JP2007101949A - 画像形成装置及びこれに用いられる現像剤戻し機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の小型化及びクリーナ、現像器のレイアウトの自由度という要請を満たしながら、現像剤の戻し効率を高め、かつ、地汚れ等の画質欠陥を有効に回避する。
【解決手段】 クリーナ３と現像器２との間に現像剤戻し機構４を備えた態様において、現像剤戻し機構４には、横方向搬送路５ａ及び縦方向搬送路５ｂが含まれる戻し搬送路５と、横方向搬送路５ａに沿って往復移動可能な横方向搬送部材７ａ及びこの横方向搬送部材７ａに連動して縦方向搬送路５ｂに沿って移動可能な縦方向搬送部材７ｂを有し、これらの搬送部材７にて現像剤が強制的に移動させられる強制搬送機構６とを備え、強制搬送機構６が、各搬送部材７が対応する搬送路５の現像剤搬送面５ｃに対して接離する状態を持ち、少なくとも現像剤搬送面５ｃに対して横方向搬送部材７ａが接触する条件では現像剤搬送面５ｃに対して縦方向搬送部材７ｂを少なくとも一時非接触配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に係り、特に、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化すると共にこの粉体現像剤を再利用することを企図した態様の画像形成装置及びこれに用いられる現像剤戻し機構に関するものである。

従来、電子写真方式を適用した複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、例えば、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像剤を用いた現像器によって現像して、感光体ドラム上にトナー像を形成し、この感光体ドラム上に形成されたトナー像を、記録媒体上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。感光体ドラムのトナー像を記録媒体上に転写した後に感光体ドラムに残存したトナーはクリーナにて除去されて回収される。

最近では、クリーナにて回収されたトナー（回収トナー）を現像器に戻して再利用するように構成されているリクレーム型の画像形成装置があり、回収トナーを現像器に戻すための構造として種々のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１における電子写真装置は、クリーニング装置（クリーナ）に残トナー用排出口を設け、クリーニング装置の残トナー用排出口よりも低い位置となるように現像装置(現像器)に残トナー回収口を設け、クリーニング装置の残トナー排出口と現像装置の残トナー回収口との間に搬送経路（搬送路）を設けており、残トナーをクリーニング装置から搬送経路内で自然落下させて現像装置に戻している。

特開平１０−１８６９９１号公報（発明の詳細な説明、図４）

しかしながら、回収トナーは感光体ドラムに付着する前の状態よりも凝集して流れにくくなっていることから、特許文献１による自然落下方式では、回収トナーが通過するための空間を大きくして搬送経路内で回収トナーが詰まらないようにする必要がある。搬送経路は、感光体ドラムよりも軸方向外側に設けられるため、搬送経路の横断面積を大きくすると、感光体ドラムよりも軸方向に突出する部分が長くなり、結果的に装置全体が大型化する。
また、自然落下方式では、クリーニング装置と現像装置との位置関係に制約を設けなければならないため、レイアウトの自由度がなく、また、現像装置の不適切な位置に回収トナーを戻すと、例えば現像装置内において回収トナーの撹拌不良や帯電不十分のために、帯電不良による地汚れ(用紙等の記録材にトナーがかぶったり汚れたりする現象)等の画質欠陥が生じ易い。
更に、回収トナーが現像装置に戻される量にばらつきがあり、比較的少量の回収トナーが現像装置に戻されたり大量の回収トナーが戻されたりする場合があり得る。少量のときには問題が生じないが、例えば記録材のジャム時など一度に大量の回収トナーが現像装置に戻されると、現像装置内において回収トナーの撹拌不良や帯電不十分のために、帯電不良による地汚れ等の画質欠陥が生じ易い。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、装置の小型化及びクリーナ、現像器のレイアウトの自由度という要請を満たしながら、現像剤の戻し効率を高め、かつ、地汚れ等の画質欠陥のない画像形成装置及びこれに用いられる現像剤戻し機構を提供するものである。

