JP5206402B2 - 廃棄粉体回収装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、特に電子写真方式を適用した画像形成装置に着脱可能に装填され、その画像形成装置から排出される廃棄粉体を収容する廃棄粉体回収装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
従来、像担持体を一様に帯電するための帯電装置、表面の電荷を静電潜像化するための露光装置、静電潜像を現像剤によって可視像にするための現像装置、像担持体上の可視像を記録材などの媒体に電気的・機械的に転移させるための転写装置、像担持体上に転写装置による転移動作において残留した現像剤(以下トナー)を除去するための清掃装置、記録材上の可視化されたトナーを熱や圧力によって永久に定着させる定着装置、からなる電子写真方式の画像形成装置が知られている。
そのような画像形成装置では、清掃装置によって除去された残留トナーを廃トナーとして画像形成装置内の廃トナー回収容器に集めるようになっている。
近年、前述した各プロセス装置は、特にフルカラー出力の増加に伴い、装置の小型化、高速化と共に、長寿命化、高信頼性化、高画質化、低価格化が求められている。
フルカラーの高速化とともに像担持体、帯電装置、清掃装置、現像装置からなる作像ユニットを4色搭載したタンデム方式と呼ばれる方式が主流となっているが、この方式ではそれぞれの作像ユニットから廃トナーが排出される。
さらに、現像装置については、一般的にはトナーとキャリアを混合したものを用いる、いわゆる二成分現像方式が主流であり、トナーを補給し続けることにより、長い時間画像を出力することが可能である。
しかしながら、そのような二成分現像方式においては、キャリアが時間と共に劣化していくという問題があった。
そこで、近年は主に長寿命化や高信頼性化の観点から、トナー以外にもキャリア材を適時補給して余剰な現像剤を排出する。これにより、従来は時間と共に劣化していった現像剤を、ある確率で入れ替え、現像剤の劣化を抑えることができるようになる「トリクル方式」の現像装置を搭載した画像形成装置が増えつつある。
このようなトリクル方式では、従来の清掃装置から排出される廃トナーとは別に現像装置から劣化現像剤が排出されるため、廃トナーだけでなく劣化現像剤も回収容器に集める必要がある。
特許文献1には、それらを回収する手段として装置本体に廃トナーの搬送経路と劣化現像剤の排出経路を合流する経路を設けたものが開示されているが、搬送機構の構成が複雑となり、装置本体が大型化することが問題となっている。
特許文献2には、上記手段での欠点である搬送機構の複雑化及び装置本体の大型化を解決するための手段として、長手方向に配列された複数の廃トナー回収口に対して、平行に搬送部材を設けたものが開示されている。
また、特許文献3には、容器内部を効率よく収納する手段として廃トナーの搬送方向に直交する仕切り壁を設けたものが開示されている。
特開平11−212361号公報 特開2002−148884号公報 特開2007−164096号公報
ところが、上述した従来技術では廃トナーあるいは劣化現像剤の排出部が上下、左右にレイアウトされた場合には、装置本体に合流経路を設けて廃トナー容器上部から回収させるか、あるいは廃トナー回収容器の下側に配置された回収口まで収納する方式が採用される。この方式では装置が大型化し、下側回収口より上側のエリアが使用できなくなるなど廃トナー回収容器のスペースを効率よく使用できなくなるという問題があった。
単純に収納する場所を分割して構成した場合、廃トナー排出量と劣化現像剤の排出量が一定ではなくユーザーの使用状況によって異なり、また、及び廃トナーと劣化現像剤のかさ密度は異なるため、廃トナーの収納部と劣化現像剤の収納部の容積に対して、両者が同時に均一に一杯に使用することは困難である。
そこで、本発明は、装置の簡素化を図りつつ、内部スペースを効率よく使用できる廃棄粉体回収装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段として、本発明の廃棄粉体回収装置は、画像形成装置に着脱可能に装填され、前記画像形成装置から排出される廃棄粉体を収容する廃棄粉体回収装置において、内部空間が仕切り部により上下に分割された分割室と、前記仕切り部を介して前記上部分割室と前記下部分割室とを連通させる連通部と、前記上部分割室と連通し、第1廃棄粉体を受け入れる第1廃棄粉体受入口と、前記第1廃棄粉体受入口から前記上部分割室に供給された前記第1廃棄粉体を搬送及び攪拌する前記上部分割室に設けられた上部搬送手段と、前記下部分割室と連通し、第2廃棄粉体を受け入れる第2廃棄粉体受入口と、前記第2廃棄粉体受入口から前記下部分割室に供給された前記第2廃棄粉体を搬送及び攪拌する前記下部分割室に設けられた下部搬送手段と、を備えるようにしている。
この構成によれば、廃棄粉体回収装置の内部空間を、仕切り部により上部分割室と下部分割室に分割し、第1廃棄粉体と第2廃棄粉体を別々に回収できる。上部分割室が第1廃棄粉体により下部分割室より先にほぼ満杯状態になったとしても、上部分割室と下部分割室の間の連通部により上部分割室の第1廃棄粉体を下部分割室に流入させることができる。これにより、廃棄粉体回収装置の内部の回収スペースを有効に利用できる。
前記廃棄粉体回収装置は前記下部分割室の所定高さ位置に設けられた下部廃棄粉体収容凸部を備えており、前記下部廃棄粉体収容凸部を通して該下部廃棄粉体収容凸部に対向して前記画像形成装置に設けられた下部センサによって、前記下部分割室内の前記第2廃棄粉体と前記上部分割室から前記連通部を通じて前記下部分割室に流入した前記第1廃棄粉体とが所定量に到達したか否かが検知されることが好ましい。この構成によれば、下部分割室の内部の廃棄粉体の堆積状態を正確に検知することができる。
