JP2001092324A - トナーリサイクル装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーリサイクル装置内でのトナー搬送性の
向上と、トナーリサイクル装置の小型化と省スペース化
を達成する。 【解決手段】 像担持体１０上に形成された静電潜像を
現像してトナー像を形成する現像器１４と、画像処理後
の像担持体１０上に残留するトナーを除去するクリーニ
ング装置２０とを有し、クリーニング装置２０により回
収されたトナーを、現像器１４内に補給するトナーリサ
イクル装置３０において、クリーニング装置２０により
回収されたトナーを排出するトナー搬送スクリュー２３
の回転軸２３Ａの先端部に設けたパドル３４と、パドル
３４の先端部近傍に当接する可撓性のスクレーパ３５と
を備え、パドル３４の回転により排出されたトナーを下
流側に搬送するとともに、パドル３４面上に残留するト
ナーを可撓性のスクレーパ３５により除去するトナーリ
サイクル装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する
複合機や印刷機等の画像形成装置に関し、特に、画像形
成装置に備えられたトナーリサイクル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感光体ドラムや感光体ベルト等の
像担持体上に形成された静電潜像を、現像処理、転写処
理した後に、像担持体面上の残留トナーをクリーニング
装置により除去する電子写真方式が一般に知られてい
る。

【０００３】前記クリーニング装置により回収された回
収トナーを、現像器に導入して再使用するトナーリサイ
クル装置が配置された画像形成装置も利用されている。

【０００４】従来のトナーリサイクル装置は、クリーニ
ング装置により回収された回収トナーを、導管内を通過
させ、直接現像器内に導入して再使用させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像形成装置に
おいては、トナーリサイクル装置は、クリーニング装置
により回収された回収トナーと、トナー補給装置から補
給される新トナーとをそれぞれ直接現像器内に投入する
ものであるから、現像器内での新トナーとリサイクルさ
れた回収トナーとの混合性が充分でない。特に、コピー
処理数が増すに従って、リサイクルトナーの含有率が増
大し、現像器内での現像剤の均一性も低下し、良質な画
像が得られなくなるという問題点がある。

【０００６】本発明は、クリーニング装置により回収さ
れた回収トナーと新トナーとを混合、撹拌するトナー補
給器に搬送するトナーリサイクル装置、又はクリーニン
グ装置により回収されたトナーを直接現像器に搬送する
トナーリサイクル装置における諸問題を解消し、確実な
トナー搬送性、トナーリサイクル装置の小型化、トナー
搬送部材へのトナー固着防止等を達成することを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明のトナーリサイクル装置は、像担持体上に形成され
た静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、画
像処理後の前記像担持体上に残留するトナーを除去する
クリーニング装置とを有し、前記クリーニング装置によ
り回収されたトナーを、前記現像器内に補給するトナー
リサイクル装置において、前記クリーニング装置により
回収されたトナーを排出する排出手段の回転軸の先端部
に設けたパドルと、該パドルの先端部近傍に当接する可
撓性のスクレーパとを備え、前記パドルの回転により排
出されたトナーを前記パドルにより逆流を阻止して下流
側に搬送するとともに、前記パドル面上に残留するトナ
ーを前記可撓性のスクレーパにより除去することを特徴
とするものである。

【０００８】また、本発明の画像形成装置は、前記トナ
ーリサイクル装置を備えて成ることを特徴とするもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明のトナーリサイクル
装置を備えた画像形成装置の実施の形態を図面に基づい
て説明する。

【００１０】図１は自動原稿送り装置ＤＦと画像読み取
り装置（スキャナ）ＳＣとを装備した画像形成装置の全
体構成図である。

【００１１】図示の画像形成装置本体Ａは、画像形成部
１、画像処理部２、画像書き込み部３、高圧電源部４、
給紙搬送部５、定着装置６、排紙部７、自動両面コピー
のための再搬送手段（ＡＤＵ）８を備えている。

