JP4475935B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機，プリンタ，ファクシミリやそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

図２は、従来よりの画像形成装置の概略構造を一例として模式的に示す図である。同図において、１は例えばアモルファスシリコンより成る感光体ドラムである。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、主帯電器２，露光器３，現像器４，転写ローラ５，摺擦ローラ７，クリーニングブレード６，及び除電器８が設けられている。摺擦ローラ７及びクリーニングブレード６は、クリーニング手段としてクリーニング容器Ｃに収納されている。感光体ドラム１は、主帯電器２によって、正極性に均一に帯電される。主帯電器２としては、コロトロン，スコロトロン等のコロナ帯電器や、導体ローラなどが使用される。

上記の主帯電後に、露光器３により、所定の画像情報に基づいて、レーザ光等の光を照射することにより画像露光が行われる。この光照射により、光が照射された部分の電位が低下し、静電潜像が形成される。感光体ドラム１表面に形成された静電潜像は、現像器４によって現像され、感光体表面にトナー像が形成される。現像器４による現像は、正規現像方式で行っても良いし、反転現像方式で行っても良い。反転現像方式で現像を行う場合には、前記画像露光による光照射部が画像部となり、光が照射されない部分が画像のバックグラウンド部となる。また正規現像では、この逆のパターンとなる。

現像に使用される現像剤としては、非磁性トナー或いは磁性粉が樹脂中に分散された磁性トナーから成る一成分系現像剤や、非磁性或いは磁性のトナーと磁性キャリヤ（例えば鉄粉やフェライト）とから成る二成分系現像剤が使用され、公知の現像器４によって現像剤を感光体表面に供給することにより、反転現像ではプラス帯電したトナーが、また正規現像ではマイナス帯電したトナーが、静電潜像形成部に付着することにより現像が行われ、トナー像が形成される。

上記のようにして形成されたトナー像は、転写バイアスが印加された転写ローラ５により、感光体ドラム１と転写ローラ５との間を通過する用紙に転写される。即ち、転写バイアスにより感光体ドラム１と転写ローラ５との間に形成される電界によって、トナー像が感光体ドラム１表面から用紙の表面に移行する。従って、トナー像の帯電極性がプラスの場合（反転現像の場合）には、転写ローラ５にはマイナスの転写バイアスが印加され、トナー像の帯電極性がマイナスの場合（正規現像の場合）には、プラスの転写バイアスが転写ローラ５に印加される。

上記の転写ローラ５による、トナー像の用紙への転写が行われた後、転写トナー像を有する用紙は、図示されていない定着装置に導入され、熱及び圧力によってトナー像が用紙表面に定着された後に、装置外に排出される。一方、転写ローラ５による転写終了後において、感光体ドラム１は摺擦ローラ７と摩擦接触する。この摺擦ローラ７は、感光体ドラム１に対して摺擦回転することで、その摩擦接触によって感光体ドラム１表面に付着した水分を除去可能である。

感光体ドラム１が上記摺擦ローラ７と接触した後には、クリーニングブレード６によって感光体ドラム１表面に残存するトナーが除去され、さらに除電器８によって残存電荷が除去される。クリーニングブレード６としては、通常、ポリウレタン等から成るゴムブレードが感光体ドラム１表面に圧接して使用されるが、必要に応じて、ファーブラシ等が使用されることもある。また、除電器８としてはＬＥＤ等が使用され、光照射により除電が行われるが、帯電ローラやコロナ帯電器等が使用されることもある。以上のような構成で、従来より画像形成装置が実現されている。

ところが、従来より、現像器のスリーブや感光体ドラムの両端部は、浮遊したトナーや吹き出したトナー等による汚染（機内汚染）が激しく、所望の画像性能が得られなくなる場合があった。つまり、帯電状態の良くないトナーがスリーブやドラムの回転による遠心力で吹き出し、また浮遊してこれらの両端部に付着するものである。そこで、このような不具合を改善するために、従来より以下に示すような対策が講じられてきている。

