JP2016062070A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】温度検出対象に対応した位置に1又は複数の温度検出手段を配置した場合に比較して、温度検出対象の温度検出精度を向上させる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置本体の内部に配列された温度を検出する対象となる複数の作像装置10Y,10M,10C,10Kを備える。また、画像形成装置本体の内部には、作像装置10Y,10M,10C,10Kを通過する空気流を形成する吸気ファン81等を備えた送風装置80が配置される。そして、作像装置10Y,10M,10C,10Kの温度を、送風装置80によって形成される空気流が通過する位置であって作像装置10Y,10M,10C,10Kの下流側であって排気ダクト84の背面側に配置される温度センサによって検出することで温度検出精度を向上させる。
【選択図】図14
【解決手段】画像形成装置本体の内部に配列された温度を検出する対象となる複数の作像装置10Y,10M,10C,10Kを備える。また、画像形成装置本体の内部には、作像装置10Y,10M,10C,10Kを通過する空気流を形成する吸気ファン81等を備えた送風装置80が配置される。そして、作像装置10Y,10M,10C,10Kの温度を、送風装置80によって形成される空気流が通過する位置であって作像装置10Y,10M,10C,10Kの下流側であって排気ダクト84の背面側に配置される温度センサによって検出することで温度検出精度を向上させる。
【選択図】図14
Description
この発明は、画像形成装置に関する。
従来、画像形成装置としては、機内の温度を温度検出手段により検出して当該画像形成装置の動作を制御するように構成したものがある。かかる画像形成装置の温度検出に関する技術としては、例えば、特許文献1等に開示されたものが既に提案されている。
特許文献1は、画像形成装置内の一の温度および(または)湿度を検出する環境センサを用い、新たな環境センサを設置するコストを発生させること無く、過度な温度上昇により悪影響が発生する画像形成装置内部の複数個所の温度を制御する方法を提供するため、転写部材付近の温度及び湿度のうち少なくとも温度を検出する検出器と、当該検出手段の検出結果に基づき適正な転写電圧を決定して、当該転写電圧が印加された転写部材により像担持体上のトナー像を、別の像担持体もしくは記録シート上に転写する転写部を有する画像形成装置であって、前記検出器で検出された温度に基づき、前記転写部以外の、温度管理が必要な温度制御対象部位における温度を推測する制御対象温度推測手段と、前記推測された温度に基づき、当該温度制御対象部位において温度が所定の閾値以上になるのを抑制する昇温抑制手段とを備えるように構成したものである。
この発明が解決しようとする課題は、温度検出対象に対応した位置に1又は複数の温度検出手段を配置した場合に比較して、温度検出対象の温度検出精度を向上させることにある。
請求項1に記載された発明は、画像形成装置本体の内部に配置され、温度を検出する対象となる温度検出対象と、
前記温度検出対象を通過する空気流を形成する送風手段と、
前記送風手段によって形成される空気流が通過する位置であって前記温度検出対象の下流側に配置される温度検出手段と
を備える画像形成装置である。
前記温度検出対象を通過する空気流を形成する送風手段と、
前記送風手段によって形成される空気流が通過する位置であって前記温度検出対象の下流側に配置される温度検出手段と
を備える画像形成装置である。
請求項2に記載された発明は、前記温度検出対象が複数の画像形成部であり、
前記温度検出手段は、前記複数の画像形成部を通過する空気流における前記複数の画像形成部よりも下流側であって、前記複数の画像形成部以外の熱源を通過した空気流が合流する合流位置よりも上流側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
前記温度検出手段は、前記複数の画像形成部を通過する空気流における前記複数の画像形成部よりも下流側であって、前記複数の画像形成部以外の熱源を通過した空気流が合流する合流位置よりも上流側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項3に記載された発明は、前記温度検出手段は、前記温度検出対象を通過する空気流に含まれる異物が当該温度検出手段に付着するのを防止する壁を備えてい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である。
請求項1に記載された発明によれば、温度検出対象に対応した位置に1又は複数の温度検出手段を配置した場合に比較して、温度検出対象の温度検出精度を向上させることができる。
請求項2に記載された発明によれば、複数の画像形成部以外の熱源を通過した空気流が合流する合流位置よりも下流側に温度検出手段を配置した場合に比較して、熱源の影響を回避することができる。
請求項3に記載された発明によれば、壁を設けない場合に比較して温度検出手段に異物が付着して検出精度が低下するのを抑制することができる。
以下、この発明を実施するための実施の形態(単に「実施の形態」という)について添付の図面を参照しながら説明する。
図1及び図2は、実施の形態1に係る画像形成装置を示すものである。図1はその画像形成装置の全体の概要を示し、図2はその画像形成装置における要部(作像装置など)を拡大して示している。
<画像形成装置の全体の構成>
実施の形態1に係る画像形成装置1は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置1は、現像剤4を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置10と、各作像装置10で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙5に二次転写する二次転写位置T2まで搬送する中間転写装置20と、中間転写装置20の二次転写位置T2に供給すべき所要の記録用紙5を収容して搬送する給紙装置50と、中間転写装置20で二次転写された記録用紙5上のトナー像を定着させる定着装置40等を備えている。
