JP2008003336A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 飛散トナーを回収するためにフィルターの目詰まりを防止するとともに、フィルターの交換が容易にできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置は、感光体1Y,1M,1C,1Kと、現像装置4Y,4M,4C,4Kと、トナー吸引ダクト130と、集塵装置200を有する。集塵装置200内には、隔壁205があり、ここに開閉手段206が設けられている。吸引手段230が稼働すると、開閉手段206が差圧で開き、飛散トナーは、フィルター221により捕捉される。フィルターの振動手段240が稼働すると、フィルター221は振動し、付着しているトナーが剥離して落下し、回収部250に収容される。開閉部材206を設けることで、空気が隔壁205を越えて逆流するのを防止でき、トナーを回収部に回収することができる。
【選択図】 図2

Description

本発明は電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、画像形成装置内で発生する飛散トナーの回収に関する。
電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体表面を一様に帯電させ、この上にレーザ光などで原稿画像を結像させて静電潜像を形成し、これをトナーで現像してトナー画像とし、これを記録媒体としての用紙に転写し、定着装置でトナーを加熱溶融させて定着させている。
トナーには、磁性トナーからなる一成分磁性現像剤と、磁性キャリアとトナーを混合してなる2成分現像剤とがあるが、ここでは、トナーという場合、双方を含むものとしている。
画像形成装置では、コロナ放電に伴ってコロナ帯電器からオゾンが発生したり、現像操作に伴って現像装置からトナーが飛散したりするが、これらオゾンやトナーが、環境や画質に好ましくない影響を与えることは知られている。
オゾンについては、コロナ帯電器の構成を工夫したり、発生したオゾンを吸引ファンで強制的に吸引するとともに、その途上に設けたフィルターで臭気をとる構成などが提案されている。
また、飛散トナーについても、感光体表面に現像装置が近接する位置に、トナー吸引ダクトの吸引口を設ける構成が知られている。そして、吸引された飛散トナーは、トナー吸引ダクト内を飛翔して広い吸引室に入り、この吸引室の吸引ファン側に設けられたフィルターに捕捉される。
しかしながら、多量の飛散トナーを捕捉すると、フィルターは目詰まりを起こして、吸引力が低下し、飛散トナーの捕捉能力が低下する。
そこで、特許文献1(特開2005−242195号)では、フィルターが設けられたフィルター室のフィルターの上流側の床面に磁石体を設け、フィルターに吸着される前のトナーを磁力によって落下させ、フィルターに吸着させないようにした現像剤回収部を提案している。
しかし、上記特許文献1の現像剤回収部では、飛散トナーには、ファンで吸引する力と、磁石による磁力の双方が加わり、トナーはこれらの合成された力の方向に移動するが、ファンの吸引力の方が大きいので、実質的にはフィルターに向かって進み、磁石には殆ど吸着されない。したがって、磁石に吸着させるためには、ファンを停止しなければならず、ファンを停止すればトナーを吸引できない、という二律背反の問題があった。また、トナーが磁石の上にある程度溜まると、トナーを落下させる磁力が低下して、トナーを吸着できなくなるという問題もあった。これらの問題から、フィルターの目詰まりが起こり易かった。
特開2005−242195号
本発明は、このような問題の解決を図ったもので、フィルターの目詰まりを防止して飛散トナーの回収が確実にできる画像形成装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために本発明の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体上の潜像をトナーで現像する現像装置と、該現像装置近傍に発生した飛散トナーを吸引するための集塵装置と、該集塵装置内の空気を吸引する吸引手段と、前記集塵装置内に設けられた飛散トナーを吸着するフィルターと、該フィルターを振動させる振動手段とを有し、前記振動手段が前記集塵装置の外側に設けられていることを特徴としている。
