JP4754022B2 - トナー回収装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー回収装置及び画像形成装置に関し、特にトナー回収容器内に回収した廃トナーを、トナー回収容器内で搬送する搬送機構に関する。

電子写真画像形成装置においては、転写後の感光体ドラムの表面に転写し残ったトナーが残留する。そこで、この感光体ドラムの表面に残留したトナーを除去し、電子写真画像形成装置内に配設されたトナー回収装置に回収するようにしている。この回収の方法としてトナーを自由落下させて収容する方法もあるが、この場合、所望の収容体積を確保するためには、収容器の形状を縦方向に長くしなければならず、そのためのスペース確保が困難な場合が多い。そこで、回収容器の形状を水平方向に延在させるために、例えば、回収容器内部にスパイラル等のトナー搬送機構を設けたトナー回収装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。

特開平４―１２７１８６号公報（第５−６頁、図１）

しかしながら、回収容器内のトナー搬送方向において、例えば一様の搬送能力を持たせた搬送手段では、トナーの流入量によっては、搬送方向下流側部に多くの廃トナーが搬送されることとなる。この場合、搬送方向上流部にはまだ収納可能な隙間があるにも拘わらず、搬送方向下流側部の廃トナーが高密度となり、搬送手段の回転駆動負荷トルクが所定値を超えてそれ以上の廃トナーを収容できない、という事態を招く問題があった。

また、搬送手段を回収容器内のトナーの移動可能領域の途中までしか設定しない場合、それより下流側部にはトナーが搬送されないため、トナーが奥のほうまで十分収容されないといった問題があった。

本発明の目的は、廃トナー回収容器の内部に生ずる廃トナー密度の不均一により、トナー収容能力が低下するという問題を解決し、廃トナー回収容器の収納容量に見合った量の廃トナーを確実に収納できるトナー回収装置及び画像形成装置を提供することにある。

参考例としてのトナー回収装置は、
トナーを収容するトナー回収容器と、前記トナー回収容器に設けられ、トナーを受け入れる受入口と、前記トナー回収容器の内部に設けられ、前記受入口から受け入れたトナーを前記トナー回収容器内部で搬送するトナー搬送手段とを備え、
該トナー搬送手段は、搬送領域の所定の領域における搬送能力を制限可能とすることを特徴とする。

本発明によるトナー回収装置は、
トナーを収容するトナー回収容器と、前記トナー回収容器に設けられ、内側面の一部が前記トナーを受入れる開口部に通じる円筒部を有する受入部と、前記トナー回収容器の内部に設けられ、回転自在に保持された回転軸と、該回転軸の周面に備えられ、前記受入部から受け入れた前記トナーを前記回転軸の回転に応じて搬送する搬送部材とを有するトナー搬送手段と、前記回転軸を回転駆動する駆動モータと、前記回転軸にかかる回転負荷を検出する負荷検出手段とを備えた搬送方向切替え手段とを有し、
前記トナー回収容器は、前記トナー搬送手段の周囲に前記トナーを収容するトナー収容部を備え、
前記搬送方向切替え手段は、前記トナー搬送手段が前記トナーを前記受入部から離間する方向に搬送する順方向搬送時に、前記負荷検出手段で検出された回転負荷が所定の閾値を超えた場合、前記駆動モータの回転方向を逆転して前記トナー搬送手段による前記トナーの搬送方向を一定時間だけ逆方向に切替えた後、前記順方向搬送を再開させるトナー回収装置において、
前記トナー搬送手段は、一端側に位置する導入部が前記受入部の前記円筒部の内部に配設され、前記円筒部の内部に受入れた前記トナーを前記順方向搬送時に他端側に向けて搬送し、前記導入部において、前記逆方向への搬送時に回転負荷トルクが所定値を超えたとき、前記円筒部内部の前記導入部の前記搬送部材に対してのみ前記回転軸が空回りするように構成されていることを特徴とする。

更に本発明による画像形成装置は、
感光体ドラムから掻き落とされたトナーを収集するトナー搬送機構と、上記した本発明によるトナー回収装置とを有し、前記トナー搬送機構から排出されるトナーを、該トナー回収装置の受入口で受け入れるように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、トナー回収容器のトナー収納容量に見合った量のトナーを確実に収納することができる。

本発明のトナー回収装置を備えた電子写真記録方式による画像形成装置の実施の形態１の概略的な構成を示す構成図である。 実施の形態１のトナー回収装置の構成を示す分解斜視図である。 プロセスユニットのトナー収集部近傍の要部構成を示す部分拡大図である。 トナー搬送機構の排出部とトナー回収装置の受入部との接続部分の部分拡大図で、（ａ）はトナー回収装置が画像形成装置本体に装着されているときの図であり、同図（ｂ）はトナー回収装置が画像形成装置本体から外れたときの図である。 トナー搬送機構の排出部に配設される固定キャップと可動キャップの各形状を示す斜視図である。 実施の形態１のトナー回収装置に用いられる搬送用スパイラルの先端部近傍の部分拡大図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施の形態１のトナー回収装置の動作状態を示す要部正面図である。 実施の形態２のトナー回収装置に用いられる搬送用スパイラルの先端部近傍の要部構成を示す構成図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施の形態２のトナー回収装置の動作状態を示す要部正面図である。 実施の形態３のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの先端部近傍の要部構成を示す構成図である。 実施の形態３の搬送用スパイラルの先端部と第２中間部との接続部の構成を示す部分拡大図で、（ａ）は、接続コイルスプリングを装着した本来の構成を示し、（ｂ）は、説明のため接続コイルスプリングを除いた図である。 （ａ）は実施の形態４のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの先端部近傍の要部構成を示す構成図であり、（ｂ）はその動作説明に供する図である。 実施の形態５のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの先端部近傍の要部構成を示す構成図である。 実施の形態５のトナー回収装置が、廃トナーの回収を開始してからの、廃トナー回収量と搬送用スパイラルにかかる回転負荷トルクの関係を概略的に示したグラフである。 （ａ）は実施の形態６のトナー回収装置の要部構成を示す構成図であり、（ｂ）は、トナー回収装置の搬送用スパイラルを回転駆動する駆動モータの制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 駆動制御部による駆動モータ制御が実行された際の、時間経過に対する駆動モータの回転状態の変化を示すグラフである。 実施の形態７のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの導入部近傍の要部構成を示す構成図である。

実施の形態１．
図１は、本発明のトナー回収装置を備えた電子写真記録方式による画像形成装置の実施の形態１の概略的な構成を示す構成図である。

同図において、画像形成装置２００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の画像を各々に形成する４つのプロセスユニット２０１〜２０４を有し、これらが記録媒体２０５の搬送経路の上流側から順に着脱自在に配置されている。これらプロセスユニット２０１〜２０４の内部構成は共通しているため、例えばイエロー（Ｙ）のプロセスユニット２０１を例に取り、これらの内部構成を説明する。

プロセスユニット２０１には、感光体ドラム１１が矢印方向に回転可能に配置され、この感光体ドラム１１の周囲には、その回転方向上流側から順に、感光体ドラム１１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電ローラ１２、帯電された感光体ドラム１１の表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置１３が配設される。更に、静電潜像が形成された感光体ドラム１１の表面に、イエローのトナーを付着させて現像を発生させる現像ローラ１４、感光体ドラム１１上のトナーの現像を転写した際に残留した未転写トナー（以後、廃トナーと称す）を除去するクリーニングブレード１５、及び感光体ドラム１１の表面電位のバラツキを除去するための除電装置１６が配設される。尚、これら各装置に用いられているドラム又はローラは、図示しない駆動源からギアなどを経由して動力が伝達され回転する。

