JP5055620B2 - 廃トナー回収容器および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー画像の形成に伴って発生した廃トナーを回収する廃トナー回収容器およびこの廃トナー回収容器を備えた画像形成装置に関する。

昨今の複写機、プリンターのカラー化、高速化の進展とともに、電子写真式の画像形成装置では、４連タンデム方式の画像形成装置が主流となってきている。しかしながら、４連タンデム方式の画像形成装置では、感光体、帯電、現像およびクリーニングを含む作像ユニットが４つ並ぶこととなり、また、中間転写ベルトまたは転写ベルトが必要となり、従来よりも、多くのユニットを機械本体（画像形成装置本体）に収める必要がある。それ故に、ともすると、機械が大型化してしまい、省スペース化、小型化が大きな課題となっている。

また、廃トナーに関しては、クリーニング回収トナーの発生する場所が、４つの作像ユニットだけでなく転写ユニットも加わって５箇所となり、さらに廃トナー量も増加して、その回収トナーの処理のために配管および廃トナー回収ボトル（廃トナー回収ボトル容器）のスペースが必要となり、さらなる省スペース化、小型化（廃トナーボトルの効率的な配置および高効率充填化）が大きな課題となっている。
そこで、廃トナー回収ボトルの充填率を上げるために、廃トナー回収ボトル内に、搬送スクリューやアジテータ等の回転部材を設けることが多くなった（例えば、特許文献１参照）。さらに、低コスト化のために、廃トナー回収ボトル（以下、単に「回収ボトル」ともいう）をブロー成形で成形することも増えてきた。

特開２００６−８５１１２号公報

しかしながら、ブロー成形品の回収ボトルでは、成形時の残留応力が大きく、高温ストレスが加わった時（５０℃程度以上の環境）や経時で、ブロー成形品の回収ボトルが収縮する。そのため、回収ボトル内に搬送スクリューなどの回転部材を設けると、回収ボトルにおける応力緩和の収縮のため、回転部材が曲がってしまい、曲がったまま放置されると、回転部材が塑性変形を起こしてしまって、回転時に振れ回り、そのため、異音を発生させたりしていた。また、振れ回りによる駆動伝達不良によって、廃トナー搬送不良となり、廃トナー詰まり等の問題を発生させていた。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ブロー成形品の廃トナー回収ボトル（廃トナー回収容器）の収縮時でも、廃トナー回収ボトル内の搬送スクリュー等（回転部材）の曲がりを防止して、異音等の問題発生を防止することができる廃トナー回収容器および画像形成装置を実現し提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある手段・構成を採っている。
請求項１記載の発明は、ブロー成形で成形された廃トナー回収容器であって、前記廃トナー回収容器内に、その両端の軸が該廃トナー回収容器の外側に延在する回転部材を有し、前記回転部材の前記廃トナー回収容器に対する前記軸方向の位置決めを、該廃トナー回収容器の外側に延在する前記軸の一端部および他端部に装着された移動規制部材を介して、前記廃トナー回収容器の外側両端で行い、かつ、前記移動規制部材の前記軸に対する前記軸方向の装着位置が、高温ストレスが加わった時および経時の少なくとも一方の時の前記廃トナー回収容器の収縮寸法差を考慮して設定されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の廃トナー回収容器において、前記回転部材の前記軸方向の位置決めにおける前記軸の両端間長さをＬ１、前記回転部材の材質による線膨張係数をＫ１、前記回転部材の前記軸方向の位置決めに対応した前記廃トナー回収容器の外側両端間長さをＬ２、前記廃トナー回収容器の材質による線膨張係数をＫ２、前記廃トナー回収容器が温度ストレスにより収縮を始める温度をＴ１、標準測定環境温度をＴ０、前記廃トナー回収容器と前記回転部材との前記軸方向のガタをδとしたとき、δ−（Ｌ２×Ｋ２−Ｌ１×Ｋ１）（Ｔ１−Ｔ０）＞０の関係を満たすことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の廃トナー回収容器において、前記回転部材の駆動が、前記廃トナー回収容器が配設される画像形成装置本体側より伝達されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の廃トナー回収容器において、前記回転部材と前記画像形成装置本体側との駆動伝達を、歯車で行うことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一つに記載の廃トナー回収容器において、前記回転部材は、前記廃トナー回収容器内の回収トナーを略水平方向に搬送する搬送スクリューであることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一つに記載の廃トナー回収容器を具備したことを特徴とする画像形成装置である。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、感光体と、帯電装置、現像装置および感光体クリーニング装置のうち少なくとも一つとを含んでユニット化され、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、上記課題を解決して新規な廃トナー回収容器および画像形成装置を実現し提供することができる。すなわち、本発明によれば、回転部材の廃トナー回収容器に対する回転部材の軸方向の位置決めを、廃トナー回収容器の外側に延在する軸の一端部および他端部に装着された移動規制部材を介して、廃トナー回収容器の外側両端で行い、かつ、移動規制部材の軸に対する軸方向の装着位置が、高温ストレスが加わった時および経時の少なくとも一方の時の廃トナー回収容器の収縮寸法差を考慮して設定されていることにより、ブロー成形品である廃トナー回収容器が、経時や高温ストレスで応力緩和による収縮をしても、回転部材がその軸方向に曲がらないので、回転部材を曲がったまま長期放置したときに発生する回転部材の塑性変形を防止できる。加えて、回転部材の曲がり塑性変形によって引き起こされる回転部材の回転時振れ回りが防止できるため、回転部材と廃トナー回収容器の内壁面との衝突による異音、駆動伝達不良といった問題の発生も未然に防止できる。

