(57)【要約】【課題】本発明は、帯電装置のみでオゾンガスを帯電装置周辺から排出することができる帯電装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電器５０は、感光体ドラム３に静電潜像を形成して画像形成処理を行なう画像形成装置１００の帯電器であり、グリッド５１Ａ、グリッド５１Ｂが設けられた帯電部材５１、ケーシング５２、ワイヤ５３を備えている。グリッド５１Ａおよびワイヤ５３は、ケーシング５２内に収納され感光体ドラム３の周面をコロナ放電によって所定の電位に帯電させる。グリッド５１Ｂおよびワイヤ５３は、ケーシング５２に収納され感光体ドラム３から離間する方向へコロナ放電によってケーシング５２内の空気を排出する。【選択図】図３
2010066300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に静電潜像を形成して画像形成処理を行なう画像形成装置の帯電装置であって、
前記像担持体に近接配置され少なくとも前記像担持体との対向面が開放した筐体と、
前記筐体内に収納され前記像担持体の周面をコロナ放電によって所定の電位に帯電させる第１放電手段と、
前記筐体に収納され前記像担持体から離間する方向へコロナ放電によって前記筐体内の空気を排出する第２放電手段と、
を備えている帯電装置。
【請求項２】
前記筐体は、前記像担持体の軸方向の全幅に対向して設けられ、
前記第２放電手段は、前記筐体内における軸方向の少なくとも一端部に配置され、前記筐体内の空気を前記像担持体の軸方向に沿って排出する、
請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記第１放電手段は、前記筐体の前記対向面に設けられ前記像担持体の周面に対向する第１側面を形成する第１帯電部と、前記筐体内の前記第１帯電部を挟んで前記像担持体に面する位置に配置され前記第１帯電部へ放電する第１電極部と、を有し、
前記第２放電手段は、前記像担持体の径方向に平行を成す第２側面を形成する第２帯電部と、前記筐体内の前記第２帯電部に面する位置に配置され前記第２帯電部に向かって放電する第２電極部と、を有し、
前記第１帯電部および前記第２帯電部にはメッシュ状の開口が形成されており、前記第２帯電部のメッシュ状の開口は前記第１帯電部のメッシュ状の開口よりも開口率が大きく設けられている、
請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記第１帯電部は、前記第１電極部との間に一定の距離を設けて配置され、
前記第２帯電部も、前記第２電極部との間に前記一定の距離を設けて配置されている、
請求項３に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記第１帯電部および前記第２帯電部は、Ｌ字状を呈する単一の帯電部材によって形成され、
前記第１電極部および前記第２電極部は、前記第１帯電部および前記第２帯電部に沿って張架された単一のワイヤー部材によって形成される、
請求項３または４に記載の帯電装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の帯電装置と、
その周面を前記帯電装置によって前記所定の電位に帯電される像担持体と、
前記帯電装置および前記像担持体を格納するとともに、前記コロナ放電によって生成されるオゾンガスを排出する換気手段が設けられた被覆部材と、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コロナ放電によって像担持体を帯電させる画像形成装置の帯電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、像担持体を露光処理して静電潜像を形成する画像形成装置では、像担持体の表面をコロナ放電方式の帯電装置を用いて帯電させている。コロナ放電では、放電に伴ってオゾンガスが生成される。また、帯電装置周辺にオゾンガスが滞留すると帯電装置に近接配置されている像担持体の表面にオゾンガスが作用し、均一に像担持体周面を帯電させることができなくなり、画像ムラの要因となる。
【０００３】
このような、画像形成装置の中には、換気ファンと換気ダクトを設けて帯電装置周辺に空気を吹き付けて帯電装置周辺に滞留するオゾンガスを拡散させることで画像ムラの発生を抑制するものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３１５９１７号公報
