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技術 画像形成装置

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 中村将和
出願日 2013年6月10日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2013-121607
公開日 2014年12月18日 (6年0ヶ月経過) 公開番号 2014-238530
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における帯電・転写・分離 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード 半開放状態 分解部材 エア送風 オゾン風 付着低減効果 回転中心線方向 全開放状態 色彩成分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年12月18日)のものです。
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図面 (10)

課題

帯電ワイヤーへの放電生成物及び飛散トナーの付着を低減することができる画像形成装置を提供する。

解決手段

帯電ワイヤー71と当該帯電ワイヤーを格納するシールドケース72とを有する帯電装置70を備え、帯電装置のシールドケースは、感光体43の感光面に対向する開口部721aと、シールドケース内外気を取り込む導入口723aと、シールドケースから排気を行う排気口722aとが形成され、シールドケースの排気口側に隣接し、画像形成装置の外部に排気を行う排出ダクト76と、シールドケースの導入口の開閉を行うシャッター751とその開閉動作を行う開閉機構とを有するシャッター装置と、帯電装置による感光体に対する帯電動作中はシャッターが導入口を閉じた閉塞状態とし、帯電動作が終了するとシャッターが導入口を開いた開放状態となるように開閉機構を制御する制御部とを備える。

概要

背景

トナー画像を用紙に転写して画像形成を行う画像形成装置では、感光体トナー像を形成するために、その表面を帯電させるための帯電装置を備えている。
この帯電装置は、帯電ワイヤーと当該帯電ワイヤーを格納するシールドケースと当該シールドケースの開口に設けられたグリッドとを備えており、シールドケースは、その開口を感光体の外周面近接対向させた状態で画像形成装置内に取り付けられている。そして、帯電ワイヤーに所定の高電圧印加してコロナ放電を行うことで感光体の外周面上を帯電させている。
このような帯電装置は、帯電ワイヤーがコロナ放電を行うので、オゾンや窒素酸化物等の活性物質及びそれらの反応生成物等からなる放電生成物が発生し、これが感光体の表面に付着すると、その表面抵抗の低下や劣化を生じて画像ボケ等の画像品質低下の原因となる。

このため、従来の帯電装置は、シールドケースの背面側に通風口を設けると共に当該通風口からシールドケース内排気を行う排気装置を設けている(例えば、特許文献1参照)。また、上記排気装置は、シールドケースに併設され、シールドケースの排気が通過する排気室を有し、当該排気室の内部には放電生成物の吸収・分解部材を備えている。
このような排気装置を設けることによって、シールドケースの内部にオゾン等が発生した場合でも、排気装置がシールドケースの背面側から吸引し、感光体に対する放電生成物の付着の防止を図っていた。

また、他の帯電装置では、シールドケースの開口にシャッターを設け、画像形成終了後、一定の待機時間が経過するとシャッターを閉じて、感光体への放電生成物の付着の防止を図っていた(例えば、特許文献2参照)。

概要

帯電ワイヤーへの放電生成物及び飛散トナーの付着を低減することができる画像形成装置を提供する。帯電ワイヤー71と当該帯電ワイヤーを格納するシールドケース72とを有する帯電装置70を備え、帯電装置のシールドケースは、感光体43の感光面に対向する開口部721aと、シールドケース内に外気を取り込む導入口723aと、シールドケースから排気を行う排気口722aとが形成され、シールドケースの排気口側に隣接し、画像形成装置の外部に排気を行う排出ダクト76と、シールドケースの導入口の開閉を行うシャッター751とその開閉動作を行う開閉機構とを有するシャッター装置と、帯電装置による感光体に対する帯電動作中はシャッターが導入口を閉じた閉塞状態とし、帯電動作が終了するとシャッターが導入口を開いた開放状態となるように開閉機構を制御する制御部とを備える。

目的

本発明は、帯電装置内の飛散トナー及び放電生成物による付着を低減する画像形成装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

帯電ワイヤーと当該帯電ワイヤーを格納するシールドケースとを有する帯電装置と、前記帯電装置によりその感光面が帯電状態となる感光体と、前記感光体の感光面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体の感光面に、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する現像装置とを備える画像形成装置において、前記帯電装置のシールドケースは、前記感光体の感光面に対向する開口部と、前記シールドケース内外気を取り込む導入口と、前記シールドケースから排気を行う排気口とが形成され、前記シールドケースの排気口側に隣接し、前記画像形成装置の外部に排気を行う排出ダクトと、前記シールドケースの導入口の開閉を行うシャッターと当該シャッターの開閉動作を行う開閉機構とを有するシャッター装置と、前記帯電装置による前記感光体に対する帯電動作中は前記シャッターが前記導入口を閉じた閉塞状態とし、前記帯電動作が終了すると前記シャッターが前記導入口を開いた開放状態となるように前記開閉機構を制御する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。

請求項2

前記導入口と前記排気口とは、前記シールドケースにおいて前記帯電ワイヤーを挟んで互いに逆となる位置に形成され、前記シールドケースは、前記導入口が底部に位置するように画像形成装置内に装備されていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。

請求項3

前記制御部は、前記帯電装置による前記感光体に対する帯電動作の終了から第一の規定時間が経過するまで前記シャッターが前記開放状態を維持してから閉塞状態となるように前記開閉機構を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。

