JP4608535B2 - 現像剤回収容器、現像剤カートリッジ、現像ユニット、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、ファックス、及び複写機等の電子写真プロセス方式の画像形成装置、この画像形成装置に備えられる現像剤回収容器、現像剤カートリッジ、及び現像ユニットに関する。

従来、この種の装置には、転写されずに残った廃トナーを回収するための現像剤回収容器があり、この現像剤回収容器には、例えば長手方向の一端側に設けられた回収口から落下する廃トナーを回収容器内において他端側に搬送し、収容されるトナーが回収口の近傍に集中しないように、螺旋状のオーガを備えたトナー搬送部材を備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５―３１５３５１号公報（第６頁、図５）

しかしながら、上記構成のものでは、容器の長手方向の他端側に近い領域にまで搬送部材が形成されていなかったり、らせん状のオーガが存在しない領域があった。このため、これらの領域では搬送力がなくなり、現像剤の回収量が多い時には回収容器の容積を効率良く使用することができなかった。また、搬送力のない箇所では、現像剤が停滞し回転負荷に影響を及ぼすという問題があった。

本発明は、これらの問題を解消し、回収容器内の所定の領域に現像剤が集中することなく、回転負荷の増大を抑え、全領域に効率よく現像剤を収容することが可能な現像剤回収容器、この現像剤回収容器を備えた、現像剤収容容器、現像ユニット、及び画像形成装置を提供することにある。

本発明による現像剤回収容器は、
現像剤を収容し、長手方向の各位置における前記現像剤の収容量が略一定である現像剤収容部と、前記現像剤収容部の長手方向の一端側に形成され、前記現像剤が供給される現像剤供給口と、前記現像剤収容部の長手方向の略全域に亘って延在して回転自在に軸支され、所定方向に回転することにより前記現像剤を軸方向に搬送する螺旋羽根を備えた回転部材とを備え、
前記螺旋羽根は、前記長手方向の一端側の第１の領域において、前記現像剤を前記長手方向の前記一端側から他端側に向けて搬送する第１の搬送力が生じ、前記長手方向の他端側から略前記第１の領域との境まで設定した第２の領域において、前記第１の搬送力と逆方向の第２の搬送力が生じ、前記第１の領域と前記第２の領域の比が略２：１であり、且つ前記第１の搬送力が前記第２の搬送力よりも大きくなるように形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、現像剤収容部内に落下した現像剤が、現像剤収容部の長手方向の全域にわたって効率よく搬送されるため、現像剤収容部内に空間部を残すことなく現像剤を収容することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明による現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジを採用した実施の形態１の画像形成装置の要部構成を説明するための概略構成図である。

同図において、画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色を印刷可能なカラー用電子写真式プリンタとしての構成を備えている。ロワーフレーム２８には、用紙搬送ローラ１６〜１９を有する概ねＳ字状の用紙搬送路１５が形成されており、この用紙搬送路１５の上流側端部には、記録用紙を収納する給紙カセット２０が配置され、下流側端部にはスタッカ２１が設けられている。

用紙搬送路１５には、給紙カセット２０から記録用紙を繰り出す用紙繰り出し部２２、繰り出された記録用紙を静電効果により転写ベルト１１に付着させて搬送する搬送ベルトユニット２４、及びトナー画像を記録用紙に定着させる定着部２５が設けられている。

搬送ベルトユニット２４とによって、転写ベルト１１に付着して搬送される記録用紙を挟む位置に、記録用紙の搬送方向上流側より順にブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の現像剤としてのトナーを収容する現像ユニット２３Ｋ，２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ（これらを総称する場合は現像ユニット２３と称す）が一列に、画像形成装置本体に対して着脱自在に配列されている。本実施の形態においては、これらの現像ユニット２３Ｋ，２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃの構成は同一であり、収容されているトナーの色のみが異なるため、ここではブラック（Ｋ）の現像ユニット２３Ｋを例にとり、その内部構造を以下に説明する。

尚、図１中のＸＹＺ座標は、図２に示す記録用紙１３が現像ユニット２３を通過する際の搬送方向にＸ軸をとり、後述する感光体１の回転軸方向にＹ軸をとり、これら両軸と直交する方向にＺ軸をとっている。また、後述する他の図においてＸＹＺ座標が示される場合、これらの座標の軸方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のＸＹＺ軸は、各図の描写部分が、図１に示す画像形成装置１００を構成する際の配置方向を示している。

図２は、転写ローラ１２、露光装置３、記録用紙１３と供に、ブラック（Ｋ）の現像ユニット２３Ｋの構成を模式的に示す概略構成図である。

同図に示すように、現像ユニット２３Ｋには、表面に電荷を貯えることができ、露光によって表面の電荷を除去することができる感光体１が矢印方向に回転可能に配置され、この感光体１の周囲には、その回転方向上流側から順に、感光体１の表面に一定の圧力で接触して電荷を供給して帯電させる帯電ローラ２、帯電された感光体１の表面に、例えばＬＥＤヘッド等の光源による光を照射して静電潜像を形成する露光装置３が配設される。尚、この露光装置３は、画像形成装置１００（図１）の本体側のアッパーカバー２６に配設されている。

