JP6427934B2 - トナー搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、像担持体上に残留した紛体であるトナーを回収して貯留部へと搬送するトナー搬送装置及びこのトナー搬送装置を備えた画像形成装置に関する。
プリンタ、ファクシミリ、複写機、これら複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置は、紛体であるトナーにより形成されたトナー像を担持する像担持体と、像担持体上に残留したトナーを清掃して回収する回収部となるクリーニング装置とを備えている。画像形成装置は、クリーニング装置で回収したトナーを、画像形成装置本体に設けた貯留部としての廃トナーボトルへと搬送するトナー搬送装置を備えている。トナー搬送装置は、クリーニング装置と廃トナーボトルとに連通する搬送路と、搬送路内に回転自在に設けられた搬送部材と、搬送部材を回転駆動する駆動源とを備えていて、搬送部材を駆動源で回転駆動することで、クリーニング装置で回収したトナーを廃トナーとして廃トナーボトルに搬送している。
このようなトナー搬送装置においては、搬送路内で搬送部材を回転させるため、搬送路の内壁面と搬送部材とが接触した際に異音(摺接音)が発生することがある。そこで、搬送部材と搬送路との接触部の潤滑性を、潤滑剤としてグリスを搬送部材に塗布することで高め、搬送部材の回転時の搬送路からの異音を防止するものがある。例えば特許文献1。
従来のように、搬送路の内壁面と接触する搬送部材に潤滑剤を塗布する場合、塗布ムラが発生することや、経時変化より塗布された潤滑剤の潤滑効果を低下してしまう。
本発明は、トナーを搬送する搬送路からの異音の発生を長期に渡って防止することを、その目的とする。
上記目的を達成するため、本発明、像担持体上に残留したトナーを回収する回収部から、回収したトナーを画像形成装置本体に設けた貯留部へと搬送するトナー搬送装置であって、回収部と貯留部とに連通する搬送路と、搬送路内に回転自在に設けられた搬送部材と、搬送部材を回転駆動する駆動源と、搬送部材と対面する搬送路の内壁面に配設され、搬送部材との摩擦帯電により、回収したトナーと逆極性に帯電する摺動部材を有することを特徴としている。
本発明によれば、駆動源によって搬送路内で回転駆動される搬送部材と対面する搬送路の内壁面に摺動部材を設けたので、搬送部材が搬送路の内壁面に直接触れることがなくなるとともに塗布ムラもなく、トナーを搬送する搬送路からの異音の発生を長期に渡って防止することができる。
本発明に係る画像形成装置の一実施形態を説明する概略図。 本発明に係るトナー搬送装置の全体構成を説明する概略図。 トナー搬送装置の構成を示す拡大図。 搬送路の内部構造を説明する図であり、(a)は搬送方向から見たときの図、(b)は感光体側から見た図。 搬送路内に摺動部材と潤滑剤を有するトナー搬送装置の構成を説明する図。 本発明に係るトナー搬送装置の別な構成を示す図。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1は、トナー搬送装置50を備えた画像形成装置の一形態を示す。本実施形態において、この画像形成装置は、カラーデジタル複合機(以下「複写機」)100として説明する。複写機100は、画像形成装置本体(以下「装置本体」と記す)101内に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、M、C、Kと記す)の4つのプロセスカートリッジユニット40Y、40M、40C、40Kを、中間転写ユニット17が備える像担持体であり中間転写体でもある中間転写ベルト6の移動方向に直列に配置されたタンデム方式が採用されている。なお、トナーの色を識別するY、M、C、Kの符号は、適宜省略する。
