JP5845671B2 - トナー回収箱および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー回収箱および画像形成装置に関する。

トナーを用いて画像を形成する感光体を有する画像形成装置において、画像の転写後に感光体に残留しているトナーは、クリーニング部で除去された後で、トナー回収箱に収容される。

収容されたトナーは、固まりとなる傾向があり、トナー堆積性に問題を有しており、トナー回収箱の容量を有効に利用することが困難である。そのため、トナー回収箱内に回転部材を配置して回転駆動し、トナーを搬送することにより、トナーの固まり形成を抑制し、トナー堆積性を向上させている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−５４６８４号公報

しかし、回転部材において回転駆動される一端（駆動端）の逆側に位置する他端（従動端）は、トナー回収箱内に配置された軸受け部によって回転可能に支持されており、軸受け部を配置するためのスペースによって、トナー回収に利用可能な容量が減少し、また、軸受け部に位置する回転部材の部位は、トナーを搬送せず、トナー堆積性を向上させる機能を有しないため、トナー回収量が低下する問題を有する。

一方、軸受け部を省略して回転部材の従動端を自由端とする場合、回転部材は、駆動端のみにより支持される片持ちとなるため、たわみが発生し、回転トルクが増加することにより、回転部材の駆動系の耐久性能が低下する問題を有する。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、耐久性能およびトナー回収量を向上させ得るトナー回収箱および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）画像形成装置内に配置され、前記画像形成装置の感光体から除去されたトナーを収容するための本体部と、
前記画像形成装置から前記本体部を引き出すための取手部と、
前記画像形成装置から引き出された前記本体部を把持するための持手部と、
前記本体部内の前記トナーを搬送するための回転部材と、
前記回転部材の一端が固定されている保持部と、を有し、
前記回転部材は、前記保持部を介し、回転駆動されるように構成され、
前記取手部は、外部に向かって突出するグリップ状凸部からなり、
前記凸部は、前記回転部材の他端が配置される中空部を有し、
前記他端は、前記中空部の内側で回転自在に支持されている
ことを特徴とするトナー回収箱。

（２）前記凸部の中空部は、前記トナーを収容可能に構成されていることを特徴とする上記（１）に記載のトナー回収箱。

（３）前記凸部は、光透過性材料から形成されており、前記中空部の内部を目視可能に構成されていることを特徴とする上記（２）に記載のトナー回収箱。

（４）前記回転部材は、前記保持部に固定されている前記一端から、前記中空部によって支持されている前記他端に向かって、前記トナーを搬送するように構成されていることを特徴とする上記（３）に記載のトナー回収箱。

（５）前記凸部は、円柱状であり、段差を生じる縮径部を有することを特徴とする上記（１）に記載のトナー回収箱。

（６）前記本体部は、前記本体部の内部に向かって窪んだ凹部を有し、
前記持手部は、中空管状であり、前記凹部に配置されており、
前記回転部材は、前記持手部の内部を貫通していることを特徴とする上記（１）に記載のトナー回収箱。

（７）上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のトナー回収箱と、
前記トナー回収箱の保持部を回転駆動するための駆動源と、
前記画像形成装置の感光体から除去されたトナーを、前記トナー回収箱に導入するための搬送路と、を有することを特徴とする画像形成装置。

本発明に係るトナー回収箱および画像形成装置によれば、回転部材の一端は、保持部に固定され、回転部材の他端は、凸部の中空部によって支持されており、回転部材は両持ちであるため、片持ちの場合と比較し、たわみの発生および回転トルクの増加が抑制され、回転部材の駆動系の耐久性能を向上させることが可能である。また、回転部材の他端が配置される中空部が位置する凸部は、外部に向かって突出しているため、トナー回収容量およびトナー堆積性に対する影響が排除される（トナー回収に利用可能な容量を減少させず、かつ、トナー堆積性は低下しない）。したがって、耐久性能および実質的なトナー回収量を向上させ得るトナー回収箱および画像形成装置を提供することが可能である。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を説明するための断面図である。 図１に示される画像形成装置におけるトナー搬送経路を説明するための断面図である。 トナー回収箱を説明するための斜視図である。 トナー回収箱を説明するための断面図である。 トナーの堆積を説明するための拡大断面図である。 本発明の実施の形態に係る変形例を説明するための側面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を説明するための断面図、図２は、図１に示される画像形成装置におけるトナー搬送経路を説明するための断面図である。

