JP2012058583A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回収容器の収容効率を向上させ、回収容器の内部スペースを有効活用することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】廃トナーボトル２０の長手方向の略全域に亘って延在し廃トナーボトル２０内で回転可能に軸支され、所定方向に回転することにより廃トナーボトル２０内の廃トナーを軸方向に搬送する回転部材２０１を備える。回転部材２０１は、廃トナーボトル２０内の複数の流入口１９それぞれに対応する流入口近傍領域２０１ｄにおける廃トナーを搬送する搬送力が、その流入口近傍領域２０１ｄ以外の領域における該搬送力よりも大きくなるように構成し、かつ、該流入領域以外の流入口間領域２０１ｅにおいて上記軸方向と直交又は略直交する方向に廃トナーを拡散させる拡散面部２０１ｃを有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、像担持体の表面から除去した除去物を収容する回収容器を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置として、転写材へトナー像が転写された後の像担持体の表面に残留している転写残留トナーをクリーニング装置により廃トナーとして回収し、回収した廃トナーを回収容器に蓄えるものが知られている。この回収容器は、廃トナーが満杯になった時点で空の回収容器に交換される。回収容器の交換頻度を低くすることにより、資源の有効活用を図ることができる。このためには、回収容器の容量を大きくすることが考えられるが、近年の画像形成装置の小型化の要求もあり、大きな回収容器を設置する空間を装置本体内に確保することは難しくなってきている。画像形成装置の小型化が進むと、装置本体内の空間が狭くなるので、回収容器の容量を小さくしなければならず、かえって交換頻度が高まってしまう。これは、世の中の要求である長寿化、省資源化に逆行する結果となる。そこで、小型の回収容器となっても、少しでも長寿化、省資源化を実現するために、回収容器内のスペースの有効利用が検討されている。

特許文献１には、細長い形状を有する廃トナーの回収容器の上部に、回収容器の長手方向に沿って、回転駆動された螺旋状廃トナー搬送部材により廃トナーが長手方向に搬送される廃トナー搬送通路を設け、その廃トナー搬送通路に、廃トナーを回収容器に落下させる廃トナー流入口を複数設けた画像形成装置が開示されている。
また、特許文献２には、廃トナー収容部の長手方向の一端部側の一箇所に設けられた回収口から廃トナーが供給され、上記廃トナー収容部の長手方向の略全域にわたって延在して回転自在に軸支された回転部材を所定方向に回転させることにより廃トナーを上記回収口から離間する方向に搬送する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、廃トナー収容部内に廃トナーを満遍なく収容するために、上記回転部材による、上記回収口が形成された一方の端部側の領域のトナー搬送力を、他方の端部側の領域のトナー搬送力よりも大きく設定している。
また、特許文献３には、長手方向に複数の回収口を有する回収容器と、回収容器の互いに隣り合う回収口間に設けられた満杯検知部と、回収された廃トナーを満杯検知部に向けて搬送する搬送手段とを備え、回収された廃トナーが回収口間で山なりに堆積されるようにした画像形成装置が開示されている。
また、特許文献４には、回収容器内で廃トナーを搬送する搬送手段を、廃トナーの回収のための回収口から回収容器内に送り込まれる廃トナーを回収口に対応する箇所から相互に逆向きの２方向に同時に搬送できるように構成した画像形成装置が開示されている。

上記特許文献１の画像形成装置では、回収容器への廃トナーの流入量が、廃トナー搬送方向上流側の廃トナー流入口からの流入量が多く、下流側に向かって徐々に減る傾向がある。このため、各廃トナー流入口からの廃トナー流入量が正確に分配されないので、流入状態によっては回収容器のスペースを有効に活用できないおそれがある。
上記特許文献２の画像形成装置では、廃トナー収容部の長手方向の一端部側の一箇所に回収口が設けられ、その一端部側の領域における回転部材によるトナー搬送力を他方の端部側の領域におけるトナー搬送力よりも大きくし、回収口から離れるほどトナー搬送力を低下させるようにした構成であるため、上記両端部の領域それぞれにおけるトナー搬送力の設定によっては廃トナー収容部の長手方向に廃トナーの偏りが発生し回収容器の内部スペースを有効に活用できないおそれがあり、また、複数の回収口を有する回収容器に対応することが難しい。
また、上記特許文献３の画像形成装置では、回収された廃トナーが回収口間で山なりに堆積される構成であるため、複数の回収口それぞれから流入するトナー量に差が生じた場合、上記回収口間で山なりに堆積されるトナー量に偏りが生じ、回収容器の内部スペースを有効に活用できないおそれがある。
また、上記特許文献４の画像形成装置では、上記回収容器における相互に逆向きの２方向それぞれに同時に廃トナーを搬送するものであるが、その２方向それぞれに対する搬送力に差を持たせて回収容器内のスペースを有効利用するような構成になっていない。

