JP2019211673A - 光プリントヘッドを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送パイプより装置本体の奥側において奥手前方向で搬送パイプと重なる空間（デッドスペース）を利用して、回収容器の高さ方向の大きさを大きくすることを考えた時、搬送部が装置本体の手前側に配置されていたのでは、ユーザが装置本体から回収容器を引き出すときに搬送部と回収容器とが接触してしまい、装置本体から回収容器を取り出し難い。そのため、上記デッドスペースを利用して回収容器を大容量化することが難しかった。【解決手段】 トナーを搬送する搬送部を感光ドラムよりも装置本体の奥側で画像形成ユニットに接続し、搬送部よりも手前側で回収容器の一部が搬送部と前記回転軸線方向において重なるように、回収容器を配置した。【選択図】 図８

Description

本発明は、現像剤（トナー等）や紙粉等の粉体を回収する回収容器を備え、光プリントヘッドによって感光ドラムを露光する画像形成装置に関する。

画像形成装置では、例えば、トナー像が形成された感光ドラムから中間転写体を介して記録用紙に転写する。しかしながら、この際、トナー等の粉体が感光ドラムや中間転写体に残る場合がある。そのため、従来から感光ドラム上や中間転写体上に残留したトナー等の粉体をクリーニング手段によって除去し、除去した粉体を回収容器に回収する方法が知られている。回収容器には、現像器の中で劣化した現像剤（トナー）も回収される。この回収容器は装置本体に対して着脱可能な構成となっており、ユーザやサービスマン等の作業者によって定期的に交換される。作業者の利便性向上の観点からすると、回収容器の交換頻度は可能な限り少ない方が望ましい。そのため、回収容器の容量は可能な限り大きい方がよい。回収容器の容量を増やすためには、画像形成装置内における回収容器の配置場所が重要な要素となる。

しかしながら、周知のように、画像形成装置は小型化や低コスト化が進んでおり、回収容器の容量を増やす目的を達成するためだけに、大容量化した回収容器の配置場所を確保することは難しい。特許文献１には、回収容器を画像形成ユニットと給紙カセットとの間に配置した画像形成装置が開示されている。

特許文献１に開示された画像形成装置は、感光ドラムを露光する手段として光プリントヘッドを用いる構成である。光プリントヘッドは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の発光素子から出射された光をレンズアレイによって集光し感光ドラムを露光する。特許文献１では、光プリントヘッドを含む画像形成ユニットと給紙カセットとの間に生じた空間を利用して、回収容器の配置場所を確保している。各色の感光ドラムよりも手前側には、各色に対応する画像形成ユニットの感光ドラム上から除去されたトナー及び中間転写ベルト上から除去されたトナーを搬送する搬送パイプが設けられている。そして、搬送パイプによって搬送されたトナーが回収容器に回収される。この回収容器は、複合機本体の手前側から、搬送パイプを避けて、引き出し自在な構成である。回収容器が満杯となった場合、作業者は回収容器を手前側にスライドさせて、搬送パイプと給紙カセットとの間から取り出し、新たな回収容器と交換する。

特開２００９−７５４０９号公報

上述の通り、回収容器を大容量化することはユーザの利便性の向上に寄与する。ここで、比較例に示すように、搬送パイプより装置本体の奥側において奥手前方向で搬送パイプと重なる空間（デッドスペース）を利用して、回収容器の高さ方向の大きさを大きくすることを考える（図９（ｂ））。しかし、回収容器を装置本体の手前側から引き出すためには、搬送パイプと回収容器とが互いに干渉し合わない位置関係にある必要がある。搬送パイプが感光ドラムよりも手前側に配置されていたのでは、ユーザが装置本体から回収容器を引き出すときに搬送パイプと回収容器とが接触してしまい、装置本体から回数容器を取り出すことが難しい。そのため、上記デッドスペースを利用して回収容器を大容量化することが難しかった。

上記課題に対して、本発明の画像形成装置は、装置本体に対して回転可能な感光ドラムを有し前記装置本体の側面から前記感光ドラムの回転軸線方向に引き出し可能なドラムユニットと、前記感光ドラムを鉛直方向下方から露光する光プリントヘッドと、前記感光ドラムの表面に残留するトナーを除去するクリーナーと、を有する画像形成ユニットと、前記クリーナーによって前記感光ドラムから除去されたトナーを回収する回収部と、を有する画像形成装置であって、前記回収部は、前記ドラムユニットが前記装置本体から引き出される方向において前記感光ドラムよりも上流側で前記画像形成ユニットに接続され、前記クリーナーによって前記感光ドラムから除去されたトナーを搬送する搬送部と、前記画像形成ユニットよりも鉛直方向下側に収納され、前記引き出される方向において前記装置本体よりも下流側から前記装置本体に対して前記回転軸線方向に挿抜することで着脱可能な回収容器であって、前記搬送部を搬送されるトナーを回収するために前記搬送部が取り付けられ、前記引き出される方向において前記搬送部よりも下流側で一部が前記搬送部と前記回転軸線方向において重なる前記回収容器と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、搬送パイプを感光ドラムよりも装置本体の奥側に設け、回収容器の一部が搬送パイプよりも手前側で、搬送パイプと感光ドラムの回転軸線方向において重なるようにすることで、比較例に示す回収容器よりもその容量を大きくすることができる。

