを見込んで、記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18と搬送部材16間にスペーサ部材を配置しても良い。図中、符号15は記録媒体9を直接帯電するのに電圧を印加する電源である。
図6はインクジェットプリンタの実施の形態を示す概略図である。記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18で搬送部材16を帯電させて記録媒体9を吸着し、搬送精度を上げている。
記録ヘッド20の位置は図6の配置でも良いし、搬送部材16の中央に配置しても良い。但し、中央に配置した場合は、搬送部材16の撓みを考慮して、搬送部材16の裏面に支持部材(後述の図8参照)を配置した方が良い。
図7は本発明に使用する搬送部材用帯電部材の構成を拡大して示す概略図である。図8は図4を上方から見た平面図である。搬送部材用帯電部材は、図1等に示すように、搬送部材16の裏面に対向配置されている。
この搬送部材用帯電部材18は適宜な形態に構成できるものであるが、図1等に示した例では、この搬送部材用帯電部材は帯電ローラ18により構成されている。かかる搬送部材用帯電部材は、図7に拡大して示すように、円柱状に形成された導電性の芯金21と、その芯金21の外周に同心円状に積層固定された円筒状の中抵抗層22と、その中抵抗層22の外周面に積層された表層23とを有している。
芯金21は、例えば、直径が4ないし20mm程度のステンレス鋼やアルミニウム合金などの高い剛性と導電性を有する金属材料や、1×103Ω・cm以下、好ましくは1×102Ω・cm以下の体積抵抗率を有する高剛性の導電性樹脂などによって構成される。この例では芯金21は搬送部材用帯電ローラ18の芯軸を構成している。
中抵抗層22の体積抵抗率は104ないし109Ω・cm程に設定され、その厚さは、例えば1ないし2mm程度に設定される。表層23の体積抵抗率は106ないし1011Ω・cm程に設定され、この表層の体積抵抗率は中抵抗層22の体積抵抗率よりも多少高くなっていることが好ましい。かかる表層23の厚さは、例えば10μm程度である。
また、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、およびその共重合体(例えばPFA、FEP)などのフッ素樹脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。
スペーサ部材24を構成するテープの材料としては、とくにトナーが固着し難い離型性の高い材料を用いることが好ましい。また、テープとして導電材料を用いるときは、その表面に絶縁層または半抵抗体層を被覆するなどして、テープと像担持体2との間を絶縁する。
中抵抗層22は、ベース材とこれに分散された導電剤により構成され、そのベース材としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのオレフィン系樹脂、ポリスチレン(PS)、およびその共重合体(AS、ABS)などのスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)などのアクリル系樹脂など、加工性のよい汎用樹脂を用いることができる。
中抵抗層22の導電剤としては、過酸化リチウムなどのアルカリ金属塩、過塩素酸ナトリウムなどの過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウム塩などの4級アンモニウム塩、高分子型導電剤などのイオン系導電剤を用いることができ、またケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックを用いることもできる。
表層23もベース材に導電剤を分散した材料から構成でき、そのベース材としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂などの適宜な材料を用いることができ、とくにトナーが固着し難い材料を選択することが好ましい。
表層23の導電材としては、ケッチェンブラックやアセチレンブラックなどのカーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズなどの金属酸化物などから成る電子伝導性導電剤、またはその他の適宜な導電剤を用いることができる。しかしながら、搬送部材用帯電ローラの材料を前記材料に限定するものではない。
図9は搬送部材用帯電ローラと搬送部材支持体との間にスペーサを形成した、図8の変形例を示す概略平面図である。この変形例において、スペーサ部材24は搬送部材用帯電ローラ18と搬送部材支持体25との間に配置される。
なお、図5のように記録媒体9を直接帯電させる場合には、記録媒体9の搬送力を高めるために記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18を端部以外で記録部材9に接触させても良い。ここで記録媒体用帯電ローラ18は搬送部材用帯電ローラ18と共通である。
