帯電装置及び画像形成装置
【課題】 内部分極型帯電方式において、電極を潜像担持体に密着当接を行い、リーク現象を防止する。
【解決手段】 光透過性電極23を弾性ブレード22に設けると共に、該弾性ブレード22を感光ドラム１の表面に当接する際に弾性ブレード22が感光ドラム１の表面に当接するブレード当接領域ａ内に光透過性電極23を配置し、少なくとも弾性ブレード22が感光ドラム１から離間した離間領域ｃには光透過性電極23が存在しないように構成したことを特徴とする。
【解決手段】 光透過性電極23を弾性ブレード22に設けると共に、該弾性ブレード22を感光ドラム１の表面に当接する際に弾性ブレード22が感光ドラム１の表面に当接するブレード当接領域ａ内に光透過性電極23を配置し、少なくとも弾性ブレード22が感光ドラム１から離間した離間領域ｃには光透過性電極23が存在しないように構成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも光エネルギーを受けて電荷を発生させる電荷発生層を有する感光体等の潜像担持体を帯電させる帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体の要部改変を要することなく、無オゾンレスもしくは究極的低オゾン化、大幅な低電圧帯電が可能で、環境、電気的に安全性、電力コストの観点から充分寄与できる帯電装置として様々なものが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示される画像形成装置がある。この装置では、帯電装置は、電荷発生層に電荷を発生させる光を発する光源と、該光源からの光が通過可能な光通過電極と、該光通過性電極にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段を有する。そして、感光ドラムの一定領域に対して光通過性電極を介して光源からの光を照射しながら該光通過性電極にバイアス電圧を印加し、感光ドラムの移動方向における光照射領域の下流側を帯電状態を維持する。そして、該帯電状態の表面に露光ユニットにより静電潜像を形成するものである。
【０００４】
その他では、例えば特許文献２に示されるように、静電潜像技術により画像を形成する画像形成装置に使用され内部分極効果を有する感光体の帯電装置において、中程度の体積抵抗を有するエンドレスの可撓性透光体からなる帯電ベルトが設けられる。そして、互に離れて配置され、帯電ベルトを感光体に密接させるように作用し、それぞれ帯電ベルトより低い体積抵抗を有する接地された第１のローラが設けられる。そして、帯電ベルトの分極表面電位と逆極性でほぼ同電位にバイアスされた第２のローラが設けられる。そして、分極表面電位と同極性でほぼ同電位にバイアスされた第３のローラと、第１のローラと第２のローラとの間に配置され帯電ベルトを透して感光体を照射する光源とが設けられる。そして、帯電ベルトと感光体とがその密接部において互いに同方向等速度で移動するようにしたものがある。
【０００５】
上記のように構成した感光体の帯電装置は、第１及び第２のローラ間で、帯電ベルトに生じた傾度を有する電位と光源からの光照射とによって感光体の表面は第２のローラと逆極性すなわち分極表面電位に帯電する。
【０００６】
次に、第２及び第３のローラ間で、帯電ベルトの電位は分極表面電位と逆極性から同極同電位まで変化するが、感光体は光照射を受けないからその表面の帯電がそのまま保持される。第３のローラを過ぎて帯電ベルトが感光体と離れる時は、両者が同電位になっているから放電を起さず、有害物質を発生することがない。
【０００７】
また、第１乃至第３のローラを、その表面が弾性を有する導電性ローラで構成すれば、帯電ベルトに張力を与え、感光体に密接させることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−０８４５４５号公報
【特許文献２】特開平０４−１８６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の従来例のように、光エネルギーを受けて感光ドラムに電子対を発生させ、電界によって、感光ドラム表面を帯電させる内部分極型帯電方式の場合、電極部材と感光ドラムの密接性が重要である。密接性が不十分である場合、その部分が放電をして、白抜けあるいはムラという画像不良が発生してしまうという問題があった。また、特許文献１では光通過性電極を感光ドラムの表面に密接させるものではない。また、特許文献２では、帯電装置自体が複雑且つ大型になってしまうため、近年の装置の小型化、低コスト化に繋がらないものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための本発明に係る帯電装置の代表的な構成は、光エネルギーを受けて電荷を発生させる電荷発生層を有する潜像担持体と、前記電荷発生層に電荷を発生させる光を発する光源と、前記潜像担持体の表面と、該潜像担持体の内部に電界を形成する電極と、前記電極にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記電極を前記潜像担持体の表面に密着させる絶縁性を有し且つ透明体からなる弾性ブレードとを有し、前記光源から発する光エネルギーを受けて前記電荷発生層に電荷を発生させ、前記バイアス電圧印加手段により前記電極にバイアス電圧を印加することによって形成された電界によって、前記電荷発生層に発生した電荷を前記潜像担持体の表面に移動させて該潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置において、前記電極を前記弾性ブレードに設けると共に、該弾性ブレードを前記潜像担持体の表面に当接する際に前記弾性ブレードが前記潜像担持体の表面に当接する当接領域内に前記電極を配置し、少なくとも前記弾性ブレードが前記潜像担持体から離間した離間領域には前記電極が存在しないように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電極と潜像担持体との密接性を確保でき、電極が潜像担持体から離間した部分から放電して発生する白抜けやムラ等の画像不良を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る帯電装置の第１実施形態を備えた画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】第１実施形態において潜像担持体の周りの構成を示す概略断面図である。
