JP2004138851A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体表面の帯電電位の均一化を図ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】放電電極２２ａとバックプレート２２ｃとグリッド２２ｂとを有するスコロトロン帯電器２２で感光体２１表面を帯電させるとともに、バックプレート２２ｃに沿って気流を流して排気を行う。バックプレート２２ｃの側面２２ｃ５に通気用開口２２ｃ３を設け、かつ、帯電器２２の軸線方向において通気用開口２２ｃ３に対応する部位ｂ１のグリッド開口率を他の部位ｂ２のグリッド開口率に比べて大きくする。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。特に、その感光体をスコロトロン帯電器で帯電させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を転写対象である用紙等の記録材に転写させる転写手段とを有している。
感光体の外周面を帯電させる帯電手段としては、スコロトロン帯電器と呼ばれるコロナ放電器を利用したものが知られている。スコロトロン帯電器は、放電電極と、放電電極を支持する支持部材と、安定した放電を行うためのバックプレートと、感光体上の帯電電位を制御するためのグリッドとを有している。帯電を行う際には、例えば、放電電極に−４ＫＶ〜−６ＫＶの電圧をかけ、グリッドには−６００Ｖ（実際に帯電させたい電位に依存する電位）をかけ、バックプレートはアースまたはグリッドと同電位にすることにより、放電電極よりコロナ放電が発生し感光体を−６００Ｖ程度に帯電させることができる。
【０００３】
上記のようなスコロトロン帯電器は、コロナ放電を利用するため、オゾンの発生を避けることができない。オゾンは、感光体や帯電器を劣化させ画像不良を引き起こすことが知られている。
そこで従来は、帯電器背面軸線方向に送風用開口を設けるとともに、帯電器背面側に送風ダクトを設け、ダクトの一端から送風して帯電器内オゾンの排気を行うようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平６−４３８１５号公報（第１頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術では、オゾンの排気が不十分であり、コロナ放電が不安定になる低温低湿環境において、放電電極の部分的な劣化が促進され、放電が不均一になり、いわゆる帯電ムラと呼ばれる画像不良を引き起こすことがあった。
その原因を本願発明者が究明したところ、帯電器内においてオゾンが部分的に（特に気流下流側で）滞留していることによる、ということが分かった。
また、これを解決するためには、バックプレートの側面（例えば気流下流側の側面）に通気用開口を設けて帯電器内のオゾンを効率よく排気すればよいということも分かった。
しかしながら一方では、バックプレートの側面に通気用開口を設けると、その対応する部位における感光体の帯電電位の絶対値を低下させ、帯電電位の均一性が損なわれてしまうということも判明した。例えば、幅８ｍｍ、長さ５０ｍｍ程度の開口をバックプレート側面に設けたところ、対応する部位において、帯電電位の絶対値が約２０Ｖ程度低下した。これは、昨今のカラー画像形成の高画質化要求から考えて無視できない差である。通常、画像形成装置において良好なカラー画像を得るためには、帯電電位の面内ばらつき（感光体の軸線方向におけるばらつき）は２０Ｖ以下にすることが望まれるが、これを達成することは、帯電器を構成する部品の公差などの影響で困難であり、このような状況下において初めから感光体の軸線方向における電位差が２０Ｖ程度となってしまうということは大きな問題である。
【０００６】
この発明の目的は、以上のような問題を解決し、感光体表面の帯電電位の均一化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本願発明の画像形成装置は、放電電極とバックプレートとグリッドとを有するスコロトロン帯電器で感光体表面を帯電させるとともに、前記バックプレートに沿って気流を流して排気を行う画像形成装置であって、
前記バックプレートの側面に通気用開口を設け、かつ、前記帯電器の軸線方向において前記通気用開口に対応する部位のグリッド開口率を他の部位のグリッド開口率に比べて大きくしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用効果】
