JP6082324B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置として、一様に帯電した感光体ドラムの周面に露光を行って静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とした後、該トナー像を用紙に転写するものが知られている。上記感光体ドラムの周囲には除電器が設けられており、この除電器により感光体ドラムの表面を除電することで静電潜像の履歴を消去できるようになっている。

この種の画像形成装置では、感光体ドラムへの用紙の巻き付きを防止するために分離爪を設ける場合がある（例えば、特許文献１参照）。この分離爪は、その先端部が感光体ドラムの周面に当接するように配置されている。

特開２００６−５８６５６号公報

ところで、上記の如く分離爪を有する画像形成装置では、ドラムの周面における上記分離爪との当接部が摩擦帯電により帯電するという問題がある。

これに対して、従来の画像形成装置では、除電器が設けられているものの、この除電器はそもそも、感光体ドラムの周面への露光により形成される静電潜像の履歴を除去することを目的としていて、摩擦帯電による帯電を除電することを目的とするものではない。

このため、単に除電器を設けただけでは、感光体ドラムと分離爪との摩擦帯電による帯電を十分に除去することができず、延いては、印刷画像における上記摩擦帯電領域に対応する部分に筋画像が生じて画質が低下するという問題がある。

特に、感光体ドラムの周面が正帯電型の単層有機感光体で構成されている場合には、摩擦帯電の帯電列によって感光体ドラムの周面が負に帯電する場合があり、この場合に、例えば光照射式の除電器を採用したとすると、光除電器は負帯電に対する除電性能が正帯電に対する除電性能に比べて劣るため、上述の画質低下の問題が顕著になる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感光体ドラムと分離爪との摩擦により生じる該感光体ドラムの周面の帯電を確実に除去することにある。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、該感光体ドラムの周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、該帯電部材により帯電された上記感光体ドラムの周面を露光することで静電潜像を形成する露光装置と、該感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像とする現像器と、該トナー像を用紙に転写させるための転写部材と、先端部が上記感光体ドラムの周面に当接するように配置され、上記トナー像が転写された後の用紙を上記感光体ドラムから分離する分離爪と、上記露光装置による上記感光体ドラムの周面への露光により生じる上記静電潜像の履歴を除去するための除電器と、を備えている。

そして、上記感光体ドラムにおける上記分離爪との当接部よりも該感光体ドラムの回転方向下流側に配置され、該感光体ドラム及び該分離爪同士の摩擦により生じる該感光体ドラムの周面の帯電を除電する放電針と、上記放電針に電力を供給する高圧電源と、上記高圧電源に接続された電極とをさらに備え、上記放電針は、先端部が上記感光体ドラムの表面に近接する状態で上記分離爪に取付けられ、上記放電針はさらに、上記分離爪の先端部を上記感光体ドラムの周面に所定荷重で押付ける押付け部に接続され、上記押付け部は、上記放電針と上記電極との間に設けられて該放電針を上記電極に接続する接続部を兼ねている。

この構成によれば、感光体ドラムと分離爪との摩擦により生じる該感光体ドラムの周面の帯電を放電針により除電することができる。延いては、印刷画像における上記感光体ドラムと分離爪との当接部に対応する部分に筋画像が生じるのを防止することができる。

上記感光体ドラムの周面において上記放電針による放電を受ける領域の該感光体ドラムの軸心方向に沿った長さをＨとし、上記感光体ドラムの周面における上記分離爪との当接部の該感光体ドラムの軸心方向に沿った長さをｈとしたとき、Ｈ≧ｈの関係を満たすことが好ましい。上記放電領域の上記感光体ドラムの軸心方向の中央位置は、上記感光体ドラムの周面における上記分離爪との当接部の上記感光体ドラムの軸心方向の中央位置に一致していることが好ましい。

この構成によれば、感光体ドラムの周面における上記分離爪との当接部が上記放電針による放電領域からはみ出すのを防止することができる。したがって、感光体ドラムと分離爪との摩擦により生じる該感光体ドラムの周面の帯電を放電針により確実に除電することができる。

