JP2001117363A - 現像装置からのトナー飛散による汚染防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙粉や逆帯電或いはゼロ帯電トナーによる現
像装置からのトナー飛散によって生じる装置内汚染を有
効に防止する方法を提供すること。 【解決手段】 感光体ドラム表面に形成された静電像を
現像してトナー像を形成するための現像装置からのトナ
ー飛散による汚染を防止する方法において、前記現像装
置は、磁性現像剤が充填された現像ハウジングと、該ハ
ウジング内に収容され且つ感光体ドラム表面に対面して
配置された現像剤搬送スリーブとから成り、前記現像ハ
ウジングの底壁の現像剤搬送スリーブの下側に位置する
あご部と間隔を置いて転写前ガイド板が設けられている
と共に、前記あご部と転写前ガイド板との間の空間の周
縁部において、感光体ドラムに面する側の開放部を、前
記あご部先端に取り付けられた孔開き乃至切欠きフィル
ムにより閉じると共に、該開放部及び一方側の側端部を
除いた他の周縁部をシール材によりシールすると共に、
シール材が設けられていない一方側の側端部から吸引を
行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、
ファクシミリなどの電子写真装置において、現像装置か
ら飛散するトナーによる装置内汚染を防止する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】複写機に代表される電子写真装置におい
ては、感光体ドラム表面を一様に帯電し、画像露光によ
り感光体ドラム表面に原稿像に対応する静電潜像を形成
し、次いで該静電潜像を現像して感光体ドラム表面にト
ナー像を形成し、このトナー像を感光体ドラム表面から
紙等の転写材上に転写し、転写されたトナー像を熱、圧
力等により定着させることによって、画像の形成が行わ
れる。

【０００３】このような電子写真装置において、現像剤
としては、磁性トナーから成る一成分系磁性現像剤や、
トナーと磁性キャリヤとから成る二成分系磁性現像剤な
どが広く使用されており、このような磁性現像剤を用い
て現像を行うための現像装置は、通常、磁性現像剤が充
填された現像ハウジングから成っており、この現像ハウ
ジング内には、感光体ドラム表面に対面するように、現
像剤搬送スリーブが収容されている。即ち、現像剤搬送
スリーブは、アルミ等の非磁性スリーブ内に複数の磁極
を有するマグネットを備えた構造を有しており、スリー
ブ回転により、磁気ブラシの形で、現像域（該スリーブ
と感光体ドラム表面との間の領域）に現像剤を搬送し、
現像を行うものである。

【０００４】ところで、最近になって、省資源や対環境
性等の見地から、所定の転写材上にトナー像を転写した
後に、クリーニングブレード等のクリーニング装置によ
り感光体表面から取り除かれて回収されたトナーを、上
記の現像装置内にリサイクルして再使用するシステムを
採用している画像形成装置が広く普及している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したリ
サイクルシステムでの画像形成に用いる現像装置では、
紙粉や逆帯電或いはゼロ帯電トナーによるトナー飛散が
生じ易く、このようなトナー飛散による装置内汚染は、
カブリや画像部トナー散りの原因となる。このようなト
ナー飛散による装置内汚染を防止する方法としては、現
像装置の下側に位置する転写前ガイドの上面に、吸引開
口を備えた吸引ダクトを取り付け、現像装置から飛散す
るトナーをファン等により吸引してしまう方法が知られ
ている。しかしながら、このような方法では、十分な吸
引効果を確保するために、十分な容積を有する吸引ダク
トを使用する必要があり、このために、現像装置の下側
と転写前ガイドとの間に十分な大きな空間を設けること
が必要となってしまい、画像形成装置全体が大型化して
しまうという問題がある。即ち、上記方法は、コンパク
トな画像形成装置には適当でない。

