(57)【要約】【課題】分離手段で空気と粉体とを分離する態様において、空気中の残留粉体を捕捉する捕捉手段の交換時に、使用済みの捕捉手段をそのまま取り外す場合に比べて、捕捉手段に捕捉された残留粉体の落下に伴う周辺環境の汚れを低減する。【解決手段】吸気手段１に接続される分離筐体２ａを有し、当該分離筐体２ａ内に粉体が混在する空気を渦状に流し込むことで空気と粉体とを遠心分離する分離手段２と、分離手段２の下部開口２ｃから排出された粉体を回収する回収手段３と、分離手段２の上部開口２ｂに接続されて分離手段２で分離された空気を排出する排気手段４と、排気手段４の一部に交換可能に設けられ、分離手段２で分離された空気に含まれる残留粉体Ｔ’を捕捉する捕捉手段５と、捕捉手段５を交換するときに、当該捕捉手段５に捕捉された残留粉体Ｔ’が落下するのを規制する規制手段６と、を備える。【選択図】図１
2020160271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を処理する粉体処理空間から粉体が混在する空気を吸引する吸気手段と、
前記吸気手段に接続されて略鉛直方向に延び且つ上下が開口した分離筐体を有し、当該分離筐体内に前記粉体が混在する空気を渦状に流し込むことで空気と粉体とを遠心分離し、前記分離筐体の上部開口から空気を、前記分離筐体の下部開口から粉体を分離して排出する分離手段と、
前記分離手段の下部開口から排出された粉体を回収する回収手段と、
前記分離手段の上部開口に接続されて前記分離手段で分離された空気を排出する排気手段と、
前記排気手段の一部に交換可能に設けられ、前記分離手段で分離された空気に含まれる残留粉体を捕捉する捕捉手段と、
前記捕捉手段を交換するときに、当該捕捉手段に捕捉された残留粉体が落下するのを規制する規制手段と、
を備えたことを特徴とする粉体回収装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体回収装置において、
前記捕捉手段は、予め決められた捕捉位置に対して引出可能に構成され、
前記規制手段は、前記捕捉手段を交換するときに、前記捕捉位置にある捕捉手段に対して着脱可能に取り付けられる受け部材を有し、この受け部材にて前記捕捉位置にある捕捉手段の下方の投影領域を覆い、前記捕捉手段を前記受け部材と共に引き出すことを特徴とする粉体回収装置。
【請求項３】
請求項２に記載の粉体回収装置において、
前記捕捉手段は前記捕捉位置から引き出す側にユーザが把持可能な把持部を有し、
前記受け部材は前記把持部が嵌まる位置決め口を有し、前記捕捉部材の把持部を直接把持可能とすることを特徴とする粉体回収装置。
【請求項４】
請求項１に記載の粉体回収装置において、
前記規制手段は、前記捕捉手段を回転可能に保持するものであって、前記捕捉手段を交換するときには、前記捕捉手段の使用時における残留粉体の捕捉面を下方に向かう捕捉位置から上方に向かう非捕捉位置まで回転させた状態で保持し、前記捕捉手段を引き出すことを特徴とする粉体回収装置。
【請求項５】
請求項４に記載の粉体回収装置において、
前記規制手段は、前記捕捉手段を交換するときには、前記捕捉手段の使用時における残留粉体の捕捉面を反転させた状態で保持することを特徴とする粉体回収装置。
【請求項６】
請求項４に記載の粉体回収装置において、
前記規制手段は、前記捕捉手段が前記捕捉位置に位置するときには引出方向の移動を拘束し、前記捕捉手段が非捕捉位置に位置するときに引出方向の移動を許容する案内手段を有することを特徴とする粉体回収装置。
【請求項７】
粉体を処理する粉体処理空間を有する粉体処理手段と、
請求項１乃至６のいずれかに記載の粉体回収装置と、
を備えた粉体処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の粉体処理装置において、
前記粉体処理手段は、像保持手段上に形成された潜像を粉体としてのトナーを用いて現像する現像装置であることを特徴とする粉体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体回収装置及びこれを用いた粉体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における粉体回収装置あるいは粉体処理装置としては例えば特許文献１〜３に記載のものがある。
特許文献１には、集塵フィルタの下面に付着したトナーをファンの停止により落下させ、集塵フィルタの目詰まりを防止する画像形成装置が開示されている。
特許文献２には、水平な流路内に交換可能に配置されるフィルタをジグザグに屈曲した形状とし、下方に引き出してフィルタを交換する画像形成装置のトナー捕集装置が開示されている。
特許文献３には、フィルタが、排気ファンの作動中は、排気ファンの停止中と比べ下から流れてきた空気に押されて変形あるいは変位し、排気ファンの停止により該変形あるいは変位を解除させる集塵装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４５５７３号公報（発明の実施の形態，図２）
【特許文献２】特開平１０−２２２０３５号公報（発明の実施の形態，図４）
