JP3667941B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、2成分現像剤を用いるプリンター、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像形成装置に広く採用されている乾式の現像装置では、高品質のコピー画像を得るのに適するとして、帯電キャリア粒子と当該キャリア粒子に摩擦帯電的に付着する帯電トナー粒子とからなる2成分現像剤が多く使用されている。このような2成分現像剤を用いる場合、該現像剤のうち、現像を繰り返す毎に消費されるトナー分の補充の問題だけでなく、キャリア粒子についても考慮しなければならない。例えば、繰り返し使用されることで、摩擦帯電特性を強化すべくキャリア粒子表面に施されていた被覆物が剥がれ、キャリアとして劣化する問題がある。
【0003】
このキャリアが劣化すると、良好な現像が得られなくなるため、現像剤を交換する必要が生ずる。現像剤を交換する場合、従来では画像形成装置を一旦停止してから作業で行っているため、稼働時間が中断されることになる。従って、現像剤の交換回数をできるだけ少なくすることが要望されており、この要望に簡単に答えられる方法としては、現像剤を大量に収容できる現像ユニットを設けることである。
【0004】
また、画像形成装置では可視像転写後に像担持体に残留するトナーを除去するるためクリーニング装置を設けている。そして、クリーニング装置の多くは回収したトナーをトナー回収タンクに収納しており、この方式ではトナー回収タンクがトナーで満杯になると少なくとも回収タンクを破棄するように構成している。この場合も稼働時間が中断されるため、トナー回収タンクもその破棄作業回数をできるだけ少なくすべく、その大型化が望まれている。
【0005】
このように、従来の画像形成装置では現像ユニット及びトナー回収タンクの大容量化が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置自体はコンパクト化が叫ばれており、画像形成装置自体の大きさが変わらずもしくはコンパクト化したときに、現像ユニット及びトナー回収タンクを大型化することは実質上不可能であった。また、近年資源の有効利用のため、クリーニングにより回収されたトナーを再利用することが求められている。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、貯蔵現像剤の大容量化を果たし、回収トナーを容易に再利用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している。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、像担持体と対向配置され、トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像装置と、前記像担持体に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを具備する画像形成装置において、前記現像装置と別に設けられた現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部材と、該現像剤貯蔵部材内の現像剤を前記現像装置に補給するために移送する現像剤補給移送手段と、収容したトナーを前記現像剤貯蔵部材に補給するトナー収容部とを有し、前記現像剤貯蔵部材及び前記トナー収容部が画像形成装置本体に対して独立して設けられているとともに、前記現像剤貯蔵部材には第1の移送手段により前記現像剤担持体の前記像担持体対向部を通過した現像剤が移送され、前記トナー収容部には第2の移送手段により前記クリーニング手段で回収されたトナーが移送されて未使用トナーと混合されることを特徴としている。
【0009】
なお、本発明は前記第1及び第2の移送手段が、回転することにより軸方向に現像剤またはトナーを移動させるロータを備えたスクリューポンプ手段と、該スクリューポンプ手段によって移動する現像剤またはトナーを拡散状態で流動させるための空気供給手段とを有すると、効果的である。
【0010】
さらに、本発明は前記現像装置と前記現像剤貯蔵部材間の現像剤の移送及びクリーニング手段から前記トナー収容部へのトナーの移送がフレキシブルな移送部材を介すると、効果的である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。なお当然ながら、以下の例は、本発明を例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0012】
図1は、本発明に係る画像形成装置として、複写機の全体構成を示す概略図である。
図1において、複写機102は、像担持体としての感光体103の周囲に、矢印で示す回転方向に沿って、帯電装置104、露光装置105(デジタル式の場合には画像信号に応じた光書き込み装置)、現像装置106、転写ベルト装置107、クリーニング装置108を配置している。露光装置105は、複写機102の上面に設置されている原稿載置台105Aに載置された原稿を露光するための光源、反射鏡及び結像レンズを含む露光光学機構105Bを備え、原稿に応じた静電潜像を感光体103上に形成するようになっている。
