JP2006251114A - 廃トナーの搬送装置およびこれを併設したタンデム型画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃トナー搬送ダクト内の廃トナーの堆積量が搬送方向の上流から下流に行くに従って増してゆくタンデム型画像形成装置において、装置を大型化することなく、手間も掛けずに、低いコストで廃トナーの排出がスムーズに行えるようにすること。
【解決手段】 廃トナー搬送ダクト１１内の搬送スクリュー１４の羽根１３の回転軸１２に沿う配設ピッチを搬送ダクト１１内のトナーの搬送方向の下流側のピッチを上流側のものより大きくしたものに取り替えて、搬送機構の下流側の搬送能力を上流側より高める。装置の改良にかかる手間やコストが小さいもので済む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に付設される廃トナーの搬送装置に係り、詳しくは、複数の画像形成ユニットがタンデム配置されたものの各ユニットの廃トナー排出部から排出される多量の廃トナーの有効な搬送形態の改良に関する。

図４は、上記廃トナーの搬送装置を備え、四色のトナーに対応して四つの画像形成ユニットを配置したタンデム型のカラー画像形成装置の概略図である。図の左から右にかけてマゼンタ、シアン、イエローおよびブラック用の各画像形成ユニット５０、６０、７０、８０が配置されている。各画像形成ユニットの細部の構成は、四つとも同じであるので、以下、画像形成ユニットの細部の構成については、図の左のユニット５０にのみ符号を付し、それで代表して説明する。

画像形成ユニット５０は感光体ドラム５１と一次転写ローラ５２とが間に中間転写ベルト５３を挟持する形で対向配置され、感光体ドラム５１の周面にそって、帯電器５４、発光部（図示省略）、現像器５５、クリーニング器５６および除電器（図示省略）が配設されたものである。

中間転写ベルト５３は無端ベルトが駆動ローラ９１と二つの従動ローラ９２、９３とに張架配設されており、その駆動ローラ９１の回転で駆動されて走行する。駆動ローラ９１には二次転写ローラ９４が中間転写ベルト５３を挟持する形で対向配置され、その駆動ローラ９１と二次転写ローラ９４のニップ部には給紙部１００から印刷用紙Ｐが給紙され、そこで用紙にトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙は、その二次転写ローラの図の上方の定着部１１０に搬送され、そこで用紙にトナー画像が定着される。

また、中間転写ベルト５３の図の右側の従動ローラ９３の位置には中間転写ベルト５３上の残留トナーを掻き落とすためのクリーニング機構９５が対向配置されている。

画像形成ユニット５０の感光体ドラム５１の周面近傍に配置されたクリーニング器５６は感光体ドラム５１から中間転写ベルト５３に転写し切れずに感光体ドラム５１周面に残留した残留トナーを掻き出して、感光体ドラム５１周面をクリーニングするものであるが、四色のカラー画像形成装置の場合、掻き出された廃トナーは異なる色のトナーが混在したものであり、再利用は困難である。従って、廃トナーを再利用できるモノクロの画像形成装置に比べて、廃トナーの量は極めて多くなる。

さらに、このタンデム型のカラー画像形成装置のように、転写装置に中間転写ベルト５３を用いる装置では、そのベルト５３の表面に付着したトナーも廃トナーとなるので、このベルト５３に対するクリーニングも必要となり、廃トナーの量はますます多くなる。

画像形成ユニット５０で排出された廃トナーＴは、画像形成ユニットのクリーニング器５６の近傍に併設された垂直パイプ５７を介して、その下方の搬送ダクト５８に落下させ、落下してきたトナーＴを搬送ダクト５８内のトナーの搬送機構によって、ダクト５８の一端に配設された回収ボックス５８ｂの方へ搬送するようにしている。

その搬送機構として、搬送スクリューや搬送コイルなどがあり、下記に示した公知文献（特許文献１）では、搬送スクリューの回転軸をダクトの軸線に平行に配設し、その回転軸の回転により、それに取り付けられたスクリューの羽根によって廃トナーを機械的、強制的に回収ボックス側へ搬送しているのである。前出の図４はその廃トナー搬送装置のダクト５８内にその搬送用スクリュー５９が配設されたものを示している。
特開２００４−１９８７６８号公報（図１０）

