JP4678758B2 - トナー搬送スクリューと該このトナー搬送スクリューを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンター、ファクシミリ装置、又は複写機等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、帯電、露光、現像、転写、クリーニングを一連の工程として画像を形成しており、このような画像形成装置においては、現像装置にトナーを搬送するためトナー搬送スクリューが備えられており、さらには、感光体ドラム等の像担持体に残留するトナーをクリーニングするクリーニングユニットにも残留トナーを搬送するためのトナー搬送スクリューが備えられている。ここで、クリーニングユニットについて概説すると、転写工程の後、感光体ドラム表面に付着した未転写の残留トナーは、クリーニングユニット内のクリーニングブレードと摺擦ローラでかき落とされ、感光体ドラムの回転方向上流側に配置した搬送ローラによって感光体ドラムと直交する方向へ搬送され、続いてトナー搬送スクリューによって感光体ドラムの軸方向に残留トナーが搬送されて、残留トナーがトナー回収容器に回収される。

このようなクリーニングユニットにおいて、クリーニングの際の残留トナーの飛散を防止するため、搬送ローラを楕円形状にするとともに、残留トナーの帯電電位の逆電位となるような電位を付与するようにしたものがある（特許文献１参照）。

さらに、残留トナーを効率的にトナー回収容器内に回収するため、例えば、図４に示すように、トナー回収装置１が、トナーを収容する廃棄トナー回収容器２を備えるとともに、廃棄トナー回収容器２の廃棄トナー受け口部から廃棄トナー回収容器２内部へトナーを搬送するトナー搬送スクリュー部材３を備えて、トナー搬送スクリュー部材３のスクリュー羽根部３Ｂ間にパドル部３Ｃを形成するようにしたものがある。

一方、現像装置においてもトナー搬送スクリューが用いられており、例えば、本来トナーが付着すべきでない感光体上の地肌部へのトナー付着を抑制するため、図５に示すように、感光体４に沿って現像スリーブ５を備えて、現像スリーブ５に沿ってそれぞれ前後反対方向にトナーを攪拌・搬送する第１の現像剤攪拌部材６と第２の現像剤攪拌部材７を備えて、第１の現像剤攪拌部材６と第２の現像剤攪拌部材７の間には両端に連絡通路を確保する形状の仕切部材８を設け、トナーをループ状に循環させる。第２の現像剤攪拌部材７には、羽根の外径が第１の現像剤攪拌部材６へトナーを受け渡す側の連絡通路に近づくにつれて全体としてテーパ状に小さくなるテーパスクリュー部７ａが形成され、このテーパスクリュー部７ａには内径がテーパ状に小さくなるガイド部材７ｂが嵌挿されている。そして、トナーをテーパスクリュー部７ａで圧縮して、圧縮摩擦によってトナー比電荷を上昇させるようにしている。

また、補給トナー量が多量でも高速に攪拌するため、例えば、図６に示すように、キャリアとトナーからなる現像剤を、潜像担持体に搬送する現像剤搬送部材を有するとともに、補給されたトナーと現像剤とを攪拌する攪拌スクリュー９とを有し、攪拌スクリュー９は、同軸にＬ１で示す比較的小径の螺旋状スクリュー９ａとＬ２で示す比較的大径の螺旋状スクリュー９ｂとが交互に設けられたスクリューで構成され、表面層の攪拌手段に、小径の螺旋状スクリューを設け、面により搬送しつつ攪拌して、現像剤にストレスを与えずに、表面層を充分に攪拌するようにしている。

加えて、現像器中に過不足なく、所定量の現像剤を供給するため、図７に示すように、ホッパー容器底板１０に設けられた供給口１１を、両端部が開放されるドーム１２で覆い、ドーム１２内を通過する搬送スクリュー１３の回動に応じて、ホッパー容器内部の貯蔵現像剤をドーム１２内に導いて、供給口１１を介して現像剤を現像器に供給する際、供給口近傍に位置する搬送スクリュー１３の翼間に現像剤搬送方向に向けて複数のリブ１４，１５を設けるようにしたものがある。

また、現像剤循環経路内における現像剤搬送速度の違いによる現像剤のバランスを容易にとるため、第１剤撹拌搬送部材による現像剤循環経路内における現像剤の搬送速度を、スクリューによるトナー補給部の搬送速度が、大径の楕円板による剤撹拌循環部の搬送速度及び小径の楕円板による現像剤濃度検知部の搬送速度よりも速く、大径の楕円板による現像剤撹拌循環部の搬送速度が、小径の楕円板による現像剤濃度検知部の搬送速度よりも速くなるように設定するようにしたものがある。

