JP2006259175A - 画像形成装置及び画像形成装置のプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 パイプ形状の内面と外面のそれぞれに開閉用のシャッタ部材を配置し、これらのシャッタ部材を互いに係合し連動して開閉することが可能な画像形成装置及び画像形成装置のプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】 内部シャッタ２５と外部シャッタ２６とが互いに係合されており、これらが連動して動作する。また、廃トナー搬出口１９を閉口するときに、外部シャッタ２６よりも内部シャッタ２５が先に動作して閉口するような位置に、内部シャッタ２５が設置される。そして、外部シャッタ２６が動くときに、内部シャッタ２５との位置関係にズレが生じる。このズレにより、内部シャッタ２５と外部シャッタ２６との間に生じる隙間に対して廃トナーは蓄積されることを防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成装置のプロセスカートリッジに関し、特に、電子写真式の画像形成装置に用いるトナー排出部に、シャッタ機構を有する画像形成装置及び画像形成装置のプロセスカートリッジに関する。

従来、トナー回収ケースに連結させるため略パイプ形状としたトナー排出部は、トナー回収ケースを外した際にトナーがこぼれるのを防止するために、トナー排出口に開閉用のシャッタ部材を設けることが一般的である。

しかしながら、トナー排出部がトナー回収ケースに連結された状態では、トナー排出口周囲はトナー回収ケース内で飛散するトナーにより汚れており、トナー回収ケースを外した際にオペレータの手を汚したり、装置内や装置が設置してある机上を汚すことになる。

このような問題を解決するものとして、例えば、特許文献１に開示されている発明が公知である。この発明は、廃トナー容器を画像形成装置本体内に装着したとき、その廃トナー容器内に挿入された廃トナー搬送管に形成されている廃トナー排出口から廃トナーを廃トナー容器内に排出する廃トナー回収装置において、廃トナー容器を画像形成装置本体外に取り出し、廃トナー搬送管が廃トナー容器外に抜き出されたとき、そのトナー排出口から廃トナーがこぼれ落ちることを防止するものである。また、前述の汚れを防止するために、シャッタを外面に配置し、トナー回収ケース内部に入れない構成や、シャッタを二重構造にする方法がなども考えられる。
特開２００２−３１１７７２号公報

しかし、上述した技術には、以下に述べるような問題がある。

シャッタを外面に配置し、トナー回収ケース内部に入れない構成のものでは、シャッタの外面からの汚れを防止することはできるが、逆に、シャッタの内面の汚れが外へ染み出し易くなってしまう。また、シャッタを二重構造にした場合は、従来の技術ではその構造自体が複雑になってしまい、スペースやコストの面で不利である。

このような上記の問題に鑑み、本発明は、パイプ形状の内面と外面のそれぞれに開閉用のシャッタ部材を配置し、これらのシャッタ部材を互いに係合し連動して開閉することが可能な画像形成装置及び画像形成装置のプロセスカートリッジを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、像担持体表面上の転写残トナーを清掃する清掃手段と、清掃手段によって清掃された転写残トナーを回収するトナー回収箱と、転写残トナーを回収箱へ移動させるトナー回収手段とを有する画像形成装置であって、トナー回収手段は、回収箱と接続される位置に、略パイプ形状からなる転写残トナー排出口と、転写残トナーがトナー回収箱に回収されるときに、転写残トナー排出口を開口するシャッタとをさらに有し、シャッタは、転写残トナー排出口の内面部と外面部とに互いに係合して設けられ、転写残トナー排出口の開閉動作を連動して行うことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、内面部に設けられるシャッタは、転写残トナー排出口を閉口する場合に、外面部に設けられるシャッタと同時若しくは早く閉口動作を行うことができる位置に設けられることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、像担持体表面上の転写残トナーを清掃する清掃手段と、清掃手段によって清掃された転写残トナーを回収するトナー回収箱と、転写残トナーを回収箱へ移動させるトナー回収手段とを有する画像形成装置のプロセスカートリッジであって、トナー回収手段は、回収箱と接続される位置に、略パイプ形状からなる転写残トナー排出口と、転写残トナーがトナー回収箱に回収されるときに、転写残トナー排出口を開口するシャッタとをさらに有し、シャッタは、転写残トナー排出口の内面部と外面部とに互いに係合して設けられ、転写残トナー排出口の開閉動作を連動して行うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置のプロセスカートリッジにおいて、内面部に設けられるシャッタは、転写残トナー排出口を閉口する場合に、外面部に設けられるシャッタと同時若しくは早く閉口動作を行うことができる位置に設けられることを特徴とする。