以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を説明する。実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図において一対で構成されていて特別に区別して説明する必要がない構成要素は、説明の簡明化を図る上から、その片方を適宜記載することでその説明に代えるものとする。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、実施形態等のそれと区別するものとする。

まず、本発明の実施形態を説明する前に、図１を参照して、本発明を適用する画像形成装置の全体構成および動作を説明する。
図１は、本発明の実施対象とし得る画像形成装置の一例としてのカラープリンタの概略構成を示す縦断面図である。同図において、このカラープリンタ１の装置本体としての本体ケース２内には、画像形成手段もしくは作像手段としてのプリンタエンジン３と、露光手段としての光ビームを射出する光書込装置４と、被転写体であるシート状の記録媒体の一例としての用紙Ｐを収納するシート収納手段としての給紙カセット５と、トナー画像が転写された用紙Ｐを定着処理する定着手段としての定着装置６と、トナー画像を転写した後、感光体クリーニング装置としてのクリーニング装置１１等によって回収された廃トナーを収容する廃トナー回収容器７等が設けられている。

プリンタエンジン３は、トナー画像を形成し、形成したトナー画像を用紙（シート状の記録媒体）Ｐに転写する部分であり、トナー画像を担持して回転する像担持体としての４つの感光体８、各感光体８の周囲にそれぞれ配置された帯電装置としての帯電ローラ９、現像装置１０、クリーニング装置１１、像担持体および被転写体である中間転写体としての中間転写ベルト１３、感光体８とは中間転写ベルト１３を介して当接するように配置された一次転写装置としての一次転写ローラ１２、中間転写ベルト１３上の転写画像を用紙Ｐに転写する二次転写装置としての二次転写ローラ１４、中間転写ベルト１３に残留するトナーを回収するベルトクリーニング装置１５等により構成されている。ここで、本明細書および図面の記載において、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの符号の添え字は、各々イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を示しており、これらの添え字は必要に応じて省略する。ちなみに、４つの感光体８は、例えば図１において左からこの順に、８Ｙ、８Ｃ、８Ｍ、８Ｋで配置されている。

感光体８は、円筒状を呈しており、図示しない駆動モータに連結され、駆動モータからの駆動力により中心線回りに回転する。感光体８の外周面には、静電潜像が形成される感光層が設けられている。帯電ローラ９は、感光体８の外周面に当接して配置されるか、または感光体８の外周面と微小な隙間をもって配置されている。帯電ローラ９に対して電源部（図示せず）から電圧が印加されることにより、帯電ローラ９と感光体８との間でコロナ放電が発生し、感光体８の外周面が一様に帯電される。

