JP4793415B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係り、特に、回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、像担持体の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物、特に像担持体と逆極性に帯電した残留物が上記の筒状帯電部材の外周面に付着して、像担持体の表面を帯電させた際に帯電むら等の帯電不良が発生するのを、簡単な構成によって適切に防止できるようにした点に特徴を有するものである。

複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、一般に、帯電装置によって像担持体の表面を帯電させた後、このように帯電された像担持体の表面に露光装置により画像データに従った露光を行って、像担持体の表面に静電潜像を形成し、このように静電潜像が形成された像担持体に現像装置からトナーを供給して、像担持体の表面に静電潜像に対応したトナー像を形成し、このトナー像を記録紙や中間転写体等に転写させた後、転写後の像担持体の表面に残留するトナー等の残留物をクリーニング装置によって除去し、その後、再度、上記のように帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにしている。

ここで、上記のように像担持体を帯電装置によって帯電させるにあたり、一般にコロナ放電を利用した帯電装置が用いられていたが、このような帯電装置の場合には、消費電力が大きく、オゾンの発生量も多くなるという問題があった。

そして、近年においては、消費電力及びオゾンの発生を抑制するため、像担持体の表面に接触して回転する帯電ローラによって像担持体の表面を帯電させるようにした接触式帯電装置が用いられるようになった。

ここで、このように像担持体の表面に接触して回転する帯電ローラによって像担持体の表面を帯電させるようにした場合、上記のクリーニング装置によって像担持体の表面から除去されずに、像担持体の表面に残った残留物が帯電ローラの外周面に付着し、このように付着した残留物により、帯電ローラによって帯電された像担持体の表面に帯電むら等の帯電不良が発生し、形成される画像に濃度むら等が発生するという問題があった。

このため、従来においては、上記の帯電ローラの外周面にブレードやブラシからなる清掃部材を接触させ、この清掃部材により帯電ローラの外周面に付着した残留物を除去することが行われている。

しかし、このように帯電ローラの外周面に付着した残留物を除去するために、ブレードやブラシからなる清掃部材を設ける場合、コストが高くつくと共に、これらを設けるスペースが必要になって装置が大型化するという問題があった。

また、近年においては、上記の接触式帯電装置において、帯電ローラよりもコストの低い筒状帯電部材が用いられるようになり、このような筒状帯電部材の場合、帯電ローラに比べて撓みやすく、帯電ローラの場合のように、筒状帯電部材の外周面にブレードやブラシからなる清掃部材を接触させて、その外周面に付着した残留物を除去させることは困難であった。

そして、従来においては、特許文献１に示されるように、可撓性を有する円筒状のフィルム状部材からなる帯電電極を像担持体の表面に接触させて、像担持体の表面を帯電させるにあたり、上記の帯電電極の周面にトナーより小粒径の半導電性微粒子を付着させ、トナー等の異物が付着したりするのを抑制するようにしたものが提案されている。

しかし、このように帯電電極の周面にトナーより小粒径の半導電性微粒子を付着させる場合、帯電電極の周面に上記の半導電性微粒子を均一に付着させることが必要になると共に、帯電電極の周面に上記の半導電性微粒子を安定して付着させるために、微粒子付与手段から適切な量の半導電性微粒子を付与したりすることが必要になり、コストが高くつくと共に、その制御が非常に面倒になる等の問題があった。

また、従来においては、特許文献２に示されるように、像担持体と接触する筒状の絶縁性部材と像担持体との間に、転写残トナーを絶縁性部材に吸着させる吸引電界と像担持体の表面を帯電させる荷電電界とを作用させて、像担持体のクリーニングと帯電とを行うようにした帯電兼クリーニング装置が提案されている。

しかし、この帯電兼クリーニング装置においては、像担持体のクリーニングと帯電とを行う場合には、上記の絶縁性部材と像担持体とが接触する位置において、絶縁性部材が像担持体と逆方向に移動するように、この絶縁性部材を回転装置によって回転させる一方、像担持体の表面から回収した転写残トナーを絶縁性部材から像担持体の表面に排出させて現像装置に戻す場合には、絶縁性部材を上記の場合と逆方向に回転させる必要があり、コストが高くつくと共に、その制御が非常に面倒になる等の問題があった。

さらに、この帯電兼クリーニング装置においては、上記のように絶縁性部材と像担持体との間に、転写残トナーを絶縁性部材に吸着させる吸引電界を作用させるようにしているが、転写残トナーと逆極性に帯電されたトナーの外添剤等を適切に回収することはできなかった。
特開平１１−２５８８８８号公報 特開平９−６２０６５５号公報

