JP2023026207A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】帯電部に空気を送り込むためのダクトの内部に設けられた複数の分流板の間隔を狭めることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、画像形成装置の外部の空気を帯電部2に案内するダクト50であって、ダクト50の内部に感光ドラム1の回転軸線方向に沿って並列して配置された複数の分流板60を有するダクト50を備え、ダクト50は、樹脂製の上ダクト50xと樹脂製の下ダクト50yとが組み合わされて構成されており、上ダクト50xに形成された複数の分流板60と、下ダクト50yに形成された複数の分流板60は、感光ドラム1の回転軸線方向において互い違いに配置されている。【選択図】図7
Description
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置で画像を形成する場合、まず帯電部によって表面が一様に帯電された感光体を画像データに応じて露光して静電潜像を形成する。次に、静電潜像に対して現像装置によってトナーを付着させることでトナー像を形成する。その後、トナー像をシートに転写することによって画像を形成する。
ここで帯電部として、コロトロンやスコロトロンなどのコロナ放電を利用する構成が従来から知られている。コロナ放電によって感光体を帯電させる場合、コロナ放電によって生成される放電生成物が帯電部に付着して帯電不良を発生させるおそれがある。
これに対して特許文献1では、上述した放電生成物を除去するために、画像形成装置の外部の空気をファンとダクトを用いて帯電部に送り込む構成が記載されている。また特許文献1では、ダクトの出口付近に複数の分流板を設けることで、ダクトの出口から排出される空気の流速のムラを低減する構成が記載されている。
特許文献1の構成において、分流板の間隔が狭い方が、分流板間に形成される空気流路内で渦が発生しにくく、ダクトから排出される空気の流速も均一化されやすい。これは分流板の間隔が狭い場合、分流板間に形成される空気流路内で空気が流れやすい部分と流れにくい部分との間で空気の流速の差が生じにくくなるためである。
ダクトを一部材とし、樹脂を材料として射出成型や押出成型で形成する場合、分流板の間隔を狭くするにつれて射出成型や押出成型に用いられる金型の分流板部分の形状が細くなる。金型の分流板部分の形状が細くなりすぎると、射出成型時や押出成型時の圧力に金型が耐えられない。このため、ダクトを一部材とし、樹脂を材料として射出成型や押出成型によってダクトを形成する場合、分流板の間隔を狭めるのに限界が生じる。
そこで本発明は、帯電部に空気を送り込むためのダクトの内部に設けられた複数の分流板の間隔を狭めることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、感光体の表面に形成されたトナー像をシートに転写して画像を形成する画像形成装置において、前記感光体の表面をコロナ放電によって帯電させる帯電部と、前記画像形成装置の外部の空気を前記帯電部に案内するダクトであって、該ダクトの内部に前記感光体の回転軸線方向に沿って並列して配置された複数の分流板を有するダクトと、前記画像形成装置の外部の空気を前記ダクトの内部に取り込むための気流を生成するファンと、を備え、前記ダクトは、樹脂製の第1ダクトと、樹脂製の第2ダクトとが組み合わされて構成されており、前記第1ダクトに形成された前記複数の分流板と、前記第2ダクトに形成された前記複数の分流板は、前記回転軸線方向において互い違いに配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、画像形成装置において、帯電部に空気を送り込むためのダクトの内部に設けられた複数の分流板の間隔を狭めることができる。
<画像形成装置>
以下、まず本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
以下、まず本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
画像形成装置Aは、イエローY、マゼンダM、シアンC、ブラックKの4色のトナーを中間転写ベルトに転写した後、シートに画像を転写して画像を形成する中間タンデム方式の画像形成装置である。なお、以下の説明において、上記各色のトナーを使用する部材には添え字としてY、M、C、Kを付するものの、各部材の構成や動作は使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じであるため、区別を要する場合以外は添え字を適宜省略する。
