JP2002365986A

JP2002365986A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002365986A
Application number: JP2001175612A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kimura; 祥之木村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】煙草の煙のように、微粒子状の有害物質を像
担持体の周辺から除去することが可能な画像形成装置を
提供する。【解決手段】帯電・露光・現像・転写工程を有し、静
電潜像を一時担持する像担持体の表面に潤滑剤を塗布す
る潤滑剤塗布手段および前記像担持体近傍に外気を送り
込む送風手段を備えた画像形成装置において、前記送風
手段によって機外から像担持体に風を送り込む流路中に
（ダクト４４に）、例えばマイナスイオンを発生させる
マイナスイオン発生手段（針電極４５）と、粒子捕捉用
のプラスに帯電したフィルタ手段（吸着膜フィルタ４
２）とを備えた。このようにすれば、静電力を利用し
て、煙草の煙のように、粒径の小さい有害物質を像担持
体の周辺から除去することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、特に煙草の煙のように、微粒子状の有害物質を像担
持体の周辺から除去することが可能な画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】複写機，ＦＡＸ，レーザープリンタ等の
画像形成装置には、電子写真方式を使用するタイプのも
のがある。この電子写真方式の画像形成装置（以下、単
に画像形成装置と記す）では像担持体（感光体）に、静
電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させた後、
記録用の用紙に転写して出力画像（プリントアウト）を
作成する。

【０００３】かかるタイプの画像形成装置では、感光体
に潤滑剤を塗布する方式がある。特に感光体の低μ化
（感光体・記録紙間の滑りを良くすること）を目的とし
た潤滑剤塗布の場合は、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛
を利用することがある。この低μ化用の潤滑剤を塗布す
るには、バー状の潤滑剤を少量ずつ削り、感光体表面に
供給する。また、画像形成装置では、後述する放電生成
物が感光体に付着すると、精度の良い画像を形成できな
いので、該放電生成物を感光体近傍から排除するため
に、外部からの気流を感光体近辺に送り込む機構（送風
手段）を設けると共に、放電生成物を吸着する防塵フィ
ルタを設け、放電生成物が機外に排出されないようにし
ている。

【０００４】しかし、従来の防塵フィルタ（静電フィル
タ）は、大きな粒子（チリ，埃）にしか対応しておら
ず、小さな粒子（例えばミスト状の粒子、可視状の煙草
の煙粒子）などに対しては、除去能力が十分ではない。
その理由は、小さな粒子にも対応しようとすると、フィ
ルタが厚くなり、静圧が高くなってしまうため、送風力
の弱いＯＡ機器用のファン（送風機）では、十分な風を
送れないからである。また、前述の感光体への粒子付着
の問題は、低μ化用の潤滑剤を塗布しなければ、改善で
きることが分かってはいる。しかし、低μ化のためには
潤滑剤を感光体に塗布することが、現在では最良の策と
考えられる。

【０００５】ところで、感光体を帯電させる場合、帯電
エネルギーによってＮＯ_Ｘ，ＳＯ_Ｘ，オゾンなど、様々
な放電生成物が発生する。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
モニウム等は潮解性が高く、像担持体（感光体）表面等
に付着すると高湿度雰囲気下等においては、水分子と容
易に結びつく。従って、硝酸アンモニウムが感光体上に
付着した場合は、水分子を感光体上に呼び込み、硝酸ア
ンモニウム自身が電解質となって感光体上の表面抵抗を
低下させる現象が生じる。感光体の表面抵抗が低下する
と、潜像を維持できないため、画像再現性が悪くなり、
ぼやけた画像（不良画像）の原因となる。

【０００６】通常、放電生成物が感光体に付着した際に
は、感光体をブレード等によってクリーニング（除去）
する場合が多い。しかし、ブレード等により感光体表面
の放電生成物を削ると、感光体表面が削られ、その結
果、感光体の寿命低下等が生じる。この感光体の表面削
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、摩耗量を低減するシステムがある。このシ
ステムでは、潤滑剤が感光体表面の削れを防止するとい
う効果がある反面、放電生成物の除去を十分に行うこと
が出来ず、画像ボケを発生させる場合がある。