画像形成装置の概略断面図。 画像形成装置におけるドラムユニット周囲の斜視図。 光プリントヘッドの概略斜視図。 光プリントヘッドの基板、ＬＥＤチップ、およびレンズアレイを説明するための概略図。 画像形成装置本体に着脱される回収容器を説明するための図。 回収容器の概略斜視図。 回収容器の内部構造について説明するための図。 回収容器と搬送部を説明するための図。 比較例の、回収容器と搬送部との位置関係について説明するための図。

以下に本発明を実施するにあたり好ましい実施の形態を、添付の図面を用いて説明する。ただし、本説明に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明を本説明に記載した実施の形態だけに限るものではない。

（画像形成装置）
まず、画像形成装置１の概略構成を説明する。図１は画像形成装置１の概略断面図である。図１に示す画像形成装置１は読取装置を備えていないカラープリンタ（ＳＦＰ：Ｓｉｎｇｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）であるが、実施の形態は読取装置を備える複写機であってもよい。また、実施の形態は、図１に示すような複数の感光ドラム１０３を備える所謂タンデム方式のカラー画像形成装置に限られず、１つの感光ドラム１０３を備えるカラー画像形成装置やモノクロ画像を形成する画像形成装置でも良い。

図１に示す画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する４基の画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋを備える。ここでは、これら４基の画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋをまとめて画像形成部１０２と称することとする。符号に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋはトナーの色を示している。また、画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、それぞれ感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ（以下、総称して単に「感光ドラム１０３」とも称する）を備える。これらの感光ドラムは、それぞれ離間して配列されている。各感光ドラムの回転軸線は一直線上に並んでいる。また、画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋをそれぞれ帯電させる帯電器１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ（以下、総称して単に「帯電器１０４」とも称する）を備える。さらに、画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋを露光する露光ユニット５００Ｙ、５００Ｍ、５００Ｃ、５００Ｋ（以下、総称して単に「露光ユニット５００」とも称する）を備える。露光ユニット５００は、光を出射する露光光源としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下ＬＥＤと記載）を備える。図１の画像形成装置１は、感光ドラム１０３を鉛直方向下方から露光する所謂「下面露光方式」の画像形成装置である。また、画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、現像器１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以下、総称して単に「現像器１０６」とも称する）を備える。現像器１０６は後述する現像ユニット６４１として、装置本体に対して着脱可能である。現像器１０６は、感光ドラム１０３上の静電潜像をトナーによって現像し、感光ドラム１０３上に各色のトナー像を現像する。

ここで、図１に示すように画像形成装置１はトナーボトル４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ（以下、総称して単に「トナーボトル４」とも称する）を備える。画像形成を行うことにより、現像ユニット６４１（後述）内のトナー量が減少する。その際には、トナーが、各画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋに対応して設けられたトナーボトル４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋから不図示のパイプを介して現像ユニット６４１（後述）に供給される。すなわち、本実施例に記載の画像形成装置１が備える現像ユニット６４１（後述）では、トナーボトル４から新たなトナー（補給用のトナー）を補給しつつ、過剰となったトナーの一部は残留トナーとして後述する回収容器５へ搬送する。

画像形成装置１は、感光ドラム１０３に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト１０７と、感光ドラム１０３に形成されたトナー像を当該中間転写ベルトに順次転写させる一次転写ローラ１０８（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を備える。また、画像形成装置１は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を給紙部（給紙カセット）１０１から搬送されてきた記録材Ｓ（記録用紙）に転写させる二次転写ローラ１０９と、二次転写された画像を記録材Ｓに定着させる定着器１００を備える。

ここで、給紙部１０１は画像形成部１０２よりも鉛直方向下側に配置されている。給紙部１０１は画像形成装置１本体に収納されている。そして、給紙部１０１は画像形成装置１本体の側面から感光ドラム１０３の回転軸線方向に引き出し可能である。すなわち、ユーザやサービスマン等の作業者は、画像形成装置１本体の側面から画像形成装置１本体に対して給紙部１０１を挿抜可能である。

一次転写後の感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋの表面にはトナーが残留している。これら残留トナーはドラムクリーニング装置（クリーナー）８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋ（以下、総称して単に「ドラムクリーニング装置８０」とも称する）によって除去され、回収容器５に回収される。

また、二次転写後の中間転写ベルト１０７の表面にもトナーが残留している。この残留トナーはベルトクリーニング装置（ベルトクリーナー）７によって除去され、回収容器５に回収される。

（画像形成プロセス）
露光ユニット５００Ｙは帯電器１０４Ｙによって帯電された感光ドラム１０３Ｙの表面を露光する。これにより、感光ドラム１０３Ｙには静電潜像が形成される。次に、現像器１０６Ｙは感光ドラム１０３Ｙに形成された静電潜像をイエローのトナーによって現像する。感光ドラム１０３Ｙの表面に現像されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ１０８Ｙによって中間転写ベルト１０７上に転写される。マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像も同様の画像形成プロセスで中間転写ベルト１０７に転写される。

