JP4137166B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置のうち、特に帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等を繰り返して像担持体上に電子写真方式により逐次トナー画像を形成し、そのトナー画像を順次転写してシートに記録を行う、カラー・多色・モノクロ等の画像形成装置に適用することができる。

従来、電子写真式の画像形成装置では、例えば現像に関与しなかったトナーが現像装置の現像開口から飛散して画像形成装置本体内を汚染し、例えば像担持体に付着したりシートに付着したりして画像品質を低下する問題があり、また現像開口周辺を汚してメンテナンス時に作業者に付着する問題があった。

このような問題を避けるべく、従来の画像形成装置の中には、例えば図１１に示すように、像担持体１のまわりに配置した現像装置２に吸込み口３を形成し、その吸込み口３に、ファン４とフィルタ５とを備えるフィルタケース６を取り付けたトナー飛散防止装置７を設けるものがある。

そして、このトナー飛散防止装置７では、ファン４の駆動により、現像装置２内の空気を吸込み口３から排気路８を通して排出することにより、現像装置２の現像開口２ａを通して現像装置２内に入る空気の流れをつくって現像開口２ａからのトナー飛散を防止する一方、その排出する空気中からフィルタ５でトナーを捕集していた。

特開平１０−３２２０号公報

ところが、このような従来のトナー飛散防止装置７では、捕集したトナーがフィルタ５に付着してフィルタ５上に堆積し、目詰まりを生じて吸込み気流が弱くなり、トナー飛散防止効果を果たさなくなる問題があった。

また、フィルタ５上に堆積したトナーがやがて大きな塊となって吸込み口３から現像装置２内に落下し、それが像担持体１に付着してトナー画像に濃度むらを生じ、画像品質が低下する問題があった。

そこで、この発明の第１の課題は、継続的にトナー飛散防止効果を発揮できるとともに、画像品質を低下するおそれのないトナー飛散防止装置を提供することにある。

この発明の第２の課題は、第１の課題を解決すべく、排気手段とトナー捕集手段とトナー貯留手段とを備えるトナー飛散防止装置において、特にそのトナー貯留手段のレイアウト上の自由度を増し、そのトナー貯留手段の着脱を容易とすることにある。

この発明の第３の課題は、第１の課題を解決すべく、排気手段とトナー捕集手段とトナー貯留手段とを備えるトナー飛散防止装置において、特にその排気手段の種類に限定を不要とすることにある。

この発明の第４の課題は、第１の課題を解決すべく、排気手段とトナー捕集手段とトナー貯留手段とを備えるトナー飛散防止装置において、トナー捕集手段により捕集したトナーの処理を容易とすることにある。

この発明の第５の課題は、第１の課題を解決すべく、排気手段とトナー捕集手段とを備えるトナー飛散防止装置において、トナー捕集手段によりトナーを確実に捕集可能とすることにある。

この発明の第６の課題は、第１の課題を解決すべく、排気手段とトナー捕集手段とを備えるトナー飛散防止装置において、現像装置内に補給したばかりのトナーを吸込み口から吸い込んで排気路を通して直ちに排出しないようにすることにある。

この発明の第７の課題は、上記課題を解決したトナー飛散防止装置を備える画像形成装置を提供することにある。

この発明の第８の課題は、第７の課題を解決すべく、トナー飛散防止装置を備える画像形成装置において、トナー飛散防止装置で捕集したトナーのリサイクル使用を可能とし、メンテナンスコストを低減することにある。

そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の課題を解決すべく、現像装置でトナーを付着して像担持体上の潜像を可視像化する画像形成装置において、吸引部材と、ポンプを用いて前記現像装置内のトナーを含む空気を前記吸引部材から吸気チューブを通して前記ポンプ内に入れ、そのポンプ内の空気を排気チューブを通して排出する排気手段と、その排気手段の下流に位置して前記排気チューブを介して接続するタンクと、そのタンクの開口を塞ぐように取り付けて前記排気手段で排出する空気中から空気を逃がしてトナーを捕集するフィルタ状のトナー捕集手段とを有する、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上述した第５の課題を解決すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、トナー捕集手段として延伸多孔質ＰＴＦＥを使用してなる、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上述した第６の課題を解決すべく、請求項１または２に記載の画像形成装置において、現像装置内にトナーを補給するトナー補給領域の両側に排気路の吸込み口を設けてなる、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、現像装置内の空気を排気路を通して排出する排気手段と、その排気手段で排出する空気中からトナーを捕集するトナー捕集手段と、そのトナー捕集手段の上流に位置してそのトナー捕集手段で捕集したトナーを現像装置のトナー中に落下することなく貯留するトナー貯留手段とを備えるから、トナー捕集手段で捕集したトナーをトナー貯留手段に貯留し、目詰まり等を生ずることなく、継続的にトナー飛散防止効果を発揮することができる。

