JP3547299B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、電子写真方式における転写工程後に画像担持体上に残留するトナーを回収した回収トナーを気体との混合気として移送して画像形成に再利用するトナーリサイクル機構を備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成部における転写工程後に画像担持体上に残留するトナーをクリーニング装置で回収することにより得た回収トナーを、現像装置に供給して再利用したり、廃トナー容器に回収するようにした画像形成装置は周知である。
また、回収トナーをクリーニング装置と別体に設けられた回収トナー貯蔵部に移送するためにクリーニング装置の回収トナー排出部の近接位置に回収トナー貯蔵部を設け、主として重力により回収トナー貯蔵部に移送するようにした技術は公知であり、クリーニング装置の回収トナー排出部とクリーニング装置と別体に設けられた回収トナー貯蔵部とをパイプで結び、このパイプの内部に設けられたコイルスクリューにて回収トナーを現像装置又は回収トナー貯蔵部に移送するようにした技術も公知である(特開平6−175488号公報を参照)。
ところで、電子写真方式の画像形成装置に用いられているトナーは、通常、流動性が非常に悪く移送が困難である事が知られている。
また、クリーニング装置により回収された回収トナー中には、トナー以外に紙粉等の異物が混入しているため、その流動性が更に悪化している。
本来、回収トナ−を移送させるときは、回収トナーに大きな機械的ストレスを与えることは望ましい事ではない。すなわち、異常なストレスが回収トナーに加わると、回収トナーは、熱融着によるブロッキングや破砕等を起こして、その移送が不能となるばかりでなく、コイル、スクリュー、パイプ等の移送部材や駆動部材などが破損する虜れがある。従って、回収トナーの移送を行う場合は、極力、異常な機械的ストレスが回収トナーに加わらないように工夫することが重要となる。
しかしながら、従来の回収トナー移送装置では、前述のように、スクリューとパイプにより回収トナーを移送しているため、スクリューによる機械的ストレス、スクリューとパイプとの間で発生する摩擦による機械的ストレスが非常に大きくならざるを得なかった。
【0003】
これらの機械的ストレスは、回収トナーの移送量が多くなるほど、また、回収トナーの移送距離が長くなるほど、更に、回収トナーの移送方向を変位させるほどより悪化する。また、これらの機械的ストレスにより、スクリューを駆動するために必要なトルクも非常に大きくなることは言うまでもない。
このため、従来の装置では、回収トナーの移送量を多くしたい場合に、スクリューとパイプを大型且つ高速回転にし、移送距離を長くしたいときや移送方向を変位させたいときには、複数のスクリューとパイプを用いて連結させる多段移送を行わざるを得なかった。
しかし、このような移送方法は、部品点数の増大、コストの増大、信頼性の低下、装置メンテナンス性及び生産性の低下、回収トナー移送装置の設置容積の増大による装置本体の大型化、装置設置面積の増大化をもたらしていた。
また、現像装置の現像部やトナー供給部において、新規の現像剤やトナー等の粉体を各種形状のパドル、バケット、コイルスクリュー等により粉体移送するようにした技術も公知であり、上記のようにコイルスクリューを用いずに、トナーを空気との混合気として粉体移送が可能な通称モーノポンプと呼ばれる粉体スクリューポンプで新規トナーを移送するようにした技術も公知である(特開平7−219329号公報を参照)。
然し、コイルスクリューで回収トナーを移送する場合は、コイルスクリューを現像装置又は回収トナー貯蔵部のごく近傍まで延在させなければならず、しかもコイルスクリューの確実な回転を保証するために屈曲した移送路は使用できないから直線移送又は大きな曲線移送とした移送路の確保が必要となり、また回収トナー貯蔵部の設置位置はクリーニング装置の回収トナー排出部に対して水平方向より下方が望ましいなどの制約がある。
更に、コイルスクリューは、その回転駆動トルクによってパイプとの間に非常に大きい摩擦負荷が発生するが、この摩擦負荷の低減や、長距離移送が困難であり、構成部品が大型で複雑且つ耐久性の確保が困難であると共に、装置のメンテナンス時の操作性が困難である。また、配管や取付位置等の制約からも、このような移送手段を適用可能な画像形成装置は、大型化、複雑化、高コスト化という理由だけでなく、トナー貯蔵量等の制約から画像形成量が少ない低速機種に限られる等の不具合が生じていた。
【0004】
他方、本出願人は、クリーニング装置から回収された回収トナーを、気体の空気との混合気として粉体移送が可能な通称モーノポンプと呼ばれる粉体スクリューポンプで移送することにより、装置の小型化、クリーニング装置の品質、性能、機能を満足させつつ、コイルスクリュー等による上記のような回収トナー移送の不具合を解消した技術を提案している。
図7は上記従来の粉体スクリューポンプの一例の要部構成図であり、同図において粉体スクリューポンプ1004は、回転するロータ1004cと、このロータ1004cを包囲するように固定されたゴム材料等の弾性体で作られているステ―タ1004bと、このステータ1004bを保持するホルダ1004aなどで構成されており、ロータ1004cの軸方向一端部は回収トナー排出部材1003dと係合している。
図8はクリーニング装置、及び粉体スクリューポンプを含むトナーリサイクル機構を中心とした部品群の位置関係を示す分解斜視図であり、回収トナーを空気との混合気として粉体移送することができる通称モーノポンプと呼ばれる粉体スクリューポンプ1004をクリーニング装置1003と連結している。
