JP6638206B2 - 画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成システムに関する。

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。

画像形成装置には、感光体の表面を一様に負極性に帯電させる帯電装置が設けられる。この帯電装置では、帯電極収容部内で発生した放電生成物が感光体表面に付着することがあり、像流れ（像の輪郭がはっきりしない画像）等の画像不良の原因となっている。放電生成物が感光体表面に付着することで生ずる画像不良を防止する方策として、帯電極収容部内で発生した放電生成物を気体によって排出する方法が数多く案出されている。その中でも帯電極収容部の一部分に設けられた吸気手段によって気体を吸気し、別な部分に設けられた排気手段によって放電生成物を機外（画像形成装置の外）へ排出する機構を有する画像形成装置がある。

図１は、その種の画像形成装置の感光体ドラム４１３と帯電極収容部３２０を示す図である。同図において、帯電極収容部３２０は、感光体ドラム４１３の軸方向に沿って配置される。帯電極収容部３２０は、帯電極３２１とグリッド３２２を収容し、感光体ドラム４１３側に開口を有する。帯電極収容部３２０は、一端側に帯電極収容部３２０内に空気を吸気する吸気ダクト３３０Ａ及び吸気ファン３３０Ｂを有する吸気部３３０が設けられており、また他端側に帯電極収容部３２０から機外（画像形成装置外）へ空気を排出する排出ダクト３４０Ａ及び排気ファン３４０Ｂを有する排気部３４０が設けられている。帯電極収容部３２０は、吸気部３３０にて空気を吸気し、排気部３４０にて放電生成物を排気する。図中の矢印は気流の流れを示しており、吸気部３３０で吸気された空気は、感光体ドラム４１３の作像領域４１３Ａに沿って排気部３４０方向へ流れるとともに、感光体ドラム４１３の非作像領域４１３Ｂ方向へ流れる。作像領域４１３Ａに沿って排気部３４０方向へ流れた空気は、感光体ドラム４１３の非作像領域４１３Ｃの周囲の空気とともに排気部３４０にて排気される。なお、排気部３４０の排気ファン３４０Ｂで捕集された空気は不図示のオゾンフィルターを通して機外へ排出される。

特許文献１に記載された画像形成装置も上記画像形成装置と同様の構成を有する。すなわち、吸気ファンによって帯電極収容部の長手方向に空気を送り込み、送り込まれた空気を排気ファンによって排出する構成を有している。特に、特許文献１に記載された画像形成装置では、吸気風速が排気風速よりも大きくなるように設定している。

なお、ファンによって空気の流れを生じさせるのではなく、気圧の差によって空気の流れを生じさせているものとして、例えば特許文献２に記載された技術がある。すなわち、コロナ放電器のシールド内の気圧Ａとコロナ放電の周りに配置されたダクト内空間の気圧Ｂとダクト外空間の気圧Ｃの関係が像担持体回転時にＡ＞Ｂ＞Ｃとなるように設定する。

特開２００８−０７６７７７号公報 特開２００３−２４１４８４号公報

しかしながら、図１に示す画像生成装置においては、帯電極収容部３２０への吸気風量と帯電極収容部３２０からの排気風量の比率を吸気風量＜排気風量とした場合、帯電極収容部３２０内にトナーや粉塵などの汚れを吸引してしまい、画像不良が発生してしまう。逆に、特許文献１に記載された画像形成装置と同様に、排気風量＜吸気風量とした場合は、トナーや粉塵などの汚れの吸引は防止できるが、排気能力が低くなることから、放電生成物を効率良く排気することができず、帯電収容部３２０と感光体ドラム４１３との間の隙間から外に放電生成物が漏れて機内（画像形成装置）のシール部材（不図示）の劣化や臭気などの不具合が生じてしまう。図２に図１のＢ−Ｂ線断面図を示す。同図に示すように、吸気風量が排気風量より大きいと、帯電収容部３２０と感光体ドラム４１３との間の隙間ＧＰから排気しきれない放電生成物が帯電収容部３２０から外に漏れてしまう。

