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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−117459(P2001−117459A)
公開日 平成13年4月27日(2001.4.27)
出願番号 特願平11−292668
出願日 平成11年10月14日(1999.10.14)
代理人 【識別番号】100087701
【弁理士】
【氏名又は名称】稲岡 耕作 (外2名)
【テーマコード(参考)】
2H034
2H077
【Fターム(参考)】
2H034 CA01 CA02 CB01 
2H077 AA01 AA37 AC02 AC16 DB02
発明者 森下 浩樹 / 森 真吾
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】用紙に画像を記録するための画像形成装置であって、静電潜像が表面に形成される感光体と、感光体表面の静電潜像をトナー像に現像するための現像装置と、感光体表面の残留トナーを除去するためのクリーニング装置と、前記クリーニング装置および前記現像装置を連通するトナー搬送路と、トナー搬送路の途中部に形成された開口と、前記クリーニング装置によって除去されたトナーを前記開口を通して回収するトナー回収タンクを装着するためのトナー回収タンク装着部と、前記開口の開口度を変化させる開口度可変手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】前記開口は、トナー搬送路の下方部に形成されており、前記開口度可変手段は、前記開口の下方を覆うことができるとともに、開口に対してスライド可能なシャッタを有していることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】前記シャッタには、上下面を貫通する貫通孔が形成されており、貫通孔のうち前記開口と重複する部分を介してトナー搬送路内のトナーがトナー回収タンクへと搬送されることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
【請求項4】前記トナー搬送路の開口の近傍には、スライド方向に沿う寸法目盛りが備えられており、前記シャッタには、前記寸法目盛りを読み取るためのカーソルが設けられていることを特徴とする請求項2または3記載の画像形成装置。
【請求項5】前記シャッタはモータにより駆動されるものであり、モータの駆動をする操作部をさらに備えている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画像形成装置。
【請求項6】前記開口度可変手段は、前記開口の開口度を複数段階に切換え可能であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トナーを用いて用紙に画像を記録する静電複写方式の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】静電複写方式の画像形成装置では、たとえばドラム状の感光体に静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置によってトナー像に現像され、このトナー像が用紙に転写されることによって画像の形成が行われる。この画像形成装置には、感光体表面の残留トナーを除去するためのクリーニング装置が併せて備えられている。
【0003】画像形成装置では、通常、クリーニング装置から排出されたトナー全てをトナー回収タンクに溜めて回収し廃棄するトナー回収方式を採用しているが、クリーニング装置から排出されたトナー全てを現像装置に搬送し、画像形成に再利用するトナーリサイクル方式の画像形成装置も知られている。このトナーリサイクル方式を採用した画像形成装置では、トナーを再利用できるのでトナーコストが安価になるが、帯電性に劣るものが多く、かつ、細かな紙粉の混入もあるトナーを利用するので、トナー回収方式を採用した画像形成装置と比較してトナー像の画質が多少悪くなってしまう。このように、トナーリサイクル方式は長所および短所があるため、画質を優先するのか、コストを優先するのかというユーザの好みに応じて画像形成装置が選ばれる。従来より、1つの画像形成装置でトナー回収方式とトナーリサイクル方式とを適宜選べる画像形成装置がある(たとえば特開平10‐326069号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、画質もある程度よいものが得られ、コストもあまりかからない方式が採用できれば、ユーザにとって望ましい。