JP3248269B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンターやファクシミ
リ等のシート材に画像形成を行なう画像形成装置に関す
るものであり、より詳しくは電子写真方式を用いた画像
形成装置のトナー搬送手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真方式を用いた画像形成装
置においては、感光体表面を一様に帯電した後に画像を
露光して潜像を形成し、この潜像に現像手段によりトナ
ーを現像して顕像化し、このトナー像を紙等に転写して
画像を形成する。紙に転写されたトナー像は熱等により
定着されて出力され、転写後の感光体はクリーニング手
段により転写残りのトナー像を除去して繰り返し使用さ
れる。

【０００３】一般に実用化されているこの種の画像形成
装置ではトナー像の紙等への転写効率は約７０〜９５％
であり、クリーニング手段には５〜３０％のトナーが捕
集される。このクリーニング手段に捕集されたトナーを
捨てる方式の場合は、トナーの使用量が増大するためラ
ンニングコストが高い事、トナーを捨てるための容器を
必要となる事、トナーを捨てる操作が面倒でありさらに
この操作の際に周囲をトナーで汚す恐れがある事等の問
題があるため、クリーニング手段に捕集されたトナーを
現像手段に搬送して再利用する方式が数多く提案されて
いる。

【０００４】また現像手段でトナーが消費されるため、
この減少したトナーを補給して連続して画像形成を行う
ために現像手段とは別にトナーを収容するトナー容器を
設けて、トナー容器から現像手段にトナーを搬送する方
式が数多く提案されている。

【０００５】例えば米国特許第３６３４０７７号明細書
においてクリーニング手段で捕集されたトナーを現像部
に搬送する事が示唆され、また米国特許第３６７８８９
６号明細書においてはクリーニング手段で捕集されたト
ナーを現像部に搬送する具体的手段として、中空ボール
を数珠つなぎに連結したボールチェーンコンベアをクリ
ーニング手段と現像手段を結ぶチューブ内で循環移動さ
せる方法が開示されている。

【０００６】また特開昭５５−４５０１２号公報におい
てはクリーニング手段に捕集されたトナーを感光体の幅
方向画像形成領域外にスクリューコンベアで搬送し現像
手段に設けられ感光体の幅方向画像形成領域外まで延長
されている攪拌ロールへコイルバネベルトの循環移動に
より導きトナーの再利用を実現する方法が開示されてい
る。トナーの搬送にコイルバネを用いるとフレキシブル
チェンとして利用できる事、コイルバネの収縮や振動で
トナーの凝集状態を解除できる等の効果がある。

【０００７】また特開昭６１−２４９０６１号公報に
は、クリーニング手段に捕集されたトナーを現像手段に
導いてトナーの再利用を行う搬送手段と、トナー容器内
のトナーを現像手段に導きトナー補給を行う搬送手段を
一部共用とするトナー搬送方式が開示されている。トナ
ーを搬送する経路を共用することは装置の簡略化や小型
化について効果が大きい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
従来の技術において、米国特許第３６７８８９６号に開
示されたボールチェーンコンベアは、搬送チューブ内に
おけるトナーの占有空間が限られ搬送効率が低く、また
チューブ内に漏れ出したトナーがボールチェーンにより
チューブ内壁に押し付けられ固められてトナーづまりを
発生するという欠点を有しており、特開昭５５−４５０
１２号公報はトナーの搬送にコイルバネベルトを用いる
事を開示しているがトナーの搬送を良好に行なえるコイ
ルバネの条件は開示しておらず、またクリーニング手段
から現像手段への搬送に複数の搬送手段を備えており機
構が複雑であると共に複数の搬送手段の連結機構部分で
トナーの搬送不良や漏れが生じやすいという欠点を有し
ている。特開昭６１−２４９０６１号公報に開示された
トナー搬送方式においても充分に搬送機構が簡略化され
ておらず複数の搬送手段の連結機構部分でトナーの搬送
不良や漏れが生じやすいと共に、トナー補給については
トナー濃度制御手段からの信号に基づいてスクリューロ
ーラの回転を制御する必要があり装置を制御する機構も
複雑であるという欠点を有している。

【０００９】そこで本発明は上記の様な課題を解決する
もので、その目的とするところは上記欠点のない新たな
トナー搬送方式を提案し、簡単な機構で小型化が容易な
画像形成装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、少なくとも現像手段とクリーニング手段とを静電像
担持体手段の周囲に配置した画像形成装置において、前
記現像手段の幅方向及び前記クリーニング手段の幅方向
を連通しエンドレスに循環移動してトナーを搬送するト
ナー搬送手段と、前記トナー搬送手段にトナーを補給す
るトナー補給手段とを有し、前記トナー搬送手段の搬送
方向に１ｍｍ以上の間隔で連続した間隙を前記トナー搬
送手段が有するとともに、前記クリーニング手段で掻き
落とされたトナーは前記トナー搬送手段へ供給され、前
記現像手段でトナーが消費されると前記トナー搬送手段
へ供給された前記トナーが前記現像手段の現像部へ供給
され、更に、前記トナー搬送手段にトナーが満たされて
いない状態では前記トナー補給手段から前記トナー搬送
手段にトナーを補給するよう構成したことを特徴とす
る。

