JP2017076012A - 搬送装置、クリーニング装置、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

搬送装置、クリーニング装置、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】現像剤の搬送方向が上方から見たときに交差する第1および第2の搬送部材の間の現像剤の受け渡し性能を向上させた搬送装置、クリーニング装置、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を搬送する搬送装置で、現像剤を収容する収容部材に回転可能に設けられ、第1の径を備える第1の領域と、および第1の径より小さい第2の径を備える第2の領域と、を現像剤を搬送する第1搬送方向に順に有する螺旋形状の第1の搬送部材と、収容部材に回転可能に設けられ、第1の搬送方向と交差する第2搬送方向へ現像剤を搬送する螺旋形状の第2の搬送部材と、収容部材に設けられ、第1の搬送部材の下流側に向かうにつれて第1搬送方向から離れ、第2の搬送部材へ向かう第1の壁と、を有し、第1の搬送方向において、第2の領域は、第1の領域と交差する位置の間に設けられる。【選択図】図1

Description

本発明は、現像剤搬送装置、プロセスカートリッジ、およびこれを用いた画像形成装置に関するものである。
ここで、搬送装置とは、画像形成装置に用いられる現像剤を所定の場所に搬送する装置である。例えば、転写後に感光体ドラム上に残留する残現像剤を残現像剤収容室へ搬送するものが挙げられる。
また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体ドラムなどの像担持体を少なくとも備える、更には像担持体と、像担持体に作用するプロセス手段とを一体的に備えるカートリッジである。このようなプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。
例えば、電子写真感光体ドラムと、前記プロセス手段としての、現像手段、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。また、電子写真画像形成装置とは電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。
電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(LEDプリンタ、レーザビームプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
電子写真画像形成装置では、像担持体として、一般にドラム型とされる電子写真感光体、即ち、感光体ドラムを一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体ドラムを選択的に露光することによって、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。次いで、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーでトナー像として現像する。そして、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシートなどの記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えてトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。
このような画像形成装置は、一般に、トナー補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。トナー補給やメンテナンスを容易にするために、感光体ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを一つの枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしたものが実用化されている。
プロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができるので、操作性を向上させ、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。そのため、プロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
また、上述したプロセスカートリッジには、現像剤を離れた位置に搬送する必要性が生じる場合がある。その際に、現像剤を搬送する螺旋形状を有する2つの搬送部材を回転軸線を交差させて配置することで、現像剤の受け渡しを行う現像剤搬送装置が知られる(特許文献1)。
特開2007−286371号公報
しかしながら、印字スピードアップに伴い、単位時間当たりにより多くの現像剤を搬送する必要がある。そのため、螺旋形状を有し回転軸線が交差する第1および第2の搬送部材の間の現像剤の受け渡し性能を向上させることが課題となっている。
本発明の目的は、現像剤の搬送方向が上方から見たときに交差する第1および第2の搬送部材の間の現像剤の受け渡し性能を向上させた搬送装置、クリーニング装置、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る搬送装置は、現像剤を搬送する搬送装置であって、現像剤を収容する収容部材に回転可能に設けられ、第1の径を備える第1の領域と、および前記第1の径より小さい第2の径を備える第2の領域と、を現像剤を搬送する第1搬送方向に順に有する螺旋形状の第1の搬送部材と、前記収容部材に回転可能に設けられ、前記第1の搬送方向と交差する第2搬送方向へ現像剤を搬送する螺旋形状の第2の搬送部材と、前記収容部材に設けられ、前記第1の搬送部材の下流側に向かうにつれて前記第1搬送方向から離れ、前記第2の搬送部材へ向かう第1の壁と、を有し、前記第1の搬送方向において、前記第2の領域は、前記第1の領域と前記交差する位置の間に設けられることを特徴とする。
また、本発明に係る別の搬送装置は、現像剤を搬送する搬送装置であって、現像剤を収容する収容部材に回転可能に設けられ、螺旋形状を備える第1の領域と、クランク形状を備える第2の領域と、螺旋形状を備える第3の領域と、を回転軸線方向に順に有する第1の搬送部材と、前記第2の領域に支持され、前記第1の搬送部材の回転運動により前記回転軸線方向と交差する方向に往復運動をする第2の搬送部材と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係るクリーニング装置、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置は、上記搬送装置を有することを特徴とする。
