JP2008275703A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が、感光体の加熱手段により感光体表面の水分が除去されるのを待つ必要がなく、装置本体の電源スイッチをオンにした後直ちに使用可能である画像形成装置であって、トナーを浪費しないから維持費が軽減され、さらには研磨ローラのトルクの増大やジッタ等の画像不具合を誘発することなく、「画像流れ」を回避することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】感光体に形成した静電潜像に、現像手段によりトナーを現像して形成された像を被転写材に転写する画像形成部を備える画像形成装置であって、前記感光体の内部又は近傍に配される加熱手段と、前記加熱手段への電力供給のオン・オフを切替える第１の電源スイッチと、前記加熱手段以外の電力駆動部分に対する電力供給のオン・オフを切替える第２の電源スイッチを備えることを特徴とする画像形成装置とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、感光体表面の水分を除去する目的で感光体内部又は近傍に加熱手段を備えた画像形成装置に関する。詳細には、使用者が画像形成装置の電源をオンにして装置を稼動させるより前に、前記加熱手段が駆動して感光体表面の水分を除去することによって、感光体表面の水分が原因で生じる「画像流れ」を回避できる画像形成装置に関する。

複写機のような電子写真方式を用いた画像形成装置の感光体は、アルミニウム等の導電性ドラム基体と、ドラム基体外周を覆うように配されたＯＰＣ（有機光半導体）やアモルファスシリコン等の感光層から構成される。例えば、アモルファスシリコン膜を使用した感光体は表面硬度が高く、半導体レーザ等の長波長光に高い感度を示し、繰り返し使用することによる劣化も殆ど認められないことから、高速複写機やＬＢＰ（レーザ・ビームプリンタ）等の電子写真用感光体として極めて有用である。

しかしながら、このような感光体は、帯電器で発生した放電生成物がその表面に付着しやすく、この放電生成物は湿度に敏感で、容易に水分を吸着する。放電生成物が水分を吸着すると、表面の電荷保持力が低下し、表面電荷が横方向に移動してしまう。その結果、いわゆる「画像流れ」が生じ、転写された用紙の画像がぼけるという問題が起こる。

この問題を解決するため、特許文献１には、研磨ローラを備えた画像形成装置が開示されている。この方法によると、感光体に研磨ローラを押し当てて、研磨することにより感光体に付着する転写残りトナーや紙粉、放電生成物などの画像形成に不要な物質を除去しようとするものである。
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、研磨ローラを感光体に強い押圧力で当接する必要がある為、研磨ローラのトルクを増大させる、或いはジッタ等の画像不具合を誘発するという問題を有していた。

特許文献２には、トナーが付着したファーブラシを備えた画像形成装置が開示されている。この発明によると、感光体ドラムをドラムヒータで温めることによって感光体表面の水分除去を行うことに加えて、感光体ドラム表面にトナー像を形成し、かつ、トナーが付着したファーブラシで感光体ドラム表面をブラッシングすることによっても水分除去をしようとするものである。
しかしながら、この方法によると、水分除去工程のたびにトナーが消費されるため、画像形成装置の使用者は、高い維持費を被るという問題を有していた。

即ち、上記の方法によると、装置自体に負担をかける、或いは装置の維持費が増加する等の問題を有し、感光体表面の水分を除去して「画像流れ」を回避するための好適な手段とは言えなかった。

これら問題を回避するための方法として、特許文献３では、感光体内部にドラムヒータを備えて感光体ドラムを加熱することにより、感光体ドラムの温度を常時４０℃から５０℃の温度に保つ方法が開示されている。これにより感光体表面の相対湿度を低下させることが可能となるため、感光体ドラム表面に水分が吸着するのを防止することができる。

