(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体の外周に、該像担持体を帯電させるためのコロナ線及びグリッド電極を有するスコロトロン帯電手段と、そのスコロトロン帯電手段により帯電された像担持体上に光線を照射して潜像を形成するための露光手段と、像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、転写電圧を印加することにより像担持体上のトナー像を転写部位にて被記録媒体に転写する転写手段とを順に配置してなる画像形成装置において
前記スコロトロン帯電手段の前記グリッド電極は、前記コロナ線と前記像担持体との間に配置され、前記像担持体の帯電を制御するための電圧が印加され、
前記スコロトロン帯電手段を支持する絶縁材製のケースと、
前記像担持体の回転方向における前記スコロトロン帯電手段の下流側に隣接して前記絶縁性のケースに設けられ、前記スコロトロン帯電手段により発生するイオンが前記潜像の形成位置へ侵入しないように前記像担持体とは異なる電位とされ、前記像担持体との間に発生する電界により前記イオンをトラップする導電部材と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記導電部材は電気的に接地されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、静電写真方式の画像形成装置における帯電装置としては、コロナ放電を利用したいわゆるスコロトロン方式の帯電装置が使用されている。この帯電装置の概略構成を図６に示す。この帯電装置１０１は、円筒形状の感光体ドラム１０２の表面からある所定距離だけ離れた位置に、感光体ドラム１０２の軸線方向と平行に張架されたタングステン細線等のコロナ線１０３と帯電制御するためのグリッド電極１０４とを有するスコロトロンであり、数ｋＶの高電圧印加によりコロナ線１０３から放出するコロナ放電でイオン（正電荷）が発生し、そのイオンにより感光体ドラム１０２の表面が８００Ｖ程度の電位となるように正帯電される。このとき、グリッド電極１０４に数百Ｖの電圧を印加することで帯電が一様となるように制御する。また、コロナ線１０３の周囲は感光体ドラム１０２側を開放した帯電ケース１０５で覆われている。
【０００３】
そして、このように帯電された感光体ドラム１０２に対して印字データに応じたレーザビームＢを照射すると、そのレーザビームＢが照射された部分のみは電荷が除去されて感光体ドラム１０２の表面電位が１００Ｖ程度となる。この感光体ドラム１０２に、正極性のトナーを供給すると、感光体ドラム１０２の表面電位が周囲よりも低くなっている部分、すなわち、レーザビームＢが照射された部分のみにトナーが付着する。このようにして、感光体ドラム１０２の表面に静電潜像が形成され、周知の転写装置により像が用紙に転写された後に周知の定着装置にて用紙に定着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成の画像形成装置においては、コロナ放電により生じる正の電荷がレーザビームＢが照射されて電位の低くなった部分に流れ、その部分の電位を高くしてしまうことがあった。このような場合、本来ならばトナーが付着して画像として出力されるべき部分にトナーが付着しないため、画像として出力される部分が白地で出力されたり、あるいは画像の濃度が低くなるという現象が起こり、画像品質に重大な悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００５】
また、このような現象を防止するために、帯電装置１０１とレーザビームＢの露光位置（潜像の形成される位置）との間の距離をコロナ放電によるイオンの届かない範囲まで広げることが考えられるが、装置として大きくなってしまい、組立などに不都合が生じる。
【０００６】
