JP2007304314A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】脱離又は装着されるトナーカートリッジ37が装着される開口に対して、開 閉するインナードア95とトナーカートリッジ37の下方に位置して開閉に連動する粉 体受け部材91を有し、インナードア95を開口する際には発生する飛散トナーを粉体 受け部材91で受けとめ、閉口する際には装置本体内部に上記受けとめたトナーを収容 する。
【選択図】図5
Description
また、トナーカートリッジ着脱用開口を開放して、トナーカートリッジを前記装置本体から抜き出すものも一般的である。この様にトナーカートリッジを着脱可能に設けた画像形成装置は、例えば特許文献1等により周知である。ところが、従来この種の画像形成装置においては、特に使用済みのトナーカートリッジを抜き出す時、その底面などに付着しているトナーで前記装置本体や床等を汚すおそれがあった。その為特許文献2の記載では、装置本体のカバーに更にトナーカートリッジ着脱専用のドアを設け、トナーカートリッジ交換の際、飛散や落下トナーで前記画像形成装置内外を汚さない様、トナー受け部材を設ける技術が開示されている。また、そのトナーをかき集めて収容する事やトナーカートリッジ交換時も装置本体を停止させない事、その際の前記画像形成装置に安全装置を設けるといった技術が記載されている。
しかし、特許文献2に開示される技術においては以下のような不具合が考えられる。まず、画像形成装置本体のカバーにトナーカートリッジ着脱専用のドアを設け、トナーカートリッジ着脱用ガイドとトナー受け部材を設けてある為、本体のカバーを開いてのトナーカートリッジ交換は発明の効果を発揮出来ない。従って、他のユニットのメンテナンス(作業)と並行してトナーカートリッジを交換する(作業)時は、各々の作業が終了した後行う事になるから、これら一連の作業効率が劣る。
次に、画像形成装置本体のカバーにトナー受け部材があると、ジャム等で前記画像形成装置本体のカバーを開いた時、トナー受け部材も一緒に付いてくるから、画像形成装置本体のカバー開閉時には画像形成装置本体内外への粉体トナーの飛散や操作者の衣服や手を汚す可能性がある。また、画像形成装置本体のカバーの裏面は開放時に目立つ構成であり、ここが汚れていると操作者に不快感を与え、交換操作を躊躇させるおそれが有る。
更に、画像形成装置を叩いて振動を与える事も記載されているが、画像形成装置本来の機能に不具合を与えかねず、最悪破壊につながる恐れがあるので振動制御が難しいと言う不具合がある。
請求項10及び11に記載の画像形成装置によれば、粉体回収容器を備え着脱可能としたことで、発生した粉体の回収容量を増大させ、メンテナンス性の向上を図る事が出来る。
まず、画像形成装置の構成及び動作について図1に示すカラープリンタを用いて概略を説明する。
上記書き込み光学ユニット20は、カラー画像データ(以降は、単にデータと呼ぶ)を光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト11に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット20は、光源としての半導体レーザ20A、レーザ発光駆動制御部、ポリゴンミラー20B、反射ミラー20Cなどで構成されている。
現像ユニット30は図2に示されるBk現像器31K、Y現像器31Y、C現像器31C、M現像器31Mと、各現像器を図中左右方向に移動させ感光体ベルト11に対し、接離動作を行う図示しない接離機構などを有している。
現像ユニット30は画像形成装置から個別に着脱できるようになっている。例えば、黒トナーを収容したBk現像器31Kをはずす場合には、図3に示す装置本体カバー90を開け、図3に示すインナーカバー96a及びインナードア95が装着されているインナーカバーをはずすし、紙面の奥側から手前側にBk現像器31Kをスライドさせることで、容易にはずすことができる。
さらに、2次転写ユニット50は、2次転写ローラ51と、その2次転写ローラ51を中間転写ベルト45に対して接離するためのクラッチ等を備えた揺動機構(不図示)などで構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに同期して2次転写ローラ51が揺動機構の回転軸を中心に揺動する。この2次転写ローラ51と上述の2次転写対向ローラ46とにより転写紙と中間転写ベルト45とを一定の圧力で接触させる。2次転写ローラ51は中間転写ユニット40に設けられた図示しない位置決め部材により2次転写対向ローラ46との平行度の位置精度が保たれている。また、2次転写ローラ51に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト45に対する2次転写ローラ51の接触圧を一定にしている。2次転写ローラ51を中間転写ベルト45に接触させると同時に、2次転写ローラ51はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト45上のトナー像を転写紙に一括転写する。
