JP4846341B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機などの画像形成装置に関し、詳しくはその廃トナー回収に関するものである。

画像形成装置は、所定の画像情報に基づく強弱を備えた光信号を回転している像担持体としての感光体ドラムの周面に照射し、これによって形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を被転写体としての例えば用紙に転写するようになっている。このような画像形成装置においては、用紙への転写処理後の感光体ドラムの周面に未転写のトナーが残留している。このトナーを感光体ドラムの周面から除去して清浄化し、つぎの転写処理に備えるためのクリーニング装置が設けられるとともに、このクリーニング装置で除去されたトナーを回収してトナー回収容器に貯留する廃トナー回収装置が設けられている。

しかし、従来の廃トナー回収装置においては、図６（ａ）に示すように、トナー回収容器４に貯留されるトナー４０は粉体であるため、容器本体４１内でトナー入口４２の直下を頂点とする山状に堆積して、トナー回収容器４の実質的な貯留容量を大幅に減少させるといった問題があった。

かかる問題を解決する廃トナー回収装置として、例えば特許文献１に記載されたものが公知となっている。この特許文献１記載のものは、トナー回収容器を画像形成装置の外装カバーの開閉動作に連動するように当該画像形成装置に装着され、特に外装カバーが開放されたときにトナー回収容器がスプリングの付勢力に抗して一旦装置本体内から引き出された後に外装カバーとの係止状態が解除され、スプリングの付勢力によって装置本体の所定のフレーム等に叩きつけられるようになっている。外装カバーは、画像形成装置の所定のメンテナンスの度に開閉されるため、メンテナンスの都度トナー回収容器がフレームに叩きつけられ、このときの衝撃によってトナー回収容器内で形成されたトナーの山状の堆積物が崩され、これによってトナー回収容器内のトナーの偏在が解消され、そのトナー回収容器の実質的な貯留容量が増加する。
特開２００４−１２６１５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の廃トナー回収装置においては、トナー回収容器内のトナーの偏在解消は、トナーの補充を含むメンテナンス作業時の外装カバーの開放周期に依存しているため、メンテナンスが長時間に亘って行われないため外装カバーが開閉されなかった場合など、トナー回収容器内にトナーの偏在を解消させることができなくなるといった問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、トナー回収容器内のトナーの偏在を防止して常に確実に最大の貯留容量を確保することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、モータと、このモータで回転駆動される感光体ドラムと、この感光体ドラムの表面から未転写のトナーを除去するクリーニング部と、このクリーニング部で除去されたトナーを回収するトナー回収容器とを有する画像形成装置であって、前記モータの回転駆動時に発生する振動を、前記トナー回収容器に伝達する振動伝達機構を設け、装置本体の操作側からその反対側にかけて横架される前記感光体ドラムおよび前記クリーニング部に対して、前記装置本体の操作側に前記モータおよび前記トナー回収容器が配置されるように、該モータを前記感光体ドラムおよび前記クリーニング部とユニット化するとともに、前記トナー回収容器を前記クリーニング部に着脱自在に接続し、前記モータからの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達するギアを備え、前記ギアは、プレートに支持され、前記プレートには、前記モータが取り付けられているとともに、中空のシャフトが設けられ、前記プレートは、前記感光体ドラムに設けられたドラム軸が前記シャフトに挿入されるようにして前記感光体ドラムに支持され、前記振動伝達機構は、前記プレートの少なくとも一部を前記クリーニング部と前記トナー回収容器との接続部に向けて突出させ、その突出部を前記接続部に当接させたものであることを特徴とするものである。

ところで、従来は、感光体ドラムを含むドラムユニットと、モータを含むドラム駆動ユニットとが別に存在しており、駆動の連結を両者のカップリングを介して行う機構が採用され、通常は、装置本体に装着されたドラム駆動ユニットのジョイント部に向かって、装置本体横からドラムユニットが装着されるような配置となっている。

