JP2007003753A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境の影響を減少させ，回転部材から像担持体への常時確実な吐き出し性を確保できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】本発明のプリンタ１は，感光体１０上に形成したトナー像を被転写体に転写して画像を形成するプリンタ１であって，感光体１０における転写後の位置に接触して回転する帯電装置１１と，帯電装置１１における感光体１０の反対側に，帯電装置１１に対して非接触状態で配置された調湿部材２１とを有するものである。さらに，調湿部材２１が内面側のポリマー繊維層と，外面側の多孔質層とを貼り合わせたものであり，定着装置１６から調湿部材２１の外面側へ気流を導く気流ガイド２２を有することが望ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は，電子写真方式の画像形成装置に関する。さらに詳細には，像担持体に接触して回転する接触回転部材へのトナーの蓄積に対処した画像形成装置に関するものである。

従来，電子写真方式の画像形成装置では，一般に，感光体ドラム等の像担持体にトナー像を形成し，そのトナー像を用紙等に転写して画像を得ている。また，転写後の像担持体上に残った残留トナーは，ブレード等のクリーニング装置によって除去したり，あるいは，現像装置によって現像同時回収することによって再利用する。トナーが残留する転写後の像担持体には，例えばクリーニングブラシや帯電ブラシ等の接触回転部材が接触回転される。

このような接触回転部材に付着したトナーが蓄積されると，帯電性能や回収性能等が低下するおそれがあるため好ましくない。そこで，接触回転部材に回収されて付着したトナーを清掃する方法として，従来より例えば，接触回転部材と像担持体との間に適切な電位差を設け，その静電力によって付着したトナーが像担持体上へ引きつけられるようにするものがある。

またそのほかの清掃方法として，例えば，特許文献１に記載の画像形成装置では，帯電手段にクリーニング部材を当接させることによりクリーニングしている。さらに，帯電手段とクリーニング部材との間に交流電圧を印加することにより，長期にわたるクリーニング性の維持が可能であるとされている。また，特許文献２に記載のクリーニング装置では，クリーニングブラシにフリッカーを食い込ませることによって，強制的にトナーをはたき落とすとされている。
特開平５−１１５６９号公報 実公平６−３７４２９号公報

しかしながら，前記した従来の各技術では次のような問題点があった。一般に環境等の影響によりトナーの帯電特性はやや変化する。そのため，静電力による回収方法では，トナーの帯電特性が高くなった場合にはトナーと回転部材との静電付着力が高くなるため，吐き出し性が低下するおそれがあった。そのような状態が継続すると，回転部材に次第にトナーが蓄積するという問題点があった。

また，特許文献１に記載の装置のようにクリーニング部材を用いるものでは，クリーニング部材に次第にトナーが蓄積する。そのため，次第にクリーニング性が低下するおそれがある。また，フリッカーを用いるクリーニング方法では，周囲にトナー粉を拡散浮遊させることとなり，他部材の汚染が発生するおそれがあるという問題点があった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，環境の影響を減少させ，回転部材から像担持体への常時確実な吐き出し性を確保できる画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，像担持体上に形成したトナー像を被転写体に転写して画像を形成する画像形成装置であって，像担持体における転写後の位置に接触して回転する接触回転部材と，接触回転部材における像担持体の反対側に，接触回転部材に対して非接触状態で配置された環境調整部材とを有するものである。

本発明の画像形成装置によれば，像担持体上に形成されたトナー像が被転写体に転写されて画像が形成される。ここで，転写後の像担持体に残留したトナーは，像担持体に接触して回転する接触回転部材に付着する。このとき本発明では，接触回転部材の周囲環境が環境調整部材によって調整されているので，環境によるトナーの帯電特性の変化を抑えることができる。従って，強力すぎる帯電をしたトナーの発生を抑え，安定したトナーの回収および確実な吐き出し性が確保できる。なお，本願でいう画像形成装置は，イメージングカートリッジを含むものである。

