JP2008197325A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、現像装置から飛散したトナーを収容する収容部に同時に収容される異物が、現像装置に運ばれ、現像装置内の部材やこれと対向する像担持体が傷付けられてしまうのを防止することである。
【解決手段】感光ドラム１と、感光ドラム１に形成された静電像をトナーを用いて現像する現像装置４と、現像装置４から飛散したトナーを収容する収容部材５３とを有し、収容部材５３に感光ドラム１と現像装置４とが対向している現像領域５６とこの現像領域外の非現像領域とを遮断する遮断部材５４ａ，５４ｂを設け、且つ収容部材５３の非現像領域に異物を捕集する捕集部材５５ａ，５５ｂを設けたことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、電子写真方式によって可視画像を形成する複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

現在、コピー、プリンタ機能を有する複合機や、ファクシミリなどにおいては、現像装置によって像担持体にトナー像を現像する電子写真方式の画像形成装置が広く利用されている。

このような電子写真方式の画像形成装置では、画像形成装置の小型化に対応するため、画像形成装置内の空間を有効に利用しながら、現像装置から飛散したトナーにより画像形成装置内が汚れないようにする必要がある。

現像装置から飛散したトナーにより画像形成装置内が汚れないようにする技術としては、特開平１１−０８４７９３号公報（以下、特許文献１という）に開示されている技術が知られている。

この特許文献１に記載の画像形成装置では、現像装置の像担持体側と反対側の空間で且つ定着装置の上方の空間下部に現像剤収容トレイが配置されている。現像装置から飛散したトナーを、前記現像剤収容トレイに収容することで、画像形成装置内が汚れるのを防止している。

特開平１１−０８４７９３号公報

しかしながら、前記特許文献１の技術では、現像装置から飛散したトナーを現像剤収容トレイに収容することができる反面、現像装置外から飛散したトナー以外の異物も収容することになる。現像装置外は、ギア列や現像バイアス接点、その他揺動バネ、調整部材など、異物（金属紛など）を発生させる部材が多い。これらの部材から発生した異物（特に金属紛）が現像剤収容トレイに堆積し、さらにその堆積した異物が現像装置に運ばれ、現像装置内の現像スリーブやこれと対向する像担持体を傷付けてしまうおそれがある。

本発明の目的は、現像装置から飛散したトナーを収容する収容部に同時に収容される異物が、現像装置に運ばれ、現像装置内の部材やこれと対向する像担持体が傷付けられてしまうのを防止することである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体に形成された静電像をトナーを用いて現像する現像装置と、前記現像装置から飛散したトナーを収容する収容手段と、を有し、前記収容手段に前記像担持体と前記現像手段とが対向している現像領域と前記現像領域外の非現像領域とを遮断する遮断手段を設け、且つ前記収容手段の非現像領域に異物を捕集する捕集手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、現像手段から飛散したトナーは、収容手段において遮断手段により遮断された現像領域内に収容される。このため、現像手段から飛散したトナーにより画像形成装置内が汚れるのを防止することができる。また、例えば現像領域外から飛散した異物は、遮断手段によって現像領域に侵入しないように遮断される。かつ前記異物は、収容手段において遮断手段により遮断された非現像領域に設けた捕集手段によって捕集される。このため、現像領域外から飛散した異物が、現像手段に運ばれて、現像手段内の部材やこれと対向する像担持体を傷付けてしまうのを防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。図１に例示している画像形成装置は、フルカラーの画像形成装置である。この画像形成装置は、上部に原稿Ｇの画像を読み取るデジタルカラー画像リーダ部Ａ（以下単に「リーダ部Ａ」という。）を備えている。また、下部に画像を形成するデジタルカラー画像プリンタ部Ｂ（以下単に「プリンタ部Ｂ」という。）を備えている。そして、プリンタ部Ｂには、像担持体としての１個の感光ドラム、現像手段としてのロータリ式の現像装置、中間転写体としての中間転写ベルトが配設されている。以下、各部Ａ，Ｂについて説明する。

リーダ部Ａには、原稿台ガラス３０と、原稿押圧板３１と、走査ユニット３２と、レンズ３３と、ＣＣＤ３４とが配設されている。このうち走査ユニット３２は、光源３２ａと複数のミラー３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとを有しており、全体が同図に示すホームポジションから同図中の右方向に移動するように構成されている。原稿Ｇは、その画像面を下方に向けた状態で、原稿台ガラス３０上に載置される。この原稿Ｇは、走査ユニット３２が同図中の右方向に移動することによりその画像面が読み取られる。すなわち走査ユニット３２は、同図中の右方向に移動しながら、光源３２ａから光を発光して原稿Ｇの画像面を照射する。その反射光がミラー３２ｂ，３２ｃ，３２ｄで反射され、レンズ３３を通過してＣＣＤ３４に入力されて電気信号に変換される。この電気信号は、画像処理部（不図示）によってシェーディング補正、色補正、濃度処理等の種々の画像処理が施された後、露光装置（後述）に入力される。