しかし、そのような配置では、ドラム駆動ユニットは、装置の操作側とは反対側に配置され、トナー回収容器は装置の操作側に配置されていたため、前記モータの回転駆動時に発生する振動を、前記トナー回収容器に伝達する振動伝達機構を設けようとすると、その構成が非常に複雑なものとなってしまう。

また、かかる配置では、ドラムユニットのドラム軸とドラム駆動ユニットの大口径ギアとの軸合わせが困難であり、大口径ギアとモータピニオンのピッチ間がずれやすく、画質の低下や騒音の発生を招くおそれがある。

そこで、本発明では、装置本体の操作側からその反対側にかけて横架される前記感光体ドラムおよび前記クリーニング部に対して、前記装置本体の操作側に前記モータおよび前記トナー回収容器が配置されるように、該モータを前記感光体ドラムおよび前記クリーニング部とユニット化するとともに、前記トナー回収容器を前記クリーニング部に着脱自在に接続する。

しかし、そのように配置すると、画質の低下や騒音の発生を招くおそれがなくなるものの、モータの回転駆動時の振動が少なくなり、トナー回収容器にその振動が伝達しにくくなってしまう。そこで、本発明では、前記振動伝達機構として、前記モータを前記トナー回収容器に実質的に当接可能とする。

具体的には、モータを直接トナー回収容器に当接させて、そのモータで発生する振動を利用することの他、さらにモータと感光体ドラムとの間に介装されるギア（大口径ギア）で発生する振動をも積極的に利用することが考えられる。

さらに、トナー回収容器内に案内されたトナーは、クリーニング部と前記トナー回収容器との接続部の直下を頂点とする山状に堆積するため、その山を崩してトナーの偏在を解消するには、当該接続部付近を振動させるのが効果的である。そこで、本発明では、前記モータからの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達するギアを備え、前記ギアは、プレートに支持され、前記プレートには、前記モータが取り付けられているとともに、中空のシャフトが設けられ、前記プレートは、前記感光体ドラムに設けられたドラム軸が前記シャフトに挿入されるようにして前記感光体ドラムに支持され、前記振動伝達機構は、前記プレートの少なくとも一部を前記クリーニング部と前記トナー回収容器との接続部に向けて突出させ、その突出部を前記接続部に当接させたものである。

本発明によれば、前記モータの回転駆動時に発生する振動を、前記トナー回収容器に伝達する振動伝達機構が設けられたので、メンテナンス作業時の外装カバーの開放周期などに依存することなく、トナー回収容器に貯留されるトナーの山を崩してその容器内にトナーの偏在を解消させ、トナー回収容器の実質的な容量を増加させることができる。したがって、常に確実にトナー回収容器の最大の貯留容量を確保することができる。

又、装置本体の操作側からその反対側にかけて横架される前記感光体ドラムおよび前記クリーニング部に対して、前記装置本体の操作側に前記モータおよび前記トナー回収容器が配置されるように、該モータが前記感光体ドラムおよび前記クリーニング部とユニット化されるとともに、前記トナー回収容器が前記クリーニング部に着脱自在に接続されるので、前記トナー回収容器に伝達する振動伝達機構の構成が非常に簡単なものとなる。また、かかる配置では、前記感光体ドラムを含むドラムユニットのドラムギアと、前記モータを含むドラム駆動ユニットの大口径ギアの軸合わせが不要となり、大口径ギアとモータピニオンのピッチ間のずれによる、画質の低下や騒音の発生を招くおそれがなくなる。

又、前記振動伝達機構として、前記モータを前記トナー回収容器に実質的に当接可能とされるので、前記モータの回転駆動時に発生する振動が大きい場合はもちろんのこと、たとえ上記のような配置による静音化に伴い前記モータの回転駆動時に発生する振動が小さくなっていたとしても、その振動をトナー回収容器に確実に伝達することができるようになる。

又、前記モータからの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達するギアを備え、前記振動伝達機構は、前記ギアの支持板を前記トナー回収容器に当接させたものであるので、モータで発生する振動を利用することに加えて、さらにモータと感光体ドラムとの間に介装されるギアで発生する振動をも積極的に利用することにより、両振動を、前記トナー回収容器に確実に伝達することができる。

