(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像形成体の周表面に付着している残留トナーを除去するクリーニング機構と、該クリーニング機構によって除去された残留トナーを収容する残留トナー回収容器と、該クリーニング機構によって除去された残留トナーを該残留トナー回収容器に搬送する残留トナー搬送機構とを具備する画像形成機の残留トナー回収装置において、
該残留トナー搬送機構は、該クリーニング機構によって除去された残留トナーを落下せしめる残留トナー落下通路と、該残留トナー落下通路と該残留トナー回収容器とを連絡する搬送路と、該搬送路に配設され回転軸の周表面に螺旋羽根が形成された搬送スクリューと、該残留トナー落下通路と対向する該搬送スクリュー上に配設された球体とを具備しており、
該球体の直径（Ｄ）と該螺旋羽根のピッチ（ｐ）との関係がｐ＞Ｄ＞０．８Ｐに設定され、該球体の直径（Ｄ）と該螺旋羽根の高さ（ｈ）との関係がｈ＜１／２Ｄに設定されている、
ことを特徴とする画像形成機の残留トナー回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成機における感光体や中間転写体等のトナー像形成体の周表面に付着している残留トナーを除去し、該除去した残留トナーを回収する残留トナー回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成機においては、感光体や中間転写体等のトナー像形成体の周表面に付着している残留トナーを除去するクリーニング機構と、該クリーニング機構によって除去された残留トナーを収容する残留トナー回収容器と、クリーニング機構によって除去された残留トナーを残留トナー回収容器に搬送する残留トナー搬送機構を具備する残留トナー回収装置が装備されている。そして、残留トナー搬送機構は、クリーニング機構によって除去された残留トナーを落下せしめる残留トナー落下通路と、該残留トナー落下通路と残留トナー回収容器とを連絡する搬送路と、該搬送路に配設され回転軸の周表面に螺旋羽根が形成された搬送スクリューとからなっており、残留トナー落下通路を通して落下せしめられた残留トナーを搬送スクリューの搬送作用により搬送路に沿って残留トナー回収容器に搬送するようになっている。
【０００３】
しかるに、上記残留トナー搬送機構の搬送スクリューによって搬送される残留トナーが紙粉の混入や温度、湿度等の影響により流動性が著しく低下すると、残留トナー落下通路の下部に付着し、これが堆積して凝集し、残留トナー搬送機構にトナー詰まりが発生する原因となる。また、上記のように残留トナーの流動性が著しく低下すると、残留トナーが搬送スクリューの螺旋羽根の側面に付着し、搬送スクリューの搬送力が低下して、残留トナー搬送機構内にトナー詰まりが発生する原因となる。このように、残留トナー搬送機構内にトナー詰まりが発生すると、画像形成機の駆動系の負荷が増大するとともに、機内が汚染されるという問題がある。
【０００４】
上述した残留トナー落下通路の下部に残留トナーが付着するのを防止するために、搬送スクリューの螺旋羽根のピッチより大きい直径を有する球体を、搬残留トナー落下通路中に搬送スクリューに接触させて配設した技術が特開平７−９２８７５号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記公報に記載された技術は、残留トナー落下通路へのトナーの堆積を防止するもので、搬送スクリューの螺旋羽根に付着したトナーについては振動により崩れることはあっても、螺旋羽根に付着したトナーを積極的に除去することはできず、螺旋羽根に付着したトナーの堆積を防止することは不可能である。
【０００６】
本発明は、上記の事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、トナー像形成体の周表面からクリーニング機構によって除去され搬送スクリューによって残留トナー回収容器に搬送される残留トナーが、搬送スクリューの螺旋羽根に付着して堆積するのを防止した画像形成機の残留トナー回収装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、トナー像形成体の周表面に付着している残留トナーを除去するクリーニング機構と、該クリーニング機構によって除去された残留トナーを収容する残留トナー回収容器と、該クリーニング機構によって除去された残留トナーを該残留トナー回収容器に搬送する残留トナー搬送機構とを具備する画像形成機の残留トナー回収装置において、
