JP2020016785A - 現像剤搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃トナーを垂直に下方から上方に向かって搬送する場合においても、十分なトナー搬送量を得ることができること。【解決手段】廃トナー搬送路１１内の廃トナーを搬送する現像剤搬送手段１７、１８と、現像剤搬送手段１７、１８を駆動する廃トナー搬送駆動部１４とを備え、現像剤搬送手段１７、１８は、廃トナー搬送駆動部１４によって駆動され、線材をコイル状に巻いた搬送スパイラル１７と、搬送スパイラル１７の内側に配設され、廃トナー搬送駆動部１４によって駆動されるとともに搬送スパイラル１７による廃トナーの搬送を補助する内挿スパイラル１８とを具備する。【選択図】図３

Description

本発明は、現像剤を搬送する現像剤搬送装置及び現像剤搬送装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、トナーなどの現像剤を用いて画像を形成し、印刷を行うプリンタ等の画像形成装置においては、印刷に使用されなかった廃トナーを回収し、トナー収容部に搬送する現像剤搬送装置を備えている。この現像剤搬送装置の現像剤搬送路は、画像形成装置内に配設する各ユニットの保守及び交換等を容易に行うために各ユニットを回避して湾曲して配設する。このため、湾曲して配設しても耐久性が低下しないように、線材をコイル状に巻いた搬送スパイラルを回転させて廃トナーを搬送する構成を採用している（例えば、特開２００９−８０４３３号公報（特許文献１）参照）。

図８は、従来の現像剤搬送装置における現像剤搬送路の説明図である。なお、図８（ａ）は、内部を明確にするために搬送チューブ３１６の紙面手前側半分を切欠いた現像剤搬送路の一部を示す側面図であり、図８（ｂ）は、搬送チューブ３１６の紙面手前側半分を切欠いてない現像剤搬送路における図８（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
図８に示すように、従来の現像剤搬送装置おける現像剤搬送路３１１は、搬送チューブ３１６内にコイル状に巻かれた搬送スパイラル３１７が配設される。そして、この搬送スパイラル３１７をモータ等によって矢印ＣＷ方向に回転させ、搬送チューブ３１６内の廃トナーを搬送していた。

特開２００９−８０４３３号公報

しかしながら、上記従来の現像剤搬送装置では、図８に示すように現像剤搬送路３１１の中心近傍に廃トナー滞留エリア３９０が発生し、廃トナーが搬送されずに滞留する場合があった。その結果、廃トナーを搬送する搬送力が低下し、特に、廃トナーを垂直方向である下方から上方に向かって搬送する場合、十分なトナー搬送量を得ることができないことがあった。

本発明は、このような問題を解決することを課題とし、廃トナーを下方から上方に向かって搬送する場合においても、十分なトナー搬送量を得ることができる現像剤搬送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明に関する現像剤搬送装置は、現像剤搬送路内の現像剤を搬送する現像剤搬送装置であって、前記現像剤搬送路内の前記現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段を駆動する搬送駆動手段とを備え、前記現像剤搬送手段は、前記搬送駆動手段によって駆動され、線材をコイル状に巻いた搬送スパイラルと、前記搬送スパイラルの内側に配設され、前記搬送駆動手段によって駆動されるとともに前記搬送スパイラルによる前記現像剤の搬送を補助する搬送補助部材とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤搬送路内の現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段を駆動する搬送駆動手段とを備え、前記現像剤搬送手段は、前記搬送駆動手段によって駆動され、線材をコイル状に巻いた搬送スパイラルと、前記搬送を補助する搬送補助部材としての内挿スパイラル又は芯線を具備するようにしたので、現像剤搬送路の中心近傍に廃トナーが滞留する廃トナー滞留エリアが発生することがなく、その結果、廃トナーを搬送する搬送力が低下せず、下方から上方に垂直に向かって現像剤を搬送する場合においても、十分なトナー搬送量を得ることができる。

第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置を備える画像形成装置の説明図である。 第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置周辺の説明図である。 第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置の廃トナー搬送路の説明図である。 第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置の廃トナー搬送駆動部及び廃トナー搬送路の説明図である。 第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置のトナー搬送量の評価結果である。 第２の実施の形態に関する廃トナー搬送装置の廃トナー搬送路の説明図である。 第２の実施の形態に関する廃トナー搬送装置の廃トナー搬送駆動部及び廃トナー搬送路の説明図である。 従来の現像剤搬送装置における現像剤搬送路の説明図である。

（第１の実施の形態）
以下に本発明を実施するための最良の形態である第１の実施の形態について、現像剤搬送装置としての廃トナー搬送装置１００及び画像形成装置２００の構成を説明する。各図面に共通な要素には同一の符号を付す。なお、以下の説明では現像剤としてトナーを一例として説明するがその他の現像剤であってもよい。

最初に、廃トナー搬送装置１００を備える画像形成装置２００の構成を説明する。図１は、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置を備える画像形成装置の説明図である。画像形成装置２００は、現像剤によって画像を形成し、用紙Ｐに印刷を行うものである。以下、紙面右側を「装置正面側」といい、紙面左側を「装置背面側」という。

図１に示すように、第１の実施の形態に関する画像形成装置２００は、下部に用紙カセット４０を備え、そして、装置正面側に図示しないオプショントレイを外部から装着できるオプショントレイ装着部５０を備える。このように画像形成装置２００は、用紙カセット４０及びオプショントレイ装着部５０を用紙Ｐの搬送上流側に備え、更に、搬送下流側に画像形成ユニット１３及び定着ユニット３０を備える。

