JP2007058096A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の内部や周囲が汚れることを防止できて、しかも手間をかけずに残留トナーを回収できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本画像形成装置１では、感光体ドラム５上にトナー像が形成され、感光体ドラム５上のトナー像が用紙に転写され、転写されずに感光体ドラム５上に残ったトナーをトナー固形化回収装置６により回収する。残ったトナーを感光体ドラム５から除去するためのクリーナーブレード１７が設けられている。除去されたトナーをハウジング２１の受け部２３で受け取り、スクリュー１８により中間容器１９へ搬送し、中間容器１９から定着装置３の加熱ローラ１１の外周面１１ａの非通紙域１６に載せて、加熱ローラ１１の熱を利用してトナーを固形化する。固形化されたトナーは、トナー回収部２０のスクレーパ２８により掻き落とされて受け部３０に集められ、飛散しない。
【選択図】 図１

Description

この発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

画像形成装置では、例えば、感光体ドラムにトナー像が形成され、このトナー像が用紙に転写される。感光体ドラム上のトナー像を形成するトナー粉の大部分は、用紙に転写されるが、感光体ドラム上のトナー粉の一部は、転写されずに感光体ドラム上に残る。残ったトナー粉は、クリーニング装置で除去されて、回収容器に回収される（例えば、特許文献１，２，３参照。）。回収容器がトナーでいっぱいになると、空の回収容器に交換される。

特許文献１，２の回収容器にはトナー粉が収容される。また、特許文献３では、トナー粉は回収容器に収容され、その中で固形化される。
この他にも、感光体ドラムから除去されたトナーを固形化する画像形成装置がある（例えば、特許文献４参照。）。
特開平７−１９１５９１号公報 特開２００４−１９８７６５号公報 特開平９−６２０７号公報 特開平７−１６８４９１号公報

しかし、特許文献１，２では、回収容器の交換時に、回収容器からトナー粉が漏れて飛散し、画像形成装置の内部や周囲が汚れるおそれがある。
特許文献３でも、固形化前のトナー粉が回収容器から漏れて、画像形成装置の内部や周囲が汚れるおそれがある。
特許文献４では、固形化されたトナーは、ケーシング内に排出されるので、排出されたトナーを掃除するのに手間がかかる。

そこで、この発明の目的は、画像形成装置の内部や周囲が汚れることを防止できて、しかも手間をかけずにトナーを回収できる画像形成装置を提供することである。

本発明の画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、像担持体のトナー像が転写された転写材を加熱するための加熱手段と、転写されずに像担持体上に残ったトナーを像担持体から除去するトナー除去部と、トナー除去部により除去されたトナーを受け取り、受け取ったトナーを搬送しながら上記加熱手段の熱を利用して固形化するための搬送部と、固形化されたトナーを搬送部から集めるトナー回収部とを備えることを特徴とする。本発明によれば、像担持体から除去されたトナーは固形化されるので、飛散するおそれがない。従って、画像形成装置の内部や周囲が汚れることを防止することができる。また、固形化されたトナーをトナー回収部で集めているので、手間をかけずに回収することができる。

また、本発明において、上記搬送部は、加熱手段表面の非通紙域部分を含む場合がある。この場合、用紙の定着の邪魔になることなく、加熱手段の余熱を効率よく利用して、トナーを確実に固形化することができる。
また、本発明において、上記トナー回収部は、加熱手段表面の非通紙域部分に付着したトナーを掻き落とすスクレーパと、このスクレーパにより掻き落とされたトナーを受けて溜める受け部とを含む場合がある。この場合、加熱されて固形化したトナーを、加熱手段表面の非通紙域部分から掻き落とすことができ、確実に回収することができる。

以下では、この発明の実施の形態を、画像形成装置がプリンタである場合に則して、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、画像形成装置としては、複写機、ファクシミリ等であってもよい。
図１は、本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成の模式図である。
画像形成装置１は、外部より与えられる画像データに基づきトナー像を形成し所定の転写材としての用紙に転写する画像形成部２と、この画像形成部２により転写されたトナー像を用紙に加熱定着させる定着装置３と、画像形成部２に用紙を供給しこの用紙を搬送する用紙搬送部４とを有している。

