(57)【要約】【課題】  像担持体の表面を均一に帯電させることができる帯電装置、現像装置、及び画像形成装置の提供を目的とする。【解決手段】  本発明の帯電装置は、回転可能な像担持体の静電潜像が形成される部位に当接して固定されるシート状の帯電部材と、前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電源部とを有し、前記帯電部材に設けられた複数の穴により静電潜像を形成する現像剤に含まれる外添剤等を除去することにより、像担持体の表面を均一に帯電させることを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体の静電潜像が形成される部位に当接して固定されるシート状の帯電部材と、
前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電源部とを有し、
前記帯電部材は、複数の穴を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部材は、
前記像担持体を帯電させる導電部と、
前記導電部を保持する基材部とを有し、
前記穴は、前記導電部及び前記基材部を貫通する貫通穴であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電部材は付勢部材から付勢されて前記像担持体に当接することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記穴は直径が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記穴は前記帯電部材に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項６】
前記穴は前記帯電部材に千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項７】
前記付勢部材は発泡体から成ることを特徴とする請求項３に記載の帯電装置。
【請求項８】
前記帯電部材は凸形状部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項９】
前記凸形状部は前記像担持体の回転方向に対して逆目となるように配設されていることを特徴とする請求項８に記載の帯電装置。
【請求項１０】
前記凸形状部は前記穴に近接して設けられることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の帯電装置。
【請求項１１】
前記凸形状部は前記穴に近接し前記像担持体に当接していることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項１２】
前記凸形状部は前記帯電部材に複数設けられていることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の帯電装置を有することを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体である感光体ドラムを帯電部材である帯電フィルムにより帯電させる帯電装置、上記帯電装置を有し記録媒体にトナー画像を現像する現像装置、上記現像装置を有し入力された画像データを一定の制御に基づいて記録媒体に現像して出力する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、及び電子写真カラー記録装置等の画像形成装置においては、帯電フィルムによって一様に帯電させた感光体ドラムの表面に露光源によって画像情報に基づく静電潜像を形成した後に現像剤であるトナーを付着させてトナー像を形成している。当該トナー像が記録媒体に転写された後に定着器を用いて記録媒体に定着させることで記録媒体にトナー画像が形成される。
【０００３】
ここで、感光体ドラムの表面を帯電させるために、片端部が付勢部材で保持され他端部が感光体ドラムの静電潜像が形成される部位に当接する帯電フィルムを備え、当該帯電フィルムに帯電用電圧を印加できるようにした接触式の帯電装置がある(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６-３３２２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の構成では、帯電フィルムの僅かな部分でしか感光体ドラムを帯電させることができない。このため、感光体ドラムの表面を均一に帯電させることができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、感光体ドラムの表面を均一に帯電させることができる帯電装置、現像装置、及び画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決すべく、本発明に係る帯電装置は、回転可能な像担持体の静電潜像が形成される部位に当接して固定されるシート状の帯電部材と、前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電源部とを有し、前記帯電部材は、複数の穴を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る帯電装置によれば、帯電フィルムに貫通穴を設けることで、帯電フィルムによって感光体ドラムを帯電させた時に、感光体ドラムの表面での帯電箇所を増加させることができる。従って、感光体ドラムの表面での帯電量が安定して、記録媒体に現像したトナー画像において帯電不良に起因した濃度ムラや縦スジの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の帯電装置、現像装置、及び画像形成装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の帯電装置、現像装置、及び画像形成装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１０】
