JP6460389B2 - 画像形成装置及び構造体 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置及び構造体に関する。

特許文献１には、内部にトナーを収納しかつ装置本体に対して着脱可能に構成したカートリッジ体と、電子写真プロセスによってトナー像が転写された用紙に加圧／加熱して用紙にトナー像を定着させる定着手段とを備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記カートリッジ体の内部の温度を測定する温度検知手段を設けたことを特徴とする画像形成装置が示されている。

特開２００１−３４３８８４号公報

本発明は、強度を確保しつつ、現像剤からの放熱を促進させることができる画像形成装置及び構造体を提供することを目的とする。

請求項１に係る本発明は、
画像形成装置本体に着脱される構造体を有し、
前記構造体は、
像保持体から除去された現像剤を現像装置へ搬送するための現像剤搬送路と、
当該構造体を補強するように、当該構造体の前記現像剤搬送路が配置されている側の側面に装着されている補強部材と、
を有し、
前記補強部材は、前記現像剤搬送路に向けて開口する開口部が、前記現像剤搬送路近傍に、前記現像剤搬送路に対向するように形成されている画像形成装置である。

請求項２に係る本発明は、前記開口部は、前記現像剤搬送路に沿って前記現像剤搬送路と同じ幅で形成されている請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る本発明は、前記補強部材は、少なくとも前記開口部の周囲の一部又は全部に当該補強部材を補強するための凸部が形成されている請求項１又は２記載の画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、前記補強部材は、前記開口部の一辺を形成する一辺部と前記一辺と対向する他辺を形成する他辺部とを連結する連結部を有し、前記連結部は前記一辺及び前記他辺に対して傾斜している請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置である。

請求項５に係る本発明は、前記開口部を通過する気流を発生させる気流発生装置をさらに有する請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置である。

請求項６に係る本発明は、
像保持体から除去された現像剤を現像装置へ搬送するための現像剤搬送路と、
構造体を補強する補強部材と、
を有し、
前記補強部材は、前記現像剤搬送路に向けて開口する開口部が、前記現像剤搬送路近傍に、前記現像剤搬送路に沿って前記現像剤搬送路に対向するように形成されている画像形成装置本体に対して着脱される前記構造体である。
請求項７に係る本発明は、前記開口部は、前記現像剤搬送路に沿って前記現像剤搬送路と同じ幅で形成されている請求項６記載の構造体である。

請求項１に係る本発明によれば、強度を確保しつつ、現像剤からの放熱を促進させることができる画像形成装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、開口部の幅が現像剤搬送路の幅よりも広い場合と比較して強度を高めることができ、開口部の幅が現像剤搬送路よりも狭い場合と比較して現像剤からの放熱を促進することができる。

請求項３に係る本発明によれば、凸部が形成されていない場合と比較して強度を高めることができる。

請求項４に係る本発明によれば、連結部が一辺及び他辺に対して傾斜していない場合と比較して強度を高めることができる。

請求項５に係る本発明によれば、気流発生装置が設けられていない場合と比較して、現像剤からの放熱を促進することができる。

請求項６に係る本発明によれば、強度を確保しつつ、現像剤からの放熱を促進させることができる構造体を提供することができる。
請求項７に係る本発明によれば、開口部の幅が現像剤搬送路の幅よりも広い場合と比較して強度を高めることができ、開口部の幅が現像剤搬送路よりも狭い場合と比較して現像剤からの放熱を促進することができる。

本発明の実施形成に係る画像形成装置を示す図である。 図１に示す画像形成装置が有する構造体を模式的に示す図である。 図２に示す構造体の図２におけるＡ−Ａ線断面を模式的に示す図である。 図２に示す構造体の後側の側面を示す図である。 図２に示す構造体から補強板を取り外した状態を示す図である。 図２に示す構造体の構造体本体の一部を破断させた状態を示す図である。 図２に示す構造体が有する補強部材を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。図１には、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。図１に示すように、画像形成装置１０は画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２には、記録媒体として用いられている用紙を排出する排出口１４が形成されている。また、画像形成装置本体１２の上側の面は、画像が形成された用紙が排出される排出部１６として用いられている。

