(57)【要約】【課題】感光体ドラムの現像領域外（非画像領域）に残存トナーが付着することを防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】グリッド電極６８の単位面積当りの第２開口部７２の開口面積がグリッド部の単位面積当りの第１開口部７０の開口面積と比較して大きいため、感光体ドラム２４の非画像領域Ｙの電位が、感光体ドラム２４の画像領域Ｘの電位と比較して、小さくなる。これにより、現像スリーブ３８の外周面であって感光体ドラム２４の非画像領域Ｙに対応する部位に付着した残存トナーは、電位が相対的に低い感光体ドラム２４の非画像領域Ｙよりも電位が相対的に高い感光体ドラム２４の画像領域Ｘに移動するため、感光体ドラム２４の非画像領域Ｙに残存トナーが付着することを防止できる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電圧が印加されコロナ放電を発生させるコロナ放電部と、前記コロナ放電に伴うイオン量を調整する開口部が形成されたグリッド部と、前記コロナ放電により表面が負の電位に帯電される感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面にレーザ光を照射する露光部と、前記感光体ドラムの表面に負の電位に帯電したトナーを供給する現像部と、を有する画像形成装置であって、
前記開口部は、前記感光体ドラムの画像領域に対応する部位に形成された第１開口部と、前記感光体ドラムの非画像領域に対応する部位に形成された第２開口部と、で構成され、
前記グリッド部の単位面積当りの前記第２開口部の開口面積は、前記グリッド部の単位面積当りの前記第１開口部の開口面積と比較して大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
所定の電圧が印加されコロナ放電を発生させるコロナ放電部と、前記コロナ放電に伴うイオン量を調整する開口部が形成されたグリッド部と、前記コロナ放電により表面が正の電位に帯電される感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面にレーザ光を照射する露光部と、前記感光体ドラムの表面に正の電位に帯電したトナーを供給する現像部と、を有する画像形成装置であって、
前記開口部は、前記感光体ドラムの画像領域に対応する部位に形成された第１開口部と、前記感光体ドラムの非画像領域に対応する部位に形成された第２開口部と、で構成され、
前記グリッド部の単位面積当りの前記第２開口部の開口面積は、前記グリッド部の単位面積当りの前記第１開口部の開口面積と比較して大きいことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる画像形成装置に係り、特に、所謂スコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式の帯電デバイスを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の中には、所謂スコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式の帯電デバイスを備えたものが知られている。この帯電デバイスは、所定の電圧が印加される放電ワイヤと、コロナ放電のイオン量を調整する開口部が形成されたグリッド電極と、を備えている。放電ワイヤに所定の電圧が印加されることにより、コロナ放電が生じ、グリッド電極によりコロナ放電に伴うイオン量が調整されて、感光体ドラムの表面が負の電位に帯電される。そして、負の電位に帯電された感光体ドラムに対して、ＬＥＤヘッドからレーザ光が照射される。これにより、感光体ドラムのレーザ光が照射された部位では、負の電位が減衰する。このようにして、感光体ドラムにレーザ光が照射されることにより、感光体ドラムの表面に電位差を発生させ静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラムに、負の電位に帯電したトナーが付着された現像ローラが接触することにより、このトナーが感光体ドラムの負の電位が減衰した部位に付着する。これにより、感光体ドラムの静電潜像が可視像化（現像）される。
