JPH07120127B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は複写装置或いはレーザービームプリンター等の
コロナ放電器を有する画像形成手段によって像担持体に
対し画像を形成する画像形成装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 今日、情報処理技術の発展に伴い種々の複写装置、或い
は画像形成装置が開発され、使用されている。これ等の
画像形成方式には、感熱記録方式，熱転写記録方式，イ
ンパクト記録方式及び電子写真方式等がある。この中で
複写装置等に於いては、電子写真方式が広く一般的に用
いられている。

前記電子写真方式の画像形成装置は、像担持体となるド
ラム状の感光体をコロナ放電器によって帯電させた後、
該感光体を露光して静電潜像を形成し、該潜像をトナー
によって現像し、記録材に転写して画像を形成するもの
である。

前記コロナ放電器によって感光体を帯電させる際に、オ
ゾン（O₃），窒素酸化物（NOx）が発生する。そしてこ
れ等の濃度が高いとオゾンによって感光体表面が変質
し、また感光体にNOx等が付着して感光体の表面抵抗が
減少して、感光体上の電荷が拡散し画像ぼけ流れと呼ば
れる画像劣化をおこす原因となる。

このような現像を防止するためにはコロナ放電器へ常に
新しい空気を送り込み効率良く排気し、コロナ放電器周
囲及び感光体表面のオゾン濃度を低く保つことが必要で
ある。

このためコロナ放電器周囲のオゾンやNOxの濃度の高い
空気をファンによって吸引すると共に、該ファンの近傍
に配置したフィルターを通過させ、オゾンやNOxを分解
除去及び吸着した後装置外部に排気している。前記フィ
ルターとしては、活性炭フィルター、或いはマンガン，
チタン，アルミニウム，ケイ素等の金属系の触媒フィル
ター等が用いられている。

また最近に至り、複写機やレーザービームプリンター等
のパーソナル化に伴い、これ等画像形成装置の小型低価
格化が強く要求されている。そしてこれ等装置の小型化
に際し、オゾンやNOxの無害化のための分解性能或いは
吸着性能が高く、且つ小型のフィルターが要求されてい
る。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上記従来例に於いて、ファンの近傍に設けられるフィル
ターの寿命は、記録枚数にして数万枚であり、少ない場
合には一万枚前後である。このためしばしばフィルター
の交換を行うことが必要である。またオゾンやNOxの分
解及び吸着効率を向上させるためには、フィルターの厚
さを厚くしたりセル数を増加することが必要である。然
し、フィルターの厚さを厚くした場合、画像形成装置の
大型化及びフィルターのコストアップをまねく虞があ
る。またセル数を増加した場合、ファンによる排気風量
が低下し、装置内の昇温をまねく虞がある。

本発明の目的は、画像形成装置内の空気を外部に排気す
る際に、オゾン,NOx濃度の高い空気を複数の濾過手段を
介して吸引することによって、排気中のオゾン,NOx濃度
を減少させると共に濾過手段の寿命を向上させた画像形
成装置を提供せんとするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するための本発明の手段は、像担持体
と、この像担持体に画像を形成するために像担持体を帯
電するコロナ放電器とを有する画像形成装置であって、
前記装置内の空気を吸引して外部に排出する吸引手段
と、前記吸引手段によって吸引される空気を濾過する第
１の濾過手段とを有する画像形成装置において、前記コ
ロナ放電器近傍の空気を流通させる空気通路と、前記空
気通路を流通する空気を濾過する第２の濾過手段とを有
し、前記第１の濾過手段には前記第２の濾過手段を流通
した空気と、前記第２の濾過手段を流通していない空気
とが送られるよう構成したことを特徴としてなる。

＜作用＞ 上記手段によれば、画像形成装置を、該装置内の空気を
外部に排気する吸引手段の近傍に配置した第１の濾過手
段と、コロナ放電器周囲の空気を流通させる空気通路に
設けた第２の濾過手段とを設けて構成したので、コロナ
放電によって感光体を帯電させる際に発生するオゾンや
NOxを含んだ空気は、吸引手段によって吸引され空気通
路に沿って流通し、該空気通路に設けた第２の濾過手段
により濾過され、該空気に含まれたオゾンやNOxは分解
除去及び吸着される。そして前記第２の濾過手段を通過
した空気は、更に吸引手段の近傍に配置された第１の濾
過手段によって濾過され、該空気に残存するオゾンやNO
xは、その多くが分解除去及び吸着される。