【０００７】この問題に対処するために画像形成装置に
対して気流設計を行い、帯電器回りに外気を送風し、感
光体に付着する以前に放電生成物を、機外に排出する手
段を採る。また気流の発生方法としては、送風機を感光
体回りの上流側に設置し、積極的に風を引き込む形を取
ることもある。これらの方法によって、画像形成装置内
で発生する放電生成物による画像ボケを改善することが
できる。ところが、放電生成物排除のために送風を利用
する手段では、問題点がある。即ち、外気を積極的に感
光体回りに取り込んでいるために、放電生成物の他に、
外気に含まれる有害物質などが感光体に吹き付けられ、
感光体表面が汚染される点である。

【０００８】この問題に対し、現在は防塵フィルタ（静
電フィルタ）等を設置して外部からの物質を除去してい
る。しかし、従来の防塵フィルタは、大きな粒子（チ
リ，埃等）にしか対応しておらず、小さな粒子（例えば
ミスト状の物、可視状の煙草の煙粒子等）の除去能力は
十分ではない。また、汚染物質のうち最も身近な物とし
て「煙草の煙」が挙げられる。図７は、代表的な煙草の
煙成分の一例を示す図である。但し、この図７はあくま
で一例であり、測定条件等でその値が変わる可能性があ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、煙草の煙等
が直接画像形成装置本体に入り込んだ場合には、感光体
に対し、前述の放電生成物による汚染以上の汚染（煙草
の煙等による汚染）をしてしまうことがある。即ち、特
に煙草の煙等に含まれる窒素酸化物，アンモニア等が、
帯電器によって発生するエネルギーによって前記硝酸ア
ンモニウム等の「生成を助長」することが知られてお
り、放電生成物によって発生する画像ボケ等の不具合の
度合を増進させることがある。

【００１０】また、煙草の煙成分（図７参照）に関して
も、煙状の粒子はフィルタによりある程度の除去は可能
であるが、煙の中に含まれた、もしくは画像形成装置を
設置した室内に充満した分子レベル（例えば気体状）の
有害成分は、完全に除去することが不可能である。その
ため画像形成装置を設置した室内に、喫煙による有害物
質が充満した場合、感光体回りにこの有害物質が供給さ
れ、感光体（像担持体）上を汚染し、画像形成の不具合
をもたらしている。

【００１１】そこで本発明の課題は、例えば煙草の煙の
ように微粒子状の有害物質を、像担持体の周辺から除去
することが可能な画像形成装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１の発明は、帯電・露光・現像・転写工程を有
し、静電潜像を一時担持する像担持体の表面に潤滑剤を
塗布する潤滑剤塗布手段および前記像担持体近傍に外気
を送り込む送風手段を備えた画像形成装置において、前
記送風手段によって機外から前記像担持体に風を送り込
む流路中に、プラスイオンまたはマイナスイオンの何れ
かを発生させるイオン発生手段と、粒子捕捉用の前記イ
オン発生手段とは逆の極性に帯電したフィルタ手段とを
備えたことを特徴とする。

【００１３】このようにすれば、送風手段によって画像
形成装置の外から像担持体（感光体）に風を送り込む流
路中に、例えばマイナスイオンを発生させるマイナスイ
オン発生手段と、粒子捕捉用のプラスに帯電したフィル
タ手段とを備えたので、画像形成装置内に引き込む有害
物質（特に煙草の煙）を、静電力を利用してフィルタ手
段で吸着することにより減らすことができ、画像品質を
安定化させることが可能になる。

【００１４】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記フィルタ手段を、前記流路を構成するダクトに
設けたことを特徴とする。このようにすれば、例えば図
６（Ａ），（Ｂ）に示すように、後から追加可能なダク
トにフィルタ手段（吸着膜フィルタ４２）を配置した構
成で、煙草の煙等の有害物質を吸着し除去するので、部
品点数の僅かな増加で効率の良い有害物質の除去機能を
確保することが出来る。

