JP2017201373A - 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】回転軸と軸受部材との間に侵入し滞留しているトナーが溶融して搬送スクリューがロックする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、トナーを搬送する排出スクリュー４７と、排出スクリュー４７の両端部を回転可能に支持する軸受部５１ａを有する一対の軸受部材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と、鍔部４７ｃよりもトナー搬送方向下流側に配置され、トナーを搬送するトナー搬送部４７ｅと、が形成されている。軸受部５１ａには、トナーを排出する排出口５１ｂが設けられている。【選択図】図４

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を回転可能に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、回転軸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、回転軸と軸受部材とに挟まれたトナーが摩擦熱や後続トナーの圧力によって溶融する。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、回転軸と軸受部材との間に侵入し滞留しているトナーが溶融して搬送スクリューがロックする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、搬送スクリューの両端部を回転可能に支持する軸受部を有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と、鍔部よりもトナー搬送方向下流側に配置され、回転軸の径方向外側に向かって突出しトナーを搬送するトナー搬送部と、が形成されており、軸受部には、鍔部の外周面とハウジングとの隙間を通過したトナーを排出する排出口が設けられている。

本発明の第１の構成によれば、軸受部には、鍔部の外周面とハウジングとの隙間を通過したトナーを排出する排出口が設けられている。これにより、鍔部の外周面とハウジングとの隙間をトナーが通過した場合であっても、排出口からトナーを排出することができるので、回転軸と軸受部材との間に侵入し滞留しているトナーが溶融・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、回転軸の鍔部よりもトナー搬送方向下流側には、トナーを搬送するトナー搬送部が形成されている。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を通過したトナーを、トナー搬送部により軸受部の排出口に搬送することができるので、排出口から効率良くトナーを排出することができる。

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概略図である。 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断面図である。 本発明の一実施形態のトナー搬送装置の排出スクリューの鍔部周辺の構造を示した斜視図である。 本発明の変形例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。 本発明の変形例のトナー搬送装置の排出スクリューの鍔部周辺の構造を示した斜視図である。

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の構成を示す概略図であり、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、中間転写ベルト８の回転方向上流側（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、それぞれ各色の可視像（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。

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の表面をそれぞれ一様に帯電させる。次いで露光ユニット４によって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面をそれぞれ光照射し、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それぞれに形成される。

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と感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間にそれぞれ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、用紙カセット１６内の転写紙Ｐが給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー１２ｂを介して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転写紙Ｐに形成される。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）にその回転軸回り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）を中間転写ベルト８から掻き取る。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）にその回転軸回り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。つまり、回収ローラー４３は、ファーブラシ４１に付着したトナー等を電気的な吸引力によって引き寄せ、その表面に付着させる。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回収ローラー４３から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、を有する。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と、回転軸４７ａの軸方向に対して所定角度だけ傾斜するように鍔部４７ｃからトナー搬送方向上流側（左側）に突出し、螺旋羽根４７ｂとは逆方向（トナー搬送方向上流側）にトナーを搬送する２枚の逆搬送羽根４７ｄと、鍔部４７ｃよりもトナー搬送方向下流側（右側）に配置され、回転軸４７ａの径方向外側に向かって突出しトナーを搬送するトナー搬送部４７ｅと、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。逆搬送羽根４７ｄは、鍔部４７ｃと同じ大きさの外径（直径）を有する。逆搬送羽根４７ｄは螺旋羽根４７ｂとは逆方向にトナーを搬送するので、螺旋羽根４７ｂによりトナー搬送方向下流側（右側）に搬送されたトナーには逆搬送羽根４７ｄによりトナー搬送方向上流側（左側）に搬送力が加わる。このため、トナーが鍔部４７ｃよりもトナー搬送方向下流側（右側）に移動することが抑制される。

ハウジング４０のトナー搬送方向下流側で且つ鍔部４７ｃよりもトナー搬送方向上流側の下面（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に繋がるトナー通過経路６０が設けられている。

また、鍔部４７ｃのトナー搬送方向上流側（左側）の端面４７ｆ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。

トナー搬送部４７ｅは図５に示すように、螺旋羽根４７ｂと同方向を向く（同位相の）螺旋羽根４７ｍを有しており、トナーをトナー搬送方向下流側（右側）に搬送する。

排出スクリュー４７のトナー搬送部４７ｅの外周面は図４に示すように、軸受部材５１の軸受部５１ａに回転可能に支持されており、排出スクリュー４７の回転軸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の軸受部に回転可能に支持されている。なお、ハウジング４０、排出スクリュー４７および軸受部材５１によって、トナー搬送装置５５が構成されている。

軸受部材５１の軸受部５１ａには、鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑを通過したトナーを排出する排出口５１ｂが形成されている。排出口５１ｂは、トナー搬送方向において、トナー搬送部４７ｅと重なる位置に形成されているとともに、トナー搬送部４７ｅの下流端よりも下流側（右側）まで形成されている。また、トナー搬送部４７ｅは、トナー搬送方向において、排出口５１ｂの上流端よりも上流側（左側）まで形成されている。

