(57)【要約】【課題】新たな部材を追加することなく（コストの増加を招くことなく）、帯電ローラを加熱し、低温環境下での感光体の帯電不良及び高湿環境下での画像流れ不良を防止する。【解決手段】感光体を帯電させる帯電ローラを備える画像形成装置において、前記帯電ローラを保持するための帯電ユニットケースと、前記感光体に帯電した電荷を除去するための除電光を発生する除電ランプとを設け、前記除電ランプを前記帯電ユニットケースに取り付ける。【選択図】図２
2011002785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を帯電させる帯電ローラを備える画像形成装置であって、
前記帯電ローラを保持するための帯電ユニットケースと、
前記感光体に帯電した電荷を除去するための除電光を発生する除電ランプとを備え、
前記除電ランプは前記帯電ユニットケースに取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記除電ランプは前記帯電ユニットケースの内側に取り付けら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。
【請求項３】
前記帯電ローラと前記感光体との当接部に対して前記除電光が当らないように配置された遮光板を備えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記除電ランプは前記帯電ユニットケースの外側に取り付けら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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ、複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、複写機やプリンタ、複合機等の電子写真方式の画像形成装置において、感光体を帯電させるゴム製の帯電ローラが設けられているが、この帯電ローラの温度が低い場合はゴムの電気抵抗が上昇するため、感光体の帯電不良が発生する。また、帯電ローラが高湿環境下に置かれた場合には、帯電ローラ表面が吸湿することにより、感光体表面に付着した放電生成物が吸湿し、画像流れ等の画質不良を引き起こす。
【０００３】
このような課題を解決するために、帯電ローラを加熱することが効果的である。例えば、下記特許文献１には、帯電ローラを加熱する技術として、高湿環境下において、帯電ローラからの添加剤の染み出しを防ぐため、帯電ローラの心金に発熱体を埋め込むことによって帯電ローラを加熱し、帯電ローラ近傍の湿度を下げる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術では、帯電ローラを加熱することはできるが、帯電ローラの心金に発熱体を取り付けたり、帯電ローラ外部に新たに発熱体部材を取り付けたりすることが必要であり、発熱部材および電源供給部材分のコストの増加につながってしまう。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、新たな部材を追加することなく（コストの増加を招くことなく）、帯電ローラを加熱し、低温環境下での感光体の帯電不良及び高湿環境下での画像流れ不良を防止することの可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、感光体を帯電させる帯電ローラを備える画像形成装置であって、前記帯電ローラを保持するための帯電ユニットケースと、前記感光体に帯電した電荷を除去するための除電光を発生する除電ランプとを備え、前記除電ランプは前記帯電ユニットケースに取り付けられていることを特徴とする。
このような構成とすることで、除電ランプが光る際に発生する熱を、帯電ユニットケースに伝えることができ、帯電ローラを加熱することができる。
除電ランプは、感光体に帯電した電荷を除去するために一般的に画像形成装置に設けられているものであり、電源投入直後に必ず一定時間点灯するように制御されている。このような除電ランプを帯電ユニットケースに取り付けることにより、帯電ローラが低温環境下におかれていた場合でも、除電ユニットケースからの熱によって帯電ローラが加熱され、ゴムの抵抗値が下がることにより、帯電ローラに特別に高い電圧を印加しなくても良好な帯電性能を得ることができる。
また、帯電ローラが高湿環境下に置かれた場合においても、帯電ローラ近傍の温度が上昇することによって飽和蒸気量が増えるため、帯電ローラの吸湿が軽減されることによって、画像流れの発生を防ぐことができる。
さらに、除電ランプは、元々、画像形成装置に設けられているものであるため、新たな部材の追加にはあたらず、コストの増加を招くことはない。
【０００８】
また、本発明に係る画像形成装置において、前記除電ランプは前記帯電ユニットケースの内側に取り付けられていることを特徴とする。
このように、除電ランプを帯電ユニットケースの内側に取りつけた場合、除電ランプ自身からの放熱と、帯電ユニットケースからの放熱との相乗効果により、帯電ローラをより効果的に加熱することができる。
