(57)【要約】【課題】回転することでトナーを搬送する搬送コイルの回転によって生じる課題を解決することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置Ａにおいて、金属線材をコイル状にした搬送コイル１２と、下容器９の内面から搬送コイル１２によるトナーの搬送方向Ｘと鉛直方向Ｖに直交する方向に延伸し、搬送コイル１２に当接して搬送方向Ｘの位置を決める内壁９ｃであって、搬送方向Ｘにおいて下容器９の内壁９ｃが延伸する内面とは他の内面と対向し、搬送コイル１２が通るための開口部９ｆを有する内壁９ｃと、を備え、搬送コイル１２は、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂと、搬送方向Ｘにおいて前記他の内面と内壁９ｃとの間に配置される端部領域１２ｃを有し、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径は、端部領域１２ｃの外径よりも小さい。【選択図】図６
2020134725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に付着したトナーを掻き取るクリーニング部材と、
前記クリーニング部材により掻き取られたトナーが収容される収容部と、
前記クリーニング部材により掻き取られたトナーを前記収容部へ搬送するための搬送路と、
前記搬送路に設けられ、回転することでトナーを搬送する、金属線材をコイル状にした搬送コイルと、
前記搬送路の内面から前記搬送コイルによるトナーの搬送方向と鉛直方向に直交する方向に延伸し、前記搬送コイルに当接して前記搬送方向の位置を決める位置決め部であって、前記搬送方向において前記搬送路の前記内面とは他の内面と対向し、前記搬送コイルが通るための開口部を有する位置決め部と、
を備え、
前記搬送コイルは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記搬送方向の端部側に設けられ、前記搬送方向において前記他の内面と前記位置決め部との間に配置される第２の領域を有し、前記第１の領域の外径は、前記第２の領域の外径よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体に付着したトナーを掻き取るクリーニング部材と、
前記クリーニング部材により掻き取られたトナーが収容される収容部と、
前記クリーニング部材により掻き取られたトナーを前記収容部へ搬送するための搬送路と、
前記搬送路に設けられ、回転することでトナーを搬送する、金属線材をコイル状にした搬送コイルと、
前記搬送路の内面から前記搬送コイルによるトナーの搬送方向と鉛直方向に直交する方向に延伸し、前記搬送コイルに当接して前記搬送方向の位置を決める位置決め部であって、前記搬送方向において前記搬送路の前記内面とは他の内面と対向し、前記搬送コイルが通るための開口部を有する位置決め部と、
を備え、
前記搬送コイルは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記搬送方向の端部側に設けられ、前記搬送方向において前記他の内面と前記位置決め部との間に配置される第２の領域を有し、
前記搬送コイルの全体の巻き数をＮ、前記第１の領域における前記第２の領域の外径よりも外径が小さい部分の巻き数をＭとしたとき、Ｍ／Ｎが０．５以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
感光体に付着したトナーを掻き取るクリーニング部材と、
前記クリーニング部材により掻き取られたトナーが収容される収容部と、
前記クリーニング部材により掻き取られたトナーを前記収容部へ搬送するための搬送路であって、前記収容部に向けてトナーを排出する排出口を有する搬送路と、
前記搬送路に設けられ、回転することでトナーを搬送する、金属線材をコイル状にした搬送コイルと、
前記搬送路の内面から前記搬送コイルによるトナーの搬送方向と鉛直方向に直交する方向に延伸し、前記搬送コイルに当接して前記搬送方向の位置を決める位置決め部であって、前記搬送方向において前記搬送路の前記内面とは他の内面と対向し、前記搬送コイルが通るための開口部を有する位置決め部と、
を備え、
前記搬送コイルは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記搬送方向の端部側に設けられ、前記搬送方向において前記他の内面と前記位置決め部との間に配置される第２の領域を有し、
前記搬送路における前記位置決め部と前記他の内面との間の位置の底面の高さは、前記搬送路における前記位置決め部と前記排出口との間の位置の底面の高さよりも高くなっており、前記搬送コイルの前記第２の領域は、前記搬送路における前記位置決め部と前記他の内面との間の位置の底面に設置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体に形成されたトナー像が転写され、転写されたトナー像がシートに転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに付着したトナーを掻き取る他のクリーニング部材と、
