JP6814599B2 - 現像剤回収装置、ベルトユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤回収装置、ならびにそれを備えたベルトユニットおよび画像形成装置に関する。

ベルトを使用して媒体に現像剤像を転写する画像形成装置が知られている。これまでに、そのベルト表面に残留する不要な現像剤を回収するための現像剤回収装置を備えた画像形成装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許第４３８３４６８号

このような画像形成装置の現像剤回収装置では、より円滑に現像剤の回収動作が行われることが望ましい。

したがって、現像剤の回収動作をより円滑に行うことのできる現像剤回収装置、ならびにそれを備えたベルトユニットおよび画像形成装置を提供することが望ましい。

本発明の一実施形態としての現像剤回収装置は、開口とその開口の周縁において内部へ向けて立設する壁部とを含み、その開口から投入される現像剤を収容する容器と、第１の端部から第２の端部へ向けて第１の方向に延びると共に容器に対し第１の方向に揺動可能に取り付けられたフレームと、容器に対して第１の方向と直交する第２の方向に延びる回転軸を中心として回転可能であり、フレームを回動可能に支持する回転部材と、容器の内部においてフレームの第１の基点から第１の方向に沿った第１の向きに対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した第３の方向へ延びる第１のフィンと、容器の内部においてフレームの第２の基点から第１の方向に沿った第１の向きと反対の第２の向きに対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した第４の方向へ延びる第２のフィンと、フレームに設けられ、壁部と当接可能に設けられている第１の当接部とを有する。フレームは、回転部材に対し第１の端部において回動可能に取り付けられ、第１の当接部は、フレームのうち、第１の方向における、第１の基点および第２の基点の双方から見て回転部材と反対側である第２の端部側に位置する。

本発明の一実施形態としてのベルトユニットは、現像剤が付着するベルトと、そのベルトに付着した現像剤を回収する上記現像剤回収装置とを備えたものである。また、本発明の一実施形態としての画像形成装置は、現像剤を含む現像剤像を担持する像担持体を有する画像形成ユニットと、像担持体との間に媒体を挟持しつつ媒体を搬送するベルト、およびベルトに付着した現像剤を回収する上記現像剤回収装置とを有するベルトユニットとを備えたものである。

本発明の一実施形態としての現像剤回収装置、ベルトユニットおよび画像形成装置では、容器の内部において第１のフィンおよび第２のフィンが取り付けられたフレームが、容器に対し揺動可能に設けられている。このため、開口から容器の内部に投入された現像剤がフレームにより移動し、開口近傍にのみ堆積するのを回避することができる。

本開示の一実施形態としての現像剤回収装置、ベルトユニットおよび画像形成装置によれば、現像剤の回収動作をより円滑に行うことができる。なお、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を表す斜視図である。 図１Ａに示した画像形成装置の全体構成例を表す他の斜視図である。 図１に示した画像形成装置の内部構造を表す模式図である。 図１に示したベルトユニットの構成例を表す模式図である。 図１に示した現像剤回収装置の一部を拡大して表す斜視図である。 図１Ａに示した画像形成装置の内部構成例を模式的に表すブロック図である。 図１に示した現像剤回収装置の動作を説明するための第１の説明図である。 図１に示した現像剤回収装置の動作を説明するための第２の説明図である。 図１に示した現像剤回収装置の動作を説明するための第３の説明図である。 図１に示した現像剤回収装置の動作を説明するための第４の説明図である。 図４に示した現像剤回収装置の一部の挙動を説明するための模式図である。 図１に示した現像剤回収装置の容器内部に現像剤が堆積する様子を表した第１の説明図である。 図１に示した現像剤回収装置の容器内部に現像剤が堆積する様子を表した第２の説明図である。 図１に示した現像剤回収装置の容器内部に現像剤が堆積する様子を表した第３の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
現像剤回収装置を有するベルトユニットを備えた画像形成装置。
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［１.１ 画像形成装置１の概略構成］
図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１の外観を表す斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示した画像形成装置１の内部構成の一部が見えるように表した斜視図である。図２は、図１Ａ，１Ｂに示した画像形成装置１の全体の内部構成例を表す模式図である。図３は、画像形成装置１の内部における要部構成例を表す模式図である。

画像形成装置１は、例えば筐体２の内部に、例えば媒体供給部１０１と、媒体搬送部１０２と、画像形成部１０３と、転写装置１０４と、現像剤回収装置１０５と、定着装置１０６と、排出部１０７とを備えている。画像形成装置１には、さらに、搬送路ＰＰが形成されている。搬送路ＰＰは、媒体供給部１０１から、媒体搬送部１０２と、画像形成部１０３および転写装置１０４と、現像剤回収装置１０５と、定着装置１０６と、排出部１０７とを順次経由して最終的に筐体２の外部へ至る、媒体が通過する経路である。本明細書では、搬送路ＰＰ上の任意の位置から媒体供給部１０１へ近づく方向、もしくはその任意の位置よりも媒体供給部１０１に近い位置（その任意の位置と媒体供給部１０１との間の位置）を上流という。一方、搬送路ＰＰ上の任意の位置から媒体供給部１０１から遠ざかる方向、もしくはその任意の位置よりも排出部１０７に近い位置（その任意の位置と排出部１０７との間の位置）を上流という。
ここで、現像剤回収装置１０５は本発明の「現像剤回収装置」の一具体例に対応する。また、現像剤回収装置１０５と転写装置１０４とを合わせたものが本発明の「ベルトユニット」の一具体例に対応する。

