JP4902393B2 - ダクト、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材上に像を形成する画像形成装置に搭載されるダクト、詳しくは長尺小断面に構成しても一端側から他端側までの吸入または送風の均一性が損なわれない構造に関する。

記録材上に像を形成する画像形成装置では、感光ドラム、現像装置、帯電装置、定着装置等のうち少なくとも１つに近接させて、ダクトを用いた排気装置が付設される場合がある。例えば、高速回転する現像スリーブから飛散するトナーが感光ドラムに付着することを防止するために、感光ドラムや現像装置にダクトを用いた排気装置が付設される。例えば、コロナ放電生成物による感光ドラムや機構への悪影響を回避するために、コロナ放電を伴う帯電装置にダクトを用いた排気装置が付設される。例えば、定着装置の周囲の過熱を回避するために、定着装置にダクトを用いた排気装置が付設される。

特許文献１には、現像スリーブと感光ドラムとの近接点の直下にダクトを配置し、ダクトの奥側のファン接続部（風路の一端）に吸入ファンを接続した画像形成用排気装置が示される。ダクトは、ファン接続部に対して、感光ドラムの軸方向の手前側から奥側へ向かって配列させた複数の吸気開口部をそれぞれ連通させている。ここでは、複数の吸気開口部のそれぞれに対してファン接続部まで連通した個別の並列な連絡路を設けることにより、複数の吸気口に等しい吸入風量を設定している。

特開２００５−１４０９７１号公報

しかし、特許文献１の構成の吸気開口部における気流は、図８の（ｂ）に示すように偏りが生ずる。即ち、同じ吸気開口部であっても、ダクトの吸気口１４４に近い側は吸気口１４４との距離が短いために吸引力は高くなり、ダクトの吸気口１４４から遠い側は吸引力が低くなる。そのため、吸気開口部を大きくしても、このような吸引力の差が生ずるために、ダクトの長手方向においては一部しか回収性を高めることはできない。

そのため、ダクトの長手方向における空気の吸い込まれ量の分布に偏りが生じ、排気状態の安定性に欠ける問題がある。

本発明は、空気が吸い込まれる開口部の面と吸い込まれる空気の吸入方向との角度を大きくでき、開口部に吸い込まれる空気量を長手方向で均一にできるダクト、及び当該ダクトを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明のダクトは、記録材に像を形成する画像形成装置に用いられるものである。そして、空気を排出するための排出口と、前記排出口の近傍に取り付けられて空気を排出するためのファンと、空気が吸込まれる第一開口部及び第二開口部と、前記第一開口部及び第二開口部を通じて吸引された空気を案内する第一案内部と、前記第一案内部に設けられて前記第一開口部から吸引された空気流と前記第二開口部から吸引された空気流とを仕切る仕切り部材と、前記第一案内部に重ねて配置され、前記第一案内部から流れ込んだ空気流を前記排出口へ案内する第二案内部と、前記第一開口部からの空気流を前記第一案内部から前記第二案内部へ送り込む第一連絡口と、前記第二開口部からの空気流を前記第一案内部から前記第二案内部へ送り込む第二連絡口とを備え、前記第一連絡口は、前記第二連絡口よりも前記排出口に近く、前記第一連絡口の大きさは前記第二連絡口の大きさよりも小さい。

本発明のダクトによれば、空気が吸い込まれる第一開口部及び第二開口部の面と吸い込まれる空気の吸入方向との角度を大きくでき、第一開口部と第二開口部とにそれぞれ吸い込まれる空気量を均一にすることができる。

以下、本発明の一実施形態である画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本発明のダクトは、以下に説明する実施形態の構成には限定されない。一端側から他端側まで連通させた共通の第二案内部から長手方向の各位置で第一案内部へ分岐して送風や吸入を行う限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。

本実施形態では、中間転写ベルトに異なる分解色のトナー像を重ねてフルカラー画像形成を行う中間転写方式の画像形成装置を説明する。しかし、本発明は、１つ以上のトナー像を記録材に直接する画像形成装置で実施してもよい。像担持体を、中間転写ベルト、記録材搬送ベルト、中間転写ドラム、記録材搬送ドラムに置き換えた実施形態でも本発明は実施できる。プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途に対応させた画像形成装置で実施できる。

