JP6132182B2 - 廃トナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上の廃トナーを除去するクリーニング装置により除去された廃トナーを廃トナー容器へ搬送する廃トナー搬送装置、及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

従来、感光体や中間転写体などの像担持体を備えた画像形成装置においては、像担持体上に残留する廃トナーを回収するクリーニング装置が設けられている。クリーニング装置によって回収された廃トナーは、クリーニング装置とは別に装置本体内に設けられた廃トナー搬送装置によって廃トナー容器へ搬送される。

廃トナー搬送装置には、廃トナーを自重により落下させる落下搬送路を含む搬送路によってトナーを搬送させるものがある。しかし、このような廃トナー搬送装置においては、特に高温多湿になると、落下搬送路を通る廃トナーが落下搬送路を構成するハウジングの内壁に付着しやすくなり、経時で、それが凝集して除々に堆積してしまう。そのため、堆積した廃トナーが次第に落下搬送路を塞ぐ、いわゆるトナー架橋が発生し、廃トナーの回収が妨げられる虞がある。

そこで、特許文献１には、落下搬送路を構成するハウジングの内壁面の一側面に沿って薄板状の揺動部材を設置した廃トナー搬送装置が提案されている。この廃トナー搬送装置においては、揺動部材の揺動により、落下搬送路を構成するハウジング内にトナーが付着して成長するトナーの架橋状態の発生を防止することができる。揺動部材は、回転駆動軸と、これと一体で回転する偏心カムとからなる駆動伝達手段によって揺動する構成となっている。揺動部材の下端部が偏心カムに当接し、偏心カムの回転により揺動部材が揺動駆動されるのである。このとき、偏心カムからなる駆動伝達手段を、揺動部材の下端部における落下搬送路に対して横方向へ外れた箇所に設置している。これにより、揺動部材と偏心カムの当接部にトナーが挟まれることを防止し、揺動部材と偏心カムの摺動によりトナーが加圧加熱されてトナー凝集塊が発生するのを防止することができる。

しかしながら、廃トナー搬送装置の大きさに制約があり、廃トナー搬送装置を小型化しなければならない場合がある。そのような場合に、特許文献１に記載されるように、落下搬送路から外れた位置に揺動駆動伝達手段を設置しようとすると、その分だけ落下搬送路が狭くなる。そのため、廃トナー搬送装置を小型化すると、落下搬送路内にトナー架橋防止部材が設置されていても、落下搬送路内でトナーの架橋を確実に防止することが難しくなるという問題があった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、廃トナー搬送装置が小型化された場合にも、廃トナー搬送路における落下搬送路内でトナーの架橋や凝集塊の発生を確実に防止することが可能な廃トナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、像担持体から除去された廃トナーを廃トナー容器へ搬送する廃トナー搬送装置において、自重により廃トナーを落下させる落下搬送路を少なくとも含む廃トナー搬送路と、該落下搬送路中で動くことにより廃トナーの架橋を防止するトナー架橋防止部材と、トナー架橋防止部材を駆動させるための駆動源と、該落下搬送路内に設置され、該駆動源からの駆動力を該トナー架橋防止部材へ伝達する駆動伝達部材と、該駆動伝達部材に廃トナーが付着するのを防止するトナー付着防止部材とを備え、上記駆動伝達部材は、上記駆動源から伝達された回転運動を往復運動に変換する偏心カムであり、上記トナー付着防止部材は、落下搬送路中における上記偏心カムの上方と廃トナーの落下経路側とを覆うように形成されていることを特徴とするものである。
本発明においては、落下搬送路内に駆動伝達手段が設置されているが、落下搬送路内を落下する廃トナーが駆動伝達部材（偏心カム）に付着するのをトナー付着防止部材が防止する。そのため、駆動伝達手段に廃トナーが付着して、駆動伝達手段の機能が損なわれ、トナー架橋防止部材が機能しなくなることを未然に防止することができる。よって、駆動伝達手段にトナーが付着するのを避けるために、駆動伝達手段を設置するスペースを落下搬送路以外に設ける必要がなく、廃トナー搬送装置が小型された場合でも落下搬送路のスペースを確保することができるのである。つまり、廃トナー搬送装置が小型化された場合でも、トナー架橋防止部材によって落下搬送路内のトナー架橋の発生を確実に防止することができる。

