JP2020118703A - 画像形成ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ローラを搭載した電子写真方式の画像形成ユニットおよび画像形成装置において、放電ムラによるスジやカブリを抑制でき、かつ、クリーニング部からの落下トナーによる除電部や帯電ローラのトナー汚れを防止する。【解決手段】プロセスユニットは、感光体ドラム３０と、残留トナーを除去するクリーニングブレード４２と、光源から入射される光を導光して感光体ドラム３０に向けて出射する導光板４４と、感光体ドラム３０の表面を帯電させる帯電ローラ４０とを備えている。導光板４４および帯電ローラ４０は、クリーニングブレード４２よりも下方に配置されている。さらに、導光板４４は、クリーニングブレード４２と感光体ドラム３０との接点Ｐを含む仮想鉛直線Ｌを跨ぎ、かつ、その主面の水平面に対する傾きが０°以上１０°以下となるように配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、帯電ローラを搭載した電子写真方式の画像形成ユニットおよび画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置におけるプロセスユニットは、一般に、感光体ドラムの周囲に帯電部、露光部、現像部、転写部、クリーニング部および除電部を感光体ドラムの回転方向に沿って配置した構成となっている。帯電部は、感光体ドラムの表面を帯電させる手段であり、帯電部として帯電ローラを搭載したものが知られている（例えば、特許文献１）。また、除電部は、帯電部の上流側で、感光体ドラム表面の残留電荷を除電する手段であり、感光体ドラムに光を照射することで除電を行う。

帯電部として帯電ローラを用いる場合、帯電ローラ汚れを防止するために、帯電ローラの表面粗さや組成が規定される。しかしながら、帯電ローラの組成を規定することで帯電ローラ組成の振り幅が少なくなり、放電ムラによるスジやカブリが生じ易くなるといった課題がある。

但し、帯電ローラを用いる場合の放電ムラによるスジやカブリの課題は、帯電直前で除電を行うことで解決できる。特許文献２には、帯電ローラと感光体ドラムのニップ部付近の帯電領域に除電ランプからの光を照射するようにした除電帯電装置が開示されている。

特開２０１１−２７８５号公報 特開２０１６−１１８７０３号公報

帯電ローラを用いた場合の課題は、放電ムラによるスジやカブリだけではない。近年の画像形成装置では、装置の小型化により、感光体ドラムの周囲に各機能部を近接して配置することが要求される。また、設計的な要因により、クリーニング部の下方に除電部および帯電部が配置される場合もある。例えば、特許文献２に開示された構成でも、除電ランプおよび帯電ローラはクリーニング部の下方に配置されている。

クリーニング部の下方に除電部および帯電ローラが近接して配置されるような場合、感光体ドラムの着脱時などに、クリーニング部からトナーが落下して除電部や帯電ローラを汚す恐れがある。除電部にトナー汚れが生じると、感光体ドラムへの照射光量が低下し除電効果が低下する。また、帯電ローラにトナー汚れが生じると、帯電ローラから感光体ドラムへのトナー戻りが発生する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、帯電ローラを搭載した電子写真方式の画像形成ユニットおよび画像形成装置において、放電ムラによるスジやカブリを抑制でき、かつ、クリーニング部からの落下トナーによる除電部や帯電ローラのトナー汚れを防止することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の画像形成ユニットは、電子写真方式で画像形成を行う画像形成ユニットであって、感光体ドラムと、前記感光体ドラム上の表面の残留トナーを除去するクリーニング部と、前記クリーニング部の下流側に配置されるものであり、光源と、前記光源から入射される光を導光して前記感光体ドラムに向けて出射する導光板とを含む除電部と、前記導光板の下流側に配置されるものであり、前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラとを備えており、前記導光板および前記帯電ローラは、前記クリーニング部よりも下方に配置され、前記導光板は、前記クリーニング部と前記感光体ドラムとの接点を含む仮想鉛直線を跨ぎ、かつ、その主面の水平面に対する傾きが０°以上１０°以下となるように配置されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、例えば感光体ドラムの着脱時などにクリーニング部からトナーなどが落下しても、仮想鉛直線を跨ぐように略水平となる向きに配置された導光板が落下トナーを受け止めることができる。これにより、落下トナーによる帯電ローラのトナー汚れが防止される。この場合、導光板の光出射面は、略鉛直となる向きに配置されるため、落下トナーが付着しにくく、トナー汚れによる除電光の光量低下も抑制できる。また、略水平となる向きに配置された導光板は、帯電ローラと感光体ドラムとのニップ部に向けて除電光を照射することができ、帯電ローラを搭載した場合における放電ムラによるスジやカブリを抑制することができる
また、上記画像形成ユニットは、前記導光板の上面に、前記導光板の光出射面よりも感光体ドラム側に突出するようにシートが貼付されている構成とすることができる。

