JP5484183B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、現像剤担持体に現像剤を担持させて像担持体の静電像を現像する画像形成装置、詳しくは現像に伴う飛散トナーを効率的に回収する構造に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that develops an electrostatic image on an image carrier by carrying the developer on the developer carrier, and more particularly to a structure that efficiently collects scattered toner associated with development.
現像剤担持体に現像剤を担持させて、像担持体の静電像を現像する画像形成装置が広く用いられている。画像形成装置では、静電像の電位やトナーの帯電量が変化すると現像されるトナー像の濃度が大きく変動する。このため、像担持体の回転方向に沿った現像装置とトナー像の転写部との間で、像担持体に対向させて、トナー像からの反射光を検出する光学式センサを配置する場合がある(図2参照)。光学式センサを用いて、トナー像のトナー載り量を測定して、静電像の電位やトナーの帯電量にフィードバックすることで、トナー像の濃度の再現性を確保するためである。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses that develop a static image on an image carrier by causing the developer carrier to carry the developer are widely used. In the image forming apparatus, when the electrostatic image potential and the toner charge amount change, the density of the developed toner image varies greatly. For this reason, an optical sensor that detects reflected light from the toner image may be disposed between the developing device along the rotation direction of the image carrier and the toner image transfer unit so as to face the image carrier. Yes (see FIG. 2). This is because the toner image density is measured using an optical sensor and fed back to the electrostatic image potential and the toner charge amount to ensure the reproducibility of the toner image density.
しかし、現像装置とトナー像の転写部との間に光学式センサを配置すると、光学式センサが、現像装置から落下してくるトナー塊や現像に伴って発生する飛散トナーの影響を受け易くなる。像担持体の回転に伴う気流に乗って光学式センサの検出光路にトナー塊や飛散トナーが侵入すると、光学式センサの出力ノイズが増える。光学式センサの透明窓に飛散トナーが付着すると、トナー載り量の測定誤差が大きくなる。このため、光学式センサの出力に対するトナー塊や飛散トナーの影響を軽減する様々な提案がされている。 However, if an optical sensor is disposed between the developing device and the toner image transfer portion, the optical sensor is easily affected by toner lump falling from the developing device and scattered toner generated during development. . When a toner lump or scattered toner enters the detection optical path of the optical sensor by riding on the airflow accompanying the rotation of the image carrier, the output noise of the optical sensor increases. When scattered toner adheres to the transparent window of the optical sensor, the measurement error of the toner applied amount becomes large. For this reason, various proposals have been made to reduce the influence of toner lump and scattered toner on the output of the optical sensor.
特許文献1では、光学式センサの透明窓を定期的に自動清掃する機構を設けて、付着したトナーの清掃している。しかし、この場合、自動清掃している間は光学式センサによるトナー像の検出を行えず、トナー像の検出中は、光学式センサの出力がトナー塊や飛散トナーの影響を受けてしまう。
In
そこで、特許文献2では、光学式センサの透明窓に常時エアを噴き付け、そのエアを吸引することで付着したトナーを除去している。
Therefore, in
光学式センサで回収したトナーを単に落下させたのでは、落下したトナーが新たな汚染を引き起す可能性がある。しかし、近年の現像装置の小型化に伴って、回収したトナーの回収構造を含めて、光学式センサと像担持体との間の狭い隙間に、特許文献1、2のような特別な構造を設けることは困難になっている。部品点数の削減や機構の簡素化に反する側面もある。
If the toner collected by the optical sensor is simply dropped, the dropped toner may cause new contamination. However, with the recent downsizing of developing devices, special structures such as
本発明は、トナー塊や飛散トナーを光学式センサへ到達する手前で効率的に回収して、光学式センサによる正確なトナー像の常時検出を可能にした画像形成装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that efficiently collects toner lumps and scattered toner just before reaching an optical sensor, and that can always detect an accurate toner image by the optical sensor. Yes.
本発明の画像形成装置は、像担持体と、現像剤を担持して前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の下方に配置されて前記像担持体のトナー像を光学的に検出する検出手段とを備えたものである。そして、前記検出手段の少なくとも前記現像剤担持体側を覆って配置されたカバー部材と、前記カバー部材の上の空気を吸引して前記像担持体の長手方向の一端側へ排気する排気手段と、を備え、前記カバー部材は、前記検出手段と前記像担持体とのギャップよりも前記カバー部材と前記像担持体とのギャップが狭くなるように設けられ、前記像担持体の回転方向に沿った前記現像剤担持体と前記検出手段を仕切るように前記像担持体の長手方向に沿って形成されている。 An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, a developer carrier that carries a developer and develops an electrostatic image of the image carrier into a toner image, and is disposed below the developer carrier. Detecting means for optically detecting the toner image of the image carrier. Then, an exhaust means which exhausts to at least the developer and carrier side the overlying arranged cover member, one longitudinal end of said image bearing member air by sucking on said cover member of said detecting means, The cover member is provided such that a gap between the cover member and the image carrier is narrower than a gap between the detection means and the image carrier, and is arranged along a rotation direction of the image carrier. It is formed along the longitudinal direction of the image carrier so as to partition the developer carrier and the detection means.
