JP2017194598A - トナー搬送装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送スクリューのトナー搬送方向下流側の鍔部と軸受部材との間にトナーが入り込むのを抑制することが可能なトナー搬送装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】このトナー搬送装置５５は、トナーを収容するハウジング４０と、回転軸４７ａおよび螺旋羽根４７ｂを有し、トナーを回転軸４７ａの軸方向に搬送する排出スクリュー４７と、回転軸４７ａの端部を回転可能に支持する軸受部材５１と、を備える。回転軸４７ａのトナー搬送方向下流側の部分には、回転軸４７ａの径方向外側に向かって突出する鍔部４７ｃが形成されており、鍔部４７ｃと軸受部材５１との間には、鍔部４７ｃよりも大きい径を有する起毛性のシール部材５３が配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、トナー搬送装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナーを搬送する搬送スクリューと搬送スクリューの回転軸を支持する軸受部材とを有するトナー搬送装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、コピー機やプリンター等の画像形成装置は、現像に用いるトナーや像担持体から除去された廃トナーを搬送する搬送スクリューを有するトナー搬送装置を備えている。このようなトナー搬送装置では、搬送スクリューの回転軸のトナー搬送方向下流側を支持する軸受部材までトナーが到達するのを抑制するために、回転軸のトナー搬送方向下流側の部分に径方向外側に突出する鍔部を設ける構成が知られている。

なお、搬送スクリューの回転軸のトナー搬送方向下流側の部分に径方向外側に突出する鍔部を設けたトナー搬送装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００４−３５３７６４号公報

しかしながら、従来のトナー搬送装置のように搬送スクリューの回転軸に鍔部を設けた場合であっても、搬送スクリューの鍔部の外周面とハウジングの内面との間には隙間が存在するので、搬送スクリューに搬送されたトナーがその隙間を通過し、鍔部と軸受部材との間に入り込む。そして、搬送スクリューが回転すると、鍔部と軸受部材とに挟まれたトナーが摩擦熱によって溶融する。その後、搬送スクリューが停止すると、トナーが冷え固まって搬送スクリューがロックするという問題点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、搬送スクリューのトナー搬送方向下流側の鍔部と軸受部材との間にトナーが入り込むのを抑制することが可能なトナー搬送装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の構成のトナー搬送装置は、トナーを収容するハウジングと、ハウジング内に配置され、回転軸および螺旋羽根を有し、トナーを回転軸の軸方向に搬送する搬送スクリューと、回転軸の両端部を回転可能に支持する一対の軸受部材と、を備える。回転軸のトナー搬送方向下流側の部分には、回転軸の径方向外側に向かって突出する円板状の鍔部が軸受部材から軸方向に所定の距離を隔てて形成されており、鍔部と軸受部材との間には、鍔部よりも大きい径を有する起毛性のシール部材が配置されている。

本発明の第１の構成によれば、鍔部と軸受部材との間には、鍔部よりも大きい径を有する起毛性のシール部材が配置されている。これにより、搬送スクリューの鍔部の外周面とハウジングとの隙間にトナーが入り込んだ場合であっても、鍔部と軸受部材との間にトナーが入り込むのをシール部材によって抑制することができる。このため、鍔部と軸受部材との間のトナーが溶融・凝固して搬送スクリューがロックしてしまうのを抑制することができる。

また、起毛性のシール部材を用いることによって、スポンジなどの弾性部材からなるシール部材を用いる場合と異なり、搬送スクリューとの摺動負荷を抑制することができるとともに、摩擦熱の発生を抑制することができる。また、スポンジなどの弾性部材からなるシール部材を用いる場合、搬送スクリューの回転によってシール部材が徐々に削れ、削れた部分にトナーが入り込むが、起毛性のシール部材を用いる場合、シール部材が削れるのを抑制することができる。