【０００６】従って本発明の目的は、紙粉や逆帯電或い
はゼロ帯電トナーによる現像装置からのトナー飛散によ
って生じる装置内汚染を有効に防止する方法を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、コンパクトな画像形
成装置にも有効に適用し得る上記方法を提供することに
ある。本発明の更に他の目的は、特に、リサイクルシス
テムで画像形成を行う場合にも、上述した現像装置から
のトナー飛散による装置内汚染を有効に防止する方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、感光体
ドラム表面に形成された静電像を現像してトナー像を形
成するための現像装置からのトナー飛散による汚染を防
止する方法において、前記現像装置は、磁性現像剤が充
填された現像ハウジングと、該ハウジング内に収容され
且つ感光体ドラム表面に対面して配置された現像剤搬送
スリーブとから成り、前記現像ハウジングの底壁の現像
剤搬送スリーブの下側に位置するあご部と間隔を置いて
転写前ガイド板が設けられていると共に、前記あご部と
転写前ガイド板との間の空間の周縁部において、感光体
ドラムに面する側の開放部を、前記あご部先端に取り付
けられた孔開き乃至切欠きフィルムにより閉じると共
に、該開放部及び一方側の側端部を除いた他の周縁部を
シール材によりシールすると共に、シール材が設けられ
ていない一方側の側端部から吸引を行うことを特徴とす
る方法が提供される。

【０００８】本発明は、孔開き乃至切欠きフィルムと、
シール材とを用いて、現像剤が充填されている現像ハウ
ジングの底壁のあご部と転写前ガイド板との間の空間
を、直接ダクト空間として利用して吸引を行うものであ
る。即ち、従って、このあご部と転写前ガイド板との間
の空間に吸引ダクトの取り付けスペースを確保する必要
がなく、この空間を必要以上に大きくする必要がない。
即ち、本発明においては、吸引ポンプやファン等によ
り、上記の孔開き乃至切欠きフィルムとシール材とによ
り区画されたあご部と転写前ガイド板との間の空間を吸
引することにより、感光体ドラムと現像スリーブとの間
の空気が、孔開き乃至切欠きフィルムに形成されている
吸引口から吸い込まれる。従って、現像ハウジング内に
回収されず、現像域から飛散するトナーや紙粉等も、上
記空気と共に吸引され、装置内汚染が有効に防止される
のである。特にリサイクルシステムを採用した画像形成
装置では、紙粉や逆帯電或いはゼロ帯電トナーが現像装
置中に多く混入し、トナー飛散などを引き起こし易くな
っているが、本発明では、このようなトナー飛散による
カブリ、画像部トナー散りなどの不都合を有効に防止す
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の態様】本発明を以下、添付図面に示す具
体例に基づいて詳細に説明する。図１は、リサイクルシ
ステムを採用した画像形成装置の全体配置の概要を示す
図であり、図２は、図１の画像形成装置に適用されてい
た従来のトナー飛散防止システムの概要を示す側断面図
であり、図３は、図１の画像形成装置に適用される本発
明方法の概略を示す側断面図であり、図４は、図３の方
法を実施するための現像装置と転写前板との組立構造の
要部斜視図である。

【００１０】図１において、この画像形成装置において
は、図の矢線方向に回転可能に設けられている感光体ド
ラム１の周囲に、主帯電装置２、露光機構３、現像装置
４、転写装置５、除電装置６、クリーニング装置７が、
感光体ドラム１の回転方向に沿って、この順に配置され
ており、感光体ドラム１と転写装置５との間に、紙やＯ
ＨＰフィルムなどの転写材１０が通され、転写材１０の
排出経路上には、定着装置１１が設けられている。即
ち、現像装置４の下部には、一対の転写前ガイド板１２
ａ，１２ｂが配置されており、このガイド板１２ａ，１
２ｂの間を通して、転写材１０が確実に転写装置５と感
光体ドラム１との間に導入されるようになっている。
尚、ガイド板１２ａ，１２ｂは、通常、金属或いは剛性
プラスチックなどの材料で形成されているため、その先
端には、可撓性を有し且つ比較的腰のある樹脂フィルム
が取り付けられており、感光体ドラム１の表面を傷つけ
ないような構造となっている。

