JP5817397B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙搬送のみに使われていた空間を有効活用でき、電子写真方式の画像形成に用いられ画像形成部材に転写されずに残った廃トナーを、効率よく収納し、その収納状態も容易に視認できる廃トナー収納容器及びそのような廃トナー収納容器を備えた画像形成装置に関する。

近年、トナーを用いた電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置が急速に普及している。このようなトナーを用いる画像形成装置は、必然的に廃トナーが発生する傾向があり、その廃トナーを収納する廃トナー収納容器を備えるようにしているが、ロングライフを考慮すると廃トナー収納容器の体積が増すことになり、延いては画像形成装置の形状に大きく係わってくる問題を抱えている。

そこで、廃トナーを収納する廃トナー収納容器を装置内の限られた空間に効率良く配置するすると共に、廃トナーを均一且つ出来るだけ多く収納するよう工夫している。

例えば、廃トナー収納容器への廃トナー落下口を振動発生装置の反対側の端部略中央部上面に設け、廃トナー収納容器の高さを低くし、その取手を廃トナーの堆積しない場所である廃トナー落下口の両側端部に形成し、廃トナー収納容器の配置を中間転写ユニット直下の空間として、振動発生装置と廃トナー落下口と取手との相互の配置位置の関係により、充分な廃トナーの収納容量を確保し、装置の外形に殆ど影響を与えない設置スペースを確保した廃トナー収納容器とそのような廃トナー収納容器を備えた画像形成装置について提案がなされている。（例えば、特許文献１参照。）

また、感光体ドラムの廃トナーを中間転写ベルトの幅方向の領域外へ搬送する廃トナースクリューと、中間転写ベルトの廃トナーをその幅方向の領域外へ搬送する廃トナースクリューとを備えて、これらの廃トナースクリューから投下された廃トナーを一箇所に集めて廃トナー収納容器に落とし込むようにして、本体装置のサイズを大きくすることなく十分な収納量を有する廃トナー収納容器を備えるようにしたカラー画像形成装置について提案されている。（例えば、特許文献２参照。）

特開２００１−２９６７７９号公報（図１、図３） 特開２００１−３１８４９８号公報（図１、図４）

ところで、上記特許文献１の技術は、廃トナー収納容器の外部に在って本体装置側に配設された振動発生装置等によって、比較的薄くて平らな形状の廃トナー収納容器に衝撃や傾きを与えることによって廃トナー収納容器内に堆積する廃トナーの山の高さを可及的に均一化して収容効率を上げようとするものであるが、振動発生装置によって廃トナー収納容器に不自然な外力を加えることになるので装置の寿命が短期化するという問題がある。また、廃トナー収納容器の外部に振動発生装置を設ける分だけ本体装置が大型化するという問題も有している。

上記特許文献２の技術は、複数箇所で発生する廃トナーを、各所に張り巡らしたスクリュー搬送装置によって一箇所に集めて廃トナー収納容器に落とし込むものであり、廃トナーを落とし込まれた廃トナー収納容器内における堆積廃トナーの山の解消についての記載は見られない。

また、上記特許文献１や特許文献２は、いずれも廃トナー収納容器を給紙ユニット（用紙カセット）と中間転写ユニット（中間転写ベルト）の間の空間に配置するようにしており、画像形成装置本体が縦方向に大型化し装置全体のコンパクト化に寄与していないし、容器内に滞留した廃トナーの状態が視認しずらいという、解決すべき課題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、用紙搬送のみに使われていた空間を有効活用でき、且つ廃トナーを効率よく収納し、その収納状態も容易に視認可能な廃トナー収納容器及びそのような廃トナー収納容器を備えた画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、用紙を上方へ搬送する間に前記用紙の一面側に画像を形成する画像形成部を備える装置本体と、前記画像形成部を介して前記一面側に画像の形成された前記用紙をスイッチバック反転させて下方に向けて搬送した後、前記画像形成部を介して他面側に画像を形成すべく用紙をＵターンさせて再び上方へ向けて搬送する両面印字用搬送路を備えた開閉自在な開閉部と、前記画像形成部の作動に伴って生じた前記装置本体の廃トナーを開閉自在な前記開閉部に搬送する廃トナー搬送部と、前記開閉部に設けられ、外表面が前記両面印字用搬送路の下方及び上方への異なる搬送路をそれぞれ構成する対向壁を有し、前記廃トナー搬送部によって搬送された廃トナーを収納する廃トナー収納容器と、を備えて構成される。

