JP2012208167A

JP2012208167A - 画像形成装置

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Publication number: JP2012208167A
Application number: JP2011071770A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Konishi; 弘人小西
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: JP5538284B2

Abstract

【課題】低価化及び小型化を実現する。
【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラム２１１の軸線方向に沿って設けられ、クリーニングブレードから受け入れた残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線方向に搬送する第１のスクリュー搬送部２１６と、感光体ドラム２１１の軸線方向とは異なる方向に沿って設けられ、第１のスクリュー搬送部２１６から受け入れた残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線方向とは異なる方向に搬送して廃トナーボックスに供給する第２のスクリュー搬送部２１９と、感光体ドラム２１１の回転力を第１のスクリュー搬送部２１６に伝達する第１の伝達手段２１７ａ，２１８と、感光体ドラム２１１の回転力を第２のスクリュー搬送部２１９に伝達する第２の伝達手段２１７ｂ，２２０，２２１，２２２とを具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

下記特許文献１には、電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラムから除去された残留トナーを廃トナーボックスまで搬送する搬送機構が開示されている。この搬送機構は、感光体ドラムから除去された残留トナーを感光体ドラムの軸線方向に搬送する移送スパイラルと、該移送スパイラルにより搬送されたトナーを下方に落下させる搬送通路と、該搬送通路から受け入れた廃トナーを感光体ドラムの軸線に直交する方向に搬送し、廃トナーボックスに供給する搬送用コイルとを備えている。この搬送機構では、感光体ドラムに比較的近い移送スパイラルは感光体ユニットに設けられた駆動装置によって駆動され、一方、感光体ドラムに比較的遠い搬送用コイルは、画像形成装置の本体側に設けられた駆動装置によって駆動される。

特開２００４−３６１５６４号公報

ところで、上記従来技術では、移送スパイラル及び搬送用コイルが個別の駆動装置によって駆動されるので、部品点数が増えると共に価格が高くなってしまう。また、上記従来技術は、移送スパイラル及び搬送用コイルが比較的離間しているので、画像形成装置の小型化を実現することが難しい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、低価化及び小型化を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、円筒回転体である像担持体の残留トナーを所定の除去手段で除去して廃トナーボックスに回収する画像形成装置であって、前記像担持体の軸線方向に沿って設けられ、前記除去手段から受け入れた残留トナーを前記像担持体の軸線方向に搬送する第１のスクリュー搬送部と、前記像担持体の軸線方向とは異なる方向に沿って設けられ、前記第１のスクリュー搬送部から受け入れた残留トナーを前記像担持体の軸線方向とは異なる方向に搬送して前記廃トナーボックスに供給する第２のスクリュー搬送部と、前記像担持体の回転力を前記第１のスクリュー搬送部に伝達する第１の伝達手段と、前記像担持体の回転力を前記第２のスクリュー搬送部に伝達する第２の伝達手段とを具備する、という手段を採用する。

本発明では、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記第１の伝達手段は前記像担持体の一端側に設けられ、前記第２の伝達手段は前記像担持体の他端側に設けられる、という手段を採用する。

本発明では、第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記第１のスクリュー搬送部と前記第２のスクリュー搬送部との連結部位に振動を加える加振手段をさらに具備する、という手段を採用する。

本発明では、第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記加振手段は、前記像担持体を一端側に付勢する付勢手段と、前記第２の伝達手段を構成すると共に前記像担持体の他端に互いに対向して設けられ、歯数が互いに異なると共に一方に段差を有するカム面が形成され、他方に当該カム面に当接する突起が形成された一対のギアとからなる、という手段を採用する。

本発明によれば、像担持体の回転力を利用して第１のスクリュー搬送部と第２のスクリュー搬送部とを駆動するので、従来のように個別の駆動装置を必要とせず、よって部品点数が減り、低価格を実現することができる。
また、本発明によれば、第１のスクリュー搬送部と第２のスクリュー搬送部とは像担持体の回転力を使用するために近接した位置にあり、従来のように位置が離れていないので、小型化を実現することができる。
また、本発明によれば、高い強度を有する像担持体を第１のスクリュー搬送部と第２のスクリュー搬送部とに回転力を伝達する伝達軸として使用するので、伝達軸にねじれや破損が発生する可能性が低い。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置Ａの概略構成を示す断面図である。本発明の一実施形態における感光体ユニット２１及び廃トナーボックス２２を示す斜視図である。本発明の一実施形態における感光体ユニット２１の内部構成を示す平面図である。本発明の一実施形態における感光体ドラム２１１の一端近傍の斜視図（ａ）と、他端近傍の斜視図（ｂ）である。本発明の一実施形態におけるカム２２４の構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態における第２の搬送路２１９ｂの断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置Ａは、電子写真方式に基づいて記録紙に画像を形成する複写機であり、図１に示すように、原稿の画像を読み取る画像読取部１と、画像データに基づいて記録紙に画像形成を行う画像形成部２とを備えている。

