JP4732127B2 - 粉体搬送装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーなどの粉体を搬送する粉体搬送装置に係り、詳しくは、回転することにより粉体に搬送力を付与する粉体搬送コイルを有する粉体搬送装置、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置にに関するものである。

従来、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置では、粉体であるトナーを搬送する粉体搬送装置としてのトナー搬送装置を備えている。トナー搬送装置としては、感光体等の像担持体上から除去された転写残トナーをトナーの再利用装置や廃トナーの回収装置に搬送する転写残トナー搬送装置や、補給用トナーをトナー収容ボトルから現像装置に搬送する補給トナー搬送装置などが挙げられる。
このようなトナー搬送装置のトナー搬送管の内壁にトナーが付着し、滞留するとトナーの搬送不良が発生するおそれがあった。
このような問題に対して、従来機では、スクリュ状、コイル状等の搬送部材を、あらゆるトナー搬送管内に設けて、トナーの滞留を防止してきた。特に回転を伝達する箇所以外には軸がないコイル状のトナー搬送コイルは、トナー搬送管の曲がった箇所でも回転することができるために、トナー搬送管の形状の自由度が大きくなるという利点がある。トナー搬送コイルを備えたトナー搬送装置としては特許文献１及び特許文献２等に記載されたものがある。

特許文献１のトナー搬送装置は、トナー搬送コイルのトナー搬送方向上流端を回転することによりトナー搬送コイルを回転させるコイル駆動軸を備えており、トナー搬送方向下流端はコイルとともに回転するコイル回転軸を備えている。そして、コイル回転軸の周辺のトナー搬送管の周壁面にトナー排出口を設けており、トナー排出口より次のトナー搬送経路へとトナーを排出する。
このように、トナー搬送コイルの搬送方向下流端にコイル回転軸を設けるとトナー搬送管の搬送方向下流端面にはトナー排出口を設けることができず、上述のようにトナー搬送管の周壁面にトナー排出口を設ける必要がある。トナー搬送管の壁面のトナー排出口では、トナー搬送コイルの搬送力の方向とは異なる方向にトナーを排出ため、次のトナー搬送経路への受渡し部であるトナー排出口ではトナーに対して搬送力を与えていない状態となり、トナーの滞留が発生するおそれがある。さらに、トナー搬送コイルの搬送力の向きの下流端は、トナー搬送方向下流端面とコイル回転軸とで行き止まりになっているため、トナー搬送管の下流端でトナーの滞留が発生するおそれがある。

このような、トナー搬送方向下流端でのトナーの滞留を防止することができるトナー搬送装置のとしては、トナー搬送方向下流端にコイル回転軸を設けず、トナー搬送コイルの搬送方向下流端を自由端としたものがある。トナー搬送コイルの搬送方向下流端を自由端とし、トナー搬送方向下流端にコイル回転軸を設ける必要がないため、トナー搬送管の搬送方向下流端面にトナー排出口を設けることができる。トナー搬送管の搬送方向下流端面にトナー排出口を設けることによって、トナー搬送コイルの搬送力の方向とトナー排出口の排出方向が同じ方向になるため、次のトナー搬送経路へトナーを押し出すことができ、受渡し部でのトナーの滞留を防止することができる。また、トナー搬送方向下流端面がトナー排出口を備えており、行き止まりになっていないため、トナー搬送管の下流端でのトナーの滞留が生じることがない。

