JP4773999B2 - シール部材、粉体収納容器及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される現像用の粉体をシールするシール部材と、このシール部材を設けた粉体収納容器と、この粉体収納容器を用いた画像形成装置に関する。

粉体の現像剤を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置では、現像剤である補給用のトナーを、現像剤搬送経路を介して現像装置へ、あるいは、廃棄する廃トナーを、廃トナー搬送経路を介して廃トナー収納容器へ搬送している、
このような構造において、現像装置や廃トナー収納容器には、供給口や回収口となる開口部がそれぞれ形成されており、これらの開口部には、現像剤搬送経路や廃トナー搬送経路の構成部材である管材が挿入される。又、これら開口部の周辺部には、開口部と管材との間からのトナーの飛散を防止するためのシール部材が設けられている。

シール部材として、ブラシ部材を設けることがなされている。又、特許文献１には、シール部材としては、発泡ＰＵＲ等の弾性部材を設けることが記載されている。
特開２００２−７２６５０号公報

従来のブラシ部材では、毛体が垂直に植毛されている。このようなブラシ部材や特許文献１の発泡ＰＵＲ等の弾性部材を設けた構造では、補給用のトナー収容器や廃トナー容器を交換する際、トナー落ち、飛散が発生する不都合がある。

画像形成装置では、パーソナル化が進み、メンテナンスフリー化やメンテナンスを容易にするために、作像系をユニット化したプロセスカートリッジを備えたものが主流となっている。このため、補給用のトナー収納容器や廃トナー収納容器等もユーザ自身が交換する形態が多く、上述のようにトナー飛散が発生することにより、ユニット交換時にユーザの手などをトナーで汚す問題がある。

又、プリンタや複写機の高画質化に伴い、小粒径トナーあるいは重合トナーが搭載されており、これらのトナーは飛散し易いため、上述のような問題が多発している。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、補給用のトナー収納容器や廃トナー収納容器等の容器や現像ユニット、感光体ユニット等の着脱交換時、トナーの落下、飛散を防止することが可能なシール部材、粉体収納容器及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明のシール部材は、現像用の粉体の搬送経路が挿入される粉体収納容器の開口部に設けられるシール部材であって、毛体を有するブラシが開口部の内部に設けられており、毛体は搬送経路の挿入方向に対して順方向に傾いていることを特徴とする。

請求項２記載の発明の粉体収納容器は、現像用の粉体の搬送経路を挿入するための開口部が形成され、内部に粉体を収納する容器であって、ブラシからなるシール部材が開口部の内部に設けられ、ブラシの毛体は搬送経路の挿入方向に対して順方向に傾いていることを特徴とする。

請求項３記載の発明の粉体収納容器は、現像用の粉体の搬送経路が挿入される開口部を有すると共に装置本体に着脱可能となっており、搬送経路から排出された粉体を内部に収納する粉体収納容器であって、搬送経路の粉体排出口付近を清掃するクリーニングローラが開口部に近接した内部に設けられており、装置本体への着脱に連動してクリーニングローラを回転させる連動手段がクリーニングローラに連結されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の粉体収納容器であって、クリーニングローラはブラシローラであることを特徴とする。

請求項５記載の発明の画像形成装置は、像担持体を備えた少なくとも１のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置であって、画像形成後の像担持体上の残留トナーをクリーニングした後の廃トナーを収容する容器として請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉体収納容器が用いられていることを特徴とする。

本発明のシール部材によれば、ブラシの毛体に順方向の傾きが形成されているため、ブラシに被清掃面が接触する方向によって清掃能力に差が発生する。すなわち、毛体が倒される方向への操作には、粉体が落下することがなく、逆に毛体が立ち上がる方向への操作では、粉体が落下する。これにより、シール部材は、粉体の落下、飛散を防止することができる。

本発明の粉体収納容器によれば、粉体の搬送経路の挿入、離脱の際に粉体が落下したり、飛散したりすることを防止できる。

本発明の画像形成装置によれば、粉体の落下や飛散を防止できる画像形成装置とすることができる。

本発明を、カラー画像を形成するカラープリンタに適用した実施形態により、具体的に説明する。図１〜図３は、カラープリンタの構造を示している。

図１に示すプリンタは、装置本体１の下部に記録材としての用紙２９が収納される給紙部２が配設され、その上方に画像形成部３を配置している。画像形成部３には、像担持体としての感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋを備えた作像手段として４個のプロセスカートリッジ（作像ユニット）８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋを備えた作像部８と、複数のローラ４，５，６と、これらローラに巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトからなる中間転写体としての中間転写ベルト７ａとを有する中間転写ユニット７と、各像担持体に光書込みを行う光書込み部としての光書き込みユニット１５と、用紙２９にトナー像を定着する定着手段２２とが設けられている。

