JP4509504B2

JP4509504B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4509504B2
Application number: JP2003288678A
Authority: JP
Inventors: 栄作村上; 秀男吉沢; 弘恭長島; 祥之木村; 英樹善波; 鋭司栗本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2023-08-07
Also published as: JP2004145290A

Description

本発明は、トナー像を形成する像形成手段と、像形成に寄与しなかったトナーを除去するクリーニング手段と、該クリーニング手段から排出される排トナーを収容する排トナー収容器とを備える画像形成装置、及びこれに脱着可能なプロセスカートリッジに関する。

プリンタ等の画像形成装置においては、現像剤等の消耗品の交換、潜像担持体、現像装置、中間転写体等、寿命による交換が必要となる。そのため、ユーザーは保守点検を行い、必要に応じて装置本体から上記構成部品を取り出して新しい部品と交換している。

図１７は、従来のプリンタの構成を説明する概略構成図である。一般に、従来のプリンタは、図１７に示すように、位置固定されたフレーム本体１００に対しフレームカバー１０１、１０２、５６がそれぞれ開閉可能に設けられている。フレーム本体１００内部には、潜像担持体、露光装置、現像装置、転写装置、中間転写ベルト３１、トナーボトル５７（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）、排トナー収容器１０３、クリーニング装置、定着装置等が収容されている。このうち、潜像担持体、現像装置、クリーニング装置を一つの作像ユニットとして構成し、フレーム本体に脱着可能なプロセスカートリッジとして使用する場合が多い。また、中間転写ベルト３１と他の構成部品とを一つの中間転写ユニットとして構成する場合もある。ユーザーは、保守点検の操作の際、フレームカバー５６を開閉して上記作像ユニットや中間転写ベルト３１の脱着を行っている。また、トナーボトル５７内のトナーが所定量以下になった場合には、フレームカバー５６を開いて、トナーが充填されている別のトナーボトルと交換してトナーの補給を行っている。さらに、排トナー収容器１０３内の排トナーが満杯になる前に、排トナーを破棄する。

従来より、トナー補充や排トナーの破棄方法については、保守点検の際の操作性を向上すべく様々な提案がされている。例えば、トナー収容器と排トナー収容器を兼用することにより、トナーの補充動作、排トナーの破棄を容易にした画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開平５−６０８４号公報

ところが、従来の画像形成装置においては、保守点検の際にユーザーがフレームカバー１０１を開けても、図１７に示すように、排トナー収容器１０３がフレーム本体１００内部に残っている。そのため、本来排トナー収容器１０３の交換時期とは違うが作像ユニットや中間転写ベルト３１を交換する場合、作像ユニットや中間転写ベルトを引き出すために、一旦排トナー収容器１０３を取り出す必要があった。このように、従来の画像形成装置においては、排トナー収容器の交換時期ではないときに排トナー収容器を取り出さなければならず、操作性、利便性が悪かった。また、排トナー収容器を取り出す際、排トナー収容器の置き場所に苦労したり、排トナー収容器から排トナーが飛散し、装置内部やユーザーを汚したりする虞があった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、排トナー収容器の不要な着脱操作をなくし、排トナー収容器からのトナー落ちを防止して、操作性、利便性を向上させた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、フレーム本体と、該フレーム本体に開閉可能に支持されるフレームカバーと、トナー像を形成する像形成手段と、像形成に寄与しなかったトナーを除去するクリーニング手段と、該クリーニング手段から排出される排トナーを収容する排トナー収容器とを備える画像形成装置において、上記像形成手段は、複数の潜像担持体と、各潜像担持体上の潜像にトナーを供給して該潜像担持体上にトナー像を形成する複数の現像手段と、中間転写ベルトとを備え、上記クリーニング手段は、少なくとも上記像形成手段が備える複数の上記潜像担持体をクリーニングする第１のクリーニング手段をそれぞれ備え、上記画像形成装置は、上記現像手段と、上記潜像担持体をクリーニングする第１のクリーニング手段とより選ばれる少なくとも１以上の手段と、該潜像担持体とが一体に構成された、上記フレーム本体に脱着可能な複数のプロセスカートリッジを有し、上記フレームカバーを閉じた場合には、上記排トナー収容器は上記フレームカバーと上記複数の第１のクリーニング手段との間に位置し、上記排トナー収容器の側面には、各第１のクリーニング手段に対応した複数の導入孔が設けられ、該複数の導入孔と各第１のクリーニング手段とが嵌合しており、上記フレームカバーを開けた場合には、上記複数の導入孔と各第１のクリーニング手段との嵌合が解除され上記複数の導入孔が上方を向いた状態で、上記排トナー収容器が上記フレームカバーに保持され、上記フレームカバーの開放によって形成される上記フレーム本体の開口から各プロセスカートリッジや上記中間転写ベルトの取り外しが可能であることを特徴とするものである。
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記排トナー収容器が上記フレームカバーに一体化された状態で保持されることを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記排トナー収容器が上記フレームカバーに脱着可能に保持されることを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項３の画像形成装置において、上記排トナー収容器内の排トナー量が外部から目視可能であることを特徴とするものである。
請求項１乃至４の画像形成装置においては、排トナー収容器がフレームカバーに保持されている。そのため、装置の保守点検の際、フレームカバーを開ければ、排トナー収容器を取り外さないまま、フレーム本体内部に収容される画像形成手段の構成部品の交換が可能となる。よって、排トナー収容器の不要な着脱操作がなくなり、排トナー収容器からのトナー落ちを防止することが可能となる。その結果、保守点検の際の操作性、利便性が向上する。

