JP5183652B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
具体的には、帯電ローラの形状をそのエッジの際立った単なる円筒状に形成すると、帯電ローラから感光体ドラム表面への押圧力が帯電ローラのエッジ部分に集中し、このエッジ部分のやや内側が感光体ドラム表面から離れる歪みを生じさせる。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、感光体ドラムの長寿命化を達成できる画像形成装置を提供することである。
接触帯電式の帯電器は、帯電ローラが感光体ドラム表面を押圧して帯電しており、コロナ放電式の帯電器による場合に比してオゾンや窒素酸化物が生じないため、画像品質の向上を図ることができる。
ここで、帯電ローラからの電圧が感光体ドラム表面に直接に接触して印加されると、感光体ドラムの寿命が短くなる。これら帯電ローラと感光体ドラムとのニップ部分、特に帯電ローラの端部にて帯電ローラから感光体ドラムへの流れ込み電流がコロナ放電式の場合に比して増え、帯電時の放電量(放電エネルギー)による感光体ドラムの表面劣化が促進するからである。
同時に、除電ユニットは、感光体ドラムの表面のうち、この通紙幅の外側領域に対する除電光の光量をこの通紙幅の内側領域に比して弱めているので、この通紙幅の外側領域では、次の画像形成時に必要な表面電位に高める際に帯電から感光体ドラムへの流れ込み電流が少なくて済むため、この放電エネルギーの発生による感光体ドラムの表面劣化が抑えられる。
これらの結果、従来に比して感光体ドラムの磨耗を抑制でき、感光体ドラムの長寿命化を達成できる。
上記の構成によれば、除電ユニットは、感光体ドラムの表面のうち通紙幅の外側領域に対し、除電光を全く照射しないのではなく、通紙幅の内側領域に対する光量に比して弱めつつも照射している。したがって、この通紙幅の内側領域に必要な光量を確保可能になり、画像品質は損なわれない。
第2の発明によれば、第1の発明の作用に加えてさらに、有機系の感光層を有した感光体ドラムの表面は特に削られ易く、放電による劣化は当該感光体ドラムに大きな影響を及ぼす懸念があるが、上記帯電ローラの形状と除電ユニットの光量制御とを組み合わせれば、この感光体ドラムの特性を長期間に亘って維持可能になり、特に顕著な効果を奏する。
第3の発明によれば、第1や第2の発明の作用に加えてさらに、仮に感光体ドラムの表面劣化が進行すると、この感光体ドラムの表面に接触する接触部材によって感光体ドラムの表面が研磨され易くなるが、上記帯電ローラの形状及び除電ユニットの光量制御の組み合わせにより、帯電ローラのエッジ部分への応力集中や歪みを緩和するとともに、トナー像の形成範囲以外に対する除電光の光量を弱め、感光体ドラムの表面劣化を抑えており、上述した放電エネルギーの発生に伴う感光体ドラムの磨耗抑制の他、外添剤の研磨による感光体ドラムの磨耗抑制も図ることができる。
図1には、画像形成装置の一例であるカラー印刷可能なプリンタ1の構造が概略的に示されている。同図に示された断面はプリンタ1の左側面からみたものである。このため、プリンタ1の前面は同図中の右側に、背面は左側にそれぞれ位置する。
また、この装置本体2の下方には給紙カセット4が配置され、その収容部40には、枚葉の用紙が積層された状態で収納されている。同図でみて収容部40の右上方には給紙ローラ46が設けられる。
また、給紙カセット4は、プリンタ1の前面側、つまり、図1において右方向に向けて引き出し可能に構成されており、この引き出した状態にて、収容部40に新たな用紙を補充したり、用紙を別の種類の用紙に入れ替え可能となる。
画像形成部16には4個の画像形成ユニット17が並設され、各画像形成ユニット17には感光体ドラム18がそれぞれ設けられている(図1及び図2)。この感光体ドラム18は回転自在に設置され、図示しない駆動モータによって図1及び図2の時計回りにそれぞれ駆動する。
また、この感光体ドラム18と給紙カセット4との間には露光部15が備えられており(図1)、この露光部15からは、レーザ光が各感光体ドラム18に向けてそれぞれ照射される。そして、これら図1及び図2に示されるように、各感光体ドラム18の周囲の適宜位置には、帯電器20、現像器24、中間転写ローラ13、クリーニング部50やイレーサ(除電ユニット)19がそれぞれ設けられている。
