(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在の像担持体と、この像担持体の表面を一様に帯電させる帯電装置と、前記像担持体に光を照射して前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像装置とを備え、前記帯電装置と前記現像装置とが隣り合うように設けられた画像形成装置であって、
前記現像装置は、前記像担持体と所定間隔を隔てて対向し、現像剤を表面に担持しながら回転して前記像担持体表面の静電潜像にトナーを供給する現像ローラを備え、
前記帯電装置は、前記像担持体側が開口したシールドケースと、このシールドケース内に配置された放電電極とを有し、
前記像担持体の軸方向と略平行で且つ前記シールドケースに隣接して排気ダクトが配置され、
前記シールドケースと前記排気ダクトとは連通孔によって連通し、
前記排気ダクトには、排気ダクト内の空気を装置外に排出する排気ファンが設けられるとともに、浮遊トナーを吸引する吸引口が前記現像ローラの両端部の少なくとも一方と対向する位置に形成され、
前記排気ファンによって、前記像担持体と前記シールドケースとの隙間及び前記吸引口から吸い込まれた空気が前記排気ダクトを通って装置外に排出され、
前記吸引口における吸引風速が、前記像担持体と前記シールドケースとの隙間における吸引風速よりも速いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記吸引口における吸引風量が、前記像担持体と前記シールドケースとの隙間における吸引風量よりも少ない請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置が、現像ローラの軸方向に現像剤を循環搬送させて現像ローラに現像剤を補給するものであって、
前記吸引口が、軸方向の、現像ローラに対してトナーが補給され始める側に形成されている請求項１又は２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、トナーを使用する電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するもので、より詳細には、帯電装置で発生する放電生成物及び浮遊トナーを吸引排出する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電装置としてコロナ放電方式が一般的に広く使用されている。このコロナ放電方式ではオゾンやＮＯＸなどの放電生成物が生成される。これらの放電生成物は、感光体表面に付着して感光体表面の均一帯電性を乱したり、コロナ放電の電界を弱めて感光体表面の帯電性を阻害する。このため、コロナ放電方式の帯電装置では、通常、排気ファンを設けて放電生成物をオゾンフィルタを通して装置外に排出していた。
【０００３】
一方、近年、画像形成装置の高速化に伴って現像装置からトナーが飛散しやすい状況にある。加えて、画像形成装置の小型化に伴って現像装置と帯電装置とが近接して配置されるようになってきた。このため、現像装置から飛散した浮遊トナーが帯電装置に流入しやすくなっていた。浮遊トナーが帯電装置に流入し放電ワイヤー等に付着すると、感光体の帯電が不均一となるおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、帯電手段の背面側にオゾン回収ダクトを配置すると共に、感光体の回転方向に沿って帯電手段の上流側となる位置に浮遊トナー回収ダクトを配置し、両ダクトを連通孔で連通し、同一の気流でオゾンと浮遊トナーを回収する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2004-45569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、オゾンと浮遊トナーとを同一の気流で回収する場合、浮遊トナー回収ダクトの吸引口における風速が、オゾン回収ダクトの吸引口における風速よりも遅いと、浮遊トナーが帯電装置に流入し放電ワイヤー等を汚すおそれがある。他方、浮遊トナー回収ダクトの吸引口における風速が、オゾン回収ダクトの吸引口における風速よりも速いと、帯電装置から吸引する風量が少なくなるため、帯電装置からのオゾン回収が低下する。帯電装置からのオゾン回収を低下させないためには排気ファンを大きくする必要があるが、排気ファンの大型化は装置の小型化・静音化という市場の要請に反する。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、オゾンなどの放電生成物と浮遊トナーとを同一の排気ファンで吸引除去する画像形成装置において、排気ファンを大きくすることなく、浮遊トナーの帯電装置への流入を抑制すると同時に帯電装置からの放電生成物の除去を効果的に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、回転自在の像担持体と、この像担持体の表面を一様に帯電させる帯電装置と、前記像担持体に光を照射して前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像装置とを備え、前記帯電装置と前記現像装置とが隣り合うように設けられた画像形成装置であって、前記現像装置は、前記像担持体と所定間隔を隔てて対向し、現像剤を表面に担持しながら回転して前記像担持体表面の静電潜像にトナーを供給する現像ローラを備え、前記帯電装置は、前記像担持体側が開口したシールドケースと、このシールドケース内に配置された放電電極とを有し、前記像担持