JP2005316064A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パッチ検知センサのトナー汚れ防止とポスト帯電器のエアフロー性能確保の両立を図る画像形成装置を提供する。
【解決手段】 回転する感光体ドラムに現像器によってトナー像を現像して画像を形成する画像形成装置において、感光体ドラム１上のトナー像のトナー荷電量を選択的に制御するためのポスト帯電器21と、感光体ドラム１上のトナー像の濃度を検知するために、前記ポスト帯電器21よりも感光体ドラム１の回転方向下流側に配置されたパッチ検知センサ22とを有し、ポスト帯電器21の内部にエアフロー経路を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置や静電記録方式の画像形成装置に関する。

今日、電子写真画像形成装置もカラー画像形成可能なものが多くなっている。その中に１つの感光体ドラムにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を順次形成するとともに、そのトナー像を中間転写ベルトに順次重畳転写することでカラー画像を形成する、いわゆる１ドラム中間転写ベルト方式のカラー画像装置がある。

上記１ドラム中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置では、各色のトナーの荷電量に差があると、記録材にトナー像を転写する二次転写工程においてトナーの転写が均一になされず、画像不良が発生するという可能性がある。

これを防止するために感光体ドラムに対向してポスト帯電器を設け、一次転写工程の前にトナー像のトナー荷電量を制御し、中間転写ベルト上にて各色のトナーの荷電量を揃え、上記の不具合の発生を防いでいる。

また、前記カラー画像形成装置にはトナー濃度検知手段が設けられている。このトナー濃度検知手段は、感光体ドラム上のトナー像のトナー濃度を検知するもので、以下の２つの役割を負う。

一つは、所定の潜像に対してどれだけ現像するかを検知するもので、現像器の現像能力の制御に使用する。２成分現像の場合は、トナーとキャリアの混合比が現像能力に大きくかかわるため、現像器に対するトナー補給にフィードバックするのが一般的である。もう一つは、出力画像の諧調制御に使用する。複数の諧調の異なる潜像を与え、トナー像を形成してその濃度を検知し、ルックアップテーブル等の諧調制御に関わる制御因子にフィードバックをかけるものである。

通常、濃度検知用のトナー像はパッチ状の面積の狭い画像を使用しているため、トナー濃度検知センサを、パッチ検知センサと呼ぶ場合がある。このトナー濃度検知センサ（以下「パッチ検知センサ」という）は、光学式のセンサであるため、センサ表面がトナーで汚れると、正しくトナー濃度を測ることができない。

この問題の解決のために、感光体ドラムとパッチ検知センサとの間を遮断するシャッタを設ける提案がなされている（特許文献１参照）。また、シャッタの裏面にブラシ等の清掃部材を設け、センサ表面に付着したトナーを捕集することでセンサ汚れを防止する方法が知られている。

特開平１−３０９０８２号公報

しかしながら、従来の構成は、以下に述べる課題を有している。つまり、装置の全体構成の都合で、パッチ検知センサを現像器の下方に配設した場合で、なおかつ色味変化の防止のために、諧調制御用のパッチを頻繁に打つ場合は、シャッタを設けても、そのシャッタは殆ど開放していなければならず、センサのトナー汚れが懸念される。このため、現像器の下方に、飛散トナー回収用にエアフロー経路を設けることが考えられる。

一方、ポスト帯電器よりのオゾン排出のために、帯電器用のエアフロー経路が必要であるが、上記のように飛散トナーの回収用にエアフロー経路を設けた場合、帯電器用のエアフロー量の低下が懸念される。そして、そのエアフロー量の低下を防ぐために、排気ファンの性能（風量、圧）をアップした場合は、騒音とのトレイドオフになることが懸念される。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナー濃度検知手段のトナー汚れ防止とポスト帯電手段のエアフロー性能確保の両立を図る画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、回転する像担持体に現像手段によってトナー像を現像して画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体上のトナー像のトナー荷電量を選択的に制御するためのポスト帯電手段と、前記像担持体上のトナー像の濃度を検知するために、前記ポスト帯電手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置されたトナー濃度検知手段とを有し、前記ポスト帯電手段の内部にエアフロー経路を設けたことを特徴とする。