該残留トナー搬送機構は、該クリーニング機構によって除去された残留トナーを落下せしめる残留トナー落下通路と、該残留トナー落下通路と該残留トナー回収容器とを連絡する搬送路と、該搬送路に配設され回転軸の周表面に螺旋羽根が形成された搬送スクリューと、該残留トナー落下通路と対向する該搬送スクリュー上に配設された球体とを具備しており、
該球体の直径（Ｄ）と該螺旋羽根のピッチ（ｐ）との関係がｐ＞Ｄ＞０．８Ｐに設定され、該球体の直径（Ｄ）と該螺旋羽根の高さ（ｈ）との関係がｈ＜１／２Ｄに設定されている、
ことを特徴とする画像形成機の残留トナー回収装置が提供される。
【０００８】
上記球体の直径（Ｄ）と上記螺旋羽根のピッチ（ｐ）との関係が、ｐ＞Ｄ＞０．８Ｐに設定されていることが望ましく、また、上記球体の比重は、残留トナーの比重より大きく設定されていることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された画像形成機の残留トナー回収装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１には、本発明に従って構成された残留トナー回収装置を備えた画像形成機としてのレーザビームプリンタの概略構成断面図が示されている。
図示のレーザビームプリンタは、合成樹脂によって形成された直方体形状のハウジング２を備えている。ハウジング２の略中央部には、ハウジング２内に前後方向（図１において紙面に垂直な方向）に所定の間隔をおいて配置された図示しない金属板からなる前側および後側側板との間にトナー像形成体としての感光体ドラム３が回転自在に配設されている。この感光体ドラム３は、図示しない歯車伝動装置によって矢印で示す方向に帯電域、静電潜像形成域、現像域、画像転写域、クリーニング域を順次通して回転駆動せしめられる。この感光体ドラム３の周囲には、帯電域に帯電用コロナ放電器４、現像域に現像装置５、画像転写域にトナー像形成体としての中間転写体６、クリーニング域に感光体ドラム用のクリーニング機構７がそれぞれ配設されている。なお、上記現像装置５は、図示の実施形態においてはイエロートナー用現像ユニット５ａと、マゼンタトナー用現像ユニット５ｂと、シアントナー用現像ユニット５ｃと、黒トナー用現像ユニット５ｄを具備している。また、中間転写体６は、上記感光体ドラム３と同様にハウジング２内に前後方向（図１において紙面に垂直な方向）に所定の間隔をおいて配置された上記前側および後側側板との間に回転自在に配設され、図示しない歯車伝動装置によって矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。この中間転写体６の図１において左下部には、中間転写体用のクリーニング機構８が配設されている。なお、クリーニング機構７およびクリーニング機構８は、周知の構成でよく、それぞれクリーニングケース７１および８１内にクリーニングファーブラシやクリーニングブレードおよび搬送スクリューを備えている。
【００１１】
上記ハウジング２内の上部には、静電潜像形成手段としてのレーザユニット９が配設されている。このレーザユニット９は、例えばコンピュータから出力された画像情報に基いたレーザ光を上記帯電域と現像域との間の静電潜像形成域にて感光体ドラム３の周表面に投射する。また、上記ハウジング２内の下部には、上記中間転写体６の下側に２次転写ローラ１０が配設されており、この２次転写ローラ１０の下流側（図１において左側）には搬送ベルト機構１１および定着ユニット１２が配設されている。
【００１２】
次に、上述したレーザビームプリンタの作用について簡単に説明する。
上記感光体ドラム３が矢印で示す方向に回転せしめられる間に、帯電用コロナ放電器４が感光体ドラム３の感光層を特定極性に帯電せしめる。次いで帯電用コロナ放電器４が配設された帯電域と現像装置５が配設された現像域との間の静電潜像形成域においてレーザユニット９からレーザ光が感光体ドラム３上に投射され、感光体ドラム３の周表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。しかる後、現像装置５により感光体ドラム３上の静電潜像にトナーを作用せしめて、静電潜像を顕像化する。このようにして感光体ドラム３に形成されたトナー像は、トナー像形成体としての中間転写体６に転写される。なお、カラー印刷する場合は、各色毎に帯電用コロナ放電器４による感光体ドラム３の帯電、レーザユニット９による露光、イエロートナー用現像ユニット５ａとマゼンタトナー用現像ユニット５ｂとシアントナー用現像ユニット５ｃおよび黒トナー用現像ユニット５ｄによる現像を実行するとともに、中間転写体６にその都度転写する。これにより、中間転写体６には１枚分の画像信号に対応した多色トナー像が転写される。
