JPH04109762U - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真プロセスを用いた画像形成装置にお
いて、トナー補給や廃トナー除去のための容器交換の手
間を軽減し、かつトナー容器の有無検知や廃トナーの満
杯検知のためのセンサや回路等を大幅に削減することを
可能にする。 【構成】 感光体ドラム１と、この表面に形成される静
電潜像をトナーにより現像する現像器４と、感光体ドラ
ム１上に残存するトナーをクリーニングするクリーナ６
とを備える。また、現像器４への補給用トナーを貯蔵す
る補給用トナー貯蔵室７２と、これとは区隔された廃ト
ナー貯蔵室７３とを一体化してなるトナーカートリッジ
７を備え、現像器４に対して着脱交換自在な構成とす
る。更に、クリーナ６により回収されたトナーを廃トナ
ー貯蔵室７３へ搬送するトナー回収機構８を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子写真プロセスを用いて画像形成を行う、電子写真複写機、各種 プリンタ等の画像形成装置に係り、特に画像形成中に発生する廃トナーを回収す るトナー回収機構を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いた画像形成装置において は、現像前の新規補給用トナーを貯蔵しておく補給用トナー容器と、現像、転写 後に感光体ドラム上に残存しているトナーを回収し、これを廃トナーとして貯蔵 する廃トナー容器とを別々に設けていた。すなわち、画像形成処理を繰り返すこ とによって消費されたトナーを現像器内に補給するための未使用のトナーが入っ た、カートリッジ式の補給用トナー容器によって、トナーの補給作業をすると共 に、クリーニング装置によって感光体ドラム上から清掃回収された廃トナーを蓄 積貯留する廃トナー容器も、定期的に新しいものと交換するようにする方式があ った。

【０００３】 なお、トナーを補給したり、廃トナー容器のみを交換したりせず、現像器、感 光体ドラムおよびクリーニング装置が一体となったものを全てまとめて定期的に 交換してしまう方式もあるが、コストが高くなり、無駄が多い。

【０００４】

【従来技術の問題点】

上述した前者の方式を採用するもの、すなわちカートリッジ式の補給用トナー 容器によってトナー補給作業をすると共に廃トナー容器も定期的に交換するよう にしたものでは、補給用トナー容器と廃トナー容器とを別々に設けていたため、 以下のような問題点があった。

【０００５】 まず、画像形成処理を繰り返すことにより補給用トナー容器内のトナーが減っ てくると、装置の使用者は、新たなトナーを補給するために補給用トナー容器を 新しいものと交換し、また、廃トナーを除去するために廃トナー容器をも新しい ものと交換するといった、２つの交換作業をする必要があった。このような交換 作業は、慣れないものにとっては非常に面倒であり、しかも容器の扱いを乱雑に するとトナーが手や衣服に付着して汚れてしまうといった不都合もあった。

【０００６】 また、補給用トナー容器と廃トナー容器のそれぞれに対し、容器の有無、すな わち容器が装着されているか否かを検知するための検知手段を設けなければなら なかった。このような検知手段は、例えば、容器の装着時にオンまたはオフする マイクロスイッチ等のセンサと、このセンサから得られる検知信号を画像形成装 置本体側のＣＰＵに入力するための回路等から構成されており、このような複雑 な検知手段が各容器用に２組も必要であった。

【０００７】 更に、廃トナー容器に対しては、その中に廃トナーが満杯になったか否かを検 知するための検知手段を設ける必要があった。このような満杯検知手段としては 、透過型のフォトスイッチを廃トナー容器内の所定高さのところに取り付けて使 用するのが通常であるが、一般にフォトスイッチは部品毎の感度ばらつきが大き いため、どの画像形成装置においても均一かつ適正な満杯検知を可能にするため には、フォトスイッチの特性を部品毎に把握しておき、実際に使用する部品毎に それぞれ異なる設計を行う必要があった。そのため、満杯検知手段の設計にあた っては、非常な労力を必要とした。

【０００８】

【考案の目的】

本考案は、上記従来の問題点に鑑み、トナー補給や廃トナー除去のための容器 交換の手間を軽減し、かつトナー容器の有無検知や廃トナーの満杯検知のための センサや回路等を大幅に削減することの可能な画像形成装置を提供することを目 的とする。

