JP2008139365A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コロナ帯電器内が汚れてしまうことによる画質低下を防止するとともに、像流れによる画質低下も防止することができ、長期にわたり形成される画像の品質が安定し、長寿命の画像形成装置を提供する
【解決手段】画像形成装置１において、像担持体と、像担持体表面を一様に帯電させるため像担持体に対向して配置されるコロナ帯電器３２と、像担持体上に静電潜像を形成するための露光装置３３と、静電潜像にトナーを供給して静電潜像を現像しトナー像を形成するための現像装置３４とを少なくとも有し、コロナ帯電器３２と導管３７により接続され送風又は吸引を行うための送風装置７０を備えていて、送風装置７０は、画像形成装置１が像担持体上に画像を形成する画像形成動作中は送風を行い、画像形成動作の終了後には、吸引を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ等）では、像担持体の表面を一様に帯電させ、その後に像担持体の表面を形成すべき画像にあわせて露光することで像担持体上に静電潜像を形成する。そして、トナーが静電潜像に現像装置によって供給されることで、静電潜像が現像され、このトナー像を用紙等に転写し定着させて画像形成が行われる。ここで、像担持体の表面を一様に帯電させるために、画像形成装置は、一般に帯電器を有する。

そして、帯電器としては、コロナ放電を利用したコロナ帯電器が画像形成装置に備えられることがある。コロナ帯電器は、一般に、その内部にワイヤを備える。このワイヤに電圧が印加されることでコロナ放電が生じ、コロナ帯電器は像担持体の近傍に対向して配されているから、電荷が像担持体の表面に供給される。

その後に、像担持体表面を露光し、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給することで、静電潜像の可視化がなされるが（電子写真方式）、このトナーには、帯電制御や流動性向上等の観点から、様々な表面処理剤が付着されている。例えば、よく知られた表面処理剤としては、シリカや酸化チタン等が挙げられる。これら表面処理剤は、ナノメートルオーダーの非常に小さい粒径であり、飛散しやすい。

ここで、コロナ帯電器は、コロナ放電を行うものであるから、上記表面処理剤等の画像形成プロセスで生ずる微粒子、粉塵を集塵する作用がある。この集塵作用により、何ら対策をとらなければ、コロナ帯電器内のワイヤがシリカ等の粉塵で汚れてしまう。ワイヤが汚れると、コロナ放電がワイヤ上で不均一に生じることになり、像担持体の表面を均一に帯電させることができない。そうすると、濃度ムラやスジや画像カブリ等の不具合が生じてしまい、ワイヤの汚れは、形成される画像の品質低下の原因となる。

このようなワイヤの汚れの問題に対し、特許文献１や特許文献２の発明が提案されている。特許文献１には、トナー像を形成して画像形成を行う画像形成装置において、コロナ帯電器と、コロナ帯電器の長手方向に沿う送風路と、コロナ帯電器の両側端部に連通する２つの流路と、流路から送風路に送風する送風機を備えた画像形成装置が記載されている。このように構成することで、ワイヤへの塵埃の付着を防いでいる（特許文献１：請求項１、段落０００８、図１等参照）。

又、特許文献２には、像担持体と、コロナ帯電器を含む画像形成装置において、コロナ帯電器の側壁部に防塵シート部材を像担持体に接触又は極めて近づけて配設し、コロナ帯電器内に空気を送り込むダクトを接続した画像形成装置が記載されている。このように構成することで、コロナ帯電器内への含塵空気の侵入を防ぎ、コロナ帯電器の放電状態を維持するようにしている（特許文献２：請求項１、図１、作用の欄参照）。
特開平０９−３３０００８号 特開昭６１−２００５５６号

ここで、放電を行うと、ＮＨ４＋（アンモニウムイオン）等の帯電生成物が発生し、空気中の水分に溶け込む場合がある。この水分は、特に高湿環境では、像担持体の表面に付着することがある。又、放電を行うとオゾンが発生するが、特に、像担持体がアモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラムの場合、感光層表面がオゾンで酸化されて水分を吸着しやすくなる。このように、空気中の水分、更には帯電生成物が溶け込んだ水分が像担持体に付着したり、像担持体が水分を吸着しやすくなったりすると、像流れが発生してしまう。

像流れは、水分や水溶性の帯電生成物が像担持体の表面に付着することで、その部分の表面抵抗が下がり、像担持体上の静電潜像が保持できなくなることで生じ、画像が白く抜けたり、エッジ部分がぼやけたりして、形成される画像の画質低下の原因となる。

確かに、特許文献１及び２記載の発明では、コロナ帯電器のワイヤの汚れを防止でき、又、水分、粉塵を吹き飛ばすことは可能ではある。しかし、特許文献１及び２記載の発明は、外気を導入しコロナ帯電器から像担持体に向けて送風を行うから、コロナ帯電器内の水分や粉塵、帯電生成物を像担持体表面に積極的に吹き付けることになり、像流れ防止という観点からすれば、その効果は望めないという問題がある。特に、画像形成動作が終了し像担持体の回転が止まった状態で送風を行うと、風が像担持体の同じ部分に吹き付けられ続けることになり、像流れが生じてしまう。