クリーニング装置1003を画像形成装置本体から取り出して交換する場合には、粉体スクリューポンプ1004をエアーポンプ1005と混合気搬送経路1006から分離させないと、クリーニング装置を装置本体1000から分離出来ないので、クリーニング装置を装置本体の後側に設ける一方で、粉体スクリューポンプ1004は分離作業の便宜上から、装置本体1000の前側に設けられている。そして、クリーニング手段を交換するために装置本体から引き出す際には、粉体スクリューポンプの分離作業の必要と、それに伴うトナー洩れ等の不具合があった。換言すれば、エアーポンプ1005の吐出口1005aからホルダ1004aに設けた気体供給口1004dに空気を供給する空気供給管1005b又は混合気搬送経路1006は共にチューブであり、チューブ自体を分離・接合可能に構成することができない為、チューブをエアーポンプ等から取り外す必要が生じ、クリーニング装置1003を取り出す際の粉体スクリューの分離作業は困難であった。
また、クリーニング装置1003に粉体スクリューポンプ1004をユニット化することは理想的ではあるが、一体化した場合にはクリーニング装置の取り出し時に、粉体スクリューポンプと、エアーポンプ1005等との着脱が困難を極める為、これまで実用化されたことはなかった。
また、クリーニング装置1003に粉体スクリューポンプ1004を一体化してユニット化すると、コスト高、且つ高重量化する虞れがあった。また、クリーニング装置1003の構成部品よりも粉体スクリューポンプ1004の構成部品の寿命が長いにもかかわらず、クリーニング装置1003と同時に粉体スクリューポンプ1004も交換することとなるので、クリーニング装置1003がコスト高となる虞れがあった。
また、クリーニング装置とトナーリサイクル機構とをユニット化した場合、クリーニング装置を交換するために装置本体から引き出す際に、混合気搬送経路の回収トナーチューブと粉体スクリューポンプの分離作業を行うと、回収トナーで手等が汚れ、メンテ性も悪くなり、ユニット化するとコスト高にもなると言う不具合が生じていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の画像形成装置にあっては、クリーニング装置を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路の回収トナーチューブと粉体スクリューポンプの分離作業を行うと、回収トナーで手等が汚れ、メンテ性も悪く、ユニット化するとコスト高にもなると言う問題が生じていた。
そこで本発明の課題は、このような問題点を解決するものである。即ち、クリーニング手段を交換のために装置本体から引き出す際に、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的に分離されて操作者の手等が汚れることもなくメンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストになる画像形成装置を提供することを目的とする。
また、クリーニング手段の構成部品の寿命とほぼ一致する寿命を有する気体流移送手段のステータとロータは、クリーニングユニット側に一体に設けられるので、寿命の異なる部品を一括して廃棄するという無駄がなくなる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の本発明は、電子写真方式における転写工程後に画像担持体上に残留するトナーをクリーニング手段で除去した回収トナーを気体との混合気として移送して再利用したり廃棄するトナーリサイクル機構を備えた画像形成装置において、トナー画像を担持する画像担持体と、上記画像担持体上に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、上記転写手段による転写後に上記画像担持体上等に残留する残留トナーを除去回収するクリーニング手段と、上記クリーニング手段で除去された回収トナーを気体との混合気として流動化させて移送する気体流移送手段と、上記気体流移送手段を通過した回収トナーを搬送する混合気搬送経路と、上記気体流移送手段が移送する回収トナーを流動化させるための気体を供給する気体供給手段と、を備え、上記気体流移送手段の回収トナー通路の開口部をクリーニング手段側に設け、上記クリーニング手段側の回収トナー通路の開口部と、上記混合気搬送経路と連結された装置本体側の回収トナー通路とを着脱可能に連通する着脱手段を備え、この着脱手段は、装置本体に着脱可能なクリーニング手段と気体流移送手段を一体にしたクリーニングユニット側に設けられた第1着脱手段と、上記装置本体側に設けられた第2着脱手段とからなることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記第1着脱手段は、上記気体流移送手段のホルダの軸方向に進退して上記第2着脱手段の受口と嵌合可能であって、該第1着脱手段が上記装置本体側へ移動した時に上記第2着脱手段の受口と嵌合することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記第1着脱手段は、上記気体流移送手段のホルダの軸方向に伸縮可能であって、該第1着脱手段が伸長した時に第2着脱手段の受口と嵌合することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3記載の画像形成装置において、上記第2着脱手段は、装置本体側の回収トナー通路と、上記回収トナー通路内に気体供給手段から供給される気体を吐出する気体供給口と、上記気体流移送手段により移送される上記混合気を上記混合気搬送経路に送り出す移送口とからなることを特徴とする。
【0007】
【作用】