【図３】第１実施形態の帯電ユニットの構成を示す拡大模式図である。
【図４】帯電メカニズムを説明する図である。
【図５】比較例の構成を示す拡大模式図である。
【図６】第２実施形態において潜像担持体の周りの構成を示す概略断面図である。
【図７】第３実施形態において潜像担持体の周りの構成を示す概略断面図である。
【図８】第３実施形態のクリーニングブレードの廃トナー汚れを示す模式図である。
【図９】第３実施形態のクリーニングユニットの拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
以下に図１〜図４を用いて、本発明に係る帯電装置の第１実施形態を備えた画像形成装置の構成について説明する。
【００１４】
図１において、光エネルギーを受けて電荷を発生させる電荷発生層12を有する潜像担持体（静電潜像担持体）としての感光ドラム１は、図１の矢印Ｅ方向に回転する。感光ドラム１は、電荷発生層12に電荷を発生させる光21ａを発する光源21からの照射により、電荷発生層12には、正負の電子対が発生する。その後、潜像担持体となる感光ドラム１の表面と、該感光ドラム１の内部に電界を形成する光透過性電極23にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段となる電源25から−４００Ｖの負電位の電圧を印加する。そして、感光ドラム１の導電性を有するアルミ層からなるドラム基体11をアース（グランド）とする。これにより、感光ドラム１の内部に電位差を生じさせる。すると、電荷発生層12に発生した正負の電子対のうち、正の電位が感光ドラム１の表面に運ばれ、該感光ドラム１の表面が一様に帯電される。次に、画像情報に応じて露光する露光手段となる露光ユニット３によって、レーザ光からなる露光光３ａが照射され、感光ドラム１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム１の回転によって、静電潜像は、現像装置４の位置に達し、そこで、トナー画像として可視像化される。
【００１５】
可視像化された感光ドラム１上のトナー画像は、転写ローラ５によって転写材としての記録メディアＨに転写される。転写されずに感光ドラム１上に残存した転写残トナーは、クリーニング手段となるクリーニングブレード６により掻き取られ、廃トナー容器７に収納される。クリーニングされた感光ドラム１は上述の動作を繰り返して画像形成を行う。一方、トナー画像が転写された記録メディアＨは、定着装置８によって永久定着された後、機外に排出される。
【００１６】
図２は本発明に係る帯電装置の第１実施形態の感光ドラム１の周りの構成を示す概略断面図である。図２において、感光ドラム１の周りには、図２の時計周りに、帯電ユニット２、露光ユニット３、現像装置４、転写手段としての転写ローラ５、クリーニング手段となるクリーニングブレード６が設けられている。
【００１７】
次に帯電ユニット２について図３を用いて説明する。図３は帯電ユニット２の拡大模式図である。帯電ユニット２には、光を透過可能な光透過性電極23と、該光透過性電極23を感光ドラム１の表面に密着当接するための絶縁性を有し且つ透明体からなる弾性ブレード22と、光21ａを照射する光源21を有している。弾性ブレード22は絶縁部材で構成されており、光を透過させるために透明体であるウレタン又はシリコーンから出来ている。そして、弾性ブレード22は感光ドラム１の表面に密着当接させるように弾性体で構成されている。光透過性電極23の材質としては、Ｉｎ２Ｏ３・ＳｎＯ２（酸化インジウム・酸化すず）等が採用できる。
【００１８】
本実施形態において、光源21から発する光エネルギーを受けて電荷発生層12に電荷を発生させる。そして、バイアス電圧印加手段となる電源25により光透過性電極23にバイアス電圧を印加することによって形成された電界によって、電荷発生層12に発生した電荷を感光ドラム１の表面に移動させて該感光ドラム１の表面を帯電させる。そして、光透過性電極23を弾性ブレード22に設けると共に、該弾性ブレード22を感光ドラム１の表面に当接する際に弾性ブレード22が感光ドラム１の表面に当接するブレード当接領域ａ内（当接領域内）に光透過性電極23を配置する。そして、少なくとも弾性ブレード22が感光ドラム１から離間した離間領域ｃには光透過性電極23が存在しないように構成したものである。
【００１９】