このような上記の問題に鑑み、本発明は、パイプ形状の内面と外面のそれぞれに開閉用のシャッタ部材を配置し、これらのシャッタ部材を互いに係合し連動して開閉することが可能である。したがって、トナー排出部がトナー回収ケースに連結された状態で汚れたパイプ外周部分を外面のシャッタで覆い隠すので、オペレータの手を汚すことを防止できる。また、パイプ内部のトナーは、内側のシャッタにより内部で閉ざされるので、外側のシャッタ内面からトナーが染み出して装置内や机上を汚すようなことも防止できる。さらには、２枚のシャッタを係合した状態で開閉するため、シャッタを閉じた状態に維持するためのばねや開閉ためのレバーなどが複数にならずに構成可能であり、低コスト化や小型化にも有利である。

以下に、本実施形態の画像形成装置について、図面を用いて説明する。なお、本実施形態は以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。また、本実施形態では、画像形成装置として中間転写ベルト方式のカラープリンタを用いて説明する。
図４は、本実施形態における画像形成装置の構成を示す図である。

本実施形態のカラープリンタは、中間転写ベルト１と、トナーボトル２と、排紙ローラ３と、定着ユニット４と、２次転写ローラ５と、レジストローラ６と、給紙ローラ７と、給紙トレイ８と、書き込みユニット９と、像担持体１０と、現像カートリッジ１１と、中間転写ベルトクリーニングユニット１２と、転写ローラ１３と、を備えている。

本実施形態の画像形成装置は、その内部の略中央に中間転写ベルト１を備えている。中間転写ベルト１は、像担持体１０上に形成された静電潜像を転写するものであり、像担持体１０と転写ローラ１３とが接触する位置を通過するときに静電潜像が転写される。中間転写ベルト１の下側には、その中間転写ベルト１の下側の面に接触するように、４つの像担持体１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙを有する現像カートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙが、中間転写ベルト１のベルト面に沿って配置される。

図５は、図４における像担持体１０周辺の拡大図である。像担持体１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙの周りには、それぞれ、クリーニングユニット１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙと、帯電ローラ１５Ｋ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙと、現像ユニット１６Ｋ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｙと、が配置される。また、各現像カートリッジ１１ごとに、各色に対応したトナー、すなわち、ブラック（Ｋ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），の各色に対応したトナーが、トナーボトル２から供給される。

また、現像カートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙの下側には、書き込みユニット９が配置される。書き込みユニット９は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の航路に配置されたｆθレンズ、長尺シリンドルカルレンズ等のレンズやミラーとを備えている。レーザダイオードから射出されたレーザー光はポリゴンスキャナにより偏向走査されて像担持体１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ上に照射されることになる。

中間転写ベルト１を挟んで、各像担持体１０と対向する位置には、転写ローラが配置される。転写ローラ１３は、各像担持体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１上に一次転写するものである。また、中間転写ベルト１のローラ５１で支持された部分の外側には、２次転写ローラ５が配置される。この２次転写ローラ５と、各像担持体１０上で形成された静電潜像が転写された中間転写ベルト１と、の間を転写紙が通過するときに、転写紙が圧接されて潜像が転写されることになる。