＜画像形成装置＞
図１は本発明の実施形態の画像形成装置の概略断面構成を示す説明図である。図１に示すように、画像形成装置３０は、電子写真方式で中間転写方式のフルカラー画像形成可能なレーザプリンタである。画像形成装置３０は、装置本体３１内に像担持体としての感光ドラム１を備えている。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の回転方向に沿って帯電器２、露光装置８、現像装置３、一次転写ローラ４、クリーニング装置６が設置される。

帯電器２は、感光ドラム１の表面を一様に帯電する。露光装置８は、一様に帯電された感光ドラム１の表面を、入力される画像信号に基づいて変調されたレーザ光ＬＢで走査露光して静電潜像を形成する。レーザ光ＬＢは、半導体レーザを光源として画像信号により変調されたレーザビームであり、レーザビームは、一定の回転数で高速回転する多面鏡により走査され、結像レンズ、ミラー等を介して感光ドラム１に照射される。

現像装置３は、感光ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。現像装置３は、イエロー現像器３Ｙ、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋを回転自在な現像ロータリー３Ａに配置している。イエロー現像器３Ｙ、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋは、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを収容する。現像ロータリー３Ａは、不図示の駆動装置によって矢印方向に回転し、各色の現像に合わせて、感光ドラム１と対向する現像位置に必要な現像器（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）を位置決める。

一次転写ローラ４は、中間転写部材である中間転写ベルト５を介して感光ドラム１に当接し、感光ドラム１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５に一次転写する。中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０と複数のローラ１１、１２、１３とに張架され、駆動ローラ１０に駆動され、感光ドラム１に当接して矢印方向に循環する。クリーニング装置６は、感光ドラム１上に残留した残留トナーを除去・回収する。

画像形成動作開始信号が発せられると、感光ドラム１は、矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動され、帯電バイアスが印加された帯電器２により、表面が、本実施形態では負極性の所定電位に均一に帯電される。そして、露光装置８によりレーザ光ＬＢの画像露光Ｌを行って、目的のカラー画像の１色目（本実施形態ではイエロー成分像）の静電潜像が形成される。

そして、現像ロータリー３Ａの回転により現像装置３のイエロー現像器３Ｙを現像位置に移動させ、現像バイアスの印加により静電潜像をイエロートナーで反転現像して可視像化する。感光ドラム１上に形成担持されたイエロートナー像は、一次転写バイアスが印加された一次転写ローラ４によって中間転写ベルト５に一次転写される。中間転写ベルト５上にイエロートナー像が一次転写された後に、中間転写ベルト５に一次転写されないで感光ドラム１上に残った一次転写残トナーは、クリーニング装置６によってクリーニングされる。また、イエロートナー像の一次転写が終了すると、現像ロータリー３Ａを回転駆動して、順に、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋを現像位置に移動させる。

そして、第１色目のイエローの場合と同様にして第２、第３、第４色目のマゼンタ、シアン、ブラックの各色について、静電潜像の形成、現像工程、一次転写、クリーニングを順次行う。感光ドラム１上に形成担持された第２色目のマゼンタトナー像、第３色目のシアントナー像、第４色目のブラックトナー像を、中間転写ベルト５のイエロートナー像上に順次重ね合わせて転写して目的のカラー画像に対応したフルカラートナー像が形成される。

このときまでに、カセット１６ａ（１６ｂ）に収容された記録材Ｐが、ピックアップローラ１７ａ（１７ｂ）と分離ローラ対１８（１８ｂ）により１枚ずつ分離して給紙され、搬送路２０を通してレジストローラ２１まで搬送される。

ローラ１３と対向するようにして中間転写ベルト５に離間自在な二次転写ローラ１４が設けられ、離間状態にあった二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト５に加圧して二次転写部を形成する。中間転写ベルト５上のフルカラー像がこの二次転写部に到達すると、このタイミングに合わせて記録材Ｐがレジストローラ２１によって二次転写部に搬送される。そして、二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１４により、中間転写ベルト５から記録材Ｐにフルカラートナー像が一括して二次転写される。二次転写部を通過した中間転写ベルト５上に二次転写されずに残った二次転写残トナーは、クリーニング装置１５によってクリーニングされる。

フルカラーのトナー像が転写された記録材Ｐは、ヒータを内蔵した定着ローラ２３ｂと加圧ローラ２３ａとの間に定着ニップ部が形成された定着装置２３に搬送される。そして、定着ニップ部で挟持搬送される過程でフルカラーのトナー像が加熱加圧されて記録材Ｐ上に定着され、その後、排出ローラ対２４、２５を介してトレイ２６に排出積載される。

