JP2018180040A - 画像形成装置および画像形成装置における飛散トナーの除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】飛散トナーを除去するための吸引ダクトの詰まりを効果的に防止することが可能な画像形成装置および画像形成装置における飛散トナーの除去方法を提供する。
【解決手段】感光体と、前記感光体の表面にトナーを供給する現像装置と、吸引ダクトと前記吸引ダクトに設けられた電極とを有し前記感光体と前記現像装置との間から飛散して漏れ出した飛散トナーを前記吸引ダクトの一端から吸引して捕集するトナー吸引装置とを備え、前記トナー吸引装置は、前記電極に印加する電圧の極性を反転させる制御部を有する画像形成装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置および画像形成装置における飛散トナーの除去方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光ドラムと現像装置のハウジングとの隙間から漏れ出す飛散トナーを吸引して捕集するための吸引装置を備えている。

このような吸引装置を備えた画像形成装置の一例として、一端を現像装置のハウジング内部に連通させ他端に吸引ファンを接続させた導電性の吸引ダクトと、吸引ダクトにトナーと逆極性のバイアス電圧を印加する電圧印加手段とを設けた構成のものが開示されている。飛散トナー中には、画像形成に用いられるトナー（例えば負極性トナー）とは逆極性の、逆帯電トナーが多く存在する。このため、このような構成によれば、吸引ダクトの中間経路に堆積するトナー（逆帯電トナー）を減少させることができるとしている（下記特許文献１参照）。

特開２０００−４７４８４号公報

しかしながら、飛散トナーの中には逆帯電トナーだけではなく、画像形成に用いられる負極性トナーも混在している。このため、上述したように吸引ダクトに、負極性トナーと逆極性のバイアス電圧を印加する構成のものでは、吸引ダクト内への逆帯電トナーの付着は防止されるものの、負極性トナーが吸引ダクトの内壁に付着しつづける。したがって、吸引ダクトの詰まりを防止する効果が十分ではなかった。

そこで本発明は、飛散トナーを除去するための吸引ダクトの詰まりを効果的に防止することが可能な画像形成装置および画像形成装置における飛散トナーの除去方法を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するための本発明は、感光体と、前記感光体の表面にトナーを供給する現像装置と、吸引ダクトを有し前記感光体と前記現像装置との間から飛散して漏れ出した飛散トナーを前記吸引ダクトの一端から吸引して捕集するトナー吸引装置とを備え、前記トナー吸引装置は、前記吸引ダクトに設けられた電極と、前記電極に印加する電圧の極性を反転させる制御部を有する画像形成装置である。また本発明は、このような画像形性装置における飛散トナーの除去方法でもある。

このような構成の本発明によれば、画像形成装置において飛散トナーを除去するための吸引ダクトの詰まりを効果的に防止することが可能となる。

第１実施形態の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 第１実施形態の画像形成装置における特徴部を示す要部構成図である。 第１実施形態の画像形成装置において実施される飛散トナー除去方法を示すフローチャートである。 飛散トナー除去方法の動作を説明する構成図（その１）である。 飛散トナー除去方法の動作を説明する構成図（その２）である。 飛散トナー除去方法の動作を説明する構成図（その３）である。 飛散トナー除去方法の動作を説明する構成図（その４）である。 第１実施形態の画像形成装置の変形例を示す要部構成図である。 第２実施形態の画像形成装置における特徴部を示す要部構成図である。 第２実施形態の画像形成装置の変形例を示す要部構成図である。

以下、本発明を適用した画像形成装置および画像形成装置における飛散トナーの除去方法の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、各実施形態において共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態の画像形成装置１の全体構成を示す概略図であり、電子写真方式の画像形成装置１を前面（正面）から見た構成図である。図１に示す画像形成装置１は、筐体１０の上面部分に画像読取部１１および操作部１３を備えている。筐体１０の内部には、画像読取部１１側に、制御部１５、画像形成部２０、および転写部３０が設けられ、さらにこれらの下部に定着部４０および用紙供給部５０が順に設けられている。また画像形成部２０に近接する位置には、以降の実施形態に特徴的なトナー吸引装置１００が設けられている。これらの各部材の構成は、次のようである。

＜画像読取部１１＞
画像読取部１１は、その上面で構成される原稿台１１ａに載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。なお、本実施形態において画像データは、画像読取部１１で生成されるデータに限定されず、画像形成装置に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したものであってもよい。

＜操作部１３＞
操作部１３は、画像形成装置１の本体上部に設置され、この操作部１３から画像形成を行うに際しての記録紙Ｐの種類、紙幅、および枚数等を設定できる。

＜制御部１５＞
制御部１５は、画像形成装置１の各部を制御する。制御部１５は、ここでの図示を省略したＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、画像形成装置用の各種処理プログラムに従って各種動作を行う。

＜画像形成部２０＞
画像形成部２０は、トナー像を形成するためのものであり、画像形成装置１は、例えばイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための４つの画像形成部２０を有する。各画像形成部２０は、それぞれが感光体２１と、感光体２１の周囲に配置された現像装置２３と、感光体２１のクリーニング部２５とを備え、さらにここでの図示を省略した帯電部および露光部を備えている。

