JP2013174646A - 画像形成装置 - Google Patents

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忠士 歸山
Akitoshi Akaike
彰俊 赤池
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Migaku Aoshima
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Abstract

【課題】廃トナー回収ボックスが満杯になったと誤検知されないようにする。
【解決手段】感光体ドラム11のトナー像が転写される中間転写ベルト20と、廃トナーを感光体ドラム11および中間転写ベルト20から除去するクリーナ14,23と、感光体ドラム11のトナーが回収される第1の回収口58−1、中間転写ベルト20のトナーが回収される第2の回収口58−2、回収されたトナーが貯留される貯留室61と繋がった検知室67に貯留室61の収容上限域を超えたトナーを搬送する搬送手段64、および検知室67内のトナーを検知するセンサ69を備えた廃トナー回収ボックス50と、搬送手段64によるトナー搬送方向でみて検知室61から最も遠い回収口58からトナーバンド由来のトナーが回収されるように経路を制御するCPU32とを有する。
【選択図】図16

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。
電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム上にトナー(現像剤)により現像したトナー像(現像剤像)を記録シートに転写した後、感光体ドラムに付着した残留トナーをクリーナによって除去しており、除去された残留トナーは廃トナー(使用済み現像剤)として画像形成装置内の廃トナー回収ボックス(現像剤回収容器)に回収されるようになっている。
また、近年では、複数の作像エンジンによって形成された多色のトナー像を感光体ドラムから中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから記録シートへ二次転写してカラー画像を得るカラー画像形成装置も登場している。
カラー画像形成装置の場合、例えばイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの各作像エンジン毎に感光体ドラムおよびそれを清掃するクリーナが存在することから、4つの作像エンジンのクリーナから廃トナーを回収する必要が生じる。また、上記中間転写体ベルトから記録シートへトナー像を二次転写した後は、中間転写ベルトに付着している残留トナーも清掃する必要があり、この中間転写ベルトに対してもクリーナが設けられている。したがって、カラー画像形成装置の場合、複数のクリーナから廃トナーを廃トナー回収ボックスに回収している。
廃トナー回収ボックスは消耗部品であり、廃トナーが満杯になった時点で空の廃トナー回収ボックスと交換されるのが一般的である。
ここで、使用済み現像剤が回収される廃トナー回収ボックスについては、例えば特開2008−051933号公報に記載の技術が知られている。
さて、低画像密度の画像を多く印刷する際には、感光体ドラムにトナーバンドを形成してドラムクリーナでクリーニングするトナー強制消費動作を実行することにより、劣化トナーの発生を抑制して画質を維持することが行われている。
したがって、トナーバンドが多いとトナーバンドに由来する廃トナーが多く発生し、多くの廃トナーが廃トナー回収ボックスに回収されることになる。
特開2008−051933号公報
本発明は、回収された現像剤が現像剤回収容器に満杯となっていない状態であるにもかかわらず満杯と検知されてしまうことのない画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明の画像形成装置は、静電潜像に供給された現像剤により顕像化された現像剤像を保持する少なくとも一つの像保持体と、前記像保持体の保持した現像剤像が転写される転写体と、前記像保持体上および前記転写体上の廃棄される現像剤を当該像保持体上および当該転写体上から除去する除去手段と、前記少なくとも一つの像保持体上から除去された現像剤が回収される少なくとも一つの第1の回収口、前記転写体上から除去された現像剤が回収される第2の回収口、回収された現像剤が貯留される貯留室と空間的に繋がった検知室に前記貯留室の収容上限域を超えた現像剤を搬送する搬送手段、および前記検知室内の現像剤を検知する検知手段を備えた現像剤回収容器と、前記少なくとも一つの第1の回収口および前記第2の回収口のうち、前記搬送手段による現像剤搬送方向でみて前記検知室から最も遠い前記回収口である最遠回収口から現像剤が回収されるように現像剤の回収経路を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、前記制御手段は、前記最遠回収口が前記第2の回収口であり、前記最遠回収口以外の回収口が前記第1の回収口である場合、当該第1の回収口に対応した前記像保持体上の現像剤を前記転写体に転写し、当該転写体に設けられた前記除去手段で除去して前記第2の回収口から回収されるように制御する、ことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、前記制御手段は、前記最遠回収口および当該最遠回収口以外の回収口がともに前記第1の回収口である場合、前記最遠回収口以外の前記第1の回収口に対応した前記像保持体上の現像剤を前記転写体に転写し、当該転写体から前記最遠回収口に対応した前記像保持体に転写し、当該像保持体に設けられた前記除去手段で除去して前記最遠回収口である前記第1の回収口から回収されるように制御する、ことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、上記請求項1〜3の何れか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記像保持体上の一部の現像剤については、当該像保持体に対応して設けられた前記除去手段で除去して当該像保持体に対応して設けられた前記第1の回収口から回収されるように制御する、ことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、上記請求項1〜4の何れか一項に記載の発