JP5025019B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、トナーを用いて用紙に画像形成処理を行なう画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、給紙部から給紙された用紙にトナー像を転写する転写処理によって用紙に画像形成処理を行なう。転写処理で用紙に転写されずに残留したトナーはクリーニングユニットによって像担持体から回収される。クリーニングユニットは、残留トナーをトナー回収容器に搬送し、残留トナー（廃トナー）はトナー回収容器に貯留される。

このような画像形成装置では、トナー回収容器に貯留されている廃トナーの貯留量が一定量に達すると、トナー回収容器を装置本体から取り外しトナー回収容器から廃トナーを回収するメンテナンス作業を行なう必要がある。このため、トナー回収容器に貯留される廃トナーの貯留量が一定量に到達しているか否かを検知センサによって検知する必要がある。

このような観点から、例えば、トナー回収容器を上下方向に変位可能に保持する容器ケース（保持部材）に、装置本体から廃トナーを搬送する搬送パイプ（導管）を連結し、容器ケースの上下方向の変位量を基にしてトナー回収容器に貯留されている廃トナーの貯留量を検知するものもある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１０４０９号公報

しかし、上記特許文献１に示す画像形成装置では、導管がトナー回収容器に直接連結されているため、導管の下方への付勢力がトナー回収容器に作用し、トナー回収容器に貯留される廃トナーの貯留量を精度良く検知することができなかった。しかも、トナー回収容器を導管から脱着するときに、トナーが飛散するという問題もあった。

そこで、本発明は、トナー回収容器を取り外したときの廃トナーの飛散を防止しつつ、トナー回収容器に貯留されているトナーの貯留量を精度良く検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明の画像形成装置は、廃トナーを貯留するトナー回収容器を装置本体の導管の排出口がトナー回収容器内に挿入される装置本体の一部に設けられた装着位置で保持し、装着位置で保持されたトナー回収容器に貯留されているトナーの貯留量を検知する画像形成装置である。画像形成装置は、開閉手段、付勢部材、外装部材、伝達手段を備えている。開閉手段は、トナー回収容器が装着位置に装着されていないときに排出口を閉鎖する閉鎖位置から装着位置に装着されるトナー回収容器に当接され排出口を開放する開放位置を経由して装着位置に装着されたトナー回収容器と離間する退避位置までの間で移動可能に支持されている。付勢部材は、開閉手段を退避位置から閉鎖位置へ付勢する。外装部材は、装着位置を被覆する第１位置と装着位置を被覆しない第２位置との間で変位可能に支持されている。伝達手段は、外装部材の第２位置から第１位置への変位に伴って、開閉手段に移動力を伝達し開閉手段を退避位置へ移動させる。

この構成では、開閉手段は、トナー回収容器の装着位置への装着に伴って閉鎖位置から開放位置へ移動し、外装部材の装着位置を被覆する第１位置への変位に伴って退避位置へ移動する。これにより、装着位置に取り付けられたトナー回収容器は、開閉手段と離間した状態で保持される。一方、トナー回収容器の装着位置からの取り外し動作に伴い、排出口が閉鎖される。

この構成において、装置本体に上下方向に変位可能に支持され、トナー回収容器を装着位置で着脱自在に保持する保持部材をさらに備えるものとすることが好ましい。これにより、装着位置に装着されたトナー回収容器を上下方向に変位可能に支持される。このため、装着位置に取り付けられたトナー回収容器の上下方向の変位量に基づいてトナー回収容器に貯留されているトナーの貯留量を検知することができる。

この発明によれば、装着位置に取り付けられたトナー回収容器を開閉手段と離間した状態で保持し、トナー回収容器に貯留されているトナーの貯留量を精度良く検知することができる。また、装着位置からトナー回収容器を取り外したときに導管からトナーが飛散するのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１について図面用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態係る画像形成装置（装置本体）１の概略図である。

