JP2010072234A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高コストのフィルタを用いることなく浮遊トナーを捕集可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】感光体ドラム１１Ｙと、現像ユニット１４Ｙと、フィルタを内蔵するフィルタユニット１７Ｙを備える画像形成装置であって、フィルタユニット１７Ｙを感光体ドラム１１Ｙの回転軸に支持してなるドラムユニット１９Ｙと、現像ユニット１４Ｙとを装置前後方向にガイドレール１０３Ｙ、１０４Ｙに沿ってスライド自在に支持すると共に、ドラムユニット１９Ｙと現像ユニット１４Ｙをそれぞれ個別に装置本体１０１に対し着脱自在に構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、感光体ドラムなどの像担持回転体上に形成された静電潜像をトナーなどの粉状の現像剤で現像する画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなどの画像形成装置は、感光体ドラム、感光体ドラム上に形成された静電潜像を粉状の現像剤、例えばキャリアとトナーを含む現像剤で現像する現像器などを備えている。感光体ドラムや現像器は、それぞれがユニット単位で装置本体に対し着脱自在であり、寿命に至ったときにユーザなどが容易に交換可能になっているものが多い。
このような交換容易性と共に交換頻度を少なくする、すなわち長寿命化を図る構成も従来から提案されている。例えば、特許文献１には、補給用の新たなキャリアを現像器内に少しずつ補給しつつ現像器内に収容されている現像剤の一部を器外に排出する動作を繰り返し行う、いわゆるトリクル現像方式を採用した画像形成装置が開示されている。

このトリクル現像方式では、現像器内の現像剤に含まれるキャリアが少しずつ入れ替わるので、長期にわたり現像を繰り返すことにより現像器内でキャリアが劣化しても、劣化したキャリアの全てが現像器内に残り続けることがなく、トリクル現像方式を用いない構成に比べて、現像剤の劣化による現像ユニットの交換頻度が少なくなる。
ところで、トナーなどの粉状の現像剤を用いる構成では、感光体ドラムと現像器の間の空間に、現像に供されなくなった不要なトナーが浮遊して、そのトナーが装置本体内部を漂い、露光のための光源や用紙搬送路などに付着することにより光源の光量低下や用紙裏汚れなどが発生することがある。

これを防止するため、特許文献２には、現像ユニットのハウジングに吸引ダクトを内蔵し、その吸引口から感光体ドラムと現像器の間のエアを吸引し、吸引されたエアに含まれる浮遊トナーをダクト内のフィルタにより捕集する構成の画像形成装置が開示されている。このようにフィルタを備える吸引ダクトを現像ユニットに内蔵する構成をとれば、現像ユニットの交換により、古くなった現像剤とフィルタを一緒に交換することができる。
特開２００８−５８３６６号公報 特開２００７−２２６１１３号公報

上記のように吸引ダクトを現像ユニットに内蔵する構成では、吸引ダクトに配されるフィルタは通常、現像剤と略同じ寿命のものが用いられており、トリクル現像方式のように現像剤の交換が必要になるまでの期間（現像ユニットの寿命）が長くなると、フィルタもその分、より寿命の長いものに代える必要がある。
しかしながら、フィルタを従来のものから長寿命のものに代えるにはコスト負担が大きくなるという問題がある。また、現像ユニットの寿命の程度によっては、現像ユニット交換までの間、捕集能力を維持し続ける性能のフィルタが存在しないこともあり得る。

フィルタは、現像ユニット交換まで新たなものに交換されないので、現像ユニットの交換時期に合ったフィルタを用いなければ、現像ユニット交換時には既にフィルタが目詰まりして浮遊トナーが回収されなくなってしまう。このような問題は、トリクル現像方式に限られず、例えばより長寿命の現像剤が開発されたような場合にも同様に生じる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、高コストのフィルタを用いずとも機内を浮遊する現像剤を捕集可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、周面に静電潜像が形成される像担持回転体を有する画像形成装置であって、前記像担持回転体に対向配置され、当該像担持回転体上に形成された静電潜像を粉状の現像剤で現像する現像ユニットと、前記像担持回転体と前記現像ユニットの隙間のエアを吸引する吸引手段と、前記像担持回転体の周囲かつ前記現像ユニットの近傍の位置に配され、前記吸引されたエアを通過させつつ、そのエアに含まれる前記隙間に浮遊する、現像に供されなくなった不要な現像剤をフィルタにより捕集するフィルタユニットと、を備え、前記現像ユニットと前記フィルタユニットは、それぞれ寿命が異なり、個別に画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴とする。

ここで、像担持回転体は、円筒状や円柱状の他、ベルト状の部材などからなる像担持回転体を含む概念で用いられる。
また、前記フィルタユニットは、前記像担持回転体を中心として前記現像ユニットに対して前記像担持回転体の回転方向下流側に位置することを特徴とする。
さらに、前記像担持回転体は、画像形成装置本体に対し着脱自在であり、かつ前記フィルタユニットと接続されており、前記フィルタユニットと一緒に画像形成装置本体に対し着脱される構成であることを特徴とする。

また、前記フィルタユニットは、本体部と、当該本体部から前記像担持回転体が位置する方向に向かって延びるアームとを備え、前記本体部は、前記吸引されたエアの流路を形成するダクトを兼ねると共に当該ダクトの内部に前記フィルタが配置されてなり、当該アームが前記像担持回転体の回転軸に回転自在に保持されることにより、前記像担持回転体と接続される構成であることを特徴とする。

さらに、前記現像ユニットと前記フィルタユニットが画像形成装置本体に装着されたときに、前記フィルタユニットは、前記現像ユニットの直上に位置し、当該フィルタユニットの自重で当該現像ユニットに当接することにより位置決めされることを特徴とする。
また、前記フィルタユニットは、前記現像ユニットに対し前記像担持回転体の回転方向下流側に位置することを特徴とする。

さらに、前記像担持回転体の周面を帯電させる帯電器と、前記帯電された像担持回転体の周面を露光することにより前記像担持回転体の周面に静電潜像を形成する露光器と、前記像担持回転体の周面に残留している現像剤を清掃するクリーナと、前記像担持回転体、前記帯電器、前記クリーナを収容するハウジングとを備え、前記ハウジングに前記像担持回転体、前記帯電器、前記クリーナが収容され、前記フィルタユニットが前記像担持回転体に接続された状態で１つの像担持体ユニットを構成し、前記像担持体ユニットが装置本体に対し着脱自在であることを特徴とする。

また、前記現像剤は、キャリアとトナーを含む２成分現像剤であり、前記現像ユニットは、前記フィルタユニットよりも寿命が長く、現像室内に補給用のキャリアを補給しつつ当該現像室内に収容されている現像剤を外部に排出する動作を繰り返して行うトリクル現像方式によるものであることを特徴とする。

このように、現像ユニットとフィルタユニットを個別に装置本体に対し着脱自在に構成すれば、例えば操作者は現像ユニットの交換時期が来る前にフィルタユニットだけを容易に交換することができ、現像ユニットの方がフィルタユニットよりも寿命が長い場合であってもフィルタを高コストの長寿命のものに変える必要がなくなる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合を例にして説明する。
図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の全体構成を示す概略図である。
同図に示すようにプリンタ１は、周知の電子写真方式により画像を形成するものであり、画像プロセス部１０と、中間転写部２０と、給送部３０と、定着部４０および制御部５０を備えている。

画像プロセス部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の現像色に対応した作像部１０Ｙ〜１０Ｋを有する。作像部１０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙと、その周囲に配された帯電器１２Ｙ、露光部１３Ｙ、現像ユニット１４Ｙ、一次転写ローラ１５Ｙ、クリーナ１６Ｙ、フィルタユニット１７Ｙなどを備えている。
帯電器１２Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの周面を帯電させる。露光部１３Ｙは、帯電された感光体ドラム１１Ｙをレーザ光Ｌにより露光走査して、感光体ドラム１１Ｙ上に静電潜像を形成する。現像ユニット１４Ｙは、トリクル現像方式に対応するものであり、キャリアとトナーを含む、いわゆる２成分現像剤が収容され、感光体ドラム１１Ｙ上の静電潜像をトナーで現像する。これにより感光体ドラム１１Ｙ上にＹ色のトナー像が作像される。

一次転写ローラ１５Ｙは、感光体ドラム１１Ｙ上のＹ色トナー像を中間転写ベルト２３上に静電作用により転写させる。クリーナ１６Ｙは、転写後に感光体ドラム１１Ｙ上に残った残留トナーを清掃する。フィルタユニット１７Ｙは、感光体ドラム１１Ｙと現像ユニット１４Ｙの間の空間（隙間）に浮遊している、現像に供されなくなった不要な現像剤を捕集するためのものである。このフィルタユニット１７Ｙの構成については後述する。