請求項4

前記導入口の一部の範囲をトナー捕集するフィルターで覆い、前記開閉機構は、前記開放状態として、前記導入口の全てを開いた全開放状態と前記導入口のフィルターで覆われた部分のみを開いた半開放状態二段階に前記シャッターを切り替え可能とし、前記制御部は、前記帯電装置による前記感光体に対する帯電動作の終了から第二の規定時間が経過するまで前記シャッターが前記全開放状態を維持し、その後、さらに第三の規定時間が経過するまで前記シャッターが前記半開放状態を維持してから前記閉塞状態となるように前記開閉機構を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。

請求項5

前記排出ダクトを通じて前記画像形成装置の外部に送風を行うファンを備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。

請求項6

前記排出ダクトを通じて前記画像形成装置の外部に送風を行うファンを備え、前記制御部は、前記帯電装置の帯電動作を経て、前記開放状態となった前記シャッターが再び前記閉塞状態に戻ってから第四の規定時間が経過するまで送風状態を維持してから停止するよう前記ファンを制御することを特徴とする請求項3又は4記載の画像形成装置。

請求項7

前記排出ダクトを、前記シールドケースの前記感光体の感光面の移動方向下流側に隣接する配置としたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、帯電装置を備えた画像形成装置に関する。

背景技術

0002

トナー画像を用紙に転写して画像形成を行う画像形成装置では、感光体トナー像を形成するために、その表面を帯電させるための帯電装置を備えている。
この帯電装置は、帯電ワイヤーと当該帯電ワイヤーを格納するシールドケースと当該シールドケースの開口に設けられたグリッドとを備えており、シールドケースは、その開口を感光体の外周面近接対向させた状態で画像形成装置内に取り付けられている。そして、帯電ワイヤーに所定の高電圧印加してコロナ放電を行うことで感光体の外周面上を帯電させている。
このような帯電装置は、帯電ワイヤーがコロナ放電を行うので、オゾンや窒素酸化物等の活性物質及びそれらの反応生成物等からなる放電生成物が発生し、これが感光体の表面に付着すると、その表面抵抗の低下や劣化を生じて画像ボケ等の画像品質低下の原因となる。

0003

このため、従来の帯電装置は、シールドケースの背面側に通風口を設けると共に当該通風口からシールドケース内排気を行う排気装置を設けている(例えば、特許文献1参照)。また、上記排気装置は、シールドケースに併設され、シールドケースの排気が通過する排気室を有し、当該排気室の内部には放電生成物の吸収・分解部材を備えている。
このような排気装置を設けることによって、シールドケースの内部にオゾン等が発生した場合でも、排気装置がシールドケースの背面側から吸引し、感光体に対する放電生成物の付着の防止を図っていた。

0004

また、他の帯電装置では、シールドケースの開口にシャッターを設け、画像形成終了後、一定の待機時間が経過するとシャッターを閉じて、感光体への放電生成物の付着の防止を図っていた(例えば、特許文献2参照)。

先行技術

0005

特開平04−194963号公報
特開2011−186228号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、上記特許文献1に記載の帯電装置では、シールドケースの背面側に設けた排気装置によりシールドケース内の排気を行うので、開口側からの放電生成物の放出を防止することができるが、開口から感光体の表面に付された潤滑剤や現像器から漏れ飛散トナーを吸い込んで帯電ワイヤーに付着し、帯電性能の低下を生じるという問題があった。
また、特許文献2に記載の帯電装置では、シャッターによりシールドケース内への潤滑剤や飛散トナーの侵入を防ぐことができるが、放電生成物が帯電ワイヤーに付着するという問題があった。上記放電生成物に含まれる窒素酸化物が空気中の水分と反応して硝酸アンモニウムが生じ、これが帯電ワイヤーに付着すると、さらなる水分吸収によって玉状となって、帯電ムラを生じさせ、形成画像画質低下の原因となっていた。

0007

本発明は、帯電装置内の飛散トナー及び放電生成物による付着を低減する画像形成装置を提供することをその目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、帯電ワイヤーと当該帯電ワイヤーを格納するシールドケースとを有する帯電装置と、前記帯電装置によりその感光面が帯電状態となる感光体と、前記感光体の感光面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体の感光面に、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する現像装置とを備える画像形成装置において、前記帯電装置のシールドケースは、前記感光体の感光面に対向する開口部と、前記シールドケース内に外気を取り込む導入口と、前記シールドケースから排気を行う排気口とが形成され、前記シールドケースの排気口側に隣接し、前記画像形成装置の外部に排気を行う排出ダクトと、前記シールドケースの導入口の開閉を行うシャッターと当該シャッターの開閉動作を行う開閉機構とを有するシャッター装置と、前記帯電装置による前記感光体に対する帯電動作中は前記シャッターが前記導入口を閉じた閉塞状態とし、前記帯電動作が終了すると前記シャッターが前記導入口を開いた開放状態となるように前記開閉機構を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

0009

さらに、本発明は、前記導入口と前記排気口とは、前記シールドケースにおいて前記帯電ワイヤーを挟んで互いに逆となる位置に形成され、前記シールドケースは、前記導入口が底部に位置するように画像形成装置内に装備されている構成としても良い。

0010

さらに、本発明は、前記制御部は、前記帯電装置による前記感光体に対する帯電動作の終了から第一の規定時間が経過するまで前記シャッターが前記開放状態を維持してから閉塞状態となるように前記開閉機構を制御する構成としても良い。

