(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられ、該画像形成装置の像担持体の表面から取り除かれたトナーを回収するトナー回収装置において、
回収トナーを収容すると共に前記像担持体が備えられた画像形成装置から着脱可能なトナー回収容器と、
前記トナー回収容器内で両端部を回転可能に支持され、その搬送方向側の端部から予定の範囲には螺旋部を有しない螺旋状搬送体と、
前記トナー回収容器の前記螺旋状搬送体の螺旋部側のみに開口されたトナー回収口と、
を含むことを特徴とするトナー回収装置。
【請求項２】
前記トナー回収容器の上部には、回収トナーが自身の投影領域で予定の高さまで堆積されているか否かを検知する満杯検知手段が付設されたことを特徴とする請求項１に記載のトナー回収装置。
【請求項３】
前記満杯検知手段は、
堆積された回収トナーによって浮上可能な状態で支持されたフロート部と、
前記フロート部が満杯位置まで浮上したことを検知するセンサ部とによって構成されたことを特徴とする請求項２に記載のトナー回収装置。
【請求項４】
前記満杯検知手段とトナー回収口との間に遮蔽部材が設けられたことを特徴とする請求項２または３に記載のトナー回収装置。
【請求項５】
前記螺旋状搬送体には、その搬送方向側端部から前記満杯検知手段の投影領域近傍までの範囲に螺旋部が形成されていないことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のトナー回収装置。
【請求項６】
前記螺旋状搬送体には、前記満杯検知手段の投影領域を含めて、当該投影領域からトナー回収口側に螺旋部が形成されていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のトナー回収装置。
【請求項７】
前記螺旋状搬送体の螺旋部は、その外径とピッチとの関係が次式を満足することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のトナー回収装置。
外径×１．２≦ピッチ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザープリンタ等の面像形成装置において、感光体ドラムや中間転写体等の像担持体上に残留したトナーを回収するトナー回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機やレーザープリンタ等の面像形成装置では、感光体ドラムや中間転写体等の像担持体上に付着した残留トナーを回収するトナー回収装置が設けられている。従来のトナー回収装置は、像担持体の表面からクリーニングブレード等によって掻き落とされたトナーが、送り込みローラ等によって回収容器内に送り込まれるように構成されている。
【０００３】
ここで、回収容器が満杯となった状態で使用し続けると、回収トナーが容器からはみ出して装置内部や記録用紙を汚染してしまう。そこで、例えば実開平１−１４２９７０号公報では、回収容器内がトナーで満杯状態になったことを検知するセンサを備えたトナー回収装置が提案されている。
【０００４】
また、回収トナーが回収容器内で均一に堆積されず、堆積量の高い位置が前記センサによる検知位置であると、回収余力があるにもかかわらず満杯検知が行われてしまう。これとは逆に、堆積量の高い位置が検知位置以外であると、満杯が検知される前に回収トナーが回収容器から溢れ出してしまうという問題が生じ得る。
【０００５】
このような問題点を解決するために、例えば特公平５−２３４３７号公報では、図９に示したように、回収容器５０内に螺旋状搬送体５２を設け、トナー回収口５４から落下される回収トナーを螺旋状搬送体４０で反対側へ搬送することにより、回収トナーが回収容器５０内で均一に堆積されるようにしたトナー回収装置が開示されている。
【０００６】
また、上記したように螺旋状搬送体の全体に螺旋部を設けると、螺旋状搬送体のトナー搬送力が強くなるため、回収容器の前記反対側ではトナー密度が高くなり、これが螺旋状搬送体に回転負荷として作用して螺旋状搬送体の回転が妨げられてしまう場合がある。そこで、上記した従来技術では、図１０に示したように、螺旋部が部分的に間引かれている螺旋状搬送体５６を設けたトナー回収装置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術は、トナーの回収量が比較的少ない場合には有効に機能するものの、トナーの回収量が更に増えると、図１１に示したように、トナー密度の高い領域に螺旋部５８が埋没されて回転負荷が大きくなってしまうため、螺旋状搬送体の回転駆動部を大型化したり、螺旋状搬送体自身の強度を高めたりしなければならないという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、回収トナーによって螺旋状搬送体に加わる回転負荷が常に適正に保たれるようにしたトナー回収装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、画像形成装置に用いられ、該画像形成装置の像担持体の表面から取り除かれたトナーを回収するトナー回収装置において、回収トナーを収容するトナー回収容器と、前記トナー回収容器に対して回転可能に設けられた螺旋状搬送体であって、該螺旋状搬送体の搬送方向側の端部から予定の範囲には螺旋部を有しない螺旋状搬送体と、前記トナー回収容器の前記螺旋状搬送体の螺旋部側に開口されたトナー回収口とを含むことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明を適用したトナー回収装置を備えたフルカラープリンタの主要部の構成を示した図である。
