JP2009271276A - 廃トナー回収装置、これを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃トナー回収容器を画像形成装置の装置本体に所定の位置に確実に固定できる廃トナー回収装置を提供する。
【解決手段】廃トナー回収容器７の画像形成装置の本体ケース２内における固定に磁力を用いることで本体ケース２内の所定の位置に確実に固定させる。磁力は引き付け力が経時や環境によってほとんど変化しない（弱くならない）ため、安定した固定機能を発揮する。磁石５０を用いる場合は、その位置を、スクリュー３３の駆動モータによる駆動部近傍に配置する。磁石５０を組付けた回収容器２５を本体ケース２内に挿入すると、本体ケース２の側板２ａ等の金属部に接触または近接し、それらが磁力により引き合うことで容器本体２５が所定位置に固定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に用いる廃トナー回収装置に関し、詳細には、トナー画像の形成に伴って発生したクリーニング機構により回収されたトナー（本明細書において、廃トナーと称する）を回収する廃トナー回収装置及びこの廃トナー回収装置を備えた画像形成装置に関する。

特許文献１には、廃トナー回収容器をスライドさせながら画像形成装置の機械本体に投入する構成となっているものが開示されている。本体からの廃トナーの投入口との位置合わせのために奥側に位置決め部材を設けているが手前側のロック機構は特には設けていない。このような構成の場合、廃トナー回収容器に廃トナーが溜まっていない初期の場合には回収容器自体の重量が軽い為に機械動作時の振動等によって位置がずれる恐れがある。

また特許文献２には、廃トナー回収容器内に設けられたブック部と装置本体側の取り付け穴部とのはめ合いで固定する構成となっているものが開示されている。このような構成の場合、回収容器の上下方法及び左右方向にセットするための空きスペース（移動空間）を設ける必要があり、装置本体の廃トナー回収容器部に無駄な空間を必要とする。

また、図９に示す公知例のように、廃トナー回収容器７（以下、単に容器７と記載することもある）の底面７ａに凹部７ｂを設けて、容器７をスライドさせるためのスライドレール４０上にバネ性を有する部材４１を突出させて凸部を形成し、凹部７ｂと部材４１の嵌め合いにより容器７を固定する方法が知られている。この構成の場合、経時で凸部を構成する部材４１のバネ性が弱くなったり、容器７の形状が変化した場合は位置がずれる恐れがある。

他には、画像形成装置本体内の容器７の収容部の開閉カバーにクッション材のようなバネ性のある部材を用いて押し込む方法が知られている。この構成の場合も、経時においてクッション材等の変形により押圧力が弱くなり、位置がずれる恐れがある。

他には、容器７をネジで直接に画像形成装置本体に締結固定する構成が知られている。この構成の場合、容器７を交換する度にいちいちネジを外す動作が必要になり、操作性が良くない。また容器７を交換後にネジを閉め忘れた状態で使われる可能性があり、位置が固定できない恐れがある。

特開平９−２０４１２８号公報 特開平５−２９７７７５号公報

このような廃トナー回収容器７内は外部から駆動を受け、容器７内の搬送手段（コイル３３）を回転する構造である。

このような容器７内の搬送手段が画像形成装置本体の動作時振動やブロー成形による経時での形状変化等により駆動部からはずれてしまい動作しなくなると、廃トナーが容器７内部へ搬送されなくなるので、容器７の投入口付近に廃トナーが溜まってしまい、容器７から溢れることで、クリーニング装置から廃トナー搬送装置への経路にトナーを詰まらせたり、画像形成装置内部に溢れ出して装置内各部を汚染するなど様々な不具合を生ずる恐れがある。

また、同様の現象によりセット検知部のセンサから外れてしまった場合、容器７自体は画像形成装置内に存在するにも拘らず、廃トナー回収容器７がセットされていないと判断され機械を停止し、ユーザーは装置の使用ができない状態となる。さらに故障ということで、ＣＥ（カスタマーエンジニア）等が呼ばれることになり経済的なロスが発生してしまう。