【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に示す画像形成装置では、帯電装置周辺に空気を吹き付けて帯電装置周辺に滞留するオゾンガスを拡散する換気ファン等の換気機構を設ける必要があり、装置の小型化を図る上で問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、帯電装置のみでオゾンガスを帯電装置周辺から排出することができる帯電装置、およびこれを備えた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】
【０００６】
この発明の帯電装置は、像担持体に静電潜像を形成して画像形成処理を行なう画像形成装置の帯電装置であり、筐体、第１放電手段、第２放電手段、を備えている。筐体は、像担持体に近接配置され少なくとも像担持体との対向面が開放している。第１放電手段は、筐体内に収納され像担持体の周面をコロナ放電によって所定の電位に帯電させる。第２放電手段は、筐体に収納され像担持体から離間する方向へコロナ放電によって筐体内の空気を排出する。
【０００７】
この構成において、第２放電手段は、像担持体から離間する方向へ筐体内の空気を排出する。このため、第１放電手段周辺のオゾンガスを像担持体から離間する方向へ流れさせオゾンガスによって像担持体が劣化するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、帯電装置内に滞留するオゾンガスを帯電装置のみで排出することができるので、画像形成装置の小型化を図りつつ像担持体の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の一実施形態に係る画像形成装置１００について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１０】
図１は、画像形成装置１００の概略の正面断面図である。
【００１１】
画像形成装置１００は、主として、画像形成処理部１１０と、自動原稿読取部１２０と、画像形成処理部１１０を格納する筐体１３０とを備え、画像データに応じて用紙に多色及び単色の印刷処理を行なう。
【００１２】
自動原稿読取部１２０は、画像形成処理部１１０の上部に配置されており、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２を有し、原稿載置台９２上に原稿を自動搬送して原稿画像の読み取りを行う。
【００１３】
画像形成処理部１１０は、露光ユニット１、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、画像形成ステーション２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、給紙カセット８１、手差しトレイ８２、排紙トレイ９１等を有し、用紙に印刷処理を行なう。画像形成ステーション２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のカラー画像に応じて配置され、ほぼ同一の構成を備えている。ここでは、画像形成ステーション２０Ｋを例に挙げて説明する。
【００１４】
画像形成ステーション２０Ｋは、現像器２、感光体ドラム（像担持体）３、帯電器５０、クリーナユニット４を有し、ブラック（Ｋ）のカラー画像に応じた潜像を形成する。
【００１５】
なお、画像形成ステーション２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙを備える例を挙げて説明しているが、画像形成装置１００の仕様に応じたカラーの潜像を形成する画像ステーションを備えるものとすれば良い。
【００１６】
クリーナユニット４は、トナーを排出する搬送スクリューと、搬送スクリューが配設された導管と、を備え、感光体ドラム３周面に残留したトナーを回収し、導管を経由して排出する。
【００１７】
帯電器５０は、その長手方向が感光体ドラム３の軸方向に平行に配置されており感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるチャージャ型の帯電器である。
【００１８】
露光ユニット１は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１は、帯電器５０によって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し、感光体ドラム３の周面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器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４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化する。
【００１９】
中間転写ベルトユニット６は、感光体ドラム３の上方に配置され、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を有している。上記中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。