前記下部廃棄粉体収容凸部が、前記連通部の出口近傍に設けられることが好ましい。この構成によれば、下部分割室での第2廃棄粉体、又は第2廃棄粉体と上部分割室から連通部を通じて流入した第1廃棄粉体との混合物の堆積量について、下部分割室内での搬送に起因する検知遅延を回避することができる。
前記下部廃棄粉体収容凸部が、前記下部分割室に設けられた前記下部搬送手段の搬送方向下流側に設けられ、前記第2廃棄粉体受入口が、前記下部搬送手段の搬送方向上流側に設けられることが好ましい。この構成によれば、下部分割室における内部の回収スペースを有効に利用でき、かつ正確な満杯検知を行うことができる。
前記下部センサは発光部と受光部とを備え、前記廃棄粉体回収装置が前記画像形成装置に対し装着された状態において、前記下部廃棄粉体収容凸部は、前記発光部と受光部の間に位置することが好ましい。この構成によれば、下部分割室の内部の廃棄粉体の堆積状態を正確に検知することができる。
前記廃棄粉体回収装置は前記上部分割室の所定高さ位置に設けられた上部廃棄粉体収容凸部を備えており、前記上部廃棄粉体収容凸部を通して該上部廃棄粉体収容凸部に対向して前記画像形成装置に設けられた上部センサによって、前記第1廃棄粉体が所定量に到達したか否かが検知されることが好ましい。この構成によれば、上部分割室の第1廃棄粉体が所定量に到達したか否かを上部検知部により検知することができる。
前記上部廃棄粉体収容凸部が、前記上部分割室に設けられた前記上部搬送手段の搬送方向において前記連通部より下流側に設けられ、かつ、前記連通部の上面より高い位置に設けられることが好ましい。この構成によれば、上部分割室における内部の回収スペースを有効に利用でき、かつ正確な満杯検知を行うことができる。
前記上部センサは発光部と受光部とを備え、前記廃棄粉体回収装置が前記画像形成装置に対し装着された状態において、前記上部廃棄粉体収容凸部は、前記発光部と受光部の間に位置することが好ましい。この構成によれば、上部分割室の内部の廃棄粉体の堆積状態を正確に検知することができる。
前記上部分割室の容積が前記下部分割室の容積よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、回収量の多い廃棄粉体を第1廃棄粉体として上部分割室で回収し、回収量の少ない廃棄粉体を第2廃棄粉体として下部分割室で回収し、廃棄粉体回収装置の内部の回収スペースを有効に利用できる。
前記連通部が、前記上部分割室に設けられた前記第1廃棄粉体受入口のうち、最も回収量の多い前記第1廃棄粉体受入口と、前記最も回収量の多い第1廃棄粉体受入口に隣接する前記第1廃棄粉体受入口との間に設けられることが好ましい。この構成によれば、最も回収量の多い第1廃棄粉体受入口近傍で堆積する第1廃棄粉体を、連通部を通じて下部分割室へ移動させることができる。
前記連通部は、前記仕切り部から前記上部分割室側へ突出したパイプからなり、前記パイプの上面が前記上部搬送手段の回転中心よりも低い位置にあり、前記上部搬送手段の直下とは異なる場所に位置することが好ましい。この構成によれば、第1廃棄粉体が堆積して形成された上面が上部搬送手段により水平方向に均された後、上部搬送手段の回転中心よりも低い位置である上部分割室側へ突出したパイプの上面に、上部搬送手段が回転することによって第1廃棄粉体を移動させることができ、ひいては下部分割室へ第1廃棄粉体を移動させることができる。
前記上部搬送手段が前記第1廃棄粉体を前記上部分割室の両端から中央へ向かって搬送し、かつ、前記上部搬送手段の最下端での回転方向が前記連通部へ向かう方向であることが好ましい。この構成によれば、上部分割室の内部の第1廃棄粉体を、幅方向においては両端から中央へ、奥行き方向においては上部搬送手段の下面での回転方向が連通部へ向かう方向へ搬送することができる。
前記第1廃棄粉体が廃トナーであり、かつ、前記第2廃棄粉体がトナーとキャリアを含む劣化現像剤であることが好ましい。この構成によれば、廃トナーの回収量が多く、劣化現像剤の回収量が少ない場合に適合させて廃棄粉体回収を行うことができる。
前記課題を解決するための手段として、本発明の画像形成装置は、請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載する廃棄粉体回収装置を備えるようにしている。
この構成によれば、画像形成装置が廃棄粉体回収装置の内部の回収スペースを有効に利用できる。
本発明によれば、装置の簡素化を図りつつ、廃棄粉体回収装置が内部スペースを効率よく使用して廃棄粉体を収容することができる。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明が適用された一般的なタンデム型のフルカラー電子写真方式の画像形成装置に関する断面図である。
この画像形成装置1において、4つのイメージングユニット10Y,10M,10C,10Kは、中間転写ベルト16下で水平方向に沿って横並びした配列となっている。長寿命化を図るため最も右端に配置されたイメージングユニット10Kはトリクル方式を採用している。
各イメージングユニット10Y,10M,10C,10Kは、感光体といわれる像担持体11の回りに、像担持体11の表面を一様に帯電し電位を形成するための帯電装置12と、帯電装置12によって所望の電位まで帯電された電位に、所定の静電潜像を形成するために光を照射するための像露光装置13と、静電潜像が形成された領域にトナーといわれる粉体を電界などによって付着させて鏡像化するための現像装置14と、おのおの鏡像化された像担持体11上の粉体を順次、中間転写ベルト16上へ電界・圧力によって移動させるための1次転写装置17と、像担持体上に転写装置による転移動作において残留したトナーを除去するための清掃装置15とを備えている。
