JP3064539B2 - 現像装置用吸引装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置用
吸引装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置の現像装置で
は、現像ロール、例えば現像ロールの磁気ブラシが感光
ドラムに接触する際に、現像に関与しなかったトナーが
飛散し、画像形成装置本体内を汚染するという問題があ
り、この問題を解消するために、現像装置の近傍に、例
えば現像装置のケーシングの下面に、吸引路を形成し、
ブロワーで吸引する方法が例えば特公平２−６１７５５
号公報により、知られている。

【０００３】現像装置の現像ローラ下部に吸引路、例え
ば吸引ダクトを近接させて吸引すると、現像装置自体が
吸い込み気流を形成してトナーを現像装置内に吸い込ん
でいるのに対し、現像装置自体により形成されている気
流までも吸引ダクトに吸い込むことになり、吸引効率は
却って悪くなり、その上吸引ダクトのフィルタの交換回
数も増え、定期的に交換しなければならないフィルタの
交換を忘れると吸引効果が低くなる。

【０００４】上記の特公平２−６１７５５号公報により
公知の装置では吸引路を形成している上側プレートと下
側プレートのうちの上側プレートにスリット部を形成し
て現像装置内と連通しており、吸引路は現像装置の下側
で開口する開口とスリット部とを通して空気を吸引する
ため、空気を吸引するため多くの力を必要とし、吸引モ
ータが大型化し、消費電力が増大するという問題があ
る。しかもスリット部を通して現像剤が落下したり、ス
リット部を通して現像剤が吸引されることになり、トナ
ーの消費が大きくなるという問題がある。

【０００５】感光ドラムと現像装置との間の間隙は他の
場所より小さいため、現像装置の近くに設けた吸引装置
による吸引が強すぎると、感光ドラムと現像装置との間
隙における流速が大きくなり、クラウドトナーが感光体
に付着して地汚れを生じたり、かぶりを生じたりして画
質が低下する。更にはクラウドトナー以外のトナー迄吸
引し、特に感光ドラム上の画像形成のためのトナーまで
吸引してしまい、画質が低下したり、トナー消費量が増
大するという問題がある。

【０００６】吸引力が強い場合の上記の問題点を、現像
作動時には風量を下げ非現像動作時に風量を増すように
風量可変にした吸引装置が、例えば特開昭６４−１１２
７６号により知られているが、現像作動時には常時トナ
ー飛散状況が一定である、というのではなく、トナー濃
度によって変化しているので、現像作動時に一定の吸引
量で吸引することは、トナー飛散が少ないときも多いと
きと同じ電力を消費することになり、消費電力の不必要
な増大につながり効率上よくない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の問題点を解消し、トナー飛散を防止し画質に影響を与
えることのない現像装置の吸引装置を提供することを課
題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、均一に帯電された感光体に所定の反射率を有する基
準パターンの光像を結像してトナー像を形成する画像形
成装置の現像装置の近傍に設けた現像装置用吸引装置に
おいて、基準パターントナー像のトナー付着度合をセン
サーにより検知し、その検知出力に応じて現像装置の近
傍に配置した吸引装置の風量を可変制御することを特徴
とする現像装置用吸引装置により解決した。

【０００９】

【作用】本発明により、感光体に形成する基準パターン
のトナー付着度によりトナー濃度を検出し、トナー濃度
が高いときに風量を増大し、トナー濃度の低いときに風
量を低減するように風量を可変制御し、常に適切な風量
による吸引が可能になり、不必要に吸引装置の駆動電力
を消費することが防止された。

【００１０】

【実施例】本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説
明する。

【００１１】図１において、現像ローラ１を有し、内部
にトナーを収容するケーシング２が現像装置３に含まれ
る。現像ローラ１が感光体４に対向配置されトナーを感
光体の潜像に供給して顕像を形成する。

【００１２】ケーシング２の底面には現像ローラ１の下
方の位置に現像ローラ１の軸線にほぼ平行に延びるスリ
ット５が形成される。

【００１３】ケーシング２の下側には吸引路６、例えば
ダクトが形成され、吸引路６の一端部付近にはスリット
５に接続する開口部７が吸引口として形成される。吸引
路６の他端部にはフイルタ８及び吸引モータ９が接続さ
れる。

