(57)【要約】【課題】経時使用されても原因物質が帯電部材に固着することによる帯電不良を確実に防止し、しかも小型で、低コストな帯電装置および画像形成装置が提供する。【解決手段】帯電部材１１に当接して当該帯電部材１１の表面をクリーニングする帯電クリーニング部材としてのブレード１３を設け、そのブレード１３が回収したトナーを感光体ドラム２の相対移動方向下流側に掻き落して排出させる。【選択図】　図３
2004102033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する被帯電体上に当接する回転可能なローラ状の帯電部材を有し、該帯電部材が前記被帯電体上を相対移動する際、電圧が印加されて前記被帯電体を帯電する帯電装置において、
前記帯電部材に当接して当該帯電部材の表面をクリーニングする帯電クリーニング部材を設け、該帯電クリーニング部材が回収した原因物質を前記被帯電体の相対移動方向下流側に排出することを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電クリーニング部材が前記帯電部材に摺接し、除去した原因物質が前記被帯電体上に落下するように配置したブレード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】
前記帯電クリーニング部材が前記帯電部材に接し、除去した原因物質が前記被帯電体上に落下するように配置したファーブラシ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４】
前記帯電クリーニング部材が前記帯電部材に接し、除去した原因物質が前記被帯電体上に落下するように配置したクリーニングパッド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】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の帯電装置において、前記帯電クリーニング部材が除去した原因物質の排出時期を制御する制御手段を設けたことを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載の帯電装置を用いる画像形成装置において、
帯電部材、帯電クリーニング部材、被帯電体を一体的に交換可能な作像モジュールとしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電装置及びプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真方式の画像形成装置において用いられる帯電装置は、コロナ放電を利用したものが多々用いられていたが、オゾン発生等の問題を発生させる。このため、近年では導電性のゴムローラのような帯電部材を被帯電体である感光体に接触させて電位を与える接触タイプの帯電装置が良く用いられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３１９７号公報
また、特許文献１には、磁気ブラシを活用した接触帯電装置が記載されており、該装置では磁気ブラシ部からトナーを捕獲する捕獲手段を設け、画像形成時にはトナー捕獲を行ない、非画像部に対応して捕獲トナーを帯電装置に再放出し、被帯電体まで移動する発明が開示されている。しかし、磁気ブラシ帯電は複雑な構成と磁気ブラシの経時劣化およびキャリアの飛散による機械故障などさまざまな問題点を持っており、現在はほとんど用いられることはない。よって、接触タイプの帯電装置としては帯電部材としてローラを用いるものが主流となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、帯電部材がローラの帯電装置は、被帯電体面上に僅かに付着しているトナー、トナー成分などの原因物質が帯電部材に付着すると、帯電部材の回転により繰り返し被帯電体面に対して帯電作用している領域を通過してしまうため、帯電部材に強く固着してしまい、固着部分が帯電不良となってしまう問題があった。このため帯電クリーニング部材を設け、帯電クリーニング部材の内部に原因物質を貯めることにより帯電不良を防止する技術があったが、貯蓄量が有限であること、および帯電クリーニング部材から逆に帯電部材へ原因物質が再付着してしまうことがあり、帯電不良を完全には防止できなかった。このため、経時使用すると、帯電不良による異常画像が発生してしまう問題が残った。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、経時使用されても原因物質が帯電部材に固着することによる帯電不良を確実に防止し、しかも小型で、低コストな帯電装置および画像形成装置が提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、移動する被帯電体上に当接する回転可能なローラ状の帯電部材を有し、該帯電部材が前記被帯電体上を相対移動する際、電圧が印加されて前記被帯電体を帯電する帯電装置において、前記帯電部材に当接して当該帯電部材の表面をクリーニングする帯電クリーニング部材を設け、該帯電クリーニング部材が回収した原因物質を前記被帯電体の相対移動方向下流側に排出することを特徴としている。
【０００７】
なお、本発明の帯電装置において、前記帯電クリーニング部材が前記帯電部材に摺接し、除去した原因物質が前記被帯電体上に落下するように配置したブレードであると、効果的である。
【０００８】
さらに、本発明の帯電装置において、前記帯電クリーニング部材が前記帯電部材に接し、除去した原因物質が前記被帯電体上に落下するように配置したファーブラシであると、効果的である。
