JP2009300664A - 帯電装置、及び帯電ユニット並びにそのような帯電ユニットを有した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期の使用を経ても安定した帯電クリーニングを行うことができる帯電ユニットを提供する。
【解決手段】固形潤滑剤と当該固形潤滑剤から削り取った潤滑剤を像担持体へ供給するファーブラシを備える潤滑剤塗布手段と、像担持体帯電を行う帯電ローラと、当該帯電ローラに当接してクリーニングするクリーニング手段とを有する帯電装置において、上記帯電ローラに当接するクリーニング手段が帯電ローラに連れ回りするに従って削られる表面部分を有する回転体を有し、上記固形潤滑剤と上記クリーニング手段をリンクするよう構成し、上記ファーブラシによる固形潤滑剤の削れ程度にクリーニング手段の表面部分削れ程度を比例させて、上記クリーニング手段と上記帯電ローラの当接圧を一定に維持する。
【選択図】図３

Description

本発明は電子写真方式のプリンタ、複写機、ファックス、スキャナー等、画像形成装置に関するもので、特に帯電クリーニングに関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体を帯電するための帯電手段が備えられている。コロナ帯電器を利用したり、感光体の表面に帯電ローラを数〜数十ミクロンの微小ギャップを維持して帯電を行う近接帯電方式が知られている。コロナ帯電ではオゾンや窒素酸化物が発生し、感光体の表面に付着することがあり、それにより画像欠陥を引き起こす。また近接帯電ローラでも、画像形成装置内に浮遊する紙粉や埃が帯電ローラに付着し易く、それら異物により帯電ローラの抵抗値を変化させ、帯電ムラ、帯電不足等の帯電不良に起因した異常画像を発生させる。

帯電ローラを感光体の表面に接触させて帯電を行う接触帯電方式も知られている。接触方式の帯電ローラでは、長期間の使用によって転写残トナーや紙粉等の異物が感光体クリーニング手段を通り抜けて帯電ローラ表面に付着する。また画像形成装置内に浮遊する紙粉や埃等も、時間の経過にしたがって近接帯電ローラの場合と同様に、徐々に帯電ローラの表面に付着していき、帯電ムラ、帯電不足等の帯電不良に起因した異常画像を発生させる。

そこで、表面に付着した異物を除去するためにクリーニング手段を備えることが従来行われている。帯電ローラに対しても、帯電クリーニング部材としてのローラやブレード、パッドを設けて、当該部材でローラ表面を摺擦して表面のトナーや紙粉等を除去する。回転するローラはブレードやパッドのような固定式部材に比べて摺擦抵抗が小さいので、特許文献１に開示されるように、帯電ローラに常接してクリーニングするようになっている。一方、一定間隔でクリーニング部材を接離する構成も特許文献２から公知である。

特開２００５−３０１２１６号公報 特許第３８３２１９４号公報

しかしながら、いずれにせよ、帯電クリーニング部材は帯電ローラとの接触により、徐々に摩耗し、帯電クリーニング部材の当接圧が低くなるため、使用の経過にしたがって帯電クリーニング性が低下することになる。本発明は、長期の使用を経ても安定した帯電クリーニングを行うことができる帯電ユニットを提供することを課題とする。

上記課題は、本発明にしたがって、固形潤滑剤と当該固形潤滑剤から削り取った潤滑剤を像担持体へ供給するファーブラシを備える潤滑剤塗布手段と、像担持体帯電を行う帯電ローラと、当該帯電ローラに当接してクリーニングするクリーニング手段とを有する帯電装置において、上記帯電ローラに当接するクリーニング手段が帯電ローラに連れ回りするに従って削られる表面部分を有する回転体を有し、上記固形潤滑剤と上記クリーニング手段をリンクするよう構成し、上記ファーブラシによる固形潤滑剤の削れ程度にクリーニング手段の表面部分削れ程度を比例させて、上記クリーニング手段と上記帯電ローラの当接圧を一定に維持することで、解決される。

上記クリーニング手段の回転体の少なくとも表面部分がメラミン発泡樹脂で構成されているのが好適である。また、固形潤滑剤が所定量削られるまでは、クリーニング手段が帯電ローラに当接しないように固形潤滑剤とクリーニング手段のリンクが設定されているのも、好都合である。

請求項１に係る発明によれば、経時的に徐々に削られていく固形潤滑剤にクリーニング部材をリンクさせ、固形潤滑剤の削れ程度にクリーニング手段の表面部分削れ程度を比例させてクリーニング手段と帯電ローラの当接圧を一定に維持するので、安定した帯電クリーニングを行うことができる。

固形潤滑剤が所定量削られるまでは、クリーニング手段が帯電ローラに当接しないように固形潤滑剤とクリーニング手段のリンクが設定されていれば、初期段階で表面に付着物の存在しない帯電ローラへの無駄なクリーニング動作を行わずに済み、クリーニング部材の無駄な消耗を回避できる。