【００１１】さらに本発明の画像形成装置は前記間隙の
繰り返し周期が前記トナー搬送手段の搬送方向に垂直な
断面における最大の長さの２倍以内である事を特徴とす
る。

【００１２】さらに本発明の画像形成装置は、前記トナ
ー搬送手段は、コイルバネであることを特徴とする。さ
らに本発明の画像形成装置は、前記トナー搬送手段の移
送をガイドするガイド手段を有し、前記トナー補給手段
は前記ガイド手段と連通してなることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明者等は、コイルバネが一定の条件を満た
す状態で軸方向に駆動された場合に極めて画像形成装置
に好都合なトナーの搬送形態を示すことを見い出した。

【００１４】即ち、本発明に開示する条件を満たすコイ
ルバネを軸方向に駆動し移動させた場合、コイルバネに
より曖昧に分離されたコイルバネ内の空間にトナーが存
在しないかコイルバネ内が充分にトナーで満たされてい
ない場合にコイルバネの上方に存在するトナーを自由に
コイルバネ内の空間に取り込む事、コイルバネの下方に
トナーが存在する場合にコイルバネの移動に伴いコイル
バネ内のトナーはコイルバネとほぼ等速で移動する事、
コイルバネの下方にトナーが存在しない場合においてコ
イルバネ内のトナーは自由に下方に落下する事を見いだ
した。さらにコイルバネの下方にトナーが存在してコイ
ルバネがトナーを伴って移動した際にもコイルバネの下
方に存在したトナーはほとんど凝集を受けず、そのまま
画像形成装置の現像手段に利用できる事を確認した。

【００１５】尚、この良好なトナーの搬送形態はコイル
バネに限られたものではなく、同様の形状をもって本発
明に開示する条件を満たす部材で実現が可能である。

【００１６】さらに本発明者等は、上記の様な搬送手段
の性質を最大限に利用した新規の画像形成装置のトナー
搬送機構を考案しその効果を確認した。

【００１７】即ち、現像手段とクリーニング手段を連通
してエンドレスにトナー搬送部材が循環移動する機構を
構成し、簡略な単一の搬送手段でトナーの再利用を実現
することができ、さらに現像手段とクリーニング手段と
トナー容器と連通してエンドレスにトナー搬送部材が循
環移動する機構を構成し、簡略な単一の搬送手段でトナ
ーの再利用とトナー補給を実現することができた。

【００１８】上記の搬送機構において、クリーニング手
段で捕集されたトナーはトナー搬送部材に移動し、現像
手段でトナーが消費されるとトナー搬送部材からトナー
が補給され、トナー搬送部材がトナーで満たされていな
い状態ではトナー容器からトナーがトナー搬送部材に補
給されることにより、自動的に画像形成装置の全てのト
ナー搬送を実現することができた。

【００１９】

【実施例】以下実施例に従って本発明の画像形成装置に
ついて詳しく説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施例を示す画像形成装
置の要部断面図であって、まず本機の画像形成プロセス
について説明する。

【００２１】感光ドラム１はアルミドラムからなる導電
性基体上に有機感光体からなる感光層を形成したもので
あり、帯電ローラ２は矢印１ａ方向に回転する感光ドラ
ム１に従動しながら感光ドラム１を帯電させる。尚、帯
電ローラ２は図示省略した押圧機構によって感光ドラム
１に向かって押圧され、バイアスが印加されている。

【００２２】次に、図示省略するレーザ放射装置により
放射され、走査モータ４２により回転される走査ミラー
４１により走査され、レンズ４３、ミラー４４により感
光ドラム１に入射させられる光ビームによって、感光ド
ラム１上に像露光がされ潜像が形成される。

【００２３】次に、現像部１０においてトナーを貯蔵す
る貯蔵部１４内のトナーが、トナーを攪拌しながら回転
する供給ローラ１３により回転する現像ローラ１１の表
面にコーティングされ、この現像ローラ１１の表面にコ
ーティングされたトナーは、例えばステンレス鋼板等の
弾性体で形成されて現像ローラ１１の外周に当接してい
る規制ブレード１２と摺擦する事によって、薄層化され
るとともに摩擦帯電をされる。現像ローラ１１にはバイ
アスが印加されており、薄層化したトナー層は感光ドラ
ム１へと搬送され、現像ローラ１１と感光ドラム１が圧
接して構成するニップ部で感光ドラム１の潜像に反転現
像される。

【００２４】次に、感光ドラム１に現像されたトナー像
は、図示省略した押圧機構によって感光ドラム１に向か
って押圧され感光ドラム１上のトナー像とは逆極性のバ
イアスを印加されている転写ローラ５と感光ドラム１に
より挟まれて搬送される記録紙３に転写される。尚、記
録紙３は給紙ローラ４により転写部分へと送られトナー
像の転写を受けた後、定着ローラ６による加熱によりト
ナー像が定着され、排紙ローラ７により矢印３ａの方向
に排出される。

【００２５】次に、クリーニング部２０において転写残
りのトナーは感光ドラム１に圧接しているクリーニング
ブレード２１によって掻き取られ、クリーニングされた
感光ドラム１は再び次の画像形成プロセスへ移行が可能
となる。

