(57)【要約】【課題】  一つの感光体に対して複数の帯電手段を備えた画像形成装置で、帯電手段同士の間でのリークの発生を防止し、安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  潜像担持体である感光体１に対して第一帯電器２１及び第二帯電器２２の２つの帯電手段を備え、第一帯電器２１と第二帯電器２２との間に絶縁体からなる仕切り部材２４を設けることにより、帯電器同士に電位差が発生している場合においても、帯電器間の電位差による帯電器間のリークが発生することを防ぐ。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの潜像担持体に対して複数の帯電手段を備える画像形成装置において、
該帯電手段同士の間に絶縁体からなる仕切り部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記仕切り部材の表面に凹部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記帯電手段は非接触型の帯電部材を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記帯電手段は接触型の帯電部材を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
少なくとも、上記潜像担持体、上記帯電手段及び上記仕切り部材を一体として指示し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
少なくとも、請求項１、２、３または４に記載の上記潜像担持体、上記帯電手段及び上記仕切り部材を一体として支持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置並びにこれに用いられるプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置では潜像担持体としての感光体表面を帯電手段によって一様に帯電し、一様に帯電した感光体表面にＬＥＤ等を備えた光書込み手段により画像情報に基づいて光が照射され、感光体上に潜像が形成される。
感光体は、経時による静電疲労、磨耗等により帯電性が低下し、帯電の立ち上がり遅れが生じることがある。帯電の立ち上がり遅れが生じると、画像形成動作開始時に感光体の一周目に帯電した部分の電位が低くなり、感光体の一周目は画像形成できない状態となる。
このような問題を解決する方法として、特許文献１では感光体を所望の電位に一様に帯電する帯電器（以下、主帯電器と呼ぶ）の感光体表面移動方向上流側に、帯電の立ち上がり遅れ分の電位を付与する帯電器（以下、プレ帯電器と呼ぶ）を設けることが提案されている。プレ帯電器を設けることで、感光体の帯電性が低下しても主帯電器で安定した電位で一様に帯電を行うことができるようになる。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１９３１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一つの感光体に対して二つの帯電器を設けて帯電を行う場合、レイアウトのスペースの制限などから帯電器同士は近接していなければならない場合が多い。２つの帯電器を近接して設置し、感光体表面の帯電を行う画像形成装置では以下のような問題が生じる。
２つの帯電器間で電位差が生じた場合、帯電器同士が近接しているために、帯電器間の最も距離小さな導電部材の位置でリークが発生してしまう。リークが発生すると感光体に所望の電荷を付与することができなくなり、感光体表面の電位にムラが生じたり、電位不足となったりして、感光体表面を安定した電位に一様に帯電できなくなるおそれがある。
感光体表面の電位にムラが生じたり、電位不足となったりすると、画像にムラが生じたり、地汚れが生じたりして安定した画像形成が行えなくなる。
なお、上述のような帯電器同士の間でのリークは、特許文献１のように、一つの感光体に対して、プレ帯電器と主帯電器とを備えた構成に限らず、一つの感光体に対して複数の帯電器を備え、これらが近接しているものであれば発生し得る問題である。
【０００５】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、一つの感光体に対して複数の帯電手段を備えた画像形成装置で、帯電手段同士の間でのリークの発生を防止し、安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、一つの潜像担持体に対して複数の帯電手段を備える画像形成装置において、該帯電手段同士の間に絶縁体からなる仕切り部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記仕切り部材の表面に凹部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記帯電手段は非接触型の帯電部材を用いることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記帯電手段は接触型の帯電部材を用いることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、少なくとも、上記潜像担持体、上記帯電手段及び上記仕切り部材を一体として指示し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、少なくとも、請求項１、２、３または４に記載の上記潜像担持体、上記帯電手段及び上記仕切り部材を一体として支持することを特徴とするものである。
