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JP3784115B2 - 回収トナー移送装置 - Google Patents

回収トナー移送装置 Download PDF

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JP3784115B2
JP3784115B2 JP27354896A JP27354896A JP3784115B2 JP 3784115 B2 JP3784115 B2 JP 3784115B2 JP 27354896 A JP27354896 A JP 27354896A JP 27354896 A JP27354896 A JP 27354896A JP 3784115 B2 JP3784115 B2 JP 3784115B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、特に2成分現像剤または1成分現像剤を用いたプリンター、ファクシミリ、あるいは複写機等に用いられる感光体や中間転写体等の画像形成体及び転写ベルト等の転写搬送体のクリーニング手段及び該クリーニング手段により回収されたトナーを現像装置へ移送する回収トナー移送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
感光体、画像形成体、転写搬送体等での画像形成後の残留トナーをクリーニングし、回収するクリーニング手段を有する画像形成装置において、クリーニング手段とは別体に設けられた回収トナー貯蔵部または現像装置に、前記クリーニング手段からトナーを回収するトナー回収の手段としては、次の▲1▼、▲2▼の技術がある。
【0003】
▲1▼クリーニング手段としてのクリーニング装置の回収トナー排出部と、このクリーニング装置とは別体に設けられた回収トナー貯蔵手段と、をパイプで結びこのパイプ内部に設けられたコイルスクリューにてクリーニング装置に回収された回収トナーを回収トナー貯蔵手段に回収する技術。
【0004】
▲2▼クリーニング装置の回収トナー排出部の近傍に回収トナー貯蔵手段を配置し、主として重力により回収トナーを回収トナー貯蔵手段に移送する技術。
さらに、公知ではないが、提案されている技術として、上記のコイルスクリューに代えて、粉体移送が可能なポンプとして、回転することにより軸方向にトナーを移動させるローターと、該ローターを包込むように配置され、該ローターの空気通路を有し該ローターと接触係合する固定されたステーターとを有する、通称モーノポンプで知られるスクリューポンプを用いた技術および、トナーを流動化させるための空気を該スクリューポンプに供給するための空気供給手段とを具備する回収トナー移送装置がある。
【0005】
このような技術により、回収トナーの再使用が可能となり、コピーコストの大幅な低減を図ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来、回収トナー移送装置を構成する粉体ポンプや空気供給手段は、画像形成装置とともに連続運転されるようになっている。
このため、
▲1▼.可動部の発熱によりトナーの高温ブロッキングを発生したり、トナーの流動性劣化に起因して確実な回収トナー移送に支障をきたし、
▲2▼.回収トナーが熱ストレスにより再使用できない場合を生じ、
▲3▼.粉体ポンプや空気供給手段について性能の劣化が早期に訪れる、等の問題があった。
【0007】
そこで、本願発明は、可動部の発熱によりトナーの高温ブロッキングを発生したり、トナーの流動劣化に起因して確実な回収トナー移送に支障をきたし、回収トナーが熱ストレスにより再使用できない場合を生じ、粉体ポンプや空気供給手段について性能の劣化が早期に訪れる、等の問題を解消し、回収トナーの再使用を実現可能とし、諸部材の損耗を軽減することのできる回収トナー移送装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
【0009】
