JP2005202010A - トナー回収装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー回収タンク内のトナー満杯検知を正確に行えるようにする。
【解決手段】感光体表面に残留するトナーをクリーニング手段で掻き落とし、その掻き落としたトナーＴをトナー回収路１８内で回転するトナー回収スクリュー２０によってトナー回収路１８の端部まで搬送し、トナー回収路１８の端部に形成されたトナー排出口２１からトナー回収タンク１７内にトナーＴを落下させる。トナー回収タンク１７内のトナーが満杯状態になったか否かをトナー回収タンク１７のトナー排出口側端部近傍２３に設置された光学式トナー満杯検知センサ２４によって検知するようになっている。そして、トナー排出口２１の中心Ｃ１をトナー回収スクリュー２０の回転中心軸線Ｃ２から下ろした垂線Ｌ１よりもトナー回収スクリュー２０の回転方向上流側にずらしたことを特徴としている。
【選択図】図６

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置、及びこの画像形成装置に使用されるトナー回収装置に関するものである。

従来、電子写真方式の複写機，プリンタ等の画像形成装置は、静電潜像が形成された感光体表面に現像装置によってトナー供給し、静電潜像をトナー像で可視化し、そのトナー像をシート状のコピー用紙等の転写材に転写するようになっている。そして、この転写材へのトナー像転写後に感光体表面に残留したトナーをクリーニング手段のクリーニングブレードで掻き落とし、その掻き落としたトナーをトナー回収装置によって回収するようになっている。

図７乃至図９は、このような従来のトナー回収装置１００を示すものである。このような従来のトナー回収装置１００は、クリーニングブレードで掻き落としたトナーＴをトナー回収路１０１内で回転するトナー回収スクリュー（トナー搬送手段）１０２によってトナー回収路１０１の端部まで搬送し、そのトナー回収路１０１の端部に形成したトナー排出口１０３からトナー回収タンク１０４内にトナーＴを落下させるようになっている。

そして、このトナー回収タンク１０４のトナー排出口側端部近傍１０５には、光学式のトナー満杯検知センサ（トナー満杯検知手段）１０６が設置されている。このトナー満杯検知センサ１０６は、発光素子１０６ａと受光素子１０６ｂが対向するように配置され、トナー回収タンク１０４内のトナー量が満杯状態でない場合には発光素子１０６ａからの光を受光素子１０６ｂで受光でき、トナー回収タンク１０４内のトナー量が満杯状態の場合には発光素子１０６ａからの光がトナーＴで遮られるために受光素子１０６ｂで受光できないようになっている（特許文献１参照）。この発光素子１０６ａからの光を受光素子１０６ｂで受光できない場合には、操作パネル等にトナー回収タンク１０４の交換を警告表示するか、又は警告音を発した後、画像形成動作を停止するようになっている。オペレータは、警告表示又は警告音にしたがってトナー回収タンク１０４を交換することにより、印刷動作を続行することが可能になる。

特開２００２−２８７５９５号公報

しかしながら、このような従来のトナー回収装置１００は、図７乃至図９に示すように、トナー回収スクリューの回転中心軸方向から見て、トナー排出口１０３の中心Ｃ１がトナー回収スクリュー１０２の回転中心軸線Ｃ２から下ろした垂線Ｌ１上に位置する（すなわち、トナー回収スクリュー１０２の回転中心軸線Ｃ２の真下にトナー排出口１０３の中心Ｃ１が位置する）ようになっており、所定の印刷速度で作動する場合にはトナー排出口１０３のほぼ中心（落下位置１０９）からトナーＴが多く落下することになるが（図８参照）、所定の印刷速度よりも速い速度で作動する場合にはトナー排出口１０３のうちのトナー回収スクリュー１０２の回転方向下流側端部（図９の左側）に偏って排出されるようになる。しかも、図９に示すように、トナー排出口１０３からトナー回収タンク１０４内に落下するトナーＴは、トナー回収スクリュー１０２の回転力によってトナー回収タンク１０４の一方の壁面に叩き付けられて付着する。そのため、トナー回収タンク１０４がトナーで満杯になる前に、発光素子１０６ａからの光がトナー回収タンク１０４の一方の壁面に付着したトナーによって遮られ、発光素子１０６ａからの光を受光素子１０６ｂで受光できず、トナー満杯検知センサ１０６がトナー満杯状態を誤検知するという問題を有していた。

