(57)【要約】【課題】エアフィルタの早期の目詰まり防止し、メンテナンスコストの低減を図るトナ−飛散防止装置、プロセスカ−トリツジおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーを収納するトナー収納装置におけるトナー飛散防止装置において、圧力損失の異なる複数のエアフィルタ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７５を有するトナー飛散防止装置、プロセスカ−トリツジ８０および画像形成装置１００である。また、複数のエアフィルタ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７５が別体であるトナー飛散防止装置、プロセスカ−トリツジ８０および画像形成装置１００である。さらに、複数のエアフィルタ７４、７５が一体であるトナー飛散防止装置、プロセスカ−トリツジ８０および画像形成装置１００である。【選択図】図２
2007271856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収納するトナー収納装置におけるトナー飛散防止装置において、
前記トナー飛散防止装置は、圧力損失の異なる複数のエアフィルタを有する
ことを特徴とするトナー飛散防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー飛散防止装置において、
前記トナー飛散防止装置は、複数のエアフィルタが別体である
ことを特徴とするトナー飛散防止装置。
【請求項３】
請求項１に記載のトナー飛散防止装置において、
前記トナー飛散防止装置は、複数のエアフィルタが一体である
ことを特徴とするトナー飛散防止装置。
【請求項４】
プロセスカートリッジは、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のトナー飛散防止装置を有し、
像担持体表面を帯電する帯電装置と、トナーを付着して前記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置のうちの少なくとも１つの装置と、
前記像担持体とを一体化する
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
画像形成装置は、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のトナー飛散防止装置と、
像担持体表面を帯電する帯電装置と、
トナーを付着して前記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、
現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と
を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
画像形成装置は、
請求項４に記載のプロセスカートリッジを有し、
前記プロセスカートリッジが、画像形成装置本体に対して着脱自在とする
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびクリーニング装置からのトナー飛散を防止するトナー飛散防止装置、及び該トナー飛散防止装置を有するプロセスカートリッジに関するものである。また、該トナー飛散防止装置、プロセスカートリッジを有する、複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式画像形成装置では、像担持体の回転とともに、その表面を帯電装置で一様に帯電し、次いで書込み装置から書込み光を照射することにより書込みを行って像担持体表面に静電潜像を形成していた。その後現像装置でトナーを付着してその静電潜像を現像し、それからその現像により形成したトナー像を転写装置で、シート・中間転写体等の転写材に転写していた。そして、最後に画像転写後に像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニング装置で除去するなどして、帯電装置からはじまる再度の画像形成に備えていた。
ところが、トナーを収納する現像装置やクリーニング装置では、像担持体の回転や、現像ローラ・クリーニングローラ等の内部回転部材の回転により、気流が発生して内圧が高まり、部品のつなぎ目などのわずかな隙間からでも気流の漏れが生じて、その気流とともにトナーが漏れ出て画像形成装置の内外を汚染する虞があった。
そこで、従来は、現像装置やクリーニング装置に圧抜き開口を設け、その圧抜き開口にエアフィルタを取り付けてそこからのトナー飛散を防止していた。しかしながら、エアフィルタは、使用とともに、トナーで目詰まりして内圧上昇を防止する効果が薄れるとともに、集塵効果が薄れて現像装置やクリーニング装置からトナー飛散を生ずるおそれがあった。