プリント部Ｂには、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１が配設されている。感光ドラム１は、画像形成装置本体（以下単に「装置本体」という。）Ｍによって矢印方向に回転自在に支持されている。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、一次帯電器（帯電手段）２、露光装置（露光手段）３、現像装置（現像手段）４、転写装置５、クリーニング装置６が配設されている。このうち一次帯電器２は、感光ドラム１表面を所定の極性・電位に一様に帯電するものである。また、露光装置３は、レーザ出力部（不図示）、ポリゴンミラー３ａ、レンズ３ｂ、反射ミラー３ｃ，３ｄ等を有している。上述のリーダ部Ａにおいて読み取られた画像は、レーザ出力部にて各色毎の光信号に変換される。そして、光信号に変換された１色目のレーザ光がポリゴンミラー３ａで反射され、レンズ３ｂ、折り返しミラー３ｃ，３ｄ等を経て、帯電後の感光ドラム１表面に露光される。これにより感光ドラム１上に１色目の静電像が形成される。

現像装置４は、回転可能な現像ロータリ４ｅと、これに搭載された４個（４色）の現像器、すなわちイエロー（Ｙ）の現像器４ａ，マゼンタ（Ｍ）の現像器４ｂ，シアン（Ｃ）の現像器４ｃ，ブラック（ＢＫ）の現像器４ｄを有している。現像装置４は、現像ロータリ４ｅの回転によって現像に供される色の現像器が、感光ドラム１に対向する現像位置に配置され、感光ドラム１上の静電像にトナーを付着させてトナー像として現像するようになっている。なお、現像装置４については後に詳述する。

転写装置５は、複数のローラに掛け渡された中間転写体としての中間転写ベルト５ａを有している。複数のローラとしては、駆動ローラ５ｂ、従動ローラ５ｃ、テンションローラ５ｄ、一次転写ローラ５ｅ、二次転写対向ローラ５ｆ、二次転写ローラ５ｇを有している。上述の感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５ｅによって中間転写ベルト５ａ上に転写（一次転写）される。

トナー像の一次転写後の感光ドラム１は、表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置６によって除去されて、次の色の画像形成に供される。

上述の一次帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングからなる一連の画像形成プロセスを残りの３色についても繰り返す。これにより中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像が重ね合わされる。

これら中間転写ベルト５ａ上の４色のトナー像は、中間転写ベルト５ａと二次転写ローラ５ｇとの間に搬送されてくる記録材に一括で転写（二次転写）される。記録材は、給送カセット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、または手差しトレイ１１から供給され、給送ローラ、搬送ローラ等によってレジストローラ７に搬送され、斜行が矯正されるとともに一時停止される。そして、この記録材は、中間転写ベルト５ａ上のトナー像にタイミングを合わせるようにして、レジストローラ７により、中間転写ベルト５ａと二次転写ローラ５ｇとの間に供給され、中間転写ベルト５ａ上の４色のトナー像が一括で転写される。トナー像転写後の中間転写ベルト５ａは、表面に残ったトナー（残留トナー）がベルトクリーナ８によって除去され、次の転写に供される。

一方、トナー像転写後の記録材は、搬送ベルト９によって定着装置１２に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これにより記録材の一方の面に対する画像形成が終了する。なお、両面に画像形成を行う場合には、トナー像定着後の記録材は、表裏反転された後、再給送路１３に搬送され、再度ここから、二次転写ローラ５ｇに向けて給送される。

図２は、前記４つの現像器（図２では現像器４ａ，４ｂのみを図示）を搭載した状態の現像ロータリ４ｅ、及び各現像器のトナー受け取り部（トナー補給口）２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの上側斜視図である。

現像ロータリ４ｅは、後側板ユニット４３と、前側板ユニット４４と、これらを連結するロータリステー（連結ステーユニット）４５とからなり、前後側板に装着されたフランジ（不図示）にて、装置本体Ｍに軸受け支持されている。

また、後側板ユニット４３と一体の駆動ギヤ４２が、装置本体Ｍに装着されたロータリ駆動モータ４１によって回転駆動を与えられ、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの切り替えを行う構成となっている。ロータリ駆動モータ４１としては、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの切り替えを高速でかつ回転角度を精度良く保証する必要があることから、ステッピングモータを使用している。

現像ロータリ４ｅの手前側については、トナー受け取りユニット部が配置されている。トナー受け取りユニット部は、トナー受け取り部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを有する固定フランジ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、フランジ支持台２４と、フランジカバー２３とを備えている。トナー受け取りユニット部は、装置本体Ｍの前側に固定配置され、トナーカートリッジ（トナー供給手段）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ（図１参照）から送られるトナーを色毎にトナー受け取り部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄで受け取る構成となる。そして、ここで受け取ったトナーを、現像ロータリ４ｅ内のトナー搬送手段に落下受け渡しを行う。