本発明によれば、現像剤の搬送方向が上方から見たときに交差する第1および第2の搬送部材の間の現像剤の受け渡し性能を向上させた搬送装置、クリーニング装置、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係る搬送装置における第1の搬送部材としての第2スクリューと第2の搬送部材としての第3スクリューの交差部を上から見た図と、側面から見た図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載した画像形成装置の画像形成装置本体とプロセスカートリッジの断面図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載したプロセスカートリッジの断面図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載したプロセスカートリッジの側面図と、クリーニング枠体内部の断面図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載した画像形成装置の開閉扉を開いた状態の画像形成装置本体の斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載した画像形成装置の開閉扉を開き、トレイを引き出した状態の画像形成装置本体の斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載した画像形成装置の開閉扉を開き、トレイを引き出した状態で、トレイにプロセスカートリッジを着脱する際の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載した画像形成装置において、画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着された状態におけるプロセスカートリッジと画像形成装置本体の駆動側位置決め部の斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載した画像形成装置において、画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着された状態におけるプロセスカートリッジと画像形成装置本体の非駆動側位置決め部の斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載したプロセスカートリッジを非駆動側から見た全体斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載したプロセスカートリッジを非駆動側から見た部分斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載したプロセスカートリッジを非駆動側から見た全体斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載したプロセスカートリッジを駆動側から見た部分斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載したクリーニングユニットを駆動側かつ上から見た分解斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置を搭載したクリーニングユニットを駆動側かつ下から見た分解斜視図である。 第1の実施形態に係る搬送装置における第3の搬送部材としての第1スクリューと第1の搬送部材としての第2スクリューの交差部を上から見た図である。 第1の実施形態に係る搬送装置における第1の搬送部材としての第2スクリューと第2の搬送部材としての第3スクリューの交差部を上から見た図である。 第1の実施形態に係る搬送装置の変形例を示した図である。 第2の実施形態に係る搬送装置における第1の搬送部材としての第2スクリューと第2の搬送部材としての第3スクリューの交差部を上から見た図である。 第3の実施形態に係る搬送装置における第1の搬送部材としての第2スクリューと第2の搬送部材としての板状部材の交差部を上から見た図である。 第3の実施形態に係る搬送装置の断面図である。
以下に、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、感光体ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。また、長手方向において、画像形成装置本体から感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。
《第1の実施形態》
(画像形成装置)
図2は、本実施形態に係る搬送装置を搭載した画像形成装置の画像形成装置本体(以下、装置本体Aと記載する)とプロセスカートリッジ(以下、カートリッジBと記載する)の断面図である。ここで、装置本体Aとは、画像形成装置からカートリッジBを除いた部分である。
図2に示す画像形成装置は、カートリッジBを装置本体Aに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジBが装置本体Aに装着されたとき、カートリッジBの電子写真感光体ドラム(以下、ドラムと記載する)62に静電潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置される。また、カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。
さらに、装置本体Aには、シート材Pの搬送方向Dに沿って、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5c、転写ガイド6、転写ローラ7、搬送ガイド8、定着装置9、排出ローラ対10、排出トレイ11等が順次配置されている。なお、定着装置9は、加熱ローラ9a、および加圧ローラ9bにより構成されている。
(画像形成プロセス)
次に、画像形成プロセスの概略について、図2、3を用いて説明する。図3は、カートリッジBの断面図である。図2に示すように、プリントスタート信号に基づいて、ドラム62は、図中矢印R方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。そして、図3に示すように、バイアス電圧が印加された帯電ローラ66は、ドラム62の外周面に接触し、ドラム62の外周面を一様均一に帯電する。
