JP2006113095A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤担持体両端部近傍からのトナー飛散を効果的に防止する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像装置本体の現像剤担持体開口部の現像剤担持体軸方向の両端部近傍で現像剤担持体回転方向下流側に穿設した飛散トナー吸引口１４０Ｄと、飛散トナー吸引口に接続する吸引手段と、飛散トナー吸引口より現像剤担持体回転方向上流側において現像剤担持体の表面に軽接触する第１のシール部材１４８と、を備え、シール部材は現像剤担持体１４１の軸方向の両端部間の長さより短く、且つ、飛散トナー吸引口を塞ぐ長さである画像形成装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は電子写真方式を用いた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、現像装置から飛散するトナーの吸引手段を改良した画像形成装置に関する。

電子写真方式により画像を形成する画像形成装置は一般に粉体状のトナーを用いて現像し、画像を形成する。

粉体状のトナーを用いる現像プロセスにおいては、トナーの飛散に対する対策が必要である場合が多く、多くの電子写真方式画像形成装置では、トナーの飛散が発生し易い箇所をシールするシール手段、または、現像装置から飛散するトナーを吸引する吸引手段が設けられている。

従来、開示されている技術としては、シール手段を用いて現像領域両端部をシールする技術（例えば、特許文献１）、吸引手段を用いて、現像剤担持体である現像ローラの開口部下流側で吸引したトナーを現像ローラの軸方向に排出する技術（例えば、特許文献２）、現像ハウジングの構成を二重とし、磁気ブラシに対応する部分に壁を設けて摺擦させ、磁気ブラシ間に進入するトナーを吸引して取り除く技術（例えば、特許文献３）がある。
特開平１０−４８９４９号公報 特開２００１−１１７３６３号公報 特開平４−３５５４８１号公報

特許文献１に記載された技術では、現像ローラに摺擦されるシール部材の耐久性と、シール部材の密封の程度が問題となり、特許文献２及び特許文献３に記載された技術では、トナーと共にキャリアまで吸引してしまうという問題、及び、吸引の開口部が軸方向に長くなるために吸引装置及び動力を大きくする必要があり、それに伴って、設置スペース、消費電力、及び騒音が大きくなるという問題がある。

特に、現像ローラの近傍に設けられる吸引の開口部においては、現像ローラ両端近傍の非着磁領域があるため、キャリアが飛散しやすく、それに伴ってトナーも飛散し易い状況にある。また、現像ローラ回転により発生する気流が現像ハウジング内を回流して現像ローラ両端部近傍から現像ハウジング外に吹き出すという現象が起きやすいため、現像ローラ両端部近傍において、トナー飛散及びキャリア飛散が発生し易い。この問題に対して、特許文献２及び特許文献３では特に効果的な対策を講じていない。

本発明は、従来のトナー飛散防止技術における上記のような問題を解決し、簡単な構成でありながら、現像剤担持体両端部近傍及び中央部付近からのトナー飛散を効果的に防止する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、下記の構成により達成することが出来る。

請求項１に記載の画像形成装置は、表面に静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体に対向して配設され、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像装置と、を有する画像形成装置であって、前記現像装置は、磁性現像剤を収容する現像装置本体と、前記磁性現像剤により形成される磁気ブラシを表面に担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に設けられ前記現像剤担持体の表面に着磁領域を形成する磁界発生手段と、前記現像装置本体の現像剤担持体開口部の現像剤担持体軸方向の両端部近傍で前記現像剤担持体開口部より前記現像剤担持体の回転方向下流側に穿設した飛散トナー吸引口と、前記飛散トナー吸引口に接続する吸引手段と、前記飛散トナー吸引口より前記現像剤担持体の回転方向上流側において前記現像剤担持体の表面に軽接触するシール部材と、を備え、前記シール部材は前記現像剤担持体の軸方向両端部間の長さより短く、且つ、前記現像剤担持体軸方向の両端部近傍に穿設した前記飛散トナー吸引口を塞ぐ長さであることを特徴とするものである。

請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記シール部材は導電性部材より成り、前記現像剤担持体と同電位であることを特徴とするものである。

請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記現像装置本体の現像剤担持体開口部は上方に開いた形状をなし、前記シール部材の先端部は前記現像剤担持体に接触する側が低くなるように傾斜して配置されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記シール部材の両端部は、前記現像装置本体の内壁面から５ｍｍ以上の距離に有り、且つ前記飛散トナー吸引口の少なくとも一部を覆う範囲に設定したことを特徴とするものである。