【００１２】画像形成装置本体Ａの上部には、画像読み
取り装置ＳＣと自動原稿送り装置ＤＦが搭載されてい
る。画像形成装置本体Ａの図示の左上部の排紙部７側に
は、排紙トレイ７Ｃ、又は図示しない用紙後処理装置が
連結可能である。

【００１３】自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に第１面
を上向きにして載置された原稿ｄは、矢印方向に搬送さ
れ画像読み取り装置ＳＣの光学系により原稿の片面又は
両面の画像が読みとられ、ＣＣＤイメージセンサに読み
込まれる。

【００１４】ＣＣＤイメージセンサにより光電変換され
たアナログ信号は、画像処理部２において、アナログ処
理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等
を行った後、画像書き込み部３に信号を送る。

【００１５】画像書き込み部３においては、半導体レー
ザからの出力光が画像形成部１の像担持体１０に照射さ
れ、潜像を形成する。画像形成部１においては、帯電、
露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行わ
れ、給紙搬送部５から搬送された用紙Ｓに画像が転写さ
れる。画像を担持した用紙Ｓは、定着装置６により定着
され、排紙部７から排紙トレイ７Ｃに排出される。或い
は排紙路切り替え板７Ａにより再搬送手段８に送り込ま
れた片面画像処理済みの用紙Ｓは、再び画像形成部１に
おいて両面画像処理された後、排紙部７の排紙ローラ７
Ｂにより排紙トレイ７Ｃに排出される。

【００１６】図１において、画像形成装置本体Ａ内の右
寄り側には、画像形成部１を中心にして、画像形成装置
本体Ａの高さ方向下方に給紙搬送部５の給紙カセット５
Ａが、上方に定着装置６と排紙部７が設けられている。
この垂直配列構成により、ほぼ垂直方向の用紙搬送路
が形成される。給紙カセット５Ａから送り出された用紙
Ｓは、この垂直上方の用紙搬送路に沿って搬送されて
画像形成装置本体Ａ外に排出される。

【００１７】この垂直方向用紙搬送路にほぼ平行し
て、再搬送手段８による用紙搬送路が形成されてい
る。上記の垂直方向の用紙搬送路、を形成すること
により、給紙カセット５Ａから排紙部７に至る最短距離
の用紙搬送路が構成される。

【００１８】図２は、本発明の実施の形態を適用する画
像形成装置本体Ａの要部断面図である。

【００１９】図において、１０は像担持体で、ＯＰＣ，
Ｓｅ等の光導電性層を有する感光体ドラムである。該像
担持体１０は矢印方向に駆動回転される。１２はコロナ
帯電器で、像担持体１０の表面を一様に帯電する。１３
は像露光手段で、像担持体１０上に光像を照射し静電潜
像を形成する。１４は現像器で、像担持体１０上に形成
された静電潜像を現像してトナー像を形成する。５Ｂは
レジストローラで、給紙カセット５Ａから給送される用
紙Ｓを、像担持体１０上の静電潜像形成に同期して転写
位置へ送り込む。１５は転写用コロナ放電器であり、像
担持体１０上のトナー像を用紙Ｓに転写する。１６は分
離用コロナ放電器であり、転写後の用紙Ｓを像担持体１
０面から剥離する。１７は像担持体１０の表面に圧接す
る分離爪で、像担持体１０上に付着した用紙Ｓを剥離す
る。１８は帯電前除電手段、１９は転写同時露光手段で
ある。

【００２０】２０は本発明に基づく実施の形態を適用し
たクリーニング装置である。

【００２１】図２において、２１は弾性材から成るクリ
ーニングブレード（以下、ブレードと称す）であって、
転写後の像担持体１０上に残留しているトナーを像担持
体１０から除去する。ブレード２１の先端部は、像担持
体１０の回転中心の反重力方向である垂直上方位置より
上流側で、回転する像担持体１０外周面に対してカウン
ター型に圧接する。

