JP4924876B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置に関する。

特許文献１は、像担持体クリーニング手段により除去された像担持体上に残留するトナーを廃トナー移送手段により搬送して、トナーを廃トナー回収容器に排出するようにする画像形成装置を開示する。

特開２００５−１７３３５０号公報

しかしながら、特許文献１が開示する画像形成装置おいては、廃トナー回収容器および廃トナー移送手段が大型化するという問題があった。

本発明は、上述した背景からなされたものであり、現像剤回収手段を小型化できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、支軸を中心として回転自在に支持された現像装置と、この現像装置から現像剤を回収する現像剤回収手段とを有し、前記現像剤回収手段は、前記支軸に形成された回収路を含む。

好適には、前記現像剤回収手段は、前記現像装置から前記支軸に形成された回収路に接続される現像剤搬送路を有し、前記現像剤搬送路は、前記支軸を中心として回転自在に支持されている。

好適には、前記現像剤回収手段は、前記現像装置内に形成された現像剤回収口を有し、前記現像装置が回転した場合、前記現像剤回収口が前記現像装置内の現像剤回収位置から離れる。

好適には、前記現像装置は、水平位置とその水平位置から下方に傾いた下方位置との間で回転し、前記現像剤回収口は、前記現像装置が下方位置に回転した場合に前記現像剤回収位置から離れる。

本発明に係る第２の画像形成装置は、像保持体装置と、この像保持体装置の像保持体に残留した現像剤を回収する第１の現像剤回収手段と、支軸を中心として回転自在に支持され、前記像保持体が保持する潜像を現像する現像装置と、この現像装置から現像剤を回収する第２の現像剤回収手段とを有し、前記第１の現像剤回収手段と前記第２の現像剤回収手段とは、前記支軸に形成された共通の回収路を含む。

好適には、前記像保持体装置は、前記支軸を中心として回転自在に支持されている。

好適には、前記第１の現像剤回収手段は、前記像保持体装置から前記支軸に形成された回収路に接続される第１の現像剤搬送路を有し、前記第２の現像剤回収手段は、前記現像装置から前記支軸に形成された回収路に接続される第２の現像剤搬送路を有し、前記第１の現像剤搬送路と前記第２の現像剤搬送路とは、前記支軸を中心として回転自在に支持されている。

本発明によれば、像保持体装置および現像装置が回転しても現像剤の回収口の位置が固定されているので、現像剤回収手段を小型化できる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。
画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の内部に本体フレーム１４が設けられていると共に、画像形成装置本体１２の下部に例えば１段の給紙ユニット１６が配置されている。

給紙ユニット１６は、用紙などのシートが収納される給紙カセット１８を有する。給紙カセット１８の奥端近傍上部には、給紙カセット１８から用紙を供給するフィードロール２０、及び、供給される用紙を１枚ずつ捌くリタードロール２２が配置されている。

搬送路２４は、フィードロール２０から排出口２６までの用紙通路であり、この搬送路２４は、画像形成装置本体１２の裏側（図１の左側面）近傍にあって、給紙ユニット１６から後述する定着装置７６まで略鉛直方向に形成されている。
この搬送路２４の定着装置７６の上流側に後述する二次転写ロール６８と二次転写バックアップロール６２とが配置され、二次転写ロール６８と二次転写バックアップロール６２の上流側にレジストロール２８が配置されている。
また、搬送路２４の排出口２６の近傍には排出ロール３０が配置されている。

したがって、給紙ユニット１６の給紙カセット１８からフィードロール２０により送り出された用紙は、リタードロール２２により捌かれて最上部の用紙のみ搬送路２４に導かれ、レジストロール２８により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール６８と二次転写バックアップロール６２との間を通ってトナー像が転写され、この転写されたトナー像が定着装置７６により定着され、排出ロール３０により排出口２６から画像形成装置本体１２の上部に設けられた排出部３２へ排出される。

