JP5652062B2 - トナー搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置等（例えば、電子写真方式でトナー像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ機、表示機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等）において使用できるトナー搬送装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式や静電記録静方式の画像形成装置では、像担持体である静電潜像担持体上に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーを含む現像剤を用いて現像してトナー像を形成することができる。

また、一般的には、静電潜像担持体上に形成されるトナー像は被転写体に転写することができる。この場合、静電潜像担持体上に形成されるトナー像は被転写体である記録用紙等の記録シートに直接転写される場合のほか、第２の像担持体（中間の像担持体）を兼ねる被転写体（中間転写体）に転写され、さらにそこから記録シートに転写される場合もある。

いずれにしても、かかる画像形成装置では、さまざまな場面でトナーを搬送することが求められる。例えば、前記静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像するにあったては現像装置が使用されるが、この現像装置へトナーホッパーからトナーを補給することがあり、その場合にトナー搬送装置が用いられることがある。

また、静電潜像担持体から記録シートや中間転写体へのトナー像転写後に静電潜像担持体上に残留する転写残トナーを除去回収するクリーニング装置や、像担持体である中間転写体から次の被転写体（通常は記録シート）へトナー像転写後に中間転写体上に残留する転写残トナーを除去回収するクリーニング装置等から、回収トナーを廃棄容器へ向け排出搬送するにもトナー搬送装置が用いられる。

また例えば、モノクロ画像形成装置では、クリーニング装置の回収トナーを現像装置へ循環させることがあり、この場合にもトナー搬送装置が用いられる。

この様なトナー搬送装置の代表的なものとして、搬送すべきトナーを収容するトナー容器と前記トナー容器に連設された筒状搬送路と、前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へ延びて前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へトナーを搬送するためのトナー搬送スクリューとを含んでおり、前記トナー搬送スクリューは、軸部と前記軸部に周設された螺旋部を含んでおり、前記軸部の、前記筒状搬送路とは反対側の端部が前記トナー容器に回転可能に片持ち支持されているトナー搬送装置を挙げることができる。

このタイプのトナー搬送装置では、搬送すべきトナーを収容するトナー容器は、クリーニング装置の回収トナー収納容器であったり、トナー補給用のトナーホッパーであったりしてもよい。

いずれにしても、トナー搬送スクリューの軸部の、筒状搬送路とは反対側の端部は前記トナー容器に回転可能に精度よく片持ち支持されている。そして、該軸部端部には駆動伝達ギアが設けられているのが一般的である。

しかし、反対側の前記筒状搬送路内の軸端部は支持されず自由状態になっており、トナー搬送スクリューの自由端側は、筒状搬送路の内面に接触摺動可能な状態で回転駆動される。そのため、トナー搬送時に耳障り音が発生することがある。特に、トナー搬送装置が新品で、トナー搬送筒状搬送路（一般的にはパイプ形態の搬送路）内にトナーが供給されていない場合には、音が発生しやすい。なお、トナーには潤滑成分が含まれているため、トナー搬送パイプ内にトナーが充満している状態では、音の発生が少なくなる。

また、上記以外にも次のような問題もある。
クリーニング装置は、像担持体に残留したトナーを掻き取るクリーニングブレードと、トナーを収納するトナー容器とを含んでいるのが一般的であり、該トナー容器は、ブレードで掻き取った転写残トナー等を容器内へ受け入れるための、像担持体に対向する開口を有しており、該トナー容器には、クリーニングブレード周辺、トナー容器周辺、トナーを導入するための開口周辺の隙間を閉じるシールが設けられている。

トナー容器内に堆積したトナーはトナー搬送装置によりトナー容器外へ搬送される。この場合、トナー搬送装置は、クリーニング装置を構成している、排出搬送すべきトナーを収納するトナー容器と、このトナー容器に連設された筒状搬送路と、トナー容器内から前記筒状搬送路内へ延びてトナー容器内から筒状搬送路内へトナーを搬送するためのトナー搬送スクリューとを含むものである。

トナー容器内のトナーはトナー搬送スクリューにて搬送されるが、トナー容器内のトナー搬送路と、トナー容器外にトナーを搬送する前記の筒状搬送路では断面形状が異なる。
トナー容器内のトナー搬送路断面は、トナーを導入するための開口を必要とするために、一般的にはU字状断面である。一方、前記筒状搬送路断面は文字通り筒状断面を呈している。
そして、トナー搬送スクリューのトナー搬送方向下流側が自由端になっている。

これらのため、トナー搬送スクリューが回転すると芯振れを起こし、トナー容器のトナー搬送方向下流側の端面の前記筒状搬送路の入口の開口縁にトナー搬送スクリューの螺旋部の外周部が当たり、耳障りなこすれ音が発生する場合がある。