図１に示される画像形成装置１００は、タンデム型のカラー複写機であり、制御部１１０、画像読み取り部１２０、操作表示部１３０、画像形成部１４０、転写部１５０、定着部１５５、用紙搬送部１６０およびトナー回収部１７０を有する。

制御部１１０は、プログラムにしたがって上記各部の制御や各種の演算処理を実行するマイクロプロセッサ等から構成される制御回路であり、画像形成装置１００の各機能は、それに対応するプログラムを制御部１１０が実行することにより発揮される。

画像読み取り部１２０は、原稿の画像データを生成するために使用され、光源１２２、光学系１２４および撮像素子１２６を有する。光源１２２は、読取面１２８に載置された原稿に対して光を照射し、その反射光は、光学系１２４を経由し、読取り位置に移動した撮像素子１２６に結像される。撮像素子１２６は、例えば、ラインイメージセンサからなり、反射光強度に応じて電気信号を生成する（光電変換する）。生成された電気信号は、画像処理後、画像形成部１４０に入力される。画像処理は、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、フィルター処理、画像圧縮処理等である。

操作表示部１３０は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）およびキーボードから構成され、機器構成、プリントジョブの進行状況、エラーの発生状況、現在変更可能な設定などを、ユーザーに提示するために使用される出力手段と、文字入力、各種設定、スタート指示等の各種指示（入力）をユーザーが行うために利用される入力手段とを兼ねている。キーボードは、用紙Ｐのサイズを指定する選択キー、コピー枚数等を設定するテンキー、動作の開始を指示するスタートキー、動作の停止を指示するストップキー等からなる複数のキーを有する。

画像形成部１４０は、トナーを使用する電子写真プロセスを利用し、記録媒体である用紙Ｐに画像を形成するために使用され、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１４０Ａ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１４０Ｂ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１４０Ｃ、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１４０Ｄを有する。

画像形成部１４０の各ユニットは、感光体ドラム１４２、帯電部１４３、光書込部１４５、現像装置１４６およびクリーニング部１４８をそれぞれ有する。

感光体ドラム１４２は、有機光導電体（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＯＰＣ）を含むポリカーボネイト等の樹脂からなる感光層を有しており、所定の速度で回転するように構成されている。帯電部１４３は、感光体ドラム１４２の周囲に配置されるコロナ放電極からなり、生成されるイオンによって感光体ドラム１４２の表面を帯電するために使用される。

光書込部１４５は、画像読み取り部１２０からの入力される画像データに基づいて、帯電された感光体ドラム１４２を露光することにより、露光された部分の電位を低下させ、画像データに対応する電荷パターン（静電潜像）を形成する。現像装置１４６は、形成された静電潜像を現像し、トナーによって可視化する。つまり、画像形成ユニット１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃおよび１４０Ｄの感光体ドラム１４２に、イエロー色、マゼンタ色、シアン色および黒色に対応するトナーのモノクロ画像を、それぞれ形成することが可能である。

クリーニング部１４８は、後述の中間転写ベルト１５１にモノクロ画像が転写された後において、感光体ドラム１４２の表面に残留したトナーや外添剤などの残留物を掻き取る（除去する）ことにより、表面状態を良好に維持するために使用される。

転写部１５０は、中間転写ベルト１５１、１次転写部１５３および２次転写部１５４を有する。中間転写ベルト１５１は、１次転写部１５３および複数のローラーにより巻回され、走行可能に支持されている。１次転写部１５３は、イエロー色、マゼンタ色、シアン色および黒色に対応する１次転写モジュール１５３Ａ、１５３Ｂ、１５３Ｃおよび１５３Ｄからなる。２次転写部１５４は、中間転写ベルト１５１の外側に配置され、中間転写ベルト１５１との間を用紙Ｐが通過可能に位置決めされている。