画像形成装置本体１２内には、構造体として用いられているプロセスカートリッジ３００が配置されている。プロセスカートリッジ３００は、像を保持する像保持体として用いられている感光体ドラム３１０と、感光体ドラム３１０に形成された潜像を現像剤を用いて現像する現像装置３５０とを有し、画像形成装置本体１２に対して着脱することができるようになっている。ここで、プロセスカートリッジとは、少なくとも現像装置を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能であるものをいう。尚、プロセスカートリッジ３００の詳細は後述する。

現像装置３５０として、この実施形態においては、所謂二成分現像装置が用いられていて、現像装置３５０は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いて潜像を現像する。より具体的には、現像剤中における帯電した状態にあるトナーを感光体ドラム３１０へと静電的に移動させるようにして、現像装置３５０は潜像を現像する。以下、本実施例では、二成分現像剤を用いた装置について説明を行うが、現像剤はトナーのみからなるものでもよく、トナーとキャリアとからなるものでもよく、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。

また、画像形成装置本体１２内には、潜像形成装置１１０が装着されている。潜像形成装置１１０は、均一に帯電された感光体ドラム３１０の表面に光を照射することで感光体ドラム３１０の表面に潜像を形成する。潜像形成装置１１０としては、例えばレーザ照射装置を用いることができる。

また、画像形成装置本体１２内には、トナー補給装置１２０が配置されている。トナー補給装置１２０は、例えば、現像装置３５０中の現像剤中におけるトナーの濃度が低くなった場合等に現像装置３５０へトナーを補給する装置であり、トナーを収納しているトナー収納容器１２４と、トナー収納容器１２４が着脱されるトナー補給装置本体１２２を有する。また、トナー補給装置１２０は、トナー収納容器１２４内と現像装置３５０とを連結し、トナー収納容器１２４内に収納されているトナーを現像装置３５０へと搬送するためのトナー搬送路１２６をさらに有する。

また、画像形成装置本体１２には、気流発生装置１４０が取り付けられている。気流発生装置１４０は、画像形成装置本体１２外から画像形成装置本体１２内へと空気を取り込むか、画像形成装置本体１２内の空気を画像形成装置本体１２外へと排出することで、画像形成装置本体１２内に気流を発生させる。

また、画像形成装置本体１２内には、用紙を搬送するための用紙搬送路５００が形成されていて、用紙搬送路５００は主搬送路５０２と反転搬送路５０４とを有する。そして、主搬送路５０２による用紙の搬送方向における上流が側から順に、主搬送路５０２に沿って給紙装置５１０と、搬送ロール５２０と、レジストロール５２２と、転写装置１３０及び先述の感光体ドラム３１０と、定着装置１５０と、排出ロール５２４とが配置されている。

給紙装置５１０は、用紙を積層された状態で収納する用紙収納容器５１２と、積層された用紙中における最も上に位置する用紙を主搬送路５０２に向けて送り出す送り出し装置５１４とを有する。搬送ロール５２０は、送り出し装置５１４によって送り出された用紙を、レジストロール５２２に向けて搬送する。

レジストロール５２２は、用紙の先端部の移動を一時的に停止させ、感光体ドラム３１０の表面にトナー像が形成されるタイミングに合致させるように、感光体ドラム３１０と転写装置１３０とで形成されるニップ部Ｎへの用紙先端部の移動を再開させる。

転写装置１３０には、転写バイアスが印加されていて、感光体ドラム３１０の表面に形成されたトナー像を用紙へと静電的に転写させる。

定着装置１５０は、転写装置１３０によって用紙に転写されたトナー像を少なくとも熱を用いて用紙に定着させる。

排出ロール５２４は、定着装置１５０によってトナー像が定着された用紙を、排出口１４を通過させるようにして排出部１６に向けて排出する。また、一方の面にトナー像が形成された他方の面にもトナー像を形成する場合には、用紙の後端部近傍が排出ロール５２４に到達したタイミングで排出ロール５２４が逆方向の回転を開始し、逆方向に回転することで、排出ロール５２４は一方の面にトナー像が形成された用紙を後端部側から反転搬送路５０４へと送り出す。

