JP2002031991A

JP2002031991A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002031991A
Application number: JP2000213671A
Authority: JP
Inventors: Ryuta Takechi; 隆太武市
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】外気中の汚染物質を充分に除去できる画像形
成装置を提供する。【解決手段】感光体３の周面を帯電する帯電ローラ５
と、露光により帯電した感光体３に静電潜像を形成する
露光装置６と、感光体３の静電潜像にトナーを供給して
トナー像として現像する現像ユニット７と、トナー像を
用紙に転写する転写ユニット９と、感光体３の周面に潤
滑剤を供給する潤滑剤供給装置１５とを備え、前側ファ
ン４３及び後側ファン５３により導入された空気を感光
体３に向けて送風する複写機１において、導入された空
気を液体に通過させた後、感光体３に向けて送風する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像形成装置の感光体を帯電器
により帯電する場合、その帯電器の放電によりＮＯｘ、
ＳＯｘ、オゾン等、様々な放電生成物が発生することが
知られている。放電生成物の中には、例えば、硝酸アン
モニウム等の化合物も含まれる。この硝酸アンモニウム
は、潮解性が高く、感光体表面に付着すると高湿下にお
いては水分子と容易に結びつく。このため、放電生成物
が感光体に付着した場合には、水分子を感光体上に呼び
込み、放電生成物自身が電解質となって感光体の表面抵
抗を低下させてしまうことがある。このように、感光体
の表面抵抗が低下すると、静電潜像を維持できず、画像
再現性が低下し、ぼやけた画像（画像ボケ）が発生する
原因となってしまう。

【０００３】通常、感光体に付着した放電生成物は、感
光体をクリーニングするクリーニングブレードにより除
去されることが多い。しかし、感光体の表面削れによる
寿命低下等を改善するため感光体表面に潤滑剤を塗布
し、感光体の磨耗量を低減している場合には、潤滑剤が
クリーニングブレードによる放電生成物の除去を妨げる
ので、放電生成物の除去が充分に行えなくなってしま
い、画像ボケが発生してしまうことがある。

【０００４】このため、外気を導入することにより空気
を感光体に向けて送る送風機を感光体の上流側に設け、
この送風機の送風により、帯電器の周囲に気流を発生さ
せ、放電生成物が感光体に付着する前に、導入した外気
とともに放電生成物を画像形成装置外に排出している。
また、外気に含まれる煙草の煙等の汚染物質が画像形成
装置内に入り込むと、放電生成物を上回る量が感光体に
付着してしまうので、これを防止するためにフィルタに
より送風機が導入する空気中の汚染物質を除去してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したフィ
ルターでは、サブミクロン単位までの粒子を捕集するこ
とは可能であるが、煙草の煙に含まれる酸化窒素やアン
モニア等の分子レベルの気体を除去することができず、
空気中の汚染物質の除去が充分でないという課題があ
る。

【０００６】特に、煙草の煙に含まれる酸化窒素やアン
モニア等は、感光体に直接付着して感光体を汚すととも
に、帯電器の放電による放電生成物の硝酸アンモニウム
の生成に寄与するので、画像ボケ等の異常画像が発生し
易くなってしまう。

【０００７】そこで、本発明は、空気中の汚染物質を充
分に除去できる画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、像担持体の周面を帯電する帯電手段と、露光により
帯電した像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、像
担持体の静電潜像にトナーを供給してトナー像として現
像する現像手段と、トナー像を用紙に転写する転写手段
と、像担持体の周面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段
とを備え、送風機により導入された空気を像担持体に向
けて送風する画像形成装置において、導入された空気を
液体に通過させた後、像担持体に向けて送風することを
特徴とする。

【０００９】この請求項１に記載の発明では、送風機に
より導入された空気が液体を通っているとき、フィルタ
ーによる除去が困難な空気中の分子レベルの汚染物質
（例えば、煙草の煙の成分であるアンモニア、ニコチン
等）が液体に溶解したり、液体の成分と化学反応を起こ
したりすることにより除去される。空気は液体を通過し
た後、像担持体に向けて流れ、帯電手段の放電により生
成された放電生成物（例えば、硝酸アンモニウム等）を
像担持体近傍から排出する。