図３及び図４は、現像器の下側斜視図である。図３は現像器のバイアス接点側からみた斜視図、図４は現像器の駆動ギア側からみた斜視図である。なお、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは同様の構成であるため、図３及び図４では現像器４ａを例示している。

現像器４ａは、手前側に現像スリーブ５０ａの高圧の接点である現像バイアス接点５１ａを有している。現像バイアス接点５１ａは、現像装置４の前側板に配置される接点（不図示）に、現像時、現像色のみ接する構成になっている。そのため、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの切り替えを行う時に、現像バイアス接点５１ａと現像装置４の前側板に配置される接点（不図示）とが摺擦するため、接点の磨耗により金属粉が発生する。

また、現像器４ａは、奥側に現像スリーブ５０ａの駆動のギアである現像駆動ギア５２ａ、トナー搬送スクリュー（不図示）の駆動のギアである現像駆動ギア５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆを有している。現像駆動ギア５２ａは、装置本体Ｍに装着された現像駆動モータ（不図示）に、現像時、現像色のみ回転駆動を与えられる構成になっている。現像駆動ギア５２ａが回転駆動することで現像駆動ギア５２ｂ〜５２ｆが回転し、トナー搬送スクリュー（不図示）が回転駆動する構成になっている。そのため、現像駆動ギア５２ａが回転駆動する時に、現像駆動ギア５２ｂ〜５２ｆが回転摺擦するため、ギアの磨耗により樹脂の削れ粉などの異物が発生する。

図５は、現像ロータリ４ｅ内のトナー搬送手段の一部を示す斜視図である。図５に示すように、トナー搬送手段は、筒状の回転ドラム（第１の筒状回転体）４６ａと、現像器４ａへトナーを搬送するトナー搬送スクリューを含むトナー搬送部４１６ａとを有している。なお、同図では、他の色の現像器４ｂ，４ｃ，４ｄ、筒状の回転ドラム４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ、トナー搬送部４１６ｂ，４１６ｃ，４１６ｄについては省略している。

トナーカートリッジ４Ａから搬送されたトナーは、図２に示すトナー受け取り部２１ａに搬送され、現像ロータリ４ｅの回転によって丁度真上に開口部を向けた状態の、回転ドラム４６ａに、落下して供給される構成となっている。

落下してきたトナーを現像器４ａに搬送する構成であることから、トナー搬送部４１６ａは、回転ドラム４６ａの筒内部に配置されている。回転ドラム４６ａは、現像ロータリ４ｅの回転によって現像器４ａが現像位置（画像形成位置）に配置されたときに、真上に開口部を向ける構成となっており、現像時、現像色のみトナー供給でき、かつ供給される構成となっている。

ロータリステー４５は、構成上、現像ロータリ４ｅの回転軸を兼ねており、ロータリステー４５より回転ドラム側に、延長軸４７をロータリステー４５にて同軸度を合わせた状態で組み合わせた構成となっている。そして、回転ドラム４６ａの中心穴と嵌合、位置決めされている。これにより、回転ドラム４６ａは現像ロータリ４ｅの回転時、現像ロータリ４ｅのロータリステー４５と同軸度が精度良く保証された状態で回転できる構成となっている。

図６は、現像ロータリ４ｅ内のトナー収容部材の一部を示す斜視図である。また、図７は、トナー収容部材と現像器における現像スリーブとの長手方向の位置関係を表した図である。図６及び図７に示すように、トナー収容部材５３は、感光ドラムと現像器（現像スリーブ）とが対向している現像領域５６から飛散したトナーを収容する収容手段である。このトナー収容部材５３は、前記現像領域５６とこの現像領域外の非現像領域との境目を遮断する遮断部材（遮断手段）５４ａ，５４ｂを有している。この遮断部材５４ａ，５４ｂは、前記非現像領域との境目となる前記現像領域５６の両側に設けられている。さらにトナー収容部材５３は、前記現像領域外から飛散した異物を捕集する捕集部材（捕集手段）５５ａ，５５ｂを有している。この捕集部材５５ａ，５５ｂは、前記遮断部材５４ａ，５４ｂによって遮断された両側の非現像領域に設けられている。すなわち、遮断部材５４ａ，５４ｂと捕集部材５５ａ，５５ｂは、現像装置４の奥側及び手前側の双方に配置されている。

前記トナー収容部材５３は、構成上及び部品点数削減によるコストダウンの目的で、現像装置４のステーを兼ねており、画像形成装置の小型化に対応するため、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの切り替え時に干渉しない範囲で現像ロータリ４ｅを回転方向に覆うように配置されている（図１参照）。