なお、特許文献２に記載の技術では、Ａ＞Ｂの関係から汚れを帯電極収容部内に吸引しないが、Ｂ＞Ｃの関係のため、ダクトから放電生成物がダクト外へ漏れてしまう。

本発明は、帯電装置において、放電生成物を帯電極収容部外に漏らすことなく機外へ排出することができる画像形成装置および画像形成システム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、
帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
前記帯電極収容部の、前記気体出口とは異なる位置でありかつ前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置に設けられた予備開口と、
前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
を有し、
前記気体入口は、前記感光体の前記軸方向に沿って延在する前記帯電極収容部の長手方向中央部に設けられ、
前記気体出口は、前記帯電極収容部の長手方向両端部に設けられる。
また、本発明に係る画像形成装置は、
帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
前記帯電極収容部の、前記気体出口とは異なる位置でありかつ前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置に設けられた予備開口と、
前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
を有し、
前記気体出口は、前記感光体の回転方向における前記帯電極収容部の両端部と前記感光体との間の隙間に設けられる。
また、本発明に係る画像形成装置は、
帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
前記帯電極収容部の、前記気体出口とは異なる位置でありかつ前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置に設けられた予備開口と、
前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
前記感光体の回転方向における前記帯電極収容部の両端部と前記感光体の前記作像領域との間の隙間を塞ぐシール部材と、
を有する。
また、本発明に係る画像形成装置は、
帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
前記帯電極収容部の、前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置であって、前記感光体の端部より外側の領域を含む位置に設けられた予備開口と、
前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
を有し、
前記気体出口と前記予備開口とは、前記感光体の軸に対し直交する方向において互いに対応する位置でありかつ前記感光体の軸に対する直交平面上で互いに異なる位置に設けられる。

本発明に係る画像形成システムは、
画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
前記帯電極収容部の、前記気体出口とは異なる位置でありかつ前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置に設けられた予備開口と、
前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
を有し、
前記気体入口は、前記感光体の前記軸方向に沿って延在する前記帯電極収容部の長手方向中央部に設けられ、
前記気体出口は、前記帯電極収容部の長手方向両端部に設けられる。
また、本発明に係る画像形成システムは、
画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
前記帯電極収容部の、前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置であって、前記感光体の端部より外側の領域を含む位置に設けられた予備開口と、
前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
を有し、
前記気体出口と前記予備開口とは、前記感光体の軸に対し直交する方向において互いに対応する位置でありかつ前記感光体の軸に対する直交平面上で互いに異なる位置に設けられる。

本発明によれば、帯電装置において、放電生成物を帯電極収容部外に漏らすことなく機外へ排出することができる。

従来の画像形成装置の感光体と帯電極収容部を示す図である。 図１の画像形成装置のＢ−Ｂ線断面図である。 実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示すブロック図である。 実施の形態における帯電極収容部と感光体ドラムの配置関係を示す図である。 実施の形態における第１領域及び第２領域の位置関係を示す図である。 図５のＸ−Ｘ線断面図である。 図５のＹ−Ｙ線及びＺ−Ｚ線断面図である。 実施の形態における気体の流れを示す図である。 実施の形態における気体の流れを別の角度から見て示す図である。 実施の形態の帯電装置の構成の変形例を示す図である。 本発明の有効性を気体のオゾン濃度の観点で確認する実験の結果を示すグラフである。 本発明の有効性を風速の観点で確認する実験の結果を示すグラフである。 本発明の有効性を画像ムラランクの観点で確認する実験の結果を示すグラフである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図３は、本発明の一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４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ブロック図である。図３、４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（第１転写部材）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４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、記憶部７０、通信部８０、吸気部ファン駆動部９０、排気部ファン駆動部９１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７０に格納されている各種データが参照される。記憶部７０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８０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、用紙Ｓに印字すべき画像のデータ（入力画像データ）を取得し、取得した入力画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。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することで、入力画像データを取得する。

通信部８０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、図３に示すように、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入力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３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。詳細は後述するが、帯電装置４１４は、放電生成物を帯電極外に漏らすことなく機外（機外：画像形成装置１外）へ排出できる構造を有する。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（ワックスをトナー粒子内に含むオイルレストナー）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、二次転写バイアスを二次転写ローラー４２４に印加し、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、トナー像が用紙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のトナー像が形成されている面（定着面）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。なお、定着部６０および制御部１００は、定着装置として機能する。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２、上加圧ローラー６３及び張架部材６４を有する（ベルト加熱方式）。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と上加圧ローラー６３と張架部材６４（テンションローラー）とに所定のベルト張力（例えば、４００［Ｎ］）で張架されている。定着ベルト６１は、下加圧ローラー６５とともに、定着ニップを形成する。