本実施の形態では、感光体ドラム１１Ｙ、帯電器１２Ｙ、クリーナ１６Ｙおよびフィルタユニット１７Ｙが一つのドラムユニット１９Ｙとして一体的に纏められ、ドラムユニット１９で装置本体１０１（図３）に対し着脱自在になっている。装置本体１０１に対し着脱自在になっていることは、現像ユニット１４Ｙについて同じである。
他の作像部１０Ｍ〜１０Ｋについても作像部１０Ｙと同様の構成であり、同図では一部の部材について符号が省略されている。作像部１０Ｍ〜１０Ｋ毎に、対応する色のトナーが感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｋ上に作像され、その作像されたトナー像それぞれが中間転写ベルト２３上に転写される。このＹ〜Ｋの各色の作像動作は、各色のトナー像が、走行する中間転写ベルト２３の同じ位置に重ね合わせて転写されるように上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。

中間転写部２０は、駆動ローラ２１と、従動ローラ２２と、これら両ローラに張架されて矢印方向に循環走行される中間転写ベルト２３と、中間転写ベルト２３表面に当接して中間転写ベルト２３上の残留トナーを除去するブレード２４と、ブレード２４により除去された残留トナーを回収するタンク２５などを備える。
給送部３０は、給紙カセット３１と、繰り出しローラ３２と、レジストローラ対３３などを備え、上記の作像タイミングに合わせて、給紙カセット３１から繰り出しローラ３２によりシートＳを１枚ずつ繰り出して、繰り出されたシートＳをレジストローラ対３３を介して二次転写ローラ３４に送る。２次転写ローラ３４に送られたシートＳが二次転写ローラ３４と中間転写ベルト２３の間を通過する際に、中間転写ベルト２３の各色トナー像が２次転写ローラ３４の静電作用によりシートＳに一括して二次転写される。

各色トナー像が二次転写された後のシートＳは、定着部４０まで搬送され、定着部４０において加熱、加圧されることにより、その表面のトナー粒子がシートＳの表面に融着して定着された後、排紙ローラ３５によって排紙トレイ３６上に排出される。
トリクル現像方式に対応する構成として、作像部１０Ｙ〜１０Ｋ毎に、ホッパ２Ｙ〜２Ｋと回収タンク３Ｙ〜３Ｋがそれぞれ設けられている。

ホッパ２Ｙ〜２Ｋは、補給用の現像剤を現像ユニット１４Ｙ〜１４Ｋに補給するためのものであり、回収タンク３Ｙ〜３Ｋは、現像ユニット１４Ｙ〜１４Ｋから排出される現像剤を回収するためのものである。
Ｙ色用のホッパ２Ｙには、Ｙ色の補給用のキャリアＣｙが収容されたボトル４Ｙと、Ｙ色の補給用のトナーＴｙが収容されたボトル５Ｙとが含まれる。キャリアＣｙとトナーＴｙは、それぞれが個別に、補給が必要なタイミングになると必要量だけ、ホッパ２Ｙと現像ユニット１４Ｙの間を繋ぐ搬送パイプ（不図示）を介して、現像ユニット１４Ｙの補給口８１Ｙ（図３参照）に補給されて現像室７６Ｙ（図２参照）内に供給される。

一方、Ｙ色用の回収タンク３Ｙは、不図示の搬送パイプを介して現像ユニット１４Ｙの下部に設けられた排出口８２Ｙ（図３参照）と繋がれており、排出口８２Ｙから排出された現像剤を、搬送パイプを介して受け取って回収する。他の再現色用のホッパ２Ｍ〜２Ｋと回収タンク３Ｍ〜３Ｋの構成は、基本的にＹ色のものと同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、現像剤の補給や排出などのトリクル現像方式に係る具体的な機構および制御方法については、上記の特許文献１などにより公知であるので、説明を割愛する。