露光装置3は、図2に示すように、画像情報に応じたレーザ光Lを出力する。レーザ光Lは、カートリッジBのクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71hを通り、ドラム62の外周面を走査露光する。これにより、ドラム62の外周面には、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
一方、図3に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内のトナーTは、第1撹拌部材43、第2撹拌部材44、第3撹拌部材50の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室28に送り出される。トナーTは、マグネットローラ34(固定磁石)の磁力により、現像ローラ32の表面に担持される。トナーTは、現像剤を回収する回収部材としての現像ブレード42によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ32周面上での層厚が規制される。その後、トナーTは、静電潜像に応じてドラム62へ現像され、トナー像として可視像化される。
また、図2に示すように、レーザ光Lの出力タイミングと合わせて、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5cによって、装置本体Aの下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から送り出される。シート材Pは、転写ガイド6を経由して、ドラム62と転写ローラ7との間(転写位置)へ搬送される。転写位置において、トナー像は、ドラム62からシート材Pに順次転写される。
トナー像が転写されたシート材Pは、ドラム62から分離されて搬送ガイド8に沿って定着装置9に搬送される。ここで、シート材Pは、定着装置9を構成する加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとのニップ部を通過する。ニップ部で加圧・加熱定着処理が行われることで、トナー像はシート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Pは、排出ローラ対10まで搬送され、矢印方向Dに排出トレイ11に排出される。
一方、図3に示すように、転写後のドラム62は、クリーニングブレード77により外周面上の残留トナーが除去されて、再び画像形成プロセスに使用される。ドラム62から除去されたトナーは、クリーニングユニット60の廃トナー室71bに貯蔵される。
(装置本体に対するカートリッジ着脱)
次に、装置本体Aに対するカートリッジBの着脱について、図5乃至図8を用いて説明する。図5は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開いた装置本体Aの斜視図である。図6は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態の装置本体AとカートリッジBの斜視図である。図7は、開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態で、カートリッジBを着脱している際の装置本体A、およびカートリッジBの斜視図である。図8は、装置本体AにカートリッジBが装着された状態におけるカートリッジBと装置本体Aの駆動側位置決め部の斜視図である。
図5に示すように、装置本体Aには、開閉扉13が回動可能に取り付けられており、開閉扉13を開くと、カートリッジ挿入口17が設けられている。カートリッジ挿入口17内には、カートリッジBを装置本体Aに装着するためのトレイ18が備えられている。図6に示すように、トレイ18を所定の位置まで引き出すと、カートリッジBの着脱が可能である。カートリッジBは、トレイ18に載せられた状態で図中矢印C方向にガイドレール(不図示)に沿って装置本体A内に装着される。カートリッジBについて、トレイ18に対するカートリッジBの着脱は、図7に示すように、図中矢印E方向に沿って行われる。
また、装置本体Aには、図8に示すように、第1駆動軸14、および第2駆動軸19が設けられている。第1駆動軸14は、カートリッジBの第1カップリング70に駆動を伝達する。第2駆動軸19は、第2カップリング21に駆動を伝達する。第1駆動軸14と第2駆動軸19は、装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される。これにより、第1カップリング70と連結しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。
また、第2カップリング21から駆動を伝達されることで現像ローラ32が回転する。帯電ローラ66と現像ローラ32は、装置本体Aの給電部(不図示)より所定のバイアス電圧を印加される。
(装置本体のカートリッジ支持構成)
次に、装置本体AによるカートリッジBの支持構成について、図5、8、9を用いて説明する。図5は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開いた装置本体Aの斜視図である。図8は、装置本体AにカートリッジBが装着された状態におけるカートリッジBと装置本体Aの駆動側位置決め部の斜視図である。図9は、装置本体AにカートリッジBが装着された状態におけるカートリッジBと装置本体Aの非駆動側位置決め部の斜視図である。
図5に示すように、装置本体Aには、カートリッジBを支持するための駆動側板15と非駆動側板16が設けられている。図8に示すように、駆動側板15には、駆動側第1支持部15a、駆動側第2支持部15b、およびカートリッジBの回転支持部15cが設けられている。また、図9に示すように、非駆動側板16には、非駆動側第1支持部16a、非駆動側第2支持部16b、および回転支持部16cが設けられている。
一方で、カートリッジBの駆動側の被支持部として、図8に示すように、ドラム軸受73の被支持部73b、被支持部73d、駆動側ボス71aが設けられている。被支持部73bが駆動側第1支持部15aにより、被支持部73dが駆動側第2支持部15bにより支持され、駆動側ボス71aが回転支持部15cにより支持される。
また、非駆動側の被支持部として、図9に示すように、非駆動側突部71fと非駆動側ボス71gが設けられている。非駆動側突部71fが非駆動側第1支持部16aと非駆動側第2支持部16bにより支持され、非駆動側ボス71gが回転支持部16cにより支持される。以上の構成で、カートリッジBは装置本体A内での位置が決められる。
