JP2005257768A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 除去手段の長期の使用により微粒子がフィルタに詰まることで送風手段によるエアフローの能力が低下する。
【解決手段】 機内の気体を機外へ排出するための送風手段と、気体を機外へと案内する風路形成手段（ダクト）と、複数の除去部材（フィルタ）を有する画像形成装置において、除去部材（フィルタ）が風の流れに対して送風手段の上流と下流両方に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機などに用いられる画像形成装置に関する。特に送風手段を有するものに関する。

近年、フルカラー画像を出力可能な、電子写真方式を用いたプリンタや複写機といった画像形成装置が普及している。

以下、図面を参照して説明する。図３は従来からの画像形成装置のフルカラープリンタ要部構成図の一例である。像担持体としての感光体ドラム（以下、単に「感光体」という）１は図示しないモータで矢印Ａの方向に回転できるように設けられている。感光体１の周囲には、一次帯電器７ａ、露光装置８、現像ユニット１３、転写ローラ１０、クリーナ装置１２が配置されている。

前記現像ユニット１３はフルカラー現像のための４台の現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋからなる。現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、感光体１上の潜像をそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによって現像ユニット１３を矢印Ｒ方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体１に当接するように位置合わせされる。

感光体１上に現像された各色のトナー像は、転写ローラ１０によって中間転写体としてのベルト２に順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。ベルト２はローラ１７，１８，１９，２０に張架されている。これらのうち、ローラ１７は図示しない駆動源に結合されてベルト２を駆動する駆動ローラとして機能し、矢印Ｂ方向へ駆動する。ローラ１９はベルト２の張力を調節するテンションローラとして機能し、ローラ２０は２次転写装置としての転写ローラ２１のバックアップローラとして機能する。

ベルト２を挟んでローラ１７と対向する位置にはベルトクリーナ２２が設けられていて、ベルト２上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。

記録紙カセット２３，２４からピックアップローラ２５ａ，２６ａ、分離ローラ対２５ｂ、２６ｂで搬送路に引き出された記録紙はローラ対２７，２８によってレジストローラ対２９へ導かれる。レジストローラ対ニップ部で一端停止した記録紙はベルト２上のトナー像とタイミングを合わせて２次転写ニップ部、つまり２次転写ローラ２１とベルト２との当接部に給送される。

ベルト２上に形成されたトナー像はこのニップ部で記録紙上に転写され、定着装置５で熱定着されてトレイ３０に排出される。

上記構成によるカラープリンタでは、次のようにして画像が形成される。まず、帯電装置７ａに電圧を印加して感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。

続いて、帯電された感光体１上の画像部分が予定の露光部電位になるようにレーザースキャナからなる露光装置８で露光を行い潜像が形成される。露光装置８は画像信号に基づいてオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。

現像装置１３Ｙ等の現像ローラには各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、前記潜像は該現像ローラの位置を通過時にトナーで現像され、トナー像として可視化される。トナー像は転写ローラ１０でベルト２に転写され、ベルト２上に第１色目のトナー像が形成される。

この動作を４回（＝４色）繰り返すことで、ベルト２上には４色のフルカラートナー像が形成される。その際、２次転写装置としての転写ローラ２１は図示しない接離機構によりベルト２から離間している。また転写クリーナ２２も図示しない接離機構によりベルト２から離間している。４色のトナー像が形成され、トナー像先端がローラ２０にさしかかる直前で接離機構によって２次転写ローラ２１をベルト２と当接させ、そのニップ部において記録紙にトナー像を転写する。

記録紙に転写後、定着装置５に送給される。フルカラープリント時はベルト上で４色のトナーが重ね合わされた後、記録紙に転写される。

感光体１上に残留したトナーは、クリーナ装置１２で除去・回収され、最後に、感光体１は除電装置７ｂで一様に０ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。

このようなトナーを用いた画像形成装置においては、現像装置自体や感光体上の残留トナーを回収するクリーニングユニット等からトナーが外部に漏出し、機内に飛散したり、静電画像を作るためにオゾンが発生したりする。

この現象は、機械の内外を汚し感光体上における帯電ムラを引き起こす。また、駆動に関わるギア、軸の表面に付着して摺動負荷を大きくしたり、精度を狂わせたりする原因となる。

そこで、従来からファンの吸引力を利用して飛散トナーやオゾンをダクト内へと吸い込み、フィルタにて集塵、除去するという集塵装置が設けられてきた。

しかし、トナーのような大きさの小さな物質を除去するためには目の細かいフィルタを用いなければならず、かつ、従来の機種では１箇所で全ての飛散トナーを除去する構成であったため必要以上にフィルタの厚みを暑くしなくてはならなかった。

また、従来機種ではファンがトナー付着で破損しないようファンの上流にフィルタを設けていた。この場合、設置形状の自由度が少なく風速の早い箇所にフィルタを配置しなくてはならないことが多かった。そして、必要以上に通気抵抗の大きなフィルタ（目が細かい、厚い）を採用しなければならなかったのである（風速と集塵効率に関するデータを図４に示す）。