【００１０】導入された空気を液体に通過させることに
より、フィルタによる除去が困難な分子レベルの汚染物
質を除去できるので、空気中の汚染物質を充分に除去す
ることができる。また、空気の汚染物質を充分に除去で
きるとともに、この空気が放電生成物を像担持体近傍か
ら排出することにより、汚染物質や放電生成物が像担持
体に付着することを防止できるので、画像ボケ等の異常
画像の発生を防止できる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、液体は、水又は水溶液であることを特
徴とする。

【００１２】この請求項２に記載の発明では、請求項１
に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、水や
水溶液は化学的に安定しているので、取り扱いが容易で
ある。特に水を用いた場合には、オフィス等においても
容易に入手できるので、交換が容易であり、コストの低
減が図れる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、液体を通過した空気を加熱する
加熱手段を備え、加熱手段は、像担持体の温度よりも低
い温度に空気を加熱することを特徴とする。

【００１４】この請求項３に記載の発明では、請求項１
又は２に記載の発明と同様な作用効果を奏するととも
に、加熱手段による加熱で空気の温度が上昇するので、
空気の相対湿度を下げることができ、湿気の多い空気を
像担持体に送ることを防止できる。また、湿気の多い空
気を像担持体に送ることを防止できるとともに、加熱手
段が像担持体の温度よりも低い温度に空気を加熱するの
で、感光体に結露が生じるのを防止でき、異常画像の発
生を更に防止できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。図１
は、本実施の形態に係る複写機を示す透視図であり、図
２は、送風機からの空気の流れを説明する図であり、図
３は、画像形成装置の画像形成部を概略的に示す構成図
であり、図４は、潤滑剤供給部を概略的に示す断面図で
ある。

【００１６】図１及び図３に示すように、複写機（画像
形成装置）１は、画像を形成する画像形成部２と、空気
中の汚染物質（例えば、煙草の煙等）を除去する汚染物
質除去装置４１とを備えている。

【００１７】画像形成部２は、感光体（像担持体）３を
有しており、感光体３は、帯電ローラ（帯電手段）５の
放電によりその表面を一様に帯電されるようになってい
る。この感光体３の表面には、露光装置（露光手段）６
からの露光Ｌにより静電潜像を形成された後、その静電
潜像が現像ユニット（現像手段）７の現像スリーブ８に
よりトナーを供給されてトナー像として顕像化される。
感光体３の表面に形成されたトナー像は、転写ユニット
（転写手段）９の転写器１０により、図示しない給紙装
置から搬送ローラ１１を介して搬送された用紙に転写さ
れる。

【００１８】また、画像形成部２において、クリーニン
グユニット１２のクリーニングブレード１３は、転写後
に感光体３の表面に残留したトナーを掻き取って除去す
るものである。クリーニングブレード１１と帯電ローラ
５との間には、感光体３に残留する残留電荷を除去する
除電器（ＱＬ）１４が設けられている。

【００１９】クリーニングユニット１２の内部には、感
光体３の表面に潤滑剤を塗布（供給）する潤滑剤供給部
１５が設けられている。図４に示すように、潤滑剤供給
部１５は、固形潤滑剤１７を保持する保持ホルダ１９
と、供給ローラ２１と、クリーニングブラシ２３とを有
している。固形潤滑剤１７は、所定の圧で供給ローラ２
１に当接するように、保持ホルダ１９のスプリング２５
に加圧されている。供給ローラ２１は、その回転により
固形潤滑剤１７を削り取るようになっており、供給ロー
ラ２１が削り取った潤滑剤は、クリーニングブラシ２３
により感光体３表面に供給されるようになっている。

【００２０】感光体３に潤滑剤を供給するのは、感光体
３の磨耗による寿命低下を防止するためである。即ち、
感光体３の感光層がある程度削れてしまうと、感光体３
の電気特性が変化してしまい、所定の作像プロセスが行
えなくなってしまうからである。この磨耗は、作像プロ
セスにおいて、感光体３と他の作像ユニットとが接触す
る部位の全てに発生する。