また、上記のように、前記除電ランプを前記帯電ユニットケースの内側に取り付けた場合、前記帯電ローラと前記感光体との当接部に対して前記除電光が当らないように遮光板を配置することが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記除電ランプは前記帯電ユニットケースの外側に取り付けられていることを特徴とする。
このように、除電ランプを帯電ユニットケースの外側に取りつけた場合、帯電ユニットケースからの放熱のみによって帯電ローラを加熱するため、内側に取り付けた場合と比べて加熱効果は低減するが、遮光板を設ける必要がないのでコスト的にメリットがある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、新たな部材を追加することなく（コストの増加を招くことなく）、帯電ローラを加熱することができ、帯電ローラの温度が低いことによる帯電不良や、帯電ローラのゴムが吸湿することによる画像流れ不良を防ぎ、環境依存のない画像形成装置とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態におけるプリンタ（画像形成装置）Ｐの概略構成図である。
【図２】プリンタＰにおける画像形成ユニット１０Ｋの要部詳細図及び除電ランプの詳細構成図である。
【図３】本実施形態の変形例に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、本発明の画像形成装置として、タンデム方式のプリンタを挙げて説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るプリンタＰの構成概略図である。この図１に示すように、プリンタＰは、各色Ｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）に対応する画像（トナー画像）を形成する画像形成ユニット１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍと、レーザスキャニングユニット２０と、転写ユニット３０と、定着ユニット４０とトナーカートリッジ５０Ｋ、５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍと、用紙カセット６０と、手差しトレー７０とを備えている。
【００１４】
各画像形成ユニット１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍは、プリンタＰの正面から視て左側から順に水平方向に所定間隔で配置されており、それぞれ感光体ドラム（１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ）と、帯電ユニット（１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ）と、現像ユニット（１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ）と、クリーナ（１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ）とを備えている。このように、各画像形成ユニット１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍの構成は共通であるため、以下では画像形成ユニット１０Ｋに着目して説明する。
【００１５】
感光体ドラム１１Ｋは、その周面に静電潜像及び当該静電潜像に基づくトナー画像が形成される円筒部材であり、プリンタＰの正面から視て奥行き方向に延在して配置されている。帯電ユニット１２Ｋは、感光体ドラム１１Ｋに対して対向配置され、感光体ドラム１１Ｋの周面を帯電状態とするものである。現像ユニット１３Ｋは、感光体ドラム１１Ｋの周面に対してトナー（ここではブラックのトナー）を供給することによって感光体ドラム１１Ｋの周面上に静電潜像に基づくトナー画像（ここではブラックのトナー画像）を形成（現像）するものである。クリーナ１４Ｋは、感光体ドラム１１Ｋから後述の中間転写ベルト３１へトナー画像が転写された後に、感光体ドラム１１Ｋの表面に残留するトナーを除去するものである。
【００１６】
レーザスキャニングユニット２０は、各画像形成ユニット１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍの下方に配置されており、印刷すべき画像を示す画像データに応じてレーザ光を帯電状態の各感光体ドラム１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍの周面において走査することで各色に対応する静電潜像を形成する。
【００１７】
