(57)【要約】【課題】安価な機構で、経時で発生する帯電ローラの紙粉等による汚れを防止し、クリーニング手段及び帯電部材の長寿命化をすることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体３が複数配置され、感光体３上のトナー像が、中間転写体７を介して記録媒体上に転写される画像形成装置１であって、感光体３に接触もしくは近接して配置される帯電部材４を有する画像形成装置１において、画像形成装置１は、帯電部材４に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段５を少なくとも１つ以上有する画像形成装置１である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体が複数配置され、像担持体上のトナー像が、中間転写体を介して記録媒体上に転写される画像形成装置であって、像担持体に接触もしくは近接して配置される帯電部材を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、帯電部材に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段を少なくとも１つ以上有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、帯電部材の数より帯電部材に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段の数の方が少ない場合、クリーニング手段は、中間転写体の回転方向上流側に位置する帯電部材に設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、帯電部材に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段がブラシである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、ブラシが自重によって帯電部材表面に当接して帯電部材の移動に従動して回転する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、ブラシが帯電部材の移動速度と異なる速度で移動する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、ブラシの繊維の長さが、２ｍｍ以下に設定されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３、４、６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、像担持体に接触もしくは近接して配置される帯電部材が、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とが重畳印加されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、少なくとも帯電部材近傍がほぼ密閉されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、使用されるトナーが重合法で製造されるトナーである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、少なくとも帯電部材および帯電部材のクリーニング手段を配置するプロセスカートリッジを備える
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、電子写真プロセスを用いる複写機・プリンタ−・ＦＡＸ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置では、帯電部材で感光体上に帯電させて、次に、レーザ光等で潜像を形成し、この潜像を１０μｍ以下のトナーで現像してトナー像を形成する。このトナー像を転写紙に転写し、熱ローラ等で溶融・固着させて画像を転写紙に記録する。このときに、感光体に接触、もしくは近接して配置される帯電部材は、長期間の使用によって表面に異物が付着することで抵抗値が変化してしまい、その結果、帯電ムラ、帯電不足等の帯電不良に起因した異常画像が発生してしまう。
異物としては、感光体上の転写残トナー又は転写紙から発生する紙粉が挙げられるが、これらを除去するために感光体には感光体クリーニング手段が設けられている。しかし、粒径の小さいもの又は形状の球形に近いものなどは感光体クリーニング手段を通り抜けて、その下流側に位置する帯電部材表面に徐々に付着して行く。また、機内に浮遊している紙粉、トナー、ほこり等も徐々に帯電部材に付着し、長期間の使用によって帯電部材の抵抗値を変化させて、異常画像が発生する。
【０００３】
異常画像の発生に対する対策として、例えば、特許文献１又は２では、帯電部材にパッド形状のものを押圧して表面の異物を除去する帯電装置が開示されている。
また、特許文献３では、撓み変形自在な可撓部材を備え、この可撓部材を帯電ローラに面接触させて、帯電ローラ表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置が開示されている。
【０００４】
しかし、特許文献１又は２では、パッド形状のものは、異物を捕獲した状態で帯電部材に押圧しているので、異物にトナーやその添加物等が含まれている場合、帯電部材に擦りつけられる状態となり、押圧・摩擦熱等の作用で長期の使用により帯電部材上に微小なフィルム状の膜を形成して、帯電機能を損ねてしまう場合がある。さらに、実際に清掃に寄与する帯電部材との接触面積が少ないため、清掃効果を長期間持続することが難しい。また、接触面積を多く設定しようとした場合、パッドを大きくすることが考えられるが、装置が大型化するという不具合がある。また、特許文献３では、帯電部材のクリーニング手段が、帯電部材に接触して実際に清掃効果を発揮する部位が非常に小さい面積しかないので、長期間清掃効果を持続することは困難である。また、装置本体には中間転写体が設けられ、感光体と転写紙とが直接接触しないので、転写紙に付着している紙粉が感光体を介して帯電部材へ進入する量は少なく有利では有るが、複数色の現像機に対して感光体が１つしかないので、少ないとは言え中間転写体、感光体を介して帯電部材に入力される紙粉が、全て１つの帯電部材に堆積することになり、帯電ムラ等が目立ちやすいフルカラー画像形成装置においては好ましくないという不具合がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１２３１４０号公報
