JP2007241043A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃トナーの漏れを低減することができ、本体輸送などを行っても本体内部の汚れがないプリンタを提供する。
【解決手段】 トナーを収容する現像器と、トナー像を表面に担持する像担持体と、トナー像を用紙に転写する転写手段と、像担持体に残留し不要となった廃トナーを清掃する清掃手段と、清掃手段から送られる廃トナーを収容する廃トナー収容手段を有する画像形成装置において、廃トナー収容手段は、清掃手段から廃トナーを搬送する廃トナーパイプと、廃トナーパイプ出口の下方に空間を有する第一の廃トナー収容部と、第一の廃トナー収容部の出口から落下してきた廃トナーを収容する第二の廃トナー収容部と、第一の廃トナー収容部と第二の廃トナー収容部との間に開閉手段を設けた画像形成装置とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃トナー収容手段を備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用いて画像を形成する複写機やレーザープリンタなどの画像形成装置では、用紙などに転写されずに像担持体表面上などに残ったトナーをクリーナによって掻き取った後、廃トナー容器に回収する廃トナー回収装置を備えた構成が知られている。

上記廃トナー回収装置に関して、廃トナー容器の廃トナーパイプとの連結状態を解除する動作に伴うシャッタの閉方向への移動、つまりパイプの延長線方向に廃トナー容器を抜き差ししている従来技術が知られている。（例えば特許文献１）
また廃トナーパイプ出口にバッファ手段を設け、シャッタ部材の開閉による開口を具備している従来技術も知られている。（例えば特許文献２）
廃トナー容器の満杯検知に関しては、廃トナーシャッタ部に光学的遮断片（光学シャッタ）を設けて廃トナーシャッタの開閉を確認している従来技術も知られている。（例えば特許文献３）
画像形成装置の廃トナーは最終的に廃トナー容器に回収されるが、本体輸送中に廃トナーがこぼれる場合があり、封止する必要があった。前記従来技術で廃トナーは廃トナーパイプによって送り出され、廃トナー回収容器の開口部に差し込まれる構成である。廃トナーパイプ出口に設けられたシャッタは、廃トナー容器によって押されて開く構成になっていた。このため、シャッタを動かす廃トナー容器の開口部が長期にわたり負荷を受けることになり、変形しシャッタの開口が小さくなるといった現象が発生する恐れがある。

またバッファ手段たる予備室を設けたときに、シャッタの開口部が大きく、下部に配置される廃トナー容器の開口部を大きくする必要があった。

特許第３５８１５７０号 特開平１０−１８６９８７号 特公平２−２８１５０号

長期間の使用における変形を防ぎ、輸送中であっても廃トナーの漏れを防ぐ廃トナー回収装置を備えた画像形成装置を提供する。

トナーを収容する現像器と、トナー像を表面に担持する像担持体と、前記トナー像を用紙に転写する転写手段と、前記像担持体に残留し不要となった廃トナーを清掃する清掃手段と、前記清掃手段から送られる廃トナーを収容する廃トナー収容手段を有する画像形成装置において、前記廃トナー収容手段は、前記清掃手段から廃トナーを搬送する廃トナーパイプと、前記廃トナーパイプ出口の下方に空間を有する第一の廃トナー収容部と、前記第一の廃トナー収容部の出口から落下してきた廃トナーを収容する第二の廃トナー収容部と、前記第一の廃トナー収容部と前記第二の廃トナー収容部との間に開閉手段を設けた画像形成装置とする。