一方で、水分や帯電生成物を感光体ドラムに吹き付けることを避けるため、コロナ帯電器内の空気の吸引を行うことも考えられるが、単に吸引を行えば、感光体ドラム周辺の粉塵も同時に吸い込むことになり、コロナ帯電器の集塵作用により加速度的にコロナ帯電器内のワイヤが汚れてしまうことになる。即ち、形成される画像の品質低下が早い段階で発生してしまう。

まとめると、特許文献１又は２記載の発明は、コロナ帯電器内の汚れを防止するという点では有効であるものの、像流れが発生してしまうという点では問題があり、像流れの問題に対して対応できない。現に、特許文献１又は２には、像流れの発生についての言及はない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、コロナ帯電器を備えた画像形成装置において、コロナ帯電器内が汚れてしまうことによる画質低下を防止するとともに、像流れによる画質低下も防止することができ、長期にわたり形成される画像の品質が安定し、長寿命の画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、像担持体と、前記像担持体表面を一様に帯電させるため前記像担持体に対向して配置されるコロナ帯電器と、前記像担持体上に静電潜像を形成するための露光装置と、静電潜像にトナーを供給して静電潜像を現像しトナー像を形成するための現像装置とを少なくとも有し、画像形成を行う画像形成装置において、前記コロナ帯電器と導管により接続され送風又は吸引を行うための送風装置を備え、前記送風装置は、前記画像形成装置が前記像担持体上に画像を形成する画像形成動作中は送風を行い、画像形成動作の終了後には、吸引を行うこととした。

又、請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記送風装置は、前記コロナ帯電器内の風速において、画像形成動作中の風速が画像形成動作終了後の風速よりも速くなるように、送風及び吸引動作を実行することとした。

又、請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記送風装置は、画像形成動作中においては、前記コロナ帯電器内において風速が０．６ｍ／ｓ以上となるように送風を行うこととした。

又、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記送風装置は、画像形成動作終了後においては、前記コロナ帯電器内において風速が０．２ｍ／ｓ以上となるように吸引を行うこととした。

又、請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記送風装置は、画像形成動作終了後から、１５秒以上吸引を行うこととした。

又、請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体は、アモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラムであることとした。

請求項１記載の発明によれば、画像形成動作中は、送風装置が送風を行うから、シリカ等の粉塵が、コロナ帯電器のワイヤに付着することを防止することができる。又、画像形成動作中は、像担持体は回転しているから、像担持体上の同じ部分に風が当たらないから像流れも生じない。

一方で、画像形成動作の終了後は、コロナ帯電器のワイヤに印加されている電圧がオフされ集塵作用がなくなり、吸引を行っても粉塵がワイヤに吸着することがないから、ワイヤは汚れない。又、像担持体に対し風を吹き付けず、コロナ帯電器内の空気を吸引して、像担持体に水分、帯電生成物、粉塵が付着することを防ぐから、像流れの発生を防止することができる。

従って、請求項１記載の発明によれば、コロナ帯電器のワイヤが汚れないから形成される画像の濃度ムラ等がなく、又、像流れも発生せず、長期間にわたり形成される画像が高品質で安定した長寿命の画像形成装置を提供することができる。又、送風装置の動作をコントロールするだけでよく、低コストで構成が簡易でありつつも長寿命の画像形成装置を提供できる。

請求項２乃至５記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、請求項２乃至５のように送風装置を設定するだけで、より顕著な効果を得ることができる。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５記載の発明の効果に加え、像担持体としてアモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラムを用いるものであるが、コロナ帯電器により発生したオゾンでアモルファスシリコンが酸化され水分を吸着しやすくなっても、像流れの発生を防ぐことができる。アモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラムは長寿命であり、この感光体ドラムでの画像品質の低下を防止するから、なお一層長寿命の画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図１〜４を参照しつつ説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

まず、図１を用いて、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を説明するための模型的断面図である。

本実施形態に係る画像形成装置１は、図１に示すように、上下方向に２つの部分に大別でき、上ハウジング１ａと、下ハウジング１ｂとに区分される。

そして、図１に示すように、上ハウジング１ａには画像読取部１０、原稿載置台１１等が配され、下ハウジング１ｂ内には、下方から、用紙Ｐの搬送方向に沿って順番に、給紙部２０、画像形成部３０、定着部４０、排出部５０がそれぞれ配されている。又、上ハウジング１ａと下ハウジング１ｂの間の空間であって、排出部５０とつながっている部分は画像形成済みの用紙Ｐを排出された際に用紙Ｐを受け止めるための排出空間Ｓとなっている。

まず、上ハウジング１ａの構成について説明する。上ハウジング１ａには、画像読取部１０、原稿載置台１１、上面カバー１２が配されている。

前記画像読取部１０は、原稿載置台１１に載置された原稿の画像情報を読み取り、データ化するためのものである。画像読取部１０は、上ハウジング１ａ内部であって、原稿載置台１１の下面に配されている。そして、画像読取部１０は、走査ユニット１３、複数の反射ミラー１４、１５、１６、レンズ１７、ＣＣＤ１８等を有している。