光書込装置４は、画像データに応じた光ビームを出射し、一様に帯電された感光体８の外周面を露光する。この露光により、感光体８の外周面に画像データに応じた静電潜像が形成される。現像装置１０は、感光体８に対して現像剤としてのトナーを供給する。供給されたトナーは、感光体８の外周面に形成されている静電潜像に付着し、感光体８の外周面上の静電潜像がトナー画像として顕像化される。中間転写ベルト１３は、樹脂フィルムまたはゴムを基体として形成されたループ状の無端ベルトからなり、駆動ローラ１６とテンションローラ１７と入口ローラ１８との回りに巻回され、駆動モータ（図示せず）に連結された駆動ローラ１６が回転駆動することにより、図中左方向（反時計回り方向）に回転する。テンションローラ１７と入口ローラ１８とは、中間転写ベルト１３が回転することにより中間転写ベルト１３との摩擦力によって従動回転する。

一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１３の内周面側（ループの内側）に配置されており、これらの一次転写ローラ１２に転写用電圧が印加されることによって各感光体８上のトナー画像が中間転写ベルト１３に転写される。各感光体８上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１３上に順次転写され、重ね合わされ、中間転写ベルト１３上にはカラーのトナー画像が形成される。クリーニング装置１１は、トナー画像が中間転写ベルト１３に転写された後の感光体８の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像が中間転写ベルト１３に転写された後に感光体８の外周面上に残留しているトナーや紙粉等が廃トナーとして回収される。

中間転写ベルト１３上に形成されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト１３と二次転写ローラ１４とが当接された転写位置に用紙Ｐが送り込まれたタイミングで二次転写ローラ１４に転写用電圧が印加されることにより、用紙Ｐに転写される。用紙Ｐは、給紙カセット５から給紙されて搬送ローラ１９やレジストローラ２０により搬送され、トナー画像を転写された後、定着装置６に送り込まれる。トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置６内で熱と圧力とを加えられて定着処理され、この定着処理により溶融したトナー画像が用紙Ｐに定着する。定着処理が終了した用紙Ｐは、本体ケース２の上面部に形成された排紙トレイ２１上に排紙される。ベルトクリーニング装置１５は、カラーのトナー画像が用紙Ｐに転写された後の中間転写ベルト１３の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像の転写後に中間転写ベルト１３の外周面上に残留したトナーや紙粉等が廃トナーとして回収される。クリーニング装置１１およびベルトクリーニング装置１５で回収された廃トナーは、図中ハッチングを施して示す廃トナー回収容器７に投入され、ここに貯溜される。

ここで、廃トナー回収容器７は、例えば、上記特開２００６−８５１１２号公報の図３に示されていると同様の、容器本体（２５）、容器本体（２５）に接続された廃トナーパイプ（２６）、（２７）等により構成されている。廃トナー回収容器７の細部構成は、上記特開２００６−８５１１２号公報の段落「００４３」に記載されている内容と同様である。容器本体（２５）は、本発明の後述の実施形態、比較例を示す図２や図３の廃トナー回収ボトル３０Ａ、３０の形状と同様、細長い中空の直方体形状をなしている。なお、図１において、２２は、現像剤としての新規のトナーを各現像装置１０に供給するためのトナーを収容したトナー収容容器としてのトナーボトルを示す。

以下、上記構成のカラープリンタ１の動作について説明する。プリントを行う際は、先ず、各画像形成ユニットの帯電ローラ９によって感光体８表面が一様に帯電される。次いで、帯電した感光体８表面に、光書込装置４によって画像情報に基づいて、例えばレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。次いで、感光体８上の静電潜像に対し、現像装置１０によって現像剤であるトナーが供給され、これによって静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。各感光体８上に形成されたブラックＫ、イエローＹ、マゼンタＭおよびシアンＣの各色のトナーに応じた単色のトナー画像が、一次転写ローラ１２によって順次中間転写ベルト１３上に転写され、積層されてカラー画像が形成される。

こうして中間転写ベルト１３上に形成されたカラー画像は、中間転写ベルト１３の移動速度とのタイミングを図って駆動ローラ１６と二次転写ローラ１４とのニップに供給される用紙Ｐに二次転写される。次いで、二次転写画像を担持した用紙Ｐは後流の定着装置６に搬送・供給され、ここで、熱と圧力とによって定着処理される。カラー画像が定着された用紙Ｐは、図示しない排紙ローラによって搬送されて排紙トレイ２１上に排出・排紙される。