（媒体供給部１０１）
媒体供給部１０１は、保持部１１と、カバー１２と、１対のサイドガイド１３Ｌ，１３Ｒと、カバー１２の内面に立設するガイド１４と、搬送ローラ１５とを有している。保持部１１は、画像が形成される媒体の供給源としてのロールＲｐを保持する部分であり、ロールＲｐを収容する空間１０１Ｓを、カバー１２と共に形成している。カバー１２は、空間１０１Ｓに収容されたロールＲｐを覆うように設けられた保護部材である。ロールＲｐは、媒体としての連続紙が巻回されたものである。なお、媒体として、連続紙上に複数のステッカーが断続的に設けられたものを用いることもできる。また、ここでいう連続紙の材質は紙に限定されず、例えば透明樹脂などであってもよい。１対のサイドガイド１３Ｌ，１３Ｒは、空間１０１Ｓに収容されたロールＲｐの側面をガイドする部材である。ガイド１４は、ロールＲｐから繰り出される媒体が搬送路ＰＰへ向けて安定して走行するように、その媒体の経路を案内する部材である。搬送ローラ１５は、ロールＲｐから媒体を繰り出し、その媒体を媒体搬送部１０２へ向けて順次搬送するように機能する。媒体供給部１０１は、さらに給紙モータ８１１（後出の図５に記載）を有している。搬送ローラ１５は、給紙モータ８１１により回転駆動するようになっている。

（媒体搬送部１０２）
媒体搬送部１０２は、搬送路ＰＰに沿って上流から下流へ順に配置された搬送ローラ対２１〜２４と、カッター２５とを有している。搬送ローラ対２１〜２４は、媒体供給部１０１から繰り出された媒体を下流の画像形成部１０３および転写装置１０４へ向けて搬送するものである。カッター２５は、搬送ローラ対２３と搬送ローラ対２４との間に配置されており、搬送路ＰＰを搬送される媒体を所定の長さで切断するものである。媒体搬送部１０２は、さらに搬送モータ８１２（後出の図５に記載）を有している。搬送ローラ対２１〜２４およびカッター２５は、搬送モータ８１２により駆動するようになっている。

（画像形成部１０３）
画像形成部１０３は、媒体搬送部１０２の下流に位置し、搬送路ＰＰに沿って上流から順に配置された画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃを有している。画像形成ユニット３０Ａ〜３０Ｃは、それぞれ、感光ドラム３１と、帯電ローラ３２と、現像ローラ３３と、供給ローラ３４と、現像ブレード３５と、現像剤収容部３６と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド３７とを有している。画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃは、互いに異なる色の現像剤（トナー）を用いて各々の色の現像剤像（トナー像）を各々の感光ドラム３１の表面に形成する。具体的には、例えば画像形成ユニット３０Ｃはシアンの現像剤を用いてシアンの現像剤像を形成し、画像形成ユニット３０Ｍはマゼンタの現像剤を用いてマゼンタの現像剤像を形成し、画像形成ユニット３０Ｙはイエローの現像剤を用いてイエローの現像剤像を形成する。画像形成部１０３は、駆動モータＤＭ（後出の図５に記載）をさらに有している。感光ドラム３１などは、駆動モータＤＭにより回転駆動するようになっている。

感光ドラム３１は、静電潜像を表面（表層部分）に担持する円柱状の部材であり、感光体（例えば有機系感光体）を用いて構成されている。感光ドラム３１は、所定の周速度で所定の方向に回転（この例では図２中に矢印で示したように右回りで回転）するようになっている。

帯電ローラ３２は、感光ドラム３１の表面（表層部分）を帯電させる部材（帯電部材）であり、感光ドラム３１の表面（周面）に接するように配置されている。なお、帯電ローラ３２は、この例では左回りで回転するようになっている。

現像ローラ３３は、静電潜像を現像する現像剤を表面に担持する部材であり、感光ドラム３１の表面（周面）に接するように配置されている。なお、現像ローラ３３は、この例では左回りで回転するようになっている。

供給ローラ３４は、現像ローラ３３に対して現像剤を供給するための部材（供給部材）であり、現像ローラ３３の表面（周面）に接するように配置されている。なお、供給ローラ３４は、この例では左回り（現像ローラ３３と同方向）に回転するようになっている。

現像ブレード３５は、回転する現像ローラ３３の表面に現像剤からなる層（現像剤層）を形成すると共に、その現像剤層の厚さを規制（制御，調整）する現像剤規制部材である。現像ブレード３５は、例えばステンレス等からなる板状弾性部材（板ばね）であり、この板状弾性部材の先端部が現像ローラ３３の表面の近傍に配置されている。

現像剤収容部３６は、その内部に所定の色の現像剤を収容する容器であり、例えばその下部に現像剤排出口を有する。

ＬＥＤヘッド３７は、対向する感光ドラム３１の表面を露光し、各々の感光ドラム３１の表面に静電潜像を形成するものである。

（転写装置１０４）
転写装置１０４は、搬送路ＰＰを挟んで画像形成部１０３と対向するように、画像形成部１０３の下方に配置されている。図３に示したように、転写装置１０４は、搬送ベルト４１と、この搬送ベルト４１を駆動する駆動ローラ４２と、従動ローラ４３と、転写ローラ４４と、当接ローラ４５とを有する。転写ローラ４４は、駆動モータＤＭにより回転駆動するようになっている。