【０００９】
さらにまた、本発明の帯電装置において、前記帯電クリーニング部材が前記帯電部材に接し、除去した原因物質が前記被帯電体上に落下するように配置したクリーニングパッドであると、効果的である。
【００１０】
さらにまた、本発明の帯電装置において、前記帯電クリーニング部材が除去した原因物質の排出時期を制御する制御手段を設けると、効果的である。
また、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし５の何れか一項に記載の帯電装置を用いる画像形成装置において、帯電部材、帯電クリーニング部材、被帯電体を一体的に交換可能な作像モジュールとしたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る帯電装置を用いた画像形成装置の概略を示す構成図である。
【００１２】
本例の画像形成装置は、装置本体１のほぼ中央に像担持体としての感光体ドラム２を備えた作像部が設けられ、下部に給紙部３を配置した構造を有している。上記感光体ドラム２が図示していない駆動装置によって時計方向へ回転されるとき、帯電装置１０によって一様に帯電され、その帯電部分には光書き込み装置４のレーザ光が露光される。この露光により形成された静電潜像は、現像手段５より現像されてトナー像となり、ベルト転写装置６に対向する位置へ到来する。
【００１３】
他方、給紙部３からは転写材が給紙され、給紙された転写材は上記したトナー像と同期してベルト転写装置１上に搬送され、該転写装置の作用によってそのトナー像が転写される。トナー像が転写された転写材は、ベルト転写装置６から分離されて定着装置７へ搬送され定着され機外に排出される。なお、転写を終えた感光体はクリーニング装置８によって残留トナーが除去され、引き続き行われる次の像形成に備えられる。
【００１４】
上記感光体ドラム３は、図２に示すように、アルミニウムなどの素管２ａの上に光半導体特性を備えた樹脂材料などで構成される被帯電体２ｂを備えている。帯電装置１０は、芯金を兼ねたローラ状の帯電電極１０ａを軸とし、周辺に被帯電体と接触するために適した中抵抗材料によって構成されたローラ状の帯電部材１１に当接し、帯電バイアス１２を印加することで近接放電を行うことで均一な帯電を行う。
【００１５】
この帯電装置１０は、被帯電体である感光体ドラム２に当接されているので、感光体速度と同速で通常連れ回りされる。このため、帯電部材１１の表面に原因物質が付着することがあり、帯電部材１１に付着する代表的な原因物質はトナーである。トナーが付着する原因としては、クリーニング装置８の機能が不完全でトナー粒子が感光体ドラム２上に付いたまま帯電装置１０に移動してしまうことであり、このとき、感光体ドラム２と帯電部材１１の当接面で当接圧と放電エネルギーを受けることで、帯電部材１１表面にトナーが付着してしまう場合がある。このようにして帯電部材１１に付着したトナーは、当接面を通過するたびに付着が強固になって固着状態になってしまう。そして、トナーの固着量が増大すると、ついには放電を阻害し黒い帯電不良画像を発生させる原因になってしまう。
【００１６】
このため、帯電装置１０には帯電部材１１をクリーニングする帯電クリーニング部材としてブレード１３が被帯電体である感光体ドラム２の相対移動方向下流側、すなわち回転方向下流側に設けられている。本実施形態では、図３に示すように、ブレードの作用によって万一帯電部材に付着したトナーがあっても、ただちに掻き落された上、感光体ドラム２の被帯電体下流側に掻き落されるので、帯電不良を生じることがない。なお、掻き落されるトナー量が多かったり、粒子径が大きかったりした場合、露光手段の作用を阻害し異常画像となる場合があるが、通常帯電装置１１に到着してしまうトナー量は極めて少なく、また画素サイズに比べ充分に小粒径であるので、掻き落して排出して最終的に画像の一部になっても人間の視覚特性上なんら問題を生じることがない。
【００１７】
図４は、本発明の他の実施形態を示し、本例では帯電クリーニング部材として上記したブレードに代わりにファーブラシ１４を用いている。そして、図４の場合、ファーブラシ１４を帯電部材１１に対してカウンタ方向に回転駆動し、ブラシの腰でトナーを掻き落す構成としている。また、ファーブラシ１４を用いる変形例を示す図５の場合は、ファーブラシ１４を順方向に回転し、フリッカ１５を設けて該フリッカ１５とブラシ１４の衝突によってトナーを掻き落しを行っている。なお、図４及び図５に示すファーブラシ１４は、上記ブレード１３と同様に、感光体ドラム２の回転方向下流側に除去したトナーを落すように配置されている。また、ファーブラシ１４は帯電部材１１に対して接触する圧力を低減できるので、帯電部材１１の磨耗を軽減でき好適である。
【００１８】
図６は、本発明のさらに他の実施形態を示し、本例では帯電クリーニング部材として上記したブレードに代わりにクリーニングパッド１６を用いている。そして、図６の場合、バッド１６の当接上流に付着したトナーが停留させられるので、帯電部材１１からの摺刷を受けているうちに落下する。また、図７に示すように、フリッカ１７を作用させて積極的にトナーを落下させることもでき、このケースではクリーニングパッド１７を略円筒状に形成し、回転駆動させても良い。なお、クリーニングパッド１７は精度がいらず安価であるので低コストになる利点がある。
【００１９】
上記したように、本発明は除去したトナー等を帯電クリーニング部材の内部に貯めずに感光体ドラム２上へ落すので経時使用しても帯電部材１１へのトナー固着による帯電不良を防止することができる。
