JP6624448B2 - トナー搬送装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

トナー搬送装置、及び、画像形成装置 Download PDF

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Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置されるトナー搬送装置と、に関するものである。
従来から、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、クリーニング部で回収された未転写トナーが滑落(落下)する落下経路部の傾斜面(内壁面)に、未転写トナーの架橋が形成される不具合を防止することを目的として、落下経路部の傾斜面に沿って斜め上下方向に搖動する搖動板部材(搖動部材)を設置する技術が広く用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
詳しくは、感光体ドラム(像担持体)上に形成された静電潜像は現像部(現像装置)によって現像されて、その現像されたトナー像が転写位置で記録媒体上に転写される。そして、転写位置で記録媒体に転写されずに感光体ドラム上に残存した未転写トナーは、クリーニング部によって除去・回収される。そして、クリーニング部で回収された未転写トナーは、搬送スクリュによって搬送されて、落下経路部を滑落(落下)した後に、落下経路部の下端に連通する搬送経路部(水平搬送経路部)に達する。そして、搬送経路部に達した未転写トナーは、搬送経路部に内接された搬送スクリュ(搬送部材)によって水平方向に搬送されて、現像部にリサイクルトナーとして供給されたり、廃トナー回収容器に廃トナーとして回収されたりすることになる。
上述した従来の技術は、トナーが落下する落下経路部の内壁面に沿って上下方向に搖動する搖動部材を設置しているため、落下経路部の内壁面に未転写トナーの架橋が形成される不具合を防止する効果が大いに期待できる。
しかし、落下経路部の下端に連通する搬送経路部の内壁面に、トナーの架橋が形成される不具合が生じてしまっていた。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、トナーが落下する落下経路部の下端に連通する搬送経路部の内壁面に、トナーの架橋が形成される不具合が生じにくい、トナー搬送装置、及び、画像形成装置を提供することにある。
この発明におけるトナー搬送装置は、トナーが落下する落下経路部と、前記落下経路部に内設されて、前記落下経路部が延在する上下方向を搖動方向として前記落下経路部の内壁面に沿うよう搖動する搖動部材と、前記落下経路部の下端に連通して、前記上下方向に対して交差する方向に延在する搬送経路部と、前記搬送経路部に内設されて、前記搬送経路部が延在する方向を回転軸方向として所定の回転方向に回転することで前記落下経路部から前記搬送経路部に落下したトナーを前記回転軸方向に搬送する搬送部材と、前記搖動部材の下部から前記搬送経路部に向けて突出するように設置されるとともに、前記回転軸方向に延在するように形成された可撓性部材と、を備え、前記可撓性部材は、前記搖動部材とともに前記上下方向に搖動して、その下端部が前記上下方向の最下方に位置したときに、前記搬送部材の上端に対して前記回転方向の下流側に対応する前記搬送経路部の内壁面の位置又はその近傍に前記下端部が達するように構成されたものである。
本発明によれば、トナーが落下する落下経路部の下端に連通する搬送経路部の内壁面に、トナーの架橋が形成される不具合が生じにくい、トナー搬送装置、及び、画像形成装置を提供することができる。
この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部の近傍を拡大して示す構成図である。 トナー搬送装置における全体の搬送経路を簡略化して示す図である。 トナー搬送装置における落下経路部と搬送経路部とを示す構成図である。 搖動部材に可撓性部材が設置された状態を示す概略斜視図である。 搖動部材と可撓性部材との動作を側方から示す概略図であって、(A)搖動部材が上下方向の最上方に位置している状態を示す図と、(B)搖動部材が上下方向の最下方に位置している状態を示す図と、である。 搖動部材が剛体部とシート部とに分解された状態を示す概略斜視図である。 搖動部材の搖動にともない貫通穴が上下方向に移動した状態を示す概略図である。 偏心カムが搖動部材の突起部に当接した状態を示す概略図である。 第1落下経路部と第2落下経路部とが分離された状態を示す概略図である。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置100における全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4色の略筒状の現像剤容器30Y1、30Y2、30M1、30M2、30C1、30C2、30K1、30K2がそれぞれ2つずつ着脱可能に設置された現像剤補給装置60Y、60M、60C、60Kが並設されている。また、4つの現像剤補給装置60Y、60M、60C、60Kの下方には、それぞれ、4つの露光部7Y、7M、7C、7Kを挟んで、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが、中間転写ベルト装置15(中間転写ベルト8)に対向するように並設されている。中間転写ベルト装置15の下方には、記録媒体P(用紙)の搬送経路が形成されている。画像形成装置本体100の下方には、記録媒体Pが収容された給紙部26や、廃トナーを回収するための廃トナー回収容器40、が設置されている。
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、感光体ドラム1Y(像担持体)と、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電部4Y、現像装置5Y(現像装置)、クリーニング装置2Y(クリーニング部)、除電部、等で構成されている。そして、感光体ドラム1Yの表面で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