本発明によれば、排トナー収容器の不要な着脱操作をなくし、排トナー収容器からのトナー落ちを防止して、操作性、利便性を向上させた画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
また、フレームカバーを開ければ、排トナー収容器を取り外さないまま、プロセスカートリッジや中間転写ベルトの取り外しが可能となる。突発的にプロセスカートリッジや中間転写ベルトで異常が発生し、これらを交換する必要性が生じても、排トナー回収容器を取り外す必要がない。よって、装置の保守点検の際、排トナー回収容器の置き場所に困るという心配をしなくてもすむという優れた効果がある。

以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下、プリンタという）に適用した場合の実施形態について説明する。図１は、このプリンタの内部構成を示す概略構成図である。図２は、このプリンタの外観の構成を示す斜視図である。図３は、このプリンタのカバーを開いた状態の外観の構成を示す斜視図である。図１乃至図３に示すように、このプリンタは、像形成手段としての各構成部材を収納する位置固定されたフレーム本体１００と、記録材として転写紙Ｐを収納する給紙部となる給紙カセット４１とを備えている。フレーム本体１００は、矢印Ａで示す給紙カセット４１の引出方向側を装置の正面とすると、左側面に左フレームカバー１０１を開閉自在に支持し、前側面に前フレームカバー１０２を開閉自在に支持している。また、フレーム本体１００は、上側面に排紙トレイ５６を図中上下方向に開閉自在に支持している。左フレームカバー１０１を開くと、後述するように、排トナー収容器の着脱が可能となる。また、排紙トレイ５６を開くと、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナーボトル５７Ｙ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｋの着脱が可能となる。

次に、プリンタの構成及び動作について説明する。このプリンタは、図１に示すように、フレーム本体１００内の中心部に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）のトナー画像をそれぞれ形成する作像カートリッジ１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を備える。また、各作像カートリッジ１０の下方には、像担持体としての感光体ドラム１２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）にレーザー光を照射可能な露光手段としての光学ユニット２０を備えている。また、作像カートリッジ１０の上方には、各作像カートリッジ１０により形成されたトナー画像が２次転写される像担持体でもあり中間転写体ともなる中間転写ベルト３１を備えた中間転写ユニット３０を備えている。また、中間転写ベルト３１に転写されたトナー画像を転写紙Ｐに定着する定着ユニット５０を備えている。

各作像カートリッジ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの構造は同一であるので、黒の作像カートリッジ１０Ｋについて説明する。図４は、黒の作像カートリッジの内部構成を示す構成図である。黒の作像カートリッジ１０Ｋは、感光体ドラム１２Ｋ、感光体ドラム１２Ｋを帯電する帯電装置１３Ｋ、感光体ドラム１２Ｋに形成された潜像を現像する現像装置１４Ｋを備える。また、この作像カートリッジ１０Ｋは、感光体ドラム１２Ｋに残留した現像剤である未転写トナーや紙粉などの排トナーを除去するクリーニング装置１５Ｋを備える。クリーニング装置１５Ｋは、クリーニングブレード１５ａにより、感光体ドラム１２Ｋの表面をクリーニングする。なお、クリーニング装置１５Ｋのクリーニングブレード１５ａは、図１に示すように、クリーニングローラであってもよい。このように、作像カートリッジ１０Ｋは、感光体ドラム１２Ｋ、帯電装置１３Ｋ、現像装置１４Ｋ、クリーニング装置１５Ｋを一体に支持し、フレーム本体１００に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。

上記中間転写ユニット３０は、４つのローラ３２に張架される中間転写ベルト３１、各感光体ドラム１２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）に形成されたトナー像を中間転写ベルト３１に転写する一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を備えている。また、中間転写ユニット３０は、中間転写ベルト３１上に転写されたトナー像を更に記録紙Ｐに転写する二次転写ローラ３６を備えている。中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３６との接触部となる二次転写部３７で、中間転写ベルト３１に転写されたトナー画像が転写紙Ｐに転写される。また、中間転写ユニット３０は、転写紙Ｐ上に転写されなかった中間転写ベルト３１上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置１８を備えている。

上記給紙カセット４１内の転写紙Ｐは、給紙カセット４１の近傍に配設された給紙コロ４３と搬送コロ４４によって二次転写部へ搬送される。搬送コロ４４と二次転写部３７の間の転写紙搬送経路には、給紙された記録紙Ｐの二次転写領域３７への送り出しタイミングを図るジストローラ４５が配置されている。

