JP5428827B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置は、一般的には、像担持体に形成された顕像化されたトナー像を転写する転写手段と、転写後に前記像担持体の周面に残留した残トナーを除去するクリーニング手段とを備える。そして、搬送手段にてその残トナーをトナー回収容器へ搬送する。

搬送手段として、クリーニング手段により除去された残トナーを搬送するコイルスクリュを備えたものがある。この場合、図１６と図１７に示すように、クリーニング手段（図示省略）により除去された残トナーを受けるケース５４を備え、ケース５４内にコイルスクリュ５６が配置される。そして、コイルスクリュ５６の搬送方向下流側において、ケース５４の側壁５７に、コイルスクリュ５６にて搬送された残トナーをケース外へ排出するための貫通孔（排出孔）５４ａが形成され、この貫通孔５４ａにコイルスクリュ５６の下流部が挿入される。

また、コイルスクリュ５６の上流側は、図１８に示すようなギヤ部材６０に接続される。ギヤ部材６０は、軸部６０ａと、この軸部６０ａに設けられるギヤ部６０ｂとを備える。軸部６０ａにはスリット６１が設けられる。このスリット６１は、奥側の幅寸法が大である基部６１ｂと、この基部６１ｂから先端に達する幅寸法が小のスリット本体６１ａとからなる。

コイルスクリュ５６の上流端には、径方向に延びる係止片部６２が設けられ、この係止片部６２がスリット６１の基部６１ｂに挿入される。このため、図示省略の駆動手段によって、ギヤ部材６０を回転させることによって、コイルスクリュ５６がこのギヤ部材６０とともに回転する。このコイルスクリュ５６の回転によって、ケース５４内の残トナーが貫通孔５４ａ側へ搬送される。そして、ケース１４の外部に搬送され、他（第二）の搬送手段１７（図１６参照）に受け渡される。

ところで、前記ギヤ部材６０のスリット６１は、基部６１ｂとスリット本体６１ａとの間に段差面６３が形成される。すなわち、コイルスクリュ５６が下流側へ引っ張られた場合、係止片部６２がこの段差面６３に係止して、このコイルスクリュ５６のスリット６１からの抜けが規制される。このため、段差面６３がコイルスクリュ５６の抜けを規制する抜け止めを構成する。

ところで、特許文献１では、搬送スクリュの下流側のピッチを上流側より大きくし、搬送スクリュ下流側の残トナー搬送量を多くすることで残トナーの滞留を防ぐようにしている。

また、特許文献２に記載のものでは、廃トナー搬送路の内壁面に、搬送方向に平行で互いに絶縁された第一の電極と第二の電極を交互に埋設し、第一の電極と第二の電極に単相交番電圧を印可することで、搬送スクリュで搬送する残トナーの凝集を抑制している。

なお、残トナーを搬送する搬送スクリュには、中心軸を有する樹脂成型品の搬送スクリュがある。しかしながら、このような搬送スクリュの場合、所定の残トナー搬送量を確保しようとすると搬送スクリュの外径が大きくなる、また残トナー搬送をゆっくり行うように調整しようとすると搬送スクリュのピッチが小さくなって、長期間使用することによって、搬送スクリュは残トナーが目詰まりを起こすことによって丸棒のような形状になるおそれがある。このような場合には、残トナーの搬送ができなくなり、小型の画像形成装置に搭載するには向かない。

このため、小型の画像形成装置では、コイルスクリュばねの性質を持つ金属製の円筒形線材を一定のピッチでスパイラル状に巻いたものが一般的であり有効な手段である。像担持体からクリーニングブレードによって除去された残トナーを効率よく搬送することを考えた場合には、コイルスクリュの回転軸は像担持体の回転軸と平行に配置され、かつ長手方向の長さは像担持体と同等もしくは長くなる。例えばA４サイズを印刷する小型の画像形成装置を考えた場合においても、コイルスクリュの長手方向の長さは２００ｍｍ以上必要である。また一定のピッチをもったスパイラル形状であることから長手方向の長さについては精度良く製作することは難しく、狙いの長さに対して少なくとも±１ｍｍはばらつくことを想定しないといけない。

コイルスクリュの最下流は残トナーを搬送する出口にあたることから自由端であることが望ましい。そのためには、図１６に示すように、コイルスクリュ５６を駆動するためのギヤ部材６０は搬送方向最上流に設けられる。このため、コイルスクリュ５６のスラスト方向の位置決めはギヤ部材６０近傍で行われることになる。したがって、コイルスクリュ５６の長さのばらつきはコイルスクリュ５６の最下流端部の位置に影響を与えることになる。小型の画像形成装置を提供することを考えた場合、コイルスクリュ５６が長くなると、コイルスクリュ５６の下流側が別部材（第二の搬送手段）に干渉することになる。これは異常音の発生やトルクアップ等の不具合の原因となる。

またコイルスクリュ５６が短くなると、コイルスクリュ５６の端部と第二の搬送手段の間あるいはコイルスクリュ５６の端部（下流側端部）と残トナー回収容器の入口との間に距離が開くことになる。

