除電装置及びその除電装置を備えた画像形成機
【課題】 除電ランプからの除電光の照射による残留電荷の除電動作と、帯電器による帯電動作とを同時並行することを可能にしながらも感光体ドラムを小径化できる除電装置及びその除電装置を備えた画像形成機を提供する。
【解決手段】 除電ランプ４５をクリーニングユニット４の背面側（反感光体ドラム側）に配置すると共に、クリーニングユニット４のブレード取り付け板４３にスリット状開口４３ａを形成し、除電ランプ４５からの除電光をこの開口４３ａを通過させて、鏡面仕上げされた帯電器ケーシング外面５２に向けて照射する。この除電光は帯電器ケーシング外面５２で反射して感光体ドラム３の表面に照射され、これによって残留電荷の帯電動作が行われる。
【解決手段】 除電ランプ４５をクリーニングユニット４の背面側（反感光体ドラム側）に配置すると共に、クリーニングユニット４のブレード取り付け板４３にスリット状開口４３ａを形成し、除電ランプ４５からの除電光をこの開口４３ａを通過させて、鏡面仕上げされた帯電器ケーシング外面５２に向けて照射する。この除電光は帯電器ケーシング外面５２で反射して感光体ドラム３の表面に照射され、これによって残留電荷の帯電動作が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の画像形成機に搭載される感光体上の残留電荷を除去するための除電装置及びその除電装置を備えた画像形成機に係る。特に、本発明は、画像形成機のコンパクト設計を可能にするための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタル複写機に代表される電子写真方式の画像形成機における画像形成（複写）動作としては、先ず、原稿画像をスキャナ部で読み取り、その原稿画像データに基づいて感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像にトナーを付着させ、感光体ドラム上で画像データを顕像化させる。その後、用紙搬送経路を搬送されてきた記録用紙を感光体ドラムと転写ローラとの間に通過させて、感光体ドラム上のトナー像を記録用紙の表面に転写する。そして、この記録用紙を定着ローラに通過させ、この定着ローラによる加熱及び加圧によってトナー像を記録用紙上に定着させるようにしている。このようにして画像形成が行われた記録用紙は、その後、排紙経路を経て排紙トレイ上に排紙される。また、上記感光体ドラムの表面に残留したトナーは、クリーニングブレードを備えたクリーニングユニットによって除去・回収される。更に、感光体ドラム上の残留電荷は、除電ランプや除電チャージャを備えた除電装置によって除去される。
【０００３】
一方、電子写真方式のプリンタの場合には、接続された端末機器（パーソナルコンピュータ等）から受信した画像データに基づいて上記感光体ドラム上に静電潜像が形成されることになる。この静電潜像が形成された後の画像形成動作は上述したデジタル複写機の場合と同様である。
【０００４】
ところで、近年、この種の画像形成機の小型化の要求が高まりつつあり、それを実現するための一つの手段として、感光体ドラムを小径化することが掲げられる。この感光体ドラムの周囲には、帯電器、現像装置、転写器、クリーニングユニット、除電装置等が周方向に順に並べて配置されているが、感光体ドラムを小径化すると、ドラム周長も短くなり、これら機器を周方向に順に並べて配置することが困難になる。そのため、感光体ドラムの小径化には限界があった。
【０００５】
下記の特許文献１には、除電ランプからの除電光を帯電器のケース内部を通過させて感光体ドラムに照射可能とする構成が開示されている。つまり、帯電器による帯電領域と除電ランプの照射領域とを重ね合わせることで帯電器及び除電装置の設置スペースを縮小化して画像形成機の小型化が図れるようにしている。
【特許文献１】特開平８−１６０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている構成のものは、帯電器による帯電動作中に除電ランプからの除電光の照射を行ってしまうと、感光体ドラム上の帯電領域に除電光が照射されてしまうことになって、感光体ドラム表面の電位にバラツキが生じてしまうばかりでなく、感光体ドラム表面を帯電できないといった事態を招くこともあり、画像形成動作に支障を来してしまう。このため、この特許文献１に開示されているものにあっては、除電光の光路を切り換えるためのシャッタを備えさせ、このシャッタの切り換え動作を行いながら、除電ランプからの除電光の照射による残留電荷の除電動作と、帯電器による帯電動作とを行うようにしているが、これでは製造コストの高騰及び制御動作の複雑化を招いてしまう。
【０００７】
また、この特許文献１に開示されている構成のものは、シャッタを退避位置に回動させて除電動作を行った後、シャッタを遮蔽位置に回動させて１枚の画像を形成するための静電潜像（画像１枚分全体の静電潜像）を感光体ドラム表面に形成していくものとなっている。このため、感光体ドラム外面の周長が記録用紙の搬送方向長さよりも長い場合には画像形成動作が可能になるが、感光体ドラム外面の周長が記録用紙の搬送方向長さよりも短い場合には画像形成動作を良好に行うことができない。つまり、感光体ドラム外面の周長を、使用可能な記録用紙のうち最大サイズの記録用紙の長さよりも長めに設定しておくことが必要である。このように感光体ドラム外面の周長を長く設定しておくということは感光体ドラムの小径化を図る上で大きな障害になってしまう。
【０００８】
また、上記除電装置を廃することによって感光体ドラムの小径化を図ることも考えられる。しかし、これでは、残留電荷の影響を受けない程度の高い電位で帯電器による帯電動作を行わねばならなくなり、感光体ドラム表面の劣化が進み、その長寿命化を図ることが困難になる。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感光体ドラムを小径化しながらも良好な画像形成動作を行うことを可能にする除電装置及びその除電装置を備えた画像形成機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、帯電器（帯電手段）のケーシング外面を利用して除電光（除電用照射光）を感光体表面に向けて反射させるようにすることで、帯電器及びクリーニングユニットと同心円上に除電装置を配置する必要を無くし、帯電器とクリーニングユニットとの間の間隔を小さくすることを可能にして感光体ドラムの小径化が図れるようにしている。
【００１１】
−解決手段−
具体的に、本発明は、感光体の表面を帯電させるための帯電手段に近接した位置に配設され、画像形成動作後の感光体表面の残留電荷を除去するための除電用照射光を発する除電手段を備えた除電装置を前提とする。この除電装置に対し、除電手段から照射される除電用照射光を帯電手段のケーシング外面に向けて照射し、この除電用照射光をケーシング外面で反射させることによって感光体表面に照射する構成としている。
【００１２】
この場合、感光体の周囲には、画像形成動作後に感光体表面に残留したトナーを除去するためのクリーニングユニットが配設されており、除電手段を、クリーニングユニットの反感光体側である背面側に配置している。
【００１３】
これまでのものでは、感光体の周囲には、感光体の移動方向（回転方向）の上流側から下流側に亘ってクリーニングユニット、除電手段、帯電手段を感光体回転中心の同心円上に配置していた。これに対し、本解決手段のものでは、クリーニングユニットと帯電手段との間に除電手段を配置しなくても、この両者間に除電用照射光の光路のみが存在しておればよい。または後述するようにクリーニングユニットの一部（下記の開口）を除電用照射光が通過する構成とした場合には、クリーニングユニットと帯電手段との間に殆ど隙間はなくてもよい。このため、クリーニングユニットと帯電手段との間の間隔を大幅に小さくすることができ、感光体ドラムの小径化を図ることが可能になる。しかも、帯電手段のケーシング外面で反射した除電用照射光は、帯電手段による感光体上の帯電領域から離れる方向に向けて光路が変更されることになるため、この除電用照射光が帯電領域に照射されてしまって（所謂、迷光や漏れ光が発生してしまって）感光体表面の電位にバラツキが生じたり感光体表面を帯電できなくなるといった事態を回避して帯電特性の安定化を図ることもできる。
【００１４】
除電手段をクリーニングユニットの背面側に配置するためのより効果的な構成としては以下のものが掲げられる。つまり、クリーニングユニットのケーシング部材（例えばクリーニングブレードを取り付けるための取り付け板）に開口を形成しておき、除電手段が、このケーシング部材の開口を通過して帯電手段のケーシング外面に向けて除電用照射光を照射する構成としている。この場合、除電手段からの除電用照射光の照射エリアを特定（必要最小限）の領域とするようにケーシング部材の開口をスリット状にしておけば、上記迷光や漏れ光を確実に防止することができる。
【００１５】