又、画像形成装置２００は、その下部に、紙などの記録媒体２０５を堆積した状態で収納する用紙カセット２０６を装着し、その上方には記録媒体２０５を１枚ずつ分離させて搬送するためのホッピングローラ２０７が配設されている。更に、記録媒体２０５の搬送方向における、ホッピングローラ２０７の下流側にはピンチローラ２０８，２０９と共に、記録媒体２０５を挟持することによって記録媒体を搬送する搬送ローラ２１０、及び記録媒体２０５の斜行を修正してプロセスユニット２０１に搬送するレジストローラ２１１を配設している。これらのホッピングローラ２０７、搬送ローラ２１０、及びレジストローラ２１１は図示されない駆動源からギア等を経由して動力が伝達され回転する。

プロセスユニット２０１〜２０４の各感光体ドラム１１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２１２が配設されている。これら転写ローラ２１２には、感光ドラム１１上に付着されたトナーによるトナー像を記録媒体２０５に転写する転写時に、各感光体ドラム１１の表面電位とこれら各転写ローラ２１２の表面電位に電位差を持たせるための電位が印加されている。

定着装置２１３は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、記録媒体２０５上に転写されたトナーを加圧・加熱することによって定着する。この下流の排出ローラ２１４，２１５は、排出部のピンチローラ２１６、２１７と共に定着装置２１３から排出された記録媒体２０５を挟持し、記録媒体スタッカ部２１８に搬送する。これら定着装置２１３、排出ローラ２１４等は図示しない駆動源からギアなどを経由して動力が伝達され回転される。ベルト搬送装置２１９は、印刷媒体２０５を各プロセスユニット２０１〜２０４へ通過させるための搬送経路を形成するもので、各感光体ドラム１１と転写ローラ２１２間に介在する転写ベルト２２０を駆動し、レジストローラ２１１から排出される記録媒体２０５を定着器２１３の搬入位置まで搬送する。

ここまで説明した構成要素によって行なわれる画像形成装置２００の動作について説明する。まず、用紙カセット２０５に堆積した状態で収納されている記録媒体２０５がホッピングローラ２０７によって、上から１枚ずつ分離されて搬送される。続いて、この記録媒体２０５は、搬送ローラ２１０、レジストローラ２１１及びピンチローラ２０８，２０９に挟持されて、ベルト搬送装置２１９の記録媒体受入部まで搬送される。以後、記録媒体２０５は、ベルト搬送装置２１９によってプロセスユニット２０１へ搬送され、感光ドラム１１上に付着されたトナー像がその記録面に転写される。

同様にして、記録媒体２０５は、順次プロセスユニット２０２〜２０４を通過し、その通過過程で、各露光装置１０３により形成された静電潜像を、現像ローラ１４によって現像した各色のトナー像がその記録面に順次転写され、重ね合わせられる。そして、その記録面上に各色のトナー像が重ね合わせたれた後、定着装置２１３によってトナー像が定着された記録媒体２０５は、排出ローラ２１４、２１５及びピンチローラ２１６、２１７に挟持されて、画像形成装置２００の外部の記録媒体スタッカ部２１８に排出される。以上の過程を経て、カラー画像が記録媒体２０５上に形成される。

尚、同図中のＸＹＺ座標は、記録媒体２０５が各プロセスユニット２０２〜２０４を通過する際の搬送方向にＸ軸をとり、感光体ドラム１１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軸を取っている。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。

次に、画像形成装置２００における廃トナーを処理するための構成及び動作について説明する。

プロセスユニット２０１のクリーニングブレード１５の下部には、感光体ドラム１１から掻き落とした廃トナーを後述するトナー搬送機構１０５に導くためのトナー収集部１０１が配設されている。尚、このトナー収集部１０１は、他のプロセスユニット２０２〜２０４においても同様に配設されているが、その内部構成が共通しているため、プロセスユニット２０１のトナー収集部１０１を例にして、その内部構成を説明する。

図３は、このプロセスユニット２０１のトナー収集部１０１近傍の要部を示す部分拡大図である。同図中、クリーニングブレード１５は、Ｙ軸方向に延在する感光体ドラム１１の軸方向の略全域にわたって形成され、各部で掻き落とした廃トナー１９を収納空間部１０１ａに自然落下させる。搬送用スパイラル１０２は、Ｙ軸方向に回転軸を有し、クリーニングブレード１５と略同領域に延在するように収納空間部１０１ａ内に配設され、図示しない駆動手段によって軸回転する。トナー排出口１０１ｂは、トナー収集部１０１のＹ軸のプラス方向の端部の下部に形成されている。

以上のように構成されたトナー収集部１０１において、クリーニングブレード１５によって感光体ドラム１１から掻き落とされた廃トナー１９は、収納空間部１０１ａに自然落下し、搬送用スパイラル１０２によって、収納空間部１０１ａ内を順次Ｙ軸のプラス方向（図面の表に向う方向）に搬送される。そして、トナー排出口１０１ｂに至り、このトナー排出口１０１ｂから順次下方に落下する。

図１に示すトナー搬送機構１０５は、画像形成装置２００のＹ軸のプラス側（図面の表側）に配設され、各プロセスユニット２０１〜２０４のトナー排出口１０１ｂ（図３）にそれぞれ空間的に接続して、そこから排出される廃トナー１９を受入れて自然落下させるトナー誘導部１０５ａ〜１０５ｄと、各トナー誘導部１０５ａ〜１０５ｄと空間的に連続してＸ軸方向に延在し、内部に同方向に回転軸を有する搬送用スパイラル１０６を備えたトナー搬送部１０５ｅとを有する。この搬送用スパイラル１０６は、図示しない駆動手段によって軸回転し、各トナー誘導部１０５ａ〜１０５ｄから落下する廃トナー１９をＸ軸のマイナス方向（図面の右側）に順次搬送する。

トナー搬送機構１０５は、更にＸ軸のマイナス方向端部において、搬送用スパイラル１０６によって搬送された廃トナー１９を自然落下させるトナー落下部１０５ｆと、トナー落下部１０５ｆと空間的に連続し、最終的に廃トナー１９を、後述するトナー回収装置５１の回収容器５２に排出する排出部１０５ｇとを有する。

トナー搬送機構１０５は、更に帯電不良や濃度補正のために転写ベルト２２０上に残留する廃トナーを転写ベルト２２０から掻き落とし、搬送する転写ベルトクリーニング部１１０を有する。この転写ベルトクリーニング部１１０は、転写ベルト２２０上に残留する廃トナーを転写ベルト２２０から掻き落とすためのクリーニングブレード１１１と、掻き落とした廃トナーを、前記した各搬送用スパイラル１０２（図３）と同様に、順次Ｙ軸のプラス方向（図面の表に向う方向）に搬送して排出部１０５ｇに導く搬送用スパイラル１１２とを有する。

以上のようにしてトナー搬送機構１０５の排出部１０５ｇに集めれられた各廃トナー１９は、後述する排出口を介して、画像形成装置２００に着脱自在に装着されたトナー回収装置５１の回収容器５２に収容される。

次に、トナー回収装置５１の構成及び動作について説明する。図２は、このトナー回収装置５１の構成を示す分解斜視図である。

図１、図２に示すように、トナー回収装置５１は、回収容器５２、受入部５３、搬送用スパイラル５４、搬送用スパイラル５４を駆動するギア列５５、及び駆動モータの動力をこのギア列に伝達するカップリング５６を備えている。回収容器５２は、図２に示すようにカバー５２ａとカバー５２ｂの２つの部分で構成され、各カバーの下部に設けられた図示しない嵌合部が勘合すると共に、カバー５２ａ上部に設けられた爪部８１とカバー５２ｂ上部に設けられた凹部８２がそれぞれ係合することにより、トナー収納部６３を備えた回収容器５２を形成する。また、各カバーの接合部にはシール材８３が配設され、これによって回収容器５２のトナー収納部６３の密閉度を上げている。