前記走査ユニット１３は、図１の紙面垂直方向に伸びて形成され、原稿載置台１１上の原稿の画像面を光照射しながら図１の左方から右方に移動する。前記反射ミラー１４、１５、１６は、走査ユニット１３により照射された光に対して原稿が反射した反射光を反射し、又、反射光をレンズ１７にまで導くために設けられている。前記レンズ１７は、反射光をＣＣＤ１８に結像させるためのものであり、前記ＣＣＤ１８は、結像された反射光を光電変換することで、原稿を画像データ化する。尚、最終的には、画像情報は、後述する露光装置３３に送られる。

前記原稿載置台１１は、画像を読み取るために原稿を載置するためのものである。原稿載置台１１には、光を透過するため、コンタクトガラス１１ａが設けられており、原稿の画像面を下方に向けて原稿が載置される。又、前記上面カバー１２は、原稿載置台１１に載置された原稿を押圧するためのものである。上面カバー１２は画像形成装置１の最上部に配されていて、図１の紙面奥側に支点を有しており、開閉自在となっている。

本実施形態における画像形成装置１は、原稿を固定し、かつ走査ユニット１３を移動させる、いわゆる固定読みを行うようになっている。しかし、別途自動原稿送り装置（不図示）を、上面カバー１２の代わりに設けることも可能である。その場合、原稿は、自動原稿送り装置用のコンタクトガラス１１ｂの上面に接しつつ、画像面を下方にして通過し、原稿の読み取りが行われるようにすることもできる。

次に、下ハウジング１ｂ内の構成について説明する。下ハウジング１ｂには、給紙部２０、画像形成部３０、定着部４０、排出部５０、用紙搬送路６０等が配される。

前記給紙部２０は、図１において、画像形成装置１の最下方に配されていて、給紙カセット２１と手差しトレイ２２とピックアップローラ２３、２４等が設けられている。前記給紙カセット２１は、複数枚の用紙Ｐを積載し収納するものであり、用紙Ｐは、平板矩形状の用紙載置台２１ａに積載される。又、給紙カセット２１は、画像形成装置１に対し、引き出し可能となっており、収納した用紙Ｐが無くなると、給紙カセット２１を引き出して用紙Ｐを補給できる。

前記手差しトレイ２２は、使用者が手差しにより用紙Ｐを給紙するものであり、図１において画像形成装置１の左側面に設けられている。又、手差しトレイ２２は、支点を有し、回動可能になっていて、手差しトレイ２２を使用しない場合には手差しトレイ２２を回動させ、画像形成装置１の左側面が平面状となるように、画像形成装置１に収容できるようになっている。前記ピックアップローラ２３、２４は、給紙カセット２１又は手差しトレイ２２の最上位に位置する用紙Ｐと当接するようになっており、用紙Ｐを一枚ずつ後述する画像形成部３０に向けて送り出す。

前記画像形成部３０は、給紙部２０の上方に設けられていて、像担持体としてのアモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１表面を一様、均一に帯電させるためのコロナ帯電器３２と、帯電後の感光体ドラム３１表面を露光して静電潜像を形成する露光装置３３と、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置３４と、感光体ドラム３１上のトナー像を搬送されてきた用紙Ｐに転写する転写ローラ３５と、転写後に感光体ドラム３１表面に残った残留トナーを除去するクリーナ３６とを備えている。

前記感光体ドラム３１は、画像形成部３０の中心に位置していて、所定の方向、速度で回転駆動される。本実施形態における感光体ドラム３１の外径は、例えば、２５〜４０ｍｍ程度のものを用いることが可能である。又、その表面は、アモルファスシリコンの感光層を有しており、その表面電位は、例えば、２００〜５００Ｖ程度とすることができる。この表面電位は、後に説明する現像装置３４の現像ローラ３４ａに印加される電圧やトナーの帯電電位との兼ね合いで決まり、２５０Ｖ程度が好ましい。

前記コロナ帯電器３２は、図１に示すように、像担持体の近傍に対向して配置される。このコロナ帯電器３２は、感光体ドラム３１の軸線方向（図１の紙面垂直方向）に沿ってワイヤＷが内部に架け渡されていて、このワイヤＷに所定の電圧（電流）が印加され、コロナ放電により像担持体の表面に電荷を供給する。そして、コロナ帯電器３２には、コロナ帯電器３２内に送風又はコロナ帯電器３２内の空気を吸引するための導管３７が接続されている。ここで、ワイヤＷの直径は例えば、４０〜７５μｍ程度のものを用いることが可能である。そして、ワイヤＷには、例えば、電源装置（不図示）により約５ｋＶ程度の電圧を印加することが可能である。尚、ワイヤＷに加える電圧値は、あくまで目安であり、例えば、３００μＡ〜１０００μＡの範囲における定電流がワイヤＷに流れるように電圧値を変動させることが可能である。即ち、ワイヤＷの抵抗値は、素材やその径、長さ等の要因によって変動するものであり、コロナ帯電器３２の大きさひいては、画像形成装置１の大きさ等の要因によって変動するため、感光体ドラム３１表面上の設定すべき電位も考慮しつつ適宜設定すればよい。

前記露光装置３３は、画像形成装置１内の中央よりやや下方にレーザユニットとして設けられている。そして、露光装置３３は、画像読取部１０で形成された画像情報やネットワークにより接続されているコンピュータ（図略）からの画像情報に基づき、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるレーザ光Ｌをレーザ出力部（不図示）から出力し、感光体ドラム３１表面を走査露光する。これにより画像情報に応じた静電潜像を形成する。

