JP2007033942A - 画像形成のための装置および画像形成ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーの外添剤がコロナ帯電器の帯電ワイヤに付着することに起因する不具合の発生を抑えることのできる、画像形成のための装置および画像形成ユニットを提供する。
【解決手段】 画像形成装置１は、帯電器３０とドラムクリーニング装置４０の間に、外添剤除去ロール５０が、周面を感光体ドラム１１に当接させて回転自在に設けられている。外添剤除去ロール５０には、ドラムクリーニング装置４０に装着された飛散防止シール５１の先端が当接している。これにより、外添剤除去ロール５０と飛散防止シール５１とが、ドラムクリーニング装置４０側から飛散するトナーや外添剤の帯電器３０側への流動を遮蔽している。
【選択図】 図1

Description

本発明は、プリンタや複写機、ファクシミリ等に用いられる電子写真方式の画像形成のための装置および画像形成ユニットに関する。

プリンタや複写機、ファクシミリ等に用いられる電子写真方式の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムの表面に形成した静電潜像を、トナー現像により顕像化（トナー像化）し、このトナー像を記録紙等に転写して画像を得る。
このような画像形成装置として、感光体ドラムの周囲に、その回転方向に沿って、感光体ドラムを一様に帯電させる帯電器、光照射によって感光体ドラム上に静電潜像を書込むレーザ露光器、感光体ドラム上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置、感光体ドラム上に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写部、感光体ドラム上の残留トナーを除去するドラムクリーニング装置、等の電子写真用デバイスが順次配設されて構成されるものがある。

帯電器は、例えばスコロトロン等のコロナ帯電器によって構成される。このようにコロナ放電によって非接触で感光体ドラム表面の感光体を帯電させる方式は、特に高速で出力する画像形成装置に多く用いられている。また、クリーニング装置としては、感光体ドラムの表面にウレタンゴム等の弾性材料からなるクリーニングブレードを押し当ててトナーを機械的に掻き取る、いわゆるブレード方式が一般的である。

ここで、前述のごときデバイスの配置構成では、帯電器はドラムクリーニング装置の感光体ドラム回転方向下流側に隣接して位置する。このため、コロナ帯電器のコロナ放電によって生ずるオゾンまたは窒素酸化物等の活性気体や、クリーニング装置から飛散するトナーに起因する不具合があり、これら不具合を防ぐ構成が種々提案されている。（たとえば特許文献１および特許文献２参照。）
特許文献１に開示の構成は、コロナ帯電器のシールド板の両側に風流規制板を設けたものである。これにより、コロナ放電によって生じた活性気体の感光体ドラムへの接触を防ぎ、活性気体による感光体ドラムへの悪影響の解消を図っている。
また、特許文献２に開示の構成は、クリーニング装置と帯電器の間に感光体表面に先端が接触するエアフィルターを設けたものである。これにより、クリーニング装置から飛散したトナーが帯電器に付着することを防いでいる。

特開昭６３−９４２６３号公報 特開平７−３０２０２１号公報

ところで、近時、画像形成装置における画像の高精細化が望まれており、このため、トナーの小粒径化が進められている。小粒径のトナーとしては、たとえば、乳化凝集法（Emulsion Aggregation）によって形成されるいわゆるＥＡトナー等が知られている。
このような小粒径のトナーでは、クリーニングブレードの潤滑性の向上等を目的としてトナーに添加される外添剤（たとえばシリコン微粒子等）も、トナーの径に対応した小粒径のものが用いられる。たとえば、トナー粒径が６μｍの場合では、外添剤の粒径は１μｍ程度となる。