感光体ベルト11側ではM画像形成工程の次にC画像形成工程に進み、C画像データによるレーザ光20Aによる書き込みが行われ、C静電潜像が形成される。そして、先のM静電潜像の後端部が通過した後で、かつC静電潜像の先端部が到達する前にM現像器31Mが現像位置から退避し、C現像器31Cが現像位置にセットされてC静電潜像がCトナーで現像される。以後、C静電潜像領域の現像が続行されるが、C静電潜像の後端部が通過した時点で、先のM現像器31Mの場合と同様にC現像器31Cが現像位置から退避し、次のY現像器31Yを現像位置に移動させる。このことも同様に次のBk静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。なお、Y及びBkの画像形成工程については、それぞれの静電潜像形成、現像の動作が上述のM、Cの工程と同様であるので説明は省略する。
上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット16から給送され、2次転写ローラ51に中間転写ベルト45上の4色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ16Aが駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト45上のトナー像と重ねられて2次転写位置を通過する。このとき2次転写ローラ51による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。
そして、中間転写ベルト45から4色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット60に搬送され、所定温度に制御された定着ベルトと加圧ローラのニップ部でトナー像が溶融定着され、排出される。
例えば、現像第1ユニット及びトナーカートリッジの形状や構成等は適宜変更可能である。特に本発明の画像形成装置のごとくカラープリンタの場合、通常4色のトナーが搭載されるが、黒トナーの消費量が多い為、黒トナーカートリッジ37Kのサイズは他のトナーカートリッジより大きい形状としている。
また、現像第1ユニット及びトナーカートリッジに設けるトナー補給口の形状や位置等も、例えばトナーカートリッジを現像第1ユニットの上部に配置し、現像第1ユニットは感光体ベルトと一体構造にして、トナーカートリッジのみ適時着脱する構成でも良い。また後述する実施例でも記載のごとく、着脱する部分のみを開閉するインナードアを設ける事でも良い。
また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト45の表面をクリーニングブラシ等で押圧回転することによって残トナーをクリーニングするクリーニングユニットを設け、回収された残トナーを廃トナータンクに蓄える構造を付加する事でも良い。
また、感光体ベルトユニット11と感光体クリーニングユニット19、帯電ユニット12又は現像ユニット30等を一体構造にしたプロセスカートリッジの構成でも良い。
また、画像形成装置各部の構成も任意である。単数の現像器を備えたモノクロプリンタにも本発明を適用できることは言うまでもない。
また、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写装置やファクシミリ、あるいは複数の機能を有する複合機でも良い。
上述のごとく現像ユニット30は現像第1ユニット35K、35Y、35C、35Mと、トナーを収容するトナーカートリッジ37K、37Y、37C、37Mの2つのユニットで構成され、トナーカートリッジ37K、37Y、37C、37Mが個別に着脱が可能な構造としてある。
例えば、トナーカートリッジ37Kは通常トナー補給口39Kから現像第1ユニット35Kへトナーが補給(供給)される。トナーカートリッジ37K内に、図示しないセンサからトナーの補給(交換)が必要とされると、画像形成装置の動作が停止した事を確認して、装置本体カバーを開ける。
現像器31Kではトナー補給口39が開放された状態を図示したが、現像器31Y、31C、31Mは、(便宜上)遮蔽された状態を図示してある。
トナー補給口39周辺にはトナーが堆積しており、また現像第1ユニット35との接続部分には余剰トナーもあって、頻繁に繰り返されるトナーカートリッジの交換時には装置本体カバーと装置本体とのすき間から落下し、画像形成装置(カラープリンタ1)が設置された床を汚す恐れがある。又、装置本体カバーや周辺がトナーで汚染されかねない。
この為、詳細は後述するが、本実施形態ではインナードアに連結した粉体受け部材をトナーカートリッジの下部に設け、この部材に飛散及び落下したトナーを補集・回収する機構を備えている。
例えば感光体廃トナータンクを備えた感光体クリーニングユニット19の下部に配置するものでも良い。
また、後述のごとく中間転写ユニット40に搭載されたクリーニングユニットの廃トナータンク着脱時に対応する為に設けるものでも良い。
