JP2013167756A - 空気排出装置、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べてメンテナンス性を向上させることができる空気排出装置７０を提供する。
【解決手段】収容室７２と、現像器内の空気を収容室７２に受け入れるための器内空気受入口７３と、外気を受け入れる外気受入口７４と、第１排気口７５と、収容室７２から第１排気口７５に進入する直前の空気を濾過する第１排気フィルター部材７６と、外気受入口７４に進入する直前の外気を濾過する外気フィルター部材７７と、第１排気口７５とは別に排気するための第２排気口７８と、収容室７２から第２排気口７８に進入する直前の空気を濾過する第２排気フィルター部材７９とを具備する空気収容器７１と、第１排気口７５及び第１排気フィルター部材７６を通じて収容室７２内の空気を吸引しながら排出する吸引ファン９５とを設けた。
【選択図】図５

Description

本発明は、潜像担持体に担持される潜像を現像するための現像器を具備する現像装置に関するものである。また、現像装置内の空気を排出するための空気排出装置に関するものである。また、現像装置を備える複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来より、トナーとキャリアとを含有する現像剤を用いて潜像を現像する現像器においては、現像に伴ってトナーを消費する現像剤のトナー濃度を適切な範囲に維持するために、現像器内の現像剤に対して定期的にトナーが補給されるようになっている。そして、様々な要因により、現像器内から器外へのトナー飛散を引き起こしてしまうことがある。

例えば、現像剤を収容している現像剤収容室内において、新たに補給されたトナーと現像剤とを撹拌パドルの回転によって混合する構成の現像器では、撹拌パドルの回転によってキャリア表面からトナーを離脱させることがある。そして、キャリア表面から離脱したトナーは、現像剤収容室の空間に舞い上がった後、現像器のケーシングの隙間から器外に飛散してしまう。器外にトナーを飛散させてしまうケーシングの隙間としては、現像ローラの周面の一部を器外に露出させるための開口と、現像ローラとの隙間が挙げられる。

また、特許文献１に記載の画像形成装置のように、現像器とは別体で構成された現像剤撹拌器内で十分に撹拌した現像剤をエアー搬送によって現像器に送る構成のものでは、エアー搬送に伴って現像器内から器外へのトナー飛散を引き起こしてしまうことがある。具体的には、特許文献１に記載の現像装置は、トナーの帯電不良による地汚れの発生を抑える狙いから、現像剤に補給したトナーを現像剤とともに十分に撹拌して摩擦帯電させるための現像剤撹拌器を、現像器とは別に設けている。現像器内において、現像ローラの表面に担持されて現像に寄与した現像剤は、その後、現像ローラ表面から回収された後、現像器内から重力落下によって排出されて現像剤撹拌器内に移送される。そして、新たに補給されてくるトナーを取り込みながら、撹拌機によって撹拌される。現像剤撹拌器内に移送された現像剤は、新たに補給されたトナーとともに混合撹拌されながら、現像剤撹拌器内を滞留している間に、トナーの摩擦帯電が十分に促される。その後、現像剤撹拌器から重力によって排出されて返送管に進入した後、エアー搬送によって重力に逆らって現像器に返送される。かかる構成では、返送管内の現像剤を現像器に向けてエアー搬送するのに伴って、現像器内に強い気流を発生させて現像剤のキャリア表面からトナーを離脱させる。この離脱による浮遊トナーを含む空気が、現像器内への現像剤のエアー搬送に伴う気圧の上昇により、ケーシングの隙間から器外に流れることで、現像器からのトナー飛散を引き起こしてしまう。

現像器の外に飛散したトナーは、画像形成装置の機内で記録紙などに付着して画質を直接的に低下させたり、機内の機器に悪影響を及ぼすことで画質を間接的に低下させたりするおそれがある。

現像器からのトナー飛散を抑え得る画像形成装置としては、特許文献２に記載のものが知られている。この画像形成装置は、現像器内の空気を吸引ポンプによって吸引しながら回収ボトル内に吐出することで、現像器内からの空気の排出を促す空気排出装置を備えている。回収ボトル内に吐出された空気は、トナーを捕捉するためのフィルター部材を透過した後、回収ボトルの排気口からボトル外に排出される。そして、フィルター部材によって捕捉されたトナーは回収ボトル内に貯留される。かかる構成においては、空気排出装置により、浮遊トナーを含む空気を現像器内から積極的に吸引することで、現像器内からのトナー飛散の発生を抑えることができる。

しかしながら、この画像形成装置においては、空気排出装置のメンテナンスに手間を要するという問題があった。具体的には、浮遊トナーを濾過するために回収ボトル内に設けられたフィルター部材は、経時的に目詰まりしていく。フィルター部材が目詰まりを起こすと、回収ボトル内の気圧が上昇して吸引ポンプから回収ボトル内に向けての空気の吐出がなされなくなることから、吸引ポンプが現像器内の空気を吸引しなくなる。これにより、現像器内から吸引ポンプと回収ボトルとフィルター部材とを経て回収ボトルの外に至る空気の流れがなくなると、現像器内の空気がケーシングの隙間から現像器の外に逃げるようになって、現像器内からのトナー飛散が発生するようになる。このため、フィルター部材をある程度の頻度で定期的に交換する必要があることから、メンテナンスに手間を要してしまうのである。