(カートリッジの全体構成)
次に、カートリッジBの全体構成について、図3、図4、図10乃至図13を用いて説明する。図3は、カートリッジBの断面図である。図4は、カートリッジBの側面図とクリーニング枠体71内部の断面図である。図10は、カートリッジBを非駆動側から見た全体斜視図である。図11は、カートリッジBを非駆動側から見た全体斜視図である。図12は、カートリッジBを駆動側から見た全体斜視図である。図13は、カートリッジBを駆動側から見た部分斜視図である。
なお、図4において、図4(a)は、カートリッジBを駆動側から見た側面図であり、図4(b)は、図4(a)の矢印Y方向から見たクリーニング枠体内部の断面図である。また、図11は、図10の点線部内を拡大している(ただし、角度を変えている)。図13は、図12の点線部内を拡大している(ただし、角度を変えている)。また、本実施形態において、各部品を結合する際のビスは、省略して説明する。
カートリッジBは、図3に示すように、クリーニングユニット60と現像ユニット20から形成される。クリーニングユニット60は、ドラム62、帯電ローラ66、クリーニング部材77を有し、これらは、クリーニング枠体71によって支持される。さらに、クリーニング枠体71には、クリーニング蓋72が溶着等によって固定される。また、帯電ローラ66とクリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
図3で、クリーニング部材77は、ブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aとゴムブレードを支持する支持部材77bから形成される。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。すなわち、ゴムブレード77aの先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、以下のように順に搬送される。即ち、図4(b)に示すように、廃トナー搬送部材としての第1スクリュー86、第2スクリュー87(第1の搬送部材)、第3スクリュー88(第2の搬送部材)によって矢印V、W、X方向に順に送られる。そして、図4(b)で、クリーニング室71e、廃トナー搬送路71sの順に搬送され、図1(b)に示すクリーニング枠体71とクリーニング蓋72によって形成された現像剤を収容する収容部材(収容部)としての廃トナー室71b(図4(b))に溜められる。
第1スクリュー86は、装置本体AからカートリッジBが受けた駆動をギア(不図示)などによって伝達することで回転する。そして、第2スクリュー87は、第1スクリュー86から駆動を受けて回転する。第3スクリュー88は、第2スクリュー87から駆動を受けて回転する。第1スクリュー86は、ドラム62の近傍に配置される。第2スクリュー87は、クリーニング枠体71の長手方向端部に配置される。第3スクリュー88は、廃トナー室71bに配置される。
ここで、第1スクリュー86と第3スクリュー88の回転軸線は、ドラム62の回転軸線と平行である。第2スクリュー87の回転軸線は、ドラム62の回転軸線と略直交している。廃トナー搬送手段であるスクリューの配置構成については、後で詳細に説明する。
図3において、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。ドラム62は、駆動源である本体駆動モータ(不図示)から駆動力を受けることにより、画像形成動作に応じて、図中矢印R方向に回転駆動されている。
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向(ドラム62の回転軸線方向と略平行)の両端部において、帯電ローラ軸受(不図示)を介し、クリーニングユニット60に回転可能に取り付けられている。帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受(不図示)が付勢部材(不図示)によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
図3において、現像ユニット20は、現像ローラ32と現像ブレード42を有する。現像ローラ32と現像ブレード42は、現像剤を収容する収容部材としての現像容器23に支持される。現像容器23には、底部材22が溶着等によって固定されることでトナー供給室28とトナー室29が形成される。トナー供給室28とトナー室29は、トナー供給開口30で連通される。
現像ローラ32は中空であり、内部には、マグネットローラ34が設けられている。現像ブレード42は、現像ローラ32上のトナー層を規制する。図10に示すように、現像ローラ32には、間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部に取り付けられている。間隔保持部材38とドラム62が当接することで、現像ローラ32は、ドラム62と所定の隙間をもって保持される。
また、図3に示すように、吹き出し防止シート33が現像ローラ32に当接するように底部材22の縁部に設けられている。吹き出し防止シート33は、現像ユニット20からトナーが漏れるのを防止する。
トナー室29には、回転部材としての第1撹拌部材43、第2撹拌部材44、第3撹拌部材50が設けられている。第1撹拌部材43、第2撹拌部材44、第3撹拌部材50は、時計方向に各々回転し、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。
クリーニングユニット60には、図12に示すように、ドラム軸受73とドラム軸78が設けられている。ドラム62は、図13に示すように、駆動側に設けられた駆動側ドラムフランジ63がドラム軸受73の穴部73aにより回転可能に支持される。また、非駆動側は、図11に示すように、クリーニング枠体71に設けられた穴部71cに圧入されたドラム軸78が、非駆動側ドラムフランジ64の穴部(不図示)を回転可能に支持する構成となっている。
一方、現像ユニット20において、現像ローラ32は、図10、図12に示すように、両端に設けられた軸受部材27、37によって回転可能に支持されている。
クリーニングユニット60と現像ユニット20の結合は、図11と図13に示すように、クリーニングユニット60と現像ユニット20を結合ピン69で互いに回動可能に結合することによって行われている。以下、詳細を説明すると、現像ユニット20の駆動側には、図13に示すように、現像容器23に現像第1支持穴23aが設けられている。非駆動側には、図11に示すように、現像第2支持穴23bが設けられている。
