JP2010107930A - 廃トナー回収装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音や振動を抑えて回収容器内に設けた搬送手段の搬送能力低下を防止することができる廃トナー回収装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体３表面を清掃するクリーニング装置８から排出された廃トナー等を貯留するほぼ細長矩形に形成された回収容器３１と、回収容器３１内にその長手方向に沿って設けられ、回転によって廃トナーを搬送する搬送スクリュー３３とを有する廃トナー回収装置３０であり、搬送スクリュー３３の長手方向のほぼ全長において接するシート状に形成された弾性を有する防止プレート３４を設け、防止プレート３４が搬送スクリュー３３の回転に対してトレーリング方向に接している。
【選択図】図５

Description

本発明は、廃トナー回収装置及び画像形成装置に関するものである。

電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置において、像担持体のクリーニングにより回収した廃トナー等を回収容器に搬送して貯留し、該容器が満杯になると回収容器を交換するようにした廃トナー回収装置を採用することは特許文献１等から従来より周知である。

ところで、近年の画像形成装置は４つの作像ユニットと該作像ユニットに形成されたトナー像が重ね転写される中間転写ベルトを備えたタンデムタイプのカラー画像形成装置が主流になっている。この種のカラー画像形成装置では、４つの作像部に設けられたクリーニング手段が除去する１次転写後に感光体に残留するトナーと、中間転写ベルトに設けられたクリーニング手段が２次転写後にベルトに残留するトナーとを回収容器に回収しなければならない。その回収方法としては、すべての回収トナーを廃トナー搬送路に送り、該廃トナー搬送路を介して回収容器に回収する方法と、各クリーニング手段から直接回収容器に回収する方法とがある。前者の方法を採用した廃トナー回収装置では、各クリーニング手段に跨る廃トナー搬送路を設ける必要があるが、後者の方法を採用した廃トナー回収装置ではそのような搬送路を必要とせず有利であると言える。

ところで、後者の方法を採用した廃トナー回収装置では、特許文献１に記載されているように、中間転写ベルトの水平方向に延在する走行辺に沿って各作像ユニットが配置されている画像形成装置の場合、回収容器は必然的にすべてのクリーニング手段が直接接続されるような水平方向に長い容器になる。よって、クリーニング手段からの排出口付近でトナーが溜まり、排出口間の中間域では貯留されるトナーが少なくなるというバラツキや、残留トナー量の違いから排出口付近でもトナー量のバラツキが生ずるという問題がある。そこで、特許文献１では回数容器の長手方向に沿って廃トナーを拡散させ、上記バラツキを解消する搬送部材を設けている。

かかる搬送部材は、トナーが堆積して固着すると、搬送力が低下してしまい、トナーの拡散が不十分になってクリーニング手段からの排出口付近でトナーが溜まり、やがては排出口を塞いでしまうという不具合があった。

特開２００２−１４８８８４号公報

本発明は、上記した従来の問題に鑑み、騒音や振動を抑えて回収容器内に設けた搬送手段の搬送能力低下を防止することができる廃トナー回収装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、像担持体表面を清掃するクリーニング装置から排出された廃トナーを貯留する回収容器と、該回収容器内に設けられ、回転によって廃トナーを搬送するトナー搬送手段とを有し、廃トナーが前記クリーニング装置の排出口から直接前記回収容器内に排出される廃トナー回収装置において、前記トナー搬送手段に接する廃トナー固着防止部材を設け、前記廃トナー固着防止部材が前記トナー搬送手段の回転に対してトレーリング方向に当該トナー搬送手段に接していることを特徴とする廃トナー回収装置を提案する。

なお、本発明は、前記トナー搬送手段が前記クリーニング装置の排出口の下方に位置しており、前記廃トナー固着防止部材がそのトナー搬送手段の下部側に接していると有利である。

さらに、本発明は、前記トナー搬送手段が前記クリーニング装置の排出口の下方に位置しており、前記廃トナー固着防止部材がそのトナー搬送手段の上部側に接していると有利である。

さらにまた、本発明は、前記廃トナー固着防止部材が前記トナー搬送手段に接する辺が鋸歯状に形成されていると有利である。
さらにまた、本発明は、前記廃トナー固着防止部材の前記トナー搬送手段への当接位置を設定する維持手段を設けると有利である。

さらにまた、本発明は、前記廃トナー固着防止部材がトナー搬送部材に対して非当接位置から当接位置へ移動可能であると有利である。
さらにまた、本発明は、前記廃トナー固着防止部材は、前記クリーニング装置から前記廃トナー回収容器へ廃トナーを搬送する廃トナーパイプの廃トナー排出口を覆うように設けられ、変形することにより前記トナー搬送手段へ当接すると有利である。

