JP2018017855A - トナー回収装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】浮遊トナーを確実に捕集できるフィルターを備え、メンテナンス性を向上させたトナー回収装置を提供する。
【解決手段】トナー回収装置は、浮遊トナーを含む空気が通過する排気経路と、該排気経路を通過する空気から浮遊トナーを捕集する捕集設備６８と、を備える。前記捕集設備６８は、目の粗さの異なる複数のフィルター７５、７６、７７、７８を重ね合せて形成されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、飛散トナーを回収するトナー回収装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

コピー機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、主に粉体の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置から供給される現像剤（トナー）を用いてトナー像に可視化し、そのトナー像を直接或いは中間転写ベルト等の像担持体を介して用紙上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。

現像装置で静電潜像をトナー像に可視化する際、トナーの一部が飛散して現像装置から漏出し、画像形成装置の内部を汚染することがある。そこで、特許文献１には、現像装置に吸引ダクトを連結し、吸気装置を用いて現像装置の内部に飛散するトナー（以下、浮遊トナーとする）を含む空気を吸引装置を用いて吸引し、吸引された空気から浮遊トナーをフィルターで捕集して回収するトナー回収装置が記載されている。このトナー回収装置には、フィルターの目詰まりを防止するために、フィルターを振動させる振動部材が備えられている。

特開２０１４−２３５１９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているトナー回収装置においても、長期間使用すると、フィルターの目詰まりが発生して浮遊トナーの捕集効率が低下していく。また、長期間一定の吸引風量を確保するために、目の粗いフィルターが使用される場合もある。しかし、フィルターの目を粗くすると浮遊トナーを確実に捕集できなくなり、フィルターを通過した浮遊トナーが吸引装置に入り込み、吸引装置の機能不良が発生する懸念がある。さらには、フィルターを通過した浮遊トナーが装置外部に漏出する問題もある。

上記課題を解決するため、本発明は、浮遊トナーを確実に捕集できるフィルターを備え、メンテナンス性を向上させたトナー回収装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のトナー回収装置は、浮遊トナーを含む空気が通過する排気経路と、該排気経路を通過する空気から浮遊トナーを捕集する捕集設備と、を備えるトナー回収装置であって、前記捕集設備は、目の粗さの異なる複数のフィルターを重ね合せて形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、粒径の異なる浮遊トナーを個々のフィルターで捕集するので、浮遊トナーを確実に捕集することができると共に個々のフィルターの寿命を延ばすことができる。したがって、捕集設備の寿命が延び、メンテナンスの頻度を低減できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像装置の構造を示す正面断面図である。 本発明の一実施形態に係るトナー回収装置を正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るトナー回収装置において、浮遊トナー回収室を正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るトナー回収装置において、浮遊トナー回収室の内部を正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るトナー回収装置を裏面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るトナー回収装置のフィルターユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るトナー回収装置のフィルターユニットを示す図であり、図９（Ａ）は分解斜視図、図９（Ｂ）は分解平面断面図である。 本発明の一実施形態に係るトナー回収装置において、排出扉を示す正面図であり、図１０（Ａ）は収容位置における排出扉を示し、図１０（Ｂ）は排出位置における排出扉を示す。

以下、本発明の実施形態に係る廃トナー回収装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。

まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は画像形成装置１００の構造を示した断面図であり、図２は画像形成部Ｐａを示した断面図である。画像形成装置１００は、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック）に対応する４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄを並列配置して画像形成を行う、４連タンデム型のカラープリンターである。以下、図１の紙面手前側を画像形成装置１００の正面側（手前側）とし、左右方向は画像形成装置１００を正面から見た方向を基準として説明する。

画像形成装置１００の装置本体内には、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのそれぞれの色の画像を形成する画像形成部Ｐａ〜Ｐｄが、図１の右側から順に配設されている。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する像担持体としての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが、図１の反時計回り方向に回転可能に設けられている。感光体ドラム１ａ〜１ｄの上方には、重ね合された各色のトナー像を担持する像担持体としての中間転写ベルト８が、従動ローラー１０及び駆動ローラー１１に循環走行可能に支持されている。中間転写ベルト８の中空部には、感光体ドラム１ａ〜１ｄのそれぞれと中間転写ベルト８を挟んで、一次転写ローラー６ａ、６ｂ、６ｃおよび６ｄが回転可能に支持されている。一次転写ローラー６ａ〜６ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄからトナー像を中間転写ベルト８に転写する転写装置である。また、駆動ローラー１１の左側には、中間転写ベルト８を挟んで二次転写ローラー９が回転可能に支持されている。二次転写ローラー９は、中間転写ベルト８からトナー像を用紙Ｐに転写する転写装置である。