図１７に示すようにコイルスクリュ５６の回転によってコイルスクリュ５６内の残トナーは搬送されるがその力Ｆは弱いものである。このため、ケース５４の貫通孔５４a出口に遮蔽物があるとコイルスクリュ５６が回転してもコイルスクリュ５６内の残トナーは移動しない。コイルスクリュ５６の端部と第二の搬送手段もしくは残トナー回収容器入口の間の距離が開いた場合にはこれと同様の事が発生する。例えば距離が開いた箇所では搬送力Ｆがさらに弱まるので、長期間にわたって残トナーが搬送され、この部分で残トナーが堆積する。この堆積がケース５４の貫通孔５４a内に残トナーが詰まって遮蔽物となる。このような状態となることによって、コイルスクリュ５６の端部における搬送力Ｆをもってしても残トナーを押し出せなくなる。なお、図１７において、Ｔは残トナーを示している。

一度残トナーをケース５４から押し出すことが出来ない状態に陥ると、自力回復ができない。この状況のまま残トナーが像担持体からケース５４に送られ続けると、残トナーはケース５４の容積いっぱいまで溜め込まれ、さらに残トナーが送られると溜め込みきれなくなった残トナーが空いている空間を通じてプロセスカートリッジ外へ漏れ出てしまい、画像形成装置内部を汚してしまったり、印刷画像に不良をもたらしたりすることになる。

前記特許文献１及び特許文献２に記載されたものでは、搬送スクリュ最下流端部における残トナーの滞留を防止しきれず、安定した残トナー搬送を行うことができるとは言えない。

本発明は、斯かる事情に鑑み、搬送手段を構成するコイルスクリュの下流側を管理することにより、この下流側で残トナーが詰まることなく安定して搬送することができるクリーニング装置、このようなクリーニング装置を用いたプロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供しようとするものである。

本発明の第１のクリーニング装置は、像担持体に形成された顕像化されたトナー像を転写手段にて転写した後に前記像担持体の周面に残留した残トナーを除去するクリーニング手段と、クリーニング手段により除去された残トナーを受けるケースと、このケースによって受け取られた残トナーをケース外へ搬送するための搬送手段とを備え、前記ケースのトナー搬送方向下流部にこの搬送手段にて搬送された残トナーをケース外へ排出する貫通孔を設けたクリーニング装置であって、前記搬送手段をコイルスクリュにて構成し、このコイルスクリュのトナー搬送方向の少なくとも最下流の１巻きを、外径がこのコイルスクリュの他の部位の径よりも大きい突出部とするとともに、この突出部を前記貫通孔を介してケース外に配置し、かつこの突出部の外径を前記貫通孔よりも大径とし、突出部をケース外開口部側の端面に直接的又は摺擦音低減部材を介して係止させて、コイルスクリュの全長を一定に維持させたものである。

本発明の第１のクリーニング装置によれば、コイルスクリュのトナー搬送方向の下流側に設けられた大径である突出部が、ケース外に配置され、しかもケースの貫通孔よりも大径であるので、コイルスクリュが部品製作のばらつきによって短くなっても、突出部が貫通孔のケース外開口部側の端面に係止し、突出部がケース外まで配置されることになる。また、コイルスクリュは残トナー（転写残トナー）をケース外へ押し出そうとする反面、残トナーからの反力によって、ケース内へ縮もうとする力がかかる。しかしながら、この場合も、突出部が貫通孔のケース外開口部側の端面に係止しているので、突出部がケース外まで配置される状態を維持する。このため、コイルスクリュの端部（下流側）の位置を管理することができ、このコイルスクリュによって、残トナーを滞留させることなく、ケース外へ排出することができる。なお、コイルスクリュが長くなった場合、前記したように、コイルスクリュの下流側が第二の搬送手段等に干渉することになり、しかも、トナー搬送時には縮もうとする力が作用するので、予め短めに設定しておくのが好ましい。

前記コイルスクリュは、線材をコイル状に巻設したスパイラル体を有し、このスパイラル体の線材の径寸法をｄとし、前記突出部の外径をＤ１とし、前記貫通孔の径寸法をＤ２としたときに、Ｄ１≧Ｄ２＋（２×ｄ）とするのが好ましい。

前記コイルスクリュは、線材をコイル状に巻設したスパイラル体を有し、このスパイラル体の線材の径寸法をｄとし、前記突出部の外径をＤ１とし、前記貫通孔の径寸法をＤ２とし、コイルスクリュの他の部位の径をＤ３としたときに、（Ｄ１−Ｄ３）／２＞（Ｄ２−Ｄ３）とするのが好ましい。

Ｄ１≧Ｄ２＋（２×ｄ）や（Ｄ１−Ｄ３）／２＞（Ｄ２−Ｄ３）に設定することによって、このコイルスクリュの下流部にケース内に入ろうとする力が生じても、突出部が端面に安定して係止して、ケース内へこの突出部が入り込むのを安定して防止できる。

本発明の第２のクリーニング装置は、像担持体に形成された顕像化されたトナー像を転写手段にて転写した後に前記像担持体の周面に残留した残トナーを除去するクリーニング手段と、クリーニング手段により除去された残トナーを受けるケースと、このケースによって受け取られた残トナーをケース外へ搬送するための搬送手段とを備え、前記ケースのトナー搬送方向下流部にこの搬送手段にて搬送された残トナーをケース外へ排出する貫通孔を設けたクリーニング装置であって、搬送手段は線材をコイル状に巻設したスパイラル体を有するコイルスクリュであり、スパイラル体の下流側の巻き終端から延長されてケース外に配設される突出部を設け、少なくともこの突出部の一部を前記貫通孔よりも外径側に位置させて、この突出部をケース外開口部側の端面に係止させて、コイルスクリュの全長を一定に維持させたものである。

