(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記通過経路ボックス内の前記吸気経路には、前記扉よりも吸気方向下流側の部分に、前記吸気経路の上部から下方に突出する上部突出部と、前記吸気経路の下部から上方に突出する下部突出部と、が設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の廃トナー搬送装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施形態の廃トナー搬送装置を備えた画像形成装置100の構造を概略的に示した断面図である。画像形成装置100は、本実施形態では、異なる4色(マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック)に対応する4つの感光体ドラム(像担持体)1a、1b、1cおよび1dを並列配置して画像形成を行う、4連タンデム型のカラープリンターである。
【0014】
画像形成装置100本体内には、4つの画像形成部Pa、Pb、PcおよびPdが、
図1では右側から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。
【0015】
これらの画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a〜1dがそれぞれ配設されており、さらに
図1において時計回り方向に回転する中間転写ベルト8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a〜1dに当接しながら移動する中間転写ベルト(像担持体)8上に順次転写された後、二次転写ローラー9において用紙P上に一度に転写され、さらに、定着装置13においてトナー像が用紙P上に定着された後、用紙Pが画像形成装置100本体より排出される。感光体ドラム1a〜1dを
図1において反時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。
【0016】
トナー像が転写される用紙Pは、画像形成装置100本体下部の用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラー12aおよびレジストローラー対12bを介して二次転写ローラー9へと搬送される。中間転写ベルト8および二次転写ローラー9は、ベルト駆動モータ(図示せず)により感光体ドラム1a〜1dと同一線速で回転駆動される。また、二次転写ローラー9の下流側(ここでは従動ローラー10近傍)には中間転写ベルト8表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー(クリーニング装置)19が配置されている。
【0017】
次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム1a〜1dの周囲および下方には、感光体ドラム1a〜1dを帯電させる帯電装置2a、2b、2cおよび2dと、各感光体ドラム1a〜1dに対して画像データに基づく露光を行う露光ユニット5と、感光体ドラム1a〜1d上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像装置3a、3b、3cおよび3dと、感光体ドラム1a〜1d上でトナー像の転写後に残留した現像剤(トナー)を回収、除去するドラムクリーニング装置(クリーニング装置)7a、7b、7cおよび7dとが設けられている。
【0018】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット5によって画像データに基づいて感光体ドラム1a〜1dに対して光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dは、感光体ドラム1a〜1dに対向配置された現像ローラー(現像剤担持体)を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が充填されている。
【0019】
なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置3a〜3d内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ4a〜4dから各現像装置3a〜3dのそれぞれにトナーが補給される。このトナーは、現像装置3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上にそれぞれ供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット5の露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【0020】
そして、一次転写ローラー6a〜6dにより一次転写ローラー6a〜6dと感光体ドラム1a〜1dとの間に所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム1a〜1d上のマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナーがドラムクリーニング装置7a〜7dにより除去される。
