JP5814977B2 - 帯電装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、接触することによって感光体を帯電させる帯電ローラーと、前記帯電ローラーの表面をクリーニングするブラシローラーとを備えた帯電装置、及び前記帯電装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンター、ファクシミリなどの電子写真印刷方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、ドラム型の感光体と、その外周面に沿うように配置された帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置などを備えている。前記帯電装置は、感光体の表面を所定電位となるように帯電させるものであり、感光体の表面に接触される帯電ローラーと、この帯電ローラーの表面に付着したトナーなどを除去するためのブラシローラーとを備えている（特許文献１参照）。これら帯電ローラー及びブラシローラーは、筐体の内部で回転可能に支持されている。

特開２０１２−１４１４３号公報

ところで、前記ブラシローラーは、複数のブラシ毛（例えばナイロン樹脂製のパイル繊維）が基軸に植毛されたものである。このブラシローラーは、帯電ローラーの表面に接触した状態で回転駆動される。そのため、帯電ローラーと接触したときにブラシ毛には屈曲方向の圧力（応力）が付与される。ブラシローラーの回転に伴い、前記圧力の付与と解放とが繰り返されると、ブラシ毛の植毛部分の接着が緩まり、基軸から抜け落ちる場合がある。抜け落ちたブラシ毛は、帯電ローラーとの接触によって摩擦帯電しているため、仮に、前記ブラシ毛がマイナスに帯電され、帯電装置の筐体がプラスに帯電されていた場合は、抜け落ちたブラシ毛が静電気力によって前記筐体に付着する。前記ブラシ毛が筐体の内部に付着するのであれば問題は無いが、筐体外部へ飛び出した状態で付着した場合は、露光装置から感光体へ照射される光を遮るおそれがある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光装置から感光体へ照射される光の光路が抜け落ちたブラシ毛によって遮断されることを防止できる帯電装置及びこの帯電装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明の帯電装置は、筐体と、帯電ローラーと、ブラシローラーと、を備えている。前記筐体は、露光装置から出射されて感光体に照射される光の光路に近接して設けられている。前記帯電ローラーは、前記筐体内で回転可能に支持され、接触することにより前記感光体の周面を帯電させる。前記ブラシローラーは、前記帯電ローラーとともに前記筐体内で回転可能に支持され、前記帯電ローラーの長手方向へ延びる基軸に複数のブラシ毛が植毛され、前記帯電ローラーに前記ブラシ毛を接触させて前記帯電ローラーの表面をクリーニングする。また、前記光路から前記筐体側へ所定距離を隔てた空間に含まれる前記筐体の所定部位が前記ブラシ毛と同等の帯電性質を有する素材で構成されている。
また、本発明の画像形成装置は、前述の帯電装置と、感光体と、現像装置と、露光装置と、を備えている。前記感光体は、前記帯電装置によって表面が帯電され、一方向へ回転駆動される。前記現送装置は、前記帯電装置よりも前記感光体の回転方向の下流側に設けられ、前記感光体の表面にトナーを供給する現像装置と、前記露光装置は、前記帯電装置と前記現像装置との間から前記感光体の表面に光を照射する。

本発明によれば、露光装置から感光体へ照射される光の光路が抜け落ちたブラシ毛によって遮断されることを防止できる。

図１は、本発明の実施形態に係る複合機の概略構成を模式的に示す図である。 図２は、図１に示す複合機の感光体ドラムの周辺の構成を示す図である。 図３は、図２に示す帯電装置の構成を示す図である。 図４は、図２に示す帯電装置の筐体の変形例を示す図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［複合機１の概略構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る複合機１（本発明の画像形成装置の一例）の概略構成について説明する。

図１に示される複合機１は、プリンター、複写機、ファクシミリなどの各機能を備えた画像形成装置である。この複合機１は、入力された画像データに基づいてトナーなどの現像材を用いて印刷用紙（シート材）に画像を印刷する。複合機１は、原稿の画像を読み取る画像読取部１０を上部に備え、電子写真方式の画像形成部２２を下部に備える。なお、本実施形態では、本発明の画像形成装置の一例として複合機１を例示して説明するが、これに限られず、例えばプリンター、ファクシミリ装置、複写機も本発明の画像形成装置に該当する。

