(57)【要約】【課題】クリーナレス方式の画像形成装置において、用紙２に転写しきれずに残った感光ドラム４１の表面の残留トナーｔｒを、長期間の使用によっても安定的に分散し、現像器４４で良好に回収できる構成を提供する。【解決手段】画像形成装置としての複合機１の記録部１３に配置される感光ドラムユニット５２は、感光ドラム４１と、この感光ドラム４１の表面を帯電させる帯電ブラシ４２と、を備える。そして、感光ドラム４１の表面にＬＥＤヘッド４３によって静電潜像を形成した後、現像器４４によってトナー像を形成し、このトナー像を用紙２に転写可能に形成する。感光ドラムユニット５２は、可撓性の導電性シート４６と、この導電性シート４６を振動させる超音波振動子４８と、を備える。そして、導電性シート４６を感光ドラム４１の表面に接触させながら超音波振動子４８によって振動させることで、感光ドラム４１の表面の残留トナーｔｒを分散させる。【選択図】図２
2007316549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光ドラムと、この感光ドラムの表面を帯電させる帯電器と、可撓性の導電性シートと、この導電性シートを振動させる振動手段と、を備え、
前記導電性シートを前記感光ドラムの表面に接触させながら前記振動手段によって振動させることで、前記感光ドラムの表面の未転写トナーを分散させることを特徴とする感光ドラムユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の感光ドラムユニットであって、
前記導電性シートを支持する支持部材を備えるとともに、この支持部材に、前記振動手段としての超音波振動子又は振動モータが取り付けられていることを特徴とする感光ドラムユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の感光ドラムユニットであって、
前記導電性シートは、湾曲させた状態でその凸側の面を前記感光ドラムの表面に接触させていることを特徴とする感光ドラムユニット。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の感光ドラムユニットであって、
前記導電性シートは一端側が支持されるとともに、その自由端以外の部分を前記感光ドラムの表面に接触させていることを特徴とする感光ドラムユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の感光ドラムユニットであって、
前記導電性シートの他端部にトナー捕捉部材を備えることを特徴とする感光ドラムユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の感光ドラムユニットであって、
前記トナー捕捉部材は前記感光ドラムから離間した位置に配置されることを特徴とする感光ドラムユニット。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の感光ドラムユニットを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるクリーナレスタイプの画像形成装置、およびこれに用いられる感光ドラムユニットの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるクリーナレス方式の電子写真装置は、周面に感光体を被覆したドラムの周囲においてドラム回転方向に環状に、帯電した感光体に静電潜像を形成する露光器と、静電潜像をトナーにより顕像化する現像器と、顕像（トナー像）を紙等の記録媒体に転写する転写機と、感光体に摺接する２つの導電性ブラシと、を備えている。
【０００３】
そして、２つのうち転写器側にある導電性ブラシは、感光体上の積層残留トナーの分布をなだらかにしたり単層化したりするとともに、未転写残留トナーを一時的に静電吸引するメモリ除去機能を備える。この結果、残留トナーは現像と同時に現像器によって回収（クリーニング）されることになるので、いわゆるクリーナ（未転写残留トナーを掻きとって容器内に貯溜等する装置）を省略することができる。