【特許文献２】
特開平９−２２２７７６号公報
【特許文献３】
特開平１１−２８８１５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、安価な機構で、経時で発生する帯電ローラの紙粉等による汚れを防止する画像形成装置を提供することである。また、安価な機構で、クリーニング手段の長寿命化及び帯電部材の長寿命化することができる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、像担持体が複数配置され、像担持体上のトナー像が、中間転写体を介して記録媒体上に転写される画像形成装置であって、像担持体に接触、もしくは近接して配置される帯電部材を有する画像形成装置において、前記画像形成装置は、帯電部材に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段を少なくとも１つ以上有する画像形成装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、帯電部材の数より帯電部材に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段の数の方が少ない場合、クリーニング手段は、中間転写体の回転方向上流側に位置する像担持体を帯電させる部材に設けられている画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、帯電部材に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段がブラシである画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、ブラシが自重によって帯電部材表面に当接して帯電部材の移動に従動して回転する画像形成装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、ブラシが帯電部材の移動速度と異なる速度で移動する画像形成装置である。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、ブラシの繊維の長さが、２ｍｍ以下に設定されている画像形成装置である。
請求項７に記載の発明は、請求項３、４、６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、像担持体に接触もしくは近接して配置される帯電部材が、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とが重畳印加されている画像形成装置である。
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、少なくとも帯電部材近傍がほぼ密閉されている画像形成装置である。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、使用されるトナーが重合法で製造されるトナーである画像形成装置である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、少なくとも帯電部材および帯電部材のクリーニング手段を配置するプロセスカートリッジを備える画像形成装置とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態の一例である画像形成装置の構成を示す概略図である。
画像形成装置１内には感光体３、現像装置２、帯電部材４、帯電部材清掃部材５、感光体クリーニング装置６が、各々４つづつ配置されている。現像装置２には、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のトナーが収納されておりフルカラーでのプリントが可能となっている。周知のプロセスで感光体３上に顕像化されたトナー像は、中間転写体７との接触、もしくは近接位置（１次転写部位）で中間転写体７上に転写される。中間転写体７上のトナー像は、２次転写部材１０との接触位置、もしくは近接位置（２次転写部位）で転写紙９上に転写され、不図示の定着装置にて定着される。
【００１０】
前記転写紙９は、給紙カセット１２から給紙コロ１３でレジストローラ対１１へ送られ、所定のタイミングで２次転写工程部位へ搬送される。前記給紙コロ１３やレジストローラ対１１で摩擦によって生じる紙粉や、転写紙の裁断時に発生してそのまま転写紙に付着している紙粉の一部は、前記２次転写部位で中間転写体７に付着する。中間転写体７上の紙粉は、クリーニング手段１４で除去されるが、一部はクリーニング手段１４を摺り抜けて１次転写部位にて感光体３上に付着する。それらは感光体クリーニング装置６にて除去されるが、一部はクリーニング装置６を摺り抜けて、帯電部材４表面に付着、堆積する。本発明の構成では、転写紙９上の紙粉はその何割かが中間転写体７上に移行し、さらにその何割かが感光体３上に移行する。さらに中間転写体７にはクリーニング手段１４が設けてあり、常に紙粉を除去した状態で感光体３に接触しているため、紙粉量は十分に減量された状態で感光体３に入力される。そのため、中間転写体７を有さない従来構成の装置に比較して、帯電部材４上に付着堆積する紙粉の量が少なくなる。さらに、感光体３、帯電部材４を４つ設けてあるので、従来技術の項で示した特許文献３に記載の発明のように中間転写体７は有するが、中間転写体７からの紙粉が１つの帯電部材４に集中することがないので、１つの帯電部材４表面に付着堆積する紙粉量は極めて少なくなる。
【００１１】
図２は、本発明の画像形成装置に用いる帯電部材清掃部材の一例を示す概略図である。
帯電部材清掃部材５は、ローラ状のブラシとなっている。ブラシは、外径部全てが清掃に寄与できるため、発泡弾性体、フェルト等のパット状の清掃部材に比較して、清掃可能領域を多くすることができ、清掃能力を長期間維持することができ、また、パッド状のものに比べて、より小さなもので清掃効果を持続することができる。
また、前記帯電部材清掃部材５は、ガイド１５によって、所定の方向へ、自重によって帯電部材４表面に接触し、帯電部材４の回転に伴って従動回転するようになっている。帯電部材４への押圧をブラシ自重で設定しているため、帯電部材４に対するブラシの食込み量を規制する部材が不要なため、コスト低減に役立つ。その際、ブラシの毛足長さを２ｍｍ以下程度に短く設定しておくと、ブラシ繊維の弾性変形量を小さくすることができ、長期間ブラシ繊維の倒れを防止できるので好ましい。
