JPH09127835A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排気装置によるトナー飛散をなくし、オゾン発
生による部分的感光体劣化を低減して画像濃度ムラを解
消する。 【解決手段】帯電器と、帯電器によって帯電した面を露
光によって電気潜像を形成する像担持体と、帯電した現
像剤を像担持体に付着させる現像装置と、像担持体上の
現像剤を紙などの被転写体に転写する転写装置とからな
る画像形成装置において、現像装置が停止した後に画像
形成装置内の空気を排気する排気装置を設け、現像装置
が停止後に前記排気装置を駆動もしくは出力を大きくす
る。 【効果】現像装置が停止後に排気を行うので、トナー飛
散が起こりにくく、部分的感光体劣化も少ないので、画
像濃度ムラの少ない良好な印写画像を得ることが出来
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の画像
形成装置に係り、特に現像剤を構成するトナーの飛散を
防止した排気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置は、帯電器
によって帯電した感光体表面に露光装置によって露光を
行い、感光体表面に電気潜像を形成し、そこに帯電した
現像剤を付着させてトナー像を形成し、紙などに転写，
定着を行っている。

【０００３】今、感光体に帯電させる帯電器はコロナ放
電を用いるのが一般的である。コロナ放電を用いた帯電
器では、オゾンが発生する。オゾンは濃度が高いと人体
に有毒であるばかりではなく、感光体の劣化を引き起こ
す。感光体の劣化は印写画像の画像濃度ムラや部分的カ
ブリ（地汚れ）の原因になっている。

【０００４】オゾンの排気に関する従来例として以下の
ものがある。特開平2−7076 号公報には、転写材のサイ
ズによって排気手段の帯電終了後の駆動時間を変化させ
ることが記述されている。特開平3−245163 号公報は転
写終了後、排気手段であるファンを一定時間回転させる
ことが記述されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】オゾン除去を目的とす
る排気手段は、出力を大きくして多く排気すると画像形
成装置内へ現像剤、特にトナーが飛散して各機能部品が
汚れてしまい、画像欠陥が発生しやすくなっていた。ま
た排気手段の出力を小さくすると画像形成装置内にオゾ
ンが残留しやすくなるため、感光体ドラムまたはベルト
が停止したときに部分的な感光体劣化が生じやすく、部
分的画像濃度ムラの原因となっていた。

【０００６】本発明の目的は画像形成装置内のトナー飛
散を低減し、オゾンによる感光体劣化及びそれに起因す
る画像濃度ムラを低減する画像形成装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】帯電器及び現像装置及び
転写装置を有する電子写真方式の画像形成装置におい
て、帯電器または現像装置または転写装置を駆動する駆
動手段と、駆動を制御する制御手段と、前記制御の制御
量を演算する演算手段を設け、帯電器または現像装置ま
たは転写装置の停止によって起動する排気装置を有する
画像形成装置。

【０００８】また、前記帯電器または現像装置または転
写装置の停止によって排気装置の出力を大きくする方
法。

【０００９】本発明の特徴は現像装置の停止時に、排気
装置が駆動もしくは出力を大きくすることにある。

【００１０】現像装置が停止後、排気手段を駆動または
出力を大きくすることによって、現像装置からの現像剤
の飛散がなく、感光体表面よりオゾンを除去することが
出来る。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、電子写真方式の画像形成装
置について図１を用いて説明する。

【００１２】像担持体である感光体１（本図ではベルト
状の感光体を用いているがドラム状の感光体を用いるこ
とも可能である）が画像形成装置のほぼ中央に配置さ
れ、その周囲に各プロセスを行う手段を配置することに
より、トナー像を得ている。先ず帯電器２によって感光
体１表面を帯電し、露光装置３で感光体へ選択的に光を
当てることによって電荷を消失させ、感光体１上に画像
信号に従った電気潜像を得ている。また現像装置７ｙ，
７ｍ，７ｃ，７ｋ内で帯電した現像剤を現像装置内の現
像ロールに介して感光体１に接触させることで、感光体
にトナー像を形成する（現像）ことが出来る。感光体１
上に形成されたトナー像は、中間転写体９（本図ではド
ラム状の中間転写体を用いているが、ベルト状でもよ
く、また、中間転写体を用いない場合も有る）に電気的
に転写される。転写後の感光体１上に残留するトナー
は、クリーニング装置１０にて除去される。中間転写体
９上に転写されたトナー像は、中間転写体用帯電器８で
トナーの帯電極性を一様にして、転写装置４である転写
ローラと中間転写体９の間において紙などの被転写媒体
に転写する。トナー像が転写された被転写媒体は除電器
６によって中間転写体９から剥離して、定着装置５によ
って定着される。なお、定着装置５の近傍には排廃熱用
のファンからなる排熱手段１１が設けられている。ま
た、従来装置でも、オゾン排気用の排気装置１２が設け
られており、通常各装置が動作中は排気装置１２は常時
所定の速度で駆動されている。