本発明は、廃トナー搬送装置が小型化された場合にも、廃トナー搬送路における落下搬送路内でトナーの架橋や凝集塊の発生を確実に防止することができるという優れた効果がある。

本実施形態に係るプリンタの要部構成を示す構成図。 クリーニング装置と廃トナー搬送装置の概略構成を示す構成図。 廃トナー搬送装置の概略構成を示す側面断面図。 同廃トナー搬送装置の要部構成を示す斜視図。 同廃トナー搬送装置の偏心カムとトナー付着防止部材との構成を説明する模式図。 別の実施形態に係る廃トナー搬送装置の概略構成を示構成図。

以下、本発明を画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタの構成及び動作について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの要部構成を示す構成図である。本プリンタの画像形成ユニット１は、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体たるドラム状の感光体２を備えている。感光体２の周囲には、感光体２の表面を一様に帯電する帯電装置３、帯電された感光体２の表面に露光光Ｒで露光して静電潜像を形成する図示しない露光装置、静電潜像にトナーを付着させて現像する現像装置４が配置されている。また、感光体２の周囲には、現像により得られた感光体２上のトナー像を転写する転写ユニット５、転写後の感光体２上に残留する廃トナーを除去するクリーニング装置６、図示しない除電ランプなどが配置されている。クリーニング装置６は、転写後の感光体２表面に残留する廃トナーを掻き取るクリーニングブレード７や、掻き取られた廃トナーを感光体２の軸方向に搬送する搬送スクリュ８などを備えている。

上記転写ユニット５は、複数のローラ１１、１２、１３、１４により張架されて図中矢印Ｂ方向に回転駆動する中間転写ベルト１０を備えている。転写ユニット５は、感光体２と所定の電圧が印加される一次転写ローラ１４との間に中間転写ベルト１０を挟み込んで一次転写部を形成する。また、転写ユニット５は、二次転写バックアップローラ１２と所定の電圧が印加される二次転写ローラ１５との間に中間転写ベルト１０を挟み込んで二次転写部を形成している。

上記転写ユニット５の図中下方には、図示しない給紙部により給紙される記録媒体である用紙Ｐを搬送する紙搬送ユニット１６が配設されている。紙搬送ユニット１６は、複数のローラ１５、１７、１８により張架されて図中矢印Ｃ方向に回転する搬送ベルト１９を備えている。また、紙搬送ユニット１６よりも用紙搬送方向上流側には、レジストローラ対２０、転写前ガイド上２１、転写前ガイド下２２などが配設されている。レジストローラ対２０は、図示しない給紙部により供給された用紙Ｐをローラ間に挟み込み、中間転写ベルト１０上のトナー像が二次転写部に到達する所定のタイミングで用紙Ｐを二次転写部に送り出す。紙搬送ユニット１６よりも用紙搬送方向下流側には、転写出口ガイド板２３、定着入口ガイド板２４、定着装置２５などが配設されている。定着装置２５は、用紙Ｐ上の未定着トナー像を加圧や加熱の作用によって定着せしめる。

上記構成のプリンタにおいて、先ず、図示しない画像読取部で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部の図示しないコンピューター等で作成された原画像信号が図示しない画像処理部に入力され、適切な画像処理が行われる。こうして得られた入力画像信号が露光装置に入力され、露光光Ｒを変調する。入力画像信号によって変調された露光光Ｒは、帯電装置３により一様に帯電された感光体２の表面に照射される。感光体２表面に露光光Ｒが照射されると、感光体２上には入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。感光体２上に形成された静電潜像は、現像装置４によりトナーで現像され、感光体２上にトナー像が形成される。感光体２上に形成されたトナー像は、感光体２に対向して配置された一次転写ローラ１４との間の一次転写部で、一次転写ローラ１４による転写バイアスの印加によって中間転写ベルト１０上に転写される。