【特許文献１】特開平４−５１０７４号公報（第１図、請求項１、第３頁右下欄第３行〜第４頁左上欄第５行等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の構成は、絶縁体である未転写トナーや紙粉が導電性ブラシに捕捉され蓄積していくため、長年の使用に伴ってメモリ除去機能が劣化し、現像器によってトナーを十分に回収できなくなるおそれがある。この結果、未転写トナーによる残像が発生し、画質が低下してしまう。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００６】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の感光ドラムユニットが提供される。即ち、感光ドラムと、この感光ドラムの表面を帯電させる帯電器と、を備える。そして、前記感光ドラムの表面に露光器によって静電潜像を形成した後、現像器によってトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体に転写可能である。前記感光ドラムユニットには、可撓性の導電性シートと、この導電性シートを振動させる振動手段と、を備える。そして、前記導電性シートを前記感光ドラムの表面に接触させながら前記振動手段によって振動させることで、前記感光ドラムの表面の未転写トナーを分散させる。
【０００７】
この構成により、導電性シートに残留トナーが蓄積しないので、長年の使用によっても拡散効果が劣化することがない。従って、長期間安定して残留トナーを現像器に回収させることができる。
【０００８】
前記の感光ドラムユニットにおいては、前記導電性シートを支持する支持部材を備えるとともに、この支持部材に、前記振動手段としての超音波振動子又は振動モータが取り付けられていることが好ましい。
【０００９】
この構成により、支持部材を介して導電性シートを確実に支持できるとともに、当該支持部材に前記振動手段が取り付けられているので、導電性シートに振動を確実に伝達させ、感光ドラム表面の残留トナーを効果的に拡散させることができる。
【００１０】
前記の感光ドラムユニットにおいては、前記導電性シートは、湾曲させた状態でその凸側の面を前記感光ドラムの表面に接触させていることが好ましい。
【００１１】
この構成により、導電性シートを均等に感光ドラムの表面に接触させることができるので、残留トナーをムラなく拡散することができる。
【００１２】
前記の感光ドラムユニットにおいては、前記導電性シートは一端側が支持されるとともに、その自由端以外の部分を前記感光ドラムの表面に接触させていることが好ましい。
【００１３】
この構成により、導電性シートの感光ドラムに接触する部分が過度にバタつかないので、残留トナーの感光ドラムからの飛散による周囲の汚染を防止することができる。
【００１４】
前記の感光ドラムユニットにおいては、前記導電性シートの他端部にトナー捕捉部材を備えることが好ましい。
【００１５】
この構成により、導電性シートとの接触部分において残留トナーが感光ドラムから飛散しても、トナー捕捉部材で捕捉することができるので、周囲の汚染を一層確実に防止できる。
【００１６】
前記の感光ドラムユニットにおいては、前記トナー捕捉部材は前記感光ドラムから離間した位置に配置されることが好ましい。
【００１７】
この構成により、トナー捕捉部材が感光ドラムに擦れて捕捉能力を劣化させることを防止でき、感光ドラムからの残留トナーの飛散を一層良好に抑制できる。
【００１８】
本発明の第２の観点によれば、前記の感光ドラムユニットを備える画像形成装置が提供される。
【００１９】
この構成により、クリーナレス方式の電子写真式画像形成装置において、残留トナーの効果的な拡散により、良好な画質を長期間安定して実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る複合機の全体的な構成を示した正面図一部断面図、図２は複合機の記録部の様子を示す正面断面拡大図である。
【００２１】