特許３６５７１４２号公報 特開２００５−２４６６５号公報

しかしながら、トナー搬送コイルは、回転時のトナー搬送管の内壁との摩擦による回転摩擦抵抗や、トナーの搬送抵抗によってトナー搬送方向とは逆方向の力を受ける。また、トナー搬送コイルはコイル駆動軸に対して搬送方向上端のみを固定しており、この固定位置からコイル駆動軸のトナー搬送方向下流端まではトナー搬送コイルがコイル駆動軸に巻き付いた状態であり、その巻き数は変動可能になっている。そして、搬送方向下流端に回転軸がなく自由端となっているトナー搬送コイルでは、搬送方向下流端が固定されていないため、トナー搬送コイルがトナー搬送管内を搬送方向上流側に移動し、トナー搬送コイルのコイル駆動軸に対する巻き数が多くなる。搬送方向上流側でトナー搬送コイルのコイル駆動軸に対する巻き数が多くなると、トナー搬送管の搬送方向下流側はトナー搬送コイルが存在しない状態となり、トナー搬送コイルがトナーに搬送力を及ぼさない領域（以下、トナー搬送力非付与領域と呼ぶ）となる。トナー搬送力非付与領域となったトナー搬送管の内壁にトナーが付着すると、搬送力を付与するものがないため、トナーが滞留し、トナーの搬送不良が発生するおそれがあった。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、搬送方向上流端はコイル駆動軸に固定され、搬送方向下流端は自由端となっている粉体搬送コイルを用いて、粉体搬送コイルが粉体に搬送力を及ぼさない領域（以下、粉体搬送力非付与領域と呼ぶ）を最小限にして、粉体が滞留することを抑制し、粉体の搬送不良の発生を防止することができる粉体搬送装置と、これを備えたプロセスカートリッジ、及び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、請求項１の発明は、回転することにより粉体に搬送力を付与する粉体搬送コイルと、該粉体搬送コイルの粉体搬送方向上流側に設けられ、回転することにより該粉体搬送コイルを回転させるコイル駆動軸とを粉体搬送管内に有し、該粉体搬送コイルの搬送方向上流側は該コイル駆動軸に固定され、該粉体搬送コイルの粉体搬送方向下流側は自由端となっている粉体搬送装置において、該コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端よりも粉体搬送方向下流側近傍の該粉体搬送コイルは、該コイル駆動軸の外径よりもコイル内径が小さい搬送コイル小径部であり、該コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端よりも粉体搬送方向上流側の該粉体搬送コイルは、該コイル駆動軸の外径よりもコイル内径が大きいことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体搬送装置において、上記粉体搬送コイルの粉体搬送方向上流端から上記搬送コイル小径部の粉体搬送方向上流端までの該粉体搬送コイルの自然長は、上記コイル駆動軸の該粉体搬送コイルを固定した位置から該コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端までの長さよりも短いことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の粉体搬送装置において、上記粉体搬送管は、その内部に上記コイル駆動軸がない箇所で曲がっていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の粉体搬送装置において、上記粉体搬送管は粉体搬送方向下流端面に粉体排出口を備えており、該粉体排出口は上記粉体搬送コイルの外径よりも小さいことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の粉体搬送装置において、上記粉体搬送コイルの上記搬送コイル小径部の粉体搬送方向上流端から上記粉体搬送コイルの粉体搬送方向下流端までの上記粉体搬送コイルの自然長は、上記コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端から上記粉体搬送管の粉体搬送方向下流端面までの長さよりも長いことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面の転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段と、該クリーニング手段で除去された該転写残トナーを搬送する転写残トナー搬送手段が一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、該転写残トナー搬送手段として請求項１、２、３、４または５の粉体搬送装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段と、該クリーニング手段によってクリーニングした該転写残トナーを搬送する転写残トナー搬送手段とを備える画像形成装置において、該転写残トナー搬送手段として、請求項１、２、３、４、５または６に記載の粉体搬送装置を用いることを特徴とするものである。

上記請求項１乃至７の粉体搬送装置においては、コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端よりも粉体搬送方向下流側近傍の粉体搬送コイルに、コイル駆動軸の外径よりもコイル内径が小さい搬送コイル小径部を備えている。よって、粉体搬送コイルが搬送方向上流側に移動し、粉体搬送コイルのコイル駆動軸に対する巻き数が多くなろうとしても、搬送コイル小径部よりも搬送方向下流側の粉体搬送コイルはコイル駆動軸に巻き付くことができない。これにより、粉体搬送コイルの搬送方向上流側への移動を抑制することができ、粉体搬送力非付与領域を最小限に抑えることができる。

請求項１乃至７の発明によれば、粉体搬送力非付与領域を最小限に抑えることにより、粉体が滞留することを抑制し、粉体の搬送不良の発生を防止することができるという優れた効果がある。

以下、本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ１００」という）に適用した実施形態について説明する。図１は、本実施形態のプリンタ１００の概略構成図である。このプリンタは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段としてのプロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋを横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、プロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋが、図１中の左側から順に配置されている。ここで、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々のプロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋのまわりに、帯電装置、現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ、感光体クリーニング装置等を備えている。プリンタ１００の上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋが配置されている。そして、このトナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ、に各色トナーが補給される。