一方、図示しない給紙部から給紙された用紙Ｐは、所定のタイミングでレジストローラ対２０から転写前ガイド上２１、転写前ガイド下２２の間を経由して紙搬送ベルト１９に担持され、二次転写部に案内される。そして、二次転写ローラ１５による転写バイアスの印加によって中間転写ベルト１０上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、紙搬送ベルト１９によって転写出口ガイド板２３から定着入口ガイド板２４へと案内され、定着装置２５に案内される。定着装置２５に搬送された転写材Ｐは、加圧・加熱の作用によりトナー像が定着せしめれ、機外に排出される。

中間転写ベルト１０にトナー像を転写した後の感光体２は、クリーニング装置６によって廃トナーが除去され、図示しない除電ランプで除電された後、再度帯電装置３によって一様に帯電され、上記作像工程を繰り返す。また、用紙Ｐにトナー像を転写した後の中間転写ベルト１０は、図示しないベルトクリーニング装置により廃トナーが除去された後、再度感光体２からトナー像が転写され、これを用紙Ｐに転写するという作像工程を繰り返す。

ところで、感光体２から除去された廃トナーは、クリーニング装置６によって除去され、廃トナー搬送装置３０によって回収ボトル３１に搬送・回収される。図２は、クリーニング装置と廃トナー搬送装置の概略構成を示す構成図、図３は、廃トナー搬送装置の概略構成を示す側面断面図、図４は、廃トナー搬送装置の要部構成を示す斜視図である。廃トナー搬送装置３０は、図２に示すように、クリーニング装置６の搬送スクリュ８により集められた廃トナーを第１搬送路３２、落下搬送路３３、第２搬送路３４の順に経由させて回収ボトル３１に回収する。第１搬送路３２内には、感光体２の軸方向と直交する方向（図２中右方向）に廃トナーを搬送する回転搬送部材たる搬送スクリュ３５が配置される。第１搬送路３２内の廃トナーは、第１搬送スクリュ３５によって落下搬送路３３に向けて搬送される。落下搬送路３３内の廃トナーは、自重により鉛直下方向に落下する。第２搬送路３４内には、第１搬送スクリュ３５とは反対方向（図２中左方向）に廃トナーを搬送する回転搬送部材たる第２搬送スクリュ３６が配置される。第２搬送路３４内の廃トナーは、第２搬送スクリュ３６によって回収ボトルに向けて搬送される。第１搬送スクリュ３５及び第２搬送スクリュ３６は、ギヤ付きベルト３７を介してモータ３８により駆動される。

そして、この廃トナー搬送装置３０は、図２及び図３に示すように、落下搬送路３３内でトナーが架橋することを防止するトナー架橋防止部材たる薄板状の揺動部材４０を備えている。この揺動部材４０は、落下搬送路３３外に設けられた駆動源となるモータ４１からの動力により、図中上下方向に揺動駆動される。モータ４１からの動力は、後述するように、複数のギヤ４２や駆動伝達手段たる偏心カム４３やトナー付着防止部材４４を介して揺動部材４０に伝達されることになる。

上記揺動部材４０は、薄板状に形成され、落下搬送路３３を構成するハウジング３９の一側面壁に沿って所定の間隔を空けて設置される。揺動部材４０には、リン青銅板といったバネ弾性を有する板状材料で構成されることが好ましいが、これ以外の材料、例えば、鉄、ステンレススチール、銅、真鍮といった材料でも、適正なバネ弾性を有する材料であれば用いることができる。

上記偏心カム４３は、落下搬送路３３内に配置され、モータ４１で発生させた回転運動を往復運動に変換し、トナー付着防止部材４４を介して揺動部材４０へ伝える。ここで、偏心カム４３は、揺動部材４０を効率的に揺動させるために、段差付き偏心カムを用いるとよい。

