JP4985344B2 - 現像剤搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤搬送装置および画像形成装置に関する。

特許文献１では、トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像容器と、現像剤を搬送する攪拌搬送部材と、現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体と、現像剤の一部を漏出させる漏出口を有する現像装置と、漏出現像剤を回収する回収容器と、漏出現像剤を回収容器まで搬送する搬送管とを備えた画像形成装置であって、現像容器の内圧上昇に伴い発生する余分な空気を排出する排出口を漏出口の少なくとも一部を共有する状態で設け、その排出口から排出される空気を排気する排気路を搬送管の少なくとも一部区間を共有する構成が開示されている。これにより、画像形成装置における現像機のトリクル部から現像機内の空気を抜き、廃現像剤容器までその空気を導く構成となっている。

特開２００７−１０２０６５号公報

現像剤搬送装置において、回収路内に空気を流すための領域を設けた場合であっても、回収路内に滞留する現像剤が空気の流れを阻害することを抑制できる現像剤搬送装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本願請求項１に係る発明は、少なくともトナーを含む現像剤を回収する回収路と、軸を中心に回転する搬送部材であって、前記軸が前記回収路に沿うようにして当該回収路内部に設けられ、前記軸を中心に回転して前記現像剤を軸方向に搬送する搬送部材とを備え、前記回収路は、前記現像剤を収容する現像剤収容室内部の圧力を抜くための通気路と接続されているとともに、前記回収路は、前記搬送部材による現像剤の搬送方向と垂直な断面において、前記搬送部材の回転中心よりも上方部分で、前記搬送部材が下部から上部に回転する側の断面積より、前記搬送部材が上部から下部へ回転する側の断面積の方が広いことを特徴とする現像剤搬送装置である。

本願請求項２に係る発明は、前記回収路は、前記現像剤収容室内部と接続する開口を有する接続部を供え、前記接続部の開口は前記搬送部材による現像剤の搬送方向下流側が、前記搬送部材の搬送方向上流側から下流側にかけて広がっていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像剤搬送装置である。

本願請求項３に係る発明は、前記接続部は、前記搬送部材の回転中心よりも前記回収路の上部から下部へ回転する側に設けられていることを特徴とする請求項３記載の現像剤搬送装置である。

本願請求項１に係る発明によれば、搬送部材が上部から下部方向へ回転する際には現像剤を下側に掻き下げるので、本構成を有しない場合に比べ、より回収路内に滞留する現像剤が空気の流れを阻害することを抑制することができる。

本願請求項２に係る発明によれば、現像剤が接続部の開口の広がりに沿って回収路へ運ばれるので、本構成を有しない場合に比べ、より回収路内に滞留する現像剤が空気の流れを阻害することを抑制することができる。

本願請求項３に係る発明によれば、通気路から回収路内での空気が流れる領域への空気の経路に搬送部材や現像剤の干渉が抑制され、本構成を有しない場合に比べ、より回収路内に滞留する現像剤が空気の流れを阻害することを抑制することができる。

＜画像形成装置＞
図１は、本実施形態に係る画像形成装置を説明する主要部構成図である。また図２は、図１に示すａａ線矢示断面図である。図１に示す本実施形態の画像形成装置１では、トナー像保持体の一例としての感光体ドラム２１と清掃部の一例としての不図示のクリーニングブレードと感光体ドラム２１の表面を帯電する不図示の帯電器とを一体的に画像形成装置１本体に対して着脱可能としたドラムユニット２内に収容され、例えばＹ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色に対応したドラムユニット２が並べられた構成となっている。

また、現像器３１は現像器ユニット３内に収容され、各色のドラムユニット２と隣接して配置されている。現像器３１は図示しない現像剤保持体の一例としての現像ロールと、現像ロールに隣接して設けられて現像ロールへ供給する現像剤が収容される現像剤収容室の一例としての供給現像剤収容室３１０とを有している。なお、ここではカラー画像に対応した画像形成装置１の例であるが、単色の画像形成装置では、感光体ドラム２１や現像器３１は単色に対応した各１つ設けられていればよい。また、供給現像剤収容室３１０には内部の劣化した現像剤を排出するための現像剤排出口３２０が形成されている。本実施形態では図示しないトナーカートリッジからトナーとキャリアを含む二成分現像剤を補給しながら、劣化したキャリアを含む現像剤は現像剤排出口３２０から排出することで、内部のキャリアを少しずつ交換している。

