JP2020085964A - 現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】現像装置からのトナーの飛散を防止しつつ現像装置を効率良く冷却する。【解決手段】現像装置20は、現像容器部21の底面を覆うとともに、該底面との間に前後方向に延びる風路Wを形成する底面カバー部22と、風路W内に空気を供給する送風ファン40と、風路Wの前側端部に設けられ、送風ファン40によって風路W外から供給される空気を受入れる空気受入口22dとを備えている。そして、風路Wを形成する左右両側の壁部には、風路W内に流入した空気を風路W外に排出する空気排出口20A、20Bが設けられている。【選択図】図9

Description

本発明は、現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置に関する。
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーを用いて現像する現像装置と、該現像装置によって現像されたトナー像を記録紙に転写する転写装置と、該転写装置によって記録紙に転写されたトナー像を記録紙に定着させる定着装置とを備えている。
現像装置は、トナーを収容する現像容器と、現像剤を表面に担持して回転する現像ローラーとを含んで構成されている。
この現像装置では、装置内のトナーの温度が融点以上に上昇すると、トナーが溶融して現像ローラー等に融着し、画像不良が発生するという問題がある。
この問題を解決するべく、現像装置に冷却風を当てることで現像装置全体の温度上昇を抑制する冷却技術が提案されている。例えば特許文献1に示すものでは、送風ファンにより画像形成装置内に取込んだ空気流を、現像装置を含む画像形成部全体に対して軸方向から吹き当てるようにしている。画像形成部には、現像装置の他に、感光体ドラム、帯電装置及びクリーニング装置が含まれている。
特開2005−283733号公報
しかしながら、上記特許文献1に示すものでは、画像形成部全体に対して冷却用の空気を吹き付けるようにしているので、冷却の必要がない部分(例えば画像形成部の各構成要素間に位置する部分等)にまで空気が吹き付けられる。このため、送風ファンより画像形成部に吹き付けられる空気の流量が必要以上に多くなる。この結果、現像装置内のトナー(例えば現像ローラーの表面のトナー)が空気流によって飛散し易くなるという問題がある。飛散したトナーが転写ベルトや用紙に付着すると印刷画像の画質が低下する。したがって、印刷画像の画質を向上させる観点から改良の余地がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、現像装置からのトナーの飛散を防止しつつ現像装置を効率良く冷却することにある。
本発明の一局面に係る現像装置は、像担持体に向けてトナーを供給する現像ローラーと、該現像ローラーを内部に収容する現像容器部とを備えている。
そして、現像装置は、上記現像容器部の底面を覆うとともに、該底面との間に上記現像ローラーの軸方向に延びる風路を形成する底面カバー部と、上記風路内に空気を供給する空気供給部と、上記風路の上記現像ローラーの軸方向の一側端部に設けられ、上記空気供給部によって上記風路外から供給される空気を受入れる空気受入口と、上記風路を形成する壁部のうち上記現像ローラーの軸方向に直交する風路幅方向の両側の壁部に設けられ、上記風路内に流入した空気を風路外に排出する空気排出口とを備えている。
本発明によれば、現像装置からのトナーの飛散を防止しつつ現像装置を効率良く冷却することができる。
図1は、実施形態における画像形成装置を示す全体概略図である。 図2は、画像形成部と空気供給部としての四つの送風ファンとを示す斜視図である。 図3は、現像ユニットを左右方向に沿った鉛直面で切断したカットモデルである。 図4は、現像ユニットの底部カバーを示す斜視図である。 図5は図4のV-V線断面図である。 図6は、現像ユニットを前方斜め右側から見た斜視図である。 図7は、現像ユニットを前方斜め左側から見た斜視図である。 図8は、現像ユニットを左方斜め下側から見た斜視図である。 図9は、現像ユニットを前側から見たときの空気流の流れを説明するための説明図である。 図10は、異物回収装置と現像ユニットとファンを保持するファンホルダーとを示す後方斜め右側から見た斜視図である。 図11は図10のXI-XI線断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