その結果、画像形成装置の耐久が進むにつれてフィルタの目詰まりが発生し、ダクトへと吸引出来る風量、風速が減少し、オゾン除去能力の低下・機内昇温などの問題が発生していた。

このような問題への対策として、特開平４−３２６９１５号公報ではロール状のフィルタを耐久が進むに伴い回転制御して自動巻き取りし、常に新しい面を露呈させる構成を採用している。

また、特開平４−２３５５７５号公報においては、画像形成装置の通常運転時に防塵フィルタを振動させて付着したトナーを取り除く構成を採用している。
特開平４−３２６９１５号公報 特開平４−２３５５７５号公報

しかしながら、特開平４−３２６９１５号公報においてはロール状のフィルタを巻き取るための機構が必要でありコストが大幅に高くなってしまう。また、機内の大きなスペースを占有してしまうため他のユニット構成に影響が出てしまい、かつ余計に電力を消費することとなる。

特開平４−２３５５７５号公報においても同様に、振動機構が必要であり、コストが大幅に高くなってしまう。また、振動による騒音などの弊害も発生してしまう。

そこで、本発明では簡易な構成でありながら集塵フィルタの目詰まりを防止でき高い集塵能力を有する画像形成装置を提供することを目的としている。

（１）本発明は、機内の気体を機外へ排出するための送風手段と、気体を機外へと案内する風路形成手段と、粒子を除去する複数の除去部材を有する画像形成装置において、除去部材が風の流れに対して送風手段の上流と下流両方に配置されていることを特徴とする。

（２）本発明は、風路形成手段内の風の流れに対して、下流に位置する除去部材の方が上流に位置する除去部材よりも通気抵抗が同等もしくは少ないことを特徴とする（１）に記載の画像形成装置である。

（３）本発明は、風路形成手段内の風の流れに対して、上流に位置する除去部材を通過する風速が下流に位置する除去部材を通過する風速よりも大きいことを特徴とする（１）または（２）記載の画像形成装置である。

請求項１に記載の画像形成装置によれば、複数のフィルタで段階的に飛散トナーを除去することができる。よって、１箇所に設けられたフィルタで全てのトナーを除去していた従来機に比べフィルタの厚みを薄くしたり、目の粗さを細かくしたりすることができコストを大幅に下げることが可能となる。また、フィルタの早期目詰まりを防止し、寿命を長くすることが可能となる。

請求項２に記載の画像形成装置によれば、風速の早い箇所では目の細かいフィルタ、風速の遅い箇所では目の粗いフィルタを用いることでフィルタの目詰まりを防止し、寿命を長くすることが可能となる。

請求項３に記載の画像形成装置によれば、ファンの下流にあるトナーフィルタ部風速をファンの上流にあるトナーフィルタ部風速より遅くすることができ、集塵効率を大幅に上げる事ができる。また、ダクト面積に比例してファン下流のトナーフィルタ面積を大きくできるため、集塵効率を上げるだけでなく目詰まりを防止することも可能となる。

以下に本発明の実施の携帯を添付図面に基づいて説明する。

＜第１実施例＞
図１は本発明におけるダクト配置及びその周辺の配置を説明する断面図である。

本実施例におけるダクト構成は、画像形成部近傍で発生するオゾン、飛散トナーを吸引し機外へと案内する風路形成手段としてのダクト５０と、送風手段として配置され、吸引するファン４３と、ダクト内に吸引されたオゾンを除去する除去部材としてのオゾンフィルタ４２と、飛散トナーを除去する粒子除去部材としてのトナーフィルタ４０、４１とを設けたものである。

ダクト５０は画像形成装置内部に配置され、画像形成部近傍から吸入したエアーはダクト内に設けられたトナーフィルタ４０，４１、オゾンフィルタ４２、ファン４３を通過した後、排気される。

吸入口６０は画像形成部近傍で発生したオゾン、飛散トナーを効率よく回収するため画像形成部近傍に設置されている。

排出口６１は画像形成装置外装近傍、もしくは画像形成装置内の開かれた空間に設置されている。

ダクト５０内には２個のトナーフィルタ４０，４１が設置されている。（ただし、３個以上のトナーフィルタを設けても本発明の効果にかわりはない）
トナーフィルタ４０および４１はダクト５０内において、ファン４３、オゾンフィルタ４２を挟むように、風の流れに対して上流、下流に位置している。

このように、風の流れ方が異なる箇所でトナーを除去することで、１箇所にフィルタを配置した場合よりも集塵効率をあげることができる。

トナーフィルタ４０を通過する風速Ｖ１とトナーフィルタ４１を通過する風速Ｖ２との間には
Ｖ１ ≧ Ｖ２
という関係が成り立つよう構成されている。本実施例の実際の数値としてはＶ１＝４ｍ／ｓｅｃ、Ｖ２＝２ｍ／ｓｅｃであった。

