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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−24516
公開日 平成11年(1999)1月29日
出願番号 特願平9−175006
出願日 平成9年(1997)6月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】近島 一夫
発明者 大木 誠
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電装置と、帯電後の前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置とを、画像形成装置本体内に備えた画像形成装置において、外部エアを前記画像形成装置本体内部に導くためのエア導入部に、アンモニアの除去を行う部材と雰囲気中の塵を除去する部材とを設け、外部雰囲気が前記像担持体へ流れる方向に対し、前記アンモニアの除去を行う部材の少なくとも上流側に前記雰囲気中の塵を除去する部材を配置する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記アンモニア除去手段を設けるエア導入部が、送風ファンの風路である、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】 前記アンモニア除去手段を設けるエア導入部が、ダクトである、ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項4】 前記アンモニア除去手段を設けるエア導入部が、前記像像担持体近傍のエアを前記画像形成装置本体外部に排出する排出手段の排出動作により前記画像形成装置本体外部から前記画像形成装置本体内部に導入されるエアの導入経路である、ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項5】 前記アンモニア除去手段が、アンモニア脱臭を可能とする脱臭剤である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の画像形成装置。
【請求項6】 前記アンモニア除去手段が、アンモニア脱臭を可能とする脱臭剤を不織布に塗布した部材である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の画像形成装置。
【請求項7】 前記アンモニア除去手段が、アンモニア脱臭を可能とする脱臭剤を防塵用のフィルムに塗布した部材である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の画像形成装置。
【請求項8】 前記アンモニア除去手段が、前記画像形成装置本体内部に導入されたエアを加熱する加熱装置である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7に、従来の画像形成装置の一例として、回転式の現像装置を備えた、4色フルカラーの電子写真方式の複写機の主要部を示す。
【0003】同図に示す複写機(以下では「画像形成装置」という)は、矢印方向に回転駆動される感光ドラム(像担持体)104を備えている。感光ドラム104の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、感光ドラム104の表面を均一に帯電する1次帯電器106、カラー画像を色分解した光像をレーザー光により感光ドラム104上に照射して静電潜像を形成する露光手段107、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する回転式の現像装置109、感光ドラム104上のトナー像を紙等の転写材Pに転写する転写装置105、感光ドラム1表面の転写残トナーを除去するクリーニング装置113等が配設されている。
【0004】上述の回転式の現像装置109は、矢印方向に回転可能なロータリ109aに搭載された4個の現像器、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した現像器109Y、109M、109C、109Bを有しており、ロータリ109aの回転によって、現像に供される現像器(同図ではイエローの現像器109Y)が感光ドラム104に対向する現像位置に配置される。現像位置に配置された現像器に所定の現像バイアスを印加することで、感光ドラム104上の静電潜像にトナーを付着させて現像するように構成されている。
【0005】転写装置105は、矢印方向に回転自在な転写ドラム105aを備えている。転写ドラム105aは、円筒状に形成された転写材担持シート105fと、給送装置(不図示)から供給された転写材Pの先端を把持するグリッパ105cとを有する。転写ドラム105aの内側には、感光ドラム104に対向する位置に転写帯電器105bが配置され、またそのすぐ下流側における転写ドラム105aの内側と外側とには、それぞれ除電帯電器105d、105eが配置されている。なお、上述の転写材担持シート105fは、通常、ポリエチレンテレフタレート樹脂や、ポリフッ化ビニリデン樹脂などのフィルムが使用される。