を備え、
前記他のクリーニング部材に掻き取られたトナーは、前記搬送路を介して、前記収容部に収容されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体にトナーを付着させる現像部であって、トナーを排出するトナー排出部を有する現像部を備え、
前記トナー排出部から排出されたトナーは、前記搬送路を介して、前記収容部に収容されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体や中間転写ベルトからクリーニング部材によって掻き取られたトナーや、現像装置内で劣化したトナーを回収容器に回収し、回収量が所定量に達したら空の回収容器と交換する構成が知られている。
【０００３】
また特許文献１では、回収容器へのトナーの搬送路内に螺旋状の金属線材（搬送コイル）を設け、それを回転させることでトナーを搬送する搬送装置を備える画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３７９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の構成では、搬送コイルが回転する際に、搬送コイルとそれを取り囲むトナーの搬送路を形成する枠体の内面との摺擦に伴って課題が生じ得る。
【０００６】
そこで本発明はこのような現状に鑑み、回転することでトナーを搬送する搬送コイルの回転によって生じる課題を解決することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【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本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、感光体に付着したトナーを掻き取るクリーニング部材と、前記クリーニング部材により掻き取られたトナーが収容される収容部と、前記クリーニング部材により掻き取られたトナーを前記収容部へ搬送するための搬送路と、前記搬送路に設けられ、回転することでトナーを搬送する、金属線材をコイル状にした搬送コイルと、前記搬送路の内面から前記搬送コイルによるトナーの搬送方向と鉛直方向に直交する方向に延伸し、前記搬送コイルに当接して前記搬送方向の位置を決める位置決め部であって、前記搬送方向において前記搬送路の前記内面とは他の内面と対向し、前記搬送コイルが通るための開口部を有する位置決め部と、を備え、前記搬送コイルは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記搬送方向の端部側に設けられ、前記搬送方向において前記他の内面と前記位置決め部との間に配置される第２の領域を有し、前記第１の領域の外径は、前記第２の領域の外径よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成装置において、回転することでトナーを搬送する搬送コイルの回転によって生じる課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】現像装置の断面図である。
【図３】ドラムクリーナの断面図である。
【図４】ベルトクリーナの斜視図である。
【図５】トナー搬送パイプの斜視図である。
【図６】上容器を外した状態のトナー搬送パイプの上視図と断面図である。
【図７】搬送コイルと下容器の間のクリアランスの値と、両者の接触範囲との関係を示すグラフである。
【図８】搬送コイルの回転時の異音の低減効果を検証した仮想実験の検証モデルである。
【図９】搬送コイルの回転時の異音の低減効果を検証した仮想実験において、音観測部で観測された音圧レベルを示すグラフである。
【図１０】搬送コイルの回転時の異音の低減効果を検証した仮想実験において、音観測部で観測された音圧レベルを示すグラフである。
【図１１】搬送コイルの回転時の異音の低減効果を検証した仮想実験において、クリアランスの値と音観測部で観測された音圧レベルの最大値との関係を示すグラフである。
【図１２】搬送コイルの回転時の異音の低減効果を検証した仮想実験において、クリアランスの値と音観測部で観測された音圧レベルの最大値との関係を示すグラフである。
【図１３】搬送コイルの端部領域の近傍の斜視図と断面図である。
【図１４】搬送コイルの端部領域の近傍の斜視図と断面図である。
【図１５】搬送コイルの端部領域の近傍の斜視図と断面図である。
【図１６】搬送コイルと下容器の上視図と断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１１】
