JP2015141355A - 異物捕集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルター部材の目詰まりを抑制して、フィルター部材の長寿命化を図る。【解決手段】上下方向に延びて上端部が開放され且つ下端部が閉塞された第１ダクト部１０１と、第１ダクト部１０１の上端部から該第１ダクト部１０１内に空気を導くための送風手段１１５と、水平方向に延びる円筒状をなし且つ第１ダクト部１０１内に設けられてその側壁部１０１ａ，１０１ｂに回転可能に支持されたフィルター部材１０３と、第１ダクト部１０１の側壁部１０１ｂのうちフィルター部材１０３をその軸心方向に投影した環状領域Ｒよりも径方向の内側に接続された第２ダクト部１０２と、フィルター部材１０３をその軸心回りに回転駆動させるための駆動手段１３０と、第１ダクト部１０１内におけるフィルター部材１０３よりも下側の下側空間Ｓ内に設けられ、該フィルター部材１０３に付着した異物１５０を掻き落とすクリーニング部材１１０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、異物捕集装置に関する。

従来より、ダクト内を流通する空気中の異物を捕集するフィルター部材を備えた異物捕集装置は知られている。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が問題となっている。そして、この問題を解決するべく、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、フィルター部材を可撓性部材で構成すると共に、該フィルター部材をダクトの鉛直部内に配置するようにしている。この異物捕集装置では、送風ファンが作動すると、フィルター部材が下側から流れてきた空気に押されて変形する。そして、送風ファンが停止する際には、フィルター部材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。

特開２００８−０１５０９０号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す従来の異物捕集装置では、フィルター部材を可撓性部材で構成する必要があるため、フィルター部材の強度を十分に確保することができない。この結果、フィルター部材の耐久性が低下するという問題がある。また、フィルター部材の変形量にも限界があるため、フィルター部材の復元時（変形解除時）の衝撃だけではフィルター部材に付着した異物を十分に振るい落とすことができないという問題がある。

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、フィルター部材の目詰まりを抑制して、フィルター部材の長寿命化を図ることにある。

本発明に係る異物捕集装置は、上下方向に延びて上端部が開放され且つ下端部が閉塞された第１ダクト部と、上記第１ダクト部の上端部から該第１ダクト部内に空気を導くための送風手段と、水平方向に延びる円筒状をなし且つ上記第１ダクト部内に設けられてその側壁部に回転可能に支持されたフィルター部材と、上記第１ダクト部の側壁部のうち上記フィルター部材をその軸心方向に投影した環状領域よりも径方向の内側に接続された第２ダクト部と、上記フィルター部材をその軸心回りに回転駆動させるための駆動手段と、上記第１ダクト部内における上記フィルター部材よりも下側の下側空間内に設けられ、回転中のフィルター部材に当接することで該フィルター部材に付着した異物を掻き落とすクリーニング部材と、をさらに備えている。

本発明によれば、フィルター部材の目詰まりを抑制して、フィルター部材の長寿命化を図ることができる。

図１は、実施形態における異物捕集装置を備えたレーザープリンターを示す概略図である。 図２は、異物捕集装置を示す右側から見た側面図である。 図３は、図２のIII−III線で切った概略断面図である。 図４は、フィルター部材を示す斜視図である。 図５は、フィルター部材を支持する支持部材を示す斜視図である。 図６は、クリーニング部材としてのブレードを示す拡大図である。 図７は、実施形態２を示す図２相当図である。 図８は、実施形態２を示す図３相当図である。 図９は、実施形態３を示す図３相当図である。

<実施形態１>
−全体構成−
図１は、本実施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、画像形成部２０を有する装置本体６０を有している。装置本体６０内の下部には給紙部１０が設けられ、装置本体６０の上面には排紙部５０が形成されている。給紙部１０から排紙部５０に至る用紙搬送経路には、用紙Ｐを挟持して搬送する複数の搬送ローラー対１１〜１３が配置されている。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、図１の紙面に垂直な方向の手前側、奥側を意味する。

上記給紙部１０は、シート状の用紙Ｐが収容される給紙カセット１０ａと、該給紙カセット１０ａ内の用紙Ｐを取り出して該カセット外に送り出すためのピックアップローラー１０ｂとを有している。給紙カセット１０ａよりカセット外に送り出された用紙Ｐは、搬送ローラー対１１を介して画像形成部２０に供給される。

画像形成部２０は、感光体ドラム２１、帯電器２３、露光装置２５、現像装置２７、転写器２９、及び定着器４０を含んでいる。画像形成時には、先ず、帯電器２３によって感光体ドラム２１の周面が帯電され、その後、露光装置２５によって感光体ドラム２１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２１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２１の表面に形成された静電潜像は、現像装置２７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２１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２９によって、給紙部１０から供給される用紙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２９における転写ローラーの回転によって定着器４０へ供給される。

