(57)【要約】【課題】装置の大型化やユーザービリティーの低下を抑制しつつ、残トナーが集中的に移動させられる像担持体が寿命よりも早く交換されることを抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】一次転写の後に複数の像担持体１上に残留したトナーを対応するクリーニング部材６１で除去すると共に、二次転写の後に中間転写体７上に残留したトナーを帯電手段１５によって帯電させ、像担持体１に移動させて対応するクリーニング部材６１により除去する画像形成装置１００は、複数の像担持体１のうち少なくとも２つの像担持体１から対応するクリーニング部材６１により除去されたトナーを回収する、共通の回収容器３０を有し、回収容器３０は、複数の像担持体１及び複数のクリーニング部材６１とは独立して当該画像形成装置１００の装置本体１１０に対して着脱可能である構成とする。【選択図】図１
2018010259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体から一次転写されたトナー像を転写材に二次転写するために搬送する中間転写体と、前記複数の像担持体のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記像担持体上のトナーを除去するクリーニング部材と、前記中間転写体上のトナーを帯電させる帯電手段と、を有し、
前記二次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを前記帯電手段によって帯電させ、前記像担持体に移動させて対応する前記クリーニング部材により除去する画像形成装置において、
前記複数の像担持体のうちの少なくとも２つの前記像担持体から対応する前記クリーニング部材により除去されたトナーを回収する、共通の回収容器を有し、
前記回収容器は、前記複数の像担持体及び前記複数のクリーニング部材とは独立して当該画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電手段によって帯電させたトナーを移動させる前記像担持体は、前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体であり、前記回収容器は、少なくとも前記所定の像担持体から対応する前記クリーニング部材により除去されたトナーを回収することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定の像担持体は、少なくとも２つであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の像担持体のうち１つは、前記複数の像担持体のうち前記中間転写体の移動方向において最上流に配置された像担持体であり、前記所定の像担持体うち他の１つは、前記複数の像担持体のうち該他の１つの像担持体にはトナー像が形成されるがそれ以外の像担持体にはトナー像が形成されない所定のモードにおいてトナー像が形成される像担持体であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記所定の像担持体のうち１つは、前記複数の像担持体のうち前記中間転写体の移動方向において最上流に配置された像担持体であり、前記所定の像担持体うち他の１つは、前記複数の像担持体のうち該他の１つの像担持体よりも前記中間転写体の移動方向において上流に配置された像担持体にはトナー像が形成されない所定のモードにおいてトナー像が形成される像担持体であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回収容器は、前記複数の像担持体のうちの前記所定の像担持体以外の前記像担持体から対応する前記クリーニング部材により除去されたトナーを回収することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回収容器は、前記複数の像担持体の全てから対応する前記クリーニング部材により除去されたトナーを回収することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記複数の像担持体のそれぞれと、対応する前記クリーニング部材とは、前記装置本体に対して一体的に着脱可能なカートリッジを構成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記複数の像担持体のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記像担持体にトナーを供給してトナー像を形成する複数の現像装置であって、それぞれがトナーを収容する収容部を備えた複数の現像装置を有し、
前記現像装置は、隣接して配置された前記像担持体を備えた前記カートリッジと重力方向において重なる位置に前記収容部の少なくとも一部が配置されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置には、像担持体としての感光体に形成されたトナー像が、中間転写体に一次転写された後に紙などの転写材に二次転写される中間転写方式がある。中間転写方式は、多種多様な転写材に画像を形成することのできるメディアフレキシビリティーが高い。特に、カラー画像形成装置では、それぞれが感光体を備えた複数の画像形成部を有し、各感光体に形成されたトナー像を中間転写体に重ね合わせるようにして順次一次転写するインライン方式が広く用いられている。
【０００３】
中間転写方式の画像形成装置では、二次転写時に転写材に転写されずに中間転写体上に残留した残トナーをクリーニングする必要がある。中間転写体のクリーニング方式として、中間転写体上の残トナーを静電的にクリーニングする次のような静電回収方式がある（特許文献１）。
【０００４】
中間転写体上の残トナーを、帯電手段によって現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性に帯電させ、その残トナーを一次転写部で感光体に移動させる。この中間転写体から感光体への残トナーの移動は、感光体から中間転写体へのトナー像の一次転写と同時に行うことができるため、このクリーニング方式は転写同時回収方式とも呼ばれる。そして、感光体に移動させた残トナーを、感光体をクリーニングする感光体クリーニング手段によって感光体上から除去して回収する。感光体クリーニング手段としては、感光体上から残トナーを除去するクリーニング部材と、クリーニング部材を支持すると共に残トナーを収容するクリーニング容器と、を備えたクリーニング装置が広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０５０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