そこで、本発明の目的は、トナー回収方式とトナーリサイクル方式とを同時併用することによりユーザの好みにより柔軟に対応できる画像形成装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段および発明の効果】(1) 本発明の画像形成装置は、用紙に画像を記録するための画像形成装置であって、静電潜像が表面に形成される感光体と、感光体表面の静電潜像をトナー像に現像するための現像装置と、感光体表面の残留トナーを除去するためのクリーニング装置と、前記クリーニング装置および前記現像装置を連通するトナー搬送路と、トナー搬送路の途中部に形成された開口と、前記クリーニング装置によって除去されたトナーを前記開口を通して回収するトナー回収タンクを装着するためのトナー回収タンク装着部と、前記開口の開口度を変化させる開口度可変手段とを含むことを特徴とするものである(請求項1)。
【0006】本発明によれば、開口の開口度を0%〜100%まで変化させることにより、クリーニング装置から排出されたトナーのうち回収して廃棄するトナーの比率(以下、「トナー回収方式の採用比率」という)を0%〜100%まで変化させることができる。これにより、トナー回収方式とトナーリサイクル方式との混合形態を採用することができる。
(2) また、前記開口は、トナー搬送路の下方部に形成されており、前記開口度可変手段は、前記開口の下方を覆うことができるとともに、開口に対してスライド可能なシャッタを有していれば好ましい(請求項2)。この場合は、シャッタのスライドにより、簡単な構成で、開口の開口度を変化させることができる。
(3) さらに、前記シャッタには、上下面を貫通する貫通孔が形成されており、貫通孔のうち前記開口と重複する部分を介してトナー搬送路内のトナーがトナー回収タンクへと搬送されていれば好ましい(請求項3)。この場合は、開口の開口度は、貫通孔のうち前記開口と重なる部分の割合により決定される。これにより、トナー搬送路内を搬送されるトナーのうち、開口と貫通孔との重複部分を通るトナーがトナー回収タンクへと回収され、残りは現像装置へと搬送される。これにより、簡単な構成で、トナー回収方式とトナーリサイクル方式との混合形態におけるトナー回収方式の採用比率を変化させることができる。
(4) また、前記トナー搬送路の開口の近傍には、スライド方向に沿う寸法目盛りが備えられており、前記シャッタには、前記寸法目盛りを読み取るためのカーソルが設けられていれば好ましい(請求項4)。この場合は、寸法目盛りをカーソルを通して読み取りながらシャッタのスライド操作を行うことにより、開口の開口度を任意に設定することができる。
(5) さらにまた、前記シャッタはモータにより駆動されるものであり、モータの駆動をする操作部をさらに備えていれば好ましい(請求項5)。この場合は、開口の開口度を操作部の操作により機械的に変化させることができる。
(6) 前記開口度可変手段は、前記開口の開口度を複数段階に切換え可能であってもよい(請求項6)。これにより、トナー回収方式の採用比率を段階的に変化させることができるので、無段階に変化させるのと比べて操作が簡単になる。複数段階は、特に3段階以上であれば好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明にかかる画像形成装置1の内部構造を説明するための模式的な縦断面図である。この画像形成装置1は、基本的には複写機として使用し、プリンタやファクシミリとしても使用できる多機能型の装置である。
【0008】画像形成装置1は、ハウジング2内に感光体ドラム3を備えている。感光体ドラム3の周囲には、感光体ドラム3の表面を一定電位にさせるためのメインチャージャー4、感光体ドラム3の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像装置5、および、感光体ドラム3の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置6が備えられている。この実施形態では、これら感光体ドラム3、メインチャージャー4、現像装置5およびクリーニング装置6は、画像形成ユニット7として一体化されており、ハウジング2内に着脱自在に装着されている。さらに、画像形成ユニット7の現像装置5には、トナーを現像装置5に供給するためのトナーカートリッジ8が着脱自在に装着されている。
【0009】本体ハウジング2内には、給紙トレイ9が収容されている。給紙トレイ9に入れられた用紙Pは1枚ずつ取り出され、画像形成ユニット7の感光体ドラム3と、これに接触している転写ローラ10との間に搬送される。感光体ドラム3表面のトナー像は、感光体ドラム3と転写ローラ10との間を用紙Pが通過することにより、用紙Pに転写される。
