JP2005266107A - トナー回収装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 省スペース且つ低コストでトナーの固まりをなくすこと。
【解決手段】 像担持体(PR)表面に付着したトナーを回収するトナー回収容器(41)と、前記トナー回収容器(41)内部に配置された回収トナー搬送用回転軸(46)と、回収トナー搬送用回転軸(46)の回転時にトナー回収容器(41)内の回収トナーを軸方向に搬送する搬送羽根(47)とを有する回収トナー搬送部材(43)と、前記回収トナー搬送部材(43)のトナー搬送方向の下流端部を収容し且つ円筒状内周面を有する下流端貫通孔(41c)と、前記下流端貫通孔(41c)の内部に配置された回収トナー搬送部材(43)に支持され、回収トナー搬送部材(43)の回転時に前記下流端貫通孔(41c)内部の凝固トナーを粉砕する凝固トナー粉砕部材(49)とを有するトナー回収装置。
【選択図】 図5

Description

本発明は、像担持体表面に付着したトナーを回収するトナー回収装置及び前記トナー回収装置を備えた画像形成装置に関し、特に、回収したトナーを搬送する回収トナー搬送部材を備えたトナー回収装置及びトナー回収装置を備えた画像形成装置に関する。
従来の電子写真方式の画像形成装置では、シートにトナー像が転写された後の像担持体表面には残留トナーが付着しているので、残留トナーを回収するためにトナー回収装置(像担持体クリーナ)が設けられている。そして、トナー回収装置で回収したトナーを再使用する場合には、トナー回収装置で回収されたトナーを現像装置に搬送している。
トナー回収装置で回収されたトナーには、紙粉等の異物が含まれており、流動性が低下し、トナーが固まりやすい。その上、回収したトナーを現像器に搬送する際に、現像器の補給口まで搬送する搬送部材によりトナーが圧力をうけ、トナーの固まりが発生する場合がある。固まったトナーがそのまま現像に使用されると、現像領域でトナーの固まりが詰まったり、帯状の画像欠陥が発生する。
前述のトナーの固まりを防止する構成を備えたトナー回収装置として、下記の従来技術(J01)が公知である。
(J01)特許文献1(特開平7−230240号公報)記載の技術
特許文献1には、搬送管(46)の下流端部下方に一対の粉砕ローラ(53)を設け、搬送管(46)を搬送された回収トナーが粉砕ローラ(53)の間を通過する際に、粉砕ローラ(53)によりトナーの固まりを粉砕する技術が記載されている。
特開平7−230240号公報(「0024」〜「0030」、第1図〜第3図)
しかしながら、前記従来技術(J01)では、粉砕ローラや粉砕ローラ用のギヤ等が必要となるので、構成が複雑であり、部品点数が増えるためコストが高くなる問題がある。また、粉砕ローラ等を配置するためのスペースが必要となるので、トナー回収装置が大型化するという問題がある。また、前記従来技術(J01)以外にも、回収トナーから異物を除去する装置や、トナーの固まりが現像装置に搬送されるのを防止する装置を備えたトナー回収装置があるが、何れも、構成が複雑でコスト高となり、装置を小型化できないという問題がある。
本発明は、前述の事情に鑑み、次の記載内容(O01)を技術的課題とする。
(O01)省スペース且つ低コストで回収トナーの固まりをなくすこと。
(本発明)
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施の形態の具体例(実施例)の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
(第1発明)
前記技術的課題を解決するために、第1発明のトナー回収装置は、下記の構成要件(A01)〜(A04)を備えたことを特徴とする。
(A01)回転する像担持体(PR)の軸方向に沿って配置され且つ前記像担持体(PR)表面に付着したトナーを回収するトナー回収容器(41)、
(A02)前記トナー回収容器(41)内部に配置され前記像担持体(PR)の軸方向に延びる回収トナー搬送用回転軸(46)と、前記回収トナー搬送用回転軸(46)の周囲に装着され且つ前記回収トナー搬送用回転軸(46)の回転時に前記トナー回収容器(41)内の回収トナーを軸方向に搬送する搬送羽根(47)とを有する回収トナー搬送部材(43)、
(A03)前記回収トナー搬送部材(43)のトナー搬送方向の下流端部を収容し且つ円筒状内周面を有する下流端貫通孔(41c)、
(A04)前記下流端貫通孔(41c)の内部に配置された前記回収トナー搬送部材(43)に支持され、前記回収トナー搬送部材(43)の回転時に前記下流端貫通孔(41c)内部の凝固トナーを粉砕する凝固トナー粉砕部材(49)。
(第1発明の作用)
前記構成要件(A01)〜(A04)を備えた第1発明のトナー回収装置では、トナー回収容器(41)は、回転する像担持体(PR)の軸方向に沿って配置され且つ前記像担持体(PR)表面に付着したトナーを回収する。回収トナー搬送部材(43)は、前記トナー回収容器(41)内部に配置され前記像担持体(PR)の軸方向に延びる回収トナー搬送用回転軸(46)の周囲に装着された搬送羽根(47)により、前記回収トナー搬送用回転軸(46)の回転時にトナー回収容器(41)内の回収トナーを軸方向に搬送する。円筒状内周面を有する下流端貫通孔(41c)には、前記回収トナー搬送部材(43)のトナー搬送方向の下流端部が収容される。下流端貫通孔(41c)の内部に配置された回収トナー搬送部材(43)に支持された凝固トナー粉砕部材(49)は、回収トナー搬送部材(43)の回転時に前記下流端貫通孔(41c)内部の凝固トナーを粉砕する。
