JP7327069B2 - 帯電装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電装置およびそれを備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、帯電装置が、像担持体である感光体の外周面を帯電させる。前記帯電装置において、高電圧が帯電ローラーなどの帯電部材に印加されるため、放電時にオゾンまたは窒素酸化物などの物質が生成される。

前記帯電装置で生成される物質は、前記感光体の特性を劣化させるおそれがある。そのため、前記帯電装置で発生する物質を速やかに捕捉することが重要である。

例えば、前記帯電部材が活性炭繊維を含有することにより、前記帯電部材が前記帯電装置で発生するイオン種または化合物を吸着することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９－２１１９２９号公報

ところで、前記帯電部材が前記帯電装置で発生する物質を吸着する場合、吸着物質が前記帯電部材に一定量蓄積するごとに、前記帯電部材の交換が必要となる。しかしながら、前記帯電部材の交換頻度が高くなることは、前記画像形成装置のランニングコストの上昇につながり好ましくない。

本発明の目的は、帯電部材の交換を要することなく、帯電装置で発生する物質を速やかに捕捉できる帯電装置およびそれを備える画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る帯電装置は、帯電部材と、支持部と、１つ以上の導電部材と、電圧印加回路と、を備える。前記帯電部材は、像担持体の外周面に接して配置され、帯電電圧が印加されることにより前記像担持体を帯電させる。前記支持部は、前記帯電部材を支持する。前記導電部材は、前記支持部に取り外し可能に取り付けられ、前記帯電部材に対し隙間を隔てて配置されている。前記電圧印加回路は、前記導電部材に直流電圧を印加する。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、像担持体と、前記帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、を備える。前記露光装置は、帯電した前記像担持体の外周面に静電潜像を書き込む。前記現像装置は、前記静電潜像をトナー像へ現像する。前記転写装置は、前記トナー像をシートに転写する。

本発明によれば、帯電部材の交換を要することなく、帯電装置で発生する物質を速やかに捕捉できる帯電装置およびそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。

図１は、第１実施形態に係る帯電装置を含む画像形成装置の構成図である。 図２は、第１実施形態に係る帯電装置の断面図である。 図３は、第１実施形態に係る帯電装置が備える導電部材の正面図である。 図４は、第２実施形態に係る帯電装置の断面図である。 図５は、第１応用例に係る導電部材の正面図である。 図６は、第２応用例に係る導電部材の斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［第１実施形態：画像形成装置１０の構成］
画像形成装置１０は、電子写真方式でシート９にトナー像を形成する。画像形成装置１０は、第１実施形態に係る帯電装置４２を備える（図１参照）。

図１に示されるように、画像形成装置１０は、シート収容部１、シート送出装置２、シート搬送装置３およびプリント部４を備える。シート搬送装置３およびプリント部４は、筐体である本体１００に収容されている。

シート送出装置２は、シート収容部１に収容されたシート９を１枚ずつ本体１００内の搬送路３００へ送り出す。

シート搬送装置３は、シート送出装置２によって搬送路３００へ送り出されたシート９を、搬送路３００に沿って搬送する。シート搬送装置３において、複数組の搬送ローラー対３１が、シート９を搬送路３００に沿って搬送し、さらに搬送路３００から排紙トレイ１０１へシート９を排出する。

プリント部４は、搬送路３００に沿って搬送されるシート９にトナー画像を形成する。プリント部４は、光走査ユニット４０、感光体４１、帯電装置４２、現像装置４３、転写装置４５、クリーニング装置４６および定着装置４７などを備える。

ドラム状の感光体４１が回転し、帯電装置４２が感光体４１の外周面を帯電させる。帯電装置４２は、帯電ローラー４２１および帯電電圧印加回路４２２を備える。

帯電ローラー４２１は、感光体４１の外周面に接して配置され、感光体４１の回転に従動して回転する。帯電電圧印加回路４２２は、帯電ローラー４２１に帯電電圧を印加する。帯電電圧印加回路４２２は、例えば定電圧回路と交流電圧回路とを含み、直流電圧に交流電圧が重畳された前記帯電電圧を生成する回路である。