【００１５】また、請求項３の発明は、請求項１におい
て、前記フィルタ手段は前記粒子を捕捉する吸着膜を備
え、該吸着膜は着脱可能であることを特徴とする。この
ようにすれば、吸着膜は画像形成装置本体から着脱可能
に構成したので、煙草の煙等の有害物質が付着した場合
には、フィルタ手段および吸着膜を画像形成装置本体か
ら取り外し、洗浄等により有害物質を除去した後、再度
使用することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。まず、本発明の前提である、従来
技術の潤滑剤塗布方式の説明を行う。図１（Ａ）は画像
形成装置の側面図、図1（Ｂ）は要部拡大図である。図
１（Ａ），（Ｂ）に示すように、クリーニングブラシ１
および潤滑剤材料３に供給ローラ２が接触しており、該
供給ローラ２が潤滑剤材料３を少量ずつ削り取る。削り
取られた潤滑剤は、クリーニングブラシ１を介して感光
体４に供給される。この潤滑剤が所定の圧で供給ローラ
２に当接するように、前記潤滑新材料３をスプリング５
により加圧する。

【００１７】符号について説明すると、６は感光体表面
の付着物を削り取るクリーニングブレード、７は潤滑剤
材料３を保持するケース、８は帯電ローラ、９は現像ユ
ニット、１１は転写ユニット、１２はＱＬ（クエンチン
グランプ）、１３は潤滑剤の供給ユニット、Ｈは露光で
ある。また別の潤滑剤供給手段として、図２に示すよう
に、クリーニングブラシ１に潤滑剤を直接供給するタイ
プもある。

【００１８】潤滑剤の供給目的として、前述の如く感光
体４の摩耗による寿命低下の防止がある。感光体４の感
光層がある一定量削られてしまうと、感光体４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
ってしまうためである。この感光体摩耗は作像プロセス
において、感光体４と他の作像ユニットが接触する部位
の全てで発生する。ここに、感光体摩耗の上で一番問題
となる作像ユニットは、感光体４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６であり、他の作
像ユニットによる摩耗は生じるものの、寿命低下に影響
するほどではない。

【００１９】クリーニング部で発生する摩耗には、主に
次の二つがある。一つは感光体４とクリーニングブレー
ド６に発生する「剪断力」による摩耗であり、他の一つ
はトナー（図示省略）がクリーニングブレード６と感光
体４に挟まれて、砥石のような働きをし、摩耗する「ザ
ラツキ摩耗」である。この剪断力摩耗，ザラツキ摩耗の
程度を決定する要因として、感光体４の構造上の強さ、
クリーニングブレード６の当接圧、トナー粒子の組成、
感光体４の表面摩擦係数（低下すると摩耗量が減少す
る）などがある。

【００２０】以下に静止摩擦係数を説明する。ここで
は、像担持体（感光体）４の静止摩擦係数は、オイラー
ベルト方式にて測定したデータに基づいて説明する。オ
イラーベルトとしては、中厚の上質紙を紙すき方向が長
手方向になるようにして、一方に荷重（例えば、100
ｇ）をかけ、ドラム円周の１／４にベルトを張架し、も
う一方にフォースゲージを設置し、フォースゲージを引
っ張り、ベルトが移動開始した時点での荷重を読み取
り、以下の式にて静止摩擦係数を算出する。 μｓ＝２／π×ｌｎ（Ｆ／Ｗ）但しμｓ：静止摩擦係数、Ｆ：測定値、Ｗ：荷重

【００２１】感光体表面の静止摩擦係数は、オイラーベ
ルト方式にて、０．４以下にすると摩耗量減少の効果が
得られることが分かっている。よって本実施の形態で
も、感光体静止摩擦係数を０．４以下にする。但し、常
に０．４以下を維持するだけではなく、ある程度の摩耗
量をコントロールする場合は、任意の時間、０．４を超
えることがあっても良い。また、更に摩耗低下を図るに
は、感光体静止摩擦係数０．３〜０．１にコントロール
してもよい。この場合は、下限に関しては、環境条件等
に合せた形で任意に設定できるようにしてもよい。