さらに、中間転写ベルト８の回転方向における二次転写ローラー９の下流側（ここでは従動ローラー１０の近傍）には、中間転写ベルト８の表面に残存するトナー等を除去するためのベルトクリーニング装置１９が配置されている。ベルトクリーニング装置１９は、中間転写ベルト８の走行方向に対してカウンター方向から当接するブレードと、ブレードによって除去されたトナーが収容される回収部と、を有している。回収部に収容されたトナーは、回収スパイラル等によって画像形成装置１００の正面側に搬送されるようになっている。回収部の正面側には、搬送されたトナーの排出口（図示省略）が形成されている。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置本体の下部に設けられた用紙カセット１６内に収容されて、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、トナー像の転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄに残留した現像剤（トナー）を除去及び回収するドラムクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄと、が設けられている。さらに、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して画像データに基づく露光を行う露光ユニット５が設けられている。

次に、画像形成動作について説明する。パソコン等の画像入力装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット５によって画像データに基づいて感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。静電潜像は、現像装置３ａ〜３ｄによって、対応する色のトナー像に現像される。そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがドラムクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。なお、後述の画像形成動作によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合には現像剤容器としてのトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄのそれぞれにトナーが補給される。

各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９においてフルカラーのトナー像が用紙Ｐ上に二次転写される。フルカラーのトナー像は定着装置１３において加熱及び加圧されて用紙Ｐに定着された後、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

次に、図２と図３を参照して、上述した画像形成部Ｐａについて説明する。図３は現像装置を示す断面図である。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについては、基本的に画像形成部Ｐａと同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の反時計回り方向）に沿って、上述した帯電装置２ａ、現像装置３ａ、一次転写ローラー６ａ、ドラムクリーニング装置７ａが配置されている。

帯電装置２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラー２０と、帯電ローラー２０をクリーニングするための帯電クリーニングローラー２１と、を有している。

現像装置３ａは、図３にも示されるように、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤が収容される現像容器３０を備えている。現像容器３０には、感光体ドラム１ａに対向する部分に、開口部３０ａが形成されている。また、現像容器３０には、開口部３０ａの上方に、前後方向に延びる浮遊トナーダクト３８が形成されている。浮遊トナーダクト３８は、開口部３０ａの内側に形成された吸引口３７を介して現像容器３０の内部と連通している。現像容器３０の下部には、トナーコンテナ４ａからトナーが補給される撹拌搬送室３１及び供給搬送室３２が形成されている。さらに、現像容器３０には、余剰となった現像剤を廃棄するための廃現像剤排出口（図示省略）が設けられている。

撹拌搬送室３１及び供給搬送室３２には、補給されたトナーを磁性キャリアと混合して撹拌し、帯電させるための撹拌搬送スクリュー３３ａ及び供給搬送スクリュー３３ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。供給搬送スクリュー３３ｂの上方には、磁気ローラー３４が対向して配置されている。磁気ローラー３４の斜め上方には、現像ローラー３５が対向して配置されている。現像ローラー３５の外周面の一部は、開口部３０ａから露出して感光体ドラム１ａに対向している。磁気ローラー３４および現像ローラー３５は、それぞれ図３において時計回り方向に回転する。

また、現像ローラー３５と磁気ローラー３４との対向領域よりも磁気ローラー３４の回転方向上流側には、穂切りブレード３６が、磁気ローラー３４の長手方向（図２の紙面と垂直方向）に沿って取り付けられている。穂切りブレード３６の先端部と磁気ローラー３４の表面との間には僅かな隙間が形成されている。