なお、この図2の参照符号26はギャップ規制コロである。当該ギャップ規制コロ26は、現像ローラ25の両端に設けられており、感光体ドラム18に連れ回って現像ローラ25と感光体ドラム18とのギャップを設定する。
また、用紙搬送方向でみて2次転写部30の下流側には、定着部32、排出分岐部34及び排紙トレイ36が順番に配置されている。
ここで、本実施例のトナーには、微量の外添剤(酸化チタン、シリカ、アルミナなど)が添加されている。上記のクリーニング部50は、図2に示されるように、感光体ドラム18の回転方向でみて中間転写ローラ(1次転写ローラ)13との転写位置の下流側にて、この感光体ドラム18に向けて開口したハウジング51を備えており、このハウジング51の適宜位置に、クリーニングブレード52やトナー回収部80を有している。
詳しくは、トナー回収部80は、ハウジング51の底面近傍にスクリュー88を有する。このスクリュー88は、図2でみてクリーニングブレード52の右側に設置されており、感光体ドラム18の回転軸線方向に沿って延び、その先端が図示しない駆動モータに連結されている。そして、この駆動モータが駆動すると、ハウジング51内の残留トナー等は、スクリュー88を経由して回収容器に集められる。
詳しくは、これら各構成の幅の関係を説明した図3に示される如く、この図に破線で示された感光体ドラム18の感光層の幅(ドラム幅)は、同図に2点鎖線で示された帯電幅よりも広く設定される。なお、上述した転写ベルト12の幅は、感光層幅と帯電幅の間、或いはこの帯電幅と同等に設定される。
さらに、この現像幅は、図3に1点鎖線で示された通紙幅よりも常に広く設定される。用紙の左右両端にもトナー像を形成可能にするためである。
そして、図3に実線で示された現像幅の外側領域であって、図3に2点鎖線で示された帯電幅の内側領域は、帯電ローラ21の端部に対峙し、帯電ローラ21から感光体ドラム18の表面への流れ込み電流が通紙幅の内側領域に比して増える。
このトナー自体は感光体ドラム18の表面に付着せず、現像器24に戻る。当該領域76Bは帯電幅の内側領域に該当するからである。
まず、帯電ローラ21については、その端部、つまり、上記現像幅の外側領域に相当する部分が通紙幅の内側領域から離れるに連れて縮径されている。
より詳しくは、本実施例の帯電ローラ21は、上記図3の一部分をより拡大した図4に示されるように、感光体ドラム18に接触する接触端部86と、その外径が小さくされており、感光体ドラム18との距離を徐々に広げる縮径端部88とを有している。
具体的には、本実施例のイレーサ19は、図2の他、感光体ドラム18の回転軸線からみた図5に示される如く、この感光体ドラム18の回転軸線に沿って延びたホルダ60と、このホルダ60の長手方向に沿って埋設されたLEDチップ62,64とを有する。
ただし、本実施例のLEDチップ62,64は、いずれも略同等の発光特性を有している。それは、本実施例におけるLEDチップ64からの光量は、領域76A,76Bに到達するまでの間に弱められているからである。
この遮光部材74は、感光体ドラム18からみてLEDチップ64の一部分を覆うように、側壁72に取り付けられている。これにより、LEDチップ64が担う上記領域76A,76Bへの光量は、LEDチップ62が担う上述の通紙幅の内側領域への光量に比して弱められつつも照射される。
詳しくは、各感光体ドラム18に対し、その領域に応じて強弱を設けつつ、イレーサ19がそれぞれ点灯して除電し、次いで、帯電器20が感光体ドラム18の表面をそれぞれ帯電する。
各トナー像は中間転写ベルト12に重ね合わされ(1次転写)、2次転写部30にて用紙に2次転写される。なお、感光体ドラム18の表面に残留したトナーはクリーニング部50で除去される。
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部32から排出された用紙は、排出分岐部34でその搬送方向が切り替えられる。つまり、片面に印刷された用紙は装置本体2内に引き戻され、両面印刷搬送路38に搬送される。続いて、この用紙はレジストローラ14の上流側に向けて送出され、2次転写部30に向けて再び送られる。これにより、用紙の未だ印刷がされていない面にトナー像が転写される。
詳しくは、図6(a)に示されたイレーサ19Aもまた、上記実施例と同様に、いずれも略同等の発光特性を有するLEDチップ62,64を用い、LEDチップ62が通紙幅の内側領域を、LEDチップ64が領域76A,76Bをそれぞれ担っている。