更に、上記特許文献１〜４のいずれの画像形成装置においても、回収容器内の廃トナー搬送方向と直交する方向におけるデッドスペースに対応できていないため、回収容器の内部スペースを有効活用する上で不十分である。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、回収容器の収容効率を向上させ、回収容器の内部スペースを有効活用することができる画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、像担持体と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、該クリーニング手段で除去された除去物を搬送する搬送手段と、該搬送手段で搬送されている該除去物を、その除去物の搬送方向における複数箇所それぞれに設けられた複数の流入口から流入させて回収する回収容器と、該回収容器の長手方向の略全域に亘って延在し該回収容器内で回転可能に軸支され、所定方向に回転することにより該回収容器内の該除去物を軸方向に搬送する回転部材と、該回転部材を回転させるための駆動手段と、を備えた画像形成装置であって、上記回転部材は、上記回収容器内の上記複数の流入口それぞれに対応する流入領域における上記除去物を搬送する搬送力が、該流入領域以外の領域における該搬送力よりも大きくなるように構成し、かつ、該流入領域以外の領域において上記軸方向と直交又は略直交する方向に該除去物を拡散させる拡散面部を有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記回収容器内に収容された上記除去物の量を検知するための検知手段を備え、該回収容器内に収容された該除去物が上記回転部材により該検知手段へ向けて搬送されることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記回転部材は、上記搬送力が、上記流入領域から該流入領域以外の領域にかけて徐々に小さくなるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記回転部材は、螺旋形状の部材を用いて構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記回転部材は、上記流入領域に対応する螺旋形状のピッチ幅が、該流入領域以外の領域に対応する該螺旋形状の該ピッチ幅よりも大きく設定したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記回転部材は、上記流入領域に対応する螺旋形状の径が、該流入領域以外の領域に対応する該螺旋形状の該径よりも大きく設定したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、上記回転部材を上記流入口の重力方向下方に配設したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項２乃至７のいずれかの画像形成装置において、上記検知手段を、上記回転部材による搬送方向の最下流側の位置に配設したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項２乃至８のいずれかの画像形成装置において、上記回転部材は、上記除去物を上記検知手段に近接する領域に押し込むような形状を有することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかの画像形成装置において、上記複数の流入口のうち上記回収容器への流入量が他の流入口に比べて最も多くなる流入口を、上記回転部材による搬送方向最上流側に配設したことを特徴とするものである。

本発明においては、複数の流入口それぞれに対応する流入領域における回転部材の搬送力が、流入領域以外の領域における搬送力よりも大きいので、複数の流入口から回収容器内に収容された除去物は、複数の流入領域から搬送され、流入領域以外の領域で堆積する。流入領域以外の領域では、回転部材に設けられた拡散面部により、除去物を回転部材の軸方向と直交又は略直交する方向に拡散させることができる。これにより、回転部材の軸方向のデッドスペースを減らすだでなく、回転部材の軸方向と直交又は略直交する方向のデッドスペースを減らすことができるので、回収容器の収容効率を向上させることができる。

本発明によれば、回転部材の軸方向のデッドスペースだけでなく回転部材の軸方向と直交又は略直交する方向のデッドスペースを減らすことができるので、回収容器の収容効率を向上させ、回収容器の内部スペースを有効活用することができるという優れた効果がある。

本実施形態に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す概略構成図。 カラー画像形成装置の部分拡大図。 カラー画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジ単体の斜視図。 カラー画像形成装置にセットされたプロセスカートリッジと廃トナーボトルとを示す概略構成図。 回転部材の一例を示す概略構成図。 回転部材を備えた廃トナーボトルの概略構成図。（ａ）は正面図、（ｂ）は矢視Ｆ−Ｆ’断面図。 回転部材に押し込み形状を設けた廃トナーボトルの一例を示す概略構成図。 廃トナーの流入口を複数設けた比較例に係る廃トナーの回収容器の一例を示す概略構成図。 複数の廃トナー流入口を備えた回収容器の内部に廃トナー搬送手段を設けた他の比較例に係る回収容器の概略構成図。（ａ）は正面図、（ｂ）は矢視Ｂ−Ｂ’断面図。 廃トナー流入口を長手方向の両端部側に設けたさらに他の比較例に係る回収容器の概略構成図。（ａ）は正面図、（ｂ）は矢視Ｃ−Ｃ’断面図、（ｃ）は矢視Ｅ−Ｅ’断面図。

以下、図面を参照にして本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態のカラー画像形成装置の一例を示す全体構成図であり、図２は、プロセスカートリッジが装着されたカラー画像形成装置の部分拡大図であり、図３は、プロセスカートリッジ単体の全体構成を示す斜視図である。
図１および図２に示すように、カラー画像形成装置Ａは、カラー画像用の複数色からなるカラートナー像が形成される像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト１と、カラートナー像用の各色トナーを補給するトナーボトル２とを、画像形成装置本体３内に収納するように構成されている。また、カラー画像形成装置Ａは、画像形成装置本体３の下部に積載されて収納された転写紙Ｓを、中間転写ベルト１に対向する二次転写位置に所定のタイミングで搬送し、中間転写ベルト１上のカラートナー像を転写紙Ｓに転写しさらに転写紙Ｓ上のカラートナー像を定着させて、定着後の転写紙Ｓを上部から排出するように構成されている。すなわち、カラー画像形成装置Ａの概略下部から上部に掛けて、１枚の転写紙Ｓをフィードする給紙コロ４と、トナー像転写用の搬送タイミングを確保するレジストローラ５と、中間転写ベルト１に接するように対抗配置され中間転写ベルト１との間に所定圧を確保したニップを形成した２次転写ローラ６と、所定に加熱および加圧する定着ユニット７と、転写紙Ｓを装置外部に排出する排紙ローラ８とが配置されており、転写紙Ｓに対して、これらのコロやローラによって形成した搬送経路を搬送する過程で、順次、前記ニップにより中間転写ベルト１からトナー像を転写し、定着ユニット７により転写紙Ｓ上に転写したトナー像を定着している。