帯電ローラー４２１は、前記帯電電圧が印加されることにより、感光体４１の外周面を帯電させる。帯電ローラー４２１は、帯電部材の一例である。

光走査ユニット４０は、帯電した感光体４１の外周面にビーム光を走査することにより、感光体４１の表面に静電潜像を書き込む。光走査ユニット４０は、露光装置の一例である。

帯電装置４２および光走査ユニット４０の作用により、プリント対象の画像データに基づく前記静電潜像が、感光体４１の表面に形成される。

現像装置４３は、前記静電潜像が形成された感光体４１の外周面にトナー９０を供給することにより、前記静電潜像をトナー像へ現像する。前記静電潜像が現像されることにより、感光体４１は、前記トナー像を担持して回転する。なお、感光体４１は像担持体の一例である。

転写装置４５は、搬送路３００に沿って搬送されるシート９に、感光体４１上の前記トナー像を転写する。定着装置４７は、シート９に転写された前記トナー像を加熱しつつ加圧する。これにより、前記トナー像がシート９に定着する。

画像形成装置１０は、さらに制御装置８を備える。制御装置８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサーと、信号インターフェイスとを備える。前記信号インターフェイスは、各種のセンサーの検出信号をデジタル化して前記プロセッサーへ伝送し、さらに、前記プロセッサーが出力する制御指令をアナログの制御信号として各種の電気機器へ伝送する。

前記プロセッサーは、所定のプログラムを実行することにより、各種のセンサーの検出結果に基づくデータ処理および制御指令の出力を実行する。

帯電装置４２において、数百ボルトの前記帯電電圧が帯電ローラー４２１に印加されるため、放電時にオゾンまたは窒素酸化物などの物質が生成される。

帯電装置４２で生成される物質は、感光体４１の特性を劣化させるおそれがある。そのため、帯電装置４２で発生する物質を速やかに捕捉することが重要である。

ところで、帯電ローラー４２１が帯電装置４２で発生する物質を吸着する場合、吸着物質が帯電ローラー４２１に一定量蓄積するごとに、帯電ローラー４２１の交換が必要となる。しかしながら、帯電ローラー４２１の交換頻度が高くなることは、画像形成装置１０のランニングコストの上昇につながり好ましくない。

一方、帯電装置４２は、帯電ローラー４２１の交換を要することなく、帯電装置４２で発生する物質を速やかに捕捉できる構成を備える。以下、帯電装置４２の構成について説明する。

［帯電装置４２の構成］
図２に示されるように、帯電装置４２は、帯電ローラー４２１および帯電電圧印加回路４２２に加え、ケース４２０、クリーニング部材４２３、１つ以上の導電部材４２４および直流電圧印加回路４２５をさらに備える。

帯電ローラー４２１は、軸部４２１１、基部４２１２および弾性部４２１３を有する。軸部４２１１は、帯電ローラー４２１の回転軸である。軸部４２１１、基部４２１２および弾性部４２１３は一体に構成されている。

基部４２１２は、軸部４２１１の周囲に形成された硬質な部材である。弾性部４２１３は、基部４２１２の周囲に形成され、感光体４１の外周面に接する導電性の弾性部材である。例えば、弾性部４２１３は、ゴムまたはエラストマーにアミン系の導電材が混合された弾性部材である。

以下の説明において、帯電ローラー４２１の長手方向のことを第１方向Ｄ１と称する。軸部４２１１は、第１方向Ｄ１に沿って配置されている。また、シート９が帯電ローラー４２１と感光体４１との間を通過する方向に沿う方向のことを第２方向Ｄ２と称する。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に直交する方向である。

また、帯電ローラー４２１および感光体４１が対向する方向のことを第３方向Ｄ３と称する。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に直交する方向である。

ケース４２０は、帯電ローラー４２１を収容するとともに、帯電ローラー４２１の軸部４２１１を回転可能に支持する合成樹脂の部材である。ケース４２０は、帯電ローラー４２１を支持する支持部の一例である。ケース４２０は、例えば合成樹脂の部材である。

クリーニング部材４２３は、帯電ローラー４２１の外周面に接する状態で、ケース４２０に取り付けられている。クリーニング部材４２３は、例えば発泡樹脂の部材などである。クリーニング部材４２３は、帯電ローラー４２１の外周面からトナーなどの付着物を擦り取る。