反転搬送路５０４における用紙搬送方向における上流側から順に、反転搬送路５０４に沿って、例えば３つの搬送ロール５３０、搬送ロール５３２、搬送ロール５３４が配置されている。搬送ロール５３０、搬送ロール５３２及び搬送ロール５３４は、一方の面にトナー像が形成された用紙を反転させつつ、その用紙を搬送ロール５２０へ向けて搬送する。

図２には、プロセスカートリッジ３００が模式的に示されている。プロセスカートリッジ３００は、カートリッジ本体３０２を有し、カートリッジ本体３０２に対して先述の感光体ドラム３１０が図２に示す矢印ａ方向に回転することができるように取り付けられている。また、カートリッジ本体３０２内には、先述の現像装置３５０と、帯電装置３１２と、トナー除去装置３３０とが配置されている。

帯電装置３１２は、感光体ドラム３１０の表面に潜像が形成されることに先立ち、感光体ドラム３１０の表面を均一に帯電する。

トナー除去装置３３０は、転写装置１３０（図１を参照）によって感光体ドラム３１０の表面から用紙へと現像剤像が転写された後に、感光体ドラム３１０の表面に残留しているトナーを除去する装置である。ここで、感光体ドラム３１０の表面には、トナーのみならず現像剤中のキャリアが付着している場合がある。この場合、トナー除去装置３３０は、感光体ドラム３１０の表面からトナーのみならずキャリアも除去する。

トナー除去装置３３０は、掻き落とし部材３３２と、トナー搬送部材３３４とを有する。掻き落とし部材３３２は、一端部がカートリッジ本体３０２に固定されていて、他端部が感光体ドラム３１０に対して押し付けられていて、感光体ドラム３１０の回転に伴って、他端部が感光体ドラム３１０の表面から掻き落とすようにしてトナーを除去する。

トナー搬送部材３３４は、例えば螺旋状の羽根部を有する回転する部材であり、例えば回転をすることによって掻き落とし部材３３２によって掻き落とされたトナーを画像形成装置１０及びプロセスカートリッジ３００の後側（図２及び図１における紙面の奥側）に向けて搬送する。

現像装置３５０は、トナー補給装置１２０（図１を参照）から供給され、トナー搬送路１２６によって搬送されてきたトナーをトナー受入口３５２を介して受け入れる。また、現像装置３５０は、現像ロール３６０と、現像剤搬送部材３７０と、現像剤搬送部材３８０と、層厚規制部材３９０とを有する。

現像ロール３６０は、感光体ドラム３１０へ現像剤を供給する現像剤供給部材として用いられている現像スリーブ３６２と、現像スリーブ３６２の内部に位置し、カートリッジ本体３０２に対して移動しないマグネットロール３６４とを有する。

現像スリーブ３６２は円筒形状を有し、例えばアルミニウム等から形成されていて、図２に示す矢印ｂ方向に回転することができるようになっている。マグネットロール３６４には、永久磁石からなる複数のＳ磁極、Ｎ磁極が適宜配置されていて、マグネットロール３６４から発生される磁力によって現像スリーブ３６２の表面にキャリアが付着し、現像スリーブ３６２表面に磁気ブラシが保持されるようになっている。そして、磁気ブラシから感光体ドラム３１０へと帯電したトナーが静電的に移動することで感光体ドラム３１０に形成された潜像が現像される。

現像剤搬送部材３７０は、カートリッジ本体３０２に回転することができるように取り付けられた軸部３７２と軸部３７２に取り付けられた螺旋状の羽根部３７４と有し、回転することによって既にカートリッジ本体３０２内に収納されていた現像剤とトナー受入口３５２から補給されてきたトナーとを撹拌しつつ、搬送する。また、現像剤搬送部材３８０は、カートリッジ本体３０２に回転することができるように取り付けられた軸部３８２と軸部３８２に取り付けられた螺旋状の羽根部３８４と有し、回転することによって、現像剤を撹拌しつつ搬送する。

層厚規制部材３９０は、現像スリーブ３６２との隙間が予め定められた値となるようにカートリッジ本体３０２に装着されていて、現像スリーブ３６２が矢印ｂ方向に回転した際に、現像スリーブ３６２が保持する現像剤を所定の厚さ残して掻き落とし、現像スリーブ３６２が保持する現像剤の層厚を規制する。