上記の構成によれば、導光板の光出射面よりも突出したシートにより、クリーニング部から落下したトナーを受け止める面が拡がり、落下トナーによる帯電ローラのトナー汚れがより確実に防止されると共に、導光板の光出射面のトナー汚れもほぼ確実に防止できる。

また、上記画像形成ユニットは、前記シートの先端が前記感光体ドラムと接触するように配置されている構成とすることができる。

上記の構成によれば、クリーニング部で回収しきれずに抜けたトナーなどをシートによって回収することが可能となる。

また、上記画像形成ユニットでは、前記シートはウレタン部材である構成とすることができる。

上記の構成によれば、シートとの摺擦によって感光体ドラムの表面が傷つくことを抑制できる。

また、上記画像形成ユニットは、前記シートの少なくとも前記導光板の光出射面よりも突出した下面において反射材が設けられている構成とすることができる。

上記の構成によれば、シートの下面に設けられた反射材によって、導光板から出射して上方に拡がる光（帯電ローラと感光体ドラムとのニップ部に向かわない光）を反射し、帯電ローラと感光体ドラムとのニップ部に向かわせることができる。これにより、帯電ローラと感光体ドラムとのニップ部に向かう除電光の光量を上げ、帯電ローラを搭載した場合における放電ムラによるスジやカブリをより良好に抑制することができる。

また、上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成ユニットを備えたことを特徴としている。

本発明の画像形成ユニットおよび画像形成装置は、除電部の一部である導光板を、クリーニング部と感光体ドラムとの接点を含む仮想鉛直線を跨ぎ、かつ、その主面が略水平となるように配置することで、放電ムラによるスジやカブリを抑制でき、かつ、クリーニング部からの落下トナーによる除電部や帯電ローラのトナー汚れを防止することができるといった効果を奏する。

本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 実施の形態１に係るプロセスユニットの一部を示す概略構成図である。 図２のプロセスユニットにおける除電部の分解斜視図である。 実施の形態２に係るプロセスユニットの一部を示す概略構成図である。 実施の形態３に係るプロセスユニットの一部を示す概略構成図である。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明が適用される画像形成装置１００の一例を示す概略構成図である。図２は、本実施の形態１に係るプロセスユニットの一部を示す概略構成図である。尚、図１に示す画像形成装置１００は、複数のプロセスユニットを有するカラー画像形成装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、単一のプロセスユニットを有するモノクロ画像形成装置に適用することもできる。

画像形成装置１００は、図１に示すように、本体部１１０、原稿読取部１２０、および原稿搬送装置１３０を具備して構成されている。本体部１１０は、記録用紙に画像を印字するための画像形成部を内部に有している。原稿読取部１２０は、本体部１１０の上方に配置され、原稿のコピーを行う際に原稿の読取を行う。原稿搬送装置１３０は、自動読み取りモードにおいて、原稿セットトレイ上に載置された原稿を原稿読取部１２０の原稿載置台上に向かって順次搬送する。

画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。このため、画像形成装置１００は、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローに対応付けられた４つのプロセスユニット（画像形成ユニット）Ｐａ〜Ｐｄを有している。各プロセスユニットＰａ〜Ｐｄは、電子写真技術を用いて画像データに応じたトナー像を形成する。

各プロセスユニットＰａ〜Ｐｄで形成された各トナー像は、中間転写ベルト６１に順次転写して重ねられる。これにより、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト６１上のカラーのトナー像は記録用紙上に転写され、定着装置１０にて記録用紙を加熱および加圧し、記録用紙上のカラーのトナー像を定着させる。

各プロセスユニットＰａ〜Ｐｄは、感光体ドラム３０の周囲に、帯電部、露光部、現像部、転写部、クリーニング部および除電部を感光体ドラム３０の回転方向に沿って配置した構成である。

帯電部は、感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、画像形成装置１００では、図２に示す帯電ローラ４０およびクリーニングローラ４１がこれに相当する。帯電ローラ４０は、直流電圧が印加された導電性ローラであり、感光体ドラム３０と接触しながら回転することで感光体ドラム３０の表面を帯電させる。クリーニングローラ４１は、帯電ローラ４０の表面をクリーニングするものである。