図１は、画像形成装置Ａの断面概略図である。図１に示す様に、画像形成装置Ａは、シートにトナー像を転写して画像を形成する画像形成部と、画像形成部に向けてシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部を備える。
【００１２】
画像形成部は、感光体としての感光ドラム５１（５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ）、感光ドラム５１表面を帯電させる帯電ローラ５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ）、現像部としての現像装置５４（５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ）を備える。また一次転写ローラ５５（５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋ）、レーザスキャナユニット５３、中間転写ベルト８、二次転写ローラ６５、二次転写対向ローラ６６を備える。
【００１３】
また画像形成部は、感光ドラム５１に付着したトナーをブレード８７によって掻き取って除去するクリーニング部材としてのドラムクリーナ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）を備える。また中間転写ベルト８に付着したトナーをブレード９２によって掻き取って除去するベルトクリーナ１３（他のクリーニング部材）を備える。
【００１４】
次に、画像形成動作について説明する。まず不図示の制御部が画像形成ジョブ信号を受信すると、給送ローラ６２、搬送ローラ６３によってシート積載部６１に積載収納されたシートＳがレジストローラ６４に搬送される。レジストローラ６４は、所定のタイミングにおいて二次転写ローラ６５と二次転写対向ローラ６６から形成される二次転写部にシートＳを搬送する。
【００１５】
一方、画像形成部においては、まず帯電ローラ５２Ｙにより感光ドラム５１Ｙ表面が帯電させられる。その後、不図示の外部機器等から送信された画像信号に応じてレーザスキャナユニット５３が感光ドラム５１Ｙ表面にレーザ光を照射し、感光ドラム５１Ｙ表面に静電潜像を形成する。
【００１６】
その後、現像装置５４Ｙにより感光ドラム５１Ｙの表面に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させ、感光ドラム５１Ｙ表面にイエローのトナー像を形成する。感光ドラム５１Ｙ表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５５Ｙに一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト８に一次転写される。
【００１７】
同様のプロセスにより、感光ドラム５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋにも、マゼンダ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。そして一次転写ローラ５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋに一次転写バイアスが印加されることで、これらのトナー像が中間転写ベルト８上のイエローのトナー像に対して重畳的に転写される。これにより中間転写ベルト８表面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００１８】
その後、中間転写ベルト８が周回移動することでトナー像が二次転写部に送られる。そして二次転写部において二次転写ローラ６５にバイアスが印加されることで、中間転写ベルト８上のトナー像がシートＳに転写される。
【００１９】
次に、トナー像が転写されたシートＳは、定着装置６７において加熱、加圧処理が施され、これによりシートＳ上のトナー像がシートＳに定着される。その後、トナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ６８によって排出部６９に排出される。
【００２０】
なお、一次転写後に感光ドラム５１表面に残留したトナーは、ドラムクリーナ６に掻き取られてトナー搬送パイプ４に送り込まれる。同様に、二次転写後に中間転写ベルト８の外周面上に残ったトナーは、ベルトクリーナ１３に掻き取られてトナー搬送パイプ４に送り込まれる。また現像装置５４内で劣化したトナーは、トナー搬送パイプ４に送り込まれる。
【００２１】
このようにトナー搬送パイプ４に送り込まれたトナーは、最終的に回収容器１０（収容部）に回収される。回収容器１０は、トナーの回収量が所定量に達した時に、空の回収容器１０と交換される。
【００２２】
＜現像装置とクリーナ＞
次に、現像装置５４の構成と、ドラムクリーナ６及びベルトクリーナ１３の構成について説明する。