図１に示す電子写真式画像形成装置としての複合機１は、ファクシミリ機能とコピー機能を兼ね備えたものに構成されている。この複合機１の筐体１０の上部には、ファクシミリ送信原稿やコピー原稿をセット可能な原稿読取部１１が備えられる。また、筐体１０の下部には、記録媒体としての用紙２を積層した状態でストック可能な給紙部１２が備えられる。そして、筐体１０の中段部分には、記録部１３、定着部１４及び排紙部１５が並べて備えられている。
【００２２】
原稿読取部１１は、オートドキュメントフィーダ及びフラットベッドを備え、ＣＣＤセンサによって原稿を読み取るように構成されている。給紙部１２は、正面側（図１の紙面手前側）に引出可能な２つの給紙トレイ、即ち上段トレイ２１及び下段トレイ２２を備えている。
【００２３】
上段トレイ２１において、用紙２は、回動自在に備えられた板状のフラッパ３１の上に複数枚重ねて積層される。このフラッパ３１の上方には扇型の給紙ローラ３２が配置されている。そして、図示しない付勢バネによって前記フラッパ３１を上方へ押し上げつつ、前記給紙ローラ３２が図１の矢印方向に駆動されることで、最上層の用紙２が分離されて１枚ずつピックアップされ、記録部１３へ向けて送り出される。なお、下段トレイ２２においても、上段トレイ２１と全く同様の構成の給紙機構が構成されている。
【００２４】
図１に示すように、複合機１の筐体１０の内部には、給紙部１２から記録部１３及び定着部１４を経由して排紙部１５に至る、湾曲状の用紙搬送経路１６が構成されている。この用紙搬送経路１６において、給紙ローラ３２より下流側にはフィードローラ３３が配置され、更に下流側にはレジストローラ３４が配置される。また、フィードローラ３３及びレジストローラ３４に対向するように従動ローラがそれぞれ設けられており、各従動ローラはフィードローラ３３及びレジストローラ３４に対して付勢されている。この構成で、フィードローラ３３及びレジストローラ３４は、従動ローラとの間で用紙２をニップしながらそれぞれ回転駆動することで、用紙２を下流側の記録部１３へ搬送する。
【００２５】
記録部１３の拡大図が図２に示され、この図２に示すように、画像形成部としての記録部１３は、感光ドラム４１の周囲に、帯電ブラシ４２と、ＬＥＤヘッド４３と、現像器４４と、転写ローラ４５と、導電性シート４６と、を配置して構成されている。
【００２６】
感光ドラム４１は、アルミニウムで形成された筒の外周面に有機感光体層を形成して構成されている。また、帯電ブラシ４２は、金属の軸の表面に導電性ブラシを植え付けた構成とするとともに、図示しない高圧電源から高電圧が印加されている。この構成で、感光ドラム４１及び帯電ブラシ４２を図２の矢印の方向に回転させ、帯電ブラシ４２の表面で感光ドラム４１の周面（表面）を擦ることで、感光ドラム４１の表面が均一に帯電する。
【００２７】
露光器としてのＬＥＤヘッド４３は、前記帯電ブラシ４２より下流側（感光ドラム４１の回転方向の下流側をいう。以下同じ。）に配置されており、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用紙幅方向に多数並べて備えた構成となっている。そしてＬＥＤヘッド４３は、電話回線を介して受信したファクシミリ原稿の画像データや、原稿読取部１１で読み取った画像データに対応して選択的に発光する。この結果、感光ドラム４１の表面が選択的に露光され、露光部分の電荷エネルギーが消失することで静電潜像が形成される。
【００２８】
現像器４４はＬＥＤヘッド４３の下流側に配置されており、非磁性一成分トナーを収容するトナー容器６１を備えるとともに、トナーの撹拌のためにトナー容器６１の内部で回転駆動される撹拌ブレード６２を備えている。更に、現像器４４は、トナー容器６１の内部に配置される供給ローラ６３と、この供給ローラ６３及び前記感光ドラム４１の両方に接触して配置される現像ローラ６４と、この現像ローラ６４の外周面に接触するように配置される規制ブレード６５と、を備えている。
【００２９】
この構成で、供給ローラ６３と現像ローラ６４とは、互いに周面を逆方向に擦るように回転駆動される。また、規制ブレード６５の先端は、回転駆動される現像ローラ６４の周面を擦ることになる。この結果、トナー容器６１内のトナーは摩擦帯電され、現像ローラ６４の表面に電位差によって付着する。現像ローラ６４の表面のトナーｔは、規制ブレード６５によって付着厚さが均一になるよう調整されるとともに、当該現像ローラ６４の回転によって感光ドラム４１側へ送られる。