【００２０】
ところで、上記実施形態では帯電クリーニング部材が除去したトナーを直ちに感光体ドラム２上に落としているが、画像形成中にトナー等の物質の排出を行うと光書き込み装置４の作用を阻害する問題が発生する可能性がある。
【００２１】
そこで、本発明では原因物質の排出を画像形成動作中は制限するように制御する手段を設けている。図８に示す例では、トナー等の排出を制限する排出制限トレイ１８を設け、これを機械的に制限位置と非制限位置に回動することで、原因物質の排出時期の制御を行うように構成している。また、図９に示すように、ブレード１３に印加するバイアス１９を切り替えることによって、トナーの帯電電荷を吸着するバイアス１９を印加することで排出を制限でき、バイアス１９への印加を制御することで原因物質の排出時期を制御することもできる。
【００２２】
なお、感光体ドラム２、帯電装置１０及びクリーニング装置８はいずれも寿命を持つので、それぞれが寿命となるたびに交換せずに、図１０に示すように、作像モジュール２０を一体的に形成し、例えば現像装置５、転写装置６の当接を解除して容易に取り出すように構成するならば交換頻度低減だけでなくメンテナンスの操作性が極めて高まり、取り扱いやすい画像形成装置が形成できる。この作像モジュール２０を構成する装置は、感光体ドラム２、帯電装置１０及びクリーニング装置８に限らず、これに現像装置５等の他の装置を追加しても良い。また、作像モジュール２０はクリーニング装置８を外して感光体ドラム２と帯電装置１０の２つの装置で構成することも可能である。
【００２３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。
例えば、上記実施形態では被帯電体を感光体ドラムで構成したが、被帯電体は帯電が行われる部材であればすべて適用される。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、帯電クリーニング部材が回収した原因物質を被帯電体の相対移動下流側へ排出するように構成したので、帯電帯電クリーニング部材の貯蓄量超過や原因物質の再付着による帯電不良発生が防止でき、長期に渡って安定均一に帯電が行え、これにより経時で異常画像を生じない画像形成装置が実現できる。
【００２５】
請求項２の構成によれば、ブレードを備え、該ブレードで掻き落された原因物質を被帯電体上へ落下するように構成したので、極めて小型かつ低コストで帯電クリーニング部材からの原因物質の排出が行える。これにより経時で異常画像を生じない画像形成装置が小型低価格に実現できる。
【００２６】
請求項３の構成によれば、ファーブラシを備え、該ファーブラシで掻き落された原因物質が被帯電体上へ落下するように構成したので、極めて小型かつ低コストで帯電クリーニング部材からの原因物質の排出が行える。これにより経時で異常画像を生じない画像形成装置が小型低価格に実現できる。
【００２７】
請求項４の構成によれば、クリーニングパッドを備え、該クリーニングパッドで掻き落された原因物質が被帯電体上へ落下するように構成したので、極めて小型かつ低コストで帯電クリーニング部材からの原因物質の排出が行える。これにより経時で異常画像を生じない画像形成装置が小型低価格に実現できる。
【００２８】
請求項５の構成によれば、原因物質の排出を画像形成動作中は制限するように制御でき、原因物質が露光手段を阻害することによる異常画像を生じることがない。
【００２９】
請求項６の構成によれば、それぞれ寿命を持つ帯電部材、帯電クリーニング部材、被帯電体を作像モジュールとし一体的に交換可能としたので、少ない頻度で一括して交換作業が完了できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る帯電装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る帯電装置を示す説明図である。
【図３】図２の装置の作動時を示す説明図である。
【図４】本発明に係る帯電装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図５】図４の変形例を示す説明図である。
【図６】本発明に係る帯電装置のさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図７】図６の変形例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る帯電装置のまたさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図９】図８の変形例を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
２　感光体ドラム
１０　帯電装置
１１　帯電部材
１３　ブレード
１４　ファーブラシ
１６　クリーニングパッド
１８　排出制限トレイ
２０　作像モジュール
【図１】
2004102033.tif 000003
【図２】
2004102033.tif 000004
【図３】
2004102033.tif 000005
【図４】
2004102033.tif 000006
【図５】
2004102033.tif 000007
【図６】
2004102033.tif 000008
【図７】
2004102033.tif 000009
【図８】
2004102033.tif 000010
【図９】
2004102033.tif 000011
【図１０】
2004102033.tif 000012