【００２３】
図２は、現像装置５４Ｋの断面図である。ここで図２（ａ）は、現像装置５４を現像スリーブ７２の回転軸線方向と直交する面で切断した図であり、図２（ｂ）は、現像装置５４を水平面で切断した図である。
【００２４】
図２に示す様に、現像装置５４Ｋは、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤が収容された現像容器７１を有する。現像容器７１は、感光ドラム５１Ｋに対向した部分に開口を有し、この開口に一部が露出するように現像スリーブ７２が配置されている。現像スリーブ７２は、複数の磁極（Ｓ１極、Ｓ２極、Ｎ１〜Ｎ３極）を有するマグネットローラ７３を非回転状態で内包し、マグネットローラ７３の磁力によって現像剤を担持する。
【００２５】
また現像容器７１は、現像室７４と撹拌室７５を有する。現像室７４と撹拌室７５は、現像スリーブ７２の回転軸線方向に延在する隔壁７６によって区画されている。また隔壁７６の長手方向の両端部には、現像室７４と撹拌室７５を連通させる連通部７７ａ、７７ｂが設けられている。現像室７４と撹拌室７５には、回転することで現像剤を搬送する現像スクリュー７８と撹拌スクリュー７９がそれぞれ配設されている。現像スクリュー７８と撹拌スクリュー７９は、互いに反対方向（図２（ｂ）中の矢印方向）に現像剤を搬送する。
【００２６】
このように現像スクリュー７８と撹拌スクリュー７９に搬送された現像剤は、連通部７７ａで現像室７４から撹拌室７５に、連通部７７ｂで撹拌室７５から現像室７４にそれぞれ受け渡される。このように現像室７４と撹拌室７５において現像剤の循環経路を形成し、この循環経路を現像剤が循環することで現像剤が混合撹拌される。なお、現像スリーブ７２から剥離された現像剤は撹拌室７５に収容される。
【００２７】
ここで二成分現像剤において、トナーは画像形成で消費され、キャリアは消費されずに繰り返し使用される。長期に亘って繰り返し使用されたキャリアは、トナーに対する帯電性能が劣化する。このため、このようなキャリアを多く含む現像剤がそのまま使用され続けられると、濃度ムラやかぶり等の画像不良が生じやすくなる。
【００２８】
そこで現像装置５４Ｋは、現像剤を現像剤補給装置８０から補充すると共に、余剰分の現像剤を排出口８１ａ、８１ｂ（トナー排出部）から排出し、キャリアの劣化を抑制する。排出口８１ａ、８１ｂから排出された現像剤は、回収スクリュー８２によって搬送され、後述する受入用開口部７ｉを介してトナー搬送パイプ４に送られる。
【００２９】
また現像装置５４Ｙ〜５４Ｃも、現像装置５４Ｋと同様の構成である。現像装置５４Ｙ〜５４Ｃから排出されたトナーやキャリアは、後述する受入用開口部７ｆ〜７ｈを介してトナー搬送パイプ４に送られる。
【００３０】
図３は、ドラムクリーナ６Ｋの断面図である。図３に示す様に、ドラムクリーナ６Ｋは、プラスチック製のドラム容器８５と、ドラム容器８５に支持された金属製のブレード支持板８６と、ブレード支持板８６に支持されたゴム製のブレード８７を有する。ブレード８７は、感光ドラム５１Ｋに圧接することで、感光ドラム５１Ｋ上のトナーを掻き取って除去する。
【００３１】
またドラム容器８５の内部には、プラスチック製の軸受８８によって回動自在に支持され、回転することでトナーを搬送するコイル状の金属線材であるクリーナコイル８９が設けられている。ブレード８７によって除去されたトナーは、クリーナコイル８９によってドラム容器８５に設けられた開口８５ａに搬送される。開口８５ａから落下したトナーは、後述する受入用開口部７ｅを介してトナー搬送パイプ４に送られる。
【００３２】
またドラムクリーナ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃも、ドラムクリーナ６Ｋと同様の構成である。ドラムクリーナ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃによって除去されたトナーは、後述する受入用開口部７ｂ〜７ｄを介してトナー搬送パイプ４に送られる。
【００３３】
図４は、ベルトクリーナ１３の斜視図である。図４に示す様に、ベルトクリーナ１３は、軸部９０によって回動自在に支持された金属製のブレード支持板９１と、ブレード支持板９１に支持されたゴム製のブレード９２を有する。ブレード支持板９１は、不図示のバネによって矢印Ｕ方向に付勢されている。この付勢力によってブレード９２は中間転写ベルト８に圧接し、中間転写ベルト８上のトナーを掻き取って除去する。
【００３４】
またベルトクリーナ１３のプラスチック製のクリーナ容器９３の内部には、回転することでトナーを搬送するコイル状の金属線材であるクリーナコイル９４が設けられている。クリーナコイル９４は、クリーナ容器９３に回転自在に支持されたクリーナギア９５の取付部９５ａに取り付けられており、クリーナギア９５を介して不図示のモータの駆動力が伝達されて回転する。
