JP7247523B2 - トナー搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを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。

電子写真方式の画像形成装置は、トナー像の転写後に感光体ドラムに残留したトナーを除去するクリーニング装置を備えている。クリーニング装置は、感光体トラムからトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、掻き落とされたトナーを収容するクリーニング容器と、クリーニング容器内に溜まったトナーを定められた方向に搬送する搬送スクリューとを備える。クリーニング装置は、トナーを搬送するトナー搬送装置の一例である。

上記のクリーニング装置においては、搬送スクリューの軸に付着したトナーが固着して搬送機能が低下するという問題がある。特に、近年、省エネルギー性の向上を目的としてトナーの低融点化が進められているため、凝集して流動性が低下したトナーが軸に固着するという傾向がみられる。

そこで、従来、搬送スクリューへのトナーの固着を解消する技術が検討されている。例えば、特許文献１及び２には、フィルム部材によって軸からトナーを除去する構成が記載されている。フィルム部材は、搬送スクリューの軸方向に延びるように形成された基部と、基部から軸方向と交差する方向に突出するように形成された突出片とを有し、突出片が搬送スクリューに押し当てられることによりトナーが除去される。

特開２０１７－１９４５９７号公報 特開２００７－３４３４０号公報

上記のフィルム部材のトナー除去性能は、突出片を搬送スクリューに押し当てる押圧力が強いほど向上する。上記のフィルム部材は、基部がクリーニング容器に接着されているため、押圧力を強くするには、フィルム部材の曲げ剛性（腰の強さ）を高めてフィルム部材の撓みによる弾性力を大きくする必要がある。フィルム部材の曲げ剛性を高める方法としては、フィルム部材の厚みを厚くすることが考えられる。フィルム部材の厚みが厚いほど、フィルム部材の耐久性も高まる。しかし、フィルム部材の曲げ剛性を高めると、搬送スクリューに撓みが生じ、搬送スクリューの羽根がクリーニング容器の内面に接触して異音が発生したり、搬送スクリューの回転が乱れたりするおそれがある。搬送スクリューの撓みを防ぐには、フィルム部材の厚みを薄くして曲げ剛性を低くすればよいが、その場合、トナー除去性能と耐久性が低下してしまう。従って、特許文献１、２に記載された構成では、トナー除去性能の向上、耐久性の向上、搬送スクリューの撓みの防止の全てを同時に実現することは極めて困難である。

本発明は、上記事情を考慮し、フィルム部材のトナー除去性能と耐久性を向上させるとともに、搬送スクリューの撓みを防ぐことのできるトナー搬送装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るトナー搬送装置は、トナーを収容する容器と、前記容器に収容されたトナーを前記容器内で予め定められた方向に搬送する搬送スクリューと、前記搬送スクリューの軸方向を長手方向とする基部と、前記基部から前記長手方向に対して交差する一方向に突き出るように形成された複数の突出片と、を備え、可撓性を有するフィルム部材と、前記搬送スクリューの軸方向を長手方向とする、前記フィルム部材の前記基部が取り付けられる取り付け部と、前記長手方向に平行な軸部と、を備える支持部材と、を備え、前記フィルム部材と前記支持部材は、前記突出片が前記搬送スクリューに接触するように前記搬送スクリューの上方に配置され、前記軸部を中心として回転が自在であることを特徴する。

本発明に係るトナー搬送装置において、前記取り付け部は、前記搬送スクリューの軸方向を長手方向とする本体部と、前記本体部の前記長手方向の両端から前記突出片の反対方向に突き出るように形成された交差部と、を備え、前記フィルム部材の前記基部が、前記本体部と前記交差部とに取り付けられていてもよい。

