JPH1184971A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃トナー回収に際してトルクリミッタを別途
設けることなく、トナー搬送スクリューの回転トルクを
規制することを可能とした画像形成装置を提供する。 【解決手段】 トナー像転写後の像担持体に残留したト
ナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置
において、前記クリーニング手段によって除去したトナ
ーをトナーパイプ内に設けたねじりコイル状のトナー搬
送スクリューを回転させて回収容器内に回収するトナー
回収手段と、前記トナー搬送スクリューに回転力を伝達
する駆動手段と、前記駆動手段から前記トナー搬送スク
リューに伝達されるトルクを規制するためにバネ部を有
するトルク規制手段と、を有し、前記トルク規制手段の
バネ部を前記トナー搬送スクリューの一部で構成したこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
等、トナーを使用して画像形成を行う画像形成装置に関
し、更に詳しくは廃トナー搬送スクリューを持つ画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置においては、像担持
体上に形成されたトナー像を転写材に転写した後、次回
の画像形成の障害とならないように、次回の画像形成プ
ロセスが開始される前に、クリーニング装置を用いて像
担持体上に残留しているトナーを除去している。除去さ
れたトナーｔは、一般に図６(a) の縦断面図及び(b) の
ａ−ａ断面図に示すように、廃トナー搬送スクリュー50
を回転させて廃トナーパイプ51を通して廃トナー回収容
器52へと搬送し、逐次容器52内に蓄積される。従来、こ
の廃トナーパイプ51は図11に示すようにストレートであ
り、内部の廃トナー搬送スクリュー50もストレートでハ
ードタイプのスクリューを用いていた。

【０００３】しかし近年、画像形成装置本体の内部構造
の複雑化、省スペース化にともない、廃トナーパイプ51
をストレートに配置することが困難となってきた。その
ため、一部の画像形成装置では、図７に示すように、一
部湾曲したタイプの廃トナーパイプ53が用いられ、さら
に内部の廃トナー搬送スクリューも、湾曲しても回動可
能なねじりコイルばね状の廃トナー搬送スクリュー54が
使用されている。

【０００４】また、廃トナー搬送スクリュー54とこれを
回転駆動させる駆動モータ55との間に、モータ55から受
けるトルクを規制するトルクリミッタを設け、廃トナー
パイプ53の内面や廃トナー搬送スクリュー54へのトナー
付着及び廃トナー回収容器52の満杯検出のトラブル等に
より、廃トナー搬送スクリュー54の回転トルクが所定の
トルクよりも重くなってしまった場合に、廃トナー搬送
スクリュー54の駆動を解除して駆動モータ55の破損等を
防止している。

【０００５】図７及び図８に従来のトルクリミッタを示
す。カム56の爪部56ａがギア57の凹部57ａと係合し、さ
らにギア57はカム56にバネ58で圧接されている。カム56
は廃トナー搬送スクリュー54の軸部に支持されており、
これによってギア57とカム56及び廃トナー搬送スクリュ
ー54は同時に回動する。そして、駆動モータ55を回転さ
せ、その駆動力をギア59からギア57に伝えることにより
廃トナー搬送スクリュー54を回転させている。

【０００６】ここで、廃トナーパイプ53の内面へのトナ
ー付着等により、廃トナー搬送スクリュー54の回転トル
クが所定の値よりも重くなったとする。このとき、図８
に示すように、カム56の爪部56ａとギア57の凹部57ａが
スライドし、ギア57が矢印ｍ方向に移動する。これによ
ってギア57とカム56との係合は外れ、駆動モータ55の駆
動は、廃トナー搬送スクリュー54に伝わらなくなるた
め、駆動モータ55に過剰な負荷が加わって駆動装置が破
損することを防止することができる。

