JP2015022199A - 廃トナー回収容器、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内に複数の搬送部材を内設することなく、容器内において廃トナーを全体的に満遍なく回収することができる、廃トナー回収容器、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】搬送スクリュ３２（搬送部材）の回転中心から水平底部３１ｂ（底部）及び傾斜天井部３１ｄにおける奥行方向奥側の端部（先端壁部３１ｆ）までの奥行方向の距離をＡとして、搬送スクリュ３２の上端から水平底部３１ｂまでの高さ方向の距離をＢとして、廃トナーＴの安息角をθとしたときに、Ａ＝Ｂ／ｔａｎθなる関係が成立するように形成している。【選択図】図８

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される廃トナー回収容器と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、転写工程がおこなわれた後に感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の像担持体上に残留する未転写トナーをクリーニング部で除去して、クリーニング部で回収された未転写トナーを廃トナーとしてクリーニング部から排出して廃トナー回収容器に回収する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
このような廃トナー回収容器は、容器内が回収された廃トナーで満杯になった状態（又は、満杯に近い状態）が廃トナー検知部で検知されると、画像形成装置本体から取出されて、空の容器と交換（メンテナンス）される。

特許文献１、２には、略直方体の廃トナー回収容器が開示されている。
そして、特許文献１には、略直方体の廃トナー回収容器の内部において廃トナーが満遍なく充填されるように、廃トナーを幅方向に搬送する搬送スクリュと、廃トナーを均す部材と、の２つの搬送部材を容器に内設する技術が開示されている。
また、特許文献２には、略直方体の廃トナー回収容器の内部において格子状に形成された搬送部材を複数設置する技術が開示されている。

上述した特許文献１、２等の廃トナー回収容器は、廃トナー検知部が満杯状態を検知したときであっても、容器内に廃トナーが充分に収容されていないスペースがあって、廃トナーをまだ回収する余地があった。特に、特許文献１のように、幅方向に廃トナーを搬送する搬送部材を用いた場合には、容器における奥行方向端部においてトナーが充分に収容されていないスペースが形成されてしまう可能性が高かった。
さらに、特許文献１、２等の廃トナー回収容器は、容器内に複数の搬送部材を内設しているため、その分だけ容器内における廃トナーの回収容量を多くできなかった。
これらの理由により、廃トナー回収容器のメンテナンスサイクルが比較的早くなっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、容器内に複数の搬送部材を内設することなく、容器内において廃トナーを全体的に満遍なく回収することができる、廃トナー回収容器、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる廃トナー回収容器は、像担持体上の未転写トナーを除去するクリーニング部から排出された当該未転写トナーを廃トナーとして回収する廃トナー回収容器であって、前記クリーニング部から排出された廃トナーが流入される流入口と、所定方向に回転して、前記流入口から流入された廃トナーを幅方向に搬送する搬送部材と、その位置における廃トナーのトナー面が天井部又はその近傍にまで変位する状態を検知する廃トナー検知部と、幅方向に対して直交する奥行方向に延在するように形成された底部と、前記搬送部材が設置された側から奥行方向奥側に向けて下方に傾斜するように形成された傾斜天井部と、を備え、前記搬送部材の回転中心から前記底部及び前記傾斜天井部における奥行方向奥側の端部までの奥行方向の距離をＡとして、前記搬送部材の上端から前記底部までの高さ方向の距離をＢとして、廃トナーの安息角をθとしたときに、
Ａ＝Ｂ／ｔａｎθ
なる関係が成立するように形成されたものである。

本発明によれば、容器内に複数の搬送部材を内設することなく、容器内において廃トナーを全体的に満遍なく回収することができる、廃トナー回収容器、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す構成図である。 搬送部に接続された状態の廃トナー回収容器を奥行方向に示す外観図である。 廃トナー回収容器の内部を奥行方向に投影して示す図である。 廃トナー回収容器を示す斜視図である。 廃トナー回収容器の内部を投影して示す斜視図である。 廃トナー検知部における可動部材の動作を示す拡大断面図である。 廃トナー回収容器に廃トナーが回収された状態を概略的に示す、（Ａ）側面図と、（Ｂ）正面図と、（Ｃ）斜視図と、である。 変形例としての、廃トナー回収容器の内部を幅方向に示す概略図である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態における画像形成装置１は、複数の作像部としてのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫが中間転写体としての中間転写ベルト１７に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。

