(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラム上に可視トナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を用紙へ転写させる転写手段と、
用紙上に転写されたトナー像を該用紙に定着させる定着手段と、
前記ドラムを挟んで前記現像手段とほぼ対向して配置され、前記トナー像転写後の前記ドラム表面に残留したトナーを除去回収する清掃手段と、
前記清掃手段に対し装置手前側で着脱可能に接続され、清掃手段によって除去回収された残留トナーを装置手前側を経由して前記現像手段に搬入する回収手段と、
前記ドラム、現像手段および清掃手段を保持するとともに、少なくとも前記ドラムを抜き差し可能に保持する印刷機構モジュールと、
前記転写手段と定着手段を保持する用紙搬送モジュールと
を有するとともに、
前記回収手段を、前記ドラム前面および用紙搬送モジュールに干渉しないように前記ドラム外径よりもやや大きな半径を持ってドラムとほぼ同心状をなして前記印刷機構モジュールに配設したことを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記現像手段は、現像機と該現像機にトナーを供給するトナーホッパを有し、前記清掃手段に対し着脱可能に設けられ、清掃手段が装置手前側に搬出したトナーを受けるジョイントを印刷機構モジュールの手前側フレームに取り付け、前記回収手段は可撓性を有する回収チューブと該回収チューブの中に回動可能に設けられる可撓性を有す螺旋状の回収部材とを有し、前記回収チューブの一端を前記ジョイントに接続し、他端を前記トナーホッパに接続したことを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記ドラムの回転方向は装置本体手前側から見て時計方向とし、ドラム中心に対してほぼ３時の位置に現像機、ほぼ９時から１０時の位置に清掃手段、ほぼ６時の位置に転写手段を配設し、前記回収手段はほぼ９時の位置からほぼ３時の位置に向かってドラム下方を半円状に且つドラムに接触することなくドラム外周に隣接して巻き付き中心角度を９０度以下とし、最大登り勾配角度を４５度として配設されることを特徴とする請求項１または２記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記トナーホッパは、その上部にトナーカセット取付部を有し、下部に現像機へトナーを供給する回動可能な供給ロールを有し、該供給ロールの駆動と前記回収部材の駆動とを前記トナーホッパに設けられる単一の動力源にて行うことを特徴とする請求項２記載の電子写真装置。
【請求項５】
前記回収部材の少なくとも表面がトナー剥離性の優れた剥離性材料からなることを特徴とする請求項２記載の電子写真装置。
【請求項６】
前記印刷機構モジュールの手前側フレームのトナーホッパ近傍に、手前側フレームの表から裏へ貫通するバイパス開口を設け、前記回収チューブおよび回収部材は前記ジョイントとの連結点から前記バイパス開口までの区間は手前側フレームの表側に配設され、バイパス開口部で表側から裏側にわたり前記トナーホッパとの連結は手前側フレームの裏側にて行うことを特徴とする請求項２記載の電子写真装置。
【請求項７】
前記トナーホッパから現像機へトナーを供給するタイミングと、前記螺旋状回収部材の回動のタイミングとを同期させるとともに、前記螺旋状回収部材のトナー回収量をトナーホッパの現像機へのトナー供給量の３倍以上とし、螺旋状回収部材の回動時その外周部の接線速度が１４０ｍｍ／秒以下であることを特徴とする請求項２記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写後の感光体表面に付着した未転写残留トナーを清掃手段で除去回収し、これを再使用する電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真装置においては、図１に示すように直線状の回収チューブ、回収部材などからなる回収手段を複数組み合わせてドラムを囲むように配設していたために、回収手段同士の間で接続のための複数のジョイントと複雑な回収手段の駆動系を必要とし、価格も高くスペースも多くを必要とし装置の大型化を避けられなかった。図１の例では印刷機構モジュールに固定される回収手段が用紙搬送モジュールの手前側に覆い被さっており、用紙搬送モジュールを引き出すためには印刷機構モジュールを先に引き出す必要があり、保守や操作の面から好ましくない構造であった。