明において、前記像保持体とともに前記転写体を挟むようにして設けられ、前記像保持体の保持した現像剤像を前記転写体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電源とをさらに有し、前記制御手段は、前記電源により前記転写手段へ電圧を印加して前記像保持体の保持した現像剤を前記転写体に転写させ、前記転写体への転写時とは逆極性となる電圧を前記電源により前記転写手段へ印加して前記転写体の現像剤を前記像保持体に転写させる、ことを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、上記請求項1〜4の何れか一項に記載の発明において、前記像保持体とともに前記転写体を挟むようにして設けられ、前記像保持体の保持した現像剤像を前記転写体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電源とをさらに有し、前記制御手段は、前記電源により前記転写手段へ電圧を印加して前記像保持体の保持した現像剤を前記転写体に転写させ、前記電源から前記転写手段への電圧の印加を止めて前記転写体の現像剤を前記像保持体に転写させる、ことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、回収された現像剤が現像剤回収容器に満杯となっていない状態であるにもかかわらず満杯と検知されてしまうことがなくなる。
請求項2記載の発明によれば、像保持体上の現像剤を転写体を介して回収することにより、現像剤を最遠回収口から回収することが可能になる。
請求項3記載の発明によれば、像保持体上の現像剤を最遠回収口に対応して設けられた像保持体を介して回収することにより、現像剤を最遠回収口から回収することが可能になる。
請求項4記載の発明によれば、現像剤を像保持体と除去手段との間の潤滑剤として用いることが可能になる。
請求項5記載の発明によれば、現像剤を転写体や像保持体に確実に転写することが可能になる。
請求項6記載の発明によれば、電源を用いることなく、現像剤を転写体から像保持体に転写することが可能になる。
本発明の一実施の形態に係るプリンタの構成を示す概略図である。 図1のプリンタにおける廃トナー回収ボックスの配設位置を示す概略図である。 図2のA−A’線に沿った断面図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタに取り付けられた廃トナー回収ボックスを前面側から示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタに取り付けられた廃トナー回収ボックスを背面側から示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタに取り付けられた廃トナー回収ボックスの構成要素であるフロントカバーの内部を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタに取り付けられた廃トナー回収ボックスの構成要素であるリアカバーの内部を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタに取り付けられた廃トナー回収ボックスの内部構造をリア側から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタに取り付けられた廃トナー回収ボックスの内部構造をフロント側から見た斜視図である。 図4のB−B’線に沿った断面図である。 図10のC−C’線に沿った要部の断面図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタに取り付けられた廃トナー回収ボックスの構成要素であるパイプを前部下方から示す斜視図である。 図12のパイプの径方向の断面図である。 本発明の比較例としての廃トナーの回収経路を示す説明図である。 図14の回収経路によって回収された廃トナーが貯留された廃トナー回収ボックスを示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタにおける廃トナーの回収経路の一例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係るプリンタにおける廃トナーの回収経路の他の一例を示す説明図である。 図16および図17に示す回収経路によって回収された廃トナーが貯留された廃トナー回収ボックスを示す説明図である。
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
図1に示すように、廃棄されるトナー(現像剤の一例)である廃トナーの廃トナー回収ボックスが取り付けられたタンデム型のカラーレーザビームプリンタ1(画像形成装置の一例)は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色毎にトナー像を形成する4基の作像エンジン10Y、10M、10C、10Kを備えている。また、これらの作像エンジンからトナー像(現像剤像の一例)が転写(一次転写)される中間転写ベルト20(転写体の一例)を備えており、中間転写ベルト20に多重転写されたトナー像がさらに記録シートPに転写(二次転写)されてフルカラー画像が形成されるように構成されている。
中間転写ベルト20は無端状に形成されるとともに一対のベルト搬送ローラ21,22にかけ回されており、矢印で示す方向に回転しながら各色作像エンジン10Y、10M、10C、10Kで形成されたトナー像の一次転写を受けるように構成されている。
中間転写ベルト20を挟んで一方のベルト搬送ローラ21と対向する位置には二次転写ローラ30が設けられており、記録シートPは互いに押し合うようにして接する二次転写ローラ30と中間転写ベルト20との間を通されて、中間転写ベルト20からトナー像の二次転写を受けるようになっている。一方、反対側に位置するベルト搬送ローラ22と対向する位置には中間転写ベルト20のベルトクリーナ23(除去手段の一例)が配置され、二次転写後に中間転写ベルト20に残留付着したトナーを中間転写ベルト20上から除去する。なお、ベルトクリーナ23によって除去された残留トナーは、廃トナーとして螺旋状の羽根を有する搬送シャフト23aによりフロント側(図1の紙面手前側)へ搬送され、後述する廃トナー回収ボックスに回収されるようになっている。