中間転写ベルト２３の直下であり、作像部１０Ｙ〜１０Ｋのフィルタユニット１７Ｙ〜１７Ｋに隣接する位置には、通風ダクト５１Ｙ〜５１Ｋが設けられている。通風ダクト５１Ｙ〜５１Ｋそれぞれは、装置本体の奥側に配置されたメインダクト５２に連結されており、メインダクト５２の終端には、吸引ファン５３が設けられている。メインダクト５２の終端から通風ダクト５１Ｙ〜５１Ｋを介してフィルタユニット１７Ｙ〜１７Ｋまでの間が吸引ファン５３によるエア流路を形成している。吸引ファン５３が回転すると、感光体ドラム１１Ｙ〜１１Ｋと現像ユニット１４Ｙ〜１４Ｋの隙間９９Ｙ（図２参照）のエアがフィルタユニット１７Ｙ〜１７Ｋの内部に吸引され、フィルタユニット１７Ｙ〜１７Ｋの内部を通って通風ダクト５１Ｙ〜５１Ｋからメインダクト５２に導かれ、メインダクト５２の内部を通って機外に排出される。

制御部５０は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置（不図示）から受け付けたプリントジョブのデータに基づき、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの再現色用のデジタル信号を生成すると共に、各部を上記のように制御して円滑な画像形成動作を実行させる。また、上記のトリクル現像方式による現像剤の補給および排出を制御すると共に、吸引ファン５３の回転駆動を制御する。

図２は、ドラムユニット１９Ｙと現像ユニット１４Ｙの構成例を示す横断面図であり、図３は、これらユニットの斜視図であり、図４は、ドラムユニット１９Ｙだけの構成を示す断面図である。
各図に示すように現像ユニット１４Ｙは、現像ハウジング７１Ｙと、現像ローラ７２Ｙと、供給ローラ７３Ｙと、攪拌ローラ７４Ｙおよび規制ブレード７５Ｙなどを備える。現像ハウジング７１Ｙに設けられた現像室７６Ｙ内には、現像剤Ｄとして、キャリアＣｙとトナーＴｙを含む２成分現像剤が収容されている。現像ローラ７２Ｙは、現像ハウジング７１Ｙの、感光体ドラム１１Ｙに対向する位置に設けられた開口９１Ｙに回転自在に配置され、供給ローラ７３Ｙ、攪拌ローラ７４Ｙと共に同図の矢印方向に回転駆動される。

現像ローラ７２Ｙは、その表面に現像剤Ｄを担持して感光体ドラム１１Ｙと対向する現像位置（現像ニップ）９２Ｙに搬送する。供給ローラ７３Ｙは、現像ローラ７２Ｙに現像剤Ｄを供給する。攪拌ローラ７４Ｙは、現像室７６Ｙ内の現像剤Ｄを攪拌して固化を防ぐと共に流動性を保持しつつ、攪拌した現像剤Ｄを供給ローラ７３Ｙに搬送する。
規制ブレード７５Ｙは、その先端が現像ローラ７２Ｙの表面との間に所定の間隙を有するように配置され、その間隙を通る現像剤量を規制して、現像ローラ７２Ｙの表面上に現像剤Ｄによる均一な薄層を形成させる。

現像ハウジング７１Ｙの開口９１Ｙの装置前後方向（現像ローラ７２Ｙの回転軸方向に相当）両端部それぞれには、現像ローラ７２Ｙからのトナー漏れを防止するためのシール材７７Ｙ（図３）が固定されている。このシール材７７Ｙは、現像ニップ９２Ｙの長手方向両端に位置し、後述のように現像ニップ９２Ｙ近傍を流れるエアを塞き止める部材としても機能する。

ドラムユニット１９Ｙは、図２に示すように感光体ドラム１１Ｙと、帯電器１２Ｙと、クリーナ１６Ｙと、フィルタユニット１７Ｙと、ドラムハウジング１８Ｙなどを備える。
感光体ドラム１１Ｙと、帯電器１２Ｙと、クリーナ１６Ｙは、筐体としてのドラムハウジング１８Ｙに取着（収容）される。
フィルタユニット１７Ｙは、本体部６１Ｙと２つのアーム６５Ｙを有する。本体部６１Ｙは、横断面が略矩形であり装置前後方向に沿って伸びる、現像ローラ７２Ｙよりもやや長い長尺状の筒状体からなる。一方、アーム６５Ｙは、本体部６１の長手方向両端それぞれに設けられ、感光体ドラム１１Ｙに向かって延出される。各アーム６５Ｙの延伸方向先端部には、感光体ドラム１１Ｙの回転軸１１１Ｙの径よりも径のやや大きい孔６６Ｙが穿設されている。この一方の孔６６Ｙに感光体ドラム１１Ｙの回転軸１１１Ｙの一方端側が挿通され、他方の孔６６Ｙに感光体ドラム１１Ｙの回転軸１１１Ｙの他方端側が挿通されており、これによりフィルタユニット１７Ｙが感光体ドラム１１Ｙにその回転方向（ドラム回転方向）に沿って回転自在に保持される構成になっている。