【特許文献３】特開２００８−１５０９０号公報（発明を実施するための最良の形態，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする技術的課題は、分離手段で空気と粉体とを分離する態様において、空気中の残留粉体を捕捉する捕捉手段の交換時に、使用済みの捕捉手段をそのまま取り外す場合に比べて、捕捉手段に捕捉された残留粉体の落下に伴う周辺環境の汚れを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、粉体を処理する粉体処理空間から粉体が混在する空気を吸引する吸気手段と、前記吸気手段に接続されて略鉛直方向に延び且つ上下が開口した分離筐体を有し、当該分離筐体内に前記粉体が混在する空気を渦状に流し込むことで空気と粉体とを遠心分離し、前記分離筐体の上部開口から空気を、前記分離筐体の下部開口から粉体を分離して排出する分離手段と、前記分離手段の下部開口から排出された粉体を回収する回収手段と、前記分離手段の上部開口に接続されて前記分離手段で分離された空気を排出する排気手段と、前記排気手段の一部に交換可能に設けられ、前記分離手段で分離された空気に含まれる残留粉体を捕捉する捕捉手段と、前記捕捉手段を交換するときに、当該捕捉手段に捕捉された残留粉体が落下するのを規制する規制手段と、を備えたことを特徴とする粉体回収装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る粉体回収装置において、前記捕捉手段は、予め決められた捕捉位置に対して引出可能に構成され、前記規制手段は、前記捕捉手段を交換するときに、前記捕捉位置にある捕捉手段に対して着脱可能に取り付けられる受け部材を有し、この受け部材にて前記捕捉位置にある捕捉手段の下方の投影領域を覆い、前記捕捉手段を前記受け部材と共に引き出すことを特徴とする粉体回収装置である。
請求項３に係る発明は、請求項２に係る粉体回収装置において、前記捕捉手段は前記捕捉位置から引き出す側にユーザが把持可能な把持部を有し、前記受け部材は前記把持部が嵌まる位置決め口を有し、前記捕捉部材の把持部を直接把持可能とすることを特徴とする粉体回収装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１に係る粉体回収装置において、前記規制手段は、前記捕捉手段を回転可能に保持するものであって、前記捕捉手段を交換するときには、前記捕捉手段の使用時における残留粉体の捕捉面を下方に向かう捕捉位置から上方に向かう非捕捉位置まで回転させた状態で保持し、前記捕捉手段を引き出すことを特徴とする粉体回収装置である。
請求項５に係る発明は、請求項４に係る粉体回収装置において、前記規制手段は、前記捕捉手段を交換するときには、前記捕捉手段の使用時における残留粉体の捕捉面を反転させた状態で保持することを特徴とする粉体回収装置である。
請求項６に係る発明は、請求項４に係る粉体回収装置において、前記規制手段は、前記捕捉手段が前記捕捉位置に位置するときには引出方向の移動を拘束し、前記捕捉手段が非捕捉位置に位置するときに引出方向の移動を許容する案内手段を有することを特徴とする粉体回収装置である。
【０００７】
請求項７に係る発明は、粉体を処理する粉体処理空間を有する粉体処理手段と、請求項１乃至６のいずれかに係る粉体回収装置と、を備えた粉体処理装置である。
請求項８に係る発明は、請求項７に係る粉体処理装置において、前記粉体処理手段は、像保持手段上に形成された潜像を粉体としてのトナーを用いて現像する現像装置であることを特徴とする粉体処理装置である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、分離手段で空気と粉体とを分離する態様において、空気中の残留粉体を捕捉する捕捉手段の交換時に、使用済みの捕捉手段をそのまま取り外す場合に比べて、捕捉手段に捕捉された残留粉体の落下に伴う周辺環境の汚れを低減することができる。
請求項２に係る発明によれば、捕捉手段の交換時に当該捕捉手段の捕捉面から落下する残留粉体を受け止め、残留粉体の落下を阻止することができる。
請求項３に係る発明によれば、捕捉手段の交換時に、捕捉手段と受け止め部材との一体的に引き出すことができる。
請求項４に係る発明によれば、捕捉手段の交換時に、残留粉体の捕捉面の位置を変えることで残留粉体を落下し難い状態にすることができる。
請求項５に係る発明によれば、捕捉手段の交換時に、残留粉体の捕捉面の位置を捕捉位置から反転させない態様に比べて、残留粉体をより落下し難い状態に保つことができる。
請求項６に係る発明によれば、捕捉手段の交換時に、捕捉手段が捕捉位置にあるまま引き出される事態を回避することができる。
請求項７に係る発明によれば、分離手段で空気と粉体とを分離する態様において、空気中の残留粉体を捕捉する捕捉手段の交換時に、使用済みの捕捉手段をそのまま取り外す場合に比べて、捕捉手段に捕捉された残留粉体の落下に伴う周辺環境の汚れを低減することが可能な粉体回収装置を含む画像形成装置を提供する。
