JPS59220773A - 乾式現像方式画像形成装置に於ける現像剤集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は乾式現像方式画像形成装置°に於て現像装置か
ら飛散しようとする現像剤を収集する集塵装置に関する
。

第１図に於て、ｌは矢示方向に面移動する回転ドラム・
回動ベルト等として構成した像担持体の一部、或は不図
示のガイド部材に沿って或は移動支持体に保持されて矢
示方向に搬送移動されるシート状・ウェブ状等の像担持
体の一部で、具体的には間接式（転写式）又は直接式電
子写真の繰返し使用感光体又はエレクトロファックスシ
ート、静電記録（印刷）の繰返し使用絶縁体（誘電体）
又は静電記録シート、磁気記録に於ける磁性体又は磁性
シート等である。

この像担持体ｌの面には電子写真・静電記録・イオン流
制御・磁気記録等その他適宜の原理・プロセスに従う不
図示の潜像形成プロセス機器により静電潜像・電位潜像
・磁気潜像等の潜像が形成され、その潜像面が乾式現像
装置２の現像部Ａを移動通過することにより乾式粉体現
像剤の適用を受けて潜像の順次可視化がなされる。或は
像担持体ｌの現像装置２側と反対側の面（裏面）に像露
光等の画像情報を与えることにより潜像形成同時現像方
式で、或は潜像の形成なしに与えた画像情報パターンに
対応した現像剤の選択的付着現象で可視画像が形成され
る。

乾式粉体現像装置２は実質的にトナー粉のみの一成分系
現像剤を利用゛するジャンピング方式・マグネドライ方
式・ファーブラシ方式拳クラウド方式等、トナー粉とキ
ャリヤ粉（鉄粉・ガラスピーズ等）との二成分系現像剤
を利用するマグネントブラシ方式・カスケード方式等そ
の他各種の原理・方式のものがある。第１図の現像装置
２はその一例として、現像剤Ｔとして一成分磁性現像剤
を用い、これを現像剤担持体面に薄層として担持させ、
その現像剤薄層を像担持体面に接触させて、或は現像剤
薄層中の現像剤を像担持体面に飛翔（ジャンピング）さ
せて現像を行う方式のものを示した。即ち２０は現像剤
Ｔ（以下トナーという）の収容容器、２１はその容器の
前面壁に横長に形成した開口部に横設した現像剤担持体
としての回転現像スリーブ、２２はそのスリーブ内に挿
入配設した固定の磁石ローラ、２３はスリーブ面に対す
るトナ一層厚規制ブレード、２４・２５はスリーブ２１
の容器外露出上面及び下面を覆う上下カバー、２６は容
器２０内に配設したトナー撹拌用回転棒、２７は現像装
置２を画像形成装置内から抜き外したとき自動的にスリ
ーブ下カバー２５の下側の実線示の退避位置からスリー
ブ前面部を覆う方向に回動運動して或は手動で回動させ
てスリーブ２１の露出前面を保護するシャツタ板、２８
はトナー収容容器２０内へトナーを補充するためのトナ
ーカートリッジ挿入部である。

現像装置２は像担持体ｌ（以下便宜」−ドラムと記す）
に対して、現像スリーブ２１の前面をドラム面に接近対
面させて配設される。このドラムｌと現像スリーブ２１
との対面部が現像部Ａである。現像スリーブ２１はアル
ミニウム・ステンレススチール等の非磁性体製で、ドラ
ムｌの面移動速度と略同じ周速度で矢示方向に回転駆動
される。トナ一層厚規制プレート２３は磁性体又は非磁
性体製である。

而して現像スリーブ２１の前面側と反対側面は常時トナ
ー収容容器２０内の収容トナーＴと接触していてそのス
リーブ面近傍のトナーがスリーブ内磁石ローラ２２の磁
界により磁気吸着層としてスリーブ面に引き付けられて
保持される。スリーブ２１が回転駆動されることにより
上記トナーのスリーブ面吸着層もスリーブと共に回動し
てブレード２３位置を通過する（とにより厚み規制され
て均一厚さのトナー薄層となり現像部Ａへ廻り込みドラ
ム１面に対面し、そのトナー薄層がドラム１面と接触通
過して、或はスリーブ２１とドラム１間に印加した交流
バイアス電界によるトナーのスリーブ２１−ドラム１間
往復飛翔運動により潜像の可視化がなされる。現像部Ａ
を通過しトナ一層のトナーが選択的に消費されたスリー
ブ面は引続くスリーブの回転で再びトナー収容容器２０
側に戻り回動してトナー供給を受ける。これにより常に
現像部Ａに於てドラム１面にスリーブ２１の均一トナー
薄層が対面して連続的にドラム１面の現像がなされる。