撹拌搬送スクリュー３３ａ及び供給搬送スクリュー３３ｂによって、撹拌搬送室３１及び供給搬送室３２を現像剤が循環しながら撹拌されることでトナーが帯電する。帯電したトナーを含む現像剤は、供給搬送スクリュー３３ｂによって磁気ローラー３４に搬送され、磁気ローラー３４上に磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、穂切りブレード３６によって層厚規制された後、磁気ローラー３４と現像ローラー３５との対向領域に搬送され、磁気ローラー３４に印加される直流電圧と現像ローラー３５に印加される直流電圧との電位差、及び磁気ローラー３４が発生させる磁界によって現像ローラー３５上にトナー薄層を形成する。

現像ローラー３５上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー３５の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラー３５との対向領域に搬送される。現像ローラー３５には所定のバイアスが印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によって現像ローラー３５から感光体ドラム１ａにトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。

再度図２を参照して説明する。ドラムクリーニング装置７ａは、摺擦ローラー２２と、クリーニングブレード２３と、回収スパイラル２４と、を有している。

摺擦ローラー２２は、感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されている。クリーニングブレード２３は、摺擦ローラー２２と感光体ドラム１ａとの当接面よりも感光体ドラム１ａの回転方向下流側において、感光体ドラム１ａの回転方向に対してカウンター方向から感光体ドラム１ａに当接するように支持されている。回収スパイラル２４は、摺擦ローラー２２およびクリーニングブレード２３によって感光体ドラム１ａ表面から除去されたトナーを画像形成装置１００の正面側に搬送する。ドラムクリーニング装置７ａの正面側には、搬送されたトナーの排出口（図示省略）が形成されている。

さらに、画像形成装置１００は、ドラムクリーニング装置７ａ〜７ｄで回収されたトナー、ベルトクリーニング装置１９で回収されたトナー、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー３５の周囲に存在する浮遊トナー、現像装置３ａ〜３ｄで余剰となった現像剤、を回収する廃トナー回収装置４０（図４参照）を備えている。

次に、図４〜図７を参照して廃トナー回収装置４０について説明する。図４は廃トナー回収装置４０を正面から見た斜視図、図５は浮遊トナー回収室６５を正面から見た斜視図、図６は浮遊トナー回収室６５の内部空間Ｓ２を正面から見た斜視図、図７は廃トナー回収装置４０を裏側から見た斜視図である。

廃トナー回収装置４０は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの正面側に設けられる中間回収ボックス５０と、中間回収ボックス５０の下方に設けられる廃トナー回収容器９０と、中間回収ボックス５０内に画像形成部Ｐａ〜Ｐｄのそれぞれに対応するように設けられる浮遊トナー回収室６５と、を備えている。中間回収ボックス５０には、ドラムクリーニング装置７ａ〜７ｄ及びベルトクリーニング装置１９で回収されたトナーや、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー３５の周囲に存在する浮遊トナー、現像装置３ａ〜３ｄで余剰となった現像剤が一時的に収容される。廃トナー回収容器９０には、中間回収ボックス５０に収容されたトナーや現像剤が最終的に回収される。浮遊トナー回収室６５には、浮遊トナーが一時的に収容される。

図４に示されるように、中間回収ボックス５０は、４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対応する幅及び高さと、所定の厚さを有し、ベース部５０ａと蓋部５０ｂとによって、横長直方体形状の中空部Ｓ１を形成している。

ベース部５０ａには、４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄのそれぞれに対応する位置に、浮遊トナー受入口５１と、排気口５２と、第１回収トナー受入口５３と、廃現像剤受入口５４と、が形成されている。浮遊トナー受入口５１と排気口５２とは、左右方向に並んで、浮遊トナー受入口５１が右側、排気口５２が左側に形成されている。第１回収トナー受入口５３は、排気口５２の左側に形成されている。廃現像剤受入口５４は、浮遊トナー受入口５１及び排気口５２の下方に形成されている。さらにベース部５０ａの右端部には、第２回収トナー受入口５５が形成されている。

浮遊トナー受入口５１には、現像装置３ａ〜３ｄのそれぞれに設けられた浮遊トナーダクト３８が接続している。排気口５２には、排気ダクト５７が接続している。図７に示されるように、各排気ダクト５７は、ベース部５０ａの裏側において、左右方向中央の合流部５７ａで合流している。合流部５７ａには、排気装置としての排気ファン５８が設けられている。