前記現像装置３４は、図１において、コロナ帯電器３２の下方かつ感光体ドラム３１の右側方に設けられている。現像装置３４は、内部にトナーを収容しており、現像装置３４内に設けられた現像ローラ３４ａ上にトナーの薄層を形成し、この現像ローラ３４ａを回転させつつ感光体ドラム３１に所定の隙間を設け対向させることで、所定の電位に帯電したトナーが感光体ドラム３１に向けて飛翔し静電潜像が現像される。

前記転写ローラ３５は、感光体ドラム３１の左側方に当接して回転可能に支持されている。この感光体ドラム３１と転写ローラ３５で形成されるニップに用紙Ｐが進入し、又、その際に、転写ローラ３５に電圧が印加されることで、感光体ドラム３１表面上のトナー像が用紙Ｐに転写される。尚転写後の残トナーを回収し、次の画像形成に備えるため、クリーナ３６が、転写ローラ３５の感光体ドラム３１の回転方向下流側に感光体ドラム３１に接して設けられる。

前記定着部４０は、ヒータＨを内蔵する定着ローラ４１と、この定着ローラ４１に圧接されて定着ローラ４１との間に定着ニップ部を構成する加圧ローラ４２とを備える。そして、画像形成部３０において、表面にトナー像が転写された用紙Ｐが定着ニップ部を通過する際に、トナーが加熱・加圧されて溶融し、用紙Ｐ表面にトナー像が定着される。

前記排出部５０は、画像形成装置１内の用紙搬送の終端部に設けられており、排出ローラ対５１が設けられている。この排出部５０から、画像形成済みの用紙Ｐが排出空間Ｓに向けて排出され、排出空間Ｓ下方に設けられた排出トレイ５２に、画像面（トナー像が定着された面）を下方に向けた、フェースダウンで用紙Ｐが積載される。

前記用紙搬送路６０は、画像形成装置１内で給紙部２０から排出部５０まで用紙Ｐを搬送するための通路であり、複数のガイド板を有している。尚、用紙搬送路６０上の、画像形成部３０の手前には、レジストローラ対６１が設けられている。レジストローラ対６１は、給紙部２０から供給された用紙Ｐを一旦、停止させ、用紙Ｐへのトナー像の転写が的確になされるように画像形成部３０に同期をとって供給する。尚、用紙Ｐの搬送方向を図１において破線で示す。

ここで、画像形成動作ついて説明しておく。

まず、画像形成装置１に設けられた操作部（不図示）若しくは、外部コンピュータ（不図示）から、使用者が、画像形成装置１に画像形成を行う旨を入力すると、画像形成部３０において、感光体ドラム３１が矢印方向に回転駆動され、その表面がコロナ帯電器３２により所定の極性・所定の電位に均一に帯電される。帯電後の感光体ドラム３１表面に対し、露光装置３３が形成すべき画像の画像情報に基づいて露光を行って、静電潜像が形成される。この静電潜像に対し現像装置３４がトナーを供給し、感光体ドラム３１上の電位に従って、トナー像として現像される。その後、感光体ドラム３１は回転を続け、トナー像は、転写ローラ３５と感光体ドラム３１のニップ部にタイミングを合わせて進入してきた用紙Ｐに、転写ローラ３５により用紙Ｐ表面に転写される。このとき用紙Ｐの進入タイミングはレジストローラ対６１で行う。

トナー像転写後の用紙Ｐは、定着部４０に搬送され、ここで定着ローラ４１及び加圧ローラ４２によって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。定着が完了した用紙Ｐは、排出ローラ対５１に導かれ、図１において右方の排出トレイ５２上に、次々と積載される。

次に、本発明の実施形態に係るコロナ帯電器３２における送風・吸引を行うための構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る送風・吸引機構を説明するための模型的断面図である。

図２に示すように、アモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラム３１に近接してコロナ帯電器３２が設けられている。コロナ帯電器３２内のワイヤＷは、感光体ドラム３１の軸線方向に沿って平行になるように設けられている。コロナ帯電器３２の枠体３２ａは、感光体ドラム３１と対向する面が開口し、図１において紙面垂直方向に伸びた箱形となっている。更に、コロナ帯電器３２の枠体３２ａには、感光体ドラム３１と対向する面以外の一面に通風・吸引用開口３２ｂが設けられている。この通風・吸引用開口３２ｂには導管３７が接続されていて、導管３７の他端には、送風装置７０が接続されている。

ここで送風装置７０は、正逆回転可能な電動のファン７１を用いることが可能であり、例えば、画像形成装置１の背面や側面に設けられる。例えば、送風装置７０（ファン７１）には、定格２４Ｖ（０．１Ａ）のものを用いることが可能であるが、これに限られるものではない。そして、送風装置７０は、画像形成装置１が感光体ドラム３１上に画像（トナー像）を形成する画像形成動作中は送風を行い、画像形成動作の終了後には、吸引を行うようになっている（図２において風向きを２点鎖線で示す。）。尚、コロナ放電により生ずるオゾンや帯電生成物を除去するために送風装置７０に近接して処理装置（不図示）を設けてもよい。