0011

さらに、本発明は、前記導入口の一部の範囲をトナー捕集するフィルターで覆い、前記開閉機構は、前記開放状態として、前記導入口の全てを開いた全開放状態と前記導入口のフィルターで覆われた部分のみを開いた半開放状態二段階に前記シャッターを切り替え可能とし、前記制御部は、前記帯電装置による前記感光体に対する帯電動作の終了から第二の規定時間が経過するまで前記シャッターが前記全開放状態を維持し、その後、さらに第三の規定時間が経過するまで前記シャッターが前記半開放状態を維持してから前記閉塞状態となるように前記開閉機構を制御する構成としても良い。

0012

さらに、本発明は、前記排出ダクトを通じて前記画像形成装置の外部に送風を行うファンを備える構成としても良い。

0013

さらに、本発明は、前記排出ダクトを通じて前記画像形成装置の外部に送風を行うファンを備え、前記制御部は、前記帯電装置の帯電動作を経て、前記開放状態となった前記シャッターが再び前記閉塞状態に戻ってから第四の規定時間が経過するまで送風状態を維持してから停止するよう前記ファンを制御する構成としても良い。

0014

さらに、本発明は、前記排出ダクトを、前記シールドケースの前記感光体の感光面の移動方向下流側に隣接する配置とする構成としても良い。

発明の効果

0015

本発明は、帯電動作中は帯電ワイヤーから生じるオゾン風を利用してシールドケースの導入口を閉じたままの状態で排気口から排出ダクトに放電生成物を排出し、帯電動作が終了すると、シールドケースの導入口を開き、当該導入口から排気口への気体流通を可能な状態として放電生成物を排出する。
上述のように、帯電動作中は導入口を閉じると共に排気口からはオゾン風が吹き出しているので、当該導入口及び排気口からのトナーや潤滑剤の侵入を防ぐと共に放電生成物をシールドケース外に排出することができる。
また、帯電動作終了後はシールドケースの導入口を開くので、当該導入口から排気口への流れを作ることができ、シールドケース内の放電生成物を効果的に排出ダクトに排出することが可能となる。
つまり、上記の構成により、帯電ワイヤーに対する飛散トナーや潤滑剤、放電生成物の付着を効果的に低減することが可能となる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。
帯電装置の一部の構成を示す断面図である。
帯電装置の一部の構成を示す断面図である。
制御部が行う帯電装置及び排出ダクトの動作制御を示すフローチャートである。
帯電装置の一部の構成の配置を換えた場合を例示する断面図である。
本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の帯電装置を示す断面図である。
本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の帯電装置を示す断面図である。
第2の実施形態において、制御部が行う帯電装置及び排出ダクトの動作制御を示すフローチャートである。

実施例

0017

[第1の実施形態]
下図面を参照して、本発明の第1の実施形態としての画像形成装置1について説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

0018

[画像形成装置の概略構成
まず、図1及び図2を参照して、本発明に係る画像形成装置1の装置構成を説明する。図1は、画像形成装置1の全体構成を示す断面図である。図2は、画像形成装置1の機能構成を示すブロック図である。

0019

図1、2に示す画像形成装置1は、原稿に形成されているカラー画像を読み取って取得された画像データ、又は、ネットワークを介して外部の情報機器(例えばパーソナルコンピューター)から入力された画像データに基づいて、用紙に色を重ね合わせることにより画像を形成する。画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色に対応する感光体としての感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kを被転写体(画像形成装置1では中間転写ベルト47a)の走行方向に直列配置し、被転写体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の画像形成装置である。

0020

図1、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、搬送部50、定着装置60及び制御部80を備えて構成される。

0021

[制御部]
制御部80は、CPU(Central Processing Unit)81、ROM(Read Only Memory)82、RAM(Random Access Memory)83等を備えて構成されている。CPU81は、ROM82から処理内容に応じたプログラム読み出してRAM83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(画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、搬送部50、定着装置60等)の動作を集中制御する。このとき、記憶部(不図示)に格納されている各種データが参照される。記憶部は、例えば不揮発性半導体メモリー(いわゆるフラッシュメモリー)や、ハードディスクドライブで構成される。

0022

また、制御部80は、通信部(不図示)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。通信部は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。

0023

[画像読取部]
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スキャナー)12等を備えて構成される。

0024

自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿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。

0025

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によって読み取られた画像(アナログ画像信号)には、画像処理部30において所定の画像処理が施される。

0026

[操作表示部]
操作表示部20は、タッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)等で構成され、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80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受け付けて、操作信号を制御部80に出力する。

0027

また、この操作部22からは、後述する帯電装置70Y,70M,70C,70Kの制御における規定の開放時間及び規定の換気時間がユーザーにより入力される。
操作部22から入力された規定の開放時間及び規定の換気時間については、制御部80の記憶部に設定情報として記録される。

0028

[画像処理部]
画像処理部30は、アナログデジタル(A/D)変換処理を行う回路及びデジタル画像処理を行う回路等を備えて構成される。画像処理部30は、画像読取部10からのアナログ画像信号にA/D変換処理を施すことによりデジタル画像データ(RGB信号)を生成する。また、画像処理部30は、このデジタル画像データに、色変換処理初期設定又はユーザー設定に応じた補正処理シェーディング補正等)、及び圧縮処理等を施す。これらの処理が施されたデジタル画像データ(YMCK信号)に基づいて、画像形成部40が制御される。