[全体構成]
図1は、この実施形態に係る画像形成装置1の概略構成図を示す。この画像形成装置1は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング2内に画像形成部3を備えている。この画像形成部3は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データーに基づき画像を記録紙Pに転写形成する部署である。画像形成部3の下方には、レーザー光を照射する露光装置4が配置され、画像形成部3の上方には、転写ベルト5が配置されている。露光装置4の下方には、記録紙Pを貯留する用紙貯留部6が配置され、用紙貯留部6の側方には、手差し給紙部7が配置されている。転写ベルト5の側方上部には、記録紙Pに転写形成された画像に定着処理を施す定着部8が配置されている。符号9は、ケーシング2上部に配置され、定着部8で定着処理が施された記録紙Pを排出する用紙排出部である。
画像形成部3は、転写ベルト5に沿って一列に配置された4つの画像形成ユニット10を備えている。これら画像形成ユニット10は、像担持体としての感光体ドラム11を有している。各感光体ドラム11の直下には、帯電器12が配置され、各感光体ドラム11の一側方には、現像ユニット20が配置され、各感光体ドラム11の直上には、1次転写ローラー14が配置され、各感光体ドラム11の他側方には、感光体ドラム11の周面をクリーニングするクリーニング部15が配置されている。
そして、各感光体ドラム11は、帯電器12によって周面が一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム11の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データーに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置4から照射され、各感光体ドラム11の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像ユニット20から現像剤が供給されて、各感光体ドラム11の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、1次転写ローラー14に印加された転写バイアスにより転写ベルト5にそれぞれ重ねて転写される。
符号16は、定着部8の下方に転写ベルト5と当接した状態で配置された2次転写ローラーであり、用紙貯留部6又は手差し給紙部7から用紙搬送路17に搬送される記録紙Pを2次転写ローラー16と転写ベルト5とで挟持し、2次転写ローラー16に印加された転写バイアスにより転写ベルト5上のトナー像を記録紙Pに転写するようにしている。
定着部8は、加熱ローラー18と加圧ローラー19とを備え、これら加熱ローラー18と加圧ローラー19とにより記録紙Pを挟持して加熱加圧し、記録紙Pに転写されたトナー像を記録紙Pに定着させるようにしている。定着処理後の記録紙Pは、用紙排出部9に排出される。符号20は、両面印刷時に定着部8から排出された記録紙Pを反転させるための反転搬送路である。
図2は、上記画像形成部3を構成する四つの画像形成ユニット10と、空気供給部としての四つの送風ファン40とを示す斜視図である。
各画像形成ユニット10は、現像ユニット20と感光体ドラムユニット30とで構成されている。感光体ドラムユニット30は、上記感光体ドラム11と帯電器12とクリーニング部15とをユニット化して構成されている。現像ユニット20と感光体ドラムユニット30とは一対一組でブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色ごとに左側から順に配置されている。
四つの送風ファン40はそれぞれ、各現像ユニット20の前端部に下方から接続されている。また、図2では図示を省略するが、四つの現像ユニット20の上端部には後述する異物捕集装置50(図10参照)が接続されている。