【００１２】
像担持体としての感光体ドラム１には、帯電ロール２およびレーザスキャナ（ＲＯＳ）３が設けられている。感光体ドラム１は帯電ロール２によって表面を一様に帯電され、ビデオ信号に対応して駆動されたレーザスキャナ３で露光される。感光体ドラム１は、図示しない駆動手段によって矢印Ａの方向へ回転され、周知の電子写真プロセスが進行する。
【００１３】
前記レーザスキャナ３の次段には、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の各色に対応した現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する現像装置４が配設されており、感光体ドラム１に形成された静電潜像をいずれかの現像器で現像してトナー像を形成する。したがって、例えば感光体ドラム１に書き込まれた静電潜像がイエローの画情報に対応したものであれば、この静電潜像はイエロー（Ｙ）のトナーを備えた現像器４ａで現像され、感光体ドラム１上にはイエローのトナー像が形成される。
【００１４】
感光体ドラム１の表面に当接してベルト状の中間転写体５が配置されている。この中間転写体５は、複数のロール６，７，８，９に張架されて矢印Ｂの方向へ回動する。前記感光体ドラム１に形成されたトナー像は、感光体ドラム１と上記中間転写体５とが接する１次転写位置で感光体ドラム１から中間転写体５の表面に一次転写される。この１次転写位置では、中間転写体５の裏側に転写ロール１０が配設されており、感光体ドラム１上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム１上のトナー像は中間転写体５に静電吸引される。このとき、中間転写体５に転写されないで感光体ドラム１上に残った残留トナーは第１のクリ−ニング部１１により清掃される。
【００１５】
単色画像を形成する場合は、中間転写体５に１次転写された未定着トナー像が直ちに用紙Ｐに２次転写されるが、複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１上でのトナー像の形成およびこのトナー像の１次転写が色数分だけ繰り返される。例えば４色のトナー像を重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合、感光体ドラム１上には、その１回転毎にブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの未定着トナー像が形成され、これら未定着トナー像は順次中間転写体５に１次転写される。
【００１６】
一方、中間転写体５は最初に１次転写されたブラックの未定着トナー像を保持したまま感光体ドラム１と同一周期で回動するので、中問転写体５上には、その１回転毎にイエロー、マゼンタおよびシアンの未定着トナー像がブラックの未定着トナー像に重ねて転写される。
【００１７】
このようにして中間転写体５に１次転写された未定着トナー像は、中間転写体２の回動に伴って用紙Ｐの搬送経路に面した２次転写位置へと搬送される。２次転写位置には転写ロール１２が配置され、該転写ロール１２は未定着トナー像を用紙に転写する際に中間転写体５に当接する。図示しない用紙搬送手段により搬送された用紙Ｐは、この転写ロール１２と中間転写体５との間に挟み込まれる。また、２次転写位置では中間転写体５の裏側に転写ロール１２の対向電極をなすバックアップロール８が配設されており、転写ロール１２とバックアップロール８との間に電圧を印加すると、中間転写体５に担持されていた未定着トナー像が上記２次転写位置において用紙Ｐに静電転写される。
【００１８】
このとき、用紙Ｐに転写されずに中間転写体５上に残った残留トナーは第２のクリ−ニング部１３によって清掃される。２次転写位置を通過した用紙Ｐは図示しない定着器により、転写像を定着されて装置本体から排出される。
【００１９】
次に、前記第１および第２のクリーニング部１１，１３に集められたトナーの回収装置について説明する。第１のクリ−ニング部１１で感光体ドラム１から掻き落とされたトナーは第１の搬送部１４によって該クリ−ニング部１１から排出される。第１のクリーニング部１１から排出されたトナーは連結部１５に押し出され、第２の搬送部１６で搬送方向が反転されてトナー回収箱１７に回収される。前記第１の搬送部１４はスクリューまたはコイル状のオーガすなわち螺旋状の回転体を含み、該回転体はクリーニング部１１内では上方から落下するトナーを受け入れるために露出している。
