JPH07325528A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像担持体周面の感光体層上にトナー像を形成
し、転写材をトナーの帯電極性と逆極性に帯電させて、
トナー像を転写材へ転移させる画像形成装置において、
放電生成物の生成を極力抑えながら、感光体層に生じた
履歴を除去する。 【構成】 コロナ放電器２４の電極ワイヤ２４ａは電源
装置９と接続され、この電源装置９は、開閉器９１を介
してトナーの帯電極性と同極性の直流電圧に交流電圧を
重畳した放電電圧を印加するようになっており、転写終
了後、感光体の転写材後端部が接触していた部分のみに
対して間欠的に放電する。また、シールドケースの内側
に活性炭シートを貼着する。上記電極ワイヤからの放電
時間を低減することにより活性炭シートの耐用年数を延
長し、放電時間の短縮と活性炭による放電生成物の吸着
により、人体や感光体層への影響を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式の画像形成
装置に関し、特に、感光体上で形成されたトナー像を、
転写材担持体の表面に保持された転写材に転写する画像
形成装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機、プリンタ等の画像形
成装置として、ドラム状又はベルト状の転写材担持体を
備え、この周面に記録用紙等の転写材を保持して感光体
と対向する位置に搬送し、感光体上に形成されたトナー
像を転写するものが知られている。図８及び図９は、こ
の様な画像形成装置の例を示すものであって、転写材上
に色の異なる複数のトナー像を順次重ねて転写し、カラ
ー画像を形成するものとして普及している典型的な２タ
イプを示すものである。

【０００３】即ち、図８は、複数の感光体ドラム１０２
ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄと、全ての感光体ド
ラムに接するベルト状の転写材担持体（転写ベルト）１
０４とを備えたタイプのカラー画像形成装置であって、
各感光体ドラム１０２の周囲に、一次帯電器１０７、像
書き込み装置１０１、現像装置１０３、クリーニング装
置１０５、除電装置１０６等がそれぞれ配置されてい
る。また、転写ベルト１０４の内側に、各感光体ドラム
１０２と対向する複数の転写装置１０８が配置されてい
る。

【０００４】この画像形成装置では、各感光体ドラム１
０２表面の感光体層は、一次帯電器１０７によって一様
に帯電され、像書き込み装置１０１によって静電電位の
差による潜像が形成される。その後、現像装置１０３が
潜像にトナーを転移し、トナー像が形成される。現像装
置１０３から供給されるトナーは現像装置毎にそれぞれ
異なる色のものである。この様にそれぞれの感光体ドラ
ム１０２上に形成された各色のトナー像は、転写ベルト
１０４で搬送されてくる転写材と順次対向し、転写装置
１０８によって転写材へ重ねて転写され、フルカラーの
画像が形成される。

【０００５】また、図９は、１つの感光体ドラム２０２
及び像書き込み装置２０１と、感光体ドラム２０２と同
期して回転するドラム状の転写材担持体（転写材担持ド
ラム）２０４とを備えたタイプのもので、現像ユニット
２０３には、それぞれ異なる色のトナーを収容した複数
の現像装置が回転体２０３ａに支持され、各々の現像装
置が順次感光体ドラム２０２と対向して潜像を各色に現
像できるようになっている。このカラー画像形成装置で
は、感光体ドラム２０２上に、回転毎に色の異なるトナ
ー像を形成し、１色毎に転写ドラム２０４上の転写材へ
転写してトナー像を重ねていく。

【０００６】上記図８、図９に示す様な画像形成装置で
は、転写ベルトや転写材担持ドラム等の転写材担持体と
感光体ドラムとが対向する転写領域において、転写材を
トナーと逆極性に帯電させることによって、トナー像を
感光体ドラム上から転写材へ転移させる。トナー像を転
移された転写材は転写材担持体に保持されたまま感光体
ドラムから離れ、更に周回して他色のトナー像が重ねて
転移され、全色のトナー像を転移された後は、定着工程
へ送り込まれる。

