JP2007293063A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置におけるLEDヘッドのトナー汚染を効果的且つ継続的に防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】感光体ドラム15と、該感光体ドラム15の表面を一様に帯電する帯電器16と、LED17aの照射により感光体ドラム15の表面に静電潜像を形成する露光器17と、該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器18と、該トナー像を記録媒体に転写する転写器19とを備えた画像形成装置Aにおいて、上記露光器17と現像器18との間に、感光体ドラム15の表面に非接触状態の導電部材25を設け、この導電部材25にアース電位若しくはトナーtの帯電極性と逆極性の電位が付与されていることを特徴とする。
【選択図】図3
【解決手段】感光体ドラム15と、該感光体ドラム15の表面を一様に帯電する帯電器16と、LED17aの照射により感光体ドラム15の表面に静電潜像を形成する露光器17と、該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器18と、該トナー像を記録媒体に転写する転写器19とを備えた画像形成装置Aにおいて、上記露光器17と現像器18との間に、感光体ドラム15の表面に非接触状態の導電部材25を設け、この導電部材25にアース電位若しくはトナーtの帯電極性と逆極性の電位が付与されていることを特徴とする。
【選択図】図3
Description
本発明は、ファクシミリ装置、複写機或いはプリンタ(これらの複合機も含む)等に採用される画像形成装置に関し、更に詳しくは、クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置に関する。
クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムの周りにその回転方向に沿って、感光体ドラム表面を一様に帯電する帯電器と、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光器と、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、トナー像を記録媒体に転写する転写器と、感光体ドラム表面に残留するトナーを掻き乱すメモリー除去部材とを順に配して構成される。メモリー除去部材は、所定の電位が負荷された導電性ブラシからなり、感光体ドラム表面に摺接し、転写後の残留トナーを掻き乱して静電潜像への影響を回避するものであり、この残留トナーは帯電部・露光部を経て現像器に回収されるようになされている。尚、メモリー除去部材に代え、帯電器にメモリー除去機能を持たせるよう構成される場合もある。
上記露光器としては、多数の発光ダイオード(以下、LEDと言う)を並べて構成されたLEDヘッドアレイが、コンパクトで安価且つ低電力であることから電子写真方式の画像形成装置に多く用いられている。LEDヘッドアレイは、その特性上発光部(レンズ部)を感光体ドラム表面に近接して配置する必要がある。而して、クリーナレスシステムの場合、メモリー除去部材や帯電器によって感光体ドラム表面に対する付着力が弱められた残留トナーが浮遊し易くなった状態で、LEDヘッドの発光部の近傍を通過する為、この発光部の表面にトナーが付着し、これが汚れとなって露光不足となり、画像品質の低下を来たす原因となることがある。
特許文献1には、LEDヘッドの発光面と、感光体ドラム表面との間に、トナー電位と反発する極性の電位が付与された導電性部材を配置し、飛散するトナーを導電性部材に近付けないようにして、LEDヘッドの発光面にトナーが付着するのを防止するようにした電子写真方式の画像形成装置が開示されている。また、特許文献2には、クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置において、付着力が弱まり浮遊する転写後の残留トナーを、LEDヘッドの発光面に付着する前に、感光体ドラムの回転方向下流側に導く為のガイドをLEDヘッドに配置することが開示されている。
特開平8−85230号公報