【００２６】尚、搬送部材３１はエンドレスに循環移動
をしており、画像形成により現像部１０において消費さ
れ減少する貯蔵部１４内のトナーは、減少するとほぼ同
時に現像部１０と連通する搬送部材３１により搬送され
ているトナーが搬送ガイド３２に設けられた下部開口か
ら落下することで自動的に補給され、クリーニング部２
０において掻き取られたトナーは、搬送ガイド３２に設
けられた上部開口からクリーニング部２０と連通する搬
送部材３１に落下して搬送され現像部１０でのトナーの
補給に使われる。

【００２７】図２は図１の実施例におけるトナー搬送機
構を示す図であり、図２（ａ）は本発明のトナー搬送機
構の上面断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢印ｂに示
される断面の側面断面図であり、図２を用いて図１に示
した実施例のトナー搬送機構についてさらに詳しく説明
する。

【００２８】搬送部材３１はコイルバネであり矢印３１
ａの方向に、駆動ギヤ３３により駆動が与えられて搬送
ガイド３２の内側に沿って循環移動する。コイルバネを
駆動ギヤ３３の溝とコイルバネの素線を係合させること
で駆動することにより、トナーの中でも確実に滑ること
なく循環移動させることができ、駆動ギヤ３３以外の部
分でコイルバネが曲率を持って移動する部分があっても
搬送ガイド３２との摩擦に勝る駆動力を得ることができ
る。さらにまた駆動ギヤ３３の溝とコイルバネの素線と
が係合する際に、コイルバネに不規則な振動が与えられ
ることで、コイルバネ付近にあるトナーの流動性を良好
にする効果がある。尚、コイルバネは両端にフックを形
成した一本のコイルバネの両側のフック同志を係合させ
てエンドレス状態としたものである。尚、エンドレス状
態のコイルバネは、コイルバネの両端を溶接する事や接
着剤で接着する事等によっても得ることができる。

【００２９】搬送部材３１の循環移動経路はトナーを補
給する手段であるトナー容器３５と連通しており、連通
部分で搬送部材３１にトナー容器３５からトナーが補給
される。トナー容器３５にはトナーを攪拌しトナーの流
動を助けるために矢印３４ａの方向に回転する攪拌棒３
４が設けられており、トナー容器３５のトナーは重力の
作用及び攪拌棒３４の回転により与えられる遠心力の作
用で、搬送部材３１の上部または側部から搬送部材３１
に移動する。尚、トナー容器３５には蓋部材３６が設け
られており、トナー容器３５への外部からのトナーの補
給が可能となっている。

【００３０】トナー容器３５を通過してトナーを搬送し
ている搬送部材３１は、現像部１０を連通する部分にお
いて貯蔵部１４内のトナーが搬送部材３１に接する量蓄
えられていない場合、搬送ガイド３２に設けられた搬送
部材３１と貯蔵部１４を連通する搬送部材３１に対して
下側に設けられた開口から重力の作用により貯蔵部１４
にトナーを落下する。図１に示した様にこの下部開口の
幅は搬送部材３１であるコイルバネの外径より小さく形
成することにより、コイルバネは貯蔵部１４内側に撓む
ことなく搬送ガイド３２にガイドされて移動することが
できる。また、この搬送部材３１と貯蔵部１４を連通す
る下部開口は、トナーが詰まる事なく落下するために充
分な幅が有ることが必要であり、後で述べる搬送部材３
１の間隙と同様に１ｍｍ以上であることが好ましく、２
ｍｍ以上であることがさらに好ましい。尚、トナーが消
費される現像部１０の画像形成範囲を通過する搬送部材
３１の循環移動経路のほぼ全体にわたって上記の搬送部
材３１と貯蔵部１４を連通する下部開口が形成されてい
ることが望ましいが、この下部開口はスリット状の１つ
の開口である必要はなく、搬送ガイド３２に充分な強度
をもたせるための梁を形成して複数の開口に分割されて
いることが望ましい。

【００３１】トナー容器３５を通過してトナーが補給さ
れて現像部１０を連通する部分において必要に応じてト
ナーを落下させた搬送部材３１はクリーニング部２０を
通過し、クリーニング部２０において掻き取られたトナ
ーが重力の作用により搬送部材３１に落下する。搬送部
材３１が完全にトナーに満たされた状態でなければ、こ
の落下したトナーは搬送部材３１によって運ばれる。こ
こで現像部１０とクリーニング部２０でのトナーの収支
を考えると、現像部１０では感光ドラムに現像されたト
ナー量が減少して搬送部材３１から補給され、クリーニ
ング部２０では感光ドラムに現像されたトナーの一部の
記録紙３に転写されなかった転写残りの少量のトナーが
搬送部材３１に落下するため、現像部１０を通過した後
の搬送部材３１にはクリーニング部２０から落下するト
ナーを搬送する余裕があり、一時的に落下したトナーが
直ちに搬送部材３１に搬送されない場合があってもいず
れは搬送部材３１により搬送されていく。尚、クリーニ
ング部２０に設けられる上部開口も現像部１０の下部開
口と同様に幅が１ｍｍ以上であることが好ましく２ｍｍ
以上であることがさらに好ましく、トナーが落下する画
像形成範囲を通過する循環移動経路のほぼ全体にわたっ
て開口が形成されていることが好ましいが、スリット状
の１つの開口である必要はなく、梁を形成して複数の開
口に分割されていることが好ましい。

【００３２】トナー容器３５、現像部１０、クリーニン
グ部２０を通過した搬送部材３１は再びトナー容器３５
へ循環移動し、搬送部材３１が完全にトナーに満たされ
た状態でなければトナー容器３５からトナーが補給され
て動作を繰り返す。