請求項８に係る発明によれば、粉体処理装置としての画像形成装置において、現像装置に対する粉体回収装置に容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用された粉体回収装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る粉体処理装置としての画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】実施の形態１で用いられる粉体回収装置の全体構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態１に係る粉体回収装置を構成する歌集ユニットを示す説明図である。
【図５】（ａ）は図４に示すサイクロンの一例を示す説明図、（ｂ）はその動作原理を示す説明図である。
【図６】（ａ）はサイクロンにて分離された空気中に含まれる残留粉体を回収する動作過程を示す説明図、（ｂ）は残留粉体を捕捉するフィルタカートリッジをそのまま交換したときの技術的課題を示す説明図である。
【図７】（ａ）はフィルタカートリッジを交換するときの粉体の落下を規制する規制機構の一例を示す説明図、（ｂ）は（ａ）に示す規制機構の使用方法を示す説明図である。
【図８】（ａ）はフィルタカートリッジに規制機構を組み込んだ一例を示す説明図、（ｂ）はフィルタカートリッジを交換するときの動作例を示す説明図である。
【図９】（ａ）は図８に示す規制機構を採用する際の案内機構の一例を示す説明図、（ｂ）はフィルタカートリッジ使用時の配置例を示す説明図、（ｃ）はフィルタカートリッジ交換時の配置例を示す説明図である。
【図１０】（ａ）はフィルタカートリッジの別の構成例を示す説明図、（ｂ）はフィルタカートリッジ使用時の配置例を示す説明図、（ｃ）はフィルタカートリッジ交換時の配置例を示す説明図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）は分離機構の他の構成例を夫々示す説明図である。
【図１２】比較の形態１に係る粉体回収装置の一例を示す説明図である。
【図１３】実施例１に係る粉体回収装置に対し捕集効率と排気風量との関係を示すグラフ図である。
【図１４】実施例２に係る粉体回収装置において、分離機構としてのサイクロンの分離筐体数と圧力損失との関係を示すグラフ図である。
【図１５】実施例２に係る粉体回収装置において、サイクロンの分離筐体数と全体入口風速との関係を示すグラフ図である。
【図１６】実施例２に係る粉体回収装置において、サイクロンの分離筐体数と１個あたりのインレット風速との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
◎実施の形態の概要
図１は本発明が適用された粉体回収装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
同図において、粉体回収装置は、粉体Ｔを処理する粉体処理空間１０から粉体Ｔが混在する空気Ａｉｒを吸引する吸気手段１と、吸気手段１に接続されて略鉛直方向に延び且つ上下が開口した分離筐体２ａを有し、当該分離筐体２ａ内に粉体Ｔが混在する空気Ａｉｒを渦状に流し込むことで空気Ａｉｒと粉体Ｔとを遠心分離し、分離筐体２ａの上部開口２ｂから空気Ａｉｒを、分離筐体２ａの下部開口２ｃから粉体Ｔを分離して排出する分離手段２と、分離手段２の下部開口２ｃから排出された粉体Ｔを回収する回収手段３と、分離手段２の上部開口２ｂに接続されて分離手段２で分離された空気Ａｉｒを排出する排気手段４と、排気手段４の一部に交換可能に設けられ、分離手段２で分離された空気Ａｉｒに含まれる残留粉体Ｔ’を捕捉する捕捉手段５と、捕捉手段５を交換するときに、当該捕捉手段５に捕捉された残留粉体Ｔ’が落下するのを規制する規制手段６と、を備えたものである。
【００１１】
このような技術的手段において、吸気手段１は吸気ダクト１ａ内で空気Ａｉｒを吸引する態様を広く含み、吸気ダクト１ａ内の吸気方向に気流を生成する気流生成手段（ファン）については吸気通路内に限らず、吸気通路に連通する他の通路に設けるようにしてもよい。
また、分離手段２については所謂サイクロンの原理で分離筐体２ａ内で空気Ａｉｒと粉体Ｔを分離するものを広く含み、吸気速度、分離筐体２ａの形状や数は適宜選定してよい。
更に、回収手段３については粉体Ｔを貯留する態様に限らず、一時貯留して別の回収場所に搬送する態様でもよい。
更にまた、排気手段４は排気ダクト４ａ内の空気Ａｉｒを排出する態様を広く含み、通常排気ダクト４ａ内の排気方向に気流を生成する気流生成手段４ｂを備える態様が多い。
また、捕捉手段５は残留粉体Ｔ’を捕捉するフィルタが代表的である。
また、規制手段６は、捕捉手段５に捕捉された残留粉体Ｔ’が落下することを規制するものを広く含み、代表的には、捕捉手段５の交換時に捕捉面から落下する残留粉体Ｔ’を受け止める態様や、捕捉手段５の交換時に、捕捉面から残留粉体Ｔ’が落下しないように捕捉面の位置を変える態様が挙げられる。
【００１２】
次に、本実施の形態に係る粉体回収装置の代表的態様又は好ましい態様について説明する。
