(57)【要約】【課題】帯電時に発生するオゾンによる画質低下を防止し、長期間に亘り高画質の画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電装置のバックプレートに空気を導入する導入口を、サイドプレートに空気を排出する排気口をそれぞれ設け、送風源と排気部とにより空気を帯電装置内に送って帯電装置内にオゾンを運ぶ気流を形成する。【選択図】図２
2011158813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
該感光体を帯電する帯電装置と、
帯電された前記感光体を露光する露光装置と、
帯電及び露光により前記感光体上に形成された潜像を現像する現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置に空気を送る送風源と、前記帯電装置から空気を吸引し排出させる排気部とを有するとともに、
前記帯電装置は、放電ワイヤと、前記感光体から見て前記放電ワイヤの背後に配置されたバックプレートと、前記感光体から見て前記放電ワイヤの側方であって、前記感光体の移動方向に関して上流側に配置された第１サイドプレートと、前記感光体から見て前記放電ワイヤの側方であって、前記感光体の移動方向に関して下流側に配置された第２サイドプレートとを備え、前記バックプレートには、前記送風源からの空気を導入する導入口が形成され、前記第１サイドプレートには、前記帯電装置内の空気を前記排気部へと排出する排気口が形成され、
前記排気口は、前記放電ワイヤの位置よりも前記感光体から遠い位置に形成されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記排気口の面積と前記導入口の面積との比は、１：１０〜２：１であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記導入口における風速は、０．７ｍ／ｓｅｃ〜４ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１又は請求項２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、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスでは、感光体に対して、帯電、露光及び現像を行うことにより感光体上に画像が形成されるが、特に高速電子写真プロセス中の帯電工程は、コロナ放電により行われることが多い。
【０００３】
負帯電のコロナ放電の場合オゾンが発生しやすくなり、感光体近傍においてオゾン濃度が高まると、感光体の表面層が酸化され感光体が劣化してしまい、画像ボケのような不具合を発生してしまう。
【０００４】
このような感光体劣化を防止するために従来から種々の改良が行われてきた。
【０００５】
特許文献１では、放電電極を基準として、放電電極よりも感光体に近い位置に第１開口を、放電電極よりも感光体から遠い位置に第２開口を設け、第１、第２開口からオゾンを含む空気を排出させることが提案されている。
【０００６】
特許文献２では、感光体に対向させて第１開口を、シールド部の最も低い位置に第２開口をそれぞれ設け、空気よりも重いオゾンを第２開口から排出させることが提案されている。
【０００７】
特許文献３では、帯電装置で発生したオゾンを取り除く排気経路を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０４７０号公報
【特許文献２】特開２００５−３５２１１２号公報
【特許文献３】特開２００３−１７７６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
高速化された画像形成装置では放電電極に流れる電流が多くなり、それに伴ないオゾンの発生量が多くなる。オゾンの発生量が多い画像形成装置では、特許文献１、２のようにオゾンを排気したのでは、オゾンの除去が不十分であり、感光体等の劣化が避けられない。
【００１０】
また、特許文献３のように帯電装置の外部に気流を形成したのでは、帯電装置内部のオゾンを十分に除去することが困難である。
【００１１】
また、高速化された画像形成装置においては感光体回転によって形成される層流の影響が顕著となり、帯電装置の上流に配置されているクリーニング装置からわずかばかり排出されるトナーやトナー由来の微粒子によって汚染されることが問題となる。特許文献１〜３の技術によっては、帯電装置内部等のトナーによる汚染を十分に防止することができない。
【００１２】
本発明は、従来のオゾン除去技術における前記のような問題を解決し、オゾンを十分に除去し、高画質の画像を長期間に亘り形成することが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】
