JP6406212B2 - 廃トナー回収機構及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に着脱可能に装着される廃トナー回収容器及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

コピー機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤が使用され、現像装置を用いて感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を可視化し、その可視像（トナー像）を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。像担持体表面に残存するトナーはクリーニング装置により除去され、トナー排出スクリュー等の排出機構を用いて廃トナーをクリーニング装置外部に排出し、廃トナー回収容器に貯留される。

一方、トナーが現像装置から感光体ドラムへ供給される際、トナーの一部が飛散して感光体ドラムに対向する現像装置の開口部から漏出し、画像形成装置の内部を汚染することがある。そこで、現像装置にダクトを連結し、吸引装置を用いて現像装置の開口部近傍に飛散するトナーを捕集する構成が提案されている。

例えば、特許文献１には、現像装置の上方に配置されるダクトが集合ダクトを介して接続される集塵部が設けられた画像形成装置が開示されている。集塵部には排気ファンが配設されており、排気ファンと集合ダクトの間にはフィルターが設けられている。現像装置から空気流出路を通ってダクトに排出された空気は集合ダクトによって合流し、集塵部から画像形成装置の本体外側に排出される。

特開２０１１−２４０７５３号公報

しかしながら、特許文献１の集塵部は、像担持体表面から除去された廃トナーを貯留する廃トナー回収容器から独立して設けられている。そのため、集塵部或いは廃トナー回収容器が満杯となった時点で個別に交換が必要となり、交換作業が煩雑となっていた。また、集塵部と廃トナー回収容器のそれぞれの満杯を検知する満杯検知機構が必要となり、構成が複雑化するとともにコストアップにも繋がるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、像担持体表面から除去された廃トナー及び現像装置内から吸引された浮遊トナーの回収作業を簡素化できる廃トナー回収容器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第１の構成は、トナー貯留部と、集塵部と、が一体形成された画像形成装置本体に対し着脱可能な廃トナー回収容器である。トナー貯留部は、像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置に連結され、クリーニング装置により除去された廃トナーを貯留する。集塵部は、像担持体にトナーを供給する現像装置に連結され、現像装置内の空気と共に吸引された浮遊トナーを貯留する。

本発明の第１の構成によれば、現像装置内の浮遊トナーが貯留される集塵部と、クリーニング装置によって像担持体から回収された廃トナーを貯留するトナー貯留部とが一体化されているため、集塵部とトナー貯留部とが別個に設けられている場合に比べて廃トナー回収容器の交換頻度を大幅に減少させることができ、メンテナンス性が向上する。

本発明の廃トナー回収ユニット７０を備えた画像形成装置１００の内部構成を示す概略断面図 図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大断面図 画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａを画像形成装置１００への挿入方向上流側から見た外観斜視図 現像装置３ａ〜３ｄ及びドラムユニット４０ａ〜４０ｄの一端部と、廃トナー回収ユニット７０を示す斜視図であって、廃トナー回収ユニット７０の表面側から見た状態を示す図 現像装置３ａ〜３ｄ及びドラムユニット４０ａ〜４０ｄの一端部と、廃トナー回収ユニット７０を示す斜視図であって、廃トナー回収ユニット７０の裏面側から見た状態を示す図 廃トナー回収ユニット７０の廃トナー検知部７７の側面断面図 廃トナー検知部７７の平面断面図 画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図 ドラムユニット４０ａと廃トナー回収ユニット７０との連結部分の側面断面図 現像装置３ａと廃トナー回収ユニット７０との連結部分の側面断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置３ａ〜３ｄを備えた画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、本実施形態では、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つの感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄ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構成されている。

画像形成装置１００本体内には、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、図１では左側から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ〜１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９において用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着装置１３において用紙Ｐ上に定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、画像形成装置１００本体下部の用紙カセット１６内に収容されており、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。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、主に継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。中間転写ベルト８および二次転写ローラー９は、ベルト駆動モータ（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄと同一線速で回転駆動される。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、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、各感光体ドラム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、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でトナー像の転写後に残留した現像剤（トナー）を回収、除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄとが設けられている。

パソコン等の上位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。現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラー（現像剤担持体）を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。

