JP5949087B2 - 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、フレキシブルスクリュを用いた粉体搬送装置の改良に関し、より詳しくは、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置の像担持体表面から回収された廃トナーを搬送するトナー搬送装置に好適な粉体搬送装置の改良に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に現像されたトナー像を、記録紙又は一次転写部材等の転写媒体に転写することにより、画像形成を行っている。転写媒体にトナー像を転写した後の感光体表面に残留した転写残トナーは、感光体に押し当てられたクリーニングブレードにより掻き取られる。掻き取られた廃トナーは、例えば特許文献１に示すようなコイルスクリュにて、廃トナーボックスまで搬送される。

ここで、図を用いて従来の廃トナー搬送方法について詳しく説明する。図１０は、電子写真方式の画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの概略断面図である。
図示するプロセスカートリッジ３００は、潜像を担持する感光体３０１と、感光体３０１上の潜像を現像してトナー像を形成する現像ローラ３０３と、トナー像を記録紙又は一次転写部材等の転写媒体に転写した後に感光体３０１上に残留する転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード３０５と、クリーニングブレード３０５により掻き取られた廃トナーを搬送するフレキシブルスクリュ３０７と、フレキシブルスクリュ３０７により搬送された廃トナーを収容する廃トナーボックス３０９と、を備える。
電子写真方式の画像形成プロセスでは、画像形成装置本体に設けられた駆動装置（不図示）により感光体３０１が矢印Ａ方向に回転し、表面の感光層が帯電ローラ３１１により一様な高電位に帯電（初期化）される。一様帯電された感光体３０１の感光層は、不図示の露光装置からのレーザ光Ｌにより画像データに基づいて選択的に露光され、この露光により電位の減衰した低電位部と、帯電ローラ３１１の初期化による高電位部とから構成される静電潜像が形成される。静電潜像の低電位部（又は高電位部）が現像ローラ３０３との対向位置にくると、表面にトナー薄層を形成した現像ローラ３０３からトナーが転移されてトナー像が形成（現像）される。
転写部３１３においてトナー像が転写媒体に転写された後、感光体３０１に突き当てられたクリーニングブレード３０５によって感光体３０１の表面に残留する転写残トナーがクリーニングされ、不図示の除電装置によって感光体３０１表面の残留電荷が除去され、次のトナー像の形成に備えられる。クリーニングブレード３０５によって掻き取られた廃トナーは、フレキシブルスクリュ３０７によって、トナーホッパ３１５の上部に配置された廃トナーボックス３０９へ搬送される。

図１１は、図１０に示すプロセスカートリッジの感光体周辺の部分拡大図である。
フレキシブルスクリュ３０７は、エラストマーゴム等で成型された柔軟性のあるスクリュであり、可撓性を有するフレキシブル回転軸３０７ａと、フレキシブル回転軸３０７ａの外周面に螺旋状に固定された搬送羽根３０７ｂとを備えている。トナー搬送用部材として柔軟性を有するフレキシブルスクリュ３０７を使用することで、図１０のように感光体３０１から転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード３０５部分と、廃トナーを収容する廃トナーボックス３０９とが上下に分かれて配置されているようなプロセスカートリッジ３００においても、単一のスクリュで搬送を行うことができ、廃トナー搬送路の設計自由度が格段に向上する。

しかし、フレキシブルスクリュ３０７は、剛性を有する通常のトナー搬送スクリュに比べて撓みが大きくなってしまうという問題がある。例えば図１１に示すように、感光体フレーム３１７によるフレキシブルスクリュ３０７の包囲面積が少ない場合、フレキシブルスクリュ３０７の回転時にトルクがかかり、矢印ｘのようにフレキシブル回転軸３０７ａが偏心しながら回転してしまうことがある。このようにフレキシブル回転軸３０７ａが矢印ｘのように往復移動しながら回転すると、フレキシブルスクリュ３０７′のように感光体３０１に接触して感光体３０１に傷をつけて画像不良を引き起こしたり、或いは、感光体フレーム３１７に定期的に接触することで異常音が発生するといった問題が発生する。

フレキシブル回転軸３０７ａの偏心を抑制するためには、例えば図１１に示す感光体フレーム３１７′のように、フレキシブルスクリュ３０７の包囲範囲を拡大するように感光体フレームを突出形成することが有効である。しかし、フレキシブルスクリュ３０７の包囲範囲を拡大すると、フレキシブルスクリュ３０７への廃トナーの入口となる部分の面積が狭くなったり、或いは搬送待機状態の廃トナーが一次的に貯留される緩衝部としての廃トナーバッファ部分が減少してしまい、多量の廃トナーが短時間で発生した場合にトナー詰まりを起こしやすくなるという問題がある。