この点、クリーニング装置におけるトナー搬送スクリューとトナー搬送路でのこすれ音発生を抑制する技術が幾つか提案されている。
例えば特許第４３５１４２１号公報には、トナー搬送コイルのトナー搬送方向とは反対側の螺旋部にグリース（潤滑剤）を塗布し、かつ、螺旋状コイルの外周端全体にグリースを塗布して、コイルと搬送路の摺動音を抑制するクリーニング装置が提案されている。

また、特開２０００−５６５６７号公報には、トナー搬送スクリューを弾性材質（例えばゴム）で構成し、搬送パイプ（筒状搬送路）とのクリアランスを無くし、搬送スクリューとパイプのこすれ音を抑制したトナー搬送装置が提案されている。
特開２００２−１３２１０９号公報には、トナー搬送スクリューの螺旋外径と搬送パイプ内径とがきわめて接近した部分を設けて、軸受廃止によるコストダウンを目的としたトナー搬送装置が提案されている。

特許第４３５１４２１号公報 特開２０００−５６５６７号公報 特開２００２−１３２１０９号公報

しかしながら、特許第４３５１４２１号公報に記載されたグリース（潤滑剤）塗布方式では、次のような問題が発生する。
トナー搬送コイルは、直径1mm程度のピアノ線で構成するのが一般的で、トナー搬送方向の反対側の螺旋部の極わずかな面だけにグリースを塗布するのは現実的に不可能に近い。また、グリースのような副資材は非常に高価なものなので、できるだけこのような副資材を使わない装置の提供に各メーカ努めているのが実情である。

また、モノクロ画像形成装置については、フルカラー画像形成装置と違い混色問題が無いため、クリーニング装置で掻き取られたトナーを現像装置に戻して、トナーを再利用することがある。その場合、現像装置内のトナーは帯電量が重要であり、この帯電量が不安定で、適正になっていないと様々な画像品質問題を起こす。

前述のトナー搬送方向の反対側の螺旋部にグリースを塗布できたとしても、トナーは様々な性質を持っており、数μmのトナーをグリースと接触させずに搬送することは不可能であり、トナーとグリースが混ざり合って搬送されることになる。トナーは前述のように様々な性質を持っており非常に敏感であるため、このような箇所へのグリース塗布を厳禁としているのが一般的である。

特開２０００−５６５６７号公報及び特開２００２−１３２１０９号公報に記載のトナー搬送装置は、いずれも目的が違うが積極的にトナー搬送スクリューとパイプ内面とを接触させる構成である。しかしながら、この二つの装置においては下記のような問題が発生する。

一つには、積極的にトナー搬送スクリューとパイプ内面とを接触させる構成であるため、両者間の摺動抵抗が大きくなり、トナー搬送スクリュー駆動のエネルギー消費がそれだけ大きくなる。
なお、積極的にトナー搬送スクリューとパイプ内面とを接触させるには、トナー搬送スクリューの螺旋部の断面輪郭円とパイプ断面の内周円との一致が要求されるが、その様な２部材の円の一致は現実には不可能である。

実際には、トナーが一般的には6μm程の小粒径で、流体・粉体・液体のような様々な性質を持っており、極わずかな隙間でもあるとトナーが入り込んでしまう。例えば、特開２０００−５６５６７号公報に記載のように、トナー搬送スクリューを弾性部材で構成した場合でも、搬送パイプの内面とスクリューの外径とにおいて円中心が一致しないと弾性圧が均等にならず、両者間に部分的な隙間が発生し、トナーがスクリューの螺旋部外周部と搬送パイプの内面の間に入り込み、トナー搬送時にトナーがパイプの内面にこすりつけられながら搬送されてしまう。また、トナー搬送スクリューとパイプを積極的に面接触させると摺動にて発熱する。
これらにより、熱でトナーが軟化したり、溶融したりし、やがてスクリューや搬送パイプ内にトナーが固着してスクリューをロックさせてしまう重大問題を起こす。

近年、省電力、ウオームアップ時間短縮による省エネ化で、トナーの低温定着化が進んでいるので、トナーが溶けやすくなってきている。また、画像形成の高速化が進んでいるので、発熱が課題になってきている。

そこで本発明は、搬送すべきトナーを収容するトナー容器と前記トナー容器に連設された筒状搬送路と、前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へ延びて前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へトナーを搬送するためのトナー搬送スクリューとを含んでおり、前記トナー搬送スクリューは、軸部と前記軸部に周設された螺旋部を含んでおり、前記軸部の、前記筒状搬送路とは反対側の端部が前記トナー容器に回転可能に片持ち支持されているトナー搬送装置であって次の利点を有するトナー搬送装置を提供することを第１の課題とする。
・ 簡単、安価に、前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路内壁面とのこすれ音を抑制できるとともに前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部と前記筒状搬送路の入口の開口縁とのこすれ音発生を防止できる。
・ 前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路内壁面との接触抵抗を低減でき、それだけ、トナー搬送スクリューの回転トルクを低減させることができ、今日の省エネルギーの要請に応えることができる。
・ 前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路内壁面との摺動発熱を低減でき、搬送対象トナーを再使用する場合、その熱劣化を抑制できる。