図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機、３は原稿を原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、６は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部としてのプロセスカートリッジ、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト（像担持体）、１８は中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する２次転写ローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部、２８は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの現像装置に各色のトナーを補給するためのトナー容器、３０は廃トナーが回収される廃トナー回収容器、を示す。

ここで、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（作像部）は、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電部１２、現像部１３（現像装置）、クリーニング部１５（クリーニング装置）が一体化されたものである（図２を参照できる。）。そして、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは、寿命に達したときに、新品のものに交換される。
各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫにおける感光体ドラム１１（像担持体）上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部６に送信される。そして、書込み部６からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１上に向けて照射される。

一方、４つの感光体ドラム１１は、それぞれ、図の時計方向に回転している。そして、図２を参照して、まず、感光体ドラム１１の表面は、帯電部１２（帯電ローラ）との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、像担持体としての感光体ドラム１１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部６において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー（不図示である。）により、感光体ドラム１１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２ａにて帯電された後の感光体ドラム１１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ１０Ｃの感光体ドラム１１表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ１０Ｍの感光体ドラム１１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目（中間転写ベルト１７の走行方向に対して最も下流側である。）のプロセスカートリッジ１０ＢＫ（黒色用作像部）の感光体ドラム１１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１表面は、それぞれ、現像部１３（図２を参照できる。）との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、像担持体としての中間転写ベルト１７（中間転写体）との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写体としての中間転写ベルト１７の内周面に当接するように1次転写ローラ１４が設置されている。そして、１次転写ローラ１４の位置で、像担持体としての中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、クリーニング部１５（図２を参照できる。）との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１（像担持体）上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１表面は、除電部（不図示である。）の位置を通過して、感光体ドラム１１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト１７表面は、図中の矢印方向に走行して、２次転写ローラ１８の位置に達する。そして、２次転写ローラ１８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部９（クリーニング部）の位置に達する。そして、像担持体としての中間転写ベルト１７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部９（クリーニング部）に回収されて、中間転写ベルト１７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、２次転写ローラ１８位置の記録媒体Ｐは、給紙部７から搬送ガイド、レジストローラ１９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ１９に導かれる。レジストローラ１９に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト１７上のトナー像とタイミングを合わせて、２次転写ローラ１８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０に導かれる。定着部２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ２９によって装置本体１外に出力画像として排出された後に、排紙部５上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
図２は、黒色用のプロセスカートリッジ１０ＢＫを示す構成図である。その他の３つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは、それぞれ、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用のプロセスカートリッジ１０ＢＫとほぼ同じに構成されているため、その図示と説明とを省略する。

図２に示すように、プロセスカートリッジ１０ＢＫには、像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電部１２と、感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像する現像部１３と、感光体ドラム１１上の未転写トナーを回収するクリーニング部１５と、がケースに一体的に収納されている。

ここで、像担持体としての感光体ドラム１１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。図示は省略するが、感光体ドラム１１は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層（表面層）が順次積層されている。
帯電部１２は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。そして、この帯電部１２（帯電ローラ）に不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。

現像部１３（現像装置）は、主として、感光体ドラム１１に対向する現像ローラ１３ａと、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュ１３ｂ１と、仕切部材を介して第１搬送スクリュ１３ｂ１に対向する第２搬送スクリュ１３ｂ２と、現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｃと、で構成される。現像ローラ１３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ１３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ１３ａ上に現像剤が担持されることになる。

現像部１３内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。本実施の形態１において、トナーは、画質向上のために、小粒径で略球形のものを用いている。
具体的に、トナーは、円形度が０．９２以上になるように形成されたものである。「円形度」は、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２０００」（東亜医用電子社製）により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤（好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩である。）を０．１〜０．５ｍｌ加えて、さらに測定試料（トナー）を０．１〜０．５ｇ程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理して、分散液濃度が３０００〜１００００個／μｌとなるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。
また、トナーは、形状係数ＳＦ−１と形状係数ＳＦ−２とが、いずれも、１００〜１８０の範囲になるように形成されたものである。
また、トナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲であって、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．０５〜１．４０の範囲になるように形成されたものである。
さらに、トナーは、長軸と短軸との比（ｒ１／ｒ２）が０．５〜１．０の範囲であって、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足するように形成されたものである。
このような小粒径・球形トナーは、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子が存在する状態で架橋又は／及び伸長反応させることで製造することができる。