本願発明の画像形成装置は、放電電極とバックプレートとグリッドとを有するスコロトロン帯電器で感光体表面を帯電させるとともに、前記バックプレートに沿って気流を流して排気を行う画像形成装置であって、
前記バックプレートの側面に通気用開口を設け、かつ、前記帯電器の軸線方向において前記通気用開口に対応する部位のグリッド開口率を他の部位のグリッド開口率に比べて大きくしたので、この画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
すなわち、バックプレートの側面には通気用開口を設けてあるので、この通気用開口を通じて帯電器内のオゾンが効率よく十分に排気されることとなる。
したがって、コロナ放電が不安定になる低温低湿環境においても、放電電極の部分的な劣化が防止されて放電が均一になる。
一方、このような通気用開口を設けた場合において、仮に何らの方策も講じないとしたならば、上述したように、その開口に対応する部位における感光体の帯電電位の絶対値が低下してしまうこととなる。
これに対し、この発明によれば、帯電器の軸線方向において前記通気用開口に対応する部位のグリッド開口率を他の部位のグリッド開口率に比べて大きくしたので、上記感光体の帯電電位の絶対値の低下を防止することができる。グリッドの開口率を大きくした部位では、他の部位に比べて帯電能力（感光体を帯電させる能力）が向上するからである。
したがって、この発明によれば、感光体表面の帯電電位の均一化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の内部構造を示す概略正面図である。
この画像形成装置は、Ａ３サイズの用紙（記録材）の両面にフルカラー画像を形成することのできるカラー画像形成装置であり、ケース１０と、このケース１０内に収容された、像担持体ユニット２０と、露光手段としての露光ユニット３０と、現像手段としての現像器（現像装置）４０と、中間転写体ユニット５０と、定着手段としての定着ユニット（定着器）６０とを備えている。
ケース１０には装置本体の図示しないフレームが設けられており、このフレームに各ユニット等が取り付けられている。
【００１０】
像担持体ユニット２０は、外周面に感光層を有する感光体（像担持体）２１と、この感光体２１の外周面を一様に帯電させる帯電手段（スコロトロン帯電器）２２とを有しており、この帯電手段２２により一様に帯電させられた感光体２１の外周面を露光ユニット３０からのレーザー光Ｌで選択的に露光して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像器４０で現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とし、このトナー像を中間転写体ユニット５０の中間転写ベルト５１に一次転写部Ｔ１で一次転写し、さらに、二次転写部Ｔ２で、転写対象である用紙に二次転写させるようになっている。
像担持体ユニット２０には、一次転写後に感光体２１の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段（クリーニングブレード）２３と、このクリーニング手段２３で除去された廃トナーを収容する廃トナー収容部２４が設けられている。
【００１１】
ケース１０内には、上記二次転写部Ｔ２により片面に画像が形成された用紙をケース１０上面の用紙排出部（排紙トレイ部）１５に向けて搬送する搬送路１６と、この搬送路１６により用紙排出部１５に向けて搬送された用紙をスイッチバックさせて他面にも画像を形成すべく前記二次転写部Ｔ２に向けて返送する返送路１７とが設けられている。
ケース１０の下部には、複数枚の用紙を積層保持する給紙トレイ１８と、その用紙を一枚ずつ上記二次転写部Ｔ２に向けて給送する給紙ローラ１９とが設けられている。
【００１２】
現像器４０はロータリ現像器であり、回転体本体４１に対して、それぞれトナーが収容された複数の現像器カートリッジが着脱可能に装着されている。この実施の形態では、イエロー用の現像器カートリッジ４２Ｙと、マゼンタ用の現像器カートリッジ４２Ｍと、シアン用の現像器カートリッジ４２Ｃと、ブラック用の現像器カートリッジ４２Ｋとが設けられていて（図ではイエロー用の現像器カートリッジ４２Ｙのみを直接描いてある）、回転体本体４１が矢印方向に９０度ピッチで回転することによって、感光体２１に現像ローラ４３を選択的に当接させ、感光体２１の表面を選択的に現像することが可能となっている。