また、本実施形態の画像形成装置１は、画像形成部２の感光体ドラム５上に残った残留トナーを固形化して回収するトナー固形化回収装置６を有している。このトナー固形化回収装置６については後で詳細に説明する。また、固形化は、粉状のトナーを、加熱溶融して、飛散しないように粉よりも大きな粒状やかたまり状のトナーにすることである。
用紙搬送部４は、画像形成部２での画像形成のタイミングに合わせて、用紙を順に一枚ずつ繰り出して、画像形成部２へ搬送する。

画像形成部２は、外部より与えられる画像データに基づきこの画像データに応じた所定のビーム光を得るための光学部７と、光学部７からのビーム光に応じた静電潜像を形成するための円柱形状をなす像担持体としての感光体ドラム５と、高電圧を印加されることにより感光体ドラム５を帯電させるメインチャージャ８（帯電チャージャ）と、感光体ドラム５に形成された静電潜像をトナーにより顕像化する現像装置９と、感光体ドラム５に形成されたトナー像を用紙に転写するための転写部１０とを有している。

感光体ドラム５を回転させつつ（矢印Ｍ１）、感光体ドラム５の外周面を、メインチャージャ８により均一に帯電し、次いで、画像データに基づいて光学部７（図示せず）により生成されたビーム光によって露光する。これにより、感光体ドラム５の外周面に所望の画像を結像させて静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置９によりトナー像に顕像化する。このトナー像は、用紙搬送部４により搬送された用紙に転写部１０により転写される。用紙は定着装置３へ搬送される。

定着装置３は、トナーが転写された用紙を加熱し、この用紙にトナーを定着する。定着装置３は、搬送された用紙および用紙上に転写されたトナーを加熱する加熱手段としての加熱ローラ１１と、この加熱ローラ１１と対向し接触する加圧手段としての加圧ローラ１２と、加熱ローラ１１の表面としての外周面１１ａの温度を上昇させるためのヒータ１３とを有している。

加熱ローラ１１は、金属製の円筒形状部材の表面にフッ素樹脂をコートした中空形状をなす筒状部材であり、その軸方向に長く形成されている。
加圧ローラ１２は、金属筒の表面に耐熱性を有する弾性体層が比較的に厚く形成されていて、その軸方向に長く形成されている。
加熱ローラ１１および加圧ローラ１２は、回転自在にそれぞれ支持部材（図示せず）により支持され、互いに対向して平行に配置され、相対向する外周面１１ａ，１２ａのニップ部１１ｂ，１２ｂ同士で接触している。加圧ローラ１２は、加熱ローラ１１の外周面１１ａを押圧している。加熱ローラ１１は、駆動源としての電動モータ１４（図２参照）により所定の回転方向（矢印Ｍ２）に駆動される。加熱ローラ１１の回転に連動して、加圧ローラ１２が逆向き（矢印Ｍ３）に回転する。これとともに、加熱ローラ１１はヒータ１３により加熱される。未定着のトナーＢ１を転写された用紙Ｐを、加熱ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部１１ｂ，１２ｂ同士の間に通して、用紙上のトナーを加熱および加圧することにより用紙に溶着する。

図２は、画像形成装置１の要部の平面視での模式図である。図１と図２を参照する。
加熱ローラ１１の外周面１１ａは、定着処理するときに用紙と接する通紙域１５と、定着処理するときに用紙と接することがない一対の非通紙域１６とを有する。
通紙域１５は、加熱ローラ１１の軸方向の中央部に位置し、定着処理可能な最大幅（加熱ローラ１１の軸方向についての寸法）の用紙を定着処理するときに当該最大幅の用紙と接する領域と一致している。

