画像形成装置及びそれに用いるトナー補給容器
【課題】コロナ帯電器の放電電極に付着する不純物の付着を抑え、帯電ムラの発生のない画像形成装置およびそれに用いるトナー補給容器を提供する。
【解決手段】トナー補給容器１０において、送風機構１２は、送風ファン１２ｂと、送風管１２ａと、吸気口連結部材１８とを備える。吸気口連結部材１８は、吸気口１６周辺のトナー収容器１１の側壁と密着し、送風管１２ａと吸気口１６の接合部を覆う弾性を有するシリコーンゴムの素材からなるスカート１８ａを備える。排気機構１３は、排気口連結部材１９と、排気管１３ａと、空気浄化フィルター１３ｂとを備える。排気口連結部材１９は排気口１７周辺のトナー収容器１１の上壁と密着し、排気管１３ａと排気口１７の接合部を覆う弾性を有するシリコーンゴムの素材からなるスカート１９ａを備える。
【解決手段】トナー補給容器１０において、送風機構１２は、送風ファン１２ｂと、送風管１２ａと、吸気口連結部材１８とを備える。吸気口連結部材１８は、吸気口１６周辺のトナー収容器１１の側壁と密着し、送風管１２ａと吸気口１６の接合部を覆う弾性を有するシリコーンゴムの素材からなるスカート１８ａを備える。排気機構１３は、排気口連結部材１９と、排気管１３ａと、空気浄化フィルター１３ｂとを備える。排気口連結部材１９は排気口１７周辺のトナー収容器１１の上壁と密着し、排気管１３ａと排気口１７の接合部を覆う弾性を有するシリコーンゴムの素材からなるスカート１９ａを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタおよびファクシミリ機等の電子写真方式による印刷機能を有する画像形成装置及びそれに用いるトナー補給容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、剥離、クリーニング、除電、及び定着の各工程からなる。画像を形成する工程は、例えば、回転駆動される感光体ドラムの表面を帯電装置により均一に帯電し、次に帯電された感光体ドラム表面にレーザ光を当てて静電潜像を形成する。続いて、この感光体ドラム上の静電潜像にトナーを静電的に付着させて現像し、感光体ドラム表面上にトナー像を形成する。そして転写装置により感光体ドラム上のトナー像を転写材上に転写し、この転写材上のトナー像は加熱定着装置により定着される。また、感光体ドラム表面上に残った転写残留トナーは、クリーニング装置により除去され所定の回収部に回収されると共に、クリーニングされた後の感光体ドラム表面は、除電装置により残留電荷が除去され、次の画像形成に備える。
【０００３】
感光体ドラムとしては、有機光半導体（ＯＰＣ）を光導電層として塗布された感光体ドラムが一般に使用され、感光体ドラム表面に電荷を付与する帯電装置としては、コロナ帯電器が良く利用されている。
【０００４】
コロナ帯電器としては、非常に細い導電性のタングステンワイヤーを、導電性のシールドケースにて感光体ドラムと対向する部分以外の周囲を覆い、タングステンワイヤー自身に高電圧を印加することで、コロナ放電を生じさせ、感光体ドラムを帯電させるものである。この他に、コロナ放電用のタングステンワイヤーに代え、列状に多数の先鋭突起を有するノコ歯状の放電電極を設け、該先鋭突起からのコロナ放電により感光体ドラムの帯電を行うものがある。コロナ帯電器は、感光体ドラムの帯電以外に除電装置や転写装置等にも用いられる。
【０００５】
コロナ帯電器においては、タングステンワイヤーやノコ歯状の放電電極等に汚物が付着すると、その部分だけ放電機能が低下し、感光体ドラムを均一に帯電させることができなくなる。このような帯電ムラが発生すると、得られる画像に黒筋が入るなどの画像欠陥が発生する。
【０００６】
さらに前述のような針状電極の汚れの問題を解決する先行技術が、たとえば特許文献１などに開示されている。特許文献１の開示技術によれば、回転可能に支持される一対のローラからなる清掃部材で針状電極を両側から挟みこみ、清掃部材を針状電極に対して相対的に移動させることによって針状電極に付着した汚れを取除くものである。
【特許文献１】特開平７−４３９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記対策は帯電ムラが発生した針状電極をリフレッシュさせる方法として非常に有効ではあるが、コロナ帯電器の放電電極に付着する汚れを防ぐものではなく、常に良好な画像品質を得るためには、コロナ帯電器を頻繁に清掃する必要があった。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑み、コロナ帯電器の放電電極に付着する不純物の付着を抑え、帯電ムラの発生のない画像形成装置およびそれに用いるトナー補給容器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、外部から空気を取り入れる吸気口と内部の空気を外部へ排出する排気口とを備える脱着可能なトナー補給容器と、前記吸気口に空気を送る送風機構と、前記排気口から空気を排出する排気機構と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明にあっては、トナー補給容器内に含まれる揮発性ガスが、トナー補給容器から画像形成装置内部に拡散し、コロナ帯電器の放電電極に付着する不純物によって発生する帯電ムラを防止できる。
【００１１】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記排気口が、トナーを通さないフィルターを備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明にあっては、トナー補給容器から排出される空気に混ざって、トナーが外部に飛散し、画像形成装置内部もしくは画像形成装置の周囲を汚すことを防止できる。
【００１３】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記吸気口が、トナー補給容器内部から外部へのトナー流出を抑える空気弁、もしくはトナーを通さないフィルターを備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明にあっては、吸気口からトナーが外部に飛散し、画像形成装置内部もしくは画像形成装置の周囲を汚すことを防止できる。
【００１５】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記送風機構が、外部の空気を送り込む送風ファンと、該送風ファンにより送り込まれた空気を前記吸気口まで導く送風管と、該送風管を前記吸気口に連結する連結部材とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明にあっては、吸気口連結部材が吸気口と連結するので、空気の漏れが少なく、トナー補給容器内部に空気を効果的に送風できる。
【００１７】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記吸気口連結部材が、トナー補給容器の吸気口周辺を密閉するスカートを備え、該スカートが弾性を有することを特徴とする。
【００１８】
この発明にあっては、吸気口連結部材が弾性を有するスカートを備えるので、トナー補給容器などに寸法精度のバラツキが生じても、気密性が確保できるので空気の漏れを抑えることができる。
【００１９】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記排気機構が、前記排気口から排出される空気を浄化する空気浄化フィルターと、排気空気を外部へ導く排気管と、前記排気口と排気管を連結する排気口連結部材とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この発明にあっては、空気浄化フィルターによって、トナー補給容器から排出される空気に混ざって排気される揮発性ガスによる周辺環境の汚染を防止できる。また、排気口連結部材が排気口と連結するので、揮発性ガスが漏れることなく、空気浄化フィルターに送ることができる。
【００２１】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、空気浄化フィルターが、活性炭フィルターであることを特徴とする。
【００２２】
この発明にあっては、活性炭フィルターは揮発性ガスを吸着する能力が高いことから、長期間使用でき、交換回数を減らすことができる。
【００２３】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記排気口連結部材が、トナー補給容器の排気口周辺を密閉するスカートを備え、該スカートが弾性を有することを特徴とする。
【００２４】
この発明にあっては、排気口連結部材が弾性を有するスカートを備えるので、トナー補給容器などに寸法精度のバラツキが生じても、気密性が確保でき、空気ともに排出される揮発性ガスの漏れを抑えることができる。
【００２５】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記送風機構が、湿度除去フィルターを備えることを特徴とする。
【００２６】
この発明にあっては、乾燥した空気をトナー補給容器内部に送ることができるので、画像形成装置の設置環境が高湿である場合であっても、トナー補給容器内部を乾燥状態に保つことができる。
【００２７】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記湿度除去フィルターが、シリカゲルもしくは塩化カルシウムを含むことを特徴とする。
【００２８】
この発明にあっては、湿度除去フィルターの吸湿能力が高いことから、長期間使用でき、交換回数を減らすことができる。
【００２９】
また、前記課題を解決するための本発明のトナー補給容器は、トナー補給容器を収容し、該トナー補給容器内に空気を送る送風機構と、該トナー補給容器内の空気を排出する排気機構とを備える画像形成装置に使用されるトナー補給容器であって、前記送風機構により送られる空気を取り入れる吸気口と、前記排気機構に空気を排出する排気口とを備えることを特徴とする。
【００３０】
この発明にあっては、コロナ放電電極に付着することによって帯電ムラを生じさせる揮発性ガスを発生するトナーを収容する場合であっても、画像形成装置設置後に、揮発性ガスをトナー補給容器から排出させることができ、帯電ムラを防止できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、トナー補給容器内に含まれる揮発性ガスを、取り除くことができることから、揮発性ガスがトナー補給容器から画像形成装置内部に拡散し、コロナ帯電器の放電電極に付着する不純物によって発生する帯電ムラを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明は、脱着可能なトナー補給容器を収容できる画像形成装置において、外部から空気を取り入れる吸気口と内部空気を外部へ排出する排気口とを備える脱着可能なトナー補給容器と、前記吸気口に空気を送る送風機構と、前記排気口から空気を排出する排気機構とを備えることによって、トナー補給容器内部の揮発性ガスを空気とともに追い出して取り除くことにより、揮発性ガスがトナー補給容器から画像形成装置内部に拡散し、コロナ帯電器の放電電極に不純物が付着するのを防ぐことによって、帯電ムラを防止するものである。
【００３３】
トナー補給容器に収容される一般的なトナーにおいては、トナー粒子の流動性を高めるために酸化チタンシリカ微粒子や酸化チタン微粒子などの無機微粒子が添加される。これら無機微粒子には、高湿環境下において抵抗が下がらないように、シランカップリング剤等で疏水化処理が行われる。帯電ムラの原因となるコロナ帯電器の放電電極に不純物（珪素化合物）が、これらシランカップリング剤に由来する珪素化合物に起因することを見つけ、その対策手段として本発明の構成に至った。
【００３４】
