JP6511361B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、回転体で構成される感光体、感光体の表面を帯電させる帯電装置、感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置、感光体の表面にトナーを供給することで静電潜像をトナー像に顕像化する現像装置、トナー像をシートに転写する転写装置、及び転写後に感光体の表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備える。これらの装置は、感光体の周囲にこの順序で配置される。即ち、感光体の周囲において、帯電装置とクリーニング装置とは隣接して配置される。

帯電装置は、感光体の表面へ向けて放電することで、感光体の表面に電荷を付与する。クリーニング装置は、除電ランプ及びクリーニングブレードを有する。除電ランプは、感光体の表面に光を照射することで、感光体の表面に付着するトナーの電荷を減衰させ、付着力を弱める。クリーニングブレードは、感光体の表面に圧接して、感光体の表面に付着するトナーを掻き取る。

近年、このような画像形成装置では、小型化及び高速化の要請から、感光体周りのスペースが狭くなり、帯電装置と除電ランプとは非常に接近して配置される。このため、感光体の表面における、帯電装置が帯電電荷を付与する帯電電荷付与領域と、除電ランプが光を照射する除電光照射領域とが、重なる虞がある。帯電電荷付与領域と除電光照射領域とが重なると、感光体の表面に電荷ムラが生じ、これによって、トナー像の濃度ムラ、及びシートへの転写ムラが発生し、さらには転写後に感光体の表面に残留するトナーの付着ムラが起こる。このため、クリーニングブレードと感光体の表面との圧接部に溜まるトナー量に感光体の回転軸方向における偏りが生じ、これによって感光体の表面が偏摩耗する虞がある。感光体の表面が偏摩耗すると、シートに形成された画像に画像ムラが発生する。

そこで、感光体の表面の転写バイアスの有無に応じて除電ランプが発する光の光量を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この従来技術では、感光体に余分に光を照射することによる感光体の劣化、除電ランプが発する光の光量が小さく電荷が残ってしまうことによる次の画像形成時における電荷ムラの発生を抑制することが意図されている。

特開２０１０−２７１６０２号公報

しかし、上述の従来技術では、感光体の表面で、帯電装置が帯電電荷を付与する帯電電荷付与領域と、除電ランプが光を照射する除電光照射領域とが重なることによって、感光体の表面に電荷ムラが生じる問題については、何ら考慮されていない。このため、従来技術では、帯電電荷付与領域と除電光照射領域とが重なることを抑制することはできず、感光体の表面に電荷ムラが生じ、これによって感光体の表面が偏摩耗し、シートに形成された画像に画像ムラが発生する虞がある。

この発明の目的は、感光体の表面で、帯電装置が帯電電荷を付与する帯電電荷付与領域と除電ランプが光を照射する除電光照射領域とが重なることを抑制することで、画像ムラを抑制できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。

この発明の画像形成装置は、感光体、帯電装置、除電ランプ、及び遮光部材を備える。帯電装置は、感光体の表面を所定電位に帯電させる。除電ランプは、帯電装置に隣接して配置され、表面に光を照射して帯電電荷を減衰させる。遮光部材は、少なくとも表面に対する直交方向における表面に近い方の第１端部と帯電装置との間に間隙が設けられるように帯電装置と除電ランプとの間に配置される。

この構成では、除電ランプから発せられた光が遮光部材によって遮られる。感光体の表面に沿う方向において遮光部材の感光体表面側の第１端部と帯電装置との間に間隙があるので、感光体の表面における帯電装置が帯電電荷を付与する帯電電荷付与領域に、除電ランプから発せられた光が照射される事態が抑制される。

上述の構成において、帯電装置は、電極及びシールドケースを有し、遮光部材は、第１端部とシールドケースとの間に間隙が設けられるように、直交方向における前記表面から遠い方の第２端部がシールドケースに取り付けられるように構成することができる。

この構成では、帯電装置が形成する電場がシールドケースによって遮蔽される。また、除電ランプから発せられた光は遮光部材によって遮られる。さらに、シールドケースと遮光部材との間に間隙が設けられるので、感光体の表面で、帯電装置が帯電電荷を付与する帯電電荷付与領域と除電ランプが光を照射する除電光照射領域とが重なることを抑制することができる。また、遮光部材をシールドケースに取り付けるという簡易な構造で、帯電電荷付与領域と除電光照射領域とが重なることを抑制することができる。