図３には、プロセスカートリッジ３００の図２におけるＡ−Ａ線断面が模式的に示されている。図３に示すように、プロセスカートリッジ３００は、現像剤除去装置３３０によって感光体ドラム３１０から除去されたトナーを現像装置３５０へ搬送するためのトナー搬送路３２０を有する。トナー搬送路３２０は、上端部側がトナー除去装置３３０に連結されていて、下端部側が現像装置３５０に連結されている。そして、掻き落とし部材３３２によって感光体ドラム３１０の表面から除去され、トナー搬送部材３３４によって後側（図３における右側）へと搬送されてきたトナーが、トナー搬送路３２０内を落下するようにして現像装置３５０へと搬送される。

トナー搬送路３２０内にトナーが滞留してしまうことを抑制し、トナーの現像装置３５０への落下を促進させるための促進機構３４０をトナー搬送路３２０内に設けてもよい。促進機構３４０は、例えば現像剤搬送部材３７０と連結されていて、例えば現像剤搬送部材３７０の回転に連動して例えば上下に移動することで、トナー搬送路３２０内に滞留しているトナーの現像装置３５０内への落下を促進する。

また、プロセスカートリッジ３００のトナー搬送路３２０が配置されている側の側面には、プロセスカートリッジ３００を補強する補強部材４１０が装着されている。また、補強部材４１０には、トナー搬送路３２０に向けて開口する開口部４２０が形成されている。開口部は、補強部材４１０に対して少なくとも１つ形成されていて、この実施例においては、開口部４２０と、開口部４３０（図４を参照）との２つの開口部が形成されている。

以上のように構成されたプロセスカートリッジ３００においては、現像装置３５０中において層厚規制部材３９０によって現像剤の層厚が規制される際等に、現像剤が摩擦によって発熱する。また、一方の面に画像が形成された用紙の他方の面に画像を形成する際に、定着装置１５０による一方の面へのトナー像の定着の際に熱せられた用紙が感光体ドラム３１０に接触し、感光体ドラム３１０が熱せられる。

そして、熱せられた感光体ドラム３１０の表面から、トナー除去装置３３０によって感光体ドラム３１０とともに熱せられたトナーが除去され、この熱せされたトナーがトナー搬送路３２０によって現像装置３５０内へと搬送される。これらの理由によって現像装置３５０内の現像剤が高温となることがあり、高温となることで現像剤が溶融する等の理由で形成される画像の品質が低下する虞がある。このため現像剤からの放熱を促進し、現像剤を冷却することが望ましい。

また、プロセスカートリッジ３００は、画像形成装置本体１２に対して着脱されるものであるため、例えば画像形成装置本体１２に対して着脱される際等に操作者が誤って落下させる虞があり、例えば落下した際等に破損が生じないように強度を確保することが望ましい。また、カートリッジ本体３０２に例えばバネ等の付勢手段（不図示）を設け、この付勢手段によって現像ロール３６０を感光体ドラム３１０に対して押し付ける構造を採用することがあり、この場合は、上述の付勢手段による付勢で破損しないようにプロセスカートリッジ３００の強度を確保することが望ましい。

図４には、プロセスカートリッジ３００の後側の側面が示されている。図４に示されているように、補強部材４１０には、先述の開口部４２０と先述の開口部４３０とが形成されている。そして、先述の気流発生装置１４０（図１を参照）により発生した気流が、開口部４２０と開口部４３０とを通過するようになっている。また、補強部材４１０は、連結部４１２と、連結部４１４と、連結部４１６とを有している。補強部材４１０は、連結部４１２と、連結部４１４と、連結部４１６との詳細は後述する。

また、図４に示すように、開口部４２０の幅は、幅ｃとなっている。

図５には、補強部材４１０を取り外した状態におけるプロセスカートリッジ３００の後側の側面が示されている。図５に示すようにトナー搬送路３２０の幅は幅ｄとなっていて、幅ｄは幅ｃと同じである。すなわち、開口部４２０（図４を参照）は、トナー搬送路３２０に沿って、トナー搬送路３２０と同じ幅で形成されている。

図６には、カートリッジ本体３０２の一部を破断させた状態にあるプロセスカートリッジ３００が示されている。先述のように、トナー搬送路３２０は、上端側がトナー除去装置３３０内と連結されていて、下端側が現像装置３５０内と連結されている。