上記トナー付着防止部材４４は、図３及び図４に示すように、偏心カム４３の上方と廃トナーの落下経路側とを覆うように、断面形状が略Ｌの字型に形成されている。具体的には、トナー付着防止部材４４は、偏心カム４３の上方を覆うように形成されたトナーの落下方向と直交する面で偏心カム４３と当接し、偏心カム４３の回転により図中上下方向に移動する。また、トナー付着防止部材４４は、廃トナーの落下経路側を覆うように形成されたトナー落下方向に平行な面が、落下搬送路３３を自重により落下しつつもその途中で偏心カム４３側に流れてくる廃トナーの移動を堰き止める。このように、トナー付着防止部材４４は、廃トナーが偏心カム４３へ付着するのを防止する。これにより、偏心カム４３が落下搬送路３３内に設置されていても、偏心カム４３とトナー付着防止部材４４との摺動部に廃トナーが挟み込まれることがない。よって、偏心カム４３とトナー付着防止部材４４との摺動部で加圧や加熱によりトナー凝集塊ができることを防止し、トナー凝集塊が偏心カム４３を破損させてしまうことを防止することができる。

そして、揺動部材４０とトナー付着防止部材４４とは、図４に示すように、ギヤ４２が設置されるハウジング３９の側面壁とは反対側の側面壁の近傍で、トナーの落下経路を塞がない位置で連結されている。これにより、揺動部材４０とトナー付着防止部材４４とは一体に移動可能で、偏心カム４３の回転により、揺動部材４０とトナー付着防止部材４４とが上下方向に揺動することになる。その結果、揺動部材４０は、落下搬送路３３内でトナーの架橋を発生してもすぐに架橋を除去することができる。

ここで、トナー付着防止部材４４の鉛直方向長さは、図５に示すように、偏心カム４３の最大直径ａとトナー付着防止部材４４（揺動部材４０）の揺動幅ｂとの和よりも長いことがより好ましい。これにより、トナー付着防止部材４４は、廃トナーの偏心カム４３への付着を確実に防止することができる。

また、特許文献１に記載されるように、偏心カム４３が揺動部材４０の重心位置から離れた位置に設置されていると、揺動部材４０を上下方向に揺動させたくても、左右や前後に振れてしまい安定して揺動させることが難しかった。そのために、落下搬送路３３を構成するハウジング３９の内壁に対して揺動部材４０が不規則に接触し、ハウジング３９の内壁が摩耗してしまうなどの問題があった。

そこで、本実施形態に係る廃トナー搬送装置３０においては、偏心カム４３を設置する高さ、すなわち、揺動部材４０がトナー付着防止部材４４によって支持される位置の高さが、揺動部材４０の重心位置の高さとほぼ同じ高さとなっている。これにより、揺動部材４０を安定して揺動させることができ、ケーシング３９の内壁が摩耗するなどの副作用の発生を防止することができる。

また、揺動部材４０の駆動は、例えば搬送スクリュ３５・３６の駆動手段から直接駆動を得る構成をしていても良い。図６は、別の実施形態に係る廃トナー搬送装置の構成を示す概略構成図である。なお、図６中、上述した部材と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。図６に示すように、第１搬送スクリュ３５に連結されるモータ３８に、たとえばギヤ付きベルト４５などを設け、モータ３８からの動力を偏心カム４３に伝達し、揺動部材４０を揺動させてもよい。揺動部材４０の駆動手段を搬送スクリュ３５・３６の駆動手段と同一のものとすることにより、上述した偏心カム４３専用のモータ４１を設ける必要がなく、装置の小型化とコストダウンを図ることができる。

なお、本実施形態に係るプリンタにおいては、回収ボトル３１に回収された廃トナーを再利用する機構については説明しなかったが、廃トナーを新規のトナーと混合して現像装置４に供給する廃トナー再利用機構を設置してもよい。また、本実施形態に係るプリンタにおいて、廃トナー搬送装置３０は、感光体２上の残留する廃トナーを除去するクリーニング装置６に設置されているが、像担持体となる中間転写ベルト１０のクリーニング装置に設置してもよい。

