JP2006133469A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 異物除去手段の除去能力の低下を防止して、再使用されるトナーに混入することを防止する。また、除去された異物の飛散を防止して印字物の印字品質低下を防止する。また、前記異物の除去能力低下防止や異物の再飛散防止を低コストで実現する。さらに、装置のメンテナンスにかかる手間を削減する。
【解決手段】 給送ローラの異物を除去する手段と、着脱可能な回収ボックスを備えた除去された異物を吸引する手段を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は電子写真式複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に紙粉等の異物を除去する技術に関する。

電子写真式複写機等の画像形成装置においては、帯電手段により表面を一様に帯電された感光体ドラム等の像担持体（像担持体はドラム状の形に限らないが、以下像担持体を感光体ドラムとして説明する。）を、画像信号に基づいて露光手段により露光して静電潜像を形成し、現像手段によりトナー像を形成し、形成されたトナー像を記録媒体である用紙に転写し、転写されたトナー像を定着ローラを用いて定着している。

ところで、トナーを転写すべき用紙には、用紙の切断端に付着した切り屑などの紙粉や、室内に浮遊するゴミなどの異物が付着している。トナー転写時に、かかる異物が付着した用紙を感光体ドラムに当接させると、像担持体である感光体ドラムに異物が付着して、感光体ドラムを傷つけたり、再利用されるトナーに混入して画像形成プロセス上の悪影響を生じ、画質を損なう恐れがある。そこで通常の画像形成装置には、トナー転写前に用紙に付着した異物を除去する異物除去手段が設けられている。

従来技術の異物除去手段の例として、感光体ドラムの上流側に配置されて用紙を給送する給送ローラと、給送ローラの外周面上に配置された異物除去手段とを有する画像形成装置が提案されている。異物除去手段は給送ローラの外周面に付着した異物を除去する除去部材と、除去した異物を貯留するための空間を形成する部材を備えている（例えば、特許文献１参照）。

また、給紙部から転写部へ至る搬送経路上に一対の給送ローラが配置され、前記一対の給送ローラのうち被転写面側のローラを比誘電率が４．０以下の材質で構成している画像形成装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この構成によって、用紙が、この給送ローラを通過する際、給送ローラと用紙に含まれる紙紛とが摩擦することにより紙紛は正極性に、給送ローラは負極性に帯電する。このため、正極性をもつ紙粉は負の極性を持つ被転写面側のローラに吸引される。したがって、紙粉は用紙から解離して給送ローラに吸着され、用紙に付着した紙紛を転写部に至る以前に確実に除去することができる。
特開２０００−３１３５４０号公報 特開２００２−１５４６９９号公報

しかしながら、前記の各特許文献に記載の画像形成装置においては、除去され貯留された異物は、そのままでは次第に異物除去手段またはその近傍に堆積し、再び浮遊し飛散することになる。

特に異物除去手段の除去部材としてブラシやスポンジ材を用いた場合は、除去部材自体が異物を貯留する手段として用いられるが、画像形成装置の長期の使用に伴い異物が堆積すると、異物除去能力及び異物貯留能力が低下して、給送ローラに残る異物が増加したり、逆に除去部材から給送ローラに再び戻る異物が増加する。その結果、用紙から除去されずに転写工程に送られる異物の割合が増加したり、除去手段から浮遊し飛散する異物の割合が増加する。転写工程に送られる異物が増加すると、異物が感光体ドラムに付着したり感光体ドラムを損傷したり、再使用されるトナー（以下リサイクルトナーと呼ぶ。）に混入する結果、直接間接に画質の低下を招く。

また、除去部材としてブレードあるいはスクレイパと呼ばれる弾性体の薄板を給送ローラに当接して異物をかき落とす方法の場合、除去部材自体には異物貯留機能がほとんど無く、別途貯留手段を設ける必要がある。また異物の中に硬度が高いものが含まれていた場合、給送ローラや除去部材自体が損傷を受けて異物除去能力が大幅に低下する可能性がある。

また特許文献２に記載の方法では、異物を静電的に吸着しているので、ブラシ等の機械的手段では給送ローラから容易に除去出来ない懸念があり、給送ローラに異物が堆積すると、その一部は記録媒体に付着して現像装置に送られてしまう可能性がある。