中間転写ベルト１０７上に転写された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０７によって二次転写部Ｔ２まで搬送される。二次転写部Ｔ２に配置された二次転写ローラ１０９にはトナー像を記録材Ｓに転写するための転写バイアスが印加されている。二次転写部Ｔ２まで搬送されたトナー像は、二次転写ローラ１０９の転写バイアスによって、給紙部１０１から搬送されてきた記録材Ｓに転写される。

記録材Ｓは給紙部１０１内に積載される形で収納されており、画像形成タイミングに合わせて搬送路２０へと給紙される。給紙方法は、まず給紙ローラ８の摩擦で記録材Ｓの先端が跳ね上げられ、記録材Ｓの二重送りを防止するための用紙分離用搬送ローラ対９ａ・９ｂにより記録材Ｓが１枚のみ搬送路２０へ搬送される。その後、搬送ローラ対１０ａ・１０ｂで引き抜かれた記録材Ｓは、搬送路２０を通りレジストローラ対１１ａ・１１ｂまで搬送され一旦停止される。なお、レジストローラ対１１ａ・１１ｂでは斜行補正やタイミング補正が行われた後、二次転写部Ｔ２へと搬送される。

二次転写部Ｔ２にてトナー像が転写された記録材Ｓは定着器１００に搬送される。定着器１００は、熱と圧力によって記録材Ｓにトナー像を定着させる。定着器１００によって定着処理がなされた記録材Ｓは、排紙部１１１に排出される。

また、図１に示すように画像形成装置１はトナーボトル４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ（以下、総称して単に「トナーボトル４」とも称する）を備える。画像形成を行うことにより、現像ユニット６４１（後述）内のトナー量が減少する。その際には、トナーが、各画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋに対応して設けられたトナーボトル４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋから不図示のパイプを介して現像ユニット６４１（後述）に供給される。すなわち、本実施例に記載の画像形成装置１が備える現像ユニット６４１（後述）では、トナーボトル４から新たなトナーを補給しつつ、過剰となったトナーの一部は残留トナーとして回収容器５へ搬送する。

（ドラムユニットおよび現像ユニット）
本実施例の画像形成装置１には交換可能なドラムユニット５１８が取り付けられる。ドラムユニット５１８は、作業者によって交換されるカートリッジである。本実施例のドラムユニット５１８（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、感光ドラム１０３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を有する。感光ドラム１０３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）はドラムユニット５１８の枠体に対して回転可能に支持されている。

また、本実施例の画像形成装置１には現像ユニット６４１が取り付けられている。本実施例の現像ユニット６４１は、図１に示す現像器１０６とトナーを収容する収容部とが一体化されたカートリッジである。現像器１０６は、現像剤を担持する現像剤担持体であるところの現像スリーブを備える。現像ユニット６４１にはトナーとキャリアを攪拌するためのスクリュを回転させるためのギアが複数設けられている。これらのギアが経年劣化等した際には、作業者が現像ユニット６４１を画像形成装置１の装置本体から取り外して交換する。また、現像ユニット６４１からは一定数のトナーが残留トナーとして除去され、回収容器５へと搬送されている。なお、ドラムユニット５１８および現像ユニット６４１の実施の形態は、上記ドラムユニット５１８と現像ユニット６４１が一体化されたプロセスカートリッジでも構わない。

図２（ａ）は、画像形成装置１が備えるドラムユニット５１８周辺および現像ユニット６４１周辺の概略構造を示す斜視図である。また、図２（ｂ）は、作業者がドラムユニット５１８を画像形成装置１に挿入している途中の状態を示す図である。

図２（ａ）に示すように画像形成装置１は、板金で形成される前側板６４２と、同じく板金で形成される後側板６４３を備える。前側板６４２は画像形成装置１の前側に設けられた側壁であって、装置本体の筐体の一部を成す。後側板６４３は画像形成装置１の後ろ側に設けられた側壁であって、装置本体の筐体の一部を成す。図２（ａ）に示すように、前側板６４２と後側板６４３は対面して配置され、両者の間には梁としての不図示の板金が橋架されている。前側板６４２と後側板６４３と不図示の梁とはそれぞれ画像形成装置１の筐体の一部を構成する。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、前側板６４２には開口が形成されている。作業者は、画像形成装置１の前側から、この開口を介してドラムユニット５１８および現像ユニット６４１を挿抜する。ドラムユニット５１８および現像ユニット６４１は、開口を介して画像形成装置１本体の所定の位置に装着される（装着位置）。また、画像形成装置１はカバー５５８（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を備える。カバー５５８（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、装着位置に装着されたドラムユニット５１８と現像ユニット６４１の双方の前側を覆う。カバー５５８は、一端がヒンジによって画像形成装置１本体に固定されている。カバー５５８は、このヒンジによって画像形成装置１本体に対して回動可能に固定されている。ドラムユニット５１８や現像ユニット６４１を交換する際、作業者はまずカバー５５８を開ける。その後、本体内のドラムユニット５１８あるいは現像ユニット６４１を取り出し、新しいドラムユニット５１８あるいは現像ユニット６４１を挿入してカバー５５８を閉じる。以上により、ドラムユニット５１８あるいは現像ユニット６４１の交換作業が完了する。