導電部材４２４は、ケース４２０に取り外し可能に取り付けられ、帯電ローラー４２１に対し隙間を隔てて配置されている。導電部材４２４は、第１方向Ｄ１に沿って伸びて形成されている。図２に示される例において、導電部材４２４は、下流導電部材４２４ａと、上流導電部材４２４ｂとを含む。下流導電部材４２４ａおよび上流導電部材４２４ｂはそれぞれ第１方向Ｄ１に沿う板状の部材である。

下流導電部材４２４ａは、帯電ローラー４２１における感光体４１に接する部分であるニップ部Ｎ１に対し感光体４１の回転方向Ｒ１の下流側に配置されている。なお、ニップ部Ｎ１に対し感光体４１の回転方向Ｒ１の下流側は、ニップ部Ｎ１に対し帯電ローラー４２１の回転方向Ｒ２の下流側でもある。

上流導電部材４２４ｂは、ニップ部Ｎ１に対し感光体４１の回転方向Ｒ１の上流側に配置されている。なお、ニップ部Ｎ１に対し感光体４１の回転方向Ｒ１の上流側は、ニップ部Ｎ１に対し帯電ローラー４２１の回転方向Ｒ２の上流側でもある。

導電部材４２４が、例えば鉄もしくはステンレスなどの金属の部材、または、導電性の合成樹脂の部材であることが考えられる。

図３に示されるように、導電部材４２４には、複数の通気孔４２４０が形成されている。また、ケース４２０には、導電部材４２４が嵌め入れられる開口４２００が形成されている。

図２に示される例において、ケース４２０における開口４２００の縁に、第１方向Ｄ１に沿う溝が形成された嵌合部４２０１が形成されている。導電部材４２４の縁部が、第１方向Ｄ１に沿って嵌合部４２０１の溝に挿入されることにより、導電部材４２４がケース４２０に保持される。

また、導電部材４２４が第１方向Ｄ１に沿ってケース４２０から引き出されることにより、導電部材４２４をケース４２０から取り外すことが可能である。このように、導電部材４２４は、ケース４２０に対して容易に着脱可能である。

直流電圧印加回路４２５は、導電部材４２４に対し、前記帯電電圧の直流成分の極性の逆の極性の直流電圧を印加する。例えば、直流電圧印加回路４２５は、数ボルトから１０ボルト程度の直流電圧を導電部材４２４に印加する。

通常、前記帯電電圧が帯電ローラー４２１に印加されることによって帯電ローラー４２１のニップ部Ｎ１の周辺で発生するイオンなどの物質は、前記帯電電圧の極性と同じ極性を有する。したがって、ニップ部Ｎ１の周辺で発生する物質は、導電部材４２４に電気的に引き付けられ、捕捉される。

また、ニップ部Ｎ１の周辺で発生する物質は、感光体４１および帯電ローラー４２１の回転により生じる空気の流れにしたがって、ニップ部Ｎ１の周辺から感光体４１の回転方向Ｒ１の下流側へ移動しやすい。そのため、下流導電部材４２４ａが、より効率的にニップ部Ｎ１の周辺で発生する物質を捕捉する。

従って、帯電装置４２が少なくとも下流導電部材４２４ａを備えていれば、ニップ部Ｎ１の周辺で発生する物質が効率的に下流導電部材４２４ａに捕捉される。

また、捕捉された物質が導電部材４２４に蓄積したときに、導電部材４２４が交換されればよく、帯電ローラー４２１の交換は不要である。

また、ニップ部Ｎ１の周辺で発生するオゾンは、空気と混合されることにより時間が経過するにつれて酸素へ変化する。しかしながら、オゾンは、帯電ローラー４２１および感光体４１の周辺で滞留すると、感光体４１の劣化などの悪影響を及ぼす。

帯電装置４２においては、導電部材４２４が複数の通気孔４２４０を有するため、オゾンが帯電ローラー４２１および感光体４１の周辺で滞留しにくい。

［第２実施形態］
次に、図４を参照しつつ、第２実施形態に係る帯電装置４２Ｘについて説明する。帯電装置４２Ｘは、帯電装置４２の代わりに画像形成装置１０に適用される。

図４において、図１～３に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、帯電装置４２Ｘにおける帯電装置４２と異なる点について説明する。

