JP5454117B2 - 現像剤排出機構及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用済みの現像剤を現像装置から回収するための現像剤排出機構及び画像形成装置に関する。

従来の現像装置における現像剤の交換方法としては、現像装置を画像形成装置から取り外し、現像装置の一部を外してから現像装置を逆さにして現像剤を排出させる手動方式の現像剤排出機構が主流である。一部の機種では、現像剤排出専用の現像剤ボトルを用いて現像剤を排出させる自動方式の現像剤排出機構もあるが、自動方式の現像剤排出機構では、カートリッジやボトルなどのハードボトルで作られた、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色トナー分の専用容器が必要になるため、これらに製造コストがかかり、また、これらの専用容器は廃棄する際に嵩張るという問題があった。

特許文献１は、使用済み粉体収納容器の洗浄工程を大幅に軽減して再利用が容易な粉体収納容器を提供するために、単独の粉体排出口が設けられた気密性を有する外収納体に、変形可能な内収納袋が内蔵された２重容器構造とした粉体収納容器を開示している。これによれば、外収納体の洗浄工程が大幅に軽減されるが、依然として外収納体の使用を想定している。

特許文献２は、現像剤容器を手で持たなくても現像剤容器を現像装置の現像剤投入口及び排出口に固定させることができ、さらに現像剤排出口に現像剤容器が正確に取り付けられている事を認識することができる現像装置の現像剤給排機構を開示しているが、やはり現像剤排出のために専用の現像剤容器を使用している。

しかしながら、専用の現像剤容器を用いなくても、袋状の容器に現像剤を確実に回収することができれば、この袋状の容器を現像剤容器として利用することができる。

そこで、本発明は、廃棄する際にも嵩張らない安価な袋状の現像剤容器に使用済みの現像剤を現像装置から確実に回収することができる現像剤排出機構及び画像形成装置を提供することを課題とする。

この課題は、本発明に従う現像剤排出機構が、胴体部とその上側段差部及び下側段差部とからなる円筒状のベース部材と、現像装置から排出される現像剤を回収するための袋状の現像剤容器を当該ベース部材に固定するための固定部材と、胴体部に設けられるとともに、弾性材料からなる環状の中間部材と、を有し、現像剤容器は胴体部に被せられ、固定部材は胴体部において現像剤容器に巻き付けられることで解決される。

また、固定部材は弾性部材からなると好ましい。
さらに、固定部材は輪ゴムであると好ましい。

また、固定部材は紐であると好ましい。
さらに、弾性材料からなる環状の中間部材が胴体部に巻き付けられると好ましい。

また、中間部材の表面が凹凸面として形成されていると好ましい。
さらに、中間部材に周方向に延在する凹部が形成されていると好ましい。

また、半径方向外側に突出する突出部が胴体部に設けられると好ましい。
さらに、固定部材は取っ手として機能する延在部を有すると好ましい。

また、現像装置に係合させるための一対の突起部がベース部材の頂部に設けられると好ましい。
さらに、弾性部材からなる環状のシール部材がベース部材の頂部に設けられると好ましい。
また、本発明に従う画像形成装置は、前記の現像剤排出機構を備えていると好ましい。

本発明に従う現像剤排出機構によれば、袋状の現像剤容器を使用して現像剤を確実に回収することができるため、廃棄の際袋だけを廃棄すればよく、廃棄物が嵩張らない。また、使用済みの現像剤を回収するための専用容器を使用せず安価な任意の形状の袋を使用することができ、コストがかからない。さらに、専用容器を使用せず変形可能な袋状の現像剤容器を使用するため、画像形成装置本体側における現像装置下側に専用容器のためのスペースを確保する必要がなくなり、装置本体側の部品のレイアウトの自由度が増す。

画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図である。 現像装置の斜視図である。 現像装置の裏面の部分斜視図である。 本発明に従う現像剤排出機構を構成するベース部材の縦断面図である。 本発明に従う現像剤排出機構を構成するベース部材の斜視図である。 固定部材の別な実施形態を示す図である。 ベース部材の突起部の詳細図である。 板金の内側の詳細図である。 板金に設けられた一対の開口部にベース部材の一対の突起部が挿入された状態を示す図である。 本発明に従うベース部材の別な実施形態を示す図である。 本発明に従うベース部材の別な実施形態を示す図である。 本発明に従うベース部材の別な実施形態を示す図である。 本発明に従うベース部材の別な実施形態を示す図である。 本発明に従うベース部材の別な実施形態を示す図である。 本発明に従うベース部材の別な実施形態を示す図である。

