JPH0764371A

JPH0764371A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0764371A
Application number: JP21048993A
Authority: JP
Inventors: Shogo Sato; 正吾佐藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1993-08-25
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】高温高湿環境下においても、電源投入後、速
やかに安定した画像を形成することができ、周囲の環境
によらず安定した画像を形成することができる画像形成
装置を提供すること。【構成】画像形成装置において、帯電手段２の接触帯
電部材２６が感光体ドラム３表面に接触して感光体ドラ
ム３が帯電され、露光手段５により感光体ドラム３を露
光して静電潜像が形成され、現像手段６により感光体ド
ラム３上の静電潜像にトナー１５を供給して可視像が形
成され、転写手段７により感光体ドラム３上のトナー１
５が用紙に転写され、定着ローラ４によりその用紙に転
写されたトナー１５を加熱溶融することにより用紙上に
定着される。その際、熱伝導性に優れた材質で形成され
た金属板１により定着ローラ４から帯電手段２に熱が伝
導される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置に用
いられる帯電手段には、コロナ放電を利用したコロトロ
ン帯電器，スコロトロン帯電器が用いられることが一般
的であった。コロトロン帯電器は、直径１００μｍ以下
のワイヤと、ワイヤを囲んで被帯電体に対して開放口を
有し、アースに接地されているシールドとから形成され
ている。ワイヤに電源から６ｋＶ程度の電圧を印加する
ことにより、ワイヤの近傍でコロナ放電現象が発生し、
被帯電体の表面を帯電することができる。特に、電子写
真装置において感光体に帯電を行うことを目的とする帯
電手段には、帯電の均一さが画像品質に直接影響するた
めに、グリッド電極を有したスコロトロン帯電器が用い
られた。

【０００３】しかしながら、近年、電子写真装置におい
ては、人体に悪影響を及ぼし不快な臭いがするオゾンの
発生が問題となっている。そのため、オゾン発生量の多
いコロトロン帯電器，スコロトロン帯電器にかわる帯電
手段の開発が急がれている。更に、コロトロン帯電器、
スコロトロン帯電器では、印加電圧が６ｋＶ程度と高い
ため、電源にかなりの負担がかかると言う問題点もあっ
た。

【０００４】印加電圧が低くオゾン発生量が極端に少な
い帯電方法の１つに、導電性の接触帯電部材を感光体に
当接させて電圧を印加して帯電を行う接触帯電手段があ
る。このような接触帯電手段には種々のものが提案され
ている。

【０００５】図５を参照して、接触帯電部材をブレード
形状をしたゴムなどの弾性体とし、弾性力によって接触
帯電部材を被帯電体に押しつけるブレード帯電手段を説
明する。導電性ゴム等の導電性を有する弾性体をブレー
ド形状にした接触帯電部材５６が、背面電極５７に接着
されてブレード帯電手段５２を形成している。ブレード
帯電手段５２は、その保持手段５８の溝にピン５０によ
って固定されている。背面電極５７は、導電性のある金
属で形成されており、その端部には電源５９が電線を介
して接続されている。一方、感光体ドラム５３は、アル
ミ管５５の表面に感光体層５４を設けた構造をしてい
る。接触帯電部材５６は、その弾性力によって、感光体
層５４に接触した状態を保持している。

【０００６】電源５９によって印加される電圧は、感光
体層５４にＯＰＣ（有機感光体）を用いた場合、−５０
０〜−２０００Ｖ程度が一般的である。また、感光体ド
ラム５３のアルミ管５５は接地されている。感光体層５
４の帯電は、感光体層５４と接触帯電部材５６との接触
部分における電荷注入と、感光体層５４と接触帯電部材
５６との微小ギャップにおける放電現象によって行われ
る。一般に、電荷注入よりも放電により帯電する方が、
安定した帯電が行われる。