シランカップリング剤は無機微粒子の表面にある酸素と結合し強固な皮膜を形成するが、一部は無機微粒子とは結合しない状態（未反応）で付着している。これらシランカップリング剤およびシランカップリング剤に由来する未反応の珪素化合物の大部分は、無機微粒子の疏水化処理工程における加熱処理によって、揮発することによって、無機微粒子表面から離脱するが、一部の未反応珪素化合物は無機微粒子表面に残ると考えられる。
【００３５】
また、下記化学式に示されるように、ＨＭＤＳなどのシランカップリング剤は空気中の水分と反応し、揮発性の高い珪素化合物（トリメチルシラノール）へと加水分解するため、トナー補給容器内部の珪素化合物からなる揮発ガス濃度は徐々に高まっていくと考えられる。
【００３６】
【化１】
【００３７】
本発明の画像形成装置においては、トナー補給容器内部の珪素化合物からなる揮発ガス濃度を、トナー補給容器内部に空気を送ることによって下げることができるため、珪素化合物からなる揮発ガスが画像形成装置内部に拡散し、コロナ帯電器の放電電極に不純物として蓄積するのを防ぎ、帯電ムラ防止効果が得られると考えられる。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３９】
図１〜図６は発明を実施する形態の一例であって、図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。図２は、現像装置とトナー補給容器の構成を示す断面図である。図３は、図１におけるトナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３の拡大図である。図４は、図３におけるトナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３の分解斜視図である。図５は、ノコ歯型帯電器の構造を示す展開斜視図である。図６は、コロナ帯電器に電圧供給を行う高圧回路を含めた電源供給回路の一例を示すブロック図である。また、図７は、実施例におけるプリントテスト後の先端に付着物のないノコ歯型帯電器のＳＥＭ写真である。図８は、比較例における先端に付着物のあるノコ歯型帯電器のＳＥＭ写真である。
【００４０】
図１に示すように、画像形成装置１００は、複写モードと印刷モードとを有し、複写モードでは後記するスキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報に応じて原稿の複写物を印刷し、印刷モードでは画像形成装置１００にネットワークを介して接続される外部機器からの画像情報に応じてそれに対応する画像を印刷する、デジタル複写機である。画像形成装置１００は、現像装置１と、トナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３と、感光体ドラム２０と、コロナ帯電器２１と、露光装置２２と、転写装置２３と、定着装置２５と、クリーニング装置２４と、給紙トレイ２８と、スキャナ部２９と、排紙トレイ３０とを含む。
【００４１】
図２は、現像装置とトナー補給容器の構成を示す断面図である。現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、第１撹拌部材４と、第２撹拌部材５と、搬送部材６と、規制部材７と、トナー濃度検知センサ８と、流し板９とを含む。
【００４２】
現像槽２は内部空間を有するほぼ角柱状の容器部材であり、現像ローラ３、第１撹拌部材４、第２撹拌部材５および搬送部材６を回転自在に支持し、規制部材７、流し板９などを直接的または間接的に支持し、現像剤を収容する。現像剤はトナーと磁性体粉であるキャリアとを含む二成分現像剤である。また、現像槽２には、現像装置１を電子写真方式の画像形成装置１００に装着する場合に、該画像形成装置１００が備える感光体ドラム２０を臨む側面に開口２ａが形成される。また、現像槽２の鉛直方向上面には、トナー補給口２ｂが形成される。
【００４３】
現像ローラ３は少なくとも一部が現像槽２に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するローラ状部材である。また、現像ローラ３は、現像槽２の開口２ａを介して感光体ドラム２０に対向する。現像ローラ３は、感光体ドラム２０に対して間隙を有して離隔するように設けられ、最近接部分が現像ニップ部である。現像ニップ部において、現像ローラ３表面の図示しない現像剤層から感光体ドラム２０表面の静電潜像にトナーが供給される。現像ニップ部では、現像ローラ３に接続される図示しない電源から現像ローラ３に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ３の表面の現像剤層から感光体ドラム２０の表面の静電潜像へのトナー移行が円滑に進行する。本実施の形態では、スリーブ１４は反時計回りに回転し、感光体ドラム２０は時計回りに回転する。
【００４４】
第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、いずれも、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。本実施の形態では、第１撹拌部材４は反時計回りに回転し、第２撹拌部材４は時計回りに回転する。第１撹拌部材４は、現像ローラ３を介して感光体ドラム２０に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。本実施の形態では、第１撹拌部材４の軸心から現像ローラ３側へ水平に伸びる直線と、現像ローラ３の軸心と第１撹拌部材４の軸心とを結ぶ直線とが成す角の角度である第１撹拌部材４の設置角度θは、５４°である。第２撹拌部材５は、第１撹拌部材４を介して現像ローラ３に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、現像槽２内に貯留される現像剤を撹拌してトナーに均一な電荷を付与するとともに、帯電状態にある現像剤を汲み上げて現像ローラ３の周囲に送給する。
【００４５】
搬送部材６は、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。搬送部材６は、第２撹拌部材５を介して第１撹拌部材４に対向し、かつトナー補給口２ｂの鉛直方向下方に設けられる。搬送部材６は、トナー補給口２ｂを介して現像槽２内に補給されるトナーを、第２撹拌部材５の周囲に搬送する。
【００４６】
トナー補給容器１０は、その内部空間にトナー収容器１１と、トナー補給ローラ１４と、トナー汲み上げローラ１５とを含み、図１に示す画像形成装置１００の本体に対して着脱可能に設けられる。
【００４７】
トナー収容器１１は、トナーを収容する容器部材であり、トナー補給ローラ１４およびトナー汲み上げローラ１５を回転自在に支持する。また、トナー収容器１１には、トナー補給容器１０を図１の画像形成装置１００に装着する場合に、現像槽２の鉛直方向上面に形成される開口であるトナー補給口２ｂと鉛直方向に連通するようにトナー排出口１１ｂが設けられ、その鉛直方向上方には、トナー補給ローラ１４が設けられる。
【００４８】
トナー補給ローラ１４は、図示しない駆動手段によって回転駆動する。トナー補給ローラ１４の回転駆動は、トナー濃度検知センサ８による現像槽２内のトナー濃度の検知結果に応じて、画像形成装置１００に設けられる図示しない制御手段により制御される。トナー補給ローラ１４の回転駆動によって、トナー排出口１１ｂおよびトナー補給口２ｂを介して、現像槽２内にトナーが補給される。
【００４９】
また、トナー収容器１１の側壁上部および鉛直方向上面には吸気口１６および排気口１７が形成される。吸気口１６および排気口１７には、それぞれトナーを通さないトナーフィルターが設けられる。吸気口１６に設けられるトナーフィルターの代わりに、トナー補給容器１０の内部から外部へのトナー流出を抑える空気弁を設けてもよい。吸気口１６からトナーが外部に飛散し、画像形成装置１００の内部もしくは画像形成装置１００の周囲を汚すことを防止できる。
【００５０】
図３は、図１におけるトナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３の拡大図であり、図４は、図３におけるトナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３の分解斜視図である。
【００５１】
送風機構１２は、送風ファン１２ｂと、送風管１２ａと、吸気口連結部材１８とを備える。吸気口連結部材１８は吸気口１６周辺のトナー収容器１１の側壁と密着し、送風管１２ａと吸気口１６の接合部を覆う弾性を有するシリコーンゴムの素材からなるスカート１８ａを備え、吸気口１６を密閉し、空気の漏れを防ぐ構造となっている。この弾性を有するスカート１８ａは、トナー補給容器１０を画像形成装置１００から脱着する際の緩衝材として作用し、トナー補給容器１０の脱着を容易にするとともに、トナー補給容器１０などに寸法精度のバラツキが生じても、気密性が確保できるので、空気漏れがなく、トナー補給容器１０内部に空気を効果的に送風できる。また、送風管１２ａの途中に、湿度除去フィルターを設けることもできる。これによって、乾燥した空気をトナー補給容器１０の内部に送ることができるので、画像形成装置１００の設置環境が高湿である場合であっても、トナー補給容器１０の内部を乾燥状態に保つことができ、トナーの帯電特性を安定化させることや、未反応の珪素化合物の加水分解を抑えることができる。湿度除去フィルターに使用する除湿剤としては、シリカゲルや塩化カルシウムが使用できる。これらは吸湿能力が高いことから、長期間使用でき、交換回数を少なくすることができる。
【００５２】
排気機構１３は、排気口連結部材１９と、排気管１３ａと、空気浄化フィルター１３ｂとを備える。空気浄化フィルター１３ｂはトナー補給容器から排出される空気に混ざって排気される揮発性ガスを捕捉し、周辺環境の汚染を防止できる。空気浄化フィルターとしては活性炭フィルターが好ましく、揮発性ガスを吸着する能力が高いことから、長期間使用でき、交換回数を減らすことができる。
【００５３】
排気口連結部材１９は排気口１７周辺のトナー収容器１１の上壁と密着し、排気管１３ａと排気口１７の接合部を覆う弾性を有するシリコーンゴムの素材からなるスカート１９ａを備え、排気口１７を密閉し、空気の漏れを防ぐ構造となっている。この弾性を有するスカート１９ａは、トナー補給容器１０を画像形成装置１００から脱着する際の緩衝材として作用し、トナー補給容器１０の脱着を容易にするとともに、トナー補給容器１０などに寸法精度のバラツキが生じても、気密性が確保できるので、空気漏れがなく、トナー補給容器１０から排出される空気に混ざって揮発性ガスが漏れることなく、画像形成装置１００の内部もしくは画像形成装置１００の周囲に拡散することを防止できる。
【００５４】
具体的なトナー補給容器１０への送風手法としては、トナー補給容器１０を画像形成装置１００に装着後、トナー補給容器１０の容量が１リットルの場合に、１分間に５リットルの割合で、送風処理を行う。さらに、１週間ごとに定期的に上記送風処理を行うことによって、画像形成装置１００内での珪素化合物の拡散を大幅に低減させ、帯電ムラの発生を抑えることができる。
【００５５】
感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム２０には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。
【００５６】
有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層感光体ドラム、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む単層感光体ドラムなどが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。
【００５７】
コロナ帯電器２１は、コロナ放電により、感光体ドラム２０の表面を所定の極性および電位に帯電させる。コロナ帯電器２１としては、ノコ歯状の放電電極を備えるノコ歯型帯電器やタングステンワイヤーを備えるスコロトロン帯電器などが使用できる。
【００５８】
図５は、コロナ帯電器２１の構造を示す展開斜視図である。
【００５９】