また、クリーニングユニット60の駆動側には、図13に示すように、クリーニング枠体71に第1吊り穴71iが設けられている。非駆動側には、図11に示すように、第2吊り穴71jが設けられている。駆動側は、図13に示すように、第1吊り穴71iに圧入固定された結合ピン69と現像第1支持穴23aが嵌合する。非駆動側は、第2吊り穴71jに圧入固定された結合ピン69と現像第2支持穴23bが嵌合する。以上の構成により、クリーニングユニット60に対して現像ユニット20が回動可能に結合される。
また、図13に示すように、駆動側付勢部材46Rの第1穴部46Raは、ドラム軸受73のボス73cに掛けられ、第2穴部46Rbが駆動側現像サイド部材26のボス26aに掛けられている。また、図11に示すように、非駆動側付勢部材46Fの第1穴部46Faは、クリーニング枠体71のボス71kに掛けられ、第2穴部46Fbが軸受部材37のボス37aに掛けられている。
このように本実施形態では、駆動側付勢部材46R、非駆動側付勢部材46Fは引っ張りバネで形成されており、バネの付勢力によって現像ユニット20をクリーニングユニット60に付勢させて、現像ローラ32をドラム62の方向へ確実に押し付けている。
(廃トナー搬送の構成と搬送動作)
次に、第1スクリュー86と第2スクリュー87(第1の搬送部材)、第3スクリュー88(第2の搬送部材)による廃トナー搬送の全体的な構成について、図1、図4、図14、図15、図16を用いて説明する。図1(a)は、図4(b)で示した第2スクリュー87と第3スクリュー88の交差部を上から見た部分詳細図である。なお、交差部とは、上方から見たとき重なる位置であり、第2スクリュー87と第3スクリュー88は実際には捩じれの関係で配置されている。
図1(b)は、側面から見た側面図である。図14は、クリーニングユニット60の駆動側かつ上側から見た分解斜視図である。図15は、クリーニングユニット60を駆動側かつ下側から見た分解斜視図である。図16は、図4(b)の第1スクリュー86と第2スクリュー87の交差部の詳細図である。
1)第1スクリューから第2スクリューへの廃トナー受け渡し構成
図4(b)、図14乃至図16に示すように、第1スクリュー86と第2スクリュー87は、クリーニング枠体71とスクリュー蓋74とにより形成されたクリーニング室71eと廃トナー搬送路71sに回転可能に保持される。
具体的には、図14乃至図16に示すように、第1スクリュー86は、駆動部86aと被駆動部86eとスクリュー部86bと軸部86i、86jとから構成される。また、第2スクリュー87は、被駆動部87a、駆動部87dとスクリュー部87bと軸部87i、87jとから構成される。
図15で、第1スクリュー86の被駆動部86e側の一端にある軸部86iをスクリュー蓋74の穴74aに挿入し、他端にある軸部86jをクリーニング枠体71に設けられた穴71dに挿入する。また、第2スクリュー87の被駆動部87a側の一端にある軸部87iは、スクリュー蓋74に設けた支持リブ74b(図16)とクリーニング枠体71に設けられた支持リブ71m(図16)に突き当てられる。
他方にある軸部87jはクリーニング枠体71とクリーニング蓋72により形成された2つの支持リブ71n、72n(図1(b))に突き当てられることで保持される。
ここで、スクリュー蓋74(図15、図4(b))にシール溝(不図示)を設け、シール溝にシール部材(不図示)としての弾性部材(たとえばゴムやエラストマ―)から成るシール部材を配置し、クリーニング枠体71(図15、図4(b))に組み付ける。このシール部材により、クリーニング枠体71とスクリュー蓋74の間のトナー漏れを防止している。
また、図15で、スクリュー蓋74には第1スクリュー86を外部へ突出するための穴74aが設けられている。そして、第1スクリュー86と穴74aの隙間には、スポンジ状のシール部材91が設けられており、外部へのトナー漏れを防止している。
ここで、図15で、第1スクリュー86の被駆動部86eはDカット面であり、スクリュー蓋74に設けられた穴74aを通って廃トナー搬送路71s外に突出し、ギア90と連結する。これにより、ギア90の回転駆動力を第1スクリュー86へと伝達する。
また、第1スクリュー86の駆動部86aは5枚の放射状突起から成り、第2スクリュー87の被駆動部87aは5枚の放射状突起から成る。そして、図16に示すように、第1スクリュー86の駆動部86aと第2スクリュー87の被駆動部87aが噛み合い、第1スクリュー86の回転駆動力を第2スクリュー87へと伝達する。
図14で、第1スクリュー86が第1スクリューの被駆動部86e側から見て時計方向に回転することにより、クリーニングブレード77により掻き取られた廃トナーが第1スクリュー86によってクリーニング室71eを矢印V方向(図4(b))へ搬送される。そして、図14で、第2スクリュー87が第2スクリューの被駆動部87a側から見て反時計方向に回転することにより、廃トナーは第2スクリュー87によって廃トナー搬送路71sを矢印W方向(図4(b))へ搬送される。
2)第2スクリューから第3スクリューへの廃トナー受け渡し構成
次に、第1の搬送部材としての第2スクリュー87と、第2の搬送部材としての第3スクリュー88による廃トナー搬送の全体的な構成について、図1(a)、図1(b)、図14、図15を用いて詳細に説明する。
図1(a)、図1(b)、図4(b)に示すように、第3スクリュー88はクリーニング枠体71とクリーニング蓋72により形成された廃トナー室71bに回転可能に保持される。
具体的には、図14に示すように、第3スクリュー88は、被駆動部88aとスクリュー88bと軸部88i、88jとから構成されており、スクリュー部88bは左巻きである。そして、図15に示すように、第3スクリューの両端にある軸部88i、88jは、クリーニング枠体71とクリーニング蓋72により形成された各2つの支持リブ71p、71r、72p(図15)、72r(図14)に突き当てられることで保持される。
ここで、図1(b)に示すように、第3スクリュー88は第2スクリュー87の鉛直方向下方に設けられており、上方から見たときに第2スクリュー87の駆動部87dの位置で交差する(図1(a))。そして、クリーニング蓋72には、第2スクリュー87と第3スクリュー88の高低差I(図1(b))に対応した段差を設けている。
