JP2006330316A - トナー排出機構及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着器からの放熱を遮断するとともに、長期間にわたり安定したトナー搬送性能を維持して回収トナーの流動性の低下や固化を防止可能としたトナー排出機構及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 クリーニング装置７は、感光体ドラム３表面の残留トナーを除去するものであり、ハウジング７ａ内には感光体ドラム３の長手方向に線接触する摺擦ローラ２１、クリーニングブレード２２、及びハウジング７ａ内のトナーを排出する搬送スクリュー２３を備えている。ハウジング７ａと搬送スクリュー２３との隙間Ｓには、断熱材３３及びシート状の摺動部材３４が配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、感光体ドラム表面に残留する未転写トナーを除去するクリーニング装置に用いられるトナー排出機構及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置の構成を図４に示す。画像形成装置（例えばプリンタ）１では、画像形成動作を行う場合、帯電ユニット２により図中時計回りに回転する感光体ドラム３が一様に帯電され、原稿画像データに基づく露光ユニット（レーザ走査ユニット等）４からのレーザビームにより感光体ドラム３上に静電潜像が形成され、現像ユニット５により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。

この現像ユニット５へのトナーの供給はトナーコンテナ６から行われる。なお、画像データはパーソナルコンピュータ（図示せず）等から送信される。また、感光体ドラム３の表面の残留電荷を除去する除電装置（図示せず）がクリーニング装置７の下流側に設けられている。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム３に向けて、シート（転写紙、ＯＨＰ等）が給紙カセット８からシート搬送路９及びレジストローラ対１０を経由して搬送され、転写ローラ１１（画像転写部）により感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像がシートに転写される。そして、トナー像が転写されたシートは感光体ドラム３から分離され、定着ローラ対１２を有する定着部１３に搬送されてトナー像が定着される。定着部１３を通過したシートは、シート搬送路１４により装置上部に搬送され、排出ローラ対１５より排出トレイ１６に排出される。

次に、画像形成部及び定着部について説明する。図５は、図４における画像形成部及び定着部周辺の構成を示す拡大断面図である。図５において、画像形成部２０には、感光体ドラム３の回転方向（時計回り）に沿って、帯電ユニット２、露光ユニット４、現像ユニット５、転写ローラ１１、クリーニング装置７及び除電装置１７が配設されている。

感光体ドラム３は、例えばアルミドラムにａ−Ｓｉから成る感光層が積層されたものであり、帯電ユニット２により、表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット４からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。帯電ユニット２は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム３の表面を帯電させるものであり、例えば細いワイヤー等を電極として、高電圧を印加されることで放電するようになっている。

露光ユニット４は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成させるものである。現像ユニット５は、感光体ドラム１に対向配置された現像スリーブ５ａを備え、内部に収容された現像剤を現像スリーブ５ａにより感光体ドラム３の静電潜像に付着させて、トナー像を形成させるものである。

クリーニング装置７は、トナー像がシートに転写された後に、感光体ドラム３の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するものであり、ハウジング７ａ内にスプリング（図示せず）により感光体ドラム３の長手方向に線接触する摺擦ローラ２１やクリーニングブレード２２、及び搬送スクリュー２３を備えている。除電装置１７は、例えばＬＥＤ等により感光体ドラム３の表面を露光し、トナー像転写後の表面電位を除去するものである。

周知の如く、除電装置１７による除電後、帯電ユニット２によって均一に帯電された感光体ドラム３上に露光ユニット４により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像ユニット５でトナー像に顕像化し、トナー像を転写ローラ１１にてシート上に転写する。

図６は、クリーニング装置７の断面図（図５のＡ−Ａ′断面）である。搬送スクリュー２３は、支軸２３ａを中心とし、そのまわりに螺旋羽２３ｂを設けた構成になっており、摺擦ローラ２１と共にハウジング７ａ内に回転可能に支持されている。摺擦ローラ２１はモータ２４に直接連結され、搬送スクリュー２３は、ギヤ２５、２６を介してモータ２４に連結されており、それぞれ所定の速度で回転駆動される。

摺擦ローラ２１或いはクリーニングブレード２２により感光体ドラム３（図５参照）表面から掻き落とされた残留トナーは重力により落下し、ハウジング７ａ内に徐々に堆積する。そして、搬送スクリュー２３が図中矢印Ａ方向に回転することにより、ハウジング７ａ内のトナーは矢印Ｂ方向に順次搬送され、ハウジング７ａの底面に設けられたトナー排出口２７から装置外部に排出され、廃棄ボトル２８内へ貯留される。