本発明によれば、廃トナーの漏れを低減することができ、本体輸送などを行っても本体内部の汚れがない画像形成装置を提供できる。

本発明を適用する画像形成装置について図５を用いて説明する。現像器２２よりトナーが供給され、帯電器４０によって帯電された感光体２１の表面にトナー像が現像される。感光体２１の表面に付着したトナー像は、所定の電界が与えられ中間転写体２３に転写される。中間転写体２３に転写されたトナー像は、転写ローラ２６によって用紙に転写される。さらに用紙に付着したトナーは定着器２８によって用紙上に定着され、排紙ローラ２９によって排紙トレイに送り出され、印刷画像となる。用紙は用紙カセット３０より供給され、印刷タイミングに従って給紙ローラ２４を回転し、レジストローラ２５へ供給し、印刷画像に合わせて転写ローラ２６で転写する。本実施例では、感光体２１として感光体ベルト、帯電器４０として帯電ブラシ、中間転写体２３として中間転写体ベルトを用いている。現像器２２は、図１のように４色（ブラック，イエロー，シアン，マゼンタ）毎に縦方向に４つ並べられている。現像器２２内に非磁性一成分トナーを内蔵し、現像ローラを感光体２１に当接させて現像を行う。

なお本実施例では、感光体２１から中間転写体２３に転写し、その後で用紙に転写したが、感光体から直接用紙に転写する画像形成装置であっても良い。本実施例では、感光体や中間転写体を、それぞれ表面にトナー像を担持するので像担持体と呼ぶことにする。

廃トナーは、上記説明した現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスなどで発生するが、主に転写プロセスにおいて逆帯電トナーを含む帯電不良トナーによって発生しやすく、トナーの付着力に従い転写効率が変化し、転写効率が悪いときに廃トナーが増加する。中間転写体クリーナ２７から発生した廃トナーは廃トナーダクト３１を通り、廃トナー送り部３２に集められ、廃トナーパイプ３３と内部のスクリュー（図示せず）によって上部へ持ち上げられる。その後、本発明の構成である廃トナー予備室３４、廃トナーシャッタ３５、廃トナーボトル３６を有する廃トナー回収機構に集められる。中間転写体クリーナ２７は、ブレードを用いたもの，ブラシを用いたもの，その両方などが知られている。また、感光体２１の表面に付着したトナーを清掃するために感光体クリーナ４１が設けられているが、ここでもブレードを用いたもの，ブラシを用いたもの，その両方を用いたものが知られている。感光体クリーナ４１で掻き取った廃トナーを、廃トナー送り部３２に集められる構成としても良い。本実施例の画像形成装置では、感光体２１は図１の上方から取出し可能であり、現像器２２が図１に向かって右側（画像形成装置の正面側とする）から取出し可能な構成である。廃トナーボトル３６は、現像器２２と同側から引き出し可能な構成である。

本発明の実施例について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施例である廃トナー回収機構の模式図である。

本発明は廃トナー送出手段たる廃トナーパイプ１、第一の収容部たる廃トナー予備室２、開閉手段たる廃トナーシャッタ４、第二の収容部たる廃トナーボトル６で構成される。廃トナー予備室２は廃トナーホルダ３の上面に取り付けられている。また廃トナーの状態を検知する廃トナーセンサ（図示せず）は廃トナーホルダ３の側面に設けられたセンサ取り付け部５に取り付けられる。廃トナーパイプ１は、図５の廃トナーパイプ３３と同じである。また、廃トナー予備室２は図１の３４，廃トナーシャッタ４は図５の３５，廃トナーボトル６は図１の３６と同じものである。

以下、図１と図６を用いて詳細に説明する。

廃トナーパイプ１は、印写プロセス中で発生した廃トナーをクリーナのブレードやブラシなどでかき集め、最終的に廃トナーボトル６へ搬送する役目を有している。一般には、廃トナーパイプ１内部にスクリューやバネを配置し、スクリューやバネを回転させることで搬送し、矢印Ｅ方向に廃トナーを送り出している。