また本発明は、電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成でき、前記トナー像を前記像担持体から被転写体に転写でき、前記転写後前記像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニング装置で除去回収できる画像形成装置であって、少なくとも一つの前記クリーニング装置について、該クリーニング装置に回収されたトナーを該クリーニング装置から、耳障り音が抑制された状態で、簡単、安価に排出搬送することができ、それだけ支障なく画像形成できる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記第１の課題を解決するため、
搬送すべきトナーを収容するトナー容器と前記トナー容器に連設された筒状搬送路と、前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へ延びて前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へトナーを搬送するためのトナー搬送スクリューとを含んでおり、前記トナー搬送スクリューは、軸部と前記軸部に周設された螺旋部を含んでおり、前記軸部の、前記筒状搬送路とは反対側の端部が前記トナー容器に回転可能に片持ち支持されているトナー搬送装置であり、前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記筒状搬送路内に位置する部分は外周部に前記筒状搬送路の内壁面に接触摺動可能の突起部を有しており、
前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径は前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部の外径より大きく、
前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径と前記筒状搬送路の内壁面とのクリアランスは前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径と前記トナー容器の内壁面とのクリアランスより小さいトナー搬送装置を提供する。

本発明に係るトナー搬送装置は、上記のとおりの構造のものであるから、構造簡単、安価に済む。

本発明に係るトナー搬送装置によると、前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記筒状搬送路内に位置する部分は外周部に前記筒状搬送路の内壁面に接触摺動可能の突起部を有しており、従って前記螺旋部の外周部それ自身が全体的に前記筒状搬送路の内壁面に接触摺動するのではなく、少なくとも、該突起部のある部位で、該突起部が前記筒状搬送路の内壁面に接触摺動するだけであるから、
・ 前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路間の相互接触抵抗がそれだけ低減され、たとえ前記筒状搬送路内に未だトナーが搬入されていない状態でも、前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路との相互こすれ音の発生はそれだけ抑制される。
・ また、前記トナー搬送スクリューの回転トルクもそれだけ低減できる。
・ さらに、前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路内壁面との摺動発熱を低減でき、搬送対象トナーを再使用する場合、その熱劣化を抑制できる。また、トナーの熱溶融固着に起因するトナー搬送スクリューのロックを抑制できる。

また、本発明に係るトナー搬送装置によると、前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径は前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部の外径より大きく、前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径と前記筒状搬送路の内壁面とのクリアランスは前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径と前記トナー容器の内壁面とのクリアランスより小さいから、前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内での芯出しが確実化し、前記トナー搬送スクリューの螺旋部の前記トナー容器内の部分、さらに言えば、該トナー容器内のトナー搬送方向下流側の螺旋部端部の前記筒状搬送路の入口開口縁との接触が避けられ、両者が接触すれば発生するこすれ音発生が防止される。

なお、ここで、「前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部の外径」とは、該螺旋部が後述するようにその外周部に突起部等を有している場合は、該突起部等を含めた螺旋部全体の外径である。

本発明に係る前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記筒状搬送路内に位置する部分の外周部の前記突起部は、その螺旋部の部分のトナー搬送スクリュー長手方向の全体にわたりあらかじめ定めた間隔（ピッチ）で複数個設けてもよいし、部分的に設けてもよい。

いずれにしても、前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内での芯出しを確実化させ、前記トナー搬送スクリューの螺旋部の前記トナー容器内の部分の前記筒状搬送路の入口開口縁との接触を避けるうえで、少なくとも前記筒状搬送路内の筒状搬送路入口に隣り合う入口近傍部位において前記螺旋部の外周部にあらかじめ定めた間隔（ピッチ）で複数個形成する例を挙げることができる。

本発明に係るトナー搬送装置では、前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記トナー容器内に位置する部分は前記トナー容器の内壁面と接触摺動可能の突起部を間隔をおいて複数個有している。該突起部はあらかじめ定めた間隔（ピッチ）で有することができる。前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径は前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径より大きくしてある。

前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路内壁面との接触抵抗をより低減するために、前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内に位置する部分の外周部の前記突起部は前記筒状搬送路の内壁面に点接触摺動可能の突起部としてもよい。

同様の理由で、前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記トナー容器内に位置する部分の外周部の前記突起部は前記トナー容器の内壁面に点接触摺動可能の突起部としてもよい。

前記トナー搬送スクリューの例として、前記軸部と前記螺旋部とが一体的に形成されている合成樹脂製のトナー搬送スクリューを挙げることができる。

本発明に係るトナー搬送装置は、例えば、電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成できる画像形成装置において採用できる。
さらに言えば、例えば、像担持体上に形成されたトナー像が被転写体に転写される画像形成装置において、転写後像担持体上に残留するトナーをクリーニング装置で除去回収する場合に、該クリーニング装置から回収トナーを廃棄のため、或いは現像装置における再使用のために排出搬送することに採用できる。