上記除電器は、光照射式の除電器であり、上記放電針は、上記感光体ドラム及び上記分離爪同士の摩擦により生じる該感光体ドラムの周面の負帯電を除電するように構成されていることが好ましい。

この構成によれば、光照射式の除電器を採用した場合に、その特性上、除電器による負帯電の除電性能が低下したとしても、感光体ドラムの周面の負帯電を放電針により除電することができる。

上記感光体ドラムの周面に残留するトナーを取り除くクリーニング装置をさらに備え、上記電極は、上記クリーニング装置の側面に固定され、上記接続部は、上記分離爪に取付けられ、上記放電針は、上記接続部を介して上記分離爪に取付けられていることが好ましい。

本発明によれば、感光体ドラムと分離爪との摩擦により生じる該感光体ドラムの周面の帯電を確実に除去することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置を示す概略の断面図である。 図２は、画像形成部を示す概略図である。 図３は、画像形成部における分離爪の周囲を拡大して示す拡大図である。 図４は、放電針による放電の様子を模式的に示す、図３のＩＶ方向から見た模式図である。 図５は、放電針と感光体ドラムとの距離を種々変更して感光体ドラムの表面の電位を測定した結果を示すグラフである。 図６は、分離爪の爪幅と、感光体ドラム及び放電針間の距離と、をそれぞれ種々変更して印刷テストを行った結果を示す表である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、本実施形態における画像形成装置としてのレーザープリンター１（以下、単にプリンターという）を示している。このプリンター１は、給紙部１０、画像形成部２０、定着部４０、排紙部５０、及び筐体６０を有している。給紙部１０から排紙部５０に至る用紙搬送経路Ｌには、用紙Ｐを挟持して搬送する複数の搬送ローラー対１１〜１３が配置されている。

上記給紙部１０は、筐体６０内の下部に配置されている。給紙部１０は、シート状の用紙Ｐが収容される給紙カセット１０ａと、該給紙カセット１０ａ内の用紙Ｐを取り出して該カセット外に送り出すためのピックアップローラー１０ｂとを有している。給紙カセット１０ａよりカセット外に送り出された用紙Ｐは、搬送ローラー対１１を介して画像形成部２０に供給される。画像形成部２０では、給紙部１０より供給された用紙Ｐに対して所定の画像データに基づくトナー像を転写すると共に、該転写後の用紙Ｐを定着部４０に供給する。定着部４０では、画像形成部２０より供給される用紙Ｐを定着ローラー４０ａ及び加圧ローラー４０ｂ間で加圧することにより、当該用紙Ｐにトナー像を定着させる。そして、定着部４０にてトナー像が定着された用紙Ｐは、両ローラー４０ａ，４０ｂにより下流側へと送り出される。定着部４０より送り出された用紙Ｐは、複数の搬送ローラー対１２，１３を介して上記排紙部５０に排出される。この排紙部５０は、上記筐体６０の上面部を凹状に凹ませて形成されている。

図２に示すように、上記画像形成部２０は、感光体ドラム２１を有している。感光体ドラム２１の周囲には１０時の方向を基準として図の反時計回り方向に、帯電器２３、露光装置２５、現像器２７、転写器２９、分離爪３１、放電針３２、クリーニング装置３３、及び除電器３５がこの順で配置されている。転写器２９の上流側近傍には、給紙部１０より供給される用紙Ｐを転写ローラー２９ａと感光体ドラム２１との間に案内するための案内板３９が設けられている。

感光体ドラム２１は、軸心方向の両端部が閉塞された円筒状のドラム本体２１ａと、該ドラム本体２１ａの周面に全周に全周に亘って形成された感光層２１ｂとを有している。ドラム本体２１ａは、例えばアルミニウムにより構成されている。感光層２１ｂは、例えば正帯電型の単層有機感光体により構成されている。

上記ドラム本体２１ａは、その軸心部を貫通するドラム駆動シャフト２１ｃに回転一体に固定されている。該駆動シャフト２１ｃの両端部は、プリンター１の筐体６０に固定された軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。そうして、駆動シャフト２１ｃは、上記軸受及び筐体６０を介して接地されている。駆動シャフト２１ｃは、ギヤ等を含む不図示の動力伝達装置を介して駆動源であるモーターに連結されている。そうして、感光体ドラム２１は、画像形成時に、上記モーターにより該駆動シャフト２１ｃと共に図の反時計回り方向（矢印の方向）に回転駆動される。