また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット９を設ける。この光書込ユニット９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。

また、タンデム画像形成部の直ぐ上には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１を設けている。この中間転写ベルト１は、支持ローラ１ａ、１ｂに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ１ａの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ１ｂが回転する。中間転写ベルト１の内側には、感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１上に転写するための一次転写ローラ１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋを設ける。

また、一次転写ローラ１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋより中間転写ベルト１の駆動方向下流に二次転写装置としての二次転写ローラ５を設ける。この二次転写ローラ５と中間転写ベルト１を挟んで反対の側には、支持ローラ１ｂが配置されており、押部材としての機能を果たしている。
また、光書込ユニット９の下方には、第一給紙カセット８ａ、第二給紙カセット８ｂ、第一給紙コロ７ａ、第二給紙コロ７ｂを備えており、第一給紙コロ７ａ及び第二給紙コロ７ｂの搬送方向下流側には、レジストローラ６等を備えている。さらに、二次転写ローラ５によりトナー像を転写された転写紙Ｐの進行方向について二次転写ローラ５の下流側には、転写紙Ｐ上のトナー像を定着する定着装置４と、トナー象を定着された転写紙Ｐを排紙する排紙ローラ３を備えている。

つぎに、プリンタ１００の動作を説明する。個々のプロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋでその感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋを回転し、この回転とともに、まず帯電装置の帯電ローラ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋで感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの表面を一様に帯電する。次いで画像データを光書込ユニット９からのレーザによる書込み光を照射して感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。
また、不図示の駆動モータで駆動ローラ１ａを回転駆動して他の従動ローラ１ｂ、二次転写ローラ５を従動回転し、中間転写ベルト１を回転搬送して、その可視像を一次転写ローラ１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋで中間転写ベルト１上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１上にフルカラーのトナー像を形成する。画像転写後の感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃して次の画像形成に備える。

また、画像形成のタイミングにあわせて、第一給紙カセット８ａまたは第二給紙カセット８ｂからは転写紙Ｐの先端が第一給紙コロ７ａまたは第二給紙コロ７ｂにより繰り出され、レジストローラ６まで搬送され、一旦停止する。そして、中間転写ベルト１上に画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ５と中間転写ベルト１との間に搬送される。ここで、中間転写ベルト１と二次転写ローラ５とは転写紙Ｐを挟んでいわゆる二次転写ニップを形成し、二次転写ローラ５にて中間転写ベルト１上のトナー像を転写紙Ｐ上に二次転写する。

画像転写後の転写紙Ｐは定着装置４へと送り込まれ、定着装置４で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して機外へ排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１は、中間転写体クリーニング装置１２で、画像転写後に中間転写ベルト１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。

なお、各色のプロセスカートリッジ１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋは、感光体２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋ、帯電装置、感光体クリーニング装置、現像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋなどを一体的に形成し、プリンタ１００本体に着脱可能となっている。

ここで、各プロセスカートリッジ１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋは、それぞれ同じ構成、動作をおこなうものとなっている。そこで、以下各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを省略し、プロセスカートリッジ１０１の説明を詳細におこなう。
図２は、プロセスカートリッジ１０１の概略断面図である。図２において、図中時計方向に回転する感光体２１のまわりに、帯電装置の帯電ローラ１７、現像装置１０、感光体クリーニング装置２８のファーブラシ３６、クリーニングブレード３３等が順に配置されている。このように、プリンタ１００では、帯電ローラ１７は感光体２１の鉛直下方に配置されている。また、帯電ローラ１７の下方には帯電ローラ１７の表面に連れ周りで回転可能に当接してクリーニングする帯電クリーニングローラとしてのクリーナローラ１８を備えている。
また、感光体クリーニング装置２８はファーブラシ３６、クリーニングブレード３３を備えている。さらに、感光体クリーニング装置２８は、感光体２１より掻き取られた転写残トナーをプロセスカートリッジ１０１外に排出する粉体搬送コイルとしてのトナー搬送コイル３４を備える粉体搬送装置としてのトナー搬送装置３０と接続している。４つのプロセスカートリッジ１０１それぞれが、トナー搬送装置３０を備えており、４つのトナー搬送装置３０によって搬送される転写残トナーは、廃トナーとして図１に示す廃トナー回収ボトル２００に集められる。なお、中間転写体クリーニング装置１２によって回収された転写残トナーも廃トナーとして、不図示のトナー搬送装置によって廃トナー回収ボトル２００へ搬送される。