【０００７】次に、図６を参照して、接触帯電部材を導
電性繊維としたブラシ帯電手段を説明する。導電性繊維
によって形成された接触帯電部材たるブラシ６６が背面
電極６７に接着されてブラシ帯電手段６２を形成してい
る。ブラシ帯電手段６２は、その保持手段６８にスペー
サー６０を介して固定されている。背面電極６７は、導
電性のある金属で形成されており、その端部には電源６
９が電線を介して接続されている。一方、感光体ドラム
６３は、アルミ管６５の表面に感光体層６４を設けた構
造をしている。

【０００８】電源６９によって印加される電圧は、感光
体層６４にＯＰＣ（有機感光体）を用いた場合、−５０
０〜−２０００Ｖ程度が一般的である。また、感光体ド
ラム６３のアルミ管６５は接地されている。感光体層６
４の帯電は、ブレード帯電手段と同様に、感光体層６４
とブラシ６６との接触部分における電荷注入と、感光体
層６４とブラシ６６との微小ギャップにおける放電現象
によって行われる。一般に、電荷注入よりも放電により
帯電する方が、安定した帯電が行われることもブレード
帯電手段と同様である。

【０００９】次に、図７を参照して、接触帯電部材をロ
ーラ形状をしたゴムなどの弾性体とし、被帯電体が回転
すると共に接触帯電部材が連れ回りするローラ帯電手段
を説明する。金属性の心棒７７の回りに、導電性ゴムな
どの導電性の弾性体によって導電層を設けることによっ
てローラ帯電手段７２が形成されている。前記導電層
は、比較的高抵抗の素材からなる外層７６と、比較的低
抵抗の素材からなる内層７０とから構成されている。心
棒７７の端部には電源７９が電線を介して接続されてい
る。一方、感光体ドラム７３は、アルミ管７５の表面に
感光体層７４を設けた構造をしている。

【００１０】電源７９によって印加される電圧は、感光
体層７４にＯＰＣ（有機感光体）を用いた場合、−５０
０〜−２０００Ｖ程度が一般的である。また、感光体ド
ラム７３のアルミ管７５は接地されている。感光体層７
４の帯電は、ブレード帯電手段と同様に、感光体層７４
と外層７６との接触部分における電荷注入と、感光体層
７４と外層７６との微小ギャップにおける放電現象によ
って行われる。一般に、電荷注入よりも放電により帯電
する方が、安定した帯電が行われることもブレード帯電
手段と同様である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た接触帯電手段を使用した画像形成装置においては、ス
コロトロン帯電器を使用した画像形成装置に比較して環
境依存性が大きいという問題点があった。スコロトロン
帯電器においては、被帯電体の表面電位が、低温低湿環
境（環境温度１０℃、相対湿度２０％）と高温高湿環境
（環境温度３０℃、相対湿度８０％）で５０Ｖ程度変化
するのに対し、上述した接触帯電手段においては、一般
に２００〜３００Ｖ、接触帯電部材の素材を吟味しても
１００Ｖ程度は変化する。これは、接触帯電部材が接す
る空気の絶対湿度に依存して、接触帯電部材が吸湿して
いる水分量が変化することが原因であると考えられる。

【００１２】このような環境依存性を低減するために
は、特開昭６３−１４９６６８に提案されているよう
な、直流電圧に、帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電
圧を有する交流電圧を重畳する方法がある。

【００１３】しかしながら、この方法においても、重畳
する交流電圧の周波数に対応した異音が発生したり、直
流電源とは別に交流電源を必要とするためコストが高く
なるなどの問題点があった。また、高温高湿環境におい
ては、主電源を投入してしばらく時間が経過すると、熱
定着手段が発する熱により前記接触帯電手段の温度が上
昇する。その結果、前記接触帯電部材は吸湿している水
分を放湿するため、低温低湿環境下での帯電特性に近く
なり、安定した画像を形成することができるようになる
という現象が発生する。しかしながら、前記接触帯電手
段の温度が上昇して放湿する迄かなり時間が必要であ
り、更に、主電源を投入してから接触帯電部材の温度が
上昇する間に出力した画像は、かなり不安定な状態であ
った。