一対の非通紙域１６は、加熱ローラ１１の軸方向の両端部に位置し、通紙域１５以外の外周面１１ａの残りの部分であり、加熱ローラ１１の端面から軸方向に所定距離までの部分である。
ヒータ１３は、一方向に長いヒータランプである。ヒータ１３は、加熱ローラ１１の内部に配置されていて、支持部材（図示せず）により支持されている。加熱ローラ１１の軸方向に沿って、ヒータ１３の長手方向が延びている。ヒータ１３に通電することにより、加熱ローラ１１の軸方向について均等に、通紙域１５を所定温度に加熱することができる。これに伴い、加熱ローラ１１の非通紙域１６の温度が、通紙域１５の上述の所定温度よりも低い温度に温度上昇する。

通紙域１５の上述の所定温度は、用紙Ｐ上に転写されたトナーＢ１がニップ部１１ｂ，１２ｂを通過する相対的に短い時間にトナーが溶融して固形化される温度に設定されている。また、定着動作時の非通紙域１６の温度は、後述するようにトナー固形化回収装置６の一部としての加熱ローラ１１の外周面１１ａにトナーが所定時間付着している相対的に長い時間にトナーが溶融して固形化される温度（トナーに応じた下限の温度）よりも高い温度である。

トナー固形化回収装置６は、転写後に感光体ドラム５の外周面に残留するトナー粉を、感光体ドラム５から除去し、定着装置３の熱により固形化し、固形状態で回収するようにしている。
具体的には、トナー固形化回収装置６は、転写されずに感光体ドラム５上に残ったトナーＢ２を感光体ドラム５から除去するトナー除去部としてのクリーナーブレード１７を有している。また、トナー固形化回収装置６は、加熱ローラ１１の熱を利用することによりトナーを固形化しながら搬送するための搬送部としてのスクリュー１８、中間容器１９および加熱ローラ１１の外周面１１ａの非通紙域１６を有している。搬送部は、クリーナーブレード１７により除去されたトナーＢ３を受け取り、受け取ったトナーを、スクリュー１８から中間容器１９を経て加熱ローラ１１の外周面１１ａに搬送しながら、加熱ローラ１１の熱を利用して、搬送中のトナーＢ５を固形化する。また、トナー固形化回収装置６は、搬送部の加熱ローラ１１の外周面１１ａから固形化されたトナーＢ６を集めるトナー回収部２０を有している。

クリーナーブレード１７は、長尺の板状部材からなり、その長手方向を感光体ドラム５の軸方向に平行に配置されていて、ハウジング２１に片持ち状態で固定されるとともに、自由端側の端縁が感光体ドラム５の外周面に対向し、この外周面に押圧状態で当接している。クリーナーブレード１７は、感光体ドラム５の外周面の画像形成領域２２の全領域に接している。

ハウジング２１は、一方向に長く形成されていて、その長手方向が感光体ドラム５の軸方向に平行に配置されている。ハウジング２１は、感光体ドラム５から除去されたトナーＢ３を受ける受け部２３を有している。この受け部２３は、ハウジング２１の長手方向に沿って延びていて、クリーナーブレード１７の下方に配置されている。
また、ハウジング２１内に、上述のスクリュー１８が配置されている。スクリュー１８は、ハウジング２１の長手方向に延びるように配置されて、回転自在に支持されている。スクリュー１８の軸方向の一方の端部の下方には、ハウジング２１の端部に形成された開口２４が配置されている。この開口２４の直下方に、中間容器１９が配置されている。

クリーナーブレード１７が、感光体ドラム５の外周面に残っているトナーＢ２を掻き落とす。掻き落とされたトナーＢ３は、ハウジング２１の受け部２３に受けられ、スクリュー１８の近くに導かれ（矢印Ｔ１）、スクリュー１８によりその軸方向に搬送される（矢印Ｔ２）。
スクリュー１８は、長尺の軸１８ａと、この軸１８ａの周囲に径方向に突出して形成された螺旋状の羽根１８ｂとを有している。羽根１８ｂは、軸１８ａの一端から他端へ形成されている。スクリュー１８は、駆動源としての電動モータ２５により所定の回転方向に駆動され、これにより、スクリュー１８の軸方向（例えば、感光体ドラム５の軸方向に平行である。）の一方の側へ向けて、ハウジング２１内のトナーを搬送し、ハウジング２１の開口２４に導く。トナーは、開口２４を通じて中間容器１９に入る（矢印Ｔ３）。

