JP5915974B2 - 廃現像剤回収装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、廃現像剤回収装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいは、これらの機能を併せ持つ画像形成装置には、電子写真方式の画像形成技術を採用する装置がある。

電子写真方式の画像形成技術は、感光体ドラムの表面にレーザ光を照射することより形成した静電潜像に現像装置からトナーを供給することによりトナー像を形成した後、そのトナー像を記録媒体に転写し、さらにその転写されたトナー像を定着装置により記録媒体に定着する技術である。

ところで、画像形成装置の処理速度が向上すると、現像装置の現像ロールの回転数が上がり、それに伴いトナーのクラウドの発生量が増加する。このトナーのクラウドの発生量を低減する方法として、現像装置内の圧力を低下させる方法があり、現像装置のハウジングに圧力開放のための開口部を設け、そこにフィルタを設置する構造がある（特許文献１参照）。また、トナーが画像形成装置の外部に漏れないように画像形成装置内のトナーを回収する廃トナー回収装置を設置する構造がある（特許文献２，３参照）。

特開２００９−３７０６３号公報 特開２０１０−２２４０１７号公報 特開２００９−１２２３２６号公報

本発明は、現像装置内に存在する空気を外部に開放する構成において、当該空気が開放される開口を、現像装置の内部に設ける場合や現像剤の下方経路部における最下面よりも下流側又は最下面よりも下方に設ける場合に比べて、空気が開口部を抜けるときに当該空気と共に開口部に達してしまう現像剤の量を軽減することのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の廃現像剤回収装置は、現像剤を用いて潜像を現像する現像装置と、前記現像装置からの前記現像剤を収容する収容部と、前記現像装置から前記収容部までの経路であって、前記現像装置内の現像剤が当該現像装置内の空気と共に流入し且つ当該流入した現像剤を下方に導く下方経路部を含み、前記下方経路部の最下面よりも上方で且つ上流側で上方に分岐する分岐経路部を備えた経路部と、前記経路部に流入した前記空気の一部が当該経路部の外に開放されるよう、前記分岐経路部における分岐した地点よりも上方に設けられて上方に向けて開口する開口部とを有し、前記分岐経路部が、前記下方経路部の重力方向上方側に位置して、前記下方経路部と重力方向で重なるように設けられている、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記分岐経路部は、前記分岐経路部における前記分岐した地点と前記開口部との間に、前記分岐した地点から当該分岐経路部へと流入する空気の流れに対して交差する面部分を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、前記下方経路部は、上方から下方に向かって断面積が小さくなる部分を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の廃現像剤回収装置と、前記廃現像剤回収装置の前記現像装置から供給された現像剤により現像された潜像を保持する像保持体と、前記像保持体の潜像を被転写体に転写する転写手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、現像装置内に存在する空気を外部に開放する構成において、当該空気が開放される開口を、現像装置の内部に設ける場合や現像剤の下方経路部における最下面よりも下流側又は最下面よりも下方に設ける場合に比べて、当該空気が開口部を抜けるときに当該空気と共に開口部に達してしまう現像剤の量を軽減することが可能になる。

また、請求項１記載の発明によれば、現像装置内に存在する空気が開放される開口が上向き開口でない場合に比べて、当該空気が開口部を抜けるときに当該空気と共に開口部に達してしまう現像剤の量を軽減することが可能になる。

さらに、請求項１記載の発明によれば、現像装置内に存在する空気が開放される開口が分岐経路部における分岐した地点よりも上方に設けられていない場合に比べて、当該空気が開口部を抜けるときに当該空気と共に開口部に達してしまう現像剤の量を軽減することが可能になる。

請求項２記載の発明によれば、分岐経路部において分岐経路部へと流入する空気の流れに対して交差する面部分を有しない場合に比べて、分岐経路部に流入した空気中に浮遊する現像剤を落下させ易くすることが可能になる。

請求項３記載の発明によれば、下方経路部に、上方から下方に向かって断面積が小さくなる部分がない場合に比べて、下方経路部に流入した空気中に浮遊する現像剤を落下させ易くすることが可能になる。