更に、静電潜像が形成された感光体１の表面に、所定色（ここではブラック）のトナーを付着させて現像を発生させる現像部１１０、感光体１上のトナー現像を記録用紙１３に転写した際に残留した転写残トナーを除去して、廃トナー収集部１１１に落下させるクリーニングブレード９が配設されている。このためクリーニングブレード９は弾性体で形成され、そのエッジ部が感光体１の表面に一定の圧力で接触するように配置されている。廃トナー収集部１１１内には、落下した転写残トナー（以後、廃トナーと称す）を後述するように所定方向（ここでは図面表方向）に搬送するスパイラルあるいはコイルスプリングからなる廃棄トナー搬送部材３５が備えられている。尚、これら各装置に用いられている回転体は、図示しない駆動源からギヤなどを経由して動力が伝達され回転する。

現像部１１０は、未使用のトナー４を収容し、その下部に形成された長孔形状の下部トナー供給口３４からトナー４を供給するトナーカートリッジ５、トナーカートリッジ５から供給されたトナー４を貯蔵するトナー貯蔵室１１２、感光体１に接触して配置される現像ローラ６、現像ローラ６にトナー４を供給するトナー供給ローラ８、現像ローラ６上のトナー４を均一に薄層化する現像ブレード７を有し、感光体１の表面に形成された静電潜像に現像ローラ６上のトナー４を付着させて顕像化、即ち現像する。また、図示しない現像ローラ電源、供給ローラ電源、及び現像ブレード電源をそれぞれ現像ローラ６、トナー供給ロ−ラ８、及び現像ブレード７へと接続し、所定のバイアス電圧を印加できるようしてある。

尚、現像ユニット２３Ｋは、後述するようにトナーカートリッジ５を、トナー供給ローラ８の上方において、着脱自在に配置するように構成されているものであり、以後、現像ユニット２３の、着脱自在なトナーカートリッジ５を除いた部分を現像ユニット本体２３ａと称す。現像ユニット本体２３ａは、外側が筐体１０で囲まれ、そのカバーフレーム１０ａ上にトナー貯蔵室１１２ヘトナーを供給するためのトナーカートリッジ５が配置される。そしてカバーフレーム１０ａには、トナーカートリッジ５からのトナー補給を受けるためのトナー補給口１０ｂが、トナーカートリッジ５の下部トナー供給口３４に対向する位置に設けられている。

現像ローラ６とトナー供給ローラ８とは、一定の圧力で当接するように、互いに平行に配置され、それぞれ同図に示される矢印の方向（同方向）に回転する。また、現像ブレード７と現像ローラ６とは、同図に示すように、例えば現像ブレード７の折り曲げ部分が現像ローラ６の周面に一定の圧力で接触するように、互いに平行に配置される。尚、これら各装置に用いられている回転体は、図示しない駆動源からギヤなどを経由して動力が伝達されて回転する。

図１に示すように、上記した４つの現像ユニット２３の各感光体１に対向する位置には、それぞれ導電性のゴム等によって形成された転写ローラ１２が、記録用紙１３（図２）を静電吸引して搬送する転写ベルト１１を介して圧接された状態で配設されている。これらの転写ローラ１２は、感光体１上のトナー現像を記録用紙１３（図２）に転写するが、この転写時に、各感光体１の表面電位とこれらの各感光体に対向して配置された各転写ローラ１２の表面電位に電位差を持たせるための電位が印加される。

定着部２５（図１）は、内部に加熱ローラとバックアップローラとを有し、上記した４組の現像ユニット２３と転写ローラ１２とによって、図２に示すように記録用紙１３上に順次重ねて転写された各色の転写済みトナー１４を加圧・加熱することによって定着する。ここで定着された記録用紙１３は、後段の用紙搬送ローラ１８，１９によって、記録用紙のスタッカ２１に搬送される。

また、図２に示すように、トナーカートリッジ５の内部には、未使用のトナーを収納するトナー収容部５ａと、前記した廃トナー収集部１１１に収容され、後述するように廃棄トナー搬送部材３５を含む図示しない搬送手段によって搬送される廃トナー４´を収納する現像剤収容部としての廃トナー収容部３３が形成されている。トナー収容部５ａのトナー４は、下部トナー供給口３４の近傍に、両端部がトナーカートリッジ５に回転自在に保持されて図示せぬ駆動手段によって回転駆動されるトナー攪拌部材３９によって、下部トナー供給口３４に導かれる。この下部トナー供給口３４は、必要に応じて、トナー収容部５ａ内に回動自在に配置されたシャッタ４０によって開閉される。

後述するように、廃トナー収容部３３の長手方向（ここではＹ軸方向）の一方の側部には、廃トナー４´を回収するための現像剤供給口としての回収口３２が形成され、この回収口３２から回収された廃トナー４´は、廃トナー収容部３３の長手方向に延在して回転自在に軸支された螺旋羽根を備えた回転部材３１により所定方向（ここでは図面裏方向）に搬送される。

図３は、現像ユニット２３を斜め上方から見た外観斜視図であり、廃トナー収集部１１１の内部に備えられた廃棄トナー搬送部材３５が見えるように、一部切り欠いた状態となっている。また現像ユニット本体２３ａとトナーカートリッジ５との見分けを容易とするために、トナーカートリッジ５には斜線が施されている。図４は、図３に示す現像ユニット２３において、トナーカートリッジ５を現像ユニット本体２３ａから外して分離した状態を示し、図５は図３に示す現像ユニット２３を矢印Ｂ方向から見た背面図であり、図６は、図３に示す現像ユニット本体２３ａを矢印Ｂ方向から見た背面図である。