露光部には、プロセスユニットＰａ〜Ｐｄの全てで共通化された露光ユニット３１が用いられている。露光ユニット３１は、入力された画像データに応じて、帯電された感光体ドラム３０をそれぞれ露光することにより、画像データに応じた静電潜像をそれぞれの感光体ドラム３０の表面に形成する。現像部には、それぞれの感光体ドラム３０上に形成された静電潜像を４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーにより顕像化する現像ユニット３２が用いられている。

転写部は、プロセスユニットＰａ〜Ｐｄにおいて共通化され、感光体ドラム３０の上方に配設されている中間転写ベルトユニット６０がこれに相当する。中間転写ベルトユニット６０は、中間転写体として作用する中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、複数の中間転写ローラ６４および中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。

クリーニング部は、現像および画像転写後における感光体ドラム３０上の表面に残留したトナーを除去、回収する手段であり、画像形成装置１００では、図２に示すクリーニングブレード４２がこれに相当する。

除電部は、現像および画像転写後における感光体ドラム３０上の残留電荷を除去する手段であり、画像形成装置１００では、図２および図３に示す光源４３および導光板４４がこれに相当する。光源４３は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源であり、図３に示すように、導光板４４に対して側面から（感光体ドラム３０の回転軸方向に平行な方向から）光を入射するようになっている。また、導光板４４の背面（感光体ドラム３０に対向する面と反対側の面）は多数の凹凸が形成された光反射部４４ａとなっており、光源４３からの入射光はこの光反射部４４ａによって感光体ドラム側へ反射される。すなわち、プロセスユニットでは、感光体ドラム３０の外周面に沿ってライン光源などの除電ランプを配置する必要がないため、除電ランプの配置スペースを削減でき、プロセスユニットの小型化、ひいては画像形成装置の小型化をはかることができる。尚、このプロセスユニットでは、感光体ドラム３０の周囲に除電ランプの代わりに導光板４４が配置されることになるが、導光板４４は除電ランプ（ライン光源として用いる場合）に比べると十分に小さな部材であるため、光源４３および導光板４４を用いた除電部の構成はプロセスユニットの小型化に有益である。

さらに、本実施の形態に係るプロセスユニットは、感光体ドラム３０の周囲におけるクリーニングブレード４２、導光板４４、帯電ローラ４０およびクリーニングローラ４１の配置関係について特徴を有している。以下、この特徴点について図２を参照して詳細に説明する。尚、図２では、感光体ドラム３０の周囲におけるクリーニングブレード４２、導光板４４、帯電ローラ４０およびクリーニングローラ４１以外の構成は図示を省略している。

導光板４４および帯電ローラ４０は、クリーニングブレード４２の下方に配置されている。より具体的には、クリーニングブレード４２と感光体ドラム３０との接点Ｐに対し、導光板４４は接点Ｐを含む仮想鉛直線Ｌを跨ぐように配置されている。この場合、導光板４４の光出射面は仮想鉛直線Ｌよりも感光体ドラム３０側に配置される。

また、導光板４４は、帯電ローラ４０と感光体ドラム３０とのニップ部に対して除電光を照射できるように、光出射面はニップ部に向けて略水平となる向きに配置される。すなわち、図３に示すような板状部材である導光板４４は、その主面の水平面に対する傾きが小さくなるように、好ましくは０°以上１０°以下となるように配置される。一方、主面と直交する導光板４４の光出射面は、略鉛直となる向きに配置される。本実施の形態１に係る画像形成装置１００では、導光板４４が帯電ローラ４０と感光体ドラム３０とのニップ部に除電光を照射することで、帯電ローラ４０を搭載した場合における放電ムラによるスジやカブリを抑制することができる。

図２に示すプロセスユニットにおいて、例えば感光体ドラム３０の着脱時などに、クリーニングブレード４２の先端（感光体ドラム３０との接点Ｐ付近）からトナーや潤滑剤が落下することがある。これに対し、本実施の形態１に係る画像形成装置１００では、クリーニングブレード４２の下方に配置された導光板４４が、仮想鉛直線Ｌを跨ぐように略水平となる向きに配置されている。このため、クリーニングブレード４２から落下したトナーは導光板４４の上面（一主面）に受け止められ、落下トナーによる帯電ローラ４０のトナー汚れが防止される。また、導光板４４の光出射面は、接点Ｐの直下からずれた位置にあり、かつ、略鉛直となる向きに配置されているため、落下トナーが付着しにくく、トナー汚れによる除電光の光量低下も抑制できる。尚、落下したトナーを受け止める導光板４４の上面は光出射面ではないため、この面にトナーが落下しても特に不都合はない。

〔実施の形態２〕
図４は、本実施の形態２に係るプロセスユニットの一部を示す概略構成図である。図４に示すプロセスユニットは、図２に示すプロセスユニットとほぼ類似した構成であるが、導光板４４の上面にシート５１が貼付されている点のみが異なる。

