JP2011007920A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】システム線速やサクションファンの風速の変更によっても、現像装置からの飛散トナーを良好に捕集でき、サクション経路にトナー堆積や捕集フィルタの目詰まりが生じたり、飛散トナーでの機内汚染などが発生しない画像形成装置の提供。
【解決手段】感光体上の静電潜像をトナーで現像する現像装置と、サクション経路と該サクション経路下流に設けられた捕集フィルタとサクションファンとを有し、前記現像装置の感光体回転方向下流側であって現像装置ハウジング出口側に開口した第１開口から飛散トナーを吸引捕集するサクション装置とを有し、前記サクション装置の第１開口近傍であって第１開口よりサクション経路下流側に第２開口を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、乾式電子写真方式の画像形成装置に係わり、特に、現像装置からの飛散トナーを吸引捕集するサクション装置を有する画像形成装置に関する。

乾式電子写真方式においては、感光ドラム上に静電潜像を形成し帯電したトナーを付着させることにより画像を形成し、このトナー像を転写紙に転写・定着して画像を完成させる。トナーは、二成分現像装置においては、キャリアとの混合攪拌で帯電され、一成分現像装置においては、摩擦ブレードやローラとの摩擦により帯電されるが、摩擦の不均一や経年劣化などで、トナーの帯電量を全てのトナーで均一に確保することは難しく、不良帯電トナーが発生する。

現像装置は、このような不良帯電トナーを極力外部に逃がさないように構成されるが、それでも感光ドラムと現像装置のハウジングの隙間からトナーが飛散する場合がある。

このような飛散トナーが、画像形成装置内を汚染したり、転写紙に付着して画像を汚したりする弊害を防止するために、現像装置のハウジングの外側に飛散トナーを吸引捕集するサクション装置を設ける提案が種々されている。

例えば、特許文献１は、現像ユニットの下側に現像剤キャッチパンを設け、キャッチパンの後端にサクションファンを設けている。

また、特許文献２、３は、飛散トナーのモレが特に発生しやすい現像ハウジングの開口両端側に吸引口を設け、この吸引口をサクションファンに接続して飛散トナーを吸引している。

特許文献４は、画像比率またはトナー濃度に基づいてサクションファンの風量を制御する技術を開示している。

特開昭５７−１０９９７２号公報 特開平１０−２７４８８３号公報 特開２００３−３３０２６８号公報 特開２００６−１１３３４１号公報

このように飛散トナーを吸引捕集する構成は一般的に用いられており、飛散トナーを吸引するサクションファンの風速は、装置に適切な一定値に定められるか、特許文献４のように制御パラメータの変化に応じて調整されている。

一方、画像形成装置のシステム線速（＝感光ドラム周速＝転写紙搬送速度）は通常は一定であるが、このシステム線速を変更する構成を有する画像形成装置も存在する。システム線速の変更は、後処理装置のシステム線速と合わせるため、あるいは光沢度アップ・厚紙対応等で定着速度を低減させるモードに対応するためなどで行われる。

このように画像形成装置のシステム線速を変更する場合、サクション手段の風速も変更しなければならない。この風速変更は、特許文献４の風速変更より大きな変更となる。

図５は、サクション装置の吸入開口周辺の要部断面図である。この図５を用いて吸入開口周辺の空気の流れを説明するに、図において、１は感光ドラムであり、感光ドラム１に対向して現像装置４の現像スリーブ４１が配置されている。

現像装置４の下側には、サクション装置５が設けられている。サクション装置５は、現像装置ハウジングの下側壁面４０ａと、この下側壁面４０ａとほぼ平行に設けられる仕切部材５１、及び紙面前後の壁面によって構成されるサクション経路５２と、サクション経路５２の下流に設けられる捕集フィルタおよびサクションファン（図示を省略している）を有している。サクション経路５２の吸引開口５２ａ（第１開口）は、現像装置４に対し感光ドラム回転方向下流側であって現像装置ハウジングの出口側に開口している。

また、現像ハウジングの下側壁面４０ａの感光ドラム１側の先端は、ハウジング内側方向に折り曲げられており、飛散トナーを極力逃がさないためのマイラー板４４が貼り付けられている。一方、仕切部材５１の先端５１ａは、感光ドラム１の周面に沿うように下方向に延びており、ドラム層流Ｂを適切にガイドするようになっている。