回収容器５２に形成された一対の搬送用スパイラル軸受け８４は、それぞれカバー５２ａ，５２ｂの対向する位置に形成された搬送用スパイラル軸受（図示せず）と共に、搬送用スパイラル５４を回収容器５２のトナー収納部６３の２箇所で挟持し、これを回転可能に軸支する。

受入部５３は、その円筒部５３ａの内部に搬送用スパイラル５４の導入部５４ａが位置する状態でカバー８３の開口部８５に装着される。このとき受入部５３の開口突出部５３ｂは、回収容器５２の外部に突出し、後述するように、トナー回収装置５１が画像形成装置２００に装着された段階で、トナー搬送機構１０５の排出部１０５ｇと接合する。開口突出部５３ｂの開口部であるトナー受入口５３ｃは、円筒部５３ａの内部に空間的に通じている。

搬送用スパイラル５４は、トナー回収装置５１が画像形成装置２００本体に装着されたときＸ軸方向に沿って延在し、受入部５３の側（以後、上流側と称す）の回収容器５２のトナー収納部６３から外部に突出する端部に、ギア列５５と噛合する回転ギア５７を配している。そして、反対側（以後、下流側と称す）端部に向って順に連続して形成された、導入部５４ａ、第１中間部５４ｂ、第２中間部５４ｃ、及び先端部５４ｄを有する。

ここで、トナー回収装置５１を画像形成装置２００本体に対して着脱する際の、トナー回収装置５１とトナー搬送機構１０５との接続関係について説明する。

図４は、トナー搬送機構１０５の排出部１０５ｇとトナー回収装置５１の受入部５３との接続部分を、Ｘ軸のマイナス側からみた部分拡大図で、同図（ａ）はトナー回収装置５１が画像形成装置２００本体に装着されているときの図であり、同図（ｂ）はトナー回収装置５１が画像形成装置２００本体から外れたときの図である。

排出部１０５ｇには、トナー落下部１０５ｆと空間的につながる固定キャップ１２０とこの固定キャップ１２０を内側にして重なるように形成された可動キャップ１２１が配置されている。図５は、この固定キャップ１２０と可動キャップ１２１の各形状を示す斜視図である。可動キャップ１２１は、固定キャップ１２０を内側にしてＹ軸方向にスライド可能に保持され、排出部１０５ｇとの間に圧縮した状態で架けられたコイルスプリング１２２によって、Ｙ軸プラス方向に付勢されている。

また、固定キャップ１２０及び可動キャップ１２１の各底面部には、図４（ａ）に示すように、トナー回収装置５１が画像形成装置２００本体に装着されている状態で、互いに重なる排出口１２３及び排出口１２４が形成されている。更に、可動キャップ１２１には突起１２１ａが形成され、排出部１０５ｇには、図４（ｂ）に示すように、トナー回収装置５１が画像形成装置２００本体から外された状態で、排出口１２３と排出口１２４とが重ならない位置で突起１２１ａと係合して可動キャップ１２１の移動を制限するストッパ１０５ｈが形成されている。

トナー回収装置５１とトナー搬送機構１０５との接続部は、以上のように構成されているため、トナー回収装置５１が画像形成装置２００本体に装着されているとき、トナー搬送機構１０５のトナー落下部１０５ｆを落下する廃トナーは、図４（ａ）に矢印でしめすように、排出口１２３，１２４を通過し、更に受入部５３のトナー受入口５３ｃを介して、トナー回収装置５１の内部に位置する受入部５３の円筒部５３ａ（図１）に落下する。

一方、トナー回収装置５１が画像形成装置２００本体から外されると、図４（ｂ）に示す様に、可動キャップ１２１がストッパ１０５ｈによって移動が規制される位置までＹ軸のプラス方向に移動する。この時、前記したように可動キャップ１２１の排出口１２３が固定キャップ１２０の排出口１２４と重ならない位置に移動するため、トナー搬送機構１０５の排出部１０５ｇは密閉される。従って、トナー回収装置５１が画像形成装置２００本体から外された状態では、廃トナーは、トナー搬送機構１０５の排出部１０５ｇの内部に留まり、画像形成装置２００の内部に漏れ出ることない。

尚、上記した例では、コイルスプリング１２２が、可動キャップ１２１を付勢する作用だけを行なうように構成したが、例えば、Ｙ軸に沿って延在するその軸中心に所定方向に回転するように構成することによって、トナー落下部１０５ｆから落下する廃トナーを、コイルスプリング１２２の搬送作用によって、重なった状態の排出口１２３，１２４まで円滑に導くことができる。

図２に示す搬送用スパイラル５４は、その導入部５４ａ、第１中間部５４ｂ、及び第２中間部５４ｃでは、軸部とその周面の所定領域に形成されたスパイラルとが共にプラスチック材で一体的に形成されている。一方、先端部５４ｄは、中間部５４ｃに連続して一体的に形成されたプラスチック材の軸部５４ｅと、この軸部５４ｅの周りに配設されたコイルスプリング５８とを有する。

図６は、この搬送用スパイラル５４の先端部５４ｄの部分拡大図である。同図に示すように、先端部５４ｄの上流側端部には、フランジ５４ｆが軸部５４ｅと一体的に形成され、その下流側にはワッシャ５９、可動ストッパ６０の順に、軸部５４ｅに対して摺動可能に取り付けられている。コイルスプリング５８は、軸部５４ｅの周面を囲むように備えられ、その上流側端部が可動ストッパ６０に固定され、下流側端部が、ノックピン６２によって軸部５４ｅに固定される固定ストッパ６１の当接面に摺動可能に当接し、圧縮した状態で保持されている。このようにコイルスプリング５８と可動ストッパ６０は一体とされ、軸部５４ｅと一体的に形成されるフランジ５４ｆ及び固定ストッパ６１によって、圧縮した状態で摺動可能に保持されている。

以上の構成において、トナー回収装置５１の動作について以下に説明する。図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、トナー回収装置５１の動作状態を示す要部正面図である。

図７（ａ）に示すように、トナー搬送機構１０５（図１）から排出される廃トナー１９は、前記したように、トナー回収装置５１のトナー収容部６３に位置する受入部５３の円筒部５３ａ内に落下する。このとき、搬送用スパイラル５４は、図示しない駆動モータの回転が伝達されてＸ軸回りの矢印Ａ方向（図２）に回転している。以下、この時の回転を順方向回転と称す。

従って、受入部５３の円筒部５３ａ内に落下した廃トナー１９は、円筒部５３ａ内を下流側に搬送され、円筒部出口から外部に放出される。図７（ａ）に示すように、回収容器５２のトナー収容部６３が空に近い状態では、受入部５３の円筒部５３ａから排出された廃トナー１９は、直ちにトナー収容部６３の下方に落下し、図７（ａ）に示すようにその落下部近傍に順次堆積していく。

そして堆積した廃トナー１９の上部が、搬送用スパイラル５４のスパイラルに接触するようになると、廃トナー１９は、図７（ｂ）に示すようにトナー収容部６３の下流へと順次搬送され、やがて搬送用スパイラル５４の先端部５４ｄに達するようになる。先端部５４ｄに達した廃トナー１９は、この先端部５４ｄに配設されたコイルスプリング５８（図６）の回転運動によって更に下流部へと搬送される。