【００３０】
その後、感光ドラム４１と現像ローラ６４との接触部分において、現像ローラ６４の表面のトナーｔは、感光ドラム４１の前記ＬＥＤヘッド４３による露光部に相当する部分においてのみ、選択的に感光ドラム４１の表面へ移動する。この結果、感光ドラム４１の表面上にトナー像が形成される。
【００３１】
転写ローラ４５は、前記現像器４４の下流側に配置されるとともに、感光ドラム４１から用紙２（用紙搬送経路１６）を挟んで反対側に配置されている。また、この転写ローラ４５には高圧電源からの高電圧が印加されている。従って、感光ドラム４１の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム４１の回転によって転写ローラ４５側へ近づくように移動し、その電界吸引力によって用紙２に転写される。ただし、トナー像のトナーｔが用紙２に全て転写されることはなく、転写しきれなかったトナーは感光ドラム４１の表面に残留トナー（未転写トナー）ｔｒとして残留することになる。
【００３２】
導電性シート４６は転写ローラ４５の下流側に配置されており、感光ドラム４１の軸方向の長さをほぼ覆う幅を有する細長い長方形状に形成されている。この導電性シート４６は、例えばカーボンを分散させて形成した導電性プラスチックによりなり、数十μｍ〜数百μｍの厚みに形成するとともに、適宜の可撓性を有している。また、導電性シート４６の表面は平滑に構成されている。
【００３３】
導電性シート４６の短手方向一端はブラケット（支持部材）４７に固定され、このブラケット４７には超音波振動子（振動手段、振動部材）４８が固定されている。超音波振動子４８としては、例えばピエゾ素子を用いたものが考えられる。
【００３４】
前記導電性シート４６の短手方向他端（自由端）には、トナー捕捉部材４９が取り付けられている。このトナー捕捉部材４９は、例えば、スポンジや、短繊維の糸を素材とするブラシやフェルト等から構成することができる。また、トナー捕捉部材４９は、導電性シート４６の感光ドラム４１に対向する面（湾曲している凸側の面）を少なくとも一部覆うように設けられている。更に言えば、トナー捕捉部材４９は、導電性シート４６の感光ドラム４１に対する接触部分Ｐよりも、感光ドラム４１の回転方向下流側に配置されている。
【００３５】
導電性シート４６の短手方向一端は、前述のとおりブラケット４７に固着されている。そして、導電性シート４６はほぼ円弧状に湾曲するように弾性変形させ、その凸側の面を感光ドラム４１の表面に接触させている。また、感光ドラム４１の表面に対する導電性シート４６の接触部分Ｐは、当該導電性シート４６の短手方向中途部であり、導電性シート４６の他端（自由端）は感光ドラム４１に接触せず離間している。また、導電性シート４６の他端に設けられた前記トナー捕捉部材４９も、感光ドラム４１から離間するように配置されている。
【００３６】
以上の構成で、図示しない電源から導電性シート４６に所定のバイアス電圧を印加しつつ、超音波振動子４８に適宜の交流電圧を与える。すると、感光ドラム４１の表面の残留トナーｔｒは、その表面に接触しつつ振動する導電性シート４６により、感光ドラム４１の表面に均一に拡散（分散）される。
【００３７】
なお、導電性シート４６には前述のようにバイアス電圧が印加されているので、残留トナーｔｒはより効果的に分散されることになる。また、導電性シート４６の感光ドラム４１に対する接触面は平滑に構成されているので、残留トナーｔｒや紙粉等が導電性シート４６の表面に蓄積されることはない。
【００３８】
また、導電性シート４６はその短手方向中途部（接触部分Ｐ）が腹当て状態で感光ドラム４１に接触しているので、接触部分において導電性シート４６が過度にバタつくことがない。従って、感光ドラム４１の表面から残留トナーｔｒが飛散することを抑制でき、ＬＥＤヘッド４３の表面等のトナーによる汚染を回避できる。
【００３９】
また、導電性シート４６との接触によって残留トナーｔｒが巻き上げられた場合でも、その巻き上げられた残留トナーｔｒはトナー捕捉部材４９に捕捉される。従って、この意味でも、上述のようなＬＥＤヘッド４３のトナー汚染を回避することができる。