[第１の実施形態]
第１の実施形態に係る帯電装置は、帯電フィルムに貫通穴を設けることで、帯電フィルムによって感光体ドラムを帯電させた時に、感光体ドラムの表面での帯電箇所を増加させ、且つ、感光体ドラムの表面に付着した転写残トナー、外添剤、及び異物を感光体ドラムの表面から除去するように作用させることを特徴とする。
【００１１】
まず、本実施形態の画像形成装置１と帯電フィルム１２の構成について説明する。図１に画像形成装置１である電子写真プリンタの構成図を、図２に帯電フィルム１２の底面図を、図３には図２に示したＡ-Ａ'の位置における帯電フィルム１２の要部断面図を示す。
【００１２】
画像形成装置１は、画像情報に基づいて記録媒体３１に画像を現像する現像装置２と、搬送ローラ３２を始点として記録媒体３１を現像装置２に搬送して現像装置２で画像を現像した記録媒体３１を排出する搬送ローラ３７を終点とする略Ｓ字状の用紙搬送経路３とを備える。
【００１３】
まず、画像形成装置１内部に設けられた現像装置２について説明する。現像装置２は、画像情報に基づく静電潜像を担持する感光体ドラム１１と、像担持体である感光体ドラム１１の表面に電荷を蓄えさせる帯電手段である帯電フィルム１２と、画像情報に対応した光を感光体ドラム１１の表面に照射する露光手段である印字ヘッド１３と、現像剤であるトナー１４と、トナー１４を収容するトナーカートリッジ１５と、トナー１４を現像ローラ１７に供給する供給ローラ１６と、感光体ドラム１１表面の静電潜像をトナー１４によって現像する現像ローラ１７と、トナー１４の厚みが均一になるように規制する現像ブレード１８と、感光体ドラム１１に残留したトナー１４を掻き落とすクリーニングブレード１９と、クリーニングブレード１９で掻き落としたトナー１４を図示せぬ回収容器に搬送する廃棄トナー回収運搬器２０とを有する。以下、現像装置２を構成する各構成部材について、図１を参照しながら具体的に説明する。また、帯電フィルム１２については、図１に加えて、図２及び図３を用いて詳細に説明する。
【００１４】
感光体ドラム１１は、画像情報に基づく静電潜像を担持するために表面に電荷を蓄えることが可能なように構成されている。なお、感光体ドラム１１は、円筒形状部から形成され回転可能なように設けられている。この様な感光体ドラム１１は、アルミニウム等からなる導電性基層を形成し、さらにその表面に有機感光体からなる感光層を形成して構成されている。
【００１５】
帯電フィルム１２は、感光体ドラム１１の表面に所定の正電圧又は負電圧を印加することにより、感光体ドラム１１の表面に電荷を蓄えさせるためのものである。なお、帯電フィルム１２は、図１に示すように一定の圧力で感光体ドラム１１の表面に当接するように設けられている。以下、帯電フィルム１２を構成する各構成部材について、図２及び図３を参照しながら具体的に説明する。
【００１６】
帯電フィルム１２は、帯電フィルム１２の主要部である基材部１２Ａと、基材部１２Ａに導電性塗料を塗布して硬化させた感光体ドラム１１表面に当接する面である導電部１２Ｂと、帯電フィルム１２を貫通する複数の貫通穴１２Ｃと、帯電フィルム１２を現像装置２内に固定するための保持部１２Ｄと、帯電フィルム１２の保持部１２Ｄと反対側の端面に形成される自由端１２Ｅから構成されている。なお、基材部１２Ａと導電部１２Ｂは後述する様に通電性を有する導電基材部に置き換えることも可能である。
【００１７】
基材部１２Ａは、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)樹脂からなる高分子フィルムから成り、例えば長さＬ１＝２２６ｍｍ、横幅Ｗ１＝２５ｍｍ、及び厚みＨ１＝５０μｍの板形状から形成される。また、基材部１２Ａの材質には、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド等も適用可能である。なお、基材部１２Ａの材質に、導電剤としてカーボンを添付したポリカーボネート、ポリイミド、ＥＴＥＦ、ＰＶＤＦ等を用いることで導電基材部とすれば、後述する導電部１２Ｂを設ける必要はない。
【００１８】
導電部１２Ｂは、導電性の塗料を、例えば基材部１２Ａの長さＬ１＝２２６ｍｍ及び横幅Ｗ１＝２５ｍｍを成す平面に、例えば厚みＨ２＝１０μｍの塗料層となるように塗布して硬化することで形成される。なお、導電部１２Ｂに図示せぬ電源から電流を印加することで、帯電フィルム１２と感光体ドラム１１の間に放電させて、感光体ドラム１１の表面を帯電させることができる。ここで、導電性の塗料の材質は、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、塩化ビニル、フェノール樹脂、アクリル、及びエポキシ等の合成樹脂に、金、銀、銅、鉄、クロム、ニッケル、白金、カーボンブラック、及びカーボンファイバ等の導電剤を添加したものから成る。なお、塗料の抵抗値が低すぎると感光体ドラム１１表面に存在するピンホールや傷に電流が局所的に集中して流れ込むリーク現象が発生し、塗料の抵抗値が高すぎると電流量が減少することで感光体ドラム１１表面における帯電及び放電が抑制されてしまう。従って、塗料の抵抗値は、例えば、１０Ｅ＋３Ω乃至１０Ｅ＋８Ω程度が望ましい。