本発明に係るトナー搬送装置において、前記支持部材が金属の線材で形成されていてもよい。

また、本発明に係る画像形成装置は、像担持体に形成されたトナー像をシートに転写する画像形成部と、前記像担持体に残留したトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、上記のいずれかのトナー搬送装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、フィルム部材のトナー除去性能と耐久性を向上させるとともに、搬送スクリューの撓みを防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る感光体ドラムとクリーニング装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る掻き落とし部の平面図である。 図２のＡ方向における掻き落とし部と搬送スクリューの平面図である。 本発明の一実施形態に対する比較例に係る感光体ドラムとクリーニング装置の断面図である。 本発明の一実施形態に対する比較例に係るフィルム部材の平面図である。 図５のＡ方向におけるフィルム部材と搬送スクリューの平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係るプリンター１（画像形成装置の一例）及びトナー搬送装置について説明する。

まず、図１を参照して、プリンター１の全体の構成について説明する。図１は、プリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

プリンター１の筐体２には、収容されたシートＳを搬送路６に送り出す給紙装置３と、トナー像をシートＳに形成する画像形成部４と、トナー像をシートＳに定着する定着装置５と、トナー像が定着されたシートＳが排出される排出部７と、が備えられている。

画像形成部４は、ドラムユニット１５と、露光装置９と、トナー容器１２と、現像ユニット１６と、中間転写ベルト１７と、一次転写ローラー１８と、二次転写ローラー１１と、を備えている。

ドラムユニット１５は、回転駆動される感光体ドラム２１（像担持体の一例）と、感光体ドラム２１を帯電させる帯電装置２２と、感光体ドラム２１の表面を清掃するクリーニング装置２３（トナー搬送装置の一例）と、を備えている。

露光装置９は、画像データに基づくレーザー光を感光体ドラム２１に照射する。各トナー容器１２は、それぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーを収容する。

現像ユニット１６は、現像容器と、磁気ローラーと、搬送スクリューと、を備えている。現像容器とトナー容器１２との間には、トナーの供給路（図示省略）が設けられており、現像容器は、トナー容器１２から供給されたトナーを収容する。磁気ローラーは、現像容器の開口部から露出し、搬送スクリューと感光体ドラム２１に対向するように配置されている。

中間転写ベルト１７は、駆動ローラーと従動ローラーとに巻き掛けられた無端のベルトであり、外面が感光体ドラム２１に対向するように配置され、循環走行する。一次転写ローラー１８は、中間転写ベルト１７の内面に対向するように配置され、感光体ドラム２１との間に中間転写ベルト１７を挟持する。

二次転写ローラー１１は、搬送路６を挟んで中間転写ベルト１７の外面に対向するように配置される。

次に、プリンター１の画像形成動作について説明する。プリンター１が外部コンピューター等から画像データを受信すると、シートＳが給紙装置３から搬送路６に送り出される。帯電した各感光体ドラム２１の表面に、各露光装置９によりブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像データに基づく潜像が形成される。現像ユニット１６の現像容器に収容されたトナーは、搬送スクリューによって磁気ローラーに供給される。このトナーが潜像に吸着されることで感光体ドラム２１にトナー像が形成される。各感光体ドラム２１に担持されたトナー像は、各一次転写ローラー１８により中間転写ベルト１７に重ねて転写される。中間転写ベルト１７に転写されたトナー像は、二次転写ローラー１１によりシートＳに転写され、定着装置５によりシートＳに定着される。トナー像が定着されたシートＳは、排出部７に排出される。感光体ドラム２１の表面に残留したトナーは、クリーニング装置２３によって除去される。

次に、図２乃至４を参照して、感光体ドラム２１とクリーニング装置２３の構成について説明する。図２は、感光体ドラム２１とクリーニング装置２３の断面図である。図３は、掻き落とし部４４の平面図である。図４は、図２のＡ方向における掻き落とし部４４と搬送スクリュー４３の平面図である。

感光体ドラム２１は、前後方向を長手方向とする芯金３０と、芯金３０の外周面に形成された感光層３１と、を備える。芯金３０は、アルミニウム合金等で形成された円筒状の部材である。感光層３１は、アモルファスシリコン系の感光体で形成されている。感光体ドラム２１は、筐体２に固定された軸受（図示省略）によって支持され、モーター等の駆動源（図示省略）によって図２のＢ方向に回転駆動される。