このうち感光体２１は、駆動モーターによって回転するドラム状であり、帯電部（図示省略）によって一様に帯電されたドラム状の側周表面に、露光部（図示省略）による露光走査によって静電潜像が形成される。なお、露光部による露光走査は、例えば画像読取部１１で読み取られた画像データ、または外部装置から受信した画像データに基づいて行われる。また現像装置２３は、帯電部および露光部よりも感光体２１の回転方向下流側で、かつクリーニング部２５の上流側において、帯電させたトナーを感光体２１に供給してトナー像を形成する。現像装置２３の構成は、次に詳細に説明する。クリーニング部２５は、帯電部および露光部よりも感光体２１の回転方向上流側に配置され、感光体２１の表面に静電吸着されたトナーをかき落として収集する。

図２は、第１実施形態の画像形成装置１における特徴部を示す要部構成図であり、感光体２１と、現像装置２３と、後に詳細を説明するトナー吸引装置１００の構成を説明する図である。この図に示すように、現像装置２３は、ハウジング２３ａ、ハウジング２３ａ内に設けられた現像ローラー２３ｂ、および撹拌ローラー２３ｃを備えている。

ハウジング２３ａは、トナー２ａをキャリア２ｂに保持させた現像剤２を収容する筐体である。このようなハウジング２３ａは、両側底面が閉じられた断面Ｕ字管状であり、感光体２１の側周表面に断面Ｕ字管状の側壁開口を対向させた状態で、感光体２１に沿って配置される。

また現像ローラー２３ｂは、ハウジング２３ａの側壁開口において感光体２１と平行に設けられたものであり、感光体２１の側周表面に近接して配置され、感光体２１と逆方向に回転可能に設けられている。この現像ローラー２３ｂは、磁界を発生させる複数の磁極が内設され、キャリア２ｂの磁性によって現像剤２を表面に吸着させ、吸着させた現像剤２を回転によってハウジング２３ａの側壁開口に運搬する構成となっている。

撹拌ローラー２３ｃは、螺旋形状のスクリュー部材であり、ハウジング２３ａ内において回転可能に設けられている。この撹拌ローラー２３ｃは、ハウジング２３ａ内の現像剤２、およびハウジング２３ａ内に供給されたトナー２ａを撹拌することにより、摩擦帯電によってトナー２ａに電荷（例えば負の電荷）を与る。また、摩擦帯電させたトナー２ａを現像剤２のキャリア２ｂに対して吸着させる。なお、現像装置２３のハウジング２３ａ内には、負に帯電したトナー２ａの他、劣化によって正に帯電した逆帯電トナー２ａ＋が僅かに存在する。

以上のような現像装置２３は、現像ローラー２３ｂによって感光体２１に現像剤２を供給し、露光によって形成された感光体２１の静電線像に、負に帯電したトナー２ａを吸着させてトナー像を形成する。なお、ここでの図示は省略したが、現像装置２３は、現像ローラー２３ｂとの間に所定間隔を設けて回収ローラーを配置し、現像ローラー２３ｂの表面に吸着する現像剤２の量を調整する構成としてもよい。

＜転写部３０＞
転写部３０は、画像形成部２０と並列して配置されている。この転写部３０は、回転する無端ベルトとして構成された中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１に内接された複数のローラー３３ａ〜３３ｄおよび一次転写部３５とを備えている。また転写部３０は、二次転写ローラー３７、除電ローラー３９、およびクリーニング部２５’を備えている。

このうち中間転写ベルト３１は、複数のローラー３３ａ〜３３ｄに掛け渡され、画像形成部２０の各感光体２１と逆方向に回転し、感光体２１の全てに順次接触する状態で配置されている。

一次転写部３５は、中間転写ベルト３１の内周側で、各画像形成部２０の感光体２１と対向するそれぞれの位置に、各感光体２１との間に、移動する中間転写ベルト３１を挟持する状態で配置されている。これらの一次転写部３５は、トナーと反対の極性の電圧が印加され、これにより感光体２１上に付着した各色のトナーを中間転写ベルト３１上に順次に転写させてカラー画像を形成する。

また二次転写ローラー３７は、中間転写ベルト３１の外周側において、１つのローラー３３ｃとの間に中間転写ベルト３１を挟持する状態で配置されている。二次転写ローラー３７とローラー３３ｃとが接触するニップ部は、中間転写ベルト３１の外周面上に形成されたトナー画像を、以降に説明する用紙供給部５０から搬送された記録紙Ｐに転写する転写位置となる。

さらに除電ローラー３９は、中間転写ベルト３１の回転方向おける二次転写ローラー３７の下流側で、かつ一次転写部３５の上流側において、中間転写ベルト３１を挟持する状態で設けられ、中間転写ベルト３１の電荷を除去する。

またクリーニング部２５’は、除電ローラー３９と一次転写部３５との間における中間転写ベルト３１の外周側において、１つのローラー３３ａに対して対向する位置に設けられ、中間転写ベルト３１に形成されたカラー画像を構成するトナーをかき落とす。