搬送ベルト４１は、媒体を搬送路ＰＰに沿って下流へ搬送するためのベルトである。具体的には、搬送ベルト４１は例えばポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルトであり、駆動ローラ４２，従動ローラ４３、転写ローラ４４および当接ローラ４５などによって張設（張架）され、図２において左回りに循環回転するようになっている。従動ローラ４３は、駆動ローラ４２および搬送ベルト４１の回転に従動して回転するようになっている。転写ローラ４４は、画像形成部１０３において形成された現像剤像を媒体上に静電的に転写するための部材であり、搬送ベルト４１を挟んで感光ドラム３１と対向して配置されている。当接ローラ４５は、現像剤回収装置１０５におけるクリーニングブレード５２（後出）と搬送ベルト４１を挟んで対向するように配置されており、搬送ベルト４１をクリーニングブレード５２へ押し付けるようになっている。

（現像剤回収装置１０５）
現像剤回収装置１０５は、転写装置１０４の下方に配置されており、搬送ベルト４１に付着した不要な現像剤を回収するものである。現像剤回収装置１０５については後に詳述する。

（定着装置１０６）
定着装置１０６は、画像形成部１０３および転写装置１０４の下流に位置し、転写装置１０４から搬送された媒体上に転写された現像剤像に対し熱および圧力を付与することで、その現像剤像を記録媒体上に定着させるように機能する。定着装置１０６は、ヒータ７９１（後出の図５に記載）を内蔵する定着ローラ６１と、その定着ローラ６１との間に、搬送路ＰＰを走行する媒体を挟むように配置された加圧ローラ６２とを有する。定着装置１０６は、自らの温度検出を行うサーミスタ７９２（後出の図５に記載）をさらに有している。定着ローラ６１は、例えば駆動モータＤＭにより回転駆動するようになっている。

（排出部１０７）
排出部１０７は、例えば対向配置された排出ローラ７１，７２を有している。排出ローラ７１，７２は、例えば駆動モータＤＭにより回転駆動し、定着装置１０６から排出された媒体を外部へ排出するものである。

［１.２ 現像剤回収装置１０５の構成］
次に、図３および図４を参照して、現像剤回収装置１０５の詳細な構成について説明する。図３に示したように、現像剤回収装置１０５は、容器５１と、クリーニングブレード５２と、シール部材５３と、回転部材５４と、フレーム５５とを有している。図４は、回転部材５４およびフレーム５５の構成を表す斜視図である。クリーニングブレード５２は、Ｘ軸方向に延在しており、循環回転する搬送ベルト４１の表面と当接し、搬送ベルト４１の表面に付着した不要な現像剤（廃トナー）を掻き落とすように除去する部材である。搬送ベルト４１を挟んでクリーニングブレード５２と対向するように当接ローラ４５が配置され、その当接ローラ４５がクリーニングブレード５２に対し搬送ベルト４１を付勢している。このため、クリーニングブレード５２は所定の圧力で搬送ベルト４１の表面と当接するようになっている。

容器５１は、クリーニングブレード５２により掻き落とされた現像剤（以下、廃トナーという。）を収容する空間を有しており、例えば上部５１Ａと下部５１Ｂとが嵌合してなるものである。上部５１Ａのうち、クリーニングブレード５２と対応する位置には開口５１Ｋが形成されており、その開口５１Ｋから容器５１の内部へ廃トナーが投入されるようになっている。また、開口５１Ｋの周縁には壁部Ｗ１，Ｗ２が容器５１の内部へ向けて立設している。ここで、容器５１は本発明の「容器」の一具体例に対応し、開口５１Ｋは本発明の「開口」の一具体例に対応し、壁部Ｗ１，Ｗ２は本発明の「壁部」の一具体例に対応する。

回転部材５４およびフレーム５５は、容器５１の内部に配置され、容器５１の内部に堆積する廃トナーを水平方向（Ｚ軸方向）に移動させ、容器５１の内部に堆積する廃トナーの厚さ（高さ）の偏りを緩和する、すなわち廃トナーの厚さ（高さ）を均等化するように機能するものである。

回転部材５４は、Ｘ軸方向（第２の軸方向）に伸びる回転軸５４Ｊ（図４）を中心として自転し、Ｘ軸方向に伸びると共に回転軸５４Ｊの周囲を周回するシャフト５４Ｔを含んでいる。すなわち、シャフト５４Ｔは、回転軸５４Ｊから外れた位置にある。ここで、回転部材５４は本発明の「係止部材」の一具体例および「回転部材」の一具体例に対応し、シャフト５４Ｔは本発明の「シャフト」の一具体例に対応する。なお、回転部材５４は、容器５１に対し例えば水平方向（Ｚ軸方向）に変位可能に取り付けられていてもよい。

フレーム５５は、シャフト５４Ｔに対し回動可能に取り付けられた基部５５１と、フィン５７Ａ，５７Ｂおよびフィン５８Ａ，５８Ｂが取り付けられた先端部５５２とを含んでいる。基部５５１と先端部５５２とは、回転軸５４Ｊと直交する方向（第１の軸方向という。）において互いに反対側に位置する。先端部５５２は、それぞれＸ軸方向に伸びる部分５５２Ａおよび部分５５２Ｂを含んでいる。部分５５２Ａと部分５５２Ｂとは、第１の軸方向（基部５５１と先端部５５２とを繋ぐ方向）に並んでいる。壁部Ｗ１と壁部Ｗ２とは、第１の軸方向に沿って対向している。フィン５７Ａは、先端部５５２のうちの部分５５２Ａを基点として回転部材５４から遠ざかるように、第２の軸方向（Ｘ軸方向）および第１の軸方向（フレーム５５の延在方向）のいずれとも異なる第３の方向へ伸びている。また、フィン５７Ｂは、先端部５５２のうちの部分５５２Ｂを基点として回転部材５４から遠ざかるように、第３の方向へ伸びている。第３の方向とは、第１の軸方向に沿った第１の方向（おおよそ＋Ｚ方向と一致）に対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した方向である。一方、フィン５８Ａは、部分５５２Ａを基点として回転部材５４に近づくように第４の方向へ伸びている。また、フィン５８Ｂは、部分５５２Ｂを基点として回転部材５４に近づくように第４の方向へ伸びている。第４の方向とは、第１の軸方向に沿った第１の方向と反対の第２の方向（おおよそ−Ｚ方向と一致）に対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した方向である。ここで、フレーム５５は本発明の「フレーム」の一具体例に対応し、フィン５７Ａ，５７Ｂは本発明の「第１のフィン」の一具体例に対応し、フィン５８Ａ，５８Ｂは本発明の「第２のフィン」の一具体例に対応する。