中間転写ベルト20の下側には前述した4基の作像エンジン10Y、10M、10C、10Kが並列的に配置されており、各色の画像情報に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト20に一次転写するようになっている。これら4基の作像エンジン10Y、10M、10C、10Kは中間転写ベルト20の回転方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の順に配置されており、一般に最も頻繁に使用されるブラックの作像エンジン10Kが最も二次転写位置の近傍に配置されている。
これら作像エンジン10Y、10M、10C、10Kの下方には、各作像エンジンに具備された感光体ドラム11(像保持体の一例)を画像情報に応じて露光するラスタ走査ユニット40が設けられている。このラスタ走査ユニット40は全ての作像エンジン10Y、10M、10C、10Kに共用されており、各色の画像情報に応じて変調されたレーザ光Lを発する4基の半導体レーザ(図示せず)と、高速回転してこれら4本のレーザ光Lを感光体ドラム11の軸方向に沿って走査する1基のポリゴンミラー41とを備えている。そして、ポリゴンミラー41によって走査された各レーザ光Lはミラー(図示せず)で反射されながら予め定められた経路を進んだ後、ラスタ走査ユニット40の上部に設けられた走査窓42を通して各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kの感光体ドラム11を露光する。
各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kは、感光体ドラム11と、感光体ドラム11の表面を規定の電位に帯電させる帯電ローラ12と、レーザ光Lの露光によって感光体ドラム11上に形成された静電潜像を現像して(トナーを供給して)トナー像を形成する(顕像化する)現像器13と、トナー像を中間転写ベルト20に転写した後の感光体ドラム11の表面から残留トナーや紙粉を除去するドラムクリーナ14(除去手段の一例)を備えており、感光体ドラム11上に各色の画像情報に応じたトナー像が形成されるように構成されている。
本実施の形態のプリンタ1では、現像器13はトナーとキャリアとが混合された二成分現像剤が用いられるタイプのものである。
各現像器13では、前述した搬送シャフト23aと同様の螺旋状の羽根を有する搬送シャフト13aのリア側(図1の紙面奥側)から新たなトナーが補給される。また、各ドラムクリーナ14によって除去された残留トナーは、廃トナーとして図示しない搬送シャフトによりフロント側へ排出されるようになっている。そして、ドラムクリーナ14から排出された廃トナーは後述する廃トナー回収ボックスに回収されるようになっている。
なお、本例では回収する現像材の一例として、ドラムクリーナ14から排出された使用済みのトナーと、ベルトクリーナ23から排出された使用済みのトナーとを含む廃トナーを回収しているが、例えば、現像器13から排出されたキャリアおよびトナーを回収する回収ボックスや、ドラムクリーナ14から排出された使用済みのトナーのみを回収する回収ボックスへ適用してもよい。
作像エンジン10Y、10M、10C、10Kの感光体ドラム11と対向する位置には、中間転写ベルト20を挟むようにして一次転写ローラ15Y、15M、15C、15K(転写手段の一例)が設けられている。そして、これら一次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kに転写バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム11と一次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kとの間に電界が形成され、感光体ドラム11上で電荷を帯びて当該感光体ドラム11に保持されているトナー像がクーロン力で中間転写ベルト20に転写されるようになっている。
一方、記録シートPはプリンタ1の下部に収納される給紙カセット2から筐体内部、具体的には中間転写ベルト20と二次転写ローラ30とが接する二次転写位置へ搬送される。給紙カセット2はプリンタ1のフロント側から押し込んでセットするように構成されている。セットされた給紙カセット2の上部には、給紙カセット2内に収容された記録シートPを引き出すためのピックアップローラ24および給紙ローラ25が設けられている。また、給紙ローラ25と対向する位置には、記録シートPの重送を防止するリタードローラ26が設けられている。
プリンタ1の内部における記録シートPの搬送経路27はプリンタ1の左側面に沿って上下方向に設けられており、プリンタ1の底部に位置する給紙カセット2から引き出された記録シートPはこの搬送経路27を上昇し、レジストレーションローラ29によって突入タイミングが制御されて二次転写位置に導入され、当該二次転写位置においてトナー像の転写を受けた後、上部に設けられた定着器3へと送られる。そして、定着器3によってトナー像が定着された記録シートPは、排出ローラ28によってプリンタ1の上面に設けられた排紙トレイ1aに、画像形成面を下にした状態で排出される。
このようなカラーレーザビームプリンタ1には電源31が設けられており、前述した回転要素(例えば感光体ドラム11、ベルト搬送ローラ22など)を駆動するモータ(図示せず)への電力供給、一次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kや二次転写ローラ30へトナー像の転写バイアス印加などが行われる。
さらに、カラーレーザビームプリンタ1にはCPU(Central Processing Unit)32(制御手段の一例)が設けられており、当該カラーレーザビームプリンタ1による画像形成に係わる装置の動作を制御する。
このような構成のカラーレーザビームプリンタ1によるフルカラー画像の形成に当たっては、先ず、各色の画像情報に応じてラスタ走査ユニット40が各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kの感光体ドラム11を予め定められたタイミングで露光する。これによって、各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kの感光体ドラム11上には画像情報に応じた静電潜像が形成されるので、これら静電潜像にトナーを供給することによりトナー像が形成される。
