JP2004325725A - 画像形成装置、トナーの塊状化防止方法及び回収トナーの貯留方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置にトナーを供給するトナー供給系又はクリーニング装置からトナーを回収するトナー回収系におけるトナーの塊状化を防止する。
【解決手段】供給トナー貯留部、回収トナー貯留部又は回収トナー搬送部に、トナーの塊状化を防止することが出来る超音波を発生する振動子を設ける。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置に関し、特に、画像形成に用いられるトナー又は回収されたトナーを貯留するトナー貯留部やトナー搬送部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、一般に、粉体からなるトナーを用いて記録材上に画像が形成される。
【０００３】
現像装置にトナーを供給するトナー供給系においては、外部から供給されたトナーを一時的に貯留するトナー貯留部が設けられ、該トナー貯留部から、現像装置に制御された割合でトナーが補給され、現像装置内の現像剤のトナー濃度が一定に維持されて安定した画像形成が行われる。
【０００４】
また、他のトナー補給方式としては、トナー容器に収納された形態で画像形成装置にトナーが供給され、該トナー容器から一旦トナー貯留部に移送して一時的にトナーを該トナー貯留部に貯留し、該トナー貯留部から制御された割合で現像装置にトナーを補給することが行われる。
【０００５】
感光体や中間転写体等の像担持体からクリーニング装置により回収されたトナーは、搬送手段によりクリーニング装置外に搬送され、リサイクルを行う場合には現像装置に供給され、リサイクルを行わない場合には回収トナー貯留部に収容される。
【０００６】
以上説明したように、電子写真方式の画像形成装置では、現像装置にトナーを供給するトナー供給系及びクリーニング装置により回収されたトナーを処理する回収トナー処理系において、トナー貯留部及びトナー搬送部が設けられる。
【０００７】
ところで、粉体からなるトナーは塊状化する傾向があり、塊状化は、堆積によりトナーが山を形成して貯留部の容量を低下させる程度のものや、「かまくら」と称され、流動を妨げる塊が形成されるものや、固化して壁に固着し、搬送等に支障を来すもの等様々であるが、いずれも装置の作動に障害をもたらし、機能を低下させるために、塊状化を防止するための対策が採られている。
【０００８】
一般的な対策としては、トナーを攪拌することが行われているが、他にたとえば、特許文献１では、トナー貯留部に振動を与える振動手段を設けることにより塊状化を防止している。また、特許文献２では、流動性のあるトナーではなく塊状のトナーを用いることにより、流動性トナーにおける問題を解決することが提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２１４９２５号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平６−３０８８１１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
トナーの攪拌は、塊状化防止の範囲が攪拌機構の占める空間内にしか及ばないために、貯留部に収容されているトナー全体又は搬送されるトナー全体に対する塊状化防止効果がなく不十分である。
【００１２】
特許文献１のように、トナーに振動を与えるものでは、振動音が発生して装置の設置環境に悪影響を及ぼすとともに、前記に説明したようなトナーの山が形成される程度の比較的緩い粒子間の結合による塊状化から、固化のように粒子と粒子が強固に結合した塊状化までの様々な塊状化を防止することが出来ないという問題がある。
【００１３】
さらに、特許文献２のような塊状トナーを用いるものでは、補給量の制御を精度よく行うことができないという問題がある。
【００１４】
本発明は、トナーの貯留又は搬送における塊状化に対する従来の対策における前記のような問題を解決することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記した本発明の目的は、下記の発明により達成される。
【００１６】
１．現像装置、該現像装置に供給する粉体状のトナーを貯留する供給トナー貯留部及び前記供給トナー貯留部から前記現像装置にトナーを搬送する供給トナー搬送部を有する画像形成装置において、
前記供給トナー貯留部に、前記トナーの塊状化を防止することが出来る超音波を発生する振動子を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
２．前記振動子は、前記供給トナー貯留部の壁に振動を与えるように設けられたことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１８】
３．前記振動子は、前記トナーに直接振動を与えるように設けられたことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１９】
４．前記供給トナー貯留部内に、攪拌部材が設けられ、前記振動子は、前記攪拌部材に振動を与えるように設けられたことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２０】