ここで、コロナ帯電器３２はコロナ放電を利用するものであり、ワイヤＷに電圧が印加されるものであるから、静電力により、画像形成装置１内の粉塵を集塵する作用があり、ワイヤＷに粉塵が吸着してしまう。特に、トナーの表面処理剤として用いられるシリカや酸化チタン等がワイヤＷに吸着する。このようにワイヤＷが汚れると、コロナ放電が不均一となり、感光体ドラム３１の帯電に影響を与え、濃度ムラや画像カブリ等の画像不具合が生じてしまう。

しかし、送風装置７０は、画像形成動作中は、風がコロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に向かうように送風を行うから、シリカ等の粉塵が、コロナ帯電器３２のワイヤＷに付着することを防止することができる。

一方で、コロナ放電を行うと、コロナ帯電器３２内の空気に含まれる物質がイオン化することがあり、帯電生成物が生成される。この帯電生成物は、空気中の水分に溶け込むことがある。この水分が、感光体ドラム３１に付着すると、感光体ドラム３１の表面抵抗が低下し、像流れが生ずる（特に、高湿環境で生じやすい）。

しかし、送風装置７０は、画像形成終了後は、コロナ帯電器３２内の空気を吸引するから、感光体ドラム３１に水分が付着しがたくなり像流れが防止できる。

又、本実施形態に示すように、アモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラム３１は、コロナ放電により生ずるオゾンにより感光層が酸化する場合がある。そうすると、水分を吸着しやすくなるが、送風装置７０は、画像形成終了後は、コロナ帯電器３２内の空気を吸引するから、感光体ドラム３１表面に水分が付着することが無くなり、アモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラム３１であっても像流れの発生を防ぐことができる。

次に、図３及び４に基づき、本発明の実施形態における送風装置７０の送風方向を変えるための制御について説明する。図３は、本発明の実施形態における送風装置７０の制御を説明するためのブロック図である。図４は、本発明の実施形態における送風装置７０の制御を説明するためのフローチャートである。

図３に示すように、本実施形態では、送風装置７０を制御するための構成として制御部８０が設けられる。この制御部８０は、例えば、コロナ帯電器３２、感光体ドラム３１、現像装置３４、露光装置３３及び送風装置７０と信号線でつながっている。

ここで、制御部８０は、画像形成装置１を使用する上で必要となる画像形成装置１に係る多くの制御も行う中央処理的な制御部８０の一部に設けられるようにしてもよいし、送風装置７０の制御のため別途、制御部８０が設けられてもよい。尚、図３では、送風装置７０の制御に関する部分のみ図示している。

制御部８０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ読み書き自在の記憶部であるＲＡＭや場合によりハードディスクドライブ等の記憶装置を有する（不図示）。又、制御部８０は、コロナ帯電器３２、感光体ドラム３１、現像装置３４、露光装置３３、送風装置７０を制御したり、各装置に設けられたセンサ等からのデータの入出力を行ったりするため、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）（不図示）を備える。

このような構成に基づき、実際の送風装置７０の制御について、図４を参照しつつ説明する。まず、画像形成装置１に対し、操作部や外部コンピュータ等から画像形成を行う旨の命令が入力され、画像形成が開始された場合（ＳＴ１）、上述したとおり、まず、コロナ帯電器３２が作動するとともに感光体ドラム３１が回転する。そのため、制御部８０は、コロナ帯電器３２及び感光体ドラム３１を作動させる信号を発し、コロナ帯電器３２は電源回路（不図示）により電圧を印加され、感光体ドラム３１はモータ（不図示）、ギア等からの回転駆動が伝達され回転する。又、それに併せて露光装置３３、現像装置３４も動作を開始するように、制御部８０は制御する。即ち、画像形成部３０が作動する信号を制御部８０が発する（ＳＴ２）。

そして、送風装置７０は、画像形成動作中、コロナ帯電器３２に向けて送風を行うから、制御部８０は、送風装置７０のファン７１を送風を行う方向に回転させるように制御信号を発する。このようにして、送風装置７０は、送風を行う（ＳＴ３）。

そして、形成すべき画像の全ての画像形成が完了するまで（ジョブが完了）、画像形成部３０は動作し続け（ＳＴ４）、画像形成動作が終了すれば、コロナ帯電器３２等の画像形成部３０は動作を停止する（ＳＴ５）。制御部８０は、この停止信号を発した後、送風装置７０に対しては、送風装置７０のファン７１の回転方向を逆にするための信号を送風装置７０に向けて発する。これにより、送風装置７０のスイッチが切り替えられ（ＳＴ６）、送風装置７０は、コロナ帯電器３２内の空気を吸引する方向にファン７１が回転する（ＳＴ７）。そして、新たに画像形成を行う旨の命令が画像形成装置１に入力されないまま、その経過時間をタイマー等でカウントしつつ、例えば１５秒〜２４０分の間で任意に定めることができる一定時間が経過すれば（ＳＴ８）、制御部８０は、送風装置７０を停止させるための信号を発する（ＳＴ９）。

以下本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、本発明は、実施例によって限定されるものではない。

ここで、以下に示す実施例、比較例における画像形成装置１は、外径が３０ｍｍで表面がアモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラム３１を用いた。又、コロナ帯電器３２は、感光体ドラム３１の周方向において対向するコロナ帯電器３２の側壁部分３２ｃの幅が１２ｍｍのスコロトロン型帯電器を用いた（図２参照）。又、コロナ帯電器３２のワイヤＷの直径は６０μｍのタングステン製のチャージワイヤＷを用い、ワイヤＷには、５ｋＶの電圧を印加し、感光体ドラム３１の表面上の電位を２５０Ｖとなるように設定した。

