特開 2023-183606 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183606

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20231221BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 530

G03G15/08 390B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097205

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡部 卓児

(72)【発明者】

【氏名】中川 純一

(72)【発明者】

【氏名】玉置 賢一

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 浩

(72)【発明者】

【氏名】清水 保

【テーマコード（参考）】

2H077

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H077AB02

2H077AB14

2H077AC02

2H077AD06

2H077AD13

2H077AD35

2H077DA24

2H077DA42

2H077DA57

2H077DB25

2H077GA02

2H270LA05

2H270MB25

2H270SA09

2H270SA20

2H270SB03

2H270SB14

2H270SB17

2H270SB23

2H270SB24

2H270SC06

2H270ZC04

(57)【要約】

【課題】トナーの消費及びダウンタイムの発生を抑制することができ、装置内におけるトナー飛散を抑制することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、現像装置４０と、現像装置４０を制御する制御部と、を備える。現像装置４０は、ダクト６１と、第１フィルター６２１と、排気ファン６３とを有するトナー捕集機構６０を備える。ダクト６１は、現像容器５０の第２搬送室５３に接続され、第２搬送室５３内の空気が流通する。第１フィルター６２１は、ダクト６１と第２搬送室５３との接続部に配置され、第２搬送室５３からダクト６１内に流入するトナーを捕集する。排気ファン６３は、ダクト６１を介して第２搬送室５３内の空気を外部に流出させる。制御部は、非画像形成時に電流検知部によって検出された電流に基づいて排気ファン６３の回転数または動作頻度を変更する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

像担持体に供給するトナーを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器に回転可能に支持されて前記現像剤を攪拌しながら搬送して前記現像容器の搬送室内で循環させる現像剤搬送部材と、前記像担持体と対向して前記現像容器に回転可能に支持されて前記搬送室内の前記トナーを前記像担持体に供給する現像剤担持体と、を有する現像装置と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する電圧印加部と、
前記現像電圧の印加時に前記現像剤担持体と前記像担持体との間で流れる電流を検出する電流検知部と、
前記現像装置及び前記電圧印加部を制御する制御部と、
を備え、
前記現像装置は、
前記搬送室に接続され、前記搬送室内の空気が流通するダクトと、
前記ダクトと前記搬送室との接続部に配置され、前記搬送室から前記ダクト内に流入する前記トナーを捕集するフィルターと、
前記ダクトを介して前記搬送室内の空気を外部に流出させる排気ファンと、
を有するトナー捕集機構を備え、
前記制御部は、非画像形成時に前記電流検知部によって検出された前記電流に基づいて前記排気ファンの回転数または動作頻度を変更することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御部は、非画像形成時に前記電流検知部によって検出された前記電流が小さくなるにつれて前記排気ファンの回転数または動作頻度を上げることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記トナー捕集機構は、前記フィルターを振動させる振動発生部を備え、
前記制御部は、非画像形成時に前記電流検知部によって検出された前記電流に基づいて前記振動発生部の動作頻度を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記制御部は、非画像形成時に前記電流検知部によって検出された前記電流が小さくなるにつれて前記振動発生部の動作頻度を上げることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記フィルターは、
前記搬送室の長手方向の全域にわたって開口し、前記搬送室内と前記ダクト内とを連通させる吸気口を覆う第１フィルターと、
前記第１フィルターよりも前記ダクト内の空気流通方向下流側に配置され、前記ダクト内の空気流通断面を覆う第２フィルターと、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体の表面に形成した静電潜像にトナーを供給して現像することで、後に用紙に転写されるトナー像を形成する装置が広く利用されている。画像形成装置は、均一な画像を継続して形成するために、現像容器内に収容したトナーを含む現像剤を、現像容器内において攪拌しながら搬送している。

【0003】

従来画像形成装置では、トナー帯電量が低くなると、現像容器の内部から外部にトナーが飛散し易くなることが知られている。このような不具合の解消を図った従来技術の一例が特許文献１に開示されている。

【0004】

特許文献１で開示された従来の画像形成装置は、感光体ドラムに形成されたトナー像のトナー帯電量に基づいて、現像部から感光体ドラムに供給されるトナー量と、現像ローラーの回転速度と、現像ローラーに印加する現像バイアスと、感光体ドラムの表面電位と、現像部において飛散したトナーを吸引する吸引ファンの出力とのうちの少なくとも１つを調整する。そして、トナー帯電量の変化から、画像を形成するときの条件を設定する。これにより、トナー飛散の増加を抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１３４７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記従来の画像形成装置では、感光体ドラムにトナー像を形成してトナー帯電量を取得するために、多くのトナーを消費し、さらに長期のダウンタイムを要し、装置を円滑に稼働させることができないことに課題があった。