【００２２】ブレード２１を支持するトナー搬送案内部
材２２の内面側は、半円筒面に形成され、トナー排出手
段であるトナー搬送スクリュー２３の外周面と所定の間
隙を保って対向している。

【００２３】トナー搬送案内部材２２の一部には、フィ
ルム状の可撓性薄板２４の基部が貼着されている。可撓
性薄板２４の先端部は自由端になっていて、回転する可
撓性回転羽根部材２５に押圧されて弾性的に撓む。

【００２４】ブレード２１を保持するホルダー部材２６
は、クリーニング装置２０のハウジング２７の一部に介
装されたコイルバネ２８により加圧される。ブレード２
１、ホルダー部材２６、トナー搬送案内部材２２から成
る組立ユニットは、回転軸体２２Ａを回転中心にして回
動し、ブレード２１を像担持体１０に圧接する。

【００２５】ハウジング２７の内壁と、トナー搬送案内
部材２２の内壁とに囲まれた空間には、スパイラル状の
トナー搬送スクリュー２３が所定位置で回転可能に支持
されている。

【００２６】像担持体１０の上部であって、ハウジング
２７の内壁と、ハウジング２７の開口部を遮蔽するカバ
ー部材２７Ａの内壁とに囲まれた空間には、２枚の可撓
性回転羽根部材２５が回転可能に支持されている。

【００２７】カバー部材２７Ａの底部には、ＰＥＴシー
トから成る可撓性のトナーガイド部材２９が貼着されて
いる。トナーガイド部材２９の先端部は像担持体１０の
外周面にトレール型に当接する。従って、画像形成装置
の使用可能状態では、像担持体１０の外周面の上部は、
ブレード２１の先端部とトナーガイド部材２９の先端部
とにより遮蔽されている。

【００２８】回転する２枚の可撓性回転羽根部材２５の
先端部は、ブレード２１の先端部上面側に軽接触して滞
留するトナーを掃引し、更に像担持体１０上に滞留する
トナーを掻き上げて搬送し、可撓性薄板２４に当接して
撓ませ、トナー搬送スクリュー２３上に送り込む。

【００２９】トナー搬送スクリュー２３上に送り込まれ
た残留トナーは、トナー搬送スクリュー２３の推進力に
より搬送され、トナー搬送案内部材２２の内面に沿って
移動されて一方の端部に集められた後、リサイクルトナ
ーとして後述のトナーリサイクル装置３０及びトナー補
給器４０を通過して現像装置に還流される。

【００３０】図３は、クリーニング装置２０、トナーリ
サイクル装置３０、トナー補給器４０、現像器１４の正
面断面図を示す。

【００３１】トナーリサイクル装置３０は、クリーニン
グ装置２０から排出されたトナーを受け入れ、撹拌して
トナー補給器４０に送り込む。

【００３２】トナー補給器４０は、クリーニング装置２
０により回収され、トナーリサイクル装置３０により搬
送される回収トナーと、トナー補給装置５０のトナー容
器から補給される新トナーとを受容して、後述の撹拌搬
送手段により前記両トナーを混合、撹拌して現像器１４
に搬送する。

【００３３】トナー補給器４０は、第１ケーシング４
１、第２ケーシング４２、蓋部材４３から成る筐体と、
第１搬送部材４４、第２搬送部材４５、第３搬送部材４
６から成る撹拌搬送手段、及びトナー残量検知センサ４
７から構成されている。

【００３４】第１搬送部材４４は、回転軸４８の中心線
に対して所定のヘリカル角を有するスパイラルスクリュ
ー形状をなし、主としてクリーニング装置２０からトナ
ーリサイクル装置３０を経て搬出される回収トナーを回
転軸方向に搬送する。回転軸４８の一方の軸端は、図示
しない駆動手段に接続され、駆動回転される。