第１回収トナー受入口５３は、ドラムクリーニング装置７ａ〜７ｄのそれぞれに設けられた排出口（図示省略）に連通している。廃現像剤受入口５４は、現像装置３ａ〜３ｄの各現像容器３０に設けられた廃現像剤排出口（図示省略）に連通している。第２回収トナー受入口５５は、ベルトクリーニング装置１９のトナー排出口（図示省略）に連通している。

中間回収ボックス５０の底面には、左右方向に沿って搬送経路５０ｃが形成されている。浮遊トナー受入口５１や、第１回収トナー受入口５３、廃現像剤受入口５４、第２回収トナー受入口５５から受け入れられたトナーや現像剤は、自重によって搬送経路５０ｃに落下する。

搬送経路５０ｃには、収容されたトナーを搬送する搬送部材としての搬送スクリュー６０が回転可能に支持されている。搬送スクリュー６０は、回転軸６０ａと、回転軸６０ａの軸方向に所定のピッチで螺旋状に形成された螺旋羽根６０ｂと、を有している。回転軸６０ａの一端にはギア６１が固定されており、駆動源（図示省略）からの回転駆動力がギア６１を介して回転軸６０ａに入力される。駆動源としては、例えば、給紙ローラー１２ａを回転駆動させるモーターを使用することができる。モーターにはクラッチが設けられて、回転軸６０ａは正方向及び逆方向に回転可能となっている。

搬送経路５０ｃの底部の右端部には、廃トナー回収容器９０と連通する接続パイプ６２が連通している。搬送スクリュー６０は、正方向に回転することで、搬送経路５０ｃに落下したトナーや現像剤を図４の右方向（接続パイプ６２の方向）に搬送する。搬送されたトナーや現像剤は、接続パイプ６２を通して廃トナー回収容器９０に回収される。なお、廃トナー回収容器９０は、接続パイプ６２に対して着脱可能である。廃トナー回収容器９０には、回収されたトナー等の量を検知するセンサーが備えられており、所定量のトナーが回収されたことがセンサーで検知されると、接続パイプ６２から取り外して、回収されたトナー等を廃棄する。

図５及び図６に示されるように、浮遊トナー回収室６５は、浮遊トナー受入口５１と排気口５２とを含む部分を囲むようにベース部５０ａに立設された仕切り壁６５ａと、仕切り壁６５ａで囲まれた空間を覆う蓋部６６と、を有する。仕切り壁６５ａと蓋部６６とベース部５０ａとは、横長直方体形状の中空部Ｓ２を形成している。この中空部Ｓ２と中間回収ボックス５０の中空部Ｓ１とは隔離されている。浮遊トナー回収室６５は、浮遊トナーダクト３８に連通する浮遊トナー受入口５１から、排気ダクト５７に連通する排気口５２へ向かう、浮遊トナーを含む空気の排気経路Ｆを形成している。

図６に示されるように、排気口５２には、浮遊トナーダクト３８内に吸引された空気から浮遊トナーを捕集する捕集設備としてのフィルターユニット６８が、斜め下向きの姿勢で取り付けられている。

次に、図８及び図９を参照してフィルターユニット６８について説明する。図８はフィルターユニット６８を示す斜視図、図９（Ａ）はフィルターユニット６８の分解斜視図、図９（Ｂ）はフィルター組立体の分解平面断面図である。

フィルターユニット６８は、図８に示されるように、フィルター組立体７０と、フィルター組立体７０が支持される支持体７１と、支持体７１を振動させる振動体７２と、を備えている。

フィルター組立体７０は、図９に示されるように、複数枚（本実施形態では４枚）の第１〜第４フィルター７５、７６、７７及び７８を重ね合せて形成されている。第１〜第４フィルター７５、７６、７７及び７８はそれぞれ目の粗さが異なり、目の粗さが細かい順に重ね合されている。

第１〜第３フィルター７５、７６及び７７は、長方形の平面形状を有し、隣接するフィルター同士が四角い枠状の両面テープＴによって互いに接着されている。最も目の粗さの細かい第１フィルター７５の、定格風量における粒径８μｍのトナーに対する捕集率は、一例として９０％以上である。第２フィルター７６の捕集率は、第１フィルター７５の捕集率よりも小さく、第３フィルター７７の捕集率は、第２フィルター７６の捕集率よりも小さい。