上記除電用照射光を受ける帯電手段のケーシング外面としては、鏡面仕上げを施しておいてもよいし、微小な凹凸で成る梨地仕上げを施しておいてもよい。つまり、帯電手段のケーシングの各外面のうち、除電手段から照射される除電用照射光を受ける外面（除電光を感光体に向けて反射させる外面）のみにこれらの処理を施した構成である。上記鏡面仕上げを施した場合には、除電手段からの除電用照射光の光量を殆ど減少させることなく感光体表面に照射することができ、残留電荷の除去を確実に行うことができる。また、梨地仕上げを施した場合には、帯電手段のケーシング外面で反射される除電用照射光を感光体に向かう散乱光として得ることができ、感光体表面の広範囲に亘って均一な光量の除電用照射光を照射することが可能になる。このため、感光体表面における除電ムラが生じてしまうことを回避できる。
【００１６】
尚、上述した各解決手段のうち何れか一つに記載の除電装置を備えた画像形成機も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、除電装置の除電手段から照射される除電用照射光によって感光体表面の残留電荷を除去した後、帯電手段によって感光体表面を帯電させ、その後、感光体表面に対する静電潜像の形成、像可視剤による可視画像の形成、記録媒体に対する可視画像の転写を順に行うことにより画像形成動作を実行する構成となっている画像形成機である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、帯電手段のケーシング外面を利用して除電用照射光を感光体表面に向けて反射させるようにすることで、帯電器及びクリーニングユニットと同心円上に除電装置を配置する必要を無くし、帯電器とクリーニングユニットとの間の間隔を小さくすることを可能にしている。このため、除電手段からの除電用照射光の照射による残留電荷の除電動作と、帯電器による帯電動作とを同時並行することを可能にしながらも、感光体の小径化による画像形成機の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態ではカラープリンタに本発明を適用した場合について説明する。
【００１９】
図１は本形態に係る画像形成機の内部構成の概略を示している。本画像形成機は、外部（例えばパーソナルコンピュータ等の端末機器）から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙などの記録媒体）に対して多色（フルカラー）画像や単色（モノクロ）画像を形成するものである。そして、図示するように、本画像形成機は、露光ユニット１、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム（本発明でいう感光体）３（３ａ〜３ｄ）、本発明でいう帯電手段としての帯電器５（５ａ〜５ｄ）、クリーニングユニット４（４ａ〜４ｄ）、中間転写ベルトユニット８、定着装置Ｆ、用紙搬送路Ｅ、給紙カセット１０、排紙トレイ１５等を備えて構成されている。
【００２０】
なお、本画像形成機において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、クリーニングユニット４（４ａ〜４ｄ）は、各色に応じた４種類の像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、図１では、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに設定され、４つの画像ステーションを構成している。
【００２１】
感光体ドラム３は、本画像形成機の上部に配置（装着）され、後述する如く露光ユニット１からのレーザ光の照射によって画像データに応じた静電潜像が形成されるようになっている。
【００２２】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようにチャージャー型の帯電器のほか、接触タイプのローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。
【００２３】
露光ユニット１は、レーザ照射部１Ａおよび反射ミラー１２，１２，…を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）で構成されている。上記レーザ照射部１Ａは、受信した画像データに基づいた各色相毎のレーザ光を照射するものである。そのほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。そして、この露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有している。
【００２４】
現像装置２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を各色（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。この現像装置２は図２に示すように、トナーを収容するトナー容器であるトナーボックス（トナーカートリッジ）２１と、トナーが充填された現像槽２２とを備えている。また、現像槽２２内には、現像ローラ２３（外周面部分に金属製の現像スリーブが形成されている）、図示しない攪拌ローラ及び供給ローラが収容されている。トナーボックス２１にはトナーが貯留されており、必要に応じて現像槽２２内へトナー補給が行われる。このトナーボックス２１の下端開口部には、トナー補給ローラが配設されており、このトナー補給ローラが回転することによってトナーボックス２１内のトナーを下方の現像槽２２に補給する。撹拌ローラは、現像槽２２内のトナーを撹拌してトナーを摩擦帯電させる。供給ローラは、この摩擦帯電したトナーを現像ローラ２３の外周面に向けて供給する。そして、この現像ローラ２３は、トナーを感光体ドラム３に供給する。
【００２５】
上記現像ローラ２３は、アルミニウム合金、黄銅、ＳＵＳ３０４ステンレス等非磁性金属製の中空円筒状の現像スリーブに、磁界を発生するための複数本の磁石体（図示省略）を固定したマグネットローラを内挿している。この現像ローラ２３は、現像スリーブのみを回転させながら、表面にトナーを磁気的に吸着して感光体ドラム３と接する現像部へ搬送・供給するようになっている。また、この現像ローラ２３の上方には小間隙を存して図示しないドクターブレードが配設されており、現像スリーブ表面に付着するトナー層の厚さを、このドクターブレードによって所定厚さに設定できるようにしている。
【００２６】
クリーニングユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。このクリーニングユニット４の詳細構成については後述する。
【００２７】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、１次転写ローラとしての中間転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００２８】
中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２は、中間転写ベルト７が架け渡され、中間転写ベルト駆動ローラ７１の回転駆動に伴って中間転写ベルト７を矢印Ｉ方向に走行させるものである。
【００２９】
中間転写ローラ６は、上記中間転写ベルトテンション機構７３におけるローラ取付部に回転可能に支持されている。これにより、これら中間転写ローラ６ａ〜６ｄは、各感光体ドラム３に対向する中間転写ベルト７の内面側に回転可能に配設された状態となっており、また、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが与えられている。
【００３０】
中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触可能に設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナーの合成像）が形成されるようになっている。尚、この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００３１】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側（内面側）に接触している中間転写ローラ６によって行われる。つまり、中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施例では転写電極としてローラ形状のものを使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００３２】
上述のように各感光体３ａ〜３ｄ上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト７上で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように、積層された画像情報（多色トナーの合成像）は、中間転写ベルト７の走行によって、後述の用紙と中間転写ベルト７との接触位置に配置される転写ユニットを構成する転写ローラ１１によって用紙上に転写される。
【００３３】
この時、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１１にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１１は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは上記中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等）としている。
