(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機感光体を有する画像形成装置であって、前記有機感光体に近接して配置され且つ画像形成に直接に関与しない金属部材の少なくとも該有機感光体と対向する部分を断熱部材で構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記断熱部材がゴムである、請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記断熱部材が発泡材である、請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
前記有機感光体が単層型有機感光体である、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置。
【請求項５】
前記単層型有機感光体が正帯電型である、請求項４の画像形成装置。
【請求項６】
更に、記録媒体上に形成された未定着像を定着する定着装置を有し、該定着装置がフラッシュ定着方式によるものである、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記記録媒体を略直線状に搬送する搬送手段を有する、請求項６の画像形成装置。
【請求項８】
有機感光体上に形成された静電潜像をトナー像に現像し、該トナー像を記録媒体に定着して画像とする画像形成方法であって、前記有機感光体に近接して配置され且つ画像形成に直接関与しない金属部材の少なくとも該有機感光体と対向する部分を断熱状態とすることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置、例えば、電子写真プリンタは、露光用素子、定着部あるいはモータ等の発熱によって運転中に内部が外部よりも高温となる。これと共に、電子写真プリンタは、定着部における用紙の加熱により、用紙中の水分が蒸発し、内部が外部よりも高湿となることがある。
【０００３】
このため、電子写真プリンタは、運転を停止すると、内部の温度が低下してゆき、プリンタ内部で結露が発生する場合がある。
また、電子写真プリンタは、内部に感光体を帯電又は除電するため等の放電装置が配置され、この放電装置の放電動作に伴って僅かではあるが窒素酸化物（ＮＯx）が発生することがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子写真プリンタでは、上述したように停止時に内部で結露が発生することがあり、この結露が感光体表面や感光体近傍で発生すると、再スタート時に、結露した部分に印字欠陥が発生するという問題があった。この印字欠陥は、感光体表面に結露により付着している水分のため画像形成が阻害されて発生する場合もあるが、一旦結露した水分が乾燥した後においても、水滴状の痕跡等として記録媒体上に印字欠陥として発現する場合もある。
【０００５】
一方、電子写真プリンタにおいては、前述したように、内部の放電装置の放電動作に伴ってＮＯxが発生することがあり、このＮＯxと結露による水分が反応して硝酸が生成されたり、更にこの硝酸が金属と反応して金属硝酸塩が形成される場合がある。この硝酸や金属硝酸塩が感光体表面に付着すると、その部分の感光体の電気的特性が変化し、印字時に、この部分が黒く現像されたり、逆に現像されずに白抜けになる印字欠陥が発生するという問題があった。
【０００６】
また、電子写真プリンタが、フラッシュ定着方式による定着装置を有する場合には、印字動作中に、フラッシュ光の一部が直接あるいは搬送装置や用紙等に反射され、感光ドラムに漏れ光として照射され、この漏れ光の照射された部分が黒く現像されたり、逆に現像されずに白抜けになるという印字欠陥が発生する場合があった。この漏れ光による印字欠陥と、前述した結露やＮＯxが原因の印字欠陥とが、感光体表面の同位置に発生すると、各々が単独で発生する場合に比べて、より黒く現像されたり、より白抜けになるという問題があった。更に、電子写真プリンタは、用紙搬送経路が略直線的であると、漏れ光が多くなることがあり、一層黒く現像されたり、一層白抜けになるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、結露や窒素酸化物（ＮＯx）を原因とする印字欠陥の発生を抑制した画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明者は画像形成装置に関し、結露や窒素酸化物（ＮＯx）を原因とする印字欠陥の発生状況について鋭意検討を加えた。