【０００３】
これを避けるため回収手段が用紙搬送モジュールの手前側に覆い被さらないように両モジュールを離して配設する場合は装置が大型化するなどの問題を有していた。また、複数のジョイント部で連結している駆動系の伝達ロスが避けられず回収部材の駆動源の大型化すること、ジョイント部ではトナーの搬送が不連続となり部分的に劣化した滞留トナーが発生し回収したトナーを再使用する際劣化トナーの混入による画質低下があること、印刷中は回収系を常時駆動しているので高い耐久性が必要でコストが高いことなどの課題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電子写真装置では現像手段と清掃手段はドラムを挟んでほぼ対向する位置に配設されることが多いが、保守性、操作性の面から清掃手段から現像手段へのトナーの回収手段はドラムの前面を横切らずに、また、回収手段が印刷機構モジュールではない他の例えば用紙搬送モジュールに干渉しないように配設しドラムの印刷機構モジュールへの抜き差しや着脱および各モジュールの本体への抜き差しなどの操作が容易にできる構造とする必要があった。
【０００５】
従来の電子写真装置においては、前述の通り複数のジョイントと極めて複雑な回収手段の駆動系を必要とし、価格も高くスペースも多くを必要とし装置の大型化を避けられなかった。また、回収部材を駆動するギアやシャフト類がオペレータがアクセスする表側に実装されており、安全上からも好ましくなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、コンパクトで安価な電子写真装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、感光体ドラム上に可視トナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を用紙へ転写させる転写手段と、用紙上に転写されたトナー像を該用紙に定着させる定着手段と、前記ドラムを挟んで前記現像手段とほぼ対向して配置され、前記トナー像転写後の前記ドラム表面に残留したトナーを除去回収する清掃手段と、前記清掃手段に対し装置手前側で着脱可能に接続され、清掃手段によって除去回収された残留トナーを装置手前側を経由して前記現像手段に搬入する回収手段と、前記ドラム、現像手段および清掃手段を保持するとともに、少なくとも前記ドラムを抜き差し可能に保持する印刷機構モジュールと、前記転写手段と定着手段を保持する用紙搬送モジュールとを有するとともに、前記回収手段を、前記ドラム前面および用紙搬送モジュールに干渉しないように前記ドラム外径よりもやや大きな半径を持ってドラムとほぼ同心状をなして前記印刷機構モジュールに配設することにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、実施例図面を参照して本発明を説明する。図２において参照符号２は電子写真装置１にスライドレール４により抜き差し可能に設けられる印刷機構モジュールであり、参照符号３は電子写真装置１にスライドレール４により抜き差し可能に設けられる用紙搬送モジュールである。印刷機構モジュール２には感光体が装着されたドラム７、ドラム中心に対してほぼ対向して配設される現像機８、清掃手段９が搭載されており、一方、用紙搬送モジュール３には転写器５と定着ユニット６が搭載されており、印刷時にはドラムが時計方向に回転して印刷を行う。
【０００９】
