JP2014112152A

JP2014112152A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2014112152A
Application number: JP2012266364A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Otani; 秀之大谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-06-19

Abstract

【課題】装置の小型化を達成しつつ、像担持体の被りトナーを積極的に除去できるようにする。
【解決手段】画像形成装置１０は、静電潜像が形成される感光ドラム１９と、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ロール４６ａと、トナー像をコピー用紙Ｐに転写する転写ロール２８とを備える。現像ロール４６ａと転写ロール２８との間で、感光ドラム１９の下部に接触して捕集部材５０を配置し、この捕集部材５０で感光ドラム１９のトナー像が形成される最大領域外に存在するトナーを捕集する。
【選択図】図２

Description

本発明は、像担持体の表面、とりわけ像担持体の両端部表面に付着した残留トナーを回収するようにした画像形成装置に関する。

一般に、レーザープリンタ等の画像形成装置では、トナー担持体である現像ロールから像担持体である感光ドラムにトナーを搬送し、この感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを付着させ、このトナー像を記録紙などの記録媒体に転写するようになっている。

ところで、現像ロールから感光ドラムにトナーを搬送する際、現像ロールの現像領域は安定してトナー像を形成するため、マグネットによってトナーが強固に付着されるようになっているが、現像領域外ではマグネットによるトナーの付着効果は無くなる。このため、現像ロールのトナー像が形成される最大領域外の近傍、つまり、現像領域の外方近傍では像形成が不安定となる。そして、その像形成が不安となった部分のトナーが感光ドラムに被ると、所謂、被りトナーとなって記録媒体の側辺部を汚してしまうことがある。

そこで、被りトナーの問題を無くすためには、現像ロールの現像領域の幅を、必要な領域よりも広くすることが考えられるが、この場合は現像ロールの回転軸方向長さが長くなって、装置の大型化が来されてしまう。このため、装置の小型化を図るには、どうしても現像ロールの現像領域を記録媒体の幅と略等しくせざるを得ず、上述したように記録媒体の側辺部が汚れ易くなってしまう。

ところで、従来では、感光ドラムの周面に圧接させたブレード部材によって残留トナーを剥離させ、このブレード部材の下方に、剥離により落下したトナーをトナー受け部に案内するトナーガイドを設けたクリーニング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、そのトナーガイドの両端部には、感光ドラムの両端部に極く軽度に圧接して、感光ドラムの両端部周辺からこぼれ落ちるトナーを集めるサイドシール部が折曲形成されている。

特開平３−２００２７７号公報

しかしながら、かかる従来の特許文献１に開示されたクリーニング装置では、サイドシール部は、薄板状のトナーガイドの両端部を折曲したもので、感光ドラムの両端部周辺からこぼれ落ちるトナーが周囲に飛散しないように集めるためのものである。従って、トナーガイドは薄板状に形成されており、そのトナーガイドの端部を折曲形成した前記サイドシール部も薄肉となる。このため、薄肉状のサイドシール部が感光ドラムの両端部に圧接したとしても、前述した被りトナーを積極的に除去できるものではなく、記録媒体の側辺部が汚れるのを解消できるものではない。

そこで、本発明は、従来の問題に鑑みて、装置の小型化を達成しつつ、像担持体の被りトナーを積極的に除去できるようにした画像形成装置を提供する。

本発明の第１の手段は、静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写部とを備えた画像形成装置であって、前記現像部と前記転写部との間で、前記像担持体の下部に接触して配置され、前記像担持体の前記トナー像が形成される最大領域外に存在するトナーを捕集する捕集部材を備えている。

本発明の第２の手段は、第１の手段の画像形成装置において、前記捕集部材で捕集したトナーを自由落下により回収する回収部を有する回収装置を備えている。

本発明の第３の手段は、第２の手段の画像形成装置において、前記回収装置は、前記回収部を前記像担持体に向かって開口し、前記回収部の前記転写部側の上部に前記捕集部材を支持してある。

本発明の第４の手段は、第２または第３の手段の画像形成装置において、前記像担持体の下方に配置され、前記記録媒体を前記転写部に案内する用紙ガイドを備え、前記回収装置を、前記用紙ガイドの案内方向に対して直角方向となる両端部の上部に設けてある。

