JP6043273B2

JP6043273B2 - 異物捕集装置及び該異物捕集装置を備えた画像形成装置

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Publication number: JP6043273B2
Application number: JP2013259671A
Authority: JP
Inventors: 谷田　啓一; 啓一谷田
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: JP2015118134A

Description

本発明は、異物捕集装置及び該異物捕集装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に、例えば電子写真方式の画像形成装置は、装置内に存在するトナー等の異物を捕集するための異物捕集装置を備えている。この異物捕集装置は、ファンを用いてダクト内に空気を流通させることで、ダクト内に配置されたフィルターにより空気中の異物を捕集するように構成されている。この種の異物捕集装置では、フィルターの目詰まりに起因する捕集効率の低下を防止するべく現在までに様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１に示すものでは、可撓性部材からなるフィルターをダクトの鉛直部分内に配置するようにしている。これによれば、送風ファンが作動すると、フィルターは下側から流れてきた空気に押されて変形する。そして、この送風ファンが停止する際には、フィルターの変形が解除されることにより、該フィルターに付着した異物が振るい落とされる。

ところで、上記電子写真方式の画像形成装置は、トナー以外にも、揮発性物質（以下、ＶＯＣという）や超微粒子（以下、ＵＦＰという）等の異物を排出する。このＶＯＣやＵＦＰを捕集するために、例えば特許文献２に示す異物捕集装置では、フィルターにシリコンオイルを含浸させるようにしている。

特開２００８−１５０９０号公報特開２０１２−３２６６３号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す異物捕集装置では、トナーのように粒径の大きい異物は振るい落とせたとしても、粒径の小さいＵＦＰ（特許文献２参照）や、ＶＯＣのような化学物質は振るい落とすことができないという問題がある。このため、異物捕集装置を長期間使用していると、フィルターに目詰まりが生じ易くなる。延いては、排気ファンの吸引力が低下して、画像形成装置内に異物が残存し易くなる。この残存した異物は、例えば記録紙に付着して画像形成装置外に排出される。排出された異物はオフィス環境を汚染する。このため、オフィス環境をクリーンに維持する観点から改良の余地がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィルターに目詰まりが生じても、異物の捕集効率を極力、低下させないようにすることにある。

本発明に係る異物捕集装置は、異物捕集用の第１フィルターと、上記第１フィルターに向けて空気を送風する送風ファンと、上記第１フィルターと上記送風ファンとを接続する第１ダクト部と、上記第１ダクト部における上記第１フィルターと上記送風ファンとの間に位置する部分に形成された第１開口部と、上記第１ダクト部の外側に設けられた、上記第１フィルターとは別の第２フィルターと、上記第１ダクト部の第１開口部から該第１ダクト部の外側に延びて上記第２フィルターに接続された第２ダクト部と、上記第１開口部又は上記第２ダクト部内に設けられた第１開閉弁と、上記第２ダクト部における上記１開閉弁と上記第２フィルターとの間に位置する部分に形成された第２開口部と、上記第２ダクト部の外側に設けられた第３フィルターと、上記第２開口部から上記第２ダクト部の外側に延びて上記第３フィルターに接続された第３ダクト部と、上記第３ダクト部内に設けられた第２開閉弁と、を備え、上記第１乃至第３フィルターはそれぞれ、画像形成装置本体における互いに異なる三つの側面に設けられており、上記第１開閉弁及び上記第２開閉弁は、第１及び第２揺動軸部と、該第１及び第２揺動軸部に回転一体に固定された揺動式の第１及び第２開閉弁本体と、該第１及び第２開閉弁本体を閉方向に付勢する第１及び第２弁付勢部材と、を有し、上記第１開閉弁は第１位置決め機構に連結され、上記第２開閉弁は該第１位置決め機構と同様の構成を有する第２位置決め機構に連結されており、上記第１及び第２位置決め機構はそれぞれ、上記第１及び第２揺動軸部の一端部に固定された揺動側カップリング部と、所定部材に固定された固定側カップリング部とを有するカップリング方式のラッチ機構であって、上記第１及び第２開閉弁本体の開き側への揺動のみを許容するようになっていて、上記第１及び第２フィルターの異物捕集量が所定量未以下である場合には上記第１及び第２開閉弁本体を閉弁状態に位置決めする一方、上記第１及び第２フィルターの異物捕集量が上記所定量を超えた場合には、上記第１フィルターの上流側部分及び第２フィルターの上流側部分の圧力がそれぞれ所定圧力を上回ることにより上記第１及び第２開閉弁本体が上記第１及び第２弁付勢部材の付勢力に抗して開方向に揺動するのを許容するとともに、該第１及び第２開閉弁本体の開度を、上記第１及び第２フィルターの異物捕集量の増加に応じて均等な回転角で段階的に増加させるように上記第１及び第２開閉弁本体の位置決めを行う。