そこで、本発明は、このようなトナー回収タンク内のトナー満杯検知を正確に行えるようにすることを目的とする。

請求項１の発明は、感光体表面に残留するトナーをクリーニング手段で掻き落とし、その掻き落としたトナーをトナー回収路内で回転するトナー搬送手段によって前記トナー回収路の端部まで搬送し、前記トナー回収路の前記端部に形成されたトナー排出口からトナー回収タンク内に前記トナーを送り込み、前記トナー回収タンク内のトナーが満杯状態になったか否かを前記トナー回収タンクの前記トナー排出口側端部近傍に設置された光学式トナー満杯検知手段によって検知するようになっているトナー回収装置に関するものである。そして、前記トナー排出口の中心を、前記トナー搬送手段の回転中心軸線に垂直な断面において、前記トナー搬送手段の回転中心から下ろした垂線よりもトナー搬送手段の回転方向上流側にずらしたことを特徴としている。

請求項２の発明は、感光体表面にトナーを供給して感光体表面の静電潜像をトナー像として可視化する現像装置と、請求項１の発明のトナー回収装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置に関するものである。

本発明によれば、所定速度でトナー搬送手段を回転駆動する場合はもちろんのこと、トナー搬送速度の回転速度を速くしたとしても、トナー排出口をトナー搬送手段の回転中心の真下の位置よりもトナー搬送手段の回転方向上流側にずらしてあるため、トナーがトナー搬送手段の回転力によってトナー回収タンクのトナー排出口側端部の壁面に叩き付けられて付着するようなことがなく、トナー満杯検知手段の正確な作動を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態に係るトナー回収装置及びこれを備えた画像形成装置について説明する。

＜画像形成装置の概略構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す模式図である。この図に示す本実施の形態に係る画像形成装置１によれば、ドラム状の感光体２の表面が帯電器３によって一様に帯電させられた後、その感光体２表面に露光デバイス４から光が照射されて静電潜像が形成され、その静電潜像が形成された感光体２表面に現像装置５からトナーが供給され、静電潜像がトナー像として可視化される。

そして、給紙トレイ６から送り出されたシート状の転写材（コピー用紙，ＯＨＰフィルム等）７がドラム状の感光体２と転写手段８との間の転写位置Ｐに送り込まれる。この転写位置Ｐにおいて、感光体２のトナー像が転写手段８によって転写材７に転写される。

トナー像が転写材７に転写された後の感光体２は、転写位置Ｐからさらに回転し、その表面に残留するトナーがクリーニング手段１０のクリーニングブレード１１によって掻き落とされた後、その表面が帯電器３によって一様に帯電され、次の画像形成に備えるようになっている。

感光体２表面から掻き落とされた残留トナーは、後に詳述するトナー回収装置１２によって回収されるようになっている。

トナー像が転写された転写材７は、定着手段１３に送り込まれてトナー像が定着された後、排紙トレイ１４上等に搬送される。

＜トナー回収装置＞
図２〜図６は、本実施の形態に係るトナー回収装置１２に関するものである。これらの図に示すように、トナー回収装置１２は、感光体２の一端側（図２の手前側）の画像形成部フレーム１５に形成されたタンク取付部１６に着脱可能に取り付けられるトナー回収タンク１７と、このトナー回収タンク１７とクリーニング手段１０とを接続するトナー回収路１８と、このトナー回収路１８内に配置されて感光体２から掻き落とされたトナーをトナー回収タンク１７まで搬送するトナー回収スクリュー（トナー搬送手段）２０と、を備えている。