図１２は、フレキシブルスクリュの回転軸の偏心を抑制する他の従来例について説明するための図である。
図示するように、フレキシブルスクリュ３０７の回転軸の偏心を抑制するには、フレキシブルスクリュ３０７の搬送羽根３０７ｂの軸方向中間部の一部分を除去し、感光体フレーム３１７から伸ばしたリブ３１９にてフレキシブル回転軸３０７ａを回転自在に支持する方法がある。しかし、この方法では、搬送羽根３０７ｂが中途で切断された形状となることから、リブ３１９周辺にて廃トナーの詰まりが発生しやすくなるという問題がある。
また、特許文献１のように、螺旋状のスクリュを剛性のある回転軸に巻き付けて固定することによっても、スクリュの偏心を抑制することができる。しかしながら、回転軸の剛性を高めると、廃トナー搬送路の設計自由度が低下するという問題がある。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、フレキシブルスクリュの偏心を防止することにより、異常音、感光体表面への傷、感光体表面の傷による画像不良、及び廃トナーの詰まりによるクリーニング不良の発生を防止可能な粉体搬送装置、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を目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、粉体を搬送する搬送経路と、該搬送経路内に配置された可撓性を有するフレキシブル回転軸、及び該フレキシブル回転軸の外周部に螺旋状に固定された搬送羽根を有し、回転することにより前記搬送経路内の粉体を所定方向に搬送するフレキシブルスクリュと、を備えた粉体搬送装置であって、前記フレキシブルスクリュの偏心を抑制する螺旋状の規制羽根を有する規制スクリュを備え、該規制スクリュの径方向に突出する各山部が、径方向に突出する前記フレキシブルスクリュの各山部間に位置する各谷部内に挿入されていることを特徴とする。

本発明によれば、フレキシブルスクリュの位置を規制するスクリュをフレキシブルスクリュに隣接して配置すること、具体的には、規制スクリュの径方向に突出する各山部を、径方向に突出するフレキシブルスクリュの各山部間に位置する各谷部内に挿入することで、フレキシブルスクリュの回転位置を安定させることができるので、フレキシブルスクリュの偏心による異常音、感光体表面への傷、感光体表面の傷による画像不良、及び廃トナーの詰まりによるクリーニング不良の発生を防止することができる。

本発明に関わる画像形成装置の概略構成の一例を示した断面図である。 本発明に関わるプロセスカートリッジの概略断面図である。 本発明に関わるプロセスカートリッジの感光体周辺を拡大して示した概略断面図である。 図３に示す第一の実施形態に係る粉体搬送装置部分の軸方向の状態を示した概略図である。 図４の規制スクリュ部分の拡大図である。 本発明の第二の実施形態に係る粉体搬送装置を示す図であり、粉体搬送装置部分の軸方向の状態を示した概略図である。 第三の実施形態に係る粉体搬送装置を示す図であり、（ａ）は感光体周辺を拡大して示した概略断面図であり、（ｂ）はフレキシブルスクリュと規制スクリュの軸方向の状態を示した概略図である。 本発明に関わるプロセスカートリッジの感光体周辺を拡大して示した概略断面図である。 図８に示す第四の実施形態に係る粉体搬送装置部分の軸方向の状態を示した概略図である。 従来のプロセスカートリッジの概略断面図である。 図１０に示すプロセスカートリッジの感光体周辺の部分拡大図である。 フレキシブルスクリュの回転軸の偏心を抑制する他の従来例について説明するための図である。

本発明に係る粉体搬送装置は、廃トナー（粉体）を搬送する搬送経路と、搬送経路内に配置された可撓性を有するフレキシブル回転軸、及びフレキシブル回転軸の外周部に螺旋状に固定された搬送羽根を有し、回転することにより搬送経路内の粉体を所定方向に搬送するフレキシブルスクリュと、を有し、フレキシブルスクリュの偏心を抑制する螺旋状の規制羽根を有する規制スクリュがフレキシブルスクリュに隣接して配置されている点に特徴がある。
即ち、本発明に係る粉体搬送装置は、感光体から掻き取られた廃トナーを、フレキシブルスクリュを用いて廃トナーボックスへ搬送する際に、稼働時のトルクによってフレキシブルスクリュが偏心する箇所に、その位置を規制する規制スクリュを配置することで、フレキシブルスクリュの外周部を包囲することなく、その偏心を防ぐものである。
以下、本発明の詳細について、図面を用いて具体的に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