廃トナー予備室２は、廃トナーボトル６が正しく装着されていない場合に廃トナーシャッタ４で開口部が閉じられる部屋である。廃トナー予備室２の上部もしくは側面（本実施例では側面）に廃トナーパイプ１の大きさにあった開口部を設け、廃トナーパイプ１を配置するようにする。また廃トナー予備室２の下部には廃トナーボトル６の開口部よりも小さく、径Ｋの開口部７を設ける。これにより矢印Ｅ方向から廃トナー予備室２へ廃トナーを入れ、矢印Ｆ方向に廃トナーを落下・排出する。ここで廃トナー予備室２について詳述する。廃トナーは、図５で示した画像形成装置の下部付近に設けられた廃トナー送り部３２から、廃トナーパイプ中のスクリューやバネの回転によって廃トナー送り部３２よりも上方に位置する廃トナー予備室２に向かって搬送されてくる。ここで、下方から送られてきた廃トナーを廃トナーボトル６に収容するために、上方へ送られてきた廃トナーをまた下方に向きを変えなければならず、スクリューやバネを下向きに変化させることは難しい。そこで本実施例では、下方から送られてきた廃トナーを、一旦縦方向に空間４７を有する廃トナー予備室２に送り出す。廃トナー予備室２は、廃トナーパイプ１との接合部よりも下方に空間４７を有しているので、重力によって廃トナーシャッタ４に向けて落下する。廃トナーシャッタ４が開いた状態で廃トナーは廃トナーボトル６へ落下するので、効率良く廃トナーボトル６へ廃トナーを収容することができる。

廃トナーボトル６は、廃トナー予備室２の下方に配置される。図４に示すように廃トナーボトル６の上面には、廃トナーを受け入れる開口部１４がある。その径Ｍは廃トナー予備室２の開口部７の径Ｋよりも大きく、廃トナーボトル６の水平投影面積よりも小さく構成される。開口部１４近くの廃トナーボトル６の両側面には、廃トナー検知のための廃トナー検知部１６，１７が有り、センサ（図示せず）の発光部と受光部が、矢印ＡとＢの間に配置される。具体的には図６の廃トナー予備室２下方の位置Ｇにセンサを配置するようにする。

廃トナーボトル６には、引き出し方向に取っ手１５をつけた方が扱いやすく、廃トナーボトル６の着脱に便利である。また、廃トナーボトル下部１９は、凸形状になっている。

廃トナーボトル６の着脱には、廃トナーシャッタ４の平板をスライドさせる方向Ｃに廃トナーボトル６を移動する必要がある。さらに図２のような廃トナーボトル下部１９が凸形状を有する場合、画像形成装置本体に設けられた取り付け間口９が小さいときに、廃トナーボトル下部１９が取り付け間口９に引っかかる。本発明においては廃トナーボトル６を方向Ｄに傾くように回転させることによって、廃トナーボトル６の取り付け間口９の干渉、廃トナーシャッタ４との干渉から逃げて、廃トナーボトル６を画像形成装置本体から着脱することができる。廃トナーシャッタ４は廃トナー予備室２の開口部７をふさぐ形で画像形成装置に残る。これらの方向ＣからＤの動作は一見すると複雑な動作とみえるが、例えば方向Ｄの回転量などは僅かなものであり、本実施例の構成は一連の動作の流れでスムーズに行うことができる。

また廃トナーシャッタ４は、廃トナー予備室２と廃トナーボトル６との間に配置され、廃トナーボトルの外壁によって移動する構成とする。

図３は廃トナーシャッタ４を示している。図３に示すように廃トナーシャッタ４は平板１１に対して開口部１０を設けた構成となっている。図６に示すように開口部１０の径Ｌは廃トナー予備室２の開口部７の径Ｋよりも大きく、廃トナーボトル６の開口部１４の径Ｍよりも小さく構成する。廃トナーボトル６が正しく画像形成装置に装着された位置で廃トナー予備室２の開口部７、廃トナーシャッタ４の開口部１０、廃トナーボトル６の開口部１４が近接し、廃トナー予備室２から廃トナーボトル６へ最大の開口が得られるようにする。