【0021】
中間転写ベルト8は、従動ローラー10及び駆動ローラー11に掛け渡されており、上記ベルト駆動モーターによる駆動ローラー11の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回り方向に回転を開始すると、用紙Pがレジストローラー対12bから所定のタイミングで中間転写ベルト8に隣接して設けられた二次転写ローラー9と中間転写ベルト8のニップ部(二次転写ニップ部)へ搬送され、ニップ部において用紙P上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Pは定着装置13へと搬送される。
【0022】
定着装置13に搬送された用紙Pは、定着ローラー対13aのニップ部(定着ニップ部)を通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Pは、排出ローラー対15によって排出トレイ17に排出される。
【0023】
次に、上述した画像形成部Paの詳細について説明する。なお、画像形成部Pb〜Pdについては、基本的に画像形成部Paと同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。
図2は、
図1における画像形成部Pa付近を示した断面図である。感光体ドラム1aの周囲には、ドラム回転方向(
図2の反時計回り方向)に沿って、上述した帯電装置2a、現像装置3a、一次転写ローラー6a、ドラムクリーニング装置7aが配設されている。このうち、一次転写ローラー6aは、中間転写ベルト8を挟んで感光体ドラム1aと対向する位置に配置されている。
【0024】
帯電装置2aは、感光体ドラム1aに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラー20と、帯電ローラー20をクリーニングするための帯電クリーニングローラー21とを有している。
【0025】
ドラムクリーニング装置7aは、摺擦ローラー(研磨部材)22、クリーニングブレード23、および回収スパイラル24を有している。摺擦ローラー22は、感光体ドラム1aに所定の圧力で圧接されており、ドラムクリーニングモーター(図示せず)により感光体ドラム1aとの当接面において同一方向に回転駆動されるが、その線速は感光体ドラム1aの線速よりも速く(ここでは1.2倍)制御されている。
【0026】
感光体ドラム1a表面の、摺擦ローラー22との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード23が感光体ドラム1aに当接した状態で固定されている。
【0027】
摺擦ローラー22およびクリーニングブレード23によって感光体ドラム1a表面から除去された廃トナーは、回収スパイラル24の回転に伴ってドラムクリーニング装置7a(
図2参照)の外部に排出される。
【0028】
図3は、現像装置3a周辺の構造を示した断面図である。なお、
図3は
図1および
図2の背面側から見た状態を示しており、現像装置3a内の各部材の配置は
図1および
図2と左右が逆になっている。
図3において、太線矢印は空気流を示している。現像装置3aは
図3に示すように、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤(以下、単に現像剤と呼ぶ)が収納される現像容器(ケーシング)30を備えており、現像容器30は仕切壁30aによって攪拌搬送室31、供給搬送室32に区画されている。攪拌搬送室31及び供給搬送室32には、トナーコンテナ4a(
図1参照)から供給されるトナーを磁性キャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー33a及び供給搬送スクリュー33bがそれぞれ回転可能に配設されている。
【0029】
そして、攪拌搬送スクリュー33a及び供給搬送スクリュー33bによって現像剤が攪拌されつつ軸方向(
図3の紙面と垂直な方向)に搬送され、仕切壁30aの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室31、供給搬送室32間を循環する。即ち、攪拌搬送室31、供給搬送室32、現像剤通過路によって現像容器30内に現像剤の循環経路が形成されている。
【0030】
現像容器30は
図3の右斜め上方に延在しており、現像容器30内において供給搬送スクリュー33bの上方には磁気ローラー34が配置され、磁気ローラー34の右斜め上方には現像ローラー35が磁気ローラー34に対向配置されている。そして、現像ローラー35の外周面の一部が現像容器30の開口部30bから露出し、感光体ドラム1aに対向している。磁気ローラー34および現像ローラー35は、それぞれ
図3において反時計回り方向に回転する。
【0031】
また、現像容器30には穂切りブレード36が磁気ローラー34の長手方向(
図3の紙面と垂直方向)に沿って取り付けられており、穂切りブレード36は、磁気ローラー34の回転方向(