本発明の第５の手段は、第４の手段の画像形成装置において、前記回収装置を、前記用紙ガイドに着脱可能としてある。

本発明の第６の手段は、第１〜第５のいずれか一つの手段の画像形成装置において、前記捕集部材を、多孔質の弾性体としてある。

本発明の第７の手段は、第１〜第６のいずれか一つの手段の画像形成装置において、前記トナーは、キャリアとして磁性粉を含み、前記現像部に磁石を備えてある。

本発明の第１の手段によれば、本構成を有していない場合と比較して、記録媒体の側辺部が汚れるのを抑制し、装置全体の小型化を図れるという効果を有する。

本発明の第２の手段によれば、第１の手段の効果に加えて、本構成を有していない場合と比較して、捕集したトナーが周囲に飛散するのを防止するという効果を有する。

本発明の第３の手段によれば、第２の手段の効果に加えて、本構成を有していない場合と比較して、捕集部材で捕集したトナーを効率良く回収部に回収するという効果を有する。

本発明の第４の手段によれば、第２および第３の効果に加えて、本構成を有していない場合と比較して、部品点数の削減という効果を有する。

本発明の第５の手段によれば、第４の手段の効果に加えて、本構成を有していない場合と比較して、装置の長寿命化という効果を有する。

本発明の第６の手段によれば、第１〜第５の手段の効果に加えて、本構成を有していない場合と比較して、記捕集部材が接触する像担持体を付傷することなくトナーの捕集効果がより高まるという効果を有する。

本発明の第７の手段によれば、第１〜第６の手段の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、二成分現像剤を用いた際に、捕集部材を設けたことによる効果がより高まる。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を概略的に示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を詳細に示す要部断面図である。図３は、図２に示す画像形成装置の感光ドラム、現像ロール、帯電ロールおよび転写ロールと、用紙ガイドとを整列させた展開図である。図４は、本発明の画像形成装置に用いられる回収装置の一実施形態を示す拡大断面図である。

以下、本発明に係る好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
[第１の実施形態]

図１は、画像形成装置１０の基本的な構造を示す。この画像形成装置１０は、例えば、レーザープリンタとして構成され、記録媒体であるコピー用紙Ｐを積み重ねた状態で収容しておく用紙収納部３１および手差し供給装置４３が備わっている。用紙収納部３１または手差し供給装置４３は、コピー用紙Ｐを一枚ずつ取り出す給紙部３５と、給紙部３５によって取り出したコピー用紙Ｐを転写ロール２８まで搬送する搬送ロール４９ａ、４９ｂを備えている。

また、画像形成装置１０は、画像データに基づいた未定着のトナー像を形成し、そのトナー像をコピー用紙Ｐに転写する画像形成部１３と、未定着のトナー像を担持したコピー用紙Ｐに対して加圧および加熱を行うことにより、トナー像を定着する定着装置２９とを備えている。尚、図１中に示した一点鎖線は、コピー用紙Ｐの搬送経路を示す。

画像形成部１３は、電子写真方式を用いてトナー像を形成して転写する部位である。画像形成部１３は、図２に詳細に示すように、矢印ａ方向に回転する像担持体としての感光ドラム１９を備えている。この感光ドラム１９の周囲には、帯電ロール４４、露光装置４５、現像器４６の現像部としての現像ロール４６ａ、転写部としての転写ロール２８およびクリーナー４７が配置される。また、本実施形態では、現像ロール４６ａと転写ロール２８との間で感光ドラム１９の下方に位置して、コピー用紙Ｐを転写ロール２８に案内する用紙ガイド４８が配置される。図２中、Ｒはコピー用紙Ｐの搬送経路を示す。

帯電ロール４４は、感光ドラム１９の像保持面を帯電させる機能を有する。露光装置４５は、帯電した感光ドラム１９の表面に画像データに基づく光（レーザーやＬＥＤ）を照射して電位差のある静電潜像を形成する機能を有する。現像器４６は、感光ドラム１９上の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する機能を有する。転写ロール２８は、そのトナー像をコピー用紙Ｐに転写する機能を有する。クリーナー４７は、転写終了後の感光ドラム１９の表面に残留するトナーを除去して清掃する機能を有する。

感光ドラム１９は、円筒状の基体に、有機感光材料からなる光導電性層（感光層）の像保持面を形成して構成することができる。帯電ロール４４は、例えば感光ドラム１９の表面に接触して回転する帯電ロールに、所定の帯電電圧を印加して帯電させる接触帯電方式のものを使用することができる。露光装置４５は、ＬＥＤ（発光ダイオード）式記録ヘッド、または半導体レーザ走査装置等で構成される装置である。露光装置４５は、画像形成装置１０と通信接続した画像読取装置またはコンピュータ等の通信機器から入力される画像データに対して、所定の画像処理をした後の画像データを入力して、静電潜像を形成する。

