JP7255148B2 - トナー搬送装置、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、トナーを搬送するトナー搬送装置と、それを備えた現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、搬送スクリュによってトナーを搬送するトナー搬送装置が設置されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１におけるトナー搬送装置は、軸部にスクリュ部（螺旋部）が螺旋状に巻装された搬送スクリュ（トナー搬送スクリュ）が、円筒搬送路内に設置されている。そして、搬送スクリュが回転することで、円筒搬送路でトナーが回転軸方向に搬送される。

一方、特許文献１には、円筒搬送路の内壁面にトナー搬送スクリュが摺接することによって音が発生する不具合を抑止することを目的として、トナー搬送スクリュの螺旋部に、径方向に突起する突起部を形成する技術が開示されている。

従来のトナー搬送装置は、搬送スクリュを囲む壁面の一部に、トナーを流入させたり流出させたりするための開口部を形成したときに、その開口部の縁部に搬送スクリュのスクリュ部が接触して、大きな音が発生してしまっていた。
このような不具合は、特許文献１に開示された技術のように、搬送スクリュのスクリュ部に突起部を設けても、まったく解決しなかった。それどころか、その突起部が開口部の縁部に引っ掛かってしまって、搬送スクリュの回転トルクが増加したり、搬送スクリュが破損したりする不具合が生じてしまう可能性があった。

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、搬送スクリュを囲む壁面に形成された開口部の縁部に、搬送スクリュのスクリュ部が接触して大きな音が発生してしまう不具合が軽減される、トナー搬送装置、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置、を提供することにある。

この発明におけるトナー搬送装置は、回転軸方向に螺旋状にスクリュ部が巻装された搬送スクリュと、前記搬送スクリュに対して径方向に隙間をあけて前記搬送スクリュを囲む壁面と、前記壁面における周方向の一部に形成された開口部と、を備え、前記壁面は、前記開口部の縁部から前記回転軸方向に前記スクリュ部のスクリュピッチよりも短い距離をあけて離れた位置に、前記搬送スクリュに近づく方向に突出する段差部が形成され、前記段差部は、前記壁面における周方向の一部であって、前記開口部が形成された周方向の範囲を含み、前記範囲よりも大きな周方向の範囲に形成されたものである。

本発明によれば、搬送スクリュを囲む壁面に形成された開口部の縁部に、搬送スクリュのスクリュ部が接触して大きな音が発生してしまう不具合が軽減される、トナー搬送装置、現像装置、プロセスカートリッジ、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。 プロセスカートリッジとトナー容器とを示す概略図である。 （Ａ）画像形成装置を示す斜視図と、（Ｂ）開閉カバーが開放された状態の画像形成装置を示す斜視図と、である。 トナー容器がプロセスカートリッジに装着された状態を示す斜視図である。 プロセスカートリッジからトナー容器を分離した状態を示す斜視図である。 プロセスカートリッジを示す斜視図である。 トナー容器を下方から示す斜視図であって、第１シャッタ（排出口）が開放された状態を示す図である。 トナー容器を回収口側から示す斜視図であって、第２シャッタ（回収口）が閉鎖された状態を示す図である。 トナー容器の内部を示す概略図である。 トナー容器におけるトナー回収部を示す概略図である。 プロセスカートリッジ及びトナー容器における廃トナーの搬送経路を示す概略図である。 トナー搬送装置の要部を側方から示す断面図である。 トナー搬送装置の要部を上方から示す断面図である。 （Ａ）搬送スクリュが壁面の段差部に接触した状態を示す図と、（Ｂ）搬送スクリュが開口部の縁部に接触した状態を示す図と、である。 変形例としての、トナー搬送装置の要部を側方から示す断面図である。

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１００における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１００は画像形成装置としてのプリンタ、１は表面にトナー像が形成される感光体ドラム、７はパソコンなどの入力装置から入力された画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム１上に照射する露光部（書込み部）、を示す。
また、９は感光体ドラム１の表面に担持されたトナー像を転写ニップ部（転写位置）に搬送されるシートＰに転写する転写ローラ、１０は感光体ドラム１と帯電ローラ４と現像装置５とクリーニング装置２とトナー搬送装置６とが一体化されたプロセスカートリッジ、１２は用紙等のシートＰが収納された給紙装置（給紙カセット）、を示す。
また、１６は感光体ドラム１と転写ローラ９とが当接する転写ニップ部に向けてシートＰを搬送するレジストローラ（タイミングローラ）、２０はシートＰ上の未定着画像を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着ローラ、２２は定着装置２０に設置された加圧ローラ、３０は粉体収納容器としてのトナー容器、を示す。

ここで、感光体ドラム１の周囲には、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置２、トナー搬送装置６、などが配設されている。そして、これらの部材（感光体ドラム１、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置２、トナー搬送装置６、である。）は、プロセスカートリッジ１０（着脱ユニット）として一体化されていて、画像形成装置本体１００に対して着脱可能（交換可能）に設置されている。プロセスカートリッジ１０は、一定の交換サイクルで新品のものに交換されることになる。
また、着脱ユニットとしてのプロセスカートリッジ１０（現像装置５）の上方には、粉体収納容器としてのトナー容器３０が、画像形成装置本体１００に対して着脱可能（交換可能）に設置されている。トナー容器３０の内部（トナー収納部３１）には、粉体としてのトナー（新品のトナーである。）が収納されている。そして、トナー容器３０から現像装置５の内部に向けてトナーが適宜に補給されることになる。トナー容器３０は、その内部に収容されたトナーが空になると（又は、現像装置５の内部に収容されたトナーが空になると）、新品のものに交換されることになる。なお、本実施の形態におけるトナー容器３０には、新品のトナーが収納されたトナー収納部３１（粉体収納部）の他に、粉体としての廃トナーが回収される廃トナー回収部３２（粉体回収部）が設けられているが、これについては後で詳しく説明する。

