JP5272679B2 - 廃トナー収容器及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは装置本体に対して着脱自在に設けられた廃トナーを収容する廃トナーボトルを備えた画像形成装置に関する。

トナーを用いて作像を行う画像形成装置では、感光体上の転写残トナーを清掃する感光体クリーニング装置や、転写ベルトあるいは転写ローラ上に付着したトナーを清掃する転写クリーニング装置等から回収された廃トナーを貯留するための廃トナーボトルが設けられるのが一般的である。この廃トナーボトルには、通常ハードまたはソフト的なトナー満杯検知手段が設けられており、廃トナーの満杯が検知されるとサービスマンやユーザによって廃トナーボトルが画像形成装置本体より取り外され、清掃あるいはボトル交換が行われる。したがって、この廃トナーボトルは、定着ユニット等の熱源に近付けないように留意した上で、できるだけ画像形成装置本体から着脱し易いように、また交換頻度の低減を図るべく、より容量を稼げるように考慮された形状を取り得る位置に配置されている。

最近では画像形成装置のカラー化が進んでおり、一般的なフルカラー機の場合、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの４色分の感光体クリーニング装置のためと、中間転写クリーニング装置のための、合わせて５系統の廃トナー搬送経路が備えられている。その際、廃トナー搬送経路の構成を簡略化して廃トナーボトルまでのトナー搬送パスを短くし、かつ廃トナーボトルの着脱性を犠牲にしないという観点から、スペース的に許されることを前提に、廃トナーボトルを感光体クリーニング装置や転写クリーニング装置の前面に配置し、かつ５系統の廃トナー搬送経路のそれぞれと廃トナーボトルとを直接連結する構成が一般的に採用されている。

一方で、上述の構成では、感光体を含めた感光体周りのユニットのメンテナンス作業あるいは交換作業の際に廃トナーボトル自体の交換が不要でも、その着脱が強いられることがあり、廃トナーボトル着脱の作業機会が増加し、それに伴ってトナーの落下や漏れが発生する可能性が増大してしまうという副作用的な問題がある。廃トナーボトル着脱時におけるトナーの落下や漏れは、作業時にユーザやサービスマンの手や衣服及び機外の床面等を汚損する虞がある。トナーの落下や漏れを防止すべく、廃トナーボトルの連結部にシャッターを用いる技術も提案されているが、廃トナーボトルの構成が複雑化すると共にコストアップしてしまうため好ましくない。そこで、廃トナーボトルの連結部におけるシール性をアップするための構成が多く提案されている。

例えば特許文献１の提案では、複数の廃トナー排出口が異なる高さに配置され、それに対応して廃トナーボトルの廃トナー回収口が異なる高さで設けられている。各々の廃トナー排出口より排出された廃トナーは、廃トナー回収口より廃トナーボトルに送られ蓄積される。このように各々高さが異なる廃トナー回収口では、画像形成装置に装着された状態で高い側に、排出量の多い中間転写ベルトからの廃トナー回収口や黒色トナーの廃トナー回収口が配置されると、廃トナー排出量の違いにより、廃トナーは廃トナーボトル内で高さが異なる状態で蓄積される場合がある。この場合、廃トナーボトルを装置本体から取り出し、無造作に置いて廃トナーボトルへ振動が加わると、装置本体に装着された状態で高い側に蓄積していた廃トナーが崩れ、低い側へシフトする。その結果、低い側に設けられた廃トナー回収口では、廃トナーボトルに振動が加わる前よりもトナーの堆積面が高くなり、トナーが溢れることが懸念される。また、溢れないまでも、廃トナー回収口を覆ったトナーが再セット後のトナー排出を邪魔し、トナーブロッキングが発生することが懸念される。トナーブロッキングが発生すると、廃トナー排出口から廃トナーを押し出す力がないため、廃トナー排出が邪魔されると、廃トナーが廃トナー搬送スクリュ内に詰まることになり、搬送スクリュの駆動に不具合が生じ、廃トナー搬送手段の破損に至ることも考えられる。

特開２００６−１１３６０号公報

本発明は、特許文献１の構成の問題点を解決し、廃トナー収容器を装置本体外に載置する際に、内部の堆積トナーが崩れて低い位置の廃トナー収容口から廃トナーが噴出すことを防止することを目的とする。