【００１１】感光体ドラム１としては、アルミ等の導電
性基体ローラ上に、セレン、非晶質シリコンなどの感光
層を設けた無機感光体ドラムや、バインダー樹脂中に電
荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた
有機感光体ドラムなどが使用される。

【００１２】主帯電装置２としては、ローラ型の接触帯
電装置もあるが、一般には、コロナ帯電器が使用され、
この主帯電装置２により、感光体ドラム１の表面（感光
層）が、感光層の種類に応じて所定極性に一様に帯電さ
れる。この時の感光体表面の主帯電電位は、通常、２０
０〜１０００Ｖ（絶対値）である。

【００１３】次いで画像露光機構３により、原稿の反射
光或いはコンピュータなどからの電気信号により原稿に
対応するレーザビームなどのドット光が感光体ドラム表
面に照射され、光照射部分の電位が光減衰し、静電潜像
が形成され、現像装置４により、この静電潜像の現像が
行われる。

【００１４】現像装置４は、磁性現像剤が充填された現
像ハウジング２０から構成されており、感光体ドラム１
に対面するように現像剤搬送スリーブ（現像スリーブ）
２１が収容されている（スリーブ２１とドラム１の間隔
は、一般に0.３〜1.０ｍｍ程度である）。この現像スリ
ーブ２１は、内部に複数の磁極を有するマグネットが固
定されており、スリーブ回転により、現像剤を磁気ブラ
シの形で搬送するものである。即ち、図１に示されてい
る様に、この現像スリーブ２１は、感光体ドラム１は逆
方向に回転し（ドラム１に対面する領域では、ドラム１
と同方向、即ち、上方から下方に移動する）、穂切りブ
レード２２により一定の穂長に調整された磁気ブラシ２
３を、感光体ドラム１に対面する領域（現像域）に搬送
する。

【００１５】現像剤としては、磁性キャリヤと絶縁性ト
ナーとから成る二成分系現像剤や磁性トナーから成る一
成分系現像剤の何れも使用することができる。また、現
像ハウジング２０内には、現像スリーブ２１と間隔をお
いて、複数のスパイラル乃至パドル２５が設けられてお
り、現像スリーブ２１の軸方向に沿って、現像剤の循環
送り及び攪拌を行うようになっている。このような循環
送り及び攪拌によって、均一に混合され且つ所定極性に
摩擦帯電したトナーが磁気ブラシ２３の形で搬送され、
このトナーにより、感光体ドラム１の表面に形成された
静電潜像が現像され、感光体ドラム１の表面にトナー像
１５が形成されるものである。トナー、即ちトナー像１
５の帯電極性は、所謂正規現像により画像形成が行われ
る場合には、感光体ドラム１表面の帯電極性と逆極性で
あり、反転現像により画像形成が行われる場合には、感
光体ドラム１表面の帯電極性と同極性である。また、現
像に際しては、一般に、感光体ドラム１と現像スリーブ
２１との間にバイアス電圧が印加される（通常、正規現
像では絶対値で１００〜３００Ｖ程度、反転現像では絶
対値で２００〜７００Ｖ程度）。

【００１６】転写装置５は、一般に転写チャージャ５ａ
と分離用チャージヤ５ｂとから構成されており、この転
写装置５と感光体ドラム１との間に導入された転写材１
０の背面が、転写チャージャ５ａにより、トナー像１５
と逆極性に帯電され、この電荷とトナー像１５との静電
引力によって、転写材１０の上にトナー像１５が転写さ
れ、転写トナー像１６が形成される。また、トナー像１
６の形成と同時に、分離チャージャ５ｂにより交流帯電
され、転写材１０が感光体ドラム１の表面から速やかに
分離するようになっている。尚、転写装置５としては、
転写ローラや転写ベルトを用いることも可能であり、こ
の場合には、分離用チャージャ５ａの如き、転写材分離
装置は必要でない。