特開２００１‐１５４５３４号公報 特開２００６−２０８９９６号公報 特開平０１‐２８２５７０号公報

しかしながら、この方法では、特に高温高湿環境下においては、感光体表面の水分を完全に除去できず、或いは、完全に水分を除去しようとすると、長時間を要する。即ち、装置本体の電源スイッチをオンにした後、ドラムヒータを稼動させて感光体表面の水分が除去されるのを待たなければならず、使用者にとって不都合であるという問題を有していた。
従って、本発明は、使用者が、感光体の加熱手段により感光体表面の水分が除去されるのを待つ必要がなく、装置本体の電源スイッチをオンにした後直ちに使用可能である画像形成装置であって、トナーを浪費しないから維持費が軽減され、さらには研磨ローラのトルクの増大やジッタ等の画像不具合を誘発することなく、「画像流れ」を回避することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、感光体に形成した静電潜像に、現像手段によりトナーを現像して形成された像を被転写材に転写する画像形成部を備える画像形成装置であって、前記感光体の内部又は近傍に配される加熱手段と、前記加熱手段への電力供給のオン・オフを切替える第１の電源スイッチと、前記加熱手段以外の電力駆動部分に対する電力供給のオン・オフを切替える第２の電源スイッチを備えることを特徴とする画像形成装置に関する。
請求項２に係る発明は、前記第１の電源スイッチがオフの状態において、前記加熱手段以外の電力駆動部分へ電力が供給されないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置に関する。
請求項３に係る発明は、タイマをさらに備え、前記第１の電源スイッチが、該タイマによって所定時間に自動的にオン・オフの切替えが可能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に関する。
請求項４に係る発明は、前記画像形成部が、前記感光体と対向する位置に配される研磨手段をさらに備え、該研磨手段は、前記感光体表面に付着した放電生成物を除去することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置に関する。

請求項１に記載の画像形成装置は、感光体の内部又は近傍に配される加熱手段を備えるから、これにより感光体表面の水分を除去することができる。さらに、該画像形成装置は、加熱手段への電力供給のオン・オフを切替える第１の電源スイッチと、前記画像形成装置のうち、前記加熱手段以外の電力駆動部分に対する電力供給のオン・オフを切替える第２の電源スイッチを備える。使用者は、第２の電源スイッチをオンにして画像形成装置を使用する前に、予め第１の電源スイッチをオンにして、加熱手段を稼動させておくことができる。こうすることにより、使用者は、第２の電源スイッチをオンにして該装置を使用しようとする時点において、既に稼動している加熱手段により感光体表面の水分が除去されているので、第２の電源スイッチをオンにした後直ちに該装置を使用しても、「画像流れ」を生じさせることはない。
例えば、画像形成装置がコピー機である場合に、使用者は、第１の電源スイッチを常にオンにしておき、第２の電源スイッチは労働開始時にオンにし、労働終了時にオフにすることが可能である。この実施形態によると、労働開始時に第２の電源スイッチをオンにした直後にコピー機を使用可能で、且つ「画像流れ」の生じない画像を形成することができる。
本実施形態の他の利点は、感光体表面に付着した放電生成物を除去するためにトナー等の消耗品を使用しないから装置の維持費を軽減することができ、感光体表面を研磨するための研磨ローラを使用しないから、トルクの増大やジッタ等の画像不具合を誘発することなく、「画像流れ」を回避することができる。

請求項２に記載の画像形成装置は、前記第１の電源スイッチがオフの状態において、前記加熱手段以外の電力駆動部分へ電力が供給されない。この実施形態は、前記効果に加えて次の効果を奏する。
本実施形態においては、第１の電源スイッチがオフの状態において、前記加熱手段以外の電力駆動部分へ電力が供給されない。これは、第１の電源スイッチがオフである時、第２の電源スイッチは有効にならず、即ち、第１の電源スイッチがオフであれば、たとえ第２の電源スイッチをオンにしても、加熱手段以外の電力駆動部分へ電力が供給されないことを意味する。
言い換えると、第２の電源スイッチをオンにして、加熱手段以外の電力駆動部分に電力供給できる状態である場合には、必ず、第１の電源スイッチがオンにされて、加熱手段が稼動している状態である。即ち、本実施形態は、使用者が、第２の電源スイッチをオンにして画像形成装置が使用される時点において、常に加熱手段が稼動している状態であるから、「画像流れ」を確実に回避した転写を行うことができる。

請求項３に記載の画像形成装置は、タイマをさらに備え、前記第１の電源スイッチが、該タイマによって所定時間に自動的にオン・オフの切替えが可能である。この実施形態は、前述の請求項１に記載の画像形成装置の効果に加えて、次の効果を奏する。
本実施形態によると、例えば、画像形成装置がコピー機である場合に、使用者は、第１の電源スイッチを労働開始の１時間前にオンとなるように設定することができる。従って、使用者が労働終了時に第１の電源スイッチ及び第２の電源スイッチの両方をオフにして帰宅しても、翌日の労働開始の１時間前から第１の電源スイッチは自動的にオンにされて加熱手段が稼動を始めているから、労働開始時に第２の電源スイッチをオンにした直後にコピー機を使用可能で、且つ「画像流れ」の生じない画像を形成することができる。

