(57)【要約】【課題】転写されずに残留した高凝集度のトナーでも有効に除去でき、画像不良を防止できるトナー除去装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラムなど像担持体上に残留したトナーはドラムクリーナで除去され、第１トナー押出スクリュー１４で排出用の導管６に排出され、導管６から搬送管の下り勾配となっている斜管部３０に送り込まれてトナー回収箱に搬送される。斜管部３０に設けた第２トナー押出スクリュー（トナー搬送部材）３５で導管６から自由落下してきた残留トナーを押し送りする。導管６に排出される残留トナーは感光体ドラムで強く電荷を帯び、導管６で付着し、それが進行して堆積し、やがて導管６を塞いで詰まらせる。第２トナー押出スクリュー３５の回転駆動に伴って第１，第２ワイパー５１，５２が係脱を繰り返し、内壁に付着したトナーを掻き落とし、内壁のトナーの堆積を防止する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング部材と、クリーニング部材でクリーニングされたトナーを回収するための回収容器と、開口部とトナーを搬送するための搬送部材とを有し開口部から送られたトナーを搬送する第一搬送路と、第一搬送路と合流してトナーを第一搬送路に向かって送る第二搬送路と、を有するクリーニング装置において、
開口部から搬送部材に向かって第二搬送路からのトナーが移動するスペースを有し、第一搬送路内を移動して第一搬送路の開口部近傍の壁面のトナーを掻き落とす掻き落とし部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
掻き落とし部材は、移動方向側からの形状は線形状であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
掻き落とし部材は、一端側が支持されており、回動するように移動可能であり、移動可能である側はトナーが搬送部材により移動する方向の下流側であることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載のクリーニング装置。
【請求項４】
掻き落とし部材の動作は、搬送部材の動作に連動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
掻き落とし部材の移動方向の厚みは、０．５ｍｍから２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置および複合機などの電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）に関し、これに装備されて像担持体上の残留トナーを除去して回収するクリーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、電子写真感光体ドラム（以下、単に「感光体ドラム」という）や中間転写体ベルトなどの像担持体上に残留しているトナー（現像剤）を機械的な力や静電気力を利用して除去するクリーニング装置を備えている。その１つであるドラムクリーナは感光体ドラム上の残留トナーを除去して排出し、クリーニング装置の排出口から搬送路（パイプ）でトナー回収箱に搬送して回収するようになっている。
【０００３】
ところで、クリーニング装置からのパイプとトナー回収容器へ通ずる搬送路とが連結する部分では、転写バイアス電圧などの影響で電荷を帯びている残留トナーが詰まり易い。この廃トナーは現像されるトナーに比べて凝集性が高いため、クリーニング装置から廃トナーパイプに廃トナーを送るためのパイプの壁面に付着しやすい。そして、パイプの壁面に残留トナーが付着して成長し、搬送路でトナー詰まりを起こすとトナーがクリーニング装置から溢れ、この溢れた残留トナーは記録材であるシート上にこぼれる事態に至る。それにより画像不良を起こし、周辺機器を場合によっては損傷させたりするので、トナー詰まりを防止するための多くの廃トナー回収装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１０により従来の廃トナー詰まりを解消する廃トナー回収装置について説明する。
【０００５】
感光ドラムからドラムクリーナにより回収された廃トナーは、ドラムクリーナの廃トナー搬送コイル６２により、廃トナーパイプ６７の受取口６６へと搬送される。廃トナーパイプ６７内の廃トナーは、搬送コイル６８で送られて廃トナー回収袋に回収される。廃トナーパイプ６７の受取口６２には、適宣の剛性を有する可撓性の材質から成るコの字形の振動片７１が設けられている。振動片７１の一部である駆動片７３は、廃トナー搬送コイル６８のコイル内部に進入するように配設されている。廃トナー搬送コイルが回転すると、振動片７１を固定している係止片７２を支点にして振動片７１が回動を繰り返すことで、振動片７１が振動をする。振動片７１の形状は、コの字形・ロの字形である。振動片７３の大きさは、廃トナーパイプの受取口の大きさより小さい形状である。振動片７１の振動により、廃トナーパイプ６８の受取口６６のまわりに廃トナーが付着するのを防止使用とする構成である。  また、このように振動を用いてトナー付着を低減する構成として、特許文献２に記載されている。この文献の廃トナー回収装置は、感光体ドラム上から除去された残留トナーは廃トナーパイプに送られる。この廃トナーパイプと連結するパイプに適度な可撓性と腰の強さ（剛性）を有するＰＥＴフィルム製の振動片を設けている。この振動片をコイル回転に伴い振動させ、廃トナーの壁面への付着を防いで回収箱に回収する構造が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８４９６８号公報
