JP2021056405A - 粉体搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーの搬送効率を高めた粉体搬送装置又は画像形成装置を提供する【解決手段】 第一搬送路と、第一搬送路に繋がる第二搬送路と、第一搬送路の内部に設けられた、第一駆動手段によって回転させられることで粉体を搬送する第一スクリューと、第二搬送路の内部に設けられた、第一スクリューで搬送された粉体を第二駆動手段によって回転させられることで粉体を搬送する第二スクリューと、を備える粉体搬送装置において、第二スクリューは、回転軸と、回転軸の周囲に設けられた螺旋状の羽根と、を有し、第一スクリューと第二スクリューは、第一スクリューの回転軸線方向に延びた仮想線が回転軸と交差するように配置されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、トナーなどの粉体を搬送する粉体搬送装置、及び粉体搬送装置を有する、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、トナーが収容されたトナー収容部と、トナー収容部に収容されたトナーを搬送する粉体搬送手段と、粉体搬送手段でトナーが搬送される画像形成部と、を備える。

トナーを搬送する粉体搬送手段においては、中心に回転軸を有する螺旋状のスクリューを搬送路内に配置し、回転させることで、トナーを搬送路上流から下流へ搬送する構成がある。

例えば、鉛直方向上側に配置されたトナーボトルから、トナー搬送路を介して、トナー供給口から現像装置へトナーを、落下・搬送する構成が知られている（特許文献１）。この構成では、２つのスクリューを交差させ、上流から下流へトナーを受け渡す構成になっている。受け渡し部は、上流側スクリューの下流側端部と、下流側スクリューの上流側端部とが、鉛直方向に重なるように交差して配置されている。上流側スクリューによって搬送されてきたトナーは、上流側スクリューの下流側端部に到達すると、重力の作用によって下流側スクリューへと導かれ、その後、下流側スクリューによってさらに下流へ搬送される。

特開２０１４−１５７３５０号公報

このように上流側スクリューの搬送力でトナーを搬送した後、トナーに作用する重力を利用し、上流側スクリューから下流側スクリューへトナーを受け渡す構成としている。この構成では、上流側スクリューでトナーを搬送する搬送力は、下流側スクリューでトナーを搬送する際に活用されることなく、搬送力を十分に高めることができないとした課題があった。

上記目的を達成するため、本出願に係る粉体搬送装置は、第一搬送路と、第一搬送路に繋がる第二搬送路と、第一搬送路の内部に設けられた、第一駆動手段によって回転させられることで粉体を搬送する第一スクリューと、第二搬送路の内部に設けられた、第一スクリューで搬送された粉体を第二駆動手段によって回転させられることで粉体を搬送する第二スクリューと、を備える粉体搬送装置において、第二スクリューは、回転軸と、回転軸の周囲に設けられた螺旋状の羽根と、を有し、第一スクリューと第二スクリューは、第一スクリューの回転軸線方向に延びた仮想線が回転軸と交差するように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、トナーの搬送効率を高めた粉体搬送装置又は画像形成装置を提供することができる。

実施例１に係るトナー搬送装置を説明する図である。 実施例１に係るトナー搬送装置を説明する図である。 画像形成装置を説明する図である。 変形例に係るトナー搬送装置を説明する図である。 実施例２に係るトナー搬送装置を説明する図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

本実施例では、電子写真方式で４連ドラム方式のカラー画像形成装置を用いて説明する。ここで、画像形成装置は、外部から入力された画像情報に基づいてトナー像を形成し、紙などの記録材にカラー画像としてのトナー像を転写定着する装置である。例えば、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置などが含まれるが、本実施形態では、カラーレーザビームプリンタを例に説明する。

また、プロセスカートリッジは、プロセス手段として少なくとも現像手段と電子写真の感光体である感光ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置の装置本体に着脱可能であるものを言う。ここで、装置本体とは、画像形成装置の構成から少なくともプロセスカートリッジを除いた装置構成部分のことである。

なお、以下の説明では、画像形成装置に向かって右側を画像形成装置の右面、向かって左側を画像形成装置の左面と称する。

［画像形成装置］
図３は、本実施形態における画像形成装置を正面側から見た場合の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