したがって、第1発明のトナー回収装置は、トナー回収容器(41)内のトナーが、回収トナー搬送部材(43)により下流端貫通孔(41c)まで搬送されると、回収トナー搬送部材(43)に支持された凝固トナー粉砕部材(49)により凝固トナーが粉砕される。即ち、トナー粉砕ローラ等の凝固トナー粉砕用の専用の装置や、回収トナーから異物を取り除く専用の装置を設けず、回収トナー支持部材に支持された凝固トナー粉砕部材(49)で凝固トナーを粉砕できる。この結果、前記専用の装置を設ける必要がなくなるので、トナー回収装置を小型化でき、省スペース且つ低コストな構成でトナーの固まり(凝固トナー)を無くすことができる。
(第1発明の形態1)
第1発明の形態1のトナー回収装置は、第1発明において、下記の構成要件(A05)を備えたことを特徴とする。
(A05)前記下流端貫通孔(41c)の内部に配置された前記回収トナー搬送部材(43)に支持され、前記回収トナー搬送部材(43)の回転時に前記下流端貫通孔(41c)内部の凝固トナーを前記下流端貫通孔(41c)の内周面を押圧しながら回転する弾性フィルム(49)により構成された前記凝固トナー粉砕部材(49)。
(第1発明の形態1の作用)
前記構成要件(A05)を備えた第1発明の形態1のトナー回収装置では、前記凝固トナー粉砕部材(49)は、弾性フィルム(49)により構成されており、回収トナー搬送部材(43)の回転時に前記下流端貫通孔(41c)内部の凝固トナーを前記下流端貫通孔(41c)の内周面を押圧しながら回転する。したがって、シンプル且つ低コストな弾性フィルム(49)により、トナーの固まりを無くすことができる。
(第1発明の形態2)
第1発明の形態2のトナー回収装置は、第1発明または第1発明の形態1において、下記の構成要件(A06)を備えたことを特徴とする。
(A06)前記下流端貫通孔(41c)を通過した回収トナーが流入するように配置されたトナー補給路(62)であって、前記像担持体(PR)表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像ロール(Ga)とトナーとを収容する現像容器(V)に設けたトナー補給口(2a)に前記回収トナーを補給する前記トナー補給路(62)。
(第1発明の形態2の作用)
前記構成要件(A06)を備えた第1発明の形態2のトナー回収装置では、前記下流端貫通孔(41c)を通過した回収トナーが流入するように配置されたトナー補給路(62)は、前記像担持体(PR)表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像ロール(Ga)とトナーとを収容する現像容器(V)に設けたトナー補給口(2a)に前記回収トナーを補給する。したがって、第1発明の形態2のトナー回収装置では、回収したトナーがトナー像の現像に再使用することができる。
(第2発明)
前記技術的課題を解決するために第2発明の画像形成装置は、前記第1発明または第1発明の形態1、2のトナー回収装置(TK)を備えたことを特徴とする。
(第2発明の作用)
前記構成要件を備えた第2発明の画像形成装置では、第1発明または第1発明の形態1、2のトナー回収装置(TK)を備えているので、トナー回収容器(41)内のトナーが、回収トナー搬送部材(43)により下流端貫通孔(41c)まで搬送されると、回収トナー搬送部材(43)に支持された凝固トナー粉砕部材(49)により凝固トナーが粉砕される。即ち、トナー粉砕ローラ等の凝固トナー粉砕用の専用の装置や、回収トナーから異物を取り除く専用の装置を設けず、回収トナー支持部材に支持された凝固トナー粉砕部材(49)で凝固トナーを粉砕できる。この結果、前記専用の装置を設ける必要がなくなるので、トナー回収装置(TK)を小型化でき、省スペース且つ低コストな構成でトナーの固まり(凝固トナー)を無くすことができる。
前述の本発明は、下記の効果(E01)を奏する。
(E01)省スペース且つ低コストで回収トナーの固まりをなくすことができる。
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例(実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
図1は実施例1の画像形成装置の斜視図である。
図1において、実施例1の画像形成装置としてのプリンタUは、プリンタ本体U1の上面に第1排紙トレイ(フェイスダウントレイ)TRhが設けられている。前記第1排出トレイTRhのシート排出方向先端側の上面前部には、ユーザが入力操作するUI(ユーザインタフェース)が設けられており、前記UIには設定キー等が設けられている。プリンタUの上部前面には、フロントパネルUaが配置されており、フロントパネルUa下端部が左右方向(Y軸方向)に延びるヒンジ軸により、プリンタU本体にヒンジ連結されている。したがって、トナーカートリッジやプロセスユニット等を交換する場合、フロントパネルUaを開けて交換できる。
図2は実施例1の画像形成装置の縦断面図である。
図2において、ホストコンピュータHCから送信された画像データやプリンタ制御コマンド等の電気信号は、プリンタUのコントローラCに入力される。コントローラCはマイクロコンピュータおよび記憶装置等により構成されている。コントローラCは、入力される画像データを一時的に記憶し、前記画像データを所定のタイミングで潜像形成用の画像データとしてレーザ駆動回路DLに出力する。
レーザ駆動回路DLは、入力された画像データに応じてレーザ駆動信号をROS(潜像形成装置)に出力する。なお、前記UI(ユーザインタフェース)、レーザ駆動回路DLと、後述の現像ロールGa、転写装置としての転写ロールRtにバイアス電圧を印加する電源回路E等の動作はコントローラCにより制御される。
図3は図2のトナー像形成装置部分の要部拡大図である。
