JP5099022B2

JP5099022B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5099022B2
Application number: JP2009013754A
Authority: JP
Inventors: 定章坂本
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2029-01-26
Also published as: JP2010169985A

Description

本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係り、特に、回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、像担持体の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物が上記の筒状帯電部材の外周面に付着して、像担持体の表面に帯電むら等の帯電不良が発生するのを簡単な構成によって適切に防止できるようにした点に特徴を有するものである。

複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、一般に、帯電装置によって像担持体の表面を帯電させた後、このように帯電された像担持体の表面に露光装置により画像データに従った露光を行って、像担持体の表面に静電潜像を形成し、このように静電潜像が形成された像担持体に現像装置からトナーを供給して、像担持体の表面に静電潜像に対応したトナー像を形成し、このトナー像を記録紙や中間転写体等に転写させた後、転写後の像担持体の表面に残留するトナー等の残留物をクリーニング装置によって除去し、その後、再度、上記のように帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにしている。

ここで、上記のように像担持体を帯電装置によって帯電させるにあたり、一般にコロナ放電を利用した帯電装置が用いられていたが、このような帯電装置の場合には、消費電力が大きく、オゾンの発生量も多くなるという問題があった。

そして、近年においては、消費電力及びオゾンの発生を抑制するため、像担持体の表面に接触して回転する帯電ローラによって像担持体の表面を帯電させるようにした接触式帯電装置が用いられるようになった。

ここで、このように像担持体の表面に接触して回転する帯電ローラによって像担持体の表面を帯電させるようにした場合、上記のクリーニング装置によって像担持体の表面から除去されずに、像担持体の表面に残った残留物が帯電ローラの外周面に付着し、このように付着した残留物により、帯電ローラによって帯電された像担持体の表面に帯電むら等の帯電不良が発生し、形成される画像に濃度むら等が発生するという問題があった。

このため、従来においては、上記の帯電ローラの外周面にブレードやブラシからなる清掃部材を接触させ、この清掃部材により帯電ローラの外周面に付着した残留物を除去することが行われている。

しかし、このように回転する帯電ローラの外周面にブレードやブラシからなる清掃部材を接触させた場合、清掃部材との接触によって回転する帯電ローラに負荷が加わり、帯電ローラの回転が適切に行われなくなって、像担持体の表面に帯電むら等の帯電不良が発生するという問題があった。

また、近年においては、上記の接触式帯電装置において、特許文献１〜３等に示されるように、帯電ローラよりもコストの低い筒状帯電部材が用いたものが提案されている。

しかし、このような筒状帯電部材を用いた場合においても、上記の帯電ローラの場合と同様に、清掃部材との接触によって回転する筒状帯電部材に負荷が加わって、筒状帯電部材の回転が適切に行われなくなり、像担持体の表面に帯電むら等の帯電不良が発生するという問題があった。

このため、従来においては、特許文献４に示されるように、可撓性を有する円筒状のフィルム状部材からなる帯電電極を像担持体の表面に接触させて、像担持体の表面を帯電させるにあたり、上記の帯電電極の周面にトナーより小粒径の半導電性微粒子を付着させ、トナー等の異物が付着したりするのを抑制するようにしたものが提案されている。

しかし、このように帯電電極の周面にトナーより小粒径の半導電性微粒子を付着させる場合、帯電電極の周面に上記の半導電性微粒子を均一に付着させることが必要になると共に、帯電電極の周面に上記の半導電性微粒子を安定して付着させるために、微粒子付与手段から適切な量の半導電性微粒子を付与したりすることが必要になり、コストが高くつくと共に、その制御が非常に面倒になる等の問題があった。

また、従来においては、特許文献５に示されるように、像担持体と接触する筒状の絶縁性部材と像担持体との間に、転写残トナーを絶縁性部材に吸着させる吸引電界と像担持体の表面を帯電させる荷電電界とを作用させて、像担持体のクリーニングと帯電とを行うようにした帯電兼クリーニング装置が提案されている。