図３は、４つのプロセスカートリッジ７ａ〜７ｄが直線上に並んだタンデム方式（又はインライン方式）のカラー画像形成装置である。

画像形成装置１００の下方には、記録材Ｓを収納する給紙カセット１１、給紙ローラ９、分離手段２３、記録材Ｓを挟持搬送するレジストローラ対１７から構成された給紙装置１０が配置されている。給紙カセット１１は、画像形成装置１００から引き抜くことができるように構成されている。このためユーザは、給紙カセット１１を画像形成装置１００から引き出した後、給紙カセット１１に記録材Ｓをセットし、画像形成装置１００へ装着することで、記録材Ｓの補給を行なうことができる。

給紙装置１０の上方には、各色のプロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）にトナー（粉体）を補給する補給トナー容器１３（１３ａ〜１３ｄ）が１つずつ配置されている。

補給トナー容器１３の上方には、画像情報に基づいて、感光ドラム１にレーザを照射し、感光ドラム１上に静電潜像を形成する露光部３が配置されている。

露光部３の上方には、４個の感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）を備えている。それぞれの感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、帯電部２（２ａ〜２ｄ）、現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）、一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）、そしてクリーニング部８（８ａ〜８ｄ）が設けられている。感光ドラム１、帯電部２、現像ユニット４、及びクリーニング部８は、各々一体的にカートリッジ化して、プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）としている。プロセスカートリッジ７は、それぞれ画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能に設けてあり、本実施例においては、画像形成装置１００の正面側に着脱することができる構成となっている。

プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）は、クリーニングユニット５（５ａ〜５ｄ）と現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）を備える。各現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）には、画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能に設けられた、補給トナー容器１３（１３ａ〜１３ｄ）が接続可能とされ、トナーを補給できるように構成されている。これら４個のプロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）及び補給トナー容器１３（１３ａ〜１３ｄ）は同一構造であるが、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のトナーにより異なる色の画像を形成する点で相違している。

クリーニングユニット５（５ａ〜５ｄ）は、感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）、帯電部２（２ａ〜２ｄ）及びクリーニング部８（８ａ〜８ｄ）を有している。

感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）は、アルミニウム製シリンダの外周面に、有機光導伝体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものであり、その両端部をフランジによって回転可能に支持されている。感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）の一方の端部に駆動モータから駆動力を伝達することにより、図３の矢印に示す時計回り方向に回転駆動する。

帯電部２（２ａ〜２ｄ）は、ローラ状に形成された導電性ローラで、感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面に当接させると共に、電源によって帯電電圧を印加することで感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面を一様に帯電可能とされている。

クリーニング部８（８ａ〜８ｄ）は、感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）に接触するようにして、感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面のトナーを除去可能とされている。クリーニングユニット５（５ａ〜５ｄ）内のクリーニング部８（８ａ〜８ｄ）で除去されたトナー（廃トナー）は、上方に設けられたトナー回収容器２６に収容されるように構成されている。

一方、現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）は、現像ローラ２４（２４ａ〜２４ｄ）を有している。現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーが補給トナー容器１３（１３ａ〜１３ｄ）に補給され、収容されている。現像ローラ２４（２４ａ〜２４ｄ）は、感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面に隣接して配置しており、駆動部により回転駆動されると共に、電圧を印加することにより、感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面の潜像をトナーで現像するように構成されている。

プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）の上方には、中間転写体である中間転写ユニット１２が配置されている。本実施例では、画像形成部として、各色のトナー像を形成するプロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）と、各色のトナー像が順次転写され、カラーのトナー像が形成される中間転写ユニット１２と、を備えている。

中間転写ユニット１２は、中間転写ベルト（中間転写体）１２ｅ、駆動ローラ１２ｆ、従動ローラ１２ｇ、一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）、クリーニング部であるクリーニング装置２２から構成されている。中間転写ベルト１２ｅは、無端円筒状のベルトで、駆動ローラ１２ｆ、従動ローラ１２ｇに張架されている。従動ローラ１２ｇは、付勢手段により付勢され、中間転写ベルト１２ｅに所定の張力を付与している。駆動ローラ１２ｆが、モータなどにより回転駆動することで、中間転写ベルト１２ｅは、所定の速度で回転する。各一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）は、各感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）に対向して中間転写ベルト１２ｅの内側に配設され、一次転写ローラ１２と感光ドラム１とで一次転写部が形成されている。また駆動ローラ１２ｆは、中間転写ベルト１２ｅを介して二次転写部材１６と対向するように配置され、駆動ローラ１２ｆと二次転写部材１６とで二次転写部１５が形成されている。クリーニング装置２２は、中間転写ベルト１２ｅ上の二次転写されなかったトナー（廃トナー）をクリーニングするものである。クリーニング装置２２で除去されたトナーは、クリーニング装置２２の上方に設けられたトナー回収容器２６に収容されるように構成されている。