フレーム５５は、下部５１Ｂと当接可能に設けられた当接部５９を含んでいる。フィン５７Ａ，５８Ａは、当接部５９と下部５１Ｂとの当接点ＴＰよりも前方に位置し、フィン５７Ｂ，５８Ｂは、当接部５９と下部５１Ｂとの当接点ＴＰよりも後方に位置する。ここでいう前方とは、フレーム５５において、フレーム５５上の任意の位置と比較して相対的に回転部材５４から遠い位置をいう。また、ここでいう後方とは、フレーム５５において、フレーム５５上の任意の位置と比較して相対的に回転部材５４に近い位置をいう。なお、当接点ＴＰの位置は、回転部材５４の回転動作に伴うフレーム５５のＺ軸方向の移動により変化する。この当接部５９は、本発明の「第２の当接部」の一具体例に対応する。さらに、フレーム５５は、例えば壁部Ｗ１に対しその下方から当接可能に設けられた当接部５６を含んでいる。当接部５６は、例えば部分５５２Ａから前方へ突出するように設けられている。この当接部５６は、本発明の「第１の当接部」の一具体例に対応する。

［１.３ 画像形成装置１の回路構成］
図５に、画像形成装置１の内部の構成を模式的に表すブロック図である。図５に示したように、画像形成装置１は、印刷制御部７００，Ｉ／Ｆ制御部７１０，受信メモリ７２０，画像データ編集メモリ７３０，操作部７０１およびセンサ群７０２を備えている。画像形成装置１は、さらに、印刷制御部７００からの指令をそれぞれ受ける帯電電圧制御部７４０，ヘッド駆動制御部７５０，現像電圧制御部７６０，転写電圧制御部７７０，画像形成駆動制御部７８０，定着制御部７９０，搬送ベルト駆動制御部８００および給紙・搬送駆動制御部８１０を備えている。

印刷制御部７００は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ，ＲＡＭおよび入出力ポート等により構成され、例えば予め定められたプログラムを実行することにより画像形成装置１における処理動作の全体を制御するものである。具体的には、印刷制御部７００は、Ｉ／Ｆ制御部７１０からの印刷データや制御コマンドを受信し、帯電電圧制御部７４０，ヘッド駆動制御部７５０，現像電圧制御部７６０，転写電圧制御部７７０，画像形成駆動制御部７８０，定着制御部７９０，搬送ベルト駆動制御部８００および給紙・搬送駆動制御部８１０の制御を統括して印刷動作を行う。

Ｉ／Ｆ制御部７１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの外部装置からの印刷データや制御コマンドを受信し、あるいは画像形成装置１の状態に関する信号を送信するものである。

受信メモリ７２０は、ＰＣなどの外部装置からＩ／Ｆ制御部７１０を経由した印刷データを一時的に格納するものである。

画像データ編集メモリ７３０は、受信メモリ７２０に格納された印刷データを受け取り、その印刷データを編集した画像データを格納するものである。

操作部７０１は、例えば画像形成装置１の状態などの情報を表示するためのＬＥＤランプや、使用者が指示を画像形成装置へ与えるための入力部（ボタンやタッチパネル）を有するものである。

センサ群７０２は、画像形成装置１の動作状態を監視する各種センサ、例えば媒体の位置を検出する位置センサ、画像形成装置１内の温度を検出する温度センサ、印刷濃度センサなどを含んでいる。

帯電電圧制御部７４０は、印刷制御部７００の指示により、帯電ローラ３２に対し帯電電圧を印加し、感光ドラム３１の表面を帯電させるように制御を行うものである。

ヘッド駆動制御部７５０は、画像データ編集メモリ７３０に格納された画像データにしたがってＬＥＤヘッド３７による露光動作の制御を行うものである。

現像電圧制御部７６０は、印刷制御部７００の指示により、現像ローラ３３に対し現像電圧を印加し、感光ドラム３１の表面に形成された静電潜像にトナーを現像するように制御を行うものである。

転写電圧制御部７７０は、印刷制御部７００の指示により、転写ローラ４４に対し転写電圧を印加し、媒体にトナー像を転写させるように制御を行うものである。

画像形成駆動制御部７８０は、印刷制御部７００の指示により、駆動モータＤＭの駆動制御を行うものである。駆動モータＤＭは、感光ドラム３１などの回転駆動を行う。

定着制御部７９０は、印刷制御部７００の指示により、定着装置１０６の定着動作を制御するものである。具体的には、定着ローラ６１に内蔵されたヒータ７９１（図５）への印加電圧の制御を行う。定着制御部７９０は、サーミスタ７９２により測定された定着装置１０６の温度に基づき、ヒータ７９１への印加電圧のオン・オフ制御を行う。

