画像形成装置
【課題】感光体ドラム周りの構成を小型化でき、かつ感光体ドラム表面を帯電させるときに発生した窒素酸化物などの放電生成物を除去できるようにする。
【解決手段】画像形成装置は、静電潜像が形成される円筒形の感光体ドラム３、感光体ドラム３を帯電させるコロナ帯電器、空気を機外に排出する排気装置４０１を備える。感光体ドラム３には、回転軸線周りの外周面における非画像領域に、感光体ドラム３の内部空間に周囲の空気を取り込むための吸気口３０９が形成され、回転軸線方向における一方の端面に、空気を排出するための排気口が形成され、吸気口３０９と排気口との間に、コロナ放電による放電生成物を捕捉するオゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８が設けられ、排気装置４０１は、吸気口３０９から、前記フィルタを経て前記排気口に至る空気の流れを形成する。
【解決手段】画像形成装置は、静電潜像が形成される円筒形の感光体ドラム３、感光体ドラム３を帯電させるコロナ帯電器、空気を機外に排出する排気装置４０１を備える。感光体ドラム３には、回転軸線周りの外周面における非画像領域に、感光体ドラム３の内部空間に周囲の空気を取り込むための吸気口３０９が形成され、回転軸線方向における一方の端面に、空気を排出するための排気口が形成され、吸気口３０９と排気口との間に、コロナ放電による放電生成物を捕捉するオゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８が設けられ、排気装置４０１は、吸気口３０９から、前記フィルタを経て前記排気口に至る空気の流れを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電方式により感光体ドラムを帯電させる帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像が形成される感光体を一様に帯電させる帯電手段として、コロナ放電方式の帯電装置が多用されている。この方式の帯電装置は、シールドケースと放電電極とを備え、シールドケースは感光体に対向する開口部を有し、放電電極は、シールドケース内部に配置され、放電面が線状、鋸歯状または針状となっている。
【０００３】
上記コロナ放電方式の帯電装置としては、放電電極に高電圧を印加することでコロナ放電を発生させて、感光体を一様に帯電させる所謂コロトロン、および放電電極と感光体との間にグリッド電極を設け、このグリッド電極に所望の電圧を印加することで感光体を一様に帯電させる所謂スコロトロンが知られている。
【０００４】
この種の帯電装置では、コロナ放電を発生させるため、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの放電生成物が生成される。具体的には、帯電装置から放出される電子の放電に伴うエネルギーによって、大気中に存在する窒素分子（Ｎ２）が窒素原子（Ｎ）に解離し、それが酸素分子（Ｏ２）と結合することで窒素酸化物（二酸化窒素：ＮＯ２）が生成される。
【０００５】
このようにして発生した窒素酸化物は、感光体にアンモニウム塩（硝酸アンモニウム）として付着し、異常画像の原因となる。特に、感光体として有機感光体（ＯＰＣ）が用いられた場合、窒素酸化物によって、白抜けや像流れなどの画像欠陥が生じやすいという問題点がある。
【０００６】
このような問題点を解決するために、特許文献１には、ゼオライトを含むブラシローラを、上方側から感光体に当接させる構成の画像形成装置が開示されている。さらに、特許文献１には、ゼオライトを含む板状部材を、上方側から感光体に対向して配置させる構成の画像形成装置が開示されている。
【０００７】
特許文献１の開示によれば、ブラシローラおよび板状部材に含まれるゼオライトは、窒素酸化物や硝酸アンモニウムなどを吸着する性質を有している。したがって、感光体の表面に付着した硝酸アンモニウムをブラシローラで摺擦しながら吸着除去し、感光体近傍の空気中に浮遊する窒素酸化物などの放電生成物を板状部材で吸着し除去することができる。これによって、感光体に付着した硝酸アンモニウム、および感光体近傍の空気中に浮遊する窒素酸化物などの放電生成物に起因して画像欠陥が発生するのを抑制できるようにしている。
【０００８】
また、特許文献２には、感光体ドラムの中に活性炭フィルターを内蔵し、複写機内で吸引した汚染空気を感光体ドラム内部へ導き、活性炭フィルターで浄化した後、機外へ排出する画像形成装置が開示されている。特許文献２の開示によれば、上記ような構成により、画像形成装置の小型化を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１２２１８７号公報（平成１５年４月２５日公開）
【特許文献２】実開昭６１−１９３４６１号公報（昭和６１年１２月０２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、ゼオライトを含むブラシローラが感光体に付着した硝酸アンモニウムを摺擦しながら吸着除去する。このため、感光体の表面に傷が発生するおそれがあり、この場合には、その傷による画像欠陥が発生することになる。さらに、特許文献１に開示される構成では、ゼオライトを含む板状部材が、感光体の上方側に配置されている。したがって、感光体の表面に沿って下方側に流動する放電生成物を除去することができない。このため、窒素酸化物などの放電生成物に起因する白抜けや像流れなどの画像欠陥が発生するのを充分に防止することができない。
【００１１】
一方、特許文献２に開示される構成では、吸引した空気を感光体ドラム内へ導くダクトが必要となる。このため、感光体ドラム周りのプロセスユニットの小型化が難しいといった問題点を有している。
【００１２】
また、コロナ放電方式の帯電装置のように、放電電極がシールドケースの内部に設けられた構成では、放電動作後において、シールドケースの内部空間に放電生成物が高濃度で滞留する。この放電生成物は、前述のように、感光体の表面に付着して異常画像の原因となる。そして、上記放電生成物を帯電装置の帯電性能を低下させることなく効率よく除去できる構成については、上記いずれの文献にも開示されていない。
【００１３】
したがって、本発明は、感光体ドラム周りの構成の小型化が可能であり、また、感光体ドラムの表面を帯電させるときに発生した窒素酸化物などの放電生成物を、帯電装置の帯電性能を低下させることなく除去することができ、これによって放電生成物に起因する白抜けや像流れなどの画像欠陥の発生を防止することが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、静電潜像が形成される円筒形の感光体ドラムと、この感光体ドラムをコロナ放電により帯電させるコロナ帯電器と、画像形成装置内部の空気を機外に排出する排気装置とを備えている画像形成装置において、前記感光体ドラムには、回転軸線周りの外周面における、前記静電潜像が形成されない非画像領域に、感光体ドラムの内部空間に感光体ドラム周囲の空気を取り込むための吸気口が形成され、回転軸線方向における一方の端面に、感光体ドラムの内部空間の空気を排出するための排気口が形成され、前記内部空間における前記吸気口と前記排気口との間に、空気中に含まれる、上記コロナ放電による放電生成物を捕捉するフィルタが設けられ、前記排気装置は、前記吸気口から、前記フィルタを経て前記排気口に至る空気の流れを形成することを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、排気装置が稼動すると、感光体ドラムの吸気口から感光体ドラム周りの空気が感光体ドラムの内部空間に取り込まれる。この空気は、感光体ドラムの内部空間に設けられたフィルタを通過して感光体ドラムの排気口から排出される。空気がフィルタを通過する際には、空気中に含まれる放電生成物や塵が補足される。
【００１６】
上記のように、本発明では、放電生成物を空気中から除去するための構成が、排気装置を除いて、感光体ドラムに収納されている。たとえば、感光体ドラム周りの空気は、感光体ドラムの非画像領域に形成された吸気口から直接に感光体ドラムの内部に取り込むようになっている。したがって、吸気用のダクト等の感光体ドラム周りに付加する構成が不要であり、感光体ドラム周りの構成の小型化、さらには画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
上記の画像形成装置において、前記感光体ドラムは、前記静電潜像が形成される画像領域の両側に前記非画像領域を有し、前記排気口から遠い方の非画像領域には、前記吸気口として第１の吸気口が形成され、前記排気口から近い方の非画像領域には、前記吸気口として第２の吸気口が形成され、前記感光体ドラムの回転軸線方向における中心点と前記第１の吸気口との間には、前記フィルタとして第１のフィルタが設けられ、前記中心点と前記第２の吸気口との間には、前記フィルタとして第２のフィルタが設けられ、前記排気口には、前記排気口から前記第２のフィルタを貫通して前記第２のフィルタ方向に延びるパイプ部材が接続されている構成としてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、排気装置が稼動すると、感光体ドラムにおける画像領域の両側の非画像領域に形成された第１および第２の吸気口から、感光体ドラム周りの空気が感光体ドラムの内部空間に取り込まれる。第１および第２の吸気口から取り込まれた空気は、それぞれ第１のフィルタおよび第２のフィルタを通過し、さらにパイプ部材内を通過して感光体ドラムの排気口から排出される。したがって、第１および第２の吸気口から感光体ドラム周りの空気を効率よく感光体ドラムの内部に取り込むことができ、かつ第１および第２のフィルタによって空気中に含まれる放電生成物や塵を効率よく補足することができる。
【００１９】
上記の画像形成装置において、前記パイプ部材の外周面には、放電生成物を吸着する吸着層が形成されている構成としてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、空気中に含まれる放電生成物がフィルタにて捕捉されなかった場合、その放電生成物は感光体ドラム内部におけるパイプ部材の外周面の吸着層に吸着され、空気中から除去される。したがって、小型化した構成であってもさらに効率よく放電生成物を除去することができる。
【００２１】
上記の画像形成装置において、前記パイプ部材における前記第２のフィルタ方向の端部には、感光体ドラムの回転軸線方向に延びる複数の通気孔を有し、これら通気孔が回転軸線周りに並ぶように形成され、隣り合う通気孔の間にフィンが形成され、前記回転軸線方向における前記パイプ部材側とは反対側の端部が閉じた形状の円筒状フィン部材が接続され、前記円筒状フィン部材の外周面には前記吸着層が形成されている構成としてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、空気中に含まれる放電生成物がフィルタにて捕捉されなかった場合、その放電生成物は感光体ドラム内部におけるパイプ部材および円筒状フィン部材の外周面の吸着層に吸着され、空気中から除去される。この場合、パイプ部材を経て排気口から排出される空気は、円筒状フィン部材の吸着層を有するフィンと接触した後、パイプ部材内に取り込まれる。したがって、小型化した構成であってもさらに効率よく放電生成物を除去することができる。
