JP3902381B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式によるカラー画像形成装置には、感光体から中間転写体に一色ずつトナー像を転写することで中間転写体上に複数色のトナー像を形成した後、中間転写体のトナー像を用紙に一括転写することにより、カラー画像を得るものがある。このような中間転写体を用いるカラー画像形成装置においては、転写後に中間転写体及び感光体に残留する廃トナーをクリーニングする必要がある。
【0003】
中間転写体及び感光体のクリーニングをするものとしては、例えば、特開平10−254251号公報に開示されている技術が知られている。これは、中間転写体の廃トナーを、感光体の帯電電位と逆極性に帯電させることにより、中間転写体の廃トナーを感光体に転写し、この廃トナーを感光体のクリーニング装置により除去するものであり、除去された廃トナーは、クリーニング装置に設けられた廃トナー回収部に回収される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した技術では、中間転写体及び感光体の廃トナーを1つの廃トナー回収部に回収するため、廃トナー回収部を大型にする必要があり、画像形成装置が大型になってしまうという課題がある。
【0005】
そこで、本発明は、小型化が図れる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、現像手段から供給される複数色のトナーによりトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体から転写材にトナー像を転写する転写手段と、転写後に前記像担持体に残留する廃トナーを除去しつつ回収するクリーニング手段とを備え、転写後の前記中間転写体の廃トナーを、前記像担持体の帯電電位と逆極性に帯電させることにより、前記中間転写体の廃トナーを前記像担持体に転写させ、像前記担持体に転写した廃トナーを前記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、前記クリーニング手段は、モノクロ画像形成時にその黒色の廃トナーのみを回収する黒色用回収部と、カラー画像形成時にその不特定の色の廃トナーを回収する不特定色用回収部とを備え、モノクロ画像形成時には、前記黒色用回収部に黒色の廃トナーを案内し、カラー画像形成時には前記不特定色用回収部に不特定の色の廃トナーを案内する案内手段と、前記黒色用回収部に回収された黒色の廃トナーが満杯になったことを検知する黒色廃トナー満杯検知手段と、前記不特定色用回収部に回収された不特定の色の廃トナーが満杯になったことを検知する不特定色廃トナー満杯検知手段と、を備え、モノクロ画像形成時において、前記黒色廃トナー満杯検知手段が、前記黒色用回収部の満杯を検知したとき、前記案内手段により前記不特定色用回収部に黒色の廃トナーを案内することを特徴とする。
【0007】
この請求項1に記載の発明では、黒色のトナーにより画像形成を行うモノクロ画像形成時において、用紙に黒色のトナー像を転写した後、クリーニング手段は、中間転写体から感光体に転写された黒色の廃トナー(以後、「黒廃トナー」という。)を除去しつつ、黒色用回収部に回収する。また、任意の複数色のトナーにより画像形成をおこなうカラー画像形成時において、用紙に複数色のトナー像を転写した後、クリーニング手段は、中間転写体から感光体に転写された任意の複数色の廃トナー(以後、「不特定廃トナー」という。)を除去しつつ、不特定色用回収部に回収する。
【0008】
黒廃トナーと不特定廃トナーとで別々の回収部を用いているため、黒廃トナーと不特定廃トナーとを1つの回収部にまとめて回収することに比べ、1つ1つの回収部を小型にすることができ、しかも、回収部を2つに分けることにより、画像形成装置内における回収部の配置自由度が高くなるので、画像形成装置の小型化が図れる。
【0010】
また、請求項1に記載の発明では、満杯検知手段が一方の回収部の満杯を検知すると、案内手段が、廃トナーを他方の回収部に案内することにより、黒色用及び不特定色用回収部が満杯になるまで廃トナーの回収が行えるので、2つの回収部を有効に活用することができる。
【0012】