【００３４】
また、上記のように、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、若しくは、転写ローラ１１によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるようになっている。この中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレード９１が備えられており、このクリーニングブレード９１が接触する中間転写ベルト７に対して、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。そして、このクリーニングブレード９１によって回収された残留トナーは、クリーニングブレード９１の下方に設置された収納部９２へ落下し蓄積されることになる。
【００３５】
給紙カセット１０は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を収容しておくためのカセットであり、本画像形成機の最下部、つまり露光ユニット１の下側に設けられている。また、本画像形成機の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００３６】
また、本画像形成機には、給紙カセット１０のシートを転写ローラ１１や定着装置Ｆを経由させて排紙トレイ１５に送るための用紙搬送路Ｅが設けられている。この用紙搬送路Ｅは、給紙カセット１０の排紙部から排紙トレイ１５に向けて略鉛直方向に延びている。さらに、給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｅには、ピックアップローラ１６（１６−１），レジストローラ１４、転写ローラ１１、定着装置Ｆ、シートを搬送する搬送ローラ２５（２５−１，２５−２，２５−３）等が配設されている。
【００３７】
搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｅに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０から、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｅに供給する呼び込みローラである。
【００３８】
また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｅを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト駆動ローラ７１との間のニップ部）に搬送する機能を有している。
【００３９】
定着装置Ｆは、ヒートローラ３１，加圧ローラ３２等を備えており、これらヒートローラ３１及び加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ３２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。
【００４０】
なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ２５…によって用紙搬送路Ｅを搬送され、多色トナー像を下側に向けて排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。
【００４１】
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。本画像形成機には予めシートを収納する給紙カセット１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に上記給紙カセット１０の開閉動作を行わなくても良い手差しトレイ２０が配置されている。
【００４２】
両給紙方法には、各々ピックアップローラ１６（１６−１，１６−２）が配置され、１枚ずつを搬送路に導くようになっている。
【００４３】
給紙カセット１０から搬送されるシートは搬送路中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト７上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１１に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着装置Ｆを通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の時）。
【００４４】
他方、手差しトレイ２０に積載されるシートはピックアップローラ１６−２によって給紙され、複数の搬送ローラ（２５−６、２５−５、２５−４）を経てレジストローラ１４に到達し、それ以降は給紙カセット１０から給紙されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される（片面印字要求の時）。
【００４５】
この時、印字要求内容が両面印字要求の場合には、上記のように片面印字が終了し定着装置Ｆを通過したシートの後端が上記排紙ローラ２５−３でチャックされ、排紙ローラ２５−３が逆回転することによって、搬送ローラ（２５−７、２５−８）を備えたスイッチバック搬送路Ｅ１に導かれた後、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われ、その後に排紙トレイ１５に排出されることになる。
【００４６】
そして、実際の画像形成動作時にあっては、中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触による感光体ドラム３の劣化等を軽減するために、印字要求に応じて中間転写ローラ６を中間転写ベルト７に対して接離する方向に移動させ、その移動に伴い中間転写ベルト７と感光体ドラム３との離接が可能となっている。
【００４７】
つまり、印字要求としてはカラーモードとモノクロモードとがあり、カラーモード時は、各中間転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）が中間転写ベルト７の裏面に接触するように移動し、これによって、中間転写ベルト７の表面と各感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）とが接触して各色相のトナー像を中間転写ベルト７に一次転写可能な状態となる。一方、モノクロモード時は、黒画像形成用の中間転写ローラ６ａのみが中間転写ベルト７の裏面に接触するように移動し、これによって、中間転写ベルト７の表面と黒画像形成用の感光体ドラム３ａとが接触して黒色トナー像を中間転写ベルト７に一次転写可能な状態となる。
【００４８】
−除電光の照射構造−
次に、本形態の特徴部分である感光体ドラム３の表面の残留電荷を除去するための除電光の照射構造について説明する。
【００４９】
この照射構造について説明する前にクリーニングユニット４について説明する。図１及び図２（感光体ドラム３及びその周辺構造を模式的に示す断面図）に示すように、クリーニングユニット４は、ユニットケーシング４１内にトナー回収ローラ４２が収容されている。また、このユニットケーシング４１の下端部にはブレード取り付け板４３が固定されており、このブレード取り付け板４３の上端部分にクリーニングブレード４４が取り付けられている。尚、これらユニットケーシング４１及びブレード取り付け板４３によって本発明でいうケーシング部材が構成されている。また、上記クリーニングブレード４４は、上端が感光体ドラム３の表面に当接しており、画像形成動作が終了した後に感光体ドラム表面に残留している残留トナーを掻き落としてトナー回収ローラ４２側に向けて落下回収するようになっている。
【００５０】
そして、本形態の特徴は、上記感光体ドラム３の表面の残留電荷を除去するための除電光の照射するための除電手段としての除電ランプ４５が、ブレード取り付け板４３の背面側つまり感光体ドラム３の配設位置とは反対側に配設されていることにある。この除電ランプ４５は、ランプ本体４６と、このランプ本体４６からの光の照射方向を設定するためのリフレクタ４７とを備えている。そして、この除電ランプ４５は、上記帯電器５のケーシング５１に向けて除電光を照射する方向に向いている。
【００５１】
また、ブレード取り付け板４３において、この除電光の照射方向に対面する部分には感光体ドラム３の軸心方向に沿って延びるスリット状の開口４３ａが形成されている。また、この開口４３ａは、帯電器５のケーシング５１の各外面のうち感光体ドラム３の回転方向の上流側に向いている一つの外面５２に対面するように形成されている。
【００５２】
このため、除電ランプ４５が点灯すると、その発光した除電光のうちの一部はブレード取り付け板４３によって遮断され（開口４３ａの形成部以外の箇所に照射された除電光は遮断され）、その他の除電光は、ブレード取り付け板４３の開口４３ａを通過し、帯電器５のケーシング５１の外面５２に照射され、このケーシング外面５２で反射されて感光体ドラム３の表面に照射されることになる（図２中の矢印Ａ参照）。また、帯電器５のケーシング５１の各面のうち上記除電光が照射される面５２のみは鏡面仕上げが施されている。これにより、除電光の光量が殆ど減少することなく感光体ドラム３の表面に照射することができ、残留電荷の除去を確実に行うことができるようにしている。