本発明においては、用紙の搬送のみに無駄に使われていた両面印字用の用紙搬送路としての開閉ユニット部という用紙搬送空間に廃トナー収納容器を配設するので、装置空間を有効活用でき、定期的な開閉動作によって廃トナーが効率よく収納され、廃トナー収納容器を透明あるいは半透明の樹脂性とすることで廃トナーの収納状態を確認でき、視認性の良好な廃トナー収納容器および画像形成装置を提供することが可能となる。

（ａ）は本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ）の外観斜視図、（ｂ）は実施例１に係る両面印字用搬送ユニットを操作して装置本体から開成させているところを示す図、（ｃ）は上記両面印字用搬送ユニットが開成状態にあるプリンタの外観斜視図である。 実施例１に係るプリンタの内部構成を説明する断面図である。 図２に示すプリンタにおいて、両面印字用搬送ユニットを開成状態とした時の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。

図２に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印字用搬送ユニット７で構成されている。

上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ）を多段式に並設した構成からなる。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。

上記４個の現像装置９のうち下流側（図の右側）の３個の現像装置９ｍ、９ｃ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）のトナー用の現像装置９ｋを例にしてその構成を説明する。

現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。

クリーナ１１は、詳しくは後述するが、感光体ドラム１０の周面に残った廃トナー４６を掻き落すブレード１１ａと、本発明の廃トナー搬送部を構成する廃トナー搬送パイプ４７と図面の奥側で連結され、掻き落された廃トナー４６（不図示）を廃トナー搬送パイプ４７へ搬送する搬送スクリュー１１ｂを備えている。

現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。

この現像器１４には、トナー供給部４から、同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーが供給される。

転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２１と従動ローラ２２を備えている。

上記の転写ベルト８は、下方を循環移動するベルト表面に、ユニットと一体に組み込まれて転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接する一次転写ローラ２０によりトナー像を直接転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への二次転写部２３まで搬送する。

この転写ベルトユニット３には、駆動ローラ２１に掛け渡されている表面に、ベルトクリーナ２４のクリーニングブレード２５が当接して配置されている。

ベルトクリーナ２４は、クリーニングブレード２５が転写ベルト８の表面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナー４６を搬送スクリュー２６−１により下方に連結された廃トナー搬送パイプ２６に送り込んでいる。なお、廃トナー搬送パイプ２６内には搬送コイルが配設されている。

トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置されている４個のトナーホッパー２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ）で構成される。４個のトナーホッパー２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋは、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容し、それぞれトナー供給部２８を備えている。

上述した画像形成部２の４個の現像装置９が左右に空間的な余裕なく密に配置されているのに対し、トナー供給部４の４個のトナーホッパー２７は、左右の空間に余裕を持って配置されている。したがって、トナーホッパー２７の配置位置や大きさ等に関しては設計の自由度が大きい。

このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。

このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２４の左方から駆動ローラ２１の上方にかけて２つの電装部３０が配設されている。電装部３０には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤を備えている。

制御装置は特には図示しないがコントローラ部とエンジン部からなり、コントローラ部はＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（再書込み可能な読出し用メモリ）、フレームメモリ、イメージデータ転送回路等を備えて、ホストコンピュータ等から入力される印刷データを解析し、印字用データを作成してエンジン部に転送する。

エンジン部は、ＣＰＵやＲＯＭ等を備え、入力側にはコントローラ部からのデータや指令信号、温度センサの出力、用紙検知センサの出力等が入力し、出力側には不図示のモータを駆動するモータドライバ、そのモータの駆動を各部に伝達する駆動系を切り替えるクラッチドライバを備えている。

更に、エンジン部は、光書込ヘッド１３を上記印字用データに基づいて駆動する印字ドライバ、帯電ローラ１２、現像ローラ１５、一次転写ローラ２０、二次転写ローラ３５、等に所定のバイアス電流を供給するバイアス電源ドライバ等が接続されている。

このエンジン部は、コントローラ部からのデータや指令信号、温度センサの出力、用紙検知センサの出力等に基づいて各部を駆動制御する。

給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２９（２９ａ、２９ｂ）を備えている。２個の給紙カセット２９の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ３４対が配置されている。なお、待機搬送ローラ３４対のそれぞれ図にて右側に示す一方の待機搬送ローラは、後述する廃トナー収納容器５０に支持されている。

待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８を介して従動ローラ２２に圧接する二次転写ローラ３５が配設されて、前述した用紙への二次転写部２３を形成している。

この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。

両面印字用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。

この両面印字用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する開始返送路３９ａ、それから下方に曲がる中間返送路３９ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３９ｃから成る返送路３９を備えている。

また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記終端返送路４１ｅの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット２９ｂに対応する待機搬送ローラ対３４への搬送路に合流している。

