(57)【要約】【課題】現像サクションを用いた方法で、現像サクション専用の回収容器が不要で、浮遊トナーの捕集効率の優れた、高画質を維持できるコンパクトな画像形成装置を提供すること。【解決手段】通気ダクトとサクションブロワとの間のエアー搬送経路内にトナー捕集部を設け、該トナー捕集部と回収容器とが開閉装置を介して接続され、サクションブロワがエアーを吸引している時は、開閉装置を閉じた状態に制御し、サクションブロワが停止後に、トナー捕集部で捕集したトナーが前記回収容器に回収するように、開閉装置を開いた状態に制御する制御装置を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2011112990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に潜像を形成する画像書込手段と、前記像担持体の表面に形成された潜像を現像し、前記像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材上に転写する転写手段と、該転写手段により転写した後の前記像担持体の表面に残留するトナーを前記像担持体の表面から除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置において、
前記クリーニング手段で除去したトナーを回収する回収容器を備え、
前記現像手段の周辺の浮遊トナーを収集するためのエアーの吸込み口と、エアーを排気する排気口とを有する通気ダクトと、
該通気ダクトの途中に前記浮遊トナーを捕集するトナー捕集部と、エアーを吸引するためのサクションブロワとを設けた現像サクション部を有し、
該トナー捕集部と前記回収容器とが開閉装置を介して接続され、
前記サクションブロワがエアーを吸引している時は、前記開閉装置を閉じた状態に制御し、
前記サクションブロワが停止後に、前記トナー捕集部で捕集したトナーを前記回収容器に回収するように、前記開閉装置を開いた状態に制御する制御装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー捕集部が、サイクロン式分離装置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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、より詳しくは現像時に浮遊する現像剤を吸引して捕集する現像サクション部を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、現像器からトナーが浮遊し、機内汚れや機内に堆積したトナーが転写紙にこぼれて画像を汚す画像汚れという問題がある。特に、長時間、装置を止めずに印刷を続ける印字耐久性の長い画像形成装置においては、大きな問題となっている。
【０００３】
このような問題に対して、特許文献１では、通気ダクトの吸込み口から現像器周辺の浮遊トナーを吸引する、いわゆる現像サクションを用いた方法が提案されている。この方法では、各画像形成プロセス部材（構成要素）や転写材（用紙）を汚さないように、飛散したトナーを吸引して、フィルタで捕集している。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の現像サクションを用いる方法では、浮遊トナーをフィルタで捕集しているため、フィルタを頻繁に交換しなければならないという問題がある。
【０００５】
そこで、浮遊トナーを吸引した後、フィルタで捕集するまでの間で、フィルタとは別の捕集部材を設けて、捕集する方法が、特許文献２で提案されている。この特許文献２の方法は、吸引した飛散トナーがフィルタに到達するまでの通気ダクトの途中に、障壁部を設けて、飛散トナーの一部をその障壁部で捕捉するものである。また、特許文献３では、トナーをフィルタで捕集する前の通気ダクトの途中で、サイクロン分離方式によりトナーを捕集する方法が提案されている。このように通気ダクトの途中でトナーを捕集することにより、フィルタに到達する飛散トナーが少なくなり、フィルタ交換の頻度を減少させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２２０８８２号公報
【特許文献２】特開２００７−８６４３６号公報
【特許文献３】特開２００１−２５５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２及び特許文献３の方法では、通気ダクトの途中で捕集したトナーを回収する必要がある。特許文献２では、障壁部を捕集ボックスとして、交換しているが、捕集ボックスの交換頻度が多くなる。また、特許文献３では、専用のトナー回収容器を設置しているため、装置が大型化し、また、回収容器をメンテナンス部品としてストックしておく必要があり、コストアップの原因となっている。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、現像サクションを用いた方法で、現像サクション専用の回収容器が不要で、浮遊トナーの捕集効率の優れた、高画質を維持できるコンパクトな画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の課題は、以下の手段により解決することができる。
