JP2004004187A - トナー貯蔵ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】嵩張らず構成が簡易で、装置本体への着脱交換作業も容易であり、かつ、装置本体に装着された状態では、トナーの回収効率が高いトナー貯蔵ユニットを提供する。
【解決手段】静電潜像が形成される像担持体222と、像担持体222上に形成された静電潜像を顕像化するために、トナーを像担持体222へ供給する現像部224と、像担持体222に残留するトナーを除去するためのクリーニング部226と、を備えた画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装着されるトナー貯蔵ユニットTUであって、現像部224に供給されるトナーを貯蔵するための新規トナー貯蔵部244と、クリーニング部226によって像担持体222から除去されたトナーを貯蔵するための除去トナー貯蔵部245と、からなり、かつ、新規トナー貯蔵部244と、除去トナー貯蔵部245と、を折曲可能に接続している。
【選択図】図2
【解決手段】静電潜像が形成される像担持体222と、像担持体222上に形成された静電潜像を顕像化するために、トナーを像担持体222へ供給する現像部224と、像担持体222に残留するトナーを除去するためのクリーニング部226と、を備えた画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装着されるトナー貯蔵ユニットTUであって、現像部224に供給されるトナーを貯蔵するための新規トナー貯蔵部244と、クリーニング部226によって像担持体222から除去されたトナーを貯蔵するための除去トナー貯蔵部245と、からなり、かつ、新規トナー貯蔵部244と、除去トナー貯蔵部245と、を折曲可能に接続している。
【選択図】図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に着脱自在に装着されるトナー貯蔵ユニットおよび画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、図1に示すようなデジタルカラー複写機では、画像形成部210における転写搬送ベルト216の上方には、転写搬送ベルト216に近接して、4つの画像形成ステーションが配設されている。すなわち、第1の画像形成ステーションPa、第2の画像形成ステーションPb、第3の画像形成ステーションPc、および第4の画像形成ステーションPdが、用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【0003】
転写搬送ベルト216は、駆動ローラ214によって、矢印Zで示す方向に摩擦駆動され、前述したように、給紙機構211を通じて給送される用紙Pを担持し、用紙Pを画像形成ステーションPa〜Pdへと順次搬送する。各画像ステーションPa〜Pdは、実質的に同一の構成を有し、矢印F方向に回転駆動される感光体ドラム222a〜222dをそれぞれ具備している。
【0004】
各感光体ドラム222a〜222dの周辺には、帯電器223a〜223d、現像装置224a〜224d、転写用放電器225a〜225d、感光体ドラム222a〜222d上に残留するトナーを除去するクリーニング装置226a〜226d、が感光体ドラム222a〜222dの回転方向に沿って順次配置されている。
【0005】
現像装置224aには黒色のトナーが、現像装置224bにはシアン色のトナーが、現像装置224cにはマゼンタ色のトナーが、現像装置224dにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体ドラム222a〜222d上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部210にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【0006】
現像装置224a〜224d内のトナーは現像により消費され減少する。減少したトナーを補給するため、現像装置224a〜224dには新規トナー貯蔵部244a〜244dが取り付けられている。クリーニング装置226a〜226dによって感光体ドラム222a〜222dから除去されたトナーは除去トナー貯蔵装置(図示なし)に運ばれる。
【0007】
また、第1の画像形成ステーションPaと給紙機構211との間には用紙吸着用帯電器228が設けられており、この吸着用帯電器228は転写搬送ベルト216の表面を帯電させ、給紙機構211から供給された用紙Pは、転写搬送ベルト216上に確実に吸着された状態で第1の画像形成ステーションPaから第4の画像形成ステーションPdの間をずれることなく搬送される。
【0008】
一方、第4の画像ステーションPdと定着装置217との間で駆動ローラ214のほぼ真上部には除電器229が設けられている。この除電器229には搬送ベルト216に静電吸着されている用紙Pを転写搬送ベルト216から分離するための交流電流が印加されている。
【0009】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Pとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Pは、給紙カセットから送り出されて給紙機構211の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Pの先端部分がセンサー(図示せず)にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ212により一旦停止される。
【0010】
そして、用紙Pは各画像ステーションPa〜Pdとタイミングをとって矢印Z方向に転動している転写搬送ベルト216上に送られる。このとき転写搬送ベルト216には、吸着用帯電器228により所定の帯電が施されているので、用紙Pは、各画像ステーションPa〜Pdを通過する間、安定して搬送供給される。
【0011】
各画像ステーションPa〜Pdにおいては、各色のトナー像が、それぞれ形成され、転写搬送ベルト216により静電吸着されて搬送される用紙Pの支持面上で重ね合わされる。第4の画像ステーションPdによる画像の転写が完了すると、用紙Pは、その先端部分から順次、除電用放電器により転写搬送ベルト216上から剥離され、定着装置217へと導かれ、トナー画像が定着された用紙Pは、用紙排出口(図示せず)から排紙トレイ220上へと排出される。
【0012】
このような画像形成装置の画像ステーションでは、像担持体としての感光体ドラム222とクリーニング装置226、帯電器223と現像装置224、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置等が交換可能な消耗品として設定され、画像形成装置1の全体の寿命の中で各装置それぞれの寿命によって適宜な回数交換される。各装着は、それぞれの寿命を勘案して組み合わされ一体化された装置として交換される場合が多い。
【0013】
これら消耗品の中、新規トナー貯蔵部と除去トナー貯蔵部とを一体化させてユニットとした構成では、例えば、特公平7−31451号公報に記載されているように、除去トナー量検知装置が不要になり且つ、除去トナーによる汚染を防止することもできる。また、同公報には、トナー貯蔵部と除去トナー貯蔵部を一体化することにより、除去トナー貯蔵部の大きさを所定の体積とすることが出来るために、除去トナー貯蔵部の大きさを不用意に大きくしなくても良い点についての記載もある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
新規トナー貯蔵部は、現像装置に対して、効率のよく均一な新規トナーを供給できるようにするため、ドラム軸方向に長い形状にするのが望ましい。しかし、コンパクト化を図るために、特公平7−31451号公報に記載のように、新規トナー貯蔵装置と除去トナー貯蔵装置の双方を、共に、ドラム回転軸方向に長い形状にした場合には、除去トナー貯蔵装置が容量的にはさらに除去トナーを受け入れられる空体積が十分あるにもかかわらず、除去トナー貯蔵装置内で除去トナーが除去トナー投入口周辺に片寄ってしまい、片寄った除去トナーが機外にあふれてしまう可能性がある。
【0015】
このような事態の発生を避けるには、除去トナー貯蔵装置内部の除去トナーを、水平にならさなければならない。このならし作業を行うには、除去トナー貯蔵装置に、除去トナー搬送手段と除去トナーならし手段を設ける必要があり、機構が複雑になり、かつ、高価となる。また、ユーザーが部分的に濃い部分を有する原稿を多数コピーした場合、除去トナーが多くなるため、故障発生率を高める原因となる。従って、除去トナー貯蔵部は、除去トナーを効率よく貯蔵できるようにするために、除去トナー投入口から下方に向けて縦に長い形状にするのが望ましい。
【0016】
しかし、前述したように、新規トナー貯蔵部をドラム軸方向に長い形状とし、かつ、除去トナー貯蔵部を除去トナー投入口から下に縦方向に長い形状にした場合には、一体化した新規トナー貯蔵手段と除去トナー貯蔵手段があまりにも嵩高くなり過ぎ、梱包が複雑化し、運送費や管理保管費が高騰してしまう。
【0017】
なお、除去トナーを再び現像装置に戻すことによって除去トナーを再使用するリサイクル方式も提案されているが、このようなリサイクル方式をカラー画像形成装置に適用すると、いわゆる逆転写現象によって、下流側の現像装置内に上流側の現像装置のトナーが混入して混色を生じ、カラー原稿を正しい色に再現できなくなる。従って、本発明では、カラー画像形成装置をも対象としているため、除去トナーの再使用のための構成については特に考慮しないこととする。