各色に対応したドラムユニット２の感光体ドラム２１には、形成する画像に応じて静電潜像が形成され、この静電潜像に現像器ユニット３の現像器３１からトナーが供給される。各色の感光体ドラム２１に担持された各トナー像は、図示しない中間転写体（例えば、中間転写ベルト）に順次転写され、用紙等の媒体に転写、定着されることになる。

また、ドラムユニット２および現像器ユニット３の並びに隣接して、中間転写体から用紙等の媒体に転写されずに残ったトナーを中間転写体から除去するクリーニングユニット４が設けられている。

ここで、感光体ドラム２１にトナー像を形成し、中間転写体に転写する際、感光体ドラム２１には、中間転写体に転写されずに残ったトナー（廃トナー）が付着しているが、この廃トナーはドラムユニット２内に設けられたクリーニングブレードによって除去される。

＜回収現像剤搬送装置＞
さらに図１、図２において、画像形成装置１は現像剤搬送装置の一例としての回収現像剤搬送装置１０を備えている。回収現像剤搬送装置１０を構成する回収路の一例としての現像剤回収路１１は、各色のドラムユニット２および現像器ユニット３の下方に渡って配置されている。

また、現像剤回収路１１の上面の端部には受け口１３a、１３ｂ、１３ｃが設けられており、クリーニングブレードが各色の感光体２１から除去した廃トナーを受ける受け口１３aが、現像器３１に設けられた現像剤排出口３２０から排出された排出現像剤を受ける受け口１３ｂが、クリーニングユニット４で回収した廃トナーを受け口１３ｃがそれぞれ受け取るようになっている。また、受け口１３ｂは排出現像剤を受け取るとともに現像器３１内の内圧を抜くために空気が通過する路としての機能も兼ねており、本実施形態における通気路の一例としても機能している。

また、現像剤回収路１１の内部には、螺旋羽根を有するオーガー１２が設けられている。現像剤回収路１１内に送られた廃現像剤は、このオーガー１２が回転することによって螺旋羽根の作用でオーガー１２の軸方向へ一方向に搬送され、現像剤回収路１１の端部でこの端部下方に設けられた回収現像剤収容室の一例としての回収ボトル５に収容されることになる。

なお、前述したように現像剤回収路１１内にはクリーニングブレードが各色の感光体２１から除去した廃トナーや現像器３１に設けられた現像剤排出口３２０から排出された排出現像剤が混ざり合って存在しているが、本実施形態においてはこの廃トナーと排出現像剤とが混ざり合ったものについては今後単に廃現像剤として説明することとする。また、オーガー１２は本発明における搬送部材の一例である。さらに、本実施形態では単に搬送方向として説明した場合にはオーガー１２の軸方向を示すこととする。

図３は、本実施形態に係る回収現像剤搬送装置の側面図である。図３に示すように、現像剤回収路１１の上面側には、各色のドラムユニットおよび現像器ユニットからの排出現像剤の受け口１３ａ、１３ｂが設けられている。また、現像剤回収路１１の端部には、クリーニングユニットからの廃トナーの受け口１３ｃが設けられている。これらの受け口１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して、現像剤回収路１１と各ユニット内部とが連通する状態となる。

図４は、本実施形態に係る回収現像剤搬送装置の正面図ならびに図３に示す各部線矢視断面図である。図４（ａ−１）（a−２）に示すＡ−Ａ線矢視断面図は、受け口のない部分での現像剤回収路の断面図である。現像剤回収路１１内にはオーガー１２が配置されており、図中時計回りに回転する。

本実施形態では、この向きにおいて、現像剤回収路１１のオーガー１２の回転中心よりも上方部分におけるオーガー１２の回転中心より右側（オーガーが上から下にかけて回転する側）の断面積と、左側（オーガーが下から上にかけて回転する側）の断面積とを比較した場合、右側の断面積の方を大きく設けている。