次に、本発明の廃トナー収納容器５０と、この廃トナー収納容器５０の配設構造について説明する。
上記のように、画像形成部２の作動に伴って生じた廃トナー４６としては、クリーナ１１により回収される廃トナーと、転写ベルト８から回収される廃トナーがあり、クリーナ１１の搬送スクリュー１１ｂによって搬送される廃トナー４６は廃トナー搬送パイプ４７へ、ベルトクリーナ２４の搬送スクリュー２４−１によって搬送される廃トナー４６は廃トナー搬送パイプ２６へそれぞれ排出されることは前述した。

すなわち、本発明の実施例に係わる廃トナー搬送・収納機構は、図２に示すように、４個の現像装置９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ）のクリーナ１１（１１ｍ、１１ｃ、１１ｙ、１１ｋ）には、それぞれ４個の廃トナー搬送パイプ４７（47ｍ、47ｃ、47ｙ、47ｋ）が連結され、ベルトクリーナ２４に廃トナー搬送パイプ２６が連結されている。そして、これら廃トナー搬送パイプ４７と廃トナー搬送パイプ２６とは、下方に配置された廃トナー搬送パイプ４９と連結され、廃トナー搬送路が合流されている。

廃トナー搬送パイプ４９は、装置本体下部の図にて奥側の左から右へ直線状に配設されると共に、両面印字用搬送ユニット７まで延存し、両面印字用搬送ユニット７の開閉のための不図示の支点軸近傍から両面印字用搬送ユニット７の上方へ屈曲するように、少なくとも屈曲部周辺をフレキシブルに形成されており、上端を廃トナー収納容器５０の廃トナー収納口５０ｃに接続されている。また、廃トナー搬送パイプ４９内には、装置本体の廃トナー搬送駆動部５１から駆動を受けて回転する廃トナー搬送コイル５２（上記屈曲部周辺はフレキシブルに形成されている）が内装され、廃トナー搬送パイプ４７（47ｍ、47ｃ、47ｙ、47ｋ）と廃トナー搬送パイプ２６とから搬送される廃トナー４６を上記廃トナー収納容器５０の廃トナー収納口５０ｃに搬送する。

図１（ａ）は本発明の実施例１に係るプリンタ１の外観斜視図、（ｂ）は両面印字用搬送ユニット７を操作して装置本体から開成させているところを示す図、（ｃ）は上記両面印字用搬送ユニット７が開成状態にあるプリンタの外観斜視図である。

また、図３は両面印字用搬送ユニット７を開成状態とした時の断面図である。
本発明に係わる廃トナー収納容器５０は、図２、図３に示すように、容器本体の外表面が用紙搬送路形成面５０ａとされていて、従来構造のようなフレームや搬送ガイド板の機能を兼ね備えるよう形成されている。

そして、図１（ｃ）や図３に示すように、ローラ支持部５０ｂを備えて、二次転写ローラ３５や上述の待機搬送ローラ対３４の一方のロールを回転可能に支持している。このように構成することで、従来では用紙の搬送のみに無駄に使われていた用紙搬送空間に比較的大型の廃トナー収納容器を配設することが可能となり、空間を有効利用している。

図１、図３に示すように、プリンタ１には、前方に前扉４２が備えられ、右側面には上部に取手７ａが付いている開閉部材としての両面印字用搬送ユニット７が備えられている。そして、両面印字用搬送ユニット７には上記のように、廃トナー収納容器５０が着脱自在に一体化されている。

このプリンタ１は、図２に示したように、用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対３４により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に転写ベルト８を介してトナー像を転写する方式となっていて、キット類などの消耗品の着脱の操作は、図１（ａ）に示す前扉４２を開いて、キット類を長手方向（前扉方向）に入れ替え操作するように構成されている。

また、このプリンタ１は、同様に二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に転写ベルト８を介してトナー像を転写し、更に鉛直方向に用紙を搬送して転写トナー像を用紙に定着する方式となっている。

したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図１（ｂ）、図１（ｃ）、及び図３に示すように、右側の両面印字用搬送ユニット７を矢印ｂ方向に開放することで対処できるようになっている。

このようなメンテナンス処理が終了すると、両面印字用搬送ユニット７を矢印ｂ方向と逆方向に閉成するが、このような開閉が行われると、廃トナー収納容器５０に収納されて堆積している廃トナー４６は、図２に示す状態と図３に示すような状態に廃トナー収納容器５０内で移動させられることになり、より緻密な収納状態になる。

すなわち、本発明に係わる廃トナー収納容器５０の配設構造によれば、従来技術に見られるような廃トナーの堆積を促進するための振動発生装置を設けることなく、定期的に同様な効果を得ることができる。

