JP2011002527A

JP2011002527A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2011002527A
Application number: JP2009143797A
Authority: JP
Inventors: Osamu Teramura; 修寺村
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2011-01-06

Abstract

【課題】従来のプリンタ等の画像形成装置は、露光部汚損防止電極が変形しにくい剛性を有する金属板のため、種々の加工が難しくコストも掛り、装置小型化に伴う組付け実装が容易ではなかった。
【解決手段】
感光体に静電潜像を形成する露光部１０４を備え、前記感光体の静電潜像の形成位置にトナー１０７を付着させて現像を行うプリンタ１において、前記感光体に残留するトナー１０７を、汚損を防ぐべく電気的に吸着する露光部汚損防止手段１１７を前記露光部１０４と前記感光体との間に有し、前記露光部汚損防止電極１１７は導電性樹脂により構成されていること。
る。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯電微粒子（以下、トナーという）を使って画像形成を行うプリンタ等の画像形成装置に関する。

上記画像形成装置は、トナーが粉体で飛散しやすい性質からトナーによる装置自体への汚損の問題が一つの課題になっている。特に、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＳＬＡ（セルフォックレンズアレイ）を有する露光部の汚損は、この種の画像形成装置にとって画像品質などに及ぼす影響が大きい。

このような汚損に対する防止策を有した従来の画像形成装置としては、例えば、下記特許文献１に開示されているものがある。
この画像形成装置は、予め決められた方向に回転するドラム状の感光体の表面を一様に帯電する帯電部と、前記感光体上に光を照射して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像にトナーを吸着させて現像する現像部と、現像された画像を紙等の記録媒体に転写する転写部と、記録媒体上に転写されたトナーを定着させる定着部と、転写後、転写されずに感光体上に残存したトナーを取除くクリーニング部を有している。そして、前記露光部と感光体との間には、感光体上の除去し切れない残存トナーが露光部に付着しないように電気力線が傾斜状になるように帯電させた露光部汚損防止電極を備えている。

特開２０００−４７４６２号公報

ところで、従来の画像形成装置は、何らかの要因により露光部汚損防止電極が形状変形などをきたして感光体と接近し過ぎると、露光部汚損防止電極と感光体のと間で不要なコロナ放電（２［ｍｍ］以下に近づけると発生する可能性が大）を引起こす原因にもなる。そのため、従来では、露光部汚損防止電極は変形しにくい剛性を有する厚さ２［ｍｍ］程の金属板が使われている。

しかし、変形しにくい剛性を有する金属板では、種々の加工に不向きでコストも掛り、狭いスペースでコロナ放電が生じないように組付け実装するのが容易ではなかった。
なお、コロナ対策と汚損防止の為、感光体と露光部間の距離を開ける方法もあるが、同種のＳＬＡレンズで焦点距離を長くするのは技術的に難しく、露光部汚損防止電極と感光体との間は大きく開けられない。

（発明の目的）
そこで本発明は、上記の如き問題に鑑みなされたもので、導電性樹脂を用いることによって露光部の汚損防止手段を構成し、その厚みの薄形化、形状の多様化が可能になるから露光部汚損防止手段と感光体と間のスペースを十分確保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。

上記目的を達成するため、本発明は感光体に静電潜像を形成する露光部を備え、前記感光体の静電潜像の形成位置に帯電微粒子を付着させて現像を行う画像形成装置において、
前記感光体に残留する帯電微粒子を、汚損を防ぐべく電気的に吸着する露光部汚損防止手段を前記露光部と前記感光体との間に有し、前記露光部汚損防止手段は導電性樹脂により構成されている。

上記のように構成することにより、本発明は導電性樹脂の特性を活かして、露光部汚損防止手段の厚みを薄くすることができる。そのため、露光部汚損防止手段と感光体との間のスペースを十分確保することが可能となるから、不要なコロナ放電が解消でき、かつ、導電性樹脂により加工性良く狭いスペースでの露光部汚損防止手段の組付け実装が容易になる。
また、画像品質を損ねることなく装置小型化にも有効である。

本発明の画像形成装置に係る実施例１の基本構成図である。同実施例１の要部斜視図である。同実施例１の要部拡大図である。本発明の画像形成装置に係る実施例２の基本構成図である。同実施例２の要部斜視図である。同実施例２の要部拡大図である。

