特許 5963972 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5963972

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/01 20060101AFI20160721BHJP

   G03G 21/08 20060101ALI20160721BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/01 M

   G03G21/08

   G03G15/00 303

   G03G15/00 651

   G03G15/00 680

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-545536(P2015-545536)

(86)(22)【出願日】2015年2月19日

(86)【国際出願番号】JP2015054624

(87)【国際公開番号】WO2015141373

(87)【国際公開日】20150924

【審査請求日】2015年9月11日

(31)【優先権主張番号】特願2014-57903(P2014-57903)

(32)【優先日】2014年3月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼上 愛

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 陽介

(72)【発明者】

【氏名】塚原 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】門田 雅樹

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１６２１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６４１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１９１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１０１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２７４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−５８９３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０１

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／０８

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像形成装置は複数の画像形成ユニットを備え、
前記複数の画像形成ユニットは、前記複数の画像形成ユニットのうちの少なくとも１つの介在画像形成ユニットと、前記介在画像形成ユニットの両端に隣接する１又は２以上の端部画像形成ユニットとを含み、
前記複数の画像形成ユニットのそれぞれは、感光体ドラムと、前記感光体ドラムを除電する発光素子と、前記感光体ドラムを加熱する発熱体とを含み、
前記介在画像形成ユニットの前記発熱体に投入される電力の大きさは、前記端部画像形成ユニットの前記発熱体に投入される電力の大きさとは異なり、
前記発光素子及び前記発熱体は互いに独立して、オンオフ制御され、
前記複数の画像形成ユニットのそれぞれは、基板を更に含み、
前記発光素子及び前記発熱体は、前記基板の一方の主面に直線上に配置されている、画像形成装置。

【請求項2】

記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像形成装置は複数の画像形成ユニットを備え、
前記複数の画像形成ユニットは、前記複数の画像形成ユニットのうちの少なくとも１つの介在画像形成ユニットと、前記介在画像形成ユニットの両端に隣接する１又は２以上の端部画像形成ユニットとを含み、
前記複数の画像形成ユニットのそれぞれは、感光体ドラムと、前記感光体ドラムを除電する発光素子と、前記感光体ドラムを加熱する発熱体とを含み、
前記介在画像形成ユニットの前記発熱体に投入される電力の大きさは、前記端部画像形成ユニットの前記発熱体に投入される電力の大きさとは異なり、
前記発光素子及び前記発熱体は互いに独立して、オンオフ制御され、
前記複数の画像形成ユニットのそれぞれは、基板を更に含み、
前記発光素子及び前記発熱体の各々は、前記基板の前記一方の主面に並列に配置されている、画像形成装置。

【請求項3】

入力の受電端子及び出力の受電端子を含む制御基板を更に備え、
前記基板及び前記制御基板は互いに独立して、分離されている、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記制御基板上に前記発熱体への電流を調整する制限抵抗が実装されており、前記制限抵抗の大きさは、対応する前記画像形成ユニットに応じて異なる、請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記制御基板上に前記発光素子への電流を調整する制限抵抗が実装されている、請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記基板の反りを規制する基板反り規制部材を備え、
前記基板反り規制部材は前記基板に配置されている、請求項１に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、各色（ブラック、イエロー、シアン、又はマゼンタ）に対応する複数の画像形成ユニットを有している。複数の画像形成ユニットの各々に含まれる感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー現像して顕像化する。このような画像形成ユニットには、感光体ドラムの表面の不要な帯電及び静電潜像を消去するために、感光体ドラムの表面に光を照射して除電する除電器が設けられている。

【0003】

感光体ドラムにおいて、一般的には、環境対応の観点から、耐摩耗性に優れ長寿命可能な感光体として、アモルファスシリコンが用いられている。アモルファスシリコンの表面の分子構造が水分を吸着しやすいため、感光体ドラムの表面に水分が吸着されやすくなる。感光体ドラムの表面に水分が吸着されると、感光体ドラムの表面抵抗が下がり、静電潜像のエッジで表面電位が低下する。その結果、画像品質が低下する。