【0013】
感光体103上に形成された静電潜像は、現像装置106によって可視像処理され、給紙装置109から給送されてくる記録紙に転写ベルト107上で静電転写される。転写された記録紙は定着装置110によって定着されて排紙される。この複写機102には、転写後に転写ベルト107に残留したトナー等を除去するクリーニング装置や感光体表面上の残留トナーを除去するクリーニング装置108が更に備えられている。また、給紙装置109は異なるサイズの記録紙を収容可能な給紙カセットを複数個備えており、選択されたサイズの用紙が給紙されるようになっている。
【0014】
上記現像装置106を断面的に詳細に示す図2において、現像装置106には感光体103に向けられた開口から一部が露出するように、現像剤担持体としてのマグネット内蔵現像ローラ2が配設されている。このマグネットは、現像ローラを時計と見做した場合に、図2においてほぼ7時方向の感光体103と対向する向きに現像主極P1、ほぼ6時と4時の方向にそれぞれ現像剤搬送用磁極P2,P3、ほぼ2時及び1時の方向にそれぞれ第1搬送ローラ21への現像剤受け渡し用の磁極P4,P5(磁極P5は省略可)、ほぼ9時の方向の現像ドクタ8に対向する向きに現像剤規制のための磁極P6がそれぞれ形成されている。各磁極の磁性は、例えばP1がN、P2がS、P3がN、P4がS、P5がN、P6がSである。
【0015】
そして、現像ローラ2の上方であって、現像ローラ内マグネットの磁極がなく、磁力が他の方向よりも格段に小さい方向範囲において、剤受け部材として上方が開口した樋状の剤受けケース24が配設されている。この剤受けケース24の幅方向の中心に位置する最下部は、現像ローラ2の12時方向よりも11時側にずれている。この剤受けケース24には、後述する横撹拌手段としての横撹拌ユニットが設けられている。剤受けケース24の右側には、ケース右側壁に沿って、第1ないし第3搬送ローラ21,22,23が配設され、これらローラによって、現像ローラ2から現像剤を除去し、且つ除去した現像剤を第2現像剤受けケース50の上部開口の右端部まで汲み上げる汲み上げ搬送手段を構成する。
【0016】
第1搬送ローラ21は、図2での1〜2時の方向から現像ローラ2に対向し、この第1搬送ローラ21に第2搬送ローラ22が対向し、更に第2搬送ローラ22に上方から第3搬送ローラ23が対向する。これら第1〜第3搬送ローラ21,22,23は、互いに同一の構造を有しており、上記第2剤受けケース50とは反対側で現像剤を搬送するように、それぞれ内部に回転不能のマグネットを収容している。
【0017】
剤受けケース24の左側では、現像装置106のケース28内面との間に所定の間隔を有しており、この間隔部分をもって、剤受けケース24の左側壁上端部を越えてオーバーフローした現像剤の現像ローラ2表面への現像剤搬送通路40になっている。この通路の途中に位置するユニットケース28の内面は傾斜面となっており、検知面29aがこの傾斜面のほぼ同一面になるようにトナー濃度センサ29が設けられている。このトナー濃度センサ29は、現像剤の透磁率変化に基づいてトナー濃度を検知するものである。トナー濃度センサ29により検知されたトナー濃度値は基準値と比較され、検知濃度が所定値を下回った場合にはトナー不足状態と認識して、その不足分に応じた大きさのトナー補給信号が図示していないトナー補給回路に出力されるようになっている。
【0018】
また、現像装置106内での現像剤の横撹拌搬送は、例えば図面の奥側から手前側へ現像剤を送る外側の撹拌板部26a及び螺旋状スクリュー部26bと、手前側から奥側へ現像剤を送る内側の搬送スクリュー27とのバランスで成り立っている。この横撹拌ユニットはデュアルミキサーであり、外側スクリューパドル25は中空円筒部26と、当該中空円筒部26の周面から放射状に延びる複数の軸線と平行な撹拌板部26aと中心軸方向に沿い奥側から手前側に向けて現像剤を搬送する螺旋状のスクリュー部26bとを備え、この中空円筒部26内に、中心軸方向に沿って手前側から奥側へ現像剤を搬送する上記内側スクリュー27が収容されている。上記中空円筒部26の手前側の側端部にはスクリュー26bで搬送されてきた現像剤を中空内部に進入させる図示していない剤取り込み口が形成され、奥側端部には内側スクリュー27で奥側端部まで搬送された現像剤を外部に排出させる図示していない剤排出口が形成されている。
【0019】
以上のような構成において、現像ローラ2に担持されて感光体103の対向位置を通過した現像剤は、第1搬送ローラ21によって現像ローラ2上からほぼ100%除去され、しかる後に第2搬送ローラ22に受け渡され、更に第3搬送ローラ23に受け渡されて、遠心力などで第2剤受けケース50の右側上端縁を越えて第2剤受けケース50内に流下する。流下した現像剤は、ケース50内に溜り、横搬送スクリュー51によって装置手前側まで送られる。図3に示すように、そのように搬送された現像剤は、第2剤受けケース50の下面に明けられた孔より剤溜り52に落下して溜められ、更に自身の自重と、横搬送スクリュー54により第1移送手段としての第1粉体ポンプ55に搬送される。