しかしながら、上記タンデム型のカラー画像形成装置では、四色の各トナーを順次重ね合わせて画像を形成してゆくので、二色目以降の画像形成部の廃トナーの量は一色目の画像形成部の廃トナーの量より多くなる。特に、四色目の画像形成部の廃トナーの量は最も多くなる。従って、上記搬送ダクトの下流側では廃トナーが詰まるようなことがたびたび起こっている。

上記の公知文献ではその対策がなされていない。その問題点を解消するには、その搬送ダクト内の搬送機構の搬送能力を高めることが考えられるが、それを、その搬送機構の駆動源であるモーター等の大型化で行おうとすると、振動や騒音の問題が発生し、また、画像形成装置自体の大型化に繋がることになる。

そこで、本発明では、タンデム型画像形成装置の、上記廃トナーの搬送機構について、その搬送能力を高めることを基本的課題とし、かつ、それが装置の大型化やコスト高に繋がらないようにすることを第２の課題とする。

上記目的を達成するために本発明は、タンデム配置された複数の画像形成ユニットから廃出される廃トナーを回収するダクト内に、ダクトの軸線に平行に配設された回転軸と、その回転軸に取り付けられた複数の羽根から成る廃トナーの搬送スクリューや、ダクトの軸線にコイル軸が平行に配設された廃トナー搬送用のコイルが設けられた廃トナーの搬送装置において、
前記搬送スクリューの羽根の配設ピッチや前記コイルピッチをダクト内の廃トナーの搬送方向の上流から下流に向かって大きくした構成を採用したのである。

このような構成によると、いずれの場合も、ダクト内の搬送用スクリューやコイルの下流側の搬送能力が上流側のものより高まる。

また、もともとの画像形成装置が大型のものであって、搬送ダクトも大型なものである場合には、前記ダクト内に、ダクトの軸線に平行に複数の廃トナー搬送用のベルトコンベヤを並列し、そのコンベヤは下流側のものが上流側のものよりベルトの走行速度を速くした構成を採用することもできる。この場合、今述べたように、搬送機構が前記搬送スクリューやコイルバネの場合より搬送ダクトや画像形成装置が大型である必要があるが、もともと装置が大型のものであり、ダクトの寸法を変える必要もなくコンベヤを設置できる場合には、現状の装置やダクトの大型化を招来しないという本発明の趣旨は満たされる。

そのような構成においても、下流側の搬送能力が上流側のものより高まる。

その際、上記ベルトコンベヤに廃トナー搬送用の羽根を設けるようにすれば、搬送能力をさらに高めることができる。

また、そのベルトコンベヤをタイミングベルト駆動にすれば、ベルトとローラ間のすべりがないので、強く、送りの正確なベルト走行が実現でき、さらに強力な搬送能力を得ることができる。

なお、装置の大型化を招来するという点で本発明の趣旨に反するが、搬送機構の搬送能力を高める、すなわち、下流側の搬送能力を上流側のものより大きくする方法として、先ほどのスクリューの羽根のピッチやコイルのピッチを下流側のものを上流側のものより大きくすること以外に、それらの外径を搬送方向の上流から下流に向かって大きくするという方法も考えられる。

このような構成によっても、下流側の搬送能力を上流側のものより高めることができるが、今述べたように、下流に行くに従って、スクリューの羽根の外径やコイルバネの外径が大きくなって行くので、それに合わせて、ダクトの内径（外径）も上流から下流に行くに従って大きくしなければならず、ダクトは部分円錐のような形になって装置内に無駄な空間を生じることになる。従って、この方法は、装置の大型化を厭わず、簡単な構成の改良だけで搬送能力を高めるという本発明の一つの課題だけを達成する特別な場合に位置するものである。

この発明では、廃トナー搬送ダクト内の廃トナーの堆積量が搬送方向の上流から下流に行くに従って増してゆくタンデム型カラー画像形成装置において、既存の装置の簡単な改良だけで、具体的には搬送スクリューや搬送コイルを、その下流側のピッチが上流側のものより大きくしたものに取り替えるだけで、搬送機構の下流側の搬送能力を上流側より高めて、搬送ダクト内の廃トナーをスムーズに回収ボックス側に搬送することができる。装置の改良にかかる手間やコストが小さいもので済む。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、画像形成装置の全体構成は前記した従来例のものと変わりはなく、本発明の特徴は各画像形成ユニットから排出された廃トナーを回収容器に搬送する前記搬送ダクト内の搬送構造である。従って、装置の全体構成とその動作についての図示や説明は省略し、今述べた搬送ダクト内の搬送構造についての図示とその説明のみを行う。