各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kの感光体ドラム11上に形成されたトナー像は回転する中間転写ベルト20に対して順次転写され、これにより中間転写ベルト20上には各色トナー像が重なり合った多重トナー像が形成される。一方、記録シートPが給紙カセット2から送り出され、中間転写ベルト20上に一次転写されたトナー像が二次転写位置に達するタイミングを見計らって、二次転写ローラ30と中間転写ベルト20との間に通される。これにより、中間転写ベルト20上の多重トナー像は記録シートPに二次転写される。そして、二次転写された記録シートPは定着器3によってトナー像の定着がなされ、これによって記録シートP上にフルカラー画像が完成する。
このように構成された本実施の形態のプリンタ1においては、ベルトクリーナ23および各ドラムクリーナ14から排出される廃トナーは、全て同一の廃トナー回収ボックス50(現像剤回収容器の一例)に回収されるように構成されている。
図2および図3に示すように、廃トナー回収ボックス50は並列的に配列されたイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kのフロント側のやや下方に設けられており、各ドラムクリーナ14からフロント側へ向けて排出された廃トナーが廃トナー回収ボックス50に回収されるようになっている。また、ベルトクリーナ23により中間転写ベルト20から除去された廃トナーも廃トナー回収ボックス50に回収されるようになっている。
図4〜図7に示すように、廃トナー回収ボックス50は、プラスチック製のフロントカバー51とリアカバー52とが合わさり一体となって筐体を構成しており、内部に空間(後述する貯留室61や検知室67など)が形成されている。この廃トナー回収ボックス50は、幅方向に長く、上下方向の長さに比べると厚みの薄い形状を呈している。廃トナー回収ボックス50の幅方向の長さは前述したブラックの作像エンジン10Kのドラムクリーナ14からベルトクリーナ23迄の距離よりも長くなっており、プリンタ1に装着したならば、各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kおよびベルトクリーナ23のフロント側に位置して、廃トナーが直接内部空間(貯留室61)に落とし込まれるようになっている。
図4、図5および図6に示すように、フロントカバー51の上部の2箇所には、自由端が前方を向き、上面53aに突起部54が形成されて当該上面53aが上下に動くように弾性変形するロック片53が形成されている。また、ロック片53の直下には、前方に開口して複数本の指が入り込む程度の広さを持った穴部55が形成されている。さらに、フロントカバー51の下部の2箇所には、下方に突出する板状片56(図8)が取り付けられる板状片取付部57が形成されている。
したがって、廃トナー回収ボックス50をプリンタ1に取り付ける際には、プリンタ1側に形成された溝部(図示せず)に板状片56を差し込み、この差し込んだ部位を支点に廃トナー回収ボックス50を起こし、ロック片53を弾性変形させながら突起部54をプリンタ1側に形成された固定穴(図示せず)に嵌め込むようにする。また、廃トナー回収ボックス50をプリンタ1から取り外す際には、親指をロック片53の自由端に掛け、それ以外の指を穴部55に入れて親指でロック片53を押し下げながら前方に倒して突起部54と固定穴との嵌め込みを解除し、そのまま斜め上方に引き上げるようにする。
なお、廃トナー回収ボックス50がプリンタ1から取り外されるのは、例えば、廃トナー回収ボックス50が満杯になって交換する場合、中間転写ベルトユニットに交換の必要が生じた場合、および廃トナー回収ボックス50の奥に位置する作像エンジン10Y、10M、10C、10Kに交換の必要が生じた場合である。
図5および図7に示すように、リアカバー52の上部には5つの回収口58が形成されている。これらは各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kのドラムクリーナ14およびベルトクリーナ23から排出される廃トナーが回収される回収口であり、廃トナー回収ボックス50をプリンタ1に装着すると、各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kのドラムクリーナ14およびベルトクリーナ23からフロント側へ突出した連結パイプ(図示せず)がこれら回収口58に挿入され、ドラムクリーナ14から排出された廃トナーが廃トナー回収ボックス50内に落とし込まれるようになっている。なお、5つの回収口58は、図5の紙面右側から、ブラックのドラムクリーナ14、シアンのドラムクリーナ14、マゼンタのドラムクリーナ14、イエローのドラムクリーナ14にそれぞれ対応した第1の回収口58−1、およびベルトクリーナ23に対応した第2の回収口58−2となっている。
なお、以下において、説明の便宜上、ブラックのドラムクリーナ14に対応したものを第1の回収口58−1K、シアンのドラムクリーナ14に対応したものを第1の回収口58−1C、マゼンタのドラムクリーナ14に対応したものを第1の回収口58−1M、イエローのドラムクリーナ14に対応したものを第1の回収口58−1Yと表記することがある。
このように、廃トナー回収ボックス50は並列的に配列された作像エンジン10Y、10M、10C、10Kおよびベルトクリーナ23の一側でこれらに架け渡されるようにして設けられているので、各作像エンジン10Y、10M、10C、10Kやベルトクリーナ23から排出される廃トナーが廃トナー回収ボックス50に直接落とし込まれる。
図8に示すように、回収口58にはシャッタ59が設置されている。シャッタ59は、中央から左右に2分されるような形で開閉する観音開き構造となっており、リアカバー52の内側に開閉自在に取り付けられている。シャッタ59には、このシャッタ59をリアカバー52の壁面に押し当てて回収口58を閉塞するトーションバネ60が取り付けられている(図9)。したがって、通常ではシャッタ59はトーションバネ60のバネ力により回収口58を閉鎖しており、前述の連結パイプが回収口58に挿入されると、当該連結パイプによりバネ力に抗して内側に押されて開放状態となる。
