JP2006126880A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ15に印加して放電により感光体ベルト1に帯電電荷を与える帯電装置2と、絶縁物質塗布機構9を設け、固形ワックス状の絶縁物質11に回転されるブラシ12の先端を摺接させて、そのブラシ12の先端に絶縁物質11を粉状に掻き取って、それを感光体ベルト1の表面に塗布することにより、帯電装置2による帯電行程の前に感光体ベルト1の表面に絶縁物質11による感光体保護層を形成する。それにより交流電圧の印加によりトナー添加物が付着しやすくなるのは感光体保護層になる。したがって、感光体ベルト1の特性変化を防止できる。
【選択図】 図1
Description
これは、これまでの帯電装置で主流となっていた放電ワイヤにより空気をイオン化して感光体に帯電電荷を与える方式に比べてオゾン発生量が極めて少ないため、クリーンな帯電ができるためである。
そこで、この問題を解決するため、従来の直接帯電方式の帯電装置には、図7に示すように直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ72に印加して感光体ベルト71を帯電させるAC電圧重畳の帯電方式(例えば特許文献1参照)がある。
この方式は、直流電圧に交流電圧を重畳することによって瞬間的、且つ連続的に絶縁破壊電圧を大きく超えた電圧を帯電ローラ72に印加することにより放電させやすくするものである。そして、この帯電方式の場合には、電荷量の制御は直流電圧成分に依存するので、大電圧による過剰電荷供給を招くことはない。
そして、この現象は塗装技術の分野ではそれを利用して、顔料を塗装しようとする面に交番電界をかけることにより、その面を活性化して顔料が付着しやすいようにしたりしているが、電子写真方式の場合には不都合を生じてしまうということがあった。
その点について具体的に説明すると、感光体ベルト71の表面の付着したトナー添加物25が湿気を吸うと、感光体ベルト71の表面の電荷が流れて画像流れという異常が発生したり、その付着したトナー添加物25によって感光体ベルト71の表面の鏡面性が失われるため、図7に示したクリーニングブレード75が感光体ベルト71の表面を摺擦して転写残トナーを掻き取ってクリーニングした際に、転写残トナーがクリーニングブレード75に掻き取られずにそこを通過してしまうトナー量が増えるようになり、その結果クリーニング不良が発生してしまうようになる。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、均一な帯電が可能な直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加する帯電方式でも感光体を長期に亘って使用できるようにすることを目的とする。
また、上記画像形成装置において、上記潜像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像装置を上記潜像担持体に対して接触・離間可能に設け、その現像装置を画像形成時以外は上記潜像担持体から離間させ、画像形成時のみ上記潜像担持体に接触させるようにするとよい。
さらに、上記いずれかの画像形成装置において、転写紙に転写する画像を形成する画像形成時以外の帯電動作時には、上記帯電装置の帯電部材に直流電圧のみを印可して上記潜像担持体に帯電電荷を与える帯電印加制御手段を設けるとよい。
そして、その画像形成装置において、転写紙に転写する画像を形成する画像形成時以外の帯電動作時には、上記絶縁物質塗布機構による絶縁物質の上記潜像担持体の表面への塗布を行わないようにする絶縁物質塗布解除手段を設けるとよい。
上記絶縁物質は、ステアリン酸亜鉛にすると効果的である。
そして、交流電圧の印加により潜像担持体の表面の活性化が促進されてそこにトナー添加物質が強固に付着しやすい状態になっても、その潜像担持体の表面には絶縁物質塗布機構により絶縁物質が均一に塗布されるので、トナー添加物質はその潜像担持体の表面に塗布された絶縁物質によって形成される層に付着するようになる。したがって、その絶縁物質の層の下側に位置する潜像担持体の表面の特性変化を防止できるので、潜像担持体の長寿命化を図ることができる。
