JP5183690B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、プリンタ・複写機・ファクシミリやこれらを機能的に備えた複合機等のいわゆる電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、感光体ドラムの表面の電荷を除去する除電手段を備えた画像形成装置に関する。
従来、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像した後、トナー像を用紙等に転写して印刷を行ういわゆる電子写真方式の画像形成装置が存在する。このような電子写真方式の画像形成装置として、図10(a)に示す如く、転写紙の搬送経路80に沿って配置された感光体ドラム81と、感光体ドラム81の表面を所定の電圧に帯電させる帯電手段82と、感光体ドラムの表面にレーザー光Pを照射して静電潜像を形成する露光手段(図示せず)と、露光手段が形成した静電潜像を感光体ドラムの表面にトナー像として現像する現像手段83と、そのトナー像を感光体ドラム81と協働して転写紙に転写する転写ローラ84と、転写後に感光体ドラム81の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段(クリーニングローラ85、クリーニングブレード86)と、転写後に感光体ドラム81の表面に残留した電荷を除去するための除電光を発する発光体88を備えた除電手段87とを、備えたものが知られている。なお、図10(a)、(b)において各部材の内部に記載された矢印は各部材の回転方向を示し、転写紙の搬送経路80に沿って記載された矢印は、転写紙の搬送方向を示している。
このような画像形成装置では、本来、除電手段87により感光体ドラム81の表面に対して十分な電荷除去を行った後、次の帯電が行われることが望ましい。しかしながら、図10(a)に示される従来技術では、感光体ドラム81の回転方向において帯電手段82の直前に除電手段87が配置されているため、除電位置から帯電位置までの回転角αが小さく、除電から次の帯電までの時間が短い。そのため、画像形成装置の処理速度の高速化に伴って感光体ドラム81が高速で回転すると、感光体ドラム81の表面を除電しきれないまま次の帯電が開始されてしまい、画像不良が生じやすい。
そこで、図10(b)に示す如く、感光体ドラム81の回転方向においてクリーニングローラ85及びクリーニングブレード86よりも上流側に除電手段87を配置した画像形成装置が知られている(特許文献1参照)。このような構成を採用することにより、除電手段87と帯電手段82の間にクリーニングローラ85及びクリーニングブレード86が配置されることになり、除電手段87と帯電手段82を遠ざけることができる。そのため、除電位置から帯電位置までの回転角αを図10(a)の場合よりも大きくすることができ、除電から帯電までの時間を長くすることが可能となる。従って、感光体ドラム81を除電しきれないまま次の帯電が開始される不具合を抑制することが可能となる。
しかしながら、図10(b)のように、感光体ドラム81の回転方向においてクリーニングローラ85及びクリーニングブレード86よりも上流側に除電手段87を配置すると、除電手段87は、必然的に転写紙の搬送経路80から近い位置に配置される。通常、この搬送経路80の近傍には、通紙に伴って発生する紙粉や未定着トナー、あるいは転写完了後に感光体ドラム81の表面に残留したトナー等の飛散物が舞っている。従って、除電手段87が搬送経路80の近傍に配置されると、上記の飛散物によって除電手段87に固定された発光体88の表面が汚染され、発光体88が発する除電光が減少する。これに伴って、除電手段87が本来の除電能力を発揮することが困難になり、画像不良を起こすことがあった。
そこで、発光体88の表面を清掃部材により清掃する構成(特許文献2参照)や、発光体88の表面を防塵ガラス等で覆う構成が知られている。
特開平5−333704号公報 特開平2−284174号公報
ところが、発光体の表面を清掃するための清掃部材を設ける構成や、発光体の表面を防塵ガラス等で覆う構成を採用すると、部材点数が増加してコストアップを招くという新たな問題が発生する。
そこで、本発明は、発光体をクリーニングするような構成を取らずに、発光体表面の汚染を防止することができる画像形成装置を得ることを目的とする。