図2を参照して、感光体ドラム1Yは、駆動モータによって反時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7Y(書込み装置)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像装置5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング装置2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Yの表面に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによってクリーニング装置2Y内に回収される(クリーニング工程である。)。なお、クリーニング装置2Yの内部に回収された未転写トナー(トナー)は、クリーニング搬送スクリュ2bによって略水平方向に搬送された後に、後述するトナー搬送装置70によって廃トナー回収容器40に向けて搬送されて、廃トナー回収容器40の内部に回収されることになる。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Yの表面の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された各露光部7M、7C、7Kから、画像情報に基いたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム(1Y)上に向けて照射される。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム(1Y)上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
なお、中間転写ベルト装置15は、中間転写ベルト8、4つの1次転写ローラ(9Y)、駆動ローラ、2次転写対向ローラ、複数のテンションローラ、クリーニング対向ローラ、中間転写クリーニング装置65、2次転写ローラ19、2次転写クリーニング装置66、等で構成される。中間転写ベルト8は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材(駆動ローラ)の回転駆動によって図1の矢印方向(時計方向)に無端移動される。
4つの1次転写ローラ(9Y)は、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム(1Y)との間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写ローラ(9Y)に、トナーの極性とは逆の転写電圧(1次転写バイアス)が印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、1次転写ローラ(9Y)の1次転写ニップを順次通過する。こうして、4つの感光体ドラム(1Y )上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、2次転写対向ローラが、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト8の表面に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体P上に2次転写される(2次転写工程である)。このとき、中間転写ベルト8には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
なお、本実施の形態では、中間転写ベルト8との間に2次転写ニップを形成する2次転写部材としてローラ状の2次転写ローラ19を用いたが、2次転写部材としてベルト状の2次転写ベルトを用いることもできる。
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング装置65の位置に達する。そして、この位置で、中間転写クリーニング装置65によって中間転写ベルト8上の未転写トナーが除去される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
なお、中間転写クリーニング装置65の内部に回収された未転写トナー(トナー)は、クリーニング搬送スクリュによって略水平方向に搬送された後に、後述するトナー搬送装置70によって廃トナー回収容器40に向けて搬送されて、廃トナー回収容器40の内部に回収されることになる。
また、本実施の形態では、2次転写ローラ19の表面に付着したトナーや紙粉などの汚れを除去して回収するための2次転写クリーニング装置66が設置されている。2次転写クリーニング装置66の内部に回収されたトナーなどの異物は、クリーニング搬送スクリュによって略水平方向に搬送された後に、後述するトナー搬送装置70によって廃トナー回収容器40に向けて搬送されて、廃トナー回収容器40の内部に回収されることになる。
特に、本実施の形態では、通常の画像形成プロセスがおこなわれる前後のタイミングで(非画像形成時である。)、記録媒体Pの通紙をおこなわずに、通常の作像プロセスと同様に中間転写ベルト8上にトナー像(パッチパターン)を形成して、作像条件を調整制御する「プロセスコントロールモード」を実行したり、2次転写ローラ19の表面をクリーニングする「クリーニングモード」を実行したりしているため、中間転写クリーニング装置65や2次転写クリーニング装置66には、比較的多くのトナーが回収されることになる。
ここで、図1を参照して、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、画像形成装置本体100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
レジストローラ対28(タイミングローラ対)に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2を用いて、作像部における現像装置5Yの構成・動作について、さらに詳しく説明する。