【０００７】上記のような工程において、転写材と感光
体ドラムとが離れる際には、転写材の後端側へ剥離され
ていくにしたがって、転写材の電荷が蓄積され、転写材
の後端部が剥離される瞬間に、転写材の後端と感光体ド
ラムとの間で放電（剥離放電）が起こることが知られて
いる。この様な剥離放電が生じると、感光体層の帯電極
性と転写材の極性とが逆極性となっているので、感光体
ドラムの感光体層が帯電極性とは逆極性に帯電してしま
うことがある。帯電極性と逆極性に帯電した部分は、一
次帯電器による帯電や、像光照射により形成された潜像
の電位を除去することを目的とした除電装置では除電さ
れにくく、履歴として次の画像サイクル又はそれ以後ま
で残ってしまう。そして、形成される画像に、プロセス
方向と直角な筋を出現させる原因となる。

【０００８】上述の様な履歴を除去するための技術とし
て、特開平３−８７８８４号公報に開示されるものがあ
る。この技術は、剥離放電により付与される電荷と逆極
性の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加される放
電器から、感光体ドラムの、帯電極性と逆極性に帯電し
た部分（履歴部分）へ放電し、この部分の電荷を本来の
帯電極性に戻そうとするものである。なお、この技術で
は、直流電圧は、放電器が履歴部分と対向している時の
み印加されるが、交流電圧は常時印加されている。これ
は、感光体層及び残留トナーの電荷をも除去し、感光体
ドラムと残留トナーとの間の吸着力を減少させ、クリー
ニング装置によって効率よく残留トナーを除去できるよ
うにするためである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特開平
３−８７８８４号公報に開示される技術では、放電によ
って、オゾンや窒素酸化物等の、いわゆる放電生成物が
生じ、画像欠陥を発生させる問題点がある。即ち、オゾ
ンが、感光体層表面を酸化して皮膜を形成させ、感光体
層の帯電性を低下させたり、オゾンによって生ずる窒素
酸化物が感光体層に付着して電荷輸送性能を低下させ、
静電潜像の電位を乱す場合がある。更に、帯電器周囲の
オゾン濃度が上昇すると、放電が不安定になり、除電の
効果にムラが生じる場合もある。また、オゾン等の放電
生成物が人体に有害であることは、広く知られていると
ころである。特に、上述の技術においては、帯電器へ直
流電圧と交流電圧とを重畳して印加しており、また、交
流電圧は常に印加されていることから、多くの放電生成
物が生成し、上述の様な画像欠陥や人体への悪影響を生
じ易い。

【００１０】なお、放電生成物を除去する手段として、
帯電器内の電極の近傍に活性炭を配置し、放電生成物を
吸着させる方法が考えられる。しかし、活性炭の吸着能
力は、放電生成物を吸着することによって徐々に低下す
るので、画像形成装置の耐用期間中、十分な吸着能力を
維持させることは難しい。

【００１１】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、放電生成物の生成を低減するとと
もに、感光体層の履歴を除去し、良好な画像を形成する
画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、 周面が周回するよう
に支持され、該周面に帯電電位の差による潜像が形成さ
れる像担持体と、前記潜像へトナーを電気的に吸着させ
てトナー像とする現像装置と、前記像担持体と対向し、
周面に転写材を担持して周回する転写材担持体と、前記
転写材をトナー像と逆極性に帯電させて、トナー像を転
写材に転移させる転写装置と、前記トナー像を転移した
後の前記像担持体上に残ったトナーを清掃・除去するク
リーニング装置とを有する画像形成装置において、 前
記像担持体の周面と対向する位置に放電電極を備えたコ
ロナ放電器と、 前記トナーの帯電極性と同極性の直流
電圧に交流電圧を重畳した放電電圧を、前記放電電極に
印加する電源装置と、 トナー像を転写材に転写した後
の像担持体表面であって転写材の後端部が接触していた
部分が、前記放電電極と対向するときのみに限定して前
記放電電圧が印加されるように前記電源装置を制御する
制御手段とを有するものとする。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、 前記請
求項１に記載の画像形成装置において、 前記コロナ放
電器は、この放電電極を囲むように設けられたシールド
ケースを備え、該シールドケースの前記放電電極と対向
する面に、活性炭を含む吸着材が取り付けられているも
のとする。