更には、転写紙搬送経路中の特に紙紛が発生し易いレジストローラ16Aの下部や装置本体のギヤー駆動部等摩耗が発生する様なユニット下部に設けるものでも本発明の効果が発揮される。
一例として、長期の使用により摩耗粉体が発生しているレジストローラ16Aやギヤー駆動部等を有するユニットを装置本体から着脱する場合を挙げる。この時は装置本体カバーを開いて開口し、そのユニットの下部に装置本体カバーと連動した粉体受け部材を設ける事でユニットの脱離又は装着の際に飛散または落下する摩耗紛体を受けとめるという本発明の作用・効果が得られる。
図3は画像形成装置であるカラープリンタの外観である。
装置本体カバーを開けると、感光体ベルトユニット10と感光体クリーニングユニット19及び帯電ユニット12が一体構成されたプロセスカートリッジ、各現像第1ユニット35K、35Y、35C、35M、中間転写ユニット40、2次転写ユニット50を含む転写紙搬送経路がインナーカバー96aによって覆われている。定着ユニット60は別のインナーカバー96bで覆う事により、ジャム発生時の操作性や各ユニットのメンテ性を向上させている。
この開口よりBkトナーカートリッジを引き出し、新たなBkトナーカートリッジと交換する。使用後のBkトナーカートリッジ37Kを引き出す際、振動等によりその周辺に堆積したトナーが飛散又は落下する恐れがある。この場合、飛散又は落下したトナーはインナードア95を汚し、装置本体内を汚染する。また、インナードア95や装置本体カバー90と装置本体とのスキ間98から飛散又は落下したトナーで装置本体を設置している床面等を汚染する事もありうる。尚、このスキ間98は開閉動作を干渉なく成立させる必要上、必要な構成である。
インナードアのヒンジ支点93はインナードア支点94を中心に回転移動する。その際、最下段のトナーカートリッジと干渉しないような軌跡で粉体受け部材91を動作させるようにこのインナードアのヒンジ支点93の位置をインナードア支点94の上方であってインナードア支点94よりも本体奥側の位置に配置する。この配置で粉体受け部材91の水平方向と垂直方向の移動距離が同時に設定される。
上述の係合によりインナードア95に連動して粉体受け部材91が動作する連動機構が成立する。具体的にはインナードア95により開口するに従って粉体受け部材91がインナードア95や装置本体カバー90と装置本体とのスキ間98を覆う様に引き出され、次いでインナードア95により閉口するに従って粉体受け部材91は装置本体内に収容されるごとく動作する。
この事でトナーカートリッジ交換の際、発生する粉体で装置本体や装置本体を設置している床面等の汚染を抑制出来る装置を提供する事が出来る。
図中にa、b1、b2、cなる符号が付記されているが、aはインナードア95が閉じた時(閉口した時)のインナードアと粉体受け部材の位置を表わし、b1はインナードア95が閉じた時から開く途中のインナードアと粉体受け部材の位置を表わし、b2はインナードア95が開いた時から閉じる途中のインナードアと粉体受け部材の位置を表わし、cはインナードア95が開いた時(開口した時)のインナードアと粉体受け部材の位置を表わしている。
粉体受け部材91のインナードアのヒンジ支点93で係合された端部とは反対側の端部付近に粉体受け部材ピン92を設けてある。
次に、インナードア95がインナードア支点94を中心に回転するごとく閉じる時(閉口時)、粉体受け部材ピン92の軌跡は図5に示す閉口軌跡86の左から右方向へ弧を描く様に移動し、図5に示す粉体受け部材ピン92の位置に戻る。
この軌跡により粉体受け部材91はインナードア95の開閉の際に、その装置本体奥側に位置する端部が開口時に比してより垂直方向に立った急な傾斜姿勢(91b2)を維持しながら移動するので、重力によりインナードア95の閉口動作に伴ってインナードア95から遠ざかる位置に粉体を積極的に寄せる作用が生じる。
更に、図6にあるように閉口軌跡86は開口軌跡85よりも粉体受け部材ピン92が下方を移動する軌跡になっているので、粉体受け部材91は、開口時の姿勢に比して閉口時の姿勢がより急な傾斜姿勢をとり上記作用がより顕著なものになる。
上述の実施例と同様に、画像形成装置のトナーカートリッジ着脱時において落下するトナーの汚染防止に適用した実施形態であって、上述の実施例と同様な所には同じ番号で記述した。
図6aからfはインナードア95を閉口する時の清掃部材89と粉体受け部材91とが離間する姿勢を成す動作を示しており、この開口より例えばBkトナーカートリッジ37Kを引き出し、新たなBkトナーカートリッジと交換され、次いでインナードア95により閉口するに従って粉体受け部材91が動作する軌跡を示す。
清掃部材89には弾性体構造のブレード部材を用いる事で粉体受け部材91との密着性が増し、スムーズな動きが可能となる。
更にブラシ状部材をインナードア95の開閉する動作に連動して回転動作を与えれば格段に回収効果が上がる。
粉体受け部材91の上方には装置本体に固定された清掃部材89があって、開口時に接触するよう位置設定がされている。