用紙カセット４０は、用紙Ｐの先端を押し上げてピックアップローラ３４に押圧する昇降板４２を備える。昇降板４２は、用紙カセット４０が装着されたときに上昇し、取外されたときに下降する。用紙カセット４０の搬送下流側には用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対３５、３６、３７が配設される。オプショントレイ装着部５０の搬送下流側には、オプショントレイから用紙Ｐを繰出すオプショントレイピックアップローラ３８及び繰出された用紙Ｐを更に搬送するオプショントレイ搬送ローラ対３９が配設される。
用紙カセット４０及びオプショントレイ装着部５０の搬送下流には、複数色、例えば、ブラック（ｋ）、イエロー（ｙ）、マゼンダ（ｍ）及びシアン（ｃ）のトナー画像を形成する画像形成手段としての画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃが矢印Ｃで示す用紙Ｐの搬送方向に沿って順に配設される。

この内、最も搬送上流側の画像形成ユニット１３ｋは、ブラック（ｋ）のトナーによって画像を形成する。画像形成ユニット１３ｋは、上部にブラック（ｋ）のトナー及び現像を行うための現像ローラ等が配設される。下部には、感光体ドラム２０ｋ、クリーニングブレード２１ｋ及び廃トナー移送機構２２ｋが配設される。感光体ドラム２０ｋは、ブラック（ｋ）のトナー画像をドラム表面に形成する。クリーニングブレード２１ｋは、画像形成に使用されないで感光体ドラム２０ｋ上に残留したトナーを掻き落とすようにして除去する。廃トナー移送機構２２ｋは、クリーニングブレード２１ｋにより除去された廃トナーを用紙Ｐの搬送方向に対して左端方向としての紙面手前方向へ移送して集める。そして、廃トナー移送機構２２ｋは、廃トナーを、図４を用いて後述する現像剤搬送路としての廃トナー搬送路１１の受け口２５ｋに落下させる。

画像形成ユニット１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃについても同様の構成となっている。簡略化のためにその詳細な説明は省略する。以下、画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃを総称するときは、「画像形成ユニット１３」という。

画像形成ユニット１３の下側には転写ローラ２３が破線で示すように配設される。転写ローラ２３は、画像形成ユニット１３によって形成されたトナー画像を用紙Ｐに転写する。画像形成ユニット１３の搬送下流側には、用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着する定着ユニット３０が配設される。
定着ユニット３０は、加圧ローラ３０ａ及び内部に加熱部を備えた加熱ローラ３０ｂからなる。定着ユニット３０は、転写ローラ２３によってトナー像が転写された用紙Ｐを加圧ローラ３０ａによって押圧し、加圧ローラ３０ａによって加熱してトナー像を定着する。

定着ユニット３０の搬送下流側には、排出ローラ対３１、３２が配設され、更に、搬送下流側に排出スタッカ３３が配設される。また、画像形成ユニット１３の下側には、両面印刷を行う場合に戻し搬送する用紙反転機構６０が備えられている。

更にまた、第１の実施の形態に関する画像形成装置２００は、上部に現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１２を備える。また、その下方には、現像剤搬送装置としての廃トナー搬送装置１００を備える。廃トナー搬送装置１００は、画像形成に使用されなかった現像剤、即ち使用済み現像剤としての廃トナーを搬送する搬送駆動手段としての廃トナー搬送駆動部１４と、内部にある廃トナーを搬送する現像剤搬送路としての廃トナー搬送路１１とを含む。

トナーカートリッジ１２には、用紙Ｐの搬送方向に対して左側としての紙面手前側には廃トナーを収容する廃トナー収容部１２ｘが配設され、用紙Ｐの搬送方向に対して右側としての紙面奥側には未使用トナーを収容するトナー収容部１２ｋ（ブラック）が配設される。
トナーカートリッジ１２の下側には後述するトナー搬送ユニット１５が配設される。現像剤搬送路としてのトナー搬送ユニット１５は、画像形成に使用する各色の未使用トナーをトナー収容部１２ｋ（ブラック）等から各画像形成ユニット１３へと搬送し供給する。

次に、トナーカートリッジ１２及び現像剤搬送装置としての廃トナー搬送装置１００の構成を説明する。図２は、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置周辺の説明図である。図２は、図１における装置背面側の斜め上方から見た装置内部の画像形成ユニット１３を示す。廃トナー搬送装置１００は、廃トナー搬送路１１と、廃トナー搬送路１１内の廃トナーを搬送する現像剤搬送手段と、現像剤搬送手段を駆動する廃トナー搬送駆動部１４とを備える。これにより、廃トナー搬送装置１００は、廃トナーを廃トナー搬送駆動部１４からトナーカートリッジ１２の廃トナー収容部１２ｘへ搬送することができる。ここで現像剤搬送手段は、搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８からなる。

前述のようにトナーカートリッジ１２は、トナー収容部１２ｋ（ブラック）及び廃トナー収容部１２ｘを備える。トナー収容部１２ｋ（ブラック）は、画像形成ユニット１３ｋに供給する未使用トナーを収容する。廃トナー収容部１２ｘは、廃トナー搬送路１１の末端と連結されており、廃トナー搬送駆動部１４から廃トナー搬送路１１を介して搬送されてくる廃トナーを収容する。

