画像形成装置および吸排気システム
【課題】帯電器への異物の付着による帯電器の帯電機能の低下を防止し、高品位の画像を継続して形成できるようにする。
【解決手段】画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３と、静電潜像をトナーにより現像する現像器と、感光体ドラム３表面をコロナ放電により帯電させる帯電器５とを備える。さらに、トナーとしてトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーを使用し、帯電器５として鋸歯形状の放電電極を有する鋸歯帯電器を使用し、気体流生成手段を備える。気体流生成手段は、画像形成装置の外部から吸気して帯電器５内に送風し、帯電器５内の気体を画像形成装置の外部に排気して、画像形成装置の外部から帯電器５内への気体の流れおよび帯電器５内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる。
【解決手段】画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３と、静電潜像をトナーにより現像する現像器と、感光体ドラム３表面をコロナ放電により帯電させる帯電器５とを備える。さらに、トナーとしてトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーを使用し、帯電器５として鋸歯形状の放電電極を有する鋸歯帯電器を使用し、気体流生成手段を備える。気体流生成手段は、画像形成装置の外部から吸気して帯電器５内に送風し、帯電器５内の気体を画像形成装置の外部に排気して、画像形成装置の外部から帯電器５内への気体の流れおよび帯電器５内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を帯電させる鋸歯帯電器を備えた画像形成装置および吸排気システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置における帯電方式としてコロナ帯電方式が従来から用いられている。
【０００３】
このコロナ帯電方式は、コロナ放電で発生したイオンを感光体等の静電潜像担持体表面に導いて帯電させる帯電方式である。このため、帯電を繰り返し行うことにより、コロナ放電時に発生するＯ３、ＮＯｘや、トナー、紙粉等がコロナ帯電器近傍に浮遊し、コロナ帯電器に帯電ムラが発生し、画像不良が発生するという問題が生じる。
【０００４】
例えば、コロナ帯電器の一種である鋸歯帯電器の場合、放電針の先端にＯ３、ＮＯｘ等の異物が付着し、その部分で放電不良及び帯電ムラが発生し、静電潜像担持体の帯電不良、さらには画像不良が発生する。これは、コロナ帯電器によるコロナ放電では、発生したＯ３、ＮＯｘ、および画像形成装置内で浮遊するトナー、紙粉等の浮遊物を含む気体を集塵しながら放電してしまうためである。
【０００５】
そこで、特許文献１では、像担持体近傍に浮遊するＯ３、ＮＯｘ等を排気する排気手段が画像形成装置に設けられている。
【０００６】
また、特許文献２では、帯電手段に向けてエアーを吹き付ける吹き入れファンと、該帯電手段近傍のエアーを吸引する吸引ファンとが画像形成装置に設けられている。
【特許文献１】特開平０９−０２６７３１（１９９７年１月２８日公開）
【特許文献２】特開２０００−２０６８４１（２０００年７月２８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、トナーには帯電性や流動性を付与するための外添剤としてシリカが添加されている。このシリカは、使用しているうちに湿気によって帯電特性が低下するという不具合がある。そこで、シリカはトリメチルシリル基を有する疎水化処理剤により表面が疎水化処理されている。
【０００８】
このようなシリカが添加されたトナーを使用するととともに、帯電器として鋸歯帯電器を使用した場合、２万枚程度の印刷を行うと、鋸歯電極の先端に綿埃状の異物が付着し始める。その後、この綿埃は印刷を重ねるにしたがって綿帽子状に成長する。
【０００９】
鋸歯帯電器がこのような状態になると、電界強度が大幅に低下し、帯電不良が発生する。特に、３０枚／分以上の速度で印刷を行う高速機では、鋸歯帯電器に大電流を流して感光体の帯電を円滑に行う必要があり、電界強度の低下による帯電不良の影響が顕著となる。
【００１０】
なお、鋸歯電極の先端に付着する綿埃状の異物の一つとしては機内を浮遊する上記疎水化処理剤が考えられる。すなわち、トリメチルシリル基を有する疎水化処理剤は融点が低く、トナーを加熱して記録紙に定着させる定着工程において蒸発し、機内を浮遊して鋸歯電極に付着することが考えられる。あるいは、現像器内においてトナーを攪拌した際に、トナーから飛散して機内を浮遊し、鋸歯電極に付着することが考えられる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１では、像担持体近傍に浮遊するＯ３、ＮＯｘ等を取り除くために排気手段が設けられているだけであるので、十分にＯ３、ＮＯｘ等を取り除き、また鋸歯電極への綿埃状の異物の付着を阻止することができない。
【００１２】
また、特許文献２では、同文献に記載の図１に示すように、吹き入れファンと吸引ファンとが近接して配置された構成となっている。このため、吸引ファンＦ２によって一次帯電器２近傍の気体を吸引したとしても、すぐ近くに設けられた吹き入れファンＦ１によってその気体を一部含む気体が一次帯電器２近傍に吹き付けられることになる。このため、一次帯電器２の使用頻度が増加すればするほど、該一次帯電器２近傍にはＯ３およびＮＯｘや上記異物等が蓄積されることになり、一次帯電器２による帯電不良を適切に解消することができない。
【００１３】
したがって、本発明は、帯電手段の使用頻度が増加しても、帯電手段への異物の付着による帯電手段の帯電機能の低下を防止し、高品位の画像を形成し続けることのできる画像形成装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像する現像器と、前記像担持体表面をコロナ放電により帯電させる帯電器とを備えた画像形成装置において、前記トナーとしてトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーを使用するとともに、前記帯電器として鋸歯形状の放電電極を有する鋸歯帯電器を備え、画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の吸排気システムは、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーにより現像する現像器と、鋸歯形状の放電電極からのコロナ放電により前記像担持体表面を帯電させる鋸歯帯電器とを有する画像形成装置に備えられ、画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えていることを特徴としている。
【００１６】
上記の構成によれば、気体流生成手段は、吸気および排気によって、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせるので、帯電器内の気体を常に画像形成装置外部の気体と換気することができる。
【００１７】
ここで、トナーには帯電性や流動性を付与するための外添剤としてシリカが添加されており、このシリカはトリメチルシリル基を有する疎水化処理剤により表面が疎水化処理されている。したがって、画像形成装置の内部には上記疎水化処理剤が浮遊し、この疎水化処理剤により帯電器の鋸歯電極の先端に異物（例えば綿帽子状に成長する異物）が生じ易くなる。また、帯電器はコロナ放電方式であるから、帯電器の動作によりＯ３やＮＯｘ等が発生する。
【００１８】
しかしながら、本発明の構成では、気体流生成手段による帯電器に対しての上記換気機能により、画像形成装置の内部に浮遊する疎水化処理剤並びにＯ３やＮＯｘ等が帯電器内において浮遊することを防止できる。したがって、帯電器の使用頻度が増加しても、帯電器の放電電極に疎水化処理剤並びにＯ３、ＮＯｘ等の浮遊物が蓄積されにくくなるので、帯電器における帯電不良（帯電ムラ）の発生を低減することができ、この結果、帯電ムラによる画像劣化のない高品位の画像を形成し続けることが可能となる。
【００１９】
上記の画像形成装置において、前記気体流生成手段は、前記気体の流れを生じさせる送風機と、画像形成装置の外部から吸気された気体を前記帯電器内に導く吸気ダクトと、前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に導く排気ダクトとを備えている構成としてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、気体流生成手段は送風機と吸気ダクトと排気ダクトとを備えているので、画像形成装置の外部の気体を効率よく帯電器内に導入し、かつ帯電器内の気体を効率よく画像形成装置の外部に排出することができる。これにより、少ないエネルギーによって帯電器の帯電不良を低減させることが可能となる。
【００２１】
上記の画像形成装置において、前記送風機は、前記吸気ダクトに設けられた吸気ファンと、前記排気ダクトに設けられた排気ファンとを備えている構成としてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、吸気ダクトに吸気ファンを備え、排気ダクトに排気ファンを備えているので、吸気と排気の風速を適宜制御することが可能となる。
【００２３】
上記の画像形成装置において、前記帯電器は、前記放電電極を３方向から囲む断面コ字形のチャージャケースを有し、前記チャージャケースの一端部に前記吸気ダクトの端部が接続され、前記チャージャケースの他端部に前記排気ダクトの端部が接続されている構成としてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、チャージャケースを有する帯電器に対して、画像形成装置の外部の気体を帯電器内に導入する動作と帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排出する動作とをさらに効率よく行うことができる。
【００２５】
上記の画像形成装置において、前記帯電器内への吸気の風速は前記帯電器内からの排気の風速よりも速くなるように設定されている構成としてもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、帯電器内への吸気の風速が帯電器内からの排気の風速よりも速くなっているので、画像形成装置の外部から導入された気体が帯電器内から溢れる状態となる。これにより、画像形成装置の内部で発生した疎水化処理剤並びにＯ３、ＮＯｘ等の浮遊物が帯電器内に侵入することを確実に防止でき、それら浮遊物が帯電器の放電電極に蓄積されて帯電不良が発生する事態をさらに確実に防止することができる。
【００２７】
上記の画像形成装置は、１個の前記像担持体に対して前記帯電器が複数個配置されている構成としてもよい。
【００２８】
本発明の気体流発生手段を備えた構成は、１個の像担持体に対して帯電器が複数個配置されている画像形成装置に対しても好適に用いることができる。このような画像形成装置とは、像担持体表面を高速で帯電させる必要のある高速印刷装置が挙げられる。
【００２９】
上記の画像形成装置は、前記像担持体を複数個備え、これら各像担持体にそれぞれ前記帯電器が配置されている構成としてもよい。
【００３０】
本発明の気体流発生手段を備えた構成は、像担持体を複数個備え、これら各像担持体にそれぞれ帯電器が配置されている画像形成装置に対しても好適に用いることができる。このような画像形成装置とは、カラー画像を形成するために各インク毎に像担持体が設けられたタンデム方式の画像形成装置が挙げられる。
【００３１】
上記の画像形成装置において、前記像担持体の表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備え、前記帯電器は前記クリーニング装置よりも低い位置に配置されている構成としてもよい。
【００３２】
本発明の気体流発生手段を備えた構成は、帯電器がクリーニング装置よりも低い位置に配置されている画像形成装置、すなわちクリーニング中に飛散したトナー、クリーニング装置から漏れたトナー、あるいはトナーから飛散した外添剤等の浮遊物が帯電器に侵入し易い構成に対して好適に用いることができる。
【００３３】
上記の画像形成装置において、前記帯電器は前記現像器よりも低い位置に配置されている構成としてもよい。
【００３４】
本発明の気体流発生手段を備えた構成は、帯電器が現像器よりも低い位置に配置されている画像形成装置、すなわち現像中に飛散したトナー、現像器から漏れたトナー、あるいはトナーから飛散した外添剤等の浮遊物が帯電器に侵入し易い構成に対して好適に用いることができる。
【００３５】
上記の画像形成装置において、前記帯電器内の気圧は前記帯電器の周囲の気圧より高くなっている構成としてもよい。
【００３６】
上記の構成によれば、帯電器内の気圧が帯電器の周囲の気圧より高くなっているので、画像形成装置の内部で発生した疎水化処理剤並びにＯ３、ＮＯｘ等の浮遊物が帯電器内に侵入することを確実に防止でき、それら浮遊物が帯電器の放電電極に蓄積されて帯電不良が発生する事態をさらに確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る画像形成装置は、以上のように、前記トナーとしてトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーを使用するとともに、前記帯電器として鋸歯形状の放電電極を有する鋸歯帯電器を備え、画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えている構成である。