図１に示すように、定着装置２９の加熱ロール２９ａは、加熱源によって表面温度が所定の温度に保たれるよう加熱され、かつ、同図中矢印ｂ方向に回転することで、圧接定着部ＮＰにてコピー用紙Ｐを加熱しつつ搬送する。定着装置２９の無端ベルト２９ｂは、加熱ロール２９ａに対向して配置され、加熱ロール２９ａとの間でコピー用紙Ｐを挿通させて定着を行なう無端状のベルトであり、コピー用紙Ｐの幅に応じた幅の筒状に形成してある。このとき、定着対象のコピー用紙Ｐは、ガイド板２９ｃによって圧接定着部ＮＰの導入口に案内される。

次に、画像形成装置１０による画像形成の工程を概略的に説明する。画像形成部１３では、図外の制御部によって一連の画像形成動作が制御されるようになっており、画像形成処理の開始によって、まず、感光ドラム１９が回転する。すると、回転する感光ドラム１９の表面を、帯電ロール４４により所定の電位に帯電させた後、帯電した感光ドラム１９の表面に、露光装置４５から画像データに基づく光を照射して、所定の潜像電位からなる静電潜像を形成する。そして、その静電潜像を感光ドラム１９の回転に伴って移動させて、現像器４６から供給されるトナーを、潜像部分に静電的に付着させる。このようにして、感光ドラム１９上におけるトナー像の現像が終了する。

感光ドラム１９上のトナー像は、転写ロール２８において、搬送ロール４９ａ、４９ｂによって所定のタイミングで搬送されてきたコピー用紙Ｐに対して、静電的に転写される。トナー像の転写が終了した後の感光ドラム１９の表面は、クリーナー４７によって清掃される。

画像形成部１３においてトナー像が形成されたコピー用紙Ｐは、定着装置２９に搬送される。そして、ガイド板２９ｃに案内されつつ、加熱ロール２９ａと無端ベルト２９ｂとの間の圧接定着部ＮＰに導入される。

定着装置２９における圧接定着部ＮＰでは、コピー用紙Ｐが加熱ロール２９ａと無端ベルト２９ｂの間に挟まれて圧接された状態で搬送される。その際に、未定着のトナー像が加圧及び加熱されることで、コピー用紙Ｐに定着される。定着後のコピー用紙Ｐは、定着装置２９から排出された後に搬送ロール４９ｃ等により搬送されて、排出収容部に送られる。これにより、コピー用紙Ｐの片面にトナーで構成される画像が形成される。

尚、記録媒体はコピー用紙Ｐに限ることなく、トナー像を適正に転写できるシート状物、例えば、厚紙、透明性シート、ＯＨＰシート等のプラスチックスであってもよく、また、これらの他にも、封筒等の袋状物であってもよい。

ところで、上述した画像形成部１３は、感光ドラム１９の周囲に、帯電ロール４４、現像ロール４６ａ、転写ロール２８および用紙ガイド４８が配置されるが、これらを便宜上、展開して整列させると、図３に示すように配列させることができる。

図３から明らかなように、感光ドラム１９の有効幅Ａ（例えば、２３７．５mm）が最も広く、続いて帯電ロール４４の帯電領域Ｂ（例えば、２２４mm）、現像ロール４６ａの現像領域Ｃ（例えば、２２１mm）、転写ロール２８の転写領域Ｄ（例えば、２２０mm）の順に狭くなっている。この転写領域Ｄは、コピー用紙Ｐの最大用紙幅と等しくなっている。また、用紙ガイド４８の幅Ｅは、感光ドラム１９の有効幅Ａと帯電ロール４４の帯電領域Ｂとの間の幅に設定されている。

ところで、本実施形態の現像ロール４６ａは、現像領域Ｃに図外の磁石が設けられており、帯電したトナーを現像領域Ｃの表面に吸着させるようになっている。また、本実施形態で使用されるトナーとしては、磁性体の微粒子で形成されるキャリア（搬送体）を混合して、トナーに電荷を持たせるようになった二成分現像剤が用いられる。

また、図３中には、現像ロール４６ａの現像領域Ｃの両端部には、この現像ロール４６ａから感光ドラム１９および用紙ガイド４８に亘って延在する細幅（実機で略１ｍｍ）のラインＴを示してある。このラインＴは、像形成が不安定となって感光ドラム１９にトナーが被り易い領域を意味する。