【００２３】
上記の画像形成装置において、前記吸着層はゼオライトを含んでいる構成としてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、ゼオライトは空気中に含まれる放電生成物としてのオゾンを効果的に分解することができるので、空気中に含まれる放電生成物としてのオゾンを除去する機能をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
上記のように、本発明では、放電生成物を空気中から除去するための構成が、排気装置を除いて、感光体ドラムに収納されている。たとえば、感光体ドラム周りの空気は、感光体ドラムの非画像領域に形成された吸気口から直接に感光体ドラムの内部に取り込むようになっている。したがって、吸気用のダクト等の感光体ドラム周りに付加する構成が不要であり、感光体ドラム周りの構成の小型化、さらには画像形成装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した感光体ドラムおよび帯電装置を示す斜視図である。
【図４】図１に示した感光体ドラムの内部構造を示す説明図である。
【図５】図１に示した感光体ドラムのドラムボス部と円筒状フィン部材とを示す斜視図である。
【図６】図１に示した帯電装置の具体的構成を、一部を破断して示す斜視図である。
【図７】図４に示した排気装置の稼動により発生する空気の流れを示す説明図である。
【図８】図５に示した、ゼオライトからなる吸着層による画像欠陥の防止機能について調べた実験結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置１００の構成を示す縦断面図である。画像形成装置１００は、たとえばスキャナとプリンタと周辺機器とを備えた複合機であり、外部から入力された画像データまたは原稿読取りによって得られた画像データに基づいて、記録用紙に対して多色または単色の画像を形成する装置である。
【００２８】
画像形成装置１００は、最上部に自動原稿搬送装置１０１を備え、その下方に順次、原稿読取部１０２、定着部１０３、画像形成部１０４、露光部１０５、手差し給紙部１０６および内部給紙部１０７を備えている。
【００２９】
自動原稿搬送装置１０１は、原稿トレイ９３上に配置された原稿を原稿載置台９２の上に自動的に搬送する。自動原稿処理装置１２０は矢印Ｍ方向、すなわち後端部を中心に上下方向に回動自在に構成されている。これにより、原稿載置台９２を開放可能であり、開放した原稿載置台９２上に原稿を手で置けるようになっている。
【００３０】
原稿読取装部１０２は、原稿が載置される透明ガラスからなる上記原稿載置台９２を上面に有し、原稿載置台９２上に載置された原稿の画像を読み取り、画像データを取得する。
【００３１】
露光部１０５は、レーザ出射部、ポリゴンミラー、収束レンズおよび反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）からなる。レーザ出射部から出射されるレーザ光は、ポリゴンミラーにより偏向され、収束レンズにより収束され、反射ミラーにより反射されて、画像形成部１０４における感光体ドラム３に照射される。感光体ドラム３の表面は所定の電位および極性に帯電されており、レーザ光が照射されることにより、画像データに応じた静電潜像が形成される。なお、露光部１０５としては、前記レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）の他、ＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子をアレイ状に並べた書込み装置（たとえば、書込みヘッド）を使用することもできる。
【００３２】
画像形成部１０４は、ブラック（Ｋ）、ならびにカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成を行う。このために、画像形成部１０４は、４つのトナー像形成部１１１および中間転写ユニット６を備えている。
【００３３】
各トナー像形成部１１１は、上記の各色に対応して設けられ、中間転写ユニット６における中間転写ベルト６１の移動方向（回転方向）に一列に配置されている。各トナー像形成部１１１は、それぞれ同様の構成であり、感光体ドラム３の周りに、現像ユニット２、クリーナユニット４および帯電装置５を有している。
【００３４】
帯電装置５は、感光体ドラム３の回転軸線方向に沿って延びており、感光体ドラム３の表面から所定の間隙を有して離隔するように配置される。帯電装置５は、チャージャ型の装置であり、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。
【００３５】
現像ユニット２は、感光体ドラム３に対向しかつ圧接するように設けられ、感光体ドラム３の表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像とする。このトナー像は、感光体ドラム３の表面から中間転写ベルト６１上に転写される。
【００３６】
クリーナユニット４は、現像、および中間転写ベルト６１へのトナー像の転写後における感光体ドラム３の表面に残留したトナーを除去し、回収する。
【００３７】
中間転写ユニット６は、各感光体ドラム３の上方に配置され、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、一次転写ローラ６４、中間転写ベルトクリーニングユニット６５および二次転写ローラ１０備えている。
【００３８】
中間転写ベルト６１は、中間転写ベルト駆動ローラ６２と中間転写ベルト従動ローラ６３との間に張架されてループ状の移動経路を形成している無端状のベルト部材であり、その厚みは１００μｍ〜１５０μｍ程度である。この中間転写ベルト６１を挟んで感光体ドラム３に対向する位置に、一次転写ローラ６４が配置されている。中間転写ベルト６１が感光体ドラム３に対向する位置が一次転写位置である。
【００３９】
一次転写ローラ６４には、感光体ドラム３の表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト６１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム３に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト６１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト６１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。但し、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つのトナー像形成部１１１の各感光体ドラム３のうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像およびトナー像の形成が行われる。たとえば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム３のみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト６１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。
【００４０】
一次転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（たとえばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（たとえば、ＥＰＤＭ：エチレンプロピレン共重合ゴム、発泡ウレタンなど）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト６１に均一に高電圧を印加する。
【００４１】
一次転写ローラ６４によって中間転写ベルト６１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト６１の回転によって、二次転写ローラ１０との対向位置である二次転写位置に搬送される。
【００４２】
二次転写ローラ１０は、画像形成時において、内周面が中間転写ベルト駆動ローラ６２の周面に接触する中間転写ベルト６１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。二次転写ローラ１０には、内部給紙部１０７または手差し給紙部１０６から給紙された記録用紙が二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間を通過する際に、トナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト６１の外周面から記録用紙の表面にトナー像が転写される。また、二次転写位置において前記ニップ圧を定常的に得るために、二次転写ローラ１０および中間転写ベルト駆動ローラ６２のいずれか一方のローラが、金属などからなる硬質材料にて形成され、他方のローラが、弾性ゴムや発泡性樹脂などからなる軟質材料にて形成されている。
【００４３】
感光体ドラム３の一部または全部から中間転写ベルト６１に付着したトナーのうち記録用紙上に転写されずに中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５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６５には、中間転写ベルト６１に当接してトナーを除去するクリーニングブレードが備えられている。
【００４４】
定着部１０３は、ヒートローラ７１および加圧ローラ７２を有する。二次転写位置においてトナー像が転写された記録用紙は、定着部１０３へ導かれ、ヒートローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することで加熱および加圧される。これによって、トナー像が記録用紙の表面に堅牢に定着する。なお、定着部１０３において、ヒートローラ７１には外部からヒートローラ７１を加熱する外部定着ベルト７３が接触して設けられ、図示しない温度検出器によって検出される温度データに基づいて、ヒートローラ７１が所定の定着温度となるように制御される。トナー像が定着した記録用紙は、搬送ローラ１２ｂによって排紙トレイ９１上へ排出される。
【００４５】
画像形成装置１００には、内部給紙部１０７および手差し給紙部１０６に収容されている記録用紙を二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間および定着部１０３を経由して排紙トレイ９１へ送るための略垂直方向に延びる用紙搬送路Ｓが設けられている。用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ、およびレジストローラ１３が配置されている。
