JP6827710B2 - 回収容器 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置などの装置において収集された粉体又は流体を回収する回収容器に関するものである。

複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、感光体から記録材にトナー像を転写した後に感光体に残留したトナーを、クリーニング装置によって除去して回収することが行われている。また、二成分現像剤を用いる画像形成装置では、二成分現像剤の帯電性能の低下を抑制するために、定常的に一定割合の二成分現像剤を現像装置から取り出して回収することが行われることがある。また、中間転写方式の画像形成装置では、中間転写体から記録材にトナー像を転写した後に中間転写体に残留したトナーを、クリーニング装置によって除去して回収することが行われている。

このような画像形成装置において、構成の簡易化や交換作業の容易化のために、複数のクリーニング装置や現像装置に対して共通の回収容器を設け、その回収容器に回収トナーや回収二成分現像剤といった回収物をまとめて回収することが行われている。回収容器は、装置本体に対して着脱可能に構成され、回収物で満杯になった際に空の回収容器と交換されるのが一般的である。

また、近年では、画像形成装置の高画質化及び高速化が進み、特にコピーショップや印刷業界などといったコピーボリュームが大きいＰＯＤ市場の拡大が進み、交換作業の頻度を下げる目的で回収容器の大容量化の要求が高まっている。

特許文献１では、装置本体に対して着脱可能であり、装置本体に取り付けられたセンサで検知された回収トナーの量が所定の量に達した際に交換される構成の回収容器が開示されている。

特開２０１４―１６５２５号公報

しかしながら、回収容器の大容量化に伴い、回収容器内に充填された回収物の圧力による回収容器の変形が生じやすくなった。そして、回収容器が変形すると、装置本体に対する回収容器の着脱操作が阻害されることがある。また、装置本体に設けられたセンサで回収容器内の回収物を検知する構成の場合には、センサと回収容器における検知部との位置精度が重要となるため、回収容器が変形すると検知精度が低下することがある。

なお、回収容器の変形を抑制するために、回収容器を構成する材料としてより高強度の材料を用いることが考えられるが、コスト増大につながる。

したがって、本発明の目的は、大容量化した場合でも、簡易でコスト増大の抑制に有利な構成で変形を抑制することができる回収容器を提供することである。

上記目的は本発明に係る回収容器にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を形成する画像形成装置に設けられた収納部に対し着脱可能であり、前記画像形成装置において収集された廃トナーを回収する回収容器であって、前記回収容器を着脱する際に前記収納部と摺動するように構成され、前記回収容器の側面である第１面と、前記第１面と対向して設けられ、前記回収容器の側面である第２面と、前記回収容器のトナーを収容する収容部の体積が半分になる高さよりも下方に位置され、かつ、前記第１面の縁よりも内側の領域と前記第２面の縁よりも内側の領域を接合する接合部と、を備える回収容器において、前記接合部は、前記第１面に形成された第１凹部の底部と、前記第２面に形成された第２凹部の底部が合わさるように前記第１面と前記第２面を接合することを特徴とする回収容器である。

本実施例によれば、回収容器を大容量化した場合でも、簡易でコスト増大の抑制に有利な構成で回収容器の変形を抑制することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 回収トナーの搬送経路を示す画像形成装置の概略断面図である。 一実施例における収納部及び回収容器の斜視図である。 一実施例における回収容器の正面図及び断面図である。 他の実施例における収納部及び回収容器の斜視図である。 他の実施例における回収容器の正面図及び部分断面図である。 他の実施例における回収容器の正面図及び断面図である。 接続部の断面形状の一例を示す回収容器の側面図及び部分断面図である。

以下、本発明に係る回収容器を図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．画像形成装置
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、中間転写方式を採用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。

画像形成装置１００は、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。これら４個の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して総括的に説明することがある。本実施例では、画像形成部Ｓは、後述する感光体１０１、帯電ローラ１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、一次転写ローラ１０５、感光体クリーニング装置１０６を有して構成される。

像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１０１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。回転する感光体１０１の表面は、帯電手段としての帯電ローラ１０２によって一様に帯電処理される。帯電処理された感光体１０１の表面は、露光装置（レーザースキャナー）１０３によって画像情報に応じて走査露光され、感光体１０１上に静電潜像（静電像）が形成される。感光体１０１上に形成された静電潜像は、現像装置１０４によって現像剤を用いて現像（可視化）され、感光体１０１上にトナー像が形成される。本実施例では、現像装置１０４は、現像剤としてトナー（非磁性トナー）とキャリア（磁性キャリア）とが混合された二成分現像剤を用いる。なお、本実施例では、現像装置１０４から定常的に一定割合の二成分現像剤が排出されて、現像装置１０４内の現像剤の帯電性能の低下が抑制されている。