［画像読取部１０］
画像読取部１０は、原稿載置面を構成するコンタクトガラス１１と、コンタクトガラス１１に対して開閉する原稿カバー２０とを備える。複合機１が複写機として機能する場合は、コンタクトガラス１１に原稿がセットされて原稿カバー２０が閉じられた後に、不図示の操作パネルからコピー開始指示が入力されると、画像読取部１０による読取動作が開始されて、原稿の画像データが読み取られる。画像読取部１０の内部には、ＬＥＤ光源１２１及びミラー１２２を備えた読取ユニット１２、ミラー１３，１４、光学レンズ１５、及びＣＣＤ１６などの光学系機器が設けられている。モーターなどによって読取ユニット１２が副走査方向４５へ移動され、その移動中にＬＥＤ光源１２１からコンタクトガラス１１へ向けて照射される光が副走査方向４５へ走査され、この反射光がＣＣＤ１６に入力される。これにより、コンタクトガラス１１上の原稿の画像が読み取られる。

なお、原稿カバー２０には、ＡＤＦ２１が設けられている。ＡＤＦ２１は、原稿セット部２１Ａにセットされた複数の原稿を複数の搬送ローラー（不図示）によって順次搬送して、コンタクトガラス１１上に定められた読取位置を副走査方向４５の右向きへ通過するように原稿を移動させる。ＡＤＦ２１による原稿の移動時は、前記読取位置の下方に読取ユニット１２が配置され、この位置で読取ユニット１２によって移動中の原稿の画像が読み取られる。

［画像形成部２２］
画像形成部２２は、画像読取部１０で読み取られた画像データ、又は外部の情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。画像形成部２２は、図１及び図２に示されるように、給紙カセット２５、感光体ドラム３１（本発明の感光体の一例）、帯電装置３２（本発明の帯電装置の一例）、現像装置３３、転写装置３４、クリーニングブレード３５、定着装置３６、露光装置３９、用紙排出部２７などを備えている。

図１に示されるように、給紙カセット２５は、画像形成部の下方に設けられている。本実施形態では３つの給紙カセット２５が上下方向に配置されている。各給紙カセット２５には、複数のシート状の印刷用紙（シート材）が積層された状態で収容される。給紙カセット２５に収容された印刷用紙は、給送ローラーなどの給送手段１７によって一枚ずつ取り出された後に、画像形成部２２の内部の搬送路１８を通って転写装置３４へ向けて搬送される。

図２に示されるように、感光体ドラム３１は、ドラム形状に形成された回転体であり、画像形成部２２の内部のフレームなどに回転可能に支持されている。感光体ドラム３１は、後述の帯電装置３２によって外周面が所定電位に帯電される。感光体ドラム３１は、図示しないモーターなどの駆動源から駆動力が伝達されて、図２における時計回転方向へ回転駆動される。感光体ドラム３１は、表面に単一の感光層が設けられた構造を有する。具体的には、感光体ドラム３１は、光が照射されることによって導電性が高まる有機化合物からなる有機光伝導体などの感光層だけが蒸着された単一層構造を有する。従来の有機感光体ドラムが、内側から下引き層、電荷発生層、電荷輸送層の３層構造であるのに対して、本実施形態の感光体ドラム３１は、電荷発生や電荷輸送などの機能を単一の感光層のみで実現するものである。そのため、感光層がすべて磨耗しない限り安定した品質の画像形成が可能である。なお、本発明の感光体として、単一層構造の感光層を有する感光体ドラム３１を例示するが、複数の層が積層された有機感光体ドラムであっても本発明は適用可能である。また、本発明の感光体として、非結晶シリコンをアルミ素管に蒸着させたアモルファスシリコンドラムを用いることも可能であり、このような感光体ドラムであっても本発明は適用可能である。