実施の形態1に係る画像形成装置1は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置1は、現像剤4を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置10と、各作像装置10で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙5に二次転写する二次転写位置T2まで搬送する中間転写装置20と、中間転写装置20の二次転写位置T2に供給すべき所要の記録用紙5を収容して搬送する給紙装置50と、中間転写装置20で二次転写された記録用紙5上のトナー像を定着させる定着装置40等を備えている。
画像形成装置1の本体1aは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。また、図中の二点鎖線は、本体1aの内部において記録用紙5が搬送される主な搬送経路を示す。
作像装置10は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー像をそれぞれ専用に形成する4つの作像装置10Y,10M,10C,10Kで構成されている。これらの4つの作像装置10(Y,M,C,K)は、本体1aの内部空間において水平方向に対して傾斜した状態、図示の実施形態ではイエロー(Y)の作像装置10Yが鉛直方向に沿った相対的に最も上方に位置し、ブラック(K)の作像装置10Kが相対的に最も下方に位置するよう1列に並べた状態で配置されている。
各作像装置10(Y,M,C,K)は、図1や図2に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光体ドラム11を備えており、この感光体ドラム11の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム11の像形成が可能な周面(像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置12と、感光体ドラム11の帯電された周面に画像の情報(信号)に基づく光を照射して電位差のある(各色用の)静電潜像を形成する露光手段の一例としての露光装置13と、その静電潜像を対応する色(Y,M,C,K)の現像剤4のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置14(Y,M,C,K)と、その各トナー像を中間転写装置20に転写する一次転写装置15と、一次転写後における感光体ドラム11の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置16等である。
感光体ドラム11は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層(感光層)を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム11は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Aで示す方向に回転するように支持されている。
帯電装置12は、感光体ドラム11に接触した状態で配置される帯電ロール等の接触型の帯電装置で構成される。なお、帯電装置12は、帯電ロールの周面を清掃するロール状の清掃部材121を備えている。
露光装置13は、画像形成装置1に入力される画像の情報に応じて構成される光を、帯電された後の感光体ドラム11の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置13には、潜像形成時になると画像形成装置1に任意の手段で入力される画像の情報(信号)が送信される。
露光装置13は、感光体ドラム11の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのLEDにより感光体ドラム11に光を照射して静電潜像を形成するLEDプリントヘッドからなるものである。
このLEDプリントヘッド13は、図3に示されるように、LED回路基板131と、LED回路基板131と対向するように配置されるレンズアレイ132と、LED回路基板131とレンズアレイ132とを保持する保持体としてのホルダ133と、ホルダ133の外周に配置された筐体の一例としてのハウジング134とを備えている。LED回路基板131は、図4に示されるように、長尺の平板状に形成されており、LED回路基板131の上面には、複数(具体的には20個)のLEDアレイ135がLED回路基板131の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。各LEDアレイ135には、LEDからなる複数(具体的には256個)の発光素子が長手方向に沿って直線状に配列されている。
また、LED回路基板131には、複数のLEDアレイ135を画像情報に応じて発光させるための駆動回路136と、画像データを記憶する記憶素子137と、複数のLEDアレイ135に通電する電源回路138とが、LEDアレイ135の一端部に設けられている。さらに、LED回路基板131には、制御部から画像データや制御信号が送られるワイヤーハーネス139が接続されている。
露光装置13のハウジング134は、板金等の剛性を有する材料からなり、左右の両側壁134a,134bと底壁134cとを備えた感光体ドラム11側に位置する上端面が開口された断面矩形の枠体状に形成されている。このハウジング134には、LED回路基板131とレンズアレイ132とを保持したホルダ133の長手方向に沿った両端部がネジ止め等の手段によって固定した状態で取り付けられている。また、ハウジング134には、図5に示されるように、その長手方向に沿った中間部よりも背面側に画像形成装置1の本体1aに設けられる送風口から当該ハウジング134の内部に空気流を導入する導入口134dが、一方の側壁134bから底壁134cにわたり矩形状に開口されている。この導入口134dは、LED回路基板131に接続されるワイヤーハーネス139を挿入するための挿入口を兼ねている。
さらに、露光装置13のハウジング134の底壁134cには、当該露光装置13を案内するガイドピン134eが下向きに突出した状態で設けられているとともに、露光装置13を画像形成装置1の本体1aに位置決め固定するための位置決め部材134fが側面略L字形状に折り曲げた状態で一体的に形成されている。
なお、図5中、符号130は露光装置13を画像形成装置本体1aの予め定められた位置に位置決め固定するための固定部材を示している。この固定部材130は、露光装置13に装着されている。