＜定着部４０＞
定着部４０は、次に説明する用紙供給部５０から搬送された記録紙Ｐの搬送方向に対して、転写部３０における二次転写ローラー３７の下流側に配置されている。この定着部４０は、二次転写ローラー３７から供給された記録紙Ｐを加熱した状態でニップして搬送し、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させる。また、トナー像を定着させた記録紙Ｐを筐体１０の外部に排出する。

＜用紙供給部５０＞
用紙供給部５０は、転写部３０における二次転写ローラー３７に近接して配置されている。この用紙供給部５０は、記録紙Ｐを収納するカセット５１と、カセット５１に収納された記録紙Ｐを送り出す送り出しローラー５３、送り出しローラー５３で送り出された記録紙Ｐを搬送する搬送ローラー５５とを備えている。そして搬送ローラー５５により、二次転写ローラー３７とローラー３３ｃとの間における中間転写ベルト３１の外周側に、中間転写ベルト３１と共に記録紙Ｐを挟持させる。

＜トナー吸引装置１００＞
図１および図２に示すように、トナー吸引装置１００は、画像形成部２０に近接する位置に設けられている。このトナー吸引装置１００は、各画像形成部２０における感光体２１と現像装置２３のハウジング２３ａとの隙間から漏れ出す飛散トナーを吸引して捕集するためのものである。飛散トナーの中には、通常の負に帯電したトナー２ａ、および劣化によって正に帯電した逆帯電トナー２ａ＋が存在する。

このようなトナー吸引装置１００は、吸引ダクト１０１、フィルタ１０３、吸引ファン１０５、電極１０７ａ〜１０７ｃ、および制御部１０８を備えている。これらの要素の詳細な構成は次のようである。

［吸引ダクト１０１］
吸引ダクト１０１は、筒状の吸引経路であって、各画像形成部２０に対応して設けられている。これらの吸引ダクト１０１は、一端側を吸引端１０１ａとし、この吸引端１０１ａを感光体２１と現像装置２３のハウジング２３ａとの隙間に近接して配置している。また吸引端１０１ａは、感光体２１に近接させて現像装置２３のハウジング２３ａ内部に連通させてもよい。

一方、各吸引ダクト１０１の他端は、排気端１０１ｂとして画像形成部２０から引き出され、共通の吸引ダクトとして統合され、統合された端部が各吸引ダクト１０１の共通する排気端１０１ｂとなっている。このような各吸引ダクト１０１は、画像形成装置１の筐体１０内の限られたスペースにおいて引き回して配置されている。

［フィルタ１０３］
フィルタ１０３は、トナー２ａを捕獲するものであって、通気を確保した状態で吸引ダクト１０１の排気端１０１ｂを閉塞するように設けられている。

［吸引ファン１０５］
吸引ファン１０５は、吸引ダクト１０１の排気端１０１ｂにおいてフィルタ１０３の外側に配置され、各吸引ダクト１０１の吸引端１０１ａから吸引した気体を、排気端１０１ｂから排気する。

［電極１０７ａ〜１０７ｃ］
電極１０７ａ〜１０７ｃは、吸引ダクト１０１の延設方向に沿って、吸引ダクト１０１の下面に配置されている。特に、これらの電極１０７ａ〜１０７ｃが配置される位置は、吸引ダクト１０１の下部の内壁が凹状の角部（すなわち入り隅）を構成している部分に好ましく配置される。このような凹状の角部は、吸引ダクト１０１内における気流が滞留し易く、吸引ダクト１０１内に吸引されたトナー２ａが溜り易い部分である。図２には、吸引ダクト１０１の下部の内壁に、吸引ダクト１０１の経路に沿って３か所の凹状の角部が形成されている構成を示している。この場合、吸引ダクト１０１の吸引端１０１ａ側から順に、電極１０７ａ、電極１０７ｂ、および電極１０７ｃが、凹状の角部の外側に沿って配置されていることとする。

なお、ここでは図１における最下部の画像形成部２０に設けた吸引ダクト１０１を例示し、吸引ダクト１０１に対する電極１０７ａ〜１０７ｃの配置を説明した。しかしながら、電極１０７ａ〜１０７ｃの配置個数および配置位置は、吸引ダクト１０１の引き回しのレイアウトによるため、吸引ダクト１０１毎に異なっていてよい。また電極１０７ａ〜１０７ｃは、吸引ダクト１０１の内壁の凹状の角部に対応する位置だけではなく、吸引ダクト１０１の延設方向に沿って、これらの角部間にも配置されていてもよい。

［制御部１０８］
制御部１０８は、吸引ファン１０５および各電極１０７ａ〜１０７ｃに接続され、これらの駆動を制御することにより、トナー吸引装置１００による飛散トナーの除去を実施する。このような制御部１０８は、ここでの図示を省略したＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、図１に示した制御部１５の一部として構成されている。以下、この制御部１０８を含む制御部１５によって実施される飛散トナー除去方法を説明する。

＜飛散トナー除去方法＞
図３は、第１実施形態の画像形成装置において実施される飛散トナー除去方法を示すフローチャートである。図４〜図７は、第１の飛散トナー除去方法の動作を説明する示す構成図（その１）〜（その４）である。これらの図を用いて説明する飛散トナー除去方法は、上述した画像形成装置１の制御部１５および制御部１０８によって実施される処理内容であり、図３のフローチャートに沿って、先の図１と共に図４〜および図７を参照しつつ、飛散トナー除去方法を説明する。