【0020】
この第1粉体ポンプ55には、従来公知の通称「モーノポンプ」と呼ばれるスクリューポンプが用いられる。当該粉体ポンプは、横搬送スクリュー54と連結された螺旋棒状のローター58と、当該ローター58を包み込むように配置され当該ローターのための回転空間を有し当該ローターと部分的に接触係合するステータ59と、このステータ59を保持するホルダ60と、歯車列を介して横搬送スクリュー54とつながった駆動モータ56等から構成される。ステータ59はゴム等の弾性体からなる。
【0021】
粉体ポンプのホルダ60の内周壁面とステータ59の外周面の間には、1mm程度の隙間があり、この隙間は現像剤通路(吐出部)61に連通しており、当該隙間を介して現像剤通路61へ吹き込むように、エアー供給口62が設けられている。図4に示されるように、エアーポンプ63が作動するとチューブ65、エアー供給口62を介して循環現像剤に所定の送風量でエアーが吹き込まれ、これにより、粉体ポンプ55の通路61から出る現像剤は流動化が促進され、粉体ポンプ55での現像剤移送が確実なものとなる。そして、粉体ポンプ55を通過した現像剤は、耐トナー性に優れたフレキシブルパイプ67を介して現像剤補給ユニット66(図1)に移送される。
【0022】
複写機102から着脱自在な現像剤補給ユニット66の概略構成を正面から透視的に示した図5及び横断面的に示した図6において、当該ユニットには現像剤貯蔵部材としての現像剤貯蔵タンク68が内蔵され、この貯蔵タンク68の上部へ上記フレキシブルパイプ67を介して循環現像剤が放出される。また、貯蔵タンク68の最下部には、ほぼその全幅にわたって収容現像剤を現像剤補給移送手段としての粉体ポンプ75に移動するための搬送スクリュー69が配設されており、粉体ポンプ75の作動によって、現像剤はフレキシブルパイプ77を介して現像装置106へ向けて送り出される(図1参照)。粉体ポンプ75は、第1粉体ポンプ55と同様の通称「モーノポンプ」と呼ばれるスクリューポンプを用いており、搬送スクリュー69は図5に示すように、粉体ポンプ75のロータに直結し、螺旋羽根をその軸に備えている。粉体ポンプ75の構造は、上記第1粉体ポンプ55の構造と同一であるので、その詳細な説明は省略する。また、貯蔵タンク68の内部には搬送スクリュー69の上方に撹拌移送手段71が配設されている。
【0023】
現像剤貯蔵タンク68には、貯蔵されている現像剤に対してトナーを補給するためのトナー収容器72が設けられている。このトナー収容器72にはバージントナーとクリーニング装置108で除去された回収トナーとが収容されている。そして、現像剤貯蔵タンク68にはトナー濃度センサ73が設置され、トナー濃度が一定値を下回って場合、トナー収容器72からトナーが補給される。なお、トナー濃度センサ73は上記トナー濃度センサ29と基本的に同じ構造を有している。
【0024】
上記クリーニング装置108は、図7に示すように、感光体103上からクリーニングブレード及びブラシ等のクリーニング部材によって掻き落したトナーを、回収トナーとして感光体クリーニング装置108の構造体とトナーガイド部材を兼ねた筐体90内に回収し、この筐体90の底部に配設された回収トナー排出部材91により、第2移送手段としての第2粉体ポンプ92に移送する。
【0025】
この第2粉体ポンプ92には、第1粉体ポンプ55と同様に構成された通称「モーノポンプ」と呼ばれるスクリューポンプであり、粉体ポンプ92を通過した回収トナーは、耐トナー性に優れたフレキシブルパイプ97を介して現像剤補給ユニット66のトナー収容器72に移送される。そして、この回収トナーは
トナー収容器72内に予め収容されている未使用トナーと混合されて現像剤貯蔵タンク68に補給され、再び使用される。
【0026】
かくして、クリーニング装置108により回収されたトナーをトナー収容器72に移送することで回収トナーを再利用することができる。なお、図1に示す複写機には転写ベルト装置107にベルトクリーニング手段(図示せず)が設けられており、転写ベルト装置107で回収したトナーもトナー収容器72に移送して再使用することができる。このとき、1つの移送手段によって感光体クリーニング装置108と転写ベルト装置107とで回収したトナーを搬送するように構成することもできる。
【0027】
【発明の効果】
本発明に係る画像形成装置によれば、現像装置とは独立した位置に現像剤貯蔵部材を配置し、当該現像剤貯蔵部材と現像装置とを現像剤が循環可能なように少なくとも一部がフレキシブルな移送経路を介して連結し、所謂モーノポンプが現像装置と現像剤貯蔵部材の少なくとも一方に付設されるので、貯蔵現像剤の大容量化を果たし、クリーニング装置により回収されたトナーを再利用することができる。また、現像剤貯蔵部材を装置本体外の自由な場所に設置でき、更に現像剤の交換も容易となる。さらに、稼働を停止せずに現像剤等の補給が可能で、またメンテナンス時間を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略的な概念図である。