カラー画像を形成するための各色を担当してその色のトナー像を形成する４つのカラー画像形成部である画像ステーションとしてプロセスカートリッジ１１ａ〜１１ｄは、図中の斜め左上がりに傾斜して配設された中間転写ベルト１の長手方向に沿って配置されている。これらのプロセスカートリッジ１１ａ〜１１ｄからなる各画像ステーションには、像担持体として感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄをそれぞれ有している。また、各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄは、中間転写ベルト１を介して転写ローラ１３に所定圧を確保して接しており、またその回りにはそれぞれ専用の帯電手段１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、現像手段としての現像装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと、感光体をクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーニングユニット１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとを有している。また、これらのプロセスカートリッジ１１ａ〜１１ｄの下方には、各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄの表面をレーザー光によって所定に露光させて静電潜像を書き込む書き込みユニット９が配置されている。また、中間転写ベルト１の長手方向の一方の端部側（図示の例では、２次転写ローラ６が対向している二次転写位置とは反対の左端部側）には、中間転写ベルト１上の残留トナーを収集してクリーニングするクリーニング手段であるベルトクリーニングユニット１２が設けられている。

なお、本実施形態のプロセスカートリッジとしては、前記構成に限ることなく、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、少なくとも１つの手段と、像担持体である電子写真感光体（感光体ドラム）とを有して一体に構成され、この構成を装置本体に対して着脱可能としたものであればよい。

カラー画像形成装置Ａにトナーを供給するトナーボトル２は、装置内の上部で図中の左側から右側に順次、複数個、配置され、カラー画像形成装置Ａに着脱して交換可能に設けられている。これら複数のトナーボトル２それぞれには、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーが充填されている。各トナーボトル２から図示しない搬送経路を介して、各トナーボトル２に対応した各色の現像装置１６ａ〜１６ｄにトナー供給可能に接続され、所定の補給量だけ各色のトナーが補給される。

このように構成されたカラー画像形成装置Ａでは、転写紙Ｓが給紙コロ４でフィードされ、その先端がレジストローラ５まで到達すると、転写紙Ｓの先端が図示しないセンサによって検知される。そして、この検出信号に基づき同期のタイミングを取りながら、レジストローラ５によって転写紙Ｓを２次転写ローラ６と中間転写ベルト１とにより形成したニップに搬送し、中間転写ベルト１から転写紙Ｓに中間転写ベルト１上に形成した画像を２次転写する。

感光体ドラム１０ａ〜１０ｄは、あらかじめ帯電ローラ１５ａ〜１５ｄによって一様に帯電され、次に書き込みユニット９によって画像データに基づいてレーザー光が露光走査され、感光体ドラム１０ａ〜１０ｄ上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置１６ａ〜１６ｄにより現像され、これにより感光体ドラム１０ａ〜１０ｄの表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。次に、転写ローラ１３に電圧が印加され各感光体ドラム１０上のトナーが、中間転写ベルト１上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト１の送り方向における上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト１上に形成されたトナー画像は、２次転写ローラ６が対向する二次転写位置まで搬送され、転写紙Ｓに２次転写される。各色からなるカラートナー像が転写された転写紙Ｓは定着ユニット７に搬送されてそのトナー像が熱定着され、排紙ローラ８で排紙される。

このような画像形成動作に伴って生じた感光体１０や中間転写ベルト１の表面の残留トナーは、クリーニングユニット１４，１２でクリーニングされて収集され、除去物である廃トナーとして回収される。すなわち、各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄ上の残留トナーは、それぞれのクリーニング手段である感光体クリーニングユニット１４ａ〜１４ｄによって除去され収集され、プロセスカートリッジ１１から排出されて廃トナーとなる。このように各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄをクリーニングしている。また、転写紙Ｓに転写されずに、中間転写ベルト１上に残された残留トナーは、ベルトクリーニングユニット１２によって除去され、収集された廃トナーとなる。このように中間転写ベルト１の表面がクリーニングされる。なお、これらのクリーニングによって感光体１０や中間転写ベルト１の表面から除去される除去物としては、上記残留トナーのほか紙粉などの異物もあり、この異物も各クリーニングユニット１４，１２によって収集されて回収される。以下、感光体１０や中間転写ベルト１の表面から除去されて収集された除去物は、各クリーニングユニット１４，１２で除去された残留トナーのみを含む場合のほか、残留トナーと紙粉などの異物とを含む場合についても、総称して「廃トナー」という。

図４は、カラー画像形成装置Ａにセットされたプロセスカートリッジ１１と廃トナーボトル２０とを示す概略構成図である。図２，図３および図４に示すように、上記収集した廃トナーは、プロセスカートリッジ１１から廃トナー排出パイプ１８を介して、カラー画像形成装置Ａに設けられた回収容器としての廃トナーボトル２０に排出される。すなわち、プロセスカートリッジ１１には、プロセスカートリッジ１１から側方に突出された中空状の廃トナー排出パイプ１８が設けられ、この廃トナー排出パイプ１８に対応した位置、つまりプロセスカートリッジ１１のセット位置に応じたカラー画像形成装置Ａ側の位置には、予め所定の内部容量を確保した回収容器として廃トナーボトル２０が設けられ、プロセスカートリッジ１１がカラー画像形成装置Ａにセットされると、廃トナーボトル２０内に、廃トナー排出パイプ１８の先端が差し込まれるようにしている。