図１及び図２を用いて、画像形成装置１００における、通常の画像形成時の動作について説明する。
図１を参照して、まず、パソコン等の入力装置から画像形成装置１００の露光部７に画像情報が送信されると、露光部７からその画像情報に基づいた露光光Ｌ（レーザ光）が、感光体ドラム１の表面に向けて発せられる。
一方、感光体ドラム１は、矢印方向（時計方向）に回転している。そして、まず、感光体ドラム１の表面は、帯電ローラ４との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１上には、帯電電位（－９００Ｖ程度である。）が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１の表面は、露光光Ｌの照射位置に達する。そして、露光光Ｌが照射された部分の電位が潜像電位（０～－１００Ｖ程度である。）となって、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達する。そして、現像装置５から感光体ドラム１上にトナーが供給されて、感光体ドラム１上の潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程である。）。
なお、図２に示すように、現像装置５は、現像ローラ５ａ、２つの現像搬送スクリュ５ｂ、５ｃ、ドクターブレード５ｄ、などで構成されている。現像装置５の内部にはトナー（１成分現像剤）が収容されている。また、現像装置５のトナーの消費に応じて、トナー容器３０（トナー収納部３１）の排出口３６から現像装置５の流入口６４を介して現像装置５内にトナーが補給される。そして、補給されたトナーは、現像搬送スクリュ５ｂ、５ｃによって、もともと収容されていたトナーとともに撹拌されながら、長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環搬送される。そして、一方の現像搬送スクリュ５ｂによって搬送されるトナーの一部が現像ローラ５ａに汲み上げられて、現像ローラ５ａに汲み上げられたトナーがドクターブレード５ｄによって適量化された後に、感光体ドラム１との対向位置（現像領域）に達する。このとき、現像ローラ５ａ上のトナーは、ドクターブレード５ｄとの摺接によって摩擦帯電することになる。そして、現像領域で、適量化されたトナーが感光体ドラム１上の静電潜像に付着して、感光体ドラム１上にトナー像が形成されることになる。なお、現像ローラ５ａと２つの現像搬送スクリュ５ｂ、５ｃとは、画像形成装置本体１００に設置された駆動モータから駆動を受けて、それぞれ図２の矢印方向に回転駆動される。

その後、現像工程後の感光体ドラム１の表面は、転写ローラ９との転写ニップ部（転写位置）に達する。そして、転写ローラ９との転写ニップ部で、電源部から転写ローラ９に転写バイアス（トナーの極性とは異なる極性のバイアスである。）が印可されることによって、レジストローラ１６により搬送されたシートＰ上に、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が転写される（転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１の表面は、クリーニング装置２との対向位置に達する。そして、この位置で、クリーニングブレード２ａによって感光体ドラム１上に残存する未転写トナーが機械的に除去されて、クリーニング装置２内に回収される（クリーニング工程である。）。
こうして、感光体ドラム１上における一連の作像プロセスが終了する。

ここで、クリーニング装置２の内部に回収されたトナー（未転写トナー）は、クリーニング装置２内に設置された回収スクリュ２ｂによって幅方向（回転軸方向）の一端側に搬送されて、トナー搬送装置６（搬送スクリュ６８が内設されている。）によって図２の斜め右上方に搬送された後に、トナー搬送装置６の流出口７４からトナー容器３０の回収口３７を介してトナー容器３０（廃トナー回収部３２）の内部に廃トナーとして回収される。
新品のトナー容器３０は、トナー収納部３１に新品のトナーが充填されていて、廃トナー回収部３２が空の状態になっていることになる。
なお、このように廃トナー搬送部として機能するトナー搬送装置６の構成・動作については、後で図１１～図１４等を用いて、さらに詳しく説明する。

一方、感光体ドラム１と転写ローラ９との転写ニップ部（転写位置）に搬送されるシートＰは、次のように動作する。
まず、給紙装置１２に収納されたシートＰの最上方の１枚が、給紙ローラ１５によって、搬送経路に向けて給送される。
その後、シートＰは、レジストローラ１６の位置に達する。そして、レジストローラ１６の位置に達したシートＰは、感光体ドラム１上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写ニップ部（転写ローラ９と感光体ドラム１との当接位置である。）に向けて搬送される。

そして、転写工程後のシートＰは、転写ニップ部（転写ローラ９）の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達したシートＰは、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間に送入されて、定着ローラ２１から受ける熱と双方の部材２１、２２から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着されたシートＰは、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間（定着ニップ部である。）から送出された後に、画像形成装置本体１００から排出されて、排紙トレイ上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。

ここで、本実施の形態における画像形成装置１００は、図３（Ａ）に示すように、複数の外装カバーで覆われている。そして、図３（Ｂ）に示すように、前方の外装カバーの一部が、回動可能に形成された開閉カバー９０として構成されている。
詳しくは、開閉カバー９０は、支軸９０ａ（回転中心軸）を中心にして回動可能に、画像形成装置本体１００に保持されている。そして、開閉カバー９０は、支軸９０ａを中心に図１の反時計方向に回動することで閉鎖状態（図１、図３（Ａ）の状態である。）になったり、支軸９０ａを中心に図１の時計方向に回動することで開放状態（図３（Ｂ）の状態である。）になったり、することになる。

そして、本実施の形態では、図３（Ｂ）に示すように、開閉カバー９０が開放状態であるときに、トナー容器３０（粉体収納容器）が画像形成装置本体１００に対して着脱可能に露呈するように構成されている。そして、開閉カバー９０を開放した状態で、トナー容器３０のみ（図７の状態のものである。）を新品のものに交換したり、トナー容器３０とプロセスカートリッジ１０とを同時に新品のもの（図４の状態のものである。）に交換したり、することになる。
また、図１に示すように、開閉カバー９０を閉鎖した状態で、先に図１を用いて説明した画像形成プロセス（プリント動作）がおこなわれることになる。