本発明は上記従来の問題点にかんがみ、廃トナー回収容器を画像形成装置の装置本体に所定の位置に確実に固定できる廃トナー回収装置を提供することを目的とする。

本発明の廃トナー回収装置のうち請求項１に係るものは、画像形成装置本体に着脱可能に搭載され、クリーニング装置により回収された廃トナーが前記クリーニング装置から投入されて貯留し、該投入、貯留された廃トナーを水平方向かつ前記容器内の長手方向に沿って搬送する廃トナー回収容器と、前記回収容器内で、投入、貯留された廃トナーを水平方向かつ前記容器内の長手方向に沿って搬送させる搬送手段と、前記画像形成装置本体内にセットされたことを検知するセット検知部とを備える廃トナー回収容器において、前記廃トナー回収容器を前記画像形成装置本体内に固定する固定手段が磁力を用いるものであることを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１に記載の廃トナー回収装置において、前記固定手段が磁石を用いてなることを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１または２に記載の廃トナー回収装置において、前記固定手段が、前記廃トナー回収容器内に被固定部材として設けた磁石受と、前記画像形成装置本体側に設けた磁石からなることを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項３に記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー回収容器内での前記磁石受けの組付け位置を、前記搬送手段の駆動部の近傍としてなることを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項３に記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー回収容器内での前記磁石受けの組付け位置を、前記セット検知部の近傍としてなることを特徴とする。

請求項６に係るものは、請求項２から５に記載の廃トナー回収装置において、前記磁石としてフェライト磁石を用いてなることを特徴とする。

請求項１から６のいずれかに記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー回収容器がブロー成形によって作成されてなるものであることを特徴とする。

本発明の請求項８に係る画像形成装置は、トナー画像を担持して回転する像担持体と、該像担持体上のトナー画像を被転写体に転写させる転写装置と、前記トナー画像の転写後に前記像担持体上に残留したトナーを廃トナーとして回収するクリーニング装置とを備え、該クリーニング装置で回収した廃トナーを投入、貯溜される廃トナー回収装置として請求項１から７のいずれかに記載の廃トナー回収装置を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、磁石による磁力を利用した廃トナー回収容器の装置本体への固定手段を設け、廃トナー回収容器の位置決め固定を磁力によって行うことで画像形成装置本体内の所定の位置に確実に固定でき、磁力による引き付け力は経時や環境によってほとんど変化しない（弱くならない）ために、安定した機能（回収容器を本体の所定の位置に固定）を果たせる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

本発明の第１実施例を図１から図８に基づいて説明する。
図１は画像形成装置であるカラープリンタを概略的に示す縦断側面図である。カラープリンタ１の本体ケース２内には、プリンタエンジン３、光ビームを出射する光書込装置４、被転写体である記録媒体Ｐを収納する記録媒体収納部である給紙カセット５、トナー画像が転写された記録媒体Ｐを定着処理する定着装置６、トナー画像を転写した後に発生した廃トナーを回収する廃トナー回収容器７等が設けられている。

プリンタエンジン３は、トナー画像を形成し、形成したトナー画像を記録媒体Ｐに転写する部分であり、像担持体である４つの感光体８（８Ｙ、８Ｃ、８Ｍ、８Ｋ）、各感光体８の周囲に配置された帯電装置である帯電ローラ９、現像装置１０、クリーニング装置１１、一次転写ローラ１２、像担持体及び被転写体である中間転写ベルト１３、転写装置である二次転写ローラ１４、クリーニング装置１５等により構成されている。ここで、本明細書及び図面の記載において、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの添え字は、各々イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を示しており、これらの添え字は必要に応じて割愛する。

感光体８は、円筒状に形成されて駆動モータ（図示せず）が連結され、駆動モータからの駆動力により中心線回りに回転する。感光体８の外周面には静電潜像が形成される感光層が設けられている。

帯電ローラ９は、感光体８の外周面に当接して配置され、又は、感光体８の外周面と微小な隙間をもって配置されている。この帯電ローラ９に対して電源部（図示せず）から電圧が印加されることにより、帯電ローラ９と感光体８との間でコロナ放電が発生し、感光体８の外周面が一様に帯電される。