【００４６】
搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、記録用紙の搬送を促進しかつ補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１１ａは、内部給紙部１０７の端部近傍に備えられ、内部給紙部１０７から記録用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。また、ピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙部１０６の端部近傍に備えられ、手差し給紙部１０６から記録用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００４７】
レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている記録用紙を一旦保持する。そして、中間転写ベルト６１上のトナー像の先端と記録用紙の先端とを合わせるタイミングにて、二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間に記録用紙を搬送する機能を有している。
【００４８】
また、画像形成装置１００において、記録用紙の両面に画像を形成する両面印字の場合には、片面印字が終了し定着部１０３を通過した記録用紙は、その後端が搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆回転することによって搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導かれる。搬送ローラ１２ｃ、１２ｄに導かれた記録用紙は、レジストローラ１３、二次転写ローラ１０および定着部１０３を通過し、裏面の印字が行われて、排紙トレイ９１に排出される。
【００４９】
次に、画像形成装置１００の電気的構成について説明する。図２は、画像形成装置１００の電気的構成を示すブロック図である。
【００５０】
図２に示すように、画像形成装置１００は、装置制御部２１、記憶装置２２、演算部２３、表示部２４、入力部２５、ＵＳＢ／ＬＡＮ２６、読取部２７、画像処理部２８、画像形成部１０４および周辺機器制御部２９を備えている。
【００５１】
装置制御部２１は、画像形成装置１００における画像形成動作を統括的に制御する。記憶装置２２は、画像形成装置１００の上面に配置される操作パネルを介して入力される印刷指令、画像形成装置１００内部の各所に配置される各種センサなどからの検知結果、外部機器からＵＳＢ／ＬＡＮ２６を介して入力される画像情報、画像形成装置１００内部の各ユニットの動作を制御するための各種設定値およびデータテーブル、並びに各種制御を実行するためのプログラムなどを記憶する。なお、上記操作パネルは、表示部２４および入力部２５を備えている。
【００５２】
記憶装置２２としては、たとえばリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を使用できる。外部機器は、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気機器あるいは電子機器である。たとえば、コンピュータ、デジタルカメラなどが挙げられる。
【００５３】
演算部２３は、記憶装置２２に記憶されている各種データ、たとえば印刷指令、検知結果および画像情報、並びに各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知と各種判定との少なくとも一方を行う。装置制御部２１は、演算部２３における各種判定結果および演算結果などに応じて各部に制御信号を送信し、各部を制御する。
【００５４】
装置制御部２１および演算部２３は、たとえば中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。
【００５５】
周辺機器制御部２９は、画像形成装置１００に接続される周辺機器を制御する。周辺機器は、たとえば後処理装置としてのフィニッシャやソータである。
【００５６】
次に、図１に示した感光体ドラム３および帯電装置５について説明する。図３は感光体ドラム３および帯電装置５を示す斜視図、図４は感光体ドラム３の内部構造を示す説明図、図５は感光体ドラム３のドラムボス部３０６と円筒状フィン部材３１２とを示す斜視図である。
【００５７】
図３に示すように、感光体ドラム３は、円筒状のドラム形状を呈し、駆動装置（図示せず）によって回転軸線まわりに回転駆動される。感光体ドラム３は円筒状の導電性基体３０１を有し（図４参照）、導電性基体３０１の表面に感光層３０２（図３参照）を有する。この感光層３０２の表面は、静電潜像が形成される画像領域となっている。
【００５８】
また、感光体ドラム３は、感光層３０２の両端部に隣接して円筒状のフランジ部３０３，３０４を有している。フランジ部３０３は感光層３０２の一端部に隣接し、フランジ部３０４は感光層３０２の他端部に隣接している。フランジ部３０３，３０４は、静電潜像が形成されない非画像領域に相当する部分である。
【００５９】
さらに感光体ドラム３は、一方のフランジ部３０３の回転軸線方向外側に隣接して、感光体ドラム３を回転駆動するためのギア部３０５を有し、他方のフランジ部３０４の回転軸線方向外側に隣接してドラムボス部３０６を有する。各フランジ部３０３，３０４には、フランジ部３０３，３０４の周方向に複数個の吸気口３０９が形成されている。この吸気口３０９により、感光体ドラム３の内部空間と外部空間とが連通している。
【００６０】
感光体ドラム３の導電性基体３０１内の空間における、両フランジ部３０３，３０４の近傍位置であって両フランジ部３０３よりも内方側の位置には、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８が設けられている。オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７は一方のフランジ部３０３の近傍位置に配置され、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０８は他方のフランジ部３０４の近傍位置に配置されている。これらオゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８は、たとえば活性炭フィルターからなり、オゾンを含む放電生成物および塵を捕捉するものである。
【００６１】
ドラムボス部３０６はボス部３１０およびパイプ部（パイプ部材）３１１を有している。ボス部３１０は、感光体ドラム３の回転軸線方向におけるフランジ部３０４側の外端部に位置している。パイプ部３１１は、ボス部３１０におけるフランジ部３０４側の面から反対側のギア部３０５方向へ、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０８を貫通して、感光体ドラム３の回転軸線方向に沿って延びている。
【００６２】
パイプ部３１１における感光体ドラム３の回転軸線方向の内方側の端部には、円筒状フィン部材３１２が設けられている。この円筒状フィン部材３１２は、パイプ部３１１における上記端部から反対側のギア部３０５方向へ、感光体ドラム３の回転軸線方向に沿って延びている。円筒状フィン部材３１２には、感光体ドラム３の回転軸線方向に延びる多数の通気孔３１５が、円筒状フィン部材３１２の周方向に並ぶように形成されている。通気孔３１５は、円筒状フィン部材３１２を貫通し、円筒状フィン部材３１２内部の気体流路（図示せず）と連通している。また、隣り合う通気孔３１５の間にはフィン３１６が形成されている。したがって、各フィン３１６は、円筒状フィン部材３１２の外周面において、感光体ドラム３の回転軸線方向に形成され、円筒状フィン部材３１２の半径方向に所定の高さを有している。さらに、円筒状フィン部材３１２は、前記回転軸線方向におけるパイプ部３１１側とは反対側の端部が閉じた形状となっている。
【００６３】
ドラムボス部３０６のボス部３１０の中心部には、図５に示すように、感光体ドラム３の回転軸線方向に延びる排気口３１３が形成され、この排気口３１３は、パイプ部３１１内の気体流路３１４と連通している。さらに、この気体流路３１４は円筒状フィン部材３１２内の気体流路（図示せず）と連通している。なお、図５では、パイプ部３１１と円筒状フィン部材３１２とを切り離した状態を示している。
【００６４】
パイプ部３１１および円筒状フィン部材３１２の外周面には、浮遊する窒素酸化物などの放電生成物を吸着する吸着層３１７が形成されている。放電生成物は、感光体ドラム３を帯電させるときの帯電装置５の放電動作により発生するものである。上記吸着層３１７は、パイプ部３１１および円筒状フィン部材３１２の表面に、たとえばゼオライトを塗布して形成したものである。
【００６５】
吸着層３１７を形成する吸着剤としては、上記ゼオライトのほか、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、あるいは活性アルミナなどを使用可能であるものの、ゼオライトが好ましい。
【００６６】
ゼオライトは、窒素酸化物などの放電生成物に対する吸着性能が優れた材料である。したがって、吸着層３１７としてゼオライトを使用すれば、放電生成物を吸着除去する効率を向上させることができる。ゼオライトは、ＴＯ４四面体（Ｔ＝Ｓｉ，Ａｌ）が頂点の酸素（Ｏ）原子を共有した三次元ネットワークの構造をもち、構造を壊さずに脱着が可能なゼオライト水と交換可能な陽イオンとを含むアルミノケイ酸塩質の結晶材料であり、結晶中に微細な細孔を有する。
【００６７】
ゼオライトからなる吸着層３１７をパイプ部３１１および円筒状フィン部材３１２に形成する方法としては、次の２つの方法を挙げることができる。第１の方法は、シリカ・アルミナゲルとテトラプロピルアンモニウム塩との混合水溶液を用い、高いｐＨ領域で１００〜２００℃の水熱条件下で結晶を析出させることによって、吸着層５２１を形成するものである。第２の方法は、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）中にゼオライト粒子が分散されたペースト状の分散液を用い、塗布法によって吸着層５２１を形成するものである。
【００６８】
ドラムボス部３０６側における感光体ドラム３の回転軸線方向の位置には、排気ファン４０２を備えた排気装置４０１が設けられている。この排気装置４０１は、感光体ドラム３の周囲から、感光体ドラム３の内部を通り、画像形成装置１００の外部へ至る空気の流れを形成し、画像形成装置１００内部の空気を上記の経路で画像形成装置１００の外部に排気するものである。
【００６９】
帯電装置５は、図３に示すように、感光体ドラム３の感光層３０２と所定の間隔をおいて対向するように配置されている。図６に示すように、帯電装置５は、放電電極５１２、保持部材５１５、放電電極５１２およびシールドケース５１１、およびグリッド電極５１４を備えている。図６は、図１に示した帯電装置５の具体的構成を、一部を破断して示す斜視図である。