トナー回収路１８は、感光体２の軸方向にほぼ沿うように配置されており、その端部にトナーをトナー回収タンク１７内に落下させるトナー排出口２１が形成されている。このトナー排出口２１は、平面形状がほぼ六角形を呈しており、その中心位置Ｃ１がトナー回収スクリュー２０の回転中心軸線Ｃ２から下ろした垂線Ｌ１に対し、トナー回収スクリュー２０の回転方向上流側に所定量Ｗだけずらして形成されている。なお、トナー回収路１８のトナー排出口２１を越えた先端側が閉じられており、トナーが漏出しないようになっている。なお、トナー回収スクリュー２０は、感光体２を回転させる駆動モータＭか又は定着手段１３を回転させる駆動モータ（図示せず）に連繋されており、印刷速度の変化に応じて回転速度が変化するようになっている（図１参照）。

トナー回収タンク１７は、光が透過しやすい樹脂材料で形成されており、その上端の開口部２２がトナー排出口２１と連通するようになっている。また、このトナー回収タンク１７の開口部２２の下方で、且つトナー排出口側端部近傍２３に光学式のトナー満杯検知センサ（トナー満杯検知手段）２４が配置されている。このトナー満杯検知センサ２４は、発光素子２４ａと受光素子２４ｂからなっており、発光素子２４ａと受光素子２４ｂがトナー回収タンク１７を介して対向するように配置されている。そして、このトナー満杯検知センサ２４は、トナー回収タンク１７がトナーで満杯状態になると、発光素子２４ａと受光素子２４ｂとの間にトナーが位置し、発光素子２４ａからの光をトナーが遮り、発光素子２４ａからの光を受光素子２４ｂが受光できなくなる。これにより、トナー回収タンク１７が回収されたトナーで満杯状態になったと判断される。

このトナー満杯検知センサ２４のトナー満杯検知信号は、制御手段としてのコントローラ２５に入力される。そして、このトナー満杯検知信号に基づいてコントローラ２５から操作パネル２６，警告音スピーカ２７や駆動モータＭ等へ制御信号が出力され、操作パネル２６にトナー回収タンク１７の交換を警告表示するか、又は警告音スピーカ２７によって警告音を発した後、画像形成動作を停止するようになっている。オペレータは、警告表示又は警告音にしたがって回収したトナーで満杯状態のトナー回収タンク１７を新品で空のトナー回収タンク１７と交換することにより、トナー満杯検知信号に基づく画像形成動作停止状態が解除され、印刷動作を続行することが可能になる。なお、トナー回収タンク１７を画像形成部フレーム１５のタンク取付部１６から取り外すと、図示しないシャッターがバネによって押圧されてトナー排出口２１を塞ぎ、トナー排出口２１からトナーが落下しないように工夫されている。また、トナー回収タンク１７を所定位置にセットする際に、図示しないシャッタがトナー回収タンク１７に押されてトナー排出口２１を開くようになっている。

このような、本実施の形態によれば、感光体２からクリーニングブレード１１によって掻き落とされた残留トナーは、トナー回収路１８内をトナー回収スクリュー２０の回転によりトナー排出口２１まで搬送される。トナー排出口２１まで搬送されたトナーＴは、トナー排出口２１からトナー回収タンク１７内に落下する。この際、トナーＴは、トナー回収スクリュー２０の回転力を受けて、図５に示すように、トナー回収スクリュー２０の回転方向Ｒ下流側（図中左側）へ流れるように落下することになるが、トナー排出口２１のトナー落下位置（大半のトナーが落下する位置）２８がトナー回収スクリュー２０の回転中心軸線Ｃ２の略直下の位置であるため、受光素子２４ｂが配置されるようなトナー回収タンク１７のトナー排出口側端部近傍２３に叩き付けられて付着するようなことがない。したがって、本実施の形態によれば、トナー回収タンク１７がトナーＴで満杯になる前に、トナー満杯検知センサ２４が誤ってトナー回収タンク１７が満杯状態であるという信号を出力するようなことがない。