本体フレーム１４は、下方が開口する４つの凹部３４を有し、これらの凹部３４に画像形成部３６の後述する像保持体ユニット３８ａ〜３８ｄの軸方向端部（後述するベアリング８８）がそれぞれ下方から接触している。
画像形成部３６は、像保持体ユニット３８ａ〜３８ｄと、現像ユニット４０ａ〜４０ｄと、ＬＥＤユニット４２ａ〜４２ｄとを有する。
像保持体ユニット３８ａ〜３８ｄそれぞれは、例えば感光体ドラムからなる像保持体４４を有し、像保持体ユニット保持部材４６により着脱自在に保持されている。
像保持体ユニット保持部材４６は、軸部４８を軸として正逆方向に所定の範囲で揺れ動くようにされている。

現像ユニット４０ａ〜４０ｄは、それぞれ現像ユニット保持部材５０により着脱自在に保持された例えばトリクル現像方式の現像装置であり、画像形成装置本体１２の正面側（図１の右側）上方に設けられたトナーボックス５２ａ〜５２ｄからそれぞれ黒（Ｂｌａｃｋ：Ｋ）、シアン（Ｃｙａｎ：Ｃ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ：Ｍ）、及びイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ：Ｙ）のトナーを受け入れ、像保持体４４が保持する潜像をそれぞれの色で現像し、画像形成部３６の下方に設けられた現像剤回収ボックス５４に向けて劣化した現像剤をそれぞれ排出する。
現像ユニット保持部材５０は、軸部４８を軸として正逆方向に所定の範囲で揺れ動くようにされている。

ＬＥＤユニット４２ａ〜４２ｄは、像保持体４４に潜像を書き込む光書き込み装置であり、正逆方向に所定の範囲で揺れ動く遊びをもって、それぞれ現像ユニット４０ａ〜４０ｄに支持されている。

また、画像形成部３６の上方には、現像ユニット４０ａ〜４０ｄによって現像された各色のトナー像を一次転写され、後述する二次転写位置まで搬送する中間転写装置５６が設けられている。
中間転写装置５６は、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体５８、一次転写ロール６０ａ〜６０ｄ、二次転写バックアップロール６２、クリーナバックアップロール６４及びテンションロール６６から構成される。

中間転写体５８は、例えば弾性を有し、カラー画像を形成するカラーモードにおいては、像保持体４４それぞれが保持するトナー像を一次転写位置において一次転写ロール６０ｄから一次転写ロール６０ａまでにより順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を後述する二次転写ロール６８に向けて搬送する。
また、中間転写体５８は、白黒画像を形成する白黒モードにおいては、黒のトナー像を保持する像保持体４４からのみトナー像を一次転写され、この一次転写されたトナー像を後述する二次転写ロール６８に向けて搬送するようにされている。
さらに、中間転写体５８の裏側（図１の左側面）には、テンションロール６６及び二次転写バックアップロール６２により、平面部が形成されており、この平面部が二次転写部となって搬送路２４に臨むようにされている。
クリーナバックアップロール６４は、二次転写後に中間転写体５８に残留するトナーを後述するブレード７２が掻き取ることを補助する。

中間転写装置５６の二次転写バックアップロール６２には、搬送路２４を挟んで二次転写ロール６８が対峙している。つまり、二次転写ロール６８と二次転写バックアップロール６２との間が二次転写部における二次転写位置となっており、二次転写ロール６８は、二次転写バックアップロール６２の補助により、中間転写体５８に一次転写されたトナー像を二次転写位置で用紙に二次転写する。
なお、二次転写ロール６８と二次転写バックアップロール６２との間には、所定の電位差が生じるようにされており、例えば二次転写ロール６８を高電圧にした場合には、二次転写バックアップロール６２はグランド（ＧＮＤ）などに接続される。

