JP2005055689A

JP2005055689A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005055689A
Application number: JP2003286682A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Koshimura; 靖越村; Junichi Koiso; 順一小磯; Kanehiro Watanabe; 兼弘渡▲辺▼
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-03-03
Also published as: US20050031370A1; US7043172B2

Abstract

【課題】飛散した現像剤による現像サクションの通気ダクトの通気口を塞ぐ状態を改善すると共に、現像サクションやその通気ダクト、通気口等を清掃し易くすることによりメンテナンス性を改善する現像手段を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像手段から飛散した現像剤を収集するための通気ダクトを有する現像サクションを設け、通気ダクトの現像手段からの通気口近傍から取り外し可能とする中継ダクトを現像サクションに設けることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等に設けられる現像手段を備える画像形成装置に関する。

近年、電子写真において資材の耐久性の向上及びメンテナンスサイクルの延長の要望が強い。また、資材（現像剤）の耐久性の延長において大きな問題は現像剤飛散である。

像担持体（感光体ドラム）に対向して設置した現像剤担持体（現像スリーブ）の回転方向の下流側から現像剤担持体の回転により、帯電量の低下した劣化した現像剤が飛散する。そのため、特許文献１に記載されているように、現像サクションの通気ダクトの通気口を形成し、現像剤飛散を、当該通気口から吸引することで、飛散した現像剤で各画像形成プロセス部材（構成要素）や転写材（用紙）を汚さなくする現像手段が提案されている。
特開平８−２２０８８２号公報

しかしながら、上記の如き現像手段を有する画像形成装置において、現像手段から飛散した現像剤が現像サクションの通気ダクト内部に堆積が多くなると通気口を塞いでしまうため、定期的に清掃することが必要となる。また、現像手段に設けられる現像サクションやその通気ダクトを清掃する場合、非常に狭い通気ダクトであるため清掃がしずらいという問題があった。

本発明は上記の不具合を解消し、飛散した現像剤による現像サクションの通気ダクトの通気口を塞ぐ状態を改善すると共に、現像サクションやその通気ダクト、通気口等を清掃し易くすることによりメンテナンス性を改善する現像手段を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、像担持体と、当該像担持体上に一様帯電する帯電手段と、当該帯電手段により帯電された像担持体に潜像を形成する画像書込手段と、前記像担持体上に形成された潜像を現像し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着装置とを有する画像形成装置において、前記現像手段から飛散した現像剤を収集するための通気ダクトを有する現像サクションを設け、前記通気ダクトの現像手段からの通気口近傍から取り外し可能とする中継ダクトを前記現像サクションに設けることを特徴とする画像形成装置によって達成される。

本発明は上記の如き構成をとることにより、飛散した現像剤による現像サクションの通気ダクトの通気口を塞ぐ状態を改善すると共に、現像サクションやその通気ダクト、通気口等を清掃し易くすることによりメンテナンス性を改善する現像手段を有する画像形成装置の提供を図るものである。

本発明によれば、飛散した現像剤による現像サクションの通気ダクトの通気口を塞ぐ状態が改善されると共に、現像サクションやその通気ダクト、通気口等が清掃し易くされることによりメンテナンス性が改善される現像手段を有する画像形成装置の提供が可能となる。

以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

（１）本発明にかかわる現像手段を備える画像形成装置について、図１にて以下に述べる。

図１によれば、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像形成装置本体ＧＨの上部に設けられる画像読取装置ＳＣとから構成される。

画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、中間転写体の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色の各カラートナー像を形成する画像形成ユニットを配置し、各画像形成ユニットの像担持体上に形成したカラートナー像を中間転写体上に多重転写して重ね合わせた後、転写材上に一括転写するものである。

図において、画像形成装置本体ＧＨの上部に配設される画像読取装置ＳＣ上に載置された原稿画像が光学系により走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれ、ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書込手段としての露光光学系３に画像データ信号を送る。

また図において、中間転写体である中間転写ベルト６の周縁部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色毎の画像形成用として４組のプロセスユニット１００がカラートナー像の形成手段として、図の矢印で示す鉛直方向の中間転写ベルト６の回転方向に対して、中間転写ベルト６に沿って垂直方向に縦列配置され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置されている。