本発明はこれらの従来の技術的課題を解決すべくなされたものであり、コロナ放電により生じるイオンによる画像への悪影響を除去し、画質を向上することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明の画像形成装置は、回転可能な像担持体の外周に、該像担持体を帯電させるためのコロナ線及びグリッド電極を有するスコロトロン帯電手段と、そのスコロトロン帯電手段により帯電された像担持体上に光線を照射して潜像を形成するための露光手段と、像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、転写電圧を印加することにより像担持体上のトナー像を転写部位にて被記録媒体に転写する転写手段とを順に配置してなる画像形成装置において、前記スコロトロン帯電手段の前記グリッド電極は、前記コロナ線と前記像担持体との間に配置され、前記像担持体の帯電を制御するための電圧が印加され、前記スコロトロン帯電手段を支持する絶縁材製のケースと、前記像担持体の回転方向における前記スコロトロン帯電手段の下流側に隣接して前記絶縁性のケースに設けられ、前記スコロトロン帯電手段により発生するイオンが前記潜像の形成位置へ侵入しないように前記像担持体とは異なる電位とされ、前記像担持体との間に発生する電界により前記イオンをトラップする導電部材とを備えたものである。
【０００８】
請求項２記載の発明の画像形成装置は、請求項１に記載の発明において、前記導電部材が電気的に接地されているものである。
【０００９】
【００１０】
【作用】
上記構成を有する請求項１に記載の発明の画像形成装置では、コロナ線と像担持体との間に配置されたグリッド電極に電圧が印加されて、コロナ線から発生するイオンによる像担持体の帯電が制御される。そして、スコロトロン帯電手段により帯電された像担持体に露光手段からの光線を照射すると、像担持体上には潜像が形成される。そして、導電部材は、像担持体の回転方向におけるスコロトロン帯電手段の下流側に隣接して絶縁性のケースに設けられており、像担持体とは異なる電位とされ、像担持体との間に発生する電界により前記イオンをトラップして、スコロトロン帯電手段により発生するイオンが潜像の形成位置へ流入しないようにするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明の画像形成装置では、導電部材は電気的に接地され、スコロトロン帯電手段により発生して像担持体方向へ流れるイオン以外のイオンは導電部材へトラップされる。
【００１２】
【００１３】
【実施例】
次に、本発明を具体化した実施例について説明する。図１は画像形成装置としてのレーザビーム方式のプリンタ１の概略側断面図、図２は現像装置１０及び感光体ユニット９の側断面図である。
【００１４】
本実施例のプリンタ１は、本体ケース２の一側上側に給紙カセット３を着脱自在に装着し、給紙ローラ４と分離パッド５とにより、給紙カセット３内に積層された被記録媒体としての用紙Ｐが一枚づつに分離されて給送ローラ対６を介して像担持体としての感光体ドラム７と転写手段としての転写ローラ８等とからなる感光体ユニット９に給送される。感光体ユニット９に隣接して前記給紙カセット３に近い側に現像手段としての現像装置１０が配置され、反対側には、加熱ローラ１１と押圧ローラ１２とからなる定着ユニット１３が配置されている。
【００１５】
感光体ユニット９の下方には、レーザ発光部１４、レンズ１５、反射鏡１６等からなるスキャナユニット１７、制御基板１８，１９及び電源ユニット２０等が配置されており、カバー体２１には複数の操作ボタンを備えたキーボード２２が設けられている。
【００１６】
後述するように帯電手段としてのコロナ帯電器２３にて予め帯電させた感光体ドラム７の表面に、図示しないコンピュータ等の外部機器から伝送された画像データに応じて、スキャナユニット１７から発射されたレーザビームＢを照射して、感光体ドラム７の表面に静電潜像を形成し、次いで、現像装置１０における現像スリーブ３２が回転して磁化させた粉体状のトナーの供給により前記潜像を可視像化するという現像を実行した後、この感光体ドラム７と転写ローラ８との間に供給された用紙Ｐに前記トナー像を転写し、次に、定着ユニット１３にて前記転写された像に熱及び圧力を付加して用紙Ｐにトナー像を定着させ、排紙ローラ対２４からプリンタ１の排紙トレイ２５に排出される。
【００１７】
現像装置１０における合成樹脂製等のケース２７は、図２に示すように、攪拌室３０と現像室３４とが仕切り壁を介して隔てられ、該仕切り壁には現像スリーブ３２の周面一側と対向するように開口部３６が開口されている。
【００１８】