【００１９】
貫通穴１２Ｃは、基材部１２Ａの例えば長さＬ１＝２２６ｍｍ及び横幅Ｗ１＝２５ｍｍを成す面の、例えば長さＬ２＝２２４ｍｍ及び横幅Ｗ２＝２０ｍｍの範囲において、例えば直径Ｄ１＝１ｍｍ及び間隔Ｐ１＝２ｍｍで複数設けている。なお、貫通穴１２Ｃは、基材部１２Ａと導電部１２Ｂによって積層される帯電フィルム１２を貫通している。後述するように、導電部１２Ｂの貫通穴１２Ｃの近傍から感光体ドラム１１表面に対して放電が生じることで感光体ドラム１１表面が帯電される。
【００２０】
保持部１２Ｄは、基材部１２Ａの例えば長さＬ１＝２２６ｍｍ及び横幅Ｗ１＝２５ｍｍを成す平面部の一端に設けられ、例えば長さＬ１＝２２６ｍｍ及び横幅Ｗ３＝５ｍｍの範囲に位置する。保持部１２Ｄを用いて後述するスポンジ７１及び保持部材７２により帯電フィルム１２を現像装置２内に固定する。また、自由端１２Ｅは、基材部１２Ａの平面部の一端に設けられた保持部１２Ｄの反対側に位置する他端に設けられ、後述するスポンジ７１に固定されることなく多少の自由度を有している。
【００２１】
印字ヘッド１３は、画像情報に対応した光を感光体ドラム１１の表面に照射して感光ドラム１１の表面に静電潜像を形成することが可能なように構成されており、感光体ドラム１１の上方に設けられている。この様な印字ヘッド１３は、複数のＬＥＤ素子、レンズアレイ、及びＬＥＤ駆動素子を組み合わせたものから構成されている。また、トナー１４は、現像剤であり、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像に付着させることで画像情報を可視化することができる。また、トナーカートリッジ１５は、トナー１４を収容する収容器であり、供給ローラ１６の上方に配置されている。トナーカートリッジ１５は、トナー１４が消耗した時に交換できるように、画像形成装置１に対して着脱自在に構成されている。
【００２２】
供給ローラ１６は、回転しながら現像ローラ１７に当接することで、現像ローラ１７にトナー１４を供給できるように設けられている。この様な供給ローラ１６は、例えば導電性を有する金属シャフトに発泡剤が添加されたゴムを被覆することで構成されている。また、現像ローラ１７は、一定の圧力で感光体ドラム１１の表面に接触しながら回転可能なように構成されている。現像ローラ１７は、回転しながらトナー１４を感光体ドラム１１に搬送し、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をトナー１４によって現像する。また、現像ブレード１８は、その一端が現像ローラ１７の表面に圧接されていて、供給ローラ１６から現像ローラ１７の表面に供給されたトナー１４の内、一定量を超えたトナー１４を現像ブレード１８で掻き取ることで、現像ローラ１７の表面に形成されるトナー１４の厚みを常に均一になるように規制する。この様な現像ブレード１８は、例えばステンレス製の板状弾性部材で形成されている。
【００２３】
クリーニングブレード１９は、感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像を記録媒体３１に転写した後に、感光体ドラム１１に残留したトナー１４を掻き落とすように構成されている。この様なクリーニングブレード１９は、帯電フィルム１２よりも感光体ドラム１１の回転方向上流側に備えられ、感光体ドラム１１表面に対して一定圧力をかけた状態で当接されている。また、廃棄トナー回収運搬器２０は、クリーニングブレード１９で掻き落としたトナー１４を図示せぬ回収容器に搬送するためのものである。なお、廃棄トナー回収運搬器２０内部には、搬送スクリュ等を備える。
【００２４】
次に、画像形成装置１内部に設けられた用紙搬送経路３について説明する。用紙搬送経路３は、記録媒体３１を搬送する搬送ローラ３２を始点とし、搬送ローラ３３、転写ローラ３４、転写ベルト３５、定着器３６を経て、搬送ローラ３７を終点とする経路から構成される。以下、用紙搬送経路３に含まれる各構成部材について、図１を参照しながら具体的に説明する。
【００２５】
記録媒体３１は、モノクロ又はカラーの画像情報を現像させるための所定寸法の記録用紙であり、一般的には、再生紙、光沢紙、及び上質紙のような紙、若しくはＯＨＰフィルムからなる。また、搬送ローラ３２は、記録媒体３１に対して圧接した状態で回転することにより記録媒体３１を１枚ずつ取り出して、搬送ローラ３３に供給するためのものである。また、搬送ローラ３３は、搬送ローラ３２から排出された記録媒体３１を転写ベルト３５に供給するためのものである。また、転写ローラ３４は、感光体ドラム１１の下方に位置し、転写ローラ３４と感光体ドラム１１により記録媒体３１を挟むように当接した状態で、回転可能に設けられている。転写ローラ３４には、感光体ドラム１１に供給される電圧と逆のバイアス電圧が供給されていて、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー画像を記録媒体３１に転写することができる。
【００２６】
転写ベルト３５は、記録媒体３１を現像装置２に搬送して画像情報を現像するための搬送手段であり、転写ベルト３５の周面上にトナー１４によるトナー画像を保持するとともに、記録媒体３１を吸着できるようにした無端状のベルトである。定着器３６は、定着ローラと加圧ローラから構成される。定着ローラと加圧ローラは転写ベルト３５によって搬送された記録媒体３１を挟むように配置され、現像装置２で記録媒体３１に現像されたトナー画像を記録媒体３１に定着させる。具体的には、定着ローラ内部に配設された図示しないハロゲンランプ等の熱源から供給された熱を用いて記録媒体３１上に付着したトナー画像を溶解した上で、加圧ローラの加圧力によりトナー画像を記録媒体３１に定着させる。また、搬送ローラ３７は、定着器３６によりトナー画像を定着させた記録媒体３１を、画像形成装置１の外部に排出するためのものである。