このようなことから、本発明に係るトナー搬送装置として、例えば、電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成でき、前記トナー像を前記像担持体から被転写体に転写でき、前記転写後前記像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニング装置で除去回収できる画像形成装置において少なくとも一つの前記クリーニング装置から回収トナーを排出搬送するトナー搬送装置を挙げることができる。

本発明は前記第２の課題を解決するために、電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成でき、前記トナー像を前記像担持体から被転写体に転写でき、前記転写後前記像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニング装置で除去回収できる画像形成装置であり、少なくとも一つの前記クリーニング装置について、該クリーニング装置に回収されたトナーを該クリーニング装置から排出搬送するトナー搬送装置が設けられているとともに該トナー搬送装置は本発明に係るトナー搬送装置である画像形成装置を提供する。

この画像形成装置において前記トナー搬送装置により回収トナーが排出搬送される前記クリーニング装置は前記像担持体から除去回収したトナーを受け入れ収納するトナー収納容器を含んでおり、該トナー収納容器は前記トナー搬送装置の搬送対象トナーを収容する前記トナー容器を兼ねていてもよい。

いずれにしても、本発明に係る画像形成装置によると、少なくとも一つの前記クリーニング装置は、それに対して設けられているトナー搬送装置が本発明に係るトナー搬送装置であるから、該クリーニング装置に回収されたトナーを該クリーニング装置から、耳障り音が抑制された状態で、簡単、安価に排出搬送することができ、それだけ支障なく画像形成できる。

本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成でき、前記トナー像を前記像担持体から被転写体である記録シートに転写できる画像形成装置でもよく、前記像担持体上のトナー像を被転写体でもある（中間転写体と一般に呼ばれている）第２の像担持体に転写でき、該第２の像担持体（中間転写体）から記録シートに転写できる画像形成装置であってもよい。
後者の画像形成装置では、クリーニング装置は前記最初の像担持体に対しても、前記第２の像担持体に対しても設けられているのが一般的である。

また本発明に係る画像形成装置はモノクロ画像形成装置でも、カラー画像形成装置でもよい。

以上説明したように本発明によると、
搬送すべきトナーを収容するトナー容器と前記トナー容器に連設された筒状搬送路と、前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へ延びて前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へトナーを搬送するためのトナー搬送スクリューとを含んでおり、前記トナー搬送スクリューは、軸部と前記軸部に周設された螺旋部を含んでおり、前記軸部の、前記筒状搬送路とは反対側の端部が前記トナー容器に回転可能に片持ち支持されているトナー搬送装置であって次の利点を有するトナー搬送装置を提供することができる。
・ 簡単、安価に、前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路内壁面とのこすれ音を抑制できるとともに前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部と前記筒状搬送路の入口の開口縁とのこすれ音発生を防止できる。
・ 前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路内壁面との接触抵抗を低減でき、それだけ、トナー搬送スクリューの回転トルクを低減させることができ、今日の省エネルギーの要請に応えることができる。
・ 前記トナー搬送スクリューと前記筒状搬送路内壁面との摺動発熱を低減でき、搬送対象トナーを再使用する場合、その熱劣化を抑制できる。

また本発明によると、電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成でき、前記トナー像を前記像担持体から被転写体に転写でき、前記転写後前記像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニング装置で除去回収できる画像形成装置であって、少なくとも一つの前記クリーニング装置について、該クリーニング装置に回収されたトナーを該クリーニング装置から、耳障り音が抑制された状態で、簡単、安価に排出搬送することができ、それだけ支障なく画像形成できる画像形成装置を提供することができる。

画像形成装置の１例を概略的に示す図である。 図１の画像形成装置における感光体クリーニング装置の構成を感光体及び帯電器とともに示す図である。 図２のクリーニング装置の一部の、クリーニングブレード側から見た斜視図である。 図２のクリーニング装置の一部の、クリーニングブレード側から、かつ、クリーニングブレード及び上流シールを外して見た斜視図である。 図２のクリーニング装置の一部の内部構造、特にトナー搬送路の部分を示す図である。 図２のクリーニング装置におけるトナー搬送スクリューの一部の斜視図である。 トナー搬送スクリューの螺旋部の外周部の複数突起部の中心角度間隔を示す図である。 トナー搬送スクリューの他の例の一部の斜視図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及び本発明に係るトナー搬送装置の例について説明する。

図１は画像形成装置例の構成の概略を示している。
図１に示す画像形成装置は電子写真方式の画像形成装置である。
図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型のフルカラープリンタＰＲである。

プリンタＰＲは、駆動ローラ７１とこれに対向するローラ７２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト７（第２の像担持体でもある中間転写体の１例）を有している。転写ベルト７は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ７１により図中反時計方向（図中矢印方向）ＣＣＷに回される。中間転写ベルト７及びローラ７１，７２等は中間転写ユニット７０を構成している。