すなわち、本発明は、図１(ａ)(ｂ)に示すように、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化する画像形成装置において、像担持体１上の静電潜像を現像剤にて可視像化する現像器２と、像担持体１上に残留した現像剤を除去して回収するクリーナ３と、クリーナ３で回収された現像剤を現像器２に向けて戻す現像剤戻し機構４とを備え、現像剤戻し機構４には、クリーナ３と現像器２とを連通し、少なくとも横方向に延びる横方向搬送路５ａ及びこの横方向搬送路５ａに対し屈曲配置されて略鉛直方向に延びる縦方向搬送路５ｂが含まれる戻し搬送路５と、この戻し搬送路５の横方向搬送路５ａに沿って往復移動可能な横方向搬送部材７ａ及びこの横方向搬送部材７ａに連動して前記縦方向搬送路５ｂに沿って移動可能な縦方向搬送部材７ｂを有し、これらの搬送部材７(７ａ，７ｂ)にて現像剤が搬送方向下流側に強制的に移動させられる強制搬送機構６とを備え、強制搬送機構６が、各搬送部材７(７ａ，７ｂ)が対応する戻し搬送路５(５ａ，５ｂ)の現像剤搬送面５ｃに対して接離する状態を持ち、少なくとも横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに対して横方向搬送部材７ａが接触する条件では縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃに対して縦方向搬送部材７ｂを少なくとも一時非接触配置することを特徴とする。
尚、図１(ｂ)は(ａ)のうち現像剤戻し機構４の概要を示す説明図である。

このような技術的手段において、本件は現像剤戻し機構４を備えた現像剤リクレーム型を対象とする。
ここで、現像器２としては二成分現像方式のみならず一成分現像方式をも含む。また、現像器２とクリーナ３とのレイアウトは任意であるが、本願の適用し易さからすれば、現像器２に対しクリーナ３を上方に配置するのが好ましく、この場合、自然落下による現像剤の戻し動作を効果的に使用することができる。更に、像担持体１、現像器２、クリーナ３及び現像剤戻し機構４が一体化されたプロセスカートリッジであってもよい。

また、戻し搬送路５は横方向搬送路５ａと縦方向搬送路５ｂとを含んでいればよく、そのレイアウトについては任意であるが、現像剤の搬送効率の点から横方向搬送路５ａを上流側に位置させた態様であることが好ましい。
そして、横方向搬送路５ａは横方向に延びる成分を備えたものであれば全て含むが、斜め下方に向けて配置することが好ましい。このように斜め下方に延びる傾斜部を設ければ、現像剤が傾斜部に沿って縦方向搬送路５ｂ側へ移動し易く、現像剤の搬送効率が上昇する。
一方、縦方向搬送路５ｂは略鉛直方向に延びる態様であるから、縦方向搬送路５ｂでは原則的には自然落下による戻し動作が可能である。

また、強制搬送機構６は戻し搬送路５のうち横方向搬送路５ａに沿って往復動する横方向搬送部材７ａの他に、この横方向搬送部材７ａに連動して縦方向搬送路５ｂに沿って移動可能な縦方向搬送部材７ｂを有していればよい。
このとき、横方向搬送部材７ａ往動時の移動軌跡としては、搬送効率の点から直線軌跡を含むことが好ましいが、直線軌跡を含まずに楕円状軌跡でもよい。
更に、各搬送部材７(７ａ，７ｂ)は対応する戻し搬送路５(５ａ，５ｂ)の現像剤搬送面５ｃに対して接触すると共に、離間（非接触）することが必要である。これは、常時接触又は非接触であると、現像剤がせき止められたり、現像剤の堆積現象が起こり、現像剤の搬送性が損なわれることを考慮したものである。
ここで、‘現像剤搬送面５ｃ’は横方向搬送路５ａ又は縦方向搬送路５ｂで現像剤が搬送される面を指し、戻し搬送路５の内壁面は勿論であるが、内壁面上に現像剤が固着堆積した面をも含む。つまり、各搬送部材７(７ａ，７ｂ)は戻し搬送路５の内壁面に直接接触する態様が好ましいが、必ずしも接触しない態様をも対象とする。