0029

[画像形成部:概要
画像形成部40は、図1に示すように、異なる色成分Y、M、C、Kに対応して設けられた、露光装置41Y、41M、41C、41K、現像装置42Y、42M、42C、42K、感光体ドラム43Y、43M、43C、43K、帯電装置70Y、70M、70C、70K、排出ダクト76Y、76M、76C、76K、クリーニング装置45Y、45M、45C、45K、一次転写ローラー46Y、46M、46C、46K、及び中間転写ユニット47等を備えて構成される。

0030

なお、上記露光装置41Y、41M、41C、41K、現像装置42Y、42M、42C、42K、感光体ドラム43Y、43M、43C、43K、帯電装置70Y、70M、70C、70K、クリーニング装置45Y、45M、45C、45K、一次転写ローラー46Y、46M、46C、46Kは、各色成分Y、M、C、Kごとにその構造及び構成に違いはなく同一である。但し、例外として、現像装置42Y、42M、42C、42Kはそれぞれ異なる色成分のトナーを収容している点が異なっている。
従って、上記露光装置、現像装置、感光体ドラム、帯電装置、クリーニング装置及び一次転写ローラーのそれぞれについて、それぞれの装置ごとに共通する構造及び構成について説明する場合には、必要に応じて、「Y」、「M」、「C」、「K」を除いた符号を使用することで重複する説明を省略するものとする。

0031

各色成分Y、M、C、Kの感光体ドラム43は、アルミ材よりなる円筒状の金属基体の外周面上に、保護層としてのオーバーコート層を設けた有機感光体層(OPC)が形成され、これを感光面とする像担持体である。感光体ドラム43は、接地された状態で後述する中間転写ベルト47aに従動して図1及び後述する図3における反時計方向に回転される。

0032

各色成分Y、M、C、Kの帯電装置70は、スコロトロン式であって、その長手方向を感光体ドラム43の回転軸方向に沿わせた状態で対応する感光体ドラム43に近接配設されおり、トナーと同極性のコロナ放電によって、当該感光体ドラム43の表面に一様な電位を与える。
また、各色成分Y、M、C、Kの排出ダクト76は、帯電装置70に併設され、主に帯電装置70から発生する放電生成物を画像形成装置1の外部に排気する。
なお、この帯電装置70及び排出ダクト76の詳細については図3及び図4を用いて後述する。

0033

各色成分Y、M、C、Kの露光装置41は、例えばポリゴンミラーなどによって感光体ドラム43の回転軸と平行に走査を行い、一様に帯電された対応する感光体ドラム43の表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより静電潜像を形成させる。

0034

各色成分Y、M、C、Kのクリーニング装置45は、一次転写後に対応する感光体ドラム43上に残留した残留トナー回収する。
また、クリーニング装置45の感光体ドラム43の回転方向下流側には図示しない潤滑剤の塗布機構隣接状態で設けられており、対応する感光体ドラム43の感光面に潤滑剤の塗布を行っている。
ベルトクリーニング装置48は、二次転写後に中間転写ベルト47aに残存するトナーを除去する。

0035

各色成分Y、M、C、Kの現像装置42は、対応する色成分の小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤を収容しており、トナーを感光体ドラム43の表面に搬送して、当該感光体ドラム43に担持された静電潜像をトナーにより顕像化する。

0036

中間転写ユニット47は、複数の支持ローラー47bに被転写体となる無端状の中間転写ベルト47aが張架されて構成される。一次転写ローラー46Y、46M、46C、46Kによって、中間転写ベルト47aが感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kに圧接されると、中間転写ベルト47aに各色トナー像が順次重ねて一次転写される。そして、一次転写された中間転写ベルト47aが二次転写ローラー49によって用紙に圧接されると、用紙にトナー像が二次転写される。

0037

[搬送部]
搬送部50は、図1に示すように、給紙装置51、搬送機構52、及び排紙装置53等を備えて構成される。給紙装置51は、三つの給紙トレイユニット51a〜51cを備えている。これらの給紙トレイユニット51a〜51cには、用紙の坪量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙が予め設定された種類ごとに収容される。給紙トレイユニット51a〜51cに収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラー52a等の複数の搬送ローラーを備えた搬送機構52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52aが配設されたレジスト部により、給紙された用紙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。

0038

そして、画像形成部40において、中間転写ベルト47aのトナー像が用紙の一方の面に一括して二次転写され、定着装置60に送られる。

0039

[定着装置]
定着装置60は、図1に示すように、熱源となる加熱ローラー61と定着ローラー62とに掛け渡された定着ベルト63と、加圧ローラー64とを備え、定着ベルト63を介して定着ローラー62に対して加圧ローラー64が圧接されており、当該圧接部がニップ部を構成している。そして、加熱ローラー61で加熱された定着ベルト63と各ローラー62,64とによりニップ部を通過する用紙を加熱加圧し、用紙に形成された未定着のトナー像を定着させることを可能としている。
また、定着装置60は、ニップ部に対して用紙の搬送方向下流側から送風するエア送風部65を備えており定着ベルト63からの用紙の分離を促すようになっている。
そして、定着により画像形成された用紙は、排紙ローラー53aを備えた排紙装置53により機外排紙トレイ53bに排紙される。

0040

[帯電装置と排出ダクトの詳細]
前述したように、帯電装置70と排出ダクト76について図3及び図4に基づいて詳細に説明する。
Y,M,C,K成分の帯電装置70は、所定の電圧が印加されて感光体ドラム43の外周の感光面にコロナ放電を行う帯電ワイヤー71と、この帯電ワイヤー71を内部で張架支持する筐体としてのシールドケース72と、帯電ワイヤー71のコロナ放電を感光面に対して均一に行う為のグリッド73とを備えている。