昨今の複写機、プリンタのカラー化、高速化の進展とともに、電子写真式画像形成装置では、図１に示すプリンタ１００のように４連タンデム方式の画像形成装置が主流となってきている。４連タンデム方式の画像形成装置では、感光体、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段を含む作像ユニットが４つ並ぶこととなり、中間転写ベルト、または転写ベルトが必要となり、従来よりも、多くのユニットを機械本体に収める必要がある。多くのユニットが必要であるため、機械が大型化してしまい、省スペース化、小型化が大きな課題となっている。
また、廃トナーの回収に関しては、クリーニング回収トナーが発生する場所が、４つの作像ユニット＋転写ユニットの５箇所となり、廃トナー量も増加して、廃トナーの回収処理のために配管及び廃トナー回収ボトルのスペースが必要となる。これにより、省スペース化、小型化（廃トナーボトルの効率的な配置及び高効率充填化）が大きな課題となっている。また、５つのクリーニング装置からの廃トナーを回収処理するために、トナー搬送経路が複雑化する。プロセスカートリッジ側のトナー搬送管と本体側のトナー搬送経路とのトナーの受け渡し部等に発生するトナー滞留部にトナー滞留が起こることによって、経時で、トナーブロッキング等の問題を発生させやすくなってきた。

こうした問題に対して、従来機では、スクリュ状、コイル状等からなるトナー搬送部材を、搬送経路のあらゆるところに設けて、トナー滞留を防止してきた。駆動箇所以外に軸がないトナー搬送コイルは搬送経路を曲げることができるために、搬送経路の自由度が大きくなるので、トナー搬送部材としてトナー搬送コイルが使用されている。また、このようなトナー搬送装置としてはトナー搬送方向上流側にコイルを回転させる駆動軸を設け、トナー搬送方向下流端にはコイル回転軸を設けず、トナー搬送コイルの搬送方向下流端を自由端とし、トナー搬送管の搬送方向下流端面にトナー排出口を設けたものがある。プロセスカートリッジがこのようなトナー搬送装置を備えることにより、本体側のトナー搬送経路への受渡し部で、トナーを押し出すことができ、トナーの滞留が発生しやすい、搬送経路管のトナー受渡し部でのトナーの滞留を防止している。

搬送方向下流端に軸がないトナー搬送コイルは、コイルの回転時のトナー搬送管との回転摩擦抵抗またはトナーの搬送抵抗によってコイル長が短くなり、トナー搬送力非付与領域が大きくなり、搬送不良によりトナー溜まりを発生させるおそれがあった。さらに、トナーブロッキング等の問題を発生させることもあった。

［比較例］
以下、比較例として搬送方向下流端に軸がない、従来のトナー搬送コイルを備えたトナー搬送装置について説明する。
図３は、比較例にかかるトナー搬送装置３０の斜視説明図である。
粉体搬送装置としてのトナー搬送装置３０は、粉体搬送管としてのトナー搬送管３１内に回転することにより粉体であるトナーに搬送力を付与する粉体搬送コイルとしてのトナー搬送コイル３４を有している。そして、トナー搬送コイル３４のトナー搬送方向上流側が固定され、回転することによりトナー搬送コイル３４を回転させるコイル駆動軸３２も備えている。また、トナー搬送コイルのトナー搬送方向下流端であるコイル下流端３４ａは、自由端となっており、トナー搬送管３１のトナー搬送方向下流端面にはトナー排出口３７が設けられている。また、トナー搬送管３１は曲率を持って鉛直下方向に曲がっている。
そして、トナー搬送装置３０は、トナー排出口３７からプロセスカートリッジ１０１の転写残トナーを、下方に設けられたプリンタ１００本体側の搬送経路である本体側トナー搬送管４１内へ送り込む構成となっている。トナー搬送装置３０の次のトナー搬送経路である本体側トナー搬送管４１内へ送り込まれたトナーは、本体側トナー搬送コイル４２によって、上述の廃トナー回収ボトル２００に搬送される。
なお、プロセスカートリッジ１０１をプリンタ１００本体に取り付けることで、トナー排出口３７が、本体側トナー搬送管４１に設けられた開口部と対向する状態になる。そして、コイル駆動軸３２を図中矢印Ａ方向に回転させることにより、トナー搬送コイル３４が回転し、トナー搬送管３１内のトナーに搬送力を付与する。

