JP2002162823A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像装置から離隔した位置に配置したトナー
ボトル等から効率よく現像装置にトナーを搬送すること
を可能とし、しかもリサイクルトナー中に含まれた紙
粉、凝集トナーなどの異物を効率的に除去することがで
きる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 画像担持体上に形成された静電潜像を現
像ユニット７からのトナーによって現像することによっ
て得た該トナー画像を転写紙に転写、定着して画像形成
を行うとともに、エアポンプモータ６を用いてトナーボ
トル１内のトナーを現像ユニットへ搬送して補給するト
ナー搬送機構を備えた画像形成装置において、エアポン
プモータとトナーボトルとの間のトナー搬送経路中に、
現像ユニットへ搬送すべきトナーを一時的に蓄えるトナ
ー補給シリンダ４を配置し、該トナー補給シリンダは、
その下部に位置するエア導入口１６と上部に位置する吐
出口１５との間にフィルタを備え、清掃手段によってフ
ィルタの目詰まりを防止するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、現像
装置から離隔した位置に配置したトナーボトル等から効
率よく現像装置にトナーを搬送することを可能とした画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電
子写真式の画像形成装置においては、感光体ドラム等の
画像担持体上に原稿反射光などの画像光を照射すること
によって得た静電潜像を現像ユニットからのトナーによ
って現像することによってトナー像とし、このトナー像
を転写紙上に転写してから定着することによって画像形
成を行っている。ところで、従来の画像形成装置におい
ては、トナーなどの消耗品の補給間隔が長い方がユーザ
ーにとっては好ましいため、トナーボトルの大型化・大
容量化が進められているが、機器のレイアウト上十分な
大きさのトナーボトルを現像ユニット近傍に配置するこ
とは困難であり、その解決策として機器全体の中で比較
的余裕のあるスペース（通常は、現像ユニットから離隔
した位置）にトナーボトルを装着し、そこからトナー搬
送手段を使って現像ユニットまでトナーを搬送する方式
が実施されている。トナー搬送手段として一般的なもの
は、パイプ内に回転自在に配置したトナー搬送管体を使
ってトナーを送る構成を備えているが、この搬送方式は
直線的にしかトナーを搬送できず、柔軟性があまりな
い。このため、離隔した位置にあるトナーボトルから種
々の障害物を回避しつつ非直線的な経路を経て現像ユニ
ットまでトナー搬送手段を配設することは不可能であ
る。

【０００３】次に、トナーボトルから現像ユニットまで
柔軟なチューブを配管して、エア圧を利用してトナーを
離隔した位置にある現像ユニットまで搬送する方式は、
レイアウト上の柔軟性はあるが、搬送経路が長くなると
圧力損失が大きくなり、効率的にトナーを送れない、と
いう欠点を有する。そこで、トナーボトルから現像ユニ
ットに至る経路の途中まで上記トナー搬送管体を使い、
トナー搬送管体の終端部に連設したチューブを利用して
エア圧によってトナーを送る方式が提案され、実用化さ
れている。しかし、複数種類の搬送手段を組み合わせた
複雑な構成となるばかりでなく、直線搬送しかできない
トナー搬送管体を使用するためレイアウトの自由度には
自ずと限界があった。また、コストパフォーマンスとい
う見地から見ると、例えば１本のトナーボトルからとれ
るコピー枚数、プリント枚数は多い方が当然ながら有利
である。そのため、転写紙に転写されずに画像担持体上
に付着残留したトナーを回収し再度現像ユニットに戻し
て使用するトナーリサイクル方式が採用されることも多
くなってきている。この場合に、クリーニング装置から
直接現像ユニットに対してトナー搬送管体などを用いて
回収トナーを搬送すると、回収トナー中に含まれる異物
が画質の低下等の不具合をもたらす。即ち、一度使用さ
れたトナーは、現像ユニット、感光体上、クリーニング
ユニット等において、電気的、熱的、機械的なストレス
を受けており、初期状態のトナーと比べると固まりやす
くなっていると考えられる。これらの固まったトナーが
現像ユニットに入ると、画像不良を発生させる可能性が
ある。また、転写紙の裁断面あるいは表面には、紙の繊
維の切れ端（紙粉）が付着しており、この紙粉は、転写
紙→感光体→クリーニング装置を通って、リサイクルト
ナー中に混ざってしまう。この紙粉が核となって上記リ
サイクルトナーが固まることも確認されている。また、
紙粉が現像ユニット内のトナー中に混入することによっ
て画像不良を発生させることもある。

