JP6477580B2 - トナー搬送装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー搬送装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナーを搬送する搬送スクリューと搬送スクリューに付着したトナーを崩すトナー崩しフィルムとを有するトナー搬送装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、コピー機やプリンター等の画像形成装置は、現像に用いるトナーや像担持体から除去された廃トナーを搬送する搬送スクリューを有するトナー搬送装置を備えている。また、画像形成装置は省エネに対する要求により定着温度の低温化が進み、トナーの融点が低下しているので、搬送スクリューにトナーが固着しやすくなっている。

そこで、回転軸および螺旋羽根を有しトナーを搬送する搬送スクリューと、搬送スクリューに付着したトナーを崩すトナー崩しフィルムと、を有するトナー搬送装置が知られている。トナー崩しフィルムは、搬送スクリューの回転軸の軸方向に延びる基部と、基部から突出し、螺旋羽根の間に挿入されてトナーを崩す複数の突出片と、を有する。突出片は、搬送スクリューが回転することにより搬送スクリューの螺旋羽根の最外周面と回転軸の外周面との間を径方向に往復し、回転軸の外周面に付着しているトナーを崩す。

なお、トナーを搬送する搬送スクリューと、搬送スクリューに付着したトナーを崩すトナー崩しフィルムと、を有するトナー搬送装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００７−３４３４０号公報

ところで、搬送スクリューとトナー崩しフィルムとを有する従来のトナー搬送装置では、トナー崩しフィルムの突出片が搬送スクリューの螺旋羽根の間に挿入されている状態で搬送スクリューが回転すると、突出片のトナー搬送方向上流側の端縁に螺旋羽根が当接し、その後、突出片が螺旋羽根からの負荷によって搬送スクリューの回転軸から遠ざかる方向に撓むとともに螺旋羽根の最外周面に接触する。

しかしながら、突出片のトナー搬送方向上流側の端縁に対する螺旋羽根の負荷が大きい場合、突出片が損傷するという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、トナー崩しフィルムが損傷するのを抑制することが可能なトナー搬送装置およびそれを備えた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、本発明の第１の構成のトナー搬送装置は、回転軸および螺旋羽根を有し、トナーを回転軸の軸方向に搬送する搬送スクリューと、搬送スクリューに付着したトナーを崩すトナー崩しフィルムと、を備える。トナー崩しフィルムは、回転軸の軸方向に延びるように配置される基部と、基部から回転軸の軸方向と交差する方向に突出し、螺旋羽根の間に挿入されてトナーを崩す複数の突出片と、を有し、突出片のトナー搬送方向上流側の端縁は、基部側の部分に比べて基部とは反対側の部分の方が螺旋羽根に対して近づくように形成されている。

本発明の第１の構成によれば、トナー崩しフィルムの突出片のトナー搬送方向上流側の端縁は、基部側の部分に比べて基部とは反対側の部分の方が搬送スクリューの螺旋羽根に対して近づくように形成されている。これにより、トナー崩しフィルムの突出片が搬送スクリューの螺旋羽根の間に挿入されている状態で搬送スクリューが回転した場合、突出片のトナー搬送方向上流側の端縁のうち、基部とは反対側の部分（先端部）に螺旋羽根が当接する。このため、突出片は搬送スクリューの回転軸から遠ざかる方向に撓みやすくなる（逃げやすくなる）ので、突出片に対する螺旋羽根の負荷が小さくなり、突出片が損傷するのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態のトナー搬送装置を備えた画像形成装置の構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態のトナー搬送装置および感光体ドラム周辺の構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態のトナー搬送装置周辺の構造を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態のトナー搬送装置のトナー排出スクリューの構造を示した図である。 本発明の第１実施形態のトナー搬送装置のトナー崩しフィルムの構造を示した図である。 本発明の第１実施形態のトナー搬送装置の構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態のトナー搬送装置のトナー排出スクリューおよびトナー崩しフィルムの構造を示した図である。 本発明の第２実施形態のトナー搬送装置および感光体ドラム周辺の構造を示した断面図である。 本発明の第２実施形態のトナー搬送装置の構造を示した断面図である。 本発明の変形例のトナー搬送装置のトナー排出スクリューおよびトナー崩しフィルムの構造を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１〜図７を参照して、本発明の第１実施形態によるトナー搬送装置４０を備えた画像形成装置１００について説明する。

画像形成装置１００（ここではカラープリンター）は、本実施形態では、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）に対応する４つの感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄを並列配置して画像形成を行う、４連タンデム型のカラープリンターである。