【００３５】第２搬送部材４５は、回転軸４８の中心線
に対して所定の傾斜角を有する複数の楕円板により形成
され、主としてトナー補給装置５０から補給される新ト
ナーと前記回収トナーとを撹拌、搬送する。なお、この
複数の楕円板は、約半分が切り欠かれた形状をなし、良
好な撹拌性を有する。

【００３６】第３搬送部材４６は、回転軸４６Ａとスパ
イラルスクリュー４６Ｂとから成る。回転軸４６Ａの一
方の軸端は、図示しない駆動手段に接続され、駆動回転
される。

【００３７】蓋部材４３の右端付近には開口部４３Ａ
が、中央付近には開口部４３Ｂが穿設されている。クリ
ーニング装置２０により回収されたトナーは、トナーリ
サイクル装置３０を介して開口部４３Ａからトナー補給
器４０内に送り込まれ、回転する第１搬送部材４４によ
り搬送され、図示の白抜き矢印方向に進行する。

【００３８】トナー容器内の新トナーは、トナー補給装
置５０により搬送されて、開口部４３Ｂからトナー補給
器４０内に送り込まれ、回転する第２搬送部材４５によ
り搬送され、図示の白抜き矢印方向に進行する。

【００３９】第２搬送部材４５は、第１搬送部材４４に
より搬送された回収トナーと、開口部４３Ｂから投入さ
れた新トナーとを均一に混合、撹拌して、第１ケーシン
グ４１底部の排出口４１Ａから第２ケーシング４２内に
排出させる。

【００４０】第２ケーシング４２内に送り込まれた回収
トナーと新トナーとの混合トナーは、回転する第３搬送
部材４６により回転軸方向の図示の白抜き矢印方向に進
行し、第２ケーシング４２底部の排出口４２Ａから排出
され、現像器１４内に送り込まれる。

【００４１】図４は本発明のトナーリサイクル装置の実
施の形態を示し、図４（ａ）はトナーリサイクル装置３
０の平面断面図、図４（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図
５はトナーリサイクル装置３０の部分拡大断面図、図６
はトナーリサイクル装置３０のトナー搬送スクリュー近
傍の斜視図である。

【００４２】トナー搬送スクリュー２３の回転軸２３Ａ
の一方の軸端は、クリーニング装置２０のハウジング２
７より外方に突出し、トナーリサイクル装置３０の筐体
３１内の軸受け部材３２Ａに回転可能に支持されてい
る。

【００４３】筐体３１の上部には、蓋部材３３が固定さ
れ、トナー入口開口部３１Ａ、トナー排出開口部３１Ｂ
以外は、密閉状態に構成されている。

【００４４】回転軸２３Ａの軸端付近には、第１パドル
３４が固定されている。第１パドル３４は、金属薄板又
は樹脂板により形成される。第１パドル３４が耐久性を
有する金属で形成される場合には、ステンレス鋼、燐青
銅等の薄板で、その板厚は、０．０５〜１．０ｍｍであ
る。

【００４５】第１パドル３４が樹脂の場合は、板厚が、
０．２〜１．０ｍｍの薄板部材であり、ポリアミドイミ
ド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）等により成型される。

【００４６】蓋部材３３の内壁の一部には、スクレーパ
３５の一端面が両面粘着テープ又は接着剤により接着固
定され、片持ち状に支持されている。スクレーパ３５
は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材
により形成された可撓性の薄板で、その板厚は、０．１
〜０．３ｍｍが好適である。

【００４７】スクレーパ３５の自由端部は、弾性変形可
能であり、その先端部は第１パドル３４の平面部に接離
する。

【００４８】第１パドル３４が図示の矢印方向に回転さ
れると、第１パドル３４の先端部は、内周面部３１Ｃを
摺接してトナーを掻き取り、図示の白抜き矢印の方向に
移動させる。