やがて図７（ｃ）に示すように、回収容器５２の最下流部まで達した廃トナー１９は、回収容器５２の壁により行き場を失うため、トナー収容部６３の最下流部では、順次送られてくる廃トナーによって廃トナー密度が次第に高くなる。このようにして廃トナー密度が高くなると、この先端部５４に配設されたコイルスプリング５８（図６）の回転負荷トルクが上昇する。そしてこの回転負荷トルクがある一定値を超えた時、搬送用スパイラル５４の先端部５４ｄにおける廃トナーの搬送活動が停止する。

即ち、トナー収容部６３の最下流部における廃トナー密度が一定値を超えた時、図６に示す、先端部５４ｄのコイルスプリング５８の伸長力によって発生しているフランジ５４ｆとワッシャ５９間、或いは可動ストッパ６０とワッシャ５９間の摩擦力と、コイルスプリング５８と固定ストッパ６１間の摩擦力よりも、コイルスプリング５８が、高密度となった廃トナーから受ける回転負荷の方が大きくなるため、廃トナーの搬送を行なうコイルスプリング５８の回転が停止する。以上のように、トナー収容部６３の最下流部の廃トナー密度が一定値を超えた時、搬送用スパイラル５４の先端部５４ｄにおける廃トナーの搬送活動が停止する。

尚、本実施の形態では、回転／停止可能なトナー搬送用のコイルスプリング５８を、搬送用スパイラル５４の先端部５４ｄの一箇所だけに設けたが、これに限定されるものではなく、第１中間部５４ｂや第２中間部５４ｃも同様に構成し、各コイルスプリングを各々回転／停止可能に構成してもよい。

また、本実施の形態では、第１中間部５４ｂ及び第２中間部５４ｃが、軸部とその周面の所定領域に形成されたスパイラルとが共にプラスチック材で一体的に形成されている例を示したが、これに限定されるものではなく、常時、軸と一体的に回転するコイルスプリングを用いて形成してもよい。

以上のように、本実施の形態１のトナー回収装置によれば、回収容器５２のトナー収容部６３の最下流部の廃トナー密度が一定値を超えた時、搬送用スパイラル５４の先端部５４ｄにおける廃トナーの搬送活動が停止するため、駆動モータ等の駆動手段が過負荷状態となるのを防止できる。これにより、過負荷によって搬送用スパイラル５４全体の回転が停止して、トナー密度の低い上流側領域への廃トナーの更なる収容ができなくなるといった事態を防止することができる。

また、コイルスプリング５８は、廃トナーを搬送する作用と、その復元力（伸長力）によって発生する摩擦力によってコイルスプリング５８自体に回転駆動力を伝導させる作用の両方を受け持つため、構成部品を少なくすることが可能となって安価に構成できる。

実施の形態２．
図８は、本発明に基づく実施の形態２のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの先端部近傍の要部構成を示す構成図である。

この搬送用スパイラル１５１を採用するトナー回収装置が、前記した図２に示す実施の形態１のトナー回収装置５１と主に異なる点は、搬送用スパイラル１５１の先端部１５１ｄの構成と、搬送用スパイラル１５１の回転駆動方法である。従って、この搬送用スパイラル１５１を採用するトナー回収装置が、前記した実施の形態１のトナー回収装置５１（図２）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。

図８に示すように、先端部１５１ｄの上流側端部には、フランジ１５１ｆが軸部１５１ｅと一体的に形成され、その下流側には可動ストッパ１５２が軸部１５１ｅに対して摺動可能に取り付けられている。コイルスプリング５８は、その上流側端部が可動ストッパ１５２に固定され、下流側端部が、ノックピン６２によって軸部１５１ｅに固定される固定ストッパ６１の当接面に摺動可能に当接し、圧縮した状態で保持されている。更にフランジ１５１ｆ及び可動ストッパ１５２には、回転伝達に方向性を持たせるためのラチェット機構を構成する凸部１５１ｇ及び凹部１５２ａが形成されている。

以上の構成において、この搬送用スパイラル１５１を採用するトナー回収装置１５０の動作について以下に説明する。図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）は、トナー回収装置の動作状態を示す要部正面図である。

本実施の形態におけるトナー回収装置１５０の動作は、回収容器５２の最下流部まで達した廃トナー１９が、回収容器５２の壁によって行き場を失い、図９（ａ）に示すようにトナー収容部６３の最下流部の廃トナー密度が次第に高くなる段階まで、前記した実施の形態１のトナー回収容器５１の動作と一緒である。こうして最下流部の廃トナー密度が高くなると、この先端部５４に配設されたコイルスプリング５８の回転負荷トルクが上昇する。尚、この時搬送用スパイラル１５１は、図示しない駆動モータの回転が伝達されてＸ軸回りの矢印Ａ方向（図２参照）回転、即ち順方向回転している。

そしてこの回転負荷トルクがある一定値を超えた時、搬送用スパイラル１５１では、可動ストッパ１５２とフランジ１５１ｆとに形成されたラチェット機構が動作し、可動ストッパ１５２がフランジ１５１ｆの凸部１５１ｇに形成された傾斜をのり越えるようにしてコイルスプリング５８の空転が始まる。この時可動ストッパ１５２は、フランジ１５１ｆの凸部１５１ｇの傾斜を上がりきった後、再びその凹部１５２ａがフランジ１５１ｆの凸部１５１ｇと勘合する一連の動作を繰り返す。従って、この時のコイルスプリング５８は、圧縮、伸長を繰り返しながらも回転を停止しているため、搬送用スパイラル１５１の先端部１５１ｄにおける廃トナーの搬送活動が停止する。

また、回転負荷トルクがある一定値を超えない段階では、コイルスプリング５８は、コイルスプリング５８の伸長力によって発生するラチェット機構の空転トルクによって、軸部１５１ｅと共に回転する。

一方、搬送用スパイラル１５１をＸ軸回りの矢印Ａ方向（図２参照）とは逆の方向（以後、単に逆方向と称す）に回転させた場合、ラチェット機構によって、可動ストッパ１５２は、フランジ１５１ｆを乗り越えることができない。従って、搬送用スパイラル１５１の下流部の廃トナー密度が高く、搬送用スパイラル１５１の駆動負荷トルクが大きい場合でも、コイルスプリング５８で形成された先端部１５１ｄは、上流側へのトナーの搬送能力を持つことができる。

図９（ｂ）は、トナー収容部６３の最下流部の廃トナー密度が高くなった図９（ａ）の状態において、搬送用スパイラル１５１を所定時間逆方向回転させたときの廃トナー１９の分布を示す図である。搬送用スパイラル１５１は、逆方向回転によって、下流側の廃トナーを再び上流側へと搬送することになり、同図に示すようにトナー収容部６３の最下流部の廃トナーを上流へと運ぶ。これにより、搬送用スパイラル１５１の受ける負荷力は低下する。従って、その後、搬送用スパイラル１５１を再び順方向回転させると、その先端部１５１ｄのコイルスプリング５８も空回り状態から復帰し、図９（ｃ）に示す様に、搬送用スパイラル１５１の搬送領域全域にわたって、廃トナー１９の堆積状態を平均化することができる。尚、この搬送用スパイラル１５１の逆方向回転は、順方向回転が所定の期間行われる度に実施されることが好ましい。

以上のように、本実施の形態２のトナー回収装置１５０によれば、前記した実施の形態１のトナー回収装置と同様に、搬送用スパイラル１５１の先端部１５１ｄにおける廃トナーの搬送活動を停止することによって、トナー収容部６３の最下流部の廃トナー密度が高い場合でも駆動モータ等の駆動手段への過負荷を防止できるため、廃トナー密度の低い上流側領域に、引き続いて廃トナーを回収することができる。

更に、本実施の形態のトナー回収装置１５０では、順方向回転時には、負荷力によりコイルスプリングが空転して上記した効果を得、逆方向回転時には、空回りできないように構成されている。従って、搬送用スパイラルのこの逆方向回転により、トナー収容部６３の下流部の高密度廃トナーを上流へ搬送することができるため、トナー回収容器５２内のトナー密度を平均化することも可能となる。