【0018】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、嵩張らず構成が簡易で、装置本体への着脱交換作業も容易であり、かつ、装置本体に装着された状態では、トナーの回収効率が高いトナー貯蔵ユニットおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【0020】
(1)静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を顕像化するために、トナーを前記像担持体へ供給する現像部と、前記像担持体に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、を備えた画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装着されるトナー貯蔵ユニットであって、
前記現像部に供給されるトナーを貯蔵するための新規トナー貯蔵部と、前記クリーニング部によって前記像担持体から除去されたトナーを貯蔵するための除去トナー貯蔵部と、からなり、かつ、前記新規トナー貯蔵部と、前記除去トナー貯蔵部と、を折曲可能に接続したことを特徴とする。
【0021】
この構成においては、装置本体への装着前および取り外し時には、折り畳んでコンパクトなものにすることができるため、取り扱いが容易となり、装置本体への着脱交換作業も容易となる。また、収納スペースが少なくて済み、保管・管理が容易となる。
【0022】
(2)前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部が、可撓管を介して、前記クリーニング部に連結されることを特徴とする。
【0023】
この構成においては、除去トナー貯蔵部とクリーニング部を可撓管で連結したことで、設計の自由度が向上する。
【0024】
(3)前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部が、縦置き状に配置されることを特徴とする。
【0025】
この構成においては、装着状態では、除去トナー貯蔵部が縦置き状になるため、下方から順に効率よく除去トナーを蓄えることができる。従って、必要最小限の大きさでよく、コンパクト化が可能となる。
【0026】
また、従来のように、除去トナー貯蔵部の内部で、除去トナーを、水平にならすための除去トナー搬送手段や除去トナー撹拌手段等を設ける必要がなくなり、構成が簡易となり、安価に提供することもできる。
【0027】
(4)前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口の高さ位置が、前記クリーニング部より下方の位置に設定されることを特徴とする。
【0028】
この構成においては、除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口を、クリーニング装置より下方の位置に設定することにより、重力の作用で、トナーを除去トナー貯蔵部により能率よく回収することができる。
【0029】
(5)請求項1ないし4のいずれかに記載のトナー貯蔵ユニットを具備したことを特徴とする。
【0030】
この構成においては、トナーの回収効率が高く、構成が簡易な画像形成装置をコンパクトに形成することができ、かつ安価に提供することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係るトナー貯蔵ユニットおよび画像形成装置について図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0032】
(画像形成装置)
図1は、画像形成装置としてのデジタルカラー複写機の構成を示し、この複写機本体1の上面には、原稿台111及び後述する操作パネル(図示省略)が設けられ、複写機本体1の内部には、画像読み取り部110および画像形成部210が設けられている。その原稿台111の上面には、該原稿台111に対して開閉可能な状態で支持され、原稿台111の載置面に対して所定の対応位置関係をもって両面自動原稿送り装置(RADF;Reversing Automatic Document Feeder)112が装着されている。
【0033】
その両面自動原稿送り装置112は、まず、原稿の一方の面が原稿台111の所定位置において画像読み取り部110に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台111の所定位置において画像読み取り部110に対向するよう原稿を反転して原稿台111に向かって搬送するようになっている。
【0034】
そして、両面自動原稿送り装置112は、1枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。以上の原稿の搬送および表裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して制御される。
【0035】
画像読み取り部110は、両面自動原稿送り装置112により原稿台111上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために、原稿台111の下方に配置されている。画像読み取り部110は該原稿台111の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体113、114と、光学レンズ115と、光電変換素子であるCCDラインセンサ116と、を有している。
【0036】
この原稿走査体113、114は、第1の走査ユニット113と第2の走査ユニット114とから構成され、第1の走査ユニット114は原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第1ミラーとを有し、原稿台111の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動する。
【0037】
第2の走査ユニット114は、第1の走査ユニット113の第1ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第2および第3ミラーを有し、第1の走査ユニット113と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
【0038】
光学レンズ115は、第2の走査ユニット114の第3ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をCCDラインセンサ116上の所定位置に結像させるものである。
【0039】
CCDラインセンサ116は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力し、本例では、白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる3ラインのカラーCCDである。このCCDラインセンサ116により電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、画像処理部(図示省略)に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【0040】
次に、画像形成部210の構成、および画像形成部210に係わる各部の構成について説明する。
画像形成部210の下方には、用紙トレイ内に積載収容されている用紙(記録媒体)Pを1枚ずつ分離して画像形成部210に向かって供給する給紙機構211が設けられている。そして、1枚ずつ分離供給された用紙Pは、画像形成部210の手前に配置された一対のレジストローラ212によりタイミングが制御されて画像形成部210に搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Pは、画像形成部210の画像形成にタイミングを合わせて画像形成部210に再供給搬送される。
【0041】
画像形成部210の下方には、転写搬送ベルト機構213が配置されている。転写搬送ベルト機構213は、駆動ローラ214と従動ローラ215との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト216に用紙Pを静電吸着させて搬送する。そして、転写搬送ベルト216の下側に近接して、パターン画像検出ユニットが設けられている。
【0042】
さらに、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構213の下流側には、用紙P上に転写形成されたトナー像を用紙P上に定着させるための定着装置217が配置されている。この定着装置217の一対の定着ローラ間のニップを通過した用紙Pは、搬送方向切り換えゲート218を経て、排出ローラ219により複写機本体1の外壁に取り付けられている排紙トレイ220上に排出される。
【0043】
切り換えゲート218は、定着後の用紙Pの搬送経路を、複写機本体1へ用紙Pを排出する経路と、画像形成部210に向かって用紙Pを再供給する経路との間で選択的に切り換える。切り換えゲート218により再び画像形成部210に向かって搬送方向が切り換えられた用紙Pは、スイッチバック搬送経路221を介して表裏反転された後、画像形成部210へと再度供給される。
【0044】
また、画像形成部210における転写搬送ベルト216の上方には、転写搬送ベルト216に近接して、第1の画像形成ステーションPa、第2の画像形成ステーションPb、第3の画像形成ステーションPc、および第4の画像形成ステーションPdが、用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【0045】