前記フィルターが、前記集塵装置に内装されるフィルター保持具に着脱可能に設けられている構成としたり、前記フィルターが、前記フィルター保持具に複数取り付けられている構成としたり、前記フィルター保持具が前記集塵装置に着脱可能に取り付けられた構成としたり、前記集塵装置が、相互に離間した2箇所に設けられた固定部材によって前記画像形成装置の本体に、固定されている構成としたり、前記集塵装置が、ほぼ矩形の端部を有し、該矩形の1辺に前記2箇所の固定部材が設けられた構成としたり、前記固定部材が前記集塵装置を少なくとも1方向に移動可能な隙間を有している構成としたり、前記隙間に、弾性部材を設けた構成としたりすることができる。
像担持体と現像装置との間に発生する飛散トナーは、集塵装置で吸引され、フィルターに捕捉される。振動手段により振動を加えられるとフィルターが振動し、フィルターに付着していたトナーがフィルターから剥離・落下し、フィルターの目詰まりを防止することができる。この場合、振動手段とフィルターとの間が空間的に連通していると、飛散トナーが振動手段内に入り込み、振動手段を汚し、さらには、トナーが詰まって振動手段が故障するおそれがある。そこで、振動手段をトナー集塵装置の外側に取り付け、飛散トナーが振動手段内に入り込まないようにした。このような構成によって、振動手段の汚れを防止し、トナー詰まりによる故障を防止することができる。
前記フィルターを複数枚重ねることで、飛散トナーの捕捉を確実なものにすることができる。また、フィルターをフィルター保持具に着脱可能に取り付けたり、フィルター保持具をトナー集塵装置に着脱可能にすることで、フィルターの交換を容易にすることができる。
集塵装置が、相互に離間した2箇所に設けられた固定部材によって前記画像形成装置の本体に、固定されている構成にすることで、集塵装置が振動手段により振動し易くなり、フィルターも振動しやすくなって、フィルターに付着したトナーを剥離し易くなる。固定部材が隙間を持って集塵装置を固定する構成にすると、集塵装置内のフィルターは、振動し易くなる。隙間に弾性体を設けることで、フィルターをさらに振動し易くすることができる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の1実施例としての画像形成装置の構成を示す図である。ただし、都合によりダクトブロックと集塵装置は省略している。図1に示すように、この画像形成装置はタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、原稿自動搬送手段30、画像読取装置60、画像書込装置3Y,3M,3C,3K、像担持体としての感光体1Y,1M,1C,1K、帯電器2Y,2M,2C,2K、現像装置4Y,4M,4C,4K、定着装置24、中間転写ベルトからなる像担持体6、給紙カセット20a,20b,20c、搬送系22等を有する。
5Y,5M,5C,5Kは、現像装置4Y,4M,4C,4Kにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給手段である。
原稿自動搬送手段30は両面又は片面の原稿dを自動搬送する手段である。画像読取装置60は、走査光学系により画像情報が読み取られる装置で、原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を、3枚の可動ミラー60cで反射し、集光レンズ60bにより、CCDからなる撮像素子60a上に結像して読み取る。
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、像担持体としての感光体1Yの周囲に配置された帯電器2Y、画像書込装置3Y、現像装置4Y及びクリーニング装置8Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、像担持体としての感光体1Mの周囲に帯電器2M、画像書込装置3M、現像装置4M及びクリーニング装置8Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、像担持体としての感光体1C、帯電器2C、画像書込装置3C、現像装置4C及びクリーニング装置8Cを有する。黒色画像を形成する画像形成部10Kは、像担持体としての感光体1K、帯電器2K、画像書込装置3K、現像装置4K及びクリーニング装置8Kを有する。帯電器2Yと画像書込装置3Y、帯電器2Mと画像書込装置3M、帯電器2Cと画像書込装置3C及び帯電器2Kと画像書込装置3Kとは、各色の潜像形成手段を構成する。