このように外添剤が小粒径化すると、感光体ドラムに付着した外添剤が、クリーニング装置のクリーニングブレードをすり抜け、コロナ帯電器に至って不具合を生じさせることがある。すなわち、クリーニング装置に隣接するコロナ帯電器側に飛散した外添剤が、感光体ドラムの回転によって惹起される気流や、活性気体を排出・処理するためのエアフローに乗ってコロナ帯電器の上部開口から内部に進入して帯電ワイヤに付着する。また、感光体ドラムに付着したままコロナ帯電器による帯電域に至った外添剤が、コロナ放電によるイオン風によって舞い上がり、コロナ帯電器の下部開口から内部に進入して帯電ワイヤに付着する。このようにして多量の外添剤が帯電ワイヤに付着すると、輝点放電や帯電不良を起こし、黒帯や白抜け等の画像不良を生じさせる。輝点放電による不具合は特に湿度３０％以下の乾燥環境下で多く発生する。

その結果、コロナ帯電器の寿命が短くなってしまうという問題がある。特に、プロセススピードを速く設定した画像形成装置では、感光体ドラムの回転速度が速いために外添剤が舞い上がり易く、コロナ帯電器の耐久性が悪い。
前述の特許文献１に開示の構成は、帯電による活性気体の感光体ドラムへの暴露を防ぐものであって外添剤の帯電器への侵入を防ぐことはできない。また、特許文献２に開示のごとくエアフィルターを設けても、小粒径の外添剤はこれを通過してしまう。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、トナーの外添剤がコロナ帯電器の帯電ワイヤに付着することに起因する不具合の発生を抑えることのできる画像形成のための装置および画像形成ユニットを提供することにある。

かかる目的のもと、本発明の画像形成のための装置は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置と、像担持体を帯電する帯電器と、クリーニング装置と帯電器との間に、像担持体に当接して配設され、像担持体からトナーの外添剤を除去するロール部材と、を備えることを特徴とする。
ここで、ロール部材は、たとえば、回転自在に設けられ、像担持体に従動する。また、たとえば、ロール部材を回転駆動する駆動手段を備え、ロール部材は、像担持体と異なる周速で回転駆動されるように構成されている。さらに、ロール部材は、たとえば、像担持体の移動方向とは逆方向に回転駆動されることを特徴とする。

また、トナー像を担持する像担持体と、像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置と、像担持体を帯電する帯電器と、クリーニング装置と帯電器との間に、像担持体に当接して配設され、像担持体からトナーの外添剤を除去するロール部材と、クリーニング装置とロール部材との間に設けられて外添剤を遮蔽する遮蔽部材と、を備えることを特徴とする。
ここで、遮蔽部材は、たとえば、ロール部材に当接し、ロール部材から外添剤を除去するように構成されている。

また、本発明の画像形成ユニットは、トナー像を担持する像担持体と、像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置と、像担持体を帯電する帯電器と、クリーニング装置と帯電器との間に、像担持体に当接して配設され、像担持体からトナーの外添剤を除去するロール部材と、を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする。
ここで、クリーニング装置とロール部材との間に設けられて、外添剤を遮蔽する遮蔽部材を備えることを特徴とする。また、ロール部材に当接させて設けられて、ロール部材から外添剤を除去する除去部材を備えることを特徴とする。

本発明によれば、トナーの外添剤がコロナ帯電器に至ることを抑えることができ、外添剤が帯電ワイヤに付着することによる不具合を防いでコロナ帯電器の寿命を延ばすことができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用された画像形成装置１の概略構成図である。
図に示す画像形成装置１は、トナー像を形成する画像形成部１０と、画像形成部１０で形成されたトナー像を図示しない記録紙に転写する転写部２０とを備えている。また、図示しないが、転写部２０にて記録紙に転写されたトナー像を記録紙に定着する定着部と、記録紙を搬送する記録紙搬送系を備えている。