ローラ７２には転写ベルト７上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置７３が臨んでおり、駆動ローラ７１にはベルト７を間にして２次転写ローラ８が臨んでいる。クリーニング装置７３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて図示省略の廃棄容器へ送られる。

２次転写ローラ８の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ７１に支持された中間転写ベルト７の部分に押圧され、中間転写ベルト７との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト７の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録紙、オーバーヘッドプロジェクター用シート等の記録シートＳの移動に従動して、或いは図示省略の駆動部に駆動されて回転することができる。２次転写ローラ８には、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。

中間転写ベルト７及び２次転写ローラ８の上方には定着装置ＦＸが配置されており、下方にはタイミングローラ対ＴＲが配置されており、さらにその下方に、記録シートＳを収容した記録シート収容カセット９が配置されている。

定着装置ＦＸはハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録シート収容カセット９に収容された記録シートＳは、シート供給ローラ９１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対ＴＲへ供給することができる。

中間転写ベルト７を巻き掛けたローラ７１、７２の間には、転写ベルト７に沿って、ローラ７２からローラ７１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体（第１の像担持体の例）としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像装置４、クリーニング装置６及び除電装置Irがこの順序で配置されている。

各画像形成部の感光体１にはベルト７を間にして１次転写ローラ５が対向配置されている。１次転写ローラ５は、図示省略の押圧手段にて感光体１の方向へ押圧され、ベルト７に接触して従動回転するとともにベルト７を感光体１に接触させることができる。

１次転写ローラ５には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト７へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。

露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ、画像読取装置等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施し、静電潜像を形成できる。

各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。

各画像形成部における帯電器２は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。なお、帯電器２は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。

各画像形成部における現像装置４は、磁性キャリアと非磁性トナーを主成分とする所謂２成分現像剤を用いて、感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加される現像スリーブ或いは現像ローラ４１で反転現像することができる。
なお、現像装置は、トナーを主体とする所謂１成分現像剤を用いる１成分現像装置でもよい。

このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト７に１次転写する。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像スリーブ４１にて現像されて可視イエロートナー像となる。このイエロートナー像は１次転写ローラ５にて転写ベルト７上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ５には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。

同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト７に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト７に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト７に転写される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト７上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト７上に形成された多重トナー像は転写ベルト７の回動により２次転写ローラ８へ向け移動する。

一方、記録シートＳが記録シート収容カセット９からシート供給ローラ９１にて引き出され、タイミングローラ対ＴＲへ供給され、待機している。

このようにタイミングローラ対ＴＲのところで待機する記録シートＳは、中間転写ベルト７にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト７と２次転写ローラ８とのニップ部に供給される。多重トナー像は図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ８にて記録シートＳ上に２次転写される。

その後記録シートＳは定着装置ＦＸに通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録シートＳに定着される。記録シートＳはひき続き、排出ローラ対ＤＲにて排出トレイＴへ排出される。

トナー像のベルト７への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置６で除去回収され、２次転写によりベルト７上に残留する２次転写残トナー等は前記のとおりクリーニング装置７３で清掃される。クリーニング装置６に除去回収されたトナーも廃棄容器へ送られる。

クリーニング装置６についてさらに説明する。
一般的に言えば、感光体等の像担持体上の転写残トナーを除去回収するクリーニング装置は、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等のクリーニング部材により機械的に、或いはそのようなクリーニング部材による機械的除去と電界等による電気的除去とを組み合わせて、像担持体から転写残トナーを除去回収するものであるが、ここでのクリーニング装置６は、図２に示すように、クリーニングブレード６１により感光体１上の転写残トナー等を掻き取り除去するものである。

すなわち、クリーニング装置６は、クリーニングブレード６１と、ブレード６１にて除去される転写残トナー等を開口６３から受け入れ収納するトナー容器６４と、容器６４に連設された筒状搬送路６７と、トナー容器６４内から筒状搬送路６７内へ延びてトナー容器６４内から筒状搬送路６７内へトナーを搬送するためのトナー搬送スクリュー６２とを含んでいる。トナー容器６４、筒状搬送路６７及びトナー搬送スクリュー６２は、クリーニング装置６からトナーを排出搬送するトナー搬送装置を構成している。

図２に示すように、クリーニングブレード６１が感光体１に当接され、感光体１が図示省略の感光体駆動モータにより図中時計方向に回転駆動されることで、感光体１上の転写残トナー等がブレード６１に掻き取られ、トナー容器６４内に収納される。容器６４に収納されたトナーは、トナー搬送スクリュー６２の回転により、容器６４から筒状搬送路６７（図３、図４参照）へ排出搬送され、さらに筒状搬送路６７先端部のトナー廃棄口６７ａ（図３、図４参照）から図示省略のトナー廃棄容器或いはそれへつながったトナー搬送路へ廃棄される。