感光体ドラム３１の外周面に沿って、帯電装置３２、露光装置３９、現像装置３３、転写装置３４、クリーニングブレード３５が配置されている。

帯電装置３２は、感光体ドラム３１の鉛直方向の上側に設けられており、感光体ドラム３１の外周面に対向するように設けられている。帯電装置３２は、不図示の帯電圧供給部から供給される所定の直流電圧に応じて感光体ドラム３１の外周面の感光層を所定の極性の表面電位となるように一様に帯電させる。帯電装置３２の詳細については後述する。

現像装置３３は、帯電装置３２よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。現像装置３３は、感光体ドラム３１の表面電位よりも低いバイアス電圧が印加された現像ローラー３３Ａ（図２参照）を有している。現像ローラー３３Ａによって、トナーコンテナから運ばれたトナーが感光体ドラム３１へ供給される。なお、使用されるトナーは、トナーのみ１成分現像剤であっても、キャリアとトナーとが混在する２成分現像剤であってもよい。

露光装置３９は、帯電装置３２と現像装置３３との間から感光体ドラム３１へ向けてレーザービームを照射して、感光体ドラム３１の外周面を露光する。これにより、レーザービームに含まれる画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム３１の外周面に形成される。感光体ドラム３１の外周面にレーザービームが照射されると、その照射された露光部分の電位が放電し、その露光部分によって静電潜像が形成される。現像装置３３によって感光体ドラム３１にトナーが供給されると、そのトナーは、静電潜像とトナーとの電位差による静電気力によって静電潜像に付着する。

転写装置３４は、現像装置３３よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。転写装置３４は、感光体ドラム３１の下方において、感光体ドラム３１の外周面に対向するように設けられている。転写装置３４は、感光体ドラム３１の外周面に接触して回転する転写ローラー３４Ａ（図２参照）を有している。所定値の定電流が転写ローラー３４Ａに供給される。これにより、感光体ドラム３１と転写ローラー３４Ａとのニップ部に印刷用紙が挟持された状態になると、感光体ドラム３２のトナーが印刷用紙の表面に付着する。

クリーニングブレード３５は、転写装置３４よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。クリーニングブレード３５は、用紙に転写されずに感光体ドラム３１の外周面上に残存したトナーを除去するものであり、シリコンゴムなどによって形成されている。クリーニングブレード３５が感光体ドラム３１の外周面上に接触した状態で感光体ドラム３１が回転されることで、残存するトナーがトナー受け３５Ａに削り落とされる。

図１に示されるように、定着装置３６は、転写装置３４よりも印刷用紙の搬送方向の下流側に設けられている。定着装置３６は、印刷用紙に転写されたトナーをその印刷用紙に定着させるものであり、加熱ローラー３８と、この加熱ローラー３８に対向配置された加圧ローラー３９とを備えている。印刷用紙に転写されたトナーは、定着装置３６を通過する際に加熱されて溶融して印刷用紙に定着する。定着装置３６を通過した印刷用紙は、用紙排出部２７へ排出される。

続いて、帯電装置３２の構成について説明する。図２に示されるように、帯電装置３２は、帯電ローラー３２Ａと、ブラシローラー３２Ｂと、これらを収容する筐体４１とを備えている。

帯電ローラー３２Ａは、筐体４１の内部で回転可能に支持されている。帯電ローラー３２Ａに電圧が印加された状態で、帯電ローラー３２Ａが感光体ドラム３１の外周面に接触して回転することによって、感光体ドラム３１の周面を帯電させる。帯電ローラー３２Ａとしては、ウレタンゴムやシリコンゴム、ＮＢＲなどのゴム素材に導電材を添加したものが金属製のシャフトに被覆されたものが用いられる。