【００２２】また、本実施の形態では、像担持体につい
ては感光体４の場合を説明する。なお、本発明を適用可
能なのは感光体に限られるものではなく、像担持体とし
ては、例えば図３に示すカラー画像の作成に使用する中
間転写ベルト２３にも適用可能である。符号２４は転写
搬送ベルト、２５は潤滑剤塗布機構である。

【００２３】潤滑剤については、例として以下に示した
物が考えられる。但し、これらはあくまで一例であり、
これらに制限されるものではない。潤滑剤は、液体・固
体・粉末等の各種潤滑作用を有する材料を用いることが
出来る。即ち、シリコーンオイル・フッ素オイル等の潤
滑性液体である。ＰＴＦＥ・ＰＶＤＦ等の各種フッ素含
有樹脂・シリコーン樹脂・ポリオレフィン系樹脂・シリ
コーングリース・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
リブデン等の潤滑性固体等がある。

【００２４】更に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。

【００２５】フッ素樹脂は、表面摩擦係数が低いものが
多い。表面摩擦係数が低い理由は、次の通りである。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。構造的に分子鎖表面が滑らかである。配向によって摩擦抵抗が緩和される。また、フッ素樹脂は耐熱性、耐薬品性に優れ、電気絶縁
性が良好であるという特徴を持つ。

【００２６】次に気流設計に関して、図４〜図６を参照
して説明する。図４は画像形成装置における気流設計要
部の透視斜視図、図５は画像形成装置の前カバーを開い
た斜視図、図６はダクトの拡大斜視図である。

【００２７】先ず、外気の基本的な流れは、図４に示す
ように、画像形成装置４０の帯電ファン４１の上流側に
静電フィルタ４２を設置し、ダクト４４を介して感光体
回りの帯電CH（帯電チャージャー）等に風を送り込み、
帯電CH等で発生するオゾン等は、シロッコ排風ファン４
３がオゾンを吸着するオゾンフィルタ４３ａを介して機
内より外部に排気する。符号５１はスキャナ冷却ファ
ン、５２は定着ファン、５３は本体後ろファン、５４は
スキャナ排風ファン、５５は搬送ファンである。

【００２８】次に、本発明の要部に係る帯電ファン４
１，静電フィルタ（吸着膜フィルタ）４２，ダクト４
４，針電極４５の構成および作用を、図４〜図６
（Ａ），（Ｂ）を参照しつつ説明する。図４〜図６
（Ａ），（Ｂ）に示すように、略直方体状の画像形成装
置４０の本体４７の前面側面には、蝶番により開閉可能
な前カバー４６を配置する。前カバー４６の内面側にダ
クト４４を取り付ける。前カバー４６を閉じた場合に、
ダクト４４の出口（開口部）は静電フィルタ４２および
帯電ファン４１にインナーカバー（パッキン）（図示省
略）を設けて密着するように構成し、空気が外部に漏れ
ないようにする。

【００２９】ダクト４４は略Ｌ字状をなし、内部に針電
極４５を針先端４５ａが気流方向に向かうように配置す
る（図６（Ａ），（Ｂ））。針電極４５はマイナスイオ
ン発生装置（図示省略）によりマイナスに帯電させ、通
過気流に含まれる煙草の煙等の粒子をマイナスに帯電さ
せる。吸着膜フィルタ４２はダクト４４に対して着脱可
能であり、プラスに帯電させておく。このようにすれ
ば、吸着膜フィルタ４２を通過する前記マイナスに帯電
された煙草の煙等の粒子は、静電力の作用により吸着膜
フィルタ４２に吸着される。吸着膜フィルタ４２の材質
は導電性プラスチックであり、また、ダクト４４から取
り外して、吸着膜フィルタ４２に付着した煙草の煙等の
粒子を、洗浄等により除去することができる。