上記定着ユニット５０は、定着ローラ５１と加圧ローラ５２を備え、転写紙Ｐ上に転写されたトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。そして、定着を終えた転写紙Ｐを排出コロ５５により、排紙トレイ５６に排出する。

また、上記フレーム本体１００上部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナーボトル５７（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）が装填されている。このトナーボトル５７に充填されているトナーは、必要性に応じて各作像カートリッジ１０の現像装置１４に補給される。このトナーボトル５７（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）は、図３に示すように、排紙トレイ５６を開くことにより、フレーム本体１００から脱着可能に構成されている。そして、トナーボトル５７内部のトナー量が所定量以下になると、ユーザーによって新しくトナーが充填されている別のトナーボトルと交換される。

上記構成のプリンタにおいて、黒色の一色のみからなる画像を形成する場合には、黒の作像カートリッジ１０Ｋにおいて、感光体ドラム１２Ｋが帯電装置１３Ｋによって一様に帯電される。その後、光学ユニット２０により、画像情報に基づきレーザー光が走査露光されて感光体ドラム１２Ｋ表面に潜像が形成される。感光体ドラム１２Ｋ上の潜像は、現像装置１４Ｋの現像ローラ１４ａに担持された黒トナーによって現像されてトナー像として可視像化される。感光体ドラム１２Ｋ上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ３５Ｋの作用によって中間転写ベルト３１上に転写される。一次転写終了後の感光体ドラム１２Ｋは、クリーニング装置１５Ｋによってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。そして、給紙ローラ４３および搬送コロ４４によってフレーム本体１００内に搬送された転写紙Ｐは、二次転写部３７において、中間転写ベルト３１上に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着ユニット５０を通過することで画像定着が行われ、フレーム本体１００の上部に形成された排紙トレイ５６に排出コロ５５によって排出される。感光体ドラム１２と同様に、転写ベルト３１上に残った未転写のトナーは、中間転写ベルト３１に接触するベルトクリーニング装置１８によってクリーニングされる。

上記構成のプリンタにおいて、カラー画像を形成する場合には、黒色と同様の画像形成工程が作像カートリッジ１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）においても同様に行われて各色のトナー像が感光体ドラム１２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の表面に形成される。そして、感光体ドラム１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）上に形成されたトナー像は、各一次転写バイアスローラ３５（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）によって反時計回りに回転駆動される転写ベルト３１上に黒、マゼンダ、シアン、イエローの順に順次重ねて転写される。そして転写紙Ｐが給紙カセット４１から給紙ローラ４３やレジストローラ４４によって転写部３７向かって搬送され、転写ベルト３１上に形成されたトナー像が二次転写ローラ３６の作用によって転写紙Ｐに一括転写される。トナー像を転写された転写紙Ｐは、定着ユニット５０に搬送され、定着ユニット５０の定着ローラ５１と加圧ローラ５２で形成される定着ニップ部にてトナー像が定着される。そして、定着ユニット５０よりも転写紙搬送方向の下流側に配置された排紙ローラ５５によって、フレーム本体１００の上面に形成された排紙トレイ５６に排紙される。

各トナーボトル５７、中間転写ベルト３１、各作像カートリッジ１０は、フレーム本体１００に対して同一方向に傾斜して配設されていて、フレーム本体１００の全長を短くして小型化が図られている。作像カートリッジ１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）のうち、黒トナー画像を形成する作像カートリッジ１０Ｋは二次転写部３７側に来るように配置される。そして、作像カートリッジ１０Ｋ側が作像カートリッジ１０Ｙ側よりも下方となるように傾斜させている。これは、カラープリンターといえども黒単独での画像形成の頻度を多いため、このような黒色の画像形成をする場合のプリント時間の短縮を図るために、作像カートリッジ１０Ｋを二次転写部３７側に配置している。このように傾斜してフレーム本体１００内に各部を配置することで、フレーム本体内１００には、作像カートリッジ１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）と給紙カセット４１の間に余剰空間Ｓが形成されている。左フレームカバー１０１を閉じた状態では、この余剰空間Ｓに排トナー収容器１６が納められる。

ところで、中間転写ベルト３１に転写されなかった感光体ドラム１２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）上の転写残トナーは、第１のクリーニング手段であるクリーニング装置１５（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）によって回収される。各クリーニング装置１５は、感光体ドラム１２上の転写残トナーをクリーニングローラによって回収し、排トナー搬送手段１７によって排トナー回収容器１６に搬送する。また、転写紙Ｐ上に転写されなかった中間転写ベルト３１上の転写残トナーは、第２のクリーニング手段であるベルトクリーニング装置１８によって回収される。ベルトクリーニング装置１８は、中間転写ベルト３１上の転写残トナーをクリーニングローラで回収し、排トナー搬送手段１９によって排トナー回収容器１６に搬送する。