また、画像形成装置1は、記録紙などの記録媒体18上へ中間転写ベルト16から電界・圧力によって移動させるための2次転写装置19と、記録紙(記録媒体)18上に移動した粉体を熱や圧力によって永久的に固定するための定着装置20と、2次転写装置19において、完全に粉体が移動しきれずに中間転写ベルト16上に残ってしまう残留粉体を除去する転写ベルト清掃装置24とを備えている。
各イメージングユニット10Y,10M,10C,10Kの清掃装置15により掻き取られた廃トナー(第1廃棄粉体)は、廃トナー搬送機構(図示せず)により画像形成装置1の奥行き方向において前方に移動し、廃トナー排出口22Y,22M,22C,22K(図2参照)から排出される。
転写ベルト清掃装置24によって除去された廃トナー(第1廃棄粉体)は、廃トナー搬送機構(図示せず)により画像形成装置1の奥行き方向において前方に移動し、中間転写ベルト用廃トナー排出口22Tから排出される。
トリクル方式を採用するイメージングユニット10Kのトナーとキャリアを含む劣化現像剤(第2廃棄粉体)は、現像装置14Kに設けられた搬送スクリュー軸25により画像形成装置1の奥行き方向において前方に搬送され、劣化現像剤排出口26から排出される。
図2及び図3は、それぞれ、本発明の実施形態に係る廃棄粉体回収装置30が取り外された状態及び装填された状態にある画像形成装置1の斜視図である。図2に示す状態では、廃棄粉体回収装置30が取り外され、記録紙に対してそれぞれイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)のプリントを実行するイメージングユニット10Y,10M,10C及び10Kを含む作像部31がその一端側で露出している。他方、図3に示す状態では、画像形成装置1の前扉32が開かれ、廃棄粉体回収装置30が露出している。
図4は、本発明にかかる廃棄粉体回収装置30の画像形成装置1の本体側(以下、裏面側という。)からみた斜視図である。廃棄粉体回収装置30の裏面側には、イメージングユニット10Y,10M,10C及び10K側の廃トナー排出口22Y,22M,22C,22K及び中間転写ベルト用廃トナー排出口22Tに対応して、イメージングユニット用廃トナー受入口(第1廃棄粉体受入口)34Y,34M,34C及び34K及び中間転写ベルト用廃トナー受入口34Tが設けられている。また、廃棄粉体回収装置30を画像形成装置1本体に装填時に、廃棄粉体回収装置30の、ブラック(K)のプリントを実行するイメージングユニット10Kの劣化現像剤排出口(第2廃棄粉体排出孔)26に対応する位置には、劣化現像剤排出口26に対応する形状の劣化現像剤受入口(第2廃棄粉体受入口)35が設けられている。また、後述する下部分割室36の裏面側には、下部分割室36の内部に堆積する廃棄粉体の堆積高さを検知するための下部廃棄粉体収容部37が設けられている。
図5は、後述するカバー38が取り付けられていない廃棄粉体回収装置30の前扉32側(以下、正面側という。)の斜視図である。廃棄粉体回収装置30の内部空間は仕切り部39によって上部分割室40と下部分割室36とに分割されている。上部分割室40と下部分割室36では上部分割室40の方の容積が大きくなっている。
上部分割室40は、廃トナー受入室(第1廃棄粉体受入室)41Y,41M,41C,41K及び41T、廃トナー貯留室(第1廃棄粉体貯留室)42及び廃トナー排出室(第1廃棄粉体排出室)43からなっている。廃トナー受入室41Y,41M,41C,41K及び41Tは、イメージングユニット用廃トナー受入口34Y,34M,34C及び34K及び中間転写ベルト用廃トナー受入口34Tを備えている。廃トナー受入室41Y,41M,41C,41K及び41Tは、廃トナー排出口22Y,22M,22C,22K及び22Tが、イメージングユニット用廃トナー受入口34Y,34M,34C、34K及び34Tにそれぞれに差し込まれ、それぞれの廃トナーを受け入れる空間である。廃トナー受入室41Y,41M,41C,41K及び41Tと、廃トナー貯留室42とは鉛直方向で隣接している。上部分割室40の廃トナー貯留室42、廃トナー排出室43及び下部分割室36を合わせた空間は略直方体である。廃トナー排出室43は、廃トナー貯留室42の劣化現像剤受入口35側の端面を共有し、廃トナー貯留室42の下方と隣接する部分に配設されている。廃トナー受入室41Y,41M,41C,41K及び41T、廃トナー貯留室42及び廃トナー排出室43はそれぞれ連通している。
下部分割室36は、上面に劣化現像剤受入口35を備える劣化現像剤受入室(第2廃棄粉体受入室)44と、劣化現像剤受入室44に隣接する劣化現像剤搬送室(第2廃棄粉体搬送室)45と、劣化現像剤搬送室45に隣接する下部検知室46からなっている。
下部検知室46の上面の仕切り部39には、下部分割室36と上部分割室40を連通させ、上部分割室40側に突出するパイプ(連通部)47が設けられている。
廃棄粉体の回収量に関する傾向としては、中間転写ベルト16から生じる廃トナー量が、各イメージングユニット10Y,10M,10C,10Kから生じる廃トナー量よりも多いこと、また、イメージングユニット10Y,10M,10C,10Kの間では、ブラック(K)に対応したイメージングユニット10Kから生じる廃トナー量が他のイメージングユニット10Y,10M,10Cから生じる廃トナー量よりも多いことが一般的に知られている。
そのため、パイプ(連通部)47は、上部分割室40に設けられた複数の廃トナー受入口34Y,34M,34C、34K,34Tのうち、最も回収量の多い中間転写ベルト用廃トナー受入口34Tと、それに隣接する廃トナー受入口34Yとの間に配置されている。