転写ユニット３０は、各画像形成ユニット１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍの上方に配置されており、一次転写用の中間転写ベルト３１と、該中間転写ベルト３１を回転させるための駆動ローラ３２と、中間転写ベルト３１に張力を与えるためのテンションローラ３３と、中間転写ベルト３１の回転に伴って回転する従動ローラ３４と、各感光体ドラム１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍの表面に形成されたトナー画像を中間転写ベルト３１に転写するための一次転写ローラ３５Ｋ、３５Ｙ、３５Ｃ、３５Ｍと、中間転写ベルト３１上に転写されたトナー画像を、用紙カセット６０または手差しトレー７０から搬送される記録用紙に二次転写するための二次転写ローラ３６とを備えている。
【００１８】
上記のような転写ユニット３０によって、各感光体ドラム１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍに現像された各色のトナー画像は、一旦、中間転写ベルト３１上において重ね合わされ、その後、駆動ローラ３２と二次転写ローラ３６との間に用紙カセット６０または手差しトレー７０から搬送される記録用紙に一括転写されることになる。
【００１９】
定着ユニット４０は、熱及び圧力を加えることによって、転写ユニット３０によって記録用紙に転写されたトナー画像を記録用紙に対して定着させるものであり、記録用紙の搬送経路上における排紙口の手前に配置されている。トナーカートリッジ５０Ｋ、５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍは、各現像ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍに供給すべき各色のトナーを収容するものであり、転写ユニット３０の上方に配置されている。
【００２０】
用紙カセット６０は、装置底部において奥行き方向に開閉自在に設けられた記録用紙収納用カセットである。この用紙カセット６０に収納された記録用紙は、給紙ローラ６１によって１枚ずつピックアップされて駆動ローラ３２と二次転写ローラ３６との間に搬送される。また、このプリンタＰは、装置側面に設置された手差しトレー７０にセットされた記録用紙を、給紙ローラ７１によって１枚ずつピックアップして駆動ローラ３２と二次転写ローラ３６との間に搬送する機構も備えている。
【００２１】
以上がプリンタＰの全体構成に関する説明であり、以下では図２を参照しながら、本実施形態における帯電ユニット１２Ｋの構成について詳細に説明する。図２（ａ）は、画像形成ユニット１０Ｋの要部詳細図である。なお、説明の便宜上、図２（ａ）では、図１に示す画像形成ユニット１０Ｋを上下反転した状態で図示している。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、帯電ユニット１２Ｋは、感光体ドラム１１Ｋを帯電させるために感光体ドラム１１Ｋと当接して配置されたゴム製（例えばエピクロルヒドリンゴム）の帯電ローラ１００と、帯電ローラ１００の表面を清掃するために帯電ローラ１００と当接して配置された清掃ブラシ１０１と、これら帯電ローラ１００及び清掃ブラシ１０１を収納する（保持する）筐体である帯電ユニットケース１０２と、帯電ユニットケース１０２の内側、ドラム回転の上流側の壁面に取り付けられ、感光体ドラム１１Ｋに帯電した電荷を除去するための除電光を発生する除電ランプ１０３とから構成されている。
【００２３】
このように、遮光、キズからの保護、表面汚染防止、交換のしやすさなどの理由から、帯電ローラ１００及び清掃ブラシ１０１は帯電ユニットケース１０２の内部に取り付ける構成になっている。また、除電ランプ１０３は、図２（ｂ）に示すように、プリント基板１０３ａ上に複数の発光素子（例えば赤色ＬＥＤ）１０３ｂ及び抵抗素子１０３ｃをアレイ上に配列した構成となっている。このような除電ランプ１０３は、各発光素子１０３ｂの発光面が感光体ドラム１１Ｋに向くように、帯電ユニットケース１０２の内側に取り付けられている。
【００２４】
また、帯電ローラ１００と感光体ドラム１１Ｋとのニップ部（当接部）に対して、除電ランプ１０３から照射される除電光が当らないように遮光板１０４が配置されている。この遮光板１０４は、帯電ユニットケース１０２の内部に設けても良いし、または帯電ユニット１２Ｋとは別個に設けても良い。なお、図２（ａ）において、符号２００は現像ユニット１３Ｋに設けられた現像ローラであり、符号３００はクリーナ１４Ｋに設けられたクリーニングローラ、符号３０１はクリーナ１４Ｋに設けられた残留トナー回収スクリュー、符号３０２はクリーニングブレードである。
【００２５】
上記のような構成の帯電ユニット１２Ｋにおいて、除電ランプ１０３には、例えば電源投入時や印刷動作中の所定のタイミングで不図示の制御装置から一定の電圧が印加されるため、発光素子１０３ｂと抵抗素子１０３ｃからの発熱が発生する。この熱が帯電ユニットケース１０２に伝わり、帯電ユニットケース１０２内部の空気や帯電ローラ１００が加熱される。高線速機になればなるほど感光体ドラム１１Ｋの回転数が上がり、除電ランプ１０３を発光できる時間は短くなるため、除電に必要な光量を上げる必要がある。除電光量を上げると除電ランプ１０３からの発熱が大きくなるため、より帯電ローラ１００を加熱しやすくなる。
【００２６】