【００１４】上記請求項１に記載の放電電圧を印加する
タイミングは、例えば、転写材の後端の位置を検知する
ことができる手段を設け、検知した時刻から、トナー像
の転写時に、像担持体表面のうち転写材の後端部と接触
していた部分が放電電極と対向するまでの時間を予め特
定し、この時間に基づいて定めることができる。なお、
放電電圧を印加するタイミングは、放電電圧の印加を開
始した後、安定した放電を得られるまでの時間を考慮す
ることが望ましい。上記請求項１に記載の放電電圧を印
加する時間は、履歴部分の電荷を解消するために必要な
最低限の時間とすることが望ましい。

【００１５】上記請求項２に記載の活性炭を含む吸着材
は、活性炭を含む繊維をシート状に成形したもの等を用
いることができる。

【００１６】

【作用】請求項１に記載の発明に係る画像形成装置で
は、トナー像を転写材へ転移させた後、コロナ放電器の
放電電極が、像担持体の表面であって転写材の後端部と
接触していた部分と対向すると、放電電極に、トナーの
帯電極性と同極性の直流電圧に交流電圧を重畳した放電
電圧が印加される。そのため、放電電極から放電が起こ
り、この放電によって、像担持体表面であって転写材の
後端部と接触していた部分にトナーの帯電極性と同極性
の電荷が付与される。従って、剥離放電によってこの部
分に生じていたトナーと逆極性の帯電領域が解消され
る。像担持体表面であって転写材の後端部と接触してい
た部分が放電電極と対向する位置を過ぎると、直流電圧
及び交流電圧の印加はともに中止される。従って、放電
時間が必要最低限に短縮され、放電によって生じる放電
生成物は極少量に抑えられる。

【００１７】なお、交流電圧を間欠的に印加するので、
放電が行われない部分では感光体層と残留トナーとの間
の吸着力は減少されないが、近年のクリーニング装置の
性能の向上により、残留トナーは十分にクリーニングさ
れる。

【００１８】請求項２に記載の発明に係る画像形成装置
では、交流電圧を間欠放電とすることによって、装置の
耐用期間内における放電時間が従来よりも減少する。従
って、活性炭が放電生成物を吸着する能力は長期間維持
され、装置の耐用期間中は十分に使用が可能となる。従
って、交流電圧と直流電圧とをともに間欠放電して放電
生成物を低減する手段と、生成された放電生成物を活性
炭へ吸着させる手段とを併用することが可能となり、放
電生成物を人体や感光体に悪影響を与えないような十分
に低い量まで減少させることが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図７に基づ
いて具体的に説明する。本実施例は、ベルト状の転写材
担持体を用いたカラー画像形成装置に、請求項１又は請
求項２に記載の発明を適用したものである。

【００２０】図１は、請求項１又は請求項２に記載の発
明の一実施例であるカラー画像形成装置を示す概略構成
図である。本実施例の画像形成装置は、シアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックの４色のうちそれぞれ異なる一
色について、対応する像光を照射する４台の像書き込み
装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、前記像光に基づいて静
電電位の差による潜像を形成する画像形成ユニット２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、前記４色のうち互いに異なる
色のトナーを収納し、収納したトナーをマイナスに帯電
した後、対向する画像形成ユニット２に形成された潜像
へ供給する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、駆動ロ
ール４によって周回駆動され、転写材を外周面に保持・
搬送する転写ベルト５と、転写ベルト５の周回方向から
みて各画像形成ユニット２の上流において、搬送されて
きた転写材を検出する転写材検出装置６と、転写ベルト
の内方で各画像形成ユニット２とそれぞれ対向し、画像
形成ユニット２に形成されたトナー像を、転写ベルト５
に搬送されてきた転写材へ転移させる転写装置７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄと、転写ベルト５に近接して配置され、
全てのトナー像を転移された転写材を転写ベルト５から
剥離する剥離装置８と、剥離装置８によって剥離された
転写材が送り込まれ、転写材上に転移されたトナー像を
溶融・混色し、かつ、転写材へ定着させる定着装置（図
示せず）とを備えている。