インナードア95を閉口するよう動作させるに従って(図6aからf)、粉体受け部材91は粉体受け部材ピン92が比較的下方に経路が構成された閉口時軌跡86を通る様に下方に向かって移動する為、清掃部材89と粉体受け部材91との間に間隙を生ずる。これにより、補集粉体75は、清掃部材89に阻害されること無く、インナードア95の動きに連動し、装置本体の奥側(収容方向87の方向)に移動する。かつ、開口時より、急な傾斜で閉口されることから、捕集粉体75の装置本体手前側への逆流を抑制する作用を生じさせることができ、更に閉口動作によって装置本体奥側への加速度が生じていることから、この加速度によって閉口動作終了時に捕集粉体75をより奥側に移動させることもできる。
図6aのごとくインナードア95が開放された時は図9cに示す様に、粉体受け部材91の端部に固定された粉体受け部材ピン92は装置本体に固定された姿勢維持ガイド80の左側85aの位置である。
インナードア95を閉口すると、図9dに示すごとく粉体受け部材91は収容方向87へ移動するから粉体受け部材91の自重により粉体受け部材ピン92は閉口時軌跡86を通る事になる。
更にインナードア95の閉口が進むと、図9eに示すごとく粉体受け部材ピン92は姿勢維持ガイド80に沿って閉口時軌跡86の経路を途中で遮るよう配置構成されてある切り替え爪81を下から上へ押しのける様に進み、閉口が完了した所で姿勢維持ガイド80の右側86bに位置する。切り替え爪81は端部の切り替え爪支点82を中心に揺動可能であり、バネ部材(図示しない)により常に開口時軌跡86を遮るよう付勢されてあり、その付勢力は粉体受け部材ピン92の進入押圧によって経路が開放される程度に設定されている。粉体受け部材ピン92が通過した後は(図示しない)バネ部材の付勢力により元の位置に戻る機構になっている。
清掃部材89は装置本体奥側に設置されているから、例えばインナードア95を閉じた時でも補集粉体75は装置本体内に収まっている事が出来る。
次に、清掃部材89と粉体受け部材91とが接触する姿勢を成す動作を図7にて説明する。この時の動作は、例えば現像第1ユニット35Kへトナーを補給(供給)する為、新たなBkトナーカートリッジと交換する場合が適用される。
インナードア95により開口するに従って(図7aからf)、粉体受け部材91は粉体受け部材ピン92が比較的上方に経路が構成された開口時軌跡85を通る様に移動する為、粉体受け部材91は閉口時に比べて上方の空間を移動し、清掃部材89と粉体受け部材91との間は離間状態から接触状態となる(図7のb)。
次いで、インナードア95の動きに連動し、粉体受け部材91が清掃部材89と接触状態を保ったまま図8に示す引き出し方向88へ移動する事で、補集粉体75は擦られる様に図8に示す収容方向87へ回収される。
インナードア95を開口すると、図9bに示すごとく粉体受け部材ピン92が切り替え爪81の上方を擦りながら開口時軌跡85を通る。この時、粉体受け部材91と清掃部材89は接触状態となり、これを保持したまま粉体受け部材91は引き出し方向88へ移動する。
更にインナードア95の開口が進み、開口が完了した所で、図9cに示すごとく姿勢維持ガイド80の左側85aに位置する。この時、粉体受け部材91と清掃部材89は接触を維持したままの状態を保持している。
この様に清掃部材89を設け、前述の連動機構と組み合わせる事で、インナードア95の開閉動作中にインナードア95と清掃部材89とが接触する姿勢と離間する姿勢とを成し得る姿勢維持機構を成し、粉体受け部材91上の粉体(補集粉体75)を補集・回収する作用を説明した。
本実施形態では、先に図7を参照して詳述した開閉部材であるインナードア95を開口する事でトナーカートリッジ37から発生する粉体を補集・回収する機構を利用して、粉体回収容器79へ補集粉体75を収納出来る様にした。
また、粉体回収容器79には(図示していない)収納量を検知するセンサを設ける事も出来る。
この事でメンテナンス時期を事前に確認する事が可能となり、効率的なメンテナンスを行う事が出来る。
この事で粉体回収容器79の底が薄い場合でも、また底部の一部に落下した粉体でも粉体回収容器の底部全体に平均的に収納する事が容易となる。
粉体受け部材91下方には、回転中心102を支点に回動自在に揺動可能な揺動部材101が、インナードア95の開閉方向に前後2ヶ所に配置されている。
インナードア95により閉口するに従って(図11aからf)、インナードア95と粉体受け部材91は、インナードアム支点108と粉体受け部材アーム支点109に渡りアーム107が設けられており、インナードア95の閉口動作に連動し、粉体受け部材91を左方向から右方向に略平行移動する連動機構となっている。
揺動部材101は、装置本体の底板99の摩擦及び装置本体の底板99に設けられた突起部105の作用により、図12hで示される小矢印の方向に回転移動し、これにより粉体受け部材91の自重によって、水平方向であって、下方に向かって移動する為、清掃部材89と粉体受け部材91との間に間隙を生ずる。これにより、補集粉体75は、清掃部材89に阻害されること無く、インナードア95の動きに連動し、装置本体の奥側(収容方向87の方向)に移動する。