上記のように構成された画像形成装置は、請求項1においては、着脱手段は、装置本体に着脱可能なクリーニング手段と気体流移送手段を一体にしたクリーニングユニット側に設けられた第1着脱手段と、上記装置本体側に設けられた第2着脱手段とからなるので、クリーニング手段を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的に分離されて操作者の手等が汚れることもなくメンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストにもなる画像形成装置を提供することが出来る。
請求項2おいては、上記第1着脱手段は、上記気体流移送手段のホルダの軸方向に進退して上記第2着脱手段の受口と嵌合可能であって、該第1着脱手段が上記装置本体側へ移動した時に上記第2着脱手段の受口と嵌合する。このため、クリーニング手段を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的に分離されて操作者の手等が汚れることもなく、着脱手段の第1着脱手段と第2着脱手段が離れて気体流移送手段の回収トナー通路の開口部が開放状態になったとしても回収トナーのトナー落ちが防止され、メンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストにもなる画像形成装置を提供することが出来る。
請求項3おいては、上記第1着脱手段は、上記気体流移送手段のホルダの軸方向に伸縮可能であって、該第1着脱手段が伸長した時に第2着脱手段の受口と嵌合するので、クリーニング手段を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的に分離されて操作者の手等が汚れることもなく、着脱手段の第1着脱手段と第2着脱手段が離れて気体流移送手段の回収トナー通路の開口部が開放状態でも回収トナーのトナー落ちが確実に防止されメンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストにもなる画像形成装置を提供することが出来る。
請求項4おいては、上記第2着脱手段は、装置本体側の回収トナー通路と、上記回収トナー通路内に気体供給手段から供給される気体を吐出する気体供給口と、上記気体流移送手段により移送される上記混合気を混合気搬送経路に送り出す移送口とからなるので、クリーニング手段を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的に分離されて操作者の手等が汚れることもなくメンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストにもなる画像形成装置を提供することが出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明を適用する画像形成装置の一例の全体構成図であり、画像担持体としての感光体ドラム1は、図示しない側板に回転自在に支持されており、図示しない駆動手段により図示の矢印A方向の時計方向に回転駆動される。
感光体ドラム1は、主帯電器8により均一に帯電された後に、原稿読み取りユニット9によってコンタクトガラスCG上の原稿画像を読み取ることによって得た光の画像情報によって露光される。この例では、光の画像情報は書き込みユニット10から矢印B方向に出射される光として感光体ドラム上に照射され、静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像ユニット11によって現像されてトナー画像となる。
尚、感光体ドラム1は、無端ベルト形状感光体であってもよい。また、書き込みユニット10は、図示しないレーザ光源と偏向器を備えたレーザ走査光学系を用いて、画像信号に応じて画像担持体1上に光書込みを行なう方式にすればレーザプリンターの構成となり、デジタル複写機やファクシミリ装置の構成にもなる。
転写手段2としての転写器は、画像担持体1上に形成されたトナー像を、給紙部12から感光体ドラム1の回転に同期して図示の矢印C方向から送られて来た転写紙(P)上に静電的に転写させるための手段であり、分離器13は、トナー像が転写された転写紙(P)を感光体ドラム1表面から静電的に分離させる手段である。
【0009】
この際、感光体ドラム1表面に僅かに残った転写残留トナーは、クリーニング手段3により除去され、クリーニング手段3を通過した後の感光体ドラム1上の残留電荷は、除電ランプ14により除電される。
このような電子写真作像動作を行う画像形成部は、図示のように横並びに、即ちタンデム状に複数配置されている。
従って、各画像形成部は、各画像形成順に所定の時間差をもって動作する。この時間差は、主に感光体ドラム1上に画像情報に応じた露光が行われる際に、露光開始タイミングを感光体ドラム毎に順次ずらすことで設定されることになる。
上記給紙部12より送られてきた転写紙(P)が、同一の速度で回転する感光体ドラム1に更に同期するように回動する転写紙吸着搬送ベルト15上に静電吸着されて各感光体ドラム1に順次搬送されて、各感光体ドラム1上に形成されたトナー像を重ねて転写された後に、図示しない転写紙分離帯電器及び転写分離爪により転写紙吸着搬送ベルト15から分離され、定着器16を通って排紙部17から排紙されて排紙トレイに収納される。
加えて、転写紙(P)を感光体ドラムから分離した後に転写紙吸着搬送ベルト15表面に残留する転写画像部外に付着した付着トナーは、転写紙吸着搬送ベルト表面清掃用クリーニング手段30により除去され、感光体ドラム用のクリーニング手段3で除去されたトナーと同様に廃トナーとして扱われるようになっている。
【0010】
