JP2008076777A - 画像形成装置および気体流生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯電ムラおよび像担持体の劣化を防ぎ、高画質の画像を形成することができる画像形成装置およびこれに備えられる気体流発生装置を提供する。
【解決手段】 吸気ファン６３によって空気を取り込み、取り込んだ空気を、吸気ダクト６１から各接続用ダクト６１ａ〜６１ｄを介して、各帯電器５に送り込む。各帯電器５に送り込まれた空気は、排気ファン６５によって、各接続用ダクト６２ａ〜６２ｄを介して、排気ダクト６２に向かって送り出され、オゾンフィルタ６４を通過して排気ファン６５から排出される。吸気ファン６３および排気ファン６５の回転数を制御し、吸気風速が排気風速よりも大きくなるように設定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、像担持体表面を非接触で帯電させる帯電器を備えた画像形成装置およびこれに備えられる気体流発生装置に関する。

電子写真方式、静電記録方式などを採用する画像形成装置においては、帯電方式としてコロナ帯電方式が従来から用いられている。

このコロナ帯電方式は、コロナ放電で発生したイオンを感光体などの静電潜像担持体表面に導いて帯電させる帯電方式である。このため、帯電を繰り返し行うことにより、コロナ放電時に発生するＯ_３（オゾン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）や、トナー、紙粉などがコロナ帯電器近傍に浮遊することで、コロナ帯電器に帯電ムラが発生し、画像不良が発生するという問題が生じる。また、放電時に発生するＯ_３により感光体が劣化し、画像不良が発生する。

たとえば、コロナ帯電器の一種である鋸歯帯電器の場合、放電針の先端にＯ_３、ＮＯｘなどの異物が付着し、その部分で放電阻害および帯電ムラが発生し、画像不良が発生する。この現象は、ワイヤー帯電器でも同様に発生する。これは、コロナ帯電器によるコロナ放電では、発生したＯ_３、ＮＯｘ、および画像形成装置内で浮遊するトナー、紙粉などの浮遊物を含む空気を集塵しながら放電してしまうためである。

特許文献１には、感光ドラム（像担持体）近傍に浮遊するＯ_３、ＮＯｘなどを排気するために、排気ファン（排気手段）と、感光ドラム近傍に開口する排気口と排気ファンとを結ぶ排気通路と、を設けた画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２には、帯電手段に向けてエアーを吹き付ける吹き入れファンと、帯電手段近傍のエアーを吸引する吸引ファンとを設け、画像形成動作中およびスタンバイ中に吹き入れファンと吸引ファンとを動作させ、メンテナンス時に扉が開くと吸引ファンの動作を停止する画像形成装置が開示されている。

特開平０９−０２６７３１号公報 特開２０００−２０６８４１号公報

特許文献１では、像担持体近傍に浮遊するＯ_３、ＮＯｘなどを取り除くために排気手段が設けられているだけであるので、十分にＯ_３、ＮＯｘなどを取り除くことができないという問題が生じる。

また、特許文献２では、図１に示すように、吹き入れファンと吸引ファンとが近接して配置された構成となっている。このため、吸引ファンＦ２によって一次帯電器２近傍のＯ_３、ＮＯｘなどを吸引したとしても、すぐ近くに設けられた吹き入れファンＦ１によってＯ_３、ＮＯｘなどが若干含まれたエアーが一次帯電器２近傍に吹き付けられることになる。このため、一次帯電器２の使用頻度が増加すればするほど、一次帯電器２近傍にはＯ_３、ＮＯｘなどが蓄積されることになり、一次帯電器２において画像不良が生じることなる。

本発明の目的は、帯電ムラおよび像担持体の劣化を防ぎ、高画質の画像を形成することができる画像形成装置およびこれに備えられる気体流発生装置を提供することである。

本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体に近接して配置され、該像担持体表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像を書き込む露光器と、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着器とを有する画像形成装置において、
前記帯電器内の前記像担持体近傍に気体の流れを生じさせる気体流生成装置を有し、
前記気体流生成装置は、
前記帯電器内に気体を導くための吸気ダクトと、
前記吸気ダクトに外部からの気体を送り込む吸気ファンと、
前記帯電器内から気体を排気するための排気ダクトと、
前記排気ダクトからの気体を外部に送り出す排気ファンとを備え、
前記吸気ファンの作動で生じる前記吸気ダクト内での風速が、前記排気ファンの作動で生じる前記排気ダクト内での風速よりも大きくなるように構成されることを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、前記吸気ダクト内での風速は、前記排気ダクト内での風速の１．９倍以上４．２倍以下であることを特徴とする。

また本発明は、前記帯電器内に生じる気体流の風速をｘ（ｍ／ｓ）、
画像形成開始から、帯電不良であると判定されるまでの画像形成枚数をｙ（千枚）としたとき、以下の関係式（１）を満たすことを特徴とする。
ｙ≦１２．０ｅ^１．４ｘ …（１）

また本発明は、前記帯電器内に生じる気体流を乱流としたときの風速をｘ’（ｍ／ｓ）、
画像形成開始から、帯電不良であると判定されるまでの画像形成枚数をｙ（千枚）としたとき、以下の関係式（２）を満たすことを特徴とする。
ｙ≦４７．４ｘ＋７．２ …（２）

また本発明は、前記帯電器内に生じる気体流の風速が１ｍ／ｓ以上２．５ｍ／ｓ未満であることを特徴とする。

また本発明は、前記帯電器内に存在するオゾンおよび窒素酸化物の少なくともいずれかの濃度を検出するセンサと、
前記センサの検出値に応じて、前記吸気ファンと前記排気ファンの動作を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。

また本発明は、前記帯電器は、コロナ放電によって前記像担持体表面を帯電させる帯電器であり、前記像担持体の下方に配置されていることを特徴とする。

また本発明は、前記像担持体に対して、前記帯電器が複数配置されていることを特徴とする。

また本発明は、前記像担持体がトナーの色ごとに複数配置され、各像担持体にそれぞれ帯電器が設けられていることを特徴とする。

また本発明は、前記吸気ダクトおよび前記排気ダクトは、分岐して複数の帯電器にそれぞれ接続され、
各帯電器と前記排気ダクトとの接続部分には、気体流路を開閉するためのシャッター機構が設けられることを特徴とする。

