(57)【要約】【課題】装置本体内の省スペース化を実現する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０は、潜像が形成される感光体４０と、この感光体４０に形成された潜像をトナーで現像する現像装置４４と、この現像装置４４に着脱自在に設けられ、該現像装置４４に供給するトナーが収容されるトナーカートリッジ５０と、感光体４０の表面から除去された廃トナーを収容する廃トナー収容部６４ｃと、廃トナー収容部６４ｃの廃トナーをトナーカートリッジ５０に所定のタイミングで回収するよう制御する制御装置３６とを有する。【選択図】図２
2008026365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像が形成される感光体と、
この感光体に形成された潜像をトナーで現像する現像装置と、
この現像装置に着脱自在に設けられ、該現像装置に供給するトナーが収容されるトナー収容器と、
前記感光体の表面から除去された廃トナーを収容する廃トナー収容部と、
前記廃トナー収容部の廃トナーを前記トナー収容器に所定のタイミングで回収するよう制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー収容器内のトナーの残量を検知する検知手段を有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】
前記制御手段は、前記トナー収容器内のトナー残量が所定量以下になったことを前記検知手段が検知した場合に作動す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】
前記トナー収容器と前記廃トナー回収部との間を遮断もしくは開放するゲートを有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ゲートを所定のタイミングで作動するよう制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー収容器は、トナーを搬送するトナー搬送手段を有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー搬送手段は、前記廃トナー収容部から排出された廃トナーを搬送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】
前記トナー搬送手段を駆動する駆動装置を有し、前記制御手段は、前記駆動装置を所定のタイミングで駆動するよう制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ゲートは、前記駆動手段の駆動により作動す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、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ものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置において、感光体等の表面に残留する廃トナーを除去して収容するクリーニング装置と、このクリーニング装置に収容された廃トナーを回収する廃トナー回収容器を備えたものが知られている。例えば、廃トナー回収容器をトナーカートリッジの外周に配設し、廃トナーを廃トナー回収容器の外周部に凝集蓄積させる技術が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３０８１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、トナーカートリッジに廃トナー回収容器のスペースを確保する必要があり、トナーカートリッジを大型化するか、あるいは供給トナーの容量を減少させる必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的とするところは、上記従来の問題を解消し、装置本体内の省スペース化を実現する画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の特徴とするところは、潜像が形成される感光体と、この感光体に形成された潜像をトナーで現像する現像装置と、この現像装置に着脱自在に設けられ、該現像装置に供給するトナーが収容されるトナー収容器と、前記感光体の表面から除去された廃トナーを収容する廃トナー収容部と、前記廃トナー収容部の廃トナーを前記トナー収容器に所定のタイミングで回収するよう制御する制御手段とを有する画像形成装置にある。したがって、装置本体内の省スペース化を実現することができる。