図2はクリーニング手段の一例の構成図であり、クリーニング手段3又は図示しない転写紙吸着搬送ベルト表面清掃用クリーニング手段30は、クリーニングブレード3aとブラシローラ3bにより、感光体ドラム1上から残留トナーを掻き落として除去する。
感光体ドラム1上又は図示しない転写紙吸着搬送ベルト15から掻き落とされた残留トナーは、廃トナーとしてクリーニング手段3又は図示しない転写紙吸着搬送ベルト表面清掃用クリーニング手段30の構造体とトナーガイドを兼ねた筐体3c内に回収されて、筐体3cの底部に配置された回収トナー排出部材3dにより、装置本体Oの後側に位置する気体流移送手段4の粉体スクリューポンプに移送される。
【0011】
図3は本発明の形態例のクリーニング手段と気体流移送手段等の分解斜視図であり、装置本体Oに設けられた図示しない主駆動源(メインモータ)からの回転駆動力が、本体カップリングObを介して、ブラシローラ駆動カップリング3eに伝達される。
ブラシローラ3bには、装置本体Oの前側にギヤ3fが設けられており、ギヤ3fは筐体3cの前側板3gと後側板3hとの間に回転自在に支持された回収トナー排出部材3d及び気体流移送手段4の粉体スクリューポンプを構成しているロータ4cと同軸に設けられたギヤ3iと係合して、回収トナー排出部材3d及びロータ4cを回転駆動する。つまり、主駆動源からの駆動力は、本体カップリングOb、ブラシローラ駆動カップリング3e、ブラシローラ3b,ギヤ3f,ギヤ3i,回収トナー排出部材3d,ロータ4cへと伝達される。
この形態例では、装置本体O側に気体供給手段5としてのエアーポンプが配置され、気体供給手段5の吐出口5aは、気体供給管5bを介して気体供給口4dに連通している。気体供給手段5とホルダ7bも装置本体0側に設けられる。
気体供給手段5は、その作動により気体供給口4dを介して0.5〜1.0リットル/分程度の送風量で廃トナーに対して空気を送り込むようになっている。
これにより、気体流移送手段4としての粉体スクリューポンプにおけるトナー吐出側が負圧化されるので、廃トナーは、気体流移送手段4のロータ4cに向けて搬送し易くなり、且つ、廃トナー移送がより確実に行われる。
気体流移送手段4を通過した廃トナーは、混合気搬送経路6を介して廃トナー回収タンク18に搬送される(図1参照)。
【0012】
混合気搬送経路6としては、例えば、軟質塩化ビニール、ナイロン、テフロン等のフレキシブルで、且つ、耐トナー性に優れた材料を用いることが有効である。
従って、廃トナーの移送方向は上下左右の任意の方向に選択することができ、通常は、廃トナーの移送量は5g〜20g/分、廃トナーの移送距離は最大2m程度に設定されている。
また、この形態例では、クリーニング手段3の構成部品の寿命とほぼ一致する寿命を有する気体流移送手段4のステータ4bとロータ4cは、クリーニングユニット300側に一体に設けられている。
構成部品の寿命が比較的長くメンテ間隔の長い気体供給手段5と、混合気搬送経路6及び廃トナー回収タンク18は、装置本体O側に設けられる。
クリーニングユニット300側に設けられた着脱手段7としての第1着脱手段7a(カップリング)と、装置本体0に設けられた第2着脱手段7bとしてのホルダにより、気体流移送手段4の回収トナー通路4eの開口部4e1と装置本体0側の回収トナー通路Oaを着脱可能に連通する。
【0013】
図4はクリーニングユニット側と装置本体側との連結部の分離状態の構成を示す外観図であり、図5はクリーニングユニット側の要部断面図である。クリーニングユニット300側には、クリーニング手段3と共に気体流移送手段4のホルダ4aとステータ4bとロータ4c、及び回収トナー(T)の落下防止を兼ねた第1着脱手段7aのカップリングが設けられている。
装置本体O側には、気体供給手段5に連結した気体供給管5bが連結した気体供給口4d及び廃トナー回収タンク18に連結した混合気搬送経路6及び上記第2着脱手段7bのホルダが側板Ocに設けられている。
着脱手段7としての第1着脱手段7aと第2着脱手段7bが図4、図5のように離れている状態では、気体流移送手段4を構成する回収トナー通路4eの開口部4e1内のトナーTは開放状態にあって落下し易くなっているが、この場合、第1着脱手段7aのカップリングは、ホルダ4aの外周に嵌合して軸方向に進退可能に支持されると共に、ホルダ4aによって一端を支持された弾性部材7a1のスプリングにより矢印Dで示す突出方向に付勢されて移動しているので、該トナーTが落ちることが防止される。
又、図示しないが、第1着脱手段7aのカップリングの一部分をホルダ4aの矢印D方向に伸縮可能な蛇腹構造にして、第1着脱手段7aの移動量を長くすることによりトナー落ちを確実に防止することが出来る。
【0014】
図6は、クリーニングユニット側と装置本体側とが連結した状態を示す断面図であり、この連結状態では着脱手段7としての第1着脱手段7aと第2着脱手段7bが完全に接した状態にあり、弾性部材7a1のスプリングが圧縮され、ステータ4b、ロータ4cが、第2着脱手段7bの回収トナー通路Oa内に入る状態でセットされて、回収トナー通路Oa内に気体供給手段5から供給される気体を気体供給口4dから吐出して、気体流移送手段4により移送する回収トナーとその回収トナーを流動化する気体供給手段5から供給される気体とからなる混合気を、移送口7b2から混合気搬送経路6に送り出して移送する。