【0010】トナー像が転写された用紙Pは定着装置11に搬送される。定着装置11にはローラ対12が含まれていて、これらローラ対12間を用紙Pが通過することにより、用紙Pに転写されたトナー像が用紙P上に定着される。トナー像が定着された用紙Pは、排紙トレイ13に搬送される。また、ハウジング2の上面には、複数の操作キーを備えた操作部73が配置されている。
【0011】図2は、画像形成ユニット7の構成を示す斜視図である。画像形成ユニット7の一端7a側のハウジング14の底面には、クリーニング装置6から排出されたトナーを回収するトナー回収タンク15を装着するためのトナー回収タンク装着部16が設けられている。図2は、トナー回収タンク15の装着状態を示している。
【0012】図3は、ハウジング2内に装着された状態での画像形成ユニット7周辺の要部の断面を上から見た断面図である。現像装置5のハウジング55内には、感光体ドラム3に接触する現像ローラ17と、この現像ローラ17に接触する補助ローラ18と、トナーを現像ローラ17および補助ローラ18に供給する供給部53とが備えられている。供給部53の中には、感光体ドラム3と平行に延びる現像搬送スパイラル19が2本取り付けられている。
【0013】また、長手のクリーニング装置6のハウジング20内には、クリーニング用搬送スパイラル22が取り付けられており、その回転軸22aの一端22bは感光体ドラム3の一端3aよりも突出している。クリーニング装置6のハウジング20の一端20a側の底面にはトナー排出口21が形成されている。画像形成ユニット7の一端7a側には、クリーニング装置6のトナー排出口21と現像装置5とを連通するトナー搬送路23が設けられている。このトナー搬送路23は、断面円筒状のハウジング23A(図6、図7参照)によって区画されている。このトナー搬送路23には、トナー搬送路23の延びる方向と同じ方向に延びる回転軸25と、回転軸25から張り出した螺旋形のスパイラル羽根26とを有する搬送スパイラル24が取り付けられている。トナー搬送路23の途中部の下方部には略矩形の開口27が形成されている。具体的には、開口27は、トナー搬送路23のハウジング23Aの下方部を全周の1/4程度切り欠いた形状にされている(図6、図7参照)。トナー回収タンク15の装着状態では、トナー回収タンク15は開口27の下方に装着される。
【0014】画像形成装置1のハウジング2の他端2b側には、感光体ドラム3、各種ローラ17,18、各種搬送スパイラル19,22,24を回転駆動させるための駆動機構56がある。この駆動機構56は、モータ28と、ハウジング2に沿って直線状に組み合わされた複数のギアとを備えている。また、画像形成ユニット7には、現像ローラ17、補助ローラ18、および2本の現像搬送スパイラル19,19の各回転軸に連結されたギア30,31,32,33が設けられており、これらのギア30,31,32,33は、前記駆動機構56により駆動されるものであり、画像形成ユニット7の他端7b側において直線状に組み合わされている。さらに、クリーニング用搬送スパイラル22の回転軸22aの他端22c側には駆動機構56により駆動されるギア34が設けられている。
【0015】さらにまた、クリーニング用搬送スパイラル22の回転軸22aの一端22b側にはギア57が設けられている。ギア57は、ギア58,59を介してはずば歯車35Aに連結されている。これらのギア57,58,59は、画像形成ユニット7の一端7a側において直線状に組み合わされている。はずば歯車35Aは、搬送スパイラル24の回転軸25に設けられたはずば歯車35Bと噛み合っている。
【0016】画像形成ユニット7を画像形成装置1のハウジング2内に装着した状態で、駆動機構56のギアとギア30およびギア34が連結される。これらにより、モータ28に連結されたギア29は、ギア30,31,32,33およびギア34と連動するようになっており、はずば歯車35Bは、ギア57と連動するようになっている。
【0017】モータ28が駆動されると、現像搬送スパイラル19およびクリーニング用搬送スパイラル22は回転し、トナーカートリッジ8から現像装置5内に供給されたトナーが、回転する現像搬送スパイラル19により図中の矢印Bの方向に搬送されるとともに、図示しないクリーニングブレード等により除去された感光体ドラム3の残留トナーが、クリーニング装置6のクリーニング用搬送スパイラル22により矢印Cのようにトナー排出口21側へと搬送され、トナー排出口21からトナー搬送路23に搬送される。
【0018】また、クリーニング用搬送スパイラル22の回転に伴い、トナー搬送路23内の搬送スパイラル24の回転軸25が回転し、トナー排出口21から排出されたトナーが矢印Eの方向に現像装置5側へと搬送される。このように、クリーニング用搬送スパイラル22と搬送スパイラル24とを1つのモータ28で駆動させることができるので、搬送スパイラル24を回転させるための駆動源が余分に必要とならない。