【００１３】
一方、図示しない給紙装置から送給された用紙Ｐは、図示しないレジストローラ対で一時停止し、上記のようにしてトナー像が転写された中間転写体６とタイミングをとって中間転写体６と２次転写ローラ１０とが対向する２次転写域に搬送される。２次転写域に搬送された用紙Ｐの表面には、転写ローラ１０の作用によって中間転写体６の周表面に形成されたトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは中間転写体６から剥離され、搬送ベルト機構１１によって定着ユニット１２に搬送されて、ここでトナー像が用紙の表面に加熱定着された後、ハウジング２外に排出される。
【００１４】
なお、上記のように感光体ドラム３から中間転写体６にトナー像を転写した後に感光体ドラム３の表面に付着している残留トナーは、クリーニング機構７によって除去される。一方、中間転写体６から用紙Ｐにトナー像を転写した後に中間転写体６の表面に付着している残留トナーは、クリーニング機構８によって除去される。以下、クリーニング機構７およびクリーニング機構８によって除去された残留トナーの回収装置について、図１および図２を参照して説明する。
【００１５】
図示の実施形態における残留トナー回収装置２０は、クリーニング機構７およびクリーニング機構８によって除去された残留トナーを収容する残留トナー回収容器２１と、クリーニング機構７およびクリーニング機構８によって除去された残留トナーを残留トナー回収容器２１に搬送する残留トナー搬送機構３０を具備している。残留トナー回収容器２１は、適宜の合成樹脂によって形成されており、その上部には残留トナー導入口２１１を備えた接合部２１２が設けられている。この接合部２０２が残留トナー搬送機構３０の後述する接続部に接続される。
【００１６】
残留トナー搬送機構３０は、クリーニング機構７およびクリーニング機構８の奥側の下方にクリーニング機構７およびクリーニング機構８の軸方向と直交する方向に延びる搬送路３１０を備えたケーシング３１を具備している。このケーシング３１は、適宜の合成樹脂によって形成された第１のケーシング部材３２と第２のケーシング部材３３とによって構成されている。
【００１７】
第１のケーシング部材３２は、その図２において上側に上記クリーニング機構８のクリーニングケース８１の奥部を嵌合する受部３２１を備えている。この受部３２１には、クリーニングケース８１の奥部に形成されたトナー排出口８１１と搬送路３１０を連通する残留トナー落下通路３２２が形成されている。一方、第２のケーシング部材３３は、その図２において上側に上記クリーニング機構７のクリーニングケース７１の奥部と連結する連結部３３１を備えている。この連結部３３１には、クリーニングケース７１の奥部に形成された図示しないトナー排出口と搬送路３１０を連通する残留トナー落下通路３３２が形成されている。
また、第２のケーシング部材３３は、第１のケーシング部材３２との接続側の図２において下側に上記残留トナー回収容器２０と接続する接続部３３３を備えている。この接続部３３３には、上記残留トナー落下通路３２２と３３２の間の搬送路３１０と連通する残留トナー排出口３３４が形成されている。
【００１８】
上記第１のケーシング部材３２と第２のケーシング部材３３とによって形成された搬送路３１０には、適宜の合成樹脂によって形成された搬送スクリュー３４が配設されている。この搬送スクリュー３４は、回転軸３４１と該回転軸３４１の周表面に形成された第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３を備えている。回転軸３４１の一端部（図２において左端部）には非円形の連結穴３４４を備えた支持部３４５が設けられており、この支持部３４５が第１のケーシング部材３２に装着された軸受ブッシュ３５によって回転可能に支持されている。
一方、回転軸３４１の他端部（図２において右端部）は上記第２のケーシング部材３３に装着された軸受ブッシュ３６によって回転可能に支持されている。なお、回転軸３４１の軸受ブッシュ３６より図２において右側には、抜け止め用のスナップリング３７が装着されている。
【００１９】