転写搬送ベルト216は、駆動ローラ214によって、矢印Zで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構211を通じて給送される用紙Pを担持し、用紙Pを画像形成ステーションPa〜Pdへと順次搬送する。
【0046】
各画像ステーションPa〜Pdは、実質的に同一の構成を有し、矢印F方向に回転駆動される感光体ドラム222a、222b、222c、222dをそれぞれ含んでおり、各感光体ドラム222a〜222dの上方には、レーザービームスキャナユニット227a、227b、227c、227dがそれぞれ設けられている。
【0047】
レーザービームスキャナユニット227a〜227dは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子(図示せず)、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー(偏向装置)240と、ポリゴンミラー240により偏向されたレーザビームを感光体ドラム222a〜222d表面に結像させるためのfθレンズ241やミラー242、243などから構成されている。
【0048】
レーザービームスキャナ227aには、カラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナ227bにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナ227cにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザービームスキャナ227dにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。これにより、色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム222a〜222d上に形成される。
【0049】
各感光体ドラム222a〜222dの周辺には、感光体ドラム222a〜222dをそれぞれ一様に帯電する帯電器223a、223b、223c、223dと、感光体ドラム222a〜222d上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置(現像部)224a、224b、224c、224dと、現像された感光体ドラム222a〜222d上のトナー像を用紙Pへ転写する転写用放電器225a、225b、225c、225dと、感光体ドラム222a〜222d上に残留するトナーを除去するクリーニング装置(クリーニング部)226a、226b、226c、226dとが感光体ドラム222a〜222dの回転方向に沿って順次配置されている。
【0050】
現像装置224aには黒色のトナーが、現像装置224bにはシアン色のトナーが、現像装置224cにはマゼンタ色のトナーが、現像装置224dにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体ドラム222a〜222d上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部210にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【0051】
現像装置224a〜224d内のトナーは現像により消費され減少する。減少したトナーを補給するため、現像装置224a〜224dには新規トナー貯蔵部244a〜244dが取り付けられている。クリーニング装置226a〜226dによって感光体ドラム222a〜222dから除去されたトナーは除去トナー貯蔵装置245(図2参照)に運ばれる。
【0052】
また、第1の画像形成ステーションPaと給紙機構211との間には用紙吸着用帯電器228が設けられており、この吸着用帯電器228は転写搬送ベルト216の表面を帯電させ、給紙機構211から供給された用紙Pは、転写搬送ベルト216上に確実に吸着された状態で第1の画像形成ステーションPaから第4の画像形成ステーションPdの間をずれることなく搬送される。
【0053】
一方、第4の画像ステーションPdと定着装置217との間で駆動ローラ214のほぼ真上部には除電器229が設けられている。この除電器229には搬送ベルト216に静電吸着されている用紙Pを転写搬送ベルト216から分離するための交流電流が印加されている。
【0054】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Pとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Pは、給紙カセットから送り出されて給紙機構211の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Pの先端部分がセンサー(図示せず)にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ212により一旦停止される。
【0055】
そして、用紙Pは各画像ステーションPa〜Pdとタイミングをとって図1の矢印Z方向に転動している転写搬送ベルト216上に送られる。このとき転写搬送ベルト216には、前述したように、吸着用帯電器228により所定の帯電が施されているので、用紙Pは、各画像ステーションPa〜Pdを通過する間、安定して搬送供給される。
【0056】
各画像ステーションPa〜Pdにおいては、各色のトナー像が、それぞれ形成され、転写搬送ベルト216により静電吸着されて搬送される用紙Pの支持面上で重ね合わされる。第4の画像ステーションPdによる画像の転写が完了すると、用紙Pは、その先端部分から順次、除電用放電器により転写搬送ベルト216上から剥離され、定着装置217へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された用紙Pは、用紙排出口(図示せず)から排紙トレイ220上へと排出される。
【0057】
なお、上述の説明ではレーザービームスキャナユニット227a〜227dによって、レーザービームを走査して露光することにより、感光体への光書き込みを行なっているが、レーザービームスキャナユニットの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系(LEDヘッド)を用いてもよい。LEDヘッドは、レーザービームスキャナーユニットに比べ、サイズも小さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。
【0058】
(トナー貯蔵ユニット)
このような画像形成装置1の各画像ステーションPa〜Pdでは、図2および図3に示すように、特に、新規トナー貯蔵装置244(a〜d)と、除去トナー貯蔵装置245(a〜d)と、を折曲可能に接続してトナー貯蔵ユニットTU(a〜d)として一体化した交換可能な消耗品としている。この他に、感光体ドラム222a〜222dとクリーニング装置226a〜226dと帯電器223a〜223dを一体化したユニット、および、現像装置224a〜224d、をそれぞれ交換可能な消耗品として設定している。なお、図2および図3では、各装置を装置本体に装着する際の組み立て状態を示している。
【0059】
これらの図に示すように、感光体ドラム222は、像担持体としての導電性ドラム上に光導電層を設けてなり、その周囲には、帯電装置223、現像装置224、転写装置225、クリーニング装置226が配置されている。除去トナー搬送スクリュー246はクリーニング装置226によって感光体ドラム222上から除去された除去トナーを除去トナー貯蔵装置245まで搬送する。
【0060】
感光体ドラム222と帯電装置223、クリーニング装置226、除去トナー搬送スクリュー246は、筐体によって一体に支持されており、これをプロセスユニットと呼び、装置本体に着脱可能に装着される。また、現像装置224は、プロセスユニットとは別体となっており、装置本体に着脱可能に装着される。
【0061】
新規トナー貯蔵装置244は、現像装置224上部に着脱可能に支持されており(図3参照)、新規トナー貯蔵装置244の片方側面には新規トナー貯蔵装置244と折り曲げ可能に接続された除去トナー貯蔵装置245が配置されている。この互いに折曲可能に接続された新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245を、上述のように、トナー貯蔵ユニットTUと称している。
【0062】
装置の稼動状態では、帯電装置223によって、感光体ドラム222の表面は所定極性に均一に帯電され、次いで、光像照射手段227によって感光体ドラム222の表面を露光し静電潜像を形成する。形成された静電潜像は現像装置224から供給されるトナーによって現像され、そのトナー像は転写装置225によって記録媒体に転写される。
【0063】
記録媒体に転写し切れずに感光体ドラム222上に残留したトナーはクリーニング装置226によって除去され、除去トナーは、回転する除去トナー搬送スクリュー246によって除去トナー搬送パイプ(可撓管)247を通って、除去トナー投入口2471まで搬送され、その内部にある除去トナー貯蔵装置245の除去トナー受入口に導入される。
【0064】
一方、新規トナーは、新規トナー貯蔵装置244内に貯蔵されており、トナー貯蔵装置244が現像装置224に取り付けられる際、新規トナーシャッター2441が稼動して、現像装置224と新規トナー貯蔵装置244間の新規トナー供給口が開放され、現像装置224内へ供給される。
【0065】
また、トナー貯蔵ユニットTUが現像装置224に装着される際、除去トナー貯蔵装置245の上部にある除去トナーシャッター2451がスライドし、除去トナー受け入れ口が開放される。それに遅れてプロセスユニットの除去トナー排出口が開放され、除去トナー搬送スクリュー246によって搬送された除去トナーが除去トナー貯蔵装置245に貯蔵される状態になる。