尚、試験機は、上記で説明した本実施形態に係る画像形成装置１と同様の出願人（京セラミタ株式会社）製の複写機（形式：ＫＭ−２５５０）の改造機を用いた。

具体的な実験方法としては、気温３２．５°Ｃ、湿度８０％ＲＨという高温高湿環境のもと、２万枚（Ａ４用紙）の画像形成を行って、コロナ帯電器３２のワイヤＷの汚れを確認した。又、画像形成の終了後２時間経過してから像流れの発生の有無を確認した。

（実施例１）
画像形成動作中、送風装置７０は、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。又、画像形成動作終了後は、送風装置７０は、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。尚、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとなるように設定した。（印字中＝送風、終了後＝吸引）
（比較例１）
画像形成動作中、送風装置７０は、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。又、画像形成動作終了後も、送風装置７０は、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。尚、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとなるように設定した。（印字中＝送風、終了後＝送風）
（比較例２）
画像形成動作中、送風装置７０は、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。又、画像形成動作終了後は、送風装置７０を停止させた。尚、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとなるように設定した。（印字中＝送風、終了後＝停止）
（比較例３）
画像形成動作中、送風装置７０は、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。そして、画像形成動作終了後、送風装置７０を停止させた。尚、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとなるように設定した。（印字中＝吸引、終了後＝停止）
（比較例４）
画像形成動作中、送風装置７０はコロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。画像形成動作終了後、送風装置７０は、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。尚、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとなるように設定した。（印字中＝吸引、終了後＝吸引）
（比較例５）
画像形成動作中、画像形成動作終了後を問わず、送風装置７０を停止させた。（印字中＝停止、終了後＝停止）
これらの実験結果を表１に示す。
尚、以下の表において、ワイヤの汚れの評価は、ハーフトーン画像でワイヤ汚れによる筋が発生しなかったものから顕著に発生したものまで、◎、○、△、×、××の５段階に分け、◎、○、△を問題無いレベルとした。
像流れの評価は、発生しなかったものから顕著に発生したものまで、◎、○、△、×、××の５段階に分け、◎、○、△を問題無いレベルとした。

表１の実施例１、比較例１、２に示すように、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行えば、コロナ帯電器３２のワイヤＷの汚れはほとんど発生せず、コロナ帯電器３２のワイヤＷの汚れに対し非常に有効であることが示された。しかし、比較例２は言うまでもなく、比較例１で示すように、画像形成動作終了後に送風を行っても、像流れが発生した。この結果により、画像形成動作終了に伴い停止し感光体ドラム３１とコロナ帯電器３２の位置が固定された状態においては、コロナ帯電器３２内の帯電生成物、水分等を感光体ドラム３１に積極的に吹き付けてしまうことになり、像流れが発生してしまうことが確認された。

一方で、比較例３及び４で示すように、画像形成動作中に、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行えば、コロナ帯電器３２のワイヤＷの汚れが著しいものとなった。このことは、感光体ドラム３１やコロナ帯電器３２周辺に存在する例えばシリカのような粉塵を引き込み、コロナ帯電器３２のワイヤＷの集塵作用により生じたことを示している。しかし、実施例１、比較例４に示すように、画像形成動作終了後に吸引を行えば、像流れの発生を防止できることが示された。

従って、本発明の実施例のように、画像形成動作中に送風を行い、画像形成動作終了後に吸引を行うとワイヤＷの汚れと像流れの発生を防ぐことが可能であり、画像品質の低下のない画像形成装置１を提供できることが示された。

次に、コロナ帯電器３２内での送風における風速と、コロナ帯電器３２のワイヤＷの汚れの発生との関係について述べる。

実施例１では、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとしたが、この風速を０．８ｍ／ｓから下げた場合のコロナ帯電器３２内のワイヤＷの汚れへの影響について確認を行った。具体的な実施例は、以下の通りである。

実験方法としては、気温３２．５°Ｃ、湿度８０％ＲＨという高温高湿環境のもと、２万枚（Ａ４用紙）の画像形成を行い、送風の風速を異ならせて、コロナ帯電器３２のワイヤＷの汚れを確認した。
（実施例１）
上記に示すとおり、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。
（実施例２）
コロナ帯電器３２内の風速を０．６ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。
（実施例３）
コロナ帯電器３２内の風速を０．４ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。
（実施例４）
コロナ帯電器３２内の風速を０．２ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。
（実施例５）
コロナ帯電器３２内の風速を０．１ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２から感光体ドラム３１に風が向かうように送風を行った。
この実験結果を、表２に示す。

実施例１及び２に示すように、風速０．６ｍ／ｓ以上であれば、ワイヤＷの汚れが無く、例えば、ハーフトーンの画像形成を行ってもスジが入ったりすることなく良好な画像品質が維持され、著しい効果がみられた。風速０．４ｍ／ｓ以下であると、コロナ帯電器３２内の粉塵を吹き飛ばすには弱い場合があるが、全く送風を行わない場合に比べて効果はあることが確認された。

