JP5907613B2 - 回収トナー容器及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタやコピー機、ＦＡＸ等の画像形成装置において、除去された転写残トナーを回収する回収トナー容器、及び前記回収トナー容器を具備する画像形成装置に関する。

画像形成装置において、紙等の記録材にトナー像を形成した後、感光体や中間転写体上に残留する転写残トナーは、クリーニング装置によって回収トナー容器に搬送・回収される。そして、その回収トナー容器内のトナー回収量が所定量に達すると、空の回収トナー容器と交換することとなる。

ここで、近年、資源の有効活用が求められていることを背景として、従来は交換後に廃棄されることが多かった回収トナー容器についても、再利用することが検討されている。回収トナー容器の再利用を行うためには、内部に回収されたトナーの排出及び内部清掃を効率的に行う必要がある。

特許文献１は、再生時に、周囲へトナー飛散させることなく、内部の回収トナーを効率的に排出することを目的とした回収トナー容器構成を開示する。

特許文献１においては、容器内部の清掃を行う際、スクリュー部材（１１２）を回転させながら排出部（１０３）よりトナーを排出する。これにより、容器内部で固着したトナーを粉砕しながら排出することができる。

特開２００９−３００６３５号公報

しかし、上記従来の構成では、以下のような問題があった。

特許文献１に開示された回収トナー容器では、螺旋状スクリュー部材（１１２）と軸受部材（１０７）が嵌合した状態で、スクリュー部材（１１２）を回転させる。このため、スクリュー部材（１１２）と軸受部材（１０７）の嵌合部ギャップに侵入したトナーを除去・清掃することができない。この場合、トナー搬送方向下流側において、搬送されたトナーが軸受の嵌合部に侵入し、後続のトナーにより加圧され凝着する場合がある。すると、トナーの凝着による再使用時のスクリュー回転負荷増大等が発生し、機能的なトラブルを招くおそれがあった。

本発明は、回転可能に支持された回転部材を備えた回収トナー容器において、回収トナー容器に収納された回収トナーの外部への排出性を高めつつ、回収トナー容器の軸受部に付着する回収トナーを効率的に除去・清掃可能とすることを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、画像形成装置本体に着脱可能な回収トナー容器であって、画像形成後に回収された回収トナーを流入させるために少なくとも１つの流入口が形成される回収容器本体と、回転可能に設けられ、前記流入口より前記回収容器本体へ流入した前記回収トナーを回収トナー搬送方向の下流へ搬送する少なくとも１つの回転部材と、回収トナー搬送方向において下流側に配置され、前記回収容器本体の前記回収トナーを排出するための排出口と、前記回収容器本体の前記回収トナーの充填量が所定の量に達したときに前記回収トナーが流入可能な流入部と、前記排出口を塞ぐ蓋部材と、前記蓋部材に設けられ、前記回転部材の一方の端部と嵌合する軸受部と、を有する画像形成装置本体に着脱可能な回収トナー容器において、前記回収容器本体に設けられ、前記排出口と異なる位置に設けられ、前記軸受部と係合する開口部を有することを特徴とする。

上記の構成により、回収トナー容器に収納された回収トナーの外部への排出性を高めつつ、回収トナー容器の軸受部に付着する回収トナーを効率的に除去・清掃可能とすることができる。

画像形成装置の概略構成を示す断面図。 ドラムクリーニング機構及びベルトクリーニング機構を示す断面図。 転写残トナー回収機構の説明図。 回収トナー容器への回収トナー流入状態を示す断面図。 回収トナー容器から検知部へのトナー流入を示す断面図。 回収トナー容器右側端部の拡大断面図。 回収トナー容器の蓋部材を取り外した状態を示す斜視図。 検知部と一体となった蓋部材を有する回収トナー容器を示す斜視図。

以下、本発明の実施形態を例示的に説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。このため、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔画像形成装置１〕
図１は画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図１においては、画像形成装置１として複写機を例示して説明する。

