JP5585298B2 - 送風装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

この発明は、送風装置及び画像形成装置に関するものである。
用紙、厚紙、封筒等の被記録材に対して電子写真方式等の画像記録方式にて画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体、被記録材等の被帯電物の帯電や除電を行うために、放電線材(放電ワイヤなど)が直線状に張られたコロナ放電器を使用するものがある。そして、このコロナ放電器を用いる画像形成装置のなかには、コロナ放電器の汚れ等の現象に起因した放電むらが発生することを防ぐために放電線材等の所要の部位に対し、送風機から送り出される空気を送風管(ダクト)を介して吹き付ける送風装置を装備させたものがある。
従来、このような送風装置を用いてコロナ放電器の所要の部位に空気を吹き付ける技術としては、例えば以下のものが知られている。
まず、帯電器の長さ方向に平行に、帯電器の放電ワイヤに空気を吹きつけるための横断面略逆U形でかつ放電ワイヤに臨む開口部を有するダクトが設けられている画像形成装置において、放電ワイヤにおけるダクトの空気取込口に近い部分に空気が供給されやすくなるように、そのダクトの空気取込口に近い部分に対応する部分に放電ワイヤ側に絞られた絞り部分を形成した構成や、その空気取込口からダクト内に供給された空気の一部を放電ワイヤ側に案内するための案内羽根を設けた構成等を採用する画像形成装置がある(特許文献1)。この画像形成装置では、上記の各構成により、放電ワイヤにおけるダクトの空気取込口付近の部分に空気が供給されやすくなることを可能にしている。
また、送風ファンの空気をコロナ放電装置に導いて吹き付けるエアダクト内に、コロナ放電装置の放電ワイヤを囲むとともに放電ワイヤに沿って空気吹き出し口が開設されたシールドケースの長手方向に沿って仕切り壁を立設し、シールドケースに向けて送風される空気流の圧力を仕切り壁の手前側で一時的に高めるようにしたコロナ放電装置がある(特許文献2)。このコロナ放電装置では、仕切り壁を、エアダクトの流路の上半分を塞ぐようにしてエアダクトの幅全長にわたって突設させている。
特開2001−235930号公報 特開平10−198128号公報
この発明は、送風機から送り出される空気を送風管を介してコロナ放電器に吹き付けるときに、その空気をコロナ放電器の放電線材の張り方向において風速のむらが抑制された状態で吹き付けることができる送風装置を提供するものである。また、この発明は、その送風装置を用いてコロナ放電器の放電むらに起因した画像品質の低下の発生を抑制することができる画像形成装置を提供するものである。
この発明(A1)の送風装置は、
空気を送り出す送風機と、
前記送風機から送り出される空気を放電線材が張られたコロナ放電器まで導いて吹き付ける通路空間が形成された送風管と
を有し、
前記送風管は、
前記通路空間が、前記放電線材の張り方向に沿う寸法となる通路幅が空気の進行方向の下流側に向かうにつれて徐々に拡大する部位と、前記拡大する部位の領域内又は当該拡大する部位を含む領域で前記通路幅に対して上下の間隔となる通路高さが空気の進行方向の下流側に向かうにつれて縮小する部位と、前記縮小する部位の終端部から前記コロナ放電器に接近する位置まで前記通路高さを当該終端部の高さと同じ高さに維持させた状態で延びる部位と、前記延びる部位の終端部から前記コロナ放電器と接続するように当該コロナ放電器が存在する側に折れ曲がる部位と、前記折れ曲がる部位の空気の進行方向の下流側となる終端部に前記放電線材の張り部分の少なくとも実用部分の長さに対応する寸法の幅で形成される開口とを有する形状であり、
かつ、前記通路空間における前記縮小する部位から前記延びる部位までの領域のいずれかの位置であって前記コロナ放電器が存在する側に位置する内壁面に、前記通路幅の全域にわたって存在する板状部材が設けられているものである。
この発明(A2)の送風装置は、上記発明A1の送風装置において、前記板状部材は、前記延びる部位の空気の進行方向における途中の位置に配置されているものである。
この発明(A3)の送風装置は、上記発明A1又はA2の送風装置において、前記板状部材は、前記内壁面からの高さが前記通路幅の方向において異なる部分を有する形状で形成されているものである。
この発明(A4)の送風装置は、上記発明A1からA3のいずれかの送風装置において、前記板状部材は、前記通路幅の両端部に相当する部分に、前記内壁面からの高さが当該通路幅の中央部に相当する部分の高さよりも低い低部が形成されているものである。
この発明(A5)の送風装置は、上記発明A1からA4のいずれかの送風装置において、前記板状部材は、空気の進行方向において前記折れ曲がる部位の開口からの距離が異なる部分を有する形状で形成されているものである。
この発明(A6)の送風装置は、上記発明A1からA5のいずれかの送風装置において、前記コロナ放電器は、前記放電線材が間隔をあけて平行した状態で張られており、
前記送風管の折れ曲がる部位の開口が、当該コロナ放電器における前記平行する放電線材に空気を吹き付ける状態に配置されているものである。
また、この発明(B1)の画像形成装置は、放電線材が張られたコロナ放電器と、前記コロナ放電器に空気を吹き付ける送風装置とを有し、前記送風装置が、発明A1からA6のいずれかの送風装置であることを特徴とするものである。
この発明(B2)の画像形成装置は、上記発明B1の画像形成装置において、前記コロナ放電器は、前記放電線材が間隔をあけて平行した状態で張られており、
前記送風装置における前記送風管の折れ曲がる部位の開口が、当該コロナ放電器における前記平行する放電線材に空気を吹き付ける状態に配置されているものである。
上記発明A1の送風装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、送風機から送り出される空気を送風管を介してコロナ放電器に吹き付けるときに、その空気をコロナ放電器の放電線材の張り方向において風速のむらが抑制された状態で吹き付けることができる。
上記発明A2の送風装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、送風機から送り出される空気を、コロナ放電器に対してその放電線材の張り方向において風速のむらが更に抑制された状態で吹き付けることができる。