また、この画像形成装置においては、吸引ポンプによって現像器内の空気を吸引するのに伴って現像器内に気流を発生させ、その気流によってキャリア表面からのトナーの離脱を助長してしまう。これにより、現像器内の浮遊トナー量を増加させてフィルター部材の目詰まりを早めることが、メンテナンス性の悪化に拍車をかけていた。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来に比べてメンテナンス性を向上させることができる空気排出装置、並びにこれを備える現像装置及び画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、内部に収容しているトナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、画像形成装置の潜像担持体に担持される潜像を現像する現像器の内部の空気を、フィルター部材に通して排出するための空気排出装置において、空気を収容する収容室と、前記現像器内から排出された空気を前記収容室に受け入れるための器内空気受入口と、前記収容室の外の空気を受け入れるための外気受入口と、前記収容室内の空気を排出するための第１排気口と、前記第１排気口を通じて前記収容室の外に排出される直前又は直後の空気を濾過するための第１排気フィルター部材と、前記外気受入口を通じて前記収容室内に受け入れられる直前又は直後の空気を濾過するための外気フィルター部材と、前記第１排気口とは別に前記収容室内の空気を排出するための第２排気口と、前記第２排気口から排出される直前又は直後の空気を濾過する第２排気フィルター部材とを具備する空気収容器と、前記第１排気口及び前記排気フィルター部材を通じて前記収容室内の空気を吸引しながら排出する吸引手段とを設けたことを特徴とするものである。

本発明において、吸引手段による吸引力は、空気収容器の第１排気口と第１排気フィルター部材と収容室と外気受入口と外気フィルター部材を介して収容室の外の空気を吸引する力と、空気収容室の第１排気口と第１排気フィルター部材と収容室と器内受入口とを介して現像器内の空気を吸引する力とに分散する。そして、それぞれの力により、収容室の外から外気受入口と収容室内と第１排気フィルター部材と第１排気口とを経て収容室の外に至る気流（以下、「第１気流」という）と、現像器内から器内空気受入口と収容室内と第１排気フィルター部材と第１排気口とを経て収容室の外に至る気流（以下、「第２気流」という）とを発生させる。２つの気流のうち、「第２気流」により、現像器内の空気を第１排気フィルター部材に通すことで、現像器内で発生した浮遊トナーを除去して器内からのトナー飛散の発生を抑える。かかる構成では、吸引手段による吸引力の全てを現像器内の空気の吸引に利用していた従来に比べて、現像器からの単位時間あたりの空気吸引量を減らして、吸引によって現像器内で発生する気流の流速を低減する。これにより、現像器内での気流発生による浮遊トナーの増加を抑えて、第１排気フィルター部材を目詰まりし難くすることで、従来に比べてメンテナンス性を向上させることができる。

また、本発明において、第１排気フィルター部材がトナーによって目詰まりし始めると、第１排気フィルター部材よりも下流側で空気を吸引している吸引手段が空気を良好に吸引しなくなることから、引力によって収容室内で発生する「第１気流」の量が低下するが、「第２気流」の量は低下しないか、低下してもごく僅かな量に留まる。これは次に説明する理由による。即ち、吸引手段によって現像器内の空気を収容室に向けて吸引する力が低下し、それに応じて現像器内の気圧が上昇傾向になると、現像器内から気圧のより低い収容室に向けての空気の移動が起こる。このようにして移動した空気がそのまま収容室内に留まっていると、収容室内の気圧を上昇させることになるが、その空気は、収容室の外から外気フィルター部材と外気受入口とを通って収容室の中に進入する空気よりも優先して吸引手段に吸引されることで、収容室内の気圧の上昇が回避される。このため、第１排気フィルター部材の目詰まりによって吸引手段による吸引量が低下しても、その影響は主に「第１気流」の量の低下として現れ、「第２気流」の量はあまり変化しない。よって、目詰まりしていない場合と同様に、現像器内の空気を良好に収容室と第１排気フィルター部材に通して排気して、現像器内からのトナー飛散の発生を抑えることができる。また、第１排気フィルター部材の目詰まりが進行して、吸引手段による空気の吸引が殆ど行われなくなると、現像器内や収容室内の気圧の上昇により、現像器内から収容室と第２排気フィルター部材と第２排気口とを経て収容室の外に至る「第３気流」が新たに発生するようになる。更には、現像器内から収容室と外気受入口と外気フィルターとを経て収容室の外に至る「第４気流」も新たに発生するようになる。これら「第３気流」や「第４気流」により、第１排気フィルター部材が完全に目詰まりしてしまった後にも、現像器内の空気をトナーのない状態で排出することで、現像器内からのトナー飛散の発生を引き続き抑えることができる。かかる構成では、第１排気フィルター部材が完全に目詰まりした後、第２排気フィルター部材や外気フィルター部材が目詰まりする前のタイミングで、それら３つのフィルター部材を同時に交換すればよいので、１つだけ設けているフィルター部材を目詰まり前に交換する必要があった従来に比べて、フィルター部材の交換作業の頻度が低くなる。このことによっても、メンテナンス性を向上させることができる。

実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図。 同画像形成装置の現像装置を示す斜視図。 同現像装置の現像器を示す断面図。 同現像装置の撹拌器とその周囲構成とを示す断面図。 同現像装置の空気排出装置を示す概略構成図。 第１排気ファイルター部材が目詰まりした状態の同空気排出装置の空気収容器内における空気の流れを示す図。 実施例に係る画像形成装置の空気排出装置を示す拡大構成図。 具体例に係る画像形成装置の空気排出装置を示す拡大構成図。 ファイルターリカバリー処理実施中の同空気排出装置の空気収容器内における空気の流れを示す図。

以下、本発明を適用したの画像形成装置の一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図１の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを備え、これらを所定のピッチで配列した、所謂、タンデム型の画像形成装置である。尚、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。