この画像形成動作時において、感光体８上に残留したトナーが廃トナーとしてクリーニング装置１１により回収されるとともに、中間転写ベルト１３上に残留したトナーが廃トナーとしてベルトクリーニング装置１５により回収される。クリーニング装置１１により回収された廃トナーは、図示しない廃トナーパイプ（例えば上記特開２００６−８５１１２号公報の図３に示されている廃トナーパイプ（２６）と同様）内を通って、廃トナー回収容器７に形成されている図示しないトナー回収口（例えば上記特開２００６−８５１１２号公報の図３に示されている投入口（２８）と同様）から容器本体（２５）内に投入される。また、ベルトクリーニング装置１５により回収された廃トナーは、図示しない廃トナーパイプ（例えば上記特開２００６−８５１１２号公報の図３に示されている廃トナーパイプ（２７）と同様）内を通って、廃トナー回収容器７の容器本体（２５）に形成されている図示しないトナー回収口（例えば上記特開２００６−８５１１２号公報の図３に示されている投入口（２９）と同様）から容器本体（２５）内に投入される。

このようなカラープリンタ１において、プリンタエンジン３の構成部材である感光体８と、各感光体８の周囲に配置された帯電ローラ９、現像装置１０およびクリーニング装置１１の少なくとも一つとを含んでユニット化し、本体ケース２に対して着脱自在に構成したプロセスカートリッジとすることができる。このようなプロセスカートリッジを構成することによって、作像手段が一体化されて、各構成部材の交換やセット性・メンテナンス作業が容易となる。さらに、一体化することにより、本体ケース２内における各部材間の位置関係、すなわち現像部材、帯電部材、クリーニング部材等の感光体に対する位置精度を高精度に維持することができ、これによって、画像品質の向上を図ることができる。なお、プロセスカートリッジには、種々の構成があるが、例えば、感光体８と少なくともクリーニング装置１１とを一体化してユニットケース内に収納し、ユニット化したものであることが好ましい。

以下、本発明およびその後述の実施形態、比較例では、上記特開２００６−８５１１２号公報記載の廃トナーパイプ（２６）、（２７）等を含めない、もっぱら容器本体（２５）に相当する図２および図３に示す廃トナー回収ボトル３０Ａ、３０を、上位概念用語としての廃トナー回収容器として定義し、名付けるものとする。

本願発明者の知るところでは、ブロー成形で成形されている廃トナー回収容器としての廃トナー回収ボトルに内蔵されている搬送スクリューの駆動側の軸につばを設けない技術として、廃トナー回収ボトルおよび画像形成装置が提案されているが、この技術では、ブロー成形品である廃トナー回収ボトルの収縮に伴う搬送スクリューの曲がりによる異常音等の問題点の発生を防止できない。

以下、まず図３を参照して、上記問題点を発生するブロー成形品の廃トナー回収ボトルに係る比較例について説明する。同図に示す比較例は、図１に示したカラープリンタ１と比較して、廃トナー回収容器７に代えて、廃トナー回収容器としての廃トナー回収ボトル３０を用いる点が主に相違する。この相違点以外の比較例の構成は、図１に示したカラープリンタ１と同様である。

図３は、廃トナー回収容器として、あるいは筐体状の廃トナー回収容器に内蔵して廃トナーを回収するために用いる廃トナー回収ボトルの比較例を示す図である。この比較例の廃トナー回収容器としての廃トナー回収ボトル３０（以下、単に「回収ボトル３０」ともいう）は、容器本体３１と、この容器本体３１内に内蔵・配置された回転部材としての搬送スクリュー３２と、搬送スクリュー３２の軸としての回転軸３３の一端部に固着もしくは一体的に形成された鍔（つば）３４と、回転軸３３の一端部および他端部を回転自在に、かつ、搬送スクリュー３２をその軸方向に位置決め（スラスト位置決め）する構造とから主に構成されている。以下、容器本体３１は、ボトル本体３１ともいう。

容器本体３１は、例えばポリエチレン樹脂（ＰＥ）を用いて、ブロー成形で成形されたブロー成型品であり、図の左右方向に細長い直方体形状（筺体）をなす。容器本体３１における図において右側の上部には、上記特開２００６−８５１１２号公報記載の廃トナーパイプ（２６）や（２７）と同様の図示しない廃トナーパイプを介して回収されてきた廃トナーを容器本体３１内に投入する廃トナー回収口３１ａが形成されている。
容器本体３１の右端壁には、搬送スクリュー３２の回転軸３３の一端部を挿通しこれを回転自在に支持する軸受部としての軸受孔３５が形成されている。容器本体３１の左端部には、搬送スクリュー３２の回転軸３３の他端部を挿通する広口状の軸受取付部３１ｂが形成されている。