図3の反時計回り方向)に対し、現像ローラー35と磁気ローラー34との対向領域Rよりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード36の先端部と磁気ローラー34表面との間には僅かな隙間(ギャップ)が形成されている。
【0032】
前述のように、攪拌搬送スクリュー33a及び供給搬送スクリュー33bによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器30内の攪拌搬送室31及び供給搬送室32を循環してトナーが帯電し、供給搬送スクリュー33bによって現像剤が磁気ローラー34に搬送される。そして、現像剤は磁気ローラー34上に磁気ブラシ(図示せず)を形成し、磁気ローラー34上の磁気ブラシが穂切りブレード36によって層厚規制された後、磁気ブラシは磁気ローラー34と現像ローラー35との対向領域Rに搬送され、磁気ローラー34に印加される直流電圧と現像ローラー35に印加される直流電圧との電位差、及び磁気ローラー34が発生させる磁界によって現像ローラー35上にトナー薄層を形成する。
【0033】
磁気ブラシによって現像ローラー35上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー35の回転によって感光体ドラム1aと現像ローラー35との対向領域(現像領域)に搬送される。現像ローラー35には所定のバイアスが印加されているため、感光体ドラム1aとの間の電位差によって現像ローラー35から感光体ドラム1aにトナーが飛翔し、感光体ドラム1a上の静電潜像が現像される。
【0034】
また、現像ローラー35の近傍(ここでは、対向領域Rに対して現像ローラー35の回転方向上流側の部分)には、対向領域R周辺の空気および浮遊トナーを吸引するための吸引口37が設けられている。この吸引口37には、浮遊トナーダクト38が繋がっている。
【0035】
浮遊トナーダクト38は、現像装置3a〜3dの長手方向に沿って延びるように形成されているとともに、現像容器30により形成されている。
【0036】
また、攪拌搬送室31の装置手前側(
図3の紙面に対して奥側)端部には、現像剤排出通路(図示せず)が設けられている。現像剤排出通路(図示せず)は、現像剤の補給によって攪拌搬送室31および供給搬送室32内で余剰となった現像剤を排出するために設けられている。
【0037】
現像装置3a〜3dおよびドラムクリーニング装置7a〜7dの装置手前側(
図1の紙面に対して手前側)には、ドラムクリーニング装置7a〜7dおよびベルトクリーナー19により除去された廃トナーが通過する樹脂製の通過経路ボックス50(
図4参照)が設けられている。
【0038】
通過経路ボックス50には
図4に示すように、ドラムクリーニング装置7a〜7dに繋がる廃トナー搬入口51と、現像装置3a〜3dの上記現像剤排出通路(図示せず)に繋がる廃現像剤搬入口52と、現像装置3a〜3dの浮遊トナーダクト38に繋がる浮遊トナー吸引口53(
図5および
図6参照)と、が各画像形成部Pa〜Pdに対応してそれぞれ4つずつ設けられている。また、通過経路ボックス50の
図5の左端部には、ベルトクリーナー19によって中間転写ベルト8表面から除去された廃トナーが搬入される廃トナー搬入口54が設けられている。なお、通過経路ボックス50内部には
図4に示すように、廃トナー搬入口51、廃現像剤搬入口52および廃トナー搬入口54が設けられる内部空間S1と、浮遊トナー吸引口53が設けられる内部空間S2と、が設けられており、内部空間S1と内部空間S2とは、仕切り部55によって仕切られている。また、通過経路ボックス50の装置手前側は、図示しないカバー部材によって塞がれている。
【0039】
廃トナー搬入口51には、ドラムクリーニング装置7a〜7dが接続されており、感光体ドラム1a〜1d表面から除去された廃トナーが搬入される。廃トナー搬入口51に搬入された廃トナーは、内部空間S1の下部に落下する。
【0040】
通過経路ボックス50の内部空間S1の下部には、落下した廃トナーを一方側(
図4の右側)に搬送するための搬送スクリュー60が回転可能に配設されている。搬送スクリュー60は、回転軸60aと、回転軸60aに一体に設けられ、回転軸60aの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成されている螺旋羽根60bとを有する。回転軸60aの他方端部(
図4の左端部)には、ギア61が固定されており、駆動部(図示せず)からの回転駆動力がギア61を介して回転軸60aに入力される。また、通過経路ボックス50の一方端部(
図4の右端部)の下面には、通過経路ボックス50と廃トナー回収容器70とを接続する接続パイプ62が設けられている。廃トナー回収容器70は、接続パイプ62に対して着脱可能である。
【0041】
そして、通過経路ボックス50の内部空間S1の下部に落下した廃トナーは、搬送スクリュー60により一方側(
図4の右側)に搬送され、接続パイプ62を通過して廃トナー回収容器70内に貯留される。
【0042】
なお、ドラムクリーニング装置7a〜7d、内部空間S1および接続パイプ62によって、ドラムクリーニング装置7a〜7dからの廃トナーが通過する廃トナー通過経路が構成されている。
