JP3577228B2 - 画像形成装置およびこれに用いる作像ユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置及びこれに用いる作像ユニットに関し、さらに詳しくは、転写画像の汚染を防止するための機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置には、像担持体である感光体上に形成された静電潜像が可視像処理されると、その可視像が記録紙などに転写される。
【0003】
転写に際しては、可視像処理された感光体上の可視像を構成するトナーと逆極性の転写バイアスを記録紙側から印加してトナーを記録紙側に静電吸着されるようになっている。しかし、記録紙が搬送される過程で搬送部材と摩擦接触することにより摩擦帯電していると、感光体上のトナーが記録紙側に静電吸引されやすくなる。このため、いわゆるトナーが飛び散る現象(以下、これをトナー散りという)が発生しやすくなり、記録紙の非画像部に付着した場合には地肌汚れを起こし、画像品質を損ねてしまう。
【0004】
従来、このような転写時でのトナー散りの発生を防止するための構成として特開平6−118803号公報に示されたものがある。
上記公報には、転写部に向け移動する記録紙に対し、その移動方向において転写部の上流側に接地されたり定電圧素子(バリスタ)を用いた構成あるいは転写バイアスと逆極性の直流電流を印加する構成の除電部材を記録紙に当接させて記録紙を除電する構成が示されている。
【0005】
記録紙へのトナー散りを誘発する装置として、可視像処理に用いられる現像装置がある。現像装置でのトナー散りを防止するための構成として、本発明実施例の説明に用いる作像ユニットの構成を流用して説明すると、図4に示す構成がある。但し、図4においては本発明実施例で用いる符号と異ならせてある。
図4に示す構成は、感光体1の移動方向において現像装置2に装備されている現像ローラ2Aとの対向位置よりも下流側に、導電性シート部材Pが設けてある。
導電性シート部材Pには、図5に示すように、現像装置2に装備されている現像ローラ2Aの回転軸端部に介装された板バネ状の導電性端子部材3を介して現像バイアスと同極性のバイアス電圧が印加されている。
この構成においては、導電性シート部材Pが現像装置2から転写部に向けて飛散するトナーを遮断すると共に、バイアス電圧の印加によって導電性シート部材Pへのトナーの付着を防止するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
現像装置により可視像とされたトナー像は、現像装置の近傍に配置されている転写部において記録紙に対して静電転写されるが、上記現像装置に導電性シート部材を設けた構成の場合、次のような理由によりトナー散りが発生することがある。
導電性シート部材Pは、図4において符号Tで示す転写ローラが感光体1と対向当接する転写部に向けてトナーが飛散するのを防止するために設置されている関係上、転写部に給送される記録紙Sの搬送路に近接していることが多い。このため、導電性シート部材Pに印加されているトナーと同極性のバイアス電圧により導電性シート部材Pに記録紙Sが接触すると帯電されてしまう。従って、記録紙Sは不均一な帯電状態となったり、トナーと反撥しやすくなることにより転写時に転写ムラが生じ、あるいはトナーの飛び散りが起きやすくなることにより異常画像が発生しやすくなる。
【0007】
上記現像バイアスの印加形式には、直流成分に加えて交流成分を重畳する場合もあり、この場合には交流成分が500〜3000V程度に設定されることが多いが、この高電圧を印加した場合に上記異常画像の発生が顕著となる。
【0008】
本発明者は、図4に示した構成において以下の条件により記録紙Sに対して画像を形成したところ、記録紙Sの移動方向に平行した濃度ムラが発生するのを確認した。
【0009】
作像条件は、感光体1上の帯電電位(白部電位)=−750(V)、露光部電位(黒部電位)=−100(V)、現像バイアス(AC成分)=−1.8(KVP−P)、現像バイアス(DC成分)=−600(V)の重畳バイアス、転写電流=+12(μA)
上記条件の下で、図4において符号Jで示す除電針に流れる電流を測定したところ、−3〜+5(μA)の範囲で電流が流れた。この結果から、通常、記録紙が帯電していない場合、除電針Jから流れる電流値は転写に用いられた+極性のみのはずであるが、実際には、現像バイアスの影響が記録紙Sに及んでいるといえ、これが記録紙Sでの帯電状態が不安定となる原因ということになる。
