JP2005091848A - 粉粒物回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
トナーやキャリアなどといった現像剤を構成する粉粒物を多量に効率よく収容するとともに、振動が与えられた場合などにも粉粒物の逆流を抑えることができる粉粒物回収装置を提供する。
【解決手段】
上面付近に、現像剤を構成する廃トナーなどといった粉粒物の投入口が設けられた箱状の粉粒物収容箱と、粉粒物収容箱の内部空間内に設けられ、投入口から投入された粉粒物を投入口の近傍ほど大きな移送能力で、投入口から遠ざかる奥行き方向に移送する粉粒物移送部と、奥行き方向とは逆の手前方向に逆流する粉粒物を静止する仕切り板を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、現像剤を構成する粉粒物を収容する粉粒物回収装置に関する。

従来より、帯電させた感光体の表面を露光して潜像を形成し、その潜像を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を直接に、あるいは中間転写体などを介在させて、最終的に記録媒体上に転写する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、通常、画像形成の過程でトナー像を一時的に担持する像担持体からトナー像が別の部材あるいは記録媒体に転写された後に、像担持体上に残存する廃トナーを除去するクリーニング部材と、除去した廃トナーを収容するトナー回収箱とが備えられている。

このトナー回収箱は、センサーでトナーが満タンであることが検知されると、ユーザによって新しいトナー回収箱と交換される消耗品である。近年では、画像形成装置の小型化に伴ってトナー回収箱の大きさも制限されており、さらに、トナー回収箱の交換にかかるコストを抑えるという観点からも、トナー回収箱の内部になるべく多くのトナーを隙間なく収容することが求められている。従来のトナー回収箱は、上面にトナー投入口が設けられた単純な構造になっているため、トナー投入口の下に山状に堆積されたトナーによってトナー投入口が塞がれて、まだトナーを収容するスペースがあるにも関わらず満タンであると検知されてしまい、トナー回収箱を有効に使用することができないという不具合がある。

このような不具合を解消する方法として、トナー回収箱を揺動させることによって山状に堆積されたトナーを平坦にならし、トナー回収箱の内部空間を有効的に使用する方法が考案されている。しかし、この方法によると、画像形成装置内にトナー回収箱を揺動させるための広いスペースが必要となり、装置が大型化してしまううえ、トナー回収箱を揺動させる際にかなりの衝撃音が生じてしまうという問題がある。

また、トナー回収箱の上部に、トナーをトナー投入口から遠ざける奥行き方向に移送する移送手段を設けたトナー回収箱も提案されている（特許文献１参照）。この方法によると、大きな衝撃音を生じさせることなく、トナーをトナー回収箱内に平均的に収容することができる。
特開平１０−２０７３０号公報

ここで、特許文献１に記載されている方法によると、例えば、満タンではないときなどにトナー回収箱が誤脱されてしまうと、トナーが投入口に向けて逆流し、投入口を塞いでしまう恐れがある。また、用紙を補給するときや、消耗品である像担持体を交換するときなど、オペレータが画像形成装置に触れる機会は多いが、このような場合にも、画像形成装置全体の振動がトナー回収箱にも伝わってトナーが偏ってしまい、センサでの誤検知を生じてしまうことがある。

本発明は、上記事情に鑑み、トナーやキャリアなどといった現像剤を構成する粉粒物を多量に効率よく収容するとともに、振動が与えられた場合などにも粉粒物の逆流を抑えることができる粉粒物回収装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の粉粒物回収装置は、側面と上面と下面とで囲われた内部空間と、内部空間の側面の上部に穿たれた投入口とを有し、投入口から投入される、現像剤を構成する粉粒物を該内部空間に収容する粉粒物収容箱と、
粉粒物収容箱の内部空間内に設けられ、投入口から投入された粉粒物を投入口から遠ざかる奥行き方向に移送する粉粒物移送部と、
粉粒物収容箱の内部空間内に設けられ、奥行き方向とは逆の手前方向に逆流する粉粒物を制止する仕切り板とを備えたことを特徴とする。

本発明の粉粒物回収装置によると、投入された廃トナーなどといった粉粒物が粉粒物移送部によって奥行き方向に移送されるため、粉粒物収容箱の内部に多くの粉粒物を効率よく収容することができる。また、例えば、ユーザが粉粒物回収装置を誤脱してしまうなどして、粉粒物回収装置に振動が印加された場合であっても、投入口に向かって逆流してくる粉粒物が仕切り板によって制止されるため、投入口が逆流した粉粒物によって塞がってしまう不具合を防ぐことができる。