第2スクリュー87の駆動部87dは、図1(a)に示すように軸線方向の途中に螺旋状に設けられており、第3スクリュー88の被駆動部88aは、図15に示すように4つの被係合球を備える。そして、第2スクリュー87の駆動部87dと第3スクリュー88の被駆動部88aが噛み合い、第2スクリュー87の回転駆動力を第3スクリュー88へと伝達する。
ここで、第2スクリュー87のスクリュー部87bは、螺旋形状として第1の径を備える第1の領域にスクリュー大径部87b1と、第1の径より小さい第2の径を備える第2の領域にスクリュー小径部87b2とを、回転軸線方向に順に有する。そして、第2スクリュー87のスクリュー小径部87b2は、上方から見たときの第3スクリュー88と第2スクリュー87の交差位置である駆動部87dの上流側に設けられ、この小径部87b2によってトナー搬送力を落としている(詳細は後述する)。
ここで、クリーニング枠体71と共に廃トナー室71bを形成するクリーニング蓋72には、以下のガイドリブが設けられる。即ち、搬送する廃トナーをガイドするために、図1(a)に示す第1のガイドリブ72s、第2のガイドリブ72t(第1の壁)、第3のガイドリブ72u(第2の壁)が設けられている。
第1のガイドリブ72sは、第2スクリュー87に沿って第2スクリュー87と平行に設けられる。第1のガイドリブ72sの第2スクリュー87の軸線方向における位置は、第2スクリューのスクリュー小径部87b2に対して廃トナー搬送方向上流側である。また、図1(b)に示すように、第1のガイドリブ72sの上面72vの高さは、第2スクリュー87の上面の高さより低く設けている。
第2のガイドリブ72t(第1の壁)は、第2スクリュー87のスクリュー小径部87b2から第3スクリュー88のスクリュー部88bに向けて設けている。そして、第2のガイドリブ72tの第2スクリュー87と最も接近する位置は、第2スクリュー87に投影したときスクリュー小径部87b2となる位置となっている。即ち、第2のガイドリブ72tは、第1の搬送部材としての第2スクリュー87の下流側に向かうにつれて第2スクリュー87の搬送方向(第1搬送方向)から離れ、第2の搬送部材としての第3スクリュー88へ向かう。
このようにして、第2のガイドリブ72tは、第2スクリュー87と第3スクリュー88を結ぶ新たな搬送路を形成する。なお、第2のガイドリブ72tの上面72wの高さは、図1(b)に示す第1のガイドリブ72s、第3のガイドリブ72uと同様に、第2スクリュー87b2の高さより低く設けている。
図1(a)で、第3のガイドリブ72uは、第2のガイドリブ72tに対向して平行に第2のガイドリブ72tと共に一対の壁として設けられている。そして、第2スクリュー87の小径領域内にある第1のガイドリブ72sの下流端と接続し、第3スクリュー88のスクリュー部88bに向けて設けられている。このように、第3のガイドリブ72uは、第2のガイドリブ72tよりも第2スクリュー87の上流側から、第2スクリュー87の下流側に向かうにつれて第2スクリュー87の搬送方向から離れ、第3スクリュー88へ向かう。
3)廃トナー搬送路から廃トナー室への廃トナーの搬送経路
次に、第1スクリュー86、第2スクリュー87によってクリーニング室71e、廃トナー搬送路71sの順に搬送された廃トナーが、廃トナー室71bへ搬送される搬送経路について説明する。この搬送経路には、大きく分けて方向F、方向G、方向Hの3つが有る。
先ず、図1(a)に示す第1の方向Fについて説明する。廃トナーは、第1のガイドリブ72sによってガイドされながら、第2スクリュー87が、第2スクリュー87の被駆動部87a(図15)側から見て反対方向に回転することにより、スクリュー大径部87b1によって軸線方向に搬送される。そして、廃トナ一が一定量を超えると、第1のガイドリブ72sを乗り越え、第1のガイドリブ72sの反対側の領域に搬送される(第1の方向F)。
次に、図1(b)に示す第2の方向Hについて説明する。廃トナーは、第2スクリュー87が回転することにより、第2スクリュー87のスクリュー大径部87b1、スクリュー小径部87b2によって、水平方向から傾斜した軸線方向に搬送される。さらに、第2スクリュー87の駆動部87dによって上記軸線方向に搬送される(第2の方向H)。
次に、図1(a)に示す第3の方向Gについて説明する。廃トナーは、第2スクリュー87のスクリュー大径部87b1により搬送され、スクリュー小径部87b2で減速し、搬送力が低下する。これにより、図1に示すスクリュー小径部87b2の領域の廃トナーは、スクリュー大径部87b1により送られた廃トナーにより押されて径方向に拡がる。そして、第2のガイドリブ72tおよび第3のガイドリブ72uによってガイドされて矢印G方向へ移動する(第3の方向G)。
さらに廃トナーは押されることで、重力によって第3スクリュー88のスクリュー部88b上に落下する。そして、第3スクリュー88が第3スクリュー88の被駆動部88a側から見て時計方向に回転することにより、スクリュー部88bの軸線方向X(図1(a))に搬送される。これにより、廃トナーは万遍なく廃トナー室71bに搬送される。
以上、本実施形態によれば、トナー搬送力を低下させる低下部とガイドを設けることで、第2スクリュー87と第3スクリュー88の交差部において、廃トナーの受け渡しを効率良く行なうことができる。
《第1の実施形態の第1の変形例》
図17は、第1の実施形態に対し第2スクリュー97の形状が異なる変形例を示し、第2スクリュー97と第3スクリュー88の交差部を上から見た図である。第1の実施形態では、第2スクリュー87の径を小さくして廃トナーの径方向への拡がり力を出したが、本変形例では第1の実施形態の第2スクリュー87のスクリュー小径部87b2の領域を螺旋形状の無い領域97cに置き換える。
これにより、駆動部97dよりも上流側の螺旋形状の無い領域97cの廃トナーは、第2スクリュー97から矢印G方向への搬送量が増大し、廃トナーの受け渡しを更に効率良く行なうことができる。
《第1の実施形態の第2の変形例》
図18は、上記第1の変形例におけるクリーニング蓋92を更に変形した変形例を示す。本変形例では、第4のガイドリブ92vを更に設けている。この第4のガイドリブ92vは、第2スクリュー97の駆動部97dの上流側に設けている。そして、ガイドリブ92vは、クリーニング蓋92に設けられ、第2スクリュー97のスクリュー大径部97b1側に投影したときにスクリュー大径部97b1の一部にかかるように設けられる。つまり、第4のガイドリブ92vの内側位置の第2スクリュー97の軸線からの距離d4(図18(b))は、スクリュー大径部97b1の回転半径d3よりも小さい。これにより、廃トナーの第2スクリュー97から矢印G方向への搬送量が増大し、廃トナーの受け渡しを更に効率良く行なうことができる。
