JP7497671B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
詳しくは、内部に新品トナーが収容されたトナー容器は、現像装置に向けて新品トナーを補給するためにトナー補給装置に設置される。そして、内部のトナーが空になった使用済みのトナー容器は、トナー補給装置から取り出されて、廃トナー回収装置に装着される。そして、廃トナー回収装置に装着された空のトナー容器に、クリーニング装置で回収された未転写トナーが廃トナーとして搬送されて回収される。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2は作像部を示す拡大図であり、図3はそのトナー補給装置とその近傍とを示す構成図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方にある設置部31(トナー容器受台)には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4色の略円筒状のトナー容器32Y、32M、32C、32K(図4等参照)が着脱可能(交換可能)に載置されている。また、各トナー容器32Y、32M、32C、32Kの下方には、それぞれ、トナー補給装置のホッパ81Y、81M、81C、81Kが配設されている。
なお、本実施の形態では、使用頻度の多いブラック用のトナー容器32Kのトナー容量が、他の3つのカラー用(イエロー用、マゼンタ用、シアン用)のトナー容器32Y、32M、32Cのトナー容量よりも大きくなるように設置されている。したがって、ブラック用のトナー容器32Kは、他のトナー容器32Y、32M、32Cに比べて大きく形成されている。
また、画像形成装置本体100の下方には、シートPが収容された給紙装置26や、画像形成装置100で生じた廃トナーを回収するための廃トナー回収装置60が設置されている。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光装置7(書込み部)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び第1転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、除電装置との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙装置26には、用紙などのシートPが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートPがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、シートPは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置外に排出されたシートPは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51と、現像ローラ51に対向するドクターブレード52と、現像剤収容部53、54内に配設された2つの搬送スクリュ55と、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56と、等で構成される。現像ローラ51は、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部53、54内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤Gが収容されている。
現像ローラ51のスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51上を移動する。
ここで、現像装置5Y内の現像剤Gは、現像剤G中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置5Y内のトナー消費に応じて、トナー容器32Y(設置部31に設置されたものである。)に収容されているトナーが、トナー補給装置90(各色に設けられている。)を介して現像剤収容部54内に補給される。
現像ローラ51上に担持された現像剤Gは、図2の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52の位置に達する。そして、現像ローラ51上の現像剤Gは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51上に残った現像剤Gはスリーブの回転にともない現像剤収容部53の上方に達して、この位置で現像ローラ51から離脱される。
トナー補給装置90は、設置部31に設置されたトナー容器32Yの容器本体33Yを所定方向(図3の矢印方向である。)に回転駆動して、トナー容器32Y内に収納されたトナーを容器外に排出して、サブホッパ99を介して現像装置5Yに導くためのものであって、トナー補給経路を形成している。