４つの画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、使用されるトナーの色が異なる以外は同じ構成である。例えば、イエロー用の画像形成ユニット１Ｙは、像担持体としての感光体２Ｙの周りに、帯電手段３Ｙ、後述する現像装置の現像器１０Ｙ、クリーニング手段７Ｙ等を備えている。他の画像形成ユニット１Ｍ、Ｃ、Ｂｋも同様の構成である。

画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの下方には、画像データに基づいてドラム状の感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの表面にレーザー光を走査しながら照射する光書込ユニット(不図示）が配置されている。また、画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの上方には各画像形成ユニットのトナー像を重ね合わせて転写するように搬送する中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５の左側には、記録シートにトナー像を転写する二次転写ローラ６が配置されている。その上方には定着装置８０が配置されている。中間転写ベルト５の右側には、外周面に接触するようにベルトクリーニング装置が接触するように配置されている。このベルトクリーニング装置により中間転写ベルト５上に付着したトナー等の異物が除去される。また、画像形成装置下部には、転写媒体である記録シートが載置された給紙カセット８０を備えている。

次に、画像形成装置の動作について説明する。
例えば、画像形成ユニット１Ｙでは、帯電手段３Ｙが感光体２Ｙ表面を帯電させる。所定の電位に帯電した各感光体２Ｙ表面には、光書込ユニット(不図示）により画像データに基づくレーザー光が走査され、静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した各感光体２Ｙ表面が現像器１０Ｙに到達すると、各感光体２Ｙ表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。このようなプロセスが画像形成ユニット１Ｍ、Ｃ、Ｂｋにおいても同様に行われる。これにより、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ表面にはそれぞれ所定の色のトナー像が形成される。

中間転写ベルト５を挟んで感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋに対向している１次転写ローラ９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋには、トナーの帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋと１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋとの間には、トナーを感光体側からローラ側に静電移動させる１次転写電界が形成される。中間転写ベルト５上には、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像が順に重ね合わせて１次転写される。

給紙カセット８０は、内部に収容している記録シートを所定のタイミングで送り出す。送り出された記録シートは、給紙路内を搬送されて、給紙路の末端付近に配設されたレジストローラ対１８のレジストニップに突き当たる。このタイミングで、記録シートの搬送が一時中断される。

中間転写ベルト５のループ外側には、２次転写ローラ６が配設されている。この２次転写ローラ６は、中間転写ベルト５における周方向の全域のうち、ベルトループ内側に配設された駆動ローラに対する掛け回し箇所に当接して２次転写ニップを形成している。駆動ローラには、図示しない２次転写電源から出力される２次転写バイアスが印加される。そして、駆動ローラと、接地されている２次転写ローラ６との間には、トナーを駆動ローラ側から２次転写ローラ６側に静電移動させる２次転写電界が形成される。

レジストローラ対１８は、記録シートを２次転写ニップで中間転写ベルト５上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで回転駆動を再開する。この再開によってレジストニップから送り出された記録シートには、２次転写ニップ内でベルト上のトナー像が２次転写される。このようにしてトナー像が転写された記録シートは、２次転写ニップから排出されて定着装置９０に送られる。

定着装置９０は、加熱ローラや従動ローラなどによって張架している無端状の定着ベルトと、これに向けて押圧される加圧ローラとの当接によって定着ニップを形成している。そして、定着ニップに挟み込んだ記録シートを加熱及び加圧することで、シート表面にトナー像を定着させる。定着装置９０を通過した記録シートは、排紙ローラ対を経て機外へと排出される。

次に、現像装置について説明する。
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色の現像装置は、感光体（２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）に対向配置された現像器（１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）や、現像器（１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）とは別体として構成された撹拌器（４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）などを有している。

図２は、現像装置を示す斜視図である。なお、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の現像装置の構成は、互いにほぼ同じであるので、同図においては、何れの色にも共通の構成の現像装置を１つだけ示し、符号の末尾に添えるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋという添字を省略している。後述する図３〜図９においても、同様の理由により、符号の末尾に添えるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋという添字を省略している。

図２に示されるように、感光体２に対向している現像器１０は、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ１１を有している。現像器１０の下方には、撹拌器４０が配置され、撹拌器４０内の現像剤に補給するトナーを収容するトナーホッパー２２が画像形成装置本体に対して着脱可能に配設されている。

また、現像装置は、トナー補給管２１、トナーホッパー２２、トナー補給用モータ２８、導入管３０、返送管３１、トナー撹拌用モータ４５、ロータリーフィーダー５１、フィーダーモータ５５、エアーポンプ６０なども有している。更には、現像器１０に接続された空気排出装置７０も有している。

図３、現像装置の現像器１０を示す断面図である。現像器１０は、現像ローラ１１と、現像ローラ１１上の現像剤を規制する規制部材としてのドクタブレード１２と、現像剤を攪拌搬送しながら現像ローラ１１に供給する供給スクリュウ１４と、現像剤を攪拌搬送しながら現像ローラ１１から使用後の現像剤を回収する回収スクリュウ１３とを備えている。供給スクリュウ１４と回収スクリュウ１３とは上下に配置され、その間には仕切り壁１６が形成されている。また、供給スクリュウ１４の近傍には、供給スクリュウにより搬送される現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度検知センサー６３を有している。

