JP5968297B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを用いて画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置に関する。

コピー機、プリンター及びＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置においては、一般に、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像が現像装置内の現像剤（トナー）によって可視化され、そのトナー像が記録媒体に転写される。このとき、感光体ドラムの表面には、記録媒体に転写されなかったトナーが残留することがあるため、クリーニング装置によってこの残留トナーが感光体ドラムの表面から除去される。感光体ドラムの表面から除去された残留トナーは、廃トナーとしてスクリューにより水平方向一端部まで水平搬送され、その一端部から落下させて廃棄ボトルに投入され貯留される。

ところで、感光体ドラムの表面から除去される廃トナーは、機械的ストレス又は紙粉等の不純物の混入によって流動性が低下して固化し易い。そのため、廃トナーの搬送路において前記廃トナーが固まって詰まる場合がある。

従来、現像装置の回転する搬送オーガのトナー撹拌・搬送用羽根に板バネを断続的に接触させることにより振動させ、この振動を用いて、トナーを現像器へ供給する落下搬送路に堆積したトナーをほぐす技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−１７１１０５号公報

しかしながら、クリーニング装置からその下方に位置する廃棄ボトルに至るまでの廃棄トナーが落下する移動路においてもトナーの詰まりが生じる。

本発明の目的は、廃棄トナーが落下する移動路におけるトナーの詰まりを防止することのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、画像形成部と、廃トナー収容部と、移動部材と、駆動機構とを有する。前記画像形成部は、トナーを用いて画像を形成する。前記廃トナー収容部は、前記画像形成部で使用された後の廃トナーが収容される。前記移動部材は、前記画像形成部から前記廃トナー収容部に移動する前記廃トナーの移動経路のうち前記廃トナーが落下移動するトナー落下経路内で前記廃トナーの落下方向と平行な方向に移動可能に支持されている。前記駆動機構は、前記移動部材を前記廃トナーの落下方向と平行な方向に往復移動させる。

本発明によれば、廃棄トナーが落下する移動路におけるトナーの詰まりを防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の一実施形態の内部構成を示す模式図である。 画像形成部の構成を示す図である。 筐体の右側面カバーと廃トナー搬送ユニットとを取り外した後の画像処理装置の内部構成を示す外観斜視図である。 画像形成装置における廃棄ボトルの設置位置の説明図である。 筐体から取り外した廃トナー搬送ユニットの外観斜視図を示す図である。 廃トナー搬送ユニットの分解斜視図である。 動力伝達機構の説明図である。 廃トナー搬送ユニットの搬送スクリューによる搬送方向から見た、廃トナー搬送ユニット及び廃棄ボトルの位置関係等の説明図である。 トナーほぐし機構の作用の説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す概略構成図である。画像形成装置１は、本発明の画像形成装置の一例である。以下の説明においては、画像形成装置１が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として図１で定義された上下方向７００、前後方向７０１、及び左右方向７０２を用いて説明することがある。

図１に示されるように、画像形成装置１は、スキャナー機能、コピー機能、プリンター機能及びファクシミリー機能などの各機能を備える複合機である。画像形成装置１は、入力された画像をトナーなどの印刷材料を用いて印刷シートに印刷するものである。なお、画像形成装置１は複合機に限られず、プリンター、ファクシミリー、又は複写機なども本発明に係る画像形成装置の一例である。

画像形成装置１は、不図示のネットワーク通信部を介して外部から入力された画像データに基づき印刷シートに画像を印刷する。図１に示されるように、画像形成装置１は、外枠のカバー及び内部フレームを含む筐体２を有する。

図２に示されるように、画像形成装置１は、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であり、画像形成部３〜６と、中間転写ユニット７と、二次転写装置８と、定着装置９と、制御部１０と、給紙部１１と、排紙部１２とを備えている。

画像形成部３〜６は、前後方向７０１に並設されている。画像形成部３〜６は、互いに色の異なるトナー像を形成する。画像形成部３はブラック用の画像形成部、画像形成部４はイエロー用の画像形成部、画像形成部５はシアン用の画像形成部、画像形成部６はマゼンタ用の画像形成部である。