本実施の形態における現像装置5Yは、プレミックス現像方式のものであって、現像剤補給装置60Yによって現像剤容器30Y1、30Y2から補給口57Yを介して現像装置5Yの内部に適宜に新品の現像剤(トナーとキャリアとからなる2成分現像剤である。)が補給されるとともに、劣化した現像剤(主としてキャリアである。)が排出口58Yから現像剤排出経路59を介して現像装置5Yの外部に排出される。現像剤排出経路59から排出された現像剤は、搬送スクリュによって略水平方向に搬送された後に、後述するトナー搬送装置70によって廃トナー回収容器40に向けて搬送されて、廃トナー回収容器40の内部に回収されることになる。
現像装置5Yへの現像剤の補給は、現像装置5Yに設置された磁気センサ56Yによって検知されるトナー濃度(現像剤中のトナーの割合である。)の情報に基いておこなわれる。具体的に、磁気センサ56Yによって検知されるトナー濃度が所定値(7±3重量%程度である。)に達していない場合には、現像剤補給装置60Yを駆動して、現像剤容器30Y1、30Y2からから現像装置5Yに現像剤を補給する。
以下、現像装置5Yの構成・動作についてさらに詳しく説明する。
図2を参照して、現像装置5Yは、2つの現像ローラ51Y1、51Y2(現像剤担持体)、3つの搬送スクリュ52Y、53Y、54Y、ドクターブレード55Y(現像剤規制部材)、等で構成されている。また、現像装置5Y内には、現像剤を搬送して循環経路を形成する3つの現像剤搬送部が形成されている。
2つの現像ローラ(第1現像ローラ51Y1と第2現像ローラ51Y2とである。)は、感光体ドラム1Yの回転方向(走行方向)に沿って対向するように並設されている。2つの現像ローラ51Y1、51Y2は、それぞれ、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブが現像駆動モータによって図2の時計方向に回転されるように構成されている。現像ローラ51Y1、51Y2のスリーブ内には、スリーブの周面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成するマグネットが固設されている。マグネットから発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤中のキャリアがスリーブ上にチェーン状に穂立ちする。このチェーン状に穂立ちしたキャリアに帯電したトナーが付着されて、磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、スリーブの回転によってスリーブと同方向(時計方向)に移送される。
現像剤規制部材としてのドクターブレード55Yは、感光体ドラム1Yの走行方向上流側の第1現像ローラ51Y1に対向して、第1現像ローラ51Y1に担持された2成分現像剤の量を適量に規制する。
3つの搬送スクリュ52Y、53Y、54Yは、軸部上に螺旋状にスクリュ部が形成されたものであって、現像装置5Y内に収容された現像剤を長手方向(図2の紙面垂直方向であって、現像ローラ51Y1、51Y2の回転軸方向に一致する方向である。)に循環しながら撹拌・混合する。
ここで、現像装置5Yは、その内部に収容された現像剤のうち余剰の現像剤を外部に排出するように構成されている。詳しくは、第3搬送スクリュ54Yによる第3現像剤搬送部の壁部には、現像装置5Y内に収容された現像剤の一部を外部に排出するための排出口58Yが設けられている。さらに具体的に、排出口58Yは、現像剤補給装置60Yによって現像装置5Y内に現像剤が補給されて装置内の現像剤量が増加して現像剤の剤面(上面)が所定高さを超えたときに、その余剰分の現像剤を外部に向けて排出するためのものである。このように、トナーの母体樹脂や外添剤によって汚染されて劣化したキャリアが自動的に現像装置5Yの外部に排出されるので、経時においても画像品質の劣化を抑止することができる。
以下、図3〜図10等を用いて、本実施の形態において特徴的な、トナー搬送装置70(画像形成装置100)の構成・動作について詳述する。
なお、図4及び図10と、図5及び図7と、を対比して、理解を容易とするために、図4及び図10では第2可撓性部材85の図示を省略して、図5及び図7では第2流入口74d及び第3流入口74eが形成された突出部分の図示を省略して図を簡略化している。
図3を参照して、本実施の形態におけるトナー搬送装置70は、4つの作像部6Y、6M、6C、6Kのクリーニング装置からクリーニング搬送スクリュ2bによって搬送された未転写トナー(トナー)を廃トナーとして、4つの作像部6Y、6M、6C、6Kの現像装置から現像剤排出経路59を介して排出された余剰の現像剤を廃棄用現像剤として、中間転写クリーニング装置65から搬送された未転写トナー(トナー)を廃トナーとして、2次転写クリーニング装置66から搬送されたトナーなどの異物を廃棄物として、廃トナー回収容器40に向けて搬送して回収するためのものである。
廃トナー等で満杯になった廃トナー回収容器40は、画像形成装置本体100から取り出されて、空の廃トナー回収容器40に交換される。
本実施の形態において、トナー搬送装置70は、図3に示すように、第1水平経路部71、第2水平経路部72、第3水平経路部73、落下経路部74、搬送経路部としての第4水平経路部75、の5つの搬送経路で構成されている。4つの水平経路部71〜73、75には、それぞれ、トナーなどの被搬送体を搬送経路に沿って水平方向に搬送するための搬送コイルが内設されている。これらの搬送コイルの構成・動作は、後述する第4水平経路部75の搬送コイル90とほぼ同じであるため、その図示と説明を省略する。
4つの作像部6Y、6M、6C、6Kのクリーニング搬送スクリュ2bによって搬送された未転写トナー(トナー)と、4つの作像部6Y、6M、6C、6Kの現像剤排出経路59から排出された現像剤と、は、第1水平経路部71によって落下経路部74の上端に形成された第1流入口74c(図4を参照できる。)の位置まで搬送される。そして、そのトナーと現像剤とは、第1流入口74cから流入されて落下経路部74を自重落下して、その後に第4水平経路部75(搬送経路部)によって廃トナー回収容器40に搬送されて、廃トナー回収容器40の内部に回収されることになる。
