JP5566166B2 - トナー搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは画像形成装置で使用されるトナーを搬送するトナー搬送装置に関する。

従来における画像形成装置として、感光ドラムや中間転写体などの像担持体に形成されたトナー像を、紙などの記録材に転写する画像形成装置がある。このような画像形成装置においては、転写残トナーなどのトナーを所定の場所に確実に搬送する必要がある。トナー搬送手段として、回転搬送部材と、この回転搬送部材に付着するトナーを掻き取るための掻き取り部材を使用したものがある。特許文献１には、回転搬送部材の羽根間の溝部におけるトナーの堆積を防止するようなトナー搬送手段を有する画像形成装置が開示されている。

このトナー搬送手段について、簡単に図７の（ａ）および（ｂ）を元に説明する。図７（ａ）では、トナー回収室にトナーを搬送するトナー搬送手段において、トナー搬送手段にはトナー搬送用突出部が形成される回転搬送部材５１と回転搬送部材に弾接して該回転搬送部材上のトナーを掻き取る弾性掻き取り部材６１とを具備させる。または図７（ｂ）のごとく、弾性回転羽根７１を有する回転搬送部材５１と、弾性回転羽根７１の先端部が弾接すべくハウジング内に設けられ、弾性回転羽根７１の先端部に付着したトナーを掻き取る掻き取り部８１を具備させている。こうすることによって、回転搬送部材が回転し掻き取り部材との接触時に、弾性掻き取り部材６１または弾性回転搬送部材の弾性変形でのたわみが発生する。このたわみから発生する反発力により、回転搬送部材５１上の羽根間の溝部におけるトナーの堆積付着を防止している。

特開平１０−９７１６６号

しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。特許文献１に示される画像形成装置では、掻き取り部材が回転搬送部材に弾接（あるいは、回転搬送部材が掻き取り部材に弾接）し、大きくたわみを発生させている。この時、回転搬送部材は弾性体であるため、ある程度変形を許容するものの両部材に大きなストレスが負荷される恐れがある。

この状態では、回転搬送部材と掻き取り部材の接触時に回転トルクが大きくなってしまう。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものである。その目的は、回転搬送部材と掻き取り部材を有するトナー搬送手段において、回転搬送部材と掻き取り部材が接触することの負荷を抑制しながら、回転搬送部材に付着するトナーを抑制可能とすることにある。

上記課題を解決するための本発明の構成は、トナー搬送経路中に設けられ、トナー搬送方向に対して直交する方向に設けられた回転軸と、前記回転軸の周方向の異なる位置で放射状に形成された複数の羽根部と、を有する搬送部材と、を有し、廃トナーを搬送する搬送手段であって、
前記搬送部材に対向して設けられ、前記複数の羽根部と接触するブラシ部材と、を有し、
前記複数の羽根部の各々は、前記搬送部材の回転軸線方向に関して、前記ブラシ部材と接触する位相が異なるように前記回転軸に巻かれた螺旋形状を有することを特徴とする。

以上のように構成された本発明によれば、回転搬送部材と掻き取り部材を有するトナー搬送手段において、回転搬送部材と掻き取り部材が接触することの負荷を抑制しながら、回転搬送部材に付着するトナーを抑制可能とすることができる。

画像形成装置の構成の全体説明図である。 ベルトクリーニング装置およびトナー搬送部の上視図である トナー回収手段の断面図である 弾性回転搬送部材の形状を示した説明図である。 トナー回収手段の上視図である。（図３のＡ矢視図） トナー回収手段の上視図である。 従来のトナー搬送手段の例である。

〔実施例〕
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、トナー搬送手段を備える限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、中間転写体に接する像担持体が３つ以下又は５つ以上の画像形成装置でも実施できる。また、本実施形態では、トナー搬送に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

＜画像形成装置＞
図１は、実施形態の画像形成装置の構成の全体説明図である。

図１に示すように、実施形態の画像形成装置１００は中間転写体ベルト８の直線区間に４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型フルカラープリンタである。