【００５３】
具体的には、例えば除電ランプ４５からの除電光の照射方向が水平方向であり、これに対し、帯電器５は、クリーニングユニット４に対面する側のケーシング外面５２が水平方向に対して約６０°の傾斜角度を存するように配置されている。これにより、ケーシング外面５２で反射された除電光は水平方向に対して約６０°の傾斜角度をもって帯電器５から離れる方向に向けて感光体ドラム３の表面に照射されることになる。これら角度はこれに限るものではなく、感光体ドラム３に対するクリーニングブレード４４の当接位置と帯電器５の帯電領域との間の領域に向けて除電光が反射できる構成となっておればよい。
【００５４】
このような構成であるため、上記除電ランプ４５、ブレード取り付け板４３に形成された開口４３ａ、帯電器５のケーシング外面５２によって本発明でいう除電装置が構成されている。
【００５５】
尚、上記除電ランプ４５の支持構造としては、この除電ランプ４５をクリーニングユニット４のユニットケーシング４１やブレード取り付け板４３に取り付けるようにしてもよいし、帯電器５のケーシング５１に図示しないランプ支持ブラケットを設けておき、このランプ支持ブラケットに除電ランプ４５を取り付ける構成としてもよい。
【００５６】
図３は、本実施形態の除電ランプ４５の配置状態と、従来例に係る除電ランプａの配置状態とを比較するための図である。図３（ａ）が本実施形態の除電ランプ４５の配置状態を示しており、図３（ｂ）が従来例に係る除電ランプａの配置状態を示している。
【００５７】
図３（ｂ）に示すように、従来のものでは、クリーニングユニットｂ、除電ランプａ、帯電器ｃを感光体ドラムｄの周囲に、その回転方向の上流側から下流側に亘って感光体ドラム回転中心の同心円上に配置していた。これでは、これら各部材ａ，ｂ，ｃの配置を可能にするために感光体ドラム外面の周長を長く設定しておかねばならず、それに伴って感光体ドラムｄも比較的大径のものとなっていた。また、除電光の照射領域（図３（ｂ）における領域α）が帯電器ｃの帯電領域（図３（ｂ）における領域β）に照射されてしまう可能性もあり、所謂、迷光や漏れ光が発生して、感光体ドラム表面の電位にバラツキが生じたり感光体表面を帯電できなくなるといった事態を招くこともあった。
【００５８】
これに対し、図３（ａ）に示す本実施形態のものでは、除電ランプ４５をブレード取り付け板４３の背面側に配設したことにより、クリーニングユニット４と帯電器５との間に除電ランプ４５を配置する必要がなくなる。このため、クリーニングユニット４と帯電器５との間の間隔を小さくすることができ、感光体ドラム３の小径化を図ることが可能になる。しかも、帯電器５のケーシング外面５２で反射した除電光Ａは帯電器５による感光体ドラム３上の帯電領域から離れる方向（図３（ａ）における上側）に向けて光路が変更されることになるため、この除電光Ａが帯電領域（図３（ａ）における領域β）に照射されてしまって（所謂、迷光や漏れ光が発生してしまって）感光体ドラム表面の電位にバラツキが生じたり感光体表面を帯電できなくなるといった事態を回避して帯電特性の安定化を図ることもできる。
【００５９】
また、本形態では、クリーニングユニット４を帯電器５に近付ける方向に配置することが可能であるので、図３（ａ）に示すように、感光体ドラム３における水平方向に延びる中心線Ｌよりも下側にクリーニングユニット４を配設することが可能になる。このため、クリーニングブレード４４で掻き落とした残留トナーを、重力を利用して円滑にトナー回収ローラ４２側に落下供給することができ、トナーの飛散を抑制することが可能になる。これにより、クリーニングユニット４の周辺のトナーによる汚れを防止できる。また、このようにトナー回収が容易であるので、感光体ドラム３の表面に対するクリーニングブレード４４の押圧力を低く設定することも可能になり、これによって感光体ドラム３の長寿命化を図ることも可能になる。
【００６０】
更に、本形態の構成によれば、従来のものに比べて除電ランプ４５を帯電器５から離れた位置に配置することになる。この除電ランプ４５の周辺では、ランプ本体４６の点灯に伴って高温度になっており、この部分では空気密度が小さくなっている。このため、帯電器５で発生したオゾンを除電ランプ４５の周辺に迅速に導くこと（空気密度の高い空間から空気密度の低い空間への流動）が可能になり、帯電器５の周囲にオゾンが滞留してしまうことを回避できる（図３（ａ）における破線の矢印Ｂ）。また、感光体ドラム３の回転に伴って生じている空気の流れによってもオゾンを帯電器５の周囲から感光体ドラム３の回転方向下流側に向けて迅速に除去することが可能である（図３（ａ）における破線の矢印Ｃ）。これら作用によって感光体ドラム３の周囲からオゾンを除去することができ、感光体ドラム３のオゾン劣化を抑制することが可能になって、感光体ドラム３の長寿命化を図ることができる。
【００６１】
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態は、カラープリンタとして構成された画像形成機に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、カラー複写機として構成された画像形成機や、複数の機能を備えた複合機として構成された画像形成機にも適用可能である。また、モノクロタイプのプリンタや複写機に対しても適用可能である。
【００６２】
また、除電ランプ４５の配置形態として、上記実施形態のものではブレード取り付け板４３の背面側（反感光体ドラム側）に配置し、且つブレード取り付け板４３の開口４３ａを通過させて除電光を照射するようにしていた。本発明はこれに限らず、クリーニングユニット４と帯電器５との間に除電光が通過できる程度の隙間を形成しており、この隙間を通過する除電光が帯電器５のケーシング外面５２に照射され、このケーシング外面５２で反射された後に感光体ドラム３の表面に照射されるように除電ランプ４５を配置する構成としてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、帯電器５のケーシング５１の各面のうち除電光が照射される面５２のみに鏡面仕上げを施していたが、これに変えて梨地仕上げを施してもよい。この梨地仕上げとは、ショット仕上げとも呼ばれ、表面に微小な凹凸をランダムに形成した処理を言う。
【００６４】
また、上述した実施形態では、排紙部としては、一つの排紙トレイ１５のみを備える構成としたが、図１に仮想線で示す如く、画像形成動作のＪＯＢ毎に記録用紙の排出位置を変更するＪＯＢセパレータ１５Ａを備えさせるようにしてもよい。これにより、複数ＪＯＢを略同時に受けた際に画像形成された各ＪＯＢ毎の印刷物の仕分けが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施形態に係る画像形成機の内部構成を示す図である。
【図２】感光体ドラム及びその周辺構造を模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は実施形態に係る除電ランプの配置状態を示す図であり、（ｂ）は従来例に係る除電ランプの配置状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
３ 感光体ドラム（感光体）
４ クリーニングユニット
４１ ユニットケーシング
４３ ブレード取り付け板
４３ａ 開口
４５ 除電ランプ（除電手段）
５ 帯電器（帯電手段）
５１ ケーシング
５２ ケーシング外面
Ａ 除電光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の画像形成機に搭載される感光体上の残留電荷を除去するための除電装置及びその除電装置を備えた画像形成機に係る。特に、本発明は、画像形成機のコンパクト設計を可能にするための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタル複写機に代表される電子写真方式の画像形成機における画像形成（複写）動作としては、先ず、原稿画像をスキャナ部で読み取り、その原稿画像データに基づいて感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像にトナーを付着させ、感光体ドラム上で画像データを顕像化させる。その後、用紙搬送経路を搬送されてきた記録用紙を感光体ドラムと転写ローラとの間に通過させて、感光体ドラム上のトナー像を記録用紙の表面に転写する。そして、この記録用紙を定着ローラに通過させ、この定着ローラによる加熱及び加圧によってトナー像を記録用紙上に定着させるようにしている。このようにして画像形成が行われた記録用紙は、その後、排紙経路を経て排紙トレイ上に排紙される。また、上記感光体ドラムの表面に残留したトナーは、クリーニングブレードを備えたクリーニングユニットによって除去・回収される。更に、感光体ドラム上の残留電荷は、除電ランプや除電チャージャを備えた除電装置によって除去される。
【０００３】
一方、電子写真方式のプリンタの場合には、接続された端末機器（パーソナルコンピュータ等）から受信した画像データに基づいて上記感光体ドラム上に静電潜像が形成されることになる。この静電潜像が形成された後の画像形成動作は上述したデジタル複写機の場合と同様である。
