JP3572504B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置において主に円筒状の基体の一部に像担持体を設け、該像担持体に電極を用いて帯電するコロナ帯電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に静電記録方式を用いた画像形成装置として、複写装置や、プリンタ等が提供されている。画像形成方法として、絶縁性の光導電体からなる像担持体上にコロナ放電装置を用いて帯電し、該像担持体上に露光装置より投射される画像に対応した光照射によって画像の静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーを含む現像剤で現像することにより、像担持体上にトナー画像を形成する。
【０００３】
次に、前記像担持体のトナー画像を、給紙されたシートに転写装置を用いて転写し、シートを熱定着装置に搬送し、シートにトナー画像を定着する。トナー画像を転写した像担持体は、クリーニング装置でクリーニングされ、再び像担持体を再使用するためコロナ放電装置を用いて帯電し、前記のように画像形成を行う。
【０００４】
コロナ放電装置は、通常、放電極としてコロナワイヤーに高電圧が印加され、コロナ電荷を発生させる。前記コロナ放電装置には、像担持体面に均一に帯電させるために、像担持体面と、放電極との間に過剰な電荷を吸収するグリッド電極を設けるのが一般的である。その際、前記コロナワイヤーの周囲の空気が絶縁破壊を起こし、該部分の空気が電離し、電離によって発生したイオンがその極性に従って移動し、コロナ放電装置内に存在する空気の気体分子に衝突し、気体分子が移動することにより風を発生させる。
【０００５】
この風は一般にイオン風と呼ばれ、コロナ放電装置の背後より像担持体方向に向かって流出する。イオン風が流出すると、コロナ放電装置を構成した金属材の導電体よりなるシールドケース枠体内部の気圧が低下するため、外部よりシールドケース枠体内部に向かって外気が流入する。しかしシールドケース枠体と対峙した像担持体間は間隙は小さく、イオン風の排気が強いため外気の流入は少ない。しかし、シールドケース枠体の両端に形成された開口部と、電極の支持部材付近は、イオン風の排気が弱く、前記シールドケース枠体内の気圧の低下を上げるため外気の進入が大きくなる。
【０００６】
前記複写装置が設置されている場所は事務所内か、複写装置の専用室が多いが空気中の塵又はたばこの煙等で汚染されており、更に、複写装置内では画像形成時に於いて現像装置の現像作用によるトナー飛散があり、前記のような塵やトナーと共に前記シールドケース枠体の両端開口部より外部から外気が流入するに従って同時に流入し、前記コロナ放電装置のコロナワイヤー、グリッド電極、及びシールドケース枠体内に塵やトナーが付着して汚し、効果的な放電や除電が出来なくなるという問題があった。
【０００７】
そこで、コロナ放電装置の端部に絶縁性遮蔽物を設けてイオン風の流れを変え、像担持体がイオン風で劣化するのを防止する装置も提案されているが、前記の方法は像担持体面のオゾン濃度を高めてしまうため、特開平７−９２７８２号公報に記載された方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の方法でも、コロナ放電装置のシールドケース枠体の両端部に設けた電極の支持部材の付近には、依然として間隙があり、該間隙よりイオン風で逆流する風が進入し、多くの塵芥とトナーが進入するため、コロナ放電装置が汚れ長期間使用することが出来なかった。
【０００９】
そこで、本発明者は、図５（ａ），（ｂ）に示すコロナ帯電装置を設けた画像形成装置を製作した。
【００１０】
図５（ａ）は、画像形成部１００の平面図で、ドラム状に形成した基体１０の一部に像担持体（以下感光体１０１と言う）を形成した感光体ドラム２００を設け、コロナ帯電装置１１の電極１３に５ＫＶ〜１０ＫＶの高電圧を印加し、コロナ放電により前記感光体１０１の表面にイオン或いは電子を移動させて電荷を付与させ、感光体１０１の表面に対して一定電位を保持するようにしている。そして感光体１０１の両側に現像装置１７と、クリーニング装置２７が設けられており、特に現像装置１７より飛散したトナーがコロナ帯電装置１１内に進入するのを防止するため、コロナ帯電装置１１のシールドケース枠体１４と一体に形成した側部１４Ａ，１４Ｂに対して、現像装置１７側の側部１４Ａに空気進入防止用の帯状シール部材１４Ｃを設けた。
【００１１】