４組のプロセスユニット１００は何れも共通した構造であり、それぞれ、像担持体である感光体ドラム１と、帯電手段としての帯電器２と、画像書込手段としての露光光学系３と、後段において詳述する現像手段としての現像器４と、像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１９０とからなっている。

像担持体である感光体ドラム１は、例えば外径が４０〜１００ｍｍ程度のアルミニウム等の金属性の部材によって形成される円筒状の基体の外周に、感光体層厚として層厚（膜厚）２０〜４０μｍ程度の有機感光体層（ＯＰＣ）の光導電層を形成したものである。感光体ドラム１は、図示しない駆動源からの動力により、導電層を接地された状態で矢印で示す方向に、例えば８０〜２８０ｍｍ／ｓ程度で、好ましくは２２０ｍｍ／ｓの線速度で回転される。

感光体ドラム１の周りには、帯電手段としての帯電器２、画像書込手段としての露光光学系３、現像手段としての現像器４を１組とした画像形成部が、図の矢印にて示す感光体ドラム１の回転方向に対して配置される。

帯電手段としての帯電器２は、感光体ドラム１の移動方向に対して直交する方向（図において紙面垂直方向）に感光体ドラム１と対峙し近接して取り付けられる。帯電器２は、感光体ドラム１の有機感光体層に対し所定の電位を与えるコロナ放電電極としての放電ワイヤを備え、トナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯電）を行い、感光体ドラム１に対し一様な電位を与える。

画像書込手段である露光光学系３は、不図示の半導体レーザ（ＬＤ）光源から発光されるレーザ光を、回転多面鏡（符号なし）により主走査方向に回転走査し、ｆθレンズ（符号なし）、反射ミラー（符号なし）等を経て感光体ドラム１上を画像信号に対応する電気信号による露光（画像書込）を行い、感光体ドラム１の表面の感光体層に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。

現像手段としての現像器４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性に帯電されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の各色の２成分現像剤をそれぞれ収容し、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ４ａを備えている。現像ローラ４ａは、突き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１と所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光体ドラム１の回転方向と順方向に回転するようになっており、現像時、現像ローラ４ａに対してトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１上の露光部に対して反転現像が行われる。当該反転現像に使用される現像剤（トナー）としはスチレンアクリル重合トナーが用いられる。また、感光体ドラム１とそれぞれの現像器４との間で飛散されたトナーは、現像サクションＧＳａを通して、排気ファンＨＦａに吸引される排気ダクトＤＨａにより、機外に排気される。

中間転写体である中間転写ベルト６は、体積抵抗率が１．０×１０⁷〜１．０×１０⁹Ω・ｃｍ程度で、表面抵抗率が１．０×１０¹⁰〜１．０×１０¹²Ω／□程度の半導電性の無端状（シームレス）の樹脂ベルト部材が用いられ、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した厚さ０．０５〜０．５ｍｍの半導電性の樹脂フィルム基体である。中間転写ベルト６の基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。中間転写ベルト６はテンションローラ６ａを含む複数のローラ部材により巻回され、鉛直方法に回動可能に支持されている。中間転写体としてはドラム状のものを用いることも可能である。

各色毎の第１の転写手段としての１次転写ローラ７は、例えばシリコンやウレタン等の発泡ゴムを用いたローラ状の導電性部材からなり、中間転写ベルト６を挟んで各色毎の感光体ドラム１に対向して設けられ、中間転写ベルト６の背面を押圧して感光体ドラム１との間に転写域を形成する。１次転写ローラ７には定電流制御によりトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流定電流が印加され、転写域に形成される転写電界によって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。

各色毎の１次転写手段としての１次転写ローラ７は、例えばシリコンやウレタン等の発泡ゴムを用いたローラ状の導電性部材からなり、中間転写ベルト６を挟んで各色毎の感光体ドラム１に対向して設けられ、中間転写ベルト６の背面を押圧して感光体ドラム１との間に転写域を形成する。１次転写ローラ７には定電流制御によりトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流定電流が印加され、転写域に形成される転写電界によって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。