［ステップＳ１０１］
先ず、ステップＳ１０１において、画像形成装置１の制御部１５は、印刷ジョブを開始する。ここでは、画像形成装置１の操作部１３からの入力操作によって、制御部１５が画像形成のための印刷ジョブを開始する。これをトリガーとして、次のステップ１０２以降の処理が開始される。

［ステップＳ１０２］
ステップＳ１０２において、制御部１０８は、吸引ファン１０５を駆動させることにより、吸引ダクト１０１からの吸引を開始する。

［ステップＳ１０３］
次にステップＳ１０３において、制御部１０８は、印刷ジョブが完了したか否かを判断する。印刷ジョブが完了していない（ＮＯ）と判断した場合には、次のステップＳ１０４に進む。一方、印刷ジョブが完了した（ＹＥＳ）と判断した場合には、ステップＳ１０８に進む。

［ステップＳ１０４］
ステップＳ１０４において、制御部１０８は、トナーの飛散量が閾値を超えたか否かを判断する。ここでトナーの飛散量とは、感光体２１と現像装置２３のハウジング２３ａとの隙間から漏れ出して飛散したトナー（飛散トナー）の量である。飛散トナーは、通常の負に帯電したトナー２ａ、および劣化によって正に帯電した逆帯電トナー２ａ＋を含む。このようなトナーの飛散量は、印刷ジョブの履歴から予測した量であってよい。例えば画像読取部１１や外部装置から受信した画像データの印刷面積と、トナーの飛散量との間の相関関係を予め求めておく。そして、印刷面積が所定値以上となった場合に、トナーの飛散量が閾値を超えたと判断する。

また、トナーの飛散量の予測には、印刷面積の他の予測因子を加えてもよい。このような予測因子としては、（１）感光体２１の回転速度、（２）現像ローラー２３ｂの回転速度、（３）画像形成装置１の設置雰囲気の湿度、および（４）現像剤２の走行時間が例示される。

このうち、（１）感光体２１の回転速度および（２）現像ローラー２３ｂの回転速度は、大きい値であるほど、トナーの飛散量が増加する。このため、予測因子にこれらの値を加えることにより、トナーの飛散量を正確に予測することが可能となる。これらの値は、操作部１３において設定された印刷速度から求められる。

また（３）画像形成装置１の設置雰囲気の湿度は、湿度が高いほどトナーが帯電しにくくなり、トナーの飛散量が増加する。このため予測因子に湿度を加えることにより、トナーの飛散量を正確に予測することが可能となる。この値は、画像形成装置１にここでの図示を省略した湿度計を設けておき、この湿度計で測定された値を用いる。

さらに（４）現像剤２の走行時間は、現像装置２３のハウジング２３ａ内においての現像剤２、主としてキャリア２ｂの走行時間である。キャリア２ｂの走行時間が長いほど、キャリア２ｂが劣化して帯電能力が低下するため、トナーが帯電しにくくなり、トナーの飛散量が増加する。このため予測因子に現像剤２の走行時間を加えることにより、トナーの飛散量を正確に予測することが可能となる。この値は、例えば撹拌ローラー２３ｃの回転速度と回転時間とから求められる。

トナーの飛散量の予測には、印刷面積の他に、これらの（１）〜（４）の予測因子のうちの少なくとも１つを加えることにより、トナーの飛散量をより正確に予測し、予測したトナーの飛散量が閾値を超えたか否かを、より正確に判断することができる。そして、トナーの飛散量が閾値を超えた（ＹＥＳ）と判断した場合には、次のステップＳ１０５に進む。一方、トナーの飛散量が閾値を超えていない（ＮＯ）と判断した場合には、ステップＳ１０３に戻る。

［ステップＳ１０５］
ステップＳ１０５において、制御部１０８は、感光体２１にトナー像が有るか否かを判断する。ここで、連続する印刷ジョブの実行中においては、画像形成のための印刷と印刷との間のいわゆる紙間には、感光体２１にトナー像は形成されない。ただし、紙間においては、トナー像の濃度を安定化させるための基準となるトナーパッチが、定期的にトナー像として感光体２１に形成される。

このためここでは、紙間であって、トナーパッチの形成中ではない場合に、感光体２１にトナー像が無い（ＮＯ）と判断し、ステップＳ１０６に進む。一方、画像形成のための印刷中であるか、またはトナーパッチの形成中である場合には、感光体２１にトナー像が有る（ＹＥＳ）と判断し、ステップＳ１０６’に進む。

［ステップＳ１０６］
ステップＳ１０６において、制御部１０８は、電極１０７ａ〜１０７ｃの全てに、同極性の電圧を印加する。ここで印加する電圧は、同極性であれば正・負のどちらであってもよいが、同一極性の電圧を所定時間だけ印加する。