なお、図3は、理解を容易にするために、トナー容器32Y、トナー補給装置90、現像装置5Yの配置方向などを変えて図示している。実際には、図3において、トナー容器32Yとトナー補給装置90の一部との長手方向が紙面垂直方向になるように配設されている(図1参照)。また、搬送管95、96の向きや配置も簡略化して図示している。
詳しくは、図3を参照して、トナー容器32Yが装置本体100の設置部31にセットされると、トナー容器32Yのキャップ部34Y(設置部31に非回転で保持されている。)を介して容器本体33Yに、装置本体100のトナー搬送ノズル91が挿入される。これにより、トナー容器32Yの内部に収容されたトナーの排出(トナー搬送ノズル91を介した排出である。)が可能になる。
なお、トナー容器32Y(容器本体33Y)の底部(図3の左方である。)には、トナー容器32Yのトナー補給装置90(又は、廃トナー回収装置60)に対する着脱操作を容易にするための取っ手33d(容器本体33Yの外径よりも小さな外径で形成されている。)が形成されている。ユーザーは、取っ手33dを把持しながら、トナー容器32Yをトナー補給装置90(又は、廃トナー回収装置60)にセットしたり、トナー補給装置90(又は、廃トナー回収装置60)からトナー容器32Yを取り出したりすることになる。
また、容器本体33Yの頭部側(図3の右方である。)の外周面には、画像形成装置本体100の駆動ギア110に噛合するギア部33bが形成されている。トナー容器32Yが設置部31(トナー補給装置90)に装着されると、容器本体33Yのギア部33bが画像形成装置本体100の駆動ギア110に噛合することになる。そして、駆動モータ115が駆動されると、そのモータ軸に設置された駆動ギア110からギア部33bに駆動が伝達されて、容器本体33が回転駆動されることになる。
なお、トナー容器32Yは、トナー補給装置90において上述したように回転駆動される容器本体33Yと、トナー補給装置90において非回転で保持されるキャップ部34Yと、で構成されている。容器本体33Yとキャップ部34Yとは連通している。
ここで、トナー搬送ノズル91の流出口の下方には、落下経路部82を介してホッパ81が設けられている。ホッパ81の底部には吸引口83が設けられていて、この吸引口83が搬送管95(チューブ)の一端に接続されている。搬送管95は、親トナー性の低いフレキシブルなゴム材料からなり、その他端が現像剤ポンプ98(ダイヤフラムポンプ)に接続されている。現像剤ポンプ98は、サブホッパ99、搬送管96を介して現像装置5Yに接続されている。
このように構成されたトナー補給装置90において、駆動モータ115(駆動機構)によってトナー容器32Yの容器本体33Yが回転駆動されて、トナー容器32Yの内部に収容されたトナーがトナー搬送ノズル91を介して容器外に排出される。トナー容器32Yから排出されたトナーは、落下経路部82を落下してホッパ81に貯留される。ホッパ81に貯留されたトナーは、現像剤ポンプ98が稼働することで、空気とともに吸引口83から吸引されて搬送管95を介して現像剤ポンプ98からサブホッパ99に向けて搬送される。そして、サブホッパ99に搬送されて貯留されたトナーは、搬送管96を介して現像装置5Y内に適宜に補給される。すなわち、トナー容器32Y内のトナーは、図3中の破線矢印方向に搬送されることになる。
先に図1を用いて説明したように、本実施の形態における画像形成装置100は、トナー容量(大きさ)の異なる複数のトナー容器32Y、32M、32C、32Kがそれぞれトナー補給装置90に着脱可能に設置されるように構成されている。
詳しくは、複数のトナー容器は、トナー容量が大きなブラック用のトナー容器32Yと、ブラック用のトナー容器32Yに比べてトナー容量が小さく互いのトナー容量が略同じなイエロー用のトナー容器32Yとマゼンタ用のトナー容器32Mとシアン用のトナー容器32Cと、である。以下、適宜に、前者を大容量トナー容器32Kと呼び、後者を小容量トナー容器32Y、32M、32Cと呼ぶこととする。
廃トナー回収装置60に着脱可能に設置されるトナー容器は、複数のトナー容器32Y、32M、32C、32Kのうち、トナー補給装置90での使用が終了した使用済の1つのトナー容器である。
そして、本実施の形態における画像形成装置100は、トナー容量が異なる2種類のトナー容器(大容量トナー容器32Kと、小容量トナー容器32Y、32M、32Cと、である。)のいずれも、廃トナー回収装置60に着脱可能に設置されるように構成している。廃トナー回収装置60に設置されるトナー容器は1つであるが、そのトナー容器は、大容量トナー容器32Kであっても、小容量トナー容器32Y、32M、32Cであっても良いことになる。
キャップ部34Y、34M、34C、34Kの円筒部34a,34a´は、容器本体33Y、33M、33C、33Kに連通するように設置されていて、容器本体33Y、33M、33C、33Kの外径に合わせて外径が異なるように形成されている。