また本発明は、単色印字を行う場合に、動作しない帯電器に対応するシャッター機構を閉じることを特徴とする。

また本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体に近接して配置され、該像担持体表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像を書き込む露光器と、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着器とを有する画像形成装置に備えられ、前記帯電器内の前記像担持体近傍に気体の流れを生じさせる気体流生成装置であって、
前記帯電器内に気体を導くための吸気ダクトと、
前記吸気ダクトに外部からの気体を送り込む吸気ファンと、
前記帯電器内から気体を排気するための排気ダクトと、
前記排気ダクトからの気体を外部に送り出す排気ファンとを備え、
前記吸気ファンの作動で生じる前記吸気ダクト内での風速が、前記排気ファンの作動で生じる前記排気ダクト内での風速よりも大きくなるように構成されることを特徴とする気体流生成装置である。

本発明によれば、帯電器内の前記像担持体近傍に気体の流れを生じさせる気体流生成装置を有する画像形成装置である。

この気体流生成装置は、吸気ファンで吸気ダクトに外部からの気体を送り込んで前記帯電器内に気体を導入し、排気ファンで排気ダクトからの気体を外部に送り出して前記帯電器内から気体を排気する。

前記吸気ファンの作動で生じる前記吸気ダクト内での風速が、前記排気ファンの作動で生じる前記排気ダクト内での風速よりも大きくなるように構成される。

これにより、帯電器内に気体流が発生し、オゾン、窒素酸化物、およびトナー、紙粉などの浮遊物を帯電器内から除去することができるので、帯電ムラおよび像担持体の劣化を防ぎ、高画質の画像を形成することができる。

また本発明によれば、前記吸気ダクト内での風速は、前記排気ダクト内での風速の１．９倍以上４．２倍以下である。

これにより、帯電器内に気体流を適切な風速とすることができる。１．９倍よりも小さいと、風速を十分に高めることができずオゾン、窒素酸化物、およびトナー、紙粉などの浮遊物を帯電器内から除去することができない。また、４．２倍よりも大きいと、風速が大きくなりすぎて、帯電器が振動し、帯電ムラが生じてしまう。

また本発明によれば、前記帯電器内に生じる気体流の風速をｘ（ｍ／ｓ）、画像形成開始から、帯電不良であると判定されるまでの画像形成枚数をｙ（千枚）としたとき、以下の関係式（１）を満たす。
ｙ≦１２．０ｅ^１．４ｘ …（１）

また本発明によれば、前記帯電器内に生じる気体流を乱流としたときの風速をｘ’（ｍ／ｓ）、画像形成開始から、帯電不良であると判定されるまでの画像形成枚数をｙ（千枚）としたとき、以下の関係式（２）を満たす。
ｙ≦４７．４ｘ＋７．２ …（２）

風量を大きくした場合、大きなファンが必要となりコストがかかる、騒音が大きくなる、振動が大きくなり画像劣化を引き起こすおそれがある、像担持体側に漏れた風でトナーが飛散するなどの不具合が発生するが、関係式（２）を満たすことでこれらの不具合の発生を防ぐことができる。

また本発明によれば、前記帯電器内に生じる気体流の風速が１ｍ／ｓ以上２．５ｍ／ｓ未満である。

これにより、効率良くオゾン、窒素酸化物、およびトナー、紙粉などの浮遊物を除去することができるので、帯電ムラおよび像担持体の劣化を防ぎ、高画質の画像を形成することができる。１ｍ／ｓよりも小さいと、オゾン、窒素酸化物、およびトナー、紙粉などの浮遊物を帯電器内から除去することができない。また、２．５ｍ／ｓよりも大きいと、風速が大きくなりすぎて、帯電器が振動し、帯電ムラが生じてしまう。

また本発明によれば、前記帯電器内に存在するオゾンおよび窒素酸化物の少なくともいずれかの濃度を検出するセンサを設けておき、制御手段が、前記センサの検出値に応じて、前記吸気ファンと前記排気ファンの動作を制御する。

これにより、オゾン、窒素酸化物の量が少ないときには風速は小さく、オゾン、窒素酸化物の量が多いときには風速を大きくすることが可能となるので、帯電器内の状況に応じて適切に排気することが可能となる。

また本発明によれば、前記帯電器は、コロナ放電によって前記像担持体表面を帯電させる帯電器であり、前記像担持体の下方に配置されている。

帯電器が像担持体の下方に配置されるとコロナ放電の方向が上方になり、オゾン、窒素酸化物が帯電器内に蓄積されやすくなる。このような配置の帯電器に対して、帯電器内に気体流を発生させることで、より高い効果を発揮する。

また本発明によれば、前記像担持体に対して、前記帯電器が複数配置されている。
これにより、像担持体表面を高速で帯電させる必要のある高速印刷対応の画像形成装置にも対応することができる。

また本発明によれば、前記像担持体がトナーの色ごとに複数配置され、各像担持体にそれぞれ帯電器が設けられている。

これにより、フルカラー画像を形成するためのタンデム方式の画像形成装置にも対応することができる。

また本発明によれば、前記吸気ダクトおよび前記排気ダクトは、分岐して複数の帯電器にそれぞれ接続され、シャッター機構によって各帯電器と前記排気ダクトとの接続部分では、気体流路を開閉することができる。

これにより、排気が必要な帯電器の流路のみを開いて排気するなど状況に応じて適切な気体流の発生が可能となる。

また本発明によれば、単色印字を行う場合に、動作しない帯電器に対応するシャッター機構を閉じる。

たとえば、白黒印字を行う場合は、ブラックトナーに対応する帯電器しか動作しない。このとき、シアン、マゼンタ、イエロなど他の色のトナーに対応する帯電器は動作しないので、シャッター機構を閉じる。

これにより、動作中の帯電器に対応する排気風速を上げ、同じ消費電力、騒音において効率よくオゾン、窒素酸化物や浮遊物などを除去することができる。

一定以上の排気風速にて十分な排気が行えるのであれば、動作していない帯電器に対応するシャッター機構を閉じることで動作中の帯電器に対する排気風速を上げ、その排気風速をある一定以上満たすようにファンのデューティを下げることにより、排気性能を満たしながら消費電力および騒音の低減を図ることができる。