【００３３】以上のように本発明の図１、図２で説明し
た実施例によれば搬送部材３１の循環移動により、現像
部２０で減少するトナーの自動的な補給とクリーニング
部２０で捕集されたトナーの現像部１０での再利用が簡
単な機構で実現できる。特に実施例に示した様に、搬送
手段３１の循環移動経路のトナー容器３５と連通する部
分には側部または上部開口、現像部１０と連通する部分
には下部開口、クリーニング部２０と連通する部分には
上部開口をそれぞれ搬送ガイド３２に設けることによ
り、重力の作用等を利用したきわめて簡単なトナー搬送
機構が実現できる。さらに、現像部１０で減少するトナ
ーが自動的に補給されることを利用して現像部１０にお
いてトナーを貯蔵する貯蔵部１４内のトナー量を小さく
することが可能であるため画像形成装置を小型化するこ
とができ、また画像形成装置にトナーを外部から補給す
る場所がトナー容器３５となり画像形成プロセスの機構
部分と離れた位置とすることができるため画像形成プロ
セスの機構部分に干渉することなくさまざまなトナーの
補給機構の実現が可能である。

【００３４】ここで本発明に有効な搬送部材３１の条件
に関して説明する。従来例で前述した通りトナーの搬送
にコイルバネベルトを用いると、フレキシブルチェンと
して利用できる事及びコイルバネの収縮や振動でトナー
の凝集状態を解除できる等の効果があるが、本発明はさ
らにコイルバネあるいはコイルバネと同様の形状を持つ
部材を利用してトナーの搬送に有効な効果をもたらすも
のである。

【００３５】図３は本発明の実施例における搬送部材３
１に用いるコイルバネを示す図であり、図３（ａ）はコ
イルバネの断面図、図３（ｂ）はコイルバネの一部の側
面図あって、ｐはコイルバネのピッチ、ｄはコイルバネ
の素線の径、Ｄは平均コイル径である。本発明者等は、
有効なトナー搬送を示すコイルバネの条件を求めるた
め、コイルバネの条件を変化させて図２に示したトナー
搬送機構を構成しトナーの搬送を行なった。尚、トナー
として体積平均粒径９μｍであり、粒度分布の標準偏差
が約２μｍのものを用いた。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１は、本発明者等が実験を行なったコイ
ルバネの平均径とコイルバネの素線の径を示すものであ
る。尚コイルバネの素線径は、太ければトナー内を移動
する際にトナーをかき分ける力が大きく生じてしまうた
めトナーの凝集を生じ安いと共に、循環移動させる場合
に小さな曲率で曲げることができなくなり好ましくな
い。またコイルバネの素線径が細い場合、小さな曲率で
曲げることは容易となるが機械的強度や耐久性が得られ
ない。このため、本発明におけるコイルバネの素線径は
０．２〜１ｍｍの範囲が好ましく、０．３〜０．６ｍｍ
の範囲がさらに好ましい。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２は、コイルバネのピッチを変化させて
コイルバネ内の空間へのトナーの出入りの状態を調査し
たものである。表２におけるパラメータである素線間隔
はコイルバネのピッチからコイルバネの素線の径を減じ
た値（ｐ−ｄ）であって搬送部材３１の間隙の搬送方向
についての大きさを表すものであり、また表中の記号は
コイルバネ内の空間へのトナーの出入りの状態を表わし
たものであり、◎は良好、○はほぼ良好、△は若干の振
動等により良好、×は不良であることを表している。

【００４０】本発明のトナーの搬送部材３１としてコイ
ルバネを駆動して移動させた場合、コイルバネ内の空間
にトナーが存在しないかコイルバネ内が充分にトナーで
満たされていない場合にコイルバネの上方に存在するト
ナーを自由にコイルバネ内の空間に取り込み、コイルバ
ネの下方にトナーが存在しない場合においてコイルバネ
内のトナーは自由に下方に落下する事が望ましい。

【００４１】上記のためコイルバネの素線間隔（ｐ−
ｄ）がトナーの粒径より大きいことが必要であるが、素
線間隔がトナーの粒径に対してきわめて大きな０．５ｍ
ｍであってもコイルバネ内へのトナーの出入りは不良で
あった。これは、粉体であるトナーは凝集していない状
態であっても小さな間隙においてブリッジを形成してし
まい容易に流動しないためと考えられる。表２に示すよ
うに本発明者等が実験したところ、コイルバネ内へのト
ナーの出入りについては若干コイル平均径が大きいほど
有利な傾向がみられるが、トナーの出入りを可能にして
トナー搬送に用いるためのコイルバネの条件はほぼコイ
ル平均径によらず、ｐ−ｄが１ｍｍ以上であり、さらに
好適にはｐ−ｄが２ｍｍ以上であった。

【００４２】以上表２を用いて説明した条件はコイルバ
ネに限定されるものではなく、同様の形状の周期性を持
って間隙が連続する部分を備えた搬送部材３１に適応す
る事ができ、連続する間隙の搬送方向についての大きさ
が１ｍｍ以上であることが好ましく、さらに好ましくは
２ｍｍ以上である事が容易に推定される。本条件を満た
す事により、搬送部材３１は上部や側部から落下等で供
給されるトナーを搬送部材３１の間隙内に吸収し、さら
に下部にトナーのない場所があればトナーを搬送部材３
１の間隙内から放出して良好なトナー搬送手段を構成で
きる。