廃トナー搬送装置１００は、前述のように廃トナー搬送駆動部１４と、廃トナー搬送路１１とを含む。廃トナー搬送駆動部１４は、画像形成ユニット１３の下側に配設される。廃トナー搬送駆動部１４は、クリーニングブレード２１ｋ、２１ｙ、２１ｍ及び２１ｃによって除去され、かつ廃トナー移送機構２２ｋ、２２ｙ、２２ｍ及び２２ｃによって集められた廃トナーを、現像剤搬送手段によって廃トナー収容部１２ｘへと搬送させる。

前述のように画像形成手段としての画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃは、矢印Ｃで示す用紙Ｐの搬送方向に沿って順に配設される。トナー収容部１２ｋ（ブラック）並びに他の色のトナー収容部（これら１２ｙ、１２ｍ及び１２ｃは図示していない）は、画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃに未使用トナーを供給するために、画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃの上部に配設される。一方、廃トナーを集める廃トナー移送機構２２ｋ、２２ｙ、２２ｍ及び２２ｃ並びに廃トナーを搬送する廃トナー搬送駆動部１４は、画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃの下部に設けられる。

廃トナー搬送路１１は、先端が廃トナー搬送駆動部１４に接続され、廃トナー搬送駆動部１４から末端にあるトナーカートリッジ１２の廃トナー収容部１２ｘまで延在して配設され、画像形成ユニット１３から回収される廃トナーを廃トナー収容部１２ｘまで搬送するために設けられる。言い換えれば、廃トナー搬送装置１００は、画像形成手段としての画像形成ユニット１３及び現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１２と間を連結し、使用された現像剤としての廃トナーをトナーカートリッジ１２まで搬送する。従って、廃トナー搬送路１１は、図２の破線ａ部の矢印Ｆで示すように廃トナーを下方から上方へ垂直方向に搬送する必要がある。

一方、トナー収容部１２ｋ（ブラック）の未使用のトナーは、図１を用いて説明したようにトナーカートリッジ１２の下側に配設されるトナー搬送ユニット１５によって、トナー収容部１２ｋ（ブラック）から画像形成ユニット１３ｋへと搬送され供給される。また、その他の色イエロー（ｙ）、マゼンダ（ｍ）及びシアン（ｃ）のトナーについても、トナー搬送ユニット１５によって、図示しない各色のトナーカートリッジからそれぞれの画像形成ユニット１３へと搬送され供給される。

次に、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００の廃トナー搬送路１１の構成を説明する。図３は、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置の廃トナー搬送路の説明図である。なお、図３（ａ）は、内部を明確にするために搬送チューブ１６の紙面手前側半分を切欠いた廃トナー搬送路１１の一部を示す側面図であり、図３（ｂ）は、搬送チューブ１６の紙面手前側半分を切欠いてない廃トナー搬送路１１における図３（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図３（ｂ）において、搬送スパイラル１７のＸ−Ｘ断面は楕円であるが、便宜上、真円で表している。

図３に示すように、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送路１１は、現像剤搬送手段を収容する搬送チューブ１６、現像剤搬送手段としての搬送スパイラル１７及び搬送補助部材としての内挿スパイラル１８を有する。搬送チューブ１６は、ゴム等の柔軟な弾性材料、例えば、シリコンゴム等の管状のチューブで構成され、内部に搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８を収容し、廃トナーを先端としての廃トナー搬送駆動部１４から末端としてのトナーカートリッジ１２の廃トナー収容部１２ｘへ搬送するものである。

搬送スパイラル１７は線材をコイル状に巻いたものであり、廃トナー搬送駆動部１４によって回転駆動されることにより、搬送チューブ１６内の廃トナーを搬送する。搬送スパイラル１７の材料は、例えば、ＳＵＳ３０４から構成する。
内挿スパイラル１８は、同様に、線材をコイル状に巻いたものであり、廃トナー搬送駆動部１４によって回転駆動されることにより、搬送チューブ１６内の廃トナーを搬送する。内挿スパイラル１８の回転数は、搬送スパイラル１７の回転数と同じとする。内挿スパイラル１８は、その外径が搬送スパイラル１７の内径より小さく、搬送スパイラル１７の内側に配設する。即ち、内挿スパイラル１８は、搬送スパイラル１７の内側に設けられ、搬送スパイラル１７による廃トナーの搬送を補助するものである。内挿スパイラル１８の材料についても、例えば、ＳＵＳ３０４から構成する。

このように、第１の実施の形態における現像剤搬送手段は、廃トナー搬送駆動部１４によって駆動され、線材をコイル状に巻いた搬送スパイラル１７と、搬送を補助する内挿スパイラル１８とを具備するものである。

図３（ａ）において、ｐ１は搬送スパイラル１７の巻きピッチを示し、ｐ２は内挿スパイラル１８の巻きピッチを示す。以下、これらをそれぞれ「搬送スパイラルピッチｐ１」、「内挿スパイラルピッチｐ２」という。図３（ｂ）において、ｄｔｉは搬送チューブ１６の内径を示す。以下、これを「搬送チューブ内径ｄｔｉ」という。

