説明

帯電装置、およびこれを備えた画像形成装置

【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。

【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150mm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9×10mm/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(4.8×10mm)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)

【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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図6】
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【図8】
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【図9】
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【図5】
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【図7】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2010−66300(P2010−66300A)
【公開日】平成22年3月25日(2010.3.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−229864(P2008−229864)
【出願日】平成20年9月8日(2008.9.8)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】