画像形成部１０は、図１中矢印Ａ方向に回転可能に配設される像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を所定の電位に帯電させる帯電器３０と、光照射によって感光体ドラム１１上に静電潜像を形成するレーザ露光器（図示せず、レーザービームのみＢｍで示す）とを備えている。また、画像形成部１０は、内部に収容される黒トナーにより感光体ドラム１１上の静電潜像を現像して可視化する現像器１２と、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を形成するトナーの帯電量を転写前に調整するＰＴＣ(Pre-Transfer Corotron)１３とを備えている。さらに、画像形成部１０は、転写後の感光体ドラム１１上に残留する電荷(転写電界と同極性の電荷)を除去するＰＣＣ(Pre-Cleaning Corotron)１４と、感光体ドラム１１上の残留トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置４０と、本発明の実施の形態であるロール部材としての外添剤除去ロール５０と、光照射によってクリーニング後の感光体ドラム１１の表面を除電する除電ランプ１５とを備えている。また、帯電器３０の上側にその軸方向に沿って送風ダクト１６が配設されている。さらに、レーザ露光器からのレーザ光路（Ｂｍ）と現像器１２の間に、吸引ダクト１７が配設されている。

感光体ドラム１１は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に、負極性に帯電する材料による有機感光層が形成されている。そして、図示しないドラム駆動モータによって回転駆動されるようになっている。

帯電器３０は、スコロトロン帯電器であり、感光体ドラム１１に対向する部位に正面開口が設けられた断面略Ｅ字型のシールドケース３１内に、２本の帯電ワイヤ３２が張架されている。また、シールドケース３１の正面開口に、グリッド３３を備えている。そして、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配設されている。
帯電ワイヤ３２には、直流高圧電圧を印加する図示しない高圧電源が接続されており、シールドケース３１およびグリッド３３には、これらシールドケース３１およびグリッド３３を一定電位に保持する目的で、バリスタ等の定電圧素子が接続されている。
グリッド３３は、多数の通気孔が形成された金属製のメッシュにて構成される。
そして、帯電器３０は、感光体ドラム１１の感光層をたとえば−７００Ｖに帯電する。

現像器１２は、乳化凝集法（ＥＡ法）によって形成された小粒径のＥＡトナーを用い、感光体ドラム１１上の静電潜像を反転現像方式で現像する。したがって、トナーは負極性帯電タイプのものである。トナーには、シリコン微粒子等の外添剤が所定量添加されている。
また、ＰＴＣ１３およびＰＣＣ１４は、感光体ドラム１１に対して非接触に配設されるコロトロン帯電器にて構成されており、負極性の放電を行っている。

ドラムクリーニング装置４０は、クリーナハウジング４１の内部に、回転可能に配設されるクリーニングブラシ４２と、このクリーニングブラシ４２よりも感光体ドラム１１の回転方向下流側で感光体ドラム１１に対してカウンタ方向に圧接配置されるクリーニングブレード４３とを備えている。
クリーナハウジング４１の内部奥側（感光体ドラム１１とは逆側）には、クリーニングブラシ４２やクリーニングブレード４３によって除去されたトナー等の廃棄粉体を、図示しない回収ボトルへと搬送するオーガ４４が配設されている。

クリーニングブレード４３は、所定硬度のウレタンゴムによって所定厚さの板状に形成され、ブレードブラケット４５を介してクリーナハウジング４１に設けられている。クリーニングブレード４３の先端は、感光体ドラム１１に当接して弾性変形し、弾性復帰力で感光体ドラム１１に圧接している。
ブレードブラケット４５は、断面形状Ｌ字状に形成され、その一辺の固定辺４５Ａでクリーナハウジング４１に装着されている。固定辺４５Ａはクリーナハウジング４１の感光体ドラム１１と対向する開口部の上部に水平に固定され、他方の支持辺４５Ｂはクリーナハウジング４１の開口部を塞ぐように垂下している。この垂下する支持辺４５Ｂでクリーニングブレード４３を鉛直に支持している。
これにより、これらブレードブラケット４５とクリーニングブレード４３とで、クリーナハウジング４１と感光体ドラム１１との間を閉塞している。
なお、ドラムクリーニング装置４０と帯電器３０の間には、前述のごとく本発明の実施の形態であるロール部材としての外添剤除去ロール５０が配設されているが、これについては詳述する。

