JP4532832B2

JP4532832B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4532832B2
Application number: JP2003003720A
Authority: JP
Inventors: 康明乙黒; 肇関口; 冨加史波多野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2023-01-09
Also published as: JP2004219487A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した複写機などの画像形成装置は、感光ドラムの表面を帯電装置によって一様に帯電し、帯電された感光ドラム表面を露光装置によって画像露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置からのトナーで現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写装置によって用紙などの転写材に転写した後、定着装置でトナー像を転写材に定着して外部に排出する。
【０００３】
上記したようなトナーを用いた画像形成装置においては、現像装置自体や転写後に感光ドラム上に残留する残留トナーを回収するクリーニング装置等から、長期の使用等によってトナーが外部に漏出して画像形成装置内に飛散する。また、帯電装置がコロナ帯電器等の場合には帯電時にオゾンが発生する。
【０００４】
上記したようにトナーが画像形成装置内に飛散したりオゾンが発生すると、画像形成装置内の感光ドラムや帯電装置などが汚染され、帯電ムラなどを引き起こすおそれがあった。更に、感光ドラムなどの駆動に関わるギアや軸の表面に飛散トナーやオゾンが付着して摺動負荷を大きくしたり、精度を狂わせたりする原因となる。
【０００５】
そこで、従来では、上記した飛散トナーやオゾンを吸引し、フィルタにて集塵、除去するために、画像形成装置内に設けられたサブフレーム及び装置本体フレームに複数のダクトを設置し対応してきた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１１９６１２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したサブフレーム及び装置本体フレームに複数のダクトを有する従来の画像形成装置においては、サブフレーム内に設けられた現像装置近傍での飛散トナーを回収するためのダクトや、帯電装置近傍で発生するオゾンを回収するためのダクト等、複数のダクトを装置本体側のダクトと連結しなくてはならず、その連結部構成が複雑になる。このため、前記連結部のシール性を長期にわたって良好に維持するのが難しく、長期の使用によってシール性が低下して、飛散トナーやオゾンがダクトから漏出するおそれがあった。
【０００８】
また、感光ドラム、帯電装置、現像装置などが装置本体に対して出し入れ自在に設けられている、いわゆる引き出し式ユニット構成になっている場合、この引き出し式ユニットと装置本体にも複数のダクトを設置しなくてはならず、コストアップの要因の１つになっていた。更に、装置本体フレーム側にも複数のダクトを設けなくてはいけないため、各種ユニットを駆動するための駆動源等、本体フレームに取り付けられた部材を配置する際の自由度を下げる原因となっていた。
【０００９】
また、このような引き出し式ユニット構成を有する従来の画像形成装置の画像形成部には、帯電装置等の高電圧の電気を扱うユニットが存在し、このユニットへ電力を供給するためにサブフレーム側と装置本体側を連通するための接点部が採用されている。このため、この接点部を接点周辺にある部材から遮蔽するために絶縁部材を取り付けるなどして対応しなくてはならず、コストアップの要因の１つになっていた。
【００１０】
そこで本発明は、シンプルな構成でコストの低減を図りながら、より効率良く飛散トナーやオゾンを排気回収でき、かつ電気接点部周りで必要とされる沿面距離を満足する、もしくは周辺部材から遮蔽するようなダクト構成を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、前記像担持体の表面を帯電する帯電器と、前記像担持体及び前記現像装置の長手方向両端をそれぞれ支持する前側板と後側板と、を備え、画像形成装置本体から引き出し可能な引き出しユニットと、前記引き出しユニット内の気体を集めて取り込む、１つのユニット側ダクトと、前記装置本体を構成する装置本体フレームに設けられ前記ユニット側ダクトと連通する本体側ダクトと、前記引き出しユニット内の気体を前記ユニット側ダクトと前記本体側ダクトを通して前記装置本体の外に排出するファンと、を有し、前記像担持体の長手方向の長さが前記現像装置の長手方向の長さよりも短い画像形成装置において、前記引き出しユニット内の前記像担持体の周囲近傍に、それぞれ前記像担持体の長手方向に沿って空気を流すために形成され、前記現像装置近傍の気体を集める第１のエアフロー、及び、前記帯電器近傍の気体を集める第２のエアフローを有し、前記ユニット側ダクトは、前記後側板の前記像担持体及び前記第１及び第２のエアフローの下流側と隣接する部分に、前記像担持体と前記現像装置との長手方向の長さの違いを利用して前記像担持体に向けて凹むように形成された凹部に設置され、前記第１及び第２のエアフローの下流側は前記ユニット側ダクトに連通している、ことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１７】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式で中間転写方式のフルカラー画像形成可能なレーザプリンタ等の画像形成装置）を示す概略構成図である。
【００１８】
本画像形成装置３０は、装置本体３１内に像担持体としての感光ドラム１を備えている。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の回転方向（反時計方向）に沿って感光ドラム１の表面を一様に帯電する帯電器２、感光ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置３、感光ドラム１上に形成されたトナー像が１次転写されるベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトという）５、中間転写ベルト５を介して感光ドラム１に当接自在な１次転写ローラ４、感光ドラム１上に残留した残留トナーを除去・回収するクリーニング装置６が設置されており、帯電器２と現像装置３間の上方には入力される画像信号に基づいて感光ドラム１を走査露光Ｌして静電潜像を形成する露光装置（レーザ走査ユニット）８が設置されている。
【００１９】
現像装置３は、回転自在な現像ロータリー３Ａに配置したイエロー現像器３Ｙ、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋを備えている。現像ロータリー３Ａは回転自在に支持されており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（反時計方向）に回転する。イエロー現像器３Ｙ、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収容されている。イエロー現像器３Ｙ、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋは、各色の現像に合わせて現像ロータリー３Ａの回転により感光ドラム１と対向する現像位置に移動する。なお、本実施の形態における現像装置３の現像ロータリー３Ａの長手方向両端側は、感光ドラム１の長手方向両端よりも少し長く形成されている（図２参照）。
【００２０】
次に、上記した本実施の形態に係る画像形成装置３０によるフルカラー画像形成動作について説明する。
【００２１】
先ず画像形成動作開始信号が発せられると、感光ドラム１は矢印方向（反時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、所定の帯電バイアスが印加された帯電器２により、本実施の形態では負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００２２】
そして、帯電された感光ドラム１上に露光装置８によりレーザ光による画像露光Ｌを行い、目的のカラー画像の第１の色成分像（本実施の形態ではイエロー成分像）に対応した静電潜像を形成する。画像露光Ｌは、露光装置８の半導体レーザ（不図示）を光源として画像信号により変調されたレーザビームであり、このレーザビームは一定の回転数で高速回転する多面鏡８ａにより偏光され、結像レンズ８ｂを通してミラー８ｃ、８ｄで反射されて、光学系８ｅを介してミラー８ｆで反射された後、感光ドラム１上を走査して、その露光部の表面電位を減衰させて静電潜像を形成する。
【００２３】
そして、現像ロータリー３Ａの回転により現像装置３のイエロー現像器３Ｙを現像位置に移動させ、現像バイアスの印加によりこの静電潜像を第１色目であるイエロートナーにより反転現像して可視像化する。
【００２４】