以下、トナー容器３０（粉体収納容器）の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、本実施の形態において、トナー容器３０は、プロセスカートリッジ１０に対して着脱可能に設置されるように構成されている。特に、本実施の形態において、トナー容器３０は、プロセスカートリッジ１０が画像形成装置１００に対して装着された状態であっても取り外された状態であっても、プロセスカートリッジ１０に対して着脱できるように構成されている。
ここで、先に図３等を用いて説明したように、本実施の形態において、トナー容器３０は、プロセスカートリッジ１０が装着された状態の画像形成装置本体１００に対して、着脱可能に設置されている。したがって、粉体収納容器としてのトナー容器３０は、画像形成装置本体１００に対して間接的に着脱可能に設置されるものであるとも言える。
なお、本実施の形態では、画像形成装置本体１００に対してトナー容器３０が間接的に着脱可能に設置されるように構成したが、画像形成装置本体１００に対してトナー容器３０が直接的に着脱可能に設置されるように構成することもできる。
また、プロセスカートリッジ１０は、画像形成装置本体１００に着脱可能な着脱ユニットであるが、プロセスカートリッジ以外にも、現像装置が着脱ユニットとして機能しても良いし、別の装置が着脱ユニットとして機能しても良い。そして、トナー容器３０をプロセスカートリッジ以外の着脱ユニットに対して着脱可能に構成することもできる。

さらに補足すると、トナー容器３０はプロセスカートリッジ１０に装着された状態のまま、図４に示すような１つの着脱ユニット（トナー容器３０及びプロセスカートリッジ１０）として、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に設置されることになる。また、図５に示すように、トナー容器３０を所定方向（図５の白矢印方向である。）に移動させてプロセスカートリッジ１０に装着することもできるし、トナー容器３０をその逆方向に移動させてプロセスカートリッジ１０から取り外すこともできる。トナー容器３０は、図７、図８に示すように単独の状態でも、流通することになる。同様に、プロセスカートリッジ１０も、図６に示すように単独の状態でも流通することになる。
プロセスカートリッジ１０（又は、画像形成装置本体１００）に対してトナー容器３０を着脱するときには、ユーザーなどの操作者は、トナー容器３０の操作方向手前側（＋Ｘ方向である。）に設置された取っ手３８（図２～図５を参照できる。）を掴んだ状態で、トナー容器３０を引き出したり押し込んだりすることになる。なお、この取っ手３８は、可倒式のものであって、起立した状態（図４、図５の状態である。）のままトナー容器３０が画像形成装置本体１００に装着されてしまっても、開閉カバー９０が開放状態から閉鎖される動作に連動して、開閉カバー９０に押動されてトナー容器３０の外装部に沿うように収納されることになる。

なお、図５等に示すように、トナー容器３０には複数の位置決め部４９、５０とガイド部５１（図７、図８参照）とが形成されていて、プロセスカートリッジ１０にも複数のガイド溝７７、７９やガイド受部７８が形成されていて、それらが嵌合しながらプロセスカートリッジ１０に対するトナー容器３０の着脱や位置決めがおこなわれることになる。
詳しくは、トナー容器３０の幅方向一端側（＋Ｙ方向）に突起状に形成された２つの位置決め部４９、５０（位置決め突起）が、それぞれ、プロセスカートリッジ１０の幅方向一端側に形成されたガイド受部７８とガイド溝７９とに案内されるとともに、トナー容器３０の幅方向他端側（－Ｙ方向）に形成されたガイド部５１（＋Ｘ方向に向けて上方に傾斜するように形成された略矩形状の突出部である。）が、プロセスカートリッジ１０の幅方向他端側に形成されたガイド溝７７に案内されながら、プロセスカートリッジ１０におけるトナー容器３０の装着がおこなわれる。そして、位置決め部４９、５０がガイド受部７８やガイド溝７９の終端に嵌合して、ガイド部５１がガイド溝７７の終端に嵌合する位置で、プロセスカートリッジ１０におけるトナー容器３０の位置が定められることになる。

なお、一方の位置決め部４９（第１位置決め部）は、トナーを撹拌する第１撹拌部材３３Ａ（図２、図９等参照）へ画像形成装置からの駆動を入力させるカップリングを囲むように周囲に立設されている突起である。そして、第１撹拌部材３３Ａに入力された駆動は、ギア列を介して第２撹拌部材３３Ｂに入力され、第１、第２撹拌部材３３Ａ、３３Ｂはそれぞれ図９の時計方向に回転することになる。
また、他方の位置決め部５０（第２位置決め部）は、廃トナー搬送スクリュ３５（図２、図９等参照）を回転駆動するためのカップリングギアを囲むように周囲に立設されている突起である。このように、画像形成装置からの駆動を受け入れる入力部を位置決め部４９、５０の近傍（内部）に設けることで、駆動入力をより確実にすることができる。

ここで、トナー容器３０には、排出口３６、回収口３７、第１シャッタ４０、第２シャッタ４１、などが設けられている。
トナー容器３０の排出口３６は、図２、図７、図９等を参照して、トナー容器３０（トナー収納部３１）の内部に収納されたトナーを現像装置５に向けて排出するための開口である。排出口３６は、トナー容器３０がプロセスカートリッジ１０にセットされた状態であるとき、現像装置５の流入口６４（第２現像搬送スクリュ５ｃの上方に形成された開口である。）に連通するものである。
トナー容器３０の回収口３７は、図２、図８、図１０等を参照して、トナー容器３０の外部からトナー（未転写トナー）を廃トナーとして受け入れて回収するための開口である。回収口３７は、トナー容器３０がプロセスカートリッジ１０にセットされた状態であるとき、トナー搬送装置６の流出口７４（トナー搬送装置６の下流側端部の底面に形成された開口であって、図５、図６をも参照できる。）に連通するものである。

なお、本実施の形態におけるトナー容器３０は、図２、図９、図１０等を参照して、排出口３６から排出されるトナーが収容されたトナー収納部３１と、回収口３７から受け入れた廃トナーが回収される廃トナー回収部３２と、が壁部を隔てて仕切られている。