ここで、現像剤回収路１１には上側から廃現像剤が収容され、オーガー１２の回転によって順次軸方向に送られることになる。この際、現像剤回収路１１の上部から下部へ回転する側、つまりオーガー１２の現像剤を搬送する搬送面が重力方向で下方に移動する図中オーガー１２の回転軸よりも右側では、オーガー１２の回転によって廃現像剤は下側に掻き下げられるともに、現像剤回収路１１の下部から上部へ回転する側、つまりオーガー１２の現像剤を搬送する搬送面が重力方向で上方に移動する図中オーガー１２の回転軸よりも左側では、オーガー１２の回転によって廃現像剤は上側に掻き上げられることになる。

このため、オーガー１２の回転軸よりも左側では重力に対向して廃現像剤が持ち上げられ、図４（ａ−１）のＴ１のようにオーガーの外周に廃現像剤が堆積する。この状態が続くと図４（ａ−２）に示されるＴ１のようにオーガー外周に堆積する廃現像剤は大きくなりオーガーの周りで筒のような状態となる。

このとき図４（ａ−２）においてＴ２は図のように筒状の廃現像剤とオーガー１２との作用により、オーガー１２の回転方向下流方向に寄りながら、軸方向へ搬送される。現像剤回収路１１におけるオーガー１２の回転中心から上側の部分は、オーガー１２が上から下に向かう領域の断面積が、下から上に向かう領域の断面積より大きくなっている。この断面積の大きくなった部分が現像器ユニットの内圧空気を流す通気経路１２０となっている。

図４（ｂ）に示すＣ−Ｃ線矢視断面図は、ドラムユニットと連通する受け口の部分の断面図である。ドラムユニットと連通する受け口１３ａは、現像剤回収路１１内においてオーガー１２が廃現像剤を掻き上げる側に設けられている。このため、オーガー１２の外周に堆積した廃現像剤のさらに上に廃トナーが落ちることとなり、図４（ｂ）においてオーガー１２の回転軸よりも左側では現像剤回収路１１内に廃現像剤が存在しない領域は少なくなる。

図４（ｃ）に示すＤ−Ｄ線矢視断面図、図４（ｄ）に示すＥ−Ｅ線矢視断面図は、現像器ユニットと連通する受け口の部分の断面図である。現像器ユニットと連通する受け口１３ｂは、現像剤回収路１１内においてオーガー１２が廃現像剤を掻き下げる側に設けられている。前述したように、オーガー１２が廃現像剤を掻き下げる側はオーガー１２が廃現像剤を掻き上げる側よりも現像剤の滞留が少なく、さらに、現像剤回収路１１のオーガー１２の回転中心よりも上方部分におけるオーガー１２の回転中心より右側（オーガーが上から下にかけて回転する側）の断面積と、左側（オーガーが下から上にかけて回転する側）の断面積とを比較した場合、右側の断面積の方を大きく設けている。このため、現像剤回収路１１内の領域１２０は廃現像剤が存在することが少ないので、現像剤回収路１１内に、現像器３１内部の圧力を抜くための通気経路１２０が形成される。

この際、現像器ユニットから排出される排出現像剤は、通気経路１２０には溜まらず、反対側に溜まりながら搬送される。一方、現像器ユニットから送られる内圧空気は、現像剤回収路１１内の断面積の大きい通気経路１２０から現像剤回収路１１内を進んで回収ボックス５（図１参照）へ送られる。通気経路１２０には廃現像剤が溜まりにくいことから、現像器ユニットの内圧空気は確実に通気経路１２０から回収ボックス５へと進むことになる。

なお、通気経路１２０とは本発明における回収路内に設けられた空気が流れるための領域に対応する一例である。また、通気経路１２０は現像剤回収路内１１で仕切り等の構成によって廃現像剤の搬送される箇所と区切られて存在するものではなく、上述したように、現像剤回収路１１内で廃現像剤が溜まりにくい部分のスペースを廃現像剤が溜まりやすい部分よりも大きくとることで現像器３１から排出された空気が通り易い部分ができていれば充分である。

