JPH087521B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特
に、像担持体上にトナー像を形成し、記録紙上に該トナ
ー像を転写した後、像担持体表面上に残留したトナーを
クリーニング手段により除去する画像形成装置に関す
る。

〔発明の背景〕

クリーニング手段で除去されたトナーを回収するトナ
ー回収装置として、回収容器のトナー受入れ口を一端縁
側に設けて、しかも回収容器にトナーを充填して収容す
るように、周面に段差を有する偏心回転カムにより、回
収容器をばね付勢に抗してトナー受入れ口が設けられて
いる一端縁側に変位させてはカムの段差部で小径周面に
落し込んで、回収容器に反対側へのばね付勢による運動
をカムの小径周面で止めた大きな加速度を繰返し与える
ようにしたトナー回収装置が特開昭58−54369号公報に
よって知られている。しかし、このトナー回収装置は、
回収容器を揺動可能に支持しているから、回収容器にト
ナーを移動させる加速度が与えられるだけでなく上下振
動も与えられ、そのためにトナーの充填移動が効果的に
行われず、トナーがトナー受入れ口部分に堆積し易いと
言う問題がある。したがって、回収容器にトナーを量多
く収容しようとすれば、回収容器の高さを高くしなけれ
ばならず、そのために画像形成装置が大型化してしま
う。また、段付カムの小径周面への衝突で加速度を与え
るようにしているから、加速度の大きさを簡単に調節す
ることができず、トナーの移動が満足に行われるだけの
大きな加速度を与える段付偏心カムやばねを設定する
と、カムやカムホロアの損耗が大きくなるばかりでな
く、衝撃落や回収容器の上下振動が大きくなって抑制で
きなくなると言う問題もある。

一方、回収容器のトナー受入れ口部分に堆積するトナ
ーの山を光学センサで検知して、その情報により回収容
器を強制振動させるようにしたトナー回収装置が特開昭
59−231575号公報により知られている。このトナー回収
装置は、光学センサによる検知がトナー汚れによって不
正確になり易いだけでなく、回収容器のトナー受入れ口
を中央部に設けたり、高さを高くしたりせねばならず、
回収容器への安定したトナー収容や装置の小型化を達成
することが難しいと言う問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した問題を勘案し、トナー回収容器に
一杯にトナーを収容して、トナー回収容器のトナー排除
期間を長くすることができ、また、トナーをトナー回収
容器に効率良く詰めることができ、しかも、衝撃音や振
動が少なく、コンパクトな画像形成装置の提供を目的と
する。

〔発明の構成〕

本発明は、像担持体上にトナー像を形成し、記録紙上
に該トナー像を転写した後、像担持体表面上に残留した
トナーをクリーニング手段により除去する画像形成装置
において、クリーニング手段により除去されたトナーを
回収する回収口が１端縁に設けられ、回収したトナーを
収納する回収容器と、前記回収容器を水平方向に往復動
させる移動手段と、前記移動手段とは別手段であって、
前記回収容器が前記１端縁から前記反対縁に向かって移
動している際に、ゴム硬度が65〜70である緩衝部材を介
して、前記回収容器と衝突する衝突手段と、を有するこ
とを特徴とする画像形成装置にあり、この構成によって
前記目的を達成する。

〔実施例〕

以下、本発明を図示例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、トナー回収装置を
備えた画像形成装置を示す概要側面図、第２図は、トナ
ー回収装置を示す部分側面図、第３図および第４図はそ
れぞれトナー回収装置の例を示す部分正面図、第５図は
回収容器の異なる例を示す斜視図、第６図は回収容器の
トナー収容量と加速度の変化を示すグラフ、第７図は回
収容器の加速度とトナーの充填される状態を示すグラフ
である。

第１図の画像形成装置は、像担持体である感光ドラム
１が矢印方向に回転し、帯電器２が感光ドラム１の表面
を一様に帯電して、レーザビームスキャナ装置を用いた
像露光装置３が感光ドラム１の帯電面にドット露光によ
る像露光を行って静電像を形成し、その静電像を現像装
置４〜６のいずれかがイエロー，シアン，マゼンタ等の
いずれかのトナー像に現像し、そのトナー像を形成され
た感光ドラム１の面が不作動状態に置かれている転写器
7,分離器８およびクリーニング装置９の位置を通過して
２回転目に入ると、再び帯電器２による帯電，像露光装
置３による静電像の形成，前回とは別の現像装置４〜６
のいずれかによる現像を行い、また３回転目に入っても
同様の工程を繰返して、感光ドラム１に３色トナー像の
合成からなるカラー画像を形成し、そのカラー画像を給
紙手段10によって送り込まれた記録紙に転写器７により
転写し、それによってカラー画像を転写された記録紙を
分離器８によって感光ドラム１から分離し、受け渡し装
置11で定着装置12に送り、定着装置12でカラー画像を記
録紙に定着させて記録紙を機外に排出する。そして、カ
ラー画像を転写した感光ドラム１の表面は、クリーニン
グ装置９によって残留トナーを除去されて、再び次のカ
ラー画像を形成される状態に戻る。