そのため、エアフィルタは、定期的にメンテナンスする必要があり、具体的には、エアフィルタを掃除機等で清掃したり、水洗いしてトナーを洗い落としたり、新しいものと交換したりする必要があった。
そこで、従来の画像形成装置では、メンテナンスコスト低減のためエアフィルタの高寿命化が望まれていた。また、近年の高画質化要求のため小粒径トナーが使用されるようになりエアフィルタは早期の目詰まりにより清掃または交換頻度が増加し、メンテナンスコストが高くなる問題があった。
【０００３】
特許文献１には、トナーを付着して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、その現像後のトナー像を転写材に転写して後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置におけるトナー飛散防止装置において、前記現像装置と前記クリーニング装置の各々の圧抜き用開口に、同一のエアフィルタを設けることを特徴とするトナー飛散防止装置が、開示されている。これにより、エアフィルタとして現像装置用のものとクリーニング装置用のものを統一でき、部品点数が減り、メンテナンスコストの低減を図ることができた。また、現像装置用のエアフィルタとクリーニング装置用のエアフィルタのメンテナンス間隔を同じにすることができ、メンテナンスコストの低減を図ることができた。
しかしながら、この方法では、エアフィルタの早期の目詰まり防止に対しては、まだまだ十分ではなかった。
また、特許文献２には、現像剤を表面に担持する現像剤担持体を有し，画像形成装置に装着されて感光体の静電潜像を現像する現像カートリッジにおいて、前記現像剤担持体の表面に沿って設けられた第１チャンバと、前記第１チャンバに連通する第２チャンバと、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間に，前記現像剤担持体の軸方向と平行に配置されたフィルタとを有し、前記第１チャンバには、前記現像剤担持体の周囲の空気を吸入する吸気口が形成されていることを特徴とする現像カートリッジが、開示されている。これにより、各吸気経路を流れる空気の量をほぼ等しくすることができ、各フィルタにほぼ等量の飛散トナーが溜まり，特定の吸気経路に設けられたフィルタの目詰まりが現像カートリッジ全体の寿命を制限することがないので，エアフィルタの延命が可能となった。
しかしながら、この方法ではエアフィルタ全体の寿命調整はできるものの、個々のエアフィルタ自身の寿命を延ばすことはできず、結果として十分なエアフィルタの早期目詰まり防止効果を得られないという問題点があった。また、吸気側にエアフィルタを設けているため、排気口までに生じる不純物等の除去ができず、問題となっていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８４６３４号公報
【特許文献２】特開２００５−８４５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、エアフィルタの早期の目詰まり防止し、メンテナンスコストの低減を図るトナ−飛散防止装置、プロセスカ−トリツジおよび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】
【０００６】
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、トナーを収納するトナー収納装置におけるトナー飛散防止装置において、圧力損失の異なる複数のエアフィルタを有することを特徴とするトナー飛散防止装置である。
本発明は、複数のエアフィルタが別体であることを特徴とする。
本発明は、複数のエアフィルタが一体であることを特徴とする。
本発明は、前記記載のトナー飛散防止装置を有し、像担持体表面を帯電する帯電装置と、トナーを付着して前記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置のうちの少なくとも１つの装置と、前記像担持体とを一体化することを特徴とするプロセスカートリッジである。
本発明は、前記記載のトナー飛散防止装置と、像担持体表面を帯電する帯電装置と、トナーを付着して前記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記記載のプロセスカートリッジを有し、前記プロセスカートリッジが、画像形成装置本体に対して着脱自在とすることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記解決するための手段によって、エアフィルタの早期の目詰まり防止し、メンテナンスコストの低減を図るトナ−飛散防止装置、プロセスカ−トリツジおよび画像形成装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【０００９】