フィルタユニット１７Ｙは、装置本体への装着状態で、図２に示すように現像ユニット１４Ｙの直上に位置する。本実施の形態では、フィルタユニット１７Ｙは、その自重で本体部６１の底面の２箇所に設けられた位置決め用の凸部（不図示）が現像ユニット１４Ｙの現像ハウジング７１Ｙに設けられた２箇所の位置決め用の凹部７９Ｙ（図３）に係合（当接）することにより、現像ハウジング７１Ｙの上に乗るような姿勢で位置決めされる。

本体部６１Ｙは、感光体ドラム１１Ｙと現像ユニット１４Ｙの隙間のエアを吸引するためのダクトとして用いられ、感光体ドラム１１Ｙの周面に対向する面６８Ｙには、装置前後方向両端部それぞれに吸引口６３Ｙが穿設されている。また、本体部６１Ｙの上面６９Ｙには、装置前後方向両側のそれぞれに排出口６４Ｙが穿設されている。各排出口６４Ｙは、装置本体側に取着された通風ダクト５１Ｙの開口５５Ｙ（図２）に臨んでいる。

本体部６１Ｙの内部の、吸引口６３Ｙから排出口６４Ｙまでのエア流路の途中には、フィルタ６２Ｙ（図２）が配設されている。
フィルタ６２Ｙは、板状、かつ装置前後方向に現像ローラ７２Ｙの長さと略同じ長尺状であり、吸引口６３Ｙから吸引されたエアに含まれる、現像に供されなくなった不要な現像剤を捕集する。ここで、不要な現像剤とは、具体的には主に、現像ローラ７２Ｙの回転による遠心力や現像ローラ７２Ｙと感光体ドラム１１Ｙの回転によって隙間９９Ｙに生じる空気流などの影響を受けて、現像ローラ７２Ｙから離脱して隙間９９Ｙに飛び出した、現像に供されなくなった不要なトナー粒子のことである。なお、キャリアＣｙは、現像ローラ７２Ｙとの間に作用する磁力と静電力により現像ローラ７２Ｙに担持されるので、遠心力等の影響で隙間９９Ｙに飛び出して浮遊することは生じ難い。以下、浮遊している現像剤が主にトナー粒子であることから、これを浮遊トナーということにする。

本実施の形態では、フィルタ６２Ｙは、フィルタ面積をより広くとるため、図２に示すように水平に対してある角度をつけて（エア流路に対し鋭角の角度をつけて）斜めになるように本体部６１Ｙの吸引口６３Ｙに近い位置に内設される。
このような構成においてフィルタユニット１７Ｙ内にエアが吸引される際のフィルタユニット１７Ｙ近傍におけるエアの流れは、主に次のようになる。すなわち、中間転写ベルト２３と通風ダクト５１Ｙの隙間（図２）から感光体ドラム１１Ｙの方向にエアが吹き込まれる。吹き込まれたエアは、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２３の接触により形成される転写ニップ１５１Ｙのところで塞き止められて、感光体ドラム１１Ｙとフィルタユニット１７Ｙの隙間を通って現像ニップ９２Ｙに向かって下降する。現像ニップ９２Ｙに向かって下降したエアは、現像ニップ９２Ｙのところで塞き止められて、装置中央から前側と後側の両方向に分かれて流れる。装置前側と後側に向かって流れるエアは、現像ハウジング７１Ｙの装置前後方向両端部に配置されている各シール材７７Ｙのところで塞き止められて、フィルタユニット１７Ｙの装置前側と後側に設けられた２つの吸引口６３Ｙの方向に導かれ、各吸引口６３Ｙに流れ込む。

