JP2005070383A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像器から飛散トナーが画像形成装置内の汚れを経時的に安定して防止した画像形成装置を提供する。
【解決手段】 所定の現像剤を収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、用紙に転写される現像剤消費量に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、現像器を介して画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、装置内のトナー汚染を防止する画像形成装置に関する。

現像器においては、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に開口部が設けられており、構造上完全に密閉することができないといった制約を有していた。そしてこの開口部から現像器の外にトナーが飛散する問題が発生した。具体的には、感光体に形成された静電潜像を現像器の現像ローラで現像してトナー像を形成する工程、現像ローラに現像剤を供給する工程、あるいは現像ローラ上の現像剤を回収する工程等で開口部からのトナー飛散の問題が発生した。

このトナー飛散が、長期に亘って発生すると、飛散したトナーが画像形成装置内の部材に付着したり、付着したトナーが落下して様々な事故を起こすようになる。例えば、溜まったトナーが感光体上に落下すると、画像上にカブリと称する斑点を発生させたり、帯電極に付着して感光体への正常な帯電を妨げたり、転写や分離極に付着して正常な転写や分離ができなくなるといったように、画像形成を阻害する要因となり高画質名画像形成を妨げていた。

また、トナー飛散によって画像形成装置内部が汚染されると、前述のような事故のみでなく、制御回路等に対して電気系統の事故を発生させ、様々な事故を誘発させるという問題も発生させた。

そこで、従来技術では、現像器の開口部の近傍にトナーの吸引手段を設けてトナー飛散を防止する技術がある。即ち、現像器の開口部の近傍に吸引口を設け、飛散するトナーを吸引口より一定の吸引力で吸引したり、吸引経路内を通過するトナー量を検出し、検出されたトナー量に応じて吸引手段の吸引力を変化させるように制御して飛散トナーを捕捉する技術がある（特許文献１参照）。

また、搬送スクリューや現像スリーブが回転している時にも吸引力を増加させて、電源投入時やトナーが補給された直後等のトナー帯電量を上げる技術がある（特許文献２参照）。さらに、カラーの画像形成を行う複数の現像器を有する装置では、現像剤毎に吸引力を変えることにより、各色のトナーのそれぞれ吸引できるようにしたものが開示されている（特許文献３参照）。

一方、近年のデジタル技術の進展により、デジタル方式の画像形成装置では、１画素単位の小さなドット画像を忠実に再現する高画質化の技術が要求されている。

このような高画質化の技術の１つとして、現像剤であるトナーの小径化技術があり、トナーの粒度分布、および形状が均一で小粒径（例えば、粒径３〜８μｍ程度）の重合トナーを用いた電子写真用の現像剤が提案されている。画像全面に亘って均一な現像が行えるように２成分現像剤を用いた画像形成装置の現像器も提案されている。

しかしながら、このように小径なトナーを用いた現像器では、高精細の画像形成ができる反面、従来の粉砕トナー（例えば、粒径１０μｍ程度）より粒径が小さくトナーが飛散し易くなったので、トナーの飛散量が変化しやすく、また、トナーの劣化に伴いトナーの飛散量が増加しやすい傾向を有していた。また、前述の吸引手段を用いて飛散トナーの除去を行うために、空気を吸い込む吸引口の吸引力を強くすると現像器内の現像剤（トナー）が吸気口より吸い込まれ、逆に、吸引力が弱いと、トナーの飛散量が多い場合にトナーを十分に吸引されないといった問題を発生させていた。

また、電子写真方式の画像形成装置として、画像形成に用いた感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した回収現像剤を所定の新しく供給した現像剤に、混ぜて画像形成行うものがあり、このような装置で、前述と同様に、現像器から飛散するトナーを吸引口を有するものがある。

しかしながら、このように回収したトナーを用いた現像器では、用紙の紙粉等が混じると共にトナーが飛散し易いので、従来の画像形成装置では考えられなかった新たな問題が発生している。トナーの飛散量が変化しやすく、例えば、現像剤のリサイクル使用による現像剤のキャリア、トナーの劣化や、紙粉の影響でトナーの飛散量が変動しやすく、前述のような空気を吸い込む吸引口の吸引力を強くしすぎると現像器内の現像剤（トナー）が吸気口より吸い込まれ、逆に、空気を吸い込む吸引口の吸引力が弱いと、トナーの飛散量が多い場合にトナーを十分に吸引されないといった問題が発生していた。
特開平８−１６６７１８号公報 特開２００２−２６８３７７号公報 実開平１−５９２４９号公報