除電ランプ１５は、所定の波長の光（除電光）を発するＬＥＤランプであって、ドラムクリーニング装置４０と帯電器３０の間に配設されている。そして、ドラムクリーニング装置４０と帯電器３０の間の感光体ドラム１１の表面に向けて除電光を照射するようになっている。その配設位置の帯電器３０側には、遮光板１９が鉛直に設けられている。この遮光板１９は、除電ランプ１５の照射光が帯電器３０による感光体ドラム１１の帯電領域を照射することのないように、帯電器３０側の照射範囲を規定している。

帯電器３０の上側に配設された送風ダクト１６には、図示しないファンによって外気が導入され、この外気を帯電器３０の上部開口部に向けて送風する。また、吸引ダクト１７は、図示しないブロワに接続されており、帯電器３０と対向する吸気口から空気を吸引する。これにより、図１中に破線で示すように、送風ダクト１６から導入された外気が、帯電器３０の内部を通って吸引ダクト１７に吸引される。そして、帯電器３０のコロナ放電によって生成されたオゾンや窒素酸化物等を吸引ダクト１７に吸引し、図示しないフィルターによって浄化処理して外部に排出するようになっている。

転写部２０は、二本のロール２１、２２に張架され矢印Ｂ方向に回動可能に配設される転写ベルト２３と、感光体ドラム１１と転写ベルト２３とが対向する部位に転写ベルト２３と接するように設けられる転写ロール２４とを備えている。

このように構成された画像形成装置１は、以下のごとく画像形成を行う。
まず、回転駆動される感光体ドラム１１の表面の感光体が、帯電器３０によって帯電され、その後、照射される露光ビームＢｍによって静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像は、現像器１２によって現像されて可視像化（トナー像化）される。感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、ＰＴＣ１３によって帯電極性が揃えられた後、感光体ドラム１１の回転によって転写ベルト２３と接する転写位置へと移動する。そして、記録紙搬送系によって同期して搬送される記録紙に、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を、感光体ドラム１１と転写ベルト２３とが接する転写位置で、感光体ドラム１１と転写ロール２４との間に印加される転写バイアスによって転写する。
転写後に感光体ドラム１１に残存する残留トナーは、ＰＣＣ１４によって帯電された後、ドラムクリーニング装置４０によって除去される。クリーニング後の感光体ドラム１１の表面は除電ランプ１５によって除電され、次の画像形成に備える。
また、トナー像が転写された記録紙は、転写ベルト２３によって搬送されて、図示しない定着部でトナー像が加熱加圧定着されて排紙される。

つぎに、帯電器３０とドラムクリーニング装置４０との間に配設された、本発明の実施の形態であるロール部材としての外添剤除去ロール５０について詳細に説明する。
図２は、外添剤除去ロール５０の配設部位の拡大図である。図３は、外添剤除去ロール５０を備えない比較例の拡大図である。

外添剤除去ロール５０は、その周面が発泡ウレタンや発泡ゴムまたゴム等の所定の弾性を有する素材によって形成された所定直径のロールである。そして、ドラムクリーニング装置４０と帯電器３０との間に、周面を感光体ドラム１１に当接させて回転自在に設けられている。

外添剤除去ロール５０のドラムクリーニング装置４０側には、飛散防止シール５１が配設されている。
飛散防止シール５１は、耐摩耗性の高い素材（たとえばポリウレタン等）によって形成された平坦なシートである。その厚さは、たとえば０．２ｍｍとされ、所定の弾性を有している。そして、飛散防止シール５１は、ブレードブラケット４５のクリーナハウジング４１への固定辺４５Ａの上面に、基端部でネジ止めあるいは接着等によって固着されている。その先端は外添剤除去ロール５０に所定量干渉するように設定されている。これにより、飛散防止シール５１は先端が外添剤除去ロール５０に当接して弾性屈曲している。