上記課題は、本発明にしたがって、互いに異なる高さに配置された複数の廃トナー排出口を備える画像形成装置に対して着脱可能な廃トナー収容器であって、前記廃トナー排出口に対応する複数の廃トナー収容口を備え、収容した廃トナーを画像形成装置装着時に高い位置にある廃トナー収容口の側へ搬送する搬送手段を内蔵する廃トナー収容器において、画像形成装置外に載置された際に前記複数の廃トナー収容口の高さの差を小さくする廃トナー収容口高さ調整手段を備えたことで、解決される。

画像形成装置外に載置された際に前記複数の廃トナー収容口の高さを等しくするように、上記廃トナー回収口高さ調整手段が構成されているのが効果的である。ケース底面の少なくとも一部が前記複数の廃トナー収容口の各中心を結ぶ直線と平行になっていることで廃トナー収容口高さ調整手段を形成するのが好適である。また画像形成装置外に載置された際に、前記複数の廃トナー収容口の高さの差を小さくする補助部材を廃トナー収容口高さ調整手段として備えているのも、好適である。補助部材が廃トナー収容器ケースに対して可倒式に設けられていれば、好都合である。

請求項１に係る発明によれば、画像形成装置における互いに異なる高さに配置された複数の廃トナー排出口のそれぞれに対応する複数の廃トナー収容口を備え、収容した廃トナーを画像形成装置装着時に高い位置にある廃トナー収容口の側へ搬送する搬送手段を内蔵する廃トナー収容器において、画像形成装置外に載置された際に前記複数の廃トナー収容口の高さの差を小さく、特に好ましくは前記複数の廃トナー収容口の高さを等しくする廃トナー収容口高さ調整手段を備えているので、画像形成装置外に載置された際、衝撃で画像形成装置装着時に傾斜して堆積した廃トナーが崩れることがなく、したがって堆積廃トナーが崩れることで画像形成装置装着時に低い位置にあった廃トナー回収口から廃トナーが噴出す事態も回避される。

ケース底面の少なくとも一部が前記複数の廃トナー収容口の各中心を結ぶ直線と平行になっていれば、画像形成装置装着時に傾斜して堆積した廃トナーは画像形成装置外に載置された際に水平堆積状態となり、堆積廃トナーが崩れることもなく、画像形成装置外に載置された状態で複数の廃トナー収容口も水平になり、これら廃トナー収容口から廃トナーが噴出すことがない。

画像形成装置外に載置された際に、前記複数の廃トナー収容口の高さの差を小さくする補助部材を廃トナー収容口高さ調整手段として備えていれば、画像形成装置装着時に傾斜して堆積した廃トナーは画像形成装置外に載置された際に複数の廃トナー収容口の高さの差に応じた堆積状態となり、堆積廃トナーが崩れ難く、画像形成装置外に載置された状態で複数の廃トナー収容口も複数の廃トナー収容口の高さの差に応じた相互位置関係をとり、これら廃トナー収容口から廃トナーが噴出すことがない。補助部材が廃トナー収容器ケースに対して可倒式に設けられていれば、廃トナー収容器を装置本体に収容する際には補助部材を廃トナー収容器ケースに接するように折り畳むことができ、装置本体から取り外した際に廃トナー収容器を支えるように開くことができ、収容スペース的に効率的である。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図であり、図２は図１の画像形成装置の主要部を拡大して示す図である。

画像形成装置は、その内部の略中央に中間転写ベルト１を右下がりに配置している。中間転写ベルト１は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、複数のローラに掛け回して支持され、図中反時計回りに回転駆動される。中間転写ベルト１の下方には、その転写ベルト１の下側の面に接触するように配置された４個の像担持体である感光体１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを有するプロセスカートリッジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが、中間転写ベルト１のベルト面に沿って並んでいる。感光体１０ａ〜１０ｄの周りには、専用の帯電ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ（図１では符号付け省略）及びクリーニングユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（図１では符号付け省略）を有する。そして、プロセスカートリッジ１１ａ〜１１ｄに対応させて、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ（図１では符号付け省略）を付設している。