本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の第１の目的は、小径のトナーを用いた現像器からの飛散トナーによる画像形成装置内の汚染を経時的に安定して防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤をリサイクル使用する画像形成装置において、現像剤の劣化や紙粉の影響により発生した飛散トナーによる画像形成装置内の汚染を経時的に安定して防止できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の第１の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。

（１）所定の現像剤を収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、用紙に転写される現像剤消費量に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

（２）所定の現像剤を収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、前記現像器内の現像剤の履歴に関する現像剤履歴情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

本発明の第２の目的は下記の手段のいずれかにより達成できる。

（３）所定の新しい現像剤と、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤とを収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、用紙に転写される現像剤消費量に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

（４）所定の新しい現像剤と、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤とを収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、前記現像器内の現像剤の履歴に関する現像剤履歴情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

ここで、使用する用語について説明する。「現像剤」とは、電子写真方式の画像形成装置に用いられる感光体上の静電潜像を現像するもので、トナーのみより構成される１成分系現像剤や、キャリアとトナーより構成される２成分系現像剤があげられる。また、「現像剤消費情報」とは、用紙に転写して使用される現像剤（トナー）の消費量に関する情報をいい、例えば、用紙サイズ、原稿黒化率がある。前記用紙サイズは、黒化率を一定とすると、用紙サイズによりトナーの消費量が変化する。また、前記原稿黒化率は、用紙のサイズを一定とすると、原稿黒化率の違いによりトナーの消費量が変化する。なお、トナーの消費量の変動により現像剤の劣化状態が変化して現像器の開口部から飛散するトナーの飛散量が変化することになる。「現像剤履歴情報」とは、現像剤の履歴に関するあらゆる情報を意味する。例えば、現像剤が使用されたプリントの回数である現像剤使用プリント回数情報、また、現像剤を使用し始めてからの現像剤使用走行時間情報、新しい現像器に交換してからの現像器の例えば現像ローラの累積回転量等の累積稼働量情報、および現像器の累積使用時間情報、現像器内における現像剤の帯電量情報、現像器内の現像剤が滞留している時間である現像剤滞留時間情報等があげられる。なお、このような情報変動により、例えば、現像剤（キャリア）の劣化状態が変化して現像器の開口部から飛散するトナーの飛散量が変化する。

以上のように構成したので下記のような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、所定の現像剤を収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、吸引口に現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、用紙に転写される現像剤消費量に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め吸引手段を制御する制御手段とを備えたので、現像器から飛散したトナーによる画像形成装置内の汚染を経時的に安定して防止できるようにすると共に、適時吸引力を調整することにより、省電化や、騒音の発止防止も期待できようになった。

請求項２に記載の発明によれば、所定の現像剤を収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、吸引口に現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、現像器内の現像剤の履歴に関する現像剤履歴情報に基づき空気吸い込み量を求め吸引手段を制御する制御手段とを備えたので、請求項１と同様の効果が得られるようになった。

請求項３に記載の発明によれば、制御手段は、現像剤履歴情報および用紙に転写される現像剤の消費に関する現像剤消費情報に基づき吸引手段の空気吸い込み量を求め吸引手段を制御するので、請求項２と同様の効果が得られるようになった。

請求項４に記載の発明によれば、所定の新しい現像剤と、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤とを収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、吸引口に現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、用紙に転写される現像剤消費量に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め吸引手段を制御する制御手段とを備えたので、所定の新しい現像剤と、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤とを収容する現像器を有する画像形成装置において、現像器から飛散したトナーによる画像形成装置内の汚染を経時的に安定して防止できるようになった。

請求項５に記載の発明によれば、所定の新しい現像剤と、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤とを収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、吸引口に現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、現像器内の現像剤の履歴に関する現像剤履歴情報に基づき空気吸い込み量を求め吸引手段を制御する制御手段とを備えたので、請求項４と同様の効果が得られるようになった。

請求項６に記載の発明によれば、制御手段は、現像剤履歴情報および用紙に転写される現像剤の消費に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め吸引手段を制御するので、請求項５と同様の効果が得られるようになった。

請求項７に記載の発明によれば、制御手段は、クリーニング手段で回収した現像剤の使用の有無に基づき吸引手段の空気吸い込み量を求め吸引手段を制御するので、回収現像剤の使用の有無に関係なく、飛散トナーによる装置内の汚れが確実に、経時的に安定して防止できるようになった。