【００２７】
次に、本実施形態の画像形成装置１の制御について説明する。図４に画像形成装置１の構成を示すブロック図を示す。
【００２８】
画像形成装置１は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等から構成される制御部５１を設けており、この制御部５１から指令を出すことで画像情報を記録媒体３１に現像する一連のプロセスを制御する。
【００２９】
制御部５１は、図示せぬ上位装置からのデータ及び制御コマンドの受信を制御するインターフェイス制御部５２と、インターフェイス制御部５２に入力された印刷データを記憶する受信メモリ５３と、印刷データを編集処理したイメージデータを記憶する画像データ編集メモリ５４と、操作者が画像形成装置１を操作するための操作部５５と、画像形成装置１の動作状態を監視するセンサ群５６と、帯電フィルム１２に電力を供給する帯電フィルム用電源５７と、現像ローラ１７に電力を供給する現像ローラ用電源５８と、供給ローラ１６に電力を供給する供給ローラ用電源５９と、転写ローラ３４に電力を供給する転写ローラ用電源６０と、現像装置新旧判別ヒューズ４１に電流を流すヒューズ用電源６１と、印字ヘッド１３を制御する印字ヘッド駆動制御部６２と、定着器３６を制御する定着器制御部６３と、用紙搬送モータ４２を制御する用紙搬送モータ制御部６４と、感光体ドラム駆動モータ４３を制御する感光体ドラム駆動モータ制御部６５と、感光体ドラム１１の回転数を計測するドラムカウンタ６６と、印刷ドット数を計測するドットカウンタ６７と、相互に接続する。
【００３０】
この様な制御部５１は、上位装置から受信したデータ及び制御コマンドに基づき、画像形成装置１全体のシーケンスを制御することで印刷動作を実行する。以下、制御部５１と相互に接続している各構成部材について、図４を参照しながら具体的に説明する。但し、図１を参照しながら前述した構成部材については説明を省く。
【００３１】
インターフェイス制御部５２は、制御部５１からの指令に基づき、図示せぬ上位装置からのデータ及び制御コマンドの受信を制御するためのセクションである。また、受信メモリ５３は、制御部５１からの指令に基づき、図示せぬ上位装置からインターフェイス制御部５２に入力された印刷データを、一時的に記憶する読み書き可能な揮発性メモリである。また、画像データ編集メモリ５４は、制御部５１からの指令に基づき、受信メモリ５３に記憶された印刷データを受け取り、印刷データを編集処理することで形成したイメージデータを、一時的に記憶する読み書き可能な揮発性メモリである。
【００３２】
操作部５５は、画像形成装置１を操作するためのものであり、画像形成装置１の動作状態を表示するための表示部と、操作者が画像形成装置１を操作するためのスイッチとを備えている。また、センサ群５６は、画像形成装置１の動作状態を経時的に監視するための各種センサであり、例えば、用紙位置検出センサ、温度センサ、湿度センサ、及び濃度センサ等から構成される。
【００３３】
帯電フィルム用電源５７は、帯電電源部であり、制御部５１の指令によって、帯電フィルム１２に所定の電圧を印加することで感光体ドラム１１の表面を帯電させる。具体的には、帯電フィルム１２の導電部１２Ｂの貫通穴１２Ｃの円周近傍、導電部１２Ｂの端部１２Ｆ、及び端部１２Ｇから感光体ドラム１１表面に対して放電が生じることで感光体ドラム１１表面が帯電される。また、現像ローラ用電源５８は、制御部５１の指令によって、感光体ドラム１１表面に形成された静電潜像にトナー１４を付着させる現像ローラ１７に所定の電圧を印加するためのものである。また、供給ローラ用電源５９は、制御部５１の指令によって、現像ローラ１７にトナー１４を供給する供給ローラ１６に所定の電圧を印加するためのものである。また、転写ローラ用電源６０は、制御部５１の指令によって、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を記録媒体３１に転写する転写ローラ３４に所定の電圧を印加するためのものである。なお、転写ローラ３４には感光体ドラム１１に供給される電圧と逆のバイアス電圧が供給される。
【００３４】
現像装置新旧判別ヒューズ４１は、制御部５１の指令によって、現像装置２が未使用品か否かを判別するための速断ヒューズであり、ヒューズ用電源６１から所定の電流が供給される。また、印字ヘッド駆動制御部６２は、制御部５１の指令によって、画像データ編集メモリ５４に記憶されたイメージデータを印字ヘッド１３に取り込んだ後、感光体ドラム１１の表面に照射して感光ドラム１１の表面に静電潜像を形成する印字ヘッド１３を駆動する。また、定着器制御部６３は、制御部５１の指令によって、定着ローラと加圧ローラから構成される定着器３６を制御するためのものである。また、用紙搬送モータ制御部６４は、制御部５１の指令によって、搬送ローラ３２、３３、３４、及び３７を駆動する用紙搬送モータ４２を制御することで、画像形成装置１内で記録媒体３１を搬送若しくは停止させる。
【００３５】
感光体ドラム駆動モータ制御部６５は、制御部５１の指令によって、感光体ドラム１１を駆動する感光体ドラム駆動モータ４３を制御して感光体ドラム１１に形成されたトナー像を記録媒体３１に現像するためのものである。また、ドラムカウンタ６６は、制御部５１の指令によって、ドットカウンタ６７でイメージデータのドット数を計測するのに関連して、感光体ドラム１１の累計回転数を計測するためのものである。また、ドットカウンタ６７は、制御部５１の指令によって、画像データ編集メモリ５４で形成された記録媒体３１の１枚分に相当するイメージデータのドット数を計測するためのものである。