プロセスカートリッジ１１ａ〜１１ｄは、同一の構成をしたユニットであり、例えばプロセスカートリッジ１１ａはブラック色に対応する画像を形成し、プロセスカートリッジ１１ｂはイエロー色に対応する画像を形成し、プロセスカートリッジ１１ｃはシアン色に対応する画像を形成し、プロセスカートリッジ１１ｄはマゼンタ色に対応する画像を形成する。中間転写ベルト１の上方に配されたトナー補給用トナーボトル２には、図中左からイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーが充填されており、ここから不図示の搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像ユニット１６ａ〜１６ｄに補給される。

また、プロセスカートリッジ１１ａ〜１１ｄの下方には、書込みユニット９を装着している。書込みユニット９は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたｆθレンズ、長尺シリンドルカルレンズ等のレンズやミラーから構成されている。レーザダイオードから射出されたレーザー光はポリゴンスキャナにより偏向走査され感光体１０ａ〜１０ｄ上に照射される。

中間転写ベルト１を挟んで、各感光体１０ａ〜１０ｄと対向する位置には、感光体１０ａ〜１０ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１上に一次転写する転写ローラ１３がそれぞれ配置されている。転写ローラ１３は、不図示の電源に接続されており、所定の電圧が印加される。

中間転写ベルト１の一方の端部張架ローラに支持された部分の外側には、二次転写ローラ５が圧接されている。二次転写ローラ５は、不図示の電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ５と中間転写ベルト１との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト１上のトナー像が転写紙に転写される。中間転写ベルト１の他方の端部張架ローラ５２に支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニングユニット１２が設けられている。

二次転写部の上方には、転写紙上のトナー像を転写紙に半永久的に定着させる定着ユニット４が備えられている。また、画像形成装置の下部には、転写紙を載置し、二次転写部に向けて転写紙を送り出す給紙ユニット８が備えられている。

次に、この画像形成装置の画像形成における動作について説明する。給紙ユニット８内の転写紙の先端が、給紙コロ７でフィードされ、レジストローラ６まで到達すると不図示のセンサによって検知され、この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ６によって転写紙を２次転写ローラ５と中間転写ベルト１のニップに搬送する。なお、予め帯電ローラ１５ａ〜１５ｄによって一様に帯電された感光体ドラム１０ａ〜１０ｄは、書き込みユニット９によってレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム１０ａ〜１０ｄ上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置１６ａ〜１６ｄにより現像され、これにより感光体ドラム１０ａ〜１０ｄ表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。

次に転写ローラ１３に電圧が印加され、各感光体ドラム１０上のトナーが、中間転写ベルト１上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト１上に形成された画像は、２次転写ローラ５の位置まで搬送され転写紙に２次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙は定着ユニット４に搬送されて熱定着され、排紙ローラ３で機外へ排紙される。なお、感光体上ドラム１０ａ〜１０ｄ上の残留トナーは、それぞれのクリーニングユニット１４ａ〜１４ｄによって、また中間転写ベルト１上の残留トナーはクリーニング手段１２によってクリーニングされる。

図３は、図１の画像形成装置におけるプロセスカートリッジ１１の概略を示す図であり、図４は、当該プロセスカートリッジ１１及び廃トナーボトル２０の概略を示す図である。クリーニングされ回収された廃トナーは、例えば感光体用クリーニングユニット１４に関しては、各クリーニングユニット１４内の廃トナー搬送スクリュ（図示せず）により、プロセスカートリッジ１１の廃トナー排出パイプ１８の廃トナー排出口１９から画像形成装置に設けられた廃トナーボトル２０に排出される。なお、プロセスカートリッジ１１から廃トナーボトル２０に直接廃トナーを排出せず、一度画像形成装置内の廃トナー搬送経路に排出してから廃トナーボトルに廃トナーを搬送する構成もあり得る。

図５は、廃トナーボトル２０全体の構成を示す概略図である。廃トナーボトル２０には、４色のプロセスカートリッジ１１および中間転写クリーニングユニット１２からの廃トナーを回収するための回収口２３ａおよび２３ｂ、廃トナーボトルを持つための取っ手２４、及びこの取っ手２４に備えられたロック機構２５、廃トナーボトル２０を画像形成装置の外装カバーにセットする際のガイドとなるボトル底部のピン２６、画像形成装置本体との位置決め用のＵ字溝２８および穴２９を備えている。