【０００７】
好適には、前記トナー収容器内のトナーの残量を検知する検知手段を有する。
【０００８】
好適には、前記制御手段は、前記トナー収容器内のトナー残量が所定量以下になったことを前記検知手段が検知した場合に作動する。したがって、現像装置に供給するトナーと廃トナーとの混合が防止される。
【０００９】
好適には、前記トナー収容器と前記廃トナー回収部との間を遮断もしくは開放するゲートを有する。したがって、現像装置に供給するトナーと廃トナーとの混合が防止される。
【００１０】
好適には、前記制御手段は、前記ゲートを所定のタイミングで作動するよう制御する。
【００１１】
好適には、前記トナー収容器は、トナーを搬送するトナー搬送手段を有する。
【００１２】
好適には、前記トナー搬送手段は、前記廃トナー収容部から排出された廃トナーを搬送する。
【００１３】
好適には、前記トナー搬送手段を駆動する駆動装置を有し、前記制御手段は、前記駆動装置を所定のタイミングで駆動するよう制御する。
【００１４】
好適には、前記ゲートは、前記駆動手段の駆動により作動する。したがって、駆動手段を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、廃トナー収容部の廃トナーがトナー収容器に所定のタイミングで回収されるようにしたので、廃トナーを回収するための廃トナー回収容器を排除することができ、もって装置本体内の省スペース化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２の下部には、給紙装置１４が配置されていると共に、画像形成装置本体１２の上部には排紙部１６が形成されている。
【００１７】
給紙装置１４は、用紙トレイ１８を有し、この用紙トレイ１８に多数の用紙が積層される。この用紙トレイ１８の一端上部には、フィードロール２０が配置されていると共に、このフィードロール２０に対向して捌きロール２２が設けられている。用紙トレイ１８の最上位にある用紙がフィードロール２０によりピックアップされ、フィードロール２０と捌きロール２２との協働により用紙が捌かれて搬送される。
【００１８】
用紙トレイ１８から搬送された用紙は、レジストローラ２４により一時停止され、所定のタイミングにより後述する感光体ユニット２６と転写ユニット２８との間及び定着装置３０を通って排紙ローラ３２により排紙部１６へ排出される。
【００１９】
画像形成装置本体１２内には、感光体ユニット２６、転写ユニット２８、電源ユニット３４及び制御手段としての制御装置３６が配置されている。感光体ユニット２６は、感光体ユニット本体６４に例えば４つの感光体４０が回転自在に支持されている。各感光体４０の周囲には、感光体４０を一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電手段としての帯電装置４２と、各感光体４０に書き込まれた潜像をトナーで現像する現像手段としての現像装置４４と、転写後の感光体４０を除電する除電装置４６と、転写がなされた後に感光体４０に残留するトナーを除去するトナー除去手段としてのクリーニング装置４８とを有する。感光体ユニット２６は、４つの感光体４０、帯電装置４２、現像装置４４、除電装置４６及びクリーニング装置４８を一体化したものであり、画像形成装置本体１２に対して着脱自在になっている。
【００２０】
４つのトナーカートリッジ５０は、感光体ユニット２６の裏面側方に着脱自在に接続されている。各トナーカートリッジ５０は、マゼンダ、イエロー、シアン及び黒用であり、現像装置４４に供給する各色のトナーが収容されるトナー収容器として用いられる。
【００２１】
光書込み装置５６は、それぞれレーザ露光装置からなり、感光体ユニット２６の背面側にあって各感光体４０に対応した位置に配置され、一様に帯電された感光体４０に対してレーザを照射して潜像を形成するようになっている。
【００２２】
転写ユニット２８は、感光体ユニット２６の表側にあって感光体ユニット２６に対向して縦方向に配置されている。この転写ユニット２８は、上下方向に設けられた二つの支持ロール５８に搬送ベルト６０が掛けられている。また、各感光体４０に搬送ベルト６０を挟んで対向して転写ロール６２が設けられている。
【００２３】
印刷密度センサ５２は、各感光体４０の近傍にそれぞれ設けられており、用紙に転写された各色のトナー像の密度を検知し、検知結果を制御装置３６へ出力するようになっている。また、印刷枚数センサ５４は、印刷された枚数を検知し、検知結果を制御装置３６へ出力するようになっている。
【００２４】