また、除去された異物が貯留される場所は、画像形成装置の設計上画像形成プロセス上画質への影響が大きい転写工程の近傍になるため、除去され貯留された異物が再び飛散すると、画質低下の直接的原因となり、また装置内の様々な箇所に堆積したあと再び飛散することで画質低下の間接的原因となる。

また異物除去手段の除去部材であるブラシやスポンジ等の異物貯留能力は充分でないため、装置の正常な稼働のために、メンテナンス作業として異物除去手段を清掃または交換する頻度が高くなる。また除去部材としてブレードのような異物貯留機能がほとんど無い部材を用いて、別途貯留手段を設けた場合にも、ブレードや給送ローラの損傷防止のため、また貯留手段からの再飛散を防ぐためにも、装置のメンテナンスの頻度を高くすることが必要になりランニングコストの上昇を招く。

また異物の再飛散を充分抑制できるような貯留手段を専用に設けることは装置コストの上昇を招く。

本発明は上記の問題点を解消するために、以下の課題の解決を図ることを目的とするものである。

すなわち、第１の課題として、異物除去能力の低下を防止することにより、異物が転写現像工程に送られて感光体ドラムに付着したり感光体ドラムを損傷すること及びリサイクルトナーに混入することを防止する。

第２の課題として、除去された異物の飛散を防止することにより、画質の低下を防止する。

第３の課題として、異物除去手段の除去能力低下防止や異物の再飛散防止を低コストで実現する。

第４の課題として、異物対策に関わる装置のメンテナンスにかかる手間を削減して装置のランニングコストを低減する。

上記目的は以下の構成によって達成することができる。
（請求項１）
像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、画像信号に基づいて前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記転写手段に記録媒体を給送する一対の給送ローラと、前記給送ローラのうち記録媒体のトナー像被転写面側に接する給送ローラに付着した異物を除去する除去手段と、前記現像手段から飛散するトナーと前記除去手段で除去された異物とを吸引する少なくとも１個の吸引口を有する吸引手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記現像装置は、前記像担持体に対向して設けられた開口部に近接してスリット状のスリット開口部を有し、
前記吸引手段の吸引口は、前記スリット開口部近傍に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
（請求項３）
前記吸引手段の吸引口は、前記現像装置が前記像担持体に対向して有する開口部及び前記スリット開口部のうち少なくとも一方の下方に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
（請求項４）
前記吸引手段は吸引されたトナー及び異物を貯留する着脱可能な貯留手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明者は、これまで述べてきた異物除去手段について、除去された異物を吸引手段を設けて吸引することが、異物除去手段の除去能力低下を防止し、また除去された異物を画像形成プロセス上重要な箇所からすみやかに遠ざけることで、画像形成装置の画質低下を防止するのに有効であると考えた。さらにその吸引手段を、現像装置から飛散するトナーを吸引する手段と兼ねることによって、装置コストの大きな上昇を招かずに実現可能であると考えて本発明に至った。

請求項１に記載の発明によれば、異物除去能力の低下を防止することにより、異物が転写現像工程に送られて感光体ドラムに付着したり感光体ドラムを損傷すること及びリサイクルトナーに混入することを防止する。また、除去された異物の飛散を防止することにより、画質の低下を防止する。そして、異物除去手段の除去能力低下防止や異物の再飛散防止を低コストで実現し、異物対策に関わる装置のメンテナンスにかかる手間を削減して装置のランニングコストを低減するものである。

請求項２に記載の発明によれば、吸引手段の吸引口を現像装置の給送ローラに近い側に設けたスリット開口部近傍に設けたことにより、吸引手段が飛散したトナーを捕集する効率を高めることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、吸引手段の吸引口を、現像装置が像担持体に対向して有する開口部及びスリット開口部のうち少なくとも一方の下方に設けることにより、吸引手段が異物を捕集する効率を高めることが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、吸引された異物を吸引されたトナーとあわせて貯留する手段を着脱可能に設けることによって、装置のメンテナンスにかかる手間の増加を抑制でき、異物対策に関わる装置のメンテナンスにかかる手間を削減して装置のランニングコストを低減することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。