本発明に係る画像形成装置は、上記異物捕集装置を備えている。

本発明によれば、フィルターに目詰まりが生じても、異物の捕集効率を極力低下させないようにすることができる。

図１は、参考形態における画像形成装置の概略を示す平面図である。図２は、プロセスユニットを示す側面図である。図３は、図１のIII線断面図である。図４は、図１のIV方向矢視図である。図５は、実施形態を示す図３相当図である。図６は、実施形態を示す図４相当図である。

《参考形態》

図１は、参考形態における異物捕集装置１００を備えたレーザープリンター１（以下、単にプリンターという）を示している。このプリンター１は、プロセスユニット１０と、定着ユニット２０と、該両ユニット１０，２０を収容する筐体３０とを有している。尚、以下の説明において、「左側」、「右側」はそれぞれ、図１の左側、右側を意味し、「前側」、「後側」はそれぞれ、図１の紙面に垂直な方向の手前側、奥側を意味する。

図２に示すように、プロセスユニット１０は、感光体ドラム１１ａを有するドラムユニット１１と、現像ローラー１７ａを有する現像ユニット１７とを一体化したものである。ドラムユニット１１における感光体ドラム１１ａの周囲には、帯電器１３、露光装置１５、上記現像ユニット１７、転写器１８、クリーニングユニット１９が時計回り方向にこの順で配置されている。画像形成時には、先ず、帯電器１３によって感光体ドラム１１ａの周面が帯電され、その後、露光装置１５によって感光体ドラム１１ａの表面に原稿画像データ（例えば、外部端末より受信した原稿画像の画像データ）に基づくレーザー光が照射される。そうして、感光体ドラム１１ａの表面には、上記画像データに対応する静電潜像が形成される。感光体ドラム１１ａの表面に形成された静電潜像は、現像ユニット１７によりトナー像として現像される。これにより、感光体ドラム１１ａの表面にトナー像が形成（担持）される。このトナー像は転写器１８によって、不図示の給紙部から供給された用紙Ｐに対して転写される。トナー像が転写された後の用紙Ｐは、転写器１８における転写ローラー１８ａの回転によって定着ユニット２０へ供給される。

定着ユニット２０は、定着ローラー２０ａ及び加圧ローラー２０ｂを有している。定着ユニット２０では、転写器１８より供給される用紙Ｐを定着ローラー２０ａ及び加圧ローラー２０ｂ間で加熱及び加圧することにより、当該用紙Ｐにトナー像を定着させる。そして、定着ユニット２０にてトナー像が定着された用紙Ｐは、両ローラー２０ａ，２０ｂにより用紙搬送方向の下流側へと送り出される。定着ユニット２０より送り出された用紙Ｐは、複数の搬送ローラー対によって排紙部４０（図３参照）に排出される。

排紙部４０は、筐体３０の上面に形成された凹状部からなる。筐体３０の後側面及び左側面にはそれぞれ、筐体３０内に外気を取り込むための後側吸気口３１（図１参照）及び左側吸気口３２が形成されている。尚、図中の符号４１、４２は、吸気口３１，３２を空気の流通可能に覆うルーバーである。