【００３５】
ブレード９２によって除去されたトナーは、クリーナコイル９４によってクリーナ容器９３に設けられた開口９３ａに搬送される。開口９３ａから落下したトナーは、後述する受入用開口部７ａを介してトナー搬送パイプ４に送られる。
【００３６】
＜トナー搬送パイプ＞
次に、トナー搬送パイプ４の構成について説明する。
【００３７】
図５は、トナー搬送パイプ４の斜視図である。図６は、上容器７を外した状態のトナー搬送パイプ４の上視図（図６（ａ））と断面図（図６（ｂ））である。
【００３８】
図５、図６に示す様に、トナー搬送パイプ４は、上容器７と下容器９から構成されている。上容器７と下容器９は、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンなどの重合樹脂であるＡＢＳ樹脂で形成された厚み約２ｍｍの成形部品である。また下容器９のサイズは、２６ｍｍ（高さ）×２９ｍｍ（幅・奥行）×４１４ｍｍ（長さ）である。
【００３９】
上容器７には、受入用開口部７ａ〜７ｉが設けられている。受入用開口部７ａは、ベルトクリーナ１３により掻き取られたトナーを受け入れる。受入用開口部７ｂ〜７ｅは、ドラムクリーナ６により掻き取られたトナーを受け入れる。受入用開口部７ｆ〜７ｉは、現像装置５から回収されたトナーを受け入れる。受入用開口部７ａ〜７ｉから上容器７に受け入れられたトナーは、重力により落下して下容器９に入る。
【００４０】
下容器９は、外部に露出する外壁９ｄと、下容器９の内面から延伸する内壁９ｃと、排出用開口部９ａを有する。内壁９ｃは、下容器９の内面から、後述する搬送コイル１２によるトナーの搬送方向Ｅ（以下、「搬送方向Ｅ」ともいう。）と鉛直方向Ｖに直交する方向に延伸し、搬送方向Ｅにおいて外壁９ｄの内面（他の内面）と対向する。また内壁９ｃには開口部９ｆが形成されており、この開口部９ｆに後述する搬送コイル１２が内壁９ｃと非接触の状態で挿通される。排出用開口部９ａは、回収容器１０（図１）と連通し、下容器９から回収容器１０に向かってトナーを排出する排出口である。排出用開口部９ａから落下したトナーは回収容器１０に回収される。
【００４１】
また下容器９の内部には、回転することで下容器９の内部のトナーを排出用開口部９ａに向けて搬送する、線径が約φ１ｍｍのステンレス製の金属線材をコイル状にした搬送コイル１２が設けられている。なお、搬送コイル１２は、金属線材に対してフォーミング加工等で少しずつ曲げ加工を施し、トナーを搬送する領域に関して螺旋形状を約２０ｍｍピッチで加工して製造される。また搬送コイル１２によるトナーの搬送方向Ｅは、搬送コイル１２の回転軸線方向と概ね一致する。
【００４２】
搬送コイル１２は、駆動ギア１１によって不図示のモータの駆動力を受け、画像形成装置Ａの画像形成動作の開始と同時に回転を開始する。駆動ギア１１は、下容器９における円形穴（不図示）を中心に持つ円筒形状の第一支持部９ｂによって下容器９に回転自在に支持される。
【００４３】
また駆動ギア１１には、長丸穴１１ａが開いており、この長丸穴１１ａに搬送コイル１２を挿入することで、駆動ギア１１の回転駆動力が搬送コイル１２に伝達される。なお、駆動ギア１１と下容器９のスラスト方向の位置決めは、ポリアセタール（ＰＯＭ）で成形され、駆動ギア１１と第一支持部９ｂとの間に配置された緊締１４（Ｃリング）により行われる。
【００４４】
また搬送コイル１２は、排出用開口部９ａに対して、その搬送方向Ｅの一方の部分が右巻き部１２ａ、他方の部分が左巻き部１２ｂと、螺旋の巻き方向が反対になっている。これにより右巻き部１２ａが排出用開口部９ａに向けて矢印Ｅ１方向にトナーを搬送し、左巻き部１２ｂが排出用開口部９ａに向けて矢印Ｅ２方向にトナーを搬送する。上記のように右巻き部１２ａと左巻き部１２ｂの部分の螺旋のピッチが２０ｍｍとなる。なお、ここでいう搬送方向Ｅは、矢印Ｅ１方向、Ｅ２方向の両方向を意味する。
【００４５】
また搬送コイル１２は、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂ（第１の領域）よりも搬送方向Ｅの一方の端部側に、下容器９の内壁９ｃと外壁９ｄの間に挟み込むように配置された端部領域１２ｃ（第２領域）を有する。このように端部領域１２ｃを内壁９ｃと外壁９ｄの間に挟み込み、端部領域１２ｃを内壁９ｃに当接させることで、搬送コイル１２の搬送方向Ｅの位置が決められる。つまり内壁９ｃは、搬送コイル１２の搬送方向Ｅの位置を決める位置決め部である。また端部領域１２ｃは、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂと比較して螺旋のピッチが短く構成されている。なお、端部領域１２ｃによる矢印Ｅ１方向及び矢印Ｅ２方向への位置決めは完全に固定されるものではなく、搬送コイル１２の回転による搬送コイル１２の多少の伸縮によって多少のずれは許容される。
【００４６】
