JP2009204999A - トナー補給回収装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー収容体と廃トナー収容体とを一体とし、トナー漏れのないトナー補給回収装置を実現する。
【解決手段】現像装置により現像されたトナー像を中間転写ベルトへ転写する画像形成装置に脱着可能なトナー補給回収装置であって、トナーを現像装置に供給するためのトナー収容体と、転写残トナーを回収するための廃トナー受入口６８を有する廃トナー収容体６２と、廃トナー受入口６８を開閉するシャッタ部材６３と、トナー補給回収装置の画像形成装置に対する脱着動作に連動してシャッタ部材６３をスライドさせることにより廃トナー受入口の開閉を行うラック６４、多段ギア６５およびアイドルギア６６を備える。そして、ラック６４、多段ギア６５およびアイドルギア６６は、トナー補給回収装置の画像形成装置に対する移動速度よりも低い速度でシャッタ部材６３をスライドさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザービームプリンタや複合機等の画像形成装置において、交換可能に取付けられるトナーカートリッジやトナーボトルなどのトナー補給回収装置に関するものである。

従来、印字高画質に対するユーザー要望が強い画像形成装置においては、プリンタ等に用いられる２成分現像剤の転写残トナー（廃トナー）を再利用せずに回収する機構を用いている。この場合、廃トナーを回収するための廃トナー収容体と、トナーを現像装置へ供給するためのトナー収容体とを分離して配置するのが一般的であった。

しかしながら、最近の小型化の画像形成装置においては、トナー収容体も現像装置も付随して小型化され、設置スペースも小さくなってきている。また、廃トナー収容体をトナー収容体と分離して配置している場合、廃トナー搬送路が長くなり、スペースを確保できなくなっている。これらの理由から、トナー収容体と廃トナー収容体とを一体構造にしたものが増えつつある。

このようなトナー収容体は、外部に対してトナーの供給を行うための開口部と、当該開口部の開閉を行うシャッター部材とを備えている。

トナー切れの際にトナー収容体を交換する必要があるが、トナー収容体等が水平方向に配置されることが多いため、トナー収容体を現像装置より水平方向に分離することになる。そして、トナー収容体を水平方向にスライドさせるときに、上記シャッター部材の開閉を行う装置が知られている。

例えば、特許文献１では、トナーカートリッジの挿入／抜き出しの動作に連動させて、シャッター手段を開閉させるようにする開閉手段を設けた現像装置のトナー補給回収装置が開示されている。また、特許文献２では、トナーカートリッジの着脱と連動させてシャッターの開閉操作を確実に行って、現像プロセスユニットひいてはプリンタの動作不良を招いたり、交換に際して手を汚したりすることのない印字品質に優れたトナーカートリッジを備えた現像プロセスユニットが、開示されている。
特開平４−４２２５９号公報（１９９２年２月１２日公開） 特開２００２−１３９９０３号公報（２００２年５月１７日公開）

上記特許文献１・２の技術は、現像装置へトナーを供給するトナー収容体の開口部におけるシャッター機構に関する技術であり、廃トナー収容体の開口部におけるシャッター機構に関する技術ではない。

廃トナー収容体は容積的に大きくはないが、転写残トナーのほかに、転写用紙の紙粉やごみなどが多く含まれているため、未使用のトナーに比べて流動性が低く、廃トナー搬送路などに付着しやすく、装着・脱着で装置内が汚れることがある。また、装着・脱着時の振動の影響を受けて、トナー飛散やトナー落下を起こす。

そこで、廃トナー収容体においても、廃トナー回収用の開口部に対してシャッター機構を持たせてトナー飛散や落下を防止する工夫を行っているが、完璧ではない。

また、トナー収容体および廃トナー収容体が一体となったトナー補給回収装置は、画像形成装置に装着・脱着することになるが、その時の出し入れスピードが早い場合には、廃トナー収容体のシャッター部材の開閉スピードも早くなり、廃トナーが漏れやすくなる。そのため、廃トナーが溢れ出し画像形成装置内や転写用紙の上に落下したり、シャッター部材の開閉トルクを大きくしたり、最悪の場合にはシャッター部材を開閉できなくなることにもなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナー収容体と廃トナー収容体とを一体とし、トナー漏れのないトナー補給回収装置を実現することにある。