その結果、画像形成装置において、感光体の近傍に金属製の部材が存在し、かつ、その金属部材と対向する部分において、前述した結露やＮＯxを原因とする印字欠陥が発生し易いことが分かった。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、有機感光体を有する画像形成装置であって、前記有機感光体に近接して配置され且つ画像形成に直接関与しない金属部材の少なくとも該有機感光体と対向する部分を断熱部材で構成したものである。
本明細書において、「有機感光体に近接する」とは、有機感光体表面からの距離が、有機感光体全周の長さのおよそ７％以下の距離となる位置をいう。これは、例えば、有機感光体が直径１２０ｍｍの感光ドラムの場合には、有機感光体に近接する距離は、直径の約１／５となる。
【００１０】
また、近接に関する前記定義とは別に、有機感光体と対向する部分を断熱部材で構成することによって、画像形成プロセス上好ましくない結果となる箇所、例えば、現像ロールに対しては、その箇所が有機感光体に近接した位置にあっても、断熱部材で構成しない方がよい。
好ましくは、前記断熱部材をゴムとする。
【００１１】
また好ましくは、前記断熱部材を発泡材とする。
更に、前記有機感光体が単層型有機感光体であれば、より効果がある。
前記単層型有機感光体が正帯電型のものであれば、より効果がある。
また、記録媒体上に形成された未定着像を定着する定着装置を有し、該定着装置がフラッシュ定着方式によるものであれば、より効果がある。
【００１２】
更に、画像形成装置は、前記記録媒体を略直線状に搬送する搬送手段を有するものとする。
また、本発明においては上記目的を達成するため、有機感光体上に形成された静電潜像をトナー像に現像し、該トナー像を記録媒体に定着して画像とする画像形成方法であって、前記有機感光体に近接して配置され且つ画像形成に直接関与しない金属部材の少なくとも該有機感光体と対向する部分を断熱状態とする構成としたのである。
【００１３】
【作用】
有機感光体に近接し、少なくとも有機感光体と対向する金属部材の部分を断熱部材又は断熱状態として構成すると、運転の停止によって装置内の温度が低下したときに、この部分が周囲よりも速く冷えることがなく、従ってこの部分やこの部分と対向する有機感光体の面が周囲よりも低い温度とならず、結露が発生し難くなると考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置及び画像形成方法に係る一実施形態を図１及び図２に示す電子写真プリンタ１に基づいて詳細に説明する。
電子写真プリンタ１は、本発明の第１の目的を達成するもので、図１及び図２に示すように、ハウジング１ａ内の感光ドラム２の回りに主帯電器３、ＬＥＤプリントヘッド４、現像ユニット５、転写帯電器６、分離帯電器７、クリーニング前帯電器８、キャリア回収ユニット９、クリーニングユニット１０及び除電ランプ１１が配置され、記録媒体ＭRCが搬送される搬送経路の感光ドラム２下流側に定着ユニット２０が配置されている。また、電子写真プリンタ１は、搬送経路の感光ドラム２上流側にガイド板１３とトラクタ１４が、搬送経路の定着ユニット２０と対向する位置に搬送ユニット１５が、それぞれ設けられている。
【００１５】
ここで、電子写真プリンタ１では、記録媒体ＭRCは連続紙が使用されるが、カット紙も使用できる。記録媒体ＭRCは、図示のように、ハウジング１ａ右側の導入口１ｂから導入され、左側の排出口１ｃから排出される。
感光ドラム２は、円筒形のドラム（導電性基板）の表面に正帯電型単層型の光電材料からなる有機感光体層が形成され、ＬＥＤプリントヘッド４から照射される光によって静電潜像が表面に形成される。図示の感光ドラム２は、有機感光体として京セラミタ株式会社製Emerald-1を用いた。
【００１６】
主帯電器３によって感光ドラム２の表面を一様に帯電し、ＬＥＤプリントヘッド４からの光ビームによって感光ドラム２の表面を露光し、記録情報に対応した静電潜像を形成する。