【００２１】画像形成ユニット２は、着脱可能なハウジ
ング２１内に各装置を収納したカートリッジ式となって
おり、図２に示す様に、周面に光導電性の感光体層を有
する感光体ドラム２２が、一部をハウジング２１の外に
露出して転写ベルト５と接するように支持され、回転し
ながら前記像光を照射されて、静電電位の差による潜像
を形成するようになっている。それぞれの感光体ドラム
２２の周囲には、感光体ドラム２２の回転方向（図中矢
印Ａ方向）からみて順に、像光が照射される前の感光体
層を一様にマイナス帯電させる一次帯電器２３と、コロ
ナ放電器２４と、転写材へ転移せずに感光体ドラム２２
の表面に残留したトナーを清掃・除去するクリーニング
装置２５と、一次帯電器２３により付与された感光体の
電位や、潜像の電位を除去する除電装置２６とが配置さ
れている。

【００２２】上記コロナ放電器２４は、図３に示す様
に、放電電極である電極ワイヤ２４ａと、この電極ワイ
ヤ２４ａを囲むシールドケース２４ｂとを有し、電極ワ
イヤ２４ａは電源装置９と接続されている。この電源装
置９は、直流電源９２と交流電源９３とを備えるととも
に、これらの電源によって出力される放電電圧をＯＮ／
ＯＦＦすることができる開閉器９１を有しており、この
開閉器の動作はＣＰＵ１０（制御手段）によって制御さ
れるようになっている。

【００２３】このＣＰＵ１０は、図４に示す様に、転写
材検出装置６が転写材を検出しなくなった後、即ち、転
写材の後端が検出位置を通過した後所定の時間をおい
た後、電極ワイヤ２４ａへ放電電圧を印加するように設
定されている。所定の時間は、転写材の後端が転写材
検出器６と対向する位置を通過した後、像担持体表面の
うち転写材の後端が接触していた部分が電極ワイヤ２４
ａと対向するまでの時間から、電極ワイヤ２４ａに放
電電圧が印加されてから安定した放電が得られるまでの
時間を差し引いて設定している。また、放電電圧を印加
する時間は、電極ワイヤ２４ａに放電電圧を印加してか
ら安定した放電を得られるまでの時間に、感光体層のプ
ラスの帯電領域を解消するのに必要な時間を加えて決定
している。なお、電極ワイヤ２４ａに放電電圧を印加し
始めるタイミングは、転写材後端が転写材検出器６と対
向する位置を通過した時を基準とせずに、符号で示す
時間のように、転写材前端が転写材検出器６を通過した
時を基準に決定してもよい。

【００２４】また、シールドケース２４ｂの内側には、
活性炭を含む繊維をシート状に成形した活性炭シート２
４ｃが貼付されるとともに、シールドケース２４ｂの後
方に、開口部２４ｄが設けられている。一方、画像形成
ユニット２のハウジング２１にも、図５に示す様に、コ
ロナ放電器２４が配置される位置の後方に格子状の通気
孔２１ａが設けられており、前記シールドケース２４ｂ
の開口部２４ｄとハウジング２１の通気孔２１ａとを通
り、シールドケース２４内に至る気流が形成され、放電
電極付近の気体が効率よくハウジング２１の外へ排出さ
れる構成となっている。

【００２５】以上の構成有する本実施例では、それぞれ
の感光体ドラム２２が回転されると、各感光体ドラム２
２表面の感光体層は、一次帯電器２３によって、一旦、
一様にマイナスに帯電され、次いで、像書き込み装置１
から像光が照射される。すると、像光を照射された部分
の電位が低下し、帯電電位の差による静電潜像が形成さ
れる。この静電潜像は、感光体ドラム２２の回転にとも
なって移動し、現像装置３と対向する。現像装置３から
は、電気的吸着力の差によって、トナーが選択的に供給
され、それぞれの感光体ドラム２２の表面に各色のトナ
ー像が形成される。