図２を参照して、クリーニング部１５（クリーニング装置）には、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１５ａ、クリーニング部１５内に回収された未転写トナーを廃トナーとして廃トナー回収容器３０（図３を参照できる。）に向けて搬送する搬送コイル１５ｂ（搬送管１６）、等が設置されている。クリーニングブレード１５ａは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム１１上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング部１５内に回収されることになる。そして、クリーニング部１５内に回収された未転写トナーは、搬送部としての搬送管１６（搬送コイル１５ｂが内設されている。）を介して、廃トナー回収容器３０まで搬送されて、廃トナーとして廃トナー回収容器３０の内部に回収される。
同様に、図１を参照して、クリーニング部としての中間転写ベルトクリーニング部９にも、中間転写ベルト１７（中間転写体）に当接するクリーニングブレード、中間転写ベルトクリーニング部９内に回収された未転写トナーを廃トナーとして廃トナー回収容器３０（図３を参照できる。）に向けて搬送する搬送コイル（搬送管１６）、等が設置されている。そして、中間転写ベルトクリーニング部９内に回収された未転写トナーは、搬送部としての搬送管１６（搬送コイルが内設されている。）を介して、廃トナー回収容器３０まで搬送されて、廃トナーとして廃トナー回収容器３０の内部に回収される。なお、廃トナー回収容器３０の構成・動作については、後でさらに詳しく説明する。
なお、感光体ドラム１１や中間転写ベルト１７上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体Ｐ（用紙）から生じる紙粉、帯電部１２（帯電ローラ）による放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等があるが、本願ではこれらを総称して「未転写トナー」と呼ぶことにする。

図２にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ１３ａは、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転している。現像部１３内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第１搬送スクリュ１３ｂ１及び第２搬送スクリュ１３ｂ２の回転によって、不図示のトナー補給部によってトナー容器２８から補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図２の紙面垂直方向である。）。

そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ１３ａ上に担持される。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤は、その後にドクターブレード１３ｃの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤は、ドクターブレード１３ｃの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域である。）に達する。

その後、現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム１１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ１３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーが潜像に付着する（トナー像が形成される）。

その後、現像工程にて感光体ドラム１１に付着したトナーは、そのほとんどが中間転写ベルト１７上に転写される。そして、感光体ドラム１１上に残存した未転写トナーが、クリーニングブレード１５ａによってクリーニング部１５内に回収される。

ここで、図示は省略するが、装置本体１に設けられたトナー補給部は、交換可能に構成されたボトル状のトナー容器２８と、トナー容器２８を保持・回転駆動するとともに現像部１３に新品トナーを補給するトナーホッパ部と、で構成されている。また、トナー容器２８内には、新品のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナー容器２８（トナーボトル）の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。

なお、トナー容器２８内の新品トナーは、現像部１３内のトナー（既設のトナーである。）の消費にともない、トナー補給口から現像部１３内に適宜に補給されるものである。図示は省略するが、現像部１３内のトナーの消費は、感光体ドラム１１に対向する反射型フォトセンサと、現像部１３の第２搬送スクリュ１３ｂ２の下方に設置された磁気センサと、によって間接的又は直接的に検知される。

以下、図３〜図８を用いて、本実施の形態において特徴的な、廃トナー回収容器３０の構成・動作について詳述する。
なお、図３〜図８は、画像形成装置本体１に装着された状態（姿勢）における廃トナー回収容器３０を図示したものである。また、図７は、理解を容易にするため、廃トナー検知部５４における各部材５５〜５７を簡略化して図示している。
先に、図１、図２を用いて説明したように、廃トナー回収容器３０は、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫにおけるそれぞれの感光体ドラム１１（像担持体）上の未転写トナーを除去するクリーニング部１５から排出された未転写トナーや、中間転写ベルト１７（像担持体）上の未転写トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング部９から排出された未転写トナーを、廃トナーとして回収するためのものである。図３を参照して、クリーニング部１５や中間転写ベルトクリーニング部９で回収された廃トナーは、それぞれ、搬送部としての搬送管１６に搬送されて、搬送管１６内を搬送された後に排出口１６ａから排出されて、流入口３１ａから廃トナー回収容器３０内に流入されることになる。