本発明に係る画像形成装置は、転写紙の搬送経路に沿って設けられた感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面の電荷を除去する除電手段と、を備えた画像形成装置であって、前記除電手段に向かって送風可能な位置に送風手段が設けられ、前記除電手段に除電光を発する発光体が固定されるとともに該発光体の付近に風路が設けられ、前記送風手段から前記除電手段に向かって送られた風が、前記風路を介して前記搬送経路側に吹き付けられることを特徴とする。
また、前記除電手段は、前記発光体が固定された除電プリント板と、該除電プリント板を保持するホルダと、を備え、前記除電プリント板には、前記発光体付近に穴又は切欠が形成され、前記ホルダには、前記除電プリント板の穴又は切欠に対応する位置に穴又は切欠が形成され、前記除電プリント板及び前記ホルダに設けられた前記穴又は切欠により、前記風路が構成されるものであっても良い。
また、前記感光体ドラムに対向してドラムフレームが設けられ、該ドラムフレームに前記ホルダが固定されるとともに、前記ドラムフレームと前記ホルダの間に前記風路の前記搬送経路側部分を構成する空間が形成され、前記ホルダには、前記空間から前記搬送経路側に向かって突出するように通紙リブが設けられているものであっても良い。
また、前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電手段と、前記感光体ドラムの表面をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、前記帯電手段よりも前記感光体ドラムの回転方向において上流側に前記クリーニング手段が設けられ、該クリーニング手段よりも前記感光体ドラムの回転方向において上流側に前記除電手段が設けられているものであっても良い。
本発明の画像形成装置は、発光体をクリーニングするような構成を取らずに、発光体の汚染を防止することができる画像形成装置を得ることを可能とする。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、画像形成部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、画像形成部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、ドラムフレームへの除電手段の組み付けを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、除電手段の分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、除電手段の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、ドラムフレーム下部の背面図である。 (a)は、図8のA−A断面図であり、(b)は、図8のB−B断面図である。 (a)は、クリーニングローラ及びクリーニングブレードの下流側に除電手段を設けた従来例の画像形成装置の説明図であり、(b)は、クリーニングローラ及びクリーニングブレードの上流側に除電手段を設けた従来例の画像形成装置の説明図である。
以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタについて、図1〜図9を参照して説明する。以下、図1におけ右手前側の面を、カラープリンタの前面とした場合について説明する。なお、図2はカラープリンタの左側から見た側断面図であり、図3はカラープリンタの右側から見た説明図であり、両図における各部材の位置関係は左右反転している。
カラープリンタ1は、直方体形状のプリンタ本体2の内部に、プリンタ本体2の下部に設けられてプリンタ本体2の前面から引き出し可能な給紙トレイ3と、プリンタ本体2の前面に開閉可能に取り付けられた手差しトレイ4と、給紙トレイ3又は手指しトレイ4にセットされた転写紙を搬送する搬送経路5と、給紙トレイ3にセットされた転写紙を搬送経路5に供給する給紙部6と、手差しトレイ4にセットされた転写紙を搬送経路5に供給する手差し給紙部7と、搬送経路5の上流側に設けられた搬送ローラ8と、この搬送ローラ8よりも搬送経路5の下流側に設けられた画像形成部10と、この画像形成部10よりも搬送経路5の下流側に配置された定着手段11と、搬送経路5の定着手段11よりも下流側の部分を搬送経路5の搬送ローラ8よりも上流側の部分と接続する反転経路12と、搬送経路5の下流端に設けられた排出口13と、を備えている。