上述した排トナー収容器は、図３に示すように、排トナー収容器１６が左フレームカバー１０１と一体化された状態で保持されている。そのため、装置の保守点検の際、左フレームカバー１０１を開ければ、排トナー収容器１６を取り外さないまま、各作像カートリッジ１０や中間転写ベルト３１の取り外しが可能となる。突発的に各作像カートリッジ１０や中間転写ベルト３１で異常が発生し、これらを交換する必要性が生じても、排トナー回収容器１６を取り外す必要がない。よって、保守点検の際、排トナー収容器１６の置き場所に困る心配もなく、排トナー収容器１６からのトナー落ちを最小限に抑えることが可能となる。さらに、排トナー収容器１６の容積が装置本体の寿命時までに収容されると想定される排トナー容量を確保していれば、排トナー収容器１６の交換は必要なく、メンテナンスフリー化を図ることができる。このように、排トナー収容器１６を左フレームカバー１０１に一体化された状態で保持することにより、保守点検の際の操作性、利便性を向上させることができる。

図５は、左フレームカバーと排トナー収容器の構成を示す側面図である。図５に示すように、クリーニング装置１５（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）によって回収された排トナーは、排トナー搬送手段１７（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）に接続される移送パイプ６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を介して排トナー収容器１６に搬送される。また、クリーニング装置１８によって回収された排トナーは、排トナー搬送手段１９に接続される移送パイプ６１を介して排トナー収容器１６に搬送される。このとき、作像カートリッジ１０の排トナー搬送手段１７、１９に接続された移送パイプ６１、６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の先端は、排トナー収容器１６と勘合する構成となる。このような構成にすることで、作像カートリッジ１０のみの交換が容易となり、操作性が向上する。また、作像カートリッジ１０の寿命が延びても、作像カートリッジ１０側の排トナー収容部の容積を増やす必要がなく、寿命が長い作像カートリッジ１０でも小型化、低コスト化が可能となる。

また、図５に示す排トナー収容器１６は、左フレームカバー１０１と一体化された状態で保持されているが、左フレームカバー１０１とは別体で構成された状態で左フレームカバー１０１に保持されてもよい。図６は、左フレームカバーとは別体で構成された排トナー収容器の構成を説明する斜視図である。図６に示すように、この排トナー収容器１１６は、左フレームカバー１０１とは別体で構成された状態で左フレームカバー１０１に保持されている。この排トナー回収容器１１６は、端部に形成された突起部１１６ａを左フレームカバー１０１に設けられたスライド部材１１７に係合させることで、左フレームカバー１０１に保持される。そして、ライド部材１１７をスライドさせることにより、排トナー収容器３１の取り外しが可能となる。

このように、排トナー収容器１１６は左フレームカバー１０１に保持されている。そのため、装置の保守点検の際、左フレームカバー１０１を開ければ、排トナー収容器１１６を取り外さないまま、作像カートリッジ１０や中間転写ベルト３１の取り外しが可能となる。突発的に作像カートリッジ１０や中間転写ベルト３１で異常が発生し、これらを交換する必要性が生じても、排トナー回収容器１１６を取り外す必要がない。よって、装置の保守点検の際、排トナー回収容器１１６の置き場所に困る心配もなく、排トナー回収容器１１６からのトナー落ちを最小限に抑えることが可能となる。このように、排トナー収容器１１６を左フレームカバー１０１に保持させることにより、保守点検の際の操作性、利便性を向上させることができる。さらに、この排トナー収容器１１６は、取り外しが可能で、新しい排トナー収容器に交換可能であるため、上述した排トナー収容器１６の容積よりも小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。

さらに、排トナー収容器１１６の交換時期を判断するために、上記排トナー収容器１１６内の排トナーＴの量を外部から目視することができるようにしてもよい。図７は、左フレームカバーとトナー収容器との構成を示す正面図である。図７に示すように、この左フレームカバー１０１には、排トナー収容器１１６が接している面の一部に、アクリル樹脂等の透明樹脂からなる窓１１８を設けている。この窓１１８により、排トナー回収容器１１６内の排トナーＴの量を外部から目視することができる。また、排トナー収容器１１６自体を透明樹脂により成型して、外部から排トナー収容器１１６内の排トナーＴの量を目視することができるようにしてもよい。

このように、上記排トナー収容器１１６は、排トナーＴの量が外部から目視できる。よって、特別に排トナー収容器１１６に排トナー満杯検知手段を設けなくても、ユーザーが排トナー収容器１１６の交換時期の目安が分かるようになり、予め別の排トナー収容器を準備することができる。また、排トナー満杯検知手段を不要とすることから、装置本体の低コスト化を図ることができる。

なお、図３に示す排トナー収容器は、クリーニング装置に対向する面がフレーム本体１００の余剰空間Ｓに合わせて階段状に形成されているが、排トナー収容器の形状は特に限定されるものではない。図８は、図３と異なる形状の排トナー収容器の構成を示す斜視図である。例えば、図８に示す排トナー収容器２１６は、クリーニング装置１５（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）と対向する面となる上面２１６Ａが、感光体ドラム１２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の回転中心を結ぶ線Ｌと略平行になるように傾斜した傾斜面とされている。そして、図８に示す排トナー収容器２１６は、側面２１６Ｃに例えば導入孔６２、６３、６４、６５を形成し、移送パイプ６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を側面２１６Ｃ側から導入孔６２、６３、６４、６５にそれぞれ接続する形態としている。