その現像像は次いで転写材へ転写され像定着されて画像
形成物として機外へ排出される。或は像担持体ｌがエレ
クトロファックス紙・静電記録紙等の場合はそれに直接
定着されて画像形成物として排出される。

ところでこのような乾式現像方式画像形成装置に於ける
問題点の１つとしてドラムの面移動駆動に伴いドラム面
近傍に生じる気流による、現像部からのトナーの現像装
置性飛散がある。

これはドラム１の面移動駆動に伴いドラム面近傍に空気
粘性に基づきドラム面近傍にトラム而移動方向と同じ方
向の気流層が生じる。第２図はその気流層Ｂのドラムラ
ジアル方向の速度分布を示したもので、Ｖｍａｘはドラ
ム表面部の流速で理論的にはドラム１の面移動速度（ド
ラム回転周速）と一致する。その流速はドラム表面から
遠ざかる程小さくなりついには流速０　（Ｖｏ）となる
。ドラム表面から気流速度ｖＯ位置までの距＃Ｌが気流
層Ｊ１さとなる。ドラムの面移動速度が大きくなれば距
離り即ち気流層厚さが厚くなる。このドラム面移動によ
る気流層の中位時間当りの空気量は流速Ｖｍａｘ〜ｖＯ
を距１１１１Ｌ即ち気流層厚さの各位置にわたって積分
したものにドラムの長さく面移動方向と直角方向のドラ
ム寸法）を掛けたものとなる。

この気流発生現象により現像装置２のドラム対向部隙間
部（特にドラム面移動方向下流側隙間部）から現像部の
トナーが大なり小なり気流に巻き込まれて現像装置外へ
持ちはこばれて漏出し飛散する。第１図例の装置で云え
ば現像部空間の浮遊トナー、現像スリーブ２１面のトナ
ー薄層のトナーの一部、スリーブ下カバー２５上の堆積
トナーの一部等が上記気流に巻込まれてスリーブ下カバ
２５の先端縁（現像装置のドラム対面側開口のドラム面
移動力向下流側開ロ縁）とドラムｌとの隙間４０から現
像装置外部へ漏出し飛散する。

この現像装置外部散トナーは画像形成装置内の他のプロ
セス機器をトナー汚れさせる。又例えば帯電器のコロナ
ワイヤに付着して帯電ムラを生じさせたり、或は転写紙
やドラム面に付着して画質を低下させる大きな原因とも
なる。また帯電器の異常放電を生じさせる原因にもなっ
て、ひいてはドラムを損傷させることにもなる。上記の
ようなドラム面移動駆動に伴いドラム面近傍に生じる気
流による、現像部からのトナーの現像装置外部散の問題
は図示例の現像装置２に限らずその他の各種の現像装置
に共通の問題である。

そこで従来、トナー漏出を生じる隙間部４０の現像装置
側開口縁にドラム１に対面させて帯状のトナー吸着部材
、例えばラバーマグネ−／）等の永久磁石部材等を取付
け、その部材により隙間部４０から現像装置外へ漏出・
飛散しようとするトナーを吸着捕集させる、或は吸引ダ
クト−集塵フィルタ令吸引ファン等からなる吸引ダクト
装置を配備させその吸引ダクト口を現像装置の次位で隙
間部４０の近傍にのぞませておくことにより隙間部４０
から現像装置外へ漏出し飛散しようとするトナーを直ち
にダクト内へ吸引してフィルタで保護集塵する等の処置
が行われている。