【００１３】図３のタイムチャートを見てわかるよう
に、感光体１は上記のように帯電器２による帯電，露光
装置３による除電，転写装置４による帯電が行われてい
るほか、交流帯電器による除電やイレーズランプなどに
よる除電など電気的に負荷のかかっている構成部品であ
り、現像装置やクリーニング手段による摺擦による機械
的にも負荷がかかっている部品である。

【００１４】帯電器や転写装置，除電器などのコロナ放
電を用いた装置が駆動している間はオゾンが発生し、そ
れによって感光体が劣化し、後に感光体が所定の帯電電
位を得ることが出来なくなることが知られている。

【００１５】また、現像装置や転写装置，クリーニング
手段などでは、現像剤特にトナーが移動することに伴っ
て、画像形成装置内の空気流によってトナーが飛散する
問題がある。

【００１６】前述のように像担持体である感光体１の周
囲には、帯電器２や現像装置７ｙ，７ｍ，７ｃ，７ｋ，
露光装置３，転写装置などが配置してあり、帯電器３や
転写ローラ４，除電器６などオゾンを発生する。その量
は図４に示すように急激に立ち上がるが後に飽和してし
まう。これは機内に存在する酸素がオゾンとなってしま
い、それ以上オゾンを生成出来ないためである。そこで
機内を密閉し、空気特に酸素の流入を防ぐことによっ
て、印字中に発生するオゾンの総量を低減することが出
来る。しかしながらそのままでは感光体全体を劣化させ
ることになってしまう。そこで感光体のオゾン劣化を低
減するため一刻も早くオゾンを除去しなければならな
い。

【００１７】今までのオゾン排気装置１９は、現像装置
が駆動中にも排気をしているので、現像剤の飛散を誘発
していた。そこで、本発明では、現像装置７ｙ，７ｍ，
７ｃ，７ｋが駆動中には排気を余りせず、現像装置７
ｙ，７ｍ，７ｃ，７ｋが停止したら積極的に排気するこ
とによって、現像剤特にトナーの飛散を低減出来る上、
排気する量を従来の量に比べて大きくすることによって
オゾンによる感光体劣化が低減出来、画像濃度ムラを抑
えることが出来る。すなわち、感光体１の近傍に吸気用
のファンからなる排気装置２０と、従来から設けられて
いる排気用ファンからなる排気装置１９とを組み合わせ
て用いることにより、オゾン発生源の空気を装置外に積
極的に排出出来るように構成すると共に、これら排気装
置の駆動のタイミングを制御することによって、トナー
飛散を防止するようにしたものである。なお、排気装置
２０の吸気用のファンを排気用として用いても良いこと
は云うまでもない。