上記発明A3の送風装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、送風機から送り出される空気を、コロナ放電器に対してその放電線材の張り方向において風速のむらがより的確に抑制された状態で吹き付けることができる。
上記発明A4の送風装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、送風機から送り出される空気を、コロナ放電器に対してその放電線材の張り方向における両端部での風速を高め、その張り方向全域における風速のむらがより一層抑制された状態で吹き付けることができる。
上記発明A5の送風装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、送風機から送り出される空気を、コロナ放電器に対してその放電線材の張り方向において風速のむらがより的確に抑制された状態で吹き付けることができる。
上記発明A6の送風装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、送風機から送り出される空気を、平行した状態の放電線材のいずれに対しても、その各放電線材の張り方向における風速のむらがそれぞれ抑制された状態で吹き付けることができる。
上記発明B1の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、コロナ放電器の放電むらに起因した画像品質の低下の発生を抑制することができる。
上記発明B2の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、コロナ放電器として放電線材が間隔をあけて平行した状態で張られているコロナ放電器が適用されることがあっても、かかるコロナ放電器の放電むらに起因した画像品質の低下の発生を抑制することができる。
実施の形態1に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 図1の画像形成装置における要部(送風装置とそれを適用する作像ユニット)の構成を示す説明図である。 実施の形態1に係る送風装置とそれを適用する帯電装置を一部透視した状態で示す斜視図である。 図3のIV−IV線に沿う一部断面図である。 図3の送風装置からコロナ放電器を取り除いた後の状態(天板部を取り外した状態)を示す斜視図である。 図5の送風装置を示す平面(上面)図である。 送風装置を適用するコロナ放電器を示す要部斜視図である。 図5の送風装置における送風ダクトの曲げ端部及び放電器接続端部の構造を拡大して示す断面斜視図である。 図4のコロナ放電器に近い側の送風ダクト部分の構造及び寸法を示す拡大説明図である。 (a)は実施の形態1に係る送風装置の構成を示す概略図、(b)は(a)に示す送風装置における風速分布の測定結果を示すグラフ図である。 (a)は実施の形態1に係る送風装置の一部(調整板の設置位置)を変更した構成を示す概略図、(b)は(a)に示す送風装置における風速分布の測定結果を示すグラフ図である。 (a)は実施の形態1に係る送風装置の一部(調整板の両端部の高さ)を変更した調整板等の構成を示す概略図、(b)は(a)に示す調整板を設置した送風装置における風速分布の測定結果を示すグラフ図である。 (a)は参考のため実施の形態1に係る送風装置の一部を変更した(調整板を設置しない場合の)構成を示す概略図、(b)は(a)に示す調整板送風装置における風速分布の測定結果を示すグラフ図である。 (a)は参考のため実施の形態1に係る送風装置の一部(調整板の設置する内壁面の位置)を変更した構成を示す概略図、(b)は(a)に示す送風装置における風速分布の測定結果を示すグラフ図である。 (a)は参考のため実施の形態1に係る送風装置の一部(調整板の設置する位置)を変更した構成を示す概略図、(b)は(a)に示す送風装置における風速分布の測定結果を示すグラフ図である。 調整板の設置する位置を変更した場合の送風ダクトを使用する送風装置を示す一部断面説明図である。 高さが異なる部分を有する形状の調整板の構成例を示す説明図である。 折り曲がる部位の開口からの距離が異なる部分を有する形状の調整板の構成例を示す説明図である。 送風ダクトの形状の他の構成例を示す説明図である。
以下、この発明を実施するための形態(以下、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。
[実施の形態1]
図1〜図3は実施の形態1に係る画像形成装置1又は送風装置5を示すものである。図1はその画像形成装置1の概要を示し、図2はその画像形成装置1に装備される送風装置5とその周辺部を示し、図3はその送風装置5等を示している。
実施の形態1に係る画像形成装置1は、図1に示すように、支持部材、外装カバー等で構成される筐体10の内部空間に、現像剤としてのトナーで構成されるトナー像を形成して被記録材である記録用紙12に転写する作像装置20と、作像装置20に供給すべき所要の記録用紙12を収容して搬送する給紙装置40と、記録用紙12に転写されたトナー像を定着する定着装置45、画像形成装置を構成する各構成部分の動作などについて総括的に制御する図示しない制御装置等が設置されている。
このうち作像装置20は、公知の電子写真方式を利用してトナー像を形成する作像部21と、作像部21で形成されたトナー像を中継して記録用紙12に転写する中間転写部31とで構成されている。
作像部21は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(黒:K)の4色のトナー像を専用に形成する4つの作像ユニット21Y,21M,21C,21Kで構成されている。この作像ユニット21(Y,M,C,K)は、筐体10の上部空間においてほぼ水平方向に沿って直列の状態で配置されている。また、作像ユニット21(Y,M,C,K)はいずれも、図2等に示すように、回転するように配置されるドラム形態の感光体22と、その感光体22の周囲に配置される帯電装置23、露光装置24、現像装置25、一次転写装置26、清掃装置27、除電器28等で構成されている。
感光体22は、回転自在に支持されるとともに接地された導電性の円筒状の基材の円筒周面に、光導電層等を形成したものである。感光体22は、図示しない回転駆動装置の動力により所要の方向(矢印で示す方向)に所要の速度で回転駆動する。清掃装置27は、感光体22の転写後の周面に接触する弾性板等の清掃部材と、その清掃部材で除去するトナー等の付着物を回収する回収容器等を設置したものである。除電器28は、転写後の感光体22の周面を除電するものであり、例えば、その周面に露光して除電を行う除電用ランプで構成される。