静電回収方式では、中間転写体上の残トナーは、中間転写体の移動方向において帯電手段の下流側の直近に位置する感光体に集中的に移動させられることになる。すなわち、その感光体に対応して設けられたクリーニング装置のクリーニング容器には、一次転写時に感光体上に残留した残トナーに加えて、中間転写体上から移動させられた残トナーが加わることになる。
【０００７】
ここで、感光体の交換や回収した残トナーの廃却といったメンテナンスを容易とするために、感光体、クリーニング部材、及びクリーニング容器は、一体的に画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジに組み込まれることがある。この場合、クリーニング容器は、感光体が寿命に達した時などに交換されることになる。しかし、上述のように特定の感光体に中間転写体上の残トナーが集中的に移動させられると、クリーニング容器がトナーで満杯になり、感光体が寿命に達する前にカートリッジを交換しなければならなくなる可能性がある。
【０００８】
感光体が寿命に達するまでカートリッジを使用できるようにするために、クリーニング容器の容量を大きくすることが考えられる。しかし、クリーニング容器の容量を大きくすると、カートリッジが大型化する。そして、感光体の周りには多くのプロセス機器が配置されるので、クリーニング容器の容量を大きくしてカートリッジが大型化すると、画像形成装置が大型化しやすい。
【０００９】
また、感光体が寿命に達するまでカートリッジを使用できるようにするために、クリーニング容器を感光体とは別体とすることが考えられる。しかし、例えば画像形成装置がフルカラーモードとブラック単色モードといった複数の画像形成モードで画像形成を実行可能な場合、画像形成モードによって中間転写体から集中的に残トナーが移動させられる感光体が異なることがある。このような場合に、各感光体に対応して設けられたクリーニング容器を各カートリッジの他の要素とは別体にすると、画像形成装置の構成が複雑化し、またユーザービリティーが低下する。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、装置の大型化やユーザービリティーの低下を抑制しつつ、残トナーが集中的に移動させられる像担持体が寿命よりも早く交換されることを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体から一次転写されたトナー像を転写材に二次転写するために搬送する中間転写体と、前記複数の像担持体のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記像担持体上のトナーを除去するクリーニング部材と、前記中間転写体上のトナーを帯電させる帯電手段と、を有し、前記二次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを前記帯電手段によって帯電させ、前記像担持体に移動させて対応する前記クリーニング部材により除去する画像形成装置において、前記複数の像担持体のうちの少なくとも２つの前記像担持体から対応する前記クリーニング部材により除去されたトナーを回収する、共通の回収容器を有し、前記回収容器は、前記複数の像担持体及び前記複数のクリーニング部材とは独立して当該画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、装置の大型化やユーザービリティーの低下を抑制しつつ、残トナーが集中的に移動させられる像担持体が寿命よりも早く交換されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施例の画像形成装置の概略縦断面図である。
【図２】当接離間機構を説明するための模式図である。
【図３】カートリッジの概略断面図である。
【図４】トナーの搬送部材の模式図である。
【図５】回収トナーボックスへのトナーの搬送機構の概略断面図である。
【図６】回収トナーボックスへのトナーの搬送機構の概略斜視図である。
【図７】画像形成装置のユニット交換を説明するための模式図である。
【図８】他の実施例の画像形成装置の概略断面図である。
【図９】更に他の実施例におけるカートリッジの概略断面図である。
【図１０】比較例の画像形成装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１５】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成することのできる、中間転写方式を採用したインライン方式（タンデム型）のレーザビームプリンタである。
【００１６】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて同一又は対応する要素については、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して総括的に説明することがある。本実施例では、画像形成部Ｐは、後述する感光体１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５、クリーニング装置６を有して構成される。
【００１７】
トナー像を担持する像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１は、図中矢印Ｒ１方向（時計回り）に回転駆動される。回転する感光体１の表面は、感光体帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電工程時に、帯電ローラ２には負極性の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電処理された感光体１の表面は、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー）３により画像情報に基づいたレーザー光Ｌで走査露光され、感光体１上に静電潜像（静電像）が形成される。本実施例では、露光装置３は、各画像形成部Ｐの各感光体１を露光する１つのユニット（レーザー光学ユニット）として構成されている。