ｄｓ１は搬送スパイラル１７の線径を示す。以下、これを「搬送スパイラル線径ｄｓ１」という。ｄｓ１ｏは搬送スパイラル１７の外径を示し、ｄｓ１ｉは搬送スパイラル１７の内径を示す。以下、これらをそれぞれ「搬送スパイラル外径ｄｓ１ｏ」及び「搬送スパイラル内径ｄｓ１ｉ」という。
ｄｓ２は内挿スパイラル１８の線径を示す。以下、これを「内挿スパイラル線径ｄｓ２」という。ｄｓ２ｏは内挿スパイラル１８の外径を示し、ｄｓ２ｉは内挿スパイラル１８の内径を示す。以下、これらをそれぞれ「内挿スパイラル外径ｄｓ２ｏ」及び「内挿スパイラル内径ｄｓ２ｉ」という。

図４は、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置の廃トナー搬送駆動部及び廃トナー搬送路の説明図である。図４に示すように、廃トナー搬送駆動部１４には、搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８を回転駆動する駆動部７０が設けられている。駆動部７０は、駆動モータ７１、モータシャフトギヤ７２、スパイラル駆動ギヤ７３、回転軸７４及び端部固定孔７５を備える。

駆動モータ７１は、画像形成装置２００の図示しない制御部の制御により、所定の回転速度で搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８をＣＣＷ（反時計）方向に回転駆動する駆動源である。駆動モータ７１は、ＤＣモータであってもよいし、ステッピングモータであってもよい。なお、搬送スパイラル１７を図４に示す巻き方向に対して逆方向に巻いた場合では、搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８をＣＷ（時計）方向に回転駆動する。

モータシャフトギヤ７２及びスパイラル駆動ギヤ７３は噛合って回転軸７４を回転駆動する。回転軸７４には端部固定孔７５が設けられており、搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８の一方端部が端部固定孔７５に嵌め込まれて固定される。
以上の構成とすることにより、回転軸７４に固定された搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８は、駆動モータ７１を回転駆動することによって矢印ＣＣＷ方向に同時に回転する。
一方、廃トナー搬送駆動部１４内の搬送チューブ１６には四カ所の受け口２５（この内、受け口２５ｋ及び２５ｙのみ図示する）が設けられている。

前述のように画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃ（図１参照）は、用紙Ｐの搬送方向に沿って順に配設される。画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃの感光体ドラム２０ｋ、２０ｙ、２０ｍ及び２０ｃに残留したトナーは、クリーニングブレード２１ｋ、２１ｙ、２１ｍ及び２１ｃによって除去され、そして廃トナー移送機構２２ｋ、２２ｙ、２２ｍ及び２２ｃによって用紙Ｐの搬送方向の左側としての紙面手前側に集められ、更に矢印Ｙで示す方向に落下する。廃トナー搬送路１１の受け口２５は、この廃トナーを受ける開口部である。

各色の画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃ（図１参照）に対向して四カ所の受け口２５（前述のように、受け口２５ｋ及び２５ｙのみ図示する）が、用紙Ｐの搬送方向左側に順に配設される。廃トナー搬送駆動部１４も用紙Ｐの搬送方向左側に設けられる。
また、廃トナー搬送路１１は、装置内の各ユニットを回避しながらＳ字状に湾曲し、トナーカートリッジ１２の廃トナー収容部１２ｘに連結される排出口２６まで延在する。

以上の構成により、第１の実施の形態に関する画像形成装置２００及び廃トナー搬送装置１００は以下のように動作する。最初に、図１を用いて、用紙Ｐに印刷を行う第１の実施の形態に関する画像形成装置２００の動作を説明する。先ず、図示しないパーソナルコンピュータ等の上位装置からユーザによって選出された画像データがＵＳＢケーブル等を経由して画像形成装置２００に送信される。
画像データが送信されてくると、画像形成装置２００は、画像形成装置２００の図示しない制御部によって各部の駆動を開始する。画像形成装置２００は、矢印Ａで示す方向にピックアップローラ３４により用紙カセット４０の用紙Ｐを繰り出し、搬送ローラ対３５、３６、３７により画像形成ユニット１３へと搬送する。

オプショントレイ装着部５０に図示しないオプショントレイが装着されているときは、矢印Ｂで示す方向にオプショントレイピックアップローラ３８によりオプショントレイの用紙Ｐを繰り出し、オプショントレイ搬送ローラ対３９により画像形成ユニット１３へと搬送する。

用紙Ｐが矢印Ｃで示す方向に画像形成ユニット１３まで搬送されると、画像形成ユニット１３により各色のトナーを用いて感光体ドラム２０ｋ、２０ｙ、２０ｍ及び２０ｃ上に静電潜像を形成する。画像形成ユニット１３は、感光体ドラム２０ｋ、２０ｙ、２０ｍ及び２０ｃ上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する。このとき、画像形成に使用されないで感光体ドラム２０ｋ、２０ｙ、２０ｍ及び２０ｃ上に残留したトナーは、クリーニングブレード２１ｋ、２１ｙ、２１ｍ及び２１ｃによって廃トナーとして掻き落とされるようにして除去される。

更に、転写ローラ２３及び転写ベルト２４は、感光体ドラム２０ｋ、２０ｙ、２０ｍ及び２０ｃ上のトナー画像を搬送されてきた用紙Ｐ上に転写する。トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着ユニット３０に搬送され、転写されたトナー画像が用紙Ｐに定着される。この定着は、所定の温度に加熱された加熱ローラ３０ｂと加圧ローラ３０ａ間に用紙Ｐを挟持し搬送することにより行われる。トナー画像が定着された用紙Ｐは、排出ローラ対３１、３２により搬送され、矢印Ｄで示す方向に排出スタッカ３３へと排出される。両面印刷が行われる場合には、上記工程により用紙Ｐの表側に印刷された用紙Ｐを用紙反転機構６０によって戻し搬送し、用紙Ｐの表裏を反転して画像形成ユニット１３へと搬送し、用紙Ｐの裏側に印刷を行う。オプショントレイ装着部５０のオプショントレイから繰出される用紙Ｐに印刷を行う場合も、同様の印刷動作が行われる。簡略化のためのその詳細な説明は省略する。

