JP2007334148A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感光体を帯電させる複数の帯電ロールの表面を、生産性を低下させることなく、安価な構成で清掃することができる帯電装置、及びこれを備えた画像形成装置を得る。
【解決手段】帯電ロール22,24は、感光体ドラム12と従動回転しながら感光体ドラム12を帯電し、清掃ロール38は、2つの帯電ロール22,24に接触して回転することで帯電ロール22、24の表面に付着したトナーや外添剤等の異物を、その接触部で凝集化させる。この凝集化した異物は、帯電ロール22、24から感光体ドラム12に再付着し、感光体クリーナー等で回収される。このように、1つの清掃ロール38で隣接する2つの帯電ロール22、24を清掃することができる。
【選択図】図1
【解決手段】帯電ロール22,24は、感光体ドラム12と従動回転しながら感光体ドラム12を帯電し、清掃ロール38は、2つの帯電ロール22,24に接触して回転することで帯電ロール22、24の表面に付着したトナーや外添剤等の異物を、その接触部で凝集化させる。この凝集化した異物は、帯電ロール22、24から感光体ドラム12に再付着し、感光体クリーナー等で回収される。このように、1つの清掃ロール38で隣接する2つの帯電ロール22、24を清掃することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、感光体の表面を帯電する帯電ロールとこの帯電ロールを清掃する清掃ロールを備えた帯電装置、及びこの帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
帯電装置には、画像形成処理の高速化に伴い、感光体を均一に帯電させるため、感光体に2つの帯電ロールを当接させて感光体の表面を帯電するものがある。(特許文献1)
この帯電装置では、画像形成動作の休止時に、帯電ロールを清掃するクリーニングモードが設けられている。このクリーニングモードでは、感光体との電位差を画像形成動作時とは逆にし、帯電ロールに付着したトナーや外添剤等の異物を感光体に再付着させ、クリーニングブレードによって除去する。
特開平9−80874公報
この帯電装置では、画像形成動作の休止時に、帯電ロールを清掃するクリーニングモードが設けられている。このクリーニングモードでは、感光体との電位差を画像形成動作時とは逆にし、帯電ロールに付着したトナーや外添剤等の異物を感光体に再付着させ、クリーニングブレードによって除去する。
しかしながら、このクリーニング方法では、画像形成動作を休止させて、クリーニングモードを作動させる必要がある。
このため、生産性は低下し、また、クリーニングモードの制御が必要となるため高価な構成となっている。
一方、帯電ロールにそれぞれ清掃ロールを設けてクリーニングモードの必要がない画像形成装置を構成することも考えられるが、部品点数が増え、コストアップとなる。
本発明は、上記事実を考慮し、感光体を帯電させる複数の帯電ロールの表面を、生産性を低下させることなく、安価な構成で清掃することができる帯電装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することが課題である。
本発明の請求項1に係る帯電装置は、感光体と従動回転して前記感光体を帯電する複数の帯電ロールと、隣接する2つの帯電ロールに接触して回転し、前記帯電ロールの表面を清掃する清掃ロールと、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、複数の帯電ロールは、感光体と従動回転しながら感光体を帯電し、清掃ロールは、隣接する2つの帯電ロールに接触して回転することで帯電ロールの表面に付着したトナーや外添剤等の異物を、その接触部で凝集化させる。この凝集化した異物は、帯電ロールから感光体に再付着(転移)付着し、クリーニングブレードで除去される。
このように、1つの清掃ロールで隣接する2つの帯電ロールを清掃することで部品点数を削減でき、装置を小型化することができる。
また、接触部で凝集化され、清掃ロールに付着した異物を離す箇所が2箇所となるため、清掃ロールの経時劣化が抑制される。
本発明の請求項2に係る帯電装置は、請求項1記載において、前記清掃ロールは、前記感光体回転方向の上流側の帯電ロールとの圧接力が、下流側の帯電ロールとの圧接力より大きいことを特徴とする。
上記構成によれば、感光体回転方向の上流側の帯電ロールで感光体上の異物を捕獲して軽く凝集化した後、清掃ロールを通り抜け感光体に付着させる清掃方法であるため、下流側の帯電ロールへ搬送される異物のほとんどが凝集化されている。