一方、ドラム状に形成した基体１０に感光体１０１の塗布方法として、ドラム状に形成した基体１０を順次上昇させて感光体１０１を塗布する方法と、感光体液に前記基体１０を漬ける方法があるが、何れの塗布方法でも基体１０の両端部分の塗布液が塗布後に於いて若干厚みが不均一とるため、感光体１０１は画像形成部分の長さＬ２を残して両端側をＬ１，Ｌ３の長さで端面剥離を行っている。
【００１２】
従って、両端側をＬ１，Ｌ３長さで端面剥離した部分は感光体１０１の厚み分だけ段差部１０２，１０３が発生する。前記帯状シール部材１４Ｃはコロナ帯電装置１１の側部１４Ａの全域に設けられ、感光体１０１に他端を接触させて塵芥の進入を防止するため、図５（ｂ）に示すように、前記感光体１０１の長さＬ２より端面剥離した部分Ｌ１まで延長しＬ４の長さまで設けられている。
【００１３】
しかし、感光体１０１に接触した帯状シール部材１４Ｃは長さＬ２で接触しているため長く、接触も充分で空気の進入を防止しているが、切り落した部分の長さは、Ｌ１で形成された一端１４Ｅが短いため、該一端１４Ｅは段差部１０３の位置から浮き上がった状態で基体１０には接触せず、一端１４Ｅと基体１０間に間隙が形成されてしまうため、該間隙より前記イオン風の発生により、外部より進入する空気と共に塵芥やトナーが進入し、コロナ帯電装置１１内を汚してしまう。
【００１４】
特に、図５（ａ）に示すように、クリーニング装置２７で感光体１０１面をクリーニングした残留トナー２９Ａを再利用する場合、問題が顕著になる。例えば、トナーリサイクル装置２９で外側に排出し、排出されたトナーをトナー搬送装置３０を介して現像装置１７の残留トナー受入部１７Ａに供給し、新規に供給されたトナーと、残留トナー２９Ａを撹拌して再び現像ローラ１８で現像している。
【００１５】
この場合、残留トナー受入部１７Ａに搬送された残留トナー２９Ａが新規に供給されたトナーと充分に撹拌されずに現像部に達すると、新規に供給されたトナーと比較して電荷保持力が弱いため外部に飛散しやすくなる。そのため、特に残留トナー受入部１７Ａに対応した段差部１０３の位置から浮き上がった前記帯状シール部材１４Ｃの一端１４Ｅと、コロナ帯電装置１１の側方より、飛散したトナーが大量に進入することになり、コロナ帯電装置１１の汚染を早めてしまうため、頻繁に清掃しなければならない欠点がある。
【００１６】
本発明は、前記の欠点を改善するため、特に考えられたものである。即ち、コロナ帯電装置に対して塵芥やトナーの付着と進入を防止し、長期間清掃することなく使用できることを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の本発明の目的は、下記の発明により達成される。
１．円筒形の基体に端部を残して像担持体を設けることにより、該像担持体の端部に段差部が形成され、前記像担持体を帯電するコロナ帯電装置を設けた画像形成装置において、
前記段差部に対応する切り込みを隔てて、前記像担持体に接触する第１帯状シール部及び前記基体に接触する第２帯状シール部を有する帯状シール部材をシールドケース枠体に設けた前記コロナ帯電装置を有することを特徴とする画像形成装置。
２．前記画像形成装置は、前記像担持体をクリーニング手段でクリーニングされたトナーを、現像装置の前記像担持体の軸方向の一端側に設けた残留トナー受入部に搬送すると共に、前記残留トナー受入部に対応して、前記切り込みを形成したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
３．前記コロナ帯電装置の長手方向両端に、電極の両端を支持する支持部材を設けるとともに、前記支持部材に一端縁を固定し、他端縁が前記像担持体が設けられていない前記基体に接触した弾性部材を、少なくとも前記残留トナー受入部に対応した位置に設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例の形態の説明に先立って、本発明のコロナ帯電器が使用される複写装置の構成と、その作用を説明する。
【００２３】
図１に於いて、ドラム状に形成した基体１０上の一部に像担持体である感光体１０１（有機感光体）を塗布した感光体ドラム２００を、矢印の時計方向に駆動回転するように設ける。１１はコロナ帯電装置で、対向形成された側部１４Ａ、１４Ｂを有するシールドケース枠体１４内に電極１３を設け、該電極１３により感光体１０１面に電荷付与の帯電作用を行う。
【００２４】
更に、シールドケース枠体１４の放電方向に放電制御を行う複数のスコロトロン電極１２が設けられ、更に、側部１４Ａには空気流入防止部材で、ウレタン材等で形成された帯状シール部材１４Ｃが設けられている。
【００２５】