帯電装置４２Ｘは、帯電装置４２にさらに１つの下流導電部材４２４ａが追加された構成を備える。

図４に示されるように、帯電装置４２Ｘの導電部材４２４は、２つの下流導電部材４２４ａが隙間を隔てて重なった構造を有する。帯電装置４２Ｘが採用されることにより、小さなスペースにおいて、導電部材４２４の表面積を大きく確保することができる。その結果、ニップ部Ｎ１の周辺で発生する物質がより効率的に導電部材４２４に捕捉される。

［第１応用例］
次に、図５を参照しつつ帯電装置４２，４２Ｘに適用可能な第１応用例に係る導電部材４２４Ｘついて説明する。

導電部材４２４Ｘは、帯電装置４２，４２Ｘにおいて、下流導電部材４２４ａおよび上流導電部材４２４ｂとして採用される。

導電部材４２４Ｘは、網状の金属部材である。導電部材４２４Ｘにおいて、網目が通気孔４２４０である。このような導電部材４２４Ｘが導電部材４２４の代わりに採用される場合も、導電部材４２４が採用される場合と同様の効果が得られる。

［第２応用例］
次に、図６を参照しつつ帯電装置４２，４２Ｘに適用可能な第２応用例に係る導電部材４２４Ｙついて説明する。

導電部材４２４Ｙは、帯電装置４２，４２Ｘにおいて、下流導電部材４２４ａおよび上流導電部材４２４ｂとして採用される。

導電部材４２４Ｙは、波板状に形成されている。導電部材４２４Ｙにも、複数の通気孔４２４０が形成されている。

このような導電部材４２４Ｙが導電部材４２４の代わりに採用される場合も、導電部材４２４が採用される場合と同様の効果が得られる。また、導電部材４２４Ｙは表面積が大きい。そのため、導電部材４２４Ｙは、より効率的にニップ部Ｎ１の周辺で発生する物質を捕捉する。

１ ：シート収容部
２ ：シート送出装置
３ ：シート搬送装置
４ ：プリント部
８ ：制御装置
９ ：シート
１０ ：画像形成装置
３１ ：搬送ローラー対
４０ ：光走査ユニット
４１ ：感光体
４２ ：帯電装置
４２Ｘ ：帯電装置
４３ ：現像装置
４５ ：転写装置
４６ ：クリーニング装置
４７ ：定着装置
９０ ：トナー
１００ ：本体
１０１ ：排紙トレイ
３００ ：搬送路
４２０ ：ケース
４２１ ：帯電ローラー
４２２ ：帯電電圧印加回路
４２３ ：クリーニング部材
４２４ ：導電部材
４２４Ｘ ：導電部材
４２４Ｙ ：導電部材
４２４ａ ：下流導電部材
４２４ｂ ：上流導電部材
４２５ ：直流電圧印加回路
４２００ ：開口
４２０１ ：嵌合部
４２１１ ：軸部
４２１２ ：基部
４２１３ ：弾性部
４２４０ ：通気孔
Ｄ１ ：第１方向
Ｄ２ ：第２方向
Ｄ３ ：第３方向
Ｎ１ ：ニップ部

Claims (7)

1. 像担持体の外周面に接して配置され、帯電電圧が印加されることにより前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
   前記帯電部材を支持する支持部と、
   前記支持部に取り外し可能に取り付けられ、前記帯電部材に対し隙間を隔てて配置された１つ以上の導電部材と、
   前記導電部材に直流電圧を印加する電圧印加回路と、を備える帯電装置。
2. 前記導電部材には、複数の通気孔が形成されている、請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記導電部材が、網状の金属部材である、請求項２に記載の帯電装置。
4. 前記導電部材が、波板状に形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の帯電装置。
5. 前記導電部材が、隙間を隔てて重なった構造を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の帯電装置。
6. 前記導電部材は、少なくとも前記帯電部材における前記像担持体に接する部分に対し前記像担持体の回転方向の下流側に配置されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の帯電装置。
7. 像担持体と、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の帯電装置と、
   帯電した前記像担持体の外周面に静電潜像を書き込む露光装置と、
   前記静電潜像をトナー像へ現像する現像装置と、
   前記トナー像をシートに転写する転写装置と、を備える画像形成装置。