JP4466159B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は廃トナーを収容する廃トナー収容容器を有する画像形成装置に関する。

トナー像を担持する、例えば感光体ドラムや転写ベルト等のトナー像担持体には転写後に残留するトナーを除去し、廃トナーを収容する廃トナー収容容器が配設されている。このような廃トナー収容容器は通常装置本体に対して着脱自在に取り付けられ、平型の箱形状である場合が多い。

従来、上記構成の廃トナー収容容器に効率よく廃トナーを収容する為、各種提案がなされている。例えば、特許文献１では、平型箱形状の廃トナーボックスの短辺の中央に廃トナー入口を設け、反対側の短辺中央付近側面から駆動力によって衝撃を加え、廃トナーボックスを長辺方向に振動させている。そして、この駆動力により廃トナーボックス入口付近に収容した廃トナーを箱の奥側に送り、廃トナーボックスの容量を有効に効率よく使用し、廃トナーの回収を行っている。
特開２００１−２９６７７９号公報（段落番号０００９〜００２５、図１〜図５）

しかしながら、上記従来の装置では広い面積の廃トナーボックスに満遍なく廃トナーを収容する為衝撃力を与える。この為、衝撃音の発生が避けられず、特に廃トナーボックスが大型化すると当然衝撃音も大きくなる。

また、衝撃力を加える時間間隔を決定することが困難であり、任意に衝撃力を加える場合には制御回路を含むソレノイド等の装置が必要となる。
そこで、本発明は廃トナーボックス（廃トナー回収容器）に衝撃力を与えるのではなく、均し部を設けたベルト状循環部材によって廃トナーを満遍なく均し、廃トナーの収容率の向上を図るものである。

上記課題は本発明によれば、循環移動するベルト状のトナー像担持体上に担持された廃トナーを除去するクリーナと、該クリーナにより除去された前記廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段と、該廃トナー搬送手段により搬送される前記廃トナーを収容すべく設けられ前記ベルト状のトナー像担持体のベルト面に沿って装置本体に着脱自在な薄い平型箱形状の廃トナー収容容器とを有する画像形成装置において、前記廃トナー収容容器は、前記廃トナー搬送手段により搬送される前記廃トナーを受け入れる受け入れ口を容器上面部の一辺の片隅に有すると共に、前記一辺の辺方向に沿った一対の回転軸に掛け渡され水平方向に循環移動するベルト状循環部材を該容器上方に内装し、前記ベルト状循環部材の外周面に、前記回転軸と所定の角度で交差する方向に沿って形成された凸部であって、前記ベルト状循環部材の移動に伴って前記受け入れ口を介して受け入れられ堆積する廃トナーを該受け入れ口から遠ざかる方向へ均す均し部を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供することによって達成できる。

このように構成することにより、廃トナー回収容器内に収納された廃トナーは、容器内に積層され、その上部から均し部によって廃トナー回収容器の奧側に均しながら送られ、ベルト状循環部材の移動方向に沿って均一に運搬され、所謂弁当箱状の薄い容器に均一に廃トナーを収納することができる。また、従来のような衝撃力に伴う騒音を発することなく、廃トナーの収容率の向上を図ることができる。

また、前記均し部は、例えば前記ベルト状循環部材に所定の角度を有して形成された凸部で構成する。このように構成することにより、簡単なベルト構造で効率よく廃トナーの運搬を行うことができる。

本発明によれば、ベルト状循環部材に形成された均し部によって廃トナーは廃トナー回収容器内に均一に運ばれ、例えば薄く弁当箱状の廃トナー回収容器においても廃トナーの収容率を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態における画像形成装置（以下、プリンタという）１の内部構成を説明する断面図である。同図に示すプリンタ１は、電子写真式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、４つの画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。

上記４つの画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙ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、画像形成ユニット６Ｋ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。

上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器に収納された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）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７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７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電器９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。尚、光書込ヘッド１１は画像形成ユニット６とは別体の構成である。また、画像形成ユニット６は、プリンタ１の正面（図面手前）にある不図示の前扉を開けて図面奥行き方向に挿抜可能な構成となっている。

現像器１２は、上部のトナー容器に同図には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を収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備え、下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。

中間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のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。

上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）され、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送する。尚、本例ではユニット全体を中間転写ベルトユニットとして説明するものである。

この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。

ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させ、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させ、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。

上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニット１９が配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器２０が着脱自在に配置されている。

給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、搬送ローラ対２５が配置されている。搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の上鉛直方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。

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装置２７が配置されて、ベルト式熱定着装置２７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着装置２７から搬出する搬出ローラ対２８、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２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、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３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された３組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃを備えている。上記終端返送路３２ｃの出口には、本体装置内部側に搬入ローラ対３４が配設されている。

また、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部に配置される上記のベルトクリーナユニット１９は、２段に配置した下部のクリーニングローラ３５、上部の取り込みローラ３６、及び搬送スクリュー３７を備えている。下部のクリーニングローラ３５は転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、取り込みローラ３６はクリーニングローラ３５が除去した廃トナーを引き継いでベルトクリーナユニット１９内に溜め込み、搬送スクリュー３７は溜め込まれた廃トナーを落下筒３８の上部まで搬送し、落下筒３８を介して廃トナー回収容器２０に送り込んでいる。