画像形成ユニット１４０Ａ〜１４０Ｄにおいて形成された各色のモノクロ画像は、１次転写部モジュール１５３Ａ〜１５３Ｄにより、中間転写ベルト１５１上に逐次転写され、イエロー色、マゼンタ色、シアン色および黒色の各層が重畳したカラー画像が形成される。形成されたカラー画像は、２次転写部１５４によって、搬送されて来た用紙Ｐに転写される。

定着部１５５は、用紙Ｐに転写されたカラー画像を定着するために使用され、加熱ローラー１５７および加圧ローラー１５８を有する。用紙Ｐは、加熱ローラー１５７と加圧ローラー１５８との間を通過する際、圧力および熱が加えられ、溶融することで、定着する。

用紙搬送部１６０は、給紙部１６２、レジストローラー１６４、定着搬送ローラー１６５、排紙ローラー１６６および用紙反転部１６８を有する。

給紙部１６２は、用紙Ｐを収容している給紙トレイ１６２Ａ〜１６２Ｃ、送り出しローラー１６３Ａおよびさばきローラー１６３Ｂを有する。送り出しローラー１６３Ａおよびさばきローラー１６３Ｂは、給紙トレイ１６２Ａ〜１６２Ｃから用紙を一枚ずつ搬送経路に送り出すために使用される
レジストローラー１６４は、給紙部１６２から給紙された用紙Ｐを、２次転写部１５４に搬送するために使用される。定着搬送ローラー１６５は、２次転写部１５４および定着部１５５を通過した用紙Ｐを、排紙ローラー１６６に向って搬送するために使用される。排紙ローラー１６６は、搬送されて来た用紙Ｐを装置外に排出するために使用される。

用紙反転部１６８は、定着搬送ローラー１６５を通過した用紙Ｐを、排紙ローラー１６６に向う搬送経路ではなく、給紙トレイ１６２Ａ〜１６２Ｃと排紙ローラー１６６との間の搬送経路に導入することで、用紙Ｐの表裏を反転して排出したり、用紙Ｐの両面に画像を形成するために使用される。

トナー回収部１７０は、図２に示されるように、トナー搬送経路１７２、トナー回収箱１８０およびモータ１９８を有する。

トナー搬送経路１７２は、例えば、筒状のパイプが連なって接続されてなり、画像形成ユニット１４０Ａ〜１４０Ｄのクリーニング部１４８と、トナー回収箱１８０との間を連通している。したがって、クリーニング部１４８において感光体ドラム１４２の表面から掻き取られた（除去された）トナーは、トナー搬送経路１７２を経由してトナー回収箱１８０に導入される。トナー搬送経路１７２におけるトナーの詰まりを抑制するため、トナー搬送経路１７２の内部に攪拌（回転）部材を配置することも可能である。

トナー回収箱１８０は、画像形成装置１００に交換可能に配置され、トナー搬送経路１７２に着脱自在に連結されており、感光体ドラム１４２の表面から掻き取られた（除去された）トナーを回収するために使用される。モータ１９８は、トナー回収箱１８０に配置される回転部材（後述）を回転するための駆動源であり、画像形成装置１００側に配置され、トナー回収箱１８０に着脱自在に連結される。モータ１９８は、例えば、トナー回収箱１８０に収容されたトナー量に関する所定の条件が満された場合に駆動される。