請求項４記載の発明によれば、現像装置内に存在する空気を外部に開放する構成において、当該空気が開放される開口を、現像装置の内部に設ける場合や現像剤の下方経路部における最下面よりも下流側又は最下面よりも下方に設ける場合に比べて、当該空気が開口部を抜けるときに当該空気と共に開口部に達してしまう現像剤の量を軽減することができる画像形成装置を提供することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を前面側から見た概略構成図である。 図１の画像形成装置の現像装置の断面図である。 図１の画像形成装置を背面側から見た概略構成図である。 図３の画像形成装置の内部背面の具体例を示した画像形成装置の分解斜視図である。 図４の画像形成装置の廃トナー回収装置の要部拡大斜視図である。 図５の廃トナー回収装置のファンネル部および現像装置の一部を破断して示した要部斜視図である。 図５の廃トナー回収装置のファンネル部および現像装置の一部を破断して示した要部斜視図である。 図５のファンネル部の一部を破断して示した拡大斜視図である。 図８のＸ１−Ｘ１線の断面図である。 図８のＺ１−Ｚ１線の断面図である。 現像装置から図８のファンネル部の内部に流入した空気およびトナーの流れを模式的に示したファンネル部の斜視図である。 現像装置から図８のファンネル部の内部に流入した空気およびトナーの流れを模式的に示したファンネル部の正面図である。 図８のファンネル部のＸ１−Ｘ１線の断面図である。 図８のファンネル部のＸ１−Ｘ１線の断面図である。 図８のファンネル部のＸ１−Ｘ１線の断面図である。 下方経路部の一例を示す廃トナー回収装置の概略構成図である。 上向き開口の場合と上向き開口でない場合との一例を示す廃トナー回収装置の概略構成図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本実施の形態の画像形成装置を前面側から見た概略構成図である。なお、ここでは説明を簡単にするため、用紙等のような記録媒体上に定着させるトナーを現像剤とする１成分の現像剤を用いた場合について説明するが、これに限定されるものではなく、トナーにキャリアを混合させた２成分の現像剤を用いても良い。

本実施の形態の画像形成装置１は、例えばタンデム型のカラープリンタであり、複数の作像ユニット２（２ｗ，２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ）と、中間転写ベルト（被転写体の一例）３と、ベルトクリーナ４と、バックアップロール５ａおよび二次転写ロール５ｂの対と、供給容器６と、搬送系７と、定着装置８とを備えている。

作像ユニット２は、例えばホワイト、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成する５つのカラー用の作像ユニット２ｗ，２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋを備えており、各色の画像データに応じて形成した画像を中間転写ベルト３に一次転写するようになっている。

これら５基の作像ユニット２ｗ，２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋは中間転写ベルト３の回転方向に沿って、例えば、ホワイト、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の順に配置されている。

各作像ユニット２は、感光体ドラム（像保持体の一例）１０と、感光体ドラム１０の表面を規定の電位に帯電させる帯電装置２０と、帯電された感光体ドラム１０上にレーザ光ＬＢを照射して静電潜像を形成する露光装置３０と、静電潜像が形成された感光体ドラム１０の表面にトナーを供給することでトナー像を現像する現像装置４０と、感光体ドラム１０の表面のトナー像を一次転写部において中間転写ベルト３に転写する一次転写ロール（転写手段の一例）５０と、トナー像を転写した後の感光体ドラム１０の表面から残留トナーや紙粉を除去するドラムクリーナ６０とを備えている。

なお、各作像ユニット２の上方には、現像装置４０に各色のトナーを供給するトナー供給容器の一例であるトナーカートリッジ７０が設置されている。また、各作像ユニット２の感光体ドラム１０、帯電装置２０、現像装置４０およびドラムクリーナ６０は、それぞれが画像形成装置１に対して着脱自在の状態で設置されている。

各作像ユニット２の一次転写ロール５０は、各感光体ドラム１０との間に中間転写ベルト３を挟むようにして配置されている。そして、各一次転写ロール５０にトナーの帯電電極に対して逆極性の転写バイアス電圧が印加されることにより、感光体ドラム１０と一次転写ロール５０との間に電界が形成され、感光体ドラム１０上で電荷を帯びているトナーがクーロン力により中間転写ベルト３に転写されるようになっている。なお、感光体ドラム１０は一次転写に際して時計回りの方向に回転する。

上記した中間転写ベルト３は、各作像ユニット２により形成された各色成分のトナー像が順次転写（一次転写）され保持される部材である。この中間転写ベルト３は、複数の支持ロール８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，８０ｅ，８０ｆおよびバックアップロール５ａに掛け渡された状態で無端状に形成されており、反時計回りに回転しながら各色の作像ユニット２ｗ，２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋで形成されたトナー像の一次転写を受けるようになっている。

上記したベルトクリーナ４は、バックアップロール５ａおよび二次転写ロール５ｂによる後述の二次転写後に中間転写ベルト３に残されたトナーを除去し回収する装置である。

上記したバックアップロール５ａおよび二次転写ロール５ｂの対は、中間転写ベルト３上に多重転写されたトナー像を用紙等のような記録媒体に一括転写（二次転写）してフルカラーの画像を形成するための機構部であり、中間転写ベルト３を挟んで互いに対向した状態で配置されている。

バックアップロール５ａと二次転写ロール５ｂとの対向部が二次転写部になっている。バックアップロール５ａは中間転写ベルト３の裏面側に回転自在の状態で設置され、二次転写ロール５ｂは中間転写ベルト３のトナー像の転写面に対向した位置に回転自在の状態で設置されている。

中間転写ベルト３のトナー像の転写においては、バックアップロール５ａにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加するか、または、二次転写ロール５ｂにトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する。これにより、バックアップロール５ａと二次転写ロール５ｂとの間に転写電界が形成され、中間転写ベルト３上に保持された未定着のトナー像が用紙等に転写されるようになっている。

上記した供給容器６，６には、それぞれ複数枚の用紙等が収容されている。供給容器６内の用紙等は、搬送系７のピックアップロール（図示せず）により引き出された後、搬送系７の搬送路７ａを通じて搬送系７のレジストロール７ｒに搬送される。レジストロール７ｒでは、搬送された用紙等を二次転写部に搬送するタイミングが制御される。