４個の感光体１０１に対向するように、中間転写体としての中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１７１、テンションローラ１７２及び二次転写対向ローラ１７３に張架されている。中間転写ベルト１０７の内周面側には、各感光体１０１に対応して、一次転写手段としての一次転写ローラ１０５が配置されている。上述のように感光体１０１上に形成されたトナー像は、一次転写バイアスが印加された一次転写ローラ１０５によって、感光体１０１と接触して図中矢印Ｒ２方向に回転する中間転写ベルト１０７上に静電的に転写（一次転写）される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光体１０１に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が中間転写ベルト１０７上に重ね合わせるようにして順次転写される。

中間転写ベルト１０７の外周面側において、二次転写対向ローラ１７３と対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ１０８が配置されている。上述のように中間転写ベルト１０７上に形成されたトナー像は、二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０８によって、中間転写ベルト１０７と二次転写ローラ１０８とに挟持されて搬送される紙などの記録材Ｐ上に静電的に転写（二次転写）される。記録材Ｐは、カセット１０９に格納されており、給送ローラ１１０によって搬送路１１１へと搬送される。その後、この記録材Ｐは、レジストローラ１１２によって中間転写ベルト１０７上のトナー像とタイミングが合わされて、二次転写ローラ１０８と中間転写ベルト１０７との接触部に給送される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての熱定着装置１１３に搬送され、加熱及び加圧されることにより表面にトナー像が定着（溶融固着）される。その後、記録材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体１１５の外部に設けられた排出トレイ１１４に送り出される。

一方、一次転写工程後に感光体１０１上に残留したトナー（転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１０６によって感光体１０１上から除去されて回収される。感光体クリーニング装置１０６は、感光体１０１に当接して配置されたクリーニングブレードによって、回転する感光体１０１上から転写残トナーを掻き取って除去する。また、二次転写工程後に中間転写ベルト１０７上に残留したトナー（転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１７４によって中間転写ベルト１０７上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置１７４は、中間転写ベルト１０７の外周面側において、駆動ローラ１７１と対向する位置に配置されている。ベルトクリーニング装置１７４は、中間転写ベルト１０７に当接して配置されたクリーニングブレードによって、回転する中間転写ベルト１０７上から転写残トナーを掻き取って除去する。

２．回収物の回収経路
次に、画像形成中に発生する転写残トナー及び現像装置１０４で発生する劣化現像剤（以下、総称して「回収トナー」と呼ぶ。）の回収経路について説明する。図２は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図であり、回収トナーの回収経路がよくわかるように図１に示した一部の要素を省略している。なお、画像形成装置１００及びその要素に関し、図１及び図２の紙面手前側を正面側、紙面奥側を背面側とする。また、画像形成装置１００及びその要素に関し、左右方向は上記正面側から見た場合の左右方向を言うものとする。また、画像形成装置１００及びその要素に関して上下方向は、通常の使用状態での重力方向（鉛直方向）の上下方向を言うが、直上、直下のみを意味するものではなく、対象とする位置又は要素を通る水平面に対し上側、下側も含むものである。

各画像形成部Ｓの感光体クリーニング装置１０６に回収された回収トナーは、搬送手段としてのスクリュー（図示せず）により画像形成装置１００の背面側へ搬送され、搬送路としての第１の縦パイプ２０３へ搬送される。同様に、各画像形成部Ｓの現像装置１０４から排出された回収トナーも縦パイプ２０３へ搬送される。また、ベルトクリーニング装置１７４に回収された回収トナーは、搬送手段としてのスクリュー（図示せず）により画像形成装置１００の背面側へ搬送され、搬送路としての第２の縦パイプ２０２へ搬送される。

第１の縦パイプ２０３及び第２の縦パイプ２０２内をそれぞれ重力により落下した回収トナーは、搬送路としてのメインパイプ２０４内で合流する。メインパイプ２０４内のトナーは、搬送手段としての回収スクリュー２０５により、搬送路としての排出パイプ２０１まで搬送される。そして、排出パイプ２０１まで搬送された回収トナー２０１は、排出パイプ２０１内を重力により落下して、回収容器１に回収される。回収容器１は、上部に回収トナーを受け入れる開口部である受入口２を有し、排出パイプ２０１内を落下してきた回収トナーは受入口２を通って落下し、回収容器１内の収容部３に堆積する。

