JP5391991B2 - 廃トナー回収容器および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において発生する廃トナーを収容するための廃トナー回収容器およびこれを備えた画像形成装置に関する。

トナー等を用いた電子写真方式の複写機等の画像形成装置においては、トナー等の記録媒体への転写率が１００％でないため、廃棄トナー（以下、廃トナーという）が発生する。こうした多くの画像形成装置においては、発生した廃トナーは、機械内部の一箇所に設けられた廃トナー回収容器に集められ、その後廃棄される。

廃トナー回収容器にはフォトインタラプタ等のセンサが設置され、センサにより廃トナーの満杯を検知しているが、廃トナー回収容器からの廃トナーの溢れを防止するため、回収容器の大きさに余裕を持たせる場合が多い。また、電子写真方式の複写機等の小型化により、廃トナー回収容器の小型化と廃トナー回収容器の廃トナー充填率の向上も求められている。

廃トナー回収容器の充填率を向上させる方法として、廃トナー回収容器の形状を十分な高さを有するものにし、垂直方向に廃トナーを堆積させていく方法が最も効率的であるが、機械内部のスペース上の制約により、廃トナー回収容器は扁平形状等の形状にする必要も生じる。

特許文献１は、トナー入口を通して廃トナー容器内に送り込まれた廃トナーをトナー搬送スクリューによって搬送し、廃トナー容器内がトナーで満杯になったとき、トナー量検知装置によってこれを検知する廃トナー収容装置を備えた画像形成装置において、廃トナー容器を画像形成装置本体から外して、これを傾けたときも、トナー量検知装置が誤検知しないようにするために、廃トナー容器のトナー入口とトナー量検知装置との間に遮蔽体を設けることを開示している。

また、廃トナー容器内のトナー搬送スクリューの廃トナー搬送方向を切り替えることを開示しているが、切り替え位置がトナー入口の真下にあるため廃トナーは廃トナー落下口の位置に対称に堆積し、従ってトナー量検知装置が配置された一定の高さで廃トナーが検知されることになり、トナー量検知装置の上方の空間は未使用のままである。また、容器内部に隔壁を有しているために廃トナー容器の構造が複雑である。

そこで、本発明は、廃トナー回収容器の廃トナー充填率をさらに高めつつ、廃トナー回収容器における廃トナーの満杯を正確に検知することを目的とする。

この目的は、本発明により、画像形成部から排出される廃トナーを回収する廃トナー回収容器であって、廃トナー回収容器は、廃トナーを受容するための廃トナー回収口と、廃トナー回収容器内部の廃トナー量を検知するトナー量検知手段と、廃トナー回収容器内部の廃トナーを搬送する廃トナー搬送部材とを有し、廃トナー搬送部材は、廃トナーの搬送方向が切り替えられる搬送方向切り替え位置を有し、搬送方向切り替え位置は、トナー量検知手段から見て、廃トナー回収口よりも近傍に位置し、廃トナーは、搬送方向切り替え位置から廃トナー回収容器の端部に向かって搬送されることによって解決される。

また、廃トナー回収口は、廃トナー回収容器の中央よりも端部寄りであって、トナー量検知手段が配置されている側に位置すると好ましい。
また、廃トナー搬送部材は軸と螺旋状体からなると好ましい。

また、本発明に従う画像形成装置は、廃トナー量検知手段は、廃トナー回収容器を装置本体外へ引き出す方向において廃トナー回収口よりも奥側に備えられている。
また、廃トナー回収口に接続される、画像形成装置本体に備えられた廃トナー搬送経路は、廃トナー回収容器を装置本体外へ引き出す方向において装置の奥側から手前に向けて配置されていると好ましい。

本発明によれば、廃トナー搬送部材は、廃トナーの搬送方向が切り替えられる搬送方向切り替え位置を有し、搬送方向切り替え位置は、トナー量検知手段から見て廃トナー回収口よりも近傍に位置するため、廃トナーは先ずトナー量検知手段がない方向に搬送・堆積し、その後トナー量検知手段の方向に搬送されていく。よって、廃トナー回収容器全体に廃トナーを充填させることができ、廃トナー充填率が増加し、また廃トナー回収容器の満杯が確実に検知される。