＜ダクト＞
図２はダクトである吸引ダクトの外観と配置との説明図、図３は吸引ダクトの長手方向の断面図、図４は第２ダクトにおける壁隔壁の間隔と流路長との関係の説明図、図５は流量分布のシミュレーション演算結果の説明図である。図２中、（ａ）は全体図、（ｂ）はＡ断面図である。図３中、（ａ）は第２ダクト、（ｂ）は第１ダクトである。図５中、（ａ）は本実施形態、（ｂ）は比較例１である。

図１に示すように、現像装置３の下流に吸引ダクト２７が設置されて、現像装置３から飛散したトナーを回収する。吸引ダクト２７は、感光ドラム１とほぼ等しい長さを持たせて、感光ドラム１と現像ロータリー３Ａと中間転写ベルト５との間の狭い空間に挿入されている。

図２に示すように、像担持体の一例である感光ドラム１は回転可能である。像担持体側の一例である感光ドラム１側から空気が吸込まれるダクトの一例である吸引ダクト２７は、排出口の近傍に取り付けられるファンの一例である吸入ファン５０により空気が吸引される排気口４４を有する。第二案内部の一例である第１ダクト４１は、排気口４４に向かう空気流を形成する。第一案内部の一例である第２ダクト４０は、空気を吸い込む第一開口部及び第二開口部の一例である吸入口４２と第１ダクト４１とを連絡する第一連絡口及び第二連絡口の一例である接続開口４５を有して、吸入口４２からの空気を第１ダクト４１に送る。

排気口４４は、吸入口４２の面に対して側面の方向の一端に配置され、吸入口４２は、記録材Ｐ上に像を形成する画像形成装置内の一例である画像形成装置３０内の空気を吸引する。そして、複数の第２ダクト４０と、それぞれの第２ダクト４０の接続開口４５とが吸引ダクト２７の長手方向に沿って配置されている。

図３に示すように、複数の第２ダクト４０は、第一の第２ダクト４０と第二の第２ダクト４０とを有している。第一の第２ダクト４０の接続開口４５の開口面積は、第二の第２ダクト４０の接続開口４５の開口面積とは異なる。

第一の第２ダクト４０と排気口４４との距離は、前記第二の第２ダクト４０と排気口４４との距離よりも大きくなっている。そして、排気口４４に近い第一の第２ダクト４０の接続開口４５の大きさは、排気口４４から遠い第二の第２ダクト４０の接続開口４５の大きさよりも小さい。

複数の第２ダクト４０における吸入口４２と接続開口４５との距離は、仕切り部材の一例である壁隔壁４３により複数の第２ダクト４０が仕切られる方向の距離よりも大きい。

吸引ダクト２７は、吸入口４２が並べて配置される方向と直交する方向に重なっている二層構成であり、第１ダクト４１と複数の第２ダクト４０とは二層構成の異なる層に位置する。

画像形成装置３０は、トナーを担持する像担持体の一例である感光ドラム１を有している。吸入口４２は、感光ドラム１に対向して配置されている。

図２の（ａ）に示すように、第１ダクト４１の奥側の一端に吸入ファン５０が接続されている。そして、空気を感光ドラム１側から吸い込むための複数の吸入口４２が吸引対象物の感光ドラム１に沿って、感光ドラム１に対向して設けられている。

吸引ダクト２７は、ダクトの長手方向に連通した第１ダクト４１の上に、短手方向に連通した９つの第２ダクト４０を長手方向に配列して二層構成の一例である２階構造としている。ここで、第１ダクト４１は、吸引口４４に向かう空気流を形成する風路である。一方、第２ダクト４０は、開口部４２から吸い込まれた空気を第１ダクト４１に送り込むための連絡路である。

９つの第２ダクト４０は、それぞれの吸入口４２に接続して流路面積が等しく、９つの吸入口４２は、全て同面積である。第２ダクト４０は、吸入口４２の反対側で第１ダクト４１に接続し、第１ダクト４１の奥側には排気口４４が形成され、排気口４４には吸引ファン５０とトナー回収フィルタ５１とが設けられている。なお、吸引ファン５０は、吸引ダクト２７に取り付けられる構成、或いは、吸引ダクト２７とは別に設ける構成のいずれであってもよい。