【００１８】
感光体１上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４によって、現像剤としてのトナーが供給されて現像（可視化）され、感光体１上にトナー像が形成される。現像装置４は、トナーを感光体１との対向部（現像部）へと搬送する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、トナーを収容した現像容器４２と、を有する。各現像容器４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが収容されている。現像工程時に、現像ローラ４１には感光体１の帯電電位よりも絶対値が小さくかつ負極性の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光体１上の露光部に、感光体１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する。つまり、本実施例では、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）は負極性である。
【００１９】
各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、無端状のベルトで構成された中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、複数の像担持体から一次転写されたトナー像を転写材に二次転写するために搬送する中間転写体の一例である。中間転写ベルト７は、複数の張架ローラとしての、二次転写対向ローラを兼ねる駆動ローラ７１、テンションローラ７２、及びアイドラローラ７３によって張架されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ７１によって図中矢印Ｒ２方向（反時計回り）に回転駆動される。中間転写ベルト７の内周面側には、各感光体１に対応して、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ５が配置されている。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光体１に向けて押圧されて、感光体１と中間転写ベルト７とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。上述のように感光体１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、回転している中間転写ベルト７上に静電的に転写（一次転写）される。一次転写工程時に、一次転写ローラ５には、一次転写電源（高圧電源回路）Ｅ１から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である一次転写電圧が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光体１上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト７上に重ね合わせるようにして順次転写される。
【００２０】
中間転写ベルト７の外周面側において、駆動ローラ７１と対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラが配置されている。二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して駆動ローラ７１に向けて押圧されて、中間転写ベルト７と二次転写ローラ８とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。上述のように中間転写ベルト７上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト７と二次転写ローラ８とに挟持されて搬送される紙などの転写材（記録材、記録媒体、シート）Ｓ上に静電的に転写（二次転写）される。二次転写工程時に、二次転写ローラ８には、二次転写電源（高圧電源回路）Ｅ２から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である二次転写電圧が印加される。転写材Ｓは、転写材カセット１１に積載されており、ピックアップローラ１２などにより給送されてレジストローラ１３まで搬送される。この転写材Ｓは、レジストローラ１３によって斜行が矯正された後、中間転写ベルト７上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｎ２に供給される。
【００２１】
トナー像が転写された転写材Ｓは、定着手段としての定着装置９へと搬送され、ここで加熱及び加圧されることによって表面にトナー像が定着（溶融固着）される。その後、転写材Ｓは、画像形成装置１００の装置本体１１０の外部へ排出（出力）される。
【００２２】
一方、一次転写工程時に感光体１上に残留した残トナー（一次転写残トナー）は、クリーニング手段としてのクリーニング装置６によって感光体１上から除去されて回収される。クリーニング装置６は、感光体１に当接して配置されたクリーニングブレード６１と、クリーニングブレード６１を支持すると共に残トナーを収容するクリーニング容器６２と、を有する。クリーニングブレード６１は、像担持体上のトナーを除去するクリーニング部材の一例である。クリーニングブレード６１は、弾性材料としてのゴム（ウレタンゴムなど）で形成された板状（ブレード状）の部材である。クリーニングブレード６１は、長手方向が感光体１の長手方向（回転軸線方向）と略平行に配置され、短手方向の一方の端部（自由端部）が感光体１の回転方向の上流側を向くカウンター方向で感光体１の表面に当接されている。クリーニング装置６は、回転する感光体１の表面から、クリーニングブレード６１によって残トナーを掻き取って、クリーニング容器６２に収容する。クリーニング装置６については後述して更に詳しく説明する。
【００２３】