図１は、本発明にかかる画像形成装置である複写機の概略構成を示す断面図である。

図１に示す複写機１００は、画像形成部１、画像処理部２、露光手段３、用紙カセット部４、給紙搬送部５、排紙部６、原稿読みとり部７、定着手段である定着装置８等からなる。また給紙搬送部５の一部に接して本発明にかかる異物除去手段２０、画像形成部１の下方に、本発明にかかる吸引手段２２が設けられている。

複写機１００では、両面コピー等を容易にすべく、また本発明の異物除去手段２０と吸引手段２２の配置を容易にすべく、画像形成部１において図示しない記録媒体は垂直方向に搬送される。

次に画像形成部１と異物除去手段２０及び吸引手段２２について、図１の当該部分の拡大図である図２によって説明する。なお、図１に示したものと同様の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図２において画像形成部１は、像担持体である感光体ドラム９、現像手段である現像装置１０、帯電手段である帯電器１１、感光体ドラム９の表面に形成されたトナー像を記録媒体である用紙１２に転写する転写手段１３、トナー像を転写された用紙１２を感光体ドラム９から分離可能とするための分離手段１４、用紙１２を感光体ドラム９から分離して排紙部６に送出するための分離爪１５、感光体ドラム９に残ったトナーを除去するためのクリーニング装置１６等を有する。感光体ドラム９は矢印ａ方向に駆動回転される。電子写真方式の画像形成における上記各構成要素の機能や動作原理についてはよく知られているので詳述しないが、本発明にかかる点について以下に要点を述べる。

現像装置１０は、図２に示すように感光体ドラム９に対向する現像装置開口部１７を有し、現像装置開口部１７の近傍に感光体ドラム９と互いに周面を近接して設けられ矢印ｂ方向に駆動回転される現像剤担持体１８が、現像剤の成分であるトナーを静電潜像を形成された感光体ドラム９の表面に触接させることによって現像動作が行われる。

給紙搬送部５は、用紙１２を挟んで搬送する複数のローラ対を有するが、そのもっとも感光体ドラム９に近いところに設けられたローラ対が、本発明にかかる給送ローラ１９であり、用紙１２を感光体ドラム９と転写手段１３の方向に搬送する。

用紙１２は感光体ドラム９と転写手段１３の間を感光体ドラム９に接して通過するときに、前記現像されたトナー像を転写され、分離手段１４によって感光体ドラム９から剥離され、排紙部６の排紙経路中に配置された定着手段８によって、現像されたトナー像が定着される。定着後、用紙１２はさらに排紙部６中を搬送されて複写機１００の外に取り出される。

用紙１２に転写されずに感光体ドラム９の表面上に残ったトナーは、感光体ドラム９の上方に設けられたクリーニング装置１６によってかき落とされ、かき落とされたトナーの一部は不図示のリサイクルトナー回収装置によって回収され、再利用される。給送ローラ１９は、不図示のモータにより回転駆動される樹脂製の駆動ローラ１９ａと、ゴム製の従動ローラ１９ｂからなる。本実施の形態では用紙の被転写面側に接しているローラを駆動ローラとし、反対側のローラを従動ローラとしたが、用紙の被転写面側に接しているローラを従動ローラとしても良い。

用紙の被転写面側に接している駆動ローラ１９ａに用紙１２から付着した異物を除去する目的で、駆動ローラ１９ａに接して、異物除去手段２０が設けられている。異物除去手段２０としては、弾性体の薄板（以後ブレードと呼ぶ。）の一辺をローラの周面に当接して異物をかき落とす方法や、一般にスポンジと呼ばれる多数の微少な気孔を有する柔らかい弾性材料（以下スポンジと呼ぶ。）や、通称フェルトと呼ばれる繊維を絡ませて厚い布状にしたものを、ローラの周面に当接する方法が用いられる。適当な硬さの繊維を多数密集させたブラシを、ローラの周面に当接する方法も良く知られている。

本実施の形態では、現像装置１０の現像装置開口部１７より給送ローラ１９に近い側に、感光体ドラム９や給送ローラ１９の回転軸方向に細長いスリット状の、スリット開口部２１が設けられている。