(1) 画像形成装置に設けられた回収トナー移送装置であって、該画像形成装置の残留トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段と、このクリーニング手段により回収された回収トナーを現像装置へ移送する回収トナー供給手段を有し、前記回収トナー供給手段は粉体ポンプと空気供給手段とトナー捕集装置を具備し、前記粉体ポンプは回転することにより軸方向にトナーを移動させるローターと、該ローターを包込むように接触係合する固定されたステータとを有し、前記空気供給手段は前記トナーを流動化させるための空気を前記粉体ポンプに供給する回収トナー移送装置であり、前記トナー捕集装置は、前記粉体ポンプから出た回収トナーを比重差を利用して空気と分離して捕集し現像装置へ導入するものであり、前記粉体ポンプを前記画像形成装置による画像形成動作中、可動部の発熱を抑える間欠運転をさせる制御手段を設けた(請求項1)。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【0013】
(一)本発明全般にかかる画像形成装置の概要
図3において、この画像形成装置は複写機の例であり、該複写機本体10は従来公知の電子写真方式による画像形成を行なうための、露光部20、画像形成部13、給紙部14から構成されている。露光部20は、コンタクトガラス21上に載置された原稿に光を照射するための光源22と、原稿からの反射光像を感光体100上に露光するためのミラー23,24,25,27,28,29及びレンズ26からなる露光光学系によって構成されている。
【0014】
画像形成部13は、ドラム状の感光体100とその周囲に配設された帯電ユニット150、現像ユニット200、レジストローラー250、転写ベルトユニット405、感光体クリーニングユニット300、及び定着ユニット500などによって構成されている。また、給紙部14には各種サイズの転写紙が収容された複数の給紙カセットが設置されている。尚、上記露光部20として、レーザ光源と偏向器を用いたレーザ走査光学系を用いて、画像信号に応じて感光体上に光書込みを行なう方式にすればレーザプリンターの構成となり、さらに原稿読取装置を設置すればデジタル複写機やファクシミリの構成となる。
【0015】
図3において、画像形成動作が開始されると、感光体100が帯電ユニット150により帯電され、露光部20からの原稿像が露光され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ユニットの現像剤(2成分現像剤または1成分現像剤)によって現像され、感光体100上にトナー像が形成される。感光体100上のトナー像は、給紙部14から給紙されレジストローラー250を介して転写位置(感光体と転写ベルト400とのニップ部)に給紙された転写紙に転写され、トナー像が転写された転写紙は転写ベルトユニット405の転写ベルト400で定着ユニット500に搬送され、定着ユニット500でトナー像が転写紙に定着される。
【0016】
定着後の転写紙は排紙ローラー550を介して排紙トレイ600上に排紙される。一方、トナー像転写後の感光体100は感光体クリーニングユニット300のブレードにより掻き取られ、当該感光体クリーニングユニット300を構成するケーシングの下部に回収される。また、転写紙搬送後の転写ベルト400も転写ベルトユニット405内の転写ベルトクリーニングユニット410により清掃され、当該転写ベルトクリーニングユニット410を構成するケーシングの下部に回収される。
【0017】
図3に示す構成の複写機において、感光体クリーニングユニット300及び転写ベルトユニット405内の転写ベルトクリーニングユニット410は共にブレードクリーニング方式を用いた例を示す。現像ユニット200は感光体100上の潜像を現像するための現像ローラや現像剤撹拌用の撹拌パドル等を備えた現像部と、該現像部にトナーを補給するためのトナー補給部とにより構成されており、このトナー補給部にはトナー貯蔵手段(貯蔵タンク等)52から移送経路51を経て未使用のトナーが供給されるようになっている。
【0018】
この例では、感光体クリーニングユニット300及び転写ベルトクリーニングユニット410は、画像形成装置の残留トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段の一例を構成し、これらの回収トナーも回収トナー移送装置により、現像ユニット200のトナー補給部220(図7参照)に移送されて再使用に供されるようになっている。
【0019】