図1は請求項1の画像形成装置の実施形態における帯電装置付近を示す概略構成図、図2は同じくその画像形成装置に設けられている感光体ベルトの表面に形成した感光体保護層の上にトナー添加物が付着した状態を示す断面図、図3は同じくその画像形成装置全体の構成を示す全体構成図である。
図3に示すカラー画像形成装置は、画像形成部に潜像担持体であるベルト状の感光体ベルト1と、その感光体ベルト1に対して接触(近接させた非接触としてもよい)させて配置した帯電部材である帯電ローラ15に、図1に示すように直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加して放電により感光体ベルト1に帯電電荷を与える帯電装置2と、詳しい説明は後述するが、感光体ベルト1の表面に絶縁物質11を均一に塗布する絶縁物質塗布機構9とを設けている。
感光体ベルト1の駆動は、感光体駆動ローラ8が回転することにより、その感光体駆動ローラ8の表面とベルト内周との摺擦力によって行われる。
中間転写ベルト6は、複数のローラ間に張装されて回動し、その一部が感光体ベルト1と接触するようになっており、その接触部が画像の転写位置となる。
このカラー画像形成装置の下部には、給紙部16が設けられており、そこには画像を形成するための転写紙Pが収納されている。
そして、感光体ベルト1の表面が、所定のタイミングで帯電装置2により一様に帯電される。その帯電面は、露光装置3から画像情報に応じて照射される光により露光され、そこに静電潜像が形成される。
その静電潜像は、フルカラーの画像形成の場合には、ブラック(K),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)の各色ごとに1色ずつ画像形成プロセスを経て形成され、その各色に対応する静電潜像が各色の現像装置4K,4C,4M,4Yにより現像されて各色のトナー像となる。
その画像が転写された転写紙Pは、装置内の搬送路を上方に搬送されていき、排紙ローラ対17により排紙トレイ18上に排出される。
なお、トナー像を中間転写ベルト6へ転写した後に感光体ベルト1の表面に残った転写残トナーは、クリーニングブレード5により除去される。
その絶縁物質塗布機構9は、例えば固形ワックス状に形成したステアリン酸亜鉛からなる絶縁物質11のブラシ接触面11aに、矢示C方向に図示しないモータにより回転されるブラシ12の先端を摺接させて、そのブラシ12の先端に絶縁物質11を粉状に掻き取って感光体ベルト1の表面に塗布することにより、帯電装置2による帯電行程の前に感光体ベルト1の表面に絶縁物質11による図2に示す感光体保護層26を形成するものである。
感光体ベルト1は、この絶縁物質11からなる感光体保護層26を介して帯電装置2の帯電ローラ15により帯電電荷が付与される。
したがって、このカラー画像形成装置によれば、直流電圧に交流電圧を重畳することにより感光体ベルト1を帯電する帯電方式の帯電装置2を使用していても、感光体ベルト1の表面の劣化を防止することができるので、長寿命の画像形成装置にすることができる。
この実施の形態によるカラー画像形成装置は、図1乃至図3で説明した実施の形態に対し、感光体ベルト1の表面に形成される潜像を現像する各現像装置4K′,4C′,4M′,4Y′をそれぞれ感光体ベルト1に対して接触・離間可能に設けている点のみが異なる。
その各現像装置4K′,4C′,4M′,4Y′の感光体ベルト1に対する接触・離間動作は、各現像装置ごとに設けられている現像装置移動機構31A,31B,31C,31Dによってそれぞれ行われる。
したがって、モータ33を正方向に回転させると雄ネジ32が正方向に回転し、その雄ネジ32に螺合する雌ネジ部34と一体の各現像装置が図4で右方に前進して、選択された現像装置の現像ローラ10K,10C,10M,10Yが感光体ベルト1に接触する。
また、モータ33を逆方向に回転させると雄ネジ32が逆方向に回転し、その雄ネジ32に螺合する雌ネジ部34と一体の各現像装置が図4で左方に後退し、選択された現像装置の現像ローラ10K,10C,10M,10Yが感光体ベルト1から離間する。
さらに、各現像装置の現像ローラの感光体ベルト1からの離間は、僅かな量でよいため、例えばソレノイドを使用して各現像装置4K′,4C′,4M′,4Y′をそれぞれ感光体ベルト1に対して接触・離間させるものであってもよいし、それ以外の構成のものであってもよい。