図6に示すように、パイプ47の上面は後述する廃トナー搬送部材(上部搬送手段)52の回転中心よりも低い所で、かつ、廃トナー搬送部材52の直下とは異なる場所に位置している。廃棄粉体回収装置30の内部のスペースをできるだけ有効に使用するためには、パイプ47の上面は廃トナー搬送部材52の回転中心にできるだけ近いところに配設するのがよい。
下部検知室46の、裏面側には、後述する下部検知部80の一部を構成する下部廃棄粉体収容部37が設けられている。下部廃棄粉体収容部37は、廃棄粉体回収装置30の幅方向においてパイプ47の出口近傍に配置されている。下部廃棄粉体収容部37は、廃棄粉体回収装置30本体とは別個の透明部材により構成されている。図4に示すように、この下部廃棄粉体収容部37は、廃棄粉体回収装置30本体の下部検知室46と連通して下部検知室46の、裏面側に箱状に突出している。劣化現像剤受入室44、劣化現像剤搬送室45及び下部検知室46はそれぞれ連通している。
上部分割室40には、廃棄粉体回収装置30に貯留された廃トナーを均すために、廃トナーを攪拌しつつ幅方向両側から中央に向かって搬送する廃トナー搬送部材(上部搬送手段)52が廃トナー貯留室42の内部の上方に設けられている。廃トナー搬送部材52は、廃トナー搬送部53、廃トナー攪拌部54及び回動支持部材55からなっている。廃トナー搬送部材52の最下端は、後述する上部廃棄粉体収容部56の上端より下になるように配設されている。上部分割室40には、廃トナー搬送部材52の中間部を支持する支持部51が設けられている。
この廃トナー搬送部材52は、廃棄粉体回収装置30本体の幅方向のほぼ全域にわたって延びるもので、螺旋状に構成され、軸心Lまわりに回動可能であるように支持されている。裏面側に組み込まれた駆動モータ(図示せず)の駆動力が、廃トナー搬送部材52の一端側に設けられた回動支持部材55のギヤ部を介して伝達されることで、廃トナー搬送部材52は軸心Lまわりに回動可能である。
本実施形態では、廃トナー搬送部53は、廃トナー攪拌部54の両側で互いに逆方向に巻かれて構成されている。図6に示すように、廃トナー搬送部材52の廃トナー搬送部53における最下端での回転方向がパイプ47へ向かう方向に廃トナー搬送部材52を回転させると、廃トナーを攪拌しつつ幅方向両側から幅方向中央に向かって搬送することができ、かつ、奥行き方向では廃トナー搬送部材52側からパイプ47側へ廃トナーを搬送することができるようになっている。廃トナー搬送部53の上部廃棄粉体収容部56に対応する部分には、廃トナー搬送部材52の回動に伴い廃トナー搬送部53に従動し、廃トナーを上部廃棄粉体収容部56の内部に押し込むパドル57が設けられている。
下部分割室36には、廃棄粉体回収装置30に貯留された劣化現像剤を均すために、劣化現像剤を攪拌しつつ廃棄粉体回収装置30本体の劣化現像剤受入口35側から劣化現像剤受入口35の反対側に向かって搬送する劣化現像剤搬送部材(下部搬送手段)60が設けられている。つまり、下部検知室46の下部廃棄粉体収容部37と、下部センサ81とからなる下部検知部80は、下部分割室36に設けられた下部搬送手段60の搬送方向下流側に設けられ、第2廃棄粉体受入口35は、下部搬送手段60の搬送方向上流側に設けられている。劣化現像剤搬送部材60は、劣化現像剤受入口35側から順に、劣化現像剤搬送部61、劣化現像剤攪拌部62及び戻し部63により構成されている。劣化現像剤搬送部材60の軸心Mまわりでの最下端は、下部廃棄粉体収容部37の上端より下になるように配設されている。
この劣化現像剤搬送部材60も、また、廃棄粉体回収装置30本体の幅方向のほぼ全域にわたって延びるもので、螺旋状に構成され、軸心Mまわりに回動可能であるように、戻し部63の劣化現像剤攪拌部62とは反対側が下部分割室36の側面を貫通し、外部で回動支持部材64により軸心が支持されている。裏面側に組み込まれた駆動モータ(図示せず)の駆動力が、劣化現像剤搬送部材60の一端側に設けられた回動支持部材64のギヤ部を介して伝達されることで、劣化現像剤搬送部材60は軸心Mまわりに回動可能である。
本実施形態では、劣化現像剤搬送部材60の劣化現像剤搬送部61は、劣化現像剤搬送部61から劣化現像剤攪拌部62へ搬送される向きに巻かれて構成されている。
劣化現像剤搬送部材60が下部分割室36の下部検知室46の側面を貫通する部分には、シール(図示せず)がされている。劣化現像剤搬送部材60の戻し部63は、下部検知室46の回動支持部材64側の面まで搬送された劣化現像剤がシール(図示せず)に加える圧力を軽減するために設けられており、回動支持部材64側から劣化現像剤攪拌部62へ搬送される向きに巻かれている。
廃棄粉体回収装置30の正面側の開口は、図7に示すカバー38で閉じられ、溶着により密封されている。カバー38のイメージングユニット用廃トナー受入口34Yと、中間転写ベルト用廃トナー受入口34Tとの間及びイメージングユニット用廃トナー受入口34Cと、イメージングユニット用廃トナー受入口34Kとの間に対応する部分それぞれに、廃棄粉体回収装置30を画像形成装置1に装填する際に使用する取っ手66が設けられている。また、カバー38の、上部分割室40の廃トナー搬送部材52の搬送方向においてパイプ47より下流側であり、かつ、パイプ47の上面より高い位置には、上部分割室40内の廃トナーが所定量に到達したか否かが検知できるようにカバー38の表面から突出する上部廃棄粉体収容部56が設けられるとともに、上部廃棄粉体収容部56を包囲する空間を有するセンサ収容部67が設けられている。カバー38は、少なくとも上部廃棄粉体収容部56が透明部材により構成されていればよい。
上部分割室40においては、カバー38の、廃トナー排出室43の下方に対応する位置に廃トナー廃棄孔71が設けられている。廃トナー廃棄孔71は図示しないキャップにより塞がれている。廃棄粉体回収装置30を画像形成装置1から取り外し、廃棄粉体回収装置30の廃トナー廃棄孔71のキャップを取り外すことにより、上部分割室40に貯留した廃トナーを外部へ排出し、廃棄粉体回収装置30を再利用することができる。
