JPH1069194A

JPH1069194A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1069194A
Application number: JP8228228A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Okubo; 正晴大久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】スペースを必要とせず、効果的に像担持体と
してのＯＰＣドラムを除電できる画像形成装置を提供す
る。【解決手段】像保持部材３と、前記像保持部材３を帯
電する帯電部材４と、像露光光を前記像保持部材に導く
像露光経路を少なくとも有する画像形成装置において、
前記露光経路の周囲の空間を利用して前記像保持部材を
一様に露光する露光部材２１と、前記像保持部材３を前
記帯電部材４で帯電後、前記露光部材２１を点灯させる
制御手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンター（以後ＬＢＰと略す）、複写機等の画像形成装
置に係り、特に像保持部材の均一除電に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置として、例えば図６
に示すレーザービームプリンター（ＬＢＰ）が提案され
ている。

【０００３】図中、１は画像情報に応じて発信されるレ
ーザー光を照射及び走査する光学手段と走査手段を有し
たスキャナユニットである。１０は主たる画像形成手段
を内蔵したプロセスカートリッジであって、像保持部材
の感光ドラム３、半導電性のゴムからなるローラ帯電器
４、トナー６を感光ドラム３上に現像する現像器５、お
よび廃トナーを感光ドラム３上から除去するクリーナー
８、などから構成されている。

【０００４】プロセスカートリッジ１０内の感光ドラム
３は、矢印の方向に回転しており、ローラ帯電器４によ
りその表面を一様に帯電された後、スキャナユニット１
で発信されたレーザー光を、ミラー２を介して感光ドラ
ム３に照射され、静電潜像を形成する。この静電潜像
は、現像器５によりトナーが供給され、トナー像として
可視像化される。

【０００５】一方、給紙カセット１２内の転写材１４
は、給紙ローラ１３及び給紙ローラ１３に対向して設け
られた分離パッド（図示せず）により、一枚ずつ分離さ
れて給送される。給紙された転写材１４は、上下のガイ
ドに沿って、一対のレジストローラ１５に搬送される。
レジストローラ１５は、転写材が来るまで停止してお
り、これに転写材１４の先端が突き当たることにより、
転写材１４の斜行を補正する。次いでレジストローラ１
５は、前記感光ドラム３上に形成された画像の先端と同
期するように、転写材１４を転写部へと搬送する。この
レジストローラの近くに給紙センサーが設置されてお
り、通紙状態や、ジャム、転写紙の長さを検知できる。

【０００６】７は転写ローラであり、トナーと逆極性の
電荷を転写材１４の裏側から与えることにより、前記感
光ドラム３上に形成されたトナー像を転写材１４に転写
する。このトナー像を転写された転写材１４は、搬送ロ
ーラ及び搬送ガイド１６により定着器１７へ搬送され
る。上記定着器１７は、転写材１４上のトナー像を熱お
よび圧力で、転写材１４上に溶解、固着させることによ
り記録画像とする。画像定着後の転写材１４はフラッパ
（図示せず）により選択された各搬送路を経て排出トレ
イ１８に排出される。

【０００７】１９は、白熱球を並べた前露光手段であ
り、プロセスカートリッジ１０の開口部２０からＯＰＣ
ドラムに照射される。

【０００８】この従来例では、帯電ローラを用い、交流
（ＡＣ）電圧を重ねた直流（ＤＣ）電圧を帯電ローラに
印加している。このように、交流電圧を印加すると、帯
電ムラの発生が少なく、高速のプロセスに対応可能であ
り、現在の多くのプリンターで使用されている。

【０００９】しかし、交流電圧を重ねた直流電圧を印加
すると、帯電ローラと像保持部材としての感光ドラム３
の間で放電が発生する。この放電により、像保持部材の
表面が化学的に劣化する。最近の殆どの像保持部材は、
有機感光体（ＯＰＣ）であり、このＯＰＣの表面の劣化
は、ＯＰＣの分子の鎖を切ってしまうことによると考え
られる。このような現象が発生すると、ＯＰＣはもろく
なって、表面が削れてしまい、ＯＰＣドラムの寿命が短
くなる。

