JP5101033B2

JP5101033B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5101033B2
Application number: JP2006118777A
Authority: JP
Inventors: 正人石野
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2026-04-24
Also published as: JP2007292909A

Description

本願発明は、帯電像を用いる電子写真方式の、プリンター、複写機、ファクシミリ装置、あるいは、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に関し、特に、感光体の表面に接触し且つ回転して感光体表面を帯電させる帯電部材および感光体の表面に存在している電荷を除去するための除電器を具備した、画像形成装置に関する。

従来、帯電像を用いる電子写真装置において、特に、主帯電が一般的にスコロトロン帯電器によるコロナ放電等が利用されているが、コロナ放電を行うと人体に対し悪影響をおよぼすオゾンやＮＯｘが発生するので、オゾンレス化を達成する一手段として、たとえば接触帯電方式が採用されている。
この接触帯電方式は、帯電ローラ等の帯電部材を感光体に接触させると共に、電圧を印加して感光体を帯電させる方式であるため、帯電効率がよくオゾン発生量も削減することができる。通常、帯電ローラは、導電性スポンジやゴム等の弾性部材で形成されている。感光体は、たとえばＯＰＣ（有機光半導体）で形成されている。ＯＰＣ（有機光半導体）感光体は、白黒及びカラーを問わず、電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置でよく用いられている。
ところが、このＯＰＣ感光体は、長期間繰り返し使用されることにより、感光体に接触する帯電ローラ表面の微小な凹凸や付着物の影響を受けて、感光体層が削り取られ磨耗していくので、感光体層の膜厚分布が不均一となる。そのため、ＯＰＣ感光体を用いた接触帯電方式では、感光体の静電容量分布が不均一となり、感光体の帯電電位分布は均一なものとはならない。この場合、感光体は、感光体層の不均一な膜厚分布に対応して帯電されるので、帯電ムラが起こり、帯電電位分布の均一性が損なわれやすいものとなる。
そこで、帯電安定性を向上させる技術として、感光体と帯電ローラとの圧接部（帯電ニップ部）に、感光体表面の残留電荷を除去するための除電光を当てる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方式によれば、感光体の膜の摩耗劣化による感光体の帯電ムラが防止され、帯電安定性を向上させることができる。
一方、電子写真方式の画像形成装置の感光体としては、ＯＰＣ感光体以外にも、たとえばａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体が用いられる。このａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体は、表面硬度が大きく長期間繰り返し使用しても劣化する恐れが小さい上、半導体レーザ等に高い感度を示すこともあり、白黒の高速複写機およびレーザビームプリンタ等の画像形成装置によく用いられている。

特開平８−２７２２７０号公報

しかしながら、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体は、誘電率がＯＰＣ感光体の３〜４倍と大きいため、表面電位を得るために必要な電流が大きく、帯電しにくい性質がある。そのため、このようなａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体を用いた接触帯電方式において、前述の帯電ニップ部に除電光を当てる方式を採用した場合、感光体は、より一層帯電しにくいものとなり、かえって、帯電安定性が損なわれる。また、大電流を流すことで、オゾン量が増えるとともに、抵抗が高くなり、帯電部材の寿命も短くなる。
その一方で、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体は、表面硬度が大きく、極めて摩耗しにくい性質があるため、ＯＰＣ感光体を用いた接触帯電方式に比べて、感光体層の摩耗劣化等による帯電ムラはほとんど発生しない。したがって、ａ−Ｓｉ感光体を用いた接触帯電方式では、帯電ニップ部に除電光を当てない工夫が必要となる。

それゆえに、本願発明の主たる目的は、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体を用いた接触帯電において、除電器による除電効果を維持しつつ、帯電安定性にも優れている、画像形成装置を提供することである。