更にまた、‘少なくとも横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに対して横方向搬送部材７ａが接触する条件では縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃに対して縦方向搬送部材７ｂを少なくとも一時非接触配置する’という要件は、現像剤の搬送性を確保する上で必要なものである。例えば横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに対して横方向搬送部材７ａが接触する場合は、通常現像剤が搬送されている状況を想定しているが、例えば下流側に縦方向搬送路５ｂが存在する態様にて縦方向搬送部材７ｂが現像剤搬送面５ｃに対して常時接触したままであると、現像剤の搬送を不必要にせき止めてしまう虞れがある。尚、上流側に縦方向搬送路５ｂが存在する態様であっても、縦方向搬送部材７ｂが現像剤搬送面５ｃに対して常時接触したままであると、その分、現像剤の自然落下が損なわれる懸念があり、横方向搬送路５ａへの現像剤の搬送量が不足しがちになる虞れがある。

また、搬送部材７の代表的態様としては、少なくとも横方向搬送部材７ａは対応する横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃ側に向かって突出する突出部８ａを備えたものが挙げられる。この突出部８ａは現像剤を掻き落とすように作用する。ここで、突出部８ａの数については単数でも複数でもよく、また、形状については羽根部材などが挙げられる。
更に、搬送部材７の代表的態様としては、横方向搬送部材７ａは横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに対向した部位に定量搬送可能に区画された区画部８ｂを備えている。この態様によれば、区画部８ｂにて区画された領域により現像剤が定量搬送される。
また、搬送部材７が突出部８ａ又は区画部８ｂを有している態様において、クリーナ３と戻し搬送路５との連通口近傍に位置する突出部８ａ又は区画部８ｂについては背抜き構造にすることが好ましい。このような背抜き構造を採用することで、大量の現像剤が連通口から排出されたとしても、突出部８ａ、区画部８ｂ間に現像剤が詰まる事態を回避することができる。
また、各搬送部材７は別々に設けられていてもよいが、製造性を考慮すると、例えば樹脂成型品として、横方向搬送部材７ａと縦方向搬送部材７ｂとを一体的に形成することが好ましい。

更に、強制搬送機構６の横方向搬送部材７ａの代表的動作例としては、現像剤搬送方向下流側へ向かう往動時には横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに沿って接触移動すると共に、現像剤搬送方向上流側に向かう復動時には往動時の移動軌跡と異なる移動軌跡にて前記現像剤搬送面５ｃに対して非接触移動するものが好ましい。
つまり、横方向搬送部材７ａ往動時には横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに沿って接触移動すればよく、これにより、現像剤搬送面５ｃ上の現像剤を強制的に移動させることが可能である。一方、横方向搬送部材７ａ復動時には往動時の移動軌跡に対し横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃから離間した側に位置する移動軌跡にて横方向搬送部材７ａを移動させるものであればよく、これにより、横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃ上の現像剤に対し接触、非接触は問わない。但し、非接触移動すれば、現像剤の逆流を有効に回避することが可能である。

また、強制搬送機構６への駆動力伝達方式としては、横方向搬送部材７ａの現像剤搬送方向上流側に駆動力が入力可能な駆動入力部８ｃを有するものが挙げられる。
ここで、駆動入力部８ｃへの代表的な駆動入力態様としては、駆動入力部８ｃに回転軌跡状の駆動力を入力するものがある。この場合、回転軌跡状の駆動力がクランク軸や偏心軸などで簡単に形成可能であるため、最も利用し易い点で好ましい。そして、駆動効率という点からすれば、クリーナ３の現像剤排出オーガー等の回転力を利用することが好ましい。
更に、駆動入力部８ｃとしては、駆動入力部８ｃに回転軌跡状の駆動力を鉛直方向に扁平な楕円軌跡に変換するようにしてもよい。この種の駆動変換は例えば上下方向に延びる長孔付リンク部材などを用いれば可能であり、これにより、駆動入力部８ｃの上下位置変動幅を小さく抑え、搬送部材７による現像剤の搬送動作を効率的に行うことができる。

