JP4719474B2 - トナー搬送機構と画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー搬送機構および当該トナー搬送装置が組み込まれた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

特開平４−３６５０８３号公報 特開平９−２１２０５６号公報 特開２００２−３１１７７３号公報 特開２００１−６６８９４号公報

電子写真式画像形成装置においては、像担持体上に形成された静電潜像に対して粉体のトナーを用いて顕像化処理するにあたって、トナーを現像部へ供給し、また像担持体や現像部から廃トナーを回収するために、トナー搬送経路が画像形成装置内に配設されている。そして、オフィス環境の変化に伴って画像形成装置には省スペース化、小型化の要請が一段と大きくなっており、このような省スペース化、小型化の実現のために、トナー搬送経路もたっぷりとしたスペースを確保し難く、特に湾曲したトナー搬送経路でトナーブロッキングを発生する可能性を高めている。

昨今の画像形成装置のカラー化、高速化の進展とともに、所謂４連タンデム方式の画像形成装置（図１）が主流となってきている。しかしながら、４連タンデム方式の画像形成装置では、潜像担持体である感光体、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段を含む作像ユニットが４つ並んで配置されることとなり、また中間転写ベルトまたは転写ベルトが必要となり、モノクロ機が中心だった従来の状況に比べて、多くのユニットを機械本体に収めることが必要となり、必然的に機械が大型化してしまう。

また上記４連タンデム方式の装置では、特に廃トナーに関しては、クリーニング回収トナーを生じる場所が、４つの作像ユニットと転写ユニットの５個所となり、さらに廃トナー量も増えるので、その回収トナーの処理のために配管および廃トナー回収ボトルのスペースを必要とし、廃トナーボトルの効率的な配置および高効率充填化が求められ、省スペース化、小型化の障害となっている。また５個所の回収トナーを処理するために、トナー回収経路が複雑化し、回収トナーの受け渡し部等で必然的に形成されるトナー滞留部において、経時的にトナーブロッキング等の問題を発生させやすくなっている。

こうした問題に対して、従来機では、搬送スクリュー、搬送コイル等の搬送部材を、あらゆる搬送経路に設けて、トナー滞留を防止してきた（例えば特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、これらの方法では、トナー受け渡し部でのトナーの撹拌が十分ではなく、流動性の劣るトナーの場合や高温高湿環境下では、トナー受け渡し部でのトナー滞留が発生して、トナーブロッキング等の問題発生を防止し切れないでいた。図３に従来技術に係るトナー搬送経路の受け渡し部の一例を示す。このトナー受け渡し部は、図面において左下側から右斜め上方へトナーを搬送する第１の搬送スクリュー１と、その下方に位置し左上側から右斜め下方へトナーを搬送する第２の搬送スクリュー２との２本の搬送スクリューが夫々中空管に内包されて構成されている。このトナー搬送経路では、上側に位置する第１の搬送スクリュー１から、その中空筒の下部に形成された開口３を介して、下側に位置する第２の搬送スクリュー２へトナーを送り渡す受け渡し部において、それぞれの搬送スクリューの搬送能力および撹拌能力がない方向にトナーが受け渡されるために、トナー滞留が発生しやすく、流動性の悪いトナーや高温高湿環境下では、ともするとトナー滞留が発生して、さらに、そのトナー滞留が成長してトナーブロッキングといった問題を発生させる可能性がある。

クリーニング装置からトナー回収容器にトナーを搬送するトナー搬送装置のトナー搬送経路をフレキシブルに変形するよう構成する提案は上記特許文献１のほか、特許文献３にもある。しかしながら、搬送スクリューや搬送コイルの搬送能力や攪拌能力が連続しない個所でトナーが受け渡される場合には、トナー滞留の発生、トナーブロッキング化を回避することができずにいる。