軸受取付部３１ｂには、搬送スクリュー３２の回転軸３３の他端を回転自在に支持する軸受部としての軸受孔３７ａを備えた軸受部材３７が、例えばネジにより一体的に結合されるか、もしくは熱融着あるいは接着剤によって一体的に取り付け・固定される。軸受孔３７ａは、図に示すとおり、未貫通の有底孔である。軸受部材３７は、例えば耐久摺動性が良く強度の比較的高いポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）を用いて、射出成形で成形されている。

搬送スクリュー３２は、回転軸３３および鍔３４とともに、例えばＡＢＳ樹脂を用いて射出成形によって一体成形されている。搬送スクリュー３２の回転軸３３の一端には、従動歯車３６が取り付け固定されている。一方、本体ケース２に固着された本体側板２３には、軸を介して回転自在に支持され、従動歯車３６と噛み合う駆動歯車２４が設けられている。駆動歯車２４は、本体ケース２に設けられた図示しない駆動手段に連結されていて、この駆動手段により回転駆動される。
搬送スクリュー３２を容器本体３１に取り付ける際には、鍔３４の形成された搬送スクリュー３２の右端部を、広口状の軸受取付部３１ｂから挿入し、その後、従動歯車３６および軸受部材３７を取り付けることとなる。

搬送スクリュー３２をその軸方向に位置決め（スラスト位置決め）する構造は、回転軸３３の一端部を容器本体３１の軸受孔３５周りの右端壁内面に軽く摺接する鍔３４と、回転軸３３の他端を回転自在に支持する軸受部材３７の軸受孔３７ａとで行われるようになっている。すなわち、比較例における搬送スクリュー３２のスラスト位置決めは、実質的に回収ボトル３０の容器本体３１の内側で行われている。

図３（ａ）に示すように、ブロー成形品の容器本体３１を備えた回収ボトル３０では、成形時の残留応力が大きく、図３（ｂ）に示すように、高温ストレスが加わった時（５０℃程度以上の環境）および／または経時で、容器本体３１が収縮寸法差３９分だけ応力緩和の収縮をする。実際には、ブロー成形品の容器本体３１は図において上下方向等にも全体的に収縮するが、図３（ｂ）においては理解し易くするため、回転軸３３の長手方向を特に誇張して示した。このように高温ストレスや経時で、回収ボトル３０がブロー成形時の応力緩和の収縮をすると、回収ボトル３０内の搬送スクリュー３２は、スラスト位置決めおよび長さの関係上、同図に示すように曲がる。
搬送スクリュー３２が曲がったまま長期間放置（数週間程度）されると、搬送スクリュー３２は曲がったまま塑性変形を起こす。そして、曲がったまま塑性変形を起こした搬送スクリュ３２ーが回転すると、搬送スクリュ３２ーが振れ回ることとなり、振れ回った搬送スクリュー３２と回収ボトル３０の容器本体３１内壁面との衝突・干渉により異音が発生することとなる。
また、搬送スクリュー３２の従動歯車３６も振れ回るため、画像形成装置本体側である本体側板２３に軸支された駆動歯車２４に対する噛み合い不良、すなわち搬送スクリュー３２の歯車３６との駆動伝達不良が発生して、廃トナー搬送不良となり廃トナー詰まりが発生することもある。また、駆動伝達不良が発生しなくても、搬送スクリュー３２の曲がりにより、廃トナー搬送不良が発生して、廃トナー詰まりとなることもある。