本発明は、回収トナー移送装置に係るものであるので、この回収トナー移送装置について説明すると、感光体クリーニングユニット300及び転写ベルトクリーニングユニット410の回収トナーは、図3に2点鎖線の矢印で示す経路を辿って、回収トナー移送ユニット320に送られ、回収トナー移送ユニット320の搬送力により2点鎖線の矢印で示す経路を辿って現像ユニット200のトナー補給部に送られるようになっている。
【0020】
図4、図5により、感光体クリーニングユニット300及び転写ベルトクリーニングユニット410から回収トナー移送ユニット320までの回収トナーの流れを説明する。感光体クリーニングユニット300に回収されたトナーは、当該感光体クリーニングユニット300の一部に設けられた筒状の回収トナー排出部301を通り、これと係合する回収トナー移送ユニット320の一部であるトナーガイド部材321に移送される。
【0021】
このトナーガイド部材321は、鉛直方向に長さを有する筒状の部分を有する。このトナーガイド部材321には、感光体クリーニングユニット300の一部に具備された回収トナー排出部301と、転写ベルトクリーニングユニット410の一部に設けられた回収トナー排出部411とが係合されており、それぞれの回収トナー排出部301,411の内部には回収トナー排出部材(コイルスクリュー等)302,412が内蔵されていて、感光体クリーニングユニット300及び転写ベルトクリーニング装置410により回収されたトナーをトナーガイド部材321へ移送する。トナーガイド部材321は感光体クリーニングユニット300から回収トナー移送用の粉体ポンプ330へトナーを送るためのトナー移送経路(動作時)及び回収容器(非動作時)の役割を果たす。
【0022】
同様に転写ベルトユニット405の転写ベルトクリーニングユニット410により回収されたトナーについても同様に転写ベルトユニット405の一部に設けられた回収トナー排出部411に移送される。尚、図中の符号110は複写機本体10の本体構造体(本体駆動後側板)であり、感光体クリーニングユニット300や転写ベルトユニット405、感光体100、現像装置200、その他の画像形成部材、回収トナー移送ユニット320の支持部材339等が取り付けられている。
【0023】
図3の例では転写ベルト400を用いた画像形成装置を示しているが、この転写ベルト400に替えて従来より用いられているコロナ転写装置やバイアスローラ転写装置を用いてもよく、これらの転写装置を用いた場合には、図3、図4の転写ベルトクリーニングユニット410は不要となる。図6は回収トナー移送ユニット320の構造を示す要部断面図である。
【0024】
図6において、回収トナー移送用の粉体ポンプ330は従来公知の通称”モーノポンプ”と呼ばれるものを一例として示している。これはローター331と、このローター331を包み込むように配置され該ローターの通路を有し該ローターと接触係合する固定されたステーター332より構成されるスクリューポンプである。ローター331は横搬送スクリュー333の一端側とほぼ同軸で係合し、かつ横搬送スクリュー333の他端部はシール部材334を介して支持部材339に固定された軸受335に支持され、ホッパー337外の従動歯車336と係合している。この横搬送スクリュー333が内部に配設されているホッパー337は支持部材339に支持されトナーガイド部材321と係合し、粉体ポンプ330への回収トナー移送経路を構成している。
【0025】
粉体ポンプ330はホルダー338により支持部材339に取り付けられ、ホッパー337と連結されている。駆動モータ340は支持部材339に取り付けられ、その駆動軸端部に駆動歯車341を持ち、この駆動歯車341は前述の従動歯車336と係合している。従って、駆動モータ340が回転すると、駆動歯車341及び従動歯車336を介して横搬送スクリュー333及びローター331が回転し、トナーガイド部材321を介してホッパー337内に移送されて来た回収トナーが横搬送スクリュー333により粉体ポンプ330に移送される。
【0026】