本発明はトナー濃度検知手段よりも上流にあるポスト帯電手段の内部設けたエアフロー経路から吸引することで、ポスト帯電手段におけるオゾンの排出とともに飛散トナーの回収がなされ、それよりも下流にあるトナー濃度検知手段のトナー汚れを抑制できる。

また、飛散トナーの回収のために、新たにエアフロー経路を追加する必要がないため、ポスト帯電手段よりのオゾン排出性能の確保を、排気ファンの性能アップすることなしに行うことが可能となる。

〔第１実施形態〕
次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、図１はポスト帯電手段及びトナー濃度検知手段の配置説明図であり、図２はポスト帯電手段のエアフロー経路説明図、図３は画像形成装置の断面説明図である。

｛画像形成装置の全体構成｝
まず、図３を参照して第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。本実施形態の画像形成装置は、１ドラム中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置の断面図である。

像担持体である感光体ドラム１は、回動自在に設けられており、その上方には一次帯電器２が配置され、感光体ドラム表面を一様に帯電する。書き込み手段であるレーザーユニット３は、画像信号に応じて感光体ドラム１表面を選択的に露光し、静電潜像が形成される。

感光体ドラム１の左方にある現像装置４は、静電潜像をトナーにより顕像化するものである。現像装置４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを備える４個の現像手段としての現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを備える。これら各現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは回転可能なロータリ５に搭載され、画像形成に応じてロータリ５が回転してそれぞれの現像器が感光体ドラム１に順次対向し、各色トナー像の現像を行う。

前記感光体ドラム１の下方には、中間転写体である中間転写ベルト６が駆動ローラ７ａ、従動ローラ７ｂ、一次転写ローラ８、二次転写内ローラ９に張架されて回転可能に設けられている。そして、各色の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにより顕像化されたトナー像を、一次転写ローラ８へのバイアス印加によって一次転写部Ｔ1にて順次転写することで、中間転写ベルト６の表面には多重転写されたトナー像が得られる。

記録材Ｐは、給送カセット10から搬送手段を構成する給送ローラ11、分離ローラ対12、搬送ローラ対13、レジストローラ対14へ給送される。そして、レジストローラ対14にて待機していた記録材Ｐは、中間転写ベルト６上のトナー像と同期をとって、二次転写部Ｔ2へ送り込まれる。

二次転写手段である二次転写ローラ15は、中間転写ベルト６に対し接離自在に構成されており、中間転写ベルト６にて多重転写工程が行なわれている際は離間し、二次転写工程を行う際は当接する。そして中間転写ベルト６上のトナー像は二次転写ローラ15へのバイアス印加によって二次転写部Ｔ2にて記録材Ｐ上に転写される。

そして、記録材上に担持されたトナー像は、定着装置16による熱と圧力により、記録材Ｐに定着され、記録材は排出ローラ対17により排出ぶへ排出される。

一方、感光体ドラム１にはドラムクリーナ18、中間転写ベルト６には転写クリーナ19が備えられる。これらは、ともにブレードクリーニング方式である。ドラムクリーナ18は、一次転写工程にて感光体上に残留した未転写トナーのクリーニングを行う。転写クリーナ19は、中間転写ベルト６に対し接離自在に構成され、二次転写工程にて中間転写ベルト６上に残留した未転写トナーのクリーニングを行う。

なお、本実施形態の画像形成装置は現像装置４に対して感光体ドラムの回転方向下流側（以下、単に「下流側」という）に、ポスト帯電手段であるポスト帯電器21が配設され、さらにその下流側にはトナー濃度検知手段であるパッチ検知センサ22が配設されている。

｛ポスト帯電器とトナー濃度検知｝
次に図１及び図２を参照してポスト帯電器21とパッチ検知センサ22とについて説明する。図１に示すように、現像装置４の下流にはポスト帯電器21が配設されている。このポスト帯電器21は感光体ドラム１上のトナー像のトナー荷電量を制御するものである。

例えば、イエロー、マゼンタ、シアンのカラートナーとブラックトナーとでトナー材質が相違し、トナーの荷電量が異なる場合がある。その場合、感光体ドラム１にブラックトナー像が現像されたときのみ、その下流側に配置されたポスト帯電器21によって高圧を印加し、ブラックトナーの荷電量を制御して前記カラートナーの荷電量と等しくすることがある。これにより、記録材にトナー像を転写する二次転写工程にてトナーの転写が均一になされ、画像不良の発生が防止されることになる。