また、請求項1に記載の発明では、案内手段は、黒色用回収部が満杯になったときにのみ、不特定色用回収部に廃トナーを案内するので、黒色用回収部に、黒色以外の色の廃トナーが混ざるのを防止することができ、黒廃トナーのリサイクルが可能になる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、少なくとも黒色用回収部及び不特定色用回収部の一方が、像担持体の内側に設けられていることを特徴とする。
【0014】
この請求項2に記載の発明では、請求項1記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、少なくとも黒色用回収部及び不特定色用回収部の一方を、像担持体の内側の空きスペースに設けることにより、画像形成装置内の空きスペースを有効活用することができ、しかも、画像形成装置の大型化を伴わずに、大量の廃トナーを回収することができる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、黒色用回収部から現像手段に廃トナーを搬送するトナー搬送手段を備えることを特徴とする。
【0016】
この請求項3に記載の発明では、請求項1又は2記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、トナー搬送手段は、黒色用回収部に回収された黒廃トナーを現像手段に搬送し、現像手段は、画像作成時において、搬送された黒廃トナーを用いて現像を行う。
【0017】
トナー搬送手段を設けることにより、黒色用回収部の黒廃トナーを、効率良くリサイクルすることができ、廃トナーを寿命まで使用することができる。また、黒色用回収部内の黒廃トナーが、現像手段に搬送されるので、黒色用回収部を更に小型にすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明にかかる複写機を概略的に示す構成図である。図1に示すように、フルカラー画像が作成可能な複写機(画像形成装置)1は、概して、像担持体としての感光体ベルト3と、感光体ベルト3に所定のバイアスを印加する帯電装置5と、図示しない読取り装置が読取った画像データに基づいて感光体ベルト3上に静電潜像を形成する露光装置7と、感光体ベルト3の静電潜像をトナー像として現像する現像装置(現像手段)9と、トナー像の転写をおこなう転写装置11と、転写後に感光体ベルト3に残留する廃トナーを除去しつつ回収するクリーニング装置(クリーニング手段)13とを有している。
【0019】
感光体ベルト3は、本実施の形態では、負帯電の有機感光体であり、図示しない複数の駆動ローラにより所定の速度で、図中矢印A方向に回転する。感光体ベルト3は、感光体ベルト3に接触又は近接して設けられた帯電装置7からのバイアス印加により、その表面を一様に負帯電され、露光装置9からの露光Lにより原稿の画像に対応した静電潜像を形成される。尚、像担持体としては、感光体ベルト3に限定されず、例えば、感光体ドラムを用いても良い。
【0020】
現像装置9は、感光体ベルト3に、正規のトナー極性が負極性のブラック(K)、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)のトナーをそれぞれ供給する4つの現像器9a、9b、9c、9dを有しており、対応する色のトナーにより、感光体ベルト3上に形成された静電潜像をトナー像として現像するものである。
【0021】
転写装置11は、感光体ベルト3のトナー像が一次転写される中間転写体15と、中間転写体15のトナー像を用紙Pに二次転写する転写ローラ(転写手段)17と、転写後に中間転写体15に残留した廃トナーに正極性の電荷を印加する廃トナー帯電装置16とを有している。中間転写体15は、図中矢印B方向に回転し、感光体ベルト3との一次転写部19において、感光体ベルト3のトナー像が、中間転写体15に転写されるようになっている。
【0022】
即ち、複数色のトナーによりカラー画像を形成するカラー画像作成時においては、感光体ベルト3上に所定の色のトナー像が順次に形成され、その都度、各色のトナー像が中間転写体5に順次転写される。中間転写体5に順次転写されて重ね合わされた複数色のトナー像は、転写ローラ17により用紙Pに一括転写される。また、ブラックトナーのみで画像を形成するモノクロ画像形成時においては、感光体ベルト3上のブラックトナー像が、中間転写体5に転写された後、転写ローラ17により用紙Pに転写される。
