JP2006058729A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、FAX、複写機等のような、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system, such as a printer, a FAX, a copying machine, or the like.
電子写真装置において、着脱可能な画像形成カートリッジ内に、感光体ドラム、感光体ドラム上に残った残トナーを除去するクリーニング部、除去した残トナーをクリーニング部内で搬送する搬送部、搬送された残トナーを画像形成カートリッジから排出するトナー排出部等を有する場合、この画像形成カートリッジから排出した残トナーを画像形成カートリッジ外に設置されたトナー回収部に収容するために、画像形成カートリッジのトナー排出部とトナー回収部の接続が必要になる。
従来、この接続部の構造として、例えば、残トナー排出口の開口部の下方に、残トナーボックスの開口が設置され、画像形成カートリッジを装置に装着する際に、残トナー排出口に設けられた残トナーシャッタのレバーが残トナーボックスに形成された突起部に押し上げられ、レバーと連結した付勢ばねに抗して、所定角度だけ角変位して排出部が開き、クリーナ部で除去された残トナーが残トナー搬送により排出口に搬送されて排出され、装置より画像形成カートリッジを取り去ると付勢ばねの復元力により閉められる構造のものがあった(例えば、特許文献1参照)。
In an electrophotographic apparatus, in a removable image forming cartridge, a photosensitive drum, a cleaning unit that removes residual toner remaining on the photosensitive drum, a conveyance unit that conveys the removed residual toner in the cleaning unit, and a conveyed residual In the case of having a toner discharge portion that discharges toner from the image forming cartridge, the toner discharge portion of the image forming cartridge is used to store the remaining toner discharged from the image forming cartridge in a toner collecting portion installed outside the image forming cartridge. And a toner recovery unit must be connected.
Conventionally, as the structure of this connecting portion, for example, an opening of a residual toner box is installed below the opening of the residual toner discharge port, and is provided at the residual toner discharge port when the image forming cartridge is attached to the apparatus. The lever of the residual toner shutter is pushed up by the protrusion formed on the residual toner box, and the discharge portion is opened by angular displacement by a predetermined angle against the biasing spring connected to the lever, and the residual portion removed by the cleaner portion is opened. There is a structure in which the toner is transported to the discharge port by the residual toner transport and discharged, and is closed by the restoring force of the biasing spring when the image forming cartridge is removed from the apparatus (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記した従来の装置では、画像形成カートリッジの装着時において、トナー排出側の排出口と、トナー受入側の受入口がつながる際、トナー受入側に固定して設けられた突起によってトナー排出口のシャッタが開くようになっているため、トナー排出口とトナー受入口がある程度重なって、しかもまだ完全に密着していないという状態で、既にトナー排出口のシャッタが開き始める。このため、トナー排出口から、トナー受入口以外にトナーがもれ、或いは飛散するといった問題を生じていた。 However, in the conventional apparatus described above, when the image forming cartridge is mounted, when the toner discharge side discharge port and the toner reception side reception port are connected to each other, the toner discharge port is fixed by a protrusion provided on the toner reception side. Since the toner discharge port and the toner receiving port overlap each other to some extent, and the toner discharge port shutter has already started to open, the shutter has already started to open. For this reason, there has been a problem that the toner leaks or scatters from the toner discharge port other than the toner receiving port.
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、画像形成カートリッジの着脱時のトナーの漏れや飛散を防止し、画像形成カートリッジやこれを装着する画像形成装置本体内が、漏れ或いは飛散したトナーで汚れることのない画像形成装置を提供することにある。また、残トナーを受入れた収容体を、画像形成装置に対して着脱する際にも、この収容体や画像形成装置本体内が、漏れ或いは飛散したトナーで汚れることのない画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, prevent toner leakage and scattering when the image forming cartridge is attached / detached, and the image forming cartridge and the image forming apparatus main body to which the image forming cartridge is mounted leak or scatter. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus that is not contaminated with the toner. In addition, an image forming apparatus is provided in which the container and the image forming apparatus main body are not contaminated with leaked or scattered toner even when the container receiving the residual toner is attached to or detached from the image forming apparatus. There is.
本発明は、画像形成装置において、トナーを担持するトナー担持体と、前記トナー担持体上の不要となった残トナーを除去する除去手段、除去した残トナーを収容するトナー受け部、前記トナー受け部に備えられた残トナー排出口、及び該残トナー排出口を開閉する開閉部材を有するクリーニング手段と、前記クリーニング手段から排出された残トナーを収容する残トナー収容体と、前記画像形成装置の所定の動作に基づいて、前記開閉部材を駆動する開閉部材駆動手段とを有することを特徴とする。 In the image forming apparatus, the present invention provides a toner carrier that carries toner, a removing unit that removes unnecessary toner remaining on the toner carrier, a toner receiver that contains the removed residual toner, and the toner receiver. A residual toner discharge port provided in the unit, a cleaning unit having an opening / closing member that opens and closes the residual toner discharge port, a residual toner container that stores the residual toner discharged from the cleaning unit, and an image forming apparatus Opening / closing member driving means for driving the opening / closing member based on a predetermined operation is provided.
本発明によれば、除去した残トナーを一時収容し、残トナー排出口からこの残トナーを排出するクリーニング手段と、その排出先の残トナー収容体とが、排出される残トナーが漏れたり飛散したりしないようにつながれた状態で、残トナー排出口を開閉することが出来る。 According to the present invention, the cleaning unit that temporarily stores the removed residual toner and discharges the residual toner from the residual toner discharge port, and the residual toner container of the discharge destination, leak or scatter the discharged residual toner. The remaining toner discharge port can be opened and closed in a state where it is connected so as not to be damaged.