また、各感光体クリーニングユニット１４は、その内部に搬送部材としての廃トナー搬送スクリュ１７を有しており、この廃トナー搬送スクリュ１７によって、廃トナーが廃トナー排出パイプ１８の先端側に向けて搬送され、この廃トナー排出パイプ１８の先端側に開口された流入口としての廃トナー流入口１９から廃トナーボトル２０内に排出される。すなわち、この廃トナー搬送スクリュ１７は、コイルバネなどの螺旋形状の部材とされ、廃トナー排出パイプ１８内部に同軸上にその長手方向に渡って配設されている。また、廃トナー搬送スクリュ１７は、その一端が感光体クリーニングユニット１４内に収集された廃トナーに接するように配置され、その他端が廃トナー流入口１９に対面して配置され、図示しない駆動機構によって螺旋が廃トナー流入口１９側に進む方向に回転駆動されている。したがって、このように回転駆動される廃トナー搬送スクリュ１７によって、感光体クリーニングユニット１４から廃トナー排出パイプ１８の先端側にまで、廃トナーを運ぶ搬送経路が形成されている。

なお、プロセスカートリッジ１１から廃トナーボトル２０に直接廃トナーを排出せずに、一旦、画像形成装置本体３内に設けられた廃トナー搬送経路に排出し、この廃トナー搬送経路から廃トナーボトル２０に廃トナーを搬送する構成にした画像形成装置もある。この構成の場合は、プロセスカートリッジ１１と廃トナーボトル２０との間に、廃トナー搬送経路を設けているので、プロセスカートリッジ１１の近傍に廃トナーボトル２０を設置しなくてもよくなり、装置内における部材配置の自由度を向上できる。他方、各色ごとのプロセスカートリッジ１１用に廃トナーボトル２０を設けることなく、１つの廃トナーボトル２０で兼用した構成とできる。

本実施形態に係るカラー画像形成装置Ａでは、プロセスカートリッジ１１内のクリーニング装置１４により回収された廃トナーを、一旦、図示しない廃トナー搬送経路に排出し、この廃トナー搬送経路で廃トナー排出パイプ１８に搬送し、廃トナー排出パイプ１８の先端側に開口された廃トナー流入口１９から廃トナーボトル２０内に自由落下させて蓄えられる構成となっている。

図５は、廃トナーボトル２０内に設けた回転部材２０１の一例を示す概略構成図であり、図６は、この回転部材２０１を備えた廃トナーボトル２０の概略構成図である。
図６に示すように、廃トナーボトル２０内には、検知手段としてのトナー量検知手段２０２と、収容された廃トナーの拡散、搬送を行える回転部材２０１とを配置している。廃トナーボトル２０内でトナー量検知手段２０２を配置した方向へ回転部材２０１により廃トナーを拡散しながら搬送することで、廃トナーボトル２０内に廃トナーを効率よく収容できる構成となっている。

ここで、図８〜図１０に示す比較例を参照して、複数のトナー流入口を有する廃トナーボトルの廃トナーの収容状態について説明する。図８は、複数の廃トナー流入口から自然落下により廃トナーが堆積する比較例に係る廃トナーボトルの概略構成図である。また、図９は、他の比較例としての、内部に廃トナーの搬送手段を備えた他の比較例に係る廃トナーボトルの概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はＢ−Ｂ’断面図である。また、図１０は、廃トナー流入口を廃トナーボトルの長手方向両端部側の２箇所に設け、搬送方向を異ならせて廃トナーをトナー量検知部のある中央部に向けて搬送する回転部材を備えたさらに他の比較例としての廃トナーボトルの概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は矢視Ｃ−Ｃ’断面図、（ｃ）は矢視Ｅ−Ｅ’断面図である。

図８に示すように、複数の廃トナー流入口１９から廃トナーボトル２０内へ自由落下により流入した廃トナーは、廃トナー流入口１９の真下を頂点として廃トナー流入口１９の近傍に集中して山なりに堆積し、隣り合う廃トナー流入口１９の間（以下、「流入口間」という。）では谷状のデッドスペースＤ１が生じてしまう。これに対して、図９（ａ）の比較例では、廃トナーボトル２０内の廃トナーが搬送手段としてのスクリュ状の回転部材２１１による搬送により均され、搬送方向の最下流部（図中左側）で積もった状態となり、図８に示した流入口間で形成される谷状のデッドスペースＤ１は解消される。しかしながら、内部に回転部材２１１を有する廃トナーボトルであっても、回転部材２１１の軸方向（廃トナーの搬送方向）と直交する方向では、図９（ｂ）に示すように、回転部材２１１を頂点とした山なりの堆積状態となり、堆積した裾の部分では収容容積は十分あるにもかかわらず有効に活用できない部分（デッドスペースＤ２）が多くなってしまう。