このように、露光装置13として可動部を持たないLEDプリントヘッド13を用いることで、レーザ光を回転するポリゴンミラーで感光体への軸方向の走査を繰り返すレーザ方式と比較して露光装置13を小型化することができる。これにより、露光装置13を画像形成装置本体1aに対して着脱自在なユニットとして構成することができる。なお、露光装置13は、露光装置単独でユニット化しても良いが、他の現像装置14や帯電装置12等と共にユニット化しても良い。
現像装置14(Y,M,C,K)はいずれも、図2に示されるように、開口部と現像剤4の収容室が形成された筐体140の内部に、現像剤4を保持して感光体ドラム11と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール141と、現像剤4を撹拌しながら現像ロール141を通過させるよう搬送するスクリューオーガー等の撹拌搬送部材142,143と、現像ロール141に保持される現像剤の量(層厚)を規制する層厚規制部材144などを配置して構成されたものである。この現像装置14には、その現像ロール141と感光体ドラム11の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール141や撹拌搬送部材142,143は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記4色の現像剤4(Y,M,C,K)としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、図1中、符号145Y,145M,145C,145Kは、現像装置14(Y,M,C,K)に供給する対応する色のトナーを少なくとも含む現像剤を収容したトナーカートリッジをそれぞれ示している。
一次転写装置15は、一次転写位置T1において感光体ドラム11の周面に中間転写ベルト21を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
ドラム清掃装置16は、図2に示されるように、容器状の本体160の内部に配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板161と、清掃板161で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材162などで構成されている。清掃板161としては、ゴム等の材料からなる板状の部材(例えばブレード)が使用される。
中間転写装置20は、図1に示されるように、各作像装置10(Y,M,C,K)の上方の位置に存在するよう配置される。この中間転写装置20は、感光体ドラム11と一次転写装置15(一次転写ロール)の間となる一次転写位置T1を通過しながら矢印Bで示す方向に循環移動する中間転写ベルト21と、中間転写ベルト21をその内周から所望の状態に保持して循環移動自在に支持する複数のベルト支持ロール22〜25と、ベルト支持ロール23に支持されている中間転写ベルト21の外周面(像保持面)側に配置されて中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に二次転写させる二次転写装置30と、二次転写装置30を通過した後に中間転写ベルト21の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置26とで主に構成されている。
中間転写ベルト21としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール22は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール25は中間転写ベルト21の走行位置などを保持する従動ロールとして構成され、ベルト支持ロール24は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール23は二次転写のバックアップロールとして構成されている。
二次転写装置30は、図1に示されるように、中間転写装置20におけるベルト支持ロール23に支持されている中間転写ベルト21の外周面部分である二次転写位置T2において回転する二次転写ロールとして構成されている。また、二次転写ロール30又は中間転写装置20の支持ロール23には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。
定着装置40は、図1に示されるように、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段(熱源)によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体41と、この加熱用回転体41に所要の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体42などを配置して構成されたものである。この定着装置40では、加熱用回転体41と加圧用回転体42が接触する接触部が所要の定着処理(加熱及び加圧)を行う定着処理部となる。
給紙装置50は、図1に示されるように、複数の作像装置10(Y,M,C,K)の下方の位置に存在するように配置される。この給紙装置50は、所望のサイズ、種類等の記録用紙5を積載した状態で収容する単数(又は複数)の用紙収容体51と、用紙収容体51から記録用紙5を1枚ずつ送り出す送出装置52とで主に構成されている。用紙収容体51は、例えば、画像形成装置本体1aの正面(使用者が操作時に向き合う側面)側に引き出すことができるように取り付けられている。
給紙装置50と二次転写装置30との間には、給紙装置50から送り出される記録用紙5を二次転写位置T2まで搬送する単数(又は複数)の用紙搬送ロール対53や図示しない搬送ガイド材で構成される給紙搬送路54が設けられている。給紙搬送路54において二次転写位置T2の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対53は、例えば記録用紙5の搬送時期を調整するロール(レジストロール)として構成されている。
定着装置40の下流側(上方)には、定着装置40によりトナー像が定着された記録用紙5を、本体1aの上部に配置された用紙排出部54に排出するための用紙排出ロール55を備えた用紙排出搬送路56が設けられている。
<画像形成装置の基本的な動作>
以下、画像形成装置1による基本的な画像形成動作について説明する。
以下、画像形成装置1による基本的な画像形成動作について説明する。
ここでは、前記4つの作像装置10(Y,M,C,K)を使用して、4色(Y,M,C,K)のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作を説明する。
