JP4785667B2 - トナー収納容器、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー画像の形成に伴って発生した廃トナーを回収するトナー収納容器としての廃トナー回収容器、プロセスカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置に関する。

昨今の複写機、プリンター等のカラー化及び高速化の進展とともに、電子写真式画像形成装置では、４連タンデム方式が主流となってきている。
しかしながら、４連タンデム方式の画像形成装置では、感光体と、帯電装置、現像装置及びクリーニング装置を含む作像ユニットが４つ並ぶことになり、また、中間転写ベルト又は転写ベルトが必要となり、従来装置よりも、多くのユニットが機械本体内に収められるので、装置が大型化する傾向にある。従って、省スペース化又は小型化を図ることが大きな課題となっている。
一方、廃トナーに関しては、クリーニングを要する回収トナーの発生場所が、４つの作像ユニットと転写ユニットの５箇所となるうえ、廃トナー量が増加して回収トナー処理用配管及び廃トナー回収ボトルの必要スペースが大きくなり、この点においても、例えば廃トナーボトルの効率的な配置、高効率充填化等による省スペース化又は小型化が大きな課題となっている。また、廃トナー回収ボトルの充填率を増加するために、廃トナー回収ボトル内に、搬送スクリュー、アジテータ等の部材を設けることが多くなっており、低コスト化を図るために、回収ボトルをブロー成形方式によって成形する傾向が増加している。

このような、内部に回転部材を備えたトナー収納容器に関連する従来技術として、例えば特許文献１には、発生する熱量を小さくし、過熱に起因する現像剤の粗粒化をなくすことを目的として開発された現像剤容器又はこれを備えたプロセスカートリッジであって、感光体と、感光体に形成された潜像を現像する現像手段とを有し、前記現像手段は、現像剤を収容する現像剤容器と、前記容器の内部にあって動く回転部材と、前記容器の外部から前記回転部材へ駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記容器と前記駆動力伝達部材の間にあって現像剤をシールする軸封部材とを備え、前記駆動力伝達部材の駆動力伝達部がはすば歯車であり、前記はすば歯車のねじれ方向を、駆動時に発生するスラスト力が前記容器の外側から内側へ向かうようにしたものが開示されている。この装置によれば、軸用止め輪とトナー現像枠体の壁が接触することがないので、摺擦による熱の発生がなく、粗粒現像剤の発生を防止して良好な画像が得られるということである。

図３は、従来の廃トナー回収容器を示す説明図であって、図３（ａ）は、縦断面図、図３（ｂ）は、軸受けシール部材の斜視図である。
図３において、この廃トナー回収容器７は、容器本体２１と、この容器本体２１内に配置された水平の搬送スクリュー２２とを備え、搬送スクリュー２２の回転軸２３は容器本体２１の側壁を貫通し、その先端部に設けられたプーリ２６を介して図示省略した駆動手段に連結されている。回転軸２３と容器本体２１の壁との摺接部は軸受け部となっており、軸受け部をシールするシール部材２５が容器本体２１の内壁面に当接するように配置されている。
容器本体２１はブロー成形されたものである。従って、内面が型で成形されておらず、うねりがあり、壁の肉厚が不均一となっている。そのため、搬送スクリュー２２の軸部シール部材２５の押し付け力が全体として均一にならず、肉厚が厚い部分にあわせてシール押し付け力を設定すると、肉厚の薄い部分で押し付け力不足によるシール不良が発生し、また逆に、肉厚が薄い部分にあわせてシール部材の押し付け力を設定すると、肉厚の厚い部分でシール押し付け力が過大となり、搬送スクリュー２２の回転時に、摺動抵抗によりシール部分のトナー温度が上昇して溶け出し、固着トナー２７によるトナー固着の問題が生じる。なお、この廃トナー回収容器では、搬送スクリュー２２が押し込み方向、即ち、軸受けシール部を押さえ付ける方向に回転するので、押し付け力過大によるトナー固着の問題が発生しやすい。