又、前記振動伝達機構は、前記支持板の少なくとも一部を前記クリーニング部と前記トナー回収容器との接続部に向けて突出させ、その突出部を前記接続部に当接させたものであるので、モータの回転駆動時に発生する振動を、クリーニング部とトナー回収容器との接続部に伝達することにより、そのトナー回収容器内において前記接続部の直下を頂点として山状に堆積するトナーを崩して、そのトナーの偏在を効果的に解消することができる。

図１は本発明の一実施形態に係るプリンタ１の全体構成を示す断面図である。同図に示すように、このプリンタ（画像形成装置の一例）１は、箱状のプリンタ本体１０１内において、帯電装置１０２で図中のＡ方向に回転する感光体ドラム１０３の周面が一様に帯電され、外部から入力されたプリントデータに基づくレーザ光ＢがＬＳＵ等の露光部１０４によってその感光体ドラム１０３の周面に照射されて静電潜像が形成され、感光体ドラム１０３の周面に形成された静電潜像に現像装置１０５からトナーが供給されることによってその感光体ドラム１０３の周面にトナー像が形成されるようになっている。

一方、用紙Ｐが給紙装置２００から感光体ドラム１０３に向けて搬送路３００で搬送され、転写ローラ１０６により感光体ドラム１０３表面のトナー像が用紙Ｐの表面に転写されるようになっている。転写後の感光体ドラム１０３に残留したトナーは、クリーニング装置１０７によって除去され、その後の感光体ドラム１０３の残留電荷は除電装置（図略）によって除去されるようになっている。

クリーニング装置（クリーニング部）１０７は、用紙への画像の転写が終了した後、感光体ドラム１０３の表面に残留している未転写のトナーを清掃するものである。このクリーニング装置１０７には、開口が感光体ドラム１０３の周面に対向するように形成された所定のケーシング内に、感光体ドラム１０３と平行なブラシ軸まわりに順方向（感光体ドラム１０３の回転方向と逆方向）に回転するファーブラシと、感光体ドラム１０３の回転方向におけるファーブラシの下流側（ファーブラシより上位）に先端が感光体ドラム１０３の周面と摺接するように設けられたブレードと、このブレードによって除去されファーブラシによって回収されたトナーを詳しくは後述するユニット１０のトナー回収容器４（図２参照。）に運び出すスクリューフィーダとが装着されている。

そして、転写ローラ１０６で感光体ドラム１０３からの未定着トナー像が転写された用紙Ｐは定着ローラユニット１０８に搬送され、ここでトナー像が定着された用紙Ｐは、そのまま（或いは、図略のスイッチバック部で反転されて両面プリントされた後に）、搬送ローラ対１０９および排出ローラ対１１０を順に経由して排紙トレイ１１１に排出されるようになっている。上記帯電装置１０２、感光体ドラム１０３、露光部１０４、現像装置１０５、転写ローラ１０６、クリーニング装置１０７等により、通常の電子写真方式の技術を用いて用紙Ｐへのプリント処理を行う画像形成部１００が構成される。

給紙装置２００は、プリンタ本体１０１の下部に形成された上下二段のカセット収容部にそれぞれ着脱自在に収容される給紙カセット２１０，２２０を備えている。給紙カセット２１０，２２０は、それぞれ用紙Ｐの収納カセットとして、リフト板２１１，２２１上に複数の用紙Ｐを積層させた状態で収納できるものであり、この給紙カセット２１０，２２０から用紙Ｐを取り出すためのピックアップローラ２１２，２２２と、このピックアップローラ２１２，２２２で取り出された用紙Ｐを１枚ずつ搬送路３００に送り出す（捌く）ための給紙ローラ対２１３，２２３とを備えている。