しかしトナー吸着部材の場合は比較的短期間のうちにそ
の吸着部材に吸着トナーの大きな堆積物を生じ、そのま
ま放置するとそのトナー堆積物がドラム１面に接触しド
ラム面の現像画像を摺擦し　　　“て画像不良トラブル
を招来するので、頻繁に吸着部材の清掃保全を行わなけ
ればならない。又後者の吸引ダクト装置はそれ自体かな
り大損りな装置で、画像形成装置を大型化・複雑化・重
量増加・消費電力増加させる。吸引力が強いとドラムｌ
に形成された現像画像にも影響を与え画像不良を生起さ
せることもある。

本発明は上記に鑑みて提案されたもので、上記のように
隙間部４０から像担持体の面移動駆動に伴う気流Ｂで漏
出し現像装置外へ飛散しようとする現像剤を単純・簡単
な構成で効率よく収集集塵できるコンパクトで電力不要
の実用的な現像剤集塵装置を提供することを目的とする
。

即ち本発明は乾式現像装置の次位に、像担持体面の面移
動駆動に伴ない像担持体面近傍に生じる気流層厚よりも
小さい隙間間隔で先端辺を像担持体面に接近させて配設
した気流分流ガイド板と、その気流分流の導入を受けて
気流中に含まれる、乾式現像装置の像担持体対向部隙間
部からの漏出現像剤を補集する集塵室と、集塵室の導入
気流路下流側に設けた集塵室内外連通開口部と、よりな
ることを特徴とする乾式現像方式画像形成装置に於ける
現像剤集塵装置を要旨とする。

第３図は上記本発明の一実施例装置の横断側面図である
。３は集塵装置の全体符号を示す。該集塵装置３は現像
装置２のスリーブ下刃Ａ　−２，５の下側に退避してい
るシャツタ板２７の下位に該シャ・ンタ板に近接させて
配設しである。３０は集塵室を構成する偏平箱体で、ド
ラムｌの長さ寸法（面移動方向と直角方向寸法）と略回
長の横長で、ドラムと対向する前端面は開放開口にしで
ある。３１・３２・３３は偏平箱体３０の−Ｌ面板・底
面板・後端板である。

３４は偏平箱体３０の上面板３１と底面板３２の中間に
それ等の板と略並行に配設され、箱体内空を上下２室３
５・３６に仕切る中間板、３７はその中間板の後辺と箱
体３０の後端板３３間に形成した上記２室３５・３６の
連通路、３８は後端板３−３に形成した集塵室内外連通
開口、３９は箱体３０の上面板３１の前辺に該辺に沿っ
て配設した上向きの気流導入ガイｌ゛部材で、ゴム等の
弾性体で作ってあり、現像装置２を画像形成装置内に装
着した状態に於て図示のように該ガイド部材３９の裏面
側が現像装置２のスリーブ下カバー２５の先端部及びそ
の下カバー２５の下側に退避しているシャツタ板２７の
先端部に押圧接触した状態となる。３４ａ・３２ａは夫
々中間板３４及び箱体底面板３２の前辺側を延長し且つ
中間板３４面及び底面板３２面に対して少し上方へ折曲
げて形成した第１及び第２の気流分流ガイド板である。

その曲げ角度はドラム１の面移動で発生した気流と、そ
の気流の衝突するガイド板面とが鈍角をなすような角度
である。

文はドラム１と気流導入ガイド部材３９との間の隙間部
４０の隙間幅寸法、４１はドラムｌと第１気流分流ガイ
ド板３４ａとの隙間部、文ｌはその隙間幅寸法、４２は
ドラムｌと第２の気流分流ガイド板３２ａとの隙間部１
文２はその隙間幅寸法である。面して上記の各隙間幅寸
法文・文ｌ・１２は文〉文１〉文２の関係にしである。

次に作用を説明する。前述したように隙間部４０からの
トナーの漏出・飛散はドラムｌの面移動駆動に伴う発生
気流によって生しる。そして飛散トナー量は上記発生気
流の単位時間当りの空気流星と略比例関係にあり、空気
流量が多ければ飛散トナー量も多くなる。逆に云えばト
ナー飛散を減らすには空気流量を減少させればよｌ、）
ことになる。この空気流量を減らすにはドラムｌの面移
動駆動速度一定の条件下では第２図で説明した気流流速
Ｖｍａｘ−Ｖｏの積分値を小さくする、つまり流速０と
なるＶｏ点をドラムｌ側にできるだけ近づけた流速分布
形態にしてやればよい。本発明はこの理屈によりトナー
の飛散を可及的に効率的に防止し、且つ集塵するもので
ある。