図３〜図６を参照して、廃トナー回収容器３０は、流入口３１ａが形成された容器本体３１（ケース）、搬送部材としての搬送スクリュ３２、満杯状態（又は、それに近い状態）を検知するための廃トナー検知部５４、廃トナー回収容器３０を持ち運びするための取っ手３５、等で構成されている。
流入口３１ａは、容器本体３１（廃トナー回収容器３０）における幅方向（図３、図４の左右方向であって、図８（Ａ）の紙面垂直方向である。）の一端側であって、奥行方向（図３、図４の紙面垂直方向であって、図８（Ａ）の左右方向である。）の手前側に配設され、上方に向けて開口するように形成されている。そして、廃トナー回収容器３０が画像形成装置本体１に装着されると、図３に示すように、搬送管１６の排出口１６ａに流入口３１ａが連通した状態になり、クリーニング部９、１５から排出された廃トナーが流入されることになる。

搬送部材としての搬送スクリュ３２は、所定方向に回転して、流入口３１ａから流入された廃トナーを幅方向一端側から幅方向他端側に向けて搬送する（図４、図８（Ｂ）の白矢印方向の搬送である）。
詳しくは、図４を参照して、搬送スクリュ３２（搬送部材）は、幅方向に延在する軸部３２ａにスクリュ部３２ｂが巻装されたスクリュ部材であって、その幅方向両端部が軸受を介して容器本体３１に回転可能に支持されている。
また、搬送スクリュ３２の軸部３２ａの一端側には、廃トナー回収容器３０が画像形成装置本体１に装着された状態で装置本体１に設置された駆動ギア（不図示である。）に噛合するギアが設置されている。そして、駆動ギアからギアに駆動力が伝達されて、搬送スクリュ３２が所定方向に回転駆動されると、搬送スクリュ３２によって廃トナーが幅方向一端側から幅方向他端側に向けて搬送されることになる（図４の左方から右方への搬送である）。
なお、本実施の形態における搬送スクリュ３２は、軸部３２ａにおける廃トナー検知部５４に近い位置にスクリュ部３２ｂが巻装されていないストレート部３２ａ１が形成されているが、これについては後で詳しく説明する。

なお、本実施の形態では、搬送スクリュ３２の軸部３２ａの一端側にギアを設置して、このギアが装置本体１に設置された駆動ギアに噛合して回転駆動力が伝達されるように構成したが、装置本体１から搬送スクリュ３２への回転駆動力の伝達手段はこれに限定されることなく、例えば、搬送スクリュ３２の軸部３２ａの一端側に従動カップリングを設置して、この従動カップリングが装置本体１に設置された駆動カップリングに嵌合して回転駆動力が伝達されるように構成することもできる。

廃トナー検知部５４は、幅方向他端側（図４の右方である。）であって奥行方向手前側に配設されて、その位置における廃トナーのトナー面が天井部３１ｃ又はその近傍にまで変位する状態を検知する。
ここで、廃トナー検知部５４は、図７（又は、図５、図６等）を参照して、可撓性部材としてのゴムシート５６、可動部材としてのフィラー５５、検知手段としてのフォトセンサ５７（光学センサ）、等で構成されている。
ゴムシート５６（可撓性部材）は、廃トナー回収容器３０（容器本体３１）に形成された開口部３１ｋを塞ぐように設置（貼着）されていて、その位置に堆積する廃トナーＴによる押動によって変形するように形成されている。なお、ゴムシート５６は、例えば、厚さが１ｍｍ以下のゴム材料で形成することができる。
また、フィラー５５（可動部材）は、容器本体３１の外側からゴムシート５６に接触するように設置されるとともに、支軸５５ａを中心にして回動可能に容器本体３１に支持されている。そして、フィラー５５は、廃トナー量の増加にともなうトナー面の上昇によって、ゴムシート５６とともに変位して、その変位がフォトセンサ５７によって検知されることになる。