先ず、画像形成装置における一連の画像形成プロセスを説明する。
図１は、画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図である。図１に示すように、画像形成装置本体１００の上方にあるカートリッジ収容部３１には、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に対応した４つの現像剤カートリッジ３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
カートリッジ収容部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト１８に対向するように、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に対応した作像部（感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋや現像装置２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋ等が設置されている）が並設されている。

各色の作像部は、感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の周囲に配設された帯電部（図示せず）、現像装置２３、クリーニング部（図示せず）、除電部（図示せず）等で構成されている。そして、感光体ドラム２１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、感光体ドラム２１上に各色の画像が形成されることになる。なお、各色の作像部は、使用されるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。

各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋは、それぞれ、不図示の駆動モータによって図１中の反時計方向に回転駆動される。そして、感光体ドラム２１は、帯電部の位置で、その表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体ドラム２１の表面は、露光装置から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。

その後、感光体ドラム２１の表面は、現像装置２３との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、トナー像が形成される（現像工程）。
その後、感光体ドラム２１の表面は、中間転写ベルト１８及び第１転写バイアスローラ（図示せず）との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト１８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム２１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム２１の表面は、クリーニング部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。
最後に、感光体ドラム２１の表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム２１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。

一方、現像工程を経て各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋ上に形成された各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラが、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト１８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト１８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト１８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト１８は、中間転写クリーニング部の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト１８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト１８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８に向けて給送される。

レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト１８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、出力画像として装置外へと排出される。
こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。

図２は、現像装置２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋの斜視図であり、図３は、その裏面の部分斜視図である。現像装置２３には、トナーカートリッジやトナーボトルなどの現像剤容器から現像剤が供給される現像剤供給口４０が上方に突出して配置され、現像剤が排出される現像剤排出口４１が裏面に配置されている。

ここで、空の袋状の現像剤容器２を備えた現像剤排出機構を構成するベース部材１が現像剤排出口４１に合わせて現像装置２３の裏面に装着され、ベース部材１を備えた現像装置２３は画像形成装置１００に収容できるようになっている。現像装置２３内の現像剤を新品のものに入れ替える場合、サービスマンによって使用済みの現像剤が現像剤排出口４１を介して空の現像剤容器２に回収され、新品の現像剤が現像剤供給口４０を介して供給される。現像剤は、例えばトナーとキャリアからなる二成分現像剤である。

図４は、本発明の特徴部である現像剤排出機構を構成するベース部材１の縦断面図であり、図５はその斜視図である。ベース部材１は、胴体部６とその上側段差部７及び下側段差部８からなる円筒状部材であり、その頂部に一対の突起部３を有し、この突起部３が現像装置２３の裏面の一対の開口部４２に嵌合することで、空の袋状の現像剤容器２を現像剤排出口４１に嵌合させる機能を有する。一対の突起部３は、頂部から上方に突出した後半径方向外側に突出した略Ｌ型の部品である。また、一対の突起部３は、ベース部材１の中心部を挟んで１８０°対向して配置され、これはベース部材１を現像装置２３の裏面に回転係合させるために好ましい。ベース部材１は通常プラスチックから構成されるが、金属から構成されてもよく、５ｃｍ程度の直径を有する。

図４，５に示すように、空の袋状の現像剤容器２は、ベース部材１の下側から上側段差部７を越えるようにベース部材１の胴体部６に被せられ、次いで、固定部材５が現像剤容器２の外側から胴体部６に係合されて、現像剤容器２はベース部材１に固定される。このように、ベース部材１に対して現像剤容器２を被せ、下側段差部８に載るように固定部材５を胴体部６に巻き付けることで、上側段差部７及び下側段差部８で現像剤容器２が織り込まれ、現像剤の質量によっても抜けにくくなる。

好ましくは、固定部材５はゴムや弾性プラスチック材料などの弾性部材からなり、それによってベース部材１としっかり係合し、現像剤容器２をベース部材１に固定させることができる。固定部材５は、輪ゴムや、円周上の一部に切欠を有する弾性プラスチック材料から作られてもよい。輪ゴムは、ベース部材１に対して上側から係合させることができ、円周上の一部に切欠を有する弾性プラスチック材料は、ベース部材１に対して側方から係合させることができる。