【０００４】近年、複写機やプリンタにおいては更なる
高画質化が目標となっており、また、ユーザーの要求品
質も非常に厳しくなってきているため、画像不良発生の
可能性を少しでも低減する必要がある。なお、特開平０
５−１４２９０１号公報には、トナー搬送路にフィルタ
を設け、フィルタを超音波振動させることにより、異物
を除去する構成が開示されているが、超音波振動の発生
手段等を付加する必要があるために、構成が複雑化して
コストアップする虞がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、現像装置から離隔した位置に配置
したトナーボトル等から効率よく現像装置にトナーを搬
送することを可能とし、しかもリサイクルトナー中に含
まれた紙粉、凝集トナーなどの異物を効率的に除去する
ことができる画像形成装置を提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、画像担持体上に形成された静電
潜像を現像ユニットからのトナーによって現像すること
によって得た該トナー画像を転写紙に転写、定着して画
像形成を行うとともに、エアポンプモータを用いてトナ
ーボトル内のトナーを現像ユニットへ搬送して補給する
トナー搬送機構を備えた画像形成装置において、前記エ
アポンプモータとトナーボトルとの間のトナー搬送経路
中に、現像ユニットへ搬送すべきトナーを一時的に蓄え
るトナー補給シリンダを配置し、該トナー補給シリンダ
は、その下部に位置するエア導入口よりシリンダ内部に
エアを導入し、且つ上部に位置する吐出口よりトナーと
エアを現像ユニットに向けて吐出するとともに、前記エ
ア導入口と前記吐出口との中間位置に、一定以上の大き
さの物体の通過を妨げるフィルタを設置し、更に、前記
フィルタを清掃する清掃手段を備えたことを特徴とす
る。請求項２の発明は、前記清掃手段は、前記トナーボ
トルから前記トナー補給シリンダへトナーを搬送するト
ナー搬送管体を構成して回転駆動されるコイルに固定さ
れ、該コイルの回転駆動時にフィルタを清掃することを
特徴とする。請求項３の発明は、前記清掃手段は、清掃
用エアポンプであり、該清掃用エアポンプの排風口を前
記トナー補給シリンダ内に連結し、該排風口からの排風
を前記フィルタに吹き付けて該フィルタの目詰まりを防
止するように構成されていることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。図１は、トナー搬送機構
の概略構成を示す斜視図であり、このトナー搬送機構
は、トナーボトル１を保持するボトル保持部２と、トナ
ーボトル１から送り出されるトナーを搬送するトナー搬
送管体３と、トナー搬送管体の他端に接続されたトナー
補給シリンダ４と、トナー補給シリンダ４と現像ユニッ
ト７のトナーホッパ８（トナー導入口８ａ）との間を接
続するトナー搬送チューブ５の途中に配置されたエアポ
ンプモータ６と、トナーホッパ８の吐出口８ｂとトナー
補給シリンダ４との間を接続するエア戻しチューブ９
と、を有する。画像形成装置本体Ａの筐体内の隅部に
は、トナーボトル１を２本備えたボトル保持部（補給用
トナー貯蔵部）２が配置されている。各トナーボトル１
は、保持部２に設けたトナーボトル回転モータ（図示せ
ず）によって回転し、その開口１ａから吐出されたトナ
ーがトナーバンク部１０に供給される。トナーバンク部
１０内に供給されたトナーは、トナー搬送管体３により
トナー補給シリンダ４へ搬送される。トナー搬送管体３
は、パイプ３ａ内に回転自在な搬送コイル３ｂを配置し
た構成を備え、コイル３ｂを図示しないモータにより回
転させることによってトナーバンク部１０内のトナーを
トナー補給シリンダ４へ送り込む。トナー補給シリンダ
４とエアポンプ６及び現像ユニット７はトナー搬送チュ
ーブ５でつながっており、トナー補給シリンダ４内のト
ナーは、エアポンプモータ６により吸引されて、現像ユ
ニット７のトナーホッパ８の導入口８ａにエアと一緒に
搬送される。トナーホッパ８の吐出口８ｂからエアを戻
すためのエア戻しチューブ９がトナー補給シリンダ４に
つながっており、エアはトナー補給シリンダ４を介して
循環している。画像形成装置の画像形成動作中は、現像
ユニット７内のトナーが少なくなると、トナーボトル
１、トナー搬送管体３、エアポンプモータ６がそれぞれ
回転し、トナー補給を行っている。