中間転写ベルトである像担持体6は、無端状のベルトであり、複数のローラにより張架され、回動可能に支持されている。この像担持体6には、クリーニング装置9が設けられており、クリーニング装置9は、クリーニングローラとクリーニングブレードとを備えている。
撮像素子60a上に結像した画像情報の信号は、図示しない画像処理部に送られる。画像処理部は、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、画像書込装置3Y,3M,3C,3Kに各色ごとの信号を送る。
画像書込装置3Y,3M,3C,3Kでは、レーザ光源としての半導体レーザを用い、半導体レーザが出射した光ビームはポリゴンミラーなどの光学要素により走査光ビームに形成されて被走査体としての感光体1Y,1M,1C,1Kに入射し、各色の静電潜像を形成する。
画像形成部10Y,10M,10C,10Kより形成された各色の画像は、回動する像担持体6上に1次転写装置としての転写装置7Y,7M,7C,7Kにより逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20a,20b,20c内に収容された用紙Pは、給紙手段21a,21b,21cにより給紙され、搬送系22を経て、レジストローラ23でタイミングを合わせて2次転写装置としての転写装置7aに搬送され、用紙P上にカラー画像が転写される(2次転写)。カラー画像が転写された用紙Pは、定着装置24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
一方、転写装置7aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを分離した像担持体6は、クリーニング装置9によりクリーニングされる。
図2は図1の画像形成ユニットと集塵装置の部分を示す拡大図で、図3は、図2の一番上方のダクトブロック100Yとその周辺をさらに拡大した図である。
イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の4色の画像形成ユニットと、中間転写体としての像担持体6等は、図示しないプロセス架台に取りつけられている。このプロセス架台は、装置本体側に設けられた図示しないレールを介して紙面に対して垂直方向に出し入れできるようになっている。各帯電器2Y,2M,2C,2Kも紙面に対して垂直方向に取り付け、取り外しができる。
ダクトブロック100Yはイエロー(Y)の画像形成ユニットの帯電器2Yと、現像装置4Yとの間に配置されている。同様に、マゼンタ(M)の画像形成ユニットには、ダクトブロック100Mが、シアン(C)の画像形成ユニットには、ダクトブロック100Cが、ブラック(K)の画像形成ユニットには、ダクトブロック100Kがそれぞれ配置されている。以下の説明では、帯電器2Yと現像装置4Yとの間に設けられたダクトブロック100Yについて説明するが、特に断りがない限り、他のダクトブロック100M,100C,100Kも同じ構成である。また、以下の説明では、ダクトブロック100Y,100M,100C,100Kを総称してダクトブロック100として説明する。同様に感光体、帯電器、現像装置もそれぞれ総称して感光体1、帯電器2、現像装置4として説明する。
前記ダクトブロック100は、仕切壁101,102,103,104により区分された3つのダクト110,120,130を階層状に重ねた構成となっている。
中間にある空気導入ダクト120は、外気を帯電器内に導くためのダクトであり、その上に形成された、オゾン吸引ダクト110は、帯電器2から出るオゾン(コロナ放電電極の作動に伴って発生する)を当該帯電器2内またはその周囲から除去・排出するためのダクトである。
前記オゾン吸引ダクト110は、ダクトブロック100の頂部の仕切壁101と、空気導入ダクト120との境界となる仕切壁102との間に形成されている。オゾン吸引ダクト110の吸入口は、感光体1の回転方向(反時計方向)に見て帯電器2の下流に位置する。
前記仕切壁103の感光体1寄りには、帯電器2を取り付ける取付手段があり、帯電器2を取り付けた状態で、帯電器2の底面とその背後に対向する仕切壁103との間に空間121が形成されている。帯電器2の底面には、孔が穿設されていて、空気導入ダクト120から供給される空気は、帯電器2を通過して感光体1に達するようになっている。