図９は、導入孔を容器の上面に設けた排トナー収容器の斜視図である。図９に示す排トナー収容器３１６は、図８に示す排トナー収容器２１６と同様に、クリーニング装置１５（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）と対向する面となる上面３１６Ａが、感光体ドラム１２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の回転中心を結ぶ線Ｌと略平行になるように傾斜した傾斜面とされている。図９に示すように、この線Ｌは、各クリーニング装置１５のクリーニング部１５０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を結ぶ線を兼ねている。そして、図９に示す排トナー収容器３１６は、導入孔６２、６３、６４、６５を排トナー収容器３１６の上面３１６Ａや最頂面３１６Ｂに、移送パイプ６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の一端と接続する導入孔６２、６３、６４、６５を形成している。移送パイプ６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、等間隔とされている。排トナー収容器３１６のように、上面３１６Ａと線Ｌとを平行とすることで、上面３１６Ａと各クリーニング装置１５との間隔を一定とし、移送パイプ６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の長さを同一として部品の共有化を可能にすることができる。また、この最頂面３１６Ｂに形成されている開口孔６６には、ベルトクリーニング装置１８の搬送スクリュー１９とつながる図示しないトナー移送路が接続されている。これにより、クリーニング装置及びベルトクリーニング装置１８でクリーニングされた排トナーを排トナー収容器に回収することができる。

また、排トナー収容器２１６の内部には、収容されるトナーＴを内部で移送させる移送手段を設けてもよい。図９に示す排トナー収容器３１６の内部には、容器内に回収された排トナーＴを移送する移送手段としてのスクリュー部材６７を設けている。このスクリュー部材６７は、導入孔６２、６３、６４、６５と対向する部位となる導入孔の下方に連続した状態で配置されている。スクリュー部材６７の両端は排トナー収容器３１６に回転自在に支持されていて、下方側に位置する端部６７ａを排トナー収容器３１６の外部へ突出させている。この突出した端部６７ａには、駆動力が伝達される平歯車６８がスクリュー部材６７と一体回転可能に装着されている。スクリュー部材６７は、左右いずれか一方向に回転すると、容器内部の排トナーＴを各導入孔から遠ざける方向に搬送可能に配置されている。図９において、スクリュー部材６７は、傾斜した上面３１６Ａの下方から最頂面３１６Ｂへと、排トナー収容器３１６の低い方から高い方へと搬送可能に配置されている。このため駆動力が伝達されてスクリュー部材６７が回転すると、排トナーＴが排トナー収容器３１６の低い方から高い方に向かって搬送される。

このような構成の排トナー収容器３１６によると、各クリーニング装置１５によって回収された排トナーは、各搬送スクリュー１７から各移送パイプ６１内を通り、導入孔６２、６３、６４、６５から排トナー収容器３１６内に回収される。排トナー収容器３１６は、その上面３１６Ａが傾斜して設けられているので、容器内では高低差があり、その位置によって堆積可能なトナー量に差が生じる。各搬送パイプ６１から同量の排トナーが回収されるものとすると、移送パイプ６１Ｋが接続された導入孔６５の下方に排トナーの堆積限界は、導入孔６２の下方に比べて少ない。これは、排トナー収容器３１６の底面から上面３１６Ａまでの高さが異なるためである。このため、導入孔６２側の堆積量をセンサ２１で検知すると、導入孔６５の堆積量がオーバーして導入孔６５からの漏れや移送パイプ６１Ｋの詰まりの要因となり得る。

図９に示す排トナー収容器３１６の内部には、駆動力が伝達されることで回転するスクリュー部材６７が配設されている。このため、低い部位に堆積した排トナーが高い部位に向かって搬送され、排トナー収容器３１６内の低い部位に堆積している排トナーの山が崩される。よって、排トナー収容器３１６の排トナーの導入孔６５から排トナーの漏れや移送パイプ６１Ｋの詰まり、或いは排トナー収容器３１６内でのトナーの固着を解消することができる。そして、排トナーを排トナー収容器３１６内に効率よく充填することできる。また、排トナー収容器３１６には、移送パイプ６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）とそれぞれ接続する複数の導入孔６２、６３、６４、６５が設けられているので、排トナーの回収を効率良く行える。
なお、排トナー収容器３１６の最も高い位置となる最頂面３１６Ｂには、満杯検知手段としてのセンサ２１が容器内部が回収した排トナーで満たされて満杯になったことを検知する検知用の開口孔を形成してもよい。センサ２１は、排トナー収容器３１６がフレーム本体１００に装着された状態の時に、排トナー収容器３１６の上部に位置するようにフレーム本体１００に装着されている。このため、排トナー収容器１６を交換しても、一緒に交換されることがなく、不必要な交換を防止することができるとともに、排トナー収容器１６のコストを低減している。