【特許文献１】実開平１−７３８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、現像ローラの表面を清掃するクリーナが設けられていないクリーナレスタイプの現像方式では、現像ローラの外周面であって感光体ドラムの現像領域外（非画像領域）に対応する部位にトナー（残存トナー）が付着すると、この残存トナーを除去することができなくなる。これにより、現像ローラの外周面であって感光体ドラムの現像領域外（非画像領域）に対応する部位に付着した残存トナーは、感光体ドラムの現像領域外（非画像領域）にリング状となって付着する。この結果、この残存トナーがグリッド電極や転写ローラなどの汚染の原因となってしまい、ひいては用紙に形成される画像の画質が低下する問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、感光体ドラムの現像領域外（非画像領域）に残存トナーが付着することを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、所定の電圧が印加されコロナ放電を発生させるコロナ放電部と、前記コロナ放電に伴うイオン量を調整する開口部が形成されたグリッド部と、前記コロナ放電により表面が負の電位に帯電される感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面にレーザ光を照射する露光部と、前記感光体ドラムの表面に負の電位に帯電したトナーを供給する現像部と、を有する画像形成装置であって、前記開口部は、前記感光体ドラムの画像領域に対応する部位に形成された第１開口部と、前記感光体ドラムの非画像領域に対応する部位に形成された第２開口部と、で構成され、前記グリッド部の単位面積当りの前記第２開口部の開口面積は、前記グリッド部の単位面積当りの前記第１開口部の開口面積と比較して大きいことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、所定の電圧が印加されコロナ放電を発生させるコロナ放電部と、前記コロナ放電に伴うイオン量を調整する開口部が形成されたグリッド部と、前記コロナ放電により表面が正の電位に帯電される感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面にレーザ光を照射する露光部と、前記感光体ドラムの表面に正の電位に帯電したトナーを供給する現像部と、を有する画像形成装置であって、前記開口部は、前記感光体ドラムの画像領域に対応する部位に形成された第１開口部と、前記感光体ドラムの非画像領域に対応する部位に形成された第２開口部と、で構成され、前記グリッド部の単位面積当りの前記第２開口部の開口面積は、前記グリッド部の単位面積当りの前記第１開口部の開口面積と比較して大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、コロナ放電部に所定の電圧が印加されると、コロナ放電が発生する。グリッド部の開口部によりコロナ放電に伴うイオン量が調整される。これにより、感光体ドラムの表面は、負の電位に帯電される。そして、感光体ドラムの表面には、露光部によりレーザ光が照射される。これにより、感光体ドラムの表面に静電潜像が形成される。さらに、負の電位に帯電されたトナーが現像部から感光体ドラムの表面に供給される。負の電位に帯電されたトナーが現像部から感光体ドラムの表面に供給されると、感光体ドラムのレーザ光が照射された部位で負の電位が減衰するため、この部位にトナーが付着する。これにより、感光体ドラムの静電潜像が可視像化（現像）される。
【０００８】
ここで、開口部は、感光体ドラムの画像領域に対応する部位に形成された第１開口部と、感光体ドラムの非画像領域に対応する部位に形成された第２開口部と、で構成されており、グリッド部の単位面積当りの第２開口部の開口面積がグリッド部の単位面積当りの第１開口部の開口面積と比較して大きいため、感光体ドラムの非画像領域の電位が、感光体ドラムの画像領域の電位と比較して、小さくなる（負の電位が大きくなる）。これにより、現像部の外周面であって感光体ドラムの非画像領域に対応する部位に付着した残存トナーは、電位が相対的に低い感光体ドラムの非画像領域よりも電位が相対的に高い感光体ドラムの画像領域に移動するため、感光体ドラムの非画像領域に残存トナーが付着することを防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、コロナ放電部に所定の電圧が印加されると、コロナ放電が発生する。グリッド部の開口部によりコロナ放電に伴うイオン量が調整される。これにより、感光体ドラムの表面は、正の電位に帯電される。そして、感光体ドラムの表面には、露光部によりレーザ光が照射される。これにより、感光体ドラムの表面に静電潜像が形成される。さらに、正の電位に帯電されたトナーが現像部から感光体ドラムの表面に供給される。正の電位に帯電されたトナーが現像部から感光体ドラムの表面に供給されると、感光体ドラムのレーザ光が照射された部位で正の電位が減衰するため、この部位にトナーが付着する。これにより、感光体ドラムの静電潜像が可視像化（現像）される。
【００１０】