光書込装置４は、画像データに応じた光ビームを出射し、一様に帯電された感光体８の外周面を露光する。この露光により、感光体８の外周面に画像データに応じた静電潜像が形成される。

現像装置１０は、感光体８に対してトナーを供給する。供給されたトナーは感光体８の外周面に形成されている静電潜像に付着し、感光体８の外周面上の静電潜像がトナー画像として顕像化される。

中間転写ベルト１３は、樹脂フィルム又はゴムを基体として形成されたループ状のベルトであり、駆動ローラ１６と入口ローラ１７とテンションローラ１８との回りに巻回され、駆動モータ（図示せず）に連結された駆動ローラ１６が回転駆動されることにより矢印Ａ方向に回転する。入口ローラ１７とテンションローラ１８とは、中間転写ベルト１３が矢印Ａ方向へ回転することにより中間転写ベルト１３との摩擦力によって従動回転する。

一次転写ローラ１２は中間転写ベルト１３の内周面側（ループの内側）に配置されており、これらの一次転写ローラ１２に転写用電圧が印加されることによって各感光体８上のトナー画像が中間転写ベルト１３上に転写される。各感光体８上に形成されたトナー画像は中間転写ベルト１３上に順次転写されて重ね合わされ、中間転写ベルト１３上にはカラーのトナー画像が形成される。

クリーニング装置１１は、トナー画像が中間転写ベルト１３に転写された後の感光体８の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像が中間転写ベルト１３に転写された後に感光体８の外周面上に残留しているトナーや紙粉等が廃トナーとして回収される。

中間転写ベルト１３上に形成されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト１３と二次転写ローラ１４とが当接された転写位置に記録媒体Ｐが送り込まれたタイミングで二次転写ローラ１４に転写用電圧が印加されることにより、記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐは、給紙カセット５内から給紙されて搬送ローラ１９やレジストローラ２０により搬送され、トナー画像を転写された後に定着装置６に送り込まれる。トナー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置６内で熱と圧力とを加えられて定着処理され、この定着処理により溶融したトナー画像が記録媒体Ｐに定着される。定着処理が終了した記録媒体Ｐは本体ケース２の上面部に形成されている排紙トレイ２１上に排紙される。

クリーニング装置１５は、カラーのトナー画像が記録媒体Ｐに転写された後の中間転写ベルト１３の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像の転写後に中間転写ベルト１３の外周面上に残留したトナーや紙粉等が廃トナーとして回収される。

廃トナー回収容器７は、クリーニング装置１１、１５で回収された廃トナーがクリーニング装置１１、１５から投入され、投入された廃トナーを貯溜する部分である。廃トナー回収容器７は本体ケース２に対して着脱可能に取付けられており、廃トナー回収容器７内の廃トナーが満杯状態に近付いた場合に本体ケース２から取り外され、空の廃トナー回収容器７が取付けられる。

プリンタエンジン３の構成部材である感光体８と、各感光体８の周囲に配置された帯電ローラ９と現像装置１０とクリーニング装置１１とはユニット化してケース２２内に収納され、プロセスカートリッジ２３（２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋ）が形成されている。各プロセスカートリッジ２３は本体ケース２内に着脱可能に装着されている。感光体８と帯電ローラ９と現像装置１０とクリーニング装置１１とがプロセスカートリッジ２３としてユニット化されることにより、交換やメンテナンスの作業が容易になり、また、各部材間の位置精度を高精度の維持することができ、形成される画像品質の向上を図ることができる。なお、本実施の形態では、感光体８と帯電ローラ９と現像装置１０とクリーニング装置１１とはユニット化したプロセスカートリッジ２３を例に挙げて説明したが、プロセスカートリッジの構成としては様々のものがあり、例えば、帯電ローラ９、現像装置１０、クリーニング装置１１の少なくとも一つと感光体８とをケース内に収納してユニット化したものが挙げられる。