プロセスカートリッジユニット40Y、40M、40C、40Kは、装置本体101に着脱自在とされている。プロセスカートリッジユニット40Y、40M、40C、40Kは、像担持体としてのドラム状の感光体1Y、1M、1C、1K、帯電装置2Y、2M、2C、2K、紛体であるトナーを各感光体の表面に形成された潜像に供給してトナー像を形成する現像装置3Y、3M、3C、3K、各感光体表面の残留トナーを清掃する感光体クリーニング装置5Y、5M、5C、5K等を備えている。プロセスカートリッジユニット40Y、40M、40C、40Kは、感光体1Y、1M、1C、1Kが中間転写ベルト6の下側の面に接するように配置されている。プロセスカートリッジユニット40Y、40M、40C、40Kの下方には、露光光であるレーザ光を照射する露光装置10が配置されていて、レーザ光が照射されることで感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に各色に対応した潜像がそれぞれ形成される。
装置本体101の上部には原稿画像を読取る読取り装置14が配設されている。読取り装置14で読み取られた原稿は、Y、M、C、Kの各色に色分解され、各色の画像データとされ、各色の感光体1Y、1M、1C、1Kにレーザ光を照射して走査する露光装置10に送られる。画像形成装置にファクシミリ機能やコンピュータと有線、無線等のネットワークを介して接続可能な機能を備えている場合には、ファクシミリの受信データやコンピュータから送信される画像データをY、M、C、Kの各色に色分解して各色の画像データとし、露光装置10に送るようにしてもよい。
本実施の形態において、感光体クリーニング装置5Y、5M、5C、5Kは、各感光体表面にブレード状のクリーニング部材を接触させて、感光体表面に残量するトナーを掻きとって回収するブレード方式の回収部である。クリーニング方式としては、ブレード方式のものではなく、ファーブラシローラを用いる方式または磁気ブラシを用いる方式のものであっても良い。露光装置10についても、レーザ光を照射するレーザ方式に限定するものではなく、LEDから光を照射するLED方式などであってもよい。
複写機100では、帯電装置2Y、2M、2C、2Kによって各感光体表面が均一に帯電される。帯電された各感光体表面は、露光装置10からの色別の露光光により露光走査されて潜像が形成される。これら各色の潜像は、現像装置3Y、3M、3C、3Kから各色のトナーが供給されることで現像されて、各色のトナー像に形成される。感光体表面にそれぞれ形成された単色のカラートナー像は、タイミングを合わせて中間転写ベルト6に転写され、色重ねされたカラートナー像として形成される。
装置本体101内に配置された中間転写ベルト6は、複数のローラ部材となる駆動ローラ11と従動ローラ12に巻き掛けられることで、図1中、反時計回り方向に回転移動可能に支持されている。中間転写ベルト6の内側には、感光体1Y、1M、1C、1Kに対向するように1次転写手段としての1次転写ローラ4Y、4M、4C、4Kが配設されている。中間転写ベルト6の外側には、従動ローラ12に対向するようにベルトクリーニング装置7が設けられている。ベルトクリーニング装置7は中間転写ベルト6上の残留トナーを除去する回収部となる。
中間転写ベルト6の外側には、駆動ローラ11に対向して中間転写ベルト6との間に2次転写ニップ部を形成する2次転写部材となる2次転写ローラ8が中間転写ベルト6と接触するように配置されている。本実施形態では、2次転写ローラ8に転写バイアスを印加している。2次転写部材としては、接触型の2次転写ローラ8ではなく、非接触型のコロナ放電器からなる転写チャージャであってもよい。
複写機100の下部には、複数の給紙トレイ20が設けられている。各給紙トレイ20には、ここでは異なるサイズの記録媒体としての用紙Pが積載されて収納されている。給紙トレイ20の用紙Pは、送りローラと分離ローラなどから構成された周知の給紙手段により給紙され、給紙ローラ21で搬送されてレジストローラ対22に達し、ここでスキューを修正された後、レジストローラ対22により所定のタイミングで2次転写ローラ8と駆動ローラ11間、すなわち2次転写ニップ部へ搬送される。
各色のプロセスカートリッジユニット40に配置された感光体クリーニング装置5Y、5M、5C、5Kで回収したトナーは、トナー搬送装置50によって、貯留部として装置本体101に設けられた廃トナータンク16に搬送されて溜められる。廃トナータンク16は、装置本体101に着脱可能であって、タンク内が満杯になると装置本体101から離脱して新たなものに交換して装置本体101に装着することができる。あるいは離脱した廃トナータンク16内の廃トナーだけを廃棄して、空になった廃トナータンク16を装置本体101に再度装着してもよい。