また、トナー捕集手段で捕集したトナーを現像装置のトナー中に落下しないようにして、画像品質を低下するおそれのないトナー飛散防止装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果を達成すべく、排気手段とトナー捕集手段とトナー貯留手段とを備えるトナー飛散防止装置において、トナー捕集手段として延伸多孔質ＰＴＦＥを使用するから、圧を加えながらその延伸多孔質ＰＴＦＥに空気を通しても、静電フィルタ等の他のフィルタと違ってトナー漏れがなく、トナーを確実に捕集することができる。

請求項３に記載の発明によれば、現像装置内にトナーを補給するトナー補給領域の両側に排気路の吸込み口を設けるから、現像装置内に補給したばかりのトナーを吸込み口から吸い込んで排気路を通して直ちに排出しないようにすることができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明に係るトナー飛散防止装置を備えるレーザ複写機であり、その複写機内部機構の全体概略構成を示す。図２には、その要部の部分拡大構成を示す。

図中符号１０は、画像形成装置本体である。装置本体１０内には、ドラム状の像担持体１２を設ける。像担持体１２のまわりには、帯電装置１３、現像装置１４、転写・搬送装置１５、クリーニング装置１６、除電装置１７などを配置する。

それらの上部には、レーザ書込み装置１８を設ける。レーザ書込み装置１８には、レーザダイオード等の光源２０、走査用の回転多面鏡２１、ポリゴンモータ２２、ｆθレンズ等の走査光学系２３などを備えてなる。

クリーニング装置１６の図中左側には、定着装置２５を配置する。定着装置２５には、ヒータを内蔵する定着ローラ２６と、その定着ローラ２６に下方から押し当てる加圧ローラ２７を設ける。

また、装置本体１０内の上部には、原稿読取装置３０を備える。原稿読取装置３０には、光源３１、複数のミラー３２、結像レンズ３３、ＣＣＤ等のイメージセンサ３４などを設ける。

一方、装置本体１０内の下部には、両面ユニット３５を備える。両面ユニット３５からは、像担持体１２の下方へとのびる給紙路３６へと通ずる再給紙路３７を設ける。両面ユニット３５へは、定着装置２５出口からのびる排紙路３８途中から分岐して反転路３９を形成してなる。

そのような装置本体１０の上面には、コンタクトガラス４０を設置する。そのコンタクトガラス４０を被うように、装置本体１０上には、自動原稿給紙装置４１を開閉自在に取り付けてなる。

ところで、上述のような画像形成装置本体１０は、給紙テーブル４３上に載置してなる。給紙テーブル４３内には、給紙カセット４４を多段に備える。各給紙カセット４４には、それぞれ対応して給紙ローラ４５を設ける。給紙ローラ４５は、繰り出したシートを、給紙路３６へと通ずる搬送路４６に入れる。搬送路４６には、複数対の搬送ローラ４７を設ける。

さていま、このレーザ複写機を用いてコピーを取るときは、自動原稿給紙装置４１に原稿をセットし、または自動原稿給紙装置４１を開いてコンタクトガラス４０上に直接原稿をセットする。そして、不図示のスタートスイッチを押し、自動原稿給紙装置４１を駆動してコンタクトガラス４０上に搬送した原稿を、またはあらかじめコンタクトガラス４０上にセットしてある原稿を、原稿読取装置３０で画素単位で読み取る。

同時に、適宜の給紙ローラ４５を回転し、給紙テーブル４３内の複数の給紙カセット中の対応する給紙カセット４４内からシートを繰り出し、搬送路４６に入れて搬送ローラ４７で搬送し、給紙路３６に入れてレジストローラ４８に突き当てて止める。そして、像担持体１２の回転にタイミングを合わせて該レジストローラ４８を回転し、像担持体１２の下方へと送り込む。