【0023】
転写ローラ17は、転写ローラ17と中間転写体15との間を通る用紙Pに、所定の二次転写バイアス(正極性のバイアス)を印加することにより、中間転写体15上のトナー像を、用紙Pに転写するものである。尚、用紙Pに転写されたトナー像は、図示しない定着装置により、溶融定着されて最終画像となる。
【0024】
廃トナー帯電装置16は、転写後に中間転写体15に残留した廃トナーに、感光体ベルト3の帯電電位と逆極性(本実施の形態では正極性)の電荷を印加することにより、中間転写体15の廃トナーの帯電量を均一にするものである。この廃トナーは、一次転写部19において、感光体ベルト3に逆転写されて、クリーニング装置13により除去されつつ回収される。
【0025】
クリーニング装置13は、黒廃トナーを除去しつつ回収する黒色用クリーニングユニット21と、黒廃トナー、イエローの廃トナー、シアンの廃トナー、及びマゼンタの廃トナーのいずれかを除去しつつ回収する不特定色用クリーニングユニット23と、クリーニングユニット21、23を駆動する駆動部(案内手段)33と、駆動部33の駆動を制御する制御部35とを有している。
【0026】
黒色用クリーニングユニット21は、感光体ベルト3に残留した黒廃トナーを掻き落す黒色用クリーニングブレード25と、黒色用クリーニングブレード25が掻き落した黒廃トナーを回収する黒色用廃トナーボトル(黒色用回収部)27とが一体に設けられている。また、黒色用廃トナーボトル27内には、黒色用廃トナーボトル27内が満杯になったことを検知する黒色用満杯検知センサ(満杯検知手段)31が配置されている。
【0027】
また、不特定色用クリーニングユニット23も、上述の黒色用クリーニングユニット21と同様に、中間転写体5に残留した不特定廃トナーを掻き落す不特定色用クリーニングブレード37と、不特定廃トナーを回収する不特定色用廃トナーボトル(不特定色用回収部)39とを有しており、不特定色用廃トナーボトル39内には、上述した黒色用満杯検知センサ31と同様な不特定色用満杯検知センサ(満杯検知手段)32が配置されている。
【0028】
黒廃トナーと不特定廃トナーとを別々の廃トナーボトル27、39に回収することにより、黒廃トナーと不特定廃トナーとを1つの廃トナーボトルにまとめて回収することに比べ、1つ1つの廃トナーボトル27、39を小型にすることができ、しかも、廃トナーボトルを2つに分けることにより、複写機1内における廃トナーボトル27、39の配置自由度が高くなるので、複写機1の小型化が図れる。
【0029】
本実施の形態では、黒色用満杯検知センサ31及び不特定色用満杯検知センサ32は、発光素子31a、32aと、受光素子31b、32bとを有する反射型フォトセンサである。黒色用満杯検知センサ31及び不特定色用満杯検知センサ32は、発光素子31a、32aから受光素子31b、32bに向かう光の光透過率の低下により、各廃トナーボトル27、39が満杯であることを検知し、制御部33に満杯である旨の信号を送るようになっている。
【0030】
尚、本実施の形態では、満杯検知手段として、反射型フォトセンサを用いたが、例えば、圧電センサを用いたり、黒色用及び不特定色用廃トナーボトル27、39の重量変化を計ることにより、満杯である旨を検知したりしても良く、黒色用及び不特定色用廃トナーボトル27、39が満杯である旨を検知できれば特に限定しない。
【0031】
また、駆動部33は、黒色用満杯検知センサ31及び不特定色用満杯検知センサ32からの検知信号や、操作部40からの信号をを受けた制御部35の制御により、黒色用クリーニングユニット21を、黒色用クリーニングブレード25が中間転写体5に当接する当接位置、及び黒色用クリーニングブレード25が中間転写体5から離れる退避位置に移動させる。同様に、不特定色用クリーニングユニット23も、駆動部33により当接位置及び退避位置に移動させられる。
【0032】
次に、上述した構成に及び図2のフローチャートに基づき、本実施の形態の作用を説明する。ステップS1において、操作部40からのプリント信号を受けると、ステップS2において、モノクロ画像作成モードか否かを判断し、モノクロ画像作成モードである場合には、ステップS3に進み、モノクロ画像作成モードでない場合(カラー画像作成モードである場合)は、ステップS6に進む。