そこで、上流側の帯電ロールとの圧接力を下流側の帯電ロールとの圧接力より大きくすることで、上流側の帯電ロールの汚れを確実に解消しつつ、凝集化した異物を感光体に付着させる。これにより、凝集化した異物は下流側の帯電ロールをすり抜けるため、下流側の帯電ロールのきれいな状態を維持することができる。
本発明の請求項3に係る帯電装置は、請求項1又は2に記載において、上流側の帯電ロールには、直流電圧が印加され、下流側の帯電ロールには、直流電圧と交流電圧とが重畳印加されることを特徴とする。
上記構成によれば、上流側の帯電ロールに直流電圧を印加することで、極性が一方向となり上流側の帯電ロールで感光体上の異物を捕獲し易くなる。つまり、感光体上の異物を静電的に上流側の帯電ロールに付着させることで、下流側へ流れるトナーや外添剤等の異物を減らすことができる。また、上流側に付着した異物は清掃ロールで凝集化されているので、下流側の帯電ロールに付着しにくい。そして、上流側の帯電ロールであるレベルまで持ち上げられた感光体の表面電位を、下流側の帯電ロールに直流交流重畳電圧を印加することで、感光体の表面を所定の電位へ均一に帯電させることができる。
このように、2つの帯電ロールをきれいな状態に維持することで感光体を均一に帯電させ、画像形成速度の高速化に対応することができる。
本発明の請求項4に係る帯電装置は、請求項1乃至3何れか1項に記載において、上流側の帯電ロールの表面の10点平均粗さ(Rz)が、下流側の帯電ロールの表面の10点平均粗さ(Rz)より大きいことを特徴とする。
上記構成によれば、上流側の帯電ロールの表面が下流の帯電ロールの表面に比べて粗くなっているため、上流側の帯電ロールに感光体からの異物が付着しやすい。つまり、帯電ロールの表面粗さを変えるだけで、上流側の帯電ロールに感光体のトナーや外添剤等の異物を多く付着させることでき、下流側へ流れるトナーや外添剤等の異物を減らすことができる。
本発明の請求項5に係る帯電装置は、請求項1乃至4何れか1項に記載において、上流側の前記帯電ロールの表面硬度が、下流側の前記帯電ロールの表面硬度より高いことを特徴とする。
上記構成によれば、上流側の帯電ロールの表面が下流の帯電ロールの表面に比べて硬度が高くなっているため、上流側の帯電ロールに感光体からの異物が付着しやすい。つまり、帯電ロールの硬度を変えるだけで、上流側の帯電ロールに感光体のトナーや外添剤等の異物を多く付着させることでき、下流側へ流れるトナーや外添剤等の異物を減らすことができる。
本発明の請求項6に係る帯電装置は、請求項1乃至5何れか1項に記載において、前記清掃ロールを回転させる駆動手段を設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、清掃ロールは駆動手段によって回転されるため、清掃ロールと接触して回転する帯電ロールに与える負荷が減り、帯電ロールはスリップすることなく安定して感光体と従動回転する。このため、感光体を安定して帯電させることができる。
本発明の請求項7に係る帯電装置は、請求項6記載において、前記清掃ロールの径が、前記帯電ロールの径より小さいことを特徴とする。
上記構成によれば、清掃ロールの径が帯電ロールの径より小さいので、帯電ロールを回転させるための駆動手段の軸力を小さくすることができ、さらに、装置を小型化することができる。
本発明の請求項8に係る画像形成装置は、請求項1乃至7何れか1項に記載された帯電装置が設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、画像形成装置には、請求項1乃至7何れか1項に記載された帯電装置が設けられているため、生産性を低下させることなく、安価な構成で画像処理の高速化に対応することができる。
本発明によれば、感光体を帯電させる複数の帯電ロールの表面を、生産性を低下させることなく、安価な構成で清掃することができる。
本発明の帯電装置40が採用された画像形成装置100の実施形態を図1〜図5に従って説明する。
図5に示されるように、この画像形成装置100は、図示しないパーソナルコンピュータ等の画像データ入力装置から送られてくるカラー画像情報に基づいて画像処理を行い、電子写真方式によって記録媒体としての記録用紙Pにカラー画像を形成するものである。
画像形成装置100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを備えている。なお、以降、YMCKを区別する必要がある場合は、符号の後にY、M、C、Kの何れかを付して説明し、YMCKを区別する必要が無い場合は、Y、M、C、Kを省略する。