【００３０】なお、本実施の形態では、針電極４５の極
性をマイナスとし、吸着膜フィルタ４２をプラスとした
が（負コロナ放電）、互いの極性を逆にしてもよい（正
コロナ放電）。ここに、負コロナ放電は、主として工業
用集塵装置（煙突等）に用いる。その理由は、正コロナ
放電に比べて負コロナ放電の方が一般にコロナ開始電圧
が低く、火花電圧が高くできるからである。また、正コ
ロナ放電は、空気清浄用の電気集塵装置に用いる。その
理由は、人体に有害なオゾンの発生割合が負コロナ放電
に比べて、著しく低いから（約１／１０）である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を発揮することができる。請求項１記載の発明
によれば、送風手段によって画像形成装置の外から像担
持体（感光体）に風を送り込む流路中に、例えばマイナ
スイオンを発生させるマイナスイオン発生手段と、粒子
捕捉用のプラスに帯電したフィルタ手段とを備えたの
で、画像形成装置内に引き込む有害物質（特に煙草の
煙）を、静電力を利用してフィルタ手段で吸着すること
により減らすことができ、画像品質を安定化させること
が可能になる。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、例えば図６
（Ａ），（Ｂ）に示すようなダクトに吸着膜フィルタを
配置した構成で、有害物質を吸着し除去するので、部品
点数の僅かな増加で効率の良い有害物質の除去機能を確
保することが出来る。請求項３記載の発明によれば、吸
着膜は画像形成装置本体から着脱可能に構成したので、
有害物質が付着した場合には、吸着膜を画像形成装置本
体から取り外し、洗浄等により有害物質を除去した後、
再度使用することが可能となる。従って、リサイクルに
より画像形成装置のランニングコストを低減させること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態を適用する画像形
成装置の側面図、（Ｂ）は要部拡大側面図である。

【図２】同実施の形態に適用する別の潤滑剤供給手段の
側面図である。

【図３】本発明を適用可能な別のタイプの像担持体であ
る。

【図４】同実施の形態の画像形成装置の透視斜視図であ
る。

【図５】同実施の形態の画像形成装置の、前カバーを開
いた斜視図である。

【図６】（Ａ）は同実施の形態におけるダクトの斜視
図、（Ｂ）はダクト内に配置する針電極の斜視図であ
る。

【図７】煙草の煙のガス層に含まれる有毒物質の一覧表
である。

【符号の説明】

Ｈ…露光１…クリーニングブラシ２…供給ローラ３…潤滑剤材料４…感光体５…スプリング６…クリーニングブレード７…ケース８…帯電ローラ９…現像ユニット１１…転写ユニット１２…供給ユニット２３…中間転写ベルト２４…転写搬送ベルト２５…潤滑剤塗布機構４０…画像形成装置４１…帯電ファン４２…吸着膜フィルタ４３…シロッコ排風ファン４４…ダクト４５…針電極４５ａ…針先端４６…前カバー４７…画像形成装置の本体５１…スキャナ冷却ファン５２…定着ファン５３…本体後ろファン５４…スキャナ排風ファン５５…搬送ファン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電・露光・現像・転写工程を有し、静
電潜像を一時担持する像担持体の表面に潤滑剤を塗布す
る潤滑剤塗布手段および前記像担持体近傍に外気を送り
込む送風手段を備えた画像形成装置において、前記送風手段によって機外から前記像担持体に風を送り
込む流路中に、プラスイオンまたはマイナスイオンの何
れかを発生させるイオン発生手段と、粒子捕捉用の前記
イオン発生手段とは逆の極性に帯電したフィルタ手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、前記フィルタ手段
を、前記流路を構成するダクトに設けたことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項３】請求項１において、前記フィルタ手段は
前記粒子を捕捉する吸着膜を備え、該吸着膜は着脱可能
であることを特徴とする画像形成装置。