例えば記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18と記録媒体9とのギャップを形成するためのスペーサを、記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18の両端部のみならず中央部にも1箇所あるいは数ヶ所設けることによって、記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18の回転による搬送力を記録媒体9に作用させることができ、記録媒体9の搬送が容易となる。
このような構成は記録媒体9を垂直方向に搬送する場合など充分な搬送力が必要な場合に有効である。記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラを端部以外で記録部材に接触させた場合であっても、記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18が記録媒体9の全域に接触していなければ非接触部分に紙紛等は付着せず、結果として帯電能力の経時低下は抑制される。
その結果、記録媒体9の搬送と吸着の両立を達成できる。記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18と記録媒体9とをどの程度接触させれば良いかは、記録媒体9の搬送速度、記録媒体9の搬送路、記録媒体用(搬送部材用)帯電ローラ18への印加バイアス、搬送部材用帯電ローラ材質などに応じて適宜決定すればよい。
図11は搬送部材或いは記録媒体の帯電状態を示す概念図である。図11においては、正極性、未帯電、負極性の順番になっている。図12は図11と同様な搬送部材或いは記録媒体の帯電状態を示す概念図である。図12においては、正極性と負極性の順番となっている。図11と図12のどちらのように帯電しても良い。
図11および図12は概念図であり、実際の帯電幅は、数mm程度から20mm以下が適当であり、帯電電位は、絶対値で数10Vから1000V程度が適当である。
それに、搬送部材16と記録媒体9の吸着力を強くするためには、帯電幅を狭く、帯電電位を高くすれば良い。但し、電子写真複写機に用いる場合で転写部を通過する構成の場合は、転写部で不具合が出ないように帯電電位を低電位にする必要がある。
また、芯金21の外側に、ゴムでなく硬度の高い樹脂層22を設けることで、帯電部材18と搬送部材16或いは記録媒体9との間隙をより正確に保持し、異常放電等の発生を抑えることができる。
帯電部材18およびそれを用いた搬送部材帯電装置を画像形成装置に用いることで、記録媒体9の搬送精度が上がり高画質の画像形成が可能となる。
2 像担持体
9 記録媒体
15 搬送部材用または記録媒体用帯電部材用電源
16 搬送部材
18 搬送部材用または記録媒体用帯電部材(搬送部材用帯電ローラ)
21 軸部(搬送部材用または記録媒体用帯電ローラの芯金)
22 本体部(搬送部材用帯電ローラの中抵抗層)
23 本体部(搬送部材用帯電ローラの表層)
24 スペーサ部材
25 搬送部材用支持部材
Claims (8)
- 搬送部材を帯電する搬送部材用帯電装置において、前記搬送部材表面に対向配置されかつ前記搬送部材表面を所定の極性に帯電する搬送部材用帯電部材と、前記搬送部材用帯電部材に電圧を印加する電源と、帯電した前記搬送部材を移動させる駆動搬送手段と、を備えることを特徴とする搬送部材用帯電装置。
- 搬送部材表面に対向配置された搬送部材用帯電部材により前記搬送部材表面を所定の極性に帯電する搬送部材用帯電手段と、前記搬送部材用帯電手段に電圧を印加する電源と、帯電した前記搬送部材を移動させる駆動搬送手段とを備え、前記帯電した搬送部材により記録媒体を搬送する搬送装置であって、前記搬送部材用帯電部材を前記搬送部材と非接触かつ近接に対向配置したことを特徴とする搬送装置。
- 前記搬送部材用帯電部材と対向する前記搬送部材の裏面に搬送部材を支持する搬送部材支持部材を有することを特徴とする請求項2記載の搬送装置。
- 前記搬送部材用帯電部材が、軸部とこの軸部を被覆する本体部とから構成され、前記搬送部材の搬送領域外に対応する前記本体部にスペーサ部材を設けて、前記搬送部材と前記搬送部材用帯電部材との間で間隙を形成することを特徴とする請求項2または3記載の搬送装置。
- 前記スペーサ部材が収縮性を有することを特徴とする請求項4記載の搬送装置。
- 記録媒体表面に対向配置された記録媒体用帯電部材により前記記録媒体表面を所定の極性に帯電する帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加する電源と、帯電した前記記録媒体を搬送する駆動搬送手段とを備え、前記帯電した記録媒体を搬送部材に吸着して搬送する搬送装置であって、前記記録媒体用帯電部材を前記搬送部材と非接触かつ近接に対向配置したことを特徴とする搬送装置。
- 前記搬送部材用帯電部材が少なくとも導電性の芯金とその外側に中抵抗の導電性樹脂層と最外層に表層を有することを特徴とする請求項1記載の搬送部材用帯電装置。
- 請求項1ないし7の搬送部材用または記録媒体用帯電装置およびそれを用いた搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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