第４フィルター７８は、長方形状のフィルターを、短手方向に沿った山折り線と谷折り線で交互に折り畳んだプリーツ状に形成されている。第４フィルター７８は、目の粗さが最も粗く、捕集率は、第３フィルター７７の捕集率よりも小さい。第４フィルター７８は、各谷折り線の部分で、四角い枠状の両面テープＴによって第３フィルター７７に接着されている。

再度図８を参照して説明する。支持体７１は、フィルター組立体７０が取り付けられるフィルター取付部８１と、振動体７２に固定される固定部８２と、を有し、樹脂又は金属で形成されている。

フィルター取付部８１は、縦長長方形の枠形状を成している。フィルター取付部８１の下部８１ａは、短手方向に沿った折り曲げ部を介して上部８１ｂに対して鈍角に折り曲げられている。ここで、折り曲げられて突出した側のフィルター取付部８１の面を外面とし、その反対側の面を内面とする。フィルター組立体７０は、第１フィルター７５の側の面が、四角い枠状の両面テープＴ（図９参照）によってフィルター取付部８１の外面に接着されている。固定部８２は、フィルター取付部８１の上部８１ｂから横方向に延出している。

振動体７２は、横長直方体状のハウジング８４と、ハウジング８４内に収容される振動モーター８５と、を有している。ハウジング８４の一つの側面には、２つの係合突起８４ａが設けられている。これらの係合突起８４ａには、支持体７１の固定部８２が係合して、支持体７１がハウジング８４に固定されている。振動モーター８５が振動すると、この振動がハウジング８４と支持体７１とを介してフィルター組立体７０に伝達されて、フィルター組立体７０が振動する。

フィルターユニット６８は、フィルター組立体７０の第４フィルター７８が、浮遊トナー回収室６５の中空部Ｓ２に斜め下向きに面する姿勢で排気口５２を塞ぐように、ベース部５０ａに取り付けられている。前述のように、浮遊トナー回収室６５は、浮遊トナー受入口５１から排気口５２へ向かう排気経路Ｆを形成しているので、排気口５２に取り付けられたフィルターユニット６８のフィルター組立体７０の各フィルターは、排気経路Ｆの排気方向において上流側から下流側に向けて、目の粗さが細かくなる順に重ね合されることになる。

図５及び図６に示されるように、浮遊トナー回収室６５の仕切り壁６５ａには、排気口５２の下方から下向きに延設する突出部６５ｂが形成されている。突出部６５ｂの下角には、斜め下方に開口した排出口６５ｃが形成されている。排出口６５ｃは、図５に示されるように、排出扉６６ａによって開閉される。

図１０を参照して、排出扉６６ａについて説明する。図１０（Ａ）は収容位置に回動した排出扉６６ａを示し、図１０（Ｂ）は排出位置に回動した排出扉６６ａを示す。

排出扉６６ａは蓋部６６に連接されている。排出扉６６ａの、先端縁には突出片６６ｂが固定されている。突出片６６ｂは、搬送スクリュー６０の螺旋羽根６０ｂのピッチよりも狭い幅を有し、ＰＥＴフィルム等の弾性材料で形成されている。

排出扉６６ａは、排出口６５ｃを閉じる収容位置（図１０（Ａ）参照）と、中間回収ボックス５０の中空部Ｓ１側に回動して排出口６５ｃを開く排出位置（図１０（Ｂ）参照）と、の間を、搬送スクリュー６０の回転軸６０ａと略平行な軸を中心として回動する。図１０（Ａ）に示される収容位置においては、排出扉６６ａは、蓋部６６から斜め下方に延びる姿勢をとる。また、図１０（Ｂ）に示される排出位置においては、排出扉６６ａは、蓋部６６から搬送経路５０ｃに支持された搬送スクリュー６０の上方に向けて垂下する姿勢をとる。排出扉６６ａは、付勢部材９１によって収容位置に付勢されている。付勢部材６６は、例えば、ウレタンフォーム等の弾性部材であり、中間回収ボックス５０の蓋部５０ｂと排出扉６６ａとの間に介装されている。

