JP2008268335A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送パイプの接合部における、合流した回収トナーのパッキングを防止し、安定したトナー回収の搬送手段を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】トナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を像担持体上に転写する転写手段と、転写後、前記像担持体上の残留トナーを清掃するクリーニング手段と、当該クリーニング手段によって除去された前記残留トナーを前記クリーニング手段から搬送する複数の搬送パイプ143、286からなるトナー搬送手段287と、を有する画像形成装置において、前記トナー搬送手段は、搬送パイプの結合部に滞留したトナー溜まりを検知する検知手段S1、S2を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関し、特にクリーニング手段によって回収されたトナーの回収技術が適用された画像形成装置に関する。

複数のクリーニング手段によって回収された残留トナーを回収容器へ搬送する経路を形成するため、複数の搬送パイプを結合させ、前記残留トナーを合流／搬送している。

近年、形成画像の画質向上のために、トナーは小粒径化の傾向があるため、回収トナーの搬送停止時間の経過や、温度上昇による凝固し易くなり、これによって搬送パイプが詰まる問題が発生している。

この問題を回避するために、回収トナーの搬送経路内に沿ってトナー量を検出可能なトナーセンサを設け、当該搬送経路内のトナー量を検出し、センサからの信号に応じて、画像形成動作停止後、回収装置を駆動することにより、クリーニング装置の動作を停止した状態で搬送経路から回収トナーを回収容器に排出させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−８４９７０号公報

しかしながら、回収トナーの合流域となる搬送パイプの結合部（接合部ともいう。）においては、搬送パイプが詰まり易くなり。トナー搬送効果が十分でない場合にパッキング（詰め込み）現象でトナーが固まり、搬送パイプが詰まり易くなる。

特に、複数の搬送パイプからのトナーが他の搬送パイプに合流する場合に前記パッキング現象が起こりやすい。

本発明は、搬送パイプの接合部における、合流した回収トナーのパッキングを防止し、安定したトナー回収可能な搬送手段を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成によって達成される。

トナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を像担持体上に転写する転写手段と、転写後、前記像担持体上の残留トナーを清掃するクリーニング手段と、当該クリーニング手段によって除去された前記残留トナーを前記クリーニング手段から搬送する複数の搬送パイプからなるトナー搬送手段と、を有する画像形成装置において、前記トナー搬送手段は、搬送パイプの結合部に滞留したトナー溜まりを検知する検知手段を有することを特徴とする画像形成装置。

搬送パイプの接合部でのパッキングが回避され、確実な回収トナー搬送が可能になる。

はじめに、本発明の画像形成装置について図１を基に説明する。

本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により技術範囲が限定されることはない。

図１は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。

図１において、１０は像形成体である感光体、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２はデジタル式像露光手段である書込装置、１３は現像手段である現像器、１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置、１５は、転写後の感光体１０の残留トナーを回収するブレード、１６は現像スリーブ、１７は、前記ブレード１５で回収されたトナーを送り出す搬送スクリュー、２０は中間転写体である中間転写ベルト（以下、単にベルトともいう。）を示す。なお、回収トナー（以下、残留トナーともいう。）の搬送についての詳細は後述する。

画像形成手段１は感光体１０、スコロトロン帯電器１１、現像器１３、およびクリーニング装置１４等からなっており、各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同じであるので、図ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。

各色毎の画像形成手段１の配置は中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。

中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１、アースローラ２２、テンションローラ２３、除電ローラ２７、従動ローラ２４、補助ローラ２９に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、転写手段である転写ローラ２５、クリーニング装置２８等でベルトユニット３を構成する。

感光体１０は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図の矢印で示す反時計方向に回転する。

読み取り装置８０からの画像データに対応する電気信号は、画像形成レーザで光信号に変換され、書込装置１２によって感光体１０上に投光される。

現像器１３は、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と最接近位置において同方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。

中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。当該中間転写ベルト２０の材質は、体積抵抗率１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．１〜１．０ｍｍの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層構成のシームレスベルトである。ベルトの基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。

転写ローラ２５には、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写させる機能を有する。３８は、中間転写ベルト２０を感光体１０への当接補助ローラである。

２６は、転写手段である転写ローラで、ベルトを介してアースローラ２２に当接および当接解除可能となっており、当接時に形成されるニップ部Ｓで、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を転写紙Ｐに再転写する。

除電ローラ２７には、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、トナー像を転写紙Ｐに転写後、中間転写ベルト２０に残留するトナーの電荷を弱めている。

クリーニング装置２８は、中間転写ベルト２０のクリーニング手段で、ベルト上の残留トナーを掻き落とすブレード２８２および掻き落とされたトナーを送る出す搬送スクリュー２８３を有する。なお、回収トナーの搬送についての詳細は後述する。