各吸引口６３Ｙに流れ込んだエアは、フィルタ６２Ｙを通過して排出口６４Ｙから排出されると、通風ダクト５１Ｙの開口５５Ｙから通風ダクト５１Ｙ内に入り、通風ダクト５１Ｙの内部を通ってメインダクト５２（図１）に導かれる。
フィルタユニット１７Ｙは、上記のように感光体ドラム１１Ｙの回転軸１１１Ｙを支点にドラム回転方向に沿って回転自在に支持される構成なので、装置本体から取り外された状態では、図４に示すように自重で下方に倒れて、本体部６１Ｙがドラムハウジング１８Ｙのドラム回転方向下流側の端部１８１Ｙに当接する位置まで移動する。これによりドラムユニット１９Ｙがコンパクトな形になり、例えばドラムユニット１９Ｙを梱包箱に詰めて輸送するような場合にその梱包箱をより小型化できる。

また、フィルタユニット１７Ｙが装着時の姿勢から下方に倒れて傾倒姿勢に変わる際に、フィルタユニット１７Ｙの吸引口６３Ｙが横向きから上向きに向きが変わる。従って、例えばフィルタユニット１７Ｙが傾倒姿勢に移る際に吸引口６３Ｙが下方を向くような構成をとった場合に、フィルタユニット１７Ｙ内部に残っている浮遊トナーが逆流するように吸引口６３Ｙから落下して噴き出すといったことが生ぜず、本実施の形態の構成をとることにより機内を汚すことなく容易にユニット交換を行うことができる。

図３に示すように、現像ユニット１４Ｙの装置後端部には、トリクル現像方式によるＹ色の現像剤の補給口８１Ｙが設けられており、補給口８１Ｙを介してホッパ２Ｙからの補給用のキャリアＣｙとトナーＴｙが現像室７６Ｙ内に補給される。現像室７６Ｙの内部では、現像剤Ｄが現像ローラ７２Ｙ、供給ローラ７３Ｙ、攪拌ローラ７４Ｙにより装置前後方向の一方端と他方端との間を循環するように所定の経路に沿って搬送されており、補給口８１Ｙに供給された新たなキャリアＣｙとトナーＴｙは、現像剤の循環搬送の間に現像室７６Ｙ内の現像剤と混ざり合う。また、この搬送の際に、一部の現像剤が排出口８２Ｙから排出されて、回収タンク３Ｙに回収される。

装置本体１０１には、ドラムユニット１９Ｙと現像ユニット１４Ｙを着脱するためのスロット１０１Ｙが設けられている。スロット１０１Ｙの内部には、２つのガイドレール１０３Ｙ、１０４Ｙがその長手方向が装置前後方向に沿うように設けられている。ガイドレール１０３Ｙは、ドラムユニット１９Ｙを装置前後方向にスライド自在に案内するための部材であり、ガイドレール１０４Ｙは、現像ユニット１４Ｙを装置前後方向にスライド自在に案内するための部材である。

ユーザやサービスマンなどの操作者は、現像ユニット１４Ｙについては、その装置前側に配された取手部７８Ｙを手にもって現像ユニット１４Ｙを略水平に支えつつガイドレール１０４Ｙに沿わせて装置後側に向かって押し込むように操作することにより、現像ユニット１４Ｙを装置本体１０１に装着することができる。また、現像ユニット１４Ｙを手前に引き出すように操作することにより装置本体１０１から取り出すことができる。ドラムユニット１９Ｙについても同様の操作を行うことにより着脱が可能である。

なお、ドラムユニット１９Ｙが装着されている状態で現像ユニット１４Ｙを取り出す場合には、フィルタユニット１７Ｙを操作者が少し持ち上げてフィルタユニット１７Ｙの位置決め状態を解除してから現像ユニット１４Ｙを手前に引き出す操作が行われる。現像ユニット１４Ｙが装置本体１０１から取り出されると、フィルタユニット１７Ｙは自重で下方に倒れ、図４に示す姿勢と同じ姿勢になる。この状態でドラムユニット１９Ｙを装置本体１０１から引き出すこともできる。また、新たな現像ユニット１４Ｙを装着する場合には、操作者は、手でフィルタユニット１７Ｙを図４の破線で示す位置まで持ち上げた状態を保ったまま、現像ユニット１４Ｙを装着することができる。現像ユニット１４Ｙの装着後、フィルタユニット１７Ｙから手を離すことによりフィルタユニット１７Ｙが自重で現像ユニット１４Ｙの上に乗り、位置決め用の凸部と凹部７９Ｙが係合して位置決めがなされる。なお、上記の構成は、Ｍ〜Ｋ色の現像ユニット１４Ｍ〜１４Ｋおよびフィルタユニット１７Ｙ〜１７Ｋについて同様である。