（第１の実施形態）
図１は、前出の図４に示したタンデム型画像形成装置の画像形成部に取り付けられる本発明の廃トナーの搬送装置の第１の実施形態のものを取り出し、その廃トナーの搬送ダクト１１内を模式断面図で示したものである。ダクト１１の下流側端部は回収ボックス１１ｂに繋がっている。なお、ダクト１１や回収ボックス１１ｂ内にはトナーが存在するが図の煩雑さを避けるため、図示省略している。後述の他の実施形態の説明の図においても同様である。

図に示すように、第１の実施形態の廃トナー搬送装置１０の搬送ダクト１１内にはダクトの軸線と同一軸に配設された回転軸１２に羽根１３が取り付けられた廃トナー搬送用スクリュー１４が配設されている。スクリュー１４の回転軸１２の一端１２ａはダクト１１の上流側の軸受に軸支されており、他端１２ｂは、ダクト１１の下流側の軸受に軸支されるとともに、そのダクト１１外に突出した部分が、図示しないギヤ、カップリング機構を介して駆動モータに接続されている。この搬送スクリュー１４は、そのギヤ、カップリング機構を介してモータで駆動される。

このような構成は前記従来例の項で紹介した公知文献の装置と同じものであるが、本発明のものがそれと異なるのは、その羽根１３の回転軸１２に沿う配設ピッチがダクト１１の上流側のものより下流側のものの方が大きくなっているということである。

このようにしたので、スクリュー１４の搬送能力は下流側の方がスクリュー１４の一回転当たりに運ぶ廃トナーの体積が大きく、搬送能力が下流に行くに従って高くなっている。

すなわち、搬送ダクト１１内において、搬送方向の上流側から下流側に行くに従って、廃トナーの堆積量が多くなるタンデム型カラー画像形成装置の廃トナーの搬送をスムーズに行えるような構成となっている。

また、このような構成を採るのに、新たに画像形成装置そのものに大掛かりな改良を加えることを必要とせず、搬送ダクト１１内の搬送用スクリュー１４の羽根１３の配設ピッチを変えるだけでよく、そのスクリュー１４を交換するだけで済むので、設計製作上の手間もかからず、それに費やすコストも小さくて済む。

（第２の実施形態）
図２も、もとの画像形成装置から第２の実施形態の廃トナーの搬送装置２０だけを抜き出して、そのダクト２１内を模式断面図で示したものである。ダクト２１の下流側端部は回収ボックス２１ｂに繋がっている。

ダクト２１の内部には搬送部材としてコイルオーガ２２が配設されており、そのコイルオーガ２２は硬鋼線によって形成されており、このコイルオーガ２２も、第１の実施形態のスクリュー１４と同じく、一端がダクト２１の上流側の軸受に軸支された回転軸２３に接続されており、他端が、ダクト２１の下流側端部に配設された回転軸２４に接続され、その回転軸２４が軸受に軸支され、さらにその回転軸２４がダクト２１外に突出した部分が、図示しないギヤ、カップリング機構を介して駆動モータに接続されたものである。このコイルオーガ２２も、その回転軸２３、２４、ギヤ、カップリング機構を介してモータで回転駆動される。このような基本的構成は従来のものと変わりはない。

しかしながら、本実施形態のダクト２１内のコイルオーガ２２が特徴的なのは、そのコイルピッチであり、それは、廃トナーの搬送方向の上流から下流に向かって大きくなっていることである。

そのようにすることにより、下流側のコイルオーガ２２は一回転当たりの廃トナーの搬送能力（廃トナーの搬送体積）が上流側のものより大きくなっており、上流から下流に向かって堆積量が増してくるダクト２１内の廃トナーをスムーズに回収容器の側（下流側）に送ることができる。

本実施形態においても、前記第１の実施形態と同様、このような構成を採るのに、新たに画像形成装置そのものに大掛かりな改良を加えることを必要とせず、既存の装置を利用して、廃トナーの搬送ダクト２１内のコイルオーガ２２について、そのコイルピッチが下流側のものが上流側のものより大きくなっているものに換えるだけで済むので、設計製作上の手間がかからず、それに費やすコストも低くて済む。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、これまでの比較的小型の画像形成装置を対象としたものではなく、大型の画像形成装置を対象とした実施形態である。図３も、もとの画像形成装置から第３の実施形態の搬送装置３０だけを取り出して、その搬送ダクト３１内の様子を模式断面図で示したものである。ダクト３１の下流側端部は回収ボックス３１ｂに繋がっている。

