JP2005266706A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体の外周面を過剰に磨耗させたり、傷付けることがなく、感光体の外周面に付着する放電生成物による感光体の表面の抵抗低下を防いで、長期間に渡って安定した画質を得ることを課題とする。
【解決手段】 転写ローラ３４で感光体１４の表面の温度を上昇させることで、感光体１４の表面に付着した放電生成物に吸水された水分を蒸発させることができる。これにより、感光体１４に付着した放電生成物によって感光体１４の表面に帯電している電荷が流れることによって引き起こされるディレーションを防ぐことができるので、画像流れが改善されて良好な画像が得られる。従って、感光体１４の表面に放電生成物が付着している場合でも、放電生成物を除去する必要がないので、感光体１４の表面を傷つけてしまったり、トナーフィルミングを発生させたりすることがない。また、放電生成物の除去ムラによって発生するディレーションも防ぐことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において、像担持体に付着した放電生成物による画像の白抜けを防止する画像形成装置に関する。

従来、電子写真法では、感光体ドラムなどの像担持体の外周面を帯電、露光して作成した静電潜像をトナーによって現像することにより像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を用紙などの記録媒体に転写し、定着することにより記録媒体上に画像を形成する。

このような画像形成装置には、トナー像を担持する像担持体の外周面に、一様に電荷を付与することにより、像担持体を帯電させる帯電装置が用いられている。これらの帯電装置としては、微小ギャップでの放電を利用した帯電ローラーなどによる接触帯電方式のものが知られている。

しかし、このような接触方式の帯電装置を用いた場合、像担持体の外周面に放電生成物が付着しやすく、高湿度下の環境では放電生成物が水分を吸収し、電荷が逃げることにより画像流れが発生するといった問題が起きている。特に、像担持体の磨耗を抑えるために、クリーニング手段としてブレードを用いないブレードレスシステムにおいては、これらは重要な課題となっている。

そこで、上記の問題点を解決すると共に、放電生成物を除去しながら像担持体の削れ量を制御して像担持体の感光層の劣化による画像不良を防いで安定した画像形成を行う画像形成装置が開示されている（特許文献１参照）。この画像形成装置は、スポンジローラでウェブを摺擦させて像担持体の外周面に付着した放電生成物の除去を行っている。

しかし、上記の場合には、像担持体にウェブを当接させて放電生成物を除去しているため、像担持体の外周面を傷つけてしまう。また、ウェブが像担持体の外周面にトナーを押し付けて固着させる、所謂、像担持体表面のトナーフィルミングが発生するという問題を有している。像担持体にトナーフィルミングが発生した状態で画像形成が行われると、得られた画像に残像や筋が発生して画質低下を招くことになる。さらに、トナーフィルミング等が生じない弱い力で像担持体の外周面を摺擦して、像担持体の外周面に付着した放電生成物を除去しようとした場合、放電生成物が除去しきれずに除去ムラが発生し、ディレーションが引き起こされる。
特開平８−１２３１９５号公報

本発明は上記事実を考慮し、感光体の外周面を過剰に磨耗させたり、傷付けることがなく、感光体の外周面に付着する放電生成物による感光体の表面の抵抗低下を防いで、長期間に渡って安定した画質を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、光ビームが照射されることにより潜像が形成され、トナーによってトナー像が現像される像担持体と、前記像担持体に形成され現像されたトナー像を記録媒体に転写させる転写部材と、を有する画像形成装置において、前記転写部材は、加熱手段を備えていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、転写部材の加熱手段により、像担持体の表面の温度が上昇する。

このように、転写部材で像担持体の表面の温度を上昇させることで、像担持体の表面に付着した放電生成物に吸水された水分を蒸発させることができる。これにより、像担持体に付着した放電生成物によって像担持体の表面に帯電している電荷が流れることによって引き起こされるディレーションを防ぐことができるので、画像流れが改善されて良好な画像が得られる。従って、像担持体の表面に放電生成物が付着している場合でも、放電生成物を除去する必要がないので、像担持体の表面を傷つけてしまったり、トナーフィルミングを発生させたりすることがない。また、放電生成物の除去ムラによって発生するディレーションも防ぐことができる。