次に、図４を用いて廃トナー搬送装置１００の動作について詳細に説明する。前述のように画像形成装置２００の印刷動作において、画像形成に使用されないで感光体ドラム２０ｋ、２０ｙ、２０ｍ及び２０ｃ上に残留したトナーは、クリーニングブレード２１ｋ、２１ｙ、２１ｍ及び２１ｃによって廃トナーとして除去される。この廃トナーは、廃トナー移送機構２２ｋ、２２ｙ、２２ｍ及び２２ｃにより移送されて用紙Ｐの搬送方向左側としての紙面手前方向に集められ、廃トナー搬送路１１の先端に設けられた受け口２５（２５ｋ及び２５ｙのみ図示する）に矢印Ｙで示すように落下し、廃トナー搬送路１１内に回収される。

廃トナー搬送路１１内に回収された廃トナーは、ＣＣＷ方向に同時に回転する搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８によって矢印Ｅで示す水平方向に搬送される。更に、廃トナーは、搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８によって、破線ａ部の矢印Ｆで示す垂直方向を下方から上方へ所定の高さまで搬送され、次いで矢印Ｇで示す水平方向に搬送される。最後に、廃トナーは、矢印Ｈで示す水平方向に搬送され、廃トナー搬送路１１の末端としての排出口２６まで搬送され、トナーカートリッジ１２内に設けた廃トナー収容部１２ｘに収容される。

このように、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００では、廃トナーを、廃トナー搬送路１１内に回収し、搬送スパイラル１７及びその内側に配設した内挿スパイラル１８によって搬送する。特に、廃トナーを破線ａ部の矢印Ｆで示す垂直方向を下方から上方へ搬送する場合において、廃トナー搬送路１１の中心近傍の廃トナー滞留エリア３９０（図８参照）に入り込んで滞留する廃トナーを内挿スパイラル１８によって搬送することができる。

以上の構成により、廃トナー搬送装置１００のトナー搬送量を評価した結果を説明する。図５は、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置のトナー搬送量の評価結果である。
評価は、搬送スパイラルピッチｐ１、内挿スパイラルピッチｐ２等を変化させてトナー搬送量の評価を行った。なお、評価に用いたトナーは、ブラック（ｋ）を使用し、ポリエステル樹脂、着色剤、帯電制御剤及び離型剤を成分とし、外添剤として疎水シリカを添加し、粉砕法により得られた粉砕形状の平均粒径７μｍの現像剤を用いた。搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８の材料は、ＳＵＳ３０４とした。

搬送チューブ内径ｄｔｉは８ｍｍとし、搬送スパイラル線径ｄｓ１は０．６ｍｍとした。搬送スパイラル外径ｄｓ１ｏは７．４ｍｍ、搬送スパイラル内径ｄｓ１ｉは６．２ｍｍとした。また、内挿スパイラル線径ｄｓ２は０．５ｍｍとし、内挿スパイラル外径ｄｓ２ｏは５．５ｍｍ、内挿スパイラル内径ｄｓ２ｉは４．５ｍｍとした。
また、搬送スパイラルピッチｐ１は、５．０ｍｍとした。内挿スパイラルピッチｐ２は、「ピッチ大」の場合を１０．０ｍｍとし、「ピッチ小」の場合を３．０ｍｍとした。
なお、内挿スパイラルピッチｐ２を５ｍｍとして搬送スパイラルピッチｐ１＝内挿スパイラルピッチｐ２とすると、内挿スパイラル１８が搬送スパイラル１７の隙間から外側に飛び出すことがあるためにこの条件での評価は除いている。

そして、実験１では、上記搬送スパイラル１７を配設し、内挿スパイラルピッチｐ２を「ピッチ大」とした。実験２では、上記搬送スパイラル１７を配設し、内挿スパイラルピッチｐ２を「ピッチ小」とした。実験３では、上記搬送スパイラル１７を配設し、内挿スパイラル１８を配設しない場合とした。実験４では、搬送スパイラル１７を配設せずに内挿スパイラルピッチｐ２を「ピッチ大」とした。実験５では、搬送スパイラル１７を配設せずに内挿スパイラルピッチｐ２を「ピッチ小」とした。

そして、搬送方向及び距離は、垂直方向１７０ｍｍ（傾斜角度９０度で上方向に搬送）とし、搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８の回転速度は３００ｒｐｍとした。これらの条件において、８０秒間、トナー搬送を行ったときに搬送されたトナー量の総計をトナー搬送量Ｍとして測定し評価した。
評価基準は、トナー搬送量Ｍ＞０．５ｇ／秒の場合に「○」、０．５ｇ／秒≧トナー搬送量Ｍ≧０．３ｇ／秒の場合に「△」、トナー搬送量Ｍ＜０．３ｇ／秒の場合に「×」とした。