画像形成装置１は、主として、用紙スタック部２、原稿読取部３、トレイ５、５９、６１、画像形成部６、給紙部７を備えている。

用紙スタック部２は、用紙後処理装置７０およびシフト機構９０を備え、トレイ５９、６１へ用紙Ｐを排出する。

原稿読取部３は、透明なガラスからなる原稿載置台１１を有し、この原稿載置台１１の下方にスキャナー光学系１２を有している。スキャナー光学系１２は、露光用光源１３、複数の反射鏡１４、結像レンズ１５、および光電変換素子（ＣＣＤ）１６を備えている。露光用光源１３は、原稿載置台１１上に載置された原稿に光を照射する。この原稿からの反射光は、反射鏡１４により、結像レンズ１５を経てＣＣＤ１６に導かれる。

画像形成部６は、感光体ドラム１７、現像装置１８、転写チャージャ１９、クリーニング装置２３、除電装置２０、主帯電器２１、およびレーザースキャニングユニット（以下「ＬＳＵ」と略称する）２２、トナー回収容器２００を有している。

ＬＳＵ２２は、原稿の画像データをレーザー光として感光体ドラム１７の表面に照射し、感光体ドラム１７の周面に静電潜像を形成する。現像装置１８は、この静電潜像をトナーにより可視像に現像する。転写チャージャ１９は、現像により感光体ドラム１７の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。クリーニング装置２３は、感光体ドラム１７の表面の残留トナーを除去する。除電装置２０は、感光体ドラム１７の表面の残留電荷を除去する。主帯電器２１は、感光体ドラム１７を所定の電位に帯電させる。

給紙部７は、複数の用紙Ｐを収納した用紙カセット３１を有している。用紙カセット３１における用紙Ｐの繰り出し方向の先端位置には、用紙Ｐを繰り出す繰り出しローラ３２および用紙さばきローラ３３が設けられている。

レジストローラ対４３は、感光体ドラム１７の直下方に配置されており、用紙Ｐの搬送位置を微調整して、感光体ドラム１７へ送り出す。

定着装置４４は、感光体ドラム１７の上方に配置されており、転写チャージャ１９により用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱および圧着させる。

ここで、画像形成装置１における主な用紙Ｐの搬送経路についてのみ説明する。

用紙カセット３１に収納されている用紙Ｐは、搬送経路３４を経由してレジストローラ対４３へ搬送される。手差しトレイ４１に載置されている用紙Ｐは、搬送経路３５を経由してレジストローラ対４３へ搬送される。用紙Ｐはレジストローラ対４３に狭持されて搬送位置等を調整しつつ、直上方に位置する感光体ドラム１７と転写チャージャ１９との間隙へ搬送される。用紙Ｐは、感光体ドラム１７から上方へ定着装置４４が配置された搬送経路３６を経由し、ゲート４６によって複数の搬送ローラ対４７が配置された搬送経路３９へ誘導される。搬送経路３９の下流側には切換えゲート５７が配置され、用紙Ｐのサイズによって搬送経路５５と搬送経路５４に搬送経路を切り替える。搬送経路５５の下流側には、用紙後処理装置７０が配置されている。用紙後処理装置７０は、用紙Ｐに後処理を行なってトレイ６１へ用紙Ｐを排出する。

トナー回収容器２００は、感光体ドラム１７の前面側に着脱可能に設けられており、クリーニング装置２３で回収された廃トナーを貯留する。廃トナーは、クリーニング装置２３からトナー回収容器２００へ導管２２０によって排出される。

制御部１０は、原稿読取部３、画像形成部６、給紙部７、用紙後処理装置７０等を制御する。例えば、制御部１０は、排出ローラ８３等の各搬送ローラの回転駆動を図示しない駆動モータを制御して行なう。

図２は、クリーニング装置２３の前面側の構成を示す図である。図３は、トナー回収容器２００周辺の構成を示す図である。

前面フレーム２０１には、受容部２０２が形成されている。受容部２０２は、クリーニング装置２３に面する位置の前面側に四角状に形成された窪みである。

保持部材２１０は、受容部２０２の下端部に配置されており、トナー回収容器２００を所定の装着位置で保持する。保持部材２１０は、一端を支持部２１１に揺動自在に支持されている。保持部材２１０は、ばね２１２を介して他端側の側面を受容部２０２の側面に接続されている。これにより、トナー回収容器２００に貯留されるトナーが増加すると、保持部材２１０は除々に下方へ回転する。なお、保持部材２１０は支持部２１１が支持する一端側を基点に上下方向に揺動する例を挙げているが、支持部はトナー回収容器２００の重量に応じて上下方向に変位可能に保持部材２１０を支持できるものであれば良い。

