JP3226155B2 - 画像形成装置のトナー回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の画像形成装置におけるトナー回収装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、電子写真方式の画像形成装置
においては、周知のように、回転する感光体ドラムの表
面が一様に帯電され、画像情報を含む光で感光体ドラム
を露光することにより静電潜像が形成され、この静電潜
像を現像することにより感光体ドラムの表面にトナー像
が形成され、このトナー像が用紙に転写される。また、
感光体ドラムの表面に転写されずに残ったトナーは、ク
リーナで除去され、排トナー搬送手段を介して排トナー
回収部内に回収される。

【０００３】排トナー回収部の設置箇所としては種々考
えられるが、省スペースの点から、クリーナで回収され
た排トナーを排トナー搬送手段を介して感光体ドラム内
部に回収する構造が特開昭５５−９６９７４号公報で示
されている。同公報に記載の装置においては、回収され
た排トナーは、感光体ドラムを構成する金属材料に直接
接触する状態で収容され、感光体ドラム内面に排トナー
が付着する。一方、近年は産業廃棄物は資源として活用
できるものはリサイクルすることが社会的に必要不可欠
となり、トナー像の形成のために使用されるプロセスユ
ニットも廃棄時は感光体ドラムを構成する金属材料と内
部に回収された排トナーとを分離する必要がある。とこ
ろが、上記特開昭５５−９６９７４号公報に記載された
構造では、回収された排トナーが感光体ドラム内面に付
着するため、感光体ドラム内面に付着した排トナーが分
離しにくいという不都合があった。

【０００４】そこで、特開昭６３−１２５９７２号公報
や特開昭６３−１２５９７３号公報に記載されているよ
うに、トナー回収タンクを感光体ドラム内部に配設する
ことが提案されている。これらの公報に記載の装置にお
いては、感光体ドラム内部に固定された状態でトナー回
収タンクが取り付けられている。そして、回収された排
トナーは、感光体ドラムの回転軸に一致して配置された
トナー回収タンクの入口から、コイルスプリング状の搬
送部材によりトナー回収タンク内に送り込まれ、排トナ
ーの自重でトナー回収タンク内に自然落下する。ところ
が、トナー回収タンク内に送り込まれた排トナーは、ト
ナー回収タンクの入口付近に偏在して溜まるため、入口
が塞がれてトナー回収タンクの奥の方に空間がある場合
でも、排トナーをそれ以上回収できず、トナー回収タン
ク内への充填率が悪いという問題があった。

【０００５】この様な充填率の問題を解決するものとし
て、特開昭６０−５７８８０号公報には、感光体ドラム
とは回動を伴にしないトナー回収タンクを前記感光体の
内部に設けることが記載されている。しかしながら、こ
の場合には、トナー回収タンク内に撹拌搬送機構を設け
る必要が生じるため、トナー回収タンク内の充填率を上
げる手段としての機構が複雑化し、コスト上昇や占有ス
ペース増加の問題が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、回収
した排トナーが感光体ドラム内壁に付着するのを防止し
て、感光体ドラムのリサイクル性を向上させることを目
的とする。また、本発明は、特別な機構を設けることな
く、簡易的な手段で、また回収の為の駆動手段を特別に
設けることなく、トナー回収タンク内の充填性能を確保
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状の感光
体とその周辺装置として少なくとも前記感光体に対する
クリーナ部をユニット化してプロセスカートリッジを構
成し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体に
対して着脱可能に取り付け、前記クリーナ部で清掃され
た排トナーを搬送部材を介して前記感光体の内部に搬送
し、前記感光体の内部に設けたトナー回収タンクに蓄積
するよう構成した画像形成装置のトナー回収装置におい
て、前記感光体の回動とともに前記トナー回収タンクも
回動するように、前記感光体の内壁と略密着し且つ前記
感光体の内壁から分離可能に前記トナー回収タンクを設
け、前記トナー回収タンクの端部及び感光体フランジの
対向側の回転軸心部分にそれぞれ互いに螺合するネジを
有する係合部を設け、前記ネジの螺合方向を前記感光体
の回転よりネジが締め付けられる方向に設定することを
特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される画像
形成装置の内部の原理的な構成を概略断面図である。ま
た、図２は、画像形成装置の外観を示す概略斜視図であ
る。