図1は、画像形成装置Aの断面概略図である。図1に示す様に、画像形成装置Aは、トナー像を形成してシートに転写する画像形成部10を備える。画像形成部10は、感光体としての感光ドラム1(1Y、1M、1C、1K)、帯電部2(2Y、2M、2C、2K)、レーザスキャナユニット3、現像装置4(4Y、4M、4C、4K)を備える。また画像形成部10は、一次転写ローラ5(5Y、5M、5C、5K)、中間転写ベルト6、二次転写ローラ9、二次転写対向ローラ8を備える。
また画像形成部10の上部には、原稿の画像を読み取るリーダ20が設けられている。リーダ20は、原稿台ガラス21とスキャナユニット22を有する。スキャナユニット22は、原稿台ガラス21に載置された原稿の画像を光学的に読み取る。
次に、画像形成装置Aの画像形成動作について説明する。まず不図示の制御部に画像形成ジョブ信号が入力されると、給送ローラ12、搬送ローラ13、14、15によってシートカセット11に積載収納されたシートSがレジストローラ16に搬送される。レジストローラ16は、所定のタイミングでシートSを二次転写ローラ9と二次転写対向ローラ8から形成される二次転写部に搬送する。
一方、画像形成部10においては、まず帯電部2Yにより感光ドラム1Y表面が一様に帯電させられる。その後、リーダ20で読み取られた原稿の画像データに応じてレーザスキャナユニット3が感光ドラム1Yの表面にレーザ光を照射し、感光ドラム1Yの表面に静電潜像を形成する。次に、現像装置4Yによって感光ドラム1Yの表面に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させて、感光ドラム1Yの表面にイエローのトナー像を形成する。感光ドラム1Yの表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ5Yに電圧が印加されることで、中間転写ベルト6に一次転写される。
同様のプロセスにより、感光ドラム1M、1C、1Kの表面にも、レーザスキャナユニット3から画像データに応じてレーザ光が照射され、マゼンダ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。そして一次転写ローラ5M、5C、5Kに電圧が印加されることでこれらのトナー像が中間転写ベルト6上のイエローのトナー像に対して重畳的に転写される。これにより中間転写ベルト6の表面にはフルカラーのトナー像が形成される。
その後、中間転写ベルト6が周回移動することで、フルカラーのトナー像が二次転写部に送られる。そして二次転写部において二次転写ローラ9に電圧が印加されることで中間転写ベルト6上のフルカラーのトナー像がシートSに転写される。
次に、トナー像が転写されたシートSは、定着装置17において加熱、加圧処理が施され、これによりシートS上のトナー像がシートSに定着される。その後、トナー像が定着されたシートSは、排出ローラ18によって排出トレイ19に排出される。
<帯電部>
次に、帯電部2の構成について説明する。
次に、帯電部2の構成について説明する。
図2は、帯電部2の斜視概略図である。図3は、帯電部2の断面概略図である。図2、図3に示す様に、帯電部2は、絶縁体で構成された前ブロック2a、及び、後ブロック2b、感光ドラム1上の帯電領域を規定するシールド板2c、帯電ワイヤ2d、グリッド板2eから構成されている。
帯電ワイヤ2dは、前ブロック2aと後ブロック2bとの間で不図示の支持部材によって張設されている。画像形成時において、帯電ワイヤ2d、グリッド板2e、シールド板2cは、後ブロック2bの接点部から電圧を受ける。本実施形態では、帯電ワイヤ2dに約-7kV、グリッド板2eに約-1kV、シールド板2cに約-1kVの電圧が印加される。
帯電ワイヤ2d、グリッド板2e、シールド板2cに電圧が印加されると、帯電ワイヤ2dとグリッド板2eとの間でコロナ放電が発生する。このコロナ放電により発生したイオンによって感光ドラム1の表面が帯電される。なお、不図示の支持部材は、感光ドラム1の帯電が妨げられることを防ぐために、画像形成装置Aの前後方向における感光ドラム1の画像形成領域の外側に配置されている。
また帯電部2は、画像形成装置Aの枠体(不図示)に取り付けられた帯電レール35に対して着脱可能に構成されている。帯電レール35の上方には、画像形成装置Aの外部の空気を帯電部2に送り込むためのダクト50が設けられている。ダクト50には、画像形成装置Aの外部の空気をダクト50に取り込むための気流を生成するファン51が取り付けられている。
図3の矢印で示す様に、ファン51によって生成された気流によりダクト50の内部に取り込まれた空気は、ダクト50に案内されて帯電部2のシールド板2cの内部を通りシールド板2cの外部に排出される。この時、帯電ワイヤ2dの周囲でコロナ放電によって発生する、オゾンやオゾンと空気中の窒素や水分とが結合して生成される硝酸アンモニウムなどの放電生成物が空気と共にシールド板2cの外部に排出される。
