(57)【要約】【課題】  本発明は、省スペース性に優れ、かつ吸引効率の優れた飛散粉塵吸引装置、現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の飛散粉塵吸引装置は、潜像担持体の回転方向下流側と、潜像担持体に対向して配置され、潜像担持体に現像剤を供給する現像剤供給装置における潜像担持体側との狭窄領域で飛散するトナーや磁性キャリアを含む粉塵を吸引する装置であって、複数の吸引口と、各吸引口に個別に連通し、吸引するための気流が独立して流れる複数の気流路とを有し、吸引口の法線ベクトルが気流路内の気流の移動方向に対して平行とならないように各気流路を設けた吸引用ダクトと、各気流路を介して各吸引口から、飛散する粉塵を吸引するために、各気流路に連結して各気流路に気流を強制的に発生する強制気流発生装置とを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体の回転方向下流側と、該潜像担持体に対向して配置され、前記潜像担持体に現像剤を供給する現像剤供給装置における前記潜像担持体側との狭窄領域で飛散するトナーや磁性キャリアを含む粉塵を吸引する飛散粉塵吸引装置において、
複数の吸引口と、該各吸引口に個別に連通し、吸引するための気流が独立して流れる複数の気流路とを有し、前記吸引口の法線ベクトルが前記気流路内の気流の移動方向に対して平行とならないように前記各気流路を設けた吸引用ダクトと、
前記各気流路を介して前記各吸引口から、飛散する前記粉塵を吸引するために、前記各気流路に連結して前記各気流路に気流を強制的に発生する強制気流発生装置と
を有することを特徴とする飛散粉塵吸引装置。
【請求項２】
前記強制気流発生装置と連結する連結部分における前記各気流路のそれぞれの断面積を前記各吸引口毎における所望の流量に応じて可変する請求項１記載の飛散粉塵吸引装置。
【請求項３】
前記強制気流発生装置の稼動及び前記強制気流発生装置が発生する気流の流量を制御する強制気流発生制御装置を設けた請求項１記載の飛散粉塵吸引装置。
【請求項４】
画像形成に必要な現像剤の濃度を予め検出する現像剤濃度検出手段を設け、前記強制気流発生制御装置は、前記現像剤濃度検出手段による現像剤の濃度に応じて前記強制気流発生装置の稼動及び気流の流量を制御する請求項３記載の飛散粉塵吸引装置。
【請求項５】
画像形成による画像の濃度を予め検出する画像濃度検出手段を設け、前記強制気流発生制御装置は、前記画像濃度検出手段による画像の濃度に応じて前記強制気流発生装置の稼動及び気流の流量を制御する請求項３記載の飛散粉塵吸引装置。
【請求項６】
装置近傍の湿度を検出する湿度検出手段を設け、前記強制気流発生制御装置は、前記湿度検出手段による湿度に応じて前記強制気流発生装置の稼動及び気流の流量を制御する請求項３記載の飛散粉塵吸引装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の飛散粉塵吸引装置を有することを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７記載の現像装置を有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】
本発明は飛散粉塵吸引装置、現像装置及び画像形成装置に関し、詳細には複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いる現像装置において飛散したトナーや磁性キャリア等の粉塵を吸引する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置における磁気ブラシ式現像装置では、現像器ケーシングの開口部に設けられた現像剤担持体としての現像スリーブが内蔵する磁石によって形成する磁界により、トナーと磁性キャリアを含む現像剤で磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを潜像担持体としての感光体ドラムと現像スリーブとの隙間に搬送して感光体ドラム上の潜像を現像する。
【０００３】