しかし、この帯電兼クリーニング装置においては、像担持体のクリーニングと帯電とを行う場合には、上記の絶縁性部材と像担持体とが接触する位置において、絶縁性部材が像担持体と逆方向に移動するように、この絶縁性部材を回転装置によって回転させる一方、像担持体の表面から回収した転写残トナーを絶縁性部材から像担持体の表面に排出させて現像装置に戻す場合には、絶縁性部材を上記の場合と逆方向に回転させる必要があり、コストが高くつくと共に、その制御が非常に面倒になる等の問題があった。

さらに、この帯電兼クリーニング装置においては、上記のように絶縁性部材と像担持体との間に、転写残トナーを絶縁性部材に吸着させる吸引電界を作用させるようにしているが、転写残トナーと逆極性に帯電されたトナーの外添剤等を適切に回収することはできなかった。

特開平５−１８８７３３号公報特開平８−２４０９６３号公報特開平９−９０７１０号公報特開平１１−２５８８８８号公報特開平９−６２０６５５号公報

本発明は、回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明においては、上記のような画像形成装置において、像担持体の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物が上記の筒状帯電部材の表面に付着して、像担持体の表面を帯電させた際に帯電むら等の帯電不良が発生するのを、簡単な構成によって適切に防止できるようにすることを課題とするものである。

本発明の画像形成装置においては、上記のような課題を解決するため、回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、上記の筒状帯電部材を移動可能に保持する保持部材に、上記の筒状帯電部材と接触して帯電バイアス電源からの帯電バイアス電圧を筒状帯電部材に供給する帯電バイアス供給部材を設けると共に、上記の筒状帯電部材と接触して筒状帯電部材の表面を清掃する清掃部材を設け、上記の筒状帯電部材が保持部材内において、筒状帯電部材の自重によって、帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置から上記の清掃部材と接触する位置に移動する一方、筒状帯電部材と像担持体との間の静電力によって、上記の清掃部材と接触する位置から帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置に移動するようにした。

また、本発明の画像形成装置においては、上記のような課題を解決するため、回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、上記の筒状帯電部材を移動可能に保持する保持部材に、上記の筒状帯電部材と接触して帯電バイアス電源からの帯電バイアス電圧を筒状帯電部材に供給する帯電バイアス供給部材を設けると共に、上記の筒状帯電部材と接触して筒状帯電部材の表面を清掃する清掃部材を設け、上記の筒状帯電部材が保持部材内において、筒状帯電部材の自重によって、上記の清掃部材と接触する位置から帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置に移動する一方、筒状帯電部材と清掃部材との間の静電力によって、帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置から上記の清掃部材と接触する位置に移動するようにした。

また、上記のように筒状帯電部材を、保持部材内において筒状帯電部材を移動可能に保持させると共に、この保持部材に、上記の帯電バイアス供給部材と清掃部材とを設ける場合、この保持部材を帯電バイアス供給部材として利用することもできる。

本発明の画像形成装置においては、上記のように筒状帯電部材を移動可能に保持する保持部材に、筒状帯電部材と接触して帯電バイアス電源からの帯電バイアス電圧を筒状帯電部材に供給する帯電バイアス供給部材を設けると共に、上記の筒状帯電部材と接触して筒状帯電部材の表面を清掃する清掃部材を設け、上記の筒状帯電部材が保持部材内において、筒状帯電部材の自重や、筒状帯電部材と像担持体や清掃部材との間の静電力によって、帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置から上記の清掃部材と接触する位置に、又は上記の清掃部材と接触する位置から帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置に移動できるようにしたため、筒状帯電部材を帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触させて像担持体の表面を帯電させる場合に、筒状帯電部材が清掃部材と接触することなく、この筒状帯電部材が回転駆動される像担持体の表面に接触して適切に回転し、像担持体の表面が適切に帯電されるようになる。一方、像担持体の表面を帯電させない状態では、筒状帯電部材を清掃部材と接触する位置に移動させて、この筒状帯電部材に付着したトナーやトナーの外添剤等の残留物を清掃部材によって除去させることができ、像担持体と逆極性に帯電した残留物も筒状帯電部材の表面から適切に除去されるようになる。