図３はクリーニング装置６の一部を、クリーニングブレード６１側から見た斜視図である。
トナー容器６４の開口６３の周辺には、図３に示すように、トナー漏れを防ぐために、上流シール６５とサイドシール６６が設けられており、サイドシール６６については、図３に示していないが、反対側（奥側）にも同様のシールが設けられており、これらのシールとクリーニングブレード６１を感光体1の表面に十分接触させ、開口６３の周囲の隙間を無くして、開口６３からのトナー漏れを防止している。

トナー搬送スクリュー６２についてさらに説明する。
図４はクリーニング装置６の一部を、クリーニングブレード６１側から、かつ、クリーニングブレード６１及び上流シール６５を外して見た斜視図である。図５はクリーニング装置６の一部の内部構造、特にトナー搬送路の部分を示す図である。図６はクリーニング装置６におけるトナー搬送スクリュー６２の一部の斜視図である。

トナー搬送スクリュー６２は、軸部６２ａと該軸部に周設された螺旋部６２ｂを含んでいる。螺旋部６２ｂは本例では螺旋羽根の形態のものである。トナー搬送スクリュー６２は、合成樹脂成形により軸部６２ａと螺旋羽根６２ｂが一体的に形成されている合成樹脂製のトナー搬送スクリューである。

図示の螺旋羽根６２ｂはトナー送り面及びその反対側の面に段差部、筋部等が形成されているが、これらは樹脂成形時に成形型により形成されたものである。このような段差部、筋部等は無くてもよい。成形型をより細かく分割形成しておく等により、このような段差部、筋部等を平滑化してもよい。

軸部６２ａの、筒状搬送路６７とは反対側の端部（図示省略）がトナー容器６４に回転可能にしっかりと片持ち支持されている。トナー搬送スクリュー６２の筒状搬送路６７側の端部は自由端部となっている。

軸部６２ａの、筒状搬送路６７とは反対側の端部はさらにトナー容器６４外へ突出し、該突出部分に駆動伝達ギア（図示省略）が設けられており、このギアが図示省略の伝動機構を介して感光体駆動モータにて回転駆動される。

トナー容器６４内のトナー搬送路６４ａはそこへトナーを導入するための、ここでは上方へ向け開いた開口を必要とするために、U字断面で構成されている。容器６４におけるトナー搬送路６４ａのトナー搬送方向下流側の端６４ｂは、トナーを導入するそのような上方へ向けられた開口を必要としないことと、トナー漏れを防止するために、前記の筒状搬送路６７に連続している。前記のトナー搬送路６４ａのトナー搬送方向下流側の端６４ｂは筒状搬送路６７の入口６４ｃでもある。このように容器６４のトナー搬送路６４ａの断面形状と筒状搬送路６７の断面形状（ここでは円形）とは異なっている。

図５に示されるように、筒状搬送路６７は、トナー容器６４等の製作の都合上、トナー容器６４と一体的に形成された部分６７１と、これに対して後付けされたパイプからなる部分６７２とからなっている。筒状搬送路部分６７１は、筒状搬送路入口６４ｃを含む部分であり、換言すれば、筒状搬送路６７における。その入口６４ｃ近傍の部分である。
筒状搬送路６７の後付けされた部分６７２の先端部に前記のトナー廃棄口６７ａが形成されている。

図5、図６において、Aは容器６４内のU字断面の搬送路６４аの長手方向範囲である。Bは筒状搬送路６７の部分６７１の長手方向範囲である。Cは搬送パイプで構成された筒状搬送路部分６７２の長手方向範囲である。

A、B、Cの範囲の各搬送路内径とトナー搬送スクリュー６２の螺旋部６２ｂの外径は、両者間に極わずかなクリアランス（０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度）を設けているが、トナー搬送スクリュー６２のトナー搬送方向下流側部分（トナー廃棄開口６７а近傍）が支持されていないため自由端となっている。仮に、この箇所を支持したとしても、トナー搬送スクリュー成形時のそりや、樹脂一体成形であるために剛性が十分でないことにより、トナー搬送スクリュー６２が自重で垂れ下がり、搬送路の内壁と搬送スクリュー６２の螺旋羽根６２ｂの外周部がこすれて回転する。

ここで問題になるのが、このままであると、搬送スクリュー乃至搬送路のどちらかが潤滑性材料で構成されていない場合、両者の摺動時に異常音が発生する。また、これ以外にも次のような問題がある。すなわち、容器６４内のU字断面の搬送路６４аと、容器６４と筒状搬送路６７の境界（AとBの境界）である筒状搬送路入口６４ｃにて、搬送スクリューが自由端になっているために該入口６４ｃの開口円の縁に搬送スクリュー６２の螺旋羽根６２ｂ外周部が引っかかり、こすれ音が発生する場合がある。この音はA側とB側の芯振れ量の違いによって発生度合いが変わる。