実施の形態1.
図1(a)は、本発明の実施の形態1の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの要部構成を示す側面図であり、図2(a)は、その要部上面図である。また図1(b)及び図2(b)は、それぞれ図1(a)及び、図2(a)における2点鎖線で囲った辺りの部分拡大図である。また、図3は、本発明による実施の形態1の画像形成装置の要部構成を示す要部構成図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1A is a side view showing a main part configuration of a process cartridge in the image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2A is a top view of the main part. Moreover, FIG.1 (b) and FIG.2 (b) are the elements on larger scale of the area enclosed with the dashed-two dotted line in Fig.1 (a) and FIG.2 (a), respectively. FIG. 3 is a main part configuration diagram showing the main part configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1及び図2に示すプロセスカートリッジ21は、図3に示す画像形成装置1の本体に着脱自在に装着される4つのプロセスカートリッジ21〜24の一つを示すもので、これ等の構成は同一であるが、各々ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、及びシアン(C)のトナーを収納している。
The
図3に示すように、画像形成装置1には、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ21〜24、残トナー収容体3、露光装置4、転写ベルトユニット5、定着装置6、給紙カセット7、給紙部8、及びプロセスカートリッジ21〜24を画像形成装置本体から取り外す際に開閉する本体カバー9が備えられている。尚、上記したように、画像形成装置1の、着脱自在なプロセスカートリッジ21〜24を除いた部分を画像形成装置本体と称す。
As shown in FIG. 3, the image forming apparatus 1 includes
プロセスカートリッジ21〜24は、図3に示すように、後述する印刷用紙11の搬送経路10の上流側から順に、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各トナーを収納するプロセスカートリッジ21〜24が順に、直列に配列される。前記したようにプロセスカートリッジ21〜24は同一の構成をしているため、ここでは、代表してブラック(K)のトナーを収納するプロセスカートリッジ21の構成について、図1、図2を参照しながら説明する。
As shown in FIG. 3, the
プロセスカートリッジ21には、感光体ドラム31、この感光体ドラム31を帯電させる帯電装置32、露光装置4(図3)での、印刷データに基づいて行われる露光により感光体ドラム31上に記録される潜像上に、トナー34(この場合ブラック(K))によるトナー画像を現像する現像部33と、図3に示すように搬送経路10に沿って、転写ベルトユニット5により搬送された印刷用紙11に画像を転写した後、感光体ドラム31上に残った残トナー34を除去するクリーニング部35が備えられる。
The
尚、同図中のXYZ座標は、図3に示す印刷用紙11が各プロセスカートリッジ21〜24を通過する際の搬送方向にX軸をとり、感光体ドラム31の回転軸方向にY軸をとり、これら両軸と直交する方向にZ軸を取っている。また、後述する他の図においてXYZ座標が示される場合においても、これらの座標の軸方向は、共通する方向を示すものとする。
Note that the XYZ coordinates in FIG. 3 take the X axis in the transport direction when the
クリーニング部35には、図1(b)に示すように、感光体ドラム31上から転写工程後に残った残トナーを除去するウレタンゴムから成るクリーニングブレード41、このクリーニングブレード41により除去された残トナーをプロセスカートリッジ21の一方の端に搬送すべくY軸回りに回転自在に保持され、樹脂又は金属ワイヤからなるスパイラル42、カートリッジフレーム51の一部で、このスパイラル42を収容する廃トナー受け部45、このスパイラル42よって搬送された残トナーをプロセスカートリッジ21外に排出するために廃トナー受け部45の端部下方に形成されたトナー排出口43、このトナー排出口43の開口部を開閉すべく、Y軸回りに回動自在に保持された円筒形状のシャッタ44が備えられる。上記したクリーニングブレード41及びスパイラル42は、図2(a)に示すように、感光体ドラム31の感光面の軸方向における全領域を略カバーするように形成されている。
As shown in FIG. 1B, the
一方、クリーニング部35のシャッタ44を開閉する駆動機構として、図2に示すように、感光体ドラム31の端部に位置するドラムギア46、このドラムギア46と噛合して駆動力を受け、回転軸がシャッタ44を貫通してスパイラル42と結合してこれを回転するスパイラルギア47、従動側がシャッタ44に結合し、駆動側がスパイラルギア47の軸に固定してスパイラルギア47の回転をシャッタ44に伝えるトルクリミッタ付きワンウェイクラッチ48、及びシャッタ44を常時、片方向に付勢している付勢ばね49が備えられる。
On the other hand, as a drive mechanism for opening and closing the
図4は、シャッタ44の外観斜視図であり、図5は、このシャッタ44を回動自在に保持するカートリッジフレーム51の部分外観斜視図であり、図6及び図7は、クリーニング部35における、シャッタの開閉動作を説明するための部分斜視図である。尚、これ等の各図のXYZ軸は、各図の描写部分が、図3に示す画像形成装置1を構成する際の配置方向を示している。
4 is an external perspective view of the