また、二次転写工程時に中間転写ベルト７上に残留した残トナー（二次転写残トナー）は、静電回収方式によって回収される。中間転写ベルト７のクリーニングについては後述して詳しく説明する。
【００２４】
画像形成装置１００の各部の動作は、装置本体１１０に設けられた制御手段としての制御部１２０によって統括的に制御される。
【００２５】
ここで、各画像形成部Ｐにおいて、感光体１と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びクリーニング装置６とは、一体的に装置本体１１０に対し着脱可能なカートリッジ（プロセスカートリッジ）１０（図３）を構成している。本実施例では、装置本体１１０内において、各カートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、中間転写ベルト７の移動方向に沿って重力方向と交差する方向に並んで配置される。
【００２６】
また、本実施例では、感光体１は、直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成されたものである。また、本実施例では、中間転写ベルト７は、１０７〜１０１４Ωｃｍの体積固有抵抗率を持たせた厚さ５０〜１５０μｍ程度の無端のフィルム状部材で構成されている。なお、体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ２３４０にて、温度は２５℃、相対湿度は５０％で、５０〜１００Ｖを印加して得た値である。
【００２７】
２．画像形成モード
本実施例では、画像形成装置１００は、フルカラーモード（第１のモード）と、モノモードモード（第２のモード）と、の２つの画像形成モードで画像形成を実行可能である。フルカラーモードでは、第１〜第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでトナー像を形成してフルカラー画像を形成することができる。モノモードでは、第１〜第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのうち第４の画像形成部ＰＫのみでトナー像を形成してブラック単色画像を形成することができる。
【００２８】
フルカラーモード時には、図２（ａ）に示すように、全ての画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて、一次転写ローラ５が感光体１に向けて押圧されて、感光体１と中間転写ベルト７とが当接される。
【００２９】
一方、モノモード時には、図２（ｂ）に示すように、当接離間機構２０により、画像形成に使用しない第１〜第３の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣにおいて、感光体１から一次転写ローラ５が遠ざけられて、感光体１から中間転写ベルト７が離間される。そして、モノモード時には、第１〜第３の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣにおいては、感光体１、帯電ローラ２、現像装置４などのカートリッジ１０の駆動は停止される。これにより、不要な動作を抑え、カートリッジ１０の寿命の長期化を図ることができる。なお、本実施例では、モノモードでのプリントの終了後は、全ての画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣにおいて、感光体１に中間転写ベルト７が当接されて、次のプリントに備えられる。
【００３０】
３．中間転写ベルトのクリーニング
二次転写時に中間転写ベルト７上に残留した残トナーは、帯電手段（トナー帯電手段）としての、ブラシ状の帯電部材であるクリーニングブラシ１５により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）に帯電させられる。
【００３１】
クリーニングブラシ１５としては、１０６〜１０９Ωの電気抵抗を有する導電性のナイロン製の繊維が略密となるように構成されたブラシを用いた。クリーニングブラシ１５は、中間転写ベルト７の回転方向において二次転写部Ｎ２より下流かつ一次転写部Ｎ１（最上流の一次転写部Ｎ１Ｙ）より上流で中間転写ベルト７に接触するように配置される。本実施例では、クリーニングブラシ１５は、中間転写ベルト７を介してテンションローラ７２と対向する位置に固定して配置されている。クリーニングブラシ１５の長手方向（中間転写ベルト７の移動方向と略直交する方向）の長さは、同方向における中間転写ベルト７上の画像形成領域（トナー像を形成可能な領域）の長さ以上である。また、本実施例では、クリーニングブラシ１５の短手方向（中間転写ベルト７の移動方向）の幅は４ｍｍである。そして、クリーニングブラシ１５は、ブラシ繊維の先端の位置が中間転写ベルト７の表面に対し侵入量１．０ｍｍになるように、中間転写ベルト７を介してテンションローラ７２に向けて押圧されて配置されている。クリーニングブラシ１５と中間転写ベルト７との接触部が、クリーニングブラシ１５によって中間転写ベルト７上の残トナーを帯電させる帯電部ＣＬである。
【００３２】
クリーニングブラシ１５には、クリーニング電源（高圧電源回路）Ｅ３から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧であるクリーニング電圧として、＋１．０〜＋２．０ｋＶの電圧を印加できるようになっている。クリーニングブラシ１５の目的は、中間転写ベルト７上の残トナーを、一次転写部Ｎ１で感光体１に静電的に移動（逆転写）させるための適正な電荷量に帯電させることである。また、クリーニングブラシ１５は、中間転写ベルト７上の残トナーを散らす役割も果たす。本実施例では、中間転写ベルト７上の残トナーに対し適正な電荷を付与するために、クリーニングブラシ１５に印加するクリーニング電圧は、＋１．５ｋＶに設定した。
【００３３】
フルカラーモード時には、クリーニングブラシ１５によって帯電させられた中間転写ベルト７上の残トナーは、イエロー用の感光体１Ｙに移動させられる。そして、この残トナーは、イエロー用のクリーニング装置６によってイエロー用の感光体１Ｙ上から除去されて回収される。したがって、フルカラーモード時には、イエロー用のクリーニング装置６Ｙによって回収される残トナーの量は、一次転写残トナーに加えて中間転写ベルト７上の二次転写残トナーが加わるため、他の色用のクリーニング装置６Ｍ、６Ｃ、６Ｋよりも多くなる。