【0006】さらに、上述の除電帯電器105eに隣接するようにして分離爪108aが配置され、同図中のその上方には、搬送ベルト125、定着装置126が配置されている。
【0007】上述構成の画像形成装置の動作について簡単に説明する。
【0008】まず、1次帯電器106により感光ドラム104表面を均一の帯電し、露光手段107の露光によりイエローの色分解静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像位置に配置されたイエローの現像器109Yによってイエローのトナーで現像される。一方、転写装置105へと送給された転写材Pは、グリッパ105cで把持され、転写ドラム105aの回転に伴い、感光ドラム104上のイエローのトナー像と当接される。このトナー像は、転写帯電器105bにより転写材P上に転写され、同時に転写材Pは転写材担持シート105f表面に吸着、保持される。トナー像の転写後、感光ドラム104は、表面の転写残トナーがクリーニング装置113によって除去される。
【0009】以上の、帯電、露光、現像、転写、及びクリーニングの各画像形成プロセスを、他の3色のトナー、すなわちマゼンタ、シアン、ブラックのトナーについて繰り返すことにより、転写ドラム105a上の転写材Pに4色のトナー像が重ね合わせられる。
【0010】4色分のトナー像が転写された転写材Pは、除電帯電器105d、105e、及び分離爪108aにより転写ドラム105から分離され、搬送ベルト125で定着装置126に搬送され、ここで加熱加圧を受けて表面にトナー像が定着された後、カラーコピーとして画像形成装置本体外部に排出される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のような画像形成装置は、アンモニアを含んだ雰囲気中で長時間作動させていると出力された画像がにじむような現象(以下「画像流れ」という)が発生することがある。
【0012】図2は、画像流れを説明するための模式図である。例えば、負の帯電特性の感光ドラム(OPC感光体等)104を使用し、負極性のトナーによって反転幻想を行う場合、1次帯電器106によって感光ドラム104表面を負の所定の電位(暗部電位VD )に帯電し、露光により所定の電位(明部電位VL )まで電位を減衰させ、現像器に印加する現像バイアスを暗部電位VD と明部電位VL との間(現像バイアス電位V1 )に設定することで、明部電位VD に対応する部分にトナーを付着させるようにしている。そして、前述のように露光にレーザー光を使用する場合、レーザー光の露光時間を変化させることにより電位の減衰量を制御し、トナー濃度の階調性を確保するようにしている。また、画像の白部(図2中のW)に相当する部分に不要なトナーが付着しないように現像器の現像スリーブ上の直流成分電位(現像バイアス電位V1 )が設けられている。この現像バイアス電位V1 を基準として、それより絶対電位が低い部分にトナーが付着して可視化され、全体電位が低い程、感光ドラム104に付着するトナー量が増し、画像濃度が高くなる。この絶対電位の深さが上述したレーザー光の露光時間で決まるのである。
【0013】画像流れは、図2に示すように、画像の白部Wの電荷が、画像のトナー付着領域相当部分(図2のB、以下「黒部B」という)に流れ込み、本来白部Wでなければならないところにトナーが付着したり、画像濃度が高い幅部分が薄くなったりする現象である。これは特に白部Wと黒部Bとの画像濃度差が大きい部分ほど発生しやすく、文字や細線の部分で目立ちやすい。
【0014】この画像流れは、感光ドラム104の表面抵抗が低下することによって発生することが知られている。そして、感光ドラム104の表面抵抗は、特にアンモニアを含んだ雰囲気中で長時間動作させることにより低下が著しいことが見出された。アンモニア(NH3 )は一般に硝酸(HNO3 )ができる原因とされ、硝酸は電解質であり、感光ドラム104に付着し、水分を含むことにより感光ドラム104表面の抵抗を低下させている。なお、実際に問題となるアンモニアの気体濃度は10〜30ppmぐらいであり、ジアゾ印刷機が設置されている場所ではこの程度のアンモニア濃度が検出される。