図２の（ｂ）に示すように、隣接する第２ダクト４０は仕切り板の一例である壁隔壁４３で相互に仕切られ、第１ダクト４１と第２ダクト４０とは床隔壁４６で相互に仕切られる。吸入口４２の反対側で床隔壁４６に連絡口の一例である接続開口４５を形成することにより、第１ダクト４１を第２ダクト４０に接続している。

排気口４４に接続された吸引ファン５０が作動すると、吸入口４２へ吸い込まれる気流が形成される。気流は、吸入口４２から第２ダクト４０へ進入して第２ダクト４０を下降し、接続開口４５で第１ダクト４１に合流する。合流した気流は排気口４４に向かうように形成され、排気口４４から排出される。現像装置３から飛散したトナーは、この気流に乗って吸入口４２から第２ダクト４０へ進入して第２ダクト４０を下降し、接続開口４５で第１ダクトに合流して排気口４４から排出される。吸引ダクト２７は、現像装置３と感光ドラム１との対向部の下方に、吸入口４２よりも接続開口４５を低くした姿勢で配置される。従って、吸引ファン５０が停止した際に、吸引ダクト２７内のトナーが吸入口４２からこぼれ落ちない。

図３の（ａ）に示すように、吸入口４２は、対向する壁隔壁４３のほぼ間隔一杯に開口しているので、吸入口４２の間隔に位置して送風が妨げられる部分が実質的に存在しない。また、吸入口４２は９つに細分化されているので、１つの吸入口４２の端と中央とで送風量のばらつきが小さい。また、吸引ダクト２７の長手方向の長さ（第２ダクト４０の長さ）に亘って壁隔壁４３による整流を行うので吸入口４２を通過する気流は、長手方向に対して９０°に近い角度で入ってくる。排気口４４が開口部の面に対して側面にあることで、吸引口４２からの気流は排気口４４の方向に偏りやすい。しかし、本発明の構成により、気流の方向が９０°に近い角度になるため、一つの開口部における吸引力のムラをできるだけ小さくできる。床隔壁４６に形成された接続開口４５は、壁隔壁４３の間隔一杯に開口しているので、吸入口４２から接続開口４５までが等しい幅の風路となって壁隔壁４３の全長がこの整流に関与できる。これらにより、隣接する２つの吸入口４２程度の範囲で見て、吸引ダクト２７の長手方向で均一な吸引が実現可能となっている。

また、壁隔壁４３により仕切られた第２ダクト４０の空間ごとに形成された接続開口４５は、幅を第２ダクト４０の幅と等しくする一方で、この幅方向と直交する方向の長さを異ならせることにより開口面積をそれぞれ調整してある。排気口４４から遠い第２ダクト４０の接続開口の面積を近い側のこの面積よりも大きく設定して、遠い側の第２ダクト４０の流量と近い側の第２ダクト４０の流量とを略同じにしている。これにより、第１ダクト４１での圧損を補って、排気口４４から遠い第２ダクト４０では、外気圧との圧力差が小さくても必要な流量を確保できる。このようにして、第２ダクト４０の風量を個別に調整しているので、吸引ダクト２７の全体で見ても、長手方向で、風量と風向を均一に確保した高品質な吸引が実現可能となっている。

また、壁隔壁４３間の間隔Ｄと、吸入口４２から接続開口４５までの距離Ｌとの関係は、
Ｄ＜Ｌ
としてある。図４に示すように、逆にＤ＞Ｌの関係とすると、排気口４４側に引っ張られる力が強くなり、壁隔壁４３による整流が十分に機能しなくなる。結果、吸入口４２から接続開口４５への風向が傾きやすくなり、吸入口４２からの均一な吸引をすることができなくなる。Ｄ＜Ｌの構成とすることで、壁隔壁４３による整流性能が高まり、吸入口４２からの気流の方向の傾きを小さくでき、吸引ダクト２７の長手方向で均一な吸引が可能となる。

また、すべての第２ダクト４０は、床隔壁４６を共有し、隣接する第２ダクト４０は壁隔壁４３を共有する。このように第１ダクト４１と第２ダクト４０とを折り畳んだ状態にすることにより、図１に示すような狭いスペースにおいても配置可能となっている。また、隔壁の重複が無い分、材料を節約して流路面積を最大限に確保した軽量な吸引ダクト２７となっている。