【０００８】図２に本発明によるトナー補給シリンダの
概略構成を示す。トナー補給シリンダ４は、例えば直径
約３０ｍｍ、高さ約８０ｍｍの円筒形状を有している。
トナー補給シリンダ４の上部には吐出口１５があり、こ
こからトナーとエアを現像ユニット７に向けて吐出す
る。トナー補給シリンダ４の下部にはエア導入口１６が
あり、可撓性を有したチューブ９を介して現像ユニット
７（エアポンプモータ）からのエアが流入してくる。エ
ア導入口１６と吐出口１５は、夫々可撓性を有したチュ
ーブ５，９を介してエアポンプモータ６、現像ユニット
７につながっている。また、吐出口１５とエア導入口１
６との中間位置のトナー補給シリンダ外壁には、トナー
バンク部１０からトナーの供給を受けるトナー供給口１
７があり、トナーバンク部１０からトナー搬送管体３に
よってトナーが供給される。

【０００９】画像形成装置の動作時に図示しない制御部
にトナー補給信号が入ると、まず図示しないモータの駆
動によってトナー搬送管体３の搬送コイル３ｂが回転
し、トナー補給シリンダ４内にトナーが充填される。こ
れとほぼ同時にエアポンプモータ６が回転し、エア導入
口１６からトナー補給シリンダ４の中空内部にエアを送
り込むとともに、吐出口１５からエアを吐出し始める。
トナーは一般的に１０μｍ程度の粉体であるので、トナ
ー補給シリンダ４内の気流により中空のシリンダ内で撹
拌され、吐出口１５よりエアとともに吸い出されてい
く。この連続動作によりトナーホッパ８内へのトナー補
給動作が行われる。例えば、トナーホッパ８の吐出口８
ｂには、図示しないフィルタを設けてトナー補給シリン
ダ４に戻るエア中からトナーを除去するように構成す
る。本発明の特徴的な構成は、上記の如きトナー補給シ
リンダ４内にフィルタ２０を配置した点にある。フィル
タ２０は、正常な粒径を有したトナーのみを通過させ得
る開口寸法（例えば、０．５ｍｍ以下）を備えたメッシ
ュ等であり、吐出口１５とトナー供給口１７との間に、
シリンダ内を上下２分割するように設置される。フィル
タ２０の材質としては、例えば金網のようなものが最適
と考えられるが、スポンジあるいはエアフィルターのよ
うなものであっても良い。なお、画像形成部の感光体
（画像担持体）等からクリーニング装置によって回収さ
れた残留トナー（リサイクルトナー）も、図示しないリ
サイクルトナー搬送機構によって、ＮＥＷトナーと混ざ
り合った状態で、トナー補給シリンダ４内に供給される
が、その中で数百μｍ〜１ｍｍ位の塊となったトナー
は、その質量のためにシリンダ内で上方に向けて舞いに
くいため、吐出口１５から吐出されずにシリンダ４内に
残る。このため、画質低下をもたらすトナー凝集体、紙
粉等が現像装置側へ搬送されることが防止される。この
実施形態によれば、フィルタが経時的に目詰まりを起こ
すことがなくなり、現像ユニットへのトナー搬送不良や
補給シリンダ内でのトナーブロッキング（固着）を防止
できるとともに、サービスマンによる保守間隔を延長す
ることができる