画像形成装置１は、複数の画像形成部１１（プロセスカートリッジ）を有する。各画像形成部１１は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成する。図１において、４つの画像形成部１１はいずれも同じ構成であるため、イエロー（Ｙ）色の画像形成部１１のみに符号を付した。また、以下の説明で、特に必要な場合以外は、色を示す符号（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を省略して説明する。

画像形成部１１はユニット化され、画像形成装置１本体に対して着脱自在に構成される。画像形成部１１は、電子写真感光体の感光体ドラム１２（像担持体）を有する。感光体ドラム１２の周囲には、それぞれ一次帯電器１３、現像器１４、ドラムクリーナ６が配置される。また全ての感光体ドラム１２の下方には、ポリゴンミラー等を有しレーザー光を照射する露光装置１０が配置される。

また、全ての画像形成部１１の上方には、全ての感光体ドラム１２に当接するように、中間転写ベルト１６（中間転写体）が配置される。中間転写ベルト１６は複数のローラに張架され、中間転写ベルトユニット１８を構成している。

以上の概略構成により、次のように画像形成を行う。

外部からイエローの画像信号が画像形成装置１に送られる。すると、一次帯電器１３によって一様に帯電された感光体ドラム１２に対して、前記画像信号に対応する静電潜像が形成される。前記静電潜像は、露光装置１０内のポリゴンミラー等を介して照射されるレーザー光によって形成される。次に、前記静電潜像に対して、現像器１４からイエローのトナーを供給する。これにより、イエローに対応する感光体ドラム１２上にイエロートナー像が現像され、可視化される。

イエロートナー像が感光体ドラム１２の回転に伴って、感光体ドラム１２と中間転写ベルト１６とが当接する一次転写部位に到達する。ここで、一次転写部材１９には一次転写バイアスが印加されることにより、感光体ドラム１２上のイエロートナー像が中間転写ベルト１６に転写（一次転写）される。

中間転写ベルト１６のイエロートナー像を担持した部位が、隣接する画像形成部（本実施形態ではマゼンタのプロセスカートリッジ）の感光体ドラム１２上に移動する。すると、そのときまでに、前述のイエロートナー像の現像と同様な工程で、マゼンタトナー像がマゼンタに対応する感光体ドラム１２上に形成されている。そこで、マゼンタトナー像が、イエロートナー像の上に重畳転写される。

同様に、中間転写ベルト１６が移動するにつれて、各画像形成部の一次転写部位においてシアントナー像、ブラックトナー像が、前述したイエロートナー像及びマゼンタトナー像上に順次重畳転写される。

一方、記録材Ｐはカセット３０に収納されている。記録材Ｐは、カセット３０からピックアップローラ２９により１枚ずつ送り出される。送り出された記録材Ｐは、レジストローラ２８において、画像形成のタイミングとタイミングを合わされる。その後、記録材Ｐは中間転写ベルト１６と二次転写ローラ１７に挟持された二次転写部位に達する。ここで、二次転写ローラ１７（二次転写部）に印加される二次転写バイアスにより、中間転写ベルト１６上の４色のトナー像が記録材Ｐ上に一括して転写（二次転写）される。

４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、搬送ガイドに案内されて、二次転写ローラ１７の上方に配置された定着装置２０（定着部）に搬送され、定着装置２０内で熱および圧力を受ける。これによって、各色のトナーが溶融混色することで、記録材Ｐ上にフルカラーのトナー画像が定着される。

その後、トナー画像が定着された記録材Ｐは、搬送ガイドに案内されて、定着装置２０の記録材搬送方向下流の複数箇所に設けられた排出ローラ２５（排出部材）によって、排出トレイ２３上に排出される。

記録材Ｐの一方の面に対して画像形成を行う片面モードの場合、前述のように、一方の面に画像が形成された記録材Ｐは、排出ローラ２５によって排出トレイ２３上に排出される。

一方、記録材Ｐの両方の面に対して画像形成を行う両面モードの場合、前述のように一方の面に画像が形成された記録材Ｐは、両面パスを通って表裏が反転されて、レジストローラ２２まで搬送される。その後、表面記録と同様の画像形成プロセスで裏面記録が完了し、表裏面に画像が形成された記録材Ｐは、排出ローラ２５によって排出トレイ２３上に排出される。