請求項８に記載の発明によれば、現像剤消費情報は、少なくとも用紙サイズ、用紙に転写される画像の原稿に関する原稿黒化率の１つを含むので、前記情報により、飛散トナーによる画像形成装置内の汚染を確実に防止できるようになった。

請求項９に記載の発明によれば、現像剤履歴情報は、少なくとも新しい現像器に交換してからの現像器の累積稼働量情報および現像器の累積使用時間情報、現像剤を使用し始めてからの現像剤使用走行時間情報、現像剤のプリント使用回数情報、現像器内における現像剤の帯電量情報、現像器内の現像剤が滞留している時間である現像剤滞留時間情報の１つを含むので、前記情報により、飛散トナーによる画像形成装置内の汚染を確実に防止できるようになった。

請求項１０に記載の発明によれば、吸引口より吸引した飛散トナーを収集するボックスを有するので、トナーを無駄なく回収できるようになった。

請求項１１に記載の発明によれば、吸引手段はフィルタを介し吸引口より空気を吸引し、制御手段はフィルタの目つまりによる吸引力低下分を補正して制御するので、フィルタの目つまりがあっても正確に吸引口での空気吸い込み量が得られるようなった。

請求項１２に記載の発明によれば、吸引口は現像領域の開口部の下流側に設けたので、トナーが飛散しやすい下流側でトナーを効率よく回収できるようになった。

請求項１３に記載の発明によれば、現像剤がキャリアとトナーよりなる２成分現像剤であるので、画像全面に亘って均一な現像が行える良好な画質が得られるようになった。

（実施の形態１）
実施の形態１の画像形成装置について説明する。図１は実施の形態１に係わる画像形成装置の構成を示す断面図、図２は図１の飛散トナーの吸引手段等の構成を示す断面図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、デジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部１００、画像処理部２００、画像形成部ＩＳ、記録材搬送手段としての記録材搬送部Ｄから構成されている。

画像読取り部１００の上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。

一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖによる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向への速度ｖ／２による移動によって読み取られる。

読み取られた画像は、投影レンズ１７を通してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換された後Ａ／Ｄ変換を行い、画像処理部２００において濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。

画像形成部ＩＳでは、画像形成ユニットとして、像担持体であるドラム状の感光体２１と、その外周に、該感光体２１を帯電させる帯電手段２２、帯電した感光体の表面電位を検出する電位検出手段２２０、現像器７０Ａ、転写分離手段である転写極２４及び分離極２５、前記感光体２１のクリーニング手段２６及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチャージランプ）２７が各々動作順に配置されている。また、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた現像器の７０Ａの開口部の近傍に空気を吸い込み可能な吸引口を配置し現像器７０Ａから飛散するトナーを吸引口より吸引する吸引手段８０がある。現像器７０Ａの下流側には感光体２１上に現像されたパッチ像の反射濃度を測定する反射濃度検出手段２２２が設けられている。感光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば有機感光体（ＯＰＣ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動回転される。

回転する感光体２１へは帯電手段２２による一様帯電がなされた後、像露光手段としての露光光学系３０により画像処理部２００のメモリから呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である像露光手段としての露光光学系３０は図示しないレーザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体２１に対してＡｏの位置において像露光が行われ、感光体２１の回転（副走査）によって潜像が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対して露光を行い潜像を形成する。

感光体２１上の潜像は現像器７０Ａによって反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー像が形成される。なお、現像剤は現像剤補給機構より現像器７０Ａに供給される。また、現像器７０Ａの開口部の近傍に吸引口を配置し、現像器７０Ａから飛散するトナーを吸引口より吸引してボックスに回収されるが詳しくは後述する。

記録材搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズのシートＰが収納された記録材収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、それらの何れかから選択されたシートＰは案内ローラ４３によって第１搬送路Ｌに沿って給紙され、さらに第１搬送手段６５を通り、給紙されるシートＰの傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４によってシートＰは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、第１搬送路Ｌ、転写前ローラ４３ａ、給紙経路４６及び進入ガイド板４７に案内され、感光体２１上のトナー画像が転写位置Ｂｏにおいて転写極２４及び分離極２５によってシートＰ上に転写され、搬送ベルト装置４５の搬送ベルト４５４に載置搬送されながら前記シートＰは感光体２１面より分離し、前記搬送ベルト装置４５により定着手段としての誘導加熱型の定着装置５０に搬送される。