保持部材２１０の装着位置の両端部の前面側には、係止部２１０Ａ、２１０Ｂがそれぞれ設けられている。一方、トナー回収容器２００の下方の両端部には狭窄部２００Ａ、２００Ｂが設けられ、トナー回収容器２００は係止部２１０Ａ、２１０Ｂと背面側の前面フレーム２０１との間に嵌合可能に形成されている。これにより、トナー回収容器２００の下端部を係止部２１０Ａ、２１０Ｂと前面フレーム２０１との間に挟み込みつつ装着位置へ装着することができる。また、トナー回収容器２００の上部には、前後方向にトナー回収容器２００を貫通して形成された取っ手２００Ｆが設けられている。なお、本実施形態では、係止部２１０Ａ、２１０Ｂ設ける例を挙げているが、トナー回収容器２００を装着位置へスムーズに着脱することができるのであれば、係止部２１０Ａ、係止部２１０Ｂを設けなくとも良い。

保持部材２１０の装着位置の上部には、突起部２１０Ｃ、２１０Ｄがそれぞれ設けられている。一方、トナー回収容器２００の突起部２１０Ｃ、２１０Ｄに面する部分には、前後方向に沿って窪み２００Ｄ、２００Ｅがそれぞれ設けられており、トナー回収容器２００は突起部２１０Ｃ、２１０Ｄと摺動しつつ装着位置へ案内される。これにより、トナー回収容器２００を前面側から装着位置へスムーズに押し込むとともに、保持部材２１０に保持させることができる。

図４は、装着位置に取り付けられたトナー回収容器２００にトナーが貯留されていない状態を示す図である。図５は、トナーが満杯となる位置までトナーが貯留されているときの状態を示す図である。

検知スイッチ２４０は、保持部材２１０と接触したときにＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる接触型のスイッチである。制御部１０は、検知スイッチ２４０がＯＮ状態になると図示しない操作パネルにトナー回収容器２００の交換を促すメッセージを表示させる。なお、検知スイッチ２４０の代わりに、非接触型のスイッチで保持部材２１０の揺動を検知するものとしても良い。なお、本実施形態では、上下方向に変位可能に支持された保持部材２１０の変位を検出する例を挙げているが、保持部材２１０と受容部２０２との間に圧電センサを設けておきトナー回収容器２００の重量を検知することも考えられる。この場合には、保持部材２１０を受容部２０２に上下方向に変位可能に支持させることなくトナー回収容器２００の重量を検知することができる。

図６（Ａ）は、図４に示すトナー回収容器２００にトナーが貯留されていない状態における挿入口２００Ｃ周辺の構成を示す図である。図６（Ｂ）は、図５に示すトナー回収容器２００にトナーが満杯となる位置までトナーが貯留されたときの挿入口２００Ｃ周辺の構成を示す図である。図６（Ａ）、（Ｂ）では、挿入口２００Ｃを破線で示している。

挿入口２００Ｃは、トナー回収容器２００の上下方向の揺動範囲内で導管２２０と干渉しないように長手方向を斜めにして設けられている。このため、上下面内でトナー回収容器２００が揺動しても挿入口２００Ｃの周縁に導管２２０が当接するのを防止することができる。長手方向と直交する挿入口２００Ｃの幅の長さは、導管２２０の外径よりも長く設けられている。これにより、トナー回収容器２００の装着位置への取り付け時に導管２２０を挿入口２００Ｃにスムーズに遊挿することができる。