次に図４を用いて、帯電ユニット２による感光ドラム１の表面の帯電メカニズムについて説明する。感光ドラム１は、その内側から順に、アルミニウム等の導電性のドラム基体11と、光を受けて電荷を発生させる電荷発生層12と、電荷の移動を担う電荷輸送層13を有している。電荷発生層12は光半導体で形成されており、光源21から発せられる光21ａは電荷発生層12の光半導体に対して電荷を発生させ得る感応光である。図４（ａ）に示すように、光源21からの光21ａが透明体からなる弾性ブレード22、光透過性電極23及び電荷輸送層13を透過して電荷発生層12に当たると、該電荷発生層12において正負の電荷が発生する。その後、正負の電荷が再結合する前にアース（グランド）されたドラム基体11と、電源25により負電圧が印加された光透過性電極23との間に電場をかける。これにより、図４（ｂ）に示すように、電荷発生層12において発生した正負の電荷は、アース（グランド）されたドラム基体11と、電源25により負電圧が印加された光透過性電極23の各電極の極性に対応して分離されて帯電状態となる。そして、図４（ｃ）に示すように、感光ドラム１の回転によって移動することにより、光21ａの照射領域から外れて暗中に移行する。これは実質的に光照射の停止又は遮断となり、電荷は移動し難くなり、露光ユニット３による画像書き込み領域において帯電状態が維持されることになる。但し、ホール輸送材の場合はバイアス電圧の＋，−の極性が逆となる。
【００２０】
このように、感光ドラム１に感応光を照射しながらバイアス電圧を印加することにより帯電状態を得ることができ、この光21ａの照射領域から感光ドラム１が移動することにより帯電状態が維持される。本実施形態におけるバイアス電圧は、電荷発生層12の電荷を分離することを主目的とする。このため、オゾンを発生させないレベルは勿論のこと、バイアス電圧が５０Ｖ〜３５０Ｖ程度でも良好な帯電状態を得ることができ、大幅な低電圧化、大幅な電力コストダウンを実現できる。
【００２１】
また、図３（ａ）中において、弾性ブレード22は、感光ドラム１の表面に密着当接するために、感光ドラム１の表面に対して侵入量が１．５ｍｍで当接されている。弾性ブレード22の感光ドラム１の表面に密着当接している領域は図３中のブレード当接領域ａであり、光透過性電極23の幅はそのブレード当接領域ａよりも小さい図３中の電極当接領域ｂである。そして、弾性ブレード22は絶縁材で構成されており、感光ドラム１と弾性ブレード22とが離間した部分は電気的に絶縁されている。このため、光透過性電極23にバイアス電圧が印加されても図３中の弾性ブレード22と感光ドラム１とが離間する離間領域ｃでは、最初は、剥離放電を多少したとしても弾性ブレード22が絶縁性を有するために、剥離放電分の電荷が弾性ブレード22に蓄積する。その後、継続的な剥離放電は生じない。そのため、リークによる白抜け等の画像不良が防止できる。
【００２２】
また、図３（ｂ）に示したように、光21ａを照射した後、すぐに、光透過性電極23を配置させても図３（ａ）の構成と同様の効果を得ることが出来る。ただし、図３（ｂ）中の領域ｄで示した光21ａが通過する弾性ブレード22は透明である。
【００２３】
ここで、図５に示す比較例を用いて、本実施形態の効果について詳細に説明する。図５に示す比較例の構成は、弾性ブレード22に配置する電極200が、感光ドラム１と弾性ブレード22とが離間する離間領域ｃにまで亘って存在しているように構成したものである。その他の構成は、前記第１実施形態の構成と同様であるため共通するものは同じ符号を用いて詳細な説明は省略する。
【００２４】
図５に示す比較例では、電極200が、感光ドラム１と弾性ブレード22とが離間している離間領域ｃまで存在すると、感光ドラム１の表面は約＋３００Ｖに帯電されており、電極200には−４００Ｖが印加されている。このため、そこの離間領域ｃでは、放電が起きてしまう。そのため、その先の図５中の領域ｅの位置の電位は、放電によって再帯電されてしまうため、感光ドラム１の表面の領域ｅの電位がマイナス側に落ち込んでしまう。したがって、画像は、リークによる白抜けやムラが生じてしまう。
【００２５】
それに対して、本実施形態のように、弾性ブレード22と感光ドラム１とが離れている離間領域ｃには、光透過性電極23が存在しない配置にする。これにより、最初は、剥離放電を多少したとしても弾性ブレード22が絶縁性を有するために、剥離放電分の電荷が弾性ブレード22に蓄積し、その後、継続的な剥離放電は生じない。そのため、リークによる白抜け等の画像不良が防止できる。
【実施例２】
【００２６】
次に図６を用いて本発明に係る帯電装置を備えた画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
前記第１実施形態では、光源21を用いて、感光ドラム１の表面を一様に帯電したものである。本実施形態では、光透過性電極23を感光ドラム１の表面に密着させる絶縁性を有し且つ透明体からなる弾性ブレード30内の光透過性電極23に露光手段となる露光ユニット３から出射されるレーザ光からなる露光光３ａを直接照射する（直接通す）。これにより、露光光３ａが当たった部分と、露光光３ａが当たらなかった部分とで感光ドラム１の表面に電位差が生じ、その電位差を潜像部として、そのまま現像を行う構成としたものである。
【００２８】
図６において、画像情報に応じて露光する露光手段となる露光ユニット３からの露光光３ａを直接、弾性ブレード30内の光透過性電極23に照射させる。このため、該弾性ブレード30の光路を保つために、弾性ブレード30に光を通す光路となるライトガイド31を兼ねた弾性ブレード30を用いる。本実施形態では、少なくともライトガイド31の部分が透明な弾性ブレード30となっており、該ライトガイド31として別部材を用いて光路を構成しても良い。
【００２９】
このように、弾性ブレード30に設けた光透過性電極23に露光光３ａを直接照射させることで、帯電、露光の工程が一箇所に集約することになるため、感光ドラム１の周りの配置の自由度が増し、且つ感光ドラム１を小型化することが出来る。それによって、画像形成装置の小型化が可能となる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様な効果を得ることが出来る。