攪拌室３０に非磁性トナーまたは磁性トナーを供給するためのトナー供給室としてのトナーボックス２６は、前記ケース２７の一側に突設した左右一対のブラケット部（図示せず）に対して着脱自在に装着されており、供給されたトナーは、攪拌室３０内の回転羽根からなる第２攪拌部材３１にて攪拌される。
【００１９】
現像室３４には、内径部に磁石ローラ３８を内蔵した現像スリーブ３２及びその下方の回転羽根等からなる第１攪拌部材３３を有し、回転自在な現像スリーブ３２の周面一側が感光体ドラム７の外周面と対峙するように配置されている。
【００２０】
そして、前記開口部３６の近傍には、規制部材３７が取付けられ、該規制部材３７の中途部が現像室３４内にてその下方向に延びて現像スリーブ３２の外周面と対向し、且つ規制部材３７はその自由端が第１攪拌部材３３の回転軌跡の外側に近接するように配置されている。
【００２１】
図２に示すように、アジテーターとしての第２攪拌部材３１は矢印Ｂ方向に回転して、攪拌室３０内のトナーを底から開口部３６に向かって掻上げる。第１攪拌部材３３は矢印Ｃ方向に回転し、開口部３６から供給されたトナーと、予め現像室３４内に収納されていた磁性キャリアとを攪拌しながら一旦現像室３４の底を介して現像スリーブ３２の下面に向かって撥ね上げる。現像スリーブ３２は矢印Ｄ方向に回転する一方、その内径部の磁石ローラ３８（放射状にＮ極とＳ極とが交互に配列されている）が矢印Ｅ方向に回転し、現像スリーブ３２は矢印Ｆ方向に回転する感光体ドラム７に近接している。
【００２２】
前記現像室３４のうち、感光体ドラム７の外周面一側に近接する箇所には、現像スリーブ３２の外周面に磁性キャリアに担持されたトナーの層厚さ（現像剤層厚さ）を調整するためのトリマーブレード３９が備えられている。
【００２３】
なお、本実施例に使用される現像方式は、磁性キャリアが９５〜９８％（重量比率）、非磁性トナーが２〜５％（重量比率）からなるいわゆる２成分現像方式及び磁性キャリアが３０〜８０％（重量比率）、磁性トナーが２０〜７０％（重量比率）からなるいわゆる１．５成分現像方式あるいは非磁性トナー１００％の１成分方式のいずれであっても良い。
【００２４】
感光体ドラム７の円周面のうち上側に位置された転写ローラ８は導電性スボンジローラであって、この転写ローラ８を感光体ドラム７の表面（円周面）に用紙Ｐを押圧させる箇所を転写部位とする。感光体ドラム７の他側周面に摺接するクリーニングブレード４０を備えたクリーナ４１にて前記転写部位で用紙Ｐに転写しなかったトナーを拭き取り除去する。このクリーナ４１と帯電器２３との間に、本発明の前露光手段４２としての発光素子（発光ダイオード，ＬＥＤ）５０を設ける。
【００２５】
本実施例の帯電器２３は、タングステン細線等のコロナ線５２と帯電制御するためのグリッド電極５３とからなるスコロトロンであり、数ｋＶの高電圧印加によりコロナ線５２から放出するコロナ放電で発生したイオンにより、感光体ドラム７の表面を正帯電させる。このとき、グリッド電極５３に数百Ｖの電圧を印加することで上記帯電を制御する。
【００２６】
前露光手段４２としての発光素子５０は、帯電器２３における帯電ケース５１の外側に感光体ドラム７の回転軸線方向に沿って複数設ける（図３参照）。
【００２７】
帯電器２３と発光素子５０は、１個の遮光性のある絶縁材製ケース５１に支持される。ケース５１は、感光体ドラム７の回転軸線と平行にかつその全長にわたって延びる箱状をなし、帯電器２３と発光素子５０の間を隔てるように隔壁５１ａを有する。隔壁５１ａの先端は感光体ドラム７の表面に接近するべく延び出している。
【００２８】
ケース５１は、隔壁５１ａの一側と間隔において平行に延びる側壁５１ｂ、隔壁５１ｂと側壁５１ｂの両端で両壁を連結する端壁５１ｃ，５１ｃを枠状に一体成形し、隔壁５１ａと共同して感光体ドラム７側へ開口する箱状空間を形成している。コロナ線５２は両端を端壁５１ｃ，５１ｃに支持し、箱状空間に架設してある。グリッド電極５３は箱状空間のドラム側開口部を覆って装着してある。隔壁５１ａの先端はグリッド電極５３よりもドラム側へ突出している。またケース５１は隔壁５１ａの他側から外方へ一体に突出する支持壁５１ｄを有し、その支持壁５１ａ上に、発光素子５０を間隔を置いて配列した配線基板５０ａを固定する。発光素子５０の列は隔壁５１ａに近接して位置し、感光体ドラム７の回転軸線と平行に並んで、その感光体ドラム７を全長にわたって露光するようにドラム７に向いて発光する。