図３の（ｂ）に示すように、第１ダクト４１は、第２ダクト４０の長さ一杯の幅を持たせて大流路面積かつ平坦な外観形状に形成されている。排気口４４の下流には、吸引ファン５０とトナー回収フィルタ５１とが設置されている（図２の（ａ）参照）。吸引ファン５０が作動して排気口４４から排気すると、第１ダクト４１内の圧力が低下して吸入口４２から外気が流れ込む。気流は、吸入口４２から接続開口４５へ下降して接続開口４５で第１ダクト４１に合流し、第１ダクト４１内を斜めに上昇して排気口４４から排出される。

第１ダクト４１には、吸入口４２の面に対して側面にある排気口４４が、平坦な平面形状における吸入口４２側、つまり接続開口４５と反対側に片寄せて設けてある。従って、それぞれの接続開口４５と排気口４４とを結ぶ第２ダクト４０ごとの流線が交差したり重複したりせず、接続開口４５で合流した気流が概ね並列な整流状態を保持して排気口４４へ円滑に案内される。また、排気口４４に近い第２ダクト４０では、遠い第２ダクト４０に比べて接続開口４５と排気口４４とを結ぶ線の傾きが大きくなる。このため、排気口４４に近い接続開口４５と遠い接続開口４５とで流路長の差が少なくなって、接続開口４５の入口の圧力差が軽減され、接続開口４５から流れ込む気流の流量を揃え易くなっている。

吸引ダクト２７は、接続開口４５までは断面積が細分されない（流路抵抗の低い）共通の第１ダクト４１で吸引し、第２ダクト４０の流路長だけを細分された（流路抵抗の高い）第２ダクト４０で吸引する。吸引ダクト２７全体の断面積が小さい細長い形状でも、第１ダクト４１が細分化されていないので、圧損少なく排気口４４から末端の吸入口４２まで吸引できる。

そして、排気口４４に近い側で分岐した第２ダクト４０の圧損を利用して、排気口４４から遠い側で分岐する第２ダクト４０にも、接続開口４５と開口部４２との間に十分な差圧を発生させて必要な風量を確保できる。

これにより、吸引ダクト２７の一端側から他端側までのすべての第２ダクト４０に対してばらつきの少ない流量配分を行える。このような吸入の品質と効率とが共に高い吸引ダクト２７を、第１ダクト４１と第２ダクト４０とを折り重ねた２階構造によってコンパクトに構成できる。

吸引ダクト２７では、開口部４２内での風量分布のばらつきが解消され、開口部４２ごとの送風方向のばらつきも減少する。このような吸入の品質と効率とが共に高い吸引ダクト２７を、床隔壁と壁隔壁とを共有する材料節約構造によって、第１ダクト４１に大きな断面積を確保しつつ全体の断面積を小さくする等、さらにコンパクトに構成できる。

図５の（ａ）は、実寸法を用いて吸引ダクト２７の第２ダクト４０内の気流状態をシミュレーション演算した結果である。図中の矢印は、第２ダクト４０内の風向、風速をベクトル図示したものである。吸入口４２から接続開口４５に向けて空気が流れることにより、吸引面に対して垂直に吸引できているだけでなく、風速も均一になっている。吸入口４２から吸引する風速を長手方向で均一にするためには、吸入口４２と接続開口４５、排気口４４のバランスを最適化する必要がある。

ここでは、吸入口４２の開口を幅２８ｍｍ×長さ３ｍｍで揃え、接続開口４５は、幅２８ｍｍで長さを排気口４４に近い側から１ｍｍ、１ｍｍ、１ｍｍ、２．５ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、２０ｍｍと変化させている。排気口４４は１８ｍｍ×１３ｍｍ、吸入ファン５０の必要流量としては、４８６４００ｍｍ^３／ｓｅｃである。

この結果は、排気口４４を基準としての数値である。排気口４４を大きくすることで吸入ファン５０の必要流量を低減することも可能である。

なお、ここでは、吸引ダクト２７の全長をほぼ２８０ｍｍとして設計しているが、吸引ダクト２７の全長は、感光ドラム１の長さ、言い換えれば記録材Ｐに応じて設計されることは言うまでもない。吸入口４２は、幅を２８ｍｍよりも短くして、第２ダクト４０をより高密度に配置してもよい。その場合、第２ダクト４０の本数は９本以上となることは言うまでもない。

図５の（ｂ）は、吸引ダクト２７と外観を全く等しく形成して、その内部に第１ダクト４１、第２ダクト４０の仕切りを全く設けない素抜けのダクト１２７を比較例１として同様にシミュレーション演算した結果である。ただし、吸入口１４２を、排気口４４から遠ざかるにつれて大きくして、９つの吸入口１４２における吸入量差をバランスさせるように構成した。