上記帯電器２３は、帯電ローラー２３ａを介して感光体ドラム２１の周面を均一に帯電させる。帯電ローラー２３ａは、シャフトの周囲を弾性体で被覆して構成されている。弾性体は、半導電性部材である合成ゴムにより構成されている。上記露光装置２５は、感光体ドラム２１の周面にレーザー光を照射することで、所定の画像データに応じた静電潜像を形成する。

上記現像器２７は、感光体ドラム２１の周面の静電潜像にトナーを供給してトナー像として顕像化する。転写器２９は、転写バイアスが印加された転写ローラー２９ａを有しており、上記トナー像は、感光体ドラム２１と転写ローラー２９ａとの間を通過する際に用紙Ｐに転写される。

図３に示すように、上記分離爪３１は、爪本体部３１ａと、爪本体部３１ａを筐体６０に固定するための固定用部３１ｂとを有している。分離爪３１は、例えばポリフェニレンサルファイド又はポリアセタール樹脂によって構成されている。爪本体部３１ａの先端部は、感光体ドラム２１の軸心方向から見て鋭角状に尖って形成されている。爪本体部３１ａの先端部は、感光体ドラム２１の周面に所定荷重で当接している。上記固定用部３１ｂは、爪本体部３１ａの基端部から図３の上側に向かってクリーニング装置３３側に傾斜するように延びている。固定用部３１ｂの上端部は、クリーニング装置３３に不図示の固定部材を介して固定された軸部３１ｃ回りに揺動可能に支持されている。固定用部３１ｂは、放電針３２と電極３７とを接続する接続ワイヤ３６に取り付けられている。そうして、接続ワイヤ３６は、電気的な接続ラインとしての機能に加えて、分離爪３１の先端部を感光体ドラム２１の周面に所定荷重で押し付ける機能を有している。固定用部３１ｂの幅方向の中央には、接続ワイヤ３６を取付けるための溝部が形成されている。図４に示すように、分離爪３１（爪本体部３１ａ）における感光体ドラム２１の周面との当接部は、感光体ドラム２１の軸心方向に所定の幅（＝ｈ）を有している

上記クリーニング装置３３は、本体フレーム３３ａと、本体フレーム３３ａに固定されたクリーニングブレード３３ｂとを有している。本体フレーム３３ａは、例えばポリカボネート樹脂とアクリロニトリル樹脂との配合樹脂で構成されている。クリーニングブレード３３ｂは、ウレタンゴムにより構成されている。クリーニングブレード３３ｂは、その先端部が感光体ドラム２１の周面に当接するように配置されている。そうして、画像形成時に用紙Ｐに転写されずに感光体ドラム２１の周面に残留した残留トナーが、クリーニングブレード３３ｂによって掻き取られるようになっている。本体フレーム３３ａにおけるクリーニングブレード３３ｂ側とは反対側には、放電針３２が接続される電極３７が固定されている。

上記除電器３５は、光照射式の除電器（除電ランプともいう）であって、感光体ドラム２１の周面に光を照射することで表面電荷を除去する。そうして、除電器３５は、露光装置２５による感光体ドラム５１への露光により生じた該ドラム５１周面上の静電潜像の履歴を除去する。

上記のように構成されたプリンター１において、感光体ドラム２１がドラム駆動シャフト２１ｃと共に回転駆動すると、感光体ドラム２１の周面における分離爪３１との当接部が摩擦帯電により負に帯電してしまう。感光体ドラム２１の周囲には除電器３５が設けられているものの、除電器３５は光照射式であるため負帯電に対する除電性能は低い。このため、除電器３５を設けただけでは、感光体ドラム２１と分離爪３１との摩擦による負帯電を十分に除電することは困難である。この負帯電が残存していると、印刷画像中に筋画像が生じるという問題がある。この筋画像は、特にハーフ濃度の画像を印刷する際に顕著に表れる。