搬送ベルト駆動制御部８００は、印刷制御部７００の指示により、画像形成装置１に設けられた搬送ベルトモータ８０１の動作制御を行うものである。搬送ベルトモータ８０１は、搬送ベルト４１の駆動を行うものである。

給紙・搬送駆動制御部８１０は、印刷制御部７００の指示により、画像形成装置１に設けられた給紙モータ８１１および搬送モータ８１２の動作制御を行うものである。

［１．４ 作用・効果］
（Ａ．基本動作）
この画像形成装置１では、以下のようにして、媒体に対して現像剤像が転写される。

具体的には、まず、給紙・搬送駆動制御部８１０の制御に基づき給紙モータ８１１が駆動し、搬送ローラ１５が回転する。これにより媒体供給部１０１における空間１０１Ｓに収容されたロールＲｐから媒体がピックアップされ、下流の媒体搬送部１０２の方向へ繰り出される。次いで、ロールＲｐから繰り出された媒体は、媒体搬送部１０２により斜行が矯正されつつ下流の画像形成部１０３および転写装置１０４へ向けて搬送される。媒体搬送部１０２では、カッター２５により、所定の長さで媒体を切断するようにしてもよい。

画像形成部１０３および転写装置１０４では、以下のようにして、トナー像が記録媒体上に転写される。まず、起動状態の画像形成装置１に対してＰＣなどの外部機器からＩ／Ｆ制御部７１０を介して印刷画像データおよび印刷命令が印刷制御部７００に入力される。印刷制御部７００は、印刷命令に応じて、画像形成駆動制御部７８０などと連携して印刷画像データの印刷動作を開始させる。

画像形成駆動制御部７８０は、駆動モータＤＭを駆動し、感光ドラム３１を所定の方向に一定速度で回転させる。感光ドラム３１が回転すると、その動力がギヤ列などの駆動伝達部を介して、供給ローラ３４、現像ローラ３３および帯電ローラ３２へそれぞれ伝達される。その結果、供給ローラ３４、現像ローラ３３および帯電ローラ３２は、それぞれ所定の方向に回転する。

一方、印刷制御部７００からの指令により、帯電電圧制御部７４０が帯電ローラ３２に対し所定の電圧を印加し、感光ドラム３１の表面を一様に帯電させる。

次いで、ヘッド駆動制御部７５０がＬＥＤヘッド３７を起動し、画像信号に基づく印刷画像に対応する光を感光ドラム３１に照射して感光ドラム３１の表面に静電潜像を形成する。さらに、現像剤収容部３６から供給ローラ３４へ現像剤を供給する。現像剤は、供給ローラ３４に担持され、供給ローラ３４の回転と共に現像ローラ３３の近傍に移動する。そこで、現像剤は現像ローラ３３の電位と供給ローラ３４の電位との電位差により例えば負に帯電し、現像ローラ３３へ供給される。現像ローラ３３へ供給された現像剤は現像ブレード３５により所定の厚さに規制された現像剤層を形成する。

さらに、感光ドラム３１の表面に形成された静電潜像に応じて、現像ローラ３３上の現像剤層が現像されて感光ドラム３１上に現像剤像が形成される。その現像剤像は、感光ドラム３１と対向配置されると共に転写電圧制御部７７０により所定の電圧が印加された転写ローラ４４との間の電界によって搬送路ＰＰ上の媒体に転写される。

その後、定着装置１０６において、媒体上に転写された現像剤像に対し熱および圧力を付与し、その現像剤像を媒体上に定着させる。そののち、現像剤像が定着された媒体は排出部１０７により外部へ排出される。

なお、感光ドラム３１には、媒体へ転写されなかった現像剤が僅かに残留する場合がある。その場合、その残留した現像剤は搬送ベルト４１に付着することがある。そこで、画像形成装置１では現像剤回収装置１０５により、搬送ベルト４１に付着した現像剤を廃トナーとして回収する。以下、現像剤回収装置１０５の動作について詳細に説明する。

（Ｂ．現像剤回収装置１０５の動作）
現像剤回収装置１０５では、回転部材５４の回転軸５４Ｊを中心とした回転動作（この例では、図６Ａ〜６Ｄに示したように紙面において左回転）により、例えば図６Ａ〜６Ｄに示したように、フレーム５５の状態（位置および姿勢）が順次変位する。すなわち、フレーム５５は、状態Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４の順に繰り返すように状態移行することとなる。このようなフレーム５５の状態移行により、容器５１の内部に投入された廃トナーの最上層付近が平坦化され、堆積高さのばらつきが緩和される。その結果、容器５１の内部により多くの廃トナーが、開口５１Ｋから溢れることなく速やかに回収されることとなる。なお、現像剤回収装置１０５における現像剤回収動作は、画像形成部１０３の運転動作と連動して実施されるようにするとよい。

図６Ａの状態Ｐ１は、回転部材５４の回転中心である回転軸５４Ｊから少し外れた位置にあるシャフト５４ＴがＹ軸方向において最も低い位置（シャフト５４Ｔが下部５１Ｂに最も近づいた位置）となる状態を表している。図６Ｃの状態Ｐ３は、シャフト５４ＴがＹ軸方向において最も高い位置（シャフト５４Ｔが上部５１Ａに最も近づいた位置）となる状態を表している。図６Ｂの状態Ｐ２は、状態Ｐ１から状態Ｐ３へ移行する際の中間の状態を表しており、シャフト５４Ｔが、回転軸５４Ｊを挟んでフレーム５５の先端部５５２と反対側の位置にある状態を表している。図６Ｄの状態Ｐ４は状態Ｐ３から状態Ｐ１へ移行する際の中間の状態を表しており、シャフト５４Ｔが、回転軸５４Ｊとフレーム５５の先端部５５２との間の位置にある状態を表している。なお、状態Ｐ１〜Ｐ４において、容器５１内に廃トナーＤＴが全く存在しないか、存在しても少量であれば、図６Ａ〜６Ｄに示したように当接部５９と下部５１Ｂとが当接した状態が維持される。したがって、フレーム５５は、当接点ＴＰを支点とする「てこ」のような振る舞いを示すこととなる。但し、当接点ＴＰはＺ軸方向に移動する。