また、図１０（ａ）に示す廃トナーボトル２０では、回転部材２２１に形成されたスクリュの向きと回転方向とにより搬送方向を互いに異ならせて廃トナーを中央部へ向けて搬送させることにより、図１０（ｂ）に示すように、中央部でぶつかり合った廃トナーが搬送方向と略交差する方向に移動する。これにより、搬送方向と直交する方向が幅広になっている回収容器（廃トナーボトル）２０においても、より効率よく廃トナーを収容させることができる。しかしながら、回転部材２２１の長手方向両端部側では、中央部に比べて、搬送方向と直交する方向へ廃トナーを移動させる力が小さいので、図１０（ｃ）に示すように、山なりに堆積した廃トナーの裾の部分では、デッドスペースＤ２が生じてしまう。廃トナーボトル２０内の回転部材の本数を増やして、回転部材２１１と交差する方向にも搬送する構成とすれば収容効率を上げることはできるが、部品点数が増加し複雑な構成となってしまう。

本実施形態のカラー画像形成装置は、上記図８〜図１０に示した比較例とは異なり、幅が広い廃トナーボトル２０においても、デッドスペースＤ２をできるかぎり少なくしてスペースを有効に活用できる構成となっている。

図５に示すように、廃トナーボトル２０内に設けられた回転部材２０１は、廃トナーボトル２０の長手方向の略全域に亘って延在し、廃トナーボトル２０内で回転可能に軸支され、所定方向に回転することにより廃トナーボトル２０内の廃トナーを軸方向に搬送する。また、回転部材２０１は、回転軸２０１ａと、螺旋形状部材２０１ｂと、螺旋形状部材２０１ｂの間に軸方向と略平行にリブのように設けられた面形状の拡散面部２０１ｃと、を備えている。螺旋形状部材２０１ｂの螺旋ピッチは、廃トナー流入口１９の重力方向下方の流入領域（以下、廃トナー流入口１９の近傍に位置する領域であるため「流入口近傍領域」という。）２０１ｄと、それ以外の流入口間領域２０１ｅとで異ならせている。流入口近傍領域２０１ｄの螺旋ピッチが流入口間領域２０１ｅの螺旋ピッチに比べて大きい。このため、流入口近傍領域２０１ｄの軸方向の搬送力が、流入口間領域２０１ｅの搬送力に比べて大きくなる。拡散面部２０１ｃは、螺旋形状部材２０１ｂのうち流入口間領域２０１ｅの部分、すなわち、軸方向の搬送力が流入口近傍領域２０１ｄに比べて小さい領域に設けられており、回転部材２０１の軸方向と直交又は略直交する方向に廃トナーを拡散させることができる。

図６（ａ）に示すように、廃トナーボトル２０には５本の廃トナー排出パイプ１８が設けられていて、これらの廃トナー排出パイプ１８の各廃トナー流入口１９から、廃トナーが回転部材２０１の真上に落下して、廃トナーボトル２０に収容される。上記構成の回転部材２０１を廃トナーボトル２０に備え、例えば、カラー画像形成装置Ａの本体に設置された駆動モータ３０で所定方向に回転させることで、回転部材２０１の搬送力を軸方向で異ならせることができる。具体的には、廃トナーボトル２０内の複数の廃トナー流入口１９それぞれに対応する流入口近傍領域２０１ｄにおける廃トナーを搬送する搬送力が、その流入口近傍領域２０１ｄ以外の流入口間領域２０１ｅにおける搬送力よりも大きくなるように構成する。流入口近傍領域２０１ｄの搬送能力が大きい部分で搬送された廃トナーは、流入口間領域２０１ｅの搬送力が小さい部分に徐々に集められることとなる。そのため、図６（ｂ）に示すように、流入口間領域２０１ｅでは、回転部材２０１より上方まで廃トナーが堆積した状態をつくることができる。回転部材２０１の上方に堆積した廃トナーは、その下での回転部材２０１の動作により崩れ落ち、軸方向の搬送方向のみならず、軸方向と直交する廃トナーボトル２０の幅方向に広がって落ちるようになる。この動作が繰り返し行われることで、廃トナーボトル２０の幅方向の全体にわたって徐々に廃トナーを収容することができる。この際、搬送方向に崩れ落ちた廃トナーは、回転部材２０１によりさらに搬送方向下流側へ搬送されることとなり、搬送力の異なる部分で繰り返し同じ効果が働く。

回転部材２０１の搬送力が大きい位置を廃トナー流入口１９付近とすることで、上記のような搬送力が小さい位置で廃トナーの山が形成される。すなわち、流入口間領域２０１ｅで廃トナーの山が形成される構成としている。仮に、廃トナー流入口１９付近で廃トナーの山が形成される構成とした場合、流入される廃トナーが多い場合、形成された廃トナーの山のその上にさらに廃トナーが堆積することとなり、廃トナー排出パイプ１８の廃トナー流入口１９付近までいたると、廃トナーつまり等の不具合が発生するおそれがある。そのため、廃トナー流入口１９付近では廃トナーの搬送力を十分に確保して山が形成できない構成としている。

なお、上記回転部材２０１では、廃トナーの搬送力を軸方向で変化させるために、螺旋形状のピッチを変更した例を示しているが、螺旋形状の径を変更するなど、搬送力を変更できるものであれば、その形状は問わない。