図１０（Ａ）の二点鎖線に示されるように、隣接する螺旋羽根６０ｂ間の空間に突出片６６ｂが垂下している状態において、搬送経路５０ｃに落下したトナー等を搬送する際に、搬送スクリュー６０が正方向（図１０の反時計回り方向）に回転すると、やがて突出片６６ｂに螺旋羽根６０ｂが当接する。そして、図１０（Ａ）の実線で示されるように、回転軸６０ａの回転に伴って、螺旋羽根６０ｂの外周面が螺旋羽根６０ｂの回転方向に向けて突出片６６ｂを押圧する。突出片６６ｂはこのように押圧されると、排出扉６６ａに対してしなるように変形する。このように、排出扉６６ａは常に収容位置に維持される。

一方、搬送スクリュー６０を逆方向に回転させると、図１０（Ｂ）に示されるように、螺旋羽根６０ｂの外周面によって突出片６６ｂが逆方向に押圧されて、排出扉６６ａは付勢部材９１の付勢力に抗して排出位置に回動する。すると、浮遊トナー回収室６５に収容されている浮遊トナーが、排出口６５ｃから搬送経路５０ｃに落下する。なお、搬送スクリュー６０の逆方向への回転が停止して正方向へ回転すると、排出扉６６ａは付勢部材９１によって収容位置に付勢されて、排出口６５ｃは閉止される。

上記構成を有する廃トナー回収装置４０のトナー回収動作について説明する。画像形成動作中、前述のように、一次転写後に画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて感光体ドラム１ａ〜１ｄに残留したトナーはドラムクリーニング装置７ａ〜７ｄによって回収される。回収されたトナーは、第１回収トナー受入口５３から中間回収ボックス５０に一時的に収容される。また、二次転写後に中間転写ベルト８に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置１９によって回収されて、第２回収トナー受入口５５を通って中間回収ボックス５０に一時的に収容される。さらに、現像容器３０の廃現像剤排出口（図示省略）から排出された廃現像剤が廃剤受入口５４を通って中間回収ボックス５０に一時的に収容される。このように各受入口から収容されたトナーや廃現像剤は、自重によって搬送経路５０ｃに落下する。

搬送経路５０ｃにおいては、搬送スクリュー６０が駆動源から駆動回転力を受けて正方向に回転し、搬送経路５０ｃに落下したトナーや現像剤を所定の搬送方向（右方向）に搬送する。トナーや現像剤は、搬送経路５０ｃの右端部に搬送されると、接続パイプ６２を通って廃トナー回収容器９０に回収される。

一方、印字中に排気ファン５８を駆動させると、各排気ダクト５７の内部が負圧となり、浮遊トナー回収室６５と浮遊トナーダクト３８の内部も負圧となる。その結果、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー３５付近に浮遊しているトナーを含む空気は、浮遊トナーダクト３８、浮遊トナー回収室６５、排気ダクト５７を通って排気される。そして、浮遊トナー回収室６５において、フィルターユニット６８によって浮遊トナーが捕集される。捕集されたトナーは自重によって落下して、仕切り壁６５ａや排出扉６６ａの上面に堆積する。一方で、フィルターユニット６８を通過した空気は、排気ダクト５７を通って排気ファン５８によって外部に排気される。

フィルターユニット６８における浮遊トナー捕集メカニズムについて説明する。浮遊トナーを含む空気は、まず、フィルター組立体７０の第４フィルター７８を通過する。この際、粒径の大きい浮遊トナーや凝集した浮遊トナーが第４フィルター７８に捕集される。第４フィルター７８はプリーツ形状であって、その表面積が広いので、多くの量の浮遊トナーを溜めこむことができる。そして、第４フィルター７８によって粒径の大きい浮遊トナーが捕集された後の空気は、第３フィルター７７、第２フィルター７６、第１フィルター７５を順に通過する。この間に、浮遊トナーは徐々に捕集されて、最も目の細かく、粒径８μｍのトナーに対する捕集率が９０％以上である第１フィルター７５で、ほとんどの浮遊トーが捕集される。したがって、フィルターユニット６８を通過した後の空気には、浮遊トナーがほとんど含まれない。