図６Ａの状態Ｐ１では、シャフト５４Ｔに取り付けられた基部５５１がＹ軸方向において状態Ｐ１〜Ｐ４のうち最も低い位置にある。このため、支点としての当接点ＴＰを挟んで基部５５１と反対側（すなわち当接点ＴＰよりも前方）にあるフィン５７Ａ，５８Ａおよび当接部５６は、Ｙ軸方向において状態Ｐ１〜Ｐ４のうち最も高い位置にある。なお、当接点ＴＰと基部５５１との間（すなわち当接点ＴＰよりも後方）に存在するフィン５７Ｂ，５８Ｂは、Ｙ軸方向において状態Ｐ１〜Ｐ４のうち最も低い位置にある。

図６Ａの状態Ｐ１から図６Ｂの状態Ｐ２へ移行する際には、図６Ａに太矢印５５Ｙ１で示したようにフレーム５５が全体として−Ｚ方向へ徐々に移動する。その際、基部５５１およびフィン５７Ｂ，５８ＢがＹ軸方向において徐々に上昇する一方、フィン５７Ａ，５８Ａおよび当接部５６はＹ軸方向において徐々に降下する。

図６Ｂの状態Ｐ２から図６Ｃの状態Ｐ３へ移行する際には、図６Ｂに太矢印５５Ｙ２で示したようにフレーム５５が全体として＋Ｚ方向へ徐々に移動する。その際、基部５５１およびフィン５７Ｂ，５８ＢがＹ軸方向においてさらに上昇する一方、フィン５７Ａ，５８Ａおよび当接部５６はＹ軸方向においてさらに降下する。

図６Ｃの状態Ｐ３では、基部５５１がＹ軸方向において状態Ｐ１〜Ｐ４のうち最も高い位置にある。このため、フィン５７Ａ，５８Ａおよび当接部５６は、Ｙ軸方向において状態Ｐ１〜Ｐ４のうち最も低い位置にある。なお、フィン５７Ｂ，５８Ｂは、Ｙ軸方向において状態Ｐ１〜Ｐ４のうち最も高い位置にある。

図６Ｃの状態Ｐ３から図６Ｄの状態Ｐ４へ移行する際には、図６Ｃに太矢印５５Ｙ３で示したようにフレーム５５が全体として＋Ｚ方向へ徐々に移動する。その際、基部５５１およびフィン５７Ｂ，５８ＢがＹ軸方向において徐々に降下する一方、フィン５７Ａ，５８Ａおよび当接部５６はＹ軸方向において徐々に上昇する。

図６Ｄの状態Ｐ４から図６Ａの状態Ｐ１へ移行する際には、図６Ｄに太矢印５５Ｙ４で示したようにフレーム５５が全体として−Ｚ方向へ徐々に移動する。その際、基部５５１およびフィン５７Ｂ，５８ＢがＹ軸方向においてさらに降下する一方、フィン５７Ａ，５８Ａおよび当接部５６はＹ軸方向においてさらに上昇する。

ここでフィン５７Ａに着目すると、回転部材５４の回転軸５４Ｊを中心とした回転動作により、例えば図７に示した概略図のようにフィン５７Ａは楕円を描くように状態Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４の順に循環（この例では、図７に示したように紙面において右回転）するようになっている。すなわち、先端部５５２は、回転部材５４の回転方向と逆の回転方向へ回転する。状態Ｐ２はフィン５７Ａが最も回転部材５４に近づいた状態であり、状態Ｐ４はフィン５７Ａが最も回転部材５４から遠ざかった状態である。状態Ｐ１は状態Ｐ２，Ｐ４よりもフィン５７Ａの高さ位置がＹ軸方向において高い状態であり、状態Ｐ３は状態Ｐ２，Ｐ４よりもフィン５７Ａの高さ位置がＹ軸方向において低い状態である。状態Ｐ１では、フィン５７Ａの傾斜角度θ１が状態Ｐ１〜Ｐ４のうち最も大きい。すなわち、状態Ｐ１はフィン５７Ａが最も水平方向に近い状態である。反対に、状態Ｐ３では、フィン５７Ａの傾斜角度θ３が状態Ｐ１〜Ｐ４のうち最も小さい。すなわち、状態Ｐ３はフィン５７Ａが最も鉛直方向に近い状態である。