画像読取部１は、プラテンガラス上に載置された原稿の画像（原稿画像）をイメージセンサーで読み取って原稿画像データに変換する機能構成要素であり、当該原稿画像データを画像形成部２に出力する。

画像形成部２は、図１に示すように、感光体ユニット２１、廃トナーボックス２２、露光ユニット２３、現像ユニット２４、定着ローラー２５、給紙カセット２６、給紙トレイ２７及び排紙トレイ２８等から構成されており、上記画像読取部１から供給される画像データに基づいて記録紙に原稿画像を形成（複写）する機能構成要素である。

感光体ユニット２１は、図１〜図３に示すように、感光体ドラム２１１、帯電ローラー２１２、帯電ローラークリーニングブラシ２１３、転写ローラー２１４、クリーニングブレード２１５、第１のスクリュー搬送部２１６、第１ドラムギア２１７ａ、第２ドラムギア２１７ｂ、第３ドラムギア２１７ｃ、第１スクリューギア２１８、第２のスクリュー搬送部２１９、連結ギア２２０、回転変換ギア２２１、第２スクリューギア２２２及び付勢バネ２２３を備える。なお、本画像形成装置Ａの特徴に直接関係しない部分については、説明を省略する。

感光体ドラム２１１は、周面が所定の感光体材料で形成されると共に画像形成装置Ａの正面から奥行き方向に延在する円筒回転体であり、図示するように一端に第１ドラムギア２１７ａが同軸状に設けられる一方、他端に第２ドラムギア２１７ｂ及び第３ドラムギア２１７ｃが同軸状に設けられている。この感光体ドラム２１１は、第１ドラムギア２１７ａが駆動ギヤ（図示略）と噛み合うことにより回転駆動される。また、このような感光体ドラム２１１は、周面に静電潜像に基づくトナー像を担持する像担持体である。

帯電ローラー２１２は、上記感光体ドラム２１１に対向配置された円筒体であり、感光体ドラム２１１の周面を均一に帯電させるものである。帯電ローラークリーニングブラシ２１３は、帯電ローラー２１２の周面に当接するように配置され、帯電ローラー２１２の周面を清掃する。

転写ローラー２１４は、感光体ドラム２１１に対向配置され、給紙カセットまたは給紙トレイから供給された記録紙に回転しつつ転写バイアス（高電圧）を印加することにより、感光体ドラム２１１の周面に形成されたトナー像を記録紙に転写させる。なお、上記帯電ローラークリーニングブラシ２１３及び転写ローラー２１４は、第１ドラムギア２１７ａから回転力を得て回転する。また、上記帯電ローラー２１２は、周面が当接する感光体ドラム２１１に従動して回転する。
クリーニングブレード２１５は、先端が感光体ドラム２１１の周面に当接する板状部材であり、転写後の感光体ドラム２１１上に残留するトナー（残留トナー）を削ぎ落として除去する除去手段である。

第１のスクリュー搬送部２１６は、感光体ドラム２１１の軸線方向に沿って設けられ、クリーニングブレード２１５から受け入れた残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線方向に搬送するものであり、第１のスクリュー２１６ａと、第１の搬送路２１６ｂとを備える。第１のスクリュー２１６ａは、第１の搬送路２１６ｂ内において感光体ドラム２１１の軸線方向に沿って配置され、一端に第１スクリューギア２１８が同軸に連結されている。

すなわち、この第１のスクリュー２１６ａは、第１スクリューギア２１８を介して回転力が伝達されることにより回転し、第１の搬送路２１６ｂがクリーニングブレード２１５から受け入れた残留トナーを軸線方向に沿って感光体ドラム２１１の他端方向（第２のスクリュー搬送部２１９の方向）に搬送する。第１の搬送路２１６ｂは、第１のスクリュー２１６ａにより搬送される残留トナーの搬送路であり、第１のスクリュー２１６ａを軸線方向に沿って覆うに設けられている。この第１の搬送路２１６ｂの他端には、残留トナーを第２のスクリュー搬送部２１９に受け渡すための開口（図示略）が形成されている。