図１には、本発明に係るトナー飛散防止装置を備えるデジタル複写機で、その内部機構の全体概略構成を示す。また、図２は、本発明のトナー飛散防止装置を備えるデジタル複写機の内部機構の拡大構成図である。
図中符号１００は、複写機装置本体である。複写機装置本体１００は、その上に読取り・書込み装置２００を取り付け、テーブル状のシートバンク３００上に載置している。
複写機装置本体１００には、内部に、像担持体としてドラム状の感光体１０を設ける。その感光体１０のまわりには、上に配置する帯電装置１２から、その回転方向（時計方向）Ａに順に、現像装置１３、転写・搬送装置１４、クリーニング装置１５、除電装置１１（図２参照）などを配置する。
装置本体１００には、また内部に、感光体１０と転写・搬送装置１４間を通って図中右から左へと、用紙・ＯＨＰフィルム等のシート（転写材）を搬送するシート搬送路Ｂを形成する。そして、そのシート搬送路Ｂには、感光体１０の上流位置にレジストローラ１６を設ける。シート搬送路Ｂに沿って感光体１０の下流位置には、定着装置１７を設ける。定着装置１７には、ヒータを内蔵する定着ローラ１８と、その定着ローラ１８に下方から押し当てる加圧ローラ１９を備える。定着装置１７のさらに下流には、排出ローラ２０を設ける。
【００１０】
読取り・書込み装置２００には、レーザ書込み装置２２と原稿読取装置２３とを備える。レーザ書込み装置２２には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡２４、ポリゴンモータ２５、ｆθレンズ等の走査光学系２６などを設ける。原稿読取装置２３には、光源２８、複数のミラー２９、ＣＣＤ等のイメージセンサ３０などを設ける。
そして、上面にはコンタクトガラス３１を備え、そのコンタクトガラス３１を被うように原稿押え３２を開閉自在に取り付けてなる。
【００１１】
シートバンク３００には、内部に、シートカセット３４を多段に備える。各シートカセット３４には、それぞれ対応して繰出しローラ３５と分離ローラ３６を設ける。多段に備えるシートカセット３４の図中右側には、装置本体１００のシート搬送路Ｂへと通ずる給紙路Ｃを形成する。給紙路Ｃには、いくつかの搬送ローラ３７を備える。
なお、複写機装置本体１００には、図中右側面に、手差しシートをシート搬送路Ｂへと案内する手差しトレイ３８を開閉自在に設ける。他方、左側面には、排出ローラ２０により排出する画像記録済みシートを受けるシート排出トレイ３９を取り付ける。
【００１２】
このデジタル複写機を用いてコピーを取るときは、原稿押え３２を開いてコンタクトガラス３１上に原稿をセットし、不図示のスタートスイッチを押す。
そして、原稿読取装置２３を駆動して光源２８をコンタクトガラス３１に沿って移動し、光源２８からの光をコンタクトガラス３１上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー２９で反射してイメージセンサ３０に入れ、そのイメージセンサ３０で原稿内容を読取る。
また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体１０を回転し、まず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置１２で表面を一様に帯電し、次いで上述の原稿読取装置２３で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込み装置２２で書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１３でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。
【００１３】
また、スタートスイッチを押したとき同時に、適宜の繰出しローラ３５を回転し、シートバンク３００中に多段に備える複数のシートカセット３４中の対応するシートカセット３４内からシートを繰り出し、続く分離ローラ３６で１枚ずつ分離して給紙路Ｃに入れ、搬送ローラ３７で搬送してシート搬送路Ｂへと導き、レジストローラ１６に突き当てて止める。そして、上述した感光体１０の回転にタイミングを合わせてレジストローラ１６を回転し、感光体１０の下方へと送り込む。
または、手差し給紙部にある繰出しローラ４１を回転し、開いた手差しトレイ３８上にセットした手差しシートをシート搬送路Ｂへと入れ、同じくレジストローラ１６で感光体１０の回転にタイミングを合わせて該感光体１０の下方へと送り込む。