図3に最も良く示されるように、画像形成部10は、転写紙の搬送経路5に沿って設けられた感光体ドラム14と、この感光体ドラム14の上方に感光体ドラム14と当接して設けられた帯電手段15と、この帯電手段15よりも更に上方に設けられた露光手段16と、帯電手段15よりも感光体ドラム14の回転方向(図3の矢印a参照。以下、単に「回転方向」という。)下流側に感光体ドラム14と当接して設けられた現像手段17と、この現像手段17よりも回転方向下流側に感光体ドラム14と当接して設けられた転写ローラ18と、この転写ローラ18よりも回転方向下流側においてドラムフレーム20に支持される除電手段21と、この除電手段21よりも回転方向下流側且つ帯電手段15よりも回転方向上流側において、感光体ドラム14と当接して設けられたクリーニング手段としてのクリーニングローラ22及びクリーニングブレード23と、を備えている。
帯電手段15は、感光体ドラム14の表面に接触する帯電ローラ24と、この帯電ローラ24と接触して帯電ローラ24の表面の付着物を除去する除去ローラ25とを備えている。なお、図4、図9では、除去ローラ25の記載を省略して帯電ローラ24のみを記載する。
露光手段16は、前端部に設けられた折り返しミラー26と、後部に設けられたポリゴンミラー27と、このポリゴンミラー27を回転させるポリゴンモータ(図示せず)等を備えている。そして、ポリゴンモータで回転させたポリゴンミラー27に入射させたレーザー光を、折り返しミラー26によって下方後側に向かって折り返して感光体ドラム14の表面に出射することで、感光体ドラム14の表面に静電潜像を形成可能としている(図3の矢印b参照)。なお、図4、図9では、露光手段16の記載を省略する。
現像手段17は、感光体ドラム14に当接して配置された現像ローラ28と、この現像ローラ28の前方に前後一対に設けられたスパイラル30と、を備えている。そして、この一対のスパイラル30の前部上方に設けられたトナーコンテナ31から供給されたトナーを、一対のスパイラル30で攪拌した後、現像ローラ28を介して感光体ドラム14の表面に供給可能としている。
転写ローラ18は、感光体ドラム14に対して圧接されており、感光体ドラム14との間に転写ニップ19を搬送経路5に沿って形成している。また、転写ローラ18は、電圧印加手段(図示せず)と接続されている。
ドラムフレーム20は、感光体ドラム14の後方に感光体14に対向するように設けられており、僅かに前傾した姿勢でプリンタ本体1の本体フレーム(図示せず)に固定されている。図4、図5に良く示されているように、ドラムフレーム20は、下端部に設けられた除電手段取付部32と、この除電手段取付部32の上方に設けられたクリーニングローラ挿入部33と、このクリーニングローラ取付部33の更に上方に設けられたクリーニングブレード取付部34と、を備えている。
除電手段取付部32は、前端部を感光体ドラム14の周面に対向させるように設けられた前側底板35と、前側底板35の後端部から上方に向かって略垂直に屈曲された連結板36と、連結板36の上端部から後方に向かって略垂直に屈曲された後側底板37と、後側底板37の後部から下方に向かって突出して形成された突出板38と、を備えている。連結板36の後面下端には、左右方向中央部と両側部に係合リブ40が後方に向かって突設されている。また、突出板38には、長さ方向に沿って一定間隔で、9個の貫通穴41が水平方向に穿設されている。以下、中央に設けられた貫通穴41を中央貫通穴41aとし、この中央貫通穴41aの両側に3個ずつ設けられた貫通穴を両側貫通穴41bとし、両側貫通穴の外側に設けられた一対の貫通穴を両端貫通穴41cとする。
クリーニングローラ挿入部33は、前面が開口された略U字状を成しており、前側底板35、連結板36及び後側底板37によって下部が覆われ、後側底板37の上面から後方に向かって半円弧状に突出するように設けられた湾曲板42によって後部が覆われ、この湾曲板42の上端から前方に向かって延設された中央板43によって上部が覆われている。
クリーニングブレード取付部34は、中央板43の前端部から上方に向かって屈曲された固定板44と、固定板44の上端から後方に屈曲された天板45と、天板45の後端部から上方に屈曲された上端連結板46と、上端連結板46の上端から後方に向かって屈曲された上端板47と、により構成されている。