画像形成部３〜６のそれぞれは、トナー像を担持する感光体ドラム１３〜１６、その感光体ドラム１３〜１６の表面を帯電させる帯電装置１８〜２１、帯電された感光体ドラム１３〜１６の表面を露光して光を走査することにより静電潜像を書き込む露光装置２２を備えている。また、画像形成部３〜６のそれぞれは、感光体ドラム１３〜１６上の静電潜像をトナーにより現像する現像装置２６〜２９、回転する感光体ドラム１３〜１６上のトナー像を移動する中間転写ベルト７Ａに転写する一次転写装置３０〜３３、感光体ドラム１３〜１６上の残存トナーを除去するクリーニングユニット３４〜３７を備えている。

中間転写ユニット７は、中間転写ベルト７Ａと、駆動ローラー７Ｂと、従動ローラー７Ｃとを有する。中間転写ベルト７Ａは、例えばゴム又はウレタン等の素材からなる無端環状のベルトである。中間転写ベルト７Ａは、駆動ローラー７Ｂ及び従動ローラー７Ｃによって回転駆動可能に支持されている。駆動ローラー７Ｂは定着装置９に近い位置（図１において右側）に配置されており、従動ローラー７Ｃは定着装置９から離れた位置（図１において左側）に配置されている。駆動ローラー７Ｂの表面は中間転写ベルト７Ａとの摩擦力を高めるために例えばゴム又はウレタン等の素材で形成されている。

図２に示される例では、前後方向７０１後側から順に、ブラック用の画像形成部３、イエロー用の画像形成部４、シアン用の画像形成部５及びマゼンタ用の画像形成部６が一列に配置されている。中間転写ベルト７Ａは、駆動ローラー７Ｂ及び従動ローラー７Ｃによって支持されることにより、その表面が各感光体ドラム１３〜１６の表面に接しながら移動（走行）可能となる。そして、中間転写ベルト７Ａは、その表面が感光体ドラム１３〜１６と一次転写装置３０〜３３との間を通過する際に、感光体ドラム１３〜１６からトナー像が順に重ね合わせて転写される。

二次転写装置８は、中間転写ベルト７Ａに転写されたトナー像を給紙部１１から搬送されてきた印刷シートに転写するものである。トナー像が転写された印刷シートは、不図示の搬送手段によって定着装置９に搬送される。定着装置９は、約２００℃以上に加熱された加熱ローラー９Ａと、この加熱ローラー９Ａに対向配置された加圧ローラー９Ｂとを有する。定着装置９に搬送された印刷シートは、加熱ローラー９Ａと加圧ローラー９Ｂとによって挟持されつつ搬送されることによって、トナー像が印刷シートに溶着される。その後、印刷シートは排紙部１２に排出される。

このように、画像形成装置１は、複数の画像形成部３〜６によって各色のトナー像を走行中の中間転写ベルト７Ａ上に重ねて転写することにより、カラーのトナー像を中間転写ベルト７Ａの表面に形成させる。さらに、画像形成装置１は、そのカラーのトナー像を二次転写装置８によって中間転写ベルト７Ａから印刷シートへ転写することにより、印刷シート上にカラー画像を形成させる。なお、中間転写ベルト７Ａを搬送ベルトとして用い、その搬送ベルト上に搬送される印刷シートにトナー像が直接に重ね合わせて転写される構成も他の実施例として考えられる。また、中間転写ベルト７Ａに代えてローラー状の中間転写部材を用いることも他の実施例として考えられる。

クリーニングユニット３４〜３７は、トナー像がシートに転写された後に、感光体ドラム１３〜１６の表面に残ったトナー（廃トナー）を除去するものである。クリーニングユニット３４〜３７については後述する。

給紙部１１は、画像形成部３〜６等によって画像が形成される対象のシートを収容する給紙カセットを有する。給紙カセットは、複数枚のシートを積層状態で収容可能である。

図３は、画像形成部３〜６における感光体ドラム１３〜１６、現像装置２６〜２９及びクリーニングユニット３４〜３７を模式的に示す断面図である。なお、画像形成部３〜６は同様の構成を有するので、画像形成部３に着目して説明する。