また、図７は、現像ユニット本体２３ａのサイドフレーム５０のフレームカバー５０ａ（図４）を外して、内部に設けられた廃トナー回収機構の要部構成を斜め上方から見た要部構成図である。

図７に示すように、サイドフレーム５０には、廃トナー収集部１１１（図３）の内部に通じる開口５０ｂが形成され、この開口５０ｂを介して、廃棄トナー搬送部材３５によって搬送された廃トナーが順次サイドフレーム５０内に送り込まれる。一方、キャタピラ状の回収ベルト４４は、この廃トナー用の開口５０ｂの下方近傍と上部に配設された排出スパイラル４１の上方近傍との間で、廃トナーを下方から上方に搬送可能に配設されている。作用ギヤ３８は、駆動ギヤ３７から矢印方向に回転力を受けて回収ベルト４４に作用し、回収ベルト４４を矢印Ｇ方向に搬送する。このため、排出スパイラル４１の上方近傍には、この回収ベルト４４をガイドし、且つ摺動負荷を受けないようにするプーリー４０が設けられている。

排出スパイラル４１は、図６に示すように、サイドフレーム５０の、トナーカートリッジ５が載置される側に形成された円筒状のトナー排出部３６の内部にまで延在する。このトナー排出部３６には、鉛直方向で内部の排出スパイラル４１が外部に臨む下方位置に、トナー排出口３６ａが形成されている。またこのトナー排出部３６は、図５に示すようにトナーカートリッジ５が現像ユニット本体２３ａに装着された段階で、トナーカートリッジ５に形成された回収孔３２（図４参照）に嵌入して廃トナー収容部３３の内部に収まっている。

以上の構成において図２〜図７を参照しながら、クリーニングブレード９（図２）によって、感光体１の表面から掻き落とされた廃トナー４´がトナーカートリッジ５の廃トナー収容部３３内に収納されるまでの過程を説明する。

前記したように、感光体１（図２）上のトナー現像を記録用紙１３に転写した際に残留した転写残トナーは、クリーニングブレード９によって除去され、廃トナー４´として廃トナー収集部１１１に落下する。廃トナー収集部１１１に落下した廃トナー４´は、廃トナー収集部１１１内に配設された廃トナー搬送部材３５によって、図３に示すようにサイドフレーム５０が形成された端部に向う矢印Ａ方向に搬送される。端部に搬送された廃トナーは、図７に示す開口５０ｂを介して廃トナー収集部１１１からサイドフレーム５０内に排出され、開口５０ｂの下方近傍に延在する回収ベルト４４によって上方に搬送され、排出スパイラル４１の上方から、排出スパイラル４１上に落下する。

排出スパイラル４１は、例えば回収ベルト４４に接して配置され、回収ベルト４４から回転駆動力を受けて回転し、頭上に落下してきた廃トナーを順次トナー排出部３６（図６）内に搬送し、トナー排出部３６に形成されたトナー排出口３６ａからトナーカートリッジ５の廃トナー収容部３３内に排出する。

図８は、現像ユニット本体２３ａに装着された状態のトナーカートリッジ５における廃トナー収容部３３内の構成を概略的に示す要部構成図である。

図２に示すように、廃トナー収容部３３は、トナー収容部５ａと背中合わせに形成され、且つ図８に示すように、トナーカートリッジ５の長手方向に沿って形成された内部空間を有する。廃トナー収容部３３には、前記したように、トナーカートリッジ５の一方の側部５ｃに形成された回収孔３２からトナー排出部３６が内部に嵌入し、そのトナー排出口３６ａから廃トナー４´が内部に落下する。

トナー排出口３６ａの下方には、トナーカートリッジ５の一方の側部５ｃから他方の側部５ｂに亙って回転部材３１は配設されている。この回転部材３１は、軸部３１ａ、回収孔３２が形成された一方の側部５ｃ側の領域Ａの軸部に形成された第１螺旋羽根３１ｂ、他方の側部５ｂ側の領域Ｂの軸部に形成された第２螺旋羽根３１ｃを有する。軸部３１ａは、その領域Ｂ側の端部が他方の側部５ｂに形成された軸受け６１に嵌入して回転自在に保持され、また領域Ａ側の端部には、この端部を圧入して一体的に結合する軸受け部６２ａを備えた回転ギヤ６２が取り付けられ、この軸受け部６２ａがトナーカートリッジ５の一方の側部５ｃによって回転自在に保持されている。

回転ギヤ６２は、トナーカートリッジ５が現像ユニット本体２３ａに装着されたとき、例えばトナーカートリッジ５の一方の側部５ｃに配設された図示しない駆動伝達部を介し、所定のタイミングで、現像ユニット本体２３ａから所定方向（矢印Ｃ方向から見たとき反時計方向となる）の回転駆動力を受ける。従って、回転部材３１は、外部から上記の方向の回転力を受けると、矢印Ｄ方向（図２参照）に回転し、第１螺旋羽根３１ｂ及び第２螺旋羽根３１ｃが、後述するように近傍の廃トナー４´をそれぞれ矢印Ｅ方向に搬送する。

回転部材３１の第１螺旋羽根３１ｂ及び第２螺旋羽根３１ｃは、軸受け６１或いは回転ギヤ６２の軸受け部６２ａに保持された端部を除く軸部３１ａの略全域に形成され、第１螺旋羽根３１ｂの端部３１ｅと軸受け部６２ａの先端部６２ｂの距離、及び第２螺旋羽根３１ｃの端部３１ｆと軸受け６１の先端部６１ａの距離は近く、それぞれ例えば０〜５ｍｍ程度に設定されている。