なお、後述のトナー像の形成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トナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット５の露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー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。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。一次転写ローラー６ａ〜６ｄは、一次転写駆動モーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８と同一線速で回転駆動される。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クリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、従動ローラー１０及び駆動ローラー１１に掛け渡されており、上記ベルト駆動モーターによる駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、ニップ部において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、定着ローラー対１３ａのニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１３を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラー対１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラー対１５を逆回転させることにより分岐部１４で反転搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラー９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置１３に搬送されてトナー像が定着された後、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、上述した画像形成部Ｐａの詳細について説明する。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。図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近を拡大して示す断面図である。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の時計回り方向）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、クリーニング装置７ａが配設されている。このうち、一次転写ローラー６ａは、中間転写ベルト８を挟んで感光体ドラム１ａと対向する位置に配置されている。

また、感光体ドラム１ａと、帯電装置２ａと、クリーニング装置７ａとはユニット化されている。なお、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、感光体ドラム１ａ〜１ｄと、帯電装置２ａ〜２ｄと、クリーニング装置７ａ〜７ｄとから成るユニットを、以下ではドラムユニット４０ａ〜４０ｄと称する。

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２１と、帯電ローラー２１をクリーニングするための帯電クリーニングローラー２３とを有している。現像装置３ａは、２本の攪拌搬送スクリュー２５と、磁気ローラー２７と、現像ローラー２９とを有し、現像ローラー２９にトナーの帯電極性と同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。

クリーニング装置７ａは、摺擦ローラー（研磨部材）３０、クリーニングブレード３１、および回収スパイラル３３を有している。摺擦ローラー３０は、感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されており、ドラムクリーニングモーター（図示せず）により感光体ドラム１ａとの当接面において同一方向に回転駆動されるが、その線速は感光体ドラム１ａの線速よりも速く（ここでは１．２倍）制御されている。摺擦ローラー３０としては、例えば金属シャフトの周囲にローラー体としてＥＰＤＭゴム製でアスカーＣ硬度が５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラー体の材質としてはＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカーＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。

感光体ドラム１ａ表面の、摺擦ローラー３０との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード３１が感光体ドラム１ａに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード３１としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード３１の材質および硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量および圧接力等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。

摺擦ローラー３０およびクリーニングブレード３１によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スパイラル３３の回転に伴ってクリーニング装置７ａ（図２参照）の外部に排出される。本発明に用いられるトナーとしては、トナー粒子表面にシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等から選択される研磨剤が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。

このように摺擦ローラー３０を感光体ドラム１ａに対し速度差を持って回転させることで、研磨剤を含む残留トナーによって感光体ドラム１ａの表面を研磨し、摺擦ローラー３０およびクリーニングブレード３１によってドラム表面の水分や放電生成物等を残留トナーと共に除去する。

なお、画像形成装置１００本体内部のレイアウトは、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８の回転方向や、用紙Ｐの搬送経路を適切に設定できるのであれば、適宜変更可能である。例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８の回転方向を、本実施形態とは逆にするとともに、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄと現像装置３ａ〜３ｄとの位置関係を、本実施形態とは逆にし、これに合わせて用紙Ｐの搬送経路を設定することも勿論可能である。

図３は、現像装置３ａを画像形成装置１００への挿入方向上流側から見た外観斜視図である。なお、現像装置３ｂ〜３ｄについては、基本的に現像装置３ａと同様の構成であるため説明を省略する。現像装置３ａは、上述した２本の攪拌搬送スクリュー２５、磁気ローラー２７（いずれも図２参照）、現像ローラー２９を現像容器５０の内部に有している。現像容器５０にはトナーコンテナ４ａ（図１参照）からのトナーを供給するトナー供給部（図示せず）と接続されるトナー供給口（図示せず）が形成されている。このトナー供給口を介して対応する色（ここではマゼンタ）のトナーが現像装置３ａの内部に供給され、静電潜像の現像に供される。

また、現像装置３ａは、感光体ドラム１ａに対し現像ローラー２９を接近させ、若しくは退避させるローラー接離機構を備えている。現像装置３ａの側面には、ローラー接離機構を構成するシャフト部材（図示せず）が配置されている。シャフト部材は、現像装置３ａの現像容器５０の外表面に形成された溝状のガイド部に沿って摺動可能に配置されており、バネ等の付勢部材（図示せず）によって現像装置３ａの挿入方向上流側（図４の紙面手前側）に付勢されている。そして、画像形成装置１００の開閉カバー（図示せず）の内側に設けられた廃トナー回収ユニット７０（図５参照）に対向する現像装置３ａの挿入方向上流側の端部からはシャフト部材の当接部５３が突出している。