このように構成された廃トナー検知部５４によって、廃トナー回収容器３０（容器本体３１）内に回収された廃トナーＴが満杯状態になっていないときには、図７（Ａ）に示すように、フィラー５５は、フォトセンサ５７によって検知されない姿勢に維持されることになる。これに対して、廃トナー回収容器３０（容器本体３１）内に回収された廃トナーＴが満杯状態（又は、それに近い状態）になったときには、図７（Ｂ）に示すように、フィラー５５は、ゴムシート５６とともに変位して、フォトセンサ５７によって検知される位置に回動することになる。
なお、フォトセンサ５７は、主として発光素子と受光素子とで構成されていて、発光素子と受光素子との間にフィラー５５が介在して発光素子から射出されて受光素子に至る光が遮られるか否かで上述したフィラー５５の姿勢を検知する。
なお、本実施の形態では、フォトセンサ５７を廃トナー回収容器３０側に設置したが、フォトセンサ５７を装置本体１側に設置することもできる。

そして、廃トナー回収容器３０（容器本体３１）に堆積された廃トナーが所定量に達した状態が廃トナー検知部５４（廃トナー満杯検知部）によって検知されると、制御部によって搬送管１６を介しての廃トナー回収容器３０への廃トナーの搬送が停止されるとともに、その状態が装置本体１の表示部（不図示である。）に報知される。そして、その状態を認知したユーザー（又は、サービスマン）は、満杯になった廃トナー回収容器３０の交換メンテナンスをおこなうことになる。
なお、廃トナー回収容器３０は、装置本体１の本体カバー（不図示である。）を開放して、図３の右方（図１の紙面手前側である。）に移動することで装置本体１から取出することができる。そして、新品（空）の廃トナー回収容器３０が、本体カバーが開放された状態の装置本体１に対して、図３の左方（図１の紙面奥側である。）に移動することで装着される。

なお、本実施の形態では、廃トナー回収容器３０に堆積された廃トナーが所定量に達した状態が廃トナー検知部５４によって検知されると、制御部によって搬送管１６を介しての廃トナー回収容器３０への廃トナーの搬送を停止するとともに、その状態（満杯状態）を装置本体１の表示部に報知するように制御した。これに対して、廃トナー回収容器３０に堆積された廃トナーが所定量に達した状態（満杯に近いニア満杯状態である。）が廃トナー検知部５４によって検知されると、その状態（ニア満杯状態）を装置本体１の表示部に報知して、それから所定枚数（又は、所定の累積画素数）のプリントがされた後に、制御部によって搬送管１６を介しての廃トナー回収容器３０への廃トナーの搬送を停止するとともに、その状態（満杯状態）を装置本体１の表示部に報知するように制御してもよい。

ここで、本実施の形態における廃トナー回収容器３０は、図５、図８（Ａ）等を参照して、側方からみた形状が略台形状（流入口３１ａから奥行方向手前側までの距離が短く、流入口３１ａから奥行方向奥側までの距離が長くなるように形成された台形である。）になるように形成されている。
詳しくは、廃トナー回収容器３０における容器本体３１内の空間は、底部としての水平底部３１ｂ、天井部としての水平天井部３１ｃ、傾斜天井部３１ｄ、垂直壁部３１ｅ、先端壁部３１ｆ、側壁部３１ｇ、３１ｈによって、形成されている。容器本体３１は、一定の肉厚で形成されていて、流入口３１ａ、開口部３１ｋ以外は密閉された樹脂材料からなる略密閉容器である。すなわち、水平底部３１ｂ、水平天井部３１ｃ、傾斜天井部３１ｄ、垂直壁部３１ｅ、先端壁部３１ｆ、側壁部３１ｇ、３１ｈは、いずれも一定の厚さ（１〜２ｍｍ程度である。）で形成されていて、これらの部分３１ｂ〜３１ｈによって略閉空間が形成されている。

底部としての水平底部３１ｃは、奥行方向（幅方向に直交する方向であって、図４、図８（Ｂ）の紙面垂直方向であって、図８（Ａ）の左右方向である。）に延在するように形成されている。詳しくは、水平底部３１ｃ（底部）は、水平天井部３１ｃと傾斜天井部３１ｄとに奥行方向にわたって対向するように形成されていて、廃トナー回収容器３０が装置本体１に装着されると略水平な状態になる。
天井部としての水平天井部３１ｃは、搬送スクリュ３２の上方を幅方向にわたって覆うように形成されていて、傾斜天井部３１ｄにおける傾斜方向の上端につながるように形成されている。水平天井部３１ｃは、水平底部３１ｂに対して略平行に形成されている。
傾斜天井部３１ｄは、搬送スクリュ３２が設置された側（水平天井部３１ｃの側である。）から奥行方向奥側（図８（Ａ）の左方である。）に向けて下方に傾斜するように形成されている。図８（Ａ）に示すように、搬送スクリュ３２（搬送部材）は、水平天井部３１ｃと傾斜天井部３１ｄとの境界に近い位置に配設されている。