また、遮光部材は、直交方向における前記表面から遠い方の第２端部が除電ランプに取り付けられるように構成することもできる。

この構成では、遮光部材を除電ランプに取り付けるという簡易な構造で、帯電電荷付与領域と除電光照射領域とが重なることを抑制することができる。

さらに、帯電装置と遮光部材との間に配置され、遮光部材の第１端部とは離間し、遮光部材とＶ字形を形成するように、直交方向における前記表面から遠い方の遮光部材の第２端部に取り付けられたシールド部材をさらに備えるように構成することもできる。

この構成では、Ｖ字形を形成するように互いに取り付けられた遮光部材とシールド部材とを含む部材が、帯電装置と除電ランプとの間に配置され、この部材によって、帯電電荷付与領域と除電光照射領域とが重なることを抑制することができる。

この発明の画像形成方法は、感光体の表面を帯電装置によって所定電位に帯電させる帯電工程と、帯電装置に隣接して配置された除電ランプによって前記表面に光を照射して帯電電荷を減衰させる除電工程であって少なくとも前記表面に対する直交方向における前記表面に近い方の第１端部と帯電装置との間に間隙が設けられるように帯電装置と除電ランプとの間に配置された遮光部材によって一部を規制される前記表面の領域に光を照射する除電工程とを含む。

この構成では、除電ランプから発せられた光が遮光部材によって遮られる。感光体の表面に沿う方向において遮光部材の感光体表面側の第１端部と帯電装置との間に間隙があるので、感光体の表面における帯電装置が帯電電荷を付与する帯電電荷付与領域に、除電ランプから発せられた光が照射される事態が抑制される。

この発明によれば、感光体の表面で、帯電装置が帯電電荷を付与する帯電電荷付与領域と除電ランプが光を照射する除電光照射領域とが重なることを抑制することで、画像ムラを抑制することができる。

この発明の第１実施形態に係る画像形成装置の主要部の構成図である。 第２実施形態に係る画像形成装置の主要部の構成図である。 第３実施形態に係る画像形成装置の主要部の構成図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、この発明の第１実施形態に係る画像形成装置１は、画像形成部１００を備える。画像形成部１００は、感光体ドラム１０、帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３、転写装置１４、分離爪部１５、サブ除電ランプ１６、トナー回収装置１７、及びメイン除電ランプ１８を備えている。

感光体ドラム１０は、一方向へ定速回転する。帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３、転写装置１４、分離爪部１５、サブ除電ランプ１６、トナー回収装置１７、及びメイン除電ランプ１８は、感光体ドラム１０の周囲に、感光体ドラム１０の回転方向の上流側からこの順序で配置されている。帯電装置１１とメイン除電ランプ１８とは、隣接するように配置されている。

また、画像形成部１００は、分離爪部１５とサブ除電ランプ１６との間に、トナー濃度を検出する濃度センサ１９を備えている。なお、感光体ドラム１０は、ベルト状の感光体で代用してもよい。

帯電装置１１は、電極１１１、及びシールドケース１１２を有している。電極１１１は、鋸歯状電極である。一例として、電極１１１の先鋭状先端部の配列ピッチは２ｍｍであり、電極１１１には約１ｋＶの電圧が印加される。帯電装置１１は、電極１１１に電圧をかけてコロナ放電を起こすことで感光体ドラム１０の表面に帯電電荷を付与し、感光体ドラム１０の表面を所定電位に帯電させる。感光体ドラム１０の表面における、帯電装置１１が帯電電荷を付与する領域を、帯電電荷付与領域Ｅ１という。

露光装置１２は、図示しない画像読取部や外部記憶装置から取り込んだ画像データを光変調したビーム光１２１で、感光体ドラム１０の回転軸に平行な主走査方向に繰り返し走査する露光動作を行う。これによって、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。

現像装置１３は、感光体ドラム１０の表面と対向する現像ローラ１３１を有する。現像装置１３は、現像ローラ１３１を介して感光体ドラム１０の表面へトナーを供給することで、静電潜像をトナー像に顕像化する。

転写装置１４は、転写ローラ１４１、複数の張架ローラ１４２、及び複数の張架ローラ１４２に架け渡された無端ベルト１４３を有している。転写ローラ１４１は、無端ベルト１４３を挟んで感光体ドラム１０の表面に対向している。

感光体ドラム１０の表面と無端ベルト１４３との間に、図示しない給紙トレイから搬送されてきた用紙が供給される。転写ローラ１４１に帯電電圧が印加されることで、感光体ドラム１０上のトナー像が、用紙に転写される。

分離爪部１５は、用紙を感光体ドラム１０の表面から分離させる。トナー像を転写された用紙は、図示しない定着装置へ搬送される。定着装置は、用紙を加熱及び加圧することで、トナー像を用紙に堅牢に固着させる。その後、用紙は図示しない排紙トレイへ排出される。