図２を参照して、本発明の一実施形態に係る廃トナー回収容器としてのブロー成形品の廃トナー回収ボトル３０Ａについて詳述する。図２に示す本実施形態は、図１に示したカラープリンタ１と比較して、廃トナー回収容器７に代えて、廃トナー回収容器としての廃トナー回収ボトル３０Ａを用いる点が主に相違する。この相違点以外の本実施形態の構成は、図１に示したカラープリンタ１と同様である。
本実施形態の図２に示す廃トナー回収ボトル３０Ａ（以下、単に「回収ボトル３０Ａ」ともいう）は、図３に示した比較例の回収ボトル３０と比較して、搬送スクリュー３２および鍔３４を形成された回転軸３３に代えて、鍔３４を除去した搬送スクリュー３２Ａの回転軸３３Ａであって、その両端が容器本体３１の外側に延在する搬送スクリュー３２Ａの回転軸３３Ａを用いる点、軸受部材３７に代えて、搬送スクリュー３２Ａの回転軸３３Ａの他端部を回転自在に支持する軸受部としての貫通した軸受孔３７Ａａを備えた軸受部材３７Ａを用いる点、搬送スクリュー３２の回転軸３３の両端をその軸方向に位置決め（スラスト位置決め）する構造を容器本体３１の内側で行っていたのに代えて、搬送スクリュー３２Ａの回転軸３３Ａの両端をその軸方向に位置決め（スラスト位置決め）する構造を容器本体３１の外側で行う方式に変更した点が主に相違する。
上記相違点以外の構成、部材の材質等は、上述した比較例と同様であるため、その説明を省略する。以下、図３に示した廃トナー回収ボトル３０と共通する構成部分については、同一の符号を付して説明する。

図２（ａ）に示すように、本実施形態における搬送スクリュー３２Ａの回収ボトル３０Ａの容器本体３１に対する回転軸３３Ａ方向の位置決め（スラスト位置決め）は、回転軸３３Ａの一端部および他端部に装着された位置決め部材ないし移動規制部材としての止め輪３８を介して、容器本体３１の外側両端で行われていることを特徴としている。回転軸３３Ａの一端部および他端部に装着された止め輪３８によって、容器本体３１の外側両端で搬送スクリュー３２Ａの移動規制、すなわち回転軸３３Ａの長手方向の位置決めがされている。

図３（ａ）に示したと同様に、図２（ａ）に示すブロー成形品の容器本体３１を備えた回収ボトル３０Ａでは、成形時の残留応力が大きく、図２（ｂ）に示すように、高温ストレスが加わった時（５０℃程度以上の環境）および／または経時で、容器本体３１が収縮寸法差３９分だけ応力緩和の収縮をする。実際には、ブロー成形品の容器本体３１は図において上下方向等にも全体的に収縮するが、図２（ｂ）においては理解し易くするため、回転軸３３Ａの長手方向を特に誇張して示した。
本実施形態によれば、上述したように高温ストレスや経時で、図２（ｂ）に示すように、回収ボトル３０Ａがブロー成形時の応力緩和の収縮をしても、回収ボトル３０Ａ内の搬送スクリュー３２のスラスト位置決めが、回転軸３３Ａを介して容器本体３１の外側両端で行われることにより、搬送スクリュー３２Ａは曲がらないので、搬送スクリュー３２Ａを曲がったまま長期放置したときに発生する搬送スクリュー３２Ａの塑性変形を防止できる。そして、搬送スクリュー３２Ａの曲がり塑性変形によって引き起こされる搬送スクリュー３２Ａの回転時振れ回りが防止できるため、廃トナー回収ボトル３０Ａの容器本体３１の内壁面との衝突による異音、駆動伝達不良といった問題の発生を未然に防止できる。

図２（ａ）〜（ｃ）において、搬送スクリュー３２Ａの回転軸３３Ａ方向の位置決め（スラスト位置決め）における回転軸３３Ａの両端間長さをＬ１、搬送スクリュー３２Ａの材質（本実施形態例ではＡＢＳ樹脂）による線膨張係数をＫ１、搬送スクリュー３２Ａの回転軸３３Ａ方向の位置決め（スラスト位置決め）に対応した廃トナー回収ボトル３０Ａの容器本体３１の外側両端間長さをＬ２、廃トナー回収ボトル３０Ａの容器本体３１の材質（本実施形態例ではポリエチレン樹脂）による線膨張係数をＫ２、廃トナー回収ボトル３０Ａの容器本体３１が温度ストレスにより収縮を始める温度をＴ１、標準測定環境温度をＴ０、廃トナー回収ボトル３０Ａの容器本体３１（同図では軸受部材３７Ａの厚みを考慮したその外壁面）と搬送スクリュー３２Ａの回転軸３３を位置決めする止め輪３８の内側面との回転３３Ａ方向のガタ（スラストガタ）をδとしたとき、
δ−（Ｌ２×Ｋ２−Ｌ１×Ｋ１）（Ｔ１−Ｔ０）＞０の関係を満たすように設定されている。