下部分割室36においては、カバー38の、劣化現像剤受入室44の下方に対応する位置に劣化現像剤廃棄孔72が設けられている。劣化現像剤廃棄孔72は図示しないキャップにより塞がれている。上述の廃トナー排出方法と同様にして、廃棄粉体回収装置30の劣化現像剤廃棄孔72のキャップを取り外すことにより、下部分割室36に貯留した劣化現像剤を外部へ排出し、廃棄粉体回収装置30を再利用することができる。
図8に画像形成装置1の前扉32が閉じられた状態を図示している。分かりやすくするため、画像形成装置1の前扉32は透明で図示している。
廃棄粉体回収装置30の上部廃棄粉体収容部56に対応する位置の前扉32には、図2、図3及び図8に示すように、前扉32を閉じると、上部廃棄粉体収容部56を包囲する透過型光学式の上部センサ71が設けられている。上部廃棄粉体収容部56及び上部センサ71は上部検知部70を構成している。
図9に、上部検知部70の拡大図を示す。上部センサ71は、上部廃棄粉体収容部56の左側面及び左側面に対向する右側面それぞれの、一方に発光部72、他方に受光部73を備えている。発光部72と受光部73は、発光部72と受光部73とを結ぶ線が、水平となるように配設されている。
図2及び図8に示すように、廃棄粉体回収装置30を画像形成装置1に装填した状態において、廃棄粉体回収装置30の下部廃棄粉体収容部37に対応する位置の画像形成装置1本体には、下部廃棄粉体収容部37の左側面及び左側面に対向する右側面を包囲する形状の透過型光学式の下部センサ81が設けられている。
図10に、下部センサ81の拡大図を示す。下部センサ81は、下部廃棄粉体収容部37の左側面及び左側面に対向する右側面それぞれの、一方に発光部82、他方に受光部83を備えている。発光部82と受光部83は、発光部82と受光部83とを結ぶ線が、水平となるように配設されている。下部廃棄粉体収容部37及び下部センサ81は下部検知部80を構成している。
廃棄粉体回収装置30は、画像形成装置1本体の、廃トナー排出口22Y,22M,22C,22K及び中間転写ベルトの廃トナー排出口22Tを、廃棄粉体回収装置30の、各イメージングユニット用廃トナー受入口34Y,34M,34C,34K及び中間転写ベルト用廃トナー受入口34Tに対してそれぞれ差し込むことにより取り付けられる。
次に、画像形成装置1に装填された前記構成からなる廃棄粉体回収装置30の動作について説明する。
作像部31の各イメージングユニット10Y,10M,10C,10Kでは、画像データに基づいてそれぞれ感光ドラム11Y,11M,11C,11K上に各色のトナー像が形成され、各トナー像は、1次転写装置17において、中間転写ベルト16へ順次に転写される。1次転写装置17でそれぞれ転写されて重ね合わされた4色トナー像は、中間転写ベルト16から、2次転写装置19において、記録紙18へ一括して転写される。作像部31のクリーニングブレードを含む清掃装置15Y,15M,15C,15Kにより、1次転写装置17で転写されずに各感光ドラム11Y,11M,11C,11K上に残ったトナーが掻き取られる。2次転写装置19においては、中間転写ベルト16に残ったトナーを、2次転写装置19とほぼ反対側の位置にあるクリーニングブレードを含む転写ベルト清掃装置24により、中間転写ベルト16用の駆動ローラに圧接され、掻き取られる。掻き取られたトナーは、廃トナー排出口22Y,22M,22C,22K及び中間転写ベルト用廃トナー排出口22Tから廃棄粉体回収装置30内の、各イメージングユニット用廃トナー受入口34Y,34M,34C,34K及び中間転写ベルト用廃トナー受入口34Tに供給される。一方、トリクル方式によりイメージングユニット10Kから排出された劣化現像剤は、劣化現像剤排出口26から劣化現像剤受入口35を通過し、廃棄粉体回収装置30の劣化現像剤受入室44へ供給される。
廃棄粉体回収装置30内の、各イメージングユニット用廃トナー受入口34Y,34M,34C,34K及び中間転写ベルト用廃トナー受入口34Tに供給される廃トナーは、廃トナー排出口22Y,22M,22C,22K及び中間転写ベルト用廃トナー排出口22Tの直下に落下する。
そして、廃トナー貯留室42又は廃トナー排出室43において、各廃トナーの斜面がそれぞれ安息角を形成するように堆積する。安息角とは、粉粒体が堆積した山の斜面の水平面に対する角度であり、粉粒体の種類によって一定角度になる。
やがて、堆積した廃トナーが形成する山の上面が、廃トナー搬送部材52の、廃トナー攪拌部54及び/又は廃トナー搬送部53の軸心Lまわりでの最下点に到達すると、廃トナー搬送部53付近の廃トナーは、幅方向両側から幅方向中央に向かって搬送され、廃トナー攪拌部54付近の廃トナーは、中央付近で攪拌され、廃トナーの上面が平坦化される。このようにして、廃トナー貯留室42又は廃トナー排出室43において、廃トナーは廃トナー受入室41Y近傍の上部廃棄粉体収容部56の内部にも流入しつつ、廃トナーの上面全体が平坦となるように堆積していく。
奥行き方向では、廃トナー搬送部材52の最下端での回転方向がパイプ47へ向かう方向であるので、堆積した廃トナーが形成する山の上面が、廃トナー搬送部材52の、廃トナー攪拌部54及び/又は廃トナー搬送部53の軸心Lまわりでの最下点に到達すると、廃トナー搬送部材52側からパイプ47の上面側へ搬送される。また、廃トナー攪拌部54付近の廃トナーは、奥行き方向に攪拌され、廃トナーの上面が平坦化される。このようにして、廃トナー貯留室42又は廃トナー排出室43において、廃トナーは廃トナー受入室41Y近傍の上部廃棄粉体収容部56の内部にも流入しつつ、廃トナーの上面全体が平坦となるように堆積していく。