[現像ユニット20の構成]
図3に示すように、現像ユニット20は、現像容器部21と、現像容器部21の底面を覆うように配置された底面カバー部22とを有している。現像容器部21は、上側に開放する有底の容器本体21aと、容器本体21aの上側を着脱可能に閉塞する上側カバー21bとを有している。
そして、現像容器部21(容器本体21a)の内部には、現像ローラー24と、磁気ローラー25と、二本のトナー搬送スクリュー26と、規制ブレード27とが収容されている。
現像ローラー24は、現像容器部21内の上端部に配置されていて、現像容器部21の右側面に形成された開口21eから露出して感光体ドラム11に対向している。磁気ローラー25は現像ローラー24の斜め左下に配置されている。二本のトナー搬送スクリュー26は、磁気ローラー25の下側の空間内に左右に並んで配置されている。規制ブレード27は、磁気ローラーの右側に配置されている。
そして、上記2本のトナー搬送スクリュー26は、トナーとキャリアーとを含む二成分現像剤を搬送しながら撹拌することでトナーを帯電させる。帯電したトナーはトナー搬送スクリュー26によって磁気ローラー25の表面に供給され、磁気ローラー25の表面には磁気ブラシが形成される。磁気ローラー25上の磁気ブラシは規制ブレード27によって層厚規制される。ここで、磁気ローラー25と現像ローラー24との間には不図示の現像電圧電源によって電位差が発生しており、磁気ブラシが現像ローラー24の近傍に移動すると、この電位差によって、帯電されたトナーのみが現像ローラー24に移動する。現像ローラー24に移動したトナーは均一な層となる。また、感光体ドラム11と現像ローラー24との間にも、現像電圧電源によって電位差が発生している。よって、この電位差によって、現像ローラー24の表面のトナーが感光体ドラム11の表面に移動(飛翔)し、移動したトナーが感光体ドラム11の表面に形成された静電潜像に付着することで、ドラム表面の静電潜像が現像される。
[底面カバー部22の構成]
上記底面カバー部22は、現像容器部21の底面全体を覆うように前後方向に延設されている。底面カバー部22と現像容器部21の底面との間には、該底面の前後方向の全体に亘って延びる風路Wが確保されている。この風路W内には、後述するように送風ファン40によって風路Wの前端部から空気が取り込まれる。
図4及び図5参照して、底面カバー部22の詳細形状を説明する。図4は、底面カバー部22を現像容器部21の底面から取外した状態を示す斜視図であり、図5は図4のIV-IV線断面図である。
底面カバー部22は、全体視で上側に開放する偏平な矩形皿状に形成されている。底面カバー部22は、前後方向に延びる略矩形状の底壁22aと、底壁22aの左側端縁から上側に屈曲板状に突出する左側壁22bと、底壁22aの右側端縁から上側に屈曲板状に突出する右側壁22cとを有している。
底壁22aの前端部には、矩形状の空気受入口22d(図5及び図8参照)が厚さ方向に貫通して形成されている。
底壁22aの上面の前端部には、空気受入口22dから流入した空気流を前側から後側に向かうように案内する案内ダクト部22eが形成されている。案内ダクト部22eの内面は、図5に示すように上側に向かって前側にアーチ状に湾曲している。案内ダクト部22eの空気吹出口は、一対のディフィユーザー板22fに接続されている。一対のディフューザー板22fは後側に向かって幅方向の両側にハの字状に広がるように配置されている
底壁22aの上面における幅方向の中央部には、前後方向に間隔を空けて並ぶ一対の位置決め座部22hが形成されている。各位置決め座部22hは、底壁22aの上面から突出する矩形柱からなる。各位置決め座部22hの上面には、十字状の位置決め突部22gが突設されている。この位置決め突部22gが現像容器部21の底面に係合された被係合部としての位置決め孔21d(図5参照)に係合することで、現像容器部21に対する底面カバー部22の位置決めがなされる。位置決め座部22hの前側端面には一対の整流板22iが接続されている。一対の整流板22iは、前側から後側に向かってV字状に広がるように配置されている。この整流板22iは、位置決め座部22hに向かう空気流を左右両側に分けて整流する機能を有している。