体の軸方向と略平行で且つ前記シールドケースに隣接して排気ダクトが配置され、前記シールドケースと前記排気ダクトとは連通孔によって連通し、前記排気ダクトには、排気ダクト内の空気を装置外に排出する排気ファンが設けられるとともに、浮遊トナーを吸引する吸引口が前記現像ローラの両端部の少なくとも一方と対向する位置に形成され、前記排気ファンによって、前記像担持体と前記シールドケースとの隙間及び前記吸引口から吸い込まれた空気が前記排気ダクトを通って装置外に排出され、前記吸引口における吸引風速が、前記像担持体と前記シールドケースとの隙間における吸引風速よりも速いことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記吸引口における吸引風量は、前記像担持体と前記シールドケースとの隙間における吸引風量よりも少なくするのが好ましい。
【００１２】
さらに、前記現像装置が、現像ローラの軸方向に現像剤を循環搬送させて現像ローラに現像剤を補給するものである場合には、前記吸引口は、軸方向の、現像ローラに対してトナーが補給され始める側に形成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置では、浮遊トナーを吸引する吸引口における吸引風速を、像担持体とシールドケースとの隙間における吸引風速よりも速くしたので、排気ファンを大きくすることなく、浮遊トナーの帯電装置への流入を抑制できると同時に帯電装置からの放電生成物の除去を効果的に行える。
【００１４】
また、前記吸引口における吸引風量を、前記像担持体と前記シールドケースとの隙間における吸引風量よりも少なくすると、帯電装置における放電生成物の除去のための空気風量の低下が僅かとなり放電生成物の除去が一層効果的に行える。
【００１５】
そしてまた、前記現像装置が、前記像担持体と所定間隔を隔てて対向し、現像剤を表面に担持しながら回転して前記像担持体表面の静電潜像にトナーを供給する現像ローラを備えるものであるので、現像ローラの端部で浮遊トナーが生じやすく、前記吸引口を、前記現像ローラの両端部の少なくとも一方と対向する位置に形成することによって、一層効果的に浮遊トナーを回収できるようになる。
【００１６】
さらに、前記現像装置が、現像ローラの軸方向に現像剤を循環搬送させて現像ローラに現像剤を補給するものである場合には、前記吸引口を、軸方向の、現像ローラに対してトナーが補給され始める側に形成すると、さらに効果的に浮遊トナーを回収できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図。
【図２】作像ユニットの縦断面図。
【図３】帯電装置及び排気ダクトの一例を示す概説図。
【図４】感光体及び帯電装置の軸方向後側の部分斜視図。
【図５】感光体及び帯電装置の軸方向後側の部分斜視図。
【図６】感光体と帯電装置と排気ダクトの縦断斜視図。
【図７】作像ユニットから排気ファンに至る排気ダクトの一例を示す斜視図。
【図８】現像ローラと吸引口との位置関係を示す説明図。
【図９】現像装置と吸引口との位置関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る画像形成装置を図に基づきさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１９】
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図を示す。この図に示す画像形成装置は、所謂タンデム方式のカラープリンターである。カラープリンターＤには、ほぼ中央部に導電性を有する無端状の中間転写ベルト７０が設けられ、ローラ７１、７２、７３で掛架されている。ローラ７１は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によって反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト７０とこれに接するローラ７２、７３は従動回転する。ローラ７３は、不図示の付勢手段によって中間転写ベルト７０を外方へ付勢し中間転写ベルト７０に張力を与えている。ローラ７１に支持されているベルト部分の外側には、２次転写ローラ７４が圧接している。この２次転写ローラ７４と中間転写ベルト７０とのニップ部（２次転写領域）において中間転写ベルト７０上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。
【００２０】
また、ローラ７２に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト７０の表面をクリーニングするベルトクリーニングブレード７５が設けられている。ベルトクリーニングブレード７５は、中間転写ベルト７０を介してローラ７２に圧接し、中間転写ベルト７０との当接部で未転写の残留トナーを除去・回収する。
【００２１】
中間転写ベルト７０の下側には、中間転写ベルト７０の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ（以下、「作像ユニット１０」と総称する）が、装置本体Ｄに対して着脱自在に配置されている。これらの作像ユニット１０では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー画像を作成する。
【００２２】