ここで、開口部は、感光体ドラムの画像領域に対応する部位に形成された第１開口部と、感光体ドラムの非画像領域に対応する部位に形成された第２開口部と、で構成されており、グリッド部の単位面積当りの第２開口部の開口面積がグリッド部の単位面積当りの第１開口部の開口面積と比較して大きいため、感光体ドラムの非画像領域の電位が、感光体ドラムの画像領域の電位と比較して、大きくなる（正の電位が大きくなる）。これにより、現像部の外周面であって感光体ドラムの非画像領域に対応する部位に付着した残存トナーは、電位が相対的に高い感光体ドラムの非画像領域よりも電位が相対的に低い感光体ドラムの画像領域に移動するため、感光体ドラムの非画像領域に残存トナーが付着することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。本実施形態の画像形成装置は、スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。
【００１２】
図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を備えている。画像形成装置本体１２の内部の下部には、給紙カセット１４が配置されている。この給紙カセット１４は、各種サイズの用紙を収納しており、用紙を１枚ずつ搬送路１６へ繰り込むことができるようになっている。なお、画像形成装置本体１２には、フラットベッドスキャナとして機能する画像読取部（図示省略）と、画像読取りや記録の開始等を入力するための操作パネル（図示省略）と、がそれぞれ配置されている。さらに、画像形成装置本体１２の上部には、画像形成が終了した用紙が排出される排紙トレイ１８が設けられている。
【００１３】
また、給紙カセット１４の近傍には、１対のレジストローラ２０が配置されている。このレジストローラ２０により用紙の搬送姿勢及び搬送タイミングが調整され、用紙が搬送路１６に沿って後述の画像形成部２２に搬送される。
【００１４】
また、レジストローラ２０の用紙搬送方向下流側には、画像形成部２２が配置されている。この画像形成部２２は、感光体ドラム２４と、帯電デバイス２６と、ＬＥＤヘッド２８と、現像器ユニット３０と、転写ローラ３２と、クリーニングブレード３４と、定着デバイス３６と、で構成されている。なお、感光体ドラム２４と、帯電デバイス２６と、現像器ユニット３０と、クリーニングブレード３４と、がプロセスユニットとしてカートリッジに収容されて一体となっているように構成されていてもよい。
【００１５】
感光体ドラム２４は、その表面に有機感光体による光導電膜が形成されており、図示しない駆動源により所定の速度で回転するものである。この感光体ドラム２４の表面は、帯電デバイス２６により一定電圧に帯電される。
【００１６】
帯電デバイス２６は、所謂スコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式のものである。図２に示すように、この帯電デバイス２６は、半空間を形成するケーシング電極の略中心に針電極６６が配設されるとともに、感光体ドラム２４側にグリッド電極６８が配設されるようにして構成されている。帯電デバイス２６は、針電極６６に所定の電圧が印加されることによりコロナ放電が生じ、このコロナ放電によるイオン量をグリッド電極６８で抑制するものである。このコロナ放電により感光体ドラム２４の表面は負の電位に帯電する。なお、針電極６６に替えて、放電ワイヤを用いるようにしてもよい。
【００１７】
ここで、図３に示すように、グリッド電極６８の感光体ドラム２４の画像領域Ｘに対応する部位には複数の第１開口部７０が形成されており、グリッド電極６８の感光体ドラム２４の非画像領域Ｙに対応する部位には複数の第２開口部７２が形成されている。また、グリッド電極６８の単位面積当りの第２開口部７２の開口面積は、グリッド電極６８の単位面積当りの第１開口部７０の開口面積と比較して大きくなるように設定されている。本実施形態のように、グリッド電極６８の感光体ドラム２４の画像領域Ｘに対応する部位に複数の第１開口部７０が形成されており、グリッド電極６８の感光体ドラム２４の非画像領域Ｙに対応する部位に複数の第２開口部７２が形成されている構成では、グリッド電極６８の単位面積を占める複数の第２開口部７２の開口面積の総和は、グリッド電極６８の単位面積を占める第１開口部７０の開口面積の総和と比較して大きくなる。
【００１８】
また、グリッド電極６８の寸法の一例として、グリッド電極６８の厚み寸法が１０ｍｍ以上１２ｍｍ以下に設定されており、グリッド電極６８の幅方向（長手方向と直交する方向）の寸法Ａが１４ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設定されている。また、第１開口部７０の寸法の一例として、各第１開口部７０の幅方向（長手方向と直交する方向）の寸法Ｂが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定されており、幅方向（長手方向と直交する方向）隣接する第１開口部７０間の間隔の寸法Ｃが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定されている。さらに、第２開口部７２の寸法の一例として、各第２開口部７２の幅方向（長手方向と直交する方向）の寸法Ｄが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定されており、幅方向（長手方向と直交する方向）隣接する第２開口部７２間の間隔の寸法Ｅが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定されている。なお、第１開口部７０の長手方向の寸法Ｆと第２開口部７２の長手方向の寸法Ｇとは同じになるように設定されている。