先ず、規制手段６の代表的態様としては、捕捉手段５は、予め決められた捕捉位置に対して引出可能に構成され、規制手段６は、捕捉手段５を交換するときに、捕捉位置にある捕捉手段５に対して着脱可能に取り付けられる受け部材（図示せず）を有し、この受け部材にて捕捉位置にある捕捉手段５の下方の投影領域を覆い、捕捉手段５を受け部材と共に引き出す態様が挙げられる。本例は、着脱可能な引出し型の規制手段６で、捕捉手段５を交換するときに引き出し可能な受け部材で捕捉手段５から落下する残留粉体Ｔ’を受け止める態様である。
ここで、本例における好ましい態様としては、捕捉手段５を捕捉位置から引き出す側にユーザが把持可能な把持部５ａを有し、受け部材は把持部５ａが嵌まる位置決め口（図１では図示せず）を有し、捕捉手段５の把持部５ａを直接把持可能とする態様が挙げられる。本例は、捕捉手段５に対して引き出し型の受け部材を着脱するに当たり、捕捉手段５の把持部５ａを把持可能とする態様である。
【００１３】
また、規制手段６の別の代表的態様としては、捕捉手段５を回転可能に保持するものであって、捕捉手段５を交換するときには、捕捉手段５の使用時における残留粉体Ｔ’の捕捉面を下方に向かう捕捉位置から上方に向かう非捕捉位置まで回転させた状態で保持し、捕捉手段５を引き出す態様が挙げられる。本例は、捕捉手段５を回転可能に保持し、交換時に残留粉体Ｔ’が落下しない位置に回転させてから、捕捉手段５を引き出す態様である。
ここで、本例における好ましい態様としては、捕捉手段５を交換するときには、捕捉手段５の使用時における残留粉体Ｔ’の捕捉面を反転させた状態で保持する態様が挙げられる。本例は、捕捉手段５を交換するときに捕捉手段５の捕捉面を反転させる態様である。
また、規制手段６の別の好ましい態様としては、捕捉手段５が捕捉位置に位置するときには引出方向の移動を拘束し、捕捉手段５が非捕捉位置に位置するときに引出方向の移動を許容する案内手段（図１では図示せず）を有する態様が挙げられる。本例は、回転引き出し型の規制手段６について、捕捉手段５の捕捉面を下方に向けたままの引き出し動作を制限する案内手段を付加した態様である。
【００１４】
また、本実施の形態では、粉体を処理する粉体処理空間１０を有する粉体処理手段と、前述した粉体回収装置と、を備えた粉体処理装置を構築することも可能である。
この種の粉体処理装置の代表的態様としては、粉体処理手段は、像保持手段上に形成された潜像を粉体としてのトナーを用いて現像する現像装置である態様が挙げられる。
【００１５】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は実施の形態１に係る粉体処理装置の一例としての画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
−画像形成装置の全体構成−
同図において、画像形成装置２０は、画像形成装置筐体２１内に、複数の色成分（本実施の形態ではホワイト＃１、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック、ホワイト＃２）画像を形成する画像形成部２２（具体的には２２ａ〜２２ｆ）と、各画像形成部２２にて形成された各色成分画像を順次転写（一次転写）保持するベルト状の中間転写体３０と、中間転写体３０上に転写された各色成分画像を記録媒体としての用紙に二次転写（一括転写）する二次転写装置（一括転写装置）５０と、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置７０と、二次転写域に用紙を搬送する用紙搬送系８０と、を備えている。尚、本例では、ホワイト＃１、ホワイト＃２は全く同色の白色材料を用いているが、用紙上他の色成分画像よりも下層に位置するか、上層に位置するかによって異なる白色材料を用いたものでもよいことは勿論である。また、例えば一方のホワイト＃１に代えて透明色の材料を用いるようにしてもよい。
【００１６】
−画像形成部−
本実施の形態において、各画像形成部２２（２２ａ〜２２ｆ）は、夫々ドラム状の感光体２３を有し、各感光体２３の周囲には、感光体２３が帯電されるコロトロンや転写ロール等の帯電装置２４、帯電された感光体２３上に静電潜像が書き込まれるレーザ走査装置等の露光装置２５、感光体２３上に書き込まれた静電潜像が各色成分トナーにて現像される現像装置２６、感光体２３上のトナー画像が中間転写体３０に転写される転写ロール等の一次転写装置２７及び感光体２３上の残留トナーが除去される感光体清掃装置２８を夫々配設したものである。
【００１７】
また、中間転写体３０は、複数（本実施の形態では三つ）の張架ロール３１〜３３に掛け渡されており、例えば張架ロール３１が図示外の駆動モータにて駆動される駆動ロールとして用いられ、当該駆動ロールにて循環移動するようになっている。更に、張架ロール３１，３３間には二次転写後の中間転写体３０上の残留トナーを除去するための中間転写体清掃装置３５が設けられている。
【００１８】
−二次転写装置（一括転写装置）−
更に、二次転写装置（一括転写装置）５０は、図２に示すように、複数（例えば２つ）の張架ロールに転写搬送ベルト５３が張架されたベルト転写モジュール５１を中間転写体３０の表面に接触するように配置したものである。尚、ベルト転写モジュール５１は図示外のリトラクト機構にて退避可能に支持されており、中間転写体３０に対して接離可能になっている。