画像形成装置1は、画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、4つの作像装置10(Y,M,C,K)、中間転写装置20、二次転写装置30、定着装置40等が始動する。
そして、各作像装置10(Y,M,C,K)においては、まず各感光体ドラム11が矢印Aで示す方向に回転し、各帯電装置12が各感光体ドラム11の表面を所要の極性(実施の形態1ではマイナス極性)及び電位に帯電させる。続いて、露光装置13が、帯電後の感光体ドラム11の表面に対し、画像形成装置1に入力される画像の情報を各色成分(Y,M,C,K)に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。
続いて、各現像装置14(Y,M,C,K)が、感光体ドラム11に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性(マイナス極性)に帯電された対応する色(Y,M,C,K)のトナーをそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム11に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された4色(Y,M,C,K)のトナー像として顕像化される。
続いて、各作像装置10(Y,M,C,K)の感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が一次転写位置T1まで搬送されると、一次転写装置15が、その各色のトナー像を中間転写装置20の矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト21に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。
また、一次転写が終了した各作像装置10では、ドラム清掃装置26が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム11の表面を清掃する。これにより、各作像装置10は次の作像動作が可能な状態にされる。
続いて、中間転写装置20では、中間転写ベルト21の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置T2まで搬送する。一方、給紙装置50では、作像動作に合わせて所要の記録用紙5を給紙搬送路54に送り出す。給紙搬送路54では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対53が記録用紙5を転写時期に合わせて二次転写位置T2に送り出して供給する。
二次転写位置T2においては、二次転写ロール30が、中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した後の中間転写装置20では、ベルト清掃装置26が、二次転写後の中間転写ベルト21の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。
続いて、トナー像が二次転写された記録用紙5は、中間転写ベルト21と二次転写ロール30から剥離された後に定着装置40まで搬送される。定着装置40では、回転する加熱用回転体41と加圧用回転体42との間の接触部に二次転写後の記録用紙5を導入して通過させることにより、必要な定着処理(加熱及び加圧)をして未定着のトナー像を記録用紙5に定着させる。定着が終了した後の記録用紙5は、用紙排出搬送路56を介して用紙排出ロール55により、例えば画像形成装置1の上部に設けられた用紙排出部54に排出される。
以上の動作により、4色のトナー像を組み合わせて形成されるフルカラー画像が形成された記録用紙5が出力される。
<画像形成装置の特徴部分の構成>
図2及び図6はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置を示す構成図である。図6は画像形成装置の全体概要を特徴部分と共に示し、図2は画像形成装置における要部を拡大して示している。
図2及び図6はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置を示す構成図である。図6は画像形成装置の全体概要を特徴部分と共に示し、図2は画像形成装置における要部を拡大して示している。
この実施の形態に係る画像形成装置1は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の4色の各作像装置10(Y,M,C,K)が、感光体ドラム11、帯電装置12及びクリーニング装置16を一体的に有する感光体ユニット61と、現像装置14から構成される現像ユニット62と、露光装置13から構成される露光ユニット63とを備えている。感光体ユニット61、現像ユニット62及び露光ユニット63は、それぞれ画像形成装置1の本体1aに対して個別に着脱自在となっている。なお、この実施の形態では、露光装置13を当該露光装置13単独で露光ユニット63として構成した場合について説明したが、露光装置13は、他の感光体ドラム11や現像装置14等と一体的にユニット化しても良い。
画像形成装置1は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の作像装置10(Y,M,C,K)の下方に存在するように配置され、各作像装置10(Y,M,C,K)の感光体ユニット61、現像ユニット62及び露光ユニット63を感光体ドラム11の軸方向に沿って移動自在に案内する案内部材70を備えている。案内部材70は、画像形成装置本体1aの内部において、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の作像装置10(Y,M,C,K)と給紙装置50との間を仕切る仕切り板90の上方に配置されている。案内部材70は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)にそれぞれ対応したガイド部71(Y,M,C,K)を有している。これらのガイド部71(Y,M,C,K)は、イエロー(Y)の作像装置10Yに対応したガイド部71Yが鉛直方向に沿った最も上方に、ブラック(K)の作像装置10Kのガイド部71Kが最も下方に位置するよう配置されている。