特許第３１９９６１４号公報

ところで、複写機等の画像形成装置を小型化する際には、トナー搬送スクリュー及びこのトナー搬送スクリューが収納されるユニット筐体の径（直径）を小さくする必要があり、コスト面を考慮すると、トナー搬送スクリューは軽量化が図れる樹脂製とすることが望ましい。一方、トナー搬送スクリュー及びユニット筐体の長手方向長さ（感光体ドラム軸方向長さ）は記録用紙のサイズによって決定され、ユニット筐体及びトナー搬送スクリューの長手方向長さを長くするとともに、径を小さくし、且つトナー搬送スクリューを樹脂製とした際には、不可避的にトナー搬送スクリューとユニット筐体内面との間隔が狭くなってしまい、トナーの摩擦に起因してトナーを良好に搬送することが難しくなってしまう。

上述の従来例のいずれにおいても、画像形成装置を小型化した際に、ユニット筐体及びトナー搬送スクリューの長手方向長さを長くするとともに径を小さくし、且つトナー搬送スクリューを樹脂製としたことによって生じるトナー搬送性の低下を考慮しておらず、画像形成装置を小型化した際に生じるトナー搬送性の低下を改善できないという課題がある。つまり、トナー搬送スクリューを樹脂製とすると、長手方向に沿って反りが生じ易く、反りが生じてしまうと、トナー搬送スクリューがユニット筐体の内面に接触するという事態が生じ、トナー搬送性が低下してしまうという課題がある。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、画像形成装置を小型化してもトナー搬送性を良好に保つことのできるトナー搬送スクリューを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、トナーを用いて記録用紙等に画像形成を行う画像形成装置において、内面が円柱周面状に形成された筐体内に外周端が前記円柱周面に沿って設けられ、前記トナーを搬送可能なトナー搬送スクリューと、前記トナー搬送スクリューを回動自在に保持する保持部と、前記トナー搬送スクリューに回動のための駆動力を付与する駆動源とを含み、前記トナー搬送スクリューは、回転軸体と、該回転軸体の外周面にスパイラル状に配設され、前記回転軸体の延在方向から平面的に見て略楕円形状に形成された複数の羽根を有する羽根部と、前記羽根に沿って該羽根と一体的に形成されたリブとを備え、前記リブは、一辺が前記回転軸体の外周面であって該回転軸体の軸方向に延在し、他辺が前記羽根の略長径の位置の径方向に延在した略三角形状をなすことを特徴とする。

本発明では、前記リブは、例えば、略直角三角形形状であり、直角を規定する二辺の内一辺が前記回転軸体の外周面に位置付けられて該回転軸体の軸方向に沿って延び、二辺の内の他の辺が前記羽根の長径に沿って径方向外方向に延びている。また、前記羽根の長径方向の外周端を切り欠いて平坦面状とするようにしてもよい。

本発明によれば、トナーを用いて記録用紙等に画像形成を行う画像形成装置において、内面が円柱周面状に形成された筐体内に外周端が前記円柱周面に沿って設けられ、前記トナーを搬送可能なトナー搬送スクリューと、前記トナー搬送スクリューを回動自在に保持する保持部と、前記トナー搬送スクリューに回動のための駆動力を付与する駆動源とを含み、前記トナー搬送スクリューは、回転軸体と、該回転軸体の外周面にスパイラル状に配設され、前記回転軸体の延在方向から平面的に見て略楕円形状に形成された複数の羽根を有する羽根部と、前記羽根に沿って該羽根と一体的に形成されると共に、前記回転軸体に固定されたリブと、前記羽根の略長径の位置の外周端に形成した平坦面部とを備えたことを特徴としてもよい。

なお、前記リブは前記羽根の略長径方向に沿って該羽根と一体に形成することが望ましい。

本発明では、前記リブは、一辺が前記回転軸体の外周面であって該回転軸体の軸方向に延在し、他辺が前記羽根の略長径の位置の径方向に延在した略三角形状をなしている。

本発明では、前記リブは、例えば、略直角三角形形状であり、直角を規定する二辺の内一辺が前記回転軸体の外周面に位置付けられて該回転軸体の軸方向に沿って延び、二辺の内の他の辺が前記羽根の長径に沿って径方向外方向に延びている。

本発明では、前記羽根の略長径の位置の外周端に形成した平坦面部を備えることが望ましい。

以上のように、トナーを用いて記録用紙等に画像形成を行う、本発明による画像形成装置に用いられるトナー搬送スクリューは、羽根を略楕円形状に成形して、羽根の長径に沿ってこの羽根を補強するためのリブを設けるようにしたので、羽根がリブに補強されることになって、トナー搬送スクリューに反りが発生することが殆どなくなって、トナー搬送スクリューがユニット筐体の内面に接触することがなく、トナー搬送性が低下することがないという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