筐体３０の前側面及び左側面にはそれぞれ、筐体３０内に取り込まれた空気を排出するための前側排気口３３及び左側排気口３４が形成されている。前側排気口３３の筐体内方側には送風ファン１０１が設けられており、この送風ファン１０１が作動することにより、吸気口３１，３２から筐体３０内に空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、プロセスユニット１０及び定着ユニット２０を冷却した後、排気口３３又は排気口３４から排出される。両排気口３３，３４には、空気中の異物が筐体３０外に排出されるのを防止するための異物捕集装置１００（後述する）が接続されている。この異物には、例えば、トナー、ＶＯＣ（揮発性物質）、及びＵＦＰ（超微粒子）等が含まれる。トナーは、例えば現像ユニット１７から漏出する異物であり、ＶＯＣ及びＵＦＰは、例えば定着ユニット２０にて発生する異物である。

異物捕集装置１００は、異物捕集用の第１及び第２フィルター１０２，１０５を備えている。第１フィルター１０２は、前側排気口３３に取付けられていて、該前側排気口３３を筐体３０の内方側から覆うように配置されている。第２フィルター１０５は、左側排気口３４に取付けられていて、該左側排気口３４を筐体３０の内方側から覆うように配置されている。各フィルター１０２，１０５は、例えばシリコンオイルを含浸した網目状部材により構成されている。前側排気口３３の筐体３０内方側には上記送風ファン１０１が配置されている。送風ファン１０１は、その作動状態において空気を第１フィルター１０２に向けて送風する。第１フィルター１０２と上記送風ファン１０１との間には、断面矩形状の第１ダクト部１０３が配置されている。第１ダクト部１０３は、送風ファン１０１と第１フィルター１０２とを接続することにより、送風ファン１０１により形成される空気流を第１フィルター１０２へと導く

上記１０３における上記送風ファン１０１と上記第１フィルター１０２との間に位置する部分には、矩形状の開口部１０４（図３参照）が形成されている。開口部１０４は、第１ダクト部１０３の左側面に形成されている。開口部１０４には、第２ダクト部１０６が接続されている。第２ダクト部１０６は、上記第１ダクト部１０３の開口部１０４から左側（外側）に向かって延びて上記第２フィルター１０５に接続されている。

上記開口部１０４には、開閉弁１０７が設けられている。開閉弁１０７は、開口部１０４を開閉するための弁である。開閉弁１０７は、図４に示すように、揺動式の開閉弁本体１０８と揺動軸部１０９とを有している。開閉弁本体１０８は、上記開口部１０４の形状に対応する矩形状に形成されている。開閉弁本体１０８は、揺動軸部１０９に回転一体に固定されている。揺動軸部１０９は、開口部１０４の前側辺部に沿って上下方向に延びている。揺動軸部１０９の上端部は、第１ダクト部１０３の上側壁部を揺動可能に貫通している。同様に、揺動軸部１０９の下端部は、第１ダクト部１０３の下側壁部を揺動可能に貫通している。揺動軸部１０９の上端部には、弁付勢部材としての捻りバネ１２０が装着されている。捻りバネ１２０は、開閉弁本体１０８を揺動軸部１０９と一体でその軸心回りに閉じ側に付勢している。揺動軸部１０９の下端部は位置決め機構１１０に連結されている。位置決め機構１１０は、カップリング方式の位置決め機構であって、揺動側カップリング部１１１と固定側カップリング部１１２とを有している。揺動側カップリング部１１１は、下側に開放する有底円筒状をなしている。揺動側カップリング部１１１は、揺動軸部１０９に対して同軸に配置されていてその下端部に固定されている。揺動側カップリング部１１１の下端部には、全周に亘って鋸歯状の凹部１１１ａが形成されている。各凹部１１１ａは、２つの傾斜辺の角度が等しい逆三角形状をなしている。