【００３８】
したがって、気体流生成手段による換気機能により、画像形成装置の内部に浮遊する疎水化処理剤並びにＯ３やＮＯｘ等が帯電器内において浮遊することを防止できる。これにより、帯電器の使用頻度が増加しても、帯電器の放電電極に疎水化処理剤並びにＯ３、ＮＯｘ等の浮遊物が蓄積されにくくなるので、帯電器における帯電不良（帯電ムラ）の発生を低減することができ、この結果、帯電ムラによる画像劣化のない高品位の画像を形成し続けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
図２は、本実施の形態に係る画像形成装置Ａの構成を示す説明図である。ここでは、画像形成装置Ａとして、外部から入力された画像データあるいは原稿読取りにより得られた画像データに基づいて、シート（記録用紙）に多色あるいは単色の画像を形成するレーザプリンタを例に説明する。
【００４０】
同図に示すように、画像形成装置Ａは、露光ユニット１、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙カセット１０および排紙トレイ１５等を備えている。
【００４１】
画像形成装置Ａにおいて扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，３ｄ）は、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応し、これら符号にて区別された上記の各手段により、４つの画像ステーションが構成されている。
【００４２】
画像ステーションにおいて、感光体ドラム３は、画像形成装置Ａの上部に配置されている。帯電器５は、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ものである。この帯電器５としては、図２に示すような、チャージャー型のもが使用される。この帯電器５の詳細については後述する。
【００４３】
露光ユニット１には、図２に示すようにレーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。露光ユニット１は、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することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００４４】
各現像装置２は、各感光体ドラム３上に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナーにより顕像化するものである。クリーナユニット４は、現像および画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。各現像装置２において使用するトナーは、トリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーである。
【００４５】
感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。この中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００４６】
中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
【００４７】
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。この中間転写ローラ６は、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
【００４８】
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００４９】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００５０】
上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色相に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上において積層される。このように、積層されたトナー像は中間転写ベルト７の回転によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト７との接触位置に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１は所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。
【００５１】
上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料からなり、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）からなる。
【００５２】
中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、および中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。
【００５３】
給紙カセット１０は、画像形成に使用するシート、例えば記録用紙を蓄積しておくためのものであり、画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置Ａの上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。
【００５４】
また、画像形成装置Ａには、給紙カセット１０のシートおよび手差しトレイ２０のシートを転写ローラ１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るためのシート搬送路Ｓが設けられている。このシート搬送路Ｓにおける給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの部分には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、転写ローラ１１を備えた転写部、定着ユニット１２および搬送ローラ２５等が配されている。
【００５５】
搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０からシートを１枚づつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。
【００５６】
定着ユニット１２は、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２等を備え、これらヒートローラ３１および加圧ローラ３２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ３１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ３１を制御する。ヒートローラ３１は、加圧ローラ３３とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融・混合・圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）を定着後のシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。
【００５７】
次に、各部での処理を含み、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。画像形成装置Ａには、上記のように、予めシートを収納する給紙カセット１０、および少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０が配置されている。これら両者には各々前記ピックアップローラ１６（１６−１，１６−２）が配置され、これらピックアップローラ１６はシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する。
【００５８】
（片面印字の場合）
給紙カセット１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、このレジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とを整合するタイミングで転写部に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される。
【００５９】
また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５−６，２５−５，２５−４）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降は給紙カセット１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。
【００６０】
（両面印字の場合）
上記のようにして片面印字が終了し、定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５−３にてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５−３が逆回転することによって搬送ローラ２５−７，２５−８に導かれ、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。
【００６１】
ここで、帯電器５について、図３および図４を参照しながら以下に説明する。なお、図２に示す画像形成装置Ａに備えられた４つの帯電器（５ａ〜５ｄ）は同じ構成であるので、以下では区別をせずに帯電器５として説明する。
【００６２】
図３は、帯電器５およびその周辺の構成を模式的に表した断面図である。帯電器５は、コロナ放電方式の帯電器であり、円筒状の感光体ドラム３の長手方向（図３において紙面垂直方向）の長さとほぼ等しい長さを有し、感光体ドラム３に沿って設置されている。
【００６３】
帯電器５は、電荷を発生させる電荷発生部５０、電荷発生部５０と感光体ドラム３との間に介在する網目状のグリッド電極５４、および電荷発生部５０にグリッド電極５４を固定するグリッド電極保持部材５５を有している。
【００６４】
電荷発生部５０は、チャージャケース５１、放電電極５３、および放電電極５３をチャージャケース５１に固定する放電電極保持部材５２を有している。チャージャケース５１は断面コ字形に形成され、開口部が感光体ドラム３と対向するように配置されている。
【００６５】
グリッド電極保持部材５５および放電電極保持部材５２は絶縁性の部材であり、電荷発生部５０とグリッド電極５４との間、および放電電極５３とチャージャケース５１との間を絶縁している。
【００６６】
グリッド電極５４およびチャージャケース５１には、第１ＤＣ電源５６が接続されており、アース電位に対して電位差Ｖｇ（Ｖｇ＜０）の電圧が印加されている。また、放電電極５３には、第２ＤＣ電源５７が接続されており、アース電位に対して電位差Ｖｃ（Ｖｃ＜Ｖｇ＜０）の電圧が印加されている。これにより、チャージャケース５１と放電電極５３との間に電界が発生し、この電界により大気が電離して放電電極５３の周辺に負電荷（マイナスイオン）が発生する。発生した負電荷は、グリッド電極５４に引きつけられて広がりながら感光体ドラム３側へ移動し、グリッド電極５４を通過したものが感光体ドラム３の表面に達する。
【００６７】
感光体ドラム３の表面は、非露光時には半導電性を有し、露光時には導電性を有する部材から成っている。上記のようにして感光体ドラム３の表面に達した負電荷により感光体ドラム３の表面が初期化帯電され、所定の初期化帯電電位ＶＯとなる。そして、初期化帯電された感光体ドラム３の表面が露光されると、その部分（明部）が導電性を有するようになり、負電荷がアースに移動する。負電荷が移動した部分は電位が正方向に変化し、明部電位ＶＥとなる。感光体ドラム３の表面における負電荷が存在する部分と存在しない部分、つまり初期化帯電電位ＶＯの部分と明部電位ＶＥの部分とにより静電潜像が形成される。
【００６８】
上記の帯電器５の放電電極５３は、図４に示すように、鋸歯状に形成されたものであり、該鋸歯の先端部５３ａから放電が行われる。すなわち、帯電器５は、放電電極５３が鋸歯形状をなす鋸歯帯電器である。
【００６９】
ここで、トナーには帯電性や流動性を付与するための外添剤としてシリカが添加されており、このシリカはトリメチルシリル基を有する疎水化処理剤により表面が疎水化処理されている。したがって、画像形成装置の内部には上記疎水化処理剤が浮遊し、この疎水化処理剤により帯電器の鋸歯電極の先端に異物（例えば綿帽子状に成長する異物）が生じ易くなる。また、一般に、コロナ放電では、イオン発生時に、Ｏ３やＮＯｘ等が生じる。放電回数が多くなれば、帯電器５の先端部５３ａへのＯ３やＮＯｘの蓄積も多くなる。帯電器５の先端部５３ａに上記の付着物（蓄積物）が生じた場合には放電が十分にできなくなり、帯電器５による感光体ドラム３への帯電ムラ（チャージムラ）が発生する虞がある。また、帯電器５付近には、上記のもの以外に、トナーや紙粉も浮遊しており、これらトナーや紙粉が帯電器５の先端部５３ａに付着しても、該帯電器５の帯電性能を低下させる。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、図１に示すように、吸気および排気によって、帯電器５内（チャージャケース５１内）に像担持体である感光体ドラム３の長手方向（感光体ドラム３の軸方向）への気体（空気）の流れ（気体流）を生じさせる構成としている。これにより、帯電器５のコロナ放電によって発生し、帯電器５内（チャージャケース５１内）に浮遊しているＯ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物を気体の流れによって帯電器５内（チャージャケース５１内）から排出することができるので、常に、最適な帯電状態を維持することが可能となる。