図８Ａ〜図８Ｃは、現像剤回収装置１０５による廃トナーＤＴの回収動作の際、容器５１の内部に廃トナーＤＴが堆積する様子を表した概念図である。図８Ａに示したように、空の容器５１に廃トナーＤＴが投入された当初は、廃トナーＤＴは開口５１Ｋの直下領域に堆積し、やがてフィン５７，５８に接触する高さまで到達する。こののち、さらに廃トナーＤＴが投入されると、フィン５７，５８が設けられたフレーム５５の変位により、最上層付近の廃トナーＤＴは主にＺ軸方向に移動させられる。そのため、図８Ｂに示したように、容器５１の内部において開口５１Ｋの直下領域以外の領域に廃トナーＤＴが堆積されるようになる。その一方で、開口５１Ｋの直下領域に堆積する廃トナーＤＴの堆積高さはほとんど増加せず、ほぼ一定に維持される。さらに廃トナーＤＴの回収動作が進むと、図８Ｃに示したように容器５１の内部における開口５１Ｋの直下領域以外の領域に堆積される廃トナーＤＴの堆積高さがさらに増加する。その一方、開口５１Ｋの直下に堆積する廃トナーＤＴの堆積高さも僅かに増加するものの、当接部５６が壁部Ｗ１と当接するので、フィン５７，５８の高さ位置はわずかに上昇するのみである。なお、このとき、フレーム５５の先端部５５２に設けられた当接部５９は、下部５１Ｂから離れてもよい。フレーム５５の先端部５５２が浮き上がることにより、堆積する廃トナーＤＴにフィン５７，５８が潜ってしまうのを防ぐことができる。そのため、開口５１Ｋの直下領域に堆積する廃トナーＤＴを、小さな駆動力であっても速やかに他の領域へ分散させることができる。

（Ｃ．効果）
このように、本実施の形態の画像形成装置１では、現像剤回収装置１０５において、フレーム５５の基部５５１が回動可能にシャフト５４Ｔに取り付けられている一方、フレーム５５の先端部５５２は容器５１などに固定されておらず上下動可能となっている。このため、容器５１の内部に廃トナーが堆積すると、その廃トナーの上面の高さ位置の変位に同調して当接部５９が下部５１Ｂから離れて先端部５５２が上昇するようになっている。したがって、廃トナーの堆積量によらず、フィン５７およびフィン５８が恒常的に廃トナーＤＴの表面近傍に位置することとなり、堆積した廃トナーＤＴの高さの偏りが緩和されやすくなる。その結果、開口５１Ｋから容器５１の内部に投入された廃トナーＤＴが速やかに移動し、開口５１Ｋの近傍にのみ堆積するのを回避することができる。よって廃トナーＤＴの回収動作がより円滑に行われ、長時間に亘る印刷動作を行うことができる。

さらに、廃トナーＤＴが投入される開口５１Ｋの周縁に壁部Ｗ１，Ｗ２を設けるようにしたので、例えば図８Ｃに示したように多量の廃トナーＤＴが容器５１の内部に堆積した場合であっても、開口５１Ｋから溢れて周囲へ飛散することが防止される。また、フレーム５５に、壁部Ｗ１に対しその下方から当接する当接部５６を設けるようにしたので、フレーム５５の先端部５５２の上昇が規制され、廃トナーＤＴが溢れず、また、フレーム５５の、廃トナーＤＴの堆積量を平坦化する機能が失われることがない。

また、現像剤回収装置１０５では、フレーム５５の先端部５５２に設けられたフィン５７，５８が楕円を描くように回転運動するので、開口５１Ｋの直下領域に堆積した廃トナーＤＴの表面近傍部分を、単純に水平方向の往復運動を行う場合と比べて効果的に開口５１Ｋの周辺領域に分散させることができる。特に、前方へ傾斜したフィン５７の傾斜角度が、最も低い位置となる状態Ｐ３において鉛直方向に近づき、その後前方へ移動する際に徐々に水平方向に近づくようになっているので、廃トナーＤＴの開口５１Ｋの周辺領域への移動をよりいっそう効果的に行うことができる。

＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、カラー画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば黒色のトナー像のみを転写し、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。また、上記実施の形態では、１次転写方式（直接転写方式）の画像形成装置について説明したが、本発明は２次転写方式にも適用されうる。

また、上記実施の形態で記載した各構成要素の形状や数量、寸法および位置関係は一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではない。

また、上記実施の形態では、露光装置として発光ダイオードを光源とするＬＥＤヘッドを用いるようにしたが、例えばレーザ素子等を光源とした露光装置を用いてもよい。

さらに、上記実施の形態等では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、本発明はこれには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。

さらに、上記実施の形態等では、フレーム５５が、回転部材５４に対し回動可能に取り付けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。係止部材は、それ自身が回転しないものであってもよい。また、係止部材は容器に固定される場合に限定されず、例えば水平方向へ移動可能に設けられていてもよい。フレームは、そのような係止部材に対し揺動可能に設けられていればよい。

１…画像形成装置、１０１…媒体供給部、１１…保持部、１２…カバー、１３Ｌ，１３Ｒ…サイドガイド、１４…ガイド、１５…搬送ローラ、１０２…媒体搬送部、２１〜２４…搬送ローラ対、２５…カッター、１０３…画像形成部、３０Ａ〜３０Ｃ…画像形成ユニット、３１…感光ドラム、３２…帯電ローラ、３３…現像ローラ、３４…供給ローラ、３５…現像ブレード、３６…現像剤収容部、３７…ＬＥＤヘッド、１０４…転写装置、４１…搬送ベルト、４２…駆動ローラ、４３…従動ローラ、４４…転写ローラ、４５…当接ローラ、１０５…現像剤回収装置、５１…容器、５１Ａ…上部、５１Ｂ…下部、５２…クリーニングブレード、５３…シール部材、５４…回転部材、５５…フレーム、５６…当接部、５７Ａ，５７Ｂ，５８Ａ，５８Ｂ…フィン、１０６…定着装置、１０７…排出部、ＴＰ…当接点、ＰＰ…搬送路。

Claims (10)