【００２０】
一方、第２のクリ−ニング部１３で掻き落とされたトナーは第３の搬送部２１によって該クリ−ニング部１３から排出され、第４の搬送部２２により搬送されてトナー回収箱１７に回収される。第３の搬送部２１は第１の搬送部１４と同様の構造を有する。該第３の搬送部２１は、その一端から垂下した連結部（パイプ）２３を介して第４の搬送部２２に結合されている。第４の搬送部２２はコイル状のオーガを内包したパイプであり、該パイプの上方端部はトナー回収箱１７のトナー回収口２５に挿入されている。また、第４の搬送部２２に内包されているオーガの端部には歯車２４が結合され、該歯車２４には図示しない駆動源が結合される。
【００２１】
次いで、上記したトナー回収箱１７の構成を具体的に説明する。図２は、本発明の一実施形態であるトナー回収箱１７の構成を示した断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２２】
本発明のトナー回収箱１７は、直方体状のトナー回収容器１７１と、トナー回収容器１７１内で長手方向に沿って配置され、その両端をトナー回収容器１７１の対向面で回転自在に軸支された螺旋状搬送体１７２と、トナー回収容器１７１の上部に付設されて自身の投影領域内で回収トナーが満杯位置まで堆積されたか否かを検知する満杯検知装置３０と、トナー回収容器１７１の一端側に開口された前記トナー回収口２５と、前記満杯検知装置３０とトナー回収口２５との間でトナー回収容器１７１の上部から下方に立設された遮蔽板１７４とを備えている。前記トナー回収口２５には、容器外部から前記第４の搬送部２２の一端が挿入されている。
【００２３】
前記満杯検知装置３０は、トナー回収容器１７１の上部に開設された開口部で上方に突出するように設けられた透明もしくは半透明のハウジング３０１と、ハウジング３０１を挟んで図の手前側および奥側に配置された一対の透過型光学センサ（図示せず）と、トナー回収容器１７１内に浮遊自在に配設されたフロート部３０４と、前記ハウジング部３０１に対応して前記フロート部３０４上に立設された遮光突片３０５とを備えている。前記フロート部３０４は、その両端に固定された可撓性シート３０２（３０２ａ、３０２ｂ）を介してトナー回収容器１７１の上部から吊り下げられている。
【００２４】
図３は、前記フロート部３０４の吊り下げ方法を説明するための斜視図である。前記可撓性シート３０２は、その上下端に屈曲部３１０、３１１をそれぞれ有し、トナー回収容器１７１の上部内壁に一方の屈曲部３１０が両面テープ等で固着されると共に、フロート部３０４の長手方向の両端部に他方の屈曲部３１１が両面テープ等で固着されている。なお、このような満杯検知装置に関しては、本出願人による特開昭６２−９４８８３号公報に詳細に記載されている。
【００２５】
前記螺旋状搬送体１７２は、その回転運動によって回収トナーが容器１７１内をトナー回収口２５側から反対側へ搬送されるように回転駆動される。ここで、本実施形態の螺旋状搬送体１７２には、トナー回収口２５側とは反対側の搬送方向側端部から距離ｄの範囲に螺旋部が形成されていない。さらに具体的に言えば、螺旋状搬送体１７２は、その搬送方向側端部から前記満杯検知装置３０の投影領域近傍までの範囲に螺旋部を有しない。
【００２６】
換言すれば、本実施形態では螺旋状搬送体１７２の螺旋部が、満杯検知装置３０の投影領域を含めて、当該投影領域からトナー回収口２５側のみに形成されている。なお、前記螺旋部では、そのピッチＰを外径Ｒの１．２倍よりも長くすることが望ましい。
【００２７】
次いで、図４ないし図８を参照して、上記した構成のトナー回収箱１７にトナーが回収される様子を時間を追って説明する。トナーが回収され始めると、トナー回収容器１７１内では、図４に示したように、第４の搬送部２２の開口端下部に回収トナー１００が堆積され始める。その後、図５に示したように、回収トナーの堆積が進んで高さが螺旋状搬送体１７２の位置まで達すると、螺旋状搬送体１７２によって回収トナーが搬送され始める。
【００２８】
トナーの回収が進むと、図６に示したように、回収トナーが容器内の搬送方向側端部に堆積され始める。トナーの回収がさらに進むと、図７に示したように、容器内の搬送方向側端部ではトナー密度が高くなるが、本実施形態では、この搬送方向側端部には螺旋部が形成されていないので、螺旋状搬送体１７２には大きな回転負荷が加わらず、小さな駆動力で回転し続けることができる。トナーの回収がさらに進み、螺旋部周囲のトナー密度が高くなるころには、図８に示したように、満杯検知装置３０では回収トナー１００によってフロート部３０４が浮上し、図示しない光学センサによってトナーが満杯である旨が検知される。
【００２９】
このように、本実施形態では螺旋状搬送体１７２の螺旋部をトナー回収口２５側に形成し、搬送方向側には形成しないので、搬送方向側のトナー密度が上昇しても、螺旋状搬送体１７２には大きな回転負荷が加わらない。
【００３０】