シールド板2cの外部に排出された放電生成物を含む空気は、不図示の排気ダクトによって吸引され、不図示のオゾンフィルタを通過して放電生成物が除去された後、画像形成装置Aの外部に排気される。このように帯電部2から放電生成物を除去することで、帯電ワイヤ2dに放電生成物が付着して帯電不良が発生することが抑制される。
なお、前ブロック2a、後ブロック2b、シールド板2cによって囲われた空間は、ダクト50の内部を通過した空気を感光ドラム1へ案内する機能を有する。上述の通り帯電ワイヤ2dを支持する支持部材(不図示)は、感光ドラム1の画像形成領域の外側に配置される必要があるため、画像形成装置Aの前後方向における上記空間の長さは感光ドラム1の最大画像形成領域より10%大きくなっており、本実施形態では350mmとなっている。
<ダクト>
次に、ダクト50の構成について説明する。
次に、ダクト50の構成について説明する。
図4は、ダクト50の斜視概略図である。図5は、ダクト50の断面概略図である。図4、図5に示す様に、ダクト50は、鉛直方向の上側に位置する樹脂製の上ダクト50x(第1ダクト)と下側に位置する樹脂製の下ダクト50y(第2ダクト)の二つの部材が組み合わされて形成されている。上ダクト50xと下ダクト50yは、不図示のビスによって固定されてダクト50として一体化されている。なお、上ダクト50xと下ダクト50yの固定方法はビス固定に限られず、例えば接着剤等で固定してもよい。
上ダクト50xは、射出成型、又は、押出成型によって形成されている。同様に、下ダクト50yは、射出成型、又は、押出成型によって形成されている。なお、上ダクト50xと下ダクト50yを射出成型で形成する場合、上ダクト50xと下ダクト50yには、樹脂を流し込むためのゲートが設けられる。
ダクト50の入口50aは、正方形状の開口であり、画像形成装置Aの前面側の不図示の外装カバーに設けられている。ダクト50の入口50aには、画像形成装置Aの外部の空気をダクト50に取り込むための気流を生成するファン51(図2)が取り付けられる。またダクト50の出口50bは、帯電部2の長手方向の形状に合わせて形成された長方形状の開口であり、帯電部2と対向する位置に配置される。
またダクト50の出口50bは、帯電部2の鉛直方向の上方に配置される。従って、ダクト50は、帯電部2に向かって空気を案内するために、画像形成装置Aの前方から後方に延びる第一流路50cと、第一流路50cから画像形成装置Aの左右方向に屈曲しつつ鉛直方向の下方に向かって延びる第二流路50dを有する。ファン51によって生成された気流によりダクト50の入口50aから第一流路50cに取り込まれた空気は、第二流路50dを通って出口50bから排出されて帯電部2に送り込まれる。
なお、本実施形態において、画像形成装置Aの前側は、ユーザが画像形成に関する設定を行うための不図示の操作パネルを操作するために通常立つ側であり、画像形成装置Aの後側はその反対側である。画像形成装置Aの左側は前側から見て左側であり、右側は前側から見て右側である。また画像形成装置Aの前後方向と感光ドラム1の回転軸線方向は同じ方向であり、画像形成装置Aの左右方向と感光ドラム1の回転方向は同じ方向である。
ここでダクト50の入口50aと出口50bとの関係のように、ダクト50の断面形状が変化する部分では空気の渦が生じやすくなる。このため、ダクト50の入口50aから均一な流速で空気が取り込まれても出口50bから排出される空気の流速が不均一となることや空気が逆流しやすくなる。またダクト50の第一流路50cと第二流路50dのように空気流路が屈曲する場合にも、気流が乱れやすく、出口50bから排出される空気の流速が不均一となることや空気が逆流しやすくなる。
ダクト50の出口50bから排出される空気の流速が不均一で、帯電部2に送り込まれる空気の流速が帯電部2の長手方向(感光ドラム1の回転軸線方向)で不均一の場合、帯電部2の内部で渦が生じやすくなる。帯電部2の内部で渦が生じる場合、感光ドラム1の表面に付着するトナーやシリカ等の外添剤が巻き上げられて帯電ワイヤ2dに付着して帯電性能が落ちることや、放電生成物の換気ムラが生じて帯電ワイヤ2dやグリッド板の腐食ムラが生じるおそれがある。
そこでダクト50の出口50b付近で気流が乱れて空気の流速が不均一となることや空気が逆流することを抑制するために、ダクト50の内部における出口50b付近には、複数の分流板60が設けられている。複数の分流板60は、ダクト50の内壁50eと内壁50fとの間の位置において、感光ドラム1の回転軸線方向に沿って並列して設けられている。
分流板60は、鉛直方向に延びる板状の部材であり、ダクト50の入口50aから取り込まれた空気を出口50bに向かって分配しながら流すものである。本実施形態では、分流板60は30個設けられている。このため、ダクト50の入口50aから取り込まれた空気は30個の分流板60によって出口50bに向かって31個の流路に分配される。