そして、上記のクリーニングローラ３５を適度の圧力で転写ベルト１４に圧接させるために、中間転写ベルトユニット３側には、下方から転写ベルト１４をクリーニングローラ３５に向けて押圧する押圧ローラ３９が設けられている。

図２（ａ）は上記廃トナー回収容器２０の斜視図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。同図（ａ）、（ｂ）において、廃トナー回収容器２０の上面に形成された円形状の穴は、廃トナー入口４８である。この廃トナー入口４８を通して前述のベルトクリーナユニット１９によって除去された廃トナーが容器内に落下する。この廃トナー入口４８の直上には上記落下筒３８が位置し、この落下筒３８を通して廃トナーが廃トナー入口４８に送られ、廃トナー回収容器２０内に落下する。

また、４２は輸送ベルトであり、駆動ギヤ４５によって後述する方向に循環移動する。駆動ギヤ４５は、例えば前述の転写ベルト１４を駆動するギヤに接続し、転写ベルト１４の駆動に合わせて駆動する。

また、４７はセンサであり、上記輸送ベルト４２に形成された後述するマーキングを検出し、不図示の制御部に検出信号を送信する。尚、本例のセンサ４７は反射型の光センサであり、発光部から輸送ベルト４２に光照射を行い、その反射光を検知してマーキングの有無を知る。

尚、同図（ａ）に示す矢印ｂ、ｂ’は、廃トナー回収容器２０を画像形成装置本体から着脱する際の着脱方向を示す。また、廃トナー回収容器２０の側面に設けられたガイドリブ５０は廃トナー回収容器２０を装置本体に装着する際のガイドである。

図３（ａ）、（ｂ）は、上記廃トナー回収容器２０の内部構成、及び輸送ベルト４２の構成を説明する図であり、同図（ａ）は輸送ベルト４２の配設構成を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）を矢印ｃ方向から視た図である。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、輸送ベルト４２は、廃トナー回収容器２０の上面全体に配設され、矢印ｄ方向に循環移動される。この循環移動は駆動ギヤ４５の回動に従って駆動軸４４を回転駆動して行う。

すなわち、輸送ベルト４２は、上記駆動軸４４とこの駆動軸４４に対向配設された従動軸４３間に張設され、駆動軸４４の回転駆動に従って輸送ベルト４２を上記矢印ｄ方向に移動する。尚、輸送ベルト４２の下面、即ち廃トナーを運搬する側の面は矢印ｄ’方向に移動する。

また、輸送ベルト４２の表面には筋状の凸部（リブ）４９が形成され、輸送ベルト４２全体に渡って一定間隔で筋状の凸部（リブ）４９が形成されている。尚、同図（ａ）において、実線が輸送ベルト４２上面側の筋状の凸部（リブ）４９であり、点線が輸送ベルト４２の下面側に回った際の筋状の凸部（リブ）４９を示している。

ここで、筋状の凸部（リブ）４９の傾斜角度は、予め行われた廃トナーの搬送実験等で得られたデータに基づいて設定されている。また、輸送ベルト４２の上部に設けられたマーキング４６は前述のセンサ４７の配設位置に対応し、輸送ベルト４２が矢印ｄ、ｄ’方向に移動し、マーキング４６が検知される構成である。

図４は、上記輸送用ベルト４２に形成された筋状の凸部（リブ）４９の断面形状を示す図である。同図（ａ）は筋状の凸部（リブ）４９の断面形状が四角形であり、ベルトと一体成型されている。また、同図（ｂ）は筋状の凸部（リブ）４９の断面形状がコの字形であり、ベルトを曲げ加工して作製されている。また、同図（ｃ）は筋状の凸部（リブ）４９の断面形状が三角形であり、ベルトに一体成型されている。さらに、同図（ｄ）は筋状の凸部（リブ）４９の断面形状が三角形であり、ベルトを曲げ加工して作製されている。
尚、同図に示す矢印は廃トナーの搬送方向を示し、何れも廃トナーを搬送し易い形状に形成されている。

以上の構成において、実際に廃トナー回収容器２０に廃トナーを効率よく収納する本例の処理を説明する。
先ず、前述のように画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋを使用し、転写ベルト１４にトナー像を転写し、更にこのトナー像を用紙に転写（二次転写）する。この時、転写ベルト１４には完全に用紙に転写されなかったトナーが残り、この残留トナーは前述のベルトクリーナユニット１９によって除去される。そして、ベルトクリーナユニット１９によって除去された廃トナーは前述の落下筒３８を通して廃トナー回収容器２０の廃トナー入口４８から廃トナー回収容器２０内に回収される。