さらに、オゾンによる像担持体の劣化は近傍に滞留するオゾンが原因であることから、印字終了、放電終了時に下げていたファンのデューティを上げることにより短時間で排気を行うことができ、さらなる高画質化を図ることができる。

また本発明によれば、画像形成装置に備えられ、帯電器内の前記像担持体近傍に気体の流れを生じさせる気体流生成装置である。

前記帯電器内に気体を導くための吸気ダクトと、
前記吸気ダクトに外部からの気体を送り込む吸気ファンと、
前記帯電器内から気体を排気するための排気ダクトと、
前記排気ダクトからの気体を外部に送り出す排気ファンとを備え、
前記吸気ファンの作動で生じる前記吸気ダクト内での風速が、前記排気ファンの作動で生じる前記排気ダクト内での風速よりも大きくなるように構成されることを特徴とする気体流生成装置である。

吸気ファンで吸気ダクトに外部からの気体を送り込んで前記帯電器内に気体を導入し、排気ファンで排気ダクトからの気体を外部に送り出して前記帯電器内から気体を排気する。

前記吸気ファンの作動で生じる前記吸気ダクト内での風速が、前記排気ファンの作動で生じる前記排気ダクト内での風速よりも大きくなるように構成される。

これにより、帯電器内に気体流が発生し、オゾン、窒素酸化物、およびトナー、紙粉などの浮遊物を帯電器内から除去することができるので、帯電ムラおよび像担持体の劣化を防ぎ、高画質の画像を形成することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置Ａの構成を示す断面図である。ここでは、画像形成装置Ａとして、外部から入力された画像データあるいは原稿読取りにより得られた画像データに基づいて、シート（記録用紙）に多色あるいは単色の画像を形成するレーザプリンタを例に説明する。

図１に示すように、画像形成装置Ａは、露光ユニット１、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙カセット１０および排紙トレイ１５などを備えている。

画像形成装置Ａにおいて扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，３ｄ）は、各色に応じた４種類の静電潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応し、これら符号にて区別された上記の各手段により、４つの画像ステーションが構成されている。

画像ステーションにおいて、感光体ドラム３は、画像形成装置Ａの上部側に配置されている。帯電器５は、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ものである。この帯電器５としては、チャージャー型のものが使用される。この帯電器５の詳細については後述する。

本実施形態では、露光ユニット１に、レーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いているが、これ以外に、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）書込みヘッドを用いる手法もある。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナーにより顕像化するものである。クリーナユニット４は、現像および画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。

感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。この中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３等は、中間転写ベルト７を張架し、矢符Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。この中間転写ローラ６は、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像が順次重ねて転写されることにより、フルカラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（たとえばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述のように感光体ドラム３上の静電潜像は各色相に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上において積層される。このように、積層されたトナー像は中間転写ベルト７の回転によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト７との接触位置に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１は所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。

上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料からなり、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）からなる。

中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、および中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９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９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。

給紙カセット１０は、画像形成に使用するシート、例えば記録用紙を収納しておくためのものであり、画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置Ａの上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。

また、画像形成装置Ａには、給紙カセット１０のシートおよび手差しトレイ２０のシートを転写ローラ１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るためのシート搬送路Ｓが設けられている。このシート搬送路Ｓにおける給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの部分には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、転写ローラ１１を備えた転写部、定着ユニット１２および搬送ローラ２５等が配されている。

搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０からシートを１枚づつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。

定着ユニット１２は、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２等を備え、これらヒートローラ３１および加圧ローラ３２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ３１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ３１を制御する。ヒートローラ３１は、加圧ローラ３３とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融・混合・圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像定着後のシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。

次に、各部での処理を含み、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。画像形成装置Ａには、上記のように、予めシートを収納する給紙カセット１０、および少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０が配置されている。これら両者には各々前記ピックアップローラ１６（１６−１，１６−２）が配置され、これらピックアップローラ１６はシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する。

（片面印字の場合）
給紙カセット１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、このレジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とを整合するタイミングで転写部に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される。

また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５−６，２５−５，２５−４）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降は給紙カセット１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。

（両面印字の場合）
上記のようにして片面印字が終了し、定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５−３にてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５−３が逆回転することによって搬送ローラ２５−７，２５−８に導かれ、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。

ここで、帯電器５について、図２および図３を参照しながら以下に説明する。なお、図１に示す画像形成装置Ａに備えられた４つの帯電器（５ａ〜５ｄ）は同じ構成であるので、以下では区別をせずに帯電器５として説明する。

図２は、帯電器５およびその周辺を模式的に表した模式断面図である。帯電器５は、コロナ放電方式の帯電器であり、円筒状の感光体ドラム３の中心軸方向（図２において紙面に垂直方向）の長さとほぼ等しい長さを有し、感光体ドラム３に沿って設置されている。

帯電器５は、電荷を発生させる電荷発生部５０、電荷発生部５０と感光体ドラム３との間に介在する網目状のグリッド電極５４、および電荷発生部５０にグリッド電極５４を固定するグリッド電極保持部材５５を有している。

電荷発生部５０は、四角筒の一側面を省いた形状のチャージャケース５１、放電電極５３、および放電電極５３をチャージャケース５１に固定する放電電極保持部材５２を有している。

グリッド電極保持部材５５および放電電極保持部材５２は絶縁性の部材であり、電荷発生部５０とグリッド電極５４との間、および放電電極５３とチャージャケース５１との間を電気的に絶縁している。

グリッド電極５４およびチャージャケース５１には、第１ＤＣ（直流）電源５６が接続されており、グリッド電極５４およびチャージャケース５１にはアース電位に対して電位差Ｖｇ（Ｖｇ＜０）が印加されている。また、放電電極５３には、第２ＤＣ電源５７が接続されており、放電電極５３にはアース電位に対して電位差Ｖｃ（Ｖｃ＜Ｖｇ＜０）が印加されている。これにより、チャージャケース５１と放電電極５３との間に電界が発生し、この電界により大気が電離して放電電極５３の周辺に負電荷（マイナスイオン）が発生する。発生した負電荷は、グリッド電極５４に引きつけられて広がりながら感光体ドラム３側へ移動し、グリッド電極５４を通過したものが感光体ドラム３の表面に達する。