【0015】そこで、本発明は、雰囲気中のアンモニア成分が画像形成装置に入り込んで像担持体の表面抵抗を低下させることに起因する画像流れを防止するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明は、像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電装置と、帯電後の前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置とを、画像形成装置本体内に備えた画像形成装置において、外部エアを前記画像形成装置本体内部に導くためのエア導入部に、アンモニアの除去を行う部材と雰囲気中の塵を除去する部材とを設け、外部雰囲気が前記像担持体へ流れる方向に対し、前記アンモニアの除去を行う部材の少なくとも上流側に前記雰囲気中の塵を除去する部材を配置する、ことを特徴とする。
【0017】請求項2に係る本発明は、前記アンモニア除去手段を設けるエア導入部が、送風ファンの風路である、ことを特徴とする。
【0018】請求項3に係る本発明は、前記アンモニア除去手段を設けるエア導入部が、ダクトである、ことを特徴とする。
【0019】請求項4に係る本発明は、前記アンモニア除去手段を設けるエア導入部が、前記像像担持体近傍のエアを前記画像形成装置本体外部に排出する排出手段の排出動作により前記画像形成装置本体外部から前記画像形成装置本体内部に導入されるエアの導入経路である、ことを特徴とする。
【0020】請求項5に係る本発明は、前記アンモニア除去手段が、アンモニア脱臭を可能とする脱臭剤である、ことを特徴とする。
【0021】請求項6に係る本発明は、前記アンモニア除去手段が、アンモニア脱臭を可能とする脱臭剤を不織布に塗布した部材である、ことを特徴とする。
【0022】請求項7に係る本発明は、前記アンモニア除去手段が、アンモニア脱臭を可能とする脱臭剤を防塵用のフィルムに塗布した部材である、ことを特徴とする。
【0023】請求項8に係る本発明は、前記アンモニア除去手段が、前記画像形成装置本体内部に導入されたエアを加熱する加熱装置である、ことを特徴とする。
【0024】〔作用〕以上構成に基づき、画像形成装置本体外部から画像形成装置本体内部に導入されるエア中に含まれるアンモニアを除去することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【0026】〈実施の形態1〉図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。同図に示す画像形成装置は、4つの画像形成ユニットI〜IVを有する4色フルカラーのレーザービームプリンタである。
【0027】各画像形成ユニットI、II、III 、IVは、それぞれ像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)4a、4b、4c、4dを有し、その周囲にグリッド付きの1次帯電器(帯電装置)6a、6b、6c、6d、現像器(現像装置)9a、9e、9c、9d、転写帯電器10a、10b、10c、10d、クリーナ13a、13b、13c、13dを有する。さらに画像形成ユニットI〜IVを貫通する態様で感光ドラム4a〜4dの下方に搬送手段として無端状の転写材担持ベルト41が配置され、給紙部50から給送された紙等の転写材を転写帯電器10a〜10dを配置した箇所で、画像形成ユニットI〜IVの感光ドラム4a〜4dと当接するようにして搬送すべく構成されている。
【0028】さらに、感光ドラム4a〜4dを帯電すると同時に全面露光するために、補助帯電器15a、15b、15c、15d、及び除電ランプ25a、25b、25c、25d(図3参照、ただし、同図では、「25」と表示)が、感光ドラム4a〜4d表面の同一箇所に上下に重ねて設けられている。なお、図3は、各画像形成ユニットI〜IVの拡大図であり、これらを区別するa〜dの符号は省略してある。
【0029】本実施の形態1では、感光ドラム4a〜4dの直径を60mmとし、矢印方向に135mm/秒で回転するように設定した。感光ドラム4a〜4dは、1次帯電器6a〜6dによりその表面が−300〜−900Vに帯電され、その表面電位がセンサ14a、14b、14c、14d(図3参照)によりモニタされ、適正な感光ドラム4a〜4dの表面電位が計算される。露光装置2にはレーザービーム露光装置を使用した。
【0030】各色の現像器9a〜9dは、マイナスに帯電された各色(例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーを有し、このトナーをそれぞれの現像スリーブ11a、11b、11c、11d上に担持して感光ドラム4a〜4dと近接した現像領域へと搬送され、それぞれの現像スリーブ11a〜11dに印加される電圧(現像バイアス)と、感光ドラム4a〜4dの表面電位とにより形成される現像電界により、反転現像でトナーを感光ドラム4a〜4d上の静電潜像に付着させてトナー像として現像(可視化)する。