これに対して、本実施形態では、分離爪３１と感光体ドラム２１との当接部よりも該感光体ドラム２１の回転方向下流側に放電針３２を設けるようにしている。この放電針３２は、クリーニング装置３３に固定された電極３７に接続ワイヤ３６を介して接続されている。電極３７は高圧電源３８に接続されている。放電針３２の先端は、感光体ドラム２１の周面に対して離間している。感光体ドラム２１は、上述したように筐体６０を介して接地されており、高圧電源３８を介して放電針３２及び感光体ドラム２１間に放電開始電圧を上回る印加電圧を付与することで、放電針３２による放電が開始する。そうして、放電針３２による放電が開始すると、感光体ドラム２１の周面の負帯電が放電により打ち消されて除電される。したがって、印刷画像中にこの負帯電に起因する筋画像が生じるのを防止することができる。

図４は、放電針３２による放電の様子を模式的に示した図である。同図に示すように、本実施形態では、感光体ドラム２１の周面において放電針３２による放電を受ける放電領域の該感光体ドラム２１の軸心方向に沿った長さ（以下、放電幅という）をＨとし、感光体ドラム２１の周面における分離爪３１との当接部の該感光体ドラム２１の軸心方向に沿った長さをｈとしたとき、Ｈ≧ｈの関係を満たしている。尚、この長さｈは、分離爪３１の爪幅に等しい。そして、上記放電領域の上記感光体ドラム２１の軸心方向の中央位置は、上記当接部における上記感光体ドラム２１の軸心方向の中央位置に一致している。

これにより、感光体ドラム２１の周面における上記分離爪３１との当接部が上記放電針３２による放電領域からはみ出すのを防止することができる。したがって、感光体ドラム２１及び分離爪３１同士の摩擦により生じる該感光体ドラム２１の周面の負帯電を放電針３２により確実に除電することができる。

（実施例）
上記実施形態の構造で実際に実験を行った。実験に使用したプリンター１の具体的な構成は以下の（１）〜（４）に記載した通りである。

（１）感光体ドラム２１の感光層２１ｂの膜厚は４０μｍである。感光層２１ｂを含む感光体ドラム２１の直径は３０ｍｍである。

（２）分離爪３１の感光体ドラム２１に対する当接荷重（所定荷重）は０．０５Ｎである。

（３）帯電ローラー２３ａは、直径６ｍｍのシャフトの周囲を厚さ３ｍｍの弾性体で被覆して構成されている。弾性体は、エピクロルヒドリンゴムにより構成されている。弾性体の電気抵抗値（体積抵抗率）は、３．０×１０７Ω・ｃｍであり、そのゴム硬度は４０度（ＪＩＳ・Ａ）である。弾性体の外周面は、ポリアミド樹脂からなる薄い皮膜で覆われていて、その膜厚は５μｍである。帯電ローラー２３ａの直径は１２ｍｍである。

（４）除電器３５は、像面光量２０μＪ／ｃｍ２以上の光量で除電を行うように構成されている。

以上のように構成されたプリンター１を使用して、放電針３２の先端と感光体ドラム２１の周面との離間距離を種々変更して感光体ドラム２１の周面の電位を測定した。図５は、その測定結果に基づいて作成したグラムである。グラフの縦軸が感光体ドラム２１の周面の電位を示し、横軸が感光体ドラム２１の軸心方向の位置を示している。横軸の０が、感光体ドラム２１の軸心方向の中央位置に相当する。このグラフより、放電針３２と感光体ドラム２１との離間距離が１ｍｍの場合には放電幅が３ｍｍとなり、離間距離が３ｍｍの場合には放電幅が４ｍｍとなり、離間距離が５ｍｍの場合には放電幅が７．５ｍｍとなって、放電針３２と感光体ドラム２１との離間距離が大きいほど放電幅が増加していることがわかる。