実施の形態３．
図１０は、本発明に基づく実施の形態３のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの先端部近傍の要部構成を示す構成図である。

この搬送用スパイラル１５５を採用するトナー回収装置が、前記した図２に示す実施の形態１のトナー回収装置５１と主に異なる点は、搬送用スパイラル１５５の第２中間部１５５ｃ及び先端部１５６の構成と、搬送用スパイラル１５５の回転駆動方法である。従って、この搬送用スパイラル１５５を採用するトナー回収装置が、前記した実施の形態１のトナー回収装置５１（図２）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。

図１０に示すように、本実施の形態の搬送用スパイラル１５５における先端部１５６は、他の第１中間部５４ｂ（図２参照）や第２中間部１５５ｃと別体で、且つこれらと同様に軸部１５６ａとその周面に形成されたスパイラル１５６ｂとが共にプラスチック材で一体的に形成されている。また先端部１５６の上流側端部近傍には、フランジ１５６ｃが形成され、また第２中間部１５５ｃの下流側端部近傍にもフランジ１５５ｍが形成されている。

図１１は、これらフランジ１５６ｃとフランジ１５５ｍと間に形成される、先端部１５６と第２中間部１５５ｃとの接続部の構成を示す部分拡大図である。同図（ａ）は、接続コイルスプリング１５７を装着した本来の構成を示し、同図（ｂ）は、説明のため接続コイルスプリング１５７を除いた図である。

同図（ｂ）に示すように、先端部１５６には、そのフランジ１５６ｃよりも更に上流側に係合軸部１５６ｄが形成され、その端部に、軸中心の係合口１５６ｅが形成されている。一方、第２中間部１５５ｃには、そのフランジ１５５ｍよりも更に下流側に係合軸部１５５ｆが形成され、その端部に、先端部１５６の係合口１５６ｅに遊嵌する係合凸部１５５ｇが形成されている。

そして、係合軸部１５５ｇと係合軸部１５６ｄとは、これらの軸径と同じかやや小さめの内径を有する接続コイルスプリング１５７によって回転力が伝達するように接続される。即ち、係合軸部１５５ｆ及び１５６ｄは、コイルスプリング１５７の内空部に圧入され、その内部で、軸ずれしないように係合口１５６ｅと係合凸部１５５ｇとが遊嵌状態を保っている。そしてこの接続コイルスプリング１５７の巻き方向は、搬送用スパイラル１５５（図１０）の各部に形成されたスパイラルの巻方向と逆に形成されている。

以上の構成において、この搬送用スパイラル１５５を採用するトナー回収装置の動作について以下に説明する。尚、本実施の形態のトナー回収装置は、図９に示す実施の形態２のトナー回収装置１５０の搬送用スパイラル１５１を、上記した図１０に示す搬送用スパイラル１５５に代えた構成であるため、図９に示すトナー回収装置１５０に搬送用スパイラル１５５が装着されているものとして、図９を参照しながら説明する。

トナー収容部６３（図９）の廃トナー１９の密度が低く、スパイラル１５６ｂ（図１０）にかかる負荷が低い場合、搬送用スパイラル１５５は、先端部１５６の係合軸部１５６ｄと接続コイルスプリング１５７の摩擦力、及び接続コイルスプリング１５７と第２中間部１５５ｃの係合軸部１５５ｆの摩擦力により、先端部１５６を含め全体が順方向回転し、廃トナー１９を順次下流部へ搬送する。その後、トナー収容部６３の最下流部での廃トナーの密度が高くなるにつれ、先端部１５６のスパイラル１５６ｂ（図１０）にかかる負荷力が上がると、先端部１５６と第２中間部１５５ｃとの間で回転力を伝達する接続コイルスプリング１５７は、その巻回状態が巻き戻される方向に強い力を受けるようになる。

更にトナー収容部６３の下流部での廃トナーの密度が上がり、接続コイルスプリング１５７が所定量巻き戻されてその内径が大きくなると、各係合軸部１５５ｆ，１５６ｄと接続コイルスプリング１５７間の摩擦力が低下する。そして先端部１５６のスパイラル１５６ｂが受ける回転負荷トルクがある一定値を超えると、この摩擦力の低下により、接続コイルスプリング１５７による下流側の先端部１５６への回転力の伝達が断たれる。その結果、先端部１５６が回転を停止し、この先端部１５６における廃トナーの搬送活動が停止する。

尚、本実施の形態では、接続コイルスプリング１５７を、第２中間部１５５ｃのフランジ１５５ｍと先端部１５６のフランジ１５６ｃとの間に、特に端部を固定することなく配設した例を示したが、これに限定されるものではなく、どちらか一端をフランジ１５５ｍ或いはフランジ１５６ｃに固定するように構成しても良い。この場合、固定されない側のフランジは特に必要なくなる。

搬送用スパイラル１５５の順方向回転駆動が停止すると、接続コイルスプリング１５７は、元の状態に戻って各係合軸部１５５ｆ，１５６ｄとの摩擦力が復活し、再び先端部１５６への回転力の伝達経路が形成される。一方、搬送用スパイラル１５５を逆方向回転させた場合、先端部１５６のスパイラル１５６ｂ（図１０）にかかる負荷力によって、接続コイルスプリング１５７は、巻き方向への力を受けて内径を小さくする方向に作用する。その結果、各係合軸部１５５ｆ，１５６ｄと接続コイルスプリング１５７間の摩擦力が更に強くなり、第２中間部１５５ｃの逆方向回転は、確実に先端部１５６に伝達される。

以上のように、本実施の形態３の搬送用スパイラル１５５を採用するトナー回収装置によれば、前記した実施の形態１のトナー回収装置と同様に、搬送用スパイラル１５５の先端部１５６における廃トナーの搬送活動を停止することによって、トナー収容部６３の最下流部の廃トナー密度が高い場合でも駆動モータ等の駆動手段への過負荷を防止できるため、廃トナー密度の低い上流側領域に引き続いて廃トナーを回収することができる。

また、前記した実施の形態２の搬送用スパイラル１５１と同様に、順方向回転時には、負荷力により先端部１５６の回転が停止して上記した効果を得、逆方向回転時には、先端部に回転力が確実に伝わってトナー収容部６３の下流部の高密度廃トナーを上流へ搬送することができる。このため、トナー回収容器５２内のトナー密度を平均化することも可能となる。

更に、本実施の形態３の搬送用スパイラル１５５では、スパイラルがすべてプラスチックによる軸との一体成型が可能となり、その他の構成部品としては接続コイルスプリング１５７のみの簡便な構成となるので製品のコスト削減に寄与し、更に部品点数の少なさから、搬送用スパイラル１５５の動作信頼性も向上する。

実施の形態４．
図１２（ａ）は、本発明に基づく実施の形態４のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの先端部近傍の要部構成を示す構成図であり、同図（ｂ）はその動作説明に供する図である。

この搬送用スパイラル１６０を採用するトナー回収装置が、前記した図２に示す実施の形態１のトナー回収装置５１と主に異なる点は、搬送用スパイラル１６０の先端部１６０ｄの構成のみである。従って、この搬送用スパイラル１６０を採用するトナー回収装置が、前記した実施の形態１のトナー回収装置５１（図２）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。

図１２（ａ）に示すように、搬送用スパイラル１６０の先端部１６０ｄの上流側端部にはフランジ１６０ｆが形成されている。コイルスプリング１６１は、その上流側端部がフランジ１６０ｆに固定され、下流側端部が、ノックピン６２によって軸部１６０ｅに固定される固定ストッパ６１の当接面によって下流方向への移動が規制されている。ここで使用されるコイルスプリング１６１は、前記した実施の形態１で使用したコイルスプリング５８に比べて、バネ定数の小さいものが使用されている。