さらにまた、本発明は、前記廃トナー排出口にシャッタ部材を設け、前記シャッタ部材が前記廃トナー排出口に移動し、該廃トナー排出口の端部に係合することで、前記廃トナー固着防止部材が変形し、前記廃トナー固着防止部材が前記トナー搬送手段へ当接すると有利である。

さらにまた、本発明は、前記廃トナー回収装置の前記画像形成装置本体への装着時、該画像形成装置本体側に設けた係合部で、前記シャッタ部材を廃トナー排出可能位置に固定すると有利である。

また、上記目的を達成するため、本発明は、複数の作像ユニットを備え、該作像ユニットのクリーニング装置から排出される廃トナーが請求項１ないし９の何れに記載の単一の廃トナー回収装置によって回収されることを特徴とする画像形成装置を提案する。

請求項１ないし４の構成によれば、廃トナーを回収容器に満遍なく行き渡らせるとともに、トナー搬送手段にトナーが固着することを防止し、このとき、廃トナー固着防止部材のトナー搬送手段に対する抵抗を小さくし、音や振動の発生抑制することができる。

請求項５の構成によれば、組み立て時に、廃トナー固着防止部材がトナー搬送部材へ適切な位置に接触しないことや、使用の経過に伴い、廃トナー固着防止部材の姿勢が変形することを抑制することができ、トナー搬送部材に対して廃トナー固着防止部材を確実に当接させることができる。

請求項６の構成によれば、廃トナー固着防止部材が移動することでトナー搬送部材に当接するため、廃トナー回収装置と画像形成装置本体の組付け交差に伴う廃トナー固着防止部材のトナー搬送部材に対する位置ずれに対応させることができ、トナー搬送部材に対して廃トナー固着防止部材を確実に当接させることができる。

請求項７の構成によれば、廃トナーを廃トナー固着防止部材に伝わせてトナー搬送部材へ運ぶことができるため、確実に廃トナーがトナー搬送部材へ移動させ、回収容器内をより効率的に撹拌することができる。

請求項８の構成によれば、シャッタ部材が廃トナー排出口の端部に係合することで、廃トナー固着防止部材の変形方向が固定されるため、廃トナー固着防止部材のトナー搬送手段への当接方向を安定させることができる。

請求項９の構成によれば、係合部が画像形成装置本体側に設けられていることにより、係合部で最終的にシャッタ部材の移動量を定めることができるため、シャッタ部材の移動量を一定にすることができる。その結果、廃トナー回収装置の画像形成装置へ装着時の組付け交差を解消でき、廃トナー固着防止部材のトナー搬送手段への当接方向が安定できる。

請求項１０の構成によれば、上記効果を有する画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明を実施する最良の形態を添付図面に従って説明する。
図１はフルカラー画像を形成できる画像形成装置の一例を示す垂直断面図である。ここに示した画像形成装置は、複数の支持ローラ９，１０，１１，１２に巻き掛けられて矢印方向に回転駆動される無端状の中間転写ベルト２と、その中間転写ベルト２に対向配置された第１乃至第４のプロセスカートリッジとして構成された作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを有している。各作像ユニット１Ｙ乃至１Ｋは、それぞれ異なった色のトナー像が形成されるドラム状の感光体として構成された像担持体３を有し、その各像担持体３上に異なった色のトナー像がそれぞれ形成され、その各トナー像が中間転写ベルト２上に重ねて転写される。

第１乃至第４の作像ユニット１Ｙ乃至１Ｋの各像担持体３上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト２に転写する構成は、トナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、第１の作像ユニット１Ｙの像担持体３にトナー像を形成し、これを中間転写ベルト２に転写する構成だけを説明する。

像担持体３が図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ４によって像担持体３が所定の極性に帯電され、次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット５から出射する光変調されたレーザビームが照射される。これによって像担持体３に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置６によってイエロートナー像として可視像化される。

中間転写ベルト２を挟んで、像担持体３と反対側に一次転写ローラ７が配置され、この一次転写ローラ７に転写電圧が印加されることにより、像担持体３上のトナー像が、矢印方向に走行する中間転写ベルト２上に一次転写される。トナー像転写後の像担持体３上に付着する転写残トナーはクリーニング装置８によって除去される。全く同様にして、図１に示した第２ないし第４の作像ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの各像担持体３にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像がイエロートナー像の転写された中間転写ベルト２上に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト２上にフルカラートナー像が形成される。

