JP4895166B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

プリンタや複写機等に適用される電子写真方式の画像形成装置においては、トナーが充填された現像装置が配設されている。この現像装置により像担持体上の潜像を現像する過程で、該現像装置内に空気が進入する。これにより、該現像装置内の圧力が高まり、該現像装置のカバー部材の係合部等からトナーが流出することがあった。この現像装置内より流出したトナーは、画像形成装置本体内を汚染し、画像品質を低下させる問題があった。そこで、現像部と交換ユニットとの間を連通する気体搬送経路を備え、現像部内の気体が交換ユニット外に流出されるようにしたものが知られている（例えば特許文献１）。また、現像器内の圧をぬくための開口部を備えた現像装置と該開口部より現像装置内の空気を画像形成装置外に排気するための排気ダクトをもつものも知られている（例えば特許文献２）。

特開２００５−１７３２９５号公報 特開２００３−１５４２０号公報

しかしながら、いずれの従来技術においても、現像装置に接続された排気路が他の経路とは別に設けられているため、画像形成装置内に排気路用のスペースが必要となり、装置が大型化する傾向があった。

本発明の目的とするところは、上記従来の問題を解消し、装置本体をコンパクトにすることができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第一の特徴とするところは、画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に着脱自在に設けられた交換ユニットと、像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像装置と、回転軸を中心として回転してトナーを搬送する搬送部材が配置され前記現像装置内に供給されるトナーを搬送し、かつ、前記回転軸よりも上方の部分を前記現像装置からの空気が通過可能なトナー供給路と、前記トナー供給路における前記回転軸よりも上方の部分を通過し得る空気に含まれるトナーの移動を制限するフィルタと、を有し、前記トナー供給路を構成する内壁面は、前記回転軸の下方で前記搬送部材の軌跡に沿って形成された部位を有し、前記回転軸よりも上方の断面積が前記回転軸よりも下方の断面積よりも大きく、前記フィルタは、前記交換ユニットと一体となって前記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にある。したがって、装置本体内が省スペース化され、装置本体をコンパクトにすることができる。また、フィルタのメンテナンス性が向上される。

好適には、前記トナー供給路には該トナー供給路の空気を排気する排気補助手段が接続されている。

本発明の第二の特徴とするところは、画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に着脱自在に設けられた交換ユニットと、像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像装置と、回転軸を中心として回転してトナーを搬送する搬送部材が配置され回収されるトナーを搬送し、かつ、前記回転軸よりも上方の部分を前記現像装置からの空気が通過可能なトナー回収路と、前記トナー回収路における前記回転軸よりも上方の部分を通過し得る空気に含まれるトナーの移動を制限するフィルタと、を有し、前記トナー回収路を構成する内壁面は、前記回転軸の下方で前記搬送部材の軌跡に沿って形成された部位を有し、前記回転軸よりも上方の断面積が前記回転軸よりも下方の断面積よりも大きく、前記フィルタは、前記交換ユニットと一体となって前記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にある。

好適には、前記トナー回収路は、前記現像装置から排出されるトナーを搬送する。

好適には、前記トナー回収路は、前記像担持体上に残留したトナーを搬送する。

好適には、前記像担持体のトナー像が転写される中間転写体、をさらに有し、前記トナー回収路は、前記中間転写体に残留したトナーを回収する。

好適には、前記トナー回収路には該トナー回収路の空気を排気する排気補助手段が接続されている。

本発明によれば、現像装置内の空気を現像装置外へ排気する排気路と現像装置で用いられるトナーを搬送するトナー搬送路との少なくとも一部が一体に設けられているので、装置本体内が省スペース化され、装置本体をコンパクトにすることができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に中間転写ベルト１４が配置されている。この中間転写ベルト１４に対して例えば４つの像形成手段１６が並列配置されており、画像形成装置１０はいわゆるタンデム方式となっている。像形成手段１６は、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，ブラックの各色のトナー像を中間転写ベルト１４上に形成する。

画像形成装置本体１２の下部にはシート供給装置１８が設けられている。シート供給装置１８は、シートが積載されるシート供給カセット２０と、このシート供給カセット２０に積載されたシートをピックするピックアップロール２２と、シートを捌きながら送り出すフィードロール２４及びリタードロール２６とを有する。シート供給カセット２０は、画像形成装置本体１２に対して着脱自在に設けられており、普通紙、ＯＨＰシート等の被転写体としてのシートが積載収納されている。