【０００４】
ところで、近年、この種の画像形成機の小型化の要求が高まりつつあり、それを実現するための一つの手段として、感光体ドラムを小径化することが掲げられる。この感光体ドラムの周囲には、帯電器、現像装置、転写器、クリーニングユニット、除電装置等が周方向に順に並べて配置されているが、感光体ドラムを小径化すると、ドラム周長も短くなり、これら機器を周方向に順に並べて配置することが困難になる。そのため、感光体ドラムの小径化には限界があった。
【０００５】
下記の特許文献１には、除電ランプからの除電光を帯電器のケース内部を通過させて感光体ドラムに照射可能とする構成が開示されている。つまり、帯電器による帯電領域と除電ランプの照射領域とを重ね合わせることで帯電器及び除電装置の設置スペースを縮小化して画像形成機の小型化が図れるようにしている。
【特許文献１】特開平８−１６０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている構成のものは、帯電器による帯電動作中に除電ランプからの除電光の照射を行ってしまうと、感光体ドラム上の帯電領域に除電光が照射されてしまうことになって、感光体ドラム表面の電位にバラツキが生じてしまうばかりでなく、感光体ドラム表面を帯電できないといった事態を招くこともあり、画像形成動作に支障を来してしまう。このため、この特許文献１に開示されているものにあっては、除電光の光路を切り換えるためのシャッタを備えさせ、このシャッタの切り換え動作を行いながら、除電ランプからの除電光の照射による残留電荷の除電動作と、帯電器による帯電動作とを行うようにしているが、これでは製造コストの高騰及び制御動作の複雑化を招いてしまう。
【０００７】
また、この特許文献１に開示されている構成のものは、シャッタを退避位置に回動させて除電動作を行った後、シャッタを遮蔽位置に回動させて１枚の画像を形成するための静電潜像（画像１枚分全体の静電潜像）を感光体ドラム表面に形成していくものとなっている。このため、感光体ドラム外面の周長が記録用紙の搬送方向長さよりも長い場合には画像形成動作が可能になるが、感光体ドラム外面の周長が記録用紙の搬送方向長さよりも短い場合には画像形成動作を良好に行うことができない。つまり、感光体ドラム外面の周長を、使用可能な記録用紙のうち最大サイズの記録用紙の長さよりも長めに設定しておくことが必要である。このように感光体ドラム外面の周長を長く設定しておくということは感光体ドラムの小径化を図る上で大きな障害になってしまう。
【０００８】
また、上記除電装置を廃することによって感光体ドラムの小径化を図ることも考えられる。しかし、これでは、残留電荷の影響を受けない程度の高い電位で帯電器による帯電動作を行わねばならなくなり、感光体ドラム表面の劣化が進み、その長寿命化を図ることが困難になる。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感光体ドラムを小径化しながらも良好な画像形成動作を行うことを可能にする除電装置及びその除電装置を備えた画像形成機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、帯電器（帯電手段）のケーシング外面を利用して除電光（除電用照射光）を感光体表面に向けて反射させるようにすることで、帯電器及びクリーニングユニットと同心円上に除電装置を配置する必要を無くし、帯電器とクリーニングユニットとの間の間隔を小さくすることを可能にして感光体ドラムの小径化が図れるようにしている。
【００１１】
−解決手段−
具体的に、本発明は、感光体の表面を帯電させるための帯電手段に近接した位置に配設され、画像形成動作後の感光体表面の残留電荷を除去するための除電用照射光を発する除電手段を備えた除電装置を前提とする。この除電装置に対し、除電手段から照射される除電用照射光を帯電手段のケーシング外面に向けて照射し、この除電用照射光をケーシング外面で反射させることによって感光体表面に照射する構成としている。
【００１２】
この場合、感光体の周囲には、画像形成動作後に感光体表面に残留したトナーを除去するためのクリーニングユニットが配設されており、除電手段を、クリーニングユニットの反感光体側である背面側に配置している。
【００１３】
これまでのものでは、感光体の周囲には、感光体の移動方向（回転方向）の上流側から下流側に亘ってクリーニングユニット、除電手段、帯電手段を感光体回転中心の同心円上に配置していた。これに対し、本解決手段のものでは、クリーニングユニットと帯電手段との間に除電手段を配置しなくても、この両者間に除電用照射光の光路のみが存在しておればよい。または後述するようにクリーニングユニットの一部（下記の開口）を除電用照射光が通過する構成とした場合には、クリーニングユニットと帯電手段との間に殆ど隙間はなくてもよい。このため、クリーニングユニットと帯電手段との間の間隔を大幅に小さくすることができ、感光体ドラムの小径化を図ることが可能になる。しかも、帯電手段のケーシング外面で反射した除電用照射光は、帯電手段による感光体上の帯電領域から離れる方向に向けて光路が変更されることになるため、この除電用照射光が帯電領域に照射されてしまって（所謂、迷光や漏れ光が発生してしまって）感光体表面の電位にバラツキが生じたり感光体表面を帯電できなくなるといった事態を回避して帯電特性の安定化を図ることもできる。
【００１４】
除電手段をクリーニングユニットの背面側に配置するためのより効果的な構成としては以下のものが掲げられる。つまり、クリーニングユニットのケーシング部材（例えばクリーニングブレードを取り付けるための取り付け板）に開口を形成しておき、除電手段が、このケーシング部材の開口を通過して帯電手段のケーシング外面に向けて除電用照射光を照射する構成としている。この場合、除電手段からの除電用照射光の照射エリアを特定（必要最小限）の領域とするようにケーシング部材の開口をスリット状にしておけば、上記迷光や漏れ光を確実に防止することができる。
【００１５】
上記除電用照射光を受ける帯電手段のケーシング外面としては、鏡面仕上げを施しておいてもよいし、微小な凹凸で成る梨地仕上げを施しておいてもよい。つまり、帯電手段のケーシングの各外面のうち、除電手段から照射される除電用照射光を受ける外面（除電光を感光体に向けて反射させる外面）のみにこれらの処理を施した構成である。上記鏡面仕上げを施した場合には、除電手段からの除電用照射光の光量を殆ど減少させることなく感光体表面に照射することができ、残留電荷の除去を確実に行うことができる。また、梨地仕上げを施した場合には、帯電手段のケーシング外面で反射される除電用照射光を感光体に向かう散乱光として得ることができ、感光体表面の広範囲に亘って均一な光量の除電用照射光を照射することが可能になる。このため、感光体表面における除電ムラが生じてしまうことを回避できる。
【００１６】
尚、上述した各解決手段のうち何れか一つに記載の除電装置を備えた画像形成機も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、除電装置の除電手段から照射される除電用照射光によって感光体表面の残留電荷を除去した後、帯電手段によって感光体表面を帯電させ、その後、感光体表面に対する静電潜像の形成、像可視剤による可視画像の形成、記録媒体に対する可視画像の転写を順に行うことにより画像形成動作を実行する構成となっている画像形成機である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、帯電手段のケーシング外面を利用して除電用照射光を感光体表面に向けて反射させるようにすることで、帯電器及びクリーニングユニットと同心円上に除電装置を配置する必要を無くし、帯電器とクリーニングユニットとの間の間隔を小さくすることを可能にしている。このため、除電手段からの除電用照射光の照射による残留電荷の除電動作と、帯電器による帯電動作とを同時並行することを可能にしながらも、感光体の小径化による画像形成機の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態ではカラープリンタに本発明を適用した場合について説明する。
【００１９】
図１は本形態に係る画像形成機の内部構成の概略を示している。本画像形成機は、外部（例えばパーソナルコンピュータ等の端末機器）から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙などの記録媒体）に対して多色（フルカラー）画像や単色（モノクロ）画像を形成するものである。そして、図示するように、本画像形成機は、露光ユニット１、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム（本発明でいう感光体）３（３ａ〜３ｄ）、本発明でいう帯電手段としての帯電器５（５ａ〜５ｄ）、クリーニングユニット４（４ａ〜４ｄ）、中間転写ベルトユニット８、定着装置Ｆ、用紙搬送路Ｅ、給紙カセット１０、排紙トレイ１５等を備えて構成されている。
【００２０】