固定側カップリング部１１２は、上側に開放する有底円筒状をなしている。固定側カップリング部１１２は、揺動側カップリング部１１１に対して同軸に配置されている。固定側カップリング部１１２は、不図示の拘束部材によって上下方向にのみ移動可能に構成されている。固定側カップリング部１１２の上端部には、全周に亘って鋸歯状の凸部１１２ａが形成されている。各凸部１１２ａの形状は、上記各凹部１１１ａに対応する三角形状とされている。固定側カップリング部１１２は、カップリング付勢部材としての圧縮バネ１１３によって上側に付勢されている。そうして、固定側カップリング部１１２の凸部１１２ａが揺動側カップリング部１１１の凹部１１１ａに係合することにより、開閉弁１１７の揺動軸部１０９回りの位置決めがなされる。

以上のように構成された異物捕集装置１００の動作について説明する。異物捕集装置１００の使用を開始し始めた直後は、第１フィルター１０２には異物が殆ど付着していない状態（異物捕集量が所定量以下の状態）にある。したがって、開閉弁１１７は、捻りバネ１２０の付勢力により閉状態に維持されている。しかし、時間の経過により第１フィルター１０２の異物捕集量が所定量を超えると（例えば、第１フィルター１０２の目詰まり領域が所定範囲を超えると）、第１フィルター１０２における空気の流通抵抗が大きくなり、第１ダクト部１０３内（つまり送風ファン１０１と第１フィルター１０２との間）の圧力が所定圧力を超える。そうすると、開閉弁１０７が、捻りバネ１２０の付勢力に抗して開き側に揺動し始めて開弁状態に移行する。この結果、第１ダクト部１０３内の空気が開口部１０４から第２ダクト部１０６内に流入する。そして、第２ダクト部１０６内に流入した空気は、未使用状態の第２フィルター１０５を通過して筐体３０外に排出される。したがって、第１フィルター１０２に目詰まりが生じてそのフィルター機能が失われた場合でも、未使用の第２フィルター１０５により空気中の異物を捕集することで、異物捕集効率の低下を抑制することができる。

また、開閉弁１０７の揺動軸部１０９は、カップリング方式の位置決め機構１１０に接続されているので、第１フィルター１０２の異物捕集量に応じて上記開閉弁１０７（開閉弁本体１０８）の開度を段階的に規制することができる。このように、開閉弁１０７の角度を段階的に増加させることにより、送風ファン１０１の回転数変動等に影響されることなく、開閉弁１０７の開度を第１フィルター１０２の異物捕集量に応じた開度に制御することができる。

《実施形態》
次に実施形態について説明する。上記参考形態では、異物捕集装置１００が、第１フィルター１０２と第２フィルター１０５との２つのフィルターを有する構成について説明したが、実施形態では、図５に示すように第３フィルター１１４及び第３ダクト部１１５をさらに備えている。この例では、第３フィルター１１４は、筐体３０の上面に形成された上側排気口３５に取付けられている。第３ダクト部１１５は、第２ダクト部１０６の上面に形成された開口部１１６から上側に延びて第３フィルター１１４に接続されている。第３ダクト部１１５内には、開閉弁１１７が設けられている。開閉弁１１７は、第３ダクト部１１５の流路断面を開閉する。開閉弁１１７は、開閉弁本体１１８、揺動軸部１１９、弁付勢部材１２１を有している。開閉弁１１７の構成は、上記参考形態における開閉弁１０７の構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。揺動軸部１１９の一端部は不図示の位置決め機構に接続されている。この位置決め機構の構成も上記参考形態における位置決め機構１１０の構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

図５の例によれば、第１フィルター１０２及び第２フィルター１０５の異物捕集量が共に所定量を超えた後は、開閉弁１１７が閉状態から開状態に移行する。したがって、第１ダクト部１０３内に流入した空気は、第２ダクト部１０６、及び第３ダクト部１１５を通って第３フィルター１１４へと導かれる。したがって、第１及び第２フィルター１０２，１０５の異物捕集量が所定量を超えた場合でも、第３フィルター１１４により異物を捕集することで異物捕集効率の低下を抑制することができる。