また、本発明に係わる廃トナー収納容器５０は、透明あるいは半透明樹脂から構成されており、図１（ｃ）に示すように、両面印字用搬送ユニット７を開放した際に、廃トナー収納容器５０内の様子が外部から容易に視認できるので画像形成状態や廃トナー収納容器５０自体の交換次期を容易に知ることが出来て便利である。

なお、上記実施例において、クリーナ１１やベルトクリーナ２４、廃トナー搬送パイプ２６、４７、４９で廃トナー４６を搬送するために搬送スクリューや搬送コイルの例で説明したが、これらに限定されず適宜変更が可能である。

また、廃トナー収納容器５０をベルト式定着ユニッ６の下方位置までの高さで形成する例で説明したが、返送ローラ対４１の位置までの高さの容器にして廃トナー４６の収納容積を増量するようにしてもよいことは勿論である。

更に、廃トナー収納容器５０に二次転写ローラ３５や上述の待機搬送ローラ対３４の一方のロールを回転可能に支持した例で示したが、これらのロールは装置本体側に配設して、廃トナー収納容器５０の外表面は用紙搬送ガイドのみ形成するようにしても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]

画像形成部を備える装置本体と、
用紙搬送路を有し前記装置本体に対し開閉自在な開閉部を備え、該開閉部は前記画像形成部の作動に伴って生じた廃トナーを収納する廃トナー収納容器を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
[付記２]

前記廃トナー収納容器は、その外表面が用紙の搬送を案内する機能を兼用すべく形成されていることを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記３]

前記用紙搬送路は両面印字用搬送路を含むことを特徴とする付記１または２記載の画像形成装置。
[付記４]

前記廃トナー収納容器は、透明あるいは半透明樹脂からなることを特徴とする付記１、２または３記載の画像形成装置。
[付記５]

前記画像形成部と前記廃トナー収納容器とを連結するフレキシブルな廃トナー搬送部を更に備えることを特徴とする付記１、２、３または４記載の画像形成装置。

本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられ画像形成部材に転写されずに残った廃トナーを、効率よく収納できる廃トナー収納容器及びそのような廃トナー収納容器を備えた画像形成装置に利用することができる。

１ フルカラー画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
７ 両面印字用搬送ユニット
７ａ 取手
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１１ａ ブレード
１１ｂ 搬送スクリュー
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 筐体
１７ 隔壁
１５ 現像ローラ
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２０ 一次転写ローラ
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ
２３ 二次転写部
２４ ベルトクリーナ
２４−１ 搬送スクリュー
２５ クリーニングブレード
２６ 廃トナー搬送パイプ
２６a 搬送コイル
２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ） トナーホッパー
２８ トナー供給部
２９（２９ａ、２９ｂ） 給紙カセット
３０ 電装部
３１ 用紙取出ローラ
３２ 給送ローラ
３３ 捌きローラ
３４ 待機搬送ローラ対
３５ 二次転写ローラ
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 開始返送路
３９ｂ 中間返送路
３９ｃ 終端返送路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ） 返送ローラ対
４２ 筐体
４３ 当接部
４４ 廃トナー収納口
４５ 廃トナー搬出パイプ
４６ 廃トナー
４７ 廃トナー搬送パイプ
４８ 搬送コイル
４９ 廃トナー搬送パイプ
４９ａ 搬送コイル
５０ 廃トナー収納容器
５０ａ 用紙搬送路形成面
５０ｂ ローラ支持部
５０ｃ 廃トナー収納口
５１ 廃トナー搬送駆動部
５２ 廃トナー搬送コイル

Claims (3)

1. 用紙を上方へ搬送する間に前記用紙の一面側に画像を形成する画像形成部を備える装置本体と、
   前記画像形成部を介して前記一面側に画像の形成された前記用紙をスイッチバック反転させて下方に向けて搬送した後、前記画像形成部を介して他面側に画像を形成すべく用紙をＵターンさせて再び上方へ向けて搬送する両面印字用搬送路を備えた開閉自在な開閉部と、
   前記画像形成部の作動に伴って生じた前記装置本体の廃トナーを開閉自在な前記開閉部に搬送する廃トナー搬送部と、
   前記開閉部に設けられ、外表面が前記両面印字用搬送路の下方及び上方への異なる搬送路をそれぞれ構成する対向壁を有し、前記廃トナー搬送部によって搬送された廃トナーを収納する廃トナー収納容器と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記廃トナー収納容器は、前記用紙をＵターンさせる際の搬送を案内する機能を兼用する前記対向壁間に連設されたＵターン壁を更に有する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記廃トナー収納容器は、透明あるいは半透明樹脂からなることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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