【００７１】
上記気体の流れは、図５に示すような吸排気システム６０（気体流生成手段）によって実現することが可能となる。
【００７２】
図５は、帯電器５に対する吸排気システム６０の概要を示す図であり、図６は、図５に示す吸排気システム６０におけるＸＸ線矢視断面図である。なお、図６では、帯電器５内の放電電極５３等を省略し、チャージャケース５１のみを表示している。
【００７３】
上記吸排気システム６０は、図５に示すように、帯電器５（５ａ〜５ｄ）の長手方向に、気体の流れを発生させるために、各チャージャケース５１の両端部にダクト（６１、６２）が設けられている。帯電器５における吸気側には、画像形成装置Ａの外部の気体を取り込むための吸気ダクト６１が設けられ、帯電器５における排気側には、該帯電器５内の気体を画像形成装置Ａの外部に排出するための排気ダクト６２が設けられている。
【００７４】
すなわち、上記吸排気システム６０は、帯電器５内（チャージャケース５１内）に画像形成装置Ａの外部からの気体を導くための吸気ダクト６１と、帯電器５内（チャージャケース５１内）の気体を画像形成装置Ａの外部に排気するための排気ダクト６２とを有する構成となっている。そして、画像形成装置Ａの外部からの吸気と画像形成装置Ａの外部への排気とを適切に行うために、吸気ダクト６１の吸気側の端部は、画像形成装置Ａの筐体に形成されている吸気口（図示せず）付近に達しており、排気ダクト６２の排気側の端部は、画像形成装置Ａの筐体に形成されている排気口（図示せず）付近に達している。上記の吸気口と排気口は、画像形成装置Ａの筐体における例えば互いに対向する一対の壁部の一方と他方に形成されている。
【００７５】
上記吸気ダクト６１の吸気側端部には、外部からの気体を取り込むための吸気ファン６３が設けられている。この吸気ダクト６１は、各帯電器５のチャージャケース５１に対して、接続用ダクト６１ａ〜６１ｄを介して接続されている。上記吸気ファン６３としては、例えばミネベア株式会社製の型番：ＢＧ０７０３−Ｂ０５４のファンを使用可能である。
【００７６】
一方、上記排気ダクト６２の排気側端部には、オゾンフィルタ６４を介して、各帯電器５からの気体を排気するための排気ファン６５が設けられている。この排気ダクト６２は、各帯電器５のチャージャケース５１に対して接続用ダクト６２ａ〜６２ｄを介して接続されている。上記排気ファン６５としては、例えば日本電産株式会社製の型番：Ｄ１０Ｆ−２４ＰＭのファンを使用可能である。
【００７７】
上記構成の吸排気システム６０では、まず、吸気ファン６３によって画像形成装置Ａの外部から取り込まれた気体が、吸気ダクト６１から各接続用ダクト６１ａ〜６１ｄを介して、各帯電器５に流れ込む。次に、各帯電器５に流れ込んだ気体は、排気ファン６５によって、各接続用ダクト６２ａ〜６２ｄを介して、排気ダクト６２に向かって引き込まれる。その後、オゾンフィルタ６４を通過して該排気ファン６５から画像形成装置Ａの外部に排出される。このオゾンフィルタ６４では、帯電器５内で発生したＯ３を吸着するようになっている。
【００７８】
ここで、吸排気システム６０においては、各帯電器５内（チャージャケース５１内）を通過する気体の速度、すなわち風速を適切に設定することで、Ｏ３やＮＯｘ等を確実に取り除くことが可能となる。この風速は、吸気ファン６３、排気ファン６５のファンの回転数によって制御することができる。これら風速の最適値に関する実験については後述する。
【００７９】
上記の吸気ファン６３、排気ファン６５のファンの回転数は、図７に示す制御装置１００によって制御されている。
【００８０】
上記制御装置１００には、吸気ファン６３を回転させる吸気ファン駆動モータ（第１モータ）１０１と、排気ファン６５を回転させる排気ファン駆動モータ（第２モータ）１０２と、上記第１モータの回転数を設定する第１モータ回転数設定部１０３と、上記第２モータの回転数を設定する第２モータ回転数設定部１０４とが接続されている。
【００８１】
つまり、上記第１モータ回転数設定部１０３および第２モータ回転数設定部１０４によって、吸気ファン駆動モータ１０１および排気ファン駆動モータ１０２の回転数を設定することで、吸排気システムにおける帯電器５内の風速が設定される。
【００８２】
なお、帯電初期の状態と、時間が経過した後の状態では、Ｏ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物の蓄積量、すなわち浮遊物の浮遊量が異なるので、帯電器５内の風速も一定でなくてもよい。つまり、Ｏ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物の浮遊量が少ないときには風速は小さく、Ｏ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物の浮遊量が多いときには風速を大きくすることにより、状況に応じてＯ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物を適切に帯電器５内から排気することが可能となる。
【００８３】
具体的には、各帯電器５内に、Ｏ３の濃度を検出するオゾン濃度検出センサ１０５、ＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度検出センサ１０６を設けて、これら各センサからの検出値に応じて、第１モータ回転数設定部１０３、第２モータ回転数設定部１０４における各モータの回転数を設定すればよい。
【００８４】
このように、帯電器５内のＯ３濃度やＮＯｘ濃度に応じて各モータの回転数を制御すれば、モータの回転による騒音を低減できるとともに、各モータで消費される電力を低減ができるという効果を奏する。
【００８５】
例えば、吸気ファン６３が風速アップに伴って騒音が大きくなるような場合であっても、一時的に風速アップをするだけですむので、常に同じ風速で吸気ファン６３を回転させる場合よりも全体として騒音を低くすることができる。
【００８６】
以下に、上記構成の画像形成装置Ａにおける帯電器５近傍に設けられた吸排気システム６０における風速と帯電ムラとの関係について、後述の各実験例を参照しながら説明する。
【００８７】
まず、この実験に使用した吸排気システム内の風速を計測するための装置について、図８および図９に基づいて説明する。ここでは、帯電器５内部の風速と、吸排気システムを構成する吸気ダクト６１と排気ダクト６２内の風速を計測する。
【００８８】
図８に示すように、帯電器５、吸気ダクト６１および排気ダクト６２には、風速を検出するためのセンサ２０１が設けられている。このセンサ２０１による検出値は、処理部２０２に入力され、所定の処理が施された後、モニタ２０３に風速を示す情報が表示される。
【００８９】
上記センサ２０１は、図９に示すように、筒部２０１ａ内にプロペラ形状の回転部２０１ｂが設けられた構造となっており、筒部２０１ａすなわち帯電器５内部の風速を計測するものである。つまり、センサ２０１は、筒部２０１ａを通過する気体によって回転する回転部２０１ｂからの電気信号を、風速を検出した検出値として処理部２０２に出力するようになっている。
【００９０】
このセンサ２０１としては、例えばAshburn Mess- und Regelugstechnik GmbH製の型番がTHERM 2285-2のセンサを使用可能である。
【００９１】
以下の説明において、帯電ムラ（以下、チャージムラと称する）の程度を判断するための記号について、図１０を参照しながら説明する。
【００９２】
図１０では、「○」は、スジが全く発生していない状態を示し、「○△」は、薄いスジが数本発生している状態を示し、「△」は、薄いスジが全体的に発生している状態を示し、「△×」は、濃いスジが発生している状態を示し、「×」は濃いスジが全体的に発生している状態を示している。なお、これらのチャージムラは、印刷サンプルとして１６階調パターンを用紙に印刷したものを目視によって判断した。上記の「△」になったときをチャージムラが発生したものと判断して、以下にこの実験結果について説明する。
【００９３】
図１１〜図１３には、吸排気システム内における風速差（吸気側と排気側との差）とチャージムラの△レベルに到達するまで印刷枚数（以下、チャージムラ到達枚数と称する）との関係について示す。
【００９４】
図１１は、吸排気システム内の吸気部（吸気ダクト６１側）の風速と、排気部（排気ダクト６２側）の風速と、帯電器５（ＭＣ）内の風速と、チャージムラ到達枚数とを計測した結果を示した表である。ここでは、ブラックトナーのみでのＡ４サイズ原稿の４枚連続マルチの繰り返しによる実写ＡＧＩＮＧ試験を行った。印刷に使用する基準原稿は、５％帯パターンを使用した。評価基準は、チャージムラが「△」レベルに到達したときの発生枚数とした。また、排気部の風速を一定（２．１２ｍ／ｓ）とし、吸気部の風速を変化させて、ＭＣ内に風速差を生じさせている。
【００９５】
図１１に示す結果から、帯電器５（ＭＣ）内の風速が速い程、チャージムラ到達枚数が多くなることが分かる。つまり、帯電器５（ＭＣ）内の風速が速い程、チャージムラが生じにくくなっていることが分かる。帯電器５（ＭＣ）内の風速とは、チャージャケース５１内をチャージャケース５１の長手方向に流れる気体流の速度である。
【００９６】
上記のＭＣ内の風速をｘ（ｍ／ｓ）、チャージムラ到達枚数（所定の基準により形成された画像が帯電不良であると判定されるまでの画像枚数）をｙ（千枚）として、図１１に示す結果をグラフにすると図１２に示すようなグラフになる。ここで、所定の基準とは、前記した図１０に示す基準であり、この場合は、△である。
【００９７】
図１２に示すグラフから近似式を求めると、ｙ＝１２．０ｅ１．４ｘとなる。そして、グラフからＭＣ内の風速とチャージムラ到達枚数との好ましい関係を示す範囲は、ｙ≦１２．０ｅ１．４ｘで示される範囲（グラフの右下の範囲）となる。
【００９８】
また、ＭＣ内が乱流であるとも考えられるので、その場合、上記の関係式を変更する必要がある。すなわち、図１１に示すＭＣ内の風速それぞれに、１．７５乗をした結果を、ｘ’（ｍ／ｓ）として表せばよい。このｘ’とチャージムラ到達枚数ｙとの関係は、図１３に示すようなグラフとなる。このグラフから近似式を求めると、ｙ＝４７．４ｘ’＋７．２となる。そして、グラフからｘ’とチャージムラ到達枚数との好ましい関係を示す範囲は、ｙ≦４７．４ｘ’＋７．２で示される範囲（グラフの右下の範囲）となる。
【００９９】
以上の結果から、帯電器５内の風速が大きくなればチャージムラが発生しにくくなることが分かる。
【０１００】
ここで、図１１に示す結果から、吸気部の風速を排気部の風速の１．９倍以上、４．２倍以下の範囲になるように、吸気部と排気部との風速を設定するのが好ましいことが分かる。つまり、吸気部の風速が４．００ｍ／ｓで、排気部の風速が２．１２ｍ／ｓのとき、吸気部の風速は排気部の風速の約１．９倍となる。また、吸気部の風速が８．９２ｍ／ｓで、排気部の風速が２．１２ｍ／ｓのとき、吸気部の風速は排気部の風速の約４．２倍となる。また、吸気部の風速は排気部の風速の約４．２倍よりも大きくなれば、初期のチャージムラが発生する。つまり、この初期からのチャージムラは、初期状態からチャージムラが発生している状態をいい、放電部への異物付着によるものではなく、風速があまりにも大きくなりすぎることにより発生する。即ち、風速による影響を受けて、帯電器のグリッド部に振動が加わるため、感光体への帯電制御が不安定になり、感光体長手方向に電位バラツキが発生し、実使用に耐えられない濃淡ムラが現れる。
【０１０１】
また、ＭＣ内の気体流の風速は、以下に示す理由によって、１ｍ／ｓｅｃ以上、２．５ｍ／ｓｅｃ未満になるように設定されているのが好ましい。これは、ＭＣ内の気体流の風速が１ｍ／ｓｅｃ未満では、殆ど効果（帯電ムラを低減させるという効果）が現れず、また２．５ｍ／ｓｅｃ以上では、初期から帯電ムラが発生するからである。
【０１０２】
ここで、本願発明における吸排気システムの吸気部の風速、排気部の風速とを種々設定して実験を行った結果を示す。
【０１０３】
図１４に示す実験Ｎｏ．１は、現状のプロセス（吸気ダクト６１および排気ダクト６２を用いないプロセス）により排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。なお、プロセス速度は高（２２５ｍｍ／ｓ）と低（１６７ｍｍ／ｓ）の２種類とする。この点は以下の実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．６まで同じである。この実験Ｎｏ．１では、何れのプロセス速度においても、チャージムラ到達枚数は１０ｋであった。
【０１０４】
また、実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５では、図１に示す吸排気システムを用いて、排気風速を２．２１ｍ／ｓと一定にし、吸気風速を０ｍ／ｓ、４ｍ／ｓ、６ｍ／ｓ、８．９２／と徐々に速くしてチャージムラ到達枚数を測定したものである。これら実験のうち、実用化レベルのチャージムラ到達枚数である約３０ｋを越えるものは、実験Ｎｏ．４．実験Ｎｏ．５であった。
【０１０５】