【特許文献２】特開２００５−０７０２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、廃トナーは凝集度が高いものが多く、廃トナーによっては振動を与えても廃トナーを狙い通りに除去することはできない場合がある。即ち、クリーナ容器内の温度が画像形成装置の使用に伴い上昇しているときには、廃トナーの粘度も増してきている。凝集度が高い上に、粘度も増した廃トナーは、振動を与えても除去できず、入口近傍に堆積することになる。また、これらのトナーは搬送スクリューの領域よりも外側にあるため、搬送スクリューでかきとることもできない。
【０００８】
本発明の目的は、廃トナーが送られてくる側の搬送路の入口近傍の壁面に付着する振動で除去できないトナーが堆積することを防止するクリーニング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のクリーニング装置は、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング部材と、クリーニング部材でクリーニングされたトナーを回収するための回収容器と、開口部とトナーを搬送するための搬送部材とを有し開口部から送られたトナーを搬送する第一搬送路と、第一搬送路と合流してトナーを第一搬送路に向かって送る第二搬送路と、を有するものにおいて、開口部から搬送部材に向かって第二搬送路からのトナーが移動するスペースを有し、第一搬送路内を移動して第一搬送路の開口部近傍の壁面のトナーを掻き落とす掻き落とし部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、廃トナーが送られてくる側の搬送路の入口近傍の壁面に付着する振動で除去できないトナーが堆積することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明によるクリーニング装置の好適な一実施形態について、図を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（画像形成装置）
図１に示すように、画像形成部は像担持体である感光体ドラム１の表面に帯電バイアス電圧を印加されることで像担持体を帯電する帯電器２を有し、その感光体ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナなどの露光手段３０を有する。静電潜像は現像部で現像剤（トナー）を用いてトナー像が形成される。感光体ドラム１に作用する現像部として中心軸上で回動するロータリ式の現像ユニット４が備わっている。このロータリ式現像ユニット４にはたとえばトナーとキャリアの二つの成分からなる二成分現像剤を用いたＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）各色用の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃが同一円周上に放射状に等配分されている。その他、Ｋ（ブラック）色に対応する現像器４Ｋを有し、このブラック現像器４Ｋはトナーのみ一成分からなる現像剤を用いている。本実施例では、ブラック現像器４Ｋはロータリ式の現像ユニット４から分離独立させて設けられている。そうすることで使用頻度の多いモノクロ画像の画像形成でのサービス性の向上が可能となっている。
【００１３】
また、一次転写ロール１０で無端状の中間転写体ベルト５０を感光体ドラム１に押し付け、中間転写体ベルト５０上に感光ドラムのトナー像が転写される。中間転写体ベルト５０上に転写されたトナー像は、搬送装置（図示略）で搬送されてきた記録材であるシートＰに二次転写ロール１２による押圧作用で転写される。トナー像が転写されたシートＰは定着手段（図示略）によって熱により定着され、装置本体の機外へと排出されて一連の画像形成動作が完了する。
【００１４】
（クリーニング装置）
つぎに、図１を参照し、図２以下の各図において本実施形態のクリーニング装置を説明する。
【００１５】
中間転写体ベルト５０上に転写しきれずに感光体ドラム１上に残留したトナーはドラムクリーナ１１によって除去される。ドラムクリーナ１１内に設けた搬送部材である第１トナー押出スクリュー１４はその残留トナーを押し送りして縦方向に直下するトナー排出用の第二搬送路である導管６を自由落下させる。自由落下してきた残留トナーは搬送管３の下り勾配になっている部分の第一搬送路である斜管部３０に送り込まれ、斜管部３０内に組み込まれている搬送部材である第２トナー押出スクリュー（トナー搬送部材）３５で押し送りされ、斜管部３０から水平管部３１を経て搬送され、回収容器であるトナー回収箱１７に回収される。再利用する場合はリサイクル装置（図示略）に回される。