【００１０】
１．像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に潜像を形成する画像書込手段と、前記像担持体の表面に形成された潜像を現像し、前記像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材上に転写する転写手段と、該転写手段により転写した後の前記像担持体の表面に残留するトナーを前記像担持体の表面から除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置において、
前記クリーニング手段で除去したトナーを回収する回収容器を備え、
前記現像手段の周辺の浮遊トナーを収集するためのエアーの吸込み口と、エアーを排気する排気口とを有する通気ダクトと、
該通気ダクトの途中に前記浮遊トナーを捕集するトナー捕集部と、エアーを吸引するためのサクションブロワとを設けた現像サクション部を有し、
該トナー捕集部と前記回収容器とが開閉装置を介して接続され、
前記サクションブロワがエアーを吸引している時は、前記開閉装置を閉じた状態に制御し、
前記サクションブロワが停止後に、前記トナー捕集部で捕集したトナーを前記回収容器に回収するように、前記開閉装置を開いた状態に制御する制御装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
２．前記トナー捕集部が、サイクロン式分離装置であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像サクション部を有する画像形成装置において、現像サクション部のトナー捕集部と回収容器とが開閉装置を介して接続され、サクションブロワがエアーを吸引している時は、開閉装置を閉じた状態に制御し、サクションブロワが停止後にトナー捕集部で捕集したトナーが回収容器に回収するように、開閉装置を開いた状態に制御する制御装置を有する構成としたので、現像サクション部で捕集したトナーをクリーニング手段で除去したトナーの回収容器に回収でき、現像サクション専用の回収容器が不要で、浮遊トナーの捕集効率の優れた、高画質を維持できるコンパクトな画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかわる画像形成装置の一実施の形態の要部断面構成図である。
【図２】本発明にかかわる現像サクション部を含む断面図である。
【図３】本発明にかかわる開閉装置の動作制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
（１）本発明にかかわる画像形成装置について、図１を用いて以下に述べる。
【００１６】
図１によれば、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像形成装置本体ＧＨの上部に設けられる画像読取装置ＳＣとから構成される。
【００１７】
画像形成装置本体ＧＨは、トナー像を形成する画像形成ユニットを配置し、画像形成ユニットの像担持体上に形成したトナー像を転写体上に転写するものである。
【００１８】
図において、画像形成装置本体ＧＨの上部に配設される画像読取装置ＳＣ上に載置された原稿画像が光学系により走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれ、ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書込手段としての露光光学系３に画像データ信号を送る。
【００１９】
また図において、画像形成用としてのイメージングカートリッジ１００がトナー像の形成手段として、図のようの順に配置されている。
【００２０】
イメージングカートリッジ１００は、像担持体である感光体ドラム１と、帯電手段としての帯電器２と、画像書込手段としての露光光学系３と、後段において詳述する現像装置４と、像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置８とからなっている。
【００２１】
像担持体である感光体ドラム１は、例えば外径が４０〜１００ｍｍ程度のアルミニウム等の金属性の部材によって形成される円筒状の基体の外周に、感光体層厚として層厚（膜厚）２０〜４０μｍ程度の有機感光体層（ＯＰＣ）の光導電層を形成したものである。感光体ドラム１は、図示しない駆動源からの動力により、導電層を接地された状態で矢印で示す方向に、例えば８０〜２８０ｍｍ／ｓ程度で、好ましくは２２０ｍｍ／ｓの線速度で回転される。
【００２２】
感光体ドラム１の周りには、帯電手段としての帯電器２、画像書込手段としての露光光学系３、現像装置４とした画像形成部が、図の矢印にて示す感光体ドラム１の回転方向に対して配置される。
【００２３】