図4乃至図7を参照しながら、シャッタ44の開閉機構の構成及び動作について、以下に説明する。
The configuration and operation of the opening / closing mechanism of the
シャッタ44は、その円筒側面44aにカートリッジフレーム51の廃トナー受け部45に形成されたトナー排出部43と略同形状の孔44bを有し、カートリッジフレーム51内に回動可能に設置される。一方、カートリッジフレーム51には、シャッタ44を、その孔44bとトナー排出部43とが重なり合うことができる位置において、回動可能に保持する保持孔51c、及びシャッタ44の回動範囲を規制する受け面51a,51bが形成されている。
The
図6(a)及び図7(a)は、カートリッジフレーム51に、シャッタ44が回動自在に保持された状態を示しており、図6(b)及び図7(b)は、シャッタ44の回動位置とシャッタの開閉の関係を示すための図6(a)及び図7(a)の部分拡大図である。
6A and 7A show a state in which the
図6に示すように、シャッタ44の突起部44cの側面44dが受け面51aと接触する回動位置において、カートリッジフレーム51のトナー排出口43とシャッタ44の孔44bが合致し、トナー排出口43は開口される。そして図7に示すように、シャッタ44の突起部44cの側面44eが受け面51bと接触する回動位置において、カートリッジフレーム51のトナー排出口43とシャッタ44の孔44bはずれた位置となってシャッタ44の円筒面によってトナー排出口43が塞がれ、トナー排出口43が閉口される。また、シャッタ44は、付勢ばね49によって、トナー排出口43を閉口する方向、即ち矢印B方向に常時付勢されている。更に、前記したようにシャッタ44は、トルクリミッタつきのワンウェイクラッチ48を介して、スパイラルギア47の軸と結合している。
As shown in FIG. 6, the
ここで採用するトルクリミッタ付きワンウェイクラッチ48の動作は、クラッチ機能としては、遠心クラッチと同様に働き、駆動側となるスパイラルギア47が所定回転数以上で回転している間、その回転力を従動側のシャッタ44に伝達し、スパイラルギア47の回転が所定回転数以下、或いは停止すると、従動側のシャッタ44はフリー状態となる。また、リミッタ機能としては、スパイラルギア47が矢印A方向に回転するとき、回転負荷がリミッタ値を越えない範囲で、従動側となるシャッタ44に回転を伝える。従って、例えば従動側となるシャッタ44の回転が阻止される場合、スパイラルギア47は、シャッタ44の回転が停止したまま、空回り状態でA方向回転を続ける。
The operation of the one-way clutch 48 with a torque limiter adopted here works in the same way as a centrifugal clutch as a clutch function, and the rotational force is driven while the
従って、シャッタ44の円筒面によってトナー排出口43が塞がれている図7に示す状態から、スパイラルギア47が矢印A方向に回転すると、リミッタ値以内に設定されている付勢ばね49の付勢力に抗してシャッタ44を同方向に回動し、シャッタ44の突起部44cが、図6に示すようにカートリッジフレーム51の受け面51aに当接する状態になると、トルクリミッタの働きにより空回り状態となって、この当接状態を維持したままスパイラルギア47の矢印A方向回転が継続する。
Therefore, when the
そして、感光体ドラム31の動作が止まってスパイラルギア47が停止すると、上記したようにシャッタ44がフリー状態となるため、付勢ばね49の復元力によりシャッタ44のみ矢印B方向に回動し、図7に示す、トナー排出口43が閉口される位置まで移動する。
When the operation of the
以上の構成において、一例としてプロセスカートリッジ21が画像形成装置1の本体に装着され、その後の所定のタイミングでトナー排出口43が開口し、残トナーが排出されるまでの一連の動作について以下に説明する。
In the above configuration, as an example, a series of operations from when the
まず、印刷を行う前に、画像形成装置1(図3)本体の所定位置にプロセスカートリッジ21を装着すると、図1(b)に示すように、プロセスカートリッジ21の排出口43が、残トナー収容体3のトナー受入部12の開口12aと周囲が密閉された状態でつながるように構成されている。但し、この時の排出口43は、シャッタ44によって、前記した図7に示す閉口状態になっている。そして、画像形成装置1の電源を入れると、印刷動作前のウォーミングアップ動作が開始され、各プロセスカートリッジ21〜24、転写ベルトユニット5、及び定着装置6が動作する。
First, before printing, when the
この動作により、プロセスカートリッジ21(図2)内の感光体ドラム31は、その端部に設置されたドラムギア46が画像形成装置1本体から駆動を受けて、矢印B方向(図1)に回転する。この回転に伴い、ドラムギア46と噛合うスパイラルギア47が矢印A方向(図7(a))に回転し、トルクリミッタ付きワンウェイクラッチ48を介してシャッタ44が矢印A方向に回動し始める。この時、シャッタ44は、図7に示す状態から、付勢ばね49に抗して矢印A方向に回動を開始し、その突起部44cがカートリッジフレーム51の受け面51aに当接する図6に示す状態に至った段階でその回動を停止する。このとき、ワンウェイクラッチ48のトルクリミッタの働きにより、スパイラルギア47は、シャッタ44をこの回動位置、即ち排出口43を開口状態とする開口回動位置に保ちながら、同方向回転を継続することが可能となる。このため、トルクリミッタは、そのリミッタ値が、付勢ばね49を含めたシャッタ44の回転負荷以上のレベルとなるように設定されている。
By this operation, the
以上の動作により、シャッタ44が上記した開口回動位置を保つ間、プロセスカートリッジ21の排出口43とシャッタ44の孔44bが重なって排出口43が開口状態となる。この間、スパイラルギア47に結合されているスパイラル42(図2)の回転により、クリーニング部35の廃トナー受け部45に溜まった残トナーが排出口43のある端部へ搬送され、トナー排出口43から順次排出される。尚、このウォーミングアップ時は、感光体ドラム31上に残トナーは発生しないため、廃トナー受け部45の内部に溜まっている残トナーが排出される。