異物除去手段２０によって除去された異物と、前記スリット開口部２１から飛散する飛散トナーを吸引する目的で、給送ローラ１９の下方から現像手段１０の下方にかけて、吸引手段２２が設けられる。吸引手段２２の構成要素は、吸引された気体の通路を形成する吸引ダクト２３、気体を吸引する吸引ファン２４及び吸引された異物や飛散トナーが画像形成装置外に散逸するのを防止する目的で設けられる吸引フィルタ２６であり、吸引ダクト２３の一部は着脱可能な回収ボックス２５として構成されている。回収ボックス２５は異物を貯留する機能を有し、また装置のメンテナンス時に取り外して捕集された異物や飛散トナーを清掃排出する。

また吸引される気体の入り口である吸引口２７は、本実施形態では前記回収ボックス２５上に設けられているが、吸引口２７の設けられる箇所が狭く入り組んだ形状になっていて着脱が難しい場合は、着脱箇所を回収ボックスの両側に設けて吸引口は画像形成装置内に残したまま回収ボックスを取り外すようにしても良い。吸引フィルタ２６は回収ボックス２５内に設けられている。吸引ファン２４は、吸引ダクト２３の経路中回収ボックス２５の着脱箇所２５ａより下流の位置に設けられる。

吸引される異物は通常は微小で質量の小さいものであるが、重力の作用により異物が飛散する方向としては下方に向かうものの割合がもっとも多い。従って吸引口２７は、異物除去手段の下方に設けることが好ましいが、画像形成装置内の気流に一定の方向性がある場合や、配置上の制約が有る場合には、必ずしも下方に設ける必要はない。

スリット開口部２１は、飛散トナーを吸引する吸引手段２２が図２に示したような配置で設けられている場合は、吸引口２７に近い箇所にこのような開口部を設けた方が飛散トナーを吸引する効率が高くなるので好ましい。

なお、吸引口２７は複数個設けても良い。これは画像形成装置の各構成体の配置上、異物除去手段２０を現像装置１０と近接して設けることが難しい場合に、吸引ダクトの一部を延伸して複数の吸引口を設けることにより、異物除去手段２０とスリット開口部２１の両方に吸引口を近接させることができて有効である。

また、異物除去手段２０と現像装置１０とを近接して設けることが可能であっても、除去された異物の吸引と飛散トナーの吸引の風速をそれぞれの目的に適した値に設定したり、また画像形成装置の稼働に伴って前記設定値を手動または自動的にそれぞれの目的に適した値に調整するため、吸引口及びそれに連なる吸引ダクトの一部を隔壁によって分け、隔壁によって分けられた各部分に風速を調整する手段を設けても良い。

また吸引口２７はその目的上、感光体ドラム９上のトナー画像が形成される範囲や給送ローラ１９が最大サイズの用紙１２を搬送するときに用紙１２と当接する範囲の有効長と同等の有効長を持つことが好ましい。また、吸引口２７の全長に渡って風速の分布を均一化したり所定の分布を持たせることが望ましい場合に、吸引口２７及びそれに連なる吸引ダクトの一部を複数に分割して、各箇所の風速の設定を可変とすることが、本発明の目的を達成する上で有効である。なお、ここで言う有効長の方向は感光体ドラム９や給送ローラ１９の回転軸の方向である。

本発明に係る他の実施の形態を図３を用いて説明する。

図３は、他の実施の形態に係る画像形成装置の要部拡大図であり、複数の吸引口を設けた例である。なお、図１及び図２に示したものと同様の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。

図３（ａ）は吸引ダクト２３の一部を延伸して２個の吸引口２７ａ及び２７ｂを設け、また吸引口２７ａ、２７ｂを前記の目的を達成するために複数に分割して風速可変手段を設けた例の概要図である。図３（ｂ）は図３（ａ）に示された吸引口２７ａとそれに連なる吸引ダクトの一部について、図３（ａ）中Ａ−Ａ’の断面図であり、吸引ダクトの一部に隔壁を設けて吸引ダクト２７ａ１乃至２７ａ５に分割し、また風量を調整する手段２７ｃ１乃至２７ｃ５を設けている。

このような構成によって、異物除去手段の長さ方向の風速分布を好ましい分布に調整することが可能になる。

次に、本発明に係る除去手段２０及び吸引手段２２の動作について、図２を例に説明する。

用紙１２に存在する紙粉等の異物は、用紙１２が給送ローラ１９に達するまでに、一部は上流のローラ対に付着して除去されるが、残りの異物は給送ローラ１９まで達する。給送ローラ１９の駆動ローラ１９ａの材質は、用紙１２に付着している異物を吸着しやすく、かつ吸着された異物が異物除去手段２０によって除去されやすいこと、また異物がローラの表面に存在している場合でも、表面が損傷を受けにくいという基準で選択されるのが好ましい。