0041

シールドケース72は、ステンレス等の導電性材料からなる略直方体箱体であって、その長手方向を感光体ドラム43の回転中心線方向に平行に向けた状態で画像形成装置1内に装備されている。また、このシールドケース72は、感光体ドラム43の外周の感光面の近傍であって、露光装置41及び現像装置42に対して感光体ドラム43の回転方向(感光面の移動方向)上流側且つ現像装置42の下方に配置されている。また、このシールドケース72は、画像形成装置1の装置内部に対して着脱可能に取り付けられており、帯電装置70全体を交換することが可能となっている。

0042

また、シールドケース72は、感光体ドラム43の感光面に直方体形状の一面を対向させており、この対向面721にはそのほぼ全体を開放状態とした開口部721aが形成されている。
シールドケース72は、この対向面721が垂直状態よりも幾分上側に傾斜した方向を向くように、全体的に傾斜状態で設置されている。
また、対向面721に対して感光体ドラム43の回転方向下流側で隣接する上面722における対向面721側の端部には、シールドケース72のほぼ全長に渡って、シールドケース72から排気を行う為の排気口722aが形成されている。
また、対向面721の逆側に位置する背面723における下端部には、シールドケース72のほぼ全長に渡って、シールドケース72の内部に外気を取り込むための導入口723aが形成されている。

0043

シールドケース72は、前述したように全体的に傾斜した状態で設置されているため、上記背面723の下端部に形成された導入口723aは、シールドケース72全体の底部に位置した状態となる。シールドケース72内の帯電ワイヤー71のコロナ放電時に発生するオゾンや窒素酸化物等からなる放電生成物は重力方向下方に溜まる性質がある。
そこで、導入口723aをシールドケース72の底部に配置することでシールドケース72の内底部に溜まった放電生成物を効果的に排気できる。

0044

また、帯電ワイヤー71は、感光体ドラム43の回転中心線方向に沿った状態で、シールドケース72の長手方向の両端部に位置する側面部の中心に取り付けられている。従って、上記排気口722aと導入口723aとは、シールドケース72において帯電ワイヤー71を挟んで互いに逆側に位置している。このため、導入口723aから取り込まれた外気が排気口722aから抜ける場合に、外気は必ず帯電ワイヤー71を通過することとなり、帯電ワイヤー71から発生する放電生成物の排気を効果的に行うことが可能となっている。
なお、これら導入口723a及び排気口722aは、複数のスリットや複数の小孔から形成しても良い。

0045

上記帯電ワイヤー71は、例えばタングステンからなり、表面に金メッキが施されている。
また、グリッド73は板状又はシート状に形成されており、シールドケース72の開口部721aの全体を覆うように装備されている。かかるグリッド73は、導電性、例えばステンレスから形成されており、そのほぼ全面にはレーザー加工又はエッチング加工によりメッシュ構造が形成されている。

0046

上記帯電ワイヤー71とグリッド73とには高電圧回路74(図2参照)が接続されており、これらの間に高電圧を印加することにより、帯電ワイヤー71からグリッド73を介して感光体ドラム43の感光面にコロナ放電を行うことができる。従って、コロナ放電中に感光体ドラム43を一定速度で回転駆動することにより、その感光面を正又は負極性に均一に帯電することが可能となっている。
高電圧回路74による感光体ドラム43の感光面に対する帯電の実行と停止は制御部80によって制御される。

0047

また、シールドケース72の背面723には、導入口723aを開閉可能なシャッター装置75(図2参照)が設けられている。このシャッター装置75は、シールドケース72の背面723に沿って上下動可能に支持されたシャッター751とシャッター751に上下動を付与して導入口723aの開放状態と閉塞状態とに切り換える動作を行う図示しない開閉機構とを備えている。
即ち、上記シャッター装置75の開閉機構は、例えば、モーターソレノイドなどのアクチュエーター駆動源としてシャッター751の開閉動作を行い、当該アクチュエーターの動作は制御部80により制御される。
つまり、シールドケース72の導入口723aは、制御部80の制御により開閉されるようになっている。

0048

[排出ダクト]
図3及び図4に示すように、帯電装置70の感光体ドラム43の回転方向下流側には、排出ダクト76が隣接して配置されている。この排出ダクト76は、帯電装置70とその下流側に位置する現像装置42との間に配置されている。
この排出ダクト76は、シールドケース72の排気口722aと近接対向する吸気口761を備え、画像形成装置1の外部まで延びて機外への排気を可能とする。また、排出ダクト76には、機外への排気を行う方向へ送風するファン762が設けられている。
従って、ファン762の駆動により、吸気口761から積極的に吸引を行い、機外への排気を行うことが可能となっている。
なお、排出ダクト76のファン762の駆動と停止及び駆動時の風量は、制御部80に制御される。
ファン762の駆動時の風量は操作部22により任意に設定可能である。ファンの駆動時の風量が大きすぎる場合には、現像装置42から余分にトナーを引き寄せて帯電装置70のシールドケース72内をトナーで汚す虞があり、風量が適量であれば現像装置42から漏れた少量のトナーを吸引し、排出ダクト76を通じて機外に排出することができる。

0049

[画像形成における帯電装置の制御]
制御部80が行う画像形成における帯電装置70及び排出ダクト76の制御について図3及び図4に基づいて説明する。この制御は、ROM82に格納された制御プログラムをCPU81が実行することにより行われる。