With the above operation, while the
その後、ウォーミングアップ動作が終了して感光体ドラム31の回転が停止すると、スパイラルギア47が停止する。このため、前記したようにワンウェイクラッチ48のクラッチ機能によって従動側のシャッタ44がフリーとなるため、付勢ばね49の復元力によってシャッタ44のみが矢印Bに回動し、その突起部44cの側面44eが、カートリッジフレーム51の受け面51bに当接する、前記した図7に示す状態となるまで移動する。このとき、排出口43とシャッタ44の孔44bの位置がズレ、排出口43は閉口状態となる。
Thereafter, when the warm-up operation is completed and the rotation of the
このウォーミングアップ動作が終了すると、引き続いて位置ずれ修正等の修正動作が実行された後、印刷動作が開始される。この位置ずれ修正動作及び印刷動作時には、露光装置4によって感光体ドラム31に静電潜像が記録され、現像部33によってこの静電潜像上にトナーが現像され、更に、転写ベルトユニット5上、又は印刷用紙11上にトナー画像が転写される。この間、感光体ドラム31(図1)は、矢印B方向に回転駆動されるため、スパイラスギア47(図7)は矢印A方向に回転し、排出口43が開口状態となってこの状態を維持すると共に、スパイラルギア47によって駆動されるスパイラル42は同方向に回転する。
When this warming-up operation is completed, a printing operation is started after a correction operation such as a positional deviation correction is subsequently executed. During this misalignment correcting operation and printing operation, an electrostatic latent image is recorded on the
一方、図1に示すように、転写後に感光体ドラム31上に残った残トナーは、クリーニング部35のクリーニングブレード41より除去され、廃トナー受け部45に溜められる。廃トナー受け部45に溜められた残トナーは、回転中のスパイラル42によって、トナー排出口43に向って搬送され、開口状態にあるこのトナー排出口43から、トナー受入部12の開口12aを介して残トナー収容体3に排出される。図3に示す画像形成装置1本体に装着される他のプロセスカートリッジ22〜24も、ここで説明したプロセスカートリッジ21と全く同様の構成及び動作によって、残トナーの残トナー収容体3への排出が行われるものである。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the residual toner remaining on the
尚、画像形成装置1は、単色印刷動作時において、使用しないプロセスカートリッジを、転写ベルトユニット5に対して非接触状態とするために所定量移動させるように動作する。このために各プロセスカートリッジのトナー排出口43(図1(b))と、残トナー収容体3のトナー受入部12の開口12aとがつながる部分の周囲の密閉が保てなくなっても、移動したプロセスカートリッジの感光体ドラム31の回転は停止するため、トナー排出口43がシャッタ44によって閉口状態となり、残トナーの飛散や漏れを最小限に抑えることができる。
Note that the image forming apparatus 1 operates to move a process cartridge that is not used to a predetermined amount in order to bring the process cartridge that is not in use into a non-contact state with respect to the
また、画像形成装置1本体にプロセスカートリッジ21〜24を装着した状態での輸送時に、輸送による振動によって、トナー排出口43と、残トナー収容体3のトナー受入部12の開口12aがつながる部分の周囲の密閉が保てなくなっても、トナー排出口43がシャッタ44によって閉口状態となっているため、トナーの飛散、漏れを最小限に抑えられる。
Further, during transportation with the
以上のように、本実施の形態1の画像形成装置によれば、プロセスカートリッジ21〜24内のトナー排出口43と画像形成装置1本体のトナー受入部3の開口12aとが、周囲が密閉された状態でつながった後、シャッタ44によるトナー排出口43が開口されるため、プロセスカートリッジの装着時におけるトナー排出口43からのトナーの飛散や漏れを防止することができる。また、感光体ドラム31が停止している場合には、シャッタ44によってトナー排出口43が閉口状態とされるので、各プロセスカートリッジ21〜24と残トナー収容体3が振動を受け、これらの密閉状態が保てなくなっても残トナーの飛散や漏れを最小限に止めることができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the first embodiment, the
実施の形態2.
図8(a)は、本発明の実施の形態2の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの要部構成を示す側面図であり、図9(a)は、その要部上面図である。また図8(b)及び図8(b)は、それぞれ図8(a)及び、図8(a)における2点鎖線で囲った辺りの部分拡大図である。
FIG. 8A is a side view showing a main part configuration of the process cartridge in the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9A is a top view of the main part. Moreover, FIG.8 (b) and FIG.8 (b) are the elements on larger scale of the area enclosed with the dashed-two dotted line in Fig.8 (a) and FIG.8 (a), respectively.