ここで、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、以下の説明では前側板６４２側を手前側、後側板６４３側を奥側と定義する。ここで言う「手前側」は、給紙部１０１が画像形成装置１から引き出される側と一致する。また、ブラックのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム１０３Ｋを基準としたとき、イエローのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム１０３Ｙが配置されている側を右側と定義する。イエローのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム１０３Ｙを基準としたとき、ブラックのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム１０３Ｋが配置されている側を左側と定義する。さらに、ここで定義した奥手前方向（前後方向）および左右方向に垂直な方向であって鉛直方向上向きを上方向、また、ここで定義した前後方向および左右方向に垂直な方向であって鉛直方向下向きを下方向と定義する。定義した前方向、後方向、右方向、左方向、上方向、下方向を図２に示す。また、以下の本文で記載する感光ドラム１０３の回転軸線方向における一端側はここで定義する前側を意味し、他端側はここで定義する後側を意味する。前後方向における一端側および他端側に関してもここで定義する前側および後側に対応する。左右方向における一端側はここで定義する右側を意味し、他端側はここで定義する左側を意味する。

（光プリントヘッド）
次に、露光ユニット５００が備える光プリントヘッド１０５について説明する。ここで、電子写真方式の画像形成装置に採用される露光方式の一例として、半導体レーザの出射ビームを回転するポリゴンミラーなどで走査しｆ−θレンズ等を介して感光ドラムを露光するレーザビーム走査露光方式がある。本実施例で説明する「光プリントヘッド１０５」は、感光ドラム１０３の回転軸線方向に沿って配列されたＬＥＤ等の発光素子を用いて感光ドラム１０３を露光するＬＥＤ露光方式に用いられるものであって、上記に言うレーザビーム走査露光方式には用いられない。

本実施例で説明する光プリントヘッド１０５は、感光ドラム１０３の回転軸線よりも鉛直方向下側に設けられている。そのため、感光ドラム１０３は光プリントヘッド１０５が有するＬＥＤ５０３によって下方から露光される。図３は、本実施例の画像形成装置１が備える光プリントヘッド１０５の概略斜視図である。

図３より、光プリントヘッド１０５は、レンズアレイ５０６とレンズ取付部７０１と基板５０２（図３では不図示）を保持する保持体５０５とを備える。

次に、保持体５０５に保持される基板５０２について説明する。図４（ａ）は基板５０２の概略斜視図である。図４（ｂ１）は基板５０２に複数個設けられたＬＥＤ５０３の基板５０２上での配列を示す。図４（ｂ２）は図４（ｂ１）の拡大図である。

基板５０２にはＬＥＤチップ６３９が実装されている。図４（ａ）に示すように、基板５０２の一方の面にはＬＥＤチップ６３９が設けられ、他方の面（発光素子が並べられている側とは反対側の面）には長尺のコネクタ５０４が設けられている。当該コネクタ５０４は、その長手方向が基板５０２の長手方向に沿うように基板５０２の下側の面に取り付けられている。基板５０２には各ＬＥＤチップ６３９に信号を供給するための配線が設けられている。コネクタ５０４には、ケーブルの一例としてのフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）１６０（不図示）の一端が接続される。画像形成装置１本体には、制御部とコネクタとを備える基板が設けられている。ＦＦＣ１６０の他端は、当該コネクタに接続されている。すなわち、ＦＦＣ１６０は制御部と基板５０２とを電気的に接続している。基板５０２には、画像形成装置１本体の制御部からＦＦＣ１６０およびコネクタ５０４を介して制御信号（駆動信号）が入力される。ＬＥＤチップ６３９は、基板５０２に入力された制御信号によって駆動される。

基板５０２に実装されたＬＥＤチップ６３９についてさらに詳しく説明する。図４（ｂ１）および図４（ｂ２）に示すように、基板５０２の一方の面には複数のＬＥＤ５０３（発光素子の一例）が配置された複数のＬＥＤチップ６３９−１〜６３９−２９（２９個）が配列されている。各ＬＥＤチップ６３９−１〜６３９−２９はそれぞれ、その長手方向に５１６個のＬＥＤ５０３が一列に配列されている。ＬＥＤチップ６３９の長手方向において、隣り合うＬＥＤ５０３の中心間距離ｋ２は画像形成装置１の解像度に対応している。本実施例の画像形成装置１の解像度は１２００ｄｐｉであるので、ＬＥＤチップ６３９−１〜６３９−２９ＬＥＤチップ６３９の長手方向において、ＬＥＤ５０３は隣接するＬＥＤ５０３の中心間距離が２１．１６μｍとなるように一列に配列されている。そのため、本実施例の光プリントヘッド１０５の露光範囲は約３１４ｍｍとなる。感光ドラム１０３の感光層は３１４ｍｍ以上の幅で形成されている。Ａ４サイズの記録紙の長辺の長さおよびＡ３サイズの記録紙の短辺の長さは２９７ｍｍであるため、本実施例の光プリントヘッド１０５は、Ａ４サイズの記録紙およびＡ３サイズの記録紙に画像形成可能な露光範囲を有している。