本発明の第２のクリーニング装置によれば、スパイラル体の下流側の巻き終端から、少なくともその一部が貫通孔よりも外径側に位置する突出部を連設したものであるので、この突出部が貫通孔のケース外開口部側の端面に係止し、常にこの突出部がケース外に配置されることになる。このため、このコイルスクリュによって、滞留させることなく、残トナーをケース外へ排出することができる。

突出部は、スパイラル体の下流側の巻き終端から最終巻き接線方向に延びるものであっても、スパイラル体の下流側の巻き終端から最終巻き径方向に延びるものであってもよい。また、前記突出部は、２箇所の曲げ部を有するものであってもよい。

貫通孔の径寸法をＤ２とし、コイルスクリュの他の部位の径をＤ３としたときに、Ｄ２≒Ｄ３とするのが好ましい。このように設定することによって、残トナーが滞留する空間を低減できる。

貫通孔の出口側のケース端面と、この端面よりもケース外へ突出する突出部との間に、摩擦低減部材を配置するようにしてもよい。このように摩擦低減部材を配置することによって、残トナーを搬送する際のコイルスクリュの回転動作時におけるケース端面との間の摺動音を低減できるとともに、なめらかな回転動作を可能とする。

貫通孔の出口側のケース端面と、この端面よりもケース外へ突出する突出部との接触面積を減少させるリブ部を、この端面に設けてもよい。これによって、ケース端面と突出部との間の摩擦を低減できて、ケース端面との間の摺動音を低減できるとともに、なめらかな回転動作を可能とする。

前記リブ部の外径を、コイルスクリュの回転時の突出部の最大軌跡円よりも内側に配設されるが好ましい。これによって、ケース端面と突出部との間の摩擦を一層低減できる。

貫通孔の出口側のケース端面と、トナー回収容器入り口または貫通孔の出口から排出された残トナーをさらに搬送する第２の搬送手段までの寸法を２ｍｍ以内に設定することができる。これによって、貫通孔から排出された残トナーを滞留させることなく、トナー回収容器入り口や第２の搬送手段に安定して供給することができる。

前記コイルスクリュに回転力を伝達するギヤ部材において、前記コイルスクリュの残トナー搬送方向への抜け止めがないようにできる。このように抜け止めを省略することによって、組立ての簡略化を図ることができる。

本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能に一対の支持部材を配置し、この支持部材に請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のクリーニング装置を一体的に支持させたものである。

本発明の画像形成装置は、請求項１５に記載のプロセスカートリッジを備えたものである。

本発明の第１の及び第２のクリーニング装置では、コイルスクリュの端部（下流側）の位置を管理することができ、残トナーを滞留させることなく、コイルスクリュによってケース外へ排出することができる。これによって、ケース外に漏れることよる画像形成装置内部の汚れを防止できて、印刷画像の不良を回避して高品質の印刷が可能となる。特に、コイルスクリュの端部（下流側）の位置を管理することができ、コイルスクリュの長さ寸法を精度良く設定する必要がなく、しかも、第二の搬送手段等の別部材への干渉を防止できることになって、安価で小型のクリーニング装置を提供できる。

Ｄ１≧Ｄ２＋（２×ｄ）や（Ｄ１−Ｄ３）／２＞（Ｄ２−Ｄ３）に設定することによって、ケース内へこの突出部が入り込むのを安定して防止でき、コイルスクリュの下流側の残トナーの滞留を回避できる。

第２のクリーニング装置における突出部として、最終巻き接線方向に延びるものであっても、最終巻き径方向に延びるものであってもよく、種々の方向に延ばすことができ、また、前記突出部は２箇所の曲げ部を有するものであってもよい。このため、設計の自由度が大となって、生産コストの低減を図ることができる。

Ｄ２＞Ｄ３とするとともに、２とＤ３との差が、残トナーが貫通孔に滞留する空間の減少可能範囲とによって、残トナーが滞留する空間を低減でき、残トナーを安定して搬送でき、安価で小型の現像装置を安定して供給することができる。

擦低減部材を配置したり、リブ部を設けたりすることによって、摺動音を低減することになり、騒音に少ない装置を提供でき、しかも、なめらかに回転動作することによって、残トナーの安定した搬送が可能となる。

貫通孔の出口側のケース端面から、トナー回収容器入り口等までの寸法を２ｍｍ以内に設定することによって、貫通孔から排出された残トナーを滞留させることなく、トナー回収容器入り口等まで安定して供給することができる。このため、小型化を達成できて低コスト化を達成できる。

ギヤ部材において抜け止めを省略することによって、組立ての簡略化を図ることができ、低コスト化を達成できる。

本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能に一対の支持部材を配置した支持部材に、前記クリーニング装置を一体的に支持させたものであるので、前記クリーニング装置の作用効果を奏することができる。