本発明の画像形成装置全体の概略構成図である。 従来の廃トナー搬送経路と回収容器を示す図であり、回収口から落下した廃トナーが容器に山状に収容される様子を示す。 従来の廃トナー搬送経路と回収容器を示す図であり、容器内搬送部材に到達した廃トナーが、回収容器の端部に向かって搬送され、均される様子を示す。 従来の廃トナー搬送経路と回収容器を示す図であり、さらに堆積した廃トナーが満杯検知センサまたはニア満杯検知センサに到達する様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第１実施形態を示す図であり、回収口から落下した廃トナーが容器に山状に収容される様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第１実施形態を示す図であり、回収口から落下した廃トナーが容器に山状に収容される様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第１実施形態を示す図であり、容器内搬送部材に到達した廃トナーが、回収容器の端部に向かって搬送され、均される様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第１実施形態を示す図であり、容器内搬送部材に到達した廃トナーが、回収容器の端部に向かってさらに搬送され、均される様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第１実施形態を示す図であり、廃トナーがさらに堆積し、廃トナーが検知センサ側に送り始められた様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第１実施形態を示す図であり、廃トナーが検知センサ側に送られている様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第１実施形態を示す図であり、廃トナーがニア満杯検知センサに到達する様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第１実施形態を示す図であり、廃トナーが満杯検知センサに到達する様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第２実施形態を示す図であり、回収口から落下した廃トナーが容器に山状に収容される様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第２実施形態を示す図であり、廃トナーが検知センサ側に送られている様子を示す。 本発明における廃トナー搬送経路と回収容器の第２実施形態を示す図であり、廃トナーがニア満杯検知センサまたは満杯検知センサに到達する様子を示す。

図１は本発明に従う画像形成装置全体の概略構成図を示す。図示の装置は、帯電器としての帯電ローラ４で一様に帯電されたＫ（黒）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）の各作像ステーションの感光体３上に、スキャナー１で読み取られた画像を書き込み装置２により色分解して色毎に書き込み、静電潜像を形成する。例えばＫ（黒）のステーションで説明する。感光体３上に形成された潜像は、現像装置５によりＫトナーを潜像にあわせて現像し、トナー像を形成する。現像されたＫトナー像は、感光体３と１次転写ローラ８との間に挟み込まれる形で中間転写ベルト７が感光体３に接している部分において、該中間転写ベルト７上に転写される。このようにしてＹ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）の各作像ステーションでも同様にして感光体３上でトナー像を形成し、中間転写ベルト７上に転写されたトナー像が２次転写位置に到達するタイミングに合わせてレジストローラから転写紙が給紙され、２次転写ローラ１０により転写紙上に一括転写される。転写された転写紙は、搬送ベルト９で定着装置１１に搬送され、定着されてコピー画像として排紙される。

一方、中間転写ベルト７上に転写した後の感光体３は、クリーニング装置６で残留トナーを除去され、図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電ローラ４で一様に帯電される動作を繰り返す。
また、転写紙に転写した後の中間転写ベルト７は、図示しない中間転写ベルトのクリーニング装置により、残留トナーを除去された後、再度、感光体３から中間転写ベルト７上にトナー像を転写し、これを転写紙に一括転写するという作像工程を繰り返すようになっている。

感光体３または中間転写ベルト７から除去された残留トナー、すなわち廃トナーは、画像形成装置１内部に延在する図示しない廃トナー搬送経路を介して、画像形成装置１の下部に配置された廃トナー回収容器２２に搬送される。廃トナー搬送経路は、各クリーニング装置から下方の回収容器２２まで延在している。回収容器２２は、排紙トレーの上方に設置されているが、他のスペースに配置されてもよい。本発明に従う画像形成装置１では、廃トナー搬送経路２０または一時貯留部に廃トナー１９を一定量貯留することができ、従って、回収容器２２の交換中でもクリーニング装置からの廃トナー１９を搬送しつつ、印刷動作を続行することが出来る。

図２は、拡大された廃トナー回収容器２２と廃トナー搬送経路２０の従来の構成を示す。印刷動作中、クリーニング装置から回収容器２２の上まで延びる廃トナー搬送経路２０を通って搬送されてきた廃トナー１９は、廃トナー搬送経路２０の先端部および容器中央部の廃トナー回収口２７を介して回収容器２２に収容される。ここで、回収容器２２の手前の廃トナー搬送経路２０には、軸と螺旋状体からなるスクリューとして構成された経路内搬送部材２１が具備されている。経路内搬送部材２１は、廃トナー搬送経路２０の外側に配置された図示しない駆動部によって回転駆動し、廃トナー１９を図２中左側から右側に搬送する。一方、回収容器２２内部にも、軸と螺旋状体からなるスクリューとして構成された１または複数の容器内搬送部材２３が、容器内の上部に容器の幅全体にわたって具備されており、回収容器２２の外側に配置された図示しない駆動部によって回転駆動するようになっている。容器内搬送部材２３は、その中央部の搬送方向切り替え位置２６から左右の端部に向かって逆向きに螺旋状体が設けられており、回転駆動すると容器中央部の廃トナー１９を中央部から端部に向かって軸方向に搬送するとともに、螺旋状体表面は軸に対してある角度を持っているため螺旋状体の周方向分力により廃トナー１９を拡散させるようになっている。