【００３６】
次に、本実施形態に係る帯電フィルム１２を感光体ドラム１１に当接させた状態について説明する。図５及び図６に帯電フィルム１２を感光体ドラム１１に当接させた状態の模式図を示す。ここで、図５及び図６における帯電フィルム１２の貫通穴１２Ｃの配列や配置数等が図２及び図３と異なるが、図５及び図６は理解を容易にするために帯電フィルム１２の構造を簡略化した模式図である。
【００３７】
帯電フィルム１２は、基材部１２Ａ側から付勢材料であるスポンジ７１によって圧着されることで、導電部１２Ｂ側が感光体ドラム１１の表面に当接するように設けられる。なお、印刷動作が開始されると、感光体ドラム１１の表面は帯電フィルム１２の導電部１２Ｂによって帯電される。以下、帯電フィルム１２を感光体ドラム１１に当接させた状態における各構成部材について、図５及び図６を参照しながら具体的に説明する。
【００３８】
スポンジ７１は、帯電フィルム１２を付勢して感光体ドラム１１に当接させるための付勢材料であり、多孔質の３次元構造を有する発泡体の樹脂又はゴム材料から成る。具体的には、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラニン、ポリプロピレン、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、及びニトリル等の発泡性の樹脂又はゴムを用いることができる。なお、スポンジ７１は、スポンジ７１の内部及び表面に存在する空洞や凹凸状のセルによって弾力性を有している。当該セルの直径は、直径５００μｍ以下であることが好ましく、直径５０から１００μｍ程度が最も好ましい。また、保持部材７２は、硬質材料から成るＬ型の板状部材から形成され、帯電フィルム１２とスポンジ７１を接着固定する。なお、保持部材７２は、帯電フィルム１２の保持部１２Ｄの面とスポンジ７１の保持部７１Ａの面でそれぞれ接着固定される。
【００３９】
ここで、帯電フィルム用電源５７により帯電フィルム１２に所定の電圧を印加すると、帯電フィルム１２の導電部１２Ｂと感光体ドラム１１表面の間に放電作用が生じる。当該放電作用が生じる一定の空間のことを放電ギャップという。図５に示す状態においては、帯電フィルム１２の端部１２Ｆ、端部１２Ｇ、及び貫通穴１２Ｃの円周近傍で放電ギャップが発生する。そこで、帯電フィルム１２の端部１２Ｆ及び端部１２Ｇで発生する放電ギャップを放電ギャップ７３及び放電ギャップ７８とする。同様に、帯電フィルム１２の貫通穴１２Ｃの円周近傍で発生する放電ギャップを放電ギャップ７４、７５、７６、及び７７とする。なお、放電ギャップに係る具体的な作用効果については後述する。
【００４０】
次に、本実施形態に係る転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３に起因した感光体ドラム１１表面の帯電不良の防止に関する構造について、具体的に説明する。図５及び図６に帯電フィルム１２を感光体ドラム１１に当接させた状態の模式図を示す。ここで、図５及び図６における帯電フィルム１２の貫通穴１２Ｃの配列や配置数等が図２及び図３と異なるが、図５及び図６は理解を容易にするために帯電フィルム１２の構造を簡略化した模式図である。
【００４１】
印刷動作を開始すると、感光体ドラム１１の表面は帯電フィルム１２の導電部１２Ｂからの放電により帯電する。ここで、放電は感光体ドラム１１の表面と導電部１２Ｂの間に一定の空間であるギャップが存在する場合にのみ生じる。従って、感光体ドラム１１の表面と導電部１２Ｂが離れ過ぎていたり、完全に接触している状態では、放電は生じない。具体的には、感光体ドラム１１の表面で放電を生じさせることが可能なギャップの長さは、導電部１２Ｂに印加する電圧値に依存するものの、通常は数μｍから十数μｍであり、５μｍ程度が最も適している。
【００４２】
ここで、帯電フィルム１２に貫通穴１２Ｃを設けたことによる作用効果を説明するにあたり、まず、貫通穴が無い場合の状態を説明した上で、次に、貫通穴１２Ｃを設けた場合の作用効果を具体的に述べる。
【００４３】
まず、帯電フィルム１２に貫通穴が無い場合、帯電フィルム１２で感光体ドラム１１の表面を放電させて帯電できるのは、放電ギャップ７３と放電ギャップ７８だけである。一方、感光体ドラム１１の表面には、クリーニングブレード１９では除去できなかった、転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３が存在する。ここで、印刷動作が繰り返されると、転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３は、感光体ドラム１１の回転駆動に伴って帯電フィルム１２の端部１２Ｆに塞き止められて堆積する。特に、外添剤８２は、摩擦帯電によって得た電子を放出させないように高い抵抗値を有しているため、感光体ドラム１１の表面と導電部１２Ｂの間で高抵抗層として作用することで、感光体ドラム１１の表面が帯電されることを阻害する。
【００４４】
なお、帯電フィルム１２の端部１２Ｇは、帯電フィルム１２の自由端１２Ｅ側に形成されていることから、安定した放電は生じない。すなわち、印刷動作時には、感光体ドラム１１に帯電フィルム１２が当接した状態で感光体ドラム１１が回転駆動するため、帯電フィルム１２の自由端１２Ｅが振動することで端部１２Ｇにおけるギャップの長さが変化し易いため、安定した放電は生じない。従って、帯電フィルム１２に貫通穴を形成していない場合には、感光体ドラム１１の表面に安定した放電が生じず帯電量が安定しないことから、帯電不良に起因した濃度ムラや縦スジが、記録媒体３１に現像したトナー画像に発生する。