実験Ｎｏ．５では、何れのプロセス速度においても、チャージムラ到達枚数は７９ｋ以上あること分かった。そして、実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５のうち、最も好ましい吸気風速と排気風速との関係を持っているのは実験Ｎｏ．５であることが分かった。
【０１０６】
また、実験Ｎｏ．６は、排気風速を実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５までの排気風速よりも速く、５．０５ｍ／ｓに設定し、吸気風速は０ｍ／ｓに設定してチャージムラ到達枚数を測定したものである。この実験Ｎｏ．６では、プロセス速度が遅ければチャージムラ到達枚数が２０ｋになるのに対して、プロセス速度が速ければ、チャージムラ到達枚数が１０ｋになっていることが分かった。
【０１０７】
上記の実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５までの実験結果から、吸気風速とチャージムラ到達枚数との関係を示すと、図１７に示す表になり、その結果をグラフにすると図１８に示すものとなる。ここでは、吸気風速がチャージムラ到達枚数に与える影響を示している。つまり、吸気風速が速くなればなるほどチャージムラ到達枚数が多くなる傾向にあることが分かる。
【０１０８】
続いて、図１５に示す実験Ｎｏ．７〜実験Ｎｏ．１２までは、実験Ｎｏ．１〜実験Ｎｏ．６までと異なり、カラー画像を形成するプロセス、すなわち帯電器５が４個ある場合のチャージムラ到達枚数の確認のための実験である。従って、各色に対応する帯電器５毎に、排気風速、吸気風速を設定している。
【０１０９】
実験Ｎｏ．７は、現状のプロセス（吸気ダクト６１および排気ダクト６２を用いないプロセス）により排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。なお、プロセス速度は、カラー現像のときは１６７ｍｍ／ｓで、モノクロ現像のときは２２５ｍｍ／ｓである。この点は以下の実験Ｎｏ．８〜実験Ｎｏ．１２まで同じである。この実験Ｎｏ．７では、チャージムラ到達枚数は１０ｋであった。
【０１１０】
また、実験Ｎｏ．８〜実験Ｎｏ．１０は、図１に示す吸排気システムを用いて、吸気風速よりも排気風速を速くしてチャージムラ到達枚数を測定したものである。これら実験のうち、実用化レベルのチャージムラ到達枚数である約３０ｋを越えるものはなかった。
【０１１１】
実験Ｎｏ．１１は、実験Ｎｏ．７と同様、現状のプロセス（吸気ダクト６１および排気ダクト６２を用いないプロセス）により排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。
【０１１２】
実験Ｎｏ．１２は、吸気風速、排気風速共に実験Ｎｏ．１１と同じであるが、排気効率アップのために、帯電器５のチャージャケース５１をウレタンシールで密閉した構造にして、チャージムラ到達枚数を測定したものである。
【０１１３】
また、図１６に示す実験Ｎｏ．１３は、図１に示す吸排気システムを用いて、ブラックのみに対応する帯電器５に対して、吸気風速を自然吸気の０．８５ｍ／ｓ（吸気ダクト６１の吸気ファン６３の入口で測定した風速）、排気風速を６．５０ｍ／ｓに設定したときの、チャージムラ到達枚数を測定したものである。この実験Ｎｏ．１３では、実用レベルのチャージムラ到達枚数にはならなかった。
【０１１４】
以上の実験Ｎｏ．６〜１３、および実験Ｎｏ．２における実験結果をまとめると図１９に示す表のようになる。
【０１１５】
図１９に示す結果からも分かるように、排気風速を吸気風速よりも速くした場合、何れもチャージムラ到達枚数が実用レベル（約３０ｋ）に達していなかった。つまり、排気風速を速くするだけでは、帯電器５内の風速を速くできないことが分かる。
【０１１６】
以上のことから、本実施の形態の画像形成装置の吸排気システム６０は、吸気および排気によって、帯電器５内において帯電器５の長手方向に気体の流れを生じさせるので、帯電器５内の気体を常に排気することが可能となる。
【０１１７】
ここで、画像形成装置の内部には前述のように疎水化処理剤が浮遊している。また、帯電器５はコロナ放電方式であるから、帯電器５が動作するとコロナ放電によりＯ３、ＮＯｘ等が発生する。このような場合、上記のように帯電器５内にその長手方向に生じている気体の流れによって、上記浮遊物が排気されることになる。
【０１１８】
これにより、帯電器５の使用頻度（画像形成装置における印刷頻度）が増加しても、帯電器５に上記浮遊物が蓄積されにくくなるので、帯電器５における帯電不良（帯電ムラ）の発生を低減することができ、この結果、帯電ムラによる画像劣化のない高品位の画像を形成し続けることが可能となる。
【０１１９】
上記吸排気システム６０は、帯電器５内（チャージャケース５１内）に画像形成装置Ａの外部からの気体を導くための吸気ダクト６１と、帯電器５内（チャージャケース５１内）から気体を画像形成装置Ａの外部に排気するための排気ダクト６２とを有する構成となっている。このように吸気ダクト６１を介して吸気する構成であれば、吸気ダクト６１を介して吸気しない構成と比較して、帯電器５内（チャージャケース５１内）に効率良く気体を導くことができる。また、排気ダクト６２を介して排気する構成であれば、排気ダクト６２を介して排気しない構成と比較して、帯電器５内（チャージャケース５１内）に存在する気体を効率良く排気することができる。これにより、吸気側の気体の同じ風速、排気側の気体の同じ風速であっても、吸気ダクト６１および排気ダクト６２を設けたほうが帯電器５内（チャージャケース５１内）を流れる気体の風速を高めることができる。従って、少ないエネルギーによって効率良く帯電不良を低減させることが可能となる。
【０１２０】
さらに、効率良く帯電器５内（チャージャケース５１内）を流れる気体の風速を高めるには、上記吸気ダクト６１に吸気ファン６３を設けると共に、上記排気ダクト６２に排気ファン５を設ければよい。
【０１２１】
なお、吸排気システム６０では、吸気ダクト６１および排気ダクト６２を設けず、上記気体の流れにおける吸気側に吸気ファン６３を設けるとともに、上記気体の流れの排気側に排気ファン６５を設ける構成としてもよい。
【０１２２】
この場合にも、吸気ダクトおよび排気ダクトを設けた場合程ではないが、各ファンを設けない場合に比べて、帯電器５内（チャージャケース５１内）の気体の風速を高めることができる。
【０１２３】
また、上記の各種実験から、帯電器５内（チャージャケース５１内）における気体の風速を高めるには、上記帯電器５内に気体を導く吸気側の風速を、該帯電器５内から気体を排気する排気側の風速よりも大きく設定するようにすればよい。
【０１２４】
さらに、上記吸気側の風速は、上記排気側の風速の１．９倍以上４．２倍以下に設定されていることが好ましい。
【０１２５】
この場合、吸気側の風速が排気側の風速の１．９倍よりも小さくければ、上記帯電器５内の気体の風速を十分に高めることができないので、Ｏ３等が蓄積され、帯電不良が生じやすくなる。
【０１２６】
また、吸気側の風速が排気側の風速の４．２倍よりも大きければ、上記帯電器５内の気体の風速が大きくなりすぎて、初期帯電不良が発生しやすくなる。この初期帯電不良とは、初期状態から常に帯電ムラが生じている状態をいう。
【０１２７】
以上のころから、本実施の形態の画像形成装置においては、帯電器５の使用時間が長くなっても、帯電器５内を浮遊する浮遊物を適切に排出することができるので、帯電ムラの影響のない高品位の画像を形成することが可能となる。
【０１２８】
このように、本発明は、レーザプリンタ等に好適に用いられ、特に、コロナ放電によりＯ３やＮＯｘ等が生じ易い帯電方式を採用している電子写真方式の画像形成装置に用いられる。
【０１２９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に適用でき、特に、コロナ放電方式を採用した帯電器を備えた画像形成装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、画像形成装置における吸排気システムの構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の構成を示す概略の縦断面図である。
【図３】図２に示した画像形成装置に備えられている帯電器と感光体ドラムとの配置関係を示す概略の模式図である。
【図４】図３に示した帯電器の概略斜視図である。
【図５】図１に示した吸排気システムの全体構造を示す平面図である。
【図６】図５におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図７】図２に示す画像形成装置に備えられた制御装置のブロック図である。
【図８】風速を計測するための装置の概略説明図である。
【図９】図８に示した装置が備える風速センサの正面図である。
【図１０】チャージムラの判断基準を示す図である。
【図１１】上記吸排気システムにおける各部の風速によって得られたチャージムラ到達枚数の結果を示す図である。
【図１２】図１１に示した結果に基づいて得られたＭＣ内風速とチャージムラ到達枚数との関係を示すグラフである。
【図１３】図１１に示した結果に基づいて得られたＭＣ内風速とチャージムラ到達枚数との関係を示すグラフである。
【図１４】実験Ｎｏ．１〜実験Ｎｏ．６までの実験結果を示す図である。
【図１５】実験Ｎｏ．７〜実験Ｎｏ．１２までの実験結果を示す図である。
【図１６】実験Ｎｏ．１３の実験結果を示す図である。
【図１７】実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５における吸気風速とチャージムラ到達枚数との結果を示す図である。
【図１８】図１７に示した結果から得られた吸気風速とチャージムラ到達枚数とのグラフである。
【図１９】実験Ｎｏ．２、実験Ｎｏ．６〜実験Ｎｏ．１３までの実験結果の比較結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 露光ユニット
２ 現像装置（現像器）
３ 感光体ドラム（像担持体）
４ クリーナユニット
５ 帯電器
５０ 電荷発生部
５１ チャージャケース
５２ 放電電極保持部材
５３ 放電電極
５３ａ 先端部
５４ グリッド電極
５５ グリッド電極保持部材
５６ 第１ＤＣ電源
５７ 第２ＤＣ電源
６０ 吸排気システム（気体流生成手段）
６１ 吸気ダクト
６１ａ〜６１ｄ 接続用ダクト
６２ 排気ダクト
６２ａ〜６２ｄ 接続用ダクト
６３ 吸気ファン
６４ オゾンフィルタ
６５ 排気ファン
１００ 制御装置（風速制御手段）
１０１ 吸気ファン駆動モータ
１０２ 排気ファン駆動モータ
１０３ 第１モータ回転数設定部
１０４ 第２モータ回転数設定部
１０５ オゾン濃度検出センサ
１０６ ＮＯｘ濃度検出センサ
２０１ センサ
２０１ａ 筒部
２０１ｂ 回転部
２０２ 処理部
２０３ モニタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を帯電させる鋸歯帯電器を備えた画像形成装置および吸排気システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置における帯電方式としてコロナ帯電方式が従来から用いられている。
【０００３】
このコロナ帯電方式は、コロナ放電で発生したイオンを感光体等の静電潜像担持体表面に導いて帯電させる帯電方式である。このため、帯電を繰り返し行うことにより、コロナ放電時に発生するＯ３、ＮＯｘや、トナー、紙粉等がコロナ帯電器近傍に浮遊し、コロナ帯電器に帯電ムラが発生し、画像不良が発生するという問題が生じる。
【０００４】
例えば、コロナ帯電器の一種である鋸歯帯電器の場合、放電針の先端にＯ３、ＮＯｘ等の異物が付着し、その部分で放電不良及び帯電ムラが発生し、静電潜像担持体の帯電不良、さらには画像不良が発生する。これは、コロナ帯電器によるコロナ放電では、発生したＯ３、ＮＯｘ、および画像形成装置内で浮遊するトナー、紙粉等の浮遊物を含む気体を集塵しながら放電してしまうためである。
【０００５】
そこで、特許文献１では、像担持体近傍に浮遊するＯ３、ＮＯｘ等を排気する排気手段が画像形成装置に設けられている。
【０００６】
また、特許文献２では、帯電手段に向けてエアーを吹き付ける吹き入れファンと、該帯電手段近傍のエアーを吸引する吸引ファンとが画像形成装置に設けられている。
【特許文献１】特開平０９−０２６７３１（１９９７年１月２８日公開）
【特許文献２】特開２０００−２０６８４１（２０００年７月２８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、トナーには帯電性や流動性を付与するための外添剤としてシリカが添加されている。このシリカは、使用しているうちに湿気によって帯電特性が低下するという不具合がある。そこで、シリカはトリメチルシリル基を有する疎水化処理剤により表面が疎水化処理されている。
【０００８】
このようなシリカが添加されたトナーを使用するととともに、帯電器として鋸歯帯電器を使用した場合、２万枚程度の印刷を行うと、鋸歯電極の先端に綿埃状の異物が付着し始める。その後、この綿埃は印刷を重ねるにしたがって綿帽子状に成長する。
【０００９】
鋸歯帯電器がこのような状態になると、電界強度が大幅に低下し、帯電不良が発生する。特に、３０枚／分以上の速度で印刷を行う高速機では、鋸歯帯電器に大電流を流して感光体の帯電を円滑に行う必要があり、電界強度の低下による帯電不良の影響が顕著となる。
【００１０】