以上の構成において、この搬送用スパイラル１６０を採用するトナー回収装置の動作について以下に説明する。尚、本実施の形態のトナー回収装置は、図７に示す実施の形態１のトナー回収装置５１の搬送用スパイラル５４を、上記した図１２（ａ）に示す搬送用スパイラル１６０に代えた構成であるため、図７に示すトナー回収装置５１に搬送用スパイラル１６０が装着されているものとして、図７を参照しながら説明する。

搬送用スパイラル１６０が順方向に回転する状況下で、トナー収容部６３（図７）の廃トナー１９の密度が低く、コイルスプリング１６１（図１２）にかかる負荷が低い段階では、コイルスプリング１６１は初期の位置を保って廃トナーを順次下流側に搬送する。その後、トナー収容部６３の最下流部での廃トナーの密度が高くなるにつれ、先端部１６０ｄのコイルスプリング１６１が、その各傾斜部１６１ａで受ける上流方向への反作用が強くなる。その結果、弱いバネで形成されたコイルスプリング１６１は次第に圧縮し、最終的には、図１２（ｂ）に示すように、隣接する傾斜部１６１ａが密着する状態にまで圧縮する。このとき、コイルスプリング１６１は、廃トナーを搬送するための斜面をなくし、この先端部１６０ｄにおける廃トナーの搬送活動が停止する。

以上のように、本実施の形態４の搬送用スパイラル１６０を採用するトナー回収装置によれば、前記した実施の形態１のトナー回収装置と同様に、搬送用スパイラル１６０の先端部１６０ｄにおける廃トナーの搬送活動を停止することによって、トナー収容部６３の最下流部の廃トナー密度が高い場合でも駆動モータ等の駆動手段への過負荷を防止できるため、廃トナー密度の低い上流領域に、引き続いて廃トナーを回収することができる。

また、本実施の形態４の搬送用スパイラル１６０では、コイルスプリング１６１の他は一体成型が可能で極めて簡便に構成されているため、製品のコスト削減に寄与し、更に部品点数の少なさから搬送用スパイラル１６０の動作信頼性も向上する。

実施の形態５．
図１３は、本発明に基づく実施の形態５のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの先端部近傍の要部構成を示す構成図である。

この搬送用スパイラル１６５を採用するトナー回収装置が、前記した図２に示す実施の形態１のトナー回収装置５１と主に異なる点は、搬送用スパイラル１６５の第２中間部１６５ｃ及び先端部１６５ｄの構成である。従って、この搬送用スパイラル１６５を採用するトナー回収装置が、前記した実施の形態１のトナー回収装置５１（図２）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。

図１３に示すように、本実施の形態の搬送用スパイラル１６５における先端部１６５ｄは、他の第１中間部５４ｂ（図２参照）や第２中間部１６５ｃと同様に、軸部１６５ｅとその周面に形成されたスパイラル１６５ｇとが共にプラスチック材で一体的に形成され、その上流側端部にはフランジ１６５ｆが形成されている。そして第２中間部１６５ｃの下流側端部でフランジ１６５ｆの近傍には、局所的に軸径が小さい小径部１６６が形成されている。尚、前記した実施の形態１の搬送用スパイラル５４の第２中間部５４ｃ（図２）に対して本実施の形態における搬送用スパイラル１６５の第２中間部１６５ｃが異なる点は、この小径部１６６が形成されている点である。

以上の構成において、この搬送用スパイラル１６５を採用するトナー回収装置の動作について以下に説明する。尚、本実施の形態のトナー回収装置は、図７に示す実施の形態１のトナー回収装置５１の搬送用スパイラル５４を、上記した図１３に示す搬送用スパイラル１６５に代えた構成であるため、図７に示すトナー回収装置５１に搬送用スパイラル１６５が装着されているものとして、図７を参照しながら説明する。

トナー収容部６３（図７）の廃トナー１９の密度が低く、スパイラル１６５ｇ（図１２）にかかる負荷が低い段階では、搬送用スパイラル１６５は、全体が一体となって順方向回転し、廃トナーを順次下流側に搬送する。その後、トナー収容部６３の最下流部での廃トナーの密度が高くなるにつれ、スパイラル１６５ｇにかかる回転負荷トルクが上昇する。そしてこの回転負荷トルクがある一定値を超えた時、局所的に軸径が小さい小径部１６６では、ねじれモーメントが増大して破断現象が発生する。その結果、搬送用スパイラル１６５の先端部１６５ｄは、その上流側の第２中間部１６５ｃから切り離され、先端部１６５ｄが存在した先端部領域での廃トナーの搬送活動が停止する。

図１４は、この搬送用スパイラル１６５を採用するトナー回収装置が廃トナーの回収を開始してからの、廃トナー回収量と搬送用スパイラル１６５にかかる回転負荷トルクの関係を概略的に示したグラフである。同グラフに示すように、回収した廃トナーの量が増加するにつれて回転負荷トルクが増加するが、上記したように、小径部１６６が破断した時点で、先端部１６５ｄのスパイラル１６５ｇが受けていた回転負荷トルクがゼロとなるため、搬送用スパイラル１６５にかかる回転負荷トルクが一気に軽減される。この結果、この搬送用スパイラル１６５を回転駆動する駆動モータの最大発生可能トルクのレベルまでのトルクマージンが一気に拡大する。

以上のように、本実施の形態５のトナー回収装置によれば、搬送用スパイラル１６５の一部である先端部１６５ｄを破断して、その部分での廃トナーの搬送活動を停止するため、駆動モータ等の駆動手段への過負荷を防止できる。更に、先端部１６５ｄの破断により回転負荷トルクが一気に軽減され、その後の廃トナー搬送のためのトルクマージンが拡大され、廃トナーの回収量を大幅に伸ばすことができる。

更に、本実施の形態５の搬送用スパイラル１６５は、全て一体成型することができるため、構成が極めて簡便で、製品のコスト削減に寄与し、更に部品点数の少なさから搬送用スパイラル１６５の動作信頼性も向上する。

実施の形態６．
図１５（ａ）は、本発明に基づく実施の形態６のトナー回収装置の要部構成を示す構成図であり、同図（ｂ）は、トナー回収装置の搬送用スパイラルを回転駆動する駆動モータの制御系の構成を概略的に示すブロック図である。

このトナー回収装置１７０が、前記した図２に示す実施の形態１のトナー回収装置５１と主に異なる点は、搬送用スパイラル１７１の先端部１７１ｄの構成と、新たに追加された回転検出センサ１７６を用いての搬送用スパイラル１７１の回転駆動方法である。従って、このトナー回収装置１７０が、前記した実施の形態１のトナー回収装置５１（図２）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。

ここで用いられる搬送用スパイラル１７１の先端部１７１ｄの構成は、他の第１中間部５４ｂ（図２参照）や第２中間部５４ｃと同様に、軸部１７１ｅとその周面に形成されたスパイラル１７１ｇとが共にプラスチック材で一体的に形成され、その上流側端部にはフランジ１７１ｆが形成されている。搬送用スパイラル１７１のトナー収容部６３から突き出た上流側端部近傍には、この搬送用スパイラル１７１の回転を検出するホール素子を利用した回転検出センサ１７６が配置されている。

一方、図１５（ｂ）に示すように、駆動制御部１７５は、この回転検出センサ１７６から搬送用スパイラル１７１の回転情報を入力し、前記したカップリング５６、ギア列５５の各回転伝達経路を介して、搬送用スパイラル１７１を回転駆動する駆動モータ１７７への印加電圧を制御する。尚、ここで使用する駆動モータ１７７は、一定電圧を印加したとき、負荷トルクによって回転数が変化するＤＣモータとしている。