【００３４】
一方、モノモード時には、クリーニングブラシ１５によって帯電させられた中間転写ベルト７上の残トナーは、ブラック用の感光体１Ｋに移動させられる。そして、この残トナーは、ブラック用のクリーニング装置６Ｋによってブラック用の感光体１Ｋ上から除去されて回収される。したがって、モノモード時には、ブラック用のクリーニング装置６Ｋによって回収される残トナーの量は、一次転写残トナーに加えて中間転写ベルト７上の二次転写残トナーが加わるため、他の色用のクリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃよりも多くなる。
【００３５】
フルカラーモードとモノモードが実行される比率は、ユーザーの画像形成装置１００の使用し方によって異なる。しかし、本実施例の構成では、上述のようにイエロー用とブラック用のクリーニング装置６Ｙ、６Ｋによって回収される残トナーの量が、その他の色用のクリーニング装置６Ｍ、６Ｃによって回収される残トナーの量より多くなる。
【００３６】
４．トナーの回収
次に、本実施例における残トナーの回収方法について更に詳しく説明する。なお、以下の説明では、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ又はそれらの要素を、語頭に「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」を付して区別することがある。
【００３７】
図３（ａ）は、本実施例におけるＹ・Ｋカートリッジ１０Ｙ、１０Ｋの概略断面図であり、図３（ｂ）は、本実施例におけるＭ・Ｃカートリッジ１０Ｍ、１０Ｃの概略断面図である。本実施例では、Ｙ・Ｋカートリッジ１０Ｙ、１０Ｋと、Ｍ・Ｃカートリッジ１０Ｍ、１０Ｃと、では構成が異なる。本実施例では、Ｙ・Ｋカートリッジ１０Ｙ、１０Ｋと、Ｍ・Ｃカートリッジ１０Ｍ、１０Ｃとは、現像容器４２に収容されたトナーの色及びクリーニング装置６の構成が異なることを除いて、実質的に同じ構成を有する。
【００３８】
まず、図３（ｂ）に示すＭ・Ｃクリーニング装置６Ｍ、６Ｃについて説明する。Ｍ・Ｃクリーニング装置６Ｍ、６Ｃでは、Ｍ・Ｃクリーニングブレード６１Ｍ、６１ＣによりＭ・Ｃ感光体１Ｍ、１Ｃ上から除去された残トナーは、自由落下して回収容器としてのＭ・Ｃクリーニング容器６２Ｍ、６２Ｃ内に最終的に回収される。このＭ・Ｃクリーニング容器６２Ｍ、６２Ｃは、Ｍ・Ｃ感光体１Ｍ、１Ｃ、Ｍ・Ｃクリーニングブレード６１Ｍ、６１Ｃなどと共に実質的に密閉された残トナーの収容空間を形成する。そして、このＭ・Ｃクリーニング容器６２Ｍ、６２Ｃに回収された残トナーは、Ｍ・Ｃカートリッジ１０Ｍ、１０Ｃが交換されることで廃却される。
【００３９】
次に、図３（ａ）に示すＹ・Ｋクリーニング装置６Ｙ、６Ｋについて説明する。Ｙ・Ｋクリーニング装置６Ｙ、６Ｋでは、Ｙ・Ｋクリーニングブレード６１Ｙ、６１ＫによりＹ・Ｋ感光体１Ｙ、１Ｋ上から除去された残トナーは、一時回収容器としてのＹ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｋに一旦収容される。そして、このＹ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｋに一旦収容された残トナーは、搬送部５０を構成するＹ・Ｋ縦ダクト５１Ｙ、５１Ｋ及び横ダクト５２（図１）を経由して、共通の回収容器としての回収トナーボックス３０（図１）内に回収される。一時回収容器としてのＹ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｋは、回収容器としてのＭ・Ｃクリーニング容器６２Ｍ、６２Ｃよりも小型化することができる。本実施例では、Ｙ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｋは、後述する容器スクリュー６３Ｙ、６３Ｋの搬送能力との関係で、残トナーを十分に一時的に収容することができる範囲で極力容積が小さくなるように構成されている。
【００４０】
Ｙ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｋの内部には、搬送部材としての容器スクリュー６３Ｙ、６３Ｋが設けられている。本実施例では、Ｙ・Ｋカートリッジ１０Ｙ、１０Ｋが装置本体１１０に装着されることで、Ｙ・Ｋ感光体１Ｙ、１Ｋの駆動受け部（図示せず）が装置本体１１０に設けられた駆動手段としてのドラム駆動モータ（図示せず）と連結される。Ｙ・Ｋ感光体１の回転駆動力は、Ｙ・Ｋカートリッジ１０Ｙ、１０Ｋに設けられた駆動伝達部（図示せず）を介して、容器スクリュー６３Ｙ、６３Ｋに伝達される。これにより、容器スクリュー６３Ｙ、６３Ｋは、Ｙ・Ｋ感光体１Ｙ、１Ｋと同期して回転駆動される。容器スクリュー６３Ｙ、６３Ｋによって、Ｙ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｋ内の残トナーは、Ｙ・Ｋクリーニングブレード６１Ｙ、６１Ｋの長手方向に沿って本実施例では装置本体１１０の後方（図１、図２の紙面奥側）へと搬送される。
【００４１】
図４は、容器スクリュー６３Ｙ、６３Ｋとして使用することのできるスクリューコンベアの例の概略図である。スクリューコンベアは、回転することで、回転軸と略平行な方向にトナーを搬送することができる。本実施例では、図４（ａ）に示すようなタイプのスクリューコンベアを用いた。なお、トナーを搬送可能な搬送部材は、上記スクリューコンベアに限定されるものではなく、例えばベルト方式などを用いてもよい。
【００４２】
図５は、搬送部５０を構成するＹ・Ｋ縦ダクト５１Ｙ、５１Ｋ、横ダクト５２の概略断面図である。容器スクリュー６３Ｙ、６３Ｋにより搬送された残トナーは、Ｙ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｋの底部に設けられた開口部である排出口６４Ｙ、６４Ｋを通過してＹ、Ｋ縦ダクト５１Ｙ、５１Ｋ内を自由落下し、横ダクト５２内へと移動する。横ダクト５２の内部には、搬送部材としてのダクトスクリュー５３が設けられている。横ダクト５２内に移動した残トナーは、ダクトスクリュー５３によって回収トナーボックス３０に向けて搬送される。なお、本実施例では、ダクトスクリュー５３としては、容器スクリュー６３Ｙ、６３Ｋと同様のタイプのスクリューコンベアを用いた（上記同様、これに限定されるものではない）。ダクトスクリュー５３は、装置本体１１０に設けられた駆動手段としてのダクトスクリュー駆動モータ（図示せず）によって、画像形成に伴って横ダクト５２に送られた残トナーを滞りなく回収トナーボックス３０へと搬送できるように駆動される。