廃トナーシャッタ４が正しく稼働するように、廃トナーシャッタ４に押し付け壁１３を設ける場合がある。これは図４の廃トナーボトル６の外壁１８が当たる位置に構成し、廃トナーボトル６が画像形成装置に装着されたときに矢印Ｊ方向に移動し、外壁１８が押し付け壁１３を押して、廃トナーシャッタ４の開口部１０が廃トナー予備室２下部開口部７と一致する方向に移動する。これにより廃トナーボトル６の上面と廃トナーシャッタ４下面の摩擦以外に、壁への押しつけによっても廃トナーシャッタ４の移動を実現できるため、安定した開閉を実現することができる。また廃トナーボトル６を画像形成装置から取り出すときに廃トナーシャッタ４に設けた角部３７が廃トナーボトル６上面の角部４２と接触することにより、矢印Ｈ方向に廃トナーシャッタ４が動き廃トナーボトル６が抜ける。

廃トナーボトル６が画像形成装置から抜かれたときは、後述するバネなどの付勢手段を用い、廃トナーシャッタ４が矢印Ｈ方向に移動し、開口部７を閉じるように構成する。図７に示すように廃トナー予備室の開口部７と廃トナーシャッタ４の開口部１０がずれる形となり、閉じられるように構成する。従って廃トナーシャッタ４の移動量は、廃トナーシャッタ４の開口部１０の矢印Ｈ方向の大きさ以上が必要である。

本実施例の特徴は、廃トナー排出口（出口）を廃トナーシャッタ４に設けた開口部１０とし、廃トナーボトル６の外壁１８によって廃トナーシャッタ４をスライドして廃トナーシャッタ４の開口部１０と廃トナー予備室２下面の開口部７を一致させることで、廃トナーを排出させる構造にある。また廃トナーボトル６を抜いたときに、バネによって廃トナーシャッタ４が閉じ、廃トナーが廃トナー予備室２から漏れ出ない。従って廃トナーの封止を実現できる。

具体例として、廃トナーパイプ１の口径は１０ｍｍ〜２５ｍｍ程度が適切であり、１８ｍｍ程度が最適である。廃トナー予備室２の開口部７の直径は２４ｍｍ程度が好適であり、廃トナーシャッタ４の開口部１０が２５ｍｍ程度、廃トナーボトル６の開口部１４は２８ｍｍ程度が好適である。ただし上記の数値に限られたものではなく、前述のような開口部の大きさ関係が望ましい。具体例の場合、廃トナーシャッタ４は最低でも５０ｍｍ（開口部の大きさの２倍）以上の移動量がないと、廃トナーシャッタ４を閉じることができないため、少なくとも５０ｍｍの移動が可能なように構成する。

廃トナーシャッタ４には、廃トナーホルダ３に対してロックする機構を設ける。図６に示すように廃トナーシャッタ４にロック穴２０を設け、廃トナーホルダ３に突起形状のロックレバー４３を設ける。ロックレバー４３がロック穴２０にはまり、廃トナーシャッタ４の動きを静止する事ができる。一方、静止していない場合は、バネなどの付勢手段を用いて廃トナーシャッタ４を閉じる方向に移動するように構成する。これにより廃トナーボトル６が画像形成装置に装着されたときにロックがかかり、開口部が開いた状態で保持することができる。廃トナーボトル６が正しく装着されていないときにロックがはずれ、廃トナーボトル６がはずされた場合には、バネなどの手段によって廃トナーシャッタ４が閉じられ、トナー漏れが起こらないように構成する。

廃トナーの漏れを防止するために、シール部材（図示せず）を廃トナー予備室２と廃トナーシャッタ４の間、及び廃トナーシャッタ４と廃トナーボトル６の間に設ける。シール部材はスポンジなどの発泡素材を用いたりする場合がある。シャッタ他の摺擦面のギャップが極めて狭く、廃トナーが漏れない状態、例えばギャップ０．１ｍｍ以下ではシール部材はいらない。しかし一般にはそれ以上のギャップがあり、シール部材を追加した方が良い。

上記構成において、開閉手段たる廃トナーシャッタ４が廃トナー落下方向と垂直方向ではなく、画像形成装置設置面（例えば机上面）に対して傾斜して配置したことにより、廃トナーシャッタ開状態から廃トナーシャッタ閉状態になるときに掻き上げるように動くため、廃トナーの溜まりが無くなりやすく、廃トナーシャッタ４が完全に閉じるときの固着物などによるトナー封止不良を低減できる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。以下に示す構成を追加することで、より一層の効果を得ることができる。廃トナーボトル中央部より上方に廃トナー検出部Ｇを設け、廃トナーセンサにより廃トナーの満杯検知及び廃トナーボトルの装着検知を行う。廃トナー予備室２を支持する廃トナーホルダ３により、上記位置に廃トナー検出部たる廃トナーセンサを配置する。