搬送路３００は、第１搬送路３０１、第２搬送路３０２、第３搬送路３０３及び第４搬送路３０４からなり、第１搬送路３０１は、用紙Ｐへのプリント処理を行う時に、給紙カセット２１０からピックアップローラ２１２で取り出された用紙Ｐを、給紙ローラ対２１３、搬送ローラ対２１４及びレジストローラ対２１５を介して、感光体ドラム１０３に送り出すものである。第２搬送路３０２は、給紙カセット２２０からピックアップローラ２２２で取り出された用紙Ｐを、給紙ローラ対２２３及び搬送ローラ対２２４を介して前記第１搬送路３０１に送り出すものである。第３搬送路３０３は、前記第１搬送路３０１から送り出された用紙Ｐを、感光体ドラム１０３から定着ローラユニット１０８に向けて送り出すものである。第４搬送路３０４は、前記第３搬送路３０３から送り出された用紙Ｐを定着ローラユニット１０８から搬送ローラ対１０９を介して排出ローラ対１１０に向けて送り出すものである。

図２はドラムユニット３、ドラム駆動ユニット２およびトナー回収容器４を一体化したユニット１０を示す外観斜視図、図３はその要部拡大図、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）はドラムユニット２、ドラム駆動ユニット３およびトナー回収容器４のそれぞれを示す外観斜視図、図５は周囲を含む図４（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。

図２および図３に示すように、本実施形態のユニット１０は、前記プリンタ本体１０１の操作側からその反対側にかけて横架される感光体ドラム１０３とクリーニング装置１０７とを含むドラムユニット３と、プリンタ本体１０１の操作側に配置されるＤＣモータ（モータ）２２を含むドラム駆動ユニット２と、このドラム駆動ユニット２の下側に配置されるトナー回収容器４とをさらに一体化したものである。

このうちのドラム駆動ユニット２は、図４（ｂ），図５に示すように、大口径ギア２１と、ＤＣモータ２２と、ピニオンギア２２ａと、シャフト２３と、プレート２４，２５とを備えている。プレート２４，２５は、いずれも略四角形状の薄板を適宜箇所で穴開けし或いは切り欠いたものであり、両プレート２４，２５間を大口径ギア２１等を挟み込むことのできる間隔となるように、プレート２５から延設された適当数の部材２５ａ，２５ａ，・・・でもって両プレート２４，２５間を相互に固定している。このうちのプレート２５には、シャフト２３がかしめられ、図４（ａ）のドラムユニット３から突出しているドラム軸３２を受けるように中空状になっている。

また、図４（ｂ）のプレート２４の左下側は一部切り起こされて長方形状の突起部６（突出部）を形成している。この突起部６の先端は、図５に示すように、トナー回収容器４の容器本体４１の天井部のトナー入口４２付近に当接可能な位置にまで延設されている。これにより、突起部６は前記クリーニング装置１０７のスクリューフィーダを含むトナー搬送路３６と、トナー回収容器４との接続部３６ａ（前記トナー入口４２付近に位置する。図２及び図３参照。）に当接されて、ＤＣモータ２２の回転駆動時に発生する振動をトナー回収容器４に伝達する振動伝達機構を構成するようになる。

大口径ギア２１は、シャフト２３に挿入され、このシャフト２３回りに回転自在となっている。大口径ギア２１のボスには、図略のラチェット歯が切られることによりカップリング２１ａが形成されており、このカップリング２１ａが、図４（ａ）のドラムユニット３に設置されているカップリング３１と連結可能となっている。一方、プレート２５の裏側には、ＤＣモータ２２が取り付けられており、そのピニオンギア２２ａと噛合する大口径ギア２１に動力を伝達可能となっている。これにより、大口径ギア２１と、ＤＣモータ２２のピッチは、一定間隔となり、歯車精度を向上させていくと、より滑らかな回転が得られるようになっている。