【００２１】特に、感光体３に残留するトナーを力学的
に除去するクリーニングブレード１３による磨耗が大き
く、クリーニングブレード１３以外のユニットに対する
磨耗は、感光体３の実質寿命にあまり影響はない。この
クリーニングブレード１３による磨耗は、主に２つの形
態に分けられる。

【００２２】１つは、感光体３とクリーニングブレード
１３とで発生する剪断力による磨耗、もう１つは、トナ
ーがクリーニングブレード１３と感光体３とに挟まれ
て、砥石のような働きをし、磨耗するざらつき磨耗であ
る。尚、これらの磨耗を決定する要因として、感光体３
の構造状の強さ、クリーニングブレード１３の感光体３
に対する当接圧、トナー粒子の組成、感光体３の表面摩
擦係数（低下すると磨耗量が減少する）等がある。

【００２３】従って、本実施の形態では、固形潤滑剤１
７は、感光体３表面摩擦係数を低下させるために配置さ
れる。感光体３表面に潤滑剤が供給されると、感光体３
とクリーニングブレード１３との摩擦係数が低下し、感
光体３の磨耗量を減少させることが可能になる。この感
光体３の静止摩擦係数は、その磨耗に関しての観点か
ら、オイラーベルト方式による測定で、０．４以下であ
ると、感光体３の磨耗量が充分に減少することが分かっ
ている。

【００２４】ここで、オイラーベルト方式について説明
する。感光体３表面の外周１／４部分に、中厚上質紙を
紙すき方向が長手方向になるように切断したベルト状測
定部分を接触させ、その一方に荷重（例えば、１００
ｇ）をかけ、もう一方にフォースゲージをつないだ後
（設置した後）に、このフォースゲージを引っ張り、ベ
ルトが移動開始した際のフォースゲージの値（荷重）を
読取り、次の式（１）により算出する。

【００２５】

【数１】μｓ＝２／π×ｌｎ（Ｆ／Ｗ）・・・（１）但し μｓ：静止摩擦係数Ｆ：測定値Ｗ：荷重

【００２６】本実施の形態では、感光体３表面に潤滑剤
を供給することにより、上式（１）により算出された感
光体３の静止摩擦係数が０．４以下になるようにしてい
る。但し、常に０．４以下を維持するだけではなく、あ
る程度の磨耗量をコントロールする場合は、任意の時間
において０．４を超えることがあっても良い。また、磨
耗に対して更に効果の高い領域として０．３〜０．１に
もコントロールすることができる。この場合は、感光体
３の磨耗量に関しては更に少なくなることが観察され
た。尚、感光体３の静止摩擦係数の下限は、その環境条
件に合わせて任意に設定しても良い。

【００２７】本実施の形態では、固形潤滑剤１７とし
て、ＰＴＦＥ・ＰＶＤＦ等の各種フッ素含有樹脂を用い
ている。ここでフッ素樹脂について詳細に説明する。一
般にフッ素樹脂とは、分子中にフッ素原子を含有する合
成高分子のことであり、通常ポリテトラフルオロエチレ
ン（四ふっ化エチレン樹脂：略称ＰＴＦＥ）、テトラフ
ルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体（四ふっ化エチレン・パーフルオロアルコキシ
エチレン共重合樹脂：略称ＰＦＡ）、テトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（四ふっ化
エチレン・６ふっ化プロピレン共重合樹脂：略称ＦＥ
Ｐ）、テトラフルオロエチレンーエチレン共重合体（四
ふっ化エチレン・エチレン共重合樹脂：Ｅ／ＴＦＥ）、
ポリビニリデンフルオライド（ふっ化ビニリデン樹脂：
ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（三ふっ
化塩化エチレン樹脂：略称ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフ
ルオロエチレン−エチレン共重合体（三ふっ化塩化エチ
レン・エチレン共重合樹脂：略称Ｅ／ＣＴＦＥ）、テト
ラフロオエチレン−パーフロロジメチルジオキソール共
重合樹脂（略称ＴＦＥ／ＰＤＤ）、ポリビニルフルオラ
イド（ふっ化ビニル樹脂：略称ＰＶＦ）の９種類を指
す。