その制御装置50は、各種判断及び処理機能を有する中央処理装置(CPU)と、各処理プログラム及び固定データを格納したROMと、処理データを格納するデータメモリであるRAMと、入出力回路(I/O)とからなるマイクロコンピュータを備えている。
この実施の形態によれば、画像形成時以外の非画像形成時には現像ローラ10K,10C,10M,10Yが感光体ベルト1から離間するので、非画像形成時に前述したシリカ等のトナー添加物が感光体ベルト1に付着するのを防止することができる。それにより、シリカ等のトナー添加物が感光体ベルト1に付着した際に発生しやすいフィルミングを防止することができるため、感光体ベルト1の高寿命化が図れる。
この実施の形態によるカラー画像形成装置は、図1乃至図3で説明した実施の形態に対し、転写紙に転写する画像を形成する画像形成時以外の帯電動作時には、帯電装置2の帯電ローラ15に直流電圧のみを印加して感光体ベルト1に帯電電荷を与える帯電印加制御手段61を有する点のみが異なる。
その帯電印加制御手段61は、図4で説明した制御装置50と同様な各種判断及び処理機能を有する中央処理装置(CPU)と、各処理プログラム及び固定データを格納したROMと、処理データを格納するデータメモリであるRAMと、入出力回路(I/O)とからなるマイクロコンピュータを備えた制御装置であり、そこには帯電ローラ15に印加する電圧を、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧と直流電圧のみとに切り換えるスイッチの働きをする印加電源切換部62を有している。
すなわち、このカラー画像形成装置では、プリントアウトやコピーといった転写紙に画像を形成する画像形成時以外においても感光体ベルト1上を帯電することがしばしばある。例えばプロセスコントロールといった画像の濃度を確かめる際に調整制御のために感光体ベルト1上に画像形成を行ったり、非画像形成時においても現像装置から余計なトナーが付着しないように機械が回っている間は帯電を行うようにしている。
なお、直流電圧のみを帯電ローラ15に印加する際に、交流電圧を重畳したときと同様な直流電圧の電圧値のままであると帯電電荷量が不十分となるので、直流電圧のみを印加するときには、その電圧値は交流電圧を重畳したときのDC電圧値よりも高い値に設定する必要がある。
この実施の形態によれば、交流電圧の印加を極力抑えることができる分だけ感光体ベルト1の劣化を防止して長寿命化を図ることができる。
この実施の形態によるカラー画像形成装置は、図1乃至図3で説明した実施の形態に対し、図5で説明した実施形態と同様に転写紙に転写する画像を形成する画像形成時以外の帯電動作時には、帯電装置2の帯電ローラ15に直流電圧のみを印加して感光体ベルト1に帯電電荷を与える帯電印加制御手段61として機能する制御装置50′を設けている点と、転写紙に転写する画像を形成する画像形成時以外の帯電動作時には、絶縁物質塗布機構9による絶縁物質11の感光体ベルト1の表面への塗布を行わないように制御装置50′が制御する点、及びそのためにブラシ12とそれを回転させるモータ36との間にモータ36の回転力をブラシ12に伝達したり、その伝達を解除したりするクラッチ機構37を設けた点のみが異なる。
このカラー画像形成装置の絶縁物質塗布機構9が感光体ベルト1に塗布する絶縁物質11は、感光体ベルト1の表面を保護する効果がある一方、その絶縁物質11が現像装置(図3の4K,4C,4M,4Yを参照)に侵入してしまうと、それがトナーに付着することによってトナーの凝集が起こり、現像均一性が低下してしまうという副作用が生じる。そのため、絶縁物質11の感光体ベルト1への塗布は、必要最小限にすることが好ましい。
このようにすることにより、絶縁物質11の感光体ベルト1への塗布量を必要最小限にすることができるので、絶縁物質11が現像装置に悪影響を与えないようにすることができる。
なお、このカラー画像形成装置においても、図5で説明したカラー画像形成装置と同様に、画像形成時には帯電ローラ15への電圧の印加は直流電圧のみであるためフィルミングが発生しにくい。