ところが、画像形成装置における現像装置においては、現像スリーブが設けられた現像器ケーシングの開口部から装置内のトナーやキャリアが飛散し易い。そして、現像装置の下方を中心に外部へ飛散したトナーやキャリア等の粉塵は、画像形成装置内を汚染して紙詰まりなどの処理時にオペレーターの手を汚してしまったり、上記画像形成装置内で電気部品に付着してノイズなどの原因となったり、像保持体としての転写シートの搬送部分に付着して該転写シートを汚してしまったりするという問題点があった。
【０００４】
このような問題点を解決する技術がいくつか提案されている。その一つとして、特許文献１では、現像ケースの開口両端部に飛散を防止するための多孔質性の通気性シートからなるサイドシートを設け、トナーが現像ケース外に出ずに空気だけ外に出すことができる。また、特許文献２では、感光体とキャリア回収手段との間隙に現像装置外部から内部へ向かう方向の気流を発生させる空気流発生手段を設けることで対応している。更に、特許文献３では、コロナ放電装置に吹き込まれる気流を均一化することによって、帯電生成物を均一に除電もしくは帯電し、余剰の生成物を滞留させないようにしている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２は特に飛散の多い現像ケース開口両端部における飛散量防止には有効であるが、現像ケースの端部や感光体・現像スリーブの一部の箇所のみに浮遊トナー・キャリアを防止しようとするフィルタや回収手段を設置しても、現像ケーシング内部から吹き出す気流によって、浮遊トナー・キャリアは飛散してしまい、対策として不十分である。よって、近年の高速化・小型化した現像方式に対しては十分に飛散トナーやキャリア等の粉塵を除去することは難しい。また、特許文献３では、吸引用の気流をワイヤ軸方向に対して一様に行うことで、均一な帯電を指向している。しかし、近年の小型化設計ではユニットの感光体や現像スリーブ・帯電ワイヤ等に対して垂直に気流を発生させる機構の設置は、当該機構に隣接する個所に定着系や転写系の各ユニットを設置することが一般的であるために、実質的に難しい。そこで、従来より図６に示す飛散粉塵吸引装置が提案されているが図を用いて以下に説明する。
【０００６】
図６は従来の飛散粉塵吸引装置を適用する現像装置の構成を示す概略断面図である。なお、同図に示す現像装置は、２成分現像剤による現像ユニットを一例としている。同図において、この磁気ブラシ式の現像装置６０では、現像器ケーシングの開口部に設けられた現像スリーブ６２が内蔵する磁石によって形成する磁界により、トナーとキャリアを含む現像剤６６で磁気ブラシを形成し、磁気ブラシを潜像担持体としての感光体ドラム６１と現像スリーブ６２との隙間に搬送し、帯電装置６５によって帯電され、かつ図示していない露光装置によって露光された感光体ドラム６１上に潜像を可視像に現像する。また、現像剤６６は現像剤供給装置６３によって供給され、スクリューもしくはパドルの攪拌器６４で攪拌され、かつ長軸方向に搬送されている。ここで、上述したように図６に示す現像ニップ領域６７では飛散トナーやキャリア等の粉塵がある。更に、近年の画像形成装置の小型化指向によって、現像ユニットの周囲はできるだけ空間を隙間なく利用されていることが一般的である。例えば現像装置６０の底面側Ｂには転写系や定着系が設置され、現像装置６０の側面側Ｃには別色の現像ユニットが隣接されて設置されている。このため、飛散トナーやキャリア等の粉塵を外部の強制気流を用いて、吸引・排出しようとする場合、紙面に対して垂直方向に領域Ａを用いて行うことが余儀なくされている。この場合、吸引用ダクト６８のレイアウトは図７のようなイメージとなる。感光体６１と現像スリーブ６２の長軸方向に平行、かつ回転方向に対して下流の近接位置に設置することが配置レイアウト上最も効率がよい。また、長軸方向に発生する粉塵全体を一つのダクトで吸引することが期待できる。
【特許文献１】特開平５−１１９６２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２４７０４２号公報