【0066】
この除去トナー貯蔵装置245の除去トナー貯蔵容積は、新規トナー貯蔵装置244に最初に貯蔵される新規トナー容積から決定される。一般的に、新規トナー量とそれによって発生する除去トナー量の比は5:1とされるが、これは、画像形成装置1の設置環境や記録媒体の種類等によって変化するので、新規トナー容積と除去トナー貯蔵容積の比は5:2程度に設定するのが妥当である。
【0067】
図4は、トナー貯蔵ユニットTUを構成する新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245とを、画像形成装置1に対して組み付け可能な折り曲げ状態とした斜視図、図5はその正面図である。また、図6は、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245を折り重ねた状態の斜視図、図7はその正面図である。
【0068】
図4および図5に示すように、画像形成装置1に対して組み付け可能な状態としたトナー貯蔵ユニットTUの新規トナー貯蔵装置244はドラム軸方向に長く形成されており、現像装置224に効率よく新規トナーを供給することができる。これに対して、新規トナー貯蔵装置244から直角に下方に向けて折曲された除去トナー貯蔵装置245は、除去トナー受入口(除去トナー投入口2471)から下に長く形成されており、除去トナー投入口2471から送りこまれる除去トナーを下部から隙間なく効率よく貯蔵することができる。
【0069】
このような装着状態では、トナー貯蔵ユニットTUは、かなり嵩高くなっており、大きな容積を占めるため、取り扱いが不便である。そこで、取り外した状態では、図6および図7に示すように、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245とを折り重ねることによって、きわめてコンパクトな状態にすることができ、収納するためのスペースが少なくて済み、コスト安に梱包することができ、運送費や管理保管費の低減化が可能となる。
【0070】
図8は、トナー貯蔵ユニットTUの装着状態における新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245の接続部の正面詳細図、図9はその平面図である。これらの図に示すように、トナー貯蔵ユニットTUは、トナー貯蔵装置接続軸2442によって回転可能(折曲可能)に接続された新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245とが、除去トナー装置固定爪2453によって相互に固定された状態に保持されている。
【0071】
より詳しくは、トナー貯蔵装置接続軸2442は、図6および図7に示すように、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245の接続端部に設けられた軸受部材に貫通してその両装置244,245を回動自在に接続すると共に、除去トナー貯蔵装置245の接続端部に設けられた一対の除去トナー装置固定爪2453,2453が、新規トナー貯蔵装置244の接続端部に設けた爪受け部材2443に掛脱自在に掛止する一方、その両除去トナー装置固定爪2453,2453の間には、その両除去トナー装置固定爪2453,2453を開かせるための除去トナー貯蔵装置折りたたみレバー2452が設けられている。なお、除去トナー貯蔵装置折りたたみレバー2452を、図8の矢印A方向に倒すことにより、その両側面が両除去トナー装置固定爪2453,2453の内側に突設された爪部材に当接して、その両除去トナー装置固定爪2453,2453を外方(図9の矢印B方向)に押し開き、爪受け部材2443に対する掛止状態が解除される。
【0072】
従って、上述のように、装着対応状態に固定されたトナー貯蔵ユニットTUを、折り畳むためには、除去トナー貯蔵装置折りたたみレバー2452を、図8の矢印A方向に倒すことにより、除去トナー装置固定爪2453の爪受け部材2443に対する掛止状態を解除することで、新規トナー貯蔵装置244に固定されていた除去トナー貯蔵装置245は、トナー貯蔵装置接続軸2442を中心に回転可能な状態になり、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245は折り畳み可能となり、図6および図7に示すような折り重ね状態とすることができる。
【0073】
このような折り重ね状態から、図8に示すような折曲状態に固定するためには、新規トナー貯蔵装置244に対して、除去トナー貯蔵装置245を開く方向に回動させてゆけば、除去トナー貯蔵装置245の両除去トナー装置固定爪2453,2453が、自動的に、新規トナー貯蔵装置244の爪受け部材2443に掛止し、図8の折曲状態が固定保持される。
【0074】
なお、本実施形態では、新規トナー貯蔵部244と除去トナー貯蔵部245を一体化したトナー貯蔵ユニットTUについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、この他に、例えば、感光体ドラム222やクリーニング装置226、帯電装置223、現像装置224などの消耗品の内、適当なものを、その耐久性や画像形成装置の機種の構成や形式、等を考慮して、適宜、上述のトナー貯蔵ユニットTUに組み合わせてユニット化してもよい。
【0075】
また、本実施形態では、図2に示すように、装置本体に装着された状態では、除去トナー貯蔵部245の除去トナー受入口(除去トナー投入口2471)の高さ位置が、クリーニング装置26より上方の位置に設定されているが、本発明は、これに限定されることなく、除去トナー貯蔵部の除去トナー投入口を、クリーニング装置より下方の位置に設定してもよい。
【0076】
特に、排紙トレイを装置本体の上部に設けた比較的に小型の機種では、記録媒体の搬送経路のレイアウトの都合上から、感光体ドラムを含むプロセスユニットを、例えば、図3の状態から時計回りに約90°転回させた構成を採ることが多い。このような場合には、図示は省略するが、除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口を、クリーニング装置より下方の位置に設定することにより、重力の作用で、トナーを除去トナー貯蔵部により能率よく回収することができる。
【0077】
なお、本発明は、画像形成装置を、図1に示す構成に限定するものではなく、少なくとも、静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像を顕像化するために、トナーを前記像担持体へ供給する現像部と、前記像担持体に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、を備え、トナー貯蔵ユニットを装置本体に着脱自在に装着できるように構成される画像形成装置であれば、その構成や形式の如何を問わず、本発明を適用することができる。
【0078】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【0079】
(1)新規トナー貯蔵部と、除去トナー貯蔵部と、を折曲可能に接続したので、装置本体への装着前および取り外し時には、折り畳んでコンパクトなものにすることができるため、取り扱いが容易となり、装置本体への着脱交換作業も容易となる。また、収納スペースが少なくて済み、保管・管理が容易となる。
【0080】
(2)除去トナー貯蔵部とクリーニング部を可撓管で連結したので、設計の自由度が向上する。
【0081】
(3)装置本体に装着された状態では、除去トナー貯蔵部が、縦置き状に配置されるので、下方から順に効率よく除去トナーを蓄えることができる。従って、必要最小限の大きさでよく、コンパクト化が可能となる。
【0082】
また、従来のように、除去トナー貯蔵部の内部で、除去トナーを、水平に平準化するための除去トナー搬送手段や除去トナー撹拌手段等を設ける必要がなくなり、構成が簡易となり、安価に提供することもできる。
【0083】
(4)除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口を、クリーニング装置より下方の位置に設定するので、重力の作用で、トナーを除去トナー貯蔵部により能率よく回収することができる。
【0084】
(5)請求項1ないし4のいずれかに記載のトナー貯蔵ユニットを具備するので、トナーの回収効率が高く、構成が簡易な画像形成装置をコンパクトに形成することができ、かつ安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図2】同ユニット化された交換可能な消耗品の斜視図である。
【図3】同断面図である。
【図4】同装着姿勢のトナー貯蔵ユニットの斜視図である。
【図5】同正面図である。
【図6】同折り畳んだトナー貯蔵ユニットの斜視図である。
【図7】同正面図である。
【図8】同装着姿勢のトナー貯蔵ユニットの接続部の正面図である。
【図9】同平面図である。
【符号の説明】
1−画像形成装置
222−像担持体
224−現像部
226−クリーニング部
244−新規トナー貯蔵部
245−除去トナー貯蔵部
247−可撓管
TU−トナー貯蔵ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に着脱自在に装着されるトナー貯蔵ユニットおよび画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、図1に示すようなデジタルカラー複写機では、画像形成部210における転写搬送ベルト216の上方には、転写搬送ベルト216に近接して、4つの画像形成ステーションが配設されている。すなわち、第1の画像形成ステーションPa、第2の画像形成ステーションPb、第3の画像形成ステーションPc、および第4の画像形成ステーションPdが、用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【0003】