【実施例３】
【００３０】
次に図７〜図９を用いて本発明に係る帯電装置を備えた画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本実施形態では、感光ドラム１の表面の残留現像剤である残留トナーをクリーニングするクリーニング手段となるクリーニングブレード61が弾性ブレードを兼ねて構成したものである。弾性ブレードを兼ねるクリーニングブレード61は光を透過可能な光透過性電極64を感光ドラム１の表面に密着させる絶縁性を有し且つ透明体により構成したものである。光透過性電極64は感光ドラム１の表面と、該感光ドラム１の内部に電界を形成する。
【００３２】
図７に示すように、前述の弾性ブレードをクリーニングブレード61として構成した場合、残留トナーが存在する領域以外で光透過性電極64を配置する。本発明者等の検討において、画像形成装置を動作させた後のクリーニングブレード61を観察した。すると、図８（ａ）に示すように、クリーニングブレード61の感光ドラム１の当接位置面には、残留トナーが存在しない領域（図８中の斜線で示す領域）ｆが存在することが分かった。これは、クリーニングブレード61が感光ドラム１と密着している部分である。そこで、図８（ｂ）に示すように、この領域ｆの部分に光透過性電極64を配置する。光透過性電極64は、図８（ｂ）に示すように、クリーニングブレード61に嵌め込むように設置して、光透過性電極64の感光ドラム１側の面が突出しないように構成する。
【００３３】
このように構成することで、確実に露光光３ａを感光ドラム１の表面に照射できるだけでなく、残留トナーの汚れによる露光光３ａが遮られることも防止できる。且つクリーニング、帯電、露光という工程が一箇所に集約できるために、装置の大幅な小型化を実現できる。
【００３４】
本実施形態のクリーニングユニット60について、図９を用いて詳しく説明する。図９はクリーニングユニット60と感光ドラム１とが当接している部分の拡大概略図である。クリーニングユニット60は、感光ドラム１の表面に当接して、残留トナーを掻き落とすためのクリーニングブレード61と、掻き落としたトナーを回収する廃トナー容器７を有する。そして、該廃トナー容器７から廃トナーが漏れないように封をするすくいシート63と、感光ドラム１の表面に当接する位置に設けられた光透過性電極64を有する。そして、露光光３ａの折り返しミラー65と、露光光３ａが通り易くするためのライトガイド66を有して構成されている。
【００３５】
クリーニングブレード61は、透明なウレタン又はシリコンで出来ており、柔軟性を持っている。クリーニングブレード61は、感光ドラム１の表面に対して光透過性電極64のエッジからおよそ１００μｍ以上のニップ幅があるように当接する図９中のａで示すブレード当接領域の幅がニップ幅である。その当接位置に光透過性電極64を配置する。光透過性電極64の幅は、クリーニングブレード61と感光ドラム１とのニップ幅となるブレード当接領域ａに対して短くした図９中の電極当接領域ｂが光透過性電極64の幅である。光透過性電極64の材質としては、Ｉｎ２Ｏ３・ＳｎＯ２（酸化インジウム・酸化すず）等が採用できる。露光光３ａは、ライトガイド66を通り透明体のクリーニングブレード61と、光透過性電極64を通過し、感光ドラム１の電荷発生層12に到達するように構成される。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様な効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【００３６】
１ …感光ドラム(潜像担持体)
22 …弾性ブレード
23 …光透過性電極
ａ …ブレード当接領域
ｃ …離間領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも光エネルギーを受けて電荷を発生させる電荷発生層を有する感光体等の潜像担持体を帯電させる帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体の要部改変を要することなく、無オゾンレスもしくは究極的低オゾン化、大幅な低電圧帯電が可能で、環境、電気的に安全性、電力コストの観点から充分寄与できる帯電装置として様々なものが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示される画像形成装置がある。この装置では、帯電装置は、電荷発生層に電荷を発生させる光を発する光源と、該光源からの光が通過可能な光通過電極と、該光通過性電極にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段を有する。そして、感光ドラムの一定領域に対して光通過性電極を介して光源からの光を照射しながら該光通過性電極にバイアス電圧を印加し、感光ドラムの移動方向における光照射領域の下流側を帯電状態を維持する。そして、該帯電状態の表面に露光ユニットにより静電潜像を形成するものである。
【０００４】
その他では、例えば特許文献２に示されるように、静電潜像技術により画像を形成する画像形成装置に使用され内部分極効果を有する感光体の帯電装置において、中程度の体積抵抗を有するエンドレスの可撓性透光体からなる帯電ベルトが設けられる。そして、互に離れて配置され、帯電ベルトを感光体に密接させるように作用し、それぞれ帯電ベルトより低い体積抵抗を有する接地された第１のローラが設けられる。そして、帯電ベルトの分極表面電位と逆極性でほぼ同電位にバイアスされた第２のローラが設けられる。そして、分極表面電位と同極性でほぼ同電位にバイアスされた第３のローラと、第１のローラと第２のローラとの間に配置され帯電ベルトを透して感光体を照射する光源とが設けられる。そして、帯電ベルトと感光体とがその密接部において互いに同方向等速度で移動するようにしたものがある。