【００２８】このようなフッ素樹脂は、表面摩擦係数が
低いものが多く、耐熱性、耐薬品性に優れ、電気絶縁性
が良好である。これはフッ素分子の分極率が小さいため
含フッ素化合物の分子間凝集エネルギーが低いこと、構
造的に分子鎖表面が滑らかなこと、配向によって摩擦抵
抗が緩和されること等によると考えられる。

【００２９】尚、固形潤滑剤１７としては、例えば、シ
リコーン樹脂・ポリオレフィン系樹脂・シリコングリー
ス・フッ素グリース・パラフィンワックス・ステアリン
酸亜鉛等の脂肪酸金属塩・黒鉛・二硫化モリブデン等を
用いることができ、特に限定しない。また、潤滑剤とし
ては、粉末状の潤滑剤や、シリコンオイル・フッ素オイ
ル等の潤滑性液体をも用いることができる。

【００３０】汚染物質除去装置４１は、煙草の煙等の汚
染物質を除去するものであり、図１及び図２に示すよう
に、前側ファン（送風機）４３が設けられた前ダクト４
５と、水４７が溜められた液槽４９と、液槽４９に連結
された中間ダクト５１と、中間ダクト５１における空気
の排気側に設けられた後側ファン（送風機）５３とを有
している。

【００３１】前側ファン４３は、前ダクト４５に外気
（空気）を導入しており、前側ファン４３における空気
の導入側には、フィルタ５５が取り付けられている。本
実施の形態では、フィルタ５５は、静電引力やファンデ
ルワールス力を利用した物理的吸引方式であり、空気中
に含まれる埃や煙草の煙の粒子等を除去する。

【００３２】前ダクト４５は、液槽４９に溜められた水
４７の中まで設置されており、前側ファン４３により導
入された空気を、液槽４９の水４７の中に案内する。こ
れにより、煙草の煙の成分であるアンモニア、ニコチン
等が空気中に含まれていた場合には、これらが水４７に
溶解することによって空気中から除去される。尚、空気
中に、潮解性の高い硝酸アンモニウム、ＮＯｘ、ＳＯｘ
等、或いはイオン化傾向を持つ物質等が含まれていた場
合でも、これらが水４７に溶解することによって空気中
から除去できる。

【００３３】このように、フィルタ５５により、埃や煙
草の煙の粒子等を除去した後、水４７が、フィルタ５５
により除去が困難なアンモニア等の分子レベルの気体を
除去するので、空気中の汚染物質を充分に除去すること
ができる。また、水は化学的に安定しているので、取り
扱いが容易であり、しかも、オフィス等においても容易
に入手できるので、交換が容易であり、コストの低減が
図れる。

【００３４】尚、本実施の形態では、液槽４９には水４
７を入れたが、これに限定されるものではなく、例え
ば、塩基性や酸性等の極性を持つ水溶液を液槽４９に入
れることで、これらの水溶液の化学反応を利用して逆極
性の汚染物質を除去するようにしても良く、除去したい
汚染物質に対して適宜変更可能である。

【００３５】中間ダクト５１は、水４７を通った空気を
感光体３に案内する案内部５１ａと、感光体３周りの風
路部５１ｂとで構成されており、水４７を通った空気
は、後側ファン５３に吸引されることにより、案内部５
１ａ、風路部５１ｂを通って、後側ファン５３から排気
されるようになっている。

【００３６】中間ダクト５１には、例えば、ヒータ等の
熱源（加熱手段）５７が設けられており、熱源５７は、
中間ダクト５１を通る空気を加熱する。本実施の形態で
は、熱源５７は、水４９の温度（≒取り込み前の空気の
温度）よりも高い温度で、且つ感光体３の温度よりも低
い温度に、空気を加熱するように設定されている。即
ち、水４７の温度≒取り込み前空気＜熱源５７により加
熱された空気＜感光体３の温度になるように、空気を加
熱している。

【００３７】次に、上述した構成に基づき、本実施の形
態の作用を説明する。前側ファン４３により送風された
空気は、案内通路により案内されて液槽４９の水４７を
通る。このとき、アンモニア等の汚染物質が空気中に含
まれていた場合には、水４７に溶解することによって除
去される。