【0031】感光ドラム4a〜4dは、トナー像転写後にそれぞれの表面残った転写残トナーがクリーナ13a〜13dによって除去された後、補助帯電器15a〜15dにより負極性に、すなわち、感光ドラム4a〜4d上に形成される静電潜像と同極性に帯電されると同時に、除電ランプ25a〜25dにより一様に露光され、メモリー効果領域、正常領域の双方が共に表面電位約0Vとなるように除電される。その後、1次帯電器6a〜6dによる感光ドラム4a〜4d表面の均一帯電、露光装置2のレーザー光7による走査により、感光ドラム4a〜4d上に画像露光パターンに対応した色分解された静電潜像が形成され、現像器9a〜9dの作動により該静電潜像がそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより現像された可視画像化された後、これらの可視画像が転写帯電器10a〜10dの作動により転写材担持ベルト41上に担持された転写材上に順次転写され、転写材上に4色のトナー像が重ねられる。転写材は、その後、搬送ベルト51によって定着装置52に搬送され、ここで加圧加熱されて表面にトナー像が定着され、4色フルカラーのコピー(画像形成物)として排紙トレイ53上に排出される。
【0032】ところで、上述の画像形成装置には、感光ドラム4a〜4d近傍の雰囲気をリフレッシュするために、送風ファン(図4、図6参照)と排気ファン(いずれも不図示)とが設けられている。感光ドラム4a〜4d近傍は、1次帯電器6a〜6dのコロナ放電によるO3 やNOx等の放電生成物が充満し、感光ドラム4a〜4dやクリーナ13a〜13dのクリーニングブレード17等の劣化を早めたり、また飛散トナー等による装置内汚染によって各構成要素の動作不良や画像不良が発生しやすい状況にあり、これらを改善すべく上述の送風ファン及び排気ファンが設けられている。
【0033】送風ファンは、画像形成装置本体55の背面側に設置されており、1次帯電器6a〜6d内にエアを送り、1次帯電器6a〜6d内のO3 、NOxを排出すると同時に、感光ドラム6a〜6d近傍にリフレッシュエアを供給している。
【0034】排気ファンは、画像形成装置本体55の背面側に設置されており、各画像形成ユニットI〜IVのクリーナ13a〜13dの上方、及び現像器9a〜9dの上方の吸引口からO3 、NOx、飛散トナー等を吸引し、トナーフィルタ、オゾンフィルタを経由して画像形成装置本体55外部に排出する。
【0035】しかしながら、画像形成装置がジアゾ印刷機と併設されるような場合、設置されたまわりのアンモニアの濃度が10〜30ppm程度になることがあり、このような場合、上述の送風ファンを通して、感光ドラム4a〜4d近傍にアンモニアを含んだエアが送風され、感光ドラム4a〜4d上に硝酸等の電解質が堆積され、この電解質が水分を含んむことで、感光ドラム4a〜4dの表面抵抗が低下し、静電潜像の白部W(図2参照)から黒部Bに電荷が流れ込み、それによって画像流れ生じる。一般的には送風ファンには画像形成装置本体55内へのゴミやホコリ等の進入を防ぐ目的のフィルタは設けてある。
【0036】しかし、これらのフィルタはアンモニアに対する除去能力はほとんどなく、外部のアンモニア濃度がそのまま画像形成装置本体55内部に導入されることになる。
【0037】本発明は、送風ファンによって画像形成装置本体55内に導入されるエアの風路にアンモニア脱臭剤を設け、画像形成装置本体55内へのアンモニア進入を低減し、画像流れ等の画像不良を低減することを可能とした。
【0038】図8は、感光ドラム近傍への送風経路を模式的に示したものである。外部のエアは送風ファン201によって、1次帯電器6を経由して感光ドラム方向へと送られる。
【0039】図4は、送風ファン201の上流側にアンモニア除去部材(アンモニア除去手段)204を設けた場合の模式図である。送風ファン201による送風方向を矢印方向とすると、送風方向についての送風ファンの上流側に、通気性のケースに202にアンモニア脱臭剤203を充填したアンモニア除去部材204とその上流に防塵フィルタ206とを取り付け、送風ファン201によって、図6に示すエアダクト205を介して画像形成装置本体55内に送られるエアが必ずこのアンモニア除去部材204(アンモニア脱臭剤203)を通過するように構成したものである。防塵フィルタ206は、外部にある塵やほこりの機内流入を防止するとともに、アンモニア脱臭剤203に塵やほこりが付着するのを防止し、脱臭剤の能力低下を防止するためのものである。アンモニア脱臭剤203には、大日精化製ダイムシュウ3000(商品名)を用いた。また、防塵フィルタ206には、東洋紡製の静電フィルタEF−200B(商品名)を用いた。
【0040】以下に、ダイムシュウ3000を用いたときのアンモニア除去の効果を示す。送風ファンの風速を2.5m/sec の一定とし、ダイムシュウの量の変化によるアンモニア除去能力を変化を測定したものである。アンモニアの初期濃度は40〜50ppmで有り、検知管 気体濃度測定器で測定を行った。
【0041】
脱臭剤量 アンモニア濃度(ppm)