また、本発明の粉粒物回収装置において、上記の仕切り板は、内部空間内の、上面と粉粒物移送部との間の高さに設けられたものであることが好ましい。

仕切り板を、粉粒物収容箱内の、上面と前記粉粒物移送部との間の高さに設けることによって、投入口に向かって逆流してくる粉粒物を効率よく制止することができる。

また、本発明の粉粒物回収装置において、上記の粉粒物移送部は、粉粒物を投入口の近傍ほど大きな移送能力で移送するものであることが好ましい。

このような粉粒物移送部を適用することにより、粉粒物移送部が投入口から距離を置いた高さに設けられた場合であっても、粉粒物を十分に粉粒物収容箱の奥へ移送することができる。

また、本発明の粉粒物回収装置において、上記内部空間内の、仕切り板と投入口との間に粉粒物が存在するか否かを検知する検知部をさらに備えたことが好ましい。

粉粒物収容箱の内部空間内の、仕切り板と投入口との間に存在する粉粒物を検知する検知部を備えることによって、検知部での検知領域に向かって逆流してくる粉粒物が仕切り板によって制止されるために誤検知が防止され、粉粒物収容箱が満タンであることを精度よく検知することができる。

また、本発明の粉粒物回収装置において、上記検知部での検知結果に基づいて、粉粒物移送部における粉粒物の移送および移送停止を制御する制御部をさらに備えたことが好適である。

検知部において仕切り板と投入口との間に粉粒物が存在することが検知された場合であっても、粉粒物移送部を駆動することによって、それらの粉粒物が奥行き方向に移送されて、新たに粉粒物を収容するスペースが空けられることがある。したがって、検知部からの検知結果に基づいて、制御部が粉粒物移送部における粉粒物の移送および移送停止を制御することによって、より多くの粉粒物を粉粒物収容箱内に収容することができる。

また、本発明の粉粒物回収装置において、上記粉粒物収容箱は、奥行き方向の長さが高さよりも長いものであり、
粉粒物移送部は、内部空間内の、投入口から距離を置いた高さに設けられたものであることが好適である。

本発明の粉粒物回収装置は、粉粒物収容箱が、粉粒物が移送される奥行き方向に長い形状を有する場合に、特に有効である。また、粉粒物移送部を投入口から距離を置いた高さに設けることにより、小型化が図られた、粉粒物回収装置の上を他の部材がまたがるような画像形成装置にも適用することができる。

本発明によれば、トナーやキャリアなどといった現像剤を構成する粉粒物を多量に効率よく収容するとともに、振動が与えられた場合などにも粉粒物の逆流を抑えることができる粉粒物回収装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の粉粒物回収装置の一実施形態が適用されたプリンタの主要部を示す概略構成図である。

図１に示すように、プリンタ１には、４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが備えられており、各画像形成部には、それぞれ、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、帯電器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、露光器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ、一次転写体１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ、クリーニング装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ、中間転写ベルト３０、中間転写ベルトクリーナ３１、二次転写体３２、定着器３３、およびテンションローラ３４が備えられている。

尚、このプリンタ１は、フルカラーの印刷が可能となっており、上記の各構成要素の末尾に付された符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。

このプリンタ１の画像形成における基本動作について説明する。

まず、画像を形成するための準備として、各色用の感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが矢印Ａ方向に回転され、それら感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面に、接触式の帯電器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋによって所定の電荷がそれぞれ付与される。

続いて、画像がイエロー、マゼンタ、シアン、および黒に色分解された色分解画像を表す画像データが、制御部３５によって、対応する画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに与えられる。

次に、イエローの画像形成部１０Ｙによるトナー像形成が開始され、露光器１３Ｙにより感光体１１Ｙ表面に、イエローの色分解画像に相当する露光光が照射されて静電的な潜像（静電潜像）が形成される。その静電潜像は、現像器１４Ｙによって循環供給される現像剤に含まれたイエローのトナーで、現像器１４Ｙと感光体１１Ｙとの間の現像位置に印加された現像電圧によって現像されて感光体１１Ｙ上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写体１５Ｙにより中間転写ベルト３０に転写される。

中間転写ベルト３０は矢印Ｂ方向に循環移動しており、中間転写ベルト３０上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部１０Ｍの一次転写体１５Ｍに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写体１５Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成部１０Ｍによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写体１５Ｍにおいて中間転写ベルト３０上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。ここで、各感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト３０上に転写されると、クリーニング装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋによって、各感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に残留する廃トナーが除去される。このクリーニング装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋについては後で詳しく説明する。