【００２０】
中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、トナーを排出する搬送スクリューが配設された導管を備え、中間転写ベルト６１に残留しているトナーを拭き取って導管経由で排出する。
【００２１】
給紙カセット８１は、画像形成に使用する用紙が積層されており、画像形成処理部１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。手差しトレイ８２にも画像形成に使用する用紙を置くことができる。画像形成処理部１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１は、画像形成処理部１１０で画像形成処理を行なった用紙を集積するためのトレイである。なお、本実施形態では、画像形成処理部１１０が手差しトレイ８２を備えている例をあげているが、画像形成装置１００の仕様に応じて必要が無ければ手差しトレイ８２を設けないものとしても良い。
【００２２】
画像形成処理部１１０には、給紙カセット８１または手差しトレイ８２の用紙を転写ローラ１０や定着ユニット７を経由して排紙トレイ９１に送る用紙搬送路Ｌが設けられている。用紙搬送路Ｌは、給紙カセット８１乃至手差しトレイ８２から排紙トレイ９１に至る搬送路である。
【００２３】
用紙搬送路Ｌは、ピックアップローラ１１Ａ、１１Ｂ、搬送ローラ対１２Ａ、レジストローラ対１３、転写ローラ１０、定着ユニット７，搬送ローラ対１２Ｂが上流側から下流側に向かってこの順に配置されている。
【００２４】
ピックアップローラ１１Ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｌに供給する。ピックアップローラ１１Ｂは、手差しトレイ８２の端部近傍に備えられ、手差しトレイ８２から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｌに供給する。
【００２５】
レジストローラ対１３は、用紙搬送路Ｌに沿って搬送されている用紙を一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで用紙を上流側の中間転写ベルト駆動ローラ６２および転写ローラ１０から成るローラ対へ搬送する。
【００２６】
中間転写ベルト駆動ローラ６２および転写ローラ１０から成るローラ対は、用紙を狭持搬送して中間転写ベルト駆動ローラ６２上に担持されているトナー像を用紙の印刷面に転写するローラ対である。
【００２７】
定着ユニット７は、転写ローラ１０の直上方に配置されており、ヒートローラ７１および加圧ローラ７２から成るローラ対を有し、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して用紙表面にトナー像を定着させる。
【００２８】
筐体１３０は、長手方向の両下端を基点にして前面側へ開閉可能に支持された前面パネル１３１を有する筐体である。
【００２９】
図２は、画像形成装置１００の前面パネル１３１を取り外した状態における前面側の構成を示す図である。
【００３０】
画像形成装置１００は、隔壁（被覆部材）１３０Ｗ、排気ダクト（換気手段）４５、換気ユニット（換気手段）４５Ａをさらに備えている。
【００３１】
隔壁１３０Ｗは、露光ユニット１、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙの前面側を被覆する内壁である。
【００３２】
排気ダクト４５は、隔壁１３０Ｗの上部に配置されている。換気ユニット４５Ａは、排気ダクト４５に連通しており、ファンやオゾンフィルタ等を内蔵している。換気ユニット４５Ａは、帯電器５０周辺から排気ダクト４５を経由して換気ユニット４５Ａ側へ向かう空気流れを生成し、帯電器５０で生成されるオゾンガスや飛散したトナー等から成る塵埃を除去してから外部に排気する。
【００３３】
これにより、帯電器５０周辺で生成されるオゾンガスを排気することができる。なお、本実施形態では、隔壁１３０Ｗに排気ダクト４５と換気ユニット４５Ａを設けているが、例えば、オゾンフィルタが設けられた換気ユニットに帯電器５０を直接連通させるものとしても良い。
【００３４】
図３は、感光体ドラム３および帯電器５０周辺の構成を示す概略図である。図４は、帯電器５０の構成を示す側面図である。図５は、帯電器５０の構成を示す斜視図である。
【００３５】
帯電器５０は、帯電部材５１、ケーシング（筐体）５２、ワイヤ（第１放電手段、第２放電手段、第１電極部、第２電極部）５４を有し、感光体ドラム３の軸方向に平行に配置されたコロナ放電方式の帯電器である。帯電器５０のＸ-Ｙ断面における空気通路の面積は約１５０ｍｍ２である。また、帯電器５０のＺ方向の長さは３２０ｍｍである。