帯電装置23は、感光体22の周面の回転軸方向における像形成有効領域を所要の電位にするよう帯電させるものである。帯電装置23としては、非接触型の帯電装置であるコロナ放電器23Kや、感光体22の少なくとも像形成有効領域に接触して回転するように配置された帯電ロールに図示しない電源から帯電用電圧を印加する接触型の帯電装置23Y,23M,23Cが使用される。帯電ロールには、帯電用電圧として直流の電圧又は直流に交流が重畳された電圧が印加される。
露光装置24は、画像形成装置1に入力される画像情報に応じた光Bを感光体22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24としては、例えば、半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型露光装置や、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型露光装置が使用される。露光装置24は、各作像装置21(Y,M,C,K)ごとに対応して存在する独立形式の構成のものでも、その一部又は全部をまとめた形態で存在する一体型形式の構成のものでもよい。
現像装置25は、現像方式に適応する所要の極性に帯電された現像剤(トナー)を感光体22と対向する現像領域に供給して静電潜像を現像するものである。現像装置25としては、例えば、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いて接触式の反転現像を行う二成分現像装置が使用される。図2において、符号25aは開口部や二成分現像剤等を収容する現像剤収容部等が形成された装置本体、25bは現像剤収容部内で回転して二成分現像剤を攪拌させながらトナーを摩擦帯電させる現像剤攪拌搬送部材、25cは所要の磁極が内部空間に固定配置された状態で回転して、現像剤収容部内にあるトナーとキャリアの一部を所要の厚さで保持して感光体22と対向する現像領域まで搬送する円筒状の現像ロールを示す。現像ロール25cは、感光体21との間に図示しない現像用電源部から現像用電圧(現像バイアス)が印加される。現像用電圧としては、直流成分に交流成分を重畳させた電圧が印加される。
一次転写装置26は、感光体22に形成されるトナー像を最終的に記録用紙12に転写させるものである。この一次転写装置26としては、感光体21の回転軸方向における少なくとも帯電された領域に接触して回転するように配置された転写ロールに、図示しない電源から転写用電圧を印加するものである。転写用電圧としては、現像剤の帯電極性と逆極性の電圧が印加される。この実施の形態では、現像剤の帯電極性がマイナス極性であるので、転写用電圧としてプラス極性の直流の電圧が印加される。
中間転写部31は、図1や図2に示すように、筐体10の内部で作像部20(各作像ユニット21(Y,M,C,K))の下方となる位置に存在する状態で配置されている。この中間転写部31は、感光ドラム22と一次転写装置26(一次転写ロール)の間となる一次転写位置を通過しながら矢印で示す方向に回転する中間転写ベルト32と、中間転写ベルト32をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール33〜35と、支持ロール35に支持されている中間転写ベルト32に所定の圧力で接触して回転する二次転写ロール36と、二次転写ロール36を通過した後に中間転写ベルト32に残留して付着するトナー等を除去する図示しないベルト清掃装置とで主に構成されている。
中間転写ベルト32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等の抵抗調整剤を分散した材料を用いて所定の厚さからなる無端状のベルトに形成されたものが使用される。支持ロール33は駆動ロールとして構成されている。支持ロール35には、トナーの帯電極性とは同極性の直流からなる二次転写用電圧が所要の時期に印加される。二次転写用電圧は、二次転写ロール36にトナーの帯電極性とは逆極性の直流成分を印加するようにしても構わない。
給紙装置40は、筐体10に対して引出し自在に取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙12を積載した状態で収容する用紙収容体41と、用紙収容体41から記録用紙12を1枚ずつ送り出す送出装置42とで主に構成されている。給紙装置40の用紙収容体41から送出装置42で送り出された記録用紙12は、給紙装置40の送出装置42と作像装置20の転写位置(中間転写部31の中間転写ベルト32と二次転写ロール36の間)とを接続する空間に設置される複数の搬送ロール対43a〜43d,…、搬送ガイド材等で構成される給紙用の用紙搬送路を通して、作像装置20における二次転写位置まで搬送される。
定着装置45は、筐体46の内部に、矢印で示す方向に回転駆動するとともに表面温度が発熱体により所要の温度に加熱されて保持されるロール形態、ベルト形態等の加熱回転体47と、この加熱回転体47の回転軸方向にほぼ沿うように所要の圧力で接触して従動回転するロール形態、ベルト形態等の加圧回転体48等を設置して構成されている。二次転写位置と定着装置45との間には、二次転写後に記録用紙12を定着装置45まで搬送するベルト形式の用紙搬送装置49が配置されている。また、筐体10の定着装置45に近い側に側面部には、画像が形成された後の記録用紙12が排出されて収容される排出収容体13が筐体10の外部に突出した状態で取り付けられている。また、定着装置45と排出収容体13(用紙排出口)の間には、用紙搬送ロール対44a,44bや搬送ガイド材等で構成される排出用の用紙搬送路が設けられている
制御装置は、演算処理装置、記憶素子、制御回路、外部記憶装置、入出力装置等で構成されており、その記憶素子又は外部記憶装置に記憶されている制御プログラムに従って画像形成装置1の各構成部品の動作についてそれぞれ制御する。この制御装置は、例えば、画像情報が入力される通信部(入力部)、各種の検出手段、画像情報に対して所要の画像処理を施す画像処理部、画像形成装置の動作や条件の設定や表示を行う操作入力部などと接続されている。
この画像形成装置1による基本的な画像の形成は、次のようにして行われる。
制御装置が例えば通信部や操作入力部から画像形成動作(プリント)の要求を受けると(ここでは、フルカラー画像のプリント要求を受けた場合を例示する。)、まず、作像装置20の作像部21(作像ユニット21(Y,M,C,K))においてトナー像の形成が行われる。