図8および図9に示すように、フロントカバー51とリアカバー52とで構成される廃トナー回収ボックス50の内部には、回収された廃トナーが貯留される貯留室61が形成されている。貯留室61は回収口58の下方に位置しており、回収口58に挿入された連結パイプから廃トナーが落とし込まれる。そして、貯留室61内の廃トナーが一杯に収容された(収容上限域に達した)時点で、廃トナー回収ボックス50は交換する必要が生じる。
貯留室61内には、長手方向に沿って搬送手段64が設けられている。この搬送手段64は貯留室61の側壁(つまり、リアカバー52の左右の側壁52a)を跨ぐようにして設けられており、貯留室61に落とし込まれた廃トナーがそれぞれの回収口58の直下で山となり、その頂上が廃トナー回収ボックス50の収容上限を超えた場合に、その収容上限を超えた部分を崩して搬送するように構成されている。
搬送手段64の一方側は、側壁52aに設けられた軸受け65に支持されるとともに先端が外部に突出している。当該先端は、搬送手段64に駆動力(回転力)が供給される端部つまり回転力供給側端部となっており、プリンタ1内に設けられた駆動源(図示せず)からの駆動力を搬送手段64に伝達するための伝達ギア列(図示せず)が設けられた伝達ユニット66が取り付けられている。したがって、廃トナー回収ボックス50をプリンタ1に取り付けると、伝達ユニット66がプリンタ1内の駆動源と機械的に結合し、これによって当該駆動源により搬送手段64が駆動(回転)される。
搬送手段64は、例えば合成樹脂の射出成形によって製作され、回転軸63の周囲に廃トナーを搬送するための螺旋羽根62が形成されている。螺旋羽根62は、相互に巻き方向が異なる第1の羽根62aと第2の羽根62bとで構成されており、それぞれの羽根62a,62bの巻き方向は、回転軸63を回転させた際に、廃トナーが回転軸63の双方向から中央に向けて搬送される方向になっている。つまり、搬送手段64による搬送方向は、第1の羽根62aによる第1の搬送方向D1と第2の羽根62bによる第2の搬送方向D2という2つの搬送方向(図15,18参照)となっており、これらの搬送方向D1,D2はともに廃トナーを検知室67の入口67a(後述する)に搬送する方向であり、且つ相互に異なる方向である。
これらの羽根62a,62bはイエローのドラムクリーナ14に対応した回収口58の直下とマゼンタのドラムクリーナ14に対応した回収口58の直下との間の位置で途切れて搬送終端となっている。したがって、搬送手段64を回転させると、貯留室61内で山になった廃トナーが当該位置に向けて崩されていく。
なお、廃トナーを搬送するための羽根の形状は、本実施の形態に示すような螺旋状の羽根に限定されるものではなく、例えば間隔を空けて設けられた複数の平板状の羽根などであってもよい。つまり、廃トナーを搬送するという機能を有している限り、様々な形状の羽根が適用される。
図10に示すように、貯留室61の収容上限を超えた廃トナーが導入される検知室67が貯留室61と空間的に繋がって設けられており、貯留室61内の予め規定されたレベルにまで(つまり、貯留室61内に収容上限まで)廃トナーが堆積すると、当該レベルを超えた(つまり、収容上限を超えた)廃トナーが入り込むように構成されている。
図11に示すように、検知室67は、リアカバー52に取り付けられるとともに外側に突出した透明部材で形成されたセンシング室67cを有しており、廃トナー回収ボックス50をプリンタ1に対して装着した際に、プリンタ1側に設けられた光透過型センサ69(検知手段の一例)の発光部と受光部との間に入り込むようになっている。
図10に示すように、検知室67の入口67aから延びる廃トナー通過路67bには、搬送手段64の下方に位置するようにして傾斜面が形成されており、その先にセンシング室67cが位置している。つまり、センシング室67cは入口67aの真下には配置されていない。したがって、貯留室61から落とし込まれる廃トナーは、廃トナー通過路67bの傾斜面によってセンシング室67cに徐々に堆積されるようになる。そして、前述した光透過型センサ69の発光部と受光部との間がセンシング室67c内の廃トナーによって遮られると、光透過型センサ69の信号が変化することになる。これにより、検知室67内の(より具体的には、検知室67を構成するセンシング室67c内の)廃トナーが検知され、これによって廃トナーが貯留室61内の規定レベルにまで堆積したか否かが把握される。
検知室67の入口67aは、前述した搬送手段64の第1の羽根62aと第2の羽根62bとの途切れた位置、つまり搬送終端に面した位置に形成されている。このため、貯留室61内で収容上限を超えた廃トナーは、搬送手段64により検知室67の入口67aに向けて搬送されていく。
さて、図12および図13に示すように、検知室67の入口67aには、搬送手段64の貫通したパイプ68が配置されている。このパイプ68には、本体部となる周壁68bに開口部68aが形成されており、当該開口部68aは検知室67の入口67aに面している。したがって、搬送手段64は、羽根62a,62bの途切れた部位である廃トナーの搬送終端がパイプ68の開口部68aに位置しており、廃トナーは、パイプ68を通らない限り、検知室67に入り込まないようになっている。パイプ68の開口部68a以外から廃トナーが検知室67に入り込まないように、周壁68bから下方に向けて、検知室67の入口67aと貯留室61とを区画する区画壁68cが形成されている。
このような構成によれば、貯留室61で廃トナーが局所的に収容上限を超えるようになると、その分の廃トナーは搬送手段64で貯留室61の中央に向けて崩される。このとき、廃トナーは搬送手段64の螺旋羽根62の切れ目に向けて崩されていくので、最終的には、貯留室61内では螺旋羽根62の切れ目の下側にだけ空間が残る。そして、搬送手段64による廃トナーの搬送によってこの空間が消失すると、貯留室61は廃トナーで満杯になったことに、つまり収容上限に達したことになる。
すると、収容上限を超えた廃トナーは、搬送手段64に搬送されてパイプ68の中に入り込むことになる。そして、パイプ68内に入り込んだ廃トナーはパイプ68の開口部68aから検知室67に入り込み、前述のようにセンシング室67cにおいて光透過型センサ69で検知される。これにより、光透過型センサ69の出力信号が変化し、貯留室61が満杯になったことが把握される。
ここで、各色の感光体ドラム11の表面に残留したトナー等を全て当該感光体ドラム11に対応して設けられたドラムクリーナ14で除去するようにした場合、除去された残留トナーである廃トナーは、廃トナー回収ボックス50の各色のドラムクリーナ14に対応した第1の回収口58−1から回収されて貯留室61内に貯留される。