【特許文献３】特開平１０−１９８１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図６の感光体６１と現像スリーブ６２間で発生した飛散トナーやキャリア等の粉塵を吸引するためには、当然一定以上の気流の流速・圧力差が必要であるが、例えば従来の飛散粉塵吸引装置の吸引用ダクトの平面図である図８の（ａ）及び図８の（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である図８の（ｂ）のように、吸引用ダクト６８上にスリット状の吸引口６９を設けたのみでは、図示していない強制気流発生装置に最も近い領域のみで、流量が得られ対面する側は殆ど気流が得られない。このような場合の気流の計算結果の一例を示す特性図である図９からわかるように、図８の（ａ）に示すように吸引用ダクト６８のダクト中心軸（Ｘ−Ｘ’線に相当する）のスリット状吸引口での流速分布からも中心からの距離がマイナス方向、つまり強制気流発生装置側に近づくほど流速が速く、中心からの距離がプラス方向、つまり強制気流発生装置側から遠くなるほど流速が遅い。なお、図８において、図示していない強制気流発生装置はゲージ圧１００Ｐａ、ダクトは直方体で断面積１０×１０ｍｍ、長さは３００ｍｍで流体は２５℃の空気を想定している。図８及び図９からわかるように、図示していない強制気流発生装置の近傍（図左領域）からの距離が離れると、流速が急速に減少、すなわち吸引力が減少している。
【０００８】
そこで、図１０に示すように吸引用ダクト上に連続するスリット状ではなく、間隔をおいて一定の大きさの吸引口を設けた場合について説明する。なお、図１０の（ａ）は従来の吸引用ダクトの平面図であり、図１０の（ｂ）は図１０の（ａ）のＹ−Ｙ’線断面図である。この場合の吸引用ダクトにおける直線Ｃ上の流速分布は図１１のようになり、図９よりは幾分程度は小さいが、やはり図示していない強制気流発生装置の遠方では吸引力が減少する傾向は同様である。これは最も近接する吸引口６９−１で、圧力が大気圧に開放され、動圧のエネルギーが急激に失われることにより、それより下流の点での吸引のためのエネルギーがなくなってしまうからである。しかし、そもそも吸引口を設けなければ、吸引することが不可能であるため、ジレンマに陥ることになる。
【０００９】
このように、吸引用ダクト上部の穴形状の単なる加工だけでは感光体、現像スリーブもしくは帯電装置での長軸方向の均一な吸引の効果を得るのは難しい。
【００１０】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、省スペース性に優れ、かつ吸引効率の優れた飛散粉塵吸引装置、現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記問題点を解決するために、本発明の飛散粉塵吸引装置は、潜像担持体の回転方向下流側と、潜像担持体に対向して配置され、潜像担持体に現像剤を供給する現像剤供給装置における潜像担持体側との狭窄領域で飛散するトナーや磁性キャリアを含む粉塵を吸引する装置であって、複数の吸引口と、各吸引口に個別に連通し、吸引するための気流が独立して流れる複数の気流路とを有し、吸引口の法線ベクトルが気流路内の気流の移動方向に対して平行とならないように各気流路を設けた吸引用ダクトと、各気流路を介して各吸引口から、飛散する粉塵を吸引するために、各気流路に連結して各気流路に気流を強制的に発生する強制気流発生装置とを有することに特徴がある。よって、省スペース性に優れ、かつ吸引効率の優れた飛散粉塵吸引装置を提供できる。
【００１２】
また、強制気流発生装置と連結する連結部分における各気流路のそれぞれの断面積を各吸引口毎における所望の流量に応じて可変することにより、最もトナーや磁性キャリアを含む粉塵の飛散発生が多い個所に対する吸引口を指定することで、更に飛散した粉塵の吸引効果を増することができる。
【００１３】
更に、強制気流発生装置の稼動及び強制気流発生装置が発生する気流の流量を制御する強制気流発生制御装置を設け、画像形成に必要な現像剤の濃度、画像の濃度あるいは装置近傍の湿度に応じて強制気流発生装置の稼動及び気流の流量を制御することにより、省エネ効果や吸引効率をより一層向上することができる。
【００１４】
また、別の発明としての現像装置は、上記飛散粉塵吸引装置を有することに特徴がある。
【００１５】