【００１４】ケーシング２のスリット５にはトナーは通
過しないが空気を通過させる通気性シート１０が取付け
られる。通気性シート１０としては例えばデュポン社製
ダイペックシートが用いられる。通気性シートとしては
高密度ポリエチレン不織布が使用されることができる。

【００１５】ケーシング２の底部は図２に示すように現
像ローラ１との間に現像ローラ１の回転により吸い込み
気流１１を形成するように折り曲げ形成されるのが好都
合である。

【００１６】現像ローラ１が磁気ロールの場合、図３に
示すように、現像ローラ１の内部に磁石１２が設けら
れ、現像工程終了後の現像剤をケーシング２内に搬送す
る用に供する。磁石１２により、現像ローラ１の周面に
トナーの穂立ち１３が形成され、この穂立ち１３がケー
シング２の底面に接触し、しかも移動することによりポ
ンピング作用を生じ、ケーシング２内に空気が流れ込む
状態を生じ、吸い込み気流１１を発生する。

【００１７】感光体４とケーシング２の間及びその付近
の空間においてトナー飛散を生じても、トナーは吸い込
み気流１１によりケーシング２内に吸引され、外部に飛
散することは防止される。

【００１８】更に、ケーシング２内に形成したスリット
５を通し、吸引路６の中に吸引モータ９の作用により空
気が吸引されることにより、吸い込み気流の風量が増大
され、吸い込み力が増大され、トナーの飛散防止効果を
高める。

【００１９】吸引路６を通して吸引効果を高めるために
はスリット５の位置は穂立ち１３よりも上流側に位置す
るのが好ましい。

【００２０】スリット５に設ける通気性シート１０は、
例えばトナーの平均粒径を９μｍとすると、平均径４μ
ｍの穴を多数設けたシートのように、トナーは通さない
が、空気は通す通気性シートを使用する。

【００２１】吸引路６はスリット５に接続する吸引口７
においてのみ開口し、先端部はケーシング２に密着させ
て閉鎖した構造とする。勿論先端部を直線スリット５に
接続することもできるが、できるだけスペースを有効に
使用するためにはケーシング２に密着して延びる吸引路
６を構成するのが好ましく、そのためには先端部を閉鎖
することになる。

【００２２】現像ローラ１による吸い込み急流１１を強
めるように、吸い込み急流１１と同じ方向に吸引路６に
より吸引できるので、トナーを効率よくケーシング２内
に吸引し、外部への飛散を防止できる。

【００２３】スリット５に設けた通気性シート１０を通
して空気を吸引路６内に吸引するため、吸引路６には殆
どトナーが流れず、吸引路６に設けたフイルタ８は、従
来は頻繁に定期的に交換しなければならなかったが、交
換はほとんど必要がなく又フイルタ８が汚れにくいの
で、吸引効率が低下することもなく安定した吸引が可能
になる。

【００２４】スリット５を通気性シートで被ってあるの
で、トナーが塊って落下することがなく、吸引路の汚れ
が少なくなり、トナー粒径に合わせて通気性シートの穴
径は適切に選択制御可能であるので一層汚れ防止効果が
得られる。

【００２５】吸引装置はケーシング２内を通して以外に
は吸引する開口がないので感光体の下地をクラウドトナ
ーにより汚したり、かぶりを生じたり、感光体上のトナ
ーを不必要に吸引することがなくなり、安定した画質が
得られるようになった。

【００２６】感光体１の潜像を顕像化するために付着す
るトナーの濃度は、トナー消費が進むと低くなり、トナ
ーを補給すると高くなるように変化する。

【００２７】トナーの比電荷をｑ、トナー粒子半径をａ
（ｍ）、真空の誘電率をε_０（Ｆ／ｍ）、トナー粒子の
密度をρ_０ （Ｋｇ／ｍ^３ ）とすると、 Ｆ＝（１／４πε_０ ）・ｑ^２ ／（２ａ）^２ ・・・（１） なる影像力（つまりトナー吸着力）Ｆが発生する。

【００２８】トナーについて、従来実際に測定している
のは、トナー１ｇに対する比電荷量Ｑ／Ｍであり、トナ
ー１ケの比電荷ではないが、トナーの平均質量をｍとす
ると、 ｑ＝ｍ（Ｑ／Ｍ）・・・（２） によりトナーの比電荷が得られる。