プロセスカートリッジである作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋと中間転写ユニット７は、装置本体１に対して着脱自在となっている。給紙部２から定着手段１１までの間には、画像形成部３で画像を形成された用紙２９を搬送する搬送経路Ｒが形成されている。用紙２９に対する転写部（二次転写部）を構成するローラ６は搬送経路Ｒに臨んで配置されている。搬送経路Ｒの端部は、装置本体１の上部に形成された積載部としての排紙トレイ２５に向かって開放されている。この端部には、搬送されてくる用紙２９を排紙トレイ２５に向かって排出する排出装置３０が設けられている。

中間転写ベルト７ａのローラ４とローラ５間は、このベルトの下部側ベルト走行辺に相当している。中間転写ベルト７ａには、ローラ６と対向する部位に２次転写装置となる２次転写ローラ２０が搬送経路Ｒに臨むように配設されている。ローラ４と対向する部位には、中間転写ベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置２１が配設されている。

ベルトクリーニング装置２１は、図２に示すように、中間転写ベルト表面に接触してベルト表面の残留トナーを取り除くクリーニングローラ２１Ａと、クリーニングローラ２１Ａで取り除かれたトナーを廃トナーとして収納する文体収納容器５０へと搬送する搬送経路であるトナー移送パイプ２１Ｃと、トナー移送パイプ２１Ｃ内に設けられていて、廃トナーを搬送する搬送スクリュー２１Ｂとを備えている。

作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋは、図２に示すように、それぞれ感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ、各感光体ドラムを帯電する帯電装置１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋ、各感光体ドラム表面に残留した現像剤である未転写トナーなどの廃トナーを除去するクリーニング手段１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋ、各感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像装置１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋが一体的に形成されている。図３はプロセスカートリッジである作像ユニットを示す。

中間転写ユニット７は、図２に示すように、中間転写ベルト７ａ、転写ベルト７ａを回転可能に支持する複数のローラ４，５，６、各感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルト７に転写する一次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋとを備える。一次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋは、各感光体ドラムが中間転写ベルト７ａに接する位置の、中間転写ベルト７ａの内側にはそれぞれ設けられている。

クリーニング手段１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋは、各感光体ドラムに接触してこれら感光体ドラム表面の残留トナーを取り除くクリーニング部材としてのクリーニングローラ１３１Ｙ，１３１Ｃ，１３１Ｍ，１３１Ｋと、粉体収納容器５０へと回収したトナーを搬送する搬送経路を構成する移送パイプ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋとが設けられている。クリーニング部材としてはローラではなく、周知のブレードであっても良い。

トナー移送パイプ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋの内部には、図２及び図３に示すように、廃トナーを搬送する搬送スクリュー１３２Ｙ，１３２Ｃ，１３２Ｍ，１３２Ｋが設けられている。現像装置１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋには、トナーが減ると装置本体１の上部に配設されたトナー補給ボトルＴ１，Ｔ３，Ｔ３，Ｔ４から補給用のトナーがそれぞれ図示しない補給トナー搬送経路を介して供給される。

図１に示すように、光書き込みユニット１５は、光変調されたレーザ光Ｌを各感光体ドラムの表面に照射して、感光体表面に色毎の潜像を形成するものであり、この実施形態では、作像部８の下方に配置されている。

プリンタでは、画像形成動作が開始されると、各作像ユニットの感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋが図示しない駆動装置によって時計方向に回転駆動され、各感光体ドラムの表面が帯電装置１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋによって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラムの表面には、光書き込みユニット１５からレーザ光Ｌがそれぞれ照射されて、それぞれの表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラムに露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びブラック（Ｋ）の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像は、感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋと現像装置１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋの間を通るとき、各現像装置から供給されるトナーによってトナー像として可視像化される。

中間転写ベルト７ａが巻きかけられた複数のローラ４，５，６のうち、１つのローラが図示していない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、これにより中間転写ベルト７ａが矢印で示す反時計周り方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト７ａには、イエローのトナーを有する現像装置１２Ｙを具備する作像ユニット８Ｙで形成されたイエロートナー像が転写ローラ１４Ｙによって転写される。その転写されたイエロートナー像には、作像ユニット８Ｃ，８Ｍ及び８ＢＫで形成されたシアントナー像、さらにマゼンタトナー像及びブラックトナー像が転写ローラ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋによって順次重ね転写され、かくして中問転写ベルト７ａはその表面にフルカラーのトナー像を担持する。

トナー像が転写された後の各感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋによって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

給紙部２から給紙される用紙２９は、搬送経路Ｒに送り込まれ、図１に示す２次転写ローラ２０よりも給紙側に配設されたレジストローラ対２４によって給紙タイミングを計られて、ローラ６と２次転写ローラ２０とが対向する２次転写部に給送される。このとき２次転写ローラ２０には、中問転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト７ａの表面のトナー像が用紙２９上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙２９は、定着手段２２へと搬送され、定着手段２２を通過する際に熱と圧が加えられてトナー像が溶融されて定着される。