コロナ帯電器２１は、導電性のシールドケース３１、ノコ歯状電極３２、グリッド電極３３、各種電極を保持する絶縁性の電極保持部材３４とから構成されている。シールドケース３１は、感光体ドラム２０の幅方向（ドラムの回転軸方向）に、ほぼ一致した長さの導電性シールド板であって、感光体ドラム２０表面と対向する側が開口されている。ノコ歯状電極３２は所定の間隔（２ｍｍ）でもって列状に複数の放電用の先鋭突起を有しており、ステンレス（鉄・クロム・ニッケルの合金であって、例えばＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４などがある）の短冊状の薄板からなる。このようなノコ歯状電極３２については、エッチング加工により形成する。
【００６０】
このノコ歯状電極３２は、複数個の固定用の開口が形成されている。これらの各開口は、絶縁部材にて一体的に形成された電極保持部材３４の平面形状部３４ａに形成された突起部３４ｂに嵌入される。これにより、ノコ歯状電極３２が電極保持部材３４の平面形状部３４ａにシールドケース３１より電気的に絶縁された状態で位置決め保持（固定）される。
【００６１】
コロナ帯電器としては、上記に示すノコ歯状電極を用いるノコ歯型帯電器以外に、チャージャーワイヤーを放電電極として用いる帯電器などが使用できる。
【００６２】
また、電極保持部材３４には、グリッド電極３３をシールドケース３１及びノコ歯状電極３２に対し電気的に絶縁して保持するためのグリッド電極保持部３５が、一体的に形成されている。このグリッド電極保持部３５は、グリッド電極３３の両端に形成された開口部３３ａに対応して形成された係止用の返しを有する係止部３５ａがそれぞれ形成されている。このグリッド電極保持部３５を弾性変形させることで、グリッド電極３３の開口部３３ａに係止部３５ａを挿通させ、弾性変形を解除することで弾性力によりグリッド電極３３を所定の張力でもって保持することになる。
【００６３】
上記グリッド電極３３は、上述したノコ歯状電極３２のようにステンレスの短冊状の薄板をエッチング加工により、メッシュ状の開口を均一に形成している。そして電極保持部材３４に一体成型されているグリッド電極保持部３５を弾性変形させることで、グリッド電極３３に形成された開口に挿入して係合させ、弾性力により張架される。
【００６４】
なお、位置決め部材３６は、シールドケース３１の両端縁に対応し位置され、電極保持部材３４をシールドケース３１内に位置決めするために、電極保持部材３４に一体成型されている。
【００６５】
以上の構造のコロナ帯電器２１の組み立てにおいては、まず電極保持部材３４の平面形状部３４ａの突起にノコ歯状電極３２に形成された開口を嵌入させて保持し、ノコ歯状電極３２を保持した状態で上記シールドケース３１内の所定の位置に位置決め部材３６がシールドケース３１の端縁にて位置決めされて収容される。そしてグリッド電極保持部３５の係止部３５ａにグリッド電極３３の開口部３３ａを挿入して係合させる。また、バネ端子３７は、シールドケースより突出した電極保持部材３４に位置するノコ歯状電極３２端部に電気的に弾性接触することによって電源を供給するためのバネ端子である。
【００６６】
図６は、コロナ帯電器２１に電圧供給を行う高圧発生回路を含めた電源供給回路の一例を示すブロック図である。図６に示すようにコロナ帯電器２１の電極及びシールドケース３１には電源供給回路４０より所定の電圧が供給される。図６において、電源供給回路４０には、所定の電圧＋２４Ｖが供給されている。この供給される電圧＋２４Ｖを所定の電圧に変換し出力する高圧発生回路４１が電源供給回路４０内に設けられている。この高圧発生回路４１は、本発明におけるコロナ帯電器２１のシールドケース３１、ノコ歯状電極３２及びグリッド電極３３に供給する電圧を発生する。その発生電圧は、各出力端子より所定の電圧が出力される。また、電源供給回路４０には、更にコロナ帯電器２１のシールドケース３１及びノコ歯状電極３２に電圧供給する場合には、後に説明するが高圧発生回路４１から発生する電圧を調整する電圧調整回路４２が設けられている。
【００６７】
コロナ帯電器２１におけるノコ歯状電極３２は、電源供給回路４０の出力端子ＭＣに接続され、高電圧Ｖが供給される。またシールドケース３１は、電源供給回路４０の出力端子ＣＡＳＥに接続され、高電圧Ｖｃが供給される。さらに、グリッド電極３３は、電圧調整回路４２の出力端子ＧＲＩＤに接続され高電圧Ｖｇが供給されている。上記電圧調整回路４２は、シールドケース３１に供給するための出力端子ＣＡＳＥからの出力電圧を調整するための可変抵抗器ＶＲ１、グリッド電極３３に供給するための出力端子ＧＲＩＤからの出力電圧を調整する可変抵抗器ＶＲ２を有する。
【００６８】
以上の構成の電源供給回路４０にてコロナ帯電器２１に各種の電圧が供給されることで、ノコ歯状電極３２の先鋭突起部よりコロナ放電が生じ、このコロナ放電による全体の電流（トータル電流Ｉｔ）がノコ歯状電極３２に流れる。この場合、グリッド電極３３に流れるグリッド電流Ｉｇは、出力端子ＧＲＩＤより出力される電圧を電圧調整回路４２の可変抵抗器ＶＲ２を適宜設定することで調整できる。また同様に、コロナ放電によりシールドケース３１にも放電にかかるケース電流Ｉｃが流れる。このケース電流Ｉｃにおいても供給される電圧を、可変抵抗器ＶＲ１を調整することで制御できる。
【００６９】
ノコ歯状電極２１に高電圧を供給しコロナ放電が生じることで流れる電流Ｉｔは、上述したシールドケース３１及びグリッド電極３３にそれぞれ流れるケース電流Ｉｃ及びグリッド電流Ｉｇの和に等しくなる。つまり、コロナ放電によりノコ歯状電極２１に流れる電流（トータル電流）Ｉｔは、シールドケース３１及びグリッド電極３３へと分配して流れる。トータル電流Ｉｔは、ケース電流Ｉｃと、グリッド電流Ｉｇとに分配され、以下の式（１）で表される。
【００７０】
Ｉｔ＝Ｉｃ＋Ｉｇ … 式（１）
【００７１】
従って、トータル電流Ｉｔを一定にすることで、ノコ歯状電極２１に流れる電流を一定に制御できるため、電源供給回路４０の高圧発生回路４１においては、定電流制御部を備えた定電流制御を行っている。
【００７２】
露光装置２２には、光源を含むレーザスキャニング装置が用いられる。レーザスキャニング装置は、たとえば、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組合せた装置である。光源としては、たとえば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用できる。
【００７３】
露光装置２２は、スキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報または外部機器からの画像情報が入力され、画像情報に応じた信号光を、帯電状態にある感光体ドラム２０表面に照射する。これによって、感光体ドラム２０表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００７４】
転写装置２３は、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって回転可能に設けられ、かつ感光体ドラム２０に圧接するように設けられるローラ状部材である。転写装置２３には、たとえば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。感光体ドラム２０と転写装置２３との圧接部（転写ニップ部）に、感光体ドラム２０の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙トレイ２８から図示しないピックアップローラおよびレジストローラを介して記録媒体が１枚ずつ供給される。
【００７５】
記録媒体が転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が記録媒体に転写される。転写装置２３には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を転写装置２３に印加する。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。転写装置２３によれば、感光体ドラム２０表面のトナー像を記録媒体に転写する。
【００７６】
クリーニング装置２４は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを含む。クリーニングブレードは、感光体ドラム２０の長手方向に平行に延び設けられ、かつその短手方向の一端が感光体ドラム２０表面に当接するように設けられる板状部材である。クリーニングブレードは、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム２０表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム２０表面から取り除く。トナー貯留槽は内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。クリーニング装置２４によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム２０表面が清浄化される。
【００７７】
定着装置２５は、定着ローラ２６と、加圧ローラ２７とを含む。定着ローラ２６は、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ２６は、その内部に図示しない加熱部材を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ２６としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱部材は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱部材にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。
【００７８】
加圧ローラ２７は、回転自在に支持され、かつ図示しない加圧部材によって定着ローラ２６に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ２７は定着ローラ２６の回転に従動回転する。定着ローラ２６と加圧ローラ２７との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ２７は、定着ローラ２６によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ２７には、定着ローラ２６と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ２７の内部にも加熱部材を設けてもよい。加熱部材には定着ローラ２６内部の加熱部材と同様のものを使用できる。
【００７９】
定着装置２５によれば、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに、記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させ、画像を印刷する。画像が印刷された記録媒体は、図示しない搬送手段によって、画像形成装置１００の鉛直方向側面に設けられる排紙トレイ３０に排出され、積載される。
【００８０】
給紙トレイ２８は、普通紙、被覆紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。給紙トレイ２８は複数設けられ、それぞれの給紙トレイ２８にサイズの異なる記録媒体が収容される。記録媒体のサイズには、Ａ３、Ａ４、Ｂ５、Ｂ４などがある。また、複数の給紙トレイ２８に同じサイズの記録媒体を収容してもよい。図示しないピックアップローラと、搬送ローラと、レジストローラとによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、記録媒体が１枚ずつ送給される。
【００８１】
スキャナ部２９には図示しない原稿セットトレイ、自動反転原稿搬送装置（ＲＡＤＦ：Reversing Automatic Document Feeder）などが設けられるとともに、図示しない原稿読み取り装置が設けられる。