すなわち、各作像ユニット21(Y,M,C,K)では、矢印で示す方向に回転する感光体22の像形成有効領域として使用される周面が帯電装置23により所要の電位(帯電電位)にそれぞれ帯電された後、その帯電された感光体22の周面に露光装置24から画像情報(信号)に基づく各色成分に応じた光Bがそれぞれ照射され、これにより各感光体22の周面に電位差のある各色成分の静電潜像が形成される。続いて、各作像ユニット21(Y,M,C,K)では、各感光体22に形成された静電潜像が、現像装置25(Y,M,C,K)の現像ロール25cから供給されるマイナス極性に帯電された色のトナーにより(反転)現像され、その各感光体22に4色(Y,M,C,K)のトナー像がそれぞれ個別に形成される。
次いで、作像部21と中間転写部31の間となる各作像ユニット21(Y,M,C,K)の一次転写位置において、各感光ドラム22上に形成された各色のトナー像が、一次転写装置26で形成される転写電界により中間転写部31の中間転写ベルト32に対し順番に一次転写されて重ね合わされる。一次転写後の感光体22はいずれも、その周面に残留するトナー等の不要な付着物が清掃装置27により除去されるとともに、その周面が除電器28により除電される。続いて、中間転写部31では、中間転写ベルト32に一次転写されたトナー像が、二次転写位置において二次転写ロール36で形成される転写電界により、給紙装置40から給紙用の搬送路を経由して搬送される記録用紙12に対し一括して二次転写される。
二次転写が終了した記録用紙12は、中間転写ベルト32から剥離された後に搬送装置49により搬送されて定着装置45に導入される。定着装置45は、トナー像が転写された記録用紙12を加熱用回転体47と加圧用回転体48の接触部を通過させて加熱及び加圧させることでトナー像を形成するトナーを溶融させて用紙12に定着させる。定着が終了した後の記録用紙12は、その片面への画像形成を行うだけの場合には、排出用の用紙搬送路を経由して筐体10の外部に排出されて排出収容体13に収容される。
以上により、1枚の記録用紙12には、4色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成される。
この画像形成装置1では、図2及び図3に示すように、作像ユニット21Kにおける帯電装置23としてコロナ放電器(本実施の形態ではスコロトン型放電器)23Kが適用されており、また、そのコロナ放電器23K(実際には放電ワイヤ)に対して空気を吹き付ける送風装置5が装備されている。
送風装置5は、図3〜図6等に示すように、空気を送り出す送風ファン6と、送風ファン6から送り出される空気を放電ワイヤが張られたコロナ放電器23Kまで導いて吹き付ける通路空間が形成された送風ダクト7とで構成されている。
この送風装置5が適用されるコロナ放電器23Kは、図4、図7等に示すように、感光体22の軸方向に沿ってほぼ同じ長さを有する箱型のシールド枠体230と、シールド枠体230の内部空間の長手方向に直線状に張られて固定される2本の放電ワイヤ(第一放電ワイヤ231と第二放電ワイヤ232)と、シールド枠体230の感光体22と対向する下面に取り付けられるグリッド電極233と、少なくとも2本の放電ワイヤ231,232を清掃する清掃装置240(図7)で構成されている。
シールド枠体230は、感光体22と対向する下面が開口した形状(下面開口部234)で、その上面の長手方向に沿う中央部が開口した形状(上面開口部235)であって、全体の平面形状が感光体22の軸方向に沿ってほぼ同じ長さを有する長方形状である箱型の構造体である。また、シールド枠体230は、長手方向の側面部の上部から内側の中央にむけて折り曲げた上面部237が、中央部に長方形状の隙間238を確保した状態で形成されている。さらに、シールド枠体230は、その内部空間が長手方向に沿って設置される仕切板239によって2等分されている。
2本の放電ワイヤ231,232は、感光体22の軸方向に沿うとともに間隔をあけて直線状(平行な状態)に張られており、シールド枠体230の長手方向の両端部においてそれぞれ固定されている。放電ワイヤ231,232は、感光体22の周面から同じ間隔をあけた状態で配置されている。グリッド電極233は、網状の部材や貫通孔が複数規則正しい配置パターンで形成された薄板で構成されものであり、シールド枠体230の下面開口部234を塞ぐような状態で配置されるとともに2本の放電ワイヤ231,232から同じ間隔をあけた状態で取り付けられている。
このコロナ放電器23Kでは、2本の放電ワイヤ231,232に帯電用電圧を印加することでコロナ放電による電荷(本例では負極性イオン)が生成され、その電荷をグリッド電極233の隙間を通して感光体22の周面に到達させることで感光体22の帯電を行う。
コロナ放電器23Kの清掃装置240は、図7に示すように、2本の放電ワイヤ231,232に接触する清掃部材を放電ワイヤの張り方向Eに沿って往復移動(矢印E1,E2で示す方向に移動)させることで清掃するものである。図中の符号242は、清掃部材を支持して往復移動させる移動支持体である。
移動支持体242は、清掃部材を取り付けて支持する支持本体部243と、支持本体部243の上部に設けられ、シールド枠体230の上面開口部(前記した中央部の隙間238)の上方の位置で放電ワイヤの張り方向に沿って配置されて回転する螺旋状回転軸244に取り付けられる円筒取付け部245と、支持本体部243又は円筒取付け部245から往復移動方向と交差する方向に延びてシールド枠体230の上面部237の表面に接触して滑走するスライド支持部246とを有する形状のものである。螺旋状回転軸244は、円柱状のシャフト244aと、そのシャフト244aの外周に線材を螺旋状に巻き付けた状態に取り付けた螺旋材244bとで構成されている。また螺旋状回転軸244は、そのシャフト244aの両端部がシールド枠体230の両端部に設けられた軸受け部247に回転自在に支持されているとともにシャフト244aの一端部に図示しない回転駆動装置の回転動力が伝達されるようになっている。
この移動支持体242は、螺旋状回転軸244が所要の方向に回転(正逆回転)すると、その回転軸244の螺旋材244bの推進力が円筒取付け部245において直線運動に変換されることで螺旋状回転軸244に沿って進退移動する。これにより、移動支持体242に支持された清掃部材が、2本の放電ワイヤ231,232の張り方向に沿ってかつ放電ワイヤ231,232に接触しつつ往復移動して各ワイヤの表面を清掃する。