また、中間転写クリーニング装置65から搬送された未転写トナー(トナー)は、第2水平経路部72によって落下経路部74の中央部に形成された第2流入口74d(図4を参照できる。)の位置まで搬送される。そして、そのトナーは、第2流入口74dから流入されて落下経路部74を自重落下して、その後に第4水平経路部75(搬送経路部)によって廃トナー回収容器40に搬送されて、廃トナー回収容器40の内部に回収されることになる。
また、2次転写クリーニング装置66から搬送されたトナー等の異物は、第3水平経路部73によって落下経路部74の中央部に形成された第3流入口74e(図4を参照できる。)の位置まで搬送される。そして、そのトナーは、第3流入口74eから流入されて落下経路部74を自重落下して、その後に第4水平経路部75(搬送経路部)によって廃トナー回収容器40に搬送されて、廃トナー回収容器40の内部に回収されることになる。
ここで、図4〜図6等を参照して、本実施の形態におけるトナー搬送装置70には、トナーが落下する落下経路部74と、その下端に連通する搬送経路部としての第4水平経路部75と、が設けられている。
本実施の形態において、落下経路部74は、略四角柱状に形成された樹脂材料からなる中空構造体である。落下経路部74は、先に説明したように、天井部に第1流入口74cが形成され、中央部において側方(図4の左方である。)に突出した部分には第2流入口74dが形成され、中央部において側方(図4の右方である。)に突出した部分には第3流入口74eが形成されている。そして、落下経路部74の内部において、それぞれの流入口74c〜74eから流入されたトナー(紙粉や現像剤などの混合物も含むものとする。)が図4の黒矢印方向に流動(落下)することになる。
なお、本実施の形態において、落下経路部74は、ほぼ垂直方向に延在するように形成されているが、例えば、特許文献1に開示されたもののように、垂直方向に対して傾斜するように落下経路部を構成することもできる。
第4水平経路部75は、落下経路部74の下端に連通して、上下方向に対して交差する方向(本実施の形態では、略水平方向である。)に延在する搬送経路部である。本実施の形態では、落下経路部74の断面(落下方向に対して直交する断面である。)が略長方形状に形成されていて、その略長方形状の断面の長手方向が、第4水平経路部75の延在する方向に一致するように構成されている。
この第4水平経路部75(搬送経路部)には、搬送部材としての搬送コイル90が内設されている。搬送コイル90(搬送部材)は、軸部90aに対して径方向に隙間をあけてコイル部90bが螺旋状に巻装されたものであって、第4水平経路部75(搬送経路部)が延在する方向(略水平方向である。)を回転軸方向として所定の回転方向に回転することで落下経路部74から第4水平経路部75に落下したトナーを回転軸方向に搬送する(図4の破線矢印方向の搬送である。)。
ここで、第4水平経路部75は、その内壁面と、搬送コイル90のコイル部90bと、の隙間が小さくなるように、コイル部90bの外径に合わせて略円筒状に形成されている。これにより、第4水平経路部75における搬送コイル90によるトナー搬送性が高められることになる。
なお、本実施の形態では、第4水平経路部75に内設される搬送部材として、コイル状の搬送コイル90を用いたが、スクリュ状の搬送スクリュなどを用いることもできる。
ここで、図4〜図6等を参照して、本実施の形態では、落下経路部74に搖動部材80が内設されている。搖動部材80は、略四角柱状に形成された落下経路部74における四方の内壁面に沿うように形成された略四角柱状の中空構造体であって、落下経路部74が延在する上下方向を搖動方向として落下経路部74の内壁面に沿うよう搖動する(図4〜図6の白矢印方向の搖動であって、上下方向の往復移動である。)。
図5、図7等を参照して、本実施の形態において、搖動部材80は、板厚が0.8〜1.5mm程度の亜鉛鋼板などの金属材料からなる剛体部81(剛体)と、板厚が0.25mm程度のPET(ポリエチレンテレフタレート)などの可撓性材料からなるシート部82(シート材)と、で構成されている。
剛体部81は、落下経路部74における四方の内壁面のうち三方の内壁面に沿うように略コの字状に形成されている。すなわち、剛体部81には、図7に示すように、落下経路部74における三方の内壁面にそれぞれ対向する3つの対向面(第1対向面81cと第2対向面81dと第3対向面81eとである。)が形成されている。
これに対して、シート部82は、落下経路部74における四方の内壁面のうち残りの一方の内壁面に沿うように、剛体部81に接合されている。具体的に、図7を参照して、剛体部81の第2対向面81dと第3対向面81eとからそれぞれ曲げ加工によって形成された接合部81b(第1対向面81cに対して平行になるように形成されている。)に、両面テープや接着剤などを介して、シート部82が貼着又は接着されている。
なお、シート部82の下部は剛体部81に対して片持ち支持された状態になっていて第1可撓性部材84(可撓性部材)として機能することになり、剛体部81の下部には第1可撓性部材84に対向するように第2可撓性部材85が設置(貼着)されているが、これについては後で詳しく説明する。
このように、本実施の形態では、落下経路部74の内壁面(四方の内壁面)の全部に対向するように搖動部材80を構成して、その内壁面のすべてに沿うように搖動部材80を搖動させているため、落下経路部74の内壁面(四方の内壁面)の一部に対向するように搖動部材を構成して搖動させる場合に比べて、落下経路部74の内壁面(四方の内壁面)の全部に対してトナーの架橋が形成される不具合を軽減することができる。すなわち、落下経路部74における四方の内壁面にそれぞれ沿うように、搖動部材80が、トナーの落下方向に搖動するため、四方の内壁面のいずれに対しても、トナーが付着したり固着したりしにくくなってトナーの架橋が形成されにくくなるとともに、トナーの架橋が形成されてしまったとしても(トナーが付着して固着してしまっても)、搖動する搖動部材80によって架橋したトナーが崩されることになる。したがって、トナーの架橋によって、トナー搬送装置70(落下経路部74)におけるトナー搬送性(トナー流動性)が低下してしまう不具合を確実に軽減することができる。