【００７０】
シールドケース５１１は、感光体ドラム３の回転軸線に平行な長手方向に沿って延び、感光体ドラム３との対向領域がシールド開口部５１１ａとなっている。このシールドケース５１１は、たとえばステンレス鋼製であり、その外観形状が直方体で内部空間を有する。シールドケース５１１の底面には保持部材５１５が設けられ、この保持部材５１５に放電電極５１２がねじ５１６により固定されている。
【００７１】
放電電極５１２は、感光体ドラム３の軸線方向に延びる平板部５１２ａと、平板部５１２ａの短手方向（感光体ドラム３の回転軸線方向に垂直な方向）の一端面から短手方向に突出するように形成される先鋭状突起部５１２ｂとを有し、板状に形成されている。放電電極５１２の材料としては、電圧の印加によってコロナ放電が可能であり、また先鋭状突起部５１２ｂの形成が可能であれば特に制限なく使用でき、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄などが挙げられる。これらの中でも、ステンレス鋼が好ましい。グリッド電極５１４は、シールドケース５１１のシールド開口部５１１ａに設けられ、感光体ドラム３表面の帯電電位を調整する。
【００７２】
帯電装置５では、放電電極５１２に数ｋＶの電圧が印加されてコロナ放電することにより、感光体ドラム３の表面を帯電させる。この場合、グリッド電極５１４に所定のグリッド電圧が印加されることによって感光体ドラム３の表面の帯電状態を均一にすることができる。
【００７３】
上記の構成において、感光体ドラム３の表面を所定電位に帯電するために、帯電装置５においてコロナ放電が行われると、窒素酸化物やオゾンなどの放電生成物が生成される。この放電生成物は感光体ドラム３の周囲を漂い、特に窒素酸化物は感光体ドラム３に付着すると異常画像の原因となる。
【００７４】
一方、排気装置４０１が稼動すると、感光体ドラム３内部の空気が吸引され、その空気は、ドラムボス部３０６の排気口３１３を介して感光体ドラム３の外部へ排出され、さらに画像形成装置１００の外部へ排出される。これに伴い、感光体ドラム３周辺の空気は、感光体ドラム３内に取り込まれた後、上記の感光体ドラム３内部の空気と同様の経路にて画像形成装置１００の外部に排出される。以下、この動作について詳細に説明する。
【００７５】
図７は、排気装置４０１の稼動により発生する空気の流れを示す説明図である。排気装置４０１が稼動すると、感光体ドラム３の周囲の空気は、フランジ部３０３，３０４の吸気口３０９から感光体ドラム３の内部に取り込まれる（空気流Ｆ）。
【００７６】
感光体ドラム３に取り込まれた空気は、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８を通過して、両オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８の間の領域に取り込まれる（空気流Ｆ）。この際に、空気中に含まれるオゾンなどの放電生成物および塵は、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８に捕捉され、空気中から除去される。
【００７７】
次に、両オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８の間の領域に取り込まれた空気は、円筒状フィン部材３１２の通気孔３１５から円筒状フィン部材３１２内の空間に取り込まれ、さらにドラムボス部３０６におけるパイプ部３１１の気体流路３１４、およびボス部３１０の排気口３１３を経て、感光体ドラム３の外部に排出される。感光体ドラム３の外部に排出された空気は、さらに排気装置４０１によって画像形成装置１００の外部に排出される。
【００７８】
ここで、両オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８の間の領域に取り込まれた空気に含まれる放電生成物（両オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８にて捕捉されなかったもの）は、パイプ部３１１の表面の吸着層３１７および円筒状フィン部材３１２のフィン３１６の表面の吸着層３１７に吸着される。この場合、パイプ部３１１を経て排気口３１３から排出される空気は、円筒状フィン部材３１２の吸着層３１７を有するフィン３１６と接触した後、パイプ部３１１内に取り込まれるので、効率よく放電生成物を除去することができる。したがって、帯電装置５のコロナ放電によって生じた放電生成物は、感光体ドラム３の感光層３０２に付着することがなく、また画像形成装置１００の外部に排出されることがない。これにより、放電生成物が感光体ドラム３の感光層３０２に付着することに起因する画像の白抜けや像流れなどの画像欠陥を防止することができる。
【００７９】
また、一酸化窒素（ＮＯ）の分子量は３０．０ｇ／ｍｏｌであり、二酸化窒素（ＮＯ２）の分子量は４６．０ｇ／ｍｏｌであり、空気の分子量は２８．９ｇ／ｍｏｌである。したがって、一酸化窒素や二酸化窒素からなる窒素酸化物などの放電生成物は空気より重い。そのため、帯電装置５が感光体ドラム３の表面を帯電させるときに発生する放電生成物は、感光体ドラム３の表面に沿って鉛直方向下方に流動することになる。
【００８０】
すなわち、放電生成物は空気中に舞い上がることなく、感光体ドラム３の周囲から鉛直方向下方に流動するので、フランジ部３０３，３０４の吸気口３０９から感光体ドラム３内部への空気流によって感光体ドラム３の内部に取り込み、感光体ドラム３内部のオゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８および吸着層３１７によって効率よく除去することができる。
【００８１】
また、空気中から放電生成物を除去するための構成のうち、空気流を生成する排気装置４０１以外の構成は、感光体ドラム３に収納できるようになっている。これにより、感光体ドラム３周りの構成、さらには画像形成装置の小型化が可能となっている。
【００８２】
図８には、ゼオライトからなる吸着層３１７による画像欠陥の防止機能について調べた実験結果を示す。
【００８３】
この実験での条件、測定項目は次のとおりである。
・感光体ドラム３のサンプル：吸着層３１７を設けない構成を含め、吸着層３１７の膜厚が異なる１０種類（８つの実施例と２つの比較例）の感光体ドラム３のサンプルを作成し、画像形成装置１００に搭載した。
・測定項目：各サンプルについて、５０枚コピー後、１時間の放置状態を経て、（１）温度２５℃、湿度５％の環境下での感光体円周長ピッチでの白抜けレベル（測定画像は中間画像）、（２）温度３５℃、湿度８５％の環境下での感光体表面における静電潜像流れレベル（測定画像は文字画像）について調べた。総コピー枚数は３０００枚／月であり、上記（１）（２）については目視にて評価した。
・排気装置４０１：排気装置４０１が発生する空気流の風速は３ｍ/secとし、排気装置４０１の稼動時間を印刷終了後６０秒間とした。
【００８４】
図８の評価結果における◎、○、△、×の意味は次の通りである。
◎：画像ピッチムラ無し／文字にじみ無し。
○：画像ピッチムラわずかに有り（画像横方向に幅１０ｍｍまでの淡い白すじ有り）／文字にじみわずかに有り（文字のにじみがわずかに有り）。
△：画像ピッチムラ有り（画像横方向に幅２０ｍｍまでの白すじ有り）／文字にじみ有り（文字のにじみがわずかに有り）。
×：画像ピッチムラ非常に有り（画像横方向に幅２０ｍｍ超の白すじ有り）／文字認識不可。
【００８５】
図８の結果から、ゼオライトからなる吸着層３１７の好ましい厚みの範囲は、４０μｍ以上、１５０μｍ以下であることが分かった。また、放電生成物についての吸着能力とコスト面とを考慮した場合、さらに好ましい吸着層３１７の厚みの範囲は、５０μｍ以上、１００μｍ以下である。すなわち、吸着層３１７の厚みを１５０μｍとした場合、放電生成物についての吸着能力は良好であるものの、層の厚みが厚くなる分、コストアップとなる。吸着層３１７を上記のような好ましい範囲とすれば、空気中の放電生成物を吸着して除去する吸着層３１７の能力を長期間にわたって維持できる。
【００８６】
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。
【符号の説明】
【００８７】
３ 感光体ドラム
５ 帯電装置
１００ 画像形成装置
１０１ 自動原稿搬送装置
１０２ 原稿読取部
１０３ 定着部
１０４ 画像形成部
１０５ 露光部
１０６ 手差し給紙部
１０７ 内部給紙部
１１１ トナー像形成部
３０２ 感光層
303,304 フランジ部
３０５ ギア部
３０６ ドラムボス部
307,308 オゾンフィルター兼集塵フィルター
３０９ 吸気口
３１０ ボス部
３１１ パイプ部
３１２ 円筒状フィン部材
３１３ 排気口
３１４ 気体流路
３１５ 通気孔
３１６ フィン
４０１ 排気装置
４０２ 排気ファン
５１１ シールドケース
５１２ 放電電極
５１４ グリッド電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電方式により感光体ドラムを帯電させる帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像が形成される感光体を一様に帯電させる帯電手段として、コロナ放電方式の帯電装置が多用されている。この方式の帯電装置は、シールドケースと放電電極とを備え、シールドケースは感光体に対向する開口部を有し、放電電極は、シールドケース内部に配置され、放電面が線状、鋸歯状または針状となっている。
【０００３】
上記コロナ放電方式の帯電装置としては、放電電極に高電圧を印加することでコロナ放電を発生させて、感光体を一様に帯電させる所謂コロトロン、および放電電極と感光体との間にグリッド電極を設け、このグリッド電極に所望の電圧を印加することで感光体を一様に帯電させる所謂スコロトロンが知られている。
【０００４】
この種の帯電装置では、コロナ放電を発生させるため、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの放電生成物が生成される。具体的には、帯電装置から放出される電子の放電に伴うエネルギーによって、大気中に存在する窒素分子（Ｎ２）が窒素原子（Ｎ）に解離し、それが酸素分子（Ｏ２）と結合することで窒素酸化物（二酸化窒素：ＮＯ２）が生成される。
【０００５】
このようにして発生した窒素酸化物は、感光体にアンモニウム塩（硝酸アンモニウム）として付着し、異常画像の原因となる。特に、感光体として有機感光体（ＯＰＣ）が用いられた場合、窒素酸化物によって、白抜けや像流れなどの画像欠陥が生じやすいという問題点がある。
【０００６】
このような問題点を解決するために、特許文献１には、ゼオライトを含むブラシローラを、上方側から感光体に当接させる構成の画像形成装置が開示されている。さらに、特許文献１には、ゼオライトを含む板状部材を、上方側から感光体に対向して配置させる構成の画像形成装置が開示されている。
【０００７】