【００１０】このような現象を防ぐために、帯電ローラ
に直流電圧を印加する方法や、画像域のみ交流電圧を重
ねた直流電圧を印加する方法が提案されている。

【００１１】帯電ローラに直流電圧を印加する方法は、
削れる原因の交流電圧を印加していないので、帯電ロー
ラによる削れは殆ど無くなる。

【００１２】また、画像域のみ交流電圧を重ねた直流電
圧を印加する方法は、帯電の均一性が要求される画像域
のみ交流電圧を重ねた直流電圧を印加し、それ以外の部
分は、均一性は比較的悪くても良いので、直流電圧を印
加する方法である。

【００１３】いずれの方法でも、このような画像域外で
直流電圧を印加する方法では、ＯＰＣドラム上を均一に
除電する為に、一旦帯電した後、ＯＰＣドラムを露光す
る前露光方式を採用している。

【００１４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
露光方式を採用すると、従来例のように、プロセスカー
トリッジ１０に開口を開ける必要があり、小径のＯＰＣ
ドラムの場合、スペースが制約されたり、そのスペース
が無いという問題があった。

【００１５】本出願に係る発明の目的は、スペースを必
要とせず、効果的に像担持体としてのＯＰＣドラムを除
電できる画像形成装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する第１の構成は、像保持部材と、前記像保持部
材を帯電する帯電部材と、像露光光を前記像保持部材に
導く像露光経路を少なくとも有する画像形成装置におい
て、前記露光経路の周囲の空間を利用して前記像保持部
材を一様に露光する露光部材と、前記像保持部材を前記
帯電部材で帯電後、前記露光部材を点灯させる制御手段
を有することを特徴とする画像形成装置にある。

【００１７】本出願に係る発明の目的を実現する第２の
構成は、上記の第１の構成において、前記制御手段は、
前記露光部材を画像形成の前後において点灯させ、前記
像保持部材を一様に除電することを特徴とする画像形成
装置にある。

【００１８】本出願に係る発明の目的を実現する第３の
構成は、上記の各構成において、前記露光部材は紫外線
を含まない光源であることを特徴とする画像形成装置に
ある。

【００１９】本出願に係る発明の目的を実現する第４の
構成は、上記の各構成において、前記帯電部材は、帯電
ローラを用いて像保持部材へ帯電することを特徴とする
画像形成装置にある。

【００２０】本出願に係る発明の目的を実現する第５の
構成は、上記の各構成において、画像形成時には、帯電
部材に交流と直流を印加し、画像形成時以外では、帯電
ローラに直流のみ印加することを特徴とする画像形成装
置にある。

【００２１】本出願に係る発明の目的を実現する第６の
構成は、上記の各構成において、帯電部材に直流のみ印
加することを特徴とする画像形成装置にある。

【００２２】本出願に係る発明の目的を実現する第７の
構成は、上記の各構成において、前記像保持部材を少な
くとも含む画像形成プロセス手段をカートリッジ化した
ことを特徴とする画像形成装置にある。

【００２３】本出願に係る発明の目的を実現する第８の
構成は、上記の第７の構成において、前記露光部材は前
記カートリッジの外に配置されていることを特徴とする
画像形成装置にある。

【００２４】本出願に係る発明の目的を実現する第９の
構成は、上記の第７の構成において、前記露光部材は前
記カートリッジの中に配置されていることを特徴とする
画像形成装置にある。

【００２５】本出願に係る発明の目的を実現する第１０
の構成は、上記の第８の構成において、前記露光部材は
前記カートリッジの前記露光径路を形成する開口を通し
て露光光を入射させることを特徴とする画像形成装置に
ある。