ここで、ＬＥＤプリントヘッド４の下流側には、図示のように、感光ドラム２の表面電位をモニタする表面電位センサを支持する支持ブラケット４ａがある。支持ブラケット４ａは、感光ドラム２に近接し、感光ドラム２と対向する部分に断熱部材Ａbが貼付されている。本実施形態では、断熱部材Ａbとして、厚さ1.０ｍｍのクロロプレンゴムスポンジを用いている。断熱部材Ａbの材質としては、他のゴム材や合成樹脂或いはそれらの発泡体、紙、革、木、布・不織布も使用可能な場合があるが、印字時にプリンタ内部で発生するオゾンを考慮して耐オゾン性を持つ材質を用いることが好ましい。
【００１７】
ゴム材としては、上記クロロプレンゴムの他、シリコーンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム等を使用することができる。合成樹脂としては、ポリスチレン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。
【００１８】
また、断熱部材Ａbは、上記ゴム材及び合成樹脂の発泡材としてもよい。
現像ユニット５は、感光ドラム２と対向配置され、ハウジング５ａ内下部に現像ロール５ｃと、トナーにキャリアを適宜の混合比で混合した２成分現像剤（図示せず）が収納されている。現像ロール５ｃは、前記２成分現像剤を感光ドラム２上に向け、担持して搬送し、前記静電潜像を現像する回転自在なスリーブ（非磁性の金属管）からなるローラで、内部に回転自在な磁石５ｄを有している。磁石５ｄは、軸方向に長い永久磁石で複数の極が周方向に配置されている。ハウジング５ａにはトナーカートリッジ５ｂが着脱自在に挿着され、トナーカートリッジ５ｂには、補給トナーが収容され、図示しない補給機構によって適宜補給トナーを前記現像剤に供給し、トナーとキャリアの混合比を所期の範囲に維持している。
【００１９】
転写帯電器６は、トナーの帯電極性とは逆極性の放電を行ない、感光ドラム２上に現像された未定着のトナー像を記録媒体ＭRCに転写する。
分離帯電器７は、記録媒体ＭRCを感光ドラム２から電気的に分離させる帯電器で、交番電圧が印加されるコロトロン帯電器が使用される。さらに、感光ドラム２外周の分離帯電器７とクリーニング前帯電器８との間には、記録媒体ＭRCの先頭を感光ドラム２から機械的に分離させる分離爪１２が設けられている。
【００２０】
クリーニング前帯電器８は、記録媒体ＭRCに転写されずに感光ドラム２の表面に残留したトナーや、僅かに存在するキャリア，現像剤への添加剤，紙粉等を後述するクリーニングユニット１０におけるブラシローラ１０ｂのバイアス電圧と逆極性に帯電させ、ブラシローラ１０ｂで除去し易くする。
ここで、クリーニング前帯電器８は、図示のように、感光ドラム２に近接し、感光ドラム２と対向する部分となるステー１ｅとの間に断熱部材Ａbが配置されている。
【００２１】
キャリア回収ユニット９は、ハウジング内に回収ローラ９ａとブレードを収納したもので、ブレードは回収ローラ９ａが回収したキャリアを回収ローラの表面から掻き落とす。
クリーニングユニット１０は、ハウジング１０ａ内にブラシローラ１０ｂと回収ローラ１０ｃが設けられている。ブラシローラ１０ｂは、感光ドラム２の表面から残留したトナーをブラシで掻き落としてクリーニングする。回収ローラ１０ｃは、バイアス電圧が印加され、ブラシローラ１０ｂが回収したトナーを静電的に回収する。回収されたトナーは、図示しないブレードによって回収ローラ１０ｃから掻き落とされる。
【００２２】
除電ランプ１１は、基板上にＬＥＤチップを適宜の間隔で複数個配列した構成を有し、光照射によって感光ドラム２の表面から残留電荷を除去する。
このとき、除電ランプ１１は、感光ドラム２に近接し、感光ドラム２と対向するランプハウジング１１ａに、図２に示すように、断熱部材Ａbが貼付されている。
【００２３】
搬送ユニット１５は、鋼板（すなわち強磁性素材）製の筐体１５ｃに支持された２本の搬送ローラ１５ａ間に搬送ベルト１５ｂを掛け渡して構成されている。電子写真プリンタ１は、図１に示すように、記録媒体ＭRCが搬送される搬送経路が、搬送ユニット１５の前後で略直線で、略水平となるように構成され、記録媒体ＭRCは１対のスカフローラ１６によって搬送のための張力が付与されている。但し、搬送ユニット１５は、中間に補助ローラ１５ｄが僅かに上方へ偏倚させて配置されている。
【００２４】
定着ユニット２０は、ハウジング２０ａ内に輻射熱源となる２本のフラッシュランプ２１、反射板２２、反射板２２を冷却する放熱フィン２３が設けられ、搬送ユニット１５に対向するハウジング２０ａの前面には保護ガラス２４が配置されている。また、定着ユニット２０は、記録媒体ＭRCの搬入側、かつ、印字面側に、記録媒体ＭRCから見て保護ガラス２４の表面と略等距離の位置に磁石２５が配置され、記録媒体ＭRCの搬送方向に見て磁石２５の下流側に、空気を吸引する吸引ダクト２６が設けられている。