【0010】
導電性シート部材Pを用いた場合にその表面にトナーが付着すると、転写紙にそのトナーが付着する虞があるので、トナーの付着を防止する必要がある。このため、トナーの付着に影響する導電性シート部材Pの体積抵抗は106(Ωcm)であるが、101〜109(Ωcm)の範囲であればトナーの付着が防止される。つまり、導電性シート部材Pにトナーが付着すると、上述したように記録紙Sとの接触により記録紙S側にトナーが付着して汚損することがあるため、導電性シート部材Pに対して上述したようにバイアス電圧を印加して導電性シート部材Pへのトナーの付着を防止し、これに伴って記録紙Sの汚れを防止できるようになる。しかし、このような導電性シート部材Pを用いるとトナーの付着が防止できる反面、記録紙Sと接触した場合には上述した不具合が発生する。
【0011】
本発明の目的は、上記従来の画像形成装置、特に転写工程時での異常画像の発生を防止することができる構成を備えた画像形成装置を提供することにある。
【0012】
本発明の別の目的は、転写時に転写ムラやトナーの飛び散りを防止できる構成を備えた作像ユニットを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、電子写真プロセスに用いられる現像装置に設けられているトナー供給用の現像ローラと非接触で対向して配置され、上記現像装置により可視像処理された画像が転写される記録紙に対面させた状態で設けられた導電性シート部材を有し、該導電性シート部材には現像バイアスと同極性の電圧が印加されてトナーの付着が防止される構成を備えた画像形成装置において、上記導電性シート部材の記録紙に対面する側に一体化された非導電性シートを備えたことを特徴としている。
請求項2記載の発明は、電子写真プロセスに用いられる現像装置に設けられているトナー供給用の現像ローラと非接触で対向して配置され、上記現像装置により可視像処理された画像が転写される記録紙に対面させた状態で設けられた導電性シート部材を有し、該導電性シート部材には現像バイアスと同一の電圧が印加されてトナーの付着が防止される構成を備えた画像形成装置において、
上記導電性シート部材の記録紙に対面する側に一体化された非導電性シートを備えたことを特徴としている。
請求項3記載の発明は、電子写真プロセスに用いられる現像装置に設けられているトナー供給用の現像ローラと非接触で対向して配置され、上記現像装置により可視像処理された画像が転写される記録紙に対面させた状態で設けられた導電性シート部材を有し、該導電性シート部材にはトナーと同極性の電圧が印加されてトナーの付着が防止される構成を備えた画像形成装置において、上記導電性シート部材の記録紙に対面する側に一体化された非導電性シートを備えたことを特徴としている。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のうちの一つに記載の画像形成装置において、上記非導電性シート部材は、上記記録紙の移動方向に沿った長さを上記導電性シート部材よりも長くされていることを特徴としている。
【0015】
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のうちの一つに記載の画像形成装置に用いられる作像ユニットであって、上記電子写真プロセスに用いられる潜像担持体と上記現像装置とを含み、上記現像装置には上記導電性シート部材および非導電性シート部材が設けられていることを特徴としている。
【0016】
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のうちの一つに記載の画像形成装置およびこれに用いられる作像ユニットにおいて、上記現像ローラには、直流成分と交流成分とが重畳されたバイアス電圧が印加されることを特徴としている。
【0017】
【実施例】
図1は、本発明実施例による画像形成装置の要部構成をなす作像ユニットの構成を説明するための模式図である。
図1において画像形成装置は、電子写真複写プロセスを用いる複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置であり、内部には、作像ユニット100が配置されている。