【００２６】本出願に係る発明の目的を実現する第１１
の構成は、上記の第８または第９の構成において、前記
露光部材が像露光手段を構成するレーザー、ポリゴンミ
ラーなどを収容した光学ユニット内に配置されているこ
とを特徴とする画像形成装置にある。

【００２７】本出願に係る発明の目的を実現する第１２
の構成は、上記の第９の構成において、前記露光部材は
像露光手段を構成する光学ユニットの下部に配置されて
いることを特徴とする画像形成装置にある。

【００２８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１は本発明の画像形成装置の第
１の実施の形態のレーザービームプリンター（ＬＢＰ）
の主要部の概略構成を示す。

【００２９】図中、１は画像情報に応じて発信されるレ
ーザー光を照射及び走査する光学手段と走査手段を有し
たスキャナユニットである。１０は主たる画像形成手段
を内蔵したプロセスカートリッジであって、像保持部材
の感光ドラム３、半導電性のゴムからなるローラ帯電器
４、トナー６を感光ドラム３上に現像する現像器５など
から構成されている。

【００３０】プロセスカートリッジ１０内の感光ドラム
３は、有機感光体であり、矢印の方向に回転しており、
ローラ帯電器４によりその表面を一様に帯電された後、
スキャナユニット１で発信されたレーザー光を、ミラー
２を介して感光ドラム３に照射され、静電潜像を形成す
る。この静電潜像は、現像器５によりトナーが供給さ
れ、トナー像として可視像化される。

【００３１】７は転写ローラであり、トナーと逆極性の
電荷を転写材１４の裏側から与えることにより、前記感
光ドラム３上に形成されたトナー像を転写材１４に転写
する。

【００３２】このトナー像を転写された転写材１４は、
搬送ローラ及び搬送ガイド１６により定着器１７へ搬送
される。上記定着器１７は、転写材１４上のトナー像を
熱および圧力で、転写材１４上に溶解、固着させること
により記録画像とする。画像定着後の転写材１４はフラ
ッパ（図示せず）により選択された各搬送路を経て排出
トレイ１８に排出される。

【００３３】ローラ帯電器４は、帯電ローラと図示しな
い軸受および給電部材から構成される。帯電ローラは、
少なくとも、感光ドラムと一体のカートリッジになって
おり、この帯電ローラはソリッド又は、スポンジ状の弾
性体で構成され、従動または、帯電ローラと同じ速度で
駆動されている。

【００３４】２１は露光部材であり、ＬＥＤや白熱球、
冷陰極放電管などの紫外線を含まないものが適当であ
る。この露光部材からの光は、カートリッジの上面のレ
ーザー光が入射する開口部Ｈから入射し、ＯＰＣドラム
である感光ドラム３の表面を照射する。

【００３５】このＯＰＣドラムである感光ドラム３を除
電する光は、直接ＯＰＣドラムである感光ドラム３の表
面を照射したり、現像器の表面で反射してＯＰＣドラム
である感光ドラム３に到達する。

【００３６】このような構成にすることによって、省ス
ペースが図れるので、直径３０ｍｍ以下の小径のドラム
にも対応可能であり、カートリッジも構成を簡略化がで
きる。

【００３７】図２は、帯電ローラ（以下Ｃローラと略
す）４にＤＣ帯電のみを印加するレーザービームプリン
ター（ＬＢＰ）における一次帯電、現像器、転写高圧電
源、ドラム露光、メインモータ（ドラム駆動）のシーケ
ンスを示す。

【００３８】本シーケンスにおいて、メインモータの駆
動により一次帯電が開始され、レーザー露光が開始され
る。レーザー露光において、符号３０はレーザーが発光
する部分で、画像域に対応する。