これらの問題を解決するために、トナー搬送スクリュー６２では、トナー搬送スクリュー６２の螺旋羽根６２ｂの筒状搬送路６７内に位置する部分は、図６に示すように、複数個の突起部６２ｃを有している。突起部６２cは筒状搬送路６７の内壁面に接触摺動可能の突起部であり、筒状搬送路内壁面との接触抵抗が低減されるように、ここでは、筒状搬送路内壁面に臨む自由先端が丸く形成され筒状搬送路内壁面に点接触可能に形成されている。

さらに説明すると、図５及び図６に示す例では、突起部６２ｃを、筒状搬送路６７内の筒状搬送路入口６４ｃに隣り合う入口近傍部位（範囲）Ｂ、換言すれば、筒状搬送路６７の部分６７１において、突起部６２ｃを螺旋羽根６２ｂの外周部に１２０度の中心角度間隔（図７参照）で複数個（ここでは３個）形成してある。

すなわち、Bの範囲の搬送路６７１のA側（入口６４ｃ）近傍の搬送スクリュー螺旋羽根６２ｂの外周に突起部６２ｃを複数設け、Bの範囲での搬送スクリュー６２の螺旋羽根６２ｂの突起部６２ｃを含む外径を、Aの範囲の螺旋羽根の外径より大きい寸法関係に設定してあり、これにより、入口６４ｃ付近での搬送スクリュー６２の芯出しを確実にでき、入口６４ｃの開口縁に搬送スクリュー６２の螺旋羽根６２ｂの外周部が引っかかることによるこすれ音の発生を防止している。

上記突起部６２ｃ等の具体例として次のものを挙げることができる。
すなわち、トナー搬送スクリュー６２の螺旋羽根６２ｂそれ自身の外径を８ｍｍに、突起部６２ｃを図５、図６及び図７に示すように１２０度の中心角度間隔で３個設け、各突起部６２ｃの高さを０．５ｍｍに、従って螺旋羽根６２ｂの該突起部６２ｃを含む外径を９ｍｍに設定し、筒状搬送路６７（部分６７１）の内壁面とのクリアランスを０．２ｍｍに設定し、従って筒状搬送路６７の内径を９．４ｍｍに設定する例を挙げることができる。

ここで重要なのは、クリアランスの設定で、クリアランスが0になると搬送スクリュー６２がロックしてしまうため、寸法ばらつきを考慮してできるだけ小さく設定するのが望ましい。前記Ｂ範囲の条件の場合、容器６４内のU字断面の搬送路６４аの長手方向範囲Aにおいては、搬送スクリュー６２の螺旋羽根６２ｂの外周を８ｍｍに、U字搬送路の内径を９．４ｍｍに設定する例を挙げることができる。

このように、Bの搬送路では搬送スクリュー６２とのクリアランスが０．２ｍｍで、Aの搬送路では搬送スクリュー６２とのクリアランスが０．７ｍｍとなり、Bの搬送路で搬送スクリュー６２の芯出しが行われるため、図５に示す入口６４ｃの開口円の縁に搬送スクリュー６２の螺旋外周部が当る寸法関係に無いため、回転時の異常音を防止できる。
なお、本発明は以上のような寸法関係に限定されるものではなく、Bの搬送路内の突起部を含む外径がAの搬送路内の螺旋部外径より大きい設計にすればよい。実験、実績等にて適正な寸法関係に設定すればよい。突起部６２ｃの長手方向の位置であるが、Bの搬送路内でも、できるだけAに近い図5の入口６４ｃ近傍に設けることが望ましい。

突起部６２ｃの螺旋部６２ｂの円周方向の配置についてさらに説明する。
筒状搬送路６７の部分６７１が円筒形態であるため、図7のように突起部６２ｃを螺旋部６２ｂの円周方向3等分の位置に3箇所配置するのが理想で、このような配置にすることで搬送スクリュー６２の芯出しができるが、搬送スクリュー６２の金型の割り構成でほぼ突起部位置と突起部形状が決まる。従って、金型の割り構成で適正な数と形状に設定すればよく、突起部の数と角度間隔に特段の限定はない。

図８はトナー搬送スクリュー６２の他の例（本発明に係るトナー搬送装置におけるトナー搬送スクリューの例）の一部の斜視図である。
図８のように搬送スクリュー６２の長手方向ほぼ全域にわたって、螺旋部６２ｂの外周部に突起部６２ｃをあらかじめ定めた間隔で複数個設けてもよい。

このように突起部６２ｃを全体的に複数設けることで、たとえ個々の突起部６２ｃのトナー搬送路側の形状が前記のように点接触可能なものでなくても、搬送スクリュー全体としては、A，B，C範囲のトナー搬送路の内壁面と突起部６２ｃが点接触で摺動しやすくなり、螺旋部６２ｂの外周とトナー搬送路との摺動抵抗を、これらが面接触する場合の摺動抵抗より低減でき、摺動時のこすれ音をそれだけ抑制することができる。また、摺動抵抗が低減することでトルク低減となり、結果として消費エネルギーの低減につながる。