開閉機構２３０は、トナー回収容器２００の装着位置への装着に伴って開口部２２０Ａを閉じる閉鎖状態から開放状態に切り替えるシャッター機構である。

開閉機構２３０は、前後方向に移動可能に導管２２０に外挿された開閉部材（開閉手段）２３１と、開閉部材２３１を前面側へ付勢するばね（付勢部材）２３３と、を有している。開閉部材２３１は、開口部２２０Ａを閉鎖する前面側の閉鎖位置と、装着位置に装着されたトナー回収容器２００と離間する背面側の退避位置との間で移動可能に導管２２０に支持されている。

開閉部材２３１は、前面側に設けられた当接部（伝達手段）２３１Ａと、開口部２２０Ａの遮蔽状態を切り替える背面側に設けられた遮蔽部２３１Ｂから成り、導管２２０の軸方向に沿って移動可能に挿嵌されている。遮蔽部２３１Ｂは、スリット２３１Ｃが導管２２０の軸方向に沿って上部に設けられている。当接部２３１Ａは、開閉部材２３１が閉鎖位置に位置しているときに、スリット２３１Ｃの背面側の側面と当接し、開閉部材２３１の前面側への移動を規制する。これにより、開閉部材２３１が導管２２０から脱落するのを防止している。

ばね２３３は、前面フレーム２０１と開閉部材２３１との間に介装されており、開閉部材２３１を前面側へ付勢する。これにより、トナー回収容器２００が装着位置に装着されていないときには開閉部材２３１を閉鎖位置に保持し、開口部２２０Ａからトナーが飛散するのを防止することができる。

図７は、トナー回収容器２００の下端部を保持部材２１０に支持させた状態を示す図である。図８は、トナー回収容器２００を装着位置へ押し込んだ状態を示す概略図である。図９は、前面パネル２０４を閉じた状態を示す概略図である。図１０は、図９における導管２２０周辺の構成を拡大して示す図である。なお、図７では、前面パネル２０４の図示を省略している。

前面パネル２０４は、装着位置の前面側を被覆する閉位置と装着位置の前面側を被覆しない開位置との間で回転可能に前面フレーム２０１に支持された外装部材である。

導管２２０は、クリーニング装置２３で回収されたトナーをトナー回収容器２００に排出する導管である。導管２２０の前面側先端部の下部周面には、開口部２２０Ａが設けられている。導管２２０の上部の外周面には、径方向上方へ突出する突起部２２０Ｂが設けられている。一方、トナー回収容器２００の背面側には、挿入口２００Ｃが設けられている。挿入口２００Ｃは、トナー回収容器２００を装着位置に取り付けるときに導管２２０に面する位置に設けられている。このため、トナー回収容器２００の装着に伴って、導管２２０をトナー回収容器２００に遊挿することができる。

図７に示すように、トナー回収容器２００を装着位置に取り付けるときには、係止部２１０Ａ、２１０Ｂと前面フレーム２０１との間に下端部を狭持させる。これにより、挿入口２００Ｃが導管２２０に面する位置に位置決めされる。

図８に示すように、トナー回収容器２００の装着位置への装着に伴ってトナー回収容器２００に開閉部材２３１が付勢され、ばね２３３の付勢力に抗して開放位置まで開閉部材２３１が背面側へ移動する。これにより、導管２２０をトナー回収容器２００に連通させることができる。

図９および図１０に示すように、前面パネル２０４が閉じられると当接部２３１Ａの前面側の先端に前面パネル２０４が当接し、開閉部材２３１はさらに背面側の退避位置まで押し込まれる。これにより、開閉部材２３１とトナー回収容器２００を離間した状態で保持することができる。このため、トナー回収容器２００に貯留されるトナーの増加伴って保持部材２１０はスムーズに下方に変位する。この結果、トナー回収容器２００に貯留されるトナーの重量を精度良く検知することができる。本実施形態では保持部材２１０が受容部２０２に上下方向に変位可能に支持される例を挙げているが、本発明はこれに限定されない。例えば、保持部材２１０の装着位置に取り付けられたトナー回収容器２００の下面と面する位置に圧電センサを設け、トナー回収容器２００の重量を検知する場合には保持部材２１０を受容部２０２に固定支持させるものとしても良い。