以上の構成において、駆動制御部１７５による駆動モータ１７７の駆動方法について以下に説明する。図１６のグラフは、駆動制御部１７５による駆動モータ制御が実行された際の、時間経過に対する駆動モータ１７７の回転状態の変化を示す。尚、同グラフに示す駆動モータの正転は、搬送用スパイラル１７１を順方向に回転駆動する回転方向に相当する。

トナー収容部６３が空の状態から搬送用スパイラル１７１を順方向に回転して、受入部５３の円筒部５３ａに入ってくる廃トナーの搬送を開始すると、最初の段階では、搬送用スパイラル１７１の回転負荷トルクは、一定で軽いものとなる。この状態は、例えば前記した図７（ａ）に示すように、トナー収容部６３に落下して堆積する廃トナー１９が、搬送用スパイラル１７１の第１中間部５４ｂに達していない状態に相当する。

その後、廃トナー１９の堆積が進んで、搬送用スパイラル１７１の第１中間部５４ｂにかかるようになると、徐々に、トナー収容部６３の下流部における廃トナー密度が高くなって搬送用スパイラル１７１に対する回転負荷トルクが増えるため、これに伴って駆動モータ１７７の回転数も徐々に低下する。駆動制御部１７５は、駆動モータ１７７の回転数が所定の閾値（逆回転実施回転数に相当）以下になった時刻ｔ０から所定時間だけ駆動モータ１７７を逆転させる。この逆回転によって、トナー収容部６３の下流部に溜まり過ぎて高密度になった廃トナーを、上流側の密度の低い箇所に引き戻すため、下流部の廃トナー密度が低くなる。従って、時刻ｔ０から所定時間後に搬送用スパイラル１７１の順方向回転を再開するときの回転負荷トルクが、逆転開始時より減少し、駆動モータ１７７の回転数が所定の閾値以上となって、再度搬送用スパイラル１７１による廃トナーの下流部への搬送が開始される。

以後、駆動制御部１７５は、時刻ｔ１や時刻ｔ２と同様に、駆動モータ１７７の回転数が所定の閾値以下になる度に、駆動モータ１７７に対する同様の逆転駆動を繰り返す一連のモータ駆動制御を実行する。これにより、トナー回収装置１７０は、トナー収容部６３に回収する廃トナーの密度を逐次均一化しながら廃トナーを収容する。また、図１６のグラフに示すように、駆動制御部１７５が上記した逆回転駆動を伴うモータ駆動制御を実行した場合の、時間経過に対するモータ回転数の低下率（同図に点線で示す指示線の傾斜）は、駆動制御部１７５が上記モータ制御駆動を実行しない場合の同低下率（同図に一転鎖線で示す指示線の傾斜）よりも小さくなる。これにより、トナー収容部６３に廃トナーを収容する延べの収納時間を延ばすことができ、その分、多くの廃トナーを収容できる。

尚、本実施の形態６では、駆動モータの回転数を検出し、この値が所定の閾値以下となる場合に搬送用スパイラルを逆回転しているが、その他に、搬送用スパイラルの受けている負荷力を直接測定可能なトルクセンサを用い、検出された負荷力が所定の閾値を越えた段階で搬送用スパイラルを逆回転するように構成してもよい。

また、本実施の形態６では、搬送用スパイラル１７１の先端部１７１ｄの構成を、軸部１７１ｅとその周面に形成されたスパイラル１７１ｇとが共にプラスチック材で一体的に形成される構成のものとしたが、これに限定されるものではなく、前記実施の形態１乃至４で示した各先端部の何れかの構成を採用することもできる。

以上のように、実施の形態６のトナー回収装置１７０によれば、回収容器５２内に回収する廃トナーの密度を均一化させながら、廃トナーを収納するため、トナー収容部６３の容量に見合った量の廃トナーを確実に収納することができる。

実施の形態７．
図１７は、本発明に基づく実施の形態７のトナー回収装置に採用される搬送用スパイラルの導入部近傍の要部構成を示す構成図である。

この搬送用スパイラル１８１を採用するトナー回収装置が、前記した図１５に示す実施の形態６のトナー回収装置１７０と主に異なる点は、受入部５３の円筒部５３ａ内に配置される導入部１８１ａの構成である。従って、この搬送用スパイラル１８１を採用するトナー回収装置が、前記した実施の形態６のトナー回収装置１７０（図１５）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。

図１７に示すように、導入部１８１ａの下流側には、第１の中間部５４ｃの先端部をなすフランジ１８２が形成され、その上流側には、ワッシャ１８３、可動ストッパ１８４の順に、軸部１８８に対して摺動可能に取り付けられている。コイルスプリング１８５は、その下流側端部が可動ストッパ１８４に固定され、上流側端部が、ノックピン１８６によって軸部１８８に固定される固定ストッパ１８７の当接面に摺動可能に当接し、圧縮した状態で保持されている。

以上の構成において、この搬送用スパイラル１８１を採用するトナー回収装置の動作について以下に説明する。尚、本実施の形態のトナー回収装置は、図１５に示す実施の形態６のトナー回収装置１７０の搬送用スパイラル１７１を、上記した図１７に示す搬送用スパイラル１８１に代えた構成であるため、図１５に示すトナー回収装置１７０に搬送用スパイラル１８１が装着されているものとして、図１５を参照しながら説明する。

前記した実施の形態６の動作説明で記述したように、搬送用スパイラル１８１（但し、実施の形態６では１７１）が逆方向回転すると、順方向回転時にはトナー収容部６３の下流部へと搬送されていた廃トナーが、上流側に搬送され始める。この逆方向回転が始まった当初は、受入部５３のバッファ効果により、その逆方向回転が安定して実行される。しかしながら、逆方向回転が継続されるにつれて受入部５３の廃トナー密度が高まり、搬送用スパイラル１８１の導入部１８１ａに配設されたコイルスプリング１８５の回転負荷トルクが上昇する。そしてこの回転負荷トルクがある一定値を超えた時、搬送用スパイラル１８１の導入部１８１ａにおける廃トナーの搬送活動が停止する。

即ち、回収容器５２の受入部５３の廃トナー密度が一定値を超えた時、図１７に示す、導入部１８１ａのコイルスプリング１８５の伸長力によって発生しているフランジ１８２とワッシャ１８３間、或いは可動ストッパ１８４とワッシャ１８３間の摩擦力と、コイルスプリング１８５と固定ストッパ１８６間の摩擦力よりも、コイルスプリング１８５が、高密度となった廃トナーから受ける負荷の方が大きくなるため、廃トナーの搬送を行なうコイルスプリング１８５の回転が停止する。以上のように、回収容器５２の受入部５３の廃トナー密度が一定値を超えた時、回収容器５２の受入部５３における廃トナーの搬送活動が停止する。

尚、本実施の形態では、搬送用スパイラル１８１の先端部の構成を、実施の形態６の場合と同様に、軸部とその周面に形成されたスパイラルとが共にプラスチック材で一体的に形成される構成のものとして説明したが、これに限定されるものではなく、前記実施の形態１乃至４で示した各先端部の何れかの構成を採用することもできる。

以上のように、本実施の形態７のトナー回収装置によれば、回収容器５２の受入部５３の廃トナー密度が一定値を超えた時、搬送用スパイラル１８１の導入部１８１ａにおける廃トナーの上流側へ搬送活動を停止することによって、駆動モータ等の駆動手段への過負荷を防止できる。これにより、過負荷によって搬送用スパイラル１８１全体の回転が停止して、トナー収容部６３の廃トナーの上流側への更なる搬送ができなくなるといった事態を防止することができる。また、受入部５３での上流側への搬送活動を停止することによって、図１に示す画像形成装置２００のトナー搬送機構１０５への廃トナーの逆流も防ぐことができる。