他方、不図示のスタートスイッチを押したとき、同時に像担持体１２を図中時計方向に回転する。そして、その像担持体１２の回転とともに、まず帯電装置１３で表面を一様に帯電し、次いで上述した原稿読取装置３０で読み取った読取り内容に応じてレーザ光Ｌを照射してレーザ書込み装置１８で書込みを行い、像担持体１２の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１４でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。

それから、上述したごとく像担持体１２の下方へと送り込んだシートに、転写・搬送装置１５でその可視像を転写する。画像転写後の像担持体１２表面は、残留トナーをクリーニング装置１６で除去して清掃し、除電装置１７で除電して、その後の再度の画像形成に備える。

一方、画像転写後のシートは、転写・搬送装置１５で搬送して定着装置２５に入れ、定着ローラ２６と加圧ローラ２７とで熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。その後、排紙路３８を通して、例えば装置本体１０に取り付けた不図示のトレイ上に排出する。

なお、この複写機を用いてシートの裏面にも記録を行うときには、片面に記録後、反転路３９を通して両面ユニット３５へと入れ、そこで反転して再び像担持体１２の下方へと送り込み、別途像担持体１２上に形成した画像を同様に裏面にも転写してから、例えば不図示のトレイ上に排出する。

ところで、上述した現像装置１４は、図２から判るとおり、現像タンク５０と現像ホッパ６０とからなる。

現像タンク５０では、第１現像ローラ５１、第２現像ローラ５２、パドルホイール５３、攪拌ローラ５４、搬送スクリュ５５、セパレータ５６、ドクタブレード５７、トナー濃度センサ５８などを現像ケース５９内に設ける。そして、現像ケース５９内には、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を収納する。

現像ホッパ６０内には、歯車状のトナー補給部材６１、補給規制板６２、アジテータ６３などを設ける。この現像ホッパ６０内には、トナーを収納してなる。

そして、この現像装置１４では、現像ケース５９内の二成分現像剤を、攪拌ローラ５４の回転により攪拌して摩擦帯電し、パドルホイール５３の回転によって跳ね上げ、第１現像ローラ５１および第２現像ローラ５２内の磁石によってそれらの第１現像ローラ５１および第２現像ローラ５２に吸着する。

第１現像ローラ５１および第２現像ローラ５２に吸着した現像剤は、それらの第１現像ローラ５１および第２現像ローラ５２外周のスリーブにより搬送してドクタブレード５７により余剰分を掻き落として後、現像バイアスにより像担持体１２に付着してその像担持体１２上の静電潜像を現像する。

さて、この現像装置１４では、像担持体１２に付着してトナーを消費すると、その割合（トナー濃度）が減少する。そこで、現像剤中のトナー濃度がトナー濃度の目標値に対して所定値以下になると、アジテータ６３を回転してトナーを攪拌するとともにトナー補給部材６１へと搬送し、そのトナー補給部材６１を回転して補給規制板６２を揺動し、現像ホッパ６０から現像タンク５０内へとトナーを補給して現像剤中のトナー濃度を維持する。

現像剤中のトナー濃度は、現像ケース５９に取り付けるトナー濃度センサ５８により測定する。トナー濃度の目標値は、像担持体１２上に作成した測定用トナー像（Ｐパターン）をフォトセンサで測定した値により設定する。

なお、一般に、シートの両側には、画像がない場合が多い。そこで、両側のトナー量が多くならないように、現像ホッパ６０からは、両側を除くトナー補給領域ｂの範囲でトナー補給を行うようにする。

ところで、上述したとおり、像担持体１２に付着したトナーは、転写・搬送装置１５によってシートに静電転写する。ところが、約１０％のトナーは、未転写となって像担持体１２上に残る。未転写となって像担持体１２上に残った残留トナーは、クリーニング装置１６に設けるクリーニングブレード６５およびブラシローラ６６によって像担持体１２上から掻き落とす。

クリーニング装置１６によって像担持体１２上から掻き落とされたトナーは、クリーニング装置１６の回収タンク６７内に入る。そして、回収スクリュ６８によってクリーニング装置１６の片側に搬送し、不図示の排出口から排出してトナーリサイクル装置へと導く。