５．像担持体、該像担持体をクリーニングするクリーニング装置及び該クリーニング装置により回収されたトナーを貯留する回収トナー貯留部を有する画像形成装置において、
前記回収トナー貯留部に、トナーの塊状化を防止することが出来る超音波を発生する振動子を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
６．前記振動子は、前記回収トナー貯留部の壁に振動を与えるように設けられたことを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。
【００２２】
７．前記振動子は、トナーに直接振動を与えるように設けられたことを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。
【００２３】
８．像担持体、該像担持体をクリーニングするクリーニング装置及び該クリーニング装置により回収された粉体状のトナーを回収トナー貯留部又は現像装置に搬送する回収トナー搬送部を有する画像形成装置において、前記回収トナー搬送部を回収トナー搬送手段と導管とで構成するとともに、前記回収トナー搬送部に、前記トナーの塊状化を防止することが出来る超音波を発生する振動子を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【００２４】
９．前記振動子は、前記導管に振動を与えるように設けられたことを特徴とする前記８に記載の画像形成装置。
【００２５】
１０．前記振動子は、前記搬送部を搬送される前記トナーに直接振動を与えるように設けられたことを特徴とする前記８に記載の画像形成装置。
【００２６】
１１．前記振動子は、前記搬送手段に振動を与えるように設けられたことを特徴とする前記８に記載の画像形成装置。
【００２７】
１２．装置内の環境を検知する環境センサ及び該環境センサにより検知された環境値に基づいて前記振動子を制御する制御手段を有することを特徴とする前記１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００２８】
１３．超音波発生器でトナーに振動を与えることにより、現像装置に供給されるトナーの塊状化を防止することを特徴とするトナーの塊状化防止方法。
【００２９】
１４．超音波発生器でトナーに振動を与えることにより、回収トナー貯留部内をトナーの平坦化して貯留することを特徴とする回収トナーの貯留方法。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、画像形成装置本体ＧＨと、画像読取装置ＹＳとから構成された本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機の全体構成を示す図である。
【００３１】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、像担持体の一つであるベルト状の中間転写体６と給紙部と定着装置２４とから成る。
【００３２】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体の一つである感光体１Ｙの周囲に配置された帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング装置８Ｙを有し、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体の一つである感光体１Ｍ、帯電装置２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング装置８Ｍを有し、シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体の一つである感光体１Ｃ、帯電装置２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング装置８Ｃを有し、黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体の一つである感光体１Ｋ、帯電装置２Ｋ、露光装置３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング装置８Ｋを有する。帯電装置２Ｙと露光装置３Ｙ、帯電装置２Ｍと露光装置３Ｍ、帯電装置２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電装置２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００３３】
像担持体の一つである中間転写体６は、駆動ローラ９Ａ及び従動ローラ９Ｂ〜９Ｅに張架され、画像形成時に矢印で示すように循環移動する。
【００３４】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋにより形成された各単色画像は、中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。中間転写体６上にカラー画像を形成する画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ及び転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは像形成手段を構成する。