ここで、転写搬送ベルト５３はクロロプレン等の材料を用いた体積抵抗率１０６〜１０１２Ω・ｃｍの半導電性ベルトであり、一方の張架ロールを弾性転写ロール５５として構成し、この弾性転写ロール５５を転写搬送ベルト５３を介して中間転写体３０に二次転写域（一括転写域）ＴＲにて圧接配置すると共に、中間転写体３０の張架ロール３３を弾性転写ロール５５の対向電極をなす対向ロール５６として対向配置し、一方の張架ロール位置から他方の張架ロール位置に向けて用紙の搬送経路を形成するものである。
【００１９】
また、本例では、弾性転写ロール５５は金属製シャフトの周囲に発泡ウレタンゴムやＥＰＤＭにカーボンブラック等が配合された弾性層を被覆した構成になっている。
更に、対向ロール５６（本例では張架ロール３３を兼用）には導電性の給電ロール（図示せず）を介して転写電源（図示せず）からの転写電圧が印加されており、弾性転写ロール５５及び対向ロール５６間に所定の転写電界が形成されるようになっている。
尚、本例では、二次転写装置５０はベルト転写モジュール５１を用いているが、これに限られるものではなく、中間転写体３０に弾性転写ロール５５を直接圧接配置する態様を用いるようにしてもよい。
【００２０】
−定着装置−
定着装置７０は、図２に示すように、用紙の画像保持面側に接触して配置される駆動回転可能な加熱定着ロール７１と、当該加熱定着ロール７１に対向して圧接配置され、加熱定着ロール７１に追従して回転する加圧定着ロール７２とを有し、両定着ロール７１，７２間の転写領域に用紙上に保持された画像を通過させ、当該画像を加熱加圧定着するものである。
【００２１】
−用紙搬送系−
更に、用紙搬送系８０は、複数段（本例では二段）の用紙供給容器８１，８２を有し、用紙供給容器８１，８２のいずれかから供給される用紙を略鉛直方向に延びる鉛直搬送路８３から略水平方向に延びる水平搬送路８４を経て二次転写域ＴＲへと至り、その後、転写された画像が保持された用紙を、搬送ベルト８５を経由して定着装置７０による定着部位に至り、画像形成装置筐体２１の側方に設けられた用紙排出受け８６に排出するものである。
そして更に、用紙搬送系８０は、水平搬送路８４のうち定着装置７０の用紙搬送方向下流側に位置する部分から下方に向かって分岐する反転可能な分岐搬送路８７を有し、当該分岐搬送路８７で反転された用紙を戻し搬送路８８を経て再び鉛直搬送路８３から水平搬送路８４へと戻し、二次転写域ＴＲにて用紙の裏面に画像を転写し、定着装置７０を経て用紙排出受け８６へ排出するようになっている。
また、用紙搬送系８０には用紙を整合して二次転写域ＴＲに供給する整合ロール９０のほか、各搬送路８３，８４，８７，８８には適宜数の搬送ロール９１が設けられている。
更に、水平搬送路８４の二次転写域ＴＲの入口側には整合ロール９０を通過した用紙を二次転写域ＴＲへ案内する案内シュート９２が設けられている。本例では、案内シュート９２は対構成のＳＵＳ等の金属板を所定の傾斜姿勢で配置し、二次転写域ＴＲに突入する用紙の突入姿勢を規制するものであり、直接接地されている。尚、本例では、整合ロール９０と二次転写域ＴＲとの間に一つの案内シュート９２が示されているが、一つである必要はなく、複数設けるようにしてもよいことは勿論である。
更にまた、画像形成装置筐体２１の用紙排出受け８６の反対側には水平搬送路８４に向かって手差し用紙が供給可能な手差し用紙供給器９５が設けられている。
【００２２】
−粉体回収装置−
＜粉体回収装置の設置理由＞
本実施の形態では、画像形成装置筐体２１内には、各画像形成部２２（本例では２２ａ〜２２ｆ）の各感光体２３の周辺には浮遊トナー（以下「トナークラウド」という）を含んだ空気が生成されてしまい、トナークラウドが各画像形成部２２の各要素や中間転写体３０、用紙等に付着すると、画質低下の要因になってしまう懸念がある。このため、本例では、画像形成装置筐体２１の背面壁部の外側（外部）に、トナークラウドを除去して回収する粉体回収装置１００（図３参照）が設けられている。
【００２３】
＜粉体回収装置の全体構成＞
本例において、粉体回収装置１００は、図３に示すように、各画像形成部２２（２２ａ〜２２ｆ）に対応して夫々設けられる複数の粉体回収ユニット１１０（具体的には１１０ａ〜１１０ｆ）を有し、画像形成装置筐体２１の背面壁部の外側（外部）に予め設置された粉体回収フレーム１０１内に各粉体回収ユニット１１０（１１０ａ〜１１０ｆ）を並べて搭載したものである。
【００２４】
−粉体回収ユニットの構成例−
本例において、粉体回収ユニット１１０は、図４に示すように、吸気したトナークラウドを粉体としてのトナーと空気とに分離して排気する分離手段としてのサイクロン１２０を有し、このサイクロン１２０と各画像形成部２２（２２ａ〜２２ｆ）のうちトナーが飛散する現像装置２６との間を吸気手段としての吸気ダクト１１１で接続し、更に、サイクロン１２０には当該サイクロン１２０で分離されたトナーを回収する回収手段としての回収容器１３０を接続する一方、サイクロン１２０には排気手段としての排気ダクト１４０を接続すると共に、この排気ダクト１４０の途中には排気手段としての排気ファン１５０を設置し、更に、排気ダクト１４０の途中には排気される空気中に含まれる残留トナーを捕捉する捕捉手段としてのフィルタカートリッジ１６０を着脱可能に装備したものである。