また、トナー収納部３１には、図２、図９の時計方向に回転駆動される搬送部材としての補給スクリュ３４や、図２、図９の時計方向にそれぞれ回転駆動される２つの撹拌部材３３Ａ、３３Ｂ（アジテータ）や、第１撹拌部材３３Ａとの接触によって図２、図９の反時計方向に回転駆動されるコイル状撹拌部材４４、などが設置されている。
補給スクリュ３４は、その駆動タイミングと回転時間とが制御されて、トナー収納部３１に収納されたトナーを排出口３６から狙いの量だけ排出するためのものである。
第１、第２撹拌部材３３Ａ、３３Ｂ（第１、第２アジテータ）は、それぞれ、回転軸３３ｃを中心に所定方向に回転して、トナー収納部３１の内部に収納されたトナーが凝集しないように撹拌するものである。図９に示すように、第１、第２撹拌部材３３Ａ、３３Ｂは、回転軸３３ｃ（回転中心）を中心に回転する可撓性部材３３ａ（薄板状のマイラーなどで形成されている。）、回転軸３３ｃを跨ぐように配置されて可撓性部材３３ａを挟み込んで保持する板状の剛体部３３ｂ、などで構成されている。第１、第２撹拌部材３３Ａ、３３Ｂは、それぞれ、その軸方向両端部がそれぞれ軸受を介してトナー容器３０の筐体に回転可能に支持されている。
コイル状撹拌部材４４は、第１撹拌部材３３Ａによって充分に撹拌できないトナー収納部３１の領域を撹拌するためのものである。コイル状撹拌部材４４は、複数の分割コイル部からなるコイル状部材４５や、コイル状部材４５を保持する中空部材４６（軸部材）などからなる。また、中空部材４６には貫通軸部材４７（第１シャッタ４０と第２シャッタ４１とを連動して開閉する機構の１部品である。）が挿通されている。

廃トナー回収部３２には、図２の反時計方向に回転駆動される廃トナー搬送スクリュ３５などが設置されている。廃トナー搬送スクリュ３５は、回収口３７から流入された廃トナーがその近傍に堆積することなく廃トナー回収部３２の内部に均等に回収されるように、廃トナーを搬送するものである。

本実施の形態では、トナー容器３０がプロセスカートリッジ１０（又は、画像形成装置本体１００）に装着された状態で、操作者がレバー３９（図８参照）を回動することにより、第１シャッタ４０（排出口３６）の開閉動作と第２シャッタ４１（回収口３７）の開閉動作とが同じタイミングでおこなわれるとともに、プロセスカートリッジ１０の流入口６４と流出口７４との開閉動作も同じタイミングでおこなわれる。そのため、第１、第２シャッタ４０、４１、及び、第１、第２開閉シャッタ６３、７３の開閉不良を抑止することができる。
レバー３９は、画像形成装置本体１００にトナー容器３０が装着された状態で、開閉カバー９０が開放されると、図３（Ｂ）に示すように外部に露呈するように（操作者が操作できるように）、配置されている。

ここで、図１１を参照して、本実施の形態におけるトナー容器３０の廃トナー回収部３２には、回収口３７、カップリングギア６０、入力部ギア６１、廃トナー搬送スクリュ３５、第１ギア６２、第２ギア６５、第２回転軸６７、駆動ギア６６、などが設置されている。
回収口３７は、先に説明したように、外部から廃トナーを受け入れて回収するために、廃トナー回収部３２に形成された開口である。

カップリングギア６０は、トナー容器３０の幅方向一端側（図１１の右方である。）に設置されて、外部から駆動が伝達されるものである。
詳しくは、カップリングギア６０は、カップリング部とギア部とが一体的に形成されたものであって、トナー容器３０の幅方向（廃トナー搬送スクリュ３５の回転軸方向に対応する方向であって、図１１の左右方向である。）の一端側の側面に起立するスタッドに回転可能に設置されている。そして、トナー容器３０が設置された状態のプロセスカートリッジ１０が画像形成装置本体１００に装着されると、その装着動作に連動して、カップリングギア６０のカップリング部が、画像形成装置本体１００に設置された駆動カップリングに嵌合することになる。そして、画像形成装置本体１００に設置された駆動モータが稼動されて駆動カップリングが所定方向に回転することで、カップリングギア６０に駆動が伝達されて、カップリングギア６０が所定方向に回転駆動されることになる。

廃トナー搬送スクリュ３５は、カップリングギア６０に伝達された駆動によって所定方向に回転するものである。
詳しくは、廃トナー搬送スクリュ３５は、軸上にスクリュ部が螺旋状に巻装されたスクリュ部材であって、廃トナー回収部３２の幅方向のほぼ全域にわたって延在するように配置されている。廃トナー搬送スクリュ３５は、トナー容器３０のケースに軸受を介して回転可能に保持されている。廃トナー搬送スクリュ３５は、回収口３７から流入された廃トナーがその近傍に堆積することなく廃トナー回収部３２の内部に均等に回収されるように、廃トナーを搬送するものである。本実施の形態において、廃トナー搬送スクリュ３５は、スクリュ部が、回収口３７から離れた搬送方向下流側には形成されておらず、廃トナー回収部３２に回収される廃トナーのバランスがとられている。
また、廃トナー搬送スクリュ３５の幅方向一端側には、カップリングギア６０のギア部に噛合する入力部ギア６１が設置されている。カップリングギア６０に入力された駆動力が、入力部ギア６１を介して廃トナー搬送スクリュ３５に伝達されて、廃トナー搬送スクリュ３５が入力部ギア６１とともに所定方向に回転して、廃トナーを搬送することになる。
第１ギア６２は、トナー容器３０の幅方向他端側（図１１の左方である。）に設置されていて、廃トナー搬送スクリュ３５及び入力部ギア６１とともに回転するものである。すなわち、廃トナー搬送スクリュ３５には、幅方向一端側に入力部ギア６１が設置されて、幅方向他端側に第１ギア６２が設置されている。なお、カップリングギア６０と入力部ギア６１との間にアイドラギアを設置することもできる。