本発明に係るトナー補給回収装置は、上記課題を解決するために、現像装置により現像された、像担持体上のトナー像を被転写物へ転写する画像形成装置に脱着可能なトナー補給回収装置であって、トナーを前記現像装置に供給するためのトナー収容体と、転写残トナーを回収するためのトナー受入口を有する廃トナー収容体と、前記トナー受入口を開閉するシャッタ部材と、前記トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する脱着動作に連動して前記シャッタ部材をスライドさせることにより前記トナー受入口の開閉を行う開閉部材とを備え、前記開閉部材は、前記トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する移動速度よりも低い速度で前記シャッタ部材をスライドさせることを特徴とする。

上記の構成によれば、画像形成装置からトナー補給回収装置を勢いよく取り出しても、シャッタ部材がそれよりも低速度でスライドするため、トナー受入口の近傍のトナー漏れやトナー飛散の発生を抑えることができる。その結果、転写残トナー（廃トナー）が溢れ出し画像形成装置内や転写用紙の上に落下したり、シャッター部材の開閉トルクを大きくしたり、最悪の場合にはシャッター部材を開閉できなくなることを防止することができる。

さらに、本発明のトナー補給回収装置において、前記開閉部材は、径の異なる２つのギアが同一軸上に形成され、当該２つのギアが同じ角速度で回転する多段ギアを備え、前記多段ギアのうちの径の大きい方の第１ギアは、前記トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する移動に連動して、前記トナー補給回収装置の移動速度と同じ周速度で回転し、前記多段ギアのうちの径の小さい方の第２ギアは、前記第１ギアの回転に伴い回転し、当該第２ギアの周速度と同じ移動速度で前記シャッタ部材をスライドさせることが好ましい。

上記の構成によれば、第２ギアの周速度は、第１ギアの周速度よりも遅い。そのため、トナー補給回収装置の移動速度よりも、シャッタ部材の移動速度を遅くすることができる。すなわち、トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する移動速度よりも低い速度で前記シャッタ部材をスライドさせる構成を、多段ギアのような簡単な構成で実現することができる。

さらに、本発明のトナー補給回収装置において、前記開閉部材は、第１ギアと当該第１ギアよりも径の小さい第２ギアとが同一軸上に形成され、第１ギアと第２ギアとが同じ角速度で回転する多段ギアと、前記第２ギアの回転に伴い直線運動し、前記シャッタ部材に取付けられた第１ラックとを備え、前記第１ギアは、前記トナー補給回収装置を前記画像形成装置に脱着する際に、前記画像形成装置の本体に取付けられた第２ラックと噛み合うことで回転することが好ましい。

上記の構成によれば、第２ギアの周速度は、第１ギアの周速度よりも遅い。そして、第２ギアの回転に伴い直線運動する第１ラックの移動速度は、第２ギアの周速度と同じとなる。また、第２ラックが第１ギアと噛み合うため、第１ギアの周速度は、トナー補給回収装置の移動速度と同じになる。そのため、トナー補給回収装置の移動速度よりも、シャッタ部材の移動速度を遅くすることができる。すなわち、トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する移動速度よりも低い速度で前記シャッタ部材をスライドさせる構成を、多段ギアおよび第１・第２ラックのような簡単な構成で実現することができる。

さらに、本発明のトナー補給回収装置は、前記第２ギアと噛み合う第３ギアを備え、前記第３ギアは前記第１ラックと噛み合うことが好ましい。

上記の構成によれば、多段ギアの回転方向と第３ギアの回転方向とは逆になる。そのため、第１ラックと第２ラックとがトナー補給回収装置の移動方向と平行の場合、第１ラックの移動方向を、トナー補給回収装置の移動方向と逆向きにすることができる。その結果、シャッタ部材のスライド方向をトナー補給回収装置の移動方向と逆にすることができる。

また、本発明のトナー補給回収装置は、水平方向にスライドさせることにより前記画像形成装置に脱着可能であることが好ましい。上記の構成によれば、開閉部材をラックアンドピニオン機構のような簡単な機構で実現することができる。

また、本発明のトナー補給回収装置において、前記トナー受入口は、前記廃トナー収容体の上面に形成されていることが好ましい。これにより、極力トナー落下などの影響を抑えることができる。

また、本発明の画像形成装置は、上記のトナー補給回収装置を備えることを特徴とする。これにより、転写残トナー（廃トナー）が溢れ出し画像形成装置内や転写用紙の上に落下したり、シャッター部材の開閉トルクを大きくしたり、最悪の場合にはシャッター部材を開閉できなくなることを防止することができる。