本発明の画像形成装置は、前記クリーニング装置の作用効果を奏することが可能な画像形成装置となる

本発明の画像形成装置の全体簡略図である。 本発明のプロセスカートリッジの簡略断面図である。 本発明の第１の実施形態を示すクリーニング装置の要部簡略断面図である。 本発明の第２の実施形態を示すクリーニング装置の要部簡略断面図である。 本発明の第３の実施形態を示すクリーニング装置の要部簡略断面図である。 搬送手段を構成するコイルスクリュの第１の変形例を示す簡略斜視図である。 コイルスクリュの第２の変形例を使用したクリーニング装置の側面図である。 コイルスクリュの第３の変形例を使用したクリーニング装置の側面図である。 コイルスクリュの第４の変形例を使用したクリーニング装置の側面図である。 コイルスクリュの第５の変形例を使用したクリーニング装置の側面図である。 コイルスクリュの第６の変形例を使用したクリーニング装置の側面図である。 コイルスクリュの第７の変形例を使用したクリーニング装置の側面図である。 第１の搬送手段を構成するコイルスクリュと第２の搬送手段との関係を示す簡略図である。 コイルスクリュの第８の変形例を示す簡略斜視図である。 コイルスクリュの上流側の斜視図である。 従来のクリーニング装置に用いられる搬送手段の斜視図である。 従来のクリーニング装置の要部簡略断面図である。 従来のコイルスクリュの上流の斜視図である。

以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態における画像形成装置の概略構成図である。この場合の画像形成装置は、カラー電子写真装置１０１であって、機枠体（画像形成装置本体）のほぼ中央部にプロセスカートリッジ１０６（１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ）を配置し、このプロセスカートリッジ１０６の上側には像担持体１に潜像を形成するための露光装置１０５を配置している。

プロセスカートリッジ１０６の下側に中間転写体である第一転写装置１００の転写ベルト１０３を設置し、その下側には記録媒体１０７を積載・収容する給紙カセット１０８を配置する。給紙装置１０９にて給紙された記録媒体１０７は転写ベルト１０３と第二転写装置１１１との間を通り、定着器１１２へ導かれて記録媒体１０７にトナー像を熱定着させる。

プロセスカートリッジ１０６が転写ベルト１０３（矢印Ａ方向に走行する）と接する位置に第一転写ローラ１０３ａが設置されており、第一転写ローラ１０３ａに高電位を印加することによって像担持体１と転写ベルト１０３に電位差を設けて像担持体１表面に形成されたトナー像を転写する。なお、第一転写装置１００と第二転写装置１１１とで転写手段７を構成する。

各プロセスカートリッジ１０６にてこれら色毎のトナー像が順次転写ベルト１０３に転写され、転写ベルト１０３上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像が形成される。ところで、機枠体（画像形成装置本体）には、着脱可能な一対の支持部材（図示省略）が配置され、この支持部材に本発明にかかる現像装置が一体的に支持される。

用紙やＯＨＰシート等の記録媒体１０７はタイミングをとって給紙装置１０９と用紙搬送装置１１０から第二転写装置１１１に供給される。転写ベルト１０３の表面に形成されている単色あるいはカラートナー像は、第二転写装置１１１に高電位を印加することによって転写ベルト１０３と第二転写装置１１１に電位差を設ける。これによって転写ベルト１０３表面に形成されたトナー像を記録媒体１０７上に転写される。

トナー像が転写された記録媒体１０７は、転写ベルト１０３から剥離され、定着器１１２によってトナー像を記録媒体１０７に溶融定着し、排紙装置１１３によりカラー電子写真装置１０１の上面の排紙トレーに排紙される。

記録媒体１０７へトナー像を転写した後の転写ベルト１０３の表面に残っている余剰トナーは中間転写体清掃装置１１４により清掃され、トナー回収装置１１５に回収される。清掃された転写ベルト１０３は、次のトナー像の転写に備える。

記録媒体１０７の給紙から排紙までの搬送経路をできる限り簡略化し、搬送経路の曲率半径を大きくすることにより、搬送途中での紙詰まりを防止し、信頼性を向上させることができる。また、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単に行うことができ、更に、厚紙等も使用する多種記録媒体方式のカラー電子写真装置にも対応することもできる。

この実施形態では、記録媒体搬送経路を略円弧状に形成し、転写ベルト１０３とプロセスカートリッジ１０６と露光装置１０５を前記記録媒体搬送経路の内側に配置することにより、機枠体内の空間を有効利用して小型化し、搬送経路を簡略化し、画像面を下向きにして記録媒体１０７を排出する構成とした。

この構成により搬送経路を簡略化することができ、且つ、殆どの構成ユニットを搬送経路よりも内側に配置したことによって、搬送経路が機枠体に近くなり、搬送経路を開放し易くするために、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単になる。また、記録媒体１０７が画像面を下向きにしてカラー電子写真装置１０１上に排出されることにより、カラー電子写真装置１０１上に積み重なった記録媒体１０７は、画像面側が上を向くように取り出すと、上側から下側に印刷順に並ぶように積み重なる利点がある。なお、この画像形成装置では、図１での右側が正面となるよう構成したため、紙詰まり発生時の解消処理操作もより簡単になる。

次に、電子写真画像形成プロセスについて説明する。図２はプロセスカートリッジ１０６の断面図である。図１と図２において、像担持体１は、画像形成装置本体に設置された図示しない駆動装置により矢印Ｂの方向に回転し、その表面の感光層１Bが帯電ローラ１１によって一様な高電位に帯電される。一様帯電された感光層１Bは、露光装置１０５からの光学像を有する光線Ｌにより露光される。