【００３８】水４７を通過した空気は、後側ファン５３
の吸引により、案内部５１ａを通り、案内部５１ａを通
る空気は、熱源５５により加熱される。これによって、
空気の温度が上昇し、空気の相対湿度が低下する。従っ
て、湿気の多い空気が感光体３に流れることを防止する
ことができる。また、熱源５５は、感光体３の温度より
も低くなるように空気を加熱するので、感光体３に結露
が生じるのを防止できる。

【００３９】案内部５１ａからの空気は感光体３周りの
風路部５１ｂを通り、帯電ローラ５の放電により生成さ
れた放電生成物（硝酸アンモニウム、ＮＯｘ、ＳＯｘ
等）と一緒に後側ファン５３から複写機１外に排気され
る。

【００４０】このように、前側ファン４３から感光体３
に向かう空気の汚染物質を充分に除去できるとともに、
この空気が放電生成物を複写機１外に排気することにの
で、汚染物質や放電生成物が感光体３に付着するのを防
止できるので、感光体３の汚れを防止でき、画像ボケ等
の異常画像の発生を防止できる。

【００４１】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
が可能である。例えば、図５に示すように、潤滑剤供給
装置１５において、供給ローラ２１を設けずに、クリー
ニングブラシ（回転部材）２３を感光体３と固形潤滑剤
１７とに接触させるようにしても良い。

【００４２】図６に示すように、カラー現像器３４と中
間転写ベルト３３とを別途備えたカラー画像形成可能な
カラー複写機に、汚染物質除去装置４１を設けても良
い。尚、このカラー複写機において、潤滑剤供給装置１
５は、中間転写ベルト３３に潤滑剤を供給している。

【００４３】本発明は、複写機に適用したが、これに限
定されるものではなく、例えば、プリンタ、ファクシミ
リ等の画像形成装置に適用しても同様の作用効果を得
る。

【００４４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、導入された
空気を液体に通過させることにより、空気中の汚染物質
を充分に除去することができる。また、空気の汚染物質
を充分に除去できるとともに、汚染物質や放電生成物が
像担持体に付着することを防止できるので、画像ボケ等
の異常画像の発生を防止できる。。

【００４５】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様な作用を奏するとともに、水や水溶液は
化学的に安定しているので、取り扱いが容易である。特
に水を用いた場合には、オフィス等においても容易に入
手できるので、交換が容易であり、コストの低減が図れ
る。

【００４６】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、加熱手
段が空気を加熱することにより、空気の相対湿度を下げ
ることができ、湿気の多い空気を感光体に送ることを防
止でき、しかも、加熱手段が像担持体の温度よりも低い
温度に空気を加熱するので、感光体に結露が生じるのを
防止でき、異常画像の発生を更に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る複写機を示す透視図であ
る。

【図２】送風機からの空気の流れを説明する図である。

【図３】画像形成装置の画像形成部を概略的に示す構成
図である。

【図４】潤滑剤供給部を概略的に示す断面図である。

【図５】変形例に係る潤滑剤供給装置を示す断面図であ
る。

【図６】変形例に係るカラー複写機を概略的に示す構成
図である。

【符号の説明】

１複写機（画像形成装置）３感光体（像担持体）５帯電ローラ（帯電手段）６露光装置（露光手段）７現像ユニット（現像手段）９転写ユニット（転写手段）１５潤滑剤供給部（潤滑剤供給手段）４３前側ファン（送風機）５３後側ファン（送風機）５５熱源（加熱手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の周面を帯電する帯電手段と、
露光により帯電した像担持体に静電潜像を形成する露光
手段と、像担持体の静電潜像にトナーを供給してトナー
像として現像する現像手段と、トナー像を用紙に転写す
る転写手段と、像担持体の周面に潤滑剤を供給する潤滑
剤供給手段とを備え、送風機により導入された空気を像
担持体に向けて送風する画像形成装置において、導入された空気を液体に通過させた後、像担持体に向け
て送風することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】液体は、水又は水溶液であることを特徴
とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】液体を通過した空気を加熱する加熱手段
を備え、加熱手段は、像担持体の温度よりも低い温度に
空気を加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載
の画像形成装置。