【０００５】
上記のように構成した感光体の帯電装置は、第１及び第２のローラ間で、帯電ベルトに生じた傾度を有する電位と光源からの光照射とによって感光体の表面は第２のローラと逆極性すなわち分極表面電位に帯電する。
【０００６】
次に、第２及び第３のローラ間で、帯電ベルトの電位は分極表面電位と逆極性から同極同電位まで変化するが、感光体は光照射を受けないからその表面の帯電がそのまま保持される。第３のローラを過ぎて帯電ベルトが感光体と離れる時は、両者が同電位になっているから放電を起さず、有害物質を発生することがない。
【０００７】
また、第１乃至第３のローラを、その表面が弾性を有する導電性ローラで構成すれば、帯電ベルトに張力を与え、感光体に密接させることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−０８４５４５号公報
【特許文献２】特開平０４−１８６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の従来例のように、光エネルギーを受けて感光ドラムに電子対を発生させ、電界によって、感光ドラム表面を帯電させる内部分極型帯電方式の場合、電極部材と感光ドラムの密接性が重要である。密接性が不十分である場合、その部分が放電をして、白抜けあるいはムラという画像不良が発生してしまうという問題があった。また、特許文献１では光通過性電極を感光ドラムの表面に密接させるものではない。また、特許文献２では、帯電装置自体が複雑且つ大型になってしまうため、近年の装置の小型化、低コスト化に繋がらないものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための本発明に係る帯電装置の代表的な構成は、光エネルギーを受けて電荷を発生させる電荷発生層を有する潜像担持体と、前記電荷発生層に電荷を発生させる光を発する光源と、前記潜像担持体の表面と、該潜像担持体の内部に電界を形成する電極と、前記電極にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記電極を前記潜像担持体の表面に密着させる絶縁性を有し且つ透明体からなる弾性ブレードとを有し、前記光源から発する光エネルギーを受けて前記電荷発生層に電荷を発生させ、前記バイアス電圧印加手段により前記電極にバイアス電圧を印加することによって形成された電界によって、前記電荷発生層に発生した電荷を前記潜像担持体の表面に移動させて該潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置において、前記電極を前記弾性ブレードに設けると共に、該弾性ブレードを前記潜像担持体の表面に当接する際に前記弾性ブレードが前記潜像担持体の表面に当接する当接領域内に前記電極を配置し、少なくとも前記弾性ブレードが前記潜像担持体から離間した離間領域には前記電極が存在しないように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電極と潜像担持体との密接性を確保でき、電極が潜像担持体から離間した部分から放電して発生する白抜けやムラ等の画像不良を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る帯電装置の第１実施形態を備えた画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】第１実施形態において潜像担持体の周りの構成を示す概略断面図である。
【図３】第１実施形態の帯電ユニットの構成を示す拡大模式図である。
【図４】帯電メカニズムを説明する図である。
【図５】比較例の構成を示す拡大模式図である。
【図６】第２実施形態において潜像担持体の周りの構成を示す概略断面図である。
【図７】第３実施形態において潜像担持体の周りの構成を示す概略断面図である。
【図８】第３実施形態のクリーニングブレードの廃トナー汚れを示す模式図である。
【図９】第３実施形態のクリーニングユニットの拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
以下に図１〜図４を用いて、本発明に係る帯電装置の第１実施形態を備えた画像形成装置の構成について説明する。
【００１４】
図１において、光エネルギーを受けて電荷を発生させる電荷発生層12を有する潜像担持体（静電潜像担持体）としての感光ドラム１は、図１の矢印Ｅ方向に回転する。感光ドラム１は、電荷発生層12に電荷を発生させる光21ａを発する光源21からの照射により、電荷発生層12には、正負の電子対が発生する。その後、潜像担持体となる感光ドラム１の表面と、該感光ドラム１の内部に電界を形成する光透過性電極23にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段となる電源25から−４００Ｖの負電位の電圧を印加する。そして、感光ドラム１の導電性を有するアルミ層からなるドラム基体11をアース（グランド）とする。これにより、感光ドラム１の内部に電位差を生じさせる。すると、電荷発生層12に発生した正負の電子対のうち、正の電位が感光ドラム１の表面に運ばれ、該感光ドラム１の表面が一様に帯電される。次に、画像情報に応じて露光する露光手段となる露光ユニット３によって、レーザ光からなる露光光３ａが照射され、感光ドラム１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム１の回転によって、静電潜像は、現像装置４の位置に達し、そこで、トナー画像として可視像化される。