図５に戻って、定着部１３は、内部にヒータランプ２９が配設された図中時計回りに回転する加熱ローラ１２ａ、及び反時計回りに回転する加圧ローラ１２ｂから成る定着ローラ対１２がハウジング１３ａ内に収納されている。転写ローラ１１によりトナー像が転写されたシートは、ガイドリブ３０及び定着進入ガイド３１に沿って定着部１３内に搬入されて定着ローラ対１２の定着ニップ部Ｎを通過する。このとき所定の温度及び圧力により加熱、加圧され、シート上のトナー像が永久像とされる。その後、シートは搬送ローラ対３２を通過して定着部１３の外部に搬送され、排出ローラ１５（図４参照）より画像形成装置の外部に排出される。

このような画像形成装置においては、クリーニング装置７が定着部１３の横に配置されるため、従来は、加熱ローラ１２ａから放出される熱によりクリーニング装置７内の回収トナーの流動性が低下しないように一定の間隔Ｌを隔てて配置し、そこに外気を流すことによりクリーニング装置７の冷却効果を高めていた。さらに、ハウジング７ａの定着部１３側の外壁面に断熱材を設けることにより、クリーニング装置７内のトナーの固化を防止していた。

しかし、画像形成装置の小型化、コンパクト化の要請により、定着部１３とクリーニング装置７との間隔Ｌを狭くする必要が生じるため、外気によるクリーニング装置７の空冷効果が不十分となる。さらに、ハウジング７ａの内壁と搬送スクリュー２３との隙間Ｓにトナーが搬送されずに残存してしまい、加熱ローラ１２ａからの熱によりトナーの流動性が低下して搬送効率が悪くなる。また、そのまま長期間放置した場合はトナーが固化してしまうおそれもあった。

そこで、搬送スクリューの搬送性能を向上させて残留トナーの固化を防止する方法が提案されており、特許文献１には、搬送スクリューの螺旋羽の先端にトナー掻き取り用のシートやブラシを装着することにより、クリーニング装置内の回収トナーの残留を抑制する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１の方法では、長期間の使用により掻き取り用のシートやブラシの先端が変形してしまい、トナー搬送性能が低下してしまうという問題点があった。
特開平９−２４４５０６号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、定着器からの放熱を遮断するとともに、長期間にわたり安定したトナー搬送性能を維持して回収トナーの固化を防止可能としたトナー排出機構及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、トナーを搬送する搬送スクリューと、該搬送スクリューを収納するハウジングと、を備え、トナー除去手段により掻き落とされた残留トナーを排出する画像形成装置のトナー排出機構において、前記ハウジングの内壁面と前記搬送スクリューとの隙間に断熱材を配置し、前記断熱材と前記搬送スクリューとの間に摺動部材を配置したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー排出機構において、前記断熱材は弾性体で形成されており、前記摺動部材は前記断熱材の復元力により前記搬送スクリューと当接することを特徴としている。

また本発明は、トナーを搬送する搬送スクリューと、該搬送スクリューを収納するハウジングと、を備え、トナー除去手段により掻き落とされた残留トナーを排出する画像形成装置のトナー排出機構において、前記ハウジングの内壁面と前記搬送スクリューとの隙間に、弾性体から成る断熱材を前記搬送スクリューと当接するように配置し、前記断熱材の前記搬送スクリューと当接する面には摺動層が形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー排出機構において、前記断熱材は、画像形成装置内の定着部に対向する位置に配置されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー排出機構が搭載された画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、搬送スクリューとハウジングとの隙間が断熱材及び摺動部材で充填されるため、未搬送トナーの残存を低減して搬送スクリューによるトナーの搬送効率を向上させることができ、断熱材により定着部からの放熱が遮断されるので、搬送スクリューとハウジングとの隙間における残存トナーの固化を効果的に防止することができる。さらに、摺動部材を配置することにより搬送スクリューの回転に伴う摩擦を低減することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のトナー排出機構において、断熱材を弾性体で形成し、弾性体の復元力により摺動部材が搬送スクリューと当接するように配置することにより、断熱材を用いて搬送スクリューとハウジングとの隙間を確実に塞いで未搬送トナーの残留を防止可能となり、搬送スクリューによるトナー搬送効率を一層向上させることができる。