請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記シール部材の前記現像剤担持体の回転方向上流側に、前記現像装置本体の前記現像剤担持体軸方向両端部近傍に穿設された二箇所の前記飛散トナー吸引口間の距離より長いトナー噴出防止用の第２のシール部材を設けたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明により、簡単な構成でありながら、現像剤担持体の端部近傍からのトナー飛散を効果的に防止することができる。また、飛散トナーの吸引口は飛散トナーが集中する現像剤担持体端部の着磁領域の外側に限定して配設するため、小サイズのもので良く、ダクトも小さくて済むため場所を取らず、ファンも容量の小さなものが用いられるため、消費電力も少なくて済む。更に、飛散トナー吸引口より現像剤担持体回転方向上流側において現像剤担持体の表面に軽接触するシール部材は現像剤担持体の軸方向の両端部間の長さより短く、且つ、現像剤担持体軸方向の両端部近傍に穿設した飛散トナー吸引口を塞ぐ長さに設定する事により、現像剤担持体両端部近傍からのトナー飛散をより確実に防止することができ、バランスの良い飛散トナーの吸引が可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、シール部材を導電性により形成し、現像剤担持体と同電位にする事により、電荷を有する飛散トナーがシール部材に付着して堆積する事が防止される。

請求項３に記載の発明によれば、現像装置本体の現像剤担持体開口部は上方に開いた形状をなし、シール部材の先端部は前記現像剤担持体に接触する側が低くなるように傾斜して配置されているから、シール部材に付着したトナーは、シール部材に沿って自重により落下し、現像装置本体内に回収される。

請求項４に記載の発明によれば、シール部材の両端部は、現像装置本体の内壁面から５ｍｍ以上の距離に有り、且つ飛散トナー吸引口の少なくとも一部を覆う範囲に設定した事により、浮遊トナーが確実に吸引される。

請求項５に記載の発明によれば、シール部材の現像剤担持体の回転方向上流側に、現像装置本体の現像剤担持体の軸方向両端部近傍に穿設された二箇所の飛散トナー吸引口間の距離より長いトナー噴出防止用の第２のシール部材を設けたことにより、現像装置本体の現像剤担持体開口部における浮遊トナーの噴出が確実に防止される。

次に、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成図である。

図示の画像形成装置本体Ａは、画像形成部１、画像処理部２、画像書込手段３、給紙部４、定着装置５、排紙部６、両面コピーのための再搬送手段７から構成されている。

画像形成装置本体Ａの上部には、画像読取装置ＳＣと自動原稿送り装置ＤＦが搭載されている。

自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に第１面を上向きにして載置された原稿ｄは、矢印方向に搬送され画像読取装置ＳＣの光学系により原稿の片面又は両面の画像が読みとられ、ＣＣＤイメージセンサＣＩに読み込まれる。

ＣＣＤイメージセンサＣＩにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部２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３に信号を送る。

画像書込手段３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部１の像担持体に照射され、潜像を形成する。画像形成部１においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われ、給紙部４から搬送された用紙Ｓに画像が転写される。画像を担持した用紙Ｓは、定着装置５により定着され、排紙部６から排紙トレイ６Ｃに排出される。或いは排紙路切替板６Ａにより再搬送手段７に送り込まれた片面画像処理済みの用紙Ｓは、再び画像形成部１において両面画像処理された後、排紙部６の排紙ローラ６Ｂにより排紙トレイ６Ｃに排出される。

画像形成装置本体Ａ内の右寄り側には、画像形成部１を中央にして、画像形成装置本体Ａの高さ方向下方に給紙部４の給紙カセット４Ａが、上方に定着装置５と排紙部６が設けられている。この垂直配列構成により、ほぼ垂直方向の用紙搬送路Ｒ１が形成される。給紙カセット４Ａから送り出された用紙Ｓは、この垂直上方の用紙搬送路Ｒ１に沿って搬送されて画像形成装置本体Ａ外に排出される。

この垂直方向用紙搬送路Ｒ１にほぼ平行して、再搬送手段７による用紙搬送路Ｒ２が形成されている。上記の垂直方向の用紙搬送路Ｒ１，Ｒ２を形成することにより、給紙カセット４Ａから排紙部６に至る最短距離の用紙搬送路が構成される。

図２は、本発明の実施の形態を適用する画像形成装置の要部断面図である。

画像形成部１は、像担持体１１の周囲に配置された帯電手段１２、画像書込手段３の画像露光部、現像装置１４、転写手段１５、分離手段１６、分離爪１７、クリーニング手段１８等から構成されている。