また、強制搬送機構６の好ましい態様としては、横方向搬送部材７ａ往動時に横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに沿って搬送部材７を直線運動させるものが挙げられる。本態様によれば、往動時に搬送部材７を直線運動させると、その分、現像剤の搬送性を良好に保つことが可能である。
更に、強制搬送機構６の好ましい態様としては、縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃの一部に沿って縦方向搬送部材７ｂを直線運動させるものが挙げられる。この場合、縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃに付着する現像剤を掻き取ることが可能である。

また、強制搬送機構６には各種の挙動規制部９を設けることが好ましい。
例えば横方向搬送部材７ａの往復動作の途中にて縦方向搬送部材７ｂに振り子動作が与えられる挙動規制部９を有し、縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃに振り子動作状態の縦方向搬送部材７ｂを衝合させるものが挙げられる。この‘挙動規制部９’としては、例えば横方向搬送部材７ａの下流側に横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに対向する突出部８ａを設け、横方向搬送部材７ａ往動時に現像剤搬送面５ｃと突出部８ａとの接触状態を解除するようにすればよい。
更に、別の態様としては、横方向搬送部材７ａが現像剤搬送方向下流側に向かう往動時に、縦方向搬送部材７ｂが縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃから離間する方向に移動させられる挙動規制部９を有するものが挙げられる。この‘挙動規制部９’としては、例えば横方向搬送部材７ａに横方向搬送路５ａの現像剤搬送面５ｃに対向する複数の突出部８ａを設け、横方向搬送部材７ａの下流側に向かって突出部８ａの長さを徐々に長く設定すればよい。

更にまた、別の態様としては、横方向搬送部材７ａ往復動作の途中にて縦方向搬送部材７ｂが縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃに対して接触し且つ下方に移動させられる挙動規制部９を有すものが挙げられる。この‘挙動規制部９’としては、縦方向搬送部材７ｂが縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃに接触後に下方に移動するものであればよい。
また、別の態様としては、横方向搬送部材７ａが現像剤搬送方向上流側に向かう復動時の少なくとも一時期にて各搬送部材７が対応する戻し搬送路５の現像剤搬送面５ｃと非接触配置させられる挙動規制部９を有するものが挙げられる。この‘挙動規制部９’としては、各搬送部材７がいずれも対応する戻し搬送路５の現像剤搬送面５ｃと非接触配置される構造であれば適宜選定して差し支えない。このように、両搬送部材７が対応する戻し搬送路５の現像剤搬送面５ｃに対して非接触配置されると、搬送部材７と現像剤搬送面５ｃとの間に間隙を確保することができ、現像剤の逆流を有効に防止することが可能である。

更に、別の態様としては、縦方向搬送部材７ｂの下端部が縦方向搬送路５ｂの下端部より下方に突出するまで下降する態様において、縦方向搬送部材７ｂの下端部が縦方向搬送路５ｂの下端部より下方に突出した条件下では縦方向搬送部材７ｂの下端部が縦方向搬送路５ｂの直下領域内に配置させられる挙動規制部９を有するものが挙げられる。この ‘挙動規制部９’としては、例えば縦方向搬送部材７ｂに縦方向搬送路５ｂの現像剤搬送面５ｃに対向する複数の突出部８ａを設け、再下端に位置する突出部８ａを他の突出部８７ａより短い長さに設定するようにすればよい。本態様は、縦方向搬送路５ｂ下端部と縦方向搬送部材７ｂ下端部との干渉を防止する上で有効である。

また、別の態様としては、横方向搬送部材７ａと横方向搬送路５ａの内壁面との間に設けられて横方向搬送部材７ａ及び縦方向搬送部材７ｂの挙動が規制される挙動規制部９を有するものが挙げられる。本態様は挙動規制部９の設置箇所の一例を特定したものであり、例えば縦方向搬送部材７ｂの現像剤搬送面５ｃとの接触後に下方に移動する挙動規制や、各搬送部材７を現像剤搬送面５ｃからいずれも非接触配置する挙動規制を簡単に構築することができる。
この種の挙動規制部９の代表的態様としては、横方向搬送部材７ａ及び横方向搬送路５ａの内壁面の一方に案内壁部を設けると共に他方には案内壁部に係合する案内係合部を設けるものが挙げられる。
また、この種の挙動規制部９はクリーナ３と戻し搬送路５との連通口の上方に配設されていることが好ましい。この種の挙動規制部９の設置箇所がクリーナ３から排出される現像剤の連通口の上方であるから、現像剤をこすり合わせて塊ができることを有効に防止することができる。

