JP2010078831A - 帯電器、カートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被帯電体を帯電するときに発生することが予想される画質異常の発生を未然に防止する帯電器、その帯電器を備えたカートリッジ、および画像形成装置を提供する。
【解決手段】帯電部材１１１の体積抵抗値を測定する電流検出部３０２、及び又は、帯電部材１１１が存在している環境の温度を測定する温度センサＴＥ１を設ける。制御部３０は、電流検出部３０２と温度センサＴＥ１とによる測定結果が、予め定められた高抵抗状態及び又は予め定められた低温度状態を満たす場合に帯電部材１１１を加温する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、帯電器、カートリッジ、および画像形成装置に関する。

従来より電子写真プロセスを使って記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には像保持体に電荷を付与する帯電器が配備されており、その帯電器が備える帯電部材によって、画像形成が行なわれる度に電荷が像保持体に付与される。この帯電部材は消耗品であり帯電器は交換を要する交換部品である。

そこで、特許文献１には帯電器の帯電電流が設定値以下になった場合には帯電部材が寿命に達したと判断してユーザに対して警告を行なう技術が開示されている。また特許文献２には、環境温度を検知して環境温度が予め決められた温度を超えていた場合には短時間及び又は高速で帯電部材の清掃を行ない、予め決められた温度以下であった場合には長時間及び又は低速で帯電部材の清掃を行なって交換時期を遅らせる技術が開示されている。
特開平０８−１５２７６６号公報 特開平０９−０１５９４７号公報

本発明は、帯電むらを防止する帯電器、その帯電器を備えたカートリッジ、および画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の帯電器は、被帯電体に接触して回転しながらその被帯電体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
上記帯電部材の抵抗及び又は該帯電部材が存在している環境の温度を測定する測定部と、
上記測定部による測定結果が、予め定められた高抵抗状態及び又は予め定められた低温度状態を満たす場合に上記帯電部材を加温する加温部とを備えたことを特徴とする。

請求項２の帯電器は、上記加温部が、上記帯電部材内に発熱体を有して該発熱体で該帯電部材を直接に加温するものであることを特徴とする。

請求項３の帯電器は、上記帯電部材の表面に接触して該帯電部材の表面を清掃する清掃部材を備え、
上記加温部が、上記清掃部材内に発熱体を有して該発熱体で上記帯電部材を間接に加温するものであることを特徴とする。

請求項４の帯電器は、上記加温部が、上記被帯電体内に発熱体を有して該発熱体で上記帯電部材を間接に加温するものであることを特徴とする。

請求項５のカートリッジは、表面に像が形成され、その像を保持する像保持体と、
上記像保持体に接触して回転しながらその像保持体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
上記帯電部材の抵抗及び又はその帯電部材が存在している環境の温度を測定する測定部と、
上記測定部による測定結果が、予め定められた高抵抗状態及び又は予め定められた低温度状態を満たす場合に上記帯電部材を加温する加温部とを備えたことを特徴とする。

請求項６の画像形成装置は、表面に像が形成され、その像を保持する像保持体と、
上記像保持体に接触して回転しながらその像保持体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
上記帯電部材によって電荷が付与された像保持体の表面に像を形成する像形成部と、
上記帯電部材の抵抗及び又は該帯電部材が存在している環境の温度を測定する測定部と、
上記測定部による測定結果が、予め定められた高抵抗状態及び又は予め定められた低温度状態を満たす場合に上記帯電部材を加温する加温部とを備えたことを特徴とする。

請求項１の帯電器によれば、帯電むらを防止することができる。

請求項２の帯電器によれば、本構成を有しない場合と比較して、上記帯電部材を素早く暖めることができる。

請求項３の帯電器によれば、簡単な構成で帯電部材を暖めることができる。

請求項４の帯電器によれば、簡単な構成で帯電部材を暖めることができる。

請求項５のカートリッジによれば、帯電むらを防止することができる。

請求項６の画像形成装置によれば、すじ状の濃度むらを防止することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。

図１に示すプリンタ１には、表面に像が形成されてその像を保持する像保持体１０が備えられている。本実施形態における像保持体１０は、具体的には、表面が感光性を有したロール形状の感光ロールである。このプリンタ１では、像保持体１０の表面に電荷を付与する帯電器１１により所定の電荷が付与された、矢印Ａ方向に回転する像保持体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいて露光光を生成する露光器１２で生成した露光光を照射することで静電潜像が形成され、トナーとキャリアとを含んだ現像剤を収容する現像器１３に収容された現像剤を、回転する現像ロール１３１に保持させて現像位置１３０に運ばせることで静電的な潜像が現像され、この現像により得られた現像像が、用紙トレイ１６から用紙搬送装置１６ａにより引き出され矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４によって転写され、定着器１５により定着されることにより記録用紙上にモノクロ画像形成が行われる。上述した露光器１２と現像器１３は、帯電された像保持体上に現像像を形成する像形成部の一例を構成している。