また前記コロナ放電器の周囲以外にある空気は、吸引手
段によって吸引され、該吸引手段の近傍に設けた第１の
濾過手段によって、該空気に含まれるオゾンやNOxは分
解除去及び吸着される。

前述の如くして無害化された空気が装置外部に排気され
る。

また前記濾過手段のうち少なくとも一方を交換可能とし
た場合には、装置内で発生するオゾンやNOxの除去率及
び吸着率を高い状態に保持することが出来る。

＜実施例＞ 以下上記手段を適用した画像形成装置の一実施例を図に
より説明する。

第１図は画像形成装置の横断面説明図、第２図はその平
面説明図、第３図はカートリッジの着脱状態の説明図で
ある。

先ず図により画像形成装置の概略構成について説明す
る。図に於いて、レーザー，ポリゴンミラー，補正系レ
ンズ系を含むスキャナユニット１から画信号に応じて変
調されたレーザー光がスキャン出力され、折り返しミラ
ー２で反射して像担持体となる感光ドラム３上に照射さ
れる。感光ドラム３は、コロナ放電器である一事帯電器
４により均一に帯電されレーザー光照射により静電潜像
を形成する。前記静電潜像は現像器５内のトナー5aによ
り現像されてトナー像を形成する。

一方カセット６内に収納された普通紙或いはプラスチッ
クフィルム等の記録材７は、給紙ローラ８により感光ド
ラム３に対する潜像の形成と同期してレジストローラ９
まで給紙される。前記記録材７は、レジストローラ９に
よって感光ドラム３上に形成された潜像の先端と同期し
て、コロナ放電器である転写帯電器10に搬送され、該転
写帯電器10によって前記トナー像は転写材７に転写され
る。トナー像を転写された器材７は搬送ガイド11に沿っ
て搬送され、定着器12により永久定着され、排出ローラ
13により装置外部に排出される。

また感光ドラム３上に残留したトナーはクリーニング器
14によって除去される。また感光ドラム３はコロナ放電
器である前露光器15によって帯電履歴が消去される。

前記感光ドラム3,一次帯電器4,現像器5,クリーニング器
14及びカバー16は、画像形成ユニット（以下カートリッ
ジという）Ｋとして一体的に形成され、第３図に示すよ
うに装置本体に着脱される。尚、カバー16はカートリッ
ジＫを装置本体から外した際に、感光ドラム３に対する
遮光及びゴミ付着防止機能を有する。

前記一次帯電器４周囲のオゾン濃度の高い空気は、吸引
手段となるファン17によって吸引されて第１図及び第２
図の矢印ａで示すように、前露光窓18を通過し、該窓18
と平行に空気通路を構成する本体ダクト19内を流れ（第
１図では図面の上方から下方への流れとなりで示
す）、該本体ダクト19に設けた第２の濾過手段となるフ
ィルター20を通り、更にファン17の近傍に該ファン17と
対向して設けた第１の濾過手段となるフィルター21を通
過して装置外部に排気される。前記ファン17は、カート
リッジＫからのオゾンを含んだ空気を排気する外に、電
源22,定着器12等の排熱の機能をはたす。

次に画像形成装置内の空気を外部に排気するための構成
について詳説する。

先ずフィルター20,21は装置内の空気中に含まれるオゾ
ンやNOxを分解除去及び吸着するためのものである。本
実施例では、フィルター20,21としてハニカム状に形成
した活性炭フィルターが用いられている。

前記フィルター20は、第２図に示すように後述する本体
ダクト19の開放部19fに、該開口部19fの全面を覆って取
り付けられている。そしてこのフィルター20は、ファン
17によって吸引され前露光窓18を通った一次帯電器４周
囲の空気を濾過し、該空気中に含まれるオゾンやNOxを
分解除去及び吸着するものである。

また前記フィルター21は、ファン17の近傍に該ファン17
と対向して設けられ、前記フィルター20を通過した空気
と、第２図に於いて矢印ｃで示す転写帯電器10からの空
気及び定着器14や電源部22からの空気を濾過し、該空気
中に含まれるオゾンやNOxを分解除去及び吸着するもの
である。前記フィルター21は所定のホルダーに嵌合さ
れ、必要に応じて交換し得るよう構成されている。

次に本体ダクト19は、側壁19a,19b,19c,19dによって筒
状に形成され、且つ一端を閉鎖部材19eにより閉鎖され
ている。そして第２図に示すように一端が開口部19fと
して形成されている。前記側壁19dの所定位置に前露光
器15が固着されている。