画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kは、バックアップロール34と複数の張架ロール32によって張架された無端状の中間転写ベルト30の進行方向に対して、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの順番で直列に配列されている。また、中間転写ベルト30は、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの像担持体としての感光体ドラム12Y,12M,12C,12Kと、それぞれ対向して配設される一次転写ロール16Y、16M,16C,16Kとの間を挿通している。
次に、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの構成と画像形成の動作とを、代表してイエロートナー画像を形成する画像形成ユニット10Yについて説明する。
感光体ドラム12Yの表面は、帯電ロール22Y、帯電ロール24Y、及び清掃ロール38Yを備える帯電装置40Yによって一様に帯電される。なお、帯電装置40Yに関しては、詳細を後述する。
次に、露光装置14Yによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光体ドラム12Yの表面にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
イエロー画像に対応する静電潜像は、現像装置15Yの現像ロール18Yに担持されたトナーによって現像され、イエロートナー画像となる。イエロートナー画像は、一次転写ロール16Yの圧接力と、一次転写ロール16Yに印加された転写バイアスによる静電吸引力によって、中間転写ベルト30上に一次転写される。
この一次転写では、イエロートナー画像は全て中間転写ベルト30に転写されず、一部が転写残留イエロートナーとして、感光体ドラム12Yに残留する。また、感光体ドラム12Yの表面には、トナーの外添剤なども付着している。一次転写後の感光体ドラム12Yは、感光体クリーナー20Yとの対向位置を通過し、感光体ドラム12Yの表面の転写残留トナーなどが除去される。その後、感光体ドラム12Yの表面は、つぎの画像形成サイクルの為、帯電装置40で再び帯電される。
また、画像形成装置100では、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kにおいて行われ、中間転写ベルト30上に、順次、Y,M,C,Kの各色トナー像が重ねられ、多重トナー像が形成される。
そして、所定のタイミングで二次転写位置Aへと搬送されてきた記録用紙Pに、転写バイアスが印加された二次転写ロール36の静電吸引力によって、中間転写ベルト30から多重トナー像が一括して、記録用紙Pに転写される。
多重トナー像が転写された記録用紙Pは、中間転写ベルト30から分離された後、定着装置31へと搬送され、熱と圧力とにより記録用紙Pに定着されてフルカラー画像が形成される。
記録用紙Pに転写されなかった中間転写ベルト30上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナー33で回収される。
次に帯電装置40について説明する。
図1に示されるように、感光体ドラム12を一様に帯電させる帯電装置40は、感光体ドラム12の回転方向の上流側に配置される帯電ロール22、下流側に配置される帯電ロール24、及びこれらの帯電ロール22、24と接触して回転する清掃ロール38を備えている。
感光体ドラム12と従動回転して感光体ドラム12の表面を帯電させる上流側の帯電ロール22には、直流電圧が印加されており、下流側の帯電ロール24には、直流電圧と交流電圧とが重畳印加されている。
また、帯電ロール22と帯電ロール24との間には、この2つの帯電ロール22、24と接触して回転することで帯電ロール22、24の表面を清掃する清掃ロール38が回転可能にフレーム部材(図示省略)に軸支されている。この清掃ロール38は、芯金部材としての回転軸38Aの周囲に帯電ロール22、24と当接する円筒形状の樹脂部材38Bが巻きつけられた構成となっている。さらに、この清掃ロール38の回転軸38Aは、モータ42で回転力が伝達される構成となっている。このため、感光体ドラム12と従動回転する帯電ロール22、24へは、清掃ロール38の負荷が掛りにくく、帯電ロール22、24は安定して感光体ドラム12と従動回転する。
また、清掃ロール38の直径D1が、帯電ロール22、24の直径D2より小さく設定されている。このため、清掃ロール38を帯電ロール22、24に従動回転させるためのモータ42の軸力を小さくすることができる。
ここで、この清掃ロール38が帯電ロール22、24の表面を清掃する清掃方法について説明する。