このプロセスカートリッジ61を採用する画像形成装置が、前記した図2に示す実施の形態1のプロセスカートリッジ21を採用する画像形成装置1(図3)と主に異なる点は、シャッタ64(実施の形態1では44)を開閉する駆動機構の構成である。従って、このプロセスカートリッジ61を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態1の画像形成装置1(図3)と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、画像形成装置1(図3)を参照しながらこれと異なる点を重点的に説明する。
The image forming apparatus employing the
尚、このプロセスカートリッジ61も、前記した実施の形態1の画像形成装置1(図3)におけるトナーカートリッジ21と同様に、異なる色のトナーを収容するプロセスカートリッジと共に合計4つ画像形成装置本体に装着されるものであるが、これ等は全て同一の構成のものであるため、その内の例えばブラック(K)のトナーを収納するプロセスカートリッジ61の構成についてのみ以下に説明する。
The
図10は、シャッタ64の外観斜視図であり、図11は、このシャッタ64を回動自在に保持するカートリッジフレーム62の部分外観斜視図である。また図12及び図13は、シャッタ64の開閉動作を説明するための部分斜視図である。尚、これ等の各図のXYZ軸は、各図の描写部分が、図3に示す画像形成装置1と同様に配置される本実施例の画像形成装置を想定した場合、それを構成する際の配置方向を示している。
FIG. 10 is an external perspective view of the
図10乃至13を参照しながら、シャッタ64の開閉機構の構成及び各部の動作について、以下に説明する。
The configuration of the opening / closing mechanism of the
シャッタ64は、その円筒側面64a(図10)に、カートリッジフレーム62の廃トナー受け部45(図11)に形成されたトナー排出部43と略同形状の孔64bを有し、カートリッジフレーム62内に回動可能に設置される。一方、カートリッジフレーム62には、シャッタ64を、その孔64bとトナー排出部43とが重なり合うことができる位置において、回動可能に保持する保持孔62d、及びシャッタ64の回動範囲を規制する受け面62a,62bが形成されている。図12及び図13は、カートリッジフレーム62に、シャッタ64が回動自在に保持された状態を示している。
The
図12に示すように、シャッタ64のレバー64cの側面64d(図10)が受け面62aと接触する回動位置において、カートリッジフレーム62のトナー排出口43とシャッタ64の孔64bはずれた位置となってシャッタ64の円筒面によってトナー排出口43が塞がれ、トナー排出口43が閉口される。そして図13に示すように、シャッタ64のレバー64cの側面64e(図10)が受け面62bと接触する回動位置において、カートリッジフレーム62のトナー排出口43とシャッタ64の孔64bが合致し、トナー排出口43は開口される。また、シャッタ64は、カートリッジフレーム62の係止突起62cとシャッタ64の係止突起64f(図10)間に張架された付勢ばね63によって、トナー排出口43を閉口する方向、即ちY軸回りの矢印A方向に常時付勢されている。
As shown in FIG. 12, the
ソレノイド71aは、画像形成装置本体に配設され、後述する制御系の指令に基づいてプランジャ71bをZ軸方向で吸引動作する。以後、ソレノイド71aとプランジャ71bを総称してプランジャソレノイド71と称す。プランジャ71bの先端部は、その中間部が画像形成装置本体の支持部75によって回動自在に軸支された連結レバー72の一端部と係合し、連結レバー72の他端部は、画像形成装置本体によって、Z軸方向にスライド可能に保持された作用レバー73の一端部と係合し、作用レバー73の他端部は、シャッタ64のレバー64cを押圧できるように、この作用レバー73に当接する。また、連結レバー72は、画像形成装置本体との間に張架された付勢ばね74によって、Y軸回りの矢印A方向に常時付勢されている。
The
従って、プランジャソレノイド71が動作していない間、シャッタ64は、図12に示すように、付勢ばね63の付勢力によってレバー64cがカートリッジフレーム62の受け面62aと当接し、トナー排出口43を閉口状態とする閉口回動位置を維持する。一方、プランジャソレノイド71が、後述する制御系の指令に基づいて動作すると、図13に示すように、プランジャ71bが吸引されて連結レバー72がY軸回りの矢印B方向に回動し、作用レバー73が、レバー64cをカートリッジフレーム62の受け面62bと当接する位置まで押し上げる。以上のようにしてシャッタ64は、プランジャソレノイド71が動作している間、トナー排出口43を開口状態とする開口回動位置を維持する。
Accordingly, while the
図14は、本実施の形態の画像形成装置の制御系のうち、本発明とかかわる部分の要部構成を示すブロック図である。以下、図12、図13、及び共通する部分については図3に示す実施の形態1の画像形成装置1を参照しながらこの制御系について説明する。 FIG. 14 is a block diagram showing a main configuration of a portion related to the present invention in the control system of the image forming apparatus of the present embodiment. Hereinafter, the control system will be described with reference to FIG. 12, FIG. 13 and the common parts with reference to the image forming apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG.