キャップ部34Y、34M、34C、34Kの突出し部34bは、円筒部34a、34a´から突き出すように、略長方体状に形成されている。
また、大容量トナー容器32Kのキャップ部34Kの円筒部34a´の外径M2は、3つの小容量トナー容器32Y、32M、32Cのキャップ部34Y、34M、34Cの円筒部34aの外径M1に比べて大きく形成されている(M1<M2)。
なお、本実施の形態では、大容量トナー容器32Kの容器本体33Kの外径M1´と円筒部34a´の外径M1とが略同等になうように形成されて(M1´≒M1)、小容量トナー容器32Y、32M、32Cの容器本体33Y、33M、33Cの外径M2´と円筒部34aの外径M2とが略同等になるように形成されている(M2´≒M2)。
また、いずれのキャップ部34Y、34M、34C、34Kも、長手方向の長さはほぼ同等になるように形成されている。したがって、いずれのトナー容器32Y、32M、32C、32Kも、長手方向の長さはほぼ同等になるように形成されている。
具体的に、大容量トナー容器32Kのキャップ部34Kの突出し部34bの水平方向の長さN(図6の左右方向の幅である。)と、3つの小容量トナー容器32Y、32M、32Cのキャップ部34Y、34M、34Cの突き出し方向の長さNと、は同等になるように形成されている。
詳しくは、廃トナー回収装置60は、円筒部34a、34a´に対して突出し部34bが下方に位置するようにキャップ部34Y、34M、34C、34Kを保持する。また、廃トナー回収装置60は、容器本体33Y、33M、33C、33Kを回転可能に保持する。
そして、ベース部65には、保持部65a、スロープ部65b、レール部65cなどが設けられている。
一端側の保持部65aと他端側の保持部65aとの水平方向の間隔は、複数のトナー容器32Y、32M、32C、32Kにおいて共通化された挟持部34b1の長さNと同等に設定されている。
大容量トナー容器32Kの突出し部34bの水平方向の長さN(図6の左右方向の幅である。)と、3つの小容量トナー容器32Y、32M、32Cの突き出し方向の長さNと、が同等になるように形成されているため、いずれのキャップ部34Y、34M、34C、34Kも保持部65aで保持することが可能になっている。
詳しくは、小容量トナー容器32Y、32M、32Cの外径M1は、大容量トナー容器32Kの外径M2に比べて小さいため(M1<M2)、トナー容器の底部(下端)を同じ高さ位置に設定してしまうと、小容量トナー容器32Y、32M、32Cの中心軸Xの高さ位置が、大容量トナー容器32Kの中心軸Xの高さ位置よりも低くなってしまう。そのため、本実施の形態では、小容量トナー容器32Y、32M、32C(キャップ部34Y、34M、34C)はスロープ部65b上に乗り上げた状態で廃トナー回収装置60に保持されて、大容量トナー容器32K(キャップ部34K)はスロープ部65b上に乗り上げられない状態で廃トナー回収装置60に保持されるように構成している。
これにより、小容量トナー容器32Y、32M、32C(キャップ部34Y、34M、34C)は、スロープ部65bの高さH(図10(A)参照)分だけベース部65のベース面から持ち上げられた状態で保持され、その中心軸Xの高さ位置が大容量トナー容器32Kのものと一致することになる。なお、スロープ部65bの高さHは、(M2-M1)/2に設定されている。
なお、スロープ部65bは、装着方向上流側(図9の左側である。)の端部がベース部65のベース面と同じ高さになっていて、その位置を基点にして装着方向下流側に向けて高さが漸増して、高さがHに達してからその高さが装着方向下流側(図9の右側である。)の端部まで維持されるように形成されている。
すなわち、本実施の形態における廃トナー回収装置60は、高さ位置が略一致するように設置されたトナー容器32Y、32M、32C、32Kに対して、その中心軸が容器本体33Y、33M、33Cの中心軸Xに一致するようにキャップ部34Y、34M、34C、34K(穴部34a1)を介して容器本体33Y、33M、33C、33Kに挿入されて、トナー容器32Y、32M、32C、32Kの内部に廃トナーを搬送する略円筒状の廃トナー搬送部61が設けられている。
なお、キャップ部34Y、34M、34C、34Kの穴部34a1は、先に図3等を用いて説明したトナー補給装置90のトナー搬送ノズル91が、容器本体33Y、33M、33C、33Kの挿入口33x(図9参照)に嵌合されるために、挿入される部分でもある。
また、図示は省略するが、穴部34a1(キャップ部)の位置には、廃トナー搬送部61(又は、トナー搬送ノズル91)が挿入される前後のシール性を確保するために、可動式のシール部材(容器本体33Y、33M、33C、33Kの側に取付けられている。)が設けられている。
また、廃トナー回収装置60において、廃トナー搬送部61は、側板63に保持されている。
図9(A)に示すように、ユーザーによる操作によって、小容量トナー容器32Yがベース部65のベース面に沿って白矢印方向に押動されると、やがて図9(B)に示すように、小容量トナー容器32Yのキャップ部34Yがスロープ部65bに沿うように持ち上げられる。そして、キャップ部34Yの穴部34a1を介して容器本体33Yに、廃トナー搬送部61が挿入されて、廃トナーの回収が可能な状態になる。
