JP7327095B2 - 廃トナー回収容器及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、廃トナー回収容器及び画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの電子写真式の画像形成装置は、印刷動作時に感光体の表面に電荷を与えて帯電させ、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成する。そして、その静電潜像にトナーを付着させて転写材に転写し、その転写材に熱と圧力を加えてトナーを定着するという手順で印刷を行う。

転写材にトナーを転写した後の感光体表面には、未転写トナー（感光体上に付着したものの転写されなかったトナー）などが残留しているため、その表面をクリーニング装置などによって清掃する必要がある。このようなクリーニング装置により、未転写トナー（現像部で付着させたトナー量の約５％～２０％にあたる）を回収している。

また、クリーニング装置で除去された廃トナーを回収する廃トナー回収容器も既に知られている。この廃トナー回収容器は、クリーニング装置から離れた下方向位置に回収用容器を備え、その容器はクリーニング装置と廃トナー回収経路で連結され、回収経路内に設けられた搬送部材によってクリーニング装置から排出された廃トナーを回収用容器に収容する。

画像形成装置が複数色で印刷可能な構成の場合、複数箇所から排出された廃トナーが廃トナー回収経路に搬入される。例えば、色数に合わせた複数のＰＣＵ（感光体ユニット）、及び各色を重ねて用紙に転写する転写ユニットが、それぞれ廃トナーを排出する。

ところで、廃トナー回収容器は、画像形成装置の仕様に合わせて容量が設定される。近年、装置本体の小型化に伴うレイアウト上の制約から、廃トナー回収容器にあまり大きな容量を確保できなくなっている。しかしその一方、長寿命化から交換頻度を減らしたいという要求もある。

そのため、廃トナー回収容器を単純な直方体ではなく、装置本体内の空きスペースに合わせた凸部分（突出部分）を部分的に設け、廃トナーの収納容量を増加させるといった工夫が行われている。

しかし、凸部分を設けることで、廃トナー回収容器の形状が複雑化すると、別の問題が生じる。例えば、廃トナーを搬送する搬送部材の長さが廃トナー回収容器全長より短くなる場合、搬送部材で搬送可能な範囲では、トナーを十分に搬送・収容できるが、追加した凸部分といった搬送可能な範囲外には、トナーを十分に搬送できない。したがって、廃トナー回収容器の全域に廃トナーを収容できず、空きスペースが残った状態で満杯であると検知（満杯検知）し易くなる。

特に、用紙と直接接触する中間転写ユニットの廃トナーは、紙粉が混入しやすく、流動性が悪くなりやすい。そのため、廃トナー回収容器内で廃トナーの偏りが生じ、空きスペースが一層残った状態で満杯検知し易くなるという問題があった。

これに対し、特許文献１には、廃トナー回収容器全体に廃トナーを充填させる目的で、廃トナー回収容器内に設けられた廃トナー搬送部材の搬送方向切り替え位置を、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配置する構成が開示されている。

この特許文献１の廃トナー回収容器は、廃トナー充填率を増加させることができる。しかし、中間転写ユニットの廃トナーのように流動性が悪いトナーが入力された場合は、トナーの偏りが生じ、空きスペースが残った状態で満杯検知するおそれがある。

そこで本発明は、異なる流動性を有する２種の廃トナーを回収可能で、廃トナー充填率を比較的高くできる廃トナー回収容器の提供を目的とする。

上記課題は、第１排出口から排出される第１廃トナーと、前記第１排出口に対し水平方向に離間した第２排出口から排出される、前記第１廃トナーよりも流動性の低い第２廃トナーとを回収する廃トナー回収容器であって、前記廃トナー回収容器は、前記第１、第２廃トナーを受容し、共通の廃トナー回収口を通して、前記廃トナー回収容器内に搬送する廃トナー搬送部と、前記廃トナー回収容器の内部の前記第１、第２廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段と、前記廃トナー回収容器の内部の廃トナー量を検知するトナー量検知手段と、を備え、前記廃トナー回収口は、廃トナー搬送部の下側に設けられ、前記第１排出口と前記第２排出口の間に位置すること、前記廃トナー搬送手段は、前記廃トナー回収口の下方に、前記廃トナーの搬送方向を切り替え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から、前記第１排出口側に位置する前記廃トナー回収容器の第１端部に向けて前記第１廃トナーを搬送するとともに、前記第２排出口側に位置する前記廃トナー回収容器の第２端部に向けて前記第２廃トナーを搬送すること、及び前記トナー量検知手段は、前記廃トナー回収容器の前記第２端部に配置されていることを特徴とする廃トナー回収容器によって、解決される。