【0004】

そこで、感光体ドラムの近傍に、感光体ドラムの表面を加熱する発熱体を実装した基板を備えることが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の画像形成装置では、基板の一方の主面に感光体ドラムを除電する発光素子が設けられ、基板の他方の主面に感光体ドラムを加熱する発熱体が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２６４１６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置は、現像器への用紙進入上流側（進入側）と下流側（排出側）とを画像形成部の両端部とした場合、両端部に位置する画像形成ユニットに含まれる発熱体に投入される電力と、画像形成部中央に位置する画像形成ユニットに含まれる発熱体に投入される電力とが同じであるとき、両端部に位置する画像形成ユニットに含まれる感光体ドラムの温度変化と、中央に位置する画像形成ユニットに含まれる感光体ドラムの温度変化とが異なる。そのため、複数の感光体ドラムの温度が不均一になり、両端部の感光体ドラムへの加熱が不十分となってしまう。その結果、高湿環境下において、画像流れによる画像品質の低下を防止することができなかった。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高湿環境下において画像流れによる画像品質の低下を防止する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】

【0008】

本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記画像形成装置は複数の画像形成ユニットを備える。前記複数の画像形成ユニットは、前記複数の画像形成ユニットのうちの少なくとも１つの介在画像形成ユニットと前記介在画像形成ユニットの両端に隣接する１又は２以上の端部画像形成ユニットとを含む。前記複数の画像形成ユニットのそれぞれは、感光体ドラムと、前記感光体ドラムを除電する発光素子と、前記感光体ドラムを加熱する発熱体とを含む。前記介在画像形成ユニットの前記発熱体に投入される電力の大きさは、前記端部画像形成ユニットの前記発熱体に投入される電力の大きさとは異なる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、高湿環境下において画像流れによる画像品質の低下を防止することができる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る複数の画像形成ユニットの配置を示す模式図である。

【図2】投入電力に対する各感光体ドラムの温度変化を示すグラフである。

【図3】本実施形態に係る画像形成ユニットの回路構成図である。

【図4】本実施形態に係る画像形成ユニットの更に別の回路構成図である。

【図5】本実施形態に係る１つの画像形成ユニットを示す模式図である。

【図6】本実施形態に係る基板上の発熱体と発光素子との配置を示す模式図である。

【図7】本実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0012】

図１は、本実施形態に係る複数の画像形成ユニット１１０の配置を示す模式図である。画像形成装置１００は、複数の画像形成ユニット１１０ａ〜１１０ｄを含む。画像形成ユニット１１０ｂは、画像形成ユニット１１０ａと画像形成ユニット１１０ｃとの間に位置する。画像形成ユニット１１０ｃは、画像形成ユニット１１０ｂと画像形成ユニット１１０ｄとの間に位置する。画像形成ユニット１１０ａと画像形成ユニット１１０ｄとの間に位置する画像形成ユニット１１０ｂ及び１１０ｃを介在画像形成ユニットと称し、介在画像形成ユニットの端部に位置する画像形成ユニット１１０ａ及び１１０ｄを端部画像形成ユニットと称する。図１は、画像形成装置１００の一部を示しているが、説明の明確化のため現像器等の記載を省略している。

【0013】

画像形成ユニット１１０は、感光体ドラム１２０とクリーニング装置１８０と現像器とを含む。クリーニング装置１８０は、除電器１６０を含む。除電器１６０は、基板１６１と発熱体１６３と発光素子１６２とを含む。