ここで搬送コイル１２の回転に伴って、搬送コイル１２と下容器９の底面が摺擦すると、ユーザに不快感を与える異音が発生することや、搬送コイル１２の回転が振れて回転精度が低下する問題が生じ得る。そこで本実施形態では、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径を、端部領域１２ｃの外径よりも小さく構成している。また端部領域１２ｃは、下容器９の底面に接触して配置されている。具体的には端部領域１２ｃの最大外径を２０ｍｍで形成し、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径を２０ｍｍ未満で形成する。本実施形態では、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径を１８ｍｍ程度としている。端部領域１２ｃの最大外径を２０ｍｍとする場合、トナー搬送性と異音の発生の抑制を両立させるためには右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径Ｄ１を１６ｍｍ≦Ｄ１≦１９ｍｍとすることが好ましい。一般化すると、端部領域１２ｃの最大外径Ｄ２に対して、Ｄ２×０．８≦Ｄ１≦Ｄ２×０．９５とすることが好ましい。なお、本実施形態における端部領域１２ｃの外径の寸法と右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径の寸法の差分は公差以上に有意な値であり、設計称呼の値である。
【００４７】
このように右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径を端部領域１２ｃの外径よりも小さく構成することで、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂと、下容器９の底面との間でクリアランスＣ（隙間）を持たせることができる。なお、搬送コイル１２は、その長手方向（搬送方向Ｅ）の中央部付近が重力によって下方に撓みやすいため、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂにおける下方に撓んだ部分は下容器９の底面と接触する。
【００４８】
このようにクリアランスＣがある場合、搬送コイル１２と下容器９の底面との接触範囲が小さくなる。つまり図７に示す様に、本実施形態の構成においてクリアランスＣの値を２．６ｍｍ、３．６ｍｍ、４．６ｍｍと上げていくと、搬送コイル１２と下容器９の底面との接触範囲は３０９ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍと小さくなる。搬送コイル１２と下容器９との接触範囲が小さくなると、搬送コイル１２と下容器９とが摺擦する領域が小さくなる。従って、搬送コイル１２と下容器９との摺擦によって生じる異音の発生や、搬送コイル１２の回転精度の低下を抑制することができる。
【００４９】
＜実験結果＞
次に、搬送コイル１２の回転時の異音の低減効果を検証した仮想実験の結果について説明する。
【００５０】
図８は、本仮想実験の検証モデルである。本仮想実験に使用したツールは、モデル上のパラメータに設定値を入力するとその値に応じた結果が出力される数式ベースの解析ツールである。
【００５１】
図８に示す様に、本仮想実験の検証モデルは、搬送コイル１２の起振部１５、搬送コイル１２の構造部１６、振動音響伝搬部１７、音響伝搬部１８、音観測部１９から構成される。なお、これらの構成要素を繋ぐ矢印は、ドメイン間の関係を示しており、矢印の向きはドメイン間の物理量の流れ、及び、関係式が成立していることを示している。また矢印が両向きであるということは、ドメイン間に存在する関係式に因果性をもたないことを意味する。
【００５２】
搬送コイル１２の構造部１６は、搬送コイル１２の質量、バネ定数、構造減衰率をドメインとして表現している。また搬送コイル１２の起振部１５では、正弦波などの仮想の振動を組み合わせて、搬送コイル１２の構造部１６を振動させている。
【００５３】
搬送コイル１２の起振部１５で発生した振動は、搬送コイル１２の構造部１６で増幅される。増幅された振動は、次に説明する式１によって振動音響伝搬部１７によって音に変換される。
【００５４】
搬送コイル１２と下容器９との接触範囲をＬ（ｍｍ）、搬送コイル１２の振動加速度による空気圧力差をΔｐ（ＭＰａ）、定数をＫとする。この場合、トナー搬送パイプ４内の音発生力Ｆ（ｍＮ）、即ち振動音響伝搬部１７によって音は、次の式１より導かれる。
Ｆ=−ＬｋΔｐ・・・（１）
【００５５】
つまりこの式１から、接触範囲Ｌに応じて、振動音響伝搬部１７に変換される音のレベルが変化するようになっている。その後、トナー搬送パイプ４内の音響伝搬部１８、即ちトナー搬送パイプ４内の音響伝搬媒体である空気が音を伝搬させる。
【００５６】