第２回転軸６７は、トナー容器３０の幅方向他端側に設置されている。また、第２回転軸６７は、第１ギア６２から駆動が伝達される第２ギア６５が設置されていて、第２ギア６５とともに回転する。すなわち、第２回転軸６７は、第１ギア６２に噛合する第２ギア６５が幅方向他端側に設置されていて、第２ギア６５とともに回転するものである。
また、第２回転軸６７において第２ギア６５に対して幅方向中央部側に離れた位置には駆動ギア６６が設置されている。駆動ギア６６は、第２回転軸６７において第２ギア６５とトナー容器３０の幅方向中央部との間に設置されていて、第２回転軸６７とともに回転して外部に駆動を伝達する。駆動ギア６６は、幅方向の位置が回収口３７とカップリングギア６０との間に位置するように配置されている。そして、カップリングギア６０に入力された駆動力が、入力部ギア６１、廃トナー搬送スクリュ３５、第１ギア６２、第２ギア６５、第２回転軸６７を介して駆動ギア６６に伝達されて、駆動ギア６６が所定方向に回転することになる。駆動ギア６６は、回収口３７と排出口３６との間に設けられている。
なお、第１ギア６２と、第２ギア６５と、の間にアイドラギアを設けても良い。

駆動ギア６６は、第２回転軸６７及び第２ギア６５とともに回転して外部に駆動を伝達するためのものである。
詳しくは、駆動ギア６６は、カップリングギア６０や廃トナー搬送スクリュ３５や第２回転軸６７や複数のギア６１、６２、６５とともに廃トナー回収部３２に設置されていて、プロセスカートリッジ１０に設置されたクリーニング装置２に収容された未転写トナーを回収口３７に向けて搬送する搬送スクリュ６８を駆動するためのものである。このように、駆動ギア６６は、カップリングギア６０に外部から入力された駆動力を利用して、外部に設置された搬送スクリュ６８に駆動力を伝達する駆動出力部として機能することになる。

さらに具体的に、図１１を参照して、プロセスカートリッジ１０の感光体ドラム１の幅方向一端側には、ギア部が形成された従動カップリング８０が設置されている。プロセスカートリッジ１０が画像形成装置本体１００に装着されると、その装着動作に連動して、従動カップリング８０が、画像形成装置本体１００に設置された駆動カップリングに嵌合することになる。そして、画像形成装置本体１００に設置された駆動モータが稼動されて駆動カップリングが所定方向に回転することで、従動カップリング８０に駆動が伝達されて、従動カップリング８０が所定方向（図１の時計方向である。）に回転駆動されることになる。
一方、クリーニング装置２に内設された回収スクリュ２ｂの幅方向一端側には、感光体ドラム１の従動カップリング８０のギア部に噛合するギア８１が設置されている。そして、上述した感光体ドラム１の回転駆動にともない回収スクリュ２ｂも所定方向に回転して、クリーニング装置２に回収された未転写トナーが幅方向一端側から幅方向他端側に向けて破線矢印方向に搬送されることになる。そして、回収スクリュ２ｂによって幅方向他端側に搬送された未転写トナーは、開口部６９ａからトナー搬送装置６に流入された後に、トナー搬送装置６に設置された搬送スクリュ６８によって流出口７４の位置まで搬送されて、回収口３７から廃トナー回収部３２（トナー容器３０）の内部に廃トナーとして回収されることになる。
このように、プロセスカートリッジ１０内においてクリーニング装置２に回収された未転写トナー（廃トナー）は、図１１（又は、図６（Ｂ））の破線矢印で示すように移動して、最終的に回収口３７から廃トナー回収部３２（トナー容器３０）内に回収されることになる。

ここで、トナー搬送装置６（プロセスカートリッジ１０）に設置された搬送スクリュ６８は、その一端側（流出口７４の側の端部であって、廃トナーの搬送方向の下流側である。）に、廃トナー回収部３２の駆動ギア６６に噛合する従動ギア７５が設置されている。この従動ギア７５は、プロセスカートリッジ１０に対するトナー容器３０の装着動作に連動して、駆動ギア６６に噛合するものである。そして、先に説明したように、廃トナー回収部３２の駆動ギア６６から従動ギア７５に駆動が伝達されて、搬送スクリュ６８が所定方向に回転することで、トナー搬送装置６において廃トナー（未転写トナー）が流出口７４の位置に向けて搬送されることになる。なお、本実施の形態におけるトナー搬送装置６は、図６（Ｂ）（トナー搬送装置６の内部の一部を断面として図示している。）の破線矢印に示すように、クリーニング装置２との合流部（開口部６９ａ）から廃トナーを略水平方向（＋Ｘ方向）に搬送してから斜め上方に搬送した後に幅方向他端側から幅方向中部に向けて略水平方向（＋Ｙ方向）に搬送するものであって、屈曲部Ａ（屈曲した搬送経路）を有している。搬送スクリュ６８は、樹脂材料で形成されていてフレキシブルに屈曲することができるため、このような屈曲部Ａを有するトナー搬送装置６に内設しても、廃トナーを良好に搬送することができる。

また、従動ギア７５は、廃トナーの流出方向で、流出口７４を超えた位置で廃トナー搬送コイル６ａの最終端に設けられている。従動ギア７５は，廃トナーの搬送流路の最終端部に配置されているともいえる。こうすることで、従動ギア７５は、廃トナーの搬送の邪魔にならない位置で、駆動ギア６６からの駆動を受けることが可能になる。さらに、スペースの有効活用も可能となっている。
また、駆動ギア６６の回転軸（第２回転軸６７）は、従動ギア７５の回転軸よりも下方に存在するようになっており、駆動ギア６６の回転方向は、従動ギア７５をすくい上げる方向（最下点が従動ギア７５側に向かって上昇してゆく方向であって、最下点が容器の挿入方向下流側に向かって移動する方向である。）に回転する。これにより、トナー容器３０が下方に向かって押さえつけられるようになって、プロセスカートリッジ１０に対するトナー容器３０の姿勢が安定する。