なお、小容量トナー容器32Yのキャップ部34Yがスロープ部65bに沿うように持ち上げられた後、キャップ部34Yに形成された凹部34b2(図8等参照)が、ベース部65の側壁に設けられたレール部65c(装着方向に延在するように形成されている。)に嵌合して、レール部65cによってキャップ部34Yが装着方向下流側に向けてスムーズに案内されることになる。そして、最終的に、キャップ部34Y(突出し部34b)の挟持部34b1が保持部65aに挟持されることになる。
詳しくは、スロープ部65bが対応しないトナー容器(大容量トナー容器32Kである。)のキャップ部34Kの高さ位置を調整しないように、対応しないトナー容器32Kのキャップ部34Kの突出し部34bの底部34b3に、スロープ部65bとの接触を避ける逃げ部34b30を形成している。
これにより、大容量トナー容器32Kを廃トナー回収容器として廃トナー回収装置60に設置する場合には、そのキャップ部34Kがスロープ部65bに干渉(接触)しないことになる。
特に、大容量トナー容器32Kは、先に説明したように、キャップ部34Kの凹部34b2の上端のみがレール部65cに接触するように構成されていて、凹部34b2とレール部65cとの嵌合によってキャップ部34Yの上方への移動を制限することができない。そのため、キャップ部34Kが上方に移動しようとしたときに、キャップ部34Kに接触してその移動を制限する制限部65fを設けることで、キャップ部34Kの上下方向の位置が定まることになる。
なお、小容量トナー容器32Y、32M、32Cは、先に説明したように、キャップ部34Kの凹部34b2の上端と下端とがレール部65cに接触(嵌合)して、キャップ部34Yの上下方向の移動が制限されるように構成されているため、上述したような制限部65fを別に設ける必要はない。
そのため、いずれのトナー容器32Y、32M、32C、32Kも廃トナー回収容器として廃トナー回収装置60に設置することが可能になり、ユーザーにとって使い勝手が向上する。換言すると、複数種のトナー容器32Y、32M、32C、32Kのうち1種類のトナー容器(例えば、大容量トナー容器32Kである。)のみが廃トナー回収容器となり得るのではなくて、すべてのトナー容器32Y、32M、32C、32Kが廃トナー回収容器となり得るので、廃トナー回収容器が不足してしまうような不具合も生じにくくなる。
具体的に、図13に示す比較例としてのトナー容器のキャップ部134Y、134M、134C、134Kのように、大容量トナー容器のキャップ部134Kの円筒部134a´(外径M2が大きなものである。)の外周面を挟持するように保持部165aを形成してしまうと、小容量トナー容器のキャップ部134Y、134M、134Cの円筒部134a(外径M1が小さなものである。)の外周面を、保持部165aによって挟持することができない(隙間が生じてしまう)。そのため、小容量トナー容器のキャップ部134Y、134M、134Cの位置が定まらず、廃トナー回収容器として使用できなくなってしまう。
これに対して、本実施の形態では、トナー容量(外径M1、M2)の異なるトナー容器32Y、32M、32C、32Kに、廃トナー回収装置60の保持部65aによって挟持可能な共通する長さNの挟持部34b1を設けているため、そのような不具合が生じない。
これは、廃トナーを容器内に回収するときには、上述した螺旋状の溝33aによるトナー搬送方向を、トナーを容器外に排出するときに対して逆方向にする必要があるためである。
詳しくは、図5に示すように、廃トナー回収装置60にトナー容器32Y(32M、32C、32K)が装着されると、容器本体33Yの頭部側に形成したギア部33bが、廃トナー回収装置60の駆動ギア71に噛合する。そして、駆動モータ70が駆動されると、そのモータ軸に設置された駆動ギア71からギア部33bに駆動が伝達されて、容器本体33が矢印方向(図3の矢印方向の逆方向である。)に回転駆動されることになる。
そして、廃トナー回収装置60には、トナー容器32Y、32M、32C、32Kの着脱時に開閉される開閉カバー120(図5のヒンジ120aを中心に開閉されるものであって、画像形成装置100の外装カバーの一部として機能するものである。)に、取っ手33d(突起部)を覆うように支持する支持部120b(略すり鉢状に形成された凹部である。)が設けられている。
このように、大容量トナー容器32Yと小容量トナー容器32Y、32M、32Cとの区別なく共通化された取っ手33dを、支持部120bによって回転可能に支持することにより、いずれのトナー容器32Y、32M、32C、32Kも中心軸Xを中心に偏心することなくスムーズに回転することになる。