更に、別の発明としての画像形成装置は、上記現像装置を有することに特徴がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の飛散粉塵吸引装置によれば、近年の現像器ユニットのように小型化を指向する設計において、省スペース性に優れ、吸引効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の飛散粉塵吸引装置は、吸引用ダクトと、強制気流発生装置とを有している。そして、吸引用ダクトは、複数の吸引口と、各吸引口に個別に連通し、吸引するための気流が独立して流れる複数の気流路とを有しており、吸引口の法線ベクトルが気流路内の気流の移動方向に対して平行とならないように各気流路が設けられている。また、強制気流発生装置は、各気流路を介して各吸引口から、飛散するトナーや磁性キャリアを含む粉塵を吸引するために、各気流路に連結して各気流路に気流を強制的に発生する装置である。よって、互いの気流路に影響されることなく各吸引口における吸引効率を向上することができ、かつ小スペースにも設置でき省スペース性に優れた飛散粉塵吸引装置を提供できる。
【実施例】
【００１８】
図１は本発明の一実施例に係る飛散粉塵吸引装置における吸引用ダクトの構成を示す図である。図１の（ａ）は平面図であり、図１の（ｂ）はＡ−Ａ’線断面図であり、図１の（ｃ）は斜視図である。各図に示す本実施例の飛散粉塵吸引装置における吸引用ダクト１０は、直方体で、例えば断面積１０×１０ｍｍ、長さ３００ｍｍであり、更に上面には、例えば幅２ｍｍ、長さ３０ｍｍの複数の、例えば３つの吸引口１１−１〜１１−３が等間隔に設置されている。また、吸引用ダクト１０の一端には図示していない強制気流発生装置が設置されており、当該強制気流発生装置の吸引口と連通する共通開口部１４において図１の（ａ），（ｂ）の矢印方向の気流が発生している。また、図１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、吸引用ダクト１０内には隔壁１２が設けられている。隔壁１２は各吸引口１１−１〜１１−３に対応し、強制気流発生装置からの気流路が別の吸引口の主気流路に対して交差しないように設置され、各吸引口１１−１〜１１−３はそれぞれ個別に気流路１３−１〜１３−３に連通している。このとき、各吸引口１１−１〜１１−３の中心を通過するように、隔壁１２上に直線Ｂを定義することが好ましい。直線Ｂは気流路１３−１〜１３−３の長軸方向に平行である。ここで、図２に強制気流発生装置のゲージ圧を１００Ｐａとしたときの直線Ｂ上の流速分布を示す。また、周囲から吸引口を通して吸い込まれる流量を下記の表に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
このように、図８や図１０に示した従来の吸引用ダクトの構造と比較して、格段に一様な流量が得られる。このように、近年の現像器ユニットのように小型化を指向する設計において、省スペース性に優れる良好な吸引機構である吸引用ダクトを有する飛散粉塵吸引装置となっている。
【００２１】
図３は本発明の飛散粉塵吸引装置の全体構成を示すブロック図である。同図において、吸引用ダクト１０に接続される強制気流発生装置２０には、強制気流発生制御装置２１が接続され、強制気流発生装置２０の入力電圧が制御することができる。更に、強制気流発生制御装置２１には、画像濃度センサ２２、トナー濃度センサ２２が接続され、各センサからの検出によって期待される一定の画像濃度を下回る場合、強制気流発生装置２０への入力電圧を切断もしくはその電圧を下げることができる構成となっている。また、トナーの特性によっても異なるが、周囲湿度の上昇によって空気中に飛散するトナー飛散濃度が減少するのは経験的な事実である。そこで、強制気流発生制御装置２１に接続されている機器内の湿度を検知する湿度センサ２３によって検知した湿度が一定の湿度を越えた場合、強制気流発生装置２０への入力電圧を切断もしくはその電圧を下げることができる。このように、画像形成条件や環境条件によって強制気流発生装置２０の稼動を抑制することによって、より省エネ性や騒音の低減を行うことができる。
【００２２】
また、例えば画像形成が行われていない待機時、または立ち上げ時において、強制気流発生制御装置２１からの制御によって強制気流発生装置２０の稼動を逆方向にすることができる構成となっている。常に一定の方向への流れが発生している場合、吸引用ダクトや隔壁の一部に渦が生じ、そこに飛散トナーが滞留し２次的な付着が発生することがある。そこで、強制気流発生装置２０の稼動を逆方向、すなわち吸引用ダクト内を正圧にすることで、このような領域にも流れを発生させ滞留している飛散トナーを再度浮遊させるというクリーニング効果を得ることができる。