空気導入ダクト120は、プロセス架台に設けられる別のダクトに接続される。このダクトには、ファン等が設けられていて、外気を帯電器2を通して感光体1に送り込む。
なお、前記ダクトブロック100の下面(具体的には、左斜め下方に傾斜した前記仕切壁103部分を含む下面)と、前記仕切壁103の下面と同様の形状を持った下側の現像装置4の上面とにより、下側の感光体1の現像領域に連通する飛散トナー排出のための通路105を形成している。仕切壁104の先端には、下側の現像装置4の上面との間を閉止するシール104aが設けられている。そして、上側の現像装置4の下部にあるダクトブロック100のトナー吸引ダクト130は、下方の感光体1とその現像装置4との間で発生した飛散トナーを吸引することになる。
最上部の感光体1Yとその現像装置4Yとの間に発生する飛散トナーは、現像装置4Yの上面に沿って形成されたトナー吸引ダクト131により吸引される。
前記オゾン吸引ダクト110およびトナー排出用のトナー吸引ダクト130の一方端部は開放されており、図2に示す集塵装置200に接続される。
図4は集塵装置200の手前側のカバーとなる側板を取り外して内部構造を示した斜視図である。感光体1は図1の紙面に垂直な方向に延びる円筒形状であり、その一方端側、この実施例では、プロセス架台を引き出したときの奥側に集塵装置200が配置されている。
集塵装置200は、装置本体210とフィルター保持具220とから構成されている。装置本体210には、図4の上方に1つの接続口211と、左側面に4カ所の接続口212,213,214,215とがある。そして、接続口211には、トナー吸引ダクト131が接続される。接続口212には、現像装置4Yの下にあるダクトブロック100Yのトナー吸引ダクト130とオゾン吸引ダクト110が接続される。同様に、接続口213には、現像装置4Mの下のダクトブロック100Mのトナー吸引ダクト130とオゾン吸引ダクト110が、接続口214には、現像装置4Cの下のダクトブロック100Cのトナー吸引ダクト130とオゾン吸引ダクト110がそれぞれ接続される。一番下の接続口215には、現像装置4Kの下のダクトブロック100Kのオゾン排出用のオゾン吸引ダクト110のみが接続される。装置本体210の右側面は、ほぼ矩形の開口となっており、ここからフィルター保持具220が挿入される。
装置本体210内に嵌装されたフィルター保持具220には、複数のフィルター221が収容され、フィルター221の後方(右方)の吸引室222の上方には、開口223があり、この開口223は、装置本体210の吸引口219と重なるようになっていて、この吸引口219に吸引手段230として吸引ファンが接続される。装置本体210を形成している外壁210aの下部には、フィルター221に振動を与えるための振動手段240が取り付けられている。
図2及び図4に示す装置本体210の左側には、空間216があり、接続口212,213,214,215から吸引された空気がこの空間216を経由してフィルター221を通過し、吸引口219から外部に排出される。
フィルター221は、トナー吸着用のフィルターとオゾン除去用の活性炭入りフィルターの双方を兼ねるものであり、シート状のフィルターを、複数枚平行に重ねたものである。フィルター221の吸着面221aが層状に多数形成されることになり、吸着面221aの総面積が増加し、集塵容量を上げることができる。
振動手段240は、モータに偏心して取り付けられた円板状の錘241を回転することで、フィルター221に振動を与える構成のものである。振動手段240は、装置本体210の外壁210aの外側に取り付けられているので、装置本体210の内部とは連通せずに縁が切れている。したがって、装置本体210内にあるトナーが振動手段240に入り込むことがない。そのため、振動手段240がトナーで汚れたり、付着したトナーが固まって振動手段240の故障の原因になるといったことを防止することができる。
振動手段240のモータの軸は水平方向にあるので、偏心して取り付けられた錘241は円運動をして、上下方向と水平方向の成分を持った振動を装置本体210に与え、この振動がフィルター221に伝達されることになる。振動手段240は、実施例の構成のものに限定されるものではないが、フィルター221の吸着面221aが上下方向になっているので、振動の上下方向成分によって、フィルター221の吸着面221aに吸着した飛散トナーが落下し易くなる。