【００４３】

【表３】

【００４４】表３は、コイルバネのピッチを変化させて
コイルバネ内に存在するトナーのコイルバネの移動に伴
う搬送状態を調査したものである。表３における表中の
記号はコイルバネ内に存在するトナーのコイルバネの移
動に伴う搬送状態を表したものでありコイルバネの移動
に従ってトナーが搬送される状態ほど良好として、◎は
良好、○はほぼ良好、△はやや不良、×は不良であるこ
とを表している。また表３における表中の数字は、それ
ぞれの実験条件についてのコイルバネのピッチｐとコイ
ルバネ外径との比ｐ÷（Ｄ＋ｄ）の値を表したものであ
る。

【００４５】本発明のトナーの搬送部材３１としてコイ
ルバネを駆動して移動させた場合、コイルバネにより曖
昧に分離されたコイルバネ内の空間のトナーがコイルバ
ネの移動に伴って移動することが必要であり、さらにコ
イルバネとほぼ等速でトナーが移動する事が望ましい。

【００４６】上記のためコイルバネのピッチが小さいほ
ど好ましいが、表３に示すように本発明者等が実験した
ところコイルバネの移動に伴うコイルバネ内のトナーの
移動状態はほぼコイルのピッチｐとコイル外径との比と
関連させる事ができ、コイルバネのピッチｐがコイルバ
ネの外径の２倍以内でトナーの搬送が可能であり、さら
にはピッチｐがコイルバネの外径の１倍以内で良好な搬
送が得られた。さらに本発明者等は、上記に示される良
好な搬送状態を示すコイルバネがトナーを伴って移動し
た際にもコイルバネの下方に存在したトナーがほとんど
凝集を受けず、そのまま画像形成装置の現像手段に利用
できる事を確認した。このため上記に示される条件を満
たすコイルバネはきわめて良好なトナーの搬送部材３１
として利用することができる。

【００４７】上記の良好な搬送状態は、粉体であるトナ
ーがブリッジを形成しないまでも連続する間隙の繰り返
しの周期が小さい事により間隙に緩やかに捕捉されて搬
送されているものと考えられ、表３に示す結果はその緩
やかに捕捉される状態が搬送部材３１の搬送方向に垂直
な断面の大きさに関連付られることを示している。即ち
表３を用いて説明した条件はコイルバネに限定されるも
のではなくコイルバネの外径はコイルバネの搬送方向に
垂直な断面における最大の長さである事から、同様の形
状の周期性を持って間隙が連続する部分を備えた搬送部
材３１に適応する事ができ、間隙が連続する周期が、搬
送部材３１の搬送方向に垂直な断面における最大の長さ
の２倍以内であるが好ましく、さらに好ましくは１倍以
内である事が容易に推定される。本条件を満たす事によ
り、搬送部材３１はその移動に伴って搬送部材３１の間
隙内にあるトナーを効率よくトナーに大きな圧力をかけ
る事なく搬送することができ、良好なトナー搬送手段を
構成できる。

【００４８】以上表２において説明した条件及び表３に
おいて説明した条件を同時に満たす場合を搬送部材３１
が図３に示した円形のコイル断面と円形の素線断面のコ
イルバネの場合について考えると、得られた条件はミリ
メートルを単位として、１＋ｄ≦ｐ≦２×（Ｄ＋ｄ）で
表し、さらに好適な範囲を２＋ｄ≦ｐ≦（Ｄ＋ｄ）と表
すことができる。例えばコイルバネの平均径を５．５ｍ
ｍ、コイルバネの素線径を０．５ｍｍした場合に、搬送
に用いるコイルバネのピッチｐはミリメートルを単位と
して１．５≦ｐ≦１２が望ましい範囲であり、２．５≦
ｐ≦６．０がさらに好適な範囲として得る事ができる。
コイルバネは前述のように本発明の搬送部材３１として
多くの効果を持つものであるが、前述した他に製作が容
易で低価格で供給できること、及びコイルバネ内の空間
に対してコイルバネ自身の体積が小さいため搬送効率が
高く且つ軽量な搬送手段が実現できる等の効果がある。

【００４９】尚、搬送部材３１がコイルバネのように使
用状態において張力等の影響によって伸縮し間隙の連続
する周期が変化が発生する場合があるが、本発明に示す
搬送部材３１の条件は使用状態の搬送部材３１の搬送経
路全体にわたって満たされている必要はなく、搬送部材
３１の一部分が上記条件を満たせばその部分で良好な搬
送が可能である。

【００５０】本発明の搬送部材３１に用いるコイルバネ
としては、強度や耐久性が得られることから金属バネが
望ましく、一般的に金属バネに用いられるステンレス鋼
等の炭素鋼や銅合金、またはニッケル合金等の材料によ
るものを使用することができる。