中間容器１９は、ハウジング２１の開口２４に対向する入口開口２６と、加熱ローラ１１の外周面１１ａの非通紙域１６に近接して対向する出口開口２７とを有している。中間容器１９は、入口開口２６および出口開口２７以外の部分については封止されている。
また、中間容器１９は、加熱ローラ１１の外周面１１ａに近接して配置されている。この場合、中間容器１９内のトナーＢ４、例えば出口開口２７の近傍にあるトナーがペースト状になり、固形化が促され、また、飛散が抑制されて、好ましい。

中間容器１９内のトナーＢ４が所定量に達すると、中間容器１９内のトナーＢ４が徐々に出口開口２７から溢れ出るように（矢印Ｔ４）、出口開口２７は入口開口２６よりも低い位置に配置されている。トナーが中間容器１９から溢れ出て加熱ローラ１１の外周面１１ａに載せられるようにしていることにより、トナーは、少量ずつ加熱ローラ１１の外周面１１ａに載せられることになる。その結果、適量のトナーを確実に固形化することができる。

また、中間容器１９では、出口開口２７から溢れ出たトナーが加熱ローラ１１の外周面１１ａに落下し載るように、出口開口２７は、加熱ローラ１１の外周面１１ａの非通紙域１６に近接して、その直上方に配置されている。
画像形成時には、定着処理のために加熱ローラ１１は回転しつつ、ヒータ１３により加熱されている。画像形成時に、感光体ドラム５上に残ったトナーＢ２が、上述のようにクリーナーブレード１７により掻き落とされて中間容器１９を経て、回転中の加熱ローラ１１の外周面１１ａに載せられる。加熱ローラ１１が、所定角度を回動し、その間、トナーＢ５は加熱ローラ１１の外周面１１ａに所定時間付着することにより、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ搬送され（矢印Ｔ５）、加熱ローラ１１の外周面１１ａの余熱で固形化される。固形化されたトナーＢ６は、ニップ部１１ｂ，１２ｂに達する前に、トナー回収部２０により回収される。

図３は、図１に示すトナー回収部２０と加熱ローラ１１の要部の平面視での模式図である。
図１および図３を参照して、トナー回収部２０は、加熱ローラ１１の外周面１１ａに付着したトナーを掻き落とすスクレーパ２８と、スクレーパ２８を支持するハウジング２９と、スクレーパ２８により掻き落とされたトナーを受けて溜める受け部３０とを含む。この受け部３０は、ハウジング２９に一体に形成されている。

スクレーパ２８は、板状部材により形成され、スクレーパ２８の一端がハウジング２９に片持ち状態で支持されている。自由端としての他端が、加熱ローラ１１の外周面１１ａの非通紙域１６の所定部に対向して配置され、加熱ローラ１１の外周面１１ａの非通紙域１６の所定部に押圧状態で当接している。スクレーパ２８に接する加熱ローラ１１の上述の所定部は、上述の位置Ｐ２にあり、加熱ローラ１１の回転方向について、ニップ部１１ｂ，１２ｂよりも回転方向の上流側に配置され、中間容器１９の出口開口２７よりも下流側に配置されている。

また、スクレーパ２８は、加熱ローラ１１の軸方向について一方の非通紙域１６の全体に接している。スクレーパ２８は、加熱ローラ１１の外周面１１ａとの当接部として角陵２８ａを有している。この角陵２８ａは、加熱ローラ１１の軸方向に延びるように配置されていて、この角陵２８ａを挟む一対の面２８ｂ，２８ｃにより形成されている。加熱ローラ１１の回転方向について角陵２８ａよりも上流側にある一方の面２８ｂは、トナーを掻き落とすためにトナーと当接する掻き落とし面として機能する。掻き落とし面と加熱ローラ１１の外周面１１ａとが、互いに鋭角をなすように、互いに当接している。