４０は定着装置で、加熱ローラ４１と圧着ローラ４２を有している。

前記加熱ローラ４１は薄手のアルミから形成された円筒状のもので、内側から所定の温度まで加熱するハロゲンヒータ４７等を有し、その温度は、前記加熱ローラ４１に設置された不図示の接触温度センサにより検出され、制御部Ｂで温度制御される。

Ｂは、定着装置の温度制御、画像形成プロセス制御、転写紙搬送制御、および本発明に係わる回収トナーの搬送制御等を行う。

次に、図１に基づいて画像形成プロセスを説明する。

画像記録のスタートと同時に不図示の感光体駆動モータの始動により色信号Ｙの感光体１０は矢印で示す反時計方向に回転され、同時にスコロトロン帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。

感光体１０は電位を付与されたあと、書込装置１２によってＹの画像データに対応する画像の書込みが開始され、感光体１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

前記の静電潜像はＹの現像器１３により非接触の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じＹのトナー像が感光体１０上に形成される。

当該感光体１０上に形成されたＹのトナー像は、Ｙの転写ローラ２５の作用により、中間転写ベルト２０上に転写される。

その後、前記感光体１０はクリーニングのブレード１５によって残留トナーが回収され、次の画像形成サイクルにはいる（以下、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニングプロセスにても同様故、説明を省略する）。回収されたトナーは搬送スクリュー１７によって送り出される。

次いで、書込装置１２によってＭ（マゼンタ）の色信号すなわちＭの画像データに対応する画像書き込みが行われ、感光体１０の表面に原稿画像のＭの画像に対応する静電潜像が形成される。当該静電潜像は、Ｍの現像器１３により感光体１０上にＭのトナー像となり、Ｍの転写ローラ２５において、中間転写ベルト２０上の前記Ｙのトナー像と同期が取られ、前記Ｙのトナー像の上に重ね合わされる。

同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｃ（シアン）のトナー像が、Ｃの転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされる。次に、すでに形成されているＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｋのトナー像が、Ｋの転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの重ね合わせトナー像が形成される。

重ね合わせトナー像が担持されている中間転写ベルト２０は矢印のように時計方向に送られ、転写紙Ｐが紙カセット７２より、紙送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７３を経て、タイミングローラ７１へ搬送され一時停止し、その後前記タイミングローラ７１の駆動によって、中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像と同期がとられて、トナーと反対極性の直流電圧が印加されている転写ローラ２６（中間転写ベルト２０に当接状態にある）の転写領域Ｓに給送され、中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像が転写紙Ｐに転写される。

その後、中間転写ベルト２０は走行し、除電ローラ２７によって残留トナーの電荷が弱められ、クリーニング装置２８でベルト上の残留トナーが回収され、次の画像形成サイクルに入る。

回収されたトナーは、クリーニング装置２８内に溜められ、搬送スクリュー２８３の回転によって軸方向（図において紙表面から紙裏面方向）に搬送し、搬送パイプを介して貯留箱に溜められる。

前記重ね合わせトナー像が転写された転写紙Ｐは、更に定着装置４０へと送られ、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２に挟持、加圧され定着される。トナー像が定着された転写紙Ｐは、排紙ローラ８１によって排紙皿８２へ搬送される。

次に、本発明に係わる回収トナーの搬送手段について図を基に説明する。

前述したが、回収トナーの合流域となる搬送パイプの結合部（接合部）においては、トナー搬送効果が十分でない場合にパッキング（詰め込み）現象によりトナーが固まり、搬送パイプが詰まり易くなる問題が生じる。

本発明においては、搬送パイプの結合部にトナー検知センサを設け、トナー溜まりによる上記の問題を防止することができる。

図２は、２本の搬送パイプの結合部の断面を示す図である。

図２において、搬送パイプＴ１とＴ２との結合部Ｃに、搬送スクリューＵ１で搬送されてきた回収トナーのトナー溜まりが発生した場合、前記結合部Ｃの上流に設けられたトナー検知センサＳ０でトナー溜まりを検知すると、制御部Ｂへ信号を送り、制御部Ｂから駆動部Ｍに指令して、トナー溜まりが消滅するまでの所定の時間、搬送スクリューＵ２の回転数を上げ、搬送力を上げる。これによりパイプ詰まりを解消することができる。