本発明に関わる電子写真方式の画像形成装置の一例について説明する。図１は、本発明に関わる画像形成装置の概略構成の一例を示した断面図である。
画像形成装置１００は、筐体１０１の略中央部にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色毎に、４つのプロセスカートリッジ２００（２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋ）が並列に配置されている。プロセスカートリッジ２００の上方には、各プロセスカートリッジ２００に収容されたドラム状の感光体２０１（２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｋ）に潜像を形成するための露光装置１０３が配置されている。プロセスカートリッジ２００の下方には、複数の支持ローラ１０５に巻き掛けられた中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７の図中右側には、中間転写ベルト１０７から記録媒体Ｐにトナー像を転写する二次転写ユニット１０９と、トナー像転写後の中間転写ベルト１０７を清掃する中間転写体クリーニング装置１１１が配置されている。
中間転写ベルト１０７の下方には、中間転写体クリーニング装置１１１によって中間転写ベルト１０７からクリーニングされた廃トナーを回収する廃トナー回収容器１１３が配置されている。また、廃トナー回収容器１１３の下方には、記録媒体Ｐを積載・収容する給紙カセット１１５が配置されている。給紙カセット１１５の搬送方向下流には、記録媒体Ｐを給送する給紙ローラ１１７と、給紙ローラ１１７にて給紙された記録媒体Ｐを二次転写ユニット１０９へと搬送する搬送ローラ対１１９と、二次転写ユニット１０９にて転写されたトナー像を熱定着する定着装置１２１と、記録媒体Ｐを画像形成装置１００外に排出する排出ローラ対１２３と、を備えている。

プロセスカートリッジについて説明する。図２は、本発明に関わるプロセスカートリッジの概略断面図である。各プロセスカートリッジは、形成するトナー像の色が異なるだけで、内部構成や作用等は全て同一であるので、以下、各プロセスカートリッジを区別することなく説明する。
プロセスカートリッジ２００は、露光装置１０３によって形成された潜像を担持する感光体２０１と、感光体２０１上の潜像を現像してトナー像を形成する現像ローラ２０３と、トナー像を中間転写ベルトに転写した後に感光体２０１上に残留する転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード２０５と、クリーニング後の感光体２０１表面を一様に帯電させる帯電ローラ２０７と、を備えている。
また、プロセスカートリッジ２００は、クリーニングブレード２０５によって掻き取られた廃トナーを搬送するフレキシブルスクリュ１５、及びフレキシブルスクリュ１５に隣接配置されて、フレキシブルスクリュ１５の偏心を抑制する規制スクリュ２１を備えた粉体搬送装置１と、粉体搬送装置１によって搬送された廃トナーを収容する廃トナーボックス２０９と、を備えている。廃トナーボックス２０９は、現像ローラ２０３に供給するトナー及び現像剤を収容するトナーホッパ２１１上に配置されている。

上記、画像形成装置１００における電子写真方式の画像形成プロセスでは、感光体２０１が画像形成装置本体に設けられた駆動装置（いずれも不図示）により矢印Ａ方向に回転し、表面の感光層が帯電ローラ２０７により一様な高電位に帯電（初期化）される。一様帯電された感光体２０１の感光層は、露光装置１０３からのレーザ光Ｌにより画像データに基づいて選択的に露光され、この露光により電位の減衰した低電位部と、帯電ローラ２０７の初期化による高電位部とから構成される静電潜像が形成される。
次いで、静電潜像の低電位部（又は高電位部）が現像ローラ２０３との対向位置にくると、表面にトナー薄層を形成した現像ローラ２０３からトナーが転移されてトナー像を形成（現像）する。各プロセスカートリッジ２００にて形成された色毎のトナー像が、一次転写部１０７ａにおいて順次中間転写ベルト１０７に転写され、中間転写ベルト１０７上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像が形成される。
トナー像が中間転写ベルト１０７に転写された後、感光体２０１に突き当てられたクリーニングブレード２０５によって感光体２０１の表面に残留する転写残トナーがクリーニングされ、不図示の除電装置によって感光体２０１表面の残留電荷が除去され、次のトナー像の形成に備えられる。クリーニングブレード２０５によって掻き取られた廃トナーは、粉体搬送装置１によって、トナーホッパ２１１の上部に配置された廃トナーボックス２０９へ搬送される。
他方、給紙カセット１１５から給紙ローラ１１７によって給紙された記録媒体Ｐは、搬送ローラ対１１９によって下流側へと搬送され、中間転写ベルト１０７と二次転写ユニット１０９とが形成するニップ部に到達する。このニップ部において、トナー像が中間転写ベルト１０７から転写され、さらに搬送方向下流側に配置された定着装置１２１へ導かれてトナー像が熱定着され、排出ローラ対１２３によって画像形成装置１００外に排出される。

〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態に係る粉体搬送装置について説明する。図３乃至図５は、本発明の一実施形態に係る粉体搬送装置について説明する図である。図３は、本発明に関わるプロセスカートリッジの感光体周辺を拡大して示した概略断面図である。図４は、図３に示す第一の実施形態に係る粉体搬送装置部分の軸方向の状態を示した概略図である。図４においては、クリーニングブレードの記載を省略している。図５は、図４の規制スクリュ部分の拡大図である。
粉体搬送装置１は、感光体２０１から掻き取られた廃トナー（粉体）を搬送する搬送経路１１と、搬送経路１１内に配置されて可撓性を有し、回転することにより搬送経路１１内の粉体を所定方向に搬送するフレキシブルスクリュ１５と、フレキシブルスクリュ１５に隣接配置されてフレキシブルスクリュ１５の偏心を抑制する規制スクリュ２１と、を備えている。

搬送経路１１は、感光体２０１に隣接すると共に感光体２０１の軸方向に延びる第一搬送経路１１ａと、感光体２０１の軸方向一端部側から他端部側に移送された廃トナーを図２に示す廃トナーボックス２０９に向けて搬送する第二搬送経路１１ｂとを備えている。第一搬送経路１１ａは、感光体２０１、及びクリーニングブレード２０５等を収容する感光体フレーム２１３の一部に形成された凹所であり、感光体２０１側が開放されるとともに感光体２０１の軸方向に添って伸びている。第一搬送経路１１ａの感光体２０１側は、感光体２０１から掻き取られた廃トナーを受け入れるとともに、搬送前の廃トナーが一時的に貯留される廃トナー回収部１３である。また、第二搬送経路１１ｂは中空筒状の搬送管から構成されている。

フレキシブルスクリュ１５は、搬送経路１１内に配置されている。より具体的には、第一搬送経路１１ａと第二搬送経路１１ｂの双方に跨がって単一のフレキシブルスクリュ１５が配置されている。第一搬送経路１１ａ内のフレキシブルスクリュ１５部分は、感光体フレーム２１３と感光体２０１との間に位置している。フレキシブルスクリュ１５は、エラストマーゴム等で成型された柔軟性のあるスクリュであり、可撓性を有するフレキシブル回転軸１７と、フレキシブル回転軸１７の外周面に螺旋状に固定された搬送羽根１９とを備えている。
廃トナー搬送手段としてフレキシブルスクリュ１５を使用しているので、搬送経路１１が中間部において屈曲しているような場合や、感光体２０１周辺の廃トナー回収部１３と廃トナーボックス２０９とが離間配置されているような場合であっても、一本のスクリュを用いてトナーを搬送することができ、搬送経路の設計の自由度が格段に向上する。

規制スクリュ２１は、フレキシブルスクリュ１５よりも感光体２０１寄りの第一搬送経路１１ａ内に配置されている。言い換えれば、規制スクリュ２１は、フレキシブルスクリュ１５と感光体２０１との間に配置されている。また、規制スクリュ２１は、第一搬送経路１１ａの廃トナー回収部１３を回避した部位に位置している。規制スクリュ２１は、フレキシブルスクリュ１５と並行して配置されており、フレキシブルスクリュ１５が変形した場合にフレキシブルスクリュ１５に接触して、その移動範囲を規制することで、フレキシブルスクリュ１５の感光体２０１への接触を防止する。
規制スクリュ２１は、少なくとも感光体２０１の軸方向中央部付近に設置されていることが望ましい。感光体２０１の軸方向中央部付近は、第一搬送経路１１ａ内においてフレキシブルスクリュ１５の撓みが大きくなる部分であり、この部分におけるフレキシブルスクリュ１５の移動範囲を規制することで、効果的に偏心を抑制することができる。また、第一搬送経路１１ａ内に位置するフレキシブルスクリュ１５部分の軸方向長よりも短い規制スクリュ２１を、フレキシブルスクリュ１５の軸方向に複数配置してもよい。この場合、より効果的に偏心を抑制することができる。

