(57)【要約】【課題】画像形成装置の簡略化を達成しつつ、トナーの強固な搬送力を得ることができるトナー搬送装置を提供する。【解決手段】画像形成装置(1)に組み込まれるトナー搬送装置(30)であって、その内側にてトナーが搬送されるパイプ(36)と、パイプ内に複数配設され、パイプの一端から他端に亘って直列に連結して回転が伝達されることにより、パイプ内のトナーを搬送するスクリュー(42)と、パイプの端部にてスクリューに連結され、スクリューを回転駆動する駆動部(32)とを具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に組み込まれるトナー搬送装置であって、
その内側にてトナーが搬送されるパイプと、
該パイプ内に複数配設され、該パイプの一端から他端に亘って直列に連結して回転が伝達されることにより、該パイプ内のトナーを搬送するスクリューと、
前記パイプの端部にて前記スクリューに連結され、該スクリューを回転駆動する駆動部と
を具備することを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー搬送装置であって、
前記パイプは、
前記各スクリューが配置される筒状部と、
該筒状部を連結し、該筒状部の軸線方向を変更可能な継ぎ目部と
を有することを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトナー搬送装置であって、
前記スクリューは、
前記筒状部の軸線に沿って配設される軸と、
該軸に螺旋状に立設される羽根と、
前記軸の両端に形成され、前記スクリューを連結するカップリングとを含み、
該カップリングは、
前記軸の一端に形成されたボール、及び該軸の他端に形成され、他の軸のボールを受容するキャップを有し、
前記ボールは、受容されるキャップに回転を伝達する腕部を有し、
該キャップは、前記ボールと前記軸の端部との接合部分を囲繞して該軸の歳差運動を許容可能な第１のスクリュー角度規制部、及び前記軸線方向に沿って形成され、前記腕部の揺動を許容する第２のスクリュー角度規制部を有することを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項４】
請求項３に記載のトナー搬送装置であって、
前記羽根は、前記ボールの近傍又は前記キャップの近傍にてその最大外径部分よりも小径に形成させる干渉防止部を有することを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のトナー搬送装置であって、
該トナー搬送装置は、画像担持体に残留するトナーを回収するクリーニング装置と、前記画像形成装置の底部に配置されたトナーの回収容器との間に配設されていることを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のトナー搬送装置を搭載し、これを用いて前記パイプの一端側のトナーを前記パイプの他端側に向けて搬送することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等に代表される画像形成装置に組み込まれて好適なトナー搬送装置及びこれを搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置では画像担持体、例えば感光体ドラムにトナー画像が形成され、この画像が用紙に転写及び定着される。
一方、ドラムにはトナーが残留する。このため、このトナーをクリーニング装置で回収し、トナー搬送装置のパイプを介して回収容器に集める技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
具体的には、特許文献１の技術では、パイプ内に空気を送り込み、空気圧を利用してパイプ内のトナーが搬送される。一方、特許文献２の技術では、パイプ内にコイル部材が設けられており、このコイル部材の振動によってパイプ内のトナーが搬送される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３３５２１号公報
【特許文献２】特開２００１−２２２１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では画像形成装置が複雑になり、装置の簡略化が図れないとの問題がある。気体の流量等を制御する各種の手段が必要になるからである。