【００１３】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１４】
１．感光体と、
該感光体を帯電する帯電装置と、
帯電された前記感光体を露光する露光装置と、
帯電及び露光により前記感光体上に形成された潜像を現像する現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置に空気を送る送風源と、前記帯電装置から空気を吸引し排出させる排気部とを有するとともに、
前記帯電装置は、放電ワイヤと、前記感光体から見て前記放電ワイヤの背後に配置されたバックプレートと、前記感光体から見て前記放電ワイヤの側方であって、前記感光体の移動方向に関して上流側に配置された第１サイドプレートと、前記感光体から見て前記放電ワイヤの側方であって、前記感光体の移動方向に関して下流側に配置された第２サイドプレートとを備え、前記バックプレートには、前記送風源からの空気を導入する導入口が形成され、前記第１サイドプレートには、前記帯電装置内の空気を前記排気部へと排出する排気口が形成され、
前記排気口は、前記放電ワイヤの位置よりも前記感光体から遠い位置に形成されたことを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
２．前記排気口の面積と前記導入口の面積との比は、１：１０〜２：１であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１６】
３．前記導入口における風速は、０．７ｍ／ｓｅｃ〜４ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は送風源からの空気をバックプレートに形成された導入口から帯電装置内に導入し、第１サイドプレートに形成された排気口から帯電装置外に空気を排出している。これにより、帯電装置で発生するオゾンを排出する空気の流れを形成している。更に、前記排気口を帯電ワイヤより感光体から遠い位置に形成している。
【００１８】
これらにより、感光体が帯電装置において発生したオゾンに曝されて劣化することを十分に防止することができるとともに、トナー等の微粒子による帯電装置内部の汚染を十分に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】帯電装置の構造を示す図である。
【図３】画像形成装置における帯電装置近傍の構造を示す図である。
【図４】導入口と排気口とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を本発明の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限定されない。
【００２１】
〔画像形成装置〕
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００２２】
図１において、本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ａは、両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦと装置本体Ａ１とからなっている。
【００２３】
両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦは、装置本体Ａ１の上部に配置され開閉可能となっている。原稿給紙台ａの原稿は、給紙ローラｂ及び搬送ドラムｅに搬送される。
【００２４】
装置本体Ａ１は、画像読み取り装置１と、画像形成部２と、記録材収納部３と、給紙部４と、手差し給紙部５と、定着装置７と、排紙部８と、排紙トレイ９と、反転搬送路１０とを備える。
【００２５】
画像読み取り装置１の光学系は、光源と、第１ミラーを備える照明ユニット１４と、第２ミラー及び第３ミラーから成るＶミラーユニット１５と、レンズ１６と、ＣＣＤイメージセンサ１７とにより構成されている。両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦによる原稿の読み取りは、照明ユニット１４がスリット露光用ガラス１３の下方の初期位置に停止した位置において行われる。原稿台ガラス１１上の原稿の読み取りは、照明ユニット１４及びＶミラーユニット１５を移動させながら行われる。
【００２６】
画像読み取り装置１において原稿読み取りにより取得された画像データは画像形成部２の露光装置２３の駆動に用いられる。
【００２７】
画像形成部２は、ドラム状の感光体２１と、感光体２１の周囲に配置された帯電装置２２，露光装置２３、現像装置２４、転写装置２５Ａ、分離装置２５Ｂ及びクリーニング装置２６とを有する。