また、回収容器２２内の満杯を検知する満杯検知センサ２４が、回収容器２２の側面に設けられている。これは、容器内の上限ではなく上部のレベルを検知するように配置されており、廃トナー１９が検知センサの前方まで堆積すると作動し、回収容器２２が実際に満杯になる前に満杯を検知することになる。同様に、満杯より手前のニア満杯を検知するニア満杯検知センサ２５が、満杯検知センサ２４よりも下部に配置されており、満杯よりも低いレベルのニア満杯を検知する。

図２に示すように、回収容器２２内に蓄積された廃トナー１９は容器内搬送部材２３に到達するまでは山状（円錐状）に堆積し、図３に示すように、容器内搬送部材２３に到達した後は搬送部材２３の回転駆動によって回収容器２２の端部に向かって対称的に搬送され、均される。

図４に示すように、廃トナー１９が、満杯検知センサ２４またはニア満杯検知センサ２５に到達すると、画像形成装置１の上部のオペレーションパネルでの表示やアラーム音を発することで、ユーザーに回収容器の交換を促したり、印刷を停止したりする。前記のように、容器内搬送部材２３は、容器内の上部に容器の幅全体にわたって延在し、山状に堆積する廃トナー１９を均一のレベルに均すため、容器内搬送部材２３よりもやや下方に配置された満杯検知センサ２４によって容器の満杯が正確に検知される。従って、図４に示すように、満杯検知時でも容器内搬送部材２３の上部にはスペースに余裕があるため、容器交換のためにこれを取り外した時や更なる廃トナー１９の蓄積時に、容器から廃トナー１９が溢れたり、廃トナー搬送経路２０に詰まったりせず、よって、室内への飛散や経路内搬送部材２１等の破損が回避される。しかしながら、この上部のスペースは未使用のままであるため、この分廃トナー充填率も減少している。

図１〜４に示すように、従来は廃トナー回収容器２２の中央近傍に廃トナー回収口２７があり、そこを介して装置本体からの廃トナー１９を廃トナー回収容器２２に落下させ回収していた。また、廃トナー回収容器２２内部の容器内搬送部材２３は、廃トナー回収口２７の真下の搬送方向切り替え位置２６において廃トナー１９の送り方向が切り替わり、廃トナー回収容器２２の両端部に向かって廃トナー１９を送っていた。その結果、廃トナー１９は回収容器内の落下口付近を基準に対称に、すなわち円錐状に堆積し、廃トナー回収容器には充填可能な容積が残っているにも関わらず満杯が検知されていた。
また、検知センサの位置を容器内搬送部材２３より上方に配置した場合、検知センサ近傍では容器内搬送部材２３の廃トナー搬送力が小さいため、満杯を確実に検知することができなかった。

そこで、本発明では、廃トナー充填率をさらに高め、廃トナーの満杯を正確に検知するように廃トナー回収容器を改良した。
図５〜１２は、本発明に従う廃トナー回収容器の第１実施形態を示している。ここで、図１〜４と同じ参照番号を有する部分はこれらと同様の機能を有している。図示のように、廃トナー回収容器内に全幅にわたって容器内搬送部材２３を取り付け、その取り付け箇所の近傍であって容器内搬送部材２３よりも下側に検知センサ２４，２５を設置し、廃トナー回収容器２２内部における容器内搬送部材２３の搬送方向切り替え位置２６を、廃トナー回収口２７の真下に配置せず、検知センサから見て廃トナー回収口よりも近傍に位置するように検知センサ２４，２５側に配置している。言い換えれば、容器内搬送部材２３の搬送方向切り替え位置２６は、容器内搬送部材の軸方向において廃トナー回収口２７の位置と検知センサ２４，２５の位置の間に配置されている。これにより、図５，６，７に示すように、容器内搬送部材２３の高さまで山状に堆積した廃トナー１９は、先ず廃トナー回収容器２２の検知センサ２４，２５とは反対側に搬送される。

そして、図８に示すように、廃トナー回収容器２２の端部まで搬送された廃トナー１９はさらに押し込まれ、図９に示すように、廃トナー１９の山がさらに堆積していき、その山がある大きさになった時、検知センサ２４，２５側にも廃トナー１９を送り始める。

そして、図１０に示すように、検知センサ２４，２５の方向にトナーを送り始め、検知センサ２４，２５の近傍に廃トナー１９を押し込んでいき、図１１，１２に示すように廃トナー１９の山が検知センサ２４，２５まで堆積した時、確実に満杯またはニア満杯を検知することができる。このように、初めに検知センサ２４，２５と反対側のスペースに廃トナー１９を堆積させるため、図１２等に示すように、搬送方向切り替え位置２６の右側において、容器内搬送部材２３の高さを越えて廃トナー上部堆積部２８が形成するため、廃トナー容器の廃トナー充填率が高められる。