本発明に係るトナー補給回収装置は、現像装置により現像された、像担持体上のトナー像を被転写物へ転写する画像形成装置に脱着可能なトナー補給回収装置であって、トナーを前記現像装置に供給するためのトナー収容体と、転写残トナーを回収するためのトナー受入口を有する廃トナー収容体と、前記トナー受入口を開閉するシャッタ部材と、前記トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する脱着動作に連動して前記シャッタ部材をスライドさせることにより前記トナー受入口の開閉を行う開閉部材とを備え、前記開閉部材は、前記トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する移動速度よりも低い速度で前記シャッタ部材をスライドさせる。これにより、転写残トナー（廃トナー）が溢れ出し画像形成装置内や転写用紙の上に落下したり、シャッター部材の開閉トルクを大きくしたり、最悪の場合にはシャッター部材を開閉できなくなることを防止することができる。

以下、本発明の実施形態に係るトナー補給回収装置を図１から図３を参照しつつ詳細に説明する。また、本発明に対する比較例に係るトナー補給回収装置を図４，５に示している。

（画像形成装置の全体構成）
図２は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置は、カラー画像を記録用紙に記録するカラーレーザープリンタであり、本体フレーム１００の中に、露光ユニット１、各画像形成ステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、中間転写ベルト（被転写物）７、２次転写ローラ８、定着ユニット９、給紙トレイ１０等を備えている。

この画像形成装置において、記録用紙は、給紙トレイ１０に積載収容されており、図示しないピックアップローラにより１枚ずつ給紙トレイ１０から引き出されて、搬送される。また、図示しないレジストローラは、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、記録用紙の先端が中間転写ベルト７上に形成されるトナー像の先端に重なるタイミングで、記録用紙を搬送する。

各画像形成ステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像をそれぞれ形成して、各色のトナー像を中間転写ベルト７に転写する。これらの画像形成ステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、各現像装置５ａ〜５ｄ、各トナー補給回収装置６ａ〜６ｄ、各感光体ドラム（像担持体）４ａ〜４ｄ、各帯電器２ａ〜２ｄ、及び各クリーナユニット３ａ〜３ｄ等を備えている。

各感光体ドラム４ａ〜４ｄは、中間転写ベルト７を介してそれぞれの１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄに押圧されており、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト７と同一の周速度で、中間転写ベルト７と共に回転される。また、各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄも、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト７と同一の周速度で、中間転写ベルト７に追従回転する。

各帯電器２ａ〜２ｄは、各感光体ドラム４ａ〜４ｄに接触するローラ型やブラシ型のもの、あるいはチャージャー型のものであり、各感光体ドラム４ａ〜４ｄ表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１は、各感光体ドラム４ａ〜４ｄへのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー光源、及び各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム４ａ〜４ｄに導く複数のミラー等を有しており、画像データに応じて各レーザー光を変調しつつ、各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム４ａ〜４ｄ表面に照射して、各感光体ドラム４ａ〜４ｄ表面にそれぞれの静電潜像を形成する。この露光ユニット１として、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いても良い。

各現像装置５ａ〜５ｄは、それぞれの現像剤槽内でトナー及び磁性体キャリアからなる２成分現像剤を混合攪拌して、トナー及び磁性体キャリアを摩擦帯電させており、各感光体ドラム４ａ〜４ｄ表面の静電潜像にそれぞれの色の帯電トナーを付着吸着させて、各感光体ドラム４ａ〜４ｄ表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、各感光体ドラム４ａ〜４ｄから中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。

各トナー補給回収装置６ａ〜６ｄは、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナーを収容した円筒形の回転型のトナー収容体（トナーボトル）６１を備えており、これらのトナー収容体６１から各現像装置５ａ〜５ｄの現像剤槽へとそれぞれの色のトナーが補給される。さらに各トナー収容体（トナーボトル）６１には、画像形成プロセスで転写されなかったトナー（未転写トナー）を収容する廃トナー収容体６２が付けられており、それらは一体化された構造になっている。

本実施形態の画像形成装置では、各トナー補給回収装置６ａ〜６ｄ（以下トナー補給回収装置６とも称す）のトナー収容体６１内のトナー残量が少なくなったときに、ユーザー又はサービスマンにより取り外され、新しいものに交換される。このとき、トナー補給回収装置６ａ〜６ｄは、画像形成装置の本体から水平方向に取り外すようになっている。

中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト７、各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄ、駆動支持ローラ１２と従動支持ローラ１３、及び２次転写ローラ８等を備えており、中間転写ベルト７を駆動支持ローラ１２と従動支持ローラ１３に掛け渡して回転移動可能に支持し、各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄ及び２次転写ローラ８を中間転写ベルト７に押し付けている。