転写搬送ベルト216は、駆動ローラ214によって、矢印Zで示す方向に摩擦駆動され、前述したように、給紙機構211を通じて給送される用紙Pを担持し、用紙Pを画像形成ステーションPa〜Pdへと順次搬送する。各画像ステーションPa〜Pdは、実質的に同一の構成を有し、矢印F方向に回転駆動される感光体ドラム222a〜222dをそれぞれ具備している。
【0004】
各感光体ドラム222a〜222dの周辺には、帯電器223a〜223d、現像装置224a〜224d、転写用放電器225a〜225d、感光体ドラム222a〜222d上に残留するトナーを除去するクリーニング装置226a〜226d、が感光体ドラム222a〜222dの回転方向に沿って順次配置されている。
【0005】
現像装置224aには黒色のトナーが、現像装置224bにはシアン色のトナーが、現像装置224cにはマゼンタ色のトナーが、現像装置224dにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体ドラム222a〜222d上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部210にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【0006】
現像装置224a〜224d内のトナーは現像により消費され減少する。減少したトナーを補給するため、現像装置224a〜224dには新規トナー貯蔵部244a〜244dが取り付けられている。クリーニング装置226a〜226dによって感光体ドラム222a〜222dから除去されたトナーは除去トナー貯蔵装置(図示なし)に運ばれる。
【0007】
また、第1の画像形成ステーションPaと給紙機構211との間には用紙吸着用帯電器228が設けられており、この吸着用帯電器228は転写搬送ベルト216の表面を帯電させ、給紙機構211から供給された用紙Pは、転写搬送ベルト216上に確実に吸着された状態で第1の画像形成ステーションPaから第4の画像形成ステーションPdの間をずれることなく搬送される。
【0008】
一方、第4の画像ステーションPdと定着装置217との間で駆動ローラ214のほぼ真上部には除電器229が設けられている。この除電器229には搬送ベルト216に静電吸着されている用紙Pを転写搬送ベルト216から分離するための交流電流が印加されている。
【0009】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Pとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Pは、給紙カセットから送り出されて給紙機構211の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Pの先端部分がセンサー(図示せず)にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ212により一旦停止される。
【0010】
そして、用紙Pは各画像ステーションPa〜Pdとタイミングをとって矢印Z方向に転動している転写搬送ベルト216上に送られる。このとき転写搬送ベルト216には、吸着用帯電器228により所定の帯電が施されているので、用紙Pは、各画像ステーションPa〜Pdを通過する間、安定して搬送供給される。
【0011】
各画像ステーションPa〜Pdにおいては、各色のトナー像が、それぞれ形成され、転写搬送ベルト216により静電吸着されて搬送される用紙Pの支持面上で重ね合わされる。第4の画像ステーションPdによる画像の転写が完了すると、用紙Pは、その先端部分から順次、除電用放電器により転写搬送ベルト216上から剥離され、定着装置217へと導かれ、トナー画像が定着された用紙Pは、用紙排出口(図示せず)から排紙トレイ220上へと排出される。
【0012】
このような画像形成装置の画像ステーションでは、像担持体としての感光体ドラム222とクリーニング装置226、帯電器223と現像装置224、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置等が交換可能な消耗品として設定され、画像形成装置1の全体の寿命の中で各装置それぞれの寿命によって適宜な回数交換される。各装着は、それぞれの寿命を勘案して組み合わされ一体化された装置として交換される場合が多い。
【0013】
これら消耗品の中、新規トナー貯蔵部と除去トナー貯蔵部とを一体化させてユニットとした構成では、例えば、特公平7−31451号公報に記載されているように、除去トナー量検知装置が不要になり且つ、除去トナーによる汚染を防止することもできる。また、同公報には、トナー貯蔵部と除去トナー貯蔵部を一体化することにより、除去トナー貯蔵部の大きさを所定の体積とすることが出来るために、除去トナー貯蔵部の大きさを不用意に大きくしなくても良い点についての記載もある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
新規トナー貯蔵部は、現像装置に対して、効率のよく均一な新規トナーを供給できるようにするため、ドラム軸方向に長い形状にするのが望ましい。しかし、コンパクト化を図るために、特公平7−31451号公報に記載のように、新規トナー貯蔵装置と除去トナー貯蔵装置の双方を、共に、ドラム回転軸方向に長い形状にした場合には、除去トナー貯蔵装置が容量的にはさらに除去トナーを受け入れられる空体積が十分あるにもかかわらず、除去トナー貯蔵装置内で除去トナーが除去トナー投入口周辺に片寄ってしまい、片寄った除去トナーが機外にあふれてしまう可能性がある。
【0015】
このような事態の発生を避けるには、除去トナー貯蔵装置内部の除去トナーを、水平にならさなければならない。このならし作業を行うには、除去トナー貯蔵装置に、除去トナー搬送手段と除去トナーならし手段を設ける必要があり、機構が複雑になり、かつ、高価となる。また、ユーザーが部分的に濃い部分を有する原稿を多数コピーした場合、除去トナーが多くなるため、故障発生率を高める原因となる。従って、除去トナー貯蔵部は、除去トナーを効率よく貯蔵できるようにするために、除去トナー投入口から下方に向けて縦に長い形状にするのが望ましい。
【0016】
しかし、前述したように、新規トナー貯蔵部をドラム軸方向に長い形状とし、かつ、除去トナー貯蔵部を除去トナー投入口から下に縦方向に長い形状にした場合には、一体化した新規トナー貯蔵手段と除去トナー貯蔵手段があまりにも嵩高くなり過ぎ、梱包が複雑化し、運送費や管理保管費が高騰してしまう。
【0017】
なお、除去トナーを再び現像装置に戻すことによって除去トナーを再使用するリサイクル方式も提案されているが、このようなリサイクル方式をカラー画像形成装置に適用すると、いわゆる逆転写現象によって、下流側の現像装置内に上流側の現像装置のトナーが混入して混色を生じ、カラー原稿を正しい色に再現できなくなる。従って、本発明では、カラー画像形成装置をも対象としているため、除去トナーの再使用のための構成については特に考慮しないこととする。
【0018】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、嵩張らず構成が簡易で、装置本体への着脱交換作業も容易であり、かつ、装置本体に装着された状態では、トナーの回収効率が高いトナー貯蔵ユニットおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【0020】
(1)静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を顕像化するために、トナーを前記像担持体へ供給する現像部と、前記像担持体に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、を備えた画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装着されるトナー貯蔵ユニットであって、
前記現像部に供給されるトナーを貯蔵するための新規トナー貯蔵部と、前記クリーニング部によって前記像担持体から除去されたトナーを貯蔵するための除去トナー貯蔵部と、からなり、かつ、前記新規トナー貯蔵部と、前記除去トナー貯蔵部と、を折曲可能に接続したことを特徴とする。
【0021】
この構成においては、装置本体への装着前および取り外し時には、折り畳んでコンパクトなものにすることができるため、取り扱いが容易となり、装置本体への着脱交換作業も容易となる。また、収納スペースが少なくて済み、保管・管理が容易となる。
【0022】
(2)前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部が、可撓管を介して、前記クリーニング部に連結されることを特徴とする。
【0023】
この構成においては、除去トナー貯蔵部とクリーニング部を可撓管で連結したことで、設計の自由度が向上する。
【0024】
(3)前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部が、縦置き状に配置されることを特徴とする。
【0025】
この構成においては、装着状態では、除去トナー貯蔵部が縦置き状になるため、下方から順に効率よく除去トナーを蓄えることができる。従って、必要最小限の大きさでよく、コンパクト化が可能となる。
【0026】
また、従来のように、除去トナー貯蔵部の内部で、除去トナーを、水平にならすための除去トナー搬送手段や除去トナー撹拌手段等を設ける必要がなくなり、構成が簡易となり、安価に提供することもできる。