【００５１】また上記の材料によるコイルバネ等の搬送
部材３１に、搬送ガイド３２等と搬送部材３１の滑りを
良好にして循環移動を安定させるため、または搬送部材
３１に対するトナーの付着を防止するため、または搬送
部材３１とトナーの摺擦によりトナーを摩擦帯電させる
ために、種々の材料のチューブでチュービングをしたも
のや種々の材料のコーティング、表面処理を施したもの
を用いることも有効である。例えばチューブ材料とし
て、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂等のビニル共重
合系樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピ
レン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオ
レフィン樹脂、エポキシ樹脂、等の樹脂やこれらのブレ
ンドを用いることできる。また、コーティング、表面処
理を施す材料として、金属石鹸、脂肪酸、脂肪酸アミ
ド、ワックス等の表面滑剤やカーボンブラック、酸化ス
ズ、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化チタン、窒化チタン等の
導電性微粒子や界面活性剤類等を用いることができる。
さらには荷電制御剤として、トナーを正帯電させる場合
には電子受容性物質性、トナーを負帯電させる場合には
電子供与性物質のコーティングを施すことができる。

【００５２】図４（ａ）は、本発明の別の実施例におけ
る搬送部材の一部の斜視図であり、図４（ｂ）は本発明
のさらに別の実施例における搬送部材の一部の斜視図で
あり、図４（ｃ）は本発明のさらにまた別の実施例にお
ける搬送部材の一部の斜視図である。本発明の搬送部材
３１として、コイルバネ以外に例えば図４に示す形状の
部材を用いることができる。

【００５３】図４（ａ）は素線を長方形に曲げた形状を
搬送方向に連続して形成したものであり、長方形が搬送
方向に対して垂直に形成している。本実施例の様に搬送
部材３１の断面形状を長方形にすることにより、画像形
成装置において体積の効率よく循環搬送経路を配置する
ことが可能であるとともに、搬送ガイド３２の形状を単
純にして製造を容易にする事ができ、さらにまた搬送部
材３１がねじれて変形しないように搬送ガイド３２で支
持することが可能である。また、コイルバネにおいては
その素線が搬送方向に垂直な方向に対して傾いて存在す
るために、トナーを搬送する際にこの傾きによってトナ
ーを攪拌する作用がわずかに発生するが、図４（ａ）に
示した様に素線による形状を搬送方向に対して垂直に形
成することによりトナーを攪拌する作用を発生させるこ
となく搬送することが可能である。尚、図４（ａ）に示
す搬送部材３１の材質等としては前述したコイルバネと
同様のものが利用できる。

【００５４】図４（ｂ）は輪の形状を持つ搬送部材要素
３７を接合部材３８に多数接合して搬送部材３１を形成
したものである。図４（ｂ）のように搬送部材３１の搬
送能力等を決定する搬送部材要素３７と、搬送部材３１
の軸方向についての強度や伸縮性、可撓性等を決定する
接合部材３８とを別に形成して接合することにより、搬
送部材３１のそれぞれの性質を自由に選択することが可
能である。また搬送部材３１の端部に接合部材３８を位
置させて、搬送ガイド３２がこの端部の接合部材３８を
ガイドするように形成することにより、搬送部材３１が
ねじれて変形する事を防止することができる。図４
（ｂ）に示す搬送部材要素３７の材質等としては前述し
たコイルバネと同様のものが利用でき、接合部材３８と
しては必要な強度と伸縮性、可撓性等を得る材料を自由
に利用することができ、コイルバネ材料として挙げた金
属の他、天然ゴムや合成ゴム、または各種の樹脂等を用
いることができる。

【００５５】図４（ｃ）は円盤形状を持つ多数の搬送部
材要素３７を、その中心を通る接合部材３８に接合して
搬送部材３１を形成したものであり、図４（ｂ）と同様
に搬送部材３１の搬送能力等を決定する形状と、軸方向
についての強度や伸縮性、可撓性等のそれぞれの性質を
自由に選択することが可能である。図４（ｃ）に示すよ
うに円盤形状を多数備えた搬送部材３１を用いることに
より、トナーを搬送するために大きな搬送力を得る事が
でき、さらに搬送部材３１の循環搬送経路が水平面に対
して傾きをもって形成されている場合にも、水平面に対
する傾きの影響が少ない確実な搬送が可能である。図４
（ｃ）に示す搬送部材要素３７の材質等としては、成形
が容易なことから各種の樹脂を用いることが望ましく、
さらにその成形品に前述した種々の材料のコーティン
グ、表面処理を施したものを用いることも有効である。

【００５６】図５は本発明の別の実施例における画像形
成装置の要部断面図である。図１及び図２において説明
した実施例は、搬送部材３１が現像手段とクリーニング
手段とトナー容器とを連通する場合であるが、図５の実
施例は搬送部材３１が現像手段とクリーニング手段のみ
と連通する場合である。

【００５７】図５において、現像部１０はトナーを少量
貯蔵する貯蔵部１４と、貯蔵部１４とトナー補給窓１７
で連通する大型トナー容器１５を備えており、大型トナ
ー容器１５のトナーは矢印１６ａの方向に回転する補給
攪拌器１６の作用により貯蔵部１４に送り込まれる。貯
蔵部１４内のトナー量はトナー補給窓１７の位置と補給
攪拌器１６の作用により略一定に保たれ、これにより供
給ローラ１３による現像ローラ１１の表面へのトナーの
コーティングが安定して行なうことが可能となってい
る。大型トナー容器１５は、現像部１０の主要構成部の
稼動寿命あるいは感光ドラム１等の画像形成装置の主要
構成部品の稼動寿命に相応した大量のトナーを貯蔵して
おり、トナーが消費されての大型トナー容器１５内のト
ナーがなくなった場合には大型トナー容器１５は他の主
要構成部品と一体で交換される。