【０００９】

【考案の要点】 本考案は、上記目的を達成するため、像担持体と、該像担持体上に形成される 静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、前記像担持体上に残存するトナー をクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、前記現 像手段に着脱交換自在に構成され、前記現像手段への補給用トナーを貯蔵する補 給用トナー貯蔵室と、該補給用トナー貯蔵室とは区隔された廃トナー貯蔵室とを 有するトナーカートリッジと、前記クリーニング手段により回収されたトナーを 前記廃トナー貯蔵室へ搬送するトナー回収機構とを備えることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例について、図面を参照しながら説明する。 図２に、本考案の一実施例を適用したプリンタ装置の概略構成を示す。

【００１１】 同図に示すように、本実施例のプリンタ装置は、感光体ドラム１の周面近傍に 沿って帯電器２、印字ヘッド３、現像器４、転写器５およびクリーナ（クリーニ ング装置）６が順次配設された構成を有し、更に現像器４上には、現像器４に対 し着脱交換自在に構成されたトナーカートリッジ７を備え、また、クリーナ６か らトナーカートリッジ７へかけて廃トナーを搬送するトナー回収機構８を有して いる。また、給紙カセット９または手差し台１０から搬入された用紙を搬送する ための、スリップロール１１、待機ロール１２、定着ロール１３、排紙ロール１ ４等からなる用紙搬送機構を備えている。

【００１２】 帯電器２は矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１の感光面に初期帯電電圧を付 与する装置であり、印字ヘッド３は印字データに基づく露光を感光面に行う装置 であり、現像器４は上記露光により感光面に形成された静電潜像をトナーにより 現像する装置であり、転写器５はそのトナー像を矢印Ｂ方向に搬送される用紙に 転写する装置である。また、クリーナ６は転写後に感光面に残存するトナーを清 掃除去する装置であり、定着ロール１３はトナー像の転写された用紙を搬送しな がらトナー像を用紙に熱定着させる装置である。

【００１３】 次に、図１に、本実施例の要部である現像器周辺の構成を拡大して示す。 同図において、現像器４は、トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤を収 容する現像剤収容室４１を有し、その内部には、感光体ドラム１に近接して配置 され感光体ドラム１表面の静電潜像に対してトナーを付着させる現像スリーブ４ ２と、トナーとキャリアとを均一に攪拌しながら現像スリーブ４３へ供給する攪 拌ロール４３とを備え、また、現像剤収容室４１の側壁には、現像剤収容室４１ 内の現像剤のトナー濃度を検知するトナーセンサ４４が取りつけられている。更 に、現像剤収容室４１の上部は、トナーカートリッジ７を着脱交換自在に取り付 け可能な構成となっており、トナーカートリッジ７からトナーを取り入れるため の開口であるトナー取り入れ口４５と、トナーカートリッジ７の未装着時にトナ ー取り入れ口４５を覆う開閉自在な蓋４６とを有している。

【００１４】 トナーカートリッジ７は、上述したように現像剤室４１の上部に対して着脱交 換自在に構成されており、その未使用時と使用済み時における状態をそれぞれ図 ３（ａ）、（ｂ）に示す。同図に示すように、トナーカートリッジ７の内部は、 その外部形状を構成する容器体と同材質でできた仕切り板７１によって、現像器 ４へ補給する未使用トナーＴ₁ を貯蔵する補給用トナー貯蔵室７２と、クリーナ ６で清掃回収された廃トナーＴ₂ を貯蔵する廃トナー貯蔵室７３とに区隔されて いる。