【0007】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、トナーの消費及びダウンタイムの発生を抑制することができ、装置内におけるトナー飛散を抑制することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、現像装置と、電圧印加部と、電流検知部と、制御部と、を備える。前記現像装置は、現像容器と、現像剤攪拌部材と、現像剤担持体と、を有する。前記現像容器は、像担持体に供給するトナーを含む現像剤を収容する。前記現像剤攪拌部材は、前記現像容器に回転可能に支持されて前記現像剤を攪拌しながら搬送して前記現像容器の搬送室内で循環させる。前記現像剤担持体は、前記像担持体と対向して前記現像容器に回転可能に支持されて前記搬送室内の前記トナーを前記像担持体に供給する。前記電圧印加部は、前記現像剤担持体に現像電圧を印加する。前記電流検知部は、前記現像電圧の印加時に前記現像剤担持体と前記像担持体との間で流れる電流を検出する。前記制御部は、前記現像装置及び前記電圧印加部を制御する。前記現像装置は、ダクトと、フィルターと、排気ファンとを有するトナー捕集機構を備える。前記ダクトは、前記搬送室に接続され、前記搬送室内の空気が流通する。前記フィルターは、前記ダクトと前記搬送室との接続部に配置され、前記搬送室から前記ダクト内に流入する前記トナーを捕集する。前記排気ファンは、前記ダクトを介して前記搬送室内の空気を外部に流出させる。前記制御部は、非画像形成時に前記電流検知部によって検出された前記電流に基づいて前記排気ファンの回転数または動作頻度を変更する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の構成によれば、例えば用紙の白地部や紙間といった非画像形成時に、現像剤担持体と像担持体との間で流れる電流に基づいて排気ファンが制御される。これにより、像担持体にトナー像を形成する必要が無く、ダウンタイムも発生しない。したがって、トナーの消費及びダウンタイムの発生を抑制することができ、装置内におけるトナー飛散を抑制することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態の画像形成装置の概略断面正面図である。

【図2】図１の画像形成装置の構成を示すブロック図である。

【図3】図１の画像形成装置の画像形成部周辺の概略断面正面図である。

【図4】図３の画像形成部の現像装置の垂直断面正面図である。

【図5】図３の画像形成部の現像装置の水平断面平面図である。

【図6】図３の画像形成部の現像装置の垂直断面側面図である。

【図7】図１の画像形成装置のトナー帯電量とトナー飛散量との関係を示すグラフである。

【図8】図１の画像形成装置の現像電流及び白地部電流とトナー帯電量との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

【0012】

図１は、実施形態の画像形成装置１の概略断面正面図である。図２は、図１の画像形成装置１の構成を示すブロック図である。図３は、図１の画像形成装置１の画像形成部２０周辺の概略断面正面図である。本実施形態の画像形成装置１の一例としては、中間転写ベルト３１を用いてトナー像を用紙Ｓに転写するタンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置１は、例えば印刷、スキャン（画像読取）、ファクシミリ送信等の機能を備えたいわゆる複合機であって良い。

【0013】

画像形成装置１は、図１、図２及び図３に示すように、その本体２に設けられた、給紙部３、用紙搬送部４、露光部５、画像形成部２０、転写部３０、定着部６、用紙排出部７及び制御部８を備える。

【0014】

給紙部３は、本体２の底部に配置される。給紙部３は、印刷前の複数枚の用紙Ｓを収容し、印刷時に用紙Ｓを１枚ずつ分離して送り出す。用紙搬送部４は、本体２の側壁に沿って上下方向に延びる。用紙搬送部４は、給紙部３から送り出された用紙Ｓを二次転写部３３及び定着部６へと搬送し、さらに定着後の用紙Ｓを用紙排出口４ａから用紙排出部７に排出する。露光部５は、給紙部３の上側に配置される。露光部５は、画像データに基づき制御されたレーザー光を画像形成部２０に向かって照射する。