次に、回転部材２０１の搬送方向（軸方向）に平行な面を有する面形状の拡散面部２０１ｃを設けることによる効果について説明する。回転部材２０１の搬送方向に略平行な拡散面部２０１ｃを設けることにより、回転部材２０１の回転時、収容された廃トナーを廃トナーボトル２０の幅方向、すなわち回転部材２０１の軸方向と直交又は略直交する方向に押し込む方向の力が強まり、廃トナーボトル２０の幅方向に拡散することができ、廃トナーを広く収容させる効果が得られる。なお、拡散面部２０１ｃの面積が大きければ押し込む力も強くなるが、回転部材２０１を駆動させるためのトルクが大きくなるといったマイナス面もあるため、本構成における駆動トルクとあわせた接触面積に設定するのが好ましい。

また、拡散面部２０１ｃの取り付け位置に関して、回転部材２０１による軸方向の搬送力が小さい流入口間領域２０１ｅに拡散面部２０１ｃを取り付けるようにしている。搬送力が大きい流入口近傍領域２０１ｄに拡散面部２０１ｃを設けることでも、廃トナーボトル２０の幅方向への拡散能力はある程度得られるが、廃トナー流入口１９から降り注いだ廃トナーが拡散面部２０１ｃに引っかかり、回転部材２０１に付着することで本来の目的である搬送力が低下するおそれがある。このため、廃トナーの山を形成し拡散をより効果的に行えるように、搬送力が小さい流入口間領域２０１ｅにのみ拡散面部２０１ｃを設けている。

なお、図５に示す構成では、螺旋ピッチを結ぶリブ状の拡散面部２０１ｃを設けているが、搬送方向に略平行な面を持つ構成であれば、同様の効果が得られるため、その形状は問わない。
また、回転部材２０１の回転の駆動に関して、廃トナーが流入される通紙時や調整時等で常時駆動させることが望ましい。しかし、本体に設置している駆動部材３０の付加を低減するために、回転部材２０１を間欠動作として駆動させることがある。この場合でも、回転部材２０１と廃トナー流入口１９との高さがある程度確保されておれば、回転部材２０１の停止時に廃トナー流入口１９付近に廃トナーの山が形成され、回転部材２０１の動作時に、流入口間領域２０１ｅに廃トナーの山が移動する構成とすることができるため、同様の効果が得られる。

本実施形態の廃トナーボトル２０では、廃トナー流入口１９の下側に対応して廃トナーが落下する流入口近傍領域２０１ｄでは回転部材２０１による軸方向の搬送力を大きく、流入口間領域２０１ｅでは上記搬送力を小さくして、流入口間領域２０１ｅで廃トナーの山を形成し、幅方向に広く拡散させる構成としている。しかし、回転部材２０１の搬送力を急に変更する箇所があると、廃トナー流入口１９からの廃トナー量が非常に多い場合、その切り替わり位置で廃トナーの山が大きくなり、搬送方向逆側に崩れ落ちるなど、廃トナー流入口１９付近の廃トナーを極力ためたくない位置で廃トナーの量が多くなる可能性がある。そのため、廃トナー流入口１９から流入口間領域２０１ｅにかけて搬送力を徐々に小さくした構成とすることで、確実に流入口間領域２０１ｅの狙いの位置で廃トナーの山を形成することができる。

回転部材２０１が回転動作して軸方向への搬送力を確保するためには、スクリュやコイル等の螺旋形状の羽を有する構成が望ましい。螺旋形状の羽に傾斜を持たせることで、軸方向の搬送のみならず、軸から離れる方向への搬送力も作用させることができる。回転部材２０１の搬送力に関しては、回転部材２０１の螺旋形状のピッチを広くすることで軸方向の搬送力を大きくし、狭くすることで搬送力を小さくすることができる。廃トナー流入口１９との位置関係、廃トナーボトル壁面との位置関係等、廃トナーボトル２０内での回転部材２０１の回転スペースが確保できない場合には、螺旋形状のピッチを変更することで搬送力の大小を設けることができる。また、回転部材２０１のスペースを確保することができる場合には、螺旋形状の径を変更することで搬送力の大小を設けることができる。すなわち、螺旋形状の径の大きいところは搬送力が大きく、径の小さいところは搬送力を小さくすることができる。しかし、廃トナー流入口１９付近の回転部材２０１の径が大きくなるため、廃トナー流入口１９付近での廃トナーの堆積量に余裕がなくなるおそれがある。

また、廃トナーは廃トナーボトル２０の上部から自由落下して収容されるため、廃トナー流入口１９を頂点とした堆積状態となる。その収容された廃トナーを回転部材２０１により拡散を行い、トナー量検知部２０２へ搬送するため、廃トナーの堆積状態の頂点となる廃トナー流入口１９の重力方向下方に回転部材２０１を配置して、頂点部分を崩すことができることが望ましい。また、廃トナーの頂点部を崩すことができれば、より廃トナーつまり等の不具合の発生を防止することができる。

また、上記廃トナーボトル２０は回転部材２０１により廃トナーを拡散しながら搬送して、ボトル内に廃トナーを充填させる構成であるため、回転部材２０１の搬送方向最下流部にトナー量検知部２０２を設けた構成としている。廃トナーボトル２０内には、回転部材２０１の搬送方向上流側から廃トナーが貯まっていくので、搬送方向最下流側の廃トナー量を検知することにより、廃トナーボトル２０の満杯を検知することができる。よって、トナー量検知部２０２が回転部材２０１の搬送方向最下流側の廃トナー量を検知することにより、廃トナーボトル２０が満杯になったことを正確に検知することができ、廃トナーボトル２０の容積を有効に活用することができる。