本発明の廃トナー回収容器は、廃トナー搬送手段により、第１廃トナーを第１端部に向けて搬送し、第１廃トナーよりも流動性の低い第２廃トナーをトナー量検知手段が設けられている第２端部に向けて搬送する。第１廃トナーがトナー量検知手段の方向に搬送されることを防止して、廃トナー回収容器全体に廃トナーを充填するため、廃トナー充填率を比較的高くできる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す断面構成図である。 本発明の一実施形態に係る廃トナー回収容器を示す断面構成図（その１）である。 本発明の一実施形態に係る廃トナー回収容器を示す断面構成図（その２）である。 本発明の一実施形態に係る廃トナー回収容器を示す断面構成図（その３）である。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す断面構成図である。この画像形成装置は、一般的なタンデム方式のカラー画像形成装置であり、各プロセスカートリッジ１０２が、画像形成装置１００本体に着脱自在に取り付けられている。各プロセスカートリッジ１０２は、それぞれ像担持体としての感光体ドラムを備え、その感光体ドラムの周りに、帯電手段、現像装置、クリーニング手段などが配置されている。各プロセスカートリッジ１０２は、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）に対応する画像を形成可能である。

また、画像形成装置１００の内部には、書込装置１０３、中間転写ユニット１０１、給紙トレイ１０４、定着装置１１０などが設けられている。

続いて、画像形成動作について説明する。プロセスカートリッジ１０２が画像形成装置１００の所定の位置にセットされ、プロセスカートリッジ１０２内でトナー像が形成される。次いでそのトナー像は、被転写部材である中間転写ベルト１に一次転写される。

一方、給紙トレイ１０４に保持されている転写紙は、給紙ローラ１０５によってレジストローラ１０７まで搬送される。そして、レジストローラ１０７により、その転写紙の先端が中間転写ベルト１に形成されたトナー像の先端と二次転写ローラ１０９の位置で一致するように調整された後、転写紙にトナー像が二次転写される。

その後、トナー像が転写された転写紙は、定着装置１１０に搬送され、熱と圧力によりトナー像を定着され、機外の排紙トレイ１０６に排紙される。

ここで、二次転写後の中間転写ベルト１上の転写残トナーは、ベルトに当接するクリーニングブレード３によって掻き落とされ、搬送手段４によって搬送される。なお、クリーニングブレード３及び搬送手段４は、中間転写ベルトクリーニング装置２内に設けられている。このように、中間転写ベルトクリーニング装置２から排出された廃トナーは、廃トナー搬送部５に送られ、廃トナー回収容器６内に回収される。

また、一次転写後の感光体上の転写残トナーは、プロセスカートリッジ１０２内の、感光体に当接するクリーニングブレードによって掻き落とされ、プロセスカートリッジ１０２内の搬送手段によって搬送される。プロセスカートリッジ１０２から排出された廃トナーは、廃トナー搬送部５に送られ、廃トナー回収容器６内に回収される。

図２は、本発明の一実施形態に係る廃トナー回収容器を示す断面構成図（その１）である。廃トナー回収容器６の上方に、廃トナー搬送部５が水平方向に延在して配置され、複数のプロセスカートリッジ１０２の第１排出口１０２ａから排出される第１廃トナーと、中間転写ベルトクリーニング装置２の第２排出口２ａから排出される第２廃トナーを受容する。なお、第１排出口１０２ａと第２排出口２ａは水平方向に互いに離間している。

廃トナー搬送部５は、廃トナー搬送スクリュー５ａを有し、受容した第１、第２廃トナーを、共通の廃トナー回収口５ｂを通して廃トナー回収容器６の内部に搬送する。

廃トナー回収口５ｂは、廃トナー搬送部５の下側に設けられ、廃トナー搬送部５と廃トナー回収容器６を連通する。また、廃トナー回収口５ｂは、プロセスカートリッジ１０２の第１排出口１０２ａと中間転写ベルトクリーニング装置２の第２排出口２ａの間に位置している。