また、このプリンタ１は、像保持体１０に残留した残留トナーを清掃する清掃ブレードを有するクリーナ１７と、像保持体１０の回転等を制御する制御部３０とを備えている。

このプリンタ１に備えられた帯電器１１は、本発明の帯電器の一実施形態に相当し、帯電部材１１１が、電荷を付与される被帯電体に接触して回転することでこの被帯電体の表面に電荷を付与する接触帯電タイプのものである。また、本実施形態では像保持体１０が被帯電体の一例に相当する。より具体的には、制御部３０からの指示を受けた電圧印加部３０１によって直流と交流の電圧がこの帯電部材１１１に加えられることにより帯電部材１１１から像保持体１０に電荷が付与される。なお、図１には、帯電部材の回転に従動して回転して帯電部材１１１の表面を清掃する発砲体ロール１１２１も示されている。

ここで、本実施形態のプリンタ１には環境温度を測定する温度センサＴＥ１が備えられており、また帯電部材１１１に電圧を印加する電圧印加部３０１と帯電部材１１１との間には電流検出部３０２が設けられており、さらに帯電部材１１１内には本発明にいう発熱体の一例に相当するヒータＨＴが埋め込まれている。また、制御部３０からの指示を受けてヒータＨＴに電流を供給するヒータ駆動部３０３も備えられている。この温度センサＴＥ１と電流検出部３０２とで本発明にいう測定部の一例が構成されており、制御部３０とヒータ駆動部３０３とヒータＨＴとで本発明にいう加温部の一例が構成されている。

本実施形態では、上記温度センサＴＥ１と上記電流検出部３０２による測定結果が、予め定められた高抵抗状態及び予め定められた低温度状態を満たす場合に帯電部材１１１を加温する処理を実行する。

また像保持体１０と帯電器１１とクリーナ１７とが、本発明のカートリッジの一実施形態に相当するカートリッジ２０内に搭載され、このプリンタ１の内部からの引出しが自在な状態で装填されている。像保持体１０あるいは帯電器１１に起因した画像欠陥が発生した場合には、像保持体１０や帯電器１１はカートリッジごと交換される。例えば、帯電ローラ１１０の表面に不要物が多く付着すると帯電器１１は帯電むらを生じ、その結果、像保持体１０や記録用紙上の画像にすじ状の濃度むらが発生してしまうからである。

図２は、帯電部材１１１周辺の構成を示す図である。

図２に示す様に、帯電部材１１１にはヒータＨＴが埋め込まれており、そのヒータＨＴには、制御部３０からの指示を受けたヒータ駆動部３０３によって電流が供給されてそのヒータＨＴが発熱する。また、制御部３０からの指示を受けた電圧印加部３０１によって帯電部材１１１に直流および交流の電圧が加えられているときの電流値が電流検出部３０２によって検出される。制御部３０はこの電流検出部３０２からの電流値に基づいて帯電部材１１１の体積抵抗値（ＬｏｇΩ）を算出する。この算出した体積抵抗値が、予め定められた閾値（例えば１０ＬｏｇΩ）以下となり、かつ温度センサＴＥ１からの温度測定値が予め定められた閾値（例えば１５°Ｃ）以下になった場合に制御部３０がヒータ駆動部３０３に指示して、ヒータＨＴを発熱させ帯電部材１１１を加温する加温処理を実行する。この加温処理によって帯電部材１１１は２０°Ｃ以上に加温される。

帯電部材１１１の表面が不要物で汚れてくると低温環境下で帯電部材１１１の表面抵抗が上昇して、汚れ方のむらによって帯電むらが生じてしまう。しかし、制御部３０が上記の加温処理を実行すると、帯電部材１１１の表面抵抗が下降して帯電むらが防止される。この結果、帯電むらに起因するすじ状の濃度むらの発生が防止され、延いては帯電器１１の交換時期を遅らせることにつながる。

なお上記実施形態では、予め定められた高抵抗状態を示す体積抵抗値になり、かつ温度センサＴＥ１からの温度測定値が予め定められた低温度状態を満たす場合に制御部３０が加温処理を実行する例を説明したが、本発明では、高抵抗状態を満たすか、又は低温度状態を満たすかのいずれかの場合に加温処理を実行しても良い。

また上記実施形態では、予め定められた高抵抗状態の一例として、体積抵抗値が一瞬でも閾値以下となった状態が採用されているが、本発明にいう高抵抗状態としては、体積抵抗値が閾値より小さい状態が採用されても良く、体積抵抗値が継続して閾値以下となった状態が採用されても良く、体積抵抗値が閾値以下となる頻度が高い状態が採用されても良い。

また上記実施形態では、予め定められた低温度状態の一例として、予め決められた閾値温度以下に一瞬でも達した状態が採用されているが、本発明にいう低温度状態としては、閾値温度よりも小さい状態が採用されても良く、温度が継続して閾値温度以下になっている状態が採用されても良く、閾値温度以下になる頻度が高い状態が採用されても良い。