中間転写ベルトクリーニングユニット１２は、２次転写ローラ５で転写紙に静電潜像を転写した後で、中間転写ベルト１上に残った未転写分の静電潜像を除去するものである。同様に、各クリーニングユニット１４は、各像担持体１０上から転写ローラ１３の圧接によって中間転写ベルト１上に静電潜像を転写した後で、各像担持体１０上に残った未転写分の転写残トナーを除去するものである。

給紙トレイ８は、静電潜像を転写する転写紙を格納するものであり、この転写紙は、給紙ローラ７を介して、給紙トレイ８から搬送されることになる。レジストローラ６は、搬送された転写紙に、静電潜像を転写するタイミングに合わせて２次転写ローラ５へと搬送するものである。なお、転写紙を搬送するタイミングは図示しないセンサによって検知され、そのセンサからの指示によってレジストローラ６が転写紙を搬送することになる。

次に、本実施形態の画像形成装置の画像形成における動作について説明する。
転写紙が、給紙トレイ８から給紙ローラ７によってフィードされてレジストローラ６まで到達すると、図示しないセンサによって検知され、この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ６によって転写紙を２次転写ローラ５と中間転写ベルト１との間に搬送する。

なお、予め各帯電ローラ帯電ローラ１５Ｋ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙによって一様に帯電された像担持体１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙは、書き込みユニット９によってレーザー光にて露光走査されて、像担持体１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ上に静電潜像が形成される。各静電潜像は、それぞれ各色の現像ユニット１６Ｋ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｙにより現像され、これにより各像担持体１０上に各色ごとのトナー像が形成される。

次に、転写ローラ１３に電圧が印加され、各像担持体１０上のトナーが、中間転写ベルト１上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト１上に形成された画像は、２次転写ローラ５の位置まで搬送されて、転写紙に２次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙は定着ユニット４に搬送されて加熱・加圧され、その後、排紙ローラ３によって排紙される。

なお、各像担持体１０上の残留トナーは各クリーニングユニット１４によって、また、中間転写ベルト１上の残留トナーは中間転写ベルトクリーニングユニット１２によって、それぞれクリーニングされる。

このようなクリーニングされる残留トナー、すなわち廃トナーは、各クリーニングユニット１４内から、各現像カートリッジ１１の廃トナー排出パイプ１８を介して、廃トナー排出口１９から画像形成装置に設けられた廃トナーボトル２０に排出される。なお、プロセスカートリッジ１１から廃トナーボトル２０に直接廃トナーを排出せず、一度画像形成装置内の廃トナー搬送経路に排出してから廃トナーボトルに廃トナーを搬送する構成の画像形成装置もある。

ここで、画像形成装置における廃トナー処理のユニット構成を、図面を用いて説明する。

まず、図７は、廃トナー排出パイプ１８の内面側にシャッタを設けた場合を示す図であり、図８は、図７における廃トナー排出口１９付近の拡大図である。
廃トナーボトル２０は、廃トナー搬出パイプ１８が挿入される廃トナー排出パイプ挿入口２１を備えている。この廃トナー排出パイプ挿入口２１は、スポンジシールなどで形成されて中心部に切れ込みが入れてある。廃トナー搬出パイプ１８が挿入されるときにこの切れ込みに対して挿入され、逆に、廃トナー搬出パイプ１８を抜き取るときには廃トナー搬出パイプ１８の外側に付着する廃トナー２４を拭き取る効果も備える。

図７及び図８に示すように、廃トナー排出パイプ１８の内側に１層式の内部シャッタ２５を設けている。また、この内部シャッタ２５の端部には、ばね２３が接続されている。廃トナー排出パイプ挿入口２１に廃トナー排出パイプ１８が挿入されると、このばね２３が、図示しないレバーと連動して、内部シャッタ２５の開閉を自在に行っている。また、廃トナー排出パイプ１８内の搬出スクリュ２２が回動することによって、廃トナー２４が廃トナー搬出口１９から廃トナーボトル２０内へと搬送される。