【００２９】式（１）と（２）より、 Ｆ＝（ｍ^２ ／１６πε_０ ａ^２ ）（Ｑ／Ｍ）^２ ・・・（３） トナーの質量はｍ＝（４／３）πａ^３ ρ_０ であるか
ら、式（３）は Ｆ＝（πρ_０ ^２ ａ^４ ／９ε_０ ）（Ｑ／Ｍ）^２ ・・・（４） となり、トナーの吸着力は（Ｑ／Ｍ）の関数で表され
る。

【００３０】図４に示すように（Ｑ／Ｍ）とトナー濃度
ＴＣとは逆比例の関係にあり、トナー濃度が高くなると
（Ｑ／Ｍ）が低くなり、トナーの吸着力が弱くなって飛
散しやすくなる。図の横軸はＴＣを縦軸はＱ／Ｍを示
す。

【００３１】実際にトナー濃度ＴＣとトナー飛散量の関
係を示すと図５に示すようなデータが得られた。

【００３２】図の横軸はＴＣ又はＱ／Ｍを、縦軸はトナ
ー飛散量（ｍｇ／３０sec ）を示す。トナー濃度ＴＣが
３〜４％にかけて急激にトナー飛散量が増えることがわ
かる。

【００３３】感光体に基準パターンのトナー像を形成
し、現像されたトナー像の濃度変化より現像剤の濃度変
化をセンサにより検知する従来の方法では、基準パター
ントナー像の前後の感光体表面のセンサ出力Ｖ_ＳＧがほ
ぼ一定出力値として得られ、基準パターントナー像のセ
ンサ出力Ｖ_ＳＰは現像装置内のトナー濃度と逆比例の関
係になり、基準値つまり適正濃度時のセンサ出力（Ｖ）
に対しトナー濃度が低いときはセンサ出力は高く、トナ
ー濃度が高いときはセンサ出力は低くなる。

【００３４】トナー濃度の変化をＶ_ＳＰ／Ｖ_ＳＧの値を
用い図６に示すように段階を分け、トナー飛散量がトナ
ー濃度の変化に応じて変化することを考慮して、吸引モ
ータ９に対する印加電圧をトナー濃度段階に応じて段階
的に可変制御する。

【００３５】Ｖ_ＳＰ／Ｖ_ＳＧが５％以下、つまり、トナ
ー濃度４％以上で最も印加電圧を上げ、つまりモータの
回転数を上げ、風量を上げる。以下Ｖ_ＳＰ／Ｖ_ＳＧが５
〜１０％、１０〜１５％、１５〜２０％と順次印加電圧
を下げ、風量を下げる。この場合トナー濃度を区分する
段階は適宜に選択でき、図５に示すトナー飛散量とトナ
ー濃度の関係を示す特性曲線等を考慮して選定するのが
好都合である。

【００３６】トナー濃度に応じて吸引モータの風量を制
御することにより、トナー飛散量に応じた風量が選択さ
れることができ、風量が不必要に多かったり、少なかっ
たりすることが回避され、消費電力も効率よく利用でき
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明により、トナーの飛散を防止し、
吸引空気のための消費電力も効率よく利用でき、しかも
画質の低下を防止された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置用吸引装置の説明略図で
ある。

【図２】現像ローラとケーシングとの間に吸い込み気流
を発生する場合を示す部分図である。

【図３】現像ローラの磁石により形成される穂立ちとス
リットの関係を示す概略図である。

【図４】トナー濃度とトナー比電荷量との関係を示す図
である。

【図５】トナー比電荷とトナー飛散量との関係を示す図
である。

【図６】基準パターントナー濃度と吸引モータ印加電圧
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 現像ローラ ２ ケーシング ３ 現像装置 ４ 感光体 ５ スリット ６ 吸引路 ７ 吸引開口 ８ フイルタ ９ 吸引モータ １０ 通気シート

フロントページの続き (72)発明者 木村 則幸 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 松本 新司 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 須藤 和久 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 遠藤 秀信 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 巽 謙三 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭59−182478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−11276（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−237477（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−29654（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−108564（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 21/10 - 21/12 G03G 21/00 530 - 538

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 均一に帯電された感光体に所定の反射率
   を有する基準パターンの光像を結像してトナー像を形成
   する画像形成装置の現像装置の近傍に設けた現像装置用
   吸引装置において、基準パターントナー像のトナー付着
   度合をセンサーにより検知し、その検知出力に応じて現
   像装置の近傍に配置した吸引装置の風量を可変制御する
   ことを特徴とする現像装置用吸引装置。