なし(防塵フィルタのみ) 40〜5040g 15〜2080g 3〜 5120g 2〜 3本実施の形態1における画像形成装置では、ダイムシュウを80g使用することで画像形成装置本体55内に進入するアンモニアの気体濃度が約1/10になり、かつ、静電フィルタを上流に配置し、脱臭剤の汚れを防止することで、アンモニアを含む雰囲気中で長時間画像形成を行っても、画像流れ等の画像不良は発生しなかった。具体的には、約20ppmのアンモニア濃度下において、1日当たり8時間連続して画像形成装置を行った場合、従来では2〜3日で画像流れが発生していたのに対し、本実施の形態1によると20日間作動させても画像流れは発生しなかった。
【0042】上述の、本実施の形態1では、送風ファン201の上流側にアンモニア除去部材204を設けたが、送風ファン201下流側や、感光ドラム4a〜4d近傍の吹き出し口付近等、送風経路内であれば同様の効果を得ることができる。
【0043】〈実施の形態2〉本実施の形態2の構成は、送風ファンを除いて、実施の形態1と同じである。本実施の形態2では、送風ファンを設けずに外部エア導入用のエアダクトのみ設けた場合について示す。本実施の形態における画像形成装置に設けられた感光ドラム4a〜4d近傍の排気用ファンは約40リットル/sec の能力を持って動作している。このとき外部エア導入用のエアダクトにおける画像形成装置本体55に向かう方向へ流れるエアの風速は約50cm/sec である。このエアダクトによって外部エアは画像形成装置本体55内に導入されるが、このとき外部エアがアンモニアガスを含んでいると当然、感光ドラム4a〜4d表面に硝酸化合物等の電解質が堆積し、結果的に画像流れが発生する。
【0044】本実施の形態2では、外部エア導入用のエアダクトの風路上にアンモニア除去用部材と防塵フィルタとを設けることによって実施の形態1と同様の効果が得られた。アンモニア除去用部材としては実施の形態1と同様に大日精化製ダイムシュウ80gを使用することにより、アンモニアの画像形成装置本体55内への進入を約1/10にすることで画像流れ等の画像不良を低減することが可能となった。
【0045】〈実施の形態3〉本実施の形態の装置構成は、送風ファンや外部エア導入用のエアダクトを設けるのではなく、排気ファンにより感光ドラム4a〜4d近傍の気圧が外部に比べ低くなることにより、外部エアが画像形成装置本体55内に進入してくる経路中にアンモニア除去部材を設けることを特徴とする。
【0046】送風ファンや外部エア導入用のエアダクトを設けない装置は、外部のチリやホコリ等が画像形成装置本体55内に進入しにくい反面、アンモニアガス等の不要ガスが画像形成装置本体55内に入った場合、滞留しやすく、充分に排気できない場合がある。
【0047】図9は、各像担持体4a、4b、4c、4d近傍の排気経路を上方より図示したものである。像担持体4a、4b、4c、4d近傍のエアは、排気経路210を経由し、排気ファン207により本体から排出される。
【0048】本実施の形態3については外部エアが最も多く感光ドラム4a〜4d近傍に進入してくる画像形成装置前面の感光ドラム4a〜4dと転写材担持ベルト41との接触部付近に、各画像形成ユニットI〜IVごとにダイムシュウを40gずつケースに入れて設置した。
【0049】これによりアンモニアの画像形成装置本体55内での濃度を約1/4〜1/5にすることが可能となり、実施の形態1、2と同様に画像流れの発生を低減することができた。
【0050】上述の実施の形態1〜3では、アンモニア脱臭剤として、大日精化製ダイムシュウを使用したが、アンモニア除去が可能であれば、他の物を使用しても画像流れの低減が可能なのはもちろんである。例えば、光触媒性を用いたフィルタやアンモニアの熱分解を行う脱臭剤を使用することもできる。また、図5に示すように、送風ファン201の上流側に、アンモニア除去部材205として脱臭剤を塗布した不織布(又はフィルタ)を取り付けるようにしてもよい。
【0051】また、本発明が適用される画像形成装置として、上述では4色フルカラーのレーザービームプリンタを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、白黒やカラーの複写機、白黒のプリンタに対しても適用することができる。すなわち電子写真方式の画像形成装置であれば同様の効果をあげることができる。
【0052】さらには、本実施の形態1では、送風ファン201の上流側にアンモニア除去部材204を設けたが、送風ファン201下流側や、感光ドラム4a〜4d近傍の吹き出し口付近等、送風経路内であれば同様の効果を得ることができる。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、画像形成装置本体外部から画像形成装置本体内部に導入されるエア中に含まれるアンモニアを除去することができるので、アンモニアを含んだ雰囲気中で画像形成装置を長時間作動させることによる像担持体の表面抵抗低下によって電荷の流れ込みが発生することを防止して画像流れを有効に防止することができる。




 

 


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