尚、ここでの実験に用いた画像形成装置１は、小型の部類に属するものであるが、本試験機よりも大型の画像形成装置１でも、コロナ帯電器３２と感光体ドラム３１との距離は、大きな差はなく、送風装置７０（ファン７１）の大きさを変えることや、ファン７１の回転数を上げる等により風量を増加させ、風速０．６ｍ／ｓ以上とすれば、他の画像形成装置１にも効果があり、適宜適応できるものである。

次に、コロナ帯電器３２内での吸引における風速と、像流れの発生との関係について述べる。

実施例１では、コロナ帯電器３２内の吸引の風速を０．８ｍ／ｓとしたが、この風速を０．８ｍ／ｓから下げた場合の像流れ発生の影響について確認を行った。具体的な実施例は、以下の通りである。

実験方法としては、気温３２．５°Ｃ、湿度８０％ＲＨという高温高湿環境のもと、２万枚（Ａ４用紙Ｐ）の画像形成を行い、吸引の風速を異ならせて、画像形成の終了後２時間経過してから像流れの発生の有無を確認した。
（実施例１）
上記に示すとおり、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。
（実施例６）
コロナ帯電器３２内の風速を０．６ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。
（実施例７）
コロナ帯電器３２内の風速を０．４ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。
（実施例８）
コロナ帯電器３２内の風速を０．２ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。
（実施例９）
コロナ帯電器３２内の風速を０．１ｍ／ｓとして、コロナ帯電器３２内の空気の吸引を行った。
この実験結果を、表３に示す。

実施例１、６、７、８に示すように、風速０．２ｍ／ｓ以上であれば、像流れの発生が無く、良好な画像品質が維持され、著しい効果がみられた。実施例９に示すように、風速０．２ｍ／ｓ未満であると、コロナ帯電器３２内の水分や帯電生成物を吸い出すには弱い場合があるが、全く吸引を行わない場合に比べて効果は見られることが確認された。ここで、送風を行う場合に比べて、吸引の風速が弱くても像流れの発生を防止できる要因は、ワイヤＷの汚れに対しては、粉塵をワイヤＷの集塵作用（静電力）に逆らって吹き飛ばすために比較的強い風速が必要であるが、像流れの発生においては、帯電生成物（イオン）や水分を吸引するだけでよいため、比較的弱い風速でもよいためと考えられる。

尚、ここでの実験に用いた画像形成装置１は、上述したように小型の部類に属するものであるが、大型の画像形成装置１においても、コロナ帯電器３２と感光体ドラム３１との距離は、大きな差はなく、送風装置７０（ファン７１）を変えることや、ファン７１の回転数を上げる等風量を増加させ、風速０．２ｍ／ｓ以上とすれば、他の画像形成装置１にも効果があり、適宜適応できるものである。

次に、コロナ帯電器３２内での吸引時間と、像流れの発生との関係について述べる。

実験方法としては、気温３２．５°Ｃ、湿度８０％ＲＨという高温高湿環境のもと、２万枚（Ａ４用紙）の画像形成を行い、以下に示すように吸引時間を異ならせて、２時間放置し、像流れの発生を確認した。尚、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓとした。
（実施例１０）
画像形成動作終了後、送風装置７０のファン７１を３００秒運転させ、コロナ帯電器３２内の空気を吸引した。
（実施例１１）
画像形成動作終了後、送風装置７０のファン７１を２５０秒運転させ、コロナ帯電器３２内の空気を吸引した。
（実施例１２）
画像形成動作終了後、送風装置７０のファン７１を２００秒運転させ、コロナ帯電器３２内の空気を吸引した。
（実施例１３）
画像形成動作終了後、送風装置７０のファン７１を１００秒運転させ、コロナ帯電器３２内の空気を吸引した。
（実施例１４）
画像形成動作終了後、送風装置７０のファン７１を５０秒運転させ、コロナ帯電器３２内の空気を吸引した。
（実施例１５）
画像形成動作終了後、送風装置７０のファン７１を１５秒運転させ、コロナ帯電器３２内の空気を吸引した。
（実施例１６）
画像形成動作終了後、送風装置７０のファン７１を１０秒運転させ、コロナ帯電器３２内の空気を吸引した。
この実験結果を、表４に示す。

表４に示すように、吸引時間を１５秒以上とすれば、像流れの発生をまず防ぐことができ良好な画像品質が維持され、著しい効果がみられた。一方、１５秒未満の吸引時間であると、像流れが発生する場合も見られたが、全く吸引を行わない場合に比べて効果はみられることが確認された。又、実施例１０、１１に示すように、吸引時間が長ければ長いほど、像流れの発生は防止できるものの、１５秒程度でも像流れの発生を防ぐという点では十分な効果が見られた。

尚、ここでの実験に用いた画像形成装置１は、小型の部類に属するものであるが、大型の画像形成装置１においても、コロナ帯電器３２と感光体ドラム３１との距離は、大きな差はなく、１５秒以上の吸引を行えば、他の画像形成装置１にも効果があり、適宜適応できる。又、吸引におけるコロナ帯電器３２内の風速は、表３に示すように、０．２ｍ／ｓ以上であれば、まず確実に像流れの発生を防ぐことができるから、コロナ帯電器３２内の風速を０．８ｍ／ｓから変化させても１５秒程度の吸引を行えば、像流れの発生を防ぐ効果は十分現れるという結論が導き出せる。