この露光により電位の減衰した低電位部と初期化による高電位部とからなる静電潜像が感光層１Bに形成される。次いで、当該静電潜像の低電位部（又は高電位部）が像担持体１と現像ローラ１２との対向位置に至ると、表面にトナー薄層が形成された現像ローラ１２からトナーが像担持体１に移され、像担持体１の表面にトナー像が形成される。

像担持体１の回転が進むと、このトナー像は中間転写ベルト１０３に転写される。このとき、像担持体１上には、中間転写ベルト１０３に転写されずに残った残トナーが存在するが、この残トナーはクリーニングブレード１３を備えたクリーニング手段８によって像担持体１から除去される。このクリーニングブレード１３よりも像担持体回転方向下流側には、図示しない除電装置が設けられている。除電装置では、像担持体１の表面の残留電荷が除去される。除電装置の像担持体下流側には帯電ローラ１１が設けられており、像担持体１は再び一様な高電位に帯電される。

ところで、このクリーニング装置は、図２に示すように、クリーニングブレード１３によって像担持体１から除去された残トナーを受けるケース１４を備える。そして、このケース１４には、第１の搬送手段２０を構成するためのコイルスクリュ１６が配置されている。このコイルスクリュ１６の搬送方向の上流側はギヤ部材（図１５参照）を介して図示省略の駆動手段に連結される。

コイルスクリュ１６は、図３（本発明の第１の実施形態のクリーニング装置）等に示すように、線材をコイル状に巻設したスパイラル体２１からなるものである。この場合の線材としては例えば円筒形線材にて構成される。コイルスクリュ１６の搬送方向の下流側においては、ケース１４の側壁に設けられた貫通孔１４ａに、そのコイルスクリュ１６の下流側端部が嵌入される。この場合、コイルスクリュ１６の最下流の１巻きを、外径がこのコイルスクリュ１６の他の部位の径よりも大きい突出部２２としている。

そして、この突出部２２を貫通孔１４ａを介してケース外に配置している。この場合、突出部２２の外径をＤ１とし、この突出部以外のコイルスクリュ１６の外径をＤ３とし、貫通孔１４ａの孔径をＤ２としたときに、（Ｄ１−Ｄ３）／２＞（Ｄ２−Ｄ３）としている。また、スパイラル体２１の線材の径寸法をｄとしたときに、Ｄ１≧Ｄ２＋（２×ｄ）としている。さらに、Ｄ２＞Ｄ３としている

このケース１４の側壁２３の近傍には、第２の搬送手段（図１３参照）１７が配置されている。そして、コイルスクリュ１６にて搬送された残トナーは、この側壁２３に設けられた貫通孔１４ａを介してケース外へ搬出され、第２の搬送手段１７に受け渡される。このため、ケース１４の側壁２３と第２の搬送手段１７との間の寸法Ｓとしては２ｍｍ以内が好ましい。

像担持体１からクリーニングブレード１３によって除去された残トナーを効率よく搬送することを考えた場合にはコイルスクリュ１６の回転軸心は像担持体１の回転軸と平行に配置され、かつ長手方向の長さは像担持体１と同等もしくは長くなる。例えばA４サイズを印刷する小型の画像形成装置を考えた場合においても、コイルスクリュ１６の長手方向の長さは２００mm以上必要である。

本発明のクリーニング装置によれば、コイルスクリュ１６のトナー搬送方向の下流側に設けられた大径である突出部２２が、ケース外に配置され、しかもケース１４の貫通孔１４ａよりも大径であるので、コイルスクリュ１６が部品製作のばらつきによって短くなっても、突出部２２が貫通孔１４ａのケース外開口部側の端面２３ａに係止し、突出部２２がケース外まで配置されることになる。また、コイルスクリュ１６は残トナー（転写残トナー）をケース外へ押し出そうとする反面、残トナーからの反力によって、ケース内へ縮もうとする力がかかる。しかしながら、この場合も、突出部２２が貫通孔１４ａのケース外開口部側の端面２３ａに係止しているので、突出部２２がケース外まで配置される状態を維持する。このため、コイルスクリュ１６の端部（下流側）の位置を管理することができ、このコイルスクリュ１６によって、残トナーを滞留させることなく、ケース外へ排出することができる。なお、コイルスクリュ１６が長くなった場合、前記したように、コイルスクリュ１６の下流側が第二の搬送手段等に干渉することになり、しかも、トナー搬送時には縮もうとする力が作用するので、予め短か目に設定しておくのが好ましい。

このように、本発明のクリーニング装置では、コイルスクリュ１６の端部（下流側）の位置を管理することができ、残トナーを滞留させることなく、コイルスクリュ１６によってケース外へ排出することができる。これによって、ケース外に漏れることよる画像形成装置内部の汚れを防止できて、印刷画像の不良を回避して高品質の印刷が可能となる。特に、コイルスクリュ１６の端部（下流側）の位置を管理することができ、コイルスクリュ１６の長さ寸法を精度良く設定する必要がなく、しかも、第二の搬送手段１７等の別部材への干渉を防止できることになって、安価で小型のクリーニング装置を提供できる。