定着ベルト６１は、トナー像が形成された用紙Ｓに接触して、当該トナー像を用紙Ｓに定着温度（例えば、１６０〜２００［℃］）で加熱定着する。ここで、定着温度とは、用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される用紙Ｓの紙種等によって異なる。加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する。加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する加熱源６０Ｃ（ハロゲンヒーター）を内蔵している。加熱源６０Ｃの温度は、制御部１００によって制御される。加熱源６０Ｃによって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

上加圧ローラー６３は、定着部６０における主駆動源（図示せず）により駆動回転する下加圧ローラー６５に定着ベルト６１を介して圧接される。下側定着部６０Ｂは、例えば裏面側支持部材である下加圧ローラー６５を有する（ローラー加圧方式）。制御部１００は、主駆動源（駆動モーター）を制御して、下加圧ローラー６５を反時計回り方向に回転させる。駆動モーターの駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等）は、制御部１００によって行われる。下加圧ローラー６５には、ハロゲンヒーター等の加熱源（図示せず）が内蔵されている。この加熱源が発熱することにより、下加圧ローラー６５は加熱される。制御部１００は、加熱源に供給する電力を制御し、下加圧ローラー６５を所定温度（例えば、８０〜１２０［℃］）に制御する。

下加圧ローラー６５は、定着ベルト６１を介して上加圧ローラー６３に所定の定着荷重（例えば、２６５０［Ｎ］）で圧接される。このようにして、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間には、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。下加圧ローラー６５が駆動回転すると、定着ベルト６１が時計回り方向に従動回転する。これに伴い、上加圧ローラー６３は、時計回り方向に従動回転する。また、張架部材６４は、時計回り方向に従動回転する。

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。

次に、帯電装置４１４について説明する。図５〜８は、本実施の形態の画像形成装置１に用いられる帯電装置４１４の構成を説明するための図である。図５は、帯電極収容部３５０と感光体ドラム４１３の配置関係を示し、図６は、気体入口が設けられる第１領域と気体出口が設けられる第２領域との位置関係を示し、図７は、図５のＸ−Ｘ線断面図であり、図８は、図５のＹ−Ｙ線及びＺ−Ｚ線断面図である。図５において、帯電装置４１４の帯電極収容部３５０は、帯電極３５５とグリッド３５６を収容し、感光体ドラム４１３側に開口を有している。帯電極収容部３５０は、感光体ドラム４１３の軸方向に沿って延在配置される。

帯電極収容部３５０の中央部には、帯電極収容部３５０内に空気を吸引するための吸気ダクト３５１Ａ及び吸引ファン３５１Ｂを有する吸気部３５１が設けられている。また、帯電極収容部３５０の一端部には、帯電極収容部３５０から機外へ空気を排出するための排気ダクト３５２Ａ及び排気ファン３５２Ｂを有する排気部３５２が設けられている。また、帯電極収容部３５０の他端部には、帯電極収容部３５０から機外へ空気を排出するための排気ダクト３５３Ａ及び排気ファン３５３Ｂを有する排気部３５３が設けられている。また、排気部３５２，３５３には不図示のオゾンフィルターが設けられている。

吸気部３５１の吸気ファン３５１Ｂは吸気部ファン駆動部９０（図４参照）にて駆動され、排気部３５２，３５３の排気ファン３５１Ｂ，３５２Ｂは排気部ファン駆動部９１（図４参照）にて駆動される。吸気部３５１の吸気ファン３１５Ｂの回転数、及び排気部３５２、３５３の排気ファン３５２Ｂ、３５３Ｂの回転数はそれぞれ、制御部１００の制御下で吸気部ファン駆動部９０及び排気部ファン駆動部９１にて、排気風量が吸気風量よりも大きくなるように調整される。

吸気部３５１は、帯電極収容部３５０に気体を導入するための気体入口３５０Ａが、所定の第１領域３６０に気体を導入するように、配置されている。排気部３５２は、排気部３５２、３５３により帯電極収容部３５０から取り出される気体の出口である気体出口３５０Ｂ１、３５０Ｂ２の位置が所定の第２領域３６１となるように、配置されている。