図６は、廃トナーボトル２０の内部構成を示す概略図である。図６中、廃トナーボトル２０内部には、回収した廃トナーを均し、かつ満杯検知位置まで搬送するための搬送スクリュ３０、搬送スクリュ３０を駆動させるための駆動ギヤ３１、廃トナー回収口と搬送スクリュ間で廃トナーが架橋するのを防止するマイラー（商標、ＰＥＴフィルム）３２を備えている。搬送スクリュ３０は画像形成装置本体からギヤ３１を介して駆動される。

図７は、廃トナーボトル２０のプッシュ式のロック機構を示す図である。図７（ａ）は廃トナーボトル２０の取っ手２４近傍を示す斜視図であり、図７（ｂ）はロック状態の断面図、図７（ｃ）はロック解除状態の断面図である。図７中、（ｂ）の断面図に示すように、プッシュ式ロック部材２５ｂの押圧部を押すことでレバーが撓み、外装カバー引っ掛け３６から外すことができる。図８は、図７で示したプッシュ式ロック機構の動作図である。取っ手２４を保持しながら、プッシュ式ロック部材２５ｂの押圧部２５を押すことにより、片手による脱着が可能であり、廃トナーボトルの容易な交換を実現することができる。

以上のような構成、動作の画像形成装置においては、傾斜配置された中間転写ベルトに合わせて、感光体を含むプロセスカートリッジは各色で斜めに配置され、それぞれの廃トナー排出パイプ、廃トナー排出口も互いに斜め配置の関係となっている。既述のように、廃トナーボトルは、各プロセスカートリッジ、中間転写クリーニングユニットの廃トナーパイプと直接ジョイント可能に、廃トナー回収口２３ａ，２３ｂを備え、また内部には廃トナー搬送のための搬送スクリュ３０を、廃トナー回収口に合わせて斜めに配置している。従来技術での廃トナー充填状態を図９，１０で説明する。各廃トナー回収口２３ａ，２３ｂから排出される廃トナーは、ボトル内に図９のように堆積していく。つまり、搬送スクリュ３０の高さに達するまでは、廃トナーは各排出ポイントで自然な山を形成する。

排出された廃トナーの堆積が更に進むと、搬送スクリュ３０の搬送に促されて、図１０のように搬送下流側が高い状態となる。廃トナーは画像形成から回収までの過程の中で熱や機械的なストレスを多分に受けるため、フレッシュトナーと比較し凝集度が高くなる傾向がある。そのため、上記のような斜めに推移した状態を保つことが或る程度可能である。しかしながら、一定以上の外力（振動）がかかるとその状態は崩れてしまう。

従来構造の装置において、ボトルを抜き、ボトルを置いた時の衝撃によって、トナーが崩れた状態を図１１に示す。廃トナーボトルに加わった衝撃により、斜めに傾いて堆積していた廃トナーは崩れる。その際、廃トナーは重力により水平状態に近づこうとするため、図示するような状態となる。その結果、例えば丸印で示した低めに配された廃トナー回収口からのトナー溢れが懸念される。また、トナー漏れがない場合でも、上記状態の廃トナーボトルを再セットして使用する場合、搬送スクリュ３０によるトナー搬送よりも、丸印部でのトナー排出量が勝ってしまうと、その個所でトナーブロッキングを起こすことが懸念される。その場合、当該個所の感光体ユニット（プロセスカートリッジ）の破損に至ることも考えられる。

本発明に係る第１の構成を図１２に示す。つまり、本例の廃トナーボトルは、異なる高さに複数の廃トナー排出口を有する画像形成装置に装着された際に傾斜して配置される搬送スクリュ３０とほぼ平行な面を、廃トナーボトルケース底面の一部に有している。この廃トナーボトルでの廃トナー充填状態を図１３に示す。搬送スクリュ３０近辺までトナー堆積した場合は底部形状にかかわらず、図１０の従来タイプと同じような状態になる。本例の廃トナーボトルを画像形成装置本外から取り外し、廃トナーボトルを机上等、画像形成装置外に置いた時の衝撃によって堆積トナーが崩れない状態を図１４に示す。つまり、本例の廃トナーボトルでは、振動が加わっても図１１のようにはならず、堆積廃トナーが廃トナー回収口２３ａ，２３ｂの高さに至らない状態であり、トナー溢れや再セット後のトナーブロッキングの心配がない。