また中間転写ユニット１２の二次転写部１５の上方には、定着装置２５が配置されている。定着装置２５は、主に加熱体２５ａと加圧ローラ２５ｂから構成されている。加熱体２５ａは、発熱体の周囲を回転し、発熱体によって加熱される無端円筒状のベルトからなる定着フィルムの外周面が記録材Ｓ上のトナー画像面側に配してある。加圧ローラ２５ｂは、駆動手段により回転駆動し、それに伴って圧接させられた加熱体２５ａの定着フィルムが回転し、加熱体２５ａとで定着ニップが形成されるように構成されている。

そして、記録材Ｓの搬送方向において、定着装置２５の下流側には、排紙ローラ対２０、排紙トレイ２１が配置されている。排紙トレイ２１は、画像形成装置１００の天面からなる複数枚の記録材Ｓを積載する積載部であり、水平方向に対して傾斜している傾斜面２１ａを有している。傾斜面２１ａは、排紙ローラ対２０側が下がる方向に傾斜し、複数枚の記録材Ｓが排紙トレイ２１上に積載された状態で、後続の記録材Ｓが排出されても、記録材Ｓの整列性を保つために積載部である排紙トレイ２１に傾斜面２１ａを設けている。これによって、排出された記録材Ｓが積載されている記録材Ｓを押し出すことなく、整列性を保った状態で積載部である排紙トレイ２１上に積載される。

［画像形成プロセス］
初めに帯電部２（２ａ〜２ｄ）で感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面を一様に帯電した後、露光部３で画像情報に基づいてレーザを各感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）に照射し、各感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面に静電潜像を形成する。各感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面に形成された静電潜像は、それぞれ現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）によって現像されることでトナー像が形成される。各感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）に電圧を印加することによって、中間転写ベルト１２ｅ上に順次重ねて転写、担持され、二次転写部１５まで搬送される。一次転写後、感光ドラム１上に残ったトナー（廃トナー）は、クリーニング部８によって除去され、画像形成装置１００内に配設されたトナー回収容器２６へ搬送される
一方で、給紙ローラ９は、給紙カセット１１に収納された記録材Ｓと圧接しており、所定の制御タイミングで回転することから記録材Ｓを送り出し、記録材Ｓが分離手段２３により一枚ずつに分離され給紙される。その後、記録材Ｓは、レジストローラ対１７によって二次転写部１５へと搬送される。

二次転写部１５では、二次転写部材１６にバイアスが印加され、中間転写ベルト１２ｅ上のトナー像が搬送されてきた記録材Ｓ上に転写される。二次転写後、中間転写ベルト１２ｅ上に残ったトナー（廃トナー）は、クリーニング部であるクリーニング装置２２によって除去され、画像形成装置１００内に配設されたトナー回収容器２６へ搬送される。二次転写部１５から搬送された記録材Ｓが、定着装置２５の加熱体２５ａと加圧ローラ２５ｂに挟持搬送され、トナー画像は記録材Ｓ上に加熱定着する。トナー画像が定着した記録材Ｓは、その後、排紙ローラ対２０により挟持搬送され、排紙トレイ２１に排出される。

［トナー搬送装置］
図１は、補給トナー容器１３（１３ａ〜１３ｄ）からプロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）の現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）へそれぞれトナーを搬送するトナー搬送装置（粉体搬送装置）１４（１４ａ〜１４ｄ）の詳細構成を示している。トナー搬送装置１４は、大きく分けて、水平方向へトナーを搬送する上流側搬送路（第一搬送路）１０１と、鉛直方向へトナーを搬送する下流側搬送路（第二搬送路）１０２と、によって構成されている。