次に、比較例のトナー搬送装置３０でのトナー搬送力非付与領域が広がる問題について説明する。図４は、比較例のトナー搬送装置３０のトナー搬送力非付与領域が広がる様子の説明図である。図４（ａ）は、コイル駆動軸３２を回転し始めの状態を示しており、図４（ｂ）は、コイル駆動軸３２を回転し始めてからある程度時間が経過した状態を示している。

トナー搬送装置３０では、プロセスカートリッジ１０１のプリンタ１００本体への着脱があるために、プロセスカートリッジ１０１着脱時のプロセスカートリッジ側のトナー搬送コイル３４の自由端の巻き込みを防止する必要がある。そして、プロセスカートリッジ１０１の着脱時のがたつき、コイル等の部品のばらつきまでを含めて、プロセスカートリッジ１０１側のトナー搬送コイル３４の先端が本体側トナー搬送管４１から離れた位置に設置されている。具体的には、図４中の斜線で示す領域αに、トナー搬送コイル３４のコイル下流端３４ａが達しない位置にトナー搬送コイル３４を設けている。この領域αは、トナー搬送コイル３４が存在しない領域であるので、トナー搬送コイル３４がトナーに搬送力を及ぼさない領域であり、トナー搬送力非付与領域となる。そのために、プロセスカートリッジ１０１側のトナー搬送コイル３４と、本体側トナー搬送コイル４２との距離を大きくすると、トナー搬送力の及ばないトナー搬送力非付与領域αが広くなる。

トナー搬送コイル３４は回転することにより、トナー搬送管３１内のトナー図中矢印Ｂ方向の搬送力を付与する。このとき、トナーの搬送抵抗よってトナー搬送方向とは逆方向（図中矢印Ｃ方向）の力を受ける。さらに、トナー搬送コイル３４は、トナー搬送管３１の内壁と接触し、その摩擦によりトナー搬送管３１の内壁にトナー搬送方向の力を付与することになり、内壁からの抗力（以下、回転摩擦抵抗）を受け、トナー搬送方向とは逆方向（図中矢印Ｃ方向）の力を受ける。
このとき、コイル下流端３４ａが固定されていないため、トナー搬送コイル３４はトナー搬送管３１内を搬送方向上流側である図中矢印Ｃ方向に移動し、図４（ｂ）に示すようにトナー搬送コイル３４のコイル駆動軸３２に対する巻き数が多くなる。
そして、トナー搬送コイル３４のコイル駆動軸３２に対する巻き数が多くなると、搬送方向下流側はトナー搬送コイルが存在しない領域であるトナー搬送力非付与領域αが広くなる。トナー搬送力非付与領域αとなったトナー搬送管３１の内壁にトナーが付着すると、搬送力を付与するものがないため、トナーが滞留し、トナーの搬送不良が発生するおそれがある。

さらに、図４に示すように、トナー搬送管３１が曲率をもって曲がっているものでは、トナー搬送経路をまっすぐに設けたものよりも、トナー搬送コイル３４の回転時のトナー搬送管３１の内壁との回転摩擦抵抗が大きくなる。よって、回転によりトナー搬送コイルが短くなりやすく、トナー搬送不可領域αを増大させやすいために、トナー滞留が発生しやすくなる。とくに、流動性の悪いトナーや高温高湿環境化ではトナー滞留が発生して、さらに、そのトナー滞留が成長して、トナーブロッキングといった問題を発生させることがある。

［実施例］
次に、トナー搬送力非付与領域αを最小限にする実施例１のトナー搬送装置３０について説明する。
図５は、実施例にかかるトナー搬送装置３０の斜視説明図であり、図６は、同トナー搬送装置３０の断面説明図である。なお、実施例のトナー搬送装置３０は特徴部以外は比較例のトナー搬送装置３０と共通しているため、共通する点については説明を省略し、特徴部についてのみ説明する。