【0015】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、請求項1の発明によれば、着脱手段は、装置本体に着脱可能なクリーニング手段と気体流移送手段を一体にしたクリーニングユニット側に設けられた第1着脱手段と、上記装置本体側に設けられた第2着脱手段とからなり、これらはチューブ状の管体を着脱する作業を不要とするので、クリーニング手段を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的且つ簡単に分離されて操作者の手等が汚れることもなくメンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストにもなる。クリーニング手段と気体流移送手段をユニット化することができるので、交換作業が容易となる。つまり、クリーニング手段と近似した寿命を有する気体流移送手段側の部品をクリーニング手段と一緒に交換することができ、手間が省ける。
【0016】
請求項2においては、上記第1着脱手段は、上記気体流移送手段のホルダの軸方向に進退して上記第2着脱手段の受口と嵌合可能であって、該第1着脱手段が上記装置本体側へ移動した時に上記第2着脱手段の受口と嵌合する。このため、クリーニング手段を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的に分離されて操作者の手等が汚れることもなく、着脱手段の第1着脱手段と第2着脱手段が離れて気体流移送手段の回収トナー通路の開口部が開放状態になったとしても回収トナーのトナー落ちが防止され、メンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストにもなる。
請求項3においては、上記第1着脱手段は、上記気体流移送手段のホルダの軸方向に伸縮可能であって、該第1着脱手段が伸長した時に第2着脱手段の受口と嵌合するので、クリーニング手段を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的に分離されて操作者の手等が汚れることもなく、着脱手段の第1着脱手段と第2着脱手段が離れて気体流移送手段の回収トナー通路の開口部が開放状態でも回収トナーのトナー落ちが確実に防止されメンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストにもなる。
請求項4においては、上記第2着脱手段は、装置本体側の回収トナー通路と、上記回収トナー通路内に気体供給手段から供給される気体を吐出する気体供給口と、上記気体流移送手段により移送される上記混合気を混合気搬送経路に送り出す移送口とからなるので、クリーニング手段を、交換のために装置本体から引き出す際、混合気搬送経路と気体流移送手段が自動的に分離されて操作者の手等が汚れることもなくメンテナンス性が良く、クリーニングユニットも低コストにもなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例の画像形成装置の全体概略構成を説明する図。
【図2】本発明の画像形成装置に使用するクリーニング手段の一例の構成図。
【図3】本発明の形態例のクリーニング手段と気体流移送手段等の分解斜視図。
【図4】本発明の形態例のクリーニングユニット側と装置本体側との連結部の分離状態の構成を示す外観図。
【図5】本発明の実施の形態例のクリーニングユニット側の要部断面図。
【図6】本発明の実施の形態例のクリーニングユニット側と装置本体側とが連結した状態を示す断面図。
【図7】従来の粉体スクリューポンプの一例の要部構成図。
【図8】クリーニング装置、及び粉体スクリューポンプを含むトナーリサイクル機構を中心とした部品群の位置関係を示す分解斜視図。
【符号の説明】
0 装置本体、0a 回収トナー通路、Ob 本体カップリング、0c 側板、1 画像担持体、2 転写手段、3 クリーニング手段、3a クリーニングブレード、3b ブラシローラ、3c 筐体、3d 回収トナー排出部材、3eブラシローラ駆動カップリング、3f ギヤ、3g 前側板、3h 後側板、3i ギヤ、4 気体流移送手段、4a ホルダ、4b ステータ、4c ロータ、4d 気体供給口、4e 回収トナー通路、4e1 開口部、5 気体供給手段、5a 吐出口、5b 気体供給管、6 混合気搬送経路、7 着脱手段、7a 第1着脱手段、7a1 弾性部材、7b 第2着脱手段、7b1 受口、7b2 移送口、8 主帯電器、9 原稿読み取りユニット、10 書き込みユニット、11 現像ユニット、12 給紙部、13 分離帯電器、14 除電ランプ、15 転写紙吸着搬送ベルト、16 定着器、17 排紙部、18 廃トナー回収タンク、30 転写紙吸着搬送ベルト表面清掃用クリーニング手段、300 クリーニングユニット、1000 装置本体、1003 クリーニング装置、1003d 回収トナー排出部材、1004 粉体スクリューポンプ、1004a ホルダ、1004b ステータ、1004c ロータ、1004d気体供給口、1005 エアーポンプ、1005a 吐出口、1005b 空気供給管、1006 混合気搬送経路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying machine or a multifunction peripheral thereof, and more particularly, to a collected toner obtained by collecting toner remaining on an image carrier after a transfer process in an electrophotographic system. The present invention relates to an image forming apparatus provided with a toner recycling mechanism that transfers a gas mixture with a gas and reuses the mixture for image formation.