画像形成装置本体１２の一端付近（図中左端付近）には、シート供給路２８がほぼ鉛直方向に沿って設けられている。このシート供給路２８には、搬送ロール２９、レジストロール３０、２次転写ロール３２、定着装置３４及び排出ロール３６が設けられている。レジストロール３０は、シート供給路２８へ送り出されたシートを一次停止させ、タイミングをとって２次転写ロール３２へ送る。定着装置３４は、加熱ロール３４ａと加圧ロール３４ｂとからなり、加熱ロール３４ａと加圧ロール３４ｂとの間を通過するシートに熱と圧力を加えることによりシートにトナー像を定着するようになっている。

画像形成装置本体１２の上部には、排出トレイ部３８が設けられている。前述した排出ロール３６により排出トレイ部３８へトナー像が定着されたシートが排出され、この排出トレイ部３８に積層される。したがって、シート供給カセット２０のシートは、順次Ｃ字状のパスを通って排出トレイ部３８に排出される。

画像形成装置本体１２の他端側（図中右端側）には、交換ユニットとしての例えば４つのトナーボトル４０が設けられている。トナーボトル４０には、イエロー，マゼンダ，シアン，ブラックの各トナーが収容され、後述するトナー供給路５２を介して像形成手段１６にトナーを供給するようになっている。このトナーボトル４０は、画像形成装置本体１２に対して着脱自在であり、図面手前方向に引き出すことにより、取り外すことができるようになっている。

中間転写ベルト１４は複数の搬送ロール４２に支持され、前述した像形成手段１６が設けられているベルト面は、水平方向に対して斜めになっている。搬送ロール４２の一つが２次転写ロール３２のバックアップロールを構成している。また、中間転写ベルト１４の上端近傍には、中間ベルト用清掃装置４４が配置され、搬送ロール４２の他の一つが該中間ベルト用清掃装置４４のバックアップロールを構成している。この中間ベルト用清掃装置４４は、転写後において中間転写ベルト１４上に残留したトナーを掻き落として、該トナーを取り込むようになっており、この取り込まれたトナーは、後述するトナー回収路８４ａに回収されるようになっている。さらに中間転写ベルト１４の上部には、テンションロール４６が配置され、このテンションロール４６により中間転写ベルト１４に対して適度なテンションを与えている。

像形成手段１６は、中間転写ベルト１４の一面に設けられた交換ユニットとしての像形成ユニット４８と、中間転写ベルト１４の裏面に設けられた１次転写ロール５０とから構成されている。像形成ユニット４８は、画像形成装置本体１２に対して着脱自在であり、一度下方に移動させた後、図中手前方向に引き出すことができるようになっている。

図２において、像形成手段１６の詳細が示されている。像形成ユニット４８は、ユニット本体５６を有し、該ユニット本体５６に中間転写ベルト１４に対峙する像担持体としての感光体５８と、この感光体５８を帯電させる、例えばロールから構成された帯電装置６０と、例えばＬＥＤ（light emitting diode：発光ダイオード）から構成され、感光体５８上に光を照射して潜像を形成する露光装置６２と、この露光装置６２により形成された感光体５８上の潜像をトナーにより現像する現像装置６４と、転写後に感光体５８上に残ったトナーを清掃する清掃装置６６とが収納されている。

現像装置６４は、例えば２成分方式であり、トナーとキャリアからなる現像剤が用いられる。この現像装置６４は、現像装置本体６６を有し、例えば水平方向に平行に配置された２本のオーガ７０，７２と、排出側オーガ７２の斜め上部に配置された現像ロール７４とを有し、現像剤をオーガ７０，７２により攪拌して現像ロール７４に供給する。現像ロール７４では、キャリアによる磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシによりキャリアに付着したトナーを搬送し、感光体５８上の潜像をトナーにより現像する。また、現像装置本体８０の一方の端部には、現像剤排出口（図示せず）が形成されており、現像剤の一部がこの現像剤排出口に取り込まれる。この現像剤排出口に取り込まれた現像剤は、後述する現像剤回収路８４ｃに回収されるようになっている。

清掃装置６６は、クリーニングロール７６とクリーニングブレード７８とを有する。クリーニングロール７６は、感光体５８に接触すると共に、回転可能に設けられており、クリーニングブレード７８は、感光体５８に接触するようにクリーニングロール７６よりも感光体５８の回転方向上流側に配置されている。クリーニングブレード７８は、感光体５８の表面に付着した残留トナーを該クリーニングブレード７８の回転方向下流側へ掻き落として除去する。クリーニングロール７６は、クリーニングブレード７８によって除去されず感光体５８の表面に残留したトナーを吸着して感光体５８から除去する。清掃装置６６によって取り込まれたトナーは、後述するトナー回収路８４ｂに回収されるようになっている。