実施例のトナー搬送装置３０は、コイル駆動軸３２の搬送方向下流端である軸下流端３２ａよりも搬送方向下流側近傍のトナー搬送コイル３４に、コイル駆動軸３２の外径よりもトナー搬送コイル３４の内径が小さい搬送コイル小径部３４ｂを備える。つまり、トナー搬送コイル３４は、コイル駆動軸３２側から自由端であるコイル下流端３４ａ側へかけて途中でトナー搬送コイル３４の径が小さくなっている。具体的には、コイル駆動軸３２側のトナー搬送コイル３４の内径はコイル駆動軸３２外径よりも大きく、自由端側のトナー搬送コイル３４の内径はコイル駆動軸３２の外径よりも小さくなっている。
このように、搬送コイル小径部３４ｂを設けることで、搬送コイル小径部３４ｂがコイル駆動軸３２を通すことができないため、トナーの搬送抵抗や回転摩擦抵抗によってトナー搬送方向とは逆方向（図中矢印Ｃ方向）の力を受けても、搬送コイル小径部３４ｂは軸下流端３２ａよりも搬送方向上流側に移動することはない。これにより、トナー搬送コイルの搬送方向上流側への移動を抑制することができ、トナー搬送力非付与領域αを最小限に抑えることができる。よって、トナーが滞留することを抑制し、搬送不良が発生することを防止することができる。

また、コイル径が大きい駆動軸側のトナー搬送コイル３４の自然長が、コイル駆動軸３２のコイルを通す部分の長さよりも短くなっている。すなわち、トナー搬送コイル３４のトナー搬送方向上流端から搬送コイル小径部３４ｂのトナー搬送方向上流端までのトナー搬送コイル３４の自然長が、コイル駆動軸３２のトナー搬送コイル３４を固定した位置から軸下流端３２ａまでの長さよりも短くなっている。トナー搬送コイル３４の自然長の方が、コイル駆動軸３２のコイルを取り付けている部分の長さよりも短いため、トナー搬送コイル３４を伸ばした状態で駆動軸に取り付けられている。伸ばした状態で取り付けているため伸びることがなく、搬送コイル小径部３４ｂにより、縮むこともないので、トナー搬送コイル３４のコイル駆動軸３２に対する巻き数が一定となり、コイル駆動軸３２でのトナー搬送コイル３４の長さが安定する。

また、トナー搬送方向下流端面である搬送管下流端面３１ａに設けた粉体排出口であるトナー排出口３７の径はトナー搬送コイル３４の外径よりも小さくなっている。これにより、プロセスカートリッジ１０１の着脱時のがたつきなどで、トナー搬送コイル３４のコイル下流端３４ａがトナー搬送管３１から出てしまうことがなく、コイル下流端３４ａの巻き込みを防止することができる。よって、図４（ａ）のように巻き込み防止のために、予めトナー搬送力非付与領域αを設けておく必要がない。

さらに、トナー搬送コイル３４の搬送コイル小径部３４ｂのトナー搬送方向上流端からコイル下流端３４ａまでのトナー搬送コイルの自然長は、軸下流端３２ａから搬送管下流端面３１ａまでの長さよりも長い状態で設置している。このとき、トナー搬送コイル３４の搬送方向上流側は搬送コイル小径部３４ｂが軸下流端３２ａによって抑えられる。一方、搬送方向下流側は、トナー搬送コイル３４のコイル下流端３４ａ近傍の外径よりも小さなトナー排出口３７しか開口部のない搬送管下流端面３１ａによって、コイル下流端３４ａが抑えられている。このように、軸下流端３２ａよりも下流側のトナー搬送コイル３４は両端部ともに抑えられた状態となっているので、トナー搬送コイル３４は圧縮された状態、つまりトナー搬送コイル３４に伸張力がある状態で使用されている。
このため、回転摩擦抵抗やトナーの搬送抵抗によって、コイル下流端３４ａ側が搬送方向上流側に移動する力を受け、圧縮方向に力を受けたとしても、伸張力によりトナー搬送コイル３４の長さが短くなることを抑制することができる。これにより、回転使用時のトナー搬送コイル３４の長さが安定し、本体側のトナー搬送部材である本体側トナー搬送コイル４２に対して、コイル下流端３４ａを極力近づけることができ、トナー搬送力非付与領域を最小限にすることができる。これにより、トナー搬送力非付与領域にトナーが付着することによる、トナー滞留、トナー搬送不良及びこれらに起因するトナーブロッキング等の問題の発生を防止することができる。
また、トナー搬送装置３０のようにトナー搬送管３１が曲率をもって曲がっているものでは、トナー搬送経路をまっすぐに設けたものよりも、トナー搬送コイル３４の回転時のトナー搬送管３１の内壁との回転摩擦抵抗が大きくなる。しかし、実施例のトナー搬送装置３０のようにトナー搬送管３１の曲がった箇所のトナー搬送コイル３４に伸張力が働いた状態であれば、曲がった状態で使用され回転摩擦抵抗が大きな状態でも、コイル長が短くなることもなく、回転使用時のコイル長が安定する。