上記実施形態では、開閉部材２３１とトナー回収容器２００とは退避位置では離間した状態に保持される例を挙げているが、例えば、開放位置でトナー回収ユニット２００に当接する開閉部材２３１の面にスポンジ等の緩衝部材を設けても良い。より具体的には、図１１に示すように、スポンジ２５０を開閉部材２３１に設けることが考えられる。

スポンジ２５０は、退避位置におけるトナー回収容器２００と開閉部材２３１との間の水平方向の隙間の長さに相当する厚さに形成された同心円状のスポンジである。これにより、退避位置におけるトナー回収容器２００と開閉部材２３１の水平方向の隙間を無くすことができるので、隙間からトナーが零れるのを防止することができる。

上記実施形態では、当接部２３１Ａが前面パネル２０４に当接して開閉部材２３１を退避位置へ移動させる例を挙げているが、開閉部材２３１ではなく前面パネル２０４に当接部を設けるものとしても良い。より具体的には、開位置から閉位置へ回転するときに、前面パネル２０４の開閉部材２３１に面する位置に当接部を設け、当接部を開閉部材２３１に当接させるものとしても良い。

なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。

この発明の一実施施形態に係る画像形成装置の正面視における全体の構成を示す図である。 前面フレームに設けられた受容部周辺の構成を示す正面側から見た斜視図である。 受容部内に設けられた保持部材および保持部材に取り付けられたトナー回収ユニットの構成を示す斜視図である。 装着位置に取り付けられたトナー回収ユニットにトナーが貯留されていない状態を示す図である。 装着位置に取り付けられたトナー回収ユニットに満杯となる容量のトナーがちょりゅうされている状態を示す図である。 （Ａ）は、図４に示すトナー回収ユニットの挿入口周辺の構成を示す図である。（Ｂ）は、図５に示すトナー回収ユニットの挿入口周辺の構成を示す図である。 トナー回収ユニットを装着位置へ取り付ける際に、トナー回収ユニットの下端部を保持部材に支持させた状態を示す模式図である。 トナー回収ユニットを装着位置に取り付けた状態を示す模式図である。 前面パネルを閉じた状態を示す模式図である。 前面パネルを閉じた状態における導管周辺の拡大図である。 開閉部材にスポンジを設けた場合において、前面パネルを閉じた状態における導管周辺の構成を示す拡大図である。

符号の説明

１ 画像形成装置（装置本体）
２００ トナー回収容器
２１０ 保持部材
２２０ 導管
２３１ 開閉部材（開閉手段）
２３１Ａ 当接部（伝達手段）
２３３ ばね（付勢部材）
２４０ 検知スイッチ

Claims (4)

1. 廃トナーを貯留するトナー回収容器を装置本体の導管の排出口が前記トナー回収容器内に挿入される装置本体の一部に設けられた装着位置で保持し、前記装着位置で保持された前記トナー回収容器に貯留されているトナーの貯留量を検知する画像形成装置であって、
   前記トナー回収容器が前記装着位置に装着されていないときに前記排出口を閉鎖する閉鎖位置から前記装着位置に装着される前記トナー回収容器に当接され前記排出口を開放する開放位置を経由して前記装着位置に装着された前記トナー回収容器と離間する退避位置までの間で移動可能に支持された開閉手段と、
   前記開閉手段を前記退避位置から前記閉鎖位置へ付勢する付勢部材と、
   前記装着位置を被覆する第１位置と前記装着位置を被覆しない第２位置との間で変位可能に支持された外装部材と、
   前記外装部材の前記第２位置から前記第１位置への変位に伴って、前記開閉手段に移動力を伝達し前記開閉手段を前記退避位置へ移動させる伝達手段と、
   を備えている画像形成装置。
2. 前記装置本体に上下方向に変位可能に支持され、前記トナー回収容器を前記装着位置で着脱自在に保持する保持部材をさらに備える、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記開閉手段には、前記伝達手段が前記第２位置から前記第１位置へ変位するのに伴って前記外装部材に当接する位置に設けられる、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記外装部材には、前記伝達手段が前記第２位置から前記第１位置へ変位するのに伴って前記開閉手段に当接する位置に設けられる、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。