図９は、回転部材３１のＡ領域とＢ領域の境近傍を、図８と反対側から視た見た部分拡大図である。

同図に示すように、第１螺旋羽根３１ｂと第２螺旋羽根３１ｃは連続して形成され、第２螺旋羽根３１ｃは第１螺旋羽根３１ｂに対してその外径が小さく形成されている。このため回転部材３１による、第１螺旋羽根３１ｂが形成されたＡ領域のトナー搬送力は、第２螺旋羽根３１ｃが形成されたＢ領域のトナー搬送力よりも大きく設定されている。
尚、ここでは、径大の第１螺旋羽根３１ｂの端部３１ｈと径小の第２螺旋羽根３１ｃの端部３１ｉとが、外径が変化する中間領域３１ｋを介してなだらかに繋がるように形成されているため、領域Ａと領域Ｂの境界を、中間領域３１ｋの中間部３１ｊにおける厚み中心の位置とした。

また、ここでは、中間領域３１ｋによって径大の第１螺旋羽根３１ｂと径小の第２螺旋羽根３１ｃとがなだらかに繋がっている例を示したが、中間領域３１ｋを介さずに、第１螺旋羽根３１ｂの端部３１ｈと第２螺旋羽根３１ｃの端部３１ｉとが段差を形成して直接つながるように構成しても良い。

尚、図９に示すように第１螺旋羽根３１ｂと第２螺旋羽根３１ｃが完全に連続するもの以外に、実質的に連続するものであればよいので、領域Ａと領域Ｂとの間隔、即ち螺旋羽根が形成されていない領域が１０ｍｍ未満程度であっても構わない。

次に、領域Ａと領域Ｂの比率が略２：１に形成された回転部材３１を備えたトナーカートリッジ５が現像ユニット本体２３ａに装着され、トナー排出口３６ａから廃トナー４´が廃トナー収容部３３内に落下する状態における回転部材３１によるトナー搬送動作について説明する。このとき回転部材３１は、上記した図示しない駆動伝達系により矢印Ｄ方向に回転している。

図１０に示すように、回転部材３１が矢印Ｄ方向（図２参照）に回転すると、第１螺旋羽根３１ｂ及び第２螺旋羽根３１ｃにより、回転部材３１近傍の廃トナー４´は順次矢印Ｅ方向に搬送される。このとき、径小の第２螺旋羽根３１ｃによる領域Ｂの搬送力は、径大の第１螺旋羽根３１ｂによる領域Ａの搬送力よりも小さいため、廃トナー４´を廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ側へ過度に押し込むことなく搬送できる。

図１１は、廃トナー収容部３３内に回収された廃トナー４´が多くなった状態を示す。このとき、廃トナー４´は、回転部材３１で矢印Ｅ方向に搬送されながら、回転部材３１の上方向に蓄積されていくため、廃トナー収容部３３内に効率良く、満遍なく回収される。

ここで比較例として、図１９に示すように、従来の構成のように領域Ａのみに螺旋羽根が形成され、Ｂ領域には回転軸自体が存在しない形状の回転部材３０１を備えたトナーカートリッジ３００を用いた場合について説明する。この場合、領域Ａの端部で搬送力がなくなるため、下方向に廃トナー４´が落ちて回転部材３０１の高さに到達すると、次には同図に示すように、上方向へ廃トナー４´が集中して蓄積されるため効率良く廃トナーを収容することができない。また、回収される現像剤が多いときは、特に集中して蓄積された部分の搬送の負荷が増え、回転部材に過度の負荷がかかってしまう。

次に、前記した図８の回転部材３１の領域Ａと領域Ｂの比率の異なる回転部材を試験試料として行なった、廃トナー搬送試験とその結果に基づく評価について説明する。尚ここでは、径大の第１螺旋羽根３１ｂが形成された領域を領域Ａとし、径小の第２螺旋羽根３１ｃが形成された領域を領域Ｂとする。

搬送試験は、図８に示す構成の廃トナー収容部３３、回転部材３１等を備えたトナーカートリッジ５を現像ユニット本体２３ａに装着して行ない、用いたトナーカートリッジ５の各部寸法は以下の通りである。
・廃トナー収容部３３内の長手方向の長さＬ＝２２７ｍｍ
・廃トナー収容部３３内の一方の側部５ｃから
トナー排出口３６ａの端部までの長さｌ＝７ｍｍ
・第１螺旋羽根３１ｂ及び第２螺旋羽根３１ｃの全長Ｐ＝２２３ｍｍ

表１は、廃トナー搬送試験の結果を表すもので、同表中の領域Ａと領域Ｂの各欄の数値は、長さ比を表す数値であり、判定の欄の○、△、×の各評価は以下の通りである。
○は、廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ（図８）まで十分に廃トナー４´を搬送することができ、廃トナー４´を収容できなくなった段階で、内部に空間部が形成されなかった状態を指す。
△は、廃トナー収容部３３内に廃トナー収容部３３内の全空間の１０％未満の空間部を残したまま、それ以上廃トナー４´を収容することができない状態を指す。
×は、廃トナー収容部３３内に廃トナー収容部３３内の全空間の１０％以上の空間部を残したまま、それ以上廃トナー４´を収容することができない状態を指す。

