JP5230540B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置に関し、特に感光体表面を帯電させる帯電器と、感光体表面をクリーニングするクリーナユニットに関する。

用紙に画像を形成する画像形成装置は、転写後の感光体表面に付着したトナーをウレタンゴム等のブレードでクリーニングするクリーナユニットを備えている。

しかし、長時間繰返して印刷を行うと、ブレード表面にトナーが残留したままとなり、当該残留トナーが感光体に付着することもあり、印字不良を発生させることもあった。

そこで、ブレード表面に導電性シートを貼り付け、交流電圧を印可することにより、ブレード表面のトナーを排斥し、感光体にトナーが付着しないように構成したクリーニング装置が提案されている（特許文献１を参照）。

特開平１−１７９９７８号公報

非接触式の帯電器では、放電がリークしないようにシールドケースを設ける。したがって、特許文献１に示されているように、クリーナユニットは、シールドケースの上流側（感光体表面の移動方向の上流側）に別途設けられる。

しかし、クリーナユニットがシールドケースの上流側に別途設けられていると、スペースが多く必要となる。特にカラー画像を形成する場合には、感光体、クリーナユニット、および帯電器を色毎に複数設ける必要があり、クリーナユニットをシールドケースの上流側に別途設けると、非常に多くのスペースが必要となっていた。

そこで、この発明は、クリーナユニットおよび帯電器の省スペース化を実現する画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明の画像形成装置は、帯電器のシールドケースの一部が感光体のクリーニング用ブレードを固定する板金で構成されたことを特徴とする。クリーニング用ブレードは、シールドケースのうち、感光体表面の移動方向の上流側に設けられている。

このように、シールドケースの一部の板金にクリーニング用ブレードを取り付けたことで、ブレード固定用の板金とシールドケースの一部とを兼用することができ、省スペース化を実現することができる。また、掻き落としたトナーを収容する収容ケースの一部をシールドケースの一部とする（またはシールドケースの一部を収容ケースの一部とする）こともでき、さらなる省スペース化も実現することができる。

また、上記構成において、クリーニング用ブレードのうち、帯電器の電極に対向する面を導電性とし、接地する態様も可能である。帯電器のシールドケースの一部が感光体のクリーニング用ブレードを固定する板金で構成された結果、クリーニング用ブレード表面が帯電器の放電にさらされ、放電生成物が付着するおそれがある。放電生成物は、水分を引き寄せるため、クリーニング用ブレード表面に水が付着するおそれがある。すると、クリーニング用ブレードの表面を伝わって感光体ドラムの表面が局部的に帯電する可能性がある。そこで、電極に対向するクリーニング用ブレード表面に導電性を持たせ、接地させることによりクリーニング用ブレード表面の電荷を逃がすようにしている。

この場合、クリーニング用ブレードそのものを導電性のゴムとする態様も可能であるし、帯電器の電極に対向する面に導電性シートを貼着し、当該導電性シートが板金と導通されている態様も可能である。

なお、導電性シートは、表層がエチレン・プロピレンゴムであることが望ましい。

この発明によれば、帯電器およびクリーナユニットの省スペース化を実現することができる。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の正面断面の略図である。 クリーナユニットおよび帯電器の構造を示す斜視図である。 クリーナユニットおよび帯電器の構造を示す正面断面図である。 他の例に係るクリーナユニットおよび帯電器の構造を示す正面断面図である。

図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の正面断面の略図である。

画像形成装置１００は、装置本体１１０および自動原稿処理装置１２０により構成され、外部から伝達された画像データに応じて、用紙に多色または単色の画像を形成する。

装置本体１１０は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、および手差しトレイ８２を備えている。

装置本体１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられている。原稿載置台９２の上側には、自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に原稿を自動搬送する。自動原稿処理装置１２０は、図中矢印Ｍの方向に回動自在に支持されており、原稿載置台９２の上面を開放することにより、原稿を手置きすることができるようになっている。

画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを用いて電子写真方式の画像形成を行うことにより、カラー画像を形成する。このため、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、および帯電器５は、色毎に４つ設けられている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施形態の帯電器５は、非接触型の帯電チャージャを用いている。

露光ユニット１は、一例として、レーザ出射部や反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１は、各色に対応した半導体レーザから各色の画像データに対応して変調されて出射されたレーザビームにより、各色に対応した感光体ドラム３の表面を走査し、静電潜像を形成する。露光ユニット１は、図１に示すＬＳＵの他、例えば発光素子をアレイ状に並べたＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いることもできる。