なお、鋸歯電極の先端に付着する綿埃状の異物の一つとしては機内を浮遊する上記疎水化処理剤が考えられる。すなわち、トリメチルシリル基を有する疎水化処理剤は融点が低く、トナーを加熱して記録紙に定着させる定着工程において蒸発し、機内を浮遊して鋸歯電極に付着することが考えられる。あるいは、現像器内においてトナーを攪拌した際に、トナーから飛散して機内を浮遊し、鋸歯電極に付着することが考えられる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１では、像担持体近傍に浮遊するＯ３、ＮＯｘ等を取り除くために排気手段が設けられているだけであるので、十分にＯ３、ＮＯｘ等を取り除き、また鋸歯電極への綿埃状の異物の付着を阻止することができない。
【００１２】
また、特許文献２では、同文献に記載の図１に示すように、吹き入れファンと吸引ファンとが近接して配置された構成となっている。このため、吸引ファンＦ２によって一次帯電器２近傍の気体を吸引したとしても、すぐ近くに設けられた吹き入れファンＦ１によってその気体を一部含む気体が一次帯電器２近傍に吹き付けられることになる。このため、一次帯電器２の使用頻度が増加すればするほど、該一次帯電器２近傍にはＯ３およびＮＯｘや上記異物等が蓄積されることになり、一次帯電器２による帯電不良を適切に解消することができない。
【００１３】
したがって、本発明は、帯電手段の使用頻度が増加しても、帯電手段への異物の付着による帯電手段の帯電機能の低下を防止し、高品位の画像を形成し続けることのできる画像形成装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像する現像器と、前記像担持体表面をコロナ放電により帯電させる帯電器とを備えた画像形成装置において、前記トナーとしてトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーを使用するとともに、前記帯電器として鋸歯形状の放電電極を有する鋸歯帯電器を備え、画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の吸排気システムは、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーにより現像する現像器と、鋸歯形状の放電電極からのコロナ放電により前記像担持体表面を帯電させる鋸歯帯電器とを有する画像形成装置に備えられ、画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えていることを特徴としている。
【００１６】
上記の構成によれば、気体流生成手段は、吸気および排気によって、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせるので、帯電器内の気体を常に画像形成装置外部の気体と換気することができる。
【００１７】
ここで、トナーには帯電性や流動性を付与するための外添剤としてシリカが添加されており、このシリカはトリメチルシリル基を有する疎水化処理剤により表面が疎水化処理されている。したがって、画像形成装置の内部には上記疎水化処理剤が浮遊し、この疎水化処理剤により帯電器の鋸歯電極の先端に異物（例えば綿帽子状に成長する異物）が生じ易くなる。また、帯電器はコロナ放電方式であるから、帯電器の動作によりＯ３やＮＯｘ等が発生する。
【００１８】
しかしながら、本発明の構成では、気体流生成手段による帯電器に対しての上記換気機能により、画像形成装置の内部に浮遊する疎水化処理剤並びにＯ３やＮＯｘ等が帯電器内において浮遊することを防止できる。したがって、帯電器の使用頻度が増加しても、帯電器の放電電極に疎水化処理剤並びにＯ３、ＮＯｘ等の浮遊物が蓄積されにくくなるので、帯電器における帯電不良（帯電ムラ）の発生を低減することができ、この結果、帯電ムラによる画像劣化のない高品位の画像を形成し続けることが可能となる。
【００１９】
上記の画像形成装置において、前記気体流生成手段は、前記気体の流れを生じさせる送風機と、画像形成装置の外部から吸気された気体を前記帯電器内に導く吸気ダクトと、前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に導く排気ダクトとを備えている構成としてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、気体流生成手段は送風機と吸気ダクトと排気ダクトとを備えているので、画像形成装置の外部の気体を効率よく帯電器内に導入し、かつ帯電器内の気体を効率よく画像形成装置の外部に排出することができる。これにより、少ないエネルギーによって帯電器の帯電不良を低減させることが可能となる。
【００２１】
上記の画像形成装置において、前記送風機は、前記吸気ダクトに設けられた吸気ファンと、前記排気ダクトに設けられた排気ファンとを備えている構成としてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、吸気ダクトに吸気ファンを備え、排気ダクトに排気ファンを備えているので、吸気と排気の風速を適宜制御することが可能となる。
【００２３】
上記の画像形成装置において、前記帯電器は、前記放電電極を３方向から囲む断面コ字形のチャージャケースを有し、前記チャージャケースの一端部に前記吸気ダクトの端部が接続され、前記チャージャケースの他端部に前記排気ダクトの端部が接続されている構成としてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、チャージャケースを有する帯電器に対して、画像形成装置の外部の気体を帯電器内に導入する動作と帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排出する動作とをさらに効率よく行うことができる。
【００２５】
上記の画像形成装置において、前記帯電器内への吸気の風速は前記帯電器内からの排気の風速よりも速くなるように設定されている構成としてもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、帯電器内への吸気の風速が帯電器内からの排気の風速よりも速くなっているので、画像形成装置の外部から導入された気体が帯電器内から溢れる状態となる。これにより、画像形成装置の内部で発生した疎水化処理剤並びにＯ３、ＮＯｘ等の浮遊物が帯電器内に侵入することを確実に防止でき、それら浮遊物が帯電器の放電電極に蓄積されて帯電不良が発生する事態をさらに確実に防止することができる。
【００２７】
上記の画像形成装置は、１個の前記像担持体に対して前記帯電器が複数個配置されている構成としてもよい。
【００２８】
本発明の気体流発生手段を備えた構成は、１個の像担持体に対して帯電器が複数個配置されている画像形成装置に対しても好適に用いることができる。このような画像形成装置とは、像担持体表面を高速で帯電させる必要のある高速印刷装置が挙げられる。
【００２９】
上記の画像形成装置は、前記像担持体を複数個備え、これら各像担持体にそれぞれ前記帯電器が配置されている構成としてもよい。
【００３０】
本発明の気体流発生手段を備えた構成は、像担持体を複数個備え、これら各像担持体にそれぞれ帯電器が配置されている画像形成装置に対しても好適に用いることができる。このような画像形成装置とは、カラー画像を形成するために各インク毎に像担持体が設けられたタンデム方式の画像形成装置が挙げられる。
【００３１】
上記の画像形成装置において、前記像担持体の表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備え、前記帯電器は前記クリーニング装置よりも低い位置に配置されている構成としてもよい。
【００３２】
本発明の気体流発生手段を備えた構成は、帯電器がクリーニング装置よりも低い位置に配置されている画像形成装置、すなわちクリーニング中に飛散したトナー、クリーニング装置から漏れたトナー、あるいはトナーから飛散した外添剤等の浮遊物が帯電器に侵入し易い構成に対して好適に用いることができる。
【００３３】
上記の画像形成装置において、前記帯電器は前記現像器よりも低い位置に配置されている構成としてもよい。
【００３４】
本発明の気体流発生手段を備えた構成は、帯電器が現像器よりも低い位置に配置されている画像形成装置、すなわち現像中に飛散したトナー、現像器から漏れたトナー、あるいはトナーから飛散した外添剤等の浮遊物が帯電器に侵入し易い構成に対して好適に用いることができる。
【００３５】
上記の画像形成装置において、前記帯電器内の気圧は前記帯電器の周囲の気圧より高くなっている構成としてもよい。
【００３６】
上記の構成によれば、帯電器内の気圧が帯電器の周囲の気圧より高くなっているので、画像形成装置の内部で発生した疎水化処理剤並びにＯ３、ＮＯｘ等の浮遊物が帯電器内に侵入することを確実に防止でき、それら浮遊物が帯電器の放電電極に蓄積されて帯電不良が発生する事態をさらに確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る画像形成装置は、以上のように、前記トナーとしてトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーを使用するとともに、前記帯電器として鋸歯形状の放電電極を有する鋸歯帯電器を備え、画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えている構成である。
【００３８】
したがって、気体流生成手段による換気機能により、画像形成装置の内部に浮遊する疎水化処理剤並びにＯ３やＮＯｘ等が帯電器内において浮遊することを防止できる。これにより、帯電器の使用頻度が増加しても、帯電器の放電電極に疎水化処理剤並びにＯ３、ＮＯｘ等の浮遊物が蓄積されにくくなるので、帯電器における帯電不良（帯電ムラ）の発生を低減することができ、この結果、帯電ムラによる画像劣化のない高品位の画像を形成し続けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
図２は、本実施の形態に係る画像形成装置Ａの構成を示す説明図である。ここでは、画像形成装置Ａとして、外部から入力された画像データあるいは原稿読取りにより得られた画像データに基づいて、シート（記録用紙）に多色あるいは単色の画像を形成するレーザプリンタを例に説明する。
【００４０】
同図に示すように、画像形成装置Ａは、露光ユニット１、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙カセット１０および排紙トレイ１５等を備えている。
【００４１】
画像形成装置Ａにおいて扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，３ｄ）は、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応し、これら符号にて区別された上記の各手段により、４つの画像ステーションが構成されている。
【００４２】
画像ステーションにおいて、感光体ドラム３は、画像形成装置Ａの上部に配置されている。帯電器５は、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ものである。この帯電器５としては、図２に示すような、チャージャー型のもが使用される。この帯電器５の詳細については後述する。
【００４３】
露光ユニット１には、図２に示すようにレーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。露光ユニット１は、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することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００４４】
各現像装置２は、各感光体ドラム３上に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナーにより顕像化するものである。クリーナユニット４は、現像および画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。各現像装置２において使用するトナーは、トリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーである。
【００４５】
感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。この中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００４６】
中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
【００４７】
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。この中間転写ローラ６は、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
【００４８】
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００４９】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００５０】
上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色相に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上において積層される。このように、積層されたトナー像は中間転写ベルト７の回転によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト７との接触位置に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１は所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。