【０００９】画像形成装置本体１の内部において、矢印
Ａ方向に回転する円筒状の感光体２の周囲には、感光体
２の表面を一様に帯電する帯電器３、帯電した感光体２
の表面を画像情報を含む光で露光することにより感光体
２の表面に静電潜像を形成する露光装置４、この静電潜
像を現像してトナー像を形成する現像装置５、感光体２
の表面に形成されたトナー像を給紙トレイ（図示せず）
から給紙された用紙に転写する転写器６、転写後に感光
体２の表面に残ったトナーを除去するクリーナ部７等が
順次配列されている。

【００１０】また、画像形成装置本体１の内部には、転
写後の用紙を感光体２の表面から剥離する分離器８、剥
離後の用紙を定着装置１０まで搬送するベルトコンベヤ
等の用紙搬送装置９が設けられている。

【００１１】上述した各構成要件の中で、少なくとも、
感光体２とその周辺装置として排トナーを回収するクリ
ーナ部７をユニット化してプロセスカートリッジ１１を
構成し、画像形成装置本体１に着脱可能に取り付けてい
る。クリーナ部７には、転写後に感光体２の表面に残っ
たトナーを掻き取るブレード１２と、このブレード１２
により掻き取られたトナーを排トナーとして回収し感光
体２の内部まで搬送する搬送路形成部１３が設けられて
いる。また、感光体２の内部にトナー回収タンク２９が
配置される。このトナー回収タンク２９は、感光体２と
は独立に形成されており感光体２からの着脱が可能とな
っている。

【００１２】図３は、搬送路形成部１３と感光体２との
接続状態を示す概略斜視図である。搬送路形成部１３
は、Ｕ字状に湾曲された管状部材１４と、この管状部材
１４の内部に回転可能に設けられたスパイラル形状を有
する搬送部材１５とから構成されている。搬送路形成部
１３の一端はクリーナ部７に連結され、他端は感光体２
側に連結される。感光体２の両側面には、それぞれリア
側感光体フランジ１６，フロント側感光体フランジ１７
が形成されており、リア側感光体フランジ１６が感光体
２に回転力を与える回転手段に連結され、フロント側感
光体フランジ１７の回転軸中心部分に形成された貫通孔
１８に前記搬送路形成部１３の他端が連結される。な
お、ここでは、使用者が位置する画像形成装置本体１の
手前側をフロント側と称し、奥側をリア側と称する。

【００１３】図４は、感光体２、クリーナ部７、搬送路
形成部１３等を含むプロセスカートリッジ１１の水平断
面図である。感光体２は中空円筒状であり、その両端部
には、それぞれリア側感光体フランジ１６，フロント側
感光体フランジ１７が取り付けられている。リア側感光
体フランジ１６の軸芯部近傍の一部分は、感光体２の軸
方向外側に突出しており受軸１９を構成している。この
受軸１９は、プロセスカートリッジリア側枠体２０に設
けられた軸受２１により回転自在に支持されている。ま
た、リア側感光体フランジ１６の軸芯部には、機械本体
リア側フレーム２２に軸受２３を介して回転自在に支持
された感光体駆動軸２４の先端が挿入される係合孔２５
が形成されている。

【００１４】フロント側感光体フランジ１７の軸芯部に
は、搬送路形成部１３を貫通させるための貫通孔１８が
形成されている。プロセスカートリッジフロント側枠体
２７にも、搬送路形成部１３を貫通させるための貫通孔
２６が形成されており、この貫通孔２６からフロント側
感光体フランジ１７の貫通孔１８に向かって軸受用筒状
体２８が配置されており、軸受用筒状体２８によりフロ
ント側感光体フランジ１７が回転自在に保持されてい
る。