帯電ローラ１００は導電性のゴムでできており、気温によって抵抗値の変動が起きる。一般的に、低温ではゴムの抵抗値が高くなるため、感光体ドラム１１Ｋを十分に帯電させるために必要な電圧まで上げなくてはならない。また、高線速機では感光体ドラム１１Ｋと帯電ローラ１００との接触時間を十分に確保できないため、やはり電圧を上げた設定にしないと感光体ドラム１１Ｋを十分に帯電させることができない。このように高線速機で低温環境下でも使えるようにしようとすると、高い電圧を出力できる高性能な回路が必要となり、コストアップにつながってしまう。
しかし、帯電ユニットケース１０２の内壁に除電ランプ１０３を取り付けることによって、帯電ローラ１００がすばやく加熱されるため、低い印加電圧でも感光体ドラム１１Ｋを十分に帯電させることができる。印加電圧を下げることは性能の低い回路を用意すれば良いことを意味し、コストダウンにもつながる。
【００２７】
従来の画像形成装置では、除電ランプ１０３の位置によってはトナーの通り道と近い場所になってしまい、除電ランプ１０３からの熱によってトナーが溶けてしまい、機内汚染や、トナー融着による部材の破損なども生じていた。しかし、帯電ユニット１２Ｋ内は最もトナーと離れた場所であるためにこのような問題を起こすことはない。今まで不必要であった除電ランプ１０３の発熱を有効に使うことができる。
また、高湿雰囲気下では、帯電ローラ１００や、その表面の付着物が吸湿することにより、感光体ドラム１１Ｋの表面にも吸湿現象が発生し、感光体ドラム１１Ｋの表面の電気抵抗が低下することによって電荷が流れる画像流れ現象が生じる。本実施形態によれば、電源投入直後から除電ランプ１０３に通電することによって帯電ローラ１００を加熱でき、飽和蒸気量が上がり、吸着した水分を蒸発させることができるため、画像流れ不良を防止することができる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、除電ランプ１０３は、元々、画像形成装置に設けられているものであるため、新たな部材の追加にはあたらず、コストの増加を招くことなく帯電ローラ１００を加熱することができ、帯電ローラ１００の温度が低いことによる帯電不良や、帯電ローラ１００のゴムが吸湿することによる画像流れ不良を防ぐことが可能となる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、除電ランプ１０３を帯電ユニットケース１０２の内側に取り付けた場合を例示したが、図３（ａ）に示すように、除電ランプ１０３を帯電ユニットケース１０２の外側に取り付ける構成としても良い。このように、除電ランプ１０３を帯電ユニットケース１０２の外側に取りつけた場合、帯電ユニットケース１０２からの放熱のみによって帯電ローラ１００を加熱するため、内側に取り付けた場合と比べて加熱効果は低減するが、遮光板１０４を設ける必要がないのでコスト的にメリットがある。
【００３０】
（２）上記実施形態では、除電ランプ１０３を帯電ユニットケース１０２の内側、清掃ブラシ１０１の近傍の壁面に取り付けた場合を例示したが、例えば、図３（ｂ）に示すように、帯電ユニットケース１０２の形状を帯電ローラ１００の近傍で拡大させ、その拡大部の内側壁面に除電ランプ１０３を取り付ける構成としても良い。このような構成とすると、帯電ローラ１００の近くに除電ランプ１０３が配置されるため、より効果的に帯電ローラ１００を加熱することができる。また、除電ランプ１０３から、帯電ローラ１００と感光体ドラム１１Ｋとの当接部までの距離が長くなるので、遮光板１０４を設ける必要がなくなる。
【００３１】
（３）さらに、図３（ｃ）に示すように、帯電ユニットケース１０２の端部を折り曲げ、その折り曲げた端部の内側壁面に除電ランプ１０３を取り付ける構成としても良い。このような構成としても、除電ランプ１０３から、帯電ローラ１００と感光体ドラム１１Ｋとの当接部までの距離が長くなるので、遮光板１０４を設ける必要がなくなる。
【００３２】
（４）上記実施形態では、本発明の画像形成装置の一例として、プリンタを挙げて説明したが、本発明はプリンタに限定されるものではなく、複写機、複合機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置に適用することも可能である。また、必ずしもタンデム方式の画像形成装置である必要はない。
【符号の説明】
【００３３】
Ｐ…プリンタ（画像形成装置）、１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ…画像形成ユニット、２０…レーザスキャニングユニット、３０…転写ユニット、４０…定着ユニット、５０Ｋ、５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ…トナーカートリッジ、６０…用紙カセット、７０…手差しトレー、１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ…帯電ユニット、１００…帯電ローラ、１０１…清掃ブラシ、１０２…帯電ユニットケース、１０３…除電ランプ、１０４…遮光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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