図6は、図5に示す領域Eの拡大図である。図6に示す様に、複数の分流板60は、画像形成装置Aの前後方向に並列し、互いに隣接する分流板60との間で略等間隔に配置されている。ここでいう略等間隔には、各々の分流板60の間隔が完全に等間隔の場合と交差の範囲でずれている場合が含まれる。本実施形態では、画像形成装置Aの前後方向におけるダクト50の第二流路50dの幅は略300mmとなっている。従って、複数の分流板60は、画像形成装置Aの前後方向において略10mm間隔で設けられている。公差を考慮すると、複数の分流板60は、画像形成装置Aの前後方向において10±1mmの間隔で設けられている。
またダクト50内の空気の流れる方向において、複数の分流板60の各々の下流端部60bの位置は等しい位置に配置されている。このように複数の分流板60の下流端部60bの位置を揃えることで、複数の分流板60で分流された空気が拡散しにくくなり空気が乱れにくくなる。なお、複数の分流板60の各々の下流端部60bの位置は公差の範囲でずれていても上記効果を得ることができる。
またダクト50内の空気の流れる方向において、複数の分流板60の上流端部60aの位置は、隣接する分流板60との間で画像形成装置Aの左右方向に距離D2ずれるように配置されている。また隣接する二つの分流板60のうち、ダクト50の入口50a側の内壁50eに近い分流板60の上流端部60aの方が、ダクト50の入口50a側から離れた内壁50fに近い分流板60の上流端部60aよりも出口50bから近い位置に配置されている。換言すれば、隣接する二つの分流板60のうち、ダクト50の入口50aから遠い分流板60の上流端部60aは、ダクト50の入口50aに近い分流板60の上流端部60aよりもダクト50の内壁50gに近い位置に配置されている。つまり複数の分流板60は、ダクト50の入口50aに最も近い位置に配置された分流板60から最も遠い位置に配置された分流板60に向かって上流端部60aの位置が距離D2ずつ段階的に内壁50gに近づくように配置されている。
複数の分流板60のうち、ダクト50の内壁50eに最も近い位置に配置された分流板60は、ダクト50の内壁50eとの間で空気流路を形成する。そしてダクト50の入口50aから取り入れられた空気を、当該空気流路を流れる空気と当該空気流路よりもダクト50の内壁50f側を流れる空気とに分流(分配)する。また画像形成装置Aの左右方向において、ダクト50の内壁50eの上流端部50e1と内壁50eに最も近い位置に配置された分流板60の上流端部60aとの間の距離と、ダクト50の内壁50gと内壁50eに最も近い位置に配置された分流板60の上流端部60aとの間の距離との比は1:30となっている。従って、ダクト50の内壁50eに最も近い位置に配置された分流板60は、内壁50eとの間で形成する空気流路を流れる空気の量と当該空気流路よりもダクト50の内壁50f側を流れる空気の量の割合が1:30となるように空気を分流する。
また複数の分流板60のうち、ダクト50の内壁50eから二番目に近い位置に配置された分流板60は、内壁50eに最も近い位置に配置された分流板60との間で空気流路を形成する。そしてダクト50の入口50aから取り入れられた空気を、当該空気流路を流れる空気と、当該空気流路よりもダクト50の内壁50e側を流れる空気と、当該空気流路よりもダクト50の内壁50f側を流れる空気とに分流する。また画像形成装置Aの左右方向において、ダクト50の内壁50eの上流端部50e1と内壁50eから二番目に近い位置に配置された分流板60の上流端部60aとの間の距離と、ダクト50の内壁50gと内壁50eから二番目に近い位置に配置された分流板60の上流端部60aとの間の距離との比は2:29となっている。従って、ダクト50の内壁50eと内壁50eに最も近い位置に配置された分流板60との間の空気流路を流れる空気の量と、ダクト50の内壁50eから二番目に近い位置に配置された分流板60と内壁50eから最も近い分流板60との間の空気流路を流れる空気の量と、当該分流板60間の空気流路よりもダクト50の内壁50f側を流れる空気の量の割合は1:1:29となる。
複数の分流板60のうち、ダクト50の内壁50eから三番目に近い位置に配置された分流板60や、それ以降の分流板60も、内壁50eに最も近い位置に配置された分流板60や二番目に近い位置に配置された分流板60と同様の構成である。このような構成により、複数の分流板60によって形成された空気流路からほぼ同量の空気が流れる。