最も上流側の画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて、一次転写部Ｔ１ａにて中間転写ベルト８に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて、一次転写部Ｔ１ｂにて、中間転写ベルト８のイエロートナー像に重ねて一次転写される。同様に、画像形成部ＰｃおよびＰｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に一次転写部Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄにて、中間転写ベルト８に一次転写される。

中間転写ベルト８に、順次、一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて、記録材Ｐに一括二次転写される。二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト８に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置９によって除去される。

そして、図２のように、ベルトクリーニング装置９のクリーニングブレード９１で除去されたトナーは、ベルトクリーニング装置９のトナー搬送スクリュー９３によって本体奥側に搬送される。トナー搬送スクリュー９３によって搬送されたトナーは、本体奥側に配置されたトナー搬送手段４を通過し、回収トナー容器４５へ搬送される。

一方、四色のトナー像を転写された記録材Ｐは、図１の定着装置５で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ３２から排紙トレイ３１へ排出される。

記録材Ｐは、記録材収納カセット７１から１枚ずつ取り出され、分離装置７２によって１枚ずつ分離してレジストローラ６１に受け渡される。レジストローラ６１は、中間転写ベルト８のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを給送する。

４つの画像形成Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、付設された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は同一に構成される。以下では、最も上流の画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、帯電装置２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、ドラムクリーニング装置６ａを配置する。これらの感光ドラム１ａ及び現像装置４ａから成る画像形成部Ｐａ、そのメンテナンス用途のためにプロセスカートリッジ化されている。

感光ドラム１ａは、帯電極性が負極性の感光層を表面に形成した金属円筒で構成され、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電装置２ａは、感光ドラム１ａに帯電ローラを圧接して回転させ、帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加して、感光ドラムの表面を一様に帯電する。

露光装置３ａは、分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを多面体ミラーで走査して、帯電した感光ドラムの表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置４ａは、負極性に帯電したトナーを感光ドラム１ａの静電像の露光部分に付着させて静電像を反転現像する。現像装置４ａは、トナーを担持した現像スリーブ７ａを固定磁極を中心に感光ドラムに対してカウンタ方向に回転させ、図示しない電源から現像スリーブ７ａに負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を印加する。

一次転写ローラ５ａは、中間転写ベルト８を介して感光ドラム１ａに圧接して、感光ドラム１ａと中間転写ベルト８との間に一次転写部Ｔ１ａを形成する。中間転写ベルト８は、負極性に帯電したトナー像に重ね合わせて一次転写部Ｔ１ａを通過する過程で、図示しない電源から一次転写ローラ５ａに正極性の直流電圧が印加されることによって、トナー像を一次転写される。

クリーニング装置６ａは、一次転写部Ｔ１ａを通過して感光ドラム１ａの表面に残留した転写残トナーを除去して、次回のトナー像形成に備えさせる。

＜トナー回収装置＞
図２は、ベルトクリーニング装置およびトナー搬送部の上視説明図である。また、図３はトナー搬送装置の断面図である。トナー搬送手段について、図２および図３を元にトナー搬送経路順に説明する。

二次転写後の残トナーは、中間転写ベルト８によって、ベルトクリーニング装置９に運ばれる。そして、ベルトクリーニング装置内のクリーニングブレード９１によって残トナーが掻き取られ、クリーニング搬送スクリュ９２によって、一箇所に集められ排出される。