第４図　（ａ）はドラムｌと現像装置２との隙間部４０
を通る気流層の流速分布である。この隙間部を通った気
流層は次いで第１の気流分流ガイド板３４ａの存在によ
りその−・部が集塵室を構成する偏平箱体内の上側集塵
室３５内へ分流されて導入され、残余がドラムｌと該第
１の気流分流ガイド板３４ａとの間の隙間部４１を通過
する。第４図（ｂ）はその隙間部４１を通る気流層の流
速分布であり、前記隙間部４０よりも狭い隙間部ｌを通
ることにより気流層の層厚は文１に規制され流速０の位
置Ｖｏが（ａ）図の場合よりもドラムｌ側に近づく。つ
まり流速の積分値が小さくなる。上記隙間部４１を通過
した気流層は第４図（ｃ）に示したように空気流拡散で
層厚が空気流拡散で一旦上記立ｌよりも少し大きいｉ　
ｔ’とな・た気流層となる。

次いでその気流層は第２の気流分流ガイド板３２ａの存
在によりその一部が下側集塵室３６内へ分流されて導入
され、残余がドラム１と該第２の気流分流ガイド板３２
ａとの間の隙間部４２を通過する。第４図（ｄ）はその
隙間部４２を通る気流層の流速分布であり、上記隙間部
４１よりも狭い隙間部２を通ることにより気流層の層厚
は１２に規制され流速０の位置Ｖｏが（ｂ）図・　（ｃ
）図の場合よりも更にドラム１側に近づく。つまり流速
の積分値が更に小さくなる。

而して第１及び第２の気流分流ガイド板３４ａ・３２ａ
で夫々上側及び下側の集塵室３５−３６に分流され導入
された気流は各室内を奥側へ流れる間にそれに含まれる
トナーが集塵室内面各部に沈着して捕集され、実質的に
トナーを含まない空気分のみが集塵室後部の開口部３８
から集塵室外へ出る。集塵室内面各部に沈着したトナー
は経時的に集塵室内を開口部３８方向へ通る空気流の流
れによって集塵室の奥側へ押しやられて中間板３４とそ
の後辺側の上方折曲げ部との各部、底面板３２と後端板
３３の各部を溜り部４３・４４として堆積する。又この
開口部３８による集塵室内外連通により第１及び第２の
気流分流ガイド板３４ａ・３２ａによる気流分流は抵抗
なくスムーズに集塵室３５・３６内へ導入される。

又隙間部４１φ４２を通る気流層は上述したように隙間
９．１−立２を順次に通過するごとに流速Ｖ＋ｎａｘか
らｖＯへ至る層厚が小さくなり、つまり流速Ｖｍａｘ−
Ｖｏの積分値が小さくなる。従って最終的にはドラムｌ
と第２の気流分流カイＦ板３２ａとの隙間部４２から出
る単位時間当りの空気流量が格段に小さいものとなり、
実際上この隙間部４２から出て画像形成装置内へ飛散す
るトナー量は飛散分があっても極めて少ないものとなる
。

隙間部４０の気流導入ガイド部材３９はスリーブ下カバ
ー２５と退避状態のシャツタ板２７との凹空間、及びシ
ャツタ板２７と偏平箱体上面板３１との凹空間のドラム
ｌ側の隙間開口をふさいでトナーが上記各凹空間へ廻り
込んで飛散し上記の各部材２５・２７・３１の外面をト
ナー汚れさせるのを防止する役目もする。

隙間部４１・４２の隙間幅寸法９．１−ｆＬ２は狭くす
る程集塵効果が上るが、実用的には０．１−ＩＩの範囲
で設定するのが妥当である。集塵装置３の全体を或は一
部を導電材料で作り接地する或はバイアスを印加すると
電界作用により集塵効果を更に高めることができる。又
トナーが磁性トナーである場合集塵装置３の全体或は一
部を磁性材料で作るとその磁性材料に現像スリーブ内の
磁石ローラによって磁気が誘起され集塵効果が高められ
る。又上記の電界作用拳磁気作用により隙間部見１−１
２を通る気流中に含まれるトナー分も集塵室側へ積極的
に引き寄せられて捕集することができ、隙間部４２から
の飛散トナー分を更に減少させ得る。気流分流ガイド板
は第１及び第２のカイト板を２段配設したが、１段でも
よいし、２段以上多段に配設してもよい。多段構成にす
れば更にトナー集塵効果・トナー飛散防止効果をそれだ
け高めることができる。