【００３５】
記録材Ｐを収納する収納部としての複数の給紙カセット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ内に収容された記録材Ｐは、繰り出しローラ及び捌き部材からなる給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ１０２等を経て、電源７Ｂにより転写電圧が印加された転写手段としての転写ローラ７Ａに搬送され、記録材Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。
【００３６】
カラー画像が形成された記録材Ｐは、分離手段としての駆動ローラ９Ａにより中間転写体６から分離される。分離手段は小ローラで構成された駆動ローラ９Ａからなり、中間転写体６を駆動ローラ９Ａにより小さな曲率半径で強度に屈曲させることにより、紙の直進性を利用して記録材Ｐを中間転写体６から分離する。
【００３７】
給紙カセット２０ｂ及び２０ｃには符号を省略しているが、それぞれ給紙手段２１及び搬送ローラ２２Ａが設けられている。給紙カセット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、手差し給紙台２０ｄ又は両面画像形成用の反転搬送部からの記録材搬送路はループ形成ローラ１０１の上流で合流し、ループ形成ローラ１０１には単一の記録材搬送路から記録材Ｐが送り込まれる。カラー画像が転写された記録材Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。定着装置２４は、それぞれ内側にヒータが配置された上下ローラ２４Ａ、２４Ｂ、クリーニングローラ２４Ｃ等で構成される。
【００３８】
一方、転写ローラ７Ａにより記録材Ｐにカラー画像を転写した後、記録材Ｐを分離した中間転写体６は、クリーニング装置８Ａによりクリーニングされる。
【００３９】
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給部である。Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はセンサである。
【００４０】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄはレジスト搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。
【００４１】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、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、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力する。
【００４２】
自動原稿送り装置２０１は両面原稿搬送手段を備えている。自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの画像を、連続して読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写することが可能であり、また、ファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄの画像データを送信することが可能である。
【００４３】
図２、３にトナー補給部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを示す。なお、図２においては、トナー補給部を５で示すが、イエロートナーのトナー補給部５Ｙ、マゼンタトナーのトナー補給部５Ｍ、シアントナーのトナー補給部５Ｃ及び黒トナーのトナー補給部５Ｋは図２、３の構造を有する。
【００４４】
装置に着脱自在な円筒状のトナー容器５０は容器受け部５２内に収容され、トナーが消費され無くなったときに取り出され、新しいものと交換される。
【００４５】
トナー容器５０は、トナー排出口を有するキャップ５３を有し、キャップの先端は、装置本体の駆動軸５４と結合されている。歯車５５を介してモータ（図示せず）からの駆動力でトナー容器５０が回転し、トナー容器５０に設けられた螺旋状の突起（容器内壁に突出した突起）でトナーを搬送する推力が生じ、トナーを矢印Ｘの方向に搬送する。
【００４６】
トナーはキャップ５３に設けられた排出口から排出され、供給トナー貯留部としてのトナーホッパ５６に落下し、一時的に貯留された後に、供給トナー搬送部５７に落下し、搬送部５７から現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ又は４Ｋに供給される。
【００４７】
トナーホッパ５６には、複数の回転する攪拌羽を有する攪拌部材５８を有し、トナーを攪拌しつつ搬送する。また、供給トナー搬送部５７には、搬送スクリュー５９が設けられ、トナー貯留部５７から落下したトナーを搬送する。なお、トナー容器５０からトナーを排出する機構の詳細は、特開２００１−６６８７０号公報や特開２００１−１８３８９６号公報に記載されている。