一方、上記特許文献２の技術では、コイル部材を用いているため、パイプ内では大きなトルクを伝達できず、特に、トナーの搬送力がパイプの中央部分で最も小さくなってトナーがパイプ内に留まり易くなる。これは、例えば、画像形成装置が湿度の高い環境下に設置された場合等では、パイプ内にてトナーが凝集され（ブロッキング）、トナーの流動性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、画像形成装置の簡略化を達成しつつ、トナーの強固な搬送力を得ることができるトナー搬送装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための第１の発明は、画像形成装置に組み込まれるトナー搬送装置であって、その内側にてトナーが搬送されるパイプと、パイプ内に複数配設され、パイプの一端から他端に亘って直列に連結して回転が伝達されることにより、パイプ内のトナーを搬送するスクリューと、パイプの端部にてスクリューに連結され、スクリューを回転駆動する駆動部とを具備する。
【０００８】
第１の発明によれば、パイプ内には複数のスクリューが配設され、これらスクリューはパイプの一端から他端に亘って直列に連結されており、各スクリューはパイプ内で回転駆動される。よって、従来に比してパイプ内では大きなトルクが伝達可能となり、このパイプ内のトナーはスクリューによって確実に搬送される。この結果、仮に、パイプ内にてトナーが凝集されていたとしても、強固な搬送力が得られるので、ブロッキングが解消可能となる。
また、従来の如く気体の流量等を制御する各種の手段も不要になることから、このトナー搬送装置を組み込んだ画像形成装置の簡略化も達成可能となる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の構成において、パイプは、各スクリューが配置される筒状部と、筒状部を連結し、筒状部の軸線方向を変更可能な継ぎ目部とを有することを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、その内側にスクリューを備えるパイプは柔軟性のある曲げ可能なパイプとして構成されている。よって、トナーを搬送する経路が自由に設定可能となり、このトナー搬送装置を組み込んだ画像形成装置の装置レイアウトの自由度が高くなる。
しかも、パイプがスクリューを配置させる筒状部と継ぎ目部とで構成されていることから、これらパイプ及びスクリューを他機種の画像形成装置にも用いることができ、部品の共通化による画像形成装置の製造コストの低減にも寄与する。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明の構成において、スクリューは、筒状部の軸線に沿って配設される軸と、軸に螺旋状に立設される羽根と、軸の両端に形成され、スクリューを連結するカップリングとを含み、カップリングは、軸の一端に形成されたボール、及び軸の他端に形成され、他の軸のボールを受容するキャップを有し、ボールは、受容されるキャップに回転を伝達する腕部を有し、キャップは、ボールと軸の端部との接合部分を囲繞して軸の歳差運動を許容可能な第１のスクリュー角度規制部、及び軸線方向に沿って形成され、腕部の揺動を許容する第２のスクリュー角度規制部を有することを特徴とする。
第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、カップリングはボールとキャップとから構成され、このキャップには軸の歳差運動及び腕部の揺動をそれぞれ許容可能なスクリュー角度規制部が設けられている。よって、このスクリューは柔軟性のある曲げ可能なパイプに十分に対応することができ、装置レイアウトの自由度がより一層高くなる。
【００１１】
第４の発明は、第３の発明の構成において、羽根は、ボールの近傍又はキャップの近傍にてその最大外径部分よりも小径に形成させる干渉防止部を有することを特徴とする。
第４の発明によれば、第３の発明の作用に加えてさらに、羽根はボール又はキャップの近傍にて干渉防止部を有しており、パイプ内で各スクリューが一直線上に配置されていない場合にも、隣り合うスクリューの羽根同士の接触が回避されるので、トナー搬送装置の耐久性が向上する。
【００１２】
第５の発明は、第１から第４の発明の構成において、トナー搬送装置は、画像担持体に残留するトナーを回収するクリーニング装置と、画像形成装置の底部に配置されたトナーの回収容器との間に配設されていることを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、クリーニング装置と回収容器との間に長い距離を有する場合であっても、十分な搬送力が得られる。
【００１３】
第６の発明は、第１から第５の発明のトナー搬送装置を搭載し、これを用いてパイプの一端側のトナーをパイプの他端側に向けて搬送することを特徴とする。
第６の発明によれば、第１から第５の発明による画像形成装置の簡略化やレイアウトの高自由度化の他、トナーが速やかに搬送可能になるので、例えばトナーの再利用や供給量の均一化等が直ちに行われ、画像形成装置の信頼性向上に寄与する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画像形成装置の簡略化を達成しつつ、トナーの強固な搬送力を得るトナー搬送装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１には、画像形成装置の一例である複合機１の構造が概略的に示されている。なお、図中に実線で示された矢印は用紙の搬送経路及びその搬送方向を示している。
