JP6497352B2

JP6497352B2 - トナー搬送装置、画像形成装置

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Publication number: JP6497352B2
Application number: JP2016089888A
Authority: JP
Inventors: 浩文辻
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2019-04-10
Anticipated expiration: 2036-04-27
Also published as: CN107390487A; CN107390487B; US10114313B2; US20170315475A1; JP2017198863A

Description

本発明は、トナー搬送装置およびそれを備える画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置は、像担持体の表面に残存する前記トナーを前記像担持体から除去するクリーニング装置を備える。前記クリーニング装置は、前記像担持体から除去された前記トナーを搬送するトナー搬送装置を含む。

前記トナー搬送装置は、直線状に延びる搬送路が内側に形成されたケーシングと、前記トナーを前記搬送路に沿って搬送する搬送スクリューとを備える。また、前記クリーニング装置が、前記搬送スクリューに接触するトナー崩し部材を備えることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−５５６７７５号公報

ところで、前記トナー搬送装置において、前記トナーの搬送効率を高めるために、前記ケーシングの内側面の寸法は、前記搬送スクリューとの間隔が狭くなるよう設計される。

一方、前記搬送スクリューは、細長いため、比較的剛性の高い材料が採用されても、前記トナーの搬送負荷および前記トナー崩し部材から受ける圧力などによって弾性変形する。

また、一般に、合成樹脂において、摺動性と剛性とは相反する特性である。即ち、変性ポリプロピレンなどの剛性に優れた合成樹脂は、摺動性に優れているとは言い難い。

従って、前記ケーシングの内側面と前記搬送スクリューとの間隔が狭い場合、回転する前記搬送スクリューが前記ケーシングの内側面に擦れることによって異音が発生しやすい。

本発明の目的は、回転する搬送スクリューがケーシングの内側面に擦れることによって異音が発生することを防止できるトナー搬送装置およびそれを備える画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係るトナー搬送装置は、ケーシングと、搬送スクリューと、低摩擦部とを備える。前記ケーシングは、トナーの搬送路が内側に形成された部材である。前記搬送スクリューは、前記ケーシングの２箇所の支持部によって前記搬送路内で回転可能に支持され、前記トナーを前記搬送路に沿って搬送する。前記低摩擦部は、前記搬送スクリューに対向する前記ケーシングの内側面における２箇所の前記支持部の間の中間部分に設けられ、前記ケーシングの前記内側面における他の部分よりも前記搬送スクリューに対する摩擦係数が小さな部分である。前記搬送スクリューの長手方向において、前記低摩擦部と前記搬送スクリューとの間隔が、前記ケーシングの前記内側面における前記低摩擦部が設けられた部分以外の部分と前記搬送スクリューとの間隔よりも狭い。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、像担持体と、クリーニング装置を備える。前記像担持体は、トナーの像を表面に担持して回転する。前記クリーニング装置は、前記トナーの像がシートに転写された後の前記像担持体の表面に残存する前記トナーを前記像担持体から除去する。前記クリーニング装置は、前記像担持体から除去された前記トナーを搬送する前記トナー搬送装置を含む。

本発明によれば、回転する搬送スクリューがケーシングの内側面に擦れることによって異音が発生することを防止できるトナー搬送装置およびそれを備える画像形成装置を提供するこが可能になる。

図１は、第１実施形態に係るトナー搬送装置を備える画像形成装置図である。図２は、第１実施形態に係るトナー搬送装置を含む一次クリーニング装置の断面図である。図３は、第１実施形態に係るトナー搬送装置の内部の正面図である。図４は、第１実施形態に係るトナー搬送装置の分解正面図である。図５は、第２実施形態に係るトナー搬送装置の主要部の正面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。

［画像形成装置１０の概略構成］
第１実施形態に係るトナー搬送装置４５３を備える画像形成装置１０は、電子写真方式でシートにトナー９ａの画像を形成する装置である。前記シートは、用紙および封筒などのシート状の画像形成媒体である。

画像形成装置１０は、本体部１内にシート供給部２、シート搬送部３、画像形成部４０、光走査ユニット４６、定着装置４９、トナー補給ユニット５および現像剤回収ユニット６などを備える。

画像形成部４０は、前記シートにトナー像を形成する画像形成処理を実行する。画像形成部４０は、トナー９ａおよびキャリア９ｂを含む二成分現像剤９を用いて前記画像形成処理を実行する。キャリア９ｂは、磁性を有する粒状物である。