【０００７】更に、ギア57がスライドすることによりギ
ア57の端部がマイクロスイッチ60を押すため、画像形成
装置本体が廃トナー搬送スクリュー54の回転トルク異常
を検出し、駆動モータ55を停止させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構成に
あっては、トルクリミッタを駆動モータ55と廃トナー搬
送スクリュー54との間に別に設けなければならないた
め、構成が複雑となり、全体的にコストアップの要因と
なっていた。

【０００９】また、廃トナー搬送部は、画像形成装置の
種類が異なっても構成自体はほとんど変化しないため、
異なる画像形成装置間での流用が容易である。しかし、
各画像形成装置により、廃トナー搬送部の許容トルクが
異なるため、流用を行なうためにはトルクリミッタの作
動トルクを変更する必要があるが、作動トルクのみを変
更することは従来の構成では困難であった。

【００１０】更に、温度や湿度等の画像形成装置の使用
環境によっても、トルクリミッタの作動トルクの微調整
が必要な場合もある。

【００１１】また、廃トナーパイプ53の内面や廃トナー
搬送スクリュー54へのトナー付着が起こった場合に、廃
トナーパイプ53や廃トナー搬送スクリュー54に打撃等の
振動を与えると、付着したトナーが除去されて廃トナー
パイプ53の詰まりを防止する効果がある。しかし、その
ために加振装置を構成に加えると、コストアップとなっ
てしまう。

【００１２】更に廃トナーパイプ53が詰まってしまう
と、パイプの清掃あるいはパイプの交換が必要であった
が、パイプの清掃は装置本体からパイプを取り外して行
わなければならないために煩雑であり、廃トナーの飛散
等により清掃作業者が汚れてしまい、パイプを交換する
とするとコストがかかってしまう。

【００１３】また、特に高速、ネットワーク対応の画像
形成装置においては、パイプ53の清掃、交換にかかるダ
ウンタイムは極力小さくする必要があるが、突発的なト
ラブルを修理するには、サービスマンコール、原因追
究、交換部品準備等でダウンタイムが大きくなってしま
う。

【００１４】近年、画像形成装置の高速化、ハイボリュ
ーム化、使用するトナーの多色化にともない、廃トナー
の堆積スピードも増加する傾向にあるため、廃トナーパ
イプの詰まりを防止し、画像形成装置本体を長寿命化す
ることはさらに重要となってきている。

【００１５】本発明は上記点に鑑みて開発されたもので
あり、その目的は、廃トナー回収に際してトルクリミッ
タを別途設けることなく、トナー搬送スクリューの回転
トルクを規制することを可能とするものであり、また他
の目的は前記規制トルクの微調整を可能とし、更に他の
目的としてトナーパイプの詰まりを効果的に防止可能と
した画像形成装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、トナー像転写後の像担
持体に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有
する画像形成装置において、前記クリーニング手段によ
って除去したトナーをトナーパイプ内に設けたねじりコ
イル状のトナー搬送スクリューを回転させて回収容器内
に回収するトナー回収手段と、前記トナー搬送スクリュ
ーに回転力を伝達する駆動手段と、前記駆動手段から前
記トナー搬送スクリューに伝達されるトルクを規制する
ためにバネ部を有するトルク規制手段と、を有し、前記
トルク規制手段のバネ部を前記トナー搬送スクリューの
一部で構成したことを特徴とする。

【００１７】上記構成にあっては、トナー搬送スクリュ
ーの一部がトルク規制手段のバネ部となり、バネ部を別
途設ける必要がないために、部品点数が減少すると共に
部品の組立等が容易になってコストダウンを図ることが
可能となる。

【００１８】また、前記バネ部の作動トルクを調整可能
に構成することによって廃トナー搬送部を他の画像形成
装置に対しても容易に流用することが可能となる。

【００１９】更に、前記トルク規制手段が動作する際に
前記トナー搬送スクリューを振動させるよう構成するこ
とにより、特別に振動装置を設けなくてもトナーパイプ
内に付着したトナーを除去することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に本発明の画像形成装置に係る
好適な実施形態についてを図面を参照して説明する。