Ｄ１≧Ｄ２＋（２×ｄ）や（Ｄ１−Ｄ３）／２＞（Ｄ２−Ｄ３）に設定することによって、このコイルスクリュ１６の下流部にケース１４内に入ろうとする力が生じても、突出部２２が端面に安定して係止して、ケース１４内へのこの突出部が入り込むのを安定して防止できる。これによって、コイルスクリュ１６の下流側の残トナーの滞留を回避できる。また、Ｄ２＞Ｄ３とするとともに、２とＤ３との差が、残トナーが貫通孔に滞留する空間の減少可能範囲とによって、残トナーが滞留する空間を低減できる。これによって、残トナーを安定して搬送でき、安価で小型のクリーニング装置を安定して供給することができる。

貫通孔１４ａの出口側（下流側）のケース端面２３ａから、第二の搬送手段１７やトナー回収容器入り口までの寸法を２ｍｍ以内に設定することによって、貫通孔から排出された残トナーを滞留させることなく、トナー回収容器入り口等まで安定して供給することができる。このため、小型化を達成できて低コスト化を達成できる。

次に、図４（本発明の第２の実施形態を示すクリーニング装置）では、貫通孔１４ａの出口側のケース端面２３ａと、この端面２３ａよりもケース外へ突出する突出部（突出部）２２との間に摩擦低減部材１８を配置したものである。摩擦低減部材として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレスタレート）等の低摩擦材料からなるシート状体にて構成できる。

このように摩擦低減部材１８を配置することによって、コイルスクリュ１６が回転駆動することによって、生じるケース端面２３ａと突出部２２との摺擦音を抑えることができる。これによって、騒音に少ない装置を提供でき、しかも、なめらかに回転動作することによって、残トナーの安定した搬送が可能となる。なお、摩擦低減部材１８として、グリス等の潤滑剤を用いることも可能であり、また、米国ペンウォルト社製のカイナを塗布するようにしてもよい。磨耗低減部材１８の外径Ｄ４は、貫通孔１４ａよりも大きければ、突出部２２の外径Ｄ１よりも大径であっても、小径であっても、同一であってもよい。

図５（本発明の第３の実施形態を示すクリーニング装置）では、ケース１４の側壁２３の端面２３ａにリブ１９を設け、これによって、コイルスクリュ１６とケース１４の端面との接触面積を減少させている。このように接触面積を減少させることによっても、摺擦音を抑えることができる。このため、磨耗低減部材１８を配置した場合と同様の作用効果を奏する。この場合のケース１４の貫通孔１４ａとしては、側壁２３の本体孔４０と、リブ１９の内径孔４１とで構成される。そして、リブ１９の外径Ｄ５を突出部２２の外径Ｄ１（コイルスクリュ１６の回転時の突出部２２の最大軌跡円の直径）よりも小さく設定し、これによって、接触面積を減少させている。この場合、リブ１９の端面に摩擦低減材を付設するようにしてもよい。このように摩擦低減材を付設すれば、摺擦音を一層抑えることができる。

ところで、前記実施例のコイルスクリュ１６は突出部２２が円形であったが、突出部２２として図６に示すような楕円形であってもよい。この楕円形の突出部２２も、端面２３ａに係止するようにケース外に配置される。このため、このように突出部２２が楕円形であっても、円形の突出部２２と同様の作用効果を奏する。

図７から図１２では、スパイラル体２１の下流側の巻き終端から、少なくともその一部が貫通孔１４ａよりも外径側に位置する延長部を連設したものである。この延長部がケース外に配置される突出部２５となる。

図７の延長部としての突出部２５は、スパイラル体２１の下流側の巻き終端から最終巻き接線方向に延びる直線部２６にて構成している。この場合、直線部２６の先端部が貫通孔１４ａよりも外径側に位置する。図８の突出部２５は、スパイラル体２１の下流側の巻き終端から最終巻き接線方向に延びる第１直線部２７ａと、この第１直線部２７ａから曲げ部２７ｂを介して直角状に折れ曲がる第２直線部２７ｃとからなる。この場合、第１直線部２７ａの曲げ部２７ｂ側、曲げ部２７ｂ、及び第２直線部２７ｃが貫通孔１４ａよりも外径側に位置する。図９の突出部２５は、スパイラル体２１の下流側の巻き終端から最終巻き接線方向に延びる第１直線部２８ａと、この直線部２８ａから曲げ部２８ｂを介して直角状に折れ曲がる第２直線部２８ｃと、この第２直線部２８ｃから曲げ部２８ｄを介して直角状に折れ曲がる第３直線部２８ｅとからなる。この場合、第１直線部２８ａの曲げ部２８ｂ側、曲げ部２８ｂ、第２直線部２８ｃ、曲げ部２８ｄ、及び第３直線部２８ｅが貫通孔１４ａよりも外径側に位置する。

図１０に示す突出部２５は、スパイラル体の下流側の巻き終端から最終巻き径方向に延びるものである。この場合の突出部２５は、曲げ部３０ａを介して貫通孔１４ａの径方向と平行方向に延びる直線部３０ｂとからなる。そして、この直線部３０ｂの端部が貫通孔１４ａの外径側に位置する。

図１１に示す突出部２５は、曲げ部３１ａを介して貫通孔１４ａの径方向と平行方向に外径側へ延びる直線部３１ｂとからなる。この直線部３１ｂが貫通孔１４ａの外径側に位置する。