【0019】図4は、トナー回収タンク15の斜視図である。トナー回収タンク15は、その上面を貫通する口36を備えている。トナー回収タンク15の上面には、口36を囲むシール部材36aが配置されている。図5は、トナー回収タンク装着部16を説明するための画像形成ユニット7の底面図である。
【0020】トナー回収タンク装着部16は、開口27の開口度を調節する開口度可変手段としての板状のシャッタ38を備えている。このシャッタ38は、水平方向にスライド可能であり、その略中央には、シャッタの上下面を貫通する略矩形の貫通孔41が形成されている。貫通孔41の大きさは、開口27よりもやや大きく設定されている。
【0021】図6および図7は、トナー回収タンク15をトナー回収タンク装着部16に装着する様子を説明する図である図6に示すように、トナー回収タンク15は、下方から他の部品によって保持される。トナー回収タンク装着部16に装着固定することが可能となる。また、トナー回収タンク装着部16の一端部16aには、弾性爪42が設けられている。この弾性爪42は操作部51を備えていて、この操作部51を操作することにより、弾性爪42を上方/下方に変位させることができる。弾性爪42が下方に位置した状態で、トナー回収タンク15のトナー回収タンク装着部16への装着状態を保つことができる。
【0022】次に、トナー回収タンク15のトナー回収タンク装着部16への装着方法について説明する。まず、操作部51の操作により弾性爪42を上方へと変位させ、トナー回収タンク15をトナー回収タンク装着部16と他の部品との間に位置決めした後、図2および図6に示す矢印Dの方向にスライドさせると、図7に示すように、トナー回収タンク15の画像形成ユニット7への装着が達成され、弾性爪42が下方へと変位する。トナー回収タンク15の装着状態では、前記開口27が開成するとともに、この開口27とトナー回収タンク15の口36とがシャッタ38を介して重複する。
【0023】前記シャッタ38は、開口27の開口度を設定するためのものであり、図7に示す矢印Fの方向および矢印Fの反対方向(トナー搬送路23のトナー搬送方向に略直交する方向)にスライド可能とされている。シャッタ38には一端辺38aに上方に向かって突出した突条60が形成されている。シャッタ38が図7に示す位置にあるときには、開口27はシャッタ38によって覆われており、開口27は閉塞されている。ユーザが突条60を手で押してシャッタ38を矢印Fの方向にスライドさせると、前記開口27とシャッタ38の貫通孔41の一部とが重なるようになり、開口27の一部が開成する。そして、さらに矢印Fの方向にスライドさせると、やがてシャッタ38の貫通孔41が開口27と完全に重なり、開口27は完全に開成する。つまり、シャッタ38を矢印Fの方向および矢印Fの反対方向にスライドさせることにより、トナー搬送路23の開口27とシャッタ38の貫通孔41と重複度を変化させることができ、これにより、開口27の開口度を変化させることができる。開口27の開口度の設定は、画像形成動作の前に行う。なお、シャッタ38を引いても、弾性爪42が下方に変位しているので、トナー回収タンク15が外に出てしまうことはない。
【0024】図8を参照して、また、トナー搬送路23のハウジング23Aのうち開口27を区画するハウジング23Aaには、シャッタ38のスライド方向に沿う寸法目盛りSが備えられている。図9に示すように、シャッタ38には、シャッタ38のスライド方向に沿う他端辺38b上には、貫通孔41の一端辺41aの延長線上に、上方に向かって針Kが突出している。この針Kはカーソルとして働くものである。寸法目盛りSの右端よりも針Kが右側を指しているときには、開口27は完全に閉塞している。また、シャッタ38を矢印Fの方向にスライドさせて針Kが寸法目盛りSの左端を指したときには、シャッタ38は完全に開成している。寸法目盛りSを針Kを通して読み取りながらシャッタ38のスライド操作を行うことにより、開口27の開口度を0%から100%まで任意に設定することができる。
【0025】図10は、図3の切断線A−Aで切った要部断面図である。図10では、搬送スパイラル24を省略して示している。トナー搬送路23には、矢印Eの方向の先に向かって下り傾斜が付けられている。このため、クリーニング装置6から排出されたトナーを矢印Eの方向に向かって良好に搬送することができる。このとき、設定した開口27の開口度に応じて、トナー搬送路23を搬送される一部のトナーがトナー回収タンク15に回収され、残りのトナーがトナー搬送路23を通って現像装置5へと搬送される。したがって、開口27の開口度にほぼ比例してトナー回収方式の採用比率が決定される。