廃トナーシャッタには、図３に示すように廃トナーセンサを遮断する遮断片１２を取り付ける。廃トナーセンサとして光学センサを用いた場合の遮断片１２は、光を遮断するため、一般に黒色の樹脂片もしくは金属片を用いる。樹脂片に関しては黒色に限定するわけではないが、光を遮断できる色、厚さにする。図６のように廃トナーボトル６の装着状態では検知部Ｇと遮断片１２は、ずれて配置され、廃トナーの満杯検知ができる。廃トナーボトル６が画像形成装置から取られたときには、図７のように遮断片１２が検知部Ｇに入り込み、光を遮断することによって廃トナーボトル６の未装着を検知できるようになる。また図７の状態は廃トナーシャッタ４が閉じた状態である。本実施例は、廃トナーシャッタ４に遮蔽板１２を設けただけの簡単な構成で廃トナーボトルの着脱を検知でき、かつ廃トナー満杯検知とセンサを共有できるという効果を有している。

続いて本実施例の詳細を図８〜１１を用いて説明する。

図８は、図１の廃トナー予備室２と廃トナーホルダ３の詳細な斜視図であり、図９は廃トナーシャッタ４の斜視図である。廃トナーシャッタ４は、両側面にバネ４４をつなぎ止めるリブ４５を設けてある。リブ４５は、廃トナーホルダ３に設けられたスリットを介して図８のように廃トナーホルダ３上面に出るようにしてある。廃トナーシャッタ３の側面片側にリブとバネを設けて、該バネを廃トナーホルダ３上のリブとつなぎ廃トナーシャッタ４を引き戻しするような構成としても良い。しかし、図８に示すように一つのバネの両端を２つのリブ４５にかけて廃トナー予備室２を巻くように設けたことにより、廃トナーシャッタ４の引き戻しが確実になり、開口部が半開きで止まることを防ぐ。更に、前記効果が一つのバネで達成できることにより原価低減にもつながる。なお本実施例では、バネ４４として説明したが、廃トナーシャッタ４を引き戻して廃トナー予備室開口部と廃トナーシャッタ開口部が完全に閉まるのであれば、他の弾性部材を用いても良い。また図８でロックレバー４３は、板バネの先に設けた簡単な構成であるので、簡単にロック穴２０から外すことができる。また図７で遮蔽板１２は、廃トナーシャッタ４の移動方向と平行な側端部の片側に一つ設けた構成となっている。

図１０に廃トナーボトル６の斜視図を示す。廃トナーボトル６の下凹部にリブ４６を設けた。廃トナーボトル６を画像形成装置本体に挿入するときに、廃トナーボトル６を傾け回転（図２の方向Ｄと逆方向）させた後、直線的挿入を行っている。挿入時にリブ４６を画像形成装置本体に引っ掛からせることにより、次に廃トナーボトル６を回転しやすくする、いわゆるアシスト機能をリブ４６は有している。本構成とすることによって、廃トナーボトル６を画像形成装置本体に挿入するときに、ガタつきを抑えながらスムーズかつ確実に挿入することができる。なお、廃トナーホルダ３には、廃トナーホルダ３と廃トナーボトル６の隙間を埋めてガタつき防止のためのリブ（図示せず）も設けている。

本発明の一実施例である廃トナー回収機構の模式図である。 廃トナーボトルの取出しを説明する模式図である。 廃トナーシャッタの簡単な形状を示す模式図である。 廃トナーボトルの簡単な形状を示す模式図である。 本発明の実施例を適用した画像形成装置の例を示す。 廃トナー予備室周辺の模式図である。 廃トナー予備室周辺の模式図である。 廃トナー予備室及び廃トナーホルダの斜視図である。 廃トナーシャッタの斜視図である。 廃トナーボトルの斜視図である。