底壁22aの上面の右側端部には、前後方向に間隔を空けて並ぶ五つのガイド板22jが突設されている。各ガイド板22jは、前側から後側に向かって直線状に延びた後、右側(幅方向外側)に向かって円弧状に湾曲して右側壁22cに接続されている。
底面カバー部22の右側壁22cには、上記各ガイド板22jによって案内された空気流が通過する五つの切欠部22lが形成されている。切欠部22lは前後方向に長く形成されて上側に開放している。右側壁22cにおける五つの切欠部22lの間に位置する部分には、それぞれ、現像容器部21の底部に設けられた爪部に形成する係合孔22tが設けられている。図6に示すように、底面カバー部22を現像容器部21の底部に取付けた状態では、上記五つの切欠部22lと現像容器部21との間にはそれぞれ空気排出口20Aが形成される。尚、本実施形態では、空気排出口20Aの数は五つとされているが、四つ以下であってもよいし、六つ以上であってもよい。
一方、底面カバー部22の左側壁22bには、干渉避けのための五つの切欠部22kが前後方向に並んで形成され、各切欠部22kの下側には係合孔22sが形成されている。図7及び図8に示すように、底面カバー部22を現像容器部21の底部に取付けられた状態では、係合孔22sが現像容器部21に形成された爪部に係合する。そして、左側壁22bにおける各切欠部22kの間に位置する四つの直線部22mのうちの三つと現像容器部21との間にはそれぞれ、空気排出口20Bが形成される。各空気排出口20Bは、現像容器部21に形成された下側に開放するコ字状溝と直線部22mとによって形成される。尚、本実施形態では、空気排出口20Bの数が三つとされているが、これに限ったものではなく四つ以上であってもよいし、二つ以下であってもよい。
底面カバー部22の周端縁は、上記空気排出口20A,20Bが形成された部分を除く全周縁において現像容器部21に当接(密着)している。したがって、空気受入口22dから風路W内に流入した空気流は上記空気排出口20A,20Bのみから外部に排出される。
図8に示すように、底面カバー部22の空気受入口22dは下面側から見て左右方向に長い矩形状をなしている。この空気受入口22dには上記送風ファン40(図2参照)が接続される。
送風ファン40は、ファン本体を収容する渦巻き状のケーシング40aを有していて、このケーシング40aの吹出口が上記空気受入口22dに接続されている。各送風ファン40は、四つの画像形成ユニット10の下方に設けられた左右方向に長いファンホルダー41に保持されている。ファンホルダー41は、画像形成装置1の前側板金(図示省略)に取付け固定されている。
[空気の流通経路]
次に、図4、図5及び図9を参照して、送風ファン40の作動時における空気の流通経路を説明する。尚、図4及び図9中の矢印は、空気の流れを模式的に示したものである。
送風ファン40が作動すると、底面カバー部22の空気受入口22dから案内ダクト部22e内に空気が流入する。流入した空気流は、案内ダクト部22eによって風路W内に案内されて前側から後側に向かって流れる(図4及び図5参照)。風路Wは左側の三つの空気排出口20Bと右側の五つの空気排出口20Aにおいてのみ外部に連通しているので、各空気排出口20A,20Bから空気が風路外に排出される。排出された空気は、現像容器部21の左右両側面に沿って上側に流れて転写ベルト5側に抜けて行く(図9参照)。
ここで、右側の空気排出口20Aから排出された空気は、現像ローラー24と感光体ドラム11との間を通って転写ベルト5側に抜けていく。このとき、空気慣性力によって現像ローラー24の表面からトナーが飛散して転写ベルト5に付着する虞がある。この問題を解決するべく、本実施形態では、現像容器部21の上端部の前側端部に異物捕集装置50(図10参照)を接続している。
[異物捕集装置50の構成]
図10に示すように、異物捕集装置50は、左右方向に水平に延びる水平ダクト部51と、水平ダクト部51の右側端部に鉛直に接続された鉛直ダクト部52とを有している。
水平ダクト部51の後側面の下端部には、左右方向に間隔を空けて並ぶ四つの空気導入口51aが形成されている。各空気導入口51aは、現像容器部21の前側面の上端部に形成された開口21cに接続される。この開口21cは、現像容器部21の上側カバー21bに隣接して前後方向に延びる空間S(図9参照)に連通している。