【００２１】〔第１実施形態〕第１実施例を図１乃至図
３を参照して説明する。尚、図１は画像形成装置の全体
構成説明図であり、図２はトナー搬送スクリューを回転
させて廃トナーを回収容器へ搬送する状態を示し、(a)
はその断面図であり、(b) はトルクリミッタの断面図、
(c) はトナー搬送スクリューとスクリュー支持板の説明
図である。また、図３はトルクリミッタが作動したとき
の状態を示し、(a) はその断面図であり、(b) はトルク
リミッタの断面図、(c) はトナー搬送スクリューとスク
リュー支持板の説明図である。

【００２２】ここでは説明の順序としてまず画像形成装
置の全体構成について説明し、次に廃トナーの回収構成
について説明する。

【００２３】｛画像形成装置の全体構成｝この画像形成
装置Ａは、図１に示すように、光学系１から画像情報に
基づいた光像を照射して像担持体である感光体ドラムに
磁性体を含有した現像剤（トナー）の像を形成する。そ
して前記トナー像の形成と同期して、記録媒体２をカセ
ット３ａからピックアップローラ３ｂ及びレジストロー
ラ対３ｃ等からなる搬送手段３で搬送し、且つ後述する
画像形成部において、前記感光体ドラムに形成したトナ
ー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加するこ
とによって記録媒体２に転写する。

【００２４】更に画像転写後の記録媒体２をガイド板３
ｄでガイドして定着手段５へと搬送する。この定着手段
５はヒータを内蔵する定着ローラ５ａと駆動ローラ５ｂ
からなり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して
転写トナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排出
ローラ対３ｅで搬送し、反転搬送経路３ｆを通して排出
部６へと排出する如く構成している。

【００２５】一方、画像形成部は感光層を有する感光体
ドラム７を回転し、その表面を帯電手段である帯電ロー
ラ８への電圧印加によって一様に帯電し、前記光学系１
からの光像を露光部９を介して感光体ドラム７に露光し
て潜像を形成し、現像手段10によって現像するように構
成している。

【００２６】この現像手段10は、トナーホッパー10ａ内
のトナーＴ1 をトナー送り部材（図示せず）で送り出
し、固定磁石を内蔵した現像ローラ10ｂを回転させると
共に、現像ブレード10ｃによって摩擦帯電電荷を付与し
たトナー層を現像ローラ10ｂの表面に形成し、そのトナ
ーを前記潜像に応じて感光体ドラム７へ転移させること
によってトナー像を形成して可視像化する。そして転写
ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナ
ー像を記録媒体２に転写した後は、クリーニング手段11
によって感光体ドラム７に残留したトナーを除去回収す
る。

【００２７】前記クリーニング手段11の構成は、クリー
ニングブレード11ａによって感光体ドラム７に残留した
トナーを掻き落とすと共に、その廃トナーＴ2 をクリー
ニング容器11ｂ内に順次貯蔵する。そして前記クリーニ
ング容器11ｂ内に集めた廃トナーＴ2 は廃トナー回収手
段Ｂによって回収容器12へと回収される。

【００２８】｛廃トナーの回収構成｝前記廃トナー回収
手段Ｂは図２に示すように構成されている。図２におい
て、13は廃トナーパイプであり、クリーニング手段11の
容器11ｂ内に設けられた搬送スクリュー11ｃによってト
ナー排出口11ｄから排出される廃トナーを廃トナー回収
容器12へと搬送するための搬送経路を形成するものであ
り、湾曲して形成されている。この廃トナーパイプ13内
には廃トナー搬送スクリュー14が回動可能に設けられて
いる。この廃トナー搬送スクリュー14はねじりコイルバ
ネ状の部材で構成されており、廃トナーパイプ13に沿っ
て湾曲した状態でも回動可能になっている。