【００２５】
＜吸気ダクト＞
吸気ダクト１１１は、略鉛直方向に延びる円筒状の流通配管１１２を有し、この流通配管１１２の上部に例えばゴム製の蛇腹状の曲管１１３を接続し、例えば各画像形成部２２（２２ａ〜２２ｆ）のうちトナーが飛散する現像装置２６に曲管１１３の他端を接続する一方、流通配管１１２の下部には圧力調整用の調整配管１１４を接続し、この調整配管１１４を介してサイクロン１２０に通じるようになっている。尚、本例では、吸気ダクト１１１の途中に吸気ファンを設けてはおらず、前述した排気ファン１５０による排気作用を利用して吸気作用を奏するようになっている。
【００２６】
＜サイクロン＞
サイクロン１２０は、図４及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、一若しくは複数（本例では二つ）の分離筐体１２１（具体的には１２１ａ，１２１ｂ）を有している。本例において、二つの分離筐体１２１は連結ホルダ１２２を介して一体的に保持されており、この連結ホルダ１２２は吸気ダクト１１１の調整配管１１４が接続される接続配管部１２３を有している。
そして、分離筐体１２１は円筒状の筒状部１２４を有し、当該筒状部１２４の下部には漏斗状に窄まる漏斗部１２５有しており、筒状部１２４の上部には上部開口１２６を設けると共に、漏斗部１２５の下部に下部開口１２７を設けたものである。そして、筒状部１２４の周壁上部のうち、連結ホルダ１２２の接続配管部１２３に面した箇所には夫々空気の導入口１２８が設けられており、この導入口１２８は分離筐体１２１内に向かって空気を円周方向から導入する位置に配置され、導入口１２８から導入されたトナークラウドを含む空気Airは分離筐体１２１内の筒状部１２４及び漏斗部１２５の内周壁に沿って渦を描くように流れ込む。このとき、空気Airの排出方向は分離筐体１２１の円の中心から上方向に排出し、一方、固体であるトナーＴは遠心分離され、壁面に衝突しその後重力により落下する。このような作用により、トナークラウドを含む空気Airは、分離筐体１２１内で分離され、トナーＴから分離された空気Air1は分離筐体１２１の上部開口１２６から排気ダクト１４０へと排気され、一方、トナーＴは分離筐体１２１の下部開口１２７から回収容器１３０へと回収される。尚、符号１２８は、分離筐体１２１と排気ダクト１４０とを接続する接続ダクト、符号１２９は、分離筐体１２１と回収容器１３０とを接続する接続ダクトである。
【００２７】
＜フィルタカートリッジ＞
サイクロン１２０から排気された空気Air1は、排気ファン１５０による排気力によって排気ダクト１４０内を排気方向に向かって通過し、フィルタカートリッジ１６０を通過した後、排気ダクト１４０の排気口１４１から排出される。
ここで、フィルタカートリッジ１６０は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、排気ダクト１４０の一部に形成されたカートリッジ受部１４２に対して引出可能なカートリッジ本体１６１を有し、このカートリッジ本体１６１内にフィルタ部材１６２を交換可能にセットするようにしたものである。
そして、図６（ａ）に示すように、排気ダクト１４０のカートリッジ受部１４２にフィルタカートリッジ１６０に装着した状態では、フィルタカートリッジ１６０は捕捉位置にセットされることになり、サイクロン１２０を経て排気された空気Air（一部残留トナーＴ’を含む）は、フィルタカートリッジ１６０を通過するときに、フィルタ部材１６２によって残留トナーＴ’が除去されることから、より浄化された空気Air2になって排気口１４１から排出される。
【００２８】
一方、フィルタカートリッジ１６０のフィルタ部材１６２が汚れ、フィルタカートリッジ１６０を交換する必要が生じた場合には、図６（ｂ）に示すように、カートリッジ本体１６１の一部にユーザが把持可能な把持部１６３を設けておき、把持部１６３を把持することでフィルタカートリッジ１６０を捕捉位置から引き出すように操作すればよい。この結果、フィルタカートリッジ１６０はカートリッジ受部１４２から引き出された後、取り外される。この状態において、ユーザは、フィルタカートリッジ１６０内のフィルタ部材１６２を新しいものと交換した後、再び、カートリッジ受部１４２に対してフィルタ部材１６２交換後のフィルタカートリッジ１６０を装着するようにすればよい。
【００２９】
−汚れ防止手法の必要性−
本実施の形態では、粉体回収装置１００を構成する粉体回収ユニット１１０としてサイクロン１２０を採用していることから、トナークラウドを含む空気Airからは多くのトナーＴが回収され、サイクロン１２０を経て排気された空気Airには残留トナーＴ’が一部含まれているものと想定される。
従って、フィルタカートリッジ１６０のフィルタ部材１６２が汚れる頻度は、サイクロン１２０を用いない場合に比べて大幅に低減されることにはなるものの、フィルタカートリッジ１６０の交換作業をゼロにすることは難しく、フィルタカートリッジ１６０の交換作業を行うことは避けられない。