回転軸３４１の周表面に形成された第１の螺旋羽根３４２と第２の螺旋羽根３４３は、螺旋の巻き方向が相互に逆に形成されている。第１の螺旋羽根３４２は回転軸３４１の図２において左端部から上記残留トナー排出口３３４の略中央部に達する位置まで形成されており、第２の螺旋羽根３４３は回転軸３４１の図２において右端部から上記残留トナー排出口３３４の略中央部に達する位置まで形成されている。このように構成された搬送スクリュー３４は、回転軸３４１の一端に設けられた支持部３４５に形成されている連結穴３４４に図示しない駆動機構の駆動軸を連結することによって、図２において矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。矢印で示す方向に回転する搬送スクリュー３４を構成する第１の螺旋羽根３４２は、上記クリーニング機構８のトナー排出口８１１から残留トナー落下通路３２２を通して搬送路３１０に落下した残留トナーを図２において右方即ち残留トナー排出口３３４に向けて搬送する。一方、第２の螺旋羽根３４３は、上記クリーニング機構７の図示しないトナー排出口から残留トナー落下通路３３２を通して搬送路３１０に落下した残留トナーを図２において左方即ち残留トナー排出口３３４に向けて搬送する。このように、残留トナー落下通路３２２および３３２を通して搬送路３１０に落下せしめられた残留トナーは、搬送スクリュー３４を構成する第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３によってそれぞれ残留トナー排出口３３４に向けて搬送され、該残留トナー排出口３３４から残留トナー回収容器２０に排出される。
【００２０】
上記残留トナー落下通路３２２および３３２と対向する搬送スクリュー３４上には、それぞれ球体３７および３８が配設されている。この球体３７および３８は、その直径（Ｄ）が搬送スクリュー３４の第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３のピッチ（ｐ）より小さく（ｐ＞Ｄ）構成され、また、半径（１／２Ｄ）が搬送スクリュー３４の第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３の高さ（ｈ）より大きく（ｈ＜１／２Ｄ）構成されている。なお、球体３７および３８は、その直径（Ｄ）と第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３のピッチ（ｐ）との関係が、後述するようにｐ＞Ｄ＞０．８Ｐに設定することが望ましい。更に、球体３７および３８は、その比重が残留トナーの比重（１〜２）より大きいことが望ましく、鋼、黄銅、アルミニウム合金、合成樹脂等を用いることができる。
【００２１】
図示の実施形態における残留トナー回収装置２０は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
球体３７および３８はその直径（Ｄ）が搬送スクリュー３４の第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３のピッチ（ｐ）より小さく（ｐ＞Ｄ）構成されているので、第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３の羽根間に位置付けることができる。この状態で搬送スクリュー３４は図２において矢印で示す方向に回転駆動されると、球体３７および３８は残留トナー落下通路３２２および３３２を通して搬送路３１０に落下せしめられた残留トナーとともに残留トナー排出口３３４に向けて移動するが、この際に第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３との摩擦により羽根間に付着した残留トナーを掻き落としつつ移動する。そして、球体３７および３８は残留トナー落下通路３２２および３３２の残留トナー排出口３３４側の壁面３２２ａおよび３３２ａに達すると、残留トナー排出口３３４側への移動が規制される。しかるに、搬送スクリュー３４は回転を続けるので、球体３７および３８は図２において２点鎖線で示すように上記壁面３２２ａおよび３３２ａに沿って一旦上方へ逃げ、その後羽根を乗り越えて搬送方向とは反対方向に図２において実線で示す運動開始位置付近まで転がって戻る。この往復運動を球体３７および３８が繰り返し実行することによって、第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３の羽根間に付着した残留トナーが掻き落とされ、羽根間に残留トナーが堆積することを防止できる。
【００２２】
ここで、球体３７および３８の直径（Ｄ）と搬送スクリュー３４の第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３のピッチ（ｐ）および高さ（ｈ）との関係について検討する。