さて、この図示レーザ複写機では、図１に示すように、現像装置１４に接続してトナー飛散防止装置７０を備える。トナー飛散防止装置７０には、現像装置１４と吸気チューブ７１で接続して、装置本体１０内に排気手段７２を備え、またその排気手段７２と排気チューブ７３で接続して、給紙テーブル４３内にトナー貯留手段７４を備える。

吸気チューブ７１の先端には、図３に示すように、吸引ダクト７５を取り付ける。吸引ダクト７５は、細長矩形状で、上面中央に吸気チューブ７１の一端を接続する接続口７６を有し、図４に示すように下面に大きな開口７７をあける。しかし、その下面には、現像ホッパ６０のトナー補給領域ｂに対応して、マイラ等のシート部材７８を貼り付けて開口７７の中央部を塞ぎ、両側に吸込み口７９を設ける。また、開口７７のまわりには、現像ホッパ６０側を除いてシール部材８０を貼り付ける。

そして、この吸引ダクト７５は、図２に示すように、両端を、現像ケース５９の両側に対向して設けるガイド溝８２内に矢示方向に挿入して現像ケース５９の開口８３に取り付け、そののち現像タンク５０に現像ホッパ６０を取り付けることにより抜け止めする。現像ホッパ６０には、吸引ダクト７５との間をシールするシール部材８４を貼り付ける。これにより、現像ケース５９の開口８３を完全に塞ぐようにする。

次に、図１に示す排気手段７２は、図５に示すように、ポンプ８６の吸気口８７に吸気チューブ７１の他端を取り付け、排気口８８に排気チューブ７３の一端を取り付ける。また、モータ８９の駆動軸９０に取り付けた偏心ピン９１をゴム部材９２の一部９３にはめ付ける。

そして、不図示の現像モータと連動してモータ８９を駆動し、そのモータ８９の駆動によりゴム部材９２の中央を図中矢示方向に往復動し、不図示の吸気弁を開いて不図示の排気弁を閉じ、現像装置１４内の空気を上述した吸引ダクト７５の吸込み口７９から吸い込み、吸気チューブ７１内の排気路を通して吸気口８７からポンプ８６内に入れ、または吸気弁を閉じて排気弁を開き、ポンプ８６内の空気を排気チューブ７３の排気路を通してトナー貯留手段７４へと送り込む。

このようにして、現像装置１４が動作しているときは、常に排気手段７２を駆動してトナー飛散防止装置７０により現像装置１４内の空気を吸い込むことにより、現像装置１４内の浮遊トナーを吸引するとともに、図２に示す現像ケース５９の現像開口９５に吸込み気流を発生し、例えば図６中矢印ａで示すように周辺の空気を吸い込むことで、現像装置１４からのトナー飛散を防止することができる。

トナー飛散防止装置７０を設けなくても、現像ローラ５０・５１の回転により現像開口９５から周辺の空気を吸い込む気流が発生するが、トナー飛散防止装置７０を設けることによりより多くの空気を吸い込んで現像装置１４からのトナー飛散を一層防止することができる。

トナー貯留手段７４は、図７に示すように、幅と高さがあり、奥行きの小さなタンク９７で、図１に示すように給紙テーブル４３内において搬送路４６に沿ってその外側に配置する。その上面片側に排気チューブ７３の他端を接続する入口９８を有し、外面には少し高い位置に開口を有する。そして、タンク９７に大きなフィルタ状のトナー捕集手段１００を取り付け、そのトナー捕集手段１００で開口を塞いでなる。

トナー捕集手段１００は、フッ素樹脂の中でももっとも科学的安定性の高いＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）を特殊技術で延伸加工し、微細な連続多孔質構造を持たせたものであり、空気は通すが、トナーは捕集してタンク９７内に貯める。

なお、このようにトナー捕集手段１００として延伸多孔質ＰＴＦＥを使用すると、圧を加えながら空気を通しても、静電フィルタ等の他のフィルタと違ってトナー漏れがなく、トナーを確実に捕集することができる。

これにより、排気手段７２から排気チューブ７３を通して送られてきた空気をトナー貯留手段７４に入れ、トナー捕集手段１００でトナーを捕集して、捕集したトナーはタンク９７内に貯め、トナー捕集後の空気は排気グリルを通して装置本体１０の外部に排出する。