【００２８】
感光体２１はドラム状の基体上に有機光導電層が形成されたＯＰＣ感光体からなる。帯電装置２２は、放電電極である放電ワイヤと制御グリッドとを有するスコロトロン帯電器からなる。露光装置２３は光源であるＬＥＤアレイと結像レンズとを有するＬＰＨ（ＬＥＤ  Ｐｒｉｎｔ  Ｈｅａｄ）からなる。現像装置２４はトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像装置からなる。転写装置２５Ａ、分離装置２５Ｂはコロトロン放電器からなる。クリーニング装置２６は感光体２１上のトナーを掻き取るクリーニングブレードを有する。定着装置７は加熱ローラと加圧ローラとヒータとを有し、加熱ローラと加熱ローラとにより記録材Ｐを搬送しつつ加熱して定着を行う。
【００２９】
記録材収納部３は３個の給紙トレイ３１を有する。給紙部４は給紙トレイ３１から記録材Ｐを１枚に分離して送り出す給紙ユニット４１と、中間搬送ローラ４２と、レジストローラ４３とを有する。５は手差し給紙部である。排紙部８は切り替えゲート８１と排紙ローラ８２とを有する。切り替えゲート８１は定着装置７から排出された記録材Ｐを排紙ローラ８２又は反転搬送路１０に切り替え案内する。
【００３０】
感光体２１の表面は、帯電装置２２の帯電により一様な静電荷を付与され、露光装置２３により像露光される。帯電装置２２の帯電と露光装置２３の露光とにより感光体２１に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像装置２４により現像されて感光体２１上にトナー像が形成される。感光体２１上のトナー像は、記録材収納部３から供給された記録材Ｐ上に転写装置２５Ａにより転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、分離装置２５Ｂにより感光体表面から剥離される。その後、クリーニング装置２６により感光体２１上の転写残トナーが除去される。トナー像が転写された記録材Ｐは、搬送ユニット６により搬送され、定着装置７により定着処理される。
【００３１】
定着装置７から排出された記録材Ｐはそのまま排紙ローラ８２を経て排紙トレイ９に排出されるか、又は反転搬送路１０に搬送された後にスイッチバックして排紙ローラ８２により搬送された排紙トレイ９に排出される。
【００３２】
なお、両面画像形成の場合は、第１面に画像が形成された記録材Ｐは、切り替えゲート８１により反転搬送路１０に送り込まれ、表裏反転された後に、再びレジストローラ４３を経て転写装置２５Ａに向けて搬送される。
【００３３】
〔帯電装置〕
図２、３により帯電装置２２と、帯電装置２２の近傍の構造とについて説明する。図２は帯電装置２２の構造を示し、図３は画像形成装置における帯電装置２２近傍の構造を示す。図３では、帯電装置２２において発生するオゾンを排気する機構が示されている。
【００３４】
感光体２１を帯電して感光体２１の表面に一様な電位を形成する帯電装置２２はスコロトロン帯電器からなり、２本の放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂと、グリッド電極２２２と、サイドプレート２２３Ａ、２２３Ｂ、２２３Ｃと、バックプレート２２４とを有する。感光体２１は矢印Ｗ１で示すように時計方向に回転するが、感光体２１の移動方向の下流側のサイドプレート２２３Ａは開口を有しない。２本の放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂの中間に設けられたサイドプレート２２３Ｂには排気口２２５Ａが形成され、図の左端に配置されたサイドプレート２２３Ｃには、排気口２２５Ｂが形成されている。バックプレート２２４には、感光体２１から見て放電ワイヤ２２１Ａの背後に導入口２２６Ａが、感光体２１から見て放電ワイヤ２２１Ｂの背後に導入口２２６Ｂがそれぞれ形成されている。サイドプレート２２３Ｂは放電ワイヤ２２１Ａに対して、感光体２１の移動方向Ｗ１に関して下流側に配置された第１サイドプレートであり、排気口２２５Ａを有する。サイドプレート２２３Ｃは放電ワイヤ２２１Ｂに対して、感光体２１の移動方向Ｗ１に関して下流側に配置された第１サイドプレートであり、排気口２２５Ｂを有する。サイドプレート２２３Ａは放電ワイヤ２２１Ａに対して感光体２１の移動方向に関して上流側に設けられた第２サイドプレートであり、空気を流通させる開口を有しない。サイドプレート２２３Ａ、２２３Ｂ、２２３Ｃとバックプレート２２４とはそれぞれ金属からなる導電性板である。
【００３５】
放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂに高圧の電圧を印加することにより、放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂがコロナ放電して、感光体２１を帯電する。