この結果、本発明の画像形成装置においては、筒状帯電部材を帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触させて像担持体の表面を帯電させる場合に、筒状帯電部材が像担持体の表面に接触して適切に回転し、像担持体の表面が適切に帯電されるようになると共に、像担持体の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物が筒状帯電部材の表面に付着して、像担持体の表面を帯電させた際に帯電むら等の帯電不良が発生するのが簡単に防止されるようになり、良好な画像形成が安定して行えるようになる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、感光体ドラムの下部側に接触式帯電装置を設けて画像形成を行う状態を示した概略説明図である。上記の実施形態の画像形成装置において、保持部材に移動可能な状態で回転可能に保持された筒状帯電部材を感光体ドラムの表面に接触させて、感光体ドラムの表面を帯電させる状態を示した概略説明図である。上記の実施形態の画像形成装置において、保持部材に移動可能な状態で回転可能に保持された筒状帯電部材を清掃部材の発泡ローラに接触させて、筒状帯電部材の表面を清掃させる状態を示した概略説明図である。同実施形態の画像形成装置において、清掃部材の発泡ローラに清掃用バイアス電源からバイアス電圧を印加させて、筒状帯電部材を静電力により発泡ローラに接触させて、筒状帯電部材の表面を清掃させるようにした変更例を示した概略説明図である。同実施形態の画像形成装置において、保持部材の感光体ドラム側の内面に帯電用電極を設け、この帯電用電極に帯電バイアス電源からバイアス電圧を印加させて、筒状帯電部材により感光体ドラムの表面を帯電させるようにした変更例を示した概略説明図である。同実施形態の画像形成装置において、筒状帯電部材の表面を清掃させる清掃部材の変更例を示した概略説明図である。本発明の他の実施形態に係る画像形成装置において、感光体ドラムの上部側に設けた接触式帯電装置によって感光体ドラムの表面を帯電させる状態を示した概略説明図である。

次に、この発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態の画像形成装置においては、図１に示すように、黄色，マゼンタ色，シアン色，黒色の異なった色彩のトナーを収容させた４つの現像装置１１に対応させて、像担持体１０となる４つの感光体ドラム１０を設けている。

ここで、この画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各感光体ドラム１０を回転させ、このように回転する各感光体ドラム１０の下部側において、各感光体ドラム１０の表面に、それぞれ接触式帯電装置１２０における保持部材１２１内に移動可能な状態で回転可能に保持された筒状帯電部材１２２を接触させて、各感光体ドラム１０の表面を帯電させる。

そして、このように帯電された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ露光装置１３により画像データに従った露光を行って、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれ静電潜像を形成し、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ対応する現像装置１１から所定の色彩のトナーを各感光体ドラム１０の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成する。

次いで、上記の各感光体ドラム１０に形成されたそれぞれの色彩のトナー像を、ローラ１４に架け渡されて駆動される無端ベルト状になった中間転写体１５にそれぞれローラ状になった一次転写装置１６により順々に一次転写させて、この中間転写体１５の上にフルカラーのトナー像を形成する。一方、このようにトナー像を転写させた後の各感光体ドラム１０の表面に第１クリーニング部材１７を圧接させ、中間転写体１５に転写されずに各感光体ドラム１０の表面に残留しているトナー等の残留物をこの第１クリーニング部材１７によって除去させる。

そして、上記のように中間転写体１５の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この中間転写体１５によりローラ状になった二次転写装置１８と対向する位置に導くと共に、この画像形成装置の下部に収容された記録シートＳを、送りローラ１９により中間転写体１５と二次転写装置１８との間に導き、上記の二次転写装置１８により中間転写体１５の上に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シートＳに二次転写させる。一方、このようにトナー像を二次転写させた後の中間転写体１５の表面に第２クリーニング部材２０を圧接させ、記録シートＳに転写されずに中間転写体１５の表面に残留しているトナー等の残留物をこの第２クリーニング部材２０によって除去させる。

その後、上記のようにフルカラーのトナー像が転写された記録シートＳを定着装置２１に導き、この定着装置２１により転写されたフルカラーのトナー像を記録シートＳに定着させ、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録シートＳを排紙させる。