【００１５】
可視像化された感光ドラム１上のトナー画像は、転写ローラ５によって転写材としての記録メディアＨに転写される。転写されずに感光ドラム１上に残存した転写残トナーは、クリーニング手段となるクリーニングブレード６により掻き取られ、廃トナー容器７に収納される。クリーニングされた感光ドラム１は上述の動作を繰り返して画像形成を行う。一方、トナー画像が転写された記録メディアＨは、定着装置８によって永久定着された後、機外に排出される。
【００１６】
図２は本発明に係る帯電装置の第１実施形態の感光ドラム１の周りの構成を示す概略断面図である。図２において、感光ドラム１の周りには、図２の時計周りに、帯電ユニット２、露光ユニット３、現像装置４、転写手段としての転写ローラ５、クリーニング手段となるクリーニングブレード６が設けられている。
【００１７】
次に帯電ユニット２について図３を用いて説明する。図３は帯電ユニット２の拡大模式図である。帯電ユニット２には、光を透過可能な光透過性電極23と、該光透過性電極23を感光ドラム１の表面に密着当接するための絶縁性を有し且つ透明体からなる弾性ブレード22と、光21ａを照射する光源21を有している。弾性ブレード22は絶縁部材で構成されており、光を透過させるために透明体であるウレタン又はシリコーンから出来ている。そして、弾性ブレード22は感光ドラム１の表面に密着当接させるように弾性体で構成されている。光透過性電極23の材質としては、Ｉｎ２Ｏ３・ＳｎＯ２（酸化インジウム・酸化すず）等が採用できる。
【００１８】
本実施形態において、光源21から発する光エネルギーを受けて電荷発生層12に電荷を発生させる。そして、バイアス電圧印加手段となる電源25により光透過性電極23にバイアス電圧を印加することによって形成された電界によって、電荷発生層12に発生した電荷を感光ドラム１の表面に移動させて該感光ドラム１の表面を帯電させる。そして、光透過性電極23を弾性ブレード22に設けると共に、該弾性ブレード22を感光ドラム１の表面に当接する際に弾性ブレード22が感光ドラム１の表面に当接するブレード当接領域ａ内（当接領域内）に光透過性電極23を配置する。そして、少なくとも弾性ブレード22が感光ドラム１から離間した離間領域ｃには光透過性電極23が存在しないように構成したものである。
【００１９】
次に図４を用いて、帯電ユニット２による感光ドラム１の表面の帯電メカニズムについて説明する。感光ドラム１は、その内側から順に、アルミニウム等の導電性のドラム基体11と、光を受けて電荷を発生させる電荷発生層12と、電荷の移動を担う電荷輸送層13を有している。電荷発生層12は光半導体で形成されており、光源21から発せられる光21ａは電荷発生層12の光半導体に対して電荷を発生させ得る感応光である。図４（ａ）に示すように、光源21からの光21ａが透明体からなる弾性ブレード22、光透過性電極23及び電荷輸送層13を透過して電荷発生層12に当たると、該電荷発生層12において正負の電荷が発生する。その後、正負の電荷が再結合する前にアース（グランド）されたドラム基体11と、電源25により負電圧が印加された光透過性電極23との間に電場をかける。これにより、図４（ｂ）に示すように、電荷発生層12において発生した正負の電荷は、アース（グランド）されたドラム基体11と、電源25により負電圧が印加された光透過性電極23の各電極の極性に対応して分離されて帯電状態となる。そして、図４（ｃ）に示すように、感光ドラム１の回転によって移動することにより、光21ａの照射領域から外れて暗中に移行する。これは実質的に光照射の停止又は遮断となり、電荷は移動し難くなり、露光ユニット３による画像書き込み領域において帯電状態が維持されることになる。但し、ホール輸送材の場合はバイアス電圧の＋，−の極性が逆となる。
【００２０】
このように、感光ドラム１に感応光を照射しながらバイアス電圧を印加することにより帯電状態を得ることができ、この光21ａの照射領域から感光ドラム１が移動することにより帯電状態が維持される。本実施形態におけるバイアス電圧は、電荷発生層12の電荷を分離することを主目的とする。このため、オゾンを発生させないレベルは勿論のこと、バイアス電圧が５０Ｖ〜３５０Ｖ程度でも良好な帯電状態を得ることができ、大幅な低電圧化、大幅な電力コストダウンを実現できる。
【００２１】
また、図３（ａ）中において、弾性ブレード22は、感光ドラム１の表面に密着当接するために、感光ドラム１の表面に対して侵入量が１．５ｍｍで当接されている。弾性ブレード22の感光ドラム１の表面に密着当接している領域は図３中のブレード当接領域ａであり、光透過性電極23の幅はそのブレード当接領域ａよりも小さい図３中の電極当接領域ｂである。そして、弾性ブレード22は絶縁材で構成されており、感光ドラム１と弾性ブレード22とが離間した部分は電気的に絶縁されている。このため、光透過性電極23にバイアス電圧が印加されても図３中の弾性ブレード22と感光ドラム１とが離間する離間領域ｃでは、最初は、剥離放電を多少したとしても弾性ブレード22が絶縁性を有するために、剥離放電分の電荷が弾性ブレード22に蓄積する。その後、継続的な剥離放電は生じない。そのため、リークによる白抜け等の画像不良が防止できる。
【００２２】
また、図３（ｂ）に示したように、光21ａを照射した後、すぐに、光透過性電極23を配置させても図３（ａ）の構成と同様の効果を得ることが出来る。ただし、図３（ｂ）中の領域ｄで示した光21ａが通過する弾性ブレード22は透明である。
【００２３】