Kのトナー像とY、C、Mのトナー像を重ねて、2次転写ニップ部で転写された用紙Pは、ローラ方式の定着装置9によりトナー像を定着されることで、カラー画像が形成される。定着を終えた用紙Pは用紙搬送経路Rを搬送され、排紙ローラ30により排紙トレイ31にフェイスダウン状態で排出されてスタックされる。本実施の形態では、定着装置9として互いに対向したローラの少なくとも一方を加熱する加熱ローラ方式を用いているが、ローラ形状のものに限らずベルト状の部材を用いた加熱ベルト方式でも構わない。
次に本発明に係るトナー搬送装置50の構成と動作について説明する。
トナー搬送装置50は、感光体1Y、1M、1C、1Kの表面上に残留したトナーを回収する感光体クリーニング装置5Y、5M、5C、5Kから、回収したトナーTを廃トナーTとして装置本体101に設けた廃トナーボトル16へと搬送するものである。トナー搬送装置50は、図2に示すように、感光体クリーニング装置5Y、5M、5C、5Kと廃トナーボトル16とに連通する搬送路51と、搬送路51内で廃トナーTを効率よく搬送するとともに、搬送路51内での固着を防ぐために搬送路51内に回転可能に設けられた搬送部材60Y、60M、60C、60Kと、搬送部材60Y、60M、60C、60Kを回転駆動する駆動源としての駆動モータ70Y、70M、70C、70Kとを、それぞれ色毎に備えている。
搬送路51は、装置本体101側に配置される第1の搬送路52Y、52M、52C、52Kと、第1の搬送路52Y、52M、52C、52Kと接続する第2の搬送路53Y、53M、53C、53Kと、第1の搬送路52Y、52M、52C、52Kと廃トナータンク16とに連通する第3の搬送路54を備えている。第1の搬送路52Y、52M、52C、52及び第2の搬送路53Y、53M、53C、53K、搬送部材60Y、60M、60C、60K、駆動モータ70Y、70M、70C、70Kは、それぞれ同一構成であるので、色を識別するための符号は省略し、以下1つの構成を用いて説明を続ける。
図3に示すように、搬送路51を構成する第2の搬送路53は、プロセスカートリッジユニット40の下部に、感光体1の長手方向に向かって伸びるように形成されている。搬送部材60は軸601の外周面に螺旋状のスクリュ602が形成された搬送スクリュであって、第2の搬送路53の内部に配置されており、その一端が駆動モータ70と連結されている。搬送路51を構成する第1の搬送路52は、図2に示すように、第3の搬送路54とプロセスカートリッジユニット40に設けられた第2の搬送路53とに接続して連通するように装置本体101内に配置されている。第3の搬送路54は、4つの第1の搬送路52がそれぞれ接続された1つの合流路として形成されている。
搬送路51のうち、特に第1の搬送路53は、装置本体101内での取り回しの関係上、湾曲部分が多くなる。回収されたトナーT(廃トナーT)は、湾曲部分において溜まり易いため、本実施形態では、第2の搬送路53内に設けた搬送部材60の先端60aを第1の搬送路52内まで挿入させている。搬送部材60の外径は、搬送路51(第2の搬送路53)の内径よりも小径とされている。
このように、第2の搬送路53内に設けられた搬送部材60は、廃トナー回収時に駆動モータ70が作動することで回転駆動されるが、第2の搬送路53内の廃トナーTの量や状態によっては、回転駆動中に、第2の搬送路53内の内壁面53aと接触しながら回転することがあり、異音が発生する場合がある。例えば、画像形成装置100の初期の状態では廃トナーは発生しなしため、搬送路51内に廃トナーは存在しない。この状態で廃トナーの回収動作が始まって搬送部材60が回転駆動されると、第2の搬送路53の内壁面53aと、搬送部材60の外周となるスクリュ602とが接触しやすく、搬送部材60の摺動により異音が発生する現象が生じることがある。また、第2の搬送路53と搬送部材60は一体ではないため、搬送部材60の擦れる音は、互いの材料同士が直接接していると防ぐことが難しい。