図２は、本体ケース２に設けられている側面カバー２４を開放した状態を示す斜視図である。側面カバー２４を開放することにより、プリンタエンジン３と廃トナー回収容器７とが現われ、プロセスカートリッジ２３や中間転写ベルト１３及び廃トナー回収容器７の交換等やその他のメンテナンスを行うことができる。中間転写ベルト１３とローラ１６、１７、１８とクリーニング装置１５とは、ベルトケース１３ａ内に収納されてユニット化されている。

図３は、廃トナー回収容器７を示す斜視図である。廃トナー回収容器７は、容器本体２５、容器本体２５に接続された廃トナーパイプ２６、２７等により形成されている。容器本体２５は、廃トナー回収容器７を本体ケース２内に着脱する方向に沿って細長い中空の直方体形状に形成され、廃トナーパイプ２６、２７は容器本体２５の長手方向の両端側上面に形成された２つの投入口２８、２９に接続されている。一方の廃トナーパイプ２６は、感光体８をクリーニングするクリーニング装置１１（１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋ；図１参照）により回収された廃トナーを容器本体２５内に投入するためのパイプであり、この廃トナーパイプ２６には各クリーニング装置１１の廃トナー排出部３０（３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋ；図２参照）が接続される４つの接続口３１が形成され、廃トナーパイプ２６の内部にはクリーニング装置１１から排出された廃トナーを投入口２８に向けて搬送する搬送スクリュー（図示せず）が配置されている。他方の廃トナーパイプ２７は、中間転写ベルト１３をクリーニングするクリーニング装置１５により回収された廃トナーを容器本体２５内に投入するためのパイプであり、クリーニング装置１５の廃トナー排出部（図示せず）が接続される接続口３２が形成され、廃トナーパイプ２７の内部にはクリーニング装置１５から排出された廃トナーを投入口２９に向けて搬送する搬送スクリュー（図示せず）が配置されている。

図４は、容器本体２５の構造を示す斜視図である。容器本体２５の長手方向の両端側上面には２つの投入口２８、２９が形成され、これらの投入口２８、２９には廃トナーパイプ２６、２７が接続されている（図３参照）。容器本体２５内には、容器本体２５の長手方向（２つの投入口２８、２９を結ぶ方向）に沿って延出する搬送手段である搬送スクリュー３３が収納され、中心線回りに回転可能に設けられている。搬送スクリュー３３は容器本体２５内の上部に配置されている。この搬送スクリュー３３は、廃トナー回収容器７を本体ケース２内に取付けることにより本体ケース２内に設けられている駆動モータ（図示せず）に連結されて駆動力が伝達される構成とされている。

搬送スクリュー３３には、両端側から中央部に向けて逆向きに搬送用螺旋部３５ａ、３５ｂが形成されている。これらの２つの搬送用螺旋部３５ａ、３５ｂは、駆動モータによって搬送スクリュー３３が回転駆動されることにより投入口２８、２９から投入された廃トナーを容器本体２５の両端側から中央部側へ搬送する向きに形成されている。投入口２８、２９から容器本体２５内に投入された廃トナーは容器本体２５内に貯溜され、搬送スクリュー３３に接する高さまで貯溜された後は、搬送スクリュー３３の回転により搬送スクリュー３３の両端側から中央部側へ搬送される。さらに、容器本体２５内の廃トナーが一定量に達した後は、搬送スクリュー３３の回転により搬送用螺旋部３５ａ、３５ｂによって搬送された廃トナーはぶつかり合うように押圧されて盛り上がる。２つの搬送用螺旋部３５ａ、３５ｂは、直径及び螺旋部ピッチが同じであって廃トナーを搬送する能力が同じに形成されている。さらに、２つの搬送用螺旋部３５ａ、３５ｂは長さ寸法が同じに形成されている。

このような構成において、画像形成動作が開始されると、各感光体８上にトナー画像が形成され、各感光体８上に形成されたトナー画像が中間転写ベルト１３上に順次転写されることにより中間転写ベルト１３上にカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト１３上に形成されたカラーのトナー画像は二次転写ローラ１４の働きによって記録媒体Ｐに転写され、トナー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置６で定着処理された後排紙トレイ２１上に排紙される。