作像部４は、ドラム状の感光体４１、帯電装置４２、現像装置４３、一次転写装置４４および一次クリーニング装置４５などを備える。感光体４１、帯電装置４２および現像装置４３は、ドラムユニット７０としてユニット化されている。後述するように、一次クリーニング装置４５が、トナー搬送装置４５３を含む。

図１に示される画像形成装置１０は、タンデム式画像形成装置であり、カラープリンターである。そのため、画像形成部４０は、複数の色のトナー９ａに対応した複数の作像部４および複数のトナー補給ユニット５と、中間転写ベルト４７と、二次転写装置４８と、二次クリーニング装置４７０とを備える。

シート供給部２は、前記シートをシート搬送路３０へ送り出し、シート搬送部３は、前記シートをシート搬送路３０に沿って搬送する。トナー補給ユニット５は、現像装置４３に未使用のトナー９ａを補給する。

ドラム状の感光体４１が回転し、帯電装置４２が感光体４１の表面を帯電させる。さらに、光走査ユニット４６が、レーザー光の走査によって感光体４１の表面に静電潜像を書き込む。

さらに、現像装置４３が、前記静電潜像を二成分現像剤９に含まれるトナー９ａによってトナー像として現像する。そして、一次転写装置４４が、感光体４１表面の前記トナー像を中間転写ベルト４７に転写する。一次クリーニング装置４５は、トナー９ａの像が前記シートに転写された後の感光体４１表面に残存するトナー９ａを感光体４１から除去する。感光体４１は、トナー９ａの像を表面に担持して回転する像担持体の一例である。

二次転写装置４８は、中間転写ベルト４７に形成された前記トナー画像を前記シートに転写する。二次クリーニング装置４７０は、中間転写ベルト４７に残存するトナー９ａを除去する。定着装置４９は、加熱によって前記シートに前記トナー画像を定着させる。

[ドラムユニット７０の概要]
図２に示されるように、感光体４１、帯電装置４２および一次クリーニング装置４５は、一次クリーニング装置４５の一部を含むケーシング７によってドラムユニット７０としてユニット化されている。ケーシング７は、一体に組み合わされた複数の合成樹脂のモールド部材によって構成されている。

一次クリーニング装置４５は、クリーニングローラー４５１、クリーニングブレード４５２およびトナー搬送装置４５３を備える。トナー搬送装置４５３は、搬送スクリュー４５４とトナー崩し部材４５５とを備える。トナー搬送装置４５３は、感光体４１の表面から除去されたトナー９ａを搬送する装置である。

図２〜４に示されるように、搬送スクリュー４５４は、軸芯部４５４１と、軸芯部４５４１から螺旋状に張り出した螺旋羽根４５４２とを有する。トナー崩し部材４５５は、それぞれ搬送スクリュー４５４に接触する複数の接触片４５５ａと、複数の接触片４５５ａを連結する連結部４５５ｂとを有する。

感光体４１の回転軸４１１、クリーニングブレード４５２、クリーニングローラー４５１の回転軸４５１１および搬送スクリュー４５４の軸芯部４５４１は、画像形成装置１０の奥行き方向Ｄ０に沿って延びて形成されている。回転軸４１１，４５１１および軸芯部４５４１の端部は、本体部１に配置された不図示のモーターから不図示の駆動伝達機構を通じて回転力を受けることによって回転する。

回転するクリーニングローラー４５１の表面と、ウレタンゴムなどの弾性部材であるクリーニングブレード４５２の先端部とが、感光体４１の表面を擦る。これにより、感光体４１の表面に残存するトナー９ａが擦り取られる。

ケーシング７は、感光体４１の回転軸４１１を回転可能に支持する２箇所の第１軸受部７ａと、帯電装置４２を支持する帯電装置支持部７ｂと、クリーニングローラー４５１の回転軸４５１１を回転可能に支持する２箇所の第２軸受部７ｃと、搬送スクリュー４５４の軸芯部４５４１を回転可能に支持する２箇所の第３軸受部７ｄとを有する。なお、第３軸受部７ｄは、搬送スクリュー４５４を回転可能に支持する支持部の一例である。

さらに、ケーシング７は、画像形成装置１０の奥行き方向Ｄ０に沿って直線状に延びるトナー搬送路４５０が内側に形成された搬送路形成部７ｅを有する。搬送スクリュー４５４は、感光体４１の表面から除去されたトナー９ａの搬送路である。なお、便宜上、図３〜５において、搬送路形成部７ｅを構成する一部の部材の描画が省略されている。