例えば図４に示すように、制御部１０８は、電極１０７ａ〜１０７ｃの全てに正電圧を印加することとする。これにより、吸引ダクト１０１の吸引端１０１ａから吸引された飛散トナーのうち、負に帯電したトナー２ａは、吸引ダクト１０１内において正電圧が印加された電極１０７ａ〜電極１０７ｃが配置されている壁面に吸着される。一方、正に帯電した逆帯電トナー２ａ＋のうち、気流の滞留によって吸引ダクト１０１内の凹状の角部に溜まっていた逆帯電トナー２ａ＋は、電極１０７ａ〜電極１０７ｃに印加された正電圧によって形成された電界により、吸引ダクト１０１の内壁から引きはがされて排気端１０１ｂに吸引される。

これに対し図５に示すように、電極１０７ａ〜１０７ｃの全てに負電圧を印加した場合には、正に帯電した逆帯電トナー２ａ＋が、負電圧が印加された電極１０７ａ〜電極１０７ｃが配置されている壁面に吸着される。一方、吸引ダクト１０１内の凹状の角部に溜まっていた負に帯電したトナー２ａは、吸引ダクト１０１の内壁から引きはがされて排気端１０１ｂに吸引される。

また制御部１０８は、電極１０７ａ〜１０７ｃのそれぞれに、異なる値の電圧を印加する。電極１０７ａ〜１０７ｃに印加される電圧は、画像形成装置１の制御回路に対するノイズの要因ともなる放電を生じさせることなく、十分に飛散トナーを（負に帯電したトナー２ａおよび逆帯電トナー２ａ＋）を吸引ダクト１０１の内壁から引き剥がすことが可能な電界が形成される電圧である。このような電圧は、電極１０７ａ〜１０７ｃが配置されている部分の吸引ダクト１０１の形状によって異なる値である。吸引ダクト１０１の形状には、吸引ダクト１０１の開口幅も含まれる。より詳しくは、電極１０７ａ〜１０７ｃが配置されている部分の吸引ダクト１０１の開口幅が小さいほど低い電圧であり、さらに対向する吸引ダクトの壁面が急峻な凸状であるほど低い電圧であることとする。

また、ここでの電圧の印加時間は、十分に飛散トナーを（負に帯電したトナー２ａおよび逆帯電トナー２ａ＋）を吸引ダクト１０１の内壁から引き剥がすことが可能な時間であり、一例として内径が３０ｍｍ程度の吸引ダクト１０１であれば、２０ｍｓ以上の所定時間に設定される。

［ステップＳ１０６’］
一方、ステップＳ１０６’において、制御部１０８は、電極１０７ａ〜１０７ｃのうち、吸引ダクト１０１の吸引端１０１ａに近く配置された電極１０７ａを除く他の電極１０７ｂ，１０７ｃに対して、同極性の電圧を印加する。ここで電極１０７ｂ，１０７ｃに印加する電圧は、同極性であれば正・負のどちらであってもよいが、ステップＳ１０６での処理と同様に、同一極性の電圧を所定時間だけ印加する。

例えば図６に示すように、制御部１０８は、電極１０７ｂ，１０７ｃのみに正電圧を印加する。この場合、吸引ダクト１０１の吸引端１０１ａに近い、感光体２１や現像ローラー２３ｂに付着しているトナー２ａに対して電界の影響を及ぼすことなく、飛散トナーのうち負に帯電したトナー２ａが、電極１０７ａ，１０７ｃが配置されている壁面に吸着される。一方、正に帯電した逆帯電トナー２ａ＋のうち、気流の滞留によって吸引ダクト１０１内の凹状の角部に溜まっていた逆帯電トナー２ａ＋は、電極１０７ｂ，１０７ｃに印加された正電圧によって形成された電界により、吸引ダクト１０１の内壁から引きはがされて排気端１０１ｂに吸引される。

これに対し図７に示すように、電極１０７ｂ，１０７ｃのみに負電圧を印加した場合には、吸引ダクト１０１の吸引端１０１ａに近い、感光体２１や現像ローラー２３ｂに付着しているトナー２ａに対して電界の影響を及ぼすことなく、飛散トナーのうち正に帯電した逆帯電トナー２ａ＋が、負電圧が印加された電極１０７ｂ，１０７ｃが配置されている壁面に吸着される。一方、吸引ダクト１０１内の電極１０７ｂ，１０７ｃに対応する凹状の角部に溜まっていた負に帯電したトナー２ａは、吸引ダクト１０１の内壁から引きはがされて排気端１０１ｂに吸引される。

この際、制御部１０８は、電極１０７ｂ，１０７ｃのそれぞれに、適する値の電圧を印加すること、およびここでの電圧の印加時間はステップＳ１０６と同様である。

［ステップＳ１０７］
次にステップＳ１０７において、制御部１０８は、電極１０７ａ〜電極１０７ｃに印加する電圧の極性の設定を反転させる。これにより、次にステップＳ１０６またはステップＳ１０６’を実施する際には、前回とは逆極性の電圧が電極１０７ａ〜１０７ｃに印加されることになる。以上の後には、ステップＳ１０３に戻る。

［ステップＳ１０８］
ステップＳ１０８において、制御部１０８は、印刷ジョブが完了してから所定時間が経過したか否かを判断する。そして経過した（ＹＥＳ）と判断された場合に次のステップＳ１０９に進む。

［ステップＳ１０９］
ステップＳ１０９において、制御部１０８は、吸引ファン１０５の駆動を停止して、吸引ダクト１０１からの吸引を終了させ、飛散トナーの除去処理を終了する。