また、ファンからの距離が遠くなるほど風速は小さくなるため、ファンから上流のトナーフィルタまでの距離をＬ１、下流のトナーフィルタまでの距離をＬ２とすると両者の関係には
Ｌ１ ＜ Ｌ２
という関係が成り立つ。

このように構成することで、トナーフィルタ４０においてはオゾンフィルタ４２の表面にトナーが付着してしまいオゾン除去能力が著しく低下することを避けることができる。また、トナーによってファンが故障してしまうといった問題も避けることが出来る。

そして、トナーフィルタ４１においてはトナーフィルタ４０が配置された位置よりも風速が遅いため集塵効率が高くなり、トナーフィルタ４０で捕集しきれなかったトナーを除去することが可能となる。

さらに、フィルタを複数配置することで、フィルタの厚みを薄くしたり、目を粗くしたりすることが可能となり、一箇所で全てのトナーを除去するフィルタを用いた従来構成に比べコストが有利になるだけでなく、フィルタを２個設置し２段階に分けてトナーを除去するため、フィルタの早期目詰まりを防止して寿命を長くすることが可能となる。

トナーフィルタ４０、４１の目付量（フィルタの目の細かさ）をそれぞれＮ１、Ｎ２とすると両者の関係には
Ｎ１＞Ｎ２（ここでは数字が大きいほど目が細かいとする）
という関係が成り立つ。

これは、トナーフィルタ４１の設置された位置よりもトナーフィルタ４０の設置された位置の方が風速が早いため、風速の早い箇所のフィルタ目付量を細かく設定している。

このように、本発明により、除去手段の長期の使用によるフィルタ目詰まりによる送風手段によるエアフローの能力が低下することを防止することができる。

＜第２実施例＞
図２は本発明の実施の形態２に関わる画像形成装置を示す概略断面図である。

第１実施例において説明された箇所の説明は省略する。

トナーフィルタ４０とトナーフィルタ４１との風速差を大きくするため（トナーフィルタ４１部の風速を遅くするため）、ダクト５０の形状には屈曲部Ｆが設けられている。

屈曲部Ｆはファン４３の下流部に位置している。

また、トナーフィルタ４０の設置されている箇所のダクト面積Ｈとトナーフィルタ４１の設置されている箇所のダクト面積Ｇとの間には
Ｇ＞Ｈ
という関係が成り立つよう構成されている。

これによって、トナーフィルタ４１を通過する際の風速はトナーフィルタ４０を通過する風速に比べ格段に落とすことが可能となり、集塵効率を大幅に上げることが可能となる。

また、ダクト面積に比例してトナーフィルタ４１の面積も大きくできるため、集塵効率を上げるだけでなく目詰まりの防止にも役立てることが可能となる。

このように、本発明により、除去手段の長期の使用によるフィルタ目詰まりによる送風手段によるエアフローの能力が低下することを防止することができる。

なお、本発明では、トナーフィルタについての実施例を記載したが、トナー以外の不純物、例えば紙粉等の微粒子を除去するフィルタであっても、本発明の同様の効果を得ることができる。

ダクト配置及びその周辺の配置を説明する断面図 本発明の第二の実施形態を示す図 フルカラーの画像形成装置の構成図 風速と集塵効率との関係を示す図

符号の説明

１ 感光体
５ 定着器
４０ トナーフィルタ
４１ トナーフィルタ
４２ オゾンフィルタ
４３ ファン
５０ ダクト
６０ 吸入口
６１ 排気口

Claims (10)

1. 機内の気体を機外へ排出するための送風手段と、気体を機外へと案内する風路形成手段と、粒子を除去する複数の除去部材を有する画像形成装置において、除去部材が風の流れに対して送風手段の上流と下流両方に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 風路形成手段内の風の流れに対して、下流に位置する除去部材の方が上流に位置する除去部材よりも通気抵抗が同等もしくは少ないことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 風路形成手段内の風の流れに対して、上流に位置する除去部材を通過する風速が下流に位置する除去部材を通過する風速よりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 上流に位置する除去部材近傍の風路断面積が下流に位置する除去部材近傍の風路断面積よりも小さいことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 送風手段から上流に位置する除去部材までの距離が、送風手段から下流に位置する除去部材までの距離よりも短いことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
6. トナー画像を形成する画像形成手段と、機内の気体を機外へ排出するための送風手段と、気体を機外へと案内する風路形成手段と、複数のトナーを除去する除去部材を有する画像形成装置において、除去部材が風の流れに対して送風手段の上流と下流両方に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 風路形成手段内の風の流れに対して、下流に位置する除去部材の方が上流に位置する除去部材よりも通気抵抗が同等もしくは少ないことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 風路形成手段内の風の流れに対して、上流に位置する除去部材を通過する風速が下流に位置する除去部材を通過する風速よりも大きいことを特徴とする請求項６または７記載の画像形成装置。
9. 上流に位置する除去部材近傍の風路断面積が下流に位置する除去部材近傍の風路断面積よりも小さいことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 送風手段から上流に位置する除去部材までの距離が、送風手段から下流に位置する除去部材までの距離よりも短いことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
    

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