感光体ドラム３の表面は、非露光時には半導電性を有し、露光時には導電性を有する部材から成っている。上記のようにして感光体ドラム３の表面に達した負電荷により感光体ドラム３の表面が初期化帯電され、所定の初期化帯電電位ＶＯとなる。そして、初期化帯電された感光体ドラム３の表面が露光ユニット１によって露光されると、その部分（明部）が導電性を有するようになり、負電荷がアースに移動する。負電荷が移動した部分は電位が正極性側に変化し、明部電位ＶＥとなる。感光体ドラム３の表面における負電荷が存在する部分と存在しない部分、つまり初期化帯電電位ＶＯの部分と明部電位ＶＥの部分とにより静電潜像が形成される。

上記の帯電器５の放電電極５３は、図３に示すように、鋸歯状に形成されたものであり、該鋸歯の先端部５３ａから放電されることになる。

一般に、コロナ放電では、イオン発生時に、Ｏ_３やＮＯｘなどが生じる。放電回数が多くなれば、Ｏ_３やＮＯｘの蓄積が多くなり、放電電極５３の先端部５３ａに、これらＯ_３やＮＯｘが付着することになる。これにより放電が十分にできなくなり、帯電器５による感光体ドラム３への帯電ムラ（チャージムラ）が発生する。また、帯電器５付近には、上記のＯ_３やＮＯｘ以外に、トナーや紙粉も浮遊しており、これらトナーや紙粉が放電電極５３の先端部５３ａに付着した場合も、帯電器５の帯電性能を低下させる。

そこで、本実施の形態では、図４に示すように、吸気および排気によって、帯電器５内の感光体ドラム３近傍に、感光体ドラム３の中心軸方向に沿った気体（空気）の流れ（気体流）を生じさせる構成としている。すなわち、感光体ドラム３の長手方向（紙面の右側から左側に向かう方向）に、吸気および排気によって空気の流れを生成するようにしている。これにより、帯電器５のコロナ放電によって発生し、帯電器５内に浮遊しているＯ_３やＮＯｘを空気の流れによって排出することができるので、常に、最適な帯電状態を維持することが可能となる。

このような気体流は、以下に示すような吸排気システム（気体流生成手段）によって実現することが可能となる。

図５は、帯電器５に対する吸排気システム６０の構成を示す概略図であり、図６は、吸排気システム６０の切断面線Ｘ−Ｘにおける断面図である。なお、図６では、帯電器５内の放電電極５３などを省略し、チャージャケース５１のみを表示している。

上記吸排気システム６０は、図６に示すように、帯電器５（５ａ〜５ｄ）の長手方向に、空気の流れを発生させるために、各チャージャケース５１の長手方向両端部にダクト（６１、６２）が設けられている。帯電器５における吸気側には、外部の空気を取り込むための吸気ダクト６１が設けられ、帯電器５における排気側には、帯電器５内の空気を排出するための排気ダクト６２が設けられている。

すなわち、吸排気システム６０は、上記感光体ドラム３と帯電器５との間に外部からの気体を導くための吸気ダクト６１と、感光体ドラム３と帯電器５との間から気体を外部に排気するための排気ダクト６２とを有する構成となっている。

吸気ダクト６１の一方端部は帯電器５に接続され、他方端部は装置外部からの空気を取り込むための吸気ファンに接続されている。また吸気ダクト６１は、帯電器５ａ〜５ｄとそれぞれ接続するための分岐部分を有しており、この分岐部分である接続用ダクト６１ａ〜６１ｄを介して帯電器５ａ〜５ｄに接続している。吸気ファン６３としては、たとえばミネベア株式会社製の型番：ＢＧ０７０３−Ｂ０５４のファンを使用する。

排気ダクト６２の一方端部は帯電器５に接続され、他方端部は各帯電器５からの空気を排気するための排気ファン６５に接続されている。また排気ダクト６２は、帯電器５ａ〜５ｄとそれぞれ接続するための分岐部分を有しており、この分岐部分である接続用ダクト６２ａ〜６２ｄを介して帯電器５ａ〜５ｄに接続している。排気ファン６５の上流側に隣接するように、気体中のＯ_３を吸着するオゾンフィルタ６４が設けられる。排気ファン６５としては、たとえば日本電産株式会社製の型番：Ｄ１０Ｆ−２４ＰＭのファンを使用する。

このような構成の吸排気システム６０では、まず、吸気ファン６３によって空気を取り込み、取り込んだ空気を、吸気ダクト６１から各接続用ダクト６１ａ〜６１ｄを介して、各帯電器５に送り込む。次に、各帯電器５に送り込まれた空気は、排気ファン６５によって、各接続用ダクト６２ａ〜６２ｄを介して、排気ダクト６２に向かって送り出され、オゾンフィルタ６４を通過して排気ファン６５から排出される。

ここで、吸排気システム６０においては、各帯電器５内を通過する空気の速度、すなわち風速を適切に設定することで、Ｏ_３やＮＯｘ等を確実に取り除くことが可能となる。この風速は、吸気ファン６３、排気ファン６５のファンの回転数によって制御することができる。これら風速の最適値に関する検討結果については後述する。

上記の吸気ファン６３、排気ファン６５のファンの回転数は、制御装置１００によって制御されている。図７は、吸排気システム６０の電気的構成を示すブロック図である。

制御装置１００には、吸気ファン６３を回転させる吸気ファン駆動モータ（第１モータ）１０１と、排気ファン６５を回転させる排気ファン駆動モータ（第２モータ）１０２と、上記第１モータの回転数を設定する第１モータ回転数設定部１０３と、上記第２モータの回転数を設定する第２モータ回転数設定部１０４とが接続されている。

上記第１モータ回転数設定部１０３および第２モータ回転数設定部１０４によって、吸気ファン駆動モータ１０１および排気ファン駆動モータ１０２の回転数を設定することで、吸排気システムにおける帯電器５内の風速を制御することができる。

なお、帯電初期の状態と、時間が経過した後の状態では、Ｏ_３やＮＯｘの蓄積量、すなわち浮遊量が異なるので、帯電器５内の風速は一定でなくてもよい。つまり、Ｏ_３やＮＯｘの浮遊量が少ないときには風速は小さく、Ｏ_３やＮＯｘの浮遊量が多いときには風速を大きくすることにより、状況に応じてＯ_３やＮＯｘを適切に排気することが可能となる。