図２に、作像ユニット１０の縦断面図を示す。作像ユニット１０は、円筒状の感光体（像担持体）２０を中心とし、その周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電装置３０、露光装置４０、現像装置５０、１次転写ローラ２１、およびクリーニング装置６０が配置されている。１次転写ローラ２１は中間転写ベルト７０を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（１次転写領域）を形成している。この構成は、色彩に関係なく同じである。
【００２３】
帯電装置３０は、感光体２０の表面を帯電させるために、感光体２０の表面に対向し感光体２０の回転軸方向と略平衡に張架された放電電極３２と、放電電極３２を内包し感光体２０側が開口した細長い箱状のシールドケース３１と、シールドケースの開口部に設けられたグリッド電極３３とを有する。放電電極３２は、感光体２０に対向する辺が鋸歯形状になった金属線などの導電性部材で形成され、不図示の電源から高電圧が印加されて、鋸歯の先端が放電点となって感光体２０に対して放電する。
【００２４】
現像装置５０は、感光体２０に近接した現像ローラ５１と、現像ローラ５１に現像剤を供給しつつ循環させて帯電させる搬送スクリュー５２と搬送スクリュー５３とを有し、ケース５４に収められている。
【００２５】
図１に示すように、作像ユニット１０の下部には、給紙装置として給紙カセット８１が着脱可能に配置されている。給紙カセット８１内に積載収容された用紙Ｐは、給紙カセット８１の近傍に配置された給紙ローラ８２の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路Ｒに送り出される。給紙カセット８１から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対８３に搬送され、ここで所定のタイミングで前述の２次転写領域に送り出される。
【００２６】
画像形成装置は、１色のトナー（例えばブラック）を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能となっている。
【００２７】
カラーモードにおける画像形成動作例について簡単に説明する。まず、各作像ユニット１０において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電装置３０により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置４０から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置５０から供給される現像剤としてのトナーにより可視像化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー画像は、感光体２０の回転によって１次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト７０上へ転写（１次転写）されて重ねられる。
【００２８】
中間転写ベルト７０に転写されることなく感光体２０上に残った残留トナーは、図２で示したクリーニング装置６０のブレード６１で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。
【００２９】
重ね合わされた４色のトナー画像は、中間転写ベルト７０によって２次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対８３から２次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー画像が、２次転写領域において中間転写ベルト７０から用紙Ｐに転写（２次転写）される。４色のトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着ローラ対８４へ搬送される。定着ローラ対８４において用紙Ｐは、定着ローラと加圧ローラとのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像は用紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対８５によって装置の上面に形成された排紙トレイに排出される。
【００３０】
一方、用紙Ｐに転写されることなく中間転写ベルト７０上に残った残留トナーは、クリーニングブレード７５で掻き取られ、中間転写ベルト７０の外周面から除去される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト７０の回転駆動が停止される。
【００３１】
図３に帯電装置３０の概説図を示す。帯電装置３０のシールドケース３１は、前述のように、感光体側が開口した細長い箱状である。シールドケース３１は、接地されており放電電極３２を囲む周辺電界を一定に保ち、安定した放電が行われるように電気的な環境を維持する働きを奏する。また、グリッド電極３３はメッシュ状で、シールドケース３１の感光体側の開口位置にシールドケース３１とは絶縁して設けられ、不図示の電源によってバイアス電圧が印加される。グリッド電極３３は、放電電極３２からの放電が感光体２０の軸方向でバラツキを生じた場合でもこれを緩和し、感光体２０の帯電電位の均一性を確保する働きを奏する。
【００３２】
シールドケース３１の、現像装置５０と向かい合う側壁には、所定の隙間を隔ててカバー部材３７が設けられている。そして、シールドケース３１の底面には、ハウジング３６とカバー部材３７とによって、排気ダクト９の一部をなすダクト本体９０が形成されている。このダクト本体９０とシールドケース３１の間には連通孔３４が設けられている。また、シールドケース３１の開口部の、感光体２０の回転方向上流側及び下流側の辺端には、感光体２０との隙間Ｂを調整するための可撓性フィルム３５が取り付けられている。