ここで、図５に示す比較例を用いて、本実施形態の効果について詳細に説明する。図５に示す比較例の構成は、弾性ブレード22に配置する電極200が、感光ドラム１と弾性ブレード22とが離間する離間領域ｃにまで亘って存在しているように構成したものである。その他の構成は、前記第１実施形態の構成と同様であるため共通するものは同じ符号を用いて詳細な説明は省略する。
【００２４】
図５に示す比較例では、電極200が、感光ドラム１と弾性ブレード22とが離間している離間領域ｃまで存在すると、感光ドラム１の表面は約＋３００Ｖに帯電されており、電極200には−４００Ｖが印加されている。このため、そこの離間領域ｃでは、放電が起きてしまう。そのため、その先の図５中の領域ｅの位置の電位は、放電によって再帯電されてしまうため、感光ドラム１の表面の領域ｅの電位がマイナス側に落ち込んでしまう。したがって、画像は、リークによる白抜けやムラが生じてしまう。
【００２５】
それに対して、本実施形態のように、弾性ブレード22と感光ドラム１とが離れている離間領域ｃには、光透過性電極23が存在しない配置にする。これにより、最初は、剥離放電を多少したとしても弾性ブレード22が絶縁性を有するために、剥離放電分の電荷が弾性ブレード22に蓄積し、その後、継続的な剥離放電は生じない。そのため、リークによる白抜け等の画像不良が防止できる。
【実施例２】
【００２６】
次に図６を用いて本発明に係る帯電装置を備えた画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
前記第１実施形態では、光源21を用いて、感光ドラム１の表面を一様に帯電したものである。本実施形態では、光透過性電極23を感光ドラム１の表面に密着させる絶縁性を有し且つ透明体からなる弾性ブレード30内の光透過性電極23に露光手段となる露光ユニット３から出射されるレーザ光からなる露光光３ａを直接照射する（直接通す）。これにより、露光光３ａが当たった部分と、露光光３ａが当たらなかった部分とで感光ドラム１の表面に電位差が生じ、その電位差を潜像部として、そのまま現像を行う構成としたものである。
【００２８】
図６において、画像情報に応じて露光する露光手段となる露光ユニット３からの露光光３ａを直接、弾性ブレード30内の光透過性電極23に照射させる。このため、該弾性ブレード30の光路を保つために、弾性ブレード30に光を通す光路となるライトガイド31を兼ねた弾性ブレード30を用いる。本実施形態では、少なくともライトガイド31の部分が透明な弾性ブレード30となっており、該ライトガイド31として別部材を用いて光路を構成しても良い。
【００２９】
このように、弾性ブレード30に設けた光透過性電極23に露光光３ａを直接照射させることで、帯電、露光の工程が一箇所に集約することになるため、感光ドラム１の周りの配置の自由度が増し、且つ感光ドラム１を小型化することが出来る。それによって、画像形成装置の小型化が可能となる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様な効果を得ることが出来る。
【実施例３】
【００３０】
次に図７〜図９を用いて本発明に係る帯電装置を備えた画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本実施形態では、感光ドラム１の表面の残留現像剤である残留トナーをクリーニングするクリーニング手段となるクリーニングブレード61が弾性ブレードを兼ねて構成したものである。弾性ブレードを兼ねるクリーニングブレード61は光を透過可能な光透過性電極64を感光ドラム１の表面に密着させる絶縁性を有し且つ透明体により構成したものである。光透過性電極64は感光ドラム１の表面と、該感光ドラム１の内部に電界を形成する。
【００３２】
図７に示すように、前述の弾性ブレードをクリーニングブレード61として構成した場合、残留トナーが存在する領域以外で光透過性電極64を配置する。本発明者等の検討において、画像形成装置を動作させた後のクリーニングブレード61を観察した。すると、図８（ａ）に示すように、クリーニングブレード61の感光ドラム１の当接位置面には、残留トナーが存在しない領域（図８中の斜線で示す領域）ｆが存在することが分かった。これは、クリーニングブレード61が感光ドラム１と密着している部分である。そこで、図８（ｂ）に示すように、この領域ｆの部分に光透過性電極64を配置する。光透過性電極64は、図８（ｂ）に示すように、クリーニングブレード61に嵌め込むように設置して、光透過性電極64の感光ドラム１側の面が突出しないように構成する。
【００３３】
このように構成することで、確実に露光光３ａを感光ドラム１の表面に照射できるだけでなく、残留トナーの汚れによる露光光３ａが遮られることも防止できる。且つクリーニング、帯電、露光という工程が一箇所に集約できるために、装置の大幅な小型化を実現できる。
【００３４】
本実施形態のクリーニングユニット60について、図９を用いて詳しく説明する。図９はクリーニングユニット60と感光ドラム１とが当接している部分の拡大概略図である。クリーニングユニット60は、感光ドラム１の表面に当接して、残留トナーを掻き落とすためのクリーニングブレード61と、掻き落としたトナーを回収する廃トナー容器７を有する。そして、該廃トナー容器７から廃トナーが漏れないように封をするすくいシート63と、感光ドラム１の表面に当接する位置に設けられた光透過性電極64を有する。そして、露光光３ａの折り返しミラー65と、露光光３ａが通り易くするためのライトガイド66を有して構成されている。
【００３５】