現像ローラ１１は、外周部を構成する非磁性で円筒状の現像スリーブと、その内側に配置された磁界発生手段（複数の磁極が着磁されたマグネットローラ、あるいは複数の磁石）とからなる。現像ローラ１１を構成する現像スリーブは、固定（非回転）された磁界発生手段のまわりを回転駆動可能に構成される。現像ローラ１１は、現像スリーブを回転しながら、供給スクリュウ１４により供給された現像剤を磁力によってローラ表面に担持して、ドクタブレード１２で現像剤の高さを規制された後、感光体２上の潜像を現像剤中のトナーで現像する。

供給スクリュウ１４は、図３中手前側から奥側に現像剤を攪拌しながら搬送するとともに、現像ローラ１１に現像剤を供給する。現像ローラ１１に供給されずに供給スクリュウ１４により奥側まで搬送された現像剤は、仕切り壁１６の奥側端部に形成された開口部（不図示）を通って落下し、回収スクリュウ１３に受け渡される。回収スクリュウ１３は、図３の図紙面に直交する方向の奥側から手前側に現像剤を攪拌しながら搬送するとともに、現像ローラ１１から現像に使用後の現像剤を回収する。このように、現像器１０内では、現像ローラ１１に現像剤を供給・回収しながら、現像剤を攪拌しつつ循環搬送している。

回収スクリュウ１３により回収された現像剤は、現像によりトナーが消費されているのでトナー濃度が低下している。回収スクリュウ１３により、図紙面に直交する方方向の手前側端部まで搬送されたトナー濃度の低下した現像剤は、ケーシング底部に設けられた開口（不図示）から、図２に示される導入管３０を通って撹拌器４０に落下する。

図４は、現像装置の撹拌器４０とその周囲構成とを示す断面図である。撹拌器４０は、全体として鉛直方向に延在する円筒状の形状をしており、撹拌用モータ４５、現像剤撹拌室４６、空気受入室４７、導気路４８、回収路４９、フィルター部材５０、ロータリーフィーダー５１などを有している。

導入管３０から撹拌器４０内に落下した現像剤は、撹拌器４０の現像剤撹拌室４６内に進入する。現像剤撹拌室４６内には、比較的多量の現像剤が貯留されており、現像剤撹拌室４６内に新たに落下してきた現像剤は、内部の貯留現像剤の表層に取り込まれる。

撹拌器４０の上壁外面には、撹拌用モータ４５が固定されており、この撹拌用モータ４５のモータ軸４５ａが撹拌器４０の上壁を貫いて現像剤撹拌室４６内に至っている。現像剤撹拌室４６内では、モータ軸４５ａの先端部に撹拌スクリュウ４３が固定されており、モータ軸４５ａと同じ回転軸線上で回転する。また、モータ軸４５ａには、軸を中心に公転するように２枚の撹拌羽根４４が固定されている。現像剤撹拌室４６内の現像剤は、撹拌スクリュウ４３の回転や撹拌羽根４４の公転によって水平方向に円を描くような軌道で撹拌される。

先に図２に示したように、撹拌器４０の上壁には、現像器１０内の現像剤を撹拌器４０内に導入するための導入管３０の他に、現像剤撹拌室４６内にトナーを補給するためのトナー補給管２１が接続されている。このトナー補給管２１には、補給用のトナーを収容しているトナーホッパー２２が接続されており、トナーホッパー２２内のトナーは自重によってトナー補給管内に落下する。また、トナー補給管２１内には、図示しない搬送スクリュウが管長手方向に延在する姿勢で収容されており、トナー補給用モータ２８によって回転駆動される。

現像器１０に設けられたトナー濃度検知センサー（図３の６３）により、現像器１０内の現像剤について、トナー濃度が下限値を下回ったことが検知されると、トナー補給用モータ２８の駆動によって搬送スクリュウが回転して、トナー補給管２１内のトナーを撹拌器４０の現像剤撹拌室４６内に補給する。トナー補給用モータ２８の駆動時間は、トナー濃度検知センサー６３による検知結果と下限値との差分に応じて決定される。

図４において、現像剤撹拌室４６内では、図示しないトナー補給管（図２の２１）から補給されてくるトナーと、導入管３０から導入されてくる現像剤とが撹拌スクリュウ４３や撹拌羽根４４によって混合撹拌されて、トナーと磁性キャリアとの摩擦によってトナーの帯電が促される。具体的には、回転羽根４４の公転によってトナーを水平方向にかき回すとともに、攪拌スクリュウ４３によって鉛直方向下方から上方に向かう流れを起こす。これにより、撹拌スクリュウ４３の回転軸線に沿って鉛直方向下方から上方に向かった後、現像剤撹拌室４６の上部にて、回転軸線上から法線方向に向かってから、現像剤撹拌室４６の内壁付近で鉛直方向上方から下方に向かう対流を発生させる。この対流により、現像剤は現像剤撹拌室４６内で長期間撹拌されてトナーの摩擦帯電が十分になされた後、現像剤撹拌室４６の下部を通る際に、後述するロータリーフィーダー５１に取り込まれて、返送管３１内に排出される。

現像剤撹拌室４６の下端には、ロータリーフィーダー５１が接続されている。ロータリーフィーダー５１は、ステータ５３の内部空間に、羽根を具備するロータ５２を内包している。ロータ５２が回転すると、現像剤撹拌室４６の下端に位置している現像剤がロータ５２内に巻き込まれて、ロータ５２の回転に伴って返送管３１内まで移送される。なお、ロータリーフィーダー５１は、フィーダーモータ（図２の５５）の駆動力によって回転駆動される。

返送管３１の末端には、送気手段としてのエアーポンプ６０が接続されている。このエアーポンプ６０は自らの内部に取り込んだ外気を返送管３１内に吐き出すことで、送気管３１に向けて送気を行う。ロータリーフィーダー５１によって返送管３１内に移送された現像剤は、送気によって発生する気流に押されて現像器（１０）内にエアー搬送される。