【００５１】
上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料からなり、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）からなる。
【００５２】
中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、および中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。
【００５３】
給紙カセット１０は、画像形成に使用するシート、例えば記録用紙を蓄積しておくためのものであり、画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置Ａの上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。
【００５４】
また、画像形成装置Ａには、給紙カセット１０のシートおよび手差しトレイ２０のシートを転写ローラ１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るためのシート搬送路Ｓが設けられている。このシート搬送路Ｓにおける給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの部分には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、転写ローラ１１を備えた転写部、定着ユニット１２および搬送ローラ２５等が配されている。
【００５５】
搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０からシートを１枚づつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。
【００５６】
定着ユニット１２は、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２等を備え、これらヒートローラ３１および加圧ローラ３２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ３１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ３１を制御する。ヒートローラ３１は、加圧ローラ３３とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融・混合・圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）を定着後のシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。
【００５７】
次に、各部での処理を含み、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。画像形成装置Ａには、上記のように、予めシートを収納する給紙カセット１０、および少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０が配置されている。これら両者には各々前記ピックアップローラ１６（１６−１，１６−２）が配置され、これらピックアップローラ１６はシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する。
【００５８】
（片面印字の場合）
給紙カセット１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、このレジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とを整合するタイミングで転写部に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される。
【００５９】
また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５−６，２５−５，２５−４）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降は給紙カセット１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。
【００６０】
（両面印字の場合）
上記のようにして片面印字が終了し、定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５−３にてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５−３が逆回転することによって搬送ローラ２５−７，２５−８に導かれ、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。
【００６１】
ここで、帯電器５について、図３および図４を参照しながら以下に説明する。なお、図２に示す画像形成装置Ａに備えられた４つの帯電器（５ａ〜５ｄ）は同じ構成であるので、以下では区別をせずに帯電器５として説明する。
【００６２】
図３は、帯電器５およびその周辺の構成を模式的に表した断面図である。帯電器５は、コロナ放電方式の帯電器であり、円筒状の感光体ドラム３の長手方向（図３において紙面垂直方向）の長さとほぼ等しい長さを有し、感光体ドラム３に沿って設置されている。
【００６３】
帯電器５は、電荷を発生させる電荷発生部５０、電荷発生部５０と感光体ドラム３との間に介在する網目状のグリッド電極５４、および電荷発生部５０にグリッド電極５４を固定するグリッド電極保持部材５５を有している。
【００６４】
電荷発生部５０は、チャージャケース５１、放電電極５３、および放電電極５３をチャージャケース５１に固定する放電電極保持部材５２を有している。チャージャケース５１は断面コ字形に形成され、開口部が感光体ドラム３と対向するように配置されている。
【００６５】
グリッド電極保持部材５５および放電電極保持部材５２は絶縁性の部材であり、電荷発生部５０とグリッド電極５４との間、および放電電極５３とチャージャケース５１との間を絶縁している。
【００６６】
グリッド電極５４およびチャージャケース５１には、第１ＤＣ電源５６が接続されており、アース電位に対して電位差Ｖｇ（Ｖｇ＜０）の電圧が印加されている。また、放電電極５３には、第２ＤＣ電源５７が接続されており、アース電位に対して電位差Ｖｃ（Ｖｃ＜Ｖｇ＜０）の電圧が印加されている。これにより、チャージャケース５１と放電電極５３との間に電界が発生し、この電界により大気が電離して放電電極５３の周辺に負電荷（マイナスイオン）が発生する。発生した負電荷は、グリッド電極５４に引きつけられて広がりながら感光体ドラム３側へ移動し、グリッド電極５４を通過したものが感光体ドラム３の表面に達する。
【００６７】
感光体ドラム３の表面は、非露光時には半導電性を有し、露光時には導電性を有する部材から成っている。上記のようにして感光体ドラム３の表面に達した負電荷により感光体ドラム３の表面が初期化帯電され、所定の初期化帯電電位ＶＯとなる。そして、初期化帯電された感光体ドラム３の表面が露光されると、その部分（明部）が導電性を有するようになり、負電荷がアースに移動する。負電荷が移動した部分は電位が正方向に変化し、明部電位ＶＥとなる。感光体ドラム３の表面における負電荷が存在する部分と存在しない部分、つまり初期化帯電電位ＶＯの部分と明部電位ＶＥの部分とにより静電潜像が形成される。
【００６８】
上記の帯電器５の放電電極５３は、図４に示すように、鋸歯状に形成されたものであり、該鋸歯の先端部５３ａから放電が行われる。すなわち、帯電器５は、放電電極５３が鋸歯形状をなす鋸歯帯電器である。
【００６９】
ここで、トナーには帯電性や流動性を付与するための外添剤としてシリカが添加されており、このシリカはトリメチルシリル基を有する疎水化処理剤により表面が疎水化処理されている。したがって、画像形成装置の内部には上記疎水化処理剤が浮遊し、この疎水化処理剤により帯電器の鋸歯電極の先端に異物（例えば綿帽子状に成長する異物）が生じ易くなる。また、一般に、コロナ放電では、イオン発生時に、Ｏ３やＮＯｘ等が生じる。放電回数が多くなれば、帯電器５の先端部５３ａへのＯ３やＮＯｘの蓄積も多くなる。帯電器５の先端部５３ａに上記の付着物（蓄積物）が生じた場合には放電が十分にできなくなり、帯電器５による感光体ドラム３への帯電ムラ（チャージムラ）が発生する虞がある。また、帯電器５付近には、上記のもの以外に、トナーや紙粉も浮遊しており、これらトナーや紙粉が帯電器５の先端部５３ａに付着しても、該帯電器５の帯電性能を低下させる。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、図１に示すように、吸気および排気によって、帯電器５内（チャージャケース５１内）に像担持体である感光体ドラム３の長手方向（感光体ドラム３の軸方向）への気体（空気）の流れ（気体流）を生じさせる構成としている。これにより、帯電器５のコロナ放電によって発生し、帯電器５内（チャージャケース５１内）に浮遊しているＯ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物を気体の流れによって帯電器５内（チャージャケース５１内）から排出することができるので、常に、最適な帯電状態を維持することが可能となる。
【００７１】
上記気体の流れは、図５に示すような吸排気システム６０（気体流生成手段）によって実現することが可能となる。
【００７２】
図５は、帯電器５に対する吸排気システム６０の概要を示す図であり、図６は、図５に示す吸排気システム６０におけるＸＸ線矢視断面図である。なお、図６では、帯電器５内の放電電極５３等を省略し、チャージャケース５１のみを表示している。
【００７３】
上記吸排気システム６０は、図５に示すように、帯電器５（５ａ〜５ｄ）の長手方向に、気体の流れを発生させるために、各チャージャケース５１の両端部にダクト（６１、６２）が設けられている。帯電器５における吸気側には、画像形成装置Ａの外部の気体を取り込むための吸気ダクト６１が設けられ、帯電器５における排気側には、該帯電器５内の気体を画像形成装置Ａの外部に排出するための排気ダクト６２が設けられている。
【００７４】
すなわち、上記吸排気システム６０は、帯電器５内（チャージャケース５１内）に画像形成装置Ａの外部からの気体を導くための吸気ダクト６１と、帯電器５内（チャージャケース５１内）の気体を画像形成装置Ａの外部に排気するための排気ダクト６２とを有する構成となっている。そして、画像形成装置Ａの外部からの吸気と画像形成装置Ａの外部への排気とを適切に行うために、吸気ダクト６１の吸気側の端部は、画像形成装置Ａの筐体に形成されている吸気口（図示せず）付近に達しており、排気ダクト６２の排気側の端部は、画像形成装置Ａの筐体に形成されている排気口（図示せず）付近に達している。上記の吸気口と排気口は、画像形成装置Ａの筐体における例えば互いに対向する一対の壁部の一方と他方に形成されている。
【００７５】
上記吸気ダクト６１の吸気側端部には、外部からの気体を取り込むための吸気ファン６３が設けられている。この吸気ダクト６１は、各帯電器５のチャージャケース５１に対して、接続用ダクト６１ａ〜６１ｄを介して接続されている。上記吸気ファン６３としては、例えばミネベア株式会社製の型番：ＢＧ０７０３−Ｂ０５４のファンを使用可能である。
【００７６】
一方、上記排気ダクト６２の排気側端部には、オゾンフィルタ６４を介して、各帯電器５からの気体を排気するための排気ファン６５が設けられている。この排気ダクト６２は、各帯電器５のチャージャケース５１に対して接続用ダクト６２ａ〜６２ｄを介して接続されている。上記排気ファン６５としては、例えば日本電産株式会社製の型番：Ｄ１０Ｆ−２４ＰＭのファンを使用可能である。
【００７７】
上記構成の吸排気システム６０では、まず、吸気ファン６３によって画像形成装置Ａの外部から取り込まれた気体が、吸気ダクト６１から各接続用ダクト６１ａ〜６１ｄを介して、各帯電器５に流れ込む。次に、各帯電器５に流れ込んだ気体は、排気ファン６５によって、各接続用ダクト６２ａ〜６２ｄを介して、排気ダクト６２に向かって引き込まれる。その後、オゾンフィルタ６４を通過して該排気ファン６５から画像形成装置Ａの外部に排出される。このオゾンフィルタ６４では、帯電器５内で発生したＯ３を吸着するようになっている。
【００７８】
ここで、吸排気システム６０においては、各帯電器５内（チャージャケース５１内）を通過する気体の速度、すなわち風速を適切に設定することで、Ｏ３やＮＯｘ等を確実に取り除くことが可能となる。この風速は、吸気ファン６３、排気ファン６５のファンの回転数によって制御することができる。これら風速の最適値に関する実験については後述する。
【００７９】
上記の吸気ファン６３、排気ファン６５のファンの回転数は、図７に示す制御装置１００によって制御されている。
【００８０】
上記制御装置１００には、吸気ファン６３を回転させる吸気ファン駆動モータ（第１モータ）１０１と、排気ファン６５を回転させる排気ファン駆動モータ（第２モータ）１０２と、上記第１モータの回転数を設定する第１モータ回転数設定部１０３と、上記第２モータの回転数を設定する第２モータ回転数設定部１０４とが接続されている。
【００８１】