内側にシャッタをセットした場合は、廃トナーボトル２０の内側に、常に直接廃トナー排出パイプ１８が接続されることになる。したがって、ボトル内の廃トナー２４が満杯になると、ボトル内部で接触する廃トナー排出パイプ１８の外側も汚れることになる。よって、周囲にトナー汚れがあるため、触ると手を汚すことになってしまう。

また、図９は、廃トナー排出パイプ１８の外面側にシャッタを設けた場合を示す図であり、図１０は、図９における廃トナー排出口１９付近の拡大図である。

図９及び図１０も、図７及び図８に示した場合と同様に、廃トナー排出パイプ１８の外側に１層式の外部シャッタ２６を設けており、この外部シャッタ２６の端部にばね２３が接続されている。このばね２３が、図示しないレバーと連動して、外部シャッタ２６の開閉を自在に行っている。

外側にシャッタをセットした場合は、内側にシャッタをセットした場合と異なり、廃トナー排出パイプ１８が廃トナーボトル２０から外れるときに外部シャッタ２６がカバーとなって、外側の汚れを覆い隠すことが可能となる。しかし、シャッタの開閉を繰り返すことにより、シャッタ内側（内面側）の廃トナー２４が次第に染み出してきて、周囲を汚すことになってしまう。

さらに、図１１は、廃トナー排出パイプ１８の内側及び外側にシャッタを設けた場合を示す図であり、図１２は、図１１における廃トナー排出口１９付近の拡大図である。

図１１及び図１２では、図７から図１０に示した場合とは異なり、廃トナー排出パイプ１８に２層式のシャッタを設けている。すなわち、内部シャッタ２５と外部シャッタ２６とが、廃トナー排出パイプ１８の内面側と外面側とにそれぞれ設けられている。また、この内部シャッタ２５と外部シャッタ２６との端部に、それぞればね２３が接続されている。そして、廃トナー排出パイプ挿入口２１に廃トナー排出パイプ１８が挿入されると、このばね２３が、図示しないレバーと連動して、シャッタの開閉を自在に行っている。

シャッタを２層構造にした場合、内側にシャッタをセットした場合と異なり、廃トナー排出パイプ１８が廃トナーボトル２０から外れるときにシャッタがカバーとなって、外側の汚れを覆い隠すことが可能となる。しかし、シャッタの開閉を繰り返すことにより、シャッタ内側の廃トナー２４が次第に染み出してきて、周囲を汚すことになってしまう。

このような従来の構造に対し、本実施形態における廃トナー処理のユニット構成は、図１に示すように内面と外面とのシャッタが互いに係合し連動して開閉する構造になっている。図２は、図１における廃トナー処理機構の拡大図である。

図１及び図２に示すように、廃トナー搬出パイプ１８の重力方向から見て上部に位置する内部シャッタ２５と外部シャッタ２６とが互いに係合されており、廃トナー排出パイプ挿入口２１に廃トナー排出パイプ１８が挿入されると、これらが連動して動作することになる。

また、廃トナー搬出パイプ１８の重力方向から見て下部に位置する内部シャッタ２５と外部シャッタ２６とは、シャッタを開口するときに、図３に示すように連動して動作する。すなわち、図３（ａ）の矢印方向に外部シャッタ２６が動くときに、内部シャッタ２５との位置関係に図３（ｂ）に示すようなズレが生じる。これは、廃トナー搬出口１９を閉口する際、外部シャッタ２６よりも内部シャッタ２５が先に動作して閉口するような位置に、内部シャッタ２５が設置されるからである。

廃トナー排出口１９が開口される場合には、まず、外部シャッタ２６が先に動作して開口し始め、続いて内部シャッタ２５が開口動作を開始する。一方、廃トナー排出口１９が閉口される場合には、内部シャッタ２５が閉口動作を開始した後で、外部シャッタ２６が閉口動作を開始することになる。

このように動作することによって、内部シャッタ２５と外部シャッタ２６との間に形成される空間に、廃トナー２４が蓄積されることを防止できる。これは、互いのシャッタが、ズレを生じさせた上で連動しているからである。また、シャッタが２層式になっているので、廃トナー汚れに対してさらに有利となる。