中間転写ベルト７は、例えば合成樹脂フィルムにより形成される。２次転写ローラ８は、左右に移動可能に支持されて、右方向に付勢されており、駆動支持ローラ１２との間に中間転写ベルト７を挟み込んで、ニップ域を形成する。駆動支持ローラ１２は、２次転写ローラ８のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄと各感光体ドラム４ａ〜４ｄ間のそれぞれのニップ域を下流側にして回転駆動され、中間転写ベルト７を引っ張って矢印方向Ｂに回転移動させる。これにより、各ニップ域が安定的に維持される。

各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄと各感光体ドラム４ａ〜４ｄ間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄ及び各感光体ドラム４ａ〜４ｄのうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成するのが好ましい。

各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄは、例えば金属製の軸の外周を導電性の弾性材（ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆したものである。各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄは、該各１次転写ローラと各感光体ドラム４ａ〜４ｄ間のニップ域に中間転写ベルト７を挟み込んだ状態で、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加され、それぞれの電界を中間転写ベルト７を介して各感光体ドラム４ａ〜４ｄ表面のトナーに作用させ、各感光体ドラム４ａ〜４ｄ表面のトナーを中間転写ベルト７へと引き付けて転写させる。これにより、各色のトナー像が中間転写ベルト７に転写されて重ね合わせられる。各１次転写ローラ１１ａ〜１１ｄとして、ローラの代わりに、ブラシ等を用いても構わない。

クリーナユニット３は、例えば中間転写ベルト７表面に摺接するクリーニングブレードであり、中間転写ベルト７表面に残留したトナーを除去して、次回に印字される画像のカブリ等を防止する。なお、クリーナユニット３と廃トナー収容体６２とは、廃トナー搬送路により接続されている。

こうして中間転写ベルト７に転写され重ね合わせられた各色のトナー像は、中間転写ベルト７の回転移動に伴い、駆動支持ローラ１２と２次転写ローラ８間のニップ域へと搬送される。そして、中間転写ベルト７上の各色のトナー像の先端とレジストローラにより搬送されて来た記録用紙の先端が重ねられ、各色のトナー像と記録用紙が重ね合わせられて、各色のトナー像が記録用紙に転写される。

引き続いて、記録用紙は、定着ユニット９へと搬送され、ここで加圧ローラと加熱ローラ間に挟み込まれる。これにより、記録用紙上の各色のトナーが加熱溶融されて混合され、各色のトナー像が記録用紙上にカラー画像として定着される。

更に、記録用紙は、排紙部へと搬送されて、フェイスダウンで排出される。

尚、画像形成ステーションＳａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト７に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト７から記録用紙に転写され、記録用紙上定着される。

（トナー補給回収装置の比較例の構成）
次に、トナー補給回収装置について説明する。本実施形態に係るトナー補給回収装置６の構成について説明する前に、本発明の比較例に係るトナー補給回収装置の構成ならびにその問題点について説明する。図４は、比較例であるトナー補給回収装置１０６を示す外観斜視図である。

トナー補給回収装置１０６は、トナー収容体１６１と廃トナー収容体１６２とが一体に組み立てられた構成をもつ。

トナー収容体１６１は、円筒状をしており、その中にトナーを収容している。トナー補給回収装置１０６が画像形成装置に装着されたとき、円筒状のトナー収容体１６１の長手方向（以下、トナー収容体長手方向という）は水平方向となる。

廃トナー収容体１６２は、転写されなかったトナー（廃トナー）を回収するためのものである。

廃トナー収容体１６２の上面には、廃トナーを廃トナー収容体１６２の内部に受け入れるための開口部である、廃トナー受入口１６８が形成されている。さらに、廃トナー収容体１６２の上面には、トナー補給回収装置１０６を画像形成装置に対して脱着する際のトナー補給回収装置１０６のスライド動作により、廃トナー受入口１６８の開閉を行うシャッタ機構１６０が設けられている。以下、シャッタ機構１６０の構成について説明する。

シャッタ機構１６０は、シャッタ部材１６３およびフック１６９を備えている。また、図４に示していないが、シャッタ機構１６０は、画像形成装置の本体フレーム１００に設けられ、フック１６９と係合するフック係合部１０２を備えている。