【００２９】
ケース５１は、感光体ドラム７を回転可能に支持する感光体ユニット９の一対の側壁９ａ，９ａに、両端の端壁５１ｃにおいて固定される。
【００３０】
また、ケース５１は、図２に示すように、側壁５１ｂの外側に傾斜状に延びる壁５１ｅを一体に有し、その壁５１ｅと感光体ユニット９の底壁９ｂとの間に、スキャナユニット１７から発射されたレーザビームＢを感光体ドラム７へ導入するための通路５６を形成する。そして、この通路５６に面した壁５１ｅには帯電器２３のコロナ線５２から発生するイオンの、上記レーザビームＢの照射される部分（潜像の形成される部分）への流入を防ぐための導電部材５７が設けられている。この導電部材５７は表面抵抗値１０14Ω以下の導電性を有するカーボンを含有した合成ゴム系塗料で形成されており、その一端は電気的に接地されている。これにより、感光体ドラム７より導電部材５７へ電界が形成される。
【００３１】
図５は感光体ユニット９による用紙Ｐへの画像形成作動及び前露光手段４２の制御手段の機能ブロック図を示し、コントローラ４４は、感光体ドラム７を矢印Ｆ方向に回転させるための駆動モータ４３と、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電器２３と、前露光手段４２と、画像データに応じて感光体ドラム７表面に露光させるスキャナユニット１７と、現像装置１０と転写ローラ８とを各々作動制御するものであり、帯電器２３へは４ｋＶ〜７ｋＶ程度の高電圧が高圧ユニット４５から電圧印加される。また、スキャナユニット１７は、ホストコンピュータ等の外部装置からの画像データにより制御されるビデオコントローラ４６及びスキャナコントローラ４７を介して作動制御される。
【００３２】
次に、このように構成されたプリンタ１における画像形成態様について説明すると、感光体ドラム７が矢印Ｆ方向に一定回転数で回転しているとき、まず、帯電器２３の作動にて感光体ドラム７の表面を＋８００Ｖ程度に帯電させる。次に、スキャナユニット１７からのレーザビームＢによる露光によりその明部（レーザビームＢの照射された部分）では感光体ドラム７の表面の電荷電位が略＋１００Ｖ程度まで低くなるように中和され、露光されない暗部（レーザビームＢの照射されない部分）は当初の帯電電位のまま（＋８００Ｖ）で維持される。これにタイミングを合わせて現像装置１０の箇所で正極性に帯電されたトナーが現像スリーブ３２と感光体ドラム７の間に形成された電界により感光体ドラム７の明部に転移され、顕在化したトナー像が形成される。次いで、転写ローラ８にて−１ｋＶ〜−４ｋＶ程度の転写電圧が印加され、この電界の力にて転写ローラ８と感光体ドラム７との押圧部（転写部）間を通過する用紙Ｐにトナー像が転写される。
【００３３】
ここで、以上説明したような電子写真プロセスにおいては、感光体ドラム７に対する帯電器２３の作動とスキャナユニット１７の作動とが同時に行われているので、コロナ放電により生じる正の電荷がレーザビームＢが照射されて電位の低くなった部分（明部）に流れ、その部分の電位を高くしてしまいトナーが付着しないので、本来ならば画像として出力される部分が白地で出力されたり、あるいは画像の濃度が低くなるという現象が起こり、画像品質に重大な悪影響を及ぼすことがある。
【００３４】
しかし、本実施例では、帯電器２３のケース５１の壁５１ｅに、コロナ線５２から発生するイオンの、上記レーザビームＢの照射される部分（明部）への流入を防ぐための導電部材５７を設け、その導電部材５７の一端を電気的に接地しているので、感光体ドラム７の表面と導電部材５７との間に電界が発生する。すると、コロナ線５２から発生するイオンのうち感光体ドラム７を帯電するために作用する以外のイオンは、上述した明部へ流れるのではなく、上記電界の作用により導電部材５７の方へトラップされるので、一旦露光されて表面電位の低くなった部分（明部）の電位が再度高くなることがなく、レーザビームＢにより露光された通りの画像を形成することができる。
【００３５】
なお、上記導電部材５７は電気的に接地しなくてもよく、感光体ドラム７と異なる電位、例えばＤＣ５Ｖ，ＤＣ２４Ｖなどの電位としてもよい。