なお、画像形成部１１及び中間転写ベルトユニット１８は、その性質上、寿命が画像形成装置１に比較して短いため、本体寿命を全うするためには交換を必要とする。そこで、画像形成部１１及び中間転写ベルトユニット１８の双方を自在に脱着可能とし、メンテナンス性を向上させている。

尚、感光体ドラム１２及び中間転写ベルト１６に残った転写残トナーは、後述する転写残トナーの回収機構によって回収される。感光体ドラム１２の転写残トナーはドラムクリーナ６によって回収され、中間転写ベルト１６の転写残トナーはベルトクリーナ１５によって回収される。

〔転写残トナー回収機構２〕
次に、画像形成後の転写残トナーを回収する転写残トナー回収機構の構成を具体的に説明する。図２はドラムクリーニング機構及びベルトクリーニング機構を示す断面図である。尚、以下の説明において、長手方向とは、感光体ドラム１２の回転軸線方向と平行な方向である。手前側又は前と、奥側又は後とは、画像形成装置を正面から見て手前側又は前と、奥側又は後を示す。また、左と右は画像形成装置を正面から見て左と右である。

本実施形態のドラムクリーナ６及びベルトクリーナ１５として、ブレード方式のクリーナを例示して説明する。

図２（ａ）に示すように、ドラムクリーナ６は、ドラムクリーナ容器３１と、クリーニングブレード３２と、トナー搬送スクリュー３３を有する。

クリーニングブレード３２は、ドラムクリーナ容器３１の開口部３４に感光体ドラム１２に対向するように配置される。クリーニングブレード３２は、回転する感光体ドラム１２の面に対してエッジ部をカウンター方向に当接させた弾性ブレードである。この構成により、感光体ドラム１２面上の一次転写における転写残トナーは、クリーニングブレード３２により掻き落とされ、ドラムクリーナ容器３１内に回収される。

トナー搬送スクリュー３３は、ドラムクリーナ容器３１内の底部において、ドラムクリーナ容器３１の長手方向に配置され、駆動部（不図示）により回転駆動される。トナー搬送スクリュー３３が回転することで、回収トナーはドラムクリーナ容器３１の手前側の端部へと搬送される。ドラムクリーナ容器３１の手前側の端部には、トナー搬送スクリュー３３の径と略同等の内径を有する筒形状のトナー排出路３５（後述）が設けられる。

図２（ｂ）に示すように、ベルトクリーナ１５は、ベルトクリーナ容器３６と、クリーニングブレード３７と、トナー搬送スクリュー３８を有する。

クリーニングブレード３７は、ベルトクリーナ容器３６の開口部３９に中間転写ベルト１６に対向するように配置される。クリーニングブレード３７は、回転する中間転写ベルト１６の面に対してエッジ部をカウンター方向に当接させた弾性ブレードである。この構成により、中間転写ベルト１６面上の二次転写における転写残トナーは、クリーニングブレード３７により掻き落とされ、ベルトクリーナ容器３６内に回収される。

トナー搬送スクリュー３８は、ベルトクリーナ容器３６内の底部において、ベルトクリーナ容器３６の長手方向に配置され、駆動部（不図示）により回転駆動される。トナー搬送スクリュー３８が回転することで、回収トナーはベルトクリーナ容器３６の手前側の端部へと搬送される。ベルトクリーナ容器３６の手前側の端部には、トナー搬送スクリュー３８の径と略同等の内径を有する筒形状のトナー排出路４０（後述）が設けられる。

次に、ドラムクリーナ６及びベルトクリーナ１５の位置関係を説明する。図３は転写残トナー回収機構の説明図である。図３は説明のために一部切り欠いた状態を示す。尚、図３においては、必要に応じて部材の符号の後に対応するトナーの色を示す符号（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を付して説明する。例えば、図中ではイエロー色に対応するドラムクリーナ６を「６Ｙ」と示す。