請求項４に記載の画像形成装置は、前記画像形成部に、前記感光体と対向する位置に配される研磨手段をさらに備え、該研磨手段は、前記感光体表面に付着した放電生成物を除去する。この実施形態は、前述の請求項１に記載の画像形成装置の効果に加えて、次の効果を奏する。
本発明に係る研磨手段は、前記加熱手段と組み合わせて使用される。本実施形態において、加熱手段は、放電生成物に吸収された水分を蒸発させて、研磨手段は水分含有量が少ない放電生成物を除去する。このように、本発明に係る研磨手段は、水分含有量が少ない放電生成物を除去するために設けられるため、感光体に対する押圧力を比較的小さく維持することができる。従って、本実施形態において、研磨ローラのトルクが重くなったり、ジッタ等の画像不具合を誘発したりしない。

以下、本発明の画像形成装置を、図面を参照しつつ説明する。
本明細書において、「上流側」並びに「下流側」との文言は、被転写材（用紙という場合がある）の搬送方向を基準にして、先に被転写材が流れる側を「上流」と称し、後に被転写材が流れる側を「下流」と称する。

図１は、本発明の画像形成装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。図１の（１）は画像形成装置を示す。
画像形成装置（１）は、その上部に、原稿を自動搬送する原稿搬送部（１１１）と、原稿搬送部（１１１）から搬送された原稿を取り込んで画像データを生成する原稿取込部（１１２）と、操作手段（テンキーやタッチパネルなど）と表示手段（液晶ディスプレイなど）から成る操作表示部（１１３）を備える。

画像形成装置（１）は、その下部に配される用紙収納部（１１５ａ）〜（１１５ｃ）を備え、この用紙収納部（１１５ａ）〜（１１５ｃ）は用紙（Ｐ）を収納する。用紙（Ｐ）は、例えば、そのサイズごとに、各用紙収納部（１１５ａ）〜（１１５ｃ）に納められてもよい。この用紙収納部（１１５ａ）〜（１１５ｃ）から供給される用紙（Ｐ）は用紙搬送部（１１４）を通って、画像形成部（２）へ送られる。この用紙搬送部（１１４）は、各用紙収納部（１１５ａ）〜（１１５ｃ）からレジストローラ（１１４ａ）まで用紙（Ｐ）を搬送する一対のローラからなる複数の給紙ローラ（１１４ｂ）と、給紙ローラ（１１４ｂ）から搬送されてきた用紙（Ｐ）の先端の向きを整え、画像形成部（２）の動作に合わせて画像形成部（２）に用紙（Ｐ）を供給するレジストローラ（１１４ａ）と、レジストローラ（１１４ａ）に搬送されてきた用紙（Ｐ）を検知するレジストセンサ（１１４ｃ）とを備える。
画像形成部（２）において、感光体に形成した静電潜像に、現像手段によりトナーを現像して形成された像を用紙（Ｐ）に転写した後、用紙（Ｐ）は定着部（１１６）に搬送されて、そこで用紙（Ｐ）に形成されたトナー像を用紙（Ｐ）へ定着させる。

次に、図２を参照して画像形成部（２）について説明する。
図２中、画像形成部（２）は、感光体（１１）、加熱手段（１２）、研磨手段（１３）、露光手段（１４）、現象手段（１５）、転写ローラ（１６）、クリーニング手段（１７）、除電器（１８）、及び帯電器（１９）を備える。

前記感光体（１１）は、アルミニウム等の導電性ドラム基体と、ドラム基体外周を覆うように配されたＯＰＣ（有機光半導体）やアモルファスシリコン等の感光層から構成される。この感光体（１１）は、画像形成部（２）内に回転可能に設けられる。

加熱手段（１２）は、感光体（１１）の内周面に密着するように備わり、感光体（１１）を常時３８℃〜４２℃に加熱制御する。このように加熱手段（１２）が配置されると感光体内側から感光体表面を効率よく加熱することができる。
感光体（１１）内部に配される加熱手段の一例としては、ドラムヒータが挙げられる。また感光体（１１）近傍に配される加熱手段としては、カセットヒータが挙げられる。

