JP6048431B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

上記画像形成装置において、感光体表面を帯電器により一様に帯電する際に、帯電器の放電によりオゾンや窒素酸化物といった放電生成物と呼ばれるものが発生する。このようなオゾンや窒素酸化物等の放電生成物は感光体表面に付着し、大気中に存在する水分子と結合して感光体表面の電気抵抗を低下させ、画像不良（像流れ）の発生原因となる。

そこで、像流れの発生を防止するため、帯電器の周辺に浮遊する放電生成物を排出させる技術が提案されている。

特許文献１には、感光体を帯電させる帯電部又はこの帯電部の近傍へ気体を噴射する噴射手段と、噴射手段により噴射された気体を含む帯電部の近傍の気体を吸引する吸引手段とを備える画像形成装置が開示されている。

特許文献２には、帯電器内に気体を導くための吸気ダクトと、吸気ダクトに外部からの気体を送り込む吸気ファンと、帯電器内から気体を排気するための排気ダクトと、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、吸気ファンの作動で生じる吸気ダクト内での風速が、排気ファンの作動で生じる排気ダクト内での風速よりも大きくなるように構成した画像形成装置が開示されている。

特許文献３には、被帯電物に対してコロナ放電を行う放電ワイヤを覆うと共に、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と、空気吹き出し口と装置ハウジング外を連通連結するエアダクトと、エアダクト及び空気吹き出し口を介してシールドケース内に装置ハウジング外の空気を吹き込む送風ファンとを備えるコロナ放電装置が開示されている。特許文献３に記載の技術では、エアダクト内には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この仕切り壁の手前側で一時的に高めている。これにより、空気流は仕切り壁を通り越す際にシールドケースの長手方向に沿って均一化される結果となり、一様な流れとなってシールドケースへ吹き込まれる。

特開２０１２−１９８４９０号公報 特開２００８−７６７７７号公報 特開平１０−１９８１２８号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載の技術では、放電生成物を気体（空気）によって排出する際、帯電部に向かう空気流の方向にバラツキが生じるおそれがあった。空気流の方向にバラツキが生じると、放電生成物を含む空気が排気ダクトに向けてスムーズに流れず、その結果として放電生成物の一部が排出されず像流れの発生を十分に防止することができないという問題が生じてしまう。

一方、特許文献３に記載の技術では、空気吹き出し口に対して空気流が均一に吹き込まれる結果として、放電ワイヤの張設方向に沿って均一な空気流を吹き込むことができる。しかし、仕切り壁が立設された部分では、空気送風口の面積が小さくなり、エアダクト内を流通する空気の圧損（通気抵抗）が大きくなってしまう。そのため、放電ワイヤに吹き込まれる空気の風量（風速）が低下し、放電生成物の排出性能を十分に得られないという問題があった。

本発明は、像流れの発生を確実に防止することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、
像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
給気口を有し、外部から吸気された空気を、当該給気口を介して前記帯電部に導くための吸気ダクトと、
吸気口を有し、前記帯電部の周辺の空気を、当該吸気口を介して吸気して排気するための排気ダクトと、
を備え、
前記吸気ダクトは、前記給気口を介して前記帯電部に導かれる空気が、前記帯電部の長手方向に対して直交する方向または当該長手方向の中央側に向かって流れるように構成されており、
前記帯電部の長手方向における前記吸気ダクトの幅は、前記帯電部側に向かって次第に大きくなり、
前記給気口は、前記帯電部の長手方向に沿って設けられ、
前記帯電部の長手方向において前記給気口の両側の断面積は、当該両側以外の断面積より小さいことを特徴とする。

本発明によれば、吸気ダクトの給気口を介して帯電部に導かれる空気は、帯電部の長手方向に対して直交する方向または当該長手方向の中央側に向かって流れる。よって、帯電部の放電により発生した放電生成物を含む空気は、排気ダクトの吸気口に向けてスムーズに流れることとなり、当該放電生成物を漏れなく排出することができる。したがって、像担持体の表面に放電生成物が付着することを防止し、当該放電生成物の付着に起因する像流れの発生を確実に防止することができる。

本実施の形態における画像形成装置の全体構成を示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態における画像形成ユニットの構成を示す図である。 本実施の形態における帯電ユニットの構成を示す図である。 本実施の形態における帯電ユニットの構成の変形例を示す図である。 本実施の形態における帯電ユニットの構成の変形例を示す図である。 本実施の形態における帯電ユニットの構成の変形例を示す図である。 比較例における帯電ユニットの構成を示す図である。 実施例および比較例における実験結果を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［画像形成装置１の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００が感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。