請求項１にかかる本願発明は、所定の方向に変位されるａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体と、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の表面に接触し、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体を帯電させる帯電ローラと、除電光源を有し、除電光源からの光によってａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の残留電荷を除去する除電器を含む、画像形成装置であって、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体と帯電ローラとの接触部位およびその近傍へ除電光源からの光が照射されないように、光を遮蔽する遮光部材が配設され、遮光部材が帯電ローラを支持するハウジングとして兼用され、ハウジングとして兼用されている遮光部材および帯電ローラを有する帯電ローラユニットが、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体に着脱可能であり、遮光部材がａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の表面に接触するように配設されていること、を特徴とする、画像形成装置である。
請求項１にかかる本願発明では、遮光部材が配設されているので、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体と帯電ローラとの接触部位およびその近傍に、除電器からの光が回り込まない。そのため、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の帯電電位の低下が防止され、帯電ムラの発生等による帯電性の悪化を防止することが可能となる。すなわち、請求項１にかかる本願発明によれば、良好な除電効果を発揮すると共に、帯電信頼性にも優れた画像形成装置が得られる。
また、遮光部材がａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の表面に接触するように配設されているので、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体と帯電ローラとの接触部位およびその近傍に、除電器からの光の回り込みを略完全に遮蔽する。そのため、より一層、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の帯電電位の低下が防止され、帯電ムラの発生等による帯電性の悪化が防止される。また、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体への遮光部材の接触により、この遮光部材は、たとえば感光体の表面に残留するトナーを掻き落とすブレード等のクリーニング手段で除去されなかった残留付着物を除去するための２次的なクリーニング機能を併せ持つものとなっている。

本願発明によれば、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体を用いた接触帯電において、除電器による除電効果を維持しつつ、帯電安定性にも優れている、画像形成装置が得られる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

図１は、本願発明にかかる画像形成装置の実施形態の一例を感光体の軸方向に直交する方向から見たときの概略図解図である。また、図４は、図１に示す実施形態例の帯電ローラ（帯電部材）およびその周辺を示す概略斜視図である。さらに、図５は、図４に示す帯電ローラの軸方向の一方側を示す要部拡大図であり、図６は、図４に示す帯電ローラの軸方向の他方側を示す要部拡大図である。本実施形態例では、画像形成装置の一例として、たとえば静電写真方式のプリンターについて説明する。
プリンター１０は、プリンター本体内に配設されたａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体（以下、単に、「感光体」という。）１２を含み、感光体１２は、所定の方向に変位される。本実施形態例では、感光体１２が、たとえばドラム状に形成され、図１の矢印に示す方向に、一定の回転速度で回転可能に形成されている。
感光体１２の周囲には、その回転方向に沿って、順に、接触帯電部材として形成される帯電ローラ１４、画像データに基づいて感光体１２の表面にレーザ光等の画像光を露光する露光装置（図示せず）、露光装置により感光体１２の表面に形成された静電画像をトナー画像として顕在化させる現像装置（図示せず）、現像装置で形成されたトナー画像を普通紙等の記録用紙に転写する転写装置（図示せず）、転写後の感光体１２の表面に残留付着したトナー等の付着物を除去するブレード１６を有するクリーニング装置１８、および、クリーニングした後の感光体１２の表面に残留する残留電位を除電する除電器２０が配置されている。これらの一連の装置の動作は、感光体１２の回転に応じて、連続的に繰り返して行われる。

除電器２０は、図１に示すように、感光体１２の回転方向に沿って見た場合、クリーニング装置１８の下流側で、感光体１２と帯電ローラ１４との当接部に到達するまでの感光体１２の領域に除電光を照射できる位置に配置される。すなわち、除電器２０は、除電光源としてのたとえば除電ランプ２２を含み、除電ランプ２２から照射された光（除電光）によって、クリーニング装置１８でクリーニングされた後の感光体１２の表面に残留する残留電荷を除去するものである。

本実施形態例では、特に、除電器２０の除電ランプ２２から照射された除電光が、感光体１２と帯電ローラ１４との接触部位およびその近傍に回り込まないようにするために、除電ランプ２２からの除電光を遮蔽する遮光部材２４が配設されている。遮光部材２４は、図１に示すように、たとえば帯電ローラ１４を囲むように配設されている。本実施形態例では、遮光部材２４が、たとえば帯電ローラ１４を支持するハウジング２６として兼用されている。

すなわち、ハウジング２６は、図４に示すように、帯電ローラ１４の軸方向に沿って長手方向に延びるたとえば３つの遮光壁２６ａ，２６ｂ，２６ｃを含み、３つの遮光壁２６ａ，２６ｂ，２６ｃにより、たとえば断面略「コ」字形の直方体状に形成されている。ハウジング２６の長手方向の一端部および他端部には、たとえば図５および図６に示すように、それぞれ、帯電ローラ１４の軸方向の一端軸部１４ａおよび他端軸部１４ｂを回動自在に支持している軸受け部２８ａおよび２８ｂが配設されている。