図１０は、移送部材としてベルト部材を用いた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図である。図１０に示す排トナー収容器３１６は、移送部材としてベルト部材７０を用いている。この排トナー回収装置３１６のベルト部材７０は、排トナー収容器３１６の内部に配置されて回転自在に支持されたプーリ７１、７２間に巻き掛けられている。ベルト部材７０の外周面には多数の段差が形成されていて、排トナーＴを受けて搬送し易い形状とされている。プーリ７１、７２のうち、プーリ７１は開口孔６６側に、プーリ７２は導入孔６５の下方にそれぞれ配置されている。このため、ベルト部材７０は、プーリ７２側が下位となる、図１０において右下がりの傾斜となるように配置されている。プーリ７２には、図示しない駆動手段からの駆動力が伝達され、図１０において反時計回り方向にベルト部材７１を回転移動させる。

搬送部材をベルト部材７０で構成しても、低い部位に堆積した排トナーがベルト部材７０のよって高い部位に向かって搬送され、容器内の低い部位に堆積している排トナーの山が崩される。このため、排トナーの導入孔６５から漏れや移送パイプ６１Ｋの詰まり、或いは排トナー収容器３１６内でのトナーの固着を解消することができ、排トナーを排トナー収容器３１６内に効率よく充填することできる。

図１１は、複数の移送部材を設けた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図である。図１１に示す排トナー収容器３１６内には、複数の移送部材としてスクリュー部材６７、１６７が設けられている。容器構成そのものは、図９に示す排トナー収容器構成と同一構成を採る。スクリュー部材１６７は、スクリュー部材６７と同一構成であって、連結部材となる複数の歯車列８０を介してスクリュー部材６７と連結されており、スクリュー部材６７が回転すると同一方向に回転するように構成されている。

このようにスクリュー部材６７、１６７を排トナー収容器３１６内に複数設けると、低い部位に堆積した排トナーをより効率的に高い部位に向かって搬送することができる。このため、排トナーの導入孔６５から漏れや移送パイプ６１Ｋの詰まり、或いは排トナー収容器１６内でのトナーの固着を解消することができ、排トナーを排トナー収容器１６内に効率よく充填することできる。なお、図１１では、搬送部材としてスクリュー部材６７、１６７を２本配置する形態としたが、数や形態はこれに限定されるものではない。例えば、図１０に示す構成においても、ベルト部材７０をプーリ７１、７２の母線方向に複数配置する形態であっても良いし、図１１に示す形態のように排トナー収容器１６の内部において上下に配置する形成としてもよい。

図１２は、導入孔との対向部位にのみ移送部材を設けた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図である。図１２に示す排トナー収容器３１６内には、移送部材としてのスクリュー部２６７ａ、２６７ｂ、２６７ｃ、２６７ｄが設けられている。スクリュー部２６７ａ、２６７ｂ、２６７ｃ、２６７ｄは、導入孔６２、６３、６４、６５と対向する部位にのみ部分的に形成されている。スクリュー部材２６７は排トナー収容器３１６に回転自在に支持されていて、下方側に位置する端部２６７ｅを排トナー収容器１６の外部へ突出させている。この突出した端部２６７ｅには、駆動力が伝達される平歯車６８がスクリュー部材２６７と一体回転可能に装着されている。このためスクリュー部材２６７は駆動力が伝達されることで回転する。

排トナー収容器３１６に回収される排トナーＴは、主に各導入孔の下方を中心にして容器内部に山型に堆積してくる。したがって、スクリュー部材２６７を回転させると、排トナーの堆積部においてスクリュー部２６７（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）が回転し、堆積している排トナーを崩しなから、容器内の低い部位に堆積した排トナーが高い部位に向かって搬送される。このため、排トナーの導入孔６５から漏れや移送パイプ６１Ｋの詰まり、或いは排トナー収容器１６内でのトナーの固着を解消することができ、排トナーを排トナー収容器１６内に効率よく充填することできる。

図１３は、排トナーの移送量に違いを有する移送部材を設けた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図である。図１３に示す排トナー収容器３１６内には、排トナーの搬送量が排トナー収容器３１６の内部高さの変化、すなわち、容積変化に反比例するように形成された移送部材としてのスクリュー部が設けられている。図１３に示すように、排トナー収容器３１６においては、導入孔６２側の容器内部の高さをＨ１、導入孔６５側の容器内部の高さをＨ２としたとき、Ｈ１＞Ｈ２の関係にある。このため、導入孔６５側では、導入孔６２側に比べて排トナーの堆積限界に早く到達する。つまり、導入孔６５側に山型に堆積した排トナーの頂上部が、導入孔６２に山型に堆積した排トナーの頂上部よりも上面３１６Ａの内面に接触するまでの期間よりも早く到来する。