【0027】
(4)前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口の高さ位置が、前記クリーニング部より下方の位置に設定されることを特徴とする。
【0028】
この構成においては、除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口を、クリーニング装置より下方の位置に設定することにより、重力の作用で、トナーを除去トナー貯蔵部により能率よく回収することができる。
【0029】
(5)請求項1ないし4のいずれかに記載のトナー貯蔵ユニットを具備したことを特徴とする。
【0030】
この構成においては、トナーの回収効率が高く、構成が簡易な画像形成装置をコンパクトに形成することができ、かつ安価に提供することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係るトナー貯蔵ユニットおよび画像形成装置について図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0032】
(画像形成装置)
図1は、画像形成装置としてのデジタルカラー複写機の構成を示し、この複写機本体1の上面には、原稿台111及び後述する操作パネル(図示省略)が設けられ、複写機本体1の内部には、画像読み取り部110および画像形成部210が設けられている。その原稿台111の上面には、該原稿台111に対して開閉可能な状態で支持され、原稿台111の載置面に対して所定の対応位置関係をもって両面自動原稿送り装置(RADF;Reversing Automatic Document Feeder)112が装着されている。
【0033】
その両面自動原稿送り装置112は、まず、原稿の一方の面が原稿台111の所定位置において画像読み取り部110に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台111の所定位置において画像読み取り部110に対向するよう原稿を反転して原稿台111に向かって搬送するようになっている。
【0034】
そして、両面自動原稿送り装置112は、1枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。以上の原稿の搬送および表裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して制御される。
【0035】
画像読み取り部110は、両面自動原稿送り装置112により原稿台111上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために、原稿台111の下方に配置されている。画像読み取り部110は該原稿台111の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体113、114と、光学レンズ115と、光電変換素子であるCCDラインセンサ116と、を有している。
【0036】
この原稿走査体113、114は、第1の走査ユニット113と第2の走査ユニット114とから構成され、第1の走査ユニット114は原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第1ミラーとを有し、原稿台111の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動する。
【0037】
第2の走査ユニット114は、第1の走査ユニット113の第1ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第2および第3ミラーを有し、第1の走査ユニット113と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
【0038】
光学レンズ115は、第2の走査ユニット114の第3ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をCCDラインセンサ116上の所定位置に結像させるものである。
【0039】
CCDラインセンサ116は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力し、本例では、白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる3ラインのカラーCCDである。このCCDラインセンサ116により電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、画像処理部(図示省略)に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【0040】
次に、画像形成部210の構成、および画像形成部210に係わる各部の構成について説明する。
画像形成部210の下方には、用紙トレイ内に積載収容されている用紙(記録媒体)Pを1枚ずつ分離して画像形成部210に向かって供給する給紙機構211が設けられている。そして、1枚ずつ分離供給された用紙Pは、画像形成部210の手前に配置された一対のレジストローラ212によりタイミングが制御されて画像形成部210に搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Pは、画像形成部210の画像形成にタイミングを合わせて画像形成部210に再供給搬送される。
【0041】
画像形成部210の下方には、転写搬送ベルト機構213が配置されている。転写搬送ベルト機構213は、駆動ローラ214と従動ローラ215との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト216に用紙Pを静電吸着させて搬送する。そして、転写搬送ベルト216の下側に近接して、パターン画像検出ユニットが設けられている。
【0042】
さらに、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構213の下流側には、用紙P上に転写形成されたトナー像を用紙P上に定着させるための定着装置217が配置されている。この定着装置217の一対の定着ローラ間のニップを通過した用紙Pは、搬送方向切り換えゲート218を経て、排出ローラ219により複写機本体1の外壁に取り付けられている排紙トレイ220上に排出される。
【0043】
切り換えゲート218は、定着後の用紙Pの搬送経路を、複写機本体1へ用紙Pを排出する経路と、画像形成部210に向かって用紙Pを再供給する経路との間で選択的に切り換える。切り換えゲート218により再び画像形成部210に向かって搬送方向が切り換えられた用紙Pは、スイッチバック搬送経路221を介して表裏反転された後、画像形成部210へと再度供給される。
【0044】
また、画像形成部210における転写搬送ベルト216の上方には、転写搬送ベルト216に近接して、第1の画像形成ステーションPa、第2の画像形成ステーションPb、第3の画像形成ステーションPc、および第4の画像形成ステーションPdが、用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【0045】
転写搬送ベルト216は、駆動ローラ214によって、矢印Zで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構211を通じて給送される用紙Pを担持し、用紙Pを画像形成ステーションPa〜Pdへと順次搬送する。
【0046】
各画像ステーションPa〜Pdは、実質的に同一の構成を有し、矢印F方向に回転駆動される感光体ドラム222a、222b、222c、222dをそれぞれ含んでおり、各感光体ドラム222a〜222dの上方には、レーザービームスキャナユニット227a、227b、227c、227dがそれぞれ設けられている。
【0047】
レーザービームスキャナユニット227a〜227dは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子(図示せず)、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー(偏向装置)240と、ポリゴンミラー240により偏向されたレーザビームを感光体ドラム222a〜222d表面に結像させるためのfθレンズ241やミラー242、243などから構成されている。
【0048】
レーザービームスキャナ227aには、カラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナ227bにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナ227cにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザービームスキャナ227dにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。これにより、色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム222a〜222d上に形成される。
【0049】
各感光体ドラム222a〜222dの周辺には、感光体ドラム222a〜222dをそれぞれ一様に帯電する帯電器223a、223b、223c、223dと、感光体ドラム222a〜222d上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置(現像部)224a、224b、224c、224dと、現像された感光体ドラム222a〜222d上のトナー像を用紙Pへ転写する転写用放電器225a、225b、225c、225dと、感光体ドラム222a〜222d上に残留するトナーを除去するクリーニング装置(クリーニング部)226a、226b、226c、226dとが感光体ドラム222a〜222dの回転方向に沿って順次配置されている。
