JP2011128344A - 集塵装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化を招くことなく、フィルタを交換せずに半永久的に使用できる集塵装置を提供すること。
【解決手段】空気を吸引するためのダクト６１と、ダクト６１の途中に設けられたフィルタ６５と、フィルタ６５の、空気が通過する部分を移動させる移動手段と、フィルタ６５で捕集した粉塵をフィルタ６５から除去するクリーニング部材６７とを設け、フィルタ６５の、空気が通過する部分を移動させるとともに、クリーニング部材６７によってフィルタ６５から粉塵を除去して、フィルタ６５を継続して使用する。ここで、吸引能力の低下を防止する観点からは、ダクト６１の、フィルタ６５と接触する部分にシール部材６６ａ，６６ｂを設けるのが好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は集塵装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。

例えば、ファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置では、感光体ドラム表面に形成された静電潜像をトナーで可視像化し（現像）、その形成されたトナー像を用紙などの転写部材に転写し定着している。静電潜像をトナーで現像する際、感光体ドラム表面にトナーがうまく付着せず、現像装置と感光体ドラムとの間等に浮遊するといったことが生じやすい。この浮遊トナーが帯電装置や露光装置などに付着すると、画像不良の発生要因となる。このため、現像装置付近に浮遊するトナーを吸引し捕集することが行われている。

現像装置付近の浮遊トナーを吸引し捕集する従来の集塵装置を図７に示す。この図の集塵装置６’では、不図示の吸引ファンによって、現像装置と感光体ドラムとの間の空気が複数の吸引口６３から吸引され、ダクト６１を通って装置外に排出される。ダクト６１の途中にはフィルタ６５’が設けられており、吸引された空気中のトナーや紙粉などの粉塵はここで捕集される。

ところが、集塵装置６’の使用を続けると、捕集されたトナーや紙粉等の粉塵でフィルタ６５’が目詰まりして、集塵装置６’の吸引能力が低下するため、フィルタ６５’は定期的に交換する必要がある。フィルタ６５’の交換頻度を少なくするために、例えば特許文献１では、平行な２本の軸の一方の軸にフィルタをロール状に複数回巻き付け、もう一方の軸にフィルタの外方端を取り付け、フィルタの目詰まりが所定以上に進むと、フィルタの外方端を取り付けた軸を回転させて、フィルタを巻き取って、フィルタの、空気が通過する部分に新しいフィルタ部分を供給するようにしている。

特開2000-24439号公報

しかしながら、特許文献１の提案技術では、ロール状に巻き付けられたフィルタをすべて使い切ると、従来と同様に、新たなフィルタと交換する必要がある。また、ロール状にしたフィルタを装置内に設置すると装置の大型化を招くおそれがある。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の大型化を招くことなく、フィルタを交換せずに半永久的に使用できる集塵装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、長期間の使用によっても、浮遊するトナーや紙粉等の粉塵による画像不良の生じることのない画像形成装置を提供することにある。

本発明によれば、空気を吸引するためのダクトと、前記ダクトの途中に設けられたフィルタと、前記フィルタの、空気が通過する部分を移動させる移動手段と、前記フィルタで捕集した粉塵を前記フィルタから除去するクリーニング手段とを備え、
前記フィルタの、空気が通過する部分を移動させるとともに、前記クリーニング手段によって前記フィルタから粉塵を除去して、前記フィルタを継続して使用することを特徴とする集塵装置が提供される。

ここで、吸引能力の低下を防止する観点からは、前記ダクトの、前記フィルタと接触する部分にシール部材を設けるのが好ましい。

前記フィルタとしては、前記ダクト外の軸を中心に回転自在であるもの、あるいは前記ダクト内の、吸引方向に対してする垂直断面の２倍以上の集塵面積を有し、反復移動自在であるものであってもよい。

前記クリーニング手段としては、板状体であって、前記フィルタにその先端が、前記フィルタの移動方向に対してカウンター方向に当接し、前記フィルタの、空気が通過する部分が移動する際に、前記フィルタで捕集された粉塵を前記フィルタから掻き落とすものが好ましい。

前記クリーニング手段は、前記ダクト内側に設けてもよい。この場合、前記フィルタよりも吸引方向上流側の、前記ダクトの内底面に凹部を形成し、前記クリーニング手段で掻き落とされた粉塵を前記凹部に回収するのが好ましい。さらには、前記凹部の上部開口に、吸引方向上流側から下流側に向かって前記ダクトの内方へ傾斜した防風部材を設けるのが好ましい。なお、「ダクトの内底面」とは、ダクトの、重力方向下方の内面をいうものとする。