具体的には、まずはじめに、説明を単純にするために、廃トナー排出口22Y,22M,22C,22K,22Tそれぞれについて、廃トナーが堆積した山の搬送又は攪拌が行われる前の幅方向における状態(a)と、搬送が行われた後の幅方向における状態(b)を図11乃至図15に示す。状態(a)は、山が安息角を形成して堆積した状態である。状態(b)は、堆積した山の、廃トナー搬送部材52の回転中心より高い部分が、廃トナー搬送部材52の廃トナー搬送部53によって山の幅方向中央側に搬送された状態である。
幅方向全体では、廃棄粉体回収装置30内の廃トナーの堆積状態は、廃トナーが堆積した山それぞれの状態((a)又は(b))の組み合わせとなる。すなわち、個々の山について見れば、堆積した廃トナーが形成する上面が、廃トナー搬送部材52の、廃トナー攪拌部54及び/又は廃トナー搬送部53の軸心Lまわりでの最下点に到達しない山は状態(a)となり、到達した山は状態(b)となる。
また、図16に廃棄粉体回収装置30内の奥行き方向での廃トナーの堆積状態を示す。廃トナーが堆積した山の搬送又は攪拌が行われる前の奥行き方向における状態(c)と、搬送が行われた後の奥行き方向における状態(d)を図16に示す。状態(c)は、山が安息角を形成して堆積した状態である。状態(d)は、堆積した山の、廃トナー搬送部材52の回転中心より高い部分が、廃トナー搬送部材52の廃トナー搬送部53によって山の奥行き方向パイプ47側に搬送された状態である。
奥行き方向全体では、廃棄粉体回収装置30内の廃トナーの堆積状態は、廃トナーが堆積した山それぞれの状態((c)又は(d))の組み合わせとなる。すなわち、個々の山について見れば、堆積した廃トナーが形成する上面が、廃トナー搬送部材52の、廃トナー攪拌部54及び/又は廃トナー搬送部53の軸心Lまわりでの最下点に到達しない山は状態(c)となり、到達した山は状態(d)となる。
実際に廃棄粉体回収装置30の内部で起こる廃トナーの堆積状態は、幅方向と奥行き方向の各堆積状態が融合化したものである。
上述した廃トナーの堆積過程において、パイプ47の上面に搬送された廃トナーは、パイプ47の内部を通って下部分割室36の下部検知室46へと落下し堆積する。
廃トナー受入口34Yから供給される廃トナーは、廃棄粉体回収装置30の幅方向において、パイプ47より中央側の位置で堆積し、廃トナー搬送部材52の回転によって、幅方向中央に向かって搬送される。そのため、上部分割室40の廃棄粉体回収装置30の幅方向において、廃トナーが堆積した山の側面が通常の搬送方向に逆行してパイプ47側に前進してくるのは、上部分割室40の幅方向中央付近が満杯に近い状態になった後である。
また中間転写ベルト用廃トナー受入口34Tは、上述したように、最も回収量の多い廃トナー受入口であるため、中間転写ベルト用廃トナー排出口22T直下の廃トナー貯留室42が特に満杯になりやすい。廃トナー搬送部材52の回転によって、廃棄粉体回収装置30の幅方向において、廃トナーが堆積した山の、廃トナー搬送部材52の回転中心より高い部分が、廃トナー搬送部材52の廃トナー搬送部53によって幅方向中央側に、さらに、奥行き方向ではパイプ47側へと搬送される。下部分割室36の下部検知室46にまだ収容空間が残されている場合には、パイプ47の上面からパイプ47の内部を通り、廃トナーを下部検知室46へ搬送することができる。これにより、中間転写ベルト用廃トナー排出口22T直下の廃トナー貯留室42を満杯にし、さらに、廃トナー受入室41Tを真っ先に満杯状態にしてしまうことを回避できる。
一方、廃棄粉体回収装置30の劣化現像剤受入室44へ供給された劣化現像剤は、堆積した劣化現像剤が形成する山の上面が、劣化現像剤搬送部材60の、劣化現像剤搬送部61の軸心Mまわりでの最下点に到達するまでは、劣化現像剤の斜面が安息角を形成するように堆積する。そして、堆積した劣化現像剤が形成する山の上面が、劣化現像剤搬送部材60の、劣化現像剤搬送部61の軸心Mまわりでの最下点に到達すると、劣化現像剤搬送部材60の回動に伴い劣化現像剤は攪拌されつつ劣化現像剤搬送部61から劣化現像剤攪拌部62に向かって搬送される。劣化現像剤攪拌部62付近まで搬送された劣化現像剤は、軸心Mまわりに回動するように構成された劣化現像剤攪拌部62により、廃棄粉体回収装置30の幅方向中央の劣化現像剤搬送室45において攪拌されつつ、劣化現像剤の山の上面が平坦化するまで劣化現像剤搬送室45から下部検知室46へ向けて劣化現像剤が搬送される。劣化現像剤搬送部材60が下部分割室36の下部検知室46を貫通する側面まで搬送された劣化現像剤又はパイプ47を通じて流入した廃トナーは、劣化現像剤搬送部材60の戻し部63により、回動支持部材64側から劣化現像剤攪拌部62へと戻される。これにより、廃棄粉体回収装置30の下部分割室36の下部検知室46においてシール機能の低下を回避することができる。このようにして、下部検知室46において、劣化現像剤受入室44からの劣化現像剤の搬送及び上部分割室40からの廃トナーの流入により、廃棄粉体を下部廃棄粉体収容部37の内部へ流入させつつ、山の上面全体が平坦となるように堆積させる。
次に、廃棄粉体回収装置30が上部検知部70を備えず、下部検知部80のみを備える場合について、廃棄粉体回収装置30の内部の堆積状況を検知する方法を説明する。
下部廃棄粉体収容部37の内部に堆積した廃棄粉体の堆積高さは、下部検知部80の下部センサ81により検知される。下部センサ81は、発光部82から発せられた光が受光部83で受光できるか否かで、廃棄粉体の上面が所定の廃棄粉体の堆積高さに到達したか否かを判断する。
発光部82から発せられた光を受光部83で受光できる場合、廃棄粉体の堆積高さは、発光部82(受光部83)よりも鉛直方向において低いということを意味する。