現像器２は、各色の感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕像化する。

感光体ドラム３の上方には、中間転写ベルトユニット６が配置されている。中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、およびクリーナユニット６５を備えている。中間転写ローラ６４は、各色に対応して４つ設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、および中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を回転させる。中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３の表面に接触するように設けられている。

中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）と逆極性（＋）の電圧）が印加される。これにより、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像は、中間転写ローラ６４によって中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写される。なお、転写ローラに代えて、転写ブラシや転写チャージャを用いることも可能である。

中間転写工程後の感光体ドラム３の表面に残留したトナーは、クリーナユニット４によって感光体ドラム３の表面から除去される。

中間転写ベルト６１上に形成されたカラーのトナー像は、中間転写ベルト６１の回転、および用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０の回転によって用紙上に転写される。

このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）と逆極性（＋）の高電圧）が印加される。

さらに、転写ローラ１０は、上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ６２のいずれか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等）とする。

中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、クリーナユニット６５によって除去・回収される。

装置本体１１０の下側に設けられた給紙カセット８１は、画像形成前の用紙を収納する。また、および手差しトレイ８２にも画像形成前の用紙を置くことができる。

装置本体１１０には、給紙カセット８１または手差しトレイ８２に収納されている用紙を搬送するための用紙搬送路Ｓが設けられている。用紙搬送路Ｓは、転写ローラ１０から定着ユニット７を経て、装置本体１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１まで用紙を搬送する経路である。用紙搬送路Ｓには、ピックアップローラ１１Ａ、ピックアップローラ１１Ｂ、複数の搬送ローラ１２Ａ〜１２Ｄ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７が配置されている。

搬送ローラ１２Ａ〜１２Ｄは、用紙の搬送を促進・補助するための小型ローラである。ピックアップローラ１１Ａは、給紙カセット８１の近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。ピックアップローラ１１Ｂは、手差しトレイ８２の近傍に備えられ、手差しトレイ８２から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。

レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙を一旦保持した後、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端とが一致するタイミングでシートを転写ローラ１０に搬送する。

片面画像形成（片面印刷）時には、用紙は、給紙カセット８１または手差しトレイ８２から、搬送ローラ１２Ａおよびレジストローラ１３によって中間転写ベルト６１と転写ローラ１０との間に搬送される。その後、用紙は、定着ユニット７を通過し、搬送ローラ１２Ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。

両面画像形成（両面印刷）時には、用紙の一方の面にトナー像が転写されて定着ユニット７を通過した後、当該用紙の後端が最終の搬送ローラ１２Ｂに到達したときに、搬送ローラ１２Ｂが逆回転する。その後、用紙は、搬送ローラ１２Ｃおよび搬送ローラ１２Ｄを介して表裏面を反転した状態でレジストローラ１３を経て中間転写ベルト６１と転写ローラ１０との間に導かれる。そして、用紙は、他方の面にも画像が形成された後に、搬送ローラ１２Ｂを経て排紙トレイ９１に排出される。

次に、本実施形態のクリーナユニットおよび帯電器について説明する。図２は、クリーナユニット４および帯電器５の構造の一部を示す斜視図である。図３は、クリーナユニット４および帯電器５の構造の一部を示す断面図（感光体ドラム３の回転軸と平行する面における断面図）である。

帯電器５は、放電を行う電極（放電針）５１と、断面がＬ字型のフレーム５２と、網目状の金属板からなるスクリーングリッド５３と、を備えている。クリーナユニット４は、ウレタンゴムからなるクリーニング用ブレード４１と、クリーニング用ブレード４１を固定する板金４２と、板金４２に取り付けられ、接地されている導通金具４３と、導電性シート４４と、を備えている。クリーニング用ブレード４１の先端部分は、感光体ドラム３の表面に当接し、感光体ドラム３の表面に付着した残留トナーを掻き落とすようになっている。

電極５１は、フレーム５２、および板金４２の一部により囲まれて設置されている。フレーム５２のＬ字内面の一方の面が感光体ドラム３の表面に対向することとなり、他方の面が板金４２の一部の面に対向する。この板金４２の一部の面にクリーニング用ブレード４１が固定されている。クリーニング用ブレード４１は、上流側（感光体ドラム３の表面の移動方向の上流側）に設けられている。スクリーングリッド５３は、電極５１と感光体ドラム３の表面との間に設けられている。板金４２は、クリーニング用ブレード４１が掻き落としたトナーを収容する収容ケースの一部となっている。

このように、本実施形態のクリーナユニットおよび帯電器は、断面Ｌ字型のフレーム５２と、トナー収容ケースの一部である板金４２と、を用いて帯電器５のシールドケースを構成している。つまり、帯電器５のシールドケースの一部が感光体のクリーニング用ブレードを固定する板金で構成されている構造となっている。