クリーニング装置９は、感光ドラム１の表面のトナー
を掻き落し部材9aで掻き落し、落したトナーを案内板9b
によってトナー搬送手段9cに導き、トナー搬送手段9cで
クリーニング装置９の幅方向の一端側に搬送して端部に
設けた落し管路9dにより回収容器13に落し込む。なお、
図示例は、掻き落し部材9aにブレードを用い、トナー搬
送手段9cにスクリューコンベアを用いているが、これに
限らず、例えば回転ブラシ等で掻き落して、ベルトコン
ベア等で搬送するようにしてもよい。

回収容器13は、第１の例では受け渡し装置11と定着装
置12の下方に配置されているが、第２図乃至第４図に示
したようにクリーニング装置９の下方に配置するように
してもよい。しかし、第１図の配置においては、トナー
の落差が大きいから、トナーが回収容器13で山を作らず
にトナー受入れ口13aの部分から奥に移動するようにな
るし、また、落し管路9dの位置が受け渡し装置11の側方
に外れるようになり、しかも落し管路9dと回収容器13の
接続部が受け渡し装置11よりも下方になるから、落し管
路9dと回収容器13の接続部から万一トナーが洩れるよう
なことがあったとしても、記録紙が汚染されることはな
いし、さらに、回収容器13を画像形成装置から取り出す
のに、図の左方に取り出すようにも、手前側または奥側
に取り出すようにでもできると言う設計の自由度が得ら
れるので、第１図の配置が好ましい。

第１図では回収容器13の駆動機構を省略しているが、
その駆動機構は第２図乃至第４図に示した回収容器13の
駆動機構と同様であるから、以下、回収容器13についい
ては主として第２図以下の図面により説明する。

回収容器13は、第１図乃至第４図に見るように、トナ
ー受入れ口13aを一端縁側に有し、そして以下述べるよ
うに、トナーを一杯に充填し得る運動を与えられるか
ら、クリーニング装置９の下方に生ずるスペースにコン
パクトに設置することができ、しかも画像形成装置から
取り出して回収したトナーの除去ができるように、画像
形成装置内では保持皿14に少なくとも運動方向で一体的
に保持される。

保持皿14は、回収容器13のトナー収容室が広がってい
るトナー受入れ口13aを有する一端縁と反対縁との方向
に直線的に移動可能に画像形成装置の固定枠15に保持さ
れており、固定枠15側に設けたばね掛け16との間に張設
されたばね17によって、回収容器13のトナー受入れ口13
aを有する一端縁と反対側の縁方向に付勢されている。
なお、保持皿14の固定枠15への接触は、保持皿14の往復
動が滑らかに行われて、保持皿14がバウンドしないよう
に、適当な摩擦係数を有する樹脂等の摺動子による接触
で行われることが好ましい。そして、保持皿14は、第３
図に示したように回転軸を保持皿14の可動面と直角に支
持された段付偏心カムや、第４図に示したように回転軸
を保持皿14の可動方向と同方向に支持され、カムホロア
が最下部または最上部で接触する段付面カム、あるいは
保持皿14に可動方向の力を加えて、それに直角の上下方
向には分力を生ぜしめない電磁駆動プランジャー等の作
動手段18により、ばね17の付勢に抗し回収容器13のトナ
ー受入れ口13aを有する一端縁側に変位させられ、作動
手段18がカムの段部や電磁石の非励磁等によって作動を
解放したときに、ばね17の付勢によって反対側に移動し
て固定枠15に設けた固定部材19に衝突することを繰返
す。これによって、保持皿14と一体的な回収容器13に、
衝撃音や加速度のトナー搬送効果を減殺する上下振動の
発生少なく、トナー受入れ口13aから受入れたトナーを
効率よく反対縁側に移行させトナー収容室を奥から順に
高密度で充填させための、大きな加速度を与えることが
でき、大きな加速度を与えるようにしてもトナー回収容
器の耐久性が優れると言う効果が得られる。なお、上下
振動を生ぜしめない上述のような作動手段18のうちで
は、第４図の段付面カムが、カムの駆動機構が簡単とな
り、したがって画像形成装置をよりコンパクトに構成で
きる上で、最も好ましい。