【００５８】一方搬送部材３１は、クリーニング部２０
のクリーニングブレード２１の下方と現像部１０の貯蔵
部１４の上方を通ってエンドレスに循環移動をしてお
り、クリーニング部２０において掻き取られたトナーは
クリーニング部２０と連通する搬送部材３１に落下して
搬送され、現像部１０で貯蔵部１４に落下することによ
り、クリーニング部２０で捕集されたトナーの現像部１
０での再利用が行なわれる。

【００５９】本発明に用いる搬送部材３１は前述した様
にその移動に伴って搬送部材３１の移動経路の上にトナ
ーが存在する部分からトナーを吸収してトナーが下に存
在しない部分にトナーを落下させる作用があり、この作
用によって搬送部材３１の移動経路の周囲のトナー量を
概略均一にすることができる。このため、図５に示した
実施例のように搬送部材３１が現像部１０を供給ローラ
１３や現像ローラ１１に近接して通過することにより供
給ローラ１３や現像ローラ１１の近傍のトナー量を均一
にすることができ、安定した現像が行え高い品質の画像
出力を得ることができる。この効果を得るためには、搬
送部材３１と供給ローラ１３或は現像ローラ１１との距
離は短いほどよく、３０ｍｍ以内であることが好まし
い。しかしながら搬送部材３１が供給ローラ１３或は現
像ローラ１１と接触した場合にはローラ表面に傷をつけ
るなどの問題が発生し、さらに近接し過ぎた場合には搬
送部材３１の間隙の周期等に依存するトナーの流れのム
ラが発生する可能性もあり、搬送部材３１と供給ローラ
１３或は現像ローラ１１との距離は１ｍｍ以上であるこ
とが好ましい。

【００６０】以上のように本発明の図５の実施例によれ
ば搬送部材３１の循環移動により、クリーニング部２０
で捕集されたトナーの現像部１０での再利用が簡単な機
構で実現できると共に、搬送部材３１の作用により現像
部１０での供給ローラ１３や現像ローラ１１の近傍のト
ナー量を均一にすることができ、高い品質の画像出力を
得る画像形成装置が実現できる。特に図５の実施例に示
した様な大型トナー容器１５を備えた画像形成装置にお
いては、大型トナー容器１５内のトナーがなくなるまで
画像形成の幅方向について均一にトナーを貯蔵部１４に
補給することが困難であり、特に大型トナー容器１５内
のトナーが少なくなった場合については幅方向に濃度ム
ラのある画像出力となる問題があるが、本発明の図５の
実施例においては搬送部材３１の作用により貯蔵部１４
のトナー量が幅方向に均一化させることで大型トナー容
器１５内のトナーがなくなるまで幅方向について均一な
画像出力を得ることができる。

【００６１】図６は本発明の図１及び図２において説明
した実施例及び図５において説明した実施例の部分的な
改良を示す部分断面図であって、クリーニング部２０で
捕集されたトナーが粉塵を含む可能性がある場合におい
ても捕集されたトナーの再利用を行なうためのものであ
る。

【００６２】本発明ような画像形成装置において、クリ
ーニング部２０でクリーニングブレード２１によって感
光ドラム１上の転写残りのトナーが掻き取られるが、ま
れに画像形成プロセスの転写を行なう際に記録紙３上に
付着した粉塵や記録紙３から発生する紙粉等が感光ドラ
ム１に付着し、トナーと同時にクリーニングブレード２
１によって掻き取られる場合がある。図１及び図２にお
いて説明した実施例のようにクリーニング部２０で捕集
したトナーを現像部１０で再利用する画像形成装置では
上記の粉塵や紙粉等がまれに現像部１０の供給ローラ１
３や現像ローラ１１あるいは規制ブレード１２に付着し
て画像形成に部分的な欠陥を生ずる場合がある。図６に
示す改良例はこの現象を防止するものである。

【００６３】図６において、クリーニング部２０におい
てクリーニングブレード２１によって掻き取られた転写
残りのトナーが搬送部材３１に落下する経路には、フィ
ルタ２２が設けられ、クリーニング部２０で捕集された
トナーはフィルタ２２を通過して搬送部材３１に落下し
て搬送される。クリーニング部２０で捕集したトナーに
含まれて画像形成に部分的な欠陥を生ずる可能性の高い
大きな粉塵や紙粉等はフィルタ２２を通過せずにフィル
タ２２の上に捕らえられ、これによりトナーを再利用す
る方式であっても安定した画像形成が行なわれる。

【００６４】ここでフィルタ２２については、大きな粉
塵や紙粉等を捕らえるために小さな孔しか存在しない事
が必要であると共にトナーを自由に通過させるため充分
に大きな孔が設けられていることが必要であるという矛
盾が生ずるが、図６に示す様にフィルタ２２を搬送部材
３１の循環移動経路の近傍に設けることにより、搬送部
材３１の循環移動で生じるトナーの攪拌状態の作用でフ
ィルタ２２の小孔のトナー通過を促進することができ、
フィルタ２２に充分小さな孔を設けて粉塵や紙粉等を捕
らさせることができる。さらにフィルタ２２を可撓性の
材料で形成して、フィルタ２２を搬送部材３１の循環移
動経路の近傍に設け、さらには搬送部材３１と接するよ
うにフィルタ２２を配置することにより、搬送部材３１
の循環移動で生じる振動を近接するトナーを通じて或は
直接にフィルタ２２に作用させて振動によりフィルタ２
２の小孔のトナー通過を促進することができ、フィルタ
２２に設ける孔を充分小さなものとすることができる。