本発明の一実施形態のトナー搬送装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。 図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。 本発明の一実施形態のトナー搬送装置を含むベルトクリーニングユニット周辺の構造を示した断面図である。 本発明の一実施形態のトナー搬送装置のトナー搬送方向下流側周辺の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態のトナー搬送装置のトナー搬送方向下流側周辺の構造を示した断面図である。

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。

図１は、本発明の一実施形態のトナー搬送装置５５を備えた画像形成装置１００の構成を示す図であり、図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。

図１の画像形成装置１００は以下のような構成になっている。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、転写紙Ｐの搬送方向上流側（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（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

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、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト（像担持体）８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。

トナー像が転写される転写紙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及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。

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の周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。

以下、図２を用いて画像形成部Ｐａについて詳細に説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。図２に示すように、感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図１の反時計回り方向）に沿って帯電器２ａ、現像ユニット３ａ、クリーニング装置５ａが配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラー６ａが配置されている。また、感光体ドラム１ａに対し中間転写ベルト８の回転方向上流側には中間転写ベルト８を挟んでテンションローラー１１に対向するベルトクリーニングユニット１９が配置されている。ベルトクリーニングユニット１９の詳細な構成については後述する。

クリーニング装置５ａは、摺擦ローラー２７、ドラムクリーニングブレード２８、及び回収スクリュー２９を有している。摺擦ローラー２７及びドラムクリーニングブレード２８によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スクリュー２９の回転に伴ってクリーニング装置５ａの外部に排出され、トナー回収容器（図示せず）に搬送されて貯留される。

次に、画像形成装置１００における画像形成手順について説明する。ユーザーにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器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る。次いで露光ユニット４によって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット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４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にそれぞれ形成される。

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と対応する感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像がそれぞれ中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。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それぞれ対応するクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。

駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１０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、転写紙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へ搬送され、フルカラー画像が転写紙Ｐに二次転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。中間転写ベルト８表面に残存したトナーはベルトクリーニングユニット１９によって除去される。

定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙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転写紙Ｐは、分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面印刷された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

次に、ベルトクリーニングユニット１９の構造について説明する。

図３に示すように、ベルトクリーニングユニット１９は、ハウジング４０内に、ファーブラシ４１、回収ローラー４３、クリーニングブレード４５、排出スクリュー（搬送スクリュー）４７を備えており、ハウジング４０の一端にはファーブラシ４１、回収ローラー４３、及び排出スクリュー４７に駆動力を入力する駆動入力ギア列（図示せず）が配置されている。なお、図３は、図１の紙面奥側から見た状態を示している。

ファーブラシ４１は、アクリルやレーヨンなどの絶縁樹脂にカーボンなどで導電性を持たせた繊維を、ＳＵＳなどからなるシャフトに巻き付けることによって構成されている。ファーブラシ４１は、ハウジング４０の開口部４０ａ側において、中間転写ベルト８を介してテンションローラー１１と対向配置されている。ファーブラシ４１は、中間転写ベルト８の移動方向に対しカウンター方向（図３の反時計回り方向）に回転することにより、中間転写ベルト８上に残存するトナーや紙粉等の異物（以下、トナー等という）を掻き取る。掻き取られたトナー等はファーブラシ４１のブラシ部分に付着する。

回収ローラー４３は、ＳＵＳなどからなるシャフト、又はアルマイトなどの抵抗層を表面に持たせたシャフトによって構成されている。回収ローラー４３は、ファーブラシ４１の表面に接触しながらファーブラシ４１と逆方向（図３の時計回り方向）に回転するとともに、トナーと逆極性のバイアスが印加されることにより、ファーブラシ４１に付着したトナー等を回収する。クリーニングブレード４５は、ハウジング４０に固定され、回収ローラー４３の回転方向に対し下流側（回収ローラー４３の表面の移動方向に対しカウンター方向）から回収ローラー４３に接触して回収ローラー４３によって回収されたトナー等を掻き落として回収ローラー４３を清掃する。