ＬＥＤチップ６３９−１から６３９−２９は、感光ドラム１０３の回転軸線方向に沿って二列となるよう交互に配置されている。すなわち、図４（ｂ１）に示すように、左側から数えて奇数番目のＬＥＤチップ６３９−１、６３９−３、・・・６３９−２９が基板５０２の長手方向に一列に実装され、偶数番目のＬＥＤチップ６３９−２、６３９−４、・・・６３９−２８が基板５０２の長手方向に一列に実装されている。ＬＥＤチップ６３９をこのように配置することで、図４（ｂ２）に示すように、ＬＥＤチップ６３９の長手方向において、隣り合う異なるＬＥＤチップ６３９における一方のＬＥＤチップ６３９の一端と他方のＬＥＤチップ６３９の他端とに配置されたＬＥＤの中心間距離ｋ１を一つのＬＥＤチップ６３９上における隣り合うＬＥＤ５０３の中心間距離ｋ２と等しくすることができる。なお、本実施例では露光光源にＬＥＤ５０３を用いる構成を例示するが、露光光源として有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いても構わない。

次に、レンズアレイ５０６について説明する。図４（ｃ１）はレンズアレイ５０６を感光ドラム１０３側から見た時の概略図である。また、図４（ｃ２）はレンズアレイ５０６の概略斜視図である。図４（ｃ１）に示すように、複数のレンズが複数のＬＥＤ５０３の配列方向に沿って二列に並べられている。各レンズは、一方の列のレンズの配列方向において隣り合うレンズの両方に接するように他方の列のレンズの一つが配置されるよう交互に配置されている。各レンズは、円柱状の硝子製のロッドレンズである。なお、レンズの材質は硝子製に限らず、プラスチック製でも構わない。レンズの形状についても円柱状に限らず、例えば六角柱等の多角柱でも構わない。

図４（ｃ２）に示す点線Ｚはレンズの光軸を示す。光プリントヘッド１０５は移動機構６４０によって点線Ｚで示すレンズの光軸に概ね沿った方向（上下方向）に移動可能である。ここで言うレンズの光軸とは、レンズの光出射面の中心と当該レンズの焦点とを結ぶ線を意味する。ＬＥＤ５０３から出射された放射光はレンズアレイ５０６が備えるレンズに入射する。レンズは入射した放射光を感光ドラム１０３の表面上に集光させる機能を有する。レンズアレイ５０６は、ＬＥＤ５０３の発光面とレンズの光入射面との距離と、レンズの光出射面と感光ドラム１０３の表面との距離と、が略等しくなるように光プリントヘッド１０５の組み立て時において、レンズ取付部７０１（図３参照）に対する取付位置が調整される。

（回収容器）
次に回収容器５について説明する。図５は、画像形成装置１に着脱される回収容器５を説明するための図である。図５に示すように、画像形成装置１の上部には読取装置等が設けられていても構わない。回収容器５は画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋより鉛直方向下側かつ給紙部１０１より鉛直方向上側に配置されている。画像形成装置１本体の前側の側面にはフロントカバー６が設けられている。作業者は、当該フロントカバー６を開けて、カバー５５８Ｙ、５５８Ｍ、５５８Ｃ、５５８Ｋの下側から回収容器５を前側に引き出し、交換する。回収容器５は、水平方向に幅広で鉛直方向の高さが小さい扁平形状の容器であって、鉛直方向において複数の画像形成ユニット（１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ）と重なる。

図６は回収容器５の概略斜視図である。回収容器５は例えば軟質プラスチックにて構成された直方体状の容器である。回収容器５の上面の中央部には作業者が把持するための把手１９が設けられている。作業者は把手１９を把持することで回収容器５を容易に移動させることが出来る。回収容器５の奥側の上面には、ドラムクリーニング装置８やベルトクリーニング装置７、現像ユニット６４１Ｙ、６４１Ｍ、６４１Ｃ、６４１Ｋ内にて除去された残留トナーが通過する開口１６が設けられている。ここで、開口１６は、感光ドラム１０３の回転軸線方向と鉛直方向との双方に垂直な垂直方向において回収容器５の一端側もしくは他端側に形成されている。なお、開口１６の機能については後述する。

図６に示すように、搬送パイプ１７（搬送部）は横搬送パイプ２２（第３搬送パイプ）と三種類の縦搬送パイプを備える。ここで、三種類の縦搬送パイプとは、ベルトクリーニング装置７にて除去された残留トナーを回収容器５へ向けて搬送する縦搬送パイプ１８と、現像ユニット６４１にて除去された残留トナーが搬送される縦搬送パイプ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ（以下、単に「縦搬送パイプ（第２搬送パイプ）２５」とも称する）と、ドラムクリーニング装置８にて除去された残留トナーを回収容器５へ向けて搬送する縦搬送パイプ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ（以下、単に「縦搬送パイプ（第１搬送パイプ）２６」とも称する）である。これら三種類の縦搬送パイプは横搬送パイプ２２の上面に接続されている。すなわち、横搬送パイプ２２は、三種類の縦搬送パイプ（１８、２５、２６）よりも鉛直方向下側に配置されている。また、これら三種類の縦搬送パイプはいずれも鉛直方向下方に向けてトナーを搬送する。横搬送パイプ２２の内部には、搬送スクリュ（不図示）が横搬送パイプ２２の長手方向に沿って設けられている。残留トナーは、横搬送パイプ２２内の搬送スクリュ（不図示）によって、横搬送パイプ２２内を開口２１に向けて搬送される。すなわち、横搬送パイプ２２は、三種類の縦搬送パイプ（１８、２５、２６）のいずれにも交差する方向にトナーを搬送する。搬送パイプ１７と回収容器５とを合わせて回収部２００と呼ぶ。