【００３６】
帯電部材５１は、Ｌ字状を呈し、感光体ドラム３に面するグリッド（第１放電手段、第１帯電部）５１Ａと、隔壁１３０Ｗ側に位置し、感光体ドラム３の径方向と平行に設けられたグリッド５１Ｂと、を有している。帯電部材５１は、一例として、板厚が０．１ｍｍのステンレス材である。グリッド５１Ｂの前面側には、排気ダクト４５に連通する排気口が近接配置されている。これにより、グリッド５１Ｂから前面側へ排気される空気を排気ダクト４５内へ効率良く誘導することができる。なお、グリッド５１Ｂと排気ダクト４５とを近接配置する代わりに、グリッド５１Ｂを排気ダクト４５に挿嵌するものとしても良い。
【００３７】
本実施形態では、Ｌ字状を呈する帯電部材５１にグリッド５１Ａ、５１Ｂを設ける例を挙げているが、グリッド５１Ａ、５１Ｂを別々の帯電部材に設けるものとしても良い。
【００３８】
ケーシング５２は、帯電部材５１と嵌合して空気通路を形成する。ケーシング５２は、板厚が０．５ｍｍのステンレス板によって形成されている。
【００３９】
図６は、グリッド５１Ａの詳細な構成を示す拡大図である。図７は、グリッド５１Ｂ周辺の構成を示す斜視図である。図８は、グリッド５１Ｂの詳細な構成を示す拡大図である。
【００４０】
グリッド５１Ａは、ほぼ全面に目の細かいメッシュ状の開口が設けられている。グリッド５１Ａのメッシュが形成されている部分の開口率は、一例として０．７０である。なお、開口率は、単位面積当たりに占める開口面積の割合を示す。グリッド５１Ａのメッシュ状の開口は、開口面積の小さいスリット５１ＡＳが帯電部材５１の長手方向に沿って複数列設けられて形成されている。各列を形成する各スリット５１ＡＳは、上記長手方向と直交する方向に所定の第１間隔を挟んで設けられている。グリッド５１Ａとワイヤ５４との間のコロナ放電によって感光体ドラム３へ向かう空気流れＣＡが生成される。
【００４１】
グリッド５１Ｂは、ほぼ全面にスリット５１ＡＳよりも目の粗いメッシュ状の開口が設けられている。スリット５１ＢＳのメッシュが形成されている部分の開口率は、一例として０．８５である。グリッド５１Ｂのメッシュ状の開口は、スリット５１ＡＳよりも開口面積の大きいスリット５１ＢＳが長手方向に沿って２列設けられて形成されている。各列を構成する各スリット５１ＢＳは、上記長手方向と直交する方向に所定の第２間隔を挟んで４つずつ設けられている。
【００４２】
これにより、グリッド５１Ｂを空気が通り抜けるときの空気抵抗を低減している。このため、グリッド５１Ｂとワイヤ５４との間のコロナ放電によって感光体ドラム３の軸方向に沿って排気ダクト４５側へ向かう空気流れＣＢの流量を増大させることができる。
【００４３】
ワイヤ５４は、両端に係止孔が設けられた止め具５４Ａ、５４Ｂを有している。ワイヤ５４は、止め具５４Ａ、５４Ｂをケーシング５２の長手方向の両端部にそれぞれ設けられた支持部５３Ａ、５３Ｂにそれぞれ係止されている。ワイヤ５４は、支持部５３Ｃ、５３Ｄに掛け渡した状態で支持部５３Ａおよび支持部５３Ｂの間に張架されている。支持部５３Ａおよび支持部５３Ｂは、ワイヤ５４とグリッド５１Ａ、５１Ｂとの間の距離Ｌが一定の長さになる位置にそれぞれ設けられている。これにより、グリッド５１Ａ、５１Ｂとワイヤ５４との間で均等にコロナ放電を発生させることができる。なお、感光体ドラム３を均等に帯電させつつ、空気流れＣＢの流速を充分確保できる場合には、距離Ｌを一定距離に保持しなくとも良い。本実施形態では、距離Ｌを１０ｍｍに設定している。ワイヤ５４は、一例として、直径６０μｍのタングステンワイヤに厚みが０．３〜２μｍである金メッキを施している。
【００４４】
図９は、帯電器５０におけるコロナ放電を示す概略図である。
【００４５】
ワイヤ５４と、グリッド５１Ａおよびケーシング５２との間にはワイヤ５４側に−４ＫＶの直流高電圧が印加されている。このため、ワイヤ５４とグリッド５１Ａとの間でコロナ放電が発生し、コロナ放電に伴って感光体ドラム３が帯電させることができる。また、コロナ放電に伴ってオゾンガスも生成される。さらに、ワイヤ５４周辺からグリッド５１Ａへ向かってコロナ放電に伴うコロナ風、すなわち空気流れＣＡが生成される。空気流れＣＡは、各スリット５１ＡＳを通り抜けて感光体ドラム３周辺へ向かう。
【００４６】
グリッド５１Ａと同様に、グリッド５１Ｂとワイヤ５４との間にもワイヤ５４側を−４ＫＶとする直流高電圧が印加されている。このため、グリッド５１Ｂに対向する位置のワイヤ５４周辺からグリッド５１Ｂへ向かってコロナ放電によるコロナ風、すなわち空気流れＣＢが生成される。
【００４７】