以上述べたような実施例トナー回収装置では、従来の
トナー回収装置においては、回収容器に大きな加速度を
与えようとすると衝撃音や上下振動が大きくなって抑制
することができなくなるから、加速度を2.0G（Ｇは重力
の加速度）よりも小さくするようにせねばならず、しか
もカムやカムホロアの損耗が著しいと言う問題があった
が、加速度を3.0G程度まで大きくしても衝撃音や上下振
動を抑制することができ、しかも耐久性に優れる。した
がって、回収容器13を第５図に示したようなトナー収容
室の高さがトナー受入れ口13a側よりも奥側で高い形
状、あるいはさらに幅も奥側で広い形状にしても、回収
容器13に一杯にトナーを充填することができ、回収容器
13のトナー排除または交換周期を長くすることができ
る。

また、実施例のトナー回収装置においては、加速度を
固定部材19への衝突によって与えるようにしたことによ
って、加速度の抑制を容易に行うことができる。すなわ
ち、加速度は、ばね掛け16または固定部材19の位置を移
動させることによって簡単に制御できる。固定部材19の
移動によって制御する場合は、作動手段18によって与え
られる保持皿14の最大変位範囲内に制限される。したが
って、図示例では固定枠15に設けたモータ20によってば
ね掛け16の位置を移動させるようにしており、さらに保
持皿14に加速度センサ21を設けて、その情報により制御
装置22がモータ20を駆動制御してばね掛け16の位置を移
動させ、回収容器13内のトナー量の変化に拘らず加速度
を一定に保つことができるようにしている。

しかし、加速度を上述のように制御しなくても、加速
度が固定部材19への衝突によって与えられるようにした
ことで、段付カムの段部低面への衝突によって与えられ
ていた従来のトナー回収装置に比較すると、回収容器13
内のトナー量の増加に伴う加速度の低下割合が著しく減
少し、回収容器13にトナーを均一な高密度で充填し得る
ようになる。この点を第６図によって説明する。

第６図は加速度を制御しない場合の回収容器のトナー
収容量と加速度αの関係を示しており、点線の曲線A,B
は従来のトナー回収装置の場合、実線の曲線Ｃは固定部
材19の衝突面にウレタンゴムの緩衝部材19aを設けた本
発明トナー回収装置の場合である。なお、緩衝部材19a
には、他のシリコンゴムや天然ゴム等のゴム、ゴム発泡
体，皮革類，あるいはばね等も用いられる。第６図につ
いて、回収容器13にトナーを奥側から高密度で充填する
ためにはαが1.0G以上に保たれることが好ましく、ま
た、従来のトナー回収装置では特に、衝撃音や上下振動
の抑制の点からαが2.0Gを超えないことが好ましいが、
従来のトナー回収装置の場合、α1.0G以上を保つように
すれば、曲線Ａに見るように、回収容器13のトナー量が
少ない状態でαが2.0Gより大となって、衝撃音や上下振
動を抑制することができなくなり、αを2.0G以下に保と
うとすれば、曲線Ｂに見るように、回収容器13のトナー
量が増えた段階でαが1.0G以下あるいはさらに回収容器
13に一杯にトナーを充填することができなくなる0.5Gを
下回るようになる。これに対して実施例のトナー回収装
置の場合、曲線Ｃに見るようにαを制御しなくても1.0G
〜2.0Gの範囲に保つことができ、衝撃音や上下振動の発
生を少なくして、回収容器13にトナーを高密度で一杯に
充填することができる。

αと回収容器13にトナーが充填される状況の関係を第
７図によって説明すると、αが1.0G以上では、交叉ハッ
チングで示したトナーが回収容器13のトナー収容室天井
まで充填するトナー充填域Ｆがその成長前線Faを回収容
器13の奥側縁とほゞ平行に保ってトナー受入れ口13aの
ある縁の方向に進めるようにして成長して行くので、ト
ナー受入れ口13aにトナーが溢れるようになるときには
回収容器13は殆どトナーで一杯に充填された状態になる
が、αの0.5Gになると、トナー充填域Ｆの成長前線Faが
トナー受入れ口13aから離れた回収容器13の側壁側で大
きく後退した形になるので、トナー受入れ口13aにトナ
ーが溢れるようになったときにもまだ成長前線Faが後退
している側壁側では回収容器13のトナー収容室に相当の
空所が残るようになる。αが０であれば、トナー受入れ
口13aでトナーが溢れるようになっても、それ以外の部
分は殆ど空所で残ることは言うまでもない。したがっ
て、回収容器13にほゞ一杯にトナーを充填するためには
αは0.5G以上であることが必要であり、特に1.0G以上で
あることが好ましい。なお、第７図の斜線ハッチング部
分は未充填トナー存在部、白地部分は殆どトナーがない
部分である。