なお、トナー量検知部２０２で廃トナー量を正常に検知できなかった場合、廃トナーボトル２０からの廃トナーあふれや、搬送経路のつまり等の不具合を発生させてしまう。そのため、回転部材２０１により搬送された廃トナーがトナー量検知部２０２まで達した際は、より精度よくトナー量を検知できる構成とすることが望ましい。このため、回転部材２０１のトナー量検知部２０２の近接領域に、収容された廃トナーをトナー量検知部２０２方向に押し込むような押し込み形状を設けて、検知精度の向上を図ることができる。また、収容された廃トナーを拡散させる効果もある。

図７は、回転部材２０１に押し込み形状を設けた廃トナーボトル２０の一例を示す概略構成図である。図７に示すように、廃トナーボトル２０の長手方向両端部側に廃トナー流入口１９が設けられている。また、回転部材２０１には長手方向の中央部に長方形の平板からなる押し込み形状部２０１ｆが形成され、押し込み形状部２０１ｆの両側に互いに螺旋の向きが異なる螺旋形状部材２０１ｂが形成されている。回転部材２０１を回転させて、両側の廃トナー流入口１９から流入した廃トナーを中央部に向けて搬送させると、押し込み形状部２０１ｆにより、中央部で廃トナーが盛り上がってトナー量検知部２０２に近接するため、トナー量検知部２０２は、より確実に廃トナーを検知することができる。また、中央部付近の廃トナーを搬送方向と直交又は略直交する方向に拡散させる効果もある。
なお、回転部材２０１の押し込み部の形状に関しては、回転動作により廃トナーをトナー量検知部２０２方向に押し込む力が働く形状であれば、その形や面積などを問わない。

また、廃トナーボトル２０では、複数の廃トナー流入口１９のうち廃トナーの量が多い廃トナー流入口１９を回転部材２０１の搬送方向最上流側に設けることが望ましい。回転部材２０１によりトナー量検知部２０２方向に廃トナーを搬送する構成としているため、廃トナー流入量が多い廃トナー流入口１９を最上流側にすることで、上流側の廃トナーボトル２０のスペースをより効率よく使えるようになる。例えば、図６（ａ）において、図中最も右側の廃トナー流入口１９を、各色のうち廃トナー量が最も多いブラックのプロセスカートリッジのクリーニングユニット１４に接続する。
また、回転部材２０１で２方向から中心に向けて搬送する構成の廃トナーボトルの場合、図７に示すように、両端側に廃トナー流入口１９を設けて、廃トナー流入口１９が回転部材の搬送方向上流側となるようにする。

以上、本実施形態によれば、カラー画像形成装置Ａは、像担持体としての感光体ドラム１０や中間転写ベルト１と、感光体ドラム１０や中間転写ベルト１の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングユニット１２，１４と、クリーニングユニット１２，１４で除去された除去物としての残留トナーや紙粉等の異物である廃トナーを搬送する搬送手段としての廃トナー搬送経路及び廃トナー排出パイプ１８と、廃トナー搬送経路及び廃トナー排出パイプ１８で搬送されている廃トナーを、その廃トナーの搬送方向における複数箇所それぞれに設けられた複数の流入口としての廃トナー流入口１９から流入させて回収する回収容器としての廃トナーボトル２０と、廃トナーボトル２０の長手方向の略全域に亘って延在し廃トナーボトル２０内で回転可能に軸支され、所定方向に回転することにより廃トナーボトル２０内の廃トナーを軸方向に搬送する回転部材２０１と、回転部材２０１を回転させるための駆動手段としての装置本体設置の駆動部材３０と、を備えている。そして、上記回転部材２０１は、上記廃トナーボトル２０内の上記複数の廃トナー流入口１９それぞれに対応する流入口近傍領域２０１ｄにおける上記廃トナーを搬送する搬送力が、流入口近傍領域２０１ｄ以外の流入口間領域２０１ｅにおける搬送力よりも大きくなるように構成し、かつ、流入口間領域２０１ｅにおいて上記軸方向と直交又は略直交する方向に廃トナーを拡散させる面形状の拡散面部２０１ｃを有している。
また、本実施形態によれば、上記廃トナーボトル２０内に収容された廃トナーの量を検知するための検知手段としてのトナー量検知部２０２を備え、廃トナーボトル２０内に収容された廃トナーが上記回転部材２０１によりトナー量検知部２０２へ向けて搬送される。これにより、トナー量検知部２０２は廃トナーボトル２０内の廃トナーを正確に検知することができる。
また、本実施形態によれば、上記回転部材２０１は、上記搬送力が、上記流入口近傍領域２０１ｄから流入口間領域２０１ｅにかけて徐々に小さくなるように構成した。廃トナー、廃トナー流入口１９を頂点として山なりに堆積するため、徐々に搬送力を小さくすることで、山なり部を廃トナー流入口１９から流入口間領域２０１ｅへ効率よく移行させることができる。
また、本実施形態によれば、上記回転部材２０１は、螺旋形状の部材を用いて構成した。回転部材２０１は、簡易な構成で軸方向の搬送力を得ることができる。
また、本実施形態によれば、上記回転部材２０１は、上記流入口近傍領域２０１ｄに対応する螺旋形状２０１ｂのピッチ幅が、流入口間領域２０１ｅに対応する螺旋形状のピッチ幅よりも大きい。よって、螺旋形状２０１ｂのピッチ幅が広いところは搬送力が大きく、ピッチ幅が狭いところは搬送力を小さくすることができる。
また、本実施形態によれば、上記回転部材２０１は、上記流入口近傍領域２０１ｄに対応する螺旋形状２０１ｂの径が、流入口間領域２０１ｅに対応する螺旋形状２０１ｂの径よりも大きく設定した。よって、螺旋形状２０１ｂの径の大きいところは搬送力が大きく、径の小さいところは搬送力を小さくすることができる。
また、本実施形態によれば、上記回転部材２０１を上記廃トナー流入口１９の重力方向下方に配設した。廃トナーボトル２０内では、廃トナーが、廃トナー流入口１９の重力方向下方を頂点とした山なりの堆積状態となるので、回転部材２０１を廃トナー流入口１９の重力方向下方に配置することで、山なりの頂点部を崩すことができ、より効率よい収容状態とすることができる。
また、本実施形態によれば、上記トナー量検知部２０２を、回転部材２０１による搬送方向の最下流側の位置に配設した。廃トナーボトル２０内には、回転部材２０１の搬送方向上流側から廃トナーが貯まっていくので、搬送方向最下流側の廃トナー量を検知することにより、廃トナーボトル２０の満杯を検知することができ、廃トナーボトル２０の容量を最大限に活用できる。
また、本実施形態によれば、上記回転部材２０１は、上記廃トナーをトナー量検知部２０２に近接する領域に押し込むような形状を有する。トナー量検知部２０２による廃トナーの検知を向上させるとともに、搬送方向下流側での廃トナーの充填作用が働くことで、より廃トナーボトル２０の容量を活用することができる。
また、本実施形態によれば、上記複数の廃トナー流入口１９のうち廃トナーボトル２０への流入量が他の廃トナー流入口１９に比べて最も多くなる廃トナー流入口１９を、回転部材２０１による搬送方向最上流側に配設した。ブラック等の使用頻度が高く、廃トナー量が多いと予測される廃トナー流入口１９を上流側に配設することで、上流側からの収容効率をよくし、廃トナーボトル２０の容量を最大限に活用することができる。