【００３９】なお、Ｃローラにける直流（ＤＣ）の一次
帯電は、図示の領域で帯電する。一方、現像の交流（Ａ
Ｃ）成分は、画像域３０に対応して現像器に印加され
る。これに対し、現像のＤＣ成分は、ＯＰＣドラムであ
る感光ドラム３の電位に対応して暗部電位（Ｖｄ）の部
分ではオン、略明部電位（Ｖ１）の部分ではオフする。
転写の高圧電源は、転写材がＯＰＣドラムを通過する間
だけ、オンしている。

【００４０】本実施の形態によるドラム露光部３１は、
前回転中のＯＰＣドラムである感光ドラム３のの均一化
のために、一次帯電の後を露光し、ＯＰＣドラムである
感光ドラム３上を均一に除電する。また、後回転の最後
に、ＯＰＣドラムである感光ドラム３の電位を均一に除
電するために、符号３２で示す最後の一周分だけ、露光
部材が点灯する。

【００４１】（実施例１）上記した第１の実施の形態
を、３０枚／分のスピードのＬＢＰに適用した。

【００４２】感光ドラムとして、３０φのＯＰＣ感光体
を使用し、帯電ローラとして１２φのスポンジローラを
使用し、帯電ローラに印加する電圧は直流−１４００Ｖ
である。

【００４３】現像方法はジャンピング現像方法であり、
トナーは平均粒径は約６μｍのものを使用した。現像バ
イアス電圧はＡＣ電圧が１６００Ｖｐ−ｐ、ＤＣ電圧
は、−６５０Ｖである。転写電圧は、ＯＰＣ感光体に流
れる電流値が５μＡになるように設定されている。

【００４４】露光部材は白熱球を３個並べて使用した。

【００４５】ＯＰＣ感光体は、その表層にテフロン粉末
が約５％混入してあり、ドラムの削れを低減している。

【００４６】この構成で、ＯＰＣ感光体、ひいてはカー
トリッジの寿命は、従来は２万枚しかなかったが、６万
枚までの長寿命化を図ることができた。

【００４７】（第２の実施の形態）図３は第２の実施の
形態を示す。

【００４８】図３に示す本実施の形態は、ＣローラにＤ
Ｃ帯電とＡＣ帯電を印加するレーザービームプリンター
（ＬＢＰ）に係り、図３は一次帯電、現像器、転写高圧
電源、ドラム露光、メインモータ（ドラム駆動）のシー
ケンスを示す。

【００４９】３０はレーザーが発光する部分で、画像域
に対応する。一次帯電のＡＣ成分は、この画像域で印加
される。一次帯電のＤＣ成分は、殆どの領域で帯電す
る。この一次帯電のＤＣ成分は、画像域と画像域の間、
および符号３３で示す後回転中の最後の一周分で電圧が
高くなる。これは、一次帯電のＡＣ成分が印加されてい
る間は、ＯＰＣドラム上の帯電電位と一次帯電のＤＣ成
分の電圧が、殆ど等しい。しかし、ＤＣ成分の電圧のみ
が印加されている部分は、放電開始電圧が数百ボルトあ
るので、ＡＣ成分が印加されている部分と同じ電位にす
るには、ＤＣ成分の電圧に数百ボルトを足したＤＣ電圧
を印加する必要がある。

【００５０】現像のＡＣ成分は、画像域３０に対応して
現像器に印加される。現像のＤＣ成分は、ＯＰＣドラム
の電位に対応して、暗部電位（Ｖｄ）の部分ではオン、
略明部電位（Ｖ１）の部分ではオフする。転写の高圧電
源は、転写材がＯＰＣドラムを通過する間だけ、オンし
ている。

【００５１】ドラム露光部３１は、前回転中のＯＰＣド
ラムの均一化のために、一次帯電の後を露光し、ＯＰＣ
ドラム上を均一に除電する。また、後回転の最後にＯＰ
Ｃドラム上の電位を均一に除電するために、符号３２で
示す最後の一周分だけ露光部材が点灯する。なお、前回
転中のＯＰＣドラムの均一化が必ずしも必要でない場合
は、露光部材の点灯を省略してもよい。