廃トナー搬送スクリュー５ａは、廃トナー回収口５ｂの上方位置において、搬送方向が切り替わる構成となっており、第１排出口１０２ａ及び第２排出口２ａからの廃トナーを廃トナー回収口５ｂに搬送できる。

中間転写方式の画像形成装置（図１参照）では、転写時に中間転写ベルト１が転写紙に接触するため、中間転写ベルト１に紙粉が付着する。一方、プロセスカートリッジ１０２は転写時に転写紙との接触が無い。したがって、中間転写ベルトクリーニング装置２から排出される第２廃トナーは、プロセスカートリッジ１０２からの第１廃トナーと比較して紙粉混入率が高く、流動性が低い（悪い）。

そのため、流動性の悪いトナー（第２廃トナー）を排出する第２排出口２ａから廃トナー回収口５ｂまでの搬送距離は、第１廃トナーを排出する第１排出口１０２ａから廃トナー回収口５ｂまでの搬送距離よりも短いことが望ましい。流動性の悪い第２廃トナーの搬送距離を短くすることで、廃トナー詰まりの発生を防止できる。

また、第２排出口２ａ側に位置する廃トナー搬送スクリュー５ａの搬送スクリュー径を、第１排出口１０２ａ側の搬送スクリュー径よりも大きくし、廃トナーを搬送する搬送力を大きくしてもよい。同様に、第２排出口２ａ側に位置する廃トナー搬送スクリュー５ａのスクリューピッチを、第１排出口１０２ａ側のスクリューピッチよりも大きくし、搬送力を大きくしてもよい。これらも、廃トナー詰まりの発生を防止できる。

廃トナー回収容器６の構成について説明を続ける。廃トナー回収容器６の内部には、廃トナー搬送手段である搬送スクリュー６ａが配置され、搬送方向切り替え位置６ｂによって廃トナーの送り方向が変わる構成となっている。この搬送方向切り替え位置６ｂは、廃トナー回収口５ｂの真下に位置している。

また、廃トナー回収容器６の図中左方向の第１端部１６には、搬送スクリュー６ａの端部よりも水平方向外側（左側）に突出した突出部２２が設けられている。さらに、廃トナー回収容器６の図中右方向の第２端部１８には、廃トナー量を検知するトナー量検知手段２０が設けられている。

廃トナー回収口５ｂから落下した廃トナー（第１、第２廃トナー）は、廃トナー回収容器６の内部に堆積する。その堆積した廃トナーが搬送スクリュー６ａの高さにまで達した時点で、搬送スクリュー６ａにより廃トナー回収容器６の両端部に向けて搬送される。

図３は、本発明の一実施形態に係る廃トナー回収容器を示す断面構成図（その２）であり、廃トナー回収容器の内部に廃トナーが堆積した状態を示す。

図３に示すように、第１廃トナー１２は、搬送スクリュー６ａによって廃トナー回収容器６の図中左方向、すなわち、第１排出口１０２ａ側に位置する廃トナー回収容器６の第１端部１６に向けて搬送される。

一方、第１廃トナー１２よりも流動性の悪い第２廃トナー１４は、搬送スクリュー６ａによって廃トナー回収容器６の図中右方向、すなわち、第２排出口２ａ側に位置する廃トナー回収容器６の第２端部１８に向けて搬送される。

流動性の異なる廃トナーは、廃トナー回収容器６の内部で堆積状態に差異が生じる。紙粉を含まない第１廃トナー１２は傾斜を流れ易く、高さ方向よりも幅方向に広がりながら堆積する。一方、紙粉を含み、（第１廃トナー１２よりも）流動性の悪い第２廃トナー１４は、幅方向に広がりにくく、高さ方向に堆積していく。

この堆積状態の差により、第２廃トナー１４はトナー量検知手段２０側に堆積して、第１廃トナー１２がトナー量検知手段２０側へ広がるのを阻害し、代わりにトナー量検知手段２０の逆側、すなわち、廃トナー回収容器６の第１端部１６への搬送を促進する。

このように本実施形態は、異なる流動性を有する２種の廃トナーを廃トナー回収容器６内全体に回収（充填）でき、廃トナー充填率を比較的高くできる。また、廃トナー回収容器６の第１端部１６に設けられた突出部２２にも十分に廃トナーを送ることができる。