【００１９】
ＬＥＤヘッド２８は、ＬＥＤアレイを記録画素数だけ並設して構成されている。ＬＥＤヘッド２８は、このＬＥＤアレイが発した光をセルフォックレンズアレイで感光体ドラム２４の表面に結像する所謂自己発光型のプリンタヘッドであり、感光体ドラム２４に対して画像情報に基づいて感光体ドラム２４の表面を選択的に露光して、表面に静電潜像を形成するものである。帯電バイアス２６により帯電された感光体ドラム２４の表面は、ＬＥＤヘッド２８により露光されることにより表面電位（負の電位）が減衰し、露光されていない部分との電位差により静電潜像が形成される。また、フラットヘッドスキャナとして機能する画像読取部が読み取った用紙の画像が電気信号としてＬＥＤヘッド２８に送信されるようになっている。
【００２０】
現像器ユニット３０は、負の電位を帯びたトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いるものである。この現像器ユニット３０は、感光体ドラム２４に対向して配置される現像スリーブ３８と、３本の攪拌体４０、４２、４４を備えている。３本の攪拌体４０、４２、４４により攪拌された現像剤が現像スリーブ３８に向けて移送され、現像スリーブ３８の表面上に担持された現像剤が感光体ドラム２４に供給される。感光体ドラム２４の表面上の静電潜像がトナーにて現像されることにより、トナー画像が形成される。
【００２１】
すなわち、図１に示すように、現像器ユニット３０は、現像スリーブ３８と、現像剤を収容する現像剤容器５０と、規制ブレード５２と、現像剤容器５０に収容された現像剤を攪拌しながら現像スリーブ３８に向けて移送する３本の攪拌体４０、４２、４４と、を備えている。この現像器ユニット３０は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を収容するものである。
【００２２】
現像スリーブ３８は、現像器ユニット３０が画像形成装置本体１２に装着された状態において感光体ドラム２４に近接した位置で回転可能となるように現像剤容器５０の側壁に支持されている。現像スリーブ３８は図示しない電気回路からバイアス電圧が印加されることにより、その表面が帯電することになる。攪拌によって帯電された現像剤が移送されてくることにより、現像スリーブ３８の表面に現像剤が担持される。そして、感光体ドラム２４の矢印方向（反時計回り）の軸回転に同調させて、図示しない駆動源により現像スリーブ３８を矢印方向（時計回り）に軸回転させると、感光体ドラム２４の静電潜像との電位差により現像スリーブ３８の表面に担持された現像剤が感光体ドラム２４に供給され、感光体ドラム２４の表面上の静電潜像が可視像化されトナー画像が形成される。
【００２３】
規制ブレード５２は、現像スリーブ３８の表面に近接されて現像剤容器５０に配設されている。この規制ブレード５２は、現像スリーブ３８の表面に担持された余分な現像剤を掻き落し、現像剤の層厚を一定に規制するものである。
【００２４】
図１に示すように、３本の攪拌体４０、４２、４４は、第１スクリュー４０と、第２スクリュー４２と、パドル４４と、で構成されている。第１スクリュー４０は、現像剤容器５０の内部に形成された第１攪拌室５４に回転可能となるように支持されている。また、第２スクリュー４２は、第１攪拌室５４に対して並列するように形成された第２攪拌室５６に回転可能となるように支持されている。これら第１スクリュー４０と、第２スクリュー４２と、パドル４４は、現像スリーブ３８の軸線に対して平行で相互に並列するように配置されている。
【００２５】
また、パドル４４は、放射状の薄い羽根部を備えており、図示しない駆動源により矢印方向（反時計回り）に軸回転されることにより、羽根部で現像剤を攪拌しながら現像スリーブ３８側へ移送する。
【００２６】
現像剤容器５０の底部は、各攪拌体４０、４２、４４にそれぞれ備えられた羽根部４０Ａ、４２Ａの回転動作の軌跡に沿うように断面円弧状に形成されている。そして、現像剤容器５０の底部であって第１スクリュー４０と第２スクリュー４２との間には、第１攪拌室５４と第２攪拌室５６とを区画する第１仕切壁５８が設けられている。この第１仕切壁５８は、各スクリュー４０、４２の軸方向にわたって延在するように形成されている。
【００２７】
また、現像剤容器５０の底部であって第２スクリュー４２とパドル４４との間には、第１仕切壁５８よりも高さが低い第２仕切壁６４が第２スクリュー４２とパドル４４の軸方向にわたって形成されている。