規制スクリュ２１は、規制回転軸２３及び規制回転軸２３の外周部に螺旋状に固定された規制羽根２５を備えている。規制羽根２５の回転中心となる規制回転軸２３は、感光体フレーム２１３の適所に回転自在に支持されている。規制スクリュ２１は、フレキシブルスクリュ１５に接触して従動回転する構成としても良いし、フレキシブルスクリュ１５の駆動源（モータ）と同一の駆動源からギア等を介して回転駆動力を得るようにしてもよいし、フレキシブルスクリュ１５の駆動源とは異なる駆動源から回転駆動力を得るようにしてもよい。
なお、規制スクリュ２１によってフレキシブルスクリュ１５を安定的に支持するためには、規制スクリュ２１の規制羽根２５は少なくとも一回転分、言い換えれば、少なくとも規制回転軸２３周りに３６０度分の規制羽根２５を形成することが必要である。

規制スクリュ２１は、フレキシブルスクリュ１５が変形した場合に接触してフレキシブルスクリュ１５から負荷を受けるため、フレキシブルスクリュ１５よりも剛性の高い材料、例えばフレキシブルスクリュ１５よりも硬質な樹脂等にて成形し、規制スクリュ２１の撓みを防止する。

フレキシブルスクリュ１５と規制スクリュ２１は、夫々の回転軸から径方向に突出した羽根部分（山部）と、軸方向に隣接する羽根部分（山部）間に位置し、回転軸が露出した谷部とを有している。即ち、フレキシブルスクリュ１５は、その軸方向に沿って交互に谷部１５ａと山部１５ｂを有し、また、規制スクリュ２１は、その軸方向に沿って交互に谷部２１ａと山部２１ｂを有している。
規制スクリュ２１の各谷部２１ａ内には、夫々フレキシブルスクリュ１５の各山部１５ｂが挿入され、規制スクリュ２１の各山部２１ｂは、夫々フレキシブルスクリュ１５の各谷部１５ａ内に挿入されている。即ち、規制回転軸２３に対してスパイラル状に連続形成された規制羽根２５は、スパイラル状に連続するフレキシブル回転軸１７の露出部分、即ち、軸方向に隣接する搬送羽根１９間に挿入されている。
ここで、規制スクリュ２１の規制羽根２５の螺旋の向きは、フレキシブルスクリュ１５の搬送羽根１９の螺旋の向きとは逆向きに設定されている。また、規制羽根２５のピッチは、搬送羽根１９のピッチと同一に設定されている。この場合、規制スクリュ２１の単位時間あたりの回転数をフレキシブルスクリュ１５の単位時間あたりの回転数と同一にすることで、規制羽根２５と搬送羽根１９とが接触しにくくなり、双方の羽根をスムーズに回転させることが可能となる。
また、規制スクリュ２１の回転方向をフレキシブルスクリュ１５の回転方向に対してウィズ方向、即ち、規制スクリュ２１がフレキシブルスクリュ１５に接触した時に同方向となるように回転させることで、フレキシブルスクリュ１５と規制スクリュ２１による廃トナーの搬送方向を同一方向にすることができる。従って、規制スクリュ２１を隣接配置したフレキシブルスクリュ１５部分における廃トナーの搬送性が低下せず、廃トナー詰まりを発生し難くすることができる。
さらに、規制スクリュ２１とフレキシブルスクリュ１５とを、接触時に同方向となるように回転させることで、規制羽根２５がフレキシブル回転軸１７に接触したときのフレキシブル回転軸１７への傷の発生を抑制することが可能となる。
また、フレキシブルスクリュ１５が変形していない状態においても、フレキシブルスクリュ１５が感光体フレーム２１３に触れない範囲で、規制スクリュ２１がフレキシブルスクリュ１５に接触する位置に規制スクリュ２１を配置することで、フレキシブルスクリュ１５の回転をより安定させることができる。この場合には、規制スクリュ２１をフレキシブルスクリュ１５に接触させて従動回転（連れ回り）させることができる。従って、規制スクリュ２１を回転させるための回転モータ等の駆動源が不要となり、粉体搬送装置１を小型化することができる。