送風装置5における送風ファン6は、外形が矩形(本例では正方形)であってその内部側に円柱状の貫通部が形成された形状の枠体(ケーシング)60と、枠体60の貫通部内で回転するように支持される羽根車61と、羽根車61を回転させる駆動モータ等を備えた送風機である。羽根車61は、軸方向が空気を送り出す方向に沿った状態で配置される円筒状の回転軸61aと、その回転軸61aの周面に放射状に立ち上がるとともに軸方向に対して所要の角度で傾斜する形状(プロペラ型)の複数枚の羽根61bとで構成されている。この羽根車61は、例えば、その回転軸61aの内部空間に配置された駆動モータの駆動軸に直付けされ、その駆動モータの駆動力を受けることにより回転させられる。
この送風ファン6は、羽根車61が回転すると、その各羽根61bにより空気をその回転軸61aを中心にして旋回しながら軸方向に沿って直線的に流れるような状態で送り出す、いわゆる軸流型の送風ファンである。図3等における符号63は、回転軸61aを回転自在に支持する支持フレームである。支持フレーム63は、回転軸61aの一端部が支持される円環部63aと、その円環部63aの外周面から所要の間隔をあけて斜め方向に延びて規則的に枠体60と接続するアーム部63bとで構成されている。
また、送風ファン6は、画像形成装置1の筐体10の一側面部10Aに接近した状態で配置され、筐体10の外部の空気を取り込むように配置されている。この実施の形態1では、図2に示すように、筐体10の一側面部10Aに形成された空気取り入れ口11と送風ファン6との間には、吸気ダクト65が介在して接続するように配置されている。空気取り入れ口11には、外部の空気と共に吸い込まれる塵埃を捕捉する図示しないフィルターが取り付けられている。
送風ダクト7は、通路空間が形成された本体部70と、本体部70の一端部であって送風ファン6の枠体60の空気を送り出す側の外部が嵌め入れられて接続される開口を有するファン接続端部71と、本体部70の他端部であってコロナ放電器23Kの空気吹き込まれる側の部分に接続される開口を有する放電器接続端部72とを有した筒状の構造体である。実施の形態1における送風ダクト7は、送風ファン6からコロナ方電器23Kに向けてほぼ水平方向に延び、最後にコロナ方電器23Kの上部に対して接続することができる形態からなるものである。送風ダクト7は、例えば、合成樹脂を用いて適切なプラスチック成形方法によって成形することで製作することができる。
本体部70の通路空間は、図5、図6等に示すように、放電ワイヤ231(232)の張り方向Eに沿う寸法となる通路幅Wが空気の進行方向Sの下流側に向かうにつれて徐々に拡大する部位73と、この拡大する部位73の領域内で通路幅Wに対して上下の間隔となる通路高さHが空気の進行方向Sの下流側に向かうにつれて縮小する部位74と、この縮小する部位74の終端部74bからコロナ放電器23Kに接近する位置まで通路高さHを当該終端部74bの高さH2と同じ高さH2に維持させた状態で延びる部位75と、この延びる部位75の終端部75bからコロナ放電器23Kと接続するようにコロナ放電器23Kが存在する側に折れ曲がる部位76と、この折れ曲がる部位76の空気の進行方向Sの下流側となる終端部に放電ワイヤ231の張り部分Eの少なくとも実用部分となる長さに対応する寸法の幅W3で形成される開口77とを有する形状である。図4等における符号79は、送風ダクト7を画像形成装置1の筐体10の装着部に取り付ける際に位置決め孔に嵌め入れる位置決め突起部を示す。
このうち通路幅Wが拡大する部位73は、その通路幅Wが、四角形のファン接続端部71から空気の進行方向Sに対して左右両側に対称となるよう直線状に広がるように形成されている。通路高さHが縮小する部位74は、本体部70の上面部70Bを(内面が少なくとも平面状の)天板で構成し、拡大する部位73の中ほどに本体部70の下面部70Cを上面部に次第に近づけるよう直線状に傾斜する(内面が少なくとも平面状の)傾斜板で構成し、この天板と傾斜板とを上下となる位置に配置することで形成されている。縮小する部位74は、その始端部74aの通路高さが「H1」であり、その終端部74bの通路高さが「H2(>H1)」である。通路高さHが同じ高さに維持されて延びる部位75は、拡大する部位73の領域内に存在する縮小する部位74の終端部74bからコロナ放電器23K(シールド枠体230)の手前側端部に達する長さLを有する通路空間として形成されている(図6)。延びる部位75は、前記上面部70Bを構成する天板と、その天板と対向する第二下面部70Dを天板から通路高さH2に相当する間隔をあけてほぼ平行した状態で設置される(内面が少なくとも平面状の)第二底板とを上下に配置して形成されている。
折れ曲がる部位76は、図4、図8等に示すように、延びる部位75の終端部75bから通路高さH2をほぼ保った状態で下方にほぼ直角に折り曲がるように形成されており、その上下の部分が下面側折れ曲げ面部70Eと上面側曲面部70Fで囲まれた通路区間として形成されている。折れ曲がる部位76における開口77は、コロナ放電器23Kの上部と接続できる形状、より詳しくは上部の少なくとも空気取り入れ部分(前記した隙間238)と接続できる形状に形成されている。放電器接続端部72は、図4や図8に示すように、コロナ放電器23Kの放電ワイヤ231等の空気吹き付け部分となる上部の全体をその上方側から覆う状態で接続される接続開口部78が形成されている。接続開口部78は、折れ曲がる部位76の開口77を一部として含む部位になっている。なお、通路空間の本体部70において空気の進行方向Sに対して左右両側に存在する側面部はいずれも、内面が少なくとも平面状でほぼ鉛直の方向にそって立ち上がる側板を配置して形成されている。
また、送風ダクト7には、その通路空間における延びる部位75の領域内の位置であってコロナ放電器23Kが存在する側に位置する内壁面(下面部70Dの内面)に、通路幅Wの全域にわたって放電ワイヤ231の張り方向Eと平行する状態で存在する板状部材としての調整板8が設けられている。
実施の形態1における調整板8は、図9等に示されるように、通路空間における延びる部位75の始点端部75a(高さ縮小部74の終端部74b)から空気の進行方向Sの下流側に距離Laだけ入り込んだ位置(延びる部位75の中央部よりも少し手前側の位置)に配置される。また、調整板8は、延びる部位75の高さH2に対して高さh1の高さ(第二下面部70Dの内壁面からの突出高さ)を有するものである。この調整板8の高さh1は、例えば、延びる部位75の高さH2の50〜70%の寸法に設定される。調整板8の厚さは、例えば、送風ダクト7を構成する板部の厚さと同じ程度に設定される。そして、調整板8は、その通路幅Wに沿う面が細長い長方形の形状で形成されているものである。また、調整板8は、第二下面部70Dの内面からほぼ垂直に立ち上がった状態で設置されている。