排出スクリュー４７は、ハウジング４０の廃トナー収容部４０ｂ内に配置されている。排出スクリュー４７は、回収ローラー４３の長手方向（図３の紙面に対して垂直方向）に延びる回転軸４７ａと、回転軸４７ａの周面に設けられた螺旋羽根４７ｂと、によって構成されている。排出スクリュー４７は、図３の時計回り方向に回転することにより、クリーニングブレード４５によって回収ローラー４３から掻き落とされたトナー等を回転軸４７ａの軸方向に搬送してハウジング４０の外部に排出する。排出スクリュー４７およびその周辺の詳細構造については後述する。

ハウジング４０内には回収ローラー４３の長手方向に延びるように回収ローラー４３の長手方向全域に亘って接触するシート部材５０が配置されている。シート部材５０は、クリーニングブレード４５により掻き落とされたトナー等が廃トナー収容部４０ｂから回収ローラー４３側（開口部４０ａ側）に逆流するのを抑制するために設けられており、上端部が所定の接触圧で回収ローラー４３に接触している。

図４および図５に示すように、排出スクリュー４７の回転軸４７ａのトナー搬送方向下流側（右側）の端部は軸受部材５１に回転可能に支持されており、回転軸４７ａのトナー搬送方向上流側の端部は図示しない軸受部材に回転可能に支持されている。なお、軸受部材５１の外側（右側）の面には、軸受部材５１が外側（右側）に抜け出るのを防止する当接部材５２（図５参照）が当接している。

回転軸４７ａのトナー搬送方向下流側の部分には、回転軸４７ａの径方向外側に向かって突出する円板状の鍔部４７ｃが軸受部材５１から軸方向に所定の距離を隔てて形成されている。鍔部４７ｃは、ハウジング４０の円筒状のトナー搬送路４０ｃの内径よりも小さい直径を有しており、鍔部４７ｃの外周面とトナー搬送路４０ｃの内面との間には隙間Ｑが形成されている。

鍔部４７ｃと軸受部材５１との間には、リング状のシール部材５３が設けられている。シール部材５３は、パイルや不織布などの起毛性の材料を用いて形成されている。なお、ハウジング４０、排出スクリュー４７、軸受部材５１およびシール部材５３によって、トナー搬送装置５５が構成されている。

シール部材５３は、鍔部４７ｃよりも大きい径を有しているとともに、ハウジング４０のトナー搬送路４０ｃの内面に接触している。また、シール部材５３は、鍔部４７ｃと軸受部材５１とによって挟まれて圧縮されているとともに、シール部材５３の一部は、鍔部４７ｃの外周面とトナー搬送路４０ｃの内面との隙間Ｑに入り込んでいる。

また、ハウジング４０のトナー搬送方向下流側の下面（トナー搬送路４０ｃの下面）には、排出スクリュー４７によって搬送されたトナーを排出する開口部４０ｄが形成されている。この開口部４０ｄの下方には、図示しない廃トナー容器が配置されている。

鍔部４７ｃのトナー搬送方向上流側（左側）の端面４７ｄは、開口部４０ｄのトナー搬送方向下流側（右側）の端縁４０ｅよりもトナー搬送方向上流側（左側）に配置されている。また、シール部材５３のトナー搬送方向上流側（左側）の端部５３ａも、開口部４０ｄの端縁４０ｅよりもトナー搬送方向上流側（左側）に配置されている。

本実施形態では、上記のように、鍔部４７ｃと軸受部材５１との間には、鍔部４７ｃよりも大きい径を有する起毛性のシール部材５３が配置されている。これにより、鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑにトナーが入り込んだ場合であっても、鍔部４７ｃと軸受部材５１との間にトナーが入り込むのをシール部材５３によって抑制することができる。このため、鍔部４７ｃと軸受部材５１との間のトナーが溶融・凝固して排出スクリュー４７がロックしてしまうのを抑制することができる。