ハウジング２９は、箱形状をなしている。ハウジング２９は、その底部に受け部３０を有している。受け部３０は、固定部材としてのハウジング２９に交換可能に着脱可能に支持されていてもよいし、またはハウジング２９に固定されていてもよい。
図１を参照して、加熱ローラ１１の外周面１１ａで固形化されたトナーＢ５は、スクレーパ２８で掻き落とされて、受け部３０で受け止められて、集められる（矢印Ｔ６）。受け部３０にトナーＢ６が溜まると、固形化されたトナーは、取り出される。

このように本発明の実施形態によれば、トナー固形化回収装置６により、感光体ドラム５から除去されたトナーは固形化されるので、飛散するおそれがない。従って、画像形成装置１の内部や周囲が汚れることを防止することができる。また、固形化されたトナーをトナー回収部２０で集めているので、手間をかけずに回収することができる。
また、加熱ローラ１１の外周面１１ａの非通紙域部分（非通紙域１６をなす部分）が搬送部として機能することにより、用紙の定着に悪影響を及ぼしたり邪魔になったりすることなく、加熱ローラ１１の余熱を効率よく利用して、トナーを確実に固形化することができる。

また、トナー回収部２０がスクレーパ２８と受け部３０とを有することにより、加熱されて固形化したトナーを、加熱ローラ１１の外周面１１ａの非通紙域１６から掻き落とすことができ、確実に回収することができる。
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

図４は、本発明の変形例のトナー固形化回収装置６の模式図である。この変形例のトナー固形化回収装置６では、中間容器１９内のトナーを出口開口２７へ搬送するスクリュー３１が、搬送部として設けられている。このスクリュー３１は、駆動源としての電動モータ３２に駆動可能に連結された軸３１ａと、この軸３１ａに形成された螺旋状の羽根３１ｂとを有している。スクリュー３１は、電動モータ３２に駆動されることにより、中間容器１９内のトナーを出口開口２７へ向けて確実に送ることができる。

なお、上述の実施形態では、トナーが残る像担持体としては、円筒形状のものでもよいし、ベルト形状のものでもよいし、感光体の他、感光体から転写されたトナー像を転写材としての用紙に転写するための中間転写体であってもよい。
また、トナー除去部としては、上述のクリーナーブレード１７に限定されず、例えば像担持体に残ったトナーを除去できるローラ、ブラシ等の種々の部材を利用できる。

また、定着装置３の加熱手段としては、ローラに限定されず、無端状のベルトであってもよい。また、トナーを固形化するための部分として、通紙域１５を利用することも考えられる。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成の模式図である。 図１に示す画像形成装置の要部の平面視での模式図である。 図１に示すトナー回収部と加熱ローラの要部の平面視での模式図である。 本発明の変形例の画像形成装置の要部の模式図である。

符号の説明

１…画像形成装置
５…感光体ドラム（像担持体）
１１…加熱ローラ（加熱手段）
１１ａ…（加熱ローラの）外周面（表面）
１６…非通紙域（搬送部、非通紙域部分）
１７…クリーナーブレード（トナー除去部）
１８…スクリュー（搬送部）
１９…中間容器（搬送部）
２０…トナー回収部
２８…スクレーパ
３０…受け部

Claims (3)

1. トナー像が形成される像担持体と、
   像担持体のトナー像が転写された転写材を加熱するための加熱手段と、
   転写されずに像担持体上に残ったトナーを像担持体から除去するトナー除去部と、
   トナー除去部により除去されたトナーを受け取り、受け取ったトナーを搬送しながら上記加熱手段の熱を利用して固形化するための搬送部と、
   固形化されたトナーを搬送部から集めるトナー回収部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記搬送部は、加熱手段表面の非通紙域部分を含むことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   上記トナー回収部は、加熱手段表面の非通紙域部分に付着したトナーを掻き落とすスクレーパと、このスクレーパにより掻き落とされたトナーを受けて溜める受け部とを含むことを特徴とする画像形成装置。
   

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