【００４３】
図６は、横ダクト５２及び回収トナーボックス３０の概略斜視図である。横ダクト５２には、Ｙ・Ｋ縦ダクト５１Ｙ、５１Ｋから残トナーを受け入れる開口部である受入口５４Ｙ、５４Ｋが設けられている。Ｙ・Ｋ縦ダクト５１Ｙ、５１Ｋは、受入口５４Ｙ、５４Ｋと連通するようにして横ダクト５２と接合されている。回収トナーボックス３０は、横ダクト５２と接続される回収口３１を有し、この回収口３１を通して横ダクト５２の内部と回収トナーボックス３０の内部とが連通される。
【００４４】
本実施例では、上述のような構成により、Ｙ・Ｋクリーニング装置６Ｙ、６ＫによってＹ・Ｋ感光体１Ｙ、１Ｋから除去された残トナーは、同一の回収トナーボックス３０内に最終的に回収される。
【００４５】
回収トナーボックス３０は、各カートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ（すなわち、各カートリッジ１０の感光体１及びクリーニングブレード６１など）とは独立して、装置本体１１０に対して着脱可能とされている。回収トナーボックス３０は、装置本体１１０に装着されると、回収口３１が横ダクト５２に接続される。回収トナーボックス３０に回収された残トナーは、回収トナーボックス３０が交換されることで廃却される。
【００４６】
５．カートリッジ、回収トナーボックスの交換
次に、カートリッジ１０、回収トナーボックス３０の交換について説明する。
【００４７】
カートリッジ１０の交換時期は、本実施例では、感光体１の回転時間やトナー消費量により判断される。なお、感光体１の回転時間に限らず、回転回数など、感光体１の使用量と相関する情報であれば利用できる。同様に、トナー消費量に限らず、トナー残量など、現像装置４内のトナー量と相関する情報であれば利用できる。つまり、制御部１２０（図１）は、各カートリッジ１０における累積の各感光体１の回転時間やトナー消費量を逐次更新して記憶部（図示せず）に記憶させている。制御部１２０は各感光体１の回転時間やトナー消費量の累積値が予め設定された閾値に達した場合に、カートリッジ１０が交換時期に達したことを認識する。そして、制御部１２０は、装置本体１１０に配置されている表示装置１３０（図１）、又は画像形成装置１００と通信可能に接続された外部機器の表示装置（図示せず）において、いずれかのカートリッジ１０が交換時期に達した旨をユーザーに通知する。該外部機器は、それにインストールされたドライバを介してユーザーが画像形成装置１００を操作しているパーソナルコンピュータなどである。
【００４８】
一方、回収トナーボックス３０の交換時期は、回収トナーボックス３０内に収容されたトナーの容量が所定の容量に達したことを検知する検知手段の検知結果により判断される。つまり、本実施例では、図１に示すように、装置本体１１０に検知手段としての光学センサ８０が設けられている。また、本実施例では、回収トナーボックス３０には、光学センサ８０が検知光の反射の有無などにより回収トナーボックス３０内の所定位置まで堆積したトナーを検知することを可能とする検知部（検知窓）３２が設けられている。これにより、制御部１２０は、光学センサ８０の検知結果から、回収トナーボックス３０内のトナーの容量が所定の容量に達したこと（回収トナーボックス３０が交換時期に達したこと）を認識する。そして、制御部１２０は、カートリッジ１０の交換の場合と同様の手段を用いて、回収トナーボックス３０が交換時期に達した旨をユーザーに通知する。
【００４９】
上述のようにして通知を受けたユーザーなどの操作者は、本実施例では、図７（ａ）に示すように装置本体１１０の前面（図１の紙面手前側）に設けられたフロントカバー１４０を開ける。これにより、図７（ｂ）に示すように、交換時期に到達したユニット（カートリッジ１０又は回収トナーボックス３０）を新品に交換することができる。
【００５０】
６．効果
次に、本実施例と比較例とを比較して本実施例の効果について説明する。なお、比較例についても本実施例のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については同一の符号を付して説明する。
【００５１】
図１０は、比較例の画像形成装置１００の概略断面図である。比較例の画像形成装置１００は、全ての画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて、クリーニングブレード６１により感光体１上から除去された残トナーを、回収容器としてのクリーニング容器６２内に最終的に回収するように構成されている。つまり、比較例の画像形成装置１００では、全てのクリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが、本実施例におけるＭ・Ｃクリーニング装置６Ｍ、６Ｃと同じ構成とされている。本実施例の画像形成装置１００と比較例の画像形成装置１００とは、その他の点については実質的に同じである。
【００５２】
本実施例におけるＭ・Ｃクリーニング容器６２Ｍ、６２Ｃ、及び比較例における全てのクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋの容量は３００ｃｃとした。これは、印字率（画像面積比率）を各色５％、フルカラーモードとモノモードの比を１：１としてプリントを繰り返した際に、カートリッジ１０の寿命（画像形成枚数１０，０００枚）の間中、各クリーニング容器６２に残トナーを十分に収容可能な容量である。なお、このカートリッジ１０の寿命は、消費されるトナー量の他、感光体１、クリーニングブレード６１、現像ローラ４１の摩耗量などを考慮して設定されている。
【００５３】
そして、フルカラーモードにおいて、試験画像としてブルー画像をマゼンタとシアンの各色の印字率１００％で繰り返しプリントした際の、Ｙカートリッジ１０Ｙが交換すべき状態となった時期について確認した。
【００５４】