また、前記クリーニング手段は、前記ダクト外に設けてもよい。この場合、前記フィルタの全体をカバー部材で覆い遮蔽するのが好ましい。

本発明によれば、前記のいずれかに記載の集塵装置と、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、前記フィルタは、前記現像手段が所定時間稼働するごとに所定量移動させるようにしてもよい。あるいは、前記現像手段にトナーを補給するためのトナーカートリッジを画像形成装置がさらに備える場合は、トナーカートリッジを交換するごとに、前記フィルタを所定量移動させるようにしてもよい。

本発明の集塵装置によれば、装置の大型化を招くことなく、フィルタを交換せずに半永久的に使用できる。また、フィルタの目詰まりに起因する吸引風量の低下が生じないので、従来よりも小型の吸引ファンを用いることができる。これにより、吸引ファンの風切り音が低減され装置の静音化が図れる。

また、本発明の画像形成装置は前記の集塵装置を備えるので、長期間使用しても、浮遊するトナーや紙粉等の粉塵による画像不良が生じない。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。 本発明に係る集塵装置の一例を示す斜視図である。 図２の集塵装置のフィルタ部分の垂直断面図である。 本発明に係る集塵装置の他の例を示す斜視図である。 本発明に係る集塵装置の他の例を示す斜視図である。 図５の集塵装置のフィルタ部分の垂直断面図である。 従来の集塵装置を示す斜視図である。

以下、本発明に係る集塵装置及び画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る集塵装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概説図を示す。図１の画像形成装置Ｄは所謂タンデム方式のカラープリンタである。もちろん、プリンタのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。また、画像形成方式としてはタンデム方式に限定されるものではなく、他の方式、例えば、回転軸の周囲に４つの現像装置を配置し、これらを順次静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を作成する所謂４サイクル方式、あるいは一つの現像装置でモノクロ画像を作成するモノクロ方式であっても構わない。

画像形成装置Ｄは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト（中間転写体）３３を有する。中間転写ベルト３３は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラ３１，３２に掛架されている。ローラ３２は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によってローラ３２は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３３とこれに接するローラ３１は従動回転する。ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ３４が圧接している。この二次転写ローラ３４と中間転写ベルト３３とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト３３上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

また、ローラ３１に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３３の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置９が設けられている。ベルトクリーニング装置９は、中間転写ベルト３３を介してローラ３１に圧接するクリーニングブレードを備え、クリーニングブレードの中間転写ベルト３３との当接部で、未転写の残留トナーを除去・回収する。

ローラ３１とローラ３２とに掛架された中間転写ベルト３３の下側には、中間転写ベルト３３の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、「作像ユニット２」と総称することがある）が、装置本体１０に対して着脱自在に配置されている。これらの作像ユニット２では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー画像が作成される。

作像ユニット２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体２０を有する。そして、感光体２０の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電装置２１、現像装置（現像手段）２３、一次転写ローラ２４、および感光体クリーニング装置２５が配置されている。感光体クリーニング装置２５はクリーニングブレードを備え、その一端側を感光体２０の外周面に当接させて、感光体２０の表面に残留するトナーを除去・回収している。一次転写ローラ２４は、中間転写ベルト３３を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（一次転写領域）を形成している。作像ユニット２の下方には露光装置２２が配置されている。そして、現像装置２３と中間転写ベルト３３との間に、現像装置２３と感光体２０との間の、粉塵を含んだ空気を吸い込み装置外に排出するための集塵装置６が設けられている。集塵装置６については後述する。

この図に示す実施形態では、帯電装置２１としてローラ帯電方式のものを用いているが、帯電装置２１の種類は特に限定されるものでなく、コロナ放電方式の帯電チャージャ、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。ただし、本発明は、放電生成物が感光体に多く付着する、ローラ帯電装置などの接触帯電方式に好適に適用される。

中間転写ベルト３３の上方には、各色の現像装置２３に補給するトナーを収容したトナーカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（以下、「トナーカートリッジ４」と総称することがある）がそれぞれ配置されている。また、露光装置２２の下部には、給紙装置として給紙カセット５０が着脱可能に配置されている。給紙カセット５０内に積載収容された用紙（被転写部材）Ｐは、給紙カセット５０の近傍に配置された給紙ローラ５１の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５２に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。

画像形成装置Ｄは、１色のトナー（例えばブラック）を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能となっている。

カラーモードにおける画像形成動作例について簡単に説明すると、まず、各作像ユニット２において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電装置２１により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置２２から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２３から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー画像は、感光体２０の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト３３上へ転写（一次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト３３に転写されることなく感光体２０上に残った残留トナーは、感光体クリーニング装置２５で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー画像は、中間転写ベルト３３によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対５２から二次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー画像が、二次転写領域において中間転写ベルト３３から用紙Ｐに転写（二次転写）される。４色のトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１へ搬送される。定着装置１において用紙Ｐは、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像は用紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対５３によって排紙トレイ５４に排出される。