一方、図１に示すように、画像形成装置本体１３内の下部には、例えば転写紙Ｐを収容した給紙カセット１４と、給紙ローラ１５を有する給紙装置が配置され、給紙ローラ１５の回転によって最上位の転写紙Ｐが矢印方向に送り出される。送り出された転写紙Ｐは、レジストローラ対１６によって、所定のタイミングで、支持ローラ９に巻き掛けられた中間転写ベルト２の部分と、これに対置された二次転写ローラ１７との間に給送される。このとき、二次転写ローラ１７には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト２上の重ねトナー像が転写紙Ｐに二次転写される。

トナー像を二次転写された転写紙Ｐは、さらに上方に搬送されて定着装置２０を通り、このとき転写紙上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置２０を通過した転写紙Ｐは、画像形成装置本体１の上部の排紙部１８に排出される。また、二次転写後の中間転写ベルト２上に付着する転写残トナーや紙粉等の汚れはベルトクリーニング装置１９によって除去される。

各作像ユニット２において、クリーニング装置８が回収した廃トナー等の汚れはクリーニング装置８内に貯めるスペースもないことから装置外に排出し、本発明に係る廃トナー回収装置３０によって処理される。

図２は、廃トナー回収装置３０を備えたカラー画像形成装置の前カバー２１を開放した状態を示す外観斜視図である。
図２において、前カバー２１を開放すると図３に示す廃トナー回収装置３０が現出し、該廃トナー回収装置３０は作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋや中間転写ベルト２とともに、交換やその他のメンテナンスを行うことができる。すなわち、廃トナー回収装置３０は装置本体に対して着脱可能に装着され、後述する回収容器が廃トナーで満杯になる簡単に交換できる。また、プロセスカートリッジである作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋも交換やメンテナンスが容易で、中間転写ベルト２は該ベルトと複数の支持ローラ９，１０，１１，１２、ベルトクリーニング装置１９とともにユニット化されている。

図４は、廃トナー回収装置３０の内部構造を示す断面説明図である。
図４において、廃トナー回収装置３０は回収容器３１を有し、該回収容器３１はすべての作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋのクリーニング装置８から直接廃トナーを受けられるように中間転写ベルト２の走行辺とほぼ同等の長さを有し、水平方向に延びる細長矩形に形成されている。この場合、回収容器３１の上部で、各クリーニング装置８に対応する位置につの状の突出部３２が設けられ、この突出部３２に図５に示すようにクリーニング装置８から延びる搬送管８ａが挿入されている。この搬送管８ａの先端近くに下部側が開放された排出口８ｂが形成されている。

このように構成される廃トナー回収装置３０の回収容器３１は横に長く底の浅い容器でほぼ水平に置かれるため、搬送管８ａから落下する廃トナーが山型に堆積し、容器内に貯留ムラが発生する。そこで、回収容器３１内にはその長手方向に沿い回転することによってトナーを搬送するトナー搬送手段としての搬送スクリュー３３が設けられている。そして、搬送スクリュー３１が回転することで、搬送管８ａ下部の山型廃トナーが崩され、容器内に満遍なく廃トナーを行き渡らせることができる。

ところで、粉体のトナーは流動性が悪いことは知られており、よって搬送スクリュー３３上に堆積したトナーが該スクリューに固着して搬送機能を悪化させることがある。そして、搬送スクリュー３３の搬送機能が悪化すると、排出口８ｂの付近で廃トナーが堆積してしまい排出口８ｂを塞いでしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では廃トナーが搬送スクリュー３３に堆積して固着することを防止するため、廃トナー固着防止部材としての弾性を有するシート状の防止プレート３４を設けている。防止プレート３４は、図４に示すように、搬送スクリュー３３の軸線方向において搬送スクリュー３３とほぼ同等の長さを有し、図５に示すように短方向において下端縁が回収容器３１の壁面に固定され、上端縁が自由端となって搬送スクリュー３３に当接されている。そして、防止プレート３４の自由端にはそのほぼ全長に渡ってフィン３５が形成され、このフィン３５の部分が搬送スクリュー３３に当接する。このとき、防止プレート３４が搬送スクリュー３３の回転に対してカウンター方向に当接させると、搬送スクリュー３３の回転に伴って防止プレート３４のフィン３５が大きく湾曲し、その後開放されるため、開放時に騒音や振動が発生する。この騒音は大きな音なので耳障りであり、また振動は作像ユニットの近くなので画像品質に悪影響を及ぼすおそれがある。

本実施形態の廃トナー回収装置３０は、防止プレート３４が搬送スクリュー３３の回転方向に対してトレーリング方向に当接させている。このように構成すると、フィン３５が大きく湾曲することがなくなり、騒音や振動の発生を抑えることができ、搬送スクリュー３３にトナーが固着することを防止し、防止プレート３４の搬送スクリュー３３に対する抵抗を小さくすることができる。なお、防止プレート３４としては湾曲してもへたりに強いポリエチレンテレフタレート等の樹脂シートで、厚みは０．２５ｍｍ程度が好ましい。