図３は、機内汚染対策の一従来例を模式的に示す図であり、用紙の搬送方向から見た装置各部材の作用領域幅を示したものである。本従来例では、同図に示すように、一般的な構成として、帯電幅が十分に広く、続いてクリーニング幅，現像幅の順となり、最後に画像幅となっている。トナーは感光体ドラム上の電位の乗っていない部分、即ち帯電されていない部分に現像されるので、帯電幅が十分に広くないと、浮遊したトナーが帯電幅外の電位の乗っていない部分に引き寄せられることとなる。従って、本例のような構成としている。

図４は、機内汚染対策の他の従来例を模式的に示す図であり、用紙の搬送方向から見た装置各部材の作用領域幅を示したものである。本従来例では、同図に示すように、クリーニング幅が最も広く、続いて帯電幅，現像幅の順となり、最後に画像幅となっている。これは、浮遊したトナーを帯電幅外、つまり電位の乗っていない部分に集め、集められたトナーをクリーニング手段で回収するという構成である。

上記従来例の具体例としては、帯電器の有効幅が感光層の有効幅より大きく、帯電器の有効幅が転写器の有効幅より大きい構成のものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。そしてこれにより、感光層上の不必要な部分にトナーが付着し記録媒体に転写されて画質を悪化させたり、クリーニング工程への負荷が増大したりするのを防止することができるとしている。

また、現像器に配設したスリーブを、その両端に配設したスペーサコロによって像担持体表面との間隔を維持するようにするとともに、これらスペーサコロを、クリーニング手段のクリーニング幅の範囲内に位置させるように構成したものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。ここでは、帯電幅がクリーニング幅より広い場合と狭い場合の両方が例示されている。

その他、帯電手段を動作させず現像手段を動作させ、クリーニングブレードにより像担持体表面のトナーを掻き落として堆積部材に堆積させるようにした構成のものが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。ここでは、クリーニングブレード幅は帯電ローラ幅と同じとしている。
特開平４−１７２３７９号公報 特開平１−１３４３８４号公報 特開２００１−３４１３６号公報

しかしながら、上記一従来例のような構成では、帯電幅外は必然的にクリーニング幅外となっており、クリーニング手段では帯電幅外に付着したトナーの回収ができないので、結局のところ、機内汚染やトナー落ち及びこれによる汚染といった不具合が発生する。浮遊トナーが及ばないだけの帯電幅を感光体ドラムに持たせることができれば、少しは不具合が改善する可能性はあるが、こうすると装置の省スペース化が達成できないし、浮遊トナーは機内のどこかに付着するので、根本的な解決にはならない。

また、上記他の従来例のような構成では、コロナ放電による帯電方式では帯電幅が温湿度環境によって安定しなかったり、またどのような帯電手段を用いても帯電ムラは程度に差はあるが生じるので、帯電部端部の電位の“ダレ”が発生したりして帯電幅の安定性に欠けるため、現像幅と帯電幅との差、及びクリーニング幅と帯電幅との差を十分に持たせる必要があった。従って、やはり省スペース化し難いという欠点があった。また、帯電幅外はトナーが付着しやすい電位になっているので、ここから更にクリーニング幅外に浮遊トナーが及んだときには、機内汚染やトナー落ちが発生しやすい状況となる。

その他、帯電幅とクリーニング幅が同じ構成では、上記２つの従来例におけるいずれの不具合も発生する恐れがある。本発明では、以上のような問題点に鑑み、簡単な構成で、浮遊トナーによる機内汚染やトナー落ちの問題が発生せず、良好な画像を得ることが可能な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に、本発明では、像担持体と、その像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、形成された静電潜像をトナー現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写する転写手段と、転写後の前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、クリーニング幅が現像幅より大きく且つ帯電幅より小さく構成され、前記露光手段により、現像幅の範囲外で且つクリーニング幅の範囲内である領域を露光した露光部を形成し、その露光部に浮遊トナーを集めるようにして成ることを特徴とする。

また、前記露光部は、前記像担持体が回転している間及び／又は前記現像手段が回転している間は、常に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で、浮遊トナーによる機内汚染やトナー落ちの問題が発生せず、良好な画像を得ることが可能な画像形成装置を提供することができる。