【００５２】本実施の形態例のように、一次帯電に対し
てＡＣとＤＣ帯電を使い分けることによって、画像域で
は帯電の均一性、それ以外の部分では、ＯＰＣドラムの
削れを優先することで、画質を落すことなく長寿命を達
成することができた。

【００５３】（実施例２）上記した第２の実施の形態
を、３０枚／分のスピードのＬＢＰに適用した。

【００５４】感光ドラムとして３０φのＯＰＣ感光体を
使用し、帯電ローラとして１２φのスポンジローラを使
用し、帯電ローラに印加する電圧は、画像部分では、Ａ
Ｃ電圧：１．９ｋＶ−２．６ｋＶｐ−ｐ、ＤＣ電圧：−
６５０Ｖである。ＤＣ電圧のみを印加する部分は、ＤＣ
電圧−６５０ＶとＤＣ電圧−１４００Ｖの二つのレベル
がある。

【００５５】現像方法は、一成分ジャンピング現像方法
であり、トナーは、平均粒径は約６μｍのものを使用し
た。現像バイアス電圧は、ＡＣ電圧が１６００Ｖｐ−
ｐ、ＤＣ電圧は、−６５０Ｖである。転写電圧は、ＯＰ
Ｃ感光体に流れる電流値が５μＡに成るように設定され
ている。露光部材は、白熱球を３個並べて使用した。Ｏ
ＰＣ感光体は、その表層にテフロン粉末が約５％混入し
てあり、ドラムの削れを低減している。

【００５６】この構成で、ＯＰＣ感光体、ひいてはカー
トリッジの寿命は、従来は２万枚しかなかったが、５万
枚までの長寿命化を図ることができた。本実施の形態
は、画像域でＡＣ帯電を使っているので、初めの実施の
形態より画質は優れている。

【００５７】（第３の実施の形態）図４は第３の実施の
形態を示す。

【００５８】図４に示す本実施の形態は、ＣローラにＤ
Ｃ帯電とＡＣ帯電を印加するレーザービームプリンター
（ＬＢＰ）に係り、図４は一次帯電、現像器、転写高圧
電源、ドラム露光、メインモータ（ドラム駆動）のシー
ケンスを示す。

【００５９】３０はレーザーが発光する部分で、画像域
に対応する。一次帯電のＡＣ成分は、この画像域で印加
される。一次帯電のＤＣ成分は、殆どの領域で帯電す
る。したがって、画像域と画像域の間、および後回転中
の最後の一周分のところでは、ＯＰＣドラム上の帯電電
位は殆ど０Ｖになる。

【００６０】これは、一次帯電のＡＣ成分が印加されて
いる間は、ＯＰＣドラム上の帯電電位と一次帯電のＤＣ
成分の電圧が殆ど等しい。そしてＤＣ成分の電圧のみが
印加されている部分は、殆ど０Ｖになる。

【００６１】したがって、この部分に対応して、現像バ
イアスのＤＣ成分が０Ｖになる。

【００６２】現像のＡＣ成分は、画像域３０に対応し
て、現像器に印加される。現像のＤＣ成分は、ＯＰＣド
ラムの電位に対応して、暗部電位（Ｖｄ）の部分ではオ
ン、略明部電位（Ｖ１）の部分ではオフする。転写の高
圧電源は、転写材がＯＰＣドラムを通過する間だけ、オ
ンしている。

【００６３】ドラム露光部３１は、前回転中のＯＰＣド
ラムの均一化のために、一次帯電の後を露光し、ＯＰＣ
ドラム上を均一に除電する。また、後回転の最後に、Ｏ
ＰＣドラム上の電位を均一に除電するために、符号３２
で示す最後の一周分だけ露光部材が点灯する。なお、前
回転中のＯＰＣドラムの均一化が必ずしも必要でない場
合は、露光部材の点灯を省略してもよい。