上流側搬送路１０１の内部には、回転軸１０３ａと、回転軸１０３ａの周囲に設けられた螺旋状の羽根１０３ｂと、を有する上流側スクリュー（第一スクリュー）１０３が配置される。上流側搬送路１０１の上面には、穴１０４が配置されている。補給トナー容器１３に設けられた供給口から補給トナー容器１３内のトナーが穴１０４を介して上流側搬送路１０１内の上流側スクリュー１０３上に落下するようにして供給される。上流側スクリュー１０３には、図示しないモータ等の駆動源（第一駆動手段）から回転力が入力される駆動ギア１０５が穴１０４に対し下流側搬送路１０２と反対側の端部に設けられ、駆動ギア１０５によって上流側スクリュー１０３は回転駆動される。これにより、上流側スクリュー１０３は上流側搬送路１０１において、穴１０４を介して上流側スクリュー１０３の一端に供給されたトナーを上流側スクリュー１０３の他端に配置された下流側搬送路１０２へ搬送するように構成されている。

下流側搬送路１０２の内部には、回転軸１０６ａと、回転軸１０６ａの周囲に設けられた螺旋状の羽根１０６ｂと、を有する下流側スクリュー（第二スクリュー）１０６が配置される。下流側搬送路１０２の鉛直下方に位置する端部は、上流側搬送路１０１のトナー搬送方向の下流側の端に接続されて、上流側搬送路１０１によって搬送されてきたトナーが、下流側スクリュー１０６に搬送されるように構成されている。下流側スクリュー１０６は、図示しないモータ等の駆動源（第二駆動手段）から回転力が入力される駆動ギア１０７が鉛直下方の一端に設けられ、駆動ギア１０７によって下流側スクリュー１０６は回転駆動される。これにより、下流側スクリュー１０６は、下流側搬送路１０２において、上流側スクリュー１０３の他端から供給されたトナーを現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）へ搬送するように構成されている。

このとき、上流側スクリュー１０３（回転軸１０３ａ）の回転軸線方向に延びた仮想線と、下流側スクリュー１０６（回転軸１０６ａ）の回転軸線と、が交差するように配置されている。なお上流側スクリュー１０３の下流側から上流側に延びるベクトルと下流側スクリュー１０６の上流側から下流側に延びるベクトルを定義した場合、本実施例では２つのベクトルの小さい方のなす角を９０度としたものの、これに限らず９０度以下とすればよい。加えて本実施例では、上流側スクリュー１０３と下流側スクリュー１０６は、回転軸１０３ａ、１０６ａの直径を同じｄ（ｍｍ）とした。このため、上流側スクリュー１０３と下流側スクリュー１０６は、上流側スクリュー１０３の軸線方向に投影した回転軸１０３ａの輪郭が下流側スクリュー１０６の回転軸１０６ａと完全に重なるように配置されている（図２（ａ））。

これにより、上流側スクリュー１０３の羽根１０３ｂで搬送力が伝達されたトナーは、搬送された先に位置する下流側スクリュー１０６の羽根１０６ｂで引き続き搬送力が伝達される構成とすることができる。つまりトナーは、上流側スクリュー１０３で得た搬送力を下流側スクリュー１０６で搬送する際にも活用できる。このような構成とすることにより、上流側スクリュー１０３でトナーに加えられる圧力を効率よく使って、トナーを下流側スクリュー１０６で搬送することで、トナー搬送装置１４のトナー搬送効率を高めることができる。特に下流側搬送路１０２で重力に逆らって鉛直上方へトナーを搬送する場合には、下流側搬送路１０２の内部をトナーで満たさないと、重力によってトナーが逆流してしまう。しかしながら本実施例では、上流側スクリュー１０３の搬送力を活用し、下流側搬送路１０２によってトナーが重力に逆らって搬送できる十分な流入圧力を発生させることができるようにしている。

なお本実施例では、上流側スクリュー１０３と下流側スクリュー１０６は、回転軸１０３ａ、１０６ａの直径を同じｄ（ｍｍ）としたものの、これに限らない。回転軸１０３ａ、１０６ａの直径を異ならせた場合には、上流側スクリュー１０３の軸線方向に延びた仮想線と回転軸１０６ａとが重なる構成であればよい。つまり上流側スクリュー１０３の回転軸線方向に投影した回転軸１０３ａの輪郭が下流側スクリュー１０６の回転軸１０６ａと少なくとも一部が重なるように配置されていればよい。このようにした場合であってもトナー搬送装置１４のトナー搬送効率を高めることができる。