各ガイド部71(Y,M,C,K)は、基本的に同様に構成されており、図2に示されるように、感光体ユニット61を案内する感光体用ガイド部72と、感光体用ガイド部72よりも鉛直方向に沿った上方に配置され、現像ユニット62を案内する現像用ガイド部73と、感光体用ガイド部72と現像用ガイド部73との間に配置され、露光ユニット63を案内する露光用ガイド部74とをそれぞれ有している。
感光体用ガイド部72は、感光体ユニット61の帯電装置12の下方に配置された平板部721と、平板部721の中間に設けられた凹部722と、平板部721の両端から上方へ向けて突出するように設けられた左右の側壁部723,724と、両側壁部723,724の上端に互いに対向するよう内側に向けて設けられた左右の凸状部725,726とから構成されている。
感光体ユニット61は、帯電装置12の筐体122の下端面に下方に向けて延在するように設けられた複数本(図示例では、3本)の支持脚611,612,613を備えている。これらの支持脚611,612,613のうち、外側に位置する支持脚611,613は、その下端部が感光体用ガイド部72の平板部721及び左右の凸状部725,726により支持されると共に、その中間部に位置する支持脚612は、その下端部が感光体用ガイド部72の凹部722により感光体ドラム11の軸方向に沿って案内されるよう配置されている。
現像用ガイド部73は、現像ユニット62の現像装置14の下方に配置された平板部731と、平板部731の一端部(図示例では、左端部)に設けられた凹部732とから構成されている。現像ユニット62は、現像装置14の筐体140の下端面に下方に向けて延在するように設けられた複数本(図示例では、8本)の支持脚621〜628と、当該支持脚621〜628よりも下方に突出した状態で設けられた凸条部629とを備えている。これらの支持脚621〜628は、その下端部が現像用ガイド部73の平板部731により支持されると共に、凸条部629が現像用ガイド部73の凹部732に挿入された状態で案内されるよう構成されている。
露光用ガイド部74は、図2に示されるように、感光体ドラム11側に位置する上端面が開口した断面凹形状に形成されている。この露光用ガイド部74は、図7に示されるように、感光体ドラム11の軸方向に沿った画像形成装置本体1aの前面(使用者が操作時に向き合う側面)側の端部から中間部にわたり設けられた第1のガイド部74aと、画像形成装置本体1aの中間部から背面(使用者が操作時に向き合う側面と反対の側面)側の端部にわたり設けられた第2のガイド部74bとを備えている。第1のガイド部74aは、露光ユニット63を感光体ドラム11の軸方向に沿って移動自在に案内するとともに、露光ユニット63を所望の位置に位置決め固定するためのものである。また、第2のガイド部74bは、露光装置13のワイヤーハーネス139を収容するとともに、露光装置13及び帯電装置12と現像装置14とで囲まれた閉空間に空気流を送るための送風口747を形成するためのものである。
第1のガイド部74aの背面側端部に位置する底壁741は、露光装置13のハウジング134の下端面に設けられた位置決め部材134f(図5参照)が挿入される挿入孔742を有している。また、第1のガイド部74aの底壁741には、挿入孔742よりも前面側の位置に感光体ドラム11の軸方向に沿って設けられた凹所743が形成されている。この凹所743は、露光装置13のハウジング134の下端面に設けられたガイドピン134e(図5参照)を収容するためのものである。さらに、露光用ガイド部74の第1のガイド部74aには、図2に示されるように、露光装置13のハウジング134の両側壁134a,134bに接触して案内する案内部として機能する両側壁744,745が設けられている。
一方、露光用ガイド部74の第2のガイド部74bには、図7に示されるように、その前面側に露光装置13のワイヤーハーネス139を収容する収容室746が、第1のガイド部74aよりも相対的に深く形成されている。また、露光用ガイド部74の第2のガイド部74bには、図7及び図8に示されるように、その背面側に送風口747が開口されているとともに、仕切り壁748a,748bによって仕切られた送風用通路749が形成されている。仕切り壁748a,748bのうち、背面側に位置する仕切り壁748bは、第2のガイド部74bの上端部まで達するよう前面側に位置する仕切り壁748aよりも高く設定されており、送風口747から送り込まれる空気流が露光装置13の導入口134dにより一層効果的に導入されるようになっている。なお、図7中、符号740は収容室746の背面側の端部に開口され、内部にワイヤーハーネス139を通す挿通孔を示している。
また、露光用ガイド部74の第2のガイド部74bに設けられる送風口747は、図6に示されるように、イエロー及びマゼンタの露光用ガイド部74では、第2のガイド部74bの底壁に開口されており、シアン及びブラックの露光用ガイド部74では、第2のガイド部74bの底壁及び側壁にわたり開口されている。
画像形成装置1は、露光装置13を画像形成装置1の本体1aに装着した際に、露光装置13の導入口134dと対応する位置に設けられた送風口747から露光装置13の内部に導入される空気の流れ(以下、「空気流」という。)を形成する空気流形成手段(送風手段)の一例としての送風装置80を備えている。
この送風装置80は、図6に示されるように、大別して、吸気手段の一例としての吸気ファン81と、吸気ファン81から送られる空気流の向きを上方へと変えることにより各作像装置10(Y,M,C,K)の下部へと導く偏向ダクト82と、偏向ダクト82によって作像装置10(Y,M,C,K)の下部へと導かれた空気流をイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)に分岐する分岐部材の一例としての分岐ダクト83と、ブラックの作像装置10Kの上方に対応した位置から画像形成装置1の筐体1a内部の空気を吸引して外部に排出するための排気ダクト84と、排気ダクト84から吸い込まれた空気流を画像形成装置1の外部に排出するための排気手段の一例としての排気ファン85とを備えるよう構成されている。
なお、図6中、符号91は、中間転写装置20とトナーカートリッジ145Y,145M,145C,145Kとの間を仕切る仕切り板を示している。
なお、図6中、符号91は、中間転写装置20とトナーカートリッジ145Y,145M,145C,145Kとの間を仕切る仕切り板を示している。