特に、落下経路部74を落下する未転写トナーは、新品トナーに比べて、流動性が悪く、落下経路部74の内壁面に付着しやすいため、このような構成が有用になる。
また、本実施の形態では、搖動部材80を、剛体部のみで構成するのではなくて、剛体部81とシート部82とで構成しているため、それほど重量化することなくスムーズな搖動が可能になる。
また、搖動部材80を、シート部(可撓性材料)のみで構成するのではなくて、剛体部81とシート部82とで構成しているため、ある程度の強度が確保されて搖動部材80の変形を防止することが可能になる。
ここで、図4を参照して、搖動部材80の剛体部81は、落下経路部74における四方の内壁面(トナーが落下しうる空間である。)から外れた位置(内壁面によって囲まれた空間に対して外側の位置である。)に向けて突出するように、突起部81aが形成されている。この突起部81aは、板金の曲げ加工にて形成された剛体部81の曲げ部であって、第1対向面81cに対して平行な面と、その平行な面に繋がる天井面と底面と、で形成されている。
そして、図4、図9(A)を参照して、この剛体部81の突起部81a(上述した天井面である。)に偏心カム87が下方から当接した状態で、偏心カム87が所定方向に回転することで、突起部81aが偏心カム87の周面のカム形状に沿うように上下動して、搖動部材80が上下方向に搖動されることになる。
偏心カム87の回転軸87aには、搬送コイル90の軸部90aに設置されたギア92に噛合するギア93が設置されていて、駆動モータによって回転駆動される搬送コイル90の回転に連動して偏心カム87が回転して搖動部材80が搖動されることになる。
このように、剛体部81(突起部81a)に偏心カム87を当接させて搖動部材80の搖動をおこなうように構成することで、偏心カム87をシート部(可撓性材料)に当接させて搖動部材の搖動をおこなう場合に比べて、搖動部材80に確実に駆動力が伝達されて、搖動部材80を確実に搖動させることができる。
また、偏心カム87に剛体部81が当接する部分(突起部81a)は、トナーが直接的に落下しない領域であるため、偏心カム87や突起部81aにトナーが付着して偏心カム87による搖動部材80の搖動がスムーズにおこなわれなくなってしまう不具合を防止することができる。
ここで、図4〜図6等を参照して、搖動部材80の下部には、下方に設置された第4水平経路部75(搬送経路部)に向けて突出するように、可撓性部材としての第1可撓性部材84が設置されている。
この第1可撓性部材84(可撓性部材)は、回転軸方向(図4の左右方向であって、図6の紙面垂直方向である。)にある程度の幅をもって延在するように形成されている。本実施の形態では、第1可撓性部材84の回転軸方向の範囲が、落下経路部74と第4水平経路部75との連通部における回転軸方向の範囲と、ほぼ同じになるように形成されている。
ここで、第1可撓性部材84は、搖動部材80のシート部82に対して1つの部品として一体的に形成されたものであり、剛体部81に対して片持ち支持されたシート部82の部分(先端部)である。すなわち、第1可撓性部材84(可撓性部材)は、シート部82と同様に、板厚が0.25mm程度のPETで形成されていることになる。このように、第1可撓性部材84とシート部82とを一体化することで、部品点数を少なくすることができる。
このような構成により、第1可撓性部材84(可撓性部材)は、搖動部材80とともに上下方向に搖動することになる。そして、図6(B)に示すように、第1可撓性部材84の下端部84aが上下方向の最下方に位置したときに、搬送コイル90の上端90b1に対して回転方向の下流側に対応する第4水平経路部75の内壁面の位置又はその近傍(図6(A)にて破線で囲んだ部分Aである。)に下端部84aが達するように構成されている。
ここで、図6(A)にて破線で囲んだ部分は、矢印方向に回転する搬送コイル90によって搬送されるトナーが最も滞留しやすい部分であり、落下経路部74の下端に連通する第4水平経路部において、最もトナーの架橋が形成されやすい部分である。
本実施の形態では、搖動部材80及び第1可撓性部材84が、図6(A)に示す最上方の位置と、図6(B)に示す最下方の位置と、の間を繰り返し搖動することで、図6(A)にて破線で囲んだ部分に滞留するトナー(架橋しそうなトナー)が、第1可撓性部材84の下端部84aに突っつかれて、崩される(ほぐされる)ことになる。そのため、落下経路部74の下端に連通する第4水平経路部の内壁面にトナーの架橋が形成されて、トナー搬送装置70(第4水平経路部75)におけるトナー搬送性が低下してしまう不具合を確実に軽減することができる。
特に、第1可撓性部材84は、可撓性材料で形成されており、下端部84aが自由端となるように片持ち支持されているため、搬送コイル90や内壁面に接触してしまっても柔軟に変形して、自身や相手の部材が破損してしまう不具合を軽減することができる。
ここで、本実施の形態では、図6(B)に示すように、第1可撓性部材84は、下端部84aが最下方に位置したときに、搬送コイル90の上端90b1よりも下方であって搬送コイル90の回転中心よりも上方に対応する第4水平経路部75の内壁面の位置又はその近傍に下端部84aが達するように構成されている。すなわち、図6(B)に示すように、第1可撓性部材84は、最下方に移動したときに、下端部84aが図6(B)中に示す範囲H内に位置することになる。
このように構成するのは、第1可撓性部材84の下端部84aが図6(B)中に示す範囲Hよりも下方に移動してしまうと、第1可撓性部材84が搬送コイル90に巻き込まれてしまう可能性があるためである。
このように構成することで、第1可撓性部材84の搬送コイル90への巻き込みを防止しつつ、第4水平経路部75にトナーの架橋が形成される不具合を軽減することができる。