発光部82から発せられた光を、受光部83で初めて受光できなくなる廃棄粉体の堆積高さは、鉛直方向において発光部82(受光部83)の高さと同じということを意味する。
発光部82から発せられた光を、受光部83で受光できない場合は、廃棄粉体の堆積高さが、鉛直方向において発光部82(受光部83)と同じ高さかそれよりも高いということを意味する。これらにより、鉛直方向における発光部82(受光部83)の高さに決定される所定の廃棄粉体の堆積高さを検知し、廃棄粉体回収装置30の内部の満杯状態を知ることができる。
本発明の廃棄粉体回収装置30においては、下部検知部80が、下部分割室36に設けられた下部搬送手段60の搬送方向下流側に設けられ、第2廃棄粉体受入口35は、下部搬送手段60の搬送方向上流側にある構成であり、また、下部検知室46の上の仕切り部39を介して上部分割室40と下部分割室36とを連通させる連通部47を備えているので、下部検知部80のみで廃棄粉体回収装置30の内部全体の、又は下部分割室36の満杯状態を検出することができる。
この構成によれば、廃棄粉体回収装置30を、連結合流される経路を介してではなく、廃棄粉体排出口22T,22Y,22M,22C,22K,26に直接接続することができる。これにより、装置を簡素化することができ、装置の小型化とコストダウンが図れる。また、廃棄粉体回収装置30内の二つの分割室36,40の連通部によって、スペースを効率よく使用できるようにする。
つまり、本発明によれば、装置の簡素化を図りつつ、廃棄粉体回収装置が内部スペースを効率よく使用して廃棄粉体を収容することができる。
次に、廃棄粉体回収装置30が下部検知部80及び上部検知部70の両方を備える場合について、廃棄粉体回収装置30の内部の堆積状況を検知する方法を説明する。
上部検知部70は下部検知部80とほぼ同じ構成要素であるので構成の説明を省略する。
本実施形態における廃棄粉体回収装置30は、下部検知部80及び上部検知部70の両方を備えるので、上述した下部検知部80による満杯検知に加えて、上部検知部70により、さらに、上部分割室40のみの満杯検知を行うことができる。
本発明では、上部分割室40に収容される廃トナーの上部検知部70はパイプ47よりも廃トナー搬送部材52の搬送方向下流側で、かつ、パイプ47の上面よりも高い所に位置している。したがって、廃トナーがパイプ47を通って下部分割室36に収納されてから満杯検知を行うため、まだ収容できるスペースが残されている状態で満杯検知を行ってしまうことはなく、効率的にスペースを使用することができる。この構成による上部検知部70を使用すれば、上部分割室40での満杯状態を正確に検出することができる。
一般的なタンデム型フルカラー画像形成装置の断面図。 前扉が開かれ、本発明の実施形態にかかる廃棄粉体回収装置が取り外された状態にある画像形成装置の斜視図。 前扉が開かれ、本発明の実施形態にかかる廃棄粉体回収装置が装填された状態にある画像形成装置の斜視図。 本発明の実施形態にかかる廃棄粉体回収装置の裏面側斜視図。 カバーが取り付けられていない本発明の実施形態にかかる廃棄粉体回収装置の正面側斜視図。 本発明にかかる廃トナー回収装置の搬送方向とは直交する方向の断面図。 本発明の実施形態にかかる廃棄粉体回収装置の画像形成装置正面側に溶着されるカバーの斜視図。 前扉が閉じられた状態の画像形成装置の斜視図。 画像形成装置の前扉が閉じられた状態での廃棄粉体回収装置の上部検知部を示す図。 廃棄粉体回収装置の下部検知部を示す図。 幅方向における中間転写ベルト用廃トナー排出口から供給された廃トナーの山についての、搬送又は攪拌が行われる前の状態(a)と、搬送が行われた後の状態(b)を重ね合わせて示した図。 幅方向における廃トナー排出口(Y)から供給された廃トナーの山についての、状態(a)と、状態(b)を重ね合わせて示した図。 幅方向における廃トナー排出口(M)から供給された廃トナーの山についての、状態(a)と、状態(b)を重ね合わせて示した図。 幅方向における廃トナー排出口(C)から供給された廃トナーの山についての、状態(a)と、状態(b)を重ね合わせて示した図。 幅方向における廃トナー排出口(K)から供給された廃トナーの山についての、状態(a)と、状態(b)を重ね合わせて示した図。 奥行き方向における廃トナー排出口から供給された廃トナーの山についての、搬送又は攪拌が行われる前の状態(c)と、搬送が行われた後の状態(d)を重ね合わせて示した図。
符号の説明
1 画像形成装置
10Y,10M,10C,10K イメージングユニット
11,11Y,11M,11C,11K 感光ドラム(像担持体)
12 帯電装置
13 像露光装置
14 現像装置
15,15Y,15M,15C,15K 清掃装置
16 中間転写ベルト
17 1次転写装置
18 記録紙(記録媒体)
19 2次転写装置
20 定着装置
21 現像ローラ
22Y,22M,22C,22K 廃トナー排出口
22T 中間転写ベルト用廃トナー排出口
24 転写ベルト清掃装置
25 搬送スクリュー軸
26 劣化現像剤排出口(第2廃棄粉体排出孔)
30 廃棄粉体回収装置
31 作像部
32 前扉
34Y,34M,34C,34K イメージングユニット用廃トナー受入口(第1廃棄粉体受入口)
34T 中間転写ベルト用廃トナー受入口(第1廃棄粉体受入口)
35 劣化現像剤受入口(第2廃棄粉体受入口)
36 下部分割室
37 下部廃棄粉体収容
38 カバー
39 仕切り部
40 上部分割室
41,41Y,41M,41C,41K,41T 廃トナー受入室(第1廃棄粉体受入室)
42 廃トナー貯留室(第1廃棄粉体貯留室)
43 廃トナー排出室(第1廃棄粉体排出室)
44 劣化現像剤受入室(第2廃棄粉体受入室)
45 劣化現像剤搬送室(第2廃棄粉体搬送室)