特開平2002−172814号公報
しかし、上記特許文献1に開示された画像形成装置は、クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置ではなく、従って、付着力の弱まった転写後の残留トナーによるLEDヘッドの汚染を防止することを意図したものではない。また、LEDヘッドの発光面の近傍に配置される導電性部材にトナー電位と反発する極性の電位を付与することによって、飛散トナーを導電性部材に接近させないようにし、これによりLEDヘッドにトナーを付着させないようにしたものであるが、LEDヘッドとは別の部位に、積極的に飛散トナーを捕集するという技術思想はない。一方、特許文献2は、クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置におけるLEDヘッドのトナー汚染を防止するものであるが、ガイドと感光体ドラムとの間に空気の流れを発生させ、飛散トナーを感光体ドラムの回転方向下流側に導くことによって、LEDヘッドへの飛散トナーの付着を防止するものであり、この場合も、LEDヘッドとは別の部位に、積極的に飛散トナーを捕集する技術思想はない。このように、両特許文献共、装置における飛散トナーの汚染環境を根本的に改善するものではないから、LEDヘッドのトナー汚染防止機能を経時的に維持するには十分とは言えなかった。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置におけるLEDヘッドのトナー汚染を効果的且つ継続的に防止することができる画像形成装置を提供することを目的としている。
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を一様に帯電する帯電器と、LEDの照射により感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光器と、該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、該トナー像を記録媒体に転写する転写器とを備えた画像形成装置において、上記露光器と現像器との間に、感光体ドラムの表面に非接触状態の導電部材を設け、この導電部材にアース電位若しくはトナーの帯電極性と逆極性の電位を付与することを特徴とする。
本発明においては、転写器と帯電器との間に、感光体ドラムの表面に残留するトナーを掻き乱すメモリー除去部材を更に設けても良い。また、前記露光器と帯電器との間に、感光体ドラム表面に非接触状態の別の導電部材を更に設け、この導電部材にアース電位若しくはトナーの帯電極性と逆極性の電位を与するものとすることができる。さらに、前記導電部材を、前記露光器の金属製フレームに電気的に接続し、この電気的接続により該導電部材にアース電位を付与するものとすることができる。
本発明の画像形成装置においては、露光器と現像器との間に、感光体ドラム表面に非接触状態の導電部材を設け、この導電部材にアース電位若しくは上記トナーの帯電極性と逆極性の電位を付与しているから、転写後に感光体ドラム表面に残留し、浮遊・飛散状態とされたトナーが、導電部材に吸引捕集され、露光器のLEDがこのトナーによって汚染されることがない。しかも、この浮遊・飛散状態のトナーを導電部材によって積極的に吸引捕集することになるから、装置内の飛散トナーによる汚染環境が経時的に累積悪化することがない。
また、転写器と帯電器との間に、感光体ドラムの表面に残留するトナーを掻き乱すメモリー除去部材を更に設けた場合、トナーがより浮遊・飛散し易くなるから、導電部材によって積極的にトナーを吸引捕集する機能がより効果的となる。前記露光器と帯電器との間に、感光体ドラム表面に非接触状態の別の導電部材を更に設け、この導電部材にアース電位若しくはトナーの帯電極性と逆極性の電位を付与するようにすれば、両導電部材のトナー吸着機能が相乗して、LEDの浮遊・飛散トナーによる汚染防止がより有効になされ、加えて、装置内の飛散トナーによる汚染環境の経時的悪化の抑制がより確実になされる。更に、導電部材を、前記露光器の金属製フレームに電気的に接続し、この電気的接続により該導電部材にアース電位を付与するようにすれば、通常この種露光器はその金属製フレームがアースされた状態で装置内に設置されるから、導電部材を付加するだけで、上記のようなLEDのトナー汚染防止機能が発揮され、装置が大型化することがない。