図３は第２実施形態を示す図である。

図３の構成は、帯電部材１１１の表面に接触して帯電部材の表面を清掃する発砲体ロール１１２１内にヒータＨＴ２が設けられていて帯電部材１１１にはヒータＨＴが設けられていない点以外は、図１と同じ構成である。この発砲体ロール１１２１が本発明にいう清掃部材の一例に相当する。

第１実施形態のように帯電部材１１１を直接暖めても良いが、帯電部材１１１には電圧が印加されるため、ヒータが埋め込まれると誤動作する恐れがある。そこでこの第２実施形態ではその恐れを解消するために清掃用の発砲体ロール１１２１内にヒータを埋め込んで間接的に帯電部材１１１を暖める構成になっている。

図４は第３実施形態を示す図である。

図４の構成は、被帯電体である像保持体１０内にヒータＨＴ３が設けられていて帯電部材１１１にはヒータＨＴが設けられていない点以外は、図１と同じ構成である。

この第３実施形態でも第２実施形態のように帯電部材１１１を間接に暖める方式を採用しており、清掃用の発砲体ロール１１２１よりも大型で内部に空間が元々存在する像保持体１０にヒータＨＴ３を内蔵している。

図１のプリンタ１の構成を富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ７５５０型プリンタに適用した改造機を用いて実験を行った。制御部３０には閾値として１０ＬｏｇΩと１５°Ｃを設定した。用紙全体での平均画像濃度が５％の画像を用いて、環境を高温高湿環境（２８°Ｃ、８５％）と低温低湿環境（１０°Ｃ、１５％）とに繰り返し変更しながらプリント出力を行った。各環境下では像保持体１０の５万回転分のプリントを行い、合計で４０万回転に達するまで環境の変更を繰り返した。また、各環境下でのプリントの最後に、濃度２０％のハーフトーン画像と濃度３０％のハーフトーン画像とをプリントして、すじ状の濃度むらが生じたか否かを確認した。 図５は、実験結果を説明する図である。

図５には、上記の改造機において制御部３０が加温処理を実行して帯電部材１１１を温めた場合（実施例）と制御部３０が加温処理を実行せずに帯電部材１１１を暖めなかった場合（比較例）とですじ状の濃度むらが発生したかどうかを確認した結果が示されている。

図５に示す様に制御部３０が加温処理を実行して帯電部材１１１を温めた場合には、すじ状の濃度むらが発生せず、帯電部材を温めない場合にはすじ状の濃度むらが発生することが確認された。

本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。 帯電部材の構成を示す図である。 第２実施形態を示す図である。 第３実施形態を示す図である。 実施例を説明する図である。

符号の説明

１ プリンタ
１０ 像保持体
１１ 帯電器
１１１ 帯電ロール
１１２ クリーナ
１１２１ 発泡体ロール
１１２２ 保持部
１２ 露光器
１３ 現像器
１４ 転写ロール
１５ 定着器
１６ 用紙トレイ
１６ａ 用紙搬送装置
２０ カートリッジ

Claims (6)

1. 被帯電体に接触して回転しながら該被帯電体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
   前記帯電部材の抵抗及び又は該帯電部材が存在している環境の温度を測定する測定部と、
   前記測定部による測定結果が、予め定められた高抵抗状態及び又は予め定められた低温度状態を満たす場合に前記帯電部材を加温する加温部とを備えたことを特徴とする帯電器。
2. 前記加温部が、前記帯電部材内に発熱体を有して該発熱体で該帯電部材を直接に加温するものであることを特徴とする請求項１記載の帯電器。
3. 前記帯電部材の表面に接触して該帯電部材の表面を清掃する清掃部材を備え、
   前記加温部が、前記清掃部材内に発熱体を有して該発熱体で前記帯電部材を間接に加温するものであることを特徴とする請求項１または２記載の帯電器。
4. 前記加温部が、前記被帯電体内に発熱体を有して該発熱体で前記帯電部材を間接に加温するものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の帯電器。
5. 表面に像が形成され、該像を保持する像保持体と、
   前記像保持体に接触して回転しながら該像保持体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
   前記帯電部材の抵抗及び又は該帯電部材が存在している環境の温度を測定する測定部と、
   前記測定部による測定結果が、予め定められた高抵抗状態及び又は予め定められた低温度状態を満たす場合に前記帯電部材を加温する加温部とを備えたことを特徴とするカートリッジ。
6. 表面に像が形成され、該像を保持する像保持体と、
   前記像保持体に接触して回転しながら該像保持体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
   前記帯電部材によって電荷が付与された像保持体の表面に像を形成する像形成部と、
   前記帯電部材の抵抗及び又は該帯電部材が存在している環境の温度を測定する測定部と、
   前記測定部による測定結果が、予め定められた高抵抗状態及び又は予め定められた低温度状態を満たす場合に前記帯電部材を加温する加温部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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