【００４５】
次に、帯電フィルム１２に貫通穴１２Ｃを設けた場合、帯電フィルム１２で感光体ドラム１１の表面を放電させて帯電できるのは、前述の放電ギャップ７３と放電ギャップ７８に加えて、貫通穴１２Ｃの円周近傍の放電ギャップ７４、７５、７６、７７である。このため、感光体ドラム１１の表面を帯電させられる箇所が増加する。更に、貫通穴１２Ｃでは、端部１２Ｆ及び端部１２Ｇと異なり、感光体ドラム１１に付着した転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３を、感光体ドラム１１表面から除去できる。すなわち、感光体ドラム１１に付着した転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３は、貫通穴１２Ｃを通りスポンジ７１の孔に進入することで、貫通穴１２Ｃに堆積せずに、感光体ドラム１１の表面から除去できる。
【００４６】
なお、本実施形態では、帯電フィルム１２に設けた貫通穴１２Ｃの形状を、一例として直径Ｄ１＝１ｍｍとしたが、直径５ｍｍ以下の穴であれば感光体ドラム１１の表面を均等に帯電させることが可能である。但し、貫通穴１２Ｃの形状が直径５ｍｍを超えると、帯電フィルム１２の曲げモーメント強度にも依存するが、帯電フィルム１２の外形形状が歪んだり、放電ギャップの発生箇所が分散することで、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電することができない。さらに、感光体ドラム１１を均一に帯電させるためには、導電部１２Ｂで発生させる放電の発生箇所を可能な限り多くする必要がある。このため、帯電フィルム１２に設ける貫通穴１２Ｃの間隔を、貫通穴１２Ｃの直径の２倍以下として、且つ、貫通穴１２Ｃの配列を千鳥状にすることにより、貫通穴１２Ｃの集積度を高めることが望ましい。また、貫通穴１２Ｃの形状は、三角形、長方形、正方形、楕円、及び半円等でも良い。但し、感光体ドラム１１の表面に付着した転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３に比して十分大きな穴形状とする。
【００４７】
以上、第１の実施形態によれば、帯電フィルム１２に貫通穴１２Ｃを設けることで、帯電フィルム１２によって感光体ドラム１１を帯電させた時に、感光体ドラム１１の表面での帯電箇所を増加させ、且つ、感光体ドラム１１の表面に付着した転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３を感光体ドラム１１表面から除去できるため、感光体ドラム１１の表面での帯電量が安定して、記録媒体３１に現像したトナー画像において帯電不良に起因した濃度ムラや縦スジの発生を防止することができる。
【００４８】
[第２の実施形態]
第２の実施形態に係る帯電装置は、帯電フィルムに更に凸形状部を設けることで、帯電フィルムによって感光体ドラムを帯電させた時に、感光体ドラムの表面を更に安定的に帯電させ、且つ、転写残トナー、外添剤、及び異物を感光体ドラムの表面から更に効率良く除去するように作用させることを特徴とする。
【００４９】
以下、本発明の第２の実施形態に係る帯電フィルムに設けた凸形状部の作用効果について、図面を参照しながら説明する。但し、本実施形態の帯電フィルムは、前述の第１の実施形態で述べた帯電フィルムと比較して、帯電フィルムに更に凸形状部を設けた点において異なる作用を有しており、他の構造はほぼ同様である。具体的には第２の実施形態では凸形状部を新たに加えている。本構成部材により、感光体ドラムの表面を更に安定的に帯電させ、且つ、転写残トナー、外添剤、及び異物を感光体ドラムの表面から更に効率良く除去する。なお、本実施形態では、簡単のため重複した説明は省略し、異なる構成部分のみ説明する。
【００５０】
まず、本実施形態に係る帯電フィルム９１の構造について具体的に説明する。図７に帯電フィルム９１の底面図を、図８には図７に示したＢ-Ｂ'の位置における帯電フィルム９１の要部断面図を示す。
【００５１】
帯電フィルム９１は、帯電フィルム９１の主要部である基材部９１Ａと、帯電フィルム９１に導電性塗料を塗布して硬化させた導電部９１Ｂと、帯電フィルム９１を貫通する複数の貫通穴９１Ｃと、帯電フィルム９１を現像装置２内に固定するための保持部９１Ｄと、帯電フィルム９１の保持部９１Ｄと反対側の端面に形成される自由端９１Ｅに加えて、放電ギャップを安定して発生させ、且つ、転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３を効率良く除去するための凸形状部９１Ｈから構成されている。以下、第１の実施形態における貫通穴１２Ｃとは形状が異なる貫通穴９１Ｃと、第２の実施形態に特有の凸形状部９１Ｈについて、具体的に説明する。
【００５２】
貫通穴９１Ｃは、基材部９１Ａの例えば長さＬ３＝２２６ｍｍ及び横幅Ｗ４＝２５ｍｍを成す面の、例えば長さＬ４＝２２４ｍｍ及び横幅Ｗ５＝２０ｍｍの範囲において、例えば長さＬ５＝５ｍｍ及び横幅Ｗ７＝１ｍｍの矩形状からなり、感光体ドラム１１の回転方向に対して例えば間隔Ｐ２＝３ｍｍで形成される。なお、基材部９１Ａと導電部９１Ｂによって積層される帯電フィルム９１を貫通している。また、凸形状部９１Ｈは、例えば長さＬ５＝５ｍｍ、横幅Ｗ８＝１ｍｍ、及び厚みＨ５＝５μｍであり、基材部９１Ａの貫通穴９１Ｃの近傍に、感光体ドラム１１の回転方向に対して逆目となるような爪状の凸形状から形成される。