図７には、補強部材４１０が示されている。図７に示すように、補強部材４１０には、開口部４２０の周囲の全てに補強部材４１０を補強する凸部４１８が形成されている。そして、凸部４１８は、開口部４３０の周囲の一部に形成されている。この実施形態においては、凸部４１８は、開口部４２０の周囲の全てを囲むように形成されているものの、凸部４１８を開口部４２０の一部を囲むように形成してもよい。また、この実施形態においては、凸部４１８は、開口部４３０の一部を囲む用に形成されているものの、開口部４３０の周囲の全部を囲むように凸部４１８を形成してもよい。

また、この実施形態においては、凸部４１８は、補強部材４１０のトナー搬送路３２０側の面にトナー搬送路３２０側に突出するように形成されているものの、補強部材４１０のトナー搬送路３２０とは逆側の面に、トナー搬送路３２０とは逆側に突出するように凸部４１８を形成してもよい。

また、図７に示すように、先述の連結部４１２は、開口部４２０の一辺４２２を形成する補強部材４１０の一辺部４２４と、一辺４２２と対向する開口部４２０の他辺４２６を形成する補強部材４１０の他辺部４２８とを連結していて、一辺４２２と他辺４２６とに対して傾斜している。また、先述の連結部４１４も連結部４１２と同様に、開口部４２０の一辺４２２を形成する補強部材４１０の一辺部４２４と、一辺４２２と対向する開口部４２０の他辺４２６を形成する補強部材４１０の他辺部４２８とを連結していて、一辺４２２と他辺４２６とに対して傾斜している。

また、先述の連結部４１６は、開口部４３０の一辺４３２を形成する補強部材４１０の一辺部４３４と、一辺４３２と対向する開口部４３０の他辺４３６を形成する補強部材４１０の他辺部４３８とを連結していて、一辺４３２と他辺４３６とに対して傾斜している。

以上で説明をしたように、本発明は、例えば複写機、ファクシミリ装置、プリンター等の画像形成装置と、例えばこのような画像形成装置で用いられる構造体とに適用することができる。

１０・・・画像形成装置
１４０・・・気流発生装置
３００・・・プロセスカートリッジ
３１０・・・感光体ドラム
３２０・・・トナー搬送路
３３０・・・トナー除去装置
３５０・・・現像装置
４１０、４１２、４１４・・・補強部材
４１８・・・凸部
４２０、４３０・・・開口部
４２２、４３２・・・一辺
４２４、４３４・・・一辺部
４２６、４３６・・・他辺
４２８、４３８・・・他辺部

Claims (7)

1. 画像形成装置本体に着脱される構造体を有し、
   前記構造体は、
   像保持体から除去された現像剤を現像装置へ搬送するための現像剤搬送路と、
   当該構造体を補強するように、当該構造体の前記現像剤搬送路が配置されている側の側面に装着されている補強部材と、
   を有し、
   前記補強部材は、前記現像剤搬送路に向けて開口する開口部が、前記現像剤搬送路近傍に、前記現像剤搬送路に対向するように形成されている画像形成装置。
2. 前記開口部は、前記現像剤搬送路に沿って前記現像剤搬送路と同じ幅で形成されている請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補強部材は、少なくとも前記開口部の周囲の一部又は全部に当該補強部材を補強するための凸部が形成されている請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記補強部材は、前記開口部の一辺を形成する一辺部と前記一辺と対向する他辺を形成する他辺部とを連結する連結部を有し、前記連結部は前記一辺及び前記他辺に対して傾斜している請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
5. 前記開口部を通過する気流を発生させる気流発生装置をさらに有する請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置。
6. 像保持体から除去された現像剤を現像装置へ搬送するための現像剤搬送路と、
   構造体を補強する補強部材と、
   を有し、
   前記補強部材は、前記現像剤搬送路に向けて開口する開口部が、前記現像剤搬送路近傍に、前記現像剤搬送路に沿って前記現像剤搬送路に対向するように形成されている画像形成装置本体に対して着脱される前記構造体。
7. 前記開口部は、前記現像剤搬送路に沿って前記現像剤搬送路と同じ幅で形成されている請求項６記載の構造体。

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