回収容器５が画像形成装置１本体に装着されると開口１６と搬送パイプ１７の下側に設けられた開口２１とが上下方向で重なる。これにより、搬送パイプ１７内を搬送される残留トナーが開口２１および開口１６を介して回収容器５内に回収される。

ここで、横搬送パイプ２２を設けずに、トナーを各縦搬送パイプ（１８、２５、２６）から回収容器５に直接搬送しても構わない。しかし、このような構成とした場合、開口１６に相当する開口が、回収容器５に複数形成され、複雑な構成となる。回収容器５が交換され、新しい回収容器５が画像形成装置１本体に収納されたときに、各開口が各縦搬送パイプ（１８、２５、２６）に接続される必要がある。回収容器５と搬送パイプ１７との接続箇所が多くなるほどその構造は複雑なものとなる。したがって、回収容器５と搬送パイプ１７との接続箇所は可能な限り少ない方が望ましい。

以下、（１）ベルトクリーニング装置７にて除去された残留トナーが回収容器５に回収される構造、（２）現像ユニット６４１内にて除去された残留トナーが回収容器に回収される構造、（３）ドラムクリーニング装置８０にて除去された残留トナーが回収容器５に回収される構造、について図６を用いて順に説明する。

＜１．ベルトクリーニング装置７から回収容器５への残留トナーの搬送＞
前述したように画像形成装置１はベルトクリーニング装置７（図１参照）を備える。クリーニング装置７は、二次転写部Ｔ２よりも中間転写ベルト１０７の回転方向下流側かつ一次転写ローラ１０８Ｙによってイエローのトナー像が中間転写ベルト１０７上に転写される位置よりも中間転写ベルト１０７の回転方向上流側に設けられている。本実施例においてクリーニング装置７は、中間転写ベルト１０７の幅方向に沿って設けられたブレードである。このブレードが回転する中間転写ベルト１０７の面に対して当接されることで、中間転写ベルト１０７上に残った残留トナーが掻き落とされる。掻き落とされた残留トナーは縦搬送パイプ１８内を通り、横搬送パイプ２２内に到達した後、横搬送パイプ２２内の搬送スクリュによって搬送され、回収容器５に回収される。

＜２．現像ユニット６４１から回収容器５への残留トナーの搬送＞
本実施例記載の画像形成装置１のようにトナーボトル４を備える場合、現像ユニット６４１は、新たなトナーを内部に補給しつつ、トナーを攪拌する。そして、過剰となったトナーは残留トナーとして回収容器５へ搬送される。

現像ユニット６４１にて除去された残留トナーは現像ユニット６４１の奥側から縦搬送パイプ２５を通り横搬送パイプ２２内部に到達する。縦搬送パイプ２５は鉛直方向に延びており、現像ユニット６４１にて除去された残留トナーは縦搬送パイプ２５内部を自重によって自由落下する。その後、横搬送パイプ２２内部に到達した残留トナーは横搬送パイプ２２内の搬送スクリュ（不図示）にて、開口１６へ向けて搬送され、回収容器５に回収される。

＜３．ドラムクリーニング装置８０から回収容器５への残留トナーの搬送＞
前述したように画像形成装置１はドラムクリーニング装置８０（図１参照）を備える。当該ドラムクリーニング装置８０は、一次転写ローラ１０８によってトナー像が中間転写ベルト１０７に転写される位置よりも感光ドラム１０３の回転方向下流側かつ帯電器１０４によって感光ドラム１０３が帯電される位置よりも感光ドラム１０３の回転方向上流側に設けられている。本実施例においてドラムクリーニング装置８０は、感光ドラム１０３の回転軸線方向に沿って設けられたブレードである。当該ブレードが回転する感光ドラム１０３の面に対して当接されることで、感光ドラム１０３上に残った残留トナーが掻き落とされる。掻き落とされた残留トナーは縦搬送パイプ２６内を通り、横搬送パイプ２２内に到達した後、横搬送パイプ２２内の搬送スクリュによって搬送され、回収容器５に回収される。