以下、本発明の画像形成装置の実施例について図面に基づき説明する。

図１は、本発明の実施例１で画像形成装置をプリンタに適用させた基本構成を示している。
このプリンタ１は、図示しない筐体内において、感光体を担持する静電潜像担持体（回転ドラム）１０１と、この静電潜像担持体１０１上の感光体を帯電する帯電部１０２と、帯電部１０２によって帯電された感光体上に静電潜像を形成する露光部１０４と、静電潜像にトナー１０７を吸着させて現像する現像部１０５と、現像部１０５によって現像された画像を記録媒体（紙）１０９に転写する転写部１１２と、記録媒体１０９上に転写されたトナー１０７を定着させる定着部１１６と、転写されずに感光体上に残留したトナー１０７を取除くクリーニング部１１４を有している。

静電潜像担持体１０１は、図１に示すように、導電性の支持体１０１ａの外周に感光体である光導電層１０１ｂを設けてドラム形に形成されている。そして、図示しない駆動手段によって、図中矢印ａ方向に一定周期で回転するように構成されている。光導電層１０１ｂは、例えば、有機系感光体が用いられるが、セレン、酸化亜鉛、アモルファスシリコンによって感光体を構成してもよい。

帯電部１０２は、金属シャフト１０２ａの外周に半導電性ゴム層１０２ｂを設け、半導電性ゴム層１０２ｂが静電潜像担持体１０１の光導電層１０１ｂの表面に接触若しくは圧接するように回転ドラム形に形成されている。この帯電部１０２には、静電潜像担持体１０１に所定の電荷を帯電供給する給電部１０３が接続されている。

露光部１０４は、発光源としてのＬＥＤアレイ２と、この光軸上の静電潜像担持体１０１側に取付けられたＳＬＡ５を組合せて構成されている。ＬＥＤアレイ２は、静電潜像担持体１０１の回転軸方向と平行に複数のＬＥＤが配設され、このＬＥＤに対応させてＳＬＡ５が設けられている。更に、この露光部１０４の下部側（静電潜像担持体側）から側部には、露光部汚損防止電極１１７が設けられている。

露光部汚損防止電極１１７は、導電性樹脂材であるスズ−アンチモン系酸化物塗料（例えば、三菱マテリアル社製の商品名「ＴＷＵ−１」等）を使って、所定の型に流し込み、その後ＵＶ硬化させて、図２に示すような露光部１０４を覆う大きさの逆富士形（材質薄くても形保持性が良い）に形成されている。この導電性樹脂材の溶媒については、環境に配慮して、水系を使用する。
この露光部汚損防止電極１１７は、厚さが０．２［ｍｍ］以下で、体積抵抗率が１．７×１０^−１０［Ωｃｍ^３］からなる。これにより静電潜像担持体１０１の感光体との間を２［ｍｍ］以上十分開ることができるため、不要なコロナ放電の発生を無くすことができ、耐久性及び画像品質が向上する。

また、この露光部汚損防止電極１１７は、体積抵抗率が低いほど良く、構造的にはその底部１１７ａに、ＳＬＡ５のレンズ配列に沿って形成された幅２〜３［ｍｍ］の長方形の開口部１２０が設けられている。
ＬＥＤアレイ２からの照射光は、ＳＬＡ５にて収斂され、この開口部１２０を通って静電潜像担持体１０１の感光体に焦点が合うように設定されている。照射光が照射された部分の感光体の電位は−８００［Ｖ］から−５０［Ｖ］に変化する。
なお、この露光部１０４の発光源としては、ＬＥＤ以外に半導体レーザなどによる光源を利用することも可能である。

現像部１０５は、トナー１０７を収納するためのケース１０５ａと、このケース１０５ａ内のトナー１０７を静電潜像担持体１０１上の感光体に供給する複数の搬送ローラからなるトナー担持体１０６とを有している。これにより、トナー担持体１０６はトナー１０７を吸着して、これを図中矢印ｂ方向に搬送し、静電潜像担持体１０１上に形成された静電潜像に対応した現像を行う。

転写部１１２は、金属シャフト１１２ａの外周に、静電潜像担持体１０１と横幅が略同じ長さからなる回転ドラム状の転写ローラ１１２ｂを備え、記録紙１０９’を静電潜像担持体１０１との間に挟持しつつ図中矢印ｃ方向に回転するように構成されている。転写部１１２には、正の電荷が帯電するように給電部１０３に接続されている。
この転写部１１２は、用紙カセット１０８に収容された記録紙１０９が送紙ローラ１１１にて転写部１１２まで送られてくると、トナー１０７が吸着されている静電潜像担持体１０１上の画像を記録紙１０９’に転写する。