現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング部４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。定着部６０の詳細については後述する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

［画像形成ユニット４１の構成］
次に、図３を参照し、画像形成ユニット４１の構成について説明する。図３において、感光体ドラム４１３（像担持体）の回転方向（矢印方向）に沿って、帯電装置４１４を有する帯電ユニット５００、露光装置４１１、現像装置４１２および、感光体ドラム４１３に残留しているトナーを除去するドラムクリーニング装置４１５が設けられている。

帯電ユニット５００は、帯電装置４１４の他に、ＰＷＭ制御部１１０（図２を参照）、吸気ファン５１０（吸気部）、吸気ダクト５２０、排気ダクト５３０、排気ファン５４０（排気部）を有する。

帯電装置４１４は、枠体４１４ａと、感光体ドラム４１３の外周面に近接するように枠体４１４ａ内に設けられた帯電極４１４ｂ（帯電部）とを有する。帯電極４１４ｂは、図示しない電源部と接続され、電源部から供給された電力により感光体ドラム４１３の外周面に対して放電し感光体ドラム４１３を帯電させる。一つの帯電極４１４ｂにより感光体ドラム４１３を帯電させても良いし、複数の帯電極４１４ｂにより感光体ドラム４１３を帯電させても良い。

帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３の幅方向（感光体ドラム４１３の軸方向）に沿って延設されている。そして、帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３の幅を十分に覆うことができるよう設けられている。つまり、帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３の幅方向について、感光体ドラム４１３の外周面の全域を帯電することができるように設けられている。

枠体４１４ａ内における帯電極４１４ｂの右側方の空間は、吸気ダクト５２０に設けられた給気口５２２を介して吸気ダクト５２０内の空間と接続されている。また、枠体４１４ａ内における帯電極４１４ｂの左側方の空間は、排気ダクト５３０に設けられた吸気口５３２を介して排気ダクト５３０内の空間と接続されている。

吸気ダクト５２０は、給気口５２２と、吸気ファン５１０の吐出口とを接続する。吸気ダクト５２０は、例えば、樹脂を素材とする筒状の部材である。吸気ダクト５２０は、その接続経路において、吸気ファン５１０からの噴流による空気の漏れを生じさせない密閉性を有する。

吸気ファン５１０は、制御部１００の制御を受け、吸気ダクト５２０および給気口５２２を介して帯電極４１４ｂの右側方の空間へ空気を噴射する。具体的には、吸気ファン５１０は、吸気ダクト５２０の上部に配置された例えばシロッコファンまたは軸流ファンであり、羽根の回転により給気口から空気を吸引し、吸引した空気を吐出口から吸気ダクト５２０の底面に向けて排出する。吸気ダクト５２０の底面に向けて排出された空気は、吸気ダクト５２０を通過し、給気口５２２から枠体４１４ａ内に噴射される。給気口５２２から噴射された空気は、吸気ダクト５２０側から帯電極４１４ｂの近傍の空間を通過し、排気ダクト５３０側へ流れる。このとき、給気口５２２から噴射された空気は、帯電極４１４ｂによる放電に伴って帯電極４１４ｂの近傍の空間に発生したオゾン等の放電生成物を排気ダクト５３０側へ押し流す。

排気ダクト５３０には、帯電極４１４ｂの長手方向（感光体ドラム４１３の軸方向と一致）に対して直交する方向において帯電極４１４ｂと対向する位置に吸気口５３２が設けられる。排気ダクト５３０は、吸気口５３２と排気ファン５４０の吸引口とを接続する。排気ダクト５３０は、例えば、樹脂を素材とする筒状の部材である。排気ダクト５３０は、吸気ファン５１０からの噴流による空気の漏れを生じさせない密閉性を有する。