本発明の画像形成装置では、感光ドラムに連れ回る気流の一部が、筒状の空間で気流を形成して、トナーを舞い上がらせた状態で滞留する。このトナーを含んで滞留する空気を、排気手段が筒状の空間から吸引して排気するため、筒状の空間の床面にトナーを降り積もらせることなく、現像剤担持体と検出手段との間で効率的にトナーを回収できる。 In the image forming apparatus of the present invention, a part of the airflow that moves around the photosensitive drum forms an airflow in the cylindrical space and stays in a state in which the toner is raised. The exhausting means sucks and exhausts the air containing the toner from the cylindrical space, so that the toner is not deposited on the floor of the cylindrical space. The toner can be efficiently collected between the two.
従って、トナー塊や飛散トナーを光学式センサへ到達する手前で効率的に回収して、光学式センサによる正確なトナー像の常時検出が可能になる。 Therefore, it is possible to efficiently collect the toner lump and the scattered toner just before reaching the optical sensor, and to always detect the accurate toner image by the optical sensor.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、現像スリーブと光学式センサとの間に、感光ドラムに接する筒状の空間を準備して長手方向に排気を行う限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present invention, as long as a cylindrical space in contact with the photosensitive drum is prepared between the developing sleeve and the optical sensor and exhaust is performed in the longitudinal direction, a part or all of the configuration of the embodiment can be used instead. Another embodiment in which the configuration is replaced can also be implemented.
従って、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤を用いる現像装置でも実施できる。二成分現像剤を用いる現像装置においては、攪拌スクリューを上下に配置する縦型(図2)のみならず、攪拌スクリューを水平に並べる横型の現像装置でも実施できる。そのような現像装置は、タンデム型/1ドラム型、中間転写型/直接転写型の画像形成装置において、区別無く実施できる。 Therefore, not only the two-component developer but also a developing device using a one-component developer can be implemented. In a developing device using a two-component developer, not only a vertical type (FIG. 2) in which stirring screws are arranged vertically, but also a horizontal type developing device in which stirring screws are arranged horizontally can be implemented. Such a developing apparatus can be implemented without distinction in a tandem type / 1 drum type, intermediate transfer type / direct transfer type image forming apparatus.
本実施形態では、トナー像の形成に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。 In the present embodiment, only main parts related to toner image formation will be described. However, the present invention includes a printer, various printing machines, a copier, a FAX, a multifunction machine, and the like in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure. The image forming apparatus can be used for various purposes.
なお、特許文献1、2に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
In addition, about the general matter of the image forming apparatus shown by
<画像形成装置>
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図2は画像形成部の構成の説明図である。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus. FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming unit.
図1に示すように、画像形成装置20は、中間転写ベルト7に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Py、Pm、Pc、Pbを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
As shown in FIG. 1, the
画像形成部Pyでは、感光ドラム1にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト7に転写される。画像形成部Pmでは、感光ドラム1にマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト7に転写される。画像形成部Pc、Pbでは、それぞれ感光ドラム1、1にシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト7に転写される。