図6に最も良く示されるように、除電手段21は、帯状の板材により形成された除電プリント板48と、この除電プリント板48を保持する横長形状のホルダ50と、を備えている。
除電プリント板48の前面には、発光体としてのLED51が長手方向に沿って一定間隔で複数個(本実施形態では12個)はんだ付けされ、各LED51の配置間隔には、横長矩形状の穴52が、除電プリント板48の前面から後面まで穿設されている。本実施形態では11個の穴52が除電プリント板48に穿設されているが、そのうち中央に位置する穴を中央穴52a、この中央穴52の両側にそれぞれ3個ずつ位置する穴を両側穴52b、両側穴52bの外側に位置する一対の穴を外側穴52c、外側穴52cよりも更に外側に位置する一対の穴を両端穴52dとする。
各両側穴52bは、除電手段21をドラムフレーム20に固定した状態で、ドラムフレーム20の両側貫通穴41bと対応する位置に形成されている。また、両端穴52dの外側部分と両端のLED51が、ドラムフレーム20及びホルダ50の両端から外側に突出するように設定されている。中央穴52aを除く各穴52b〜52dの上方及び下方には、除電プリント板48の上下両端縁から僅かに突出する上方突部53及び下方突部54が設けられている。
ホルダ50は、先端部を基端部よりも僅かに上方に傾斜させた形状の底板55と、この底板55の後端部から上方に屈曲された側板と、を備え、断面略L字型を成している。そして、除電手段21をドラムフレーム20に固定した状態で、ドラムフレーム20の後側底板37とホルダ50の底板55の間に、空間58が形成されるようになっている(図9(b)参照)。底板55の先端部には、空間58から搬送経路5側に向かって突出するように、複数個の通紙リブ60が長手方向に沿って一定間隔で固定されている。各通紙リブ60は、底板55の長手方向に対して略垂直に設けられており、除電手段21をドラムフレーム20に固定した状態で、通紙リブ60の上面が、前側底板35の下面の後側と当接するように設定されている。また、各通紙リブ60の前面には、下方に向かって後方に傾斜する傾斜面63が、搬送経路5に対向するように設けられている。
底板55の上面の基端側には、底板55の長手方向両側部及び中央部に挟持板64が固定されている。各挟持板64は、底板55の長手方向に対して略垂直に設けられており、各挟持板64の前面の上端には、前方に向かって突出する係合突起65が、ドラムフレーム20の係合リブ40と対応する位置に設けられている。また、各挟持板64の後面は、側板56の前面と所定の挿入間隔66を介して対向するように設けられており、この挿入間隔66内に除電プリント板48を挿入することにより、挟持板64の後面と側板56の前面との間に除電プリント板48が挟持されるようになっている(図7参照)。
側板56の後面の左右方向中央及び両側には、ドラムフレーム20の中央貫通穴41a及び両端貫通穴41cに対応する位置に、突片68が設けられている。そして、各挟持板64の係合突起65をドラムフレーム20の各係合リブ40と係合させた状態で、ドラムフレーム20の中央貫通穴41a及び両端貫通穴41cにホルダ50の側板56の突片68を嵌合させることにより、ドラムフレーム20に対して除電手段21が取り付けられるようになっている。(図8及び図9(a)参照。)
側板56には、ドラムフレーム20の各両側貫通穴41b及び除電プリント板48の各両側穴52bと対応する位置に、長手方向に沿って3個ずつ矩形の切欠67が上端から下部まで設けられており、ドラムフレーム20に除電手段21を取り付けた状態で、両側貫通穴41b、切欠67、両側穴52b、及び空間58により風路59が各LED51の付近に形成され、この風路59を介して、ドラムフレーム20の後方の空間が、ドラムフレーム20の下部前方の空間、即ち、搬送経路5側の空間と連通している。(図8及び図9(b)参照)。
クリーニングローラ22は、ドラムフレーム20のクリーニングローラ挿入部33内に挿入されており、支持アーム(図示せず)により両端部を軸支されるとともに、付勢手段(図示せず)によって、感光体ドラム14の表面に対して所定の圧力で圧接されている。
クリーニングブレード23は上端部が後方に向かってL字型に屈曲されている。クリーニングブレード23の上部の後面には固定部70が設けられており、この固定部70がドラムフレーム20のクリーニングブレード取付部34の固定板44に固定されている。また、クリーニングブレード23の下端部は、所定の圧力で感光体ドラム14の表面に圧接されている。