定着器４０では、転写器２９より供給される用紙Ｐを定着ローラー４０ａ及び加圧ローラー４０ｂ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、定着器４０にてトナー像が定着された用紙Ｐは、両ローラー４０ａ，４０ｂにより用紙搬送方向の下流側へと送り出される。定着器４０より送り出された用紙Ｐは、複数の搬送ローラー対１２，１３を介して上記排紙部５０に排出される。

−異物捕集装置の詳細−
上記異物捕集装置１００は、装置本体６０内における画像形成部２０の右斜め上側に配置されている。異物捕集装置１００は、例えば現像装置２７から飛散したトナー等の異物１５０を捕集するための装置である。

図２及び図３に示すように、異物捕集装置１００は、第１ダクト部１０１、第２ダクト部１０２、送風ファン１１５、フィルター部材１０３、及びブレード１１０を備えている。

上記第１ダクト部１０１は、上下方向に延びていて、断面が四角形状の有底筒状をなしている。詳しくは、第１ダクト部１０１は左側壁部１０１ａ、右側壁部１０１ｂ、前側壁部１０１ｃ、後側壁部１０１ｄ及び底壁部１０１ｅを有している。第１ダクト部１０１の上端は上側に開放している一方、下端は閉塞している。

上記送風ファン１１５は、第１ダクト部１０１内における上端部に配置されている。送風ファン１１０は、その作動状態において、装置本体６０内の空気を第１ダクト部１０１内に流入させる。

上記フィルター部材１０３は、上記第１ダクト部１０１内における上下方向の中間部に配置されている。フィルター部材１０３は、図４に示すように、軸心が水平方向に延びる円筒状をなしている。フィルター部材１０３の軸心方向の両端部は、第１ダクト部１０１の左右の側壁部１０１ａ，１０１ｂに当接している（図３参照）。また、フィルター部材１０３は、軸心方向から見て、水平方向の両端部が第１ダクト部１０１の前後の側壁部１０１ｃ，１０１ｄに当接するように形成されている（図２参照）。フィルター部材１０３は、空気の流通を許可する一方トナー粒子の流通を遮断する網目状部材により構成されている。尚、図４では、図を見易くするために網目を省略して描いている。フィルター部材１０３は、支持部材１０４を介して第１ダクト部１０１の左右の側壁部１０１ａ，１０１ｂに回転可能に支持されている。

支持部材１０４は、図５に示すように、本体支持部１０５、左右の支持軸部１０６ａ,１０６ｂを有している。本体支持部１０５は、軸心が水平方向（本実施形態では左右方向）に延びる中空円筒状をなしている。本体支持部１０５は、フィルター部材１０３と同軸になるようにその径方向内側に内挿されている。本体支持部１０５は、空気の流通を許容する網目状に形成されている。本体支持部１０５は、非金属部材からなることが好ましい。本体支持部１０５は、フィルター部材１０３及び第１ダクト部１０１と帯電系列が近いことが好ましい。本体支持部１０５の網目の大きさはフィルター部材１０３の網目の大きさよりも大きいことが好ましい。これにより、本体支持部１０５内に流入する空気の圧力損失を極力低く抑えることができる。尚、図５では、図を見易くするために網目を省略して描いている。上記左右の支持軸部１０６ａ，１０６ｂは、本体支持部１０５の軸方向の両端面からそれぞれ該軸方向の外側に突出している。該左右の支持軸部１０６ａ，１０６ｂはそれぞれ、第１ダクト部１０１の左右の側壁部１０１ａ，１０１ｂに形成された軸受孔１０１ｇに回転可能に支持されている。左側の支持軸部１０６ａは、電気モーター１３０（図３参照）に動力伝達可能に連結されている。この電気モーター１３０が、上記フィルター部材１０３をその軸心回りに回転駆動させるための駆動手段を構成している。

上記第２ダクト部１０２は、左右方向に延びる円筒状をなしている。第２ダクト部１０２の左側端部は、第１ダクト部１０１の右側壁部１０１ｂに形成された貫通孔１０１ｈに接続されている。この貫通孔１０１ｈは、第１ダクト部１０１の右側壁部１０１ａのうち上記フィルター部材１０３をその軸心方向に投影した環状領域Ｒ（図２参照）よりも径方向内側に位置している。そうして、第２ダクト部１０２内の流路は、この貫通孔１０１ｈを通じて支持部材１０４内の円筒空間Ｋに連通している。