３．回収容器
次に、本実施例における回収容器１について更に詳しく説明する。図３は、後述する収納部１０及び収納部１０から部分的に取り出された回収容器１を示す斜視図である。図４は、回収容器１の正面図及び断面図（正面図中のＡ−Ａ線断面）である。

回収容器１は、装置本体１１５に設けられた収納部１０に取り出し可能に収納される。収納部１０は、画像形成装置１００の背面側に設けられている。収納部１０は、略箱状の形状を有し、右側の側部が開口しており、該開口を通して回収容器１の着脱が行われる。

回収容器１は、複数対の対向する面として、それぞれ互いに略平行な正面壁面４ａと背面壁面４ｂ、及び左壁面４ｃと右壁面４ｄを有する。また、回収容器１は、正面壁面４ａ、背面壁面４ｂ、左壁面４ｃ、右壁面４ｄがそれぞれ接続された底面４ｅを下部に有する。さらに、回収容器１は、左壁面４ｃ、右壁面４ｄから上述の受入口２に向けて上方に凸となるように傾斜した上壁面４ｆ、４ｇを有する。受入口２は、これら上壁面４ｆ、４ｇの間の最上部に位置して設けられている。これら各壁面４ａ〜４ｇで囲まれた空間が、回収トナーを収容する収容部３である。本実施例では、回収容器１は、重力方向に長い形状である。つまり、正面壁面４ａ、背面壁面４ｂ、左壁面４ｃ、右平面４ｄは、それぞれ水平方向よりも重力方向の寸法が長い。これにより、スクリューなどの慣らし手段を用いることなく回収容器１における回収トナーの充填率を高めることができる。

なお、本実施例では円形の開口部とされた受入口２の周囲にはネジが切られており、回収容器２を収納部１０から取り出した後に蓋（図示せず）をそのネジに螺合させて、受入口２を閉じることができるようになっている。また、一方（右側）の上部壁面４ｇには、ユーザーやサービス担当者などの操作者が回収容器１の収納部１０に対する着脱などの操作時に操作するための把持部６が設けられている。

装置本体１１５に設けられた収納部１０の上部には排出パイプ２０１が固定されており、排出パイプ２０１と収納部１０の内部とは連通している。回収容器１が収納部１０に収納されると、回収容器１の受入口２が排出パイプ２０１の直下に配置される。排出パイプ２０１と受入口２との相対位置の誤差を小さくするため、回収容器１と収納部１０との隙間は必要最小限に設定されている。

回収容器１を交換する際には、操作者は、回収容器１の把持部６を持ち、回収容器１を略水平方向に引き出す。これにより、回収容器１を収納部１０から取り出すことができる。この際、回収容器１の正面壁面４ａ及び背面壁面４ｂが、それぞれ収納部１０の内面１１と摺動し、回収容器１は略水平方向にガイドされる。

そして、本実施例では、回収容器１は、回収トナーを収容する収容部３を形成する面のうち対向する面同士を部分的に接合する接合部５を有する。特に、本実施例では、回収容器１には、正面壁面４ａと背面壁面４ｂとを部分的に接合する接合部５が設けられている。これにより、回収容器１内に回収トナーが充填された際の回収容器１の変形が抑制される。

ここで、接合部５は、回収容器１内が回収トナーで満杯になった（満充填された）状態で変形しやすい箇所（典型的には最も変形する箇所）に設けることが好ましい。なお、この満充填状態とは、回収容器１に予め設定された目標とする最大量の回収トナーが収容された状態である。また、この最大量の回収トナーを収容できるように回収容器１の収容部３に予め設定された体積を「目標回収体積」という。本実施例では、接合部５の少なくとも一部は、収容部３の最下部から重力方向上方へと測った場合に収容部３の体積が目標回収体積の半分になる高さＬよりも下方に位置する。本実施例では、接合部５の全体が目標回収体積の半分に対応する高さＬよりも下方に位置する。また、本実施例では、接合部５は、収容部３を形成する複数対の対向する面のうち面積が最も広い対の面である正面壁面４ａと背面壁面４ｂとを接合するように設けられている。

このように、回収容器１の満充填時に回収トナーの圧力により膨張変形しやすい、回収容器１の下部の面積の広い対向面同士を接合することで、満充填時の回収容器１の変形を抑制することができる。したがって、収納部１０に対して回収容器１を着脱する際の摺動抵抗の増加を抑制することができる。特に、本実施例では、接合部５により接合される面は、収納部１０に対し回収容器１を着脱する際に収納部１０と摺動する面である。このように、接合部５によって収納部１０に対して回収容器１を着脱する際にガイドとなる面の変形を抑制することで、回収容器１の着脱時の操作性が低下することを抑制することができる。