図2、図3において、前記ROSの左方には、黒色のトナー像を形成するトナー像形成装置U2が配置されている。潜像形成装置(潜像形成光学系)ROSの前記図示しないレーザダイオードから出射したレーザビームLは、回転する感光体PRに入射する。
図2、図3において、回転軸PRa(図3参照)を中心に矢印方向に回転する感光体(像担持体)PRと、帯電ロール(帯電部材)CRと、現像装置Gと、クリーナCLとを有している。また、前記トナー像形成装置U2はユニット化されており、プロセスユニットとして画像形成装置本体U1に着脱可能に構成されている。前記プロセスユニットU2の着脱は、画像形成装置本体U1の前面に開閉可能に支持されたフロントカバーUaを開放した状態で行う。
前記像担持体PRの表面は、帯電ロールCRにより一様に帯電された後、潜像書込位置Q1(図3参照)において前記ROS(潜像形成装置)のレーザビームLにより露光走査されて静電潜像が形成される。
前記静電潜像が形成された像担持体PR表面は回転移動して現像領域Q2(図3参照)、転写領域(シート転写領域)Q3(図2参照)を順次通過する。
現像装置Gは、現像バイアスが印加される現像ロールGa、トナーを現像ロールに撹拌しながら搬送するトナー撹拌部材Gb,Gcを回転可能に支持し且つトナーを収容する現像容器Vを有している。そして、現像領域Q2を通過する像担持体PR上の静電潜像を現像ロールGaによりトナー像に現像する。
前記現像容器Vの前端部には、プリンタUに固定支持されたカートリッジトナー補給装置TH1の補給路の一端が接続されており、前記カートリッジトナー補給装置TH1の補給路の他端はトナーカートリッジTCのトナー排出口に接続されている。
図2において、トナーカートリッジ2は、内部にトナーを収容するトナー容器TC1を有し、前記トナー容器TC1内にはトナー搬送部材TC2が回転可能に支持されている。したがって、現像装置Gでのトナーの消費に応じて、前記トナー搬送部材TC2が回転駆動してトナー容器TC1内のトナーを、前側(+X側)のトナー排出口TC3に搬送する。トナー排出口TC3から排出されたトナーは、カートリッジトナー補給装置TH1のトナー補給路内の図示しないトナー搬送部材(オーガ等)により現像装置Gの現像容器Vに搬送される。
前記トナーカートリッジTCは、プリンタUに対して前後方向に挿抜することにより着脱可能に構成されている。前記トナーカートリッジTCの着脱は、画像形成装置本体U1の前面に開閉可能に支持されたフロントカバーUaを開放した状態で行う。
前記感光体PR、帯電ロールCR、ROS(静電潜像形成装置)、現像装置G等により、感光体PR上にトナー像(画像)を形成するトナー像形成装置(PR+CR+ROS+G)が形成されている。
複数の給紙トレイTR1〜TR4(図1〜図2参照)は、前記転写領域Q3に搬送するための画像記録用の記録用シートSを収容しており、前記各給紙トレイTR1〜TR4はプリンタUの前面に形成された給紙トレイ挿入口からプリンタU内部のトレイ収容空間に出入可能である。
図2において、プリンタUの下部内部(トレイ収容空間)には、給紙トレイ挿入口から出入(挿入および抜出)される給紙トレイTR1〜TR4の左右両端部を移動可能に支持するレール(トレイ支持部材)RL1,RL1が配置されており、左右一対のレールRL1,RL1により各給紙トレイTR1〜TR4は前後方向に移動可能に支持されている。
図2において、前記各給紙トレイTR1〜TR4の給紙側上部には、ピックアップロールRpと、フィードロールおよびリタードロールを有するさばきロールRsとを有する給紙装置Kが設けられている。
給紙装置KのピックアップロールRpにより取出された記録用のシートSは、さばきロールRsにより1枚ずつ分離されて、シート搬送装置SHの本体シート搬送路(第1標準シート搬送路)SH1に給紙される。給紙されたシートSはシート搬送装置SHの複数のシート搬送ロールRaにより搬送され、レジロールRr(図2参照)により所定のタイミングで、前記転写領域Q3に搬送される。
また、プリンタ(画像記録装置)Uの左側部には、手差トレイTR0が装着されている。前記手差トレイTR0から給紙されたシートSは、オプション手差用シート搬送路SH5から、手差トレイ用シート搬送路SH2を通過して、前記本体シート搬送路(第1標準シート搬送路)SH1に搬送され、前記本体シート搬送路(第1標準シート搬送路)SH1に沿って配置されたシート搬送ロールRa、レジロールRrにより前記転写領域Q3に搬送される。
図2において、前記転写領域Q3には転写バイアスが印加される転写ロールRtが配置されている。この転写ロールRtは転写領域Q3において前記感光体PRに圧接しており、転写領域Q3を通過するシートSに感光体PR上のトナー像を転写する。なお、感光体PR上に形成されたトナー像(画像)をシート上に転写(記録)する転写装置は、実施例1のように転写ロールRtのみにより構成する代わりに、コロトロンのような放電式の転写部材により構成することが可能である。また、転写装置は、中間転写体と、感光体上のトナー像を前記中間転写体に1次転写する1次転写部材と、中間転写体上のトナー像をシートに2次転写する2次転写部材とにより構成することが可能である。
前記感光体PR、帯電ロールCR、ROS(潜像形成装置)、現像装置Gにより構成されるトナー像形成装置(PR+CR+ROS+G)と、転写装置としての転写ロールRtとにより、シートSに画像(トナー像)を記録する画像記録部材(PR+CR+ROS+G+Rt)が構成されている。
感光体PR表面のトナー像が転写領域Q3においてシートSに転写された後、前記感光体PRは、クリーナCLにより表面に付着した残留トナーが回収される。前記クリーナCLにより表面に付着した残留トナーが回収された感光体PRは、前記帯電ロールCRにより帯電される。