In the image forming unit Py, a yellow toner image is formed on the
中間転写ベルト7は、駆動ローラ6a、対向ローラ6b、及びテンションローラ6cに掛け渡され、駆動ローラ6aによって矢印R2方向へ回転される。中間転写ベルト7に転写された四色のトナー像は、二次転写部Tnへ搬送されて記録材Pへ二次転写される。
The
ピックアップローラ11によって記録材カセット10から取り出された記録材Pは、1枚ずつに分離してレジストローラ13へ給送される。レジストローラ13は、中間転写ベルト7のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Tnへ記録材Pを送り出す。
The recording material P taken out from the
記録材Pの片面だけに画像を形成する場合、トナー像を転写された記録材Pは、定着装置15で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、外部トレイ18へ排出される。これに対して、記録材Pの両面に画像を形成する場合、定着装置15から排出された記録材Pを切換フラッパ16で下方の反転搬送路12bに案内する。反転搬送路12bでは、記録材Pの後端が反転ポイントRpに達したとき記録材Pをスイッチバックし、画像担持面を上側にしその状態で両面用搬送路12cに送り出す。両面用搬送路12cにて、記録材Pは、搬送路12aを通じてレジストローラ13に搬送する。
When an image is formed only on one side of the recording material P, the recording material P to which the toner image has been transferred is heated and pressurized by the
画像形成部Py、Pm、Pc、Pbは、現像装置4、4、4、4で用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成されるため、以下では、画像形成部Pyについて説明する。
Since the image forming portions Py, Pm, Pc, and Pb are substantially the same except that the toner colors used in the developing
図2に示すように、画像形成部Pyは、感光ドラム1の周囲に、コロナ帯電器2、露光装置3、現像装置4、一次転写ローラ8、及びドラムクリーニング装置5を配置している。画像形成部Pyは、現像スリーブ42の下方に配置されて感光ドラム1のトナー像を光学的に検出するセンサユニット100を備えて、画像形成装置20に対して一体に交換可能に装着されるプロセスカートリッジである。
As shown in FIG. 2, the image forming unit Py includes a
像担持体の一例である感光ドラム1は、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持たせた感光層が形成され、所定のプロセススピードで矢印R1方向に回転する。帯電手段の一例であるコロナ帯電器2は、感光ドラム1の表面を一様な負極性の電位に帯電させる。露光手段の一例である露光装置3は、レーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム1の表面に画像の静電像を書き込む。現像手段の一例である現像装置4は、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて静電像を現像して感光ドラム1にトナー像を形成する。
A
一次転写ローラ8は、中間転写ベルト7の内側面を押圧して、感光ドラム1と中間転写ベルト7との間に一次転写部T1を形成する。一次転写ローラ8に正極性の直流電圧を印加することにより、感光ドラム1に担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト7へ一次転写される。ドラムクリーニング装置5は、記録材Pへの転写を逃れて感光ドラム1に残った転写残トナーを回収する。
The
トナー画像転写後の中間転写ベルト7は、中間転写ベルト7表面に残留している転写残トナーがベルトクリーナ9によって除去され、次の画像形成に供される。
After the toner image is transferred, the transfer residual toner remaining on the surface of the
<現像装置>
図2に示すように、現像スリーブ41、42は、感光ドラム1の回転方向に沿って相互に対向させた状態で複数配置される。現像装置4は、現像剤担持体の一例である現像スリーブ41、42にトナー(非磁性)とキャリア(磁性)を含む二成分現像剤を担持させて、感光ドラム1の静電像を現像する。
<Developing device>
As shown in FIG. 2, a plurality of developing
現像容器40には、隔壁48を隔てて、現像室45と攪拌室46が縦に並べて配置され、現像室45と攪拌室46は、隔壁48の両端部に設けた開口を通じて上下方向に連通している。現像スクリュー43は、現像室45の現像剤を搬送しつつ現像スリーブ41に供給する。攪拌スクリュー44は、現像スリーブ42から回収した現像剤と攪拌室46の現像剤を混合しつつ現像スクリュー43とは逆方向に搬送して、現像室45との間で現像剤を循環させる。
In the developing
現像容器40には、上下に並べて一対の現像スリーブ41、42が回転可能に設けられ、現像スリーブ41、42の内側には、キャリア(磁性)を引き付けるための非回転のマグネット51、52が配置されている。現像スリーブ41が感光ドラム1に対向する現像領域の回転方向上流には層厚規制ブレード47が配置され、現像スリーブ41に担持される現像剤の厚さを規制している。
The developing
現像スリーブ41に担持された現像剤は、感光ドラム1に対向する第1の現像部で静電像の現像に関与した後に、現像スリーブ41と現像スリーブ42の対向部で現像スリーブ42に移転する。現像スリーブ42に担持された現像剤は、感光ドラム1に対向する第2の現像部で再び静電像の現像に関与した後に、現像容器40に回収される。そのように、現像スリーブ41、42の内側のマグネット51、52の磁極が配置されている。
The developer carried on the developing
<光学式センサ>
図3は画像形成装置の制御系のブロック図である。図4は画像形成装置の画像濃度制御のフローチャートである。
<Optical sensor>
FIG. 3 is a block diagram of a control system of the image forming apparatus. FIG. 4 is a flowchart of image density control of the image forming apparatus.