《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態について、図19を用いて説明する。第1の実施形態では、第3スクリュー88の駆動は第2スクリュー87により行なったが、本実施形態では、第3スクリュー98の駆動はギア92を連結して行なう。即ち、本実施形態では、第1の搬送部材としての第2スクリュー87と第2の搬送部材としての第3スクリュー98の駆動源が異なる。
なお、本実施形態においては、前述した実施形態と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは前述の実施形態と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
本実施形態では、第3スクリュー98は第2スクリュー87の鉛直方向下方に設けられており、上方から見たときに第2スクリュー87の駆動部87dの位置で交差する。本実施形態では、第1の実施形態と同様に第2スクリュー87の小径部87b2によってトナー搬送力を落としている。
ここで、クリーニング枠体71と共に廃トナー室71bを形成するクリーニング蓋72には、搬送する廃トナーをガイドするために、第1のガイドリブ102s、第2のガイドリブ102t(第1の壁)、第3のガイドリブ102uが設けられている。
第1のガイドリブ102sは、第2スクリュー87に沿って第2スクリュー87と平行に設けられる。第1のガイドリブ102sの第2スクリュー87の軸線方向における位置は、第2スクリューのスクリュー小径部87b2に対して廃トナー搬送方向上流側である。また、第1のガイドリブ102sの上面の高さは、第2スクリュー87の上面の高さより低く設けている。
第2のガイドリブ102tは、第2スクリュー87のスクリュー小径部87b2から第3スクリュー98のスクリュー部98bに向けて設けている。これにより、第2のガイドリブ102tは、第2スクリュー87と第3スクリュー98を結ぶ新たな搬送路を形成する。なお、第2のガイドリブ102tの上面の高さは、第1のガイドリブ102s、第3のガイドリブ102uと同様に、第2スクリュー87b2の高さより低く設けている。
第3のガイドリブ102uは、第2のガイドリブ102tに対向して平行に設けられており、第2スクリュー87の小径領域内にある第1のガイドリブ102sの下流端と接続し、第3スクリュー98のスクリュー部98bに向けて設けられている。
本実施形態において、第3のスクリュー98は、スクリュー部98bと軸部(不図示)と連結部98iから構成される。第3のスクリュー98は、クリーニング蓋102に設けられた穴102yに取り付けられたギア92の軸92aと連結することによって、駆動が伝達される。また、クリーニング蓋102に設けられた軸92aの穴102yとの間にはシール部材93が設けられており、廃トナーの漏れを防止している。
以上、本実施形態のように、第3スクリューの駆動を外部から行なっても、廃トナーの受け渡しは第1の実施形態と同様に効率良く行なうことができる。
《第3の実施形態》
次に、本発明の第3の実施形態について、図20、図21を用いて説明する。図20は、第1の搬送部材である第2スクリュー287、及び第2の搬送部材である板状部材288と、クリーニング蓋74を上から見た図である。図21は、図20のZ−Z断面図である。本実施形態においても、前述した実施形態と異なる部分についてのみ詳細に説明する。
図20で、第2スクリュー287には、第1スクリュー部287b1と第2スクリュー部287b2が設けられている。また、後述する第2の搬送部材としての板状部材288を回転可能に支持するため、所定のクランク量eを有する第1、第2のクランク形状部287c1、287c2が設けられている。
ここで、板状部材288は、第2スクリュー287のクランク形状部287c1、287c2に回転可能に支持される被支持部288a1、288a2と、廃トナーの接触面積を増やすための複数の切欠き部288cを備える。更に、板状部材288は、後に詳述するトナー搬送リブ288d(図21)を備える。また、クリーニング蓋72は、板状部材288と当接する当接リブ72a(図21)を備える。
このような板状部材288は、被支持部288a1、288a2がクランク形状部287c1、287c2に回転可能に支持されて(図20)、かつ当接リブ72aと当接する(図21)。このように、第1の搬送部材である第2スクリュー287の回転運動により第2の搬送部材である板状部材288がU方向に往復運動ができるよう構成されている。
また、本実施形態では、第2スクリュー287の回転方向を前述した実施形態とは逆方向(図21のS1方向)となるように構成した。即ち、第2スクリュー287のスクリュー部287b1、287b2の向きも前述の実施形態とは逆向きとなるよう構成した。同様に、不図示の第1スクリューの回転方向、及びスクリュー部の向きも前述した実施形態と逆向きとなるよう構成した。第1スクリュー、第2スクリュー287間の駆動伝達については、前述した実施形態と同一構成のため、説明を割愛する。
次に、第2スクリュー287から板状部材288への廃トナー搬送について説明する。第2スクリュー287に駆動が伝達され、回転し始めると、第2スクリュー287に設けられた第1スクリュー部287b1により、廃トナーは図20のW方向に搬送される。搬送された廃トナーがクランク形状部287c1に到達すると、トナーの搬送力は軽減する。
そして、搬送力が軽減されたトナーは、前述した実施形態と同様に、クランク形状部287c1の上流側(被駆動伝達部287a側)の廃トナーに押され、径方向に広がっていく。径方向に広がった廃トナーは、板状部材288の往復運動によって、図20中X方向に搬送される。
クランク形状部287c1で板状部材288側へ搬送されなかった廃トナーは、第2スクリュー部287b2により図20のW方向へ搬送され、第2のクランク形状部287c2へと搬送される。第2のクランク形状部287c2で廃トナーの搬送力は再び軽減され、廃トナーは径方向へと広がり、板状部材側288によって図20のX方向へと搬送される。
ここで、図21に示すように、第2スクリュー部287b2より鉛直方向下方側に侵入する廃トナー搬送リブ288dを板状部材288に設けても良い。廃トナー搬送リブ288dは、第2スクリュー287の回転領域下方の矢印S2方向(図21)の移動軌跡をとる。以上の構成により、第2スクリュー287によって搬送された廃トナーは、廃トナー搬送リブ288dで板状部材288側へ搬送されることで、前述した廃トナーの受渡しをさらに改善させることができる。
