JP4269636B2

JP4269636B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4269636B2
Application number: JP2002303906A
Authority: JP
Inventors: 将宏前田; 功稲葉; 将範中田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP2004138849A

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、その感光体をコロナ放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により感光体を帯電させる場合、感光体の帯電電位に強く影響を及ぼすパラメータとしては、放電電極あるいはグリッドと感光体表面との距離がある。
したがって、従来のコロナ放電器は、放電電極と感光体表面との距離を一定にするための機構を備えていた（例えば、特許文献１〜３参照）。
また、グリッドの開口パターンを、感光体移動方向に対して等方向的な開口率となるよう正六角形の微***により形成したスコロトロン帯電器も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平２−１０４２３号公報（第１頁左欄、第２頁右欄、第２〜５図）
【特許文献２】
実公平２−３５５４号公報（第２頁左欄、第２，３図）
【特許文献３】
実公平５−１４２８２号公報（第２頁左欄、第５図）
【特許文献４】
実公平４−５３６５０号公報（第１頁左欄、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
感光体表面の帯電電位は、感光層の静電容量に反比例する。すなわち、感光層の膜厚に比例し、厚い方が電位が上がる。
一方、感光層の膜厚は、製造上ある程度の膜厚偏差をもつ。例えば感光層として一般的に用いられている有機感光層などは、通常、ディッピング（浸漬塗布法：dippinng）により塗布される。浸漬塗布法は、リング塗布法などに比べて膜厚安定性に優れているが、それでもディップ上部と下部とでは、１〜２μｍの膜厚偏差をもつことは珍しくない。特に、Ａ３サイズ以上の大判印刷用感光体になると、この膜厚偏差は顕著になってくる。
このような感光体に対して帯電を行う場合、上述した従来技術のように放電電極と感光体表面との距離を一定に保つ、あるいはグリッドの開口パターンを感光体移動方向に対して等方向的な開口率となるように形成しても、感光体上の帯電電位は一定にはならない。例えば、感光体のディップ上部と下部とで１〜２μｍの膜厚偏差があった場合、帯電電位は感光体の軸線方向において５〜１２Ｖ程度の差が生じてしまう。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５〜１２Ｖ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第１の発明の画像形成装置は、ディッピングにより感光層を塗布した感光体と、この感光体に対向配置され、感光体表面を帯電させる、放電電極とバックプレートとを有する帯電器とを備えた画像形成装置であって、
前記バックプレートの開口率を、感光体におけるディップ上部側で小さく、ディップ下部側で大きくしたことを特徴とする。
また、第２の発明は、ディッピングにより感光層を塗布した感光体と、この感光体に対向配置され、感光体表面を帯電させる、放電電極とバックプレートとを有する帯電器とを備え、前記バックプレートに沿って気流を流して前記帯電器内の空気の排気を行う画像形成装置であって、
前記感光体を、そのディップ上部が前記気流の上流側に、ディップ下部が前記気流の下流側になるように配置するとともに、前記バックプレートには通気用の開口を設けて、バックプレートの開口率を、感光体におけるディップ上部側で小さく、ディップ下部側で大きくしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用効果】
バックプレートの開口率を大きくすると、帯電器による放電量は少なくなる。
本願第１の発明の画像形成装置は、ディッピングにより感光層を塗布した感光体と、この感光体に対向配置され、感光体表面を帯電させる、放電電極とバックプレートとを有する帯電器とを備えた画像形成装置であって、
前記バックプレートの開口率を、感光体におけるディップ上部側で小さく、ディップ下部側で大きくしたので、この画像形成装置によれば、感光体表面の帯電電位の均一化を図ることができる。
本願第２の発明の画像形成装置は、ディッピングにより感光層を塗布した感光体と、この感光体に対向配置され、感光体表面を帯電させる、放電電極とバックプレートとを有する帯電器とを備え、前記バックプレートに沿って気流を流して排気を行うので、この排気によって帯電器内からオゾンが排出される。
したがって、オゾンの滞留による放電電極の劣化が防止されて安定した帯電作用が得られることとなる。