複数枚設けることによってフィルター221には多数の吸着面221aが若干の隙間を持って層状に配置されることになり、最初の吸着面221aで吸着されなかったトナーは、第2、第3……と続く複数の吸着面221aのいずれかに吸着される機会が増え、フィルター枚数が多くなるほど捕捉される可能性が高くなる。
本発明では、複数枚のフィルター221をフィルター保持具220に取り付け、このフィルター保持具220を装置本体210に着脱自在にしている。
図5は、このフィルター保持具220を、装置本体210から中途まで引き出した状態を示している。装置本体210の図5に示す右側は、ほぼ矩形の開口218となっており、ここからフィルター保持具220を挿入したり、抜き取ったりができる構成となっている。フィルター保持具220は、装置本体210内にほぼ気密な状態で装着される。図5では、フィルター保持具220は中途までしか引き出されていないが、実際には、装置本体210から分離できるまで引き出せる構成である。
飛散トナーの回収は次のようにして行われる。
画像形成が始まると、感光体1Yが反時計方向に回転し、帯電器2Yがコロナ放電により感光体1Yの表面に一様に帯電させる。感光体1Yの帯電された表面に、画像書込装置3Yから、書込光路に沿ってレーザ光ビームを照射し、感光体1Y上にイエロー色の静電潜像を形成する。以下、図1で説明したようにして各色の静電潜像が形成され、トナー画像となり、中間転写体としての像担持体6に転写され、用紙上に画像形成がされ、定着装置24で定着される。
このような画像形成過程において、感光体1Yが回転すると、感光体1Y表面の空気が一緒に動いて表層流が生じる。また、帯電器2Yからはオゾンが発生する。発生したオゾンは、表層流に乗って現像装置4Yの下部に向かって流れる。
表層流に乗って現像装置4Y下部に向かったオゾンの流れは、オゾン吸引ダクト110の負圧によって吸い込まれ、集塵装置200のフィルター221に含まれるオゾン除去用の活性炭でオゾンが除去され、オゾンの無い空気となって機外に排出される。
感光体1Yと現像装置4Yとの間で発生した飛散トナーは、トナー吸引ダクト131の負圧によって吸い込まれ、集塵装置200内に入る。そして、集塵装置200内で速度が低下し、一部が重力により落下して空間216の底部216aに回収される。落下しなかったトナーは、フィルター221に達する。最初のフィルター221の吸着面221aでトナーが捕捉される。最初の吸着面221aを通過したトナーは、第2、第3…と続く吸着面に吸着される。
感光体1Mとその現像装置4Mとの間で発生した飛散トナーは、現像装置4Yの下部にあるダクトブロック100の通路105に入り、これに連通するトナー吸引ダクト130を通過し、集塵装置200のフィルター221で捕捉される。感光体1C、感光体1Kで発生するオゾンや飛散トナーも同様にそれぞれのトナー吸引ダクト130とオゾン吸引ダクト110に吸引され、集塵装置200に入り、フィルター221に吸着される。
オゾン吸引ダクト110と、トナー吸引ダクト130とで帯電器2Y近くの空気を吸引するので、帯電器2Y近傍は低圧になる。そこで、空気導入ダクト120から外気を導入することになる。これら3つのダクトは分離して整然と階層状に配置されているので、オゾンを含む風、飛散トナーを含む風、外から供給される風の3つの風のコントロールがうまくできる。
フィルター221の吸着面221aには飛散トナーが付着する。放置しておくと、やがて目詰まりをおこしてフィルター機能が失われる。そこで、振動手段240を稼働させ、装置本体210を振動させ、この振動をフィルター221に伝達する。この伝達された振動によって、吸着面221aに付着しているトナーが剥離して落下し、空間216の底部216aに溜まる。トナーの剥離によりフィルター221の目詰まりを防止することができる。
フィルター221は、複数枚設けられているので、トナーの捕捉の確実性を上げることができる。また、吸着面221aは上下方向に広がっているので、剥離したトナーは下方に落下し、空間216の底部216aに溜まる。
しかしながら、いずれフィルター221は目詰まりするので、交換する必要が生じる。その場合、フィルター保持具220を図5に示すように引き出して、さらに装置本体210から離反し、画像形成装置の外でフィルター221を交換してから、開口218からフィルター保持具220を挿入すればよい。