ここで、図5〜図7を参照して、本実施の形態では、搖動部材80における剛体部81の下部から第4水平経路部75(搬送経路部)に向けて下方に突出するように、第2可撓性部材85が設置されている。
この第2可撓性部材85は、板厚が0.25mm程度のPETなどの可撓性材料で形成されていて、剛体部81と同じように、落下経路部74の三方の内壁面に沿うように略コの字状に形成されている。第2可撓性部材85は、剛体部81(第1対向面81c)の下端部に貼着又は接着されていて、対向する第1可撓性部材84とともに、落下経路部74の断面(トナーの落下方向に直交する略長方形の断面である。)とほぼ同等の断面が下方にまで延在されるように構成されている。
このような構成により、落下経路部74から落下するトナーを、上述した断面を超える範囲に拡散させることなく、第4水平経路部75との連通部に向けてスムーズに導くことができる。また、第2可撓性部材85は、可撓性材料で形成されており、下部が自由端となるように片持ち支持されているため、搬送コイル90や内壁面に接触してしまっても柔軟に変形して、自身や相手の部材が破損してしまう不具合を軽減することができる。特に、本実施の形態では、そのような第2可撓性部材85の可撓性を確保するために、両端の側部85c(図7を参照できる。)は剛体部81に貼着又は接着されていない。
ここで、本実施の形態において、第2可撓性部材85は、図6(B)に示すように、搖動部材80とともに上下方向に搖動して、その下部85a(図7を参照できる。)が上下方向の最下方に位置したときに、搬送コイル90の上端90b1に対向する上方の位置又はその近傍に下部85aが達するように構成されている。すなわち、第2可撓性部材85は、その下部85aが、第1可撓性部材84の下端部84aよりも上方に位置するように、その上下方向の長さが設定されている。
これにより、第2可撓性部材85が搬送コイル90に巻き込まれる不具合を確実に防止することができる。
また、本実施の形態では、図7(及び、図6)に示すように、第2可撓性部材85の下部85aに、回転軸方向及び上下方向に対して交差する方向(本実施の形態では、第1対向面81cに略直交する方向である。)に起立する複数の起立部85b(曲げ部)が設けられている。この起立部85bは、第2可撓性部材85の下部85aに形成した切欠きに、ほぼ直角の曲げ加工を施したものである。
このように形成された起立部85bは、図6を参照して、搖動部材80の搖動にともなう上下方向の移動によって、搬送コイル90の上端90b1の近傍に滞留するトナーを崩す(ほぐす)ように作用することになる。搬送コイル90の上端90b1の近傍は、先に説明した図6(A)の破線で囲んだ部分Aほどではないものの、トナーが滞留しやすい部分であるため、第2可撓性部材85にこのような起立部85bを形成することが有用になる。
ここで、図7を参照して、搖動部材80には、落下経路部74の内壁面に対向する対向面に、複数の貫通穴81f、82fが形成されている。
詳しくは、剛体部81の第1対向面81cに、略矩形状の複数の貫通穴81fが上下方向に並設されている。また、シート部82にも、略矩形状の複数の貫通穴82fが上下方向に並設されている。
このように搖動部材80に複数の貫通穴81f、82fを形成することで、搖動部材80と落下経路部74の内壁面との間にトナーが入り込んでしまった場合であっても、そのトナーが貫通穴81f、82fを介して搖動部材80の内部に戻されやすくなるため、搖動部材80の外周面や落下経路部74の内壁面にトナーが付着する不具合を軽減することができる。
なお、このような複数の貫通穴は、剛体部81の第2対向面81dや第3対向面81eにも形成することが好ましい。
さらに、図8(A)に示すように、本実施の形態において、複数の貫通穴81f、82fは、それぞれ、上下方向の長さB、Cが、搖動部材80の上下方向の搖動範囲M(上下方向に搖動するスパンである。)よりも短くなるように形成されている(B、C<M)。なお、図8において、実線で示す貫通穴81f、82fは最上方にあるときのものを示し、破線で示す貫通穴81f、82fは最下方にあるときのものを示している。
これにより、貫通穴81f、82fを設けることによって搖動部材80が落下経路部74の内壁面に対向(又は、接触)しなくなる範囲が形成されてしまう不具合を防止することができる。
すなわち、図8(B)に示すように、複数の貫通穴81f、82fの上下方向の長さB´、C´が、搖動部材80の上下方向の搖動範囲Mよりも長くなるように形成されている場合(B´、C´>Mである。)には、貫通穴81f、82fを設けることによって搖動部材80が落下経路部74の内壁面に対向(又は、接触)しなくなる範囲Zが形成されてしまい、その範囲Zでトナーの架橋が形成されやすくなってしまう。
本実施の形態では、B、C<Mなる関係が成立するように構成しているため、貫通穴81f、82fを設けることによって、かえってトナーの架橋が形成されやすくなってしまう不具合を確実に防止することができる。
ここで、本実施の形態では、図9(A)に示すように、偏心カム87の周面(カム面)に段差部87bが形成されている。これにより、図9(B)に示すように段差部が形成されていない偏心カム87を用いて搖動部材80(突起部81a)を上下動させる場合に比べて、搖動部材80の落下時の速度(偏心カム87が図9の状態からさらに矢印方向に回転して、搖動部材80が下方に移動するときの速度である。)を大きくすることができる。
これにより、搖動部材80(又は、落下経路部74の内壁面)に付着したトナーを振り落しやすくなって、トナーの架橋がさらに確実に防止されることになる。
なお、本実施の形態では、図4に示すように、搖動部材80が最下方に移動したときに剛体部81の突起部81aに当接する衝撃吸収部材88(緩衝材)を設けている。詳しくは、落下経路部74における四方の内壁面(トナーが落下しうる空間である。)から外れた位置に、発泡ポリウレタンなどからなる衝撃吸収部材88が貼着されている。そして、搖動部材80が最下方に移動したときに、この衝撃吸収部材88に突起部81aの底面が接触することになる。