【0033】
ステップS3において、黒色用廃トナーボトル27が満杯か否かを判断し、満杯である場合には、ステップS6に進み、満杯でない場合には、ステップS4において、黒色用クリーニングブレード27を当接位置に位置し、上述のプリント動作(モノクロ画像形成動作)をおこなった後、ステップS5において、プリント動作を終了する。
【0034】
ステップS3乃至ステップS5では、モノクロ画像作成時においては、駆動部33により、黒色用クリーニングユニット21は、当接位置に位置し、不特定色用クリーニングユニット23は、退避位置に位置する。その後、黒色用クリーニングブレード25が、中間転写体5から感光体ベルト3に逆転写された黒廃トナーを掻き落し、黒色用廃トナーボトル27が、黒色用クリーニングブレード25により掻き落された黒廃トナーを回収する。
【0035】
ステップS6において、不特定色用廃トナーボトル39が満杯か否かを判断し、満杯である場合には、ステップS8において、プリント動作を中止し、ステップS9において、操作部40に不特定色用廃トナーボトル39が満杯である旨の警告表示をさせる。
【0036】
また、ステップS6において、不特定色用廃トナーボトル39が満杯でない場合には、ステップS7において、不特定色用クリーニングブレード37を当接位置に位置させ、黒色用クリーニングブレード25を退避位置に位置させた後、プリント動作をおこなう。
【0037】
ステップS6及びステップS7では、カラー画像作成時、又は、黒色用廃トナーボトル27が満杯になったときにおいては、駆動部33が不特定色用クリーニングユニット21を当接位置に位置させ、黒色用クリーニングユニット21を退避位置に位置させることにより、感光体ベルト3の廃トナーは、不特定色用クリーニングブレード37を介して、カラー用灰トナーボトル39に案内される。具体的には、不特定色用クリーニングブレード37が、中間転写体5から感光体ベルト3に転写された不特定廃トナー又は黒廃トナーを掻き落し、不特定色用廃トナーボトル39は、掻き落された不特定廃トナー又は黒廃トナーを回収する。
【0038】
黒色用廃トナーボトル27が満杯になった場合において、駆動部33が、不特定廃トナーボトル39に廃トナーを回収させることにより、2つの廃トナーボトル27、39が満杯になるまで廃トナーの回収がおこなえるので、2つの廃トナーボトル27、39を有効に活用することができる。また、カラー画像作成時及び黒色用廃トナーボトル27が満杯になったときには、不特定色用廃トナーボトル39に廃トナーを回収させるので、黒色用廃トナーボトル27に、黒色以外の色の廃トナーが混ざるのを防止することができ、黒色用廃トナーボトル27に回収された黒廃トナーのリサイクルがおこなえる。
【0039】
次に、他の実施の形態を説明するが、その説明にあたり、上述した部分と同様な部分には、同一の符号を付することにより、その説明を省略する。
【0040】
図3は、第2実施の形態にかかる感光体ベルトの近傍を概略的に示す構成図である。第2実施の形態では、図3に示すように、感光体ベルト3内の空洞部分に、黒色用廃トナーボトル27と、不特定色用廃トナーボトル39とを一体に設けており、黒色用クリーニングブレード25が掻き落した黒廃トナーを、黒色用回収装置45を介して、黒色用廃トナーボトル27に回収し、不特定色用クリーニングブレード37の不特定廃トナーを、カラー用回収装置47を介して、不特定色用廃トナーボトル39に回収していることが第1実施の形態と異なる。
【0041】
黒色用回収装置45は、本実施の形態では、図示しないポンプにより生成された空気流により、黒色用クリーニングブレード27が掻き落した黒廃トナーを、黒色用廃トナーボトル27に搬送している。また、カラー用回収装置47も同様に、ポンプによる空気流により、不特定色用クリーニングブレード37が掻き落した不特定廃トナーを、不特定色用廃トナーボトル39に搬送している。
【0042】