クリーニング装置２３は、廃トナーを収容するクリーニング容器４１（容器の一例）と、感光体ドラム２１に突き当てられるクリーニングブレード４２と、廃トナーを搬送する搬送スクリュー４３と、搬送スクリュー４３からトナーを掻き落とす掻き落とし部４４と、を備える。掻き落とし部４４は、支持部材５１と、フィルム部材５２と、を備える。

クリーニング容器４１は、樹脂等で形成され、搬送スクリュー４３と掻き落とし部４４を収容する。クリーニング容器４１は、感光体ドラム２１側に開口部４１Ｋを有する。クリーニング容器４１の内面の天井部には、掻き落とし部４４の回転支点となる支点部４１Ｓが設けられている。クリーニング容器４１には、廃トナー容器（図示省略）が接続されている。

クリーニングブレード４２は、樹脂等で形成され、クリーニング容器４１の開口部４１Ｋよりも下側の部位に取り付けられ、先端が感光体ドラム２１に突き当てられる。

搬送スクリュー４３は、樹脂等で形成され、前後方向を長手方向（軸方向）とする軸部４３Ａと、軸部４３Ａの周りに形成された螺旋状の羽根部４３Ｈと、を有する。搬送スクリュー４３は、モーター等の駆動源（図示省略）によって駆動される。

支持部材５１は、ステンレス鋼等の線材で形成されている。図３に示されるように、支持部材５１は、フィルム部材５２が取り付けられる取り付け部５１Ｆと、軸部５１Ａと、を備える。取り付け部５１Ｆは、前後方向を長手方向とする本体部５１Ｂと、本体部５１Ｂの前端と後端から前後方向に対して交差する一方向に突き出るように形成された交差部５１Ｃと、を備える。軸部５１Ａは、前後の交差部５１Ｃの本体部５１Ｂとは反対側の端部からそれぞれ前方、後方に突き出るように、長手方向に平行に形成されている。

フィルム部材５２は、ＰＥＴ樹脂等で形成され、可撓性を有する。フィルム部材５２は、前後方向を長手方向とする、支持部材５１の本体部５１Ｂと概ね等しい長さの基部５２Ｂと、基部５２Ｂから長手方向に対して交差する一方向に突き出るように形成された複数の突出片５２Ｐと、を備える。

フィルム部材５２は、フィルム部材５２の基部５２Ｂと支持部材５１の本体部５１Ｂ及び交差部５１Ｃとが重なるように、且つ、突出片５２Ｐが交差部５１Ｃの反対方向に突き出るように配置され、両面粘着テープや接着剤等を用いて支持部材５１に接着されている。支持部材５１の軸部５１Ａは、交差部５１Ｃの本体部５１Ｂとは反対側の端部に形成されており、フィルム部材５２の基部５２Ｂが、本体部５１Ｂと交差部５１Ｃとに支持されている。

図２に示されるように、支持部材５１の軸部５１Ａは、クリーニング容器４１の支点部４１Ｓに支持されている。掻き落とし部４４は、支点部４１Ｓに支持された軸部５１Ａを中心として回転が自在である。掻き落とし部４４の自重により、突出片５２Ｐが搬送スクリュー４３に接触した状態が維持される。

次に、クリーニング装置２３のクリーニング動作について説明する。シートＳへのトナー像の転写後に感光体ドラム２１に残留したトナーは、感光体ドラム２１の回転に伴ってクリーニングブレード４２によって掻き落とされ、クリーニング容器４１の底部に溜まる。一方、搬送スクリュー４３の回転により、掻き落とし部４４の複数の突出片５２Ｐに対して、搬送スクリュー４３の羽根部４３Ｈが相対的に長手方向に移動する。この移動により、各突出片５２Ｐが、搬送スクリュー４３の羽根部４３Ｈに乗り上げ、羽根部４３Ｈから軸部４３Ａに滑り降りるという動作が反復される。この動作により、軸部４３Ａ及び羽根部４３Ｈに付着したトナーが掻き落とされ、クリーニング容器４１の底部に溜まる。溜まった廃トナーは、搬送スクリュー４３によって搬送スクリュー４３の長手方向に搬送され、廃トナー容器に排出される。