吸気ファン81は、図6及び図8に示されるように、画像形成装置1の本体1aの背面側に配置されている。更に説明すると、吸気ファン81は、給紙装置50の背面側であってシアン色の作像装置10Cの下方に対応した位置に、ブラックの作像装置10K側からマゼンタの作像装置10M側へ向けて送風するよう配置されている。吸気ファン81の出口側には、当該吸気ファン81によって形成される空気流の向きを画像形成装置筐体1aの背面側から前面側且つ水平方向から鉛直方向に沿った上方へと変更する偏向ダクト82が設けられている。偏向ダクト82の排出口は、仕切り板90の上面側において、当該仕切り板90の表面に沿って画像形成装置1の背面側から前面側へ向けて送風可能に開口されている。
仕切り板90の上面には、偏向ダクト82によって鉛直方向上方へと向きが変更された空気流を、仕切り板90の表面に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各作像装置10(Y,M,C,K)へと分岐して送る分岐ダクト83が設けられている。分岐ダクト83は、仕切り板90と案内部材70との間に存在するよう配置されている。
図9は画像形成装置1の本体1aから仕切り板90を取り除いた状態で案内部材70及び分岐ダクト83を裏面側の斜め下方から見た斜視図である。
分岐ダクト83は、図9に示されるように、その底面が仕切り板90の上面に接触した状態で配置され、平面略台形状に形成された外周壁831〜834を備えている。また、分岐ダクト83には、偏向ダクト82側の端部に空気流を導入する開口部835,836が設けられている。分岐ダクト83の内部は、イエロー、マゼンタ及びシアンのカラー作像装置10(Y,M,C)に吸気流を導くカラー用の流路837と、ブラックの作像装置10Kに吸気流を導くブラック用の流路838とが分岐壁839によって区画されている。分岐ダクト83は、イエロー及びマゼンタの案内部71Y,71Mの底壁に設けられた送風口747Y,747Mにそれぞれ接続されている。また、分岐ダクト83は、シアン及びブラックの案内部71C,71Kの側壁及び底壁にわたり設けられた送風口747Y,747Mにそれぞれ接続されている。
なお、図9中、符号139は各露光装置13にそれぞれ接続されるワイヤーケーブルを示している。
なお、図9中、符号139は各露光装置13にそれぞれ接続されるワイヤーケーブルを示している。
また、画像形成装置1の本体1aの内部には、図6に示されるように、ブラックの作像装置10Kの上方において、各作像装置10(Y,M,C,K)へと送風された空気流を画像形成装置本体1aの外部へと排気するための排気ダクト84が用紙排出部54の裏面側に位置するように配置されている。排気ダクト84は、図8に示されるように、感光体ドラム11の軸方向に沿った中間部から背面側の端部にわたり設けられている。また、排気ダクト84は、ブラックの作像装置10Kに対応した位置の上方において、定着装置40側に向けて開口部841が位置するよう配置されている。また、排気ダクト84は、感光体ドラム11の軸方向に沿った前面側の端部から中間部側に向けて開口幅(開口面積)が徐々に広くなるよう形成されている(図12参照)。
さらに、排気ダクト84の基端部842(背面側の端部)は、図8に示されるように、画像形成装置1の背面側上部に配置された排気ファン85にダクト86に介して接続されている。なお、排気ファン85には、必要に応じてトナーやオゾン、窒素酸化物等を除去するフィルターが装着される。
なお、図8において、符号92,93は、画像形成装置1の内部において当該画像形成装置1の前面側と背面側に配置された前面フレーム及び背面フレームをそれぞれ示している。
ところで、この実施の形態では、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)が温度を検出する対象としての温度検出対象となっている。これらイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)は、感光体ドラム11の下方に露光装置13を有しており、露光装置13は、複数のLEDアレイ135を長手方向に沿って配列したLED回路基板131を備えたLEDプリントヘッドから構成されている。このLEDプリントヘッド13は、複数のLEDアレイ135の発光素子としてのLEDが画像情報に応じて発光するとともに、LEDアレイ135を駆動する駆動回路136や電源回路138等を備えており、画像形成時に発熱する。また、各作像装置10(Y,M,C,K)は、感光体ドラム11や現像装置14等を駆動する駆動系を画像形成装置本体1aの背面側に備えており、各作像装置10(Y,M,C,K)は、画像形成時の駆動系の作動により、特に駆動系の実装密度が高い背面側の温度が上昇する傾向にある。
感光体ドラム11の周囲に温度が上昇すると、現像装置14の筐体140の内部では、現像ロール141の現像剤層厚を規制する層厚規制部材144の周囲においてトナーが凝集するトナーブロッキングを発生する虞れがあり、作像装置10(Y,M,C,K)の周囲の温度を画像形成装置側で取得することが求められている。
また、この実施の形態では、中間転写ベルト21の二次転写部T2に配置された二次転写ロール30が温度を検出する温度検出対象となっている。二次転写部T2に配置される二次転写ロール30自体は、画像形成時に発熱を伴うものではないが、二次転写ロール30は、その材質に起因して温度によって二次転写特性が変化する温度依存性を有している。そのため、二次転写ロール30の周囲の温度を取得して温度変化に応じて二次転写ロール30又はベルト支持ロール23に印加する二次転写電圧を制御することが望ましい。
さらに、この実施の形態では、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)において形成されるトナー画像の画像位置(レジストレーション:以下、略して「レジスト」とも言う。)や画像濃度を維持するため、各作像装置10(Y,M,C,K)においてレジストを制御するためのレジストコントロール用のトナー像並びに画像濃度を制御するためのプロセスコントロール用のトナー像(トナーパッチ)を予め定められたタイムミングで形成し、中間転写ベルト21上に転写されたレジコントロール用及びプロセスコントロール用のトナー像を、ブラック(K)の作像装置10Kの下流側に配置された図示しない読取手段で読み取り、露光装置13による画像露光位置やタイミング、あるいは帯電装置12の帯電電圧や現像装置14の現像バイアス等を制御することが行われている。
そして、レジストコントロール用及びプロセスコントロール用のトナー像を形成するタイミングの一例として、画像形成装置本体1aの内部温度が予め定められた閾値温度に達した場合、あるいは画像形成装置本体1aの内部温度が予め定められた閾値以上変化した場合に設定されている。