帯電手段としての帯電器２は、感光体ドラム１の移動方向に対して直交する方向（図において紙面垂直方向）に感光体ドラム１と対峙し近接して取り付けられる。帯電器２は、感光体ドラム１の有機感光体層に対し所定の電位を与えるコロナ放電電極としての放電ワイヤを備え、トナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯電）を行い、感光体ドラム１に対し一様な電位を与える。
【００２４】
画像書込手段である露光光学系３は、不図示の半導体レーザ（ＬＤ）光源から発光されるレーザ光を、回転多面鏡（符号なし）により主走査方向に回転走査し、ｆθレンズ（符号なし）、反射ミラー（符号なし）等を経て感光体ドラム１上を画像信号に対応する電気信号による露光（画像書込）を行い、感光体ドラム１の表面の感光体層に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。
【００２５】
現像手段としての現像装置４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性に帯電されたトナーを含む２成分現像剤を収容し、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ４１を備えている。現像ローラ４１は、突き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１と所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光体ドラム１の回転方向と同方向に回転するようになっており、現像時、現像ローラ４１に対してトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１上の露光部に対して反転現像が行われる。当該反転現像に使用される現像剤（トナー）としては重合トナーが好ましく用いられる。また、感光体ドラム１とそれぞれの現像装置４との間で飛散されたトナーは、現像サクション部５０のサクションブロワ５４に吸引されて、トナー捕集部で捕集された後、排気口５６から機外に排気される。
【００２６】
トナー像の転写手段としての転写器７１は、コロナ放電ワイヤーを備え、記録紙Ｐの転写器７１側の表面をトナーと逆極性に帯電して、感光体ドラム１上のトナー像を記録紙Ｐ上に転写する。転写後、分離器７２により記録紙Ｐを感光体ドラム１の表面から分離する。
【００２７】
画像形成工程（画像形成プロセス）について以下に説明する。
【００２８】
画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動により感光体ドラム１が図の矢印で示す方向へ回転され、帯電器２によって感光体ドラム１に電位が付与される。感光体ドラム１は電位を付与された後、露光光学系３によって色信号すなわち画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が行われ、感光体ドラム１上に画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像は現像装置４により反転現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は転写手段としての転写器７１により記録紙Ｐ上に転写される。
【００２９】
トナー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７の加熱ローラと加圧ローラとにより形成される定着ニップ部において加熱加圧されて定着され、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００３０】
（２）次に、現像サクション部５０について、図２を用いて以下に説明する。
【００３１】
図２は、現像サクション部５０と現像装置４、感光体クリーニング装置８の概要断面図である。
【００３２】
現像装置４は、図２に示すように、現像ローラ４１を、例えば外径１００ｍｍの感光体ドラム１の感光面に対向して平行配置している。
【００３３】
現像装置４は、２成分現像剤を収容し、感光体ドラム１の周面に対し所定の間隙を保って、現像位置において感光体ドラム１の表面の移動方向（図２の矢印方向）と同方向に現像剤が移動する方向（図２の矢印方向）に回転する現像ローラ４１を備えている。
【００３４】
現像装置４において、４０はトナーとキャリアとから成る２成分現像剤を収容する現像剤収容部であるハウジング、４１は内部にマグネットロール（不図示）を有する現像剤搬送体である現像ローラ、４４は現像ローラ４１上の現像剤層厚を所定量に規制する磁性材から成る層厚規制部材、４２は搬送供給ローラ、４３，４５は一対の撹拌スクリューである。
【００３５】