これにより、トナー容量の異なるトナー容器32Y、32M、32C、32Kであっても廃トナー回収装置60に設置して廃トナー回収容器として使用することができる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態ものと同様の効果を得ることができる。
32Y、32M、32C トナー容器(小容量トナー容器)、
32K トナー容器(大容量トナー容器)、
33Y、33M、33C、33K 容器本体、
33a 溝(螺旋状の溝)、
33d 取っ手(突起部)、
34Y、34M、34C、34K キャップ部、
34a,34a´ 円筒部、
34a1 穴部、
34b 突出し部、
34b1 挟持部、
34b2 凹部、
34b3 底部、
34b30 逃げ部、
60 廃トナー回収装置、
61 廃トナー搬送部、
65 ベース部、
65a 保持部、
65b スロープ部、
65c レール部、
65f 制限部、
90 トナー補給装置、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)、
120 開閉カバー、
120b 支持部。
Claims (9)
- トナー容量の異なる複数のトナー容器がそれぞれトナー補給装置に着脱可能に設置される画像形成装置であって、
前記複数のトナー容器のうち、前記トナー補給装置での使用が終了した使用済のトナー容器が着脱可能に設置されて、当該画像形成装置で生じた廃トナーを前記使用済みのトナー容器の内部に回収するための廃トナー回収装置を備え、
前記複数のトナー容器は、
前記トナー容量に応じて外径が異なるように形成された容器本体と、
前記容器本体に連通するように設置されて、前記容器本体の外径に合わせて外径が異なるように形成された円筒部と、前記円筒部から突き出すように形成された略長方体状の突出し部と、が設けられたキャップ部と、
を具備し、
前記キャップ部の前記突出し部は、前記複数のトナー容器の前記トナー容量に関わらず前記容器本体の長手方向に対して略直交する略水平方向の長さが同じになるように形成された挟持部を具備し、
前記廃トナー回収装置は、前記突出し部の前記挟持部を挟持して前記キャップ部を非回転で保持することを特徴とする画像形成装置。 - 前記廃トナー回収装置は、
前記円筒部に対して前記突出し部が下方に位置するように前記キャップ部を保持して、
前記容器本体を回転可能に保持することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記廃トナー回収装置は、前記容器本体を、前記トナー補給装置に設置されていたときの回転方向とは逆方向に回転駆動することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記廃トナー回収装置は、前記複数のトナー容器の前記トナー容量に関わらず前記廃トナー回収装置における前記容器本体の中心軸の高さ位置が略一致するように、対応するトナー容器の前記キャップ部の高さ位置を調整するスロープ部を具備したことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記スロープ部が対応しないトナー容器の前記キャップ部の高さ位置を調整しないように、前記対応しないトナー容器の前記キャップ部の前記突出し部に、前記スロープ部との接触を避ける逃げ部を形成したことを特徴する請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記廃トナー回収装置は、前記高さ位置が略一致するように設置された前記トナー容器に対して、その中心軸が前記容器本体の前記中心軸に一致するように前記キャップ部に挿入されて、前記トナー容器の内部に廃トナーを搬送する略円筒状の廃トナー搬送部を具備したことを特徴する請求項4又は請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記廃トナー回収装置は、前記キャップ部の上方への移動を制限する制限部を具備したことを特徴とする請求項1~請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記複数のトナー容器は、それぞれ、前記容器本体において前記キャップ部が設置される側に対して反対側に、前記トナー容量に関わらず略同径に形成された突起部を具備し、
前記廃トナー回収装置は、前記トナー容器の着脱時に開閉される開閉カバーに、前記突起部を覆うように支持する支持部が設けられたことを特徴とする請求項1~請求項7のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記複数のトナー容器は、前記トナー容量が大きなブラック用のトナー容器と、前記ブラック用のトナー容器に比べて前記トナー容量が小さく互いの前記トナー容量が略同じなイエロー用のトナー容器とマゼンタ用のトナー容器とシアン用のトナー容器と、であることを特徴とする請求項1~請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。
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