図2(A)に示されるように、中間転写ベルト30(図5参照)に転写されず、感光体ドラム12に残留し、さらに、感光体クリーナー20(図5参照)によって除去しきれなかったトナーや外添剤等の異物は、感光体ドラム12上に付着したまま帯電ロール22へ向って搬送される。
図2(B)に示されるように、トナーや外添剤等の異物は、帯電ロール22との接点Cで感光体ドラム12上から帯電ロール22上に付着する。
図3(A)に示されるように、帯電ロール22に付着したトナーや外添剤等の異物は、清掃ロール38との接点Gへ搬送され、接点Gで、帯電ロール22と清掃ロール38との間に発生する小さな剪断力によって、凝集化される。このように、清掃ロール38は、帯電ロール22に付着したトナーや外添剤等の異物を凝集化することで、帯電ロール22の表面を清掃する。
さらに、凝集化された異物は、清掃ロール38を通り抜け、再度感光体ドラム12上に付着して、帯電ロール24との接点Eへ搬送される。
また、帯電ロール22に付着せず、すり抜けたトナーや外添剤等の異物も凝集化された異物とともに接点Eへと搬送される。
図3(B)に示されるように、清掃ロール38によって凝集化された異物の一部(凝集化された異物の中でも軽い異物)と、帯電ロール22に付着せず凝集化されていない異物は、帯電ロール24に付着し、清掃ロール38との接点Fへ搬送される。さらに、接点Fでは接点G同様に、帯電ロール24と清掃ロール38との間に発生する小さな剪断力によって、異物が凝集化される。このように、清掃ロール38は、帯電ロール24に付着したトナーや外添剤等の異物を凝集化することで、帯電ロール24の表面を清掃する。なお、しっかり凝集化された異物は、接点Eをすり抜け帯電ロール24に付着しない。
図4(A)に示されるように、接点Fにて、凝集化された異物は、清掃ロール38すり抜け感光体ドラム12上に再付着し、下流へ搬送される。
凝縮化して感光体ドラム12に再付着した異物は、現像ロール18及び中間転写ベルト30に一部付着して感光体クリーナー20(図5参照)によって回収される。
ここで、図4(A)及び図3(A)に示されるように、接点G、Fにて凝集化された異物が清掃ロール38に付着する場合がある。しかし、清掃ロール38に付着した異物は、再度接点G又はFのどちらかで、帯電ロール22、24に付着し、前述したように最終的には、感光体クリーナー20等(図5参照)に回収される。このように、清掃ロール38に付着した異物を2箇所で離すため、清掃ロール38の経時劣化が抑制される。
このように、帯電ロール22、24を清掃するための専用のクリーニングモードを設ける必要がなく、さらに、隣接する帯電ロール22、24を1つの清掃ロール38で清掃することができるため、帯電ロール22,24の表面を、生産性を低下させることなく、安価な構成で清掃することができる。
さらに、上流側の帯電ロール22に直流電圧を印加することで、極性が一方向となり上流側の帯電ロール22で異物を捕獲し易くなる。あるレベルまで持ち上げられた感光体ドラム12の表面電位を、下流側の帯電ロール24に直流交流重畳電圧を印加することで、上流の帯電ロール22を離れて凝集化された異物が下流の帯電ロール24をすり抜ける。このため、きれいな帯電ロール22、24で感化体ドラム12の表面を所定の電位へ均一に帯電させることができる。
このように、2つの帯電ロール22、24をきれいな状態に維持することで感光体ドラム12を均一に帯電させ、画像形成速度の高速化に対応することができる。
また、従来のように1つの帯電ロールを1つの清掃ロールで清掃するのではなく、2個の帯電ロール22、24を1つの清掃ロール38で清掃することができるため、部品点数の削減、及び装置の小型化に寄与することができる。
また、本実施形態では、清掃ロール38の回転軸38Aの取り付け位置を調整することで上流側の帯電ロール22との圧接力が、下流側の帯電ロール24との圧接力より大きく設定されている。このため、上流側の帯電ロール22の汚れを確実に解消しつつ、下流側の帯電ロール24のきれいな状態を維持することができる。
さらに、帯電ロール22,24の表面は樹脂材料で形成されており、上流側の帯電ロール22の10点平均粗さ(Rz)が、下流側の帯電ロール24の表面の10点平均粗さ(Rz)より大きく設定されている。このため、上流側の帯電ロール22に感光体ドラム12からの異物が付着しやすくなり、上流側の帯電ロール22に感光体ドラム12のトナーや外添剤等の異物を多く付着させることができ、下流側へ流れるトナーや外添剤等の異物を減らすことができる。
なお、10点平均粗さ(Rz)は、JIS B0601におけるRzであり、即ち、「粗さ曲線から平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した最も高い山頂から5番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートルで表したもの」である。