【００４０】
上記のように感光ドラム４１の表面に拡散された残留トナーｔｒは、当該感光ドラム４１の回転に伴って、下流側の帯電ブラシ４２を通過し、更にＬＥＤヘッド４３を通過する。ＬＥＤヘッド４３により露光された部分の残留トナーｔｒは、現像ローラ６４からのトナーｔとともに用紙２に転写される。未露光部分の残留トナーｔｒは、電位差により現像ローラ６４の表面に移動し、現像器４４に回収される。
【００４１】
上述した記録部１３の構成のうち、少なくとも感光ドラム４１、帯電ブラシ４２、導電性シート４６、ブラケット４７、超音波振動子４８、及びトナー捕捉部材４９は、合成樹脂製のハウジング５１に収納され、感光ドラムユニット５２として一体的に取り扱うことが可能になっている。また、少なくとも撹拌ブレード６２、供給ローラ６３、現像ローラ６４、及び規制ブレード６５は、合成樹脂製の前記トナー容器６１に取り付けられており、トナーカートリッジ６８として一体的に取り扱うことが可能になっている。感光ドラムユニット５２及びトナーカートリッジ６８は、複合機１に対し脱着可能に構成されており、必要に応じて交換することができる。
【００４２】
記録部１３において上述のように用紙２に転写された前記トナー像は、前記転写ローラ４５に近接して配置されている除電ブラシ５５によって電位を除かれる。用紙２は、感光ドラム４１の回転によって、用紙搬送経路１６の下流側の定着部１４へ送られる。
【００４３】
図１に示すように、定着部１４は、加熱源（ハロゲンランプ等）を内蔵するとともに回転駆動されるヒートローラ７１と、このヒートローラ７１に対向して配置されるプレスローラ７２と、を備えている。プレスローラ７２は図略の付勢バネによって、ヒートローラ７１に対して押し付けられている。この構成で、用紙２がヒートローラ７１とプレスローラ７２との間を通過すると、高温のヒートローラ７１の熱及びプレスローラ７２による圧力によって、トナー像のトナーｔが融解して用紙２に定着する。なお、定着部１４には、用紙２がヒートローラ７１に貼り付いたまま周囲に巻き付くことを防止するための分離爪７３が設けられている。
【００４４】
排紙部１５は、回転駆動される排紙ローラ７７と、排出された用紙２をストックする排紙トレイ７８と、を備えている。この構成で、定着部１４から送られてきた用紙２は、排紙ローラ７７とそれに対向配置される従動ローラとの間でニップされ、排紙トレイ７８上に排出される。
【００４５】
以上に説明したように、本実施形態の複合機１において、記録部１３における感光ドラムユニット５２は、感光ドラム４１と、この感光ドラム４１の表面を帯電させる帯電ブラシ４２と、を備える。そして、前記感光ドラム４１の表面に、複合機１本体側に備えられたＬＥＤヘッド４３によって静電潜像を形成した後、現像器４４によってトナー像を形成し、このトナー像を用紙２に転写可能である。前記感光ドラムユニット５２は、可撓性の導電性シート４６と、この導電性シート４６を振動させる超音波振動子４８と、を備える。そして、導電性シート４６にバイアス電圧を印加しつつ、前記導電性シート４６を前記感光ドラム４１の表面に接触させながら前記超音波振動子４８によって振動させることで、前記感光ドラム４１の表面の残留トナーｔｒを分散させるように構成している。
【００４６】
これにより、感光ドラム４１の表面の残留トナーを掻きとるクリーナを不要とする、いわゆるクリーナレス方式を実現できる。また、導電性シート４６の表面に残留トナーｔｒや紙粉が蓄積しないので、長年の使用によっても拡散効果が劣化しない。従って、長期間安定して残留トナーｔｒを現像器４４に回収させることができる。
【００４７】
また、図２に示すように、前記感光ドラムユニット５２は、前記導電性シート４６を支持するブラケット４７を備えるとともに、このブラケット４７に前記超音波振動子４８が取り付けられている。
【００４８】
これにより、ブラケット４７を介して導電性シート４６を（ハウジング５１に）確実に支持できる。また、超音波振動子４８はブラケット４７に取り付けられるので、超音波振動子４８の振動を導電性シート４６に確実に伝達させ、感光ドラム４１の表面の残留トナーｔｒを効果的に拡散させることができる。