上述の構造の場合、クリーニング用ブレード４１の電極５１に対向する面は、放電にさらされることになる。すると、放電によって発生したオゾン、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の放電生成物（特に導電性物質）がクリーニング用ブレード４１の表面に付着する場合がある。この場合、放電生成物に空気中の水分が引き寄せられ、クリーニング用ブレード４１の表面に水が付着するおそれがある。特に多湿環境下では水が付着する可能性が高くなる。すると、マイナス電荷がクリーニング用ブレード４１の表面を伝わって感光体ドラム３の表面に流れる。この場合、感光体ドラム３の表面が局部的に強くマイナス帯電することになり、白スジ等の印字不良を発生させる可能性がある。

そこで、本実施形態では、クリーニング用ブレード４１のうち、電極５１に対向する面に導電性シート４４を貼り付け、当該導電性シート４４が板金４２と導通されていることにより、クリーニング用ブレード４１の表面に発生する電荷を板金４２側に逃がす構成としている。

なお、導電性シート４４は、表層がＥＰＥＭ（エチレン・プロピレンゴム）であることが望ましい。エチレン・プロピレンゴムであれば、導電効果が高く、表面が酸化することも少ない。この場合、導電性シート４４は、導電性の両面テープでクリーニング用ブレード４１および板金４２に貼着される。

また、導電性シート４４は、クリーニング用ブレード４１の表面全体を覆う必要はない。例えば、感光体ドラム３の表面に当接する先端付近（例えば先端から９ｍｍ程度）は、放電の影響も少なく、導電性シート４４に覆われていなくともよい。

なお、クリーニング用ブレード４１そのものが導電性を有し、オゾンによる耐性があり、機械的強度が高い場合、導電性シート４４は必須ではない。

以上のように、本実施形態の画像形成装置におけるクリーナユニット４および帯電器５によれば、帯電器のシールドケースの一部の板金にクリーニング用ブレードを取り付けたことで、ブレード固定用の板金とシールドケースの一部とを兼用することができ、省スペース化を実現することができる。特に、上述の例では、掻き落としたトナーを収容する収容ケースの一部をシールドケースの一部とすることができ、さらなる省スペース化を実現することができる。また、電極に対向するブレード表面に導電性を持たせ、接地させることにより感光体ドラム表面の局部的な帯電を防止することができ、印字不良の発生を防止することができる。

なお、図２および図３に示した構造は、本発明を実施するための一例であり、シールドケースの一部の板金にクリーニング用ブレードを取り付けた構造であれば、この例に限るものではない。例えば、以下の様な構造であってもよい。

図４は、他の例に係るクリーナユニット４および帯電器５の構造を示す断面図（感光体ドラム３の回転軸と平行する面における断面図）である。図３と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

同図に示す例の場合、帯電器５は、コの字型のフレーム５５を用いてシールドケースを構成している。そして、クリーニング用ブレード４１は、フレーム５５の一部の面に固定されている。導電性シート４４は、クリーニング用ブレード４１およびフレーム５５に貼着される。なお、図示はしていないが、フレーム５５には導通金具が取り付けられており、接地されている。したがって、クリーニング用ブレード４１の電極に対向する面は、導電性を有し、接地されることになる。

フレーム５５のクリーニング用ブレード４１を固定している面の裏側の面は、収容ケース用のフレーム４５で覆われている。つまり、帯電器５のシールドケースの一部がクリーナユニット４のトナー収容ケースの一部となっている。

この場合も、帯電器５のシールドケースの一部が感光体のクリーニング用ブレード４１を固定する板金で構成されている構造となっており、省スペース化を実現することができる。また、この場合においても、電極に対向するブレード表面に導電性を持たせ、接地させているため、感光体ドラム表面の局部的な帯電を防止することができ、印字不良の発生を防止することができる。

３…感光体ドラム
４…クリーナユニット
５…帯電器
４１…クリーニング用ブレード
４２…板金
４３…導通金具
４４…導電性シート
４５…フレーム
５１…電極
５２…フレーム
５３…スクリーングリッド
５５…フレーム

Claims (3)

1. 帯電器のシールドケースの一部が感光体のクリーニング用ブレードを固定する板金で構成され、
   前記クリーニング用ブレードは、前記帯電器の電極に対向する面が導電性を有し、接地され、
   前記帯電器の電極に対向する面に導電性シートを貼着し、当該導電性シートが前記板金と導通されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニング用ブレードは、前記シールドケースのうち、前記感光体表面の移動方向の上流側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記導電性シートは、表層がエチレン・プロピレンゴムからなる請求項１または２に記載の画像形成装置。

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