まず、図１を参照して、本発明に係る画像形成装置について説明する。なお、ここでは、トナー搬送スクリューは感光体ドラムに残留する残留トナーをクリーニングして回収するクリーニングユニットで用いられるトナー搬送スクリューについて説明するが、現像装置においても用いられるトナー搬送スクリューにおいても同様にして用いることができる。

像担持体である感光体ドラム２１の周囲には、帯電器２２、露光ユニット２３、現像器２４、転写器２５、及びクリーニングユニット２６が配置されており、感光体ドラム２１の表面が帯電器２２で帯電された後、画像データに応じて露光ユニット２３によって感光体ドラム２１が露光されて、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器２４によって現像されトナー像とされる。

図示しない給紙ユニットから給紙経路を介して搬送される記録用紙上に転写器２５によって感光体ドラム２１上のトナー像が転写されて、記録用紙は用紙搬送路を通って定着器に搬送され、ここで記録用紙上のトナー像が定着された後、排紙経路を通って排紙トレイに排紙される。転写後、感光体ドラム２１上に残留するトナーはクリーニングユニット２６で除去されて、トナー回収容器２７に廃棄される。

図示のように、クリーニングユニット２６はユニット筐体３１を有しており、このユニット筐体３１内には、クリーナーローラ３２及びトナー搬送スクリュー３３が配置され、さらに、ユニット筐体３１にはクリーナーブレード３４及びスクレーパー３５が取り付けられている。図示の例では、感光体ドラム２１は図中実線矢印で示す方向（時計回り）に回転駆動されており、クリーナーブレード３４はクリーナーローラ３２よりも感光体ドラム２１の回転方向下流側に配置され、その先端部が感光体ドラム２１の表面に当接している。一方、クリーナーローラ３２は図中実線矢印で示す方向（反時計回り）に回転駆動されて、感光体ドラム２１の表面を摺擦している。

スクレーパー３５はシート状の部材であり、その一端（基端）がユニット筐体３１の内面に固定され、他端（先端）がクリーナーローラ３２に当接しており、先端側から基端側に下向きに傾斜するようにして配設されている。そして、クリーナーローラ３２よりも奥側において、スクレーパー３５の上側にはトナー搬送スクリュー３３が配設されている。そして、トナー搬送スクリュー３３に対応するユニット筐体３１の内面は円柱周面状に形成されており、トナー搬送スクリュー３３の外周端と円柱周面との間には僅かなギャップが存在する。つまり、トナー搬送スクリュー３３の径は円柱周面の径よりも僅かに小さい。

感光体ドラム２１上の残留トナーはクリーナーローラ３２でクリーニングされるとともに、クリーナーローラ３２で除去されなかった残留トナーがさらにクリーナーブレード３４でクリーニングされる。図示の例では、クリーナーブレード３４で除去された残留トナーはクリーナーローラ３２上に落下することになるが、この残留トナーはクリーナーローラ３２で除去された残留トナーとともにスクレーパー３５で掻き落とされて、スクレーパー３５の表面に沿ってトナー搬送スクリュー３３の方向に移動する。そして、トナー搬送スクリュー３３によって残留トナーはトナー回収容器２７の方向に搬送されることになる。

図２はトナー搬送スクリュー３３の一例を示す斜視図であり、図３はトナー搬送スクリュー３３を側方から示す図である。図２及び図３を参照して、図示のトナー搬送スクリュー３３は回転軸体４１とこの回転軸体４１の外周面にスパイラル状に配設された羽根部４２とを有しており、羽根部４２は複数枚の羽根４２ａを有している。そして、回転軸体４１及び羽根部４２は射出成形によって一体に樹脂形成されている。

前述したように、コスト及び軽量化のためトナー搬送スクリュー３３は樹脂製（プラスチック製）であるものの、成形の際不可避的に歪みが発生することがあり、この歪みは長手方向に沿って反りとして生じてしまう。そして、トナー搬送スクリュー３３の長手方向長さが長いと反りは大きくなってしまう。この結果、トナー搬送スクリュー３３がユニット筐体３１の内面に接触して摩擦音が生じるばかりでなく、トナー搬送スクリュー３３の回転トルクが上昇してトナー搬送性が低下してしまう。

このため、ここでは羽根４２ａを略楕円形状とし、その長径に沿ってリブ４３が設けられている。つまり、図示のように、羽根４２ａの長径に沿ってリブ４３を回転軸体４１及び羽根部４２とともに一体成形しており、このリブ４３は略直角三角形形状をしており、直角を形成する二辺の内の一辺が回転軸体４１の外周面に位置付けられてその軸方向に延び、他の辺が羽根４２ａの長径に沿って径方向外側に延びている。

このようにして、長径に沿ってリブ４３を設けるようにすれば、羽根部４２がリブ４３に補強されることになって、トナー搬送スクリュー３３に反りが発生することが殆どなくなって、トナー搬送スクリュー３３がユニット筐体３１の内面に接触することがなく、トナー搬送性が低下することがない。