【００２９】前記廃トナーパイプ13の上端部には係合部
13ａが形成されており、この係合部13ａにスクリュー支
持板15が回動自在且つスライド不能に取り付けられてい
る。そして、前記廃トナー搬送スクリュー14はスクリュ
ー支持板15に同心円状に支持固定され、一部が廃トナー
パイプ13から突出した状態で支持板15と一体的に回転す
るように支持されている。この廃トナーパイプ13から突
出したスクリュー14の一部は後述するようにトルク規制
手段のバネ部14ａとなり、廃トナーパイプ13内に収容さ
れたスクリュー部分がトナー搬送部14ｂとなる。

【００３０】また、リミッタギア16が軸17に固定支持さ
れており、このギア16に設けられた凹部16ａがカム18と
係合している。カム18は、廃トナー搬送スクリュー14の
片側端部に廃トナー搬送スクリュー14と同心円状に固定
されており、また中央部は軸17と係合しており、軸17の
スラスト方向にスライド可能である。そして、廃トナー
搬送スクリュー14のバネ部14ａによってカム18がギア16
に押圧されている。更に、前記カム18に設けられた爪部
18ａがギア16の凹部16ａと係合し、スクリュー駆動手段
であるスクリューモータ19の回転力がモータギア20と噛
合したリミッタギア16、カム18を介して廃トナー搬送ス
クリュー14に伝達されて該スクリュー14が回転するよう
になっている。

【００３１】また、前記リミッタギア16からカム18へ一
定以上の回転トルクが伝達されると両者の係合が外れて
一定以上のトルクがカム18へ伝達されないようになって
おり、これによってトルク規制手段となるトルクリミッ
タが構成されている。

【００３２】そのために、廃トナー搬送スクリュー14の
バネ部14ａがカム18をギア16に押圧することによってカ
ム18とギア16とが係合している。

【００３３】ここで、スクリューモータ19を回転させ、
廃トナー搬送スクリュー14を廃トナー搬送回転方向（図
３(c) の矢印ａ方向）に回転させたとする。すると、廃
トナーＴ2 は廃トナー搬送スクリュー14による搬送力を
受け、廃トナー回収容器12へ搬送される。しかし、廃ト
ナーパイプ13の内面や廃トナー搬送スクリュー14へのト
ナー付着等で、廃トナー搬送スクリュー14の回転トルク
が所定の値よりも重くなると、図３(a)(b)に示すよう
に、バネ部14ａの付勢に抗してカム18の爪部18ａ形状と
リミッタギア16の凹部16ａの形状がスライドし、カム18
が矢印ｂ方向に移動する。これによってギア16とカム18
との係合が外れ、スクリューモータ19の駆動力は廃トナ
ー搬送スクリュー14に伝わらなくなる。このため、スク
リューモータ19に過剰な負荷が加わって駆動装置が破損
することが防止される。

【００３４】また、前記カム18が矢印ｂ方向へ移動した
ときに、スイッチが押される位置にマイクロスイッチ21
が設けられており、このスイッチ21の作動によってトル
クリミッタの作動が検知される。そして、前記スイッチ
21が作動したときには、スクリューモータ19の駆動を停
止すると共に、図示しない表示部に廃トナーパイプ13の
詰まりを報知するように構成されている。

【００３５】前記のように、スクリューモータ19からト
ナー搬送スクリュー14に伝達されるトルクを規制するト
ルクリミッタを構成するバネ部14ａを、廃トナー搬送ス
クリュー14の一部によって構成することによってトルク
リミッタのバネ部と廃トナー搬送スクリュー14とを共通
化できるため、部品点数を減少させることができると共
に部品の組立等が容易になってコストダウンを図ること
ができる。

【００３６】尚、廃トナー搬送スクリュー14を回転させ
て廃トナーを搬送するときに、スクリュー支持板15は廃
トナー搬送スクリュー14のバネ部14ａの反力によって廃
トナーパイプ13の係合部13ａに圧接摺動されるため、係
合部13ａと支持板15との間に摺擦を緩和するコロ部材の
ようなものを設けるようにしてもよい。