ここで、Ｌ２×Ｋ２は廃トナー回収ボトル３０Ａの容器本体３１の線膨張長さを、Ｌ１×Ｋ１は搬送スクリュー３２Ａの回転軸３３の線膨張長さを、Ｔ１−Ｔ０は上昇した温度の差分を表している。また、図２（ａ）に示す状態は、設計上想定し得る最高の環境温度状態で廃トナー回収ボトル３０Ａの容器本体３１が最大に線膨張したときの状態を示している。なお、上記関係式では、軸受部材３７Ａの厚み分に対する線膨張は他の部材のそれと比べて無視できるほど小さいので考慮していない。

本実施形態によれば、上記関係式を満たすことにより、搬送スクリュー３２Ａの廃トナー回収ボトル３０Ａへのスラストガタδよりも、（廃トナー回収ボトル３０Ａの容器本体３１が温度ストレスによる収縮を始めるまでの）温度上昇時の線膨張による搬送スクリュー３２Ａのスラストガタ減少分が小さいことにより、温度上昇時でも、搬送スクリュー３２Ａのスラストガタδが確保されて、搬送スクリュー３２Ａに無理な引張り力が加わることがないので、回転トルク上昇は発生しない。また、トルク上昇による軸折れなどの問題の発生を未然に防止できる。

また、本実施形態によれば、搬送スクリュー３２Ａの駆動が、画像形成装置本体側の本体側板２３から伝達・供与されることにより、駆動伝達部が振れ回ると駆動伝達不良が発生して、廃トナー搬送不良になり、廃トナー詰まりが発生するが、搬送スクリュー３２Ａの振れ回りが防止されるので、それらの問題の発生を防止できる。そして、画像形成装置本体から駆動をもらうことが可能となり、廃トナー回収ボトル３０Ａの部品点数削減、コストダウンが図れる。

また、本実施形態によれば、搬送スクリュー３２Ａの画像形成装置本体からの駆動伝達を歯車で行っているので、搬送スクリュー３２Ａ駆動部の振れ回りにより駆動伝達不良が発生しやすいが、上述した搬送スクリュー３２Ａの振れ回り防止効果により、駆動伝達不良、それによって引き起こされる廃トナー搬送不良、廃トナー詰まりの問題の発生を防止できるので、歯車での駆動伝達が可能となり、駆動伝達が簡単な構成でできるとともに、部品点数が削減されコストダウンが図れる。なお、上述した効果においては、回転部材としては搬送スクリュー３２Ａの他に、図示しないアジテータなども含まれる。

また、本実施形態によれば、回転部材が、廃トナー回収ボトル３０Ａ内の回収トナーを略水平方向に搬送する搬送スクリュー３２Ａであることにより、搬送スクリュー３２Ａが振れ回ると、異音等の発生のほかに、廃トナー搬送不良による廃トナー詰まりの問題も発生するが、上述した振れ回り防止効果により、それらの問題の発生も防止できるので、搬送スクリュー３２Ａによる廃トナー回収ボトル３０Ａ内でのトナー搬送が可能となる。それによって、搬送スクリュー３２Ａによるボトルへの廃トナー押し込みが可能となり、廃トナー回収ボトル３０Ａへの廃トナー充填率が向上する。

また、本実施形態によれば、上述したように作像手段を一体化して、セット性・メインテナンス性をよくし、また、対感光体位置精度も良くすることができる。すなわち、作像ユニットが、感光体を含み、現像装置、帯電装置、クリーニング装置の少なくとも一つを含むプロセスカートリッジであることによって、作像手段が一体化されて、セット性・メインテナンス性が良くなる。一体化することにより、現像部材、帯電部材、クリーニング部材等の対感光体位置精度が良くなる。

本発明を特定の実施形態等について説明したが、本発明が開示する技術内容は、上述した実施形態等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。