0050

制御部80は、帯電ワイヤー71からコロナ放電を行って感光体ドラム43の感光面を帯電させている間、シャッター751がシールドケース72の導入口723aを閉塞状態となるよう開閉機構を制御する。そして、帯電動作の終了から「第一の規定時間」としての規定の開放時間が経過するまではシャッター751を開放状態に維持し、その後、閉塞状態に戻すように開閉機構を制御する。
また、制御部80は、帯電の開始からファン762の駆動を開始し、帯電終了後にシャッター751が開放状態から閉塞状態に戻され、さらに、「第四の規定時間」としての規定の換気時間が経過するまでファン762の駆動を継続し、その後、停止するよう制御する。

0051

上記制御において、規定の開放時間と規定の換気時間とについては、いずれも操作部22からユーザーが任意の時間を適宜設定することができる。
また、上記帯電装置70及び排出ダクト76の制御は、各色成分の帯電装置70Y、70M、70C、70Kごとに、それぞれが個別のタイミングで開始される。

0052

画像形成処理の全体的な流れ]
次に、画像形成装置1における画像形成処理の全体的な流れについて説明する。
まず、制御部80の制御により、画像読取部10の自動原稿給紙装置11から原稿画像走査装置12に原稿が搬送され、原稿画像の読み取りが行われる。
次いで、画像処理部30においてデジタル画像データが生成され、さらに、当該画像データに各種の処理が施される。
これにより最終的に得られた画像データに基づいて、画像形成部40では画像形成を行う。
まず、各感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kは、帯電装置70Y、70M、70C、70Kにより外周面が帯電され、それぞれの露光装置41Y、41M、41C、41Kにより各色彩成分の静電潜像が形成され、各現像装置42Y、42M、42C、42Kにより各色トナー像が形成される。
そして、中間転写ユニット47により、各感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kから中間転写ベルト47aに各色トナー像が順次重ねて一次転写される。
一方、給紙装置51では、給紙トレイユニット51a〜51cの中から選択された用紙が送出され、レジストローラー52aにより用紙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、トナー像が形成された中間転写ベルト47aと同期を図りつつ、レジストローラー52aから用紙の搬送が開始される。
さらに、トナー像が転写された用紙は、定着装置60において加熱加圧されて定着された後に、排紙装置53により機外の排紙トレイ53bに排紙される。

0053

[画像形成における帯電装置及び排出ダクトの制御の流れ]
画像形成における帯電装置70及び排出ダクト76の制御の流れを図3及び図4を参照しつつ、図5のフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、各色成分の複数の帯電装置及び排出ダクトの中で一つのみに対する制御の流れを示すものとする。
制御部80は、高電圧回路74により帯電ワイヤー71に電圧を印加し、コロナ放電により回転する感光体ドラム43の感光面に対して帯電を開始する(ステップS1)。
この帯電の開始と共に、制御部80は、シャッター装置75のシャッター751が開放状態にある場合には開閉機構によって閉塞状態に切り換える。また同時に、排出ダクト76のファン762を起動させる(ステップS3)。

0054

上記帯電中は、シールドケース72の導入口723aが閉じられて外気の侵入が阻止された状態にあるが、図3に示すように、帯電ワイヤー71からオゾン風Oが発生するので、その気流によってシールドケース72内の放電生成物が排気口722aから排出される。また、排出ダクト76では、ファン762が起動しているので、吸気口761から積極的に吸気が行われ、放電生成物は開口部721a側には流れずに、排気口722a側に誘導される。従って、帯電中に発生する放電生成物は、排出ダクト76を通じて効果的に機外に排出される。

0055

そして、帯電ワイヤー71への電圧印加を停止して感光体ドラム43の帯電を終了すると(ステップS5)、帯電ワイヤー71から生じていたオゾン風Oの発生が停止する。
さらに、制御部80は、開閉機構を制御してシャッター751を開放状態とする(ステップS7)。これにより、導入口723aが開放されるので、図4に示すように、シールドケース72内では導入口723aから帯電ワイヤー71を通過して排気口722aに向かう気流Kが形成される。導入口723aはシールドケース72の底部に位置しているので、帯電ワイヤー71の周りの放電生成物と底部に残留する放電生成物とを全てシールドケース72外に排出することが可能である。

0056

そして、制御部80は、シャッター751を開放状態にすると同時に計時を開始して、規定の開放時間の経過を判定する(ステップS9)。規定の開放時間が経過していない場合には、判定を継続し、経過した場合には、開閉機構を制御してシャッター751を閉塞状態とする(ステップS11)。
このように、帯電完了後の導入口723aの開放を規定の開放時間に制限して行うことにより、シールドケース72内の残留放電生成物を効果的に排出しつつも、導入口723aからのトナーや潤滑剤の侵入を抑制する。

0057

そして、制御部80は、シャッター751を閉塞状態にすると同時に新たに計時を開始して、規定の換気時間の経過を判定する(ステップS13)。規定の換気時間が経過していない場合には、判定を継続し、経過した場合には、排出ダクト76のファン762を停止するよう制御する(ステップS15)。そして、帯電装置70及び排出ダクト76の制御を終了する。
このように、ファン762の駆動を規定の換気時間に制限して行うことにより、シールドケース72内の残留放電生成物を効果的に排出しつつも、排出ダクト76の吸引により現像装置42から帯電装置70側に余分にトナーを引き寄せることを防止している。