空気流れＣＢのグリッド５１Ｂ近傍における風速は１．０ｍ/Ｓであり、帯電器５０内から９×１０６ｍｍ３／分の空気を排気することができる。このため、帯電器５０の容積（４．８×１０４ｍｍ３）の約１８８倍の流量に相当し、帯電器５０周辺に滞留するオゾンガスを含む空気を前面側へ充分に排気することができる。これにより、帯電器５０内のオゾンガスを含む空気を帯電器５０から空気流れＣＢに沿って排出し、帯電器５０内にオゾンガスが滞留するのを抑制することができる。このため、感光体ドラム３および帯電器５０周辺のオゾン濃度を低下させ感光体ドラム３の劣化を抑制することができる。
【００４８】
本実施形態では、グリッド５１Ｂからの排気をファンを有する換気ユニット４５Ａを経由して排気する例を挙げているが、例えば、グリッド５１Ｂの前面側にオゾンフィルタ等を設けオゾンフィルタを経由して排気するものとしても良い。この場合には、換気ユニット４５Ａを設けることなく排気することができる。
【００４９】
本実施形態における風速の測定は、室温２０℃、相対湿度５０％の環境下で日本カノマックス株式会社製クリモマスター風速計Ｍｏｄｅｌ：６５４２を用いて計測している。
【００５０】
上記実施形態では、ワイヤ５４はグリッド５１Ａ、５１Ｂにそれぞれ平行に張架されている例を挙げているが、例えば、空気流れＣＢの風速をより大きくする場合には、図１０に示すように、ワイヤ５４をグリッド５１Ｂと対向する面で巻回した状態で張架するものとしても良い。より具体的には、支持部１５３Ａ〜１５３Ｅをケーシング５２に設け、ワイヤ５４を各支持部１５３Ａ〜１５３Ｄにそれぞれ掛け渡してから支持部１５３Ｅに止め具１５４Ｂを係止させる。これにより、ワイヤ５４とグリッド５１Ｂとの間の距離Ｌを一定に保持しつつ、空気流れＣＢの風速をさらに増すことができる。また、例えば、図１１に示すように、グリッド５１Ｂに面する位置のワイヤ５４を別部材としても良い。より具体的には、ワイヤ５４をグリッド５１Ａとの間の距離Ｌが一定となる位置で支持する支持部２５３Ａをケーシング５２に設けるともにグリッド５１Ｂに面する位置に面部材２５３Ｂを設ける。面部材２５３Ｂは、全面にスリットが設けられるとともにワイヤ５４の端部と接続された電極部材である。この場合にも上記実施形態に係る帯電器５０と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
上記実施形態では、帯電器５０の前面側の側面にグリッド５１Ｂが設けられている例を挙げて説明しているが、例えば、グリッド５１Ａと対向する側面にグリッド５１Ｂを設けるものとしても良い。また、帯電器５０の長手方向の側面にグリッド５１Ｂを設けるものとしても良い。帯電器５０の背面側にグリッド５１Ｂを設けるものとしても良い。
【００５２】
図１〜１１において、断面表記は適宜省略して示している。
【００５３】
なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成装置の正面視における全体の構成を示す図である。
【図２】画像形成装置の前面パネルを取り外した状態における前面側構成を示す図である。
【図３】感光体ドラムおよび帯電器５０周辺の構成を示す概略図である。
【図４】帯電器の構成を示す斜視図である。
【図５】帯電器の構成を示す側面図である。
【図６】感光体ドラムに面するグリッドの詳細な構成を示す図である。
【図７】帯電器の前面側周辺の構成を示す図である。
【図８】感光体ドラムの軸端側に設けられたグリッドの詳細な構成を示す図である。
【図９】感光体ドラムに対向する位置のグリッドにおけるコロナ放電を模式的に示す図である。
【図１０】他の実施形態の帯電器の前面側周辺の構成を示す図である。
【図１１】他の実施形態の帯電器の前面側周辺の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
３        感光体ドラム（像担持体）
４５      排気ダクト（換気手段）
４５Ａ    換気ユニット（換気手段）
５０      帯電器（帯電装置）
５１      帯電部材
５１Ａ    グリッド（第１放電手段、第１帯電部）
５１Ｂ    グリッド（第２放電手段、第２帯電部）
５２      ケーシング（筐体）
５４      ワイヤ（第１放電手段、第２放電手段、第１電極部、第２電極部）
１００      画像形成装置
１３０Ｗ    隔壁（被覆部材）
【図１】
2010066300.tif 000003
【図２】
2010066300.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図６】
2010066300.tif 000007
【図８】
2010066300.tif 000008
【図９】
2010066300.tif 000009
【図５】
2010066300.tif 000010
【図７】
2010066300.tif 000011
【図１０】
2010066300.tif 000012
【図１１】
2010066300.tif 000013