【0015】

画像形成部２０は、露光部５の上側、且つ中間転写ベルト３１の下方に配置される。画像形成部２０は、イエロー用の画像形成部２０Ｙと、シアン用の画像形成部２０Ｃと、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍと、ブラック用の画像形成部２０Ｂと、を含む。これらの４つの画像形成部２０は、基本的な構成が同じである。これにより、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、各色を表す「Ｙ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｂ」の識別記号は省略することがある。

【0016】

画像形成部２０は、所定の方向（図１及び図３における時計回り）に回転可能に支持された感光体ドラム（像担持体）２１を備える。画像形成部２０は、さらに感光体ドラム２１の周囲に、その回転方向に沿って配置された帯電部２２と、現像装置４０と、ドラムクリーニング部２３と、を備える。なお、現像装置４０とドラムクリーニング部２３との間に一次転写部３２が配置される。

【0017】

感光体ドラム２１は、水平方向に延びる円筒形状に形成され、外周面に感光層を有する。帯電部２２は、感光体ドラム２１の外周面を所定電位に帯電させる。露光部５は、帯電部２２によって帯電された感光体ドラム２１の外周面を露光し、感光体ドラム２１の外周面に原稿画像の静電潜像を形成する。現像装置４０は、この静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。４つの画像形成部２０それぞれは、異なる色のトナー像を形成する。ドラムクリーニング部２３は、トナー像が中間転写ベルト３１の外周面に一次転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナー等を除去してクリーニングする。このようにして、画像形成部２０は、後に用紙Ｓに転写される画像（トナー像）を形成する。

【0018】

転写部３０は、中間転写ベルト３１と、一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂと、二次転写部３３と、ベルトクリーニング部３４と、を備える。中間転写ベルト３１は、４つの画像形成部２０の上方に配置される。中間転写ベルト３１は、所定の方向（図１における反時計回り）に回転可能に支持され、４つの画像形成部２０それぞれで形成されたトナー像が順次重ねて一次転写される無端状の中間転写体である。４つの画像形成部２０は、中間転写ベルト３１の回転方向上流側から下流側に向けて一列に並んだいわゆるタンデム方式にして配置される。

【0019】

一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂは、中間転写ベルト３１を挟んで、各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂの上方に配置される。二次転写部３３は、用紙搬送部４の用紙搬送方向に対して定着部６よりも上流側であって、中間転写ベルト３１の回転方向に対して４つの画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂよりも下流側に配置される。ベルトクリーニング部３４は、中間転写ベルト３１の回転方向に対して二次転写部３３よりも下流側に配置される。

【0020】

一次転写部３２は、感光体ドラム２１の外周面に形成されたトナー像を中間転写ベルト３１に転写する。言い換えれば、トナー像は、各色の一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂで中間転写ベルト３１の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト３１の回転とともに所定のタイミングで４つの画像形成部２０のトナー像が連続して重ねて中間転写ベルト３１に転写されることにより、中間転写ベルト３１の外周面にはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

【0021】

中間転写ベルト３１の外周面のカラートナー像は、用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｓに、二次転写部３３に形成される二次転写ニップ部で転写される。ベルトクリーニング部３４は、二次転写後に中間転写ベルト３１の外周面に残留するトナー等の付着物を除去してクリーニングする。このようにして、転写部３０は、感光体ドラム２１の外周面に形成されたトナー像を用紙Ｓに転写（記録）する。

【0022】

定着部６は、二次転写部３３の上方に配置される。定着部６は、トナー像が転写された用紙Ｓを加熱、加圧してトナー像を用紙Ｓに定着させる。

【0023】

用紙排出部７は、転写部３０の上方に配置される。トナー像が定着されて印刷が完了した用紙Ｓは、用紙排出部７に搬送される。用紙排出部７は、上側から印刷後の用紙（印刷物）が取り出される。

【0024】

制御部８は、ＣＰＵ、画像処理部、記憶部、並びにその他の電子回路及び電子部品を含む（いずれも不図示）。ＣＰＵは、記憶部に記憶された制御用のプログラムやデータに基づき、画像形成装置１に設けられた各構成要素の動作を制御して画像形成装置１の機能に係る処理を行う。給紙部３、用紙搬送部４、露光部５、画像形成部２０、転写部３０及び定着部６のそれぞれは、制御部８から個別に指令を受け、連動して用紙Ｓへの印刷を行う。記憶部は、例えばプログラムＲＯＭ（Read Only Memory）、データＲＯＭなどといった不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性の記憶装置との組み合わせで構成される。