【００３６】
画像形成において、感光体２１は矢印Ｗ１で示すように時計方向に回転するが、帯電装置２２の感光体移動方向の上流にはクリーニング装置２６が、下流には、露光装置２３が感光体２１に対向してそれぞれ配置される。クリーニング装置２６は、クリーニングブレード２６１と、クリーニングブラシ２６２と、トナーを搬送するスクリュー２６３とを有する。
【００３７】
〔オゾンの排気〕
Ａ１０は送風ファンからなり帯電装置２２に空気を送る送風源、Ａ１１は帯電装置２２から空気を吸引し画像形成装置Ａの外部に排気する排気部である。排気部Ａ１１は吸引ファンと、塵埃を吸着し、オゾンを分解するフィルタとを有する。送風源Ａ１０で発生した空気はダクトＡ１２により帯電装置２２に導入される。
【００３８】
送風源Ａ１０からの空気は、矢印Ｗ２で示すように、ダクトＡ１２から、バックプレート２２４の導入口２２６Ａ、２２６Ｂを通って帯電装置２２内に導入される。導入口２２６Ａから導入された空気は、放電ワイヤ２２１Ａの放電室から排気口２２５Ａを通って、放電ワイヤ２２１Ｂの放電室に進入する。導入口２２６Ｂから導入された空気と、排気口２２５Ａから進入した空気とは、放電ワイヤ２２１Ｂの放電室から排気口２２５Ｂを通って、帯電装置２２の外に排気される。
【００３９】
帯電装置２２から排気された空気は、排気部Ａ１１による吸引で、矢印Ｗ３、Ｗ４のように流れ、画像形成装置Ａの外に排気される。画像形成装置Ａ外への排気においては、フィルタによりトナー等の塵埃が除去されるとともに、オゾンが分解される。なお、排気部Ａ１１は画像形成装置Ａ内全体からの空気を排出するものであり、定着装置７（図１参照）近傍の空気等も排気部Ａ１１から排出される。オゾンの分解は発熱反応のため、定着近傍の温まった空気と一緒に排出されることによって、オゾン分解が促進される。
【００４０】
矢印Ｗ３で示す流れの空気には帯電装置２２からは排気されたものの他に、感光体２１の周辺の空気が含まれる。
【００４１】
前記のように帯電装置２２が動作して感光体２１を帯電するときには、オゾンが発生する。矢印Ｗ２で示すように、帯電装置２２に空気を導入し、矢印Ｗ３のように帯電装置２２から空気を排出して、帯電装置２２内に気流を形成することにより、帯電時に発生するオゾンは極めて効果的に帯電装置２２から除去される。
【００４２】
感光体２１が回転することにより、感光体２１の周囲には、空気の層流、即ち、感光体２１の外周に沿って流れる層状の気流が発生する。クリーニング装置２６と帯電装置２２との間における層流には、微量ではあるが、トナー等の微粒子が含有される。また、帯電装置２２と露光装置２３との間における層流には、帯電装置２２で発生したオゾンや微粒子が含まれる可能性がある。
【００４３】
帯電装置２２内に、前記に説明した気流を形成することにより、クリーニング装置２６から排出される微粒子による帯電装置２２内の汚染や、露光装置２３が帯電装置２２から排出されたオゾンや微粒子により影響を受けることを回避することができる。
【００４４】
排気口２２５Ａ、２２５Ｂは放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂよりも感光体２１から見て遠い位置に配置される。
【００４５】
図２によりこの配置を説明する。Ｄ０は感光体２１の表面の半径、即ち、即ち、感光体２１の回転中心と感光体２１の表面間の距離、Ｄ１は放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂと感光体２１の回転中心との間の距離、Ｄ２は開口２２５Ａ、２２５Ｂの感光体２１に最も近い縁と感光体２１の回転中心との間の距離である。Ｄ０＜Ｄ１＜Ｄ２が成り立つように、感光体２１に対して放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂと排気口２２３Ａ、２２３Ｂとが配置される。Ｂ排気口２２５Ａ、２２５Ｂの感光体２１に近い側の縁と、帯電装置２２に最も近い感光体２１の位置である感光体の頂点２１Ａとの間の距離Ｄ２が、放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂと、感光体２１の頂点２１Ａとの間の距離Ｄ１よりも大きいように排気口２２５Ａ、２２５Ｂが形成される。
【００４６】
前記に説明したように、感光体２１が矢印Ｗ１のように回転することにより、感光体２１の表面近傍には、クリーニング装置２６から帯電装置２２に向かって流れる層流が形成され、この層流には、クリーニング装置２６からトナー等の微粒子が含まれる。排気口２２５Ｂが放電ワイヤ２２１Ｂよりも感光体２１に近い位置に形成されると、クリーニング装置２６からのトナーやトナーに含まれる微粒子が帯電装置２２内に進入して帯電装置２２の内部に付着するようになり、放電極起因のムラが発生しやすくなる。