更に、本発明は、上述した画像形成装置に限らず、上述した現像剤戻し機構４そのものをも対象とする。

本発明によれば、横方向搬送路と縦方向搬送路との組合せにより、戻し搬送路を構成するようにしたので、戻し搬送路のレイアウトの自由度が増大する。このため、従前のように、レイアウトの制約により、不適切な位置から現像器に現像剤を戻すと、帯電不良に伴う画質欠陥等が生じ易いが、これを回避することができる。
また、本発明によれば、各搬送部材の接離動作を工夫することにより、横方向搬送路、縦方向搬送路での現像剤の搬送性を確保することができる。このため、戻り搬送路内での現像剤の詰まりを回避することができるほか、現像剤の戻し量を定量的に調整する(現像剤のレベリング効果)ことが可能である。このため、現像剤の戻し搬送効率を高めることができると共に、現像器に一度に多量の現像剤が戻ると、地汚れなどの画質欠陥が生ずる懸念があるが、これを確実に回避することができる。
更に、本発明に係る現像剤戻し機構によれば、小型で且つ信頼性の高いリクレーム型の画像形成装置を簡単に構築することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図２は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。ここでは、装置内部をフロント側（手前側）から眺めた状態を示している。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置本体１０と、原稿を読み取る原稿読取り装置１１と、原稿読取り装置１１の読取り位置まで原稿を搬送する自動原稿送り装置１２とを備えている。画像形成装置本体１０では、原稿読取り装置１１から出力される画像データや、図示しないＰＣ等から出力される画像データを用いて、画像形成ユニット１３によりトナー像を形成し、このトナー像を用紙（記録材）に転写した後に定着して、プリント画像を出力している。

この画像形成ユニット１３は、トナー像を担持するための感光体ドラム１４と、帯電された感光体ドラム１４を露光する画像書込装置（ＲＯＳ）１５と、ＲＯＳ１５により露光されて形成された感光体ドラム１４上の静電潜像を現像する現像器１６と、現像器１６により現像され感光体ドラム１４上に担持されたトナー像を用紙に転写する転写ローラ１７と、転写ローラ１７により転写されたトナー像を用紙に定着させる定着器１８と、感光体ドラム１４に残存したトナーを除去回収するクリーナ２０とを備えている。現像器１６で使用されるトナーは、トナーボックス１９から現像器１６に供給される。また、本実施の形態では、用紙へのトナー像の転写後に感光体ドラム１４上に残存した残留トナーをクリーナ２０により除去回収し、除去回収されたこの残留トナーを再度、現像器１６に供給するように構成されている。

また、画像形成装置本体１０は、一連の用紙搬送系を備えており、画像形成装置本体１０の下側には、用紙を収容する用紙収容カセット２１，２２，２３，２４を内装している。これら用紙収容カセット２１，２２，２３，２４には、用紙を供給する用紙供給機構２５，２６，２７，２８が備えられている。これら用紙供給機構２５，２６，２７，２８は、ピックアップローラ２９と用紙さばきローラ３０とをそれぞれ有し、これにより用紙収容カセット２１，２２，２３，２４から取り出した用紙を用紙搬送路３１に向けて送り出している。