図５及び図６は、廃トナー回収容器２０内での廃トナーの運搬を説明する図である。尚、図５は廃トナー回収容器２０の正面断面図であり、図６は図５の右側断面図である。
先ず、両図の（ａ）は、落下筒３８、廃トナー入口４８を通して廃トナーが落下し、廃トナー入口４８直下の廃トナー回収容器２０内に廃トナーが蓄積される様子を示す。その後、更に廃トナーが蓄積されると、両図の（ｂ）に示す山の状態となり、蓄積した廃トナーの山の頂きが輸送ベルト３２に接触するまでになる。このようになると、輸送ベルト４２の表面に設けられた筋状の凸部（リブ）４９によって、廃トナーの上部は矢印方向に運ばれる。すなわち、前述の図３（ａ）の矢印ｅに示す方向に搬送され、蓄積された廃トナーの上部を均しつつ、廃トナー回収容器２０の奧側に運搬される。

その後、図５及び図６の（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）に示すように、順次廃トナーが廃トナー回収容器２０内を奧に運ばれ、両図の（ｅ）の状態から更に廃トナーが回収されると、前述のマーキング４６上を廃トナーが覆うようになる。この為、センサ４７はマーキング４６を検出することができず、廃トナー回収容器２０が廃トナーで満杯になったことを知る。

以上のように、本実施形態によれば輸送ベルト４２に形成された筋状の凸部（リブ）４９によって廃トナーは廃トナー回収容器２０内に効率よく運ばれ、薄く弁当箱状の廃トナー回収容器においても廃トナーの収容率を向上することができる。

また、ベルト状循環部材にマーキングを施し、このマーキングをセンサで検出することにより、廃トナーボックスの満杯状態を直ちに検出することができる。
尚、輸送ベルト４２の筋状の凸部（リブ）４９の形成角度、凸部４９の形状、形成本数、及びベルト速度等は、例えば予め行った実験結果や設計値によって設定される。

本実施形態の画像形成装置の全体構成を説明する図である。 （ａ）は本実施形態の画像形成装置に使用する廃トナー回収容器の斜視図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 （ａ）は輸送ベルトの配設構成を示し、（ｂ）は同図（ａ）を矢印ｃ方向から視た図である。 （ａ）〜（ｄ）は本実施形態で使用する筋状の凸部（リブ）の断面形状を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）は廃トナーの回収の様子、及び廃トナー回収容器内での廃トナーの運搬の様子を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）は廃トナーの回収の様子、及び廃トナー回収容器内での廃トナーの運搬の様子を示す図である。

符号の説明

１・・・画像形成装置（プリンタ）
２・・・画像形成部
３・・・中間転写ベルトユニット
４・・・給紙部
５・・・両面印刷用搬送ユニット
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）・・・画像形成ユニット
７・・・感光体ドラム
８・・・クリーナ
９・・・帯電器
１１・・・光書込ヘッド
１２・・・現像器
１３・・・現像ローラ
１４・・・転写ベルト
１５・・・駆動ローラ
１６・・・従動ローラ
１７・・・ベルト位置制御機構
１８・・・一次転写ローラ
１９・・・ベルトクリーナユニット
２０・・・廃トナー回収容器
２１・・・給紙カセット
２２・・・用紙取出ローラ
２３・・・給送ローラ
２４・・・捌きローラ
２５・・・搬送ローラ対
２６・・・二次転写ローラ
２７・・・ベルト式熱定着装置
２８・・・搬出ローラ対
２９・・・排紙トレー
３１・・・排紙ローラ対
３２ａ・・・開始返送路
３２ｂ・・・中間返送路
３２ｃ・・・終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ・・・返送ローラ対
３４・・・搬入ローラ対
３５・・・クリーニングローラ
３６・・・取り込みローラ
３７・・・搬送スクリュー
３８・・・落下筒
３９・・・押圧ローラ
４２・・・輸送ベルト
４３・・・従動軸
４４・・・駆動軸
４５・・・駆動ギヤ
４６・・・マーキング
４７・・・センサ
４８・・・廃トナー入口
４９・・・凸部
５０・・・ガイドリブ

Claims (1)

1. 循環移動するベルト状のトナー像担持体上に担持された廃トナーを除去するクリーナと、該クリーナにより除去された前記廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段と、該廃トナー搬送手段により搬送される前記廃トナーを収容すべく設けられ前記ベルト状のトナー像担持体のベルト面に沿って装置本体に着脱自在な薄い平型箱形状の廃トナー収容容器とを有する画像形成装置において、
   前記廃トナー収容容器は、前記廃トナー搬送手段により搬送される前記廃トナーを受け入れる受け入れ口を容器上面部の一辺の片隅に有すると共に、前記一辺の辺方向に沿った一対の回転軸に掛け渡され水平方向に循環移動するベルト状循環部材を該容器上方に内装し、
   前記ベルト状循環部材の外周面に、前記回転軸と所定の角度で交差する方向に沿って形成された凸部であって、前記ベルト状循環部材の移動に伴って前記受け入れ口を介して受け入れられ堆積する廃トナーを該受け入れ口から遠ざかる方向へ均す均し部を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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