図６は、固定部材５の別な実施形態を示しており、固定部材５の円周上の一部に、半径方向外側に延在する延在部９が設けられている。延在部９は、現像剤容器２が装着されたベース部材１の突起部３を現像装置２３の裏面の一対の開口部４２に嵌合させる際、ユーザーが掴むための取っ手として機能し、装着の容易性が増すことになる。

また、図４〜６に示すように、弾性部材からなる環状のシール部材４がベース部材１の頂部に突起部３の半径方向内側に設けられている。ベース部材１の突起部３を現像装置２３の裏面の一対の開口部４２に嵌合させる際、シール部材４が現像装置２３の裏面によって押圧されて凹むことで、ベース部材１と現像装置２３の隙間がなくなって密封状態となり、現像装置２３からの現像剤が外部に漏れることなく、確実に現像剤容器２に回収される。

また、図３に示すように、現像装置２３の裏面には平坦な板金４３が設けられており、板金４３の中央部に円形の現像剤排出口４１が配置され、現像剤排出口４１の半径方向外側に一対の開口部４２が配置されている。よって、ベース部材１と現像剤排出口４１との固定は、板金４３の一対の開口部４２にベース部材１の一対の突起部３を挿入し、回転させることにより行われる。ここで、図７はベース部材１の突起部３の詳細図であり、図８は板金４３の内側の詳細図である。図示のように、突起部３の下面中央部に凹み４５が設けられており、回転時にこの凹み４５を板金４３の内側に設けられた凸部４６に乗越えさせることで、ベース部材１が板金４３にしっかり嵌合するようになっている。図９は、板金４３の一対の開口部４２に、現像剤容器２を備えたベース部材１の一対の突起部３が挿入された状態を示している。

現像剤の排出時は、現像装置２３に設けたシャッター（図示せず）を引出して現像剤排出口４１を開放させ、現像装置２３において現像剤を搬送する搬送スクリュー４４を画像形成装置本体の信号によって回転させ、現像剤の自動排出を行う。排出後はシャッターを戻し、ベース部材１を逆回転させて現像装置２３から取り外し、固定部材５を外し、現像剤の詰まった袋状の現像剤容器２だけを廃棄すればよい。

以下に、本発明に従う現像剤排出機構の別な実施形態を示す。これらによれば、ベース部材１の胴体部６には、ベース部材１と現像剤容器２の間に位置する環状の中間部材や突出部が設けられる。中間部材や突出部によってベース部材１と現像剤容器２の固着がより堅固になり、固定部材５として専用性を要しない輪ゴムや紐などの安価な汎用部材を用いることができる。すなわち、中間部材や突出部が設けられた胴体部６の部分に現像剤容器２を被せ、さらにその上から固定部材５を巻き付けることで、現像剤の質量によっても現像剤容器２がベース部材１から外れることがない。

図１０は、本発明に従う現像剤排出機構の別な実施形態を示す。ここで、ベース部材１は、胴体部６とその上側段差部７及び下側段差部８からなる円筒状部材であり、その頂部に一対の突起部３を有し、胴体部６には半径方向外側に突出する突出部１０をさらに有する。突出部１０は輪ゴムの引っ掛け部として機能する。すなわち、固定部材としての輪ゴムを現像剤容器２の上から突出部１０に引っ掛けて胴体部６に沿って周方向に一周させ、再び突出部１０に引っ掛けることで、簡易且つ確実に現像剤容器２を固定することができる。また、突出部１０の上から現像剤容器２を被せた後、輪ゴムに代えて、突出部１０と上側段差部７の間及び突出部１０と下側段差部８の間に紐を巻き付けることもできる。これにより、現像剤容器２とベース部材１との接合面での点接触部が増え、現像剤容器２がベース部材１から外れにくくなる。
なお、突出部１０は複数個形成されてもよい。

図１１は、本発明に従う現像剤排出機構の別な実施形態を示す。ここで、ベース部材１は、胴体部６とその上側段差部７及び下側段差部８からなる円筒状部材であり、その頂部に一対の突起部３を有する。そして、胴体部６には、ベース部材１と現像剤容器２の間に位置する中間部材として、ゴムや発泡体などの弾性材料１１が巻き付けられている。よって、輪ゴムや紐などの固定部材により現像剤容器２を弾性材料１１に対して縛って食い込ませ、しっかり固定することができる。