ここで、この実施形態の画像形成装置において、回転する感光体ドラム１０の表面を帯電させる上記の接触式帯電装置１２０においては、図２に示すように、上記のように筒状帯電部材１２２を移動可能な状態で回転可能に保持させる上記の保持部材１２１を導電性材料で構成して、この保持部材１２１を帯電バイアス供給部材として用いるようにした。

そして、この保持部材１２１に帯電バイアス電源１２３から感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加させるようにすると共に、この保持部材１２１内に、上記の筒状帯電部材１２２と接触して筒状帯電部材１２２の表面を清掃する清掃部材として発泡ローラ１２４を設け、上記のように筒状帯電部材１２２を回転する感光体ドラム１０の表面に接触させて感光体ドラム１０の表面を帯電させる状態では、この筒状帯電部材１２２が発泡ローラ１２４に接触しないようにしている。

そして、この接触式帯電装置１２０により回転する感光体ドラム１０の表面を帯電させるにあたっては、上記の保持部材１２１に帯電バイアス電源１２３から感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加して、上記の筒状帯電部材１２２を静電力により感光体ドラム１０に引き付け、この筒状帯電部材１２２を感光体ドラム１０の表面に接触させて従動回転させ、この筒状帯電部材１２２により感光体ドラム１０の表面を帯電させるようにする。

ここで、このようにして感光体ドラム１０の表面を帯電させる場合、筒状帯電部材１２２は上記の発泡ローラ１２４から離れた位置に保持されるようになり、発泡ローラ１２４との接触によって筒状帯電部材１２２の従動回転が抑制されるということがなく、筒状帯電部材１２２が感光体ドラム１０の回転に伴って適切に従動回転されて、感光体ドラム１０の表面が適切に帯電されるようになる。

一方、この接触式帯電装置１２０によって感光体ドラム１０の表面を帯電させない状態では、上記の発泡ローラ１２４を回転させる一方、上記の帯電バイアス電源１２３から保持部材１２１にバイアス電圧を印加させないようにする。

このようにすると、図３に示すように、感光体ドラム１０の表面に接触していた筒状帯電部材１２２が自重により保持部材１２１の下部側に移動し、この筒状帯電部材１２２が回転する発泡ローラ１２４に接触して回転し、感光体ドラム１０との接触によってこの筒状帯電部材１２２の表面に付着したトナーやトナーの外添剤等の残留物が、上記の発泡ローラ１２４によって筒状帯電部材１２２の表面から適切に除去されるようになる。

この結果、この実施形態の画像形成装置においては、筒状帯電部材１２２が感光体ドラム１０の回転に伴って適切に従動回転されて、感光体ドラム１０の表面が適切に帯電されるようになると共に、感光体ドラム１０の表面に残留しているトナーやトナーの外添剤等の残留物が筒状帯電部材１２２の表面に付着して、感光体ドラム１０の表面に帯電むら等の帯電不良が発生するのが簡単に防止され、良好な画像形成が安定して行えるようになる。

なお、この実施形態においては、感光体ドラム１０の表面を帯電させない状態で、筒状帯電部材１２２が自重により保持部材１２１の下部側に移動して発泡ローラ１２４に接触するようにしたが、図４に示すように、上記の発泡ローラ１２４に清掃用バイアス電源１２５からバイアス電圧を印加させ、上記の筒状帯電部材１２２を静電力により発泡ローラ１２４に引き付けて接触させるようにし、この発泡ローラ１２４によって筒状帯電部材１２２の表面を清掃させるようにすることも可能である。

また、この実施形態においては、保持部材１２１を導電性材料で構成し、この保持部材１２１に帯電バイアス電源１２３から感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加させ、筒状帯電部材１２２を静電力により引き付けて感光体ドラム１０の表面に接触させるようにしたが、図５に示すように、この保持部材１２１を絶縁材料で構成し、この保持部材１２１の感光体ドラム１０側の内面に帯電バイアス供給部材となる帯電用電極１２６を設け、この帯電用電極１２６に帯電バイアス電源１２３から感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加させて、筒状帯電部材１２２を静電力により引き付けて感光体ドラム１０の表面に接触させるようにすることも可能である。