また、従動回転させることで、駆動手段を設けずに安価に効果を発揮することができる。ギヤ等（不図示）で帯電部材４表面との移動速度差を意図的に設け、積極的に掻き取り、清掃効果をより向上させても良い。
【００１２】
図１に示す画像形成装置では、全ての帯電部材４に対してクリーニング手段５を図示しているが、必ずしも全てに設ける必要はない。すなわち、帯電部材４の数より帯電部材に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段５の数の方が少なくても良い。例えば、図３に示すように、中間転写体７の回転方向の上流に位置する２つの帯電部材４に対してのみクリーニング手段５を設けても良い。中間転写体７を有したシステムでは、感光体３に入力されてくる紙粉が極めて少ないからである。さらに、中間転写体７上の紙粉のほとんどが、中間転写体７の回転方向の最上流に位置する感光体３に移行し、その下流側では中間転写体７上の紙粉がほとんど存在しないことから、中間転写体７の回転方向の最上流に位置する感光体３を帯電する帯電部材４にだけにクリーニング手段５を設けると、安価に効果を発揮することができる。クリーニング手段５の数を帯電部材の数より少なく、かつ複数個設ける場合は、中間転写体７回転方向上流側に位置する帯電部材から順に配置するのが好ましい。これにより、極微量の進入紙粉については、中間転写体７最上流の感光体３に大部分が付着するため、帯電清掃部材５はその部分に設置しておけば、不要なクリーニング手段５を設けないことで、コスト安を実現しながら、帯電部材４の紙粉等による汚れを防止することができる。
使用するトナー種類や、帯電部材４への印加バイアス条件等が、各感光体３ステーション毎に異なる場合、その影響で帯電部材４表面への異物付着のし易さが異なることが想定されるので、付着しやすい順にクリーニング手段５を設けても良い。
【００１３】
帯電部材４の表面に付着堆積する物質は、紙粉ばかりではない。感光体クリーニング手段６で除去しきれなかったトナーや、トナーに含まれる添加物、さらには画像形成装置１本体内に浮遊しているほこり等々、様々なものが付着堆積する。感光体クリーニング手段６を摺り抜けてくる異物は、感光体１母線方向全域が均一であるわけではなく、そのため帯電部材４表面の異物付着堆積量は、長手方向でムラが発生する。それに伴って、帯電部材４の抵抗値ムラが発生する。本発明では、帯電部材４に不図示の電源からＡＣ、ＤＣ双方の電圧が重畳されているので、ＤＣ電圧単独の印加に比べ、ＡＣ電圧成分の効果により帯電電位の均一性を高くすることが可能であるため、前記帯電部材４の抵抗値ムラが発生した場合でも、帯電電位のムラを目立ち難くすることが可能となっている。
【００１４】
また、現像装置２内に内包されるトナーを重合法によって作成したトナーとすることで、さらに帯電部材４表面への汚れ付着を抑制することができる。帯電部材４表面に付着する異物には感光体クリーニング手段６を通り抜けたトナーも含まれている。重合法によって作成されたトナーは、１粒づつの対電荷質量比が極めて揃っているため、静電的に転写する工程における転写効率を極めて高くすることができる。その結果、感光体クリーニング手段６に入力されるトナー量が、従来のトナーに比較して少なくなるため、すり抜けて帯電部材４表面に付着するトナーの量も減少するのである。
このとき、トナーの形状を真球に近い形状でなく、歪んだ形状とすることで感光体クリーニング手段６で掻き落としやすくすることができ、さらに効果を向上させることもできる。
【００１５】
図４は、本発明の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
前記の構成をプロセスカートリッジとして構成しても良い。図４に示すように、帯電部材４近傍を概略密閉すると、画像形成装置１本体中に浮遊しているほこり等と接触する機会が減少し、さらに帯電部材４表面への汚れ付着が抑制されて効果的である。
図４では、感光体３、帯電部材４、現像部材２ａ、感光体クリーニング部材６を一体的に構成したプロセスカートリッジであって、転写部のみ開口しており、その他は概略密閉する構造としている。露光部においても透明部材１６で密閉を施している。本実施例では、プロセスカートリッジ全体を概略密閉する構成としているが、帯電部材４近傍だけを密閉しても良い。
従来プロセスカートリッジ内で早期に寿命となってしまう帯電部材４の寿命を大幅に改善できるので、帯電部材４の寿命によって、プロセスカートリッジ全体の寿命を短くすることなく、プロセスカートリッジの利点を生かすことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置では、感光体上のトナー像は中間転写体を介して紙に転写するので、感光体と紙が直接接触しないため、感光体上のクリ−ニング手段を通過して、帯電ローラ上に堆積する紙粉の量が激減し、帯電部材の長寿命化を実現できる。また、帯電部材の清掃部材をより少なくすることができ、コストを低減することができる。
特に、フルカラーの画像形成装置では、複数色のトナーを重ね合わせるため、異物付着による帯電ローラの微少な抵抗ムラによる帯電ムラによる異常画像の発生が顕著であったが、帯電ローラ上に堆積する紙粉の量を減少させることで異常画像の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例である画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置に用いる帯電部材清掃部材の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態の一例である帯電部材の数より帯電部材清掃部材の数が少ない場合の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１　画像形成装置
２　現像装置
３　感光体
４　帯電部材
５　クリーニング手段
６　感光体クリーニング装置
７　ベルト
８　１次転写装置
９　転写紙
１０　２次転写装置
１１　レジストローラ
１２　給紙カセット
１３　ピックアップローラ
１４　中間転写体クリーニング装置
１５　ガイド
１６　透明部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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