この用紙搬送路３１には、用紙さばきローラ３０の近傍に設けられた搬送ローラ３２と、画像形成装置本体１０の排出部近傍で用紙の搬送方向を切り換えるゲート３３，３４と、ゲート３３，３４の間に設けられた搬送ローラ３５と、フェースダウン（記録面を下にした状態）で排出トレイ３６に排出する排出ローラ３７と、フェースアップ（記録面を上にした状態）でフェースアップトレイ３８に排出するフェースアップロール３９とが設けられている。また、用紙に対して両面記録する場合に、片面に記録した用紙を転写部（感光体ドラム１４と転写ローラ１７との当接部）に反転して送るための用紙反転用搬送路４０が設けられている。また、画像形成装置本体１０の側面には、例えばこれら４段の用紙収容カセット２１〜２４に収容されていないサイズや種類のシートを供給するための開閉自在の手差しトレイ４１が設けられている。更に、画像形成装置本体１０は、用紙搬送及び画像形成等に関して装置の全体を制御する制御部４２を備えている。

画像形成装置本体１０は、後処理装置５０に接続されている。後処理装置５０は、後処理用搬送路５１から排出される用紙を束ねた用紙束をステープル綴じするステープラ５２と、ステープル綴じされた用紙束を受ける昇降可能なスタッカートレイ５３とを有する。なお、ステープラ５２は、一箇所綴じもしくは複数箇所綴じを任意に選択できるようになっている。
ここで、画像形成装置本体１０における画像形成プロセスについて説明する。
画像形成ユニット１３の感光体ドラム１４では、図示しない帯電器によって表面が帯電された後、入力される画像データに基づいてＲＯＳ１５により露光され、静電潜像が形成される。一方、現像器１６では、トナーボックス１９からトナーが供給され、現像器１６内部で現像剤が撹拌される。感光体ドラム１４上に形成される静電潜像は、現像器１６の例えば現像ロールを介して現像され、感光体ドラム１４上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、転写ローラ１７が感光体ドラム１４に当接する転写部にて用紙に転写され、定着器１８にて加熱定着されて出力される。一方、転写後に感光体ドラム１４上に残るトナー（残留トナー）は、クリーナ２０により感光体ドラム１４上から剥ぎ取られて回収される。

図３は画像形成ユニット１３の構成をリア側から見た矢視図であり、図４は図３をＩＶ方向から見た矢視図である。
同図において、クリーナ２０は、現像後の段階で感光体ドラム１４に当接して残存トナーを除去するための図示しないブレードと、このブレードで除去したトナーをイン側（図３の右手前側）に収集するように回転するクリーナオーガー６１と、クリーナオーガー６１の一端部に設けられてクリーナオーガー６１を回転させるための駆動系の一部を構成する円形状の駆動部品６２と、クリーナオーガー６１の下流端に設けられたオーガー排出口(図示せず)とを有する。なお、オーガー排出口は、クリーナオーガー６１の回転軸回りにリング形状に形成されており、また、感光体ドラム１４の現像領域よりも軸方向外側に位置している。

また、現像器１６は、クリーナ２０の下方に位置する現像器本体６４と、現像器本体６４の上部に設けられてクリーナ２０からのリクレームトナーが供給されるリクレームトナー供給口６５と、現像器本体６４の上部に設けられてトナーボックス１９からの新トナーが供給される新トナー供給口(図示せず)と、現像器本体６４内に供給されたトナーを既存の現像剤と共に撹拌搬送する撹拌搬送オーガー６７，６８と、感光体ドラム１４側に配置されたトナー担持体としての現像ロール６９等とを有する。リクレームトナー供給口６５は、現像ロール６９に近い側の撹拌搬送オーガー６７寄りに設けられ、図示外の新トナー供給口は、現像ロール６９に遠い側の撹拌搬送オーガー６８寄りに設けられている。

そして、クリーナ２０のオーガー排出口と現像器１６のリクレームトナー供給口６５との間にはトナー戻し機構７０が設けられている。
このトナー戻し機構７０は、クリーナ２０のオーガー排出口と現像器１６のリクレームトナー供給口６５との間をダクト部材７１にて連通接続し、このダクト部材７１内にクリーナ２０で回収したトナーを現像器１６へ搬送するための戻し搬送路(リクレームトナー搬送路)７２を形成し、戻し搬送路７２内に強制搬送機構８０(図５，図６参照)を配設したものである。
ここで、戻し搬送路７２について詳述すると、戻し搬送路７２は、図３乃至図５に示すように、クリーナ２０のオーガー排出口の位置から斜め下方に向けて例えばトナー安息角以下で傾斜している横方向搬送路７２ａと、現像器１６のリクレームトナー供給口６５から略鉛直方向(縦方向)に延びる縦方向搬送路７２ｂとを滑らかな屈曲部７２ｃを介して連通させたもので、横方向搬送路７２ａの下面及び当該下面に連なる縦方向搬送路７２ｂの一側面をトナー搬送面７２ｄとしたものである。