サブ除電ランプ１６は、線状に配列された複数の発光部材、及び導光板を有している。一例として、発光部材は、発光ダイオードである。サブ除電ランプ１６は、発光部材が発した光を導光板で導き、感光体ドラム１０の表面に光１６１を照射する。

メイン除電ランプ１８は、サブ除電ランプ１６と実質的に同様に構成され、感光体ドラム１０の表面に光１８１を照射する。

光１６１，１８１は、感光体ドラム１０の表面の電荷を減衰させる。電荷の減衰は、光１６１，１８１の光量レベルに応じて決定される。光量レベルは、所定の調整方法、例えば、供給電源レベルの調整によるものでもよいが、ここではデューティ制御によって調整可能にされている。

サブ除電ランプ１６は、用紙への転写後に感光体ドラム１０の表面に残留したトナーを感光体ドラム１０の表面から回収し易くするように、所定の光量を照射して感光体ドラム１０の表面の電荷を減衰させる。

トナー回収装置１７は、ファーブラシ１７１、ブレード１７２、及び図示しない回収容器を有している。ファーブラシ１７１及びブレード１７２は、感光体ドラム１０の表面に当接するように配置されている。

ファーブラシ１７１は、感光体ドラム１０の回転軸と平行かつ対応する長さの軸を中心にして回転可能に構成されている。ブレード１７２は、感光体ドラム１０の回転軸方向に長尺である。ブレード１７２のエッジは、感光体ドラム１０の表面に当接している。ブレード１７２は、感光体ドラム１０の表面の残留トナーを掻き取って回収容器に回収する。

メイン除電ランプ１８は、サブ除電ランプ１６よりも高い所定の光量の光１８１を照射することで、感光体ドラム１０の表面の電荷をより減衰させる。好ましくは感光体ドラム１０の表面に残っている電荷を除去する。このようにして、感光体ドラム１０は、残電荷のない状態に戻されて、再び帯電装置１１による均一帯電処理に供される。サブ除電ランプ１６、トナー回収装置１７、メイン除電ランプ１８は、感光体ドラム１０の表面をクリーニングするクリーニング装置を構成している。感光体ドラム１０の表面において、メイン除電ランプ１８が光を照射する領域を、除電光照射領域Ｅ２という。

濃度センサ１９は、公知のように発光素子と受光素子との対で構成される。発光素子から発せられた光は、感光体ドラム１０上のテストパッチのトナー像で反射される。濃度センサ１９は、トナー濃度に応じたレベルの反射光１９１を受光素子で受光することで、トナー濃度に応じた電気信号を取得する。

上述のように、帯電装置１１とメイン除電ランプ１８とは、互いに隣接するように配置されている。この第１実施形態では、シールドケース１１２のメイン除電ランプ１８に隣接する方の側面のうち、感光体ドラム１０の半径方向即ち感光体ドラム１０の表面に直交する方向において感光体ドラム１０の表面に近い方の端部は、メイン除電ランプ１８から離間する方へ屈曲している。これによって、シールドケース１１２のメイン除電ランプ１８側のスペースが広げられている。シールドケース１１２は、感光体ドラム１０の表面との間隔が約１ｍｍ〜１．５ｍｍになるように配置されている。

帯電装置１１とメイン除電ランプ１８との間に、遮光部材２０が備えられている。遮光部材２０は、シート状又は薄板状の部材で構成される。一例として、遮光部材２０は、黒色のマイラーシートで構成されている。

遮光部材２０は、感光体ドラム１０の半径方向における少なくとも感光体ドラム１０の表面に近い方の第１端部とシールドケース１１２との間に、感光体ドラム１０の周方向において間隙が設けられるように、感光体ドラム１０の半径方向における感光体ドラム１０の表面から遠い方の第２端部がシールドケース１１２に取り付けられている。

遮光部材２０は、メイン除電ランプ１８から発せられた光を遮る。遮光部材２０の第１端部とシールドケース１１２との間に、感光体ドラム１０の周方向において間隙が設けられるので、感光体ドラム１０の表面における帯電電荷付与領域Ｅ１に、メイン除電ランプ１８から発せられた光が照射される事態が抑制される。また、帯電装置１１が形成する電場は、シールドケース１１２によって遮蔽される。

このため、感光体ドラム１０の表面で、帯電電荷付与領域Ｅ１と除電光照射領域Ｅ２とが重なることを、抑制することができる。これによって、感光体ドラム１０の表面に電荷ムラが生じることが抑えられ、トナー像の濃度ムラ、及び用紙への転写ムラが抑制され、さらには転写後に感光体ドラム１０の表面に残留するトナーの付着ムラが抑制される。このため、ブレード１７２と感光体ドラム１０の表面との圧接部に溜まるトナー量に感光体ドラム１０の回転軸方向における偏りが抑えられ、これによって感光体ドラム１０の表面の偏摩耗が抑制される。したがって、用紙に形成される画像の画像ムラが抑制される。