画像形成工程（画像形成プロセス）について以下に説明する。

画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動によりＹの感光体ドラム１が図の矢印で示す方向へ回転され、Ｙの帯電器２によってＹの感光体ドラム１に電位が付与される。Ｙの感光体ドラム１は電位を付与された後、Ｙの露光光学系３によって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が行われ、Ｙの感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はＹの現像器４により反転現像され、Ｙの感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）のトナーからなるトナー像が形成される。Ｙの感光体ドラム１上に形成されたＹのトナー像は１次転写手段としての１次転写ローラ７により中間転写ベルト６上に転写される。

次いで、Ｍの帯電器２によってＭの感光体ドラム１に電位が付与される。Ｍの感光体ドラム１は電位を付与された後、Ｍの露光光学系３によって第１の色信号すなわちＭの画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が行われ、Ｍの感光体ドラム１上にマゼンタ（Ｍ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はＭの現像器４により反転現像され、Ｍの感光体ドラム１上にイエロー（Ｍ）のトナーからなるトナー像が形成される。Ｍの感光体ドラム１上に形成されたＭのトナー像は、１次転写手段としての１次転写ローラ７によりＹのトナー像の重ね合わせて中間転写ベルト６上に転写される。

同様のプロセスにより、Ｃの感光体ドラム１上に形成されたシアン（Ｃ）のトナーからなるトナー像と、Ｋの感光体ドラム１上に形成された黒色（Ｋ）のトナーからなるトナー像が順次中間転写ベルト６上に重ね合わせて形成され、中間転写ベルト６の周面上に、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのトナーからなる重ね合わせのカラートナー像が形成される。

転写後のそれぞれの感光体ドラム１の周面上に残ったトナーは像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１９０によりクリーニングされる。

一方、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に収容された転写材としての記録紙Ｐは、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにそれぞれ設けられる送り出しローラ２１および給紙ローラ２２Ａにより給紙され、搬送ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の電圧が印加される２次転写手段としての２次転写ローラ７Ａに搬送され、２次転写ローラ７Ａの転写域において、中間転写ベルト６上に形成された重ね合わせのカラートナー像（カラー画像）が記録紙Ｐ上に一括して転写される。

カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７の加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとにより形成される定着ニップ部ＮＡにおいて加熱加圧されて定着され、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。

また、２次転写手段としての２次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐ上にカラー画像が転写された後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、中間転写体クリーニング手段としての中間転写体クリーニング装置１９０ａにより残留トナーが除去される。

一方、２次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、中間転写体クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。

なお、上記画像形成装置の説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。

（２）次に、本発明にかかわる現像手段について、図２または図３を用いて以下に説明する。図２は、本発明にかかわる現像手段の概要断面図であり、図３は、現像手段に設けられる現像サクションの中継ダクトの分割構造を示す図である。

本発明にかかわるの現像手段としての現像器４は、図２に示すように、現像ローラ４ａを、例えば外径１００ｍｍの感光体ドラム１の感光面に対向して平行配置される。

現像器４は、２成分現像剤を収容し、感光体ドラム１の周面に対し所定の間隙を保って、現像位置において感光体ドラム１の回転方向（図２の時計方向）と逆方向（図２の時計方向）に回転する現像ローラ４ａを備えている。

現像手段としての現像器４は、以下の如く構成される。

現像器４において、１４８はトナーとキャリアとから成る２成分現像剤を収容する現像剤収容部である現像器ハウジング、４ａは内部にマグネットロール（不図示）を有する現像剤搬送体である現像ローラ、１４４は現像ローラ４ａ上の現像剤層厚を所定量に規制する磁性材から成る層厚規制手段である層厚規制部材、１４５は搬送供給ローラ、１４６，１４７は一対の撹拌スクリューである。