図６は、気体入口３５０Ａが配置される第１領域３６０と気体出口３５０Ｂ１、３５０Ｂ２が配置される第２領域３６１との位置関係を示す。この図は、帯電極収容部３５０を手前に位置させて帯電極収容部３５０と感光体ドラム４１３とを重ねて見た図であるが、説明簡略化のためここでは吸気部３５１及び排気部３５２，３５３の図示を省略している。第１領域３６０は、帯電極収容部３５０の開口と感光体ドラム４１３の作像領域４１３Ａとが対向する領域である。図６の記載より、この定義は、帯電極収容部３５０に対応する領域のうち感光体ドラム４１３の作像領域４１３Ａと重複する領域、と言い換えることができる。気体入口３５０Ａは、このような第１領域３６０の一部分に配置される。これに対し、第２領域３６１は、第１領域３６０に隣接する領域であり、例えば図６に示すように、第１領域３６０を包囲する領域である。本実施の形態では、気体出口３５０Ｂ１、３５０Ｂ２は、感光体ドラム４１３の軸方向において作像領域４１３Ａから外れた位置にある、第２領域３６１の一部分に配置される。

帯電極収容部３５０において、気体出口３５０Ｂ１、３５０Ｂ２とは異なる位置で、かつ感光体ドラム４１３の軸方向において第１領域３６０から外れた位置には、予備開口部３５０Ｃ、３５０Ｄが配置されている。より具体的には、作像領域４１３Ａに対応する領域では、感光体ドラム４１３の回転方向Ｈにおける帯電極収容部３５０の両端部と感光体ドラム４１３との間に形成される隙間が、帯電極収容部３５０に固定されたシール部材３５７で塞がれるが（図５、７参照）、その一方で、非作像領域４１３Ｂ、４１３Ｃに対応する領域では、シール部材が設けられず、帯電極収容部３５０と感光体ドラム４１３との間に形成される隙間ＧＰが開放されたまま残される。このようにして予備開口部３５０Ｃ、３５０Ｄが形成される（図５、８参照）。シール部材３５７で作像領域４１３Ａの隙間を塞ぐことにより、作像領域４１３Ａでの不要な気体流出入を防止することができる。なお、シール部材３５７は、無視できる程度の微小な隙間が残るようにその先端を感光体ドラム４１３に近接させて配置されることが望ましいが、隙間が完全に塞がれるようにその先端を感光体ドラム４１３に接触させて配置されても良い。よって、後者の場合に備えてシール部材３５７は、感光体ドラム４１３を損傷しない柔軟性あるいは可撓性を有する材料（例えばポリエチレンテフタレートやウレタン等）から形成されることが好ましい。

次いで、帯電装置４１４における気体の流れについて図９、１０を用いて説明する。吸気部３５１にて生じた気流Ｗ１によって気体が気体入口３５０Ａを介して帯電極収容部３５０に導入されると、気体は作像領域４１３Ａに対応する領域において帯電極収容部３５０から漏れ出すことなく軸方向中央部から軸方向両端側に向かって移動し（気流Ｗ２、Ｗ３）、非作像領域４１３Ｂに対応する領域に到達する。ここからこの気体は気体出口３５０Ｂ１、３５０Ｂ２を通って排気部３５２、３５３にて機外に排出されることとなるが、ここで、排気部３５２、３５２の排気風量の合計は、吸気部３５１の吸気風量よりも大きいので、非作像領域４１３Ｂに対応する領域には、気流Ｗ２、Ｗ３によって気体が流入するだけでなく予備開口部３５０Ｃ、３５０Ｄからも外部の気体が流入し（気流Ｗ４（気流Ｗ４ａ、Ｗ４ｂ、Ｗ４ｃ）及び気流Ｗ５（気流Ｗ５ａ、Ｗ５ｂ、Ｗ５ｃ））、これらの気体がまとまり、気流Ｗ６、Ｗ７となって気体出口３５０Ｂ２、３５０Ｂ３から機外に流出する。すなわち、吸気部３５１で取り込まれる気体は、作像領域４１３Ａに対応する領域全域に満遍なく行き渡り、かつ途中で漏出することなく、確実に排気部３５２、３５３から排出され、予備開口部３５０Ｃ、３５０Ｄから取り込まれる気体は、作像領域４１３Ａに対応する領域を通ることなく確実に排気部３５２、３５３から排出される。