異音の発生を防止する1つの手法として搬送路51内に廃トナーTを予め導入する方法がある。しかし、異音を解消するために必要な廃トナーTの量は、A3ベタ画像を200枚通紙した際に生じる廃トナーの量に相当し、実際の市場での対応としてはその実現は難しい。
このため、本実施形態に係るトナー搬送装置50では、図3、図4(a)、図4(b)に示すように、搬送部材60と対面する第2の搬送路53の内壁面53aに、第2の搬送路53や搬送部材60の材質よりも摺動性のよい摺動部材80を配設した。具体的には、第2の搬送路53の内壁面53aのうち、搬送部材60の回転時に接触する箇所に、接着面を有する薄いシート部材で形成された摺動部材80を貼り付けて配置している。
このように第2の搬送路53の内壁面53aのうち、搬送部材60の回転時に接触する箇所にシート部材で形成された摺動部材80を配置すると、搬送部材60の回転時にスクリュ602と内壁面53aとが直接触れなくなる。このため、搬送部材60と内壁面53aとの直接的な接触状態を回避することができ、両者の接触状態での搬送部材60の回転時における搬送路51からの異音の発生を防止することができる。
摺動部材80には、東レ株式会社製 ルミナー(商品名)や、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)などの薄いシート部材(フィルム部材)を用いることができ、これらを用いた場合、搬送部材60との摩擦で摺動部材80に電荷を帯びさせることも可能である。摺動部材80の帯電極性は、搬送部材60との摩擦帯電により、回収した廃トナーTと逆極性に帯電する部材を用いる。
このように摺動部材80を摩擦帯電させると、廃トナーTを摺動部材80で第2の搬送路53内で保持することができる。廃トナーTを保持することによって摺動部材80が劣化した場合や、回収するトナーが極端に少ないような場合でも、廃トナーTが第2の搬送路53内に存在することになる。このため、搬送部材60が回転しても搬送路51からの異音の発生を防止することができる。また摺動部材80が廃トナーTを保持することで、搬送部材60との摺動抵抗を低減させることができ、摺動部材80の磨耗も減るので、摺動部材80の劣化を防止するという効果もある。摺動部材80は、薄いシート部材で片面に接着面を有しているので、第2の搬送路53内に配設する際や湾曲箇所などにも容易に貼り付けて、貼り付けた部分に押し付けるだけで固定でき、第2の搬送路53内への取り付けを容易に行なえ、作業性が良い。
第2の搬送路53の内壁面53aにおいて、搬送部材60のスクリュ602が接触する範囲はほぼ決まっている。このため、摺動部材80の設ける範囲は、内壁面53a全域ではなく、スクリュ602が接触する最低限の範囲にだけ摺動部材80を貼り付けることで異音を防ぐことができる。また、第2の搬送路53と感光体クリーニング装置5は、装置本体101に着脱可能なプロセスカートリッジユニット40にそれぞれ設けられているので、着脱が簡単となって交換し易くなる。
搬送部材60の軸601やスクリュ602の表面粗さを変更し、摩擦を低減させることによって搬送部材60の回転時における搬送路51内からの異音の発生を防ぐことも可能である。例えば、搬送部材60の軸601やスクリュ602の少なくとも表面を電解研磨加工してもよい。電解研磨加工は、周知のように、酸化作用のある電解液中にマイナス電極と搬送部材60を浸し、搬送部材60を陽極として直流電流を通じることで搬送部材60の表面を溶解して研磨する加工方法である。
このような電解研磨加工を搬送部材60に施すと、電解研磨加工をしないものよりも表面の平滑性が向上するので、第2の搬送路53と内壁面53aと搬送部材60との摩擦が低減し、摺動部材80の磨耗、削れ、剥がれを抑制することができる。このため、搬送部材60の回転時における搬送路51内からの異音の発生を防ぐことができるばかりでなく、耐久性も向上し、摺動部材80の剥がれなどによって異音が再発することをも防止することができる。