【００１４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、高温高湿環境下において、接触
帯電部材が吸湿した水分を速やかに放湿させることによ
り、高温高湿環境下においても、電源投入後速やかに安
定した画像を形成することが可能で、その結果、簡単な
構成で周囲の環境によらず安定した画像を形成すること
ができる画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の画像形成装置は、感光体と、その感光体表
面に接触した接触帯電部材により感光体を帯電する帯電
手段と、感光体を露光して感光体上に静電潜像を形成す
る露光手段と、感光体上の静電潜像にトナーを供給して
可視像を形成する現像手段と、感光体上のトナーを像担
持体に転写する転写手段と、像担持体上に転写されたト
ナーを加熱溶融することにより像担持体に定着する熱定
着手段と、その熱定着手段と前記帯電手段との両方に熱
的に接触し、熱伝導性に優れた材質で形成された熱伝導
手段とを備えたものである。

【００１６】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置は、
帯電手段の接触帯電部材が感光体表面に接触して感光体
が帯電され、露光手段により感光体を露光して感光体上
に静電潜像が形成され、現像手段により感光体上の静電
潜像にトナーを供給して可視像が形成され、転写手段に
より感光体上のトナーが像担持体に転写され、熱定着手
段によりその像担持体上に転写されたトナーを加熱溶融
することにより像担持体に定着される。その際、熱伝導
性に優れた材質で形成された熱伝導手段により熱定着手
段から前記帯電手段に熱が伝導される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１８】まず始めに、図１を参照して本実施例の画
像形成装置の構成を説明する。本体ケース９の中に感光
体ドラム３が設置されている。感光体ドラム３の周囲に
は、電子写真プロセスに沿って、順に帯電手段２、露光
手段５、現像手段６、転写手段７、廃トナーボックス８
が設けられている。本体ケース９には、給紙トレイ１４
と排紙トレイ１１とが設けられており、更に、排トナー
ボックス８と排紙トレイ１１との間の空間には、１組の
定着ローラ４と定着ローラカバー１３とから構成された
熱定着手段が設置されている。そして、定着ローラカバ
ー１３と帯電手段２との両者に接するように、熱伝導手
段たる金属板１が設置されている。金属板１は、不必要
な放熱をしないように、樹脂等により形成されている断
熱材１２で挟まれている。

【００１９】次に、図１を参照して本実施例の画像形成
装置の動作を説明する。画像形成装置の主電源がオンに
なると、定着ローラ４中に設けられたヒーターがオンと
なり、定着ローラ４の温度が上昇し始め、ある時間を経
過すると定着ローラ４は所定の温度まで上昇し、画像形
成が可能となる。同時に、定着ローラ４の熱は、金属板
１を介して帯電手段２まで伝熱され、定着ローラ４が画
像形成が可能な所定の温度まで上昇する頃には、帯電手
段２の温度が１０〜３０℃程度上昇する。高温高湿環境
下で帯電手段２の接触帯電部材が吸湿していても、この
温度上昇によって放湿するため、低湿環境下のような安
定した帯電を行うことが可能である。また、断熱材１２
の働きで、金属板１の無駄な放熱を防ぐことができる。

【００２０】次に画像形成プロセスを説明する。画像形
成を開始すると、感光体ドラム３が図中左回りに回転す
る。所定のタイミングで図示しない電源により帯電手段
２に電圧が印加され、感光体ドラム３の表面を均一に帯
電する。ついで、感光体ドラム３は、露光手段５により
露光されることにより、感光体ドラム３の表面には静電
潜像が形成される。この感光体ドラム３に形成された静
電潜像に、現像手段６によりトナー１５を供給すること
により、感光体ドラム３の表面には可視像が形成され
る。可視像を形成しているトナー１５は、転写手段７に
よって、給紙トレイ１４から搬送された像担持体たる紙
の上に転写され、該紙の表面には可視像が形成される。
感光体ドラム３の表面に、転写されずに残ったトナー１
５は、排トナーボックス８に収納される。ついで、可視
像を形成された紙は、熱定着手段たる１組の定着ローラ
４の間に搬送されて定着ローラ４により熱を加えられ、
その結果、可視像を形成しているトナー１５が溶融さ
れ、紙に固着することにより可視像が定着される。この
ようにして、可視像を形成された紙は、排紙トレイ１１
に搬送され画像形成プロセスを終了する。