感光体（１１）の上方には、露光手段（１４）が配される。この露光手段（１４）は、光学系によって読み取られた画像情報を感光体（１１）上に照射し、感光体（１１）の表面上に静電潜像を形成する。デジタル方式の場合、露光手段（１４）は、光学系によって読み取られた画像情報を、ミラー、レンズ、ＣＣＤを経由し電気信号に変換された後に画像処理し、レーザ発振器を駆動してレーザ光をポリゴンミラーで反射した後、ミラーを介して感光体（１１）上に照射する。

感光体（１１）の上流側には現像手段（１５）が配される。この現像手段（１５）は、バイアス電荷を印加し、露光手段（１４）によって形成された静電潜像に従い、感光体（１１）表面にトナーを付着させる。

感光体（１１）の下方には、転写ローラ（１６）が配される。転写ローラ（１６）は、感光体（１１）の周面と対向配置される。用紙搬送部（１１４）を通って供給された用紙（Ｐ）は、感光体（１１）と転写ローラ（１６）との間に供給され、両者の押圧挟持で感光体（１１）表面のトナー像が用紙（Ｐ）に転写されるようになっている。

感光体（１１）の下流側には、研磨手段（１３）が任意に設けられる。この研磨手段（１３）は、感光体（１１）に対し所定の圧力で押圧されて感光体（１１）表面を研磨することにより、感光体表面に付着した放電生成物を除去することができる。
本発明に係る研磨手段（１３）は、前記加熱手段（１２）と組み合わせて使用される。本実施形態において、加熱手段（１２）は、放電生成物に吸収された水分を蒸発させて、研磨手段（１３）は水分含有量が少ない放電生成物を除去する。このように、本発明に係る研磨手段（１３）は、水分含有量が少ない放電生成物を除去するために設けられるため、感光体に対する押圧力を比較的小さく維持することができる。従って、本実施形態において、研磨ローラのトルクが重くなったり、ジッタ等の画像不具合を誘発したりしない。

感光体（１１）の下流側には、クリーニング手段（１７）が配される。このクリーニング手段（１７）は、転写ローラ（１６）によって転写が完了した後、感光体（１１）表面に残存したトナーをかき落として回収できるものである。クリーニング方式としては、例えばブラシ方式、ブレード方式、ローラ方式を用いることができる。

クリーニング手段（１７）の上方には、除電器（１８）が配される。この除電器（１８）は、ＬＥＤ等のランプを有しており、前記クリーニング手段（１７）により表面のトナーが除去された感光体（１１）の表面に均一に光を当てるものである。光を当てることにより感光体（１１）表面上に残存している電荷を除去することができる。

感光体（１１）の上方には、帯電器（１９）が配される。この帯電器（１９）コロナ放電を利用し、前記除電器（１８）によって残留電荷が除去された感光体にプラス又はマイナスの電荷を表面に均一に持たせる。帯電器（１９）の方式としては、非接触方式のコロトロン型やスコロトロン型、接触方式での帯電ローラ、帯電ブラシ等が挙げられる。

図３は、本発明の画像形成装置の好適な実施形態における回路図であり、本発明に係る第１の電源スイッチと第２の電源スイッチを示す。
本発明の画像形成装置（１）は、加熱手段（１２）への電力供給のオン・オフを切替える第1の電源スイッチ（２１）と、前記画像形成装置（１）のうち、前記加熱手段以外の電力駆動部分（２０）に対する電力供給のオン・オフを切替える第２の電源スイッチ（２２）を備える。尚、前記加熱手段以外の電力駆動部分としては、例えば、レジストローラ（１１４ａ）、定着部（１１６）、操作表示部（１１３）、原稿取込部（１１２）等の電力供給により動作する部分が挙げられる。