次に、図５乃至７に示す比較例との比較により、本実施形態の効果について説明する。図５は、比較例における感光体ドラム２１とクリーニング装置２３の断面図である。図６は、比較例におけるフィルム部材６２の平面図である。図７は、図５のＡ方向におけるフィルム部材６２と搬送スクリュー４３の平面図である。

比較例のクリーニング装置２９は、ＰＥＴ樹脂等で形成された可撓性を有するフィルム部材６２を備える。フィルム部材６２は、前後方向を長手方向とする基部６２Ｂと、基部６２Ｂから前後方向に対して垂直な一方向に突き出るように形成された複数の突出片６Ｐと、を備える。フィルム部材６２は、図６の二点鎖線で示される折り曲げ線６２Ｌの位置で基部６２Ｂが折り曲げられ、図５に示されるように、突出片６２Ｐを下側に、基部６２Ｂのうち図６に示される折り曲げ線６２Ｌよりも右側の部分を上側にして配置され、上側の部分がクリーニング容器４１の内面の天井部に両面粘着テープや接着剤等を用いて接着されている。本実施形態と同様に、各突出片６２Ｐが、搬送スクリュー４３の羽根部４３Ｈに乗り上げ、羽根部４３Ｈから軸部４３Ａに滑り降りるという動作が反復される。この動作により、軸部４３Ａ及び羽根部４３Ｈに付着したトナーが掻き落とされ、クリーニング容器４１の底部に溜まる。溜まった廃トナーは、搬送スクリュー４３によって搬送スクリュー４３の長手方向に搬送され、廃トナー容器に排出される。

フィルム部材６２のトナー除去性能は、突出片６２Ｐを搬送スクリュー４３に押し当てる押圧力が強いほど向上する。フィルム部材６２の基部６２Ｂがクリーニング容器４１に接着されているため、押圧力を強くするには、フィルム部材６２の曲げ剛性（腰の強さ）を高めてフィルム部材６２の撓みによる弾性力を大きくする必要がある。フィルム部材６２の曲げ剛性を高める方法としては、フィルム部材６２の厚みを厚くすることが考えられる。フィルム部材６２の厚みが厚いほど、フィルム部材６２の耐久性も高まる。しかし、フィルム部材６２の曲げ剛性を高めると、フィルム部材６２の弾性力で押され続けることで搬送スクリュー４３に撓みが生じ、搬送スクリュー４３の羽根部４３Ｈがクリーニング容器４１の内面に接触して異音が発生したり、搬送スクリューの回転が乱れたりするおそれがある。搬送スクリュー４３の撓みを防ぐには、フィルム部材６２の厚みを薄くして曲げ剛性を低くすればよいが、その場合、トナー除去性能と耐久性が低下してしまう。従って、比較例においては、トナー除去性能の向上、耐久性の向上、異音の防止の全てを同時に実現することは極めて困難である。

これに対して、本実施形態の掻き落とし部４４は、クリーニング容器４１の支点部４１Ｓに支持された軸部５１Ａを中心として回転が自在であるから、実質的に曲げ剛性を有しておらず、羽根部４３Ｈの動きに抵抗しない。従って、フィルム部材５２の厚みを厚くしても、搬送スクリュー４３に撓みは発生しない。また、本実施形態では、突出片５２Ｐは、掻き落とし部４４の自重により搬送スクリュー４３に押し当てられる。従って、トナー除去性能は、掻き落とし部４４の重量が重いほど強くなり、掻き落とし部４４の全体の重量（支持部材５１の重量とフィルム部材５２の重量との合計）によって調整することができる。一方、耐久性は、フィルム部材５２の厚みによって調整することができる。つまり、本実施形態では、トナー除去性能と耐久性がそれぞれ独立的に調整可能であり、その調整によって搬送スクリュー４３に撓みが発生することもない。