【００２８】
転写ローラ３２は、ＥＰＤＭ発泡体からなるローラであり、搬送路１６の対向位置において感光体ドラム２４に圧接されるようにして配置されている。この転写ローラ３２には、図示しない電気回路からバイアス電圧が印加されるようになっている。給紙カセット１４から搬送路１６を経て供給された用紙を感光体ドラム２４及び転写ローラ３２がニップしてバイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム２４の表面に形成されたトナー画像が用紙へ転写される。
【００２９】
クリーニングブレード３４は、転写後の感光体ドラム２４に圧接するように配置されている。このクリーニングブレード３４は、図示しない電気回路から所定の電圧が印加されることにより、感光体ドラム２４の表面に残留したトナーや紙粉を除去するとともに静電潜像を消去するものである。これにより、感光体ドラム２４の表面が清掃されて連続使用が可能となる。なお、クリーニングブレード３４の他に、クリーニングローラ等を用いる他の接触方式や非接触方式によるクリーニング法も採用でき、また、クリーニング部材を用いないクリーニングレス方式とすることもできる。
【００３０】
定着デバイス３６は、搬送路１６の対向位置にそれぞれ配置された加熱ローラ４６と加圧ローラ４８とで構成されている。この定着デバイス３６は、搬送路１６を搬送されてきた用紙の表面上のトナー画像を加熱及び加圧して固定するものである。加熱ローラ４６の表面はヒータにより所定の温度に維持されており、加熱ローラ４６に加圧ローラ４８が所定の圧力で圧接されている。トナー画像が転写された用紙が、加熱ローラ４６と加圧ローラ４８とでニップされることにより用紙上のトナーが溶融されて固定される。
【００３１】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０の作用について説明する。
【００３２】
針電極６６に所定の電圧が印加されると、コロナ放電が発生する。グリッド電極６８の各開口部７０、７２によりコロナ放電に伴うイオン量が調整される。これにより、感光体ドラム２４の表面は、負の電位に帯電される。そして、感光体ドラム２４の表面には、ＬＥＤヘッド２８によりレーザ光が照射される。これにより、レーザ光が照射された部位とレーザ光が照射されていない部位とで電位差が生じ、感光体ドラム２４の表面に静電潜像が形成される。さらに、負の電位に帯電されたトナーが現像スリーブ３８から感光体ドラム２４の表面に供給される。負の電位に帯電されたトナーが現像スリーブ３８から感光体ドラム２４の表面に供給されると、感光体ドラム２４のレーザ光が照射された部位で負の電位が減衰するため、この部位にトナーが付着する。これにより、感光体ドラム２４の静電潜像が可視像化（現像）される。
【００３３】
ここで、グリッド電極６８の単位面積当りの第２開口部７２の開口面積がグリッド部の単位面積当りの第１開口部７０の開口面積と比較して大きいため、感光体ドラム２４の非画像領域Ｙの電位が、感光体ドラム２４の画像領域Ｘの電位と比較して、小さくなる（負の電位が大きくなる）。これにより、現像スリーブ３８の外周面であって感光体ドラム２４の非画像領域Ｙに対応する部位に付着した残存トナーは、電位が相対的に低い感光体ドラム２４の非画像領域Ｙよりも電位が相対的に高い感光体ドラム２４の画像領域Ｘに移動するため、感光体ドラム２４の非画像領域Ｙに残存トナーが付着することを防止できる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、コロナ放電により感光体ドラム２４の表面に負の電位を帯電させ、また負の電位を帯びたトナーを用いた構成を説明したが、この構成に限られるものではなく、コロナ放電により感光体ドラム２４の表面に正の電位を帯電させ、また正の電位を帯びたトナーを用いた構成についても、本発明を容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を構成する帯電デバイスと感光体ドラムとの位置関係を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を構成する帯電デバイスの各開口部と感光体ドラムとの位置関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０      画像形成装置
２４      感光体ドラム
２８      ＬＥＤヘッド（露光部）
３８      現像スリーブ（現像部）
６６      針電極（コロナ放電部）
６８      グリッド電極（グリッド部）
７０      第１開口部（開口部）
７２      第２開口部（開口部）
【図１】
2007310094.tif 000003
【図２】
2007310094.tif 000004
【図３】
2007310094.tif 000005