特許文献１の開示によれば、ブラシローラおよび板状部材に含まれるゼオライトは、窒素酸化物や硝酸アンモニウムなどを吸着する性質を有している。したがって、感光体の表面に付着した硝酸アンモニウムをブラシローラで摺擦しながら吸着除去し、感光体近傍の空気中に浮遊する窒素酸化物などの放電生成物を板状部材で吸着し除去することができる。これによって、感光体に付着した硝酸アンモニウム、および感光体近傍の空気中に浮遊する窒素酸化物などの放電生成物に起因して画像欠陥が発生するのを抑制できるようにしている。
【０００８】
また、特許文献２には、感光体ドラムの中に活性炭フィルターを内蔵し、複写機内で吸引した汚染空気を感光体ドラム内部へ導き、活性炭フィルターで浄化した後、機外へ排出する画像形成装置が開示されている。特許文献２の開示によれば、上記ような構成により、画像形成装置の小型化を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１２２１８７号公報（平成１５年４月２５日公開）
【特許文献２】実開昭６１−１９３４６１号公報（昭和６１年１２月０２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、ゼオライトを含むブラシローラが感光体に付着した硝酸アンモニウムを摺擦しながら吸着除去する。このため、感光体の表面に傷が発生するおそれがあり、この場合には、その傷による画像欠陥が発生することになる。さらに、特許文献１に開示される構成では、ゼオライトを含む板状部材が、感光体の上方側に配置されている。したがって、感光体の表面に沿って下方側に流動する放電生成物を除去することができない。このため、窒素酸化物などの放電生成物に起因する白抜けや像流れなどの画像欠陥が発生するのを充分に防止することができない。
【００１１】
一方、特許文献２に開示される構成では、吸引した空気を感光体ドラム内へ導くダクトが必要となる。このため、感光体ドラム周りのプロセスユニットの小型化が難しいといった問題点を有している。
【００１２】
また、コロナ放電方式の帯電装置のように、放電電極がシールドケースの内部に設けられた構成では、放電動作後において、シールドケースの内部空間に放電生成物が高濃度で滞留する。この放電生成物は、前述のように、感光体の表面に付着して異常画像の原因となる。そして、上記放電生成物を帯電装置の帯電性能を低下させることなく効率よく除去できる構成については、上記いずれの文献にも開示されていない。
【００１３】
したがって、本発明は、感光体ドラム周りの構成の小型化が可能であり、また、感光体ドラムの表面を帯電させるときに発生した窒素酸化物などの放電生成物を、帯電装置の帯電性能を低下させることなく除去することができ、これによって放電生成物に起因する白抜けや像流れなどの画像欠陥の発生を防止することが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、静電潜像が形成される円筒形の感光体ドラムと、この感光体ドラムをコロナ放電により帯電させるコロナ帯電器と、画像形成装置内部の空気を機外に排出する排気装置とを備えている画像形成装置において、前記感光体ドラムには、回転軸線周りの外周面における、前記静電潜像が形成されない非画像領域に、感光体ドラムの内部空間に感光体ドラム周囲の空気を取り込むための吸気口が形成され、回転軸線方向における一方の端面に、感光体ドラムの内部空間の空気を排出するための排気口が形成され、前記内部空間における前記吸気口と前記排気口との間に、空気中に含まれる、上記コロナ放電による放電生成物を捕捉するフィルタが設けられ、前記排気装置は、前記吸気口から、前記フィルタを経て前記排気口に至る空気の流れを形成することを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、排気装置が稼動すると、感光体ドラムの吸気口から感光体ドラム周りの空気が感光体ドラムの内部空間に取り込まれる。この空気は、感光体ドラムの内部空間に設けられたフィルタを通過して感光体ドラムの排気口から排出される。空気がフィルタを通過する際には、空気中に含まれる放電生成物や塵が補足される。
【００１６】
上記のように、本発明では、放電生成物を空気中から除去するための構成が、排気装置を除いて、感光体ドラムに収納されている。たとえば、感光体ドラム周りの空気は、感光体ドラムの非画像領域に形成された吸気口から直接に感光体ドラムの内部に取り込むようになっている。したがって、吸気用のダクト等の感光体ドラム周りに付加する構成が不要であり、感光体ドラム周りの構成の小型化、さらには画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
上記の画像形成装置において、前記感光体ドラムは、前記静電潜像が形成される画像領域の両側に前記非画像領域を有し、前記排気口から遠い方の非画像領域には、前記吸気口として第１の吸気口が形成され、前記排気口から近い方の非画像領域には、前記吸気口として第２の吸気口が形成され、前記感光体ドラムの回転軸線方向における中心点と前記第１の吸気口との間には、前記フィルタとして第１のフィルタが設けられ、前記中心点と前記第２の吸気口との間には、前記フィルタとして第２のフィルタが設けられ、前記排気口には、前記排気口から前記第２のフィルタを貫通して前記第２のフィルタ方向に延びるパイプ部材が接続されている構成としてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、排気装置が稼動すると、感光体ドラムにおける画像領域の両側の非画像領域に形成された第１および第２の吸気口から、感光体ドラム周りの空気が感光体ドラムの内部空間に取り込まれる。第１および第２の吸気口から取り込まれた空気は、それぞれ第１のフィルタおよび第２のフィルタを通過し、さらにパイプ部材内を通過して感光体ドラムの排気口から排出される。したがって、第１および第２の吸気口から感光体ドラム周りの空気を効率よく感光体ドラムの内部に取り込むことができ、かつ第１および第２のフィルタによって空気中に含まれる放電生成物や塵を効率よく補足することができる。
【００１９】
上記の画像形成装置において、前記パイプ部材の外周面には、放電生成物を吸着する吸着層が形成されている構成としてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、空気中に含まれる放電生成物がフィルタにて捕捉されなかった場合、その放電生成物は感光体ドラム内部におけるパイプ部材の外周面の吸着層に吸着され、空気中から除去される。したがって、小型化した構成であってもさらに効率よく放電生成物を除去することができる。
【００２１】
上記の画像形成装置において、前記パイプ部材における前記第２のフィルタ方向の端部には、感光体ドラムの回転軸線方向に延びる複数の通気孔を有し、これら通気孔が回転軸線周りに並ぶように形成され、隣り合う通気孔の間にフィンが形成され、前記回転軸線方向における前記パイプ部材側とは反対側の端部が閉じた形状の円筒状フィン部材が接続され、前記円筒状フィン部材の外周面には前記吸着層が形成されている構成としてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、空気中に含まれる放電生成物がフィルタにて捕捉されなかった場合、その放電生成物は感光体ドラム内部におけるパイプ部材および円筒状フィン部材の外周面の吸着層に吸着され、空気中から除去される。この場合、パイプ部材を経て排気口から排出される空気は、円筒状フィン部材の吸着層を有するフィンと接触した後、パイプ部材内に取り込まれる。したがって、小型化した構成であってもさらに効率よく放電生成物を除去することができる。
【００２３】
上記の画像形成装置において、前記吸着層はゼオライトを含んでいる構成としてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、ゼオライトは空気中に含まれる放電生成物としてのオゾンを効果的に分解することができるので、空気中に含まれる放電生成物としてのオゾンを除去する機能をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
上記のように、本発明では、放電生成物を空気中から除去するための構成が、排気装置を除いて、感光体ドラムに収納されている。たとえば、感光体ドラム周りの空気は、感光体ドラムの非画像領域に形成された吸気口から直接に感光体ドラムの内部に取り込むようになっている。したがって、吸気用のダクト等の感光体ドラム周りに付加する構成が不要であり、感光体ドラム周りの構成の小型化、さらには画像形成装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した感光体ドラムおよび帯電装置を示す斜視図である。
【図４】図１に示した感光体ドラムの内部構造を示す説明図である。
【図５】図１に示した感光体ドラムのドラムボス部と円筒状フィン部材とを示す斜視図である。
【図６】図１に示した帯電装置の具体的構成を、一部を破断して示す斜視図である。
【図７】図４に示した排気装置の稼動により発生する空気の流れを示す説明図である。
【図８】図５に示した、ゼオライトからなる吸着層による画像欠陥の防止機能について調べた実験結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置１００の構成を示す縦断面図である。画像形成装置１００は、たとえばスキャナとプリンタと周辺機器とを備えた複合機であり、外部から入力された画像データまたは原稿読取りによって得られた画像データに基づいて、記録用紙に対して多色または単色の画像を形成する装置である。
【００２８】
画像形成装置１００は、最上部に自動原稿搬送装置１０１を備え、その下方に順次、原稿読取部１０２、定着部１０３、画像形成部１０４、露光部１０５、手差し給紙部１０６および内部給紙部１０７を備えている。
【００２９】
自動原稿搬送装置１０１は、原稿トレイ９３上に配置された原稿を原稿載置台９２の上に自動的に搬送する。自動原稿処理装置１２０は矢印Ｍ方向、すなわち後端部を中心に上下方向に回動自在に構成されている。これにより、原稿載置台９２を開放可能であり、開放した原稿載置台９２上に原稿を手で置けるようになっている。
【００３０】
原稿読取装部１０２は、原稿が載置される透明ガラスからなる上記原稿載置台９２を上面に有し、原稿載置台９２上に載置された原稿の画像を読み取り、画像データを取得する。
【００３１】
露光部１０５は、レーザ出射部、ポリゴンミラー、収束レンズおよび反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）からなる。レーザ出射部から出射されるレーザ光は、ポリゴンミラーにより偏向され、収束レンズにより収束され、反射ミラーにより反射されて、画像形成部１０４における感光体ドラム３に照射される。感光体ドラム３の表面は所定の電位および極性に帯電されており、レーザ光が照射されることにより、画像データに応じた静電潜像が形成される。なお、露光部１０５としては、前記レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）の他、ＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子をアレイ状に並べた書込み装置（たとえば、書込みヘッド）を使用することもできる。