ここで、図４（ｃ）に示すＤ−Ｄ線矢視断面図と図４（ｄ）に示すＥ−Ｅ線矢視断面図とを比較すると分かるように、現像器ユニットと連通する受け口１３ｂの開口が、廃トナー等の搬送方向上流から下流にかけて広がる形状となっている。この開口の広がりによって、現像器ユニットの内圧空気が開口の広がりの方向へと進みやすくなり、確実に通気経路１２０から回収ボックス５へと進むようになる。

図４（ｅ）に示すＧ−Ｇ線矢視断面図は、受け口のない部分での現像剤回収路の断面図である。現像剤回収路１１内におけるオーガー１２の回転中心より上側で、オーガー１２が上から下に向かう領域に、反対側より断面積の大きい通気経路１２０が設けられており、現像器ユニットと連通する受け口１３ｂはこの通気経路側（図中Ａ側）に接続され、ドラムユニットと連通する受け口１３ａは通気経路１２０と反対側（図中Ｂ側）に接続されている。このため、受け口１３aで受ける廃トナーは、通気経路１２０とは逆側で受けることとなるので、通気経路１２０の空気の流れを廃トナーが遮るということが抑制される。

図５は、本実施形態の回収現像剤搬送装置を、図４（ｆ）に示す矢印Ｊの方向から見た斜視図である。現像器ユニットと連通する受け口１３ｂは、現像剤回収路１１の通気経路１２０側に向けて配置されており、この受け口１３ｂの開口１３０として、オーガー１２による廃トナー等の搬送方向上流側から下流側に向けて広がる形状となっている。

具体的には、受け口１３ｂの通気経路１２０寄りの傾斜内壁における搬送方向下流側の端部にＶ字型の窪みＶが形成されており、このＶ字の窪みＶが傾斜内壁から開口１３０にかけて構成されている。これにより、開口１３０における通気経路１２０寄りの辺の搬送方向に対する成す角が搬送方向上流側から下流側にかけて大きくなるよう構成されている。現像剤回収路１１内ではオーガー１２が回転することによって搬送方向に沿った空気の流れが構成されることから、現像器ユニットの内圧空気は通気路から受け口１３ｂに達し、その多くが傾斜内壁のＶ字型の窪みＶから現像剤回収路１１の通気経路１２０に引き込まれることになる。

図４（ｄ）に示すＥ−Ｅ線矢視断面図は、受け口１３ｂの傾斜内壁におけるＶ字型の窪みＶの位置での断面図となっている。この断面図に示すように、Ｖ字型の窪みＶが開口１３０まで達していることで、Ｖ字型の窪みＶのない部分での現像剤回収路Ａ側上部の断面積より、さらに大きな断面積を構成することになる。したがって、このＶ字型の窪みＶの部分からより多くの内圧空気を現像剤回収路１１の通気経路１２０に取り込むことになる。

なお、本実施形態では現像器３１内の圧力を抜くための通気路を現像器３１内の排出現像剤の受け口１３ｂと兼用した形態で説明したが、本発明はこれに限られず、通気路と排出現像剤の受け口１３bとを別個に設ける形態にしても構わない。また、現像器３１内の現像剤を排出しない現像器において、通気路のみを設ける形態にしても構わない。

＜廃現像剤の回収の流れ＞
このような本実施形態の回収現像剤搬送装置１０では、廃現像剤が次のように回収される。すなわち、ドラムユニット２から排出された廃トナーは、受け口１３ａを介して現像剤回収路１１の中に送られる。また、現像器ユニット３から排出された排出現像剤は、受け口１３ｂを介して現像剤回収路１１の中に送られる。各色に対応してドラムユニット２および現像器ユニット３が設けられている場合、各々対応する受け口１３ａ、１３ｂを介して廃トナーや排出現像剤が現像剤回収路１１に送られる。