二次転写部においてトナー像が転写された用紙等は、搬送系７の搬送ベルト７ｂ，７ｃを通じて定着装置８へと搬送される。定着装置８は、用紙等に転写された未定着のトナー像を熱と圧力とにより定着させる装置である。ここでは、加熱ロール８ａと加圧ロール８ｂとを搬送路を挟んで対向させた状態で備える定着装置が例示されている。ただし、加熱ロール８ａと、加圧ロール８ｂと、それらの間の定着ニップ部を通過するように設けられた加熱ベルト（図示せず）とを備える定着装置を用いても良い。

次に、図２は図１の画像形成装置の現像装置の断面図である。

現像装置４０は、支持枠体として機能するハウジング４１を備えている。このハウジング４１には、トナーを収容するトナー収容部４１ａと、感光体ドラム１０に対向する位置に形成された開口部４１ｂとが形成されている。また、このハウジング４１の内部には、２本の現像ロール４２ａ，４２ｂと、２本のトナー搬送部材４３ａ，４３ｂと、層厚規制部材４４と、回転搬送体４５と、トナー搬送ガイド４６とが支持されている。

現像ロール４２ａ，４２ｂは、トナーを用いて感光体ドラム１０の表面にトナー像を現像する部材であり、その各々の外周面の一部が開口部４１ｂを通じて露出された状態で上下方向に沿って並んで配置されている。現像ロール４２ａ，４２ｂは、その各々の回転軸が感光体ドラム１０の回転軸に沿うように配置されている。

各現像ロール４２ａ，４２ｂの外周面は、感光体ドラム１０の外周面に対して隙間を隔てて対向しており、その対向部分（現像ニップ部分、現像極）を通じて各現像ロール４２ａ，４２ｂから感光体ドラム１０にトナーが供給されるようになっている。また、上下の現像ロール４２ａ，４２ｂの各々の外周面は、互いに隙間を隔てて対向しており、その対向部分を通じて下段の現像ロール４２ａから上段の現像ロール４２ｂにトナーが供給されるようになっている。

各現像ロール４２ａ，４２ｂは、マグネットロール４２ａｍ，４２ｂｍと、このマグネットロール４２ａｍ，４２ｂｍの外周に配置された筒状のスリーブ４２ａｓ，４２ｂｓとを備えている。マグネットロール４２ａｍ，４２ｂｍはハウジング４１に固定支持され、スリーブ４２ａｓ，４２ｂｓはマグネットロール４２ａｍ，４２ｂｍの外周面に沿って回転自在の状態で支持されている。

各マグネットロール４２ａｍ，４２ｂｍには、周方向に沿って複数の磁極（図示せず）が着磁されている。マグネットロール４２ａｍ，４２ｂｍに着磁された複数の磁極は、例えば、トナーを吸着する吸着極、隣接する極にトナーを搬送する搬送極、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像極、トナーを剥離する剥離極等が着磁されている。これにより、２本の現像ロール４２ａ，４２ｂの間でのトナーの受け渡しと、感光体ドラム１０に対するトナーの供給とが行われるようになっている。なお、各磁極はマグネットロール４２ａｍ，４２ｂｍの回転軸方向に着磁されており、その回転軸方向のいずれの位置でも周辺に磁界が形成されるようになっている。

スリーブ４２ａｓ，４２ｂｓは、例えばアルミニウム、真鍮、ステンレスあるいは導電性樹脂等のような非磁性体により形成されている。下段の現像ロール４２ａのスリーブ４２ａｓは、感光体ドラム１０に対向する部分において感光体ドラム１０の回転方向と同方向に回転し、上段の現像ロール４２ｂのスリーブ４２ｂｓは、感光体ドラム１０に対向する部分において感光体ドラム１０の回転方向と反対方向に回転するようになっている。

また、下段の現像ロール４２ａは、トナーを感光体ドラム１０に供給する最後の現像ロールになる。このため、下段の現像ロール４２ａでは、感光体ドラム１０に良好な画像が形成されるように感光体ドラム１０に供給するトナーの量が調整されるようになっている。

なお、ハウジング４１の開口部４１ｂにおいて上下二段の現像ロール４２ａ，４２ｂの間には、封止ロール４７が設けられている。この封止ロール４７は、現像装置４０内のトナーが現像ロール４２ａ，４２ｂ間を通じて外部に漏れないように封止する部材である。封止ロール４７の回転軸は、現像ロール４２ａ，４２ｂの回転軸に沿うように配置されている。

上記したトナー収容部４１ａの内部には、２つのトナー収容領域４１ｃ，４１ｃが隔壁４１ｄを挟んで互いに沿うように形成されている。この２つのトナー収容領域４１ｃ，４１ｃは、トナー収容部４１ａの長手方向の両端側において隔壁４１ｄに形成された開口部（図示せず）を通じて繋がっている。