[0002]
[Prior art]
The collected toner obtained by collecting the toner remaining on the image carrier after the transfer process in the electrophotographic image forming unit by the cleaning device is supplied to the developing device for reuse or collected in a waste toner container. Such an image forming apparatus is well known.
In addition, in order to transfer the collected toner to a collected toner storage unit provided separately from the cleaning device, a collected toner storage unit is provided near the collected toner discharge unit of the cleaning device, and is mainly transferred to the collected toner storage unit by gravity. A technique is known in which the collected toner discharge portion of the cleaning device is connected to a collected toner storage portion provided separately from the cleaning device by a pipe, and the collected toner is collected by a coil screw provided inside the pipe. A technique for transferring toner to a developing device or a collected toner storage unit is also known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-175488).
By the way, it is known that toner used in an electrophotographic image forming apparatus usually has extremely poor fluidity and is difficult to transfer.
In addition, in the collected toner collected by the cleaning device, foreign matters such as paper powder are mixed in addition to the toner, so that the fluidity is further deteriorated.
Originally, when transferring the collected toner, it is not desirable to apply a large mechanical stress to the collected toner. That is, when an abnormal stress is applied to the recovered toner, the recovered toner causes blocking or crushing due to thermal fusion, and thus, the transfer is not only impossible, but also a transfer member or a drive member such as a coil, a screw, or a pipe. There are prisoners who are damaged. Therefore, when transferring the collected toner, it is important to devise as much as possible so that abnormal mechanical stress is not applied to the collected toner.
However, in the conventional collected toner transfer device, as described above, the collected toner is transferred by the screw and the pipe, so that the mechanical stress by the screw and the mechanical stress by the friction generated between the screw and the pipe are extremely low. I had to get bigger.
[0003]
These mechanical stresses become worse as the transfer amount of the collected toner is increased, as the transfer distance of the collected toner is increased, and as the transfer direction of the collected toner is displaced. Needless to say, due to these mechanical stresses, the torque required to drive the screw becomes very large.
For this reason, in the conventional apparatus, when it is desired to increase the transfer amount of the collected toner, the screw and the pipe are made large and rotate at high speed, and when it is desired to increase the transfer distance or to displace the transfer direction, a plurality of screws and the pipe are connected. It was necessary to perform a multi-stage transfer for connection by using the same.
However, such a transfer method involves an increase in the number of parts, an increase in cost, a decrease in reliability, a decrease in maintenance and productivity of the apparatus, an increase in the size of the apparatus main body due to an increase in the installation volume of the collected toner transfer apparatus, and an increase in the apparatus installation. This has led to an increase in area.
Further, in a developing unit or a toner supply unit of a developing device, a technique of transferring powder such as a new developer or toner by using various shapes of paddles, buckets, coil screws, or the like is also known. As described above, there is also known a technique in which new toner is transferred by a powder screw pump called a so-called mono pump, which can transfer powder as a mixture of air and toner without using a coil screw (Japanese Patent Laid-Open No. 7-1995). 219329).
However, when transferring the collected toner by the coil screw, the coil screw must be extended to the vicinity of the developing device or the collected toner storage unit, and furthermore, the transfer must be bent in order to guarantee the reliable rotation of the coil screw. Since the path cannot be used, it is necessary to secure a transfer path that is a linear transfer or a large curved transfer, and the installation position of the collected toner storage unit is preferably lower than the horizontal direction with respect to the collected toner discharge unit of the cleaning device. is there.
Further, the coil screw generates a very large frictional load between the coil screw and the pipe due to its rotational driving torque. However, it is difficult to reduce the frictional load or to transfer the coil screw over long distances, and the components are large, complicated and durable. And it is difficult to operate the apparatus during maintenance. In addition, the image forming apparatus to which such a transfer means can be applied is not only limited in size, complexity, and cost, but also due to restrictions on the amount of stored toner and the like due to restrictions on piping and mounting positions. There were problems such as being limited to low-speed models with a small amount.
[0004]
On the other hand, the present applicant transfers the collected toner collected from the cleaning device as a mixture of gas and air with a powder screw pump called a so-called mono pump, which can transfer the powder, so that the device can be downsized. A technique has been proposed that satisfies the quality, performance, and function of the cleaning device and eliminates the above-described problem of transfer of the collected toner due to a coil screw or the like.