具体的には、各帯電器５内の排気側の端部の底面（グリッドと反対側）に、Ｏ_３の濃度を検出するオゾン濃度検出センサ１０５、ＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度検出センサ１０６を設けて、これら各センサからの検出値に応じて、第１モータ回転数設定部１０３、第２モータ回転数設定部１０４における各モータの回転数を設定する。あるいは、Ｏ_３やＮＯｘの浮遊量は温湿度に影響を受け、特に高湿の状態では分解が促進されて浮遊量が低下するので温湿度を検知して、検知した温湿度に基づいて第１モータ回転数設定部１０３、第２モータ回転数設定部１０４における各モータの回転数を設定するようにすればよい。

このように、帯電器５内のＯ_３濃度やＮＯｘ濃度に応じて各モータの回転数を制御するようにすれば、過剰な能力でファンを回転させる必要がなくなるので、モータの回転による騒音を低減させることができると共に、各モータで消費される電力を低減することができるという効果を奏する。

たとえば、吸気ファンが風速アップに伴って騒音が大きくなるような場合であっても、一時的に風速アップをするだけですむので、常に同じ風速で吸気ファンを回転させる場合よりも全体として騒音を低くすることができる。

画像形成装置Ａにおける吸排気システム６０の風速と帯電ムラとの関係について以下のように検討を行った。

まず、吸排気システム６０内の風速を計測するための装置について、図８および図９を参照しながら以下に説明する。ここでは、帯電器５内部の風速と、吸排気システム６０を構成する吸気ダクト６１と排気ダクト６２内の風速を計測する。

図８に示すように、帯電器５、吸気ダクト６１および排気ダクト６２の風速を検出するためのセンサ２０１が排気ダクト６２ａとオゾンフィルタ６４との間に設けられている。このセンサ２０１による検出値は、処理部２０２に入力され、所定の処理が施された後、モニタ２０３に風速を示す情報が表示される。

センサ２０１は、図９に示すように、筒部２０１ａ内にプロペラ形状の回転部２０１ｂが設けられた構造となっており、紙面に垂直な方向に流れる風速を計測するものである。つまり、センサ２０１は、筒部２０１ａ内を通過する空気によって回転部２０１ｂが回転するときの回転部２０１ｂからの電気信号を、風速の検出値として処理部２０２に出力するようになっている。

このセンサ２０１としては、Ashburn Mess- und Regelugstechnik GmbH製、型番THERM 2285-2のセンサを使用する。

以下の説明において、帯電ムラ（以下、チャージムラと称する）の程度を判断するための評価記号について、図１０に示す。

「○」は、印刷された画像にスジが全く発生しない状態を示し、「○△」は、薄いスジが数本発生している状態を示し、「△」は、薄いスジが全体的に発生している状態を示し、「△×」は、濃いスジが発生している状態を示し、「×」は濃いスジが全体的に発生している状態を示している。なお、これらのチャージムラは、印刷サンプルとして１６階調パターンを用紙に印刷したものを目視によって判断した。上記の「△」よりも評価が悪い場合をチャージムラが発生したものと判断する。

吸排気システム６０内における風速差（吸気側風速と排気側風速との差）とチャージムラが△レベルに到達するまでの枚数（以下、チャージムラ到達枚数と称する）との関係についての結果を示す。

図１１は、吸排気システム内の吸気部（吸気ダクト６１側）の風速と、排気部（排気ダクト６２側）の風速と、帯電器５（以下、ＭＣと略称する）内の風速と、チャージムラ到達枚数とを計測した結果を示す図である。ここでは、ブラックトナーのみでのＡ４サイズ１枚の原稿の４枚複写するマルチコピーの繰り返しを連続させて行なう実写ＡＧＩＮＧ試験を行った。

印刷に使用する基準原稿は、５％帯パターンを使用した。評価基準は、チャージムラが「△」レベルに到達したときの発生枚数とした。また、排気部の風速を一定（２．１２ｍ／ｓ）とし、吸気部の風速を変化させて、ＭＣ内に風速差を生じさせている。

図１１に示す結果から、ＭＣ内の風速が高い程、チャージムラ到達枚数が多くなることが分かる。つまり、ＭＣ内の風速が高い程、チャージムラが生じにくくなっていることが分かる。ＭＣ内の風速とは、感光体ドラム３と帯電器５との間に生じる気体流の風速である。

上記のＭＣ内の風速をｘ（ｍ／ｓ）、チャージムラ到達枚数（所定の基準により形成された画像が帯電不良であると判定されるまでの画像枚数）をｙ（千枚）として、ｘとｙの関係を図１２のグラフに示す。ここで、所定の基準は、チャージムラが「△」レベルに到達した場合である。

図１２に示すグラフから近似式を求めると、ｙ＝１２．０ｅ^１．４ｘとなる。そして、グラフからＭＣ内の風速とチャージムラ到達枚数との好ましい関係を示す範囲は、ｙ≦１２．０ｅ^１．４ｘ、かつ、ｙ≧３０で示される範囲（グラフの右下の範囲）となる。

また、ＭＣ内が乱流であるとも考えられるので、その場合、上記の関係式を変更する必要がある。すなわち、ＭＣ内の風速ｘを１．７５乗したｘ’（ｍ／ｓ）として表せばよい。図１３には、このｘ’とチャージムラ到達枚数ｙとの関係をグラフとして示した。このグラフから近似式を求めると、ｙ＝４７．４ｘ’＋７．２となる。そして、グラフからｘ’とチャージムラ到達枚数との好ましい関係を示す範囲は、ｙ≦４７．４ｘ’＋７．２、かつ、ｙ≧３０で示される範囲（グラフの右下の範囲）となる。

以上の結果から、帯電器５内の風速が大きくなればチャージムラが発生しにくくることが分かる。

ここで、図１１に示す結果から、吸気部の風速が排気部の風速の１．９倍以上、４．２倍以下の範囲になるように、吸気部と排気部との風速を設定するのが好ましいことが分かる。つまり、吸気部の風速が４．００ｍ／ｓで、排気部の風速が２．１２ｍ／ｓのとき、吸気部の風速は排気部の風速の約１．９倍となる。また、吸気部の風速が８．９２ｍ／ｓで、排気部の風速が２．１２ｍ／ｓのとき、吸気部の風速は排気部の風速の約４．２倍となる。