図７は、回収容器５の内部構造を説明するための図である。本実施例における回収容器５は、画像形成装置１本体に収納された状態のときに、左右方向における一端側がイエローに対応する画像形成ユニット１０２Ｙと給紙部１０１との間に位置し、且つ左右方向における他端側がブラックに対応する画像形成ユニット１０２Ｋと給紙部１０１との間に位置する。すわなち、本実施例における回収容器５は左右方向に幅広の容器である。また、回収容器５の奥行き方向の幅も高さ方向の幅と比べて大きい。このように、水平方向の幅が広く高さ方向の幅が小さい扁平状の容器の場合、容器内にトナーを均一に蓄積していくことが難しい。そのため、トナーが回収容器内において部分的に蓄積されていってしまう虞がある。このような問題を解決するために、回収容器５の内部には、容器内に蓄積されたトナーを容器内において攪拌するための複数のスクリュ（３７、３８、３９）が設けられている。本実施例における回収容器５は３つのスクリュ（３７、３８、３９）を備え、それぞれのスクリュ（３７、３８、３９）は左右方向に間隔をあけて設けられている。スクリュ３７（３８、３９）は、回転軸３１（３２、３３）と羽３４（３５、３６）とを備える。回転軸３１は回収容器５の手前側の側壁から奥側の側壁に向けて延びている。回転軸３１の奥側にはギヤが設けられており、このギヤが回転駆動されることで回転軸３１が回転する。回転軸３１には、羽３４が螺旋状に設けられている。回転軸３１が回転することに連動して羽３４も回転する。回収容器５の内部に蓄積されたトナーは、回転する羽３４によって搬送され容器内で攪拌される。スクリュ３８およびスクリュ３９の構成についてもスクリュ３７と同様である。また、回収容器５は、スクリュ３７とスクリュ３８との間に壁部４０を備え、スクリュ３８とスクリュ３９との間に壁部４１を備える。壁部４０と回収容器５の手前側の側壁との間には間隙が形成されておりトナーが通過する。また、壁部４１と回収容器５の奥側の側壁との間にも間隙が形成されておりトナーが通過する。これにより、搬送パイプ１７から回収容器５の内部に搬送されたトナーは、（１）スクリュ３７によって奥側から手前側に向けて攪拌され、（２）スクリュ３８によって手前側から奥側に向けて攪拌され、（３）スクリュ３９によって奥側から手前側に向けて攪拌される。こうして、トナーは回収容器５の右奥側から左手前側へと搬送されながら攪拌される。

図８は、回収容器５と搬送部１７とを説明するための図である。また、図９は、本発明の特徴を説明するための比較例の図である。図８と図９とを用いて、本発明の特徴について説明する。図９（ａ）は、搬送パイプ１７が画像形成装置１本体の手前側に設けられた構成を示している。この構成において、回収容器５０は、作業者によって搬送パイプ１７の下側を通して、奥手前方向に移動される。すなわち、回収容器５０は、搬送パイプ１７と干渉することの無いように搬送パイプ１７を避けて画像形成装置１本体に収納される。

図９（ｂ）は、画像形成装置１本体の手前側に搬送パイプ１７が配置された構成において、画像形成部１０２と給紙部１０１との間に生じるデッドスペースＤの説明をするための図である。ここで、図１を用いてデッドスペースＤが生じる一原因を説明する。図１に示すように、用紙分離用搬送ローラ対９ａ・９ｂから搬送ローラ対１０ａ・１０ｂまでの搬送路２０は湾曲している。図１より、湾曲した搬送路２０の曲率を大きくすると画像形成装置１の高さを小さくすることが出来る。しかし、搬送路２０の曲率を大きくし過ぎると用紙の搬送が困難となり、紙詰まり等のトラブルが用紙の搬送経路上で生じる虞がある。そのため、用紙分離用搬送ローラ対９ａ・９ｂから搬送ローラ対１０ａ・１０ｂまでの間隔はある程度の距離を設ける必要がある。これにより、画像形成部１０２と給紙部１０１との間にはデッドスペースとなる空間が生まれることがある。一般には、この空間を利用して、図９（ｂ）に示すように回収容器５を配置したり、画像形成部１０２に高電圧からなる各種のバイアス電圧を印加する高圧電源等を配置したりすることが多い。また、感光ドラムの露光方式にレーザビーム走査露光方式を用いる画像形成装置の場合、ポリゴンミラーやｆ−θレンズ等を収容するための光学箱を上述したデッドスペースの空間に配置することもある。そのため、特に光プリントヘッドを備える画像形成装置の場合、図９（ｂ）に示すようなデッドスペースＤが生まれてしまうことがある。

本発明は、このデッドスペースＤを最大限に活用して、回収容器５０を高さ方向に大きくすることで回収容器５０の容量を大きくしたことにある。ここで、図９（ｂ）に示すように搬送パイプ１７が画像形成装置１本体の手前側に配置された構成において、デッドスペースＤを用いて回収容器５０を大型化することを考える。この場合、回収容器５０の一部がデッドスペースＤの空間と重なるように、回収容器５０の高さ方向の大きさを大きくする。作業者の利便性を考えると、回収容器５０は画像形成装置１本体の手前側から引き出すことで交換可能であることが求められる。回収容器５０が画像形成装置１本体の手前側から引き出し可能であるためには、回収容器５０と搬送パイプ１７とが互いに干渉しない位置関係にある必要がある。仮に、回収容器５０の一部がデッドスペースＤと重なるように、回収容器５０が画像形成装置１本体の内部に収納される場合、作業者が回収容器５０を引き出していくと、回収容器５０と搬送パイプ１７とが接触してしまう。これを防ぐために搬送パイプ１７を回収容器５０の移動経路よりも上方に設けることが有効とも考えられる。しかし、回収容器５０に回収されるトナーは縦搬送パイプ（２５、２６）内を鉛直方向下向きに搬送されることや、横搬送パイプ２２が縦搬送パイプ（２５、２６）よりも鉛直方向下側に設けられることを考えると、搬送パイプ１７よりも画像形成装置１本体の奥側にデッドスペースＤが生じないほどに搬送パイプ１７の設置箇所を上方に移すことは難しい。