なお、本画像形成機において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、クリーニングユニット４（４ａ〜４ｄ）は、各色に応じた４種類の像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、図１では、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに設定され、４つの画像ステーションを構成している。
【００２１】
感光体ドラム３は、本画像形成機の上部に配置（装着）され、後述する如く露光ユニット１からのレーザ光の照射によって画像データに応じた静電潜像が形成されるようになっている。
【００２２】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようにチャージャー型の帯電器のほか、接触タイプのローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。
【００２３】
露光ユニット１は、レーザ照射部１Ａおよび反射ミラー１２，１２，…を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）で構成されている。上記レーザ照射部１Ａは、受信した画像データに基づいた各色相毎のレーザ光を照射するものである。そのほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。そして、この露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有している。
【００２４】
現像装置２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を各色（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。この現像装置２は図２に示すように、トナーを収容するトナー容器であるトナーボックス（トナーカートリッジ）２１と、トナーが充填された現像槽２２とを備えている。また、現像槽２２内には、現像ローラ２３（外周面部分に金属製の現像スリーブが形成されている）、図示しない攪拌ローラ及び供給ローラが収容されている。トナーボックス２１にはトナーが貯留されており、必要に応じて現像槽２２内へトナー補給が行われる。このトナーボックス２１の下端開口部には、トナー補給ローラが配設されており、このトナー補給ローラが回転することによってトナーボックス２１内のトナーを下方の現像槽２２に補給する。撹拌ローラは、現像槽２２内のトナーを撹拌してトナーを摩擦帯電させる。供給ローラは、この摩擦帯電したトナーを現像ローラ２３の外周面に向けて供給する。そして、この現像ローラ２３は、トナーを感光体ドラム３に供給する。
【００２５】
上記現像ローラ２３は、アルミニウム合金、黄銅、ＳＵＳ３０４ステンレス等非磁性金属製の中空円筒状の現像スリーブに、磁界を発生するための複数本の磁石体（図示省略）を固定したマグネットローラを内挿している。この現像ローラ２３は、現像スリーブのみを回転させながら、表面にトナーを磁気的に吸着して感光体ドラム３と接する現像部へ搬送・供給するようになっている。また、この現像ローラ２３の上方には小間隙を存して図示しないドクターブレードが配設されており、現像スリーブ表面に付着するトナー層の厚さを、このドクターブレードによって所定厚さに設定できるようにしている。
【００２６】
クリーニングユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。このクリーニングユニット４の詳細構成については後述する。
【００２７】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、１次転写ローラとしての中間転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００２８】
中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２は、中間転写ベルト７が架け渡され、中間転写ベルト駆動ローラ７１の回転駆動に伴って中間転写ベルト７を矢印Ｉ方向に走行させるものである。
【００２９】
中間転写ローラ６は、上記中間転写ベルトテンション機構７３におけるローラ取付部に回転可能に支持されている。これにより、これら中間転写ローラ６ａ〜６ｄは、各感光体ドラム３に対向する中間転写ベルト７の内面側に回転可能に配設された状態となっており、また、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが与えられている。
【００３０】
中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触可能に設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナーの合成像）が形成されるようになっている。尚、この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００３１】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側（内面側）に接触している中間転写ローラ６によって行われる。つまり、中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施例では転写電極としてローラ形状のものを使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００３２】
上述のように各感光体３ａ〜３ｄ上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト７上で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように、積層された画像情報（多色トナーの合成像）は、中間転写ベルト７の走行によって、後述の用紙と中間転写ベルト７との接触位置に配置される転写ユニットを構成する転写ローラ１１によって用紙上に転写される。
【００３３】
この時、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１１にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１１は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは上記中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等）としている。
【００３４】
また、上記のように、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、若しくは、転写ローラ１１によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるようになっている。この中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレード９１が備えられており、このクリーニングブレード９１が接触する中間転写ベルト７に対して、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。そして、このクリーニングブレード９１によって回収された残留トナーは、クリーニングブレード９１の下方に設置された収納部９２へ落下し蓄積されることになる。
【００３５】
給紙カセット１０は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を収容しておくためのカセットであり、本画像形成機の最下部、つまり露光ユニット１の下側に設けられている。また、本画像形成機の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００３６】
また、本画像形成機には、給紙カセット１０のシートを転写ローラ１１や定着装置Ｆを経由させて排紙トレイ１５に送るための用紙搬送路Ｅが設けられている。この用紙搬送路Ｅは、給紙カセット１０の排紙部から排紙トレイ１５に向けて略鉛直方向に延びている。さらに、給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｅには、ピックアップローラ１６（１６−１），レジストローラ１４、転写ローラ１１、定着装置Ｆ、シートを搬送する搬送ローラ２５（２５−１，２５−２，２５−３）等が配設されている。
【００３７】
搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｅに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０から、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｅに供給する呼び込みローラである。
【００３８】
また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｅを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト駆動ローラ７１との間のニップ部）に搬送する機能を有している。
【００３９】