【００５３】
導電部９１Ｂに設けた凸形状部９１Ｈの製造について説明する。図９は帯電フィルム９１に係る凸形状部９１Ｈの形成方法に関する模式図であり、且つ、帯電フィルム９１を側面から示している。凸形状部９１Ｈは、帯電フィルム９１表面において矩形状部の長さＬ５部位と長さＬ５部位に隣接する横幅Ｗ８部位の３片に切り込みを入れた後に、矩形状部に圧力を掛けることにより、切り込みを入れていない１辺の長さＬ５部位を軸として、切り込みを入れた３辺を剥離して一定角度になるまで塑性変形することにより形成する。
【００５４】
次に、本実施形態に係る帯電フィルム９１を感光体ドラム１１に当接させた状態について説明する。図１０及び図１１に帯電フィルム９１を感光体ドラム１１に当接させた状態の模式図を示す。ここで、図１０及び図１１における帯電フィルム９１の貫通穴９１Ｃの配列や配置数等が図７及び図８と異なるが、図１０及び図１１は理解を容易にするために帯電フィルム９１の構造を簡略化した模式図である。
【００５５】
帯電フィルム９１は、基材部９１Ａ側から付勢材料であるスポンジ７１によって圧着されることで、導電部９１Ｂ側が感光体ドラム１１の表面に当接するように設けられる。なお、印刷動作が開始されると、感光体ドラム１１の表面は帯電フィルム９１の導電部９１Ｂによって帯電されて放電される。以下、帯電フィルム９１を感光体ドラム１１に当接させた状態における各構成部材について、図１０及び図１１を参照しながら具体的に説明する。但し、スポンジ７１と保持部材７２については第１の実施形態と重複するため説明を省く。
【００５６】
ここで、印刷動作が開始されると、帯電フィルム９１の導電部９１Ｂと感光体ドラム１１表面の間に放電作用が生じる。当該放電作用が生じる一定の空間のことを放電ギャップという。図１０に示す状態においては、帯電フィルム９１の端部９１Ｆ、端部９１Ｇ、及び貫通穴９１Ｃの円周近傍で放電ギャップが発生する。そこで、帯電フィルム９１の端部９１Ｆ及び端部９１Ｇで発生する放電ギャップを放電ギャップ１０１及び放電ギャップ１０７とする。同様に、帯電フィルム９１の貫通穴９１Ｃの円周近傍で発生する放電ギャップを放電ギャップ１０２、１０３、１０４、１０５、及び１０６とする。なお、放電ギャップに係る具体的な作用効果については後述する。
【００５７】
次に、本実施形態に係る転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３に起因した感光体ドラム１１表面の帯電不良の防止に関する構造について、具体的に説明する。図１０及び図１１に帯電フィルム９１を感光体ドラム１１に当接させた状態の模式図を示す。ここで、図１０及び図１１における帯電フィルム９１の貫通穴９１Ｃの配列や配置数等が図７及び図８と異なるが、図１０及び図１１は理解を容易にするために帯電フィルム９１の構造を簡略化した模式図である。
【００５８】
ここで、帯電フィルム９１の導電部９１Ｂから感光体ドラム１１の表面に放電して帯電させる構造については、第１の実施形態と基本的に同様である。しかし、第２の実施形態においては、貫通穴９１Ｃの円周近傍に凸形状部９１Ｈを設けたことによって、帯電フィルム９１の両端部が感光体ドラム１１と当接した状態で、帯電フィルム９１の中心部において感光体ドラム１１表面と凸形状部９１Ｈの間に形成された空隙により安定的に帯電させることができ、且つ、感光体ドラム１１の表面に付着した転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３を更に効果的に除去できる。以下、凸形状部９１Ｈを設けたことによる作用効果について、具体的に説明する。
【００５９】
まず、帯電フィルム９１の導電部９１Ｂに設けられた凸形状部９１Ｈの厚みＨ５は５μｍであることから、帯電フィルム９１の導電部９１Ｂと感光体ドラム１１の表面には、５μｍの隙間が強制的に形成される。具体的には、貫通穴９１Ｃ近傍の放電ギャップ１０３、１０４、１０５、及び１０６では、放電に最も適した５μｍの隙間が形成されているため、導電部９１Ｂから感光体ドラム１１の表面に対する放電が非常に生じ易く、感光体ドラム１１の表面を安定して帯電できる。また、貫通穴９１Ｃの円周近傍の放電ギャップ１０４及び１０６は、感光体ドラム１１の回転方向に対して後方に位置するため、転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３が堆積することはない。更に、貫通穴９１Ｃの円周近傍の放電ギャップ１０３及び１０５は、感光体ドラム１１の回転方向に対して前方に位置するため、転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３を、感光体ドラム１１の回転方向に対して逆目となるような爪状の凸形状部９１Ｈによって効果的に掻き取ることで、スポンジ７１に吸収させてクリーニングすることができる。
【００６０】
なお、第２の実施形態に係る帯電フィルム９１の端部９１Ｆ及び端部９１Ｇで発生する放電ギャップ１０１及び放電ギャップ１０７の作用効果と、第１の実施形態に係る帯電フィルム１２の端部１２Ｆ及び端部１２Ｇで発生する放電ギャップ７３及び放電ギャップ７８の作用効果は同様である。
【００６１】
また、本実施形態では、帯電フィルム９１に設けた貫通穴９１Ｃの形状を、一例として長Ｌ５＝５ｍｍ及び横幅Ｗ７＝１ｍｍの矩形状としたが、当該形状に拘らない。なお、配置される貫通穴９１Ｃを千鳥状に配置することで貫通穴９１Ｃの集積度を高めることが望ましい。同様に、本実施形態では、帯電フィルム９１に設けた凸形状部９１Ｈの形状を、一例として、長さＬ５＝５ｍｍ、横幅Ｗ８＝１ｍｍ、及び厚みＨ５＝５μｍとしたが、当該形状に拘らない。特に、凸形状部９１Ｈの高さについては５０μｍ以下であれば良い。なお、配置される凸形状部９１Ｈは貫通穴９１Ｃに近接する様に配置されることが望ましい。