図１２は、本発明に従う現像剤排出機構の別な実施形態を示す。ここで、ベース部材１は、胴体部６とその上側段差部７及び下側段差部８からなる円筒状部材であり、その頂部に一対の突起部３を有し、胴体部６に半径方向外側に突出する突出部１０を有し、さらに胴体部６には中間部材としてゴムなどの弾性材料１１が巻き付けられている。これにより、固定部材として特に輪ゴムを使用することで簡易且つ確実に現像剤容器２を弾性材料１１に食い込ませ、固定することができる。

図１３は、本発明に従う現像剤排出機構の別な実施形態を示す。ここで、ベース部材１は、胴体部６とその上側段差部７及び下側段差部８からなる円筒状部材であり、その頂部に一対の突起部３を有する。そして、胴体部６には中間部材としてゴムなどの弾性材料１２が巻き付けられており、弾性材料１２の表面には複数の縦方向の溝が形成され、表面は凹凸面として形成されている。この凹凸面によって現像剤容器２と弾性材料１２の摩擦係数がより大きくなるため、輪ゴムや紐などの固定部材により現像剤容器２を弾性材料１２にさらにしっかり食い込ませ、固定することができる。
なお、縦方向の溝に代えて、弾性材料１２の表面には複数の周方向の溝、又は縦方向及び周方向の溝が形成されてもよい。

図１４は、本発明に従う現像剤排出機構の別な実施形態を示す。ここで、ベース部材１は、胴体部６とその上側段差部７及び下側段差部８からなる円筒状部材であり、その頂部に一対の突起部３を有する。そして、胴体部６には中間部材としてゴムなどの弾性材料１１が巻き付けられており、弾性材料１１の中央部には周方向に一条の凹部１３が形成されている。よって、紐又は輪ゴムなどの固定部材を凹部１３に縛り又は巻き付けることにより、現像剤容器２を弾性材料１１に対してさらにしっかり食い込ませ、固定することができる。
なお、弾性材料１１には周方向に複数の凹部１３が形成されてもよい。

図１５は、本発明に従う現像剤排出機構の別な実施形態を示す。ここで、ベース部材１は、胴体部６とその上側段差部７及び下側段差部８からなる円筒状部材であり、その頂部に一対の突起部３を有する。胴体部６には中間部材としてゴムなどの弾性材料１２が巻き付けられており、弾性材料１２の表面には縦方向の溝が形成され、表面は凹凸面として形成され、凹凸面の中央部には周方向に一条の凹部１３がさらに形成されている。よって、紐や輪ゴムなどの固定部材を弾性材料１２又は凹部１３に縛り又は巻き付けることにより、現像剤容器２を弾性材料１２に対してさらにしっかり食い込ませ、固定することができる。
なお、図１０〜１５の実施形態において、環状のシール部材４がベース部材１の頂部に設けられてもよい。

１ ベース部材
２ 現像剤容器
３ 突起部
４ シール部材
５ 固定部材
６ 胴体部
７ 上側段差部
８ 下側段差部
９ 延在部
１０ 突出部

特開２００２−２８３２号公報 特開２００１−６６８９１号公報

Claims (6)

1. 胴体部とその上側段差部及び下側段差部とからなる円筒状のベース部材と、
   現像装置から排出される現像剤を回収するための袋状の現像剤容器を当該ベース部材に固定するための固定部材と、
   前記胴体部に設けられるとともに、弾性材料からなる環状の中間部材と、を有し、
   前記現像剤容器は前記胴体部に被せられ、
   前記固定部材は前記胴体部において前記現像剤容器に巻き付けられることを特徴とする現像剤排出機構。
2. 前記中間部材の表面が凹凸面として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤排出機構。
3. 前記中間部材に周方向に延在する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤排出機構。
4. 胴体部とその上側段差部及び下側段差部とからなる円筒状のベース部材と、
   現像装置から排出される現像剤を回収するための袋状の現像剤容器を当該ベース部材に固定するための固定部材と、を有し、
   前記現像剤容器は前記胴体部に被せられ、
   前記固定部材は前記胴体部において前記現像剤容器に巻き付けられ、
   半径方向外側に突出する突出部が前記胴体部に設けられることを特徴とする現像剤排出機構。
5. 胴体部とその上側段差部及び下側段差部とからなる円筒状のベース部材と、
   現像装置から排出される現像剤を回収するための袋状の現像剤容器を当該ベース部材に固定するための固定部材と、を有し、
   前記現像剤容器は前記胴体部に被せられ、
   前記固定部材は前記胴体部において前記現像剤容器に巻き付けられ、且つ取っ手として機能する延在部を有することを特徴とする現像剤排出機構。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像剤排出機構を備えた画像形成装置。

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