続いて、シアンおよび黒の画像形成部１０Ｃ、１０Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写体１５Ｃ、１５Ｋにおいて中間転写ベルト３０のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。

こうして、中間転写ベルト３０上に転写された多色トナー像は、二次転写体３２により用紙２００上に二次転写され、多色トナー像は用紙２００とともに矢印Ｃ方向に搬送され、定着器３３により用紙２００上に定着されることによりカラー画像が形成される。

ここで、本発明の粉粒物回収装置の一実施形態は、図１に示すクリーニング装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋによって除去された廃トナーや、現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Kによって排出された劣化現像剤などを回収するものである。以下では、まず、このクリーニング装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋについて説明する。尚、以下では、説明の便宜上、図１に示すイエローの画像形成部１０Ｙに備えられた各種要素を代表として用いて説明する。

図２は、図１に示す感光体とクリーニング装置を示す図である。

クリーニング装置１６Ｙのハウジング２１０内には、トナー保持用ブラシロール２１、回収ロール２２、クリーニングブレード２３、および移送オーガ２４が備えられている。これらトナー保持用ブラシロール２１、回収ロール２２、クリーニングブレード２３、および移送オーガ２４は、いずれも、感光体１１Ｙの回転軸に沿う方向に延びる長手形状を有し、トナー保持用ブラシロール２１、および回収ロール２２は、それぞれ矢印の方向に回転される。また、トナー保持用ブラシロール２１、および回収ロール２２は感光体１１Ｙに当接されており、クリーニングブレード２３は回収ロール２２に接触されている。

トナー保持用ブラシロール２１は、図１に示す中間転写ベルト３０に転写されずに残ってしまったトナーを一時的に保持するとともに、保持したトナーを所定のタイミングで感光体１１Ｙに放出する。また、回収ロール２２は、感光体１１Ｙ上に残留付着している廃トナーを回収する。回収ロール２２に吸着された廃トナーは、クリーニングブレード２３で掻き取られる。

このクリーニングブレード２３により掻き取られた廃トナーは、ハウジング２１０とクリーニングブレード２３とで形成される廃トナー案内空間２２０内に掻き落とされる。さらに、廃トナー案内空間２２０内の廃トナーは、移送オーガ２４によって、感光体１１Ｙの回転軸に沿った方向に移送される。

続いて、クリーニング装置によって除去された廃トナーや劣化した現像剤などを、粉粒物回収装置内に移送する回収部と、本発明の粉粒物回収装置の一実施形態について説明する。

図３は、回収部と粉粒物回収装置とを示す図である。

図３に示す回収部３００には、現像剤回収口３１０と、トナー回収口３２０と、粉粒物送り部３３０と、挿入部３４０とが備えられている。図１に示す現像器１４Ｙから排出された、劣化が進んだ現像剤は、図示しない移送手段によって現像剤回収口３１０内に移送される。また、図２に示す移送オーガ２４によって移送されてきた廃トナーは、トナー回収口３２０内に送られる。トナー回収口３２０に送られた廃トナー、および現像剤回収口３１０に移送された劣化現像剤は、粉粒物送り部３３０によって挿入部３４０まで導かれて、粉粒物回収装置４００内に回収される。粉粒物回収装置４００は、挿入部３４０が嵌入されることによって、プリンタ１に着脱自在に装着されている。粉粒物回収装置４００が着脱される際に挿入部３４０からこぼれ落ちた粉粒物（廃トナーおよび劣化現像剤）は、仮収納箱３５０に収容される。

図４は、粉粒物送り部の内部構造を示す図である。

現像剤回収口３１０およびトナー回収口３２０で回収された粉粒物は、粉粒物回収口３３１から投入されて、粉粒物送り部３３０に送られてくる。粉粒物送り部３３０の内部には、図４に示すように粉粒物を挿入部３４０に導くオーガ３３２が設けられている。挿入部３４０に導かれた粉粒物は、さらに、粉粒物回収装置４００に移送される。

図５は、粉粒物回収装置の側面図であり、図６は、図５に示す粉粒物回収装置の断面図である。

図５に示すように、粉粒物回収装置４００には、粉粒物送り部３３０の挿入部３４０が嵌入される挿入口４０１と、粉粒物を収容する粉粒物収容箱４１０と、粉粒物収容箱４１０内の粉粒物が満タンであることを検知するセンサー４２０と、後述する均し部材を駆動する駆動部材４３０と、センサー４２０からの検知結果に基づいて駆動部材４３０を駆動させる制御部５００が備えられている。センサー４２０は、本発明の粉粒物回収装置における検知部の一例に相当するとともに、挿入口４０１は、本発明にいう投入口の一例にあたる。