また、上流側の帯電ロール22の表面硬度が、下流側の帯電ロール24の表面硬度より高く設定されている。これにより、上流側の帯電ロール22に感光体ドラム12からの異物が付着しやすくなる。そこで、上流側の帯電ロール22に感光体のトナーや外添剤等の異物を多く付着させることでき、下流側へ流れるトナーや外添剤等の異物をさらに減らすことができる。
なお、硬度は、ビッカース硬さ(JISZ2244)にて測定することができる。
次に本発明の帯電装置が採用された画像形成装置の第2実施形態を図6に従って説明する。
なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
この実施形態では第1実施形態のように、感光体ドラム12を2つの帯電ロール22,24で帯電しているのではなく、図6に示されるように、帯電ロール22、24に加え帯電ロール46でも感光体ドラム12を帯電している。
詳細には、帯電ロール24と帯電ロール46の間には、この2つの帯電ロール24、46と接触して回転することで帯電ロール22、46を清掃する清掃ロール48が設けられている。
また、清掃ロール38と帯電ロール22との圧接力が、帯電ロール24との圧接力より大きく設定されており、さらに、清掃ロール38と帯電ロール24との圧接力が、清掃ロール48と帯電ロール24との圧接力より大きく設定されており、また、清掃ロール48と帯電ロール24との圧接力が、帯電ロール46との圧接力より大きく設定されている。
このように、下流側に比べて異物の付着が多い上流側の帯電ロールと清掃ロールとの圧接力を大きくすることで、効果的に異物の多い上流側の帯電ロールの表面を清掃することができる。
また、感光体ドラム12を3つの帯電ロール22、24、46で帯電させることで、画像処理の高速化のニーズに対応してさらに素早く感光体ドラム12を帯電させることができる。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、感光体ドラム12を3つの帯電ロールで帯電させたが、4つ以上の帯電ロールで帯電させることで、さらに素早く感光体ドラム12を帯電させてもよい。
12 感光体ドラム(感光体)
22 帯電ロール
24 帯電ロール
38 清掃ロール
42 モータ(駆動手段)
46 帯電ロール
48 清掃ロール
100 画像形成装置
22 帯電ロール
24 帯電ロール
38 清掃ロール
42 モータ(駆動手段)
46 帯電ロール
48 清掃ロール
100 画像形成装置
Claims (8)
- 感光体と従動回転して前記感光体を帯電する複数の帯電ロールと、
隣接する2つの帯電ロールに接触して回転し、前記帯電ロールの表面を清掃する清掃ロールと、
を有することを特徴とする帯電装置。 - 前記清掃ロールは、前記感光体回転方向の上流側の帯電ロールとの圧接力が、下流側の帯電ロールとの圧接力より大きいことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
- 上流側の帯電ロールには、直流電圧が印加され、下流側の帯電ロールには、直流電圧と交流電圧とが重畳印加されることを特徴とする請求項1又は2記載の帯電装置。
- 上流側の帯電ロールの表面の10点平均粗さ(Rz)が、下流側の帯電ロールの表面の10点平均粗さ(Rz)より大きいことを特徴とする請求項1乃至3何れか1項に記載された帯電装置。
- 上流側の前記帯電ロールの表面硬度が、下流側の前記帯電ロールの表面硬度より高いことを特徴とする請求項1乃至4何れか1項に記載された帯電装置。
- 前記清掃ロールを回転させる駆動手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至5何れか1項に記載された帯電装置。
- 前記清掃ロールの径が、前記帯電ロールの径より小さいことを特徴とする請求項6記載の帯電装置。
- 請求項1乃至7何れか1項に記載された帯電装置が設けられたことを特徴とする画像形成装置。
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---|---|---|---|
JP2006167845A JP2007334148A (ja) | 2006-06-16 | 2006-06-16 | 帯電装置及び画像形成装置 |
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2006
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