前記転写領域Q3において未定着のトナー像が転写されたシートSは、トナー像が未定着の状態で定着領域Q4に搬送され、定着領域Q4に配置された定着装置Fの一対の定着ロールFh,Fpによりトナー像が定着される。定着トナー像が形成されたシートSは、その後、シートガイドにガイドされて排紙ロールR1に搬送される。シートSは、前記排紙ロールR1によりシート排出口Haから排紙トレイ(第1排紙トレイ)TRhに排出される。
プリンタU内部には前記シート排出口Haに接続された本体シート反転路SH3が設けられている。前記手差しトレイTR0の上部には、オプションのシート反転装置U3が装着されている。前記シート反転装置U1の内部には、前記本体シート反転路SH3に接続するオプションシート反転路SH4が形成されている。したがって、両面印刷時には、前記定着領域Q4でトナー像が定着されたシートSが、前記本体シート反転路SH3、オプションシート反転路SH4を通過して、前記レジロールRrに搬送され、前記転写領域Q3に再送される。
前記本体シート反転路SH3、オプションシート反転路SH4により、シート反転路(SH3+SH4)が構成されている。
また、前記シート反転装置U3には、シートSの画像記録面が上面になる状態で排出されるオプション排紙トレイ(第2排紙トレイ、フェイスアップトレイ)TRh1が設けられている。前記オプション排紙トレイTRh1と前記本体シート反転路SH3との間にはオプションシート排出路SH6が設けられている。したがって、ユーザによりオプション排紙トレイTRh1に排出することが指定された場合、シートSは、前記本体シート反転路SH3から前記オプションシート排出路SH6を通過して、前記オプション排紙トレイTRh1に排出される。
(現像装置)
図4は図3のIV−IV線断面図である。
図3、図4において、前記現像領域Q2で像担持体PRに対向して配置された現像器Gは、トナーを収容する現像容器Vを有している。前記現像容器Vは、現像容器本体1と、現像容器本体1の上端を塞ぐ現像容器カバー2とを有している。前記現像容器本体1の前端には前方に突出する前方突出部3(図4参照)が一体成形されている。前記現像容器カバー2の左端部(−Y端部)には、前後方向(X軸方向)に延びる層厚規制部材SKが固定支持されている。層厚規制部材SKの先端は、現像ロールGaに対向して配置されており、現像ロールGaに付着したトナー層の厚みを規制する。
図3において、現像容器本体1の内側には、前記現像ロールGaを収容する現像ロール室(現像ロール収容部)4と、前記現像ロール室4に隣接する第1撹拌室6と、前記第1撹拌室6に隣接する第2撹拌室7とを有している。
図3、図4において、前記第1撹拌室6は現像容器本体1側の第1主撹拌室6a(図4、図5参照)と前方突出部3の左部(−Y部)3a側の回収トナー補給室6b(図4参照)とを有している。また、前記第2撹拌室7は現像容器本体1側の第2主撹拌室7aと前記前方突出部3の右部(+Y部)3b側のカートリッジトナー補給室7bとを有している。
前記現像容器本体1の内側で前記第1撹拌室6と第2撹拌室7との間には、前記第1主撹拌室6aおよび第2主撹拌室7aの両端部以外の部分が仕切壁9によって仕切られている。即ち、前記第1主撹拌室6a及び第2主撹拌室7aはその前後方向(X軸方向)両端部の前側連通部E1及び後側連通部E2において連通するように構成されている(図4参照)。
前記第1撹拌室6及び第2撹拌室7とによって循環撹拌室(6+7)が構成されている。
前記前側接続部材3の左部3aの上部の現像容器カバー2には、回収トナー補給口2a(図4参照)が形成されており、前記前側接続部材3の右部3bの上部の現像容器カバー2には、カートリッジトナー補給口2b(図4参照)が形成されている。前記カートリッジトナー補給口2bは、カートリッジトナー補給装置TH1に接続され、前記トナーカートリッジTCからのトナーが補給される。また、回収トナー補給口2aは第1撹拌室6の下流端部に設けられ、カートリッジトナー補給口2bは、第2撹拌室7の上流端部に設けられているので、各補給口2a,2bから補給されたトナー(新しいトナーまたは回収トナー)が、補給後すぐに現像ロールGaに搬送され、現像で使用されないように構成されている。
図3、図4において、前記現像ロールGaは、現像容器Vに固定支持された磁石ロール11の外周に回転可能に支持された現像スリーブ12を有する従来公知の現像ロールである。前記現像ロール室4や第1主撹拌室6aのトナーは、前記磁石ロール11の磁力によって現像ロールGa(現像スリーブ12)表面上に吸着されて、現像領域Q2に搬送される。また、前記現像スリーブ12の前後両端部は現像ロール室4の前面壁と後面壁によって回転可能に支持されており、現像スリーブ12の後端(−X側端)にはギアG0(図4参照)が固着されている。
図3、図4において、前記第1撹拌室6及び第2撹拌室7にはトナーを撹拌しながら搬送する第1撹拌部材Gbおよび第2撹拌部材Gcが配置されている。図4において、前記第1撹拌部材Gbは、前記現像ロールGaの軸方向に伸びる第1回転軸21と、前記回転軸21の外周に固着された撹拌搬送螺旋羽根22と逆搬送螺旋羽根23とを有している。前記撹拌搬送螺旋羽根22は、トナーを後側(−X側)から前側(+X側)に搬送するために前記後側連通部E2から前側連通部E1にかけて設けられている。前記逆搬送螺旋羽根23は、回収トナー補給口2a付近に設けられており、トナーを撹拌搬送螺旋羽根22の搬送方向とは逆方向に搬送することによって、トナーを第1撹拌室6から第2撹拌室7に流入させている。前記回転軸21は前記前側接続部3の左部3aの前面壁と前記現像容器本体1の後面壁によって回転自由に支持されており、回転軸21の後端部(−X側端部)にはギヤG1(図4参照)が固着されている。