搬送路51を構成する第1の搬送路52は装置本体101内に、第2の搬送路53はプロセスカートリッジユニット40に形成されているため、その直径を大きくして搬送部材60の回転数を低下させて異音発生の低減を図ることは、機種によっては難しい。つまり第1の搬送路52や第2の搬送路53の直径の拡大には自ずと制限がある。このため、第1の搬送路52や第2の搬送路53(搬送路51)内が狭い場合、搬送部材60と搬送路の内壁面53aとが接触する力が増えるので、搬送部材60の表面粗さを低減しても、狭い場所においては廃トナーTと搬送部材60の表面とが強く摺動することになり、擦れによる異音が発生することがある。このため、単純に搬送部材60の粗さを低減しても効果が表れない場合が想定される。
そこで、本願発明者らは、搬送部材60の表面粗さRaと摺動部材80の表面粗さRaを変更して第2の搬送路53内での搬送部材60の回転時の異音の発生状態を観察実験したところ、
搬送部材60は、表面粗さRaが13以下の部材、
摺動部材80は、表面粗さRaが1以下、抵抗率が10^12Ωm以上の部材で構成した場合に、搬送部材60の回転時の異音の発生を防止できた。
このような特性の部材で搬送部材60と摺動部材80とをそれぞれ形成すると、表面粗さが小さいとの理由から異音を防止でき、ステンレスやポリエステルに関わらず、ポリエステルよりも抵抗率が高いという理由で帯電させることができる。
以下、実験に基づく結果を示す。
搬送部材60は、表面粗さRaが13以下の部材で形成した。現状の搬送部材60の表面粗さRaが13以上とすると異音発生があり、異音を防止するにはどの部材でも少なくともその表面粗さRaは13以下である必要がある。
摺動部材80は、表面粗さRaが1以下、抵抗率が10^12Ωm以上の部材で形成した。例えば、摺動部材80の表面粗さが1程度であり、少なくとも、これ以下ならばどの部材でも異音を防止することができる。また、摺動部材80の抵抗率が10^12Ωm程度であると、少なくとも、これ以上の抵抗率ならばどの部材でも同様に帯電させることができた。
図5に示すように、搬送部材60が回転することで回収した廃トナーTが搬送される搬送路51(第2の搬送路53)の内壁面53aに摺動部材80を配置するとともに、同搬送路53の内壁面53aに潤滑剤85を塗布するようにしてもよい。本実施形態において、潤滑剤85の塗布する部位は、図5に破線で示すように、摺動部材80の表面80aに塗布することが、搬送部材60と接触による摺動部材80の摩耗を効果的に低減することができるので好ましい。しかし、潤滑剤85の塗布する部位は、摺動部材80の表面80aと搬送部材60のスクリュ602の間に潤滑剤85が供給可能な内壁面53aの位置であればよく、摺動部材80の表面80aに限定されるものではない。
上述したトナー補給装置50は、感光体クリーニング装置5Y、5M、5C、5Kから、回収した廃トナーTを装置本体101に設けた廃トナーボトル16へと搬送するものとして説明したが、トナー補給装置50は、このような形態に限定されるものではない。
例えば図1に示した画像形成装置100は、中間転写ベルト6上のトナーを清掃して回収するベルトクリーニング装置7を備えている。このため、図6に示すように、ベルトクリーニング装置7と廃トナーボトル16との間に搬送路51と、搬送部材60と駆動モータ70を設ける。第1〜第3の搬送路52,53,54で構成した搬送路51のうち、第2の搬送路53は、ベルトクリーニング装置7に設け、第1の搬送路52と第3の搬送路54は、それぞれ装置本体101内に設ける。搬送部材60は第2の搬送路53内に配置し、駆動モータ70で回転駆動するとともに、搬送部材60の回転時に搬送部材60のスクリュ602と接触する第2の搬送路53の内壁面53aに、上述の摺動部材80を貼り付けて配置する。
このように第2の搬送路53の内壁面53aのうち、搬送部材60の回転時に接触する箇所にシート部材で形成された摺動部材80を配置すると、搬送部材60の回転時にスクリュ602と内壁面53aとが直接触れなくなる。このため、搬送部材60と第2の搬送路53の内壁面53aとの直接的な接触状態を回避することができ、両者の接触状態での搬送部材60の回転時の異音の発生を防止することができる。