また、遮光部材２０をシールドケース１１２に取り付けるという簡易な構造で、感光体ドラム１０の表面で、帯電電荷付与領域Ｅ１と除電光照射領域Ｅ２とが重なることを、抑制することができる。

なお、遮光部材２０の色は、黒色に限定されないが、遮光性が高い色であることが好ましい。

また、遮光部材２０と感光体ドラム１０の表面との間隔は、遮光部材２０が感光体ドラム１０の表面に接触しない範囲でできるだけ小さい方が好ましい。

［第２実施形態］
図２に示すように、第２実施形態として、遮光部材２０は、感光体ドラム１０の半径方向における感光体ドラム１０の表面から遠い方の第２端部がメイン除電ランプ１８に取り付けられるように構成することもできる。

遮光部材２０をメイン除電ランプ１８に取り付けるという簡易な構造で、感光体ドラム１０の表面で、帯電電荷付与領域Ｅ１と除電光照射領域Ｅ２とが重なることを、抑制することができる。

［第３実施形態］
図３に示すように、第３実施形態として、帯電装置１１と遮光部材２０との間に配置されるシールド部材２１をさらに備えるように構成することもできる。シールド部材２１は、電場を遮蔽する。

シールド部材２１は、感光体ドラム１０の周方向において遮光部材２０の第１端部とは離間し、遮光部材２０とＶ字形を形成するように、感光体ドラム１０の半径方向における感光体ドラム１０の表面から遠い方の遮光部材２０の第２端部に取り付けられる。遮光部材２０とシールド部材２１とで、遮光シールド部材２２が構成される。一例として、シールド部材２１と感光体ドラム１０の表面との間隔は、シールドケース１１２と感光体ドラム１０の表面との間隔よりも、小さい。

遮光シールド部材２２が帯電装置１１とメイン除電ランプ１８との間に配置されることによって、感光体ドラム１０の表面で、帯電電荷付与領域Ｅ１と除電光照射領域Ｅ２とが重なることを、より確実に抑制することができる。

上述の実施形態のそれぞれの技術的特徴を互いに組み合わせることで、新たな実施形態を構成することが考えられる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…画像形成装置
１０…感光体ドラム（感光体）
１１…帯電装置
１１２…シールドケース
１７２…ブレード
１８…メイン除電ランプ（除電ランプ）
２０…遮光部材
２１…シールド部材
１００…画像形成部
Ｅ１…帯電電荷付与領域
Ｅ２…除電光照射領域

Claims (4)

1. 感光体と、
   前記感光体の表面を所定電位に帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置に隣接して配置され、前記表面に光を照射して帯電電荷を減衰させる除電ランプと、
   少なくとも前記表面に対する直交方向における前記表面に近い方の第１端部と前記帯電装置との間に間隙が設けられるように前記帯電装置と前記除電ランプとの間に配置された遮光部材と、
   前記帯電装置と前記遮光部材との間に配置され、前記遮光部材の前記第１端部とは離間し、前記遮光部材とＶ字形を形成するように、前記直交方向における前記表面から遠い方の前記遮光部材の第２端部に取り付けられたシールド部材とを備える、画像形成装置。
2. 前記帯電装置は、電極及びシールドケースを有し、
   前記遮光部材は、前記第１端部と前記シールドケースとの間に間隙が設けられるように、前記直交方向における前記表面から遠い方の第２端部が前記シールドケースに取り付けられる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記遮光部材は、前記直交方向における前記表面から遠い方の第２端部が前記除電ランプに取り付けられる、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 感光体の表面を帯電装置によって所定電位に帯電させる帯電工程と、
   前記帯電装置に隣接して配置された除電ランプによって前記表面に光を照射して帯電電荷を減衰させる除電工程であって、少なくとも前記表面に対する直交方向における前記表面に近い方の第１端部と前記帯電装置との間に間隙が設けられるように前記帯電装置と前記除電ランプとの間に配置された遮光部材と、前記帯電装置と前記遮光部材との間に配置され、前記遮光部材の前記第１端部とは離間し、前記遮光部材とＶ字形を形成するように、前記直交方向における前記表面から遠い方の前記遮光部材の第２端部に取り付けられたシールド部材とによって一部を規制される前記表面の領域に光を照射する除電工程とを含む、画像形成方法。

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