尚、本実施の形態では、ポンプを用いた回収装置45、47を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、黒色用クリーニングブレード27を、黒色用廃トナーボトル27よりも上方に配置し、重力により黒色用クリーニングブレード27から黒色用廃トナーボトル27に向けて、廃トナーを落下させるようにしても良く、黒色用クリーニングブレード27が掻き落した黒廃トナーを、黒色用廃トナートナーボトル27に搬送できればよい。また、不特定色用クリーニングブレード37及び不特定色用廃トナーボトル39についても同様である。
【0043】
この第2実施の形態では、黒色用廃トナーボトル27及び不特定色用廃トナーボトル39を、像担持体の内側の空きスペースに設けることにより、画像形成装置内の空きスペースを有効活用することができ、しかも、画像形成装置の大型化を伴うことなく、大量の廃トナーを、回収することができる。また、各トナーボトル27、39を、感光体ベルト3から着脱可能に設ければ、各廃トナーボトル27、39が満杯になった場合に、新しい廃トナーボトルと交換すれば良く、満杯時のメンテナンスが容易になる。
【0044】
図4は、第3実施の形態にかかる感光体ベルトの近傍を概略的に示す構成図である。図4に示すように、感光体ベルト3の空洞部分に、不特定色用廃トナーボトル39を配置し、黒色用トナーボトル27の廃トナーを、黒色用の現像器9aのトナーホッパ(図示せず)に、搬送するトナー搬送装置(トナー搬送手段)51を設けたことが第1実施の形態と異なる。
【0045】
トナー搬送装置51は、第2実施の形態の黒色用回収装置45と同様に、ポンプによる空気流により、黒色用トナーボトル27から現像器9aにブラックトナーを搬送するものである。尚、トナー搬送装置51は、ポンプを用いたものに限定されず、例えば、搬送コイルや搬送スクリュー等により黒廃トナーを、現像器9aに搬送する構成であっても良い。
【0046】
この第3実施の形態では、トナー搬送装置51を設けることにより、黒色用トナーボトル27の黒色の廃トナーを効率良くリサイクルすることができ、廃トナーを寿命まで使用することができる。また、黒色用廃トナーボトル27の廃トナーが、現像器9aに搬送されるので、黒色用廃トナーボトル27の小型化が更に図れる。
【0047】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、図5に示すように、1つのトナーボトル60内に設けた仕切り板62により、黒色用回収室(黒色用回収部)63と、不特定色用回収室(不特定色用回収部)65とを設け、矢印C方向に揺動する揺動部材(案内手段)67により、黒廃トナー及び不特定廃トナーを、黒色用回収室63又はカラー用回収室65のいずれかに案内するようにしても良い。
【0048】
また、図6に示すように、クリーニングブレード37と一体の不特定色用廃トナーボトル39の他に、感光体ベルト3内に設けられた内側不特定色用廃トナーボトル49を設け、トナー残量が、黒色トナーよりも多い、不特定廃トナーを大量に回収できるようにしても良い。
【0049】
本実施の形態では、黒色用廃トナーボトル27が満杯になった場合にのみ、不特定色用廃トナーボトル39に廃トナーを回収させていたが、不特定色用廃トナーボトル39が満杯になった場合に、廃トナーを黒色用廃トナーボトル27に回収させるようにしても良い。
【0050】
本発明は、複写機1に適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用しても、同様な作用効果を得る。
【0051】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明では、黒廃トナーと不特定廃トナーとで別々の回収部を用いているため、黒廃トナーと不特定廃トナーとを1つの回収部にまとめて回収することに比べ、1つ1つの回収部を小型にすることができ、しかも、回収部を2つに分けることにより、画像形成装置内における回収部の配置自由度が高くなるので、画像形成装置の小型化が図れる。
【0052】
また、請求項1に記載の発明では、満杯検知手段が一方の回収部の満杯を検知すると、案内手段が、廃トナーを他方の回収部に案内することにより、黒色用及び不特定色用回収部が満杯になるまでトナーの回収が行えるので、2つの回収部を有効に活用することができる。
【0053】