以上、説明したように本実施の形態では、フィルタユニット１７Ｙ〜１７Ｋと現像ユニット１４Ｙ〜１４Ｋを装置本体１０１に対し着脱自在に構成したので、現像ユニットとフィルタユニットを別々に交換することが可能になる。これにより、例えば現像ユニット１４Ｙがトリクル現像方式により感光体ドラム１１Ｙよりも長寿命化された場合でも、フィルタ６２Ｙを感光体ドラム１１Ｙと略同じ寿命のものを用いれば、現像ユニット１４Ｙの寿命に合わせて高コストのものを用いる必要がなくなると共に、感光体ドラム１１Ｙの交換時にフィルタ６２Ｙを一緒に交換できるので、操作者にとって便利である。

上記では、フィルタユニットがドラムユニットに含まれるとしたが、これに限られない。現像ユニットとフィルタユニットがそれぞれユニット単位で別々に装置本体１０１に対し着脱自在であれば良い。例えば、感光体ドラム、現像ユニット、フィルタユニットをそれぞれ別体にして装置本体１０１に着脱自在とすることもできる。それぞれの寿命が相異なる場合などに好適である。

なお、各ユニットの交換時期は、累積駆動時間や累積プリント枚数などに基づいて予め実験などにより求められ、交換時期になると操作パネル（不図示）などにメッセージ表示等により操作者にその旨が警告される。操作者は、その警告から交換時期に来たことを知り、古くなったユニットを新たなものに交換することができる。この警告等の制御は、制御部５０により行われる。

（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、フィルタユニット１７Ｙが感光体ドラム１１Ｙの回転軸１１１Ｙに回転自在に保持されるとしたが、これに限られることはない。例えば、フィルタユニット１７Ｙも帯電器１２Ｙやクリーナ１６Ｙなどと一緒にドラムハウジング１８Ｙ内に固定的に取着される構成をとるとしても良い。

また、フィルタユニット１７Ｙが現像ユニット１４Ｙ（現像ニップ９２Ｙの位置）に対して、感光体ドラム１１Ｙの回転軸１１１Ｙを中心に感光体ドラム１１Ｙの回転方向下流側に位置する構成をとることにより、感光体ドラム１１Ｙの回転により生じる、回転方向と同方向の空気流に含まれる浮遊トナーを捕集し易くするとしたが、フィルタユニット１７Ｙの配設位置が上記に限られることはない。感光体ドラム１１Ｙの周囲であり現像ユニット１４Ｙの近傍の位置であれば、現像ニップ９２Ｙから周辺空間に向かって飛び出した浮遊トナーを装置内部に広がる前に効果的に捕集することができる。装置構成によっては、例えばフィルタユニット１７Ｙを現像ユニット１４Ｙに対し感光体ドラム１１Ｙの回転方向上流側に配設する構成をとるとしても良い。

（２）また、上記実施の形態では、ドラムユニット１９Ｙを装置本体１０１側に設けられたガイドレール１０３Ｙに沿って挿抜する構成例を説明したが、これに限られず、ドラムユニット１９Ｙが装置本体１０１に対し操作者により着脱自在に構成されていれば良い。また、上記では、装置前後方向に装置前側からドラムユニット１９Ｙを着脱する構成例を説明したが、これに限られない。例えば、装置の左側や右側、後側、または上方からなど所定方向から挿抜などにより着脱自在な構成をとることもできる。このことは、他のＭ〜Ｋ色用のドラムユニットと現像ユニットについて同様である。

（３）上記実施の形態では、フィルタユニット１７Ｙ〜１７Ｋがエア流路を形成するダクトを兼ねる構成としたが、これに限られない。例えば、フィルタ６２Ｙにアーム６５Ｙを連結したものをフィルタユニットとして構成し、装着時には、フィルタ６２Ｙが吸引口６３Ｙを感光体ドラム１１Ｙ側から覆うような構成をとることも可能であろう。
（４）上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロの画像形成に関わらず、感光体ドラムなどの像担持回転体の周面に形成された静電潜像を、現像剤担持体に担持された現像剤により現像する画像形成装置一般、例えば複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等に適用できる。