定着部１１６は、加圧ローラ１１６ａと、この加圧ローラ１１６ａとの間に記録紙１０９’を挟持するように設けられる加熱ローラ１１６ｂからなる。転写部１１２によって、画像が転写されて定着部１１６まで送られてきた記録紙１０９’は、この定着部１１６の加熱ロール１１６ｂの熱でトナー１０７が溶融し、加圧ロール１１６ａの作用により、記録紙１０９’の繊維間にトナー１０７が浸透し、記録紙１０９’上に画像が定着する。
なお、加熱ローラ１１６ｂには図示しない発熱ヒータが備えられている。

クリーニング部１１４は、クリーニングローラ１１４ａと、このクリーニングローラ１１４ａによって除去されたトナー１０７を収納する集塵ケース１１４ｂとから構成されている。このクリーニング部１１４には、クリーニングローラに常時正の電荷が帯電するように給電部１０３が接続されている。このクリーニング部１１４によって、転写後に静電潜像担持体１０１上の残留していたトナー１０７を一応除去している。しかし、クリーニングローラ１１４ａと静電潜像担持体１０１との圧接力の関係などから、クリーニングローラ１１４ａを通過した後も静電潜像担持体１０１上にトナー１０７がまだ残留する場合もあるが、露光部汚損防止電極１１７によって、露光部１０４は残留トナー１０７’による汚損が無くなる。

給電部１０３は、直流電圧源からなり、静電潜像担持体１０１の感光体からなる光導電層１０１ｂに−８００［Ｖ］、露光部１０４の汚損防止手段である露光部汚損防止電極１１７に−１３５０［Ｖ］の電荷が一様均一に帯電するように帯電部１０２と露光部汚損防止電極１１７に接続されている。
また、給電部１０３は、転写部１１２とクリーニング部１１４に正の電荷が一様均一に帯電するように接続されている。

次に、実施例１のプリンタ１の動作を説明する。
このプリンタ１は、図示しないパーソナルコンピュータ等の画像処理装置と予め接続されているものとし、電源をＯＮすると静電潜像担持体１０１の他、各部を駆動するための駆動部が動作し、利用者の必要に応じてプリントが可能な状態となる。

利用者が画像処理装置から指定した画像データをプリントする場合、先ず、画像処理装置で印刷設定等の操作を行うと、プリンタ１の静電潜像担持体１０１は、表面の光導電層１０１ｂに接触もしくは圧接して設けられた帯電部１０２の半導電性ゴム層１０２ｂによって一様均一に帯電される。この場合の帯電方法では、帯電部１０２の帯電印加電圧（約−１３５０［Ｖ］）を利用して、静電潜像担持体１０１を約−８００［Ｖ］に帯電する。

静電潜像担持体１０１が帯電されると、露光部１０４は、静電潜像担持体１０１に対向して設けられたＬＥＤアレイ２が、画像処理装置からの画像データの画像信号に対応した光を照射して、静電潜像担持体１０１の光導電層１０１ｂに静電潜像を形成する。
この時、静電潜像担持体１０１の光導電層１０１ｂは、−８００［Ｖ］に帯電させた状態の内、露光部１０４によって十分露光された部分の帯電残留電位が約−５０［Ｖ］となる。

静電潜像担持体１０１が露光されると、次に、現像部１０５は、搬送ローラからなるトナー担持体１０６によって、ケース１０５ａに収容されているトナー１０７を光導電層１０１ｂの感光状態に応じて選択的に付着される。
この場合、トナー担持体１０６は、搬送ローラの摩擦静電気によりトナー１０７を吸着して、これを図中矢印ｂ方向に搬送し、静電潜像担持体１０１上に形成された静電潜像に対応して現像するものである（一成分非磁性現像）。
ここでは、反転現像の場合を示し、静電潜像担持体１０１とトナー担持体１０６との間に、図示しない電源によってバイアス電圧を印加しても良い。その場合、摩擦静電気によらず、トナー担持体１０６に印加するバイアス電圧は、約−４００［Ｖ］とする。
このように設定することによって、トナー担持体１０６と静電潜像担持体１０１の空間には、静電潜像担持体１０１に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生するため、トナー担持体１０６上で負に帯電したトナー１０７は静電気力により、静電潜像担持体１０１上の露光領域に付着して現像され、トナー像が形成される。
なお、この現像部１０５においては、この方法の他に、二成分磁気ブラシ現像、一成分磁気ブラシ現像などの方法もあるが何れも利用可能である。