このため、フィルタカートリッジ１６０交換時には、図６（ｂ）に示すように、排気ダクト１４０のカートリッジ受部１４２からフィルタカートリッジ１６０をそのまま引き出すという作業が通常行われるが、この作業過程においては、フィルタカートリッジ１６０のフィルタ部材１６２の汚れ面が下向きで露呈していることから、フィルタカートリッジ１６０の引出時にフィルタ部材１６２に一旦捕捉された残留トナーＴ’が一部落下するという懸念がある。
【００３０】
−汚れ防止手法の構成例−
本実施の形態では、フィルタカートリッジ１６０を交換するときに、フィルタ部材１６２に捕捉された残留トナーＴ’が落下するのを規制して汚れを防止する手法が採用されている。
＜汚れ防止手法１＞
図７（ａ）（ｂ）に示す汚れ防止手法１は、排気ダクト１４０のカートリッジ受部１４２（捕捉位置に相当）にセットされたフィルタカートリッジ１６０に対して着脱可能に取り付けられる受け部材としての汚れ防止プレート１７０を有し、この汚れ防止プレート１７０にて捕捉位置にあるフィルタカートリッジ１６０の下方の投影領域を覆い、フィルタカートリッジ１６０を汚れ防止プレート１７０と共に引き出すようにしたものである。
本例において、汚れ防止プレート１７０は、フィルタカートリッジ１６０の底面部を略覆う底面プレート部１７１と、この底面プレート部１７１のうちフィルタカートリッジ１６０の把持部１６３のある側に立ち上がり縦壁プレート部１７２とを有し、この縦壁プレート部１７２にはフィルタカートリッジ１６０の把持部１６３が嵌まる位置決め口１７３を形成したものである。
【００３１】
そして、本例では、カートリッジ受部１４２は、フィルタカートリッジ１６０を引出可能に案内する案内溝（図示せず）を有するほか、フィルタカートリッジ１６０が捕捉位置にセットされた状態で汚れ防止プレート１７０の底面プレート部１７１を挿入且つ引出可能に案内する案内溝（図示せず）を有している
このため、本実施の形態では、フィルタカートリッジ１６０を交換する場合には、先ず、カートリッジ受部１４２に対して汚れ防止プレート１７０の底面プレート部１７１を挿入し、縦壁プレート部１７２の位置決め口１７３にフィルタカートリッジ１６０の把持部１６３を位置決めし、フィルタカートリッジ１６０の下側を汚れ防止プレート１７０の底面プレート部１７１で覆う状態とし、この後、フィルタカートリッジ１６０の把持部１６３を把持してフィルタカートリッジ１６０を引き出すようにすれば、フィルタカートリッジ１６０を汚れ防止プレート１７０と共に引きですことが可能である。
このとき、フィルタカートリッジ１６０の引出操作時にその振動等でフィルタ部材１６２に付着した残留トナーＴ’が落下したとしても、落下した残留トナーＴ’は汚れ防止プレート１７０で受け止められることから、残留トナーＴ’が完全に落下するには至らない。
【００３２】
＜汚れ防止手法２＞
図８（ａ）（ｂ）に示す汚れ防止手法２は、フィルタカートリッジ１６０の構成を、排気ダクト１４０のカートリッジ受部１４２に対して円筒状のフィルタ部材１６５を回転可能に保持する態様とし、フィルタカートリッジ１６０使用時には、図８（ａ）に示すように、カートリッジ受部１４２の捕捉位置にフィルタカートリッジ１６０をセットし、フィルタカートリッジ１６０交換時には、図８（ａ）（ｂ）に示すように、捕捉位置にあるフィルタカートリッジ１６０を１８０°回転させることで円筒状のフィルタ部材１６５の捕捉面１６６（図中網点で示す下側半円筒部）を上方側に反転移動させた後、フィルタカートリッジ１６０を引き出すようにすればよい。尚、図中、符号１６３は把持部を示す。
このようにすれば、フィルタカートリッジ１６０引出時には、円筒状のフィルタ部材１６５の捕捉面１６６が上方側に配置されることから、捕捉面１６６に付着した残留トナーは落下し難い。
【００３３】
また、汚れ防止手法２においては、図９（ａ）に示すように、例えばフィルタカートリッジ１６０の円筒状のフィルタ部材１６５の周壁の一部に径方向に突出するキー１９０を設け、一方、カートリッジ受部１４２側には、フィルタカートリッジ１６０を挿入した後１８０°回転した状態でフィルタカートリッジ１６０を保持するための案内機構１９１を設けるようにしたものである。本例において、案内機構１９１は、フィルタカートリッジ１６０がカートリッジ受部１４２に挿入されるときに、キー１９０が通過可能な第１の案内溝１９２と、フィルタカートリッジ１６０が挿入された後に半周回転可能となるようにキー１９０が通過可能な第２の案内溝１９３とを備えたものである。
このような案内機構１９１を備えていれば、フィルタカートリッジ１６０の捕捉位置はキー１９０が第２の案内溝１９３の終端に至った位置になるため、図９（ｃ）に示すように、フィルタカートリッジ１６０が捕捉位置に位置するときにはカートリッジ受部１４２からフィルタカートリッジ１６０を引き出すことはできず、フィルタカートリッジ１６０を引き出すには、図９（ｃ）に示す捕捉位置にあるフィルタカートリッジ１６０を第２の案内溝１９３に沿ってキー１９０を移動させながら半周分反時計回り方向に回転させ、しかる後、第１の案内溝１９２に沿ってキー１９０を移動させながらフィルタカートリッジ１６０を引き出すようにすればよい。