そして、感光ドラム１上に形成担持された前記第１色目のイエロー像は、１次転写部にて１次転写バイアスが印加された１次転写ローラ４により、１次転写部にて感光ドラム１に当接状態で移動する中間転写ベルト５上に１次転写される。中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０と複数のローラ１１、１２、１３によって張架されており、駆動ローラ１０の駆動によって矢印方向（時計方向）に移動する。１次転写ローラ４は、１次転写部にて中間転写ベルト５を介して感光ドラム１に当接している。また、ローラ１３と対向するようにして中間転写ベルト５に離間自在な２次転写ローラ１４が設けられている。
【００２５】
中間転写ベルト５上にイエロートナー像が１次転写された後に、中間転写ベルト５に１次転写されないで感光ドラム１上に残った１次転写残トナーは、クリーニング装置６によってクリーニングされる。
【００２６】
そして、イエロートナー像の１次転写が終了すると、現像ロータリー３Ａを回転駆動して順に次のマゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋを現像位置に移動させて、第１色目のイエローの場合と同様にして第２、第３、第４色目のマゼンタ、シアン、ブラックの各色について、静電潜像の形成、現像工程、１次転写、クリーニングを順次行い、感光ドラム１上にそれぞれ形成担持された第２色目のマゼンタトナー像、第３色目のシアントナー像、第４色目のブラックトナー像を、中間転写ベルト５のイエロートナー像上に順次重ね合わせて転写して目的のカラー画像に対応したフルカラートナー像が形成される。
【００２７】
この際、カセット１６ａ又は１６ｂに収容されている用紙などの転写材Ｐは、ピックアップローラ１７ａ又は１７ｂと分離ローラ対１８ａ又は１８ｂにより１枚ずつ給紙され、搬送路２０を通してレジストローラ２１まで搬送される。また、手差しカセット２２上にセットした転写材Ｐも、ピックアップローラ１７ｃと分離ローラ対１８ｃによりレジストローラ２１まで搬送することができる。
【００２８】
そして、離間状態にあった２次転写ローラ１４を中間転写ベルト５に加圧して２次転写部を形成し、中間転写ベルト５上のフルカラー像がこの２次転写部に到達すると、このタイミングに合わせて転写材Ｐがレジストローラ２１によって２次転写部に搬送される。そして、２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ１４により、中間転写ベルト５から転写材Ｐ上にフルカラートナー像が一括転写（２次転写）される。
【００２９】
そして、フルカラーのトナー像が転写された転写材Ｐは定着装置２３に搬送されて、定着装置２３のヒータ（不図示）を内蔵した定着ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂ間の定着ニップ部で挟持搬送され、定着ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂ間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像が加熱加圧されて転写材Ｐ上に定着された後、排出ローラ対２４、２５を介して外部のトレイ２６に排出される。
【００３０】
なお、上記２次転写動作終了後において、中間転写ベルト５上に２次転写されずに残った２次転写残トナーは、クリーニング装置１５によってクリーニングされる。
【００３１】
ところで、上述した画像形成装置３０においては、耐久寿命等よる感光ドラム１の交換、現像装置３の交換、中間転写ベルト５の交換など、さまざまなメンテナンスが必要である。そこで、本実施の形態１における画像形成装置３０では、感光ドラム１、帯電器２、現像装置３、露光装置８、クリーニング装置６等を装置本体フレームに直接取り付けず、別途設けたサブフレーム（不図示）に搭載し、そのサブフレームを有する引き出し式ユニットを装置本体３１から引き出し可能とした引き出し式ユニット構造にしたことで、交換性を容易にしている。
【００３２】
以下、引き出し式ユニット構造とした上記画像形成装置３０における引き出し式ユニットとダクトの配置構成について説明する。図２は、画像形成装置３０の引き出し式ユニットとダクトの配置構成を示す概略断面図、図３はその斜視図である。
【００３３】
図２に示すように、装置本体内に引き出し自在に配置される引き出し式ユニット８０は、感光ドラム１の長手方向の両側に配置したサブフレームを構成する後側板７１と前側板７２を有しており、引き出し式ユニット８０の後側板７１と前側板７２間に感光ドラム１、帯電器２、現像装置３、露光装置８、クリーニング装置１２等の部材が設置されている。
【００３４】