廃トナー回収ユニット７０を開放したとき、シャフト部材が付勢部材の付勢力によって挿入方向上流側に移動し、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａから離間した退避位置に配置される。これにより、現像ローラー２９と感光体ドラム１ａを傷付けることなく現像装置３ａまたはドラムユニット４０ａを任意の順序で引き出すことができる。また、現像装置３ａ及びドラムユニット４０ａを挿入した後は、廃トナー回収ユニット７０を閉じることで当接部５３が廃トナー回収ユニット７０によって押圧され、シャフト部材が挿入方向下流側に移動し、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａに近接した現像位置に配置される。

また、現像装置３ａの上部には、現像容器５０の内部に連通する複数の空気流入口（図示せず）を有するダクト５１が、現像装置３ａの長手方向に延在するように形成されている。現像装置３ａの挿入方向上流側の端部には、ダクト５１を廃トナー回収ユニット７０の集塵部７１（図５参照）に連結するダクト連結部５２が形成されている。

また、現像装置３ａの挿入方向上流側の端部には、現像装置３ａを画像形成装置１００本体に対して挿入または引き出す際に把持する取手部３３が設けられている。取手部３３は、ダクト連結部５２の直下において水平方向（集塵部７１の連結方向）に突出する平板状に形成されている。

さらに、現像装置３ａの挿入方向上流側の端部には、現像装置３ａを画像形成装置１００内へ挿入したときユニット支持トレイ（図示せず）と係合する係合爪３５と、係合爪３５の係合を解除するロック解除レバー３７とが設けられている。係合爪３５及びロック解除レバー３７は、現像装置３ａを画像形成装置１００本体に対して装着状態で保持するとともに保持を解除可能なロック機構を構成する。

なお、ここでは図示しないが、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの挿入方向上流側の端部にも、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄを画像形成装置１００に対して挿入または引き出す際に把持する取手部と、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄを画像形成装置１００内へ挿入したときユニット支持トレイと係合する係合爪と、係合爪の係合を解除するロック解除レバーとが設けられている。

図４及び図５は、現像装置３ａ〜３ｄ及びドラムユニット４０ａ〜４０ｄの一端部と、現像装置３ａ〜３ｄ及びドラムユニット４０ａ〜４０ｄの一端部に連結される本発明の一実施形態に係る廃トナー回収ユニット７０を示す斜視図であり、図４は廃トナー回収ユニット７０を表面側（画像形成装置１００の外側）から見た状態を示し、図５は廃トナー回収ユニット７０を裏面側（画像形成装置１００の内側）から見た状態を示している。

廃トナー回収ユニット７０は、画像形成装置１００の前面側に設けられた開閉カバー（図示せず）の内側に配置されており、集塵部７１と、集塵部７１の下方に設けられるトナー貯留部７２とを有する。廃トナー回収ユニット７０の下端部には回動支点（図示せず）が設けられており、画像形成装置１００本体に対して上下方向に開閉可能となっている。

集塵部７１には、現像装置３ａ〜３ｄのダクト連結部５２に連結されるトナー吸引口７３が形成されている。集塵部７１の一端には、画像形成装置１００本体側に設けられた吸引ファン８３（図８参照）に連結される開口部７１ａが形成されている。また、吸引ファン８３によって生じる空気流に対して開口部７１ａの上流側にはフィルター７４が配置されている。フィルター７４は、集塵部７１の上部全域を覆うように配置される第１フィルター７４ａと、第１フィルター７４ａの下流側において開口部７１ａを覆うように配置される第２フィルター７４ｂとで構成されており、トナー吸引口７３から空気と共に吸入されたトナーの集塵部７１からの漏出を防止している。

トナー貯留部７２の上部には、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄのトナー排出部４１が連結される第１連結部７５が形成されている。トナー排出部４１は、クリーニング装置７ａ〜７ｄの回収スパイラル３３の軸方向に連続しており、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの挿入方向上流側の端部に突設されている。トナー貯留部７２の一端部（図５の右端）には第２連結部７６が形成されている。第２連結部７６には、ベルトクリーナー１９によって中間転写ベルト８から除去された廃トナーを搬送する廃トナー搬送経路（図示せず）が連結される。

集塵部７１の容量は、トナー貯留部７２が満杯となった時点でも十分にトナーの貯留スペースが残るように設計されている。即ち、集塵部７１の容量をＶ、廃トナー回収ユニット７０の使用開始からトナー貯留部７２が満杯となるまでの画像形成装置１００の累積駆動時間をｔ、集塵部７１に貯留されるトナーの単位時間当たりの増加量をΔｖとすると、Ｖ＞Δｖ×ｔの関係が成り立つようにしている。