このような構成において、図に矢印で示すような空気の流れが発生する。矢印Ａの流れは主に現像スリーブ４１の回転によりその周面の空気が引きずられて発生する空気流であり、本発明ではこれをスリーブ層流という。また、矢印Ｂは、主に感光ドラム１の回転によりその周面の空気が引きずられて発生する空気流であり、これをドラム層流という。矢印Ｃはサクションファンの吸引によって生じる空気流である。

現像領域付近で発生した飛散トナーは、スリーブ層流Ａにより現像スリーブ４１の後方の現像剤搬送部材に向かって運ばれ、他の現像剤と混合される。また、飛散トナーは、スリーブ層流Ａによって出口近傍に運ばれ、サクション装置５の吸引開口５２ａ付近がドラム層流Ｂとサクションによる空気流Ｃとにより減圧状態になっているので、吸引開口５２ａ側に引き込まれ、吸引開口５２ａからサクション経路５２を通って捕集フィルタに捕集される。

このような装置構成において、システム線速を増速すると、ドラム層流Ｂはその流速が早くなり、サクション装置５の吸引開口５２ａの部分の減圧効果が大きくなり、飛散トナーを仕切部材５１の先端５１ａと感光ドラムの１の間に引き込むようになる。このため、飛散トナーがドラム層流Ｂに沿って転写領域に流れる恐れがある。これを防ぐため、サクションによる空気流Ｃの速度を速めて、サクション側への吸引量を多くしなければならない。

ところが、このように空気流Ｃの速度を速めると、現像装置４から引き出されるトナー量が必要以上に増加してしまい、サクション経路５２にトナーが堆積したり、捕集フィルタの目詰まりが生じることがわかった。捕集フィルタの目詰まりはサクション風速の減速につながり、結果的に飛散トナーが漏れて機内を汚染することになる。

また、これと反対にシステム線速を減速する場合、サクションの空気流Ｃが早いままであると、必要以上のトナーを吸引してしまうので、システム線速の減速にあわせて空気流Ｃの風速も低減しなければならない。

本発明は、このようなシステム線速とサクション空気流の風速の変更に係る問題点を解決することを目的とする。

上記問題点は、感光体上の静電潜像をトナーで現像する現像装置と、サクション経路と該サクション経路下流の捕集フィルタとサクションファンとを有し、現像装置の感光体回転方向下流側であって現像装置ハウジング出口側に開口した第１開口から飛散トナーを吸引捕集するサクション装置とを有し、前記サクション装置の第１開口近傍であって第１開口よりサクション経路下流側に第２開口を設けたことを特徴とする画像形成装置により達成される。

このように第２開口を設けることにより、第２開口から流入する空気流がサクションファンによる空気流およびドラム層流の減圧効果を適切に調整し、システム線速とサクションファン風速の変更に対しても適切な飛散トナーの捕集を行うことができる画像形成装置を提供できるのである。

また、システム線速とサクションファン風速の変更幅が大きい画像形成装置においては、第２開口にシャッタを設け、システム線速とサクションファン風速の変更レベルに応じて開口幅を調整すると、さらに適切な飛散トナー捕集を行うことができる。

ここで、適切な飛散トナー捕集とは、サクション経路にトナー堆積や捕集フィルタの目詰まりを生ずること無く飛散トナーを捕集でき、飛散トナーによる機内汚染などが発生しないことをいう。

本発明に係る画像形成装置の要部断面図 本発明の現像装置とサクション装置の周辺の拡大断面図 本発明のサクション装置の仕切部材の斜視図 本発明の変形例を示す断面図 比較例としてのサクション装置の吸引開口周辺の拡大断面図

以下、本発明を、図を用いて説明する。図１は、本発明を実施した画像形成装置の要部断面図である。

図１において、１は感光ドラムであり、この感光ドラム１の回転方向に沿って、帯電チャージャ２、ＬＥＤ光源の画像書込み装置３、二成分現像方式の現像装置４、サクション装置５、転写紙を転写領域に導く転写紙ガイド６、感光ドラム１上に形成されたトナー像を転写紙に転写する転写ベルト７、ブラシとブレードを併用して感光ドラム１を清掃するクリーニング装置８、及び感光ドラム１にイレース光を照射して電荷を除去する光イレーサ９が配置されている。また、転写ベルト７の下流には、定着装置１０が設けられ、転写紙にトナー像を定着する。