前記コロナ帯電装置１１による帯電作用に先だって、前プリントまでの感光体１０１の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いたＰＣＬ（帯電前除電器）１５による露光を行って感光体１０１の除電をする。
【００２６】
感光体ドラム２００に形成した感光体１０１への一様帯電の後、図示しない像露光手段により原稿画像、又は画像信号に基づいた像露光１６が行われ、次に画像縮小、拡大等が行われた時に不要な電荷を前記感光体１０１面より除去するためのＣＥＬ（不要帯電部除電器）１５Ａで除電する。
【００２７】
次に、感光体ドラム２００の側方にはトナーとキャリアとから成る２成分の現像剤をそれぞれ内蔵した現像装置１７が設けられ、マグネットを内蔵し、現像剤を保持して回転する現像ローラ１８によって現像が行われる。現像剤はフェライトをコアとしてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料と荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもので、現像剤は層形成手段によって現像ローラ１８上に０．１〜０．６ｍｍの層厚（現像剤）に規制されて現像域へと搬送される。
【００２８】
現像域における現像ローラ１８と感光体１０１との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい０．２〜１．０ｍｍとして、この間にバイアス電圧が印加される。このようにして現像剤により画像形成行程が行われ、感光体１０１周面上にはトナーによる顕像が形成される。
【００２９】
一方、図示しないが給紙カセットより給紙ローラを介して搬送部材２１で搬送された一枚の転写材（以下記録紙Ｐと言う）Ｐは一旦停止部材１９で停止し、転写のタイミングの整った時点で停止部材１９を作動手段２０で作動して記録紙Ｐを解除し、レジストローラ２１１の回転作動により転写域へと給紙される。
【００３０】
転写域に於いては転写のタイミングに同期して感光体１０１の周面と、転写極２２間に給紙された記録紙Ｐに、該転写極２２でトナー画像が転写される。
【００３１】
次いで、記録紙Ｐは分離極２３によって除電され、感光体１０１の周面より分離した後、定着装置２４に搬送されて熱ローラ（上ローラ）２５と圧着ローラ（下ローラ）２６の加熱、加圧によってトナーを溶着した後、装置外部に排出される。一方、記録紙Ｐを分離した感光体１０１は、クリーニング装置２７のブレード２８の圧接により残留トナーを除去・清掃し、再び前記ＰＣＬ（帯電前除電器）１５で除電と、コロナ帯電装置１１による帯電を受けて次なる画像形成のプロセスに入る。
【００３２】
又、前記クリーニング装置２７でクリーニングされたトナーを現像装置１７にリサイクルするため、トナーリサイクル装置２９により排出されたトナーを搬送するトナー搬送装置３０が設けられ、該トナー搬送装置３０により、現像装置１７にトナーをリサイクルしている。
【００３３】
図２は、本発明のコロナ帯電装置１１の具体的な実施形態を示す斜視図で、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、前記コロナ帯電装置１１と、感光体ドラム２００の基体１０及び感光体１０１の一部を示す側面図と、断面図を各々示す。
【００３４】
コロナ帯電装置１１は、長手方向に形成されたイオン風排気用用の通気孔１４８と共にシールドケース枠体１４に、側部１４Ａ，１４Ｂを一体に形成し、シールドケース枠体１４の両端部に電気的絶縁体よりなる支持部材１４４，１４５を各々設け、該支持部材１４４，１４５にワイヤ状の電極１３を張設したものである。
【００３５】
又、複数のスコロトロン電極１２を支持部材１４４，１４５に設け、（図３参照）更に、支持部材１４５には、電極１３に電圧を印加する端子１４６が設けられている。
【００３６】
以上のように構成したシールドケース枠体１４の側部１４Ａと並行に、ウレタン材よりなる前記帯状シール部材１４Ｃの一端を接着剤等で固定し、他端を感光体１０１の回転方向に若干折り曲げられた状態で先端部が接触している。
【００３７】
ところで、感光体ドラム２００は、アルミ材等で円筒状に形成された基体１０に感光体１０１を塗布し、該感光体１０１の一部を切り取ることにより、感光体１０１の厚みで段差部１０２，１０３が形成されている。そのため、前記帯状シール部材１４Ｃの一部には、段差部１０３に対応して長さＬの切り込み１４３を形成し、該切り込み１４３の部分を段差部１０３に跨がるように帯状シール部材１４Ｃを側部１４Ａに固定する。
【００３８】