【００３７】〔第２実施形態〕図４及び図５に本発明の
第２実施形態を示す。尚、図４は第２実施形態に係る画
像形成装置のトルクリミッタの構成を示し、(a) は構成
断面図、(b) は廃トナー搬送スクリューのバネ部の固定
説明図である。また、図５はトルクリミッター作動トル
ク変更時の断面図であり、(a) は構成断面図、(b) は廃
トナー搬送スクリューのバネ部の固定説明図である。本
実施形態は、前述した第１実施形態と共通の構成部分が
多いため、相違点を中心に説明し、同一機能を有する部
材は同一符号を付す。

【００３８】スクリュー支持板15は円盤形状であり、図
４(b) に示すように、貫通孔22が設けられており、この
貫通孔22に廃トナー搬送スクリュー14のバネ部14ａが貫
通している。そして、スクリュー固定部23ａ，23ｂにお
いて廃トナー搬送スクリュー14の一部をビス固定するこ
とによって、廃トナー搬送スクリュー14と同心円状に固
定され、廃トナーパイプ13の支持板係合部13ａに回転自
在に支持され、廃トナー搬送スクリュー14とともに回転
するようになっている。この状態で、第１実施形態と同
様に動作させることができる。

【００３９】次に図５に示すように、２個の固定ビスを
ゆるめて、スクリュー支持板15を矢印ｃ方向に回転させ
る。すると、スクリュー支持板９の貫通孔をスライドし
ながら廃トナー搬送スクリュー１が矢印ｄ方向に移動
し、スクリュー14のバネ部14ａを構成する部分が減少す
る。これにより、トルクリミッタの作動トルクを小さく
することが可能である。逆に２個の固定ビスをゆるめた
後で、スクリュー支持板15を矢印ｃと逆に回転させるこ
とによって、逆にトルクリミッタの作動トルクを大きく
することも可能である。この場合に、廃トナー搬送スク
リュー14のスラスト寸法は、トルク調整分の余裕をとっ
ていることはいうまでもない。

【００４０】これにより、廃トナー搬送スクリュー14の
許容トルクが異なる画像形成装置間での回収手段の流用
が可能となる。また、温度や湿度等の画像形成装置の使
用環境によっても、トルクリミッタの作動トルクの微調
整を行うことも可能である。

【００４１】〔第３実施形態〕前述した第１実施形態及
び第２実施形態において、廃トナー搬送スクリュー14の
回転トルクが所定の値よりも重くなると、カム18の爪部
18ａの形状とリミッタギア16の凹部16ａの係合が外れる
（このときカム18の移動によってマイクロスイッチ21が
押される）。その後、リミッタギア16がそのまま回転す
ると、前記爪部18ａと凹部16ａとは再び係合するが、こ
のときバネ部14ａに振動が発生する。このとき、トルク
リミッタを構成するバネ部14ａは、廃トナー搬送スクリ
ュー14の一部によって構成されているため、前記振動は
ダイレクトに廃トナー搬送スクリュー14に作用する。

【００４２】そこで、前記振動を廃トナーパイプ13の詰
まり防止手段として利用し、画像形成装置がトルクリミ
ッタの作動を確認した後で、所定回数マイクロスイッチ
21がONしたことを検出するまで、スクリューモータ19を
駆動させるように制御する。これによって、廃トナー搬
送スクリュー14の振動が、廃トナー搬送スクリュー14自
身や廃トナーパイプ13に付着したトナーを剥がし落とす
作用をするため、廃トナーパイプ13の詰まり防止手段と
なる。これにより、特別に加振装置を設けることなく、
長期間廃トナーパイプ13の詰まりを防止することができ
る。

【００４３】〔他の実施形態〕前述した実施形態では画
像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれ
に限定されるものでなく、例えば複写機やファクシミリ
装置等であっても同様に適用し得ることは当然である。