図５は、放電針３２と感光体ドラム２１との離間距離が１ｍｍ、３ｍｍ、及び５ｍｍのそれぞれについて、分離爪３１の爪幅を種々変更して印刷テストを行った結果を示している。印刷テストでは、４ｄｏｔで構成されるハーフ画像を＊＊＊＊＊枚印刷し、表中の「×」は、印刷を行った１０枚の用紙Ｐのうち１／４以上に筋画像が確認されたことを意味し、「○」は、筋画像が確認された用紙Ｐが１／４未満であることを意味している。

ここで、放電針３２と感光体ドラム２１との離間距離が１ｍｍ、３ｍｍ、及び５ｍｍの場合とは、上述したように放電幅が３ｍｍ、４ｍｍ及び７．５ｍｍの場合に相当している。そうして、この放電幅と爪幅との大小関係に留意しながらこの表を見ると、放電幅が爪幅よりも大きい場合の画質評価は「○」であるのに対し、放電幅が爪幅よりも小さい場合の画質評価は「×」であることがわかる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、画像形成装置の一例として、レーザープリンター１について説明したが、本発明に係る画像形成装置は、これに限らず、例えば複写機、スキャナ装置、又は複合機等の他の画像形成装置としてもよい。

上記実施形態では、除電器３５は光照射式の除電器とされているが、その他の方式を採用した除電器であっても構わない。

以上説明したように、本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、先端部が感光体ドラムの周面に当接する分離爪を有する画像形成装置に有用である。

Ｈ 放電領域の感光体ドラムの軸心方向に沿った長さ
ｈ 当接部の感光体ドラムの軸心方向に沿った長さ
１ レーザープリンター（画像形成装置）
２１ 感光体ドラム
２３ａ 帯電ローラー（帯電部材）
２５ 露光装置
２７ 現像器
２９ａ 転写部材
３１ 分離爪
３２ 放電針
３ 除電器
３６ 接続ワイヤ（接続部、押付け部）

Claims (5)

1. 感光体ドラムと、該感光体ドラムの周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、該帯電部材により帯電された上記感光体ドラムの周面を露光することで静電潜像を形成する露光装置と、該感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像とする現像器と、該トナー像を用紙に転写させるための転写部材と、先端部が上記感光体ドラムの周面に当接するように配置され、上記トナー像が転写された後の用紙を上記感光体ドラムから分離する分離爪と、上記露光装置による上記感光体ドラムの周面への露光により生じる上記静電潜像の履歴を除去するための除電器と、を備えた画像形成装置であって、
   上記感光体ドラムにおける上記分離爪との当接部よりも該感光体ドラムの回転方向下流側に配置され、該感光体ドラム及び該分離爪同士の摩擦により生じる該感光体ドラムの周面の帯電を除電する放電針と、
   上記放電針に電力を供給する高圧電源と、
   上記高圧電源に接続された電極とをさらに備え、
   上記放電針は、先端部が上記感光体ドラムの表面に近接する状態で上記分離爪に取付けられ、
   上記放電針はさらに、上記分離爪の先端部を上記感光体ドラムの周面に所定荷重で押付ける押付け部に接続され、
   上記押付け部は、上記放電針と上記電極との間に設けられて該放電針を上記電極に接続する接続部を兼ねている、画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記感光体ドラムの周面において上記放電針による放電を受ける放電領域の該感光体ドラムの軸心方向に沿った長さをＨとし、上記感光体ドラムの周面における上記分離爪との当接部の該感光体ドラムの軸心方向に沿った長さをｈとしたとき、Ｈ≧ｈの関係を満たす、画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   上記放電領域の上記感光体ドラムの軸心方向の中央位置は、上記感光体ドラムの周面における上記分離爪との当接部の上記感光体ドラムの軸心方向の中央位置に一致している、画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記除電器は、光照射式の除電器であり、
   上記放電針は、上記感光体ドラム及び上記分離爪同士の摩擦により生じる該感光体ドラムの周面の負帯電を除電するように構成されている、画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記感光体ドラムの周面に残留するトナーを取り除くクリーニング装置をさらに備え、
   上記電極は、上記クリーニング装置の側面に固定され、
   上記接続部は、上記分離爪に取付けられ、
   上記放電針は、上記接続部を介して上記分離爪に取付けられている、画像形成装置。

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