【0043】
廃現像剤搬入口52には、現像装置3a〜3dの現像剤排出通路(図示せず)が接続されており、攪拌搬送室31および供給搬送室32内で余剰となった現像剤が搬入される。廃現像剤搬入口52に搬入された廃現像剤は、通過経路ボックス50の内部空間S1の下部に落下し、搬送スクリュー60により一方側(
図4の右側)に搬送され、接続パイプ62を通過して廃トナー回収容器70内に貯留される。
【0044】
なお、現像装置3a〜3dの現像剤排出通路(図示せず)、内部空間S1および接続パイプ62によって、現像装置3a〜3dからの廃現像剤が通過する廃トナー通過経路が構成されている。
【0045】
廃トナー搬入口54には、ベルトクリーナー19と通過経路ボックス50とを接続する廃トナー排出通路(図示せず)が接続されており、中間転写ベルト8表面から除去された廃トナーが搬入される。廃トナー搬入口54に搬入された廃トナーは、通過経路ボックス50の内部空間S1の下部に落下し、接続パイプ62を通過して廃トナー回収容器70内に貯留される。
【0046】
なお、廃トナー排出通路(図示せず)、内部空間S1および接続パイプ62によって、中間転写ベルト8からの廃トナーが通過する廃トナー通過経路が構成されている。
【0047】
浮遊トナー吸引口53には、現像装置3a〜3dの浮遊トナーダクト38が接続されており、現像装置3a〜3d内の浮遊トナーが空気と共に吸引される。
【0048】
浮遊トナー吸引口53は
図6に示すように、内部空間S2に接続されており、周囲が仕切り部55に囲われている。内部空間S2は、
図6の左右方向に延びるように形成されている。内部空間S2の一方端部(
図6の右端部)には、浮遊トナー吸引口53が形成されており、内部空間S2の他方端部(
図4の左端部)には、空気を排出するための排気口56が形成されている。
【0049】
排気口56には、トナーを捕捉するためのフィルター57が取り付けられている。各排気口56には
図5に示すように、排気通路63が接続されている。排気通路63の下流端は1つに合流しているとともに、排気ファン(吸気装置)64に繋がっている。排気ファン64が駆動すると、排気通路63が負圧になり、現像装置3a〜3d内の浮遊トナーが空気と共に通過経路ボックス50の内部空間S2に導かれる。フィルター57および排気通路63を通過した空気は、排気ファン64によって図示しない排気経路を介して画像形成装置100本体外部に排気される。
【0050】
なお、現像装置3a〜3dの浮遊トナーダクト38、内部空間S2および排気通路63によって、現像装置3a〜3d内の空気と共に浮遊トナーを吸引するための吸気経路が構成されている。
【0051】
内部空間S2を形成する仕切り部55には
図6に示すように、後述する扉65a(
図7参照)よりも吸気方向下流側(
図6の左側)の部分に、内部空間S2の上部から下方に突出する上部突出部55aと、内部空間S2の下部から上方に突出する下部突出部55bと、が設けられている。これにより、浮遊トナーが吸気方向下流側に搬送されることが抑制される。また、仕切り部55には、浮遊トナー吸引口53の下方に開口部55cが形成されている。
【0052】
また、仕切り部55には、内部空間S2の
図6の手前側を覆うように樹脂製のカバー部材65(
図7参照)が設けられている。カバー部材65の下部には
図7に示すように、開口部55cを開閉可能な扉65aが形成されている。
【0053】
通過経路ボックス50には、扉65aを開閉させるための開閉機構66が設けられている。開閉機構66は、通過経路ボックス50に回転可能に支持される軸部66aと、軸部66aから径方向に突出し軸部66aと一体で回転する回転体66bと、を有する。軸部66aの一方端部(
図4の右端部)には、ギア67が固定されている。ギア67は、搬送スクリュー60の回転軸60aの一方端部に固定されたギア68に噛み合っており、搬送スクリュー60の回転に連動して開閉機構66が回転する。なお、
図8に示すように、ギア68には外周面の一部だけに歯部68aが設けられているため、搬送スクリュー60が数回転(ここでは8回転)する毎に開閉機構66は1回転する。
【0054】
回転体66bは
図7に示すように、軸部66aの周方向全周に設けられているとともに、軸部66aの中心から回転体66bの外周面までの距離が変化する偏心カムである。これにより、搬送スクリュー60の回転に連動して回転体66bが回転し、
図7に示すように回転体66bが扉65aに当接することにより扉65aが開く。その一方、回転体66bがさらに回転し、回転体66bが扉65aから離間することにより、カバー部材65の復元力によって扉65aが閉まる。
【0055】
内部空間S2では、浮遊トナー吸引口53に比べて空気通過断面積が大きいため、吸気速度が低下する。このため、浮遊トナー吸引口53の下方には、浮遊トナーが落下して溜まりやすい。また、浮遊トナー吸引口53から内部空間S2に入った部分では、浮遊トナーの進行方向が90度変更されるので、浮遊トナーがより落下して溜まりやすい。
【0056】