引き出し式ユニット８０の後側板７１は、感光ドラム１の長手方向両端が現像装置３の長手方向両端より短いことによって感光ドラム１側に凹部７１ａが形成される。このため、後側板７１の凹部７１ａに、非導電性のモールド部材（ＡＢＳ、ＰＢＴ等）からなる１つのユニット側ダクトである第１ダクト６１をビス等で取り付けることができる。
【００３５】
また、第１ダクト６１には、装置本体３１の装置本体フレームを構成する本体側板７３を挟んでファン７４を内蔵した本体側ダクトである第２ダクト６２が連通するようにして配置されており、第２ダクト６２の先端側は装置本体３１の外面に開口している。
【００３６】
引き出し式ユニット８０内の感光ドラム１の周囲近傍には、感光ドラム１の長手方向に沿って空気を流すための第１、第２エアーフロー６０ａ、６０ｂが形成されており、第１、第２エアーフロー６０ａ、６０ｂの下流側は第１ダクト６１に連通している。
【００３７】
このような構成により、第２ダクト６２内のファン７４の回転によって現像装置３近傍での飛散トナーは第１エアーフロー６０ａで回収され、また、帯電器（不図示）近傍での飛散トナーは第２エアーフロー６０ｂで回収される。第１、第２エアーフロー６０ａ、６０ｂで回収された飛散トナーは、第１ダクト６１と第２ダクト６２を通して装置本体１の外に排出される。
【００３８】
第１ダクト６１は引き出し式ユニット８０と一体に装置本体１内から取り出し可能である。よって、第１ダクト６１は、現像装置３近傍及び帯電器（不図示）近傍での飛散トナー等を第１、第２エアーフロー６０ａ、６０ｂを通して吸引するため汚れやすいが、引き出し式ユニット８０と一体で装置本体内から引き出すことが可能であるため、メンテナンス時における清掃の作業性が大幅に向上する。
【００３９】
上記したように本実施の形態では、後側板７１に形成した凹部７１ａに第１ダクト６１を設けることにより、第１ダクト６１の形状を単純化して製造コストを下げることが可能となる。更に、第１ダクト６１の形状が単純化されることによって、組立て時の作業性が向上する。
【００４０】
また、上記したように本実施の形態では、引き出し式ユニット８０内の第１、第２エアーフロー６０ａ、６０ｂが引き出し式ユニット８０の後側板７１に設けた第１ダクト６１内で合流することにより、装置本体側との連結部の数を１つにまとめることができる。
【００４１】
よって、装置本体側の第２ダクト６２と引き出し式ユニット８０側の第１ダクト６１との相互間の連結部構造をシンプルにし、引き出し式ユニット８０を装置本体の本体側板７３に取り付けた際の第１ダクト６１と第２ダクト６２間のシール性を大幅に高めることが可能となる。更に、装置本体側のダクトを１つにまとめることが可能となるため、本体フレームに設置されていた駆動に関する部材等の配置、及び形状の自由度が大幅に向上する。
【００４２】
〈実施の形態２〉
図４は、本実施の形態に係る画像形成装置の引き出し式ユニットとダクトの配置構成を示す概略断面図である。なお、図１〜図３に示した実施の形態１の画像形成装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４３】
本実施の形態では、引き出し式ユニット８０の後側板７１と装置本体側板７３との間の第１ダクト６１内で、本体側接点である装置本体側コネクタ７５ａとユニット側接点である引き出し式ユニット側コネクタ７５ｂが電気的に接続されており、装置本体側コネクタ７５ａと引き出し式ユニット側コネクタ７５ｂは、非導電性のモールド部材（ＡＢＳ、ＰＢＴ等）により形成された第１ダクト６１の内壁板６１ａの内側に装着されている。
【００４４】
装置本体側コネクタ７５ａには、ケーブル（不図示）を介して商用電源（不図示）から電気が供給され、引き出し式ユニット側コネクタ７５ｂに連結されたケーブル（不図示）を介して引き出し式ユニット８０内の感光ドラム１、現像装置（不図示）、帯電器（不図示）等に電力が供給される。装置本体側コネクタ７５ａと第１ダクト６１間は、シール部材７７でシールドされている。
【００４５】
このように本実施の形態では、装置本体側コネクタ７５ａと引き出し式ユニット側コネクタ７５ｂは引き出し式ユニット８０を装置本体（不図示）に装着した状態において、周りをモールド材（ＡＢＳ、ＰＢＴ等）からなる第１ダクト６１に覆われているため、接点部とその周りの部材とを遮蔽することが可能となる。
【００４６】
従って、装置本体側コネクタ７５ａと引き出し式ユニット側コネクタ７５ｂの接点部周りを電気的に遮蔽するために別部材を取り付けるといった対応策を取らずにすみ、コストを上げることなく電気供給用の接点部近傍において電気がリークすることを防止することができる。
【００４７】
また、本実施の形態の変形例として、図５に示すように、装置本体側コネクタ７５ａの内側と引き出し式ユニット側コネクタ７５ｂを、第１ダクト６１内に露出するようにして配置してもよい。