また、所定のタイミングで振動体７２の振動モーター８５を駆動させると、ハウジング８４と支持体７１とを介してフィルター組立体７０が振動する。一例として、振動モーター８５は、印字終了後の１０秒間に、駆動と停止とを所定の周期で繰り返すように制御される。この振動によって、第４フィルター７８に捕集されているトナーが第４フィルター７８から離脱して浮遊トナー回収室６５に落下する。また、第１〜第３フィルター７５、７６、７７に捕集されているトナーも各フィルターから離脱する。それぞれのフィルターから離脱したトナーは、その下方の目の粗いフィルターを順に通って最終的に浮遊トナー回収室６５に落下する。

浮遊トナー回収室６５に回収されたトナーが所定の量に達するタイミングで、搬送スクリュー６０を逆方向に所定の時間だけ回転させる。例えば、印刷枚数が１０００枚ごとに、搬送スクリュー６０を２〜３秒逆方向に回転させることが好ましい。すると、前述のように、搬送スクリュー６０の螺旋羽根６０ｂによって、排出扉６６ａが付勢部材９１の付勢力に抗して排出位置に回動する。これにより、排出口６５ｃが開いて、排出扉６６ａの上面等に堆積した浮遊トナーが搬送経路５０ｃに落下する。落下したトナーは回収トナーや廃現像剤と共に搬送スクリュー６０によって搬送経路５０ｃに沿って搬送されて、廃トナー回収容器９０に回収される。

本実施形態では、上記説明したように、フィルターユニット６８が複数のフィルターを重ね合せて形成されているので、粒径の異なる浮遊トナーがそれぞれ対応する目の粗さのフィルターに捕集される。したがって、確実に浮遊トナーを回収することができると共に、個々のフィルターの寿命を延ばすことができる。

フィルター組立体７０は、吸引方向の上流側から下流側に向けて順に目の粗さが細かくなっているので、浮遊トナーを各フィルターで順に捕集していくことで、目の細かいフィルターを通過する浮遊トナーの量が減り、個々のフィルターの寿命を延ばすことができる。また、最も目の細かい第１フィルター７５のトナー捕集率は高いので、浮遊トナーを確実に捕集できる。なお、フィルター組立体７０のフィルターの数は４枚に限らない。また、両面テープで接着する順序は、前述の順序に限らない。さらに、両面テープではなく、熱溶着や接着剤によって隣接するフィルター同士を接着したり、フィルター組立体７０を支持体７１に接着したりしてもよい。

さらには、最も目の粗い第４フィルター７８をプリーツ状に形成して表面積を広くしたので、より多くの浮遊トナーを捕集することができ、第１〜第３フィルター７５、７６、７７へ向かう浮遊トナーの量を少なくできる。

さらに、振動体７２によってフィルター組立体７０を振動させることで、フィルター組立体７０に捕集されたトナーをフィルター組立体７０から離脱させることができる。これにより、フィルター組立体７０の目詰まりを防止できると共に、排気ファン５８に入り込む浮遊トナーを低減できる。したがって、フィルターユニット６８の寿命を延ばすことができ、メンテナンスの頻度を低減できる。さらに、排気ファン５８の機能不良や外部への浮遊トナーの漏出を防止できる。

さらに、排出口６５ｃは、フィルターユニット６８の下方に配置されているので、フィルターユニット６８で捕集されたトナーを効率的に排出口６５ｃから搬送経路５０に落下させることができる。

また、浮遊トナー回収室６５は、ドラムクリーニング装置７ａ〜７ｄやベルトクリーニング装置１９によって回収されるトナーが一時的に収容される中間回収ボックス５０の内部に設けられて、浮遊トナー回収室６５に収容されたトナーを中間回収ボックス５０に排出できるようになっている。すなわち、浮遊トナーを回収するための容器を廃トナー回収容器９０とは別に設ける必要がない。このため、浮遊トナーを回収するための容器と廃トナー回収容器９０とを別々に設ける場合に比べて、回収容器の交換作業の回数が減り、メンテナンス性を向上させることができる。

また、浮遊トナーを回収するための容器が不要となるので、画像形成装置１００の大型化を抑制できる。さらに、トナー回収容器の満杯を検知する検知センサーを設ける場合、検知センサーを１つ設ければよいので、トナー回収装置の構成を簡素化することができるとともにコスト増加を抑制できる。