かかる構成において、現像剤を現像器（１０）内にエアー搬送するのに伴って、現像器（１０）内の気圧を上昇させると、現像器内の浮遊トナーを含む空気を、現像ローラ（１１）と現像器ケーシングとの隙間から器外に流出させて、トナー飛散を引き起こしてしまうおそれがある。そこで、実施形態に係る画像形成装置においては、先に図２に示したように、現像器１０に対して、空気排出装置７０を接続している。そして、現像器１０内の空気を、前述した隙間よりも優先して、空気排出装置７０内に逃がすことで、現像器１０からのトナー飛散の発生を抑えている。

次に、実施形態に係る画像形成装置の特徴的な構成について説明する。
図５は、空気排出装置７０を示す拡大構成図である。この空気排出装置７０は、空気収容器７１と、吸引手段たる吸引ファン９５と、接続管９６とを有している。そして、空気収容器７１は、空気を収容する収容室７２、器内空気受入口７３、外気受入口７４、第１排気口７５、第１排気フィルター部材７６、外気フィルター部材７７、第２排気口７８、第２排気フィルター部材７９などを具備している。

器内空気受入口７３は、図示しない現像器（１０）内から排出された空気を収容室７２に受け入れるために、空気収容器７１に設けられた開口である。現像器（１０）に接続された接続管９６内の空気は、この器内空気受入口７３を通って収容室７２内に進入する。

また、外気受入口７４は、収容室７２の外に存在する空気を収容室７２内に受け入れるために空気収容器７１に設けられた開口である。空気収容器７１の外壁には、この外気受入口７４を覆うように、外気フィルター部材７７が固定されている。空気収容器７１の外に存在する空気は、この外気フィルター部材７７と外気受入口７４とを通って収容室７２内に進入する。なお、外気フィルター部材７７を空気収容器７１の内壁に固定して、空気収容器７１の外に存在する空気を、外気受入口７４と外気フィルター部材７７とに通してから収容室７２内に進入させるようにしてもよい。

第１排気口７５は、収容室７２内の空気を排出するために、空気収容器７１に設けられた開口である。空気収容器７１の内壁には、この第１排気口７５を覆うように、第１排気フィルター部材７６が固定されている。また、空気収容器７１の外壁には、吸引手段としての吸引ファン９５が固定されている。この吸引ファン９５が回転すると、収容室７２内の空気が第１排気フィルター部材７６と第１排気口７５とを通って吸引ファン９５に取り込まれた後、吸引ファン９５から空気収容器７１外側に向けて排出される。なお、第１排気フィルター部材７６を空気収容器７１の外壁に固定して、収容室７２内の空気を第１排気口７５、第１排気フィルター部材７６という順番で通してもよい。

第２排気口７８は、第１排気口７５とは別に、収容室７２内の空気を排出するために空気収容器７１に設けられた開口である。空気収容器７１の内壁には、この第２排気口７８を覆うように、第２排気フィルター部材７９が固定されている。収容室７２内の空気は、第２排気フィルター部材７９と第２排気口７８とを通って収容室７２の外に排出される。なお、第２排気フィルター部材７９を空気収容器７１の外壁に固定して、収容室７２内の空気を第２排気口７８、第２排気フィルター部材７９という順で通してもよい。

第１排気フィルター部材７６、外気フィルター部材７７、第２排気フィルター部材７９としては、それぞれ、トナーの粒径よりも目の細かいものを用いている。よって、空気内の浮遊トナーは、それらフィルター部材によって除去されてから、収容器７２の外に排出される。

吸引ファン９５が回転すると、空気収容器７１の外部で外気フィルター部材７７の近傍に存在している空気が、図中矢印Ａで示されるように、外気フィルター部材７７と外気受入口７４と収容室７２と第１排気フィルター部材７６と第１排気口７５とを介して吸引ファン９５に吸引される。これにより、図中矢印Ａに沿った「第１気流」が発生する。また、吸引ファン９５が回転すると、図示しない現像器（１０）内の空気が、図中矢印Ｂで示されるように、接続管９６と器内空気受入口７３と収容室７２と第１排気フィルター部材７６と第１排気口７５とを介して吸引ファン９５に吸引される。これにより、図中矢印Ｂに沿った「第２気流」が発生する。

それら２つの気流のうち、「第２気流」により、現像器（１０）内の空気を第１排気フィルター部材７６に通すことで、現像器（１０）内で発生した浮遊トナーを除去して器内からのトナー飛散の発生を抑える。かかる構成では、吸引ポンプによる吸引力の全てを現像器内の空気の吸引に利用していた従来に比べて、吸引に伴う現像器内での気流発生量を低減する。これにより、吸引に起因する現像器内での浮遊トナーの増加を抑えて、第１排気フィルター部材７６を目詰まりし難くすることで、従来に比べてメンテナンス性を向上させることができる。