帯電ローラ１４は、感光体１２と当接した状態で感光体１２と同期回転するように構成されている。この場合、帯電ローラ１４は、感光体１２とその外周面で当接し、感光体１２の回転駆動に従動するものである。また、歯車部３２は、帯電ローラ１４に付着したトナー等をクリーニングするブラシローラ（図示せず）を回転駆動させる駆動ギヤー（図示せず）に噛み合うアイドルギヤー（図示せず）に接続される。このアイドルギヤー（図示せず）および歯車部３２の歯数を変えることで、帯電ローラ１４に対するブラシローラ（図示せず）は、周速差が生じるように回転駆動されている。
なお、軸受け部２８ａおよび２８ｂは、それぞれ、ハウジング２６の長手方向の一端側および他端側に配設された軸受け支持部３０ａおよび３０ｂによって、ハウジング２６に支持されている。軸受け支持部３０ａおよび３０ｂは、それぞれ、取付け部材（図示せず）によって、当該プリンター１０の筐体（図示せず）に取り付けられている。

ハウジング２６は、上述した構造を有し、その１つの遮光壁２６ａが、図１に示すように、除電器２０の除電ランプ２２と、感光体１２および帯電ローラ１４の当接部並びにその近傍部とを結ぶ光路を遮断するように配置されている。この場合、除電器２０の除電ランプ２２から照射された除電光は、遮光部材２４としての機能を有するハウジング２６の遮光壁２６ａによって遮光されるので、除電光が感光体１２と帯電ローラ１４との接触部位およびその近傍に回り込まない。そのため、除電光による感光体１２の表面の帯電電位の低下を防止し、感光体１２表面の帯電ムラを防止することができる。したがって、信頼性の高い帯電性を維持することが可能となる。

図２は、本願発明にかかる画像形成装置の他の実施形態例を感光体の軸方向に直交する方向から見たときの概略図解図である。
図１に示した実施形態例では、遮光部材２４が帯電ローラ１４を囲うように配置されたが、図２に示す実施形態例では、遮光部材２４を除電器２０の側にのみ配置されている。すなわち、遮光部材２４は、帯電ローラ１４の軸方向に沿って長手方向に延びるたとえば１つの矩形状の遮光プレート３４を含む。遮光プレート３４は、除電器２０からの除電光を遮断するように、帯電ローラ１４と除電ランプ２２との間に配設されている。

図３は、本願発明にかかる画像形成装置のさらに他の実施形態例を感光体の軸方向に直交する方向から見たときの概略図解図である。また、図７は、図３に示す実施形態例の帯電ローラ（帯電部材）およびその周辺を示す概略斜視図である。さらに、図８は、図７に示す帯電ローラの軸方向の一方側を示す要部拡大図であり、図９は、図７に示す帯電ローラの軸方向の他方側を示す要部拡大図である。
図３および図７，図８，図９に示す実施形態例は、図１および図４，図５，図６に示す実施形態例と比べて、特に、遮光部材２４が、感光体１２の表面に接触するように配設されている点で相違している。すなわち、遮光部材２４は、感光体１２の表面に当接する遮光当接片４０を含む。遮光当接片４０は、たとえばウレタンフィルムおよびＰＥＴフィルム等の柔軟性を有するシート状物に形成され、帯電ローラ１４の軸方向に沿って長手方向に延び設けられる。遮光当接片４０は、たとえばハウジング２６の遮光壁２６ａの下端部に取り付けられている。この場合、遮光当接片４０は、その幅方向の一端部が感光体１２の表面に当接するように、その幅方向の他端部がハウジング２６の遮光壁２６ａの下端部に取り付けられている。

図３および図７，図８，図９に示す実施形態例では、遮光当接片４０が感光体１２の表面に接触するように配設され、遮光当接片４０と感光体１２との間の隙間を略完全に閉塞しているので、感光体１２と帯電ローラ１４との接触部位およびその近傍に、除電器２０の除電ランプ２２から照射された除電光の回り込みが略完全に遮蔽される。そのため、感光体１２の帯電電位の低下がより一層、防止され、帯電ムラ等による帯電性の悪化が防止される。
また、この実施形態例では、クリーニング装置１８のブレード１６で掻き落とすことができなかった、たとえば感光体１２の表面に残留するトナー等の残留付着物を、遮光当接片４０が感光体１２に当接することにより、残留付着物を掻き落として除去することができる。つまり、この遮光当接片４０は、感光体１２の表面に付着した残留付着物を除去するための２次的なクリーニング機能をも有するものとなっている。