１ 中間転写ベルト
３ 画像形成装置本体
８ 感光体
９ 帯電ローラ
１０ 感光体ドラム
１１ プロセスカートリッジ
１２ 中間転写ベルトのクリーニング装置
１４ 感光体ドラムのクリーニング装置
１７ 廃トナー搬送スクリュ
１８ 廃トナー排出パイプ
１９ 廃トナー流入口
２０ 廃トナーボトル
３０ 本体設置の駆動部材
２０１ 回転部材
２０１ｂ 螺旋形状部材
２０１ｃ 拡散面部
２０１ｄ 流入口近傍領域
２０１ｅ 流入口間領域
２０２ トナー量検知部

特開平５−１６５３８１号公報 特開２００９−１２８７５４号公報 特開２００８−３０９９８７号公報 特開２０１０−７９１８６号公報

Claims (10)

1. 像担持体と、
   該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、
   該クリーニング手段で除去された除去物を搬送する搬送手段と、
   該搬送手段で搬送されている該除去物を、その除去物の搬送方向における複数箇所それぞれに設けられた複数の流入口から流入させて回収する回収容器と、
   該回収容器の長手方向の略全域に亘って延在し該回収容器内で回転可能に軸支され、所定方向に回転することにより該回収容器内の該除去物を軸方向に搬送する回転部材と、
   該回転部材を回転させるための駆動手段と、を備えた画像形成装置であって、
   上記回転部材は、上記回収容器内の上記複数の流入口それぞれに対応する流入領域における上記除去物を搬送する搬送力が、該流入領域以外の領域における該搬送力よりも大きくなるように構成し、かつ、該流入領域以外の領域において上記軸方向と直交又は略直交する方向に該除去物を拡散させる拡散面部を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記回収容器内に収容された上記除去物の量を検知するための検知手段を備え、
   該回収容器内に収容された該除去物が上記回転部材により該検知手段へ向けて搬送されることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記回転部材は、上記搬送力が、上記流入領域から該流入領域以外の領域にかけて徐々に小さくなるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１、２又は３の画像形成装置において、
   上記回転部材は、螺旋形状の部材を用いて構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   上記回転部材は、上記流入領域に対応する螺旋形状のピッチ幅が、該流入領域以外の領域に対応する該螺旋形状の該ピッチ幅よりも大きく設定したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４の画像形成装置において、
   上記回転部材は、上記流入領域に対応する螺旋形状の径が、該流入領域以外の領域に対応する該螺旋形状の該径よりも大きく設定したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、
   上記回転部材を上記流入口の重力方向下方に配設したことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項２乃至７のいずれかの画像形成装置において、
   上記検知手段を、上記回転部材による搬送方向の最下流側の位置に配設したことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項２乃至８のいずれかの画像形成装置において、
   上記回転部材は、上記除去物を上記検知手段に近接する領域に押し込むような形状を有することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかの画像形成装置において、
    上記複数の流入口のうち上記回収容器への流入量が他の流入口に比べて最も多くなる流入口を、上記回転部材による搬送方向最上流側に配設したことを特徴とする画像形成装置。

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