トナー収容部４１ａの各トナー収容領域４１ｃ，４１ｃには、上記したトナー搬送部材４３ａ，４３ｂが回転自在の状態で配置されている。このトナー搬送部材４３ａ，４３ｂは、トナー収容領域４１ｃ，４１ｃ内のトナーを攪拌しながらトナー収容部４１ａの長手方向に沿って搬送する部材である。

トナー搬送部材４３ａ，４３ｂの外周には、例えば螺旋状の回転翼が形成されており、トナー搬送部材４３ａ，４３ｂが回転すると、各々のトナー収容領域４１ｃ，４１ｃ内のトナーが、トナー収容部４１ａの長手方向に沿って互いに相反する方向に搬送されるようになっている。そして、トナー収容部４１ａの各々のトナー収容領域４１ｃ，４１ｃのトナーは、トナー収容部４１ａの長手方向の両端において隔壁４１ｄに形成された開口部を通じて受け渡されトナー収容部４１ａ内を循環するようになっている。

この２本のトナー搬送部材４３ａ，４３ｂのうち、搬送下流のトナー搬送部材４３ｂは、下段の現像ロール４２ａに対して隙間を隔てて対向した状態で配置されており、その対向部分を通じてトナー搬送部材４３ｂ側から下段の現像ロール４２ａにトナーが供給されるようになっている。

なお、トナーカートリッジ７０（図１参照）は、搬送経路を通じてトナー収容部４１ａの長手方向の端部に形成されたトナー供給口（図示せず）に接続されており、トナーカートリッジ７０内のトナー（フレッシュトナー）が、トナー収容部４１ａのトナー供給口を通じてトナー収容部４１ａ内に供給されるようになっている。

上記した層厚規制部材４４は、トナー搬送部材４３ｂから現像ロール４２ａ，４２ｂに搬送されたトナーの層厚を規制する板状部材である。搬送下流のトナー搬送部材４３ｂから下段の現像ロール４２ａに受け渡されたトナーは、層厚規制部材４４によって層厚（トナーの量）が規制された後に各々の現像ロール４２ａ，４２ｂに搬送され、さらに感光体ドラム１０との対向部分（現像ニップ部分、現像極部分）に搬送されるようになっている。

この層厚規制部材４４の先端部は、下段の現像ロール４２ａの外周に対してトナーの層厚規定値に応じた隙間を隔てて対向した状態で配置されている。トナーは、層厚規制部材４４の先端部と下段の現像ロール４２ａのマグネットロール４２ａｍとの磁気的な相互作用により摩擦帯電されつつ、薄層化されて下段の現像ロール４２ａのスリーブ４２ａｓの表面に保持されるようになっている。

上記した回転搬送体４５は、上段の現像ロール４２ｂに残留したトナーをトナー収容部４１ａ内に戻すための部材であり、トナー搬送部材４３ａ，４３ｂ間の直上であって層厚規制部材４４の隣に時計回りの方向に回転自在の状態で設置されている。この回転搬送体４５は、その回転軸４５ａが現像ロール４２ａ，４２ｂおよびトナー搬送部材４３ａ，４３ｂの回転軸に沿うように配置されている。

この回転搬送体４５の回転軸４５ａの外周には４枚の回転翼４５ｂが形成されている。各回転翼４５ｂは、搬送されたトナーが保持されるように断面Ｌ字状に折り曲げられている。これは、回転搬送体４５を低速回転させてトナーを回転搬送体４５に溜めることにより、現像装置４０の大型化を招くことなくトナーの収容容量を増やすためである。

上記したトナー搬送ガイド４６は、上段の現像ロール４２ｂに残留したトナーを回転搬送体４５に搬送してトナー収容部４１ａ内に戻す経路を形成するための部材である。このトナー搬送ガイド４６は、上段の現像ロール４２ｂと回転搬送体４５との間であって層厚規制部材４４の直上に上段の現像ロール４２ｂから回転搬送体４５に向かって傾斜した状態で設置されている。

このトナー搬送ガイド４６は、その長手方向が現像ロール４２ｂおよび回転搬送体４５の回転軸４５ａに沿うように配置されている。そして、現像後に上段の現像ロール４２ｂに残留したトナーは、マグネットロール４２ｂｍの剥離極での反発力と現像ロール４２ｂの回転遠心力によりトナー搬送ガイド４６に移り、そのまま傾斜面を滑って回転搬送体４５に搬送されるようになっている。

次に、図３は図１の画像形成装置を背面側から見た概略構成図、図４は図３の画像形成装置の内部背面の具体例を示した画像形成装置の分解斜視図、図５は図４の画像形成装置の廃トナー回収装置の要部拡大斜視図である。なお、以下の図によっては図面相互間の位置関係を分かり易くするために座標Ｘ，Ｙ，Ｚを付した。

画像形成装置１は、画像形成装置１内で発生した廃トナーを回収するための廃トナー回収装置（廃現像剤回収装置の一例）１００を備えている。

廃トナー回収装置１００は、複数の作像ユニット２の各々に設けられた複数の現像装置４０と、トナーを回収する廃トナー回収容器（収容部の一例）１０１と、これらの間に接続されトナーを廃トナー回収容器１０１に搬送する搬送経路部１０２（経路部の一例）とを備えている。