次に、トナー回収箱を詳述する。

図３は、トナー回収箱を説明するための斜視図、図４は、トナー回収箱を説明するための断面図、図５は、トナーの堆積を説明するための拡大断面図である。

トナー回収箱１８０は、本体部１８２、取手部１８６、持手部１８８、回転部材１９０および保持部１９６を有する。

本体部１８２は、図３に示されるように、画像形成装置１００内の空きスペースに交換可能に配置される中空の略直方体であり、開口部１８４および凹部１８５を有する。開口部１８４は、本体部上面１８２Ｃの端部に位置し、トナー搬送経路１７２に着脱自在連結され、トナーを収容するために使用されるトナー回収口である。凹部１８５は、本体部上面１８２Ｃの中央部に位置する。

取手部１８６は、本体部正面１８２Ａの上部に位置し、画像形成装置１００から本体部１８２を引き出すために使用される。持手部１８８は、画像形成装置１００からから引き出された本体部１８２を把持して運搬するために使用され、本体部上面１８２Ｃの中央部に位置する。

回転部材１９０は、図４に示されるように、本体部１８２の内部に配置され、本体部背面１８２Ｂから本体部正面１８２Ａに向って延長しているらせん状部材であり、回転することで、本体部内のトナーを搬送可能に構成されている。したがって、回転部材１９０は、本体部底面１８２Ｄに形成されるトナーの山状堆積体を破壊し（攪拌し）、トナーを落下位置から離れた位置へ搬送することで、トナーの固まり形成を抑制し、トナーが本体部内に均等に分布すること（平坦化）を促進し、トナー堆積性を向上させる。

保持部１９６は、モータ１９８の回転軸が着脱自在に連結されるコネクターであり、かつ、回転部材１９０の一端１９０Ｂが固定されている。つまり、回転部材１９０は、保持部１９６を介し、モータ１９８により回転駆動されるように構成されている。

なお、取手部１８６は、外部に向かって突出するグリップ状凸部からなり、回転部材１９０の他端１９０Ａが配置され、かつ、他端１９０Ａを回転自在に支持する中空部１８７を有する。

したがって、回転部材１９０の一端１９０Ｂは、保持部１９６に固定され、回転部材１９０の他端１９０Ａは、取手部１８６の中空部１８７によって支持されており、回転部材１９０は両持ちであるため、片持ちの場合と比較し、たわみの発生および回転トルクの増加が抑制されるため、回転部材１９０の駆動系の耐久性能を向上させることが可能である。また、取手部１８６は、外部に向かって突出しているため、トナー回収容量およびトナー堆積性に対する影響が排除される（トナー回収に利用可能な容量を減少させず、かつ、トナー堆積性は低下しない）。

取手部１８６の中空部１８７は、図５に示されるように、トナーを収容可能に構成されており、トナー回収に利用可能なスペースを増加させることができる。また、取手部１８６は、光透過性材料から形成されており、中空部１８７の内部を目視可能に構成されており、中空部１８７にトナーが収容されていることを目視することで、トナーのニアフル検知（満杯状態に近くなったことの検知）が可能である。さらに、取手部１８６は、円柱状であり、段差を生じる縮径部を有するため、取手部１８６を摘む際の操作性が向上している。

回転部材１９０は、一端１９０Ｂから他端１９０Ａに向かってトナーを搬送するように構成されている。これにより、トナーの搬送の終端は、回転部材１９０の他端１９０Ａが配置される取手部１８６となるため、取手部１８６の中空部１８７の内部を目視することで、トナー回収量を精度良く把握することが可能である。

持手部１８８は、中空管状であり、本体部１８２の凹部１８５に配置されており、回転部材１９０は、持手部１８８の内部を貫通しているため、持手部１８８をコンパクト化することが可能である。

図６は、本発明の実施の形態に係る変形例を説明するための側面図である。

回転部材１９０は、らせん状部材により構成される形態に限定されず、例えば、軸部１９２と、軸部１９２を取り囲むように配置されるらせん部１９４とを有する構成を適用することも可能である。この場合、トナーの固まりを効率的に崩すため、軸部１９２とらせん部１９４との間に隙間を形成することも好ましい。

