JP2007010710A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロータリ式現像装置を有する画像形成装置において、簡単な構造で、トナーの飛散による汚染の抑制を図る。
【解決手段】 ロータリ式現像装置３の下方及び左側部の一部を覆うように板状の遮蔽部材１００が配置され、ロータリ式現像装置３の下方に位置される水平部分の中心には、マグネット１０１が遮蔽部材１００から着脱可能に設けられている。画像形成過程で、ロータリ式現像装置３の回転に伴い、現像器１６から磁性トナーが落下または飛散された場合、落下したトナーは遮蔽部材１００の上に集合される。また、マグネット１０１の磁性により、落下された磁性トナーがマグネット部に吸着される。したがって、装置内へのトナーの汚染を抑制することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置、特に回転枠体を有するロータリ式現像装置を採用し、複数色のトナー画像を重ねてカラー画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式による画像形成装置では、像担持体である感光体ドラムの周辺に帯電器、露光器、現像装置、転写装置、クリーニング装置等が設けられている。また、感光体ドラムの転写材下流側には定着装置が設けられている。このような画像形成装置では、まず、帯電器により感光体ドラムの表面が一様に帯電される。その後、画像情報に基づき、露光器によって感光体ドラムが露光され、感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置によって現像される。ここで、フルカラー画像形成装置の場合は、シアン現像剤、マゼンダ現像剤、イエロー現像剤、ブラック現像剤をそれぞれ収容する４つ現像ユニットが設けられ、これらの現像ユニットによって、それぞれシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４つの色の現像が行われる。このようなフルカラー画像形成装置は、個人的利用の増加に伴い、装置の小型化と低コスト化が求められ、回転枠体内に複数色のトナー現像器を収納したロータリ式現像装置を採用した小型の画像形成装置が開発されている。

ここで、ロータリ式現像装置においては、現像装置が回転する際に、回転枠体内に収容されているトナーが飛散または落下し、装置内の汚染を引き起こすおそれがある。さらに、装置内に飛散されたトナーが画像形成装置外へ排出され、設置環境の悪化を招くおそれもある。そこで、画像形成装置外での現像剤の飛散による汚れの発生を防止する装置が提案されている（特許文献１）。
特開２００４-４６１７３号公報

特許文献１に記載の技術では、複数の現像器を有するロータリ式現像装置から各色の現像器を取り外す際の現像剤のこぼれを防止するため、現像器の着脱作業が行われる空間に、現像剤収容トレイを設け、定着装置の熱で収容された現像剤を固めるようにしているが、現像装置の回転過程の現像剤などの飛散または落下を防止することができない。

本発明の目的は、ロータリ式現像装置を有する画像形成装置において、簡単な構造で、トナーの飛散による汚染の抑制を図ることにある。

請求項１に係る画像形成装置は、像担持体と、ロータリ式現像装置と、遮蔽部材とを備えている。ここで、像担持体は、表面に静電潜像が形成されるためのものである。ロータリ式現像装置は、像担持体表面の静電潜像を現像するためのものであって、像担持体に隣接して配置され、像担持体の回転軸と平行な軸を中心に回転する回転枠と、複数色のトナーが収納され各々前記回転枠に保持された複数の現像器とを有している。遮蔽部材は、現像装置の外周面の外側に配置され、その外周面の少なくとも一部領域を覆うためのものである。

ここでは、ロータリ式現像装置が回転して画像形成が行われる際に、回転枠体内に収容されているトナーが落下することがある。このように回転枠体から落下したトナーは、現像装置の外周面の外側に配置された遮蔽部材に吸着集合され、落下トナーの装置内への飛散を抑制することができる。

請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の装置において、遮蔽部材の現像装置に対向する面には、多孔質シートが設けられている。

画像形成装置に使用されているトナーは粒径が６−１０μｍの粉流体のものが多く、多孔質シートに吸着されやすい。そこで、この装置では、遮蔽部材の現像装置に対向する面に多孔質シートを設け、回転枠体から落下したトナーを吸着集合する。したがって、簡単な構造で、落下トナーの装置内への飛散を抑制することができる。

請求項３に係る画像形成装置は、請求項１または２のいずれかに記載の装置において、現像装置に収納されているトナーは磁性トナーであり、遮蔽部材の少なくとも一部にマグネットが設けられている。