図11に示すように、鉛直ダクト部52の上端部には吸引ファン53が設けられている。鉛直ダクト部52における吸引ファン53の下側には、二枚の異物捕集フィルター54,55が上下に並んで配置されている。
吸引ファン53が作動すると、鉛直ダクト部52及び水平ダクト部51内が負圧になる。この結果、現像容器部21の上端部の空間S内の空気が開口21c及び空気導入口51aを通って水平ダクト部51内に流入する。流入した空気は、二枚の異物捕集フィルター54,55を通って鉛直ダクト部52の上端開口から排出される。
[作用効果]
以上説明したように、本実施形態では、現像ユニット20は、現像容器部21の底面を覆うとともに、該底面との間に前後方向(現像ローラー24の軸方向)に延びる風路Wを形成する底面カバー部22と、風路W内に空気を供給する送風ファン40と、風路Wの前側端部(一側端部の一例)に設けられ、送風ファン40によって風路W外から供給される空気を受入れる空気受入口22dとを備えている。そして、風路Wを形成する左右両側の壁部には、風路W内に流入した空気を風路W外に排出する空気排出口20A、20Bが設けられている。
これによれば、上述したように各空気排出口20A,20Bから排出された空気流が現像容器部21の左右両側面に沿って上側に流れる。したがって、現像ユニット20全体を少ない空気流量で効率的に冷却することができる。よって、例えば画像形成部3全体に大量の空気を吹き付けて現像ユニット20を冷却する場合に比べて、現像ユニット20からのトナーの飛散を防止しつつ現像ユニット20を効率良く冷却することができる。また、現像容器部21の左右両側面に沿って上昇する空気流は、最終的に転写ベルト5に当たるので、転写ベルト5の冷却用にも兼用することができる。
また、上記底面カバー部22の上面には、空気受入口22dから上記風路W内に流入した空気流を、右側の空気排出口20Aに向けて案内するガイド板22jが突設されている。
これによれば、各空気排出口20Aに向けて空気流をスムーズに導くことができる。よって、各空気排出口20Aからの空気流の排出性が向上する。延いては、送風ファン40の必要動力を低減して送風ファン40を小型化することができる。
また、ガイド板22jは底面カバー部22の底壁22aの右側端部にのみ形成されている。これによれば、右側の空気排出口20Aから排出される空気流量が、左側の空気排出口20Bから排出される空気流量よりも多くなる。したがって、現像ユニット20の左右の側面のうち温度が相対的に高温になる感光体ドラム11側の冷却能力を増やすことができる。よって、現像ユニット20を少ない空気流量で効率良く冷却することができる。
また、底面カバー部22は、現像容器部21とは別の部材で構成されており、底面カバー部22の上面に形成された位置決め座部22hの前側(つまり空気流通方向の上流側)には、空気流を風路幅方向(現像ローラー24の軸方向に直交する方向)の両側に分岐させて整流する整流板22iが設けられている。
これによれば、風路W内に位置決め座部22hを設けることよる空気抵抗の増加を防止することができる。よって、送風ファン40の必要動力が少なくて済み、送風ファン40を小型化することができる。
また、現像容器部21の現像ローラー24の上側には、前後方向に延びる空間Sが設けられ、現像容器部21の上端部の前側壁には、空間Sに連通する開口21cが形成されている。この開口21cには、空間S内の空気を開口21cを通じて吸引するとともに、該吸引した空気中の異物を捕集する異物捕集装置50が接続されている。
これによれば、現像ローラー24と感光体ドラム11との間を通過する空気流によって飛散したトナーを空間S内に導いて異物捕集装置50によって回収することができる。
よって、飛散したトナーが転写ベルト5や感光体ドラム11に付着して画像不良が発生するのを回避することができる。
《他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態では、底面カバー部22の底壁22aの右側端部にのみガイド板22jを形成するようにしているが、これに限ったものではない。例えば、ガイド板22jを底壁22aの左側端部にのみ形成して、風路W内の空気流をガイド板22jにより左側の空気排出口20Bに案内するようにしてもよい。この場合、左側のガイド板22jは、上記実施形態とは逆側に湾曲させればよい。