また、現像器ユニット３の内圧空気は、現像器ユニット３と連通する受け口１３ｂから現像剤回収路１１に送られる。この際、先に説明した受け口１３ｂの傾斜内壁に設けられたＶ字型の窪みＶを介して効率良く送られる。また、現像器ユニット３と連通する受け口１３ｂは、現像剤回収路１１の通気経路１２０側に配置されているため、受け口１３ｂから現像剤回収路１１に送られた内圧空気は現像剤回収路１１の通気経路１２０に送られる。

現像剤回収路１１内のオーガー１２が回転すると、現像剤回収路１１内に送られた廃現像剤はオーガー１２の螺旋羽根の回転作用によって順次搬送方向へと送られる。この際、現像器ユニット３から送られた内圧空気は、オーガー１２と現像剤回収路１１内壁との間に設けられた通気経路１２０より搬送方向へと進んでいく。現像剤回収路１１内においては、通気経路１２０の断面積が反対側の断面積より大きく設けられているため、内圧空気は通気経路１２０を介して効率良く進んでいく。また、通気経路１２０はオーガー１２の回転方向によって廃トナー等が溜まりにくい側に設けられているため、廃トナー等によって通気経路１２０が塞がってしまうことがなく、確実に内圧空気を送ることができる。

回収現像剤搬送装置１０の搬送方向下流側の端部には、廃現像剤の回収ボトル５が設けられており、回収現像剤搬送装置１０によって送られた廃現像剤が回収ボトル５内に収容される。また、現像剤回収路１１内の通気経路１２０を介して送られた現像器ユニット３の内圧空気は、廃現像剤と一緒に回収ボトル５まで送られ、回収ボトル５に設けられた排気口から外部に放出される。排気口にはフィルタが設けられており、内圧空気に混じって送られる廃現像剤はここで捕獲され、排気口からは内圧空気のみが外部放出されることになる。

なお、回収ボトル５に吸気手段を設けておき、回収ボトル５内の空気を吸気して効率良く内圧空気を外部放出するようにしてもよい。例えば、回収ボトル５の排気口の外側にファンを設けておき、ここから回収ボトル５内の空気を吸気する構成を採用してもよい。また、回収ボトル５に設けられた排気口から外部に放出する形態で説明したが、例えば、現像剤回収路１１の端部に内圧空気を外部に放出する排気口を設ける形態にしても構わない。

本実施形態に係る画像形成装置を説明する主要部構成図である。 図１のａａ線矢視断面図である。 本実施形態に係る回収現像剤搬送装置の側面図である。 本実施形態に係る回収現像剤搬送装置の正面図ならびに図３に示す各部線矢視断面図である。 本実施形態の回収現像剤搬送装置を、図４中の矢印Ｊの方向から見た斜視図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…ドラムユニット、３…現像器ユニット、４…クリーニングユニット、５…回収ボトル、１０…回収現像剤搬送装置、１１…現像剤回収路、１２…オーガー、１３ａ…受け口、１３ｂ…受け口、１３ｃ…受け口、２１…感光体ドラム、３１…現像器、１２０…通気経路

Claims (3)

1. 少なくともトナーを含む現像剤を回収する回収路と、
   軸を中心に回転する搬送部材であって、前記軸が前記回収路に沿うようにして当該回収路内部に設けられ、前記軸を中心に回転して前記現像剤を軸方向に搬送する搬送部材とを備え、
   前記回収路は、前記現像剤を収容する現像剤収容室内部の圧力を抜くための通気路と接続されているとともに、
   前記回収路は、前記搬送部材による現像剤の搬送方向と垂直な断面において、前記搬送部材の回転中心よりも上方部分で、前記搬送部材が下部から上部に回転する側の断面積より、前記搬送部材が上部から下部へ回転する側の断面積の方が広い
   ことを特徴とする現像剤搬送装置。
2. 前記回収路は、前記現像剤収容室内部と接続する開口を有する接続部を供え、
   前記接続部の開口は前記搬送部材による現像剤の搬送方向下流側が、前記搬送部材の搬送方向上流側から下流側にかけて広がっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像剤搬送装置。
3. 前記接続部は、前記搬送部材の回転中心よりも前記回収路の上部から下部へ回転する側に設けられている
   ことを特徴とする請求項２記載の現像剤搬送装置。

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