このように、本実施の形態によれば、吸気ダクト３５１Ａから帯電極収容部３５０の開口と感光体ドラム４１３の作像領域４１３Ａとが対向する第１領域３６０に気体を導入する気体入口と、排気ダクト３５２Ａ、３５３Ａから排出する気体を第１領域３６０に隣接する第２領域３６１から取り出す気体出口３５０Ｂ１、３５０Ｂ２とを、帯電極収容部３５０に設け、さらに、予備開口３５０Ｃ、３５０Ｄを、帯電極収容部３５０の、気体出口３５０Ｂ１、３５０Ｂ２とは異なる位置でありかつ感光体ドラム４１３の軸方向において第１領域３６０から外れた位置に設け、そのうえで、排気部３５２、３５３の風量合計が吸気部３５１の風量よりも大きくなるよう制御される。この構成により、前述したような気流が帯電極収容部３５０において形成されるため、画像形成装置１内のトナーや粉塵などの汚れが帯電装置４１４内、具体的には帯電極収容部３５０内に取り込まれることがないことは勿論のこと、帯電極収容部３５０内の放電生成物をここから漏出させることなく、確実に機外に排出することができる。

上記実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明の範囲は上記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。本発明は、画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。

例えば、排気ダクト５０２Ａ、５０３Ａを通じて気体を機外に排出できる気体出口５５０Ｂ１，５５０Ｂ２を上記実施の形態においてシール部材３５７を設けた位置に設けることで、シール部材３５７を省略することができる（図１１参照）。

最後に、上記実施の形態の有効性を確認する実験の結果について図１２〜１４を用いて説明する。
図１に示す従来構成と本実施の形態の構成に対して、帯電極収容部３２０，３５０の長手方向における帯電極３２１，３５５周辺のオゾン濃度及び風速を測定した。図１２は、帯電極周辺のオゾン濃度を示すグラフである。また、図１３は、帯電極周辺の風速を示すグラフである。図１２及び図１３において、実線で示すグラフは本実施の形態の構成による測定結果であり、２点鎖線で示すグラフは従来構成による測定結果である。なお、図中、長手方向位置「０」は、中央部であり、長手方向位置が正の値となっている範囲は従来構成において吸気ダクト側であり、長手方向位置が負の値となっている範囲は従来構成において排気ダクト側である。

風速の測定結果は帯電極収容部３２０，３５０から出る気流を正の値で、帯電極収容部３２０，３５０に入る気流を負の値で示す。従来構成では、吸気側の端部のオゾン濃度と風速が高く、帯電極収容部３２０内からオゾンが漏れ出している。また、従来構成では、排気側では風速が作像領域内まで負の値を示しており、帯電極収容部３２０内に気体を吸引していることが分かる。これに対して、本実施の形態の構成では、オゾン濃度は全体的に低く、風速の測定結果から非作像領域のみ引き込む気流が発生していることが分かる。

次に、従来構成と本実施の形態の構成に対して、実写耐久試験を行い、１０００ｋｐ耐久後のハーフトーン画像を比較した。図１４は、ハーフトーン画像スジムラランクを示すグラフである。図１４において、実線で示すグラフは本実施の形態の構成による測定結果であり、２点鎖線で示すグラフは従来構成による測定結果である。従来構成では、排気側の端部に帯電極収容部３２０の汚れに起因するスジムラが発生した（画像ムラランク３以下の箇所あり）。これに対して、本実施の形態の構成では、ハーフトーン画像にスジムラは発生しなかった（画像ムラランク３以下の箇所なし）。

実験の結果から、従来構成では帯電極収容部３２０内の吸気ダクト３４０Ａ近傍で一部の空気が排気ダクト３４０Ａ方向へ流れず帯電極収容部３２０外へ漏れ出し、排気ダクト３４０Ａ近傍では帯電極収容部３２０枠内の作像領域内で気体と共にトナーや粉塵も吸い込んでしまい、帯電極３２１とグリッド３２２を汚染してスジムラが発生したと考えられる。一方、本実施の形態の構成では不具合はなく、良好な結果が得られた。