また、本実施例では、接合部５は、正面壁面４ａ及び背面壁面４ｂのそれぞれの水平方向の略中央に１個設けられている。これにより、少ない数の接合部５により、比較的面積の広い正面壁面４ａ及び背面壁面４ｂの変形を効果的に抑制することができる。ただし、接合部５の数は１個に限定されるものではなく、所望により複数個設けてもよい。

また、回収容器１の収容部３は、一体の部材で形成されていることが好ましい。本実施例では、回収容器１は、その全体がプラスチックのブロー成形により一体で形成されている。このように、回収容器１の少なくとも収容部３をプラスチックの一体成型により形成することで、回収容器１のコストダウンを図ることができる。したがって、比較的低コストで接合部５を備えた回収容器１を製造することができる。

以上、本実施例によれば、回収容器１を大容量化した場合でも、簡易でコスト増大の抑制に有利な構成で回収容器１の変形を抑制することができる。これにより、回収容器１の着脱時の操作性の低下を抑制することができる。

［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、本実施例において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

図５は、本実施例における収納部１０及び収納部１０から部分的に取り出された回収容器１を示す斜視図である。図６は、本実施例における回収容器１の正面図及び部分断面図（正面図中のＢ−Ｂ線断面）である。図７は、本実施例における回収容器１の正面図及び断面図（正面図中のＣ−Ｃ線断面）である。

本実施例では、回収容器１は、収容部３に回収された回収トナーを検知するための検知部７を有する。本実施例では、検知部７は、収容部３内の回収トナーの粉面を検知して、回収容器１内に回収トナーが所定量充填されたことを検知するように設けられている。また、本実施例では、装置本体１１５に設けられた収納部１０には、回収容器１内の回収トナーが検知部７の位置まで充填されたことを検知するための検知手段として光学式のセンサ１２が設けられている。本実施例では、検知部７は回収容器１の正面壁面７ａに設けられており、センサ１２は収納部１０の対応する位置に設けられている。

図６に示すように、センサ１２は、発光部１２ａと受光部１２ｂとを有して構成されている。また、検知部７は、回収容器１の内部に突出するように設けられたプリズム７ａを有して構成されている。プリズム７ａは、発光部１２ａからの光の向きを略直角に下方に変える第１プリズム部７ａ１と、第１プリズム部７ａ１からの光の向きを略直角に回収容器１の外部へと変える第２プリズム部７ａ２と、を有する。そして、第１プリズム部７ａ１と第２プリズム部７ａ２との隙間に、回収トナーが侵入可能な検知領域７ｂが形成されている。発光部１２ａから照射された光は、プリズム７ａを通り、図示矢印の光路で受光部１２ｂへ反射される。回収容器１内の回収トナーが検知部７の位置まで充填されていない場合、すなわち、検知領域７ｂに回収トナーが存在しない場合は、常に発光部１２ａから照射された光が受光部１２ｂに届く。一方、回収容器１の満充填時には、回収容器１内の回収トナーの粉面が検知部７の位置まで達し、プリズム７ａの光路上の検知領域７ｂに回収トナーが入り込む。これにより光路が遮断され、回収容器１が満充填状態であることが検知される。

上述のような光学検知方式では、検知精度を維持するためには光路長を一定に保つことが重要であり、センサ１２と検知部７とのクリアランスを一定に維持することが重要である。そのため、本実施例では、回収容器１と収納部１０との隙間は、必要最小限に設定されている。

そして、本実施例では、回収容器１には、検知部７が設けられた正面壁面４ａと、これに対向する背面壁面４ｂと、を接合する接合部５が設けられている。これにより、回収容器１内に回収トナーが充填された際の回収容器１の変形が抑制される。つまり、本実施例では、接合部５により接合される面に検知部７が設けられている。これにより、回収容器１の満充填状態に近い状態でも、検知部７が設けられた面の変形を抑制し、検知部７とセンサ１２とのクリアランスを一定に保ち、検知精度の低下を抑制することができる。