定着装置５０は加熱部材としての加熱ローラ５１と加圧部材としての加圧ローラ５３とを有しており、シートＰを定着ローラ５１と加圧ローラ５３との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナーを定着させる。トナー画像の定着を終えたシートＰは排紙トレイ６４上に排出される。

以上はシートＰの片側への画像形成を行う状態を説明したが、画像形成装置１ではシートＰの両面に画像形成を行うことも可能で、この場合は排紙切換部材１７０が切り替わり、用紙案内部１７７が開放され、用紙としてのシートＰは破線矢印の方向に搬送される。そして、搬送機構１７８によりシートＰは下方に搬送され、用紙反転部１７９によりスイッチバックさせられて、最初の画像形成の時とシートＰの先端が入れ換わり、後先端だった側が先先端となって両面複写用給紙ユニット１３０内に搬送される。

シートＰは両面複写用給紙ユニット１３０に設けられた搬送ガイド１３１を給紙方向に移動し、給紙ローラ１３２でシートＰを再給紙し、シートＰを第１搬送路Ｌに案内する。再び、上述したように感光体２１方向にシートＰを搬送し、シートＰの裏面にトナー画像を転写し、定着装置５０で定着した後、排紙トレイ６４上に排紙する。

次に、本発明で用いられる飛散トナーの吸引手段について図２を用いて詳しく説明する。現像器７０Ａは現像剤を収納し攪拌し感光体に供給するもので、感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に開口部７２が設けられている。また、現像器７０Ａは現像剤を使用しプリント回数をカウンタにより計測している。

飛散トナーは、現像器７０Ａに設けられた吸引手段８０により回収される。即ち、吸引モータ８４を回転させると、開口部７２の付近に発生した飛散トナーは吸引口８１よりダクト８２を経由して、ボックス８５に回収される。なお、飛散トナーを吸引する際に用いた空気はフィルタ８３より機外に排出される。

次に、飛散トナーの吸引制御に関する電気的構成について説明する。この電気的構成は一例でありこれに限定されるものではない。図３は実施の形態１における飛散トナーの吸引制御に関する電気的構成のブロック図である。図３に示すように、Ｅ０１は制御手段であり、後述する用紙サイズ情報など各ブロックを制御している。また、制御手段Ｅ０１は、現像剤消費情報の１つである用紙サイズ情報、原稿の黒化率情報、および現像剤履歴情報の１つである現像剤使用プリントカウント数情報に基づき後述する第１テーブルより吸引手段の空気のすい込み量を求め吸引手段を制御する。なお、用紙サイズとは、Ａ４判、Ｂ５判、および、はがきサイズなどのことで、原稿黒化率が例えば６％と仮定すると、用紙サイズによりトナーの消費量が異なるので飛散トナー量が変化する。

例えば、小さい用紙サイズのプリントを継続すると、トナー消費が少ないために現像剤が劣化して飛散トナーが増大する。同様に進行して、黒化率が極端に低い画像のプリントを継続しても現像剤の劣化が進行して飛散トナーが増大する。逆に、黒化率が極端に高い画像のプリントを継続すると、現像剤の帯電が立ち上がりきれず飛散トナーが増大する。なお、原稿の黒化率は、例えば、スキャナデータを変換し５０枚プリント当たりの平均の黒化率を導き求めることができる。

また、現像剤履歴情報は、現像剤の履歴に関する情報であり、実施の形態１は一例としてプリントカウント数としている。プリントの増加に伴い現像剤の内、キャリアの劣化が大きくなり帯電能力が低下して、開口部からの飛散トナーが起こりやすくなる。なお、制御手段は、フィルタ８３の目つまりによる吸引口８１での吸引力の低下分も補正している。

Ｅ０２は用紙サイズ情報を検知し、Ｅ０３は原稿の黒化率情報を検知している。また、Ｅ０４は現像剤履歴情報として現像剤使用プリントカウント数を検知している。また、Ｅ０５は第１テーブルが格納されたＲＯＭである。この第１テーブル（図４）は黒化率情報、用紙サイズ情報、現像剤使用プリント数情報より、実験等により予め吸引手段の空気吸い込み量が作成されたテーブルである。Ｅ０６はＲＡＭ、Ｅ０７は吸引モータを制御するドライバである。