図1に示すように、電子写真方式の画像形成装置20では、温度の変化や現像剤の状態によって発生する画像の濃度や色味の変化に対応するため、感光ドラム1にテストパッチのトナー像を形成して濃度を検出している。制御部19は、テストパッチの濃度を検出して、画像形成条件の制御を行い、画像の濃度や色味についての画質を調整する。
As shown in FIG. 1, in the electrophotographic
図2に示すように、感光ドラム1の回転方向に沿った現像スリーブ42の下方に、感光ドラム1のトナー像を光学的に検出する光学式センサ101が設置される。光学式センサ101は、投光部と受光部からなる濃度検出部102を有し、感光ドラム1に対向するように配設されている。
As shown in FIG. 2, an
テストパッチの濃度検出は、濃度検出手段の一例である光学式センサ101によって行う。テストパッチの濃度検出は、画像形成部Pyによって感光ドラム1にテストパッチを作像し、そのテストパッチに対して濃度検出部102の投光部から測定光を発して反射光を測定し、測定光と反射光との割合によって判別される。そのため、光学式センサ101の濃度検出部102がトナー等で汚れると、濃度の検出精度の低下を引き起こして濃度や色味の変化を引き起こす一因となる。
The density detection of the test patch is performed by the
図3に示すように、制御部19は、CPUとROMやRAMなどのメモリとからなっている。制御部19は、ホストコンピュータなどの外部装置(不図示)から出力されるプリント指令信号を入力すると、メモリに記憶されている画像形成制御シーケンスに従って画像形成部Py、Pm、Pc、Pbを順次動作する。
As shown in FIG. 3, the
図3を参照して図4に示すように、制御部19は、所定枚数の画像形成ごとのタイミング(S11のYES)で、画像の間隔に、露光装置3によりテストパッチの静電像を書き込む。テストパッチの静電像は、現像装置4に現像されて感光ドラム1に各色のテストパッチが形成される(S13)。各色のテストパッチは、画像形成部Py、Pm、Pc、Pbにそれぞれ設けた光学式センサ101によって検出される(S13)。制御部19は、光学式センサ101の検出結果に基づいて画像形成部Py、Pm、Pc、Pb毎に最適な画像形成条件を設定する(S14)。
As shown in FIG. 4 with reference to FIG. 3, the
具体的には、画像形成ごとに補給されるトナー量を調整してトナーの帯電量を制御する。テストパッチのトナー載り量が多い場合(画像濃度が高くなる)には、補給されるトナー量を減らしてトナーの摩擦機会を増やして帯電量を高めることにより、一定の電気量の静電像に付着するトナー量を減らす。逆に、テストパッチのトナー載り量が少ない場合(画像濃度が低くなる)には、補給されるトナー量を増してトナーの摩擦機会を減らして帯電量を低下させることにより、一定の電気量の静電像に付着するトナー量を増やす。 More specifically, the toner charge amount is adjusted for each image formation to control the toner charge amount. When the amount of toner on the test patch is large (the image density is high), the amount of toner to be replenished is reduced, the chance of toner friction is increased, and the amount of charge is increased to increase the charge amount. Reduce the amount of toner adhering. On the other hand, when the amount of toner on the test patch is small (the image density is low), the amount of toner to be replenished is increased to reduce the amount of toner friction to reduce the charge amount, thereby reducing the amount of charge. Increase the amount of toner adhering to the electrostatic image.
ところで、図2に示すように、濃度検出処理時において、光学式センサ101が感光ドラム1上のテストパッチを検出している際、感光ドラム1と光学式センサ101濃度検出部102の間を飛散トナーが通過することがある。このとき、光学式センサ101は、飛散トナーをテストパッチの一部と誤認識して実際よりもトナー載り量が多いという出力を発生することがある。この様な場合、光学式センサ101の本来の性能が損なわれ、テストパッチの濃度を精度よく検出できなくなる。
By the way, as shown in FIG. 2, when the
これに関して、特許文献1(特開平05−158318号公報)では、濃度検出部の窓を定期的に自動清掃する機構を設け、濃度検出部の窓に付着したトナー等の清掃を行っている。また、特許文献2(特開2000−056643号公報)では、濃度検出部の窓にエアを噴き付け、そのエアを吸引することで、トナーが飛散してきても濃度検出部の窓にトナーが付着しないようにしている。 In this regard, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 05-158318), a mechanism for automatically cleaning the window of the density detection unit is provided periodically to clean the toner or the like adhering to the window of the density detection unit. Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-056443), air is blown onto the window of the density detection unit, and the air is sucked so that the toner adheres to the window of the density detection unit even if the toner is scattered. I try not to.
しかし、これらの従来技術では、いずれも濃度検出部が感光ドラム1のテストパッチの濃度を検出しているときに、濃度検出部とテストパッチの間を飛散トナーが通過する場合がある。このとき、濃度検出部が誤って飛散トナーをテストパッチの一部として検出し、濃度検出手段の出力値とテストパッチの濃度が異なることがあった。このようなことが起こると、間違った画像形成条件が設定され、濃度や色味の変化に対して悪影響を与えていた。
However, in any of these conventional techniques, when the density detector detects the density of the test patch on the
そこで、以下の実施例では、飛散トナーを吸引する空気吸引構造を設け、光学式センサ101近傍に吸引口を配置することで、光学式センサ101の濃度検出部102と感光ドラム1との間を飛散トナーが通過しないようにしている。
Therefore, in the following embodiments, an air suction structure for sucking scattered toner is provided, and a suction port is disposed in the vicinity of the
<実施例1>
図5は実施例1のトナー回収構造の説明図である。図6は現像装置の部分的な斜視図である。図7は実施例1のトナー回収構造における空気の流れの説明図である。
<Example 1>
FIG. 5 is an explanatory diagram of a toner recovery structure according to the first exemplary embodiment. FIG. 6 is a partial perspective view of the developing device. FIG. 7 is an explanatory diagram of the air flow in the toner recovery structure of the first embodiment.