ドラムユニット３は、図４（ａ）に示すように、前記感光体ドラム１０３を構成するカップリング３１、ドラム軸３２、ドラムギア３３、ドラム素管３４およびギアユニット３５と、前記クリーニング装置１０７を構成するトナー搬送路３６とを備えており、図４（ｂ）のドラム駆動ユニット２のＤＣモータ２２から大口径ギア２１に伝達された回転駆動力は、そのカップリング２１ａに連結されたドラムユニット３側のカップリング３１にさらに伝達される。ドラムギア３３の内壁にカップリング３１が嵌合されてドラム素管３４に前記回転駆動力が伝達される。カップリング３１は、後方より図略のコイルバネで付勢されている。ドラムユニット３からはドラム軸３２が突出しており、前記ドラム駆動ユニット２のプレート２５にかしめられた中空のシャフト２３に挿入されるようになっている。これにより、前記感光体ドラム１０３の位置決めがなされる。ドラム素管３４は、その素管に固定されたドラムギア３３を介してドラム軸３２に接続されている。ドラムギア３３は、ドラム駆動ユニット２のＤＣモータ２１の回転駆動力を、さらにクリーニング装置１０７のスクリューフィーダに伝達するものである。

トナー回収容器４は、図４（ｃ）に示すように、容器本体４１と、その天井部に形成されたトナー入口４２とを備えており、容器本体４１は、略直方体の一部を、前記ドラム駆動ユニット２のＤＣモータ２２との干渉を回避するように凹めた形状となっている。また、トナー入口４２は、例えば丸孔状であって、そこに前記トナー搬送路３６の接続部３６ａから下方に突出させた先端部３７（図３参照。）を挿入した状態で、当該接続部３６ａに設けられた図略の係止機構により、その接続部３６ａにトナー回収容器４が着脱自在に接続されている。

そして、図２および図３に示すように、ドラム駆動ユニット２を右からビス等によってドラムユニット３に固定する。これにより、ドラム駆動ユニット２と、ドラムユニット３とが一体化されたユニット１０となるので、両者間の位置関係が崩れることがなくなり、大口径ギア２１の円滑な噛合が可能となり、静音化と高画質化がなされるようになる。

また、トナー回収容器４のトナー入口４２とトナー搬送路３６との接続部３６ａには、前記プレート２４の突起部６が当接される。このようにして、ＤＣモータ２２や大口径ギア２１の振動がトナー回収容器４に積極的に伝達されるようになり、前記接続部３６ａの先端部３７から排出されたトナーがトナー回収容器４内に均一に滞留するようになる。これにより、トナー回収容器４の容量が実質的に増大するようになっている。

そして、このドラム駆動ユニット２、ドラムユニット３およびトナー回収容器４が一体化されたユニット１０が図２中の右側（操作側）から左側（その反対側）に向けて図１のプリンタ本体１０１内に挿入される。フレーム２４に取り付けられた中継基盤５にモータコネクタ２６が挿入されることにより、ＤＣモータ２２への電源供給が行われるようになる。

以下、主に本ユニット１０におけるトナー回収動作を説明する。図６はトナー回収容器４内のトナーの貯留状態を示す図で、（ａ）は従来例での状態、（ｂ）は本実施形態での状態をそれぞれ示している。

図２および図３において、図示しない制御部からのプリント指示がないため、本ユニット１０のドラム駆動ユニット２のＤＣモータ２２が回転していない時には、ドラムユニット３のトナー搬送路３６の内のスクリューフィーダも回転しないので、トナーがトナー回収容器４に回収されることはない。したがって、このときには、そのトナー搬送路３６の接続部３６ａに接続されるトナー回収容器４内には、トナーが入ってこない。

一方、前記制御部からのプリント指示があり、ドラム駆動ユニット２のＤＣモータ２２が回転する時には、ドラムギア３３を介してドラムユニット３のトナー搬送路３６内のスクリューフィーダも回転し、それで運び出されるトナーがトナー回収容器４に回収されるため、そのトナー搬送路３６の接続部３６ａに接続されたトナー回収容器４内にトナーが入ってくる。このとき、従来のように、振動伝達機構がないものとすると、図６（ａ）に示すように、トナー４０はトナー回収容器４の容器本体４１内でトナー入口４２の真下を頂点とする山状に堆積する。