排気ファン５４０は、排気ダクト５３０および吸気口５３２を介して、吸気ファン５１０により空気が噴射される帯電極４１４ｂの側方に対して帯電極４１４ｂを挟んで逆側の帯電極４１４ｂの側方から空気を吸引する。具体的には、排気ファン５４０は、例えばシロッコファンまたは軸流ファンであり、制御部１００の制御を受け、羽根の回転により吸引口から空気を吸引し、吸引した空気を排気口から排出する。排気ファン５４０は、吸引口から空気を吸引することにより、排気ダクト５３０を介して吸気口５３２から空気を吸引する。ここで、吸気口５３２の近傍には、給気口５２２から噴射され、吸気ダクト５２０側から帯電極４１４ｂの近傍の空間を通過し、帯電極４１４ｂによる放電に伴って帯電極４１４ｂの近傍の空間に発生した放電生成物を押し流した空気が流れ込んでいる。つまり、排気ファン５４０は、排気ダクト５３０の吸気口５３２から、帯電極４１４ｂの近傍の空間に発生した放電生成物を含む空気を吸引する。

排気ファン５４０の排気口と画像形成装置１の外部との間の通気経路には、図示しないオゾンフィルターが設けられている。オゾンフィルターは、例えば、空気の通気経路において所定の触媒（例えば、活性炭等）を含む層に空気を通過させるフィルターであり、触媒の働きにより空気からオゾン（放電生成物）を除去する。

制御部１００は、ＰＷＭ制御部１１０を介して吸気ファン５１０および排気ファン５４０の動作性御を行う。具体的には、制御部１００は、吸気ファン５１０、排気ファン５４０を動作させる場合、ＰＷＭ制御部１１０に、吸気ファン５１０、排気ファン５４０の各々を動作させるための所定電圧を吸気ファン５１０、排気ファン５４０へ印加させる。吸気ファン５１０および排気ファン５４０は、ＰＷＭ制御部１１０からの電圧値に応じて羽根を回転させ、上記のように噴射、吸引を行う。

画像形成装置１の電源スイッチ（図示略）がＯＮとされると、制御部１００は、画像形成装置１の各部を動作させて画像形成を開始可能な状態（スタンバイ状態）とする。このとき、制御部１００は、排気ファン５４０を所定の低回転速度（低風量）で動作させる。また、画像形成装置１による画像形成が行われるにあたり、制御部１００は、電源部に帯電極４１４ｂへ電力を供給させる前に吸気ファン５１０を動作させる。また、制御部１００は、吸気ファン５１０を動作させるとともに、排気ファン５４０を所定の高回転速度（高風量）で動作させる。吸気ファン５１０が動作し、排気ファン５４０が所定の高回転速度で動作している状態となった後、制御部１００は、電源部に帯電極４１４ｂへ電力を供給させることを含め、画像形成装置１の各部に画像形成のための動作を行わせる。

画像形成装置１による画像形成が終了した後、制御部１００は、画像形成の終了から所定時間が経過するまで、吸気ファン５１０を動作させ、排気ファン５４０を所定の高回転速度で動作させる。画像形成の終了から所定時間が経過すると、制御部１００は、吸気ファン５１０を停止させ、排気ファン５４０を所定の低回転速度で動作させる。以後、制御部１００は、画像形成が再度行われるか、画像形成装置１の電源スイッチがＯＦＦとされるまで吸気ファン５１０を停止させ、排気ファン５４０を所定の低回転速度で動作させた状態を維持させる。画像形成が再度行われた場合、制御部１００は、上記と同様、吸気ファン５１０を動作させるとともに、排気ファン５４０を所定の高回転速度で動作させる。画像形成装置１の電源スイッチがＯＦＦとされると、排気ファン５４０は停止する。

図４は、図３の帯電ユニット５００をその上方から見た図である。図４に示すように、吸気ダクト５２０は、その幅が吸気ファン５１０側から帯電極４１４ｂ側に向かって次第に大きくなる末広がり形状に形成されている。吸気ダクト５２０における帯電極４１４ｂ側の端部には、帯電極４１４ｂの長手方向（図中上下方向）にスリット形状の給気口５２２が複数設けられている。複数の給気口５２２のうち帯電極４１４ｂの長手方向の両側に設けられた給気口５２２ａは、その断面積が、当該両側以外に設けられた給気口５２２ｂの断面積より小さく形成されている。

また、図４に示すように、排気ダクト５３０は、その幅が帯電極４１４ｂ側から排気ファン５４０側に向かって次第に小さくなる先細り形状に形成されている。排気ダクト５３０における帯電極４１４ｂ側の端部には、長方形状の吸気口５３２が設けられている。排気ダクト５３０における帯電極４１４ｂ側の端部の幅（つまり、吸気口５３２の幅）は、吸気ダクト５２０における帯電極４１４ｂの端部の幅より小さい。吸気口５３２の幅を小さくし排気ファン５４０の吸引力を増大させることにより、帯電極４１４ｂの放電により発生した放電生成物を含む空気の排出効率を向上させることができる。ただし、排気ファン５４０の排気能力が十分である場合には、吸気口５３２の幅は、吸気ダクト５２０における帯電極４１４ｂの端部の幅より大きくても良い。