なお、図４に示す防止プレート３４のフィン３５は波型になっているが、フィン３５としては図６に示すような鋸歯状に形成したものでよく、このとき鋸歯のピッチは搬送スクリューのピッチと等しく、その幅をスクリューの谷幅より若干狭く形成すれば、歯の部分がスクリューの溝の廃トナーを掻き出すので好ましい。

また、搬送スクリュー３３は図５に示すように、回収容器３１の幅方向、すなわち搬送管８ａの延在方向において中央より作像ユニット位置側（図５の右側）に寄った位置に設けられ、防止プレート３４も図５において回収容器３１の右壁面に固定されている。このため、搬送スクリュー３３はほぐした廃トナーを回収容器３１の左側にも行き渡らせるため、図７に示すように、螺旋部分を一部繋げた繋ぎ部３６を設けている。

図８及び図９は、本発明に係る廃トナー回収装置３０の他の実施形態を示し、本例では防止プレート３４の短方向において上端縁が回収容器３１の壁面に固定され、下端縁が自由端となって搬送スクリュー３３に当接されている。そして、この場合も防止プレート３４を搬送スクリュー３３の回転方向に対してトレーリング方向に当接させていることで、騒音や振動の発生を抑えることができる。また、このように防止プレート３４の上端縁を回収容器３１の壁面に固定することで、防止プレート３４と回収容器３１の壁面との間に廃トナーが蓄積して防止プレート３４が搬送スクリュー３３に当接する姿勢の変形を抑制することができる。

この実施形態においてもフィン３５の形状は波型でなく、鋸歯状でよく、搬送スクリュー３３の上部に設けた防止プレート３４は回収容器３１内に貯留する前にほぐされスクリューの搬送性が高まる。

なお、上記実施形態の廃トナー回収装置３０では作像ユニット１からの廃トナーを回収しているが、中間転写ベルトも像担持体であり廃トナー回収装置３０はその中間転写ベルトのベルトクリーニング装置１９からの廃トナーも一緒に回収するようにしてもよい。

図１０は、本発明に係る廃トナー回収装置３０のさらに他の実施形態を示す断面説明図で、画像形成装置本体１に装着されていない状態のクリーニング装置８の排出口近傍を示している。

図１０において、クリーニング装置８の搬送管８の内側には、トナー流出管４０が設けられ、該トナー流出管４０は搬送管８ａ内に設けられた押圧バネ４１によって加圧され、図の右端である端壁８ｃに圧接されている。トナー流出管４０は先端が端壁で閉じられ、かつその下部近傍に出口４２が形成されている。この出口４２には、搬送管８の排出口８ｂに嵌合される下方に突出した凸部４３が設けられ、この凸部４３が後に詳述するように、廃トナー固着防止部材である防止プレート３４の搬送スクリュー３３への当接位置を設定する維持手段を構成している。また、トナー流出管４０の内部には、クリーニング装置８からの廃トナーを搬送する回収コイル４４が設けられている。

他方、回収容器３１には上記実施形態と同様に搬送スクリュー３３が設けられ、搬送スクリュー３３は時計方向に回転される。そして、この搬送スクリュー３３に廃トナーが固着することを防止するシート状の防止プレート３４はその左側が搬送管８ａの排出口８ｂ近くに固定され、防止プレート３４の右端側は自由端となり、通常の自らの弾性によって水平に延びた状態に保持されている。

図１１は、回収容器３１を画像形成装置本体１に装着した時のクリーニング装置排出口近傍を示す図である。
画像形成装置本体１に装着された回収容器３１はカバー（図示せず）、例えば装置本体の外装カバーもしくは容器セット部のカバーに設けられた係合部４５が開口（図示せず）を介して搬送管８ａ内に入り込むことにより、トナー流出管４０が押圧バネ４１の作用に抗して左方へ押される。トナー流出管４０が押されると、その凸部４３が排出口８ｂに嵌合される。トナー流出管４０の出口４２と回収容器３１と通じた状態になり、回収コイル４４によってクリーニング装置８から搬送される廃トナーがトナー流出管４０の出口４２から回収容器３１に排出させることができる。

このとき、排出口８ｂに嵌合された凸部４３によって防止プレート３４の自由端側を押し下げられて「へ」の字状に変形される。そして、防止プレート３４の自由端側が回収容器３１内の搬送スクリュー３３に対してトレーリング方向に接触し、排出口８ｂ近傍で、搬送スクリュー３３に廃トナーが固着することを防止する。