画像形成装置では、磁性現像剤として、磁性トナーからなる一成分系磁性現像剤や、磁性キャリアとトナーとを混合してなる二成分系磁性現像剤などが使用されている。磁性現像剤が使用された際、遮蔽部材の少なくとも一部にマグネットを設けると、回転枠体から落下した磁性現像剤はマグネットの磁性により、遮蔽部材に設けられたマグネット部に吸着集合する。したがって、簡単な構造で、落下トナーの装置内への飛散を抑制することができる。

請求項４に係る画像形成装置は、請求項３に記載の装置において、多孔質シートは、マグネットと現像装置との間に設けられている。

回転枠体から落下した磁性現像剤はマグネットの磁性により、遮蔽部材に設けられたマグネット部に吸着集合するが、この装置では、マグネットと現像装置との間に多孔質シートを設けている。したがって、マグネット部に集合されたトナーが多孔質シートに吸着されことで、トナーの吸着集合効果の向上を図ることができる。

請求項５に係る画像形成装置は、請求項３または４に記載の装置において、多孔質シートまたはマグネットは交換可能である。

画像形成過程で回転枠体から落下したトナーが遮蔽部材に設けられた多孔質シート吸着集合されるにつれ、多孔質シートの孔にトナーが充填し、トナーの吸着集合効率が低下することがある。遮蔽部材に設けられたマグネットの磁力が低下した場合も、トナーの吸着集合効率が低下することがある。そこで、この装置では、多孔質シートまたはマグネットは交換可能のものにしている。したがって、使用済みの多孔質シートまたはマグネットを手軽に交換することで、トナーの吸着集合効率の低下を防ぐことができ、メンテナンスも簡単である。

請求項６に係る画像形成装置は、請求項２から５のいずれかに記載の装置において、多孔質シートの材料は、セル数が６０個／２５ｍｍ以下、厚さが１ｍｍ以上の発泡ウレタンである。

請求項７に係る画像形成装置は、請求項１に記載の装置において、遮蔽部材は少なくとも現像装置の外周面の下方側を覆うように配置されている。

ここでは、遮蔽部材は少なくとも現像装置の外周面の下方側を覆うように配置されている。遮蔽部材をこのように配置することで、重力によりトナーを遮蔽部材の下部に集めることができる。

本発明では、ロータリ式現像装置を有する画像形成装置において、現像装置の外周面の外側に配置され、外周面の少なくとも一部領域を覆う遮蔽部材を設けることで、回転枠体から落下したトナーは、現像装置の外周面の外側に配置された遮蔽部材に吸着集合され、落下トナーの装置内への飛散を抑制することができる。

図１に本発明の一実施形態による画像形成装置としてのカラープリンタ１を示す。なお、この図１は各構成要素の配置を示すための模式図であり、各部の詳細は省略して示している。

［全体構成］
このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータ等に接続されており、コンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。また、このカラープリンタ１は、図１において右側がオペレータが操作する側であり、以下では、図１における装置の右側を手前側、左側を奥側とする。

カラープリンタ１は、感光体ドラム２と、ロータリ式現像装置３と、レーザユニット４と、トナー収容部５と、トナー供給装置６と、中間転写ベルト７と、２次転写ローラ８と、定着装置９と、遮蔽部材１００とを有している。

［感光体ドラム］
感光体ドラム２は、表面に静電潜像が形成されるものであり、装置のほぼ中央に回転自在に設けられ、その回転軸は装置の手前側から見て横方向に延びるように、すなわち図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。感光体ドラム２の上部には、感光体ドラム２の表面を一様に帯電するための帯電ローラ１０が設けられている。また感光体ドラム２の側方には、感光体ドラム２の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置１１が設けられている。

［ロータリ式現像装置］
ロータリ式現像装置３は、感光体ドラム２に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するものであり、感光体ドラム２に隣接して、中心が感光体ドラム２の中心とほぼ同じ高さ位置になるように設けられている。このロータリ式現像装置３は、回転枠１５と、４色のトナーに対応して設けられ回転枠１５に支持された４つの現像器１６とを有している。回転枠１５は、感光体ドラム２の回転軸と平行な軸の回りに回転自在な円筒形状であり、図示しないモータやギアを含む駆動機構によって回転させられるようになっている。

また、図１に示すように、回転枠１５は、回転軸の中心から放射状に延びる仕切枠によって円周方向に４等分された４つの区画を有しており、各区画にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つのトナー色に対応した現像器１６が配置されている。各現像器１６は、それぞれほぼ同様の構成であり、感光体ドラム２に対向配置可能な現像ローラ７０や、摺接ローラ７１、トナー攪拌用の攪拌ローラ７２等が設けられている。各現像器１６内に収容されているトナーは、磁性トナーである。