中間転写体５８の反二次転写位置側には、中間転写体用クリーナ７０が接触するように設けられている。
中間転写体用クリーナ７０は、例えば二次転写後に中間転写体５８に残留するトナーを掻き取ってクリーニングするブレード７２と、このブレード７２によって掻き取られたトナーを回収するトナー回収ボトル７４とを有する。
ブレード７２は、例えばウレタンゴムからなる。トナー回収ボトル７４は、回収したトナーを後述する回収路１１２に向けて搬送する搬送部材７５を有する。
また、中間転写体５８がトナー像を搬送する間は、ブレード７２は中間転写体５８に常時接触するようにされている。

二次転写位置の上方には、定着装置７６が配置されている。定着装置７６は、加熱ロール７８と加圧ロール８０とを有し、二次転写ロール６８及び二次転写バックアップロール６２により用紙に二次転写されたトナー像を用紙に定着させ、排出ロール３０に向けて搬送する。

また、画像形成装置本体１２内には、例えばＣＰＵ（図示せず）などを含み、画像形成装置１０を構成する各部を制御する制御部８２が設けられている。

次に、像保持体ユニット３８ａ〜３８ｄ及び現像ユニット４０ａ〜４０ｄについて詳述する。像保持体ユニット３８ａ〜３８ｄは、それぞれ略同様に構成されており、現像ユニット４０ａ〜４０ｄも、現像する色が異なる他は、それぞれ略同様に構成されている。そこで、像保持体ユニット３８ａ及び現像ユニット４０ａについて説明する。

図２は、像保持体ユニット３８ａ、現像ユニット４０ａ及びその周辺の詳細を示す拡大側面図である。
像保持体ユニット３８ａは、像保持体４４、帯電装置８４及びクリーニング装置８６が一体化されたユニットであり、像保持体ユニット保持部材４６により着脱自在に保持されている。
像保持体ユニット保持部材４６は、上述したように軸部４８を軸として正逆方向に所定の範囲で揺れ動くようにされ、例えば像保持体ユニット３８ａの重量により重力方向下方に移動するようにされている。
なお、軸部４８には、軸部４８の中心を軸として回転することにより、トナー及び現像剤を後述する回収路１１２に向けて搬送する排出現像剤搬送路８７が設けられている。

像保持体４４は、外径が像保持体４４よりも大きい例えばベアリング８８が同軸で端部に設けられている。ベアリング８８は、外周面が下方から本体フレーム１４の凹部３４に対して接触することにより、本体フレーム１４（又は画像形成装置本体１２）に支持された中間転写装置５６の中間転写体５８に対して像保持体４４を位置決めしている。
帯電装置８４は、像保持体４４を一様に帯電する。

クリーニング装置８６は、ブレード９０、残留トナー回収部９２及び残留トナー回収口９４を有し、像保持体４４から中間転写体５８にトナー像が転写された後に、像保持体４４に残ったトナーをブレード９０により掻き落として残留トナー回収部９２に回収する。
回収されたトナーは、残留トナー回収口９４より後述する残留トナー搬送路２１０に向けて搬送される。
像保持体ユニット保持部材４６は、例えばバネなどの図示しない弾性部材によって両端が支持され、揺れ動く範囲が所定範囲に規制されるとともに、所定の方向に付勢されてもよい。

現像ユニット４０ａは、現像ロール９６、第１の攪拌搬送部材９８、第２の攪拌搬送部材１００及びギア１０１ａ，１０１ｂなどが一体化されたユニットであり、現像ユニット保持部材５０により着脱自在に保持されている。
また、現像ユニット保持部材５０は、上述したように軸部４８を軸として正逆方向に所定の範囲で揺れ動くようにされ、例えば現像ユニット４０ａの重量により重力方向下方に移動するようにされている。
そして、現像ユニット４０ａは、後述する搬送パイプ１０６ａを介してトナーボックス５２ａから受け入れたトナーを、第１の攪拌搬送部材９８及び第２の攪拌搬送部材１００により循環させて現像ロール９６へ攪拌搬送し、像保持体４４に形成された潜像を現像ロール９６によって現像する。
ギア１０１ａは、現像ロール９６及び第２の攪拌搬送部材１００それぞれの端部に設けられた図示しないギアに係合することにより、現像ロール９６の駆動力を第２の攪拌搬送部材１００に伝達する。
ギア１０１ｂは、第２の攪拌搬送部材１００及び第１の攪拌搬送部材９８それぞれの端部に設けられた図示しないギアに係合することにより、第２の攪拌搬送部材１００の駆動力を第１の攪拌搬送部材９８に伝達する。