【００６４】また、後回転中は前記したようにＯＰＣド
ラムの電位は殆ど０Ｖであるが、露光部材で照射する
と、かなりの部分のメモリーを消去することができる。

【００６５】本実施の形態のように、ＡＣとＤＣ帯電を
使い分けることによって、画像域では帯電の均一性、そ
れ以外の部分では、ＯＰＣドラムの削れを優先すること
で、画質を落すことなく長寿命を達成することができ
た。

【００６６】この構成で、ＯＰＣ感光体、ひいてはカー
トリッジの寿命は、従来は２万枚しかなかったが、５万
枚までの長寿命化を図ることができた。

【００６７】また、この例では、前の例と比較して、高
圧電源を小さくできるというメリットがある。

【００６８】（第４の実施の形態）図５は第４の実施の
形態を示す。

【００６９】図１に示す実施の形態においては、光学ユ
ニットの中に露光部材２１を設けたが、本実施の形態に
おいては本体のカートリッジ側に露光部材２２を設け
た。この露光部材２２としては、本実施の形態の場合ス
ペースが少なく、かつＯＰＣドラムに近いので、ＬＥＤ
素子を横一列に並べたユニットに構成し、これを装着し
た。

【００７０】なお、上記の各実施の形態においては、カ
ートリッジ方式のＬＢＰについて説明してきたが、もち
ろん複写機であっても良い。

【００７１】

【発明の効果】請求項１〜請求項１２に係る発明によれ
ば、装置本体の大型化を招くことなく露光部材により像
保持部材を露光することができ、また、像保持部材とし
てのＯＰＣドラムの寿命を大幅に延ばすことができるよ
うになった。

【００７２】さらに、プロセスカートリッジに適用する
ことで、例えば小径ドラムにも用いることができるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の第１の実施の形態を示
すレーザービームプリンターの概略構成図。

【図２】第１の実施の形態のシーケンス図。

【図３】第２の実施の形態のシーケンス図。

【図４】第３の実施の形態のシーケンス図。

【図５】第４の実施の形態を示すレーザービームプリン
ターの概略構成図。

【図６】従来のレーザービームプリンターの概略構成
図。

【符号の説明】

３…感光ドラム４…ローラ帯電器５…現像器７…転写ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像保持部材と、前記像保持部材を帯電す
る帯電部材と、像露光光を前記像保持部材に導く像露光
経路を少なくとも有する画像形成装置において、前記露光経路の周囲の空間を利用して前記像保持部材を
一様に露光する露光部材と、前記像保持部材を前記帯電
部材で帯電後、前記露光部材を点灯させる制御手段を有
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、前記制御手段は、前
記露光部材を画像形成の前後において点灯させ、前記像
保持部材を一様に除電することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項３】請求項１または２において、前記露光部
材は紫外線を含まない光源であることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項４】請求項１、２または３において、前記帯
電部材は、帯電ローラを用いて像保持部材へ帯電するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４において、画
像形成時には、帯電部材に交流と直流を印加し、画像形
成時以外では、帯電ローラに直流のみ印加することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１、２、３、４または５におい
て、帯電部材に直流のみ印加することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６にお
いて、前記像保持部材を少なくとも含む画像形成プロセ
ス手段をカートリッジ化したことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項８】請求項７において、前記露光部材は前記
カートリッジの外に配置されていることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項９】請求項７において、前記露光部材は前記
カートリッジの中に配置されていることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項１０】請求項８において、前記露光部材は前
記カートリッジの前記露光径路を形成する開口を通して
露光光を入射させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】請求項８または１０において、前記露
光部材が像露光手段を構成するレーザー、ポリゴンミラ
ーなどを収容した光学ユニット内に配置されていること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】請求項９において、前記露光部材は像
露光手段を構成する光学ユニットの下部に配置されてい
ることを特徴とする画像形成装置。