図5に示すように、実施例1のトナー回収構造では、光学式センサ101の感光ドラム1側と現像スリーブ42側とが一体の上カバー103で覆われている。上カバー103の上面の縁が感光ドラム1へ向かって棚状に突き出すことにより、感光ドラム1の長手方向に沿って上カバー103の上面と感光ドラム1とに接する筒状の空間が形成されている。
As shown in FIG. 5, in the toner recovery structure of Example 1, the
センサユニット100は、光学式センサ101とセンサホルダ105によって構成され、現像装置4の下方に取り付けて画像形成部(プロセスカートリッジ)Pyに組み立てられている。光学式センサ101は、センサホルダ105に設けられた検出窓106から濃度検出部102を感光ドラム1に対向させている。濃度検出部102は、感光ドラム1に形成されるテストパッチに赤外光を照射してその反射光を検出する。センサホルダ105は、光学式センサ101をカバーする上カバー103と下カバー104によって形成される。
The
図5に示すように、センサホルダ105は、光学式センサ101の現像スリーブ側(現像剤担持体側)と感光ドラム側(像担持体側)とを一体に覆って配置される。センサホルダ105は、感光ドラム1の長手方向の一部分にて、感光ドラム1に所定の間隔で対向する。
As shown in FIG. 5, the
センサホルダ105上面と濃度検出部102との間に、感光ドラム1に向かって棚状に突き出した風切り壁109が設けられている。風切り壁109の先端が、センサホルダ105の上面にある第1の空間111と、濃度検出部102と感光ドラム1の間にある第2の空間とを仕切って、感光ドラム1との間に狭いギャップを形成している。
Between the upper surface of the
図6に示すように、濃度検出部102近傍を感光ドラム1側から見たとき、センサホルダ105の感光ドラム1の長手方向奥側に、センサホルダ105上面の空気を吸引するためのダクト110が配置される。排気管路の一例であるダクト110は、現像装置4の長手方向に直角なセンサホルダ105の断面内に納めて、センサホルダ105とほぼ同じ高さに配置されている。
As shown in FIG. 6, when the vicinity of the
ダクト110は、感光ドラム1の長手方向に直角なセンサホルダ105の断面内に収まるように感光ドラム1の長手方向に沿って配置され、ダクト110の先端の開口の下縁とセンサホルダ105の上面とが斜面で連絡されている。ダクト110は、センサホルダ105の上面の空気を吸引できるように、先端の吸引口107の底面とセンサホルダ105の上面とを斜面108で接続している。ダクト110の下面を上面に比べて長く延長して斜め上方に傾け、センサホルダ105上面近傍まで延伸された斜面108を持つように吸引口107が配置されている。
The
斜面108がセンサホルダ105上面よりも上方へ突き出た場合、斜面108とセンサホルダ105上面の受け渡し部で、空気吸引によって発生する気流に乱流が生じる場合がある。このため、斜面108の末端は、センサホルダ105上面よりも若干下方になるように配置されている。
When the
センサホルダ105の上面と現像装置4と感光ドラム1とによって筒状に囲まれて、感光ドラム1の軸方向に連通する第1の空間111が形成され、吸引口107がセンサホルダ105の奥側に隠れるように配置される。
A
図5に示すように、センサホルダ105の上面と風切り壁109は平坦に連続し、センサホルダ105の上面と感光ドラム1の交差角度は90度以上である。このため、飛散トナーを含んで感光ドラム1に連れ回る気流の大部分は、風切り壁109ですくい取られて、第1の空間111で渦を形成して滞留し、濃度検出部102へはほとんど向かわない。感光ドラム1の回転によって発生する気流122の大部分は、風切り壁109によってセンサホルダ105の上面に分流されることで、第1の空間111に向かうこととなり、第2の空間112へ流入する気流は微少である。
As shown in FIG. 5, the upper surface of the
感光ドラム1と風切り壁109の隙間は狭いため、吸引口(107:図6)を通じた吸引によって発生する気流の大部分は、破線で示すように、センサホルダ105の上部を通過する。このため、飛散トナーや堆積トナーを巻き込んだ空気は、風切り壁109の下に形成された検出窓106と感光ドラム1の間の第2の空間112へは、ほとんど到達しない。到達したとしても、風切り壁109に遮られて検出窓106から離れた位置を通過するため、検出窓106からセンサホルダ105内へ侵入して濃度検出部102へ侵入することは極めて稀である。
Since the gap between the
さらに、センサホルダ105の上面は、感光ドラム1の回転に伴って発生する強い気流に晒されるため、トナーが降り積もることがない。帯電したトナーは壁面や床面に付着し易く、付着を起点として帯電量の少ないトナーが堆積し、トナーの帯電の減衰に伴って塊状に分離して落下する場合がある。第1の空間111には、感光ドラム1の回転に伴って強い気流が発生するため、このような付着や堆積が回避される。現像スリーブ42方面から落下してきたトナー塊でも、堆積させることなく気流の渦による混合攪拌状態で第1の空間111に滞留させて、感光ドラム1の長手方向に押し流すことができる。
Further, since the upper surface of the
図7に示すように、飛散トナーを含んだ気流は、第1の空間111で渦を形成して滞留するため、トナーをセンサホルダ105の上面に降り積もらせることなく、感光ドラム1の長手方向へ移動する。第1の空間111に滞留した空気は、センサホルダ105を通り過ぎたところで、斜面108に案内されて吸引口107へ導かれる。第1の空間111の空気は、吸引口107から吸引されることで、感光ドラム1の長手方向に沿った気流120、121を形成する。吸引口107から吸引された気流120、121は、合流してダクト110内を通る気流123となる。
As shown in FIG. 7, since the airflow including the scattered toner forms a vortex in the
このため、現像装置4より発生した飛散トナーは、第1の空間111を通過する時点で、気流120、121によって吸引口107に吸引される。また、感光ドラム1の回転による気流122によって飛散した飛散トナーも、気流122に乗って第1の空間111に向かうため、第2の空間112に到達する飛散トナーは大幅に削減される。
Therefore, the scattered toner generated from the developing
この結果、濃度検出部102と感光ドラム1との間を通過する飛散トナーは削減され、光学式センサ101が 感光ドラム1上に形成されたテストパッチを検出する際に、飛散トナーを誤認識する可能性を低くすることが可能となる。これより、濃度の検出精度を高めることが可能となり、画像濃度や色味をより安定させることが可能となる。
実施例1においては、感光ドラム1の直径は84mm、上の現像スリーブ41の直径はφ24.5mm、下の現像スリーブ42の直径はφ20mmである。上カバー103の上面の縁と感光ドラム1との対向間隔は2.3mmに設定されている。センサホルダ105は、その上面の突き出した縁と感光ドラム1の対向間隔(クリアランス)が1.5mm以上2.5mm以下となるように形成されている。