続いて、用紙カセット１０８に収容された記録紙１０９は、給紙ロール１１０により用紙カセット１０８から取り出され、回転が停止された送紙ロール１１１まで送られることで、記録紙１０９’の位置決め及びスキュウが矯正される。その後、送紙ロール１１１が起動すると、記録紙１０９’は、転写部１１２へと送られ、静電潜像担持体１０１に対向して設けられた転写部１１２によって、静電潜像担持体１０１上に形成されているトナー像が転写される。

その後、記録紙１０９’は、加圧ロール１１６ａと発熱ロール１１６ｂとで構成された定着部１１６へ搬送される。ここでは、発熱ロール１１６ｂの熱がトナー１０７を溶融し、加圧ロール１１６ａの作用により、記録紙１０９’の繊維間にトナー担持体１０６が浸透し、記録紙１０９’への画像の定着が行われる。画像が定着された記録紙１０９’は、装置外部へと送出される。

一方、転写後の静電潜像担持体１０１には、湿度の影響などからトナー１０７が残留する場合がある。静電潜像担持体１０１に当接して設けられたクリーニングローラ１１４に正の電荷を帯電させることによって、この残留トナー１０７を除去しているが、クリーニングローラ１１４と静電潜像担持体１０１との圧接力の関係などから、クリーニングローラ１１４を通過した後、なおもトナー１０７は残留することがある。
このように残留したトナー１０７が帯電領域から露光領域に移動されると、残留トナー１０７’は、露光部１０４と静電潜像担持体１０１との間に形成された電位分布に応じた力を受けて飛翔し、露光部１０４の光出射面側にも飛翔する。
図３は、露光部１０４と静電潜像担持体１０１との間の電位分布（図中破線）と電気力線（図中矢印）のイメージを示している。

この時、露光部汚損防止電極１１７は、露光部１０４と静電潜像担持体１０１間にあって、ＳＬＡ５の出射光軸を囲むように、出射光軸と直交する平面内に−１３５０［Ｖ］に帯電させて設置されているため、静電潜像担持体１０１（−８００［Ｖ］）との間に−５５０［Ｖ］の電位差を有することになる。その電位差によって静電潜像担持体１０１上の正に帯電している残留トナー１０７’は全て露光部汚損防止電極１１７に吸着される。
これにより、露光部汚損防止電極１１７は、静電潜像担持体１０１が繰り返し利用された場合でも、残留トナ一１０７’による露光部１０４のＳＬＡレンズ面の汚れを防止して、常に安定した画像品質を確保することができる。また、環境変化に対しても露光部１０４は、残留トナー１０７’による汚染がなくなる。なお、露光部汚損防止電極１１７に付いた残留トナー１０７’は、装置メンテナンスの際に拭き取ればよい。
更に、この露光部汚損防止電極１１７は、導電性樹脂が主体に構成されているため加工性が良く、どのような形状にも対応でき、かつ、錆等の腐食による劣化がなく耐久性も向上する。

図４は、本発明の実施例２で画像形成装置を実施例１同様プリンタに適用した構成を示している。構成上、実施例１と同じ部分については同符号を付し、相違する部分について説明する。

このプリンタ１０は、図示しない筐体内において、感光体を担持する静電潜像担持体（回転ドラム）１０１と、この静電潜像担持体１０１上の感光体を帯電する帯電部１０２と、帯電部１０２によって帯電された感光体上に静電潜像を形成する露光部１０４と、静電潜像にトナー１０７を吸着させて現像する現像部１０５と、現像部１０５によって現像された画像を記録媒体（紙）１０９に転写する転写部１１２と、記録媒体１０９上に転写されたトナー１０７を定着させる定着部１１６と、転写されずに感光体上に残留したトナー１０７を取除くクリーニング部１１４を有している。

露光部１０４は、発光源としてのＬＥＤアレイ２と、この光軸上の静電潜像担持体１０１側に取付けられたＳＬＡ５を組合せて構成されている。ＬＥＤアレイ２は、静電潜像担持体１０１の回転軸方向に平行に複数のＬＥＤが配設され、このＬＥＤに対応させてＳＬＡが設けられている。更に、この露光部１０４の下部側（静電潜像担持体側）から側部には、露光部１０４の汚損防止手段である露光部汚損防止電極１１９が設けられている。