作像ユニット100は一部に開口が形成されて画像形成装置本体に対して着脱可能な筐体で構成され、ドラム状の感光体(以下、感光体ドラム11という)を配置した感光体ブロック100Aと、一成分系トナーを収容した現像槽16およびトナー供給手段である現像ローラ17を有する現像ブロック100Bとを備えている。
感光体ブロック100Aには、図示しない駆動伝達部材により図示矢印方向に回転可能な感光体ドラム11が作像ユニット100の開口から周面の一部を露出させた状態で設けられている。
感光体ドラム11の周囲には、回転方向に沿って帯電ローラ12、書き込み光の光路(図中、一点鎖線で示す)、現像ブロック100Bの現像ローラ17、転写ローラ13およびクリーニングブレード14がそれぞれ配置されている。
【0018】
感光体ブロック100Aにおいて感光体ドラム11の一部が露出している開口近傍には、開口を開閉可能なシャッター部材15が設けられており、このシャッター部材15は、感光体ブロック100Aの側壁に支軸15Aが支持されて開閉可能な方向に揺動するようになっている。シャッター部材15は、作像ユニット100が画像形成装置1から取り外された際に開口を覆って感光体ドラム11を保護することができる。
【0019】
現像ブロック100Bは、感光体ブロック100Aに対して上壁部を介して遮蔽された空間を有し、その空間の一部において感光体ドラム11から離れた位置の空間には磁性体を内蔵した一成分系のトナーを収容可能な現像槽16が形成され、その現像槽16における感光体ドラム11と対向する位置にはトナーによる磁気ブラシ現像を実行するための現像ローラ17が配置されている。
現像ローラ17には、直流成分と交流成分とを重畳した現像バイアス電圧が印加されている。現像ブレード18は、現像ローラ17と接触することで現像ローラ17との間に位置するトナーを摺擦して摩擦帯電させる。
現像槽16内のトナーは、その内部に配置されているアジテータ19によって現像ローラ17に向けて移送される。摩擦帯電されたトナーは、現像ローラ17内に有する磁石によってローラ表面で磁気ブラシ状に担持され、感光体ドラム11上に形成された静電潜像からの静電吸引力により吸着されて可視像化する。
【0020】
転写ローラ13は、感光体ドラム11に当接して転写バイアスを付与されながら図示矢印方向に回転するローラであり、給紙装置(図示されず)から給送された記録紙Sがレジストローラ20によって給紙タイミングを設定されて繰り出されると、その記録紙Sに対して感光体ドラム11上の可視像を静電転写する。
【0021】
作像ユニット100におけるレジストローラ20の近傍に位置する壁面100Cは、感光体ドラム11と転写ローラ13との当接位置に向け記録紙Sを案内可能な形状のガイド面(以下、この面をガイド面100Cという)として形成されており、そのガイド面100Cの近傍には導電性シート部材21および非導電性シート部材22が作像ユニット100側にて固定されて設けられている。
【0022】
導電性シート部材21は、図5に示した導電性シート部材Pと同様な働きを持つものである。導電性シート部材21に対して非導電性シート部材22は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の絶縁性部材であり、導電性シート部材21に対して接着などの手法によって貼り付けられて一体化されている。
非導電性シート部材22は、導電性シート部材21の面のうちでレジストローラ20からガイド面100Cに向け移動する記録紙Sと対面する側の面に貼り付けられており、記録紙Sに対向して設けられている。図1中、符号23は転写後の記録紙Sに当接する除電針を、また、符号24は現像槽16内のトナー残量を検知するトナーエンド検知センサを示している。
【0023】
本実施例は以上のような構成であるから、画像形成装置に対して作像ユニット100が装着されると記録紙Sに対しての画像形成が可能となる。この場合、作像ユニット100が装着されるのに応じてシャッター部材15が開放され、感光体ドラム11が作像ユニット100の開口から露出することで転写ローラ13と対峙する位置に位置決めされる。
感光体ドラム11に対して光り書き込み(図1中、一点差線で示す)によって形成された静電潜像は現像ローラ17に担持されているトナーによって可視像処理される。
現像ローラ17には、直流成分と交流成分とを重畳した現像バイアス電圧が印加されており、現像ローラ17に担持されたトナーが感光体ドラム11上の静電潜像からの静電吸引力と相俟ってトナーを静電潜像に転移させて可視像化する。