この場合、先述したように、排気口４４に近い側の吸入口１４２から遠ざかるにつれて吸引力が低下し、末端側ではいくら吸入口１４２の開口面積を増大させても気流があまり形成されない。更に、吸引方向も吸引面に対して垂直ではなく、角度を持った方向に吸引してしまっている。

＜変形例＞
図６は変形例の吸引ダクトの斜視図、図７は吸引ダクトの流路抵抗の概念的な説明図である。変形例の吸引ダクト２２７は、図１に示す吸引ダクト２７を置き換えて配置され、吸入口２４２と接続開口２４５以外は図１に示す吸引ダクト２７と等しく構成される。従って、図６、図７中、吸引ダクト２７と同一な構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、吸入口２４２、接続開口２４５は、吸引ダクト２７のそれぞれ吸入口４２、接続開口４５と間口幅（配列方向の長さ）が異なるだけである。

図６に示すように、複数の第２ダクト４０は、第一の第２ダクト４０と第二の第２ダクト４０とを有している。第一の第２ダクト４０の接続開口２４５の開口面積は、第二の第２ダクト４０の接続開口２４５の開口面積と同じである。第一の第２ダクト４０の吸入口２４２の面積は、第二の第２ダクト４０の吸入口２４２の面積と異なる。

吸引ダクト２２７は、接続開口２４５を全て同一の開口面積として、吸入口２４２の開口面積を排気口４４から遠ざかるにつれて大きくするようにした。これにより、複数の吸入口２４２から吸引する風速を均一にした（図３の（ａ）の接続開口４５、図２の（ａ）の吸入口４２参照）。

図７に示すように、吸引ダクト２２７は、流路抵抗の低い第１ダクト４１から軸方向の位置をずらせて流路抵抗の高い複数の第２ダクト４０を分岐させた構造と考えることができる。厳密に言えば、排気口４４を接続開口４５と反対側に片寄せて、第２ダクト４０ごとの流線をずらしているので、第１ダクト４１の流路抵抗は、直列接続とは言い難いが、便宜的にそのように考えることとする。

この場合、吸入ファン５０とトナー回収フィルタ５１とが直列に配置され、吸入口２４２からそれぞれの第２ダクト４０に流入した気流が接続開口２４５で第１ダクト４１に合流する。

従って、それぞれの接続開口２４５および吸入口２４２を含めた第２ダクト４０の流路抵抗は、排気口４４に近い第２ダクト４０ほど大きくすることが望ましい。排気口４４からそれぞれの接続開口２４５までの圧損を補うだけの流量増が得られるからである。

そして、接続開口２４５および吸入口２４２を含めた第２ダクト４０の流路抵抗を増やす手法として、図２の吸引ダクト２７では、排気口４４に近い第２ダクト４０ほど接続開口４５の開口面積を減少させた。また、変形例の吸引ダクト２２７では、排気口４４に近い第２ダクト４０ほど吸入口２４２の開口面積を減少させた。

従って、これら以外に、第２ダクト４０の流路面積を減らしたり、内部に抵抗物質を挿入したりして第２ダクト４０自体の流路抵抗を増すことでも同様な効果が得られる。これらの方法は単独で用いても組み合わせて用いても同様な効果が得られる。

また、上記の実施例では、第１ダクトと第２ダクトとを重ねて二層構成としたが、第１ダクトと第２ダクトとを並列に配置する一層構成にしても、同様の効果を得ることができる。

以上の説明では、吸引ダクト２７、２２７は、図１に示す現像装置３から飛散したトナーを回収するものとして説明したが、それに限るものではない。例えば、帯電器２付近に配置してオゾン回収ダクトとして使用しても良いし、クリーニング装置６付近に配置して回収トナー飛散回収ダクトとして使用してもよい。また、感光ドラム１周りだけでなく、定着装置２３の周りに配置して、昇温防止用ダクトとしても良い。

また、吸引ダクト２７、２２７は、吸引用だけでなく長手方向で均一な給気送風、空冷冷却をする場合にも有効である。この場合、吸入口４２は、吹き出し口に読み替え、排気口４４は、給気口に読み替えられる。ダクトの一例である吸引ダクト２７は、給気ダクトと読み替える。ファンの一例である吸入ファン５０は給気ファン、吸引口の一例である排気口４４は給気口と読み替え、風路の一例である第１ダクト４１は、第２ダクト４０に向かう空気流を形成する。