［レーザユニット］
レーザユニット４は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて、感光体ドラム２を走査露光するものであり、感光体ドラム２の上方で、かつロータリ式現像装置３の回転軸より装置奥側に配置されている。正確には、レーザユニット４の前端（レーザ光が発射される側の端部）が、ロータリ式現像装置３の回転軸のほぼ真上に位置し、後端側に行くにつれて下方に傾斜し、後端はロータリ式現像装置３の上端部よりは下方に位置している。なお、レーザユニット４の内部の構成は、従来の構成と同様であり、レーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している。また、レーザユニット４のレーザ光路の前方には、反射ミラー２０が設けられている。したがって、図１の一点鎖線で示すように、レーザユニット４から発射されたレーザ光は、この反射ミラー２０によって屈曲し、ロータリ式現像装置３の装置手前側上方を通過し、感光体ドラム２の表面に照射されるようになっている。

［トナー収容部］
トナー収容部５は、ロータリ式現像装置３の各現像器１６に対して供給するトナーを収容する部分であり、感光体ドラム２の上方で、かつレーザユニット４と対向する側（装置手前側）に配置されている。このトナー収容部５は、横方向（図１の紙面垂直方向）に並べて配置されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのそれぞれの各色のトナーを収容する４つの収容部を有している。また、このトナー収容部５は、装置の手前側に取り出しが可能となっている。

［トナー供給装置］
トナー供給装置６は、トナー収容部５に収容された各色のトナーを、対応する現像器１６に供給するためのものであり、感光体ドラム２の上方において、レーザユニット４とトナー収容部５との間のスペースに配置されている。このトナー供給装置６は、図１に示すように、上下方向に移動可能な４つのトナー供給パイプ２５と、トナー収容部５の各色のトナーを収容している部分と対応するトナー供給パイプ２５とを連結する４つの搬送パイプ２６と、各トナー供給パイプ２５を上下動させるための駆動機構(図示しない)とを有している。

トナー供給パイプ２５は、上下方向に長く、上端が装置手前側に、下端が装置奥側に傾斜している。このトナー供給パイプ２５は、先端が先細形状となっており、下方に移動した際には、先端が現像器１６のトナー供給部に形成されたスリットを通って内部に進入可能である。また、トナー供給パイプ２５の内部には、トナーを搬送するためのスパイラル部材が回転可能に設けられている。

［中間転写ベルト］
中間転写ベルト７は、感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が順次転写されるものであり、感光体ドラム２及びトナー収容部５の下方に配置されている。この中間転写ベルト７は、対向して配置された駆動ローラ３５と従動ローラ３６との間に掛け渡されている。また、中間転写ベルト７の感光体ドラム２と対向する部分は、１対の１次転写ローラ３７ａ，３７ｂによって感光体ドラム２に当接するように構成されている。

これらの各構成部材の配置について、より詳細に説明する。駆動ローラ３５は、感光体ドラム２とロータリ式現像装置３との接触部のほぼ真下に位置し、その中心はロータリ式現像装置３の最下端よりもさらに下方に位置している。そして、図示しないモータ及びギアを含む駆動部によって駆動されるようになっている。従動ローラ３６は、トナー収容部５の装置手前側の底部に近接して配置されており、その高さ位置はほぼ感光体ドラム２と同じ位置である。この従動ローラ３６はバネ３８によって駆動ローラ３５から離れる側に付勢されており、これにより中間ベルト７に所定の張力が与えられている。また、１次転写ローラ３７ａ，３７ｂは互いに近接して感光体ドラム２の下方に設けられ、これにより、中間転写ベルト７の所定範囲が感光体ドラム２に当接されている。

［中間転写ベルトクリーニング装置］
駆動ローラ３５の装置奥側で、ロータリ式現像装置３の下方には、中間転写ベルト７を清掃するためのベルトクリーニング装置４０が設けられている。このベルトクリーニング装置４０は、図１及び図２に示すように、ファーブラシ４１と、クリーニングローラ４２と、ブレード４３と、回収スパイラル４４とを有している。ファーブラシ４１は、駆動ローラ３５と対向する位置に設けられ、中間転写ベルト７の表面に摺接するように配置されている。クリーニングローラ４２は、ファーブラシ４１の上方に配置され、ファーブラシ４１と接触するようになっている。ブレード４３は、先端がクリーニングローラ４２の表面に接触するように配置されるとともに、他端は支持部材４３ａにより支持され、水平線となす角度θがトナーの安息角度以上となるように配置されている。回収スパイラル４４は、ブレード４３の下方に並べて配置され、ファーブラシ４１の中心とクリーニングローラ４２の中心と回収スパイラル４４の中心とを結ぶ線が三角形を形成している。また、クリーニング装置４０の枠体４０ａも断面が三角形である。