さらに、吸気部の風速が排気部の風速の４．２倍よりも大きくなると、初期のチャージムラが発生する。初期のチャージムラとは、帯電初期状態からチャージムラが発生している状態をいい、放電部５３への異物付着によるものではなく、風速があまりにも大きくなりすぎることにより発生する。すなわち、風速による影響を受けて、帯電器５のグリッド５４に振動が加わるため、感光体３への帯電が不安定になり、感光体３長手方向に電位バラツキが発生し、実使用に耐えられない濃淡ムラが現れる。

吸気部の風速が排気部の風速の１．９倍よりも小さければ、上記像担持体と帯電器との間の気体の風速を十分に高めることができないので、Ｏ_３などが蓄積され、帯電不良が生じやすくなる。

また、ＭＣ内の気体流の風速は、以下に示す理由によって、０．４２ｍ／ｓ以上、２．０３ｍ／ｓ未満になるように設定されているのが好ましい。これは、ＭＣ内の気体流の風速が１ｍ／ｓ未満では、帯電ムラを低減させるという効果が現れず、また２．０３ｍ／ｓ以上では、初期から帯電ムラが発生するからである。

ここで、本願発明における吸排気システムの吸気部の風速、排気部の風速とを種々設定して実験を行った結果を示す。

図１４、図１５は、各実験条件とその実験結果をまとめて示す図である。実験Ｎｏ．１〜７，１３を図１４に示し、実験Ｎｏ．８〜１２を図１５に示す。

実験Ｎｏ．１は、吸排気ダクトを用いない現状のプロセスにより排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。なお、印刷のプロセス速度は、Ｎｏ．１〜６まで共通で、高速（２２５ｍｍ／ｓ）と低速（１６７ｍｍ／ｓ）の２種類とした。

実験Ｎｏ．１では、何れのプロセス速度においても、チャージムラ到達枚数は１０ｋであった。

また、実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５では、図５に示す吸排気システム６０を用いて、排気風速を２．２１ｍ／ｓと一定にし、吸気風速を０ｍ／ｓ（Ｎｏ．２）、４ｍ／ｓ（Ｎｏ．３）、６ｍ／ｓ（Ｎｏ．４）、８．９２ｍ／ｓ（Ｎｏ．５）と徐々に速度を上げてチャージムラ到達枚数を測定したものである。

これらの実験のうち、実用化レベルのチャージムラ到達枚数である約３０ｋを越えるものは、実験Ｎｏ．４および実験Ｎｏ．５であった。実験Ｎｏ．４および実験Ｎｏ．５は、いずれも吸気風速が排気風速よりも大きく設定されている。

実験Ｎｏ．５では、何れのプロセス速度においても、チャージムラ到達枚数は７９ｋ以上あること分かった。そして、実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５のうち、最も好ましい吸気風速と排気風速との関係を持っているのは実験Ｎｏ．５であることが分かった。

また、実験Ｎｏ．６は、排気風速を実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５までの排気風速よりも大きく、５．０５ｍ／ｓに設定し、吸気風速は０ｍ／ｓに設定してチャージムラ到達枚数を測定したものである。この実験Ｎｏ．６では、プロセス速度が遅ければチャージムラ到達枚数が２０ｋになるのに対して、プロセス速度が速ければ、チャージムラ到達枚数が１０ｋになっていることが分かった。

図１６に、実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５における吸気風速とチャージムラ到達枚数との関係の実験結果を示し、図１７にそのグラフを示す。グラフの縦軸はチャージムラ発生枚数を示し、横軸は吸気風速を示す。

グラフからわかるように、吸気風速が大きくなればなるほどチャージムラ到達枚数が多くなる傾向にあることが分かる。

続いて、実験Ｎｏ．７〜実験Ｎｏ．１２について説明する。実験Ｎｏ．７〜実験Ｎｏ．１２までは、実験Ｎｏ．１〜実験Ｎｏ．６までと異なり、カラー画像を形成するプロセス、すなわち帯電器５が４個ある場合のチャージムラ到達枚数を確認するための実験である。したがって、各色に対応する帯電器５ａ〜５ｄごとに、排気風速、吸気風速を設定している。

実験Ｎｏ．７は、吸排気ダクトを用いない現状のプロセスにより排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。排気風速は、ブラックが２．１２ｍ／ｓ、シアンが２．１４ｍ／ｓ、マゼンタが１．９０ｍ／ｓ、イエロが１．８５ｍ／ｓとした。

なお、印刷のプロセス速度は、Ｎｏ．７〜１２まで共通で、ブラックモノクロ印刷のときは高速（２２５ｍｍ／ｓ）で、フルカラー印刷のときは低速（１６７ｍｍ／ｓ）とした。

実験Ｎｏ．７では、いずれの条件でもチャージムラ到達枚数は１０ｋであった。
実験Ｎｏ．８は、吸気を行い、排気風速を実験Ｎｏ．７よりも大きくした。具体的には、吸気風速をブラックが２．２５ｍ／ｓ、シアンが１．９３ｍ／ｓ、マゼンタが２．３８ｍ／ｓ、イエロが２．１６ｍ／ｓとし、排気風速をブラックが３．２７ｍ／ｓ、シアンが３．０８ｍ／ｓ、マゼンタが２．６７ｍ／ｓ、イエロが２．７０ｍ／ｓとした。

実験Ｎｏ．９は、吸気風速を実験Ｎｏ．８と同じとし、排気風速を実験Ｎｏ．８よりも大きくした。具体的には、吸気風速をブラックが２．２５ｍ／ｓ、シアンが１．９３ｍ／ｓ、マゼンタが２．３８ｍ／ｓ、イエロが２．１６ｍ／ｓとし、排気風速をブラックが３．７５ｍ／ｓ、シアンが３．５１ｍ／ｓ、マゼンタが３．２２ｍ／ｓ、イエロが３．３０ｍ／ｓとした。

実験Ｎｏ．１０は、吸気を行わず排気風速を実験Ｎｏ．９と同様にした。排気風速をブラックが３．７５ｍ／ｓ、シアンが３．５１ｍ／ｓ、マゼンタが３．２２ｍ／ｓ、イエロが３．３０ｍ／ｓとした。