露光部汚損防止電極１１９は、導電性樹脂材であるスズ−アンチモン系酸化物塗料を使って、所定の型に流し込み、その後ＵＶ硬化させて、図５に示すような露光部１０４を覆う大きさで静電潜像担持体１０１側が波形状（凹凸状）の逆富士形に形成されている。この導電性樹脂材の溶媒については、環境に配慮して、水系を使用する。
この露光部汚損防止電極１１９は、厚さが０．２［ｍｍ］以下で、体積抵抗率が１．７×１０−^１０［Ωｃｍ^３］からなる。これにより静電潜像担持体１０１の感光体との間を２［ｍｍ］以上十分開ることができるため、不要なコロナ放電の発生を無くすことができる。
また、この露光部汚損防止電極１１９は、体積抵抗率が低いほど良く、構造的にはその底部１１９ａに、ＳＬＡ５のレンズ配列に沿って形成された幅２〜３［ｍｍ］の長方形の開口部１３０が設けられている。
ＬＥＤアレイ２からの照射光は、ＳＬＡ５にて収斂され、この開口部１３０を通って静電潜像担持体１０１の感光体に焦点が合うように設定されている。照射光が照射された部分の感光体の電位は−５０［Ｖ］に変化する。
なお、この露光部１０４の発光源としては、ＬＥＤ以外に半導体レーザなどによる光源を利用することも可能である。

次に、実施例２のプリンタ１０の動作を説明する。
記録紙１０９への転写後、静電潜像担持体１０１には、湿度の影響などからトナー１０７が残留する場合がある。静電潜像担持体１０１に当接して設けられたクリーニングローラ１１４によって、この残留トナー１０７’を除去しているが、クリーニングローラ１１４と静電潜像担持体１０１との圧接力の関係などから、クリーニングローラ１１４を通過した後、静電潜像担持体１０１上に、なおもトナー１０７が残留することがある。
このように残留したトナー１０７が帯電領域から露光領域に移動されると、残留トナー１０７’は露光部１０４と静電潜像担持体１０１との間に形成された電位分布に応じた力を受けて飛翔し、露光部１０４の光出射面側にも飛翔する。

この時、露光部汚損防止電極１１９は、図６に示すように、露光部１０４と静電潜像担持体１０１間において、ＳＬＡ５の出射光軸を囲むように、出射光軸と直交する平面内に−１３５０［Ｖ］に帯電させて設置されているため、静電潜像担持体１０１（−８００［Ｖ］）との間に−５５０［Ｖ］の電位差を有することになる。その電位差によって静電潜像担持体１０１上で正に帯電している残留トナー１０７’は全て露光部汚損防止電極１１９に吸着される。
この露光部汚損防止電極１１９は波形状に構成されているため、平板形より表面積が広くなり、静電潜像担持体１０１上の残留トナー１０７’をより多く集めて吸着させることができる。その結果、露光部１０４への残留トナー１０７’の付着は更になくなる。
これにより露光部汚損防止電極１１９は、静電潜像担持体１０１が繰り返し利用された場合でも、残留トナ一１０７’による露光部１０４のＳＬＡ表面の汚れを防止して、常に安定した画像品質を確保することができる。また、環境変化に対しても、露光部１０４は残留トナー１０７’による汚染がなくなる。

なお、上記各実施例における露光部汚損防止電極１１７、１１９は、導電性樹脂を所定の型に流し込む方法によって形成したものを適用したが、これに限らず、例えば、露光部１１４と光導電層１０１ｂとの近くの筐体（露光部汚損防止電極とは予め絶縁しておく）の一部に同質の塗料を塗布して構成してもよい。

本発明の画像形成装置おいては、プリンタに適用した実施例を説明したが、これに限らず複写機、ファクシミリ又はＭＦＰに適用することができる。

１プリンタ
２ＬＥＤアレイ
５ＳＬＡ
１０１静電潜像担持体
１０１ｂ光導電層
１０２帯電部
１０３給電部
１０４露光部
１０５現像部
１０７トナー
１０７’残留トナー
１０９記録媒体
１１２転写部
１１４クリーニング部
１１６定着部
１１７露光部汚損防止手段

Claims

感光体に静電潜像を形成する露光部を備え、前記感光体の静電潜像の形成位置に帯電微粒子を付着させて現像を行う画像形成装置において、
前記感光体に残留する帯電微粒子を、汚損を防ぐべく電気的に吸着する露光部汚損防止手段を前記露光部と前記感光体との間に有し、
前記露光部汚損防止手段は導電性樹脂により構成されていることを特徴とする画像形成装置。
前記露光部汚損防止手段は、その厚みを２ｍｍ未満の樹脂板にて構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記露光部汚損防止手段は、帯電微粒子吸着部分が凹凸状、波形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。