(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、画像担持体上に形成されたトナー像を転写手段によって被転写体に転写した後に当該画像担持体上に残留する残留トナーや転写手段上に残留する残留トナーを廃トナーとして回収するクリーニング手段と、このクリーニング手段で回収されたトナーを空気との混合気として搬送するためのトナー搬送手段と、前記混合気の搬送経路となる搬送管と、前記トナー搬送手段から前記搬送管を通して送られてきたトナーを収容する廃トナー収容部とを備えた画像形成装置において、装置内の粉塵を集塵するファンと、このファンにより集塵された粉塵を前記トナー搬送手段内へ導くための排風ダクトと、を備え、
前記トナー搬送手段は、回転することによりトナーを軸方向に移動させるロータと、このロータを包み込む通路を内部に有しかつロータと通路内部で接触係合するステータとを有するスクリューポンプ手段と、このスクリューポンプより吐出されるトナーを流動化させるべくスクリューポンプに空気流を供給する空気供給手段とを有し、前記排風ダクトは、前記ファンにより集塵された粉塵を前記空気供給手段内へ導くことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ複写機、デジタル複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に電子写真方式における転写工程後に画像担持体上などに残留したトナーを清掃し回収するようになした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ装置等の画像形成装置に広く採用されている乾式型の現像装置では、粉体の現像剤としてトナーとキャリアとからなる２成分系現像剤が用いられ、その現像剤によって画像担持体である感光体の表面に形成された静電潜像を可視化し、感光体上の可視像を転写体である用紙に転写した後、用紙を定着処理部に搬送して転写体上にトナー像を定着する一連の処理がなされる。
この種の画像形成装置は、トナー像を転写した後に、感光体上に残留しているトナーを除去するためのクリーニング装置を備えている。このクリーニング装置により回収されたトナーは廃トナータンクに収納され、タンク内が一杯になると廃棄される。したがって、メンテナンス性を考えると、廃トナータンクの容量をできるだけ大きくして交換回数を少なくすることが望ましい。
また、この種の画像形成装置内には、用紙を通紙する際に発生した紙粉や、現像部や転写部から飛散した未定着トナー等の粉塵が存在するため、これらの粉塵がそのまま装置内に残留して画像に悪影響を与えることがないように、通常、空気ファン等を使用して一カ所に集めるようにしている。その際、粉塵を含んだままの空気を装置外にそのまま排気するわけにはいかないので、排気口に粉塵用のフィルタを設けて空気だけを装置外に排出するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の画像形成装置において、粉塵を含んだ空気が装置外部に排出されないようにするためには、微小な粉塵をも通さず空気だけを通すフィルタを使用する必要がある。しかし、このようなフィルタを流路内に設けることによって大きな圧力損失が生じ、ファンの能力に比べて空気の流量が少なくなるため、十分な集塵能力が得られなくなるという不具合が生じる。また、フィルタに粉塵が目つまりするとますます効率が悪くなるのでフィルタ交換を定期的に行う必要がありメンテナンス性が悪いといった問題もあった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、装置内に発生した粉塵を効率良く回収でき、しかも集塵用のフィルタを省いてメンテナンス性を向上できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、画像担持体上に形成されたトナー像を転写手段によって被転写体に転写した後に当該画像担持体上に残留する残留トナーや転写手段上に残留する残留トナーを廃トナーとして回収するクリーニング手段と、このクリーニング手段で回収されたトナーを空気との混合気として搬送するためのトナー搬送手段と、前記混合気の搬送経路となる搬送管と、前記トナー搬送手段から前記搬送管を通して送られてきたトナーを収容する廃トナー収容部とを備えた画像形成装置において、装置内の粉塵を集塵するファンと、このファンにより集塵された粉塵を前記トナー搬送手段内へ導くための排風ダクトと、を備え、前記トナー搬送手段は、回転することによりトナーを軸方向に移動させるロータと、このロータを包み込む通路を内部に有しかつロータと通路内部で接触係合するステータとを有するスクリューポンプ手段と、このスクリューポンプより吐出されるトナーを流動化させるべくスクリューポンプに空気流を供給する空気供給手段とを有し、前記排風ダクトは、前記ファンにより集塵された粉塵を前記空気供給手段内へ導くことを特徴とする。