その結果、本実施例では、Ｙカートリッジ１０Ｙを設定された寿命（画像形成枚数１０，０００枚）まで使用することができた。本実施例では、Ｙトナーは消費されないものの、感光体１、クリーニングブレード６１、現像ローラ４１の摩耗により、画像形成枚数が１０，０００枚の時点で、Ｙカートリッジ１０は交換が望まれる状態となった。
【００５５】
一方、比較例では、Ｙカートリッジ１０Ｙの設定された寿命よりも早い、累積画像形成枚数が２５０枚の時点で、Ｙカートリッジ１０Ｙは交換すべき状態となった。比較例では、中間転写ベルト７上の残トナーがＹクリーニング容器６２Ｙ内に収容され、本実施例とは異なりＹクリーニング容器６２Ｙが最終的な回収箇所とされる。試験画像は印字率１００％の２色で形成されているため、中間転写ベルト７上の残トナーが多く、しかもこれがＹクリーニング容器６２Ｙに集中して回収される。そのため、比較例では、２５０枚という比較的少ない画像形成枚数の時点で、Ｙクリーニング容器６２Ｙが残トナーで満杯となり、Ｙカートリッジ１０Ｙは交換すべき状態となった。
【００５６】
同様に、モノモードにおいて、試験画像としてブラック画像を印字率１００％で繰り返しプリントした際の、Ｋカートリッジ１０Ｋが交換すべき状態となった時期について確認した。その結果、上記フルカラーモードの場合と同様に、本実施例では、Ｋカートリッジ１０Ｋを設定された寿命まで使用することができた。これに対し、比較例では、Ｋクリーニング容器６２Ｋが残トナーで満杯となり、Ｋカートリッジ１０Ｋは設定された寿命よりも早く交換すべき状態となった。
【００５７】
上述の試験のような条件で、Ｙ・Ｋカートリッジ１０Ｙ、１０Ｋを、感光体１の使用量などによって設定されている寿命まで使用可能とするためには、Ｙ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２Ｋの容量を大きくすることが考えられる。しかし、その場合には、Ｙ・Ｋカートリッジ１０Ｙ、１０Ｋが大型化し、画像形成装置１００が大型化しやすくなる。
【００５８】
また、Ｙ・Ｋクリーニング容器６２Ｙ、６２ＫをＹ・Ｋカートリッジ１０Ｙ、１０Ｋの他の要素とは別体とし、残トナーで満杯になった場合にこれを個別に交換できる構成とすることも考えられる。しかし、その場合、画像形成装置１００の構成が複雑化し、またユーザービリティーが低下する。
【００５９】
一方、本実施例及び比較例の構成では、Ｍ・Ｃクリーニング容器６２Ｍ、６２Ｃには中間転写ベルト７上の残トナーが回収されない。そのため、Ｍ・Ｃクリーニング容器６２Ｍ、６２Ｃが残トナーで満杯となり、Ｍ・Ｃカートリッジ１０Ｍ、１０Ｃが設定された寿命より早く交換すべき状態となることはなかった。
【００６０】
なお、通常、市場で画像形成装置１００が上述の試験のような使用状態になることは稀であると考えられる。しかし、上述の試験により、上述の試験のような条件においても本実施例の構成が有効であることがわかる。
【００６１】
以上説明したように、本実施例によれば、中間転写ベルト７上の残トナーが集中的に送られるクリーニング容器６２の容量を大きくする必要が無い。そのため、画像形成装置１００の小型化を図ることが可能となる。また、本実施例によれば、各感光体１に対応して設けられたクリーニング容器６２を各カートリッジ１０の他の要素とは別体にする場合よりも、装置本体１１０に対し個別に着脱可能とする回収容器の数を減らすことができる。そのため、画像形成装置１００の構成を簡易化し、またユーザービリティーの低下を抑制することができる。さらに、本実施例によれば、画像形成装置１００の大型化をせずに、中間転写ベルト７上の残トナーを最終的に回収する回収容器である回収トナーボックス３０を大容量化することができる。回収トナーボックス３０は、多くのプロセス機器が配置される感光体１の周囲に配置する必要はなく、任意の空いたスペースに配置できるからである。
【００６２】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは要素を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００６３】
図８は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００では、全ての画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて、クリーニングブレード６１により感光体１上から除去された残トナーは、一時回収容器としてのクリーニング容器６２に一旦収容される。そして、このクリーニング容器６２に一旦収容された残トナーは、搬送部５０を構成する縦ダクト５１（５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ）及び横ダクト５２を経由して、共通の回収容器としての回収トナーボックス３０内に最終的に回収される。つまり、本実施例の画像形成装置１００では、全てのクリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが、実施例１におけるＹ・Ｋクリーニング装置６Ｙ、６Ｋと同じ構成とされている。
【００６４】
本実施例では、全てのカートリッジ１０に、回収容器としてのクリーニング容器６２より小型化することのできる一時回収容器としてのクリーニング容器６２を設ければよい。そのため、全てのカートリッジ１０を小型化して、交換する際のユーザービリティーを向上させることができる。
【００６５】
［実施例３］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１、２のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例１、２のものと同一又は対応する機能あるいは要素を有する要素については、実施例１、２と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００６６】