As a result, the amount of scattered toner passing between the
In the first embodiment, the diameter of the
飛散トナーを回収するためには、クリアランスは小さいほど好ましいが、実施例1では、感光ドラム1が比較的に大口径であるため、2.0mm程度の隙間を残しても、センサホルダ105の上面に十分な気流を分流できる。また、1.5mm以下とすると、組み立て時や分解時に、感光ドラム1がセンサホルダ105に接触して損傷する可能性が高まるため、2.3mmとした。風切り壁109と感光ドラム1の距離が近すぎると、風切り壁109との隙間を通過する際の感光ドラム1表面の圧力変化で、トナーが吹き飛ばされる可能性も出てくる。1.5mm以上あれば、感光ドラム1の回転中はもとより、メンテナンス時に感光ドラム1を引き出した際も、感光ドラム1とセンサホルダ105が接触することはない。
In order to collect the scattered toner, the smaller the clearance, the better. However, in Example 1, since the
実施例1によれば、光学式センサ101が飛散トナーをテストパッチの一部として検出する可能性を低くすることが可能となり、光学式センサ101の出力値とテストパッチの濃度が異なるという事態が起こる可能性が低くなった。これより、画像形成条件の制御をより的確にすることが可能となり、画像の濃度や色味をより安定させられるようになった。
According to the first embodiment, it is possible to reduce the possibility that the
実施例1によれば、光学式センサ101のカバー部材であるセンサホルダ105の上方で飛散しているトナーを吸引するダクト110があり、センサホルダ105と濃度検出部102との間に感光ドラム1に近接する風切り壁109がある。このため、吸引による気流の大部分は、センサホルダ105の上部を通過し、濃度検出部102の前はほとんど通過しないように設定可能となり、濃度検出部102と感光ドラム1の間を通過する飛散トナーを減少させられる。
According to the first embodiment, there is a
実施例1によれば、トナーを供給する現像スリーブが2個以上あるため、現像スリーブが1個の現像手段に対してトナー飛散の発生量自体は多い傾向となる。このため、濃度検出部102と感光ドラム1の間を通過する飛散トナーを減少させる効果はさらに大きくなる。
According to the first exemplary embodiment, since there are two or more developing sleeves that supply toner, the amount of toner scattering itself tends to increase with respect to one developing unit. For this reason, the effect of reducing scattered toner passing between the
実施例1によれば、風切り壁109と感光ドラム1の隙間は2.5mm以下となっているため、画像形成部Pyの性能や、感光ドラム1のメンテナンス性を損なわず、第1の空間111と第2の空間112をより明確に区別することが可能となる。ダクト110を通じた空気の吸引によって発生する気流のうち、第2の空間112を流れる気流をさらに少なくできるため、濃度検出部102と感光ドラム1の間を通過する飛散トナーを減少させる効果はさらに大きくなる。
According to the first embodiment, since the gap between the wind-
実施例1によれば、ダクト110の断面積に対して、第1の空間111の断面積を小さくすることで、吸引口107によって発生する気流の大部分がダクト110を通過する。
According to the first embodiment, by reducing the cross-sectional area of the
<プロセスカートリッジ>
図8はプロセスカートリッジの排気構造の説明図である。図8に示すように、現像装置4の第1の空間111の空気を吸引する構成は、吸引口107、斜面108、ダクト110、トナーフィルタ121、ファン122、オゾンフィルタ123、排気口124によって構成される。
<Process cartridge>
FIG. 8 is an explanatory view of the exhaust structure of the process cartridge. As shown in FIG. 8, the structure for sucking the air in the
画像形成部(プロセスカートリッジ)Pyには、コロナ帯電器2と感光ドラム1が対向する帯電領域から空気を吸引するためのダクト125が設けられている。ダクト110は、画像形成部(プロセスカートリッジ)Py内でダクト125に合流させている。帯電領域から吸引した空気には、飛散トナーとオゾンが含まれているため、画像形成装置20には、トナーフィルタ121に加えてオゾンフィルタ123が設けられている。
The image forming unit (process cartridge) Py is provided with a
実施例1によれば、ダクト125にダクト110を合流させているため、吸引口107から吸引した空気だけを吸引するための配管、ファン、フィルター等が不要となっている。画像形成部(プロセスカートリッジ)Pyを画像形成装置20へ取り付ける際の管路の接続を減らして着脱時の作業性を高めている。
According to the first embodiment, since the
<実施例2>
図9は実施例2のトナー回収構造の説明図である。実施例2は、図5に示す第1の空間111に円筒電極53を配置して、トナー回収力を高める以外は実施例1と同様に構成される。従って、図9中、実施例1と共通する構成には図5と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
<Example 2>
FIG. 9 is an explanatory diagram of the toner recovery structure of the second embodiment. The second embodiment is configured in the same manner as the first embodiment except that the
図9に示すように、現像剤担持体の一例である現像スリーブ42は、現像剤を担持して感光ドラム1の静電像をトナー像に現像しており、現像容器40は、現像スリーブ42から回収した現像剤を循環させている。
As shown in FIG. 9, the developing
壁部材の一例である風切り壁109は、感光ドラム1の回転方向に沿った現像スリーブ42の下方で感光ドラム1へ向かって壁状に突き出して配置される。風切り壁109を含むセンサホルダ105の上面と現像容器40と現像スリーブ42と感光ドラム1とに囲まれて、感光ドラム1の長手方向に連通する第1の空間111が形成される。