以上、本実施形態によれば、トナー搬送装置３０は、コイル駆動軸３２の搬送方向下流端である軸下流端３２ａよりも搬送方向下流側近傍のトナー搬送コイル３４に、コイル駆動軸３２の外径よりもトナー搬送コイル３４の内径が小さい搬送コイル小径部３４ｂを備えている。トナーの搬送抵抗や回転摩擦抵抗によってトナー搬送方向とは逆方向の力を受けても、搬送コイル小径部３４ｂは軸下流端３２ａよりも搬送方向上流側に移動することはない。これにより、トナー搬送コイルの搬送方向上流側への移動を抑制することができ、トナー搬送力非付与領域αを最小限に抑えることができる。よって、コイル長が短くなることによるトナー搬送不良及びそれによるトナーブロッキング等の問題の発生が防止できる。
また、トナー搬送コイル３４のトナー搬送方向上流端から搬送コイル小径部３４ｂのトナー搬送方向上流端までのトナー搬送コイル３４の自然長が、コイル駆動軸３２のトナー搬送コイル３４を固定した位置から軸下流端３２ａまでの長さよりも短くなっている。これにより、トナー搬送コイル３４のコイル駆動軸３２に通す長さが一定となるので、トナー搬送コイル３４の長さが安定して、コイル長不足によるトナー搬送不良及びそれによるトナーブロッキング等の問題の発生が防止できる。
また、搬送管下流端面３１ａに設けた粉体排出口であるトナー排出口３７の径はトナー搬送コイル３４の外径よりも小さくなっているため、プロセスカートリッジ１０１の着脱時のがたつきなどによるコイル下流端３４ａの巻き込みを防止することができる。これにより、巻き込み防止のために、トナー搬送管３１の下流端近傍にトナー搬送力非付与領域αを設けておく必要がなく、トナー搬送力非付与領域を予め設けることにより、トナー搬送不良を防止することができる。
また、トナー搬送コイル３４の搬送コイル小径部３４ｂのトナー搬送方向上流端からコイル下流端３４ａまでのトナー搬送コイルの自然長は、軸下流端３２ａから搬送管下流端面３１ａまでの長さよりも長い状態で設置している。トナー搬送コイル３４を圧縮した状態、つまりトナー搬送コイル３４に伸張力がある状態で使用することにより、トナー搬送コイル３４の長さが短くなることを抑制することができる。よって、トナー搬送力非付与領域αを最小限にすることができ、トナー搬送力非付与領域αにトナーが付着することによる、トナー滞留、トナー搬送不良及びこれらに起因するトナーブロッキング等の問題の発生を防止することができる。
また、トナー搬送管３１として、その内部にコイル駆動軸３２がない箇所で曲がったものを用いることで、トナー搬送経路のレイアウトの自由度が増すことができる。なお、トナー搬送管３１が曲がっているものは、トナー搬送経路をまっすぐに設けたものよりも、トナー搬送コイル３４の回転時のトナー搬送管３１の内壁との回転摩擦抵抗が大きくなり、トナー搬送コイル３４が短くなりやすい。しかし、トナー搬送管３１の曲がった箇所のトナー搬送コイル３４に伸張力が働いた状態であれば、曲がった状態で使用され回転摩擦抵抗が大きな状態でも、コイル長が短くなることもなく、回転使用時のコイル長が安定する。
また、作像ユニットが、感光体２１を含み、現像装置１０、帯電装置、感光体クリーニング装置２８を含むプロセスカートリッジ１０１であることによって、作像手段が一体化されて、セット性・メインテナンス性が良くなる。更に、一体化することにより、現像部材、帯電部材、クリーニング部材等の対感光体位置精度が良くなる。さらに、プロセスカートリッジ１０１が実施例のトナー搬送装置３０を備えることにより、感光体２１上から除去した転写残トナーを安定して廃トナー回収ボトル２００に搬送することができる。
また、画像形成装置としてのプリンタ１００の転写残トナー搬送装置として実施例のトナー搬送装置３０を用いることにより、トナーブロッキング等の問題がない、安定した転写残トナーの搬送を行うことができる。