現像剤搬送体である現像ローラ４ａは、例えばアルミ材或いはステンレス材を用いた外径８ｍｍ〜６０ｍｍの非磁性の円筒状の部材からなり、感光体ドラム１の周面に対し、現像ローラ４ａの両端に設けられた不図示の突当コロにより所定の間隙を保って感光体ドラム１の回転（図２の時計方向回転）に対し逆方向に回転される（図２の時計方向回転）。外径が８ｍｍ以下であると、画像形成に必要な磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｎ３から成る少なくとも５極の磁極を有するマグネットロール（不図示）を形成することが不可能であり、また現像ローラ４ａの外径が６０ｍｍを越えると、現像器４が大型化する。特に、複数組の現像器４を有するカラープリンタ（図１参照）においては、現像手段の占める容積が大きくなり、感光体ドラム１の外径が増大化したり、感光体ドラム１の大型化により画像形成装置が大型化してしまう。

不図示のマグネットロールは、現像ローラ４ａに内包され、例えば複数個の磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２を交互に配し（不図示）、現像ローラ４ａと同心に固定されていて、非磁性のスリーブ周面に磁界を形成している。

層厚規制手段である層厚規制部材１４４は、例えば棒状或いは板状の磁性ステンレス材よりなり、不図示のマグネットロールのＮ極の磁極と対向し、現像ローラ４ａと所定の間隙で配置され、現像ローラ４ａの周面上に形成される２成分現像剤の層厚を安定かつ均一に規制している。特に磁性の層厚規制部材１４４を用いる本方式は、現像ローラ４ａ表面に薄い層厚の現像剤を形成するのに優れている。

搬送供給ローラ１４５は、現像ローラ４ａから剥ぎ取られた現像剤を撹拌スクリュー１４６に搬送すると共に、撹拌スクリュー１４６により撹拌された現像剤を層厚規制部材１４４へと供給する。１４５Ａは搬送供給ローラ１４５に設けられ、現像剤を搬送するための羽根部である。

撹拌スクリュー１４６及び１４７は、互いに相反する方向に等速で回転し、現像器４内のトナーと磁性キャリアとを撹拌、混合し、所定のトナー成分を均等に含有する２成分現像剤とする。

撹拌スクリュー１４７の上部で現像器ケーシング１４８の上部の天板１４８ａに開口する不図示のトナー補給口から現像器ケーシング１４８内に補給されたトナーは、互いに相反する方向に等速で回転する撹拌スクリュー１４６，１４７により現像器ケーシング１４８内に収容された現像剤と撹拌、混合されて均一なトナー濃度の現像剤となり、該現像剤が回転する搬送供給ローラ１４５により層厚規制部材１４４に搬送され、層厚規制部材１４４により所定の層厚とされ、現像ローラ４ａの外周面上に供給される。感光体ドラム１上の潜像を現像した現像剤は現像ローラ４ａより剥ぎ取られ、搬送供給ローラ１４５により再度撹拌スクリュー１４６へと搬送される。感光体ドラム１上の静電潜像が直流（ＤＣ）バイアスに必要により交流（ＡＣ）バイアスが重畳される現像バイアス電圧の印加による非接触現像法により非接触の状態で反転現像される。

また図２において、現像器４には、本発明にかかわる現像サクションＧＳａが設けられる。現像サクションＧＳａは、通気ダクトＤＴａと中継ダクトＴＤａとからなり、通気ダクトＤＴａの現像器４の下顎において現像器ケーシング１４８に現像剤の通気口ＴＫａを設ける。また当該通気口ＴＫａは、現像器４の現像ローラ４ａの開口部下流において、現像器ケーシング１４８の内側に設けられる。通気口ＴＫａに嵌合するようにして現像サクションＧＳａを設ける。また、現像サクションＧＳａの通気ダクトＤＴａの通気口ＴＫａの反対側の端部は、現像剤を吸引する排気ファンＨＦａに通じる排気ダクトＤＨａに繋がっており、通気口ＴＫａから吸引された現像剤は図に矢印で示す流路を通して現像サクションＧＳａ内を搬送される。この際、従来では前述したように、現像器４から飛散した現像剤が現像サクションＧＳａの通気ダクトＤＴａ内部に堆積が多くなると通気口ＴＫａを塞いでしまうため、定期的に清掃することが必要となっていた。また、現像器４に設けられる現像サクションＧＳａやその通気ダクトＤＴａを清掃する場合、非常に狭い通気ダクトＤＴａであるため清掃がしずらかった。