そして、前記感光体は、そのディップ上部が前記気流の上流側に、ディップ下部が前記気流の下流側になるように配置されているとともに、前記バックプレートには通気用の開口が設けられて、バックプレートの開口率が、感光体におけるディップ上部側で小さく、ディップ下部側で大きくなっているので、感光体表面の帯電電位の均一化を図ることができる。
しかも、通気用の開口が感光体におけるディップ下部側すなわち前記気流の下流側に設けられていることにより、前記気流の流れが円滑になり帯電器内からオゾンが一層良好に排出されることとなる。
【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。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る画像形成装置の第１の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】
例えば上記のようなカラー画像形成装置にあっては、感光体２１の感光層を例えば図２に示すようなディッピング（浸漬塗布法：dippinng）によって形成する。
すなわち、図２に示すように、感光体基材２１ａを治具Ｊで把持し、矢印で示すように塗液Ａに漬けて引き上げることによって、感光体基材２１ａの表面に感光層２１ｂを形成する。
このようにして形成された感光層２１ｂは、ディップ上部２１ｂ２とディップ下部２１ｂ１とで１〜２μｍの膜厚偏差をもつ。ディップ上部２１ｂ２の膜厚の方が、ディップ下部２１ｂ１の膜厚に比べて１〜２μｍ薄くなる。
感光体表面の帯電電位は、感光層の静電容量に反比例する。すなわち、感光層の膜厚に比例し、厚い方が電位が上がる。
【００１６】
図３は感光体膜厚と帯電電位との関係の一例を示したグラフである。
このグラフは次のようにして作成した。
（１）約５μｍ程度ずつ膜厚を変えて感光層を塗布した３本の感光体ドラムを用意した。
（２）その３本の感光体ドラムの膜厚を渦電流方式の膜厚計にて帯電電位測定位置で測定した。
（３）そくぞれの測定値から、１μｍあたりの帯電電位を計算し、図３に示すグラフを作成した。
上記の結果から、感光体膜厚１μｍあたり約５〜６Ｖの帯電電位の差が生じることが分かる。例えば、感光体ドラムのディップ上部と下部とで感光層の膜厚が２μｍ異なる場合、帯電電位は約１０〜１２Ｖの差をもつこととなる。
したがって、このような感光体に対して帯電を行う場合、前述した従来技術のように放電電極と感光体表面との距離を一定に保つ、あるいはグリッドの開口パターンを感光体移動方向に対して等方向的な開口率となるように形成しても、感光体上の帯電電位は一定にはならない。
そこでこの実施の形態では、バックプレートの開口率を、感光体におけるディップ上部側で小さく、ディップ下部側で大きくしてある。
【００１７】
図４はこの実施の形態の要部を示す図で、（ａ）は感光体２１の軸線方向における感光層２１ｂの膜厚の変化を示すグラフ、（ｂ）は像担持体ユニット２０の概略図、（ｃ）は帯電器２２の正面図、（ｄ）は帯電器２２の底面図、（ｅ）は帯電器２２の平面図である。
図（ｂ）（ｃ）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。この帯電器２２は、図（ｄ）に示すように、バックプレート２２ｃの底板部２２ｃ１に細長台形の開口２２ｃ２を設け、感光体２１におけるディップ上部側２１ｂ２に対向する開口幅ｔ１を小さく、ディップ下部側２１ｂ２に対向する開口幅ｔ２を大きくすることによって、バックプレート２２ｃの開口率を、感光体２１におけるディップ上部２１ｂ２側で小さく、ディップ下部側２１ｂ１で大きくしてある。
バックプレート２２ｃの開口率を大きくすると、帯電器２２による放電量は少なくなり、開口率を小さくすると、帯電器２２による放電量は多くなる。
したがって、上記の帯電器２２による帯電能力（感光体２１を帯電させる能力）は、感光体２１におけるディップ上部２１ｂ２側で大きく、ディップ下部側２１ｂ１で小さくなる。
【００１８】
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。Ａ１は感光層塗布領域である。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。
【００１９】
以上のような画像形成装置は、ディッピングにより感光層２１ｂを塗布した感光体２１と、この感光体２１に対向配置され、感光体表面を帯電させる、放電電極２２ａとバックプレート２２ｃとを有する帯電器２２とを備え、バックプレート２２ｃの開口率を、感光体２１におけるディップ上部側２１ｂ２で小さく、ディップ下部側２１ｂ２で大きくしたので、この画像形成装置によれば、感光体表面の帯電電位の均一化を図ることができる。
すなわち、上記の構成とすることにより、仮に、前述した従来技術のように放電電極と感光体表面との距離を一定に保つ、あるいはグリッドの開口パターンを感光体移動方向に対して等方向的な開口率となるように形成したならば生じるであろう感光体上の帯電電位差をキャンセルし、帯電電位の均一化を図ることができる。
【００２０】
＜第２の実施の形態＞