トナー像が定着された用紙２９は、搬送経路Ｒの端部に配設された排出装置３０へと搬送され、排紙トレイ２５へと排出される。トナー像を用紙２９に転写後の中間転写ベルト７ａは、このベルトに残留したトナーがベルトクリーニング装置２１より除去される。

クリーニング装置１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋの廃トナーは、搬送スクリュー１３２Ｙ，１３２Ｃ，１３２Ｍ，１３２Ｋが図示しない駆動源によって回転されることで、トナー移送パイプ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋの内部を通って粉体収納容器５０へ搬送されて回収される。ベルトクリーニング装置２１の廃トナーは、搬送スクリュー２１Ｂが図示しない駆動源によって回転されることで、トナー移送パイプ２１Ｃの内部を通って粉体収納容器５０へ搬送されて回収される。

以上のプリンタは、４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋを中間転写ベルト７ａに対向して設け、中間転写ベルト７ａに順次各色のトナー像を重ね転写するため、作像手段が１つで４色の現像装置を持ち、中間転写ベルト上にトナー像を重ね転写し、その後用紙に転写する形式のものと比べて作像時間を大幅に短縮することができる。また、装置本体１の上部に排紙トレイ２５が形成されているので、装置本体１から排紙トレイ２５が周囲に飛び出ることがなく、設置面積や占有面積が小さくなる。

以上の説明は、用紙２９上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、このプリンタは、作像部８の作像ユニットの何れか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、この実施形態のプリンタを用いてモノクロ印刷をする場合には、作像ユニット８Ｋの感光体ドラム１０Ｋ上にのみ静電潜像を形成し、同ユニットによって現像して用紙２９に転写し、定着手段２２で定着すればよい。

粉体収納容器５０は、その内部５０ａに現像剤である廃トナーを収納する容器である。図５に示すように、搬送経路を構成するトナー移送パイプ２１Ｃ及びトナー移送パイプ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋが挿入される円形の開口部５１が、各パイプと対向する部材にそれぞれ形成されている。トナー移送パイプ２１Ｃ及びトナー移送パイプ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋの先端には、内部を搬送される廃トナー７０の排出口７１がそれぞれ形成されている。粉体収納容器５０は、装置本体１に対して着脱自在であって、装置本体１への装着時に、各開口部５１にトナー移送パイプ２１Ｃ及びトナー移送パイプ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋの先端に形成した排出口７１がそれぞれ挿入されるように配置されている。

粉体収納容器５０における各開口部５１には、トナー移送パイプ２１Ｃ及びトナー移送パイプ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ（すなわち、搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋ）を各開口部に挿入及び離脱する際に廃トナー９０が落下、飛散を防止するためのシール部材８１が設けられている。

シール部材８１は、図４に示すように毛体８１ａが植毛されたブラシから構成される。シール部材８１は粉体収納容器５０の各開口部５１の内面全周にわたって設けられる。シール部材において、毛体８１ａは一方向に傾くように植毛されている。毛体８１ａの傾き方向は、搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋの挿入方向（図４及び図５において、矢印Ｉ方向）対して順方向となっている。すなわち、搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋの挿入方向Ｉと同じ方向に傾くように植毛されるものである。

このような実施形態では、シール部材８１の毛体８１ａが搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋの挿入方向Ｉに対して順方向に傾いているため、ブラシに被清掃面が接触する方向によって清掃能力に差が発生する。すなわち、粉体収納容器５０を装置本体１にセットする際は、図５（ａ）のように、シール部材８１の毛体８１ａは傾いた方向に更に倒されるため、清掃能力が小さくなる。このため、粉体収納容器５０の外部すなわち装置本体１内にトナーが落下することがなくなる。

図５（ｂ）は粉体収納容器５０を装置本体１にセットした状態を示す。この状態から粉体収納容器５０を取り外す際は、粉体収納容器５０は搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋの挿入方向Ｉと逆方向に移動することとなる。この場合には、図５（ｃ）で示すように、毛体８１ａが傾いた方向と逆に力を受けるため、清掃能力が大きくなる。従って、搬送経路側２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋに付着したトナー９０を掻き取って粉体収納容器５０内に落下させる。このため、粉体収納容器５０を取り外した際にも搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋ側に残ったトナーが装置本体１内に落ちることがなくなる。

図６は、毛体８０ａが傾いていない従来のシール部材８０を開口部５１の内部に設けた場合を示す。この場合には、被清掃面が接触する方向によらず清掃能力は同等である。このため、清掃能力が高い方向に対しては、粉体収納容器５０を装置本体１にセットする際にトナー９０が落下し、清掃能力が低い方向に対しては、粉体収納容器５０を取り外す際に搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋ側に残ったトナー９０が装置本体１内に落下する。従って、トナー９０による汚れが発生する。