上記構成において、中間転写ベルト１４と感光体５８とが同期して互いに反対方向に回転し、帯電装置６０により感光体５８の表面が帯電され、露光装置６２により潜像が形成される。この露光装置６２により形成された感光体５８上の潜像は現像装置６４により現像される。この現像装置６４により現像されたトナー像は１次転写ロール５０により中間転写ベルト１４に転写される。各像形成手段１６で形成された各色のトナー像は中間転写ベルト１４が移動するのに伴って重ねられる。

一方、シート供給装置１８のシート供給カセット２０に積層されたシートは、ピックアップロール２２、フィードロール２４、リタードロール２６等により一枚ずつシート供給路２８へ送り出される。このシート供給路２８に送り出されたシートはレジストロール３０に当接し、一時停止され、タイミングをとって２次転写ロール３２へ送る。そして、この２次転写ロール３２により中間転写ベルト１４のトナー像がシートに転写される。トナー像が転写されたシートはさらに定着装置３４に送られ、熱と圧力によりシートにトナー像が定着される。この定着装置３４によりトナー像が定着されたシートは、排出ロール３６により排出トレイ部３８に排出される。

次に、トナー搬送路８０について図３乃至図５に基づいて説明する。
図３に示すように、トナー搬送路８０は、上述したトナーボトル４０と現像装置６４とを接続するトナー供給路５２、中間ベルト用清掃装置４４と排トナーボトル８２を接続するトナー回収路８４ａ、清掃装置６６と排トナーボトル８２とを接続するトナー回収路８４ｂ、現像装置６４と排トナーボトル８２とを接続する現像剤（トナー）回収路８４ｃとからなる。排トナーボトル８２は、画像形成装置本体１２に着脱自在に設けられ、トナー回収路８４ａ，８４ｂ及び現像剤回収路８４ｃを介して中間ベルト用清掃装置４４、現像装置６４及び清掃装置６６から排出される排トナー（回収トナー）を回収するようになっている。

トナー回収路８４ａは、中間転写ベルト１４上に残留したトナー、すなわち中間ベルト用清掃装置４４のトナーを排トナーボトル８２へ搬送する。また、トナー回収路８４ｂは、感光体５８上に残留したトナー、すなわち清掃装置６６のトナーを排トナーボトル８２へ搬送する。現像剤回収路８４ｃは、現像装置６４から排出される現像剤を排トナーボトル８２へ搬送する。

図４に示すように、現像装置本体６８におけるトナー供給路５２との接続部にはトナー供給口８６が形成されている。トナー供給口８６は、所定の大きさで形成されており、トナー供給時においてもトナー供給口８６内のトナー上方に空間（空洞）が形成されるようになっている。すなわち、トナー供給口８６上部に該トナー供給口８６と一体に空気排出口８８が形成されており、該トナー供給口８６と空気排出口８８とが共用可能となっている。

このようにトナー供給口８６と空気排出口８８とが一体に形成されているので、図８に示すトナー供給口と空気排出口とが異なる位置に形成された比較例の現像装置と比較すると、現像装置本体６８の加工コスト低減を実現することができ、また、空気排出口８８専用の接続部が不要であるためメンテナンス性を向上することができる。

図５（ａ）に示すように、トナー供給路５２は、現像装置本体６８の一方の端部近傍に設けられており、該トナー供給路５２は、上述したトナー供給口８６と同様に、所定の大きさで形成されている。図５（ｂ）に示すように、トナー供給路５２は、トナー供給時の際にもトナー供給路５２内のトナー上方に空間（空洞）が形成されるようになっている。すなわち、トナー供給路５２上部に排気路９０一体に形成されており、該トナー供給路５２と排気路９０とが共用可能となっている。これにより、トナーボトル４０内のトナーは、現像装置６６の方向（図５（ｂ）の矢印ａ方向）にトナー供給路５２内に設けられたオーガ９２により搬送され、現像装置６６内の空気は、該現像装置６６内の圧力により、排気路９０に搬送される。排気路９０内の空気は、トナーボトル４０の方向（図５（ｂ）の矢印ｂ方向）に搬送され、さらに排気路９０に接続された排気経路（図示せず）を介して画像形成装置本体１２外へ排出される。

このように、現像装置本体６８に接続された排気路９０が設けられることにより、現像装置６６内の圧力上昇が抑制され、現像装置６６のカバー部材の係合部等からのトナー流出を抑制することができ、該流出トナーによる画像形成装置本体１２内の汚染が防止され、出力画像の品質を維持することができる。