その結果、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００では、図５に示すように実験１の場合のみ「○」と評価された。即ち、搬送スパイラルピッチｐ１が５．０ｍｍの搬送スパイラル１７を配設し、且つ内挿スパイラルピッチｐ２が「ピッチ大」の場合のみ、トナーの搬送基準を満足した。言い換えれば、トナーの搬送基準を満足するには、内挿スパイラルピッチｐ２は、搬送スパイラルピッチｐ１より大きくする必要があり、式１の条件とする必要があることが判明した。
内挿スパイラルピッチｐ２ ＞ 搬送スパイラルピッチｐ１ （式１）

この理由としては、実験１のように、内挿スパイラルピッチｐ２を搬送スパイラルピッチｐ１より大きくすれば、搬送スパイラル１７の進行速度よりも内挿スパイラル１８の進行速度の方が速くなる。このために、廃トナー搬送路１１の中心近傍に滞留するトナーをより少なくすることができ、十分なトナー搬送量を得ることができたものと思料する。

逆に、実験２のように、内挿スパイラルピッチｐ２を搬送スパイラルピッチｐ１より小さくした場合では、搬送スパイラル１７の進行速度より内挿スパイラル１８の進行速度が遅くなる。このために、廃トナー搬送路１１の中心近傍に滞留するトナーが多くなり、十分なトナー搬送量を得ることができなかったものと思料する。
また、実験３のように内挿スパイラル１８を配設しない場合及び実験４及び実験５のように搬送スパイラル１７を配設しない場合では、内挿スパイラル１８の有無又は内挿スパイラルピッチｐ２に関係なく、十分なトナー搬送量を得ることができない結果となり、本評価の妥当性も確認された。

以上のように、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００及び画像形成装置２００によれば、廃トナー搬送路１１の搬送スパイラル１７の内側に内挿スパイラル１８を配設するようにしたので、廃トナー搬送路１１の中心近傍の廃トナー滞留エリア３９０に入り込んで滞留する廃トナーを内挿スパイラル１８によって搬送することができる。その結果、廃トナーを下方から上方へ垂直に向かって搬送する場合においても、十分なトナー搬送量を得ることができる。同時に、十分なトナー搬送量を得るために搬送スパイラル線径ｄｓ１を大きくする必要がないので、搬送スパイラル１７の負荷を低減でき、装置寿命を向上させることもできる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００及び画像形成装置２００では、廃トナー搬送路１１の構成を、搬送チューブ１６、搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８を有する構成として説明したが、次のような構成としてもよい。即ち、第１の実施の形態の廃トナー搬送路１１の内挿スパイラル１８に替えて、芯線１９を配設した構成としてもよい。その他の構成は、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００及び画像形成装置２００の構成と同様とする。

以下、第２の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００の現像剤搬送路としての廃トナー搬送路１１の構成を説明する。図６は、第２の実施の形態に関する廃トナー搬送装置の廃トナー搬送路の説明図である。なお、図６（ａ）は、内部を明確にするために搬送チューブ１６の紙面手前側半分を切り欠いた廃トナー搬送路１１の一部を示す側面図であり、図６（ｂ）は、搬送チューブ１６の紙面手前側半分を切欠いてない廃トナー搬送路１１における図３（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図６（ｂ）において搬送スパイラル１７のＸ−Ｘ断面は楕円となるが、便宜上、真円で表している。

図６に示すように、第２の実施の形態に関する現像剤搬送路としての廃トナー搬送路１１は、現像剤搬送手段を収容する搬送チューブ１６、現像剤搬送手段としての搬送スパイラル１７及び搬送補助部材としての芯線１９を有する。搬送チューブ１６は、第１の実施の形態の廃トナー搬送装置１００と同様に、ゴム等の柔軟な弾性材料、例えば、シリコンゴム等の管状のチューブで構成され、内部に搬送スパイラル１７及び芯線１９を収容し、廃トナーを先端から末端へ搬送するものである。

搬送スパイラル１７は、線材をコイル状に巻いたものであり、搬送駆動手段としての廃トナー搬送駆動部１４によって回転駆動されることにより、搬送チューブ１６の内壁と芯線１９の外径の間に回収された廃トナーを搬送する。搬送スパイラル１７の材料は、例えばＳＵＳ３０４から構成される。

芯線１９は、搬送スパイラル１７の内側の廃トナー搬送路１１の中心近傍、即ち搬送チューブ１６の中心近傍に延在させる。これにより芯線１９は、廃トナー搬送路１１の中心近傍の廃トナー滞留エリア（図８参照）から廃トナーを排除する作用をする。廃トナーは、搬送チューブ１６の内壁と芯線１９の外径の間に回収されることになる。そこで芯線１９は、廃トナー搬送駆動部１４によって回転駆動されることにより、搬送チューブ１６内の廃トナーを搬送スパイラル１７の方向へ移動する。

芯線１９の回転数は、搬送スパイラル１７の回転数と同じとする。芯線１９は、その外径が搬送スパイラル１７の内径より小さく、搬送スパイラル１７の内側に配設する。即ち、芯線１９は、搬送スパイラル１７の内側に設けられ、搬送スパイラル１７による廃トナーの搬送を補助するものである。なお、廃トナー搬送路１１は所々湾曲して配設されるために、芯線１９についてもシリコンゴム等の弾性部材で構成するのがよい。
このように、第２の実施の形態における現像剤搬送手段は、廃トナー搬送駆動部１４によって駆動され、線材をコイル状に巻いた搬送スパイラル１７と、搬送スパイラル１７による廃トナーの搬送を補助する芯線１９とを具備するものである。