搬送経路部１０２は、ファンネル部１０２ａ，１０２ｂと、廃トナー回収管１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆとを備えている。

ファンネル部１０２ａは、各作像ユニット２の各現像装置４０に対応するように複数並んで設置されている。各ファンネル部１０２ａは、各現像装置４０で生じたトナーを廃トナー回収容器１０１に搬送する機能を有する搬送管である。各ファンネル部１０２ａは、対応する各現像装置４０に接続されているとともに、各現像装置４０の高さ位置から下方に延びて廃トナー回収管１０２ｃに接続されている。また、図５に示すように、各ファンネル部１０２ａの上面には、現像装置４０内の圧力を開放するための圧抜き用の開口部１０３が形成されている。この開口部１０３は、後述するように、ファンネル部１０２ａの内部と繋がっている。また、開口部１０３には開口を塞ぐように後述のフィルタ（図示せず）が設置されている。なお、ファンネル部１０２ａの内部構造については後述する。

ファンネル部１０２ｂは、ベルトクリーナ４に対応するように設置されている。このファンネル部１０２ｂは、ベルトクリーナ４で回収されたトナーを廃トナー回収容器１０１に搬送する機能を有する搬送管である。ファンネル部１０２ｂは、ベルトクリーナ４に接続されているとともに、ベルトクリーナ４の高さ位置から下方に延びて廃トナー回収管１０２ｃに接続されている。

廃トナー回収管１０２ｃは、複数の作像ユニット２が並ぶ方向に沿って延び、その一部に接続された廃トナー回収管１０２ｄを通じて下方の廃トナー回収管１０２ｅに接続されている。廃トナー回収管１０２ｅは、複数の作像ユニット２が並ぶ方向に沿って延び、その一部に接続された廃トナー回収管１０２ｆを通じて下方の廃トナー回収容器１０１に接続されている。

次に、図６および図７は図５の廃トナー回収装置のファンネル部および現像装置の一部を破断して示した要部斜視図である。なお、矢印Ａは現像装置４０からファンネル部１０２ａに流れる空気（トナーを含む）の流れを示し、矢印Ｂはファンネル部１０２ａ内での廃トナーの流れを示し、矢印Ｃは廃トナー回収管１０２ｃ内での廃トナーの流れを示し、矢印Ｄは現像装置４０の内部の圧力を開放するための空気の流れを示している。

図６に示すように、現像装置４０のトナー収容部４１ａ内における一方のトナー収容領域４１ｃの長手方向端部は、ファンネル部１０２ａに接続されている。現像装置４０の内部の圧力が画像形成装置１の外部の圧力よりも高いため、現像装置４０の内部の廃トナーを含む空気が、矢印Ａに示すように、現像装置４０の内部からファンネル部１０２ａの内部に流入するようになっている。そして、ファンネル部１０２ａの内部に流入したトナーは、矢印Ｂに示すように、ファンネル部１０２ａの内部の経路を通じて下方の廃トナー回収管１０２ｃに搬送され、さらに、矢印Ｃに示すように、廃トナー回収容器１０１（図３参照）側に搬送されるようになっている。

また、図７に示すように、感光体ドラム１０と現像ロール４２ａ，４２ｂとの間の空間は、ファンネル部１０２ａに接続されている。感光体ドラム１０と現像ロール４２ａ，４２ｂとの間の空間の圧力も画像形成装置１の外部の圧力よりも高いため、当該空間からトナーを含む空気がファンネル部１０２ａに流入するようになっている。この場合もファンネル部１０２ａの内部に流入したトナーは、矢印Ｂに示すように、ファンネル部１０２ａの内部の経路を通じて下方の廃トナー回収管１０２ｃに搬送され、廃トナー回収容器１０１側に搬送されるようになっている。

一方、図６および図７に示すように、現像装置４０の内部および感光体ドラム１０と現像ロール４２ａ，４２ｂとの間の空間からファンネル部１０２ａの内部に流入した空気（トナーを含む）は、ファンネル部１０２ａの内部の経路を通じて、矢印Ｄに示すように、ファンネル部１０２ａの上面に形成された圧抜き用の開口部１０３から画像形成装置１の外部に放出されるようになっている。なお、開口部１０３には後述のフィルタ（図６および図７には図示せず）が設置されている。

このように本実施の形態においては、ファンネル部１０２ａにおいて、現像装置４０の内部からのトナーの搬送経路と、感光体ドラム１０と現像ロール４２ａ，４２ｂとの間の空間からのトナーの搬送経路とを共有している。

また、上記のように画像形成装置１においては、感光体ドラム１０に対してトナーを供給するために現像装置４０の現像ロール４２ａ，４２ｂを回転させているが、その現像ロール４２ａ，４２ｂの回転により気流が発生し、現像装置４０の内部に空気が流れ込むと、現像装置４０の内部の静電気的拘束力を受け難いトナーが気流に乗って現像装置４０の内部に浮遊しトナーのクラウドを発生させる。近年は、画像形成装置１の処理速度の高速化が進められているため、現像装置４０の現像ロール４２ａ，４２ｂの回転数が上がり、それに伴いトナーのクラウドの発生量が増加する。

