JP6692516B2 - トナー搬送装置及び該トナー搬送装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー搬送装置及び該トナー搬送装置を備えた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等にはトナーを所定方向に搬送するためのトナー搬送装置が搭載されている。トナー搬送装置は、例えば画像形成部に供給されるトナーを搬送したり、クリーニング装置により回収された中間転写ベルト上のトナーを搬送したりするために使用される。

上記トナー搬送装置は、内部にトナー搬送路を形成するケーシングと、上記トナー搬送路内で回転することによってトナーを予め定められた方向へ搬送する搬送スクリューとを備えている。

上記搬送スクリューは、軸部と該軸部の外周面から張り出す螺旋状の羽根部とを有している。搬送スクリューの軸部の両端部は一対の軸受によって支持されている。搬送スクリューの軸部には、軸受へのトナーの侵入を妨げるフランジ部が形成されている（例えば、特許文献１参照）。フランジ部は軸受と羽根部との間に設けられている。

特開２０１６−０１２１４９号公報

特許文献１に示すトナー搬送装置では、上記トナーが上記フランジ部を乗り越えて軸受側へ侵入することを完全に防ぐことはできない。

また、トナーがフランジ部と軸受との間のデッドスペース（トナー搬送能力がないスペース）に長期間滞留すると、滞留したトナーが、搬送スクリューの軸部、フランジ部又はケーシングの内壁面に対して摩擦熱により融着する虞がある。

この問題を解決するべく、例えばトナーが滞留するフランジ部と軸受との間のデッドスペースをスポンジ等のシール部材により埋めることが考えられる。しかしこの場合、トナーが上記デッドスペース内に侵入することは抑制できるものの、フランジ部の外周面とケーシングの内壁面との隙間にトナーが滞留してしまう。この結果、滞留したトナーが、フランジ部の外周面又はケーシングの内壁面に対して摩擦熱により融着する虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナーが滞留することによってトナーが搬送スクリュー又はケーシングの内壁面に融着することを防止できるトナー搬送装置及び該トナー搬送装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明に係るトナー搬送装置は、内部にトナー搬送路を形成し、トナー搬送路の終端部寄りの位置で下方に開口するトナー排出口を有するケーシングと、一対の軸受と、上記一対の軸受によって両端部が支持された軸部及び該軸部の周面から螺旋状に張り出した螺旋状羽根部を有し、所定方向に回転することによってトナー搬送路内のトナーをその始端部から終端部に向かって搬送する搬送スクリューと、上記螺旋状羽根部は、上記トナー搬送路内において始端部側の軸受に隣接する始端側羽根部と、上記トナー搬送路内において終端部側の軸受に隣接する終端側羽根部と、上記始端側羽根部及び終端側羽根部の間に形成された中間羽根部とを含み、上記トナー排出口は、上記中間羽根部と上記終端側羽根部との間に設けられ、上記終端側羽根部の螺旋巻き方向は、上記中間羽根部の螺旋巻き方向とは逆方向とされ、上記始端側羽根部の螺旋巻き方向は、上記中間羽根部の螺旋巻き方向と同方向とされ、上記始端側羽根部及び終端側羽根部の羽根径は、上記中間羽根部の羽根径よりも小さい。

本発明によれば、トナーが滞留することによって搬送スクリュー又はケーシングの内壁面にトナーが融着することを防止できるトナー搬送装置及び該トナー搬送装置を備えた画像形成装置が提供される。

図１は、実施形態におけるトナー搬送装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。 図２は、トナー搬送装置を含むベルトクリーニング装置の断面図である。 図３Ａは、トナー搬送装置の縦断面図であってトナー搬送路の始端部側を拡大して示す図である。 図３Ｂは、トナー搬送装置の縦断面図であってトナー搬送路の終端部側を拡大して示す図である。 図４は、トナー搬送スクリューを示す斜視図である。 図５は、トナー搬送スクリューの終端部側を拡大して示す拡大斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態１》
図１は、実施形態におけるトナー搬送装置１００を含む画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、現像ユニットＡと、現像ユニットＡの上方に配置された中間転写ユニットＢと、中間転写ユニットＢの上方に配置された複数（４つ）のトナーコンテナＣとを備えている。トナーコンテナＣ内のトナーは、例えば融点が１４０°以下の低融点トナーとされている。画像形成装置１は、一次転写部６、二次転写部９、定着部１１及び光走査装置１５をも備えている。現像ユニットＡは、光走査装置１５の上方に配置された複数（４つ）の画像形成部１６を有する。中間転写ユニットＢは、無端状の中間転写ベルト（中間転写体）７を有し、中間転写ベルト７は、４つ画像形成部１６の上方に画像形成部１６の配列方向に沿うように配置されている。