さらに、加熱手段を像担持体の外側に配置することで、像担持体の内部に、放電による音を小さくするためのサイレンサー等の他の部材を設置することができるなど、像担持体の内部を有効に利用することができる。

請求項２に記載の発明は、前記加熱手段は、前記転写部材の内部に収容されたヒータであることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、転写部材の内部にヒータを収容することで、転写部材の表面にヒータからの熱が効率良く伝導される。また、ヒータを設置する場所を確保する必要がないので、画像形成装置全体の小型化に繋がる。

請求項３に記載の発明は、前記加熱手段は、前記転写部材と当接するヒートローラであることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、加熱手段としてのヒートローラを転写部材に当接させ、熱を供給することで、ヒートローラを転写部材の内部に収容した場合と比較して、転写部材を小さくできる。

請求項４に記載の発明は、前記ヒートローラは、前記転写部材を加熱すると共に、該転写部材との間で前記記録媒体のトナー像を定着する定着ローラであることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、ヒートローラを定着ローラに用いることで、像担持体を加熱すると同時に、記録媒体にトナー像が転写された後すぐにトナー像を記録媒体に定着できるので、搬送経路を短くすることができる。これによって、画像形成装置全体を小型化することができる。

請求項５に記載の発明は、前記像担持体と前記転写部材との間には、前記記録媒体を搬送する搬送ベルトが配設されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、像担持体と転写部材の間には搬送ベルトが配設されており、搬送ベルトを介して、転写部材から像担持体の表面に熱が供給されるようになっている。これにより、転写部材の熱が搬送ベルトを介することで直接像担持体の表面に伝導されないので、像担持体の表面の温度を必要以上に上昇させてしまうのを防ぐことができる。

請求項６に記載の発明は、前記像担持体と前記転写部材との間には、トナー像が転写される中間転写ベルトが配設されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、像担持体と転写部材との間には、中間転写ベルトが配設されており、中間転写ベルトに像担持体からのトナー像が転写部材によって転写される。このような中間転写ベルトを用いる画像形成装置においても、本発明を適用することができる。

請求項７に記載の発明は、前記像担持体は、クリーニング手段としてブレードを用いないブレードレスシステムであることを特徴としている。

以下に、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０について説明する。

図１には、本発明が適用された画像形成装置１０の概略構成が示されている。図１に示すように、画像形成装置１０には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像に対応し、図示しない駆動モータによって所定の回転速度で矢印Ａ方向に回転する感光体１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋが、並列状に並んで配置されている。各感光体１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋに対応して、順に光走査装置１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋが設けられている。そして、デジタル画像データに基づき、光走査装置１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋのレーザ光を変調して各感光体１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋに照射するようになっている。

ここで、感光体１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋの周辺について説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを付加して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは省略する。

感光体１４の周面近傍で、光走査装置１６によるレーザ光の照射位置（矢印Ｂ参照）よりも感光体１４の回転方向上流側には、帯電器２０が配設されている。帯電器２０は、感光体１４を一様に帯電させる。帯電器２０により一様に帯電された感光体１４の外周面には、レーザ光によって潜像が形成される。

また、光走査装置１６によるレーザ光の照射位置よりも感光体１４の回転方向下流側には、感光体１４の周面に対向して、感光体１４にトナーを供給する現像器２２が配設されている。詳しくは、感光体１４Ｃにはシアンのトナー、感光体１４Ｍにはマジェンダのトナー、感光体１４Ｙにはイエローのトナー、感光体１４Ｋにはブラックのトナーが供給される。

現像器２２から供給されたトナーは、光走査装置１６によってレーザ光が照射された部分に付着するようになっている。これにより感光体１４にトナー像が形成される。感光体１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー像が形成される。