現像装置４は、そのハウジング４０の開口部に現像スリーブ４１を有し、現像スリーブ４１の後方（図中右方向）には、現像スリーブ４１に現像剤（トナーとキャリア）を搬送する現像剤搬送部材４２、トナーとキャリアを攪拌する攪拌部材４３が配置される。

サクション装置５は、現像装置４の下側に位置し、現像ハウジング４０の下側壁面４０ａと、この下側壁面４０ａとほぼ平行に設けられる仕切部材５１、および紙面前後の壁面によって構成されるサクション経路５２と、サクション経路５２の下流に設けられる捕集フィルタ５３と、装置奥側に設けられるサクションファン５４（点線で示す）とを有している。サクション経路５２の吸引開口５２ａ（第１開口）は、現像装置４の感光ドラム回転方向下流側であって、現像ハウジング４０の出口側に開口している。

また、現像ハウジング４０の下側壁面４０ａの感光ドラム１側の先端は、ハウジング内側方向に折り曲げられており、飛散トナーを極力逃がさないためのマイラー板４４が貼り付けられている。一方、仕切部材５１の先端５１ａは、感光ドラム１の周面に沿うように下方向に延びており、ドラム層流Ｂを適切にガイドするようになっている。

以上の構成は、図５で説明した装置構成と同様であるが、本発明では、仕切部材５１の壁面に第２開口５５を設けた点が異なる。図２は、サクション装置５の吸引開口５２ａ（第１開口）の部分を拡大した図であり、この図を用いて説明するに、第２開口５５は、感光ドラム１の周面に沿うように設けられる仕切部材５１の先端５１ａが丁度折れ曲がる部分に設けられている。すなわち、第２開口５５は、サクション装置５の吸引開口５２ａ（第１開口）近傍であって吸引開口５２ａ（第１開口）よりサクション経路５２のわずか下流側に設けられる。図３は、他の部材をはずして仕切部材５１を斜め上方から見た斜視図であり、第２開口５５として、複数の開口が感光ドラム１と平行に設けられる。第２開口５５は、１本のスリット状に構成しても良いが、複数の開口で構成すると、機械強度の面で有利である。

図２に戻り、空気流の流れを説明するに、第２開口５５から矢印Ｄのように空気が流入できるようになっている。システム線速とサクション風速を増加させる場合、この空気流Ｄは、ドラム層流Ｂとサクション空気流Ｃの吸引開口５２ａ（第１開口）近辺での減圧状態を抑制するように機能する。これによって必要以上のトナー吸引を行わないので、適切な飛散トナーの吸引捕集ができ、しかもサクション風速を増加させても、風速増加に伴う吸引開口５２ａ（第１開口）の部分での減圧状態は抑制されるが、第２開口５５より下流のサクション経路５２においては、サクション空気流Ｃと第２開口５５から流入した空気流Ｄによって高い風速で充分な吸引効果が得られるので、サクション経路５２にトナーが堆積するようなことは無い。

第２開口５５からの空気の流入量は、システム線速増加によるドラム層流Ｂの増大やサクションファン５４の風速が増加するときは、大きな流入量になり、小さいときは小さい流入量になる。これによって、吸引開口５２ａの部分のドラム層流Ｂとサクション空気流Ｃとの減圧効果は適切なレベルに調整され、適切な飛散トナー捕集を行うことができる。

このように本発明は、第２開口５５を設けることによって、システム線速、サクションファンの風速の変更幅が大きくても、これを吸収して良好な飛散トナーの捕集ができる。

システム線速とサクションファン風速の変更幅がさらに大きい画像形成装置においては、本発明の変形として図４に示すように、第２開口５５にシャッタ５６を設け、システム線速とサクションファン風速の変更レベルに応じて開口幅を調整するようにしても良い。なお、システム線速、サクションファン５４の風速、あるいはシャッタ５６による開口幅の調整は、図示しない制御手段により行われる。

また、第２開口５５の内側にマイラーなどの可撓性の弁を設けサクション空気流Ｃの大きさに応じて開口面積を変更するようにしても良い。この場合、弁は吸引開口５２ａ側で固定する。