A wind-
排気手段の一例であるダクト(110:図6)は、感光ドラム1の回転に伴って風切り壁109によって分離されてセンサホルダ105の上面の上で滞留する空気を、感光ドラム1の長手方向に吸引して排気させる。風切り壁109の下側には、感光ドラム1に接する第2の空間112が形成される。
A duct (110: FIG. 6), which is an example of an exhaust unit, removes air staying on the upper surface of the
円柱状の電極部材53は、現像スリーブ42と対向させて第1の空間111に配置され、現像スリーブ42との対向面が現像容器内へ向かって回転するように回転駆動されている。電源D52は、電極部材52にトナーの帯電極性と逆極性であるプラスの電圧を印加する。回収手段の一例であるゴムブレード54は、電極部材52に吸着したトナーを分離して現像容器40に回収する。
The
実施例2では、実施例1と同様に、第1の空間111に混合攪拌状態で滞留させたトナー粒子を含む空気をダクト110を通じて吸引して感光ドラム1の長手方向の一端側へ排出させる。と同時に、第1の空間111に滞留させた空気から正規の帯電極性に帯電したトナーを電極部材52に吸着させて取り出し、ゴムブレード54で分離して現像容器40へ回収して、現像に再利用する。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, air containing toner particles retained in a mixed and stirred state in the
実施例2によれば、ダクト110のみに頼ってトナーを排出する場合よりもトナーが節約される。また、節約した分、帯電したトナーがダクト110内壁に付着しにくくなり、ダクト110の風量が少なくても、ダクト110内にトナーが堆積しにくい。
According to the second embodiment, the toner is saved as compared with the case where the toner is discharged only by using the
実施例2では、感光ドラム1の表面を内周の一部に取り込んだ長手方向に連続した仮想的な転写残トナー回収ダクトを構成する。これにより、感光ドラム1に連れ回る空気の一部を取り込んで転写残トナー回収ダクト内の壁面に沿った気流を確保することにより、転写残トナー回収ダクトの底面へのトナー降り積もりを回避している。そのような気流を確保することで、長手方向の気流の速度が低くても、転写残トナー回収ダクトの底面へのトナー降り積もりが回避され、効率的に飛散トナーを回収できる。
In the second embodiment, a virtual transfer residual toner collecting duct continuous in the longitudinal direction in which the surface of the
したがって、風切り壁109を感光ドラム1に突き出して構成される転写残トナー回収ダクトは、光学式センサ101の範囲の外側にまで延長させて設けてもよい。現像スリーブ42の長手方向の中央部に限定されず、現像スリーブ42の長手方向全体をカバーするように設けてもよい。光学式センサ101が付設されない現像装置に設けてもよい。
Therefore, the transfer residual toner collecting duct configured by projecting the wind-
そして、ダクト110を設けないで、電極部材53のみで飛散トナーを回収する構成としてもよい。光学式センサ101が付設されない現像装置の場合、ダクト110を長手方向の全長に渡って連通させ、長手方向の複数箇所から、転写残トナー回収ダクト内の飛散トナーを含む空気を吸引させる構成としてもよい。
And it is good also as a structure which collects scattering toner only by the
Py、Pm、Pc、Pb 画像形成部
1 感光ドラム、2 コロナ帯電器、3 露光装置
4 現像装置、19 制御部、20 画像形成装置
100 センサユニット、101 光学式センサ
105 センサホルダ、107 吸引口、108 斜面
109 風切り壁、110、125 ダクト
111 第1の空間、112 第2の空間
Py, Pm, Pc, Pb
Claims (9)
前記検出手段の少なくとも前記現像剤担持体側を覆って配置されたカバー部材と、前記カバー部材の上の空気を吸引して前記像担持体の長手方向の一端側へ排気する排気手段と、を備え、
前記カバー部材は、前記検出手段と前記像担持体とのギャップよりも前記カバー部材と前記像担持体とのギャップが狭くなるように設けられ、前記像担持体の回転方向に沿った前記現像剤担持体と前記検出手段を仕切るように前記像担持体の長手方向に沿って形成されていることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a developer carrier that carries a developer and develops an electrostatic image of the image carrier into a toner image, and a toner image on the image carrier that is disposed below the developer carrier. In an image forming apparatus comprising a detection means for optical detection,
Comprising a cover member disposed over at least the side of the developer carrying member of said detecting means, and an exhaust means for air with suction to evacuate the one longitudinal end of said image bearing member on said cover member ,
The cover member is provided such that a gap between the cover member and the image carrier is narrower than a gap between the detection unit and the image carrier, and the developer along the rotation direction of the image carrier An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is formed along a longitudinal direction of the image carrier so as to partition the carrier and the detection unit.