トナー搬送経路内におけるトナーブロッキングを防止するために、例えば特許文献４では、中空管形状のトナー搬送経路と、当該トナー搬送経路に内包されて回転駆動によりトナー搬送経路の搬入口から搬入されたトナーを搬出口へ搬送する搬送コイルと、当該搬送コイルの回転駆動により当該搬送コイルと衝突して振動を発生する突起形状の突起部材とからなる構成が開示されている。このような衝撃発生機構はトナー搬送経路内のトナーブロッキングを防止するには有効であるが、音の発生が避けられず、オフィス環境にはマイナス点が大きな機構と言わざるを得ない。

本発明は、こうした問題に対して、トナー搬送経路のトナー受け渡し部でのトナー滞留を防止してトナーブロッキング等の問題発生を防止することを課題とするものである。

上記課題は、本発明にしたがって、第１トナー搬送部材と、当該第１トナー搬送部材からトナーを受け取る第２トナー搬送部材とを有し、第２トナー搬送部材が、湾曲部を有する中空パイプと、当該中空パイプに内包されたトナー搬送コイルとを有し、上記中空パイプについては、上記第１トナー搬送部材からトナーを受け取る領域が上記第１トナー搬送部材に向かって広がっており、且つ上記第１トナー搬送部材に対して鉛直下方に延び、鉛直方向下方に延びた先が湾曲しており、上記トナー搬送コイルについては、第１トナー搬送部材に向く端部が、上記中空パイプの広がった領域まで延在し、且つ振れ回りのために上記広がった領域の内壁に接触せずに自由端となっていることで、解決される。

上記第２トナー搬送部材の上記トナー搬送コイルの第１トナー搬送部材に向いた端部先端がコイル内径より内側に収められていれば、好ましい。

本発明によれば、鉛直下方に向く第１トナー搬送部材から第２トナー搬送部材のトナー受け渡し部において、第２トナー搬送部材の回転方向攪拌作用と、搬送経路内壁に接触しない自由端となった構成による回転振れ回り攪拌作用により、トナー滞留が防止でき、トナー詰まりを防止できる。

本発明の詳細を、図に示された例に基づいて以下に説明する。
先ず、本発明に係る画像形成装置を、記録方式が４連タンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置として説明する。図１において、図中、符号１００はプリンタ本体（画像形成装置本体とも称する）、２００はプリンタ本体１００を載せた給紙装置である。プリンタ本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体５４が設けられている。中間転写体５４は、例えばフッ素樹脂や帆布などの伸び難い材料で成るベース層の上に、例えばフッ素ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴムなどで成る弾性層を設け、その弾性層の表面に例えばフッ素系樹脂をコーティングして得た平滑性の良いコート層を備えて構成されている。そして、中間転写体５４は、複数の支持ローラに掛け回されて、回転搬送可能となっている。

本例では、複数のローラのうち、左端の支持ローラ５６の左側に、画像転写後に中間転写体５４上に残留する残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置が設けられている。また、右端の２次転写ローラ兼用支持ローラ５５と右端支持ローラ５６の間に張り渡された中間転写体５４の直ぐ下には、その搬送方向に沿って、ブラック・マゼンタ・シアン・イエローの４つの画像形成手段５０が横に並べられ配置され、タンデム画像形成部を構成している。タンデム画像形成部の下には、光書き込みユニット６０が設けられている。更に、光書き込みユニット６０の下には各作像プロセスに必要な高圧電源を供給する高圧電源ユニット、ホストコンピュータからの画像信号を内部の制御信号に変換するコントロールおよび装置全体の制御を行うエンジンコントロールを全て行う制御部３１が配されている。また、給紙装置２００に隣接して制御部３１の下方には、トナー回収ボトル３５が配置されている。

本例では、２次転写ローラ５５を通る用紙搬送路は縦搬送パスとして形成されており、給紙装置２００から送り出された用紙は、２次転写ローラ５５の個所で、トナーにより顕像化された画像情報を転写され、定着装置６１で加熱・加圧作用を受けた後、プリンタ本体１００の上面たる排出部へ排出される。なお図示例では、２次転写ローラ５５および定着装置６１の横に、用紙の裏面に画像を形成すべく用紙を反転する用紙反転機構が備えられ、両面画像形成の場合には排出部へ排出される代わりに反転路を経て用紙表裏を裏返した上で再び２次転写ローラ５５へ送り出される。