【００１５】 補給用トナー貯蔵室７２には、その下端部であって、トナーカートリッジ７を 現像器４に装着した時にトナー取り入れ口４５と対向する箇所に、補給用トナー 貯蔵室７２に貯蔵されている未使用トナーを現像器４内へ補給するためのトナー 落下口７４が形成されている。トナーカートリッジ７の未使用時におけるトナー 落下口７４には、図３（ａ）に示すように、未使用トナーＴ₁ の充填された補給 用トナー貯蔵室７２を密封するシール材７５が設けられており、トナーカートリ ッジ７の使用時には、引き剥がす等のごく簡単な操作でシール材７５を容易に除 去できるようになっている。また、廃トナー貯蔵室７３には、その手前側の側壁 に、図１に示したクリーナ６で清掃回収された廃トナーＴ₂ を搬入するための廃 トナー取り入れ口７６が形成されている。廃トナー貯蔵室７３は、トナーカート リッジ７に未使用状態では図３（ａ）に示すように内部に何も入っていない空洞 であるが、補給用トナー貯蔵室７２内の未使用トナーＴ₁ が全て消費された使用 済みの状態では、図３（ｂ）に示すように廃トナーＴ₂ が貯蔵される。ここで、 補給用トナー貯蔵室７２から消費される未使用トナーの量と廃トナー貯蔵室７３ に回収される廃トナーの量は、現像時に使用されるトナー量と実際に用紙に転写 されるトナー量との比率である転写効率によって決定されるので、補給用トナー 貯蔵室７２と廃トナー貯蔵室７３のそれぞれの容積も上記転写効率に基づき予め 設定されることが望ましい。例えば、現像時に使用されるトナーの２０％程度が 用紙に転写されることなく廃トナーとして回収されるような場合には、補給用ト ナー貯蔵室７２と廃トナー貯蔵室７３の容積の比率を１０対２程度に設定してお けば、トナーカートリッジ７内の空間を無駄なく有効に利用することが可能であ る。

【００１６】 一方、図１において、クリーナ６は、感光体ドラム１の表面に残存するトナー をかき落とすクリーニングブレード６１と、そのかき落とされたトナーを廃トナ ーとして貯留する廃トナー貯留部６２とを備えており、更に廃トナー貯留部６２ の手前側の側壁には、廃トナーを廃トナー貯留部６２の外部へ取り出すための廃 トナー取り出し口６３が形成されている。

【００１７】 また、クリーナ６からトナーカートリッジ７の廃トナー貯蔵室７３へかけてト ナー回収機構８が設けられており、その具体例を図４に示す。このトナー回収機 構８は、クリーナ６の廃トナー取り出し口６３からトナーカートリッジ７の廃ト ナー取り入れ口７６まで延設された円筒状のトナー搬送路８１と、廃トナー貯留 部６２の奥端から廃トナー取り出し口６３およびトナー搬送路８１を介して廃ト ナー取り入れ口７６近傍まで略Ｌ字状に長く配設され、その長さ方向を軸として 回転することにより廃トナー貯留部６２内から廃トナー貯蔵室７３まで廃トナー を搬送するトナー搬送バネ８２とから構成されている。このトナー搬送バネ８２ は、クリーナ６側の奥端に設けられた駆動手段により回転駆動される。トナーカ ートリッジ７が現像器４に対して着脱自在であると共に、廃トナー貯蔵室７３の 廃トナー取り入れ口７６もトナー搬送路８１の上端開口に対して着脱自在な構成 となっている。トナー搬送バネ８２は、廃トナー取り入れ口７６を介して廃トナ ー貯蔵室７３の内部まで入り込ませることにより全体として略コの字状に延設す ることも可能であるが、トナーカートリッジ７の着脱交換を容易にするため、ト ナー搬送バネ８２は廃トナー取り入れ口７６の近傍で終端していることが望まし い。

【００１８】 次に、上記構成からなる本実施例のプリンタ装置の主な使用手順および動作に ついて述べる。 まず、図１に示した現像器４の蓋４６を開け、図３（ａ）に示した未使用状態 のトナーカートリッジ７を、そのトナー落下口７４が現像器４のトナー取り入れ 口４５と対向するように所定位置へ装着する。この装着時の状態が丁度図１に示 した状態である。トナーカートリッジ７の装着が終了したら、シール材７５を除 去する。これにより、補給用トナー貯蔵室７２内の未使用トナーが、トナー落下 口７４およびトナー取り入れ口４５を介して現像材収容室４１内へ徐々に供給さ れる。