各感光体１４の下方には、無端状の搬送ベルト２４が配置されている。この搬送ベルト２４は、駆動ローラ２６及び従動ローラ２８に巻き掛けられている。駆動ローラ２６にはモータ３０が接続されており、モータ３０の駆動力が伝達されて駆動ローラ２６が回転すると、駆動ローラ２６の回転駆動が搬送ベルト２４を介して従動ローラ２８に伝達され、搬送ベルト２４は矢印Ａ方向に搬送されるようになっている。

記録用紙Ｐが、図示しない給紙カセットから取り出されて、搬送ベルト２４上に供給されるようになっている。搬送ベルト２４上に供給された記録用紙Ｐは、搬送ベルト２４の搬送によって、感光体１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋの順に案内される。

搬送ベルト２４を挟んで各感光体１４と対向する位置には、転写ローラ３４が配設されている。転写ローラ３４は、搬送ベルト２４によって搬送された記録用紙Ｐに、感光体１４に形成されたトナー像を転写する。すなわち、記録用紙Ｐ上には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー像が順番に重ねあわせて転写され、多色トナー像が形成される。多色トナー像が転写された記録用紙Ｐは、図示しない定着器へと搬送され、定着処理が施された後、装置外へと排出される。なお、転写ローラ３４についての詳細は後述する。

また、転写ローラ３４の配設位置よりも感光体１４の回転方向下流側には、感光体１４に対向して、クリーナー３６が配設されている。このクリーナー３６によって、転写後に感光体１４の外周面に残留しているトナーが除去される。

次に、転写ローラ３４について、図２に基づいて説明する。

転写ローラ３４の外周には、従動するようにして加熱ヒータ３７が内蔵された加熱ローラ３８が設けられている。この加熱ローラ３８によって、転写ローラ３４の外周面が均一に加熱されて温度が上昇し、転写ローラ３４に搬送ベルト２４を介して接触している感光体１４の外周面に温度が伝導し、感光体１４の外周面の温度が上昇するようになっている。

加熱ヒータ３７の電源スイッチには制御装置４０が接続されている。また、画像形成装置１０内には湿度を検知する温湿度センサー４１が配置されている。温湿度センサー４１が検出する温度又は湿度が所定値（例えば温度２８°又は湿度８５％）になると、制御装置４０によって加熱ヒータ３７のスイッチが所定時間オンされるようになっている。このように、画像形成装置１０内の温湿度から感光体１４の外周面に付着した放電生成物が水分を吸水したと判断し、加熱ヒータ３７のスイッチをオンとすることで、節電効果を高め、必要以上に感光体１４を加熱しない。

なお、本実施形態では、画像形成装置１０内の温湿度によって加熱ローラ３８に内蔵された加熱ヒータ３７のスイッチをオン・オフさせる構成としたが、記録用紙Ｐに画像を記録する処理枚数を検知して、所定の枚数の処理が終了した段階で加熱ヒータ３７のスイッチをオンにするようにしてもよい。また、画像形成装置１０の電源投入時の乾燥状態の時に加熱ヒータ３７を作動させ、その後は一定時間を置いて加熱ヒータ３７のオン、オフを行うようにしてもよい。

また、感光体１４の外周面近傍に、感光体１４の外周面温度を検知する温度センサを配置して、感光体１４の外周面温度が所定温度に達しないときには加熱ヒータ３７をオンさせ、所定温度以上になると加熱ヒータ３７をオフさせるようにしてもよい。

次に、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。

図２に示すように、加熱ローラ３８が、転写ローラ３４の外周面に接触するようにして配置されており、これによって転写ローラ３４の外周面の温度が上昇する。また、加熱ローラ３８の外周面には、搬送ベルト２４を介して感光体１４の外周面が当接するようにして設けられている。これによって、感光体１４の外周面は、転写ローラ３４の外周面の熱が伝導することによって、温度が上昇するようになっている。