この伝搬された音を、画像形成装置Ａを操作するユーザの耳位置を模擬した音観測部１９で観測する。なお、音観測部１９では、人のおおよその可聴域である０Ｈｚ〜２００００Ｈｚの音圧レベルを観測する。
【００５７】
音は発生箇所から距離が離れると距離減衰により低減する。音源の音発生力Ｆ、音源から観測点までの距離をｒ（ｍ）とすると、音の減衰量Ｒ（ｄＢ）は、次の式２より導かれる。音観測部１９は、この式２によって観測される音圧を求める。
Ｒ＝２０Ｌｏｇ１０（ｒ）・・・（２）
【００５８】
図９、図１０は、本仮想実験において、音観測部１９で観測された音圧レベルを示すグラフである。ここで図９はトナー搬送パイプ４の内部にトナーが無い状態で実験した結果を示し、図１０はトナーが半分充填されている状態で実験した結果を示す。また本仮想実験では、搬送コイル１２と下容器９の底面とのクリアランスＣ（隙間）の値が異なる３つの構成で実験を行っている。
【００５９】
トナー搬送パイプ４の内部にトナーが半分充填されていると、トナー搬送パイプ４の内部の空気体積は、トナーが充填されていない状態と比較して約半分になる。また微粒子であるトナーに音の波動が伝わってトナーが振動して熱に変換される吸音現象が発生する。そこでトナー搬送パイプ４の内部にトナーが半分充填されている状態では、音響伝搬部１８のパラメータのうち、空気の体積の減少とトナーの吸音率の２項目を変更し、トナーの吸音率を０．５として計算している。
【００６０】
図９、図１０に示す様に、クリアランスＣの値が高くなると、音観測部１９で観測される音圧レベルが小さくなることが確認された。これはクリアランスＣの値が高くなるにつれて、搬送コイル１２と下容器９の底面との接触領域が少なくなるためである。
【００６１】
トナー搬送パイプ４の内部にトナーが半分充填されている状態では、トナーが充填されていない状態と比較して、音観測部１９で観測される音圧レベルが小さくなることが確認された。これは上述した吸音現象などによるものである。
【００６２】
ここで画像形成装置Ａの画像形成時に音観測部１９で観測された音圧を５０ｄＢ、スタンバイ時に音観測部１９で観測された音圧を３０ｄＢとする。音のマスキング現象により、周囲の音と同等又はそれより小さい音を出した場合には周囲の音に消されて音は目立たず、音が目立つには少なくとも周囲の音よりも５ｄＢ以上大きな音を出す必要がある。つまり画像形成時に５５ｄＢ、スタンバイ時に３５ｄＢ以上の音が発生すると、音が目立ってユーザが不快に感じるおそれがある。そこで以下では、搬送コイル１２の駆動時に音が目立たないようなクリアランスＣの値について検討する。
【００６３】
図１１、図１２は、本仮想実験における、クリアランスＣの値と、音観測部１９で観測された音圧レベルの最大値との関係を示すグラフである。ここで図１１はトナー搬送パイプ４の内部にトナーが無い状態で実験した結果を示し、図１２はトナーが半分充填されている状態で実験した結果を示す。
【００６４】
図１１、図１２に示す様に、画像形成時に音が目立たない５５ｄＢ以下にするためには、トナー搬送パイプ４の内部にトナーが無い状態では、クリアランスＣの値を約１．８ｍｍ以上にする必要がある。またトナー搬送パイプ４の内部にトナーが半分充填されている状態では、クリアランスＣの値を約１．７ｍｍ以上にする必要がある。
【００６５】
またスタンバイ時に音が目立たない３５ｄＢ以下にするためには、トナー搬送パイプ４の内部にトナーが無い状態では、クリアランスＣの値を約３ｍｍ以上にする必要がある。またトナー搬送パイプ４の内部にトナーが半分充填されている状態では、クリアランスＣの値を約２．５ｍｍ以上にする必要がある。このようにクリアランスＣの値を調整することで、搬送コイル１２と下容器９との摺擦によって生じる異音をユーザが気にならない程度まで低下させることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図１３は、本実施形態に係る搬送コイル１２の端部領域１２ｃの近傍の斜視図（図１３（ａ））と断面図（図１３（ｂ））である。図１３に示す様に、本実施形態の構成では、搬送コイル１２の端部領域１２ｃの形状を、多条（複数巻き）の螺旋形状から、一条の円弧形状に変更している。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６８】
このように搬送コイル１２の端部領域１２ｃを一条の円弧形状にすることで、多条の螺旋形状のものと比較して、搬送コイル１２の端部領域１２ｃと下容器９の底面との接触面積を小さくすることができる。従って、搬送コイル１２と下容器９との摺擦に起因する異音の発生や回転精度の低減をさらに抑制することができる。また搬送コイル１２の加工コストを削減することができる。
【００６９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。上記第１実施形態、第２実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図１４は、本実施形態に係る搬送コイル１２の端部領域１２ｃの近傍の斜視図（図１４（ａ））と断面図（図１４（ｂ））である。なお、図１４（ａ）においては、説明の便宜上、内壁９ｃを省略している。