したがって、各感光体４０は、帯電装置４２により一様に帯電され、光書込み装置５６により潜像が形成され、現像装置４４により潜像がトナーにより可視像化される。各感光体４０に形成されたトナー像は、下方から順番に転送ユニット２８の転写ロール６２により、搬送される用紙に転写され、定着装置３０により用紙に定着される。
【００２５】
次に、感光体ユニット２６の詳細を図２に基づいて説明する。図２に示すように、感光体ユニット２６は、上述したように感光体ユニット本体６４を有し、この感光体ユニット本体６４の内部が、例えば上述した現像装置４４及びクリーニング装置４８などに分けられている。
【００２６】
現像装置４４は、トナー供給部６４ａを有し、該トナー供給部６４ａには、感光体４０の近傍に現像ロール６６が配設されている。また、該トナー供給部６４ａには、トナーカートリッジ５０と接続される貫通孔６４ｂが形成されている。
【００２７】
第１の攪拌搬送オーガ６７ａ及び第２の攪拌搬送オーガ６７ｂは、現像ロール６６の軸方向に沿って該現像ロール６４の下方に配設され、トナー供給部６４ａの周壁にそれぞれ回転自在に支持されている。これら第１の攪拌搬送オーガ６７ａ及び第２の攪拌搬送オーガ６７ｂがそれぞれ回転すると、トナー供給部６４ａ内に収容されたトナーが攪拌されながら現像ロール６６の方向へ搬送されるようになっている。
【００２８】
クリーニング装置４８は、クリーニングブレード６８と廃トナー収容部６４ｃとを有する。クリーニングブレード６８は、感光体４０の表面に付着した残留トナーを掻き落として除去し、廃トナー収容部６４ｃは、該クリーニングブレード６８により除去された廃トナーを収容するようになっている。この廃トナー収容部６４ｃには、現像装置４４のトナー供給部６４ａと連通する開口部６４ｄが設けられており、該開口部６４ｄへの廃トナーを搬送するための廃トナー用オーガ６９が配置されている。
【００２９】
トナーカートリッジ５０は、トナーカートリッジ本体７０を有し、該トナーカートリッジ本体７０にはトナーを収容するトナー収容部７０ａと、トナーカートリッジ本体７０の側面より突出する凸部７０ｂとが形成されている。この凸部７０ｂは、トナー収容部７０ａと連通するとともに、現像装置４４の貫通孔６４ｄと接続するように形成されている。さらに凸部７０ｂの上面にはトナー収容部７０ａとトナーカートリッジ本体７０外部とを連通する開口部７０ｃが形成されている。
【００３０】
オーガ７２は、トナーカートリッジ本体７０に回転自在に設けられており、トナー収容部７２内のトナーを搬送するトナー搬送手段として用いられる。モータ７４（図６に示す）は、オーガ７２の一端部と接続されており、該オーガ７２を回転させる駆動装置として用いられる。このモータ７４は、正転及び逆転が可能な正逆モータであり、上述した制御装置３６の指示により回転方向が制御される。
【００３１】
ゲート７６は、トナー供給部６４ａの内壁面に回動自在に設けられており、クリーニング装置４８の廃トナー収容部６４ｃとトナーカートリッジ５０のトナー収容部７０ａとの間を遮断もしくは開放するゲートとして用いられる。このゲート７６は、垂直面と水平面を有するＬ字状に形成され、該ゲート７６の水平面の一部が開口部６４ｅを覆うように配置されている。
【００３２】
また、図３にも示すように、ゲート７６は、感光体ユニット本体６４に回転自在に設けられた支持軸７８に固定されている。この支持軸７８には、第１のギア８０がトルクリミッタ８２を介して設けられているとともに、一部に切り欠き部７８ａが形成されている。第２のギア８４は、モータ７４の出力軸に設けられたギア（図示省略）と連結しており、モータ７４の回転方向と同一の方向に回転するようになっている。連結ギア８６は、第１のギア８０と第２のギア８４と連結するとともに、第２のギア８４の駆動を第１のギア８０に伝達するように配置されている。ソレノイド８８は、ゲート７６の近傍に配設されており、励磁状態（ＯＮ）であるときに作動する可動片８８ａと、該可動片８８ａの作動により切り欠き部７８ａと係合するストッパ８８ｂとを有する。このソレノイド８８は、制御装置３６の指示により制御される。
【００３３】
図３（ａ）及び（ｃ）に示すように、ソレノイド８８が非励磁状態（ＯＦＦ）であるときは、ストッパ８８ｂと切り欠き部７８ａとが係合し、ゲート７６の回動を抑止している。このとき、第２のギア８４、連結ギア８６及び第１のギア８０に伝達されるモータ７４の駆動は、トルクリミッタ８２の摺動により遮断されている。
【００３４】
一方、図３（ｂ）に示すように、ソレノイド８８が励磁状態（ＯＮ）となると、可動片８８ａが引き込まれ、ストッパ８８ｂと切り欠き部７８ａとの係合が解除され、モータ７４の駆動が第２のギア８４、連結ギア８６、第１のギア８０及び支持軸７８に伝達されてゲート７８が回動するようになる。すなわち、ゲート７６はモータ７４の駆動により作動するようになっている。