また、係合部４５が設けられているカバー（図示せず）が開放されると、防止プレート３４は自身の弾性による復元力によって元の水平状態に戻る。
このように構成された廃トナー回収装置３０は防止プレート３４が搬送スクリュー３３に廃トナーが固着することを防止する当接位置と搬送スクリュー３３から離れる離間位置との間を変位可能であっても、当接位置では凸部４３が防止プレート３４を維持している。なお、防止プレート３４の復元力でトナー流出管４０が移動することを防止するために、本体側に設けた係合部４５はシャッタ部材が移動することを抑える形状にしている。また、防止プレート３４は図４に示すように回収容器３１の長手方向の長さと同等の長さでなく、図１２に示すように、トナー流出管４０の出口４２から排出される部分に当接されるものであってもよい。

本発明の一実施形態である画像形成装置の概略を示す垂直断面図である。 本発明の画像形成装置の前カバーを開放した状態を示す概略斜視図である。 本発明に係る廃トナー回収装置の外観斜視図である。 本発明の廃トナー回収装置の内部構造を示す断面説明図である。 図４の廃トナー回収装置の縦断面を示す説明図である。 防止プレートのフィン形状を示す説明図である。 本発明に係る廃トナー回収装置の搬送スクリューを示す図である。 本発明の他の実施形態示す廃トナー回収装置の断面説明図である。 図８の廃トナー回収装置の縦断面を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施形態示す廃トナー回収装置の断面説明図である。 図１０の廃トナー回収装置を装置本体に装着した状態を示す説明図である。 防止プレートの変形例を示す説明図である。

符号の説明

３ 像担持体
８ クリーニング装置
３０ 廃トナー回収装置
３１ 回収容器
３３ 搬送スクリュー
３４ 防止プレート
３５ フィン
４０ トナー流出管

Claims (10)

1. 像担持体表面を清掃するクリーニング装置から排出された廃トナーを貯留する回収容器と、
   該回収容器内に設けられ、回転によって廃トナーを搬送するトナー搬送手段とを有し、
   廃トナーが前記クリーニング装置の排出口から直接前記回収容器内に排出される廃トナー回収装置において、
   前記トナー搬送手段に接する廃トナー固着防止部材を設け、前記廃トナー固着防止部材が前記トナー搬送手段の回転に対してトレーリング方向に当該トナー搬送手段に接していることを特徴とする廃トナー回収装置。
2. 請求項１に記載の廃トナー回収装置において、前記トナー搬送手段が前記クリーニング装置の排出口の下方に位置しており、前記廃トナー固着防止部材がそのトナー搬送手段の下部側に接していることを特徴とする廃トナー回収装置。
3. 請求項１に記載の廃トナー回収装置において、前記トナー搬送手段が前記クリーニング装置の排出口の下方に位置しており、前記廃トナー固着防止部材がそのトナー搬送手段の上部側に接していることを特徴とする廃トナー回収装置。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー固着防止部材が前記トナー搬送手段に接する辺が鋸歯状に形成されていることを特徴とする廃トナー回収装置。
5. 請求項１ないし３の何れかに記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー固着防止部材の前記トナー搬送手段への当接位置を設定する維持手段を設けたことを特徴とする廃トナー回収装置。
6. 請求項５に記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー固着防止部材がトナー搬送部材に対して非当接位置から当接位置へ移動可能であることを特徴とする廃トナー回収装置。
7. 請求項６に記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー固着防止部材は、前記クリーニング装置から前記廃トナー回収容器へ廃トナーを搬送する廃トナーパイプの廃トナー排出口を覆うように設けられ、変形することにより前記トナー搬送手段へ当接することを特徴とする廃トナー回収装置。
8. 請求項６または７に記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー排出口にシャッタ部材を設け、前記シャッタ部材が前記廃トナー排出口に移動し、該廃トナー排出口の端部に係合することで、前記廃トナー固着防止部材が変形し、前記廃トナー固着防止部材が前記トナー搬送手段へ当接することを特徴とする廃トナー回収装置。
9. 請求項８に記載の廃トナー回収装置において、前記廃トナー回収装置の前記画像形成装置本体への装着時、該画像形成装置本体側に設けた係合部で、前記シャッタ部材を廃トナー排出可能位置に固定することを特徴とする廃トナー回収装置。
10. 複数の作像ユニットを備え、該作像ユニットのクリーニング装置から排出される廃トナーが請求項１ないし９の何れに記載の単一の廃トナー回収装置によって回収されることを特徴とする画像形成装置。

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