【００２５】
反射板２２は、内面が高い反射率を有するアルミニウム等の金属を板金加工して成形されている。但し、反射板２２は、金属であると板金加工のため形状の自由度が低く任意の形状に成形することができないうえ重くなる。このため、反射板２２は、金属蒸着したポリイミド等の耐熱性樹脂で成形してもよい。例えば、厚0.１〜0.５ｍｍ程度の厚さを有するポリイミドフィルムを真空成形によって所望の反射板形状に一体成形し、アルミニウム，銀，金等の金属を内面に蒸着して製造する。
【００２６】
磁石２５は、飛散トナーを捕捉して保護ガラス２４に付着するトナーを低減することで、保護ガラス２４の汚れ低減を目的に設ける永久磁石である。このとき、搬送ユニット１５は、筐体１５ｃが前記のように強磁性素材からなる。このため、磁石２５は、磁力線が記録媒体ＭRCを横切るかたちとなるので、より効果的に飛散トナーを捕捉することができる。従って、磁石２５は、上記目的からは、保護ガラス２４の表面よりも記録媒体ＭRC側に設けてもよい。
【００２７】
吸引ダクト２６は、図１においてハウジング１ａの紙面表裏方向に配置され、搬送ユニット１５側に開口を有し、図示しない脱臭・脱煙用のフィルタ及びブロワ等の吸引手段を介してハウジング１ａ外部と連通している。吸引ダクト２６は、このようにして定着ユニット２０周りの空気を吸引し、脱臭・脱煙用のフィルタを介してハウジング１ａの外部へ排出することで、主として定着ユニット２０における未定着トナー像の定着によって発生するトナー成分の不快な臭気や煙を除去する。
【００２８】
ここで、感光ドラム２、主帯電器３、ＬＥＤプリントヘッド４、現像ユニット５、クリーニング前帯電器８、キャリア回収ユニット９、クリーニングユニット１０及び除電ランプ１１が、記録媒体ＭRCに未定着像を形成する像形成部ＰIFとなる。
また、電子写真プリンタ１は、ハウジング１ａの一対の側板１ｄ間にステー１ｅ，１ｆが配置され、ステー１ｅ，１ｆとハウジング１ａとの間に遮蔽板１ｇ，１ｈが設けられている。
【００２９】
遮蔽板１ｇ，１ｈは、像形成部ＰIFと定着ユニット２０との間における気流を遮蔽する目的で設けるものである。但し、電子写真プリンタ１では、図１からも明らかなように、この気流は、主に像形成部ＰIFの上側を流れることから、少なくとも遮蔽板１ｇが設けてあれば良い。以上のように、電子写真プリンタ１では、像形成部ＰIFが一対の側板１ｄ、ステー１ｅ，１ｆ、遮蔽板１ｇ，１ｈ及び記録媒体ＭRCを搬送する搬送経路で形成される略閉空間内に配置されていることになる。
【００３０】
そして、電子写真プリンタ１は、図示のように、像形成部ＰIFと定着ユニット２０との中間部、即ち、ステー１ｅ上部と定着ユニット２０上部との間にファン１７が設けられている。
ファン１７は、図１において記録媒体ＭRC上面の像形成面に向かって気流を吹き付け、記録媒体ＭRCに沿って像形成部ＰIF及び定着ユニット２０の少なくとも一方へ向かう気流を発生させる。このとき、図１に示すように、ファン１７へは排出口１ｃを通って電子写真プリンタ１の外気が導入される。また、ハウジング１ａに、別途ファン１７へ外気を導く開口やダクト等を設けてもよい。
【００３１】
電子写真プリンタ１は以上のように構成され、以下に述べる電子写真方法により記録媒体ＭRCに未定着トナー像を定着して所望のプリントを行う。
先ず、クリーニングユニット１０で表面が清掃され、矢印方向に一定の速度で回転する感光ドラム２は、除電ランプ１１で表面の残留電荷が除去され、主帯電器３で一様に帯電される。
【００３２】
次に、ＬＥＤプリントヘッド４が、感光ドラム２に光ビームを照射し、記録情報に対応した静電潜像を感光ドラム２の表面に形成する。この静電潜像は感光ドラム２の回転により、現像ユニット５で現像され、未定着トナー像（可視像）となる。
そして、感光ドラム２上に現像された未定着トナー像は、矢印で示した搬送経路に沿って搬送されてくる記録媒体ＭRC上に転写帯電器６で転写される。未定着トナー像が転写された記録媒体ＭRCは、分離帯電器７で感光ドラム２から離され、搬送ユニット１５によって定着ユニット２０へ搬送される。
【００３３】