画像形成装置１の装置本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙（図示省略）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第１用紙搬送部２１が設けられている。第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の第１用紙搬送部２１と反対側の側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５と第１用紙搬送部２１との間には、第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいてレーザー光を画像形成部１６へ照射する。中間転写ベルト７は、駆動ローラー１２と従動ローラー１３とに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。１４はテンションローラーである。

中間転写ベルト７は、複数の感光体ドラム（像担持体）２５の外周面に当接することによってその複数の感光体ドラム２５の外周面からトナー像が転写されるように構成されている。

４つの画像形成部１６は、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。各画像形成部１６は、感光体ドラム２５と、感光体ドラム２５の周囲に配置された帯電器３１、現像部３３及びクリーニング装置３２とをそれぞれ有している。

帯電器３１は感光体ドラム２５の表面を帯電させる。帯電器３１により帯電された感光体ドラム２５には、光走査装置１５から照射されたレーザー光によって静電潜像が形成される。現像部３３は、静電潜像を現像することによって感光体ドラム２５の表面にトナー像を形成する。

一次転写部６は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部６は、画像形成部１６により感光体ドラム２５に形成されたトナー像を中間転写ベルト７の表面に一次転写する転写ローラー８を有している。

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、転写ローラー８に印加されたトナー逆極性電圧にて所定のタイミングで各感光体ドラム２５上のトナー像が中間転写ベルト７に転写されることによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。また、トナー像が中間転写ベルト７に転写された感光体ドラム２５の表面は、クリーニング装置３２によって清掃される。

二次転写部９は、中間転写ベルト７の側方に配置された転写ローラー１７を有している。そして、二次転写部９は、転写ローラー１７に印加されたトナー逆極性電圧にて中間転写ベルト７上のトナー像を、第１用紙搬送部２１から送られてきた用紙に転写するようになっている。

中間転写ベルト７の二次転写部９と反対側である従動ローラー１３側方には、中間転写ベルト７の表面を清掃するためのクリーニング装置３４が配置されている。

定着部１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着部１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。定着部１１は、加圧ローラー１８と、定着ローラー１９と、加熱ローラー２０とを備えている。そして、定着部１１は、第３用紙搬送部２３から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。

定着部１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して用紙を再び二次転写部９へ搬送する。

中間転写ユニットＢの前面側には、インナーユニットＤが中間転写ユニットＢの前面を覆うように配置され（一点鎖線参照）、トナーコンテナＣからインナーユニットＤを経て現像ユニットＡの現像部３３にトナーを供給するようになっている。

上記クリーニング装置３４は、クリーニングローラー３６によって擦り落とした中間転写ベルト７の表面のトナーをトナー搬送装置１００により所定方向に搬送する。トナー搬送装置１００は、図２、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ケーシング３５、クリーニングローラー３６、搬送スクリュー３７及び一対の軸受３８ａ，３８ｂを有している。

ケーシング３５は、トナー搬送路５０、ギアー収容空間５１及びローラー収容空間５２を内部に有する樹脂製のケース部材である。トナー搬送路５０内には搬送スクリュー３７が収容されている。ケーシング３５におけるトナー搬送路５０の終端部寄りの箇所には下側に開口するトナー排出口３５ａが形成されている。ギアー収容空間５１は、トナー搬送路５０の始端部側に連接されている。ギアー収容空間５１内には、搬送スクリュー３７を駆動するためのギアー４２が収容されている。ローラー収容空間５２内にはクリーニングローラー３６が収容されている。

クリーニングローラー３６は、中間転写ベルト７の回転軸方向に延びるローラー部材からなる。クリーニングローラー３６は、ケーシング３５の中間転写ベルト７側の側面に形成された開口部から露出して中間転写ベルト７の表面に接触している。そして、クリーニングローラー３６は、中間転写ベルト７の表面に接触しながら回転することで該表面からトナーを擦り取る。クリーニングローラー３６により擦り取られたトナーはローラー収容空間５２からその下側のトナー搬送路５０内に落下する。