そのため、本発明は現像器４から飛散した現像剤を収集するための通気ダクトＤＴａを有する現像サクションＧＳａを設け、当接通気ダクトＤＴａの現像器４からの通気口ＴＫａ近傍から取り外し可能とする中継ダクトＴＤａを、現像サクションＧＳａに設けるものであるり、現像サクションＧＳａの中間部に屈折した形状の中継ダクトＴＤａを設けるものである。通気口ＴＫａの近傍にて中継ダクトＴＤａを屈折させることにより通気口ＴＫａに近いところで乱流が発生され、飛散現像剤が中継ダクトＴＤａの屈曲部およびその底部に溜まりやすくなる。また、中継ダクトＴＤａには、飛散した現像剤が通気口ＴＫａから流路を通して堆積するように、図に示すように、凹構造の部分を設ける。この凹構造の部分を設けることにより、通気口ＴＫａが塞がれないようにされる。このため、従来現像サクションＧＳａと排気ダクトＤＨａとに跨って堆積していて清掃がしずらかったた、現像剤の清掃が容易となった。また図に示すように、現像サクションＧＳａの屈折部において現像剤溜まり部として中継ダクトＴＤａを設けたので、現像剤が体積しても現像サクションＧＳａの通気性が損なわれないようになった。さらに図３に示すように、中継ダクトＴＤａは上側中継ダクトＴＤａ１と下側中継ダクトＴＤａ２との２分割構造として、開口可能・かつ取り外し可能とし、堆積した現像剤が清掃しやすいようにした。下側中継ダクトＴＤａ２に堆積した現像剤は容易に清掃可能とされる。これにより、メンテナンス性が高く、また、現像剤の体積により通気口ＴＫａとしての性能が損なわないようになった。また、中継ダクトＴＤａを分割可能とし、中継ダクトＴＤａを分割させることにより、中継ダクトＴＤａに堆積した現像剤を清掃可能とした。これにより、現像サクションＧＳａおよび排気ダクトＤＨａのメンテナンス性が一層高くなった。

上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、飛散した現像剤による現像サクションの通気ダクトの通気口を塞ぐ状態が改善されると共に、現像サクションやその通気ダクト、通気口等が清掃し易くされることによりメンテナンス性が改善される現像手段を有する画像形成装置が得られる。

本発明にかかわる現像手段を備えるカラー画像形成装置の一実施の形態の要部断面構成図である。本発明にかかわる現像手段の概要断面図である。現像手段に設けられる現像サクションの中継ダクトの分割構造を示す図である。

符号の説明

１感光体ドラム
２帯電器
３露光光学系
４現像器
４ａ現像ローラ
６中間転写ベルト
７１次転写ローラ
７Ａ２次転写ローラ
１７定着装置
１００プロセスユニット
ＤＨａ排気ダクト
ＤＴａ通気ダクト
ＧＳａ現像サクション
ＴＤａ中継ダクト
ＴＤａ１上側中継ダクト
ＴＤａ２下側中継ダクト
ＴＫａ通気口
Ｐ記録紙

Claims

像担持体と、当該像担持体上に一様帯電する帯電手段と、当該帯電手段により帯電された像担持体に潜像を形成する画像書込手段と、前記像担持体上に形成された潜像を現像し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着装置とを有する画像形成装置において、
前記現像手段から飛散した現像剤を収集するための通気ダクトを有する現像サクションを設け、前記通気ダクトの現像手段からの通気口近傍から取り外し可能とする中継ダクトを前記現像サクションに設けることを特徴とする画像形成装置。
前記中継ダクトは屈折した形状であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記中継ダクトにおいて、飛散した現像剤が堆積することにより通気口を塞がないような凹構造を設けることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記中継ダクトは分割可能であり、分割させることにより堆積した現像剤を清掃可能とすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。