【0050】
現像装置224aには黒色のトナーが、現像装置224bにはシアン色のトナーが、現像装置224cにはマゼンタ色のトナーが、現像装置224dにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体ドラム222a〜222d上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部210にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【0051】
現像装置224a〜224d内のトナーは現像により消費され減少する。減少したトナーを補給するため、現像装置224a〜224dには新規トナー貯蔵部244a〜244dが取り付けられている。クリーニング装置226a〜226dによって感光体ドラム222a〜222dから除去されたトナーは除去トナー貯蔵装置245(図2参照)に運ばれる。
【0052】
また、第1の画像形成ステーションPaと給紙機構211との間には用紙吸着用帯電器228が設けられており、この吸着用帯電器228は転写搬送ベルト216の表面を帯電させ、給紙機構211から供給された用紙Pは、転写搬送ベルト216上に確実に吸着された状態で第1の画像形成ステーションPaから第4の画像形成ステーションPdの間をずれることなく搬送される。
【0053】
一方、第4の画像ステーションPdと定着装置217との間で駆動ローラ214のほぼ真上部には除電器229が設けられている。この除電器229には搬送ベルト216に静電吸着されている用紙Pを転写搬送ベルト216から分離するための交流電流が印加されている。
【0054】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Pとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Pは、給紙カセットから送り出されて給紙機構211の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Pの先端部分がセンサー(図示せず)にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ212により一旦停止される。
【0055】
そして、用紙Pは各画像ステーションPa〜Pdとタイミングをとって図1の矢印Z方向に転動している転写搬送ベルト216上に送られる。このとき転写搬送ベルト216には、前述したように、吸着用帯電器228により所定の帯電が施されているので、用紙Pは、各画像ステーションPa〜Pdを通過する間、安定して搬送供給される。
【0056】
各画像ステーションPa〜Pdにおいては、各色のトナー像が、それぞれ形成され、転写搬送ベルト216により静電吸着されて搬送される用紙Pの支持面上で重ね合わされる。第4の画像ステーションPdによる画像の転写が完了すると、用紙Pは、その先端部分から順次、除電用放電器により転写搬送ベルト216上から剥離され、定着装置217へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された用紙Pは、用紙排出口(図示せず)から排紙トレイ220上へと排出される。
【0057】
なお、上述の説明ではレーザービームスキャナユニット227a〜227dによって、レーザービームを走査して露光することにより、感光体への光書き込みを行なっているが、レーザービームスキャナユニットの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系(LEDヘッド)を用いてもよい。LEDヘッドは、レーザービームスキャナーユニットに比べ、サイズも小さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。
【0058】
(トナー貯蔵ユニット)
このような画像形成装置1の各画像ステーションPa〜Pdでは、図2および図3に示すように、特に、新規トナー貯蔵装置244(a〜d)と、除去トナー貯蔵装置245(a〜d)と、を折曲可能に接続してトナー貯蔵ユニットTU(a〜d)として一体化した交換可能な消耗品としている。この他に、感光体ドラム222a〜222dとクリーニング装置226a〜226dと帯電器223a〜223dを一体化したユニット、および、現像装置224a〜224d、をそれぞれ交換可能な消耗品として設定している。なお、図2および図3では、各装置を装置本体に装着する際の組み立て状態を示している。
【0059】
これらの図に示すように、感光体ドラム222は、像担持体としての導電性ドラム上に光導電層を設けてなり、その周囲には、帯電装置223、現像装置224、転写装置225、クリーニング装置226が配置されている。除去トナー搬送スクリュー246はクリーニング装置226によって感光体ドラム222上から除去された除去トナーを除去トナー貯蔵装置245まで搬送する。
【0060】
感光体ドラム222と帯電装置223、クリーニング装置226、除去トナー搬送スクリュー246は、筐体によって一体に支持されており、これをプロセスユニットと呼び、装置本体に着脱可能に装着される。また、現像装置224は、プロセスユニットとは別体となっており、装置本体に着脱可能に装着される。
【0061】
新規トナー貯蔵装置244は、現像装置224上部に着脱可能に支持されており(図3参照)、新規トナー貯蔵装置244の片方側面には新規トナー貯蔵装置244と折り曲げ可能に接続された除去トナー貯蔵装置245が配置されている。この互いに折曲可能に接続された新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245を、上述のように、トナー貯蔵ユニットTUと称している。
【0062】
装置の稼動状態では、帯電装置223によって、感光体ドラム222の表面は所定極性に均一に帯電され、次いで、光像照射手段227によって感光体ドラム222の表面を露光し静電潜像を形成する。形成された静電潜像は現像装置224から供給されるトナーによって現像され、そのトナー像は転写装置225によって記録媒体に転写される。
【0063】
記録媒体に転写し切れずに感光体ドラム222上に残留したトナーはクリーニング装置226によって除去され、除去トナーは、回転する除去トナー搬送スクリュー246によって除去トナー搬送パイプ(可撓管)247を通って、除去トナー投入口2471まで搬送され、その内部にある除去トナー貯蔵装置245の除去トナー受入口に導入される。
【0064】
一方、新規トナーは、新規トナー貯蔵装置244内に貯蔵されており、トナー貯蔵装置244が現像装置224に取り付けられる際、新規トナーシャッター2441が稼動して、現像装置224と新規トナー貯蔵装置244間の新規トナー供給口が開放され、現像装置224内へ供給される。
【0065】
また、トナー貯蔵ユニットTUが現像装置224に装着される際、除去トナー貯蔵装置245の上部にある除去トナーシャッター2451がスライドし、除去トナー受け入れ口が開放される。それに遅れてプロセスユニットの除去トナー排出口が開放され、除去トナー搬送スクリュー246によって搬送された除去トナーが除去トナー貯蔵装置245に貯蔵される状態になる。
【0066】
この除去トナー貯蔵装置245の除去トナー貯蔵容積は、新規トナー貯蔵装置244に最初に貯蔵される新規トナー容積から決定される。一般的に、新規トナー量とそれによって発生する除去トナー量の比は5:1とされるが、これは、画像形成装置1の設置環境や記録媒体の種類等によって変化するので、新規トナー容積と除去トナー貯蔵容積の比は5:2程度に設定するのが妥当である。
【0067】
図4は、トナー貯蔵ユニットTUを構成する新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245とを、画像形成装置1に対して組み付け可能な折り曲げ状態とした斜視図、図5はその正面図である。また、図6は、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245を折り重ねた状態の斜視図、図7はその正面図である。
【0068】
図4および図5に示すように、画像形成装置1に対して組み付け可能な状態としたトナー貯蔵ユニットTUの新規トナー貯蔵装置244はドラム軸方向に長く形成されており、現像装置224に効率よく新規トナーを供給することができる。これに対して、新規トナー貯蔵装置244から直角に下方に向けて折曲された除去トナー貯蔵装置245は、除去トナー受入口(除去トナー投入口2471)から下に長く形成されており、除去トナー投入口2471から送りこまれる除去トナーを下部から隙間なく効率よく貯蔵することができる。
【0069】
このような装着状態では、トナー貯蔵ユニットTUは、かなり嵩高くなっており、大きな容積を占めるため、取り扱いが不便である。そこで、取り外した状態では、図6および図7に示すように、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245とを折り重ねることによって、きわめてコンパクトな状態にすることができ、収納するためのスペースが少なくて済み、コスト安に梱包することができ、運送費や管理保管費の低減化が可能となる。
【0070】