【００１９】 現像器４による現像プロセスで感光体ドラム１表面に静電潜像上に付着したト ナーは、感光体ドラム１の回転に伴い、図２に示した転写器５の上方まで運ばれ る。一方、給紙カセット９または手差し台１０から搬入された用紙が、待機ロー ル１２によって、感光体ドラム１の回転と同期し、かつ、回転する感光体ドラム １の表面と密接しながら転写器５の上方を搬送される。この際、感光体ドラム１ 上のトナーの大部分は、転写器５の作用により、用紙上へ転写される。この用紙 は、不図示の分離器の作用により感光体ドラム１と分離されて下流へと搬送され 、上記の転写されたトナーが定着ロール１３によって用紙上に熱定着された後、 最終的に排紙ロール１４によって装置外部へ排出される。

【００２０】 一方、完全に転写されずに感光体ドラム１上に残存しているトナーは、不図示 の除電器によって除電された後、図１に示したクリーナ６のクリーニングブレー ド６１によって感光体ドラム１上からかき落とされ、廃トナーとして廃トナー貯 留部６２に収容される。この際トナーは、トナー回収機構８のトナー搬送バネ８ ２の回転により、廃トナー貯留部６２の内部からトナー搬送路８１を介してトナ ーカートリッジ７の廃トナー貯蔵室７３内へ搬送されて貯蔵される。

【００２１】 上述した画像形成処理を繰り返すことによって補給用トナー貯蔵室７２内の未 使用トナーが全て消費され、現像器４内の現像剤のトナー濃度が所定値よりも低 下すると、この濃度低下がトナーセンサ４４によって検知されてトナー補給信号 が出力され、例えばプリンタ装置の表示パネル上のトナー補給ランプ（不図示） が点灯すること等によって装置の使用者に報知される。これにより、装置の使用 者は補給用トナーがなくなったことを知ることができ、この時点でトナーカート リッジ７の新旧交換作業を行う。この際、使用済みのトナーカートリッジ７は、 図３（ｂ）に示したように、補給用トナー貯蔵室７２は空になっているが、廃ト ナー貯蔵室７３はクリーナ６から搬送されてきた廃トナーで満たされている。

【００２２】 以上述べたように、本実施例では、補給用トナー貯蔵室７２と廃トナー貯蔵室 ７３とを一体化したトナーカートリッジ７を使用しているため、このトナーカー トリッジ７を交換するだけで、未使用トナーの補給作業と廃トナーの除去作業と を一度に終了することができる。このようにカートリッジの交換作業が少なくて 済めば、特に交換作業に慣れない者にとっては、トナーで手や衣服が汚れる心配 も非常に少なくなり、極めて大なる恩恵を受けることとなる。

【００２３】 また、従来のように補給用トナー容器と廃トナー容器のそれぞれに対して容器 の有無を検知するための検知手段を設けるといった複雑な構成が不要となり、単 にトナーカートリッジ７に対してのみ有無検知を行えばよくなる。更に、廃トナ ーもトナーカートリッジ７の交換と共に除去されるので、廃トナーの満杯検知も 不要となり、設計上の困難性が大きく除去される。

【００２４】 次に図５に、本考案の他の実施例の要部である現像器周辺の構成を示す。 本実施例は、図１に示したシール材７５の代わりに、周面がスポンジ等の多孔 質の弾性体でできたトナー補給ロール７７を設けたものである。このトナー補給 ロール７７は、トナー落下口７４を塞ぐように紙面垂直方向に延設され、その中 心軸７８を中心に矢印Ｃ方向に回転可能な構成となっており、中心軸７８の奥端 は装置本体側の不図示の回転駆動機構に連結され、装置本体の制御部から送出さ れるトナー補給信号に従って適宜回転制御される。トナー補給ロール７７の周面 には多数の小さな孔が存在するので、その孔内に入り込んだトナーがトナー補給 ロール７７の矢印Ｃ方向への回転に伴って現像器４側へ移動し、トナー落下口７ ４の端部でかき落とされて、現像器４内へ供給される。

【００２５】 本実施例によれば、前記実施例によって得られる効果の他に、トナー補給ロー ル７７の回転を適宜制御することによってトナー落下量を正確に制御できるので 、現像器４内の現像材のトナー濃度を容易に制御できるといった利点がある。