遮断部材５４ａ，５４ｂは、感光ドラム１と現像装置（現像位置にある現像器）４とが対向している現像領域５６とこの現像領域５６外の非現像領域とを遮断する遮断手段である。この遮断部材５４ａ，５４ｂは、現像領域５６と非現像領域とを遮断するように、収容部材５３上に設けられている。さらに詳しくは、遮断部材５４ａ，５４ｂは、前記非現像領域との境目となる現像領域５６の両側（現像装置４の奥側及び手前側双方）に設けられている。現像領域とは、現像スリーブ５０ａと感光ドラム１とが対向する領域であり、収容部材５３上の遮断部材５４ａ，５４ｂによって遮断された領域である。非現像領域とは、その現像領域外の領域である。

捕集部材５５ａ，５５ｂは、前記現像装置４の外から飛散した異物を捕集する捕集手段である。この捕集部材５５ａ，５５ｂは、収容部材５３上の非現像領域に設けられており、遮断部材５４ａ，５４ｂで遮断された両側の非現像領域（現像装置４の奥側及び手前側双方）に設けられている。

また、遮断部材５４ａ，５４ｂは発泡性の部材からなる。また、捕集部材５５ａ，５５ｂは粘着性の部材からなる。遮断部材の材質を発泡性の部材としているのは、発泡部に異物が侵入する、或いは引っかかるなど、遮断壁の機能に加えてトナーを捕集する機能も有する為、更に良好な壁としての機能を得られることによる。捕集部材の材質を粘着性の部材としているのは、省スペース（薄い）で、効率的に低コストで捕集機能を得ることが目的である。

また、遮断部材５４ａ，５４ｂと捕集部材５５ａ，５５ｂは同一の部材で構成されている。同一部材としているのは、単純に現像装置の奥側及び手前側に施す対策は全く同一目的、同一機能であることから、製造コストなどの観点より同一のものを使用したほうが好ましいからである。

上述した形態によれば、現像領域５６から飛散したトナーは、収容部材５３において遮断部材５４ａ，５４ｂにより遮断された現像領域５６内に収容される。このため、現像領域５６から飛散したトナーにより画像形成装置内が汚れるのを防止することができる。また、現像領域外から飛散した金属粉や樹脂の削れ粉などの異物は、遮断部材５４ａ，５４ｂによって現像領域５６に侵入しないように遮断される。かつ前記異物は収容部材５３において遮断部材５４ａ，５４ｂにより遮断された非現像領域に設けた捕集部材５５ａ，５５ｂによって捕集される。このため、現像領域外から飛散した異物が、現像装置に運ばれて、現像装置内の部材（現像スリーブ）やこれと対向する感光ドラムが傷付けられてしまうのを防止することができる。

なお、前述した実施形態では、画像形成装置として複写機を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばプリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また前述した実施形態では、４つの現像器を有する画像形成装置を例示したが、現像器の数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定されるものであり、本発明は現像器の数にかかわらず有効である。また複数の現像器が回転切替可能な構成の画像形成装置を例示したが、これに限定されるものもはない。

画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。 現像ロータリの全体構成を示す斜視図である。 現像器の全体構成を示す斜視図である。 現像器の全体構成を示す斜視図である。 現像ロータリのトナー搬送部の詳細を説明する斜視図である。 現像ロータリのトナー収容部の詳細を説明する斜視図である。 トナー収容部の長手方向を表した図である。

符号の説明

Ａ …リーダ部
Ｂ …プリンタ部
Ｍ …装置本体
１ …感光ドラム（像担持体）
２ …一次帯電器（帯電手段）
３ …露光装置（露光手段）
４ …現像装置（現像手段）
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ …トナーカートリッジ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ …現像器
４ｅ …現像ロータリ
４３ …後側板ユニット
４４ …前側板ユニット
４５ …ロータリステー
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ …現像スリーブ
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ …現像バイアス接点
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ …現像駆動ギア
５３ …トナー収容部材（収容手段）
５４ａ，５４ｂ …遮断部材（遮断手段）
５５ａ，５５ｂ …捕集部材（捕集手段）
５６ …現像領域

Claims (4)

1. 像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電像をトナーを用いて現像する現像装置と、
   前記現像装置から飛散したトナーを収容する収容手段と、を有し、
   前記収容手段に前記像担持体と前記現像手段とが対向している現像領域と前記現像領域外の非現像領域とを遮断する遮断手段を設け、且つ前記収容手段の非現像領域に異物を捕集する捕集手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記遮断手段を前記非現像領域との境目となる前記現像領域の両側に設け、前記捕集手段を前記遮断手段に遮断された両側の非現像領域に設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記遮断手段と前記捕集手段を同一の部材で構成した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. 前記遮断手段を発泡性の部材で構成し、前記捕集手段を粘着性の部材で構成した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。

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