集塵室内の捕集トナーはその堆積量がかなり多くなった
時点で集塵装置を取り出してあけ捨てるものであるが、
その頻度は前−述従来のトナー吸引部材方式の場合のク
リーニング処置頻度、吸引ダクト装置に於けるフィルタ
交換頻度よりも大幅に少なくメンテナンスが等〈である
。

以上のように本発明装置は単純・簡単・コンパクトな構
成で、しかも無電力で効果的なトナー集塵・トナー飛散
防止を行うことができるもので乾式現像方式画像形成装
置に於ける現像剤集塵装置として極めて実用的で有効適
切である。

第５図は上述本発明に係る集塵装置を具備させ　　゛た
画像形成装置全体の極く概略構成を示すものである。本
例の画像形成装置は転写方式電子写真複写機で、光学系
移動型・乾式現像式である。

５０は複写機機筺、５１はその機筺上面板面に大きく形
成した開口に嵌めＵけた固定の原稿台ガラスで、複写す
べき原稿Ｏは画像面を下向きにして該原稿台ガラス上に
載置され、その上から原稿圧着板５２をかぶせることに
よりセットされる。

ｌは軸１ａを中心に矢示方向に回転駆動されるドラム型
電子写真感光体、５３は感光体面を正又は負に一様帯電
する帯電器、５４は露光部で、上記セット原稿の下向き
画像面の画像が移動型光学系５５により、一様帯電処理
された感光体面にスリット結像露光されて感光体面に原
稿画像に対応した等倍或は変倍（拡大・縮小）の静電潜
像が順次に形成される。５６は感光体面の非潜像領域面
をトナーの何着しない電位にするブランク露光装置等の
除重手段である。２は静電潜像をトナー像として可視化
する乾式現像装置である。３は現像装置の次位に配設し
た上記本発明に従う集塵装置、６は転写停電器で、この
帯電器と感光体ｌとの間に第１又は第２の給紙部５７又
は５８から給紙手段５９又は６０により繰り出された転
写材Ｐがレジストローラ対６１で同期とりされて導入さ
れ、その転写材Ｐ面に感光体ｌ側のトナー画像が順次に
転写される。転写材は次いで感光体１面から順次に分離
されて搬送装置６２で定着装置６３へ導入されて像定着
を受け、コピーとして排紙トレー６４へ排出される。転
写後の感光体１面はクリーナ６５で転写残りトナー像の
除去を受け、次いで前除電・前露光器６６の除電作用を
受けて繰返して複写サイクルに供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は乾式現像装置の一例の横断側面図、第２図は像
担持体の面移動駆動に伴いその面近傍に生じる気流の流
速分布図、第３図は本発明集塵装置の一実施例の横断側
面図、第４図（ａ）乃至同図（ｄ）は実施例の集塵装置
を用いた場合に於ける気流の流速分布変化過程図、第５
図は本発明の集塵装置を具備させた画像形成装置の一例
の概略構成図である。 ｌは像担持体、２は乾式現像装置、３は集塵装置。 特　許　出　願　人　キャノン株式会社第３図 第４図 （ｄ）　　　　　（ｃ）　　　　　（ｂ）第２図 ７０、　　　　　　Ｖｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾式現像装置の次位に、像担持体面の面移動駆動
   に伴ない像担持体面近傍に生じる気流層厚よりも小さい
   隙間間隔で先端辺を像担持体面に接近させて配設した気
   流分流ガイド板と、その気流分流の導入を受けて気流中
   に含まれる、乾式現像装置の像担持体対向部隙間部から
   の漏出現像剤を補集する集塵室と、集塵室の導入気流路
   下流側に設けた集塵室内外連通開口部と、よりなること
   を特徴とする乾式現像方式画像形成装置に於ける現像剤
   集塵装置。