【００１３】
露光ユニット３０は、板ガラス等で構成された露光窓３１から上記レーザー光Ｌを感光体２１に向けて照射するようになっている。
【００１４】
中間転写体ユニット５０は、図示しないユニットフレームと、このフレームで回転可能に支持された駆動ローラ５４，従動ローラ５５，一次転写ローラ５６、一次転写部Ｔ１でのベルト５１の状態を安定させるためのガイドローラ５７，およびテンションローラ５８と、これらローラに掛け回されて張架された前記中間転写ベルト５１とを備えており、ベルト５１が図示矢印方向に循環駆動される。感光体２１と一次転写ローラ５６との間において前記一次転写部Ｔ１が形成されており、駆動ローラ５４と本体側に設けられた二次転写ローラ１０ｂとの圧接部において前記二次転写部Ｔ２が形成される。
二次転写ローラ１０ｂは、前記駆動ローラ５４に対して（したがって中間転写ベルト５１に対して）接離可能であり、接触した際に二次転写部Ｔ２が形成される。
したがって、カラー画像を形成する際には、二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１から離間している状態で中間転写ベルト５１上において複数色のトナー像が重ね合わされてカラー画像が形成され、その後、二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１に当接し、その当接部（二次転写部Ｔ２）に用紙が供給されることによって用紙上にカラー画像（トナー像）が転写されることとなる。
トナー像が転写された用紙は、定着ユニット６０の加熱ローラ対６１を通ることでトナー像が溶融定着され、上記排紙トレイ部１５に向けて排出される。
定着器６０は、加熱ローラ６１にオイルを塗布しないオイルレスの定着器で構成してある。
【００１５】
図２はこの実施の形態の要部を示す図で、（ａ）はグリッド開口率による修正を行わない場合の感光体２１表面の軸線方向における帯電電位の変化を示すグラフ、（ｂ）は像担持体ユニット２０の概略左側面図、（ｃ）は図（ｂ）を正面としたときの帯電器２２の正面図、（ｄ）は同じく帯電器２２の底面図、（ｅ）は同じく帯電器２２の平面図、（ｆ）は図（ｅ）におけるｆ部の拡大図、（ｇ）は図（ｅ）におけるｇ部の拡大図である。図３は図２（ｂ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（概略図）である。
図２（ｂ）に示すように、この実施の形態の帯電器２２は、ワイヤー状の放電電極２２ａと、安定した放電を行うためのバックプレート２２ｃと、感光体２１上の帯電電位を制御するためのグリッド２２ｂとを有するスコロトロン帯電器である。
バックプレート２２ｃの一側面２２ｃ５には通気用開口２２ｃ３を設けてある。
また、帯電器の軸線方向（図２おいて左右方向）において通気用開口２２ｃ３に対応する部位ｂ１（図（ｅ）参照）のグリッド開口率を他の部位ｂ２（図（ｅ）参照）のグリッド開口率に比べて大きくしてある。
【００１６】
例えば図（ｆ）に示すように、通気用開口２２ｃ３に対応する部位ｂ１においては、グリッド２２ｂの電極の幅ｔ１Ｒを比較的小さくすることによって開口幅ｔ２Ｒを大きくし、図（ｇ）に示すように、他の部位ｂ２においては、グリッド２２ｂの電極の幅ｔ１Ｌを比較的大きくすることによって開口幅ｔ２Ｌを相対的に小さくしてある。
グリッド２２ｂの開口率を大きくすると帯電能力（感光体２１を帯電させる能力）が大きくなり、開口率を小さくすると帯電能力も小さくなる。
したがって、上記の帯電器２２による帯電能力は、上記通気用開口２２ｃ３に対応する部位ｂ１において大きくなる。
【００１７】
なお、図（ｂ）において、２０ａは像担持体ユニット２０のケースであり、このユニットケース２０ａに対して感光体２１がその軸２１ｃで回転可能に支持され、図示しない駆動機構により回転駆動される。
帯電器２２は、ユニットケース２０ａに取り付けられている。２２ｄは、放電電極２２ａとグリッド２２ｂを支持する左右一対の支持部材であり、バックプレート２２ｃの両端部に取り付けられている。
【００１８】
図３にも示すように、像担持体ユニット２０のケース２０ａには、ダクト２０ｂが設けられている。ダクト２０ｂは、帯電器２２の下方を包囲するように断面略Ｕ字形に設けられており、その一端側に空気の流入口（送風口）２０ｃ（図２（ｂ）参照）が設けられ、他端側において前記バックプレート２２ｃの通気用開口２２ｃ３に対向する部位に排気口２０ｄが設けられている。