ところで、現像ロール４６ａの現像領域Ｃは、コピー用紙Ｐの最大用紙幅（Ｄ）よりも広くする必要があるが、本実施形態では、現像ロール４６ａの回転中心軸方向の長さを短くするために、現像領域Ｃを最大用紙幅（Ｄ）よりも僅かに広くするにとどめてある。このとき、ラインＴは、これの幅方向内側（対を成すラインＴの対向側）が現像領域Ｃの外側縁と一致している。従って、コピー用紙Ｐが搬送途中で僅かでも幅方向にずれると、コピー用紙Ｐの側端がラインＴの領域内に進入してしまう。このため、コピー用紙Ｐの側端がラインＴの領域内に位置した状態で、感光ドラム１９上の被りトナーが、感光ドラム１９からコピー用紙Ｐに移ると、コピー用紙Ｐの側辺部が汚れてしまうことになる。

そこで、本実施形態では、図２示すように、現像ロール４６ａと転写ロール２８との間で、感光ドラム１９の下部に接触する捕集部材５０（図中、黒塗り部分で示す）を配置してある。この捕集部材５０は、スポンジなどの多孔質の弾性体で形成され、感光ドラム１９上に、トナー像が形成される最大領域外に存在するトナー（ラインＴの領域内の被りトナー）を捕集するために設けられる。従って、図３に示すように、捕集部材５０（図中、黒塗り部分で示す）は、感光ドラム１９の両端部に位置して、被りトナーが発生するラインＴ上に一対配置されるようになっている。本実施形態では、捕集部材５０の感光ドラム１９の回転中心軸方向の幅Ｗは、ラインＴの幅よりも余裕を持って大きくしてある。

図４に示すように、捕集部材５０は、この捕集部材５０で捕集したトナーを自由落下により回収する回収部５１と共に回収装置５２を構成してある。回収部５１は、感光ドラム１９の周方向に沿って対向配置される内壁５１ａと外壁５１ｂとを有し、それら内，外壁５１ａ、５１ｂの下部間を底壁５１ｃで閉塞してある。また、それら内，外壁５１ａ、５１ｂおよび底部５１ｃの感光ドラム１９の回転軸方向両端を図外の側壁で閉止することにより、回収部５１は、開口部５１ｄが感光ドラム１９に向かって開口する容器状に形成される。

回収部５１の感光ドラム１９の回転軸方向に沿った幅は、少なくとも捕集部材５０の幅Ｗに相当する長さを有し、捕集部材５０で捕集したトナーを効率良く回収部５１で回収できるようにしてある。また、回収部５１は、感光ドラム１９の両端部にそれぞれ配置された捕集部材５０に対応させて一対を独立して配置してもよいが、その一対の回収部５１を相互に連続させて長尺の１つの回収部５１として構成してもよい。

回収部５１は、内壁５１ａが現像ロール４６ａ側に配置され、かつ、外壁５１ｂが転写ロール２８側に配置される。そして、転写ロール２８側に配置した外壁５１ｂの上端部に取付座５１ｅを設け、この取付座５１ｅの頂面に捕集部材５０を取り付けて支持するようになっている。このとき、捕集部材５０の現像ロール４６ａ側の端面は、開口部５１ｄを覆ってしまわないように、取付座５１ｅの内壁５１ａに対向する内側端近傍で止めてある。勿論、このように取付座５１ｅに取り付けた捕集部材５０は、それの上面が感光ドラム１９の表面に所定の圧接力をもって接触するようになっている。

また、感光ドラム１９の下方には用紙ガイド４８が配置されているが、この用紙ガイド４８の案内方向（経路Ｒ）に対して直角方向となる両端部の上部に回収装置５２が設けられる。即ち、用紙ガイド４８の案内方向とは、用紙ガイド４８によってコピー用紙Ｐを案内する方向で、この案内方向に対する直角方向は感光ドラム１９の回転中心軸方向となる。

そして、このように回収装置５２を用紙ガイド４８の両端部に設ける際、その回収装置５２を、用紙ガイド４８に着脱可能に取り付ける構造となっている。

次に、画像形成部１３に設けた回収装置５２の機能を述べると、感光ドラム１９のラインＴ上で被ったトナーは、感光ドラム１９が回転することにより、現像ロール４６ａと転写ロール２８との間において捕集部材５０によって捕集される。そして、捕集された被りトナーは、徐々に回収部５１に回収されて行き、トナーが周囲に飛散するのが防止される。特に、本実施形態では、回収部５１の外壁５１ｂが転写ロール２８側に配置され、その外壁５１ｂの上端部に捕集部材５０が支持されたことにより、回収部５１に回収されたトナーが転写ロール２８やコピー用紙Ｐに飛散するのが防止される。