【０００７】
上記請求項１乃至６の発明においては、帯電手段同士の間に絶縁体からなる仕切り部材を設けることにより、帯電手段同士の間でのリークが発生することを防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１乃至６の発明によれば、複数の帯電手段の間でリークが発生を防止することにより、感光体表面を安定した電位に一様に帯電することができ、安定した画像形成を行うことができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ１００」という）に適用した一実施形態について説明する。
図１は、プリンタ１００の概略構成図である。このプリンタ１００は、潜像担持体であるドラム状の感光体１の周囲に、帯電装置２、光書込装置３、現像装置４、転写装置５、ドラムクリーニング装置６、及び除電装置７を備えている。また、転写装置５の図中左側方に配設された定着装置８を備えている。
【００１０】
図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動せしめられる感光体１は、アルミ等からなる素管の表面に有機感光層が形成されたものであり、回転に伴って帯電装置２によって正又は負極性に一様帯電せしめられる。そして、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて光走査情報を構築する光書込装置３から発せられるレーザー光Ｌの走査によって露光部の電位が減衰せしめられる。これにより、露光部周囲の地肌部よりも電位の小さい静電潜像を担持する。この静電潜像は、感光体１の回転に伴って現像装置４との対向位置である現像位置を通過する際に、現像装置４の現像スリーブ４１に担持されるトナーと磁性キャリアとを含有する現像剤に摺擦せしめられる。そして、この現像剤に含まれる例えば負極性のトナーが静電的に付着せしめられてトナー画像に現像される。
【００１１】
現像位置よりも感光体１の回転方向下流側には、転写装置５の転写ローラ５１と感光体１とが対向する転写位置が形成されている。感光体１上で現像されたトナー画像は、感光体１の回転に伴ってこの転写位置に進入する際に、図示しない給紙手段によってタイミングを合わせて搬送され、転写ベルト５２上を搬送されるシート状の転写紙Ｐに重ね合わされる。そして、感光体１の露光部と転写装置５との間に形成される転写電界の影響を受けて記録体Ｐ上に静電転写される。この転写の際に感光体１に静電的に付着した転写紙Ｐは、紙の重さ、剛性、紙と分離搬送のための部材（図示を省略）等の作用により感光体から分離される。このようにしてトナー画像が静電転写せしめられた記録体Ｐは、転写位置から定着装置８へと送られる。
定着装置８は、内部に図示しない熱源を有する加熱ローラ８ａと、これに押圧される押圧ローラ８ｂとの接触によって定着ニップを形成している。これらローラは、互いの接触部でそれぞれの表面を同方向に移動させるように回転駆動される。かかる構成の定着装置８に送られた記録体Ｐは、定着ニップに挟み込まれてローラ表面移動方向に搬送される。この際、ニップ圧や加熱の影響によってトナー画像が定着せしめられる。定着後の転写紙Ｐは、図示しない排紙手段を経由して機外へと排出される。
一方、上記転写位置を通過した感光体１表面は、その回転に伴ってファーブラシ６ａとクリーニングブレード６ｂとを備えたドラムクリーニング装置６との対向位置を通過する際に、転写残トナーがクリーニングされる。そして、除電装置７によって残留電荷が取り除かれた後、帯電装置２によって一様帯電せしめられて初期状態に戻る。
【００１２】
なお、レーザー光の照射によって静電潜像を形成する光書込装置３を設けた例を示したが、ＬＥＤアレイからのＬＥＤ光によって光書込を行うものを用いてもよい。また、転写装置５として、転写バイアスが印加される転写ローラ５１との対向部で転写ベルト５２を感光体１に接触させるベルト接触方式のものを示したが、ローラを接触させるベルト接触方式のものや、転写チャージャなどの非接触方式のものを用いても良い。また、ドラムクリーニング装置６として、クリーニングブレード６ｂとファーブラシ６ａとを備えた方式のものを示したが、クリーニングバイアスが印加されるローラを接触させる静電回収方式のものを用いてもよい。
また、潜像担持体としてドラム状の感光体１を設けた例について説明したが、ベルト状の感光体などを用いても良い。
【００１３】
帯電装置２は帯電手段として、第一帯電器２１と第二帯電器２２との２つ帯電器を備えている。
このように、一つの感光体１に対して２つの帯電器を備えるのは画像形成動作開始時の感光体１の一周目に行われる帯電が電位不足となる、帯電の立ち上がり遅れを防止するためである。
立ち上がり遅れが発生する原因としては以下のものが考えられる。
【００１４】
特許文献１で述べられている立ち上がり遅れの原因は、感光体のチャージ・光疲労によるものである。