像担持体１１は、ＯＰＣ，Ｓｅ等の光導電性層を有する感光体ドラムであり、矢印方向に駆動回転される。帯電手段１２はコロナ帯電器で構成され、像担持体１１の表面を一様に帯電する。画像書込手段３はレーザー光源と光偏向手段とから成り、像担持体１１上に光像を照射して静電潜像を形成する。現像装置１４は、像担持体１１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。レジストローラ対４Ｂは、給紙部４から給送される用紙Ｓを、像担持体１１上の静電潜像形成に同期して転写位置へ送り込む。転写手段１５は転写用コロナ放電器であり、像担持体１１上のトナー像を用紙Ｓに転写する。分離手段１６は分離用のコロナ放電器であり、転写後の用紙Ｓを像担持体１１の表面から剥離する。分離爪１７の先端部は、像担持体１１の表面に圧接して、像担持体１１上に付着した用紙Ｓを剥離する。クリーニング手段１８は、転写手段１５により転写した後の像担持体１１上に残留している残留トナーを除去する。１９Ａは帯電前除電手段、１９Ｂは転写同時露光手段である。

［現像装置］
図３（ａ）は本発明の実施の形態に係る現像装置１４の断面図、図３（ｂ）は現像装置１４の部分拡大断面図、図４は上カバー１４０Ｂを外した状態の現像装置１４の平面図、図５は現像装置１４の斜視図である。

現像装置１４は、現像装置本体１４０Ａ、上カバー１４０Ｂ、現像剤担持体１４１、固定磁石１４２、層厚規制部材１４３、回転パドル１４４、撹拌搬送スクリュー１４５Ａ，、１４５Ｂ等から構成されている。

現像剤担持体１４１は、内部に磁界発生手段である固定磁石１４２を有し、矢示方向に回転する。相互摩擦によって帯電し、キャリアの周りにトナーが付着した状態となった現像剤は、固定磁石１４２の磁力によって形成される現像剤担持体１４１表面の着磁領域Ｍの範囲に付着して所謂磁気ブラシを形成し、層厚規制部材１４３によって現像剤の層厚が規制されて像担持体１１と対向した現像領域へと搬送されて現像が行われる。

現像装置本体１４０Ａ内には、１対の撹拌搬送スクリュー１４５Ａ，１４５Ｂと、回転パドル１４４とが回転可能に支持され、新たに供給されるトナーを現像装置本体１４０Ａ内の現像剤と混合・撹拌しながら現像剤担持体１４１へ搬送する。撹拌搬送スクリュー１４５Ａ，１４５Ｂは共に棒状のスクリュー部材である。撹拌搬送スクリュー１４５Ａは図４に示す矢印方向Ｈ１に、撹拌搬送スクリュー１４５Ｂは矢印方向Ｈ２に現像剤を撹拌しながら搬送する。供給されるトナーは撹拌搬送スクリュー１４５Ａ，１４５Ｂによって巡回する現像剤上に落下し、混合・撹拌されて回転パドル１４４方向へと排出される。排出されたトナーと混合・撹拌状態にある現像剤は、水車形状の回転パドル１４４によって更に撹拌され、現像剤担持体１４１へ供給される。

現像剤担持体１４１上に担持された現像剤は、層厚規制部材１４３によって所定の現像剤層厚に規制された後、像担持体１１と現像剤担持体１４１とが対向する現像領域に搬送される。

［機内汚れ防止手段］
現像剤担持体１４１の表面に対して平行に隣接して対峙する現像装置本体１４０Ａの前壁面１４０Ｃには、現像剤担持体１４１の両端部近傍（着磁領域Ｍの外側）に、飛散トナー吸引口１４０Ｄが形成されている。飛散トナー吸引口１４０Ｄは、ダクト１４６とファンモータ１４７から成る吸引手段に接続している。

像担持体１１と現像剤担持体１４１とが対向する現像領域において発生する飛散トナーは、２つの飛散トナー吸引口１４０Ｄから吸引され、ダクト１４６内を通過してファン１４７によって装置外に排出される。

現像装置本体１４０Ａの飛散トナー吸引口１４０Ｄより現像剤担持体回転方向上流側には、第１のシール部材（シール部材）１４８の基部が現像装置本体１４０Ａの内壁の一部に固定配置されている。第１のシール部材１４８の自由端は現像剤担持体１４１の表面に軽接触して、飛散トナー吸引口１４０Ｄの近傍を遮蔽している。

第１のシール部材１４８は、カーボン等の導電材料を含有する樹脂材をフィルム状の薄板に形成した弾性材、或いはフィルム状の薄板から成る樹脂材に導電性被膜を形成した弾性材であり、第１のシール部材１４８の先端部が軽接触する現像剤担持体１４１の表面を損傷させる事はない。

また、導電材料から成る第１のシール部材１４８は、現像剤担持体１４１と同電位に保持されているから、電荷を有する飛散トナーが付着して堆積する事を防止している。

現像装置本体１４０Ａの現像剤担持体開口部は上方に開いた形状をなし、第１のシール部材１４８の先端部は現像剤担持体１４１に接触する側が低くなるように傾斜して配置されている。これにより、第１のシール部材１４８に付着したトナーは、第１のシール部材１４８に沿って自重により落下し、現像装置本体１４０Ａ内に回収される。