【0025】

また、画像形成装置１は、図２に示すように、電圧印加部１２と、電流検知部１３と、をさらに備える。

【0026】

電圧印加部１２は、例えば電源部及び制御回路を含む（いずれも不図示）。電圧印加部１２は、現像装置４０の後述する現像ローラー４４と電気的に接続される。電圧印加部１２は、現像ローラー４４に現像電圧を印加する。制御部８は、電圧印加部１２を介し、現像ローラー４４への現像電圧の印加タイミング、電圧値、極性、印加時間等を制御する。

【0027】

電流検知部１３は、現像ローラー４４に対する現像電圧の印加時に、感光体ドラム２１と現像ローラー４４との間で流れる電流を検知する。制御部８は、電流検知部１３が検知した電流に係る情報を、電流検知部１３から受信する。

【0028】

続いて、現像装置４０の構成について、図２及び図３に加えて図４、図５及び図６を用いて説明する。図４、図５及び図６は、図３の画像形成部２０の現像装置４０の垂直断面正面図、水平断面平面図及び垂直断面側面図である。なお、各色の現像装置４０は基本的な構成が同じであるので、構成要素について各色を表す識別記号の記載と、説明とを省略する。また、この説明において「軸線方向」は、互いに平行に延びる感光体ドラム２１、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３及び現像ローラー４４それぞれの回転の軸線方向（図３及び図４の紙面奥行き方向、図５及び図６の左右横方向）を表す。

【0029】

現像装置４０は、感光体ドラム２１の外周面にトナーを供給する。現像装置４０は、例えば画像形成装置１の本体２に対して着脱可能である。現像装置４０は、現像容器５０と、第１搬送部材（現像剤搬送部材）４２と、第２搬送部材（現像剤搬送部材）４３と、現像ローラー（現像剤担持体）４４と、規制部材４５と、を備える。

【0030】

現像容器５０は、感光体ドラム２１の軸線方向に沿って延びる細長い形状であって、その長手方向を水平にして配置される。すなわち、現像容器５０の長手方向は、感光体ドラム２１の軸線方向と平行である。現像容器５０は、感光体ドラム２１に供給するトナーを含む現像剤として、例えばトナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する。現像剤は、例えば磁性トナーを含む磁性一成分現像剤や、非磁性一成分現像剤であって良い。

【0031】

現像容器５０は、仕切り部５１と、第１搬送室５２と、第２搬送室５３と、第１連通部５４と、第２連通部５５と、を有する。

【0032】

仕切り部５１は、現像容器５０の内部の下部に設けられる。仕切り部５１は、現像容器５０の長手方向と交差する方向（図４の左右横方向、図５の上下方向）の略中央部に配置される。仕切り部５１は、現像容器５０の長手方向及び上下方向に延びる略板形状で形成される。仕切り部５１は、現像容器５０の内部を、長手方向と交差する方向において区分する。

【0033】

第１搬送室５２及び第２搬送室５３は、現像容器５０の内部に設けられる。第１搬送室５２及び第２搬送室５３は、現像容器５０の内部が仕切り部５１によって区分されることで形成される。第１搬送室５２及び第２搬送室５３は、互いにほぼ同じ高さに並列配置される。

【0034】

第２搬送室５３は、現像容器５０内の、現像ローラー４４の配置領域に下方に隣接して配置される。第１搬送室５２は、現像容器５０内の、第２搬送室５３よりも現像ローラー４４から離隔した領域に配置される。第１搬送室５２は、現像剤補給管（不図示）が接続され、現像剤補給管を介して現像剤が補給される。第１搬送室５２は、第１搬送部材４２によって、現像剤が第１方向ｆ１に搬送される。第２搬送室５３は、第２搬送部材４３によって、現像剤が第１方向ｆ１と反対の第２方向ｆ２に搬送される。

【0035】

第１連通部５４及び第２連通部５５は、仕切り部５１の長手方向の両端部の外側それぞれに配置される。第１連通部５４及び第２連通部５５は、仕切り部５１の長手方向と交差する方向（図４の左右横方向、図５の上下方向）、すなわち略板形状である仕切り部５１の厚み方向において、第１搬送室５２と第２搬送室５３とを連通させる。言い換えれば、第１連通部５４及び第２連通部５５は、第１搬送室５２及び第２搬送室５３の長手方向の両端部側で互いを連通させる。