また、図６（ａ）において、ｐは搬送スパイラル１７の巻きピッチを示し、例えば、第１の実施の形態と同様に５ｍｍ程度とする。図６（ｂ）において、ｄｔｉは搬送チューブ１６の内径を示し、例えば、８ｍｍ程度とする。
ｄｓは搬送スパイラル１７の線径を示し、例えば、０．６ｍｍ程度とする。ｄｓｏは搬送スパイラル１７の外径を示し、例えば、７．４ｍｍ程度とし、ｄｓｉは搬送スパイラル１７の内径を示し、例えば、６．２ｍｍ程度とする。ｄｃは芯線１９の外径を示し、例えば、４ｍｍ程度とする。

図７は、第２の実施の形態に関する廃トナー搬送装置の廃トナー搬送駆動部及び廃トナー搬送路の説明図である。図７に示すように、廃トナー搬送駆動部１４には、搬送スパイラル１７及び芯線１９を回転駆動する駆動部７０が設けられている。駆動部７０は、第１の実施の形態と同様に、駆動モータ７１、モータシャフトギヤ７２、スパイラル駆動ギヤ７３、回転軸７４及び端部固定孔７５を備える。

駆動モータ７１は、画像形成装置２００の図示しない制御部の制御により、所定の回転速度で搬送スパイラル１７及び芯線１９をＣＣＷ方向に回転駆動する駆動源である。モータシャフトギヤ７２及びスパイラル駆動ギヤ７３は噛合って回転軸７４を回転駆動する。回転軸７４は、芯線１９に固定される。また、搬送スパイラル１７の一方端部が端部固定孔７５に嵌め込まれて固定される。このような構成とすることにより、回転軸７４に固定された搬送スパイラル１７及び芯線１９は、駆動モータ７１を回転駆動することによって矢印ＣＣＷ方向に同時に回転する。

一方、廃トナー搬送駆動部１４内の搬送チューブ１６には、第１の実施の形態と同様に、四カ所の受け口２５（２５ｋ及び２５ｙのみ図示する）が設けられている。画像形成手段としての画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃの感光体ドラム２０ｋ、２０ｙ、２０ｍ及び２０ｃに残留したトナーは、クリーニングブレード２１ｋ、２１ｙ、２１ｍ及び２１ｃによって除去され、廃トナー移送機構２２ｋ、２２ｙ、２２ｍ及び２２ｃによって廃トナーとして、用紙Ｐの搬送方向の左側としての紙面手前側に集められ矢印Ｙで示す方向に落下する。

廃トナー搬送路１１の四カ所の受け口２５（２５ｋ及び２５ｙのみ図示する）は、この廃トナーを受ける開口部である。各色の画像形成手段としての画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ及び１３ｃ（図１参照）に対向して四カ所の受け口２５（２５ｋ及び２５ｙのみ図示する）が用紙Ｐの搬送方向左側に順に配設される。廃トナー搬送駆動部１４も用紙Ｐの搬送方向左側に設けられる。

また、廃トナー搬送路１１は、装置内の各ユニットを回避しながらＳ字状に湾曲し、末端がトナーカートリッジ１２の廃トナー収容部１２ｘに連結される排出口２６まで延在する。
なお、搬送スパイラル１７及び芯線１９を同時に回転駆動するように説明したが、搬送スパイラル１７のみを駆動部７０によって回転させ、芯線１９は搬送スパイラル１７の回転によって連れ回りする構成としてもよい。

以上の構成により、第２の実施の形態に関する画像形成装置２００及び廃トナー搬送装置１００は以下のように動作する。なお、第２の実施の形態では、廃トナー搬送駆動部１４及び廃トナー搬送路１１の動作が第１の実施の形態と異なり、その他の動作は、第１の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００及び画像形成装置２００の動作と同様であるので、簡略化のために同様の動作についてはその説明を省略する。

以下、図７を用いて第２の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００の動作について説明する。画像形成装置２００の印刷動作において、画像形成に使用されないで感光体ドラム２０ｋ、２０ｙ、２０ｍ及び２０ｃ上に残留したトナーは、クリーニングブレード２１ｋ、２１ｙ、２１ｍ及び２１ｃによって廃トナーとして除去される。この廃トナーは、廃トナー移送機構２２ｋ、２２ｙ、２２ｍ及び２２ｃにより移送されて用紙Ｐの搬送方向左側に集められ、廃トナー搬送路１１の先端に設けられた受け口２５（２５ｋ及び２５ｙのみ図示する）に矢印Ｙで示す方向に落下し、搬送チューブ１６の内壁と芯線１９の外径の間に回収される。

搬送チューブ１６の内壁と芯線１９の外径の間に回収された廃トナーは、芯線１９と同時にＣＣＷ方向に回転する搬送スパイラル１７によって矢印Ｅで示す方向に搬送される。更に、廃トナーは、搬送スパイラル１７によって破線ａ部の矢印Ｆで示す垂直方向を下方から上方へ所定の高さまで搬送され、次いで矢印Ｇで示す水平方向に搬送される。最後に、廃トナーは、矢印Ｈで示す水平方向に、廃トナー搬送路１１の末端としての排出口２６まで搬送され、トナーカートリッジ１２内に設けた廃トナー収容部１２ｘに収容される。