［２次転写ローラ］
２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に転写された画像を、搬送されてきた用紙に転写するためのものであり、駆動ローラ３５の下方に駆動ローラ３５と対向するように配置されている。そして、この２次転写ローラ８には、図示しない電圧印加手段によって、用紙に対して、画像転写のためのバイアス電圧が印加されている。

［定着装置］
定着装置９は、用紙上に転写されたトナーを溶融定着するためのものであり、ロータリ式現像装置３の下方で、かつ装置奥側に配置されている。この定着装置９は、ヒータを内蔵する加熱ローラ９ａと加熱ローラ９ａに圧接する加圧ローラ９ｂとを有しており、両ローラ間に用紙を挟持して搬送する。

［排出部］
このプリンタ１では、装置の上部表面、すなわち、レーザユニット４、トナー供給装置６及びトナー収容部５の上方に、画像が形成された用紙を載置するための排出部５０が形成されている。この排出部５０は、レーザユニット４側（装置奥側）が最も低く、トナー収容部５側（装置手前側）に行くにしたがって徐々に高くなる曲面部と、この曲面部に連続しトナー収容部５の上方に位置する平面部とを有している。

［給紙部］
装置の底部には、用紙を収納するとともに収納された用紙を送り出すための給紙部５１が設けられている。この給紙部５１は、用紙が載置される載置板を有する給紙カセット５２と、載置板上の用紙を取り出すための前送りコロ５３と、用紙を１枚ずつ搬送路に送り出すためのローラ対からなる重送防止機構５４とを有している。そして、給紙カセット５２は装置の手前側に引き出すことが可能である。

［搬送部］
給紙部５１と排出部５０との間には、用紙を搬送する搬送部が設けられている。搬送部は、給紙部５１から２次転写ローラ８に至る第１搬送路５５と、２次転写ローラ８から定着装置９に至る第２搬送路５６と、定着装置９から排出部５０に至る第３搬送路５７とを有している。また、定着装置９の出口には、分岐爪５８が設けられており、この分岐爪５８と第１搬送路５５の途中との間には用紙を第１搬送路５５に戻すための戻し搬送路５９が設けられている。

第１搬送路５５は、給紙カセット５２から送り出された用紙を上方に搬送しつつ搬送方向を逆にするための湾曲路５５ａと、この湾曲路５５ａから２次転写ローラ８に至る直線路５５ｂとを有している。これらの搬送路は、用紙を案内しながら搬送するガイド板及びローラ対で形成されており、所定位置には用紙を検出するためのセンサが設けられている。また、直線路５５ｂには用紙の搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対６０が配置されている。

第２搬送路５６は、ほぼ直線的に形成されており、用紙を案内しながら搬送するガイド板及びローラ対で構成されている。また、搬送路の所定位置には用紙を検出するためのセンサが設けられている。

第３搬送路５７は、分岐爪５８の搬送方向下流側に形成された縦搬送路を有している。すなわち、用紙は、分岐爪５８を通過した後は、ほぼ垂直上方に向かって搬送され、排出部５０に排出される。この第３搬送路５７も、前記同様に、用紙を案内しながら搬送するガイド板及びローラ対で構成されている。

戻し搬送路５９は、分岐爪５８の設けられた部分において第３搬送路５７から下方に分岐し、定着装置９、第２搬送路５６、２次転写ローラ８及びレジストローラ対６０の下方を通り、さらに上方に向かう搬送路であり、第１搬送路５５のレジストローラ対６０の搬送方向上流側に合流している。すなわち、この戻し搬送路５９は、第１搬送路５５の直線路５５ｂ及び第２搬送路５６と給紙カセット５２との上下方向の間に設けられ、定着装置９を通過した用紙を、２次転写ローラ８の上流側に配置されたレジストローラ対６０のさらに上流側に戻すための搬送路である。この戻し搬送路５９も、前記同様に、用紙を案内しながら搬送するガイド板及びローラ対で構成され、所定位置には用紙検出用のセンサが設けられている。

［給紙トレイ］
トナー収容部５の下方でかつ給紙カセット５２の上方には、装置の手前側の側壁を構成するように給紙トレイ６５が配置されている。この給紙トレイ６５は、下端が第１搬送路５５の湾曲路５５ａの近傍で回動自在（開閉自在）に支持されており、この回動支点６５ａを中心に、上端を装置手前側に倒すことが可能である。このようにして給紙トレイ６５を開いた状態では、給紙トレイ６５上に用紙を載置し、この用紙を第１搬送路５５の湾曲路５５ａに給紙することが可能である。

