説明

画像形成装置

【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を提供する。
【解決手段】浄化装置50は、その内部に空気吸出しファン12と、排気管13と、空気浄化フィルター16とを備える。排気管13の一端は現像装置1と転写装置23の間で感光体ドラム20に臨む位置に設けられる。排気管13の他端には、空気吸出しファン12および空気浄化フィルター16が設けられ、感光体ドラム20近傍の空気を吸出し、空気を浄化した後に画像形成装置100の外へ排出されるようになっている。

【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、表面に静電潜像を担持する感光体ドラムと、コロナ放電により感光体ドラム表面を帯電する帯電装置と、画像情報に応じた光を感光体ドラム表面に照射する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給し、トナー像を形成する現像装置と、感光体ドラム表面のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、現像装置と転写装置の間で、感光体ドラム表面近傍の空気を浄化する浄化装置とを備える画像形成装置である。
【0010】
通常、トナーには、流動性を向上させるために外添剤が添加されているが、帯電量の湿度依存性を少なくするために、シランカップリング剤で疏水化処理が施される。ところが、シランカップリング剤処理を施した外添剤には、加水分解等により生成する極微量のトリメチルシラノール等の揮発性珪素化合物が、表面に吸着された状態で残っており、それらがコロナ帯電器の放電電極に付着すると帯電ムラを引き起こすことを見つけ出した。
特に、外気が流れこむことのない半密閉状態にあるトナー補給装置および現像装置から供給されたトナーが、感光体ドラム表面にトナー像として担持された状態で外部の空気と触れる空間において、空気中の揮発性珪素化合物の濃度が高くなることが判明した。
この発明にあっては、現像装置と転写装置の間、すなわちトナー像が形成された直後の空間の空気を浄化することができることから、揮発性珪素化合物がコロナ帯電器に拡散することを防止でき、帯電ムラの発生を予防できる。
【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、前記浄化装置が、空気吸出しファンと、空気浄化フィルターとを備えることを特徴とする。
【0012】
この発明にあっては、現像装置と転写装置の間、すなわちトナー像が形成された直後の空間の空気を効果的に浄化することができる。
【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、前記浄化装置が、空気吸出しファンと、空気浄化フィルターと、トナー像付近の空気を画像形成装置の外へ排気する排気管とを備えることを特徴とする。
【0014】
この発明にあっては、空気浄化フィルターに吸着されずに通過した揮発性珪素化合物が、画像形成装置内に拡散するのを防ぐことができる。
【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、前記排気管が、現像装置と接触して設けられることを特徴とする。
【0016】
この発明にあっては、現像装置の熱を逃がすことができるので、現像装置内のトナーの温度上昇を低減させ、揮発性珪素化合物の揮発量を低減できる。
【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。
【0018】
この発明にあっては、揮発性珪素化合物を長期に渡って吸着できるので、メンテナンスの頻度を下げることができる。
【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、前記空気浄化フィルターが、活性炭フィルターと、トナー粒子をトラップするフィルターとを備えることを特徴とする。
【0020】
この発明にあっては、空気吸出しファンの気流に混じって飛散するトナーが画像形成装置の外へ排出されるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、揮発性珪素化合物がコロナ帯電器に拡散することを防止できることから、揮発性珪素化合物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。その結果、放電を帯電ムラが起こりにくく、安定した画像が長期にわたって得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
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。
【0023】
本発明は、表面に静電潜像を担持する感光体ドラムと、コロナ放電により感光体ドラム表面を帯電する帯電装置と、画像情報に応じた光を感光体ドラム表面に照射する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給し、トナー像を形成する現像装置と、感光体ドラム表面のトナー像を転写媒体に転写する転写装置とを備える画像形成装置において、現像装置により形成された後、転写装置で転写されるまでのトナー像付近の空気を浄化する浄化装置とを備える。
【0024】
通常、トナーには、流動性を向上させるために外添剤が添加されているが、帯電量の湿度依存性を少なくするために、シランカップリング剤で疏水化処理が施される。ところが、シランカップリング剤処理を施した外添剤には、加水分解等により生成する極微量のトリメチルシラノール等の揮発性珪素化合物が、表面に吸着された状態で残っており、それらがコロナ帯電器の放電電極に付着すると帯電ムラを引き起こすことを見つけ、その対策手段として本発明の構成に至った。
【0025】
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。また、下記式1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。
【0026】
【化1】