上記のように構成された画像形成装置によれば、装置内の粉塵をファンで集塵し、このファンにより集塵された粉塵を含む空気を排風ダクトを通してトナー搬送手段内へ導くことにより、装置内の粉塵を画像形成後の残留トナーとともに廃トナー収容部に回収することができる。
また、上記のように構成された画像形成装置によれば、スクリューポンプ手段をトナー搬送に使用することにより、トナー搬送装置の小型化、省スペース化が可能となり、またスクリューポンプ手段から吐出されたトナーを空気と混合し、搬送管をとおして自由な経路で搬送できるので、装置の部品配置の自由度を向上でき、例えば廃トナー収容部を自由な場所に設けることができるので、メンテナンス性や組立性を向上できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像読取装置の実施の形態の一例を示すデジタル複写機の内部透視正面図である。
このデジタル複写機１００は、原稿画像を読み取り、その原稿画像に基づいて公知の電子写真プロセスにより画像形成を行うための、スキャナ部１０１、露光部１０２、画像形成部１０３、及び給紙部１０４からなる。
スキャナ部１０１は、コンタクトガラス１９上にその原稿面を下にして載せ置かれた原稿を照らす光源２０ａと、原稿画像光を受光し電気信号に変換するＣＣＤ２０ｃと、原稿からの反射光をＣＣＤ２０ｃの受光部に導き結像させるミラー２０ｂ及びレンズ２０ｄとを有する。光源２０ａ及びミラー２０ｂは副走査方向（図示左右方向）に移動可能に構成されている。ＣＣＤ２０ｃは主走査方向（図面に対して垂直方向）に延びており、原稿画像を１ラインづつ読み取りを行う。光源２０ａ及びミラー２０ｂを所定の速度で移動させつつ、ＣＣＤ２０ｃで１ラインづつ読み取りを行うことにより原稿画像全体の読み取りが行なわれる。
露光部１０２は、スキャナ部１０１のＣＣＤ２０ｃからの電気信号に応じて発光駆動されるレーザ光源１０２ａと、このレーザ光源１０２ａからのレーザ光Ｌを高速でスキャンさせるための回転多面鏡１０２ｂと、回転多面鏡１０２ｂからの反射光を画像形成部１０３へ導くミラー群１０２ｃ及び各種レンズ群とからなる。
画像形成部１０３には、画像担持体である感光体１が設けられており、感光体１の周囲には矢印Ａで示す回転方向に沿って、電子写真複写行程を実施する帯電器９、現像器６、転写搬送装置２、感光体クリーニング装置３が配置されている。
給紙部１０４には、各種サイズの転写紙が収納された複数の給紙カセット１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃが設けられている。
【０００６】
上記のように構成されたデジタル複写機１００において画像形成動作が開始されると、スキャナ部１０１により原稿画像が読み取られ、感光体１が矢印Ａ方向に回転し、帯電器９により感光体１表面が一様に帯電処理される。その後、スキャナ部１０１からの原稿信号を基に露光部１０２により感光体１への光書き込みが行われ、感光体１上に原稿画像の静電潜像が形成される。
感光体１上の静電潜像は、現像器６によってトナー像化され、そのトナー像が給紙装置１０４から給送されレジストローラ対１３間を通して転写位置である感光体１の下端部に給紙されてくる転写紙に転写搬送装置２によって静電転写される。トナー像が転写された転写紙は、転写搬送装置２の転写ベルト（転写手段）２ａに載せて定着装置１４に搬送され、ここで定着処理された後排紙ローラ対１５により機外の排紙トレイ１６上に排紙される。
一方、トナー転写後においても、感光体１上には約１０％のトナーは未転写となって残留しているため、感光体１は感光体クリーニング装置３により清掃され残留トナーが回収される。また、転写搬送装置２には転写ベルトクリーニング装置３０が付設されており、転写手段としての転写ベルト２ａが転写ベルトクリーニング装置３０により清掃され転写ベルト２ａ上の残留トナーが回収される。