そして、回収部５１が、捕集したトナーでいっぱいになると、回収装置５２を用紙ガイド４８から取り外して回収部５１内のトナーを廃棄し、または再利用のためにトナー溜め部に移すなどして回収部５を空にし、その後、回収装置５２を用紙ガイド４８に再装着しておく。

また、捕集部材５０が摩耗や目詰まりなどにより寿命となった場合は、回収装置５２を用紙ガイド４８から取り外して、新たな捕集部材５０または回収装置５２全体を交換することにより、感光ドラム１９の表面の被りトナーを効率良く捕集することができる。

従って、このように感光ドラム１９上の被りトナーが、捕集部材５０の捕集によって除去されることにより、感光ドラム１９に被りトナーが生成された場合にもコピー用紙Ｐの側辺部がトナーで汚れるのが抑制される。

以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１０によれば、現像ロール４６ａと転写ロール２８との間で、感光ドラム１９のトナー像が形成される最大領域外のラインＴ上の下部に接触して捕集部材５０を配置してある。従って、感光ドラム１９のトナー像が形成される最大領域外に被りトナーが生成されたとしても、この被りトナーは捕集部材５０によって積極的に除去され、コピー用紙Ｐの側辺部が汚れるのを抑制できる。また、このように被りトナーが捕集されることにより、現像ロール４６ａの現像領域Ｃの幅が可能な限り狭くなり、装置全体の小型化が図れる。

また、本実施形態によれば、捕集部材５０で捕集したトナーを自由落下により回収する回収部５１を有して回収装置５２を構成したので、捕集部材５０で捕集したトナーを回収部５１に回収することにより、捕集したトナーが周囲に飛散するのを防げる。

更に、本実施形態によれば、回収装置５２は、回収部５１を感光ドラム１９に向かって開口し、回収部５１の転写ロール２８側の上部に捕集部材５０を支持したので、捕集部材５０で捕集したトナーが効率良く回収部５１に回収される。

更にまた、本実施形態によれば、回収装置５２を、感光ドラム１９の下方に配置した用紙ガイド４８の案内方向に対して直角方向となる両端部の上部に設けたので、用紙ガイド４８を回収装置５２の取付け部材として有効利用できるため、部品点数を削減できる。

また、本実施形態によれば、回収装置５２を、用紙ガイド４８に着脱可能としたので、捕集部材５０が摩耗して寿命となった際に回収装置５２の交換が可能となる。これにより、交換した新たな捕集部材５０によってトナーの除去機能が回復し、装置の長寿命化が図れる。

更に、本実施形態によれば、捕集部材５０を、スポンジなどの多孔質の弾性体としたので、これが接触する感光ドラム１９を付傷することなくトナーの捕集効果がより高まる。

更にまた、本実施形態によれば、トナーがキャリアとして磁性粉を含んで二成分現像剤である場合に、磁石を備えた現像ロール４６ａの現像領域Ｃの領域外近傍においてトナーが被り易くなる。従って、このように二成分現像剤を用いた際に、捕集部材５０を設けたことによる効果がより高まる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、本実施形態では画像形成装置としては、レーザープリンタに限ることなく、画像形成部１３を備えておれば、他の画像形成装置、例えば複写機等にあっても本発明を適用することができる。

１０画像形成装置
１９感光ドラム（像担持体）
２８転写ロール（転写部）
４６ａ現像ロール（現像部）
４８用紙ガイド
５０捕集部材
５１回収部
５１ｄ回収部の開口部
５２回収装置
Ｐコピー用紙（記録媒体）

Claims

静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写部とを備えた画像形成装置であって、
前記現像部と前記転写部との間で、前記像担持体の下部に接触して配置され、
前記像担持体の前記トナー像が形成される最大領域外に存在するトナーを捕集する捕集部材を備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
前記捕集部材で捕集したトナーを自由落下により回収する回収部を有する回収装置を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記回収装置は、前記回収部を前記像担持体に向かって開口し、前記回収部の前記転写部側の上部に前記捕集部材を支持した
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記像担持体の下方に配置され、前記記録媒体を前記転写部に案内する用紙ガイドを備え、
前記回収装置が、前記用紙ガイドの案内方向に対して直角方向となる両端部の上部に設けられている
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
前記回収装置は、前記用紙ガイドに着脱可能となっている
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記捕集部材が、多孔質の弾性体からなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記トナーは、キャリアとして磁性粉を含み、前記現像部が磁石を備えている
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。