また，本発明では，環境調整部材は，内面側の繊維層と，外面側の多孔質層とを貼り合わせたものであることが望ましい。
内面側に繊維層を有しているので，この繊維層に所定量の水分（水蒸気）が保持される。また，外面側には多孔質層を有しているので，常時適量の水分を透過させることができる。従って，環境調整部材の周囲は適切な湿度状態に保持される。ここで，内面とは接触回転部材側のことであり，外面とは接触回転部材と反対側の面のことである。

また，本発明では，被転写体上に転写されたトナー像を定着させる定着器と，定着器から環境調整部材の外面側へ気流を導く気流ガイドとを有することが望ましい。
定着器周辺の空気には，一般にトナーと被転写体（紙等）から蒸発した水分が多く含まれている。気流ガイドによれば，定着器から環境調整部材の外面側に気流を導くので，環境調整部材へ多くの水分を供給することができる。

また，本発明では，環境調整部材の外面側へ気流を吹き付ける気流発生部を有することが望ましい。
このようにすれば，環境調整部材に確実に水蒸気が与えられる。

また，本発明では，接触回転部材と環境調整部材の間の空間の湿度を検知する湿度センサと，湿度センサが検知した湿度が所定値より低い場合に気流発生部を動作させる気流制御部とを有することが望ましい。
このようにすれば，湿度が所定値より低い場合には，強制的に気流が発生され，環境調整部材に確実に水蒸気が与えられる。

また，本発明では，接触回転部材は，像担持体を帯電させる回転帯電部材であることが望ましい。

本発明の画像形成装置によれば，環境の影響を減少させ，回転部材から像担持体への常時確実な吐き出し性を確保できる。

「第１の形態」
以下，本発明を具体化した第１の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式のプリンタに本発明を適用したものである。

本形態のプリンタ１は，図１に示すように，感光体１０を中心に，帯電装置１１，露光装置１２，現像装置１３，転写装置１４，給紙装置１５，定着装置１６をそれぞれ有している。また，これらに所定の電圧を印加するための高圧電源１７，装置全体の制御を司る制御装置１８をも有している。感光体１０は，図中矢印で示すように所定のプロセススピードで回転される。感光体１１は，回転に伴って順に，帯電装置１１で一様に帯電され，露光装置１２で静電潜像が形成され，現像装置１３で静電潜像がトナーで現像されてトナー像が形成される。さらにそのトナー像は，給紙装置１５によって給紙された記録紙に，転写装置１４によって転写される。トナー像が転写された記録紙は，定着装置１６で定着され排出される。

本形態の帯電装置１１は，ビスコスレーヨン，ナイロン等の導電性繊維を用いたブラシであり，植毛密度が９３本／ｍｍ²程度のものを使用している。この帯電装置１１は，その毛先が感光体１０の表面に接するように配置されている。あるいは，帯電装置１１として，円筒状の回転部材，いわゆる回転ローラを使用しても良い。また，帯電装置１１には，高圧電源１７によって，例えば周波数７０Ｈｚ，ｄｕｔｙ５０％，Ｖｈｉ＝−１３００Ｖ，Ｖｌｏｗ＝−３５０Ｖの交流電圧が印加されている。

さらに，帯電装置１１の周囲には，図１に示すように，感光体１０に面している部分を除いて調湿部材２１が配置されている。調湿部材２１は帯電装置１１に接していない。さらに，調湿部材２１の周囲には，気流ガイド２２が配置されている。気流ガイド２２は，定着装置１６側に開放され，定着装置１６付近の空気を調湿部材２１へ導くようにされている。さらに，帯電装置１１の図中上方には，調湿部材２１より外側にヒータ２３とファン２４が配置されている。

本形態のプリンタ１では，定着装置１６として，トナー像が形成されている記録紙を加熱加圧することにより定着を行う装置を使用している。このような定着装置１６では，その定着時にトナーや記録紙に含まれていた水分が蒸発するため，その周辺には水蒸気を比較的多く含む多湿空気が発生する。この多湿空気が気流ガイド２２によって調湿部材２１へと導かれる。