この画像形成動作時において、感光体８上に残留したトナーが廃トナーとしてクリーニング装置１１により回収され、及び、中間転写ベルト１３上に残留したトナーが廃トナーとしてクリーニング装置１５により回収される。

クリーニング装置１１により回収された廃トナーは、廃トナーパイプ２６内を通って投入口２８から容器本体２５内に投入される。また、クリーニング装置１５により回収された廃トナーは、廃トナーパイプ２７内を通って投入口２９から容器本体２５内に投入される。

ここで、容器本体２５には２つの投入口２８、２９が形成され、クリーニング装置１１により回収した廃トナーを廃トナーパイプ２６内を通して投入口２８まで導き、クリーニング装置１５により回収した廃トナーを廃トナーパイプ２７内を通して投入口２９まで導いている。このため、クリーニング装置１１、１５により回収した廃トナーを一つにまとめて容器本体２５内に導く必要がなく、廃トナーを容器本体２５内に導くためのパイプの配管を単純化することができ、廃トナーを導くパイプにおける屈曲箇所を少なくしてパイプ内での廃トナーの詰まりを防止することができる。

図５、図６は容器本体２５に磁石を組付けた構成を示す一例であり、図５は縦断側面図を、図６は斜視図を示す。この例では、磁石５０の位置を、図示しない駆動モータによる駆動部近傍とした構成としてある。磁石５０を組付けた回収容器２５を本体ケース２内に挿入すると、本体ケース２側の金属部（例えば：金属板により形成された本体ケース２の側板２ａ等）に接触または近接し、それらが磁力により引き合うことによって容器本体２５は所定の位置で固定される。

本発明の第２の実施例を図７、図８に基づいて説明する。図７は縦断側面図を、図８は斜視図を示す。なお、図１から図６において説明した部分を同じ符号で示し、説明も省略する（以下の実施形態でも同じ）。

本実施例の廃トナー回収容器の基本的構造は第１の実施例と同じであり、異なる点は、磁石５０の組付け位置である。すなわち本実施例では、本体ケース２側に磁石５０を、容器本体２５側に被固定部材（磁石受５１：例えば、金属板等）を組付けて構成してある。磁石５０の位置としては駆動部及び容器側セット検知部５２、本体ケース側セット検知部５３両方の近傍に配置した構成である。回収容器２５を本体ケース２内に挿入すると、本体ケース２側の磁石５０に磁石受５１が接触又は近接し、それらが磁力により引き合うことによって回収容器２５が所定の位置で固定される。

なお、上述してきた実施１及び２で示した磁石の組付け場所と位置に関してはそれぞれ別の組合せでも問題ない。例えば図７、図８の例において、駆動部とセット検知部を回収容器の同じ側にある構成の一例を示したが、それぞれ別の場所にあっても構わないし、それに伴い磁石又は被固定部材の組合せを変えても良い。

すなわち本発明では、廃トナー回収容器の画像形成装置本体内における固定手段に磁力を用いることで画像形成装置本体内の所定の位置に確実に固定させ、磁力は引き付け力が経時や環境によってほとんど変化しない（弱くならない）ために、安定した機能（回収容器を本体の所定の位置に固定）を果たせる。また位置決め手段に磁石を使用することで、構成を単純にでき安価な廃トナー回収容器を提供できる。

また磁石を装置本体側に設置すれば、交換部品である廃トナー回収容器を安価に提供でき、駆動部近傍付近で位置決めを行うことで、廃トナー回収容器と駆動部との位置関係を正確に決め、確実に容器の搬送手段に動力を伝達させることができる。またセット検知部近傍で位置決めを行うことで、廃トナー回収容器と駆動部との位置関係を正確に決め、確実に容器のセットの有無をセンサに検知させ得る。