次に、遮光部材２４が設けられた図１，図３の実施形態例の場合と、当該遮光部材２４が設けられていない場合とにおいて、感光体１２の表面に同じ帯電電位（Ｖｏ）が得られるように、電圧供給手段（図示せず）等によって、帯電ローラ１４にたとえば直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を供給したときのオゾン量および帯電ＤＣ電流（Ｉｄｃ）などの違いを、以下の［表１］に示した。

この［表１］から明らかなように、遮光部材２４が設けられていない場合、同じ帯電電位（Ｖｏ）を得るためには、直流電圧（ＤＣ電圧）と帯電直流電流（ＤＣ電流）が大きくなり、オゾン量が増大するのに対して、遮光部材２４が設けられた図１および図３に示す実施形態例の場合には、それに比べて、直流電圧（ＤＣ電圧）と帯電直流電流（ＤＣ電流）が小さくなっていることがわかる。また、図３に示す実施形態例では、遮光当接片４０が感光体１２の表面に接触するように配設され、遮光当接片４０と感光体１２との間の隙間が略完全に閉塞されているため、図１に示す実施形態例に比べて、直流電圧（ＤＣ電圧）と帯電直流電流（ＤＣ電流）とをより一層小さくなっていることがわかる。

すなわち、［表１］から明らかなように、遮光部材２４が設けられた実施形態例では、それぞれ、除電器２０の除電ランプ２２と、感光体１２および帯電ローラ１４の当接部並びにその近傍部とを結ぶ光路を遮断する遮光部材２４を配設することによって、除電器２０からの除電光の回り込みを防止して帯電安定性を維持することができるものとなっている。

なお、本実施形態例では、感光体１２がドラム状に形成されたが、感光体１２の形状は、ドラム形状に限定されるものではなく、たとえば無端ベルト状の感光体に形成するようにしてもよい。また、本実施形態例では、帯電部材が帯電ローラ１４で形成されたが、帯電部材としては、これに限定されるものではなく、たとえばブレードタイプ、ロッドタイプのものであってもよい。

本願発明にかかる画像形成装置の実施形態の一例を感光体の軸方向に直交する方向から見たときの概略図解図である。本願発明にかかる画像形成装置の他の実施形態例を感光体の軸方向に直交する方向から見たときの概略図解図である。本願発明にかかる画像形成装置のさらに他の実施形態例を感光体の軸方向に直交する方向から見たときの概略図解図である。図１に示す実施形態例の帯電ローラおよびその周辺を示す概略斜視図である。図４に示す帯電ローラの軸方向の一方側を示す要部拡大図である。図４に示す帯電ローラの軸方向の他方側を示す要部拡大図である。図３に示す実施形態例の帯電ローラおよびその周辺を示す概略斜視図である。図７に示す帯電ローラの軸方向の一方側を示す要部拡大図である。図７に示す帯電ローラの軸方向の他方側を示す要部拡大図である。

符号の説明

１０プリンター
１２ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体
１４帯電ローラ
１４ａ一端軸部
１４ｂ他端軸部
１６ブレード
１８クリーニング装置
２０除電器
２２除電ランプ
２４遮光部材
２６ハウジング
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ遮光壁
２８ａ，２８ｂ軸受け部
３０ａ，３０ｂ軸受け支持部
３２歯車部
３４遮光プレート
４０遮光当接片

Claims

所定の方向に変位されるａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体、
前記ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の表面に接触し、前記ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体を帯電させる帯電ローラ、および
除電光源を有し、前記除電光源からの光によって前記ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の残留電荷を除去する除電器を含む、画像形成装置であって、
前記ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体と前記帯電ローラとの接触部位およびその近傍へ前記除電光源からの光が照射されないように、前記光を遮蔽する遮光部材が配設され、
前記遮光部材が前記帯電ローラを支持するハウジングとして兼用され、
ハウジングとして兼用されている前記遮光部材および前記帯電ローラを有する帯電ローラユニットが、前記ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体に着脱可能であり、
前記遮光部材が前記ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体の表面に接触するように配設されていること、
を特徴とする、画像形成装置。