画像形成装置１の前カバーを開くと、画像形成装置本体の手前側が開放される。すると、図３に示すように、転写残トナー回収機構２が露呈する。転写残トナー回収機構２は、ドラムクリーナ６とベルトクリーナ１５とを有する。次に、転写残トナー回収機構２の各部の詳細な構成を以下に示す。

ドラムクリーナ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ）は、そのドラムクリーナ容器３１（３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋ）の手前側にトナー排出路３５（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｂｋ）を有する。各トナー排出路３５の手前側下方には、連結パイプ４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｂｋ）が配設される。

４つのドラムクリーナ６の手前側で、ドラムクリーナ６のトナー排出路３５の下方には、４つのドラムクリーナ６が配列される方向、即ち左右方向に沿って、第一搬送経路４２が延設される。各トナー排出路３５から垂下する各連結パイプ４１は全て、第一搬送経路４２の上部に連結される。

第一搬送経路４２は、その内部に回収トナーを搬送するためのトナー搬送スクリュー４３を有する。トナー搬送スクリュー４３は、第一搬送経路４２の長手方向に沿って配設され、図中左方に回収トナーを搬送する。第一搬送経路４２の左方下部には、第一トナー排出口４２ａが形成される。

この構成により、各ドラムクリーナ６に回収された回収トナーは、トナー搬送スクリュー４３によって手前側に搬送され、各トナー排出路３５を通って、各連結パイプ４１から落下する。落下した回収トナーは、第一搬送経路４２に入り、トナー搬送スクリュー４３に図中左方に搬送されて、第一トナー排出口４２ａから落下する。

一方、ベルトクリーナ１５は、その長手方向が、４つのドラムクリーナ６の長手方向と平行になるように配設される。ベルトクリーナ１５のベルトクリーナ容器３６の内部には、トナー搬送スクリュー３８が配設される。ベルトクリーナ容器３６の手前側には、トナー排出路４０が手前側に突設され、トナー排出路４０の手前側下方には、回収トナーを鉛直下方に導く第二搬送経路４６が配設される。

この構成により、ベルトクリーナ容器３６に回収された回収トナーは、トナー搬送スクリュー３８によって、手前側に搬送され、トナー排出路４０を通って、第二搬送経路４６から落下する。

感光体ドラム１２の回収トナーが搬送された第一搬送経路４２と、中間転写ベルト１６の回収トナーが搬送された第二搬送経路４６の下方には、回収トナー容器５０が配設される。回収トナー容器５０は略直方体形態の回収容器本体５５を有し、回収トナー容器５０は、第一搬送経路４２の長手方向と平行となる方向、つまり左右方向に延設される。

回収トナー容器５０は、画像形成装置本体に対して着脱可能に配置される。本実施形態の画像形成装置においては、この回収トナー容器５０の画像形成装置本体に対する着脱は画像形成装置の前カバーを開いてなされる。

図４を用いて回収トナー容器５０と第一搬送経路４２及び第二搬送経路４６との関係を説明する。図４は回収トナー容器への回収トナー流入状態を示す断面図である。

回収容器本体５５の上部には、回収トナーの流入口として、第一回収口５０ａと第二回収口５０ｂとが形成される。第一回収口５０ａは第一搬送経路４２の第一トナー排出口４２ａの下方に配設され、第二回収口５０ｂは第二搬送経路４６の下方に配設される。尚、第一回収口５０ａの開口径は、第一トナー排出口４２ａの開口径よりも大きく、第二回収口５０ｂの開口径は、第二搬送経路４６の開口径よりも大きく構成される。

この構成により、ドラムクリーナ６によってドラムクリーナ容器３１内に回収された回収トナーは、第一搬送経路４２内を図中左方に搬送されて、第一トナー排出口４２ａから落下し（図中矢印参照）、回収トナー容器５０に流入する。一方、ベルトクリーナ１５によってベルトクリーナ容器３６内に回収された回収トナーは、トナー排出路４０の手前側にある第二搬送経路４６にて落下し（図中矢印参照）、回収トナー容器５０に流入する。