このように構成することで、搖動部材80が落下したときに落下経路部74や偏心カム87などの他の部材に衝突するときの衝撃やそれによる衝撃音を和らげることができる。
また、衝撃吸収部材88に剛体部81が当接する部分(突起部81a)は、トナーが直接的に落下しない領域であるため、衝撃吸収部材88や突起部81aにトナーが付着して衝撃吸収部材88の性能が低下する不具合を防止することができる。
ここで、本実施の形態において、落下経路部74は、図4、図10を参照して、搖動部材80が内設された第1落下経路部74aと、第1、第2可撓性部材84、85が内設された第2落下経路部74bと、からなっている。
そして、図10に示すように、第1落下経路部74aは、搖動部材80を第1、第2可撓性部材84、85とともに保持するように構成されている。これに対して、第2落下経路部74bは、第4水平経路部75(搬送経路部)に対して一体的に形成されている。
そして、図10に示すように、第2落下経路部74bに対して第1落下経路部74aが搖動部材80及び第1、第2可撓性部材84、85とともに分離可能に設置されている。すなわち、第2落下経路部74b(及び、第4水平経路部75)に対して、第1落下経路部74aが搖動部材80及び第1、第2可撓性部材84、85とともに、図10の黒矢印方向に分離されるように構成されている。
このように落下経路部74を第4水平経路部75に近い位置で分割可能に構成することで、落下経路部74や第4水平経路部75のメンテナンス性が向上することになる。しかも、第2落下経路部74b(及び、第4水平経路部75)に対して、第1落下経路部74aを着脱させるときに、第1、第2可撓性部材84、85が第2落下経路部74bに干渉しても適度に変形してくれるため、その着脱作業が難しくなることはない。また、本構成によれば、搖動部材80や第1、第2可撓性部材84、85を、2つに分割される落下経路部74a、74bにそれぞれ設置しなくてすむため、部品点数が多くなる不具合を防止することができる。
また、本実施の形態では、図10(及び、図4)に示すように、第1可撓性部材84における、下端部84aにおける回転軸方向(図4,図10の左右方向である。)の両端部に、それぞれ、テーパー部84b、84cが形成されている。すなわち、略矩形状の第1可撓性部材84の下方の角部に、テーパー部84b、84cが形成されている。
このように第1可撓性部材84にテーパー部84b、84cを形成することで、第2落下経路部74b(及び、第4水平経路部75)に対して、第1落下経路部74aを着脱させるときに、第1落下経路部74aから下方に比較的長く突出する第1可撓性部材84が、第2落下経路部74bに干渉しにくくなるため、その着脱作業を容易におこなうことができる。
なお、図10に示すように、回転軸方向一端側(図10の左方である。)のテーパー部84cに比べて、回転軸方向他端側(図10の右方である。)のテーパー部84bの範囲が大きいのは、第2落下経路部74bの高さが回転軸方向一端側に比べて回転軸方向他端側が高くなっているためである。このように構成することで、第1可撓性部材84と第2落下経路部74bとの干渉を無駄なく効率的に防止することができる。
また、第2落下経路部74bの高さが、回転軸方向一端側のものと回転軸方向他端側のものとが同じになるように構成した場合であっても、回転軸方向一端側のテーパー部84cに比べて、回転軸方向他端側のテーパー部84bの範囲を大きくすることで、第2落下経路部74bに対して第1落下経路部74aが搖動部材80及び第1、第2可撓性部材84、85とともに着脱されるときに、第1可撓性部材84が無理なく内側に丸まるように変形しやすくなるため、その着脱時の作業性が向上することになる。
以上説明したように、本実施の形態におけるトナー搬送装置70(画像形成装置100)は、落下経路部74の内壁面に沿うよう搖動する搖動部材80に、その下部から第4水平経路部75(搬送経路部)に向けて突出するように、第1可撓性部材84(可撓性部材)が設置されている。そして、第1可撓性部材84は、その下端部84aが搖動部材80の搖動にともない上下方向の最下方に位置したときに、搬送コイル90(搬送部材)の上端90b1に対して回転方向の下流側に対応する第4水平経路部75の内壁面の位置又はその近傍に下端部84aが達するように構成されている。
これにより、トナーが落下する落下経路部74の下端に連通する第4水平経路部75(搬送経路部)の内壁面に、トナーの架橋が形成される不具合を生じにくくすることができる。
なお、本実施の形態では、複数の作像部6Y、6M、6C、6Kが設置されたカラー画像形成装置100に対して本発明を適用したが、1つの作像部が設置されたモノクロ画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、2成分現像剤(トナーとキャリアとからなる現像剤である。)が収容されたプレミックス現像方式の現像装置5Yが設置された画像形成装置100に対して、本発明を適用した。これに対して、1成分現像剤(トナーのみからなる現像剤である。)が収容された現像装置が設置された画像形成装置や、プレミックス現像方式ではない2成分現像剤を用いた現像装置(現像剤の入れ替えをおこなわない現像装置である。)が設置された画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、未転写トナーを廃トナーとして廃トナー回収容器40に向けて搬送するためのトナー搬送装置70(廃トナー搬送装置)に対して、本発明を適用した。これに対して、未転写トナーをリサイクルトナーとして現像装置に向けて搬送するためのトナー搬送経路(リサイクルトナー搬送装置)に対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
なお、本願において、搖動部材の「落下経路部の内壁面に沿うような上下方向の搖動」とは、概ね内壁面に沿うような搖動であって内壁面に沿う方向とは僅かに異なる方向にずれて搖動する場合も含むものとする。
1Y 感光体ドラム、
2Y クリーニング装置、
2a クリーニングブレード、
2b クリーニング搬送スクリュ、
5Y 現像装置、