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は本発明の画像形成装置が採用された複合機の一例を示す概略的縦断面図、図2は同画像形成装置の拡大断面図、図3は図2におけるX部の拡大図、図4は別の実施形態の図3と同様図、図5は更に別の実施形態の図3と同様図である。
図1は、ファクシミリ機能、複写機能及びプリンタ機能を備えた所謂複合機1であるが、本発明の画像形成装置は、記録部を備えたファクシミリ装置、複写機、プリンタ及びこれらが組合わさった装置にも適用されるものである。図例の複合機1は、上部より自動原稿送り装置(ADF)2、画像読取部3、画像記録部4及び記録紙の給紙部5が積層状態で構成されている。ADF2は、原稿トレイ2a上に堆積載置された原稿を、ピックアップローラ2b及び分離手段(分離ローラとリタードローラの対)2cにより1枚ずつ繰出し分離し、各搬送ローラ対2d、2e、2fにより湾曲搬送路2gを搬送させながら、途中ADF原稿の読取ポイントpにおいて、静止した読取走査装置(後記する)3aによってその画像を読取り、排出ローラ対2hによって原稿排出トレイ2i上に順次排出させるべく機能するものである。尚、分離手段2cとしては、分離ローラと分離パッドからなるものも多く採用されている。
画像読取部3は、ADF読取部3bと平板式読取走査部(FBS)3cとにより構成され、図1は、上記読取走査装置3aがADF読取ポイントpの直下のADF読取部3bに静止し、ADF2によって順次自動給送される原稿の画像を読取る状態を示している。FBS3cにおいて画像読取を行う場合は、読取走査装置3aがFBS3cに移動し、プラテンガラス3dの下を左右に往復移動しながら、プラテンガラス3dの上に下向きに置かれた原稿の画像を読取る。上記ADF2を構成する一連の機構は、プラテンカバー(原稿押圧板)も兼ね、紙面奥側をヒンジ部として上下に開閉可能とされている。
図例の画像記録部4は、クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置からなることを示すがその詳細については後記する。給紙部5は、紙面垂直方向に出し入れ可能な記録紙カセット(用紙載置部)6を備え、記録紙カセット6の前端部上には給紙ローラ7が配設されている。この給紙ローラ7には摩擦分離パッド8が弾接され、給紙ローラ7の支軸7a周りの回転に伴い、記録紙カセット6に収容された記録紙(用紙)Pが、最上層部より繰出され、摩擦分離パッド8の作用を受けて1枚ずつ分離され給送されて行く。記録紙カセット6内には、枢支ピン9aを支点として上下揺動可能とされた押上板9及び記録紙Pの後端を規制する位置調整可能な規制板9bが設けられている。押上板9は圧縮ばね9cにより上向き付勢状態とされる。その他、図示及び説明を割愛するが、記録紙カセット6として必要な付帯部材も装備されるものであることは言うまでもない。尚、記録紙カセット6の下に、更にオプションカセット(不図示)を配設し、2段以上のマルチカセットシステムを構成することも可能である。
上記摩擦分離パッド8は、パッド台8aに支持され、該パッド台8aは、記録紙カセット6の記録紙排出側端部に用紙幅全域に亘り形成された用紙ガイド部材10の略中央部に圧縮ばね(不図示)により上向き付勢状態で設置されている。この圧縮ばねによる上向き付勢作用により、摩擦分離パッド8は給紙ローラ7の周面に弾接状態とされる。用紙ガイド部材10の背後には下段カセットからの記録紙が通過し得る間隔を隔てて、ジャムアクセスカバー(メンテナンス用開閉カバー)11が取付けられており、このジャムアクセスカバー11は、複合機1における箱型筐体(装置本体)1aの右側壁部に、ヒンジピン11aを支点として開閉可能に取付けられている。ジャムアクセスカバー11の内面上方部分は記録紙カセット6側に湾曲して、後記する湾曲搬送路12の一部を形成する。