搬送スクリュー４５４は、トナー搬送路４５０内で回転することにより、トナー９ａをトナー搬送路４５０に沿って搬送する。搬送路形成部７ｅにおける長手方向の一方の端部の下部には、トナー９ａが排出される開口である排出口４５０ａが形成されている。排出口４５０ａから排出されたトナー９ａは、現像剤回収ユニット６の入口に連通する不図示の中間搬送路に沿って搬送された後、現像剤回収ユニット６に収容される。

複数の接触片４５５ａは、搬送スクリュー４５４の長手方向に沿って間隔を空けて並ぶフィルム状の部材である。接触片４５５ａ各々の幅は、搬送スクリュー４５４の長手方向における螺旋羽根４５４２のピッチよりも小さい。例えば、複数の接触片４５５ａが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のフィルムであることが考えられる。

トナー崩し部材４５５の連結部４５５ｂは、ケーシング７の搬送路形成部７ｅに固定される。これにより、複数の接触片４５５ａは、連結部４５５ｂを介してケーシング７の搬送路形成部７ｅに支持される。

画像形成装置１０において、例えば融点が１５０℃未満の低融点タイプのトナー９ａが採用される。この場合、定着装置４９におけるヒーター加熱制御の設定温度が１５０℃以下であることが考えられる。これにより、定着装置４９の消費電力を抑制することができる。

一方、前記低融点タイプのトナー９ａは、搬送スクリュー４５４に付着しやすい。トナー９ａが搬送スクリュー４５４に固着すると搬送効率が悪化する。トナー崩し部材４５５は、トナー９ａが搬送スクリュー４５４に固着することを防ぐために設けられている。

複数の接触片４５５ａは、それぞれ搬送スクリュー４５４に接触することによって弾性変形する。搬送スクリュー４５４が回転することにより、複数の接触片４５５ａ各々が接触する螺旋羽根４５４２の高さが変化する。

従って、複数の接触片４５５ａは、搬送スクリュー４５４の回転に応じてそれぞれ独立して揺動する。複数の接触片４５５ａは、揺動することによって搬送スクリュー４５４の周囲のトナー９ａを崩し、トナー９ａが搬送スクリュー４５４に固着することを防ぐ。

ところで、トナー搬送装置４５３において、トナー９ａの搬送効率を高めるために、ケーシング７の搬送路形成部７ｅの内側面７ｆの寸法は、搬送スクリュー４５４との間隔が狭くなるよう設計される。

一方、搬送スクリュー４５４は、細長いため、比較的剛性の高い材料が採用されても、トナー９ａの搬送負荷およびトナー崩し部材４５５から受ける圧力などによって弾性変形する。例えば、搬送スクリュー４５４およびケーシング７が、変性プロピレンのモールド部材であることが考えられる。

従って、ケーシング７の搬送路形成部７ｅの内側面７ｆと搬送スクリュー４５４との間隔が狭い場合、搬送スクリュー４５４が少し変形しただけで、回転する搬送スクリュー４５４が搬送路形成部７ｅの内側面７ｆに擦れることによって異音が発生しやすい。

トナー搬送装置４５３は、回転する搬送スクリュー４５４がケーシング７における搬送路形成部７ｅの内側面７ｆに擦れることによって異音が発生することを防止する構造を備える。以下、その構造について説明する。

[トナー搬送装置４５３の構造]
トナー搬送装置４５３は、搬送スクリュー４５４、トナー崩し部材４５５および搬送路形成部７ｅに加え、低摩擦部４５６を備える。

低摩擦部４５６は、搬送スクリュー４５４に対向する搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおける２箇所の２箇所の第３軸受部７ｄの間の中間部分に設けられている。図３に示される例では、低摩擦部４５６は、搬送スクリュー４５４の長手方向において、複数の接触片４５５ａが並ぶ範囲における中央の１箇所に設けられている。

低摩擦部４５６は、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおける他の部分よりも搬送スクリュー４５４に対する摩擦係数が小さな部分である。例えば、低摩擦部４５６が、ＵＨＭＷＰＥ（超高分子量ポリエチレン）またはＰＥＴのシート状の部材であることが考えられる。

図２に示されるように、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆは、搬送スクリュー４５４の外周に沿って湾曲して形成されている。シート状の低摩擦部４５６は、搬送路形成部７ｅの湾曲した内側面７ｆに貼り付けられている。シート状の柔軟な低摩擦部４５６は、湾曲した内側面７ｆに貼り付けられることに適している。

図２，３に示される例において、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおける低摩擦部４５６が設けられた部分は、低摩擦部４５６の厚みと同じまたはそれ以下の深さの凹部７ｇである。これにより、凹部７ｇが、低摩擦部４５６の貼り付け位置の目印となる。