【００１６】
同図に示されるように、複合機１の本体２の下部にはカセット式の給紙部４が配置されている。この給紙部４には、本体２の高さ方向に沿って４段の給紙カセット６が備えられており、各カセット６はいずれも本体２に対して前面側（図１でみて手前側）に向けて引き出し可能に構成されている。また、各カセット６には画像形成前の用紙Ｐが積層状態で収容され、この用紙は給紙部４から１枚ずつ分離され、右方向に向けて送出される。
【００１７】
給紙部４の右方には用紙搬送部８が配置され、給紙部４から送出された用紙は本体２の右側面に沿って上方に向けて搬送される。次いで、この用紙は、本体２の内部で左側面へ向けて反転され、そのまま左側面に向けて搬送される。
本体２の内部には、搬送部８からの用紙搬送方向でみて下流側にレジストローラ１０、プリントエンジン１４及び転写部２０が順番に配置されている。このエンジン１４の上方には光学部１２が備えられており、この光学部１２からはエンジン１４の感光体ドラム（画像担持体）１６に向けてレーザ光が照射される。
【００１８】
また、用紙搬送方向でみて転写部２０の下流側には定着部２２及び排出・分岐部２４が順番に配置され、片面印刷の場合には、定着部２２から排出された用紙は排出・分岐部２４を経て用紙受けトレイ２６に排出される。
一方、この排出・分岐部２４と給紙部４との間には両面印刷用ユニット２８が配置されており、このユニット２８では定着部２２から排出された用紙を用紙搬送部８に向けて搬送し、この用紙はエンジン１４に再び送られる。
【００１９】
ここで、このエンジン１４には現像器１８及びクリーニング装置１９が配設されており、トナーは図示しないトナー補給装置から現像器１８に補給され、トナー画像がドラム１６に形成される。一方、用紙Ｐへの転写後にはドラム１６にトナーが残留する。この残留したトナーはクリーニング装置１９によって回収され、図２に示されるように、トナー搬送装置３０を介して複合機１の底部に配置されたトナーの回収容器３４に集められる。
【００２０】
より詳しくは、本実施例のトナー搬送装置３０は樹脂製或いはゴム製のパイプ３６を備えており、このパイプ３６はクリーニング装置１９と回収容器３４とを連結し、その内側にてドラム１６から回収されたトナーが搬送される。パイプ３６は、トナー搬送装置３０の一部分のみを示した図３及び図４の如く、４つの筒状部３８と、各筒状部３８を連結する４つの継ぎ目部４０とから構成されており、本実施例の継ぎ目部４０は筒状の母線長さを適宜変更することにより、その両端に位置する筒状部３８の軸線方向が変更可能になる。なお、これら図３及び図４では、説明の便宜上、パイプ３６の一部が切断されている。
【００２１】
さらに、各筒状部３８には樹脂製のスクリュー４２がそれぞれ配置されている。各スクリュー４２は、パイプ３６内にて直列に連結され、クリーニング装置１９に連結されたパイプ３６の一端から回収容器３４近傍のパイプ３６の他端に亘って配設されている。この他端には駆動部３２が設けられており（図２）、この他端に位置するスクリュー４２に連結され、駆動部３２がパイプ３６内の総てのスクリュー４２を回転駆動する。これにより、パイプ３６内のトナーは回収容器３４に向けて搬送される。なお、駆動部３２はパイプ３６の上記一端側に設けられていても良い。
【００２２】
本実施例のスクリュー４２は軸４４を有している。この軸４４は筒状部３８の軸線に沿って配設され、図５に示されるように、この軸４４には剛性を有する螺旋状の羽根４６が立設され、この羽根４６は螺旋の最大外径部でみて少なくとも一巻き以上を有して構成されている。
また、軸４４の両端にはカップリング５０が形成され、スクリュー４２を連結する一方、この羽根４６において、カップリング５０の近傍部分には干渉防止部４８が形成され、上記最大外径部分よりもさらなる角度を設けて小径に構成されている。
【００２３】
本実施例のカップリング５０は、軸４４の一端に形成されたボール５２と、軸４４の他端に形成されたキャップ５８とを有しており、このキャップ５８は隣り合うスクリュー４２の軸４４に形成されたボール５２を受容する。
具体的には、このボール５２は、説明の便宜上、キャップ５８を略垂直方向に沿って切断した図６及びキャップ５８を略水平方向に沿って切断した図７に示されるように、球面部５４を有し、この球面部５４にはその軸４４の軸線に対して直交方向に延設された腕部５６を有しており、この腕部５６はボール５２を受容するキャップ５８、換言すれば、隣り合うスクリュー４２に駆動部３２からの回転を伝達する。
【００２４】