【００２３】
なお、図１の本発明の飛散粉塵吸引装置における吸引用ダクトにおいて、図４の（ａ）に示すように各吸引口とそれぞれ連通する気流路１３−１〜１３−３の断面積ａ〜ｃが等しい場合で説明したがこれに限定する必要はなく、図４の（ｂ）に示すように各気流路の断面積を可変して流量を制御することもでき、例えば強制気流発生装置側に近い吸引口１１−１と連通する気流路１３−１の断面積ａを吸引口１１−２と連通する気流路１３−２の断面積ｂより小さく、更に強制気流発生装置側から遠い吸引口１１−３と連通する気流路１３−３の断面積ｃを吸引口１１−２と連通する気流路１３−２の断面積ｂより大きくして各吸引口１１−１〜１１−３における流量がほぼ均等になるように調整し、あるいは指定した吸引口の断面積を設定することで当該指定した吸引口の流量を任意に調整可能とすることができる。
【００２４】
図５は本発明の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図において、画像形成装置５０において、帯電制御装置５２によって適切な帯電状態が感光体５１の表面に形成され、更に画像情報に応じて静電潜像が露光装置５３からのレーザによって形成される。次に、静電潜像に対応する個所に、現像剤供給装置５４からトナーが供給され、静電潜像は可視化される。この感光体５１と現像剤供給装置５４の現像スリーブ５５との近接領域であるニップ領域において、飛散トナーは多く発生するが、この下部に上述した飛散粉塵吸引装置の一部である吸引用ダクト１０を設置することにより、飛散現像剤を減少させることができる。これにより、良好な画像状態を形成した感光体５１の可視像は転写装置５６により潜像上に付着したトナーを搬送されてきた転写紙に転写させる。更に、余剰に付着したトナーはクリーニング装置５７によって、除去され画像形成の１サイクルとなる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る飛散粉塵吸引装置における吸引用ダクトの構成を示す図である。
【図２】本実施例における吸引用ダクトの直線Ｂ上の流速分布を示す特性図である。
【図３】本発明の飛散粉塵吸引装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の別の実施例に係る飛散粉塵吸引装置における吸引用ダクトの構成を示す図である。
【図５】本発明の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図６】従来の飛散粉塵吸引装置を適用する現像装置の構成を示す概略断面図である。
【図７】従来の飛散粉塵吸引装置における吸引用ダクトのレイアウトを示す斜視図である。
【図８】従来の飛散粉塵吸引装置の吸引用ダクトの構成を示す図である。
【図９】図８の吸引用ダクトにおける気流の計算結果の一例を示す特性図である。
【図１０】従来の飛散粉塵吸引装置の吸引用ダクトの別の構成を示す図である。
【図１１】図１０の吸引用ダクトにおける直線Ｃ上の流速分布を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０；吸引用ダクト、１１−１〜１１−３；吸引口、
１２；隔壁、１３−１〜１３−３；気流路、１４；共通開口部、
２０；強制気流発生装置、２１；強制気流発生制御装置、
２２；画像濃度センサ、２３；トナー濃度センサ、２４；湿度センサ、
５０；画像形成装置、５１；感光体、５２；帯電制御装置、
５３；露光装置、５４；現像剤供給装置、５５；現像スリーブ、
５６；転写装置、５７；クリーニング装置。
【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】
2005140971.tif 000009
【図７】
2005140971.tif 000010
【図８】
2005140971.tif 000011
【図９】
2005140971.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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