【0014】

画像形成ユニット１１０ａは、感光体ドラム１２０ａとクリーニング装置１８０ａと現像器とを含む。クリーニング装置１８０ａは、除電器１６０ａを含む。除電器１６０ａは、基板１６１ａと発熱体１６３ａと発光素子１６２ａとを含む。画像形成ユニット１１０ｂは、感光体ドラム１２０ｂとクリーニング装置１８０ｂと現像器とを含む。クリーニング装置１８０ｂは、除電器１６０ｂを含む。除電器１６０ｂは、基板１６１ｂと発熱体１６３ｂと発光素子１６２ｂとを含む。画像形成ユニット１１０ｃは、感光体ドラム１２０ｃとクリーニング装置１８０ｃと現像器とを含む。クリーニング装置１８０ｃは、除電器１６０ｃを含む。除電器１６０ｃは、基板１６１ｃと発熱体１６３ｃと発光素子１６２ｃを含む。画像形成ユニット１１０ｄは、感光体ドラム１２０ｄとクリーニング装置１８０ｄと現像器とを含む。クリーニング装置１８０ｄは、除電器１６０ｄを含む。除電器１６０ｄは、基板１６１ｄと発熱体１６３ｄと発光素子１６２ｄとを含む。

【0015】

発光素子１６２は、感光体ドラム１２０の表面に光を照射することにより感光体ドラム１２０から除電する。発熱体１６３は、感光体ドラム１２０の表面の水分を蒸発させるために感光体ドラム１２０を加熱する。

【0016】

図２は、投入電力に対する各感光体ドラムの温度変化を示すグラフである。感光体ドラムを加熱するために、発熱体に電力が投入される。図２において、線Ａは、複数の感光体ドラムの端部に位置する感光体ドラムＡの温度変化であり、線Ｂは、複数の感光体ドラムの中心に位置する感光体ドラムＢの温度変化である。図２では、電力を投入してから５時間後の感光体ドラムＡ及びＢの温度の測定結果を示す。発熱体に投入される電力が感光体ドラムＡの近傍にある発熱体Ａと感光体ドラムＢの近傍にある発熱体Ｂとで同じであると、感光体ドラムＢの温度変化は、感光体ドラムＡの温度変化より高くなることが理解できる。感光体ドラムＡは、発熱体Ａにより加熱される。また、感光体ドラムＢは、発熱体Ａ、及び発熱体Ｂにより加熱される。

【0017】

図３は、本実施形態に係る画像形成ユニット１１０の回路構成図である。画像形成装置１００において、発光素子１６２は、例えば、発光ダイオードである。発熱体１６３は、例えば、抵抗素子である。画像形成ユニット１１０は、制御基板１６６を更に備えることができる。制御基板１６６は、入力の受電端子１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｄ、及び１６８ｅ、並びに出力の受電端子１６８ｃ、及び１６８ｆを備えている。受電端子１６８ａ及び１６８ｂを介して、発光素子１６２ａ及び１６２ｄ、並びに発熱体１６３ａ及び１６３ｄへ電力が供給される。また、受電端子１６８ｄ及び１６８ｅを介して、発光素子１６２ｂ及び１６２ｃ、並びに発熱体１６３ｂ及び１６３ｃへ電力が供給される。発光素子１６２ａ〜１６２ｄ及び発熱体１６３ａ〜１６３ｄは、１又は２以上の直列回路を有しており、これらの直列回路が並列に接続されている。なお、受電端子１６８ａ〜１６８ｆは、スルーホールに限らず、コネクターであってもよい。

【0018】

感光体ドラム１２０ａの温度変化及び１２０ｄの温度変化と、感光体ドラム１２０ｂの温度変化及び１２０ｃの温度変化とを同じにするために、発熱体１６３ａ及び１６３ｄに投入される電力と、発熱体１６３ｂ及び発熱体１６３ｃに投入される電力とが異なるように発熱体１６３ａ〜１６３ｄへの投入電力を調整する。制御基板１６６は、制限抵抗１６４を備える。制限抵抗１６４により発熱体１６３の電流値を制御し、発熱体１６３からの熱量を調整する。