表１に示すように、領域Ａ：領域Ｂが１：１のとき、現像剤回収性の評価は×であった。このとき、廃トナー４´が、廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ（図８）まで十分に搬送されず、図８に示す廃トナー収容部３３内の右上方に廃トナー収容部３３内の全空間の１０％以上（約１３％）の空間部を残したまま、左側が廃トナー４´で満杯となり、それ以上廃トナーを収容することができなかった。

領域Ａ：領域Ｂが９：８のとき、現像剤回収性の評価は△であった。このとき、廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ（図８）まで廃トナー４´を搬送することができたが、図８に示す廃トナー収容部３３内の右上方に廃トナー収容部３３内の全空間の１０％未満（約９％）の空間部を残したまま左側が廃トナーで満杯となり、それ以上廃トナーを収容することができなかった。

領域Ａ：領域Ｂが７：５〜７：２の間は、現像剤回収性の評価は○であり、廃トナー４´を収容できなくなった段階で、廃トナー収容部３３内に空間が形成されなかった。

領域Ａ：領域Ｂが７：１〜９：１のとき、現像剤回収性の評価は△であった。このとき、廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ（図８）まで十分に廃トナー４´を搬送することができるが、図８での右側に廃トナー４´が過剰に搬送され、廃トナー収容部３３内の一方の側部５ｃ（図８）側の上方（トナー排出部３６の上方）に廃トナー収容部３３内の全空間の１０％未満（７：１では約４％であり、８：１では約６％であり、９：１では約８％）の空間部を残したまま、回転部材３１の回転負荷が過大となり、それ以上廃トナー４´を収容することができなかった。

領域Ａ：領域Ｂが１０：１のとき、現像剤回収性の評価は×であった。このとき、このとき、廃トナー４´が、廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ（図８）まで十分にトナーを搬送することができるが、図８での右側に廃トナーが過剰に搬送され、廃トナーが廃トナー収容部３３内の一方の側部５ｃ（図８）側の上方（トナー排出部３６の上方）に廃トナー収容部３３内の全空間の１０％以上（約１３％）の空間部を残したまま、回転部材３１の回転負荷が過大となり、それ以上廃トナー４´を収容することができなかった。

以上のように、図８に示すように、領域Ａ、領域Ｂの二つの領域で、搬送力がステップ状に変る（領域Ａでの搬送力＞領域Ｂでの搬送力）回転部材によって廃トナー４´を搬送した場合、領域Ａと領域Ｂの比率が所定の範囲、ここでは７：５〜７：２に設定することにより、廃トナー４´を無駄なく廃トナー収容部３３内に収納できる。

尚、上記した実施の形態では、領域Ａと領域Ｂとで螺旋羽根の外径を変えることにより、領域Ａでの搬送力を領域Ｂでの搬送力よりも大きく設定したが、これに限定されるものではなく、例えば、螺旋羽根の大きさは同じままで、螺旋羽根の間隔（ピッチ）を大きくしたり小さくすることで、搬送力を小さくしたり大きくする形態であっても構わない。

図１２は、本実施の形態のトナーカートリッジ５の変形例を示す図である。この変形例のトナーカートリッジ１３５では、回転部材１３１の軸部１３１ａに、外径の異なる第１螺旋羽根１３１ｂ、第２螺旋羽根１３１ｃ、及び第３螺旋羽根１３１ｄが形成されており、その外径は、トナー排出口３６ａ側から順に第１螺旋羽根１３１ｂ＞第２螺旋羽根１３１ｃ＞第３螺旋羽根１３１ｄの関係にある。これにより、この変形例では、回転部材１３１が各螺旋羽根に対応して矢印Ｅ方向への搬送力が順に小さくなる３つの領域、即ち領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃに別けられている。

以上のように、トナー排出口３６ａから廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ側にかけて、段階的（３段階）に搬送力が小さくなるように構成することで、前記したトナーカートリッジ５の場合と同様に、廃トナー４´を無駄なく廃トナー収容部３３内に収納することが可能となる。

図１３は、本実施の形態のトナーカートリッジ５の別の変形例を示す図である。この変形例のトナーカートリッジ１４５では、回転部材１４１の軸部１４１ａに、トナー排出口３６ａ側から無段階的に径小となる螺旋羽根１４１ｂが形成されている。これにより、この変形例では、回転部材１４１の矢印Ｅ方向への搬送力が、トナー排出口３６ａから離れるにつれて弱まるようになっている。

以上のように、トナー排出口３６ａから廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ側にかけて、無段階的に搬送力が小さくなるように構成することで、前記したトナーカートリッジ５の場合と同様に、廃トナー４´を無駄なく廃トナー収容部３３内に収納することが可能となる。

尚、上記した別の変形例のように、搬送力が無段階的に変化する構成においては、トナー排出口３６ａ側から廃トナー４´を矢印Ｅ方向へ搬送する場合、搬送力が徐々に弱くなるため、例えば、廃トナー４´が大量に降出される場合には他方の側部５ｂ側（図１３の右側）に十分に搬送できなくなる虞がある。これに対し、例えば図１０に示すトナーカートリッジ５の攪拌部材３１のように、搬送力が２段階の場合には、前記したように搬送力の強いＡ領域の比率を適当に設定することにより、過不足なく廃トナーを他方の側部５ｂ側まで搬送することが可能となる。