本発明は、回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明においては、上記のような画像形成装置において、像担持体の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物、特に像担持体と逆極性に帯電した残留物が上記の筒状帯電部材の外周面に付着して、像担持体の表面を帯電させた際に帯電むら等の帯電不良が発生するのを、簡単な構成によって適切に防止できるようにすることを課題とするものである。

本発明の画像形成装置においては、上記のような課題を解決するため、回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、上記の像担持体の表面と接触する位置よりも筒状帯電部材の回転方向上流側でこの筒状帯電部材の外周面と接触する接点部に、第１バイアス電源から像担持体の帯電極性と同極性の電圧であって、上記の筒状帯電部材と像担持体との間の放電開始電圧以上の第１バイアス電圧を印加させ、像担持体の表面と接触する位置よりも筒状帯電部材の回転方向下流側でこの筒状帯電部材の外周面と隙間を介して対向する放電部に、第２バイアス電源から像担持体の帯電極性と同極性の電圧であって、上記の筒状帯電部材と放電部との間の放電開始電圧以上の第２バイアス電圧を印加させるようにした。

ここで、この画像形成装置において、上記の筒状帯電部材としては可撓性のものを用いることができ、この筒状帯電部材が回転駆動される像担持体の表面に接触して適切に回転されるようにするため、この筒状帯電部材を覆うようにして像担持体側が開口された溝型状の保持部材によって回転可能に保持させるようにすると共に、この保持部材に上記の接点部と放電部とを設けようにすることができる。

本発明の画像形成装置においては、上記のように像担持体の表面と接触する位置よりも筒状帯電部材の回転方向上流側でこの筒状帯電部材の外周面と接触する接点部に、第１バイアス電源から像担持体の帯電極性と同極性の電圧であって、上記の筒状帯電部材と像担持体との間の放電開始電圧以上の第１バイアス電圧を印加させるようにしたため、筒状帯電部材と像担持体との間で放電が行われて、像担持体の表面が帯電されるようになる。

また、本発明の画像形成装置においては、上記のように像担持体の表面と接触する位置よりも筒状帯電部材の回転方向下流側でこの筒状帯電部材の外周面と隙間を介して対向する放電部に、第２バイアス電源から像担持体の帯電極性と同極性の電圧であって、上記の筒状帯電部材と放電部との間の放電開始電圧以上の第２バイアス電圧を印加させるようにしたため、この放電部において放電が行われ、像担持体の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物、特に像担持体と逆極性に帯電した残留物が、筒状帯電部材の外周面が付着して放電部に導かれると、この放電部における放電によって、上記の残留物が像担持体と同極性に帯電されるようになる。

そして、このように像担持体と同極性に帯電された残留物が、上記の接点部を通過して筒状帯電部材と像担持体とが接触する部分に導かれ、この筒状帯電部材から像担持体の表面に戻されるようになる。

この結果、本発明の画像形成装置においては、像担持体の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物、特に像担持体と逆極性に帯電した残留物が筒状帯電部材の外周面に付着して蓄積するのが防止されると共に、上記の残留物が像担持体と同極性に帯電された状態で像担持体の表面に戻されるようになり、筒状帯電部材によって像担持体の表面を帯電させる際に、像担持体の表面に帯電むら等の帯電不良が発生するのが抑制され、像担持体の表面が適切に帯電されて、濃度むら等のない良好な画像が安定して得られるようになる。

次に、この発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態の画像形成装置においては、図１に示すように、黄色，マゼンタ色，シアン色，黒色の異なった色彩のトナーを収容させた４つの現像装置１１に対応させて、像担持体１０となる４つの感光体ドラム１０を設けている。

ここで、この画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各感光体ドラム１０を回転させ、このように回転する各感光体ドラム１０の表面に、それぞれ接触式帯電装置１２における保持部材１２１に回転可能に保持された可撓性の筒状帯電部材１２２を接触させて、各感光体ドラム１０の表面を帯電させる。

そして、このように帯電された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ露光装置１３により画像データに従った露光を行って、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれ静電潜像を形成し、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ対応する現像装置１１から所定の色彩のトナーを各感光体ドラム１０の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成する。