【００３２】
画像形成部１０４は、ブラック（Ｋ）、ならびにカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成を行う。このために、画像形成部１０４は、４つのトナー像形成部１１１および中間転写ユニット６を備えている。
【００３３】
各トナー像形成部１１１は、上記の各色に対応して設けられ、中間転写ユニット６における中間転写ベルト６１の移動方向（回転方向）に一列に配置されている。各トナー像形成部１１１は、それぞれ同様の構成であり、感光体ドラム３の周りに、現像ユニット２、クリーナユニット４および帯電装置５を有している。
【００３４】
帯電装置５は、感光体ドラム３の回転軸線方向に沿って延びており、感光体ドラム３の表面から所定の間隙を有して離隔するように配置される。帯電装置５は、チャージャ型の装置であり、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。
【００３５】
現像ユニット２は、感光体ドラム３に対向しかつ圧接するように設けられ、感光体ドラム３の表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像とする。このトナー像は、感光体ドラム３の表面から中間転写ベルト６１上に転写される。
【００３６】
クリーナユニット４は、現像、および中間転写ベルト６１へのトナー像の転写後における感光体ドラム３の表面に残留したトナーを除去し、回収する。
【００３７】
中間転写ユニット６は、各感光体ドラム３の上方に配置され、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、一次転写ローラ６４、中間転写ベルトクリーニングユニット６５および二次転写ローラ１０備えている。
【００３８】
中間転写ベルト６１は、中間転写ベルト駆動ローラ６２と中間転写ベルト従動ローラ６３との間に張架されてループ状の移動経路を形成している無端状のベルト部材であり、その厚みは１００μｍ〜１５０μｍ程度である。この中間転写ベルト６１を挟んで感光体ドラム３に対向する位置に、一次転写ローラ６４が配置されている。中間転写ベルト６１が感光体ドラム３に対向する位置が一次転写位置である。
【００３９】
一次転写ローラ６４には、感光体ドラム３の表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト６１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム３に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト６１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト６１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。但し、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つのトナー像形成部１１１の各感光体ドラム３のうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像およびトナー像の形成が行われる。たとえば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム３のみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト６１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。
【００４０】
一次転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（たとえばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（たとえば、ＥＰＤＭ：エチレンプロピレン共重合ゴム、発泡ウレタンなど）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト６１に均一に高電圧を印加する。
【００４１】
一次転写ローラ６４によって中間転写ベルト６１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト６１の回転によって、二次転写ローラ１０との対向位置である二次転写位置に搬送される。
【００４２】
二次転写ローラ１０は、画像形成時において、内周面が中間転写ベルト駆動ローラ６２の周面に接触する中間転写ベルト６１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。二次転写ローラ１０には、内部給紙部１０７または手差し給紙部１０６から給紙された記録用紙が二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間を通過する際に、トナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト６１の外周面から記録用紙の表面にトナー像が転写される。また、二次転写位置において前記ニップ圧を定常的に得るために、二次転写ローラ１０および中間転写ベルト駆動ローラ６２のいずれか一方のローラが、金属などからなる硬質材料にて形成され、他方のローラが、弾性ゴムや発泡性樹脂などからなる軟質材料にて形成されている。
【００４３】
感光体ドラム３の一部または全部から中間転写ベルト６１に付着したトナーのうち記録用紙上に転写されずに中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５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６５には、中間転写ベルト６１に当接してトナーを除去するクリーニングブレードが備えられている。
【００４４】
定着部１０３は、ヒートローラ７１および加圧ローラ７２を有する。二次転写位置においてトナー像が転写された記録用紙は、定着部１０３へ導かれ、ヒートローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することで加熱および加圧される。これによって、トナー像が記録用紙の表面に堅牢に定着する。なお、定着部１０３において、ヒートローラ７１には外部からヒートローラ７１を加熱する外部定着ベルト７３が接触して設けられ、図示しない温度検出器によって検出される温度データに基づいて、ヒートローラ７１が所定の定着温度となるように制御される。トナー像が定着した記録用紙は、搬送ローラ１２ｂによって排紙トレイ９１上へ排出される。
【００４５】
画像形成装置１００には、内部給紙部１０７および手差し給紙部１０６に収容されている記録用紙を二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間および定着部１０３を経由して排紙トレイ９１へ送るための略垂直方向に延びる用紙搬送路Ｓが設けられている。用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ、およびレジストローラ１３が配置されている。
【００４６】
搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、記録用紙の搬送を促進しかつ補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１１ａは、内部給紙部１０７の端部近傍に備えられ、内部給紙部１０７から記録用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。また、ピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙部１０６の端部近傍に備えられ、手差し給紙部１０６から記録用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００４７】
レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている記録用紙を一旦保持する。そして、中間転写ベルト６１上のトナー像の先端と記録用紙の先端とを合わせるタイミングにて、二次転写ローラ１０と中間転写ベルト６１との間に記録用紙を搬送する機能を有している。
【００４８】
また、画像形成装置１００において、記録用紙の両面に画像を形成する両面印字の場合には、片面印字が終了し定着部１０３を通過した記録用紙は、その後端が搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆回転することによって搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導かれる。搬送ローラ１２ｃ、１２ｄに導かれた記録用紙は、レジストローラ１３、二次転写ローラ１０および定着部１０３を通過し、裏面の印字が行われて、排紙トレイ９１に排出される。
【００４９】
次に、画像形成装置１００の電気的構成について説明する。図２は、画像形成装置１００の電気的構成を示すブロック図である。
【００５０】
図２に示すように、画像形成装置１００は、装置制御部２１、記憶装置２２、演算部２３、表示部２４、入力部２５、ＵＳＢ／ＬＡＮ２６、読取部２７、画像処理部２８、画像形成部１０４および周辺機器制御部２９を備えている。
【００５１】
装置制御部２１は、画像形成装置１００における画像形成動作を統括的に制御する。記憶装置２２は、画像形成装置１００の上面に配置される操作パネルを介して入力される印刷指令、画像形成装置１００内部の各所に配置される各種センサなどからの検知結果、外部機器からＵＳＢ／ＬＡＮ２６を介して入力される画像情報、画像形成装置１００内部の各ユニットの動作を制御するための各種設定値およびデータテーブル、並びに各種制御を実行するためのプログラムなどを記憶する。なお、上記操作パネルは、表示部２４および入力部２５を備えている。
【００５２】
記憶装置２２としては、たとえばリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を使用できる。外部機器は、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気機器あるいは電子機器である。たとえば、コンピュータ、デジタルカメラなどが挙げられる。
【００５３】
演算部２３は、記憶装置２２に記憶されている各種データ、たとえば印刷指令、検知結果および画像情報、並びに各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知と各種判定との少なくとも一方を行う。装置制御部２１は、演算部２３における各種判定結果および演算結果などに応じて各部に制御信号を送信し、各部を制御する。