なお本実施例では、下流側搬送路１０２に隣接する上流側スクリュー１０３の他端においては、上流側スクリュー１０３の他端に至るまで回転軸１０３ａの周囲に羽根１０３ｂを設けた構成としている。これにより、上流側スクリュー１０３によってトナーに加えられる搬送力を下流側搬送路１０２へより伝達できる構成としている。このような構成とするため、本実施例では上流側スクリュー１０３の他端においては、上流側スクリュー１０３の羽根１０３ｂが上流側搬送路１０１の内壁面２０３を摺動するように接触して上流側スクリュー１０３を支持する構成としている（図２（ｂ））。具体的には回転軸１０３ａに対して回転軸１０３ａの回転軸線方向と直交する方向において、最も離れた羽根１０３ｂの外周部の全域もしくは鉛直下方に位置する一部等が上流側搬送路１０１の内壁面２０３と摺動し、接触して、上流側スクリュー１０３を支持する。これにより、上流側スクリュー１０３の支持部でトナーの搬送を妨げることなく、さらに下流側スクリュー１０６に至る直前まで上流側スクリュー１０３の羽根１０３ｂでトナーに搬送力を与えることができる構成とすることができる。この結果、トナー搬送装置１４のトナー搬送効率をさらに高めることができる。

一般にトナー搬送量を増やす手段としては、スクリューの外径を増やして搬送路体積を増やす方法と、スクリューの回転数を増やす方法があり、どちらも、単位時間当たりのスクリューの移動体積を増やして、搬送量を増やす方法である。しかしながら、スクリューの回転数を増やす方法では消費電力の増加や動作音が大きくなる他、スクリューの外径を増やして搬送路体積を増やす方法では、装置の大型化してしまうといった問題が生じていた。しかしながら、本実施例の構成とすれば、搬送されるトナーの受け渡し部において、上流側スクリューの搬送力を使って、効率よく下流側スクリューへの受け渡すことができる。よって、必要なトナー搬送量に対して、スクリューの回転数を最低限に抑えることができるので、省電力や低騒音を実現できる。また、同様に、必要なトナー搬送量に対して、スクリューの外径を最小化できるので、装置全体の小サイズ化を実現できる。

また、本実施例においては、上流側スクリューと下流側スクリューのパラメータが同じ場合を説明しているが、これに限定するものではない。パラメータとしてあげられるのは、スクリュー外径、中心軸外径、スクリュー回転数、スクリューピッチなどがあげられるが、これらパラメータが異なるスクリューの組み合わせに関係なく、効果が得られるものである。

＜変形例＞
なお、実施例１では、補給トナー容器１３からプロセスカートリッジ７の現像ユニット４へ現像に用いられるトナーを搬送するトナー搬送装置１４に本発明を適用した構成を説明した。しかしこれに限らず、クリーニングユニット５のクリーニング部８で除去されたトナー（廃トナー）をトナー回収容器２６に収容されるように搬送する構成に本発明を適用してもよい。

その他、実施例１では回転軸１０３ａと、回転軸１０３ａの周囲に設けられた螺旋状の羽根１０３ｂと、を有する上流側スクリュー１０３を用いたがこれに限らない。例えば、図４に示すように、回転軸を有さず、ピアノ線などの線材を螺旋にまいた羽根のみを有するスクリューを上流側スクリュー１０３として用いた構成としてもよい。この場合にあっては、図示しない上流側スクリュー１０３の回転軸線方向に延びた仮想線が下流側スクリュー１０６の回転軸１０６ａを貫くように配置されていればよい。より好ましくは、上流側スクリュー１０３の回転軸線と、下流側スクリュー１０６（回転軸１０６ａ）の回転軸線と、が交差するように配置される。このようにした場合であってもトナー搬送装置１４のトナー搬送効率を高めることができ、実施例１と同様の効果を得ることができる。

以下に、本発明に係る実施例２について説明する。実施例１では、上流側搬送路１０１によって搬送されてきたトナーは、鉛直方向に延びる下流側搬送路１０２の下方に位置する端部に供給され、下流側スクリュー１０６で搬送される構成とされている。これに限らず、上流側搬送路によって搬送されてきたトナーは、鉛直方向に延びる下流側搬送路の中央部に供給され、下流側搬送路に設けられた下流側スクリューで搬送される構成とされていてもよい。具体的には、図５に示すように二次転写部１５で転写されず中間転写ベルト１２ｅ上に残ったトナー（廃トナー）をクリーニング装置２２で回収し、トナー搬送路５５からトナー搬送路５３に搬送するトナー搬送装置５０に本発明を適用してもよい。