尚、前記した実施の形態１，２，４の各搬送用スパイラルでは、回転負荷が所定値を超えたときに廃トナーの搬送活動が停止するコイルスプリングを用いた機構を、その先端部にだけ設けたが、これに限定されるものではなく、回収容器の形状等の諸条件によっては、第２中間部や第１中間部に設けても良い。

また、前記した各実施の形態では、廃トナーを搬送する手段として、回転軸と、その周面に備えられて回転軸の回転方向に応じて廃トナーの搬送方向を変える作用部（スパイラルやコイルスプリング）とで構成した搬送用スパイラルを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、トナー収容部における廃トナー搬送領域を複数の搬送ベルトを連結して構成し、必要に応じて所定の搬送ベルトによる廃トナー搬送を停止するように構成してもよい。

更に、前記した各実施の形態では、トナー回収装置のトナー受入口を水平方向に延在するトナー回収装置の端部に設けているが、これに限定されるものではなく、トナー回収装置の端部以外にトナー受入口を設けるように構成してもよいなど、種々の態様を取り得るものである。

１１ 感光体ドラム、 １２ 帯電ローラ、 １３ 露光装置、 １４ 現像ローラ、 １５ クリーニングブレード、 １６ 除電装置、 １９ 未転写（廃）トナー、 ５１ トナー回収装置、 ５２ 回収容器、 ５２ａ，５２ｂ カバー、 ５３ 受入部、 ５３ａ 円筒部、 ５３ｂ 開口突出部、 ５３ｃ トナー受入口、 ５４ 搬送用スパイラル、 ５４ａ 導入部、 ５４ｂ 第１中間部、 ５４ｃ 第２中間部、 ５４ｄ 先端部、 ５４ｅ 軸部、 ５４ｆ フランジ、 ５５ ギア列、 ５６ カップリング、 ５７ 回転ギア、 ５８ コイルスプリング、 ５９ ワッシャ、 ６０ 可動ストッパ、 ６１ 固定ストッパ、 ６２ ノックピン、 ６３ トナー収納部、 ８１ 爪部、 ８２ 凹部、 ８３ シール材、 ８４ スパイラル軸受け、 ８５ 開口部、 １０１ トナー収集部、 １０１ａ 収納空間部、 １０１ｂ トナー排出口、 １０２ 搬送用スパイラル、 １０５ トナー搬送機構、 １０５ａ〜１０５ｄ 誘導部、 １０５ｅ トナー搬送部、 １０５ｆ トナー落下部、 １０５ｇ 排出部、 １０５ｈ ストッパ、 １０６ 搬送用スパイラル、 １１０ 転写ベルトクリーニング部、 １１１ クリーニングブレード、 １１２ 搬送用スパイラル、 １２０ 固定キャップ、 １２１ 可動キャップ、 １２１ａ 突起、 １２２ コイルスプリング、 １２３，１２４ 排出口、 １５０ トナー回収装置、 １５１ 搬送用スパイラル、 １５１ｄ 先端部、 １５１ｅ 軸部、 １５１ｆ フランジ、 １５１ｇ 凸部、 １５２ 可動ストッパ、 １５２ａ 凹部、 １５５ 搬送用スパイラル、 １５５ｃ 第２中間部、 １５５ｆ 係合軸部、 １５５ｇ 係合凸部、 １５５ｍ フランジ、 １５６ 先端部、 １５６ａ 軸部、 １５６ｂ スパイラル、 １５６ｃ フランジ、 １５６ｄ 係合軸部、 １５６ｅ 係合口、 １５７ 接続コイルスプリング、 １６０ 搬送用スパイラル、 １６０ｄ 先端部、 １６０ｆ フランジ、 １６０ｅ 軸部、 １６１ コイルスプリング、 １６１ａ 傾斜部、 １６５ 搬送用スパイラル、 １６５ｃ 第２中間部、 １６５ｄ 先端部、 １６５ｅ 軸部、 １６５ｆ フランジ、 １６５ｇ スパイラル、 １６６ 小径部、 １７０ トナー回収装置、 １７１ 搬送用スパイラル、 １７１ｄ 先端部、 １７１ｅ 軸部、 １７１ｆ フランジ、 １７１ｇ スパイラル、 １７５ 駆動制御部、 １７６ 回転検出センサ、 １７７ 駆動モータ、 １８１ 搬送用スパイラル、 １８１ａ 導入部、 １８２ フランジ、 １８３ ワッシャ、 １８４ 可動ストッパ、 １８５ コイルスプリング、 １８６ ノックピン、 １８７ 固定ストッパ、 １８８ 軸部、 ２００ 画像形成装置、 ２０１〜２０４ プロセスユニット、 ２０５ 記録媒体、 ２０６ 用紙カセット、 ２０７ ホッピングローラ、 ２０８，２０９ ピンチローラ、 ２１０ 搬送ローラ、 ２１１ レジストローラ、 ２１２ 転写ローラ、 ２１３ 定着装置、 ２１４，２１５ 排出ローラ、 ２１６，２１７ ピンチローラ、 ２１８ 記録媒体スタッカ部、 ２１９ ベルト搬送装置、 ２２０ 転写ベルト。

Claims (4)

1. トナーを収容するトナー回収容器と、
   前記トナー回収容器に設けられ、内側面の一部が前記トナーを受入れる開口部に通じる円筒部を有する受入部と、
   前記トナー回収容器の内部に設けられ、回転自在に保持された回転軸と、該回転軸の周面に備えられ、前記受入部から受け入れた前記トナーを前記回転軸の回転に応じて搬送する搬送部材とを有するトナー搬送手段と、
   前記回転軸を回転駆動する駆動モータと、前記回転軸にかかる回転負荷を検出する負荷検出手段とを備えた搬送方向切替え手段と
   を有し、
   前記トナー回収容器は、前記トナー搬送手段の周囲に前記トナーを収容するトナー収容部を備え、
   前記搬送方向切替え手段は、前記トナー搬送手段が前記トナーを前記受入部から離間する方向に搬送する順方向搬送時に、前記負荷検出手段で検出された回転負荷が所定の閾値を超えた場合、前記駆動モータの回転方向を逆転して前記トナー搬送手段による前記トナーの搬送方向を一定時間だけ逆方向に切替えた後、前記順方向搬送を再開させるトナー回収装置において、
   前記トナー搬送手段は、一端側に位置する導入部が前記受入部の前記円筒部の内部に配設され、前記円筒部の内部に受入れた前記トナーを前記順方向搬送時に他端側に向けて搬送し、前記導入部において、前記逆方向への搬送時に回転負荷トルクが所定値を超えたとき、前記円筒部内部の前記導入部の前記搬送部材に対してのみ前記回転軸が空回りするように構成されていることを特徴とするトナー回収装置。
2. 前記導入部は、両端部で前記回転軸に固定された一対の規制部材と、前記回転軸の周りにあって前記一対の規制部材間に圧縮された状態で、直接又は中間部材を介して配置されたコイルスプリングとを有することを特徴とする請求項１記載のトナー回収装置。
3. 前記負荷検出手段は、前記回転軸の回転数に基づいて回転負荷を検出することを特徴とする請求項１に記載のトナー回収装置。
4. 感光体ドラムから掻き落とされたトナーを収集するトナー搬送機構と、
   請求項１乃至３の何れかのトナー回収装置と
   を有し、
   前記トナー搬送機構から排出されるトナーを、該トナー回収装置の受入部で受け入れるように構成することを特徴とする画像形成装置。

Images