図９（ｃ）は、画像形成装置１本体の奥側に設けられた搬送パイプ１７と回収容器５との位置関係を説明するための図である。図９（ｃ）に示すように、搬送パイプ１７を画像形成装置１本体の奥側に設けた場合、感光ドラム１０３の回転軸線方向（奥手前方向）において回収容器５の一部が搬送パイプ１７と重なるように回収容器５を配置することが出来る。言い換えれば、給紙部１０１が引き出される方向（画像形成装置１本体の奥側から手前側へと向かう方向）において搬送パイプ１７よりも下流側で、奥手前方向において回収容器５の一部を搬送パイプ１７と重ならせることが出来る。

また、回収容器５は、給紙部１０１が引き出される方向において搬送パイプ１７よりも上流側（奥側）で、搬送パイプ１７と奥手前方向において重なる空間を避けて収納される。これにより、作業者が回収容器５を引き出していっても、回収容器５と搬送パイプ１７とが接触することがない。

以上より、本発明の画像形成装置１は従来の回収容器５０よりも大容量化した回収容器５を備えることが出来る。

５ 回収容器
１６ 開口
１７ 搬送パイプ
１８ 縦搬送パイプ
２２ 横搬送パイプ
２５ 縦搬送パイプ
２６ 縦搬送パイプ
１０１ 給紙部
１０２ 画像形成部
１０３ 感光ドラム
１０５ 光プリントヘッド

Claims (14)

1. 装置本体に対して回転可能な感光ドラムを有し前記装置本体の側面から前記感光ドラムの回転軸線方向に引き出し可能なドラムユニットと、前記感光ドラムを鉛直方向下方から露光する光プリントヘッドと、前記感光ドラムの表面に残留するトナーを除去するクリーナーと、を有する画像形成ユニットと、
   前記クリーナーによって前記感光ドラムから除去されたトナーを回収する回収部と、を有する画像形成装置であって、
   前記回収部は、
   前記ドラムユニットが前記装置本体から引き出される方向において前記感光ドラムよりも上流側で前記画像形成ユニットに接続され、前記クリーナーによって前記感光ドラムから除去されたトナーを搬送する搬送部と、
   前記画像形成ユニットよりも鉛直方向下側に収納され、前記引き出される方向において前記装置本体よりも下流側から前記装置本体に対して前記回転軸線方向に挿抜することで着脱可能な回収容器であって、前記搬送部を搬送されるトナーを回収するために前記搬送部が取り付けられ、前記引き出される方向において前記搬送部よりも下流側で一部が前記搬送部と前記回転軸線方向において重なる前記回収容器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記装置本体に収納された前記回収容器よりも鉛直方向下側において、前記装置本体の側面から前記装置本体に対して前記回転軸線方向に引き出し可能に収納され、記録用紙を収容する給紙カセットと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回収容器のうち前記引き出される方向において前記搬送部よりも下流側に位置する部分の鉛直方向の幅は、前記回収容器のうち鉛直方向において前記搬送部と重なる部分の鉛直方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記回収容器は、前記引き出される方向において前記搬送部よりも上流側で前記搬送部と前記回転軸線方向において重なる空間を避けて前記装置本体に収納されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成ユニットは、補給用のトナーを補給可能であって露光されることにより前記感光ドラムの表面に形成された潜像をトナー像に現像し且つ内部で過剰になったトナーを排出する現像器を備え、
   前記搬送部は前記現像器から排出されたトナーを前記回収容器の内部に搬送することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記感光ドラムに形成されたトナー像が転写され回転可能な中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトの表面からトナーを除去するベルトクリーナーと、を備え、
   前記搬送部は前記ベルトクリーナーによって除去されたトナーを前記回収容器の内部に搬送することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記搬送部は、
   前記ドラムユニットに接続され前記クリーナーによって前記感光ドラムから除去されたトナーが通過する第１搬送パイプと、
   前記現像器に接続され前記現像器から排出されたトナーが通過する第２搬送パイプと、
   前記第１搬送パイプと前記第２搬送パイプのそれぞれが接続され、前記第１搬送パイプを通過したトナーと前記第２搬送パイプを通過したトナーとが通過する第３搬送パイプと、を備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１搬送パイプと前記第２搬送パイプとはそれぞれ鉛直方向下方に向けてトナーを搬送し、
   前記第３搬送パイプは、前記第１搬送パイプと前記第２搬送パイプの双方に対して交差する方向にトナーを搬送することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記第３搬送パイプは前記感光ドラムよりも鉛直方向下側に配置されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像形成装置。
10. 複数の前記画像形成ユニットを備え、
    複数の前記画像形成ユニットは、前記画像形成ユニットそれぞれが有する前記感光ドラムの回転軸線が一直線上に並んで配列されており、
    前記回収容器は、鉛直方向において前記給紙カセットと複数の前記画像形成ユニットとの間に位置することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
11. 鉛直方向と前記回転軸線方向との双方に垂直な垂直方向における前記回収容器の一端側もしくは他端側には、前記搬送部が取り付けられる開口が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記開口は、鉛直方向における前記回収容器の上側の面に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記回収容器の内部には、前記回収容器に回収されたトナーを攪拌させるために、回転軸と前記回転軸の長手に沿って螺旋状に設けられた羽とを有するスクリュが複数設けられていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記装置本体に装着された状態における前記回収容器の鉛直方向上側の面には、作業者が把持するための把手が前記回転軸線方向に延びて設けられていることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images