また、長径部分に対応してリブ４３を設けるようにしたので、リブ４３を大きくすることができる結果、補強材としての機能が高くなるばかりでなく、容易にリブ４３を形成することができる。また、リブ４３を設けたので、トナー搬送スクリュー３３に反りが生じたとしても、短径方向に反りが生じることになって、反りが生じてもトナー搬送スクリュー３３がユニット筐体３１の内面と接触することがなくなる。

さらに、図示の例では、羽根４２ａの外周端の一部分に切り欠きが設けられて、平坦面４２ｂとなっている。つまり、長径に対応する羽根４２ａの外周端が平坦面４２ｂとなっている。このように平坦面４２ｂを形成すると、たとえ、トナー搬送スクリュー３３に僅かな反りが生じてしまった場合においても、外周端は平坦面４２ａであるから、長径部分における外周端がユニット筐体３１の内面に接触する恐れがなく、トナー搬送性が低下することがない。つまり、羽根４２ａの長径部分に対応する外周端に切り欠き部を形成しておけば、たとえ、トナー搬送スクリュー３３に僅かな反りが生じてしまった場合においても、長径部分における外周端がユニット筐体３１の内面に接触する恐れがなく、トナー搬送性が低下することがない。

なお、上述の例では、モノクロ画像形成装置における感光体ドラムのクリーニングユニットで用いられるトナー搬送スクリューについて説明したが、中間転写ドラム等の中間転写体を有するカラー画像形成装置における中間転写ドラムのクリーニングユニットで用いられるトナー搬送スクリューに同様に適用することができる。

羽根を略楕円形状に成形して、羽根の長径に沿ってこの羽根を補強するためのリブを設けるようにしたから、羽根がリブに補強されることになって、トナー搬送スクリューに反りが発生することが殆どなく、トナー搬送スクリューがユニット筐体の内面に接触することがなくなって、トナー搬送性が低下することがない結果、画像形成装置においてトナーを搬送するためのスクリューに適用できる。

本発明の実施例１によるトナー搬送スクリューが用いられる画像形成装置を概略的に示す図である。 図１に示すトナー搬送スクリューを示す斜視図である。 図１に示すトナー搬送スクリューを側面から示す図である。 画像形成装置で用いられるトナー回収装置の一例を示す図である。 現像装置で用いられる現像剤攪拌部材の一例を説明するための図である。 現像装置で用いられる攪拌スクリューの一例を説明するための図である。 現像装置で用いられる搬送スクリューの一例を説明するための図である。

符号の説明

２１ 感光体ドラム
２２ 帯電器
２３ 露光ユニット
２４ 現像器
２５ 転写器
２６ クリーニングユニット
２７ トナー回収容器
３１ ユニット筐体
３２ クリーナーローラ
３３ トナー搬送スクリュー
３４ クリーナーブレード
３５ スクレーパー
４１ 回転軸体
４２ 羽根部
４２ａ 羽根
４３ リブ

Claims (3)

1. トナーを用いて記録用紙等に画像形成を行う画像形成装置において、
   内面が円柱周面状に形成された筐体内に外周端が前記円柱周面に沿って設けられ、前記トナーを搬送可能なトナー搬送スクリューと、
   前記トナー搬送スクリューを回動自在に保持する保持部と、
   前記トナー搬送スクリューに回動のための駆動力を付与する駆動源とを含み、
   前記トナー搬送スクリューは、
   回転軸体と、
   該回転軸体の外周面にスパイラル状に配設され、前記回転軸体の延在方向から平面的に見て略楕円形状に形成された複数の羽根を有する羽根部と、
   前記羽根に沿って該羽根と一体的に形成されたリブとを備え、
   前記リブは、一辺が前記回転軸体の外周面であって該回転軸体の軸方向に延在し、他辺が前記羽根の略長径の位置の径方向に延在した略三角形状をなすことを特徴とする画像形成装置。
2. トナーを用いて記録用紙等に画像形成を行う画像形成装置において、
   内面が円柱周面状に形成された筐体内に外周端が前記円柱周面に沿って設けられ、前記トナーを搬送可能なトナー搬送スクリューと、
   前記トナー搬送スクリューを回動自在に保持する保持部と、
   前記トナー搬送スクリューに回動のための駆動力を付与する駆動源とを含み、
   前記トナー搬送スクリューは、
   回転軸体と、
   該回転軸体の外周面にスパイラル状に配設され、前記回転軸体の延在方向から平面的に見て略楕円形状に形成された複数の羽根を有する羽根部と、
   前記羽根に沿って該羽根と一体的に形成されると共に、前記回転軸体に固定されたリブと、
   前記羽根の略長径の位置の外周端に形成した平坦面部と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記羽根の略長径の位置の外周端に形成した平坦面部を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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