画像形成装置１００本体側（図５の紙面手前側）に対向するトナー貯留部７２の側面には廃トナー検知部７７が形成されている。図６は、廃トナー検知部７７を含むトナー貯留部７２の側面断面図であり、図７は、廃トナー検知部７７及び満杯検知センサー８５の平面図である。

図６に示すように、トナー貯留部７２内には攪拌スパイラル７８ａ、７８ｂが配置されている。攪拌スパイラル７８ａ、７８ｂは、トナー貯留部７２に貯留された廃トナーＴ１を攪拌して偏りを均すことにより、トナー貯留部７２の全域に亘って廃トナーＴ１を効率的に貯留する。また、トナー貯留部７２には廃トナー検知部７７に連通する開口部７２ａが形成されており、攪拌スパイラル７８ａ、７８ｂによって搬送される廃トナーＴ１は開口部７２ａを介して廃トナー検知部７７に送り込まれる。廃トナー検知部７７の外側にはトナー貯留部７２内に貯留される廃トナー量が満杯であるか否かを検出する満杯検知センサー８５が配置されている。

図７に示すように、満杯検知センサー８５は赤外線を出射する発光部８５ａと赤外線を受光する受光部８５ｂとを有するＰＩ（フォトインタラプター）センサーであり、発光部８５ａと受光部８５ｂが廃トナー検知部７７を挟むように配置されている。また、発光部８５ａ及び受光部８５ｂと対向する廃トナー検知部７７の側面７７ａ、７７ｂは赤外線透過樹脂で形成されている。

廃トナー検知部７７に送り込まれた廃トナーＴが満杯検知センサー８５の高さまで到達していない状態では、発光部８５ａから出射された赤外線は廃トナー検知部７７を透過して受光部８５ｂに到達しており、受光部８５ｂの受光信号レベルがＨＩＧＨ状態となっている。廃トナーＴが満杯検知センサー８５の高さまで到達すると、廃トナーＴが発光部８５ａから受光部８５ｂまでの光路を遮断することにより受光部８５ｂの受光信号レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに切り換わり、廃トナーＴの高さ、即ちトナー貯留部７２の満杯状態を検知可能となっている。

なお、ここでは満杯検知センサー８５として赤外線を検知する光学式センサーを用いたが、廃トナー検知部７７の側面７７ａ、７７ｂを透明にすれば、可視光を検知する光学式センサーを用いることもできる。

また、トナー貯留部７２の満杯を検知する機構は光学式センサーに限定されるものではなく、他の検知機構を用いることもできる。但し、廃トナー回収ユニット７０は、トナー貯留部７２が満杯となった後は廃棄、交換されるため、廃トナー回収ユニット７０の外部から廃トナー量を検知可能な方法が好ましい。例えば、磁性トナーを用いる場合は廃トナー量の増加に伴う透磁率の変化を透磁率センサーで検知する方法が挙げられる。或いは、廃トナー回収ユニット７０を揺動可能な台座上に載置するとともに、廃トナー回収ユニット７０の重量変化による台座の揺動をＰＩ（フォトインタラプター）センサーを用いて検知する方法等が挙げられる。

図８は、画像形成装置１００の制御経路を説明するためのブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御手段は複雑なものとなる。そこで、ここでは廃トナー回収ユニット７０への廃トナーの貯留、並びに廃トナー回収ユニット７０の交換時期の通知制御に必要となる部分のみを説明する。また、既に説明した部分については説明を省略する。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部８０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ９５を少なくとも備えている。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御に必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９５を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号が、Ｉ／Ｆ９５を通じてＣＰＵ９１に送信される。例えば、満杯検知センサー８５からの検知信号は、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）９５を介して制御部９０内のＣＰＵ９１に送信される。

吸引ファン８３は、廃トナー回収ユニット７０の集塵部７１に設けられた開口部７１ａ（図４参照）に連結され、ダクト５１、ダクト連結部５２を介して現像装置３ａ〜３ｄ内の浮遊トナーを空気流と共に吸引する。

操作部８０には、液晶表示部８１、各種の状態を示すＬＥＤ８２が設けられており、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。その他、操作部８０には、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。