画像形成装置全体の機構としては、従来と基本的に同じであるので、説明の簡略化のため、上記構成以外の従来と同様な部分については省略し、以下では本発明と特に関わりのある部分について述べる。

上記画像形成手段５０から画像形成処理後の廃トナーをトナー回収ボトル３５へ搬送するためのトナー搬送経路は図１では描写を省略しているが、そのトナー搬送経路のトナー受け渡し部を図２に示す。このトナー受け渡し部には、上側の中空パイプ１１に内包されたトナー搬送スクリュー１２と、その鉛直下向きにコイル軸方向がある第２のトナー搬送コイル１３がある。トナー搬送コイル１３は、中空パイプ１１の端部近傍に形成された開口１４に連通し湾曲した中空パイプ１５に内包され、そのコイル軸方向は、先ず鉛直下方向へ延在し、中空パイプ１５の湾曲程度に一致して曲がっている。トナー搬送コイル１３の上記開口１４に対する端部は自由端となっている（図示を省略しているが、他端側は回転駆動をとるための軸部が回転自在に支持されている）。コイル自由端の先端部１３’がコイル径よりも内側に向けて折り込まれていればコイル先端が中空パイプ１５の内周面に当たることがなく、接触音が発生せずに好ましい。受け渡し部に対するトナー搬送コイル１３が鉛直方向に配されていることにより、上側の搬送スクリュー１２から下側の搬送コイル１３へトナーを受け渡す場合、受け渡し部において下側の搬送コイル１３のトナー搬送方向がトナーを受け渡される方向に一致することとなり、トナー搬送の連続性が確保され、さらには受け渡し部でのトナー攪拌作用が十分に発生する。

さらにこの受け渡し部では、下側のトナー搬送コイル１３の端部が自由端になっていることで、コイルが振れ回り、受け渡し部でのトナーの撹拌作用が一層効果的になる。十分な振れ回りを実現するために、コイル側の中空パイプ１５の受け渡し部近傍が逆テーパー状に広がっている。以上のような構成によって、トナー滞留が発生せず、流動性の悪いトナーが搬送される場合や高温高湿環境下でのトナー搬送でもトナー滞留の発生を防止でき、トナーブロッキング等の問題が発生しない。

コイル側の中空パイプ１５の内壁、特に少なくとも受け渡し部近傍においては、例えばポリプロピレン、ＰＡ、ＰＯＭ、フッ素樹脂の、摩擦係数が小さな材質で形成されているのが望ましい。

画像形成装置の概略構成図である。 本発明に係るトナー搬送装置のトナー受け渡し部の詳細図である。 従来のトナー搬送装置のトナー受け渡し部の詳細図である。

符号の説明

１１，１５ 中空パイプ
１２ トナー搬送スクリュー
１３ トナー搬送コイル
１４ 受け渡し部の開口

Claims (3)

1. 第１トナー搬送部材と、当該第１トナー搬送部材からトナーを受け取る第２トナー搬送部材とを有し、第２トナー搬送部材は、湾曲部を有する中空パイプと、当該中空パイプに内包されたトナー搬送コイルとを有し、
   上記中空パイプは、上記第１トナー搬送部材からトナーを受け取る領域が上記第１トナー搬送部材に向かって広がっており、且つ上記第１トナー搬送部材に対して鉛直下方に延び、鉛直方向下方に延びた先が湾曲しており、
   上記トナー搬送コイルは、第１トナー搬送部材に向く端部が、上記中空パイプの広がった領域まで延在し、且つ振れ回りのために上記広がった領域の内壁に接触せずに自由端となっていることを特徴とするトナー搬送機構。
2. 上記第２トナー搬送部材の上記トナー搬送コイルの第１トナー搬送部材に向いた端部先端がコイル内径より内側に収められていることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送機構。
3. 請求項１又は２に記載のトナー搬送機構を組み込んだ画像形成装置。

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