図4において、前記第2撹拌部材Gcは、第2回転軸26と、前記第2回転軸26の前端部(+X端部)に固着された多重撹拌搬送螺旋羽根27と、多重撹拌螺旋羽根27の後方に配置された撹拌搬送螺旋羽根28と、後端部(−X端部)に固着された逆搬送螺旋羽根29とを有している。前記多重撹拌搬送螺旋羽根27は、トナーを前側(+X側)から後側(−X側)に搬送するために前記カートリッジトナー補給口2bから前側連通部E1にかけて設けられている。そして、多重撹拌搬送螺旋羽根27は、撹拌搬送螺旋羽根28のピッチ(第2撹拌部材Gc1回転で前後方向に移動する距離)と同様のピッチの撹拌搬送螺旋羽根を2条有している。したがって、多重撹拌搬送螺旋羽根27が配置された高速搬送部H1では、撹拌搬送螺旋羽根28が配置された部分(後述する中速搬送部H3)よりもトナーを搬送する速度が高い。
前記撹拌搬送螺旋羽根28は、トナーを前側(+X側)から後側(−X側)に搬送するために前記前側連通部E1から後側連通部E2にかけて設けられている。撹拌搬送螺旋羽根28の前端部分には、前記第2回転軸26に固着され且つ軸方向に延びる複数の平羽根31が設けられている。また、前記撹拌搬送螺旋羽根28の後端部にも平羽根31が設けられている。前記平羽根31は、トナーを後方向に搬送せず、撹拌のみを行う。したがって、平羽根31が配置された低速搬送部H2では、平羽根31が配置されていない中速搬送部H3に比べトナーの搬送速度が低くなっている。したがって、実施例1の第2撹拌部材Gcは、上流側から順に、高速搬送部H1、低速搬送部H2、中速搬送部H3、低速搬送部H2を有している。
前記逆搬送螺旋羽根29は、前記後側連通部E2の後端側(−X側端側)に設けられており、トナーを撹拌搬送螺旋羽根28の搬送方向の逆方向に搬送することによって、トナーを第2撹拌室7から第1撹拌室6に流入させている。前記第2回転軸26は前側接続部3の右部3bの前面壁と現像容器本体1の後面壁によって回転自由に支持され、後端部にギアG2が固着されている。
図4において、前記現像スリーブ12後端のギアG0は第1回転軸21のギアG1と噛合っており、ギアG1は前記第2回転軸26のギアG2と噛合っている。前記ギアG0はメインモータ(図示せず)の回転力が伝達されており、前記モータによってギアG0が回転すると、ギアG1はギアG0と逆方向に回転し、前記ギアG1とギアG2は互いに逆方向に回転する。即ち、前記ギアG1及びギアG2と一体に回転する第1撹拌部材Gb及び第2撹拌部材Gcは互いに逆方向に回転する。したがって、前記第1撹拌部材Gb及び第2撹拌部材Gcの回転によって、前記第1撹拌室6及び第2撹拌室7の中のトナーは互いに逆方向に搬送され循環している。
前記第1撹拌部材Gb及び第2撹拌部材Gcによってトナー撹拌搬送部材(Gb+Gc)が構成されている。
前記現像容器V、現像ロールGa、第1撹拌部材Gbおよび第2撹拌部材Gc等によって現像装置Gが構成されている。
(クリーナ)
図5は回収トナー搬送部材の説明図であり、図5Aは図3のVA−VA線断面図、図5Bは図5AのVB−VB線断面図である。
図3において、クリーナCLは、感光体PRの軸方向に沿って配置されたクリーナ容器(トナー回収容器)41を有している。前記クリーナ容器41の右側下端部には、感光体PR表面に当接して感光体PR表面に付着したトナーを回収するクリーニングブレード42が支持されている。前記クリーニングブレード42の上方には、回収トナー搬送部材43が配置されている。
図4、図5において、回収トナー搬送部材43は、回収トナー搬送用回転軸46と、回収トナー搬送用回転軸46の周囲に固着された搬送螺旋羽根(搬送羽根)47及び複数の平羽根48とを有している。前記搬送螺旋羽根47は、クリーナ容器41内に回収されたトナー(回収トナー)を後方(−X方向)から前方(+X方向)に搬送する。複数の平羽根48は、トナーを前方に搬送せず、撹拌する。なお、実施例1では、回収トナー搬送用回転軸46に平羽根48を設けているが、この部分での撹拌性能をそれ程高める必要がない場合は、平羽根48を省略することも可能である。
図5において、前記回収トナー搬送用回転軸46は、クリーナ容器41の後端壁41aに回転可能に支持されており、後端(−X端)にはギヤG4が固着されている。前記ギヤG4は、感光体PRの後端に固着されたギヤG6と噛合っており、前記ギヤG6は、前記現像ロールGa用のギヤG0と噛合っている。したがって、前記メインモータの駆動力がギヤG0,G6,G4の順に伝達され、感光体PRや回収トナー搬送部材43が回転駆動する。
図5において、前記回収トナー搬送用回転軸46の前端部は、クリーナ容器41の前端壁41bに形成された回収トナー排出口(下流端貫通孔)41cを貫通している。前記回収トナー排出口41cの内部には、前記回収トナー搬送用回転軸46の前端部に溶着された弾性フィルム(凝固トナー粉砕部材)49が配置されている。図5Bに示すように、前記弾性フィルム49は、回収トナー排出口41cの内周面に当接しており、回収トナー搬送部材43の回転駆動時には、回収トナー排出口41cの内周面を擦りながら(押圧しながら)回転する。
図5において、前記回収トナー搬送用回転軸46の前端には、回収トナー搬送用回転軸46の回転中心から偏心した位置に、偏心ピン51が設けられている。
前記クリーナ容器41、回収トナー搬送部材43、クリーナ排出口41c、弾性フィルム49等によってトナー回収装置TKが構成されている。また、前記クリーニングブレード42、トナー回収装置TK等によりクリーナCLが構成されている。
(回収トナー補給路)
図6はプロセスユニットの説明図であり、図6Aはプロセスユニットの側面図、図6Bは回収トナー補給路形成部材を取り外した状態の側面図、図6Cは図6AのVIC−VIC線断面図である。