【0036】

第１連通部５４は、第１搬送室５２の第１方向ｆ１下流端と第２搬送室５３の第２方向ｆ２上流端とを連通させる。第１連通部５４は、現像剤が第１搬送室５２側から第２搬送室５３側に向かって搬送される。第２連通部５５は、第２搬送室５３の第２方向ｆ２下流端と第１搬送室５２の第１方向ｆ１上流端とを連通させる。第２連通部５５は、現像剤が第２搬送室５３側から第１搬送室５２側に向かって搬送される。

【0037】

第１搬送部材４２は、第１搬送室５２内に配置される。第２搬送部材４３は、第２搬送室５３内に配置される。第２搬送部材４３は、現像ローラー４４に近接して平行に延びる。第１搬送部材４２及び第２搬送部材４３は、現像ローラー４４と平行に水平方向に延びる軸線回りに回転可能に現像容器５０に支持される。第１搬送部材４２及び第２搬送部材４３の基本的な構成は同じであり、現像容器５０の長手方向に沿って延びる回転軸の外周部に螺旋状の羽根が設けられた形態である。

【0038】

第１搬送部材４２は、第１搬送室５２内において、回転の軸線方向に沿って第２連通部５５側から第１連通部５４側に向かう第１方向ｆ１に現像剤を攪拌しながら搬送する。第２搬送部材４３は、第２搬送室５３内において、回転の軸線方向に沿って第１連通部５４側から第２連通部５５側に向かう第２方向ｆ２に現像剤を攪拌しながら搬送する。すなわち、第１搬送部材４２及び第２搬送部材は、互いに反対方向に現像剤を攪拌しながら搬送し、所定の循環方向に循環させる。

【0039】

現像ローラー４４は、現像容器５０内の、第２搬送部材４３の上方に位置し、感光体ドラム２１と対向配置される。現像ローラー４４は、感光体ドラム２１の軸線と平行に延びる軸線回りに回転可能に現像容器５０に支持される。現像ローラー４４は、例えば図３及び図４において反時計回りに回転する円筒形状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された現像ローラー側磁極とを有する（ともに不図示）。

【0040】

現像ローラー４４は、その外周面の一部が現像容器５０から露出し、感光体ドラム２１と対向し、近接する。現像ローラー４４は、感光体ドラム２１との対向領域において感光体ドラム２１の外周面に供給するトナーを、その外周面に担持する。現像ローラー４４は、現像容器５０の第２搬送室５３内のトナーを担持して感光体ドラム２１に供給する。言い換えれば、現像ローラー４４は、第２搬送室５３内のトナーを感光体ドラム２１の外周面の静電潜像に付着させ、トナー像を形成する。

【0041】

規制部材４５は、現像ローラー４４と感光体ドラム２１との対向領域の、現像ローラー４４の回転方向上流側に配置される。規制部材４５は、現像ローラー４４に近接して対向し、その先端と現像ローラー４４の外周面との間に所定の間隔を設けて配置される。規制部材４５は、現像ローラー４４の軸線方向の全域にわたって延びる。規制部材４５は、規制部材４５の先端と現像ローラー４４の外周面との間の隙間を通過する、現像ローラー４４の外周面に担持された現像剤（トナー）の層厚を規制する。

【0042】

現像容器５０内の現像剤は、第１搬送部材４２及び第２搬送部材４３の回転により、第１連通部５４及び第２連通部５５を通って第１搬送室５２と第２搬送室５３との間を所定の循環方向に循環する。このとき、現像容器５０内のトナーは、攪拌されて帯電され、現像ローラー４４の外周面に担持される。現像ローラー４４の外周面に担持されたトナーは、規制部材４５によって層厚が規制された後、現像ローラー４４の回転によって現像ローラー４４と感光体ドラム２１との対向領域に搬送される。現像ローラー４４に所定の現像電圧が印加されると、感光体ドラム２１の外周面の電位との間の電位差により、現像ローラー４４の外周面に担持されたトナーが対向領域において感光体ドラム２１の外周面に移動する。これにより、感光体ドラム２１の外周面の静電潜像は、トナーによって現像される。

【0043】

続いて、現像装置４０のより詳細な構成について、図４、図５及び図６を用いて説明する。なお、図４及び図６には、ダクト６１内の空気流通方向ｆｄを表す矢線を記した。

【0044】

現像装置４０は、トナー捕集機構６０を備える。トナー捕集機構６０は、ダクト６１と、フィルター６２と、排気ファン６３と、振動発生部６４と、を有する。フィルター６２は、第１フィルター６２１と、第２フィルター６２２と、を含む。