規制羽根２５の径方向長は、搬送羽根１９の径方向長よりも長くなるように、言い換えれば、『規制羽根外径−規制回転軸直径＞搬送羽根外径−フレキシブル回転軸直径』となるように設定することが望ましい。このように設定することで、規制スクリュ２１の規制羽根２５の外周部分が、フレキシブル回転軸１７の表面に接触するようになり、規制スクリュ２１とフレキシブルスクリュ１５が接触した時の、搬送羽根１９の変形を防止することができる。特に、エラストマーゴムなどで回転軸と羽根とが一体成形されたフレキシブルスクリュ１５の場合には、搬送羽根１９部分の強度が弱いため、搬送羽根１９が規制スクリュ２１と接触しないようにし、その変形を防止することが望ましい。

なお、規制羽根２５の螺旋の向きと搬送羽根１９の螺旋の向きとを同一方向とし、規制スクリュ２１とフレキシブルスクリュ１５とをアゲインスト回転、即ち、規制回転軸２３とフレキシブル回転軸１７の回転方向が同一方向となるように回転させることも可能である。この場合、廃トナーの搬送方向を同一方向にすることができるが、規制スクリュ２１がフレキシブルスクリュ１５に接触した時に接触面の移動方向が互いに反対向きとなる回転方向であるので、規制スクリュ２１とフレキシブルスクリュ１５を同一又は別個の駆動源により回転駆動させる必要がある。

以上のように、本実施形態によれば、搬送管等によって外周部が包囲されていない部分を有するフレキシブルスクリュに関し、稼働時のトルクによってフレキシブル回転軸が偏心してしまう箇所に、フレキシブルスクリュの位置を規制する規制スクリュを配置したので、フレキシブルスクリュの偏心を抑制することができる。
フレキシブルスクリュの偏心を抑制してその位置を規制することで、フレキシブル回転軸が撓むことによって搬送羽根が感光体フレームや感光体に定期的に接触することによる異音の発生や、接触によって発生する感光体表面への傷、及び感光体の表面傷による異常画像を防止することができる。
また、フレキシブルスクリュの位置を規制する規制部材として螺旋状の羽根を有する規制スクリュを設置したので、廃トナー搬送量の減少を防止し、廃トナー詰まりによるクリーニング不良を防ぐことができる。また、フレキシブルスクリュの外周部を包囲しなくてもフレキシブルスクリュの偏心を抑制することができるので、廃トナー回収部における廃トナーバッファ量の減少が無く、廃トナー詰まりによるクリーニング不良を防ぐことができる。

〔第二の実施形態〕
本発明の第二の実施形態に係る粉体搬送装置について説明する。図６は、本発明の第二の実施形態に係る粉体搬送装置を示す図であり、粉体搬送装置部分の軸方向の状態を示した概略図である。第一の実施形態と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態においては、規制スクリュの軸方向長を第一の実施形態の規制スクリュよりも長くした点に特徴がある。

本実施形態の粉体搬送装置２における規制スクリュ３１は、規制回転軸３３及び規制回転軸３３の外周部に螺旋状に固定された規制羽根３５を備えている。規制スクリュ３１の軸方向長は、クリーニングブレード２０５の長手方向長（感光体２０１及び規制スクリュ３１の軸方向に沿った長さ）よりも長く設定されている。ここで、フレキシブルスクリュ１５側へと流入する廃トナーは、感光体２０１からクリーニングブレード２０５によって掻き取られたものである。つまり、クリーニングブレード２０５の長手方向長に相当する部分において、廃トナーが発生する。従って、クリーニングブレード２０５に隣接した部位のフレキシブルスクリュ１５部分が、廃トナーからの負荷を受けて偏心しやすい箇所である。
そこで、本実施形態においては、少なくともクリーニングブレード２０５と隣接する部分に規制スクリュ３１を設ける。また、規制スクリュ３１の長さは、クリーニングブレード２０５の長手方向長よりも長く、即ち、規制スクリュ３１の軸方向両端に位置する山部３１ｂ間の間隔を、クリーニングブレード２０５の長手方向長よりも長く設定する。
このように、規制スクリュ３１を配置することで、フレキシブルスクリュ１５の偏心を効果的に抑制し、その回転を安定させることができる。さらに、第一の実施形態と同様に、規制スクリュ３１による廃トナー搬送方向をフレキシブルスクリュ１５による廃トナー搬送方向とを同一方向とすることで、フレキシブルスクリュ１５のみを設けた場合に比べて、より多くの廃トナーを搬送することができる。また、規制スクリュ３１を隣接して配置した部位の単位時間あたりの廃トナー搬送量が増大するので、少なくとも第一搬送経路１１ａにおける廃トナー搬送量及び性能を高めることができる。