その後、ベルトクリーニング装置９の排出口から自由落下で排出された残トナーは、トナー回収装置４に受け渡される。

図３、図４のように、トナー回収装置４は、まず弾性回転搬送部材４１が回転可能に設けられている。弾性回転搬送部材４１は、回転軸４１ａと回転軸上に設けられた弾性部材からなる羽根４１ｂを有している。次に、トナー回収装置４の動作について説明する。ベルトクリーニング装置９の排出口から自由落下で排出された残トナーは、弾性回転搬送部材４１の羽根４１ｂ間に格納され、トナーを格納した状態で弾性回転搬送部材４１が矢印Ｒ２方向に回転する。そして、弾性回転搬送部材４１の羽根４２ｂ間の溝部に侵入するように掻き取り支持部材４６に支持された掻き取り部材４２により羽根４２ｂ間に入り込んだトナーを掻き出す構成となっている。こうすることで、弾性回転搬送部材４１の回転軸線と直交する方向にトナーを搬送し、下流側に備えられた搬送スクリュ４３にトナーを受け渡す。搬送スクリュ４３は、弾性回転搬送部材４１の回転軸線方向に沿って、弾性回転搬送部材４１と対向する位置に設けられ、搬送スクリュ４３回転軸へトナーを搬送する。こうして、弾性回転搬送部材４１から搬送されるトナーは一箇所に集められる。その後、トナー落下口から自由落下により、回収トナー容器４５へ残トナーは回収される。

図４は、本発明の主要部となるトナー搬送手段の弾性回転搬送部材４１を示した図である。また、図５は図３に示すＡ矢視図であり弾性回転搬送部材４１と掻き取り部材４２の接触時の様子を示した図である。

弾性回転搬送部材４１の羽根部は、螺旋形状であり、回転軸を中心に巻回された螺旋部を有する。この螺旋部は、弾性回転搬送部材４１と掻き取り部材４２が接触する接触領域に少なくとも設けられている。こうすることによって、弾性回転搬送部材４１と掻き取り部材４２の接触時において、掻き取り部材４２が一度に弾性回転搬送部材４１の全域とを接触することなく、接触箇所を分散化させている。こうして弾性回転搬送部材４１の回転トルクを小さくすることが可能となる。即ち、掻き取り部材と弾性回転搬送部材４１の羽根部とが互いに接触するタイミングが、回転軸線方向で異なるようになっている。言い換えると、掻き取り部材と弾性回転搬送部材４１の羽根部とが互いに接触する位相が弾性回転搬送部材４１の回転軸方向で異なっている。

従来は、弾性回転搬送部材４１の羽根部を螺旋形状でなく回転軸方向に平行に配置されているため、接触時には掻き取り部材の全域で接触する。これに対して、本実施例のように羽根部を螺旋形状にした時、掻き取り部材との接触部は図５の網部に示されるように本体手前側から奥側へと回転することによって順次接触することになる。その結果、弾性回転搬送部材４１の羽根部と掻き取り部材４２の配置関係に依らず、いかなる接触時の場合においても大きなたわみを発生することを抑制できる。そして、弾性回転搬送部材４１の羽根の一部が掻き取り部材４２にストレスが負荷されることにより、クセ等に対する耐久性を向上させることが可能となる。

本実施例では、弾性回転搬送部材４１の材質をシリコンとし、掻き取り部材４２は、繊維を一様に摘み合わせたブラシ部材とした。また、ブラシ部材は、弾性回転搬送部材４１の回転軸方向に沿うように羽根部の間に侵入するように設けられている。ブラシの材質はポリエステルとした。こうすることによって、接触時にいて掻き取り部材４２のたわみ部分を繊維の幅単位で管理することができ、滑らかに両部材を接触させることが可能となる。その結果、弾性回転搬送部材４１の１回転あたりの回転トルクの変動を軽減させると共に、接触部を極限まで小さくできることにより、異常音を小さくすることが可能となる。

さらに、図６に示すように、弾性回転搬送部材４１から搬送されるトナーは、搬送スクリュ４３のトナー搬送方向上流側から下流側へ送り出される搬送力が生じるように、弾性回転搬送部材４１の螺旋部の巻き方向と回転方向が設定されている。本実施例の場合、矢印Ｒ２方向に回転搬送部材４１が回転するため、本体手前から見て反時計周りに巻き方向を設定した。即ち、弾性回転搬送部材４１の螺旋部により生じる弾性回転搬送部材４１の回転軸線方向の搬送力の向きと、前記搬送スクリュ４３のトナー搬送方向が同方向となるように前記螺旋部の巻き方向が設定されている。その結果、回転搬送部材４１の羽根間の溝部に堆積したトナーは、回転軸方向に対して羽根部の手前側にあるトナーから奥側のトナーの順となる。また、トナーは羽根部先端に対して垂直方向に排出されることからトナーの搬送方向を下流側へ送り出すことが可能となる。こうすることによって、トナー搬送手段４の排出口側のトナー搬送方向に向かってトナーをスムーズに送り出すことができ、効率的にトナーを搬送することが可能となる。