また本実施形態は、廃トナー回収容器６の充填率を上げる目的で、搬送スクリュー６ａが強制的に廃トナーを送り込む必要がない。そのため、高トルク出力に起因する異音や、破損のおそれがない。

さらに、搬送スクリュー６ａの全長は、廃トナー回収容器６の全長より短くできるので、画像形成装置１００のレイアウト自由度が向上する。したがって、廃トナー回収容器６の容量を確保し易く、交換頻度を減すことができる。

続いて、他の有利な構成について説明する。

廃トナー回収容器６の突出部２２は、搬送スクリュー６ａの長手方向（図中左方向）に突出する構成に限定されない。廃トナー回収容器本体からの着脱に影響しなければ、搬送スクリュー６ａに対して直交方向（紙面垂直方向）に突出してもよい。突出部２２を両方向に突出する構成とすれば、廃トナー回収容器６の容量をさらに大きく、廃トナー充填率をさらに高くできる。よって、廃トナー回収容器６の交換頻度をさらに減らすことができる。

図４は、本発明の一実施形態に係る廃トナー回収容器を示す断面構成図（その３）である。図４において、図２、３と同一物には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態では、廃トナー充填率をより高くするため、篩い（ふるい）部材と、仕切り部材とを備える。

（篩い部材）
図４に示すように、廃トナー回収口５ｂに、廃トナーの流動性によって廃トナーの排出位置（落下位置）を異ならせる篩い部材５ｃが設けられている。この篩い部材５ｃは、例えば、密度（開孔率）が部分により異なるメッシュなどで構成され、廃トナー回収口５ｂを塞ぐ形で配置される。

本実施形態の篩い部材５ｃは、図中左側のメッシュの密度を密とし、図中右側のメッシュの密度を疎とする。複数のプロセスカートリッジ１０２から排出される第１廃トナーは、篩い部材５ｃの図中左側のメッシュ（密のメッシュ）をすり抜けて、廃トナー回収口５ｂの図中左側から落下する。そして、搬送スクリュー６ａによって廃トナー回収容器６の図中左方向、すなわち、第１端部１６に向けて搬送される。

一方、中間転写ベルトクリーニング装置２から排出される、（第１廃トナー１２よりも）流動性の悪い第２廃トナーは、篩い部材５ｃの図中右側のメッシュ（疎のメッシュ）のみでしかすり抜けることができず、廃トナー回収口５ｂの図中右側から落下する。そして、搬送スクリュー６ａによって廃トナー回収容器６の図中右方向、すなわち、第２端部１８に向けて搬送される。

この篩い部材５ｃにより、異なる流動性を有する２種の廃トナーを廃トナー回収容器６に入る段階で分離できるので、第１廃トナー１２の第１端部１６への搬送と、第２廃トナー１４の第２端部１８への搬送が促進される。したがって、トナー量検知手段２０側に流動性の良い第１廃トナー１２が送られる量を減らして早期の満杯検知を防止し、廃トナー回収容器６の充填率を上げることができる。

また、複数のプロセスカートリッジ１０２の中には、他のプロセスカートリッジ１０２に比べて流動性の悪いトナーを排出する場合がある。これは、装置のレイアウト（定着ユニットに近いプロセスカートリッジは、高温になり易い）、及び、少ない使用頻度（印字率が低く、トナーの出入りが少ないと、負荷を受けたトナーが劣化する）などが要因である。

その場合、プロセスカートリッジ１０２からの流動性の悪い廃トナーは、篩い部材５ｃの図中左側のメッシュ（密のメッシュ）でなく、右側のメッシュ（疎のメッシュ）をすり抜け、廃トナー回収口５ｂの図中右側に落下することになる。

したがって、流動性の悪い廃トナーのみをトナー量検知手段２０側に搬送することができ、早期の満杯検知を防止して廃トナー回収容器６の充填率を上げることができる。

（仕切り部材）
図４に示すように、廃トナー回収口５ｂの直下で、廃トナー回収容器６の底部に、第１廃トナー１２と第２廃トナー１４とを隔てる仕切り部材７が設けられている。この仕切り部材７は、廃トナー回収容器６内の搬送スクリュー６ａに干渉しない高さに設定されている。