ここで、上記構成を採用した場合、第一搬送経路１１ａ側の廃トナー搬送能力の増大に対して、第二搬送経路１１ｂ側の廃トナー搬送能力が追いつかず、廃トナー詰まりが発生する虞がある。そこで、本実施形態においては、第一搬送経路１１ａ内のフレキシブルスクリュ１５（規制スクリュ３１を隣接して配置した規制部位）のピッチａと、第二搬送経路１１ｂ内のフレキシブルスクリュ１５（規制スクリュ３１を隣接して配置していない非規制部位）のピッチｂとの関係を、ｂ＞ａとなるように設定し、第二搬送経路１１ｂ側の廃トナー搬送能力を高めることが望ましい。
また、図示するように、フレキシブルスクリュ１５は、軸方向一端部にフレキシブルスクリュギヤ３７を備えている。なお、フレキシブルスクリュ１５の軸方向他端部側には廃トナーボックス２０９が配置されている（図２参照）。規制スクリュ３１は、その軸方向一端部に規制スクリュギヤ３９を備えており、規制スクリュギヤ３９とフレキシブルスクリュギヤ３７が、噛み合っている。即ち、規制スクリュ３１は、規制スクリュギヤ３９を介してフレキシブルスクリュギヤ３７から駆動力を得ており、フレキシブルスクリュ１５の駆動源（モータ）と同一の駆動源から駆動力を得る構成である。このように、規制スクリュ３１がフレキシブルスクリュ１５との連れ回りではなく、駆動力を得て回転するので、廃トナー量が多い場合であっても、安定して廃トナーを搬送することができる。

〔第三の実施形態〕
本発明の第三の実施形態に係る粉体搬送装置について説明する。図７は、第三の実施形態に係る粉体搬送装置を示す図であり、（ａ）は感光体周辺を拡大して示した概略断面図であり、（ｂ）はフレキシブルスクリュと規制スクリュの軸方向の状態を示した概略図である。上記実施形態と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
上述の各実施形態においては、規制スクリュが規制回転軸を有する構成、即ち有軸のスクリュの例を示したが、図７に示すように、規制スクリュを規制回転軸を有さない構成、即ち無軸のスクリュとしてもよい。
図示するように、粉体搬送装置３の規制スクリュ４１は、螺旋状の規制羽根４５を備えている。規制羽根４５の径方向中央部には、規制スクリュ４１の軸方向一端部から他端部にかけて連続的に貫通形成された中空部４３を有している。規制スクリュ４１は、規制羽根４５を固定する規制回転軸を有しておらず、上記実施形態において規定回転軸に相当する部位が中空部４３となっている。
規制回転軸に相当する部位を中空部４３とし、規制スクリュ４１を無軸のスクリュとすることで、規制スクリュ４１の外径を小さくし、粉体搬送装置３を小型化することができる。即ち、フレキシブルスクリュ１５と規制スクリュ４１に関し『搬送羽根１９の径方向長＜規制羽根４５の径方向長＋中空部４３の直径』となるように設定すれば、規制羽根４５がフレキシブル回転軸１７に接触したときに、搬送羽根１９と規制スクリュ４１とが緩衝せず、フレキシブルスクリュ１５の偏心を防止することができる。また、規制スクリュ４１を無軸とすることで、廃トナー搬送量を増大させることができる。

〔第四の実施形態〕
本発明の第四の実施形態に係る粉体搬送装置について図８、及び図９に基づいて説明する。図８は、本発明に関わるプロセスカートリッジの感光体周辺を拡大して示した概略断面図である。図９は、図８に示す第一の実施形態に係る粉体搬送装置部分の軸方向の状態を示した概略図である。本実施形態においては、規制羽根を規制回転軸に固定していない点に特徴がある。
粉体搬送装置４の規制スクリュ５１は、規制回転軸５３及び規制回転軸５３の外周部に螺旋状に巻き回された規制羽根５５を備えている。規制羽根５５自体は第三の実施形態と同様に無軸のスクリュであり、規制羽根５５の径方向中央部には、規制スクリュ５１の軸方向一端部から他端部にかけて連続的に貫通形成された中空部５７を有している。中空部５７内には、規制回転軸５３が規制羽根５５に対して相対回転可能に挿し通されている。
規制羽根５５は、フレキシブル回転軸１７に接触して従動回転可能な位置に設置されるとともに、規制回転軸５３はプロセスカートリッジ２００の適所によって回転不能に固定されている。規制羽根５５が規制回転軸５３に対して相対回転するので、規制羽根５５が回転しながらフレキシブルスクリュ１５の偏心を抑制する。また、第四の実施形態のように規制羽根５５を無軸とした場合の規制羽根５５の撓みを防止し、効果的にフレキシブルスクリュ１５の偏心を抑制することができる。