トナー搬送装置５０では、一次転写部で転写されず感光ドラム１上に残ったトナー（廃トナー）は、クリーニング部８で回収され、トナー搬送路５１（５１ａ〜５１ｄ）、５２、５３、５４の順で搬送され、トナー回収容器２６に貯められるように構成している。このため、一次転写部と二次転写部で回収されたトナーは、上流側搬送路５５から下流側搬送路５３への受け渡し部５０８で合流して一緒となり、トナー搬送路５３からトナー搬送路５４を介してトナー回収容器２６に搬送される。

以下では、実施例２に係るトナー搬送装置５０について図５を用いて説明を行う。図５（ａ）は、実施例２に係るトナーを搬送するトナー搬送装置の詳細図であり、トナー搬送路５３とトナー回収容器２６の間の構成を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すトナー搬送装置の内部に配置されたスクリューとその駆動構成を示している。

二次転写部１５で転写されず中間転写ベルト１２ｅ上に残ったトナーは、クリーニング装置２２において回収された後、画像形成装置１００の前面側から背面側に向かって回収されたトナーを搬送し、上流側搬送路５５に設けられた穴５０５からに供給される。

上流側搬送路５５の内部には、回転軸５０６ａと、回転軸５０６ａの周囲に設けられた螺旋状の羽根５０６ｂと、を有する上流側スクリュー５０６が配置される。クリーニング装置２２において回収されたトナーは、穴５０５を介して上流側搬送路５５内の上流側スクリュー５０６上に落下するようにして供給される。上流側スクリュー５０６には、図示しないモータ等の駆動源（第一駆動手段）から回転力が入力される駆動ギア５０７が穴５０５に対し下流側搬送路５３と反対側の端部に設けられ、駆動ギア５０７によって上流側スクリュー５０６は回転駆動される。これにより、上流側スクリュー５０６は上流側搬送路５５において、穴５０５を介して上流側スクリュー５０６の一端に供給されたトナーを上流側スクリュー５０６の他端に配置された下流側搬送路５３へ搬送するように構成されている。

下流側搬送路５３の内部には、回転軸５０１ａと、回転軸５０１ａの周囲に設けられた螺旋状の羽根５０１ｂと、を有する下流側スクリュー５０１が配置される。下流側搬送路５３は、鉛直方向に延び、上流側搬送路５５のトナー搬送方向の下流側の端に接続されて、上流側搬送路５５によって搬送されてきたトナーが、下流側スクリュー５０１に搬送されるように構成されている。下流側スクリュー５０１は、図示しないモータ等の駆動源（第二駆動手段）から回転力が入力される駆動ギア５０２が鉛直下方の一端に設けられ、駆動ギア５０２によって下流側スクリュー５０１は回転可能に構成されている。

一方、一次転写に転写されず感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）上に残ったトナーはクリーニング部８で回収され、クリーニングユニット５を経てトナー搬送路５１（５１ａ〜５１ｄ）で鉛直方向、トナー搬送路（第三搬送路）５２で水平方向、に順次搬送される。トナー搬送路５２は、下流側搬送路５３において、上流側搬送路５５から下流側搬送路５３への受け渡し部５０８と、駆動ギア５０２と、の間において接続されている。つまり、一次転写部で転写されずに残った感光ドラム１上のトナーは、トナー搬送路５１（５１ａ〜５１ｄ）及び５２を介して下流側搬送路５３に受け渡されるように構成されている。

したがって下流側スクリュー５０１は、駆動ギア５０２が駆動されると、トナー搬送路５２で受け渡された一次転写部の廃トナーと、上流側搬送路５５の上流側スクリュー５０６から受け渡された一次転写部の廃トナーと、を搬送する。そして下流側スクリュー５０１で搬送されたトナーは、下流側スクリュー５０１の下流側（鉛直上方）の端部において、トナー搬送路５４を介してトナー回収容器２６に搬送される。トナー搬送路５４は、回転軸と、回転軸の周囲に設けられた螺旋状の羽根と、を備えたスクリュー５０４が内部に設けられている。スクリュー５０４は、スクリュー５０４に接続された駆動ギア５０３によって回転駆動され、一次転写部と二次転写部の廃トナーをトナー回収容器２６に搬送可能に設けられている。