図6Bにおいて、クリーナ容器41の前端壁41bには、前方に突出し、右下方向に傾斜した略U字状のトナー補給路壁部41dが形成されている。図6Aにおいて、プロセスユニット(トナー像形成装置)U2の前端面には、回収トナー補給路形成部材61が装着されている。図6A、図6Cにおいて、前記回収トナー補給路形成部材61は、上方のプレート部61aと、下方の筒状の筒状補給路部61bとを有する。前記上方プレート部61aは、前記トナー補給路壁部41dの前端面に当接して、トナー補給路壁部41dの前面(+X面)を塞いでいる。前記筒状補給路部61bの下端は前記回収トナー補給口2aに連結されている。
筒状補給路部61bの上端にはトナー補給路壁部41dの下端面に当接してトナーの漏出を防止するためのトナー漏出防止部材61cが設けられている。実施例1のトナー漏出防止部材61cは、スポンジにより構成されているが、ゴム等により構成することも可能である。
したがって、クリーナ容器41の前端壁41bと、トナー補給路壁部41dとプレート部61aとにより囲まれた空間及び筒状補給路部61b内部の空間により回収トナー補給路62が形成されている。
(補給路内搬送部材)
図7は補給路内搬送部材と、現像容器との位置関係を説明する説明図である。
図8は補給路内搬送部材の説明図である。
図6B、図7、図8において、前記回収トナー補給路62内には、補給路内搬送部材66が配置されている。前記補給路内搬送部材66は、上部の傾斜搬送部67と、前記傾斜搬送部67の右下端から下方に延びる上下方向搬送部(下流端部)68とを有する。前記傾斜搬送部67の左上端部には、偏心ピン装着孔67aが形成されており、前記回収トナー搬送部材43前端の偏心ピン51に装着されている。また、傾斜搬送部67の下面には、左下方向に突出する壁当接搬送部(押圧搬送部材)67bが複数形成されている。さらに、前記傾斜搬送部67の上面には、強度を高めるとともに、リブ67cの上方の回収トナー補給路62内に付着したトナーを掻き落とすためのリブ67cが形成されている。
図6B、図7において、前記上下方向搬送部68の下端部は、回収トナー補給口2aを貫通し、現像容器Vの回収トナー補給室6b内まで延びている。前記上下方向搬送部68の左側部には、左方突出部68aが複数形成されており、上下方向搬送部68の下端部(トナー搬送方向下流端部)の、前記回収トナー補給口2a内に配置される部分には、トナー掻き落とし部(掻き落とし部材)68bが一体的に形成されている。
前記補給路内搬送部材66は、偏心ピン51に装着されているので、回収トナー搬送部材43の回転に伴い、傾斜搬送部67は右下方(+Y−Z方向)と左上方(−Y+Z方向)との間を略楕円状の軌跡を描きながら往復動する。したがって、前記壁当接搬送部67bは、トナー補給路壁部41dの左下内面41eを擦りながら(押圧しながら)、右下方(トナー搬送方向の下流方向)に移動した後、トナー補給路壁部41dから離れ左上方に移動する往復動を繰り返す。
このとき、前記上下方向搬送部68は、上下方向の往復動をする。したがって、上下方向搬送部68の左方突出部68aは筒状補給路部61bの左内面を擦りながら上下運動する。即ち、前記左方突出部68aにより、補給路内搬送部材66の姿勢が保たれつつ、擦れる筒状補給路部61bの左内面のトナーが擦り落とされて、回収トナー補給口2aに搬送される。また、トナー掻き落とし部68bは、回収トナー補給口2aの部分で上下運動をし、回収トナー補給口2aに付着したトナーを下方の回収トナー補給室6b側に掻き落とす。
前記現像容器G、回収現像剤補給路62、補給路内搬送部材66等によって回収トナー補給装置TH2が構成されている。
(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1の画像形成装置Uでは、トナーカートリッジTCから補給されたトナーは、第2撹拌室7の上流端部に設けられたカートリッジトナー補給室7b上面のカートリッジトナー補給口2bから補給される。補給されたトナーは、2条の多重搬送螺旋羽根27により高速搬送部H1を高速で搬送され、下流側の低速搬送部H2に搬送される。低速搬送部H2には、トナーの搬送を行わず、撹拌を行う平羽根31が配置されているので、平羽根31が設けられていない中速搬送部H3に比べ、トナーの搬送速度が低下している。したがって、高速搬送部H1を高速で搬送されてきたトナーが低速搬送部H2に差し掛かると、低速搬送部H2で滞留する。そして、搬送速度の低い低速搬送部H2をトナーが通過するのに時間がかかるので、トナーは、低速搬送部H2において撹拌搬送螺旋羽根28及び平羽根31により、時間をかけて十分撹拌される。したがって、トナーカートリッジから補給されたトナーが、強固に凝集している場合でも十分撹拌して粉砕でき、帯電させることができる。
また、クリーナCLで回収され、回収トナー補給装置TH2により搬送されたトナーは、第1撹拌室の下流端部の回収トナー補給口2aから補給される。この補給された回収トナーは、第1撹拌搬送部材Gbの逆搬送螺旋羽根23により、前側連通部E1を通じて、第2撹拌室7の上流端部に搬送される。したがって、回収トナーに紙粉等が含まれ、流動性が低下し固まりやすいトナーも、低速搬送部H2に搬送されて、十分撹拌される。
また、低速搬送部H2で十分撹拌されたトナーは、中速搬送部H3を搬送され、その下流端部に設けられた低速搬送部H2でさらに撹拌される。そして、現像ロールGaで現像に使用される。