＜第１実施形態の効果＞
以上説明した第１実施形態の構成によれば、吸引ダクト１０１に設けた電極１０７ａ〜１０７ｃに印加する電圧の極性の設定が、制御部１０８によって同時に反転する。これにより、吸引ダクト１０１内に吸着した飛散トナーをその帯電極性によらずに交互に引きはがして吸引することが可能である。これにより、画像形成装置１に設けたトナー吸引装置１００における吸引ダクト１０１の詰まりを効果的に防止することが可能となる。

さらに電極１０７ａ〜１０７ｃに対する電圧の印加を、トナーの飛散量が閾値を超えた場合に限定したことにより、負に帯電したトナー２ａおよび逆帯電トナー２ａ＋の吸引ダクト１０１への吸引が、電界によって阻害され続けることも防止される。

なお、上述した第１実施形態における飛散トナー除去方法では、電極１０７ａ〜電極１０７ｃを、吸引ダクト１０１の吸引端１０１ａに近く配置された電極１０７ａであるか、それ以外の電極１０７ｂ，１０７ｃであるかに分けて電圧を印加する手順とした。しかしながら、吸引ダクト１０１の吸引端１０１ａに近接した電極１０７ａへの電圧の印加が、感光体２１や現像ローラー２３ｂに吸着したトナー２ａに影響を及ぼすことが無ければ、図３に示したステップＳ１０５およびステップＳ１０６を実施する必要はない。

≪第１実施形態の変形例１≫
図８は、第１実施形態の画像形成装置の変形例を示す要部構成図である。この図に示すように、画像形成装置１のトナー吸引装置１００’は、吸引ダクト１０１’が導電性のもので構成された電極となっていてもよい。この場合、吸引ダクト１０１’は、電極として制御部１０８’に接続されていることとする。なお制御部１０８’は、第１実施形態の制御部１０８と同様のものであって、図１に示した制御部１５の一部として構成されている。この制御部１０８’は、吸引ファン１０５、および電極としての吸引ダクト１０１’に接続され、トナー吸引装置１００’による飛散トナーの除去を実施する。

＜飛散トナー除去方法＞
このような構成のトナー吸引装置１００’に設けられた制御部１０８’による飛散トナー除去方法は、次のようである。

すなわち、電極となる吸引ダクト１０１’への電圧の印加が、感光体２１や現像ローラー２３ｂに吸着したトナー２ａに影響を及ぼすことが無ければ、図３に示したフローチャートからステップＳ１０５およびステップＳ１０６を取り除く。そして、ステップＳ１０６’においては、第１実施形態で説明した手順と同様に、電極となる吸引ダクト１０１’への電圧の印加を実施する。

これに対し、電極となる吸引ダクト１０１’への電圧の印加が、感光体２１や現像ローラー２３ｂに吸着したトナー２ａに影響を及ぼすことが有る場合には、図３のフローチャートからステップＳ１０６’を取り除く。そして、ステップＳ１０５でトナー像無し（ＮＯ）と判断されるまでステップＳ１０５の判断を繰り返すフローとし、ステップＳ１０５でトナー像無し（ＮＯ）と判断された場合に、ステップＳ１０６において、電極となる吸引ダクト１０１’への電圧の印加を実施する。

＜第１実施形態の変形例の効果＞
このような変形例の構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。またこのような構成によれば、電極となる吸引ダクト１０１’に対して正の電圧が印加された場合に、吸引ダクト１０１’の内壁全体から引きはがされた逆帯電トナー２ａ＋は、吸引ダクト１０１’の内壁の何れの部分にも再付着することなく吸引ダクト１０１’の排気端１０１ｂ側に吸引させることができる。同様に、電極となる吸引ダクト１０１’に対して負の電圧が印加された場合に、吸引ダクト１０１’の内壁全体から引きはがされた負に帯電したトナー２ａは、吸引ダクト１０１’の内壁の何れの部分にも再付着することなく吸引ダクト１０１’の排気端１０１ｂ側に吸引させることができる。

≪第２実施形態≫
図９は、第２実施形態の画像形成装置における特徴部を示す要部構成図であり、感光体２１と、現像装置２３と、後に詳細を説明するトナー吸引装置２００の構成を説明する図である。この図に示す第２実施形態の画像形成装置が第１実施形態の画像形成装置と異なるところは、トナー吸引装置２００が、対向電極２０１ａ〜２０１ｃを備えたところにある。他の構成は第１実施形態と同様である。このためここでは、トナー吸引装置２００の対向電極２０１ａ〜２０１ｃの構成を説明し、他の第１実施形態と同様の構成の説明は省略する。

＜トナー吸引装置２００＞
［対向電極２０１ａ〜２０１ｃ］
対向電極２０１ａ〜２０１ｃは、電極１０７ａ〜１０７ｃと対向させる状態で、吸引ダクト１０１の延設方向に沿って配置され、主に吸引ダクト１０１の上部に配置されている。これにより、吸引ダクト１０１には、その延設方向に沿った上下に、電極１０７ａと対向電極２０１ａ、電極１０７ｂと対向電極２０１ｂ、および電極１０７ｃと対向電極２０１ｃの各電極対が設けられた状態となっている。