１、２、３、４…粉体搬送装置、１１…搬送経路、１１ａ…第一搬送経路、１１ｂ…第二搬送経路、１３…廃トナー回収部、１５…フレキシブルスクリュ、１５ａ…谷部、１５ｂ…山部、１７…フレキシブル回転軸、１９…搬送羽根、２１…規制スクリュ、２１ａ…谷部、２１ｂ…山部、２３…規制回転軸、２５…規制羽根、３１…規制スクリュ、３１ｂ…山部、３３…規制回転軸、３５…規制羽根、３７…フレキシブルスクリュギヤ、３９…規制スクリュギヤ、４１…規制スクリュ、４３…中空部、４５…規制羽根、５１…規制スクリュ、５３…規制回転軸、５５…規制羽根、５７…中空部、１００…画像形成装置、１０１…筐体、１０３…露光装置、１０５…支持ローラ、１０７…中間転写ベルト、１０７ａ…一次転写部、１０９…二次転写ユニット、１１１…中間転写体クリーニング装置、１１３…廃トナー回収容器、１１５…給紙カセット、１１７…給紙ローラ、１１９…搬送ローラ対、１２１…定着装置、１２３…排出ローラ対、２００…プロセスカートリッジ、２０１…感光体、２０３…現像ローラ、２０５…クリーニングブレード、２０７…帯電ローラ、２０９…廃トナーボックス、２１１…トナーホッパ、２１３…感光体フレーム

特開２００５−９１９０４公報

Claims (9)

1. 粉体を搬送する搬送経路と、該搬送経路内に配置された可撓性を有するフレキシブル回転軸、及び該フレキシブル回転軸の外周部に螺旋状に固定された搬送羽根を有し、回転することにより前記搬送経路内の粉体を所定方向に搬送するフレキシブルスクリュと、を備えた粉体搬送装置であって、
   前記フレキシブルスクリュの偏心を抑制する螺旋状の規制羽根を有する規制スクリュを備え、該規制スクリュの径方向に突出する各山部が、径方向に突出する前記フレキシブルスクリュの各山部間に位置する各谷部内に挿入されていることを特徴とする粉体搬送装置。
2. 前記規制スクリュは、規制回転軸、及び該規制回転軸の外周部に螺旋状に固定された前記規制羽根を備え、前記規制羽根の径方向長が前記搬送羽根の径方向長より長いことを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置。
3. 前記規制スクリュは、前記規制羽根の径方向中央部に軸方向一端部から他端部にかけて連続的に貫通形成された中空部を備え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。
4. 前記規制スクリュは、前記フレキシブルスクリュよりも剛性の高い材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の粉体搬送装置。
5. 前記規制スクリュが、前記フレキシブルスクリュの軸方向に沿って複数設置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の粉体搬送装置。
6. 前記規制羽根は、螺旋の向きが前記搬送羽根とは逆向きであり、且つ、ピッチが前記搬送羽根と同一であり、
   前記規制スクリュの単位時間あたりの回転数が、前記フレキシブルスクリュの単位時間あたりの回転数と同一であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の粉体搬送装置。
7. 前記フレキシブルスクリュは、前記規制スクリュが隣接配置された規制部位と、該規制部位の搬送方向下流側に配置されて前記規制スクリュが隣接配置されていない非規制部位とを備え、該非規制部位の前記搬送羽根のピッチが前記規制部位の前記搬送羽根のピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の粉体搬送装置。
8. トナー像を担持する像担持体と、該トナー像を転写媒体に転写した後の前記像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置と、該クリーニング装置によって除去された廃トナーを搬送する請求項１乃至７の何れか一項に記載の粉体搬送装置と、を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 請求項８に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成措置。

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