またカートリッジＫを装置本体に装着した際には、第１
図に示すようにクリーニング器14側のカバー16が本体ガ
イド19内に嵌装され、且つクリーニング器14に沿って形
成した前露光窓18が本体ダクト19内に於いて前露光器15
に対向して開口するように構成されている。またカート
リッジＫは、感光ドラム3,現像器5,クリーニング器14及
びカバー16によって一次帯電器４を略密閉状に収納して
構成されている。

従って一次帯電器４は、カートリッジＫと本体ダクト19
とで構成した略密閉状の空間内に配置される。そしてフ
ァン17を駆動して空気を吸引すると、矢印ｂで示すよう
に装置内の空気は露光窓23を通ってカートリッジＫ内に
入り、一次帯電器４の周囲を通って前露光窓18から本体
ダクト19に流れ、本体ダクト19の開口部19fに設けたフ
ィルター20に至り、該フィルター20により濾過される。

次に吸引手段となるファン17は、装置本体内の空気を吸
引して外部に排気するものである。このファン17として
は、従来公知の例えばシロッコファン等を用いることが
出来る。

次に上記の如く構成した画像形成装置に於けるオゾン及
びNOxの分解除去及び吸着について説明する。

前記フィルター20には、従来用いられていたフィルター
よりも厚いものを用いることが可能である。即ち、この
フィルター20は、装置内に形成した本体ダクト19に取り
付けられるため、該フィルター20の厚さを厚くしても装
置全体の大きさに影響を与えることがない。

また前記フィルター20を通過する空気は、一次帯電器４
周囲の空気のみである。このためフィルター20を通過す
る空気量は小量であり、該フィルター20を通過する際の
風速が遅くなるため、フィルター20に於けるオゾンやNO
xの分解効率及び吸着効率が著しく向上し、更にフィル
ター20の寿命を延ばすことが可能となる。このフィルタ
ー20により一次帯電器４からの空気に含まれるオゾンを
90％以上分解除去することが出来る。

前記の如く、装置内に於ける最もオゾン濃度の高い空気
をフィルター20によって90％以上分解除去することが出
来る。このためフィルター21は、オゾン濃度の低い空気
を濾過することとなり、ファン17の風量を増加させて
も、該フィルター21を通過する空気に含まれるオゾンを
充分分解除去することができる。

このように、オゾンやNOx濃度の高い空気を二重に濾過
することにより、フィルター20,21の使用初期状態に於
いては、装置内の空気中のオゾンを略100％近く除去す
ることが可能となる。

また前記フィルター21を通過するオゾン量が少ないの
で、該フィルター21の寿命も著しく向上させることが出
来る。

上記したように、複数のフィルター20,21を設け、オゾ
ンやNOxを二重に濾過して分解除去及び吸着することは
有効な手段である。

特に、感光体として有機光伝導体（OPC）を使用した場
合、一次帯電器４は負極性となり、オゾンの発生量が多
くなる。また転写帯電器10で反転現像をすると、正極性
となりコロナ発生量が少なくなる。このような構成の画
像形成装置に於いては、オゾン発生量が多い一次帯電器
４近傍の空気はフィルター20,21を流通することによっ
てオゾンやNOxが二重に濾過され、オゾン等が確実に除
去される。

一方、オゾン発生量が少ない転写帯電器10近傍の空気は
フィルター20を流通することなく、フィルター21を流通
してオゾン等が濾過される。この転写帯電器10近傍の空
気は二重に濾過しなくてもオゾン等は充分に濾過され
る。

このため、前記のように一次帯電器４が負極電極性であ
り、転写帯電器10が正帯電極性の画像形成装置にあって
は本発明は極めて効率的である。

またオゾンやNOxは空気よりも重いため、一次帯電器４
のように装置の上方にある帯電器周囲の空気に対し、よ
り強く吸引することが必要であり、このためにも本実施
例の如く構成したものが有効である。

次に本実施例の画像形成装置に於けるオゾン除去率の例
について説明する。

フィルター20として厚さ15mm,面積80mm²、500セルのセ
ラミックスフィルターを用い、またフィルター21として
厚さ16mm,面積6400mm²,500セルの紙フィルターを用い、
ファン17の風量は30m³/hとした。この場合ファン17の風
量は画像形成装置内の過昇温を押さえるのに充分な量で
ある。

上記条件に於けるオゾンの除去率を第４図に示す。尚、
オゾン濃度は装置の排気口に於ける値により算出し、オ
ゾン除去率は以下の式により定義した。また図に於いて
はフィルター１枚を用いた従来の画像形成装置に対す
るオゾン除去率を示し、は本実施例のオゾン除去率を
示し、は本実施例に於いて５万枚記録時にフィルター
21を交換した場合のオゾン除去率を示すものである。