第１ドラムギア２１７ａは、感光体ドラム２１１の一端に同軸に連結され、駆動ギヤ（図示略）から得た回転力を感光体ドラム２１１に伝達する。また、この第１ドラムギア２１７ａは、第１スクリューギア２１８、帯電ローラークリーニングブラシ２１３及び転写ローラー２１４に連結されたギアに噛合され、回転力を伝達する。なお、帯電ローラー２１２は、感光体ドラム２１１の周面に当接し、感光体ドラム２１１から回転力を得る。

第２ドラムギア２１７ｂは、感光体ドラム２１１の他端に同軸状に設けられており、連結ギア２２０に噛合され、感光体ドラム２１１の回転力を連結ギア２２０に伝達する。第３ドラムギア２１７ｃは、上記第２ドラムギア２１７ｂと隣接した状態で感光体ドラム２１１の他端に同軸状に設けられており、上記第２ドラムギア２１７ｂと同様に連結ギア２２０に噛合されている。

ここで、第２ドラムギア２１７ｂは感光体ドラム２１１に固定されたギアであるが、第３ドラムギア２１７ｃは感光体ドラム２１１に対して回動自在に設けられている。また、第２ドラムギア２１７ｂと第３ドラムギア２１７ｃとは何れも連結ギア２２０に噛合しているが互いに端数が異なっており、よって第２ドラムギア２１７ｂの回転数と第３ドラムギア２１７ｃの回転数とは互いに異なる。

連結ギア２２０は、図３に示すように、第２ドラムギア２１７ｂ及び第３ドラムギア２１７ｃと噛み合うように設けられると共に回転変換ギア２２１と同軸状に設けられているギアである。すなわち、この連結ギア２２０は、感光体ドラム２１１から第２ドラムギア２１７ｂを介して伝達された回転力によって回転すると共に、当該回転力を第３ドラムギア２１７ｃに伝達して該第３ドラムギア２１７ｃを回転させる。

第１スクリューギア２１８は、第１のスクリュー２１６ａに同軸に連結されており、第１ドラムギア２１７ａに噛合することにより第１のスクリュー２１６ａを回転させる。第２のスクリュー搬送部２１９は、図３に示すように、感光体ドラム２１１の他端近傍において、当該感光体ドラム２１１の軸線に直交する方向に沿って設けられている。この第２のスクリュー搬送部２１９は、第１のスクリュー搬送部２１６から受け入れた残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線に直交する方向に搬送することにより廃トナーボックス２２に供給するものであり、第２のスクリュー２１９ａと、第２の搬送路２１９ｂとを備える。

第２のスクリュー２１９ａは、第２の搬送路２１９ｂにおいて感光体ドラム２１１の軸線に直交する方向に沿って配置され、一端に第２スクリューギア２２２が同軸に連結されている。すなわち、この第２のスクリュー２１９ａは、第２スクリューギア２２２を介して回転変換ギア２２１から伝達された回転力により回転し、第２の搬送路２１９ｂが第１の搬送路２１６ｂの開口から受け入れた残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線に直交する方向に搬送して廃トナーボックス２２に供給する。

第２の搬送路２１９ｂは、上記第２のスクリュー２１９ａにより搬送される残留トナーの搬送路であり、第２のスクリュー２１９ａを覆うに設けられている。この第２のスクリュー２１９ａの一端には、第１の搬送路２１６ｂの他端に設けられた開口に連通する受入口が設けられる一方、他端には廃トナーボックス２２に連通する供給口（図示略）が形成されている。

回転変換ギア２２１は、上記連結ギア２２０と共通の回転軸を有すると共に第２スクリューギア２２２に噛み合うウォームであり、第２ドラムギア２１７ｂを介して連結ギア２２０に伝達された回転力によって回転すると共に、当該回転力を感光体ドラム２１１の軸線に直交する方向に変換して第２スクリューギア２２２に伝達する。すなわち、この回転変換ギア２２１（ウォーム）は、第２スクリューギア２２２（ウォームホイール）と共にウオームギアを構成している。なお、このようなウオームギアに代えて、回転変換ギア２２１及び第２スクリューギア２２２を「はすば歯車」とすることにより回転力を直交方向に変換してもよい。

付勢バネ２２３は、感光体ドラム２１１を他端方向に付勢するためのものであり、感光体ドラム２１１と第１ドラムギア２１７ａとの間に介挿されている。

ここで、上述した第２ドラムギア２１７ｂと第３ドラムギア２１７ｃとの対向面には、図５に示すように、カム２２４が形成されている。このカム２２４は、第２ドラムギア２１７ｂの片面（第３ドラムギア２１７ｃとの対向面）に形成され、第３ドラムギア２１７ｃとの対向方向における高さが滑らかに変化すると共に一箇所（段差部Ｄ）で急激に変化するカム面２２４ａと、第３ドラムギア２１７ｃの片面（第２ドラムギア２１７ｂとの対向面）に設けられ、先端が上記カム面２２４ａに当接する突起２２４ｂとによって構成されている。