画像形成装置１００の装置本体内には、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、図１では左側から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ〜１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において反時計回りに回転する中間転写ベルト（像担持体）８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着装置１３において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。また、二次転写ローラー９の下流側には、中間転写ベルト８の表面に残存する残留トナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナー１７が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して画像データに基づく露光を行う露光ユニット５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でトナー像の転写後に残留したトナーを回収、除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄとが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット５によって画像データに基づいて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラーを備え、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。

なお、後述のトナー像の形成によって各現像ユニット３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像ユニット３ａ〜３ｄにトナーが補給される。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット５の露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、従動ローラー１０及び駆動ローラー１１に掛け渡されており、駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、ニップ部において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、加熱ローラーと加圧ローラーとで構成される定着ローラー対１３ａの定着ニップ部を通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラー対１５を経て用紙搬送路１８の分岐部に配置された分岐部材２１によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路２２に送られて両面コピーされた後に）、排出ローラー対１９を介して排出トレイ２０に排出される。

次に、クリーニング装置７ａ〜７ｄおよびその周辺の構造について説明する。なお、以下の説明ではクリーニング装置７ａ周辺の構成を例示するが、感光体ドラム１ｂ〜１ｄに付着したトナーを除去するクリーニング装置７ｂ〜７ｄ周辺の構成についても基本的にクリーニング装置７ａ周辺の構成と同様であるため説明を省略する。

クリーニング装置７ａは図２に示すように、一次転写ローラー６ａよりも感光体ドラム１ａの回転方向下流側で、帯電装置２ａよりも感光体ドラム１ａの回転方向上流側に配置されている。なお、感光体ドラム１ａ、クリーニング装置７ａおよび帯電装置２ａによって、ドラムユニットが構成されている。

クリーニング装置７ａは、クリーニングローラー３１、トナー層厚規制ローラー３２、クリーニングブレード３３、トナー受け部材３４、トナー排出スクリュー（搬送スクリュー）５０、及びハウジング３５を備えている。

クリーニングローラー３１は、感光体ドラム１ａに回転可能に当接し、感光体ドラム１ａ上の残留トナーを回収すると共に、回収したトナーの一部を感光体ドラム１ａの表面に供給する。また、クリーニングローラー３１は、クリーニングローラー３１の表面（外周面）のトナー層を用いて感光体ドラム１ａの表面を研磨する。

トナー層厚規制ローラー３２は、回転可能であり、クリーニングローラー３１の表面のトナーの一部を回収するとともに、回収したトナーの一部やトナー受け部材３４のトナーをクリーニングローラー３１の表面に供給する（戻す）ことによって、クリーニングローラー３１表面のトナー層の厚みを規制する。

クリーニングブレード３３は、クリーニングローラー３１に対し感光体ドラム１ａの表面の回転方向下流側に配設され、感光体ドラム１ａの表面の残留トナーを掻き落とす。

トナー受け部材３４は、クリーニングローラー３１の真下の位置に配置され、クリーニングブレード３３により感光体ドラム１ａの表面から掻き落とされたトナーおよびクリーニングローラー３１により回収されたトナーを受け止める。

トナー排出スクリュー５０は、回転可能であり、余剰となってトナー受け部材３４の上面から落下した廃トナーを搬送してクリーニング装置７ａの外部に排出する。

また、トナー排出スクリュー５０の近傍には、トナー排出スクリュー５０に付着したトナーを崩すトナー崩しフィルム６０が設けられている。なお、トナー排出スクリュー５０、トナー崩しフィルム６０およびハウジング３５の一部によって、トナー搬送装置４０が構成されている。

トナー排出スクリュー５０は図３および図４に示すように、感光体ドラム１ａの軸方向（矢印ＡＡ´方向）に延びる回転軸５１と、回転軸５１に一体に設けられ、矢印ＡＡ´方向に一定のピッチで螺旋状に形成される螺旋羽根５２と、を有する。トナー排出スクリュー５０は、図２の時計回り方向に回転（正回転）することにより廃トナーを矢印Ａ方向に搬送する。

トナー崩しフィルム６０は図３および図５に示すように、可撓性を有するフィルム（例えばＰＥＴフィルムなど）からなり、矢印ＡＡ´方向に延びるように配置される基部６１と、基部６１から矢印ＡＡ´方向と交差する方向に突出する複数の突出片６２と、を有する。突出片６２は図６に示すように、トナー排出スクリュー５０の回転軸５１に接触可能に配置されているとともに、基部６１側の部分（根元部）を支点として基部６１とは反対側の部分（先端部）が揺動可能に形成されている。