前記ポスト帯電器21は、図１に示すように、帯電線21ａの三方を囲み、感光体ドラム１と対向した部分に開口部を有する金属製のシールド部材21ｂを設けたコロナ帯電器である。

また、ポスト帯電器21の下流側であって一次転写部Ｔ1よりも感光体ドラム１の回転方向上流側（以下、単に「上流側」という）には、感光体ドラム１に形成されたトナー像の濃度を検知するトナー濃度検知手段となるパッチ検知センサ22が配設されている。このパッチ検知センサ22は、感光体ドラム１上のトナー像のトナー濃度を検知するもので、現像装置４に対するトナー補給制御と、出力画像の諧調制御に使用される。

パッチ検知センサ22は、光学式のセンサであるため、感光体ドラム１と対向したセンサ表面22ａがトナーで汚れると、正しくトナー濃度を測ることができない。そこで、センサ汚れの防止のために、センサ表面22ａを開閉可能なシャッタ23を設け、必要のない時はできる限りセンサ表面22ａをシャッタ23によって閉めるようにしている。また、シャッタ23の裏面に、清掃部材としてブラシ24を設け、トナーを捕集することで、センサ表面22ａの清掃を行っている。

しかしながら、ブラシ24のトナー捕集能力には限度があるため、交換部品に設定するものであるが、センサ表面22ａに大量の飛散トナーが来る場合は、ブラシの交換間隔を短く設定しなければならず煩わしい。特に、本実施形態の画像形成装置のようにセンサ表面22ａが感光体ドラム１の回転中心１ａよりも鉛直方向下方に位置する場合には、飛散して落下するトナーが付着し易い。

従って、上記したセンサ汚れ防止機構も大切であるが、センサ表面22ａに飛散トナーが来ないようにすることが重要である。そのため、本実施形態の装置では、以下に述べるように、ポスト帯電器21の内部にエアフロー経路を設けている。

｛ポスト帯電器のエアフロー｝
本実施形態の画像形成装置は、図１及び図２に示すように、ポスト帯電器21の下部にエアダクト31が設けられている。図１の矢印で示す経路は、ポスト帯電器21のエアフロー経路を示すものである。このようにエアダクト31を設けたために、ポスト帯電器21のシールド部材21ｂの開口部よりポスト帯電器21の内部を経由して、エアダクト31内にエアが吸引可能となっている。

そして、図２に示すように、画像形成装置の装置本体40には、ポスト帯電器21のエアダクト31と連通するエアダクト35が設けられている。そして、前記エアダクト35には排気ファン32とともに、オゾンフィルター33、トナーフィルター34が設けられ、排気ファン32の駆動によってポスト帯電器21周辺のエアは、オゾンフィルター33とトナーフィルター34を介して機外に排気されるように構成されている。

このため、ポスト帯電器21のコロナ放電により発生するオゾンと、現像装置４付近で発生する飛散トナーは、シールド部材21ｂの開口部から前記エアフロー経路を介して排気され、オゾンフィルター33及びトナーフィルター34にて回収される。

上記したように、パッチ検知センサ22よりも上流にあるポスト帯電器21の部位にて飛散トナーの回収を行うため、パッチ検知センサ22付近での飛散トナーは少なくなり、センサ表面22ａのトナー汚れが大幅に軽減する。

また、前記飛散トナーを回収するために、特別なエアフローを追加設置していない。このため、ポスト帯電器21からのオゾン排出性能の確保を、排気ファンの性能（風量、圧）をアップすることなしに行うことが可能となる。

ここで、本実施形態の画像形成装置は前記飛散トナーの回収を効率良く行うために以下のように構成している。

図１に示すように、パッチ検知センサ22のセンサ表面22ａと感光体ドラム１の距離Ｌ1は、隣接するポスト帯電器21の下流側のシールド板21ｂ1と感光体ドラム１の距離Ｌ2よりも大きくなるよう設定している（Ｌ2＜Ｌ1）。換言すると、ポスト帯電器21の下流側シールド板21ｂ1の先端の方が、パッチ検知センサ22のセンサ表面22ａよりも感光体ドラム１に近くなるように構成している。