なお、感光体ドラム１１と、帯電器３０と、ＰＴＣ１３と、ＰＣＣ１４と、ドラムクリーニング装置４０と、外添剤除去ロール５０とは、一体化されてプロセスカートリッジとして構成されている。

上記のごとき構成により、外添剤除去ロール５０と飛散防止シール５１とが、ドラムクリーニング装置４０側から飛散するトナーや外添剤の、帯電器３０側への流動を遮蔽する。また、外添剤除去ロール５０が、感光体ドラム１１の回転に従動し、感光体ドラム１１の表面に付着しているクリーニングブレード４３をすり抜けた外添剤をその表面に転移させて除去する。これにより、ドラムクリーニング装置４０から飛散した、または、感光体ドラム１１に付着した外添剤が帯電器３０に至ることを防ぐ。

つまり、外添剤除去ロール５０を備えない比較例である図３中に矢印で示すように、感光体ドラム１１の回転による気流や活性気体を排出させるためのエアフローに乗ったトナーや外添剤が、帯電器３０に至ってその帯電ワイヤ３２に付着することがない。また、感光体ドラム１１の表面に付着した外添剤が帯電器３０のコロナ放電によるイオン風によって巻き上げられ帯電ワイヤ３２に付着することがない。
従って、外添剤の帯電ワイヤ３２への付着に起因する輝点放電等による不具合の発生を防ぐことができる。
また、外添剤除去ロール５０は、感光体ドラム１１やドラムクリーニング装置４０等と一体化されたプロセスカートリッジとして構成されている。そして、これらと同時に交換されるため、感光体ドラム１１から除去した外添剤が外添剤除去ロール５０に過度に蓄積することはない。

なお、本実施の形態では、外添剤除去ロール５０は感光体ドラム１１に当接して回転自在に設けられており、感光体ドラム１１に従動回転するが、駆動源によって回転駆動される構成としても良い。そして、感光体ドラム１１に対して速度差をつけて回転駆動すれば、外添剤除去ロール５０が感光体ドラム１１に付着した外添剤を掻き取るように作用し、外添剤の除去効果が高まる。さらに、外添剤除去ロール５０を感光体ドラム１１の回転方向と逆方向に回転駆動させても良い。そうすれば、外添剤の除去効果を一層高めることができる。

つぎに、上記とは異なる実施の形態を説明する。
図４は、外添剤除去ロール５２の配設部位の拡大図である。なお、前述の実施の形態と同機能の部位には、同符号を付して説明は省略する。
この実施の形態では、感光体ドラム１１に当接配置された外添剤除去ロール５２に、除去部材としてのクリーニング板５３を備えている。
外添剤除去ロール５２は、その周面が発泡ウレタンや発泡ゴムまたゴム等の所定の弾性を有する素材によって形成された所定直径のロールである。そして、ドラムクリーニング装置４０と帯電器３０との間に、周面を感光体ドラム１１に当接させて回転自在に設けられている。

クリーニング板５３は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂やステンレス合金等によって、所定の剛性を有する板状に形成されている。そして、ブラケット５４を介してドラムクリーニング装置４０に装着されている。ブラケット５４は、ドラムクリーニング装置４０のブレードブラケット４５の固定辺４５Ａの上面に固定されている。
クリーニング板５３の先端は、外添剤除去ロール５２に圧接されている。