以上説明した本実施形態に係るクリーニング装置２３によれば、フィルム部材５２のトナー除去性能と耐久性を向上させるとともに、搬送スクリュー４３の撓みを防ぐことができる。

また、本実施形態に係るクリーニング装置２３によれば、フィルム部材５２が支持部材５１の本体部５１Ｂと交差部５１Ｃにより支持されるから、フィルム部材５２が本体部５１Ｂだけで支持される場合と比べて、フィルム部材５２の本体部５１Ｂに対する回転を抑制することができる。

また、本実施形態に係るクリーニング装置２３によれば、支持部材５１が金属の線材で形成されているから、掻き落とし部４４の剛性が確保しやすい。また、掻き落とし部４４の重量が調整しやすい。

上記実施形態が以下のように変形されてもよい。

取り付け部５１Ｆは、本体部５１Ｂと交差部５１Ｃに代えて、矩形の板状の部材で形成されていてもよい。

上記実施形態では、本発明に係るトナー搬送装置をクリーニング装置２３に適用した例を示したが、本発明に係るトナー搬送装置は、トナー容器１２や現像ユニット１６に適用されてもよい。

２色、３色又は５色以上のトナーを用いてカラー画像を形成するプリンターに本発明が適用されてもよい。１色のトナーを用いてモノクロ画像を形成するプリンターに本発明が適用されてもよい。

１ プリンター（画像形成装置）
４ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
２３ クリーニング装置（トナー搬送装置）
４１ クリーニング容器（容器）
４３ 搬送スクリュー
５１ 支持部材
５１Ｆ 取り付け部
５１Ｂ 本体部
５１Ｃ 交差部
５１Ａ 軸部
５２ フィルム部材
５２Ｂ 基部
５２Ｐ 突出片

Claims (4)

1. トナーを収容する容器と、
   前記容器に収容されたトナーを前記容器内で予め定められた方向に搬送する搬送スクリューと、
   前記搬送スクリューの軸方向を長手方向とする基部と、前記基部から前記長手方向に対して交差する一方向に突き出るように形成された複数の突出片と、を備え、可撓性を有するフィルム部材と、
   前記搬送スクリューの軸方向を長手方向とする、前記フィルム部材の前記基部が取り付けられる取り付け部と、前記長手方向に平行な軸部と、を備える支持部材と、を備え、
   前記フィルム部材と前記支持部材は、前記突出片が前記搬送スクリューに接触するように前記搬送スクリューの上方に配置され、前記軸部を中心として回転が自在であり、
   前記搬送スクリューは、軸部と前記軸部の周りに形成された螺旋状の羽根部とを有し、
   複数の前記突出片は、前記軸方向に前記羽根部と等しいピッチで設けられ、
   複数の前記突出片の前記軸方向の幅は、前記羽根部のピッチよりも狭く、
   前記フィルム部材と前記支持部材との自重により前記突出片が前記搬送スクリューに接触し、
   前記搬送スクリューの回転により、複数の前記突出片が、前記搬送スクリューの前記羽根部に乗り上げ、前記羽根部から前記軸部に滑り降りるという動作が反復されることを特徴とするトナー搬送装置。
2. 前記取り付け部は、
   前記搬送スクリューの軸方向を長手方向とする本体部と、
   前記本体部の前記長手方向の両端から前記突出片の反対方向に突き出るように形成された交差部と、を備え、
   前記フィルム部材の前記基部が、前記本体部と前記交差部とに取り付けら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. 前記支持部材が金属の線材で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。
4. 像担持体に形成されたトナー像をシートに転写する画像形成部と、
   前記像担持体に残留したトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトナー搬送装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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