また、上記参考形態では、位置決め機構１１０の揺動側カップリング部１１１の凹部１１１ａは、二つの傾斜辺の角度が等しい三角形状に形成されているが、本実施形態では、図６に示すように、揺動方向の前側に向かって上側に傾斜する傾斜辺と上下に延びる鉛直辺とを有する直角三角形状に形成されている。すなわち、位置決め機構１１０は、開閉弁１１７の開き側への揺動のみを許容するラッチ機構である。

上記実施形態では、開閉弁１０７を第１ダクト部１０３の開口部１０４に配置した例を示したが、これに限ったものではなく、開閉弁１０７は第２ダクト部１０６内に配置してもよい。

上記実施形態では、一例として、プリンター１にて発生する異物の捕集装置１００について説明したが、これに限ったものではなく、異物捕集装置１００は、空気中に異物が存在する如何なる装置及び環境に対しても適用し得る。

以上説明したように、本発明は、異物捕集装置及び該異物捕集装置を備えた画像形成装置について有用である。

１レーザープリンター
１００異物捕集装置
１０２第１フィルター
１０３第１ダクト部
１０４開口部
１０５第２フィルター
１０６第２ダクト部
１０７開閉弁（第１開閉弁）
１１０位置決め機構
１１４第３フィルター
１１５第３ダクト部
１１７開閉弁（第２開閉弁）
１１８開閉弁本体
１２０弁付勢部材

Claims

異物捕集用の第１フィルターと、
上記第１フィルターに向けて空気を送風する送風ファンと、
上記第１フィルターと上記送風ファンとを接続する第１ダクト部と、
上記第１ダクト部における上記第１フィルターと上記送風ファンとの間に位置する部分に形成された第１開口部と、
上記第１ダクト部の外側に設けられた、上記第１フィルターとは別の第２フィルターと、
上記第１ダクト部の第１開口部から該第１ダクト部の外側に延びて上記第２フィルターに接続された第２ダクト部と、
上記第１開口部又は上記第２ダクト部内に設けられた第１開閉弁と、
上記第２ダクト部における上記１開閉弁と上記第２フィルターとの間に位置する部分に形成された第２開口部と、
上記第２ダクト部の外側に設けられた第３フィルターと、
上記第２開口部から上記第２ダクト部の外側に延びて上記第３フィルターに接続された第３ダクト部と、
上記第３ダクト部内に設けられた第２開閉弁と、を備え、
上記第１乃至第３フィルターはそれぞれ、画像形成装置本体における互いに異なる三つの側面に設けられており、
上記第１開閉弁及び上記第２開閉弁は、第１及び第２揺動軸部と、該第１及び第２揺動軸部に回転一体に固定された揺動式の第１及び第２開閉弁本体と、該第１及び第２開閉弁本体を閉方向に付勢する第１及び第２弁付勢部材と、を有し、
上記第１開閉弁は第１位置決め機構に連結され、上記第２開閉弁は該第１位置決め機構と同様の構成を有する第２位置決め機構に連結されており、
上記第１及び第２位置決め機構はそれぞれ、上記第１及び第２揺動軸部の一端部に固定された揺動側カップリング部と、所定部材に固定された固定側カップリング部とを有するカップリング方式のラッチ機構であって、上記第１及び第２開閉弁本体の開き側への揺動のみを許容するようになっていて、上記第１及び第２フィルターの異物捕集量が所定量未以下である場合には上記第１及び第２開閉弁本体を閉弁状態に位置決めする一方、上記第１及び第２フィルターの異物捕集量が上記所定量を超えた場合には、上記第１フィルターの上流側部分及び第２フィルターの上流側部分の圧力がそれぞれ所定圧力を上回ることにより上記第１及び第２開閉弁本体が上記第１及び第２弁付勢部材の付勢力に抗して開方向に揺動するのを許容するとともに、該第１及び第２開閉弁本体の開度を、上記第１及び第２フィルターの異物捕集量の増加に応じて均等な回転角で段階的に増加させるように上記第１及び第２開閉弁本体の位置決めを行う、異物捕集装置。
請求項１記載の異物捕集装置を備えた画像形成装置。