また、本実施形態に係るプリンタにおいては、ひとつの感光体及びひとつの現像装置４を有するモノクロプリンタについて説明したが、これに限られるものではない。一つの感光体上に各色のトナー像を順次形成し、感光体上の各色トナー像を順次中間転写体又は用紙に重ね合わせて転写するカラープリンタであってもよい。感光体を含む画像形成ユニットを複数組並べて配置し、各画像形成ユニットの感光体上に互いに異なる色のトナー像を形成し、各感光体上のトナー像を中間転写体又は用紙に重ね合わせて転写するタンデム型のカラープリンタであってもよい。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
感光体２などの像担持体から除去された廃トナーを回収ボトル３１などの廃トナー容器へ搬送する廃トナー搬送装置において、自重により廃トナーを落下させる落下搬送路３３などの落下搬送路を少なくとも含む廃トナー搬送路と、該落下搬送路中で動くことにより廃トナーの架橋を防止する揺動部材４０などのトナー架橋防止部材と、トナー架橋防止部材を駆動させるためのモータ４１などの駆動源と、該落下搬送路内に設置され、該駆動源からの駆動力を該トナー架橋防止部材へ伝達する偏心カム４３などの駆動伝達部材と、該駆動伝達部材に廃トナーが付着するのを防止するトナー付着防止部材４４などのトナー付着防止部材とを備える。
これによれば、上記実施形態で説明したように、トナー付着防止部材の設置により、廃トナーが駆動伝達部材に付着することを防止することができる。これにより、駆動伝達手段に廃トナーが付着して駆動伝達手段の機能が損なわれ、トナー付着防止部材が機能しなくなることを未然に防止できる。よって、駆動伝達手段にトナーが付着するのを避けるために、駆動伝達手段を設置するスペースを落下搬送路以外に設ける必要がなく、廃トナー搬送装置が小型された場合でも落下搬送路のスペースを確保することができるのである。つまり、廃トナー搬送装置が小型化された場合でも、トナー架橋防止部材によって落下搬送路内のトナー架橋の発生を確実に防止することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）の廃トナー搬送装置において、上記駆動伝達部材は、上記駆動源から伝達された回転運動を往復運動に変換する偏心カムである。
これによれば、上記実施形態で説明したように、駆動伝達部材に偏心カムを用いることにより、駆動伝達部材が占めるスペースの小型化を図ることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）の廃トナー搬送装置において、回転駆動でトナーを搬送する搬送スクリュ３５・３６などの回転搬送部材を備える。
これによれば、上記実施形態で説明したように、クリーニング装置などで回収された廃トナーを回転搬送部材によって所望の位置まで確実に搬送することができる。
（態様Ｄ）
（態様Ｃ）の廃トナー搬送装置において、上記駆動伝達部材と上記回転搬送部材を回転駆動するための駆動源は同一である。
これによれば、上記実施形態で説明したように、別々に駆動源を設置する場合に比べ、装置の小型化を図ることができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）又は（態様Ｄ）の廃トナー搬送装置において、上記駆動伝達部材は、上記トナー架橋防止部材の重心位置に近い高さに配置される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、駆動伝達部材をトナー架橋防止部材の重心位置から離れた位置に設置する場合に比べ、トナー架橋防止部材の揺動運動が安定する。よって、トナー架橋防止部材がハウジングに不規則に接触することにより発生するハウジングの摩耗などを防止することができる。
（態様Ｆ）
（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）（態様Ｄ）又は（態様Ｅ）の廃トナー搬送装置において、上記トナー付着防止部材は、落下搬送路中の廃トナーの落下位置よりも上記駆動伝達部材の近くに設置される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、トナー付着防止部材が落下搬送路を塞ぐことを避けることができる。
（態様Ｇ）
（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）（態様Ｄ）（態様Ｅ）又は（態様Ｆ）の廃トナー搬送装置において、上記トナー付着防止部材の鉛直方向長さは、上記駆動伝達部材の鉛直方向最大長さと、トナー架橋防止部材の可動距離との和よりも大きい。
これによれば、上記実施形態で説明したように、トナー付着防止部材の鉛直方向長さを所定の長さ以上にすることにより、廃トナーが駆動伝達部材に付着するのを確実に防止することができる。
（態様Ｈ）
感光体２などの像担持体と、該像担持体上のトナーを中間転写ベルト１０などの被転写体に転写する転写ユニット５などの転写手段と、該転写手段による転写後に該像担持体上に残留する廃トナーを除去するクリーニング装置６などのクリーニング手段と、該クリーニング手段により除去された廃トナーを廃トナー容器に搬送する廃トナー搬送装置３０などの廃トナー搬送手段とを備える画像形成装置において、上記廃トナー搬送手段は、（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）（態様Ｄ）（態様Ｅ）（態様Ｆ）又は（態様Ｇ）の廃トナー搬送装置である。
これによれば、上記実施形態で説明したように、装置の小型化を図っても、廃トナー搬送路における落下搬送路内でトナーの架橋や凝集塊の発生を確実に防止することができる。