図３に示されるように、画像形成部３には、現像装置２６、感光体ドラム１３及びクリーニングユニット３４が備えられている。

現像装置２６には、感光体ドラム１３の近傍に、現像用のマグネットローラー３８が設けられている。マグネットローラー３８には、感光体ドラム１３の帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。マグネットローラー３８によって、現像剤であるトナー３９が帯電されるとともに、感光体ドラム１３の表面の静電潜像に飛翔され、静電潜像が現像される。トナー３９は、トナー供給口４０を介してトナーコンテナ（不図示）から補給される。

クリーニングユニット３４は、クリーニング部材であるクリーニングブレード４１、クリーニングローラー４２、排出スクリュー４３及びトナーボックス４４を備えている。クリーニングローラー４２及びクリーニングブレード４１は、感光体ドラム１３とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム１３に接触するように設けられている。

トナー像が印刷シートに転写された後、クリーニングユニット３４のクリーニングローラー４２とクリーニングブレード４１とが感光体ドラム１３表面に残留した廃トナーを取り除いてクリーニングする。感光体ドラム１３の表面から取り除かれた廃トナーは、重力の作用又はクリーニングローラー４２の回転に従って、トナーボックス４４に取り入れられる。トナーボックス４４に取り入れられた廃トナー４５は、排出スクリュー４３によって図２の紙面裏側から表側（画像形成装置１の左右方向７０２左側から右側）へ搬送される。

図１に示すように、画像形成装置１の筐体２の右側面は、取り外し可能な外装カバー４７により構成されており、この外装カバー４７が取り外されると図４に示すように、廃トナー搬送ユニット４６と廃棄ボトル４８とが露出する。なお、図５に示すように、筐体２の前面右側角部の下半分は、取り外し可能な外装カバー２００で構成されている。この外装カバー２００を取り外すと廃棄ボトル４８のみが露出し、廃棄ボトル４８が装置本体から取り外し可能となる。

外装カバー４７を取り外すことにより露出した廃トナー搬送ユニット４６は、画像形成装置１のうち右側面において装置本体に着脱可能である。廃トナー搬送ユニット４６は、図６に示すように、並設された４つのクリーニングユニット３４に接続可能となるように前後方向７０１に延びる。図６、図７に示すように、廃トナー搬送ユニット４６は、第１ケーシング部材４９と、第２ケーシング部材５０と、搬送スクリュー５１とを有する。第１ケーシング部材４９及び第２ケーシング部材５０は、廃トナー搬送ユニット４６のケーシングを構成する。第１ケーシング部材４９と第２ケーシング部材５０とにより、画像形成装置１の右側部において前後方向に延びる廃トナー搬送室５２（図６参照）が形成されている。この廃トナー搬送室５２に搬送スクリュー５１が格納される。

第１ケーシング部材４９には、各クリーニングユニット３４に設けられたトナー排出用の送出口（不図示）が接続される４つのユニット接続溝４６１が等間隔に形成されている。各ユニット接続溝４６１は、上側から下側に向かって切り込まれた形状をなし、クリーニングユニット３４の前記送出口を有する端部が上端から下方に向かって挿入される。各ユニット接続溝４６１の下端部には、クリーニングユニット３４の前記端部の形状に対応する形状の当接部４６２が形成されている。当接部４６２の下側周面には、廃トナー導入口４６３が形成されている。

各クリーニングユニット３４が廃トナー搬送ユニット４６に接続されると、各クリーニングユニット３４に設けられた前記送出口（不図示）と当接部４６２の廃トナー導入口４６３とが連通される。廃トナー搬送室５２は、各廃トナー導入口４６３の下方に設けられており、不図示の落下経路を介して各廃トナー導入口４６３に接続されている。したがって、クリーニングユニット３４から搬送された廃トナーは、各廃トナー導入口４６３を介して廃トナー搬送室５２で合流する。