具体的には、クリーニング幅が現像幅より大きく且つ帯電幅より小さく構成され、露光手段により、現像幅の範囲外で且つクリーニング幅の範囲内である領域を露光した露光部を形成し、その露光部に浮遊トナーを集めるようにした構成とすることにより、集めた浮遊トナーをクリーニング手段によって簡単に回収することができ、浮遊トナーによる機内汚染やトナー落ちを確実に防止することができる。

また、露光部は像担持体が回転している間及び／又は現像手段が回転している間は常に形成されている構成とすることにより、発生した浮遊トナーを逃がすことなく回収することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明ではまず、上記一従来例と同様にして、帯電幅が最も広く、続いてクリーニング幅，現像幅の順で構成する。そして、潜像を作るための露光手段によって、現像幅外且つクリーニング幅内の領域において露光することで、感光体ドラム上の電位を強制的に低下させた部分を設ける。そして、その部分に浮遊トナーを集め、クリーニング手段によって回収する。

図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す図である。ここでは用紙の搬送方向から見た装置各部材の作用領域幅を示している。本実施例では、同図に示すように、上記一従来例と同様にして、帯電幅が最も広く、続いてクリーニング幅，現像幅の順となり、最後に画像幅となっている。つまり、クリーニング幅が現像幅より大きく且つ帯電幅より小さく構成されている。

そして、感光体ドラム上に静電潜像を作るための露光手段によって、現像幅の範囲外で且つクリーニング幅の範囲内である領域において、破線で例示した位置に矢印のように露光することで、感光体ドラム上の電位を強制的に低下させた露光部を、感光体ドラムの周方向で線状に形成する。つまり、その感光体ドラム上の電位の低下した部分に浮遊トナーを集め、これをクリーニング手段によって回収する仕組みである。また、感光体ドラムが回転している間、及び／又は、現像器のスリーブが回転している間は、常に露光が行われ、露光部が形成されている。

露光手段としては、上記背景技術で述べたような、所定の画像情報に基づいてレーザ光等の光を照射することにより画像露光を行う露光器を、そのまま用いることを想定しており、新規の部材を別途用いることなく、本発明を構成することができる。このような露光手段は、６００ｄｐｉや更には１２００ｄｐｉの解像度で描画できるので、露光の位置精度は良い。しかも、露光位置を所定の範囲内で自由に変えることができ、また露光の線幅即ち浮遊トナーを集める部分の幅も自由に変えることができる。

また、露光部は帯電のダレもないので、現像幅端部との距離やクリーニング幅端部との距離を必要に応じて任意に設定することが可能となる。さらに、浮遊したトナーを集めるための露光部の外側は、クリーニング幅の範囲外の帯電幅まで電位が乗っているので、トナーがつきにくい状態となっている。従って、クリーニング幅の範囲外でトナーを引き寄せてしまう可能性も低く、より機内汚染しにくい構成となっている。

なお、露光の線幅は０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度あれば十分に浮遊トナーを集めることができる。但し、この値に限定されるものではない。尤も、露光幅は広い方が浮遊トナーを集める上で安全確実であるが、装置の省スペース化の観点から、必要最小限とすることが望ましい。なお、この露光する部分の印字密度は、ベタ黒が形成されるようなものであれば良い。

なお、特許請求の範囲で言う像担持体は、実施例における感光体ドラムに対応している。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す図。 従来よりの画像形成装置の概略構造を一例として模式的に示す図。 機内汚染対策の一従来例を模式的に示す図。 機内汚染対策の他の従来例を模式的に示す図。

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 主帯電器
３ 露光器
４ 現像器
５ 転写ローラ
６ クリーニングブレード
７ 摺擦ローラ
８ 除電器

Claims (2)

1. 像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、形成された静電潜像をトナー現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写する転写手段と、転写後の前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
   クリーニング幅が現像幅より大きく且つ帯電幅より小さく構成され、前記露光手段により、現像幅の範囲外で且つクリーニング幅の範囲内である領域を露光した露光部を形成し、該露光部に浮遊トナーを集めるようにして成ることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記露光部は、前記像担持体が回転している間及び／又は前記現像手段が回転している間は、常に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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