１ 画像形成ユニット
２ 感光体
３ 帯電装置
４ 現像装置
５ 転写ユニット
６ クリーニング装置
３０ 廃トナー搬送装置
３１ 回収ボトル
３２ 第１搬送路
３３ 落下搬送路
３４ 第２搬送路
３５ 第１搬送スクリュ
３６ 第２搬送スクリュ
３７ ギヤ付きベルト
３８ モータ
３９ ハウジング
４０ 揺動部材
４１ モータ
４２ ギヤ
４３ 偏心カム
４４ トナー付着防止部材
４５ ギヤ付きベルト

特許第３８９３２３２号公報

Claims (7)

1. 像担持体から除去された廃トナーを廃トナー容器へ搬送する廃トナー搬送装置において、
   自重により廃トナーを落下させる落下搬送路を少なくとも含む廃トナー搬送路と、該落下搬送路中で動くことにより廃トナーの架橋を防止するトナー架橋防止部材と、トナー架橋防止部材を駆動させるための駆動源と、該落下搬送路内に設置され、該駆動源からの駆動力を該トナー架橋防止部材へ伝達する駆動伝達部材と、該駆動伝達部材に廃トナーが付着するのを防止するトナー付着防止部材とを備え、
   上記駆動伝達部材は、上記駆動源から伝達された回転運動を往復運動に変換する偏心カムであり、
   上記トナー付着防止部材は、落下搬送路中における上記偏心カムの上方と廃トナーの落下経路側とを覆うように形成されていることを特徴とする廃トナー搬送装置。
2. 請求項１の廃トナー搬送装置において、
   上記廃トナー搬送路内に、回転駆動でトナーを搬送する回転搬送部材を備えることを特徴とする廃トナー搬送装置。
3. 請求項２の廃トナー搬送装置において、
   上記偏心カムは、上記偏心カムと上記回転搬送部材を回転駆動するための駆動源は同一であることを特徴とする廃トナー搬送装置。
4. 請求項１、２又は３の廃トナー搬送装置において、
   上記偏心カムは、上記トナー架橋防止部材の重心位置とほぼ同じ高さに配置されることを特徴とする廃トナー搬送装置。
5. 請求項１、２、３又は４の廃トナー搬送装置において、
   上記トナー付着防止部材は、落下搬送路中の廃トナーの落下位置よりも上記偏心カムの近くに設置されることを特徴とする廃トナー搬送装置。
6. 請求項１、２、３、４又は５の廃トナー搬送装置において、
   上記トナー付着防止部材の鉛直方向長さは、上記偏心カムの鉛直方向最大長さと、トナー架橋防止部材の可動距離との和よりも大きいことを特徴とする廃トナー搬送装置。
7. 像担持体と、該像担持体上のトナーを被転写体に転写する転写手段と、該転写手段による転写後に該像担持体上に残留する廃トナーを除去するクリーニング手段と、該クリーニング手段により除去された廃トナーを廃トナー容器に搬送する廃トナー搬送手段とを備える画像形成装置において、
   上記廃トナー搬送手段は、請求項１、２、３、４、５又は６の廃トナー搬送装置であることを特徴とする画像形成装置。

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