第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３のピッチ（ｐ）に対して球体３７および３８の直径（Ｄ）が小さいと、羽根の根元まで残留トナーを掻き落とす作用はあるが、球体の羽根を乗り越える移動距離が長くなるので、球体の上記往復運動が円滑に行われない原因となる。従って、球体３７および３８の直径（Ｄ）と第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３のピッチ（ｐ）との関係は、ｐ＞Ｄ＞０．８Ｐに設定することが望ましい。
また、第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３の高さ（ｈ）が球体３７および３８の半径（１／２Ｄ）に対して大きいと、羽根の根元まで残留トナーを掻き落とす作用はあるが、球体３７および３８が羽根を乗り越える際に球体の水平方向中心部より上部で上記壁面３２２ａおよび３３２ａの抵抗力が作用し、結果として下向きに抵抗力が発生して羽根を乗り越える運動の妨げとなる。従って、球体３７および３８の半径（１／２Ｄ）と第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３の高さ（ｈ）との関係は、ｈ＜１／２Ｄに設定することが望ましい。
なお、球体３７および３８の上記往復運動が円滑に行われるようにするためには、第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３の軸との角度αも影響する。この角度αは、大きいほうが球体の羽根の乗り越えは円滑となるが、角度αを大きくするとトナーの搬送力が低下する。従って、上記角度αは、トナーの搬送力と球体の上記往復運動の円滑性を考慮して適宜設定することが望ましい。
【００２３】
【実施例】
上述した事項を考慮して、回転軸３４１の直径を１０ｍｍ、第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３のピッチ（ｐ）を１０ｍｍ、高さ（ｈ）を２．５ｍｍ、羽根と軸との角度αを１１５度とした搬送スクリュー３４を制作し、球体３７および３８として直径（Ｄ）が９．５ｍｍの鋼球を用いて実験したところ、球体の上記往復運動が円滑に行われ、第１の螺旋羽根３４２および第２の螺旋羽根３４３に残留トナーが堆積することはなかった。
【００２４】
以上、本発明に従って構成された残留トナー回収装置を中間転写体を備えたカラー・レーザビームプリンタに適用した実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ等種々の画像形成機に適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明による画像形成機の残留トナー回収装置は、残留トナー搬送機構を構成する搬送スクリュー該螺旋羽根のピッチ（ｐ）および高さ（ｈ）と球体の直径（Ｄ）との関係が、ｐ＞Ｄ＞０．８Ｐ、ｈ＜１／２Ｄに設定されているので、球体が羽根間に位置付けられるため、螺旋羽根との摩擦により羽根間に付着した残留トナーを掻き落とすことができる。従って、搬送スクリューの螺旋羽根に残留トナーが堆積することによる不具合を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された残留トナー回収装置を装備した画像形成機としてのレーザビームプリンタの概略構成断面図。
【図２】本発明に従って構成された残留トナー回収装置の要部断面図。
【符号の説明】
２：画像形成機のハウジング
３：感光体ドラム
４：帯電用コロナ放電器
５：現像装置
５ａ：イエロートナー用現像ユニット
５ｂ：マゼンタナー用現像ユニット
５ｃ：シアントナー用現像ユニット
５ｄ：黒トナー用現像ユニット
６：中間転写体
７：感光体ドラム用のクリーニング機構
８：中間転写体用のクリーニング機構
９：レーザユニット
１０：２次転写ローラ
１１：搬送ベルト機構
１２：定着ユニット
２０：残留トナー回収装置
２１：残留トナー回収容器
３０：残留トナー搬送機構
３１：ケーシング
３１０：搬送路
３２：第１のケーシング部材
３３：第２のケーシング部材
３２１：受部
３２２：残留トナー落下通路
３３１：連結部
３３２：残留トナー落下通路
３３３：接続部
３３４：残留トナー排出口
３４：搬送スクリュー
３４１：回転軸
３４２：第１の螺旋羽根
３４３：第２の螺旋羽根
３５、３６：軸受ブッシュ
３７、３８：球体
【図１】
0003706328.tif 000002
【図２】
0003706328.tif 000003