【0026】図11(a)のように、貫通孔41と開口27とが全く重なっていない状態では開口27が閉塞するので、クリーニング装置6から排出されトナー搬送路23を搬送されるトナーは、トナー回収タンク15に搬送されず、全て現像装置5へと搬送される。この状態は、トナー回収方式の採用比率が0%であり、再利用するトナーの比率(以下、「トナーリサイクル方式の採用比率」という)が100%である。
【0027】また、図11(b)のように開口が半分だけ開成していると、トナー搬送路23を通るトナーのうち半分のトナーが現像装置5へと搬送され、残りの半分のトナーは回収される。この状態は、トナー回収方式の採用比率が50%であり、トナーリサイクル方式の採用比率が50%である。さらに、図11(c)のように貫通孔41と開口27とが完全に重なり合っている状態では、開口27が開成される。クリーニング装置6から排出されてトナー搬送路23を搬送されるトナーはトナー回収タンク15に回収される。この状態は、トナー回収方式の採用比率が100%であり、トナーリサイクル方式の採用比率が0%である。
【0028】その他、開口27の開口度を0%〜100%まで変化させることができる。以上の構成によれば、トナー回収方式の採用比率を0%〜100%まで変化させることができる。これにより、ユーザの好みにより柔軟に対応することができるできる。この発明は、前記形態に限られない。たとえば、シャッタ38に寸法目盛りSが備えられていて、トナー搬送路23の開口27の近傍に寸法目盛りSを読み取るカーソルとしての針Kが設けられていてもよい。
【0029】また、開口27の開口度を変化させるのに、手動でなく、機械的に行ってもよい。図12は、開口27の開口度を変化させる他の構造を示す図である。この構造によれば、シャッタ38のスライド方向に沿う一端辺38cに直線ギア71が形成されている。シャッタ38の他端辺38b側には、モータ70が近接配置されていて、モータ70に装着した円形ギア72が直線ギア71と噛み合っている。モータ70には、操作部73のキーを操作することによりモータ70が駆動すると、シャッタ38を直線的にスライドする。これにより、開口27の開口度を連続的に変化させることができる。モータ70の回転量は電気的に検出することができるので、これを表示部に表示することもできる。
【0030】また、開口27の開口度を段階的に切換え可能なものであってもよい。図13は、この場合のシャッタ38の構成を示す底面図である。シャッタ38の底面には、シャッタ38のスライド方向と直交する方向に延びる略同じ長さの3本の溝75a,溝75b,溝75cがほぼ等間隔に形成されている。これらの溝は、図13(b)の矢印Fで示す方向に向かう順に、溝75a,溝75b,溝75cとする。
【0031】図13(b)を参照して、トナー回収タンク15の上面に設けられたシール部材36a上には、2つの小突起76a,76bが設けられている。この2つの小突起76a,76bは、それぞれシャッタ38のスライド方向と直交する方向に延びるものである。そして、その間隔は前記溝75aと溝75cとの間隔と等しくされており、各小突起76a,76bは各溝75a,75b,75cに嵌って止まるようになっている。
【0032】小突起76aが溝75aに嵌り合うとともに、小突起76bが溝75cに嵌り合う状態では、貫通孔41と開口27とが全く重なっていない。このため、開口27が閉塞する状態、言い換えれば、トナー回収方式の採用比率が0%であり、再利用するトナーの比率が100%となる。次に、矢印Fの方向にシャッタ38を押すと、小突起76aと溝75a、および小突起76bと溝75cとの係合が外れ、やがて、開口27が半分だけ開成した状態で、小突起76bが溝75bと嵌り合う。したがって、トナー回収方式の採用比率が50%であり、トナーリサイクル方式の採用比率が50%となる。
【0033】さらに、矢印Fの方向にシャッタ38を押すと、小突起76bと溝75bの係合が外れ、やがて、貫通孔41と開口27とが完全に重なり合ってた状態で、小突起76bが溝75aと嵌り合う。このとき、開口27は完全に開成しており、トナー回収方式の採用比率が100%であり、トナーリサイクル方式の採用比率が0%となる。
【0034】したがって、開口27の開口度を3段階に切り換えることができる。これにより、トナー回収方式の採用比率を簡単に変化させることができる。なお、開口27の開口度を3段階に変化させるものとして説明したが、2段階でもよく、4段階以上に切り換えるものであってもよい。また、図12で説明したようにシャッタ38をモータ70により位置変化させることにより開口27の開口度を変化させる場合には、操作部73で制御して、シャッタ38の位置を複数段階に切り換えることもできる。
【0035】その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。




 

 


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