なお、本発明者は、高速搬送部H1の下流に低速搬送部H2のみを設けた場合には、トナーが低速搬送部H2にあまり滞留せず、低速搬送部H2のさらに下流に低速搬送部H2よりも高速で搬送する中速搬送部H3を設けた場合、低速搬送部H2でより多くのトナーが滞留することを見出した。これは、トナー搬送速度が低速搬送部H2より高い高速搬送部H1と中速搬送部H3との間に挟まれる形で低速搬送部H2が配置されたために、搬送速度が低い低速搬送部H2でトナーが滞留しやすくなったものと思われる。したがって、実施例1では、前記低速搬送部H2の下流側に中速搬送部H3を設けているので、低速搬送部H2において、トナーが滞留し、十分撹拌される。
したがって、実施例1の第2撹拌部材Gcは、トナーが滞留して十分撹拌される低速搬送部H2を有しているので、全て中速搬送部で構成された従来の場合や上流に高速搬送部のみが設けられた従来の場合と比べ、トナーの撹拌性能が高くなっている。したがって、強固に凝集したトナーや、像担持体表面から回収された回収トナーも十分撹拌することができる。この結果、十分撹拌されたトナーを現像に使用できるので、撹拌不足により発生する帯状の画像欠陥を防止できる。また、十分な撹拌によりトナーの帯電分布も良好になるので、帯電不良によるかぶりやクラウド等の発生も防止できる。
また、実施例1の画像形成装置Uでは、クリーニングブレード42で擦り取られたトナーは、トナー回収装置TKによりトナーが回収、搬送される。このとき、回収トナー搬送部材43の下流端には、クリーナ排出口41cの内周面に当接、押圧しながら回転する弾性フィルム49(図5B参照)が支持されている。したがって、回収トナー搬送部材43により搬送され、クリーナ排出口41cを通過する凝固したトナーは、回転する弾性フィルム49により粉砕される。したがって、紙粉等を含み、流動性が低下して固まりやすい回収トナーを粉砕して搬送することができる。
また、弾性フィルム49はクリーナ排出口41cを押圧しながら回転するので、クリーナ排出口41cの内周面に流動性が低下したトナーが付着し、固まって、クリーナ排出口41cが詰まることを防止できる。なお、前記弾性フィルム49をクリーナ排出口41cの内周面に対して鋭角に当接させた場合、内周面に付着したトナーを擦り落としながら回転するので、効率よくトナーの付着を防止できる。
図6Bにおいて、前記クリーナ排出口41cから排出された回収トナーは、回収トナー補給路62内に搬送される。回収トナー補給路62内のトナーの一部は、回収トナー補給路62内を浮遊した後、自重により回収トナー補給口2aに落下するが、大半の回収トナーはトナー補給路壁部41dの左下内面41eに落下する。補給路内搬送部材66の壁当接搬送部67bは、トナー補給路壁部41dの左下内面41eを擦りながら右下方に移動するので、トナー補給路壁部41dの左下内面41eに落下したトナーは、壁当接搬送部67bにより右下方向に搬送される。なお、前記壁当接搬送部67bは、トナー補給路壁部41dの左下内面41eを擦りながら移動するので、流動性が低下し固まりやすい回収トナーが、トナー補給路壁部41dの左下内面41eに付着して固まることを防止できる。
壁当接搬送部67bにより右下方向に搬送されたトナーは、筒状補給路部61bの内部を通過して回収トナー補給口2aに落下する。
そして、回収トナー補給口2aの部分において、補給路内搬送部材66の上下方向搬送部68の下端部が上下運動しているので、回収トナー補給口2aの部分でトナーが固まり、回収トナー補給口2aが詰まってしまうことを防止できる。また、トナー掻き落とし部68bが上下運動しているので、トナー補給口2aの部分に付着したトナーを回収トナー室6b内に掻き落とすことができ、効率よく回収トナー補給口2aの詰まりを防止できる。
したがって、実施例1の画像形成装置Uは、紙粉等の異物を含み、流動性が低下し固まりやすい回収トナーをクリーナCLから現像容器Vに搬送する際に、トナーの固まりを粉砕しながら搬送でき、クリーナ排出口41cや回収トナー補給口2aで詰まることを防止できる。そして、現像容器Vの低速搬送部H2で回収トナーやトナーカートリッジTCから補給された新しいトナーを十分撹拌して、再使用することができる。
また、回収トナーの固まりを粉砕するために専用の装置を必要とせず、構成がシンプルで低コストな弾性フィルム49により回収トナーの固まりを粉砕できるので、トナー回収装置TKを小型化(省スペース化)、低コスト化できる。したがって、プロセスユニットU2や画像形成装置Uも小型化、低コスト化できる。
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H014)を下記に例示する。
(H01)本発明は、プリンタに限定されず、複写機、FAX、複合機等の画像形成装置に適用可能である。また、モノクロの画像形成装置に限定されず、カラーの画像形成装置にも適用可能である。
(H02)前記実施例において、現像装置Gの高速搬送部H1は2条の多重撹拌搬送螺旋羽根27により構成したが、螺旋羽根の条数は2つに限定されず、適宜変更可能である。また、複数条の螺旋羽根を設ける替わりに、螺旋羽根のピッチを大きくしたり、高速搬送部H1の部分の第2回転軸26の直径を小さくすることにより、搬送速度を高くすることが可能である。なお、搬送速度や撹拌性能をそれ程高める必要がない場合には、前記高速搬送部H1を省略することも可能である。
(H03)前記実施例において、現像装置Gの低速搬送部H2は、平羽根31を設けて搬送速度を低くしたが、平羽根31を設ける替わりに、低速搬送部H2の撹拌搬送螺旋羽根のピッチを小さくしたり、撹拌搬送羽根の一部を部分的に切除したり、低速搬送部H2の部分の第2回転軸26の直径を大きくすることによりトナーの搬送速度を低くすることも可能である。なお、撹拌性能をそれ程高める必要がない場合には、前記低速搬送部H2を省略することも可能である。