【００８２】
自動原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を、原稿読み取り装置の原稿載置台に搬送する。原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置と、反射部材と、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）ラインセンサなどを含み、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、たとえば１０ライン毎に読み取る。原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。原稿走査装置は図示しない光源と第１の反射ミラーとを含み、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。
【００８３】
光の照射によって反射光像が得られる。光源は原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。第１の反射ミラーは反射光像を反射部材に向けて反射する。反射部材は、図示しない第２の反射ミラーと第３の反射ミラーと光学レンズとを含み、原稿走査装置で得られる反射光像を光電変換素子ラインセンサ上で結像させる。反射部材は原稿走査装置の往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。第２，第３の反射ミラーは反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは反射光像を光電変換素子ラインセンサ上に結像させる。ＣＣＤラインセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示しないＣＣＤ回路を含み、画像情報である電気信号を制御手段の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り装置またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光装置２２に出力する。
【００８４】
以上、本発明の画像形成装置にあっては、コロナ帯電器の放電電極に汚染物が付着し、均一な放電を妨げられることがないので、放電を帯電ムラが起こりにくく、黒筋のない安定した画像が長期にわたって得られる。また、オゾン発生量が少なく良好な環境を与えることができるノコ歯帯電器は、放電電極が針状となっていることから、不純物の付着が先端部に集中し、帯電無ムラが生じやすいが、本発明の画像形成装置にあっては、オゾン発生量が少なく、黒筋のない安定した画像が長期にわたって得られる。
【実施例】
【００８５】
画像形成装置１００を用いて、トナー補給容器１０への送風操作を行った後、５０Ｋ枚のエージングテストを行った。尚、実施例および比較例に使用したトナーは以下に示す方法で作製した。
【００８６】
＜トナー＞
バインダー樹脂（ビスフェノールＡプロピレンオキサイド、テレフタル酸および無水トリメリット酸を単量体として重縮合して得られるポリエステル樹脂：ガラス転移温度６０℃、軟化温度１３０℃）１００重量部、カーボンブラック（三菱化学製：ＭＡ−１００）６重量部、帯電制御剤（日本カーリット社製：ＬＲ−１４７）２重量部、及びポリプロピレンワックス（三洋化成製：ビスコール５５０Ｐ）２重量部の材料を、気流混合機（三井鉱山社製：ヘンシェルミキサ）にて１０分間混合した。混合物を混練分散処理装置（三井鉱山株式会社製：ニーディックスＭＯＳ１４０−８００）で溶融混練し、その混練物を冷却させた後、カッティングミルで粗粉砕した。粗粉砕物は、微粉砕機（三井鉱山社製：ＣＧＳ）によって微粉砕し、風力分級機（ホソカワミクロン社製：ＴＳＰセパレータ）を用いて分級を行うことによって体積平均粒径が６．５μｍ、ＢＥＴ比表面積が１．８ｍ２／ｇの着色樹脂粒子を作製した。尚、体積平均粒径はコールターマルチサイザーＩＩ（ベックマン・コールター株式会社製）で測定した。
【００８７】
上記着色樹脂粒子１００重量部にヘキサメチルジシラザンで疏水化処理された疎水性シリカ微粒子（アエロジル社製Ｒ８２００、個数平均粒径が１２ｎｍ）２重量部を、気流混合機（三井鉱山社製：ヘンシェルミキサ）に投入し、攪拌羽根の先端速度を１５ｍ／秒に設定し、２分間混合した。
【００８８】
＜キャリア＞
実施例および比較例で用いたキャリアは、次に示す方法により作製した。まず、フェライト原料をボールミルにて混合した後、ロータリーキルンにて９００℃で仮焼し、得られた仮焼粉を、湿式粉砕機により粉砕媒体としてスチールボールを用いて平均粒径２μｍ以下にまで微粉砕した。得られたフェライト微粉末をスプレードライ方式により造粒し、造粒物を１３００℃で焼成した。焼成後、クラッシャを用いて解砕し、体積平均粒子径が約５０μｍ、体積抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍのフェライト成分からなるコア粒子を得た。
【００８９】
次にコア粒子を被覆するための被覆用塗液として、シリコーン樹脂（商品名：ＴＳＲ１１５、信越化学社製）をトルエンに溶解および分散し、被覆用塗液を調製した。スプレー被覆装置により、コア粒子１００重量部に対して、前記被覆用塗液５重量部（シリコーン樹脂換算）をスプレーし、前記コア粒子を被覆した。トルエンを完全に蒸発除去し、体積平均粒子径が５０μｍ、シリコーン樹脂の膜厚が１μｍ、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、のキャリアを作製した。
【００９０】
＜二成分現像剤＞
トナーは、キャリアと混合することによって二成分現像剤を作製した。二成分現像剤の混合方法については、トナー６重量部とキャリア９４重量部とをナウターミキサー（商品名：ＶＬ−０、ホソカワミクロン社製）に投入し、２０分間攪拌混合することによって作製した。
【００９１】
＜画像評価＞
作製したトナー３００ｇを、２５℃６５％の環境条件下で１週間保管した後、容量が１リットルのトナー補給容器１０に詰め込み、画像形成装置１００に装着後、１分間に５リットルの割合で、送風処理を行い、５０Ｋ枚の連続プリントテストを行った。画像形成装置１００の現像条件として、感光体の周速を２００ｍｍ／秒、現像ローラの周速２８０ｍｍ／秒、感光体と現像ローラのギャップを０．４２ｍｍ、現像ローラと規制ブレードのギャップを０．５ｍｍとなるように設定し、ベタ画像（１００％濃度）における紙上のトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ２、非画像部におけるトナー付着量が最も少なくなる条件に、感光体の表面電位および現像バイアスをそれぞれ調整した。プリント試験紙として、Ａ４サイズの電子写真用紙（マルチレシーバー：シャープドキュメントシステム社製）を使用し、プリントする画像として、紙の上に記録されるプリント画像のカバレージが６％となるテキスト画像を使用した。
【００９２】
５０Ｋ枚連続プリントテストにおいては、５０Ｋ枚全ての画像において黒筋の発生は全く見られなかった。５０Ｋ枚後のコロナ帯電器（ノコ歯帯電器）の放電電極をＳＥＭで観察すると、先端部分に付着物は確認できなかった（図７参照）。
【００９３】
＜比較例＞
画像形成装置１００とは送風機構および排気機構のない点を除いて、全く同じ構成の画像形成装置を用いて、トナー補給容器の送風処理を行わない以外は、実施例と同じ方法で５０Ｋ枚連続プリントテストを行った結果、５０Ｋ枚全ての画像において黒筋の発生がられた。５０Ｋ枚後のコロナ帯電器（ノコ歯帯電器）の放電電極をＳＥＭで観察すると、先端部分に放射状の付着物が観察された（図８参照）。尚、先端に付着していた不純物については、ＳＥＭ−ＥＤＸで分析した結果、Ｓｉ元素とＯ元素が明確なピークで検出された。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】現像装置とトナー補給容器の構成を示す断面図である。
【図３】図１におけるトナー補給容器と、送風機構と、排気機構の拡大図である。
【図４】図３におけるトナー補給容器と、送風機構と、排気機構の分解斜視図である。
【図５】コロナ帯電器の構造を示す展開斜視図である。
【図６】コロナ帯電器に電圧供給を行う高圧回路を含めた電源供給回路の一例を示すブロック図である。
【図７】実施例におけるプリントテスト後の先端に付着物のないノコ歯型帯電器のＳＥＭ写真である。
【図８】比較例におけるプリントテスト後の先端に付着物のあるノコ歯型帯電器のＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 現像装置
２ 現像槽
３ 現像ローラ
４ 第１撹拌部材
５ 第２撹拌部材
６ 搬送部材
７ 規制部材
８ トナー濃度検知センサ
９ 流し板
１０ トナー補給容器
１１ トナー収容器
１２ 送風機構
１３ 排気機構
１４ トナー補給ローラ
１５ トナー汲み上げローラ
１６ 吸気口
１７ 排気口
１８ 吸気口連結部材
１８ａ スカート
１９ 排気口連結部材
１９ａ スカート
２０ 感光体ドラム
２１ コロナ帯電器
２２ 露光装置
２３ 転写装置
２４ クリーニング装置
２５ 定着装置
２８ 給紙トレイ
２９ スキャナ部
３０ 排紙トレイ
３１ シールドケース
３２ ノコ歯状電極
３３ グリッド電極
３３ａ 開口部
３４ 電極保持部材
３４ａ 平面形状部
３５ グリッド電極保持部
３５ａ 係止部
４０ 電源供給回路
４１ 高圧発生回路
４２ 電圧調整回路
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタおよびファクシミリ機等の電子写真方式による印刷機能を有する画像形成装置及びそれに用いるトナー補給容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、剥離、クリーニング、除電、及び定着の各工程からなる。画像を形成する工程は、例えば、回転駆動される感光体ドラムの表面を帯電装置により均一に帯電し、次に帯電された感光体ドラム表面にレーザ光を当てて静電潜像を形成する。続いて、この感光体ドラム上の静電潜像にトナーを静電的に付着させて現像し、感光体ドラム表面上にトナー像を形成する。そして転写装置により感光体ドラム上のトナー像を転写材上に転写し、この転写材上のトナー像は加熱定着装置により定着される。また、感光体ドラム表面上に残った転写残留トナーは、クリーニング装置により除去され所定の回収部に回収されると共に、クリーニングされた後の感光体ドラム表面は、除電装置により残留電荷が除去され、次の画像形成に備える。
【０００３】
感光体ドラムとしては、有機光半導体（ＯＰＣ）を光導電層として塗布された感光体ドラムが一般に使用され、感光体ドラム表面に電荷を付与する帯電装置としては、コロナ帯電器が良く利用されている。
【０００４】
コロナ帯電器としては、非常に細い導電性のタングステンワイヤーを、導電性のシールドケースにて感光体ドラムと対向する部分以外の周囲を覆い、タングステンワイヤー自身に高電圧を印加することで、コロナ放電を生じさせ、感光体ドラムを帯電させるものである。この他に、コロナ放電用のタングステンワイヤーに代え、列状に多数の先鋭突起を有するノコ歯状の放電電極を設け、該先鋭突起からのコロナ放電により感光体ドラムの帯電を行うものがある。コロナ帯電器は、感光体ドラムの帯電以外に除電装置や転写装置等にも用いられる。
【０００５】
コロナ帯電器においては、タングステンワイヤーやノコ歯状の放電電極等に汚物が付着すると、その部分だけ放電機能が低下し、感光体ドラムを均一に帯電させることができなくなる。このような帯電ムラが発生すると、得られる画像に黒筋が入るなどの画像欠陥が発生する。
【０００６】
さらに前述のような針状電極の汚れの問題を解決する先行技術が、たとえば特許文献１などに開示されている。特許文献１の開示技術によれば、回転可能に支持される一対のローラからなる清掃部材で針状電極を両側から挟みこみ、清掃部材を針状電極に対して相対的に移動させることによって針状電極に付着した汚れを取除くものである。