以下、本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下、プリンタという）に適用した実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。プリンタ１の本体ケース２内には、プリンタエンジン３、光ビームを出射する光書込装置４、被転写体である記録媒体Ｐを収納する記録媒体収納部である給紙カセット５、トナー画像が転写された記録媒体Ｐを定着処理する定着装置６、トナー画像を転写した後に発生する廃トナーを回収する廃トナー回収容器７等が設けられている。

プリンタエンジン３は、トナー画像を形成し、形成されたトナー画像を記録媒体Ｐに転写する部分であり、像担持体である４つのドラム状感光体８（８Ｙ、８Ｃ、８Ｍ、８Ｋ）、各感光体８の周囲に配置された帯電装置（図３で詳細に示す）の帯電ローラ９、現像装置１０、感光体用クリーニング装置１１、一次転写ローラ１２、像担持体及び被転写体である中間転写ベルト１３、転写装置である二次転写ローラ１４、中間転写ベルト用クリーニング装置１５等から構成されている。ここで、本明細書及び図面の記載において、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの添え字は各々、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を示しており、これら添え字は必要に応じて割愛する。

感光体８は円筒状に形成され、不図示の駆動モータに連結され、駆動モータからの駆動力により中心線回りに回転する。感光体８の外周面には、静電潜像が形成される感光層が設けられている。

帯電ローラ９は、感光体８の外周面に当接して配置され、又は感光体８の外周面と微小な隙間をもって配置されている。この帯電ローラ９に対して不図示の電源部から電圧が印加されることにより、帯電ローラ９と感光体８との間でコロナ放電が発生し、感光体８の外周面が一様に帯電される。

光書込装置４は、画像データに応じた光ビームを出射して、一様に帯電された感光体８の外周面を露光する。この露光により、感光体８の外周面に画像データに応じた静電潜像が形成される。

現像装置１０は、感光体８に対してトナーを供給する。供給されたトナーは感光体８の外周面に形成されている静電潜像に付着し、感光体８の外周面上の静電潜像がトナー画像として顕像化される。

中間転写ベルト１３は、樹脂フィルム又はゴムを基体として形成されたループ状のベルトであり、駆動ローラ１６・入口ローラ１７・テンションローラ１８に巻回され、不図示の駆動モータに連結された駆動ローラ１６が回転駆動されることにより矢印Ａ方向に回転する。入口ローラ１７とテンションローラ１８とは、中間転写ベルト１３が矢印Ａ方向へ回転することにより中間転写ベルト１３との摩擦力によって従動回転するようになっている。

一次転写ローラ１２は中間転写ベルト１３の内周面側（ループの内側）に配置されており、これら一次転写ローラ１２に転写用電圧が印加されることによって各感光体８上のトナー画像が中間転写ベルト１３上に順次転写されて重ね合わされ、その結果、中間転写ベルト１３上にはカラーのトナー画像が形成される。

感光体用クリーニング装置１１は、トナー画像が中間転写ベルト１３に転写された後の感光体８の外周面をクリーニングするものである。このクリーニングによって、トナー画像が中間転写ベルト１３に転写された後に感光体８の外周面上に残留しているトナーや紙粉等が廃トナーとして回収される。

中間転写ベルト１３上に形成されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト１３と二次転写ローラ１４とが当接された転写位置に記録媒体Ｐが送り込まれたタイミングで二次転写ローラ１４に転写用電圧が印加されることにより、記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐは、給紙カセット５内から給紙されて搬送ローラ１９やレジストローラ２０を介して搬送され、トナー画像を転写された後に定着装置６に送り込まれる。トナー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置６内で熱と圧力とを加えられて定着処理され、この定着処理により溶融したトナー画像が記録媒体Ｐに定着される。定着処理が終了した記録媒体Ｐは本体ケース２の上面部に形成されている排紙トレイ２１上に排紙される。

中間転写ベルト用クリーニング装置１５は、カラートナー画像が記録媒体Ｐに転写された後の中間転写ベルト１３の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像の転写後に中間転写ベルト１３の外周面上に残留したトナーや紙粉等が廃トナーとして回収される。

廃トナー回収容器７は、クリーニング装置１１，１５で回収された廃トナーがクリーニング装置１１，１５から投入され、投入された廃トナーを貯溜する部分である。廃トナー回収容器７は本体ケース２に対して着脱可能に取り付けられており、廃トナー回収容器７内の廃トナーが満杯状態に近づいた段階で本体ケース２から取り外され、代わりに空の廃トナー回収容器７が取り付けられる。

図２は、本体ケース２に設けられた側面カバー２４を開放した状態を示す斜視図である。側面カバー２４を開放することにより、プリンタエンジン３と廃トナー回収容器７とが現われ、プロセスカートリッジ２３、中間転写ベルト１３、廃トナー回収容器７の交換等やその他のメンテナンスを行うことができる。中間転写ベルト１３とローラ１６，１７，１８と中間転写ベルト用クリーニング装置１５とは、ベルトケース１３ａ内に収納されユニット化されている。