一方、用紙Ｐに転写されることなく中間転写ベルト３３上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置９で掻き取られ、中間転写ベルト３３の外周面から除去される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト３３の回転駆動が停止される。

図２に、図１の画像形成装置Ｄに設けられている集塵装置６の構成を示す斜視図を示す。集塵装置６は、中空四角柱状のダクト６１と、ダクト６１の一方端側に、ダクト６１の長手方向に対して略垂直方向に延出するように、ダクト６１と一体成形された複数本の吸引管部６２と、ダクト６１の途中に設け設けられたフィルタ６５とを有する。フィルタ６５は円盤状で、ダクト６１の外側に配置された軸６４に取り付けられている。軸６４は、不図示のモータ（移動手段）によって回転し、これによりフィルタ６５が回転する。回転する時期については後述する。また、フィルタ６５と接触するダクト部分には、発泡ウレタンなどの弾性を有するシール部材６６ａ（６６ｂ）が取り付けられ、ダクト６１とフィルタ６５との間に隙間が形成されないようにしている。

図３に、フィルタ部分のダクト６１の垂直断面図を示す。フィルタ６５よりも吸引方向上流側で、ダクト６１の、フィルタ回転方向下流側の内周面（図３ではダクトの上内面）には、板状で断面「へ」字状に折り曲げられたクリーニング部材（クリーニング手段）６７の一方端側が取り付けられている。そして、クリーニング部材６７の自由端側は、フィルタ回転方向に対してカウンター方向でフィルタ６５に当接している。ここで、クリーニング部材６７の自由端側に、幅方向に所定間隔でスリットを設け、櫛歯状とするのが好ましい（図４を参照）。

また、フィルタ６５よりも吸引方向上流側で、ダクト６１の内底面（図３ではダクトの下内面）には、フィルタ６５と略平行で直線状の凹部６８が形成されている。そして、凹部６８の上部開口には、吸引方向上流側から下流側に向かってダクト６１の内方へ傾斜する防風シート（防風部材）６９が設けられている。

このような構成の集塵装置６において、ダクト６１の、他端側に設けられた不図示の吸引ファンが駆動すると、吸引管部６２の先端の吸気口６３（図２に図示）から、現像装置２３（図１に図示）と感光体２０（図１に図示）との間の空気が吸い込まれる。そして、吸い込まれた空気は、ダクト６１を通って画像形成装置Ｄの外へ排出される。途中、ダクト６１の吸引路を塞ぐように配置されたフィルタ６５によって、空気中のトナーや紙粉などの粉塵が捕集される。

フィルタ６５に所定量以上の粉塵が捕集されると、不図示のモータが駆動してフィルタ６５が回転し、空気が通過する領域にフィルタ６５の新たな部分が位置するようになる。そして、このフィルタ６５の新たな部分によって空気中の粉塵が継続して捕集される。フィルタ６５の回転量は、ダクト６１内の空気が通過する領域が全て新しいフィルタ部分に替わる回転量とするのが望ましい。このとき、フィルタ６５が回転することによって、フィルタ６５に当接しているクリーニング部材６７の先端で、フィルタ表面に付着している粉塵がフィルタ６５から掻き落とされ、フィルタ６５の再生が図られる。これにより、フィルタ６５が１回転して、ダクト６１内の空気が通過する領域に再び位置しても粉塵の捕集が可能となる。フィルタ６５から掻き落とされた粉塵は、ダクト６１の内底面に形成された凹部６８に回収される。なお、前述のように、凹部６８の上面開口には防風シート６９が設けられているので、凹部６８に回収された粉塵が、吸引される空気によって飛散することはない。

フィルタ６５を回転させる時期に特に限定はないが、例えば、各現像装置が所定時間稼動するごと、あるいは、画像形成装置Ｄが待機状態に入るごと、さらにはトナーカートリッジ４（図１に図示）が交換されるごとなどの時期が挙げられる。もちろん、フィルタ６５を常時回転させていても構わない。

図４に、本発明に係る集塵装置の他の実施形態を示す斜視図を示す。この図の集塵装置が、図２に示した集塵装置と異なる点は、クリーニング部材６７をダクト６１の外側に設けた点である。これに伴って、クリーニング部材６７でフィルタ６５から掻き取った粉塵が周囲に飛散しないように、フィルタ６５の全体及びクリーニング部材６７をカバー部材７で覆い外部から遮蔽している。クリーニング部材６７でフィルタ６５から掻き取られた粉塵はカバー部材７内に蓄積され、外部に飛散することはない。