ここで、前述の第１テーブルの一例について説明する。図４は実施の形態１における第１テーブルＲＵＴ１を示す図である。図４に示すように、第１テーブルＲＵＴ１は操作パネルより入力した使用する用紙サイズ、原稿の読み取りデータより求めた黒化率、プリント数より、吸引モータの空気吸い込み量がＲＯＭに記憶されている。この第１テーブルＲＵＴ１の作成は飛散トナーの吸引手段を適用した画像形成装置を用いて予め実験により作成する。

次に、画像形成装置における飛散トナーの吸引手段の作動例について説明する。図５は実施の形態１におけるフローチャート図である。フローチャートを参照して説明する。フローＦ０１では操作パネルより入力した用紙サイズの設定情報を検知し、フローＦ０２では読み取り装置よる画像データより原稿の黒化率情報を検知する。フローＦ０３では積算カウンタより現像剤使用プリント数を読みとる。また、フローＦ０４では予め作成されている第１テーブルＲＵＴ１により、用紙サイズ情報、黒化率情報、現像剤使用プリント数情報より、吸引モータの空気吸い込み量を求める。フローＦ０５では開口部より飛散するトナーを空気吸い込み量を変化させて飛散トナーを確実に吸引する。

以上により、所定の新しい現像剤（トナー、キャリア）におけるトナーの劣化、キャリアの劣化に起因する飛散トナーの変動に対応して、吸引モータを適時制御して、経時的に安定して現像器からの飛散トナーによる画像形成装置内の汚れを防止できる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２の画像形成装置について説明する。なお、実施の形態２は実施の形態１において、現像器を所定の新しい現像剤と、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤とを共に収容する現像器に置き換え、現像剤をクリーニング手段で回収する機構を付加したものであり、機構的に同じ部分は同一符号を付け一部説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。

図６は実施の形態２における飛散トナーの吸引手段等の構成を示す断面図、図７は実施の形態２における飛散トナーの吸引手段に関する電気的構成のブロック図である。図６に示すように、画像形成装置１は、デジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部１００、画像処理部２００、画像形成部ＩＳ、記録材搬送手段としての記録材搬送部Ｄから構成されている。

ここで、現像器７０Ｂ、飛散トナーの吸引手段等について詳しく説明する。図６に示すように、現像器７０Ｂは感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に開口部７２が設けられている。現像器７０Ｂは現像剤を収納し攪拌し現像ローラ７１より感光体に供給する。現像器７０Ｂは現像剤使用プリント数を計測している。

吸引手段８０は、吸引モータ８４が回転し、吸引口８１より吸い込まれた飛散トナーはダクト８２を通りボックス８５内に回収され、空気はフィルタ８３を通して機外に排気される。

トナー回収機構８６は、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段２６で回収し、現像剤（トナー）を搬送スクリューにより現像器７０Ｂに送る機構となっている。

次に、飛散トナーの吸引制御に関する電気的構成について説明する。図３と機構的に同じ部分は同一符号を付け一部説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。図７に示す電気的構成は、前述の図３に示す電気的構成のブロック図において、回収トナーの使用有無情報Ｅ０８が加わったものである。制御手段Ｅ０１は、用紙サイズ情報、原稿の黒化率情報、現像剤使用プリント数情報および回収トナーの使用有無情報に基づき図示しない第２テーブルより空気吸い込み量を求め、吸引手段を制御するようになっている。Ｅ０８は回収トナーの使用有無情報であり、回収したトナーを使用するかどうかを選択する情報である。

ここで、第２テーブルについて説明する。図示しない第２テーブルは、図４に示す第１テーブルＲＵＴ１において、用紙サイズ、原稿黒化率、現像剤使用プリント数、およびトナー回収の有無により空気吸い込み量が求められるようになったテーブルである。この第２テーブルの作成は、第１テーブルと同様にして画像形成装置を用いて予め実験により作成される。

次に、画像形成装置における飛散トナーの吸引手段に関する一例の作動について説明する。実施の形態２の動作は、前記実施の形態１の動作において、トナー回収の使用有無情報が追加され、予め作成されている第２テーブルにより、用紙サイズ、黒化率、プリント数、トナー回収の使用有無より、空気吸い込み量を求め、この空気吸い込み量により吸引モータを駆動して飛散トナーを吸引する。