プリンタ本体2内には、送風手段としての冷却ファン(図示せず)が配設されている。
この冷却ファンは、除電手段21に向かって送風可能な位置に設けられている。即ち、冷却ファンは、図示しないダクトを介してドラムフレーム20の後方の空間と連通しており、冷却ファンから供給された冷却風が、ダクトを介してドラムフレーム20の下端に取り付けられた除電手段21の方向に吹き付けられるようになっている。なお、上記の冷却ファンは、プリンタ本体2の内部の部材(例えば、ポリゴンモータや電源基板等)を冷却するためにカラープリンタ1に装備されているものである。
上述の如く構成されたものにおいて、画像形成動作を行う場合の作用について、以下に説明する。
カラープリンタ1に電源が投入されると、各種パラメータが初期化され、定着手段11の温度設定等の初期設定が実行される。そして、カラープリンタ1に接続されたコンピュータ等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
まず、帯電手段15によって感光体ドラム14の表面が帯電された後、露光手段16により感光体ドラム14に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム14に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、トナーにより現像手段17が対応する色のトナー像に現像する。現像手段17によって感光体ドラム14に現像されたトナー像は、トナー像を形成するトナーの極性と逆極性(−)の電圧を一次転写ローラ18に印加することにより、搬送経路5に沿って搬送されてきた転写紙に転写される。この転写紙に転写されたトナー像は、定着手段11で転写紙に定着される。トナー像が定着した転写紙は、排出口13から外部に排出される。
また、転写完了後に感光体ドラム14の表面に残留した電荷は、LED51からの除電光を感光体ドラム14の表面に照射することにより除去される(図3の矢印c参照)。また、転写完了後に感光体ドラム14の表面に残留したトナーは、クリーニングローラ22及びクリーニングブレード23により除去される。その後に、帯電手段15によって、次の画像形成のための帯電が行われる。
本実施の形態では、帯電手段15よりも回転方向上流側にクリーニングローラ22及びクリーニングブレード23が設けられ、このクリーニングローラ22及びクリーニングブレード23よりも回転方向上流側に除電手段21が設けられているため、除電手段21と帯電手段15を遠ざけることができる。従って、上記の画像形成動作において、除電から帯電までの時間を長くすることが可能となり、感光体ドラム14を除電しきれないまま次の帯電が開始される不具合を抑制することが可能となる。
一方で、このように回転方向においてにクリーニングローラ22及びクリーニングブレード23よりも上流側に除電手段21が配置されると、必然的に転写紙の搬送経路5から近い位置に除電手段21が配置される。通常、この搬送経路5の近傍には、通紙に伴って発生する紙粉や未定着トナー、あるいは転写完了後に感光体ドラム14の表面に残留したトナー等の飛散物が舞っている。従って、除電手段21が搬送経路5の近傍に配置されると、上記の飛散物によってLED51の表面が汚染され、LED51が発する除電光が減少して、除電手段21が本来の除電能力を発揮することが困難になり、画像不良を起こす虞が生じる。
そこで、本実施の形態では、以下に説明するように、冷却ファンからダクトを介して除電手段21の方向に吹き付けられる冷却風を利用して、LED51の表面の汚染を防止している。
カラープリンタ1の画像形成動作に際して冷却ファンを稼働させると、除電手段21が取り付けられたドラムフレーム20の背面下端に、ダクトを介して冷却風が吹き付けられる。この冷却風の一部は、風路59を介して搬送経路5側に吹き付けられる(図7の矢印X参照)。この冷却風は、除電プリント板48に固定された12個のLED51のうち、中央に設けられた8個のLED51の両側又は片側を通過する。また、ドラムフレーム20の背面に吹き付けられた冷却風の一部は、ドラムフレーム20及びホルダ50の両端から外側に突出した両端穴52dを介して送経路5側に吹き付けられる(図7の矢印Y参照)。この冷却風は、除電プリント板48に固定された12個のLED51のうち、上記した中央の8個のLED51を除くLED51、即ち、除電プリント板48の両端部に固定された4個のLED51の片側を通過する。このように、すべてのLED51の片側及び両側を通って、冷却風が搬送経路5側に吹き付けられる。