定着装置Ｆは、ヒートローラ３１，加圧ローラ３２等を備えており、これらヒートローラ３１及び加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ３２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。
【００４０】
なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ２５…によって用紙搬送路Ｅを搬送され、多色トナー像を下側に向けて排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。
【００４１】
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。本画像形成機には予めシートを収納する給紙カセット１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に上記給紙カセット１０の開閉動作を行わなくても良い手差しトレイ２０が配置されている。
【００４２】
両給紙方法には、各々ピックアップローラ１６（１６−１，１６−２）が配置され、１枚ずつを搬送路に導くようになっている。
【００４３】
給紙カセット１０から搬送されるシートは搬送路中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト７上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１１に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着装置Ｆを通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の時）。
【００４４】
他方、手差しトレイ２０に積載されるシートはピックアップローラ１６−２によって給紙され、複数の搬送ローラ（２５−６、２５−５、２５−４）を経てレジストローラ１４に到達し、それ以降は給紙カセット１０から給紙されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される（片面印字要求の時）。
【００４５】
この時、印字要求内容が両面印字要求の場合には、上記のように片面印字が終了し定着装置Ｆを通過したシートの後端が上記排紙ローラ２５−３でチャックされ、排紙ローラ２５−３が逆回転することによって、搬送ローラ（２５−７、２５−８）を備えたスイッチバック搬送路Ｅ１に導かれた後、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われ、その後に排紙トレイ１５に排出されることになる。
【００４６】
そして、実際の画像形成動作時にあっては、中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触による感光体ドラム３の劣化等を軽減するために、印字要求に応じて中間転写ローラ６を中間転写ベルト７に対して接離する方向に移動させ、その移動に伴い中間転写ベルト７と感光体ドラム３との離接が可能となっている。
【００４７】
つまり、印字要求としてはカラーモードとモノクロモードとがあり、カラーモード時は、各中間転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）が中間転写ベルト７の裏面に接触するように移動し、これによって、中間転写ベルト７の表面と各感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）とが接触して各色相のトナー像を中間転写ベルト７に一次転写可能な状態となる。一方、モノクロモード時は、黒画像形成用の中間転写ローラ６ａのみが中間転写ベルト７の裏面に接触するように移動し、これによって、中間転写ベルト７の表面と黒画像形成用の感光体ドラム３ａとが接触して黒色トナー像を中間転写ベルト７に一次転写可能な状態となる。
【００４８】
−除電光の照射構造−
次に、本形態の特徴部分である感光体ドラム３の表面の残留電荷を除去するための除電光の照射構造について説明する。
【００４９】
この照射構造について説明する前にクリーニングユニット４について説明する。図１及び図２（感光体ドラム３及びその周辺構造を模式的に示す断面図）に示すように、クリーニングユニット４は、ユニットケーシング４１内にトナー回収ローラ４２が収容されている。また、このユニットケーシング４１の下端部にはブレード取り付け板４３が固定されており、このブレード取り付け板４３の上端部分にクリーニングブレード４４が取り付けられている。尚、これらユニットケーシング４１及びブレード取り付け板４３によって本発明でいうケーシング部材が構成されている。また、上記クリーニングブレード４４は、上端が感光体ドラム３の表面に当接しており、画像形成動作が終了した後に感光体ドラム表面に残留している残留トナーを掻き落としてトナー回収ローラ４２側に向けて落下回収するようになっている。
【００５０】
そして、本形態の特徴は、上記感光体ドラム３の表面の残留電荷を除去するための除電光の照射するための除電手段としての除電ランプ４５が、ブレード取り付け板４３の背面側つまり感光体ドラム３の配設位置とは反対側に配設されていることにある。この除電ランプ４５は、ランプ本体４６と、このランプ本体４６からの光の照射方向を設定するためのリフレクタ４７とを備えている。そして、この除電ランプ４５は、上記帯電器５のケーシング５１に向けて除電光を照射する方向に向いている。
【００５１】
また、ブレード取り付け板４３において、この除電光の照射方向に対面する部分には感光体ドラム３の軸心方向に沿って延びるスリット状の開口４３ａが形成されている。また、この開口４３ａは、帯電器５のケーシング５１の各外面のうち感光体ドラム３の回転方向の上流側に向いている一つの外面５２に対面するように形成されている。
【００５２】
このため、除電ランプ４５が点灯すると、その発光した除電光のうちの一部はブレード取り付け板４３によって遮断され（開口４３ａの形成部以外の箇所に照射された除電光は遮断され）、その他の除電光は、ブレード取り付け板４３の開口４３ａを通過し、帯電器５のケーシング５１の外面５２に照射され、このケーシング外面５２で反射されて感光体ドラム３の表面に照射されることになる（図２中の矢印Ａ参照）。また、帯電器５のケーシング５１の各面のうち上記除電光が照射される面５２のみは鏡面仕上げが施されている。これにより、除電光の光量が殆ど減少することなく感光体ドラム３の表面に照射することができ、残留電荷の除去を確実に行うことができるようにしている。
【００５３】
具体的には、例えば除電ランプ４５からの除電光の照射方向が水平方向であり、これに対し、帯電器５は、クリーニングユニット４に対面する側のケーシング外面５２が水平方向に対して約６０°の傾斜角度を存するように配置されている。これにより、ケーシング外面５２で反射された除電光は水平方向に対して約６０°の傾斜角度をもって帯電器５から離れる方向に向けて感光体ドラム３の表面に照射されることになる。これら角度はこれに限るものではなく、感光体ドラム３に対するクリーニングブレード４４の当接位置と帯電器５の帯電領域との間の領域に向けて除電光が反射できる構成となっておればよい。
【００５４】
このような構成であるため、上記除電ランプ４５、ブレード取り付け板４３に形成された開口４３ａ、帯電器５のケーシング外面５２によって本発明でいう除電装置が構成されている。
【００５５】
尚、上記除電ランプ４５の支持構造としては、この除電ランプ４５をクリーニングユニット４のユニットケーシング４１やブレード取り付け板４３に取り付けるようにしてもよいし、帯電器５のケーシング５１に図示しないランプ支持ブラケットを設けておき、このランプ支持ブラケットに除電ランプ４５を取り付ける構成としてもよい。
【００５６】
図３は、本実施形態の除電ランプ４５の配置状態と、従来例に係る除電ランプａの配置状態とを比較するための図である。図３（ａ）が本実施形態の除電ランプ４５の配置状態を示しており、図３（ｂ）が従来例に係る除電ランプａの配置状態を示している。
【００５７】
図３（ｂ）に示すように、従来のものでは、クリーニングユニットｂ、除電ランプａ、帯電器ｃを感光体ドラムｄの周囲に、その回転方向の上流側から下流側に亘って感光体ドラム回転中心の同心円上に配置していた。これでは、これら各部材ａ，ｂ，ｃの配置を可能にするために感光体ドラム外面の周長を長く設定しておかねばならず、それに伴って感光体ドラムｄも比較的大径のものとなっていた。また、除電光の照射領域（図３（ｂ）における領域α）が帯電器ｃの帯電領域（図３（ｂ）における領域β）に照射されてしまう可能性もあり、所謂、迷光や漏れ光が発生して、感光体ドラム表面の電位にバラツキが生じたり感光体表面を帯電できなくなるといった事態を招くこともあった。
【００５８】
これに対し、図３（ａ）に示す本実施形態のものでは、除電ランプ４５をブレード取り付け板４３の背面側に配設したことにより、クリーニングユニット４と帯電器５との間に除電ランプ４５を配置する必要がなくなる。このため、クリーニングユニット４と帯電器５との間の間隔を小さくすることができ、感光体ドラム３の小径化を図ることが可能になる。しかも、帯電器５のケーシング外面５２で反射した除電光Ａは帯電器５による感光体ドラム３上の帯電領域から離れる方向（図３（ａ）における上側）に向けて光路が変更されることになるため、この除電光Ａが帯電領域（図３（ａ）における領域β）に照射されてしまって（所謂、迷光や漏れ光が発生してしまって）感光体ドラム表面の電位にバラツキが生じたり感光体表面を帯電できなくなるといった事態を回避して帯電特性の安定化を図ることもできる。