【００４８】
トナーホッパ５６の底壁には、超音波を発生器する振動子６０が固定される。振動子６０は、駆動回路６１（図４に示す）により駆動されて超音波を発生し、トナーホッパ５６に超音波振動を与え、トナーホッパ５６の壁を介してトナーに超音波振動を与えてトナーの塊状化を防止する。これにより、トナーホッパ５６内のトナーは塊状化することなく、常に良好な流動性を保持する。
【００４９】
図４は本発明の実施の形態における制御系のブロック図である。
トナーの塊状化は環境の変動に応じて起こりやすくなる。すなわち、温度の上昇により、トナーを構成するバインダー樹脂が軟化したり、湿度の上昇により、トナーの流動性が低下して塊状化が起こりやすくなる。本発明の実施の形態では、環境値、すなわち、温度及び湿度の少なくともいずれかを検知し、検知した環境値に基づいて、駆動回路と超音波を発生する振動子で構成される超音波発生器を制御している。
【００５０】
図４に示すように、制御手段ＣＲは、環境値、すなわち、温度センサＴＳと湿度センサＨＳの出力にいずれか一方又は双方を取り込んで、所定の閾値と比較し、環境値が閾値を超えたときに、駆動回路６１を駆動し、振動子６０を超音波振動させる。駆動方法としては、所定時間連続駆動する方法、所定時間間隔をおいて断続的に駆動する方法あるいはこれらを組み合わせる等から適切な駆動方法が選択される。
【００５１】
図５は超音波発生器の振動子の設置位置を変えた例を示す。
図５（ａ）では、振動子６０の振動をトナーＴに直接伝達するように振動子６０を設けた例である。また、図５（ｂ）は振動子６０を攪拌部材５８に固定することにより、振動子６０の振動を攪拌部材５８に伝達し、攪拌部材５８を介して、トナーに振動を与えることにより、トナーの塊状化を防止した例である。
【００５２】
前記に説明したように、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナーはそれぞれクリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋに除去され、中間転写体６上のトナーはクリーニング装置８Ａにより除去される。
【００５３】
これらのクリーニング装置で回収されたトナーは図６に示すように、回収トナー貯留部しての回収容器９０に集められる。
【００５４】
図６はクリーニング装置により回収されたトナーの搬送系を示す。
クリーニング装置８Ｙのクリーニングブレード８０により掻き取られたトナーは、スクリュー８１によりクリーニング装置８Ｙの外に排出され、回収トナー搬送部を経て搬送されて、回収トナー貯留部に集積する。回収トナー搬送部は導管としてのパイプ８２及び回収トナー搬送手段としてのスプリングスクリュー８３からなり、回収トナー貯留部は回収容器９０からなる。
【００５５】
クリーニング装置８Ｍ、８Ｃ、８Ｋからも同様な搬送系によりトナーが搬送されて回収容器９０に集積する。
【００５６】
クリーニング装置８Ａからは、クリーニングブレード８０により掻き取られたトナーがスクリュー８１でクリーニング装置８Ａ外に搬送され、スプリングスクリュー８３及びパイプ８２からなる回収トナー搬送部を搬送されて回収トナー貯留部としての回収容器９０に集積する。
【００５７】
図７は超音波発生器の振動子の設置位置を変えた例を示す。
図７（ｂ）では、回収容器９０の底壁９０ａに振動子６０が設定される。従来の回収容器では図７（ａ）に示すように、集積したトナーＴが山を形成して回収容器９０内にトナーＴが充満しないうちにトナーＴを収容できなくなるが、振動子６０で振動を与えることにより、図７（ｂ）に示すように、トナーＴは平準化されて集積するので、回収容器９０内がトナーＴで充満するまで収容可能となる。
【００５８】
図７（ｃ）は、トナーを搬送するスクリングスクリュー８３に振動を与える例を示す。スプリングスクリュー８３を回転駆動する駆動部材８３ａに振動子６０を固定する。駆動部材８３ａを介してスプリングスクリュー８３が超音波振動するので、トナーがスクリングスクリュー８３に付着し、固化する等の不具合が良好に防止される。
【００５９】
図７（ｄ）は、トナーを搬送するパイプ８２の内壁に振動子６０を固定した例を示す。図７（ｄ）の振動子６０により、パイプ８２内を搬送されるトナーの塊状化が防止されて、良好なトナーの流動性が維持されるので、トナー搬送が円滑に行われる。
【００６０】
図７（ｅ）は、トナーを搬送するパイプ８２の外壁に振動子６０を固定した例である。図７（ｅ）の振動子６０により、パイプ８２が超音波振動し、トナーがパイプ８２に固着することが良好に防止される。
【００６１】
図７（ｃ）、図７（ｄ）及び図７（ｅ）に示したトナーの塊状化防止手段は、図示のように、回収トナーを回収容器９０に収納する画像形成装置の他に、回収トナーを現像装置に戻し、再使用するトナーリサイクル機構を有する画像形成装置におけるトナー環流部に設けることも可能である。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１〜４、１３のいずれかの発明により、現像装置にトナーを供給するトナー供給系におけるトナーの塊状化が良好に防止される。
【００６３】
その結果、塊状化により発生する補給精度の低下、トナー補給制御装置の暴走、トナー補給系の故障等が防止される。