このため、本例では、フィルタカートリッジ１６０の回転姿勢を反転させない限り、フィルタカートリッジ１６０を捕捉位置から引き出せないことから、フィルタカートリッジ１６０交換時には、円筒状のフィルタ部材１６５の捕捉面は反転して上方側を向いた状態に至った後に引き出されることになる。
【００３４】
また、汚れ防止手法２は、フィルタカートリッジ１６０として円筒状のフィルタ部材１６５を備えた態様に適用したものを説明したが、これに限られるものではなく、例えば図１０（ａ）に示すように、円筒状のカートリッジ枠１９５に対して板状のフィルタ部材１９６を半回転可能に保持させた構成とし、板状のフィルタ部材１９６の一部にキー１９７を設けると共に、円筒状のカートリッジ枠１９５側にはキー１９７の案内溝を構成する案内機構１９８を付加し、板状のフィルタ部材１９６を半回転させない限り、フィルタカートリッジ１６０を引き出せないようにする等、適宜設計変更できることは勿論である。
【００３５】
◎変形の形態１
本実施の形態では、サイクロン１２０は二つの分離筐体１２１（１２１ａ，１２１ｂ）を用いた態様であるが、これに限られるものではなく、例えば図１１（ａ）に示すように、一つの分離筐体１２１を用いるようにしてもよいし、図１１（ｂ）に示すように、四つの分離筐体１２１（１２１ａ〜１２１ｄ）を用いる態様であってもよい。尚、図１１（ｂ）に示す態様では、四つの分離筐体１２１の真ん中に例えば吸気ダクト１１１からの接続配管部１２３を設け、各分離筐体１２１の上部開口からの排気については、四つの分離筐体１２１の真ん中の領域を利用して排気ダクト１４０を設置し、接続ダクト２００を介して排気ダクト１４０に連通接続し、この排気ダクト１４０の途中にフィルタカートリッジ１６０を組み込むようにしてもよい。
【００３６】
◎変形の形態２
本実施の形態では、粉体回収装置１００は、主としてトナークラウドを除去することを目的として設置されているが、例えば各画像形成部２２の帯電装置２４としてスコロトロンやコロトロンを使用し、あるいは、各感光体２３を除電するための除電装置としてイレーズランプを使用すると、オゾンが生成されてしまうことから、これらのデバイスの後方側の空間に通じる別の吸気ダクトを設置し、空気中に含まれるオゾンを併せて回収するようにしてもよいことは勿論である。
【００３７】
◎比較の形態１
図１２は比較の形態１に係る粉体回収ユニット１１０’を示す。
同図において、粉体回収ユニット１１０’は、サイクロン１２０を使用せず、吸気ダクト１１１と排気ダクト１４０とを直結し、排気ダクト１４０の途中に排気ファン１５０及びフィルタカートリッジ１６０を着脱可能に設けたものである。
本比較の形態１によれば、本実施の形態に比べて、フィルタカートリッジ１６０の交換作業数が多いことが確認された。
例えば比較の形態１では、フィルタカートリッジ１６０の交換作業が４４回あったものについて、本実施の形態では０〜２回の交換作業で済むことが確認された。
【実施例】
【００３８】
◎実施例１
実施例１は、サイクロンの分離筐体１個を用いた粉体回収ユニット１１０（粉体回収装置）を用い、捕集効率と排気風量との関係を調べたところ、図１３に示す結果が得られた。
ここでいう「排気風量」はサイクロンの上部開口からの排気風量を示し、「捕集効率」はフィルタカートリッジによるトナーの捕集効率を示す。
図１３によれば、排気風量が少ない方がフィルタカートリッジの捕集効率は高いが、排気風量低下に伴い、サイクロンへの吸引力不足により、トナークラウドの回収能力の低下等を改善する上で、例えばサイクロンの分離筐体数を増やして吸引力を増加させるようにすることが有効であることが確認された。
【００３９】
◎実施例２
実施例２は、サイクロンの分離筐体数と圧力損失、全体入口風速、１個当たりのインレット風速との関係を調べたところ、図１４乃至図１６に示す結果が得られた。尚、●は各サイクロンを用いた仮想モデルについてのSimulationの結果、□は各サイクロンを搭載したベンチモデルを使用した評価結果を示す。
図１４は、圧力損失との関係を示したもので、サイクロンの分離筐体数が増加するにつれて圧力損失が低下することが理解される。
また、図１５は全体入口風速との関係を示したもので、サイクロンの分離筐体数が増加するにつれて全体入口風速が増加することが理解される。
更に、図１６はサイクロンの分離筐体１個当たりのインレット風速との関係を示したもので、サイクロンの分離筐体数が増加するにつれて１個当たりのインレット風速が低下することが理解される。
【符号の説明】
【００４０】
１…吸気手段，１ａ…吸気ダクト，２…分離手段，２ａ…分離筐体，２ｂ…上部開口，２ｃ…下部開口，３…回収手段，４…排気手段，４ａ…排気ダクト，４ｂ…気流生成手段，５…捕捉手段，５ａ…把持部，６…規制手段，１０…粉体処理空間，Ａｉｒ…空気，Ｔ…粉体，Ｔ’…残留粉体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2020160271.tif 000014
【図１３】
2020160271.tif 000015
【図１４】
2020160271.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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