以上のように、本実施の形態においては、耐久性能および実質的なトナー回収量を向上させ得るトナー回収箱および画像形成装置を提供することが可能である。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、トナー回収箱の本体部の強度を向上させるため、補強リブを本体部に設けたり、トナーの回収量を検出するためのセンサをトナー回収箱に配置し、トナーが満杯状態に近くなったことが検出された場合、画像形成装置の操作表示部にトナー回収箱の交換指示の警告を表示することも可能である。さらに、画像形成装置は、複写機に限定されず、印刷専用のプリンターや、コピー機能、プリンター機能およびスキャン機能を有するＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）を適用することも可能である。

１００ 画像形成装置、
１１０ 制御部、
１２０ 画像読み取り部、
１２２ 光源、
１２４ 光学系、
１２６ 撮像素子、
１２８ 読取面、
１３０ 操作表示部、
１４０ 画像形成部、
１４０Ａ〜１４０Ｄ 画像形成ユニット、
１４２ 感光体ドラム、
１４３ 帯電部、
１４５ 光書込部、
１４６ 現像装置、
１４８ クリーニング部、
１５０ 転写部、
１５１ 中間転写ベルト、
１５３ １次転写部、
１５３Ａ〜１５３Ｄ １次転写モジュール、
１５４ ２次転写部、
１５５ 定着部、
１５７ 加熱ローラー、
１５８ 加圧ローラー、
１６０ 用紙搬送部、
１６２ 給紙部、
１６２Ａ〜１６２Ｃ 給紙トレイ、
１６３Ａ 送り出しローラー、
１６３Ｂ さばきローラー、
１６４ レジストローラー、
１６５ 定着搬送ローラー、
１６６ 排紙ローラー、
１６８ 用紙反転部、
１７０ トナー回収部、
１７２ トナー搬送経路、
１８０ トナー回収箱、
１８２ 本体部、
１８２Ａ 本体部正面、
１８２Ｂ 本体部背面、
１８２Ｃ 本体部上面、
１８２Ｄ 本体部底面、
１８４ 開口部、
１８５ 凹部、
１８６ 取手部、
１８７ 中空部、
１８８ 持手部、
１９０ 回転部材、
１９０Ａ 他端、
１９０Ｂ 一端、
１９２ 軸部、
１９４ らせん部、
１９６ 保持部、
１９８ モータ、
Ｐ 用紙。

Claims (7)

1. 画像形成装置内に配置され、前記画像形成装置の感光体から除去されたトナーを収容するための本体部と、
   前記画像形成装置から前記本体部を引き出すための取手部と、
   前記画像形成装置から引き出された前記本体部を把持するための持手部と、
   前記本体部内の前記トナーを搬送するための回転部材と、
   前記回転部材の一端が固定されている保持部と、を有し、
   前記回転部材は、前記保持部を介し、回転駆動されるように構成され、
   前記取手部は、外部に向かって突出するグリップ状凸部からなり、
   前記凸部は、前記回転部材の他端が配置される中空部を有し、
   前記他端は、前記中空部の内側で回転自在に支持されている
   ことを特徴とするトナー回収箱。
2. 前記凸部の中空部は、前記トナーを収容可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトナー回収箱。
3. 前記凸部は、光透過性材料から形成されており、前記中空部の内部を目視可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のトナー回収箱。
4. 前記回転部材は、前記保持部に固定されている前記一端から、前記中空部によって支持されている前記他端に向かって、前記トナーを搬送するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のトナー回収箱。
5. 前記凸部は、円柱状であり、段差を生じる縮径部を有することを特徴とする請求項１に記載のトナー回収箱。
6. 前記本体部は、前記本体部の内部に向かって窪んだ凹部を有し、
   前記持手部は、中空管状であり、前記凹部に配置されており、
   前記回転部材は、前記持手部の内部を貫通していることを特徴とする請求項１に記載のトナー回収箱。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のトナー回収箱と、
   前記トナー回収箱の保持部を回転駆動するための駆動源と、
   前記画像形成装置の感光体から除去されたトナーを、前記トナー回収箱に導入するための搬送路と、を有することを特徴とする画像形成装置。