シャッタ部材１６３は、廃トナー受入口１６８の開閉を行うものである。シャッタ部材１６３は、トナー収容体長手方向にのみ移動可能であり、かつ、廃トナー受入口１６８を覆うように、廃トナー収容体１６２の上面に設けられている。シャッタ部材１６３は、廃トナー受入口１６８とほぼ同形状の開口部１６７を有しており、当該開口部１６７と廃トナー受入口１６８とが完全に一致して重なる位置（開状態位置）から、当該開口部１６７と廃トナー受入口１６８とが全く重ならない位置（閉状態位置）まで移動可能である。

なお、シャッタ部材１６３は、図示しないバネ等により、閉状態位置になるように力が加えられている。そのため、トナー補給回収装置１０６が画像形成装置に装着されていないとき、つまり、フック１６９に対して何ら力が加わっていないとき、シャッタ部材１６３は閉状態位置にある。

本比較例では、シャッタ部材１６３は、略長方形状であり、その長辺がトナー収容体長手方向に平行である。

フック１６９は、略長方形状のシャッタ部材１６３の一方の長辺に取り付けられている。フック１６９は、トナー補給回収装置１０６が画像形成装置に装着されるとき、画像形成装置の本体フレーム１００に形成されたフック係合部１０２に係合し、上述した図示しないバネの力とは逆向きの方向に移動する。これにともない、フック１６９と一体に形成されたシャッタ部材１６３は、開状態位置に移動する。

次に、この比較例に係るシャッタ機構１６０における、シャッタ部材１６３の開閉のしくみについて図５を参照しながら説明する。

図５は、トナー補給回収装置１０６を画像形成装置から取り外すときの様子を示すものである。図５において、（ａ）はトナー補給回収装置１０６が画像形成装置に完全に装着されているときの様子を示しており、（ｂ）はトナー補給回収装置１０６の廃トナー収容体１６２の一部が画像形成装置の外部に取り出された状態の様子を示しており、（ｃ）はトナー補給回収装置１０６の廃トナー収容体１６２のほぼ全てが画像形成装置の外部に取り出された状態の様子を示している。

図５（ａ）に示されるように、トナー補給回収装置１０６が画像形成装置に完全に装着されているとき、フック１６９は、画像形成装置の本体フレーム１００に形成されたフック係合部１０２と係合し、シャッタ部材１６３を開状態位置にスライドさせている。これにより、シャッタ部材１６３の開口部１６７と廃トナー受入口１６８とが完全に一致して重なり、廃トナー搬送路と廃トナー収容体１６２の内部とが連通し、廃トナーを回収することができる。

そして、トナー補給回収装置１０６を画像形成装置から取り外し始めると、図５（ｂ）に示されるように、シャッタ部材１６３は、図示しないバネの力によって閉状態位置に移動し始める。さらに、トナー補給回収装置１０６を画像形成装置から引き出すと、フック係合部１０２とフック１６９とが接触しなくなり、図５（ｃ）に示されるように、シャッタ部材１６３は閉状態位置まで戻る。

比較例に係るシャッタ機構１６０の場合、トナー補給回収装置１０６を画像形成装置から勢いよく取り外した場合、フック１６９とフック係合部１０２とが瞬時に非接触となり、シャッタ部材１６３は、図示しないバネの力で高速でスライドする。このとき、図５（ｂ）（ｃ）に示されるように、シャッタ部材１６３における開口部１６７の近傍に廃トナーが付着する可能性がある。このような廃トナーが溜まると、画像形成装置内部に落下または飛散し、記録紙等が汚れてしまう。また、溜まった廃トナーにより、シャッタ部材１６３がロックされてしまう。

本実施形態に係るトナー補給回収装置６は、このような問題が解決できるものである。以下に、本実施形態に係るトナー補給回収装置６の詳細について説明する。

（本実施形態に係るトナー補給回収装置の構成）
次に、本実施形態に係るトナー補給回収装置６の構成について説明する。図３は、トナー補給回収装置６を示す外観斜視図である。

トナー補給回収装置６は、トナー収容体６１と廃トナー収容体６２とが一体に組み立てられた構成をもつ。

トナー収容体６１は、円筒状をしており、その中にトナーを収容している。トナー補給回収装置６が画像形成装置に装着されたとき、円筒状のトナー収容体６１の長手方向（軸方向）（以下、トナー収容体長手方向という）は水平方向となる。

また、当該トナー収容体長手方向にトナー補給回収装置６をスライドすることにより、トナー補給回収装置６を画像形成装置に対して装着又は取外しできるように、トナー補給回収装置６および画像形成装置が設計されている。トナー補給回収装置６は、現像装置５と本体フレーム１００との間の空間に配置される。