しかし、本実施形態のユニット１０では、図６（ｂ）に示すように、ドラム駆動ユニット２のＤＣモータ２２や大口径ギア２１の振動が、前記振動伝達機構としての突起部６を介してトナー回収容器４とドラムユニット３のトナー搬送路３６との接続部３６ａに伝達され、この接続部３６ａの先端部３７から排出されたトナー４０がトナー回収容器４の容器本体４１内に均一に滞留するようになる。

以上のように、本実施形態のユニット１０によれば、ドラム駆動ユニット２のＤＣモータ２２の回転駆動時に発生する振動を、トナー回収容器４に伝達する振動伝達機構が設けられたので、メンテナンス作業時の外装カバーの開放周期などに依存することなく、トナー回収容器４に貯留されるトナーの山を崩してその容器４内にトナーの偏在を解消させ、トナー回収容器４の実質的な容量を増加させることができる。したがって、常に確実にトナー回収容器４の最大の貯留容量を確保することができる。

なお、上記実施形態では、トナー回収容器４をクリーニング装置１０７のトナー搬送路３６の接続部３６ａに係止させることで、該トナー回収容器４を支持しているが、適当な支持部材を別途設け、その支持部材にＤＣモータ２２からの振動を伝達するようにしてもよい。ただし、トナー回収容器４内に山状に滞留するトナーを効率的に崩すためには、トナー回収容器４のトナー入口４２付近に前記ＤＣモータ２２からの振動を伝達することが好ましい。

また、上記実施形態では、プリンタ１について説明したが、その他の画像形成装置（複写機等）に本発明を適用できることはもちろんである。

本発明の一実施形態に係るプリンタの全体構成を示す断面図である。 ドラムユニット、ドラム駆動ユニットおよびトナー回収容器を一体化したユニットを示す外観斜視図である。 図２の要部拡大図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、ドラムユニット、ドラム駆動ユニットおよびトナー回収容器のそれぞれを示す外観斜視図である。 周囲を含む図４（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。 トナー回収容器内のトナーの貯留状態を示す図で、（ａ）は従来例での状態、（ｂ）は本実施形態での状態をそれぞれ示している。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置の一例）
１０ ユニット
２ ドラム駆動ユニット
２１ 大口径ギア
２２ ＤＣモータ（モータ）
２４，２５ プレート
３ ドラムユニット
３６ トナー搬送路
３６ａ 接続部
３７ 先端部
４ トナー回収容器
４１ 容器本体
４２ トナー入口
６ 突起部（振動伝達機構）
１００ 画像形成部
１０１ プリンタ本体
１０３ 感光体ドラム
１０７ クリーニング装置（クリーニング部）
２００ 給紙装置
３００ 搬送路
Ｐ 用紙

Claims (1)

1. モータと、このモータで回転駆動される感光体ドラムと、この感光体ドラムの表面から未転写のトナーを除去するクリーニング部と、このクリーニング部で除去されたトナーを回収するトナー回収容器とを有する画像形成装置であって、
   前記モータの回転駆動時に発生する振動を、前記トナー回収容器に伝達する振動伝達機構を設け、
   装置本体の操作側からその反対側にかけて横架される前記感光体ドラムおよび前記クリーニング部に対して、前記装置本体の操作側に前記モータおよび前記トナー回収容器が配置されるように、該モータを前記感光体ドラムおよび前記クリーニング部とユニット化するとともに、前記トナー回収容器を前記クリーニング部に着脱自在に接続し、
   前記モータからの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達するギアを備え、
   前記ギアは、プレートに支持され、
   前記プレートには、前記モータが取り付けられているとともに、中空のシャフトが設けられ、
   前記プレートは、前記感光体ドラムに設けられたドラム軸が前記シャフトに挿入されるようにして前記感光体ドラムに支持され、
   前記振動伝達機構は、前記プレートの少なくとも一部を前記クリーニング部と前記トナー回収容器との接続部に向けて突出させ、その突出部を前記接続部に当接させたものであることを特徴とする画像形成装置。

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