図４に示すプロセスユニットの構成では、シート５１が導光板４４の光出射面よりも感光体ドラム３０側に突出するように貼付されている。このため、導光板４４の光出射面よりも突出したシート５１により、クリーニングブレード４２から落下したトナーを受け止める面が拡がり、落下トナーによる帯電ローラ４０のトナー汚れがより確実に防止される。さらに、導光板４４の光出射面のトナー汚れもほぼ確実に防止できる。

尚、図４では、突出したシート５１の先端を感光体ドラム３０に接触させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シート５１の先端は感光体ドラム３０に接触させなくてもよい。但し、シート５１の先端は感光体ドラム３０に接触させた場合には、クリーニングブレード４２で回収しきれずに抜けたトナーや潤滑剤をシート５１によって回収することも可能となる。尚、シート５１を感光体ドラム３０に接触させる場合、シート５１との摺擦によって感光体ドラム３０の表面が傷つくことのないように、シート５１は柔軟な部材（例えばウレタン部材）とすることが好ましい。

〔実施の形態３〕
図５は、本実施の形態３に係るプロセスユニットの一部を示す概略構成図である。図５に示すプロセスユニットは、図４に示すプロセスユニットとほぼ類似した構成であるが、シート５１の下面に反射材５２が設けられている点のみが異なる。

図５に示すプロセスユニットの構成では、シート５１の下面に設けられた反射材５２によって、導光板４４から出射して上方に拡がる光（帯電ローラ４０と感光体ドラム３０とのニップ部に向かわない光）を反射し、帯電ローラ４０と感光体ドラム３０とのニップ部に向かわせることができる。これにより、帯電ローラ４０と感光体ドラム３０とのニップ部に向かう除電光の光量を上げ、帯電ローラ４０を搭載した場合における放電ムラによるスジやカブリをより良好に抑制することができる。

また、導光板４４の光出射面が帯電ローラ４０と感光体ドラム３０とのニップ部に完全に向いていなくても、反射材５２によってニップ部に向かう除電光の光量を上げることができるため、導光板４４の配置に関する設計の自由度が向上し、プロセスユニットの省スペースが実現しやすくなる。

尚、図５では、反射材５２をシート５１の下面全体に設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射材５２はシート５１の先端の一部にのみ設けられていてもよい。より具体的には、反射材５２は、少なくとも導光板４４の光出射面よりも突出したシート５１の下面に設けられていればよい。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０ 定着装置
３０ 感光体ドラム
３１ 露光ユニット
３２ 現像ユニット
４０ 帯電ローラ
４１ クリーニングローラ
４２ クリーニングブレード（クリーニング部）
４３ 光源（除電部）
４４ 導光板（除電部）
５１ シート
５２ 反射材
６０ 中間転写ベルトユニット
１００ 画像形成装置
１１０ 本体部
１２０ 原稿読取部
１３０ 原稿搬送装置
Ｐａ〜Ｐｄ プロセスユニット（画像形成ユニット）

Claims (6)

1. 電子写真方式で画像形成を行う画像形成ユニットであって、
   感光体ドラムと、
   前記感光体ドラム上の表面の残留トナーを除去するクリーニング部と、
   前記クリーニング部の下流側に配置されるものであり、光源と、前記光源から入射される光を導光して前記感光体ドラムに向けて出射する導光板とを含む除電部と、
   前記導光板の下流側に配置されるものであり、前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラとを備えており、
   前記導光板および前記帯電ローラは、前記クリーニング部よりも下方に配置され、
   前記導光板は、前記クリーニング部と前記感光体ドラムとの接点を含む仮想鉛直線を跨ぎ、かつ、その主面の水平面に対する傾きが０°以上１０°以下となるように配置されていることを特徴とする画像形成ユニット。
2. 請求項１に記載の画像形成ユニットであって、
   前記導光板の上面に、前記導光板の光出射面よりも感光体ドラム側に突出するようにシートが貼付されていることを特徴とする画像形成ユニット。
3. 請求項２に記載の画像形成ユニットであって、
   前記シートの先端が前記感光体ドラムと接触するように配置されていることを特徴とする画像形成ユニット。
4. 請求項３に記載の画像形成ユニットであって、
   前記シートはウレタン部材であることを特徴とする画像形成ユニット。
5. 請求項２から４の何れか１項に記載の画像形成ユニットであって、
   前記シートの少なくとも前記導光板の光出射面よりも突出した下面において反射材が設けられていることを特徴とする画像形成ユニット。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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