本発明を適用し得る画像形成装置の一例としてのカラープリンタの概略構成を示す縦断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るブロー成形品の廃トナー回収ボトルに内蔵された搬送スクリューの回転軸のスラスト位置決め構成を示す縦断面図、（ｂ）は、高温ストレスや経時によって容器本体（ボトル本体）が応力緩和による収縮をした際の搬送スクリューにおける回転軸のスラスト位置決め状態の変化を示す縦断面図、（ｃ）は、（ａ）に示した搬送スクリューにおける回転軸左端部のスラスト位置決め部の拡大縦断面図である。 （ａ）は、比較例に係るブロー成形品の廃トナー回収ボトルに内蔵された搬送スクリューの回転軸のスラスト位置決め構成を示す縦断面図、（ｂ）は、高温ストレスや経時によって容器本体（ボトル本体）が応力緩和による収縮をした際の搬送スクリューおよびその回転軸の曲がりによる不具合状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ カラープリンタ（画像形成装置の一例）
２ 本体ケース（画像形成装置本体）
３ プリンタエンジン（画像形成手段、作像手段）
４ 光書込装置（露光装置、露光手段）
５ 給紙カセット
６ 定着装置
８ 感光体（像担持体）
９ 帯電ローラ（帯電装置）
１０ 現像装置
１１ クリーニング装置
１２ 一次転写ローラ
１３ 中間転写ベルト
１４ 二次転写ローラ
１５ ベルトクリーニング装置
１６ 駆動ローラ
１７ テンションローラ
１８ 入口ローラ
１９ 搬送ローラ
２０ レジストローラ
２４ 駆動歯車（画像形成装置本体側の歯車）
３０Ａ 廃トナー回収ボトル（廃トナー回収容器）
３１ 容器本体・ボトル本体（廃トナー回収容器）
３２Ａ 搬送スクリュー（回転部材）
３３Ａ 回転軸（回転部材の軸）
３６ 従動歯車（歯車）
３７Ａ 軸受部材
３９ 収縮寸法差
３８ 止め輪（位置決め部材、移動規制部材）
Ｐ 用紙（シート状の記録媒体、シート）

Claims (7)

1. ブロー成形で成形された廃トナー回収容器であって、
   前記廃トナー回収容器内に、その両端の軸が該廃トナー回収容器の外側に延在する回転部材を有し、
   前記回転部材の前記廃トナー回収容器に対する前記軸方向の位置決めを、該廃トナー回収容器の外側に延在する前記軸の一端部および他端部に装着された移動規制部材を介して、前記廃トナー回収容器の外側両端で行い、かつ、前記移動規制部材の前記軸に対する前記軸方向の装着位置が、高温ストレスが加わった時および経時の少なくとも一方の時の前記廃トナー回収容器の収縮寸法差を考慮して設定されていることを特徴とする廃トナー回収容器。
2. 請求項１記載の廃トナー回収容器において、
   前記回転部材の前記軸方向の位置決めにおける前記軸の両端間長さをＬ１、前記回転部材の材質による線膨張係数をＫ１、前記回転部材の前記軸方向の位置決めに対応した前記廃トナー回収容器の外側両端間長さをＬ２、前記廃トナー回収容器の材質による線膨張係数をＫ２、前記廃トナー回収容器が温度ストレスにより収縮を始める温度をＴ１、標準測定環境温度をＴ０、前記廃トナー回収容器と前記回転部材との前記軸方向のガタをδとしたとき、
   δ−（Ｌ２×Ｋ２−Ｌ１×Ｋ１）（Ｔ１−Ｔ０）＞０の関係を満たすことを特徴とする廃トナー回収容器。
3. 請求項１または２記載の廃トナー回収容器において、
   前記回転部材の駆動が、前記廃トナー回収容器が配設される画像形成装置本体側より伝達されることを特徴とする廃トナー回収容器。
4. 請求項３記載の廃トナー回収容器において、
   前記回転部材と前記画像形成装置本体側との駆動伝達を、歯車で行うことを特徴とする廃トナー回収容器。
5. 請求項１ないし４の何れか一つに記載の廃トナー回収容器において、
   前記回転部材は、前記廃トナー回収容器内の回収トナーを略水平方向に搬送する搬送スクリューであることを特徴とする廃トナー回収容器。
6. 請求項１ないし５の何れか一つに記載の廃トナー回収容器を具備したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６記載の画像形成装置において、
   感光体と、帯電装置、現像装置および感光体クリーニング装置のうち少なくとも一つとを含んでユニット化され、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。

Images