なお、調整板8は、全体が平板からなるものよいが、その下部が上部よりも厚い形状(広がった形状)のものであっても構わない。また、このような板状部材8は、送風ダクト7と別体のものである場合には所要の固定手段にて延びる部位75の下面部70Dの内壁面に固定した状態で取り付けられる。一方、板状部材8は、送風ダクト7と一体で形成したものであってもよい。
このような送風装置5は、主に画像形成動作時やその待機時等の予め設定される所要の時期に駆動する。すなわち、送風装置5は、その駆動時期が到来すると、送風ファン6が始動し、その羽根車61が回転する。これにより、送風ファン5から空気が送り出され、その空気が送風ダクト7の通路空間を通してコロナ放電器23Kの放電ワイヤ231,232に吹き付けられるよう導かれる。
つまり、送風ファン6から送り出された空気は、送風ダクト7の通路空間の形状を構成する拡大する部位73、縮小する部位74、延びる部位75及び折れ曲がる部位76を順次通過して進行するように導かれ、最後に折れ曲がる部位76の開口77から吐き出される。しかる後、開口77から吹き出された空気は、コロナ放電器23Kのシールド枠体230における上面部237どうしの間に形成された隙間238を通してシールド枠体230の内部空間に送り込まれ、2本の放電ワイヤ231,232に吹き付けられる。
詳しくは、送風ファン6からの空気は、送風ダクト7の拡大する部位73を通過する際に空気の進行方向Sの左右両側に拡散されるような状態で送られるとともに、その縮小する部位74を通過する際に次第に圧縮されるような状態で送られる。次いで、その空気は、延びる部位75を通過する際にほぼ一律の空間を通過することでほぼ一定の状態に保たれて送られ、最後に折れ曲がる部位76を通過する際に下方に向きを変えられた状態で開口77を通過した後、コロナ放電器23Kのシールド枠体230の隙間238を通してその内部空間に送り込まれる。
そして、この際、送風ファン6から送り出された空気は、前述したように旋回した状態で送り出されるものであるが、その空気は、その一部が送風ダクト7の延びる部位75において調整板8に衝突しながら通過することで、その旋回して送られる状態(旋回流)が弱められ、放電ワイヤ231,232の張り方向Eにおいて風速のむらが抑制された状態で放電ワイヤ231等に吹き付けられる。
この結果、コロナ放電器23Kでは、その放電ワイヤ231,232に送風装置5から空気が良好な状態で吹き付けられるので、放電生成物、紙粉等の浮遊物が放電ワイヤの張り方向Eにおいて不均一に付着することが抑制される。これにより、コロナ放電器23Kでは、放電ワイヤ231,232に浮遊物が張り方向Eにおいて不均一に付着することが原因で発生するおそれのある放電むらが抑制される。また、このコロナ放電器23Kを有する作像ユニット21Kにおいては、その感光体22がコロナ放電器23Kによってむらがなく良好に帯電されるので、帯電むらに起因した画像欠陥(例えば濃度むら、筋など)が発生して画像品質が低下してしまうという問題の発生も抑制される。
図10は、実施の形態1に係る送風装置5の概略構成(同図a)とその送風特性を測定した結果(同図b)を示すものである。
このとき、送風装置5の送風ファン6としては、1辺が60mm四方の枠体60に対して7枚の羽根61bを形成した羽根車61を備える軸流送風機を使用し、測定時には約0.4m3/分の風量が得られるように駆動させた。
また、送風装置5の送風ダクト7としては、図6、図9等に示すように、本体部70、ファン接続端部71及び放電器接続端部72の平面における全長ALが約360mmからなり、拡大する部位73の最小通路幅W1(ファン接続端部71の幅にも相当する。)が約60mm、その最大通路幅W2(折れ曲がる部位76の通路幅にも相当する。)が約360mmであり、縮小する部位74の始点端部74aの高さH1が約60mm、その終端部74bの高さH2が約16mmであり、延びる部位75における下面部70Dの空気の進行方向Sの長さLが約40mmであるものを使用した。さらに、この送風ダクト7では、調整板8として高さh1が約10mm、長さが約340mm、厚みが2mmの長方形の平板を、延びる部位75の始点端部75aから約13mmの距離Laだけ空気の進行方向Sの下流側に入り込んだ位置に、第二下面部70Dの内壁面に対してほぼ鉛直の状態に保つよう設置した。
コロナ放電器23Kとしては、シールド枠体230の上部に短辺20mm、長辺360mmの長方形からなる隙間238を形成したものを使用した。送風特性として、コロナ放電器23Kの2本の放電ワイヤ231,232に到達する空気の風速を測定した。このときの測定は、各放電ワイヤ231,232のIN側(装置奥側)からOUT側(装置手前側)までの領域を複数に分割した各地点で行った。このときの測定結果を図10(b)に示す。同図における「第1放電ワイヤ」は作像ユニット21Kにおける除電器28に近い側に配置された放電ワイヤ231になり、「第2放電ワイヤ」は作像ユニット21Kにおける感光体22の露光装置24から照射される光Bの照射地点に近い側に配置された放電ワイヤ232になる。
この場合、図10(b)に示されるように、送風ファン6から送り出された空気が2本の放電ワイヤ231,232のいずれにもほぼ同じ風速で吹き付けられており、しかもそのワイヤの張り方向E(IN側とOUT側の間の領域)において風速のむらが抑制されている。ちなみに、この送風装置5では、放電ワイヤ231,232に吹き付けられる空気の風速は例えば最低限0.8m/秒以上であることが望ましい。また、このときの送風ファン6から送り出された空気の流れの状態は、図10(a)に点線の矢印で示したようになるものと推測される。特に調整板8を通過した部分では、空気が細かいうず状に均一に乱される状態になり、これにより送風ダクト7の曲げ端部76の開口77から空気が曲げ端部76の折れ曲がる部分の外側及び内側となる位置の違いに関係なくほぼ同じ速度で吹き出すようになると考えられる。
参考までに、図13(a)に示すように上記送風装置5において調整板8を設置しない送風ダクト7を使用した場合の送風特性について同様に測定したところ、同図(b)に示される結果が得られた。