46 下部検知室
47 パイプ(連通部)
51 支持部
52 廃トナー搬送部材(上部搬送手段)
53 廃トナー搬送部
54 廃トナー攪拌部
55 回動支持部材
56 上部廃棄粉体収容
57 パドル
60 劣化現像剤搬送部材(下部搬送手段)
61 劣化現像剤搬送部
62 劣化現像剤攪拌部
63 戻し部
64 回動支持部材
66 取っ手
67 センサ収容部
70 上部検知部
71 上部センサ
72 発光部
73 受光部
80 下部検知部
81 下部センサ
82 発光部
83 受光部
L 軸心
M 軸心

Claims (14)

  1. 画像形成装置に着脱可能に装填され、前記画像形成装置から排出される廃棄粉体を収容する廃棄粉体回収装置において、
    内部空間が仕切り部により上下に分割された分割室と、
    前記仕切り部を介して前記上部分割室と前記下部分割室とを連通させる連通部と、
    前記上部分割室と連通し、第1廃棄粉体を受け入れる第1廃棄粉体受入口と、
    前記第1廃棄粉体受入口から前記上部分割室に供給された前記第1廃棄粉体を搬送及び攪拌する前記上部分割室に設けられた上部搬送手段と、
    前記下部分割室と連通し、第2廃棄粉体を受け入れる第2廃棄粉体受入口と、
    前記第2廃棄粉体受入口から前記下部分割室に供給された前記第2廃棄粉体を搬送及び攪拌する前記下部分割室に設けられた下部搬送手段と
    を備えることを特徴とする廃棄粉体回収装置。
  2. 前記廃棄粉体回収装置は前記下部分割室の所定高さ位置に設けられた下部廃棄粉体収容凸部を備えており、前記下部廃棄粉体収容凸部を通して該下部廃棄粉体収容凸部に対向して前記画像形成装置に設けられた下部センサによって、前記下部分割室内の前記第2廃棄粉体と前記上部分割室から前記連通部を通じて前記下部分割室に流入した前記第1廃棄粉体とが所定量に到達したか否かが検知されることを特徴とする請求項1に記載の廃棄粉体回収装置。
  3. 前記下部廃棄粉体収容凸部が、前記連通部の出口近傍に設けられたことを特徴とする請求項2に記載の廃棄粉体回収装置。
  4. 前記下部廃棄粉体収容凸部が、前記下部分割室に設けられた前記下部搬送手段の搬送方向下流側に設けられ、前記第2廃棄粉体受入口が、前記下部搬送手段の搬送方向上流側に設けられたことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の廃棄粉体回収装置。
  5. 前記下部センサは発光部と受光部とを備え、前記廃棄粉体回収装置が前記画像形成装置に対し装着された状態において、前記下部廃棄粉体収容凸部は、前記発光部と受光部の間に位置することを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の廃棄粉体回収装置。
  6. 前記廃棄粉体回収装置は前記上部分割室の所定高さ位置に設けられた上部廃棄粉体収容凸部を備えており、前記上部廃棄粉体収容凸部を通して該上部廃棄粉体収容凸部に対向して前記画像形成装置に設けられた上部センサによって、前記第1廃棄粉体が所定量に到達したか否かが検知されることを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載の廃棄粉体回収装置。
  7. 前記上部廃棄粉体収容凸部が、前記上部分割室に設けられた前記上部搬送手段の搬送方向において前記連通部より下流側に設けられ、かつ、前記連通部の上面より高い位置に設けられたことを特徴とする請求項6に記載の廃棄粉体回収装置。
  8. 前記上部センサは発光部と受光部とを備え、前記廃棄粉体回収装置が前記画像形成装置に対し装着された状態において、前記上部廃棄粉体収容凸部は、前記発光部と受光部の間に位置することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の廃棄粉体回収装置。
  9. 前記上部分割室の容積が前記下部分割室の容積よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の廃棄粉体回収装置。
  10. 前記連通部が、前記上部分割室に設けられた前記第1廃棄粉体受入口のうち、最も回収量の多い前記第1廃棄粉体受入口と、前記最も回収量の多い第1廃棄粉体受入口に隣接する前記第1廃棄粉体受入口との間に設けられたことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の廃棄粉体回収装置。
  11. 前記連通部は、前記仕切り部から前記上部分割室側へ突出したパイプからなり、前記パイプの上面が前記上部搬送手段の回転中心よりも低い位置にあり、前記上部搬送手段の直下とは異なる場所に位置することを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の廃棄粉体回収装置。
  12. 前記上部搬送手段が前記第1廃棄粉体を前記上部分割室の幅方向両側から幅方向中央に向かって搬送し、かつ、前記上部搬送手段の最下端での回転方向が前記連通部へ向かう方向であることを特徴とする請求項11に記載の廃棄粉体回収装置。
  13. 前記第1廃棄粉体が廃トナーであり、かつ、前記第2廃棄粉体がトナーとキャリアを含む劣化現像剤であることを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の廃棄粉体回収装置。
  14. 請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載する廃棄粉体回収装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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