また、一方で掻き取り部材４２にクセがついた場合において、弾性回転搬送部材４１の羽根間の溝部のトナーを掻きだす能力は低下する。その場合、弾性回転搬送部材４１の羽根における遠心力によりトナーを下流側に搬送することになる。その時、図４に示すトナー回収手段のケーシングの断面図において、弾性回転搬送部材４１の下流側のトナー搬送経路部におけるケーシング４４の形状は斜面となっておりトナーが堆積しにくくなっている。

上記のような構成を用いることによって、弾性回転搬送部材４１の羽根部と掻き取り部材４２の接触時におけるクセ等に対して耐久性を向上させ、搬送信頼性が向上し部品交換の頻度を少なくすることができ、部品の長寿命化を実現できる。また、１羽根あたりの接触部を分散化させることで接触時の回転トルクの変動が小さくなり、回転トルクの小さなモータを使用することが可能となり、コストダウン、装置の小型化および静音化を実現することができる。さらに、弾性回転搬送部材４１の螺旋の巻き方向をトナー搬送下流側に送り出す方向にすることで、効率的にトナーを搬送することができトナー搬送手段としての信頼性を向上することが可能となる。

尚、本実施例では、弾性回転搬送部材４１の羽根部を螺旋形状にする例を説明したが、これに限らない。少なくとも弾性回転搬送部材４１の羽根部と、掻き取り部材の接触面が互いに傾斜する関係となるように設けられていればよく、掻き取り部材の形状を変形しても良い。

１００ 画像形成装置
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 像担持体（感光ドラム）
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 帯電装置
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 露光装置
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 一次転写ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ ドラムクリーニング装置
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 現像スリーブ、
３ 排紙部
３１ 排紙トレイ
３２ 排紙ローラ
４ トナー搬送手段
４１ 弾性回転搬送部材
４２ 掻き取り部材
４３ 搬送スクリュ
４４ ケーシング
４５ 回収トナー容器
４６ 掻き取り部材の支持板
５ 定着装置
６ 搬送部
６１ レジストローラ
７ 給紙部
７１ 給紙カセット
７２ 分離装置
８ 中間転写体（中間転写ベルト）
８１ 駆動ローラ
８２ 二次転写内ローラ
８３ テンションローラ
９ ベルトクリーニング装置
９１ クリーニングブレード
９２ クリーニング搬送スクリュ
Ｐ 記録材
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成部
Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｂ、 一次転写部
Ｔ２ 二次転写部
Ｒ１ 感光ドラム回転方向
Ｒ２ 弾性回転搬送部材の回転方向
Ｒ３ 転写クリーナ内のトナー搬送方向

Claims (2)

1. トナー搬送方向に対して直交する方向に設けられた回転軸と、前記回転軸の周方向の異なる位置で放射状に形成された複数の羽根部と、を有する搬送部材と、
   前記搬送部材に対向して設けられ、前記複数の羽根部と接触するブラシ部材と、を有し、廃トナーを搬送する搬送手段であって、
   前記複数の羽根部の各々は、前記搬送部材の回転軸線方向に関して、前記ブラシ部材と接触する位相が異なるように前記回転軸に巻かれた螺旋形状を有することを特徴とするトナー搬送手段。
2. 前記搬送部材と対向する位置で、前記搬送部材から搬送されたトナーを前記搬送部材の回転軸線方向に沿って搬送する搬送スクリュを備え、
   前記搬送部材の羽根部により生じる前記搬送部材の回転軸線方向の搬送力の向きと、前記搬送スクリュのトナー搬送方向が同方向となるように前記羽根部の前記回転軸線方向に対する傾斜方向が設定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手段。

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