この場合は、図13(b)の結果から明らかなように、送風ファン6からの空気は第2放電ワイヤ232に一方的に集中した状態で吹き付けられる。これは、送風ファン6から送り出された空気が送風ダクト7の折れ曲がる部位76の曲がるときの外側に位置する内壁面に集中した状態で送られ、その曲がるときの内側(コロナ放電器が存在する側)の内壁面には希薄な状態になって送られることが影響しているものと推測される。また、このとき第2放電ワイヤ232に吹き付けられる空気は、ワイヤの張り方向Eにおいて風速に大きなむらがあった。これは、送風ファン6から旋回状に送り出される空気の旋回流の影響が抑制されることなくそのまま反映された結果であると推測される。
また参考までに、図14(a)に示すように上記送風装置5において調整板8を延びる部位75のコロナ放電器23Kが存在しない側の内壁面(通路空間の本体部70の上面部70Bの内壁面)に設置した送風ダクト7を使用した場合の送風特性について同様に測定したところ、同図(b)に示される結果が得られた。
この場合は、図14(b)の結果から明らかなように、送風ファン6からの空気は第1放電ワイヤ231と第2放電ワイヤ232の方向に吹き付けられるが、そのときの風速がいずれも小さく(遅く)なる。また、この両ワイヤ231,232に吹き付けられた空気の風速はいずれも、許容レベルの風速である0.8m/秒に達してない部分が半分以上も存在する結果になった。
また、実施の形態1に係る送風装置5として、図11(a)に示すように、調整板8を延びる部位75の始点端部75a(換言すれば、縮小する部位の終端部74b)に変更して設置した送風ダクト7を使用したものを用意した。この送風装置5の送風特性について同様に測定したところ、図11(b)に示される結果が得られた。
この場合は、図11(b)の結果から明らかなように、送風ファン6から送り出された空気が2本の放電ワイヤ231,232のいずれにもほぼ同じ風速で吹き付けられる。しかし、このときの空気の風速は、放電ワイヤの張り方向Eの両端部(IN側とOUT側)が中央部に比べて遅くなる傾向が現われた。
さらに、実施の形態1に係る送風装置5として、図12(a)に示すように、調整板8を図11(a)に示す延びる部位75の始点端部75aの位置に同様に設置したうえで、その調整板8の両端部に相当する部分82に、内壁面からの高さhがその調整板8の中央部81に相当する部分の高さh1よりに低い高さh2の低部を形成した送風ダクト7を使用したものを用意した。両端部に相当する低部とした部分82は、調整板8の両端から内側に20mmの範囲であり、その最低部の高さh2が9mmとなる傾斜面として形成した。つまり、この底部となる部分82の高低差は約1mmに設定されている。この送風装置5の送風特性について同様に測定したところ、図12(b)に示される結果が得られた。
この場合は、図12(b)の結果から明らかなように、図11(b)の結果と比べると、送風ファン6から送り出された空気の風速は、放電ワイヤの張り方向Eの両端部(IN側とOUT側)において速くなって改善されている。
この他、実施の形態1に係る送風装置5として、図15(a)に示すように、調整板8を延びる部位75の終端部75b(換言すれば、折れ曲がる部位の始点部)に変更して設置した送風ダクト7を使用したものを用意した。この送風装置5の送風特性について同様に測定したところ、図15(b)に示される結果が得られた。
この場合は、図15(b)の結果から明らかなように、送風ファン6から送り出された空気が第1放電ワイヤである放電ワイヤ231に対して第2放電ワイヤである放電ワイヤ232よりも1.2〜1.4倍程度速い風速で吹き付けられる傾向が現われた。つまり、送風ファン6から送り出された空気が2本の放電ワイヤ231,232のいずれにもほぼ同じ風速で吹き付けられることがなかった。このような送風特性を示す送風装置5は、好ましいものとはいえない。
[他の実施の形態]
実施の形態1では、送風装置5として調整板8を延びる部位75の領域内に設置した送風ダクト7を使用した構成例を示したが、この他にも、送風装置5として、例えば図16に示すように調整板8を縮小する部位74の領域内に設置した送風ダクト7を使用することも可能である。
また、送風装置5の送風ダクト7における調整板8については、複数枚設置することも可能である。さらに、調整板8は、延びる部位75の領域内と縮小する部位74の領域内にそれぞれ1枚ずつ設置するようにしても構わない。
また、送風装置5の送風ダクト7に設置する調整板8については、図17に例示するように、その高さhが通路幅Wの方向(E)において異なる部分を有する形状のものを適用することができる。
図17に例示する高さhが異なる部分は、大別すれば、調整板8の標準(基準)高さh1に対して相対的に低い高さh4からなる低位部分(85)と相対的に高い高さh5からなる高位部分(86)とに分類される。この低位部分85と高位部分86は、例えば、全体の高さが標準高さh1の調整板8を使用してコロナ放電器23Kでの風速(分布)を測定した結果(データ)から、放電ワイヤの張り方向Eにおいて風速データが目標風速よりも遅い位置とほぼ対応する調整板8の部分を逆三角形状に切り欠いた形状の低位部分85として形成し、その風速データが目標風速よりも速い位置とほぼ対応する調整板8の部分を三角形状に盛り上げたような形状の高位部分86として形成すればよい。
このような低位部分85及び高位部分86を形成した調整板8を設置した送風ダクト7を使用した場合には、同じ高さhの調整板8を設置した場合に実際に発生する風速のむらの実体に適合した高さ調整が施された形状の調整板8を設置することができ、この結果、送風ファン6から送り出される空気をコロナ放電器23Kに対してその風速のむらがより的確に抑制(改善)された状態で吹き付けることが可能になる。なお、低位部分85及び高位部分86の数や種類(高さや形状など)は、図17に例示する構成例に限定されず、必要に応じて選定することができる。
送風装置5の送風ダクト7に設置する調整板8については、図18に例示するように、空気の進行方向Sにおいて折り曲げ部位76の開口77からの離間距離Jが異なる部分を有する形状のものを適用することもできる。
図18に示す調整板8は、通路幅Wの方向(E)における左右両端部に位置する平板状の形状からなる平板部87A、87Bとその平板部87A、87Bの間に位置して開口77に近づくように湾曲する形状からなる湾曲板部88とで構成されている。平板部87A、87Bは、開口77(調整板に近い側に位置する長辺の縁部77a:図7等を参照。)との離間距離J4がいずれの場所においても同じ寸法になっている。また、湾曲板部88は、開口77との離間距離J1〜J3について、その通路幅Wの中央部での距離J1が最も短い寸法となり、その中央部から左右両端部にずれる位置における離間距離J2、J3が次第に長い寸法になっている(J2<J3)。ちなみに、湾曲板部88の中央部88aは、平板部87A、87Bから距離K(例えば10mm程度)だけ開口77に近づいた(突出した)状態になっている。このような調整板を適用した場合にも、コロナ放電器23Kの放電ワイヤ231,232に吹き付けられる空気の風速のむらが、より的確に抑制された状態で吹き付けられる。