また、プリンタエンジン３の構成部材である感光体８と、各感光体８の周囲に配置された帯電ローラ９と現像装置１０とクリーニング装置１１とはユニット化してケース２２内に収納され、プロセスカートリッジ２３（２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋ）として形成されている。各プロセスカートリッジ２３は本体ケース２内に着脱可能に装着されている。感光体８と帯電ローラ９と現像装置１０とクリーニング装置１１とがプロセスカートリッジ２３としてユニット化されることにより、交換やメンテナンスの作業が容易になり、また各部材間の位置精度を高精度の維持することができ、形成される画像品質の向上を図ることができる。なお、本実施形態では、感光体８と帯電ローラ９と現像装置１０とクリーニング装置１１をユニット化したプロセスカートリッジ２３として例示的に説明したが、プロセスカートリッジの構成としては様々のものがある。本発明に係る帯電ユニットとして成立するために、少なくとも帯電ローラ９と感光体８をケース内に収納してプロセスカートリッジ化する。

図３〜５は、本発明に係る帯電ユニットを含むプロセスカートリッジの例を示すものである。帯電装置を詳細に示すため、現像装置１０は簡略化する。また図１では、感光体用クリーニング装置１１をローラタイプとして示したが、図３，４のようにブレードタイプであっても機能的に同じである。

図３は、初期のプロセスカートリッジの断面である。帯電クリーニング部材３７は平板状支持部４１によって保持されている。この平板状支持部４１は、帯電クリーニング部材３７よりも自由端寄りに固形潤滑剤３４も保持し、帯電クリーニング部材３７に近くの基端側が枢軸されている。固形潤滑剤３４はブラシローラ３３を介して感光体８に供給されるようになっており、固形潤滑剤３４の取り付け位置と反対側の平板状支持部４１裏面には押圧バネ３５が配され、平板状支持部４１を枢軸支点４０回りに感光体側へ付勢している。つまり、平板状支持部４１は、固形潤滑剤３４が削れていくことにより枢軸支点４０を中心に回動し、徐々に感光体８、帯電ローラ９に近づくように変位する機構となっている。

初期状態では、固形潤滑剤３４が削れていないため、表面当接部がメラミン発泡樹脂で成るローラ形状の帯電クリーニング部材３７が、帯電ローラ９に対し空当たりとなっていて、帯電クリーニング部材３７は摩耗しない。これは、帯電ローラ９にトナーや潤滑剤のすり抜けが少ない初期段階では、帯電クリーニングを行わなくとも安定した画像を提供できるからである。一方、図４は、経時でのプロセスカートリッジの断面を示す。使用を繰り返すことにより、固形潤滑剤３４が削れ、それにより平板状支持部４１が感光体側に回動変位することで、帯電クリーニング部材３７が帯電ローラ９と接触するに至る。帯電クリーニング部材３７が帯電ローラ９に連れ回りされる際、帯電クリーニングが実行される。

固形潤滑剤３４と帯電クリーニング部材３７の削れ量の比率で、支持部材４１の支点を求める。固形潤滑剤３４が４ｍｍ削れたとき、帯電クリーニングローラ３７がφ１０ｍｍからφ９．２ｍｍに変化したことから、帯電クリーニング加圧点からリンク部材である平板状支持部４１の回動支点４０までの距離ａ（図５）と、固形潤滑剤加圧点から回動支点４０までの距離ｂ（図５）が、１：１０となる位置に平板状支持部４１の回動支点を設けると、経時で帯電クリーニング部材３７の当接圧が一定で、安定した帯電クリーニングを行うことができる。なお、ａ／ｂの比率は使用する帯電ローラの表面性等に応じて適宜設定することができる。

画像形成装置の概略断面構成図である。 画像形成装置の概略斜視図である。 本発明に係る帯電ユニットの初期状態における断面図である。 本発明に係る帯電ユニットの、帯電クリーニングローラと帯電ローラの当接状態における断面図である。 帯電クリーニングローラと固形潤滑剤の各加圧とリンク支点との関係を説明する図である。

符号の説明

８ 感光体
９ 帯電ローラ
１０ 現像装置
１１ 感光体クリーニング装置
１３ 中間転写ベルト
３３ ファーブラシ
３４ 固形潤滑剤
３５ 押圧バネ
３７ 帯電クリーニング部材
４０ リンク支点
４１ 支持部

Claims (5)

1. 固形潤滑剤と当該固形潤滑剤から削り取った潤滑剤を像担持体へ供給するファーブラシを備える潤滑剤塗布手段と、像担持体帯電を行う帯電ローラと、当該帯電ローラに当接してクリーニングするクリーニング手段とを有する帯電装置において、
   上記帯電ローラに当接するクリーニング手段が帯電ローラに連れ回りするに従って削られる表面部分を有する回転体を有し、上記固形潤滑剤と上記クリーニング手段をリンクするよう構成して、上記ファーブラシによる固形潤滑剤の削れ程度にクリーニング手段の表面部分削れ程度を比例させることで上記クリーニング手段と上記帯電ローラの当接圧を一定に維持することを特徴とする帯電装置。
2. 上記クリーニング手段の回転体の少なくとも表面部分がメラミン発泡樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 固形潤滑剤が所定量削られるまでは、クリーニング手段が帯電ローラに当接しないように固形潤滑剤とクリーニング手段のリンクが設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電装置と像担持体とを有することを特徴とする帯電ユニット。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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