本実施例では、実施例２と同様に、全てのクリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが、実施例１におけるＹ・Ｋクリーニング装置６Ｙ、６Ｋと同じ構成とされている。そして、本実施例では、図９に示すように、クリーニング容器６２を最終的な回収容器ではなく一時回収容器として構成することで空いたスペースに、隣接して配置されたカートリッジ１０の現像容器４２を張り出させている。なお、図９には代表してＣ・Ｋカートリッジ１０Ｃ、１０Ｋの概略断面を示しているが、本実施例ではトナーの色を除いて全てのカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが実質的に同じ構成を有する。
【００６７】
つまり、本実施例では、クリーニングブレード６１により感光体１から除去された残トナーは、容器スクリュー６３によって装置本体１１０の後方に搬送される。これにより、クリーニング容器６２が最終的な回収容器である場合に比較的大きく設ける必要のあったクリーニングブレード６１の下方のスペースを有効利用することが可能となる。したがって、このスペースに、隣接して配置されたカートリッジ１０の現像容器４２を拡大して配置することが可能となる。
【００６８】
このように、当該現像装置４に対応する感光体１の上流側に隣接して配置された感光体１が、残トナーが回収トナーボックス３０に回収される回収対象の感光体１である少なくとも１つの現像装置４は、次のような構成とすることができる。つまり、その隣接して配置された感光体１を備えたカートリッジ１０と重力方向において重なる位置に、トナーの収容部を形成する現像容器４２の少なくとも一部が配置されるように構成することができる。
【００６９】
本実施例によれば、現像容器４２を拡大することで、そこに収容するトナーの容量を増大させることができるので、トナー消費によるカートリッジ１０の寿命を延ばすことが可能となる。また、上述のスペースを有効利用しているため、画像形成装置１００の大型化をせずに現像容器４２を拡大して、トナーの収容容量を大容量化することができる。
【００７０】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００７１】
上述の実施例では、画像形成装置がフルカラーモードとモノモードとを実行可能であり、中間転写体上の残トナーが集中的に移動させられる像担持体がイエロー用とブラック用の像担持体である場合について説明した。しかし、これに限定されるものではなく、画像形成装置は、それぞれが異なる１つの像担持体（又は異なる組み合わせの複数の像担持体）にそれぞれトナー像が形成される任意の数の画像形成モードを実行可能であってよい。上述の実施例と同様に、各画像形成モードにおいてトナー像が形成される像担持体のうち、中間転写体の移動方向において最上流に配置された像担持体には、中間転写体上の残トナーが集中して移動されやすい。したがって、それらの像担持体からクリーニング部材により除去された残トナーを、装置本体に対して着脱可能な共通の回収容器内に最終的に回収するようにすることができる。
【００７２】
また、画像形成装置は、中間転写体上の残トナーが集中的に移動させられる像担持体が異なる複数の画像形成モードを実行可能な構成に限定されるものではない。例えば、１つの画像形成モードにおいて、中間転写体上の残トナーが１つの像担持体だけではなく、２つ以上の所定の像担持体に移動させられて回収される構成とされることが考えられる。この場合、１つの画像形成モードにおいて２つ以上の像担持体に中間転写体上の残トナーが集中的に移動させられることになる。この場合、その２つ以上の像担持体からクリーニング部材により除去された残トナーを、装置本体に対して着脱可能な共通の回収容器内に最終的に回収するようにすることができる。また、全ての像担持体からクリーニング部材により除去された残トナーが共通の回収容器内に最終的に回収される構成とされている場合などに、中間転写体上の残トナーが任意の像担持体に移動させられるようになっていてもよい。
【００７３】
つまり、本発明が適用される画像形成装置は、二次転写の後に中間転写体上に残留したトナーを帯電手段によって帯電させ、像担持体に移動させて対応するクリーニング部材により除去する。また、この画像形成装置は、複数の像担持体のうち少なくとも２つの像担持体から対応するクリーニング部材により除去されたトナーを回収する、共通の回収容器を有する構成とする。そして、この回収容器は、複数の像担持体及び複数のクリーニング部材とは独立して当該画像形成装置の装置本体に対して着脱可能である構成とする。典型的には、帯電手段によって帯電させたトナーを移動させる像担持体は、複数の像担持体のうちの所定の像担持体であり、回収容器は、少なくとも該所定の像担持体から対応するクリーニング部材により除去されたトナーを回収する。また、典型的には、上記所定の像担持体は、少なくとも２つである。そして、上記所定の像担持体のうち１つは、複数の像担持体のうち中間転写体の移動方向において最上流に配置された像担持体である。また、上記所定の像担持体うち他の１つは、複数の像担持体のうち該他の１つの像担持体にはトナー像が形成されるがそれ以外の像担持体にはトナー像が形成されない所定のモードにおいてトナー像が形成される像担持体である。換言すれば、上記他の１つの像担持体は、複数の像担持体のうち該他の１つの像担持体よりも中間転写体の移動方向において上流に配置された像担持体にはトナー像が形成されない所定のモードにおいてトナー像が形成される像担持体である。ただし、回収容器は、複数の像担持体のうちの上記所定の像担持体以外の像担持体から対応するクリーニング部材により除去されたトナーを回収するようになっていてよく、複数の像担持体の全てから除去されたトナーを回収するようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１          感光体
４          現像装置
６          クリーニング装置
７          中間転写ベルト
１５        クリーニングブラシ
３０        回収容器
５０        搬送部
６１        クリーニングブレード
６２        クリーニング容器
【図１】
2018010259.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018010259.tif 000009
【図８】
2018010259.tif 000010
【図９】
2018010259.tif 000011
【図１０】
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