【００１８】現像装置が停止するというのは、一般には
すべての駆動系が停止するときのことをいうが、本発明
においては特に現像装置内部の現像剤担持体が停止すれ
ばよい。図５に２成分系現像剤を用いた現像装置の一例
を示す。トナー容器１３から現像剤の攪拌を行っている
攪拌手段１４に運ばれて現像剤を帯電した後、搬送手段
１５によって現像剤担持体１６へ搬送される。現像剤は
現像剤担持体の表面を運ばれ、外気に触れた後、感光体
などに接触し、再び現像装置内へ搬送され、回収手段１
７に回収された後、攪拌手段１４に戻される。トナー濃
度を測定するセンサ１８は、現像剤とトナーの攪拌を行
う攪拌手段と搬送手段を駆動する駆動手段に情報を与
え、トナー濃度の調整及び帯電量の調節に用いられる。
現像剤と接触する現像装置の部品の中で外気に触れるも
のは、主に現像剤担持体である。これが外気に触れなが
ら回転することによってトナー飛散するので、これが停
止することによってトナー飛散が抑制出来る。現像剤担
持体以外に回転し外気に触れるもの（例えばキャッチロ
ール）があれば同様である。現像装置内部の現像剤攪拌
手段や現像剤搬送手段は、基本的に現像装置外と隔離さ
れているため、例えトナー補給やトナーの帯電のために
前記攪拌手段や搬送手段が駆動している途中で現像装置
外に大きな風量で空気が流れていてもトナー飛散の原因
にはならない。従って画像形成装置内部の外気と触れな
がら、現像剤を保持して回転する現像剤担持体などを停
止した上で排気するだけで、トナー飛散を低減出来る。

【００１９】以上は現像装置が停止したときオゾン排気
用のファンを駆動なり、風量を変える方法であったが、
トナーが紙に転写し終わったときに排気をすると更に良
い。トナーが紙に転写するとき、少なからずトナーは飛
翔しており、空気流があると周囲に飛散し、印写画像に
影響してしまう。従って転写終了後、オゾン排気用ファ
ンの風量を変えることによって、よりトナー飛散を低減
出来る。

【００２０】次に排気手段の停止方法について記す。本
発明に係わるオゾン排気用の排気手段は、現像装置が停
止し、更に帯電器や転写装置が停止した後でオゾン濃度
が低下してから停止するようにしなければならない。好
ましくはオゾン濃度が十分に低下してから排気手段を停
止しなければならない。その方法には、オゾン濃度が十
分なだけの時間をかける方法やオゾン濃度センサを用い
る方法などがある。

【００２１】前者の方法では、各機種によって異なるが
一度オゾン濃度の減衰を測定の上、設定する必要があ
る。オゾン濃度の減衰は、図６に示すように急激に減衰
するが、経験的に約１分経っても飽和値の１割程度まで
しか下がらない場合があった。排気手段の駆動時間は長
い方が良いが、オゾン濃度が飽和値の数％程度になった
ら停止もしくは出力を弱くするのが良い。具体的な時間
では、十分な量の排気が行えるなら、１分から２分が適
当と考える。

【００２２】更に細かな停止方法としては、帯電器や転
写装置，除電器などの駆動時間より排気手段の停止まで
の時間を設定する方法がある。１枚や２枚の印刷では、
オゾン濃度はまだ飽和していない場合が多い。従って印
刷枚数や帯電器の駆動時間などを管理することにより、
オゾンの消失する時間を推定することが出来る。例えば
１枚では１分，２枚では２分、それ以上は３分というよ
うに設定することが出来る。

【００２３】また後者の方法では、オゾン濃度センサの
容積が大きいので小型に不利ではあるが、確実にオゾン
が消失してから、排気を停止または出力を弱くすること
が出来る。

【００２４】以上はオゾン濃度が低下してから排気を停
止または出力を弱くする方法であったが、排気と同時に
像担持体である感光体（ベルト，ドラムなど）を停止す
る方法がある。排気を継続しているということは、画像
形成装置内でまたオゾンが残留していることを示してい
る。オゾンが残留しているときに感光体の回転を停止す
ると、オゾンの濃度分布に応じた感光体劣化が発生し、
画像濃度ムラを発生する。故にオゾン排気用排気手段が
駆動している間は感光体を回転している方がよい。勿論
ながら、感光体の回転する時間は前後しても良いが、感
光体が回転している時間が短くなれば感光体劣化を起こ
しやすくなり、感光体が回転している時間が長くなれ
ば、オゾンによる感光体劣化が少なくなるものの、摺擦
による劣化が大きくなる。

【００２５】ところで排気手段は基本的に３つの構成要
素からなり、活性炭などオゾン分解の出来る材料を用い
たオゾン分解手段と、画像形成装置内のオゾンを含む空
気を外気に搬送する送風手段と、空気流を流すダクトか
らなっている。