【００１０】図３は、トナー補給シリンダ４内にフィル
タ２０を清掃する清掃手段３０を設置した実施形態例を
示す。この清掃手段３０は、例えばブラシ、或いはスポ
ンジ等から成り、トナー搬送管体３を構成する搬送コイ
ル３ｂの先端部に（例えば、同軸状に）固定されて回転
駆動される搬送コイル３ｂと共に回転する。具体的に
は、コイル３ｂに固定される硬質の支持部の適所にブラ
シ、スポンジ等を配置してフィルタ２０の面と摺接でき
るように構成する。清掃手段３０の回転時に、清掃手段
３０の清掃面がフィルタ２０の面と摺接することによ
り、フィルタに付着して目詰まりの原因となる異物を強
制的に除去する。なお、清掃手段３０の形状を例えば立
方体、直方体等の多角形状とすることにより、回転時に
フィルタ２０を振動させて付着した異物をふるい落とす
効果を得ることもできる。このようにこの実施形態によ
れば、トナー補給シリンダ４内を下側の導入口１６から
上側の吐出口１５まで上向き移動するトナー中の凝集ト
ナー、紙粉などの異物をフィルタ３０によって除去する
ことができるので、異物が現像ユニット内に入り込むこ
とが有効に防止されるばかりでなく、搬送コイル３ｂの
回転時に常にフィルタ２０に付着して目詰まりの原因と
なる異物が清掃手段３０によって除去されるので、トナ
ー供給能力を長期にわたって維持し、メンテナンス間隔
が短くなり、ランニングコストを低減できる。

【００１１】次に、図４は本発明の他の実施形態に係る
トナー補給シリンダの構成説明図であり、この実施形態
では、清掃手段３０として、清掃用エアポンプを用い、
清掃用エアポンプ３０の排風口３５から延びるチューブ
３６をトナー補給シリンダ４の上部（上面）に設けた吸
引口２５に接続して排風をフィルタ２０の上面に向けて
吹き付けるようにしている。この例では、清掃用エアポ
ンプ３０が動作することにより、エアをトナー補給シリ
ンダ４の上部からシリンダ内部に噴出する。これによ
り、フィルタ２０の目につまったトナーや紙粉が補給シ
リンダ下部へ吹き飛ばされ、フィルタ２０が清掃され
る。清掃用エアポンプが動作するタイミングは、例えば
画像形成部によるプリント動作が終了した直後とか、プ
リント枚数が規定枚数に達した後のウォームアップ時な
ど、あらかじめ設定し、そのタイミングで清掃動作が行
われる。なお、機械の使用状況によって、サービスマン
が設定を変更できるように構成してもよい。このように
本発明では、予めトナーバンク１０からトナー補給シリ
ンダ４に溜められたトナーを、小型のエアポンプモータ
６からの吸引力を駆動源として、現像ユニットにエアと
共に供給し、エアのみはトナー補給シリンダを介して循
環させるようにしたので、トナー漏れが生じることもな
く、コンパクトな構成によってトナー搬送機構、リサイ
クルトナー搬送機構を実現することができる。更に、ト
ナー補給シリンダ４内にフィルタを配置して異物が現像
ユニット側へ進入することを阻止する一方で、フィルタ
の目詰まりの原因となる異物を清掃手段によって除去す
るようにしたので、長期にわたってメンテナンスフリー
のトナー補給能力を維持することができる。