【0024】
作像ユニット100におけるガイド面100Cの近傍に位置する導電性シート部材21は、図5に示した場合と同様に、トナーの付着を防止するためのバイアス電圧が印加されており、その電荷が記録紙Sに対して作用しようとするが、導電性シート部材21と記録紙Sとの間には非導電性シート部材22が配置されているので、記録紙Sがこれに対面している非導電性シート22に接触することはあっても導電性シート部材21には接触しない。このため、導電性シート部材21に記録紙Sが接触した場合に発生する電荷の転移は起こらない。
【0025】
本発明者は、図5に示した場合と同様な条件下において除電針23に流れる電流を観測したところ、+3.5〜+6(μV)の範囲の電流が得られるだけで、現像バイアスと同極性の電流は得られず、記録紙S表面での不均一な帯電状態を見出すことはできなかった。しかも、従来構造において生じていた画像の濃度ムラも発見されず、いわゆる、トナー散り現象が抑制された結果を得た。
【0026】
感光体ドラム11上に担持された可視像であるトナー像は、給紙装置から繰り出された記録紙Sに対し、転写ローラ13を用いて静電転写される。
【0027】
上記実施例によれば、作像ユニット100内に感光体ドラム11を有する感光体ブロック100Aと現像ローラ17を有する現像ブロック100Bとを含んだ構成としているので、各ブロックに用いられる部材およびこのブロック以外の箇所に用いられるクリーニングブレード14や帯電ローラ12の寿命を同じにすることにより、個々の部材の交換を行うことなく作像ユニット100を交換対象の単位として交換作業を行うことができ、交換作業を含む部品の寿命管理や手間を簡略化することができる。従って、作像に係わる部材の取り扱いが容易となる。しかも、導電性シート部材21および非導電性シート部材22と対向する現像ローラ17あるいは現像ローラ17と対向する感光体ドラム11との間の位置精度を作像ユニット100内で調整するようにすれば画像形成装置内で一々調整するのに比べてきわめて簡単に位置決め精度が確保できると共に維持することが容易となる。
【0028】
次に上記導電性シート部材と非導電性シート部材の構成に関する変形例について説明する。
図3には上記導電性シート部材21と非導電性シート部材(便宜上、符号22’とする)との関係として、非導電性シート部材22’を導電性シート部材21よりも長く形成したことを特徴としている。
【0029】
図3において、導電性シート部材21における記録紙Sと対面する側に貼り付けられている非導電性シート部材22’は、感光体ドラム11と転写ローラ13との対向位置で得られる移動方向に平行する記録紙Sの移動方向に沿った長さ(L)が導電性シート部材21の長さ(L’)よりも長くなるように形成されている。この場合の長さの基点は各シート部材21、22’の下端が相当している。このため、非導電性シート部材22’の上端位置が導電性シート部材21の上端よりも上方に突出している。
【0030】
本実施例は以上のような構成であるから、記録紙Sの移動方向に沿って導電性シート部材21の長さ領域が非導電性シート部材22’によって覆われると共に、その端縁部から非導電性シート部材22’がはみ出ることにより記録紙Sと導電性シート部材21との接触が全く起こらない状態を維持することができる。これにより、導電性シート部材21から記録紙Sに向けた電荷の転移が全く起こらないばかりでなく、導電性シート部材21の端縁部から非導電性シート部材22’越しに電荷が回り込んで記録紙Sに達するような現象もなくされるので、記録紙Sに不均一な帯電状態が発生するのを完全に防止することができる。しかも、導電性シート部材21と非導電性シート部材22’とを貼り付ける際に用いられる接着剤の一部が導電性シート部材21の端縁からはみ出た場合でもその接着剤の一部が記録紙Sに接触しないので、記録紙Sが汚染されるのを完全に防止することができる。
【0031】
【発明の効果】
請求項1乃至4および5記載の発明によれば、現像ローラと非接触で対向して配置されて記録紙に対面させた状態で設けられてトナーの付着を防止するための電気的な印加条件が付与されている導電性シート部材における記録紙に対面する側に非導電性シート部材を設けているので、導電性シート部材に印加されるバイアス電圧の影響を非導電性シート部材によって遮断することができる。これにより、記録紙には転写バイアス以外の極性の電荷が発生することがなくなり、トナーの飛び散りを解消することが可能になる。特に請求項4記載の発明によれば、導電性シートよりも非導電性シート部材の長さが長くされているので、導電性シート部材から記録紙に対する電荷の誘起を略完全に抑制することが可能となる。