なお、上記のサクション装置５は、上側壁面を現像ハウジングの下側壁面と兼用としたが、別体とすることもできる。この場合は、吸引開口５２ａ（第１開口）が現像装置ハウジング４０の出口側近傍に開口しておれば良く、捕集フィルタ５３やサクションファン５４の配置の自由度が増す。

本発明の効果を確認するため、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製Ｂｉｚｈｕｂ Ｐｒｏ１０５０の改造機で実験を行った。下記する実施例、比較例で共通するファクタは以下の通りである。

感光体・・・直径１００ｍｍＯＰＣ感光体
感光体線速・・・５００ｍｍ／ｓｅｃ
現像スリーブ線速・・・１０００ｍｍ／ｓｅｃ
現像剤・・・６μｍ重合トナー＋６０μｍキャリア
感光体表面電位・・・−７５０Ｖ
現像バイアス・・・−６００Ｖ
〔実施例１〕
第２開口５５を有するサクション装置（図２）でサクション経路風速を２ｍ／ｓｅｃ、３ｍ／ｓｅｃ、４ｍ／ｓｅｃと変えて、次の条件の４つのセクションでの実写テストを連続して行った。

セクション１ Ａ４サイズ用紙にカバレッジ １％の画像で２０万枚連続複写
セクション２ Ａ４サイズ用紙にカバレッジ３０％の画像で２０万枚連続複写
セクション３ Ａ４サイズ用紙にカバレッジ １％の画像で２０万枚連続複写
セクション４ Ａ４サイズ用紙にカバレッジ３０％の画像で２０万枚連続複写
なお、カバレッジとは用紙面積に対するトナー画像の占める割合をいう。

上記の全てのサクション風速において、セクション１からセクション４を順次複写し、各セクションの間でトナーこぼれの有無を観察したが、セクション４終了後でもトナーこぼれは発生しなかった。また、捕集フィルタの目詰まりも観察されず、捕集フィルタの重量を計測したが各風速でほとんど同じであり、風速増加によっても必要以上のトナーが吸引されていないことが分かった。

〔実施例２〕
風速２ｍ／ｓｅｃとし、システム線速（感光体線速と現像スリーブ線速）を８０％に低減した場合と、１２０％に増加した場合とで、セクション１〜４の複写実験を行った。その他のファクタは実施例１と同一である。この場合もセクション４までトナーこぼれは発生せず、捕集フィルタの目詰まりも発生しなかった。

〔比較例１〕
第２開口５５の無いサクション装置（図５）でサクション風速を１ｍ／ｓｅｃとして、実施例と同様のセクション１〜４の複写を行ったところ、セクション１終了時には、サクション経路にトナー汚れが発生し、セクション２終了時には、サクション経路にトナーの堆積が観察され、これに伴うサクション経路外へのトナーこぼれが発生した。

〔比較例２〕
サクション風速を２ｍ／ｓｅｃとした以外は、比較例１と同様にして複写を行ったところ、セクション１終了時は、トナー汚れなどは発生しなかったが、セクション２終了時には、サクション経路にトナー汚れが発生し、セクション３終了時には、サクション経路にトナーの堆積が観察され、これに伴うサクション経路外へのトナーこぼれが発生した。

以上の実施例、比較例から明らかな通り、本発明の第２開口５５を設けることで、サクション風速を変更しても、トナー汚れ、トナーこぼれなどは発生せず、その効果が確認された。

１ 感光ドラム
４ 現像装置
５ サクション装置
４０ ハウジング
４０ａ ハウジングの下側壁面
４１ 現像スリーブ
５１ 仕切部材
５１ａ 仕切部材５１の先端
５２ サクション経路
５２ａ 吸引開口（第１開口）
５３ 捕集フィルタ
５４ サクションファン
５５ 第２開口
５６ シャッタ

Claims (3)

1. 感光体上の静電潜像をトナーで現像する現像装置と、
   サクション経路と該サクション経路下流に設けられた捕集フィルタとサクションファンとを有し、前記現像装置の感光体回転方向下流側であって現像装置ハウジング出口側に開口した第１開口から飛散トナーを吸引捕集するサクション装置とを有し、
   前記サクション装置の第１開口近傍であって第１開口よりサクション経路下流側に第２開口を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成装置のシステム線速とサクションファンの風速が変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２開口にシャッタを設け、該シャッタの開口幅をシステム線速とサクションファン風速の変更レベルに応じて調整することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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