このように、第２の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００では、搬送チューブ１６の内壁と芯線１９の外径間に廃トナーを回収し、搬送スパイラル１７によって搬送する。
従って、廃トナーを、破線ａ部の矢印Ｆで示す垂直方向を下方から上方に搬送する場合においても、廃トナーが廃トナー搬送路１１の中心近傍の廃トナー滞留エリア３９０（図８参照）に入り込んで滞留することがなく、搬送スパイラル１７によって十分なトナー搬送量を得ることができる。

以上のように、第２の実施の形態に関する廃トナー搬送装置１００及び画像形成装置２００によれば、廃トナー搬送路１１の搬送スパイラル１７の内側に芯線１９を配設するようにしたので、廃トナー搬送路１１の中心近傍の廃トナー滞留エリア３９０に廃トナーが入り込んで滞留することがなく、搬送効率を向上させることができる。その結果、廃トナーを下方から上方へ垂直に向かって搬送する場合においても、搬送スパイラル１７によって十分なトナー搬送量を得ることができる。同時に、十分なトナー搬送量を得るために搬送スパイラル線径ｄｓを大きくする必要がないので、搬送スパイラル１７の負荷を低減でき、装置寿命を向上させることもできる。

（変形例１）
本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものでもない。例えば、以上の実施の形態の説明では、画像形成装置２００としてプリンタを一例として説明したが、複写機、ファクシミリ及び複合機であってもよい。また、以上の実施の形態の説明では、電子写真方式の画像形成装置を一例として説明したが、静電記録方式、静電印刷方式及びトナージェット方式の画像形成装置であってもよい。

（変形例２）
また、以上の実施の形態の説明では、画像形成装置２００内部に廃トナー搬送装置１００を備える形態として説明したが、画像形成装置２００の装置外部に廃トナー搬送装置１００を設ける形態としてもよい。

（変形例３）
また、以上の実施の形態の説明では、廃トナー搬送駆動部１４及び廃トナー搬送路１１によって構成される廃トナー搬送装置１００を一例として説明したが、画像形成ユニット１３に未使用トナーを供給する現像剤搬送装置としてのトナー搬送ユニット１５（図１参照）に本発明を適用するようにしてもよい。この場合、現像剤搬送路としてのトナー搬送ユニット１５は、現像剤としての未使用トナーが収容されるトナー収容部１２ｋ及び未使用トナーを使用して画像を形成する画像形成ユニット１３の間に配設される。そして、現像剤搬送手段は、トナー収容部１２ｋから画像形成ユニット１３に未使用トナーを搬送する。

（変形例４）
また、第１の実施の形態の説明では、搬送スパイラル１７及び内挿スパイラル１８によって廃トナーを搬送する実施の形態を説明したが、内挿スパイラル１８の内側に更に図示しない内挿スパイラルを設けるようにしてもよいし、内挿スパイラル１８の内側に第２の実施の形態において説明した芯線１９を設けるような形態としてもよい。

１１ 廃トナー搬送路
１２ トナーカートリッジ
１２ｘ 廃トナー収容部
１３ 画像形成ユニット
１４ 廃トナー搬送駆動部
１６ 搬送チューブ
１７ 搬送スパイラル
１８ 内挿スパイラル（搬送補助部材）
１９ 芯線（搬送補助部材）
２０ 感光体ドラム
２１ クリーニングブレード
２２ 廃トナー移送機構
１００ 廃トナー搬送装置（現像剤搬送装置）
２００ 画像形成装置

Claims (8)

1. 現像剤搬送路内の現像剤を搬送する現像剤搬送装置であって、
   前記現像剤搬送路内の前記現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、
   前記現像剤搬送手段を駆動する搬送駆動手段とを備え、
   前記現像剤搬送手段は、前記搬送駆動手段によって駆動され、線材をコイル状に巻いた搬送スパイラルと、
   前記搬送スパイラルの内側に配設され、前記搬送駆動手段によって駆動されるとともに前記搬送スパイラルによる前記現像剤の搬送を補助する搬送補助部材とを具備することを特徴とする現像剤搬送装置。
2. 前記現像剤搬送路は、前記現像剤が収容される現像剤収容部と、
   前記現像剤を使用して画像を形成する画像形成手段との間に設けられることを特徴とする請求項１記載の現像剤搬送装置。
3. 前記搬送補助部材は、前記搬送スパイラルの内側に配設するコイル状に巻かれた内挿スパイラルであることを特徴とする請求項２記載の現像剤搬送装置。
4. 前記内挿スパイラルの巻きピッチは、前記搬送スパイラルの巻きピッチより大きいことを特徴とする請求項３記載の現像剤搬送装置。
5. 前記搬送補助部材は、前記搬送スパイラルの内側に配設する芯線であることを特徴とする請求項２記載の現像剤搬送装置。
6. 前記現像剤は前記画像形成手段により画像形成に使用されなかった廃トナーであり、
   前記現像剤搬送手段は、前記画像形成手段から前記現像剤収容部に前記廃トナーを搬送することを特徴とする請求項３乃至５いずれか一記載の現像剤搬送装置。
7. 前記現像剤は前記画像形成手段により画像形成に使用される未使用トナーであり、
   前記現像剤搬送手段は、前記現像剤収容部から前記画像形成手段に前記未使用トナーを搬送することを特徴とする請求項３乃至５いずれか一記載の現像剤搬送装置。
8. 請求項１乃至７いずれか一記載の現像剤搬送装置を有する画像形成装置。
   

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