このプリンタ１の主要部を，図２に示すように，調湿部材２１は２つの異なる材質の部材を貼り合わせた２層構造になっている。内面側，すなわち帯電装置１１に面している側は，ポリアクリル酸ナトリウム塩を主成分としたポリマー繊維層２１ａによって形成されている。このポリマー繊維層２１ａは，所定量までの水分をその内部に吸収保持でき，周辺の環境を所定の湿度範囲内に保つことができる。ただし，所定量を超えて供給された水分は吸収できないという性質を有している。

また，外面側，すなわち気流ガイド２２に面している側は，微細な多孔質性の部材で形成された多孔質層２１ｂがラミネートされている。多孔質層２１ｂの外面は低μ化処理が施されており，非常に滑らかな面となっているので，ホコリや噴煙，水滴等が付着することが防止されている。また，多孔質層２１ｂの孔は，トナーやその外添剤，紙粉等を通過させないが，多湿空気に含まれる水蒸気は透過させる大きさにされている。従って，定着装置１６から気流ガイド２２によって導かれた多湿空気に含まれる水蒸気は，多孔質層２１ｂの孔を通ってポリマー繊維層２１ａに到達し，適量が保持される。

さらに，帯電装置１１の近傍には湿度センサ２５が設けられ，帯電装置１１と調湿部材２１との間の湿度を検出できるようになっている。この検出結果は制御装置１８に入力され，制御装置１８ではその結果に応じてヒータ２３，ファン２４等を作動させる。また，ヒータ２３とファン２４との図中下方は，気流ガイド２２の一部が開放可能に形成されている。あるいは，ヒータ２３とファン２４を気流ガイド２２より調湿部材２１側に配置しても良い。

次に，この調湿部材２１による調湿機能について，図３〜図５を用いて説明する。例えば２５℃６５％程度の中湿度環境では，定着装置１６から導かれる多湿空気と帯電装置１１の周囲の空気との湿度の差はさほど大きくない。そのため，図３に示すように，ポリマー繊維層２１ａに保持された水分はほぼ平衡状態が保たれ，多湿空気から供給された水分の一部がわずかずつ帯電装置１１側に放出される。

あるいは，例えば１０℃１５％程度の低湿度環境では，図４に示すように，帯電装置１１の周囲の空気は乾燥しているため，ポリマー繊維層２１ａに保持されている水分が比較的多く帯電装置１１側に吐き出される。そのためポリマー繊維層２１ａは図中下面側から乾燥し，保持されている水分が減少する。そのため，ポリマー繊維層２１ａは，多孔質層２１ｂを介して，定着装置１６から導かれる多湿空気から比較的多くの水分を吸収する。

あるいは，さらに低湿の環境の場合や，動作開始直後等の短時間で調湿する必要がある場合等には，制御装置１８はヒータ２３とファン２４とを作動させる。このようにすると，図５に示すように，調湿部材２１と気流ガイド２２との間の空気が暖められるとともに，調湿部材２１の外面側に吹き付けられる。従って，多孔質層２１ｂを介して，多くの水蒸気がポリマー繊維層２１ａに供給されるため，帯電装置１１側への放出量も多い。従って，帯電装置１１周辺の湿度を素早く上昇させることができる。

このようにして，調湿部材２１によって帯電装置１１近傍の湿度が適度な範囲に保たれる。トナーの帯電特性は主に湿度によって変化するので，湿度が適度な範囲に保たれていれば，特に高い帯電状態のトナーの発生は抑えられる。従って，帯電装置１１に印加されている通常のバイアスによって，トナーを適切に導くことができる。

以上詳細に説明したように，本形態のプリンタ１によれば，感光体１０に接して配置されている帯電装置１１には，感光体１０と反対側に調湿部材２１が配置されている。調湿部材２１は，帯電装置１１に接触していないので，帯電装置１１の毛先をはじいて周辺にトナー粉を浮遊させることはない。また，調湿部材２１は，ポリマー繊維層２１ａと多孔質層２１ｂとの２層構造となっているので，ポリマー繊維層２１ａに適度な水分を保持できるとともに，多孔質層２１ｂを透して周辺の水蒸気を集めることができる。さらに，定着装置１６から調湿部材２１へと気流を導く気流ガイド２２を有するので，定着装置１６で発生した多湿空気を有効利用することができる。