【００６２】
以上、第２の実施形態によれば、帯電フィルム９１に凸形状部９１Ｈを設けることで、感光体ドラム１１と導電部９１Ｂの間に最適な放電ギャップが強制的に形成されることから感光体ドラム１１の表面を更に安定的に帯電させることができ、且つ、感光体ドラム１１に対して逆目となるような爪状の凸形状部９１Ｈを感光体ドラム１１に当接させることから転写残トナー８１、外添剤８２、及び異物８３を更に効率良く除去できるため、記録媒体３１に現像したトナー画像において帯電不良に起因した濃度ムラや縦スジの発生を、より効果的に防止することができる。
【００６３】
上述の第１及び第２の実施形態においては、画像形成装置を印刷装置として説明したが、本実施形態の画像形成装置を複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ装置などに設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態の画像形成装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の帯電フィルムを示す底面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の帯電フィルムを示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る帯電フィルムを感光体ドラムに当接させた状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る帯電フィルムを感光体ドラムに当接させた状態を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の帯電フィルムを示す底面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の帯電フィルムを示す側面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の帯電フィルムに係る凸形状部の形成方法を示す模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る帯電フィルムを感光体ドラムに当接させた状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る帯電フィルムを感光体ドラムに当接させた状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  画像形成装置
２  現像装置
３  用紙搬送経路
１１  感光体ドラム
１２  帯電フィルム
１２Ａ  基材部
１２Ｂ  導電部
１２Ｃ  貫通穴
１２Ｄ  保持部
１２Ｅ  自由端
１２Ｆ  端部
１２Ｇ  端部
１３  印字ヘッド
１４  トナー
１５  トナーカートリッジ
１６  供給ローラ
１７  現像ローラ
１８  現像ブレード
１９  クリーニングブレード
２０  廃棄トナー回収運搬器
３１  記録媒体
３２  搬送ローラ
３３  搬送ローラ
３４  転写ローラ
３５  転写ベルト
３６  定着器
３７  搬送ローラ
４１  現像装置新旧判別ヒューズ
４２  用紙搬送モータ
４３  感光体ドラム駆動モータ
５１  制御部
５２  インターフェイス制御部
５３  受信メモリ
５４  画像データ編集メモリ
５５  操作部
５６  センサ群
５７  帯電フィルム用電源
５８  現像ローラ用電源
５９  供給ローラ用電源
６０  転写ローラ用電源
６１  ヒューズ用電源
６２  印字ヘッド駆動制御部
６３  定着器制御部
６４  用紙搬送モータ制御部
６５  感光体ドラム駆動モータ制御部
６６  ドラムカウンタ
６７  ドットカウンタ
７１  スポンジ
７１Ａ  保持部
７２  保持部材
７３、７４、７５、７６、７７、７８  放電ギャップ
８１  転写残トナー
８２  外添剤
８３  異物
９１  帯電フィルム
９１Ａ  基材部
９１Ｂ  導電部
９１Ｃ  貫通穴
９１Ｄ  保持部
９１Ｅ  自由端
９１Ｆ  端部
９１Ｇ  端部
９１Ｈ  凸形状部
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７  放電ギャップ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、  長さ
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８  横幅
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５  厚み
Ｄ１  直径
Ｐ１、Ｐ２  間隔
【図１】
2010008929.tif 000003
【図２】
2010008929.tif 000004
【図３】
2010008929.tif 000005
【図４】
2010008929.tif 000006
【図５】
2010008929.tif 000007
【図６】
2010008929.tif 000008
【図７】
2010008929.tif 000009
【図８】
2010008929.tif 000010
【図９】
2010008929.tif 000011
【図１０】
2010008929.tif 000012
【図１１】
2010008929.tif 000013