【００２６】従来の画像形成装置に取り付けられている
排気手段の目的には、電源及びコントローラ基板の排熱
目的，定着器の排熱目的，帯電器及び転写装置のオゾン
排出目的がある。このなかでも電源及びコントローラ基
板の排熱目的の排気手段は、電源及びコントローラ基板
が帯電器及び転写装置から流れてくるオゾンに対して隔
離することが出来るため、隔離出来れば特にオゾン分解
手段を設ける必要はなく、常時排熱に十分な量の風量で
排気をすればよい。また定着器の排熱目的の排気手段
は、紙が送られてくるため、帯電器及び転写器からのオ
ゾンを完全な隔離が出来ないためにオゾン分解手段を設
けていることが望ましく、定着器の排熱を行うために適
切な量の風量で排気をしなければならない。

【００２７】従来より用いていた定着器や電源，コント
ロール基板の排熱用ファンは排熱出来るだけの少ない風
量で駆動しておき、オゾン排気用のファンは現像装置が
停止後に駆動する、または出力を大きくする。

【００２８】本発明の画像形成装置の排気手段は、複数
段階に風量を変えることに特徴を有する。排気手段の風
量を変える方法には、以下の方法がある。

【００２９】複数個の排気手段を設けて、必要に応じ
て駆動する方法。

【００３０】個々の排気手段において、段階的に出力
を変化させる方法。

【００３１】ダクトの開口量を変化させる方法。

【００３２】複数個の排気手段を必要に応じて駆動する
方法では、排気をしなければならない排気手段、例えば
定着器の排熱用ファンは十分に排熱しなければならない
ので常時駆動することが望ましい。それに対してオゾン
排気用ファンは必要に応じて駆動する。本発明において
は特に現像装置が停止したとき、オゾン排気用ファンを
駆動する。前記排熱用ファンの他にオゾン排気用ファン
を設けることによって、風量を変化させる。

【００３３】送風手段は、一般にはファン（小型扇風
機）が用いられる。そのほかシロッコファンなどの送風
装置を用いることがある。普通のファンは安価で設置場
所に困ることはあまりないが、大きな風量を得るには直
径を大きくしたり、羽根の向きを適切にしたり、数を多
くしたりしなければならない。シロッコファンなど長尺
のファンを用いると大きな風量を得ることが出来るが、
逆に小さな風量を得ることは難しい。本発明において
は、現像装置が駆動中のときトナー飛散を抑制するため
に極めて小さな風量しか流すことは出来ない。しかしな
がら現像装置が停止したときならばトナー飛散は余り起
こらないので、大きな風量で流すことが出来る。故に、
現像装置停止中に駆動する本発明の排気装置にはファン
よりもシロッコファンなどの方がより適している。

【００３４】個々の排気装置の出力を変える方法では、
簡易的にはファンの回転数を変えるように駆動する方法
がある。例えば誘導モーターや同期モーターを用いたフ
ァンの場合、それに印加する電圧または電流を変化させ
ることによって風量を変えることが出来る。またステッ
ピングモーターを用いたファンの場合、同期信号の周波
数を変化させることによって出力を変えることが出来
る。難易な方法としては、ファンの羽根を可動のものと
して、回転駆動中に羽根の傾きが変わるものを用いる方
法がある。

【００３５】ダクトの開口量を変化させる方法では、ダ
クト内の流路を遮る遮断手段を設けることによって流路
抵抗を変化させて、出力を変化させる。遮断手段は板状
のものを用い、スライドさせたり、回転させたりする方
法が有効である。またダクトを移動させ、吸気口や排気
口の口からずらすことによっても用意に流路抵抗を変化
させることが出来る。

【００３６】排気装置の取り付け位置は、従来画像形成
装置の構成上、装置の角に配置されることが多かった。
好ましくは感光体の近くに配置するのが良い。特に帯電
器のすぐ脇に配置することによって最大の効果を得るこ
とが出来る。そのため、感光体カートリッジに排気装置
を設けるのが良い。

【００３７】ダクトのノズル先端の位置は、帯電器や転
写装置に近く、平行に配置される方が良い。ノズルの先
を帯電器や転写装置のそばに置くことによって、最もオ
ゾン濃度の高い位置から効率よく排気を行える。またノ
ズルの先を平行に配置することによって、排気時のオゾ
ン濃度の偏りが少なくなり、左右の濃度ムラを低減する
ことが出来る。