【０００７】
図２は図１中の感光体クリーニング装置３、転写ベルトクリーニング装置３０、及びトナー搬送装置４の部分を抜粋して示した要部斜視図である。
感光体クリーニング装置３は、感光体１上に付着した残留トナーＴをクリーニングブレード３ａやブラシローラ３ｂによって感光体クリーニング装置３内に掻き落として回収するようになっており、回収されたトナーは感光体クリーニング装置３の排出口３ｄから搬送経路１６を通してトナー搬送装置４のトナーガイド部１６内に移送される。
転写ベルトクリーニング装置３０は、感光体１の未転写部や非画像部との接触により転写ベルト２ａ上に付着した残留トナーＴをクリーニングブレード３０ａにより転写ベルトクリーニング装置３０内に掻き落して回収するようになっており、回収されたトナーＴは転写ベルトクリーニング装置３０の排出口３０ｂからトナー移送装置４のトナーガイド部１６内に導入される。
上記のようにして感光体クリーニング装置３及び転写ベルトクリーニング装置３０からトナーガイド部１６内に移送された回収トナーＴは、横搬送スクリュー４ｄ（図３）によりトナー搬送装置４の粉体スクリューポンプ４Ａに搬送される。
【０００８】
図３はトナー搬送装置４の構造を主に示す断面図である。
粉体スクリューポンプ４Ａはモーノポンプとも云われているものであって、ホルダ４ａに固定されたステータ４ｂと、ステータ４ｂと接触して回転することにより軸方向に回収トナーＴを移動させるロータ４ｃとで主に構成される。ステータ４ｂはロータ４ｃを包み込むようにして配置されている。ロータ４ｃはトナーガイド部１６の下部に設けられた横搬送スクリュー４ｄの一端に連結されている。横搬送スクリュー４ｄの他端はシール部材４ｅ、軸受４ｆ、従動ギヤ４ｇと係合している。ステータ４ｂは、ゴム材料などの弾性体からなり、内周面はロータ４ｃを包み込み、ロータ４ｃの外周面とホルダ４ａの内周面との間には１ｍｍ程度の隙間Ｇがあり、この隙間Ｇは回収トナー吐出口４ｊに通じている。ホルダ４ａの側壁には、空気供給手段であるエアポンプ５からの圧搾エアーを上記隙間Ｇを通して回収トナー通路４ｊに吹き込むべく空気供給口４ｋが設けられている。
【０００９】
感光体クリーニング装置３及び転写ベルトクリーニング装置３０からトナー搬送装置４のトナーガイド部１６内に落とし込まれた回収トナーＴは底部に沿って設けられた横搬送スクリュー４ｄにより粉体スクリューポンプ４Ａへと送り込まれる。横搬送スクリュー４ｄは、粉体スクリューポンプ４Ａのロータ４ｃと一体的に連結されており、駆動モータ４ｈの回転駆動力がモータ軸に固定された駆動ギア４ｉ及びスクリュー軸に固定された従動ギア４ｇを介して横搬送スクリュー４ｄに伝達されることにより、横搬送スクリュー４ｄと粉体スクリューポンプ４Ａのロータ４ｃが同時に回転駆動される。そして、ロータ４ｃの回転により、粉体スクリューポンプ４Ａのステータ４ｂ内にて回収トナーＴが攪拌されつつ圧送され、ステータ４ｂを収容するホルダ４ａの先端部の回収トナー吐出口４ｊから搬送管７内に送り込まれる。このときホルダ４ａ内にはエアーポンプ５の空気出口５ｂから吐出された圧搾エアーが空気移送管５ｂを通して導入されており、回収トナー吐出口４ｊから吐出する際トナーＴがエアーと混合され流動化させて搬送管７内に送り込まれることにより、搬送管７を通して複写機本体の外部に設置された廃トナー収容部である廃トナー回収タンク２００内に送られる。廃トナー回収タンク２００には送り込まれたエアーを外に出すエアー抜きが設けられている。搬送管７には耐トナー性に優れたゴム或いは十分な可撓性を有するフレキシブルな金属や合成樹脂等からなる弾性体の管が使用されている。
【００１０】
トナー搬送装置４の駆動モータ４ｈは制御部１７により駆動制御される。制御部」１７は、画像形成動作が所定回数行われる度毎に駆動モータ４ｈを所定時間作動させる。すなわち、トナー搬送装置４は画像形成量に応じて間欠的に駆動される。
従来この種の複写機においては、図４に示すように、ファン６８と集塵ダクト７０とによって空気流を作ることによって感光体１付近に浮遊している紙粉やトナーなどの粉塵を吸引していた。その際、空気流を直接機外に排出すると粉塵も機外に排出することになるので防塵フィルタ６９を介すことにより、空気だけを排出し、粉塵を防塵フィルタ６９にてせき止めている。このため防塵フィルタ６９による圧力損失によりファン６８の送風効率は悪くなるし、ファン６８に粉塵が溜まるとさらに送風効率が悪くなるという問題があった。