また、実施形態に係る画像形成装置においては、第１排気フィルター部材７６がトナーによって目詰まりし始めると、第１排気フィルター部材７６よりも下流側で空気を吸引している吸引ファン９５が空気を良好に吸引しなくなる。これにより、吸引ファン９５の吸引力で発生する「第１気流」の量が低下するが、「第２気流」の量は低下しないか、低下してもごく僅かな量に留まる。具体的には、吸引ファン９５によって現像器（１０）内の空気を収容室７２に向けて吸引する力が低下すると、それに応じて現像器（１０）内の気圧が上昇傾向になることから、現像器（１０）内から気圧のより低い収容室７２に向けての空気の移動が起こる。このようにして移動した空気がそのまま収容室７２内に留まっていると、収容室７２内の気圧を上昇させることになるが、その空気は、収容室７２の外から外気フィルター部材７７と外気受入口７４とを通って収容室７２の中に進入する空気よりも優先して吸引ファン９５に吸引されることで、収容室７２内の気圧の上昇が回避される。このため、第１排気フィルター部材７６の目詰まりによって吸引ファン９５の吸引力が低下しても、目詰まりの影響は主に「第１気流」の量の低下として現れ、「第２気流」はあまり影響を受けない。よって、目詰まりしていない場合と同様に、現像器（１０）内の空気を良好に第１排気フィルター部材７６に通して排気して、現像器内からのトナー飛散の発生を抑えることができる。

また、第１排気フィルター部材７６の目詰まりが進行して、吸引ファン９５による空気の吸引が殆ど行われなくなると、「第１気流」や「第２気流」の代わりに、図６において矢印Ｃで示される「第３気流」や、矢印Ｄで示される「第４気流」が新たに発生するようになる。矢印Ｃで示される「第３気流」は、現像器（１０）内や収容器７２内の気圧の上昇によって発生し、現像器内から接続管９６と収容室７２と第２排気フィルター部材７９と第２排気口７８とを経て収容室７２の外に排出される気流である。また、矢印Ｄで示される「第４気流」は、現像器（１０）内や収容器７２内の気圧の上昇によって発生し、現像器（１０）内から収容室７２と外気受入口７４と外気フィルター７７とを経て収容室の外に排出される気流である。これらの気流により、第１排気フィルター部材７６が完全に目詰まりしてしまった後にも、現像器（１０）内の空気をトナーのない状態で排出することで、現像器（１０）内からのトナー飛散の発生を引き続き抑えることができる。かかる構成では、排気フィルター部材の交換作業の頻度を従来よりも低くすることによっても、メンテナンス性を向上させることができる。

実施形態に係る画像形成装置においては、外気受入口７４の平面積を第１排気口７５の平面積よりも大きくしている。これにより、吸引ファン９５の回転によって発生する吸引力を、収容室７２内から第１排気フィルター部材７６と第１排気口７５とを経て外部に向かう気流の流速よりも、収容室７２の外から、外気フィルター部材７７と外気受入口７４とを経て収容室７２内に至る気流の流速よりも遅くしつつ、両気流の量を等しくことを可能にすることで、収容室７２内での負圧の発生を回避する。かかる構成では、収容室７２内を負圧にして現像器（１０）内の空気をその負圧によって強制的に収容室７２内に取り込んでしまうことに起因する現像器内での気流の発生を回避することが可能なので、かかる気流に起因する浮遊トナー量の増加を回避することができる。

次に、実施形態に係る画像形成装置に、より特徴的な構成を付加した実施例の画像形成装置について説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係る画像形成装置の構成は、実施形態と同様である。
図７は、実施例に係る画像形成装置の空気排出装置７０を示す拡大構成図である。同図において、制御部９７は、吸引ファン９５の駆動を制御するものである。この制御部９７は、画像形成装置がプリントジョブを行わずにユーザーからの画像形成命令を待機しているときに、定期的にフィルタークリーニング処理を実施する。このフィルタークリーニング処理については、後述する。

接続管９６は、器内空気受入口７３を介して収容室７２内と現像器（１０）との間で空気を流通させるための流路として機能している。この接続管９６内には、第１開閉手段としての逆止弁９８が配設されている。逆止弁９８は、周知の技術により、現像器（１０）内から器内空気受入口７３を介して収容器７２内に向かう空気の流れ（矢印ａ方向）を許容する一方で、収容器７２内から器内空気受入口７３を介して現像器に向かう空気の流れ（矢印ｂ方向）の流れを、流路の閉鎖によって遮断する機能を備えている。

制御部９７は、フィルタークリーニング処理を開始すると、吸引ファン９５を逆回転させる。この逆回転により、空気収容器７１の外から吸引ファン９５と第１排気口７５と第１排気フィルター部材７６と経由して収容室７２内に至る逆気流（矢印Ｅ）を発生させる。第１排気フィルター部材７６の目詰まりは、第１排気フィルター部材７６における収容室７２との対向面で発生する。この対向面に詰まっているトナーは、図中矢印Ｅで示される逆気流により、対向面から吹き飛ばされて収容室７２内に戻る。これにより、第１排気フィルター部材７６の目詰まりが改善されることで、第１排気フィルター部材７６が完全に目詰まりするまでの目詰まり期間が延長される。よって、排気フィルター部材の交換作業の頻度をより低減して、メンテナンス性を更に向上させることができる。

なお、矢印Ｅで示される逆気流は、矢印Ｇで示されるように、外気受入口７４と外気フィルター部材７７とを経て外部に排出される。このとき、矢印Ｆで示されるような、第２排気フィルター部材７９と第２排気口７８とを経て外部に至る気流はあまり発生しない。これは、第２排気口７８や第２排気フィルター部材７９の平面積に比べて、外気受入口７４や外気フィルター部材７７の平面積の方がかなり大きいからである。

フィルタークリーニング処理が実施されると、矢印Ｇで示される気流により、僅かなトナーが、外気フィルター部材７７の収容室７２との対向面に付着する。このトナーは、通常運転時において、吸引ファン９５の回転によって上記「第１気流」が発生することで（矢印Ａ）、前記対向面から吹き飛ばされて収容室７２内に落下する。これにより、外気フィルター部材７７のトナーによる目詰まりの発生が抑えられる。