【００１２】

【発明の効果】このように本発明によれば、現像装置か
ら離隔した位置に配置したトナーボトル等から効率よく
現像装置にトナーを搬送することができ、しかもリサイ
クルトナー中に含まれた紙粉、凝集トナーなどの異物を
効率的に除去することができる。まず、請求項１の画像
形成装置においては、トナー補給シリンダ内でトナーを
舞わしてから（浮揚させてから）、現像ユニットへ向け
て吐出しているので、質量の小さい粉体のトナーのみが
吐出され、質量の大きいトナー塊やゴミのようなものは
吐出されにくくなり、トナー塊やゴミによる画像不良の
発生を防止することができる。特に、トナー補給シリン
ダ内の紙粉除去フィルタを清掃する清掃手段を設けるこ
とにより、フィルタが経時的に目詰まりを起こすことが
なくなり、現像ユニットへのトナー搬送不良や補給シリ
ンダ内でのトナーブロッキング（固着）を防止できると
ともに、サービスマンによる保守間隔を延長することが
できる。請求項２の画像形成装置においては、トナー搬
送コイルの回転軸に清掃部材を設けたので、特別な動力
等を必要とせず、比較的簡単な構成でフィルタの清掃が
確実にでき、現像ユニットへのトナー搬送不良や補給シ
リンダ内でのトナーブロッキング（固着）を防止できる
とともに、サービスマンによる保守間隔を延長すること
ができる。請求項３の画像形成装置においては、清掃用
エアポンプを補給シリンダに設置したので、適切なタイ
ミングでフィルタの清掃ができ、現像ユニットへのトナ
ー搬送不良や補給シリンダ内でのトナーブロッキング
（固着）を防止できるとともに、サービスマンによる保
守間隔を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るトナー搬送機構の概
略構成を示す斜視図。

【図２】本発明によるトナー補給シリンダの概略構成を
示す図。

【図３】他の実施形態に係るトナー補給シリンダの構成
図。

【図４】他の実施形態に係るトナー補給シリンダの構成
図。

【符号の説明】

１ トナーボトル、２ ボトル保持部、３ トナー搬送
管体、４ トナー補給シリンダ、５トナー搬チューブ、
６ エアポンプモータ、７ 現像ユニット、８トナーホ
ッパ８、８ａ トナー導入口、８ｂ 吐出口、９ エア
戻しチューブ、１０ トナーバンク部、１５吐出口、１
６ エア導入口、１７ トナー供給口、２０フィルタ、
２５ 吸引口、３０ 清掃手段、３５ 排風口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像担持体上に形成された静電潜像を現
   像ユニットからのトナーによって現像することによって
   得た該トナー画像を転写紙に転写、定着して画像形成を
   行うとともに、エアポンプモータを用いてトナーボトル
   内のトナーを現像ユニットへ搬送して補給するトナー搬
   送機構を備えた画像形成装置において、 前記エアポンプモータとトナーボトルとの間のトナー搬
   送経路中に、現像ユニットへ搬送すべきトナーを一時的
   に蓄えるトナー補給シリンダを配置し、 該トナー補給シリンダは、その下部に位置するエア導入
   口よりシリンダ内部にエアを導入し、且つ上部に位置す
   る吐出口よりトナーとエアを現像ユニットに向けて吐出
   するとともに、前記エア導入口と前記吐出口との中間位
   置に、一定以上の大きさの物体の通過を妨げるフィルタ
   を設置し、 更に、前記フィルタを清掃する清掃手段を備えたことを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記清掃手段は、前記トナーボトルから
   前記トナー補給シリンダへトナーを搬送するトナー搬送
   管体を構成して回転駆動されるコイルに固定され、該コ
   イルの回転駆動時にフィルタを清掃することを特徴とす
   る請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記清掃手段は、清掃用エアポンプであ
   り、該清掃用エアポンプの排風口を前記トナー補給シリ
   ンダ内に連結し、該排風口からの排風を前記フィルタに
   吹き付けて該フィルタの目詰まりを防止するように構成
   さ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。