突起部の高さであるが、Bの範囲の突起部を含む外径をAの範囲の突起部を含む外径より大きくして、Bの範囲とAの範囲の突起部高さを変えることで、図５で説明した入口６４ｃの開口円の縁に搬送スクリュー６２の螺旋部６２ｂの外周部がこすれる問題を解消できる。突起部は複数設ければよいが、数及び位置は前記のものに限定されない。突起形状については、トナー搬送路との接触抵抗を低減するうえで、トナー搬送路と接触する側の形状を既述のとおりトナー搬送路と点接触する形状としてもよく、例えば、突起部の稜線にR付けを行ってもよい。

本発明に係るトナー搬送装置は中間転写ベルト７のクリーニング装置７３から廃トナーを排出搬送すること等にも適用できる。
また、本発明は複写機、ファクシミリ機、複合機等の画像形成装置にも適用でき、カラー画像形成装置だけでなく、モノクロ画像形成装置にも適用できる。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置等において、例えば像担持体から転写残トナーを除去回収するクリーニング装置からトナーを排出搬送することに採用できるトナー搬送装置であって、簡単、安価に、耳障り音を抑制して運転できる等の利点を有するトナー搬送装置を提供することに利用できる。

ＰＲ プリンタ
Ｓ 記録シート
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像装置
５ 転写ローラ
６ クリーニング装置
６１ クリーニングブレード
６２ トナー搬送スクリュー
６２а 軸部
６２ｂ 螺旋部
６２ｃ 突起部
６３ 容器開口
６４ トナー容器
６４ ａ トナー搬送路
６４ｂ 容器６４のトナー搬送路６４аの端
６４ｃ 筒状搬送路の入口
６５ 上流シール
６６ サイドシール
６７ 筒状搬送路
６７１ 搬送路６７の部分
６７２ 搬送路６７の部分
６７а トナー廃棄口
７ 定着装置
ＴＲ タイミングローラ

Claims (7)

1. 搬送すべきトナーを収容するトナー容器と前記トナー容器内に連続する筒状搬送路と、前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へ延びて前記トナー容器内から前記筒状搬送路内へトナーを搬送するためのトナー搬送スクリューとを含んでおり、前記トナー搬送スクリューは、軸部と前記軸部に周設された螺旋部を含んでおり、前記軸部の、前記筒状搬送路とは反対側の端部が前記トナー容器に回転可能に片持ち支持されているトナー搬送装置であり、前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記筒状搬送路内に位置する部分は外周部に前記筒状搬送路の内壁面に接触摺動可能の突起部を有しており、
   前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記トナー容器内に位置する部分は前記トナー容器の内壁面と接触摺動可能の突起部を間隔をおいて複数個有しており、
   前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径は前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部の外径より大きく、
   前記トナー搬送スクリューの前記筒状搬送路内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径と前記筒状搬送路の内壁面とのクリアランスは前記トナー搬送スクリューの前記トナー容器内に位置する部分の螺旋部の前記突起部を含む外径と前記トナー容器の内壁面とのクリアランスより小さいことを特徴とするトナー搬送装置。
2. 前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記筒状搬送路内に位置する部分の外周部の前記突起部は、少なくとも前記筒状搬送路内の筒状搬送路入口に隣り合う入口近傍部位において前記螺旋部の外周部に間隔をおいて複数個形成されている請求項１記のトナー搬送装置。
3. 前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記筒状搬送路内に位置する部分は、トナー搬送スクリュー長手方向の全体にわたり、間隔をおいて前記突起部を複数個有しており、前記トナー搬送スクリューの前記螺旋部の前記トナー容器内に位置する部分は、トナー搬送スクリュー長手方向の全体にわたり、間隔をおいて複数個の前記突起部を有している請求項１又は２記載のトナー搬送装置。
4. 前記トナー搬送スクリューは、前記軸部と前記螺旋部とが一体的に形成されている合成樹脂製のトナー搬送スクリューである請求項１から３のいずれか１項に記載のトナー搬送装置。
5. 電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成でき、前記トナー像を前記像担持体から被転写体に転写でき、前記転写後前記像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニング装置で除去回収できる画像形成装置において少なくとも一つの前記クリーニング装置から回収トナーを排出搬送するトナー搬送装置である請求項１から４のいずれか１項に記載のトナー搬送装置。
6. 電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成でき、前記トナー像を前記像担持体から被転写体に転写でき、前記転写後前記像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニング装置で除去回収できる画像形成装置であり、少なくとも一つの前記クリーニング装置について、該クリーニング装置に回収されたトナーを該クリーニング装置から排出搬送するトナー搬送装置が設けられているとともに該トナー搬送装置は請求項１から５のいずれか１項に記載のトナー搬送装置であることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記トナー搬送装置により回収トナーが排出搬送される前記クリーニング装置は前記像担持体から除去回収したトナーを受け入れ収納するトナー収納容器を含んでおり、該トナー収納容器は前記トナー搬送装置の搬送対象トナーを収容する前記トナー容器を兼ねている請求項６記載の画像形成装置。