これに対し、キャップ５８は自在軸継手として構成され、同じく図６及び図７に示される如く、上記球面部５４を回動可能に嵌合する凹面部６０を有し、この凹面部６０はスクリュー角度規制部６２，６４によってキャップ５８の外周面と連通している。
より詳しくは、本実施例のキャップ５８にはすり鉢状の第１のスクリュー角度規制部６２，６２が設けられており、この角度規制部６２はボール５２と軸４４の端部との接合部分を囲繞して形成されている。これにより、この角度規制部６２は、ボール５２がキャップ５８に嵌合された後におけるボール５２の抜け防止機能を有しているとともに、軸４４の歳差運動を許容する。
【００２５】
なお、スクリュー４２がパイプ３６内に配設された後には、このパイプ３６は固定されており、回転している軸４４は円を描くようには振れない。しかし、この角度規制部６２は、一直線上にないスクリュー４２の配置を達成すべく、軸４４の歳差が可能に形成されている。
一方、キャップ５８には溝状の受け部６４が軸線方向に沿って形成されており、この受け部６４が第２のスクリュー角度規制部として構成され、ボール５２の回転中心に対する腕部５６の揺動を許容する。つまり、受け部６４は軸４４の軸線方向に沿った腕部５６の移動を許容している。なお、隣り合うスクリュー４２の軸４４の角度はスクリュー角度規制部６２，６４のうち小さい方の角度に依存する。
【００２６】
ところで、本実施例では、これら隣り合うスクリュー４２において、キャップ５８近傍の羽根４６と、このキャップ５８に受容されるボール５２近傍の羽根４６とは、それらの立設位置が連続若しくはオーバラップして形成されている（図６，７）。
そして、上述したトナー搬送装置３０では、パイプ３６内に直列に連なったスクリュー４２を組み込み、そのパイプ３６の一端がクリーニング装置１９に連結される一方、パイプ３６を本体２内で自由に引き回し、パイプ３６の他端が駆動部３２及び回収容器３４に連結される。
【００２７】
このトナー搬送装置３０が組み込まれた複合機１では、カセット６から用紙Ｐが１枚ずつ分離して送出され、この用紙Ｐは、用紙搬送部８を通ってレジストローラ１０に到達する。このローラ１０は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、プリントエンジン１４で形成されるトナー画像とのタイミングを計りながら、用紙Ｐを転写部２０へと送出する。
また、図示しないコントローラからの画像データに基づき、複合機１では光学部１２によるレーザ光の照射が制御される。これにより、エンジン１４においてドラム１６上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの潜像からドラム１６上にトナー画像が形成され、用紙Ｐに転写される。
【００２８】
その後、用紙Ｐは未定着トナー画像を担持した状態で定着部２２に向けて送られ、この定着部２２にて熱ローラによりトナー画像が定着される。次いで、定着部２２から排出された用紙Ｐは排出・分岐部２４を通ってトレイ２６に排出される。
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部２２から排出された用紙Ｐはトレイ２６に排出される直前にてユニット２８側に引き戻され、この用紙Ｐは用紙搬送部８に合流し、再び転写部２０に向けて送られる。そして、この場合には、用紙Ｐの未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。
【００２９】
続いて、ドラム１６に残留したトナーはクリーニング装置１９によって回収され、次いで駆動部３２の回転により、パイプ３６内に回収されたトナーは回収容器３４に集められる。
【００３０】
以上のように、本実施例によれば、パイプ３６内には複数のスクリュー４２が配設され、これらスクリュー４２はパイプ３６の一端から他端に亘って直列に連結されており、各スクリュー４２はパイプ３６内で回転駆動される。よって、従来に比してパイプ３６内では大きなトルクが伝達可能となり、トナーの搬送力はパイプ３６の中央部分でも小さくならず、このパイプ３６内のトナーはスクリュー４２によって容器３４へ確実に搬送可能となる。この結果、仮に、パイプ３６内にてトナーが凝集されていたとしても、強固な搬送力が得られるので、ブロッキングが容易に解消される。
また、従来の如く気体の流量等を制御する各種の手段も不要になることから、このトナー搬送装置３０を組み込んだ複合機１の簡略化も達成可能となる。
【００３１】
さらに、その内側にスクリュー４２を備えるパイプ３６は、各筒状部３８の軸線方向を変更させる継ぎ目部４０を有しており、柔軟性のある曲げ可能なパイプとして構成されている。よって、トナーを搬送する経路が自由に設定可能となり、このトナー搬送装置３０を組み込んだ複合機１の装置レイアウトの自由度が高くなる。