次いで、上記の各感光体ドラム１０に形成されたそれぞれの色彩のトナー像を、ローラ１４に架け渡されて駆動される無端ベルト状になった中間転写体１５にそれぞれローラ状になった一次転写装置１６により順々に一次転写させて、この中間転写体１５の上にフルカラーのトナー像を形成する。一方、このようにトナー像を転写させた後の各感光体ドラム１０の表面に第１クリーニング部材１７を圧接させ、中間転写体１５に転写されずに各感光体ドラム１０の表面に残留しているトナー等の残留物をこの第１クリーニング部材１７によって除去させる。

そして、上記のように中間転写体１５の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この中間転写体１５によりローラ状になった二次転写装置１８と対向する位置に導くと共に、この画像形成装置の下部に収容された記録シートＳを、送りローラ１９により中間転写体１５と二次転写装置１８との間に導き、上記の二次転写装置１８により中間転写体１５の上に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シートＳに二次転写させる。一方、このようにトナー像を二次転写させた後の中間転写体１５の表面に第２クリーニング部材２０を圧接させ、記録シートＳに転写されずに中間転写体１５の表面に残留しているトナー等の残留物をこの第２クリーニング部材２０によって除去させる。

その後、上記のようにフルカラーのトナー像が転写された記録シートＳを定着装置２１に導き、この定着装置２１により転写されたフルカラーのトナー像を記録シートＳに定着させ、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録シートＳを排紙させる。

ここで、この実施形態の画像形成装置においては、前記のように回転する各感光体ドラム１０の表面に、それぞれ接触式帯電装置１２における保持部材１２１に回転可能に保持された可撓性の筒状帯電部材１２２を接触させ、この接触式帯電装置１２により各感光体ドラム１０の表面を帯電させるにあたり、図２に示すように、上記の筒状帯電部材１２２が感光体ドラム１０の表面と接触する位置よりも筒状帯電部材１２２の回転方向上流側において、上記の保持部材１２１と接触する接点部１２３に導電部材を設けると共に、上記の筒状帯電部材１２２が感光体ドラム１０の表面と接触する位置よりも筒状帯電部材１２２の回転方向下流側において、上記の保持部材１２１と筒状帯電部材１２２とが隙間を介して対向する放電部１２４に導電部材を設けている。

そして、第１バイアス電源１２５から上記の接点部１２３を通して、上記の筒状帯電部材１２２に感光体ドラム１０の帯電極性と同極性の放電開始電圧以上の第１バイアス電圧を印加させると共に、第２バイアス電源１２６から上記の放電部１２４に、感光体ドラム１０の帯電極性と同極性の放電開始電圧以上の第２バイアス電圧を印加させるようにする。

このように、感光体ドラム１０の表面と接触する位置よりも上流側における接点部１２３を通して、上記の第１バイアス電源１２５から筒状帯電部材１２２に放電開始電圧以上の第１バイアス電圧を印加させると、筒状帯電部材１２２と感光体ドラム１０との間で放電が行われて、感光体ドラム１０の表面が所定の極性に帯電されるようになる。

また、感光体ドラム１０の表面と接触する位置よりも下流側における放電部１２４に第２バイアス電源１２６から感光体ドラム１０の帯電極性と同極性の放電開始電圧以上の第２バイアス電圧を印加させると、この放電部１２４において放電が行われるようになる。

そして、上記の第１クリーニング部材１７によって除去されずに感光体ドラム１０の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物が、筒状帯電部材１２２の外周面に付着されてこの放電部１２４に導かれると、この放電部１２４における放電により、感光体ドラム１０と逆極性に帯電された残留物が、感光体ドラム１０と同極性に帯電されるようになる。

そして、このように感光体ドラム１０と同極性に帯電された残留物が、上記の接点部１２３を通して筒状帯電部材１２２と感光体ドラム１０とが接触する部分に導かれ、この筒状帯電部材１２２から感光体ドラム１０の表面に戻されるようになる。

この結果、感光体ドラム１０と逆極性に帯電された残留物が、筒状帯電部材１２２の外周面に付着して蓄積されるのが防止されると共に、上記の残留物が感光体ドラム１０と同極性に帯電された状態で感光体ドラム１０の表面に戻されるようになり、筒状帯電部材１２２によって感光体ドラム１０の表面を帯電させる際に、感光体ドラム１０の表面に帯電むら等の帯電不良が発生するのが抑制され、感光体ドラム１０の表面が適切に帯電されて、濃度むら等のない良好な画像が安定して得られるようになる。