上記の実施形態において、各第2の搬送路53内に設けた搬送部材60は、それぞれ軸601とスクリュ602とで構成されたものを例示したが、搬送部材としてはコイルで構成されたものであってよく、このコイルを各駆動モータ70でそれぞれ各第2の搬送路53内で回転駆動させてもよい。コイルを搬送部材とする場合、回転駆動時に第2の搬送路53内で暴れることが想定されるので、摺動部材80は各第2の搬送路53の内壁面53aの全域に設けるのが好ましい。
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
1(Y、M、C、K) 像担持体(感光体)
6 像担持体(中間転写体)
T 回収したトナー、廃トナー
5(Y、M、C、K) 回収部(感光体クリーニング装置)
7 回収部(ベルトクリーニング装置)
16 貯留部(廃トナーボトル)
40(Y、M、C、K)プロセスカートリッジユニット
50 トナー搬送装置
51 搬送路
52 第1の搬送路
53 第2の搬送路
53a 搬送路の内壁面
54 第3の搬送路
60 搬送部材
70 駆動源
80 摺動部材
85 潤滑剤
100 画像形成装置
101 画像形成装置本体
特開2007−193376号公報

Claims (8)

  1. 像担持体上に残留したトナーを回収する回収部から、回収したトナーを画像形成装置本
    体に設けた貯留部へと搬送するトナー搬送装置であって、
    前記回収部と前記貯留部とに連通する搬送路と、
    前記搬送路内に回転自在に設けられた搬送部材と、
    前記搬送部材を回転駆動する駆動源と、
    前記搬送部材と対面する前記搬送路の内壁面に配設され、前記搬送部材との摩擦帯電に
    より、前記回収したトナーと逆極性に帯電する摺動部材を有するトナー搬送装置。
  2. 像担持体上に残留したトナーを回収する回収部から、回収したトナーを画像形成装置本
    体に設けた貯留部へと搬送するトナー搬送装置であって、
    前記回収部と前記貯留部とに連通する搬送路と、
    前記搬送路内に回転自在に設けられた搬送部材と、
    前記搬送部材を回転駆動する駆動源と、
    前記搬送部材と対面する前記搬送路の内壁面に配設された摺動部材とを有し、
    前記搬送部材は、少なくともその表面が電解研磨加工されているトナー搬送装置。
  3. 像担持体上に残留したトナーを回収する回収部から、回収したトナーを画像形成装置本
    体に設けた貯留部へと搬送するトナー搬送装置であって、
    前記回収部と前記貯留部とに連通する搬送路と、
    前記搬送路内に回転自在に設けられた搬送部材と、
    前記搬送部材を回転駆動する駆動源と、
    前記搬送部材と対面する前記搬送路の内壁面に配設された摺動部材とを有し、
    前記搬送部材は、表面粗さRaが13以下の部材であり、
    前記摺動部材は、表面粗さRaが1以下、抵抗率が10^12Ωm以上の部材であるトナー搬送装置。
  4. 請求項1乃至3の何れか1項に記載のトナー搬送装置において
    前記摺動部材は、ポリエステル樹脂製のシート部材であるトナー搬送装置。
  5. 請求項1乃至4の何れか1項に記載のトナー搬送装置において、
    前記搬送路内に潤滑剤が塗布されているトナー搬送装置。
  6. 請求項1乃至5の何れか1項に記載のトナー搬送装置において、
    前記搬送路は、前記画像形成装置本体側に配置される第1の搬送路と、前記第1の搬送
    路と接続する第2の搬送路とを有し、第2の搬送路と前記回収部は、前記画像形成装置本
    体に着脱可能なプロセスカートリッジユニットに設けられているトナー搬送装置。
  7. 請求項1乃至の何れか1項に記載のトナー搬送装置において、
    前記搬送路は、前記画像形成装置本体側に配置される第1の搬送路と、前記第1の搬送
    路と接続する第2の搬送路とを有し、第2の搬送路前記回収部に設けられているトナー搬送装置。
  8. 請求項1乃至の何れか1項に記載のトナー搬送装置を備えた画像形成装置
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