【００３３】
図４及び図５に、感光体２０及び帯電装置３０の軸方向後側の部分斜視図を示す。なお、この斜視図は、カバー部材３７を取り外した状態の斜視図である。シールドケース３１の側壁には、軸方向後側を除いて角紐状のシール部材３８が感光体２０の軸方向と略平行に貼着されている。このシール部材３８が貼着されている部分では、シールドケース３１の側壁とカバー部材３７との隙間からダクト本体９０に空気が流入することが防止される。一方、シール部材３８が貼着されていない部分は、ダクト本体９０に空気が流入し、ここが吸引口Ａとなる。
【００３４】
図６に、帯電装置３０及びその周囲の空気の流れを示す斜視図を示す。後述する排気ファン９７（図７に図示）が駆動すると、感光体２０と可撓性フィルム３５との、感光体２０の軸方向に細長く形成された隙間Ｂからシールドケース３１内を通ってダクト本体９０に空気が流入する。また同時に、吸引口Ａからもダクト本体９０に空気が流入する。ここで重要なことは、吸引口Ａにおける吸引風速を、隙間Ｂにおける吸引風速よりも速くすることである。これにより、浮遊トナーを多く含んだ空気Ｆａの多くは吸引口Ａからダクト本体９０に流入する結果、シールドケース３１内が浮遊トナーで汚染されることが抑制される。一方、オゾンやＮＯＸなどの放電生成物は、隙間Ｂからシールドケース３１内に流入する空気Ｆｂによって連通孔３４を介してダクト本体９０に排出される。
【００３５】
吸引口Ａにおける吸引風速は、隙間Ｂにおける吸引風速の約２倍〜約３倍であるのが好ましい。また、吸引口Ａにおける風量は、隙間Ｂにおける風量の約１／１０倍程度とするのが好ましい。これにより、浮遊トナーの帯電装置３０への流入防止と、放電生成物の帯電装置３０内からの排出除去とが効果的に行えるようになる。
【００３６】
図７に、排気ダクト９の全体構成を示す斜視図を示す。排気ダクト９は、ダクト本体９０と、接続ダクト部９２と、集合ダクト部９３と、Ｌ型ダクト部９４と、中継ダクト部９５とを有する。中継ダクト９５の空気流動方向下流側端部には、排気ファン９７とオゾンフィルタ９６とが設けられている。排気ファン９７が駆動すると、吸引口Ａ及び隙間Ｂから空気が吸引され、ダクト本体９０を通って排出孔９１（図４に図示）から接続ダクト部９２へと空気は流れる。そして、集合ダクト部９３とＬ型ダクト部９４、中継ダクト部９５を通り、オゾンフィルタ９６で浄化された後、排出孔９８から外部に排出される。
【００３７】
吸引口Ａの形成位置は、浮遊トナーを効率的に吸引除去する観点から、現像ローラ５１の軸方向両端部と対向する位置に形成するのが好ましい。浮遊トナーは、現像ローラ５１の軸方向両端部において発生しやすいからである。図８に、現像ローラ５１と吸引口Ａ１，Ａ２との位置関係を示す概略平面図を示す。現像ローラ５１の軸方向両端部Ｃ１，Ｃ２において浮遊トナーを生じやすい。そこで、現像ローラ５１の端部Ｃ１，Ｃ２と対向する位置に吸引口Ａ１，Ａ２を形成している。なお、図中の矢印の太さ及び長さは、ダクト本体９０に流入する空気及びダクト本体９０内を流れる空気の風量及び風速を示しており、矢印が太いほど風量が多く、矢印が長いほど風速が速い。
【００３８】
吸引口Ａ１，Ａ２から吸引される空気Ｆａは、風量は少ないものの風速は速く、現像ローラ５１の軸方向両端から生じた浮遊トナーは吸引口Ａ１，Ａ２から効果的に吸引される。一方、軸方向に細長い隙間Ｂから吸引される空気Ｆｂは、空気Ｆａよりも風速は遅いものの、隙間Ｂの断面積が広いため風量は多く、帯電装置３０で発生した放電生成物は空気Ｆｂによって効果的に排出除去される。ダクト本体９０内を流れる空気の風量は、排出孔９１に近づくほど多くなり、風速は遅くなる。
【００３９】
図９に示すような、現像装置５０が、搬送スクリュー５２と搬送スクリュー５３とによって現像剤を循環させる装置である場合、すなわち、現像剤を、搬送スクリュー５３によって図の左方向へ搬送した後、搬送スクリュー５２側へ移動させ、搬送スクリュー５２によって図の右方向へ搬送した後、再び搬送スクリュー５３に移動させて現像剤を循環させる装置である場合、搬送スクリュー５２から現像ローラ５１に現像剤が供給され始める部分において、浮遊トナーが発生しやすい。そこで、このような現像装置の場合には、現像ローラ５１の軸方向端部Ｃ１と対向する位置に吸引口Ａ１を形成するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の画像形成装置では、排気ファンを大きくすることなく、浮遊トナーの帯電装置への流入を抑制できると同時に帯電装置からのオゾン回収を効果的に行うことができ有用である。
【符号の説明】
【００４１】
９    排気ダクト
Ａ    吸引口
Ｂ    隙間
２０    感光体（像担時体）
３０    帯電装置
３１    シールドケース
３２    放電電極
３４    連通孔
４０    露光装置
５０    現像装置
５１    現像ローラ
９０    ダクト本体
９７    排気ファン
【図１】
0005822093.tif 000002
【図２】
0005822093.tif 000003
【図３】
0005822093.tif 000004
【図４】
0005822093.tif 000005
【図５】
0005822093.tif 000006
【図６】
0005822093.tif 000007
【図７】
0005822093.tif 000008
【図８】
0005822093.tif 000009
【図９】
0005822093.tif 000010