【特許文献１】特開平７−４３９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記対策は帯電ムラが発生した針状電極をリフレッシュさせる方法として非常に有効ではあるが、コロナ帯電器の放電電極に付着する汚れを防ぐものではなく、常に良好な画像品質を得るためには、コロナ帯電器を頻繁に清掃する必要があった。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑み、コロナ帯電器の放電電極に付着する不純物の付着を抑え、帯電ムラの発生のない画像形成装置およびそれに用いるトナー補給容器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、外部から空気を取り入れる吸気口と内部の空気を外部へ排出する排気口とを備える脱着可能なトナー補給容器と、前記吸気口に空気を送る送風機構と、前記排気口から空気を排出する排気機構と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明にあっては、トナー補給容器内に含まれる揮発性ガスが、トナー補給容器から画像形成装置内部に拡散し、コロナ帯電器の放電電極に付着する不純物によって発生する帯電ムラを防止できる。
【００１１】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記排気口が、トナーを通さないフィルターを備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明にあっては、トナー補給容器から排出される空気に混ざって、トナーが外部に飛散し、画像形成装置内部もしくは画像形成装置の周囲を汚すことを防止できる。
【００１３】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記吸気口が、トナー補給容器内部から外部へのトナー流出を抑える空気弁、もしくはトナーを通さないフィルターを備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明にあっては、吸気口からトナーが外部に飛散し、画像形成装置内部もしくは画像形成装置の周囲を汚すことを防止できる。
【００１５】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記送風機構が、外部の空気を送り込む送風ファンと、該送風ファンにより送り込まれた空気を前記吸気口まで導く送風管と、該送風管を前記吸気口に連結する連結部材とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明にあっては、吸気口連結部材が吸気口と連結するので、空気の漏れが少なく、トナー補給容器内部に空気を効果的に送風できる。
【００１７】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記吸気口連結部材が、トナー補給容器の吸気口周辺を密閉するスカートを備え、該スカートが弾性を有することを特徴とする。
【００１８】
この発明にあっては、吸気口連結部材が弾性を有するスカートを備えるので、トナー補給容器などに寸法精度のバラツキが生じても、気密性が確保できるので空気の漏れを抑えることができる。
【００１９】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記排気機構が、前記排気口から排出される空気を浄化する空気浄化フィルターと、排気空気を外部へ導く排気管と、前記排気口と排気管を連結する排気口連結部材とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この発明にあっては、空気浄化フィルターによって、トナー補給容器から排出される空気に混ざって排気される揮発性ガスによる周辺環境の汚染を防止できる。また、排気口連結部材が排気口と連結するので、揮発性ガスが漏れることなく、空気浄化フィルターに送ることができる。
【００２１】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、空気浄化フィルターが、活性炭フィルターであることを特徴とする。
【００２２】
この発明にあっては、活性炭フィルターは揮発性ガスを吸着する能力が高いことから、長期間使用でき、交換回数を減らすことができる。
【００２３】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記排気口連結部材が、トナー補給容器の排気口周辺を密閉するスカートを備え、該スカートが弾性を有することを特徴とする。
【００２４】
この発明にあっては、排気口連結部材が弾性を有するスカートを備えるので、トナー補給容器などに寸法精度のバラツキが生じても、気密性が確保でき、空気ともに排出される揮発性ガスの漏れを抑えることができる。
【００２５】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記送風機構が、湿度除去フィルターを備えることを特徴とする。
【００２６】
この発明にあっては、乾燥した空気をトナー補給容器内部に送ることができるので、画像形成装置の設置環境が高湿である場合であっても、トナー補給容器内部を乾燥状態に保つことができる。
【００２７】
また、前記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、前記湿度除去フィルターが、シリカゲルもしくは塩化カルシウムを含むことを特徴とする。
【００２８】
この発明にあっては、湿度除去フィルターの吸湿能力が高いことから、長期間使用でき、交換回数を減らすことができる。
【００２９】
また、前記課題を解決するための本発明のトナー補給容器は、トナー補給容器を収容し、該トナー補給容器内に空気を送る送風機構と、該トナー補給容器内の空気を排出する排気機構とを備える画像形成装置に使用されるトナー補給容器であって、前記送風機構により送られる空気を取り入れる吸気口と、前記排気機構に空気を排出する排気口とを備えることを特徴とする。
【００３０】
この発明にあっては、コロナ放電電極に付着することによって帯電ムラを生じさせる揮発性ガスを発生するトナーを収容する場合であっても、画像形成装置設置後に、揮発性ガスをトナー補給容器から排出させることができ、帯電ムラを防止できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、トナー補給容器内に含まれる揮発性ガスを、取り除くことができることから、揮発性ガスがトナー補給容器から画像形成装置内部に拡散し、コロナ帯電器の放電電極に付着する不純物によって発生する帯電ムラを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明は、脱着可能なトナー補給容器を収容できる画像形成装置において、外部から空気を取り入れる吸気口と内部空気を外部へ排出する排気口とを備える脱着可能なトナー補給容器と、前記吸気口に空気を送る送風機構と、前記排気口から空気を排出する排気機構とを備えることによって、トナー補給容器内部の揮発性ガスを空気とともに追い出して取り除くことにより、揮発性ガスがトナー補給容器から画像形成装置内部に拡散し、コロナ帯電器の放電電極に不純物が付着するのを防ぐことによって、帯電ムラを防止するものである。
【００３３】
トナー補給容器に収容される一般的なトナーにおいては、トナー粒子の流動性を高めるために酸化チタンシリカ微粒子や酸化チタン微粒子などの無機微粒子が添加される。これら無機微粒子には、高湿環境下において抵抗が下がらないように、シランカップリング剤等で疏水化処理が行われる。帯電ムラの原因となるコロナ帯電器の放電電極に不純物（珪素化合物）が、これらシランカップリング剤に由来する珪素化合物に起因することを見つけ、その対策手段として本発明の構成に至った。
【００３４】
シランカップリング剤は無機微粒子の表面にある酸素と結合し強固な皮膜を形成するが、一部は無機微粒子とは結合しない状態（未反応）で付着している。これらシランカップリング剤およびシランカップリング剤に由来する未反応の珪素化合物の大部分は、無機微粒子の疏水化処理工程における加熱処理によって、揮発することによって、無機微粒子表面から離脱するが、一部の未反応珪素化合物は無機微粒子表面に残ると考えられる。
【００３５】
また、下記化学式に示されるように、ＨＭＤＳなどのシランカップリング剤は空気中の水分と反応し、揮発性の高い珪素化合物（トリメチルシラノール）へと加水分解するため、トナー補給容器内部の珪素化合物からなる揮発ガス濃度は徐々に高まっていくと考えられる。
【００３６】
【化１】
【００３７】
本発明の画像形成装置においては、トナー補給容器内部の珪素化合物からなる揮発ガス濃度を、トナー補給容器内部に空気を送ることによって下げることができるため、珪素化合物からなる揮発ガスが画像形成装置内部に拡散し、コロナ帯電器の放電電極に不純物として蓄積するのを防ぎ、帯電ムラ防止効果が得られると考えられる。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３９】
図１〜図６は発明を実施する形態の一例であって、図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。図２は、現像装置とトナー補給容器の構成を示す断面図である。図３は、図１におけるトナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３の拡大図である。図４は、図３におけるトナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３の分解斜視図である。図５は、ノコ歯型帯電器の構造を示す展開斜視図である。図６は、コロナ帯電器に電圧供給を行う高圧回路を含めた電源供給回路の一例を示すブロック図である。また、図７は、実施例におけるプリントテスト後の先端に付着物のないノコ歯型帯電器のＳＥＭ写真である。図８は、比較例における先端に付着物のあるノコ歯型帯電器のＳＥＭ写真である。
【００４０】
図１に示すように、画像形成装置１００は、複写モードと印刷モードとを有し、複写モードでは後記するスキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報に応じて原稿の複写物を印刷し、印刷モードでは画像形成装置１００にネットワークを介して接続される外部機器からの画像情報に応じてそれに対応する画像を印刷する、デジタル複写機である。画像形成装置１００は、現像装置１と、トナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３と、感光体ドラム２０と、コロナ帯電器２１と、露光装置２２と、転写装置２３と、定着装置２５と、クリーニング装置２４と、給紙トレイ２８と、スキャナ部２９と、排紙トレイ３０とを含む。
【００４１】
図２は、現像装置とトナー補給容器の構成を示す断面図である。現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、第１撹拌部材４と、第２撹拌部材５と、搬送部材６と、規制部材７と、トナー濃度検知センサ８と、流し板９とを含む。
【００４２】
現像槽２は内部空間を有するほぼ角柱状の容器部材であり、現像ローラ３、第１撹拌部材４、第２撹拌部材５および搬送部材６を回転自在に支持し、規制部材７、流し板９などを直接的または間接的に支持し、現像剤を収容する。現像剤はトナーと磁性体粉であるキャリアとを含む二成分現像剤である。また、現像槽２には、現像装置１を電子写真方式の画像形成装置１００に装着する場合に、該画像形成装置１００が備える感光体ドラム２０を臨む側面に開口２ａが形成される。また、現像槽２の鉛直方向上面には、トナー補給口２ｂが形成される。
【００４３】