【００３６】
ところで、スキャナユニット１７からの露光により感光体ドラム７の表面の電荷電位が画像データに基づいてまだら状に分布されているので、その後いきなり帯電器２３で帯電させても、前記残留した電荷の影響が残り、一様な正電荷に帯電させることができない。そこで、前記前露光手段４２の露光にて、前記残留した正電荷をレーザ露光による露光部電位以下まで中和させておくのである。
【００３７】
このとき、前述のような隔壁５１ａが感光体ドラム７表面まで接近するように延びていないときには、前露光手段４２による感光体ドラム７表面への光照射の部分が帯電器２３による帯電領域に侵入することになり、帯電器２３による帯電効果が損なわれることになる。
【００３８】
上記実施例のように円筒形の感光体ドラム７と対面する平面状のグリッド電極５３の両側にできる隙間のうち一方を、隔壁５１ａを延ばしてできるだけ小さくすることができる。そして、帯電器２３と前露光手段４２との間に配置する隔壁５１ａを、その先端と感光体ドラム７の表面との隙間が例えば１．５ｍｍ程度となるように、隔壁５１ａの先端を感光体ドラム７表面にきわめて接近するように配置すれば、前露光手段４２から感光体ドラム７に照射された光が帯電器２３のケース５１を透過して内側に直接侵入したり、隔壁５１ａを越えて帯電領域に侵入したりすることが無くなり、帯電器２３による帯電領域での帯電効果を減少させないのである。
【００３９】
図４の実施例では、前記ケース５１における隔壁５１ａの先端部５５を感光体ドラム７の回転方向に適宜寸法Ｌ１（例えば１ｍｍ以上）となるように広幅に形成するのである。このように形成することで、前露光手段４２から感光体ドラム７に照射された光が帯電器２３の帯電領域に直接または間接的に侵入することを完全に無くすることができるという効果を奏する。
【００４０】
前記隔壁５１ａを帯電ケース５１の側板にて構成すれば、別途隔壁材としての余分の部品が不要であるから、部品点数の省略化にも寄与するという顕著な効果を奏するのである。
【００４１】
なお、感光体ドラム７の感光層とその内径側の導電層との組合せから、帯電器２３による感光体ドラム７の表面の帯電極性がマイナスであり、前露光手段４２による帯電がプラスの場合についても、前記と同様の作用・効果を奏することはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１記載の発明によれば、コロナ線と像担持体との間に配置され、像担持体の帯電を制御するための電圧が印加されるグリッド電極を有するスコロトロン帯電手段を支持する絶縁性のケースにおいて、像担持体の回転方向におけるスコロトロン帯電手段の下流側に隣接して像担持体とは異なる電位とされ、像担持体との間に発生する電界によりイオンをトラップする導電部材が設けられているので、露光手段により露光された領域にスコロトロン帯電手段から発生するイオンが流入することが防止されて、高品質の画像を形成することができる。また、露光手段からの光が照射される位置とスコロトロン帯電手段とが相互に近接する位置とすることができるので、画像形成装置全体の小型化が可能である。
【００４３】
請求項２記載の発明によれば、導電部材を電気的に接地したのでスコロトロン帯電手段から発生して露光された領域の方向へ流入するイオンを確実に除去できる。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  レーザプリンタの概略側断面図である。
【図２】  感光体ユニットの要部一部切欠き側断面図である。
【図３】  図２のIII−III線矢視図である。
【図４】  他の実施例の側断面図である。
【図５】  制御装置の機能ブロック図である。
【図６】  従来装置の断面図である。
【符号の説明】
１  プリンタ
７  感光体ドラム
８  転写ローラ
９  感光体ユニット
１０  現像装置
２３  帯電器
５１  帯電ケース
５７  導電部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003649411.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003649411.tif 000007