加速度センサ21を設けた第３図や第４図の例では、加
速度αを一定にするように制御し得るだけでなく、回収
容器13のトナー収容量に従って第６図に示したようにα
が変化すること、またはαを一定に保つためにばね掛け
16または固定部材19を移動することを利用して、それら
の情報に基き制御装置22が回収容器13にトナーが一杯に
なった時機を判定して回収容器13のトナー排除もしくは
交換を警告するようにできる。この場合、さらに固定部
材19または保持皿14の衝突部に衝撃圧力センサを設け
て、その情報と加速度センサ21の情報の比から警告時機
を決定するようにすれば、一層精度を上げることができ
る。以上によって、回収容器13のトナー排除または交換
を必要最小限にできる。

本発明の特に好ましい１実施例を挙げると、第１図に
示したように画像形成装置にトナー回収装置を組み込
み、回収容器13は第５図に示した形状のものにし、作動
手段18には第４図に示したように段付面カムを用いて、
固定部材19にはゴム硬度が65〜70の緩衝部材19aを設
け、固定部材19によって止められる保持皿14のストロー
クを5mm程度とし、段付面カムの回転数を50rpm程度、α
はばね掛け16の位置を制御して1.0G〜2.0Gの範囲の一定
に保ち、ばね掛け16の移動量情報から回収容器13のトナ
ー満杯時機を警告する例が挙げられる。これによって、
画像形成装置をコンパクトに構成することができて、回
収トナーで記録紙が汚染されることなく、衝撃音や振動
少なく、回収容器13に安定して一杯にトナーを高密度で
収容することができ、回収容器13のトナー排除または交
換周期が長くなって、トナー回収装置の耐久性も優れる
と言う効果を得ることができる。

なお、回収容器13を水平に出し入れできるように、保
持皿14は、第１図の例では往復動方向と直角の方向にあ
る図の左側壁が、また第３図の例では往復動方向にある
図の左側壁が、そして第４図の例では図示してない右側
壁が水平に倒れるように構成されている。また、回収容
器13を水平に出し入れできて、しかもクリーニング装置
９の落し管路9dが回収容器13のトナー受入れ口13aに接
している部分からトナーが洩れ出ることのないように、
落し管路9dの下部にはフランジ蓋を設けている。このフ
ランジ蓋は、落し管路9dに固定するよりも、回収容器13
の上面と接触するように、落し管路9dの外形に摺動可能
に係合させて設けるのが好ましい。

〔発明の効果〕

本発明の画像形成装置は、１端縁に回収口を有するト
ナー回収容器に一杯にトナーを収容する十分な加速度を
与えることができ、加速度のばらつきが少なく、トナー
をトナー回収容器に効率良く詰めることができるので、
トナー回収容器のトナー排除期間を長くすることがで
き、しかも、画像形成装置がコンパクトになり、また、
ゴム硬度が65〜70の緩衝部材を設けたので衝撃音や振動
が少なくなるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し、トナー回収装置を備
えた画像形成装置を示す概要側面図、第２図はトナー回
収装置を示す部分側面図、第３図および第４図はそれぞ
れトナー回収装置の例を示す部分正面図、第５図は回収
容器の異なる例を示す斜視図、第６図は回収容器のトナ
ー収容量と加速度の変化を示すグラフ、第７図は回収容
器の加速度とトナーの充填される状態を示すグラフであ
る。 １……感光ドラム、２……帯電器、 ３……像露光装置、４〜６……現像装置、 ７……転写器、８……分離器、 ９……クリーニング装置、9a……掻き落し部材、 9b……案内板、9c……トナー搬送手段、 9d……落し管路、10……給紙手段、 11……受け渡し装置、12……定着装置、 13……回収容器、13a……トナー受入れ口、 14……保持皿、15……固定枠、 16……ばね掛け、17……ばね、 18……段付斜面カム、19……固定部材、 19a……衝撃部材、20……モータ、 21……加速度センサ、22……制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−54369（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−88476（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体上にトナー像を形成し、記録紙上
   に該トナー像を転写した後、像担持体表面上に残留した
   トナーをクリーニング手段により除去する画像形成装置
   において、 クリーニング手段により除去されたトナーを回収する回
   収口が１端縁に設けられ、回収したトナーを収納する回
   収容器と、 前記回収容器を水平方向に往復動させる移動手段と、 前記移動手段とは別手段であって、前記回収容器が前記
   １端縁から前記反対縁に向かって移動している際に、ゴ
   ム硬度が65〜70である緩衝部材を介して、前記回収容器
   と衝突する衝突手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。