同図中、印刷制御部101は、上位装置から印刷起動の指示を受けると、モータ制御部106に指示を出して、感光体ドラム31(図3)を駆動する感光体ドラム駆動モータ107、転写ベルトユニット5(図3)の転写ベルトを駆動するベルト駆動モータ108、給紙部8(図3)の給紙ローラを駆動する給紙モータ109、及び定着器6(図3)の定着ローラを駆動する定着モータ110を、それぞれ所定の動作タイミング及び回転速度で回転するように制御する。また印刷制御部101は、高圧制御部104に指示を出して、プロセスカートリッジ21及び転写ベルトユニット5からなる画像形成部の帯電装置32(図1)、現像部33(図1)、及び転写ベルトユニット5の各高圧印加部に所定の高圧電圧を印加するように制御すると共に、露光制御部102に対して露光装置4(図3)に備えられた露光ヘッドでの印刷データの書込みを指示する。そして、ソレノイド制御部111に対して、例えば感光体ドラム駆動モータ107が回転する間、前記したソレノイド71aを動作させる指示を出す。
In the figure, when the
以上の構成において、一例としてプロセスカートリッジ61が画像形成装置1の本体に装着され、その後の所定のタイミングでトナー排出口43が開口し、残トナーが排出されるまでの一連の動作について以下に説明する。
In the above configuration, as an example, a series of operations from when the
まず、印刷を行う前に、画像形成装置(図3参照)本体の所定位置にプロセスカートリッジ61を装着すると、前記した実施の形態1の場合と同様に、図8(b)に示すようにプロセスカートリッジ61の排出口43が、残トナー収容体3のトナー受入部12の開口12aと周囲が密閉された状態でつながるように構成され、更に図12に示すようにシャッタ64のレバー64cが、画像形成装置本体に保持された作用レバー73の先端部と当接可能な位置に移動する。この時の排出口43は、プロセスカートリッジ61の移動時及び装着直後において、シャッタ64によって閉口状態になっている。尚、図12に示すプランジャソレノイド71及びシャッタ64の状態は、プロセスカートリッジ61が装着された段階の状態にも相当する。
First, prior to printing, when the
そして、画像形成装置1の電源を入れると、印刷動作前のウォーミングアップ動作が開始され、各プロセスカートリッジ21〜24、転写ベルトユニット5、及び定着装置6が動作する。
When the image forming apparatus 1 is turned on, a warm-up operation before the printing operation is started, and the
この動作により、プロセスカートリッジ61(図9)内の感光体ドラム31は、その端部に設置されたドラムギア46が画像形成装置1本体から駆動を受けて、矢印B方向(図8)に回転する。この回転に伴い、ドラムギア46と噛合うスパイラルギア47が矢印A方向(図12)に回転し始める。印刷制御部101(図14)は、この感光体ドラム31の回転中、ソレノイド71aが動作状態となるようにソレノイド制御部111に対して指示する。これにより、図13に示すようにプランジャ71bが吸引され、シャッタ64は、感光体ドラム31の回転中、前記したようにプロセスカートリッジ61の排出口43とシャッタ64の孔64bが重なって排出口43が開口状態となる開口回動位置に止まる。
By this operation, the
以上の動作により、シャッタ44が上記した開口回動位置に止まる間、スパイラルギア47に結合されているスパイラル42(図9)の回転により、廃トナー受け部45に溜まった残トナーが排出口43のある端部へ搬送され、トナー排出口43から順次排出される。尚、このウォーミングアップ時は、感光体ドラム31上に残トナーは発生しないため、廃トナー受け部45の内部に溜まっている残トナーが排出される。
With the above operation, while the
その後、ウォーミングアップ動作が終了して感光体ドラム31の回転を停止すると、同時にソレノイド71aの動作も停止される。このため、連結レバー72は、付勢ばね74の付勢力によって、図13の状態から図12の状態まで矢印A方向に回動して吸引が解除されたプランジャ71bを引き出し、シャッタ64は、付勢ばね63の付勢力により、図13に示す開口回動位置から図12に示す閉口回動位置まで矢印A方向に回動し、排出口43を閉口状態とする。
Thereafter, when the warm-up operation is finished and the rotation of the
このウォーミングアップ動作が終了すると、引き続いて位置ずれ修正等の修正動作が実行された後、印刷動作が開始される。この位置ずれ修正動作及び印刷動作時には、露光装置4によって感光体ドラム31に静電潜像が記録され、現像部33によってこの静電潜像上にトナーが現像され、更に、転写ベルトユニット5上、又は印刷用紙11上にトナー画像が転写される。この間、感光体ドラム31(図8)は、矢印B方向に回転駆動されるため、シャッタ64は、感光体ドラム31の回転中動作状態とされるソレノイド71aによって、再び図13に示す開口回動位置に回動して排出口43を開口状態に保つ。
When this warming-up operation is completed, a printing operation is started after a correction operation such as a positional deviation correction is subsequently executed. During this misalignment correcting operation and printing operation, an electrostatic latent image is recorded on the
一方、図8に示すように、転写後に感光体ドラム31上に残った残トナーは、クリーニング部35のクリーニングブレード41より除去され、廃トナー受け部45に溜められる。廃トナー受け部45に溜められたトナーは、回転中のスパイラル42によって、トナー排出口43に向って搬送され、開口状態にあるこのトナー排出口43から、トナー受入部12の開口12aを介して残トナー収容体3に排出される。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the residual toner remaining on the
なお、本実施の形態では、感光体ドラム31の回転動作に合わせて、ソレノイド71aを動作させる例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、感光体ドラム31を回転させた後、露光ヘッド103(図14)による露光が開始されるタイミング(即ち、実際の印刷動作が開始されるタイミング)でソレノイド71aを動作させるようにしても良いなど、種々の態様を取り得るものである。
In the present embodiment, an example in which the
以上のように、実施の形態2の画像形成装置によれば、ソレノイド71aを用いて、任意のタイミングでトナー排出口43を開閉することが出来るため、最適なタイミングでトナー排出口43を開閉することによって、プロセスカートリッジの装着時、或いは装着後におけるトナー排出口43からの残トナーの飛散や漏れの防止を、前記した実施の形態1の場合より、より確実に実行することができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the second embodiment, it is possible to open and close the
実施の形態3.
図15は、本発明の実施の形態3の画像形成装置の要部構成を示す要部構成図である。
FIG. 15 is a main part configuration diagram showing the main part configuration of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention.