ブラシローラー３２Ｂは、帯電ローラー３２Ａとともに筐体４１の内部で回転可能に支持されている。ブラシローラー３２Ｂは、帯電ローラー３２Ａの長手方向、つまり軸方向に延びる基軸４６の表面に複数のブラシ毛４７が植毛されたものである。本実施形態では、ブラシ毛４７として、加工が容易であり安価なナイロン樹脂で構成されたパイル繊維が用いられている。ブラシ毛４７は、例えば、静電植毛加工によって基軸４６の表面に植毛されている。図２に示されるように、ブラシローラー３２Ｂは、帯電ローラー３２Ａの上方に配置されており、下方の帯電ローラー３２Ａの表面にブラシ毛４７が接触した状態で回転可能に設けられている。ブラシローラー３２Ｂがモーターなどの駆動源から駆動力を受けて回転することによって、帯電ローラー３２Ａの表面に付着したトナーなどを除去して、帯電ローラー３２Ａをクリーニングする。なお、ブラシ毛４７を構成するナイロン樹脂は、帯電し易い性質を示す摩擦帯電列において、ゴム素材よりもプラスに帯電し易い位置づけである。そのため、ブラシ毛４７が帯電ローラー３２Ａの表面に接触することによって、ブラシ毛４７にはプラスの電荷が帯電することなる。

図２に示されるように、筐体４１は、露光装置３９から出射されて感光体ドラム３１の表面に照射されるレーザービームの光路５０に近接して設けられている。上述したように、帯電装置３２よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に現像装置３３が設けられている。また、複合機１のコンパクト化のため現送装置３３と帯電装置３２とが近接して配置されている。そのため、現送装置３３と帯電装置３２との間の狭い隙間を露光装置３９からのレーザービームが通過している。その結果、帯電装置３２の筐体４１が光路５０に近接している。本実施形態では、筐体４１は、帯電ローラー３２Ａ及びブラシローラー３２Ｂを回転可能に支持できるように、比較的強度の強いＡＢＳ樹脂やポリスチレン樹脂によって構成されている。なお、ＡＢＳ樹脂やポリスチレン樹脂は、ナイロン樹脂よりも摩擦帯電列においてマイナスに帯電し易い位置づけである。

また、筐体４１は、感光体ドラム３１に対向する面が開口されている。この開口から帯電ローラー３２Ａが感光体ドラム３１へ向けて露出されている。本実施形態では、筐体４１の光路５０側の下端４１Ａは、反対側の下端４１Ｂに比べて、感光体ドラム３１の表面から退避している。これは、光路５０を通るレーザービームが下端４１Ｂによって遮られないようにするためである。

また、図３（Ａ）に示されるように、筐体４１は、光路５０から筐体４１側へ所定距離Ｌを隔てた空間に含まれる筐体４１の下端隅部４１Ｃ（所定部位）が、ブラシ毛４７と同等の帯電性質を有する素材で構成されている。具体的には、下端隅部４１Ｃは、ブラシ毛４７と同じ素材、つまり、ナイロン樹脂によって構成されている。本実施形態では、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂で構成された下端隅部４１Ｃの表面にナイロン樹脂で形成されたシート状のナイロンフィルムが貼り付けられている。

前記所定距離Ｌは、少なくともブラシ毛４７の長さ以上に設定されている。つまり、前記ナイロンフィルムが貼り付けられる下端隅部４１Ｃは、光路５０から少なくともブラシ毛４７の長さだけ筐体４１側に隔てた空間に含まれる部分である。

以下、筐体４１の下端隅部４１Ｃに前記ナイロンフィルムが設けられたことによる効果について説明する。仮に、筐体４１の下端隅部４１Ｃに前記ナイロンフィルムが設けられていない場合は、ブラシローラー３２Ｂのブラシ毛４７が抜け落ちると、図３（Ｂ）に示されるように、プラスに帯電しているブラシ毛４７がマイナスに帯電し易い筐体４１の下端部４１Ａに静電気力によって付着する。この場合、筐体４１に近接している光路５０をブラシ毛４７が遮り、感光体ドラム３１の表面における静電潜像が正確に形成されなくなるという問題が生じる。しかしながら、本実施形態の帯電装置３２には、筐体４１の下端隅部４１Ｃが前記ナイロンフィルムで覆われている。下端隅部４１Ｃと抜け落ちたブラシ毛４７とは同じ素材で構成されており、帯電する電荷も同じ極性となる。そのため、下端隅部４１Ｃ及びブラシ毛４７に電荷が帯電すると、互いに反発する力が作用する。このため、抜け落ちたブラシ毛４７は、下端隅部４１Ｃに付着することなく、下方へ落ちる。これにより、光路５０がブラシ毛４７によって常時遮られることが防止される。