垂直壁部３１ｅは、奥行方向手前側（図８（Ａ）の右方である。）であって廃トナー検知部５４に近い位置に、水平底部３１ｂと水平天井部３１ｃとに略直交するように形成されている。
先端壁部３１ｆは、奥行方向奥側（図８（Ａ）の左方である。）において、水平底部３１ｂの端部と水平天井部３１ｃの端部とをつなぐように、水平底部３１ｂに略直交するように形成されている。
側壁部３１ｇ、３１ｈは、幅方向両端部において、水平底部３１ｂと水平天井部３１ｃ及び傾斜天井部３１ｄとをつなぐように、水平底部３１ｂに略直交するように形成されている。

ここで、本実施の形態における廃トナー回収容器３０は、図８（Ａ）を参照して、搬送スクリュ３２（搬送部材）の回転中心から水平底部３１ｂ及び傾斜天井部３１ｄにおける奥行方向奥側の端部（先端壁部３１ｆ）までの奥行方向の距離（内寸）をＡとして、搬送スクリュ３２（スクリュ部３２ｂの外径部）の上端から水平底部３１ｂまでの高さ方向の距離（内寸）をＢとして、廃トナーＴの安息角をθとしたときに、
Ａ＝Ｂ／ｔａｎθ
なる関係が成立するように形成されている。ここで、廃トナーＴの安息角θとは、廃トナーを堆積させたときに自発的に崩れることなく安定を保つ傾斜角度であって、粒子の丸みや粒径に大きく左右される。本実施の形態では、現像工程に用いられるトナーは、先に説明したような物性値からなり、２０°＜θ＜５０°なる関係が成立するように形成されている。

このような構成により、流入口３１ａから容器本体３１内に流入された廃トナーＴは、搬送スクリュ３２の高さまで堆積されると、搬送スクリュ３２によって図８（Ｂ）の白矢印方向に搬送されて、廃トナー検知部５４の位置に徐々に廃トナーが押し込まれて堆積していくことになる。また、奥行方向でみると、搬送スクリュ３２によって搬送される廃トナーＴは、安息角θに沿うように崩れながら奥行方向奥側に向けて送り込まれることになる。そして、図８（Ｃ）等に示すように、容器本体３１内における回収スペースが大きくあまることなく、廃トナー回収容器３０が満杯状態になったものとして、廃トナー検知部５４が検知動作することになる（図７（Ｂ）の状態になる）。すなわち、廃トナー検知部５４が満杯状態を検知したときに、容器本体３１内に廃トナーＴが充分に収容されていないスペースがほとんど形成されることなく、容器本体３１において廃トナーＴを全体的にほぼ満遍なく回収することができる。また、本実施の形態では、容器本体３１内に、１つの搬送スクリュ３２（搬送部材）のみを内設しているため、複数の搬送部材を内設する場合に比べて、その分によって容器本体３１内における廃トナーの回収容量が少なくなる不具合を軽減することができる。これらの理由により、本実施の形態では、廃トナー回収容器３０のメンテナンスサイクルを比較的長く設定することができる。

ここで、本実施の形態では、図８（Ａ）を参照して、幅方向に直交する断面でみたときに、底部３１ｂ（水平底部）における奥行方向の端部（先端壁部３１ｆ）から角度θ（安息角θ）で奥行方向手前側の上方に向けて描いた仮想斜線Ｋが、傾斜天井部３１ｄに近接するように形成されている。
これにより、安息角θに沿うように崩れながら奥行方向奥側に向けて送り込まれる廃トナーＴと傾斜天井部３１ｄとに大きな隙間が形成されることなく、容器本体３１において廃トナーＴを全体的にほぼ満遍なく回収することができる。