【００４８】
〈実施の形態３〉
図６は、本実施の形態に係る画像形成装置の引き出し式ユニットとダクトの配置構成を示す概略断面図である。なお、図４に示した実施の形態２の画像形成装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
本実施の形態では、第１ダクト６１の内壁板６１ａに外側に開いたガイド部６１ｂを形成した。他の構成は実施の形態２と同様である。第１ダクト６１の内壁板６１ａに外側に開いたガイド部６１ｂを形成したことによって、引き出し式ユニット８０を装置本体（不図示）に装着する際に、このガイド部６１ｂによって引き出し式ユニット側コネクタ７５ｂが装置本体側コネクタ７５ａとの接点まで良好にスムーズに案内されて接続されることによって、両方のコネクタ同士が激しく衝突したり、接点の接触が不安定になることを防止することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、引き出しユニット内の気体を集めて取り込むユニット側ダクトを有し、このユニット側ダクトと本体側ダクトとを連結したことにより、両方のダクト間の連結部構造をシンプルにできるのでコストの低減を図ることができ、且つ飛散トナーやオゾンなどを含む気体をより効率よく排気回収することができる。
【００５１】
また、非導電性のモールド部材により形成されたユニット側ダクト内で、引き出しユニット側に設けた複数の画像形成ユニットへのユニット側接点と、装置本体側に設けた外部の電源から電力供給される本体側接点とを接続することにより、これらの接点を簡単な構造で周辺部材から電気的に遮蔽することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略断面図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の引き出し式ユニットとダクトの配置構成を示す概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置のダクトの配置構成を示す概略斜視図。
【図４】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の引き出し式ユニットとダクトの配置構成を示す概略断面図。
【図５】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の引き出し式ユニットとダクトの配置構成の変形例を示す概略断面図。
【図６】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の引き出し式ユニットとダクトの配置構成を示す概略断面図。
【符号の説明】
１感光ドラム
２帯電器
３現像装置
５中間転写体
８露光装置
２３定着装置
３０画像形成装置
３１装置本体
６１第１ダクト（ユニット側ダクト）
６１ａ内壁板
６１ｂガイド部
６２第２ダクト（本体側ダクト）
６０ａ第１エアーフロー
６０ｂ第２エアーフロー
７１後側板（サブフレーム）
７１ａ凹部
７２前側板（サブフレーム）
７３装置本体側板（装置本体フレーム）
７４ファン
７５ａ装置本体側コネクタ（本体側接点）
７５ｂ引き出し式ユニット側コネクタ（ユニット側接点）
７７シール部材
８０引き出し式ユニット

Claims

像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、前記像担持体の表面を帯電する帯電器と、前記像担持体及び前記現像装置の長手方向両端をそれぞれ支持する前側板と後側板と、を備え、画像形成装置本体から引き出し可能な引き出しユニットと、
前記引き出しユニット内の気体を集めて取り込む、１つのユニット側ダクトと、
前記装置本体を構成する装置本体フレームに設けられ前記ユニット側ダクトと連通する本体側ダクトと、
前記引き出しユニット内の気体を前記ユニット側ダクトと前記本体側ダクトを通して前記装置本体の外に排出するファンと、
を有し、前記像担持体の長手方向の長さが前記現像装置の長手方向の長さよりも短い画像形成装置において、
前記引き出しユニット内の前記像担持体の周囲近傍に、それぞれ前記像担持体の長手方向に沿って空気を流すために形成され、前記現像装置近傍の気体を集める第１のエアフロー、及び、前記帯電器近傍の気体を集める第２のエアフローを有し、
前記ユニット側ダクトは、前記後側板の前記像担持体及び前記第１及び第２のエアフローの下流側と隣接する部分に、前記像担持体と前記現像装置との長手方向の長さの違いを利用して前記像担持体に向けて凹むように形成された凹部に設置され、
前記第１及び第２のエアフローの下流側は前記ユニット側ダクトに連通している、
ことを特徴とする画像形成装置。