さて、前述のように、低画像密度の画像を多く印刷する際には、感光体ドラム11の画像形成領域以外の部位(非画像形成部)にトナーバンドを形成してこれをドラムクリーナ14でクリーニングするトナー強制消費動作を実行し、劣化トナーが発生しないようにして画質を維持することが行われている。
このとき、トナーバンドが感光体ドラム11から中間転写ベルト20に転写されないように、一次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kへは転写バイアス電圧を印加しないと、図14に示すように、例えばマゼンタの感光体ドラム11の表面に残留したマゼンタの廃トナーTMのほとんどは、廃トナー回収ボックス50のマゼンタのドラムクリーナ14に対応した第1の回収口58−1M(つまり、図15において、右から3番目の回収口58)から回収されて、貯留室61内の当該第1の回収口58−1Mの直下に山になって貯留される。なお、一部の僅かの廃トナーTMは圧力で中間転写ベルト20に転移し、中間転写ベルト20のベルトクリーナ23に対応した第2の回収口58−2から回収されて、当該第2の回収口58−2の直下に貯留される。
同じように、例えばイエローの感光体ドラム11の表面に残留したイエローの廃トナーTYのほとんどは、廃トナー回収ボックス50のイエローのドラムクリーナ14に対応した第1の回収口58−1Y(つまり、図15において、右から2番目の回収口58)から回収されて、その直下に山になって貯留される。
このように、各色の第1の回収口58−1Y,58−1M,58−1C,58−1Kおよび第2の回収口58−2の直下には、それぞれに対応した色のトナー、つまりイエローのトナーTY、マゼンタのトナーTM、シアンのトナーTC、ブラックのトナーTK、混色のトナーTXがそれぞれ山になって貯留される。また、トナーの山とトナーの山との間には、トナーの存在しない空間が形成される。
そして、トナーバンドが多い場合には、結果として、トナーバンドに由来する各色の廃トナーが大量に発生し、これら大量の廃トナーが廃トナー回収ボックスに回収され、各色の第1の回収口58−1Y,58−1M,58−1C,58−1Kおよび第2の回収口58−2の直下に貯留されることになる。
前述のように、本実施の形態では、検知室67の入口67aは搬送手段64の第1の羽根62aと第2の羽根62bとの途切れた位置である搬送終端に面した位置に形成されている。そして、その搬送終端は、イエローのドラムクリーナ14に対応した第1の回収口58−1Yの直下とマゼンタのドラムクリーナ14に対応した第1の回収口58−1Mの直下との間となっている。
したがって、検知室67(の入口67a)に近い回収口58から回収される廃トナーの量が多くなると、貯留室61内では、検知室67の入口67aの付近に廃トナーが山となってしまう。
搬送手段64は廃トナー回収ボックス50の収容上限を超えた廃トナーを崩して検知室67へと搬送するものであるために、図15に示すように、検知室67の入口67aの付近に山となった廃トナーは廃トナー回収ボックス50の貯留室61の端部までは回り込まず、そのまま検知室67へと入り込んでしまう。そして、光透過型センサ69で検出される程度の廃トナーが検知室67内に入り込むと、貯留室61が廃トナーで満杯になっていないにもかかわらず、光透過型センサ69の出力信号が変化して貯留室61が満杯になったと誤検知される。
そして、前述したように、低画像密度の画像を多く印刷する際の画質維持のためにトナーバンドを形成するトナー強制消費動作が頻繁に入る場合は、マゼンタやイエロー、シアンといった色に対応した回収口58、つまり検知室67に近い第1の回収口58−1Y,M,Cから大量に廃トナーが回収されてしまう。そのため、前述のような誤検知が発生する原因となる。
なお、トナー強制消費動作における誤検知は、例えば白黒文字が中心で一部だけ色が入った原稿の場合などで発生しやすく、このような場合において画像形成に消費される量が少なくなるイエロー、マゼンタ、シアンのトナーを強制的に吐き出すためである。
本実施の形態では、このようにトナーバンドに由来する廃トナーが廃トナー回収ボックス50に満杯となっていない状態であるにもかかわらず満杯と誤検知されてしまう点をなくすために、CPU32により次のように廃トナーの回収経路を制御している。
すなわち、前述した第1の回収口58−1および第2の回収口58−2のうちで、搬送手段64による廃トナー搬送方向でみて検知室67から最も遠い回収口58(最遠回収口)から廃トナーが回収されるように制御している。
つまり、本実施の形態の搬送手段64では、廃トナーの搬送方向は第1の搬送方向D1と第2の搬送方向D2の2つの方向である。そして、第1の搬送方向D1でみれば、最遠回収口はブラックのドラムクリーナ14に対応した第1の回収口58−1Kになる。また、第2の搬送方向D2でみれば、最遠回収口は第2の回収口58−2になる(図15,18参照)。
そして、この最遠回収口58(つまり、第1の搬送方向D1でみた場合には第1の回収口58−1K、第2の搬送方向D2でみた場合には第2の回収口58−2)からトナーバンドに由来する廃トナーが回収されるように廃トナーの回収経路を制御している。
なお、本実施の形態のように搬送手段64による廃トナーの搬送方向が複数(ここでは、第1の搬送方向D1と第2の搬送方向D2の2つ)の場合には、最遠回収口58は各搬送方向に対応して複数存在することになるが、搬送方向が単一の場合には1つだけ存在することになる。
具体的には、図15,18において、搬送手段64の第2の搬送方向D2でみると、最遠回収口は第2の回収口58−2であり、最遠回収口以外の回収口は第1の回収口58−1Y、58−1M、58−1C、58−1Kである。この場合には、第1の回収口58−1Y、58−1M、58−1C、58−1Kに対応した感光体ドラム11上のトナーを第2の回収口58−2から回収されるように制御する。但し、本実施の形態においては、後述するように、第1の回収口58−1Kは第1の搬送方向D1でみたときの最遠回収口となるので、当該第1の回収口58−1Kに対応した感光体ドラム11上のトナーは第1の回収口58−1Kから回収されるようにしてもよい。また、第1の回収口58−1K以外に対応した感光体ドラム11上のトナーも第1の回収口58−1Kから回収されるようにしてもよい。