基部６１は、両面テープ等からなる接着層６３を用いてハウジング３５に貼り付けられているとともに、接着層６４を用いて上端が折り返されており、その折り返された部分の下端に繋がって突出片６２が設けられている。突出片６２は、基部６１に対して鋭角に折り曲げられた状態でトナー排出スクリュー５０に接触する。なお、トナー排出スクリュー５０が正回転（図６の時計回り方向に回転）する場合、トナー排出スクリュー５０は突出片６２の根元部から先端部に向かって擦れるので、突出片６２の巻き込みは生じない。

また、突出片６２は図７に示すように、トナー排出スクリュー５０の螺旋羽根５２の間に挿入可能に形成されているとともに、基部６１側の部分（根元部）に比べて基部６１とは反対側の部分（先端部）の方が矢印ＡＡ´方向の幅が広くなるように略台形状に形成されている。そして、突出片６２のトナー搬送方向上流側（矢印Ａ´方向）の端縁６２ａは、基部６１側の部分（根元部）に比べて基部６１とは反対側の部分（先端部）の方が螺旋羽根５２に対して近づくように傾斜して形成されている。また、突出片６２のトナー搬送方向下流側（矢印Ａ方向）の端縁６２ｂは、基部６１側の部分（根元部）に比べて基部６１とは反対側の部分（先端部）の方が螺旋羽根５２に対して近づくように傾斜して形成されている。

トナー排出スクリュー５０が廃トナーを搬送するために正回転すると、突出片６２はトナー排出スクリュー５０の螺旋羽根５２の最外周面と回転軸５１の外周面との間を回転軸５１の径方向に往復するように揺動し、回転軸５１の外周面や螺旋羽根５２の側面に付着しているトナーを崩す。このとき、突出片６２がトナー排出スクリュー５０の螺旋羽根５２の間に挿入されている状態（図７の状態）でトナー排出スクリュー５０が回転すると、突出片６２のトナー搬送方向上流側（矢印Ａ´方向）の端縁６２ａに螺旋羽根５２が当接し、その後、螺旋羽根５２からの負荷によって突出片６２がトナー排出スクリュー５０の回転軸５１から遠ざかる方向に撓むとともに螺旋羽根５２の最外周面に接触する。

本実施形態では、上記のように、トナー崩しフィルム６０の突出片６２のトナー搬送方向上流側の端縁６２ａは、基部６１側の部分（根元部）に比べて基部６１とは反対側の部分（先端部）の方がトナー排出スクリュー５０の螺旋羽根５２に対して近づくように形成されている。これにより、トナー崩しフィルム６０の突出片６２がトナー排出スクリュー５０の螺旋羽根５２の間に挿入されている状態（図７の状態）でトナー排出スクリュー５０が正回転した場合、突出片６２のトナー搬送方向上流側の端縁６２ａのうち、基部６１とは反対側の部分（先端部）に螺旋羽根５２が当接する。このため、突出片６２はトナー排出スクリュー５０の回転軸５１から遠ざかる方向に撓みやすくなる（逃げやすくなる）ので、突出片６２に対する螺旋羽根５２の負荷が小さくなり、突出片６２が損傷するのを抑制することができる。

また、上記のように、突出片６２のトナー搬送方向下流側の端縁６２ｂは、基部６１側の部分（根元部）に比べて基部６１とは反対側の部分（先端部）の方が螺旋羽根５２に対して近づくように形成されている。これにより、トナー搬送装置４０の組立時などにおいて、トナー崩しフィルム６０の突出片６２がトナー排出スクリュー５０の螺旋羽根５２の間に挿入されている状態でトナー排出スクリュー５０を逆回転させた場合、突出片６２のトナー搬送方向下流側の端縁６２ｂのうち、基部６１とは反対側の部分（先端部）に螺旋羽根５２が当接する。このため、突出片６２はトナー排出スクリュー５０の回転軸５１から遠ざかる方向に撓みやすくなる（逃げやすくなる）ので、突出片６２に対する螺旋羽根５２の負荷が小さくなり、突出片６２が損傷するのをより抑制することができる。

また、突出片６２のトナー搬送方向下流側の端縁６２ｂに螺旋羽根５２が線接触するのを抑制することができるので、トナー排出スクリュー５０を逆回転させた場合における突出片６２に対する螺旋羽根５２による逆回転方向の負荷が大きくなるのを抑制することができる。これにより、突出片６２が巻き込まれて回転軸５１の下方に配置されるのを抑制することができる。なお、突出片６２の端縁６２ｂが螺旋羽根５２と略平行に配置されている場合、端縁６２ｂに螺旋羽根５２が線接触して突出片６２に対する螺旋羽根５２の逆回転方向の負荷が大きくなり、突出片６２が螺旋羽根５２に巻き込まれて回転軸５１の下方に配置される場合がある。