【００１６】
一方、中間転写体ベルト５０においても、シートＰへの二次転写後に転写しきれずに中間転写体ベルト５０上に残留したトナーはベルトクリーナ１３によって除去される。ベルトクリーナ１３内に設けた搬送部材である第３トナー押出スクリュー２１で残留トナーを水平管部３１に送り込み、トナー回収箱１７に搬送して回収する。
【００１７】
ロータリ式現像ユニット４の各現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにて余剰のキャリアやトナーは、ユニット回転中心に配置されている第４トナー押出スクリュー４Ｓで管状のトナー排出用の導管８に送り込まれる。残留トナーはその導管８を自由落下して搬送管３からトナー回収箱１７に回収される。
【００１８】
図３〜図６で明らかなように、第２トナー押出スクリュー３５は金属材質で断面長方形状のスパイラル形状に成形されたものであり、はんだ付けなどで結合された軸部とスパイラル部からなっている。この第２トナー押出スクリュー３５の軸上には駆動ギア５が取り付けられ、回転駆動源のモータ（図示略）から出力されて回転動力を受けて第２トナー押出スクリュー３５を回転駆動させる。なお、スクリューはこの構成に限定されるものではない。
【００１９】
そこで、トナー詰まりを防止するために、本実施形態では第１，第２ワイパー（掻き落とし部材）５１，５２がばね部材のごとき弾性力が得られる形状で設けられている。両ワイパーは共に材質がステンレス製の線ばね材で、その線径はいずれもたとえば０．９ｍｍ、０．６ｍｍである。弾性を得る一方でトナーを掻き落とすための剛性も必要となるため、移動方向の長さ本実施例では線径であるが、０．５ｍｍ以上必要である。斜管部３０に設けた係止溝部３０ａ（図６参照）に第１，第２ワイパー５１，５２を係止させてそこを中心に揺動自在となっている。図４および図５は、第１，第２ワイパー５１，５２が下位と上位にそれぞれ位置している状態を示す。本実施形態では、第１ワイパー，第２ワイパーの二部材から構成される。もちろん、これらをまとめて一部材からなる構成であっても、問題ない。
【００２０】
図６において、第２ワイパー５２の先端部５２ａはテーパ形成されている。ワイパーは共に材質がステンレス製の線バネ材で、線径は、それぞれ、φ０．９、φ０．６である。パイプ３０には、ワイパーを係止するための溝部３０ａが設けられており、ワイパーは溝部３０ａを回動中心として揺動自在になっている。図４は、ワイパー５１，５２が下に位置した状態を示しており、図５はワイパー５１，５２が上に位置した状態を示している。第２ワイパー５２の先端部５２ａはテーパが付いており、スクリュー３５の回転にともない、第２ワイパー５２が持ち上げられ、第２ワイパーの先端部５２ａがスクリュー３５から外れると第２ワイパー５２が落下するという機構である。第１ワイパー５１は、第２ワイパーの肩部５２ｂの上に乗っかっており、第２ワイパー５２の上下動に連動して、揺動動作する。第１ワイパー５１が上に持ち上げられた際、第１ワイパーの先端部５１ａが、縦パイプ部材の底面６ａに突き当たるようにしている。設計図上、第１ワイパー５１が縦パイプ部材の底面６ａに侵入するように寸法・形状を設定することで、バネ部材である第１ワイパー５１および第２ワイパー５２は、弾性変形する。ワイパー５１，５２が上に位置している時、弾性エネルギー（ポテンシャルエネルギー）が蓄積される。そして、第２ワイパー５２の先端部５２ａがスクリュー３５から外れた際に、それが瞬時に開放され、衝撃力が廃トナーパイプ３０、廃トナースクリュー３５およびワイパー５１，５２に与えられる。
【００２１】
ここで、トナー成長過程を上記第１，第２ワイパー５１，５２が設けられていない場合の図８の参考図で示す。トナー排出用の導管３内では第２トナー押出スクリュー３５の近傍にて残留トナーが付着し始める（図８中、符号Ｌ１）。すなわち、ドラムクリーナ１１から排出された残留トナーが第２トナー押出スクリュー３５や導管３に落下して飛散し、この飛散した残留トナーが斜管部３０の管内面に付着する。また、レイアウトの都合で斜管部３０が設けられている場合、第２トナー押出スクリュー３５のスパイラル羽根上に残留トナーが乗っかって搬送されることになる。その場合、第２トナー押出スクリュー３５がたとえば時計廻り方向に回転すれば、その第２トナー押出スクリュー３５の右側壁に残留トナーが付着して成長する傾向が顕著になる。残留トナーの付着によって堆積が進行すると、やがて恰もアーチ橋形状のようなトナーブリッジが発生する（図８中、符号Ｌ２）。そのトナーブリッジがさらに成長して第２トナー押出しクリュー３５の上部のトナー排出導管３内が完全に塞がると、そのまま残留トナーが堆積して完全な詰まりに至る（図８中、符号Ｌ３）。
【００２２】