なお、第１開閉手段として、逆止弁９８を用いた例について説明したが、電気的な駆動制御によって流路を開閉する例えば電磁弁やモータ弁などを用いてもよい。この場合、制御部９７による制御により、フィルタークリーニング処理の実施中には、電磁弁やモータ弁などの第１開閉手段に対して閉動作を行わせればよい。

次に、実施例に係る画像形成装置に、より特徴的な構成を付加した具体例の画像形成装置について説明する。
実施例に係る画像形成装置では、既に説明したように、フィルタークリーニング処理の実施中に、図中矢印Ｆで示される気流は殆ど発生しないが、全く発生しないわけではない。このため、かなりの長期間に渡る運転に伴って、フィルタークリーニング処理を繰り返し実施するのに伴って、第２排気フィルター部材７９の収容室７２との対向面を徐々に目詰まりさせてしまうおそれがある。

図８は、具体例に係る画像形成装置の空気排出装置７０を示す概略構成図である。同図において、空気収容器７１の外気受入口７４は、空気収容器７１の内壁に固定されたダンパー９９によって覆われている。第２開閉手段としてのダンパー９９の内部は、外気受入口７４を介して収容室７２の内外で空気を流通させるための流路として機能している。ダンパー９９は、周知の技術により、前述の流路（以下、「内外流路」という）を開閉することができる。ダンパー９９には、ダンパー９９に対して開閉動作を行わせるための電磁ソレノイド１００の駆動軸が接続されている。制御部９７によって電磁ソレノイド１００の駆動が制御されることで、「内外流路」の開閉が制御される。

第１開閉手段としては、逆止弁の代わりに、電磁弁１０１が設けられている。この電磁弁１０１により、接続管９６の流路の開閉が行われ、その開閉動作は制御部９７によって制御される。

制御部９７は、上述したフィルタークリーニング処理において、吸引ファン９５を逆回転させるのに先立って、電磁弁１０１を閉じるとともに、ダンパー９９を閉じる。このため、フィルタークリーニング処理中には、図中矢印Ｆで示される気流だけが発生する。これにより、フィルタークリーニング処理を実施することに起因する外気フィルター部材７７のトナーによる目詰まりの発生が回避される。その代わりに、矢印Ｆで示される気流により、第２排気フィルター部材７９の収容室７２との対向面がトナーで目詰まりしてしまう。

そこで、制御部９７は、フィルタークリーニング処理を実施すると、その直後に、フィルターリカバリー処理を実施する。このフィルターリカバリー処理では、電磁弁１０１及びダンパー９９をそれぞれ閉じた状態で、吸引ファン９５を正回転させる。これにより、図９の矢印Ｈで示されるように、収容室７２の外から、第２排気口７８と第２フィルター部材７９と収容室７２と第１排気フィルター部材７６と第１排気口７５とを経て収容室７２の外に至る気流を発生させる。この気流により、第２排気フィルター部材７９の前記対向面からトナーを吹き飛ばすことで、フィルタークリーニング処理の実施によって発生した第２排気フィルター部材７９の目詰まりをリカバリーすることができる。かかる構成においては、実施例に係る画像形成装置に比べて、第２排気フィルター部材７９を完全に目詰まりさせるまでの期間を引き延ばすことができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、内部に収容しているトナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、画像形成装置の潜像担持体（例えば感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）に担持される潜像を現像する現像器（例えば１０）の内部の空気を、フィルター部材に通して排出するための空気排出装置において、空気を収容する収容室（例えば７２）と、前記現像器内から排出された空気を前記収容室に受け入れるための器内空気受入口（例えば７３）と、前記収容室の外の空気を受け入れるための外気受入口（例えば７４）と、前記収容室内の空気を排出するための第１排気口（例えば７５）と、前記第１排気口を通じて前記収容室の外に排出される直前又は直後の空気を濾過するための第１排気フィルター部材（例えば７６）と、前記外気受入口を通じて前記収容室内に受け入れられる直前又は直後の空気を濾過するための外気フィルター部材（例えば７７）と、前記第１排気口とは別に前記収容室内の空気を排出するための第２排気口（例えば７８）と、前記第２排気口から排出される直前又は直後の空気を濾過する第２排気フィルター部材（例えば７９）とを具備する空気収容器（例えば７１）と、前記第１排気口及び前記第１排気フィルター部材を通じて前記収容室内の空気を吸引しながら排出する吸引手段（例えば吸引ファン９５）とを設けたことを特徴とするものである。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記第１排気フィルター部材、前記第２排気フィルター部材、前記外気フィルター部材として、それぞれ前記トナーを濾過し得る濾過性能のものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、収容室内の空気中の浮遊トナーをそれらフィルター部材によって空気から除去してから、トナー除去後の空気を収容室の外に排出することが可能なので、収容室内から外部へのトナー飛散の発生を回避することができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記外気受入口の平面積を前記第１排気口の平面積よりも大きくしたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、収容室内を負圧にして現像器内の空気をその負圧によって強制的に収容室内に取り込んでしまうことに起因する現像器内での浮遊トナー量の増加を回避することができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ〜Ｃの何れかにおいて、所定のタイミングで前記吸引手段を逆駆動することで、前記第１排気口及び前記第１排気フィルター部材を介して前記空気収容器の外の空気を前記収容室内に送り込む処理（フィルタークリーニング処理）を実施する制御手段（例えば制御部９７）と、前記器内空気受入口を介して前記収容室内と前記現像器との間で空気を流通させるための流路（例えば接続管９６）を開閉し、且つ少なくとも前記処理の実施中には前記流路を閉じるための第１開閉手段（例えば逆止弁９８や電磁弁１０１）とを設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、実施例に係る画像形成装置のように、前記処理の実施によって第１排気フィルター部材の目詰まりを改善することで、排気フィルター部材の交換作業の頻度をより低減して、メンテナンス性を更に向上させることができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、前記外気受入口を介して前記収容室の内外で空気を流通させるための流路（例えばダンパー９９の内部）を開閉し、少なくとも前記処理の実施中には前記流路を閉じるための第２開閉手段（例えばダンパー９９及び電磁ソレノイドの組み合わせ）を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、具体例に係る画像形成装置のように、前記処理の実施中に、収容室内から外気受入口と外気ファイルター部材とを経て収容室の外に至る気流の発生を回避することで、その気流の発生に起因する外気フィルター部材のトナーによる目詰まりの発生を回避することができる。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｅにおいて、前記処理の実施後に、前記器内空気受入口を介して前記収容室内と前記現像器との間で空気を流通させるための流路を前記第１開閉手段によって閉じ、且つ、前記外気受入口を介して前記収容室の内外で空気を流通させるための流路を前記第２開閉手段によって閉じた状態で、前記吸引手段を正駆動して前記収容室の外の空気を前記第２排気口と前記第２排気フィルター部材とに通して前記収容室内に流入させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、具体例に係る画像形成装置のように、態様Ｄに比べて、第２排気フィルター部材を完全に目詰まりさせるまでの期間を引き延ばすことができる。