また磁石に安価なフェライト磁石を使用することで、安価な廃トナー回収容器を提供でき、容器をブロー成形によって作成することで、廃トナー回収容器を安価に提供できる。

また本発明の廃トナー回収装置により、廃トナー回収容器を画像形成装置本体の所定の位置に確実に固定できる。

本発明の実施対象となる画像形成装置の一例としてカラープリンタを概略的に示す縦断側面図 側面カバーを開放した状態を示すカラープリンタの斜視図 廃トナー回収容器を示す斜視図 廃トナー回収容器の構造を示す斜視図 廃トナー回収容器側でかつ駆動部近傍に磁石を組付けた構成を示す縦断正面図 廃トナー回収容器側でかつ駆動部近傍に磁石を組付けた構成を示す斜視図 画像形成装置本体側に磁石を組付け、廃トナー回収容器側に被固定部材を組付けた構成を示す縦断正面図 画像形成装置本体側に磁石を組付け、廃トナー回収容器側に被固定部材を組付けた構成を示す斜視図 廃トナー回収容器の固定方法の公知例を示す断面図

符号の説明

１：カラープリンタ
２：本体ケース
２ａ：側板
３：プリンタエンジン
４：光書込装置
５：給紙カセット
６：定着装置
７：廃トナー回収容器
８：感光体
９：帯電ローラ
１０：現像装置
１１：クリーニング装置
１２：一次転写ローラ
１３：中間転写ベルト
１３ａ：ベルトケース
１４：二次転写ローラ
１５：クリーニング装置
１６：駆動ローラ
１７：入口ローラ
１８：テンションローラ
１９：搬送ローラ
２０：レジストローラ
２１：排紙トレイ
２２：ケース
２３：プロセスカートリッジ
２４：側面カバー
２５：容器本体
２６、２７：廃トナーパイプ
２８、２９：投入口
３０：廃トナー排出部
３１、３２：接続口
３３：搬送スクリュー
３５ａ、３５ｂ：搬送用螺旋部
４０：スライドレール
５０：磁石
５１：磁石受
５２：容器側セット検知部
５３：本体ケース側セット検知部
Ｐ：記録媒体

Claims (8)

1. 画像形成装置本体に着脱可能に搭載され、クリーニング装置により回収された廃トナーが前記クリーニング装置から投入されて貯留し、該投入、貯留された廃トナーを水平方向かつ前記容器内の長手方向に沿って搬送する廃トナー回収容器と、
   前記回収容器内で、投入、貯留された廃トナーを水平方向かつ前記容器内の長手方向に沿って搬送させる搬送手段と、
   前記画像形成装置本体内にセットされたことを検知するセット検知部と、
   を備える廃トナー回収容器において、
   前記廃トナー回収容器を前記画像形成装置本体内に固定する固定手段が磁力を用いるものであることを特徴とする廃トナー回収装置。
2. 請求項１に記載の廃トナー回収装置において、前記固定手段が磁石を用いてなることを特徴とする廃トナー回収装置。
3. 請求項１または２に記載の廃トナー回収装置において、前記固定手段が、前記廃トナー回収容器内に被固定部材として設けた磁石受と、前記画像形成装置本体側に設けた磁石からなることを特徴とする廃トナー回収装置。
4. 請求項３に記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー回収容器内での前記磁石受けの組付け位置を、前記搬送手段の駆動部の近傍としてなることを特徴とする廃トナー回収装置。
5. 請求項３に記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー回収容器内での前記磁石受けの組付け位置を、前記セット検知部の近傍としてなることを特徴とする廃トナー回収装置。
6. 請求項２から５に記載の廃トナー回収装置において、前記磁石としてフェライト磁石を用いてなることを特徴とする廃トナー回収装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー回収容器がブロー成形によって作成されてなるものであることを特徴とする廃トナー回収装置。
8. トナー画像を担持して回転する像担持体と、該像担持体上のトナー画像を被転写体に転写させる転写装置と、前記トナー画像の転写後に前記像担持体上に残留したトナーを廃トナーとして回収するクリーニング装置とを備え、該クリーニング装置で回収した廃トナーを投入、貯溜される廃トナー回収装置として請求項１から７のいずれかに記載の廃トナー回収装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。