符号の説明

１，３３…廃トナーパイプ、２，３４…廃トナー予備室、３…廃トナーホルダ、４，３５…廃トナーシャッタ、５…廃トナーセンサ取付部、６，３６…廃トナーボトル、７…廃トナー予備室開口部、８…廃トナーシャッタ開口部、９…取り付け間口、１０…開口部、１１…平板、１２…遮断片、１３…押し付け壁、１４…開口部、１５…取っ手、１６，１７…廃トナー検知部、１８…外壁、１９…廃トナーボトル下部、２０…ロック穴、２１…感光体、２２…現像器、２３…中間転写体、２４…給紙ローラ、２５…レジストローラ、２６…転写ローラ、２７…クリーナ、２８…定着器、２９…排紙ローラ、３０…給紙カセット、３１…廃トナーダクト、３２…廃トナー送り部、４０…帯電器、４１…感光体クリーナ、４２…角部、４３…ロックレバー、４４…バネ、４５，４６…リブ、４７…空間。

Claims (12)

1. トナーを収容する現像器と、トナー像を表面に担持する像担持体と、前記トナー像を用紙に転写する転写手段と、前記像担持体に残留し不要となった廃トナーを清掃する清掃手段と、前記清掃手段から送られる廃トナーを収容する廃トナー収容手段を有する画像形成装置において、
   前記廃トナー収容手段は、前記清掃手段から廃トナーを搬送する廃トナーパイプと、前記廃トナーパイプを介して下方から搬送されてきた廃トナーを収容する前記廃トナーパイプ出口の下方に空間を有する第一の廃トナー収容部と、前記第一の廃トナー収容部の出口から落下してきた廃トナーを収容する第二の廃トナー収容部と、前記第一の廃トナー収容部と前記第二の廃トナー収容部との間に開閉手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記開閉手段は、画像形成装置設置面に対し傾けて配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記開閉手段が前記第一の収容部の出口を閉じたときに前記第二の廃トナー収容部が着脱可能となることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第二の収容部を傾けることによって画像形成装置本体に着脱することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記第二の収容部を画像形成装置本体に装着したときに、前記開閉手段が前記第一の廃トナー収容部に対して固定されることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記開閉手段に開口部を設け、前記開閉手段の開口部の径は、前記第二の廃トナー収容部の開口部の径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至５記載の画像形成装置。
7. 前記開閉手段に開口部を設け、前記開閉手段の開口部の径は、前記第一の廃トナー収容部の開口部の径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５記載の画像形成装置。
8. トナーを収容する現像器と、トナー像を表面に担持する像担持体と、前記トナー像を用紙に転写する転写手段と、前記像担持体に残留し不要となった廃トナーを清掃する清掃手段と、前記清掃手段から送られる廃トナーを収容する廃トナー収容手段を有する画像形成装置において、
   前記廃トナー収容手段は、前記清掃手段から廃トナーを送出する廃トナーパイプと、前記廃トナーパイプと接続された第一の廃トナー収容部と、前記第一のトナー収容容器の出口から落下してきた廃トナーを収容する第二の廃トナー収容部と、前記第一の廃トナー収容部と前記第二の廃トナー収容部との間に画像形成装置設置面に対して傾けて配置された開閉手段を設け、前記開閉手段に対し前記第二の廃トナー収容部は着脱可能な構成であり、前記第二の廃トナー収容部を傾けながら前記開閉手段への着脱を行うことを特徴とする画像形成装置。
9. 前記開閉手段は、前記第二の廃トナー収容部を外した状態で、前記第一の廃トナー収容部の開口部をふさぐ位置で固定されることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記開閉手段の開閉を付勢する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記弾性部材は、前記第一の廃トナー収容部に巻きつくように設けられていることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
12. 前記第二の廃トナー収容部に、傾けながら画像形成装置本体に挿入するためのアシスト機構を設けたことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。

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