このようなカム２２４が第２ドラムギア２１７ｂと第３ドラムギア２１７ｃとの対向面に形成されており、また感光体ドラム２１１が付勢バネ２２３によって他端方向に付勢されているので、上記突起２２４ｂの先端は上記カム面２２４ａに常に当接した状態となる。また、第２ドラムギア２１７ｂと第３ドラムギア２１７ｃとの回転数が異なるので、感光体ドラム２１１が回転することによって、突起２２４ｂのカム面２２４ａにおける当接箇所が順次移動する。この結果、感光体ドラム２１１は、回転に伴って緩やかに一端方向に移動すると共に、上記突起２２４ｂが段差部Ｄに差し掛かった瞬間に他端方向に急激に戻る運動を繰り返す。

なお、このような感光体ドラム２１１の軸線方向における往復運動を発生させる上記付勢バネ２２３、第２ドラムギア２１７ｂ、第３ドラムギア２１７ｃ及び第２ドラムギア２１７ｂと第３ドラムギア２１７ｃとの対向面に形成されたカム２２４は、加振手段を構成している。

一方、廃トナーボックス２２は、第２のスクリュー搬送部２１９から供給された残留トナーを蓄積する容器である。露光ユニット２３、画像データに基づいてレーザー光を帯電状態の感光体ドラム２１１の周面に走査状に照射するものである。このような感光体ドラム２１１の周面へのレーザー光の照射によって当該周面には画像データ（原稿画像）に対応した静電潜像が形成される。現像ユニット２４、このような感光体ドラム２１１の周面にトナーを供給することにより、感光体ドラム２１１の周面に形成された静電潜像をトナー像として現像するものである。

定着ローラー２５は、一対のローラーを備え、感光体ドラム２１１から転写された記録紙上のトナー像に熱及び圧力を加えることによって当該トナー像を記録紙に定着させるものである。この定着ローラー２５は、定着処理後の記録紙を排紙トレイ２８に排出する。給紙カセット２６は、記録紙の束を収容する容器である。給紙トレイ２７は、手差しされた記録紙を受け入れる収容部である。排紙トレイ２８は、定着ローラー２５から供給された画像形成済みの記録紙を受け入れる収容部である。

本画像形成装置Ａでは、画像読取部１が読み取った原稿画像の原稿画像データが画像形成部２に供給され、画像形成部２が原稿画像データに基づいて原稿画像を記録紙に複写する。すなわち、画像形成部２は、給紙カセット２６あるいは給紙トレイ２７から取り出されて感光体ユニット２１に供給された記録紙の表面にトナー像を画像形成し、当該記録紙上のトナー像を定着ローラー２５で定着させた後に排紙トレイ２８に排出する。

ここで、感光体ユニット２１においては、感光体ドラム２１１から記録紙にトナー像が転写され、感光体ドラム２１１上の残留トナーがクリーニングブレード２１５により削ぎ落されて感光体ドラム２１１上から除去されて第１の搬送路２１６ｂに収容される。第１のスクリュー２１６ａは、回転することによって第１の搬送路２１６ｂ内の残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線に沿って他端方向に搬送し、第１の搬送路２１６ｂの他端に設けられた開口から第２の搬送路２１９ｂの受入口に受け渡す。そして、第２のスクリュー２１９ａは、回転することによって第２の搬送路２１９ｂが第１の搬送路２１６ｂから受け入れた残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線に直交する方向に搬送し、さらに残留トナーを第２の搬送路２１９ｂの他端に設けられた供給口から廃トナーボックス２２に供給する。

このような第１のスクリュー搬送部２１６及び第２のスクリュー搬送部２１９における残留トナーの搬送動作において、第１のスクリュー２１６ａは、第１スクリューギア２１８が第１ドラムギア２１７ａから回転力が伝達されることによって回転し、また第２のスクリュー２１９ａは、第２スクリューギア２２２が第２ドラムギア２１７ｂ及び連結ギア２２０並びに回転変換ギア２２１を介して回転力が伝達されることによって回転する。すなわち、残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線方向に搬送する第１のスクリュー搬送部２１６及び残留トナーを感光体ドラム２１１の軸線に直交する方向に搬送する第２のスクリュー搬送部２１９は、何れも感光体ドラム２１１（円筒回転体）から動力を得て回転駆動される。