6Y、6M、6C、6K 作像部、
8 中間転写ベルト、
19 2次転写ローラ、
40 廃トナー回収容器、
59 現像剤排出経路、
65 中間転写クリーニング装置、
66 2次転写クリーニング装置、
70 トナー搬送装置、
71 第1水平経路部、 72 第2水平経路部、 73 第3水平経路部、
74 落下経路部、
74a 第1落下経路部、 74b 第2落下経路部、
74c 第1流入口、 74d 第2流入口、 74e 第3流入口、
75 第4水平経路部(搬送経路部)、
80 搖動部材、
81 剛体部、
81a 突起部、 81b 接合部、
81c 第1対向面、 81d 第2対向面、 81e 第3対向面、
81f 貫通穴、
82 シート部、
82f 貫通穴、
84 第1可撓性部材(可撓性部材)、
84a 下端部、 84b、84c テーパー部、
85 第2可撓性部材、
85a 下部、 85b 起立部(曲げ部)、 85c 側部、
87 偏心カム、
87a 回転軸、 87b 段差部、
88 衝撃吸収部材、
90 搬送コイル(搬送部材)、
90a 軸部、 90b コイル部、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)。
特許第3893232号公報

Claims (9)

  1. トナーが落下する落下経路部と、
    前記落下経路部に内設されて、前記落下経路部が延在する上下方向を搖動方向として前記落下経路部の内壁面に沿うよう搖動する搖動部材と、
    前記落下経路部の下端に連通して、前記上下方向に対して交差する方向に延在する搬送経路部と、
    前記搬送経路部に内設されて、前記搬送経路部が延在する方向を回転軸方向として所定の回転方向に回転することで前記落下経路部から前記搬送経路部に落下したトナーを前記回転軸方向に搬送する搬送部材と、
    前記搖動部材の下部から前記搬送経路部に向けて突出するように設置されるとともに、前記回転軸方向に延在するように形成された可撓性部材と、
    を備え、
    前記可撓性部材は、前記搖動部材とともに前記上下方向に搖動して、その下端部が前記上下方向の最下方に位置したときに、前記搬送部材の上端に対して前記回転方向の下流側に対応する前記搬送経路部の内壁面の位置又はその近傍に前記下端部が達するように構成されたことを特徴とするトナー搬送装置。
  2. 前記可撓性部材は、前記下端部が前記最下方に位置したときに、前記搬送部材の前記上端よりも下方であって前記搬送部材の回転中心よりも上方に対応する前記搬送経路部の前記内壁面の位置又はその近傍に前記下端部が達するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のトナー搬送装置。
  3. 前記搖動部材は、
    略四角柱状に形成された前記落下経路部における四方の前記内壁面に沿うように形成された略四角柱状の中空構造体であって、
    前記四方の内壁面のうち三方の内壁面に沿うように略コの字状に形成された剛体部と、前記四方の内壁面のうち残りの一方の内壁面に沿うように前記剛体部に接合されて可撓性材料からなるシート部と、を具備し、
    前記可撓性部材は、前記搖動部材の前記シート部に対して1つの部品として一体的に形成されたものであり、
    前記搖動部材における前記剛体部の下部から前記搬送経路部に向けて突出するように設置されるとともに、前記三方の内壁面に沿うように略コの字状に形成された第2可撓性部材を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のトナー搬送装置。
  4. 前記第2可撓性部材は、
    前記搖動部材とともに前記上下方向に搖動して、その下部が前記上下方向の最下方に位置したときに、前記搬送部材の前記上端に対向する位置又はその近傍に前記下部が達するように構成され、
    前記下部に、前記回転軸方向及び前記上下方向に対して交差する方向に起立する複数の起立部が設けられたことを特徴とする請求項3に記載のトナー搬送装置。
  5. 前記搖動部材の前記剛体部は、前記落下経路部における前記四方の内壁面から外れた位置に向けて突出するように形成された突起部を具備し、
    前記剛体部の前記突起部に当接した状態で所定方向に回転して前記搖動部材を搖動させるとともに、その周面に段差部が形成された偏心カムと、
    前記搖動部材が最下方に移動したときに前記剛体部の前記突起部に当接する衝撃吸収部材と、
    を備えたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のトナー搬送装置。
  6. 前記搖動部材は、前記落下経路部の前記内壁面に対向する対向面に複数の貫通穴が形成され、
    前記複数の貫通穴は、それぞれ、前記上下方向の長さが前記搖動部材の前記上下方向の搖動範囲よりも短くなるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のトナー搬送装置。
  7. 前記落下経路部は、前記搖動部材が内設された第1落下経路部と、前記可撓性部材が内設された第2落下経路部と、からなり、
    前記第1落下経路部は、前記搖動部材を前記可撓性部材とともに保持するように構成され、
    前記第2落下経路部は、前記搬送経路部に対して一体的に形成されて、
    前記第2落下経路部に対して前記第1落下経路部が前記搖動部材及び前記可撓性部材とともに分離可能に設置されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のトナー搬送装置。
  8. 前記可撓性部材は、前記下端部における前記回転軸方向の端部に、テーパー部が形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のトナー搬送装置。
  9. 請求項1〜請求項8のいずれかに記載のトナー搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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