現像ローラ３は少なくとも一部が現像槽２に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するローラ状部材である。また、現像ローラ３は、現像槽２の開口２ａを介して感光体ドラム２０に対向する。現像ローラ３は、感光体ドラム２０に対して間隙を有して離隔するように設けられ、最近接部分が現像ニップ部である。現像ニップ部において、現像ローラ３表面の図示しない現像剤層から感光体ドラム２０表面の静電潜像にトナーが供給される。現像ニップ部では、現像ローラ３に接続される図示しない電源から現像ローラ３に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ３の表面の現像剤層から感光体ドラム２０の表面の静電潜像へのトナー移行が円滑に進行する。本実施の形態では、スリーブ１４は反時計回りに回転し、感光体ドラム２０は時計回りに回転する。
【００４４】
第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、いずれも、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。本実施の形態では、第１撹拌部材４は反時計回りに回転し、第２撹拌部材４は時計回りに回転する。第１撹拌部材４は、現像ローラ３を介して感光体ドラム２０に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。本実施の形態では、第１撹拌部材４の軸心から現像ローラ３側へ水平に伸びる直線と、現像ローラ３の軸心と第１撹拌部材４の軸心とを結ぶ直線とが成す角の角度である第１撹拌部材４の設置角度θは、５４°である。第２撹拌部材５は、第１撹拌部材４を介して現像ローラ３に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、現像槽２内に貯留される現像剤を撹拌してトナーに均一な電荷を付与するとともに、帯電状態にある現像剤を汲み上げて現像ローラ３の周囲に送給する。
【００４５】
搬送部材６は、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。搬送部材６は、第２撹拌部材５を介して第１撹拌部材４に対向し、かつトナー補給口２ｂの鉛直方向下方に設けられる。搬送部材６は、トナー補給口２ｂを介して現像槽２内に補給されるトナーを、第２撹拌部材５の周囲に搬送する。
【００４６】
トナー補給容器１０は、その内部空間にトナー収容器１１と、トナー補給ローラ１４と、トナー汲み上げローラ１５とを含み、図１に示す画像形成装置１００の本体に対して着脱可能に設けられる。
【００４７】
トナー収容器１１は、トナーを収容する容器部材であり、トナー補給ローラ１４およびトナー汲み上げローラ１５を回転自在に支持する。また、トナー収容器１１には、トナー補給容器１０を図１の画像形成装置１００に装着する場合に、現像槽２の鉛直方向上面に形成される開口であるトナー補給口２ｂと鉛直方向に連通するようにトナー排出口１１ｂが設けられ、その鉛直方向上方には、トナー補給ローラ１４が設けられる。
【００４８】
トナー補給ローラ１４は、図示しない駆動手段によって回転駆動する。トナー補給ローラ１４の回転駆動は、トナー濃度検知センサ８による現像槽２内のトナー濃度の検知結果に応じて、画像形成装置１００に設けられる図示しない制御手段により制御される。トナー補給ローラ１４の回転駆動によって、トナー排出口１１ｂおよびトナー補給口２ｂを介して、現像槽２内にトナーが補給される。
【００４９】
また、トナー収容器１１の側壁上部および鉛直方向上面には吸気口１６および排気口１７が形成される。吸気口１６および排気口１７には、それぞれトナーを通さないトナーフィルターが設けられる。吸気口１６に設けられるトナーフィルターの代わりに、トナー補給容器１０の内部から外部へのトナー流出を抑える空気弁を設けてもよい。吸気口１６からトナーが外部に飛散し、画像形成装置１００の内部もしくは画像形成装置１００の周囲を汚すことを防止できる。
【００５０】
図３は、図１におけるトナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３の拡大図であり、図４は、図３におけるトナー補給容器１０と、送風機構１２と、排気機構１３の分解斜視図である。
【００５１】
送風機構１２は、送風ファン１２ｂと、送風管１２ａと、吸気口連結部材１８とを備える。吸気口連結部材１８は吸気口１６周辺のトナー収容器１１の側壁と密着し、送風管１２ａと吸気口１６の接合部を覆う弾性を有するシリコーンゴムの素材からなるスカート１８ａを備え、吸気口１６を密閉し、空気の漏れを防ぐ構造となっている。この弾性を有するスカート１８ａは、トナー補給容器１０を画像形成装置１００から脱着する際の緩衝材として作用し、トナー補給容器１０の脱着を容易にするとともに、トナー補給容器１０などに寸法精度のバラツキが生じても、気密性が確保できるので、空気漏れがなく、トナー補給容器１０内部に空気を効果的に送風できる。また、送風管１２ａの途中に、湿度除去フィルターを設けることもできる。これによって、乾燥した空気をトナー補給容器１０の内部に送ることができるので、画像形成装置１００の設置環境が高湿である場合であっても、トナー補給容器１０の内部を乾燥状態に保つことができ、トナーの帯電特性を安定化させることや、未反応の珪素化合物の加水分解を抑えることができる。湿度除去フィルターに使用する除湿剤としては、シリカゲルや塩化カルシウムが使用できる。これらは吸湿能力が高いことから、長期間使用でき、交換回数を少なくすることができる。
【００５２】
排気機構１３は、排気口連結部材１９と、排気管１３ａと、空気浄化フィルター１３ｂとを備える。空気浄化フィルター１３ｂはトナー補給容器から排出される空気に混ざって排気される揮発性ガスを捕捉し、周辺環境の汚染を防止できる。空気浄化フィルターとしては活性炭フィルターが好ましく、揮発性ガスを吸着する能力が高いことから、長期間使用でき、交換回数を減らすことができる。
【００５３】
排気口連結部材１９は排気口１７周辺のトナー収容器１１の上壁と密着し、排気管１３ａと排気口１７の接合部を覆う弾性を有するシリコーンゴムの素材からなるスカート１９ａを備え、排気口１７を密閉し、空気の漏れを防ぐ構造となっている。この弾性を有するスカート１９ａは、トナー補給容器１０を画像形成装置１００から脱着する際の緩衝材として作用し、トナー補給容器１０の脱着を容易にするとともに、トナー補給容器１０などに寸法精度のバラツキが生じても、気密性が確保できるので、空気漏れがなく、トナー補給容器１０から排出される空気に混ざって揮発性ガスが漏れることなく、画像形成装置１００の内部もしくは画像形成装置１００の周囲に拡散することを防止できる。
【００５４】
具体的なトナー補給容器１０への送風手法としては、トナー補給容器１０を画像形成装置１００に装着後、トナー補給容器１０の容量が１リットルの場合に、１分間に５リットルの割合で、送風処理を行う。さらに、１週間ごとに定期的に上記送風処理を行うことによって、画像形成装置１００内での珪素化合物の拡散を大幅に低減させ、帯電ムラの発生を抑えることができる。
【００５５】
感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム２０には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。
【００５６】
有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層感光体ドラム、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む単層感光体ドラムなどが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。
【００５７】
コロナ帯電器２１は、コロナ放電により、感光体ドラム２０の表面を所定の極性および電位に帯電させる。コロナ帯電器２１としては、ノコ歯状の放電電極を備えるノコ歯型帯電器やタングステンワイヤーを備えるスコロトロン帯電器などが使用できる。
【００５８】
図５は、コロナ帯電器２１の構造を示す展開斜視図である。
【００５９】
コロナ帯電器２１は、導電性のシールドケース３１、ノコ歯状電極３２、グリッド電極３３、各種電極を保持する絶縁性の電極保持部材３４とから構成されている。シールドケース３１は、感光体ドラム２０の幅方向（ドラムの回転軸方向）に、ほぼ一致した長さの導電性シールド板であって、感光体ドラム２０表面と対向する側が開口されている。ノコ歯状電極３２は所定の間隔（２ｍｍ）でもって列状に複数の放電用の先鋭突起を有しており、ステンレス（鉄・クロム・ニッケルの合金であって、例えばＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４などがある）の短冊状の薄板からなる。このようなノコ歯状電極３２については、エッチング加工により形成する。
【００６０】
このノコ歯状電極３２は、複数個の固定用の開口が形成されている。これらの各開口は、絶縁部材にて一体的に形成された電極保持部材３４の平面形状部３４ａに形成された突起部３４ｂに嵌入される。これにより、ノコ歯状電極３２が電極保持部材３４の平面形状部３４ａにシールドケース３１より電気的に絶縁された状態で位置決め保持（固定）される。
【００６１】
コロナ帯電器としては、上記に示すノコ歯状電極を用いるノコ歯型帯電器以外に、チャージャーワイヤーを放電電極として用いる帯電器などが使用できる。
【００６２】
また、電極保持部材３４には、グリッド電極３３をシールドケース３１及びノコ歯状電極３２に対し電気的に絶縁して保持するためのグリッド電極保持部３５が、一体的に形成されている。このグリッド電極保持部３５は、グリッド電極３３の両端に形成された開口部３３ａに対応して形成された係止用の返しを有する係止部３５ａがそれぞれ形成されている。このグリッド電極保持部３５を弾性変形させることで、グリッド電極３３の開口部３３ａに係止部３５ａを挿通させ、弾性変形を解除することで弾性力によりグリッド電極３３を所定の張力でもって保持することになる。
【００６３】
上記グリッド電極３３は、上述したノコ歯状電極３２のようにステンレスの短冊状の薄板をエッチング加工により、メッシュ状の開口を均一に形成している。そして電極保持部材３４に一体成型されているグリッド電極保持部３５を弾性変形させることで、グリッド電極３３に形成された開口に挿入して係合させ、弾性力により張架される。
【００６４】
なお、位置決め部材３６は、シールドケース３１の両端縁に対応し位置され、電極保持部材３４をシールドケース３１内に位置決めするために、電極保持部材３４に一体成型されている。
【００６５】
以上の構造のコロナ帯電器２１の組み立てにおいては、まず電極保持部材３４の平面形状部３４ａの突起にノコ歯状電極３２に形成された開口を嵌入させて保持し、ノコ歯状電極３２を保持した状態で上記シールドケース３１内の所定の位置に位置決め部材３６がシールドケース３１の端縁にて位置決めされて収容される。そしてグリッド電極保持部３５の係止部３５ａにグリッド電極３３の開口部３３ａを挿入して係合させる。また、バネ端子３７は、シールドケースより突出した電極保持部材３４に位置するノコ歯状電極３２端部に電気的に弾性接触することによって電源を供給するためのバネ端子である。
【００６６】
図６は、コロナ帯電器２１に電圧供給を行う高圧発生回路を含めた電源供給回路の一例を示すブロック図である。図６に示すようにコロナ帯電器２１の電極及びシールドケース３１には電源供給回路４０より所定の電圧が供給される。図６において、電源供給回路４０には、所定の電圧＋２４Ｖが供給されている。この供給される電圧＋２４Ｖを所定の電圧に変換し出力する高圧発生回路４１が電源供給回路４０内に設けられている。この高圧発生回路４１は、本発明におけるコロナ帯電器２１のシールドケース３１、ノコ歯状電極３２及びグリッド電極３３に供給する電圧を発生する。その発生電圧は、各出力端子より所定の電圧が出力される。また、電源供給回路４０には、更にコロナ帯電器２１のシールドケース３１及びノコ歯状電極３２に電圧供給する場合には、後に説明するが高圧発生回路４１から発生する電圧を調整する電圧調整回路４２が設けられている。