したがって、本実施形態によれば、第１のスクリュー搬送部２１６と第２のスクリュー搬送部２１９とに個別の駆動装置を必要としないので、従来よりも部品点数を削減することが可能であり、以て低価格を実現することができる。また、第１のスクリュー搬送部２１６と第２のスクリュー搬送部２１９とは、感光体ドラム２１１の回転力を使用するために、近接した位置にあり、従来のように両者の位置が離れていないので、小型化を実現することができる。また、高い強度を有する感光体ドラム２１１を、第１のスクリュー搬送部２１６と第２のスクリュー搬送部２１９とに回転力を伝達する伝達軸として使用するので、伝達軸にねじれや破損が発生する可能性が極めて低い。

さらに、本画像形成装置Ａでは、付勢バネ２２３、第２ドラムギア２１７ｂ、第３ドラムギア２１７ｃ及び第２ドラムギア２１７ｂと第３ドラムギア２１７ｃとの対向面に形成されたカム２２４からなる加振手段が設けられているので、感光体ドラム２１１が緩やかに一端方向に移動すると共に他端方向に急激に戻る運動を繰り返すので、第１のスクリュー搬送部２１６と前記第２のスクリュー搬送部２１９との連結部位、つまり第１の搬送路２１６ｂの他端に設けられた開口及び第２の搬送路２１９ｂの受入口の近傍部位に振動を加えることができる。この振動によって、連結部位に付着した残留トナーが除去されるので、残留トナーを確実に廃トナーボックス２２に搬送することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態は、第２のスクリュー搬送部２１９を感光体ドラム２１１の軸線直交方向に沿って配置され、軸線直交方向に残留トナーを搬送したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２のスクリュー搬送部２１９は、軸線直交方向に限定されず、廃トナーボックス２２の位置に応じて感光体ドラム２１１の軸線方向とは異なる方向に設けられるようにすればよい。
（２）上記実施形態では、カム面２２４ａに１つの段差部Ｄを設けたが、段差部Ｄは１つに限定されない。カム面２２４ａに所定間隔で複数の段差部Ｄを設けてもよい。

Ａ…画像形成装置、２１…感光体ユニット、２２…廃トナーボックス、２３…露光ユニット、２４…現像ユニット、２５…定着ローラー、２６…給紙カセット、２７…給紙トレイ、２８…排紙トレイ、２１１…感光体ドラム（像担持体）、２１２…帯電ローラー、２１３…帯電ローラークリーニングブラシ、２１４…転写ローラー、２１５…クリーニングブレード（除去手段）、２１６…第１のスクリュー搬送部、２１６ａ…第１のスクリュー、２１６ｂ…第１の搬送路、２１７ａ…第１ドラムギア、２１７ｂ…第２ドラムギア、２１７ｃ…第３ドラムギア、２１８…第１スクリューギア、２１９…第２のスクリュー搬送部、２１９ａ…第２のスクリュー、２１９ｂ…第２の搬送路、２２０…連結ギア、２２１…回転変換ギア、２２２…第２スクリューギア、２２３…付勢バネ、２２４…カム、２２４ａ…カム面、２２４ｂ…突起

Claims

円筒回転体である像担持体の残留トナーを所定の除去手段で除去して廃トナーボックスに回収する画像形成装置であって、
前記像担持体の軸線方向に沿って設けられ、前記除去手段から受け入れた残留トナーを前記像担持体の軸線方向に搬送する第１のスクリュー搬送部と、
前記像担持体の軸線方向とは異なる方向に沿って設けられ、前記第１のスクリュー搬送部から受け入れた残留トナーを前記像担持体の軸線方向とは異なる方向に搬送して前記廃トナーボックスに供給する第２のスクリュー搬送部と、
前記像担持体の回転力を前記第１のスクリュー搬送部に伝達する第１の伝達手段と、
前記像担持体の回転力を前記第２のスクリュー搬送部に伝達する第２の伝達手段と
を具備することを特徴とする画像形成装置。
前記第１の伝達手段は前記像担持体の一端側に設けられ、前記第２の伝達手段は前記像担持体の他端側に設けられることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記第１のスクリュー搬送部と前記第２のスクリュー搬送部との連結部位に振動を加える加振手段をさらに具備することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記加振手段は、前記像担持体を一端側に付勢する付勢手段と、前記第２の伝達手段を構成すると共に前記像担持体の他端に互いに対向して設けられ、歯数が互いに異なると共に一方に段差を有するカム面が形成され、他方に当該カム面に当接する突起が形成された一対のギアと、からなることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。