また、本実施形態では螺旋状搬送体１７２の螺旋部が、満杯検知装置３０の投影領域を含めて当該投影領域よりもトナー回収口側に形成されているので、螺旋部周囲のトナー密度が上昇するほどに回収トナーが堆積されると、満杯検知装置３０によって満杯が直ちに検知される。したがって、螺旋状搬送体１７２に大きな回転負荷が加わる前にトナーの満杯を検知できるよになる。
【００３１】
さらに、本実施形態では満杯検知装置３０とトナー回収口２５との間に前記遮蔽板１７４を設けたので、以下のような効果が得られる。
【００３２】
すなわち、オペレータが当該トナー回収箱１７を機外に取り出し、図１２に示したように縦位置に保持して回収トナー１００をトナー回収口２５側に偏らせた場合、遮蔽板１７４が設けられていないと、図１２に示した状態とは異なり、トナー回収容器１７１内のトナー回収口２５側は全て回収トナー１００で満たされてしまう。したがって、この状態からトナー回収箱１７を機内に再装着すると、図１３に示したように、螺旋状搬送体１７２の螺旋部周囲のトナー密度が高くなり、螺旋状搬送体１７２に大きな回転負荷が加わってしまう。
【００３３】
これに対して、本実施形態では遮蔽板１７４が設けられているので、トナー回収箱１７を機外に取り出して縦位置に保持しても、図１２に示したように、トナー回収容器１７１内のトナー回収口２５側には空間１８０が確保される。したがって、この状態からトナー回収箱１７を機内に再装着しても、回収トナー量が比較的少なければ、図１４に示したように、前記空間１８０の分だけトナー密度が低下するので、螺旋状搬送体１７２に加わる回転負荷を小さくすることができる。また、回収トナー量が比較的多ければ、図１５に示したように、満杯検知装置３０によって直ちに満杯が検知されるので、いずれにしても螺旋状搬送体１７２に加わる回転負荷を小さくすることができる。
【００３４】
以上、本実施形態では、中間転写体と感光体ドラムに残存したトナーを除去する場合について説明したが、本発明は、このような用途に限定されず、感光体ドラムから記録媒体に直接トナー像を転写させる装置においても、感光体ドラム、および該感光体ドラムと対向配置される転写ロールまたは転写ベルトに残存したトナーの回収に適用できる。
【００３５】
上記した説明から明らかなように、本発明によれば、回収トナーによって螺旋状搬送体に加わる回転負荷が常に適正に保たれるトナー回収装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用したトナー回収装置を備えた画像形成装置の主要部の構成を示した図である。
【図２】  本発明の一実施形態であるトナー回収装置の要部構成を示した断面図である。
【図３】  満杯検知装置を構成するフロート部の斜視図である。
【図４】  トナー回収箱にトナーが回収される様子を示した断面図（その１）である。
【図５】  トナー回収箱にトナーが回収される様子を示した断面図（その２）である。
【図６】  トナー回収箱にトナーが回収される様子を示した断面図（その３）である。
【図７】  トナー回収箱にトナーが回収される様子を示した断面図（その４）である。
【図８】  トナー回収箱にトナーが回収される様子を示した断面図（その５）である。
【図９】  従来技術の構成を示した断面図である。
【図１０】  従来技術の構成を示した断面図である。
【図１１】  従来技術の問題点を説明するための断面図である。
【図１２】  遮蔽板の作用効果を説明するための断面図である。
【図１３】  遮蔽板の作用効果を説明するための断面図である。
【図１４】  遮蔽板の作用効果を説明するための断面図である。
【図１５】  遮蔽板の作用効果を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１…感光体ドラム、  ４…現像装置、  ５…中間転写体、  １０，１２…転写ロール、  １１…第１のクリーニング部、  １３…第２のクリーニング部、  １４…第１の搬送部、  １６…第２の搬送部、  １７…トナー回収箱、  ２０…モータ、  ２１…第３の搬送手段、  ２２…第４の搬送手段
【図１】
0003702930.tif 000002
【図３】
0003702930.tif 000003
【図２】
0003702930.tif 000004
【図４】
0003702930.tif 000005
【図５】
0003702930.tif 000006
【図６】
0003702930.tif 000007
【図７】
0003702930.tif 000008
【図８】
0003702930.tif 000009
【図９】
0003702930.tif 000010
【図１０】
0003702930.tif 000011
【図１１】
0003702930.tif 000012
【図１２】
0003702930.tif 000013
【図１３】
0003702930.tif 000014
【図１４】
0003702930.tif 000015
【図１５】
0003702930.tif 000016