［遮蔽部材］
遮蔽部材１００は、図１及び図２に示すように、ロータリ式現像装置３の軸方向に伸びた板状の部材であって、ロータリ式現像装置３の下方及び左側部の一部を覆うように配置されている。また、ロータリ式現像装置３の下方に位置される水平部分の中心には、マグネット１０１が遮蔽部材１００から着脱可能に設けられている。ここで、マグネット１０１は、ロータリ式現像装置３の軸方向に伸びた帯状に形成されている。画像形成過程で、ロータリ式現像装置３の回転に伴い、現像器１６から磁性トナーが落下または飛散された場合、落下したトナーは遮蔽部材１００の上に集合される。また、マグネット１０１の磁性により、落下された磁性トナーがマグネット１０１に吸着される。したがって、装置内へのトナーの汚染を抑制することができる。また、マグネット１０１に吸着集合されたトナーの量が一定値を超えた場合、マグネット１０１を遮蔽部材１００から取り出して、吸着集合されたトナーを拭き取った後、再び遮蔽部材１００に取り付けるかまたは新しいマグネット部材を取り付けることができる。

［本実施形態の効果］
本実施形態においては、磁性トナーを採用したロータリ式現像装置を有する現像装置において、現像装置の外周面の一部を遮蔽部材で覆い、且つ遮蔽部材にマグネットを設けることで、ロータリ現像過程で落下飛散した磁性トナーをマグネット部に吸着集合させることで、装置内へのトナーの汚染を抑制することができる。また、マグネットは遮蔽部材から着脱自在な構造にすることで、メンテナンスの効率化を図っている。

［その他の実施形態］
図２に示す実施形態では、磁性トナーの吸着集合用として遮蔽部材１００にマグネット１０１を設けているが、図３に示すように、マグネット１０１の上に多孔質シート１０２を設けることもできる。ここで、多孔質シートの材料として、セル数が６０個／２５ｍｍ以下、厚さが１ｍｍ以上の発泡ウレタンを採用する。画像形成装置のトナーは粒径が６−１０μｍの粉流体のものが多く、多孔質シートに吸着されやすい。そこで、遮蔽部材１００の現像装置３に対向する面に多孔質シート１０２を設け、現像装置３から落下したトナーを吸着集合する。また、多孔質シート１０２の下部に設けたマグネット１０１により、トナーの吸着集合効果を高めることができる。

また、図２に示した実施形態では、トナーが磁性を有しない場合、マグネットによるトナーの吸着集合効果は期待できないが、マグネット１０１の代わりに多孔質シートを設けることで、トナーを吸着集合することも可能である。

本発明の一実施形態によるカラープリンタの概略構成図。 現像装置と遮蔽部材の拡大図。 その他の実施形態の構成図。

符号の説明

１ カラープリンタ
２ 感光体ドラム
３ ロータリ式現像装置
４ レーザユニット
５ トナー収容部
６ トナー供給装置
７ 中間転写ベルト
８ ２次転写ローラ
９ 定着装置
１５ 回転枠
１６ 現像器
２５ トナー供給パイプ
３５ 駆動ローラ
４０ 中間転写体クリーニング装置
１００ 遮蔽部材
１０１ マグネット
１０２ 多孔質シート

Claims (7)

1. 表面に静電潜像が形成される回転自在な像担持体と、
   前記像担持体に隣接して配置され、前記像担持体の回転軸と平行な軸を中心に回転する回転枠と、複数色のトナーが収納され各々前記回転枠に保持された複数の現像器とを有し、前記像担持体表面の静電潜像を現像するロータリ式現像装置と、
   前記現像装置の外周面の外側に配置され、前記外周面の少なくとも一部領域を覆う遮蔽部材と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記遮蔽部材の前記現像装置に対向する面には、多孔質シートが設けられている、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像装置に収納されているトナーは磁性現像剤であり、前記遮蔽部材の少なくとも一部にマグネットが設けられている、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記多孔質シートは、前記マグネットの上に設けられている、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記多孔質シートまたはマグネットは交換可能である、
   請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. 前記多孔質シートは、セル数が６０個／２５ｍｍ以下、厚さが１ｍｍ以上の発泡ウレタンである、請求項２から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記遮蔽部材は、少なくとも前記現像装置の外周面の下方側を覆うように配置されている、
   請求項１に記載の画像形成装置。

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