FIG. 7 is a main part configuration diagram of an example of the conventional powder screw pump. In FIG. 7, a
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a positional relationship of a group of components centering on a toner recycling mechanism including a cleaning device and a powder screw pump, and is commonly known as capable of transferring collected toner as a gaseous mixture with air. A
When removing the
Although it is ideal to unitize the
In addition, if the
When the cleaning device and the toner recycling mechanism are unitized, when the cleaning device is pulled out of the main body to replace the cleaning device, the separation operation of the collection toner tube and the powder screw pump in the air-fuel mixture transport path is performed. There has been a problem that hands and the like are stained by the toner, maintenance properties are deteriorated, and cost increases when the unit is formed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional image forming apparatus, when the cleaning device is pulled out of the device body for replacement, if the separating operation of the collected toner tube and the powder screw pump in the air-fuel mixture conveyance path is performed, the collected toner is hand-washed. However, there is a problem that the unit is dirty and the maintenance property is poor, and if the unit is formed, the cost increases.
Therefore, an object of the present invention is to solve such a problem. That is, when the cleaning unit is pulled out of the apparatus main body for replacement, the air-fuel mixture transfer path and the gas flow transfer unit are automatically separated, so that the operator's hands and the like are not stained and the maintenance performance is good, and the cleaning unit is also provided. It is an object to provide a low-cost image forming apparatus.
In addition, since the stator and the rotor of the gas flow transfer means having a service life substantially equal to the service life of the components of the cleaning means are provided integrally on the cleaning unit side, there is no waste of discarding parts having different service lives at once. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 is to transfer the collected toner obtained by removing the toner remaining on the image carrier by a cleaning unit after the transfer step in the electrophotographic method as a gaseous mixture with a gas and re-use the gas. In an image forming apparatus provided with a toner recycling mechanism for using or discarding, an image carrier for carrying a toner image, a transfer unit for transferring the toner image formed on the image carrier to a transfer body, and the transfer device Cleaning means for removing and collecting residual toner remaining on the image carrier after transfer by means, and gas flow transfer means for fluidizing and transferring the collected toner removed by the cleaning means as a gaseous mixture with gas. , A mixed gas transport path for transporting the recovered toner that has passed through the gas flow transport means; Gas supply means for supplying a gas for fluidizing the collected toner transferred by the gas flow transfer means, wherein an opening of the collected toner passage of the gas flow transfer means is provided on the cleaning means side, An opening of the collected toner passage on the unit side, and a detachable unit for detachably communicating the collected toner passage on the apparatus main body side connected to the air-fuel mixture conveyance path, The attachment / detachment means includes a first attachment / detachment means provided on the cleaning unit side in which cleaning means and a gas flow transfer means are detachably attached to the apparatus main body, and a second attachment / detachment means provided on the apparatus main body side. It is characterized by the following.
Claim Four The invention is claimed 1, 2, or 3 In the image forming apparatus described above, the second attaching / detaching means includes a collected toner passage on the apparatus main body side, a gas supply port for discharging gas supplied from a gas supply means into the collected toner passage, and the gas flow transfer means. The above mixture transferred by the above And a transfer port for sending the mixture to a mixture transport path.
[0007]
[Action]
The image forming apparatus configured as described above, In claim 1, the attaching / detaching means is The cleaning means comprises a first attaching / detaching means provided on the cleaning unit side, in which the cleaning means and the gas flow transfer means are detachably attached to the apparatus main body, and a second attaching / detaching means provided on the apparatus main body side. Is removed from the apparatus body for replacement, the mixture transport path and the gas flow transfer means are automatically separated, so that the operator's hands and the like are not stained and the maintenance performance is good, and the cleaning unit and the cost are low. Image forming apparatus can be provided.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. A photosensitive drum 1 as an image carrier is rotatably supported on a side plate (not shown) and is driven by a driving unit (not shown). It is driven to rotate clockwise in the direction of arrow A.
After the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the main charger 8, the photosensitive drum 1 is exposed by image information of light obtained by reading a document image on the contact glass CG by the document reading unit 9. In this example, the light image information is irradiated on the photosensitive drum as light emitted from the
Incidentally, the photoconductor drum 1 may be an endless belt-shaped photoconductor. Further, if the
A transfer unit as a
[0009]
At this time, the transfer residual toner slightly remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the
As shown, a plurality of image forming units for performing such an electrophotographic image forming operation are arranged side by side, that is, in a tandem shape.
Therefore, each image forming unit operates with a predetermined time difference in each image forming order. This time difference is set by sequentially shifting the exposure start timing for each photosensitive drum when the exposure according to the image information is mainly performed on the photosensitive drum 1.
The transfer paper (P) sent from the
In addition, after the transfer paper (P) is separated from the photosensitive drum, the toner attached to the outside of the transfer image portion remaining on the surface of the transfer paper suction and conveyance belt 15 is removed by the transfer paper suction and conveyance belt surface cleaning means 30. Then, like the toner removed by the cleaning means 3 for the photosensitive drum, the toner is treated as waste toner.
[0010]
FIG. 2 is a configuration diagram of an example of the cleaning unit. The
Residual toner scraped off from the photosensitive drum 1 or from the transfer paper suction / conveyance belt 15 (not shown) is used as waste toner to clean the
[0011]
FIG. 3 is an exploded perspective view of the cleaning means and the gas flow transfer means and the like according to the embodiment of the present invention. The rotational driving force from a main driving source (main motor) (not shown) provided in the apparatus main body O is applied to the main body coupling. It is transmitted to the brush roller drive coupling 3e via Ob.