【００２１】次に、図２を参照して、帯電手段２の具体
的な構成を説明する。導電性ゴム等の導電性を有する弾
性体をブレード形状にした接触帯電部材２６が、背面電
極２７に接着されて帯電手段２を形成している。帯電手
段２は、帯電手段の保持手段を兼ねた排トナーケース８
に固定されている。背面電極２７は、導電性のある金属
で形成されており、その端部には図示しない電源が電線
を介して接続されている。更に、背面電極２７には、絶
縁部材２９を介して、熱伝導手段たる金属板１が接触し
て固定されている。一方、感光体ドラム３は、アルミ管
２５の表面に感光体層２４を設けた構造をしている。接
触帯電部材２６は、その弾性力によって、感光体層２４
に接触した状態を保持している。

【００２２】接触帯電部材２６に使用される弾性体の材
質としては、例えば、ヒドリン、ＥＰＤＮ、ウレタン、
ＮＢＲ等に、カーボン粒子などを分散させて体積抵抗値
を１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍ程度に調整したものが使用され
る。特に、感光体ドラム３の代わりに導体でできた円筒
をおいたとき、該円筒と背面電極２７との間の抵抗値
が、１０⁶Ω程度になることが望ましい。また、熱伝導
手段たる金属板１は、熱伝導に優れた素材なら何を使用
してもよいが、特に、銅、アルミ等が使用されるとよ
い。

【００２３】電源によって帯電手段２に印加される電圧
は、感光体層２４にＯＰＣを用いた場合、−５００〜−
２０００Ｖ程度であり、更に、良好な帯電を行うには−
１０００Ｖ〜−１５００Ｖ程度が一般的である。また、
感光体ドラム３のアルミ管２５は接地されている。感光
体層２４の帯電は、感光体層２４と接触帯電部材２６と
の接触部分における電荷注入と、感光体層２４と接触帯
電部材２６との微小ギャップにおける放電現象によって
行われる。一般に、電荷注入よりも放電により帯電する
方が、安定した帯電が行われる。

【００２４】次に、図３を参照して、接触帯電部材をブ
ラシとしたブラシ帯電手段を用いたときの第二実施例を
説明する。導電性繊維によって形成された接触帯電部材
たるブラシ３６が背面電極３７に接着されてブラシ帯電
手段３２を形成している。ブラシ帯電手段３２は、その
保持手段３８にスペーサー３０を介して固定されてい
る。更に、スペーサー３０と背面電極３７の間には、熱
伝導手段たる金属板３１が、絶縁部材３９とともに挟み
込まれている。背面電極３７は、導電性のある金属で形
成されており、その端部には図示しない電源が電線を介
して接続されている。一方、感光体ドラム３３は、アル
ミ管３５の表面に感光体層３４を設けた構造をしてい
る。

【００２５】ブラシ３６に使用される導電性繊維の材質
は、ナイロン、アクリル、レーヨン等の繊維中に、カー
ボン粒子を分散させたもの等が用いられる。ブラシ３６
の抵抗値は、感光体ドラム３３の代わりに導体でできた
円筒をおいたとき、該円筒と背面電極３７との間の抵抗
値が、１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍ程度、できれば１０⁶Ω程度
になることが望ましい。

【００２６】電源によってブラシ帯電手段３２に印加さ
れる電圧はブレード帯電手段と同様に、感光体層３４に
ＯＰＣを用いた場合、−５００〜−２０００Ｖ程度であ
り、更に、良好な帯電を行うには−１０００Ｖ〜−１５
００Ｖ程度が一般的である。また、感光体ドラム３３の
アルミ管３５は接地されている。感光体層３４の帯電
は、ブレード帯電手段と同様に、感光体層３４とブラシ
３６との接触部分における電荷注入と、感光体層３４と
ブラシ３６との微小ギャップにおける放電現象によって
行われる。一般に、電荷注入よりも放電により帯電する
方が、安定した帯電が行われることもブレード帯電手段
と同様である。