そして、帯状シール部材１４Ｃの切り込み１４３の一方に長さＬ５で空気流入手段である第１帯状シール部１４１を形成し、該第１帯状シール部１４１の先端縁を感光体１０１に接触させる。一方、切り込み１４３の他方には、長さＬ４で空気流入防止手段である第２帯状シール部１４２を形成し、該第２帯状シール部１４２の先端縁を基体１０に接触させる。
【００３９】
このように、帯状シール部材１４Ｃを構成することにより、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である図３（ｂ）と、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である図３（ｃ）で示すように、帯状シール部材１４の第１帯状シール部１４１の先端部が感光体１０１に正確に接触し、且つ、帯状シール部材１４Ｃの第２帯状シール部１４２の先端部が基体１０に正確に接触することが出来る。
【００４０】
以上のように、感光体１０１の段差部１０３位置に対応して設けたで帯状シール部材１４Ｃの切り込み１４３により、帯状シール部材１４Ｃは、段差部１０３による影響を受けることがなく、第１帯状シール部１４１の先端縁が確実に感光体１０１面に接触するため、コロナ帯電装置１１内に空気が流入するのを防止し、更に、第２帯状シール部１４２の先端縁も確実に基体１０面に接触しているため、特に支持部材１４４の位置よりコロナ帯電装置１１内に空気が流入するのが防止される。
【００４１】
又、図２、図３（ａ）に示すように、前記コロナ帯電装置１１を構成した一方の支持部材１４４内には、空気流入防止手段である弾性部材１４７をが設けられ、一端を露出した基体１０に接触させる。
【００４２】
従って、コロナ帯電装置１１内に塵芥やトナーが進入せず、複数のスコロトロン電極１２、及び電極１３を汚すことがなく、長期間帯電効率を低下させずに使用することが出来る。
【００４３】
尚、第１帯状シール部１４１と、第２帯状シール部１４２とを別個に形成し、前記段差部１０３位置をずらして側部１４Ｂに固定し、基体１０と、感光体１０１に各々接触するようにしてもよい。
【００４４】
このように、感光体１０１には第１帯状シール部１４１が接触し、基体１０には、第２帯状シール部１４２が接触しており、更に弾性部材１４７を基体１０に接触させてコロナ帯電装置１１のシールドケース枠体１４の両端開口や、電極１３を支持した支持部材１４４，１４５の近辺より外気が進入するのを防止している。
【００４５】
そして、図４の平面図で示すように、感光体ドラム２００の感光体１０１の両側には、現像装置１７と、クリーニング装置２７が各々設けられており、クリーニング装置２７で感光体１０１面をクリーニングした残留トナー２９Ａを再利用するため、トナーリサイクル装置２９でクリーニング装置２７の外側に排出し、排出された残留トナー２９Ａをトナー搬送装置３０を介して現像装置１７に戻し、該現像装置１７に設けた残留トナー受入部１７Ａに残留トナー２９Ａを供給し、再び現像剤として再利用するようにしている。
【００４６】
このように、トナーリサイクルを用いて残留トナー２９Ａを再利用したとき、残留トナー受入部１７Ａに搬送された残留トナー２９Ａが、現像装置１７に新たに供給されたトナーと十分に撹拌されず、現像ローラ１８によりに現像部に達したとき、新規に供給されたトナーと比較して残留トナー２９Ａは電荷保持力が弱いため外部に飛散しやすい。そこで特に残留トナー受入部１７Ａに対応した位置の基体１０には、第２帯状シール部１４２を確実に接触させ、飛散した残留トナーが帯状シール部材１４Ｃより進入しないようにしている。
【００４７】
又、支持部材１４４内には、弾性部材１４７を設け、該弾性部材１４７を基体１０に接触させることで飛散した残留トナー２９Ａの進入を防止している。
【００４８】
このように、空気の流入を防止したので、特にコロナ帯電装置１１に設けたスコロトロン電極１２と、及び電極１３が塵芥やトナーで汚れるのを防止出来る。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、請求項１に於いて、円筒形で形成された基体上の一部表面に像担持体を段差を以て形成し、該像担持体に帯電を行うコロナ帯電装置を有する画像形成装置に於いて、
像担持体が設けられていない前記基体上と、前記像担持体上に一端縁を各々接触し、他端縁を前記コロナ帯電装置に設けると共に、前記基体の軸方向に延びた空気流入防止手段を有することにより、基体と、像担持体面に各々空気流入防止手段が別個に接触しているため、空気流入防止手段による接触状態がよく、コロナ帯電装置内に塵芥や、トナーが進入せず、コロナ帯電装置の汚れが発生しないため、帯電効率を低下させることなく長期間使用出来る。