このように、転写ローラ３４の外周面を加熱ローラ３８によって加熱して、感光体１４の外周面の温度を上昇させることで、感光体１４の外周面に付着した放電生成物に吸水された水分を蒸発させることができる。これにより、感光体１４に付着した放電生成物によって感光体１４の外周面に帯電している電荷が流れることによって引き起こされるディレーションを防ぐことができるので、画像流れが改善されて良好な画像が得られる。従って、感光体１４の外周面に放電生成物が付着している場合でも、放電生成物を除去する必要がないので、感光体１４の外周面を傷つけてしまったり、トナーフィルミングを発生させたりすることがない。また、放電生成物の除去ムラによって発生するディレーションも防ぐことができる。

さらに、加熱源を感光体１４の外側に配置することで、感光体１４の内部に、放電時による音を小さくするためのサイレンサー等の他の部材を設置することができるなど、感光体１４の内部を有効に利用することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。

図３に示すように、転写ローラ４２の内部には加熱ヒータ４４が設けられており、この加熱ヒータ４４によって転写ローラ４２の外周面の温度が上昇するようになっている。

次に、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。

図３に示すように、加熱ヒータ４４を転写ローラ４２の内部に収容することで、転写ローラ４２の外周面に加熱ヒータ４４からの熱が効率良く伝導される。また、加熱ヒータ４４を設置する場所を取らないので、画像形成装置１０全体の小型化に繋がる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置５０について説明する。

図４に示すように、画像形成装置５０は、図示しない駆動モータによって所定の回転速度で矢印Ｃ方向に回転する感光体５２を備えている。感光体５２の上方には、感光体５２の外周面を帯電する帯電ローラ５４が設けられている。帯電ローラ５４の上方には露光装置５６が配置されており、この露光装置５６によって感光体５２の外周面上に静電潜像が形成される。

感光体５２の側方には、ロータリー式の現像装置５８が配置されている。現像装置５８には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像剤が収納された現像装置５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｋが円周状に配設されており、現像装置５８が９０度回転しながら、これらの現像装置５８から感光体５２にトナーが供給されて、感光体５２上にフルカラーのトナー像が形成される。

感光体５２を挟んで現像装置５８の反対側には、感光体５２の外周面を除電する機能及び外周面に残留している不要トナーを除去する機能を備えた除電・清掃器６０が配置されている。この除電・清掃器６０によって、感光体５２は除電され、また、感光体５２上に残った転写残トナーが除去される。

感光体５２の下方には、無端状の搬送ベルト６２が配設されている。搬送ベルト６２は、駆動ローラ６４及び従動ローラ６６、転写ローラ６８（詳細は後述する）に巻き掛けられており、搬送ベルト６２の外周面が感光体５２の外周面に接触するように配置されている。モータ７０の駆動力が伝達されて駆動ローラ６４が回転すると、搬送ベルト６２が矢印Ｂ方向に回転する。

搬送ベルト６２を挟んで各感光体５２と対向する位置には、転写ローラ６８が配設されている。転写ローラ６８は、搬送ベルト６２によって搬送された記録用紙Ｐに、感光体５２に形成されたトナー像を転写する。

また、搬送ベルト６２を挟んで、感光体５２よりも搬送ベルト６２の搬送方向下流側には、定着ローラ７２が搬送ベルト６２を介して転写ローラ６８に当接して配置されている。定着ローラ７２と転写ローラ６８のニップ部には、湾曲したガイド７３によって記録用紙Ｐの先端部が案内される。

定着ローラ７２の内部には、加熱源としてのハロゲンランプ７４が内蔵されている。これにより、定着ローラ７２の外周面温度は、トナーを溶融させる約１６０°まで上昇するようになっている。また、ハロゲンランプ７４には図示しない制御装置が接続されており、定着ローラ７２の外周面温度が所望の温度になるように制御されている。