The
In this embodiment, an air pump as the gas supply means 5 is arranged on the apparatus main body O side, and the discharge port 5a of the gas supply means 5 communicates with the
The gas supply means 5 sends air to the waste toner through the
As a result, the toner discharge side of the powder screw pump serving as the gas flow transfer means 4 is set at a negative pressure, so that the waste toner is easily transported toward the rotor 4c of the gas flow transfer means 4, and the waste toner transfer is performed. Is performed more reliably.
The waste toner that has passed through the gas flow transfer means 4 is transported to the waste
[0012]
It is effective to use a flexible and excellent toner-resistant material such as soft vinyl chloride, nylon, and Teflon, for example, as the mixture-
Therefore, the transfer direction of the waste toner can be selected in any direction of up, down, left, and right. Usually, the transfer amount of the waste toner is set to 5 g to 20 g / min, and the transfer distance of the waste toner is set to about 2 m at the maximum. .
Further, in this embodiment, the
The gas supply means 5 having a relatively long service life of the component parts and a long maintenance interval, the air-fuel
The collection toner passage of the gas
[0013]
FIG. 4 is an external view showing a configuration of a connection state between the cleaning unit side and the apparatus main body side in a separated state, and FIG. 5 is a sectional view of a main part on the cleaning unit side. On the
On the side of the apparatus main body O, a
When the first attaching / detaching
Although not shown, a part of the coupling of the first attachment / detachment means 7a is formed in a bellows structure which can be extended and contracted in the direction of arrow D of the holder 4a, and the amount of movement of the first attachment / detachment means 7a is increased to ensure that toner drops. Can be prevented.
[0014]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the cleaning unit side and the apparatus main body side are connected to each other. In this connection state, the first mounting / dismounting means 7a as the mounting / detaching means 7 and the second mounting / demounting means 7b are completely in contact with each other. The spring of the elastic member 7a1 is compressed, and the
[0015]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, According to the invention of claim 1, the attaching / detaching means is It comprises a first attaching / detaching means provided on the cleaning unit side, in which cleaning means and a gas flow transferring means are detachably attached to the apparatus main body, and a second attaching / detaching means provided on the apparatus main body side. When the cleaning means is pulled out of the apparatus body for replacement, the air-fuel mixture transfer path and the gas flow transfer means are automatically and easily separated from each other, so that the cleaning means is not required. However, there is no contamination, the maintenance is good, and the cleaning unit is low in cost. Since the cleaning means and the gas flow transfer means can be made into a unit, replacement work becomes easy. In other words, parts on the gas flow transfer means side having a life similar to that of the cleaning means can be replaced together with the cleaning means, thereby saving labor.
[0016]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an example of a cleaning unit used in the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a cleaning unit, a gas flow transfer unit, and the like according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an external view showing a configuration of a connection state between a cleaning unit side and an apparatus main body side according to an embodiment of the present invention in a separated state.
FIG. 5 is a sectional view of a main part on the cleaning unit side according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state in which the cleaning unit side and the apparatus main body side according to the embodiment of the present invention are connected to each other.
FIG. 7 is a configuration diagram of a main part of an example of a conventional powder screw pump.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a positional relationship of a group of components centering on a toner recycling mechanism including a cleaning device and a powder screw pump.
[Explanation of symbols]
0 apparatus main body, 0a collected toner passage, Ob main body coupling, 0c side plate, 1 image carrier, 2 transfer means, 3 cleaning means, 3a cleaning blade, 3b brush roller, 3c housing, 3d collected toner discharge member, 3e brush Roller drive coupling, 3f gear, 3g front side plate, 3h rear side plate, 3i gear, 4 gas flow transfer means, 4a holder, 4b stator, 4c rotor, 4d gas supply port, 4e recovery toner passage, 4e1 opening, 5 gas Supply means, 5a discharge port, 5b gas supply pipe, 6 mixture passage, 7 attaching / detaching means, 7a first attaching / detaching means, 7a1 elastic member, 7b second attaching / detaching means, 7b1 receiving port, 7b2 transfer port, 8 main charger , 9 Document reading unit, 10 Writing unit, 11 Developing unit, 12 Paper feed unit, 13 Separator charger, 14 Static elimination run , 15 transfer paper suction and conveyance belt, 16 fixing device, 17 paper discharge section, 18 waste toner collection tank, 30 transfer paper suction and conveyance belt surface cleaning cleaning means, 300 cleaning unit, 1000 apparatus main body, 1003 cleaning device, 1003d recovered toner Discharge member, 1004 powder screw pump, 1004a holder, 1004b stator, 1004c rotor, 1004d gas supply port, 1005 air pump, 1005a discharge port, 1005b air supply pipe, 1006 mixed gas transport path
Claims (4)
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