そこで、この実施の形態では、温度検出対象の周囲又は近傍に温度検出手段を直接配置するのではなく、温度検出対象を通過する空気流を形成する送風手段を設け、送風手段によって形成される空気流が通過する位置であって温度検出対象の下流側に温度検出手段を配置するように構成している。また、温度検出対象が複数存在する場合には、送風手段によって形成される空気流が通過する位置であって複数の温度検出対象の下流側であって、且つ温度検出対象以外の発熱を伴う部材からの空気流が合流する合流位置の上流側に温度検出手段を配置するように構成している。
この実施の形態では、図8及び図10に示されるように、背面フレーム93の本体内部1a側に沿った位置であって、排気ダクト84の背面側に温度検出手段としての温度センサ96が配置されている。温度センサ96は、温度検出対象を通過する空気流に含まれるトナー等の異物が当該温度センサ96に付着するのを防止する防塵壁97を備えている。この防塵壁97の基端部97aは、図12に示されるように、温度センサ96の外周を囲むように正面矩形の枠体状に形成されている。また、防塵壁97の先端部(本体内部1a側の端部)は、図10及び図11に示されるように、その下端面97b及び一方の側面(吸気口851側の面)97cが本体内部1a側に向けて正面略L次形状に突出した状態で設けられている。これら防塵壁97の基端部97a、下端面97b及び一方の側面97cは、温度検出対象としてのイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)を通過した空気流が直接温度センサ96に当たるのを回避するものである。なお、図12中、符号99は温度センサ96及び湿度センサ98を装着するソケットをそれぞれ示している。
イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)を通過した空気流は、画像形成装置1の前面側と背面側に分かれて流れ、画像形成装置1の背面側へと流れた空気流は、図8に示されるように、背面フレーム93に沿って上方へと移動し、排気ダクト84の吸気口841から吸い込まれる。イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)を通過し、画像形成装置1の背面側へと流れた空気流は、排気ダクト84の吸気口841から吸い込まれる手前の位置で1つに合流し、温度センサ96を通過した後、排気ダクト84の吸気口841から吸引される。
また、排気ダクト84の吸気口841は、図6に示されるように、定着装置40と対向する位置に開口されているため、定着装置40を通過した空気流は、吸気口841より下方の位置へ、つまり温度センサ94側へ流れることはなく、各作像装置10(Y,M,C,K)を通過して画像形成装置1の背面側へと流れた空気流は、吸気口841の近傍で定着装置40を通過した空気流と合流する。このように、温度センサ96は、各作像装置10(Y,M,C,K)を通過した空気流と定着装置40を通過した空気流とが合流する合流位置よりも上流側に配置されている。
なお、この実施の形態では、温度センサ96に隣接して、画像形成装置本体1a内の温度と関連を有する湿度を検出する湿度センサ98が配置されている。
図13は画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。
図において、符号100は画像形成装置1の制御部を示しており、制御部100は、制御手段としてのCPU101を備えている。このCPU101は、ROM102に記憶されたプログラムに基づいてRAM103及び不揮発性メモリ104に記憶されたパラメータ等を参照しながら、画像形成装置1の動作を統括的に制御する。尚、不揮発性メモリ104には、レジストコントロール用及びプロセスコントロール用のトナー像の画像データが記憶されている。
符号105はデータの入出力動作を行う入出力インターフェース(I/O)、106はバスをそれぞれ示している。
符号105はデータの入出力動作を行う入出力インターフェース(I/O)、106はバスをそれぞれ示している。
また、図13中、111はユーザーが画像形成装置1を操作するための液晶表示パネル等からなる操作表示部、112は図示しない原稿の画像を読み取る画像読取部、113は記録用紙等からなる記録媒体に画像を形成する画像形成部、114は画像形成部113に記録用紙を供給する用紙供給部、115は画像形成部113から画像が形成された記録用紙を排出する用紙排出部、116は送風装置80の吸気ファン81及び排気ファン85を駆動する駆動回路、96は温度センサ、98は湿度センサをそれぞれ示している。
<画像形成装置の特徴部分の動作>
この実施の形態に係る画像形成装置1では、次のようにして画像形成装置1の露光装置13等への送風が行われる。
この実施の形態に係る画像形成装置1では、次のようにして画像形成装置1の露光装置13等への送風が行われる。
画像形成装置1は、画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、図10に示されるように、吸気ファン81及び排気ファン85が駆動される。その際、画像形成装置1では、画像形成装置1の筐体1aの内部の温度及び湿度が温度センサ94及び湿度センサ96により検出される。
画像形成装置1では、図14に示されるように、CPU101により駆動回路116を介して吸気ファン81が駆動されると、外部の空気が画像形成装置1の本体1aの内部に吸気される。吸気ファン81によって画像形成装置1の本体1aの内部へと吸気された空気流201は、偏向ダクト82を介して、各作像装置10(Y,M,C,K)の下方へと導かれる。各作像装置10(Y,M,C,K)の下方へと導かれた空気流202は、分岐ダクト83により各作像装置10(Y,M,C,K)へと分岐されて、各作像装置10(Y,M,C,K)の露光装置13に対応した案内部材70の各ガイド部71(Y,M,C,K)へと送られる。
案内部材70の各ガイド部71(Y,M,C,K)には、図8に示されるように、各作像装置10(Y,M,C,K)の露光装置13のハウジング134に設けられた導入口134dに対応した位置に送風口747(Y,M,C,K)が開口されている。そのため、各作像装置10(Y,M,C,K)に対応したガイド部71(Y,M,C,K)へと送られた空気流203は、図8に示されるように、その一部が送風口747(Y,M,C,K)から導入口134dを介して露光装置13のハウジング134の内部へと導かれる。露光装置13のハウジング134の内部へと導入された空気流204は、図15に示されるように、ハウジング134の長手方向に沿って画像形成装置1の前面側及び背面側へと移動する間に、露光装置13のLED回路基板131を冷却する。また、露光装置13のハウジング134とガイド部71(Y,M,C,K)との間に導入された空気流205は、図14に示されるように、感光体ドラム11の回転方向に沿った上流側及び下流側へと送られ、帯電装置12と現像装置14とで囲まれた閉空間を感光体ドラム11の軸方向に沿った背面側及び前面側へと移動する。