これら実験のうち、実用化レベルのチャージムラ到達枚数である約３０ｋを越えるものはなかった。

実験Ｎｏ．１１は、吸排気ダクトを用いない現状のプロセスにより排気風速だけを規定し、チャージムラ到達枚数を測定したものである。排気風速は、実験Ｎｏ．９，１０と同じで、ブラックが３．７５ｍ／ｓ、シアンが３．５１ｍ／ｓ、マゼンタが３．２２ｍ／ｓ、イエロが３．３０ｍ／ｓとした。

実験Ｎｏ．１２は、吸気を行わず、排気風速を実験Ｎｏ．１１と同じにし、排気効率アップのために、帯電器５のチャージャケース５１の外側の側面（長軸面）にウレタンシールの先端が感光体と接触するよう両面テープで接着固定して密閉した構造にして、チャージムラ到達枚数を測定したものである。

また、実験Ｎｏ．１３は、図５に示す吸排気システム６０を用いて、ブラックのみに対応する帯電器５ａに対して、吸気風速を自然吸気の０．８５ｍ／ｓ（吸気ダクト６１の吸気ファン６３の入口で測定した風速）、排気風速を６．５０ｍ／ｓに設定したときの、チャージムラ到達枚数を測定したものである。

これら実験のうち、実用化レベルのチャージムラ到達枚数である約３０ｋを越えるものはなかった。

図１８に、実験Ｎｏ．６〜実験Ｎｏ．１３およびＮｏ．２における吸気風速とチャージムラ到達枚数との関係の実験結果を示す。

実験結果から分かるように、排気風速をアップさせた場合、何れもチャージムラ到達枚数が実用レベル（約３０ｋ）に達していなかった。つまり、排気風速をアップさせるだけでは、帯電器５内の風速をアップすることができていないことが分かる。

以上のことから、本実施の形態に係る画像形成装置においては、上述した吸排気システム６０は、吸気および排気によって、感光体ドラム３と帯電器５との間の、帯電器５の長手方向に気体の流れを生じさせるので、帯電器５近傍の気体を常に排気することが可能となる。帯電器５の放電方式がコロナ放電方式の場合、コロナ放電によりＯ_３、ＮＯｘ等が発生する。このような場合、上記のように帯電器５近傍の長手方向に生じている気体の流れによって、Ｏ_３、ＮＯｘ等が排気されることになる。

これにより、帯電器５の使用頻度が増加しても、帯電器５近傍に帯電不良の原因となるＯ_３、ＮＯｘ等が蓄積されにくくなるので、帯電器５における帯電不良（帯電ムラ）の発生を低減することができ、この結果、帯電ムラによる画像劣化のない高品位の画像を形成し続けることが可能となる。

上記吸排気システム６０は、上記感光体ドラム３と帯電器５との間に外部からの気体を導くための吸気ダクト６１と、該感光体ドラム３と帯電器５との間から気体を外部に排気するための排気ダクト６２を有する構成となっている。

このため、吸気側の気体の風速が同じであれば、吸気ダクト６１を介する方が感光体ドラム３と帯電器５との間に効率良く気体を導くことができる。また、排気側の気体の風速が同じであれば、排気ダクト６２を介する方が感光体ドラム３と帯電器５との間に存在する気体を効率良く排気することができる。これにより、同じ吸気側の気体の風速、同じ排気側の気体の風速であっても、吸気ダクト６１および排気ダクト６２を設けたほうが感光体ドラム３と帯電器５との間を流れる気体の風速を高めることができる。

したがって、少ないエネルギーによって効率良く帯電不良を低減させることが可能となる。

さらに、効率良く感光体ドラム３と帯電器５との間を流れる気体の風速を高めるには、上記吸気ダクト６１に吸気ファン６３を設けると共に、上記排気ダクト６２に排気ファン５を設ければよい。

なお、吸排気システム６０では、吸気ダクト６１および排気ダクト６２を設けず、上記気体の流れにおける吸気側に吸気ファン６３を設けると共に、気体の流れの排気側に排気ファン６５を設ける構成としてもよい。

この場合にも、吸気ダクトおよび排気ダクトを設けた場合程ではないが、各ファンを設けない場合に比べて、感光体ドラム３と帯電器５との間の気体の風速を高めることができる。

また、上記の各種実験から、感光体ドラム３と帯電器５との間における気体の風速を高めるには、上記感光体ドラム３と帯電器５との間に気体を導く吸気側の風速を、感光体ドラム３と帯電器５との間から気体を排気する排気側の風速よりも大きく設定するようにすればよい。

さらに、上記吸気側の風速は、上記排気側の風速の１．９倍以上４．２倍以下に設定されていることが好ましい。

以上のことから、本実施の形態の画像形成装置においては、帯電器５の使用時間が長くなっても、帯電器５近傍に浮遊するＯ_３等を適切に排出することができるので、帯電ムラの影響のない高品位の画像を形成することが可能となる。

以上がカラー印字時の場合であり、白黒印字時の場合は、一つの帯電器５ａのみが稼動し、他の帯電器５ｂ〜５ｄは稼動しない。この場合、図１９に示すように、稼動する帯電器５ａ以外の帯電器５ｂ〜５ｄに接続された接続用ダクト６２ａ〜６２ｄと、排気ダクト６２との連通口の開口径を可変できる開口可変機構（シャッター機構）６６ａ〜６６ｄを設け、ブラック以外の開口可変機構６６ｂ〜６６ｄを閉じることにより、稼働中の帯電器５ａの排気風速を上げることができる。

さらに、ある一定以上の排気風速にて十分な帯電器近傍のＯ_３等を排気が行えるのであれば、その排気風速をある一定以上満たすようにファンのデューティを下げることが可能となる。たとえば、ファンの風速を１／２にしてもブラックの帯電器５ａの風速は、カラー印字時の２倍となり、これにより、同じ十分な排気を持つための消費電力や騒音を低減することができる。また、印字終了・放電終了時に下げていたデューティを上げることにより短時間で排気を行うことができ、感光体近傍にＯ_３等の滞留を減らすことができ、画像不良を防いで更なる画像の安定化を図ることができる。