そこで、図１３に示すスクリュー部材３６７は、時間あたりに搬送可能なトナー量が高さの低い導入孔６５側に向かうほど多く、高さの高い導入孔６２側に向かうほど少なくなるように、スクリュー部の大きさやピッチを変化させている。このため、回収した排トナーＴが溜まり易い容器の低い部位では、搬送されるトナー量を多くでき、堆積した排トナーを効率よく高い部位に向かって搬送することができる。排トナーの導入孔６５から漏れや移送パイプ６１Ｋの詰まり、或いは排トナー収容器３１６内でのトナーの固着を解消することができ、排トナーを排トナー収容器３１６内に効率よく充填することできる。

図１４は、導入孔を容器の最高部位に設けた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図である。図１４に示す排トナー収容器４１６は、最頂面４１６Ｂに設けた開口孔６６を導入孔としている。図１４に示す排トナー収容器４１６のように、排トナーＴを排トナー収容器１６内に導入する導入孔６６が１つの場合、移送パイプ６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の端部を１つにまとめ、この移送パイプ６１Ｐを導入孔６６に接続するとよい。また、図９に示すように、排トナー収容器４１６の最頂面４１６Ｂに導入孔６６を設けると、排トナー収容器４１６の最も高いところから排トナーが容器内に回収される。このため、導入孔６６からセンサ２１でトナー量を検知しても、容器内の回収状態と概ね一致した状態を検知することができる。ただ、この場合でも、導入孔６６の下方の容器内に回収された排トナーが最も高く堆積する。このため、容器内のトナー充填効率を考慮すると、スクリュー部材６７を、図９の場合と反対方向に回転させて、排トナーを導入孔６６から離れる方向となる端部６７ａ側に搬送するのが好ましいといえる。

また、上述した排トナー収容器３１６は、外部に移送手段を駆動させる駆動手段及び駆動伝達手段を備えている。図１５は、駆動手段及び駆動伝達手段の一実施形態を説明する斜視図である。図１５に示す排トナー収容器３１６は、スクリュー部材６７と、スクリュー部材６７を回転駆動させるための駆動モータ８１と、駆動モータ８１からの駆動力をスクリュー部材６７に伝達する歯車群８０とから構成されている。駆動伝達手段としての歯車群８０は、スクリュー部材６７と平行に配設された軸８１の一端に装着された平歯車６９、軸８１の他端に装着された傘歯車８４、駆動モータ８１の駆動軸８１ａに装着された傘歯車８３とから構成されている。平歯車６９は平歯車６８と噛み合い、傘歯車８４は傘歯車８３と噛み合っている。平歯車６９、傘歯車８４、傘歯車８３及び駆動モータ８１は、図３に示すフレーム本体１００の内部に配設されている。平歯車６８は、排トナー収容器１６が所定の位置にセットすると、平歯車６９と噛み合うようになっている。

上記構成の排トナー収容器３１６では、駆動モータ８１が駆動して駆動軸８１ａが回転すると、その駆動力が傘歯車８３、傘歯車８４、平歯車６９、平歯車６８を介してスクリュー部材６７に伝達されて、スクリュー部材６７が回転する。このように歯車群８０を用いると、ベルトやプーリを用いる場合よりも駆動伝達ロスが少なくなるとともに、左フレームカバー１０１の開閉動作の際、歯車同士の位置合わせをすればスクリュー部材６７を駆動させることができる。

図１６は、駆動手段及び駆動伝達手段の別の実施形態を説明する説明する斜視図である。図１６に示す排トナー収容器３１６は、スクリュー部材６７と、駆動モータ８１と、この駆動モータ８１の駆動力をスクリュー部材６７に伝達する歯車群８５とを備えている。図１６において、駆動伝達手段としての歯車群８５は、スクリュー部材６７の端部６７ａに設けられた傘歯車８４と、この傘歯車８４に駆動モータ８１からの駆動力を伝達する傘歯車８３とを備えている。傘歯車８３は、駆動モータ８１の駆動軸８１ａに装着されている。傘歯車８３と駆動モータ８１は、図３に示すフレーム本体１００の内部に配設されていて、左フレームカバー１０１を閉じると、傘歯車８４と傘歯車８３とが噛み合うように配置されている。

上記構成の排トナー収容器３１６によると、駆動モータ８１が駆動して駆動軸８１ａが回転すると、その駆動力が傘歯車８３から傘歯車８４を介してスクリュー部材６７に伝達されて、スクリュー部材６７を回転することができる。このように歯車群８５に傘歯車を用いると、ベルトやプーリを用いる場合よりも駆動伝達ロスが少なくなるとともに、左フレームカバー１０１の開閉動作の際、歯車同士の位置合わせをすればスクリュー部材を駆動させることができる。