図8は、トナー貯蔵ユニットTUの装着状態における新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245の接続部の正面詳細図、図9はその平面図である。これらの図に示すように、トナー貯蔵ユニットTUは、トナー貯蔵装置接続軸2442によって回転可能(折曲可能)に接続された新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245とが、除去トナー装置固定爪2453によって相互に固定された状態に保持されている。
【0071】
より詳しくは、トナー貯蔵装置接続軸2442は、図6および図7に示すように、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245の接続端部に設けられた軸受部材に貫通してその両装置244,245を回動自在に接続すると共に、除去トナー貯蔵装置245の接続端部に設けられた一対の除去トナー装置固定爪2453,2453が、新規トナー貯蔵装置244の接続端部に設けた爪受け部材2443に掛脱自在に掛止する一方、その両除去トナー装置固定爪2453,2453の間には、その両除去トナー装置固定爪2453,2453を開かせるための除去トナー貯蔵装置折りたたみレバー2452が設けられている。なお、除去トナー貯蔵装置折りたたみレバー2452を、図8の矢印A方向に倒すことにより、その両側面が両除去トナー装置固定爪2453,2453の内側に突設された爪部材に当接して、その両除去トナー装置固定爪2453,2453を外方(図9の矢印B方向)に押し開き、爪受け部材2443に対する掛止状態が解除される。
【0072】
従って、上述のように、装着対応状態に固定されたトナー貯蔵ユニットTUを、折り畳むためには、除去トナー貯蔵装置折りたたみレバー2452を、図8の矢印A方向に倒すことにより、除去トナー装置固定爪2453の爪受け部材2443に対する掛止状態を解除することで、新規トナー貯蔵装置244に固定されていた除去トナー貯蔵装置245は、トナー貯蔵装置接続軸2442を中心に回転可能な状態になり、新規トナー貯蔵装置244と除去トナー貯蔵装置245は折り畳み可能となり、図6および図7に示すような折り重ね状態とすることができる。
【0073】
このような折り重ね状態から、図8に示すような折曲状態に固定するためには、新規トナー貯蔵装置244に対して、除去トナー貯蔵装置245を開く方向に回動させてゆけば、除去トナー貯蔵装置245の両除去トナー装置固定爪2453,2453が、自動的に、新規トナー貯蔵装置244の爪受け部材2443に掛止し、図8の折曲状態が固定保持される。
【0074】
なお、本実施形態では、新規トナー貯蔵部244と除去トナー貯蔵部245を一体化したトナー貯蔵ユニットTUについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、この他に、例えば、感光体ドラム222やクリーニング装置226、帯電装置223、現像装置224などの消耗品の内、適当なものを、その耐久性や画像形成装置の機種の構成や形式、等を考慮して、適宜、上述のトナー貯蔵ユニットTUに組み合わせてユニット化してもよい。
【0075】
また、本実施形態では、図2に示すように、装置本体に装着された状態では、除去トナー貯蔵部245の除去トナー受入口(除去トナー投入口2471)の高さ位置が、クリーニング装置26より上方の位置に設定されているが、本発明は、これに限定されることなく、除去トナー貯蔵部の除去トナー投入口を、クリーニング装置より下方の位置に設定してもよい。
【0076】
特に、排紙トレイを装置本体の上部に設けた比較的に小型の機種では、記録媒体の搬送経路のレイアウトの都合上から、感光体ドラムを含むプロセスユニットを、例えば、図3の状態から時計回りに約90°転回させた構成を採ることが多い。このような場合には、図示は省略するが、除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口を、クリーニング装置より下方の位置に設定することにより、重力の作用で、トナーを除去トナー貯蔵部により能率よく回収することができる。
【0077】
なお、本発明は、画像形成装置を、図1に示す構成に限定するものではなく、少なくとも、静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像を顕像化するために、トナーを前記像担持体へ供給する現像部と、前記像担持体に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、を備え、トナー貯蔵ユニットを装置本体に着脱自在に装着できるように構成される画像形成装置であれば、その構成や形式の如何を問わず、本発明を適用することができる。
【0078】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【0079】
(1)新規トナー貯蔵部と、除去トナー貯蔵部と、を折曲可能に接続したので、装置本体への装着前および取り外し時には、折り畳んでコンパクトなものにすることができるため、取り扱いが容易となり、装置本体への着脱交換作業も容易となる。また、収納スペースが少なくて済み、保管・管理が容易となる。
【0080】
(2)除去トナー貯蔵部とクリーニング部を可撓管で連結したので、設計の自由度が向上する。
【0081】
(3)装置本体に装着された状態では、除去トナー貯蔵部が、縦置き状に配置されるので、下方から順に効率よく除去トナーを蓄えることができる。従って、必要最小限の大きさでよく、コンパクト化が可能となる。
【0082】
また、従来のように、除去トナー貯蔵部の内部で、除去トナーを、水平に平準化するための除去トナー搬送手段や除去トナー撹拌手段等を設ける必要がなくなり、構成が簡易となり、安価に提供することもできる。
【0083】
(4)除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口を、クリーニング装置より下方の位置に設定するので、重力の作用で、トナーを除去トナー貯蔵部により能率よく回収することができる。
【0084】
(5)請求項1ないし4のいずれかに記載のトナー貯蔵ユニットを具備するので、トナーの回収効率が高く、構成が簡易な画像形成装置をコンパクトに形成することができ、かつ安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図2】同ユニット化された交換可能な消耗品の斜視図である。
【図3】同断面図である。
【図4】同装着姿勢のトナー貯蔵ユニットの斜視図である。
【図5】同正面図である。
【図6】同折り畳んだトナー貯蔵ユニットの斜視図である。
【図7】同正面図である。
【図8】同装着姿勢のトナー貯蔵ユニットの接続部の正面図である。
【図9】同平面図である。
【符号の説明】
1−画像形成装置
222−像担持体
224−現像部
226−クリーニング部
244−新規トナー貯蔵部
245−除去トナー貯蔵部
247−可撓管
TU−トナー貯蔵ユニット
Claims (5)
- 静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体上に形成された静電潜像を顕像化するために、トナーを前記像担持体へ供給する現像部と、
前記像担持体に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、を備えた画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装着されるトナー貯蔵ユニットであって、
前記現像部に供給されるトナーを貯蔵するための新規トナー貯蔵部と、
前記クリーニング部によって前記像担持体から除去されたトナーを貯蔵するための除去トナー貯蔵部と、からなり、かつ、
前記新規トナー貯蔵部と、前記除去トナー貯蔵部と、を折曲可能に接続したことを特徴とするトナー貯蔵ユニット。 - 前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部が、可撓管を介して、前記クリーニング部に連結されることを特徴とする請求項1に記載のトナー貯蔵ユニット。
- 前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部が、縦置き状に配置されることを特徴とする請求項1に記載のトナー貯蔵ユニット。
- 前記装置本体に装着された状態では、前記除去トナー貯蔵部の除去トナー受入口の高さ位置が、前記クリーニング部より下方の位置に設定されることを特徴とする請求項1に記載のトナー貯蔵ユニット。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載のトナー貯蔵ユニットを具備したことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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JP2002158105A JP2004004187A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | トナー貯蔵ユニットおよび画像形成装置 |
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JP (1) | JP2004004187A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010243911A (ja) * | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Oki Data Corp | 画像形成装置 |
-
2002
- 2002-05-30 JP JP2002158105A patent/JP2004004187A/ja active Pending
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