【００１７】転写トナー像１６を有する転写材１０は、
定着装置１１に搬送され、熱、圧力等により、転写トナ
ー像１６が転写材１０の表面に定着される。一方、トナ
ー像１５が転写材１０上に転写された後、除電装置６に
よる光照射により、感光体ドラム１の表面電荷が除去さ
れる。更に、クリーニングブレード等を備えたクリーニ
ング装置７により、感光体ドラム１の表面に残存するト
ナーが掻き取られて回収され、次の画像形成プロセスが
行われる。クリーニング装置７に回収されたトナーは、
スパイラルなどの搬送装置を用いて、３０で示す経路に
したがって現像装置４にリサイクルされて再使用に供さ
れる。

【００１８】ところで、上記のような構造の電子写真装
置において採用されているトナー飛散防止システムの概
要を示す図２において、従来では、上側に位置する転写
前ガイド板１２ａの上面に、吸引ダクト１００を取り付
け、吸引ポンプやファン等により、該ダクト１００に設
けられている吸引口１０１から感光体ドラム１と現像ス
リーブ２１との空隙部の空気を吸引することにより、飛
散したトナーを吸引し、飛散トナーによる装置内汚染を
防止していた。

【００１９】即ち、現像ハウジング２０の底壁の現像ス
リーブ下側に位置するあご部２０ａは、その先端が立ち
上がっており、現像後の磁気ブラシ２３が現像ハウジン
グ２０内に回収され、回収された現像剤（トナー）が外
部に飛散しにくい構造となっている。しかるに、画像形
成時には、図２にも示されている様に、感光体ドラム１
及び現像スリーブ２１の何れもが下方に向かって回転し
ているため、現像に寄与しなかったトナー（特に逆帯電
トナー、ゼロ帯電トナー或いは紙粉）は、これら方向へ
の気流に乗って飛散しやすくなっている。また、現像ハ
ウジング２０のあご部２０ａの先端近傍では、磁気ブラ
シ２３のハウジング２０内への回収がスムーズに行われ
る様に、磁気ブラシ２３の穂長が小さくなるようにスリ
ーブ２１内のマグネットの磁極が配置されている。従っ
て、このあご部２０ａの先端近傍では、磁気ブラシの穂
がドラム面に対向しておらず、スリーブの回転による遠
心力がトナーに対して作用し易くなり、この部分で最も
トナー飛散が生じ易くなっている。従って、図２に示す
様に、現像装置４の下側に位置する転写前ガイド板１２
ａの上面に吸引ダクト１００を配置して吸引することに
より、飛散したトナーや紙粉の吸引捕獲を有効に行うこ
とができ、これらによる装置内汚染を有効に防止するこ
とができるというものである。

【００２０】しかしながら、図２に示す方法では、転写
前ガイド板１２ａの上面に吸引ダクト１００を設けるた
め、あご部２０ａと転写前ガイド板１２ａとの間隔を大
きく設定する必要がある。即ち、吸引ダクトによる吸引
を有効に行うためには、吸引ダクト１００の容積をある
程度確保することが必要であり、吸引ダクト１００を小
さくするには限界があるためである。従って、このよう
な方法は、あご部２０ａと転写前ガイド板１２ａとの間
隔を必要以上に大きくしなければならず、装置をコンパ
クトにするという点で適当でない。また、このような吸
引ダクト１００を取り付けるためには、転写材１０の搬
送経路をずらすなど、画像形成装置全体の配置を大幅に
変更しなければならないという問題もある。

【００２１】これに対して、図３及び図４に示す本発明
の方法によれば、あご部２０ａと転写前ガイド板１２ａ
との間の空間を、そのままダクト空間として利用するも
のであり、上記のような不都合を有効に改善することが
できる。