これに対して本実施の形態においては廃トナー回収装置１００を構成するファンネル部１０２ａの開口部１０３を通じて現像装置４０の内部の空気が放出され、現像装置４０の内部の圧力が開放されるようになっている。これにより、内部の圧力が開放されない構成に比べ、現像装置４０の内部と外部との圧力差が小さくなる。現像装置の内部と外部との圧力差が小さい方が、現像装置内部のトナーが外部に放出されにくくなる。

さらに、現像装置４０のハウジング４１に圧抜き用の開口部を設ける場合もあるが、その場合、トナー収容領域４１ｃが近いので圧抜き用の開口部に到達するトナーの量が多くなってしまう。開口部にフィルタを設置した場合には、フィルタがトナーにより目詰まりしてしまう。これに対して本実施の形態においては現像装置４０の圧抜き用の開口部１０３が現像装置４０から離れた廃トナー回収装置１００のファンネル部１０２ａに設けられているので、現像装置４０のハウジング４１に圧抜き用の開口部を設ける場合に比べて、圧抜き用の開口部１０３に到達するトナーの量が減る。

次に、図８は図５のファンネル部の一部を破断して示した拡大斜視図、図９は図８のＸ１−Ｘ１線の断面図、図１０は図８のＺ１−Ｚ１線の断面図である。なお、図８では説明を分かり易くするためにファンネル部１０２ａの内部を透かして見せている。

ファンネル部１０２ａは、中空状に形成されている。現像装置４０のトナー収容領域４１ｃとファンネル部１０２ａの内部とは、ファンネル部１０２ａの側面に形成された開口部１０４（図８参照）を通じて互いに接続されている。なお、現像装置４０とファンネル部１０２ａとの接続部には、シール部材１０５（図９参照）が装着されている。これにより、シール部材が装着されない場合よりも気密性が保たれ、現像装置４０とファンネル部１０２ａとの接続部を通じてトナーが外部に漏れないようになっている。

ファンネル部１０２ａの内部には、下方に向かう第１の経路部１０２ａ１（下方経路部の一例）と、その第１の経路部１０２ａ１の一部から分岐して上方に向かう第２の経路部１０２ａ２（分岐経路部の一例）とが形成されている。

第１の経路部１０２ａ１は、搬送経路部１０２のうち、その経路が垂直成分を有する領域を指し、開口部１０４から下方に延び廃トナー回収管１０２ｃに達するまでの経路であり、現像装置４０から開口部１０４を通じてファンネル部１０２ａの内部に流入してきたトナーを下方の廃トナー回収管１０２ｃに導く経路である（図１０の破線で囲んだ箇所等を参照）。なお、第１の経路部１０２ａ１で例示される下方経路部および垂直成分を有する領域についての用語の定義は後述する。

一方、第２の経路部１０２ａ２は、第１の経路部１０２ａ１の途中から上方に延び第２の経路部１０２ａ２の上部に形成された上記圧抜き用の開口部１０３に達するまでの経路であり、現像装置４０から開口部１０４を通じてファンネル部１０２ａの内部に流入した空気を開口部１０３に導く経路である。

開口部１０３は、搬送経路部１０２に流入した空気の一部が搬送経路部１０２の外に開放されるよう、第１の経路部１０２ａ１の最下面よりも上方で且つ上流側に設けられている。これにより、現像装置４０内に存在する空気を外部に開放する構成において、当該空気が開放される開口部１０３を、現像装置４０の内部に設ける場合や現像剤の第１の経路部１０２ａ１における最下面よりも下流側又は最下面よりも下方に設ける場合に比べて、当該空気が開口部１０３を抜けるときに当該空気と共に開口部に達してしまう現像剤の量が軽減する。この上流・下流の基準となる方向は、現像装置４０から収容部の一例の廃トナー回収容器１０１に向かう経路内での現像剤の移動方向である。

また、開口部１０３は、第２の経路部１０２ａ２において第１の経路部１０２ａ１から分岐した地点よりも上方に設けられている。これにより、開口部１０３が第２の経路部１０２ａ２において第１の経路部１０２ａ１から分岐した地点よりも上方に設けられていない場合に比べて、現像装置４０から流入した空気が開口部１０３を抜けるときに当該空気と共に開口部１０３に達してしまう現像剤の量が軽減される。

この開口部１０３には、上記したフィルタ１０６（図８および図１０参照）が開口を塞ぐように設置されている。フィルタ１０６は、第２の経路部１０２ａ２に流入した空気は通過させるが、第２の経路部１０２ａ２に侵入したトナーは通過させ難い部材である。

上記した第１の経路部１０２ａ１は、例えば漏斗状に形成されている。すなわち、第１の経路部１０２ａ１は、上方から下方に向かって断面積が次第に小さくなる部分を有している。これにより、第１の経路部１０２ａ１に、上方から下方に向かって断面積が小さくなる部分がない場合に比べて、第１の経路部１０２ａ１に流入した空気中に浮遊する現像剤が落下し易くなる。なお、第１の経路部１０２ａ１には、その経路に沿ってコイル状の部材１０７（図９参照）が設けられている。このコイル状の部材１０７は、トナーの落下を促進するための部材である。