これらの対向電極２０１ａ〜２０１ｃは、電極１０７ａ〜１０７ｃと共に制御部２０８に接続されていることとする。なお制御部２０８は、第１実施形態の制御部１０８と同様の構成であって、図１に示した制御部１５の一部として構成されている。この制御部２０８は、吸引ファン１０５、電極１０７ａ〜１０７ｃ、および対向電極２０１ａ〜２０１ｃに接続され、トナー吸引装置２００による飛散トナーの除去を実施する。

＜飛散トナー除去方法＞
このような第２実施形態のトナー吸引装置２００において実施される飛散トナー除去方法は、図３のフローチャートを用いて説明した第１実施形態の飛散トナー除去方法と同様である。

ただし、ステップＳ１０６およびステップＳ１０６’において電極１０７ａ〜１０７ｃに電圧を印加する場合には、対向電極２０１ａ〜２０１ｃに対しては、電極１０７ａ〜１０７ｃと逆極性の電圧を印加することが重要である。これにより、吸引ダクト１０１を挟んで上下に配置された各電極対の間で、電界の向きが上下方向の何れかの一方向のみに向かうようになっている。一例として、図９には、電極１０７ａ〜１０７ｃに負電圧を印加し、対向電極２０１ａ〜２０１ｃに正電圧を印加した場合を図示している。この場合、図９に破線矢印で示したように各電極対の間には、下向きの電界のみが発生する。

これに対し、電極対の間の電圧の極性が逆極性であっても、電極１０７ａ〜１０７ｃの極性が同一でなく、また対向電極２０１ａ〜２０１ｃの極性が同一でない場合には、吸引ダクト１０１の排気端１０１ｂ側から吸引端１０１ａ側に向かう電界が発生する場合がある。この場合、吸引ダクト１０１内の飛散トナーに対して吸引端１０１ａに向かって移動させるように電界が働くことになる。

したがって、ステップＳ１０６およびステップＳ１０６’において、制御部２０８は、電極１０７ａ〜１０７ｃに対して同一極性の電圧を印加し、対向電極２０１ａ〜２０１ｃには同一の逆極性の電圧を印加する。

またステップＳ１０７において、制御部２０８は、電極１０７ａ〜電極１０７ｃに印加する電圧の極性の設定を反転させる際には、対向電極２０１ａ〜２０１ｃに印加する電圧の極性も反転させる。これにより、次にステップＳ１０６またはステップＳ１０６’を実施する際には、前回とは逆極性の電圧が電極１０７ａ〜１０７ｃおよび対向電極２０１ａ〜２０１ｃに印加される。したがって、吸引ダクト１０１を挟んで上下に配置された各電極対の間で、電界の向きの上下が変転することになる。

＜第２実施形態の効果＞
以上説明した第２実施形態の構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。また特に第２実施形態は、吸引ダクト１０１を挟んで上下に配置された各電極対に逆極性の電圧を印加する構成である。これにより、電極１０７ａ〜電極１０７ｃに印加した電圧によって吸引ダクト１０１から引きはがされた飛散トナーは、対向電極２０１ａ〜２０１ｃに印加された逆極性の電圧によって吸引ダクト１０１の内面に押しつけられることが防止され、排気端１０１ｂ側に吸引される。同様に、対向電極２０１ａ〜２０１ｃに印加した電圧によって吸引ダクト１０１から引きはがされた飛散トナーは、電極１０７ａ〜電極１０７ｃに印加された逆極性の電圧によって吸引ダクト１０１の内面に押しつけられることが防止され、排気端１０１ｂ側に吸引される。

なお、上述した第２実施形態は、電極１０７ａ〜１０７ｃおよび対向電極２０１ａ〜２０１ｃの両方を制御部２０８に接続して電圧を印加する構成とした。しかしながら、電極１０７ａ〜１０７ｃおよび対向電極２０１ａ〜２０１ｃの何れか一方は、接地電極であってもよい。接地電極は、制御部２０８に接続されていなくてよい。

この場合、制御部２０８に接続された電極、すなわち接地されていない電極（例えば電極１０７ａ〜１０７ｃ、または対向電極２０１ａ〜２０１ｃ）に対して、図３のフローチャートを用いて説明した第１実施形態の飛散トナー除去方法と同様に電圧を印加すればよい。これにより、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

また別の例として各電極対のうちの何れか一方、すなわち電極１０７ａと対向電極２０１ａの何れか一方、電極１０７ｂと対向電極２０１ｂの何れか一方、および電極１０７ｃと対向電極２０１ｃの何れか一方が、接地電極であってもよい。この場合、図３のフローチャートを用いて説明した第１実施形態の飛散トナー除去方法のステップＳ１０６,Ｓ１０６’において、制御部２０８は、吸引ダクト１０１を挟んで上下に配置された各電極対の間で、電界の向きが上方向または下方向の何れかに揃って向かうように電圧を印加する。

≪第２実施形態の変形例≫
図１０は、第２実施形態の画像形成装置の変形例を示す要部構成図である。この図に示すように、画像形成装置のトナー吸引装置２００’は、対向電極２０１が、電極１０７ａ〜１０７ｃに対して共通のものとして一体に配置されていてもよい。