0058

[第1の実施形態の技術的な効果]
以上のように、画像形成装置1は、制御部80の制御により、帯電動作中は導入口723aが閉塞されると共に排気口722aからはオゾン風が吹き出しているので、導入口723a及び排気口722aからのトナーや潤滑剤の侵入を防ぐと共にシールドケース72からの放電生成物の排出を行うことができる。
また、帯電動作終了後はシールドケース72の導入口723aが開放されるので、排出ダクト76の吸引力と相まって、導入口723aから排気口722aへの流れを作ることができ、シールドケース72内の放電生成物を効果的に排出ダクト76に導き、機外へ排出することが可能である。
このため、帯電ワイヤー71に対する飛散トナーや潤滑剤、放電生成物の付着を効果的に低減することが可能となる。

0059

また、画像形成装置1の制御部80は、帯電動作が終了してから規定の開放時間が経過するまでの間、シャッター751が開放状態となるように開閉機構を制御するので、シールドケース72からの放電生成物の排出をより効果的に行うことができる。そして、規定の開放時間が経過すると、シャッター751が閉塞状態となるよう開閉機構を制御するので、帯電動作の終了後も、導入口723aからのトナーや潤滑剤の侵入を抑制することができ、帯電ワイヤー71に対する飛散トナーや潤滑剤、放電生成物の付着をさらに効果的に低減することが可能となる。

0060

さらに、画像形成装置1の制御部80は、シャッター751が再び閉塞状態に戻ってから規定の換気時間が経過するまでファン762が送風を行い、その後停止するので、シールドケース72内から十分に放電生成物を排出すると共にシールドケース72内にトナー等を引き入れることを抑制することが可能となる。
これにより、帯電ワイヤー71に対する飛散トナーや潤滑剤、放電生成物の付着をさらに効果的に低減することが可能となる。

0061

さらに、画像形成装置1では、排出ダクト76を、シールドケース72の感光体の感光面の移動方向下流側、即ち、感光体ドラム43の回転方向下流側に隣接する配置としている。
これにより、シールドケース72の感光体ドラム43の回転方向下流側に配置される現像装置42とシールドケース72との間に排出ダクト76が位置する状態となるので、排出ダクト76は、現像装置42から飛散するトナーがシールドケース72内の帯電ワイヤー71に至る前に捕捉し、排出することが可能となる。
図6は、排出ダクト76を感光体ドラム43の回転方向上流側に配置した場合を例示している。なお、排出ダクト76の配置に対応して、シールドケース72の排気口722aも、開口部721aに対して感光体ドラム43の回転方向下流側の配置から上流側に移設している。
この図6の構成では、排出ダクト76に対してシールドケース72が現像装置42側に位置しているので、図3の構成に比べて、現像装置42からこぼれたトナーが落下してシールドケース72内に侵入しやすく、また、飛散したトナーが排出ダクト76のファン762の吸引によりシールドケース72側に引き寄せられやすくなる。
従って、排出ダクト76をシールドケース72に対して感光体ドラム43の回転方向下流側に隣接する配置とした場合には、排出ダクト76を回転方向下流側に隣接する配置とした場合よりも、効果的にシールドケース72へのトナーの侵入を回避し、帯電ワイヤー71に対するトナーの付着をより効果的に抑制することが可能となることが分かる。
なお、排出ダクト76を図6に示す配置とした場合でも、制御部80がシャッター装置75及び排出ダクト76に対して図5に示す動作制御を行う場合には、当該制御に基づく帯電ワイヤー71への飛散トナーや放電生成物等の一定の付着低減効果を得られることは言うまでもない。

0062

[第2の実施形態]
図7及び図8に基づいて、シールドケース72の導入口723aにトナーを捕集するフィルター724を設けた帯電装置70Aの例を説明する。なお、この第2の実施形態における画像形成装置は、シールドケース72にフィルター724を設け、帯電動作の際に、帯電装置70A及び排出ダクト76について、当該フィルター724に固有の動作制御を行う点が、第1の実施形態と異なっている。以下の説明では、第1の実施形態の画像形成装置1と同一の構成については、同一の符号を付して重複する説明は省略し、第2の実施形態の画像形成装置の特徴的な構成及び制御についてのみ説明を行うものとする。
なお、画像形成装置に上記の帯電装置70Aを適用する場合には、各色成分ごと同一構造の帯電装置70Aが搭載される。

0063

上記フィルター724はその目の粗さが少なくともトナーを捕集可能なものを利用する。そして、フィルター724は、シールドケース72の導入口723aに対して、当該導入口723aの下側の一部分を覆うように取り付けられている。より詳細には、導入口723aにおける、シャッター751が導入口723aを閉塞する方向に移動する際の移動方向における下流側の一部分、例えは半分の領域を覆うようにフィルター724が取り付けられている。
そして、これに対応して、シャッター751による導入口723aの開放状態として、図7に示す導入口723aの全体を開放した「全開放状態」と、図8に示す導入口723aのフィルター724で覆われている部分のみを開放した「半開放状態」の二段階で開放するように、制御部80が開閉機構を制御する。なお、この場合、開閉機構のアクチュエーターとしては、シャッター751を「全開放状態」、「半開放状態」、「閉塞状態」とする三位置に位置決め可能なものが使用される。例えば、ステッピングモータサーボモーター等の動作量が任意に制御可能なものが好適である。