そして、浮遊トナー吸引口53の下方に落下した浮遊トナーは、定期的に開かれる扉65aを介して内部空間S1に移動(落下)し、搬送スクリュー60により一方側(
図4の右側)に搬送され、接続パイプ62を通過して廃トナー回収容器70内に貯留される。
【0057】
なお、現像装置3a〜3dの浮遊トナーダクト38、内部空間S2、内部空間S1および接続パイプ62によって、現像装置3a〜3d内の浮遊トナーが通過する浮遊トナー通過経路が構成されている。
【0058】
本実施形態では、上記のように、吸気経路を構成する内部空間S2は、廃トナー通過経路を構成する内部空間S1に繋がるように、通過経路ボックス50の内部に設けられている。これにより、浮遊トナーを吸気経路から廃トナー通過経路を介して廃トナー回収容器70に移動させることができる。すなわち、浮遊トナーを回収するための浮遊トナー回収容器を廃トナー回収容器70とは別に設ける必要がない。このため、浮遊トナー回収容器と廃トナー回収容器70とを別々に設ける場合に比べて、回収容器の交換作業が煩雑になるのを抑制することができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【0059】
また、回収容器を配置するためのスペースを1つ分削減することができるので、画像形成装置100が大型化するのを抑制することができる。
【0060】
また、回収容器の満杯を検知する検知センサーを設ける場合、検知センサーを1つ削減することができるので、構成を簡素化することができるとともにコストを抑制することができる。
【0061】
また、上記のように、仕切り部55の開口部55cには、開閉可能な扉65aが設けられている。これにより、扉65aを開くことによって、内部空間S2内の浮遊トナーを内部空間S1に移動させることができる。また、扉65aを閉じることによって、現像装置3a〜3d内の浮遊トナーに対する吸引力が低下するのを抑制することができる。
【0062】
また、上記のように、搬送スクリュー60の回転に連動して回転体66bが回転することによって、回転体66bが扉65aに対して当接または離間して扉65aが開閉される。これにより、搬送スクリュー60の回転に連動して内部空間S2内の浮遊トナーを定期的に内部空間S1に移動させることができるので、内部空間S2でトナー詰まりが生じるのを抑制することができる。
【0063】
また、上記のように、回転体66bは、軸部66aの中心から回転体66bの外周面までの距離が変化する偏心カムである。これにより、容易に、定期的に扉65aを開閉させることができる。
【0064】
また、上記のように、扉65aは、浮遊トナー吸引口53の下方に配置されている。浮遊トナー吸引口53から通過経路ボックス50に入った部分では、浮遊トナーの進行方向が90度変更されるので、浮遊トナーが落下して溜まりやすい。このため、扉65aを浮遊トナー吸引口53の下方に配置することによって、内部空間S2内の浮遊トナーを効率良く内部空間S1に移動させることができる。
【0065】
また、上記のように、内部空間S2には、扉65aよりも吸気方向下流側の部分に、内部空間S2の上部から下方に突出する上部突出部55aと、内部空間S2の下部から上方に突出する下部突出部55bと、が設けられている。これにより、浮遊トナーが吸気方向下流側に移動するのを抑制することができるので、より多くの浮遊トナーを落下させて内部空間S1に移動させることができる。また、フィルター57に到達する浮遊トナーの量を減少させることができる。
【0066】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0067】
例えば、上記実施形態では、カラープリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、モノクロプリンター、モノクロ複写機、カラー複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、廃トナーが通過する廃トナー通過経路と、現像装置内の浮遊トナーを吸引するための吸気経路と、を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。
【0068】
また、上記実施形態では、回転体66bが偏心カムである例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、
図9および
図10に示した本発明の変形例による画像形成装置のように、回転体66bは、軸部66aの周方向の一部から所定方向(径方向外側)に向かって突出するとともに、軸部66aに沿って延びるパドルであってもよい。この場合も、上記実施形態と同様、回転体66bが回転し、
図9に示すように回転体66bが扉65aに当接することにより扉65aが開く。その一方、回転体66bがさらに回転し、
図10に示すように回転体66bが扉65aから離間することにより、カバー部材65の復元力によって扉65aが閉まる。そして、このように回転体66bをパドルにより形成すれば、偏心カムを用いる場合に比べて、扉65aの開いている時間を短くすることができるので、現像装置3a〜3d内の浮遊トナーに対する吸引力が低下する時間を短くすることができる。