粉体ポンプ(モーノポンプ)330は、横搬送スクリュー333を介して駆動モータ340と連結されたロータ331と、ゴム材料等の弾性体で作られていてロータ331を包囲している固定されたステーター332と、このステーター332を保持するホルダー338等を具備している。ステーター332の側面とホルダー338の内部側面の間には1mm程度の隙間があり回収トナー通路(吐出部)350に連通しており、その隙間から回収トナー通路350に吹き込むように、空気供給口351が設けられている。空気供給口351は内側で回収トナー通路350に連通しており、その外側は図4に示すように空気供給手段であるエアーポンプ360に設けられた空気吐出口361とエアー供給管362を介して連通している。エアーポンプ360はモータ340と動機していて、機械外部に設けられた吸入管363から空気を吸い込み、空気供給口351を介して回収トナーに1リットル/分程度の送風量でエアーを吹き込む。これにより、粉体ポンプ330の回収トナー通路350から出る回収トナーは流動化が促進され、粉体ポンプ330での回収トナー移送が確実なものとなる。
【0027】
粉体ポンプ330より吐出されたトナーはトナー供給パイプ380を経て図7に示すトナー捕集装置(サイクロン方式)230に送られる。
【0028】
このトナー捕集装置230は、現像ユニット200とは別体で構成されたユニット構造であり、回収トナー移送ユニット320からトナー供給パイプ380を介して空気との混合状態で移送されてきた回収トナーを空気と分離して捕集し、現像ユニット200のトナー補給部220に回収して未使用のトナーと混合し、再使用するために用いられる。また、図示していないが、トナー捕集装置230には前述したトナー貯蔵手段52からの移送経路51を構成するパイプも接続されている。
【0029】
図7に示すように、トナー捕集装置230は現像ユニット200のトナー補給部220のホッパー220Aの上部に設置され、縦方向に長手方向が設定された漏斗形状のトナー分離部230Aを有しており、このトナー分離部230Aは、回収トナー供給パイプ380などを介して空気との混合状態で移送されてきたトナー(回収トナーあるいは補給トナー)と空気とを分離し、トナーのみを重力により落下させてトナー補給部220のホッパー220A内に導入することができるように構成されている。このためトナー分離部230Aの上部位置にはトナー供給パイプ380などの一端が連結され、下部位置にはトナー補給部220のホッパー220Aに連結された開口230Bが形成されている。これにより、トナー供給パイプ380等から送られてくる空気とトナーの混合気は、トナー分離部230Aの内周壁に衝突すると、トナー分離部230Aの形状及び各パイプからの吐出位置とにより、螺旋運動しながら下降し、比重の軽い空気が上昇する一方、比重の大きいトナーのみが落下することになるので空気とトナーとが分離され、トナーのみが捕集されてトナー補給部220のホッパー220A内に落下し回収される。また、分離された空気はトナー分離部230Aの上部に設けられたフィルタ231から吐き出される。したがって、トナーと空気とが確実に分離され、トナーのみが現像ユニット200のトナー補給部220に供給される。
【0030】
(二)請求項記載の発明の例
図1において、粉体ポンプ330の駆動モータ340は、駆動モータ制御回路340Aにより駆動される。駆動モータ制御回路340Aはポート390を介して制御手段としてのCPU700からの制御信号により駆動される。また、エアーポンプ360はエアーポンプ制御回路360Aにより駆動され、ポート390を介してCPU700からの制御信号により駆動される。CPU700には、複写機本体10に内蔵されたコピー枚数カウンター401から、実際にとられたコピー枚数の情報が刻々と入力されるようになっている。ここで、CPU700は、粉体ポンプ330を複写機によるコピー動作中、間欠運転させる制御手段の一例を構成する。この間欠運転の内容は、粉体ポンプ330を設定枚数コピー毎に一定時間動作させる制御であり、空気供給手段としてのエアーポンプ360を粉体ポンプ330と同期して動作させるという制御を行なうことができる。
【0031】
通常、複写機では、感光体クリーニングユニット300及び転写ベルトユニット405から回収されるトナーは非常に少なく、例えば、コピー100枚当たり、最大でも10g以下であり、トナーガイド部材321の容量が50gであればコピー500枚に一度、粉体ポンポンプ330つまり駆動モータ340を駆動すればよい。
【0032】