【００３５】
このように、オーガ７２とゲート７６とをモータ７４により駆動することで、オーガ７２及びゲート７６それぞれに駆動手段を設けた場合と比較すると、該駆動手段を少なくすることができる。したがって、コストの低減および画像形成装置本体１２内の省スペース化を実現することができる。
【００３６】
図４に示すように、制御装置３６は、トナーカートリッジ５０内のトナー残量を検知する検知手段として用いられる。より具体的には、制御装置３６は、各可動部を制御する制御部３６ａと各センサ（印刷密度センサ５２及び印刷枚数センサ５４など）から出力された検知結果を記憶する記憶部３６ｂとを有する。制御部３６ａは、記憶部３６ｂに記憶された各センサの検知結果に基づいてトナーカートリッジ５０内のトナー残量を算出し、この算出結果に基づいてオーガ７２及びゲート７６の作動を制御する。
【００３７】
なお、トナーカートリッジ５０内又は現像装置４４内に、トナー残量検出器を設け、例えばトナーカートリッジ５０内又は現像装置４４内の２点間で現像剤量の変動による定電流源（抵抗値）の変化を検出することにより、トナーの残量を検出電圧値として制御装置３６に出力するようにしてもよい。また、トナー残量検出器は、圧電素子であってもよい。
【００３８】
次に、トナー供給方法及び廃トナー回収方法を図５及び６に基づいて説明する。
図５には、トナー供給及び廃トナー回収処理（Ｓ１０）が示されている。
【００３９】
ステップＳ１００において、図６（ａ）に示すように、制御装置３６は、モータ７４を正転方向（図６（ａ）の矢印ａ方向）に駆動させる。このときトナー収容部７０ａ内のトナーは、オーガ７２の回転により現像装置４４の方向（図６（ａ）の矢印Ａ方向）に搬送され、開口部７０ｃを介して現像装置４４のトナー供給部６４ａに供給される。
【００４０】
ステップＳ１０５において、制御装置３６は、印刷密度センサ５２及び印刷枚数センサ５４より出力された検知結果に基づいてトナーカートリッジ５０内のトナー残量が所定量以下であるか否かを判定し、トナー残量が所定量以上である場合は再度ステップＳ１００の処理に移行し、トナー残量が所定量以下である場合、例えばトナー残量が０（無し）と判定した場合はステップＳ１１０の処理に移行する。
【００４１】
ステップＳ１１０において、制御装置３６は、図６（ｂ）に示すように、モータ７４を逆転方向（図６（ｂ）の矢印ｂ方向）に駆動させ、オーガ７２を上述したステップＳ１００と逆方向に回転させる。また、制御装置３６は、ソレノイド８８を励磁状態（ＯＮ）とし、モータ７４の駆動によりゲート７６を回動させ、廃トナー収容部６４ｃとトナーカートリッジ５０との間を開放させる。
【００４２】
ステップＳ１１５において、制御装置３６は、モータ７４によりオーガ７２を所定時間逆転させ、廃トナー収容部６４ｃ内の廃トナーをトナー収容部７０ａに回収する。すなわち、廃トナー収容部６４ｃ内のトナーは、廃トナー用オーガ６９により第２の開口部６４ｅに搬送され、さらに開口部７０ｃを介してトナーカートリッジ５０のトナー収容部７０ａに回収（図６の矢印Ｂ方向に搬送）される。このようにオーガ７２を所定時間逆転することで、廃トナー収容部６４ｃ内のほぼ全ての廃トナーがトナーカートリッジ５０のトナー収容部７０ａ内に移動する。
【００４３】
ステップＳ１２０において、制御装置３６は、ソレノイド８８を励磁状態（ＯＮ）としてモータ７４の駆動によりゲート７６を作動させ、該ゲート７６により廃トナー収容部６４ｃとトナーカートリッジ５０との間を遮断する。続いて、ユーザにより画像形成装置本体１２からトナーカートリッジ５０が取り外され廃トナーが回収される。
【００４４】
なお廃トナー用オーガ６９は、常時回転していてもよいし、廃トナーが回収時のみに回転するようにしてもよい。
【００４５】
このように、本発明の画像形成装置１０は、廃トナー収容部６４ｃ内の廃トナーをトナーカートリッジ５０のトナー収容部７０ａに回収することで、廃トナーを回収するためのトナー回収容器を排除することができる。これにより、トナーカートリッジの大型化又は供給トナーの容量を減少することなく、画像形成装置本体１２内の省スペース化を実現することができるとともに、トナーカートリッジ５０の構造もシンプルにすることができる。
【００４６】
また、制御装置３６が所定のタイミングで、すなわちトナーカートリッジ５０内のトナー残量が所定量以下となった時に、ゲート７６を作動させて廃トナーを回収することで、トナーカートリッジ５０から現像装置４４へ供給するトナーと廃トナーとの混合を防ぐことができる。また、供給トナー及び廃トナーをオーガ７２により搬送する、すなわちトナー搬送手段を供給トナーと廃トナーとに共通に用いることで、感光体ユニット２６の構造がシンプルになり、コストの低減を実現することができる。