トナー収容体６１の底面には、トナーを現像装置５へ供給するためのトナー排出口（図示せず）が設けられている。そして、当該トナー排出口を覆うようにシャッタ部材（図示せず）が設けられている。当該シャッタ部材は、トナー補給回収装置６を画像形成装置に脱着することにより、トナー排出口を開閉する。このようなシャッタ部材としては、例えば特許文献１・２に記載のような公知の技術を用いればよい。そのため、トナー収容体に備えられるシャッタ部材の詳細な構成の説明は省略する。

廃トナー収容体６２は、上述したように、転写されなかったトナー（廃トナー）を回収するためのものである。

廃トナー収容体６２は、ほぼ直方体の箱形状である。ただし、一側面は、円筒状のトナー収容体６１の側面に沿った形状をしている。そして、当該側面がトナー収容体６１と接するように、廃トナー収容体６２とトナー収容体６１とは一体に形成されている。また、廃トナー収容体６２におけるトナー収容体長手方向の長さは、トナー収容体の当該長手方向の長さよりも短い。そして、廃トナー収容体６２は、トナー収容体６１の長手方向の一方の端部と接するように、当該トナー収容体６１と一体に形成されている。

廃トナー収容体６２の上面には、廃トナーを廃トナー収容体６２の内部に受け入れるための開口である、廃トナー受入口（トナー受入口）６８が形成されている。さらに、廃トナー収容体６２の上面には、トナー補給回収装置６のスライド動作により、廃トナー受入口６８の開閉を行うシャッタ機構（開閉部材）６０が設けられている。以下、シャッタ機構６０の構成について説明する。

シャッタ機構６０は、シャッタ部材６３、ラック（開閉部材、第１ラック）６４、アイドルギア（開閉部材、第３ギア）６６および多段ギア（開閉部材）６５を備えている。また、図３に示していないが、シャッタ機構６０は、画像形成装置の本体フレーム１００に設けられ、多段ギア６５と噛み合うラック（第２ラック）１０１を備えている。

シャッタ部材６３は、廃トナー受入口６８の開閉を行うものである。シャッタ部材６３は、トナー収容体長手方向にのみ移動可能であり、かつ、廃トナー受入口６８を覆うように、廃トナー収容体６２の上面に取り付けられている。シャッタ部材６３は、廃トナー受入口６８とほぼ同形状の開口部６７を有しており、当該開口部６７と廃トナー受入口６８とが完全に一致して重なる位置（開状態位置）から、当該開口部６７と廃トナー受入口６８とが全く重ならない位置（閉状態位置）まで移動可能である。

本実施形態では、シャッタ部材６３は、略長方形状であり、その長辺がトナー収容体長手方向に平行である。

なお、シャッタ部材６３は、図示しないバネ等により、閉状態位置になるように力が加えられている。そのため、トナー補給回収装置６が画像形成装置に装着されていないとき、シャッタ部材６３は閉状態位置にある。

ラック６４は、その歯が廃トナー収容体６２の上面に平行な方向に向くように、略長方形状のシャッタ部材６３の一方の長辺に取り付けられている。ラック６４とシャッタ部材６３とは一体に形成されている。

アイドルギア６６は、ラック６４の歯と噛み合い、軸が廃トナー収容体６２の上面に対して垂直に配置されるように、廃トナー収容体６２の上面に軸支されている。ただし、アイドルギア６６は、シャッタ部材６３が開状態位置から閉状態位置まで移動するとき、シャッタ部材６３とともに移動するラック６４の歯と常に噛み合うことが可能な位置に配置される。

多段ギア６５は、径の異なる２つのギア（小径ギア（第２ギア）６５ｂおよび大径ギア（第１ギア）６５ａ）が同一軸上に一体的に形成されたものである。そのため、一方のギア（小径ギア６５ｂまたは大径ギア６５ａ）が回転すると、他方のギア（大径ギア６５ａまたは小径ギア６５ｂ）も同じ角速度で回転する。

多段ギア６５は、その小径ギア６５ｂがアイドルギア６６と噛み合い、軸が廃トナー収容体の上面に対して垂直に配置されるように、廃トナー収容体の上面に軸支されている。そして、多段ギア６５が回転することにより、アイドルギア６６およびラック６４を介して、シャッタ部材６３がトナー収容体長手方向にスライドする。

次に、本実施形態に係るシャッタ機構６０における、シャッタ部材６３の開閉のしくみについて図１を参照しながら説明する。

図１は、トナー補給回収装置６を画像形成装置に対して脱着するときの様子を示すものである。図１において、（ａ）はトナー補給回収装置６が画像形成装置に完全に装着されているときの様子を示しており、（ｂ）はトナー補給回収装置６の廃トナー収容体６２の一部が画像形成装置の外部に取り出された状態の様子を示しており、（ｃ）はトナー補給回収装置６の廃トナー収容体６２のほぼ全てが画像形成装置の外部に取り出された状態の様子を示している。