同図に見るように本実施例では、10万枚記録時にもオゾ
ン除去率は70％程度を維持している。更に５万枚記録時
にフィルター21を交換した場合には、10万枚記録時に於
いても80％のオゾン除去率を維持することが出来る。

然し、フィルターを１枚用いた従来の画像形成装置で
は、オゾン除去率を70％に維持するためには、３万枚記
録時にフィルターを交換することが必要となる。

即ち、本実施例の画像形成装置を用いた場合には、長期
間にわたって高いオゾン除去率を保持することが可能と
なり、更にフィルターの交換回数も少なくすることが可
能となるものである。

このように本実施例の画像形成装置では、フィルターを
交換する必要性が少なくなるため、フィルター交換に対
する煩わしさを減少させ、且つフィルター交換に対する
コストを減少させることが可能となる。

〔他の実施例〕

前述の実施例に於いて、フィルター21を交換可能に構成
したが、例えばフィルター20を交換可能に構成し、且つ
フィルター21を交換不能に構成しても良く、またフィル
ター20及びフィルター21を夫々交換可能に構成しても良
い。

この場合、フィルター20はオゾンやNOx濃度の高い空気
を濾過するため、該フィルター20を交換することによっ
て、全体的な系としてオゾン除去率を向上させることが
出来る。

また前述の実施例に於いて、フィルターとしてハニカム
状に形成した活性炭フィルターを用いたが、これに限定
されるものでは無くオゾンやNOx等を除去し得るもので
あれば、他の形状及び材質のものを用いることが出来
る。

＜発明の効果＞ 以上詳細に説明したように本発明の画像形成装置は、該
装置内の空気を外部に排気する吸引手段の近傍に配置し
た第１の濾過手段と、コロナ放電器周囲の近傍に配置し
た濾過手段と、コロナ放電器周囲の空気を流通させる空
気通路に設けた第２の濾過手段とを設けて構成したの
で、コロナ放電によって発生するオゾンやNOxを含んだ
空気を空気通路を介して流通させ、該通路に設けた第２
の濾過手段により濾過し、該空気に含まれたオゾンやNO
xを分解除去及び吸着することが出来る。このとき前記
空気通路を流通する空気量は小量であり、第２の濾過手
段を通過する風速が低くなるため、該濾過手段に於ける
オゾンやNOxの分解除去効率及び吸着効率が向上し、且
つ濾過手段の寿命を向上させることが出来る。

また前記第２の濾過手段を通過した空気とコロナ放電器
の周囲以外にある空気を、吸引手段の近傍に配置された
第１の濾過手段によって濾過し、該空気に残存するオゾ
ンやNOxを分解除去及び吸着することが出来る。このと
き該濾過手段を通過する空気のオゾンやNOx濃度は低い
ものであり、従ってその殆どを分解除去及び吸着するこ
とが出来、且つ該濾過手段の寿命を向上させることが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成装置の横断面説明図、第２図はその平
面図、第３図はカートリッジの着脱状態の説明図、第４
図はオゾン除去率の説明図である。 １はスキャナユニット、２はミラー、３は感光ドラム、
４は一次帯電器、５は現像器、７は記録材、10は転写帯
電器、12は定着器、14はクリーニング器、15は前露光
器、16はカバー、17はファン、18は前露光窓、19は本体
ダクト、20,21はフィルター、22は電源部、23は前露光
窓である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、この像担持体に画像を形成す
   るために像担持体を帯電するコロナ放電器とを有する画
   像形成装置であって、前記装置内の空気を吸引して外部
   に排出する吸引手段と、前記吸引手段によって吸引され
   る空気を濾過する第１の濾過手段とを有する画像形成装
   置において、 前記コロナ放電器近傍の空気を流通させる空気通路と、 前記空気通路を流通する空気を濾過する第２の濾過手段
   と、 を有し、 前記第１の濾過手段には前記第２の濾過手段を流通した
   空気と、前記第２の濾過手段を流通していない空気とが
   送られることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記コロナ放電器は、負帯電極性であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記画像形成装置は、前記像担持体の像を
   転写材に転写する、正帯電極性の転写コロナ放電器を有
   し、前記転写コロナ放電器近傍の空気は前記第２の濾過
   手段を流通せずに前記第１の濾過手段に送られることを
   特徴とする請求項２記載の画像形成装置。