また、上記のように筒状帯電部材１２２の外周面に付着された残留物を、放電部１２４における放電によって感光体ドラム１０と同極性に帯電されるにあたり、仮に、残留物の一部が感光体ドラム１０と同極性に帯電されずに、感光体ドラム１０と逆極性に帯電された状態で維持されたとしても、感光体ドラム１０と逆極性に帯電された残留物が、筒状帯電部材１２２と保持部材１２１との接点部１２３に電気的に吸着保持され、筒状帯電部材１２２と感光体ドラム１０とが接触する部分に導かれるのが防止されて、感光体ドラム１０の表面に帯電むら等の帯電不良が発生するのが抑制される。

なお、このように感光体ドラム１０と逆極性に帯電された残留物が、筒状帯電部材１２２と保持部材１２１との接点部１２３に電気的に吸着保持されてある程度蓄積された場合には、画像形成を行わない時点において、上記の第１バイアス電源１２５から接点部１２３を通して筒状帯電部材１２２に、上記の第１バイアス電圧と逆極性の清掃用バイアス電圧を印加させる一方、上記の第２バイアス電源１２６から放電部１２４にバイアス電圧を印加させないようにする。

このようにすると、上記の接点部１２３に電気的に吸着保持されている上記の残留物が、上記の筒状帯電部材１２２の回転により、この接点部１２３を通過して感光体ドラム１０と接触する位置に導かれ、上記の残留物が感光体ドラム１０の表面に付与されるようになる。

そして、このように感光体ドラム１０の表面に付与された残留物を、上記の第１クリーニング部材１７によって感光体ドラム１０の表面から除去させ、或いは、上記の中間転写体１５に転写させ、このように中間転写体１５に転写された残留物を上記の第２クリーニング部材２０によって中間転写体１５の表面から除去させるようにする。

このようにすると、感光体ドラム１０と逆極性に帯電された残留物が筒状帯電部材１２２から適切に除去され、筒状帯電部材１２２によって感光体ドラム１０の表面が安定して適切に帯電されるようになり、長期にわたって良好な画像形成が安定して行えるようになる。

なお、この実施形態のものにおいては、上記のように放電部１２４における放電によって残留物を感光体ドラム１０と同極性に帯電させるようにしているため、感光体ドラム１０と逆極性に帯電された残留物が接点部１２３に保持される量は微量であり、上記のように第１バイアス電源１２５から筒状帯電部材１２２に清掃用バイアス電圧を印加させて、接点部１２３に蓄積されている残留物を排出させる回数は非常に少なくてすみ、効率のよい画像形成が行えるようになる。

また、この実施形態の画像形成装置においては、上記の筒状帯電部材１２２を回転可能に保持する保持部材１２１に接点部１２３と放電部１２４とを設けるにあたり、保持部材１２１にそれぞれ導電部材を取り付けるようにしたが、図３に示すように、上記の接点部１２３と放電部１２４とに対応する保持部材１２１の部分を導電材料で構成することも可能である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示した概略説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、筒状帯電部材を保持部材に回転可能に保持させた接触式帯電装置によって感光体ドラムの表面を帯電させる構成を示した概略説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、筒状帯電部材を回転可能に保持させる保持部材を変更させた接触式帯電装置を示した概略説明図である。

符号の説明

１０ 感光体ドラム（像保持部材）
１１ 現像装置
１２ 接触式帯電装置
１３ 露光装置
１４ ローラ
１５ 中間転写体
１６ 一次転写装置
１７ 第１クリーニング部材
１８ 二次転写装置
１９ 送りローラ
２０ 第２クリーニング部材
２１ 定着装置
１２１ 保持部材
１２２ 筒状帯電部材
１２３ 接点部
１２４ 放電部
１２５ 第１バイアス電源
１２６ 第２バイアス電源
Ｓ 記録シート

Claims (3)

1. 回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、上記の像担持体の表面と接触する位置よりも筒状帯電部材の回転方向上流側でこの筒状帯電部材の外周面と接触する接点部に、第１バイアス電源から像担持体の帯電極性と同極性の電圧であって、上記の筒状帯電部材と像担持体との間の放電開始電圧以上の第１バイアス電圧を印加させ、像担持体の表面と接触する位置よりも筒状帯電部材の回転方向下流側でこの筒状帯電部材の外周面と隙間を介して対向する放電部に、第２バイアス電源から像担持体の帯電極性と同極性の電圧であって、上記の筒状帯電部材と放電部との間の放電開始電圧以上の第２バイアス電圧を印加させることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、上記の筒状帯電部材が可撓性であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、上記の像担持体側が開口した溝型状の形状を有し上記の筒状帯電部材を覆うようにして回転可能に保持する保持部材に上記の接点部と放電部とを設けたことを特徴とする画像形成装置。

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