空気を吸入する開口部の一例である吸入口４２は、空気を吐出する開口部の一例である吐出口と読み替える。第２ダクト４０は、第１ダクト４１から連絡口の一例である接続開口４５を通じて供給された空気を吐出口に送る。

＜比較例２＞
図８は比較例２の吸引ダクトの説明図である。図８中、（ａ）は吸入側から見た平面図、（ｂ）は吸入面を上にした側面図である。

トナーを用いた画像形成装置では、現像装置、クリーニング装置等から、長期の使用等によってトナーが外部に漏出して画像形成装置内に飛散する。また、帯電装置がコロナ帯電器等の場合には帯電時にオゾンが発生する。トナーが画像形成装置内に飛散したり、画像形成装置内でオゾンが発生したりすると、画像形成装置内の感光ドラムや帯電装置などが汚染され、帯電ムラなどを引き起こす可能性がある。感光ドラムなどの駆動に関わるギアや軸の表面に飛散トナーやオゾンが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もなる。

そこで、飛散トナーや発生オゾンを吸引し、フィルタにて集塵、除去するために、感光ドラムの長手方向全域をほぼ均一に吸引できる吸引ダクト３２７を配置することが提案されている。（特許文献１参照）。

図８の（ａ）に示すように、吸引ダクト３２７は直方体で、上面に３つの吸入口１１１、１１２、１１３が等間隔で設置されている。また、吸引ダクト３２７の一端に設けた排気口１４４には、不図示の吸入ファンとトナー回収フィルタとが直列に接続されている。

図８の（ｂ）に示すように、吸引ダクト３２７の内部には２段の隔壁１２１、１２２が設けられている。隔壁１２１は、吸入口１１１から排気口１４４までを連通させる吸入口１１１専用の気流路１３１と、吸入口１１２から排気口１４４までを連通させる吸入口１１２専用の気流路１３２とを分離している。隔壁１２２は、吸入口１１２から排気口１４４までを連通させる吸入口１１２専用の気流路１３２と、吸入口１１３から排気口１４４までを連通させる吸入口１１３専用の気流路１３３とを分離している。これにより、吸入口１１１、１１２、１１３に対応して、不図示の吸入ファンが接続された排気口１４４までの気流路１３１、１３２、１３３がそれぞれ交差しないように設置されている。

そして、排気口１４４に近い吸入口１１１と連通する気流路１３１の断面積は、吸入口１１２と連通する気流路１３２の断面積より小さくしてある。また、排気口１４４から遠い吸入口１１３と連通する気流路１３３の断面積は、吸入口１１２と連通する気流路１３２の断面積より大きくしてある。気流路１３１、１３２、１３３の断面積を異ならせて、吸入口１１１、１１２、１１３における流量がほぼ均等に調整してある。あるいは、吸入口１１１、１１２、１１３の開口面積を異ならせることでも流量を調整可能である。

しかし、比較例２の吸引ダクト３２７は、吸入口１１１、１１２、１１３からの吸引力は、排気口１４４に近い側から遠い側にいくにしたがって弱くなる。排気口１４４から遠い吸入口１１３で十分な吸引力を確保すると、排気口１４４に近い吸入口１１１の風速が高くなってしまい、感光ドラムに作像されたトナー像を乱してしまう可能性があった。また、図８の（ｂ）に矢印で示すように、吸入口１１１、１１２、１１３での気流は、感光ドラムに対して垂直方向ではなく、排気口１４４の方へ向いてしまう。結果として、飛散トナー及びオゾン回収の効率が低下してしまう原因となっていた。このような現象を抑制するためには、吸入口１１１、１１２、１１３と排気口１４４との距離を十分取ることが必要であるが、そのためには吸引ダクト３２７のサイズが大きくなってしまい、狭いスペースへの設置は不可能である。

これに対して、図２に示す実施形態では、感光ドラム１の一端側から他端側までに配列した吸入口４２の間口を小さくして第２ダクト４０を細分化するほど、第１ダクト４１における末端の接続開口４５までの圧損を減らして、第２ダクト４０を通じた末端の吸入口４２における吸入能力を高めることができる。吸入口４２を細分化することにより、１つの吸入口４２内での風量分布のばらつきは解消され、吸入口４２ごとの送風方向のばらつきも減少する。