このように、廃トナー搬送室５２には、画像形成部３〜６から搬送される廃トナーが搬送されてくる。搬送スクリュー５１は、この搬送されてきた廃トナーを画像形成装置１の背面側から前面右側角部に設置されている廃棄ボトル４８まで図４、図６、図７の矢印Ａ，Ｂ，Ｃ方向へ水平搬送する。廃棄ボトル４８には、廃トナー収容部の一例であり、画像形成部３〜６で使用された後の廃トナーが収容される。

図８に示すように、搬送スクリュー５１は、搬送羽部５１１を有する。また、搬送スクリュー５１は、その搬送方向下流側の端部において、円板部５１２と、係合部５１３と、規制板部５１４と、回転軸部５１５とを有する。

搬送羽部５１１は、搬送スクリュー５１の回転軸芯Ｑ周りに螺旋状に形成されている。円板部５１２は、搬送羽部５１１の一端部に設けられ、所定径の円形状を有する。円板部５１２は、その法線が回転軸芯Ｑと平行となり、且つ、円板部５１２の中心を回転軸芯Ｑが通るように設けられている。

図８（Ｂ）に示すように、係合部５１３は、円板部５１２の両面のうち搬送スクリュー５１と反対側の外側面５１２Ａに設けられている。また、係合部１０３は、円板部５１２の中心の位置から偏心した位置において、円板部５１２の外側面５１２Ａから所定長さだけ回転軸芯Ｑと平行に円柱状に延びる。

規制板部５１４は、係合部５１３の回転軸芯Ｑ方向両端のうち、円板部５１２と反対側の端部に設けられた一方向にやや長尺の形状を有する。また、規制板部５１４は、係合部５１３の径より大きく広がる面を有する。規制板部５１４の一方端部側と係合部５１３とが連結されている。この規制板部５１４により、係合部５１３と後述する揺動部材１０３の第１アーム部１０５との係合が外れるのを防止する。

回転軸部５１５は、円柱形状を有する。回転軸部５１５は、規制板部５１４の両面のうち係合部５１３と反対側の外面５１４Ａにおいて、断面中心が回転軸芯Ｑの位置に一致するように設けられている。回転軸部５１５は、第１ケーシング部材４９及び第２ケーシング部材５０によって構成される前記ケーシングに回転自在に支持されている。搬送スクリュー５１の反対側の端部にも同様の回転軸部５１５が設けられており、この回転軸部も前記ケーシングに回転自在に支持されている。そして、回転軸部５１５は、駆動モーターの回転軸（不図示）に連結されて、前記駆動モーターにより回転駆動される。回転軸部５１５に駆動モーターの回転駆動力が伝達されると、係合部５１３、搬送羽部５１１、円板部５１２及び規制板部５１４が回転する。このとき、回転軸芯Ｑ一方側から他方側をみたとき、係合部５１３は、回転軸芯Ｑに直交する平面上において、回転軸芯Ｑの位置を中心として周回する。

図９に示すように、廃トナー搬送室５２のうち廃トナー下流側端部には、廃トナーを下方に排出させるための廃トナー落下口５３が形成されている。ここで、本実施形態では、トナー落下口５３は、搬送スクリュー５１による廃トナーの搬送方向である水平方向と平行且つ搬送スクリュー５１の回転軸芯Ｑと直交する方向、すなわち図９の左右方向において搬送スクリュー５１の回転軸芯Ｑから離間した位置に設けられている。そして、この廃トナー落下口５３の下方に、廃棄ボトル４８の上部に設けられたトナー受入口５４が位置する。

廃トナー搬送室５２の廃トナーが搬送スクリュー５１により水平方向に搬送され、その廃トナーが廃トナー搬送室５２の下流側一端部においてある程度堆積すると、その一部が廃トナー落下口５３側に移動する。そして、廃トナーが廃トナー落下口５３に達すると、その廃トナー落下口５３から下方に落下し、廃棄ボトル４８内の廃トナー収容空間に貯留される。