このように、本発明は、レーザプリンタ等に好適に用いられ、特に、コロナ放電によりＯ_３やＮＯｘ等が生じ易い帯電方式を採用している電子写真方式の画像形成装置に用いられる。

本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。

本発明の実施の一形態である画像形成装置Ａの構成を示す断面図である。 帯電器５およびその周辺を模式的に表した模式断面図である。 帯電器５の内部構造を示す斜視図である。 帯電器５内の気体流を説明するための模式図である。 帯電器５に対する吸排気システム６０の構成を示す概略図である。 吸排気システム６０の切断面線Ｘ−Ｘにおける断面図である。 吸排気システム６０の電気的構成を示すブロック図である。 センサ２０１による風速検出の概略を示す図である。 センサ２０１の構成を示す図である。 帯電ムラの程度を判断するための評価記号を説明するための図である。 吸排気システム内の吸気部の風速と、排気部の風速と、帯電器５内の風速と、チャージムラ到達枚数とを計測した結果を示す図である。 帯電器５内の風速ｘ（ｍ／ｓ）と、チャージムラ到達枚数ｙ（千枚）との関係を示すグラフである。 乱流時の帯電器５内の風速ｘ（ｍ／ｓ）と、チャージムラ到達枚数ｙ（千枚）との関係を示すグラフである。 実験Ｎｏ．１〜７，１３の各実験条件とその実験結果をまとめて示す図である。 実験Ｎｏ．８〜１２の各実験条件とその実験結果をまとめて示す図である。 実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５における吸気風速とチャージムラ到達枚数との関係の実験結果を示す図である。 実験Ｎｏ．２〜実験Ｎｏ．５における吸気風速とチャージムラ到達枚数との関係を示すグラフである。 実験Ｎｏ．６〜実験Ｎｏ．１３およびＮｏ．２における吸気風速とチャージムラ到達枚数との関係の実験結果を示す図である。 接続用ダクト６２ａ〜６２ｄと、排気ダクト６２との連通口の開口径を可変できる開口可変機構（シャッター機構）６６ａ〜６６ｄの構成を示す図である。

符号の説明

１ 露光ユニット
２ 現像装置
３ 感光体ドラム（像担持体）
４ クリーナユニット
５ 帯電器
５０ 電荷発生部
５１ チャージャケース
５２ 放電電極保持部材
５３ 放電電極
５３ａ 先端部
５４ グリッド電極
５５ グリッド電極保持部材
５６ 第１ＤＣ電源
５７ 第２ＤＣ電源
６０ 吸排気システム（気体流生成装置）
６１ 吸気ダクト
６１ａ〜６１ｄ 接続用ダクト
６２ 排気ダクト
６２ａ〜６２ｄ 接続用ダクト
６３ 吸気ファン
６４ オゾンフィルタ
６５ 排気ファン
６６ａ〜６６ｄ 開口可変機構
１００ 制御装置（風速制御手段）
１０１ 吸気ファン駆動モータ
１０２ 排気ファン駆動モータ
１０３ 第１モータ回転数設定部
１０４ 第２モータ回転数設定部
１０５ オゾン濃度検出センサ（センサ）
１０６ ＮＯｘ濃度検出センサ（センサ）
２０１ センサ
２０１ａ 筒部
２０１ｂ 回転部
２０２ 処理部
２０３ モニタ

Claims (12)

1. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体に近接して配置され、該像担持体表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像を書き込む露光器と、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着器とを有する画像形成装置において、
   前記帯電器内の前記像担持体近傍に気体の流れを生じさせる気体流生成装置を有し、
   前記気体流生成装置は、
   前記帯電器内に気体を導くための吸気ダクトと、
   前記吸気ダクトに外部からの気体を送り込む吸気ファンと、
   前記帯電器内から気体を排気するための排気ダクトと、
   前記排気ダクトからの気体を外部に送り出す排気ファンとを備え、
   前記吸気ファンの作動で生じる前記吸気ダクト内での風速が、前記排気ファンの作動で生じる前記排気ダクト内での風速よりも大きくなるように構成されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記吸気ダクト内での風速は、前記排気ダクト内での風速の１．９倍以上４．２倍以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記帯電器内に生じる気体流の風速をｘ（ｍ／ｓ）、
   画像形成開始から、帯電不良であると判定されるまでの画像形成枚数をｙ（千枚）としたとき、以下の関係式（１）を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
   ｙ≦１２．０ｅ^１．４ｘ …（１）
4. 前記帯電器内に生じる気体流を乱流としたときの風速をｘ’（ｍ／ｓ）、
   画像形成開始から、帯電不良であると判定されるまでの画像形成枚数をｙ（千枚）としたとき、以下の関係式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
   ｙ≦４７．４ｘ＋７．２ …（２）
5. 前記帯電器内に生じる気体流の風速が１ｍ／ｓ以上２．５ｍ／ｓ未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 前記帯電器内に存在するオゾンおよび窒素酸化物の少なくともいずれかの濃度を検出するセンサと、
   前記センサの検出値に応じて、前記吸気ファンと前記排気ファンの動作を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
7. 前記帯電器は、コロナ放電によって前記像担持体表面を帯電させる帯電器であり、前記像担持体の下方に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体に対して、前記帯電器が複数配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体がトナーの色ごとに複数配置され、各像担持体にそれぞれ帯電器が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
10. 前記吸気ダクトおよび前記排気ダクトは、分岐して複数の帯電器にそれぞれ接続され、
    各帯電器と前記排気ダクトとの接続部分には、気体流路を開閉するためのシャッター機構が設けられることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 単色印字を行う場合に、動作しない帯電器に対応するシャッター機構を閉じることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
12. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体に近接して配置され、該像担持体表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像を書き込む露光器と、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着器とを有する画像形成装置に備えられ、前記帯電器内の前記像担持体近傍に気体の流れを生じさせる気体流生成装置であって、
    前記帯電器内に気体を導くための吸気ダクトと、
    前記吸気ダクトに外部からの気体を送り込む吸気ファンと、
    前記帯電器内から気体を排気するための排気ダクトと、
    前記排気ダクトからの気体を外部に送り出す排気ファンとを備え、
    前記吸気ファンの作動で生じる前記吸気ダクト内での風速が、前記排気ファンの作動で生じる前記排気ダクト内での風速よりも大きくなるように構成されることを特徴とする気体流生成装置。

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