それから、感光体１０の下方へと送り込んだシートに、図示例では転写ベルト４０を有する転写・搬送装置１４で感光体１０上の可視像を転写する。画像転写後の感光体１０上の残留トナーはクリーニング装置１５で除去して清掃し、除電装置１１（図２参照）で感光体１０上の残留電位を除去して帯電装置１２からはじまる次の画像形成に備える。
【００１４】
一方、画像転写後のシートは、転写・搬送装置１４で搬送して定着装置１７に入れ、定着ローラ１８と加圧ローラ１９とで熱と圧力を加えて該定着装置１７で転写画像を定着する。その後、排出ローラ２０でシート排出トレイ３９上に排出してスタックする。
【００１５】
次に、図２を用いて現像装置１３について説明する。現像装置１３は、現像タンク４３と現像ホッパ４４とからなる。
現像タンク４３内には、現像ローラ４６、パドルホイール４７、攪拌ローラ４８、搬送スクリュ４９、セパレータ５０、ドクタブレード５１、トナー濃度センサ５２などを設ける。そして、現像タンク４３内には、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を収納する。
現像ローラ４６は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒状に形成した現像スリーブ６５と、その現像スリーブ６５内に固定状態で備え、現像スリーブ６５表面に現像剤を穂立ちするように磁界を形成する磁石ローラ体６６とで構成する。現像スリーブ６５は、不図示の回転駆動機構によって反時計まわりに回転する。
【００１６】
現像ホッパ４４内には、回転する歯車状のトナー補給部材５４、それに押し当てて取り付ける補給規制板５５、回転するアジテータ５６などを設け、新規トナーを収納してなる。
そして、この現像装置１３では、現像ケース５８内の二成分現像剤を、攪拌ローラ４８の回転により攪拌して摩擦帯電し、パドルホイール４７の回転によって跳ね上げ、現像ローラ４６に付着する。これにより、現像ローラ４６の現像スリーブ６５上には、磁石ローラ体６６の磁力線によってキャリアをチェーン状に穂立ちするとともに、このチェーン状に穂立ちしたキャリアに帯電トナーを付着して磁気ブラシを形成する。
そして、その磁気ブラシを現像スリーブ６５の回転とともに搬送してドクタブレード５１により穂高さを規制し、つまり余剰分を掻き落として後、現像バイアスにより感光体１０に付着してその感光体１０上の静電潜像を現像する。
【００１７】
現像装置１３では、感光体１０に付着してトナーを消費すると、その割合（トナー濃度）が減少する。そこで、現像剤中のトナー濃度がトナー濃度の目標値に対して所定値以下になると、アジテータ５６を回転してトナーを攪拌するとともにトナー補給部材５４へと搬送し、そのトナー補給部材５４を回転して補給規制板５５を揺動し、現像ホッパ４４から現像タンク４３内へとトナーを補給して現像剤中のトナー濃度を維持することが行われる。
現像剤中のトナー濃度は、現像ケース５８に取り付けるトナー濃度センサ５２により測定する。トナー濃度の目標値は、感光体１０上に作成した測定用トナー像（Ｐパターン）をフォトセンサで測定した値により設定される。
【００１８】
上述したとおり、感光体１０に付着したトナーは、転写・搬送装置１４によってシートに静電転写する。ところが、約１０％のトナーは、未転写となって感光体１０上に残る。未転写となって感光体１０上に残った残留トナーは、クリーニング装置１５に設けるクリーニングブレード６０およびブラシローラ６１によって感光体１０上から掻き落とす。
【００１９】
次に、図２を用いてクリーニング装置１５について説明する。クリーニング装置１５は、クリーニングケース６４内に回収タンク６２を形成し、クリーニングブレード６０やブラシローラ６１や回収スクリュ６３などを設ける。
クリーニングブレード６０は、ゴム材料でつくり、先端を所定の角度かつ所定の圧力で感光体１０に押し当てる。ブラシローラ６１は、金属棒にブラシを植毛したものを用い、不図示の駆動手段により図中矢示方向に回転する。回収スクリュ６３は、金属または樹脂成形品によりスパイラル形状につくる。
そして、感光体１０上の転写残トナーを、まずブラシローラ６１で掻き落とす。次いで、なお感光体１０上に残留するトナーを、クリーニングブレード６０で完全に除去する。クリーニングブレード６０およびブラシローラ６１によって感光体１０上から掻き落したトナーは、クリーニング装置１５の回収タンク６２内に入れる。そして、回収スクリュ６３によってクリーニング装置１５の片側に搬送する。
【００２０】
本発明では、現像装置１３の現像ケース５８には圧抜き用開口７０を形成し、そのまわりにフィルタ保持枠７１を設け、エアフィルタ７４を着脱自在に取り付ける。
エアフィルタ７４は、紙、布、不織布、または多孔質からなる合成樹脂などで作り、物理濾過、静電吸着法式等でトナーを除去する。