【００５４】
装置制御部２１および演算部２３は、たとえば中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。
【００５５】
周辺機器制御部２９は、画像形成装置１００に接続される周辺機器を制御する。周辺機器は、たとえば後処理装置としてのフィニッシャやソータである。
【００５６】
次に、図１に示した感光体ドラム３および帯電装置５について説明する。図３は感光体ドラム３および帯電装置５を示す斜視図、図４は感光体ドラム３の内部構造を示す説明図、図５は感光体ドラム３のドラムボス部３０６と円筒状フィン部材３１２とを示す斜視図である。
【００５７】
図３に示すように、感光体ドラム３は、円筒状のドラム形状を呈し、駆動装置（図示せず）によって回転軸線まわりに回転駆動される。感光体ドラム３は円筒状の導電性基体３０１を有し（図４参照）、導電性基体３０１の表面に感光層３０２（図３参照）を有する。この感光層３０２の表面は、静電潜像が形成される画像領域となっている。
【００５８】
また、感光体ドラム３は、感光層３０２の両端部に隣接して円筒状のフランジ部３０３，３０４を有している。フランジ部３０３は感光層３０２の一端部に隣接し、フランジ部３０４は感光層３０２の他端部に隣接している。フランジ部３０３，３０４は、静電潜像が形成されない非画像領域に相当する部分である。
【００５９】
さらに感光体ドラム３は、一方のフランジ部３０３の回転軸線方向外側に隣接して、感光体ドラム３を回転駆動するためのギア部３０５を有し、他方のフランジ部３０４の回転軸線方向外側に隣接してドラムボス部３０６を有する。各フランジ部３０３，３０４には、フランジ部３０３，３０４の周方向に複数個の吸気口３０９が形成されている。この吸気口３０９により、感光体ドラム３の内部空間と外部空間とが連通している。
【００６０】
感光体ドラム３の導電性基体３０１内の空間における、両フランジ部３０３，３０４の近傍位置であって両フランジ部３０３よりも内方側の位置には、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８が設けられている。オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７は一方のフランジ部３０３の近傍位置に配置され、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０８は他方のフランジ部３０４の近傍位置に配置されている。これらオゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８は、たとえば活性炭フィルターからなり、オゾンを含む放電生成物および塵を捕捉するものである。
【００６１】
ドラムボス部３０６はボス部３１０およびパイプ部（パイプ部材）３１１を有している。ボス部３１０は、感光体ドラム３の回転軸線方向におけるフランジ部３０４側の外端部に位置している。パイプ部３１１は、ボス部３１０におけるフランジ部３０４側の面から反対側のギア部３０５方向へ、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０８を貫通して、感光体ドラム３の回転軸線方向に沿って延びている。
【００６２】
パイプ部３１１における感光体ドラム３の回転軸線方向の内方側の端部には、円筒状フィン部材３１２が設けられている。この円筒状フィン部材３１２は、パイプ部３１１における上記端部から反対側のギア部３０５方向へ、感光体ドラム３の回転軸線方向に沿って延びている。円筒状フィン部材３１２には、感光体ドラム３の回転軸線方向に延びる多数の通気孔３１５が、円筒状フィン部材３１２の周方向に並ぶように形成されている。通気孔３１５は、円筒状フィン部材３１２を貫通し、円筒状フィン部材３１２内部の気体流路（図示せず）と連通している。また、隣り合う通気孔３１５の間にはフィン３１６が形成されている。したがって、各フィン３１６は、円筒状フィン部材３１２の外周面において、感光体ドラム３の回転軸線方向に形成され、円筒状フィン部材３１２の半径方向に所定の高さを有している。さらに、円筒状フィン部材３１２は、前記回転軸線方向におけるパイプ部３１１側とは反対側の端部が閉じた形状となっている。
【００６３】
ドラムボス部３０６のボス部３１０の中心部には、図５に示すように、感光体ドラム３の回転軸線方向に延びる排気口３１３が形成され、この排気口３１３は、パイプ部３１１内の気体流路３１４と連通している。さらに、この気体流路３１４は円筒状フィン部材３１２内の気体流路（図示せず）と連通している。なお、図５では、パイプ部３１１と円筒状フィン部材３１２とを切り離した状態を示している。
【００６４】
パイプ部３１１および円筒状フィン部材３１２の外周面には、浮遊する窒素酸化物などの放電生成物を吸着する吸着層３１７が形成されている。放電生成物は、感光体ドラム３を帯電させるときの帯電装置５の放電動作により発生するものである。上記吸着層３１７は、パイプ部３１１および円筒状フィン部材３１２の表面に、たとえばゼオライトを塗布して形成したものである。
【００６５】
吸着層３１７を形成する吸着剤としては、上記ゼオライトのほか、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、あるいは活性アルミナなどを使用可能であるものの、ゼオライトが好ましい。
【００６６】
ゼオライトは、窒素酸化物などの放電生成物に対する吸着性能が優れた材料である。したがって、吸着層３１７としてゼオライトを使用すれば、放電生成物を吸着除去する効率を向上させることができる。ゼオライトは、ＴＯ４四面体（Ｔ＝Ｓｉ，Ａｌ）が頂点の酸素（Ｏ）原子を共有した三次元ネットワークの構造をもち、構造を壊さずに脱着が可能なゼオライト水と交換可能な陽イオンとを含むアルミノケイ酸塩質の結晶材料であり、結晶中に微細な細孔を有する。
【００６７】
ゼオライトからなる吸着層３１７をパイプ部３１１および円筒状フィン部材３１２に形成する方法としては、次の２つの方法を挙げることができる。第１の方法は、シリカ・アルミナゲルとテトラプロピルアンモニウム塩との混合水溶液を用い、高いｐＨ領域で１００〜２００℃の水熱条件下で結晶を析出させることによって、吸着層５２１を形成するものである。第２の方法は、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）中にゼオライト粒子が分散されたペースト状の分散液を用い、塗布法によって吸着層５２１を形成するものである。
【００６８】
ドラムボス部３０６側における感光体ドラム３の回転軸線方向の位置には、排気ファン４０２を備えた排気装置４０１が設けられている。この排気装置４０１は、感光体ドラム３の周囲から、感光体ドラム３の内部を通り、画像形成装置１００の外部へ至る空気の流れを形成し、画像形成装置１００内部の空気を上記の経路で画像形成装置１００の外部に排気するものである。
【００６９】
帯電装置５は、図３に示すように、感光体ドラム３の感光層３０２と所定の間隔をおいて対向するように配置されている。図６に示すように、帯電装置５は、放電電極５１２、保持部材５１５、放電電極５１２およびシールドケース５１１、およびグリッド電極５１４を備えている。図６は、図１に示した帯電装置５の具体的構成を、一部を破断して示す斜視図である。
【００７０】
シールドケース５１１は、感光体ドラム３の回転軸線に平行な長手方向に沿って延び、感光体ドラム３との対向領域がシールド開口部５１１ａとなっている。このシールドケース５１１は、たとえばステンレス鋼製であり、その外観形状が直方体で内部空間を有する。シールドケース５１１の底面には保持部材５１５が設けられ、この保持部材５１５に放電電極５１２がねじ５１６により固定されている。
【００７１】
放電電極５１２は、感光体ドラム３の軸線方向に延びる平板部５１２ａと、平板部５１２ａの短手方向（感光体ドラム３の回転軸線方向に垂直な方向）の一端面から短手方向に突出するように形成される先鋭状突起部５１２ｂとを有し、板状に形成されている。放電電極５１２の材料としては、電圧の印加によってコロナ放電が可能であり、また先鋭状突起部５１２ｂの形成が可能であれば特に制限なく使用でき、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄などが挙げられる。これらの中でも、ステンレス鋼が好ましい。グリッド電極５１４は、シールドケース５１１のシールド開口部５１１ａに設けられ、感光体ドラム３表面の帯電電位を調整する。
【００７２】
帯電装置５では、放電電極５１２に数ｋＶの電圧が印加されてコロナ放電することにより、感光体ドラム３の表面を帯電させる。この場合、グリッド電極５１４に所定のグリッド電圧が印加されることによって感光体ドラム３の表面の帯電状態を均一にすることができる。
【００７３】
上記の構成において、感光体ドラム３の表面を所定電位に帯電するために、帯電装置５においてコロナ放電が行われると、窒素酸化物やオゾンなどの放電生成物が生成される。この放電生成物は感光体ドラム３の周囲を漂い、特に窒素酸化物は感光体ドラム３に付着すると異常画像の原因となる。
【００７４】
一方、排気装置４０１が稼動すると、感光体ドラム３内部の空気が吸引され、その空気は、ドラムボス部３０６の排気口３１３を介して感光体ドラム３の外部へ排出され、さらに画像形成装置１００の外部へ排出される。これに伴い、感光体ドラム３周辺の空気は、感光体ドラム３内に取り込まれた後、上記の感光体ドラム３内部の空気と同様の経路にて画像形成装置１００の外部に排出される。以下、この動作について詳細に説明する。
【００７５】
図７は、排気装置４０１の稼動により発生する空気の流れを示す説明図である。排気装置４０１が稼動すると、感光体ドラム３の周囲の空気は、フランジ部３０３，３０４の吸気口３０９から感光体ドラム３の内部に取り込まれる（空気流Ｆ）。
【００７６】
感光体ドラム３に取り込まれた空気は、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８を通過して、両オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８の間の領域に取り込まれる（空気流Ｆ）。この際に、空気中に含まれるオゾンなどの放電生成物および塵は、オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８に捕捉され、空気中から除去される。
【００７７】
次に、両オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８の間の領域に取り込まれた空気は、円筒状フィン部材３１２の通気孔３１５から円筒状フィン部材３１２内の空間に取り込まれ、さらにドラムボス部３０６におけるパイプ部３１１の気体流路３１４、およびボス部３１０の排気口３１３を経て、感光体ドラム３の外部に排出される。感光体ドラム３の外部に排出された空気は、さらに排気装置４０１によって画像形成装置１００の外部に排出される。