【００５０】
請求項２に於いて、前記空気流入防止手段は帯状シール部材であることにより、該帯状シール部材が前記基体と、前記像担持体面に別個に接触しているため、接触による基体と、前記像担持体面の移動に抵抗がなく、且つ、接触状態が極めて安定し、コロナ帯電装置内に塵芥や、トナーが進入せず、コロナ帯電装置の汚れが発生しない。
【００５１】
請求項３に於いて、前記段差部に対応して前記帯状シール部材に切り込みを形成したことにより、基体と前記像担持体間に形成された段差部に対応して帯状シール部材に切り込みが形成されているので、帯状シール部材が段差部で浮き上がることがなく、基体と、前記像担持体面に、各々帯状シール部材を確実に接触し、コロナ帯電装置内に塵芥や、トナーの進入を防止する。
【００５２】
請求項４に於いて、前記画像形成装置は、前記像担持体をクリーニング手段でクリーニングされたトナーを、現像装置の前記基体の軸方向の一端側に設けた残留トナー受入部にトナーを搬送すると共に、前記残留トナー受入部に対応して、前記帯状シールに切り込みを形成したことにより、現像装置の残留トナー受入部にトナーを搬送され現像時に残留トナーが飛散しても、残留トナー受入部に対応して設けた切り込みにより、帯状シールが基体と像担持体に接触しており、コロナ放電装置内にトナーが進入するのを完全に阻止することができるので、コロナ放電装置を長期間使用出来る。
【００５３】
請求項５に於いて、前記コロナ帯電装置は長手方向両端に、電極の両端を支持する支持部材を設け、前記支持部材に一端縁を固定し、他端縁を前記像担持体が設けられていない基体に接触した弾性部材を、少なくとも前記残留トナー受入部に対応した位置に設けたことにより、現像装置の残留トナー受入部に搬送された残留トナーが現像時に飛散しても、現像装置の残留トナー受入部に対応して支持部材に設けた弾性部材が基体に接触させることにより、コロナ放電装置内に空気の流入が防止され、トナーが進入するのを完全に阻止することができるので、コロナ放電装置を長期間使用出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコロナ帯電装置を用いた画像形成装置の断面構成図。
【図２】本発明のコロナ帯電装置に設けた帯状シールと、感光体ドラムの基部及び感光体を示す斜視図。
【図３】本発明の図２のコロナ帯電装置に設けた帯状シールと、感光体ドラムの基部及び感光体を示す側面図と、断面図。
【図４】本発明のコロナ帯電装置に設けた帯状シールと、感光体ドラムの基部及び感光体と、クリーニング装置と現像装置を示す平面図。
【図５】従来のコロナ帯電装置に設けた帯状シールと、感光体ドラムの基部及び感光体と、クリーニング装置と現像装置を示す平面図と、側面図。
【符号の説明】
１０ 基体
１０１ 感光体
２００ 感光体ドラム
１１ コロナ帯電装置
１３ 電極
１４ シールドケース枠体
１４Ａ，１４Ｂ 側部
１４Ｃ 帯状シール部材
１４１ 第１帯状シール部
１４２ 第２帯状シール部
１４３ 切り込み
１４４，１４５ 支持部材
１４７ 弾性部材
１７ 現像装置
１７Ａ 残留トナー受入部
２７ クリーニング装置
２９ トナーリサイクル装置
２９Ａ 残留トナー
３０ トナー搬送装置

Claims (3)

1. 円筒形の基体に端部を残して像担持体を設けることにより、該像担持体の端部に段差部が形成され、前記像担持体を帯電するコロナ帯電装置を設けた画像形成装置において、
   前記段差部に対応する切り込みを隔てて、前記像担持体に接触する第１帯状シール部及び前記基体に接触する第２帯状シール部を有する帯状シール部材をシールドケース枠体に設けた前記コロナ帯電装置を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置は、前記像担持体をクリーニング手段でクリーニングされたトナーを、現像装置の前記像担持体の軸方向の一端側に設けた残留トナー受入部に搬送すると共に、前記残留トナー受入部に対応して、前記切り込みを形成したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記コロナ帯電装置の長手方向両端に、電極の両端を支持する支持部材を設けるとともに、前記支持部材に一端縁を固定し、他端縁が前記像担持体が設けられていない前記基体に接触した弾性部材を、少なくとも前記残留トナー受入部に対応した位置に設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

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