【００４７】
次に本発明に係る第２の実施形態を図７に基づいて説明する。
図７に示すように、本実施形態における感光体ユニット本体６４には、クリーニングブレード６８により除去された廃トナーを収容する廃トナー収容部６４ｃと、感光体ユニット本体６４の側面より突出する凸部６４ｅが形成されている。この凸部６４ｅは、廃トナー収容部６４ｃと連通するとともに、後述するトナーカートリッジ本体７０の貫通孔７０ｄに接続するように形成されている。さらに凸部６４ｅの下面には廃トナー排出口６４ｆが形成されている。
【００４８】
第２の廃トナー用オーガ９０は、感光体ユニット本体６４に回転自在に設けられており、廃トナー収容部６４ｃ内の廃トナーを搬送する第２の廃トナー搬送手段として用いられる。この第２の廃トナー用オーガ９０の一端部には該廃トナー用オーガ９０を回転させる駆動手段としての廃トナー用モータ（図示省略）が設けられている。
【００４９】
トナーカートリッジ５０は、トナーカートリッジ本体７０を有し、該トナーカートリッジ本体７０にはトナーを収容するトナー収容部７０ａと、下面に開口部７０ｃが設けられた凸部７０ｂが形成されている。また、トナーカートリッジ本体７０には該トナーカートリッジ本体７０外部とトナー収容部７０ａとを連通する貫通孔７０ｄが設けられており、この貫通孔７０ｄは上述した感光体ユニット本体６４の凸部６４ｅに接続するように形成されている。
【００５０】
したがって、制御装置３６は、トナーカートリッジ５０内のトナー残量が所定量以下であると判定した場合には、廃トナー用モータ（図示省略）を駆動し、上述した廃トナー用オーガ６９及び第２の廃トナー用オーガ９０を回転させる。これにより、廃トナー収容部６４ｅ内の廃トナーは、トナーカートリッジ５０の方向（図７の矢印Ｃ方向）に搬送され、トナー排出口６４ｇを介してトナーカートリッジ５０のトナー収容部７０ａに回収される。この第２の廃トナー用オーガ９０を所定時間回転させることで、廃トナー収容部６４ｃ内のほぼ全ての廃トナーがトナー収容部７０ａ内に移動する。
【００５１】
このように、本実施形態においては、廃トナー収容部６４ｃとトナー収容部７０ａとの間を遮断もしくは開放するゲート及び該ゲートを駆動する駆動手段を設けることなく廃トナーの回収を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上述べたように、本発明は、現像装置に供給するトナーが収容されるトナー収容器を有する画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の感光体ユニット及びトナーカートリッジを示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るゲートの動作を説明する模式図であり、（ａ）はゲートの回動前、（ｂ）はゲートの回動中、（ｃ）はゲートの回動後の状態を示す。
【図４】本発明の実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る制御装置により実行されるトナー供給及び廃トナー回収処理を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるトナー供給及び廃トナー回収方法を説明する図であり、（ａ）はトナー供給時、（ｂ）は廃トナー回収時の状態を示す。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の感光体ユニット及びトナーカートリッジを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  画像形成装置
２６  感光体ユニット
３６  制御装置
４０  感光体
４４  現像装置
５０  トナーカートリッジ
５２  印刷密度センサ
５４  印刷枚数センサ
６４  感光体ユニット本体
６４ｃ  廃トナー収容部
７０  トナーカートリッジ本体
７０ａ  トナー収容部
７２  オーガ
７４  モータ
７６  ゲート
【図１】
2008026365.tif 000003
【図２】
2008026365.tif 000004
【図３】
2008026365.tif 000005
【図４】
2008026365.tif 000006
【図５】
2008026365.tif 000007
【図６】
2008026365.tif 000008
【図７】
2008026365.tif 000009