吸気ファン５１０から吸気ダクト５２０の底面に向けて排出された空気は、図中矢印方向に示すように、吸気ダクト５２０の底面に当たって吸気ダクト５２０の幅方向に押し広げられ、給気口５２２に向かって流れる。吸気ダクト５２０内を流れる空気のうち吸気ダクト５２０の壁に沿って流れる空気（つまり、吸気ダクト５２０の外側を流れる空気）は、給気口５２２ａを通過して枠体４１４ａ内に流れる。一方、吸気ダクト５２０の内側を流れる空気は、給気口５２２ｂを通過して枠体４１４ａ内に流れる。上述したように、給気口５２２ａの断面積は給気口５２２ｂの断面積より小さい。そのため、給気口５２２ａの近傍で部分的に内圧が高まり、内圧が低い内側に位置する給気口５２２ｂから枠体４１４ａ内に流れやすくなる空気流が発生する。その結果として、図４の矢印方向に示すように、複数の給気口５２２（給気口５２２ａ，５２２ｂ）を介して帯電極４１４ｂに導かれる空気は、帯電極４１４ｂの長手方向に対して直交する方向または当該長手方向の中央側に向かって流れることとなる。よって、帯電極４１４ｂの放電により発生した放電生成物を含む空気は、枠体４１４ａ内で滞ることなく、排気ダクト５３０の吸気口５３２に向けてスムーズに流れることとなり、当該放電生成物を漏れなく排出することができる。したがって、感光体ドラム４１３の表面に放電生成物が付着することを防止し、当該放電生成物の付着に起因する像流れの発生を確実に防止することができる。

なお、吸気ファン５１０から吸気ダクト５２０における帯電極４１４ｂ側の端部までの長さは、帯電極４１４ｂの長手方向における長さの１／２以上であることが好ましい。吸気ファン５１０から吸気ダクト５２０の底面に向けて排出された空気を、吸気ダクト５２０の幅方向に十分に押し広げるためである。

また、吸気ファン５１０は、図４に示すように、帯電極４１４ｂの長手方向において吸気ダクト５２０における帯電極４１４ｂ側の端部中央部に対向する位置に配置されることが好ましい。吸気ファン５１０から吸気ダクト５２０の底面に向けて排出された空気を、吸気ダクト５２０の幅方向に均一に押し広げるためである。

また、図５に示すように、吸気ダクト５２０には、吸気ファン５１０により吸気された空気が、帯電極４１４ｂの長手方向の両側に向かって広がるように整流する整流部材５２４が設けられても良い。この構成により、図４に示す構成と比べて、吸気ファン５１０から吸気ダクト５２０の底面に向けて排出された空気を図中矢印方向に示すように、吸気ダクト５２０の幅方向に効率的に押し広げることができる。

また、帯電極４１４ｂの放電により発生した放電生成物を含む空気が排気ダクト５３０の吸気口５３２に向けてスムーズに流れるようにする観点から、吸気ダクト５２０の構成は、図４に示す構成ではなく、図６，７に示す構成であっても良い。

図６に示す構成では、吸気ダクト５２０は、その幅が吸気ファン５１０側から帯電極４１４ｂ側に向かって次第に大きくなる末広がり形状に形成されている。吸気ダクト５２０における帯電極４１４ｂ側の端部には、給気口５２２が、帯電極４１４ｂの長手方向に沿って設けられている。帯電極４１４ｂの長手方向において給気口５２２の両側の断面積は、当該両側以外の断面積より小さい。

吸気ファン５１０から吸気ダクト５２０の底面に向けて排出された空気は、図中矢印方向に示すように、吸気ダクト５２０の底面に当たって吸気ダクト５２０の幅方向に押し広げられ、給気口５２２に向かって流れる。その後、吸気ダクト５２０内を流れる空気は、給気口５２２を通過して枠体４１４ａ内に流れる。上述したように、帯電極４１４ｂの長手方向において給気口５２２の両側の断面積は、当該両側以外の断面積より小さいため、給気口５２２の両側近傍で部分的に内圧が高まり、内圧が低い給気口５２２の内側から枠体４１４ａ内に流れやすくなる空気流が発生する。その結果として、図５の矢印方向に示すように、給気口５２２を介して帯電極４１４ｂに導かれる空気は、帯電極４１４ｂの長手方向に対して直交する方向または当該長手方向の中央側に向かって流れることとなる。よって、帯電極４１４ｂの放電により発生した放電生成物を含む空気は、枠体４１４ａ内で滞ることなく、排気ダクト５３０の吸気口５３２に向けてスムーズに流れることとなる。