さらに、トナー供給路５２と排気路９０との一部が一体に形成されているので、図８の比較例の現像装置におけるトナー供給路と排気路がそれぞれ配設された場合と比較すると、画像形成装置本体１２内が省スペース化され、画像形成装置本体１２をコンパクトにすることができる。

また、図８に示す比較例の現像装置の排気路においては、排気路の内壁（特に下面）にトナーが付着し、付着したトナー固着することで経路を塞いでしまうことがあった。これに対し、本実施形態においては、トナー供給路５２と排気路９０とが一体に形成されているので、排気路９０の内壁に付着したトナーは、トナー供給路５２のオーガ９２によって現像装置６６内に戻されるので、該排気路９０のトナー詰まりを抑制し、さらにトナーを再利用することにで、トナーの消費効率を向上することができる。

なお、本実施形態においては、トナー供給路５２と排気路９０との一部が一体に形成されているものを説明したが、これに限定することなく、トナー回収路８４ａ、トナー回収路８４ｂ及び現像剤回収路８４ｃの何れかと排気路９０との一部が一体に形成されていてもよい。

次に本発明の第２の実施形態を図６に基づいて説明する。
図６（ａ）に示すように、現像装置本体６８の一方の端部近傍にはトナー供給路５２の下流側及び排気路９０の上流側の端部が接続されており、トナー供給路５２上部に排気路５２が一体に形成されている。また、図６（ｂ）に示すように、トナー供給路５２と排気路９０との間には仕切り板９４が設けられており、この仕切り板９４によりトナー供給路５２と排気路９０とが上下に分割されている。この仕切り板９４は、トナー供給路５２及び排気路９０と別部材で設けられていてもよいし、該トナー供給路５２及び排気路９０と同一部材で一体に形成されていてもよい。

トナー供給路５２の上流側の端部は、トナーボトル４０に接続されており、このトナーボトル４０内のトナーがトナー供給路５２内のオーガ９２により現像装置６６の方向（図６（ｂ）の矢印ａ方向）に搬送される。排気路９０の下流側の端部には、排気路９０ａの上流側の端部が接続され、排気路９０ａの下流側の端部には、画像形成装置本体１２のフレームに着脱自在に設けられたトナーフィルタ９６に接続されている。このトナーフィルタ９６は、画像形成装置本体１２の外側から容易に着脱可能な位置に配設されており、排気路９０ａ内のトナーを吸着するようになっている。これにより、トナーが除去された空気が画像形成装置本体１２外へ排出される。

現像装置６６内の空気は、該現像装置６６内の圧力により、排気路９０を介してトナーボトル４０の方向（図６（ｂ）の矢印ｂ方向）に搬送され、第２の排気路９０ａ及びフィルタ９４を介して画像形成装置本体１２外（図６（ｂ）の矢印ｃ方向）へ排出される。

このように、トナー搬送路８０において、トナー供給路５２と排気路９０とが仕切り板９４により分割されているので、トナーボトル４０より現像装置６６へ搬送されるトナーの画像形成装置本体１２外への排出を防止することができる。また、トナーフィルタ９６が画像形成装置本体１２の外側から容易に着脱可能な位置に設けられているので、該トナーフィルタ９６のメンテナンス性を向上することができる。

なお、本実施形態においては、仕切り板９４によりトナー供給路５２と排気路９０とを上下（水平方向）に分割するものを説明したが、これに限定することなく、仕切り板９４によりトナー供給路５２と排気路９０とが左右（垂直方向）に分割されていてもよい。

次に本発明の第２の実施形態における変形例を図７に基づいて説明する。
図７（ａ）に示すように、現像装置本体６８の一方の端部近傍にはトナー供給路５２の下流側及び排気路９０の上流側の端部が接続されており、トナー供給路５２上部に排気路９０が一体に形成されている。トナー供給路５２上流側の端部には、トナーボトル４０が接続されており、排気路９０の下流側の端部には、排気路９０ａの上流側の端部が接続されている。また、この排気路９０ａの下流側の端部には、該排気路９０ａに対して着脱自在に設けられたトナーフィルタ９６が設けられ、トナーフィルタ９６の下流側には排気路９０ｂが接続され、さらに、この排気路９０ｂには排気補助手段としての排気ファン９８が設けられている。この排気ファン９８は、空気を排出するエアポンプ等でもよく、また、フィルタ９６の上流側に設けられていてもよい。