【００５９】
また、本形態では、クリーニングユニット４を帯電器５に近付ける方向に配置することが可能であるので、図３（ａ）に示すように、感光体ドラム３における水平方向に延びる中心線Ｌよりも下側にクリーニングユニット４を配設することが可能になる。このため、クリーニングブレード４４で掻き落とした残留トナーを、重力を利用して円滑にトナー回収ローラ４２側に落下供給することができ、トナーの飛散を抑制することが可能になる。これにより、クリーニングユニット４の周辺のトナーによる汚れを防止できる。また、このようにトナー回収が容易であるので、感光体ドラム３の表面に対するクリーニングブレード４４の押圧力を低く設定することも可能になり、これによって感光体ドラム３の長寿命化を図ることも可能になる。
【００６０】
更に、本形態の構成によれば、従来のものに比べて除電ランプ４５を帯電器５から離れた位置に配置することになる。この除電ランプ４５の周辺では、ランプ本体４６の点灯に伴って高温度になっており、この部分では空気密度が小さくなっている。このため、帯電器５で発生したオゾンを除電ランプ４５の周辺に迅速に導くこと（空気密度の高い空間から空気密度の低い空間への流動）が可能になり、帯電器５の周囲にオゾンが滞留してしまうことを回避できる（図３（ａ）における破線の矢印Ｂ）。また、感光体ドラム３の回転に伴って生じている空気の流れによってもオゾンを帯電器５の周囲から感光体ドラム３の回転方向下流側に向けて迅速に除去することが可能である（図３（ａ）における破線の矢印Ｃ）。これら作用によって感光体ドラム３の周囲からオゾンを除去することができ、感光体ドラム３のオゾン劣化を抑制することが可能になって、感光体ドラム３の長寿命化を図ることができる。
【００６１】
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態は、カラープリンタとして構成された画像形成機に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、カラー複写機として構成された画像形成機や、複数の機能を備えた複合機として構成された画像形成機にも適用可能である。また、モノクロタイプのプリンタや複写機に対しても適用可能である。
【００６２】
また、除電ランプ４５の配置形態として、上記実施形態のものではブレード取り付け板４３の背面側（反感光体ドラム側）に配置し、且つブレード取り付け板４３の開口４３ａを通過させて除電光を照射するようにしていた。本発明はこれに限らず、クリーニングユニット４と帯電器５との間に除電光が通過できる程度の隙間を形成しており、この隙間を通過する除電光が帯電器５のケーシング外面５２に照射され、このケーシング外面５２で反射された後に感光体ドラム３の表面に照射されるように除電ランプ４５を配置する構成としてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、帯電器５のケーシング５１の各面のうち除電光が照射される面５２のみに鏡面仕上げを施していたが、これに変えて梨地仕上げを施してもよい。この梨地仕上げとは、ショット仕上げとも呼ばれ、表面に微小な凹凸をランダムに形成した処理を言う。
【００６４】
また、上述した実施形態では、排紙部としては、一つの排紙トレイ１５のみを備える構成としたが、図１に仮想線で示す如く、画像形成動作のＪＯＢ毎に記録用紙の排出位置を変更するＪＯＢセパレータ１５Ａを備えさせるようにしてもよい。これにより、複数ＪＯＢを略同時に受けた際に画像形成された各ＪＯＢ毎の印刷物の仕分けが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施形態に係る画像形成機の内部構成を示す図である。
【図２】感光体ドラム及びその周辺構造を模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は実施形態に係る除電ランプの配置状態を示す図であり、（ｂ）は従来例に係る除電ランプの配置状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
３ 感光体ドラム（感光体）
４ クリーニングユニット
４１ ユニットケーシング
４３ ブレード取り付け板
４３ａ 開口
４５ 除電ランプ（除電手段）
５ 帯電器（帯電手段）
５１ ケーシング
５２ ケーシング外面
Ａ 除電光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面を帯電させるための帯電手段に近接した位置に配設され、画像形成動作後の感光体表面の残留電荷を除去するための除電用照射光を発する除電手段を備えた除電装置において、
除電手段から照射される除電用照射光は、帯電手段のケーシング外面に向けて照射され、このケーシング外面で反射されることによって感光体表面に照射される構成となっていることを特徴とする除電装置。
【請求項２】
上記請求項１記載の除電装置において、
感光体の周囲には、画像形成動作後に感光体表面に残留したトナーを除去するためのクリーニングユニットが配設されており、除電手段は、クリーニングユニットの反感光体側である背面側に配置されていることを特徴とする除電装置。
【請求項３】
上記請求項２記載の除電装置において、
クリーニングユニットのケーシング部材には開口が形成されており、
除電手段は、上記ケーシング部材の開口を通過して帯電手段のケーシング外面に向けて除電用照射光を照射する構成となっていることを特徴とする除電装置。
【請求項４】
上記請求項１、２または３記載の除電装置において、
帯電手段のケーシングの各外面のうち、除電手段から照射される除電用照射光を受ける外面のみに鏡面仕上げが施されていることを特徴とする除電装置。
【請求項５】
上記請求項１、２または３記載の除電装置において、
帯電手段のケーシングの各外面のうち、除電手段から照射される除電用照射光を受ける外面のみに微小な凹凸で成る梨地仕上げが施されていることを特徴とする除電装置。
【請求項６】
上記請求項１〜５のうち何れか一つに記載の除電装置を備え、この除電装置の除電手段から照射される除電用照射光によって感光体表面の残留電荷を除去した後、帯電手段によって感光体表面を帯電させ、その後、感光体表面に対する静電潜像の形成、像可視剤による可視画像の形成、記録媒体に対する可視画像の転写を順に行うことにより画像形成動作を実行する構成となっていることを特徴とする画像形成機。
【請求項１】
感光体の表面を帯電させるための帯電手段に近接した位置に配設され、画像形成動作後の感光体表面の残留電荷を除去するための除電用照射光を発する除電手段を備えた除電装置において、
除電手段から照射される除電用照射光は、帯電手段のケーシング外面に向けて照射され、このケーシング外面で反射されることによって感光体表面に照射される構成となっていることを特徴とする除電装置。
【請求項２】
上記請求項１記載の除電装置において、
感光体の周囲には、画像形成動作後に感光体表面に残留したトナーを除去するためのクリーニングユニットが配設されており、除電手段は、クリーニングユニットの反感光体側である背面側に配置されていることを特徴とする除電装置。
【請求項３】
上記請求項２記載の除電装置において、
クリーニングユニットのケーシング部材には開口が形成されており、
除電手段は、上記ケーシング部材の開口を通過して帯電手段のケーシング外面に向けて除電用照射光を照射する構成となっていることを特徴とする除電装置。
【請求項４】
上記請求項１、２または３記載の除電装置において、
帯電手段のケーシングの各外面のうち、除電手段から照射される除電用照射光を受ける外面のみに鏡面仕上げが施されていることを特徴とする除電装置。
【請求項５】
上記請求項１、２または３記載の除電装置において、
帯電手段のケーシングの各外面のうち、除電手段から照射される除電用照射光を受ける外面のみに微小な凹凸で成る梨地仕上げが施されていることを特徴とする除電装置。
【請求項６】
上記請求項１〜５のうち何れか一つに記載の除電装置を備え、この除電装置の除電手段から照射される除電用照射光によって感光体表面の残留電荷を除去した後、帯電手段によって感光体表面を帯電させ、その後、感光体表面に対する静電潜像の形成、像可視剤による可視画像の形成、記録媒体に対する可視画像の転写を順に行うことにより画像形成動作を実行する構成となっていることを特徴とする画像形成機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２３３９０（Ｐ２００６−２３３９０Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９９６４５（Ｐ２００４−１９９６４５）
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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