図５は本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態の要部を示す図で、（ａ）は感光体２１の軸線方向における感光層２１ｂの膜厚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の平面図である。図６は図５（ｂ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図（概略図）である。これらの図において、前述した第１の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態の特徴は、バックプレート２２ｃに沿って気流Ｂを流して帯電器２２内の排気を行うようにし、感光体２１を、そのディップ上部２１ｂ２が気流Ｂの上流側に、ディップ下部２１ｂ１が気流Ｂの下流側になるように配置するとともに、バックプレート２２ｃには通気用の開口２２ｃ３を設けることにより、バックプレート２２ｃの開口率を、感光体２１におけるディップ上部２１ｂ２側で小さく、ディップ下部２１ｂ１側で大きくした点にある。
通気用の開口２２ｃ３は感光体２１のディップ下部２１ｂ１に対向する部位において、バックプレート２２ｃの一方の側板部２２ｃ５に設けられている。
【００２１】
図６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（感光体２１のディップ上部２１ｂ２側）に空気の流入口２０ｃ（図５（ｂ）参照）が設けられ、他端側（感光体２１のディップ下部２１ｂ１側）に排気口２０ｄが設けられている。
図５（ｄ）に示すように、この実施の形態の帯電器２２におけるバックプレート２２ｃの底板部２２ｃ１にも開口２２ｃ４が設けられているが、この開口２２４ｃは長方形であって、第１の実施の形態おける開口２２ｃ２のような細長台形とはなっていない。すなわち、この開口２２ｃ４は帯電器２２内に気流Ｂを導入するためのものであり、気流Ｂは図（ｂ）において矢印ｂで示すように、開口２２ｃ４から帯電器２２内に入って、側部の開口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。
【００２２】
この実施の形態によれば、バックプレート２２ｃに沿って気流Ｂを流して排気を行うので、この排気によって帯電器２０内からオゾンが排出される。
したがって、オゾンの滞留による放電電極２２ａの劣化が防止されて安定した帯電作用が得られることとなる。また、オゾンの滞留による感光体２１の劣化も防止される。
そして、感光体２１は、そのディップ上部２１ｂ２が気流Ｂの上流側に、ディップ下部２１ｂ１が気流Ｂの下流側になるように配置されているとともに、バックプレート２２ｃには通気用の開口２２ｃ３が設けられていることにより、バックプレート２２ｃの開口率が、感光体２１におけるディップ上部側２１ｂ２で小さく、ディップ下部２１ｂ１側で大きくなっているので、感光体２１表面の帯電電位の均一化を図ることができる。
しかも、通気用の開口２２ｃ３が感光体２１におけるディップ下部２１ｂ１側すなわち前記気流Ｂの下流側に設けられていることにより、前記気流Ｂの流れが円滑になり帯電器２２内からオゾンが一層良好に排出されることとなる。
【００２３】
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。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の内部構造を示す概略正面図。
【図２】ディッピングの説明図。
【図３】感光体膜厚と帯電電位との関係の一例を示したグラフの図。
【図４】（ａ）は感光体の軸線方向における感光層の膜厚の変化を示すグラフ、（ｂ）は像担持体ユニットの概略図、（ｃ）は帯電器の正面図、（ｄ）は帯電器の底面図、（ｅ）は帯電器の平面図。
【図５】第２の実施の形態の要部を示す図で、（ａ）は感光層の膜厚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。
【図６】図５（ｂ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図（概略図）。
【符号の説明】
２１感光体、２１ｂ感光層、２１ｂ１ディップ下部、２１ｂ２ディップ上部、２２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

ディッピングにより感光層を塗布した感光体と、この感光体に対向配置され、感光体表面を帯電させる、放電電極とバックプレートとを有する帯電器とを備えた画像形成装置であって、
前記バックプレートの開口率を、感光体におけるディップ上部側で小さく、ディップ下部側で大きくしたことを特徴とする画像形成装置。
ディッピングにより感光層を塗布した感光体と、この感光体に対向配置され、感光体表面を帯電させる、放電電極とバックプレートとを有する帯電器とを備え、前記バックプレートに沿って気流を流して前記帯電器内の空気の排気を行う画像形成装置であって、
前記感光体を、そのディップ上部が前記気流の上流側に、ディップ下部が前記気流の下流側になるように配置するとともに、前記バックプレートには通気用の開口を設けて、バックプレートの開口率を、感光体におけるディップ上部側で小さく、ディップ下部側で大きくしたことを特徴とする画像形成装置。