トナー貯留手段７４には、不図示のトナー満杯検知手段を設け、トナーの満杯を検知する。トナーが満杯になったときは、タンク９７内のトナーを廃棄するか、タンク９７を新しいものと交換する。

もちろん、トナー貯留手段７４は、図７に示すような形状のものに限るものではなく、例えば図８に示すような形状のものであってもよい。また、タンク９７の開口とその開口を塞ぐトナー捕集手段１００は、目詰まりが生じないように、できるだけ大きい方がよい。図８では図７の対応部分に使用した符号をそのまま使用することとし、その重複説明を省略する。

なお、上述した例では、吸気チューブ７１や排気チューブ７３を用いて排気路を形成したが、当然、チューブに限らず、パイプその他を用いて排気路を形成してもよい。

ところで、上述した図示例では、排気手段７２の下流位置にトナー貯留手段７４およびトナー捕集手段１００を備えた。しかし、例えば図９に示すように、排気手段７２の上流位置にトナー貯留手段７４およびトナー捕集手段１００を備えるようにしてもよい。

そして、この図示例では、トナー捕集手段１００で捕集したトナーを、現像装置１４のトナー中に落下することなく、トレイ状のトナー貯留手段７４で受けるようにしたものである。トナー貯留手段７４は、着脱可能として、貯留するトナーを廃棄できるようにし、トナー捕集手段１００により捕集したトナーの処理を容易としてなる。

このようにすると、トナー捕集手段１００で捕集したトナーを上流のトナー貯留手段７４に貯留し、トナーが下流の排気手段７２まで達しないようにできるから、排気手段７２の種類に限定を不要として、例えば図示するようなファン１０２を用いた排気手段７２でもよくなり、排気手段７２は価格や大きさや組立容易性等を考慮して最適なものを使用することになる。

また、トナーを廃棄することなく、例えば図１０に示すように、トナーリサイクル手段１１０を備えるようにしてもよい。図示トナーリサイクル手段１１０は、トナー貯留手段７４に、貯留するトナーが集まる凹部１０４を形成し、その凹部１０４内に、トナーを片側に寄せるスクリュ等のトナー搬送部材１０５を設け、その片側に寄せたトナーを例えば現像装置１４に戻す、スクリュやベルトやコイルなどを用いたトナー回収部材１０６を備えるようにしたものである。

トナーリサイクル手段１１０を備えると、トナー捕集手段１００で捕集したトナーのリサイクル使用を可能として、メンテナンスコストを低減することができる。

この発明に係る画像形成装置であるレーザ複写機であり、その複写機内部機構の全体概略構成図である。 その要部の部分拡大構成図である。 そのレーザ複写機に備えるトナー飛散防止装置を構成する、吸気チューブの先端に取り付けた吸引ダクトの斜視図である。 その吸引ダクトを下面側から見た斜視図である。 トナー飛散防止装置を構成する排気手段の分解斜視図である。 上記レーザ複写機における現像装置の現像開口付近の部分拡大斜視図である。 トナー飛散防止装置を構成するトナー貯留手段の斜視図である。 トナー貯留手段の他例の斜視図である。 現像装置に用いるトナー飛散防止装置の他例の構成図である。 トナー飛散防止装置のさらに他例の構成図である。 従来の現像装置に用いるトナー飛散防止装置の構成図である。

符号の説明

１２ 像担持体
１４ 現像装置
７２ 排気手段
７５ 吸引ダクト（吸引部材）
７９ 吸込み口
１００ トナー捕集手段

Claims (3)

1. 現像装置でトナーを付着して像担持体上の潜像を可視像化する画像形成装置において、
   吸引部材と、ポンプを用いて前記現像装置内のトナーを含む空気を前記吸引部材から吸気チューブを通して前記ポンプ内に入れ、そのポンプ内の空気を排気チューブを通して排出する排気手段と、その排気手段の下流に位置して前記排気チューブを介して接続するタンクと、そのタンクの開口を塞ぐように取り付けて前記排気手段で排出する空気中から空気を逃がしてトナーを捕集するフィルタ状のトナー捕集手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー捕集手段として延伸多孔質ＰＴＦＥを使用してなる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給領域の両側に前記吸引部材の吸込み口を設けてなる、請求項１または２に記載の画像形成装置。

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