さらに、低摩擦部４５６の表面と、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおける低摩擦部４５６の周辺部分とが面一または面一に近い状態となる。そのため、低摩擦部４５６がトナー９ａの搬送の抵抗になることが回避される。

また、搬送スクリュー４５４の長手方向において、低摩擦部４５６と搬送スクリュー４５４との間隔は、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおける低摩擦部４５６が設けられた部分以外の部分と搬送スクリュー４５４との間隔よりも狭い。この場合、搬送スクリュー４５４の長手方向に交差する方向において、搬送スクリュー４５４の変形は、低摩擦部４５６によって制限される。

従って、弾性変形した搬送スクリュー４５４が、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおける低摩擦部４５６が設けられた部分以外の部分に接触することが回避される。また、搬送スクリュー４５４が、摩擦抵抗の小さな低摩擦部４５６に擦れつつ回転しても、耳障りな異音は生じない。

本実施形態において、搬送スクリュー４５４は、低摩擦部４５６に対向する大径部４５４ａとその他の小径部４５４ｂとを有する。大径部４５４ａの外径は、その他の部分の外径、即ち、小径部４５４ｂの外径よりも大きい。

例えば、長手方向において軸芯部４５４１の外径が均一であり、大径部４５４ａにおける螺旋羽根４５４２の高さが、小径部４５４ｂにおける螺旋羽根４５４２の高さよりも高いことが考えられる。

本実施形態によれば、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆに、トナー９ａの搬送の抵抗となり得る凸部が形成されることなく、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆの一部と搬送スクリュー４５４との間隔が狭い領域を形成することができる。

以上に示されるように、トナー搬送装置４５３が採用されれば、回転する搬送スクリュー４５４がケーシング７の内側面に擦れることによって異音が発生することを防止することができる。

また、搬送スクリュー４５４は、複数の接触片４５５ａの弾性力によって押されるため、その中間部分が複数の接触片４５５ａが接触する側の反対側へ変位するように変形する。そのため、図２に示されるように、低摩擦部４５６は、搬送スクリュー４５４における複数の接触片４５５ａが接触する側の反対側に設けられている。これにより、小さな低摩擦部４５６が設けられるだけで、確実に異音防止効果が得られる。

［第２実施形態］
次に、図５を参照しつつ、第２実施形態に係るトナー搬送装置４５３ｘについて説明する。以下、トナー搬送装置４５３ｘにおけるトナー搬送装置４５３と異なる点について説明する。図５において、図１〜４に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。

トナー搬送装置４５３ｘにおいても、低摩擦部４５６と搬送スクリュー４５４との間隔は、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおける低摩擦部４５６が設けられた部分以外の部分と搬送スクリュー４５４との間隔よりも狭い。

トナー搬送装置４５３ｘにおいて、搬送スクリュー４５４における低摩擦部４５６に対向する部分の外径とその他の部分の外径とは同じである。但し、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおいて、低摩擦部４５６が設けられた部分は、他の部分よりも搬送スクリュー４５４側へ突出した凸部７ｈである。

本実施形態においても、弾性変形した搬送スクリュー４５４が、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおける低摩擦部４５６が設けられた凸部７ｈ以外の部分に接触することが回避される。

トナー搬送装置４５３ｘが採用される場合も、トナー搬送装置４５３が採用される場合と同様に、回転する搬送スクリュー４５４がケーシング７の内側面に擦れることによって異音が発生することを防止できる。

また、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆの凸部７ｈには、低摩擦部４５６の厚みと同じまたはそれ以下の深さの凹部７ｇが形成されている。さらに、搬送路形成部７ｅの内側面７ｆにおいて、凸部７ｈに対して少なくともトナー９ａの搬送方向の上流側に連なる部分は傾斜面７ｉである。これにより、凸部７ｈおよび低摩擦部４５６がトナー９ａの搬送の抵抗になることが回避される。

[応用例]
トナー搬送装置４５３，４５３ｘにおいて、低摩擦部４５６が、搬送スクリュー４５４を支持する２箇所の第３軸受部７ｄの中央の１箇所に設けられることが考えられる。

また、図２〜４に示されるトナー搬送装置４５３において、搬送スクリュー４５４における低摩擦部４５６に対向する部分の外径とその他の部分の外径とが同じであることも考えられる。この場合、低摩擦部４５６が、搬送スクリュー４５４を支持する２箇所の第３軸受部７ｄの中央の１箇所に設けられることが考えられる。