以下、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０（画像形成装置１００）において特徴的な、トナー搬送装置６について詳しく説明する。
先に図６（Ｂ）、図１１等を用いて説明したように、本実施の形態におけるトナー搬送装置６は、クリーニング装置２から回収スクリュ２ｂによって搬送されて流入されたトナー（未転写トナー）を、トナー容器３０（廃トナー回収部３２）に向けて搬送する装置であって、プロセスカートリッジ１０に一体的に設けられている。

図１２、図１３に示すように、トナー搬送装置６には、回転軸方向に螺旋状にスクリュ部６８ｂが巻装された搬送スクリュ６８や、搬送スクリュ６８に対して径方向に隙間をあけて搬送スクリュ６８を囲む壁面６９（搬送経路）、が設けられている。

詳しくは、搬送スクリュ６８は、軸径が１．５ｍｍ程度の軸部６８ａ上に、外径が８．３ｍｍ程度のスクリュ部６８ｂが螺旋状に巻かれたものであって、回転軸Ｒを中心に所定方向に回転する。搬送スクリュ６８は、樹脂材料「ＭＹポリマー」（槌屋製）で一体成型により形成されていて、屈曲可能に形成されている。
また、搬送スクリュ６８は、回転軸方向の一端側が片持ち支持されている。具体的に、軸部６８ａの一端側（先に図１１を用いて説明した従動ギア７５が設置された側である。）が、軸受を介して、プロセスカートリッジ１０のケースに回転可能に支持されている。そして、駆動ギア６６から従動ギア７５に駆動が伝達されて、搬送スクリュ６８が図１２、図１３の矢印方向に回転することになる。
搬送スクリュ６８の他端側（従動ギア７５が設置されていない側である。）は、図１２、図１３に示すように、自由端となる。このように、搬送スクリュ６８を片持ち支持した状態で回転させることで、搬送経路中に屈曲部Ａ（湾曲搬送経路）を形成することにより、搬送スクリュ６８の一部が屈曲していても、搬送スクリュ６８が捻れにより破断するような不具合が生じにくくなる。

壁面６９は、搬送スクリュ６８を周方向に覆うように形成されて、トナー搬送装置６における略円筒状の搬送経路を形成するものである。壁面６９の内径は９ｍｍ程度であって、搬送スクリュ６８のスクリュ部６８ｂとの隙間が０．３５ｍｍ程度になるように設定されている。また、壁面６９には、クリーニング装置２から回収スクリュ２ｂによって搬送されたトナーが流入される開口部６９ａが形成されている。開口部６９ａは、回収スクリュ２ｂのスクリュ径よりも僅かに大きな外径からなる円形の開口であって、略円筒状の壁面６９の側方（搬送方向上流側の部分の側方である。）に連通するように形成されている。すなわち、開口部６９ａは、搬送スクリュ６８の回転軸方向の他端側である自由端の側に形成されている。また、壁面６９は、搬送スクリュ６８とともに、開口部６９ａの縁部から回転軸方向下流側に離れた屈曲部Ａで屈曲している。
なお、本実施の形態において、壁面６９は、ＰＣ／ＡＢＳ（ポリカーボネートとＡＢＳ樹脂とのポリーマーアロイである。）で形成されている。
そして、この開口部６９ａからトナー搬送装置６に流入されたトナーは、壁面６９内で、搬送スクリュ６８に搬送されて、最終的にトナー容器３０（廃トナー回収部３２）に排出されることになる。なお、そのような搬送経路を確保するため、開口部６９ａは、搬送スクリュ６８の自由端よりも搬送方向下流側の位置に配置されている。

ここで、図１２、図１３に示すように、本実施の形態におけるトナー搬送装置６の壁面６９には、開口部６９ａの縁部から回転軸方向（回転軸Ｒに沿った方向である。）に離れた位置に、搬送スクリュ６８に近づく方向（図１３の下方である。）に突出する段差部６９ｂが形成されている。
詳しくは、段差部６９ｂは、開口部６９ａの縁部（トナーの搬送方向下流側の縁部である。）から、搬送方向下流側（駆動側であって、屈曲部Ａが形成された側である。）に僅かに離れた位置（本実施の形態では０～１ｍｍ程度の距離Ｍである。）をエッジ部６９ｂ１として、搬送方向下流側に延在するように形成されている。換言すると、壁面６９において、開口部６９ａに対して搬送方向下流側に隣接する位置に、他の壁面６９よりも突出した段差部６９ｂが形成されている。本実施の形態において、段差部６９ｂの高さ（搬送スクリュ６８に近づく方向の距離である。）は、０．１ｍｍ程度に設定されている。

なお、本願明細書等において、円形の開口部６９ａの縁部の最下流部のみが段差部６９ｂのエッジ部６９ｂ１に接するような状態（図１２の距離Ｍが０になる状態である。）も、「開口部の縁部から回転軸方向に離れた位置に段差部が形成された」状態に含まれるものと定義する。すなわち、段差部６９ｂは、そのエッジ部６９ｂ１（開口部６９ａ側のエッジ部である。）の全部が開口部６９ａの縁部に接しないように、壁面６９に形成されることになる。