【0019】

制御基板上には、発熱体への電流を調整する制限抵抗が実装されている。制限抵抗の大きさは、対応する画像形成ユニットに応じて異なる。例えば、発熱体１６３ａ〜１６３ｄを含むそれぞれの回路上の制限抵抗１６４の個数は、異なってもよい。具体的には、発熱体１６３ｂ及び１６３ｃを含む回路上にある制限抵抗１６４の個数と、発熱体１６３ａ及び１６３ｄを含む回路上にある制限抵抗１６４の個数とを比較すると、発熱体１６３ｂ及び１６３ｃを含む回路上にある制限抵抗１６４の方が多い。これにより、発熱体１６３からの熱量を微調整することができる。なお、発熱体１６３ａ及び１６３ｄを含む回路上にある制限抵抗１６４は、なくてもよい。

【0020】

更に、制限抵抗１６４は、発光素子１６２の電流値を制御する。制限抵抗１６４により発光素子１６２の電流値を制御し、発光素子１６２からの光量を調整する。制限抵抗１６４が制御基板１６６上に設けられている場合と、制限抵抗１６４が基板１６１上に設けられている場合とを比較すると、制限抵抗１６４が制御基板１６６上に設けられている場合は、制限抵抗１６４の熱により、基板１６１が加熱されない。その結果、発光素子１６２が感光体ドラム１２０を除電するときに、制限抵抗１６４の熱により感光体ドラム１２０が加熱されずに、画像品質の悪化を抑制することができる。

【0021】

また、発光素子１６２と発熱体１６３との入力側の配線は別々であり、発光素子１６２及び発熱体１６３の出力側の配線は同一である。画像形成ユニット１１０の回路構成をこのような回路構成とすることで、発光素子１６２及び発熱体１６３を互いに独立して、オンオフ制御することができる。例えば、発光素子１６２をオンにして感光体ドラム１２０を除電するときに、発熱体１６３をオフにすることができる。

【0022】

図４は、本実施形態に係る画像形成ユニット１１０の更に別の回路構成図である。制御基板１６６は、入力の受電端子１６９ａ及び１６９ｄ、並びに出力の受電端子１６９ｂ、１６９ｃ、１６９ｅ及び１６９ｆを備える。図４において、発熱体１６３及び発光素子１６２の入力側の配線は同一であり、発熱体１６３及び発光素子１６２の出力側の配線は別々であること以外は、図３と画像形成ユニット１１０の回路構成の概略は同じである。画像形成ユニット１１０の回路構成をこのような回路構成にすることで、図３と同様な効果を得ることができる。更に、発光素子１６２及び発熱体１６３の入力側の配線を同一にする場合と、発光素子１６２及び発熱体１６３の入力側の配線を別々にする場合とを比較すると、発光素子１６２及び発熱体１６３の入力側の配線を同一にした場合の方が、回路構成が簡単になり、基板１６１を小さくすることができる。

【0023】

図５は、本実施形態に係る１つの画像形成ユニット１１０を示す模式図である。除電器１６０は、感光体ドラム１２０の表面に残った電荷を除電する。除電器１６０は、基板反り規制部材１６５を更に備え得る。図１及び図５に示すように、発光素子１６２及び発熱体１６３は、感光体ドラム１２０の長手方向に沿って並列に配置されている。発光素子１６２と発熱体１６３とを並列に配置することにより、設計工数を低減することができる。

【0024】

基板反り規制部材１６５は、発熱体１６３の熱により基板１６１の反りを規制し、基板１６１の反りの発生を抑制することができる。基板反り規制部材１６５は、基板１６１の長手方向に延在するように設けられている。基板反り規制部材１６５に用いられる材料としては、絶縁材料であれば特に限定されないが、絶縁材料の中でも樹脂であることが好ましい。

【0025】

クリーニング装置１８０は、クリーニングブレード１７１及びトナー回収スクリュー１７２を更に備え得る。クリーニングブレード１７１は、感光体ドラム１２０の表面に残留するトナーを掻き落とす。トナー回収スクリュー１７２は、掻き落としたトナーをトナー回収路の端部まで搬送する。