これは、光照射によって発生した過剰の電位が感光層内にトラップされた状態、つまり帯電の立ち上がり遅れ分に相当する電荷量（帯電極性は逆）が、感光層バルクにトラップされていることに起因する。このことから、感光層バルク内に感光体の繰り返し使用により生じたトラップ電荷（ホール）が形成され、帯電１周目にそれが放出され、一様帯電される際の表面電荷がキャンセルされる。帯電１周目だけ現象が現れるのは、トラップより放出されたホールのリカバリー（再トラップ）に時間がかかるためと考えることが出来る。
【００１５】
一方、近年、有機感光体において従来以上の耐久性が求められるようになってきた。有機感光体の高耐久化として、耐摩耗性を改良する必要がある。
耐摩耗性改良技術としては、架橋型電荷輸送層に硬化性バインダーを用いたもの（例えば、特開昭５６−４８６３７号公報参照）、高分子型電荷輸送物質を用いたもの（例えば、特開昭６４−１７２８号公参照）、架橋型電荷輸送層に無機フィラーを分散させたもの（例えば、特開平４−２８１４６１号公報参照）等が挙げられる。
そして、耐摩耗性改良により、従来より長期間使用できるようになり、これにともない従来見られなかったような現象が発生するようになってきた。その一つとして、有機感光体の１周目の帯電電位の低下という現象があらわれるようになった。
この有機感光体の１周目だけ帯電低下するこの現象は、従来の帯電立ち上がりの遅れに現象が似ている。
【００１６】
また、高耐久性を達成する手段として、従来よりも薄い感光体膜厚となるまで使用する方法もある。通常、有機感光体の表面電位を一定に保ち使用するため、感光体が削れるのに伴い電界強度が強くなり局部的に電荷がリークし地汚れが発生して寿命となっていた。
そのため、より薄い膜厚となるまで使用できるように、下引層を厚くしたり、あるいは２層構成にするなどして耐圧を高めることで、より寿命延長を図る方法がある。
この場合も耐摩耗性の改良で高寿命を達成した場合と同様に経時での１周目帯電電位が低いという課題が発生する。また、この場合は耐摩耗性は従来同等な場合には膜厚変化が増えるため静電容量の変化も従来より大きくなることとあわさり、１周目帯電電位が低い現象が従来より発生しやすい。
【００１７】
上述のような原因により、帯電の立ち上がり遅れが生じると、画像形成動作開始時の感光体の一周目に行われる帯電が電位不足となる。そして、起動時の感光体の１周目の電位が極端に低い場合、１周目には画像形成できないため、ファーストコピーの開始を遅らす必要がある。
また、ファーストコピーの開始を遅らせたとしても、１周目の電位が低い感光体表面は、潜像が形成されていない状態でも、現像装置によりトナーが現像されてしまうことがある。このように、画像形成時以外で感光体にトナーが現像されると感光体のクリーニング不良が発生し、画像にもクリーニング不良の影響が出てしまう。接触式転写装置を用いている場合に、感光体のクリーニング不良が発生すると、転写装置が汚れ、転写紙の裏汚れが発生する。さらに、画像の形成を行わないタイミングで感光体上にトナーが現像されるため、本来消費する必要のないトナーが消費され、トナー消費量が多くなる。
【００１８】
本実施形態の帯電装置２では、感光体１を所望の電位に一様に帯電する主帯電器としての第一帯電器２１と第一帯電器２１の感光体表面移動方向上流側に、帯電立ち上がり遅れ分の電位を付与するプレ帯電器としての第二帯電器２２を設けている。第二帯電器２２を設けることで、感光体の帯電性が低下しても、第一帯電器２１で安定した電位で一様に帯電を行うことができ、上述のような、種々の問題の原因となる立ち上がり遅れを防止することがきる。
【００１９】
次に、帯電装置２について、詳しく説明する。
図２は、図１における帯電装置２周辺の拡大図である。図２に示すように帯電装置２は、第一帯電器２１及び第二帯電器２２を帯電器保持部材であるケーシング２３で覆っている。そして、近接して配置された第一帯電器２１と第二帯電器２２との間に、絶縁体からなる仕切り部材２４が設けられている。なお、第一帯電器２１及び第二帯電器２２は非接触型のスコロトロンを用いた帯電器である。
第二帯電器２２は第一帯電器２１との対向部に到達する前の感光体表面を帯電不足分をあらかじめ帯電するものであるため、第二帯電器２２は第一帯電器２１に比べて低い電位となっている。近接して配置された２つの帯電器の間に電位差が生じると、帯電器の間でリークが生じるおそれがあるが、帯電装置２は仕切り部材２４を備えているのでリークの発生を防止することができる。
【００２０】
また、帯電装置２では帯電部材として、非接触型のスコロトロンチャージャーを用いているので、接触型の帯電部材を用いる帯電装置に比べて耐久性を高めることができる。
これは、感光体上に多少トナーが残っている状態でも、感光体が削れてあれてきた状態でも、非接触であるため均一な帯電を行いやすく、接触型だと、接触しているところと、接触していないところとで、帯電させる電位が不均一になってきたりするが、非接触であれば、それを均一に帯電できるためである。
【００２１】
帯電器間の電位差は、仕様により決められる場合といずれかの帯電器が故障により発生する場合がある。特に、故障により一方の帯電器が故障した場合においても、帯電器間のリークが発生しないので、コピーを続けることができる。この場合には帯電器が２つの場合に比べ帯電性能が落ちるので、ファーストコピーを遅らせる必要があるが、サービスマンによって故障した一方の帯電器の修理がなされるまでコピーができないということはなくなる。