上記した第２の経路部１０２ａ２は、迷路形状の経路を有している。すなわち、開口部１０３と第２の経路部１０２ａ２の入口（第１の経路部１０２ａ１から分岐する部分）との間には、第２の経路部１０２ａ２の入口から開口部１０３に向かう空気の流れに対して交差する面部分が設置されている。第２の経路部１０２ａ２に流入した空気が上記面部分に当たると、空気の勢力が弱まり、上記面部分を有しない場合に比べて、第２の経路部１０２ａ２の入口から開口部１０３に向かう空気中に浮遊するトナーも落下し易くなる。

また、開口部１０３がファンネル部１０２ａの上面に形成されている。この開口部１０３は、上向き開口とされている。上向き開口とは、開口の周囲により形成される仮想平面に対して経路の内側から垂直に交わるベクトルが上方成分を持つような開口を指す。開口部１０３を上向き開口とすることにより、現像装置４０内に存在する空気が開放される開口が上向き開口でない場合に比べて、当該空気が開口部１０３を抜けるときに当該空気と共に開口部１０３に達してしまう現像剤の量が軽減する。

また、第１の経路部１０２ａ１および第２の経路部１０２ａ２は、例えば上下方向に交差する面の断面形状が略矩形状になるように、互いに交差する面に囲まれることで形成されている。第１の経路部１０２ａ１および第２の経路部１０２ａ２の当該断面形状を円形状または楕円形状にしても良いが、略矩形状に形成することにより、ファンネル部１０２ａの内部の壁面に沿って流れる空気および空気中のトナーが、ファンネル部１０２ａの内部の壁面に当たり易くなる。

また、ファンネル部１０２ａの第１の経路部１０２ａ１および第２の経路部１０２ａ２には、開口部１０８（図８および図１０参照）を通じて感光体ドラム１０と現像ロール４２ａ，４２ｂとの間の空間も接続されている。この構成により、感光体ドラム１０と現像ロール４２ａ，４２ｂとの間の空間から開口部１０８を通じてファンネル部１０２ａの内部に流入したトナーは第１の経路部１０２ａ１を通じて廃トナー回収管１０２ｃに搬送され廃トナー回収容器１０１に搬送されるようになっている。

一方、開口部１０８を通じてファンネル部１０２ａの内部に流入した空気は第２の経路部１０２ａ２を通じて圧抜き用の開口部１０３に流れフィルタ１０６を介して画像形成装置１の外部に放出されるようになっている。

次に、図１１は現像装置から図８のファンネル部の内部に流入した空気およびトナーの流れを模式的に示したファンネル部の斜視図、図１２は現像装置から図８のファンネル部の内部に流入した空気およびトナーの流れを模式的に示したファンネル部の正面図である。なお、図１１および図１２では、空気およびトナーの流れを示すためにファンネル部１０２ａの内部を透かして見せている。

ファンネル部１０２ａの内部の不規則な線が空気およびトナーの流れを示している。ここで、ファンネル部１０２ａの内部でトナーが落下する状態の一例を図１３、図１４および図１５に示す。なお、図１３、図１４および図１５は図８のファンネル部１０２ａのＸ１−Ｘ１線の断面図である。なお、図中の符号Ｔは、トナーを示している。

図１３の矢印Ｂ１に示すように、ファンネル部１０２ａの内部に空気とともに流入したトナーＴの大部分（半分以上）は重力により落下する。

次に、ファンネル部１０２ａの内部に空気とともに流入した残りのトナーＴの半分以上は、気流に乗って勢いよくファンネル部１０２ａの内部の壁面に当たる。壁面に当たったトナーＴは勢いを失い重力によって落下する。本実施の形態においては、現像装置４０の内部からファンネル部１０２ａの側面部分を通じてファンネル部１０２ａの内部に空気が流入することにより、図１４の矢印Ｂ２に示すように、ファンネル部１０２ａの内部の壁面に沿って気流が形成される。そして、空気よりも重いトナーＴは気流の外周側に分離されファンネル部１０２ａの内部の壁面に当たる。壁面に当たったトナーＴは勢いを失い重力によって落下する。

さらに、ファンネル部１０２ａの内部に流入した残りのトナーＴのうち、粒径が小さく軽いものは、図１５に示すように、気流に乗ってファンネル部１０２ａの内部の第２の経路部１０２ａ２に流入する場合もある。しかし、第２の経路部１０２ａ２に流入したトナーＴは、第２の経路部１０２ａ２の迷路を形成する壁面部分に当たる。その壁面部分に当たったトナーＴは、勢いを失い重力により落下する。

ここで、本発明において下方経路部とは、現像装置内の現像剤が現像装置内の空気と共に流入し且つ当該流入した現像剤を下方に導く経路であり、経路部のうち、その経路が垂直成分を有する領域を指す。