このように、廃トナー落下口５３から廃棄ボトル４８のトナー受入口５４に至るトナーの移動路５５は、廃トナーが落下するトナー落下経路となっている。廃トナーは、機械的ストレス又は紙粉等の不純物の混入によって流動性が低下して固化し易く、このトナー落下経路５５において廃トナーが固まって詰まることが考えらえる。

本実施形態では、トナー落下経路５５に堆積するトナーをほぐすためのトナーほぐし機構１００が設けられている。トナーほぐし機構１００は、図８、図９に示すように、コイルスプリング１０１と駆動機構１０２とを有する。

コイルスプリング１０１は、移動部材の一例であり、トナー落下経路５５に堆積した廃トナーをほぐすための部材である。コイルスプリング１０１は、軸方向がトナー落下経路５５の延びる方向に沿うように配設されている。移動部材として、コイルスプリング１０１を採用することで、安価に移動部材を構成することができる。

駆動機構１０２は、コイルスプリング１０１をトナー落下経路５５と平行な方向に往復移動させる。本実施形態における駆動機構１０２は、搬送スクリュー５１の回転動力を前記廃トナーの落下方向と平行な前記鉛直上下方向の動力に変換してコイルスプリング１０１に伝達する。駆動機構１０２は、前述の係合部５１３と揺動部材１０３とを有する。

揺動部材１０３は、図８に示すように、揺動中心軸１０４と、第１アーム部１０５と、第２アーム部１０６とを有する。揺動中心軸１０４は、搬送スクリュー５１の回転軸芯Ｑと平行である。揺動部材１０３は、揺動中心軸１０４で第２ケーシング部材５０（図７参照）の所定位置に回転自在に支持されている。

第１アーム部１０５は、揺動中心軸１０４に直交する方向に揺動中心軸１０４から延びる。第１アーム部１０５は、先端側が二股形状とされており、この二股形状部１０５ＡのスペースＳに前述の係合部５１３が嵌まり込む。すなわち、第１アーム部１０５は、係合部５１３と係合する。スペースＳの長さは、搬送スクリュー５１の回転に伴って係合部５１３が変位しても、常に係合部５１３が二股形状部１０５Ａから外れないような長さに設定されている。したがって、搬送スクリュー５１が回転すると、係合部５１３は、二股形状部１０５Ａ内を相対移動する。

第２アーム部１０６は、揺動中心軸１０４に直交する方向であって第１アーム部１０５と異なる方向に揺動中心軸１０４から延びるスティック状の部位である。第２アーム部１０６の先端部には、係合穴１０６Ａが形成されており、この係合穴１０６Ａにコイルスプリング１０１の一端が係合されている。コイルスプリング１０１の他端は自由端とされている。

図１０に示すように、搬送スクリュー５１が回転すると、その回転に伴って、係合部５１３が回転軸芯Ｑの位置を中心として回転軸芯Ｑに直交する平面上を周回する。このとき、第１アーム部１０５は、係合部１０３からその平面に平行な方向の力を受ける。これにより、第１アーム部１０５は、揺動中心軸１０４を中心として揺動する。したがって、この揺動により、第２アーム部１０６の先端部が上下に変位する。これにより、第２アーム部１０６の先端部に係合されたコイルスプリング１０１が上下に移動する。このように、コイルスプリング１０１は、画像形成部３〜６から廃棄ボトル４８に移動する廃トナーの移動経路のうち廃トナーが落下移動するトナー落下経路５５内で廃トナーの落下方向と平行な方向に移動する。

コイルスプリング１０１の可動領域Ｈ（図１０参照）内に廃トナーが堆積していると、この堆積している廃トナーが、上下移動するコイルスプリング１０１によってほぐされる。これにより、廃トナー落下口５３から廃棄ボトル４８のトナー受入口５４に至るトナー落下経路５５に廃トナーが詰まるのを防止することができる。