なお、図１に示されるように、画像形成装置の本体フレーム１００に設けられたラック１０１は、トナー収容体長手方向に延びている。そして、ラック１０１は、シャッタ部材６３が開状態位置から閉状態位置まで移動するとき、シャッタ部材６３の移動に伴い回転する多段ギア６５の大径ギア６５ａと常に噛み合うことが可能な位置に配置される。

まず、トナー補給回収装置６を画像形成装置の所定の箇所に装着する際の動作について説明する。この場合、図１において、（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）のように変化する。

トナー補給回収装置６を画像形成装置に挿入していくと、図１（ｃ）に示されるように、本体フレーム１００のラック１０２が多段ギア６５の大径ギア６５ａに噛み合う。そして、さらにトナー補給回収装置６を挿入すると、大径ギア６５ａが回転し、それとともに小径ギア６５ｂも同じ角速度で回転する。小径ギア６５ｂが回転すると、それに伴いアイドルギア６６も回転する。そして、アイドルギア６６の回転に伴いラック６４がスライドする。その結果、図１（ｂ）に示されるように、ラック６４が取付けられたシャッタ部材６３が、閉状態位置から開状態位置に向けてスライドする。

なお、トナー補給回収装置６を画像形成装置に完全に装着したときに、シャッタ部材６３が開状態位置に到達するように、多段ギア６５、アイドルギア６６、ラック５４の歯のピッチが設定されている。そのため、図１（ａ）に示されるように、トナー補給回収装置６を画像形成装置に完全に装着したときに、シャッタ部材６３が開状態位置に到達する。なお、このとき、シャッタ部材６３の開口部６７の上に、クリーナユニット３からの廃トナー搬送路がくるように設計されている。

このようにして、トナー補給回収装置６を画像形成装置に装着することにより、シャッタ部材６３の開口部６７と廃トナー受入口６８とが完全に一致して重なり、廃トナー搬送路と廃トナー収容体６２の内部とが連通し、廃トナーを回収することができる。

次に、トナー補給回収装置６を画像形成装置から取り外す際の動作について説明する。この場合、図１において、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）のように変化する。すなわち、装着のときと逆の動作となる。

トナー補給回収装置６を画像形成装置から取り外し始めると、図１（ｃ）に示されるように、本体フレーム１００のラック１０１が多段ギア６５の大径ギア６５ａに噛み合う。そして、さらにトナー補給回収装置６を引き出すと、大径ギア６５ａが回転し、それとともに小径ギア６５ｂも同じ角速度で回転する。小径ギア６５ｂが回転すると、それに伴いアイドルギア６６も回転する。そして、アイドルギア６６の回転に伴いラック６４がスライドする。その結果、図１（ｂ）に示されるように、ラック６４が取付けられたシャッタ部材６３が、開状態位置から閉状態位置に向けてスライドする。その後、図１（ｃ）に示されるように、シャッタ部材６３が閉状態位置に到達する。そして、図１（ｄ）に示されるように、ラック１０１と大径ギア６５ａとの噛み合いが外れ、抵抗なくトナー補給回収装置６を引き出すことができる。

このようにして、トナー補給回収装置６を画像形成装置から取り外すことにより、シャッタ部材６３の開口部６７と廃トナー受入口６８とが重ならず、廃トナー受入口６８を完全に閉ざすことができる。

そして本実施形態の場合、大径ギア６５ａおよび小径ギア６５ｂを同軸上に設けた多段ギア６５を用い、大径ギア６５ａを本体フレーム１００のラック１０１と噛み合わせ、アイドルギア６６を介して小径ギア６５ｂをシャッタ部材６３のラック６４と噛み合わせている。大径ギア６５ａと小径ギア６５ｂとは同軸上に設けられているため、同じ角速度で回転する。しかしながら、大径ギア６５ａの周速度は、小径ギア６５ｂの周速度よりも速い。ここで、周速度とは、円周上の任意の点が単位時間あたりに移動する距離を示す。そのため、画像形成装置の本体フレーム１００に対するトナー補給回収装置６の移動速度に比べて、シャッタ部材６３の移動速度が低くなる。その結果、トナー補給回収装置６を勢いよく取り出しても、シャッタ部材６３がそれよりも低速度でスライドするため、廃トナー受入口６８の近傍のトナー漏れやトナー飛散の発生を抑えることができる。その結果、廃トナーによるシャッタ部材６８のロックや、廃トナーの落下などを抑制することができる。