また、前記した本実施の形態では、トナーカートリッジ５の廃トナー収容部３３には現像ユニット本体２３ａのトナー排出部３６が嵌入する回収孔３２が形成されている形態を説明したが、回収孔３２の内部側に、例えば図１４に示すような受入筒７０を備えることが好ましい。この受入筒７０は、必要に応じて回収孔３２を塞ぐ機能と、トナーカートリッジ５を現像ユニット本体２３ａから外した際に、トナー排出部３６に廃トナー４´が付着して外部に残らないようにする機能を持つ。

同図（ａ）に示すように、トナーカートリッジ５が像ユニット本体２３ａに装着された状態では、トナー排出部３６が回収孔３２を介して受入筒７０に嵌入し、このとき、トナー排出部３６のトナー排出口３６ａと、トナー排出部３６に形成されたトナー受入孔７０ａとが一致し、排出スパイラル４１によって搬送された廃トナー４´がこのトナー排出口３６ａ及びトナー受入孔７０ａを介して廃トナー収容部３３に落下する。またこのとき、トナー排出部３６は、受入筒７０によって覆われているため、廃トナー収容部３３内の廃トナー４´がこれに付着することがない。

一方、トナーカートリッジ５が現像ユニット本体２３ａから外されると、同図（ｂ）に示すように、圧縮スプリング７２によって付勢された蓋体７１がトナー受入孔７０ａを塞ぐ位置に移動するため、廃トナー収容部３３は外部から遮断され、この状態で内部の廃トナー４´が外部に漏れることがない。また、外部に表れたトナー排出部３６には、廃トナー収容部３３内の廃トナー４´が付着していないため、廃トナー４´でその周辺を汚すこともない。

以上のように、本実施の形態のトナーカートリッジ５によれば、廃トナー収容部３３内の長手方向の略全域で回転部材による廃トナー４´の搬送力が得られ、且つトナー排出口３６ａに近い側に対して、他方の側部５ｂ側の搬送力を小さく設定しているため、過度の回転負荷を受けることなく廃トナー収容部３３内の全域にわたって効率よく廃トナーを搬送し、無駄なく廃トナー収容部３３内にこの廃トナーを収納することが可能となる。

実施の形態２．
図１５は、本発明に基づく実施の形態２の画像形成装置に採用されるトナーカートリッジ２０５における廃トナー収容部３３内の構成を概略的に示す要部構成図である。

このトナーカートリッジ２０５を採用する画像形成装置が、前記した図８に示す実施の形態１のトナーカートリッジ５と主に異なる点は、回転部材２３１の形状のみである。従って、このトナーカートリッジ２０５を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態１の画像形成装置１００（図１）と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、トナーカートリッジ２０５以外において、図１に示す実施の形態１の画像形成装置１００の要部構成及び図２に示す実施の形態１の現像ユニット２３の要部構成と共通するため、必要に応じて図１及び図２を参照する。またトナーカートリッジ２０５と実施の形態１のトナーカートリッジ５は外形が同じであるため、必要に応じて図３〜図７を参照する。

トナー排出口３６ａの下方には、トナーカートリッジ２０５の一方の側部５ｃから他方の側部５ｂに亙って回転部材２３１は配設されている。この回転部材２３１は、軸部２３１ａ、回収孔３２が形成された一方の側部５ｃ側の領域Ａの軸部に形成された第１螺旋羽根２３１ｂ、他方の側部５ｂ側の領域Ｂの軸部に形成された第２螺旋羽根２３１ｃを有する。軸部２３１ａは、その領域Ｂ側の端部が他方の側部５ｂに形成された軸受け６１に嵌入して回転自在に保持され、また領域Ａ側の端部には、この端部を圧入して一体的に結合する軸受け部６２ａを備えた回転ギヤ６２が取り付けられ、この軸受け部６１ａがトナーカートリッジ２０５の一方の側部５ｃによって回転自在に保持されている。

回転ギヤ６２は、トナーカートリッジ５が現像ユニット本体２３ａに装着されたとき、例えばトナーカートリッジ５の一方の側部５ｃに配設された図示しない駆動伝達部を介し、所定のタイミングで、現像ユニット本体２３ａから所定方向（矢印Ｃ方向から見たとき反時計方向となる）の回転駆動力を受ける。従って、回転部材２３１は、外部から上記の方向の回転力を受けると、矢印Ｄ方向（図２参照）に回転し、第１螺旋羽根２３１ｂ及び第２螺旋羽根２３１ｃが、後述するように近傍の廃トナー４´をそれぞれ矢印Ｅ方向及び矢印Ｆ方向に搬送する。即ち、ここでは、第１螺旋羽根２３１ｂと第２螺旋羽根２３１ｃとは、互いに向き合う方向の搬送力が得られる方向にその旋回方向が設定されている。

回転部材２３１の第１螺旋羽根２３１ｂ及び第２螺旋羽根２３１ｃは、軸受け６１或いは回転ギヤ６２の軸受け部６２ａに保持された端部を除く軸部２３１ａの略全域に形成され、第１螺旋羽根２３１ｂの端部２３１ｅと軸受け部６２ａの先端部６２ｂの距離、及び第２螺旋羽根２３１ｃの端部２３１ｆと軸受け６１の先端部６１ａの距離は近く、それぞれ例えば０〜５ｍｍ程度に設定されている。