【0026】

図６は、本実施形態に係る基板１６１上の発熱体１６３と発光素子１６２との配置を示す模式図である。基板１６１の一方の主面に、発光素子１６２と発熱体１６３と基板反り規制部材１６５とが配置されている。

【0027】

基板反り規制部材１６５は、基板１６１の両端に配置されることが好ましい。この場合、基板反り規制部材１６５は、基板１６１の長手方向と直交する方向に延在するように設けられる。

【0028】

なお、図１及び図５と異なり、図６に示すように、発光素子１６２及び発熱体１６３は感光体ドラム１２０の長手方向に沿って交互に直線上に配置されていてもよい。また、図３及び図４に示す画像形成ユニット１１０の回路構成は、図１、図２及び図５を参照して説明した発光素子１６２及び発熱体１６３を感光体ドラム１２０の長手方向に沿って並列に配置する構成、及び、交互に直線上に配置する構成に適用可能である。

【0029】

図７は、本実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、画像形成ユニット１１０を備える。

【0030】

画像形成ユニット１１０は、図１を参照して説明した感光体ドラム１２０及び除電器１６０以外に、帯電器１５０、露光器１４０、現像器１３０、及び定着器１７０を備える。画像形成装置１００は、例えば、プリンターである。画像形成ユニット１１０は、シートに画像を形成する。除電器１６０は、感光体ドラム１２０の表面の電荷を除電する。なお、除電器１６０については、図１〜図６を参照して既に説明したため、詳細な説明は省略する。

【0031】

画像が形成される際には、感光体ドラム１２０は反時計まわりに回転し、帯電器１５０が感光体ドラム１２０の表面を一様に帯電する。次いで、露光器１４０が、パーソナルコンピューター等から画像入力部に入力された画像データに基づいて、感光体ドラム１２０の表面に光を照射し、感光体ドラム１２０の表面に静電潜像を形成する。次いで、現像器１３０において、現像バイアス電圧により、感光体ドラム１２０の表面に形成された静電潜像に各色のトナーが飛翔して付着し、トナー像を形成する。

【0032】

感光体ドラム１２０の表面に形成された各色のトナー像は、１次転写ローラーにより、中間転写ベルトに順次１次転写されて色重ねされる。これにより、中間転写ベルト上にフルカラーのトナー像が形成される。

【0033】

フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着器１７０に搬送される。定着ローラーを用いた加熱及び加圧により、トナー像が用紙の表面に定着し、フルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙は、その後、排出ローラーによって画像形成装置１００の本体の外に排出される。

【0034】

以上、図１〜図７を参照して本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0035】

図１〜図７を参照して説明した４つの画像形成ユニット１１０ａ〜１１０ｄのうち、画像形成ユニット１１０ｂ及び１１０ｃは介在画像形成ユニットであり、画像形成ユニット１１０ａ及び１１０ｄは端部画像形成ユニットである。介在画像形成ユニットは、画像形成ユニット１１０ｂ、又は１１０ｃであってもよい。例えば、介在画像形成ユニットが画像形成ユニット１１０ｂの場合に、端部画像形成ユニットは画像形成ユニット１１０ａ、１１０ｃ、又は１１０ｄである。また、介在画像形成ユニットが画像形成ユニット１１０ｃの場合に、端部画像形成ユニットは画像形成ユニット１１０ａ、１１０ｂ、又は１１０ｄである。すなわち、端部画像形成ユニットは４つの画像形成ユニット１１０ａ〜１１０ｄの介在画像形成ユニットの両端に位置することに限定されない。４つ以外の３つ以上の画像形成ユニットの場合も同様である。

【0036】

本発明の画像形成装置１００によれば、高湿環境下において、画像流れによる画像品質の低下を防止することができる。

【産業上の利用可能性】

【0037】

本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置（例えば、プリンター、複写機、又は複合機）の分野に利用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】