図6は、本発明の集塵装置200の取付状態を示す斜視図である。集塵装置200は、フィルター保持具220を出し入れするためのほぼ矩形をした開口218を有する。この開口218は、ほぼ矩形状の取付部材218aに穿設されたものである。本発明の集塵装置200は、画像形成装置本体のフレーム300に固定部材250で固定されている。固定部材250は、集塵装置200の取付部材218aの1辺の上下にのみ設けられ、集塵装置200をフレーム300に固定している。集塵装置200の反対側は、オゾン吸引ダクト110やトナー吸引ダクト130,131等と接続はしているが、固定された状態ではない。したがって、集塵装置200は、上下の固定部材250を結ぶ線を軸とした支持となり、振動し易い状態となるので、振動手段240の振動をフィルター221に効率よく伝達できるようになる。
図7(a)は、固定部材250の部分を拡大した断面図である。固定部材250は、フレーム300に形成した雌ネジ穴301と、段付きビス251とから構成される。取付部材218aに穿設された孔に段付きビス251の胴部251bを挿通し、先端の雄ネジ251aを雌ネジ穴301に螺合する。このとき、取付部材218aの厚さより胴部251bの長さを長くし、固定部材250の締付方向に隙間sができるようにすると、集塵装置200と、その中のフィルター221を振動させ易くすることができ、トナーを振るい落とし易くなる。
図7(b)は、図7(a)の隙間sに板バネ252を入れたものである。このように板バネ252を入れることで、フィルター221をさらに振動させ易くすることができる。
図示の実施例では、固定部材250を矩形の上下方向の一辺に2箇所設けたが、この態様に限定されない。水平方向の2箇所でもよく、対角線上の2箇所でもよい。また、隙間sを上下方向に形成してもよい。
本発明の1実施例としての画像形成装置の構成を示す図である。 図1の画像形成ユニットと集塵装置の部分を示す拡大図である。 図2の一番上方のダクトブロックとその周辺を拡大した図である。 集塵装置の内部構造を示す斜視図である。 フィルター保持具を、装置本体から中途まで引き出した状態を示す図である。 本発明の集塵装置の取付状態を示す斜視図である。 (a),(b)は、固定部材の部分を拡大した断面図である。
符号の説明
1,1Y,1M,1C,1K 感光体
4,4Y,4M,4C,4K 現像装置
110 オゾン吸引ダクト
130,131 トナー吸引ダクト
200 集塵装置
210 装置本体
220 フィルター保持具
221 フィルター
221a 吸着面
230 吸引手段
240 振動手段
250 固定部材
s 隙間

Claims (8)

  1. 像担持体と、該像担持体上の潜像をトナーで現像する現像装置と、該現像装置近傍に発生した飛散トナーを吸引するための集塵装置と、該集塵装置内の空気を吸引する吸引手段と、前記集塵装置内に設けられた飛散トナーを吸着するフィルターと、該フィルターを振動させる振動手段とを有し、前記振動手段が前記集塵装置の外側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記フィルターが、前記集塵装置に内装されるフィルター保持具に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記フィルターが、前記フィルター保持具に複数取り付けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記フィルター保持具が前記集塵装置に着脱可能に取り付けられたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記集塵装置が、相互に離間した2箇所に設けられた固定部材によって前記画像形成装置の本体に、固定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記集塵装置が、ほぼ矩形の端部を有し、該矩形の1辺に前記2箇所の固定部材が設けられたことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
  7. 前記固定部材が前記集塵装置を少なくとも1方向に移動可能な隙間を有していることを特徴とする請求項5又は6記載の画像形成装置。
  8. 前記隙間に、弾性部材を設けたことを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
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