図１２に示す突出部２５は、曲げ部３２ａを介して貫通孔１４ａの径方向と平行方向に外径側へ延びる第１直線部３２ｂと、第１直線部３２ｂに曲げ部３２ｃを介して第１直線部３２ｂと略直角に湾曲する第２直線部３２ｄと、第２直線部３２ｄに曲げ部３２ｅを介して第２直線部３２ｂと略直角に湾曲する第３直線部３２ｆとからなる。この場合、第１直線部３２ｂと曲げ部３２ｃと第２直線部３２ｄと曲げ部３２ｅと第３直線部３２ｆとが、貫通孔１４ａの外径側に位置する。

図７に示す突出部２５は曲げ部を有さず、図８と図１０と図１１とに示す突出部２５は曲げ部を１個有するものであり、図９に示す突出部２５は曲げ部を２個有するものであり、図１２に示す突出部２５は曲げ部を３個有するものである。

図７から図１２に示すように、ケース側に配設される延長部でもって突出部２５を構成したものであっても、この突出部２５の一部が貫通孔１４ａのケース外開口部側の端面に係止し、常にこの突出部２５がケース外に配置されることになる。このため、このコイルスクリュ１６によって、残トナーを滞留させることなく、ケース外へ排出することができる。なお、図７から図１２に示すケース１４の貫通孔１４ａは角孔（１２角形孔）であるが、このような角孔に限るものではなく、円形孔であってもよい。角孔とする場合、１２角形孔以外の多角形孔であってもよい。また、貫通孔１４ａが角孔である場合、孔の径（直径）としては、対向する頂点を結ぶ直線の長さである。

ところで、前記コイルスクリュ１６は円筒形線材を一定のピッチでスパイラル状に巻いたものであったが、図１４に示すように、ばねの性質を持つ板材とスパイラル状に巻設したものであってもよい。この場合の板材の幅寸法をｄ１とし、突出部２２の外径をＤ１とし、貫通孔１４ａの孔径をＤ２とした場合、Ｄ１≧Ｄ２＋２×ｄ１とするのが好ましい。

この図１４に示すコイルスクリュ１６であっても、ケース１４の端面２３ａ側に配置される突出部２２はこの端面２３ａに安定して係止することになる。このため、このコイルスクリュ１６であっても、ケース内の残トナーを下流側で詰まらせることなく、第２の搬送手段１７に受け渡すことができる。

前記各コイルスクリュ１６は、図１５に示すように、上流部においてギヤ部材１５に装着され、この状態でケース１４に組み込まれることになる。この場合、ギヤ部材１５は、軸部１５ａと、この軸部１５ａに設けられるギヤ部１５ｂとを備える。この軸部１５ａにはスリット３５が設けられ、このスリット３５にコイルスクリュ１６の上流端の嵌合部３６が挿入されている。すなわち、この嵌合部３６は、スパイラル体２１の上流端に連設される内径側に延びる係止片からなる。なお、このスリット３５は軸部１５ａの先端に開口している。

このため、図示省略の駆動手段の駆動力がギヤ部材１５に伝達され、ギヤ部材１５がその軸心廻りに回転する。これによって、嵌合部３６がギヤ部材１５のスリット３５に挿入されているので、このギヤ部材１５の回転に伴って回転することになる。

ところで、図１８に示すようにスリット６１に抜け止め６３を有するギヤ部材６０を、本発明のように下流側に突出部２２等を有するものに採用した場合、組み付けることができない。すなわち、この場合、コイルスクリュ１６は、その下流側に突出部２２等を有しているので、この突出部２２をケース外に配置した状態で、貫通孔１４ａを介してケース１４内に収容する必要がある。ところが、コイルスクリュ１６の上流端にギヤ部材６０が連結されていれば、このような収容はできない。このため、ギヤ部材６０を取り外した状態でコイルスクリュをケース１４に収容することになる。ところが、コイルスクリュ１６をケース１４に収容した後において、ギヤ部材６０と連結しようとしても、スリット６１に抜け止めが形成されているので、コイルスクリュ１６の嵌合部３６を、スリット６１の基部６１ｂに嵌入させることができない。

そこで、本発明において、図１８に示すような抜け止めを設けないものとして、コイルスクリュ１６の嵌合部３６を、ギヤ部材１５の先端側から軸方向に沿って嵌入できるようにしている。これによって、下流側に突出部２２等を有しているコイルスクリュ１６であってもケースに収容させることができる。しかも、コイルスクリュ１６の嵌合部３６がスリット３５に嵌入されていることによって、ギヤ部材１５からの回転駆動力がコイルスクリュ１６に伝達されてこのコイルスクリュ１６が回転する。これによって、ケース１４内の残トナーを搬送することができる。

ところで、本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能に一対の支持部材を配置した支持部材に、クリーニング装置を一体的に支持させたものであるので、前記クリーニング装置の作用効果を奏することができる。したがって、本発明の画像形成装置は、前記クリーニング装置の作用効果を奏することが可能な画像形成装置となる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。コイルスクリュの材質としては、金属製以外に樹脂製であってもよい。また、スパイラル体を構成する線材が中実体であっても、円筒体であってもよい。各線材の径寸法としても、材質や形態（中実体や円筒体）に応じて前記Ｄ１≧Ｄ２＋（２×ｄ）等を満たす範囲で種々変更できる。さらには、形成されるスパイラル体の巻設ピッチとしても、コイルスクリュ１６の回転数等に応じて種々変更できる。また、また、図３に示すように、突出部２２が大径部から構成される場合、突出部２２が、下流側の最終の１巻きのみでなく、２巻き以上の複数巻きであってもよい。