【００４４】

【発明の効果】本発明は前述のように構成したために、
トナー搬送スクリューの一部がトルク規制手段のバネ部
となり、従来のようにバネ部を別途設ける必要がないた
めに、部品点数が減少すると共に部品の組立等が容易に
なってコストダウンを図ることが可能となる。

【００４５】また、前記バネ部の作動トルクを調整可能
に構成することによって廃トナー搬送部を他の画像形成
装置に対しても容易に流用することが可能となる。

【００４６】更に、前記トルク規制手段が動作する際に
前記トナー搬送スクリューを振動させるよう構成するこ
とにより、特別に振動装置を設けなくてもトナーパイプ
内に付着したトナーを除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の全体構成説明図である。

【図２】トナー搬送スクリューを回転させて廃トナーを
回収容器へ搬送する状態を示し、(a) はその断面図であ
り、(b) はトルクリミッタの断面図、(c) はトナー搬送
スクリューとスクリュー支持板の説明図である。

【図３】トルクリミッタが作動したときの状態を示し、
(a) はその断面図であり、(b)はトルクリミッタの断面
図、(c) はトナー搬送スクリューとスクリュー支持板の
説明図である。

【図４】第２実施形態に係る画像形成装置のトルクリミ
ッタの構成を示し、(a) は構成断面図、(b) は廃トナー
搬送スクリューのバネ部の固定説明図である。

【図５】トルクリミッター作動トルク変更時の断面図で
あり、(a) は構成断面図、(b)は廃トナー搬送スクリュ
ーのバネ部の固定説明図である。

【図６】廃トナーパイプが直線的な従来の廃トナー回収
手段の説明図である。

【図７】廃トナーパイプが屈曲した従来の廃トナー回収
手段の説明図である。

【図８】廃トナーパイプが屈曲した従来の廃トナー回収
手段のトルクリミッタが作動したときの説明図である。

【符号の説明】

Ａ …画像形成装置 Ｂ …廃トナー回収手段 Ｔ2 …廃トナー １ …光学系 ２ …記録媒体 ３ …搬送手段 ３ａ …カセット ３ｂ …ピックアップローラ ３ｃ …レジストローラ対 ３ｄ …ガイド板 ３ｅ …排出ローラ対 ３ｆ …反転搬送経路 ４ …転写ローラ ５ …定着手段 ５ａ …定着ローラ ５ｂ …駆動ローラ ６ …排出部 ７ …感光体ドラム ８ …帯電ローラ ９ …露光部 10 …現像手段 10ａ …トナーホッパー 10ｂ …現像ローラ 10ｃ …現像ブレード 11 …クリーニング手段 11ａ …クリーニングブレード 11ｂ …クリーニング容器 11ｃ …搬送スクリュー 11ｄ …トナー排出口 12 …廃トナー回収容器 13 …廃トナーパイプ 13ａ …係合部 14 …廃トナー搬送スクリュー 14ａ …バネ部 14ｂ …トナー搬送部 15 …スクリュー支持板 16 …リミッタギア 16ａ …凹部 17 …軸 18 …カム 18ａ …爪部 19 …スクリューモータ 20 …モータギア 21 …マイクロスイッチ 22 …貫通孔 23ａ，23ｂ…スクリュー固定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像転写後の像担持体に残留したト
   ナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置
   において、 前記クリーニング手段によって除去したトナーをトナー
   パイプ内に設けたねじりコイル状のトナー搬送スクリュ
   ーを回転させて回収容器内に回収するトナー回収手段
   と、 前記トナー搬送スクリューに回転力を伝達する駆動手段
   と、 前記駆動手段から前記トナー搬送スクリューに伝達され
   るトルクを規制するためにバネ部を有するトルク規制手
   段と、 を有し、 前記トルク規制手段のバネ部を前記トナー搬送スクリュ
   ーの一部で構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記バネ部の付勢による作動トルクを調
   整可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 前記トルク規制手段が動作する際に前記
   トナー搬送スクリューを振動させるよう構成したことを
   特徴とする請求項１記載の画像形成装置。