ジャムアクセスカバー11の内側には、上記装置本体1a内に設置された搬送ローラ13と対合するプレスローラ13aが取付けられており、ジャムアクセスカバー11を、ヒンジピン11aを支点として開ければ、搬送ローラ13とプレスローラ13aとの対合が解除され、この付近にジャムした記録紙の取出しが可能とされる。湾曲搬送路12は、記録紙カセット6から繰出された記録紙を、略180度方向転換して、Uターン状に搬送し画像記録部4に向かわせるものである。この湾曲搬送路12における画像記録部4の上流側近傍には、レジストローラ対14が配設され、記録紙がレジストされ、画像記録部4に導入される。搬送ローラ13、湾曲搬送路12及びレジストローラ対14により、記録紙カセット6から繰出された記録紙を記録部に給送させる為の記録紙搬送手段が構成される。
図例の画像記録部4は、上記の通り、クリーナレスシステムを採用した電子写真方式の画像形成装置Aからなる。この画像形成装置Aを、図2も参照して説明する。即ち、本画像形成装置Aは、感光体ドラム15、帯電器16、露光器17、現像器18、転写器19及びメモリー除去部材20により構成される。この画像形成装置Aの下流側には定着器21が配設され、画像形成装置Aにおいてトナー画像が転写された記録紙(記録媒体)を加熱・加圧し、トナー画像を永久画像として定着させ、定着器21の下流側の排出ローラ対22より記録済み記録紙を排出トレイ23に排出させるようになされている。
感光体ドラム15、帯電器16及びメモリー除去部材20は、樹脂製のドラムユニット筐体24に組込まれ、ドラムユニット15Aとして構成される。このドラムユニット15Aは、上記複合機1の装置本体1a内の所定部位に着脱自在に装着される。帯電器16は、図例ではブラシ帯電器であることを示しているが、ローラ帯電器、スコロトロン型帯電器であっても良い。メモリー除去部材20は、導電性ブラシからなり、その先端が感光体ドラム15の表面に摺接するよう組付けられる。このドラムユニット15Aが、装置本体1a内に装着された時には、感光体ドラム15を支軸15a周りの矢印Y方向に回転させる為の不図示の回転伝達系、帯電器16及びメモリー除去部材20を所定のバイアス電位に印加させる為の不図示の電源コネクタに夫々連結されるようになされている。メモリー除去部材20に代え、帯電器16に残留トナーのメモリー除去機能を持たせるようにしても良いことは上述の通りである。
また、現像器18は、トナー容器を兼ねる現像器ユニットケーシング18a内に、攪拌器18b、供給ローラ18c、現像ローラ18dが配設されて、現像器ユニット18Aとして構成される。上記ドラムユニット15Aと、現像器ユニット18Aとは、不図示の結合手段によって分離可能に一体化され、装置本体1a内の所定部位に着脱可能に装着される。両ユニット15A,18Aの結合状態では、感光体ドラム15と現像ローラ18dとが互いに近接関係とされる。現像器ユニット18Aが、装置本体1a内に装着された時には、攪拌器18bを回転させる為の不図示の回転伝達系、供給ローラ18c及び現像ローラ18dを矢印Z1,Z2方向に回転させる為の不図示の回転伝達系、現像ローラ18dを所定のバイアス電位に印加させる為の不図示の電源コネクタに夫々連結されるようになされている。
露光器17は、多数のLED17aを走査方向(感光体ドラム15の軸方向)に沿って配列されたLEDヘッドアレイからなり、前記装置本体1a内に設置され、ドラムユニット15Aが装置本体1a内の所定部位に装着された時には、LED17aの先端発光部(レンズ部)17bが感光体ドラム15の表面に近接するよう位置決めされる。LEDヘッドアレイ(露光器)17は、金属製(板金製)フレーム17A内に、発光部17bが感光体ドラム15側に露出するよう組込まれ、フレーム17Aは装置本体1aを通じてアース17cされている(図3〜図5参照)。転写器(転写ローラ)19は、装置本体1a内の前記レジストローラ対14と定着器21との間の用紙搬送路の途中に回転可能に配設され、ドラムユニット15Aが装置本体1a内の所定部位に装着された時には、感光体ドラム15と対接し、所定のバイアス電位が印加され且つ感光体ドラム15と協働回転するよう構成される。