また、強制搬送機構８０は、図３乃至図６に示すように、戻し搬送路７２に沿って移動する搬送部材８１を有する。この搬送部材８１は、戻し搬送路７２のうち横方向搬送路７２ａに沿って往復動する横方向搬送部材８１ａと、この横方向搬送部材８１ａのトナー搬送方向下流側にて略鉛直方向に延びて一体的に形成され且つ縦方向搬送路７２ｂ内に配置される縦方向搬送部材８１ｂとで構成されている。
ここで、搬送部材８１(横方向搬送部材８１ａ，縦方向搬送部材８１ｂ)の形状について説明すると、以下の通りである。

先ず、横方向搬送部材８１ａは例えばＰＰ，ＡＢＳ，ＰＯＭ等の樹脂材料にて成形されており、横方向搬送路７２ａのトナー搬送方向に沿って延びる板状基材８２を有し、この板状基材８２のトナー搬送方向上流端には円形状の係止孔８４を有する駆動入力部としての係止リング８３を設け、更に、板状基材８２の下側には横方向搬送路７２ａのトナー搬送面７２ｄ側に突出する複数の羽根部材８５(本例では８５_１〜８５_３)を所定ピッチ間隔にて配列し、各羽根部材８５間に所定の区画領域のバケット８６を確保したものである。
特に、本実施の形態では、羽根部材８５の先端部は鋭利な突起８５１として構成されており、これにより、横方向搬送部材８１ａの重量でトナー搬送面７２ｄに滞留するトナーに突き刺さり、トナーの掻き取り効果を向上させることができる。
また、横方向搬送部材８１ａについては、係止リング８３の周囲にも放射状に延びる複数の補助羽根部材８７が適宜間隔に配列されている。そしてまた、羽根部材８５の全部若しくは一部(本例では８５_１〜８５_３)は板状基材８２の上側にも突出しており、板状基材８２に直交配置された案内リブ８８と交差結合されている。尚、トナー搬送方向上流側に位置する羽根部材８５(本例では８５_１)の背面側は切欠８９にて背抜きされている。

また、縦方向搬送部材８１ｂは横方向搬送部材８１ａに対して鈍角をもって一体的に成形されており、下端部が現像器１６のリクレームトナー供給口６５内まで延びる長尺な板状基材９１を有し、この板状基材９１の一側には縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄ側に突出する複数の羽根部材９２(本例では９２_１〜９２_６)を適宜間隔にて配列したものである。尚、９３は板状基材９１と羽根部材９２との間に直交配置される補強リブである。また、当該羽根部材９２にも鋭利な突起を設けることにより、トナーの掻き取り効果を向上させるようにしてもよい。

更に、本実施の形態では、横方向搬送部材８１ａの係止リング８３がクリーナオーガー６１を回転駆動する駆動部品６２に取り付けられている。この取付けは、駆動部品６２の回転軸に偏心する位置において偏心ピン６３を係止リング８３の係止孔８４に係合させ、横方向搬送部材８１ａの係止リング８３を偏心ピン６３を介して略円形軌跡若しくは上下方向に扁平な楕円軌跡にて回動させるようにしたものである。このとき、駆動部品６２に対する横方向搬送部材８１ａの取付け位置が回転軸とは偏心しているため、横方向搬送部材８１ａの係止リング８３が駆動部品６２に対して所謂カム接続されている状態にある。