このように壁面６９における開口部６９ａの近傍（回転軸方向に隣接する位置である。）に段差部６９ｂを形成することにより、開口部６９ａの縁部に搬送スクリュ６８のスクリュ部６８ｂが接触して大きな音が発生してしまう不具合が軽減されることになる。
詳しくは、図１４（Ｂ）に示すように、段差部６９ｂが形成されていない場合には、搬送スクリュ６８のスクリュ部６８ｂが、開口部６９ａの縁部に広い範囲で接触（ほぼ線接触である。）してしまって、大きな摺動抵抗となって、大きな音（異常音）が発生してしまう。特に、本実施の形態では、開口部６９ａが搬送スクリュ６８の自由端側に配置されていて、さらに搬送スクリュ６８が屈曲して用いられているため、回転時に搬送スクリュ６８が振れて開口部６９ａの縁部に接触してしまいやすい。
これに対して、本実施の形態では、開口部６９ａの近傍に段差部６９ｂが形成されているため、図１４（Ａ）に示すように、搬送スクリュ６８のスクリュ部６８ｂが、開口部６９ａの縁部に直接的に線接触するようなことはなく、段差部６９ｂのエッジ部６９ｂ１（開口部６９ａ側の端部である。）に狭い範囲で接触（ほぼ点接触である。）することになる。そのため、段差部６９ｂに搬送スクリュ６８が接触しても、上述したような大きな音（異常音）はほとんど生じない。

ここで、本実施の形態において、段差部６９ｂは、開口部６９ａの縁部から回転軸方向に所定距離Ｍをあけた位置に形成されている。そして、その「所定距離Ｍ」（開口部６９ａと段差部６９ｂとの回転軸方向の離間距離である。）は、スクリュ部６８ｂのスクリュピッチＷよりも短い距離に設定されている（Ｍ＜Ｗ）。
このように構成することで、搬送スクリュ６８が振れても、搬送スクリュ６８のスクリュ部６８ｂを、開口部６９ａの縁部に接触させずに、図１４（Ａ）に示すように段差部６９ｂのエッジ部６９ｂ１に接触させやすくなる。そのため、上述した異常音の発生を軽減する効果が発揮されやすくなる。

また、図１２等を参照して、本実施の形態では、段差部６９ｂにおける開口部６９ａの側のエッジ部６９ｂ１と、搬送スクリュ６８の回転軸Ｒと、がなす角度が略９０度となるように構成されている。また、段差部６９ｂは、少なくとも、周状に形成された壁面６９において、開口部６９ａが形成された周方向の範囲を含み、その範囲よりも大きな周方向の範囲に形成されている。
このように構成することで、搬送スクリュ６８が振れても、搬送スクリュ６８のスクリュ部６８ｂを、開口部６９ａの縁部に接触させずに、図１４（Ａ）に示すように段差部６９ｂのエッジ部６９ｂ１に接触させやすくなる。そのため、上述した異常音の発生を軽減する効果が発揮されやすくなる。

また、図１２等を参照して、本実施の形態では、シート状部材７０における開口部６９ａの側のエッジ部と、スクリュ部６８ｂの外周部と、がなす角度θが３０～１２０度となるように構成されている。
このように構成することにより、トナー搬送性に関係するスクリュ部６８ｂの螺旋形状を維持しつつ、図１４（Ａ）に示すように段差部６９ｂのエッジ部６９ｂ１に点接触させやすくなる。そのため、上述した異常音の発生を軽減する効果が発揮されやすくなる。
なお、本実施の形態では、上述した角度θが３０度程度に設定されている。

また、図１２等を参照して、本実施の形態において、段差部６９ｂは、開口部６９ａと屈曲部Ａとの間の壁面６９に形成されている。すなわち、段差部６９ｂは、搬送スクリュ６８の端部（自由端）と屈曲部Ａとの間の壁面６９に形成されていることにもなる。
このように構成することにより、段差部６９ｂを屈曲させることなく形成することができるため、段差部６９ｂを屈曲させる場合に比べて、樹脂成型される壁面６９の金型の形状が複雑化する不具合を軽減することができる。
なお、本実施の形態では、段差部６９ｂの回転軸方向の長さＮ（図１３参照）が１４ｍｍ程度に設定されている。

また、本実施の形態において、搬送スクリュ６８は、回転停止状態で壁面６９（段差部６９ｂを含む。）に接触するときに、４０ｇｆ以下の力で接触するように構成されている。
上述したように、搬送スクリュ６８は、片持ち支持されて屈曲した状態で用いられているため、壁面６９などに接触しやすい。そのとき、搬送スクリュ６８が柔らかい材料で形成されるほど、壁面６９に接触する力が弱くなる。そして、本願発明者は、研究を重ねた結果、その接触力が４０ｇｆ以下であれば、壁面６９に接触しても、気になるような音が生じないことを知得した。
なお、本実施の形態では、上述した接触力が１８ｇｆ程度になるように、搬送スクリュ６８の材料を選定している。

＜変形例＞
図１５は、変形例としてのトナー搬送装置６の要部を側方から示す断面図であって、本実施の形態における図１２に対応する図である。
図１５に示すように、変形例では、本実施の形態のものとは異なり、段差部６９ｂのエッジ部６９ｂ１が、搬送スクリュ６８の回転軸Ｒに直交する仮想線Ｋに対して、直交するのではなくて、傾斜するように形成されている。
詳しくは、段差部６９ｂにおける開口部６９ａの側のエッジ部６９ｂ１と、スクリュ部６８の外周部と、がなす角度βが広がる方向に、搬送スクリュ６８の回転軸Ｒに直交する仮想線Ｋに対してエッジ部６９ｂ１が傾斜している。すなわち、段差部６９ｂのエッジ部６９ｂ１と、そのエッジ部６９ｂ１に対向するスクリュ部６８ｂの外周部と、がなす角度βが、スクリュ部６８ｂの巻き角度αよりも、大きくなるように形成されている。
さらに換言すると、回転軸Ｒに直交する仮想線Ｋと、螺旋状のスクリュ部６８ｂが壁面６９に線接触するものと仮定したときの接線と、がなす角度αに比べて、エッジ部６９ｂ１と、螺旋状のスクリュ部６８ｂが壁面６９に線接触するものと仮定したときの接線と、がなす角度βが大きくなるように（α＜β）、仮想線Ｋに対してエッジ部６９ｂ１を傾斜させている。
具体的に、変形例では、α（≒３０度）＜β＜９０度なる関係が成立するように、仮想線Ｋに対してエッジ部６９ｂ１を傾斜させている。
このように構成することで、搬送スクリュ６８が振れても、搬送スクリュ６８のスクリュ部６８ｂを、開口部６９ａの縁部に接触させずに、図１４（Ａ）に示すように段差部６９ｂのエッジ部６９ｂ１に点接触させやすくなる。そのため、異常音の発生を軽減する効果が発揮されやすくなる。