また、本実施の形態において、図４、図６、図８（Ｂ）等を参照して、搬送スクリュ３２（搬送部材）は、軸部３２ａにおける廃トナー検知部５４に近い位置にスクリュ部３２ｂが巻装されていないストレート部３２ａ１（スクリュ非巻装部）が形成されている。
詳しくは、搬送スクリュ３２のストレート部３２ａ１は、幅方向の長さが６０ｍｍ以下であって、その幅方向他端側（図４の右側端部である。）から廃トナー検知部５４の中心（上方からみた形状が略円形のゴムシート５６における中心位置である。）までの距離が３０〜６０ｍｍの範囲内になるように形成されている。
これにより、流入口３１ａから容器本体３１内に流入された廃トナーＴは、搬送スクリュ３２によって図８（Ｂ）の白矢印方向に搬送されて、廃トナー検知部５４の位置に向けてそのまま押し込まれるのではなくて、廃トナー検知部５４の位置に達する前にストレート部３２ａ１の位置で搬送力が低下した状態になる。そのため、廃トナーＴが安息角θに沿うように崩れながら奥行方向奥側に向けて送り込まれやすくなって、容器本体３１において奥行方向奥側まで廃トナーＴがほぼ満遍なく収容されることになる。

また、本実施の形態における廃トナー回収容器３０は、図５に示すように、水平天井部３１ｃの外側において重心となる位置Ｇの近傍に取っ手３５が設置されている。この取っ手３５は、ユーザー（作業者）が廃トナー回収容器３０を運搬・操作するときに把持するためのものであって、樹脂材料からなりネジ締結等によって水平天井部３１ｃに固設されている。そして、このように取っ手３５を水平天井部３１ａの重心位置Ｇの近傍に設置することで、ユーザーが取っ手３５を把持した状態のときに、廃トナー回収容器３０は傾くことなくほぼ水平状態でバランス良い姿勢を維持しやすくなる。

以上説明したように、本実施の形態では、搬送スクリュ３２（搬送部材）の回転中心から水平底部３１ｂ（底部）及び傾斜天井部３１ｄにおける奥行方向奥側の端部（先端壁部３１ｆ）までの奥行方向の距離をＡとして、搬送スクリュ３２の上端から水平底部３１ｂまでの高さ方向の距離をＢとして、廃トナーＴの安息角をθとしたときに、
Ａ＝Ｂ／ｔａｎθ
なる関係が成立するように形成している。これにより、廃トナー回収容器３０内に複数の搬送部材を内設することなく、容器３０内において廃トナーＴを全体的に満遍なく回収することができる。

なお、本実施の形態では、作像部における各部（感光体ドラム１１、帯電部１２、現像部１３、クリーニング部１５である。）を一体化してプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫを構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。これに対して、廃トナー回収容器３０をプロセスカートリッジの構成部材として、プロセスカートリッジと一体化することもできる。また、感光体ドラム１１、帯電部１２、現像部１３、クリーニング部１５の一部又は全部をプロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体１に交換可能に設置されるように構成することもできる。さらには、廃トナー回収容器３０を、クリーニング部と、クリーニング部から流入口３１ａまで廃トナーを搬送する搬送部（搬送管１６）と、一体化してユニットを構成することもできる。そして、このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、２成分現像剤を用いる２成分現像方式の現像部１３が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、１成分現像剤を用いる１成分現像方式の現像部１３が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
なお、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部（クリーニング装置）とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。

また、本実施の形態では、複数のクリーニング部９、１５で回収された廃トナーが流入口３１ａから流入される廃トナー回収容器３０（カラー画像形成装置１）に対して、本発明を適用した。これに対して、１つのクリーニング部で回収された廃トナーが流入口から流入される廃トナー回収容器（例えば、モノクロ画像形成装置に設置される廃トナー回収容器である。）に対しても、当然に本発明を適用することができる。そして、このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、流入口３１ａが幅方向一端側に配設され、廃トナー検知部５４が幅方向他端側に配設され、搬送スクリュ３２が幅方向一端側から幅方向他端側に向けて廃トナーを搬送するように構成した。
これに対して、図９に示すように、流入口３１ａが幅方向一端側と幅方向他端側とにそれぞれ配設され、廃トナー検知部５４が幅方向中央部に配設され、搬送スクリュ３２が幅方向両端部から幅方向中央部に向けて廃トナーを搬送するように構成することもできる。このような場合、搬送スクリュ３２は、幅方向一端側から幅方向中央部にかけて巻装されたスクリュ部の巻き方向と、幅方向他端側から幅方向中央部にかけて巻装されたスクリュ部の巻き方向と、が逆方向になるように形成されることになる。
そして、このような場合であっても、Ａ＝Ｂ／ｔａｎθなる関係が成立するように構成することで、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
９ 中間転写ベルトクリーニング部（クリーニング部）、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ プロセスカートリッジ（作像部）、
１１ 感光体ドラム（像担持体）、
１５ クリーニング部、
１６ 搬送管（搬送部）、
１６ａ 排出口、
１７ 中間転写ベルト（像担持体、中間転写体）、
３０ 廃トナー回収容器、
３１ 容器本体、
３１ａ 流入口、
３１ｂ 水平底部（底部）、 ３１ｃ 水平天井部（天井部）、
３１ｄ 傾斜天井部、 ３１ｅ 垂直壁部、
３１ｆ 先端壁部、 ３１ｇ、３１ｈ 側壁部、 ３１ｋ 開口部、
３２ 搬送スクリュ（搬送部材）、
３２ａ 軸部、 ３２ａ１ ストレート部、
３２ｂ スクリュ部、
３５ 取っ手、
５４ 廃トナー検知部、
５５ フィラー（可動部材）、
５６ ゴムシート（可撓性部材）、
５７ フォトセンサ（検知手段）。