【００２７】次に、図４を参照して、接触帯電部材をロ
ーラ形状をしたゴムなどの弾性体とし、被帯電体が回転
すると共に接触帯電部材が連れ回りするローラ帯電手段
を用いた場合の第三実施例を説明する。金属性の心棒４
７の回りに、導電性ゴムなどの導電性の弾性体によって
導電層を設けることによってローラ帯電手段４２が形成
されている。前記導電層は、比較的高抵抗の素材からな
る外層４６と、比較的低抵抗の素材からなる内層４０と
から構成されている。ローラ帯電手段４２はホルダー４
８に保持されており、該ホルダー４８には熱伝導手段た
る金属板４１が密着して連結されている。心棒４７の端
部には電源４９が電線を介して接続されている。一方、
感光体ドラム４３は、アルミ管４５の表面に感光体層４
４を設けた構造をしている。

【００２８】外層４６と内層４０に使用される弾性体の
材質としては、例えば、ヒドリン、ＥＰＤＮ、ウレタ
ン、ＮＢＲ等に、カーボン粒子などを分散させたものが
使用される。体積抵抗値は、外層４６が１０⁷〜１０¹³
Ωｃｍ程度、内層４０は１０³〜１０⁵Ωｃｍ程度に調整
したものが使用される。特に、感光体ドラム４３の代わ
りに導体でできた円筒をおいたとき、該円筒と心棒４７
との間の抵抗値が、１０⁶Ω程度になることが望まし
い。

【００２９】電源４９によってローラ帯電手段４２に印
加される電圧は、感光体層４４にＯＰＣを用いた場合、
−５００〜−２０００Ｖ程度であり、更に、良好な帯電
を行うには−１０００Ｖ〜−１５００Ｖ程度が一般的で
ある。また、感光体ドラム４３のアルミ管４５は接地さ
れている。感光体層４４の帯電は、感光体層４４と外層
４６との接触部分における電荷注入と、感光体層４４と
外層４６との微小ギャップにおける放電現象によって行
われる。一般に、電荷注入よりも放電により帯電する方
が、安定した帯電が行われる。

【００３０】本発明は以上詳述した実施例に限定される
ものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々
の変更を加えることができる。

【００３１】例えば、本実施例においては、印加電圧は
直流電圧であったが、交流電圧を重畳することも可能で
ある。

【００３２】

【発明の効果】以上、説明したことから明らかなよう
に、本発明の画像形成装置によれば、熱定着手段から接
触帯電部材へ容易に熱が伝わるため、画像形成装置の電
源投入とともに接触帯電部材の温度が上昇する。そのた
め、高温高湿環境において前記接触帯電部材が水分を吸
湿しても、接触帯電部材の温度が上昇することによって
吸湿した水分を放湿し、吸湿している水分量が減少する
ため、高温高湿環境においても速やかに安定した画像を
形成することが可能である。従って、周囲の環境によら
ず安定した画像を形成することが可能な画像形成装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の画像形成装置の概略構成
図である。

【図２】上記実施例の帯電手段の断面図である。

【図３】第二実施例の接触帯電部材をブラシとした帯電
手段の断面図である。

【図４】第三実施例の接触帯電部材をローラとした帯電
手段の断面図である。

【図５】従来のブレード帯電手段の断面図である。

【図６】従来のブラシ帯電手段の断面図である。

【図７】従来のローラ帯電手段の断面図である。

【符号の説明】

１金属板２帯電手段３感光体ドラム４定着ローラ５露光手段６現像手段７転写手段１５トナー２６接触帯電部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、その感光体表面に接触した接触帯電部材により感光体を
帯電する帯電手段と、感光体を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手
段と、感光体上の静電潜像にトナーを供給して可視像を形成す
る現像手段と、感光体上のトナーを像担持体に転写する転写手段と、その像担持体上に転写されたトナーを加熱溶融すること
により像担持体に定着する熱定着手段と、その熱定着手段と前記帯電手段との両方に熱的に接触
し、熱伝導性に優れた材質で形成された熱伝導手段とを
備えたことを特徴とする画像形成装置。