上記構成の画像形成装置Aにおいては、上記画像読取部3で読取られた画情報、或いはファクシミリやパソコン等の外部端末から送信された画情報が、帯電器16によって一様に帯電された感光体ドラム15の表面に、露光器17によって光情報として書き込まれ、感光体ドラム15の表面には光情報に基づく静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器18によって現像され、転写器19において、前記湾曲搬送路12を搬送されレジストローラ対14によって感光体ドラム15との対合部にレジスト導入された記録紙にトナー画像として逐次転写される。記録紙に転写されたトナー画像は、定着器21によって永久画像として定着され、永久画像が形成された記録紙は、排出ローラ対22によって排出トレイ23上に排出・堆積される。転写部を経た感光体ドラム15の表面には、若干のトナーが付着残留しており、この残留トナーは、所定のバイアス電位が印加されたメモリー除去部材20によって掻き乱され、感光体ドラム15の表面上に分散される。この残留トナーは、その後の露光工程での静電潜像の形成に影響を及ぼすことなく現像器18に回収される。
上記転写後の感光体ドラム15の表面に残留するトナーは、所定のバイアス電位が印加されたメモリー除去部材20によって掻き乱されるから、感光体ドラム15の表面に対する付着力が弱められ、浮遊し易い状態で、帯電器16を経て、露光器17の発光部17bの近傍に至る。従って、この浮遊し易い状態の残留トナーは、露光器17の発光部17bに付着し、この付着したトナーによって露光器17の発光強度が低下することになる。本発明の画像形成装置Aにおいては、この残留トナーの露光器17の発光部17bに対する付着を防止する為の方策が採られている。この付着防止の方策の種々の実施形態について以下に述べる。
図3に示す実施形態では、ドラムユニット筐体24における現像器18側の部位に、感光体ドラム15の略長さ範囲に亘る金属板製の導電部材25が固着されている。この導電部材25は、ドラムユニット筐体24に対する固着基部から、鈎型に屈折された屈折片25aを有し、この屈折片25aは感光体ドラム15の表面に非接触で、現像器18側よりその自由端が露光器17の発光部17bの近傍に臨んでいる。また、導電部材25の長手方向複数箇所において切起し形成された切起し舌片25bを備え、この切起し舌片25bは露光器17の金属製フレーム17Aの表面に弾接している。従って、導電部材25は、切起し舌片25b及び金属製フレーム17Aを通じてアース17cされ、アース電位に維持される。
上記のように感光体ドラム15の表面に残留するトナーtは、メモリー除去部材20の作用を受けて付着力が弱められ、浮遊し易い状態で露光器17による露光部位に至る。この時、残留トナーtは帯電(プラス又はマイナス帯電)された状態とされているから、アース電位に維持された導電部材25との間に電位差を有し、浮遊し易い状態のトナーtは、露光器17に近づくに伴い、この電位差によって導電部材25に吸引されて付着し、露光器17の発光部17bに付着することがない。そして、鈎型に屈折された屈折片25aは、感光体ドラム15の表面に非接触で近接されているから、この狭い空間においては、感光ドラム15の回転に伴い空気の流れが生じ、この空気の流れ作用と上記電位差による吸引力とが相乗し、導電部材25へのトナーtの吸着が効果的になされる。
図4に示す実施形態では、ドラムユニット筐体24における帯電器16側の部位に、感光体ドラム15の略長さ範囲に亘る金属板製の別の導電部材26が更に固着されている。この導電部材26も、上記同様に鈎型の屈折片26aと、切起し舌片26bとを備え、屈折片26aが感光体ドラム15の表面に非接触で、帯電器16側よりその自由端が露光器17の発光部17bの近傍に臨むと共に、切起し舌片26bが露光器17の金属製フレーム17Aの表面に弾接している。従って、この導電部材26もアース電位に維持され、感光体ドラム15の表面上の上記残留トナーtは、感光体ドラム15の回転に伴い導電部材26に吸着される。このように、露光器17の発光部17bを挟むように一対の導電部材25,26が配置されるから、トナーtの吸着作用がより顕著となり、露光器17の発光部17bに対するトナー付着防止がより効果的になされる。