【００１５】感光体２の内部には、感光体２の内壁に沿
うように回収量に十分なスペースを確保できるような容
積をもたせた円筒状のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート）製のトナー回収タンク２９が設けられており、感
光体２とトナー回収タンク２９の二重構造となってい
る。このトナー回収タンク２９は、感光体２の内壁に略
密着させ取り付けられており、感光体２が回転するとこ
れに伴ってトナー回収タンク２９も回転するようになっ
ている。

【００１６】トナー回収タンク２９の駆動側（図４にお
いて右側）の側面には、一対の凹状のトナー回収タンク
側係合部３０，３１が形成され、一方、リア側感光体フ
ランジ１６には、これらのトナー回収タンク側係合部３
０，３１に係合する一対の凸状のフランジ側係合部３
２，３３が形成されている。感光体２内にトナー回収タ
ンク２９を組み付ける際に、これらの係合部３０と３
２、３１と３３をそれぞれ係合させておくことにより、
感光体２が回動する力を利用してトナー回収タンク２９
を確実に回転させることができる。これらの係合部は、
円周方向の位置決めを行なう構造、半径方向の位置決め
を行なう構造、或いは、両方の方向の位置決めを行なう
構造のいずれかを採用することができる。例えば、トナ
ー回収タンク側係合部３０，３１をすり鉢状とし、フラ
ンジ側係合部３２，３３を円錐状とすることができる。
また、トナー回収タンク側係合部３０，３１とフランジ
側係合部３２，３３は、感光体２の軸方向に嵌合してい
るので、ネジなどの固定手段を使用することなく、感光
体２に対してトナー回収タンク２９を取り付けることが
できる。したがって感光体２からトナー回収タンク２９
を抜き取る際も特別な工具を必要としない。

【００１７】また、上記クリーナ部７は、プロセスカー
トリッジリア側枠体２０とプロセスカートリッジフロン
ト側枠体２７の間に保持された状態で感光体２の軸に平
行に感光体２の表面に近接して設けられている。クリー
ナ部７には、感光体２の表面に接触した状態でブレード
１２が設けられている。このブレード１２は、プロセス
カートリッジリア側枠体２０とプロセスカートリッジフ
ロント側枠体２７の間に回転自在に支持されたブレード
駆動軸３４に取り付けられており、転写後に感光体２の
表面に残ったトナーは、このブレード１２の回転により
クリーナ部７の内部に掻き落とされる。

【００１８】クリーナ部７の駆動側とは反対側（図にお
いて左側）の端部には、Ｕ字状に湾曲された搬送路形成
部１３の一端が連結されており、搬送路形成部１３の他
端は、感光体２のフロント側感光体フランジ１７に設け
られた貫通孔１８を介して感光体２の内部のトナー回収
タンク２９の内部に突出している。搬送路形成部１３
は、前述したように、Ｕ字状に湾曲された管状部材１４
と、この管状部材１４の内部に回転可能に設けられたス
パイラル形状を有する搬送部材１５とから構成されてい
る。搬送部材１５は管状部材１４の内部だけではなく、
クリーナ部７の全長にわたって伸延している。搬送部材
１５の先端はトナー回収タンク２９の内部に突出してお
り、搬送部材１５の基端はプロセスカートリッジリア側
枠体２０に回転自在に取り付けられた搬送部材駆動軸３
５に連結されている。

【００１９】前記ブレード駆動軸３４と前記搬送部材駆
動軸３５の駆動側の端部には、それぞれブレード駆動ギ
ヤ３６と搬送部材駆動ギヤ３７が取り付けられており、
ブレード駆動ギヤ３６と搬送部材駆動ギヤ３７は互いに
かみ合っており、更に、搬送部材駆動ギヤ３７は駆動回
転ギア３８にかみ合っている。。なお、符号３９は、機
械本体フロント側フレームである。

【００２０】次に、上述した画像形成装置のトナー回収
装置の動作について説明する。

【００２１】先ず、プロセスカートリッジ１１を画像形
成装置本体１に対して装着する操作について説明する。
プロセスカートリッジ１１を、画像形成装置本体１に設
けられたプロセスカートリッジ取り付け空間に押し込む
と、感光体２のリア側感光体フランジ１６に形成された
係合孔２５に、画像形成装置本体１側に設けられた感光
体駆動軸２４が挿入され、プロセスカートリッジ１１の
奥側が位置決めされる。また、プロセスカートリッジ１
１の手前側は、機械本体フロント側フレーム３９により
位置決めされる。