図16に示すように、例えばマゼンタの感光体ドラム11上に形成されたトナーバンドのトナーTMでみると、CPU32により電源31を制御して、一次転写ローラ15Mに転写バイアス電圧を印加して、当該感光体ドラム11上のトナーTMを中間転写ベルト20に転写する。これにより、感光体ドラム11上のマゼンタのトナーTMのほとんどは中間転写ベルト20へと移動する。そして、中間転写ベルト20の回転に伴ってトナーTMが搬送されて行き、ベルトクリーナ23によって除去される。そして、マゼンタのトナーTMで形成されたトナーバンドに由来した廃トナーは廃トナー回収ボックス50に設けられた第2の回収口58−2から回収される。
なお、マゼンタの感光体ドラム11から中間転写ベルト20へと移動されなかった僅かのトナーTMは、そのままマゼンタのドラムクリーナ14で除去されて第1の回収口58−1Mから回収される。なお、マゼンタ以外の感光体ドラム11のトナーも同様にして第2の回収口58−2から回収される。
このように、最遠回収口が第2の回収口58−2の場合、第1の回収口58−1に対応した感光体ドラム11上のトナーを第2の回収口58−2から回収されるようにすれば、トナーバンドに由来した廃トナーは廃トナー回収ボックス50における貯留室61内の端部にまで回り込むようにして貯留される。よって、搬送手段64は貯留室61の収容上限を超えた廃トナーを貯留室61の端部から検知室67へ向かって搬送することになる。
これにより、回収された廃トナーが廃トナー回収ボックス50の貯留室61に満杯となってから検知室67へ導入されるようになるので、満杯でない状態であるにもかかわらず満杯と誤検知されてしまうことがなくなり、検知精度が向上する。
一方、搬送手段64の第1の搬送方向D1でみると、最遠回収口は第1の回収口58−1Kであり、最遠回収口以外の回収口は第1の回収口58−1Y、58−1M、58−1C、第2の回収口58−2である。この場合には、第1の回収口58−1Y、58−1M、58−1Cに対応した感光体ドラム11上のトナーを第1の回収口58−1Kから回収されるように制御する。
但し、本実施の形態においては、前述のように、第2の回収口58−2は第2の搬送方向D2でみたときの最遠回収口となるので、当該第2の回収口58−2に対応した中間転写ベルト20上のトナーは第2の回収口58−2から回収されるようにしてもよい。また、第1の回収口58−1K以外に対応した感光体ドラム11上のトナーも第2の回収口58−2から回収されるようにしてもよい。
図17に示すように、例えばマゼンタの感光体ドラム11上に形成されたトナーバンドのトナーTMでみると、CPU32により電源31を制御して、一次転写ローラ15Mに転写バイアス電圧を印加して、当該感光体ドラム11上のトナーTMを中間転写ベルト20に転写する。これにより、感光体ドラム11上のマゼンタのトナーTMのほとんどは中間転写ベルト20へと移動する。そして、中間転写ベルト20の回転に伴ってトナーTMが搬送されて行くので、CPU32により電源31を制御して、一次転写ローラ15Kに転写バイアス電圧とは逆極性となる電圧を印加する。これにより、中間転写ベルト20上のトナーTMはブラックの感光体ドラム11に転写され、当該感光体ドラム11に対応して設けられたドラムクリーナ14によって除去される。そして、マゼンタのトナーTMで形成されたトナーバンドに由来した廃トナーは廃トナー回収ボックス50に設けられた第1の回収口58−1Kから回収される。
なお、マゼンタの感光体ドラム11から中間転写ベルト20へと移動されなかった僅かのトナーTM、および中間転写ベルト20からブラックの感光体ドラム11へと移動されなかった僅かのトナーTMは、そのままマゼンタのドラムクリーナ14およびベルトクリーナ23で除去されて第1の回収口58−1Mおよび第2の回収口58−2から回収される。なお、マゼンタ以外の感光体ドラム11のトナーも同様にして第1の回収口58−1Kから回収される。
このように、最遠回収口が第1の回収口58−1Kの場合、当該第1の回収口58−1K以外に対応した感光体ドラム11上のトナーを第1の回収口58−1Kから回収されるようにすれば、トナーバンドに由来した廃トナーは廃トナー回収ボックス50における貯留室61内の端部にまで回り込むようにして貯留される。よって、搬送手段64は貯留室61の収容上限を超えた廃トナーを貯留室61の端部から検知室67へ向かって搬送することになる。
これにより、回収された廃トナーが廃トナー回収ボックス50の貯留室61に満杯となってから検知室67へ導入されるようになるので、満杯でない状態であるにもかかわらず満杯と誤検知されてしまうことがなくなり、検知精度が向上する。
なお、本実施の形態では、第1の搬送方向D1からみた最遠回収口が第1の回収口58−1Kとなっているが、第1の回収口58−1Y、第1の回収口58−1Mあるいは第1の回収口58−1Cとなっていてもよい。
このように搬送手段64の第1の搬送方向D1からみた最遠回収口である第1の回収口58−1Kと第2の搬送方向D2からみた最遠回収口である第2の回収口58−2から廃トナーが回収されるようにしたときの廃トナー回収ボックス50を図18に示す。
このときには、図15と比較しても明らかなように、廃トナーは貯留室61の端部にまで回り込んで貯留されており、収容上限(搬送手段64の搬送領域)よりも下には廃トナーの存在していない空間(図15で見られた空間)は殆どなくなっている。したがって、廃トナーが貯留室61に満杯となってから検知室67へ導入されることがわかる。
さて、本実施の形態では、回収されるトナーを中間転写ベルト20や感光体ドラム11に確実に転写するために、感光体ドラム11上のトナーを中間転写ベルト20に転写する際には一次転写ローラ15に転写バイアス電圧を印加し、中間転写ベルト20上のトナーを感光体ドラム11に転写する際には一次転写ローラ15に転写バイアス電圧とは逆極性となる電圧を印加している。
しかしながら、中間転写ベルト20上のトナーを感光体ドラム11に転写する際には、CPU32により、一次転写ローラ15への電圧の印加をやめて、一次転写ローラ15と感光体ドラム11との接触圧により行ってもよい。このようにすれば、電圧の印加に比べて転写されるトナー量は少なくなるが、電源31を用いることなくトナーを中間転写ベルト20から感光体ドラム11に転写されるので、バイアス電圧とは逆極性となる電圧を用意することが不要になる分だけ電源31のコストが安くなる。