また、本実施形態では、揺動中心軸１０４と、この揺動中心軸１０４から異なる方向に延びる第１、第２アーム部１０５，１０６とを有する揺動部材１０３を、揺動中心軸１０４に直交する平面上で揺動させる構成が採用されている。これにより、搬送スクリュー５１の回転動力を、搬送スクリュー５１の回転軸芯Ｑと直交する方向に前記回転軸芯Ｑから離間した位置に鉛直上下方向成分の動力に変換して伝達することができる。これにより、トナー落下経路５５が回転軸芯Ｑからそれと直交する方向に離間している場合でも、そのトナー落下経路５５に堆積した廃トナーをほぐすことができる。

図１０に示すように、画像処理装置１には、廃棄ボトル４８における廃トナーの満杯を検知する満杯検知センサー３００が設けられている。満杯検知センサー３００は、例えば発光ダイオードからなる発光器と、例えばフォトトランジスタからなる受光器とを有する反射型の光学センサーである。検知位置Ｌ（図９、図１０参照）に廃トナーが存在するとき、発光器から出力された光がその廃トナーによって反射され、その反射光が受光器により受光される。

搬送スクリュー５１の回転に伴うコイルスプリング１０１の可動領域Ｈは、満杯検知センサー３００による検知位置Ｌより上方の位置に設定されている。これにより、コイルスプリング１０１が満杯検知センサー３００の検知位置Ｌに進入することによりコイルスプリング１０１が廃トナーと誤って検知されるのを回避することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した内容のものに限られず、種々の変形例が適用可能である。

例えば、前記実施形態では、移動部材の一例としてコイルスプリング１０１が採用されているが、移動部材は、これに限定されるものではない。例えば、長手方向に均一の形状を有する棒状の部材でもよいし、或いは、その先端部分に複数の針状又は短冊状の部位が形成されたものでもよい。

１ 画像形成装置
３〜６ 画像形成部
４８ 廃棄ボトル
５１ 搬送スクリュー（回転部材、スクリュー）
５５ トナー落下経路（トナー移動路）
１０１ コイルスプリング（移動部材）
１０２ 駆動機構
１０５ 第１アーム部
１０６ 第２アーム部
３００ 満杯検知センサー（満杯検知手段）
５１３ 係合部

Claims (4)

1. トナーを用いて画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で使用された後の廃トナーが収容される廃トナー収容部と、
   前記画像形成部から前記廃トナー収容部に移動する前記廃トナーの移動経路のうち前記廃トナーが落下移動するトナー落下経路内で前記廃トナーの落下方向と平行な方向に移動可能に支持された移動部材と、
   前記移動部材を前記廃トナーの落下方向と平行な方向に往復移動させる駆動機構と、
   一列に配列された複数の前記画像形成部と、
   を備え、
   前記駆動機構が、前記画像形成装置において他の用途で回転駆動される回転部材の回転動力を前記廃トナーの落下方向と平行な方向の動力に変換して前記移動部材に伝達し
   前記回転部材は、前記画像形成部各々から排出される廃トナーを水平方向に搬送するスクリューであり、
   前記トナー落下経路は、前記スクリューのトナー搬送方向下流側に設けられたトナー落下口からその下方に配置された前記廃トナー収容部までの搬送路であり、
   前記トナー落下口は、前記水平方向と平行且つ前記スクリューの回転軸芯と直交する方向において前記スクリューの回転軸芯から離間した位置に設けられている画像形成装置。
2. 前記トナー落下経路が鉛直方向と平行な経路であって、前記駆動機構が前記移動部材を鉛直上下方向に往復移動させる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動機構は、
   前記回転部材の回転中心から偏心した位置に設けられ、前記回転部材の回転とともに変位する係合部と、
   前記係合部と係合し、変位する前記係合部から力を受けて前記回転部材の回転中心に平行な予め定められた揺動軸を中心として揺動可能な第１アーム部と、
   前記揺動軸を中心として前記第１アーム部と一体で揺動可能であり、前記移動部材を支持する第２アーム部と、
   を有する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記廃トナー収容部における廃トナーの満杯を検知する満杯検知手段を更に備え、
   前記移動部材の可動領域が、前記満杯検知手段による検知位置より上方の位置に設定されている請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。

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