つまり、上記第１モータ回転数設定部１０３および第２モータ回転数設定部１０４によって、吸気ファン駆動モータ１０１および排気ファン駆動モータ１０２の回転数を設定することで、吸排気システムにおける帯電器５内の風速が設定される。
【００８２】
なお、帯電初期の状態と、時間が経過した後の状態では、Ｏ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物の蓄積量、すなわち浮遊物の浮遊量が異なるので、帯電器５内の風速も一定でなくてもよい。つまり、Ｏ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物の浮遊量が少ないときには風速は小さく、Ｏ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物の浮遊量が多いときには風速を大きくすることにより、状況に応じてＯ３やＮＯｘおよびその他の浮遊物を適切に帯電器５内から排気することが可能となる。
【００８３】
具体的には、各帯電器５内に、Ｏ３の濃度を検出するオゾン濃度検出センサ１０５、ＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度検出センサ１０６を設けて、これら各センサからの検出値に応じて、第１モータ回転数設定部１０３、第２モータ回転数設定部１０４における各モータの回転数を設定すればよい。
【００８４】
このように、帯電器５内のＯ３濃度やＮＯｘ濃度に応じて各モータの回転数を制御すれば、モータの回転による騒音を低減できるとともに、各モータで消費される電力を低減ができるという効果を奏する。
【００８５】
例えば、吸気ファン６３が風速アップに伴って騒音が大きくなるような場合であっても、一時的に風速アップをするだけですむので、常に同じ風速で吸気ファン６３を回転させる場合よりも全体として騒音を低くすることができる。
【００８６】
以下に、上記構成の画像形成装置Ａにおける帯電器５近傍に設けられた吸排気システム６０における風速と帯電ムラとの関係について、後述の各実験例を参照しながら説明する。
【００８７】
まず、この実験に使用した吸排気システム内の風速を計測するための装置について、図８および図９に基づいて説明する。ここでは、帯電器５内部の風速と、吸排気システムを構成する吸気ダクト６１と排気ダクト６２内の風速を計測する。
【００８８】
図８に示すように、帯電器５、吸気ダクト６１および排気ダクト６２には、風速を検出するためのセンサ２０１が設けられている。このセンサ２０１による検出値は、処理部２０２に入力され、所定の処理が施された後、モニタ２０３に風速を示す情報が表示される。
【００８９】
上記センサ２０１は、図９に示すように、筒部２０１ａ内にプロペラ形状の回転部２０１ｂが設けられた構造となっており、筒部２０１ａすなわち帯電器５内部の風速を計測するものである。つまり、センサ２０１は、筒部２０１ａを通過する気体によって回転する回転部２０１ｂからの電気信号を、風速を検出した検出値として処理部２０２に出力するようになっている。
【００９０】
このセンサ２０１としては、例えばAshburn Mess- und Regelugstechnik GmbH製の型番がTHERM 2285-2のセンサを使用可能である。
【００９１】
以下の説明において、帯電ムラ（以下、チャージムラと称する）の程度を判断するための記号について、図１０を参照しながら説明する。
【００９２】
図１０では、「○」は、スジが全く発生していない状態を示し、「○△」は、薄いスジが数本発生している状態を示し、「△」は、薄いスジが全体的に発生している状態を示し、「△×」は、濃いスジが発生している状態を示し、「×」は濃いスジが全体的に発生している状態を示している。なお、これらのチャージムラは、印刷サンプルとして１６階調パターンを用紙に印刷したものを目視によって判断した。上記の「△」になったときをチャージムラが発生したものと判断して、以下にこの実験結果について説明する。
【００９３】
図１１〜図１３には、吸排気システム内における風速差（吸気側と排気側との差）とチャージムラの△レベルに到達するまで印刷枚数（以下、チャージムラ到達枚数と称する）との関係について示す。
【００９４】
図１１は、吸排気システム内の吸気部（吸気ダクト６１側）の風速と、排気部（排気ダクト６２側）の風速と、帯電器５（ＭＣ）内の風速と、チャージムラ到達枚数とを計測した結果を示した表である。ここでは、ブラックトナーのみでのＡ４サイズ原稿の４枚連続マルチの繰り返しによる実写ＡＧＩＮＧ試験を行った。印刷に使用する基準原稿は、５％帯パターンを使用した。評価基準は、チャージムラが「△」レベルに到達したときの発生枚数とした。また、排気部の風速を一定（２．１２ｍ／ｓ）とし、吸気部の風速を変化させて、ＭＣ内に風速差を生じさせている。
【００９５】
図１１に示す結果から、帯電器５（ＭＣ）内の風速が速い程、チャージムラ到達枚数が多くなることが分かる。つまり、帯電器５（ＭＣ）内の風速が速い程、チャージムラが生じにくくなっていることが分かる。帯電器５（ＭＣ）内の風速とは、チャージャケース５１内をチャージャケース５１の長手方向に流れる気体流の速度である。
【００９６】
上記のＭＣ内の風速をｘ（ｍ／ｓ）、チャージムラ到達枚数（所定の基準により形成された画像が帯電不良であると判定されるまでの画像枚数）をｙ（千枚）として、図１１に示す結果をグラフにすると図１２に示すようなグラフになる。ここで、所定の基準とは、前記した図１０に示す基準であり、この場合は、△である。
【００９７】
図１２に示すグラフから近似式を求めると、ｙ＝１２．０ｅ１．４ｘとなる。そして、グラフからＭＣ内の風速とチャージムラ到達枚数との好ましい関係を示す範囲は、ｙ≦１２．０ｅ１．４ｘで示される範囲（グラフの右下の範囲）となる。
【００９８】
また、ＭＣ内が乱流であるとも考えられるので、その場合、上記の関係式を変更する必要がある。すなわち、図１１に示すＭＣ内の風速それぞれに、１．７５乗をした結果を、ｘ’（ｍ／ｓ）として表せばよい。このｘ’とチャージムラ到達枚数ｙとの関係は、図１３に示すようなグラフとなる。このグラフから近似式を求めると、ｙ＝４７．４ｘ’＋７．２となる。そして、グラフからｘ’とチャージムラ到達枚数との好ましい関係を示す範囲は、ｙ≦４７．４ｘ’＋７．２で示される範囲（グラフの右下の範囲）となる。
【００９９】
以上の結果から、帯電器５内の風速が大きくなればチャージムラが発生しにくくなることが分かる。
【０１００】
ここで、図１１に示す結果から、吸気部の風速を排気部の風速の１．９倍以上、４．２倍以下の範囲になるように、吸気部と排気部との風速を設定するのが好ましいことが分かる。つまり、吸気部の風速が４．００ｍ／ｓで、排気部の風速が２．１２ｍ／ｓのとき、吸気部の風速は排気部の風速の約１．９倍となる。また、吸気部の風速が８．９２ｍ／ｓで、排気部の風速が２．１２ｍ／ｓのとき、吸気部の風速は排気部の風速の約４．２倍となる。また、吸気部の風速は排気部の風速の約４．２倍よりも大きくなれば、初期のチャージムラが発生する。つまり、この初期からのチャージムラは、初期状態からチャージムラが発生している状態をいい、放電部への異物付着によるものではなく、風速があまりにも大きくなりすぎることにより発生する。即ち、風速による影響を受けて、帯電器のグリッド部に振動が加わるため、感光体への帯電制御が不安定になり、感光体長手方向に電位バラツキが発生し、実使用に耐えられない濃淡ムラが現れる。
【０１０１】
また、ＭＣ内の気体流の風速は、以下に示す理由によって、１ｍ／ｓｅｃ以上、２．５ｍ／ｓｅｃ未満になるように設定されているのが好ましい。これは、ＭＣ内の気体流の風速が１ｍ／ｓｅｃ未満では、殆ど効果（帯電ムラを低減させるという効果）が現れず、また２．５ｍ／ｓｅｃ以上では、初期から帯電ムラが発生するからである。
【０１０２】
ここで、本願発明における吸排気システムの吸気部の風速、排気部の風速とを種々設定して実験を行った結果を示す。
【０１０３】
図１４に示す実験Ｎｏ．１は、現状のプロセス（吸気ダクト６１および排気ダクト６２を用いないプロセス）により排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。なお、プロセス速度は高（２２５ｍｍ／ｓ）と低（１６７ｍｍ／ｓ）の２種類とする。この点は以下の実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．６まで同じである。この実験Ｎｏ．１では、何れのプロセス速度においても、チャージムラ到達枚数は１０ｋであった。
【０１０４】
また、実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５では、図１に示す吸排気システムを用いて、排気風速を２．２１ｍ／ｓと一定にし、吸気風速を０ｍ／ｓ、４ｍ／ｓ、６ｍ／ｓ、８．９２／と徐々に速くしてチャージムラ到達枚数を測定したものである。これら実験のうち、実用化レベルのチャージムラ到達枚数である約３０ｋを越えるものは、実験Ｎｏ．４．実験Ｎｏ．５であった。
【０１０５】
実験Ｎｏ．５では、何れのプロセス速度においても、チャージムラ到達枚数は７９ｋ以上あること分かった。そして、実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５のうち、最も好ましい吸気風速と排気風速との関係を持っているのは実験Ｎｏ．５であることが分かった。
【０１０６】
また、実験Ｎｏ．６は、排気風速を実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５までの排気風速よりも速く、５．０５ｍ／ｓに設定し、吸気風速は０ｍ／ｓに設定してチャージムラ到達枚数を測定したものである。この実験Ｎｏ．６では、プロセス速度が遅ければチャージムラ到達枚数が２０ｋになるのに対して、プロセス速度が速ければ、チャージムラ到達枚数が１０ｋになっていることが分かった。
【０１０７】
上記の実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５までの実験結果から、吸気風速とチャージムラ到達枚数との関係を示すと、図１７に示す表になり、その結果をグラフにすると図１８に示すものとなる。ここでは、吸気風速がチャージムラ到達枚数に与える影響を示している。つまり、吸気風速が速くなればなるほどチャージムラ到達枚数が多くなる傾向にあることが分かる。
【０１０８】
続いて、図１５に示す実験Ｎｏ．７〜実験Ｎｏ．１２までは、実験Ｎｏ．１〜実験Ｎｏ．６までと異なり、カラー画像を形成するプロセス、すなわち帯電器５が４個ある場合のチャージムラ到達枚数の確認のための実験である。従って、各色に対応する帯電器５毎に、排気風速、吸気風速を設定している。
【０１０９】
実験Ｎｏ．７は、現状のプロセス（吸気ダクト６１および排気ダクト６２を用いないプロセス）により排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。なお、プロセス速度は、カラー現像のときは１６７ｍｍ／ｓで、モノクロ現像のときは２２５ｍｍ／ｓである。この点は以下の実験Ｎｏ．８〜実験Ｎｏ．１２まで同じである。この実験Ｎｏ．７では、チャージムラ到達枚数は１０ｋであった。
【０１１０】
また、実験Ｎｏ．８〜実験Ｎｏ．１０は、図１に示す吸排気システムを用いて、吸気風速よりも排気風速を速くしてチャージムラ到達枚数を測定したものである。これら実験のうち、実用化レベルのチャージムラ到達枚数である約３０ｋを越えるものはなかった。
【０１１１】
実験Ｎｏ．１１は、実験Ｎｏ．７と同様、現状のプロセス（吸気ダクト６１および排気ダクト６２を用いないプロセス）により排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。
【０１１２】
実験Ｎｏ．１２は、吸気風速、排気風速共に実験Ｎｏ．１１と同じであるが、排気効率アップのために、帯電器５のチャージャケース５１をウレタンシールで密閉した構造にして、チャージムラ到達枚数を測定したものである。
【０１１３】
また、図１６に示す実験Ｎｏ．１３は、図１に示す吸排気システムを用いて、ブラックのみに対応する帯電器５に対して、吸気風速を自然吸気の０．８５ｍ／ｓ（吸気ダクト６１の吸気ファン６３の入口で測定した風速）、排気風速を６．５０ｍ／ｓに設定したときの、チャージムラ到達枚数を測定したものである。この実験Ｎｏ．１３では、実用レベルのチャージムラ到達枚数にはならなかった。
【０１１４】
以上の実験Ｎｏ．６〜１３、および実験Ｎｏ．２における実験結果をまとめると図１９に示す表のようになる。
【０１１５】
図１９に示す結果からも分かるように、排気風速を吸気風速よりも速くした場合、何れもチャージムラ到達枚数が実用レベル（約３０ｋ）に達していなかった。つまり、排気風速を速くするだけでは、帯電器５内の風速を速くできないことが分かる。
【０１１６】
以上のことから、本実施の形態の画像形成装置の吸排気システム６０は、吸気および排気によって、帯電器５内において帯電器５の長手方向に気体の流れを生じさせるので、帯電器５内の気体を常に排気することが可能となる。
【０１１７】
ここで、画像形成装置の内部には前述のように疎水化処理剤が浮遊している。また、帯電器５はコロナ放電方式であるから、帯電器５が動作するとコロナ放電によりＯ３、ＮＯｘ等が発生する。このような場合、上記のように帯電器５内にその長手方向に生じている気体の流れによって、上記浮遊物が排気されることになる。
【０１１８】
これにより、帯電器５の使用頻度（画像形成装置における印刷頻度）が増加しても、帯電器５に上記浮遊物が蓄積されにくくなるので、帯電器５における帯電不良（帯電ムラ）の発生を低減することができ、この結果、帯電ムラによる画像劣化のない高品位の画像を形成し続けることが可能となる。