本発明は、粉体搬送機構などの排出部に、シャッタ機構を持つ装置全般に適用が可能である。

本実施形態の画像形成装置における廃トナー機構の構成を示す図である。 図１における廃トナー搬出口１９付近の拡大図である。 図１における廃トナー搬出口１９付近の拡大図である。 本実施形態の画像形成装置の一例を示す図である。 本実施形態の画像形成装置における現像カートリッジ１１付近の拡大図である。 本実施形態の画像形成装置における廃トナーボトル２０と現像カートリッジ１１との位置関係の一例を示す図である。 従来の画像形成装置の廃トナー機構において、シャッタを廃トナー搬出パイプ１８の内側に設けた場合を示す図である。 図７における廃トナー搬出口１９付近の拡大図である。 従来の画像形成装置の廃トナー機構において、シャッタを廃トナー搬出パイプ１８の外側に設けた場合を示す図である。 図９における廃トナー搬出口１９付近の拡大図である。 従来の画像形成装置の廃トナー機構において、シャッタを廃トナー搬出パイプ１８の内側と外側とに設けた場合を示す図である。 図１１における廃トナー搬出口１９付近の拡大図である。

符号の説明

１ 中間転写ベルト
２ トナーボトル
３ 排紙ローラ
４ 定着ユニット
５ ２次転写ローラ
６ レジストローラ
７ 給紙ローラ
８ 給紙トレイ
９ 書き込みユニット
１０ 像担持体
１１ 現像カートリッジ
１２ 中間転写ベルトクリーニングユニット
１３ 転写ローラ
１４ クリーニングユニット
１５ 帯電ローラ
１６ 現像ユニット
１８ 廃トナー排出パイプ
１９ 廃トナー排出口
２０ 廃トナーボトル
２１ 廃トナーパイプ挿入口
２２ 搬送スクリュ
２３ ばね
２４ 廃トナー
２５ 内部シャッタ
２６ 外部シャッタ

Claims (4)

1. 像担持体表面上の転写残トナーを清掃する清掃手段と、
   前記清掃手段によって清掃された前記転写残トナーを回収するトナー回収箱と、
   前記転写残トナーを前記回収箱へ移動させるトナー回収手段とを有する画像形成装置であって、
   前記トナー回収手段は、
   前記回収箱と接続される位置に、略パイプ形状からなる転写残トナー排出口と、
   前記転写残トナーが前記トナー回収箱に回収されるときに、前記転写残トナー排出口を開口するシャッタとをさらに有し、
   前記シャッタは、前記転写残トナー排出口の内面部と外面部とに互いに係合して設けられ、前記転写残トナー排出口の開閉動作を連動して行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記内面部に設けられる前記シャッタは、
   前記転写残トナー排出口を閉口する場合に、前記外面部に設けられる前記シャッタと同時若しくは早く閉口動作を行うことができる位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 像担持体表面上の転写残トナーを清掃する清掃手段と、
   前記清掃手段によって清掃された前記転写残トナーを回収するトナー回収箱と、
   前記転写残トナーを前記回収箱へ移動させるトナー回収手段とを有する画像形成装置のプロセスカートリッジであって、
   前記トナー回収手段は、
   前記回収箱と接続される位置に、略パイプ形状からなる転写残トナー排出口と、
   前記転写残トナーが前記トナー回収箱に回収されるときに、前記転写残トナー排出口を開口するシャッタとをさらに有し、
   前記シャッタは、前記転写残トナー排出口の内面部と外面部とに互いに係合して設けられ、前記転写残トナー排出口の開閉動作を連動して行うことを特徴とする画像形成装置のプロセスカートリッジ。
4. 前記内面部に設けられる前記シャッタは、
   前記転写残トナー排出口を閉口する場合に、前記外面部に設けられる前記シャッタと同時若しくは早く閉口動作を行うことができる位置に設けられることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置のプロセスカートリッジ。

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