【0045】

ダクト６１は、第２搬送室５３に隣接して配置される。ダクト６１は、現像容器５０の長手方向と交差する方向（図４の左右横方向、図６の紙面奥行き方向）において、現像容器５０内の現像ローラー４４の配置領域を隔てて感光体ドラム２１と対向する。ダクト６１は、空気流通方向の上流端において、第２搬送室５３に接続される。ダクト６１は、第２搬送室５３内の空気が流通する。ダクト６１は、吸気口６１１と、排気口６１２と、を有する。

【0046】

吸気口６１１は、ダクト６１の第２搬送室５３との接続部であって、現像ローラー４４の上側に配置される。すなわち、吸気口６１１は、ダクト６１の空気流通方向の上流端に位置する。吸気口６１１は、第２搬送室５３の長手方向の全域にわたって開口する。吸気口６１１は、例えば第２搬送室５３の長手方向に延びる矩形状に形成され、現像ローラー４４と対向する。吸気口６１１は、第２搬送室５３内とダクト６１内とを連通させる。第２搬送室５３内の空気は、吸気口６１１を通ってダクト６１内に流入する。

【0047】

排気口６１２は、例えば現像容器５０の背部に配置される。排気口６１２は、ダクト６１の空気流通方向の下流端に位置する。第２搬送室５３内の空気は、排気口６１２を通ってダクト６１内から排出される。なお、ダクト６１は、排気口６１２において、本体２内のファンを備えた他の排気経路と接続されていても良い。

【0048】

排気ファン６３は、排気口６１２に接続される。排気ファン６３を駆動すると、第２搬送室５３内の空気は、強制的にダクト６１を通って外部に排出される。言い換えれば、排気ファン６３は、ダクト６１を介して第２搬送室５３内の空気を外部に流出させる。

【0049】

第１フィルター６２１は、ダクト６１と第２搬送室５３との接続部である吸気口６１１の箇所に配置される。第１フィルター６２１は、吸気口６１１と同じ形状であって、例えば第２搬送室５３の長手方向に延びる矩形状に形成される。第１フィルター６２１は、吸気口６１１を覆う。すなわち、第１フィルター６２１は、現像ローラー４４と対向する。第１フィルター６２１は、例えば不織布で構成され、第２搬送室５３からダクト６１内に流入する空気に含まれるトナーを捕集する。

【0050】

第２フィルター６２２は、第１フィルター６２１よりもダクト６１内の空気流通方向下流側に配置される。第２フィルター６２２は、ダクト６１内の空気流通方向と交差する方向における断面と同じ形状であって、例えば第２搬送室５３の長手方向に延びる矩形状に形成される。第２フィルター６２２は、ダクト６１内の空気流通断面を覆う。第２フィルター６２２は、例えば不織布で構成され、第１フィルター６２１を通過してダクト６１内を流通する空気に含まれるトナーを捕集する。

【0051】

【表1】

【0052】

表１に、第１フィルター６２１及び第２フィルター６２２の性能の一例を示す。上流側静圧及び下流側静圧を１０ｃｍ／ｓの空気流量で測定したときの圧力損失が、第１フィルター６２１は０．４２ｍｍＡｑであり、第２フィルター６２２は４．５ｍｍＡｑである。そして、０．３μｍ捕集率、８μｍ捕集率ともに、第１フィルター６２１よりも第２フィルター６２２のほうが高くなっている。

【0053】

上記のフィルター６２の構成によれば、第１フィルター６２１は、第２搬送室５３内のトナーを大量に捕集することがない、目詰まりし難い構成とすることができる。さらに、第２フィルター６２２によって、現像容器５０の外部にトナーが漏洩することを防止することが可能である。

【0054】

振動発生部６４は、例えば現像容器５０の背面に隣接して配置される。振動発生部６４は、例えば振動モーター、制御基板、並びにその他の電子回路及び電子部品を含む（いずれも不図示）。振動モーターの出力軸には、重心位置が出力軸の回転軸線から偏心した加振用ウェイトが取り付けられる。

【0055】

振動発生部６４は、第１フィルター６２１に接続されている。振動モーターを駆動させると、振動発生部６４は、第１フィルター６２１を振動させる。この構成によれば、振動発生部６４によって第１フィルター６２１を振動させることで、第１フィルター６２１で捕集されたトナーを落下させることができる。したがって、第１フィルター６２１の性能を回復することができ、現像容器５０の外部へのトナー飛散を継続的に抑制することが可能になる。