また、請求項1に記載の発明では、案内手段は、黒色用回収部が満杯になったときにのみ、不特定色用回収部に廃トナーを案内するので、黒色用回収部に、黒色以外の廃トナーが混ざるのを防止することができ、黒廃トナーのリサイクルが可能になる。
【0054】
請求項2に記載の発明では、請求項1記載の発明と同様な効果を奏するとともに、少なくとも黒色用回収部及び不特定色用回収部の一方が、像担持体の内側の空きスペースに設けられていることにより、画像形成装置内の空きスペースを有効活用することができ、しかも、画像形成装置の大型化を伴わずに、大量の廃トナーを回収することができる。
【0055】
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2記載の発明と同様な効果を奏するとともに、トナー搬送手段を設けることにより、黒色用回収部の黒廃トナーを、効率良くリサイクルすることができ、黒廃トナーを寿命まで使用することができる。また、黒色用回収部内の黒廃トナーが、現像手段に搬送されるので、黒色用回収部を更に小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるカラー複写機を概略的に示す構成図である。
【図2】制御部が行う制御の流れを示すフローチャートである。
【図3】第2実施の形態にかかる感光体ベルトの近傍を概略的に示す構成図である。
【図4】第3実施の形態にかかる感光体ベルトの近傍を概略的に示す構成図である。
【図5】変形例にかかる感光体ベルトの近傍を概略的に示す構成図である。
【図6】変形例にかかる感光体ベルトの近傍を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
1 複写機(画像形成装置)
3 感光体ベルト(像担持体)
9 現像装置(現像手段)
13 クリーニング装置(クリーニング手段)
15 中間転写体
17 転写ローラ(転写手段)
27 黒色用廃トナーボトル(黒色用回収部)
31 黒色用満杯検知センサ(満杯検知手段)
32 不特定色用満杯検知センサ
33 駆動部(案内手段)
39 不特定色用廃トナーボトル(不特定色用回収部)
51 トナー搬送装置(トナー搬送手段)
67 揺動部材(案内手段)
Claims (3)
- 現像手段から供給される複数色のトナーによりトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体から転写材にトナー像を転写する転写手段と、転写後に前記像担持体に残留する廃トナーを除去しつつ回収するクリーニング手段とを備え、
転写後の前記中間転写体の廃トナーを、前記像担持体の帯電電位と逆極性に帯電させることにより、前記中間転写体の廃トナーを前記像担持体に転写させ、像前記担持体に転写した廃トナーを前記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、
前記クリーニング手段は、モノクロ画像形成時にその黒色の廃トナーのみを回収する黒色用回収部と、カラー画像形成時にその不特定の色の廃トナーを回収する不特定色用回収部とを備え、
モノクロ画像形成時には、前記黒色用回収部に黒色の廃トナーを案内し、カラー画像形成時には前記不特定色用回収部に不特定の色の廃トナーを案内する案内手段と、
前記黒色用回収部に回収された黒色の廃トナーが満杯になったことを検知する黒色廃トナー満杯検知手段と、
前記不特定色用回収部に回収された不特定の色の廃トナーが満杯になったことを検知する不特定色廃トナー満杯検知手段と、を備え、
モノクロ画像形成時において、前記黒色廃トナー満杯検知手段が、前記黒色用回収部の満杯を検知したとき、前記案内手段により前記不特定色用回収部に黒色の廃トナーを案内することを特徴とする画像形成装置。 - 少なくとも前記黒色用回収部及び前記不特定色用回収部の一方が、前記像担持体の内側に設けられていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記黒色用回収部から前記現像手段に廃トナーを搬送するトナー搬送手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
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