なお、上述の実施形態では、ブラシ毛４７と下端隅部４１Ｃとを同じ素材で構成する例について説明したが、これに限定されない。下端隅部４１Ｃがブラシ毛４７の帯電性質と同等の素材、つまり、摩擦帯電列において近い位置づけの素材で構成されたものであってもよい。この場合、仮に互いに吸引する方向の静電気力が作用したとしても、それほど強い力ではないため、ブラシ毛４７が下端隅部４１Ｃに常時付着して光路５０を遮ることはない。

また、上述の実施形態では、光路５０から所定距離Ｌを隔てた空間に含まれる部分のみ前記ナイロンフィルムで覆う例について説明したが、これに限定されない。例えば、図４（Ａ）に示されるように、下端部４１Ａ全体を前記ナイロンフィルムで覆ってもよい。また、ナイロンフィルムに代えて、図４（Ｂ）に示されるように、下端部４１Ａをナイロン樹脂で形成された別部材にすることも可能である。

また、上述の実施形態では、帯電装置３２を含む複合機１として本発明の画像形成装置を例示して説明したが、本発明は、帯電装置３２の単独の装置として実現することも可能である。

１：複合機
１０：画像読取部
２２：画像形成部
３１：感光体ドラム
３２：帯電装置
３２Ａ：帯電ローラー
３２Ｂ：ブラシローラー
３３：現像装置
３４：転写装置
３９：露光装置
４１：筐体
４１Ａ，４１Ｂ：下端部
４１Ｃ：下端隅部
４６：基軸
４７：ブラシ毛
５０：光路

Claims (6)

1. 露光装置から出射されて感光体に照射される光の光路に近接して設けられた筐体と、
   前記筐体内で回転可能に支持され、接触することにより前記感光体の周面を帯電させる帯電ローラーと、
   前記帯電ローラーとともに前記筐体内で回転可能に支持され、前記帯電ローラーの長手方向へ延びる基軸に複数のブラシ毛が植毛され、前記帯電ローラーに前記ブラシ毛を接触させて前記帯電ローラーの表面をクリーニングするブラシローラーと、を備え、
   前記光路から前記筐体側へ所定距離を隔てた空間に含まれる前記筐体の所定部位が前記ブラシ毛と同等の帯電性質を有する素材で構成されている帯電装置。
2. 前記所定距離は、少なくとも前記ブラシ毛の長さである請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記所定部位は、前記ブラシ毛と同等の帯電性質を有する素材からなるシート状のフィルムで覆われている請求項１又は２に記載の帯電装置。
4. 前記ブラシ毛及び前記所定部位はナイロン樹脂で構成され、帯電ローラーの表面はゴム素材で構成され、前記筐体はＡＢＳ樹脂又はポリスチレン樹脂で構成されている請求項１から３のいずれかに記載の帯電装置。
5. 前記筐体は、前記感光体よりも鉛直方向の上側に設けられており、前記感光体に対向する面に開口が形成されている請求項１から４のいずれかに記載の帯電装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の帯電装置と、
   前記帯電装置によって表面が帯電され、一方向へ回転駆動される感光体と、
   前記帯電装置よりも前記感光体の回転方向の下流側に設けられ、前記感光体の表面にトナーを供給する現像装置と、
   前記帯電装置と前記現像装置との間から前記感光体の表面に光を照射する露光装置と、を備える画像形成装置。
   
   
   
   

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