〔回収トナー容器５０の詳細〕
本実施の形態に係る回収トナー容器５０の詳細について記述する。図５は回収トナー容器から流入部へのトナー流入を示す断面図である。

図４及び図５に示すように、回収トナー容器５０には、回転可能に設けられ回収トナーを搬送することでトナー面をならす回転部材５２が配設される。回転部材５２の回転軸の方向は、回収トナー容器５０の長手方向に平行である。回転部材５２の左側端部にはギヤ等（不図示）により回転自在に保持され、回転部材５２の右側端部は後述の軸受部５３ａにより回転自在に軸支される。

この構成により、第一回収口５０ａ及び第二回収口５０ｂを通って回収トナー容器５０の左側端部付近に流入したトナーは、回転部材５２の回転動作により、回収容器本体５５内の右方向へ搬送される。この過程で、図５に示すように、回収トナー容器５０内で回収トナーの上面が均一になる。

次に、図４乃至図６を用いて、回収容器本体５５の右端に配置する、蓋部材５３及び検知部１００の構成を説明する。図６は回収トナー容器右側端部の拡大断面図である。

図４乃至図６に示すように、蓋部材５３は、回収トナー搬送方向において下流側に備えられ、回収トナー容器５０の右端に形成された排出口５１を封止する。蓋部材５３には、回転部材５２の回転軸と嵌合し、回転自在に軸支する軸受部５３ａが配設される。軸受部５３ａは、回収トナー容器５０の右端から容器内部側に貫通するように突出して配設される。

図６に示すように、回収トナー容器５０の右側端部には、検知部１００が具備される。検知部１００は、画像形成装置１本体に備えられた発光素子１０１及び受光素子１０２と、それらの光路を遮るように、回収トナー容器５０の右端部から突設され、内部に回収トナーが流入可能な流入部１０３とから構成される。

流入部１０３は、透明又は半透明のように光を透過する部材で構成され、且つ回収容器本体５５からあふれた余剰トナーが入り込むように、回収トナー容器５０の右端部の上部から垂下するように配置される。この構成により、流入部１０３に余剰トナーが入り込まない場合、発光素子１０１からの光は、透明な流入部１０３を透過して受光素子１０２によって受光される。このように、検知部１００は受光素子１０２が受光するか否かによって、余剰トナーを検知する。

この構成により、検知部１００による検知の手順を図４及び図５を用いて具体的に説明する。

図４に示すように、回収容器本体５５内に充填されたトナー量が少ない場合、回収容器本体５５の右端に配置される流入部１０３には余剰トナーが入り込まない。このため、検知部１００において、発光素子１０１からの光が流入部１０３を透過し受光素子１０２に到達する。このため、回収容器本体５５内のトナー量が所定の値に達していない場合には、受光素子１０２が十分な光量を受光するため、検知部１００は回収容器本体５５内の回収トナーが所定の充填量に達していないことを検知することができる。

図５に示すように、回収容器本体５５内に充填されたトナー量が所定の充填量に達すると、図中矢印で示すように、流入部１０３内にトナーが堆積する。これにより、受光素子１０２が受け取る光量が変化する。すると、この情報は検知部１００からＣＰＵ等の制御部に伝達され、前記制御部が、回収トナー容器５０の交換時期であることをユーザーに知らせることができる。

回収トナー容器５０は画像形成装置１から着脱可能に構成されているため、回収トナー容器５０が交換時期に達すると、画像形成装置本体から取り外される。これにより回収容器本体５５の内部トナーの排出及び清掃を行うことが可能となる。

図７を用いてメンテナンスの際の説明をする。図７は回収トナー容器の蓋部材を取り外した状態を示す斜視図である。

内部のトナーを排出する際、図７に示すように、蓋部材５３が回収トナー容器５０から取り外されると、排出口５１から回収トナーを排出することができるようになる。ここで、本実施形態の構成によれば、回転部材５２の下流側端部を軸支する部材は、蓋部材５３に備えられた軸受部５３ａである。