さらに，湿度センサ２５の検出結果に応じて，制御装置１８がヒータ２３とファン２４とを作動させるので，ごく低湿の場合は，調湿部材２１に強制的に湿度が与えられる。従って，帯電装置１１の周囲環境が常に適切な湿度範囲に保持されるので，帯電装置１１に付着したトナーは強すぎる帯電状態となることはない。これにより，環境の影響を減少させ，回転部材から像担持体への常時確実な吐き出し性を確保できるプリンタ１となっている。

「第２の形態」
以下，本発明を具体化した第２の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式のプリンタに本発明を適用したものである。

本形態では，その主要部の概略を図６に示すように，帯電装置１１とは別に，転写装置１４と帯電装置１１との間に，回転ブラシ等の部材である一時回収部材３１を有している。そして，一時回収部材３１の感光体１０側を除いた周囲に，調湿部材３２が設けられている。この調湿部材３２も，第１の形態の調湿部材２１と同様に，内面側のポリマー繊維層３２ａに，多孔質層３２ｂがラミネートされた２層構造となっている。

本形態のプリンタでは，転写工程後の感光体１０に残留したトナーは，一時回収部材３１に対面され回収される。一時回収部材３１の周辺の湿度は調湿部材３２によって調整されているので，トナーの帯電状態は適切に調整される。従って，一時回収部材３１からのトナーの吐き出しは順調に行われる。

以上詳細に説明したように，本形態のプリンタであっても，第１の形態と同様に，環境の影響を減少させ，一時回収部材３１から感光体１０への常時確実な吐き出し性を確保できる。

なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，ポリマー繊維層２１ａの材質は上記に限らず，同様の性質を有するものであればよい。
また例えば，ヒータ２３とファン２４はなくてもよい。
また例えば，クリーナレスシステムに限らず，クリーニングブレード等のクリーナを有する画像形成装置にも適用できる。
また例えば，本発明はプリンタに限らず，複写機，ＭＦＰ，ＦＡＸ等に適用可能である。また，カラー機でもモノクロ機でもかまわない。

第１の形態に係るプリンタを示す概略構成図である。 第１の形態に係るプリンタの主要部を示す説明図である。 調湿部材を示す説明図である。 調湿部材を示す説明図である。 調湿部材を示す説明図である。 第２の形態に係るプリンタの主要部を示す説明図である。

符号の説明

１ プリンタ
１０ 感光体（像担持体）
１１ 帯電装置（接触回転部材，回転帯電部材）
１６ 定着装置（定着器）
１８ 制御装置（気流制御部）
２１，３２ 調湿部材（環境調整部材）
２１ａ，３２ａ ポリマー繊維層（繊維層）
２１ｂ，３２ｂ 多孔質層
２２ 気流ガイド
２４ ファン（気流発生部）
２５ 湿度センサ
３１ 一時回収部材（接触回転部材）

Claims (6)

1. 像担持体上に形成したトナー像を被転写体に転写して画像を形成する画像形成装置において，
   像担持体における転写後の位置に接触回転する接触回転部材と，
   前記接触回転部材における像担持体の反対側に，前記接触回転部材に対して非接触状態で配置された環境調整部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，前記環境調整部材は，
   内面側の繊維層と，
   外面側の多孔質層とを貼り合わせたものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，
   被転写体上に転写されたトナー像を定着させる定着器と，
   前記定着器から前記環境調整部材の外面側へ気流を導く気流ガイドとを有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
   前記環境調整部材の外面側へ気流を吹き付ける気流発生部を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において，
   前記接触回転部材と前記環境調整部材の間の空間の湿度を検知する湿度センサと，
   前記湿度センサが検知した湿度が所定値より低い場合に前記気流発生部を動作させる気流制御部とを有することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
   前記接触回転部材は，像担持体を帯電させる回転帯電部材であることを特徴とする画像形成装置。

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