【００４７】
排気口２２５Ｂを放電ワイヤ２２１Ｂよりも感光体２１から遠い位置に形成することにより、このような微粒子による帯電装置２２内の汚染が防止される。
【００４８】
排気口２２５Ａ、２２５Ｂは図４（ａ）に示すように、感光体２１の軸方向Ｗ５にそれぞれ並列して配置された長方形の開口からなる。一方、導入口２２６Ａ、２２６Ｂはそれぞれ図４（ｂ）に示すようにいくつかの開口からできている。もちろん感光体２１の軸方向Ｗ５に長い１個の開口からなっていても良い。
【００４９】
排気口２２５Ａ、２２５Ｂそれぞれの面積２２５Ｒと、導入口２２６Ａ、２２６Ｂそれぞれの面積２２６Ｒとは次の関係にあることが好ましい。
【００５０】
２２５Ｒ対２２６Ｒの比＝１：１０〜２：１
面積２２５Ｒ：２２６Ｒが、１：１０よりも大きい（２２６Ｒが大きい側になる）と、帯電装置２２内にオゾンが滞留して、感光体２１を劣化させる場合がある。２２５Ｒ：２２６Ｒが２：１よりも小さい（２２５Ｒが大きい側になる）と、帯電が均一でなくなったり、帯電装置２２内の空気の流れが感光体２１の表面に形成される層流により影響されて、帯電装置２２内にトナー等の微粒子が進入し、放電ワイヤ２２１Ａ、２２１Ｂの汚れが生じやすくなったりする。
【００５１】
帯電装置２２内では、適度な空気の流れが形成されることが望ましい。導入口２２６Ａ、２２６Ｂにおける風速を測定し、導入口２２６Ａ、２２６Ｂにおける風速を適正値に設定することにより、帯電装置２２内における空気の流れを適正にすることができる。
【００５２】
導入口２２６Ａ、２２６Ｂにおける風速は０．７ｍ／ｓｅｃ〜４ｍ／ｓｅｃであることが好ましい。なお、この風速は帯電装置２２の帯電動作としているときの風速である。
【００５３】
該風速が０．７ｍ／ｓｅｃよりも低いと、気流の流れが弱くなり帯電装置２２内にオゾンが滞留して、感光体２１を劣化させる場合がある。また、前記風速が４ｍ／ｓｅｃを超えると、オゾンやトナー等の微粒子が露光装置２３へと流れ、露光装置２３を構成するＬＰＨのレンズ表面に放電生成物が付着しやすくなり、文字にじみなどの画像劣化として顕在化してしまう場合がある。
【実施例】
【００５４】
複合機コニカミノルタｂｉｚｈｕｂ  ＰＲＯ１０５０（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）の改造機を使用した。前記複合機の主な仕様は次のとおりである。
感光体：ＯＰＣ感光体（ドラム径φ１００）
感光体線速：５００ｍｍ／ｓｅｃ
現像剤搬送体線速：１０００ｍｍ／ｓｅｃ
現像剤：粒径６μｍの重合トナーと粒径６０μｍのキャリアを含む二成分現像剤
感光体帯電電位：−７５０Ｖ
現像バイアス電位：−６００Ｖ
Ａ４サイズの記録材を連続給紙して連続画像形成を行い、５００ｋｐ（５０万枚）の画像を形成し、１００ｋｐ毎に画質を確認した。
・実施例１
導入口における風速を１．５ｍ／ｓｅｃ、面積比を１：１５とした。
・実施例２
導入口における風速を１．５ｍ／ｓｅｃ、面積比を２．５：１とした。
・実施例３
風速を１．０ｍ／ｓｅｃ〜２．０ｍ／ｓｅｃ、面積比を１：１０〜２：１とした。
【００５５】
なお、実施例１〜３では、感光体と放電ワイヤ間の距離Ｄ１（図２参照）を８．５ｍｍと排気口間の距離Ｄ２（図２参照）を１０ｍｍとした。
・比較例１
第１サイドプレートに排気口なし
風速を０．５ｍ／ｓｅｃとした。
・比較例２
第１サイドプレートに排気口なし
バックプレートの導入口における風速を１ｍ／ｓｅｃとした。
・比較例３
第１サイドプレートに排気口なし、
バックプレートの導入口における風速を１．５ｍ／ｓｅｃとした。
・比較例４
感光体と放電ワイヤ間の距離Ｄ１（図２参照）を８．５ｍｍ、感光体と排気口間の距離Ｄ２（図２参照）を５ｍｍ、
導入口における風速を１．５ｍｍ／ｓｅｃ
面積比を１：２とした。
【００５６】
表１に示すように、実施例１〜３では良好な画質の画像が形成されたが、比較例では、連続画像形成において、画像の枚数が多くなった段階で感光体劣化による画像ボケや放電ワイヤの汚れによる画像不良が発生した。
【００５７】
【表１】
2011158813.tif 000003
【符号の説明】
【００５８】
２１  感光体
２２  帯電装置
２３  露光装置
２２１Ａ、２２１Ｂ  放電ワイヤ
２２２  グリッド電極
２２３Ａ、２２３Ｂ、２２３Ｃ  サイドプレート
２２４  バックプレート
２２５Ａ、２２５Ｂ  排気口
２２６Ａ、２２６Ｂ  導入口
【図１】
2011158813.tif 000004
【図２】
2011158813.tif 000005
【図３】
2011158813.tif 000006
【図４】
2011158813.tif 000007