なお、上記説明では、感光体ドラム４に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に転写するものとした。しかしながら、これに限らず、感光体ドラム４に形成されたトナー像を用紙（被転写物）に転写する構成であってもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、プリンタや複合機、複写機などの画像形成装置に脱着可能なトナー補給回収装置に適用できる。

本発明の一実施形態に係るトナー補給回収装置を画像形成装置に対して脱着するときの様子を示すものであり、（ａ）はトナー補給回収装置が画像形成装置に完全に装着されているときの様子を示しており、（ｂ）は廃トナー収容体の一部が画像形成装置の外部に取り出された状態の様子を示しており、（ｃ）は廃トナー収容体のほぼ全てが画像形成装置の外部に取り出された状態の様子を示している。 本発明の一実施形態である画像形成装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るトナー補給回収装置を示す外観斜視図である。 比較例に係るトナー補給回収装置を示す外観斜視図である。 図４に示すトナー補給回収装置を画像形成装置に対して脱着するときの様子を示すものであり、（ａ）はトナー補給回収装置が画像形成装置に完全に装着されているときの様子を示しており、（ｂ）は廃トナー収容体の一部が画像形成装置の外部に取り出された状態の様子を示しており、（ｃ）は廃トナー収容体のほぼ全てが画像形成装置の外部に取り出された状態の様子を示している。

符号の説明

４ 感光体ドラム（像担持体）
５ 現像装置
６ トナー補給回収装置
７ 中間転写ベルト（被転写物）
６０ シャッタ機構
６１ トナー収容体
６２ 廃トナー収容体
６３ シャッタ部材
６４ ラック（開閉部材、第１ラック）
６５ 多段ギア（開閉部材）
６５ａ 大径ギア（第１ギア）
６５ｂ 小径ギア（第２ギア）
６６ アイドルギア（第３ギア）
６７ 開口部
６８ 廃トナー受入口（トナー受入口）
１００ 本体フレーム
１０１ ラック（第２ラック）

Claims (7)

1. 現像装置により現像された、像担持体上のトナー像を被転写物へ転写する画像形成装置に脱着可能なトナー補給回収装置であって、
   トナーを前記現像装置に供給するためのトナー収容体と、
   転写残トナーを回収するためのトナー受入口を有する廃トナー収容体と、
   前記トナー受入口を開閉するシャッタ部材と、
   前記トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する脱着動作に連動して前記シャッタ部材をスライドさせることにより前記トナー受入口の開閉を行う開閉部材とを備え、
   前記開閉部材は、前記トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する移動速度よりも低い速度で前記シャッタ部材をスライドさせることを特徴とするトナー補給回収装置。
2. 前記開閉部材は、径の異なる２つのギアが同一軸上に形成され、当該２つのギアが同じ角速度で回転する多段ギアを備え、
   前記多段ギアのうちの径の大きい方の第１ギアは、前記トナー補給回収装置の前記画像形成装置に対する移動に連動して、前記トナー補給回収装置の移動速度と同じ周速度で回転し、
   前記多段ギアのうちの径の小さい方の第２ギアは、前記第１ギアの回転に伴い回転し、当該第２ギアの周速度と同じ移動速度で前記シャッタ部材をスライドさせることを特徴とする請求項１に記載のトナー補給回収装置。
3. 前記開閉部材は、
   第１ギアと当該第１ギアよりも径の小さい第２ギアとが同一軸上に形成され、第１ギアと第２ギアとが同じ角速度で回転する多段ギアと、
   前記第２ギアの回転に伴い直線運動し、前記シャッタ部材に取付けられた第１ラックとを備え、
   前記第１ギアは、前記トナー補給回収装置を前記画像形成装置に脱着する際に、前記画像形成装置の本体に取付けられた第２ラックと噛み合うことで回転することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給回収装置。
4. 前記開閉部材は、前記第２ギアと噛み合う第３ギアを備え、
   前記第３ギアは前記第１ラックと噛み合うことを特徴とする請求項３に記載のトナー補給回収装置。
5. 水平方向にスライドさせることにより前記画像形成装置に脱着可能であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のトナー補給回収装置。
6. 前記トナー受入口は、前記廃トナー収容体の上面に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のトナー補給回収装置。
7. 請求項１から６の何れか１項に記載のトナー補給回収装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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