トナー搬送路５０内には、搬送スクリュー３７がクリーニングローラー３６と平行に配置されている。搬送スクリュー３７は、クリーニングローラー３６により擦り落とされたトナーをトナー搬送路５０の始端部側から終端部側（本実施形態では図２の紙面手前側から奥側）に向かって搬送してトナー排出口３５ａから下側に排出する。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、搬送スクリュー３７の軸方向の両端部は、上記一対の軸受３８ａ，３８ｂにより回動可能に支持されている。一対の軸受３８ａ，３８ｂは、例えば滑り軸受により構成されている。搬送スクリュー３７における軸受３８ａ，３８ｂによる支持箇所には円筒状の低摩擦部材３９が外嵌されている。

一対の軸受３８ａ，３８ｂはそれぞれオイルシール４０と共にシールホルダー４１に保持されている。シールホルダー４１は、円筒部４１ａと、円筒部４１ａの先端縁から径方向内側に突出する規制板部４１ｃと、円筒部４１ａの基端縁から径方向外側に突出するフランジ部４１ｄとを有している。一対の軸受３８ａ，３８ｂは、その鍔部がシールホルダー４１の円筒部４１ａの端面に当接する状態で該円筒部４１ａに内挿されている。

オイルシール４０は、軸受３８ａ，３８ｂへのトナーの侵入を妨げる機能を有している。オイルシール４０は全体視で円環状をなしており、オイルシール４０の中心孔には搬送スクリュー３７の軸部３７１が貫通している。オイルシール４０の外周面は、シールホルダー４１の円筒部４１ａの内周面に密着して嵌合している。オイルシール４０のリップ部は、搬送スクリュー３７における上記低摩擦部材３９の外周面に接触している。

オイルシール４０を保持する上記シールホルダー４１は、円筒状のホルダー装着部３５ｂに装着されている。ホルダー装着部３５ｂは、ケーシング３５内のトナー搬送路５０の両端部に設けられている。ホルダー装着部３５ｂはケーシング３５の底壁部に一体成形されている。シールホルダー４１の装着状態では、シールホルダー４１の円筒部４１ａがホルダー装着部３５ｂの基端部側に内嵌され、シールホルダー４１のフランジ部４１ｄがホルダー装着部３５ｂの端面に当接している。ホルダー装着部３５ｂ内におけるシールホルダー４１に隣接する空間（シールホルダー４１よりも軸方向内側の空間）が始端側空洞部５３及び終端側空洞部５４を構成している。

搬送スクリュー３７は、円筒状の軸部３７１と、軸部３７１の周面から張り出した螺旋状羽根部３７２とを有している。螺旋状羽根部３７２は、搬送スクリュー３７の軸線回りに螺旋状をなしている。

螺旋状羽根部３７２は、始端側羽根部３７２ａ、終端側羽根部３７２ｂ及び中間羽根部３７２ｃを有している。始端側羽根部３７２ａは、トナー搬送路５０内において始端部側の軸受３８ａ（図３Ａ参照）に隣接している。終端側羽根部３７２ｂは、トナー搬送路５０内において終端部側の軸受３８ｂ（図３Ｂ参照）に隣接している。中間羽根部３７２ｃは、始端側羽根部３７２ａ及び終端側羽根部３７２ｂの間に形成されている。

中間羽根部３７２ｃの螺旋軸方向の両端位置は、螺旋軸方向において中間転写ベルト７の両端位置（クリーニングローラー３６により擦り落とされたトナーが落下する範囲の両端位置）に一致している。中間羽根部３７２ｃは、螺旋軸方向において羽根径（螺旋軸方向から見たときの羽根の直径）が一定になるように形成されている。

始端側羽根部３７２ａは中間羽根部３７２ｃに連続的に繋がっている。始端側羽根部３７２ａと中間羽根部３７２ｃとの螺旋巻き方向は同じである。始端側羽根部３７２ａの螺旋巻き数は、本実施形態では一巻きとされている。始端側羽根部３７２ａの羽根径は、螺旋軸方向において中間羽根部３７２ｃ側から軸受３８ａ側に向かうにしたがって徐々に減少して最終的に０になる。始端側羽根部３７２ａの羽根径は、中間羽根部３７２ｃの羽根径よりも小さい。始端側羽根部３７２ａは、上記ホルダー装着部３５ｂ内においてシールホルダー４１に隣接する始端側空洞部５３内に位置している。