接触帯電式の帯電器20は、帯電ローラ21が感光体ドラム18の表面を押圧して帯電しており、コロナ放電式の帯電器による場合に比してオゾンや窒素酸化物が生じないため、画像品質の向上を図ることができる。また、イレーサ19(19A,19B)は、帯電に至る前に感光体ドラム18の表面に除電光を照射し、転写後の感光体ドラム18の表面に残された電荷(残留電荷)を除去する。
これにより、帯電ローラの端部では感光体ドラムへの過剰な流れ込み電流が減り、帯電時の放電量(放電エネルギー)による感光体ドラム18の表面劣化を抑制できる。
比較例として、帯電ローラ21の形状をそのエッジの際立った単なる円筒状に形成すると、帯電ローラ21から感光体ドラム18の表面への押圧力が帯電ローラ21のエッジ部分108に集中し(図7)、このエッジ部分108のやや内側には感光体ドラム18の表面から離れる歪み部分106が生ずる。
つまり、図7の比較例では、図11の◆印で示されるように、上記領域76Aに相当する箇所が非常に大きく削れてしまうため、この領域76Aでは電圧に耐えられずに感光膜を貫通するリークが生じ、電流は外方向に向けて逃げて感光体ドラム18の表面の中央部分が帯電されず、横黒筋などの異常画像を招く。
これらの結果、本実施例によれば、図11の●印で示されるように、上記領域76A,76Bに相当する箇所の磨耗量を抑制でき、感光体ドラム18の耐圧性が維持可能な膜厚さを確保できる。この結果、良好な画像形成が長期間に亘って行われ、プリンタ1の信頼性が向上する。
また、除電光を全く照射しないと、逆チャージトナーが現像される懸念もあるが、上述のように照射は低光量ながらも行われることから、当該領域の表面電位は過度に高くならず、逆チャージトナーの現像による機内汚染も防止できる。さらに、除電光の光量を弱める箇所は、通紙幅の外側領域であるので、メモリー画像の発生の懸念もない。
さらにまた、図6(a)の実施例で示される如く、領域76A,76Bを担うLED64の間隔をLED62の間隔よりも広げ、感光体ドラム18の単位面積当たりの個数を減らして領域76A,76Bに到達する除電光の光量を弱めており、この場合にも放電エネルギーの発生を確実に減らすことができる。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
また、上記実施例では、中間転写ベルトを採用したプリンタ1で説明されている。しかし、本発明は、感光体ドラム18のトナー像を用紙に直接に転写する場合にも適用可能であり、本発明の転写材は用紙であっても良い。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、感光体ドラムの長寿命化を達成できるとの効果を奏する。
12 中間転写ベルト(転写材)
18 感光体ドラム
19,19A,19B イレーサ(除電ユニット)
20 帯電器
21 帯電ローラ
86 接触端部
88 縮径端部
Claims (3)
- 感光体ドラムの表面に帯電や露光を経て形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写材に転写する画像形成装置であって、
前記感光体ドラムの表面に接触して帯電させる帯電ローラを有した帯電器と、
この帯電に至る前に前記感光体ドラムの表面に除電光を照射し、前記転写を経た後のこの感光体ドラムの表面に残された電荷を除去する除電ユニットとを具備し、
前記帯電ローラは、前記感光体ドラムの回転軸線方向でみた現像幅の外側領域が通紙幅から離れるに連れて縮径されており、
前記除電ユニットは、前記通紙幅の内側領域及び前記通紙幅の外側領域に対して、同等の発光特性を有する前記除電光を照射しつつ、前記帯電器に設けられた遮光部材によって前記通紙幅の外側領域に到達する除電光の光量を前記通紙幅の内側領域に到達する除電光の光量に比して弱くすることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置であって、
前記感光体ドラムは、その表面に有機系の感光層を有した感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置であって、
前記トナー像は、外添剤を含むトナーで現像して形成されていることを特徴とする画像形成装置。
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