図３は、エアフィルタ部斜視図である。エアフィルタ枠７１は３箇所に区分されており、各々にエアフィルタ７４ａ、７４ｂ、７４ｃを着脱自在に取り付ける。ここで、７４ａを圧力損失の小さいもの、７４ｂを圧力損失が中程度、７４ｃを圧力損失が大きいものを選定している。なお、エアフィルタの圧力損失は材質や厚さ、密度、目の細かさ等により任意に設定することができる。
【００２１】
現像装置１３で、感光体１０とともに現像ローラ４６の現像スリーブ６５が回転すると、現像ケース５８内に図中点線矢印で示す気流が発生するが、その気流は圧抜き用開口７０を通して外部に流出するから、現像装置１３の内圧が上昇することはない。そして、このときエアフィルタ７４により浮遊トナーをキャッチすることで、浮遊トナーが現像装置１３の外部に漏れ出ることを防ぐことができる。
エアフィルタ７４が新品に近いときは、主に圧力損失の小さい７４ａより矢印１の気流で排気されるが、経時において７４ａが次第に目詰まりを起こしてくると若干内圧が上昇し、圧力損失が中程度の７４ｂより気流２が排気され、内圧の上昇は抑えられる。更に経時において７４ｂも次第に目詰まりを起こし、更に若干内圧が上昇すると、圧力損失が大きい７４ｃから気流３が排気され、内圧の上昇は抑えられる。７４ｃも目詰まりを起こすとエアフィルタ７４は寿命となり、清掃または交換にて再び使用することができる。このように圧力損失の異なる複数のエアフィルタを使用することにより、従来に比べて大幅に寿命を長くすることが可能となる。
また、図３では複数のフィルタを別体としたが、図４に示すように１枚のフィルタ内で部分的に厚みや密度、目の細かさ等を変え圧力損失の異なる部分を形成しても同じ効果が得られる。
【００２２】
またクリーニング装置１５のクリーニングケース６４には圧抜き用開口７２を形成し、そのまわりにフィルタ保持枠７３とエアフィルタ７５を着脱自在に取り付けても良い。
クリーニング装置１５では、感光体１０とともにブラシローラ６１が回転すると、クリーニングケース６４内に図中点線矢印で示す気流が発生するが、その気流は圧抜き用開口７２を通して外部に流出するから、クリーニング装置１５の内圧が上昇することはない。そして、このときエアフィルタ７５により浮遊トナーをキャッチすることで、浮遊トナーがクリーニング装置１５の外部に漏れ出ることを防ぐことができる。
この場合も圧力損失の異なる複数のエアフィルタを使用することにより、従来に比べて大幅に寿命を長くすることが可能となる。
【００２３】
図５に示す例では、感光体１０、帯電装置１２、クリーニング装置１５、除電装置１１などでプロセスカートリッジ８０を構成するが、この発明では、帯電装置１２、現像装置１３、クリーニング装置１５のうち少なくとも１つの装置と像担持体１０とを一体化してプロセスカートリッジを構成するようにすればよく、もちろん帯電装置１２、現像装置１３、クリーニング装置１５のすべてと像担持体１０とでプロセスカートリッジを形成してもよい。
このようなプロセスカートリッジにおいて、圧力損失の異なる複数のエアフィルタを使用することにより、プロセスカートリッジの寿命を大幅に長くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のトナー飛散防止装置を備えるデジタル複写機の内部機構の全体概略構成図である。
【図２】本発明のトナー飛散防止装置を備えるデジタル複写機の内部機構の拡大構成図である。
【図３】エアフィルタ部斜視図である。
【図４】エアフィルタの実施例である。
【図５】本発明のプロセスカートリッジを備えるデジタル複写機の内部機構の拡大構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  感光体（像担持体）
１２  帯電装置
１３  現像装置
１５  クリーニング装置
７０  現像装置の圧抜き用開口
７１  現像装置のフィルタ保持枠
７２  クリーニング装置の圧抜き用開口
７３  クリーニング装置のフィルタ保持枠
７４  現像装置のエアフィルタ
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ  別体のエアフィルタ
７５  クリーニング装置のエアフィルタ
８０  プロセスカートリッジ
８１  カートリッジケース
８４  トナーリサイクル装置
８５  回収パイプ
８６  搬送コイル
１００  複写機装置本体（画像形成装置本体）
【図１】
2007271856.tif 000003
【図２】
2007271856.tif 000004
【図３】
2007271856.tif 000005
【図４】
2007271856.tif 000006
【図５】
2007271856.tif 000007