以上のように、本発明により、空気が吸い込まれる開口部の面と吸い込まれる空気の吸入方向との角度を大きくでき、開口部に吸い込まれる空気量を長手方向で均一にすることができる。

本発明の実施形態の画像形成装置の概略断面構成を示す説明図である。 ダクトである吸引ダクトの外観と配置の説明図である。 吸引ダクトの長手方向の断面図である。 第２ダクトにおける壁隔壁の間隔と流路長との関係の説明図である。 流量分布のシミュレーション演算結果の説明図である。 変形例の吸引ダクトの斜視図である。 変形例の吸引ダクトの流路抵抗の概念的な説明図である。 比較例２の吸引ダクトの説明図である。

符号の説明

１、５ 像担持体（感光ドラム、中間転写ベルト）
２ 帯電器
３ 現像装置
６ クリーニング装置
８ 露光装置
２３ 定着装置
２７、２２７ ダクト（吸引ダクト）
３０ 画像形成装置
３１ 装置本体
４０ 連絡路（第２ダクト）
４１ 風路（第１ダクト）
４２、２４２ 開口部（吸入口）
４３ 仕切り板（壁隔壁）
４４ 吸引口（排気口）
４５、２４５ 連絡口（接続開口）
４６ 床隔壁
５０ 吸入ファン
５１ トナー回収フィルタ

Claims (10)

1. 記録材に像を形成する画像形成装置に用いられるダクトにおいて、
   空気を排出するための排出口と、前記排出口の近傍に取り付けられて空気を排出するためのファンと、空気が吸込まれる第一開口部及び第二開口部と、前記第一開口部及び第二開口部を通じて吸引された空気を案内する第一案内部と、前記第一案内部に設けられて前記第一開口部から吸引された空気流と前記第二開口部から吸引された空気流とを仕切る仕切り部材と、前記第一案内部に重ねて配置され、前記第一案内部から流れ込んだ空気流を前記排出口へ案内する第二案内部と、前記第一開口部からの空気流を前記第一案内部から前記第二案内部へ送り込む第一連絡口と、前記第二開口部からの空気流を前記第一案内部から前記第二案内部へ送り込む第二連絡口とを備え、
   前記第一連絡口は、前記第二連絡口よりも前記排出口に近く、前記第一連絡口の大きさは前記第二連絡口の大きさよりも小さいことを特徴とするダクト。
2. 前記第一開口部の開口面積と前記第二開口部の開口面積は等しいことを特徴とする請求項１に記載のダクト。
3. 前記第一開口部から前記第一連絡口までの距離は、前記第二開口部から前記第二連絡口までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のダクト。
4. 前記第一開口部と前記第二開口部とは、前記第一案内部と前記第二案内部とが重なっている方向と直行する方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のダクト。
5. 前記排出口は、前記第一開口部と前記第二開口部とが並べて配置されている方向における前記第二案内部の側面に設けられていることを特徴とする請求項４記載のダクト。
6. トナー像を担持する回転可能な像担持体と、前記像担持体に対向して配置されて前記像担持体側から空気を吸引するダクトとを備えた画像形成装置において、
   前記ダクトは、空気を排出するための排出口と、前記排出口の近傍に取り付けられて空気を排出するためのファンと、空気が吸込まれる第一開口部及び第二開口部と、前記第一開口部及び第二開口部を通じて吸引された空気を案内する第一案内部と、前記第一案内部に設けられて前記第一開口部から吸引された空気流と前記第二開口部から吸引された空気流とを仕切る仕切り部材と、前記第一案内部に重ねて配置され、前記第一案内部から流れ込んだ空気流を前記排出口へ案内する第二案内部と、前記第一開口部からの空気流を前記第一案内部から前記第二案内部へ送り込む第一連絡口と、前記第二開口部からの空気流を前記第一案内部から前記第二案内部へ送り込む第二連絡口とを備え、
   前記第一連絡口は、前記第二連絡口よりも前記排出口に近く、前記第一連絡口の大きさは前記第二連絡口の大きさよりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記第一開口部の開口面積と前記第二開口部の開口面積は等しいことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記第一開口部から前記第一連絡口までの距離は、前記第二開口部から前記第二連絡口までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項６又は７記載の画像形成装置。
9. 前記第一開口部と前記第二開口部とは、前記第一案内部と前記第二案内部とが重なっている方向と直行する方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記排出口は、前記第一開口部と前記第二開口部とが並べて配置されている方向における前記第二案内部の側面に設けられていることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。

Images