0064

次に、図9のフローチャートにより、上記帯電装置70A及び排出ダクト76を用いた帯電動作時制御内容について説明する。
なお、ここでは、各色成分の複数の帯電装置及び排出ダクトの中で一つのみに対する制御の流れを示すものとする。
制御部80は、高電圧回路74により帯電ワイヤー71に電圧を印加し、コロナ放電により回転する感光体ドラム43の感光面に対して帯電を開始する(ステップS21)。
この帯電の開始と共に、制御部80は、シャッター装置75のシャッター751を閉塞状態とし、排出ダクト76のファン762を起動させる(ステップS23)。
帯電動作中において、オゾン風Oと排出ダクト76の吸引とにより放電生成物を排出すると共にシャッター751により導入口723aからの飛散トナー等の侵入を抑制する点は帯電装置70の場合と同一ある。

0065

そして、帯電ワイヤー71への電圧印加を停止して感光体ドラム43の帯電を終了すると(ステップS25)、制御部80は、開閉機構を制御してシャッター751を全開放状態とする(ステップS27)。これにより、図7に示すように、導入口723aが全て開放されるので、導入口723aから排気口722aへの円滑な流れを形成し、速やかに放電生成物の排出が行われる。
そして、制御部80は、シャッター751を全開放状態にすると同時に計時を開始して、「第二の規定時間」としての規定の全開放時間の経過を判定する(ステップS29)。規定の全開放時間が経過していない場合には、判定を継続し、経過した場合には、開閉機構を制御してシャッター751を半開放状態とする(ステップS31)。

0066

これにより、図8に示すように、導入口723aのフィルター724で覆われた部分のみが開放されるので、導入口723aから排気口722aへ流れを形成しつつ導入口723aからの飛散トナーの侵入を抑制することができる。
そして、制御部80は、シャッター751を半開放状態にすると同時に新たに計時を開始して、「第三の規定時間」としての規定の半開放時間の経過を判定する(ステップS33)。規定の半開放時間が経過していない場合には、判定を継続し、経過した場合には、開閉機構を制御してシャッター751を閉塞状態とする(ステップS35)。

0067

そして、制御部80は、シャッター751を閉塞状態にすると同時に新たに計時を開始して、規定の換気時間の経過を判定する(ステップS37)。規定の換気時間が経過していない場合には、判定を継続し、経過した場合には、排出ダクト76のファン762を停止するよう制御する(ステップS39)。そして、帯電装置70A及び排出ダクト76の制御を終了する。

0068

上記の制御において、「第二の規定時間」としての規定の全開放時間と「第三の規定時間」としての規定の半開放時間と「第四の規定時間」としての規定の換気時間とは、予め、操作表示部20の操作部22からユーザーが適宜設定することができ、これらの設定値は制御部80の記憶部に設定情報として記録される。

0069

上述のように、帯電装置70Aは、シールドケース72の導入口723aにフィルター724を装備し、制御部80が、帯電動作終了時に、導入口723aを全開放状態とフィルター724の部分のみを開放した半開放状態とに二段階で開放した後に閉塞するように制御を行っている。このため、帯電動作終了時において、シールドケース72から放電生成物を効果的に排出すると共に、導入口723aからの飛散トナー及び潤滑剤の侵入をフィルター724によってより効果的に抑制することができ、帯電ワイヤー71に対する飛散トナー、潤滑剤及び放電生成物の付着をさらに効果的に低減することが可能となる。
なお、導入口723aに対するフィルター724が覆う範囲の比率は半分でなくとも良く、その比率は適宜調節することが可能だが、半開放状態のシャッター751の開度もこれに応じて調節する必要がある。

0070

[その他]
上記第1及び第2実施形態では、排出ダクト76にファン762を設ける場合を例示したが、これを設けず、帯電装置70の帯電ワイヤー71から生じるオゾン風等を利用して放電生成物の排気を行うことも可能である。
また、帯電装置70,70Aのグリッド73は板状、シート状の物を例示したが、例えば平行に複数張設されたワイヤー状の物を使用することも可能である。
また、帯電装置70,70Aはグリッド73を有するいわゆるスコロトロン式の物を例示したが、例えば、グリッド73を備えていないコロトロン式の物を使用することも可能である。
また、帯電装置70,70Aの導入口723aは背面723に設ける場合を例示したが、対向面721に隣接し、上面722に対向する下面に設けても良い。その場合でも、導入口は、シールドケースの底部に設けること、帯電ワイヤー71を挟んで排出口722aの逆側の配置とすることが望ましい。

0071

なお、制御部80が、シャッター751を閉じてから規定の換気時間の経過を待ってからファン762を停止させる制御を行っているが、ファン762の制御はこれに限られるものではない。例えば、シールドケース72内の換気が十分であれば、シャッター751を閉じた時点でファン762も停止させる制御を行っても良い。

0072

1画像形成装置
10画像読取部
11自動原稿給紙装置
12原稿画像走査装置
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
41,41Y,41M,41C,41K露光装置
42,42Y,42M,42C,42K現像装置
43,43Y,43M,43C,43K感光体ドラム(感光体)
45,45Y,45M,45C,45Kクリーニング装置
46,46Y,46M,46C,46K一次転写ローラー
47中間転写ユニット
49二次転写ローラー
50 搬送部
60定着装置
70,70A,70Y,70M,70C,70K帯電装置
71帯電ワイヤー
72シールドケース
73グリッド
74高電圧回路
75シャッター装置
76,76Y,76M,76C,76K排出ダクト
80 制御部
721a 開口部
722a排気口
723a 導入口
724フィルター
751シャッター
762ファン
K気流
O オゾン風

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