図３は印刷機構モジュール２の正面図であり図において、ドラム７中心にほぼ３時の位置に現像機８が、ほぼ１０時の位置にドラム上に残る未転写トナー等を除去回収する清掃手段９が、現像機８にトナーを供給するトナーホッパ１０がそれぞれ印刷機構モジュール２に固定されている。清掃手段９にはドラム７に当接しトナーを除去回収するブラシ２０が設けられ清掃手段９に内蔵される搬送スクリューにて清掃手段９の下部手前側に除去回収したトナーを排出し、これを印刷機構モジュール２の手前側フレーム３０のドラム中心にほぼ９時の位置に固定されるジョイント１４が受ける。
【００１０】
ドラム７の下部にはドラム直径約１７０ｍｍよりもやや大きい径でほぼドラム外径に沿いドラムへの巻き付き中心角度θがほぼ９０度となるようにその一端がジョイント１４に接続され、他端がトナーホッパ１０に接続される回収チューブ１２と回収部材１３が配設される。
【００１１】
ジョイント１４に排出されたトナーは螺旋状をした回収部材１３を回転することにより回収チューブ１２の中をジョイント１４からトナーホッパ１０へ搬送され回収される。回収チューブ１２、回収部材１３は最大登り勾配角度を４５度とし、回収部材１３は外径約１１ｍｍのバネ性鋼材とし、その表面にテフロンコーテイングを施し回収チューブ１２は内径約１２ｍｍ、外径約１５ｍｍのシリコン製のチューブとするとともに、回収部材１３の回転周速を接線速度で約１４０ｍｍ／秒とし、回収部材の回動時の摩擦による発熱をおさえ、トナーの劣化やトナーの回収部材１３および回収チューブ１２への融着を防ぐとともに回収部材１３と回収チューブ１２との滑り性を良好に保ち大きな回転負荷トルクが発生しないよう工夫した。
【００１２】
回収部材１３、回収チューブ１２のドラム７への巻き付き中心角度θは９０度を越えると急激に回収に要すトルクが増大すること、回収チューブ１２と回収部材１３の登り勾配角度が４５度を越えるとトナーの回収効率が大きく低下することが検討の結果判明し、回収チューブ、回収部材の巻き付き中心角度を約９０度とし、最大登り勾配角度を４５度となるよう配設した。
【００１３】
図４は印刷機構モジュール２の手前側フレーム３０の内側に配設される現像機８とトナーホッパ１０の正面図であり、図５は図３のトナーホッパー部の横断面図であり、図において現像機８とトナーホッパ１０は接合部１７で接合しており、トナーカセット１１から落下したトナーを供給ロール１８を回転させて現像機８内へ供給する。トナーホッパ１０の後側にはモータ１９がモータホルダ６０にて固定されており同じく後側に配設されるギア２０、ギア２１、ギア２２を介してモータ１９が供給ロール１８を回転駆動する。
【００１４】
ギア２０に噛み合うギア２３が固定される回転軸２８は、トナホッパー１０を後側から手前側に貫通し回動可能に支持されており、回転軸２８の手前側にはギア２４が固定されており、ギア２４にかみ合うアイドラギア２５を介して回収部材１３に固定される回収ギア２６へ動力が伝達される。回収部材の先端にはギアシャフト２７が固定されており、このギアシャフト２７に回収ギア２６が固定されており回収ギア２６が回転することで回収部材１３を回転させることができる。トナーホッパ１０のハウジング３１の手前側には一端が回収チューブ１２に接続し、他端はギアシャフト２７を回動可能に支持するほぼＴ字形をしたコネクタ１６が設けられ、回収部材が回収したトナーをハウジング３１のトナー受け部３２へ落下させる。
【００１５】
回転軸２８の手前側には螺旋状の搬送部２９が固定されており、トナー受け部３２に落下したトナーをトナーホッパ１０内へ搬送する。このようにトナーホッパ１０に設けたモータ１９は、トナーを現像機へ供給する供給ロールの駆動と回収部材の駆動とを兼ねている。現像機８内部にはトナー濃度検出手段が設けられており、その検出情報をもとにモータ１９の回転を制御している。検出情報がトナー濃度「ＬＯＷ」を示せば、モータ１９は駆動され供給ロール１８が所定の時間回転し現像機へトナーを供給し、これと同期して前記回収部材１３が同じ所定時間回転しトナーを回収する。回収部材１３の単位時間当たりのトナー搬送量は供給ロールの単位時間当たりのトナー供給量の少なくとも３倍となるよう設定したので、このような簡単な構成でドラム７から回収されたトナーを清掃手段９や回収チューブ１２の中などで滞留することなく円滑に搬送することができる。
【００１６】