クリーニングブレード61は、透明なウレタン又はシリコンで出来ており、柔軟性を持っている。クリーニングブレード61は、感光ドラム１の表面に対して光透過性電極64のエッジからおよそ１００μｍ以上のニップ幅があるように当接する図９中のａで示すブレード当接領域の幅がニップ幅である。その当接位置に光透過性電極64を配置する。光透過性電極64の幅は、クリーニングブレード61と感光ドラム１とのニップ幅となるブレード当接領域ａに対して短くした図９中の電極当接領域ｂが光透過性電極64の幅である。光透過性電極64の材質としては、Ｉｎ２Ｏ３・ＳｎＯ２（酸化インジウム・酸化すず）等が採用できる。露光光３ａは、ライトガイド66を通り透明体のクリーニングブレード61と、光透過性電極64を通過し、感光ドラム１の電荷発生層12に到達するように構成される。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様な効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【００３６】
１ …感光ドラム(潜像担持体)
22 …弾性ブレード
23 …光透過性電極
ａ …ブレード当接領域
ｃ …離間領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを受けて電荷を発生させる電荷発生層を有する潜像担持体と、
前記電荷発生層に電荷を発生させる光を発する光源と、
前記潜像担持体の表面と、該潜像担持体の内部に電界を形成する電極と、
前記電極にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、
前記電極を前記潜像担持体の表面に密着させる絶縁性を有し且つ透明体からなる弾性ブレードと、
を有し、
前記光源から発する光エネルギーを受けて前記電荷発生層に電荷を発生させ、前記バイアス電圧印加手段により前記電極にバイアス電圧を印加することによって形成された電界によって、前記電荷発生層に発生した電荷を前記潜像担持体の表面に移動させて該潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置において、
前記電極を前記弾性ブレードに設けると共に、該弾性ブレードを前記潜像担持体の表面に当接する際に前記弾性ブレードが前記潜像担持体の表面に当接する当接領域内に前記電極を配置し、少なくとも前記弾性ブレードが前記潜像担持体から離間した離間領域には前記電極が存在しないように構成したことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記電極は、光を透過可能な光透過性電極であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記弾性ブレードは、前記潜像担持体の表面の残留現像剤をクリーニングするクリーニング手段を兼ねることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記光透過性電極に画像情報に応じて露光する露光手段の露光光を直接通すことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記弾性ブレードに光を通すライトガイドを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
光エネルギーを受けて電荷を発生させる電荷発生層を有する潜像担持体と、
前記電荷発生層に電荷を発生させる光を発する光源と、
前記潜像担持体の表面と、該潜像担持体の内部に電界を形成する電極と、
前記電極にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、
前記電極を前記潜像担持体の表面に密着させる絶縁性を有し且つ透明体からなる弾性ブレードと、
を有し、
前記光源から発する光エネルギーを受けて前記電荷発生層に電荷を発生させ、前記バイアス電圧印加手段により前記電極にバイアス電圧を印加することによって形成された電界によって、前記電荷発生層に発生した電荷を前記潜像担持体の表面に移動させて該潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置において、
前記電極を前記弾性ブレードに設けると共に、該弾性ブレードを前記潜像担持体の表面に当接する際に前記弾性ブレードが前記潜像担持体の表面に当接する当接領域内に前記電極を配置し、少なくとも前記弾性ブレードが前記潜像担持体から離間した離間領域には前記電極が存在しないように構成したことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記電極は、光を透過可能な光透過性電極であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記弾性ブレードは、前記潜像担持体の表面の残留現像剤をクリーニングするクリーニング手段を兼ねることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記光透過性電極に画像情報に応じて露光する露光手段の露光光を直接通すことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記弾性ブレードに光を通すライトガイドを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６３６５０（Ｐ２０１２−６３６５０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８７１４（Ｐ２０１０−２０８７１４）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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