【００６４】
請求項５〜７、１４のいずれかの発明により、クリーニング装置から回収されたトナーを円滑に回収トナー貯留部に収容することが可能となり、トナー貯留部内にトナーの山ができて、十分なトナーの収納ができなくなる等の不具合が防止される。
【００６５】
請求項６〜１１のいずれかの発明によりクリーニング装置で回収されたトナーを搬送する回収トナー搬送系におけるトナー詰まり等が防止される。
【００６６】
請求項１２の発明により、温度上昇によるトナーの塊状化、湿度上昇によるトナーの塊状化等が良好に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機の全体構成を示す図である。
【図２】トナー補給部を示す図である。
【図３】トナー補給部を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における制御系のブロック図である。
【図５】超音波発生器の振動子の設置位置を変えた例を示す図である。
【図６】クリーニング装置により回収されたトナーの搬送系を示す図である。
【図７】超音波発生器の振動子の設置位置を変えた例を示す図である。
【符号の説明】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像装置
６ 中間転写体
８Ａ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ クリーニング装置
５６ トナーホッパ
５７ 供給トナー搬送部
５８ 攪拌部材
６０ 振動子
８２ パイプ
８３ スプリングスクリュー
９０ 回収容器
ＣＲ 制御手段
ＨＳ 湿度センサ
ＴＳ 温度センサ
Ｔ トナー

Claims (14)

1. 現像装置、該現像装置に供給する粉体状のトナーを貯留する供給トナー貯留部及び前記供給トナー貯留部から前記現像装置にトナーを搬送する供給トナー搬送部を有する画像形成装置において、
   前記供給トナー貯留部に、前記トナーの塊状化を防止することが出来る超音波を発生する振動子を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記振動子は、前記供給トナー貯留部の壁に振動を与えるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記振動子は、前記トナーに直接振動を与えるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記供給トナー貯留部内に、攪拌部材が設けられ、前記振動子は、前記攪拌部材に振動を与えるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 像担持体、該像担持体をクリーニングするクリーニング装置及び該クリーニング装置により回収されたトナーを貯留する回収トナー貯留部を有する画像形成装置において、
   前記回収トナー貯留部に、トナーの塊状化を防止することが出来る超音波を発生する振動子を設けたことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記振動子は、前記回収トナー貯留部の壁に振動を与えるように設けられたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記振動子は、トナーに直接振動を与えるように設けられたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 像担持体、該像担持体をクリーニングするクリーニング装置及び該クリーニング装置により回収された粉体状のトナーを回収トナー貯留部又は現像装置に搬送する回収トナー搬送部を有する画像形成装置において、前記回収トナー搬送部を回収トナー搬送手段と導管とで構成するとともに、前記回収トナー搬送部に、前記トナーの塊状化を防止することが出来る超音波を発生する振動子を設けたことを特徴とする画像形成装置。
9. 前記振動子は、前記導管に振動を与えるように設けられたことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記振動子は、前記搬送部を搬送される前記トナーに直接振動を与えるように設けられたことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記振動子は、前記搬送手段に振動を与えるように設けられたことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
12. 装置内の環境を検知する環境センサ及び該環境センサにより検知された環境値に基づいて前記振動子を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 超音波発生器でトナーに振動を与えることにより、現像装置に供給されるトナーの塊状化を防止することを特徴とするトナーの塊状化防止方法。
14. 超音波発生器でトナーに振動を与えることにより、回収トナー貯留部内をトナーの平坦化して貯留することを特徴とする回収トナーの貯留方法。

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