【００２２】画像形成動作中及びその他の所定期間にお
いては、感光体駆動軸２４が回転駆動され、感光体２が
回転する。このとき、感光体リア側感光体フランジ１６
とトナー回収タンク２９とは、トナー回収タンク側係合
部３０，３１とフランジ側係合部３２，３３により互い
に係合しているので、感光体２が回転するとトナー回収
タンク２９も回転する。

【００２３】また、駆動回転ギア３８が回転駆動され、
この駆動回転ギア３８に順次かみ合った搬送部材駆動ギ
ヤ３７とブレード駆動ギヤ３６が回転、これにともなっ
て搬送部材１５及びブレード１２が回転する。

【００２４】先に説明したように、回転する感光体２の
表面は一様に帯電され、画像情報を含む光で感光体２を
露光することにより静電潜像が形成され、この静電潜像
を現像することにより感光体２の表面にトナー像が形成
され、このトナー像が用紙に転写される。転写後に感光
体２の表面に残ったトナーが、感光体２の回転に従って
ブレード１２の位置に至ると、回転するブレード１２に
より感光体２のトナーがはたき落とされる。はたき落と
されたトナーは、クリーナ部７に収容される。クリーナ
部７においては、スパイラル形状を有する搬送部材１５
が回転しているので、クリーナ部７内のトナーは、搬送
部材１５により搬送路形成部１３の方向に搬送され、更
に、搬送路形成部１３の内部を通過し、感光体２の回転
軸心に設けた貫通孔１８を通過し、感光体２の内部に配
置されたトナー回収タンク２９内に排出される。

【００２５】この時、感光体フロント側感光体フランジ
１７の一部が、トナー回収タンク２９の開口部と嵌まり
合うように突き出させているので、トナー漏れを生じる
ことなく、感光体２と共にトナー回収タンク２９を回転
させることができる。

【００２６】更に、トナー回収タンク２９は、感光体２
の内壁面にほぼ密着させた状態に取り付けられているの
で、感光体２が回転すると、これに連れてタンク２９も
回転するので、回収されたトナーはタンク内で固着する
ことがない。したがって、回収されたトナーのトナー回
収タンク２９への回収が円滑に行われ、回収効率が改善
される。

【００２７】トナー回収タンク２９に所定量の排トナー
が溜まったら、或いは、プロセスカートリッジ１１が寿
命に達したら、プロセスカートリッジ１１を画像形成装
置から取り出す。そして、このプロセスカートリッジ１
１をリサイクルする場合には、感光体２から感光体フロ
ント側感光体フランジ１７を取り外して、トナー回収タ
ンク２９を手前に引くことにより、感光体２とトナー回
収タンク２９を分離することができる。したがって、金
属製の感光体２に、再処理の際に邪魔になるトナーが付
着することがなく、感光体２を有効にリサイクルに利用
することができる。

【００２８】このとき、トナー回収タンク２９とリア側
感光体フランジ１６は、トナー回収タンク側係合部３
０，３１とフランジ側係合部３２，３３感光体２の軸方
向に嵌合して取り付けられているだけなので、特別な工
具を必要とすることなく、容易に感光体２からトナー回
収タンク２９を抜き取ることができる。

【００２９】なお、上述の実施例においては、リア側感
光体フランジ１６の側に、トナー回収タンク側係合部３
０，３１及びフランジ側係合部３２，３３からなるトナ
ー回収タンク２９との係合部を設けたが、これに代えて
フロント側感光体フランジ１７の側に同様な係合部を設
けてもよい。これにより、感光体２が回転するとフロン
ト側感光体フランジ１７も回転しそのままタンク２９も
回転することになる。