この定着ローラ７２と転写ローラ６８との搬送ベルト６２を介したニップ部に、トナー像が転写された記録用紙Ｐが搬送され、記録用紙Ｐにトナー像が定着する。そして、記録用紙Ｐ上のトナーが定着されて画像形成装置５０外へと排出される。

次に、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。

図４に示すように、転写と同時に定着を行う画像形成装置５０において、転写ローラ６８には、感光体５２から転写された記録用紙Ｐのトナー像を定着させる定着ローラ７２が当接しており、記録用紙Ｐに感光体５２のトナー像を転写すると同時に、記録用紙Ｐにトナー像を定着する。このとき、定着ローラ７２の熱が転写ローラ６８に伝導して、搬送ベルト６２を加熱し、最後に感光体５２の外周面の温度を上昇させる。

このように、定着ローラ７２の熱を転写ローラ６８の外周面に伝導させ、転写ローラ６８から搬送ベルト６２を介して感光体５２の外周面の温度を上昇させる。従って、感光体５２の外周面の温度を上昇させるために別途熱源を設ける必要がなく、簡単な構成と少ない部品点数で、感光体５２の外周面に付着した放電生成物によるディレーションを防ぐことができる。また、このような構成とすることで、記録用紙Ｐの搬送経路が短縮でき、画像形成装置全体を小型化することができる。

なお、本実施形態においては、ハロゲンランプ７４を内蔵した定着ローラ７２で、転写ローラ６８の外周面の温度及び感光体５２の外周面の温度を上昇させる構成としたが、定着ローラ７２の外部に加熱ヒータを設け、定着ローラ７２の外周面を加熱する構成としてもよい。

また、図５に示すように、本発明は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の現像ユニット８４と各色の感光体８２を並列して配置し、各色のトナー像を転写ローラ８８によって一端中間転写ベルト８６に転写して、中間転写ベルト８６から記録用紙にフルカラーのトナー像を形成する構成の画像形成装置８０にも適用できる。このときには、それぞれの転写ローラ８８に加熱手段としてのヒートローラ９２を当接させ、このヒートローラ９２によって転写ローラ８８を加熱する。そして、中間転写ベルト８６を介して感光体８２を加熱することで、感光体８２の表面に付着した放電生成物の水分が蒸発する。なお、この場合にも、加熱手段としてのヒートローラ９２を転写ローラ８８に当接するようにして配置する構成に代えて、転写ローラ８８の内部に加熱手段としての加熱ヒータを収容させる構成としてもよい。

本発明の第１の実施形態の画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態の画像形成装置のプリント部の概略構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態の画像形成装置のプリント部の概略構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態の画像形成装置の概略構成図である。 本発明のその他の実施形態の画像形成装置の説明図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１４ 感光体（像担持体）
２４ 搬送ベルト
３４ 転写ローラ（転写部材）
３７ 加熱ヒータ（加熱手段）
３８ 加熱ローラ（加熱手段）
４２ 転写ローラ（転写部材）
４４ 加熱ヒータ（加熱手段）
５０ 画像形成装置
５２ 感光体（像担持体）
６２ 搬送ベルト
６８ 転写ローラ（転写部材）
７２ 定着ローラ（定着部材）
７４ ハロゲンランプ（加熱手段）
８６ 中間転写ベルト

Claims (7)

1. 光ビームが照射されることにより潜像が形成され、トナーによってトナー像が現像される像担持体と、
   前記像担持体に形成され現像されたトナー像を記録媒体に転写させる転写部材と、を有する画像形成装置において、
   前記転写部材は、加熱手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記加熱手段は、前記転写部材の内部に収容されたヒータであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記加熱手段は、前記転写部材と当接するヒートローラであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ヒートローラは、前記転写部材を加熱すると共に、該転写部材との間で前記記録媒体のトナー像を定着する定着ローラであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体と前記転写部材との間には、前記記録媒体を搬送する搬送ベルトが配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体と前記転写部材との間には、トナー像が転写される中間転写ベルトが配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体は、クリーニング手段としてブレードを用いないブレードレスシステムであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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