現像剤搬送体である現像ローラ４１は、例えばアルミニウム材或いはステンレス材を用いた外径８ｍｍ〜６０ｍｍの非磁性の円筒状の部材からなり、感光体ドラム１の周面に対し、現像ローラ４１の両端に設けられた不図示の突当コロにより所定の間隙を保って感光体ドラム１の回転（図２の時計方向回転）に対し反時計方向に回転される。外径が８ｍｍ以下であると、画像形成に必要な磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｎ３から成る少なくとも５極の磁極を有するマグネットロール（不図示）を形成することが不可能であり、また現像ローラ４１の外径が６０ｍｍを越えると、現像装置４が大型化する。特に、複数組の現像装置４を有するカラープリンタ（図１参照）においては、現像手段の占める容積が大きくなり、感光体ドラム１の外径が増大化したり、感光体ドラム１の大型化により画像形成装置ＧＳが大型化してしまう。
【００３６】
不図示のマグネットロールは、現像ローラ４１に内包され、例えば複数個の磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２を交互に配し（不図示）、現像ローラ４１と同心に固定されていて、非磁性のスリーブ周面に磁界を形成している。
【００３７】
層厚規制部材４４は、例えば棒状或いは板状の磁性ステンレス材よりなり、不図示のマグネットロールのＮ極の磁極と対向し、現像ローラ４１と所定の間隙で配置され、現像ローラ４１の周面上に形成される２成分現像剤の層厚を安定かつ均一に規制している。特に磁性の層厚規制部材４４を用いる本方式は、現像ローラ４１の表面に薄い層厚の現像剤を形成するのに優れている。
【００３８】
搬送供給ローラ４２は、現像ローラ４１から剥ぎ取られた現像剤を撹拌スクリュー４３に搬送すると共に、撹拌スクリュー４３により撹拌された現像剤を層厚規制部材４４へと供給する。４２Ａは搬送供給ローラ４２に設けられ、現像剤を搬送するための羽根部である。
【００３９】
撹拌スクリュー４３及び４５は、互いに相反する方向に等速で回転し、現像装置４内で２成分現像剤中のトナーと磁性キャリアとを撹拌、混合し、所定のトナー成分割合で均等に混合される。
【００４０】
撹拌スクリュー４５の上部でハウジング４０の上部に開口する不図示のトナー補給口からハウジング４０内に補給されたトナーは、互いに相反する方向に等速で回転する撹拌スクリュー４３，４５によりハウジング４０内に収容された現像剤と撹拌、混合されて均一なトナー濃度の現像剤となり、該現像剤が回転する搬送供給ローラ４２により層厚規制部材４４に搬送され、層厚規制部材４４により所定の層厚とされ、現像ローラ４１の外周面上に供給される。感光体ドラム１上の潜像を現像した余りの現像剤は現像ローラ４１より剥ぎ取られ、搬送供給ローラ４２により再度撹拌スクリュー４３へと搬送される。感光体ドラム１上の静電潜像が直流（ＤＣ）バイアスが、必要により交流（ＡＣ）バイアスも重畳される現像バイアス電圧の印加による非接触現像法により反転現像される。
【００４１】
また図２に示すように、現像装置４に隣接して、本発明にかかわる現像サクション部５０が設けられている。現像サクション部５０は、通気ダクト５１を有し、通気ダクト５１の端部に浮遊トナーの吸込み口５５と排出口５６が設けられている。
【００４２】
また、通気ダクト５１の吸込み口５５と排出口５６の間にトナー捕集部としてのサイクロン分離装置９が接続されている。サイクロン分離装置９の上部には排気口５６側に接続され、サイクロン分離装置９と排気口５６との間にフィルタ５３と、浮遊トナーを吸引するサクションブロワ５４が設けられている。
【００４３】
サイクロン分離装置９は、一般的に用いられる周知のもので、吸込み口５５から流入する浮遊トナーを含んだ空気流を円錐形状の風路９１で旋回させ、この旋回で浮遊トナーに働く遠心力を利用して空気流から浮遊トナーを分離するものである。また、円錐形状の風路９１の下部には、トナー捕集容器９２が有り、分離されたトナーが捕集される。トナー分離後の空気流は、サンクションブロワ５４に吸引されて、フィルター５３で空気流に残留している浮遊トナーを捕捉した後、排出口５６から排出される。
【００４４】
感光体クリーニング装置８は、クリーニングブレード８１、トナーガイドローラ８２、回収トナー案内管８３、トナー搬送スクリュー８４、トナー回収容器８５から構成されている。
【００４５】
感光体ドラム１の表面に付着した転写残トナーは、クリーニングブレード８１によって、感光体ドラム１の表面から除去され、トナーガイドローラ８２により回収トナー案内管８４側に案内される。回収トナー案内管８４に達したトナーは、回収トナー案内管８４内で回転するトナー搬送スクリュー８３によって案内され、トナー回収容器８５の開口部８６に案内され、回収される。
【００４６】
トナー回収容器８５の上部には、サイクロン分離装置９のトナー捕集容器９２が配置されて、トナー捕集容器９２とトナー回収容器８５とは、開閉装置９３を介して接続されている。開閉装置９３は、開閉装置９３の開状態と閉状態を制御する制御装置により制御されている。
【００４７】
この制御装置は、現像サクション部５０のサクションブロワ５４がエアーを吸引している時は、開閉装置９３を閉じた状態に制御し、サクションブロワ５４が停止後に、トナー捕集容器９２で捕集したトナーがトナー回収容器８５に回収するように、開閉装置９３を開いた状態に制御する。
【００４８】