特開平１０−００３２４８号公報

上述したように、トナー収納容器がブロー成形品されたものである場合は、容器内面が型によって成形されていないので、容器内面にうねりが発生し易くなる。このため、容器内部に搬送スクリューなどの外部駆動手段を備えた回転部材を配置する際、軸受け部のシールが困難となり、シール部材の押し付け力不足によるシール不良又は押し付け力過大によるトナー固着等の問題が発生する。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、トナー収納容器、特に廃トナー回収容器内に設けられた搬送スクリューをはじめとする回転部材の軸受け部分のシール性を高め、シール不良、トナー固着等の問題の発生を回避することができるトナー収納容器、プロセスカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るトナー収納容器は、トナーを収容するブロー成形された容器本体と、前記容器本体内に配置され、回転軸が前記容器本体の壁面を貫通して外部まで延設されて該回転軸の先端部に設けられたプーリを介して駆動を受ける回転手段と、を有するトナー収納容器において、前記容器本体の壁面と前記回転手段の回転軸とが摺接する軸受け部をシールするシール部材を前記軸受け部よりも外側に配置し、前記容器本体壁面の外表面に対して前記プーリにより押し付け当接するように設けたことを特徴とする。
また、前記回転手段は、例えば前記トナーを水平方向に搬送する搬送スクリューである。
更に、前記トナーは、クリーニング装置によって回収された廃トナーであり、前記容器本体は、廃トナーを収容する廃トナー回収容器であってもよい。

本発明に係るプロセスカートリッジは、感光体と、感光体表面を清掃するクリーニング装置とを一体化し、画像形成装置本体に対して着脱自在に形成されたプロセスカートリッジであって、前記クリーニング装置は、感光体表面から回収した廃トナーを上記廃トナー回収容器に貯留させるものであることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、感光体と、この感光体表面に形成されたトナー画像を中間転写体又は記録媒体に転写させた後、前記感光体表面に残留するトナーを回収して廃トナー回収容器に貯留するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、前記廃トナー回収容器は、上述した廃トナー回収容器であることを特徴とする。

本発明に係るトナー収納容器によれば、回転部材の軸受部のシール性がよくなり、シール部材の押し付け力不足によるシール不良、押し付け力過大によるトナー固着という問題を回避することができる。
本発明に係るプロセスカートリッジによれば、作像手段を一体化することによって、セット性、メンテナンス性等が向上すると共に、クリーニング部材をはじめとするプロセス手段の感光体に対する位置精度が向上する。
本発明に係る画像形成装置によれば、トナー収納容器としての廃トナー回収容器内に設けられた搬送スクリューにおけるトナー搬送時に、シール部材の押し付け力の作用方向がトナー搬送方向と逆方向となるので、シール部材の押し付け力過大によって発生する不都合を回避することができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する
図１は、本発明に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成を示す縦断面図である。図１において、このカラープリンタ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としての給紙カセット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、クリーニング装置１１等によって回収された廃トナーを収容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、且つ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の周囲にそれぞれ配置された帯電ローラ９、現像装置１０及びクリーニング装置１１、像担持体及び被転写体である中間転写ベルト１３、感光体８とは中間転写ベルト１３を介して当接するように配置された一次転写ローラ１２、中間転写ベルト１３上の転写画像を記録媒体Ｐに転写する二次転写ローラ１４、中間転写ベルト１３に残留するトナーを回収するクリーニング装置１５等により構成されている。
感光体８は、円筒状を呈しており、図示省略した駆動モータに連結され、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るか、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。帯電ローラ９に対して電源部（図示省略）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（図示省略）に連結された駆動ローラ１６が回転駆動することにより、例えば図中左方向に回転する。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、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、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に定着する。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た排紙トレイ上に排紙される。
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。クリーニング装置１１及び１５で回収された廃トナーは廃トナー回収容器７に投入され、ここに貯溜される。

以下、このような構成のカラープリンタの動作について説明する。
プリントを行う際は、先ず、各画像形成ユニットの帯電ローラ９によって感光体８表面を一様に帯電させる。帯電した感光体８表面に、光書込装置４によって画像情報に基づいて、例えばレーザ光を照射して静電潜像を形成する。次いで、感光体８上の静電潜像に対し、現像装置１０によって現像剤であるトナーを供給し、これによって静電潜像を可視像化してトナー像を形成する。各感光体８上に形成されたブラックＫ、イエローＹ、マゼンタＭ及びシアンＣの各色のトナーに応じた単色トナー画像を一次転写ローラ１２によって順次中間転写ベルト１３上に転写、積層してカラー画像を形成する。得られたカラー画像を中間転写ベルト１３の移動速度とのタイミングを図って駆動ローラ１６と二次転写ローラ１４とのニップに供給される記録媒体Ｐに二次転写する。次いで、二次転写画像を担持した記録媒体Ｐを後流の定着装置６に供給し、ここで、熱と圧力とによって定着させる。カラー画像が定着された記録媒体Ｐを排紙ローラによって装置外に排出する。