図5に示す実施形態は、導電部材27にトナーtの帯電極性とは逆極性の電位を付与するものである。この導電部材27は、上記と同様の鈎型の屈折片27aを有し、この屈折片27aが感光体ドラム15の表面に非接触で、帯電器16側よりその自由端が露光器17の発光部17bの近傍に臨むよう設けられているが、露光器17の金属製フレーム17Aに弾接する切起し舌片を有さず、これに代りバイアス電源28に電気的に接続されている点で上記と異なる。図例では、感光体ドラム15の表面に残留するトナーがマイナス帯電されているものとし、バイアス電源28は、導電部材27にプラス電位を付与するよう機能する。従って、感光体ドラム15の表面上の浮遊し易い状態のトナーtは、露光器17に近づくに伴い、トナーtと導電部材27との互いに逆極性の電位差によって、トナーtは導電部材27に吸引されて付着し、露光器17の発光部17bに付着することがない。また、鈎型の屈折片27aの形状及び感光体ドラム15の表面に対する位置関係に伴う空気の流れによる吸着相乗作用も同様に発現される。
この実施形態において、トナーtがプラス帯電されている場合は、バイアス電源28は導電部材27にマイナス電位を付与するものとされる。また、図4に示す実施形態と同様に、ドラムユニット筐体24における帯電器16側の部位に、別の導電部材を更に設け、この導電部材に、トナーtの帯電極性とは逆極性の電位を付与するようになすことも可能である。
上記各実施形態の説明で理解される通り、感光体ドラム15の表面に浮遊し易い状態で残留するトナーtは、逐次導電部材25〜27に吸着されるから、ドラムユニット15A内のトナー汚染環境が経時的に累積・悪化することがなく、露光器17に対するトナー付着防止機能が維持される。そして、転写後に感光体ドラム15の表面に残留するトナー量は僅かであり、また、ドラムユニット15Aは消耗品として定期的に交換されるものであるから、導電部材25〜27がトナー吸着過多の為にトナー吸着機能の低下を来たす前に、ドラムユニット15Aが交換・廃棄されることになるから、上記トナー汚染環境が経時的に悪化するような懸念がない。
尚、図1に示す複合機1、ドラムユニット15A及び現像器ユニット18Aの構成は図例のものに限定されず、他の構成のものであってもよいことは言うまでもない。また、ドラムユニット15Aと現像器ユニット18とは互いに別体で、互いに分離可能に結合されたものとしたが、両者が分離不能な一体物であっても良い。更に、メモリー除去部材20として導電性のブラシからなるものを例示したが、導電性繊維や発泡体等からなるものであってもよい。
15 感光体ドラム
16 帯電器
17 露光器
17a LED
17A 金属製フレーム
18 現像器
19 転写器
20 メモリー除去部材
25 導電部材
26 導電部材
27 導電部材
A 画像形成装置
16 帯電器
17 露光器
17a LED
17A 金属製フレーム
18 現像器
19 転写器
20 メモリー除去部材
25 導電部材
26 導電部材
27 導電部材
A 画像形成装置
Claims (4)
- 感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を一様に帯電する帯電器と、発光ダイオードの照射により感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光器と、該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、該トナー像を記録媒体に転写する転写器とを備えた画像形成装置において、
上記露光器と現像器との間に、感光体ドラムの表面に非接触状態の導電部材を設け、この導電部材にアース電位若しくはトナーの帯電極性と逆極性の電位を付与することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記転写器と帯電器との間に、感光体ドラムの表面に残留するトナーを掻き乱すメモリー除去部材を更に設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置において、
前記露光器と帯電器との間に、感光体ドラム表面に非接触状態の別の導電部材を更に設け、この導電部材にアース電位若しくはトナーの帯電極性と逆極性の電位を付与することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記導電部材を、前記露光器の金属製フレームに電気的に接続し、この電気的接続により該導電部材にアース電位を付与することを特徴とする画像形成装置。
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