さらに、搬送スクリュー６０の回転動作に伴って螺旋羽根６０ｂと干渉することで排出扉６６ａが開閉されるので、排出扉６６ａを開閉するための機構が不要になる。このように、フィルターユニット６８の寿命を延ばし、且つ、浮遊トナー回収室６５に回収された浮遊トナーを自動的に排出することができるので、メンテナンスの頻度を大幅に低減することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。例えば、上記実施形態では、カラープリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、モノクロプリンター、モノクロ複写機、カラー複写機、複合機、ファクシミリ等の、廃トナーが通過する廃トナー通過経路と、現像装置内の浮遊トナーを吸引するための吸気経路と、を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
７ａ〜７ｄ ドラムクリーニング装置（クリーニング装置）
８ 中間転写ベルト（像担持体）
１９ ベルトクリーニング装置（クリーニング装置）
４０ 廃トナー回収装置
５０ 中間回収ボックス
５２ 排気口
６０ 搬送スクリュー（搬送部材）
６６ａ 排出扉
６５ 浮遊トナー回収室
６８ フィルターユニット（捕集設備）
７０ フィルター組立体
７１ 支持体
７２ 振動体
７５、７６、７７、７８ フィルター
９０ 廃トナー回収容器
１００ 画像形成装置
Ｆ 排気経路

Claims (11)

1. 浮遊トナーを含む空気が通過する排気経路と、
   該排気経路を通過する空気から浮遊トナーを捕集する捕集設備と、
   を備えるトナー回収装置であって、
   前記捕集設備は、目の粗さの異なる複数のフィルターを重ね合せて形成されていることを特徴とするトナー回収装置。
2. 前記複数のフィルターは、前記排気通路の排気方向上流側から下流側に向かうほど、目の粗さが細かくなるように重ね合されていることを特徴とする請求項１に記載のトナー回収装置。
3. 前記複数のフィルターの内の最も目の粗いフィルターは、プリーツ形状を有していることを特徴とする請求項２に記載のトナー回収装置。
4. 前記複数のフィルターの内の最も目の細かいフィルターは、定格風量において粒径８μｍ以上の前記浮遊トナーに対する捕集率が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナー回収装置。
5. 前記捕集設備は、
   前記複数のフィルターを重ね合せて形成されたフィルター組立体と、
   該フィルター組立体を振動させて該フィルター組立体に捕集された浮遊トナーを落下させる振動体と、を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー回収装置。
6. 前記捕集設備は、
   前記フィルター組立体を支持する支持体を備え、
   前記振動体は前記支持体を振動させることを特徴とする請求項５に記載のトナー回収装置。
7. 前記捕集設備で捕集された浮遊トナーが収容される浮遊トナー回収室を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のトナー回収装置。
8. 前記浮遊トナー回収室は、クリーニング装置によって像担持体から除去されたトナーを収容する中間回収ボックスの内部に設けられている請求項７に記載のトナー回収装置。
9. 前記中間回収ボックスに収容されたトナーが回収される廃トナー回収容器と、
   前記中間回収ボックス内に設けられた搬送経路に正方向及び逆方向に回転可能に設けられて、前記正方向に回転することで、収容されたトナーを前記廃トナー回収容器に向けて搬送する搬送部材と、を備え、
   前記浮遊トナー回収室は、
   前記中間回収ボックスの内部に連通する排出口と、
   前記搬送部材の回転動作に伴って該搬送部材と干渉して、前記排出口を閉じる収容位置と前記排出口を開く排出位置との間を回動する排出扉と、を有し、
   前記搬送部材が前記正方向に回転すると、前記排出扉は前記収容位置に回動し、
   前記搬送部材が前記逆方向に回転すると、前記排出扉は前記排出位置に回動して、前記浮遊トナー回収室に収容された前記浮遊トナーが前記排出口から前記搬送経路に排出されることを特徴とする請求項８に記載のトナー回収装置。
10. 前記排出口は前記捕集設備の下方に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のトナー回収装置。
11. 画像を形成する画像形成部と、
    該画像形成部から排出される廃トナーを回収する請求項１〜１０のいずれか１項に記載のトナー回収装置と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

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