図１６は、回転部材２３１のＡ領域とＢ領域の境近傍を、図１５と反対側から視た見た部分拡大図である。

同図に示すように、第１螺旋羽根２３１ｂと第２螺旋羽根２３１ｃは互いに旋回方向が異なるが連続して形成され、第２螺旋羽根２３１ｃは第１螺旋羽根２３１ｂに対してその外径が小さく形成されている。このため回転部材２３１による、第１螺旋羽根２３１ｂが形成されたＡ領域のトナー搬送力は、第２螺旋羽根３１ｃが形成されたＢ領域のトナー搬送力よりも大きく設定されている。ここで、領域Ａと領域Ｂの境界は、図１６に示すように第１螺旋羽根２３１と第２螺旋羽根２３１とが交わる位置とした。

尚、図１６に示すように第１螺旋羽根２３１ｂと第２螺旋羽根２３１ｃが完全に連続するもの以外に、実質的に連続するものであればよいので、領域Ａと領域Ｂとの間隔、即ち螺旋羽根が形成されていない領域が１０ｍｍ未満程度であっても構わない。

次に、領域Ａと領域Ｂの比率が略２：１に形成された回転部材２３１を備えたトナーカートリッジ２０５が現像ユニット本体２３ａに装着され、トナー排出口３６ａから廃トナー４´が廃トナー収容部３３内に落下する状態における回転部材２３１によるトナー搬送動作について説明する。このとき回転部材２３１は、上記した図示しない駆動伝達系により矢印Ｄ方向（図２参照）に回転している。

図１５に示すように、回転部材３１が矢印Ｄ方向（図２参照）に回転すると、第１螺旋羽根２３１ｂ及び第２螺旋羽根２３１ｃにより、領域Ａの回転部材２３１近傍の廃トナー４´は順次矢印Ｅ方向に搬送され、領域Ｂの回転部材２３１近傍の廃トナー４´は矢印Ｆ方向に搬送される。このとき、径小の第２螺旋羽根２３１ｃによる領域Ｂの搬送力は、径大の第１螺旋羽根２３１ｂによる領域Ａの搬送力よりも小さい。従って、トナー排出口３６ａから落下した廃トナー４´は、領域Ａで強い搬送力で順次矢印Ｅ方向に搬送されるものの、領域Ｂでは弱い搬送力で押し戻されるため、過剰な廃トナー４´が廃トナー収容部３３内の他方の側部５ｂ側に押し込まれることがない。

図１７は、廃トナー収容部３３内に回収された廃トナー４´が多くなった状態を示す。このとき、螺旋形状の向きが逆になる領域Ａと領域Ｂの境界地点で、廃トナー４´は同図に矢印で示すように上方向に押し上げられるため、回収された廃トナー４´は停滞する事なくほぐされ、略均一に均されながら蓄積される。

図１８は、本実施の形態のトナーカートリッジ２０５の変形例を示す図である。この変形例のトナーカートリッジ２３５では、回転部材２４１の軸部２４１ａの領域Ａの第１螺旋羽根２４１ｂが径大の一定の外径で形成されているのに対し、領域Ｂの径小の第２螺旋羽根２４１ｃが、Ａ領域との境界部から離れるにつれて外径が連続的に大きくなるように形成されている。これにより、Ｂ領域では、領域Ａとの境界地点に向かって搬送力が小さくなるため、境界地点に蓄積される廃トナー４´による搬送負荷が低減されるため回収効率もよくなる。

以上のように、本実施の形態のトナーカートリッジによれば、廃トナーの搬送方向が、トナー排出口３６ａに近い側に対して、他方の側部５ｂ側では逆方向となるため、他方の側部５ｂへの廃トナーの過剰の押し込みがなくなるために回転負荷が低減され、更に搬送方向が逆向きになる地点で、搬送された廃トナーが上方向に持ち上げられることで回収された廃トナーをほぐす効果も大きくなるため、廃トナー収容部３３内全域にわたって効率よく廃トナーを移動させて、無駄なく廃トナー収容部３３内にこの廃トナーを収納することが可能となる。

本発明による現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジを採用した実施の形態１の画像形成装置の要部構成を説明するための概略構成図である。 転写ローラ、露光装置、記録用紙と供に、ブラック（Ｋ）の現像ユニットの構成を模式的に示す概略構成図である。 現像ユニットを斜め上方から見た外観斜視図であり、廃トナー収集部の内部に備えられた廃棄トナー搬送部材が見えるように、一部切り欠いた状態としている。 図３に示す現像ユニットにおいて、トナーカートリッジを現像ユニット本体から外して分離した状を示している。 図３に示す現像ユニットを矢印Ｂ方向から見た背面図である。 図３に示す現像ユニット本体を矢印Ｂ方向から見た背面図である。 現像ユニット本体のサイドフレームのフレームカバーを外して、内部に設けられた廃トナー回収機構の要部構成を斜め上方から見た要部構成図である。 実施の形態１において、現像ユニット本体に装着された状態のトナーカートリッジにおける廃トナー収容部内の構成を概略的に示す要部構成図である。 回転部材のＡ領域とＢ領域の境近傍を、図８と反対側から視た見た部分拡大図である。 実施の形態１において、廃トナーが廃トナー収容部内に落下する状態における回転部材によるトナー搬送動作の説明に供する説明図である。 実施の形態１において、廃トナーが廃トナー収容部内に落下する状態における回転部材によるトナー搬送動作の説明に供する説明図である。 実施の形態１のトナーカートリッジの変形例を示す図である。 実施の形態１のトナーカートリッジの別の変形例を示す図である。 回収孔の内部側に、受入筒を備えた例における動作説明に供する図である。 実施の形態２において、現像ユニット本体に装着された状態のトナーカートリッジにおける廃トナー収容部内の構成を概略的に示す要部構成図である。 回転部材のＡ領域とＢ領域の境近傍を、図１５と反対側から視た見た部分拡大図である。 実施の形態２において、廃トナーが廃トナー収容部内に落下する状態における回転部材によるトナー搬送動作の説明に供する説明図である。 実施の形態２において、廃トナーが廃トナー収容部内に落下する状態における回転部材によるトナー搬送動作の説明に供する説明図である。 動作比較例として引用した従来の回転部材によるトナー搬送動作の説明に供する説明図である。