定着ユニット２０では、フラッシュランプ２１が発光し、発生した熱により未定着トナー像が溶融し記録媒体ＭRC上に定着される。
電子写真プリンタ１においては、上記のようにして、記録情報に対応した画像が記録媒体ＭRC上に形成され、クリーニング前帯電器８での帯電、キャリア回収ユニット９でのキャリア回収、クリーニングユニット１０での感光ドラム２の表面クリーニングの後、除電ランプ１１によって感光ドラム２の残留潜像が消去されて、引き続く次の画像形成に供される。
【００３４】
このとき、電子写真プリンタ１は、上記プリント動作により、装置内部が外部よりも高温となる。これと共に、電子写真プリンタ１は、定着ユニット２０における記録媒体ＭRC（用紙）の加熱により、記録媒体ＭRC中の水分が蒸発し、装置内部が外部よりも高湿となる。
しかし、電子写真プリンタ１は、光ドラム２に近接し、少なくとも感光ドラム２と対向するＬＥＤプリントヘッド４の支持ブラケット４ａ、クリーニング前帯電器８とステー１ｅとの間並びに除電ランプ１１のランプハウジング１１ａに断熱部材Ａbが貼付あるいは配置されている。
【００３５】
このため、電子写真プリンタ１は、プリント動作の停止によって装置内の温度が低下しても、断熱部材Ａbを貼付した支持ブラケット４ａやランプハウジング１１ａ並びにクリーニング前帯電器８とステー１ｅとの間の部分が周囲よりも速く冷えることがない。従って、電子写真プリンタ１は、これらの部分と対向する感光ドラム２の表面が周囲よりも低い温度とならないので、結露の発生が抑制される。
【００３６】
しかも、フラッシュ光の一部が感光ドラム２に照射されることによる電位低下と、結露と窒素酸化物（ＮＯx）との反応による電位低下の重なりによって発生する印字欠陥は、結露と窒素酸化物（ＮＯx）との反応による電位低下が抑制されるため、発生が軽減される。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１乃至８の発明によれば、結露や窒素酸化物（ＮＯx）を原因とする印字欠陥の発生を抑制した画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置及び画像形成方法に係る一実施形態を示すもので、電子写真プリンタの概略構成を示す断面正面図である。
【図２】図１の電子写真プリンタにおいて、感光ドラムを中心として拡大した断面正面図である。
【符号の説明】
１                    電子写真プリンタ
１ｄ                  側板
１ｅ，１ｆ            ステー
１ｇ，１ｈ            遮蔽板
２                    感光ドラム
３                    主帯電器
４                    ＬＥＤプリントヘッド
５                    現像ユニット
５ｃ                  現像ロール
５ｄ                  磁石
６                    転写帯電器
７                    分離帯電器
８                    クリーニング前帯電器
９                    キャリア回収ユニット
１０                  クリーニングユニット
１０ｂ                ブラシローラ
１１                  除電ランプ
１２                  分離爪
１３                  ガイド板
１４                  トラクタ
１５                  搬送ユニット
１６                  スカッフローラ
１７                  ファン
２０                  定着ユニット
２１                  フラッシュランプ
２２                  反射板
２３                  放熱フィン
２４                  保護ガラス
２５                  磁石
２６                  吸引ダクト
Ａb                   断熱部材
ＰIF                  像形成部
【図１】
0004688323.tif 000002
【図２】
0004688323.tif 000003