通常、搬送スクリュー４５４は、２箇所の第３軸受部７ｄの中央の位置において、搬送スクリュー４５４の長手方向に交差する方向へ最も大きく変形する。そのため、低摩擦部４５６が、２箇所の第３軸受部７ｄの中央の１箇所に設けられれば、搬送スクリュー４５４に大径部４５４ａが形成されていなくても、変形した搬送スクリュー４５４が、低摩擦部４５６以外の部分に接触することが回避される。

また、トナー搬送装置４５３，４５３ｘが、例えば、一次クリーニング装置４５から排出されたトナー９ａを現像剤回収ユニット６へ搬送する装置など、画像形成装置１０における他の部分に適用されることも考えられる。

また、また、トナー搬送装置４５３，４５３ｘにおいて、低摩擦部４５６が、搬送スクリュー４５４の長手方向における複数の箇所に設けられることも考えられる。

なお、本発明に係るトナー搬送装置および画像形成装置は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

１：本体部
２：シート供給部
３：シート搬送部
４：作像部
５：トナー補給ユニット
６：現像剤回収ユニット
７：ケーシング
７ａ：第１軸受部
７ｂ：帯電装置支持部
７ｃ：第２軸受部
７ｄ：第３軸受部（搬送スクリューの支持部）
７ｅ：搬送路形成部
７ｆ：内側面
７ｇ：凹部
７ｈ：凸部
７ｉ：傾斜面
９：二成分現像剤
９ａ：トナー
９ｂ：キャリア
１０：画像形成装置
３０：シート搬送路
４０：画像形成部
４１：感光体（像担持体）
４２：帯電装置
４３：現像装置
４４：一次転写装置
４５：一次クリーニング装置
４６：光走査ユニット
４７：中間転写ベルト
４８：二次転写装置
４９：定着装置
７０：ドラムユニット
４１１：回転軸
４５０：トナー搬送路
４５０ａ：排出口
４５１：クリーニングローラー
４５２：クリーニングブレード
４５３：トナー搬送装置
４５３ｘ：トナー搬送装置
４５４：搬送スクリュー
４５４ａ：大径部
４５４ｂ：小径部
４５５：トナー崩し部材
４５５ａ：接触片
４５５ｂ：連結部
４５６：低摩擦部
４７０：二次クリーニング装置
４５１１：回転軸
４５４１：軸芯部
４５４２：螺旋羽根
Ｄ０：奥行き方向

Claims

トナーの搬送路が内側に形成されたケーシングと、
前記ケーシングの２箇所の支持部によって前記搬送路内で回転可能に支持され、前記トナーを前記搬送路に沿って搬送する搬送スクリューと、
前記搬送スクリューに対向する前記ケーシングの内側面における２箇所の前記支持部の間の中間部分に設けられ、前記ケーシングの前記内側面における他の部分よりも前記搬送スクリューに対する摩擦係数が小さな低摩擦部と、を備え、
前記ケーシングの前記内側面における前記低摩擦部が設けられた部分が、前記低摩擦部の厚みと同じまたはそれ以下の深さの凹部であり、
前記凹部は、前記ケーシングの前記内側面における、他の部分よりも前記搬送スクリュー側へ突出した凸部に形成されており、
前記ケーシングの前記内側面における前記凸部に対して前記トナーの搬送方向の上流側に連なる部分が傾斜面であり、
前記搬送スクリューの長手方向において、前記低摩擦部と前記搬送スクリューとの間隔が、前記ケーシングの前記内側面における前記低摩擦部が設けられた部分以外の部分と前記搬送スクリューとの間隔よりも狭い、トナー搬送装置。
前記低摩擦部は、２箇所の前記支持部の中央の１箇所に設けられている、請求項１に記載のトナー搬送装置。
前記ケーシングに支持され、前記搬送スクリューの長手方向に沿って間隔を空けて並ぶとともにそれぞれ前記搬送スクリューに接触することによって弾性変形する複数の接触片を有するトナー崩し部材をさらに備え、
前記低摩擦部は、前記搬送スクリューにおける前記複数の接触片が接触する側の反対側に設けられている、請求項１または請求項２に記載のトナー搬送装置。
前記ケーシングの前記内側面が前記搬送スクリューの外周に沿って湾曲して形成され、
前記低摩擦部が、前記ケーシングの湾曲した前記内側面に貼り付けられたシート状の部材である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトナー搬送装置。
トナーの像を表面に担持して回転する像担持体と、
前記トナーの像がシートに転写された後の前記像担持体の表面に残存する前記トナーを前記像担持体から除去するクリーニング装置と、を備え、
前記クリーニング装置は、前記像担持体から除去された前記トナーを搬送する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトナー搬送装置を含む、画像形成装置。