ここで、トナーバンドとして形成された感光体ドラム11上のトナーについては、一部を感光体ドラム11に対応して設けられたドラムクリーナ14で除去して当該感光体ドラム11に対応して設けられた第1の回収口58−1から回収されるようにCPU32で制御してもよい。つまり、トナーバンドの先端相当部のみについては一次転写ローラ15による転写バイアス電圧を切って自色の感光体ドラム11に対応して設けられたドラムクリーナ14で除去されるようにし、トナーバンドの残りの部分、つまり画像形成方向(プロセス方向)の途中位置からは一次転写ローラ15に転写バイアス電圧を印加して中間転写ベルト20に転写されるようにしてもよい。
このようにすれば、トナーがドラムクリーナ14の潤滑剤として用いられるようになり、感光体ドラム11とドラムクリーナ14との摩擦が低減される。
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。
たとえば、本実施の形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの合計4色のトナーが用いられているが、1色(モノクロ)あるいは2色以上でよく、例えば特別色を用いた合計6色のトナーが用いられていられていてもよい。したがって、第1の回収口58−1は少なくとも一つあればよい。
また、本実施の形態では、転写体としては中間転写ベルト20が用いられたプリンタが示されているが、転写体として用紙搬送ベルトが用いられた画像形成装置であってもよい。
さらに、本実施の形態では、トナーバンド由来の廃トナーについて説明されているが、トナー濃度の調整にあたって目標濃度と比較するためのトナーパッチに由来する廃トナーなど、記録シートPへの転写を目的としない様々なトナー像に由来する廃トナーに適用される。
以上の説明では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した場合が示されているが、本発明としては、複写機、プリンタ、イメージスキャナ、ファクシミリなどの機能が一つ以上備えられた画像形成装置に適用される。
1 プリンタ
11 感光体ドラム
14 ドラムクリーナ
15Y、15M、15C、15K 一次転写ローラ
20 中間転写ベルト
23 ベルトクリーナ
31 電源
32 CPU
50 廃トナー回収ボックス
58 回収口
58−1,58−1Y,58−1M,58−1C,58−1K 第1の回収口
58−2 第2の回収口
61 貯留室
62 螺旋羽根
62a 第1の羽根
62b 第2の羽根
63 回転軸
64 搬送手段
67 検知室
67a 入口
67b 廃トナー通過路
67c センシング室
68 パイプ
69 光透過型センサ
D1 第1の搬送方向
D2 第2の搬送方向

Claims (6)

  1. 静電潜像に供給された現像剤により顕像化された現像剤像を保持する少なくとも一つの像保持体と、
    前記像保持体の保持した現像剤像が転写される転写体と、
    前記像保持体上および前記転写体上の廃棄される現像剤を当該像保持体上および当該転写体上から除去する除去手段と、
    前記少なくとも一つの像保持体上から除去された現像剤が回収される少なくとも一つの第1の回収口、前記転写体上から除去された現像剤が回収される第2の回収口、回収された現像剤が貯留される貯留室と空間的に繋がった検知室に前記貯留室の収容上限域を超えた現像剤を搬送する搬送手段、および前記検知室内の現像剤を検知する検知手段を備えた現像剤回収容器と、
    前記少なくとも一つの第1の回収口および前記第2の回収口のうち、前記搬送手段による現像剤搬送方向でみて前記検知室から最も遠い前記回収口である最遠回収口から現像剤が回収されるように現像剤の回収経路を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、前記最遠回収口が前記第2の回収口であり、前記最遠回収口以外の回収口が前記第1の回収口である場合、当該第1の回収口に対応した前記像保持体上の現像剤を前記転写体に転写し、当該転写体に設けられた前記除去手段で除去して前記第2の回収口から回収されるように制御する、
    ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記制御手段は、前記最遠回収口および当該最遠回収口以外の回収口がともに前記第1の回収口である場合、前記最遠回収口以外の前記第1の回収口に対応した前記像保持体上の現像剤を前記転写体に転写し、当該転写体から前記最遠回収口に対応した前記像保持体に転写し、当該像保持体に設けられた前記除去手段で除去して前記最遠回収口である前記第1の回収口から回収されるように制御する、
    ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  4. 前記制御手段は、
    前記像保持体上の一部の現像剤については、当該像保持体に対応して設けられた前記除去手段で除去して当該像保持体に対応して設けられた前記第1の回収口から回収されるように制御する、
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記像保持体とともに前記転写体を挟むようにして設けられ、前記像保持体の保持した現像剤像を前記転写体に転写する転写手段と、
    前記転写手段に電圧を印加する電源とをさらに有し、
    前記制御手段は、前記電源により前記転写手段へ電圧を印加して前記像保持体の保持した現像剤を前記転写体に転写させ、前記転写体への転写時とは逆極性となる電圧を前記電源により前記転写手段へ印加して前記転写体の現像剤を前記像保持体に転写させる、
    ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の画像形成装置。
  6. 前記像保持体とともに前記転写体を挟むようにして設けられ、前記像保持体の保持した現像剤像を前記転写体に転写する転写手段と、
    前記転写手段に電圧を印加する電源とをさらに有し、
    前記制御手段は、前記電源により前記転写手段へ電圧を印加して前記像保持体の保持した現像剤を前記転写体に転写させ、前記電源から前記転写手段への電圧の印加を止めて前記転写体の現像剤を前記像保持体に転写させる、
    ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の画像形成装置。
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