また、粉体ポンプ330の最大吐出量(吐出能力)が30g/分であれば駆動モータ340の動作時間は2分間でよい。従って、50枚機(50枚/分)の複写機であれば、10分待機、2分動作(或いは、5分待機、1分動作)に設定できる。このとき動作時間は複写機本体の駆動と同期した場合に比べて2分/12分、つまり1/6になる。
【0033】
この例を、図2のフローチャートで説明すると次のようになる。コピーが開始されると、ステップS1においてコピー枚数カウンター401により、1からカウントアップがなされる。ステップS2においてカウント値、つまりコピー枚数が500枚に達したと判断されると、ステップS3において駆動モータ及びエアーポンプ360が共にオンにされる。これらのオン状態は、ステップS4に示されるように2分間継続され、この時間が経過するとオフ、つまり停止される。次いで、ステップS5においてコピー枚数カウントがクリアされる。
【0034】
このように、図2のフローは、粉体ポンプ330とエアーポンプ360とを同期させた例である。なお、これは一例であり、回収トナー量や粉体ポンプの吐出能力は、各条件で変わってくるので、機械毎に設定が異なってくる。
【0035】
上記ように、粉体ポンプ330を間欠運転することにより、その動作時間を大幅に減少させ粉体ポンプ330の温度上昇を最小限に抑えることができる。これにより、トナーの高温ブロッキングの発生、及び、トナーの流動性の劣化を防止し、確実な回収トナー移送を行なうことができる。また、温度上昇を抑えることができるので回収トナーへの熱的ストレスによるダメージを防ぎ、回収トナーの再使用に対しても十分適用できる。また、粉体ポンプ330のステーター330の摩耗やローター331のトナー固着を防止し、粉体ポンプの耐用期間を延ばすことができる。さらに、空気供給手段であるエアポンプ360も間欠運転されることがら、エアポンプ360の動作時間も大幅に減少することとなり、エアポンプ60の耐用期間も延ばすことができる。
【0036】
【発明の効果】
発明によれば、トナー捕集手段によりトナーと空気とが確実に分離されトナーのみが現像装置に移送され、かつ、粉体ポンプの作動が間欠的となるので、可動部の発熱が抑えられ、トナーの高温ブロッキングが発生せず、トナーの流動性劣化が発生しないので確実な回収トナー移送が可能となり、回収トナーが熱ストレスにより再使用できないということがなくなり、粉体ポンプ性能の劣化が早期に訪れる、等の問題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における間欠運転用の制御手段を説明したブロック図である。
【図2】本発明における間欠運転の手順を説明したフローチャートである。
【図3】本発明の実施に適する画像形成装置の概略構成図である。
【図4】トナーの移送にかかる感光体クリーニングユニットと回収トナー移送ユニットとの関係を説明したこれらユニットの要部斜視図である。
【図5】感光体クリーニングユニット及び転写ベルトクリーニングユニットから回収トナー移送ユニットに至る搬送経路を説明した部分断面図である。
【図6】回収トナー移送ユニットの要部断面図である。
【図7】トナー捕集装置及び現像ユニットの要部断面図である。
【符号の説明】
330 粉体ポンプ
360 エアーポンプ

Claims (1)

  1. 画像形成装置に設けられた回収トナー移送装置であって、該画像形成装置の残留トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段と、このクリーニング手段により回収された回収トナーを現像装置へ移送する回収トナー供給手段を有し、
    前記回収トナー供給手段は粉体ポンプと空気供給手段とトナー捕集装置を具備し、
    前記粉体ポンプは回転することにより軸方向にトナーを移動させるローターと、該ローターを包込むように接触係合する固定されたステータとを有し、
    前記空気供給手段は前記トナーを流動化させるための空気を前記粉体ポンプに供給する回収トナー移送装置であり、
    前記トナー捕集装置は、前記粉体ポンプから出た回収トナーを比重差を利用して空気と分離して捕集し現像装置へ導入するものであり、
    前記粉体ポンプを前記画像形成装置による画像形成動作中、可動部の発熱を抑える間欠運転をさせる制御手段を設けたことを特徴とする回収トナー移送装置。
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