【００４９】
ただし、超音波振動子４８に代えて振動モータを用いても良く、これによっても同様に導電性シート４６を効果的に振動させて残留トナーｔｒを拡散することができる。この振動モータとしては、例えば、電動モータの出力軸に偏心ウェイトを固定した公知のものを採用することができる。
【００５０】
また、図２に示すように、前記導電性シート４６は、湾曲状に弾性変形させた状態でその凸側の面を前記感光ドラム４１の表面に接触させている。
【００５１】
これにより、導電性シート４６の有する復元力によって、当該導電性シート４６を均等に感光ドラム４１の表面に接触させることができるので、残留トナーｔｒをムラなく拡散することができる。
【００５２】
また、図２に示すように、前記導電性シート４６は一端側（基端側）がブラケット４７を介して支持されるとともに、符号Ｐで示すように、その自由端以外の部分（短手方向中途部）を前記感光ドラム４１の表面に接触させている。
【００５３】
これにより、感光ドラム４１に接触する部分の導電性シート４６（前記接触部分Ｐ）が過度にバタつかないので、残留トナーｔｒの感光ドラム４１表面からの飛散による周囲の汚染を防止できる。
【００５４】
また、前記導電性シート４６の他端部（自由端部）には、トナー捕捉部材４９が備えられている。
【００５５】
これにより、導電性シート４６との接触部分において残留トナーｔｒが感光ドラム４１表面から飛散しても、トナー捕捉部材４９によって捕捉できるので、周囲の汚染を一層確実に防止できる。
【００５６】
また、前記トナー捕捉部材４９は前記感光ドラム４１から離間した位置に配置されている。
【００５７】
これにより、トナー捕捉部材４９が感光ドラム４１と擦れて捕捉能力を劣化させることを防止でき、感光ドラム４１の残留トナーｔｒの飛散を一層良好に抑制できる。
【００５８】
以上に説明した実施形態は、例えば以下のように変更することができる。
【００５９】
導電性シート４６は、カーボンを分散させたもののほか、例えば銀や銅等の金属微粒子を分散させた合成樹脂を素材とするものに変更することができる。また、非導電性のシートに表面処理することで導電性を付与し、導電性シートとすることが考えられる。
【００６０】
導電性シート４６を湾曲状に変形させつつ、短手方向の両端を支持して、その中途部を感光ドラム４１の表面に接触させる構成に変更することができる。
【００６１】
ハウジング５１の形状、導電性シート４６及びブラケット４７の形状、取付けの位置及び向き等は、適宜変更することができる。また、ブラケット４７の代わりにホルダ状の支持部材を採用することができる。
【００６２】
上記に例示した記録部１３は、複合機１に限らず、ファクシミリ機、コピー機、プリンタ等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合機の全体的な構成を示した正面図一部断面図。
【図２】記録部の様子を示す正面断面拡大図。
【符号の説明】
【００６４】
１  複合機（画像形成装置）
２  用紙（記録媒体）
１０  筐体
１１  原稿読取部
１２  給紙部
１３  記録部
１４  定着部
１５  排紙部
１６  用紙搬送経路
２１  上段トレイ
２２  下段トレイ
３１  フラッパ
３２  給紙ローラ
３３  フィードローラ
３４  レジストローラ
４１  感光ドラム
４２  帯電ブラシ（帯電器）
４３  ＬＥＤヘッド（露光器）
４４  現像器
４５  転写ローラ
４６  導電性シート
４７  ブラケット（支持部材）
４８  超音波振動子（振動手段）
４９  トナー捕捉部材
５１  ハウジング
５２  感光ドラムユニット
５５  除電ブラシ
６１  トナー容器
６２  撹拌ブレード
６３  供給ローラ
６４  現像ローラ
６５  規制ブレード
６８  トナーカートリッジ
７１  ヒートローラ
７２  プレスローラ
７３  分離爪
７７  排紙ローラ
７８  排紙トレイ
Ｐ  接触部分
ｔ  トナー
ｔｒ  残留トナー（未転写トナー）
【図１】
2007316549.tif 000003
【図２】
2007316549.tif 000004