異物除去手段２０で除去された異物は、吸引手段２２によって吸引されるので、異物除去手段２０は稼働の初期の異物の少ない状態が維持され、除去能力の低下が少ない。従って給送ローラ１９の駆動ローラ１９ａに異物が付着したままになることが防止され、駆動ローラ１９ａは常に異物の少ない清浄な状態が維持される。これによって、用紙１２に付着した異物が給送ローラ１９を通過してそのまま次工程である転写工程に送られ感光体ドラム９に付着したり、トナーに混入することが防止される。また給送ローラ１９の表面が損傷することが防止される。また感光体ドラム９への異物の付着が少ないので、感光体ドラムが損傷したり画質の低下を生じることが低減される。トナーに混入することが防止されると、リサイクルトナーとして使われるトナー中の異物が減少し、画質の低下が防止される。

また、給送ローラ１９や異物除去手段２０は画像形成上重要なプロセスである転写工程に近いところにあるが、吸引することで異物は回収ボックス２５に移される。回収ボックス２５は、転写工程やその他画像形成上画質への影響が大きい箇所から遠ざけて設けることが可能なので、万一そこから再飛散したとしても、画質低下といった悪影響を防止できる。

さらに本発明によれば異物を吸引する吸引手段２２は、現像装置開口部１７やスリット開口部２１から飛散する飛散トナーを吸引する手段を兼ねて設けられているので、飛散トナーを吸引する手段と別に異物吸引手段を設ける場合に比べて、装置コストの増加を大幅に低減することが出来る。

回収ボックス２５の貯留能力は、異物除去手段２０自体の貯留能力に比べて、貯留容量の点で充分大きくできるので、清掃排出を目的としたメンテナンス作業の頻度は、異物貯留の機能を兼ねた異物除去手段自体を清掃または交換するためのメンテナンス作業の頻度に比べ大幅に低下できる上、吸引された飛散トナーと異物をあわせて回収ボックス２５に貯留するので、飛散トナー清掃排出を目的としたメンテナンス作業とあわせて行なえば良く、装置のランニングコスト低下が可能である。

以上説明してきたように、本発明によって、記録媒体に起因する異物を除去する性能が長期間にわたって維持され、従って画質が長期に渡って維持される画像形成装置が、装置コストの大きな上昇を招くこと無く実現される。また本発明による画像形成装置はランニングコストも低減されている。

本発明にかかる画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 図１の画像形成部の詳細及び本発明にかかる異物除去手段と吸引手段の構成を示す断面図である。 図３（ａ）は、本発明の他の実施の形態にかかる異物除去手段と吸引手段の構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の吸引ダクトを示す図である。

符号の説明

１ 画像形成部
５ 給紙搬送部
９ 感光体ドラム
１０ 現像装置
１２ 用紙
１３ 転写手段
１７ 現像装置開口部
１９ 給送ローラ
２０ 異物除去手段
２１ スリット開口部
２２ 吸引手段
２３ 吸引ダクト
２４ 吸引ファン
２５ 回収ボックス
２６ 吸引フィルタ
２７ 吸引口

Claims (4)

1. 像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
   画像信号に基づいて前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、
   前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
   前記転写手段に記録媒体を給送する一対の給送ローラと、
   前記給送ローラのうち記録媒体のトナー像被転写面側に接する給送ローラに付着した異物を除去する除去手段と、
   前記現像手段から飛散するトナーと前記除去手段で除去された異物とを吸引する少なくとも１個の吸引口を有する吸引手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像装置は、前記像担持体に対向して設けられた開口部に近接してスリット状のスリット開口部を有し、
   前記吸引手段の吸引口は、前記スリット開口部近傍に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記吸引手段の吸引口は、前記現像装置が前記像担持体に対向して有する開口部及び前記スリット開口部のうち少なくとも一方の下方に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記吸引手段は吸引されたトナー及び異物を貯留する着脱可能な貯留手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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