図７〜図９は、本発明の別の実施形態を示す。図７に示すように、搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋのトナーの排出口７１付近を清掃するクリーニングローラ８２が粉体収納容器５０における各開口部５１に近接した内部に設けられている。すなわち、粉体収納容器５０の内側で、搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋが各開口部５１に挿入及び離脱する際に廃トナー９０を除去できる位置にクリーニングローラ８２を配置している。クリーニングローラ８２は毛体が外周面に植毛されたブラシローラが使用される。

クリーニングローラ８２には、粉体収納容器５０を装置本体１に着脱するのに連動してクリーニングローラ８２を回転させる連動手段が連結されている。以下、連動手段を図８及び図９により説明する。

図８及び図９において、それぞれの搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋと一体で設けられている駆動リブ９１と、中継ギヤ８４と、クリーニングローラ８２の芯金に取付けた駆動ギヤ８３と、引張りスプリング８５と、中継ギヤ８４に一体で設けられた中継リブ８４ａとによって連動手段が構成されている。駆動リブ９１と中継リブ８４ａとは相互に当接する位置に配置される。また、中継ギヤ８４には、直線状の中継ギヤ８４ｂが形成されており、中継ギヤ８４ｂに駆動ギヤ８３のギヤ歯８３ｂが噛合している。

このような構成では、粉体収納容器５０を装置本体１に装着するときに、駆動リブ９１が中継リブ８４ａと係合し中継ギヤ８４を押す。これにより駆動ギヤ８３を介してクリーニングローラ８２が回転する。一方、粉体収納容器５０を装置本体１から離脱するときは、引張りスプリング８５によって中継ギヤ８４が戻されて、クリーニングローラ８２が回転する。これにより粉体収納容器５０の装置本体１への着脱に連動してクリーニングローラ８２が回転する。クリーニングローラ８２が回転することにより、クリーニングローラ８２が搬送経路２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋに付着したトナー９０を掻き落として清掃するため清掃能力が高くなる。そして、掻き取ったトナー９０が粉体収納容器５０内に落下するので、装置本体１を汚す心配がなくなる。さらに、クリーニングローラ８２にトナーが溜まらないので、長期にわたって清掃能力を維持できると共に、トナーの飛散を防止できる。従って、完全に清掃しきれずにトナー飛散が発生するばかりでなく、粉体収納容器を複数回着脱した場合、徐々にスポンジ又はブラシにトナーが溜まって清掃能力が低下する従来のような問題が発生することがない。

画像形成装置の内部構成を示す正面図である。 プロセスカートリッジと中間転写ユニットを示す拡大正面図である。 プロセスカートリッジを示す斜視図である。 シール部材の正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態の作用を説明する断面図である。 従来例の作用を説明する断面図である。 本発明の別の実施形態を示す断面図である。 連動手段を示す正面図である。 連動手段を示す側面図である。

符号の説明

１ 装置本体
２１ｃ、４０Ｙ〜４０Ｋ 搬送経路
５０ 粉体収納容器
５１ 開口部
８１ シール部材
８１ａ 毛体
８２ クリーニングローラ
９０ トナー
Ｉ 搬送経路の挿入方向

Claims (5)

1. 現像用の粉体の搬送経路が挿入される粉体収納容器の開口部に設けられるシール部材であって、
   毛体を有するブラシが前記開口部の内部に設けられており、前記毛体は前記搬送経路の挿入方向に対して順方向に傾いていることを特徴とするシール部材。
2. 現像用の粉体の搬送経路を挿入するための開口部が形成され、内部に粉体を収納する容器であって、
   ブラシからなるシール部材が前記開口部の内部に設けられており、前記ブラシの毛体は前記搬送経路の挿入方向に対して順方向に傾いていることを特徴とする粉体収納容器。
3. 現像用の粉体の搬送経路が挿入される開口部を有すると共に装置本体に着脱可能となっており、前記搬送経路から排出された粉体を内部に収納する粉体収納容器であって、
   前記搬送経路の粉体排出口付近を清掃するクリーニングローラが前記開口部に近接した内部に設けられており、前記装置本体への着脱に連動して前記クリーニングローラを回転させる連動手段がクリーニングローラに連結されていることを特徴とする粉体収納容器。
4. 前記クリーニングローラはブラシローラであることを特徴とする請求項３記載の粉体収納容器。
5. 像担持体を備えた少なくとも１のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置であって、
   画像形成後の前記像担持体上の残留トナーをクリーニングした後の廃トナーを収容する容器として請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉体収納容器が用いられていることを特徴とする画像形成装置。

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