なお、現像ユニット４０ａは、現像ロール９６の同軸上にある図示しないトラッキングロールが像保持体４４のベアリング８８に接触することにより、像保持体４４に対する現像ロール９６の位置が決められるようにされている。
また、現像ユニット保持部材５０は、例えばバネなどの図示しない弾性部材によって両端が支持され、揺れ動く範囲が所定範囲に規制されるとともに、所定の方向に付勢されてもよい。

また、現像ユニット４０ａには、ＬＥＤユニット４２ａが支点１０２を中心に所定の範囲で揺れ動く遊びをもって支持されている。ＬＥＤユニット４２ａは、上部にＶ字状の溝部１０４が形成されており、像保持体４４の端部に設けられたベアリング８８の外周面に溝部１０４が下方から接触することにより、上部の走査光を出射する出射口が像保持体４４の所定の位置に向けられるように位置決めされている。
なお、像保持体ユニット３８ａ、現像ユニット４０ａ及びＬＥＤユニット４２ａは、異なる組み合わせで一体化されてもよいし、全てが一体化されていてもよい。

次に、像保持体ユニット３８ａおよび現像ユニット４０ａから、残留トナーおよび劣化した現像剤を回収し、排出現像剤搬送路８７に搬送する手段を説明する。
図３において、トリクル現像剤搬送路２００および残留トナー搬送路２１０の詳細が示されている。
トリクル現像剤搬送路２００は、たとえばパイプ状に形成されており、現像ユニット４０ａの内部から現像ユニット４０ａの筐体を貫通し、排出現像剤搬送路８７に接続するように形成されている。
また、トリクル現像剤搬送路２００は、排出現像剤搬送路８７の中心を軸として現像ユニット４０ａとともに揺れ動くようにされている。
現像ユニット４０ａ内で第１の攪拌搬送部材９８及び第２の攪拌搬送部材１００により循環されて劣化したトリクル現像剤は、トリクル現像剤回収口２０２より回収され、トリクル現像剤搬送路２００を介して、排出現像剤搬送路８７に向けて搬送される。

残留トナー搬送路２１０は、たとえばパイプ状に形成されており、残留トナー回収口９４から排出現像剤搬送路８７へ接続するように形成されている。
また、残留トナー搬送路２１０は、排出現像剤搬送路８７の中心を軸として像保持体ユニット３８ａとともに揺れ動くようにされている。
残留トナー回収口９４から搬送された残留トナーは、残留トナー搬送路２１０を介して、排出現像剤搬送路８７に向けて搬送される。
排出現像剤搬送路８７は、残留トナー搬送路２１０を介して搬送された残留トナーと、トリクル現像剤搬送路２００を介して搬送されたトリクル現像剤とを、まとめて回収路１１２に向けて搬送する。

次に、トナーをトナーボックス５２ａ〜５２ｂから現像ユニット４０ａ〜４０ｄに搬送する手段を説明する。
図４において、トナーボックス５２ａ〜５２ｂから現像ユニット４０ａ〜４０ｄにそれぞれトナーを搬送する搬送パイプ１０６ａ〜１０６ｄが示されている。
搬送パイプ１０６ａ〜１０６ｄそれぞれは、例えば弾性を有する部材からなり、トナーボックス５２ａ〜５２ｂから各色のトナーを現像ユニット４０ａ〜４０ｄの第１の攪拌搬送部材９８側に搬送する。