【実施例0056】

ここで、現像電流及び白地部電流とトナー飛散量との関係について説明する。

【0057】

図７は、図１の画像形成装置１のトナー帯電量とトナー飛散量との関係を示すグラフである。図７に示すグラフの横軸はトナー帯電量であり、縦軸はトナー飛散量である。トナー飛散量は、空気中や液体中に含まれる微粒子を計数するパーティクルカウンター(微粒子計測器)を用いた。トナーの微粒子は、２８３ｍｌの空気流量において計数した。図７によれば、トナー帯電量が低下するにつれて、トナー飛散量が増加することが分かる。

【0058】

図８は、図１の画像形成装置１の現像電流及び白地部電流とトナー帯電量との関係を示すグラフである。図８に示すグラフの横軸はトナー帯電量であり、左の縦軸は現像電流であり、右の縦軸は白地部電流である。なお、「白地部」とは用紙の背景である白地部、或いは紙間領域であって、画像が形成されていない非画像形成領域を意味する。すなわち、「白地部電流」とは、外部のコンピュータ等から受け付けた画像データに基づく用紙に対する「画像形成時」とは異なるタイミングである「非画像形成時」に感光体ドラム２１と現像ローラー４４との間で流れる電流を意味する。一方、「現像電流」は、「画像形成時」に感光体ドラム２１と現像ローラー４４との間で流れる電流を意味する。図８によれば、現像電流及び白地部電流が低下するにつれて、トナー帯電量が低下することが分かる。

【0059】

予め実施した実験で得られる図７及び図８に基づき、現像電流及び白地部電流とトナー飛散量との関係を導出することができる。この関係のうち白地部電流とトナー飛散量との関係について、画像形成装置１は情報テーブルとして記憶部等に予め記憶し、制御部８によって逐次利用できるようにしている。これにより、画像形成装置１内におけるトナー飛散の抑制に対し、制御部８は、非画像形成時に、電流検知部１３によって検出された電流（白地部電流）に基づいて排気ファン６３の回転数または動作頻度を変更する。

【0060】

上記構成によれば、例えば用紙Ｓの白地部や紙間といった非画像形成時に、現像ローラー４４と感光体ドラム２１との間で流れる電流に基づいて排気ファン６３が制御される。これにより、感光体ドラム２１にトナー像を形成する必要が無く、ダウンタイムも発生しない。したがって、トナーの消費及びダウンタイムの発生を抑制することができ、画像形成装置１内におけるトナー飛散を抑制することが可能になる。

【0061】

続いて、排気ファン６３によるトナー捕集のタイミングと、振動発生部６４によるフィルター清掃のタイミングとについて、評価を行った。本発明の実施例の画像形成装置１に対し、比較例１の画像形成装置では、非画像形成時に、予め定められた基準画像である固定パターンに関して電流検知部によって検出された電流（現像電流）に基づいて排気ファン６３及び振動発生部６４を制御した。また、比較例２の画像形成装置は、予め耐久試験を実施してトナー帯電量の推移を取得しており、そのトナー帯電量を予測することで排気ファン６３及び振動発生部６４を制御した。

【0062】

評価における画像形成装置の条件として、例えば中間転写ベルト３１には樹脂ベルトを用いた。感光体ドラム２１と現像ローラー４４との対向領域のギャップ（間隔）は、０．３７５ｍｍである。感光体ドラム２１の表面電位が１６０～３５０Ｖ、現像ローラー４４に印加される交流電圧が９００～１３００Ｖ、直流バイアス電圧が９０～２８０Ｖである。印刷用紙の画像は高濃度（２０％）であり、用紙を１０万枚連続印刷した。なお、これらの条件は一例である。

【0063】

排気ファン６３によるトナー捕集のタイミングの評価においては、印刷用紙５００枚毎に、排気ファン６３を動作させ、電流検知部１３による電流検知を行った。その結果を、表２に示す。表２において、「トナー消費」は各例の装置の動作条件であり、非画像形成時の制御である実施例では無しであり、画像形成時の制御である比較例１では有りであり、比較例２では無しである。