また、ハウジング４０の鍔部４７ｃよりもトナー搬送方向下流側の下面には、軸受部材５１の排出口５１ｂに繋がり排出口５１ｂからのトナーを排出する貫通穴４０ｆが形成されている。この貫通穴４０ｆは、前述のトナー通過経路６０に接続されている。すなわち、排出口５１ｂは、貫通穴４０ｆを介してトナー通過経路６０に繋がっており、開口部４０ｄから排出されたトナーも排出口５１ｂから排出されたトナーも、１つの（共通の）トナー通過経路６０を介して廃トナー容器（図示せず）に搬送される。

本実施形態では、上記のように、軸受部５１ａには、鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑを通過したトナーを排出する排出口５１ｂが設けられている。これにより、鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑをトナーが通過した場合であっても、排出口５１ｂからトナーを排出することができるので、回転軸４７ａ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、回転軸４７ａの鍔部４７ｃよりもトナー搬送方向下流側には、トナーを搬送するトナー搬送部４７ｅが形成されている。これにより、排出スクリュー４７の鍔部４７ｃの外周面とハウジング４０との隙間Ｑを通過したトナーを、トナー搬送部４７ｅにより軸受部５１ａの排出口５１ｂに搬送することができるので、排出口５１ｂから効率良くトナーを排出することができる。

また、上記のように、排出口５１ｂは、トナー搬送方向において、トナー搬送部４７ｅと重なる位置に形成されているとともに、トナー搬送部４７ｅの下流端よりも下流側まで形成されており、トナー搬送部４７ｅは、トナー搬送方向において、排出口５１ｂの上流端よりも上流側まで形成されている。これにより、トナー搬送部４７ｅよりもトナー搬送方向下流側（軸受部材５１の奥側）でトナーが詰まるのを容易に抑制することができる。

また、上記のように、排出口５１ｂは、貫通穴４０ｆを介してハウジング４０の外部で開口部４０ｄと繋がっている。これにより、開口部４０ｄから排出されたトナーも排出口５１ｂから排出されたトナーも、１つの（共通の）トナー通過経路６０を介して廃トナー容器（図示せず）に搬送することができるので、構造が複雑になるのを抑制することができる。

また、上記のように、トナー搬送部４７ｅの外周面は、軸受部５１ａにより支持されている。これにより、トナー搬送部４７ｅの外周面と軸受部５１ａの内周面との隙間を略無くすことができるので、軸受部５１ａに到達したトナーを、トナー搬送部４７ｅによって、より効率良く搬送することができるとともに排出口５１ｂからより効率良く排出することができる。

また、上記のように、トナー搬送部４７ｅは螺旋羽根４７ｍを有する。これにより、トナーを、トナー搬送方向下流側に搬送しながら排出口５１ｂから排出することができる。

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を回転可能に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。

また、上記実施形態では、トナー搬送部４７ｅが螺旋羽根４７ｍを有する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図６および図７に示した本発明の変形例のトナー搬送装置５５のように、トナー搬送部４７ｅは、回転軸４７ａに沿って延びる複数（ここでは２枚）のパドル４７ｎを有してもよい。このように構成すれば、トナーを排出口５１ｂからより大きな力で押し出すことができる。

４０ ハウジング
４０ｄ 開口部
４０ｆ 貫通穴
４７ 排出スクリュー（搬送スクリュー）
４７ａ 回転軸
４７ｂ 螺旋羽根
４７ｃ 鍔部
４７ｅ トナー搬送部
４７ｍ 螺旋羽根
４７ｎ パドル
５１ 軸受部材
５１ａ 軸受部
５１ｂ 排出口
５５ トナー搬送装置
１００ 画像形成装置
Ｑ 隙間

Claims (7)

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、
   前記搬送スクリューの両端部を回転可能に支持する軸受部を有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と、前記鍔部よりも前記トナー搬送方向下流側に配置され、前記回転軸の径方向外側に向かって突出しトナーを搬送するトナー搬送部と、が形成されており、
   前記軸受部には、前記鍔部の外周面と前記ハウジングとの隙間を通過したトナーを排出する排出口が設けられていることを特徴とするトナー搬送装置。
2. 前記排出口は、前記トナー搬送方向において、前記トナー搬送部と重なる位置に形成されているとともに、前記トナー搬送部の下流端よりも下流側まで形成されており、
   前記トナー搬送部は、前記トナー搬送方向において、前記排出口の上流端よりも上流側まで形成されて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で且つ前記鍔部よりもトナー搬送方向上流側の下面には、前記搬送スクリューによって搬送されたトナーを前記ハウジングの外部に設けられたトナー通過経路に排出する開口部が設けられており、
   前記ハウジングの前記鍔部よりもトナー搬送方向下流側の下面には、前記排出口に繋がりトナーを排出する貫通穴が設けられており、
   前記排出口は、前記貫通穴を介して前記トナー通過経路に繋がっ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. 前記トナー搬送部の外周面は、前記軸受部により支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナー搬送装置。
5. 前記トナー搬送部は、トナーを前記トナー搬送方向下流側に搬送する螺旋羽根を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー搬送装置。
6. 前記トナー搬送部は、前記回転軸に沿って延びる複数のパドルを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー搬送装置。
7. 請求項１〜６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。

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