前記カバー部材の上面の縁が前記像担持体へ向かって壁状に突き出すことにより、前記カバー部材の上面に接して第1の空間が形成され、
前記カバー部材の上面の壁状に突き出した縁の下側に、前記カバー部材と前記像担持体とが対向する第2の空間が形成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The cover member is disposed so as to integrally cover the image carrier side of the detection means,
The edge of the upper surface of the cover member protrudes in a wall shape toward the image carrier, so that a first space is formed in contact with the upper surface of the cover member,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a second space in which the cover member and the image carrier face each other is formed below an edge protruding in a wall shape on the upper surface of the cover member. .
前記排気手段は、前記像担持体の長手方向に直角な前記カバー部材の断面内に収まるように前記像担持体の長手方向に沿って配置された排気管路を有し、
前記排気管路の先端の開口が前記第1の空間に連通していることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The cover member is opposed to the image carrier at a predetermined interval in a part of the longitudinal direction of the image carrier,
The exhaust means has an exhaust pipe line disposed along the longitudinal direction of the image carrier so as to be within a cross section of the cover member perpendicular to the longitudinal direction of the image carrier.
The image forming apparatus according to claim 2, wherein an opening at a distal end of the exhaust pipe communicates with the first space.
前記カバー部材の上面に接する前記現像剤担持体側の空間に前記現像剤担持体と対向させて配置され、前記現像剤担持体との対向面が前記現像容器内へ向かって移動するように回転駆動される円柱状の電極部材と、
前記円柱状の電極部材にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する電源と、
前記円柱状の電極部材に吸着したトナーを前記現像容器に回収する回収手段と、を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The cover member covers the developer carrier side of the detection means to form an upper surface of the cover member;
The developer carrier is disposed in a space on the developer carrier side in contact with the upper surface of the cover member so as to face the developer carrier, and is rotationally driven so that the surface facing the developer carrier moves toward the developer container. A cylindrical electrode member,
A power source for applying a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to the cylindrical electrode member;
The image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that and a recovery means for recovering the toner attracted to the cylindrical electrode member in the developing container.
前記像担持体を帯電させる帯電手段を備え、前記カバー部材の上面に接する前記現像剤担持体側の空間から吸引した空気を排出するための排気管路が、前記帯電手段による前記像担持体の帯電領域の空気を排出するための排気管路に合流して組み込まれていることを特徴とする請求項1、2、6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The cover member covers the developer carrier side of the detection means to form an upper surface of the cover member;
Before includes a charging means for charging the Kizo carrier, an exhaust pipe for discharging the air sucked from the space of the developer bearing member in contact with the upper surface of the cover member, the image bearing member by said charging means 7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is incorporated in an exhaust pipe for discharging air in a charging area.
9. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein a plurality of the developer carrying members are arranged to face each other along a rotation direction of the image carrying member.
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