【００４９】第１パドル３４が回転して、その平面部が
スクレーパ３５の先端部にに当接すると、スクレーパ３
５の自由端部が弾性変形して湾曲され、図示の破線位置
に移動する。

【００５０】図７は第１パドル３４の回転過程を示す断
面図である。

【００５１】トナー搬送スクリュー２３の回転により搬
送される回収トナーが、第１トナー収容室３０Ａ内で回
転する第１パドル３４により搬送されて、第２パドル３
７が回転する第２トナー収容室３０Ｂ内に搬送される。

【００５２】スクレーパ３５の先端部は、第１パドル３
４の平面部に当接しながら移動する過程で、スクレーパ
３５の先端部は、第１パドル３４の平面部上に付着した
トナーを掻き落として清掃する。

【００５３】回転する第１パドル３４は、スクレーパ３
５により掻き取られ常に清掃されるから、トナーの搬送
性が向上する。

【００５４】図７は第１パドル３４の回転過程を示す断
面図である。図７（ａ）は第１パドル３４が図５に示す
位置から更に回転して、スクレーパ３５が最大に変位し
た状態を示す。

【００５５】回転する第１パドル３４により搬送される
トナーが、第２パドル３７を回転可能に収容する第２ト
ナー収容室３０Ｂ内に搬送される過程で、第１パドル３
４の先端部に当接するスクレーパ３５により、第１トナ
ー収容室３０Ａと第２トナー収容室３０Ｂとは仕切られ
るから、第１パドル３４の平面部上のトナーは、スクレ
ーパ３５により掻き落とされ、第１トナー収容室３０Ａ
の上方空間に投入されることはない。これにより、トナ
ーの搬送性が向上する。

【００５６】図７（ｂ）は第１パドル３４が更に回転し
て、第１パドル３４とスクレーパ３５とが離間した状態
を示す断面図である。スクレーパ３５は図５に示す初期
位置に復帰する。

【００５７】図４及び図５において、第１パドル３４の
トナー搬送方向下流側には、筐体３１内の軸受け部材３
２Ｂ，３２Ｃに回転可能に支持された回転軸３６が、回
転軸２３Ａと平行に配置されている。

【００５８】回転軸３６には、第２パドル３７が固定さ
れている。第２パドル３７の下方の筐体３１の内面底部
には、第２パドル部材３７の先端部の回転軌跡とほぼ同
一の半円筒面形状の内周面部３１Ｄと、突起部３１Ｅが
形成されている。

【００５９】第２パドル３７が図示の矢印方向に回転さ
れると、第２パドル３７の先端部は、内周面部３１Ｄを
摺接してトナーを掻き取って移動し、更に、その先端部
が突起部３１Ｅに当接して、突起部３１Ｅを通過して離
間する時、第２パドル３７の面上のトナーを弾き飛ば
し、下流側に搬送する。

【００６０】駆動源に接続して回転する回転軸２３Ａの
軸端に固定された第１タイミングプーリ３８Ａは、タイ
ミングベルト３９を介して、回転軸３６の軸端に固定さ
れた第２タイミングプーリ３８Ｂを回転させる。

【００６１】第１タイミングプーリ３８Ａのピッチ径
は、第２タイミングプーリ３８Ｂのピッチ径より大であ
るから、回転軸３６の回転速度は、回転軸２３Ａの回転
速度より大である。また、第２パドル３７の外径は、第
１パドル３４の外径より大である。

【００６２】従って、回転軸２３Ａ，３６の回転速度差
と、第１パドル３４、第２パドル３７の外径差とによ
り、第２パドル３７の先端部の周速は、第１パドル３４
の先端部の周速より高速に設定される。

【００６３】回転するトナー搬送スクリュー２３により
クリーニング装置２０から排出された回収トナーは、ト
ナー入口開口部３１Ａから筐体３１内に搬送され、回転
する第１パドル３４により搬送され、第１パドル３４の
先端部の周速より高速の第２パドル３７により搬送され
て移動し、下方のトナー排出開口部３１Ｂから排出さ
れ、トナー補給器４０に送り込まれる。