【0064】

【表2】

【0065】

表２において、「捕集検知精度」は、排気ファン６３を動作させた吸引測定に対しての差の最大値を表す。「捕集検知タイミング」の判断基準は、ダウンタイムが発生せずに印刷毎に測定可能である場合を「○」、軽微なダウンタイムが発生した場合を「△」、用紙１枚以上のダウンタイムが発生した場合を「×」とした。トナー飛散確認については、現像装置４０周辺にパーティクルカウンターを設置し、現像装置４０の外部に飛散したトナーの粒子数を計数した。「トナー飛散確認」の判断基準は、５００個／２８３ｍｌ以下の場合を「○」、５０１～９９９個／２８３ｍｌの場合を「△」、１０００個／２８３ｍｌ以上の場合を「×」とした。

【0066】

表２によれば、トナーの捕集検知において、比較例１では精度は良好であるが、タイミングに関して軽微なダウンタイムが発生しており、比較例２ではタイミングは良好であるが、検知精度がやや悪くなっている。さらに、比較例１及び比較例２は、トナー飛散量が多くなっている。これらに対し、本発明の実施例では、トナーの捕集検知において精度、タイミングともに良好であり、トナー飛散量も少ないことが分かる。

【0067】

そして、制御部８は、非画像形成時に、電流検知部１３によって検出された電流（白地部電流）が小さくなるにつれて排気ファン６３の回転数または動作頻度を上げることが好ましい。この構成によれば、画像形成装置１内におけるトナー飛散の抑制効果を向上させることが可能になる。

【0068】

振動発生部６４によるフィルター清掃のタイミングの評価においては、印刷用紙５００枚毎に、電流検知部１３による電流検知を行った。なお、排気ファン６３による吸引は、常時出力最大で実施した。その結果を、表３に示す。表３において、「トナー消費」は各例の装置の動作条件であり、非画像形成時の制御である実施例では無しであり、画像形成時の制御である比較例１では有りであり、比較例２では無しである。

【0069】

【表3】

【0070】

本評価に関し、フィルター６２の空気流通方向下流側に圧力計を設置し、実験開始初期からの圧力上昇に基づいて排気ファン６３による吸引効率を算出した。表３において、「フィルター清掃タイミング検知」の判断基準は、フィルター６２の吸引効率が８０～９０％でフィルター清掃タイミングを検知した場合を「○」、フィルター６２の吸引効率が８０％以下、若しくは９０％以上でフィルター清掃タイミングを検知した場合を「×」とした。

【0071】

表３によれば、比較例１及び比較例２では、フィルター６２の吸引効率が８０％以下、若しくは９０％以上でフィルター清掃タイミングを検知しており、良好なタイミングとは言えなかった。これに対し、本発明の実施例では、フィルター６２の吸引効率が８０～９０％でフィルター清掃タイミングを検知できており、タイミングが良好であることが分かる。

【0072】

上記評価に基づき、本発明の実施例の制御部８は、非画像形成時に、電流検知部１３によって検出された電流（白地部電流）に基づいて振動発生部６４の動作頻度を変更する。この構成によれば、フィルター６２で捕集されたトナー量に基づき、第１フィルター６２１の性能を回復することが可能である。したがって、現像容器５０の外部へのトナー飛散を継続的に抑制する効果を向上させることが可能になる。

【0073】

そして、制御部８は、非画像形成時に、電流検知部１３によって検出された電流（白地部電流）が小さくなるにつれて振動発生部６４の動作頻度を上げることが好ましい。この構成によれば、画像形成装置１内におけるトナー飛散の抑制効果を向上させることが可能になる。

【0074】

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

【0075】

例えば、上記実施形態では、画像形成装置１は、複数色の画像を順次重ねて形成するいわゆるタンデム型のカラー印刷用の画像形成装置であることとしたが、このような機種に限定されるわけではない。画像形成装置は、タンデム型ではないカラー印刷用の画像形成装置やモノクロ印刷用の画像形成装置であって良い。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明は、現像装置及び画像形成装置において利用可能である。

【符号の説明】

【0077】

１ 画像形成装置
８ 制御部
１２ 電圧印加部
１３ 電流検知部
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 転写部
３１ 中間転写ベルト
４０ 現像装置
４２ 第１搬送部材
４３ 第２搬送部材
４４ 現像ローラー（現像剤担持体）
５０ 現像容器
６０ トナー捕集機構
６１ ダクト
６２ フィルター
６３ 排気ファン
６４ 振動発生部
６１１ 吸気口
６１２ 排気口
６２１ 第１フィルター
６２２ 第２フィルター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】