上記ブレード１１０は、第１ダクト部１０１内における上記フィルター部材１０３よりも下側の異物回収空間Ｓ内に設けられている。ブレード１１０は上下方向に延びている。ブレード１１０の下端部は、第１ダクト部１０１の底壁部１０１ｅに接続されている。ブレード１１０の上端面は、前側に向かうにしたがって高さが高くなる湾曲面状に形成されている。この湾曲面の曲率はフィルター部材１０３の周面の曲率と同じである。すなわち、ブレード１１０の上端面は、フィルター部材１０３の周面形状に対応する湾曲面状に形成されている（図６参照）。ブレード１１０の上端面はフィルター部材１０３の周面に当接している。ブレード１１０の上端面とブレード１１０の前側面とが交差するエッジ部は鋭角状に尖っている。ブレード１１０の上端面は、フィルター部材１０３の周面に圧接されていることが好ましい。そのためには、ブレード１１０は、例えばゴム等の弾性部材により構成することが好ましい。

上記異物捕集装置１００は、例えばプリンター１が運転を開始してから運転を停止するまでの間、作動する。異物捕集装置１００が作動すると、不図示のコントローラーにより送風ファン１１５及びモーター１３０が駆動される。送風ファン１１５が駆動することによって、装置本体６０内の空気が第１ダクト部１０１内に流入する。第１ダクト部１０１内に流入した空気は下側に向かって流れる（図２及び図３の白抜き矢印を参照）。そして、この空気はフィルター部材１０３を通過して支持部材１０４の網目を通って円筒空間Ｋ内に流入する。このとき、空気中に存在するトナー等の異物１５０はフィルター部材１０３により捕集される。したがって、円筒空間Ｋ内には、異物が除去されたきれいな空気が流入する。円筒空間Ｋ内に流入した空気は、下側（トナー回収空間Ｓ側）に向かうよりも流体抵抗が少ない右側へと向きを変え、その後、第２ダクト部１０２内を通って排気口６０ａから機外へと排出される。したがって、トナー等の異物１５０が機外に排出されるのを防止しつつ装置本体６０内の廃熱を行うことができる。

上記異物捕集装置１００の作動時には、モーター１３０によりフィルター部材１０３が回転駆動されるので、フィルター部材１０３の周方向の全体を万遍なく使用して空気中の異物１５０を捕集することができる。よって、フィルター部材１０３の目詰まりを抑制して、フィルター部材１０３の長寿命化を図ることができる。

また、フィルター部材１０３の周面にはブレード１１０が下側から当接しているので、フィルター部材１０３の周面に付着した異物１５０を該ブレード１１０により掻き落とすことができる。掻き落とされた異物１５０は、重力により落下してトナー回収空間Ｓ内に回収される。そうして、ブレード１１０による異物１５０の掻き落としが終了した周面部分は、フィルター部材１０３の回転により空気導入空間Ｕに露出する位置に達すると再度、空気中の異物１５０を捕集する。こうして異物１５０の捕集と回収とが交互に繰り返されることにより、フィルター部材１０３の目詰まりを抑制して、異物捕集効率を常に高く維持することができる。

また、上記フィルター部材１０３の軸心方向の両端部は、第１ダクト部１０１の左右の側壁部１０１ａ，１０１ｂに当接している。また、フィルター部材１０３は、軸心方向から見て、水平方向の両端部が第１ダクト部１０１の前後の側壁部１０１ｃ，１０１ｄに当接している。すなわち、トナー回収空間Ｓの上方は、フィルター部材１０３によって閉塞されている。したがって、トナー回収空間Ｓ内の密閉性を高めることができる。よって、トナー回収空間Ｓ内に回収された異物１５０が舞い上がって機外に漏出するのを防止することができる。

<実施形態２>
図７及び図８は、実施形態２における異物捕集装置１００を示している。本実施形態２は、モーター１３０を廃止する代わりに羽根部１０７を設けた点で上記実施形態１とは異なる。尚、以下の実施形態において、図２及び図３と同じ構成部分には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

すなわち、上記羽根部１０７は、複数設けられていて、本体支持部１０５の内周面に突設されている。各羽根部１０７は、本体支持部１０５の径方向内側に向かって反回転方向側に傾斜している。

この構成によれば、第１ダクト部１０１の空気導入空間Ｕからフィルター部材１０３を通過して本体支持部１０５内に流入した空気が各羽根部１０７に衝突することにより、フィルター部材１０３が本体支持部１０５と共に回転する。そうして、羽根部１０７がフィルター部材１０３を回転駆動させる駆動手段として機能する。

したがって、本実施形態２では、フィルター部材１０３を回転させるためにモーター１３０等のアクチュエーターを設ける必要もない。よって、異物捕集装置１００の低コスト化を図りながら、上記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