図６（ａ）は、現像装置１４の第１のシール部材１４８近傍の部分断面図である。

第１のシール部材１４８は、現像剤担持体１４１の軸方向の両端部間の長さより短く、且つ、第１のシール部材１４８の両端部は、現像装置本体１４０Ａの内壁面１４０Ｅから５ｍｍ以上の距離にあり、且つ飛散トナー吸引口１４０Ｄの少なくとも一部を覆う範囲に設定した事により、浮遊トナーが確実に吸引される。

表１は、現像装置本体１４０Ａの内壁面１４０Ｅと、第１のシール部材１４８の端部との間の距離Ｄとが、トナー噴出に影響する関係を示す実験結果を示す。

距離Ｄが５ｍｍ以上の場合、トナー噴出がなく、良好な結果が得られた。距離Ｄが４ｍｍ以下で、第１のシール部材１４８の端部が現像装置本体１４０Ａの内壁に近接する程、トナー噴出が多くなる傾向である。

図６（ｂ）は、現像装置１４の第２のシール部材１４９近傍の部分断面図である。

第１のシール部材１４８の現像剤担持体回転方向上流側で、現像剤担持体開口部近傍の現像装置本体１４０Ａのほぼ水平な壁面にトナー噴出防止用の第２のシール部材１４９を貼着固定した。第２のシール部材１４９は、現像装置本体１４０Ａの現像剤担持体軸方向の両端部近傍に穿設された二箇所の飛散トナー吸引口１４０Ｄの端面間の距離より長く設定した。第２のシール部材１４９の自由端は現像剤担持体１４１の外周面に近接している。これにより、現像装置本体の現像剤担持体開口部における浮遊トナーの噴出が確実に防止される。

上述した本発明の画像形成装置により、飛散したトナー等は、吸引手段、第１のシール部材１４８、第２のシール部材１４９、吸引手段１４７によって吸引捕集する事ができ、飛散トナー等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問題も有効に防止する事ができる。

本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成図。 本発明の実施の形態を適用する画像形成装置の要部断面図。 本発明の実施の形態に係る現像装置の断面図及び部分拡大断面図。 上カバーを外した状態の現像装置の平面図。 現像装置の斜視図。 現像装置の第１のシール部材近傍の部分断面図、及び現像装置の第２のシール部材近傍の部分断面図。

符号の説明

１１ 像担持体
１４ 現像装置
１４０Ａ 現像装置本体
１４０Ｂ 上カバー
１４０Ｃ 前壁面
１４０Ｄ 飛散トナー吸引口
１４０Ｅ 内壁面
１４１ 現像剤担持体
１４２ 固定磁石
１４３ 層厚規制部材
１４６ ダクト
１４７ ファンモータ（吸引手段）
１４８ 第１のシール部材（シール部材）
１４９ 第２のシール部材

Claims (5)

1. 表面に静電潜像を形成する像担持体と、
   該像担持体に対向して配設され、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像装置と、を有する画像形成装置であって、
   前記現像装置は、磁性現像剤を収容する現像装置本体と、
   前記磁性現像剤により形成される磁気ブラシを表面に担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の内部に設けられ前記現像剤担持体の表面に着磁領域を形成する磁界発生手段と、
   前記現像装置本体の現像剤担持体開口部の現像剤担持体軸方向の両端部近傍で前記現像剤担持体開口部より前記現像剤担持体の回転方向下流側に穿設した飛散トナー吸引口と、
   前記飛散トナー吸引口に接続する吸引手段と、
   前記飛散トナー吸引口より前記現像剤担持体の回転方向上流側において前記現像剤担持体の表面に軽接触するシール部材と、を備え、
   前記シール部材は前記現像剤担持体の軸方向両端部間の長さより短く、且つ、前記現像剤担持体軸方向の両端部近傍に穿設した前記飛散トナー吸引口を塞ぐ長さであることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シール部材は導電性部材より成り、前記現像剤担持体と同電位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。
3. 前記現像装置本体の現像剤担持体開口部は上方に開いた形状をなし、前記シール部材の先端部は前記現像剤担持体に接触する側が低くなるように傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記シール部材の両端部は、前記現像装置本体の内壁面から５ｍｍ以上の距離に有り、且つ前記飛散トナー吸引口の少なくとも一部を覆う範囲に設定したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記シール部材の前記現像剤担持体の回転方向上流側に、前記現像装置本体の前記現像剤担持体軸方向両端部近傍に穿設された二箇所の前記飛散トナー吸引口間の距離より長いトナー噴出防止用の第２のシール部材を設けたことを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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