特許第４６２１４７０号公報 特開２００７−１３９９０５号公報

Claims (10)

1. 像担持体上の未転写トナーを除去するクリーニング部から排出された当該未転写トナーを廃トナーとして回収する廃トナー回収容器であって、
   前記クリーニング部から排出された廃トナーが流入される流入口と、
   所定方向に回転して、前記流入口から流入された廃トナーを幅方向に搬送する搬送部材と、
   その位置における廃トナーのトナー面が天井部又はその近傍にまで変位する状態を検知する廃トナー検知部と、
   幅方向に対して直交する奥行方向に延在するように形成された底部と、
   前記搬送部材が設置された側から奥行方向奥側に向けて下方に傾斜するように形成された傾斜天井部と、
   を備え、
   前記搬送部材の回転中心から前記底部及び前記傾斜天井部における奥行方向奥側の端部までの奥行方向の距離をＡとして、前記搬送部材の上端から前記底部までの高さ方向の距離をＢとして、廃トナーの安息角をθとしたときに、
   Ａ＝Ｂ／ｔａｎθ
   なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする廃トナー回収容器。
2. 前記幅方向に直交する断面でみたときに、前記底部における奥行方向の端部から角度θで奥行方向手前側の上方に向けて描いた仮想斜線が、前記傾斜天井部に近接するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の廃トナー回収容器。
3. 前記天井部は、前記搬送部材の上方を幅方向にわたって覆うように形成された水平天井部であって、前記傾斜天井部における傾斜方向の上端につながるように形成され、
   前記底部は、前記水平天井部と前記傾斜天井部とに奥行方向にわたって対向するように形成された水平底部であって、
   奥行方向手前側であって前記廃トナー検知部に近い位置に、前記水平底部と前記水平天井部とに略直交する垂直壁部が形成され、
   前記搬送部材は、前記水平天井部と前記傾斜天井部との境界に近い位置に配設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の廃トナー回収容器。
4. 前記水平天井部は、その外側において重心となる位置の近傍に取っ手が設置されたことを特徴とする請求項３に記載の廃トナー回収容器。
5. 前記搬送部材は、幅方向に延在する軸部にスクリュ部が巻装された搬送スクリュであって、前記軸部における前記廃トナー検知部に近い位置に前記スクリュ部が巻装されていないストレート部が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の廃トナー回収容器。
6. 前記搬送スクリュの前記ストレート部は、幅方向の長さが６０ｍｍ以下であって、その幅方向他端側から前記廃トナー検知部の中心までの距離が３０〜６０ｍｍの範囲内になるように形成されたことを特徴とする請求項５に記載の廃トナー回収容器。
7. ２０°＜θ＜５０°なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の廃トナー回収容器。
8. 前記流入口は、幅方向一端側に配設され、
   前記搬送部材は、前記流入口から流入された廃トナーを幅方向一端側から幅方向他端側に向けて搬送し、
   前記廃トナー検知部は、幅方向他端側に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の廃トナー回収容器。
9. 前記クリーニング部と、前記クリーニング部から前記流入口まで廃トナーを搬送する搬送部と、が一体化されたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の廃トナー回収容器。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の廃トナー回収容器が画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されたことを特徴とする画像形成装置。

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