本実施例における開閉装置９３は、通電することで移動可能なソレノイドを用いて、通電時にバネで付勢された開閉版を閉状態に移動させ、通電しないことでバネの付勢力で開状態になる構成となっている。開閉装置９３は、ソレノイドに限定されるものではなく、制御装置により、トナー捕集容器９２とトナー回収容器８５とを連通、非連通の状態に制御できるものであれば良い。
【００４９】
図３は、開閉装置９３の動作制御をフローチャートで表したものである。
【００５０】
プリントのスタートスイッチが画像形成装置の各部動作を制御する制御手段（ＣＰＵ）に入力される（Ｓ１）と、開閉装置９３が制御手段（ＣＰＵ）により閉され（Ｓ２）、サクションブロア５４がＯＮ状態（エアーを吸引している時）になる（Ｓ３）。次に画像形成動作が開始され（Ｓ４）、感光体ドラム１上の潜像が現像装置４により現像されて、記録紙に画像が形成される。画像形成動作が停止する（Ｓ５）と、サクションブロア５４がＯＦＦ状態（サクションブロア５４が停止）となり（Ｓ６）、その後、開閉装置９３が制御手段（ＣＰＵ）により開状態となる（Ｓ７）。開閉装置９３が開状態になると、トナー捕集容器９２に捕集されたトナーが、トナー回収容器８５に落下して回収される。
【００５１】
このように現像サクション部５０で捕集したトナーを、感光体クリーニング装置８で除去したトナーを回収する回収容器８５に、回収するようにしたので、現像サクション専用の回収容器を設置する必要がないので装置が大型化せず、また、メンテナンス部品の点数を少なくすることができる。
【００５２】
また、サンクションブロワ５４が作動してエアーを吸引している時、開閉装置９３を閉じた状態にすることにより、サンクションブロワ５４により吸込み口５５から吸い込まれる空気を安定して吸い込むことができる。サンクションブロワ５４が作動している時に開閉装置９３を開いた状態にすると、トナー回収容器８５側からの空気も吸い込むことになり、吸込み口５５から安定して空気を吸い込むことができず、現像装置４からの浮遊トナーが感光体ドラム１に付着して、画像を劣化させたり、画像形成装置内に堆積して、印字する用紙上に落下して画像を汚したり、更には、帯電器２と、露光光学系３に付着して、帯電不良や露光不良の原因となる。
【００５３】
また、本実施形態の現像サクション部５０のトナー捕集部にサイクロン分離装置９を用いた方法は、浮遊トナーの捕集を効率よく行う点で好ましいが、浮遊トナーの捕集方法は、この方法に限られるものではなく、浮遊トナーの搬送系路中で捕捉したトナーをクリーニング装置で回収したトナーのトナー回収容器８５に回収するものであればよい。
【００５４】
また、本実施形態では、現像サクション部５０で捕集したトナー捕集容器９２のトナーをトナー回収容器８５に回収するようにしたが、トナー捕集容器９２と回収トナー案内管８４とを開閉装置９３で接続して、開閉装置９３が開状態の時に、回収トナー案内管８４に落下させ、回収トナー搬送スクリュー８３によりトナー回収容器８５に回収するようにしても良い。
【００５５】
以上のように、本実施形態にかかる上記画像形成装置の説明においては、モノクロ画像用の画像形成装置にて説明したが、複数のイメージングカートリッジを有するカラー画像用の画像形成装置の場合も本発明に含まれるものである。
【００５６】
上記の如く、本発明の如き構成を採ることにより、現像装置４の周辺、更には画像形成装置ＧＳ内に飛散する浮遊トナーによる各構成部材や印刷される転写材の汚れ等が回避される。また、トナーの回収容器を共有しているので画像形成装置の小型化が可能で、また、メンテナンス部品を減少させることができる。さらに、通気ダクト５１の途中でトナーを捕集するトナー捕集部を設け、ほとんどの浮遊トナーを捕集した後の空気流をフィルタ５３に流し、捕集部で捕集したトナーを画像形成動作が停止しているときに回収容器に回収するようにしたので、フィルタ５３に捕らえられる浮遊トナーが激減し目詰まりが少なくなってフィルタ交換周期が延び、さらにトナー捕集容器が小さくても交換することなく連続して使用することができ、回収容器の交換頻度が伸びて、画像形成装置の稼働率も格段に向上する。
【符号の説明】
【００５７】
１  感光体ドラム
２  帯電器
３  露光光学系
４  現像装置
４０  ハウジング
４１  現像ローラ
４２  搬送供給ローラ
４３，４５  攪拌スクリュー
４４  層厚規制部材
６  中間転写ベルト
７１  転写器
７２  分離器
１７  定着装置
１００  イメージングカートリッジ
５０  現像サクション部
５１  通気ダクト
５３  フィルタ
５４  サクションブロワ
５５  吸込み口
５６  排気口
８  感光体クリーニング装置
８１  クリーニングブレード
８２  トナーガイドローラ
８３  回収トナー搬送スクリュー
８４  回収トナー案内管
８５  トナー回収容器
８６  開口部
９  サイクロン分離装置
９１  風路
９２  トナー捕集容器
９３  開閉装置
【図１】
2011112990.tif 000003
【図２】
2011112990.tif 000004
【図３】
2011112990.tif 000005