この構成により、揺動部材101の長さで離間距離を容易に調節設定でき、特に粉体受け部材91上の粉体(補集粉体75)の、かさが大きい場合でも閉口時に十分に離間させる事が出来る。
インナードア95の開口に伴い(図13aからf)、粉体受け部材91は右方向から左方向に平行移動する連動機構となっている。揺動部材101の先端(回転中心102の他端)が、装置本体の底板99に設けられた突起部105に当たると、揺動部材101は図14hで示される小矢印の方向に回転移動し、これにより粉体受け部材91を水平方向であって、上方に向かって移動する為、清掃部材89と粉体受け部材91との間は離間状態から接触状態となる(図14のi)。次いで、インナードア95の動きに連動し、揺動部材101が、死点(鉛直下方)を超え、やや後方に傾いた状態(図14のi)で、ストッパ103により回転移動を停止し、その後清掃部材89と粉体受け部材91とが接触状態を保ったまま図8に示す引き出し方向88へ移動する事で、補集粉体75は擦られる様に図8に示す収容方向87へ回収される。
また、死点を超える構成を採用することでより確実に清掃部材89を粉体受け部材91に接触させることが出来る。
この事で、開閉部材であるインナードア95を開口する事でトナーカートリッジである脱離又は装着されるユニットから発生する粉体を補集・回収でき、装置本体内を汚染する事が抑制出来る。また、インナードア95や装置本体カバー90と装置本体とのスキ間98から飛散又は落下した粉体(トナー)で装置本体を設置している床面等の汚染が抑制出来る事も可能となる。
31 各色の現像ユニット
37 トナーカートリッジ
75 補集粉体
79 粉体回収容器
80 姿勢維持ガイド
85 開口時軌跡1
86 閉口時軌跡2
89 清掃部材
91 粉体受け部材
92 粉体受け部材ピン
93 インナードアヒンジ支点
95 インナードア
98 装置本体とのスキ間
99 装置本体の底板
Claims (11)
- 脱離又は装着されるユニットと、
該ユニットが装着される開口と、
該開口を開閉する開閉部材と
前記ユニットの下方に位置し、該開閉部材の動作に連動して前記ユニットから発生する粉体を受けとめる粉体受け部材とを有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、前記粉体受け部材は、
前記開口が開口する時には前記開閉部材と装置本体とのスキ間の上方に位置され、
前記開口が閉口する時には装置本体内部に収容されるように、
前記開閉部材と連動される連動機構を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記粉体受け部材は、前記開閉部材の動作中に前記開閉部材から見て画像形成装置装置本体奥側が下方となる傾斜姿勢をとる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記粉体受け部材の閉口する時の姿勢は、開口するときの姿勢に比べて、より垂直方向に立った急な傾斜姿勢をとる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記粉体受け部材で受けとめられた該粉体を清掃する清掃部材を設けた
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の前記清掃部材は、弾性を有するブレード状部材である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5又は6に記載の画像形成装置において、
前記粉体受け部材と前記清掃部材とが、
互いに接触する姿勢と離間する姿勢とを成し得る
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の前記清掃部材は、弾性を有するブラシ状部材である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5乃至8のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記粉体受け部材に受けとめられた前記粉体が装置本体に収容される方向に移動させる様に前記粉体受け部材と前記清掃部材とが接触しながら移動する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記粉体受け部材に受けとめられた前記粉体を収納する粉体回収容器を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 該粉体回収容器を装置本体に対して着脱可能に設けた
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成装置。
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