【００３０】また、リア側感光体フランジ１６とフロン
ト側感光体フランジ１７の双方にトナー回収タンク２９
との係合部を設けてもよい。

【００３１】また図５に示すように、トナー回収タンク
２９とフロント側感光体フランジ１７の一部にそれぞれ
ネジ部４０，４１を形成し、螺合によりトナー回収タン
ク２９とフロント側感光体フランジ１７を結合するよう
にしてもよい。この場合、ネジの螺合方向を、図６に示
すように、感光体２の回転よりネジが締め付けられる方
向に設定する。すなわち、はめ合い方向が感光体回転方
向と同一方向となるようにする。

【００３２】感光体２が矢印Ｂの方向に回転すると、感
光体２の内壁に密着して設けられたトナー回収タンク２
９も同じ方向に回転する。このため、トナー回収タンク
２９内の排トナーＴも、図７（ａ）に示すように，矢印
Ｂの方向に移動する。感光体２が更に回転して、図７
（ｂ）に示すように，排トナーＴがトナー回収タンク２
９の一方の側に偏った状態になると、トナー回収タンク
２９には、排トナーＴの自重により矢印Ｃ方向の回転力
が加わる。これにより、ネジ部４０とネジ部４１は互い
にねじ込まれることになり、フロント側感光体フランジ
１７とトナー回収タンク２９とが確実に結合され、感光
体２及びトナー回収タンク２９の回転中に排トナー２８
がもれることなく確実な回収ができる。

【００３３】また、フロント側感光体フランジ１７とト
ナー回収タンク２９を螺合により結合したので、トナー
回収タンク２９の取付取り外しも容易となる。

【００３４】更に、トナー回収タンクが回転すると、排
トナーの粒子同士の摩擦及び排トナーの粒子とトナー回
収タンクの内周面との摩擦のよる保持力よりも排トナー
の自重による力の方が大となり、排トナーの塊が崩れて
低い位置に移動する。

【００３５】また、トナー回収タンク２９の内壁には、
図８（ａ）に示すように多数の凸部４２を設けたり、図
８（ｂ）に示すように螺旋状の突条４３を設けたりする
ことができる。図８（ａ）に示すように多数の凸部４２
を設けた場合には、トナー回収タンク２９内の排トナー
が多数の凸部４２により掬われながらトナー回収タンク
２９内を移動するので、排トナーが固着しにくくなり、
トナー回収量が不均衡になりにくい。また、図８（ｂ）
に示すように螺旋状の突条４３を設けることにより、ト
ナー回収タンク２９の矢印Ｄ方向への回転に伴って、ト
ナー回収タンク２９内の排トナーが螺旋状の突条４３に
よりトナー回収タンク２９の奥の方に搬送されるので、
回収容量を高めることができる。上述した凸部４２や突
条４３は、トナー回収タンク２９の材料をＰＥＴなどの
樹脂にすることで容易に成型が可能である。なお、凸部
に代えて凹部を使用することができ、また、突条に代え
て長溝を使用することができる。

【００３６】図９は、トナー回収タンク２９の内壁に多
数の凸部４２を設けた場合、螺旋状の突条４３を設けた
場合、及び、トナー回収タンク２９の内壁が平坦である
場合の排トナーの回収量を示すグラフである。図９から
判るように、トナー回収タンク２９の内壁に多数の凸部
４２やを螺旋状の突条４３を設けることにより、トナー
回収タンク２９の内壁が平坦である場合よりも排トナー
の回収量を増やすことができる。

【００３７】以上述べたように、上述した各実施例にお
いては、感光体２とトナー回収タンク２９の関係が特別
なねじなどの部材を必要とせずに配設されているので、
トナー回収タンク２９の感光体２から着脱が容易であ
る。また、回収したトナーが感光体内壁に付着すること
なく排トナーと分離できるので、異なった種類の材料か
らなる感光体２と排トナーのリサイクルが容易に行なえ
る。

【００３８】

【発明の効果】

（１）トナー回収タンク内に特別な部品を追加すること
なくタンクを回転させて排トナーの固着を防止すること
ができ、簡単な構成で排トナー回収充填率を高めること
ができる。