【００６４】なお、本発明の画像形成装置は、図１、図
２に示すような像担持体１０、クリーニング装置２０、
トナーリサイクル装置３０、トナー補給器４０、現像器
１４を垂直方向に縦列配置した垂直搬送方式に限定され
るものではなく、水平搬送方式等の画像形成装置にも適
用可能である。

【００６５】

【発明の効果】本発明のクリーニング装置は、クリーニ
ング装置により回収されたトナーを排出する排出手段の
回転軸の先端部に設けたパドルと、該パドルの先端部近
傍に当接する可撓性のスクレーパとを備え、前記パドル
の回転により排出されたトナーを下流側に搬送するとと
もに、前記パドル面上に残留するトナーを前記可撓性の
スクレーパにより除去するとともに、パドルに当接する
スクレーパにより、回収トナーの逆流が阻止されて、下
流側に搬送されるから、トナー滞留によって発生するト
ナーリサイクル装置筐体内のトナーのパッキングが防止
され、確実なトナー搬送性が達成される。

【００６６】また、パドルはクレーパにより清掃され、
パドル表面のトナー固着が防止される。

【００６７】更に、本発明のトナーリサイクル装置を備
えて成る画像形成装置により、クリーニング装置から排
出された回収トナーを、トナーリサイクル装置において
方向変換して搬送し、現像器に接続するトナー補給器に
送り込むトナー搬送経路を小型化して狭いスペースに設
置可能にするとともに、回収トナーの搬送性向上によ
り、安定した画像形成が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の全体構成図。

【図２】本発明の実施の形態を適用する画像形成装置本
体の要部断面図。

【図３】クリーニング装置、トナーリサイクル装置、ト
ナー補給器、現像器の正面断面図。

【図４】本発明のトナーリサイクル装置の平面断面図及
びＡ−Ａ断面図。

【図５】トナーリサイクル装置の部分拡大断面図。

【図６】トナーリサイクル装置のトナー搬送スクリュー
近傍の斜視図。

【図７】第１パドルの回転過程を示す断面図。

【符号の説明】

１ 画像形成部 ２０ クリーニング装置 ２１ クリーニングブレード（ブレード） ２３ トナー搬送スクリュー（トナー排出手段） ３０ トナーリサイクル装置 ３０Ａ 第１トナー収容室 ３０Ｂ 第２トナー収容室 ３１ 筐体 ３１Ｃ，３１Ｄ 内周面部 ３３ 蓋部材 ３４ 第１パドル ３５ スクレーパ ３６ 回転軸 ３７ 第２パドル ４０ トナー補給器 ５０ トナー補給装置 Ａ 画像形成装置本体 Ｓ 用紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H034 AA06 BF01 CA02 CB01 2H077 AA12 AA25 AA37 AB02 AB06 AB13 AB15 AC00 AC02 AC03 AC16 AD06 DA15 DA35 GA00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に形成された静電潜像を現像
   してトナー像を形成する現像器と、画像処理後の前記像
   担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置
   とを有し、前記クリーニング装置により回収されたトナ
   ーを、前記現像器内に補給するトナーリサイクル装置に
   おいて、前記クリーニング装置により回収されたトナー
   を排出する排出手段の回転軸の先端部に設けたパドル
   と、該パドルの先端部近傍に当接する可撓性のスクレー
   パとを備え、前記パドルの回転により排出されたトナー
   を前記パドルにより逆流を阻止して下流側に搬送すると
   ともに、前記パドル面上に残留するトナーを前記可撓性
   のスクレーパにより除去することを特徴とするトナーリ
   サイクル装置。
2. 【請求項２】 前記トナーリサイクル装置を備えて成る
   ことを特徴とする画像形成装置。