1. 開口と前記開口の周縁において内部へ向けて立設する壁部とを含み、前記開口から投入される現像剤を収容する容器と、
   第１の端部から第２の端部へ向けて第１の方向に延びると共に前記容器に対し前記第１の方向に揺動可能に取り付けられたフレームと、
   前記容器に対して前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる回転軸を中心として回転可能であり、前記フレームを回動可能に支持する回転部材と、
   前記容器の内部において前記フレームの第１の基点から前記第１の方向に沿った第１の向きに対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した第３の方向へ延びる第１のフィンと、
   前記容器の内部において前記フレームの第２の基点から前記第１の方向に沿った前記第１の向きと反対の第２の向きに対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した第４の方向へ延びる第２のフィンと、
   前記フレームに設けられ、前記壁部と当接可能に設けられている第１の当接部と
   を有し、
   前記フレームは、前記回転部材に対し前記第１の端部において回動可能に取り付けられ、
   前記第１の当接部は、前記フレームのうち、前記第１の方向における、前記第１の基点および前記第２の基点の双方から見て前記回転部材と反対側である前記第２の端部側に位置する
   現像剤回収装置。
2. 前記回転部材は、前記第２の方向に延びると共に前記回転軸の周囲を周回するシャフトを含み、
   前記フレームは、前記シャフトに対し回動可能に設けられている
   請求項１記載の現像剤回収装置。
3. 前記フレームは、前記シャフトに対し回動可能に取り付けられた基部と、前記第１の方向において前記基部と反対側に位置する先端部とを含む
   請求項２記載の現像剤回収装置。
4. 前記第１のフィンは、前記フレームの前記第１の基点から前記第３の方向へ延びており、
   前記第２のフィンは、前記フレームの前記第２の基点から前記第４の方向へ延びており、
   前記第１の基点および前記第２の基点は、いずれも、前記フレームのうちの前記先端部に位置している
   請求項３記載の現像剤回収装置。
5. 前記フレームの前記先端部に取り付けられた第２の当接部をさらに有し、
   前記容器は、前記開口が形成された上部と、前記上部と鉛直方向において対向する下部とを含み、
   前記第２の当接部は、前記下部と当接可能に設けられている
   請求項３または請求項４に記載の現像剤回収装置。
6. 前記第１のフィンは、前記第２の当接部と前記下部との当接点を挟んで前記回転部材と反対側に位置し、
   前記第２のフィンは、前記第２の当接部と前記下部との当接点と、前記回転部材との間に位置する
   請求項５記載の現像剤回収装置。
7. 前記フレームの前記先端部は、前記回転部材の第１の回転方向への回転により、前記回転軸と直交する面内において前記第１の回転方向と逆の第２の回転方向へ回転する
   請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の現像剤回収装置。
8. 前記壁部は、前記第１の方向において対向する第１部分および第２部分を含む
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の現像剤回収装置。
9. 現像剤が付着するベルトと、
   前記ベルトに付着した現像剤を回収する現像剤回収装置と
   を備え、
   前記現像剤回収装置は、
   開口と前記開口の周縁において内部へ向けて立設する壁部とを含み、前記開口から投入される前記現像剤を収容する容器と、
   第１の端部から第２の端部へ向けて第１の方向に延びると共に前記容器に対し前記第１の方向に揺動可能に取り付けられたフレームと、
   前記容器に対して前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる回転軸を中心として回転可能であり、前記フレームを回動可能に支持する回転部材と、
   前記容器の内部において前記フレームの第１の基点から前記第１の方向に沿った第１の向きに対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した第３の方向へ延びる第１のフィンと、
   前記容器の内部において前記フレームの第２の基点から前記第１の方向に沿った前記第１の向きと反対の第２の向きに対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した第４の方向へ延びる第２のフィンと、
   前記フレームに設けられ、前記壁部と当接可能に設けられている第１の当接部と
   を有し、
   前記フレームは、前記回転部材に対し前記第１の端部において回動可能に取り付けられ、
   前記第１の当接部は、前記フレームのうち、前記第１の方向における、前記第１の基点および前記第２の基点の双方から見て前記回転部材と反対側である前記第２の端部側に位置する
   ベルトユニット。
10. 現像剤を含む現像剤像を担持する像担持体を有する画像形成ユニットと、
    前記像担持体との間に媒体を挟持しつつ前記媒体を搬送するベルト、および前記ベルトに付着した現像剤を回収する現像剤回収装置とを有するベルトユニットと
    を備え、
    前記現像剤回収装置は、
    開口と前記開口の周縁において内部へ向けて立設する壁部とを含み、前記開口から投入される前記現像剤を収容する容器と、
    第１の端部から第２の端部へ向けて第１の方向に延びると共に前記容器に対し前記第１の方向に揺動可能に取り付けられたフレームと、
    前記容器に対して前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる回転軸を中心として回転可能であり、前記フレームを回動可能に支持する回転部材と、
    前記容器の内部において前記フレームの第１の基点から前記第１の方向に沿った第１の向きに対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した第３の方向へ延びる第１のフィンと、
    前記容器の内部において前記フレームの第２の基点から前記第１の方向に沿った前記第１の向きと反対の第２の向きに対して９０°未満の角度をなすように下方に傾斜した第４の方向へ延びる第２のフィンと、
    前記フレームに設けられ、前記壁部と当接可能に設けられている第１の当接部と
    を有し、
    前記フレームは、前記回転部材に対し前記第１の端部において回動可能に取り付けられ、
    前記第１の当接部は、前記フレームのうち、前記第１の方向における、前記第１の基点および前記第２の基点の双方から見て前記回転部材と反対側である前記第２の端部側に位置する
    画像形成装置。

Images