以上説明したように、本実施の形態におけるトナー搬送装置６は、回転軸方向に螺旋状にスクリュ部６８ｂが巻装された搬送スクリュ６８と、搬送スクリュ６８に対して径方向に隙間をあけて搬送スクリュ６８を囲む壁面６９と、壁面６９に形成された開口部６９ａと、が設けられている。そして、壁面６９には、開口部６９ａの縁部から回転軸方向に離れた位置に、搬送スクリュ６８に近づく方向に突出する段差部６９ｂが形成されている。
これにより、搬送スクリュ６８を囲む壁面６９に形成された開口部６９ａの縁部に、搬送スクリュ６８のスクリュ部６８ｂが接触して大きな音が発生してしまう不具合を軽減することができる。

なお、本実施の形態においては、感光体ドラム１（像担持体）と帯電ローラ４（帯電装置）と現像装置５とクリーニング装置２とトナー搬送装置６とが一体化されたプロセスカートリッジ１０として構成されている場合に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、これらの装置１、２、４～６が、それぞれ単体で画像形成装置本体１００に対して着脱されるユニットして構成されている場合であっても、当然に本発明を適用することができる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、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着脱ユニットと定義する。

また、本実施の形態では、モノクロの画像形成装置１００に設置されるトナー搬送装置６に対して本発明を適用したが、カラーの画像形成装置に設置されるトナー搬送装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、トナー搬送装置６をプロセスカートリッジ１０に設置したが、トナー搬送装置はそのようなものに限定されることなく、例えば、トナー搬送装置を現像装置に設置することもできるし、トナー搬送装置をクリーニング装置や廃トナー回収容器に設置することもできる。
また、本実施の形態では、廃トナーを搬送するトナー搬送装置に対して本発明を適用したが、トナー搬送装置はそのようなものに限定されることなく、例えば、新品のトナーを搬送するトナー搬送装置や、リサイクルトナーを搬送するトナー搬送装置や、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を搬送するトナー搬送装置に対しても、本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、トナー搬送装置６にトナーを流入するための開口部６９ａの近傍に段差部６９ｂを形成したが、トナー搬送装置６からトナーを流出するための開口部の近傍に段差部を形成することもできる。
また、本実施の形態では、周状に形成された壁面６９における周方向の一部（ほぼ半周の範囲である。）に段差部６９ｂを形成したが、壁面における周方向の全部（全周の範囲である。）に段差部を形成することもできる。
そして、それらの場合であっても、本実施の形態のものと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 感光体ドラム（像担持体）、
２ クリーニング装置、
２ｂ 回収スクリュ、
５ 現像装置、
６ トナー搬送装置（粉体搬送装置）、
１０ プロセスカートリッジ、
３０ トナー容器（粉体収納容器）、
３１ トナー収納部（粉体収納部）、
３２ 廃トナー回収部（粉体回収部）、
６８ 搬送スクリュ（搬送部材）、
６８ａ 軸部、
６８ｂ スクリュ部（羽根部）、
６９ 壁面、
６９ａ 開口部、
６９ｂ 段差部（突出部）、
６９ｂ１ エッジ部、
１００ 画像形成装置、
Ａ 屈曲部、 Ｒ 回転軸、 Ｗ スクリュピッチ。

特開２０１２－５３３１６号公報

Claims (9)

1. 回転軸方向に螺旋状にスクリュ部が巻装された搬送スクリュと、
   前記搬送スクリュに対して径方向に隙間をあけて前記搬送スクリュを囲む壁面と、
   前記壁面における周方向の一部に形成された開口部と、
   を備え、
   前記壁面は、前記開口部の縁部から前記回転軸方向に前記スクリュ部のスクリュピッチよりも短い距離をあけて離れた位置に、前記搬送スクリュに近づく方向に突出する段差部が形成され、
   前記段差部は、前記壁面における周方向の一部であって、前記開口部が形成された周方向の範囲を含み、前記範囲よりも大きな周方向の範囲に形成されたことを特徴とするトナー搬送装置。
2. 前記段差部における前記開口部の側のエッジ部と、前記搬送スクリュの回転軸と、がなす角度が略９０度であることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
3. 前記段差部における前記開口部の側のエッジ部と、前記スクリュ部の外周部と、がなす角度が広がる方向に、前記搬送スクリュの回転軸に直交する仮想線に対して前記エッジ部が傾斜することを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
4. 前記段差部における前記開口部の側のエッジ部と、前記スクリュ部の外周部と、がなす角度が３０～１２０度であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載のトナー搬送装置。
5. 前記搬送スクリュと前記壁面とは、前記開口部の縁部から前記回転軸方向に離れた屈曲部で屈曲し、
   前記段差部は、前記開口部と前記屈曲部との間の前記壁面に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トナー搬送装置。
6. 前記搬送スクリュは、前記回転軸方向の一端側が片持ち支持されて、
   前記開口部は、前記搬送スクリュの前記回転軸方向の他端側である自由端の側に形成されたことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれかに記載のトナー搬送装置。
7. トナーが収容されて、像担持体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であって、
   請求項１～請求項６のいずれかに記載のトナー搬送装置を備えたことを特徴とする現像装置。
8. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
   請求項１～請求項６のいずれかに記載のトナー搬送装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 請求項１～請求項６のいずれかに記載のトナー搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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