図５及び図６に、本発明に係る集塵装置のさらに他の実施形態を示す斜視図及び垂直断面図を示す。これらの図に示す集塵装置が、図２に示した集塵装置と異なる点は、フィルタ６０の形状を長方形状とした点、及びフィルタ６０の移動方向を吸引方向に対して略垂直方向（図６において上下方向）とした点である。その他の構成は、図２の集塵装置と同様であるので、ここではその説明を略する。

この集塵装置で用いるフィルタ６０は、ダクト６１内の、吸引方向に対して垂直断面の略２倍の集塵面積を有する。また、フィルタ６０は、不図示の移動手段によって吸引方向に対して略垂直方向に反復移動する。フィルタ６０に所定量以上の粉塵が捕集されると、不図示の移動手段が駆動してフィルタ６０が図の上下方向に移動し、フィルタ６０の新たな部分がダクト６１内の空気通過領域に位置するようになる。この図の集塵装置では、フィルタ６０を、ダクト６１内の高さと略同等の距離移動させればよい。フィルタ６０の集塵面積は、ダクト６１内の、吸引方向に対して垂直断面の２倍以上であれば特に限定はなく、３倍、４倍であってももちろん構わない。また、フィルタ６０の移動方向は、吸引方向に対して所定の角度を有していればよく、垂直方向に限定されるものではない。

前記実施形態と同様に、フィルタ６０が移動するとき、フィルタ６０に当接しているクリーニング部材の先端で、フィルタ表面に付着している粉塵がフィルタから掻き落とされ、フィルタ６０の再生が図られる。なお、この集塵装置では、フィルタ６０が上下方向に反復移動するので、図６に示すように、ダクト６１の上内面及び内底面にそれぞれクリーニング部材６７ａ，６７ｂが、フィルタ６０に当接するように設けられている。フィルタ６０が上方向に移動するときは、クリーニング部材６７ａによってフィルタ６０から粉塵が掻き落とされ、フィルタ６０が下方向に移動するときは、クリーニング部材６７ｂによってフィルタ６０から粉塵が掻き落とされる。フィルタ６０から掻き落とされた粉塵は、前記実施形態と同様に、ダクト６１の内底面に形成された凹部６８に回収される。

本発明の集塵装置によれば、装置の大型化を招くことなく、フィルタを交換せずに半永久的に使用でき有用である。

４ トナーカートリッジ
６ 集塵装置
Ｄ 画像形成装置
２０ 感光体（像担持体）
２３ 現像装置（現像手段）
６０ フィルタ
６１ ダクト
６４ 軸
６５ フィルタ
６６ａ，６６ｂ シール部材
６７ クリーニング部材
６７ａ，６７ｂ クリーニング部材
６８ 凹部
６９ 防風シート（防風部材）

Claims (13)

1. 空気を吸引するためのダクトと、前記ダクトの途中に設けられたフィルタと、前記フィルタの、空気が通過する部分を移動させる移動手段と、前記フィルタで捕集した粉塵を前記フィルタから除去するクリーニング手段とを備え、
   前記フィルタの、空気が通過する部分を移動させるとともに、前記クリーニング手段によって前記フィルタから粉塵を除去して、前記フィルタを継続して使用することを特徴とする集塵装置。
2. 前記ダクトの、前記フィルタと接触する部分にシール部材を設けた請求項１記載の集塵装置。
3. 前記フィルタが、前記ダクト外の軸を中心に回転自在である請求項１又は２記載の集塵装置。
4. 前記フィルタが、前記ダクト内の、吸引方向に対して垂直断面の２倍以上の集塵面積を有し、反復移動自在である請求項１又は２記載の集塵装置。
5. 前記クリーニング手段が板状体であって、前記フィルタにその先端が、前記フィルタの移動方向に対してカウンター方向に当接し、前記フィルタの、空気が通過する部分が移動する際に、前記フィルタで捕集された粉塵を前記フィルタから掻き落とす請求項１〜４のいずれかに記載の集塵装置。
6. 前記クリーニング手段を、前記ダクト内側に設けた請求項５記載の集塵装置。
7. 前記フィルタよりも吸引方向上流側の、前記ダクトの内底面に凹部を形成し、前記クリーニング手段で掻き落とされた粉塵を前記凹部に回収する請求項６記載の集塵装置。
8. 前記凹部の上部開口に、吸引方向上流側から下流側に向かって前記ダクトの内方へ傾斜した防風部材をさらに設けた請求項７記載の集塵装置。
9. 前記クリーニング手段を、前記ダクト外に設けた請求項５記載の集塵装置。
10. 前記フィルタの全体をカバー部材で覆い遮蔽した請求項９記載の集塵装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の集塵装置と、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記現像手段が所定時間稼働するごとに、前記フィルタを所定量移動させる請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記現像手段にトナーを補給するためのトナーカートリッジをさらに備え、トナーカートリッジを交換するごとに、前記フィルタを所定量移動させる請求項１１記載の画像形成装置。