このようなカラープリンタ１において、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、現像装置１０及びクリーニング装置１１の少なくとも一つとをユニット化し、本体ケース２内に着脱自在に形成したプロセスカートリッジとすることができる。このようなプロセスカートリッジを形成することによって、各構成部材の交換やメンテナンス作業が容易となり、また、各部材間の位置関係を高精度の維持することができ、これによって、画像品質の向上を図ることができる。なお、プロセスカートリッジには、種々の構成があるが、例えば、感光体８と少なくともクリーニング装置１１とを一体化してケース内に収納し、ユニット化したものであることが好ましい。

次に、本発明の特徴部分を詳細に説明する。図２は、図１の廃トナー回収容器７を示す説明図であり、図２（ａ）は、その縦断面図、図２（ｂ）は、スポンジシール部材の斜視図である。
図２（ａ）において、この廃トナー回収容器７は、容器本体２１と、この容器本体２１内に水平に配置された搬送スクリュー２２及びその回転軸２３と、搬送スクリュー２２の回転軸２３が容器本体を貫通する摺接部（軸受け部）２４の容器本体壁面の外表面に配置されたシール部材２５と、容器本体２１の壁面を貫通した回転軸２３に固定されたプーリ２６とから主として構成されている。シール部材２５は、図２（ｂ）に示したように、例えばスポンジからなるシール部材である。

このような構成において、図１のクリーニング装置１１又は１５によって回収された廃トナーは、図示省略したトナー搬入口から容器本体２１に搬入され、回転軸２３の回転に伴って回転する搬送スクリュー２２の作用を受けて、例えば図２中、左方向から右方向に搬送され、容器本体２１内を充填するように収納される。
このとき、廃トナーは、軸受け部２４に押し付けられるが、シール部材２５が容器本体２１の外壁面に当接するように外側に配置されているので、シール部分へのトナーの食い込みがなく、トナーが圧接されることによる過熱、トナー固着等の不都合を生じることがない。

即ち、本実施形態によれば、廃トナー回収容器７は、ブロー成形されたものであるために、その内壁面が型で成形されていないので、例えばうねり等があり、壁の厚さが不均一になっているが、軸受け部２４のシール部材２５を、型成形された平坦な外表面に配置したことにより、シール部材２５を容器本体２１の外表面に均一に押し付けることができ、これによって、シール押し付け力不足によるシール不良やシール押し付け力過大によるトナー固着という問題の発生を防止することができ、良好なシール性を確保することができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明に係るトナー収納容器の要部拡大断面図である。 従来技術の問題点を示す説明図である。

符号の説明

１ カラープリンタ
２ 本体ケース
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
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 容器本体
２２ 搬送スクリュー
２３ 回転軸
２４ 軸受け部
２５ シール部材
２６ プーリ
２７ 固着トナー

Claims (5)

1. トナーを収容するブロー成形された容器本体と、
   前記容器本体内に配置され、回転軸が前記容器本体の壁面を貫通して外部まで延設されて該回転軸の先端部に設けられたプーリを介して駆動を受ける回転手段と、
   を有するトナー収納容器において、
   前記容器本体の壁面と前記回転手段の回転軸とが摺接する軸受け部をシールするシール部材を前記軸受け部よりも外側に配置し、前記容器本体壁面の外表面に対して前記プーリにより押し付け当接するように設けた
   ことを特徴とするトナー収納容器。
2. 前記回転手段は、前記トナーを水平方向に搬送する搬送スクリューである
   ことを特徴とする請求項１に記載のトナー収納容器。
3. 前記トナーは、クリーニング装置によって回収された廃トナーであり、
   前記容器本体は、廃トナーを収容する廃トナー回収容器である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトナー収納容器。
4. 感光体と、感光体表面を清掃するクリーニング装置とを一体化し、画像形成装置本体に対して着脱自在に形成されたプロセスカートリッジであって、
   前記クリーニング装置は、感光体表面から回収した廃トナーを請求項３に記載の廃トナー回収容器に貯留するものである
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 感光体と、
   この感光体表面に形成されたトナー画像を中間転写体又は記録媒体に転写させた後、前記感光体表面に残留するトナーを回収して廃トナー回収容器に貯留するクリーニング装置と、
   を有する画像形成装置において、
   前記廃トナー回収容器は、請求項３に記載の廃トナー回収容器である
   ことを特徴とする画像形成装置。

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