この３倍という値は、印刷密度、印刷パターンなど使用される条件とトナーの転写効率、現像機へ供給してから回収するまでの時間遅れなど装置側の条件などを考慮して設定した。また、トナーホッパ１０内に設けた搬送部２９のトナー搬送量は回収部材１３のトナー搬送量よりも僅かに大きく設定してありコネクタ１６、トナー受け部３２の部分でトナーが滞留することがないよう配慮した。印刷機構モジュール２の手前側フレーム３０の下部には回収チューブ１２を案内し、ドラム７とほぼ同心状に且つ回収チューブ１２のドラムへの巻き付き中心角度がほぼ９０度となるように回収チューブ１２を支持するするガイド４１を設けた。手前側フレーム３０のトナーホッパ近傍にはバイパス開口５０を設け、回収チューブ１２、回収部材１３をこのバイパス開口５０を経由し手前側フレーム３０の表側から裏側へ配回し、トナーホッパ１０に固定されるコネクタ１６に接続する構造とし回収手段の駆動系を手前側フレームの表側に実装しない構造とした。
【００１７】
回収手段はドラムの前面を横切らない構成としたので回収チューブ１２や回収部材１３などの回収手段が干渉することなくドラム７を印刷機構モジュール２へ抜き差しできる。回収手段が印刷機構モジュールからはみ出すこともないので印刷機構モジュールと用紙搬送モジュールとを本体へ各々干渉することなく抜き差しできる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ドラムの印刷機構モジュールへの抜き差しや、印刷機構モジュールや用紙搬送モジュールの本体への抜き差しの妨げになることなく保守性、操作性を良好に保ったまま、回収チューブの幅約２０ｍｍのスペースで回収手段を配設でき、また清掃手段とトナーホッパとの中間に設けるトナーを受け渡しするジョイント数を必要最小限としたのでジョイントや回収部材の駆動系を簡素化でき、ジョイント部でのトラブルを減らすことができ、安価で小型の電子写真装置を提供することができる。
【００１９】
即ち、ジョイントの数を減らしたので従来のようにジョイント部で発生した駆動系の伝達ロスがなくなり、本発明では回収チューブと回収部材とをドラムへの巻き付き中心角度約９０度とし、最大登り勾配角度を４５度とし回収部材の材質や表面処理を適切に選択したので、回収手段を駆動する動力を小さくでき、回収部材駆動源を小型、安価とできる。ジョイント部で発生する劣化トナーも少なくすることができる。
【００２０】
また、トナー供給ロールの駆動と回収部材の駆動を単一のモータで兼ね、トナー供給ロールの駆動と回収部材の駆動を同期する構造とし、必要に応じて駆動する構成としたのでトナー回収系の構造、制御を簡素化できるだけでなく、耐久性を改善できる。回収手段をフレキシブルな部材とし、ジョイントとトナーホッパとの間には他のジョイントを設けない構造とし、回収手段は印刷機構モジュールの手前側フレームに設けたバイパス開口を経由して手前側フレームの内側に実装されるトナーホッパに直接接続するとともにトナポッパーに固定されるモータで回収部材を回動させる構造としたので、回収手段の駆動系を印刷機構モジュールの手前側表面に実装しなくてすみ安全性の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例になる電子写真装置の正面図。
【図２】本発明の電子写真装置の一実施例を示す正面図。
【図３】図２の印刷機構モジュールの一実施例を示す正面図。
【図４】図３のトナーホッパと現像機との正面図。
【図５】図３のＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
１は電子写真装置、２は印刷機構モジュール、３は用紙搬送モジュール、５は転写器、６は定着ユニット、７はドラム、８は現像機、９は清掃手段、１０はトナーホッパ、１１はトナーカセット、１２は回収チューブ、１３は回収部材、１４はジョイント、１８は供給ロール、３０は手前側フレーム、５０はバイパス開口である。
【図１】
0003562546.tif 000002
【図２】
0003562546.tif 000003
【図３】
0003562546.tif 000004
【図４】
0003562546.tif 000005
【図５】
0003562546.tif 000006