本実施例では、上流側スクリュー５０６（回転軸５０６ａ）の回転軸線方向に延びた仮想線と、下流側スクリュー５０１（回転軸５０１ａ）の回転軸線と、が交差するように配置されている。なお上流側スクリュー５０６の下流側から上流側に延びるベクトルと下流側スクリュー５０１の上流側から下流側に延びるベクトルを定義した場合、本実施例では２つのベクトルの小さい方のなす角を９０度としたものの、これに限らず９０度以下とすればよい。加えて本実施例では、上流側スクリュー５０６と下流側スクリュー５０１は、回転軸５０６ａ、５０１ａの直径を同じｄ（ｍｍ）とした。このため、上流側スクリュー５０６と下流側スクリュー５０１は、上流側スクリュー５０６の回転軸線方向に投影した回転軸５０６ａの輪郭が下流側スクリュー５０１の回転軸５０１ａと完全に重なるように配置されている。

これにより、上流側スクリュー５０６の羽根５０６ｂで搬送力が伝達されたトナーは、搬送された先に位置する下流側スクリュー５０１の羽根５０１ｂで引き続き搬送力が伝達される構成とすることができる。つまりトナーは、上流側スクリュー５０６で得た搬送力を下流側スクリュー５０１で搬送する際にも活用できる。このような構成とすることにより、上流側スクリュー５０６でトナーに加えられた圧力を効率よく使って、トナーを下流側スクリュー５０１で搬送することで、トナー搬送装置５０のトナー搬送効率を高めることができる。

また、下流側スクリュー５０１で重力に逆らって鉛直上方へトナーを搬送する場合には、下流側搬送路５３の内部をトナーで満たさないと、重力によってトナーが逆流してしまう。一方で、トナー搬送路５５から搬送されるトナーが合流する構成にあっては、既にトナー搬送路５３の内部にある一次転写部の廃トナーに二次転写部の廃トナーを割り込ませることができるようにしなくてはならない。そこでトナー搬送装置５０は、トナー搬送路５５の上流側スクリュー５０６の搬送力を活用し、トナーを下流側搬送路５３で搬送できるようにしている。

なお本実施例では、上流側スクリュー５０６と下流側スクリュー５０１は、回転軸５０６ａ、５０１ａの直径を同じｄ（ｍｍ）としたものの、これに限らない。回転軸５０６ａ、５０１ａの直径を異ならせた場合には、上流側スクリュー５０６の回転軸線方向に延びた仮想線と回転軸５０１ａとが重なる構成であればよい。つまり上流側スクリュー５０６の回転軸線方向に投影した回転軸５０６ａの輪郭が下流側スクリュー５０１の回転軸５０１ａと少なくとも一部が重なるように配置されていればよい。このようにした場合であってもトナー搬送装置５０のトナー搬送効率を高めることができる。

なお本実施例では、下流側搬送路５３に隣接する上流側スクリュー５０６の他端においては、上流側スクリュー５０６の他端に至るまで回転軸５０６ａの周囲に羽根５０６ｂを設けた構成としている。これにより、上流側スクリュー５０６によってトナーに加えられる搬送力を下流側スクリュー５０１へより伝達できる構成としている。このような構成とするため、本実施例では上流側スクリュー５０６の他端においては、上流側スクリュー５０６の羽根５０６ｂが上流側搬送路５５の内壁面を摺動するように接触して上流側スクリュー５０６を支持する構成としている。具体的には回転軸５０６ａに対して回転軸５０６ａの回転軸線方向と直交する方向において、最も離れた羽根５０６ｂの外周部の全域もしくは鉛直下方に位置する一部等が上流側搬送路５５の内壁面と摺動し、接触して、上流側スクリュー５０６を支持する。これにより、上流側スクリュー５０６の支持部でトナーの搬送を妨げることなく、さらに下流側スクリュー５０１に至る直前まで上流側スクリュー５０６の羽根５０６ｂでトナーに搬送力を与えることができる構成とすることができる。この結果、トナー搬送装置５０のトナー搬送効率をさらに高めることができる。