これにより、パッチ検知センサ22より見て、シールド板21ｂ1が遮蔽物となるため、パッチ検知センサ22のセンサ表面22ａに飛散トナーが行き難くなり、センサ表面22ａの汚れ防止効果が高くなる。

また、ポスト帯電器21の上流側シールド板21ｂ2と感光体ドラム１の距離Ｌ3は、下流側シールド板21ｂ1と感光体ドラム１の距離Ｌ2よりも大きくなるように構成している（Ｌ2＜Ｌ3）。これにより、ポスト帯電器21のシールド部材21ｂが形成する開口部の上流側より吸引するエアフロー量が、開口部下流側より吸引するエアフロー量よりも大きくなり、現像装置４の周辺で飛散するトナーをより効果的に回収可能となる。

従って、本実施形態の画像形成装置にあっては、トナー濃度検知手段としてのパッチ検知センサ22のトナー汚れ防止と、ポスト帯電器21よりのオゾン排出性能確保の両立が図られ、良好な画像形成動作を長期にわたって維持することが可能となる。

そして、１ドラム中間転写ベルト方式の画像形成装置において、部材配置の都合からパッチ検知センサ22が感光体ドラム１の下方に配置されてセンサ表面22ａに飛散トナーが付着し易い位置にあったとしても、センサ表面22ａのトナー汚れ防止とオゾン排出性能の確保の両立がなし得る。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では１ドラム中間転写ベルト方式の画像形成装置について説明したが、必ずしも中間転写ベルトを用いる構成でなくてもよい。例えば、感光体ドラムに対して記録材を循環搬送可能に構成し、感光体ドラムに各色トナー像を順次形成し、そのトナー像を循環する記録材に順次重畳転写することでカラー画像を得る画像形成装置であっても、前記エアフロー経路を有するポスト帯電器21とパッチ検知センサ22とを配置することで、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

ポスト帯電手段及びトナー濃度検知手段の配置説明図である。 ポスト帯電手段のエアフロー経路説明図である。 画像形成装置の断面説明図である。

符号の説明

Ｐ …記録材
Ｔ1 …一次転写部
Ｔ2 …二次転写部
１ …感光体ドラム
１ａ …回転中心
２ …一次帯電器
３ …レーザーユニット
４ …現像装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ …現像器
５ …ロータリ
６ …中間転写ベルト
７ａ …駆動ローラ
７ｂ …従動ローラ
８ …一次転写ローラ
９ …二次転写内ローラ
10 …給送カセット
11 …給送ローラ
12 …分離ローラ対
13 …搬送ローラ対
14 …レジストローラ対
15 …二次転写ローラ
16 …定着装置
17 …排出ローラ対
18 …ドラムクリーナ
19 …転写クリーナ
21 …ポスト帯電器
21ａ …帯電線
21ｂ …シールド部材
21ｂ1 …下流側シールド板
21ｂ2 …上流側シールド板
22 …パッチ検知センサ
22ａ …センサ表面
23 …シャッタ
24 …ブラシ
31 …エアダクト
32 …排気ファン
33 …オゾンフィルター
34 …トナーフィルター
35 …エアダクト
40 …装置本体

Claims (5)

1. 回転する像担持体に現像手段によってトナー像を現像して画像を形成する画像形成装置において、
   前記像担持体上のトナー像のトナー荷電量を選択的に制御するためのポスト帯電手段と、
   前記像担持体上のトナー像の濃度を検知するために、前記ポスト帯電手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置されたトナー濃度検知手段と、
   を有し、
   前記ポスト帯電手段の内部にエアフロー経路を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー濃度検知手段における検知面と前記像担持体との距離は、前記ポスト帯電手段のシールド部材と前記像担持体の距離よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ポスト帯電手段は、前記像担持体の回転方向上流側及び下流側にシールド部材を有し、前記像担持体と前記上流側シールド部材との距離は前記像担持体と前記下流側シールド部材との距離よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー濃度検知手段は前記像担持体の回転中心よりも鉛直方向下側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置は、１個の像担持体に複数の現像手段が対向可能であり、前記複数の現像手段により前記像担持体に順次形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、該一次転写像を記録材に二次転写して画像を形成する画像形成装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。

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