また、起毛性のシール部材５３を用いることによって、スポンジなどの弾性部材からなるシール部材を用いる場合と異なり、排出スクリュー４７との摺動負荷を抑制することができるとともに、摩擦熱の発生を抑制することができる。また、スポンジなどの弾性部材からなるシール部材を用いる場合、排出スクリュー４７の回転によってシール部材が徐々に削れ、削れた部分にトナーが入り込むが、起毛性のシール部材５３を用いる場合、シール部材５３が削れるのを抑制することができる。

また、上記のように、シール部材５３の一部は、鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑに入り込んでいる。これにより、鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑにトナーが入り込むのを抑制することができるので、鍔部４７ｃと軸受部材５１との間にトナーが入り込むのをより抑制することができる。

また、起毛性のシール部材５３を用いることによって、毛の部分を隙間Ｑに容易に入り込ませることができる。

また、上記のように、鍔部４７ｃのトナー搬送方向上流側の端面４７ｄは、開口部４０ｄのトナー搬送方向下流側の端縁４０ｅよりもトナー搬送方向上流側に配置されている。これにより、トナー搬送方向下流側に搬送され鍔部４７ｃにせき止められたトナーは、ハウジング４０の下面に堆積せず、開口部４０ｄから排出されるので、鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑにトナーが入り込むのをより抑制することができる。

また、上記のように、シール部材５３のトナー搬送方向上流側の端部５３ａは、開口部４０ｄのトナー搬送方向下流側の端縁４０ｅよりもトナー搬送方向上流側に配置されている。これにより、トナー搬送方向下流側に搬送され鍔部４７ｃにせき止められたトナーがハウジング４０の下面に堆積するのをより抑制することができるので、鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑにトナーが入り込むのをより抑制することができる。

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。

例えば、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、カラー複写機、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、トナーを搬送する搬送スクリューと搬送スクリューの回転軸を支持する軸受部材とを有するトナー搬送装置を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。

また、上記実施形態では、中間転写ベルトから除去された廃トナーを搬送するトナー搬送装置に本発明を適用する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、感光体ドラム（像担持体）から除去された廃トナーを搬送するトナー搬送装置に本発明を適用してもよいし、現像に用いるトナーを供給搬送するトナー搬送装置に本発明を適用してもよい。

４０ ハウジング
４０ｄ 開口部
４０ｅ 端縁
４７ 搬送スクリュー
４７ａ 回転軸
４７ｂ 螺旋羽根
４７ｃ 鍔部
４７ｄ 端面
５１ 軸受部材
５３ シール部材
５３ａ 端部
５５ トナー搬送装置
１００ 画像形成装置
Ｑ 隙間

Claims (5)

1. トナーを収容するハウジングと、
   前記ハウジング内に配置され、回転軸および螺旋羽根を有し、トナーを前記回転軸の軸方向に搬送する搬送スクリューと、
   前記回転軸の両端部を回転可能に支持する一対の軸受部材と、
   を備え、
   前記回転軸のトナー搬送方向下流側の部分には、前記回転軸の径方向外側に向かって突出する円板状の鍔部が前記軸受部材から軸方向に所定の距離を隔てて形成されており、
   前記鍔部と前記軸受部材との間には、前記鍔部よりも大きい径を有する起毛性のシール部材が配置されていることを特徴とするトナー搬送装置。
2. 前記シール部材の一部は、前記鍔部の外周面と前記ハウジングとの隙間に入り込んでいることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
3. 前記ハウジングのトナー搬送方向下流側の下面には、前記搬送スクリューによって搬送されたトナーを排出する開口部が設けられており、
   前記鍔部のトナー搬送方向上流側の端面は、前記開口部のトナー搬送方向下流側の端縁よりもトナー搬送方向上流側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー搬送装置。
4. 前記シール部材のトナー搬送方向上流側の端部は、前記開口部のトナー搬送方向下流側の端縁よりもトナー搬送方向上流側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のトナー搬送装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。