【００７８】
ここで、両オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８の間の領域に取り込まれた空気に含まれる放電生成物（両オゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８にて捕捉されなかったもの）は、パイプ部３１１の表面の吸着層３１７および円筒状フィン部材３１２のフィン３１６の表面の吸着層３１７に吸着される。この場合、パイプ部３１１を経て排気口３１３から排出される空気は、円筒状フィン部材３１２の吸着層３１７を有するフィン３１６と接触した後、パイプ部３１１内に取り込まれるので、効率よく放電生成物を除去することができる。したがって、帯電装置５のコロナ放電によって生じた放電生成物は、感光体ドラム３の感光層３０２に付着することがなく、また画像形成装置１００の外部に排出されることがない。これにより、放電生成物が感光体ドラム３の感光層３０２に付着することに起因する画像の白抜けや像流れなどの画像欠陥を防止することができる。
【００７９】
また、一酸化窒素（ＮＯ）の分子量は３０．０ｇ／ｍｏｌであり、二酸化窒素（ＮＯ２）の分子量は４６．０ｇ／ｍｏｌであり、空気の分子量は２８．９ｇ／ｍｏｌである。したがって、一酸化窒素や二酸化窒素からなる窒素酸化物などの放電生成物は空気より重い。そのため、帯電装置５が感光体ドラム３の表面を帯電させるときに発生する放電生成物は、感光体ドラム３の表面に沿って鉛直方向下方に流動することになる。
【００８０】
すなわち、放電生成物は空気中に舞い上がることなく、感光体ドラム３の周囲から鉛直方向下方に流動するので、フランジ部３０３，３０４の吸気口３０９から感光体ドラム３内部への空気流によって感光体ドラム３の内部に取り込み、感光体ドラム３内部のオゾンフィルター兼集塵フィルター３０７，３０８および吸着層３１７によって効率よく除去することができる。
【００８１】
また、空気中から放電生成物を除去するための構成のうち、空気流を生成する排気装置４０１以外の構成は、感光体ドラム３に収納できるようになっている。これにより、感光体ドラム３周りの構成、さらには画像形成装置の小型化が可能となっている。
【００８２】
図８には、ゼオライトからなる吸着層３１７による画像欠陥の防止機能について調べた実験結果を示す。
【００８３】
この実験での条件、測定項目は次のとおりである。
・感光体ドラム３のサンプル：吸着層３１７を設けない構成を含め、吸着層３１７の膜厚が異なる１０種類（８つの実施例と２つの比較例）の感光体ドラム３のサンプルを作成し、画像形成装置１００に搭載した。
・測定項目：各サンプルについて、５０枚コピー後、１時間の放置状態を経て、（１）温度２５℃、湿度５％の環境下での感光体円周長ピッチでの白抜けレベル（測定画像は中間画像）、（２）温度３５℃、湿度８５％の環境下での感光体表面における静電潜像流れレベル（測定画像は文字画像）について調べた。総コピー枚数は３０００枚／月であり、上記（１）（２）については目視にて評価した。
・排気装置４０１：排気装置４０１が発生する空気流の風速は３ｍ/secとし、排気装置４０１の稼動時間を印刷終了後６０秒間とした。
【００８４】
図８の評価結果における◎、○、△、×の意味は次の通りである。
◎：画像ピッチムラ無し／文字にじみ無し。
○：画像ピッチムラわずかに有り（画像横方向に幅１０ｍｍまでの淡い白すじ有り）／文字にじみわずかに有り（文字のにじみがわずかに有り）。
△：画像ピッチムラ有り（画像横方向に幅２０ｍｍまでの白すじ有り）／文字にじみ有り（文字のにじみがわずかに有り）。
×：画像ピッチムラ非常に有り（画像横方向に幅２０ｍｍ超の白すじ有り）／文字認識不可。
【００８５】
図８の結果から、ゼオライトからなる吸着層３１７の好ましい厚みの範囲は、４０μｍ以上、１５０μｍ以下であることが分かった。また、放電生成物についての吸着能力とコスト面とを考慮した場合、さらに好ましい吸着層３１７の厚みの範囲は、５０μｍ以上、１００μｍ以下である。すなわち、吸着層３１７の厚みを１５０μｍとした場合、放電生成物についての吸着能力は良好であるものの、層の厚みが厚くなる分、コストアップとなる。吸着層３１７を上記のような好ましい範囲とすれば、空気中の放電生成物を吸着して除去する吸着層３１７の能力を長期間にわたって維持できる。
【００８６】
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。
【符号の説明】
【００８７】
３ 感光体ドラム
５ 帯電装置
１００ 画像形成装置
１０１ 自動原稿搬送装置
１０２ 原稿読取部
１０３ 定着部
１０４ 画像形成部
１０５ 露光部
１０６ 手差し給紙部
１０７ 内部給紙部
１１１ トナー像形成部
３０２ 感光層
303,304 フランジ部
３０５ ギア部
３０６ ドラムボス部
307,308 オゾンフィルター兼集塵フィルター
３０９ 吸気口
３１０ ボス部
３１１ パイプ部
３１２ 円筒状フィン部材
３１３ 排気口
３１４ 気体流路
３１５ 通気孔
３１６ フィン
４０１ 排気装置
４０２ 排気ファン
５１１ シールドケース
５１２ 放電電極
５１４ グリッド電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される円筒形の感光体ドラムと、
この感光体ドラムをコロナ放電により帯電させるコロナ帯電器と、
画像形成装置内部の空気を機外に排出する排気装置とを備えている画像形成装置において、
前記感光体ドラムには、回転軸線周りの外周面における、前記静電潜像が形成されない非画像領域に、感光体ドラムの内部空間に感光体ドラム周囲の空気を取り込むための吸気口が形成され、回転軸線方向における一方の端面に、感光体ドラムの内部空間の空気を排出するための排気口が形成され、前記内部空間における前記吸気口と前記排気口との間に、空気中に含まれる、上記コロナ放電による放電生成物を捕捉するフィルタが設けられ、
前記排気装置は、前記吸気口から、前記フィルタを経て前記排気口に至る空気の流れを形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体ドラムは、前記静電潜像が形成される画像領域の両側に前記非画像領域を有し、前記排気口から遠い方の非画像領域には、前記吸気口として第１の吸気口が形成され、
前記排気口から近い方の非画像領域には、前記吸気口として第２の吸気口が形成され、
前記感光体ドラムの回転軸線方向における中心点と前記第１の吸気口との間には、前記フィルタとして第１のフィルタが設けられ、前記中心点と前記第２の吸気口との間には、前記フィルタとして第２のフィルタが設けられ、
前記排気口には、前記排気口から前記第２のフィルタを貫通して前記第１のフィルタ方向に延びるパイプ部材が接続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３】
前記パイプ部材の外周面には、放電生成物を吸着する吸着層が形成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４】
前記パイプ部材における前記第２のフィルタ方向の端部には、感光体ドラムの回転軸線方向に延びる複数の通気孔を有し、これら通気孔が回転軸線周りに並ぶように形成され、隣り合う通気孔の間にフィンが形成され、前記回転軸線方向における前記パイプ部材側とは反対側の端部が閉じた形状の円筒状フィン部材が接続され、前記円筒状フィン部材の外周面には前記吸着層が形成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５】
前記吸着層はゼオライトを含んでいることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像が形成される円筒形の感光体ドラムと、
この感光体ドラムをコロナ放電により帯電させるコロナ帯電器と、
画像形成装置内部の空気を機外に排出する排気装置とを備えている画像形成装置において、
前記感光体ドラムには、回転軸線周りの外周面における、前記静電潜像が形成されない非画像領域に、感光体ドラムの内部空間に感光体ドラム周囲の空気を取り込むための吸気口が形成され、回転軸線方向における一方の端面に、感光体ドラムの内部空間の空気を排出するための排気口が形成され、前記内部空間における前記吸気口と前記排気口との間に、空気中に含まれる、上記コロナ放電による放電生成物を捕捉するフィルタが設けられ、
前記排気装置は、前記吸気口から、前記フィルタを経て前記排気口に至る空気の流れを形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体ドラムは、前記静電潜像が形成される画像領域の両側に前記非画像領域を有し、前記排気口から遠い方の非画像領域には、前記吸気口として第１の吸気口が形成され、
前記排気口から近い方の非画像領域には、前記吸気口として第２の吸気口が形成され、
前記感光体ドラムの回転軸線方向における中心点と前記第１の吸気口との間には、前記フィルタとして第１のフィルタが設けられ、前記中心点と前記第２の吸気口との間には、前記フィルタとして第２のフィルタが設けられ、
前記排気口には、前記排気口から前記第２のフィルタを貫通して前記第１のフィルタ方向に延びるパイプ部材が接続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３】
前記パイプ部材の外周面には、放電生成物を吸着する吸着層が形成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４】
前記パイプ部材における前記第２のフィルタ方向の端部には、感光体ドラムの回転軸線方向に延びる複数の通気孔を有し、これら通気孔が回転軸線周りに並ぶように形成され、隣り合う通気孔の間にフィンが形成され、前記回転軸線方向における前記パイプ部材側とは反対側の端部が閉じた形状の円筒状フィン部材が接続され、前記円筒状フィン部材の外周面には前記吸着層が形成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５】
前記吸着層はゼオライトを含んでいることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【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２０１１−２４８００６（Ｐ２０１１−２４８００６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１９６０８（Ｐ２０１０−１１９６０８）
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【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２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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