このように、回収容器本体内の回収トナーを排出する作業時に蓋部材５３が取り外されることで、回転部材５２と嵌合している軸受部５３ａも回収トナー容器５０から取り外される。このように回収容器本体５５と軸受部５３ａが別体となることで、軸受部５３ａの内部に侵入したトナーの除去をも確実かつ容易に行うことができる。すると、再び蓋部材５３を回収容器本体５５に装着して、回転部材５２と軸受部５３ａとが嵌合する際、軸受部５３ａ内に回収トナーが残留するのを防ぐことができる。

このように、回転部材５２と軸受部５３ａとの間に回収トナーが残留することを防ぐと、回転部材５２は軸受部５３ａに対して円滑に回転することとなる。すると、回収トナー容器５０の再利用後に、トナー残留に起因する回転部材５２の過負荷という問題を未然に防ぐことができる。

さらに、本構成によれば、回収トナー容器５０の長手方向の右端部に排出口５１が設けられる。このように長手方向端部に開口を形成すると、回収トナーの排出のための開口の大きさが比較的小さくてよくなるため、トナー飛散による作業環境及び回収トナー容器５０の外観のトナー汚れを最小限に留めることができる。

本実施形態により、効率的且つ確実に内部の回収トナーを排出し、回収トナー容器の再使用を実現することができる。また周囲へのトナー飛散が生じることがないため、作業工程の短縮が可能であり、再使用のために要するコストの低減を図ることができる。またカラー画像形成装置の場合、単色の画像形成装置よりも回収トナー量が多くなる傾向にあるため、画像形成装置のランニングコスト低減という観点から、より有効であるといえる。

上記の構成により、回収トナー容器５０の交換又は再利用の際、周囲にトナーを飛散させることなく効率的且つ確実に内部の回収トナーを除去・清掃することができる。

尚、前述の構成においては、蓋部材５３と流入部１０３とが別体であったが、これに限るものではない。例えば、図８に示すように、蓋部材５３と流入部１０３が一体であってもよい。図８は検知部と一体となった蓋部材を有する回収トナー容器を示す斜視図である。

図８のように、蓋部材５３と流入部１０３とを一体とすれば、蓋部材５３を取り外すことで、流入部１０３も同時に取り外すことができる。このように、蓋部材５３と流入部１０３を一体化して、同時に取り外し可能とすることにより、回収トナー容器５０内部のトナー排出作業と同時に、流入部１０３の清掃を行うことができる。すると、流入部１０３の透明度が清掃により回復するため、検知部１００における検知精度が、再使用後も再使用前の状態に回復することとなる。また、一体としたことで、部品コスト及び再使用のための作業工程の短縮が可能となる。

Ｐ…記録材
１…画像形成装置
２…転写残トナー回収機構
１１…画像形成部
５０…回収トナー容器
５０ａ…第一回収口
５０ｂ…第二回収口
５１…排出口
５２…回転部材
５３…蓋部材
５３ａ…軸受部
５５…回収容器本体
１００…検知部
１０３…流入部

Claims (3)

1. 画像形成後に回収された回収トナーを流入させるために少なくとも１つの流入口が形成される回収容器本体と、
   回転可能に設けられ、前記流入口より前記回収容器本体へ流入した前記回収トナーを回収トナー搬送方向の下流へ搬送する少なくとも１つの回転部材と、
   回収トナー搬送方向において下流側に配置され、前記回収容器本体の前記回収トナーを排出するための排出口と、
   前記回収容器本体の前記回収トナーの充填量が所定の量に達したときに前記回収トナーが流入可能な流入部と、
   前記排出口を塞ぐ蓋部材と、
   前記蓋部材に設けられ、前記回転部材の一方の端部と嵌合する軸受部と、を有する画像形成装置本体に着脱可能な回収トナー容器において、
   前記回収容器本体に設けられ、前記排出口と異なる位置に設けられ、前記軸受部と係合する開口部を有することを特徴とする回収トナー容器。
2. 前記蓋部材と前記流入部とが一体で構成されることを特徴とする請求項１に記載の回収トナー容器。
3. 画像形成部を有し、
   前記画像形成部による画像形成後の回収トナーを回収するため、請求項１乃至請求項２のいずれか１項に記載の回収トナー容器を備えることを特徴とする画像形成装置。

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