以上により、所定の新しい現像剤と感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤におけるトナーの劣化、キャリアの劣化に起因する飛散トナーの変動に対応して、吸引モータを適時制御して、経時的に安定して現像器からの飛散トナーによる画像形成装置内の汚れを防止できる。

本発明の一例の実施例（本発明例ともいう）を比較例と共に説明する。なお、実験装置の感光体ドラムは有機感光体（ＯＰＣ）、外径はφ１００ｍｍで、感光体ドラムの線速度は４００ｍｍ／ｓｅｃである。また、現像剤は２成分現像剤でり、トナー粒径６μｍおよびキャリア粒径６０μｍで、重合法により作成した。現像条件は現像印加電圧Ｖｂ＝−６００Ｖ、感光体表面電位Ｖｓ＝−７５０Ｖで、風量の単位はｍ／ｓｅｃである。現像からのトナーの飛散は端部が多いため、端部の吸引風量を中央部の吸引風量より高くしてある。

（実施例１）
本発明に係わる用紙サイズを変化させた場合の実施例である。

１）実験装置：実施の形態１の画像形成装置を使用し、試験回数は１０万プリントで、確認は試験終了後に実施した。

２）試験条件：用紙サイズは、Ａ４判、Ｂ５判およびはがきサイズを使用し、原稿黒化率は６％相当で一定とした。

本発明例の風量はＡ４判サイズで中央部０．３（端部１．０）、Ｂ５判サイズで中央部０．４（端部１．３）、はがきサイズで中央部０．５（端部１．５）である。また、比較例の風量は一定で中央部０．３（端部１．０）である。

３）結果：本発明例はＡ４判サイズ、Ｂ５判サイズ、はがきサイズとも装置内のトナーの飛散、ベタ黒による出力画像は良好で経時的に安定している。この比較例の風量の場合は、Ａ４判サイズでは装置内のトナーの飛散、ベタ黒による出力画像は良好、Ｂ５判サイズでは転写極、分離極への若干のトナーの飛散あり、ベタ黒による出力画像は良好、また、はがきサイズでは転写極、分離極へのトナーの飛散は多く、ベタ黒による出力画像は両端部の転写不良のため白く抜ける。比較例の場合、用紙サイズの違いにより差が見られた。

（実施例２）
本発明に係わる原稿の黒化率を変化させた場合の実施例である。

１）実験装置：実施の形態１の画像形成装置を使用し、試験回数は１０万プリントで、確認は試験終了後に実施した。

２）試験条件：用紙サイズはＡ４判を使用し、原稿黒化率は、０．３％相当、３％相当、６％相当、２０％相当、５０％相当と変化させた。なお、原稿黒化率はスキャナデータを変換し５０枚プリント（コピー）当たりの平均黒化率を導き求めた。

本発明例の風量は、０．３％相当で中央部０．５（端部１．５）、３％相当で中央部０．４（端部１．３）、６％相当で中央部０．３（端部１．０）、２０％相当で中央部０．４（端部１．３）、さらに５０％相当で中央部０．５（端部１．５）とした。比較例は一定の中央部０．３（端部１．０）とした。

３）結果：本発明例は原稿黒化率に関係なく装置内の飛散ほとんどなく、ベタ黒による出力画像は良好で経時的に安定している。比較例では、トナーの劣化、帯電不足等により原稿黒化率が低いときと、原稿黒化率が高いときでトナーの飛散が多く、ベタ黒による出力画像は両端部の転写不良のため白く抜けた。

（実施例３）
本発明に係わる現像剤使用プリント数に関する実施例である。

１）実験装置：実施の形態１に記載の画像形成装置を使用し、試験回数は下記の値で実施した。

２）実験条件：用紙サイズはＡ４判サイズに統一し、原稿黒化率は６％相当とした。本発明例の風量は、現像剤使用プリント数は０から１０万プリントで中央部０．３（端部１．０）、また１０万から２０万プリントで中央部０．４（端部１．３）、さらに２０万から５０万プリントで中央部０．５（端部１．５）である。また比較例は風量は中央部０．３（端部１．０）と一定とした。

３）結果：本発明例は、現像剤使用カウント数に対応して、装置内の飛散はほとんどなく、ベタ黒による出力画像は良好で経時的に安定している。また、この比較例の風量の場合では、初期は問題ないものの、プリント数の増加に伴いトナーの飛散が大きくなり、４０万プリントでベタ黒による出力画像は両端部の転写不良のため白く抜けが発生した。プリント数が増えるに従い問題が発生してきた。