【００２２】即ち、図３及び４，特に図３の要部側断面
図を参照して、本発明方法によれば、現像ハウジング３
０の底壁のあご部２０ａの先端に、切欠きフィルム５０
を取り付け、この切欠きフィルム５０により、あご部２
０ａと転写前ガイド板１２ａとの間の感光体ドラム１側
の開放端部が閉じられる。この切欠きフィルム５０は、
図４の要部斜視図から明らかな通り、その下端に切欠き
５１が複数形成されており、この切欠き５１が吸引口と
なっている。また、あご部２０ａと転写前ガイド板１２
ａとの間の空間の他の周縁部は、一方側の側端部を除
き、シール材５２により閉じられている。即ち、一方側
の側端部のみが開放されており、この部分には、吸引ポ
ンプ或いはファン（図示せず）に通じている吸引ダクト
の吸い込み口５５が嵌め込まれ、且つ、この吸引ダクト
には、フィルター（図示せず）が設けられており、吸引
された飛散トナーや紙粉が捕獲されるようになってい
る。

【００２３】従って、本発明によれば、図３に示されて
いるように、切欠きフィルム５０とシール材５２とで区
画されている空間６０がダクト空間となり、このダクト
空間６０を介して、吸引ポンプ或いはファン等による吸
引が行われ、吸引口である切欠き５１を介して、飛散し
たトナーや紙粉の吸引捕獲が行われるわけである。

【００２４】本発明において、上述した切欠きフィルム
５０としては、ある程度腰のあるフィルムであれば、任
意のプラスチックにより形成されていてよく、また、そ
の上端があご部２０ａの先端に適当な接着剤で固定され
ていればよく、その下端を転写前ガイド板１２ａの上面
に接着剤等で固定する必要はない。即ち、該フィルム５
０がある程度腰を有していれば、ダクト空間６０の負圧
により、その下端は、きっちりと転写前ガイド板１２ａ
の上面に密着して固定されるからである。また、かかる
フィルム５０は、切欠き５１が吸引口として機能する
が、このような切欠き５１の代わりに、吸引用の開口が
形成された孔開きフィルムを用いることも可能である。
これら吸引口として機能する切欠き５１（或いは開口）
は、フィルムの全体にわたって適当な間隔で複数分布し
ていることが望ましく、これにより、感光体ドラム１や
現像スリーブ２１の軸方向の全体にわたってほぼ均一な
吸引を行うことができる。

【００２５】シール材５２としては、スポンジ片やゴム
片などの弾性片が適当である。また、シール材５２は、
通常、あご部２０或いは転写前ガイド板１２ａの何れか
一方に接着剤等で固定されていればよい。また、場合に
よっては、現像装置４及び転写前ガイド板１２ａが取り
付けられた後に、シール材５２を嵌め込むようにするこ
ともできる。

【００２６】かかる本発明において、フィルム５０に形
成されている吸引口（切欠き５１或いは開口）からの吸
引による飛散トナー乃至紙粉の吸引捕獲を有効に行うた
めには、この吸引口からの吸い込みの空気流速Ｖを、0.
０２乃至0.０８ｍ／ｓｅｃの範囲に設定することが好ま
しい。即ち、この流速があまり遅いと、飛散トナー乃至
紙粉の吸引捕獲が十分に行われず、また必要以上に速い
と、逆に正常なトナーまでをも吸引捕獲してしまうため
である。従って、吸引口の数や個々の吸引口の大きさ
は、空気流速が上記範囲内となるように設定されている
のがよく、例えば吸引口の合計面積を５×１０^−５乃至
９×１０^−５（ｍ^２）の範囲とするのがよく、更に、ダ
クト空間６０の体積Ｆを、例えば、最大でＡ３幅の画像
を形成する装置で、２００００乃至１５００００ｍ
ｍ^３、特に３００００乃至１０００００ｍｍ^３の範囲に
設定することが好ましく、最大でＡ４幅の画像を形成す
る装置において、１３０００乃至１０００００ｍｍ^３、
特に３００００乃至１０００００ｍｍ^３の範囲に設定す
ることが好ましい。