また、この実施形態においては、筒状帯電部材１２２の表面を清掃する清掃部材として発泡ローラ１２４を設けるようにしたが、清掃部材の種類はこのようなものに限定されず、例えば、図６に示すように、上記の保持部材１２１の下部側にブラシ部材１２６を設けると共に、上記の筒状帯電部材１２２をこのブラシ部材１２６に接触させた状態で回転させる回転ローラ１２７を設け、この回転ローラ１２７に上記の清掃用バイアス電源１２５からバイアス電圧を印加させ、この回転ローラ１２７に筒状帯電部材１２２を接触させて回転させ、上記のブラシ部材１２６によって筒状帯電部材１２２の表面を清掃させるようにすることも可能である。

さらに、この実施形態においては、感光体ドラム１０の表面を帯電させる接触式帯電装置１２０を感光体ドラム１０の下部側に設けるようにしたが、図７に示すように、接触式帯電装置１２０を感光体ドラム１０の上部側に設けるようにすることも可能である。

そして、このように感光体ドラム１０の上部側に設けた接触式帯電装置１２０においては、上記の保持部材１２１に帯電バイアス電源１２３から感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加させると共に、筒状帯電部材１２２を自重によって感光体ドラム１０の表面に接触させて、感光体ドラム１０の表面を帯電させるようにすることができる。一方、感光体ドラム１０の表面を帯電させない状態では、上記の発泡ローラ１２４に清掃用バイアス電源１２５からバイアス電圧を印加させ、上記の筒状帯電部材１２２を静電力により発泡ローラ１２４に引き付けて接触させるようにし、この発泡ローラ１２４によって筒状帯電部材１２２の表面を清掃させるようにすることができる。

１０感光体ドラム（像保持部材）
１１現像装置
１３露光装置
１４ローラ
１５中間転写体
１６一次転写装置
１７第１クリーニング部材
１８二次転写装置
１９送りローラ
２０第２クリーニング部材
２１定着装置
１２０接触式帯電装置
１２１保持部材（帯電バイアス供給部材）
１２２筒状帯電部材
１２３帯電バイアス電源
１２４発泡ローラ（清掃部材）
１２５清掃用バイアス電源
１２６帯電用電極（帯電バイアス供給部材）
１２７ブラシ部材（清掃部材）
１２８回転ローラ
Ｓ記録シート

Claims

回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、上記の筒状帯電部材を移動可能に保持する保持部材に、上記の筒状帯電部材と接触して帯電バイアス電源からの帯電バイアス電圧を筒状帯電部材に供給する帯電バイアス供給部材が設けられると共に、上記の筒状帯電部材と接触して筒状帯電部材の表面を清掃する清掃部材が設けられ、上記の筒状帯電部材が保持部材内において、筒状帯電部材の自重によって、帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置から上記の清掃部材と接触する位置に移動する一方、筒状帯電部材と像担持体との間の静電力によって、上記の清掃部材と接触する位置から帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置に移動することを特徴とする画像形成装置。
回転駆動される像担持体の表面に接触して回転する筒状帯電部材を用いた接触式帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、上記の筒状帯電部材を移動可能に保持する保持部材に、上記の筒状帯電部材と接触して帯電バイアス電源からの帯電バイアス電圧を筒状帯電部材に供給する帯電バイアス供給部材が設けられると共に、上記の筒状帯電部材と接触して筒状帯電部材の表面を清掃する清掃部材が設けられ、上記の筒状帯電部材が保持部材内において、筒状帯電部材の自重によって、上記の清掃部材と接触する位置から帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置に移動する一方、筒状帯電部材と清掃部材との間の静電力によって、帯電バイアス供給部材と像担持体の表面とに接触して像担持体の表面を帯電させる位置から上記の清掃部材と接触する位置に移動することを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、上記の保持部材が帯電バイアス供給部材として用いられることを特徴とする画像形成装置。