【００７１】
図１４に示す様に、本実施形態では、下容器９の内面に半円弧形状の面を有する第二支持部９ｅを設ける。第二支持部９ｅは、外壁９ｄと一体的に設けられている。搬送コイル１２の端部領域１２ｃは、第二支持部９ｅに設置される。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
このように第二支持部９ｅを設けることで、下容器９における内壁９ｃと内壁９ｃに対向する外壁９ｄとの間の位置の底面の高さが、内壁９ｃと排出用開口部９ａとの間の位置の底面の高さよりも高くなる。また搬送コイル１２の端部領域１２ｃは、底面の高さが高くなった位置に配置されることになる。
【００７３】
このような構成により、搬送コイル１２の右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径と端部領域１２ｃの外径が同じであっても、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂとトナー搬送パイプ４の底面との間でクリアランスＣを持たせることができる。従って、外径が一定の搬送コイル１２を用いる場合でも、搬送コイル１２と下容器９との摺擦に起因する異音の発生や回転精度の低減を抑制することができる。
【００７４】
なお、図１５に示す様に、搬送コイル１２の端部領域１２ｃの形状を、第２実施形態と同様に、一条の円弧形状としてもよい。これにより搬送コイル１２の端部領域１２ｃと下容器９の底面との接触面積を小さくすることができ、搬送コイル１２と下容器９との摺擦に起因する異音の発生や回転精度の低減をさらに抑制することができる。
【００７５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。上記第１〜３実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７６】
図１６は、本実施形態に係る搬送コイル１２と下容器９の上視図（図１６（ａ））と断面図（図１６（ｂ））である。図１６に示す様に、本実施形態では、搬送コイル１２における左巻き部１２ｂに、端部領域１２ｃと外径が同じである螺旋一巻き分の接触部１２ｄを設けている。接触部１２ｄは、搬送コイル１２の長手方向の略中央位置に配置され、下容器９の底面と接触するように構成されている。その他の構成は、第１実施形態の構成と同様である。
【００７７】
このように接触部１２ｄを設けることで、搬送コイル１２は、少なくても端部領域１２ｃと接触部１２ｄにおいて下容器９の底面に接触して支持される。従って、接触部１２ｄが無い構成と比較して、搬送コイル１２の重力方向の撓み量が小さくなる。このように搬送コイル１２の重力方向の撓み量が小さくなると、接触部１２ｄと下容器９の底面は接触するものの、長手方向の全体で見て搬送コイル１２と下容器９の底面との接触範囲は小さくなる。従って、搬送コイル１２と下容器９との摺擦を少なくすることができ、この摺擦に起因する異音の発生や搬送コイル１２の回転精度の低下を抑制することができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、接触部１２ｄを螺旋一巻き分としたものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、搬送コイル１２の全体の巻き数をＮ、右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂにおける端部領域１２ｃの外径よりも外径が小さい部分の巻き数をＭとしたとき、Ｍ／Ｎを０．５以上とする。これにより従来の端部領域１２ｃの外径と右巻き部１２ａ及び左巻き部１２ｂの外径を設計称呼として同一にした構成に対して、搬送コイル１２と下容器９との摺擦に起因する異音の発生や回転精度の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００７９】
６…ドラムクリーナ（クリーニング部材）
１３…ベルトクリーナ（他のクリーニング部材）
９…下容器（搬送路）
９ａ…排出用開口部（排出口）
９ｃ…内壁（位置決め部）
９ｄ…外壁（他の内面）
９ｆ…開口部
１０…回収容器（収容部）
１２…搬送コイル
１２ａ…右巻き部（第１の領域）
１２ｂ…左巻き部（第１の領域）
１２ｃ…端部領域（第２の領域）
５１…感光ドラム（感光体）
５４…現像装置（現像部）
８１ａ、８１ｂ…排出口（トナー排出部）
Ａ…画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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