【００２７】また、図示はされていない吸引ポンプ或い
はファンの吐き出し口の面積は、前述したフィルム５０
の吸引口（切欠き５１或いは開口）の合計面積をＡ（ｍ
^２）とした時、４５×Ａ乃至１２０×Ａ（ｍ^３）、特に
７０×Ａ乃至９５×Ａ（ｍ ^３）の範囲とするのが好まし
く、吐き出し口からの空気の最大流速は、3.２乃至4.８
ｍ／ｓｅｃの範囲とすることが好適である。

【００２８】上述した本発明は、特に正帯電トナーを用
いて現像を行うシステムに特に有効である。というの
は、転写材１０から発生する紙粉は、特に負帯電し易
く、正帯電トナーを用いての現像に大きな悪影響を及ぼ
すからである。（負帯電トナーを用いて現像を行う場
合、紙粉は、正規のトナーと同極性に帯電するため、さ
ほど大きな悪影響を及ぼさず、主として逆帯電トナーや
ゼロ帯電トナーのみが悪影響を及ぼす。）

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、現像ハウジングのあご
部と転写前ガイド板との間の空間を、そのままダクト空
間として利用することにより、両者の間隙を大きくする
ことなく、飛散したトナーや紙粉を吸引捕獲することが
でき、これらのトナーや紙粉による装置内汚染が有効に
防止され、例えばカブリや画像部トナー散りなどの不都
合を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リサイクルシステムを採用した画像形成装置の
全体配置の概要を示す図。

【図２】図１の画像形成装置に適用されていた従来のト
ナー飛散防止システムの概要を示す側断面図。

【図３】図１の画像形成装置に適用される本発明方法の
概略を示す側断面図。

【図４】図３の方法を実施するための現像装置と転写前
板との組立構造の要部斜視図。

【符号の説明】

１：感光体ドラム ４：現像装置 １０：転写材 １５，１６：トナー像 ２０：現像ハウジング ２１：現像スリーブ ２０ａ：現像ハウジングあご部 １２ａ：転写前ガイド
板 ５０：切欠きフィルム ５１：切欠き ５２：シール材 ５５：吸い込み口 ６０：ダクト空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堤 真洋 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 坂田 徳幸 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 丹村 栄司 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 南條 譲 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H034 CA01 CB01 2H077 AA37 AB03 AC01 AD06 AD13 AD35 BA08 CA12 CA16 EA03 EA11 GA17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体ドラム表面に形成された静電像を
   現像してトナー像を形成するための現像装置からのトナ
   ー飛散による汚染を防止する方法において、 前記現像装置は、磁性現像剤が充填された現像ハウジン
   グと、該ハウジング内に収容され且つ感光体ドラム表面
   に対面して配置された現像剤搬送スリーブとから成り、 前記現像ハウジングの底壁の現像剤搬送スリーブの下側
   に位置するあご部と間隔を置いて転写前ガイド板が設け
   られていると共に、 前記あご部と転写前ガイド板との間の空間の周縁部にお
   いて、感光体ドラムに面する側の開放部を、前記あご部
   先端に取り付けられた孔開き乃至切欠きフィルムにより
   閉じると共に、該開放部及び一方側の側端部を除いた他
   の周縁部をシール材によりシールすると共に、シール材
   が設けられていない一方側の側端部から吸引を行うこと
   を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記シール材がスポンジ片である請求項
   １に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記現像剤として、正帯電性トナーから
   成る一成分系磁性現像剤或いは正帯電性トナーと磁性キ
   ャリヤとの混合物から成る二成分系磁性現像剤を用いる
   請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 現像により感光体ドラム表面に形成され
   たトナー像を転写した後に感光体ドラム表面に残存する
   トナーを、クリーニング装置により回収して、前記現像
   ハウジング内にリサイクルする請求項１に記載の方法。