【００６７】
コロナ帯電器２１におけるノコ歯状電極３２は、電源供給回路４０の出力端子ＭＣに接続され、高電圧Ｖが供給される。またシールドケース３１は、電源供給回路４０の出力端子ＣＡＳＥに接続され、高電圧Ｖｃが供給される。さらに、グリッド電極３３は、電圧調整回路４２の出力端子ＧＲＩＤに接続され高電圧Ｖｇが供給されている。上記電圧調整回路４２は、シールドケース３１に供給するための出力端子ＣＡＳＥからの出力電圧を調整するための可変抵抗器ＶＲ１、グリッド電極３３に供給するための出力端子ＧＲＩＤからの出力電圧を調整する可変抵抗器ＶＲ２を有する。
【００６８】
以上の構成の電源供給回路４０にてコロナ帯電器２１に各種の電圧が供給されることで、ノコ歯状電極３２の先鋭突起部よりコロナ放電が生じ、このコロナ放電による全体の電流（トータル電流Ｉｔ）がノコ歯状電極３２に流れる。この場合、グリッド電極３３に流れるグリッド電流Ｉｇは、出力端子ＧＲＩＤより出力される電圧を電圧調整回路４２の可変抵抗器ＶＲ２を適宜設定することで調整できる。また同様に、コロナ放電によりシールドケース３１にも放電にかかるケース電流Ｉｃが流れる。このケース電流Ｉｃにおいても供給される電圧を、可変抵抗器ＶＲ１を調整することで制御できる。
【００６９】
ノコ歯状電極２１に高電圧を供給しコロナ放電が生じることで流れる電流Ｉｔは、上述したシールドケース３１及びグリッド電極３３にそれぞれ流れるケース電流Ｉｃ及びグリッド電流Ｉｇの和に等しくなる。つまり、コロナ放電によりノコ歯状電極２１に流れる電流（トータル電流）Ｉｔは、シールドケース３１及びグリッド電極３３へと分配して流れる。トータル電流Ｉｔは、ケース電流Ｉｃと、グリッド電流Ｉｇとに分配され、以下の式（１）で表される。
【００７０】
Ｉｔ＝Ｉｃ＋Ｉｇ … 式（１）
【００７１】
従って、トータル電流Ｉｔを一定にすることで、ノコ歯状電極２１に流れる電流を一定に制御できるため、電源供給回路４０の高圧発生回路４１においては、定電流制御部を備えた定電流制御を行っている。
【００７２】
露光装置２２には、光源を含むレーザスキャニング装置が用いられる。レーザスキャニング装置は、たとえば、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組合せた装置である。光源としては、たとえば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用できる。
【００７３】
露光装置２２は、スキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報または外部機器からの画像情報が入力され、画像情報に応じた信号光を、帯電状態にある感光体ドラム２０表面に照射する。これによって、感光体ドラム２０表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００７４】
転写装置２３は、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって回転可能に設けられ、かつ感光体ドラム２０に圧接するように設けられるローラ状部材である。転写装置２３には、たとえば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。感光体ドラム２０と転写装置２３との圧接部（転写ニップ部）に、感光体ドラム２０の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙トレイ２８から図示しないピックアップローラおよびレジストローラを介して記録媒体が１枚ずつ供給される。
【００７５】
記録媒体が転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が記録媒体に転写される。転写装置２３には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を転写装置２３に印加する。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。転写装置２３によれば、感光体ドラム２０表面のトナー像を記録媒体に転写する。
【００７６】
クリーニング装置２４は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを含む。クリーニングブレードは、感光体ドラム２０の長手方向に平行に延び設けられ、かつその短手方向の一端が感光体ドラム２０表面に当接するように設けられる板状部材である。クリーニングブレードは、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム２０表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム２０表面から取り除く。トナー貯留槽は内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。クリーニング装置２４によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム２０表面が清浄化される。
【００７７】
定着装置２５は、定着ローラ２６と、加圧ローラ２７とを含む。定着ローラ２６は、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ２６は、その内部に図示しない加熱部材を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ２６としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱部材は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱部材にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。
【００７８】
加圧ローラ２７は、回転自在に支持され、かつ図示しない加圧部材によって定着ローラ２６に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ２７は定着ローラ２６の回転に従動回転する。定着ローラ２６と加圧ローラ２７との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ２７は、定着ローラ２６によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ２７には、定着ローラ２６と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ２７の内部にも加熱部材を設けてもよい。加熱部材には定着ローラ２６内部の加熱部材と同様のものを使用できる。
【００７９】
定着装置２５によれば、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに、記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させ、画像を印刷する。画像が印刷された記録媒体は、図示しない搬送手段によって、画像形成装置１００の鉛直方向側面に設けられる排紙トレイ３０に排出され、積載される。
【００８０】
給紙トレイ２８は、普通紙、被覆紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。給紙トレイ２８は複数設けられ、それぞれの給紙トレイ２８にサイズの異なる記録媒体が収容される。記録媒体のサイズには、Ａ３、Ａ４、Ｂ５、Ｂ４などがある。また、複数の給紙トレイ２８に同じサイズの記録媒体を収容してもよい。図示しないピックアップローラと、搬送ローラと、レジストローラとによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、記録媒体が１枚ずつ送給される。
【００８１】
スキャナ部２９には図示しない原稿セットトレイ、自動反転原稿搬送装置（ＲＡＤＦ：Reversing Automatic Document Feeder）などが設けられるとともに、図示しない原稿読み取り装置が設けられる。
【００８２】
自動原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を、原稿読み取り装置の原稿載置台に搬送する。原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置と、反射部材と、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）ラインセンサなどを含み、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、たとえば１０ライン毎に読み取る。原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。原稿走査装置は図示しない光源と第１の反射ミラーとを含み、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。
【００８３】
光の照射によって反射光像が得られる。光源は原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。第１の反射ミラーは反射光像を反射部材に向けて反射する。反射部材は、図示しない第２の反射ミラーと第３の反射ミラーと光学レンズとを含み、原稿走査装置で得られる反射光像を光電変換素子ラインセンサ上で結像させる。反射部材は原稿走査装置の往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。第２，第３の反射ミラーは反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは反射光像を光電変換素子ラインセンサ上に結像させる。ＣＣＤラインセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示しないＣＣＤ回路を含み、画像情報である電気信号を制御手段の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り装置またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光装置２２に出力する。
【００８４】
以上、本発明の画像形成装置にあっては、コロナ帯電器の放電電極に汚染物が付着し、均一な放電を妨げられることがないので、放電を帯電ムラが起こりにくく、黒筋のない安定した画像が長期にわたって得られる。また、オゾン発生量が少なく良好な環境を与えることができるノコ歯帯電器は、放電電極が針状となっていることから、不純物の付着が先端部に集中し、帯電無ムラが生じやすいが、本発明の画像形成装置にあっては、オゾン発生量が少なく、黒筋のない安定した画像が長期にわたって得られる。
【実施例】
【００８５】
画像形成装置１００を用いて、トナー補給容器１０への送風操作を行った後、５０Ｋ枚のエージングテストを行った。尚、実施例および比較例に使用したトナーは以下に示す方法で作製した。
【００８６】
＜トナー＞
バインダー樹脂（ビスフェノールＡプロピレンオキサイド、テレフタル酸および無水トリメリット酸を単量体として重縮合して得られるポリエステル樹脂：ガラス転移温度６０℃、軟化温度１３０℃）１００重量部、カーボンブラック（三菱化学製：ＭＡ−１００）６重量部、帯電制御剤（日本カーリット社製：ＬＲ−１４７）２重量部、及びポリプロピレンワックス（三洋化成製：ビスコール５５０Ｐ）２重量部の材料を、気流混合機（三井鉱山社製：ヘンシェルミキサ）にて１０分間混合した。混合物を混練分散処理装置（三井鉱山株式会社製：ニーディックスＭＯＳ１４０−８００）で溶融混練し、その混練物を冷却させた後、カッティングミルで粗粉砕した。粗粉砕物は、微粉砕機（三井鉱山社製：ＣＧＳ）によって微粉砕し、風力分級機（ホソカワミクロン社製：ＴＳＰセパレータ）を用いて分級を行うことによって体積平均粒径が６．５μｍ、ＢＥＴ比表面積が１．８ｍ２／ｇの着色樹脂粒子を作製した。尚、体積平均粒径はコールターマルチサイザーＩＩ（ベックマン・コールター株式会社製）で測定した。