なお、本実施形態では主帯電器とプレ帯電器との２つの帯電器を備えた帯電装置について説明したが、複数の帯電器としては、主帯電とプレ帯電と言う関係に限るものではない。また、その数も２つに限らず３つ以上の帯電器を備えたものであってもよい。
【００２２】
また、図２では感光体１と帯電装置２とを個別設けているが、感光体１と帯電装置２とを共通のケーシング内に収めたプロセスカートリッジとしてもよい。
図３に、本発明におけるプロセスカードリッジの一例を示す。プロセスカートリッジ２００では、感光体１、第一帯電器２１及び第二帯電器２２とが共通のケーシング２３によって一体で保持され、プリンタ１００本体に対して着脱可能となっている。これにより、感光体と帯電器を同時にメンテ可能にすることが可能となる。これにより、感光体と帯電器の初期や経時の帯電性能を容易に同期させることができるため、常に安定した品質の画像を提供することができるようになる。
【００２３】
以上、本実施形態によれば、潜像担持体である感光体１に対して第一帯電器２１及び第二帯電器２２の２つの帯電手段を備え、第一帯電器２１と第二帯電器２２との間に絶縁体からなる仕切り部材２４を設けることにより、帯電器同士に電位差が発生している場合においても、帯電器間の電位差による帯電器間のリークが発生することを防ぐことができる。これにより、第一帯電器２１は主帯電、第二帯電器２２はプレ帯電というように、それぞれの帯電器の機能を振り分けることができる。さらに、一方の帯電器が故障した場合においても、帯電器同士のリークを防ぐことができるので、サービスマンなどによる修理までの間は、ファーストコピーを遅らすなどの対応をすることで、コピーを取りつづけることができる。
また、帯電部材として非接触型のスコロトロンチャージャーを用いることにより、帯電部材及び感光体の耐久性を向上することができる。
【００２４】
［変形例１］
上述の実施形態では、平板状の仕切り部材２４を備えた構成について説明したが、以下、変形例１として、仕切り部材２４の表面に凹部を設けた構成について説明する。
図４は、変形例１に係る帯電装置２周辺の拡大図である。図４に示す変形例１の帯電装置２では、仕切り部材２４の感光体１と対向する表面に、凹部としてのスリット２５を設けている。
仕切り部材２４は絶縁体で形成されているため、非常に電気は流しにくいが、その表面は付着物によって抵抗が下がり、電気が流れることができる状態になっている場合がある。このような場合、仕切り部材２４表面の第一帯電器２１に最も近接した位置と、仕切り部材２４表面の第二帯電器２２に最も近接した位置との仕切り部材２４の表面に沿った距離（以下、沿面距離と呼ぶ）が短いと、その表面を通電し、２つの帯電器がリークするおそれがある。
このような問題に対して、図４に示すように、仕切り部材２４にスリット２５を設けることで、沿面距離を稼ぐことができ、仕切り部材２４の表面を通電することによる帯電器間の通電を防止することができる。また、帯電器同士をより近づけることが可能となるため、帯電器の開口部を大きく取ることができ、帯電性能の向上が可能となる。
【００２５】
［変形例２］
上述の実施形態では、非接触の帯電部材であるスコロトロンを備えた帯電装置の構成について説明したが、帯電装置としては、非接触型に限るものではない。以下、変形例２として、接触型の帯電部材を備えた構成について説明する。
図５は、変形例２に係る帯電装置２周辺の拡大図である。図５に示す変形例２の帯電装置２では、接触型の帯電部材として第一帯電ローラ２１０と第二帯電ローラ２２０とを設けている。
２つの帯電ローラを用いた構成であっても、上述の実施形態と同様に、帯電立ち上がり遅れを防止することができる。また、第一帯電ローラ２１０と第二帯電ローラ２２０との間に仕切り部材２４を設けることにより、２つの帯電ローラの間でリークが生じることを防止することができる。
また、感光体１に接触して帯電を行っているので、非接触型の帯電部材を用いたものに比べて、オゾンの発生量が少ない帯電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略図。
【図２】同プリンタの帯電装置周辺の拡大図。
【図３】同プリンタに用いるプロセスカートリッジの一例の概略図。
【図４】変形例１にかかる帯電装置周辺の拡大図。
【図５】変形例２に係る帯電装置周辺の拡大図。
【符号の説明】
【００２７】
１      感光体
２      帯電装置
３      光書込装置
４      現像装置
５      転写装置
６      ドラムクリーニング装置
６ａ    ファーブラシ
６ｂ    クリーニングブレード
７      除電装置
８      定着装置
８ａ    加熱ローラ
８ｂ    押圧ローラ
２１    第一帯電器
２２    第二帯電器
２３    ケーシング
２４    仕切り部材
２５    スリット
４１    現像スリーブ
５１    転写ローラ
５２    転写ベルト
１００  プリンタ
２００  プロセスカートリッジ
２１０  第一帯電ローラ
２２０  第二帯電ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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