また、本実施例では、接合部５は、回収容器１の満充填状態に近い状態で回収トナーの粉面に影響を与えないように、検知部７よりも下方に位置する。このように、回収トナーを検知する検知部７より下方の対向面同士を接合することで、回収トナーの検知に影響を与えず、回収容器１の変形を抑制することができる。なお、検知部７は、回収容器１が満充填状態に近いことを検知できるように設けられているので、接合部５を検知部７よりも下方に設け、かつ、実施例１と同様に接合部５を目標回収体積の半分に対応する高さよりも下方に設けることができる。本実施例ではそのような配置になっている。

また、本実施例では、接合部５の少なくとも一部は、受入口２の直下に位置する。このとき、受入口２から落下してきた回収トナーが接合部５の上部に堆積すると、回収トナーの粉面が不均一になり、検知部７での回収トナーの検知に影響を与えることが考えられる。そのため、接合部５の断面形状は上に凸であることが好ましい。つまり、接合部５により接合される面と略平行に切った接合部５の断面の形状は、上に凸の形状（重力方向上方に行くにつれて幅が小さくなる形状）であることが好ましい。これにより、回収容器１に粉体を回収する場合に、粉体が接合部５上に積もることを抑制し、粉体の堆積を均一に保つことができる。

図８は、接合部５の断面形状の一例を示す回収容器１の側面図及び部分断面（側面図中のＤ−Ｄ線断面）を示す。本実施例では、接合部５の断面形状は、図８の右上図に示すように円形である。ただし、これに限定されるものではなく、例えば図８の右下図に示すように菱形であってもよい。このように接合部５の断面形状を上に凸の形状とすることで、接合部５の上部への回収トナーの堆積を抑制し、回収トナーの粉面に影響を与えることを抑制することができる。

なお、実施例１における接合部５の断面形状も図８の右上図のように円形であったが、図８の右下図のように菱形としてもよい。また、本実施例でも、実施例１と同様に、接合部５は、正面壁面４ａ及び背面壁面４ｂのそれぞれの水平方向の略中央に１個設けられているが、所望により複数個設けてもよい。

以上、本実施例によれば、回収容器１を大容量化した場合でも、簡易でコスト増大の抑制に有利な構成で回収容器１の変形を抑制して、回収容器１の着脱時の操作性の低下と回収トナーの検知精度の低下とを抑制することができる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

上述の実施例では、回収容器は、画像形成装置において収集される回収物として転写残トナーと劣化現像剤とを回収するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、転写残トナー又は劣化現像剤のいずれか一方を回収するものであってもよい。

また、実施例２において、回収容器内の回収物を検知する方式として光学検知方式を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、装置本体の収納部側にセンサを設け、回収容器側に検知部を設けた構成では、検知方式によらず収納部と回収容器との間の相対位置が検知精度に影響を与えるものと考えられる。また、実質的に回収容器に設けられた検知部のみによって回収容器内の回収物を検知する方式であっても、例えば回収物の最上部の高さと回収物の容量との関係が変化するなど、回収容器の変形が回収容器内の回収物の検知精度に影響を与えることが考えられる。したがって、検知方式によらずに実施例２と同様の構成を適用することは有効である。

また、上述の実施例では、回収物は粉体であったが、回収物は液体などの流体であってもよい。装置において収集される回収物を回収するものであり、装置本体に設けられた収納部に対し着脱可能なものであれば、任意の回収容器に本発明を適用することができる。

１ 回収容器
３ 収容部
５ 接合部
１０ 収納部
１００ 画像形成装置
１１５ 装置本体

Claims (4)

1. トナー像を形成する画像形成装置に設けられた収納部に対し着脱可能であり、前記画像形成装置において収集された廃トナーを回収する回収容器であって、
   前記回収容器を着脱する際に前記収納部と摺動するように構成され、前記回収容器の側面である第１面と、
   前記第１面と対向して設けられ、前記回収容器の側面である第２面と、
   前記回収容器のトナーを収容する収容部の体積が半分になる高さよりも下方に位置され、かつ、前記第１面の縁よりも内側の領域と前記第２面の縁よりも内側の領域を接合する接合部と、を備える回収容器において、
   前記接合部は、前記第１面に形成された第１凹部の底部と、前記第２面に形成された第２凹部の底部が合わさるように前記第１面と前記第２面を接合することを特徴とする回収容器。
2. 前記接合部は、前記回収容器に設けられたトナー受入口の直下に位置され、前記第１面と略平行に切った前記接合部の断面の形状は、円形状であることを特徴とする請求項１に記載の回収容器。
3. 前記第１面は、前記回収容器の側面のうち面積が最も広い面であることを特徴とする請求項１または２に記載の回収容器。
4. 前記回収容器は、プラスチックの一体成型により形成されてい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回収容器。

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