排気路９０ａは、排気路９０及び第２の排気路９０ｂに対して着脱自在に接続されており、交換ユニットとしての排トナーボトル８２に固定されている。したがって、図７（ｂ）に示すように、画像形成装置本体１２に対してトナーボトル８２を取り外すと、該トナーボトル８２に固定された排気路９０ｂが一体となって取り外すことができるようになっている。

現像装置６６内の空気は、排気ファン９８を起動すると、排気路９０を介してトナーボトル４０の方向（図７（ｂ）の矢印ｂ方向）に搬送され、排気路９０ａ、フィルタ９４、排気路９０ｂ及び該排気ファン９８を介して画像形成装置本体１２外へ排出される。

このように、排気路に排気ファン９８を設けることで、排気口の形状（面積）や排気経路を変更しても現像装置６６内の空気をスムーズに排出することができ、排気路における自由度の高い設計が可能となる。また、トナーフィルタ９６が設けられた排気路の一部を交換ユニットに固定することで、交換ユニットと同時にトナーフィルタ９６を交換（清掃）することができ、メンテナンス性を向上することができる。

なお、本例においては、トナーフィルタ９６を有する排気路９０ａが交換ユニットとしての排トナーボトル８２に固定されているものを説明したが、これに限定することなく、フィルタを有する排気路が他の交換ユニット（例えば像形成ユニット４８、トナーボトル４０等）に固定されていてもよい。

以上述べたように、本発明は、現像装置が設けられた画像形成装置に利用することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る像形成手段を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係るトナー搬送路を説明する模式図である。 本発明の実施形態に係る現像装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るトナー搬送路を示し、（ａ）は排気路の一部が一体に形成されたトナー搬送路の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るトナー搬送路に示し、（ａ）は排気路の一部が一体に形成されたトナー搬送路の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第２の実施形態の変形例に係るトナー搬送路を示し、（ａ）は排気路の一部が一体に形成されたトナー搬送路の斜視図であり、（ｂ）は排気路の一部が取り外された状態を示す斜視図である。 比較例におけるトナー供給路と排気路がそれぞれ配設された現像装置を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
４０ トナーボトル
４８ 像形成ユニット
５２ トナー供給路
５８ 感光体
６４ 現像装置
８０ トナー搬送路
８２ 排トナーボトル
８４ａ、８４ｂ トナー回収路
８４ｃ 現像剤回収路
９０ 排気路
９６ トナーフィルタ
９８ 排気ファン

Claims (7)

1. 画像形成装置本体と、
   前記画像形成装置本体に着脱自在に設けられた交換ユニットと、
   像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像装置と、
   回転軸を中心として回転してトナーを搬送する搬送部材が配置され前記現像装置内に供給されるトナーを搬送し、かつ、前記回転軸よりも上方の部分を前記現像装置からの空気が通過可能なトナー供給路と、
   前記トナー供給路における前記回転軸よりも上方の部分を通過し得る空気に含まれるトナーの移動を制限するフィルタと、
   を有し、
   前記トナー供給路を構成する内壁面は、前記回転軸の下方で前記搬送部材の軌跡に沿って形成された部位を有し、前記回転軸よりも上方の断面積が前記回転軸よりも下方の断面積よりも大きく、
   前記フィルタは、前記交換ユニットと一体となって前記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. 前記トナー供給路には該トナー供給路の空気を排気する排気補助手段が接続されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 画像形成装置本体と、
   前記画像形成装置本体に着脱自在に設けられた交換ユニットと、
   像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像装置と、
   回転軸を中心として回転してトナーを搬送する搬送部材が配置され回収されるトナーを搬送し、かつ、前記回転軸よりも上方の部分を前記現像装置からの空気が通過可能なトナー回収路と、
   前記トナー回収路における前記回転軸よりも上方の部分を通過し得る空気に含まれるトナーの移動を制限するフィルタと、
   を有し、
   前記トナー回収路を構成する内壁面は、前記回転軸の下方で前記搬送部材の軌跡に沿って形成された部位を有し、前記回転軸よりも上方の断面積が前記回転軸よりも下方の断面積よりも大きく、
   前記フィルタは、前記交換ユニットと一体となって前記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。
4. 前記トナー回収路は、前記現像装置から排出されるトナーを搬送することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記トナー回収路は、前記像担持体上に残留したトナーを搬送することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体のトナー像が転写される中間転写体、
   をさらに有し、
   前記トナー回収路は、前記中間転写体に残留したトナーを回収することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記トナー回収路には該トナー回収路の空気を排気する排気補助手段が接続されていることを特徴とする請求項３乃至６いずれか記載の画像形成装置。

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