これにより、左側の空気排出口20Bから排出される空気流量が、右側の空気排出口20Aから排出される空気流量よりも多くなるよって、。現像ローラー24と感光体ドラム11との間を通過する空気流量を極力少なくしてトナーの飛散を抑制することができる。
また、底面カバー部22の底壁22aの左右両端部にガイド板22jを形成するようにしてもよい。これによれば、左側の空気排出口20Bから排出される空気流量と、右側の空気排出口20Aから排出される空気流量とが均等になる。よって、現像ユニット20全体を均一に冷却することができる。
上記実施形態では、底面カバー部22は現像容器部21とは別部材とされているが、これに限ったものではなく、現像容器部21に一体成形されていてもよい。
また、上記実施形態では、画像形成装置1はカラーレーザープリンターにより構成されているが、これに限ったものであなく、モノクロレーザープリンターであってもよい。また、画像形成装置1は、プリンターに限らず、ファクシミリー、複写機又はMFP(複合機)等であってもよい。
以上説明したように、本発明は、現像装置及び該現像装置備えた画像形成装置に有用であり、特に、プリンター、ファクシミリー、複写機又は複合機(MFP)に適用する場合について有用である。
P :記録紙
S :空間
W :風路
1 :画像形成装置
11 :感光体ドラム(像担持体)
20 :現像ユニット(現像装置)
20A :空気排出口
20B :空気排出口
21 :現像容器部
21b :上側カバー
21c :開口
21d :位置決め孔(被係合部)
22 :底面カバー部
22d :空気受入口
22g :位置決め突部
22h :位置決め座部
22i :整流板
22j :ガイド板
24 :現像ローラー
40 :送風ファン(空気供給部)
50 :異物捕集装置

Claims (5)

  1. 像担持体に向けてトナーを供給する現像ローラーと、該現像ローラーを内部に収容する現像容器部とを備えた現像装置であって、
    上記現像容器部の底面を覆うとともに、該底面との間に上記現像ローラーの軸方向に延びる風路を形成する底面カバー部と、
    上記風路内に空気を供給する空気供給部と、
    上記風路の上記現像ローラーの軸方向の一側端部に設けられ、上記空気供給部によって上記風路外から供給される空気を受入れる空気受入口と、
    上記風路を形成する壁部のうち上記現像ローラーの軸方向に直交する風路幅方向の両側の壁部に設けられ、上記風路内に流入した空気を風路外に排出する空気排出口とを備えた、現像装置。
  2. 請求項1記載の現像装置において、
    上記底面カバー部の上面には、上記空気受入口から上記風路内に流入した空気流を、風路幅方向の少なくとも一方側の空気排出口に向けて案内するガイド板が設けられている、現像装置。
  3. 請求項1又は2記載の現像装置において、
    上記底面カバー部は、上記現像容器部とは別の部材で構成され、
    上記底面カバー部は、該底面カバー部の上面から突出する位置決め座部と、該位置決め座部の上面に突設されて上記現像容器部に形成された被係合部に係合する突部とを有し、
    上記位置決め座部における空気流通方向の上流側には、空気流を幅方向の両側に分岐させて整流するガイド板が設けられている、現像装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の現像装置において、
    上記現像ローラーは、上記現像容器部内の上端部に収容されており、
    上記現像容器部の上記現像ローラーの上側には、該現像ローラーの軸方向に延びる空間が設けられ、
    上記現像容器部の上端部の壁部には、上記空間に連通する開口が形成され、
    上記開口には、上記空間内の空気を該開口を通じて吸引するとともに該吸引した空気中の異物を捕集する異物捕集装置が接続されている、現像装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
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