スパイラル体が図１４に示すように、線材が板材からなるものであっても、Ｄ１≧Ｄ２＋２×ｄ１等を満たす範囲で種々変更できる。また、板材の肉厚としても、このようなスパイラル状の巻設が可能であって、残トナーの搬送が可能であれば、種々変更できる。

１ 像担持体
１４ ケース
１４ａ 貫通孔
１５ ギヤ部材
１６ コイルスクリュ
１７ 搬送手段
１８ 摩擦低減部材
１９ リブ
２０ 搬送手段
２１ スパイラル体
２２、２５ 突出部
２３ａ ケース端面

特開２００６−１３９０８４号公報 特許第３２６０９７８号公報

Claims (15)

1. 像担持体に形成された顕像化されたトナー像を転写手段にて転写した後に前記像担持体の周面に残留した残トナーを除去するクリーニング手段と、クリーニング手段により除去された残トナーを受けるケースと、このケースによって受け取られた残トナーをケース外へ搬送するための搬送手段とを備え、前記ケースのトナー搬送方向下流部にこの搬送手段にて搬送された残トナーをケース外へ排出する貫通孔を設けたクリーニング装置であって、
   前記搬送手段をコイルスクリュにて構成し、このコイルスクリュのトナー搬送方向の少なくとも最下流の１巻きを、外径がこのコイルスクリュの他の部位の径よりも大きい突出部とするとともに、この突出部を前記貫通孔を介してケース外に配置し、かつこの突出部の外径を前記貫通孔よりも大径とし、突出部をケース外開口部側の端面に直接的又は摺擦音低減部材を介して係止させて、コイルスクリュの全長を一定に維持させたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記コイルスクリュは、線材をコイル状に巻設したスパイラル体を有し、このスパイラル体の線材の径寸法をｄとし、前記突出部の外径をＤ１とし、前記貫通孔の径寸法をＤ２としたときに、Ｄ１≧Ｄ２＋（２×ｄ）としたことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記コイルスクリュは、線材をコイル状に巻設したスパイラル体を有し、このスパイラル体の線材の径寸法をｄとし、前記突出部の外径をＤ１とし、前記貫通孔の径寸法をＤ２とし、コイルスクリュの他の部位の径をＤ３としたときに、（Ｄ１−Ｄ３）／２＞（Ｄ２−Ｄ３）としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 像担持体に形成された顕像化されたトナー像を転写手段にて転写した後に前記像担持体の周面に残留した残トナーを除去するクリーニング手段と、クリーニング手段により除去された残トナーを受けるケースと、このケースによって受け取られた残トナーをケース外へ搬送するための搬送手段とを備え、前記ケースのトナー搬送方向下流部にこの搬送手段にて搬送された残トナーをケース外へ排出する貫通孔を設けたクリーニング装置であって、
   搬送手段は線材をコイル状に巻設したスパイラル体を有するコイルスクリュであり、スパイラル体の下流側の巻き終端から延長されてケース外に配設される突出部を設け、少なくともこの突出部の一部を前記貫通孔よりも外径側に位置させて、この突出部をケース外開口部側の端面に係止させて、コイルスクリュの全長を一定に維持させたことを特徴とするクリーニング装置。
5. 突出部は、スパイラル体の下流側の巻き終端から最終巻き接線方向に延びることを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
6. 突出部は、スパイラル体の下流側の巻き終端から最終巻き径方向に延びることを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
7. 突出部は、２箇所の曲げ部を有することを特徴とする請求項４乃至請求項６に記載のクリーニング装置。
8. 貫通孔の径寸法をＤ２とし、突出部以外のコイルスクリュの他の部位の径をＤ３としたときに、Ｄ２＞Ｄ３とするとともに、Ｄ２とＤ３との差が、残トナーが貫通孔に滞留する空間の減少可能範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載のクリーニング装置。
9. 貫通孔の出口側のケース端面と、この端面よりもケース外へ突出する突出部との間に、摩擦低減部材を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載のクリーニング装置。
10. 貫通孔の出口側のケース端面と、この端面よりもケース外へ突出する突出部との接触面積を減少させるリブ部を、この端面に設けたとことを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載のクリーニング装置。
11. 前記リブ部の外径が、コイルスクリュの回転時の突出部の最大軌跡円よりも内側に配設されることを特徴とする請求項１０に記載のクリーニング装置。
12. 貫通孔の出口側のケース端面から、トナー回収容器入り口または貫通孔の出口から排出された残トナーをさらに搬送する第２の搬送手段までの寸法を２ｍｍ以内に設定したこと
    を特徴とする請求項１乃至請求項１１に記載のクリーニング装置。
13. 前記コイルスクリュに回転力を伝達するギヤ部材において、前記コイルスクリュの残トナー搬送方向への抜け止めがないことを特徴とする請求項１乃至請求項１２に記載のクリーニング装置。
14. 画像形成装置本体に着脱可能に一対の支持部材を配置し、この支持部材に請求項１乃至請求項１３に記載のクリーニング装置を一体的に支持させたこと特徴とするプロセスカートリッジ。
15. 請求項１４に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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