ここで、本実施形態では、板状部材288に複数の切り欠き部288cを設けることで、廃トナーと板状部材288の接触面積を増やし、廃トナー搬送力を向上させている。この複数の切り欠き部288cの替りに、板状部材288の底面にリブ等を設けて同様の効果を図っても良い。

以上、本実施形態によれば、廃トナー搬送力の低減部である第1クランク形状部287c1を第1、第2スクリュー部287b1、287b2の間に設けることで、第2スクリュー287と板上部材288間の廃トナー受渡しを効率良く行うことができる。
(変形例)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。因みに、本実施形態に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(変形例1)
第1、第2の実施形態において、第1の搬送部材としての第2スクリューと第2の搬送部材としての第3スクリューを結ぶ搬送路を形成する第2のガイドリブ(第1の壁)72tや102tを、クリーニング蓋72に設けたが、本発明はこれに限られない。即ち、現像剤を収容する収容部材としての廃トナー室71bを形成するクリーニング枠体71とクリーニング蓋72の内、クリーニング枠体71の方に設けても良い。
(変形例2)
上述した実施形態で説明したスクリュー部材に関する構成を備える本発明は、廃トナー搬送のみに限定されるものでない。例えば、像担持体としての感光体ドラムに供給する現像剤を担持する現像剤担持体(現像ローラ)を備える現像装置における現像剤の搬送に用いても良い。
(変形例3)
また、上述した実施形態では、現像剤の搬送部材として第1スクリュー、第2スクリューを用いる機構を説明したが、現像剤の搬送部材はスクリューに限ったものではない。例えば、回転軸に対して可撓性シートを設置し、径方向に現像剤を搬送する搬送部材でも良い。
(変形例4)
また、上述した実施形態では、現像剤を搬送する搬送装置が、画像形成装置の装置本体に挿入可能なプロセスカートリッジ内に設けられたが、プロセスカートリッジを用いない画像形成装置の装置本体内に設けられるものでも良い。
72t、102t・・第2のガイドリブ(第1の壁)、87・・第2スクリュー(第1の搬送部材)、88、98・・第3スクリュー(第2の搬送部材)

Claims (13)

  1. 現像剤を搬送する搬送装置であって、
    現像剤を収容する収容部材に回転可能に設けられ、第1の径を備える第1の領域と、および前記第1の径より小さい第2の径を備える第2の領域と、を現像剤を搬送する第1搬送方向に順に有する螺旋形状の第1の搬送部材と、
    前記収容部材に回転可能に設けられ、前記第1の搬送方向と交差する第2搬送方向へ現像剤を搬送する螺旋形状の第2の搬送部材と、
    前記収容部材に設けられ、前記第1の搬送部材の下流側に向かうにつれて前記第1搬送方向から離れ、前記第2の搬送部材へ向かう第1の壁と、を有し、
    前記第1の搬送方向において、前記第2の領域は、前記第1の領域と前記交差する位置の間に設けられることを特徴とする搬送装置。
  2. 前記第1の壁よりも前記第1の搬送部材の上流側から、前記第1の搬送部材の下流側に向かうにつれて前記第1搬送方向から離れ、前記第2の搬送部材へ向かう、前記第1の壁と平行な第2の壁を前記収容部材に有することを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
  3. 前記第1の搬送部材と平行で前記第2の壁と接続する第3の壁を前記収容部材に有することを特徴とする請求項2に記載の搬送装置。
  4. 前記第1の壁は、前記第2搬送方向において、前記第2の領域と重なる位置から前記第1の搬送部材の下流側に向かうにつれて前記第1搬送方向から離れることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の搬送装置。
  5. 前記第2の搬送部材は、前記第1の搬送部材より鉛直方向下方に設けられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の搬送装置。
  6. 現像剤を搬送する搬送装置であって、
    現像剤を収容する収容部材に回転可能に設けられ、螺旋形状を備える第1の領域と、クランク形状を備える第2の領域と、螺旋形状を備える第3の領域と、を回転軸線方向に順に有する第1の搬送部材と、
    前記第2の領域に支持され、前記第1の搬送部材の回転運動により前記回転軸線方向と交差する方向に往復運動をする第2の搬送部材と、
    を有することを特徴とする搬送装置。
  7. 前記第2の搬送部材は板状部材であることを特徴とする請求項6に記載の搬送装置。
  8. 前記板状部材は複数の切欠き部を有することを特徴とする請求項7に記載の搬送装置。
  9. 前記第2の搬送部材は現像剤を搬送する搬送リブを有し、
    前記搬送リブは、往復運動をする軌跡の中で、前記第3の領域の鉛直方向下方に位置する領域に侵入することを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の搬送装置。
  10. 像担持体における現像剤を回収する回収部材と、
    該回収部材で回収された前記現像剤を収容部へ搬送する請求項1乃至9のいずれか1項に記載の搬送装置と、
    を有することを特徴とするクリーニング装置。
  11. 像担持体に供給する現像剤を担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤を前記現像剤担持体へ搬送する請求項1乃至9のいずれか1項に記載の搬送装置と、
    を有することを特徴とする現像装置。
  12. 画像形成装置の装置本体に挿入可能なプロセスカートリッジであって、
    像担持体と、
    請求項1乃至9のいずれか1項に記載の搬送装置と、請求項10に記載のクリーニング装置、請求項11に記載の現像装置のうちの少なくとも1つを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  13. 像担持体と、
    請求項1乃至9のいずれか1項に記載の搬送装置と、請求項10に記載のクリーニング装置、請求項11に記載の現像装置のうちの少なくとも1つと、
    をプロセスカートリッジ内またはプロセスカートリッジを用いない画像形成装置の装置本体内に設け、
    更に前記像担持体に静電潜像を形成する露光装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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