２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ：感光体（潜像担持体）
１０：現像器
４０：撹拌器
７０：空気排出装置
７１：空気収容器
７２：収容室
７３：器内空気受入口
７４：外気受入口
７５：第１排気口
７６：第１排気フィルター部材
７７：外気フィルター部材
７８：第２排気口と、
７９：第２排気フィルター部材
９５：吸引ファン（吸引手段）
９７：制御部（制御手段）
９８：逆止弁（第１開閉手段）
９９：ダンパー（第２開閉手段の一部）
１００：電磁ソレノイド（第２開閉手段の一部）
１０１：電磁弁（第１開閉手段）

特開２００８−２９９２１７号公報 特開２００３−２１５９１８号公報

Claims (8)

1. 内部に収容しているトナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、画像形成装置の潜像担持体に担持される潜像を現像する現像器の内部の空気を、フィルター部材に通して排出するための空気排出装置において、
   空気を収容する収容室と、前記現像器内から排出された空気を前記収容室に受け入れるための器内空気受入口と、前記収容室の外の空気を受け入れるための外気受入口と、前記収容室内の空気を排出するための第１排気口と、前記第１排気口を通じて前記収容室の外に排出される直前又は直後の空気を濾過するための第１排気フィルター部材と、前記外気受入口を通じて前記収容室内に受け入れられる直前又は直後の空気を濾過するための外気フィルター部材と、前記第１排気口とは別に前記収容室内の空気を排出するための第２排気口と、前記第２排気口から排出される直前又は直後の空気を濾過する第２排気フィルター部材とを具備する空気収容器と、
   前記第１排気口及び前記第１排気フィルター部材を通じて前記収容室内の空気を吸引しながら排出する吸引手段とを設けたことを特徴とする空気排出装置。
2. 請求項１の空気排出装置において、
   前記第１排気フィルター部材、前記第２排気フィルター部材、前記外気フィルター部材として、それぞれ前記トナーを濾過し得る濾過性能のものを用いたことを特徴とする空気排出装置。
3. 請求項２の空気排出装置において、
   前記外気受入口の平面積を前記第１排気口の平面積よりも大きくしたことを特徴とする空気排出装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの空気排出装置において、
   所定のタイミングで前記吸引手段を逆駆動することで、前記第１排気口及び前記第１排気フィルター部材を介して前記空気収容器の外の空気を前記収容室内に送り込む処理を実施する制御手段と、
   前記器内空気受入口を介して前記収容室内と前記現像器との間で空気を流通させるための流路を開閉し、且つ少なくとも前記処理の実施中には前記流路を閉じるための第１開閉手段とを設けたことを特徴とする空気排出装置。
5. 請求項４の空気排出装置において、
   前記外気受入口を介して前記収容室の内外で空気を流通させるための流路を開閉し、少なくとも前記処理の実施中には前記流路を閉じるための第２開閉手段を設けたことを特徴とする空気排出装置。
6. 請求項５の空気排出装置において、
   前記処理の実施後に、前記器内空気受入口を介して前記収容室内と前記現像器との間で空気を流通させるための流路を前記第１開閉手段によって閉じ、且つ、前記外気受入口を介して前記収容室の内外で空気を流通させるための流路を前記第２開閉手段によって閉じた状態で、前記吸引手段を正駆動して前記収容室の外の空気を前記第２排気口と前記第２排気フィルター部材とに通して前記収容室内に流入させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする空気排出装置。
7. 内部に収容しているトナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、画像形成装置の潜像担持体に担持される潜像を現像する現像器と、前記現像器とは別体として構成され、前記現像器から排出される現像剤を自らの現像剤撹拌室に受け入れて撹拌する撹拌器と、前記撹拌器内の現像剤を前記現像器に返送するための返送手段と、現像器内の空気をフィルター部材に通して排出するための空気排出手段とを有する現像装置において、
   前記空気排出手段として、請求項１乃至６の何れかの空気排出装置を用いたことを特徴とする現像装置。
8. 潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
   前記現像手段として、請求項７の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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