以上、本実施形態に係るプリンタによれば、排トナー収容器１６、１１６、２１６、３１６が左フレームカバー１０１に保持されている。よって、排トナー収容器１６を交換する時期ではないときに排トナー収容器１６、１１６、２１６、３１６を取り外す必要がなく、排トナー収容器１６、１１６、２１６、３１６からのトナー落ちを防止することができ、操作性、利便性が向上する。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、排トナー収容器１６が左フレームカバー１０１に一体化された状態で保持されている。このため、排トナー収容器１６の容積が装置本体の寿命時までに収容されると想定される排トナー容量を確保していれば、排トナー収容器１６の交換は必要なく、利便性が向上し、メンテナンスフリー化が図り易くなる。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、排トナー収容器１１６が左フレームカバー１０１に脱着可能に保持されている。よって、交換不能な排トナー収容器１６に比べ容積を小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、フレームカバー１０１に窓１１８が形成されているため、外部から内部に収容される排トナー量を目視することが可能である。よって、特別に排トナー満杯検知手段を設けなくても、ユーザーが排トナー収容器１１６の交換時期の目安が分かるようになり、予め別の排トナー収容器を準備することができる。また、排トナー満杯検知手段を不要とすることから、装置本体の低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、プロセスカートリッジとして、感光体ドラム１２、帯電手段１３、現像装置１４、感光体クリーニング装置１５が一体に支持された作像カートリッジ１０を構成している。このような構成にすることで、フレーム本体１００に対して作像カートリッジ１０の交換が容易となり、操作性が向上する。また、作像カートリッジ１０の寿命が延びても、作像カートリッジ１０側の排トナー収容部の容積を増やす必要がなく、寿命が長い作像カートリッジ１０でも小型化、低コスト化が可能となる。

本実施形態に係るプリンタの内部構成を示す構成図。図１に示すプリンタの外観構成を示す斜視図。同プリンタのフレームカバーが開いた状態の外観構成を示す斜視図。黒の作像カートリッジの内部構成を示す構成図である。左フレームカバーと排トナー収容器の構成を示す側面図。左フレームカバーとは別体で構成された排トナー収容器の構成を説明する斜視図。図６の排トナー収容器の構成を示す正面図。図１の排トナー収容器とは異なる形状の排トナー収容器。導入孔を容器の上面に設けた排トナー収容器の構成を示す斜視図。移送部材としてベルト部材を用いた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図。複数の移送部材を設けた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図。導入孔との対向部位にのみ移送部材を設けた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図実施例７に係る排トナー回収装置の排トナー収容器の構成を示す構成図。排トナーの移送量に違いを有する移送部材を設けた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図。導入孔を容器の最高部位に設けた場合の排トナー収容器の構成を示す構成図。駆動手段及び駆動伝達手段の一実施形態を説明する斜視図。実駆動手段及び駆動伝達手段の別の実施形態を説明する説明する斜視図。従来のプリンタの外観構成を示す斜視図。

符号の説明

１５（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）クリーニング手段
１６、１１６、２１６、３１６、４１６排トナー収容器
１８ベルトクリーニング装置
３１中間転写ベルト
１１６Ａ、２１６Ａ、３１６Ａ、４１６Ａ排トナー収容器の対向面
６１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ、Ｐ）排トナー搬送路
６２〜６６導入孔
６７、７０、１６７、２６７、３６７搬送部材
Ｔ排トナー
１００フレーム本体
１０１左フレームカバー
１１７スライド部材
１１８窓

Claims

フレーム本体と、
該フレーム本体に開閉可能に支持されるフレームカバーと、
トナー像を形成する像形成手段と、
像形成に寄与しなかったトナーを除去するクリーニング手段と、
該クリーニング手段から排出される排トナーを収容する排トナー収容器と、
を備える画像形成装置において、
上記像形成手段は、複数の潜像担持体と、各潜像担持体上の潜像にトナーを供給して該潜像担持体上にトナー像を形成する複数の現像手段と、中間転写ベルトとを備え、
上記クリーニング手段は、少なくとも上記像形成手段が備える複数の上記潜像担持体をクリーニングする第１のクリーニング手段をそれぞれ備え、
上記画像形成装置は、上記現像手段と、上記潜像担持体をクリーニングする第１のクリーニング手段とより選ばれる少なくとも１以上の手段と、該潜像担持体とが一体に構成された、上記フレーム本体に脱着可能な複数のプロセスカートリッジを有し、
上記フレームカバーを閉じた場合には、上記排トナー収容器は上記フレームカバーと上記複数の第１のクリーニング手段との間に位置し、上記排トナー収容器の側面には、各第１のクリーニング手段に対応した複数の導入孔が設けられ、該複数の導入孔と各第１のクリーニング手段とが嵌合しており、上記フレームカバーを開けた場合には、上記複数の導入孔と各第１のクリーニング手段との嵌合が解除され上記複数の導入孔が上方を向いた状態で、上記排トナー収容器が上記フレームカバーに保持され、上記フレームカバーの開放によって形成される上記フレーム本体の開口から各プロセスカートリッジや上記中間転写ベルトの取り外しが可能であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
上記排トナー収容器が上記フレームカバーに一体化された状態で保持されることを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
上記排トナー収容器が上記フレームカバーに脱着可能に保持されることを特徴とする画像形成装置。
請求項３の画像形成装置において、
上記排トナー収容器内の排トナー量が外部から目視可能であることを特徴とする画像形成装置。