図３中、外部電源（１００）から延びる回路は、加熱手段（１２）に接続されて、該加熱手段は、画像形成装置（１）内の加熱手段以外の電力駆動部分（２０）に接続される。即ち、図３に示す画像形成装置（１）は、加熱手段に電流が流れていないときは、必ず加熱手段以外の電力駆動部分（２０）にも電流が流れない。加熱手段（１２）への電力供給のオン・オフを切り替えるために、第１の電源スイッチ（２１）が備わり、加熱手段以外の電力駆動部分（２０）への電力供給のオン・オフを切替えるために第２の電源スイッチ（２２）が備わる。
本発明に係る第１の電源スイッチ（２１）と第２の電源スイッチ（２２）は、使用者にとって、これらスイッチのオン・オフが直接的に或いは間接的に切替え可能である場所であれば、画像形成装置（１）の内部或いは外部のいずれの場所に備えられてもよい。

本実施形態においては、第１の電源スイッチ（２１）がオフの状態において、前記加熱手段以外の電力駆動部分（２０）へ電力が供給されない。これは、第１の電源スイッチ（２１）がオフである時、第２の電源スイッチ（２２）は有効にならず、即ち、第１の電源スイッチ（２１）がオフであれば、たとえ第２の電源スイッチ（２２）をオンにしても、加熱手段以外の電力駆動部分（２０）へ電力が供給されないことを意味する。
言い換えると、第２の電源スイッチ（２２）をオンにして、加熱手段以外の電力駆動部分（２０）に電力供給できる状態である場合には、必ず、第１の電源スイッチ（２１）がオンにされて、加熱手段（１２）が稼動している状態である。即ち、本実施形態によると、使用者が、第２の電源スイッチ（２２）をオンにして画像形成装置が使用される時点において、常に加熱手段（１２）が稼動している状態であるから、「画像流れ」を確実に回避した転写を行うことができる。

他の実施形態は、タイマをさらに備えた画像形成装置である。該タイマによって所定時間に前記第１の電源スイッチ（２１）のオン・オフの切替えを行うことができる。本実施形態によると、例えば、画像形成装置（１）がコピー機である場合に、使用者は、第１の電源スイッチ（２１）を労働開始の１時間前にオンとなるように設定することができる。この場合、使用者が労働終了時に第１の電源スイッチ（２１）及び第２の電源スイッチ（２２）の両方をオフにして帰宅しても、翌日の労働開始の１時間前から第１の電源スイッチ（２１）が自動的にオンにされて加熱手段が稼動を始めているから、労働開始時に第２の電源スイッチ（２２）をオンにした直後にコピー機を使用可能で、且つ「画像流れ」の生じない画像を形成することができる。

本発明は、複写器、ファクシミリ装置或いはプリンタ等の画像形成装置に好適に適用される。

本発明の画像形成装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。 本発明の画像形成装置の画像形成部の概略図である。 本発明の画像形成装置の回路図である。

符号の説明

１・・・・・・画像形成装置
２・・・・・・画像形成部
１１・・・・・感光体
１２・・・・・加熱手段
１３・・・・・研磨手段
１４・・・・・露光手段
１５・・・・・現象手段
１６・・・・・転写ローラ
１７・・・・・クリーニング手段
１８・・・・・除電器
１９・・・・・帯電器
２０・・・・・加熱手段以外の電力駆動部分
２１・・・・・第１の電源スイッチ
２２・・・・・第２の電源スイッチ
１００・・・・外部電源
１１１・・・・原稿搬送部
１１２・・・・原稿取込部
１１３・・・・操作表示部
１１４・・・・用紙搬送部
１１４ａ・・・レジストローラ
１１４ｂ・・・給紙ローラ
１１４ｃ・・・レジストセンサ
１１５ａ〜ｃ・用紙収納部
Ｐ・・・・・・用紙

Claims (4)

1. 感光体に形成した静電潜像に、現像手段によりトナーを現像して形成された像を被転写材に転写する画像形成部を備える画像形成装置であって、
   前記感光体の内部又は近傍に配される加熱手段と、
   前記加熱手段への電力供給のオン・オフを切替える第１の電源スイッチと、
   前記加熱手段以外の電力駆動部分に対する電力供給のオン・オフを切替える第２の電源スイッチを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の電源スイッチがオフの状態において、前記加熱手段以外の電力駆動部分へ電力が供給されないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. タイマをさらに備え、前記第１の電源スイッチが、該タイマによって所定時間に自動的にオン・オフの切替えが可能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。
4. 前記画像形成部が、前記感光体と対向する位置に配される研磨手段をさらに備え、該研磨手段は、前記感光体表面に付着した放電生成物を除去することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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