終端側羽根部３７２ｂは、中間羽根部３７２ｃに対して所定の間隔を空けて形成されている。すなわち、終端側羽根部３７２ｂと中間羽根部３７２ｃとの間には、軸部３７１のみからなる領域Ｒｏが設けられている。この領域Ｒｏはトナー排出口３５ａの直上に位置している。終端側羽根部３７２ｂの螺旋巻き方向は、中間羽根部３７２ｃの螺旋巻き方向とは逆向きになっている。終端側羽根部３７２ｂの螺旋巻き数は、本実施形態では一巻きとされている。終端側羽根部３７２ｂの羽根径は、螺旋軸方向において中間羽根部３７２ｃ側から軸受３８ｂ側に向かうにしたがって徐々に減少して最終的に０になる。終端側羽根部３７２ｂの羽根径は中間羽根部３７２ｃの羽根径よりも小さい。

以上のように構成されたトナー搬送装置１００によれば、クリーニングローラー３６により擦り取られてトナー搬送路５０内に落下したトナーは、回転する搬送スクリュー３７によってトナー搬送路５０の始端部から終端部に向かって搬送されてトナー排出口３５ａから下側に排出される。

ここで、搬送スクリュー３７の螺旋状羽根部３７２は、始端部側の軸受３８ａに隣接する始端側羽根部３７２ａと、終端部側の軸受３８ｂに隣接する終端側羽根部３７２ｂとを有しており、始端側羽根部３７２ａの螺旋巻き方向は、中間羽根部３７２ｃの螺旋巻き方向と同方向とされ、終端側羽根部３７２ｂの螺旋巻き方向は中間羽根部３７２ｃの螺旋巻き方向とは逆方向とされている。これによれば、始端部側の軸受３８ａに隣接する部分に侵入したトナーは始端側羽根部３７２ａによって順方向（軸受３８ａから離間する側）に搬送され、終端部側の軸受３８ｂに隣接する部分に侵入したトナーは、終端側羽根部３７２ｂにより順方向とは反対方向（軸受３８ｂから離間する側）に搬送される。よって、各軸受３８ａ，３８ｂ内にトナーが侵入するのを防止することができるとともに、各軸受３８ａ，３８ｂに隣接する空間内（つまり始端側空洞部５３及び終端側空洞部５４内）にトナーが堆積するのを防止することができる。延いては、堆積したトナーが搬送スクリュー３７の回転に伴う摩擦熱により溶融するのを回避することができる。

また、始端側羽根部３７２ａの羽根径及び終端側羽根部３７２ｂの羽根径は中間羽根部３７２ｃの羽根径よりも小さい。これにより、始端側空洞部５３の内周面と始端側羽根部３７２ａの径方向外側端との隙間、及び、終端側空洞部５４の内周面と終端側羽根部３７２ｂの径方向外側端との隙間を、トナー搬送路５０の内周面と中間羽根部３７２ｃの径方向外側端との隙間よりも大きくすることができる。よって、始端側羽根部３７２ａの先端と始端側空洞部５３の内周面との隙間、及び、終端側羽根部３７２ｂの先端と終端側空洞部５４の内周面との隙間にトナーが滞留するのを抑制することができる。

また、各軸受３８ａ，３８ｂと始端側羽根部３７２ａ及び終端側羽根部３７２ｂとの間にはそれぞれ各軸受３８ａ，３８ｂへのトナーの侵入を妨げる環状のオイルシール（シール部材）４０が設けられている。これにより、搬送スクリュー３７の軸部３７１にフランジ部などを設けることなくオイルシール４０によって各軸受３８ａ，３８ｂ内へのトナーの侵入を防止することができる。

オイルシール４０はシールホルダー４１により保持されており、始端側羽根部３７２ａ及び終端側羽根部３７２ｂの羽根の最大径を、シールホルダー４１の規制板部４１ｃの貫通孔４１ｂの孔径よりも小さくしている。

これによれば、搬送スクリュー３７を一対の軸受３８ａ，３８ｂに対して軸方向にガタを持って支持させた場合でも、始端側羽根部３７２ａ及び終端側羽根部３７２ｂがシールホルダー４１の規制板部４１ｃと干渉することはない。よって、始端側羽根部３７２ａ及び終端側羽根部３７２ｂを軸受３８ａ，３８ｂに近接させることができるので、軸受３８ａ，３８ｂの近傍においてトナーの搬送能力を有さないデッドスペースが生じるのを回避することができる。延いては、軸受３８ａ，３８ｂの近傍にトナーが滞留するのを可及的に抑制することができる。

また、搬送スクリュー３７の始端側羽根部３７２ａ及び終端側羽根部３７２ｂは、トナー搬送路５０内におけるトナーが落下する範囲（本実施形態では中間転写ベルト７の両端位置に対応する位置）よりも外側に位置している。