このような構成では、前述の実施の形態と同様に、外添剤除去ロール５２とクリーニング板５３とが、ドラムクリーニング装置４０側から飛散するトナーや外添剤の、帯電器３０側への流動を遮蔽する。また、外添剤除去ロール５２は、感光体ドラム１１の回転に従動し、感光体ドラム１１の表面に付着しているクリーニングブレード４３をすり抜けた外添剤をその表面に転移させて除去する。これにより、ドラムクリーニング装置４０から飛散した、また、感光体ドラム１１に付着したトナーや外添剤が帯電器３０に至ることを防ぐ。
クリーニング板５３は、外添剤除去ロール５２の周面に付着した外添剤を掻き取る。つまり、感光体ドラム１１から外添剤除去ロール５２に転移した外添剤を、外添剤除去ロール５２から除去する。
これにより、外添剤除去ロール５２の周面は常に外添剤が付着し易い状態に保たれ、感光体ドラム１１から外添剤を除去する機能を維持する。従って、外添剤除去ロール５２は感光体ドラム１１に付着した外添剤の除去を継続して安定的に行え、帯電器３０の寿命を一層向上させることができる。

なお、上記実施の形態は、感光体ドラムの除電を、ドラムクリーニング装置と帯電器の間に配設された除電ランプからの照射光によって行う画像形成装置に適用したものである。しかし、本願発明はこの構成に限定されるものではなく、適宜変更可能なものである。たとえば、実施の形態中における外添剤除去ロール５０，５２を導電性の素材で形成し、アース接続することで、感光体ドラムの除電を行うように構成しても良い。そのように構成することにより、除電ランプが不要となって画像形成装置を小型かつ低コストに構成できる。
また、本実施の形態は、像担持体である感光体ドラムを一つ備えるモノクロの画像形成装置に本願発明を適用した例であるが、たとえば、ベルト状の像担持体を備えるものや、回転式現像装置を用いたカラーの画像形成装置等に適用しても良いことは言うまでもない。

本実施の形態が適用された画像形成装置の概略構成図である。 実施の形態である外添剤除去ロールの配設構造を示す部位の拡大図である。 外添剤除去ロールを備えない比較例の拡大図である。 構成が異なる他の実施の形態の外添剤除去ロールの配設構造を示す部位の拡大図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１０…画像形成部、１１…感光体ドラム（像担持体）、１２…現像器、１５…除電ランプ、３０…帯電器、４０…ドラムクリーニング装置、５０，５２…外添剤除去ロール（外添剤除去ロール部材）、５１…飛散防止シール、５３…クリーニング板（除去部材）

Claims (9)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置と、
   前記像担持体を帯電する帯電器と、
   前記クリーニング装置と前記帯電器との間に、前記像担持体に当接して配設され、当該像担持体からトナーの外添剤を除去するロール部材と、
   を備える画像形成のための装置。
2. 前記ロール部材は、回転自在に設けられ、前記像担持体に従動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成のための装置。
3. 前記ロール部材を回転駆動する駆動手段を備え、
   前記ロール部材は、前記像担持体と異なる周速で回転駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成のための装置。
4. 前記ロール部材は、前記像担持体の移動方向とは逆方向に回転駆動されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成のための装置。
5. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置と、
   前記像担持体を帯電する帯電器と、
   前記クリーニング装置と前記帯電器との間に、前記像担持体に当接して配設され、当該像担持体からトナーの外添剤を除去するロール部材と、
   前記クリーニング装置と前記ロール部材との間に設けられて、外添剤を遮蔽する遮蔽部材と、
   を備える画像形成のための装置。
6. 前記遮蔽部材は、前記ロール部材に当接し、当該ロール部材から外添剤を除去するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成のための装置。
7. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置と、
   前記像担持体を帯電する帯電器と、
   前記クリーニング装置と前記帯電器との間に、前記像担持体に当接して配設され、当該像担持体からトナーの外添剤を除去するロール部材と、を備え、
   画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする画像形成ユニット。
8. 前記クリーニング装置と前記ロール部材との間に設けられて、外添剤を遮蔽する遮蔽部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成ユニット。
9. 前記ロール部材に当接させて設けられて、当該ロール部材から外添剤を除去する除去部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成ユニット。

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