そこで、本実施の形態においては、図５に示すように、ファン６８と集塵ダクト７０とによって空気流を作ることによって感光体１付近に浮遊している紙粉やトナーなどの粉塵を吸引し、更に、ファン６８から排風された粉塵を含む空気流を排風ダクト７１を通してエアーポンプ５の空気取込口５ｃに送り込むことによって、粉体スクリューポンプ４Ａから吐出される回収トナーと共にエアーポンプ５からの空気流に乗せて廃トナー回収タンク２００に搬送するように構成している。
【００１１】
上記のように構成したことにより、感光体１付近に浮遊している紙粉やトナーなどの粉塵を効率良く回収でき、しかも集塵用のフィルタを使用することなく粉塵を回収できるので、装置コストを削減するとともにフィルタ交換の手間を省略することができる。
また、粉体スクリューポンプ４Ａを使用したことにより、トナー搬送装置４の小型化、省スペース化が可能となり、また粉体スクリューポンプ４Ａから吐出されたトナーを空気と混合し、搬送管７を通して自由な経路で搬送できるので、装置の部品配置の自由度を向上できる。
また、廃トナー回収タンク２００を装置本体の外部に設けたのでタンク交換などのメンテナンス性を向上でき、しかも廃トナー回収タンク２００を可撓性を有する搬送管７で連結したので廃トナー回収タンク２００を自由な場所に設けることができる。
なお、上記実施の形態ではデジタル複写機に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなくアナログ複写機にも適用できるものである。また、デジタル複写機の機能とプリンタ装置やファクシミリ装置等の機能とを兼ね備えたデジタル複合機にも適用できるものである。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以下のような優れた効果を奏する。
請求項１に記載の発明に係る画像形成装置によれば、装置内の粉塵をファンで集塵し、このファンにより集塵された粉塵を含む空気を排風ダクトを通してトナー搬送手段内へ導くことにより、装置内の粉塵を画像形成後の残留トナーとともに廃トナー収容部に回収することができるので、装置内に発生した粉塵を効率良く回収でき、しかも集塵用のフィルタを省いてメンテナンス性を向上できる。
また、スクリューポンプ手段をトナー搬送に使用することにより、トナー搬送装置の小型化、省スペース化が可能となり、またスクリューポンプ手段から吐出されたトナーを空気と混合し、搬送管を通して自由な経路で搬送できるので、装置の部品配置の自由度を向上でき、メンテナンス性や組立性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像読取装置の実施の形態の一例を示すデジタル複写機の内部透視正面図である。
【図２】図１中の感光体クリーニング装置、転写ベルトクリーニング装置、及びトナー搬送装置の部分を抜粋して示した要部斜視図である。
【図３】トナー搬送装置の構造を主に示す断面図である。
【図４】従来の装置における集塵部の構成を示す部分斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態における集塵部の構成を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
１  感光体、２  転写搬送装置（転写手段）、３  感光体クリーニング装置（クリーニング手段）、４  トナー搬送装置、４Ａ  粉体スクリューポンプ、４ａホルダ、４ｂ  ステータ、４ｃ  ロータ、４ｄ  横搬送スクリュー、４ｈ  駆動モータ、４ｊ  回収トナー吐出口、４ｋ  空気供給口、５  エアポンプ（気体供給手段）、５ｂ  空気移送管、６  現像器（現像手段）、７  搬送管、９  帯電器、３０  転写ベルトクリーニング装置、６８  ファン、７１  排風ダクト、１００  デジタル複写機（画像形成装置）、１０１  スキャナ部、１０２  露光部、１０３  画像形成部、１０４  給紙部、廃トナー回収タンク２００、Ｔ  回収トナー。
【図１】
0003874921.tif 000002
【図２】
0003874921.tif 000003
【図３】
0003874921.tif 000004
【図４】
0003874921.tif 000005
【図５】
0003874921.tif 000006