本発明に係る第２の構成を図１５に示す。つまり、本例の廃トナーボトルは、廃トナーボトルケース底面の廃トナー搬送方向上流側に、補助部材３４を設けている。これは、廃トナーボトルを画像形成装置外に載置した際に、複数の廃トナー回収口２３ａ，２３ｂの高さの差を小さくすることができるものである。この廃トナーボトルを画像形成装置本体から取り外し、廃トナーボトルを机上等、画像形成装置外に置いた時の状態を図１６に示す。つまり、本例の廃トナーボトルでは、ボトルを外して別の場所に置いた際も図のように搬送スクリュ３０がほぼ水平な状態となり、トナー溢れや再セット後のトナーブロッキングの心配がない。しかも、従来の廃トナーボトルと同等のトナー容量を確保することが可能である。補助部材３４に対する収納スペースが装置本体側にあるならば、図１５のように廃トナーボトルケースの底面から突き出た形状のままの構成とすることができる。また補助部材３４を廃トナーボトルケースに対して可倒式に構成して、廃トナーボトルを装置本体から取り出すことで図１５に示すような配置関係になるようにしてもよい。

本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。 図１の画像形成装置の主要部を拡大して示す図である。 本発明における画像形成装置のプロセスカートリッジの概略を示す図である。 本発明におけるプロセスカートリッジ及び廃トナー収容器の概略を示す図である。 本発明の廃トナー収容器全体の構成を示す図である。 本発明の廃トナー収容器の内部構成を示す概略図である。 本発明に係る廃トナー収容器のプッシュ式ロック機構を示す図で、（ａ）は廃トナー収容器の取っ手近傍を示す斜視図、（ｂ）はロック状態の断面図、（ｃ）はロック解除状態の断面図である。 図７で示したプッシュ式ロック機構の動作図である。 従来の廃トナー収容器での廃トナー充填状態を示す図である。 従来の廃トナー収容器での搬送スクリュまで堆積トナーが達した場合の廃トナー充填状態を示す図である。 従来の廃トナー収容器を装置本体から取り外して装置本体外に置いた際の衝撃で堆積トナーが崩れた状態を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る廃トナー収容器の概略構成図である。 図１２の廃トナー収容器での廃トナー充填状態を説明するための図である。 図１２の廃トナー収容器を装置本体から取り外して装置本体外に置いた状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る廃トナー収容器の概略構成図である。 図１５の廃トナー収容器を装置本体から取り外して装置本体外に置いた状態を示す図である。

符号の説明

２０ 廃トナー収容器
２３ａ，２３ｂ 廃トナー収容口
３０ 搬送スクリュ

Claims (6)

1. 互いに異なる高さに配置された複数の廃トナー排出口を備える画像形成装置に対して着脱可能な廃トナー収容器であって、前記廃トナー排出口に対応する複数の廃トナー収容口を備え、収容した廃トナーを画像形成装置装着時に高い位置にある廃トナー収容口の側へ搬送する搬送手段を内蔵する廃トナー収容器において、画像形成装置外に載置された際に前記複数の廃トナー収容口の高さの差を小さくする廃トナー収容口高さ調整手段を備えたことを特徴とする廃トナー収容器。
2. 請求項１に記載された廃トナー収容器であって、画像形成装置外に載置された際に前記複数の廃トナー収容口の高さを等しくするように、上記廃トナー回収口高さ調整手段が構成されていることを特徴とする廃トナー収容器。
3. 請求項１または２に記載の廃トナー収容器であって、前記廃トナー収容器は、ケース底面の少なくとも一部が前記複数の廃トナー収容口の各中心を結ぶ直線と平行になっていることで廃トナー収容口高さ調整手段を形成することを特徴とする廃トナー収容器。
4. 請求項１または２に記載の廃トナー収容器であって、画像形成装置外に載置された際に、前記複数の廃トナー収容口の高さの差を小さくする補助部材を廃トナー収容口高さ調整手段として備えたことを特徴とする廃トナー収容器。
5. 請求項４に記載の廃トナー収容器であって、前記補助部材が廃トナー収容器ケースに対して可倒式に設けられていることを特徴とする廃トナー収容器。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の廃トナー収容器を備えた画像形成装置。

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