【００２６】 なお、上記の各実施例では、補給用トナー貯蔵室７２と廃トナー貯蔵室７３と の境を、変形困難な仕切り板７１で区隔したが、このような仕切り板７１の代わ りに、フレキシブルな膜状の仕切り部材で構成することも可能である。このよう にした場合、未使用状態では膜状の仕切り部材を廃トナー貯蔵室７３側へ拡げて トナーカートリッジ７の容積一杯に未使用トナーを充填するようにでき、また、 廃トナーの量が予想以上に多くなった場合であっても、膜状の仕切り部材が補給 用トナー貯蔵室７２側へ膨らむことにより十分に廃トナーを収容することができ 、スペースの有効活用が可能となる。

【００２７】 また、トナー回収機構８に使用したトナー搬送バネ８２は、前述したようにＬ 字またはコの字状に連続して設けられる必要はなく、クリーナ６内とトナー搬送 路８１内とにそれぞれ別々の搬送バネを設けて、２段階に搬送するようにするこ とも可能である。更に、トナー回収機構８としては、上記実施例に示したトナー 搬送バネ８２のようなスパイラルロール構造のみならず、例えばスクリューコン ベアやチェーン等を利用した周知の搬送機構を採用することも可能である。

【００２８】 加えて、本考案は上記実施例に示したようなプリンタ装置のみならず、二成分 現像剤を用いた電子写真プロセスにより画像形成を行うものであれば、電子写真 複写機等の他の画像形成装置にも適用することができる。

【００２９】

【考案の効果】

本考案の画像形成装置によれば、補給用トナー貯蔵室と廃トナー貯蔵室とを一 体化したトナーカートリッジを使用しているため、この一個のトナーカートリッ ジを交換するだけで、未使用トナーの補給作業と廃トナーの除去作業とを一度に 終了することができ、従来のようにトナー補給のための容器交換作業と廃トナー 除去のための容器交換作業とを別々に行うものと比べ、その交換の手間を著しく 軽減することができる。

【００３０】 しかも、一個のトナーカートリッジに対してのみ有無検知を行えばよいので、 従来のように補給用トナー容器と廃トナー容器のそれぞれに対して容器の有無検 知を行うものと比べ、有無検知用のセンサや回路等を大幅に削減できる。それに 、廃トナーもトナーカートリッジの交換と共に除去されるので、廃トナーの満杯 検知も不要となり、そのためのセンサや回路等を一切削減できる。

【００３１】 従って、装置使用者の使い勝手を向上できるばかりでなく、検知手段の大幅な 削減によりコストダウンの効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の要部である現像器周辺の構
成図である。

【図２】本考案の一実施例を適用したプリンタ装置の概
略構成図である。

【図３】本考案の一実施例に係るトナーカートリッジの
構成図であり、（ａ）は未使用時の状態を示し、（ｂ）
は使用済み時の状態を示す。

【図４】本考案の一実施例に係るトナー回収機構の構成
図である。

【図５】本考案の他の実施例の要部である現像器周辺の
構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ４ 現像器 ６ クリーナ ７ トナーカートリッジ ８ トナー回収機構 ７１ 仕切り板 ７２ 補給用トナー貯蔵室 ７３ 廃トナー貯蔵室 ７５ シール材 ７６ 廃トナー取り入れ口 ７７ トナー補給ロール ８１ トナー搬送路 ８２ トナー搬送バネ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、該像担持体上に形成される静
   電潜像をトナーにより現像する現像手段と、前記像担持
   体上に残存するトナーをクリーニングするクリーニング
   手段とを備える画像形成装置において、前記現像手段に
   着脱交換自在に構成され、前記現像手段への補給用トナ
   ーを貯蔵する補給用トナー貯蔵室と、該補給用トナー貯
   蔵室とは区隔された廃トナー貯蔵室とを有するトナーカ
   ートリッジと、前記クリーニング手段により回収された
   トナーを前記廃トナー貯蔵室へ搬送するトナー回収機構
   とを備えることを特徴とする画像形成装置。