この仕切り部材７により、第１廃トナー１２は図中右側（トナー量検知手段２０の側）への移動が制限され、第２廃トナー１４は図中左側の第１端部１６への移動が制限される。

また、この仕切り部材７により、第１廃トナー１２は図中左側の第１端部１６への移動が促進されるため、第１端部１６にある突出部２２にも十分に廃トナーが送られることになる。したがって、早期の満杯検知を防止し、廃トナー回収容器６の充填率を上げることができる。

なお、仕切り部材７は、廃トナー回収口５ｂの直下に配置されることに限定しないが、この直下への配置がもっとも効果が高い。

また、仕切り部材７の形状は、廃トナー回収容器６の底部から廃トナー回収口５ｂに向うにつれて細くなる三角形状となっているが、これに限定しない。仕切り部材７の形状（及び、その配置）は、廃トナー回収容器６の仕様、廃トナーの性質などにより様々に変更してよい。

さらに、本実施形態では、篩い部材５ｃ及び仕切り部材７の両方を備えているが、これに限定しない。どちらか一方を備える構成であってもよい。

以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明した。この実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して使用できる。また、画像形成装置としては、本発明を適用可能であれば任意な構成を採用可能である。画像形成装置としては複写機あるいはプリンタに限らず、ファクシミリや複数の機能を備える複合機であっても良い。

１ 中間転写ベルト
２ 中間転写ベルトクリーニング装置
２ａ 第２排出口
３ クリーニングブレード
４ 搬送手段
５ 廃トナー搬送部
５ａ 廃トナー搬送スクリュー
５ｂ 廃トナー回収口
５ｃ 篩い部材
６ 廃トナー回収容器
６ａ 搬送スクリュー
６ｂ 搬送方向切り替え位置
７ 仕切り部材
１２ 第１廃トナー
１４ 第２廃トナー
１６ 第１端部
１８ 第２端部
２０ トナー量検知手段
２２ 突出部
１００ 画像形成装置
１０１ 中間転写ユニット
１０２ プロセスカートリッジ
１０２ａ 第１排出口
１０３ 書込装置
１０４ 給紙トレイ
１０５ 給紙ローラ
１０６ 排紙トレイ
１０７ レジストローラ
１０９ 二次転写ローラ
１１０ 定着装置

特開２０１１－８５７３４号公報

Claims (7)

1. 第１排出口から排出される第１廃トナーと、前記第１排出口に対し水平方向に離間した第２排出口から排出される、前記第１廃トナーよりも流動性の低い第２廃トナーとを回収する廃トナー回収容器であって、
   前記廃トナー回収容器は、
   前記第１、第２廃トナーを受容し、共通の廃トナー回収口を通して、前記廃トナー回収容器内に搬送する廃トナー搬送部と、
   前記廃トナー回収容器の内部の前記第１、第２廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段と、
   前記廃トナー回収容器の内部の廃トナー量を検知するトナー量検知手段と、
   を備え、
   前記廃トナー回収口は、廃トナー搬送部の下側に設けられ、前記第１排出口と前記第２排出口の間に位置すること、
   前記廃トナー搬送手段は、前記廃トナー回収口の下方に、前記廃トナーの搬送方向を切り替え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から、前記第１排出口側に位置する前記廃トナー回収容器の第１端部に向けて前記第１廃トナーを搬送するとともに、前記第２排出口側に位置する前記廃トナー回収容器の第２端部に向けて前記第２廃トナーを搬送すること、及び
   前記トナー量検知手段は、前記廃トナー回収容器の前記第２端部に配置されていることを特徴とする廃トナー回収容器。
2. 前記廃トナー搬送部は、前記第２廃トナーを前記廃トナー回収口まで搬送する搬送力が、前記第１廃トナーを前記廃トナー回収口まで搬送する搬送力よりも大きい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. 前記第２排出口から前記廃トナー回収口までの搬送距離は、前記第１排出口から前記廃トナー回収口までの搬送距離よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の廃トナー回収容器。
4. 前記廃トナー回収容器の前記第１端部に、前記廃トナー搬送手段の端部よりも水平方向外側に突出した突出部を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の廃トナー回収容器。
5. 前記廃トナー回収口に、前記廃トナーの流動性によって前記廃トナーの排出位置を異ならせる篩い部材を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の廃トナー回収容器。
6. 前記廃トナー回収容器の内部に、前記第１廃トナーと前記第２廃トナーとを隔てる仕切り部材を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の廃トナー回収容器。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の廃トナー回収容器を備える画像形成装置。

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