<実施形態３>

図９は、実施形態３における異物捕集装置１００を示している。本実施形態３は、フィルター部材１０３に対する空気導入空間Ｕの位置が上記実施形態１とは異なる。すなわち、本実施形態では、空気導入空間Ｕは、フィルター部材１０３の軸心方向から見て、フィルター部材１０３の水平方向の一側（本実施形態では左側）に偏って配置されている。これによれば、フィルター部材１０３の右側寄りに位置する羽根部１０７が空気抵抗によるトルクを発生させず、左側寄りに位置する羽根部１０７に作用する空気抵抗のみがトルクを生じさせるので、右側の羽根部１０７がフィルター部材１０３の回転を妨げるのを防止することができる。よって、上記実施形態２に比べて、フィルター部材１０３をスムーズに回転させつつ、実施形態２と同様の作用効果を得ることができる。

《他の実施形態》
本発明は、以下のような構成としてもよい。
すなわち、上記各実施形態では、フィルター部材１０３を第１ダクト部１０１に支持させるための支持部材１０４を設けるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば支持部材１０４を廃止して、フィルター部材１０３を第１ダクト部１０１に直接支持させるようにしてもよい。

上記各実施形態では、第２ダクト部１０２を右側壁部１０１ｂに接続するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、左側壁部１０１ａに接続するようにしてもよいし、左側壁部１０１ａ及び右側壁部１０１ｂの双方に接続するようにしてもよい。すなわち、第２ダクト部１０２は、第１ダクト部１０１の側壁部のうち上記フィルター部材１０３をその軸心方向に投影した環状領域よりも径方向の内側に接続されていれば、どのように配置してもよい。第２ダクト部１０２は複数あってもよいことは言うまでもない。

上記各実施形態では、異物捕集装置１００をレーザープリンター１に適用した例を示したが、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１５０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。

上記各実施形態では、異物１５０の一例としてトナーを挙げたが、これに限ったものではなく、例えば紙粉等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、異物捕集装置に有用である。

Ｓ トナー回収空間（下側空間）
Ｒ 環状領域
Ｕ 空気導入空間（上側空間）
１００ 異物捕集装置
１０１ 第１ダクト部
１０１ａ 左側壁部（側壁部）
１０１ｂ 右側壁部（側壁部）
１０２ 第２ダクト部
１０３ フィルター部材
１０４ 支持部材
１０５ 本体支持部
１０６ａ 左側の支持軸部（支持軸部）
１０６ｂ 右側の支持軸部（支持軸部）
１０７ 羽根部（駆動手段）
１１０ ブレード（クリーニング部材）
１１５ 送風ファン（送風手段）
１３０ モーター（駆動手段）
１５０ 異物

Claims (5)

1. 上下方向に延びて上端部が開放され且つ下端部が閉塞された第１ダクト部と、
   上記第１ダクト部の上端部から該第１ダクト部内に空気を導くための送風手段と、
   水平方向に延びる円筒状をなし且つ上記第１ダクト部内に設けられてその側壁部に回転可能に支持されたフィルター部材と、
   上記第１ダクト部の側壁部のうち上記フィルター部材をその軸心方向に投影した環状領域よりも径方向の内側に接続された第２ダクト部と、
   上記フィルター部材をその軸心回りに回転駆動させるための駆動手段と、
   上記第１ダクト部内における上記フィルター部材よりも下側の下側空間内に設けられ、回転中のフィルター部材に当接することで該フィルター部材に付着した異物を掻き落とすクリーニング部材と、をさらに備えている異物捕集装置。
2. 請求項１記載の異物捕集装置において、
   上記下側空間の上方は、上記フィルター部材によって閉塞されている、異物捕集装置。
3. 請求項１又は２記載の異物捕集装置において、
   上記フィルター部材を上記第１ダクト部の側壁部に回転可能に支持させるための支持部材をさらに備え、
   上記支持部材は、上記フィルター部材に内挿された中空円筒状且つ網目状の本体支持部と、該本体支持部の軸方向の両端面から該軸方向の外側に突出する一対の支持軸部と、本体支持部の内周面に形成された上記駆動手段としての羽根部と、を有し、
   上記駆動手段としての羽根部は、上記第１ダクト部の上方からフィルター部材を通過して本体支持部内に流入した空気を受けて該本体支持部と共に該フィルター部材を回転駆動させるように構成されている、異物捕集装置。
4. 請求項３記載の異物捕集装置において、
   上記羽根部は複数設けられており、
   上記複数の羽根部は、上記本体支持部の内周面に周方向に間隔を空けて配置されている、異物捕集装置。
5. 請求項４記載の異物捕集装置において、
   上記第１ダクト部における上記フィルター部材よりも上側の上側空間は、該フィルター部材の軸心方向から見て、該フィルター部材の水平方向の一側に偏って配置されている、異物捕集装置。
   

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