また、上記のように、突出片６２は、基部６１に対して鋭角に折り曲げられた状態でトナー排出スクリュー５０に接触する。これにより、トナー崩しフィルム６０の復元力を利用して、突出片６２を容易に螺旋羽根５２の間に挿入することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、クリーニング装置７ａは図８に示すように、クリーニングローラー３１、トナー層厚規制ローラー３２及びトナー受け部材３４を備えておらず、クリーニングブレード３３、トナー排出スクリュー５０、トナー崩しフィルム６０及びハウジング３５を備えている。

トナー排出スクリュー５０は、上記第１実施形態と異なり、図８の反時計回り方向に回転（正回転）することにより廃トナーを矢印Ａ方向に搬送する。

トナー崩しフィルム６０の基部６１は、両面テープ等からなる接着層６３を用いてハウジング３５の上面に貼り付けられている。突出片６２は、基部６１に対して鋭角に折り曲げられた状態でトナー排出スクリュー５０に接触する。なお、トナー排出スクリュー５０が正回転（図９の反時計回り方向に回転）する場合、トナー排出スクリュー５０は突出片６２の根元部から先端部に向かって擦れるので、突出片６２の巻き込みは生じない。

第２実施形態のその他の構造および効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、カラープリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、モノクロプリンター、カラー複写機、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、トナーを搬送する搬送スクリューとトナーを崩すトナー崩しフィルムとを有するトナー搬送装置を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。

また、上記実施形態では、感光体ドラムから除去された廃トナーを搬送するトナー搬送装置に本発明を適用する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、中間転写ベルト（像担持体）から除去された廃トナーを搬送するトナー搬送装置に本発明を適用してもよいし、現像に用いるトナーを供給搬送するトナー搬送装置に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、突出片６２の端縁６２ａおよび６２ｂが略直線状に形成されている例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図１０に示した本発明の変形例のトナー搬送装置４０のように、突出片６２の端縁６２ａを凸状の略円弧状（曲線状）に形成してもよい。このように構成すれば、突出片６２がその材質に起因して撓んでいる場合であっても、突出片６２の端縁６２ａに螺旋羽根５２が線接触に近い状態で当接するのを抑制することができる。このため、突出片６２に対する螺旋羽根５２の当接位置が回転軸５１の径方向にばらつくのを抑制することができるので、突出片６２の端縁６２ａのうち、基部６１側の部分（根元部）に螺旋羽根５２が当接するのを抑制することができる。また、突出片６２の端縁６２ｂを凸状の略円弧状（曲線状）に形成してもよい。このように構成すれば、突出片６２がその材質に起因して撓んでいる場合であっても、突出片６２の端縁６２ｂに螺旋羽根５２が線接触に近い状態で当接するのを抑制することができる。このため、トナー排出スクリュー５０を逆回転させた場合において、突出片６２に対する螺旋羽根５２による逆回転方向の負荷が大きくなるのをより抑制することができる。これにより、突出片６２が巻き込まれて回転軸５１の下方に配置されるのをより抑制することができる。

また、上述した実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

４０ トナー搬送装置
５０ トナー排出スクリュー（搬送スクリュー）
５１ 回転軸
５２ 螺旋羽根
６０ トナー崩しフィルム
６１ 基部
６２ 突出片
６２ａ、６２ｂ 端縁
１００ 画像形成装置

Claims (4)

1. 回転軸および螺旋羽根を有し、トナーを前記回転軸の軸方向に搬送する搬送スクリューと、
   前記搬送スクリューに付着したトナーを崩すトナー崩しフィルムと、
   を備え、
   前記トナー崩しフィルムは、前記回転軸の軸方向に延びるように配置される基部と、前記基部から前記回転軸の軸方向と交差する方向に突出し、前記螺旋羽根の間に挿入されてトナーを崩す複数の突出片と、を有し、
   前記突出片のトナー搬送方向上流側の端縁は、前記基部側の部分に比べて前記基部とは反対側の部分の方が前記螺旋羽根に対して近づくように形成され、
   前記基部は、第１接着層を用いてハウジングに貼り付けられているとともに、第２接着層を用いて上端が折り返されており、その折り返された部分の下端に繋がって前記突出片が設けられ、
   前記突出片は、前記基部に対して鋭角に折り曲げられた状態で前記搬送スクリューに接触することを特徴とするトナー搬送装置。
2. 前記突出片のトナー搬送方向下流側の端縁は、前記基部側の部分に比べて前記基部とは反対側の部分の方が前記螺旋羽根に対して近づくように形成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装置。
3. 前記突出片のトナー搬送方向上流側の端縁は、凸状の略円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー搬送装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナー搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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