次に、残留トナー及び劣化したトリクル現像剤を現像剤回収ボックス５４に回収する手段を説明する。
図５において、排出現像剤搬送路８７から現像剤回収ボックス５４にトナー及び現像剤を回収するための回収路１１２が示されている。
回収路１１２は、４つの排出現像剤搬送路８７それぞれが搬送するトナー及び現像剤、並びに搬送部材７５が搬送するトナーを、図示しない搬送部材によって現像剤回収ボックス５４へ向けて搬送するためのパイプ状の回収路である。
したがって、像保持体４４それぞれ及び中間転写体５８から回収されたトナー、並びに現像ユニット４０ａ〜４０ｄそれぞれから回収された現像剤は、回収路１１２を介して現像剤回収ボックス５４に回収される。

次に、本発明の実施形態の作用を説明する。
図６において、中間転写体５８から像保持体４４が離れ、かつ像保持体４４から現像ロール９６が離れた状態が示されている。
上述したように、像保持体ユニット３８ａは軸部４８を軸として中間転写体５８から離れるように下方に回転し、現像ユニット４０ａは軸部４８を軸として像保持体ユニット３８ａから離れるように下方に回転する。
現像ユニット４０ａが軸部４８を軸として下方に回転することによって、現像ユニット４０ａに滞留している現像剤は、現像ユニット４０ａの回転に合わせて移動する。
現像剤が移動すると、トリクル現像剤回収口２０２は現像剤から離れた状態になるので、現像ユニット４０ａが像保持体ユニット３８ａから離れた状態では、トリクル現像剤は回収されないようになっている。

また、上述したように、トリクル現像剤搬送路２００および残留トナー搬送路２１０は、排出現像剤搬送路８７に接続するように形成されており、さらに、排出現像剤搬送路８７は軸部４８に設けられているので、像保持体ユニット３８ａおよび現像ユニット４０ａが回転しても、排出現像剤搬送路８７の位置は移動しない。
すなわち、像保持体ユニット３８ａおよび現像ユニット４０ａが回転しても、排出するトナーおよび現像剤を回収路１１２へ搬送する接続口の位置は移動しない。よって、回収路１１２の形状を小さくすることができる。

図７において、トリクル現像剤搬送路２００および残留トナー搬送路２１０が形成されていない場合の像保持体ユニット３８ａおよび現像ユニット４０ａが示されている。
残留トナー回収部９２によって回収されたトナーは、残留トナー回収口９４より回収路１１２に、直接、搬送される。
現像ユニット４０ａ内で劣化したトリクル現像剤は、トリクル現像剤回収口２２０より回収され、回収路１１２に、直接、搬送される。

この場合、図８に示すように、像保持体ユニット３８ａおよび現像ユニット４０ａが実線の位置から破線の位置に回転すると、その回転に合わせて、残留トナー回収口９４およびトリクル現像剤回収口２２０も、矢印Ａおよび矢印Ｂに示すように移動する。
残留トナー回収口９４およびトリクル現像剤回収口２２０が移動するので、回収路１１２は、図８に示すようにその移動範囲を覆うように大きく形成される必要があり、そのため、回収路１１２は大型化する。さらに、回収路１１２の大型化に伴って、画像形成装置１０も大型化してしまう。
本発明の実施形態に係る画像形成装置１０は、上述したような構成となっているので、画像形成装置を小型化することができる。

また、図８に示した構成では、残留トナー回収口９４が移動するので、回収路１１２に、その移動範囲に合わせた開口２３０を形成する必要があるが、像保持体４４の回転動作時以外の時は、トナーが外部に漏れないように開口２３０を塞ぐ必要がある。
同様に、トリクル現像剤回収口２２０も移動するので、回収路１１２に、その移動範囲に合わせた開口２３２を形成する必要があるが、現像ロール９６の回転動作時以外の時は、現像剤が外部に漏れないように開口２３２を塞ぐ必要がある。
本発明の実施形態に係る画像形成装置１０は、上述したような構成となっているので、回収路１１２に開口は形成されず、したがって開口を塞ぐ必要はない。