また、送風装置5の送風ダクト7としては、例えば、図19(a)に例示するようにファン接続端部71が、通路空間の本体部70の拡大する部位73と接続されるまでの形状が直線的な管状形状でなく所要の方向に曲がった管形状で形成されているものでも適用することができる。さらに、送風ダクト7としては、例えば、図19(b)に例示するように拡大する部位73が上面側から見て通路幅Wが空気の進行方向Sの左右に対称的に拡大される形状のものに限らず、空気の進行方向Sの片側においてのみ通路幅が拡大される形状のものであっても適用することが可能である。ちなみに、送風ダクト7の通路空間を構成する拡大する部位73としては、拡大する部位73の終端部が縮小する部位74の終端部74bを越えて延長する部位75の一部まで入り込んだ状態で形成された構成例を示したが、拡大する部位73の終端部が縮小する部位74の終端部74bで終了するような状態で形成したものであっても構わない。また、縮小する部位74については、拡大する部位73の領域内に形成する場合に限らず、一部が拡大する部位73の領域内に含まれ且つそれ以外の部分が拡大する部位73の領域外に存在するように形成してもよい。
さらに、送風装置5の送風ファン6としては、旋回された状態で空気を送り出す軸流送風機に限らず、空気が軸に対して直角に遠心方向に流れるシロッコファン(多翼ファン)、ターボファン等のような輻流(遠心)送風機などの他の形式の送風機を適用することも可能である。
また、送風装置5を適用するコロナ放電器は、放電ワイヤが1本のものや、グリッド電極、清掃装置等がないものなどであってもよい。コロナ放電器については、感光体22を帯電させる帯電装置として使用されるものに限らず、他の用途に使用するものであっても構わない。放電ワイヤが1本のコロナ放電器では、2本の放電ワイヤのコロナ放電器の場合に比べて、送風装置5からの空気を1本の放電ワイヤに対してそのワイヤの張り方向において風速のむらがさらに抑制された良好な状態で吹き付けることが可能になる。
この他、実施の形態1では、作像装置20として4つの作像部(作像ユニット)21で構成されるものを例示したが、作像装置20は他の複数の作像部や1つの作像部で構成されるものであってもよい。また、作像装置20は、中間転写部31を備えない構成のものであってもよい。
1 …画像形成装置
5 …送風装置
6 …送風ファン(送風機)
7 …送風ダクト(送風管)
8 …調整板(板状部材)
23K…コロナ放電器
73…拡大する部位
74…縮小する部位
75…延びる部位
76…折れ曲がる部位
77…開口
81…中央部
82…端部
85…低位部分(高さが異なる部分)
96…高位部分(高さが異なる部分)
231,232…放電ワイヤ(放電部材)
W …通路幅
H …通路高さ(上下の方向)
S …空気の進行方向
E …張り方向(通路幅の方向)
h …調整板の高さ

Claims (8)

  1. 空気を送り出す送風機と、
    前記送風機から送り出される空気を放電線材が張られたコロナ放電器まで導いて吹き付ける通路空間が形成された送風管と
    を有し、
    前記送風管は、
    前記通路空間が、前記放電線材の張り方向に沿う寸法となる通路幅が空気の進行方向の下流側に向かうにつれて徐々に拡大する部位と、前記拡大する部位の領域内又は当該拡大する部位を含む領域で前記通路幅に対して上下の間隔となる通路高さが空気の進行方向の下流側に向かうにつれて縮小する部位と、前記縮小する部位の終端部から前記コロナ放電器に接近する位置まで前記通路高さを当該終端部の高さと同じ高さに維持させた状態で延びる部位と、前記延びる部位の終端部から前記コロナ放電器と接続するように当該コロナ放電器が存在する側に折れ曲がる部位と、前記折れ曲がる部位の空気の進行方向の下流側となる終端部に前記放電線材の張り部分の少なくとも実用部分の長さに対応する寸法の幅で形成される開口とを有する形状であり、
    かつ、前記通路空間における前記縮小する部位から前記延びる部位までの領域のいずれかの位置であって前記コロナ放電器が存在する側に位置する内壁面に、前記通路幅の全域にわたって存在し且つ前記放電線材の張り方向と平行する部分を有する板状部材が設けられていることを特徴とする送風装置。
  2. 前記板状部材は、前記延びる部位の空気の進行方向における中途の位置に配置されている請求項1に記載の送風装置。
  3. 前記板状部材は、前記内壁面からの高さが前記通路幅の方向において異なる部分を有する形状で形成されている請求項1又は2に記載の送風装置。
  4. 前記板状部材は、前記通路幅の両端部に相当する部分に、前記内壁面からの高さが当該通路幅の中央部に相当する部分の高さよりも低い低部が形成されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の送風装置。
  5. 前記板状部材は、空気の進行方向において前記折れ曲がる部位の開口からの距離が異なる部分を有する形状で形成されている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の送風装置。
  6. 前記コロナ放電器は、前記放電線材が間隔をあけて平行した状態で張られており、
    前記送風管の折れ曲がる部位の開口が、当該コロナ放電器における前記平行する放電線材に空気を吹き付ける状態に配置されている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の送風装置。
  7. 放電線材が張られたコロナ放電器と、前記コロナ放電器に空気を吹き付ける送風装置とを有し、
    前記送風装置が、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の送風装置であることを特徴とする画像形成装置。
  8. 前記コロナ放電器は、前記放電線材が間隔をあけて平行した状態で張られており、
    前記送風装置における前記送風管の折れ曲がる部位の開口が、当該コロナ放電器における前記平行する放電線材に空気を吹き付ける状態に配置されている請求項7に記載の画像形成装置。
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