上述の通り、複数の分流板60は画像形成装置Aの前後方向において等間隔に配列されているため、画像形成装置Aの前後方向において互いに隣接する分流板60によって形成される複数の空気流路の各々の長さは長さDとして等しく構成されている。またダクト50の内壁50eに最も近い位置に配置された分流板60と内壁50eとの間で形成される空気流路の画像形成装置Aの前後方向の長さD1も長さDと同じ長さとなっている。またダクト50の内壁50fに最も近い位置に配置された分流板60と内壁50fとの間で形成される空気流路の画像形成装置Aの前後方向の長さも長さDと同じ長さとなっている。このような構成により、複数の分流板60によって形成された空気流路を流れる空気の平均流速は均一化されやすくなる。
また図7(a)に示す様に、上ダクト50xと下ダクト50yが組み合わされた状態のダクト50において感光ドラム1の回転軸線方向で互いに隣接する二つの分流板60のうち、一方の分流板60は上ダクト50xに形成され、他方の分流板60は下ダクト50yに形成される。即ち、ダクト50において、上ダクト50xの分流板60と下ダクト50yの分流板60は、感光ドラム1の回転軸線方向において互い違いに配置される。なお、図7(a)は上ダクト50xと下ダクト50yを分解した分解断面図であり、図7(b)は両者を組み合わせた図である。
このような構成により、上ダクト50xにおける感光ドラム1の回転軸線方向に隣接する二つの分流板60の間隔が、ダクト50における感光ドラム1の回転軸線方向に隣接する二つの分流板60の間隔の2倍となる。同様に、下ダクト50yにおける感光ドラム1の回転軸線方向に隣接する二つの分流板60の間隔が、ダクト50における感光ドラム1の回転軸線方向に隣接する二つの分流板60の間隔の2倍となる。つまり本実施形態のように、分流板60間に画像形成装置Aの前後方向の長さDの空気流路を形成する場合、上ダクト50xや下ダクト50yの分流板60の間隔が、ダクト50における分流板60の間隔の2倍となる。
このように本実施形態の構成によれば、ダクト50を一部材で射出成型や押出成型で形成する場合と比較して、隣接する二つの分流板60間の空気流路の幅が同じ場合でも、射出成型や押出成型に用いられる金型の分流板60部分の間隔を広くすることができる。従って、上ダクト50xと下ダクト50yが組み合わされた状態のダクト50において分流板60の間隔を狭める際に、射出成型や押出成型に用いられる金型の分流板60部分の形状が細くなることが抑制される。このため、複数の分流板60の間隔を狭めて、ダクト50から排出される空気の流速を均一化することができる。
1…感光ドラム(感光体)
2…帯電部
50…ダクト
50x…上ダクト(第1ダクト)
50y…下ダクト(第2ダクト)
51…ファン
60…分流板
A…画像形成装置
2…帯電部
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51…ファン
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A…画像形成装置
Claims (6)
- 感光体の表面に形成されたトナー像をシートに転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体の表面をコロナ放電によって帯電させる帯電部と、
前記画像形成装置の外部の空気を前記帯電部に案内するダクトであって、該ダクトの内部に前記感光体の回転軸線方向に沿って並列して配置された複数の分流板を有するダクトと、
前記画像形成装置の外部の空気を前記ダクトの内部に取り込むための気流を生成するファンと、
を備え、
前記ダクトは、樹脂製の第1ダクトと、樹脂製の第2ダクトとが組み合わされて構成されており、前記第1ダクトに形成された前記複数の分流板と、前記第2ダクトに形成された前記複数の分流板は、前記回転軸線方向において互い違いに配置されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1ダクトと前記第2ダクトが組み合わされた状態において、前記複数の分流板は前記回転軸線方向において略等間隔に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1ダクトと前記第2ダクトが組み合わされた状態において、前記複数の分流板は前記回転軸線方向において略10mm間隔で設けられていることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記第1ダクトと前記第2ダクトは、それぞれ射出成型によって形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1ダクトと前記第2ダクトは、それぞれ押出成型によって形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1ダクトと前記第2ダクトは、ビスによって固定されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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