なお、上述した実施形態では、像保持体ユニット３８ａおよび現像ユニット４０ａから、それぞれ、残留トナーおよびトリクル現像剤を、残留トナー搬送路２１０およびトリクル現像剤搬送路２００によって、排出現像剤搬送路８７に搬送する構成としているが、トリクル現像剤搬送路２００のみが形成される構成としてもよい。
また、上述した実施形態では、像保持体ユニット３８ａが軸部４８を軸として回転する構成としているが、回転しなくてもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。 像保持体ユニット、現像ユニット及びその周辺の詳細を示す拡大側面図である。 トリクル現像剤搬送路および残留トナー搬送路の詳細を示す図である。 トナーボックスから現像ユニットにそれぞれトナーを搬送する搬送パイプを示した画像形成装置の側面図である。 現像剤回収ボックスにトナー及び現像剤を回収するための回収路を示した画像形成装置の側面図である。 中間転写体から像保持体が離れ、かつ像保持体から現像ロールが離れた状態を示す図である。 トリクル現像剤搬送路および残留トナー搬送路が形成されていない場合の像保持体ユニットおよび現像ユニットを示す図である。 図７に示した像保持体ユニットおよび現像ユニットが下方に回転した状態を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
１４ 本体フレーム
３４ 凹部
３６ 画像形成部
３８ａ〜３８ｄ 像保持体ユニット
４０ａ〜４０ｄ 現像ユニット
４２ａ〜４２ｄ ＬＥＤユニット
４４ 像保持体
４６ 像保持体ユニット保持部材
４８ 軸部
５０ 現像ユニット保持部材
５６ 中間転写装置
５８ 中間転写体
８６ クリーニング装置
８７ 排出現像剤搬送路
９０ ブレード
９２ 残留トナー回収部
９４ 残留トナー回収口
９６ 現像ロール
１１２ 回収路
２００ トリクル現像剤搬送路
２０２ トリクル現像剤回収口
２１０ 残留トナー搬送路

Claims (5)

1. 支軸を中心として回転自在に支持されている像保持体装置と、
   この像保持体装置の像保持体に残留した現像剤を回収する第１の現像剤回収手段と、
   前記支軸を中心として回転自在に支持され、前記像保持体が保持する潜像を現像する現像装置と、
   この現像装置から現像剤を回収する第２の現像剤回収手段と
   を有し、
   前記第１の現像剤回収手段と前記第２の現像剤回収手段とは、前記支軸に形成された共通の回収路を含む
   画像形成装置。
2. 前記第１の現像剤回収手段は、前記像保持体装置から前記支軸に形成された回収路に接続される第１の現像剤搬送路を有し、
   前記第２の現像剤回収手段は、前記現像装置から前記支軸に形成された回収路に接続される第２の現像剤搬送路を有し、
   前記第１の現像剤搬送路と前記第２の現像剤搬送路とは、前記支軸を中心として回転自在に支持されている
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤回収手段は、前記現像装置内に形成された現像剤回収口を有し、
   前記現像装置が回転した場合、前記現像装置内の現像剤が移動して、前記現像剤回収口は前記現像装置内の現像剤から離れる
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像装置は、水平位置とその水平位置から下方に傾いた下方位置との間で回転し、
   前記現像剤回収口は、前記現像装置が下方位置に回転した場合に、前記現像装置内の現像剤から離れる
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 現像剤の各色ごとに複数設けられている像保持体装置と、
   この像保持体装置の像保持体に残留した現像剤を回収する第１の現像剤回収手段と、
   支軸を中心として回転自在に支持され、前記像保持体が保持する潜像を現像する現像装置と、
   この現像装置から現像剤を回収する第２の現像剤回収手段と
   を有し、
   前記第１の現像剤回収手段と前記第２の現像剤回収手段とは、前記支軸に形成された共通の回収路を含む
   画像形成装置。

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