そのような詰まりが発生しないように、本実施形態のクリーニング装置においては、図７中の矢印で示す上下方向に第１ワイパー５１を第２トナー押出スクリュー３５の回転に連動して上下動させる。それによって、斜管部３０の管内面では残留トナーの付着がワイパー揺動範囲よりも内側には進行しない。また、第２トナー押出スクリュー３５がスパイラル形状の線材でなっているので表面積が少なく、残留トナーが第１，第２ワイパー５１，５２の表面に付着しても大きく保持されることがない。このワイパーの動作により、開口部近傍の斜管部３０の管内面のトナーを掻き落とすことができる。したがって、ワイパー揺動範囲よりも内側にトナーブリッジが発生する可能性は無くなり、トナー詰まりを未然に回避することができる。
【００２３】
すなわち、第１，第２ワイパー５１，５２を弾性変形させてポテンシャルエネルギーを蓄積し、それを瞬時に開放して衝撃力を自ら第１，第２ワイパー５１，５２などに作用するようにしている。それにより、特にドラムクリーナ１１から直下するトナー排出導管６にて、残留トナーが付着してから、堆積および完全詰まりに至る一連のトナー詰まりを有効に防止できる。  なお、本実施例では、導管６から搬送されたトナーが搬送部材であるスクリューに搬送されやすくするために、トナーが移動するスペースを有するようなワイパー構成となっている。  また、開口部近傍に付着しやすいトナーは、トナーがスクリューにより搬送される方向の下流側の方が多いために、移動範囲が大きい領域は下流側になる構成にしている。もちろん、上流側と下流側とが同じ移動範囲であっても問題ない。
【００２４】
また、第２トナー押出スクリュー３５では、スパイラル羽根のスパイラルピッチがたとえば５ｍｍ程度と狭小の場合、スパイラル羽根に対してトナー付着が進行すると羽根間の隙間が塞がり、やがてトナー詰まりに至ることが懸念される。しかしその場合でも第１，第２ワイパー５１，５２からのエネルギー瞬時開放による衝撃力でスパイラル羽根に付着したトナーを効果的に払い落すという利点がある。
【００２５】
本実施形態では、ワイパーを線ばねの構成にしたが、この形状に限らず板ばね形状にしても問題はない。図９に示す例は、第１ワイパー５１Ａを板ばね材、第２ワイパー５２を線バネ材としている。第１ワイパー５１Ａの材質はステンレス製で、寸法は例えば板厚０．２５ｍｍ、幅（本実施例では移動面側の幅）１．２ｍｍである。板ばねとする構成でも、同様の効果を得ることができるが、トナーを掻き落とすための弾性特性を保つためには、その厚みは、２．５ｍｍ以下であることがのぞましい。前述の実施形態の第１ワイパー５１は、線径０．９ｍｍの線ばね材であるが、本実施形態においても同等のトナー除去効果が得られた。線径が太くなるにつれ、細かな曲げ形状部が加工しずらくなるが、曲げ形状を大きくするか、もしくは本実施例のように板ばねに置換すると良い。
【００２６】
なお、本発明のクリーニング装置は以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であればその他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。
【００２７】
たとえば、上記実施形態においてはトナー払拭部材として第１，第２ワイパー５１，５２の２つで構成したが、設計的にも製造的にも容易にするために２つに設けたものであり、それに限定されない。事情が許す範囲内で１つのワイパー部材とすることも、極端には第３ワイパーの３つ目を設けた構造でも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】は本発明によるクリーニング装置の実施形態を装備した画像形成装置を示す図。
【図２】は本実施形態のクリーニング装置のみを示す斜視図。
【図３】は本実施形態のクリーニング装置における要部を示す斜視図。
【図４】は同要部における動作時を示す断面図。
【図５】は同じく動作時を示す断面図。
【図６】は同要部におけるワイパーを示す斜視図。
【図７】は図４の矢印Ａ−Ａ線からの断面図で本実施形態による残留トナー付着抑制効果を模式的に示す図。
【図８】は参考図として残留トナー付着から、堆積、詰まりに至る一連の詰まり進行状態を模式的に示す図。
【図９】ワイパーを板バネ形状にした他の実施形態を示す図。
【図１０】従来例の図。
【符号の説明】
【００２９】
１            感光体ドラム（像担持体）
３            トナーの搬送管（トナー搬送部材）
４            ロータリ式現像ユニット
６，８        トナー排出用の導管
１１          ドラムクリーナ
１４          第１トナー押出スクリュー
１７          トナー回収箱
３５          第２トナー押出スクリュー（トナー搬送部材）
５０          中間転写体ベルト
５１，５２    第１，第２ワイパー（掻き落とし部材）
【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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