ＣＰＵ９１は、満杯検知センサー８５からの検知信号に基づいてＲＯＭ９２に記憶されたメッセージデータを選択し、操作部８０内の液晶表示部８１に表示する。例えば、満杯検知センサー８５により廃トナー回収ユニット７０の満杯が検知されたときは、ユーザーに廃トナー回収ユニット７０の交換を要求する「廃トナー回収ユニットを交換してください。」というメッセージが選択される。

図９は、ドラムユニット４０ａと廃トナー回収ユニット７０との連結部分の側面断面図（図５のＡＡ′矢視断面図）であり、図１０は、現像装置３ａと廃トナー回収ユニット７０との連結部分の側面断面図（図５のＢＢ′矢視断面図）である。図９及び図１０の状態、即ち、各現像装置３ａ〜３ｄ及び各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄが画像形成装置１００本体へ装填され、廃トナー回収ユニット７０が閉じられた状態では、現像装置３ａ〜３ｄのダクト連結部５２が廃トナー回収ユニット７０の集塵部７１に形成されたトナー吸引口７３に連結されている。また、ドラムユニット４０ａ〜４０ｂのトナー排出部４１が廃トナー回収ユニット７０のトナー貯留部７２に形成された第１連結部７５に連結されている。

この状態で回収スパイラル３３を回転させると、図９に示すように、クリーニング装置７ａ〜７ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面から回収された廃棄トナーはトナー排出部４１の排出口４１ａからトナー貯留部７２内に排出される。また、トナー貯留部７２の第２連結部７６（図５参照）にはベルトクリーナー１９（図１参照）も連結されており、ベルトクリーナー１９によって中間転写ベルト８表面から回収された廃棄トナーもトナー貯留部７２に貯留される。

また、吸引ファン８３（図８参照）を駆動させると、現像装置３ａ〜３ｄ内の浮遊トナーがダクト５１、ダクト連結部５２、トナー吸引口７３を介して集塵部７１内に吸引される。集塵部７１内に吸引されたトナーＴ２は開口部７１ａに設けられた第１フィルター７４ａ、第２フィルター７４ｂによって開口部７１ａから漏出することなく集塵部７１内に貯留される。

次に、画像形成装置１００に対する現像装置３ａ〜３ｄ、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの着脱動作について説明する。図９及び図１０の状態から廃トナー回収ユニット７０を開放すると、廃トナー回収ユニット７０が現像装置３ａ〜３ｄ、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄから離間する。そして、現像装置３ａ〜３ｄのダクト連結部５２と集塵部７１のトナー吸引口７３との連結が解除される。また、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄのトナー排出部４１とトナー貯留部７２の第１連結部７５との連結が解除される。これにより、現像装置３ａ〜３ｄ、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの挿入方向上流側の端部へのアクセスが可能となる。

例えば、画像形成装置１００から現像装置３ａを取り外す場合は、現像装置３ａの挿入方向上流側の端部に形成された取手部３３とロック解除レバー３７（図３参照）とを親指と人差し指で同時に把持する。そして、ロック解除レバー３７を押し上げて現像装置３ａの前側下方に設けられた係合爪３５とユニット支持トレイとの係合を解除し、現像装置３ａを挿入方向上流側（図１０の左側）へ引き出す。

一方、画像形成装置１００に現像装置３ａを装着する場合は、現像装置３ａを挿入方向下流側（図１０の右側）へ挿入する。そして、現像装置３ａを完全に挿入したとき、係合爪３５が画像形成装置１００本体側のユニット支持トレイ（図示せず）と係合することで現像装置３ａが装着状態で保持される。なお、他の現像装置３ｂ〜３ｄ、及びドラムユニット４０ａ〜４０ｄについても同様の操作により画像形成装置１００に対して着脱することができる。

本実施形態の廃トナー回収ユニット７０は、現像装置３ａ〜３ｄ内の浮遊トナーが貯留される集塵部７１と、クリーニング装置７ａ〜７ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面から回収された廃棄トナー、及びベルトクリーナー１９によって中間転写ベルト８表面から回収された廃棄トナーを貯留するトナー貯留部７２とが一体化されている。これにより、集塵部７１とトナー貯留部７２とが別個に設けられている場合に比べて廃トナー回収ユニット７０の交換頻度を大幅に減少させることができ、メンテナンス性が向上する。