図15に示す画像形成装置121が前記した実施の形態1の画像形成装置1(図3)に対して主に異なる点は、転写ベルトユニット5の転写ベルト125に付着した残トナーを除去するクリーニング部122が追加された点である。従って、この画像形成装置121が、前記した実施の形態1の画像形成装置1(図3)と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、これと異なる点を重点的に説明する。
The
このクリーニング部122には、転写ベルト125に付着した残トナーを掻き落とすクリーニングブレード123、このクリーニングブレード123により除去された残トナーを転写ベルト125の幅方向(Y軸方向)の一方の端に搬送すべくY軸回りに回転自在に保持され、樹脂又は金属ワイヤからなるスパイラル124、このスパイラル124を収容する残トナー受け容器126、スパイラル124よって搬送された残トナーを残トナー受け容器126外に排出するために端部下方に形成されたトナー排出口127、このトナー排出口127の開口部を開閉すべく、Y軸回りに回動自在に保持された円筒形状のシャッタ130が備えられる。また、残トナー収容体3には、トナー排出部127と周囲を密着した状態でつながるトナー受入部129の開口129aが形成されている。
The
シャッタ130を開閉する駆動機構については、前記した図4乃至図7を用いて説明した実施の形態1の開閉機構と同様に構成されているものとし、ここでの説明は省略する。但し、ここではシャッタ130がシャッタ44に対応する。更に実施の形態1の場合、スパイラルギア47は、ドラムギア46と噛合して動力を得ていたが、本実施の形態では、ドラムギア46の代わりに、転写ベルト125を駆動するベルトローラ128と一体的に同軸回転する図示しないギアと噛合して動力を得るように構成されているものとする。更にスパイラルギア47は、実施の形態1の場合、直接、又はワンウェイクラッチ48を介してスパイラル42、又はシャッタ44を駆動したが、本実施の形態ではこれらの代わりにスパイラル124、又はシャッタ130を駆動する。
The driving mechanism for opening and closing the
以上のように構成されているため、トナー排出口127は、転写ベルト125が動いている間、開口状態となり、転写ベルト125が停止するのに伴って閉口状態となる。従って、印刷動作時、感光体ドラム31から転写ベルト125上に移って付着した残トナーは、クリーニング部122によって除去され、そのトナー排出口127から残トナー収容体3の中に排出される。
Due to the above configuration, the
また、他のシャッタ開閉方法として、前記した実施の形態2の方法を採用することも出来る。この場合シャッタ130は、前記した図10に示すシャッタ64の構成を採用し、プランジャソレノイド71を駆動してこれを開閉する。その構成は、前記した図10乃至13を用いて説明した実施の形態2の開閉機構と同様に構成されているものとし、ここでの説明は省略する。但し、実施の形態2では、感光体ドラム31(図1)の回転時にソレノイドを動作するように制御したが、ここでは、ベルト駆動モータ108の回転時にソレノイドを動作制御するように構成する。
As another shutter opening / closing method, the method of the second embodiment described above can be adopted. In this case, the
以上の説明は、画像形成装置121が、印刷用紙11にトナー画像を転写する通常の印刷動作時において、転写ベルト125上に残った残トナーを除去する場合を例にして行なったが、画像形成装置121は、以下に説明する現像バイアスの調整にも対応するように構成されている。
The above description has been given by taking as an example the case where the
画像形成装置121によって、印刷用紙11に印刷したときのトナー濃度は、環境の変化及び経時変化によって変わる。そのために、画像形成装置121は、電源投入時や所定枚数印刷した後に、現像部33(図3)の現像ローラに印加する電圧を調整するための調整モードを持っている。この調整モードでは、転写ベルト125上にトナー濃度の異なるパターン(100%デューティ、75%デューティ、50%デューティ等)の複数トナー像を直接転写ベルト125に転写する。転写ベルト125に転写されたこれらのパターンのトナー像は、プロセスカートリッジ21〜24及び転写ベルトユニット5からなる画像形成部の下流側に設けられた濃度センサ(図示せず)により、各パターンの濃度を測定する。
The toner density when printing on the
このとき測定されたパターンの濃度によって、現像ローラに印加する電圧を変更する。基準濃度と検出されたパターン濃度との差は、現像電圧と対応づけて予め実験で求めてメモリに格納されており、検出されたパターン濃度が基準より低いと判断されると現像ローラに印加する電圧を基準より絶対値で高く設定し、逆に検出されたパターン濃度が基準より高いと判断されると現像ローラに印加する電圧を基準より絶対値で低く設定する。 The voltage applied to the developing roller is changed according to the pattern density measured at this time. The difference between the reference density and the detected pattern density is obtained in advance in an experiment in association with the development voltage and stored in the memory. When it is determined that the detected pattern density is lower than the reference, it is applied to the developing roller. The voltage is set higher in absolute value than the reference, and conversely, if it is determined that the detected pattern density is higher than the reference, the voltage applied to the developing roller is set lower in absolute value than the reference.
このようにして転写ベルト125上に直接形成されたトナー画像は、その濃度が計測された後、前記した通常印刷時の残トナーと同様に、クリーニング部122によって除去され、そのトナー排出口127から残トナー収容体3の中に排出される。
The toner image directly formed on the
以上のように、実施の形態3の画像形成装置によれば、転写ベルトに付着した残トナーを残トナー収容体のトナー受入部に排出する際も、必要なときだけそのトナー排出口が開口状態となるように構成できるので、例えば残トナー収容体が着脱可能に構成されている場合でも、画像形成装置内にトナーが漏れたり、飛散するような事態を防ぐことができる。 As described above, according to the image forming apparatus of the third embodiment, when the residual toner adhering to the transfer belt is discharged to the toner receiving portion of the residual toner container, the toner discharge port is open only when necessary. For example, even when the residual toner container is configured to be detachable, it is possible to prevent a situation in which toner leaks or scatters in the image forming apparatus.