尚、粉粒物回収装置４００については、挿入口４０１に近い側を手前、挿入口４０１から離れた側を奥として説明する。

粉粒物収容箱４１０は、挿入口４０１から離れる奥行き方向の長さが高さよりも長い形状を有している。この粉粒物収容箱４１０は、本発明の粉粒物回収装置における粉粒物収容箱の一例に相当する。ここで、挿入部３４０と、駆動部材４３０との間の空間４００Ａには、図示しないが、他の部材が入り込んでおり、プリンタ１の小型化が図られている。

図６に示すように、挿入部３４０には粉粒物排出口３４１が設けられており、この粉粒物排出口３４１から粉粒物が投入される。

粉粒物収容箱４１０の中ほどの高さの位置には、駆動部材４３０によって駆動される均し部材４４０が備えられている。この均し部材４４０は、本発明の粉粒物回収装置における粉粒物移送部の一例にあたる。

また、粉粒物収容箱４１０の上面と均し部材４４０との間の高さに、奥行き方向と垂直な方向に広がる仕切り板５００が配されている。この仕切り板５００は、本発明の粉粒物回収装置における仕切り板の一例に相当する。

図７は、粉粒物回収装置の内部構成図である。

図６にも示す均し部材４４０は、図７に示すように、駆動部４３０によって回転される回転軸４４１と、回転軸４４１の周囲に等間隔に設けられた、手前ほど外形が大きい螺旋状のフィン４４２とで構成されている。フィンは外径が大きいほど粉粒物の移送能力が大きくなるため、均し部材４４０は、全体として、手前ほど移送能力が大きく、奥ほど移送能力が小さくなっている。

センサー４２０は、仕切り板４５０と粉粒物排出口３４１との間の検知領域４２１内に存在するトナーを検知することによって、粉粒物収容箱４１０内が満タンであることを検知する。検知結果は図６に示す制御部５００に伝えられる。

仕切り板４５０は、センサー４２０での検知領域４２１を仕切るように配されている。

均し部材４４０を駆動させながら、粉粒物を粉粒物排出口３４１から投入すると、粉粒物は均し部材４４０に移送されて領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの順に堆積され、続いて、領域Ｃからあふれた粉粒物が崩れるようにして領域Ｄにも堆積される。したがって、粉粒物収容箱４１０内に無駄な隙間を空けずに多くの粉粒物を回収することができる。

また、粉粒物回収装置４０がユーザによって誤脱されてしまうなどして、粉粒物回収装置４０に大きな振動が印加された場合、仕切り板４５０が壁となって、検知領域４２１や粉粒物排出口３４１に向かって逆流する粉粒物が阻止される。したがって、粉粒物排出口３４１が塞がってしまったり、センサー４２０での誤検知を防止することができる。

ここで、粉粒物回収装置４０に大きな振動が印加された場合には、粉粒物収容箱４１０内で粉粒物が偏ってしまい、無駄な空間を残したまま粉粒物の堆積が進んでしまうことがある。本実施形態においては、センサー４２０での検知結果に基づいて均し部材４４０を駆動することによって、このような不具合を軽減させることが行われる。

図８は、センサーでの検知結果に基づいて制御される、均し部材の動作を示すフローチャートである。

センサー４２０では、一定時間ごとに、粉粒物収容箱４１０が満タンであるか否かの検知が行われる（図８のステップＳ１）。この検知結果は、図６に示す制御部５００に伝えられる。

センサー４２０で、粉粒物収容箱４１０が満タンであることが検知された場合、図８のフローチャートではステップＳ１からステップＳ２に進む。図６に示す制御部５００は、駆動部材４３０を制御することにより、均し部材４４０を所定回数駆動させる（図８のステップＳ２）。

均し部材４４０を駆動させると、制御部５００は、センサー４２０に再び検知を行わせる（図８のステップＳ３）。

センサー４２０では、再度、粉粒物収容箱４１０が満タンであるか否かの検知が行われる。この検知結果も、制御部５００に伝えられる。

センサー４２０で、再び粉粒物収容箱４１０が満タンであることが検知された場合、図８のフローチャートではステップＳ３からステップＳ４に進む。制御部５００は、ユーザに対して「粉粒物回収装置交換」のメッセージを通知する（図８のステップＳ４）。さらに、制御部５００は、センサー４２０に検知を停止させるとともに、駆動部材４３０の駆動を停止させる。