この対向電極２０１は、図示したように接地されたものであってもよいし、制御部２０８’に接続されたものであってもよい。なお制御部２０８’は、第１実施形態の制御部１０８と同様のものであって、図１に示した制御部１５の一部として構成されている。この制御部２０８’は、吸引ファン１０５、および電極１０７ａ〜１０７ｃに接続され、トナー吸引装置２００による飛散トナーの除去を実施する。

＜飛散トナー除去方法＞
このような構成のトナー吸引装置２００’に設けられた制御部２０８’による飛散トナー除去方法は、図３のフローチャートを用いて説明した第１実施形態の飛散トナー除去方法と同様に電圧を印加すればよい。これにより、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお以上に説明した各実施形態および変形例においては、トナーがキャリアに吸着された２成分系の現像剤を用いた画像形成装置を例示して本発明を説明した。しかしながら、本発明の画像形成装置よび飛散トナーの除去方法は、これに限定されることはなく、キャリアを用いない１成分系のトナーを用いる構成にも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

１…画像形成装置
２ａ…トナー
２ｂ…キャリア
２１…感光体
２３…現像装置
２３ａ…ハウジング
２３ｂ…現像ローラー
１００，１００’，２００，２００’…トナー吸引装置
１０１…吸引ダクト
１０１’…吸引ダクト（電極）
１０１ａ…吸引端（吸引ダクトの一端）
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ…電極
１０８，１０８’，２０８，２０８’…制御部
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ…対向電極

Claims (16)

1. 感光体と、
   前記感光体の表面にトナーを供給する現像装置と、
   吸引ダクトを有し前記感光体と前記現像装置との間から飛散して漏れ出した飛散トナーを前記吸引ダクトの一端から吸引して捕集するトナー吸引装置とを備え、
   前記トナー吸引装置は、
   前記吸引ダクトに設けられた電極と、
   前記電極に印加する電圧の極性を反転させる制御部を有する
   画像形成装置。
2. 前記電極は、少なくとも前記吸引ダクトの下面に設けられた
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電極は、前記吸引ダクトの延設方向に沿って複数設けられ、
   前記制御部は、前記吸引ダクトの延設方向に沿って設けられた複数の電極に印加される電圧を同一極性にする
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記電極が配置されている前記吸引ダクトの形状によって異なる電圧を前記電極に印加する
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記電極は、少なくとも前記吸引ダクトの下側の内壁が凹状の角部を構成している部分に設けられた
   請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記電極は、前記吸引ダクトを挟んだ上下に対向して配置され、
   前記制御部は、前記対向して配置された一対の電極の少なくとも一方に電圧を制御することにより、前記一つの電極の間に生じる電界を同一の一方向から同期して反転させる
   請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記一対の電極の一方は、接地電極である
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記感光体と前記現像装置との間の前記トナーの飛散量が閾値を超える毎に、前記電極に印加する電圧の極性を反転させて所定時間だけ前記電極に電圧を印加する
   請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 感光体と、
   前記感光体の表面にトナーを供給する現像装置と、
   吸引ダクトを有し前記感光体と前記現像装置との間から飛散して漏れ出した飛散トナーを前記吸引ダクトの一端から吸引して捕集するトナー吸引装置とを備えた画像形成装置における飛散トナーの除去方法であって、
   前記吸引ダクトに設けられた電極に印加する電圧の極性を、制御部によって反転させる
   画像形成装置における飛散トナーの除去方法。
10. 前記制御部は、前記電極が配置されている前記吸引ダクトの形状によって異なる電圧を前記電極に印加する
    請求項９に記載の画像形成装置における飛散トナーの除去方法。
11. 前記制御部は、前記感光体と前記現像装置との間の前記トナーの飛散量が閾値を超える毎に、前記電極に印加する電圧の極性を反転させて所定時間だけ前記電極に電圧を印加する
    請求項９または１０に記載の画像形成装置における飛散トナーの除去方法。
12. 前記制御部は、前記画像形成装置によって形成する画像データの印刷面積に基づいて、前記トナーの飛散量を予測し、その予測値が閾値を超える毎に、所定時間だけ前記電極に電圧を印加する
    請求項１１に記載の画像形成装置における飛散トナーの除去方法。
13. 前記制御部は、前記飛散トナーの飛散量の予測因子として、前記感光体の回転速度を用いる
    請求項１２に記載の画像形成装置における飛散トナーの除去方法。
14. 前記制御部は、前記飛散トナーの飛散量の予測因子として、前記現像装置に備えられた現像ローラーの回転速度を用いる
    請求項１２または１３に記載の画像形成装置における飛散トナーの除去方法。
15. 前記制御部は、前記飛散トナーの飛散量の予測因子として、前記画像形成装置が配置された環境の湿度を用いる
    請求項１２〜１４の何れか１項に記載の画像形成装置における飛散トナーの除去方法。
16. 前記制御部は、前記飛散トナーの飛散量の予測因子として、前記現像装置のハウジング内に収容されたキャリアの走行時間を用いる
    請求項１２〜１５の何れか１項に記載の画像形成装置における飛散トナーの除去方法。

Images