本実施形態ではこのように、冷却ファンから除電手段21に向かって吹き付けられた冷却風を、LED51の付近に設けられた風路59を介して搬送経路5側に吹き付けているため、搬送経路5の近傍に舞っている飛散物が、各LED51の方向に飛散しにくくなり、上記の飛散物がLED51に付着してLED51汚染されるのを防止することができる。このように、LED51を保護するための専用の部品を設けることなく、LED51表面の汚染を防止することができるため、部品点数を少なくして、製造コストの低廉化を図ることができる。また、上記の風路59を、除電プリント板48、ホルダ50、ドラムフレーム20にそれぞれ穴又は切欠を設けることで形成しているため、簡易な構成で風路59を形成することができる。
また、本実施の形態では、プリンタ本体2の内部の部材を冷却するために設けられた冷却ファンからの冷却風を、ダクトを介してドラムフレーム20の背面に吹き付けている。即ち、プリンタ本体2の内部を冷却するための冷却ファンを、防塵用の送風手段として兼用している。従って、プリンタ本体2内部に設置する送風手段の数を増やすことなく、LED51の汚染を防止することができる。
また、ホルダ50には、空間58から搬送経路5側に向かって突出するように通紙リブ60が設けられているため、搬送経路5を搬送されてきた転写紙が、誤って空間58内に進入するのを防止することができ、転写紙が空間58内に進入して用紙ジャム(用紙詰まり)を起こす虞が無い。
なお、本実施の形態では、除電プリント板48に穴52を、ホルダ50に切欠67を設けたが、穴52と切欠67の組み合わせはこれに限られず、他の異なる実施形態では、除電プリント板48に切欠67を、ホルダ50に穴52を設けることも可能であるし、除電プリント板48とホルダ50に穴52又は切欠67を統一して設けても良い。
1 カラープリンタ(画像形成装置)
5 搬送経路
14 感光体ドラム
21 除電手段
48 除電プリント板
50 ホルダ
51 LED(発光体)
52 穴
59 風路
67 切欠

Claims (3)

  1. 転写紙の搬送経路に沿って設けられた感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面の電荷を除去する除電手段と、を備えた画像形成装置であって、
    前記除電手段に向かって送風可能な位置に送風手段が設けられ、前記除電手段に除電光を発する発光体が固定されるとともに該発光体の付近に風路が設けられ、
    前記除電手段は、前記発光体が固定された除電プリント板と、該除電プリント板を保持するホルダと、を備え、
    前記除電プリント板には、前記発光体付近に穴又は切欠が形成され、前記ホルダには、前記除電プリント板の穴又は切欠に対応する位置に穴又は切欠が形成され、前記除電プリント板及び前記ホルダに設けられた前記穴又は切欠により、前記風路が構成され、
    前記送風手段から前記除電手段に向かって送られた風が、前記風路を介して前記搬送経路側に吹き付けられることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記感光体ドラムに対向してドラムフレームが設けられ、該ドラムフレームに前記ホルダが固定されるとともに、前記ドラムフレームと前記ホルダの間に前記風路の前記搬送経路側部分を構成する空間が形成され、
    前記ホルダには、前記空間から前記搬送経路側に向かって突出するように通紙リブが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電手段と、前記感光体ドラムの表面をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
    前記帯電手段よりも前記感光体ドラムの回転方向において上流側に前記クリーニング手段が設けられ、該クリーニング手段よりも前記感光体ドラムの回転方向において上流側に前記除電手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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