【００２６】一方、転写ベルト５は転写材を電気的に吸
着して周回し、転写材は各画像形成ユニット２の転写領
域を順次通過する。それぞれの転写領域で、転写材は感
光体ドラム２２と接触し、かつ、転写装置７によってト
ナー像と逆側からプラスに帯電される。そのため、感光
体上で形成されたトナー像は転写材へ強く引きつけら
れ、転写材へ転移する。トナー像を転移され、転写領域
を通過した転写材は接触していた感光体ドラム２２と離
れ、引き続き転写ベルト５に保持・搬送される。このと
き、転写材後端が感光体ドラム２２から離れた直後に、
感光体層との間で剥離放電が発生し、感光体層のうち転
写材の後端部と接触していた部分がプラスに帯電するこ
とがある。

【００２７】感光体ドラム２２は転写材と離れた後更に
回転し、転写材の後端部と接触していた部分が、コロナ
放電器２４の電極ワイヤ２４ａと対向すると、電極ワイ
ヤ２４ａに放電電圧が印加される。そのため、電極ワイ
ヤ２４ａから、感光体ドラム２２の転写材の後端部と接
触していた部分（履歴部分）に放電が起こり、この部分
にマイナスの電荷が付与されて、剥離放電によるプラス
帯電領域が解消される。この履歴部分が、電極ワイヤ２
４ａとの対向位置を通過すると、放電電圧は直ちに印加
されなくなる。感光体ドラム２２は、続いて、クリーニ
ング装置２５によって残留トナーを清除され、除電装置
２６によって電位差を除去される。このとき、感光体層
がプラスの電荷を有していないため、電位差は完全に除
去され、履歴を残すことがない。

【００２８】一方、転写材は、全ての転写領域を通過し
て全色のトナーを転移されると、剥離装置８によって転
写ベルト５から剥離され、定着装置（図示せず）へと送
り込まれ、トナー像を溶融・定着され、フルカラーの画
像が完成する。その後、一様帯電からの工程が繰り返さ
れ、他の画像が形成される。

【００２９】次に、上記実施例における効果を確認する
ために行った実験の結果について説明する。図６は、放
電を間欠的に行うことの効果、及び活性炭シートを用い
ることの効果を確認するため、異なる条件で装置内のオ
ゾン量を測定した結果を示すものであり、連続して画像
を形成しているときに測定したものである。図６（ａ）
及び（ｂ）において、ＣＡＳＥ１は、活性炭シートを用
いず、直流電圧のみを間欠的に印加し、交流を連続的に
印加した場合である。ＣＡＳＥ２Ａは、活性炭シートを
用いず、放電電圧は直流及び交流の双方を間欠的に印加
した場合である。ＣＡＳＥ２Ｂは、活性炭シートを用
い、放電電圧はＣＡＳＥ１と同様に印加した場合であ
る。また、ＣＡＳＥ３は、活性炭シートを用いるととも
に、放電電圧は直流及び交流の双方を間欠的に印加した
場合である。図に示される様に、活性炭の使用、放電電
圧の間欠的印加はともに、オゾンの量をかなり低減する
のに有効であるが、感光体が長期間使用されても悪影響
を及ぼさない範囲として設定した目標値３ｐ．ｐ．ｍ．
以下という条件を充たすことはできない。しかし、活性
炭の使用と放電電圧の間欠的印加とを併用することによ
って、３ｐ．ｐ．ｍ．以下とすることが可能となる。