この垂直成分を有する領域とは、例えばその上流側に垂直成分を含まない経路があった場合には、それら垂直成分を含まない経路との接続部における下端（垂直成分を有する領域側）から始まるものとし、例えばその下流側に垂直成分を含まない経路があった場合には、それら垂直成分を含まない経路との接続部の上端（垂直成分を有する領域側）までとする。上記のように、上流・下流の基準となる方向は、現像装置４０から廃トナー回収容器１０１に向かう経路内での現像剤の移動方向である。

図１６は下方経路部の一例を示す廃トナー回収装置の概略構成図である。本実施の形態においては、現像装置４０から廃トナー回収容器１０１までの経路部において、上流側の現像装置４０との接続部における下端ＬＰと、下流側の垂直成分を含まない経路ＲＡとの接続部における上端ＴＰとの間の垂直成分を有する領域が下方経路部ＬＲの一例である。図１６では図面を見易くするため下方経路部ＬＲにハッチングを付した。また、図１６の破線で囲む領域は、下方経路部ＬＲの最下面よりも上方で且つ上流側の領域ＲＢの一例を示している。

また、本発明において上向き開口とは、開口の周囲により形成される仮想平面に対して経路の内側から垂直に交わるベクトルが上方成分を持つような開口を指す。図１７は、上向き開口と上向き開口でない場合の一例を示す廃トナー回収装置の概略構成図である。現像装置４０と廃トナー回収容器１０１との間の経路部において下方経路部ＬＲの開口部ＭＡ，ＭＢは、矢印で示すベクトルが上方成分を有しており上向き開口であるが、開口部ＭＣは矢印で示すベクトルが上向き成分を有せず下向きであり上向き開口ではない。なお、図面を見易くするため下方経路部ＬＲにハッチングを付した。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、前記実施の形態においては、中間転写ベルトに転写された画像を用紙に転写する中間転写方式の画像形成装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、感光体ドラムのトナーの画像を用紙等に直接転写する直接転写方式の画像形成装置に適用しても良い。

また、前記実施の形態においては、カラートナーを用いる画像形成装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、黒色のみのトナー等、単色のみのトナーを用いる画像形成装置に適用しても良い。

また、前記実施の形態においては、２段の現像ロールを持つ現像装置を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１段の現像ロールのみの現像装置を用いても良い。

以上の説明では、本発明をカラープリンタに適用した場合について説明したが、例えば、カラー複写機、ファクシミリまたはこれらの機能を合わせ持つ画像形成装置等、他の画像形成装置に適用しても良い。

１ 画像形成装置
２，２ｗ，２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ 作像ユニット
３ 中間転写ベルト
４ ベルトクリーナ
５ａ バックアップロール
５ｂ 二次転写ロール
１０ 感光体ドラム
４０ 現像装置
４１ ハウジング
４１ａ トナー収容部
４１ｃ トナー収容領域
４２ａ，４２ｂ 現像ロール
４３ａ，４３ｂ トナー搬送部材
６０ ドラムクリーナ
７０ トナーカートリッジ
１００ 廃トナー回収装置
１０１ 廃トナー回収容器
１０２ 搬送経路部
１０２ａ ファンネル部
１０２ａ１ 第１の経路部
１０２ａ２ 第２の経路部
１０２ｂ ファンネル部
１０２ｃ 廃トナー回収管
１０２ｄ 廃トナー回収管
１０２ｅ 廃トナー回収管
１０２ｆ 廃トナー回収管
１０３ 開口部
１０４ 開口部
１０５ シール部材
１０６ フィルタ
１０７ コイル状の部材
１０８ 開口部

Claims (4)

1. 現像剤を用いて潜像を現像する現像装置と、
   前記現像装置からの前記現像剤を収容する収容部と、
   前記現像装置から前記収容部までの経路であって、前記現像装置内の現像剤が当該現像装置内の空気と共に流入し且つ当該流入した現像剤を下方に導く下方経路部を含み、前記下方経路部の最下面よりも上方で且つ上流側で上方に分岐する分岐経路部を備えた経路部と、
   前記経路部に流入した前記空気の一部が当該経路部の外に開放されるよう、前記分岐経路部における分岐した地点よりも上方に設けられて上方に向けて開口する開口部とを有し、
   前記分岐経路部が、前記下方経路部の重力方向上方側に位置して、前記下方経路部と重力方向で重なるように設けられている、
   ことを特徴とする廃現像剤回収装置。
2. 前記分岐経路部は、前記分岐経路部における前記分岐した地点と前記開口部との間に、前記分岐した地点から当該分岐経路部へと流入する空気の流れに対して交差する面部分を有することを特徴とする請求項１記載の廃現像剤回収装置。
3. 前記下方経路部は、上方から下方に向かって断面積が小さくなる部分を有することを特徴とする請求項１または２記載の廃現像剤回収装置。
4. 前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の廃現像剤回収装置と、
   前記廃現像剤回収装置の前記現像装置から供給された現像剤により現像された潜像を保持する像保持体と、
   前記像保持体の潜像を被転写体に転写する転写手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images