したがって、必要なトナー搬送量に対して、スクリューの回転数を最低限に抑えることができるので、省電力や低騒音を実現できる。また、同様に、必要なトナー搬送量に対して、スクリューの外径を最小化できるので、装置全体の小サイズ化を実現できる。

また、本実施例においては、上流側スクリューと下流側スクリューのパラメータが同じ場合を説明しているが、これに限定するものではない。パラメータとしてあげられるのは、スクリュー外径、中心軸外径、スクリュー回転数、スクリューピッチなどがあげられるが、これらパラメータが異なるスクリューの組み合わせに関係なく、効果が得られるものである。

実施例１同様、回転軸５０６ａと、回転軸５０６ａの周囲に設けられた螺旋状の羽根５０６ｂと、を有する上流側スクリュー５０６の代わりに、回転軸を有さず、ピアノ線などの線材を螺旋にまいた羽根のみを有するスクリューを用いてもよい。このように本発明の範囲において、種々の変更が可能である。

１００ 画像形成装置
７ 感光ドラム
３ レーザースキャナユニット
１３ 補給トナー容器
１４、５０ トナー搬送装置
１５ 二次転写部
２２ クリーニングユニット
２６ トナー回収容器
２５ 定着装置
２１ 排紙トレイ
５１、５２、５４ トナー搬送路
１０１、５５ 上流側搬送路
１０２、５３ 下流側搬送路
１０３、５０６ 上流側スクリュー
１０４、５０５ 穴
１０５、１０７、５０２、５０７ 駆動ギア
１０６、５０１ 下流側スクリュー
２０３ 壁面
５０４ スクリュー
５０８ 受け渡し部

Claims (9)

1. 第一搬送路と、
   前記第一搬送路に繋がる第二搬送路と、
   前記第一搬送路の内部に設けられた、第一駆動手段によって回転させられることで粉体を搬送する第一スクリューと、
   前記第二搬送路の内部に設けられた、前記第一スクリューで搬送された粉体を第二駆動手段によって回転させられることで粉体を搬送する第二スクリューと、
   を備える粉体搬送装置において、
   前記第二スクリューは、回転軸と、前記回転軸の周囲に設けられた螺旋状の羽根と、を有し、
   前記第一スクリューと前記第二スクリューは、前記第一スクリューの回転軸線方向に延びた仮想線が前記回転軸と交差するように配置されている
   ことを特徴とする粉体搬送装置。
2. 前記第一スクリューと前記第二スクリューは、前記第一スクリューの回転軸線方向に延びた仮想線が前記回転軸の回転軸線と交差するように配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置。
3. 前記第二搬送路に繋がり、前記第二搬送路へ粉体を搬送する第三搬送路を有し、
   前記第一スクリューは、前記第二搬送路において、前記第三搬送路から搬送され、前記第二スクリューで鉛直上方に搬送される粉体に、第一搬送路を搬送した粉体を合流させ、一緒に前記第二スクリューで鉛直上方に搬送させる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体搬送装置。
4. 前記第一スクリューは、前記第一搬送路の内壁面によって、少なくとも一部が接触して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項に記載の粉体搬送装置。
5. 前記第二スクリューは、回転軸と、前記回転軸の周囲に設けられた螺旋状の羽根と、を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体搬送装置。
6. 前記第二スクリューは、鉛直上方へ粉体を搬送することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体搬送装置。
7. 前記第一スクリューの粉体の搬送方向の下流側から上流側に延びるベクトルと、前記第二スクリューの粉体の搬送方向の上流側から下流側に延びるベクトルを定義した場合、２つのベクトルの小さい方のなす角を９０度以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉体搬送装置。
8. 粉体であるトナーでトナー像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部にトナーを供給する補給トナー容器と、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の粉体搬送装置と、
   を有し、
   前記粉体搬送装置で前記補給トナー容器から前記画像形成部へトナーを搬送することを特徴とする画像形成装置。
9. 粉体であるトナーでトナー像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で転写されなかったトナーを除去するクリーニング部と、
   前記クリーニング部によって除去されたトナーを収容するトナー回収容器と
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の粉体搬送装置と、
   を有し、
   前記クリーニング部で除去されたトナーを前記粉体搬送装置で前記トナー回収容器に搬送することを特徴とする画像形成装置。

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