実施形態に係るプリンタの概略構成図。 プリンタのトナー像形成部を構成するプロセスカートリッジの概略構成図。 比較例にかかるトナー搬送装置の斜視説明図。 比較例のトナー搬送装置のトナー搬送力非付与領域が広がる様子の説明図、（ａ）は、コイル駆動軸を回転し始めの状態を示す説明図、（ｂ）は、コイル駆動軸を回転し始めてからある程度時間が経過した状態を示す説明図。 実施例にかかるトナー搬送装置の斜視説明図。 実施例にかかるトナー搬送装置の断面説明図。

符号の説明

１ 中間転写ベルト
２ トナーボトル
３ 排紙ローラ
４ 定着装置
５ 二次転写ローラ
６ レジストローラ
７ａ 第一給紙コロ
７ｂ 第二給紙コロ
８ａ 第一給紙カセット
８ｂ 第二給紙カセット
９ 光書込ユニット
１０ 現像装置
１１ 一次転写ローラ
１２ 中間転写体クリーニング装置
１７ 帯電ローラ
１８ クリーナローラ
２１ 感光体
２８ 感光体クリーニング装置
３０ トナー搬送装置
３１ トナー搬送管
３１ａ 搬送管下流端面
３２ コイル駆動軸
３２ａ 軸下流端
３３ クリーニングブレード
３４ トナー搬送コイル
３４ａ コイル下流端
３４ｂ 搬送コイル小径部
３６ ファーブラシ
３７ トナー排出口
４１ 本体側トナー搬送管
４２ 本体側トナー搬送コイル
１００ プリンタ
１０１ プロセスカートリッジ
２００ 廃トナー回収ボトル

Claims (7)

1. 回転することにより粉体に搬送力を付与する粉体搬送コイルと、
   該粉体搬送コイルの粉体搬送方向上流側に設けられ、回転することにより該粉体搬送コイルを回転させるコイル駆動軸とを粉体搬送管内に有し、
   該粉体搬送コイルの搬送方向上流側は該コイル駆動軸に固定され、該粉体搬送コイルの粉体搬送方向下流側は自由端となっている粉体搬送装置において、
   該コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端よりも粉体搬送方向下流側近傍の該粉体搬送コイルは、該コイル駆動軸の外径よりもコイル内径が小さい搬送コイル小径部であり、
   該コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端よりも粉体搬送方向上流側の該粉体搬送コイルは、該コイル駆動軸の外径よりもコイル内径が大きいことを特徴とする粉体搬送装置。
2. 請求項１の粉体搬送装置において、
   上記粉体搬送コイルの粉体搬送方向上流端から上記搬送コイル小径部の粉体搬送方向上流端までの該粉体搬送コイルの自然長は、上記コイル駆動軸の該粉体搬送コイルを固定した位置から該コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端までの長さよりも短いことを特徴とする粉体搬送装置。
3. 請求項１または２の粉体搬送装置において、
   上記粉体搬送管は、その内部に上記コイル駆動軸がない箇所で曲がっていることを特徴とする粉体搬送装置。
4. 請求項１、２または３の粉体搬送装置において、
   上記粉体搬送管は粉体搬送方向下流端面に粉体排出口を備えており、該粉体排出口は上記粉体搬送コイルの外径よりも小さいことを特徴とする粉体搬送装置。
5. 請求項４の粉体搬送装置において、
   上記粉体搬送コイルの上記搬送コイル小径部の粉体搬送方向上流端から上記粉体搬送コイルの粉体搬送方向下流端までの上記粉体搬送コイルの自然長は、
   上記コイル駆動軸の粉体搬送方向下流端から上記粉体搬送管の粉体搬送方向下流端面までの長さよりも長いことを特徴とする粉体搬送装置。
6. 少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面の転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段と、該クリーニング手段で除去された該転写残トナーを搬送する転写残トナー搬送手段が一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
   該転写残トナー搬送手段として請求項１、２、３、４または５の粉体搬送装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段と、該クリーニング手段によってクリーニングした該転写残トナーを搬送する転写残トナー搬送手段とを備える画像形成装置において、
   該転写残トナー搬送手段として、請求項１、２、３、４、５または６に記載の粉体搬送装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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