符号の説明

１ 感光体、 ２ 帯電ローラ、 ３ 露光装置、 ４ トナー、 ４´ 廃トナー、 ５ トナーカートリッジ、 ５ａ トナー収容部、 ５ｂ 他方の側部、 ５ｃ 一方の側部、 ６ 現像ローラ、 ７ 現像ブレード、 ８ トナー供給ロ−ラ、 ９ クリーニングブレード、 １０ 筐体、 １０ａ カバーフレーム、 １０ｂ トナー補給口、 １１ 転写ベルト、 １２ 転写ローラ、 １３ 記録用紙、 １４ 転写済みトナー、 １５ 用紙搬送路、 １６〜１９ 用紙搬送ローラ、 ２０ 給紙カセット、 ２１ スタッカ、 ２２ 用紙繰り出し部、 ２３ 現像ユニット、 ２４ 搬送ベルトユニット、 ２５ 定着部、 ２６ アッパーカバー、 ２８ ロワーフレーム、 ３１ 回転部材、 ３１ａ 軸部、 ３１ｂ 第１螺旋羽根、 ３１ｃ 第２螺旋羽根、 ３１ｅ 第１螺羽根の端部、 ３１ｆ 第２螺羽根の端部、 ３２ 回収口、 ３３ 廃トナー収容部、 ３４ 下部トナー供給口、 ３５ 廃棄トナー搬送部材、 ３６ トナー排出部、 ３６ａ トナー排出口、 ３７ 駆動ギヤ、 ３８ 作用ギヤ、 ３９ トナー攪拌部材、 ４０ プーリ、 ４１ 排出スパイラル、 ４４ 回収ベルト、 ５０ サイドフレーム、 ５０ａ フレームカバー、 ５０ｂ 開口、 ６１ 軸受け、 ６１ａ 先端部、 ６２ 回転ギヤ、 ６２ａ 軸受け部、 ６２ｂ 先端部、 ７０ 受入筒、 ７０ａ トナー受入孔、 ７１ 蓋体、 ７２ 圧縮スプリング、 １００ 画像形成装置、 １１０ 現像部、 １１１ 廃トナー収集部、 １１１ａ 廃棄トナー搬送部材、 １１２ トナー貯蔵室、 １３１ 回転部材、 １３１ａ 軸部、 １３１ｂ 第１螺旋羽根、 １３１ｃ 第２螺旋羽根、 １３１ｄ 第３螺旋羽根、 １３５ トナーカートリッジ、 １４１ 回転部材、 １４１ａ 軸部、 １４１ｂ 螺旋羽根、 １４５ トナーカートリッジ、 ２０５ トナーカートリッジ、 ２３１ 回転部材、 ２３１ａ 軸部、 ２３１ｂ 第１螺旋羽根、 ２３１ｃ 第２螺旋羽根、 ２４１ 回転部材、 ２４１ａ 軸部、 ２４１ｂ 第１螺旋羽根、 ２４１ｃ 第２螺旋羽根。

Claims (8)

1. 現像剤を収容し、長手方向の各位置における前記現像剤の収容量が略一定である現像剤収容部と、
   前記現像剤収容部の長手方向の一端側に形成され、前記現像剤が供給される現像剤供給口と、
   前記現像剤収容部の長手方向の略全域に亘って延在して回転自在に軸支され、所定方向に回転することにより前記現像剤を軸方向に搬送する螺旋羽根を備えた回転部材と
   を備え、
   前記螺旋羽根は、前記長手方向の一端側の第１の領域において、前記現像剤を前記長手方向の前記一端側から他端側に向けて搬送する第１の搬送力が生じ、前記長手方向の他端側から略前記第１の領域との境まで設定した第２の領域において、前記第１の搬送力と逆方向の第２の搬送力が生じ、前記第１の領域と前記第２の領域の比が略２：１であり、且つ前記第１の搬送力が前記第２の搬送力よりも大きくなるように形成された
   ことを特徴とする現像剤回収容器。
2. 前記螺旋羽根の外径寸法を変えることにより、前記第１の搬送力を前記第２の搬送力よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載の現像剤回収容器。
3. 前記螺旋羽根のピッチを変えることにより、前記第１の搬送力を前記第２の搬送力よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載の現像剤回収容器。
4. 前記第１搬送力と前記第２の搬送力とを、２段階レベルに設定したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像剤回収容器。
5. 前記第１の領域では前記第１の搬送力を一定とし、前記第２領域では、他端側に近づくにつれて搬送力が増加するように設定したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像剤回収容器。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の現像剤回収容器と、未使用現像剤を収納する未使用現像剤収容部とを備えたことを特徴とする現像剤カートリッジ。
7. 請求項６に記載の現像剤カートリッジを着脱自在に備え、更に
   前記現像剤供給口に嵌入して前記現像剤を排出する現像剤排出部を備えたことを特徴とする現像ユニット。
8. 請求項７記載の現像ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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