また、集塵部７１の容量は、トナー貯留部７２が満杯となった時点でも十分に貯留スペースがあるため、満杯検知センサー８５によりトナー貯留部７２の満杯が検知された時点で廃トナー回収ユニット７０を交換すればよい。従って、満杯検知センサー８５も１つのみで足りるため、画像形成装置１００の構成が簡素化するとともに低コスト化にも貢献する。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、二成分現像剤を用いて磁気ローラー２７上に磁気ブラシを形成し、磁気ローラー２７から現像ローラー２９にトナーのみを移動させ、現像ローラー２９から感光体ドラム１ａ〜１ｄにトナーを飛翔させる現像装置３ａ〜３ｄを例に挙げて説明したが、本発明は、飛散トナーを吸引する集塵部７１が連結される現像装置であれば、現像ローラー２９を用いずに磁気ローラー２７上に形成された磁気ブラシを感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触させる現像方式等の、他の方式の現像装置にも同様に適用可能である。

また、上記実施形態では、操作部８０の液晶表示部８１に文字メッセージを表示して廃トナー回収ユニット７０の交換時期の通知を行うこととしたが、例えば文字メッセージデータに代えて音声メッセージデータをＲＯＭ９２に記憶しておき、音声メッセージを用いて交換時期を通知する構成としても良い。

また本発明は、図１に示したようなカラープリンターに限らず、モノクロプリンター、モノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機（コピー、ファクシミリ、スキャナー等の諸機能を併せ持つもので、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）とも呼ばれる）等の他の画像形成装置にも適用可能である。

本発明は、画像形成装置本体に対し着脱可能に装着される廃トナー回収容器に利用可能である。本発明の利用により、像担持体表面から除去された廃トナー及び現像装置内から吸引された浮遊トナーの回収作業を簡素化できる廃トナー回収容器及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
７ａ〜７ｄ クリーニング装置
８ 中間転写ベルト（像担持体）
４０ａ〜４０ｄ ドラムユニット
４１ トナー排出部
５０ 現像装置
７０ 廃トナー回収ユニット（廃トナー回収容器）
７１ 集塵部
７２ トナー貯留部
７３ トナー吸引口
７４ フィルター
７５ 第１連結部
７６ 第２連結部
７７ 廃トナー検知部
７８ａ、７８ｂ 攪拌スパイラル
８０ 操作部
８１ 液晶表示部（通知手段）
８３ 吸引ファン
８５ 満杯検知センサー（満杯検知機構）
９０ 制御部
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部

Claims (4)

1. 像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置と、
   画像形成装置本体に対し着脱可能であり、前記像担持体にトナーを供給する現像装置と、
   前記画像形成装置本体に対し着脱可能であり、前記クリーニング装置に連結され、前記クリーニング装置により除去された廃トナーを貯留するトナー貯留部と、前記現像装置に連結され、前記現像装置内の空気と共に吸引された浮遊トナーを貯留する集塵部と、が一体形成される廃トナー回収容器と、
   を含む廃トナー回収機構であって、
   前記現像装置の上部には、前記現像装置の内部に連通する複数の空気流入口を有するダクトが形成され、前記現像装置の挿入方向上流側の端部には、前記ダクトを前記集塵部に連結するダクト連結部が形成されており、
   前記廃トナー回収容器は、前記現像装置の挿入方向上流側に隣接して配置され、前記集塵部には、前記現像装置のダクト連結部に連結されるトナー吸引口が形成されることを特徴とする廃トナー回収機構。
2. 前記集塵部には、前記現像装置内の空気を吸引するファンが連結される開口部が形成されており、前記ファンによって生じる空気流に対して前記開口部の上流側にはトナーを捕集するフィルターが設けられており、
   前記フィルターは、前記集塵部の上部全域を覆うように配置される第１フィルターと、前記空気流に対して前記第１フィルターの下流側において前記開口部を覆うように配置される第２フィルターと、で構成されることを特徴とする請求項１に記載の廃トナー回収機構。
3. 前記集塵部の容量をＶ、前記トナー貯留部が満杯となるまでの前記画像形成装置の累積駆動時間をｔ、前記集塵部に貯留されるトナーの単位時間当たりの増加量をΔｖとするとき、Ｖ＞Δｖ×ｔの関係が成り立つことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の廃トナー回収機構。
4. 請求項３に記載の廃トナー回収機構と、
   前記トナー貯留部の満杯を検知する満杯検知機構と、
   前記廃トナー回収容器の交換の要否を通知する通知手段と、
   前記満杯検知機構により前記トナー貯留部が満杯になったことが検知されたとき、前記通知手段を用いて前記廃トナー回収容器の交換を要求する通知を行う制御部と、
   を備えた画像形成装置。