【図2】図1の画像形成装置に装着された現像装置の拡大端面図である。
【図3】図2の現像装置の横搬送スクリューと粉体ポンプの接続関係を示す概略図である。
【図4】現像装置と粉体ポンプとエアーポンプの関係を示す概略斜視図である。
【図5】現像剤補給ユニットの概略構成の正面透視図である。
【図6】図5の現像剤補給ユニットを横断面図である。
【図7】図1の画像形成装置に装着されたクリーニング装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
55,75,92 粉体ポンプ
58 ローター
63 エアポンプ
66 現像剤補給ユニット
67 現像装置から現像剤補給ユニットへの現像剤移送用フレキシブルパイプ
97 クリーニング装置から現像剤補給ユニットへの現像剤移送用フレキシブルパイプ
103 感光体
106 現像装置
108 クリーニング装置
Claims (3)
- 像担持体と対向配置され、トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像装置と、前記像担持体に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを具備する画像形成装置において、
前記現像装置と別に設けられた現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部材と、該現像剤貯蔵部材内の現像剤を前記現像装置に補給するために移送する現像剤補給移送手段と、収容したトナーを前記現像剤貯蔵部材に補給するトナー収容部とを有し、前記現像剤貯蔵部材及び前記トナー収容部が画像形成装置本体に対して独立して設けられているとともに、前記現像剤貯蔵部材には第1の移送手段により前記現像剤担持体の前記像担持体対向部を通過した現像剤が移送され、前記トナー収容部には第2の移送手段により前記クリーニング手段で回収されたトナーが移送されて未使用トナーと混合されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1及び第2の移送手段が、回転することにより軸方向に現像剤またはトナーを移動させるロータを備えたスクリューポンプ手段と、該スクリューポンプ手段によって移動する現像剤またはトナーを拡散状態で流動させるための空気供給手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記現像装置と前記現像剤貯蔵部材間の現像剤の移送及びクリーニング手段から前記トナー収容部へのトナーの移送がフレキシブルな移送部材を介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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14676997A JP3667941B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14676997A JP3667941B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10333519A JPH10333519A (ja) | 1998-12-18 |
JP3667941B2 true JP3667941B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=15415143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14676997A Expired - Lifetime JP3667941B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3667941B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7197263B2 (en) * | 2003-09-18 | 2007-03-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Developer storage device and image forming apparatus |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP14676997A patent/JP3667941B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10333519A (ja) | 1998-12-18 |
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