【００３９】（２）トナー回収タンクを感光体に対して
着脱自在に取り付けるので、廃棄時の分解性に優れリサ
イクルしやすい。

【００４０】（３）トナー回収タンクの内壁に、複数の
凸部或いは螺旋条の突条を設けているので、タンク内で
排トナーが固着したり偏在したすることがなく、充填効
率を高めることができる。

【００４１】（７）感光体内が空洞の時に感光体回りか
ら発せられる音、例えば現像器の回転音や感光体と感光
体の接触部材の摺擦時におこる音が共鳴して拡大し起こ
りやすい異音の発生を、感光体内部にタンクを置くこと
により固有周波数を異ならせて防止できる。

【００４２】（８）タンクが感光体内壁に密着している
ので感光体の時間当たりの温度変化が少なくなり感材の
感度変化が少なくなるので安定した画質を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される画像形成装置の内部の原
理的な構成を概略断面図である。

【図２】 画像形成装置の外観を示す概略斜視図であ
る。

【図３】 搬送路形成部と感光体との接続状態を示す概
略斜視図である。

【図４】 感光体、クリーナ部、搬送路形成部等を含む
プロセスカートリッジの水平断面図である。

【図５】 トナー回収タンクとフロント側感光体フラン
ジの結合構造を示す概略斜視図である。

【図６】 トナー回収タンクとフロント側感光体フラン
ジの結合構造の詳細を示す部分切欠正面図である。

【図７】 トナー回収タンクの回転とトナー回収タンク
内の排トナーの挙動を示す説明図である。

【図８】 トナー回収タンク内壁の形状の例を示す一部
切欠概略斜視図である。

【図９】 トナー回収タンク内壁の形状と排トナー充填
量の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…画像形成装置本体、２…感光体、３…帯電器、４…
露光装置、５…現像装置、６…転写器、７…クリーナ
部、８…分離器、９…用紙搬送装置、１０…定着装置、
１１…プロセスカートリッジ、１２…ブレード、１３…
搬送路形成部、１４…管状部材、１５…搬送部材、１６
…リア側感光体フランジ、１７…フロント側感光体フラ
ンジ、１８…貫通孔、１９…受軸、２０…プロセスカー
トリッジリア側枠体、２１…軸受、２２…機械本体リア
側フレーム、２３…軸受、２４…感光体駆動軸、２５…
係合孔、２６…貫通孔、２７…プロセスカートリッジフ
ロント側枠体、２８…軸受用筒状体、２９…トナー回収
タンク、３０，３１…トナー回収タンク側係合部、３
２，３３…フランジ側係合部、３４…ブレード駆動軸、
３５…搬送部材駆動軸、３６…ブレード駆動ギヤ、３７
…搬送部材駆動ギヤ、３８…駆動回転ギア、３９…機械
本体フロント側フレーム、４０，４１…ネジ部、４２…
凸部、４３…螺旋状の突条

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−96974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−125972（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−57880（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−101614（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−134387（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−76575（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/10 - 21/12 G03G 21/00 350 - 352

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の感光体とその周辺装置として少
   なくとも前記感光体に対するクリーナ部をユニット化し
   てプロセスカートリッジを構成し、このプロセスカート
   リッジを画像形成装置本体に対して着脱可能に取り付
   け、前記クリーナ部で清掃された排トナーを搬送部材を
   介して前記感光体の内部に搬送し、前記感光体の内部に
   設けたトナー回収タンクに蓄積するよう構成した画像形
   成装置のトナー回収装置において、 前記感光体の回動とともに前記トナー回収タンクも回動
   するように、前記感光体の内壁と略密着し且つ前記感光
   体の内壁から分離可能に前記トナー回収タンクを設け、
   前記トナー回収タンクの端部及び感光体フランジの対向
   側の回転軸心部分にそれぞれ互いに螺合するネジを有す
   る係合部を設け、前記ネジの螺合方向を前記感光体の回
   転よりネジが締め付けられる方向に設定することを特徴
   とする画像形成装置のトナー回収装置。