図７に示す構成では、吸気ダクト５２０は、帯電極４１４ｂの長手方向の両側に配置された２つの吸気ファン５１０（５１０ａ，５１０ｂ）から排出された空気が給気口５２２に向かって流れるズボン形状に形成されている。吸気ダクト５２０における帯電極４１４ｂ側の端部には、給気口５２２が、帯電極４１４ｂの長手方向に沿って設けられている。帯電極４１４ｂの長手方向において給気口５２２の断面積は一定である。吸気ファン５１０ａから排出された空気は、図中矢印方向に示すように吸気ダクト５２０の形状に沿って流れ、給気口５２２を通過する前後における空気流の方向に変化はない。また、吸気ファン５１０ｂから排出された空気は、図中矢印方向に示すように吸気ダクト５２０の形状に沿って流れ、給気口５２２を通過する前後における空気流の方向に変化はない。よって、給気口５２２を介して帯電極４１４ｂに導かれる空気は、帯電極４１４ｂの長手方向に対して直交する方向または当該長手方向の中央側に向かって流れる。よって、帯電極４１４ｂの放電により発生した放電生成物を含む空気は、枠体４１４ａ内で滞ることなく、排気ダクト５３０の吸気口５３２に向けてスムーズに流れることとなる。なお、図７に示すように、吸気ファン５１０ａ，５１０ｂは、帯電極４１４ｂの長手方向において並列に配置されることが好ましい。帯電極４１４ｂの長手方向において、吸気ファン５１０ａから排出された空気の流れと、吸気ファン５１０ｂから排出された空気の流れとを均一にし、ひいては給気口５２２を介して帯電極４１４ｂに導かれる空気の流れを両側（帯電極４１４ｂの長手方向における中央部から上側、および、帯電極４１４ｂの長手方向における中央部から下側）で均一にするためである。

［本実施の形態における効果］
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、帯電ユニット５００は、感光体ドラム４１３の表面を帯電させる帯電極４１４ｂと、吸気ファン５１０により吸気された空気を、給気口５２２を介して帯電極４１４ｂに導く吸気ダクト５２０と、帯電極４１４ｂの周辺の空気を吸気口５３２から吸気して排気ファン５４０に導く排気ダクト５３０とを備える。吸気ダクト５２０は、給気口５２２を介して帯電極４１４ｂに導かれる空気が、帯電極４１４ｂの長手方向に対して直交する方向または当該長手方向の中央側に向かって流れるように構成されている。

このように構成した本実施の形態によれば、帯電極４１４ｂの放電により発生した放電生成物を含む空気は、排気ダクト５３０の吸気口５３２に向けてスムーズに流れることとなり、当該放電生成物を漏れなく排出することができる。したがって、感光体ドラム４１３の表面に放電生成物が付着することを防止し、当該放電生成物の付着に起因する像流れの発生を確実に防止することができる

［変形例］
なお、上記実施の形態では、帯電装置４１４、吸気ダクト５２０および排気ダクト５３０が別体化されている例について説明したが、帯電装置４１４、吸気ダクト５２０および排気ダクト５３０が一体化されていても良い。例えば、帯電極４１４ｂを樹脂等でケーシングして吸気ダクト５２０および排気ダクト５３０の一部として構成しても良い。

また、上記実施の形態では、帯電極４１４ｂが本発明の帯電部として機能する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、帯電極４１４ｂの代わりに、帯電ワイヤー、帯電ローラー、帯電ブラシ等が本発明の帯電部として機能しても良い。また、上記実施の形態では、非接触方式の帯電を行っているが、接触方式の帯電を行っても良い。

また、上記実施の形態では、感光体を円筒状の部材としているが、複数のローラーにより張架されたベルト上の感光体等を用いても良い。

また、上記実施の形態では、吸気ファン５１０および排気ファン５４０は、本発明の吸気部および排気部にそれぞれ対応する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、吸気ファン５１０および排気ファン５４０の代わりに、気体圧縮機（コンプレッサー）を用いても良い。要は、吸気部および排気部は、協働により、帯電極４１４ｂの周辺の空間から十分に放電生成物（オゾン等）を押し流して吸引することが可能な空気の流動を生じさせる能力を有するものであれば何でも良い。