(H04)前記実施例において、第2撹拌搬送部材Gbは、上流側から順に高速搬送部H1、低速搬送部H2、中速搬送部H3、低速搬送部H2を有しているが、これに限定されず、例えば、高速搬送部H1、低速搬送部H2、高速搬送部H1、低速搬送部H2、中速搬送部H3の順に搬送部を設けたり、高速搬送部H1、低速搬送部H2、高速搬送部H1、中速搬送部H3の順に搬送部を設ける等、任意に変更可能である。但し、トナーの撹拌性能を高める場合、最上流端部に高速搬送部H1を設け、その直下流に低速搬送部H2に設けることが望ましい。
(H05)前記実施例において、撹拌搬送部材Gb,Gc、43として螺旋羽根を有する撹拌搬送部材(いわゆる、オーガ)を使用したが、アジテータやスプリング等の撹拌搬送部材を使用することができる。
(H06)前記実施例において、トナー回収装置TKでは、凝固トナー粉砕部材として弾性フィルムを使用したが、これに替えて、回収トナー搬送用回転軸46に支持されるパドル等の凝固トナー粉砕部材を使用することも可能である。
(H07)前記実施例において、補給路内搬送部材66は、回収トナー搬送部材43の偏心ピン51に装着され、回収トナー搬送部材43の回転に応じて往復移動しているが、これに限定されず、別の駆動系により往復移動するように構成することも可能である。
(H08)本発明のトナー補給装置は、回収トナー補給装置TH2だけでなく、カートリッジトナー補給装置TH1にも適用可能である。
(H09)前記実施例において、左方突出部68aやトナー掻き落とし部68bの形状は適宜変更可能であり、省略することも可能である。
(H010)前記実施例において、回収トナー補給路62は上部が右下方向に傾斜し、下部が上下方向に延びた補給路となっているが、補給路の形状はこれに限定されず、斜め方向に傾斜した補給路のみで構成された場合や、水平方向に延びる補給路とすることも可能である。
(H011)前記実施例において、弾性フィルムは溶着により回収トナー搬送用回転軸46に支持されているが、接着やネジ止め等任意の方法で回収トナー搬送用回転軸46に支持することが可能である。
(H012)本発明は、トナーのみの1成分現像剤を使用する画像形成装置でも、トナーとキャリアを含む2成分現像剤を使用する画像形成装置でも適用可能である。また、現像剤を補給しながら余分な現像剤を少しずつ廃棄するトリクル方式の現像装置にも適用可能である。
(H013)前記実施例において、トナーを回収するトナー回収部材としてクリーニングブレードを使用したが、クリーニングブラシ等のトナー回収部材を使用することが可能である。
(H014)本発明は、プロセスユニットが交換可能な場合だけでなく、プロセスユニットが画像形成装置本体に固定された場合にも適用可能である。
図1は実施例1の画像形成装置の斜視図である。 図2は実施例1の画像形成装置の縦断面図である。 図3は図2のトナー像形成装置部分の要部拡大図である。 図4は図3のIV−IV線断面図である。 図5は回収トナー搬送部材の説明図であり、図5Aは図3のVA−VA線断面図、図5Bは図5AのVB−VB線断面図である。 図6はプロセスユニットの説明図であり、図6Aはプロセスユニットの側面図、図6Bは回収トナー補給路形成部材を取り外した状態の側面図、図6Cは図6AのVIC−VIC線断面図である。 図7は補給路内搬送部材と、現像容器との位置関係を説明する説明図である。 図8は補給路内搬送部材の説明図である。
符号の説明
2a…トナー補給口、
41…トナー回収容器、
41c…下流端貫通孔、
43…回収トナー搬送部材、
46…回収トナー搬送用回転軸、
47…搬送羽根、
49…凝固トナー粉砕部材、
49…弾性フィルム、
62…トナー補給路、
Ga…現像ロール、
PR…像担持体、
TK…トナー回収装置、
V…現像容器。

Claims (4)

  1. 下記の構成要件(A01)〜(A04)を備えたことを特徴とするトナー回収装置、
    (A01)回転する像担持体の軸方向に沿って配置され且つ前記像担持体表面に付着したトナーを回収するトナー回収容器、
    (A02)前記トナー回収容器内部に配置され前記像担持体の軸方向に延びる回収トナー搬送用回転軸と、前記回収トナー搬送用回転軸の周囲に装着され且つ前記回収トナー搬送用回転軸の回転時に前記トナー回収容器内の回収トナーを軸方向に搬送する搬送羽根とを有する回収トナー搬送部材、
    (A03)前記回収トナー搬送部材のトナー搬送方向の下流端部を収容し且つ円筒状内周面を有する下流端貫通孔、
    (A04)前記下流端貫通孔の内部に配置された前記回収トナー搬送部材に支持され、前記回収トナー搬送部材の回転時に前記下流端貫通孔内部の凝固トナーを粉砕する凝固トナー粉砕部材。
  2. 下記の構成要件(A05)を備えたことを特徴とする請求項1記載のトナー回収装置、
    (A05)前記下流端貫通孔の内部に配置された前記回収トナー搬送部材に支持され、前記回収トナー搬送部材の回転時に前記下流端貫通孔内部の凝固トナーを前記下流端貫通孔の内周面を押圧しながら回転する弾性フィルムにより構成された前記凝固トナー粉砕部材。
  3. 下記の構成要件(A06)を備えたことを特徴とする請求項1または2記載のトナー回収装置、
    (A06)前記下流端貫通孔を通過した回収トナーが流入するように配置されたトナー補給路であって、前記像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像ロールとトナーとを収容する現像容器に設けたトナー補給口に前記回収トナーを補給する前記トナー補給路。
  4. 請求項1ないし3のいずれか記載のトナー回収装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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