シャッタの連動を中間転写方式の画像形成装置内中間転写部の動作に連動する部品と結合することによって、中間転写部内クリーナ部のトナー排出口シャッタにも適応することができる。 By combining the interlocking of the shutter with a component interlocking with the operation of the intermediate transfer unit in the intermediate transfer type image forming apparatus, it can be applied to the toner discharge port shutter of the cleaner unit in the intermediate transfer unit.
1,121 画像形成装置、
3 残トナー収容体、
4 露光装置、
5 転写ベルトユニット、
6 定着装置、
7 給紙カセット、
8 給紙部、
9 本体カバー、
10 搬送経路、
11 印刷用紙、
12 トナー受入部、
12a 開口、
21〜24,61 プロセスカートリッジ、
31 感光体ドラム、
32 帯電装置、
33 現像部、
34 トナー、
35,122 クリーニング部、
41,123 クリーニングブレード、
42,124 スパイラル、
43,127 トナー排出口、
44,64,130 シャッタ、
44a,64a 円筒側面、
44b,64b 孔、
44c 突起部、
44d,44e,64d,64e 側面、
45 廃トナー受け部、
46 ドラムギア、
47 スパイラルギア、
47a 回転軸、
48 ワンウェイクラッチ、
49,63 付勢ばね、
51,62 カートリッジフレーム、
51a,51b,62a,62b 受け面、
51c,62d 保持孔、
62c,64f 係止突起、
64c レバー、
71 プランジャソレノイド、
71a ソレノイド、
71b プランジャ、
72 連結レバー、
73 作用レバー、
74 付勢ばね、
75 支持部、
101 印刷制御部、
102 露光制御部、
103 露光ヘッド、
104 高圧制御部、
105 画像形成部、
106 モータ制御部、
107 感光体ドラム駆動モータ、
108 ベルト駆動モータ、
109 給紙モータ、
110 定着モータ、
111 ソレノイド制御部、
125 転写ベルト、
126 残トナー受け容器、
128 ベルトローラ、
129 トナー受入部。
1,121 image forming apparatus,
3 Remaining toner container,
4 exposure equipment,
5 Transfer belt unit,
6 fixing device,
7 Paper cassette
8 Paper feeder,
9 Body cover,
10 Transport route,
11 Printing paper,
12 Toner receiving part,
12a opening,
21-24, 61 process cartridge,
31 photoconductor drum,
32 charging device,
33 Development section,
34 Toner,
35,122 cleaning unit,
41,123 cleaning blade,
42,124 spiral,
43,127 Toner outlet,
44, 64, 130 shutter,
44a, 64a cylindrical side surface,
44b, 64b holes,
44c protrusion,
44d, 44e, 64d, 64e side surface,
45 Waste toner receiver,
46 Drum Gear,
47 Spiral gear,
47a rotating shaft,
48 one-way clutch,
49, 63 biasing spring,
51, 62 cartridge frame,
51a, 51b, 62a, 62b receiving surface,
51c, 62d holding holes,
62c, 64f locking projection,
64c lever,
71 Plunger solenoid,
71a solenoid,
71b plunger,
72 connecting lever,
73 working lever,
74 biasing spring,
75 support part,
101 print control unit,
102 exposure control unit,
103 exposure head,
104 high pressure control unit,
105 Image forming unit,
106 motor controller,
107 photosensitive drum drive motor,
108 belt drive motor,
109 paper feed motor,
110 fixing motor,
111 solenoid control unit,
125 transfer belt,
126 Residual toner receiving container,
128 belt rollers,
129 Toner receiving part.
Claims (7)
トナーを担持するトナー担持体と、
前記トナー担持体上の不要となった残トナーを除去する除去手段、除去した残トナーを収容するトナー受け部、前記トナー受け部に備えられた残トナー排出口、及び該残トナー排出口を開閉する開閉部材を有するクリーニング手段と、
前記クリーニング手段から排出された残トナーを収容する残トナー収容体と、
前記画像形成装置の所定の動作に基づいて、前記開閉部材を駆動する開閉部材駆動手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus,
A toner carrier for carrying toner;
Removal means for removing residual toner that is no longer necessary on the toner carrier, a toner receiving portion for storing the removed residual toner, a residual toner discharge port provided in the toner receiving portion, and opening and closing the residual toner discharge port Cleaning means having an opening / closing member for
A residual toner container for storing residual toner discharged from the cleaning means;
An image forming apparatus comprising: an opening / closing member driving unit that drives the opening / closing member based on a predetermined operation of the image forming apparatus.
前記トナー担持体の動作に連動して回転するギア機構と、
前記ギア機構の回転力を前記開閉部材に伝達するトルクリミッタ付きワンウェイクラッチと
を有することを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 The driving force transmission means is
A gear mechanism that rotates in conjunction with the operation of the toner carrier;
The image forming apparatus according to claim 4, further comprising: a one-way clutch with a torque limiter that transmits a rotational force of the gear mechanism to the opening / closing member.
前記開閉部材に作用して、前記残トナー排出口を閉じる閉口位置と、前記排出口を開ける開口位置とに移動する駆動部と、
該駆動部を制御する制御部と
を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の画像形成装置。 The opening / closing member driving means comprises:
A drive unit that acts on the opening and closing member to move to a closing position for closing the residual toner discharge port and an opening position for opening the discharge port;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that controls the drive unit.
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