次に、パッキング現象が起こり易い、３本以上の搬送パイプの結合部の場合についても同様に上記の技術を適用することができる。

図３は、図１の矢印Ｘ方向から視た、回収トナー搬送手段の断面を示す概略図である。

図４は、３本の搬送パイプの接合部の一例を示す断面図である。

図４において、クリーニング装置１４から排出された各感光体１０からの回収トナーは搬送パイプ１４１に沿って搬送スクリュー１４２によって搬送パイプ１４３へ運ばれ、当該搬送パイプ１４３に沿って落下し、搬送パイプ３０の結合部Ａで合流する。また、クリーニング装置２８から排出された中間転写ベルト２０からの回収トナーは搬送パイプ２８４に沿って搬送スクリュー２８５によって搬送パイプ２８６へ運ばれ、当該搬送パイプ２８６に沿って搬送スクリュー２８７，２８８によって搬送され、搬送パイプ３０との結合部Ａに落下し、感光体１０側と中間転写ベルト２０側からの回収トナーが合流する。合流された回収トナーは搬送スクリュー３０１で水平に送られ排出口Ｅから回収箱５へ貯留される。

なお、各搬送スクリューは駆動部Ｍ（図４参照）から動力を得て回転する。

前記搬送パイプ３０と、中間転写ベルト２０側の回収トナー経路である前記搬送パイプ２８６と、感光体１０側の回収トナー経路である前記搬送パイプ１４３との結合部Ａの上流に回収トナーの検知手段であるトナー検知センサＳ１を設け、結合部Ａにトナー溜まりが発生した場合、前記トナー検知センサＳ１が検知し、下流側にある搬送スクリュー３０１の回転数を上昇させ、トナー溜まりを防止する。なお、中間転写ベルト２０の回収トナー量は、感光体１０の回収トナー量より多い。従って、回収トナーの搬送距離を少なくするため、トナー量が多い中間転写ベルト２０側の搬送パイプ２８６を下流側に配置することが好ましい。

次に、トナー溜まりの検知方法として、２つの例、トナー検知センサＳ１、トナー検知センサＳ２を上げる。

トナー検知センサＳ１については、図３に示すように、トナー検知センサＳ１（フォトセンサ等）で、トナー溜まり発生を検知すると制御部Ｂへ信号を送り、制御部Ｂから駆動部Ｍに指令して、トナー溜まりが消滅するまでの所定の時間、搬送スクリューの回転数を上げ、搬送力を上げる。

トナー検知センサＳ２については、搬送パイプの開口部ｈに可撓性部材Ｆを貼着し、トナー溜まりが発生するとトナー圧により前記可撓部材Ｆが押し出され（点線）、トナー検知センサＳ２（マイクロスイッチ等）のアクチュエータｄをＯｎすることでトナー溜まり発生を検知する。この場合もトナー検知センサＳ１と同様に、トナー溜まりを検知すると制御部Ｂへ信号を送り、制御部Ｂから駆動部Ｍに指令して、トナー溜まりが消滅するまでの所定の時間、搬送スクリューの回転数を上げ搬送力を上げる。

なお、トナー検知センサＳ１、Ｓ２は、前記結合部の上流側で、かつ、トナー搬送量が少ない搬送パイプ１４３側より多い搬送パイプ２８６側に設けることが好ましい。

また、複数の搬送パイプが合流する結合部で、トナー搬送量が少ない搬送パイプ１４３より多い搬送パイプ２８６でのトナー落下高さが高くすることが好ましい（ｇ＜Ｇ）。すなわち、この高さの差を設けることで、下流側の搬送パイプ２８６と搬送パイプ３０との接合部での容積を大きくなるため搬送が有利となる。

以上から、搬送パイプの結合部における回収トナーの搬送不良を回避し、安定した搬送が可能となる。

画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。 ２本の搬送パイプの結合部の断面を示す図である。 図１の矢印Ｘ方向から視た、回収トナー搬送手段の断面を示す概略図である。 ３本の搬送パイプの接合部の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成手段
１０ 感光体
１４、２８ クリーニング装置
１５、２８２ ブレード
１７、１４２、２８３、２８５、２８７、２８８、３０１、Ｕ１、Ｕ２ 搬送スクリュー
２０ 中間転写ベルト
３０、１４１、１４３、２８６ 搬送パイプ
５ 回収箱
Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２ トナー検知センサ
Ｂ 制御部
Ｍ 鼓動部

Claims (6)

1. トナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を像担持体上に転写する転写手段と、転写後、前記像担持体上の残留トナーを清掃するクリーニング手段と、当該クリーニング手段によって除去された前記残留トナーを前記クリーニング手段から搬送する複数の搬送パイプからなるトナー搬送手段と、を有する画像形成装置において、前記トナー搬送手段は、搬送パイプの結合部に滞留したトナー溜まりを検知する検知手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検知手段は前記結合部の上流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記結合部で複数の搬送パイプが合流することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数の搬送パイプが合流する結合部で、トナー搬送量が多い搬送パイプを搬送方向下流に配置することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記複数の搬送パイプが合流する結合部で、トナー搬送量が少ない搬送パイプより多い搬送パイプでのトナー落下高さを高くすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記複数の搬送パイプが合流する結合部で、トナー搬送量が少ない搬送パイプより多い搬送パイプ側に前記検知手段を設けることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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