【００６５】フィルタ２２としては、可撓性が得られて
多数小孔の形成が容易なものが望ましく、金属の薄板あ
るいはフィルム状の樹脂に多数小孔を形成したもの、ま
たは金属や樹脂よりなる網状の部材を用いることができ
る。またフィルタ２２に設けられる小孔の大きさは、ト
ナーが自由に通過するためには前述した搬送部材３１の
間隙と同様に１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ
以上であることがさらに好ましいが、上記のトナーの攪
拌や振動の作用でトナーの通過が促進される事、及び粉
塵や紙粉等が充分に捕らえられる事が必要な事等から、
０．５ｍｍ以上で且つ３ｍｍ以下であることが好まし
い。

【００６６】以上図６を用いて説明したように、本発明
はクリーニング部２０で捕集したトナーが粉塵や紙粉等
を含む可能性がある場合においても有効な画像形成装置
を提供することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、クリ
ーニング手段で掻き落とされたトナーはトナー搬送手段
へ供給され、現像手段でトナーが消費されるとトナー搬
送手段へ供給されたトナーが前記現像手段の現像部へ供
給され、更に、トナー搬送手段にトナーが満たされてい
ない状態ではトナー補給手段からトナー搬送手段にトナ
ーを補給することにより、簡単な単一のトナー搬送手段
でトナーの再利用とトナー補給が可能となる。

【００６８】さらに、トナー搬送手段の搬送方向に１ｍ
ｍ以上の間隔で連続した間隙をトナー搬送手段が有して
いるので、トナーに大きな圧力をかけることなく効率よ
く搬送することができる。

【００６９】さらに本発明によればトナー搬送機構が簡
略に実現できるだけでなく、現像手段におけるトナー貯
蔵量を少なくでき、またトナー補給手段の位置が自由に
設定できる等の効果があり、簡単な機構で小型化の画像
形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す要部断
面図。

【図２】（ａ）図１の実施例のトナー搬送機構の上面断
面図。 （ｂ）図２（ａ）の矢印ｂに示される断面の側面断面
図。

【図３】（ａ）図１の実施例の搬送部材であるコイルバ
ネの断面図。 （ｂ）図１の実施例の搬送部材であるコイルバネの一部
の側面図。

【図４】（ａ）本発明の別の実施例における搬送部材の
一部の斜視図。 （ｂ）本発明のさらに別の実施例における搬送部材の一
部の斜視図。 （ｃ）本発明のさらにまた別の実施例における搬送部材
の一部の斜視図。

【図５】本発明の画像形成装置の別の実施例を示す要部
断面図。

【図６】図１及び図５の実施例の部分的な改良を示す部
分断面図。

【符号の説明】

１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 感光ドラ
ム ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 帯電ロー
ラ ３ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 記録紙 ４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 給紙ロー
ラ ５ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 転写ロー
ラ ６ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 定着ロー
ラ ７ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 排紙ロー
ラ １０ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 現像部 １１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 現像ロ
ーラ １２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 規制ブ
レード １３ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 供給ロ
ーラ １４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 貯蔵部 １５ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 大型ト
ナー容器 １６ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 補給攪
拌器 １７ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ トナー
補給窓 ２０ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ クリー
ニング部 ２１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ クリー
ニングブレード ２２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ フィル
タ ３１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 搬送部
材 ３２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 搬送ガ
イド ３３ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 駆動ギ
ヤ ３４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 攪拌棒 ３５ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ トナー
容器 ３６ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 蓋部材 ３７ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 搬送部
材要素 ３８ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 接合部
材 ４１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 走査ミ
ラー ４２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 走査モ
ータ ４３ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ レンズ ４４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ミラー

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも現像手段とクリーニング手段
   とを静電像担持体手段の周囲に配置した画像形成装置に
   おいて、前記現像手段の幅方向及び前記クリーニング手段の幅方
   向を連通しエンドレスに循環移動してトナーを搬送する
   トナー搬送手段と、 前記トナー搬送手段にトナーを補給するトナー補給手段
   とを有し、 前記トナー搬送手段の搬送方向に１ｍｍ以上の間隔で連
   続した間隙を前記トナー搬送手段が有するとともに、前
   記クリーニング手段で掻き落とされたトナーは前記トナ
   ー搬送手段へ供給され、前記現像手段でトナーが消費さ
   れると前記トナー搬送手段へ供給された前記トナーが前
   記現像手段の現像部へ供給され、更に、前記トナー搬送
   手段にトナーが満たされていない状態では前記トナー補
   給手段から前記トナー搬送手段にトナーを補給するよう
   構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記間隙の繰り返し周期が前記トナー搬送
   手段の搬送方向に垂直な断面における最大の長さの２倍
   以内である事を特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】前記トナー搬送手段は、コイルバネである
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
   成装置。
4. 【請求項４】前記トナー搬送手段の移送をガイドするガ
   イド手段を有し、前記トナー補給手段は前記ガイド手段
   と連通してなることを特徴とする請求項１または請求項
   ２または請求項３記載の画像形成装置。