１ 画像形成装置
４０ 画像形成部
４１ 画像形成ユニット
９０ 吸気部ファン駆動部
９１ 排気部ファン駆動部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
３５０ 帯電極収容部
３５０Ａ 気体入口
３５０Ｂ１，３５０Ｂ２，５５０Ｂ１，５５０Ｂ２ 気体出口
３５０Ｃ，３５０Ｄ 予備開口部
３５１ 吸気部
３５１Ａ 吸気ダクト
３５１Ｂ 吸引ファン
３５２，３５３ 排気部
３５２Ａ，３５３Ａ，５０２Ａ，５０３Ａ 排気ダクト
３５２Ｂ，３５３Ｂ 排気ファン
３５５ 帯電極
３５６ グリッド
３５７ シール部材
３６０ 第１領域
３６１ 第２領域
４１１ 露光装置
４１２ 現像装置
４１３ 感光体ドラム
４１３Ａ 作像領域
４１３Ｂ，４１３Ｃ 非作像領域
４１４ 帯電装置
ＧＰ 隙間

Claims (9)

1. 帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
   前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
   前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
   前記帯電極収容部の、前記気体出口とは異なる位置でありかつ前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置に設けられた予備開口と、
   前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記気体入口は、前記感光体の前記軸方向に沿って延在する前記帯電極収容部の長手方向中央部に設けられ、
   前記気体出口は、前記帯電極収容部の長手方向両端部に設けられる画像形成装置。
2. 帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
   前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
   前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
   前記帯電極収容部の、前記気体出口とは異なる位置でありかつ前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置に設けられた予備開口と、
   前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記気体出口は、前記感光体の回転方向における前記帯電極収容部の両端部と前記感光体との間の隙間に設けられる画像形成装置。
3. 帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
   前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
   前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
   前記帯電極収容部の、前記気体出口とは異なる位置でありかつ前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置に設けられた予備開口と、
   前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
   前記感光体の回転方向における前記帯電極収容部の両端部と前記感光体の前記作像領域との間の隙間を塞ぐシール部材と、
   を有する画像形成装置。
4. 帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
   前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
   前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
   前記帯電極収容部の、前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置であって、前記感光体の端部より外側の領域を含む位置に設けられた予備開口と、
   前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記気体出口と前記予備開口とは、前記感光体の軸に対し直交する方向において互いに対応する位置でありかつ前記感光体の軸に対する直交平面上で互いに異なる位置に設けられる画像形成装置。
5. 前記気体入口は、前記感光体の前記軸方向に沿って延在する前記帯電極収容部の長手方向中央部に設けられ、
   前記気体出口は、前記帯電極収容部の長手方向両端部に設けられる、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記感光体の回転方向における前記帯電極収容部の両端部と前記感光体との間の隙間に設けた他の気体出口を有する、
   請求項１、４、５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記感光体の回転方向における前記帯電極収容部の両端部と前記感光体の前記作像領域との間の隙間を塞ぐシール部材を有する、
   請求項１、４、５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
   帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
   前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
   前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
   前記帯電極収容部の、前記気体出口とは異なる位置でありかつ前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置に設けられた予備開口と、
   前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記気体入口は、前記感光体の前記軸方向に沿って延在する前記帯電極収容部の長手方向中央部に設けられ、
   前記気体出口は、前記帯電極収容部の長手方向両端部に設けられる画像形成システム。
9. 画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
   帯電極を収容し、感光体側に開口を有する帯電極収容部と、
   前記帯電極収容部内に気体を吸引する吸気ダクトを有する吸気部と、
   前記帯電極収容部から機外へ気体を排出する排気ダクトを有する排気部と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記吸気ダクトから前記帯電極収容部の前記開口と前記感光体の作像領域とが対向する第１領域に気体を導入する気体入口と、
   前記帯電極収容部に設けられ、前記排気ダクトから排出する気体を前記第１領域に隣接する第２領域から取り出す気体出口と、
   前記帯電極収容部の、前記感光体の軸方向において前記第１領域から外れた位置であって、前記感光体の端部より外側の領域を含む位置に設けられた予備開口と、
   前記排気部の風量が前記吸気部の風量よりも大きくなるよう前記吸気部及び前記排気部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記気体出口と前記予備開口とは、前記感光体の軸に対し直交する方向において互いに対応する位置でありかつ前記感光体の軸に対する直交平面上で互いに異なる位置に設けられる画像形成システム。

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