図２（ｄ）に示すように、帯電器２２におけるバックプレート２２ｃの底板部２２ｃ１には長方形の開口２２ｃ４が設けられている。
したがって、気流Ｂは図２（ｂ）において矢印ｂで示すように、流入口２０ｃからバックプレート２２ｃ底部の開口２２ｃ４を経て帯電器２２内に入り、側部の通気用開口２２ｃ３およびダクトの排気口２０ｄを経て像担持体ユニット２０外へと排出されることとなる。
【００１９】
以上のような画像形成装置は、放電電極２２ａとバックプレート２２ｃとグリッド２２ｂとを有するスコロトロン帯電器２２で感光体２１表面を帯電させるとともに、バックプレート２２ｃに沿って気流を流して排気を行う画像形成装置であり、バックプレート２２ｃの側面２２ｃ５に通気用開口２２ｃ３を設け、かつ、帯電器２２の軸線方向において通気用開口２２ｃ３に対応する部位ｂ１のグリッド開口率を他の部位ｂ２のグリッド開口率に比べて大きくしたので、この画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
すなわち、バックプレート２２ｃの側面２２ｃ５には通気用開口２２ｃ３を設けてあるので、この通気用開口２２ｃ３を通じて帯電器２２内のオゾンが効率よく十分に排気されることとなる。
したがって、コロナ放電が不安定になる低温低湿環境においても、放電電極２２ａの部分的な劣化が防止されて放電が均一になる。
一方、このような通気用開口２２ｃ３を設けた場合において、仮に何らの方策も講じないとしたならば、上述したように、その開口２２ｃ３に対応する部位ｂ１における感光体２１の帯電電位の絶対値が低下してしまう（図２（ａ）参照）。
これに対し、この画像形成装置によれば、帯電器２２の軸線方向において通気用開口２２ｃ３に対応する部位ｂ１のグリッド開口率を他の部位ｂ２のグリッド開口率に比べて大きくしたので、上記感光体の帯電電位の絶対値の低下を防止することができる。グリッドの開口率を大きくした部位ｂ１では、他の部位ｂ２に比べて帯電能力（感光体を帯電させる能力）が向上するからである。
したがって、感光体表面の帯電電位の均一化を図ることができる。
【００２０】
図４はグリッドの開口率と帯電電位との関係を示したグラフである。
このグラフから分かるように、グリッドの開口率が１パーセント広くなると、帯電電位の絶対値は約５Ｖ大きくなる。
したがって、例えば、ｔ１Ｒ＝０．１４ｍｍ、ｔ２Ｒ＝１．００ｍｍとして通気用開口２２ｃ３に対応する部位ｂ１のグリッド開口率を８７．７パーセントとし、ｔ１Ｌ＝０．１９ｍｍ、ｔ２Ｌ＝１．００ｍｍとして他の部位ｂ２のグリッド開口率を８４パーセント（差を約４パーセント）とすることにより、通気用開口２２ｃ３を設けたことによる帯電電位差２０Ｖを略キャンセルすることができる。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態の内部構造を示す概略正面図。
【図２】要部を示す図で、（ａ）はグリッド開口率による修正を行わない場合の感光体の軸線方向における帯電電位の変化を示すグラフ、（ｂ）は像担持体ユニットの概略左側面図、（ｃ）は図（ｂ）を正面としたときの帯電器の正面図、（ｄ）は同じく帯電器の底面図、（ｅ）は同じく帯電器の平面図、（ｆ）は図（ｅ）におけるｆ部の拡大図、（ｇ）は図（ｅ）におけるｇ部の拡大図。
【図３】図２（ｂ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（概略図）。
【図４】グリッド開口率と帯電電位との関係の一例を示したグラフの図。
【符号の説明】
２１感光体、２２スコロトロン帯電器、２２ａ放電電極、２２ｂグリッド、２２ｃバックプレート、２２ｃ３通気用開口。

Claims (1)

1. 放電電極とバックプレートとグリッドとを有するスコロトロン帯電器で感光体表面を帯電させるとともに、前記バックプレートに沿って気流を流して排気を行う画像形成装置であって、
   前記バックプレートの側面に通気用開口を設け、かつ、前記帯電器の軸線方向において前記通気用開口に対応する部位のグリッド開口率を他の部位のグリッド開口率に比べて大きくしたことを特徴とする画像形成装置。

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