また、上記実施の形態では、トリクル現像方式を用いる例を説明したが、現像方式がこれに限定されることはない。通常の２成分現像方式（トナーだけを現像室に補給する方式）にも適用できる。さらに、粉状の現像剤として２成分現像剤を用いる場合の例を説明したが、これに限られず、例えばキャリアを含まずトナーにより現像する１成分現像剤を用いる構成にも適用できる。なお、像担持回転体は、円筒状のものに限られず、例えば円柱状やベルト状のものを用いるとしても構わない。

また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

本発明は、像担持回転体上の静電潜像を粉状の現像剤を用いて現像する画像形成装置に広く適用することができる。

実施の形態に係るプリンタの全体構成を示す概略図である。 プリンタに備えられるドラムユニットと現像ユニットの構成例を示す横断面図である。 ドラムユニットと現像ユニットの斜視図である。 ドラムユニットだけの構成を示す断面図である。

符号の説明

１ プリンタ
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体ドラム
１２Ｙ 帯電器
１３Ｙ 露光部
１６Ｙ クリーナ
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ 現像ユニット
１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋ フィルタユニット
１９Ｙ ドラムユニット
５２ メインダクト
５３ 吸引ファン
６１Ｙ 本体部
６２Ｙ フィルタ
６５Ｙ アーム
８１Ｙ 補給口
８２Ｙ 排出口
１０１ 装置本体
１１１Ｙ 回転軸
Ｄ 現像剤
Ｃｙ キャリア
Ｔｙ トナー

Claims (8)

1. 周面に静電潜像が形成される像担持回転体を有する画像形成装置であって、
   前記像担持回転体に対向配置され、当該像担持回転体上に形成された静電潜像を粉状の現像剤で現像する現像ユニットと、
   前記像担持回転体と前記現像ユニットの隙間のエアを吸引する吸引手段と、
   前記像担持回転体の周囲かつ前記現像ユニットの近傍の位置に配され、前記吸引されたエアを通過させつつ、そのエアに含まれる前記隙間に浮遊する、現像に供されなくなった不要な現像剤をフィルタにより捕集するフィルタユニットと、を備え、
   前記現像ユニットと前記フィルタユニットは、それぞれ寿命が異なり、個別に画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記フィルタユニットは、
   前記像担持回転体を中心として前記現像ユニットに対して前記像担持回転体の回転方向下流側に位置することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持回転体は、画像形成装置本体に対し着脱自在であり、かつ前記フィルタユニットと接続されており、前記フィルタユニットと一緒に画像形成装置本体に対し着脱される構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記フィルタユニットは、
   本体部と、当該本体部から前記像担持回転体が位置する方向に向かって延びるアームとを備え、
   前記本体部は、前記吸引されたエアの流路を形成するダクトを兼ねると共に当該ダクトの内部に前記フィルタが配置されてなり、
   当該アームが前記像担持回転体の回転軸に回転自在に保持されることにより、前記像担持回転体と接続される構成であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像ユニットと前記フィルタユニットが画像形成装置本体に装着されたときに、
   前記フィルタユニットは、
   前記現像ユニットの直上に位置し、当該フィルタユニットの自重で当該現像ユニットに当接することにより位置決めされることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記フィルタユニットは、
   前記現像ユニットに対し前記像担持回転体の回転方向下流側に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持回転体の周面を帯電させる帯電器と、
   前記帯電された像担持回転体の周面を露光することにより前記像担持回転体の周面に静電潜像を形成する露光器と、
   前記像担持回転体の周面に残留している現像剤を清掃するクリーナと、
   前記像担持回転体、前記帯電器、前記クリーナを収容するハウジングとを備え、
   前記ハウジングに前記像担持回転体、前記帯電器、前記クリーナが収容され、前記フィルタユニットが前記像担持回転体に接続された状態で１つの像担持体ユニットを構成し、
   前記像担持体ユニットが装置本体に対し着脱自在であることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤は、キャリアとトナーを含む２成分現像剤であり、
   前記現像ユニットは、前記フィルタユニットよりも寿命が長く、現像室内に補給用のキャリアを補給しつつ当該現像室内に収容されている現像剤を外部に排出する動作を繰り返して行うトリクル現像方式によるものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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