これにより、トナー搬送路５０内において軸受３８ａ，３８ｂの近傍にトナー搬送能力を有さないデッドスペースが生じるのを極力回避している。

また、本実施形態で使用されるトナーは低融点トナーとされている。低融点トナーを使用した場合、上述したトナーの滞留に起因する搬送スクリュー３７又はトナー搬送路５０の内周面へのトナーの融着の問題が生じ易くなるので、本発明の構成を採用することが問題を解決する上で特に有用となる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、一例として中間転写ベルト７のクリーニング装置３４に搭載されるトナー搬送装置１００について説明したが、これに限ったものではない。すなわち、本発明の構成は、例えば現像部３３に搭載されるトナー搬送装置に適用することもできる。

上記実施形態では、始端側羽根部３７２ａ及び終端側羽根部３７２ｂの螺旋巻き数は一巻きとされているが、これに限ったものではなく、例えば二巻き以上であってもよいし、一巻き以下（例えば１／２巻き）であってもよい。

上記実施形態では、一例として低融点トナーを使用するようにしているが、通常の融点を有するトナーを使用するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、トナー搬送装置及び該トナー搬送装置を備えた画像形成装置について有用である。

１ 画像形成装置
３５ ケーシング
３５ａ トナー排出口
３５ｂ ホルダー装着部
３７ 搬送スクリュー
３８ａ 軸受
３８ｂ 軸受
４０ オイルシール（シール部材９
４１ シールホルダー
４１ａ 円筒部
４１ｂ 貫通孔
４１ｃ 規制板部
５０ トナー搬送路
５３ 始端側空洞部
５４ 終端側空洞部
１００ トナー搬送装置
３７１ 軸部
３７２ 螺旋状羽根部
３７２ａ 始端側羽根部
３７２ｂ 終端側羽根部
３７２ｃ 中間羽根部

Claims (5)

1. 内部にトナー搬送路を形成し、トナー搬送路の終端部寄りの位置で下方に開口するトナー排出口を有するケーシングと、
   一対の軸受と、
   上記一対の軸受によって両端部が支持された軸部及び該軸部の周面から螺旋状に張り出した螺旋状羽根部を有し、所定方向に回転することによってトナー搬送路内のトナーをその始端部から終端部に向かって搬送する搬送スクリューと、
   上記螺旋状羽根部は、上記トナー搬送路内において始端部側の軸受に隣接する始端側羽根部と、上記トナー搬送路内において終端部側の軸受に隣接する終端側羽根部と、上記始端側羽根部及び終端側羽根部の間に形成された中間羽根部とを含み、
   上記トナー排出口は、上記中間羽根部と上記終端側羽根部との間に設けられ、
   上記終端側羽根部の螺旋巻き方向は、上記中間羽根部の螺旋巻き方向とは逆方向とされ、
   上記始端側羽根部の螺旋巻き方向は、上記中間羽根部の螺旋巻き方向と同方向とされ、
   上記始端側羽根部及び終端側羽根部の羽根径は、上記中間羽根部の羽根径よりも小さく、
   上記一対の軸受と上記螺旋状羽根部との間にそれぞれ設けられて該各軸受へのトナーの侵入を妨げる環状のシール部材と、
   上記シール部材を保持するシールホルダーとをさらに備え、
   上記シールホルダーは、内周面に上記シール部材が嵌合される円筒状の筒部と、上記軸部が貫通する貫通孔を有するとともに該シール部材の端面に当接する規制板部とを含み、
   上記始端側羽根部及び終端側羽根部の最大羽根径は、上記シールホルダーの規制板部に形成された貫通孔の孔径よりも小さい、トナー搬送装置。
2. 請求項１記載のトナー搬送装置において、
   上記トナー搬送路内には、上記始端側羽根部及び終端側羽根部をそれぞれ収容する始端側空洞部及び終端側空洞部が形成され、
   上記始端側空洞部の内周面と上記始端側羽根部の径方向外側端との隙間、及び、上記終端側空洞部の内周面と上記終端側羽根部の径方向外側端との隙間は共に、上記トナー搬送路の内周面と上記中間羽根部の径方向外側端との隙間よりも大きい、トナー搬送装置。
3. 請求項１又は２に記載のトナー搬送装置において、
   上記始端側羽根部及び終端側羽根部は、上記トナー搬送路内におけるトナーが落下する範囲よりも外側に位置している、トナー搬送装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のトナー搬送装置において、
   上記トナーは低融点トナーである、トナー搬送装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一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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