【００８７】
上記着色樹脂粒子１００重量部にヘキサメチルジシラザンで疏水化処理された疎水性シリカ微粒子（アエロジル社製Ｒ８２００、個数平均粒径が１２ｎｍ）２重量部を、気流混合機（三井鉱山社製：ヘンシェルミキサ）に投入し、攪拌羽根の先端速度を１５ｍ／秒に設定し、２分間混合した。
【００８８】
＜キャリア＞
実施例および比較例で用いたキャリアは、次に示す方法により作製した。まず、フェライト原料をボールミルにて混合した後、ロータリーキルンにて９００℃で仮焼し、得られた仮焼粉を、湿式粉砕機により粉砕媒体としてスチールボールを用いて平均粒径２μｍ以下にまで微粉砕した。得られたフェライト微粉末をスプレードライ方式により造粒し、造粒物を１３００℃で焼成した。焼成後、クラッシャを用いて解砕し、体積平均粒子径が約５０μｍ、体積抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍのフェライト成分からなるコア粒子を得た。
【００８９】
次にコア粒子を被覆するための被覆用塗液として、シリコーン樹脂（商品名：ＴＳＲ１１５、信越化学社製）をトルエンに溶解および分散し、被覆用塗液を調製した。スプレー被覆装置により、コア粒子１００重量部に対して、前記被覆用塗液５重量部（シリコーン樹脂換算）をスプレーし、前記コア粒子を被覆した。トルエンを完全に蒸発除去し、体積平均粒子径が５０μｍ、シリコーン樹脂の膜厚が１μｍ、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、のキャリアを作製した。
【００９０】
＜二成分現像剤＞
トナーは、キャリアと混合することによって二成分現像剤を作製した。二成分現像剤の混合方法については、トナー６重量部とキャリア９４重量部とをナウターミキサー（商品名：ＶＬ−０、ホソカワミクロン社製）に投入し、２０分間攪拌混合することによって作製した。
【００９１】
＜画像評価＞
作製したトナー３００ｇを、２５℃６５％の環境条件下で１週間保管した後、容量が１リットルのトナー補給容器１０に詰め込み、画像形成装置１００に装着後、１分間に５リットルの割合で、送風処理を行い、５０Ｋ枚の連続プリントテストを行った。画像形成装置１００の現像条件として、感光体の周速を２００ｍｍ／秒、現像ローラの周速２８０ｍｍ／秒、感光体と現像ローラのギャップを０．４２ｍｍ、現像ローラと規制ブレードのギャップを０．５ｍｍとなるように設定し、ベタ画像（１００％濃度）における紙上のトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ２、非画像部におけるトナー付着量が最も少なくなる条件に、感光体の表面電位および現像バイアスをそれぞれ調整した。プリント試験紙として、Ａ４サイズの電子写真用紙（マルチレシーバー：シャープドキュメントシステム社製）を使用し、プリントする画像として、紙の上に記録されるプリント画像のカバレージが６％となるテキスト画像を使用した。
【００９２】
５０Ｋ枚連続プリントテストにおいては、５０Ｋ枚全ての画像において黒筋の発生は全く見られなかった。５０Ｋ枚後のコロナ帯電器（ノコ歯帯電器）の放電電極をＳＥＭで観察すると、先端部分に付着物は確認できなかった（図７参照）。
【００９３】
＜比較例＞
画像形成装置１００とは送風機構および排気機構のない点を除いて、全く同じ構成の画像形成装置を用いて、トナー補給容器の送風処理を行わない以外は、実施例と同じ方法で５０Ｋ枚連続プリントテストを行った結果、５０Ｋ枚全ての画像において黒筋の発生がられた。５０Ｋ枚後のコロナ帯電器（ノコ歯帯電器）の放電電極をＳＥＭで観察すると、先端部分に放射状の付着物が観察された（図８参照）。尚、先端に付着していた不純物については、ＳＥＭ−ＥＤＸで分析した結果、Ｓｉ元素とＯ元素が明確なピークで検出された。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】現像装置とトナー補給容器の構成を示す断面図である。
【図３】図１におけるトナー補給容器と、送風機構と、排気機構の拡大図である。
【図４】図３におけるトナー補給容器と、送風機構と、排気機構の分解斜視図である。
【図５】コロナ帯電器の構造を示す展開斜視図である。
【図６】コロナ帯電器に電圧供給を行う高圧回路を含めた電源供給回路の一例を示すブロック図である。
【図７】実施例におけるプリントテスト後の先端に付着物のないノコ歯型帯電器のＳＥＭ写真である。
【図８】比較例におけるプリントテスト後の先端に付着物のあるノコ歯型帯電器のＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 現像装置
２ 現像槽
３ 現像ローラ
４ 第１撹拌部材
５ 第２撹拌部材
６ 搬送部材
７ 規制部材
８ トナー濃度検知センサ
９ 流し板
１０ トナー補給容器
１１ トナー収容器
１２ 送風機構
１３ 排気機構
１４ トナー補給ローラ
１５ トナー汲み上げローラ
１６ 吸気口
１７ 排気口
１８ 吸気口連結部材
１８ａ スカート
１９ 排気口連結部材
１９ａ スカート
２０ 感光体ドラム
２１ コロナ帯電器
２２ 露光装置
２３ 転写装置
２４ クリーニング装置
２５ 定着装置
２８ 給紙トレイ
２９ スキャナ部
３０ 排紙トレイ
３１ シールドケース
３２ ノコ歯状電極
３３ グリッド電極
３３ａ 開口部
３４ 電極保持部材
３４ａ 平面形状部
３５ グリッド電極保持部
３５ａ 係止部
４０ 電源供給回路
４１ 高圧発生回路
４２ 電圧調整回路
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から空気を取り入れる吸気口と内部の空気を外部へ排出する排気口とを備える脱着可能なトナー補給容器と、
前記吸気口に空気を送る送風機構と、
前記排気口から空気を排出する排気機構と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記排気口が、トナーを通さないフィルターを備え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】
前記吸気口が、トナー補給容器内部から外部へのトナー流出を抑える空気弁、もしくはトナーを通さないフィルターを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記送風機構が、外部の空気を送り込む送風ファンと、該送風ファンにより送り込まれた空気を前記吸気口まで導く送風管と、該送風管を前記吸気口に連結する連結部材とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記吸気口連結部材が、トナー補給容器の吸気口周辺を密閉するスカートを備え、該スカートが弾性を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記排気機構が、前記排気口から排出される空気を浄化する空気浄化フィルターと、排気空気を外部へ導く排気管と、前記排気口と排気管を連結する排気口連結部材とを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記空気浄化フィルターが、活性炭フィルターであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記排気口連結部材が、トナー補給容器の排気口周辺を密閉するスカートを備え、該スカートが弾性を有することを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記送風機構が、外部空気の湿気を除去する湿度除去フィルターを備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記湿度除去フィルターが、シリカゲルもしくは塩化カルシウムを含むことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
トナー補給容器を収容し、該トナー補給容器内に空気を送る送風機構と、該トナー補給容器内の空気を排出する排気機構とを備える画像形成装置に使用されるトナー補給容器であって、
前記送風機構により送られる空気を取り入れる吸気口と、前記排気機構に空気を排出する排気口とを備えることを特徴とするトナー補給容器。
【請求項１】
外部から空気を取り入れる吸気口と内部の空気を外部へ排出する排気口とを備える脱着可能なトナー補給容器と、
前記吸気口に空気を送る送風機構と、
前記排気口から空気を排出する排気機構と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記排気口が、トナーを通さないフィルターを備え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】
前記吸気口が、トナー補給容器内部から外部へのトナー流出を抑える空気弁、もしくはトナーを通さないフィルターを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記送風機構が、外部の空気を送り込む送風ファンと、該送風ファンにより送り込まれた空気を前記吸気口まで導く送風管と、該送風管を前記吸気口に連結する連結部材とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記吸気口連結部材が、トナー補給容器の吸気口周辺を密閉するスカートを備え、該スカートが弾性を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記排気機構が、前記排気口から排出される空気を浄化する空気浄化フィルターと、排気空気を外部へ導く排気管と、前記排気口と排気管を連結する排気口連結部材とを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記空気浄化フィルターが、活性炭フィルターであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記排気口連結部材が、トナー補給容器の排気口周辺を密閉するスカートを備え、該スカートが弾性を有することを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記送風機構が、外部空気の湿気を除去する湿度除去フィルターを備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記湿度除去フィルターが、シリカゲルもしくは塩化カルシウムを含むことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
トナー補給容器を収容し、該トナー補給容器内に空気を送る送風機構と、該トナー補給容器内の空気を排出する排気機構とを備える画像形成装置に使用されるトナー補給容器であって、
前記送風機構により送られる空気を取り入れる吸気口と、前記排気機構に空気を排出する排気口とを備えることを特徴とするトナー補給容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１１６０４６（Ｐ２００９−１１６０４６Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８９１１５（Ｐ２００７−２８９１１５）
【出願日】平成１９年１１月７日（２００７．１１．７）
【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２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月７日（２００７．１１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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