しかも、パイプ３６がスクリュー４２を配置させる筒状部３８と継ぎ目部４０とで構成されており、これらパイプ３６及びスクリュー４２を他機種の複合機にも用いることができるので、部品の共通化による複合機の製造コストの低減にも寄与する。
【００３２】
さらにまた、カップリング５０はボール５２とキャップ５８とから構成され、このキャップ５８には軸４４の歳差運動及び腕部５６の揺動をそれぞれ許容可能なスクリュー角度規制部６２，６４が設けられている。よって、このスクリュー４２は柔軟性のある曲げ可能なパイプに十分に対応することができ、装置レイアウトの自由度がより一層高くなる。
【００３３】
また、羽根４６はボール５２の近傍にて干渉防止部４８を有しており、パイプ３６内で各スクリュー４２が一直線上に配置されていない場合にも、隣り合うスクリュー４２の羽根同士の接触が回避されるので、トナー搬送装置３０の耐久性が向上する。
さらに、これら隣り合うスクリュー４２でみれば、螺旋の軌道が連続若しくはオーバラップしていることから、トナーがパイプ３６内に留まり難くなり、トナーを効率良く搬送可能となる。
【００３４】
さらにまた、クリーニング装置１９と回収容器３４との間に長い距離を有する場合であっても、上述したトナー搬送装置３０によれば十分な搬送力が得られる。
しかも、上述したトナー搬送装置３０を複合機１に搭載すれば、この複合機１の簡略化やレイアウトの自由度が高くなる他、トナーが速やかに搬送可能になることから、トナーの再利用が直ちに実施可能となり、複合機１の信頼性向上に寄与する。
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【００３５】
例えば、上記実施例では、干渉防止部４８がボール５２の近傍に形成されているが、図８に示されるように、キャップ５８の近傍に形成されていても良い。また、上記実施例では、腕部５６及び受け部６４が軸４４に対して同一の直交方向に配置されているが、同図に示される如く、腕部５６と受け部６４とが互いに直交して配置されていても良く、これらの場合にも上記と同様に、装置の簡略化も達成しつつ、トナーの強固な搬送力を得るとの効果を奏する。
【００３６】
さらに、上記実施例の如くボール５２が軸４４の一端に形成され、キャップ５８が軸の他端に形成される他、キャップが軸４４の一端に形成され、ボールが軸の他端に形成されていても良い。さらにまた、軸４４の長さは総て同じ長さに形成される他、異なる長さに形成されても良い。また、パイプ３６やスクリュー４２の材質も上記実施例に限定されるものではない。
【００３７】
さらに、上記実施例では、トナー搬送装置３０がクリーニング装置１９と回収容器３４との間に配設されているが、本発明のトナー搬送装置は、トナーが搬送され得る箇所、例えば、クリーニング装置１９と現像器１８との間、或いは、トナー補給装置と現像器１８との間に配設されても良い。そして、この場合にも、トナーの再利用化、或いは、トナーの供給量の均一化が直ちに行われるので、複合機１の信頼性向上に寄与する。
【００３８】
最後に、上記実施例では画像形成装置として複合機に具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は複写機、プリンタ、ファクシミリやスキャナ等自体にも当然に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施例に係る複合機の概略構成図である。
【図２】図１の背面からみた複合機の概略構成図である。
【図３】図２のＩＩＩで囲まれたトナー搬送装置の部分断面斜視図である。
【図４】図３の平面図、正面図及び側面図である。
【図５】図３のスクリューの正面図及びＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】図３のカップリングの説明図である。
【図７】図３のカップリングの説明図である。
【図８】他の実施例におけるスクリューの正面図及びＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  複合機（画像形成装置）
１６  感光体ドラム（画像担持体）
１９  クリーニング装置
３０  トナー搬送装置
３２  駆動部
３４  回収容器
３６  パイプ
３８  筒状部
４０  継ぎ目部
４２  スクリュー
４４  軸
４６  羽根
４８  干渉防止部
５０  カップリング
５２  ボール
５６  腕部
５８  キャップ
６２  第１のスクリュー角度規制部
６４  受け部（第２のスクリュー角度規制部）
【図１】
2008185856.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008185856.tif 000006
【図５】
2008185856.tif 000007
【図６】
2008185856.tif 000008
【図７】
2008185856.tif 000009
【図８】
2008185856.tif 000010