【０１１９】
上記吸排気システム６０は、帯電器５内（チャージャケース５１内）に画像形成装置Ａの外部からの気体を導くための吸気ダクト６１と、帯電器５内（チャージャケース５１内）から気体を画像形成装置Ａの外部に排気するための排気ダクト６２とを有する構成となっている。このように吸気ダクト６１を介して吸気する構成であれば、吸気ダクト６１を介して吸気しない構成と比較して、帯電器５内（チャージャケース５１内）に効率良く気体を導くことができる。また、排気ダクト６２を介して排気する構成であれば、排気ダクト６２を介して排気しない構成と比較して、帯電器５内（チャージャケース５１内）に存在する気体を効率良く排気することができる。これにより、吸気側の気体の同じ風速、排気側の気体の同じ風速であっても、吸気ダクト６１および排気ダクト６２を設けたほうが帯電器５内（チャージャケース５１内）を流れる気体の風速を高めることができる。従って、少ないエネルギーによって効率良く帯電不良を低減させることが可能となる。
【０１２０】
さらに、効率良く帯電器５内（チャージャケース５１内）を流れる気体の風速を高めるには、上記吸気ダクト６１に吸気ファン６３を設けると共に、上記排気ダクト６２に排気ファン５を設ければよい。
【０１２１】
なお、吸排気システム６０では、吸気ダクト６１および排気ダクト６２を設けず、上記気体の流れにおける吸気側に吸気ファン６３を設けるとともに、上記気体の流れの排気側に排気ファン６５を設ける構成としてもよい。
【０１２２】
この場合にも、吸気ダクトおよび排気ダクトを設けた場合程ではないが、各ファンを設けない場合に比べて、帯電器５内（チャージャケース５１内）の気体の風速を高めることができる。
【０１２３】
また、上記の各種実験から、帯電器５内（チャージャケース５１内）における気体の風速を高めるには、上記帯電器５内に気体を導く吸気側の風速を、該帯電器５内から気体を排気する排気側の風速よりも大きく設定するようにすればよい。
【０１２４】
さらに、上記吸気側の風速は、上記排気側の風速の１．９倍以上４．２倍以下に設定されていることが好ましい。
【０１２５】
この場合、吸気側の風速が排気側の風速の１．９倍よりも小さくければ、上記帯電器５内の気体の風速を十分に高めることができないので、Ｏ３等が蓄積され、帯電不良が生じやすくなる。
【０１２６】
また、吸気側の風速が排気側の風速の４．２倍よりも大きければ、上記帯電器５内の気体の風速が大きくなりすぎて、初期帯電不良が発生しやすくなる。この初期帯電不良とは、初期状態から常に帯電ムラが生じている状態をいう。
【０１２７】
以上のころから、本実施の形態の画像形成装置においては、帯電器５の使用時間が長くなっても、帯電器５内を浮遊する浮遊物を適切に排出することができるので、帯電ムラの影響のない高品位の画像を形成することが可能となる。
【０１２８】
このように、本発明は、レーザプリンタ等に好適に用いられ、特に、コロナ放電によりＯ３やＮＯｘ等が生じ易い帯電方式を採用している電子写真方式の画像形成装置に用いられる。
【０１２９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に適用でき、特に、コロナ放電方式を採用した帯電器を備えた画像形成装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、画像形成装置における吸排気システムの構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の構成を示す概略の縦断面図である。
【図３】図２に示した画像形成装置に備えられている帯電器と感光体ドラムとの配置関係を示す概略の模式図である。
【図４】図３に示した帯電器の概略斜視図である。
【図５】図１に示した吸排気システムの全体構造を示す平面図である。
【図６】図５におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図７】図２に示す画像形成装置に備えられた制御装置のブロック図である。
【図８】風速を計測するための装置の概略説明図である。
【図９】図８に示した装置が備える風速センサの正面図である。
【図１０】チャージムラの判断基準を示す図である。
【図１１】上記吸排気システムにおける各部の風速によって得られたチャージムラ到達枚数の結果を示す図である。
【図１２】図１１に示した結果に基づいて得られたＭＣ内風速とチャージムラ到達枚数との関係を示すグラフである。
【図１３】図１１に示した結果に基づいて得られたＭＣ内風速とチャージムラ到達枚数との関係を示すグラフである。
【図１４】実験Ｎｏ．１〜実験Ｎｏ．６までの実験結果を示す図である。
【図１５】実験Ｎｏ．７〜実験Ｎｏ．１２までの実験結果を示す図である。
【図１６】実験Ｎｏ．１３の実験結果を示す図である。
【図１７】実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５における吸気風速とチャージムラ到達枚数との結果を示す図である。
【図１８】図１７に示した結果から得られた吸気風速とチャージムラ到達枚数とのグラフである。
【図１９】実験Ｎｏ．２、実験Ｎｏ．６〜実験Ｎｏ．１３までの実験結果の比較結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 露光ユニット
２ 現像装置（現像器）
３ 感光体ドラム（像担持体）
４ クリーナユニット
５ 帯電器
５０ 電荷発生部
５１ チャージャケース
５２ 放電電極保持部材
５３ 放電電極
５３ａ 先端部
５４ グリッド電極
５５ グリッド電極保持部材
５６ 第１ＤＣ電源
５７ 第２ＤＣ電源
６０ 吸排気システム（気体流生成手段）
６１ 吸気ダクト
６１ａ〜６１ｄ 接続用ダクト
６２ 排気ダクト
６２ａ〜６２ｄ 接続用ダクト
６３ 吸気ファン
６４ オゾンフィルタ
６５ 排気ファン
１００ 制御装置（風速制御手段）
１０１ 吸気ファン駆動モータ
１０２ 排気ファン駆動モータ
１０３ 第１モータ回転数設定部
１０４ 第２モータ回転数設定部
１０５ オゾン濃度検出センサ
１０６ ＮＯｘ濃度検出センサ
２０１ センサ
２０１ａ 筒部
２０１ｂ 回転部
２０２ 処理部
２０３ モニタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像する現像器と、前記像担持体表面をコロナ放電により帯電させる帯電器とを備えた画像形成装置において、
前記トナーとしてトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーを使用するとともに、前記帯電器として鋸歯形状の放電電極を有する鋸歯帯電器を備え、
画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記気体流生成手段は、前記気体の流れを生じさせる送風機と、画像形成装置の外部から吸気された気体を前記帯電器内に導く吸気ダクトと、前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に導く排気ダクトとを備えてい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】
前記送風機は、前記吸気ダクトに設けられた吸気ファンと、前記排気ダクトに設けられた排気ファンとを備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電器は、前記放電電極を３方向から囲む断面コ字形のチャージャケースを有し、前記チャージャケースの一端部に前記吸気ダクトの端部が接続され、前記チャージャケースの他端部に前記排気ダクトの端部が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電器内への吸気の風速は前記帯電器内からの排気の風速よりも速くなるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
１個の前記像担持体に対して前記帯電器が複数個配置されてい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７】
前記像担持体を複数個備え、これら各像担持体にそれぞれ前記帯電器が配置されてい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８】
前記像担持体の表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備え、前記帯電器は前記クリーニング装置よりも低い位置に配置されてい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９】
前記帯電器は前記現像器よりも低い位置に配置されてい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１０】
前記帯電器内の気圧は前記帯電器の周囲の気圧より高くなってい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１１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーにより現像する現像器と、鋸歯形状の放電電極からのコロナ放電により前記像担持体表面を帯電させる鋸歯帯電器とを有する画像形成装置に備えられ、
画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えていることを特徴とする吸排気システム。
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像する現像器と、前記像担持体表面をコロナ放電により帯電させる帯電器とを備えた画像形成装置において、
前記トナーとしてトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーを使用するとともに、前記帯電器として鋸歯形状の放電電極を有する鋸歯帯電器を備え、
画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記気体流生成手段は、前記気体の流れを生じさせる送風機と、画像形成装置の外部から吸気された気体を前記帯電器内に導く吸気ダクトと、前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に導く排気ダクトとを備えてい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】
前記送風機は、前記吸気ダクトに設けられた吸気ファンと、前記排気ダクトに設けられた排気ファンとを備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電器は、前記放電電極を３方向から囲む断面コ字形のチャージャケースを有し、前記チャージャケースの一端部に前記吸気ダクトの端部が接続され、前記チャージャケースの他端部に前記排気ダクトの端部が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電器内への吸気の風速は前記帯電器内からの排気の風速よりも速くなるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
１個の前記像担持体に対して前記帯電器が複数個配置されてい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７】
前記像担持体を複数個備え、これら各像担持体にそれぞれ前記帯電器が配置されてい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８】
前記像担持体の表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備え、前記帯電器は前記クリーニング装置よりも低い位置に配置されてい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９】
前記帯電器は前記現像器よりも低い位置に配置されてい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１０】
前記帯電器内の気圧は前記帯電器の周囲の気圧より高くなってい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１１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトリメチルシリル基で表面を疎水化処理したシリカが外添されたトナーにより現像する現像器と、鋸歯形状の放電電極からのコロナ放電により前記像担持体表面を帯電させる鋸歯帯電器とを有する画像形成装置に備えられ、
画像形成装置の外部から吸気して前記帯電器内に送風するとともに前記帯電器内の気体を画像形成装置の外部に排気することにより、画像形成装置の外部から前記帯電器内への気体の流れおよび帯電器内から画像形成装置の外部への気体の流れを生じさせる気体流生成手段を備えていることを特徴とする吸排気システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−１９３２３３（Ｐ２００７−１９３２３３Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３０４４（Ｐ２００６−１３０４４）
【出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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