また、ステップＳ１、およびステップＳ３で満タンが検知されなかった場合、ステップＳ１に戻り、センサー４２０では、一定時間ごとの検知が行われる。

センサーで満タンであると検知された場合であっても、均し部材を駆動させることによって粉粒物が奥の隙間などに移送されて、新たに粉粒物を収容するスペースが空けられることがある。したがって、センサーでの検知結果に基づいて、均し部材の駆動を制御することによって、いっそう効率よく粉粒物収納箱を使用することができる。

ここで、上記説明では、回転軸と螺旋状のフィンとで構成された粉粒物移送部の例について説明したが、本発明にいう粉粒物移送部は、ベルト状の移送部材などを用いたものであってもよい。

また、上記説明では、粉粒物移送部が粉粒物収容箱の中間程度の高さに設けられた粉粒物回収装置の例について説明したが、本発明にいう粉粒物移送部は、粉粒物収容箱の上面付近に設けられるものであってもよい。
また、上記では、粉粒物収容箱の上面に接するように仕切り板が配された粉粒物回収装置の例について説明したが、本発明にいう仕切り板は、上面との間に隙間を空けて配されたものであってもよい。

また、上記説明では、劣化現像剤に加えて、感光体に残留した廃トナーを回収する粉粒物回収装置について説明したが、本発明の粉粒物回収装置は、例えば、中間転写ベルトなどに残留した廃トナーを回収するものであってもよい。

本発明の粉粒物回収装置の一実施形態が適用されたプリンタの主要部を示す概略構成図である。 図１に示す感光体とクリーニング装置を示す図である。 回収部と粉粒物回収装置とを示す図である。 粉粒物送り部の内部構造を示す図である。 粉粒物回収装置の側面図である。 図５に示す粉粒物回収装置の断面図である。 粉粒物回収装置の内部構成図である。 センサーでの検知結果に基づいて制御される、均し部材の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成部
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ 感光体
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 帯電器
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ 露光器
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ 現像器
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ 一次転写体
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ クリーニング装置
２１ 粉粒物保持用ブラシロール
２２ 回収ロール
２３ クリーニングブレード
２４ 移送オーガ
３０ 中間転写ベルト
３１ 中間転写ベルトクリーナ
３２ 二次転写体
３３ 定着器
３４ テンションローラ
２００ 用紙
３００ 回収部
３１０ 現像剤回収口
３２０ トナー回収口
３３０ 粉粒物送り部
３３１ 粉粒物回収口
３３２ オーガ
３４０ 挿入部
３４１ 粉粒物排出口
４００ 粉粒物回収装置
４００Ａ 空間
４０１ 挿入口
４１０ 粉粒物収容箱
４２０ センサー
４３０ 駆動部材
４４０ 均し部材
４４１ 回転軸
４４２ フィン
４５０ 仕切り板
５００ 制御部

Claims (6)

1. 側面と上面と下面とで囲われた内部空間と、該内部空間の側面の上部に穿たれた投入口とを有し、該投入口から投入される、現像剤を構成する粉粒物を該内部空間に収容する粉粒物収容箱と、
   前記粉粒物収容箱の内部空間内に設けられ、前記投入口から投入された粉粒物を該投入口から遠ざかる奥行き方向に移送する粉粒物移送部と、
   前記粉粒物収容箱の内部空間内に設けられ、前記奥行き方向とは逆の手前方向に逆流する粉粒物を制止する仕切り板とを備えたことを特徴とする粉粒物回収装置。
2. 前記仕切り板は、前記内部空間内の、前記上面と前記粉粒物移送部との間の高さに設けられたものであることを特徴とする請求項１記載の粉粒物回収装置。
3. 前記粉粒物移送部は、前記粉粒物を前記投入口の近傍ほど大きな移送能力で移送するものであることを特徴とする請求項１記載の粉粒物回収装置。
4. 前記内部空間内の、前記仕切り板と前記投入口との間に前記粉粒物が存在するか否かを検知する検知部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の粉粒物回収装置。
5. 前記検知部での検知結果に基づいて、前記粉粒物移送部における前記粉粒物の移送および移送停止を制御する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の粉粒物回収装置。
6. 前記粉粒物収容箱は、前記奥行き方向の長さが高さよりも長いものであり、
   前記粉粒物移送部は、前記内部空間内の、前記投入口から距離を置いた高さに設けられたものであることを特徴とする請求項１記載のトナー回収装置。

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