回収容器２２は、画像形成装置１に対して着脱可能であり、満杯が検知された後は空の回収容器と交換される。回収容器２２は、図中左側方向に装置本体に入れられることで装着され、図中右側方向に引き出すことで装置本体から取り外される。検知センサ２４，２５は、回収容器の引き出し方向において、図中左側、すなわち装置本体の奥側で回収容器に設けられ、廃トナー搬送経路２０は回収容器の引き出し方向において、装置本体の奥側から手前側に延在している。廃トナー１９は、容器内搬送部材２３の回転駆動によって先ず手前側から堆積され、その後奥側に堆積され、検知センサ２４，２５で検知される。

これにより、廃トナー搬送経路２０が画像形成装置１の奥側から手前側に延在しており、廃トナー１９が奥側から手前側に搬送される場合、検知センサを回収容器の装置本体奥側に設けることにより、先ず容器内搬送部材によって回収容器の手前側まで廃トナーを送りきり、効率よく回収容器に蓄積してから装置本体奥側にある検知センサで満杯が検知される。これによって、回収容器に向かって延在する廃トナー搬送経路２０の長さを最小にしつつ、回収容器手前側に廃トナーが搬送されてから奥側に搬送されるため、回収容器のスペースを最大限に利用することができる。
また、検知センサを手前側に設ける必要がある場合でも、検知センサと廃トナー回収口２７の間に容器内搬送部材２３の搬送方向切り替え位置２６を配置することで、先ず廃トナーを回収容器の奥側まで送りきり、効率よく回収容器に蓄積してから手前側にある検知センサで満杯を検知することができる。

図１３〜１５は、本発明に従う廃トナー回収容器の第２実施形態を示している。本実施例では、図示のように、廃トナー回収口２７の位置を回収容器２２の中央部から検知センサ２４，２５の方向に移動させ、これに近づけている。これにより、回収口２７の位置から見て、検知センサと反対側のスペースが増大するので、図１４，１５に示すように、より多くの廃トナー１９を検知センサとは反対の方向に送ることが可能になり、廃トナー容器の廃トナー充填率をさらに高めることができる。そして、この場合も前記と同様に廃トナー１９の山がある水準まで成長した後に検知センサ方向に廃トナー１９を搬送し始めるため、満杯検知を確実に行うことができる。また、この構成によれば、回収口の位置を任意に設定することができ、装置本体側の廃トナー搬送部材２０の長さを短くすることができるので、装置本体側のレイアウト自由度の向上や、廃トナー詰まりのリスクの低減等が実現される。

ここで、図１５における廃トナー上部堆積部２８は、図１２におけるそれよりも大きくなっていることが分かる。これは、廃トナー回収口２７の位置を回収容器２２の中央部から検知センサ２４，２５により近づけたため、検知センサと反対側のスペースが大きくなり、そのスペースに十分に廃トナー１９を堆積させることができるからである。このようにして、廃トナー容器の廃トナー充填率はさらに高められる。

１ 画像形成装置
１９ 廃トナー
２０ 廃トナー搬送経路
２１ 経路内搬送部材
２２ 廃トナー回収容器
２３ 容器内搬送部材
２４ 満杯検知センサ（トナー量検知手段）
２５ ニア満杯検知センサ（トナー量検知手段）
２６ 搬送方向切り替え位置
２７ 廃トナー回収口
２８ 廃トナー上部堆積部

特開平１１−３０５６２３号明細書

Claims (5)

1. 画像形成部から排出される廃トナーを回収する廃トナー回収容器であって、
   廃トナー回収容器は、前記廃トナーを受容するための廃トナー回収口と、廃トナー回収容器内部の廃トナー量を検知するトナー量検知手段と、廃トナー回収容器内部の廃トナーを搬送する廃トナー搬送部材とを有し、
   前記廃トナー搬送部材は、廃トナーの搬送方向が切り替えられる搬送方向切り替え位置を有し、前記搬送方向切り替え位置は、前記トナー量検知手段から見て、前記廃トナー回収口よりも近傍に位置し、
   廃トナーは、前記搬送方向切り替え位置から廃トナー回収容器の端部に向かって搬送されることを特徴とする廃トナー回収容器。
2. 前記廃トナー回収口は、廃トナー回収容器の中央よりも端部側であって、前記トナー量検知手段が配置されている側に位置することを特徴とする請求項１に記載の廃トナー回収容器。
3. 前記廃トナー搬送部材は軸と螺旋状体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の廃トナー回収容器。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の廃トナー回収容器を備えた画像形成装置であって、前記廃トナー量検知手段は、前記廃トナー回収容器を装置本体外へ引き出す方向において前記廃トナー回収口よりも奥側に備えられていることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記廃トナー回収口に接続される、画像形成装置本体に備えられた廃トナー搬送経路は、前記廃トナー回収容器を装置本体外へ引き出す方向において装置の奥側から手前に向けて配置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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