そもそも、感光体ベルト1に塗布する絶縁物質11は、感光体ベルト1の表面を傷つけないようにするために研磨性が低いものである必要があると共に、感光体ベルト1の表面に薄層化した状態で全体に均一に塗布できるものである必要があるが、ステアリン酸亜鉛であればその両者について条件を満たす。
このステアリン酸亜鉛は、上記の特性の他に摩擦係数が低いために潤滑剤として一般に用いられ、感光体ベルト1の表面に塗布するとその感光体ベルト1上のトナー離形性がよくなるため、現像の地汚れ改善が図れると共に転写効率の向上も図れる。
請求項1の画像形成装置によれば、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を帯電部材に印加するので、良好な帯電均一性が得られる。
そして、交流電圧の印加により潜像担持体の表面の活性化が促進されてそこにトナー添加物質が強固に付着しやすい状態になっても、その潜像担持体の表面には絶縁物質塗布機構により絶縁物質が均一に塗布されるので、トナー添加物質はその潜像担持体の表面に塗布された絶縁物質によって形成される層に付着するようになる。したがって、その絶縁物質の層の下側に位置する潜像担持体の表面の特性変化を防止できるので、潜像担持体の長寿命化を図ることができる。
請求項3の画像形成装置によれば、プリントアウトやコピー時のように転写紙に画像を形成するときは帯電装置の帯電部材に直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加するが、画像形成時以外の例えばプロセスコントロールを行う際の帯電動作時には上記帯電部材には直流電圧のみを印可するので、交流電圧の印加を極力抑えて潜像担持体の劣化を防止できるため、その分だけ潜像担持体の長寿命化が図れる。
請求項5の画像形成装置によれば、ステアリン酸亜鉛は、研磨性がないので潜像担持体の表面を傷つける恐れがなく、また容易に薄層化して塗布することができるので、潜像担持体の表面に均一な層を形成することができる。また、摩擦係数が低いので、それを潜像担持体の表面に塗布することにより潜像担持体表面の摩擦係数を下げることができるため、潜像担持体上における現像剤の離間性が高まるため、転写性及びクリーニング性の向上が図れる。
4K,4C,4M,4Y,4K′,4C′,4M′,4Y′:現像装置
9:絶縁物質塗布機構 11:絶縁物質
15:帯電ローラ(帯電部材)
31A,31B,31C,31D:現像装置移動機構
50,50′:制御装置 61:帯電印加制御手段
Claims (5)
- 潜像担持体と、その潜像担持体に対して接触または近接させて配置した帯電部材に直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加して放電により前記潜像担持体に帯電電荷を与える帯電装置と、前記潜像担持体の表面に絶縁物質を均一に塗布する絶縁物質塗布機構とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1記載の画像形成装置において、前記潜像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像装置を前記潜像担持体に対して接触・離間可能に設け、該現像装置を画像形成時以外は前記潜像担持体から離間させ、画像形成時のみ前記潜像担持体に接触させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1又は2記載の画像形成装置において、転写紙に転写する画像を形成する画像形成時以外の帯電動作時には、前記帯電装置の帯電部材に直流電圧のみを印可して前記潜像担持体に帯電電荷を与える帯電印加制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項3の画像形成装置において、転写紙に転写する画像を形成する画像形成時以外の帯電動作時には、前記絶縁物質塗布機構による絶縁物質の前記潜像担持体の表面への塗布を行わないようにする絶縁物質塗布解除手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
- 前記絶縁物質はステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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