従って、上記実験の結果に示すように、画像形成装置１によっては、多少の相違は出ると考えられるものの、送風装置７０からコロナ帯電器３２への送風においては、０．６ｍ／ｓ以上、コロナ帯電器３２からの空気の吸引においては、０．２ｍ／ｓ以上、吸引時間は１５秒以上とすれば、ワイヤＷの汚れ、像流れといった不具合の発生を防ぐことができる。又、ファン７１の回転数を必要以上に挙げたり、必要以上に大きなファン７１を設けたりすることが無くなり、又、動作時間が必要以上に長くならないから、画像形成装置１の製造コスト面や省電力の点で有意義である。

このように、像担持体としての感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１表面を一様に帯電させるため感光体ドラム３１に対向して配置されるコロナ帯電器３２と、感光体ドラム３１上に静電潜像を形成するための露光装置３３と、静電潜像にトナーを供給して静電潜像を現像しトナー像を形成するための現像装置３４とを少なくとも有し、画像形成を行う画像形成装置１において、コロナ帯電器３２と導管３７により接続され送風又は吸引を行うための送風装置７０を備え、送風装置７０は、画像形成装置１が感光体ドラム３１上に画像を形成する画像形成動作中は送風を行い、画像形成動作の終了後には、吸引を行うようにすれば、画像形成動作中は、送風装置７０が送風を行うから、シリカ等の粉塵が、コロナ帯電器３２のワイヤＷに付着することを防止することができる。又、画像形成動作中は、像担持体は回転しているから、像担持体上の同じ部分に風が当たらないから像流れも生じない。一方で、画像形成動作の終了後は、コロナ帯電器３２のワイヤＷに印加されている電圧がオフされ集塵作用がなくなり、吸引を行っても粉塵がワイヤＷに付着することがないから、ワイヤＷは汚れない。又、像担持体に対し風を吹き付けず、コロナ帯電器３２内の空気を吸引して、像担持体に水分、帯電生成物、粉塵が付着することを防ぐから、像流れの発生を防止することができる。コロナ帯電器３２のワイヤＷが汚れないから形成される画像の濃度ムラ等がなく、又、像流れも発生せず、長期間にわたり形成される画像が高品質で安定した長寿命の画像形成装置１を提供することができる。又、送風装置７０の動作をコントロールするだけでよく、低コストで構成が簡易でありつつも長寿命の画像形成装置１を提供できる。

又、送風装置７０は、コロナ帯電器３２内の風速において、画像形成動作中の風速が画像形成動作終了後の風速よりも速くなるように、送風及び吸引動作を実行するようにし、具体的に、例えば、送風装置７０は、画像形成動作中においては、コロナ帯電器３２内において風速が０．６ｍ／ｓ以上となるように送風を行うようにし、又、例えば、送風装置７０は、画像形成動作終了後においては、コロナ帯電器３２内において風速が０．２ｍ／ｓ以上となるように吸引を行い、更には、例えば、送風装置７０は、画像形成動作終了後から、１５秒以上吸引を行うように、送風装置７０を設定すれば、より顕著な効果を得ることができる。

又、画像形成装置１において、感光体ドラム３１は、アモルファスシリコンの感光層を有するようにすれば、コロナ帯電器３２により発生したオゾンでアモルファスシリコンが酸化され水分を吸着しやすくなっても、像流れの発生を防ぐことができる。アモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラム３１は長寿命であり、この感光体ドラム３１での画像品質の低下を防止するから、なお一層長寿命の画像形成装置１を提供することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、コロナ帯電器を備えた画像形成装置おいて利用可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明するための模型的断面図である。 本発明の実施形態に係る送風・吸引機構を説明するための模型的断面図である。 本発明の実施形態における送風装置の制御を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態における送風装置の制御を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
３１ 感光体ドラム（像担持体）
３２ コロナ帯電器
３３ 露光装置
３４ 現像装置
７０ 送風装置

Claims (6)

1. 像担持体と、前記像担持体表面を一様に帯電させるため前記像担持体に対向して配置されるコロナ帯電器と、前記像担持体上に静電潜像を形成するための露光装置と、静電潜像にトナーを供給して静電潜像を現像しトナー像を形成するための現像装置とを少なくとも有し、画像形成を行う画像形成装置において、
   前記コロナ帯電器と導管により接続され送風又は吸引を行うための送風装置を備え、
   前記送風装置は、前記画像形成装置が前記像担持体上に画像を形成する画像形成動作中は送風を行い、画像形成動作の終了後には、吸引を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記送風装置は、前記コロナ帯電器内の風速において、画像形成動作中の風速が画像形成動作終了後の風速よりも速くなるように、送風及び吸引動作を実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記送風装置は、画像形成動作中においては、前記コロナ帯電器内において風速が０．６ｍ／ｓ以上となるように送風を行う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。
4. 前記送風装置は、画像形成動作終了後においては、前記コロナ帯電器内において風速が０．２ｍ／ｓ以上となるように吸引を行うことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記送風装置は、画像形成動作終了後から、１５秒以上吸引を行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体は、アモルファスシリコンの感光層を有する感光体ドラムであることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像形成装置。

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