（実施例４）
本発明に係わる回収トナーの使用有無に関する実施例である。

１）実験装置：実施の形態２の画像形成装置を使用した。

２）実験条件：用紙サイズはＡ４判サイズとし、原稿黒化率は６％相当とした。試験回数は２０万プリントとした。

本発明例の風量は、回収トナーを使用時、中央部０．３（端部１．０）、回収トナー使用無し時、中央部０．２（端部０．８）とした。また、比較例の風量は回収トナー使用有無に関係なく同一で、中央部０．２（端部０．８）とした。

３）結果：本発明例は回収トナー使用有無に関係なく、転写極・分離極へのトナーの飛散は少なく、ベタ黒による出力画像は良好で経時的にも安定している。この比較例の風量の場合には、回収トナー使用有り時に、転写極・分離極への若干のトナーの飛散あり、ベタ黒による出力画像は両端部の転写不良のため白く抜け、回収トナー使用無し時は良好で、回収トナー使用有無で差が見られた。

なお、本発明の実施の形態ではモノクロの画像形成装置について説明したが、カラーの画像形成装置でも各カラーについて適用可能である。また、実施の形態では２成分現像剤について説明したが１成分現像剤でも同様である。また、実施の形態では現像剤の吸引する位置が、現像器の現像位置の下流側近傍であるが、上流側と下流側であってもよい。さらに、開口部からのトナーの飛散は端部が多いため端部の吸引風量を中央部より高くすることが望ましく、また、感光体ドラムの線速度の速い装置は、線速度の遅い装置よりも大きくしておくことが望ましい。

実施の形態１における画像形成装置の構成を示す断面図である。 図１の飛散トナーの吸引手段等の構成を示す断面図である。 実施の形態１における飛散トナーの吸引制御に関する電気的構成のブロック図である。 実施の形態１における第１テーブルを示す図である。 実施の形態１におけるフローチャート図である。 実施の形態２における飛散トナーの吸引手段等の構成を示す断面図である。 実施の形態２における飛散トナーの吸引制御に関する電気的構成のブロックである。

符号の説明

２６ クリーニング手段
７０Ａ、７０Ｂ 現像器
７１ 現像ローラ
７２ 開口部
８０ 吸引手段
８１ 吸引口
８３ フィルタ
８６ トナー回収機構
ＲＵＴ１ 第１テーブル
Ｅ０１ 制御手段

Claims (13)

1. 所定の現像剤を収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、
   感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、
   前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、
   用紙に転写される現像剤消費量に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 所定の現像剤を収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、
   感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、
   前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、
   前記現像器内の現像剤の履歴に関する現像剤履歴情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記現像剤履歴情報および用紙に転写される現像剤の消費に関する現像剤消費情報に基づき前記吸引手段の空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 所定の新しい現像剤と、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤とを収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、
   感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、
   前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、
   用紙に転写される現像剤消費量に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 所定の新しい現像剤と、感光体に付着した現像剤をクリーニング手段で回収した現像剤とを収容する現像器を備えた電子写真方式の画像形成装置において、
   感光体上の静電潜像を現像するための現像領域に設けられた前記現像器の開口部の近傍に形成した吸引口と、
   前記吸引口に前記現像器から飛散するトナーを吸引させる吸引手段と、
   前記現像器内の現像剤の履歴に関する現像剤履歴情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記現像剤履歴情報および用紙に転写される現像剤の消費に関する現像剤消費情報に基づき空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、クリーニング手段で回収した前記現像剤の使用の有無に基づき前記吸引手段の空気吸い込み量を求め前記吸引手段を制御することを特徴とする請求項４、５または６に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤消費情報は、少なくとも用紙サイズ、前記用紙に転写される画像の原稿に関する原稿黒化率の１つを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記現像剤履歴情報は、現像剤使用プリント回数情報、現像剤を使用し始めてからの現像剤使用走行時間情報、新しい現像器に交換してからの現像器の累積稼働量情報および現像器の累積使用時間情報の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記吸引口より吸引した飛散トナーを収集するボックスを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記吸引手段はフィルタを介し前記吸引口より空気を吸引し、前記制御手段は前記フィルタの目つまりによる吸引力低下分を補正して制御することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記吸引口は前記現像器の開口部の下流側に設けたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記現像剤がキャリアとトナーよりなる２成分現像剤であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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