なお、図６は、例えば、毎分２５枚印刷することが可能な画像形成装置のトナー回収装置１２であるとすると、図５は、毎分３０枚印刷することが可能な画像形成装置のトナー回収装置１２であり、図５の場合の方が印刷速度（画像形成速度）が高い場合を示している。しかしながら、図５及び図６のいずれの場合も、トナーＴがトナー回収タンク１７のトナー満杯検知センサ２４の近傍に叩き付けられて付着するようなことがない。すなわち、同一のトナー回収装置１２を異なる印刷速度の画像形成装置に使用したり、また、印刷速度を多段に変更できるような画像形成装置にトナー回収装置１２が使用された場合、トナー回収スクリュー２０の回転速度は印刷速度を速くすればそれに応じて速くなるのであるが、トナーＴがトナー回収タンク１７のトナー満杯検知センサ２４の近傍に叩き付けられて付着するようなことがない。

また、トナー回収スクリュー２０によってトナー回収路１８内を搬送されるトナーＴは、図５及び図６に示すように、トナー排出口２１の直前においてトナー回収路１８の左下部分に偏って位置しているが、トナー回収スクリュー２０の回転に伴ってトナー回収路１８を時計回り方向に回転させられ、トナー回収スクリュー２０が１回転する間に、トナーＴをトナー排出口２１からトナー回収タンク１７内に落下する。

また、本実施の形態において、図４及び図５に示す各部の寸法を例示すると、トナー回収路１８の内径寸法ｄａ＝１１ｍｍ、トナー回収スクリュー２０の外径寸法ｄｂ＝９ｍｍ、トナー排出口２１の幅寸法ｗａ＝６ｍｍ、トナー回収タンク１７のトナー排出口側端部近傍２３における内径寸法ｄｃ＝１５ｍｍ、所定量Ｗ＝２〜３ｍｍである。ただし、これらの各寸法は、印刷速度に応じて適宜変更することができる。

本発明に係るトナー回収装置は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、これらの複合機等の画像形成装置に広く適用することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係るトナー回収装置を含めた画像形成部の一部外観斜視図である。 図２の画像形成部の一部であって、カバーを取り外して示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係るトナー回収装置のうちのトナー排出路とトナー回収タンクとの連繋部を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿って切断して示すトナー回収装置の断面図であり、第１作動状態を示す図である。 図５に対応するように切断して示すトナー回収装置の断面図であり、第２作動状態を示す図である。 従来のトナー回収装置のうちのトナー排出路とトナー回収タンクとの連繋部を示す平面図である。 図７のＢ−Ｂ線に沿って切断して示すトナー回収装置の断面図であり、第１作動状態を示す図である。 図８に対応するように切断して示すトナー回収装置の断面図であり、第２作動状態を示す図である。

符号の説明

１……画像形成装置、２……感光体、５……現像装置、１０……クリーニング手段、１２……トナー回収装置、１７……トナー回収タンク、１８……トナー回収路、２０……トナー回収スクリュー（トナー搬送手段）、２１……トナー排出口、２３……トナー排出口側端部近傍、２４……トナー満杯検知センサ（トナー満杯検知手段）、Ｃ１……中心、Ｃ２……回転中心、Ｌ１……垂線、Ｔ……トナー

Claims (2)

1. 感光体表面に残留するトナーをクリーニング手段で掻き落とし、その掻き落としたトナーをトナー回収路内で回転するトナー搬送手段によって前記トナー回収路の端部まで搬送し、前記トナー回収路の前記端部に形成されたトナー排出口からトナー回収タンク内に前記トナーを送り込み、前記トナー回収タンク内のトナーが満杯状態になったか否かを前記トナー回収タンクの前記トナー排出口側端部近傍に設置された光学式トナー満杯検知手段によって検知するようになっているトナー回収装置において、
   前記トナー排出口の中心を、前記トナー搬送手段の回転中心軸線に垂直な断面において、前記トナー搬送手段の回転中心から下ろした垂線よりもトナー搬送手段の回転方向上流側にずらしたことを特徴とするトナー回収装置。
2. 感光体表面にトナーを供給して感光体表面の静電潜像をトナー像として可視化する現像装置と、請求項１に記載のトナー回収装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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