【００３８】ダクトのノズル部分の形状は、細長いスリ
ット状であるほうが良い。細長くすることにより、ノズ
ル開口部の全面よりほぼ均等な引圧で排気する事が出来
る。例えば開口部が５mm×２１０mm程度であると良い。
あまりスリット幅を細くすると空気流が流れなくなる。
また広くすると左右の排気量が変化してしまう。

【００３９】画像形成装置にある吸気口及び排気口に
は、前記オゾン分解手段を設けることが望ましい。送風
手段が停止または送風手段の出力が弱いとき、風量が少
ないため、空気の対流や機内の回転物による空気流によ
って、吸気口と排気口から意図する空気流の方向と異な
る空気流が流れやすい。従って、吸気口と排気口のどち
らにもオゾン分解手段を設けることが望ましい。

【００４０】オゾン分解手段の形状は、効率的にオゾン
をなくすためにハニカム形状にするのが良い。しかしな
がら空間に余裕がない場合は吸気口及び排気口の周囲の
面に面状に設ける方法がある。

【００４１】以上、画像形成装置は、実施例として複数
個の現像装置を有する多色画像形成装置について説明し
たが、現像装置が１つであるときにも適用出来る。

【００４２】また、実施例では中間転写ドラムを用いた
中間転写方式の画像形成装置であったが、他の中間転写
方式や中間転写方式でないものについても適用出来る。

【００４３】現像装置は、２成分系現像剤を用いた下方
で現像する方式の現像装置で説明を行ったが、現像する
方向は上方でも側方でも良く、一成分現像方式など現像
方式に係わらず適用出来る。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、現像装置が停止後に排
気を行うので、トナー飛散が起こりにくく、部分的感光
体劣化も少ないので、画像濃度ムラの少ない良好な印写
画像を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である。

【図２】従来の印刷におけるタイムチャートの例であ
る。

【図３】オゾン発生時のオゾン濃度−時間特性である。

【図４】現像装置の例である。

【図５】オゾン消滅時のオゾン濃度−時間特性である。

【符号の説明】

１…感光体、２…帯電器、３…露光装置、４…転写装
置、５…定着装置、６…除電器、７ｙ，７ｍ，７ｃ，７
ｋ…現像装置、８…中間転写体用帯電器、９…中間転写
体、１０…クリーニング装置、１１…排熱手段、１３…
トナー容器、１４…現像剤攪拌手段、１５…現像剤搬送
手段、１６…現像剤担持体、１７…回収手段、１８…ト
ナー濃度センサ、１９，２０…排気装置手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深沢 信明 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、前記像担持体表面を一様帯電
   する帯電器と、一様帯電した面を露光して静電潜像を形
   成する露光装置と、前記静電潜像を現像剤によって現像
   する現像装置と、前記現像された像を被転写体に転写す
   る転写装置と、前記被転写体に転写された像を定着する
   定着装置とを有する電子写真方式の画像形成装置におい
   て、 前記現像装置が停止し、他の装置が動作中に画像形成装
   置内の空気を排気する排気装置を有することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 現像装置が停止し、かつ現像剤の転写が終了し前記転写
   装置が停止したときに画像形成装置内の空気を排気する
   排気装置を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】像担持体と、前記像担持体表面を一様帯電
   する帯電器と、一様帯電した面を露光して静電潜像を形
   成する露光装置と、前記静電潜像を現像剤によって現像
   する現像装置と、前記現像された像を被転写体に転写す
   る転写装置と、前記被転写体に転写された像を定着する
   定着装置とを有する電子写真方式の画像形成装置におい
   て、 画像形成装置内の空気を排出する排気装置を備え、前記
   排気装置は、現像装置が停止し、他の装置が動作中に排
   気出力を大きくすることを特徴とする画像形成方法。
4. 【請求項４】現像装置が停止し、かつ帯電器及び転写装
   置が停止してから所定時間後に、排気装置の出力を小さ
   くする、あるいは停止することを特徴とする請求項１〜
   ４の画像形成装置。