【００３０】この様に、本実施例の画像形成装置では、
放電電圧を、感光体ドラム２２表面のうち転写材後端部
と接触していた部分が電極ワイヤ２４ａと対向する時に
限定して、電極ワイヤ２４ａへ印加することとしている
ので、放電時間が必要最低限に短縮され、放電生成物を
極少量に抑えることができる。また、１つの画像を形成
する工程あたりの放電時間が少なくなるので、図７に示
す様に、画像形成ユニット２の耐用期間内において、活
性炭の吸着能力を十分維持することが可能となる。本実
施例では、画像形成ユニット２の耐用枚数（６０，００
０枚）のコピーを得た後でも、活性炭のオゾン吸着能は
２０％しか低下していなかった。従って、耐用期間内の
交換等を必要とすることなく活性炭を併用することがで
き、交流電圧と直流電圧とを間欠放電することによる放
電生成物の低減効果と、活性炭に吸着させることによる
低減効果とによって、放電生成物を、人体や感光体層に
悪影響を及ぼさない程度まで減少させることが可能とな
る。

【００３１】また、極少量発生した放電生成物を、更
に、開口部２４ｄ及び通気孔２１ａを介して流出できる
ようにしたので、感光体層の周囲に滞留せず、繰り返し
画像を形成しても、感光体層に影響を及ぼすことがな
い。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明に係る画像形成装置では、コロナ放電器において放
電電圧を、感光体ドラムのうち転写材後端部と接触して
いた部分が対向する時に限定して放電電極へ印加し、放
電時間を必要最低限に短縮するので、放電生成物を極少
量に抑えることができる。また、請求項２に記載の発明
に係る画像形成装置では、上述の効果に加えて、活性炭
に吸着させることによる低減効果を併用することがで
き、放電生成物を、人体や感光体層に悪影響を及ぼさな
い程度まで減少させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１又は請求項２に記載の発明の一実施例
である画像形成装置を示す概略構成図である。

【図２】図１の画像形成装置に用いる画像形成ユニット
を示す概略構成図である。

【図３】図１の画像形成装置に用いられるコロナ放電器
を示す側面図及び断面図である。

【図４】図１の画像形成装置に用いらえるコロナ放電器
において、電極ワイヤに放電電圧が印加されるタイミン
グを示す図である。

【図５】図１の画像形成装置に用いられる画像形成ユニ
ットのハウジングを示す側面図である。

【図６】図１の画像形成装置によるオゾン低減の効果を
示す図である。

【図７】図１の画像形成装置における、活性炭シートの
オゾン吸着能力の経時変化を示す図である。

【図８】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。

【図９】従来の画像形成装置の他の例を示す概略構成図
である。

【符号の説明】

１ 像書き込み装置 ２ 画像形成ユニット ３ 現像装置 ５ 転写ベルト ６ 転写材検出装置 ７ 転写装置 ９ 電源装置 １０ ＣＰＵ（制御手段） ２１ ハウジング ２２ 感光体ドラム ２３ 一次帯電器 ２４ コロナ放電器 ２４ａ 電極ワイヤ ２４ｂ シールドケース ２４ｃ 活性炭シート ２５ クリーニング装置 ２６ 除電装置 ９１ 開閉器 ９２ 直流電源 ９３ 交流電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面が周回するように支持され、該周面
   に帯電電位の差による潜像が形成される像担持体と、 前記潜像へトナーを電気的に吸着させてトナー像とする
   現像装置と、 前記像担持体と対向し、周面に転写材を担持して周回す
   る転写材担持体と、 前記転写材をトナーの帯電極性と逆極性に帯電させて、
   トナー像を転写材に転移させる転写装置と、 前記トナー像が転移された後の前記像担持体上に残った
   トナーを清掃・除去するクリーニング装置とを有する画
   像形成装置において、 前記像担持体の周面と対向する位置に放電電極を備えた
   コロナ放電器と、 前記トナーの帯電極性と同極性の直流電圧に交流電圧を
   重畳した放電電圧を、前記放電電極に印加する電源装置
   と、 トナー像を転写材に転写した後の像担持体表面であって
   転写材の後端部が接触していた部分が、前記放電電極と
   対向するときのみに限定して前記放電電圧が印加される
   ように前記電源装置を制御する制御手段とを有すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の画像形成装置にお
   いて、 前記コロナ放電器は、この放電電極を囲むように設けら
   れたシールドケースを備え、該シールドケースの前記放
   電電極と対向する面に、活性炭を含む吸着材が取り付け
   られていることを特徴とする画像形成装置。