［実施例］
最後に、本発明者らが行った、上記実施の形態における有効性を確認する実験の結果について説明する。

［実施例に係る画像形成装置の構成］
実施例に係る画像形成装置としては、図１〜４の構成を有する画像形成装置１（帯電ユニット５００）を用いた。

［比較例に係る画像形成装置の構成］
比較例に係る画像形成装置としては、図１〜３，８の構成を有する画像形成装置１（帯電ユニット５００）を用いた。図８に示すように、吸気ダクト５２０は、その幅が吸気ファン５１０側から帯電極４１４ｂ側に向かって次第に大きくなる末広がり形状に形成されている。また、吸気ダクト５２０内には、吸気ファン５１０により吸気された空気が、帯電極４１４ｂの長手方向の両側に向かって広がるように整流する複数の整流部材５２４（整流板）が設けられている。また、吸気ダクト５２０における帯電極４１４ｂ側の端部には、帯電極４１４ｂの長手方向（図中上下方向）において整流部材５２４により区切られた複数の流路の各々に対向するように、複数の給気口５２２が設けられている。比較例では図中矢印で示すように、吸気ファン５１０により吸気された空気は、吸気ダクト５２０から帯電極４１４ｂの長手方向の両側に広がるように流れる。そのため、給気口５２２を通過した空気は、排気ダクト５３０の吸気口５３２に向けてスムーズに流れにくい。

［実験方法］
本実験では、吸気ファン５１０および排気ファン５４０を動作させた状態で、帯電極４１４ｂへ電力を供給させることによって帯電極４１４ｂを放電させた。この際、オゾン濃度検出センサーを用いて、帯電極４１４ｂの周辺（具体的には、帯電極４１４ｂの直下）におけるオゾン濃度［ｐｐｍ］を測定した。図９は、実施例および比較例において、帯電極４１４ｂの長手方向におけるオゾン濃度の測定結果を示す。

［実験結果］
図９に示すように、実施例に係る帯電ユニット５００では、比較例に係る帯電ユニット５００と比べて、帯電極４１４ｂの長手方向におけるオゾン濃度が大幅に低減することを確認できた。比較例では、帯電極４１４ｂの放電により発生した放電生成物を含む空気の一部が、枠体４１４ａ内で滞り吸気口５３２に向けてスムーズに流れない結果、当該放電生成物を漏れなく排出することができなかった。したがって、比較例では、感光体ドラム４１３の表面に放電生成物が付着することを防止し、当該放電生成物の付着に起因する像流れの発生を確実に防止することができない。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７１ 通信部
７２ 記憶部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１１０ ＰＷＭ制御部
４１４ 帯電装置
４１４ａ 枠体
４１４ｂ 帯電極
５００ 帯電ユニット
５１０，５１０ａ，５１０ｂ 吸気ファン
５２０ 吸気ダクト
５２２，５２２ａ，５２２ｂ 給気口
５２４ 整流部材
５３０ 排気ダクト
５３２ 吸気口
５４０ 排気ファン

Claims (3)

1. 像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
   給気口を有し、外部から吸気された空気を、当該給気口を介して前記帯電部に導くための吸気ダクトと、
   吸気口を有し、前記帯電部の周辺の空気を、当該吸気口を介して吸気して排気するための排気ダクトと、
   を備え、
   前記吸気ダクトは、前記給気口を介して前記帯電部に導かれる空気が、前記帯電部の長手方向に対して直交する方向または当該長手方向の中央側に向かって流れるように構成されており、
   前記帯電部の長手方向における前記吸気ダクトの幅は、前記帯電部側に向かって次第に大きくなり、
   前記給気口は、前記帯電部の長手方向に沿って設けられ、
   前記帯電部の長手方向において前記給気口の両側の断面積は、当該両側以外の断面積より小さいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記給気口は、前記帯電部の長手方向に沿って複数設けられ、
   複数の前記給気口のうち前記帯電部の長手方向の両側に設けられた給気口の断面積は、当該両側以外に設けられた給気口の断面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記吸気ダクトには、外部から吸気された空気が、前記帯電部の長手方向の両側に向かって広がるように整流する整流部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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