【0027】
特に、外気が流れこむことのない半密閉状態にあるトナー補給装置および現像装置から供給されたトナーが、感光体ドラム表面にトナー像として担持された状態で外部の空気と触れる空間において、空気中の揮発性珪素化合物の濃度が高くなることが判明した。
【0028】
この発明は、現像装置と転写装置の間、すなわちトナー像が形成された直後の空間の空気を浄化することによって、揮発性珪素化合物がコロナ帯電器に拡散することを防止し、帯電ムラの発生を予防するものである。
【0029】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0030】
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、ノコ歯型帯電器の構造を示す展開斜視図である。図4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。
【0031】
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、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、排紙トレイ30、および浄化装置50を含む。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
現像装置1は、トナー補給容器10からトナーが供給され、これを撹拌しながら現像剤として、感光体ドラム20の表面の静電潜像に供給する。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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(Charge Coupled Device、以下「CCD」という)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。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。
【0047】
浄化装置50は、その内部に空気吸出しファン12と、排気管13と、空気浄化フィルター16とを備える。排気管13の一端は現像装置1と転写装置23の間で感光体ドラム20に臨む位置に設けられる。排気管13の他端には、空気吸出しファン12および空気浄化フィルター16が設けられ、感光体ドラム20近傍の空気を吸出し、空気を浄化した後に画像形成装置100の外へ排出されるようになっている。
【0048】
空気浄化フィルター16は、活性炭フィルターと、微細な通気孔を備えるフィルターからなり、排気される空気中の揮発性珪素化合物およびトナー粒子を捕捉し、周辺環境の汚染を防止できる。活性炭フィルターは、揮発性珪素化合物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。
【0049】
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。
【0050】
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を図示しない電子写真方式の画像形成装置に装着する場合に、該画像形成装置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。
【0051】
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表面の現像剤層から感光体ドラム20表面の静電潜像へのトナーの移行が円滑に進行する。本実施の形態では、現像ローラ3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。
【0052】
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、半径S2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。
【0053】
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。
【0054】
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本体に対して着脱可能に設けられる。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
図3は、コロナ帯電器21の構造を示す展開斜視図である。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
また、電極保持部材34にはグリット電極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、グリット電極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ト電極33を所定の張力でもって保持することになる。
【0062】
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、グリット電極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。
【0063】
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、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。
【0064】
以上の構造のコロナ帯電器の組み立てにおいては、まず電極保持部材34の平面部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にグリット電極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。
【0065】
図4は、コロナ帯電器21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4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には電源供給回路より所定の電圧が供給される。図4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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
ノコ歯状電極32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32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。
【0069】
It=Ic+Ig … 式(1)
【0070】
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。
【0071】
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】
【0072】
画像形成装置100を用いて、空気吸出しファン12にて1分間に5リットルの割合で、感光体ドラム20の表面の空気を吸出しながら、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。
【0073】
<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。
【0074】
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。
【0075】
<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。
【0076】
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。
【0077】
<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。
【0078】
<画像評価>
画像形成装置100に装着後、50K枚の連続プリントテストを行った。画像形成装置の現像条件として、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。
【0079】
50K枚連続プリントテストにおいては、チャージムラの発生はなく、画像に黒筋の発生は全く見られなかった。
【0080】
<比較例>
画像形成装置100とは浄化装置のない点を除いて、全く同じ構成の画像形成装置を用いて、実施例と同じ方法で50K枚連続プリントテストを行ったところ、35K枚後から画像に黒筋が発生し始め、50K枚の画像においては複数の黒筋の発生が認められた。その後、50K使用後の帯電装置を、新しい帯電装置に代えて、画像をプリントしたところ、黒筋のない画像が得られ、上記複数の黒筋が帯電ムラであることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【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】コロナ帯電器(ノコ歯型帯電器)の構造を示す展開斜視図である。
【図4】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。
【符号の説明】
【0082】
1 現像装置
2 現像槽
2a 開口
2b トナー補給口
3 現像ローラ
4,5 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
11b トナー排出口
12 ファン
13a 排気管
14 トナー補給ローラ
15 ローラ
16 空気浄化フィルター
20 感光体ドラム
21 コロナ帯電器
21 ノコ歯状電極
22 露光装置
23 転写装置
24 クリーニング装置
25 定着装置
26 定着ローラ
27 加圧ローラ
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 平面部
35 グリッド電極保持部
35a 係止部
36 位置決め部材
37 バネ端子
40 電源供給回路
41 高圧発生回路
42 電圧調整回路
50 浄化装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面に静電潜像を担持する感光体ドラムと、
コロナ放電により感光体ドラム表面を帯電する帯電装置と、
画像情報に応じた光を感光体ドラム表面に照射する露光装置と、
感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給し、トナー像を形成する現像装置と、
感光体ドラム表面のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、
現像装置と転写装置の間で、感光体ドラム表面近傍の空気を浄化する浄化装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項2】
前記浄化装置が、空気吸出しファンと、空気浄化フィルターと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】
前記浄化装置が、空気吸出しファンと、空気浄化フィルターと、トナー像付近の空気を画像形成装置の外へ排気する排気管と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】
前記排気管が、現像装置と接触して設けられ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2から4のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記空気浄化フィルターが、活性炭フィルターと、トナー粒子をトラップするフィルターとを備えることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−48972(P2010−48972A)
【公開日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−212065(P2008−212065)
【出願日】平成20年8月20日(2008.8.20)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】