また、本発明の第３の構成によれば、断熱材を弾性体で形成し、断熱材の搬送スクリューと当接する側の面に摺動層を形成することにより、断熱材が復元力により搬送スクリューに圧接して搬送スクリューとハウジングとの隙間を完全に塞ぐことができ、未搬送トナーの残存を防止してトナーの搬送効率を向上することができる。さらに、摺動層を設けることにより断熱材と搬送スクリューとの摩擦抵抗が低減されるため、摺動部材を設けることなく摩擦熱の発生を抑制することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、断熱材を画像形成装置内の定着部に対向する位置に配置することにより、定着部からの放熱の影響を低減してトナーの流動性の低下や固化を効果的に防止する。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成のトナー排出機構を搭載することにより、トナー排出機構内でのトナーの流動性の低下や固化を効果的に防止可能となる。さらに、トナー排出機構と定着部との間隔を従来に比べて狭くできるので、画像形成装置の省スペース化、コンパクト化にも貢献する。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るトナー排出機構を含むクリーニング装置付近の構成を示す要部断面図である。従来例の図５と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、クリーニング装置７のハウジング７ａと搬送スクリュー２３との隙間Ｓに、断熱材３３及びシート状の摺動部材３４が配置されている。

この構成とすることにより、隙間Ｓが断熱材３３及び摺動部材３４で充填されるため、未搬送トナーの残存を抑制して搬送スクリュー２３によるトナーの搬送効率を向上することができ、断熱材３３により定着部１３（図５参照）からの放熱が遮断されるので、隙間Ｓにおける残存トナーの流動性の低下や固化を効果的に防止することができる。さらに、摺動部材３４を配置することにより搬送スクリュー２３が円滑に回転するため、搬送スクリュー２３の回転に起因する摩擦熱の発生を抑制する。

断熱材３３としては、ガラス繊維材やセラミック等の非弾性体から成る断熱材、或いはポリエステル系のスポンジやウレタンゴム等の弾性体から成る断熱材のいずれも用いることができるが、断熱材３３を隙間Ｓよりも若干大きめの弾性体で形成し、弾性体の復元力により摺動部材３４が搬送スクリュー２３と当接するように配置することが好ましい。これにより、断熱材３３を用いて隙間Ｓを確実に塞ぐことができ、未搬送トナーの残留を防止して搬送スクリュー２３によるトナー搬送効率を一層向上させることができる。

摺動部材３４としては、搬送スクリュー２３との摩擦を低減して摺動性を向上するものであれば特に制限はなく、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のシート（ルミラーシート）、テフロン（登録商標）シート、カプトン等の各種の摩擦抵抗の少ない合成樹脂製シートを使用することができるが、コストや耐久性等の面からルミラーシートが好ましい。

図２は、本発明の第２実施形態に係るトナー排出機構を含むクリーニング装置付近の構成を示す要部断面図である。第１実施形態の図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本発明においては、断熱材３３は弾性体で形成されており、第１実施形態の摺動部材３４を設けずに、断熱材３３の搬送スクリュー２３と接する側の表面に摺動層３５が形成されている。

この構成とすることにより、隙間Ｓが弾性体から成る断熱材３３で充填されるため、断熱材３３が搬送スクリュー２３に圧接して隙間Ｓを完全に塞ぐことができ、トナーの搬送効率を向上して未搬送トナーの残存を防止することができ、断熱材３３により定着部１３からの放熱が遮断されるので、第１実施形態と同様に隙間Ｓにおける残存トナーの固化を効果的に防止することができる。さらに、摺動層３５を設けることにより断熱材３３と搬送スクリュー２３との摩擦抵抗が低減されるため、摺動部材３４を設けることなく摩擦熱の発生を抑制することができる。

なお、断熱材３３の材質としては、第１実施形態と同様にポリエステル系のスポンジやウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。摺動層３５は、搬送スクリュー２３に当接する側の断熱材３３の表面にフッ素加工、テフロン（登録商標）加工等のような摩擦抵抗を低減する処理を施したり、或いはテフロン（登録商標）シート等の低摩擦係数のシートをラミネートしたりすることにより形成される。

図３は、第１実施形態のトナー排出機構が搭載された本発明の画像形成装置の画像形成部及び定着部周辺の構成を示す拡大断面図である。図１及び従来例の図５と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本発明の画像形成装置においては、図３に示すように、クリーニング装置７内において定着部１３に対向する位置に断熱材３３を配置することにより、定着部１３からの放熱の影響を低減できるので、トナーの流動性の低下や固化を効果的に防止する。また、クリーニング装置７と定着部１３との間隔Ｌを従来（図５参照）に比べて狭くできるので、画像形成装置のコンパクト化が可能となる。なお、ここでは示さないが、第２実施形態のクリーニング装置を用いた場合にも同様の効果を得ることができる。