その後、露光装置13の内部及びその外周部、更には帯電装置12と現像装置14で囲まれた閉空間を感光体ドラム11の軸方向に沿って前面側及び背面側に移動した空気流206は、図14及び図16に示されるように、各作像装置10(Y,M,C,K)及び中間転写装置20と背面側及び前面側に設けられたフレーム92,93との間に形成された間隙94,95を介して上方へと移動する。
この上方へと移動した空気流207は、ブラックの作像装置10Kの上方に配置された排気ダクト84の吸気口841から吸引され、図10に示されるように、ダクト86及び排気ファン85を介して画像形成装置1の本体1aの外部に排出される。
このように、上記実施の形態では、図14及び図15に示されるように、帯電装置12及び現像装置14で囲まれた閉空間に配置され、ハウジング134の内部にLED回路基板131を有する露光装置13を、当該露光装置13のハウジング134の側面から底面にわたり形成された導入口134dを介して、導入口134dと対応する位置に開口された送風口747から内部に送り込まれる空気流によって直接冷却することができ、露光装置13を効率良く冷却することが可能となる。
また、送風口747から送り込まれた空気流は、案内部材70の各ガイド部71(Y,M,C,K)に沿って画像形成装置1の本体1aの前面側及び背面側に沿って流れるため、露光装置13と隣接する帯電装置12及び現像装置14との間に形成される閉空間を冷却することが可能となる。そのため、露光装置13と隣接する帯電装置の帯電ロール12の温度が上昇し、帯電ロール12の外径変動等に伴って感光体ドラム11の帯電不良が発生するのを防止乃至抑制することができる。また、現像装置14の露光装置13側に位置する層厚規制部材144近傍の温度が上昇し、現像装置14の内部においてトナーのブロッキング等が発生するのを防止乃至抑制することができる。
また、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)を通過し、画像形成装置1の背面側へと流れた空気流は、図16に示されるように、略一つの流れに合流された後、温度センサ96が配置された位置を通過する。そのため、各作像装置10(Y,M,C,K)を通過する間に露光装置13等を冷却し、且つ背面フレーム93の表面に沿って移動する間に画像形成装置本体1aの背面側に配置された駆動系からの熱を吸収した空気流206の温度が温度センサ96によって検出される。その際、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)、及び画像形成装置本体1aの背面フレーム93の表面に沿って流れる空気流206は、連続した空気の流れであって、しかも各作像装置10(Y,M,C,K)等の熱を吸収して温度が上昇した状態となっている。
また、各作像装置10(Y,M,C,K)を通過して画像形成装置1の背面側へと流れた空気流は、略層流の状態となって移動しており、温度センサ96に到達した時点で、流れに沿った方向の温度が略均一となっている。
そのため、各作像装置10(Y,M,C,K)を通過する空気流の流れに沿って当該各作像装置10(Y,M,C,K)の下流側に配置された温度センサ96によって、図17に示すように、各作像装置10(Y,M,C,K)の周囲の温度を当該各作像装置10(Y,M,C,K)の周囲の温度と高い相関関係をもって精度良く検出することが可能となる。
また、温度とともに湿度センサ98によって湿度を同時に検出することで、互いに相互に関連性が高い温度及び湿度の双方から画像形成装置本体1a内の環境条件を感知することが可能となる。
このように、各作像装置10(Y,M,C,K)の周囲の温度を精度良く検出することが可能となるため、温度センサ96の検出値に基づいてCPU101がレジストコントロール及びプロセスコントロールを行うことができ、画質を良好に維持することができるとともに、画像形成装置本体1a内の温度が予め定められた温度以上に達したか否かを精度良く検出することができ、レジストコントロール及びプロセスコントロールを不必要に多く実行することを回避することができ、画像形成装置1の実動時間を向上させることが可能となる。
なお、前記実施の形態では、温度センサ96を排気ダクト84の背面側に配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、送風手段によって形成される空気流が通過する位置であって温度検出対象の下流側の位置であれば、他の位置、例えば、排気ダクト96よりも上流側の位置に配置しても良い。
また、画像形成装置1の背面側と前面側にそれぞれ温度センサを配置し、双方の温度検出値の平均値や高い方の値を求めるように構成しても良い。
1…画像形成装置、1a…画像形成装置本体、10(Y,M,C,K)…作像装置、111…感光体ドラム、13…露光装置、134…ハウジング、134d…導入口、70…案内部材、71(Y,M,C,K)…ガイド部、747…送風口、80…送風装置、81…吸気ファン、96…温度センサ。
Claims (3)
- 画像形成装置本体の内部に配置され、温度を検出する対象となる温度検出対象と、
前記温度検出対象を通過する空気流を形成する送風手段と、
前記送風手段によって形成される空気流が通過する位置であって前記温度検出対象の下流側に配置される温度検出手段と
を備える画像形成装置。 - 前記温度検出対象が複数の画像形成部であり、
前記温度検出手段は、前記複数の画像形成部を通過する空気流における前記複数の画像形成部よりも下流側であって、前記複数の画像形成部以外の熱源を通過した空気流が合流する合流位置よりも上流側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記温度検出手段は、前記温度検出対象を通過する空気流に含まれる異物が当該温度検出手段に付着するのを防止する壁を備えてい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。
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