図に示すように、この搬送ダクト３１の内部には四つの搬送ベルトコンベヤ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが搬送ダクト３１の上流側から下流側に向かって並列されている。各コンベヤ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄはエンドレスの弾性ベルト３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを一対の駆動ローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと従動ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄに巻き回して張設し、その駆動ローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで回転駆動するものであるが、本実施形態のローラとベルトとはタイミングベルト仕様で駆動され、大きな駆動力と正確な送り作用が実現できるようになっている。

また、各コンベヤ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄのベルト３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの表面にはそのベルト３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの長さ方向に所定のピッチで廃トナー送り用の羽根３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが設けられている。羽根３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは硬質樹脂で形成した矩形の薄板状のものであり、その板面の一辺をベルト３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの幅方向に沿わせて取り付けている。こうして、羽根３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの押圧力によってトナーの搬送力を高めようとするものである。

そして、本発明の特徴として、このような構成の四つのベルトコンベヤ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、それぞれ上流側のものより下流側の方がベルトの走行速度が速いように設定されており、下流側のコンベヤ程、廃トナーの搬送能力が高い仕様となっている。

以上が本実施形態の構成であるが、この構成においても、前記第１、第２の実施形態同様、タンデム型カラー画像形成装置の廃トナーの搬送ダクト内の廃トナーの堆積量が下流にいくに従って多くなるといった状況に対応して、上流側から下流側にかけて廃トナーの搬送能力が高くなるようになっている。従って、廃トナーがスムーズに回収ボックス３１ｂの方に搬送されるようになっている。

本発明は、画像形成ユニットがタンデム配列された画像形成装置に用いることができる。

第１の実施形態の廃トナーの搬送装置の内部を模式断面図で示したもの 第２の実施形態の廃トナーの搬送装置の内部を模式断面図で示したもの 第３の実施形態の廃トナーの搬送装置の内部を模式断面図で示したもの 廃トナーの搬送装置を備えたタンデム型画像形成装置の模式的概略構成図

符号の説明

１０、２０、３０ 廃トナー搬送装置
１１、２１、３１ 搬送ダクト
１３ （スクリューの）羽根
１４ スクリュー
２２ コイルオーガ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ ベルトコンベヤ

Claims (7)

1. タンデム配置された複数の画像形成ユニットから廃出される廃トナーを回収するダクト内に、ダクトの軸線に平行に配設された回転軸と、その回転軸に取り付けられた複数の羽根から成る廃トナーの搬送スクリューが設けられた廃トナーの搬送装置において、
   前記搬送スクリューの羽根の配設ピッチが前記ダクト内の廃トナーの搬送方向の上流から下流に向かって大きくなっていることを特徴とする廃トナーの搬送装置。
2. タンデム配置された複数の画像形成ユニットから廃出される廃トナーを回収するダクト内に、ダクトの軸線にコイル軸が平行に配設された廃トナー搬送用のコイルを備えた廃トナーの搬送装置において、
   前記コイルピッチがダクト内の廃トナーの搬送方向の上流から下流に向かって大きくなっていることを特徴とする廃トナーの搬送装置。
3. タンデム配置された複数の画像形成ユニットから廃出される廃トナーを回収するダクト内に、ダクトの軸線に平行に配設された回転軸と、その回転軸に取り付けられた複数の羽根から成る廃トナーの搬送スクリューを備えた廃トナーの搬送装置において、
   前記ダクトとの内径と前記搬送スクリューの羽根の外径がダクト内の廃トナーの搬送方向の上流から下流に向かって大きくなっていることを特徴とする廃トナーの搬送装置。
4. タンデム配置された複数の画像形成ユニットから廃出される廃トナーを回収するダクト内に、ダクトの軸線に平行に複数の廃トナー搬送用のベルトコンベヤが並列されており、そのコンベヤは下流側のものが上流側のものよりベルトの走行速度が速くなっている廃トナーの搬送装置。
5. 請求項４に記載の装置において、上記ベルトコンベヤに廃トナー搬送用の羽根が設けられていることを特徴とする廃トナーの搬送装置。
6. 請求項４または５のいずれかに記載の装置において、上記ベルトコンベヤがタイミングベルト駆動であることを特徴とする廃トナーの搬送装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の廃トナーの搬送装置を併設したタンデム型画像形成装置。

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