その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、クリーニング装置７の研磨システムとして、摺擦ローラ６及びクリーニングブレード９を備えた構成についてのみ説明しているが、本発明の構成は、例えば摺擦ローラ６のみを備えた構成や、クリーニングブレード９に代えてファーブラシを備えた構成等、摺擦ローラ６及び搬送スクリュー８を有する種々の構成のクリーニング装置に適用することができる。

また上記実施形態では、本発明のトナー排出機構をクリーニング装置内に設け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、例えばクリーニング装置からトナー廃棄ボトルまでのトナー搬送経路にも適用可能である。この場合、トナー搬送経路を構成する搬送パイプ（ハウジング）と搬送スクリューとの隙間に断熱材と摺動部材、若しくは摺動層を設けた断熱材を配置すれば良い。

本発明は、トナーを搬送する搬送スクリューと、該搬送スクリューを収納するハウジングとを備え、トナー除去手段により掻き落とされた残留トナーを排出する画像形成装置のトナー排出機構において、ハウジングの内壁面と搬送スクリューとの隙間に断熱材を配置し、断熱材と搬送スクリューとの間に摺動部材を配置する。

これにより、未搬送トナーの残存を抑制して搬送スクリューによるトナーの搬送効率を向上することができ、且つ断熱材により外部からトナーへの熱伝導が遮断されるので、搬送スクリューとハウジングとの隙間における残存トナーの流動性の低下や固化を効果的に防止するトナー排出機構を提供することができる。さらに、断熱材と搬送スクリューとの間に摺動部材を配置したので、搬送スクリューの回転に伴う摩擦熱の発生を低減することができる。

また、断熱材を弾性体で形成し、断熱材の復元力により摺動部材が搬送スクリューと当接するように配置したので、搬送スクリューとハウジングとの隙間を確実に塞ぐことができ、搬送スクリューによるトナー搬送効率を一層向上させるトナー排出機構となる。

また、断熱材を弾性体で形成し、断熱材の搬送スクリューと当接する側の面に摺動層を形成したので、搬送スクリューとハウジングとの隙間を完全に塞ぐことができ、トナーの搬送効率を向上して未搬送トナーの残存を防止するとともに、摺動部材を設けることなく摩擦熱の発生を抑制することができる。

また、断熱材を画像形成装置内の定着部に対向する位置に配置したので、定着部からの放熱の影響を低減してトナーの流動性の低下や固化を効果的に防止する。

また、本発明のトナー排出機構を搭載することにより、残存トナーの流動性の低下や固化を抑制してトナー排出効率を向上させるとともに、画像形成装置の省スペース化、コンパクト化を簡便且つ低コストで実現することができる。

は、本発明の第１実施形態に係るトナー搬送機構を含むクリーニング装置付近の構成を示す側面断面図である。 は、本発明の第２実施形態に係るトナー搬送機構を含むクリーニング装置付近の構成を示す側面断面図である。 は、第１実施形態のトナー搬送機構が搭載された本発明の画像形成装置の画像形成部及び定着部周辺の構成を示す側面断面図である。 は、従来の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 は、従来の画像形成装置の画像形成部及び定着部周辺の構成を示す側面断面図である。 は、従来のクリーニング装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３ 感光体ドラム
７ クリーニング装置
７ａ ハウジング
１３ 定着部
２０ 画像形成部
２１ 摺擦ローラ（トナー除去手段）
２２ クリーニングブレード（トナー除去手段）
２３ 搬送スクリュー
３３ 断熱材
３４ 摺動部材
３５ 摺動層

Claims (5)

1. トナーを搬送する搬送スクリューと、該搬送スクリューを収納するハウジングと、を備え、トナー除去手段により掻き落とされた残留トナーを排出する画像形成装置のトナー排出機構において、
   前記ハウジングの内壁面と前記搬送スクリューとの隙間に断熱材を配置し、前記断熱材と前記搬送スクリューとの間に摺動部材を配置したことを特徴とするトナー排出機構。
2. 前記断熱材は弾性体で形成されており、前記摺動部材は前記断熱材の復元力により前記搬送スクリューと当接することを特徴とする請求項１に記載のトナー排出機構。
3. トナーを搬送する搬送スクリューと、該搬送スクリューを収納するハウジングと、を備え、トナー除去手段により掻き落とされた残留トナーを排出する画像形成装置のトナー排出機構において、
   前記ハウジングの内壁面と前記搬送スクリューとの隙間に、弾性体から成る断熱材を前記搬送スクリューと当接するように配置し、前記断熱材の前記搬送スクリューと当接する面には摺動層が形成されることを特徴とするトナー排出機構。
4. 前記断熱材は、画像形成装置内の定着部に対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のトナー排出機構。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のトナー排出機構が搭載された画像形成装置。

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