【0032】
請求項6記載の発明によれば、潜像担持体と現像装置とが含まれることにより、小型化が可能となると共に、これら各部材の寿命を同一化して部品交換の頻度を均一化することができるので、交換に要する手間や経済的な負担を低減し、さらにはユニットに纏めることで画像形成装置内での各部材間の位置精度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による画像形成装置の主要部である作像ユニットの構成を説明するための模式図である。
【図2】図1に示した作像ユニットに用いられる導電性シート部材および非導電性シート部材の構成を説明するための部分的な模式図である。
【図3】図2に示した導電性シート部材と非導電性シート部材に関する構成の変形例を説明するための模式図である。
【図4】画像形成装置に用いられる作像部の構成に関する従来例を説明するための模式図である。
【図5】図4に示した作像部に用いられる現像バイアス構造を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
10 画像形成装置
11 感光体ドラム
13 転写ローラ
17 現像ローラ
21 導電性シート部材
22、22’ 非導電性シート部材
100 作像ユニット
100A 感光体ブロック
100B 現像ブロック
100C 記録紙のガイド面
S 記録紙
Claims (6)
- 電子写真プロセスに用いられる現像装置に設けられているトナー供給用の現像ローラと非接触で対向して配置され、上記現像装置により可視像処理された画像が転写される記録紙に対面させた状態で設けられた導電性シート部材を有し、該導電性シート部材には現像バイアスと同極性の電圧が印加されてトナーの付着が防止される構成を備えた画像形成装置において、
上記導電性シート部材の記録紙に対面する側に一体化された非導電性シートを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 電子写真プロセスに用いられる現像装置に設けられているトナー供給用の現像ローラと非接触で対向して配置され、上記現像装置により可視像処理された画像が転写される記録紙に対面させた状態で設けられた導電性シート部材を有し、該導電性シート部材には現像バイアスと同一の電圧が印加されてトナーの付着が防止される構成を備えた画像形成装置において、
上記導電性シート部材の記録紙に対面する側に一体化された非導電性シートを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 電子写真プロセスに用いられる現像装置に設けられているトナー供給用の現像ローラと非接触で対向して配置され、上記現像装置により可視像処理された画像が転写される記録紙に対面させた状態で設けられた導電性シート部材を有し、該導電性シート部材にはトナーと同極性の電圧が印加されてトナーの付着が防止される構成を備えた画像形成装置において、
上記導電性シート部材の記録紙に対面する側に一体化された非導電性シートを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のうちの一つに記載の画像形成装置において、
上記非導電性シート部材は、上記記録紙の移動方向に沿った長さを上記導電性シート部材よりも長くされていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のうちの一つに記載の画像形成装置に用いられる作像ユニットであって、
上記電子写真プロセスに用いられる潜像担持体と上記現像装置とを含み、上記現像装置には上記導電性シート部材および非導電性シート部材が設けられていることを特徴とする作像ユニット。 - 請求項1乃至5のうちの一つに記載の画像形成装置およびこれに用いられる作像ユニットにおいて、
上記現像ローラには、直流成分と交流成分とが重畳されたバイアス電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置およびこれに用いられる作像ユニット。
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