更にまた、本実施の形態では、搬送部材８１の挙動を規制するために各種の挙動規制部が以下のように工夫されている。
(１) 横方向搬送部材８１ａの羽根部材８５：
図５に示すように、羽根部材８５(８５_１〜８５_３)の突出寸法をｈ_１〜ｈ_３とした場合、羽根部材８５(８５_１〜８５_３)のうちトナー搬送方向下流側に位置するものの突出寸法が上流側のものに比べて長くなるように設定されている。つまり、ｈ_１＜ｈ_２＜ｈ_３になっている。
(２) 縦方向搬送部材８１ｂの羽根部材９２：
図５に示すように、羽根部材９２(９２_１〜９２_５)の突出寸法をｈ_４、最下端に位置する羽根部材９２(９２_６)の突出寸法をｈ_５とする場合、ｈ_５＜ｈ_４の関係を満たすように設定されている。

(３) 横方向搬送路７２ａと横方向搬送部材８１ａとの間の案内機構１００：
この案内機構１００は、横方向搬送路７２ａのトナー搬送方向上流側に位置する上面にて断面円弧状に突出する案内凸部１０１(案内壁部に相当)を有し、これを横方向搬送部材８１ａの案内リブ８８(案内係合部に相当)に当接させ、横方向搬送部材８１ａの復動時における横方向搬送部材８１ａの姿勢に変化を与えるようにしたものである。
更に、この案内機構１００は、横方向搬送部材８１ａの案内リブ８８のトナー搬送方向上流側に前記案内凸部１０１が嵌合する案内凹部１０２を設け、両者が嵌合した状態で戻し搬送路７２のトナー搬送面７２ｄに対し横方向搬送部材８１ａ、縦方向搬送部材８１ｂを離間配置するようにしたものである。
更にまた、本実施の形態において、案内機構１００である案内凸部１０１はクリーナ２０のオーガー排出口の上方に配置されており、この案内凸部１０１がオーガー排出口からのトナーの排出動作に支障をきたさないように配慮されている。

次に、トナー戻し機構７０の作動について説明する。図４、図７〜図１３はトナー戻し機構７０の動きを順に段階的に示した説明図である。
今、駆動部品６２が回転し、その偏心ピン６３が図４に示す位置にあると仮定する。
このとき、案内機構１００の案内凸部１０１が横方向搬送部材８１ａの案内凹部１０２に嵌合した状態にあるため、横方向搬送部材８１ａ及び縦方向搬送部材８１ｂは対応する搬送路７２ａ，７２ｂのトナー搬送面７２ｄからいずれも離間配置されている。
このとき、クリーナ２０のオーガー排出口から多量のトナーが排出されたとしても、トナーの排出動作に案内機構１００が障害になることはないばかりか、横方向搬送部材８１ａ上に多量のトナーが排出されたとしても、切欠８９状に背抜きされているため、横方向搬送部材８１ａと横方向搬送路７２ａとの間でトナーが詰まるという事態は有効に回避されている。
この後、駆動部品６２が回転し、その偏心ピン６３が図７に示す位置に移動したとすると、この偏心ピン６３の動きに伴って横方向搬送部材８１ａの係止リング８３位置が下降するため、これに伴って、横方向搬送部材８１ａが下方に移動する

このとき、横方向搬送部材８１ａの移動に伴って、横方向搬送部材８１ａの案内凹部１０２から案内機構１００の案内凸部１０１が離脱し、両者の嵌合状態が解消される。この状態において、搬送部材８１は案内凸部１０１との接触ポイントを支点として重量バランスにより傾動し、この結果、縦方向搬送部材８１ｂの羽根部材９２が縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄに接触する。
この後、偏心ピン６３が更に回転して図８に示す位置に至ると、横方向搬送部材８１ａの下方移動に連動して縦方向搬送部材８１ｂが下方に移動し、これに伴って、縦方向搬送部材８１ｂの羽根部材９２がトナー搬送面７２ｄに沿って下方に直線移動する。このため、縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄにトナーが付着していたとしても、縦方向搬送部材８１ｂにより効果的に掻き取られる。
また、図７及び図８に示すように、偏心ピン６３の回転移動に伴って、横方向搬送部材８１ａの補助羽根部材８７が横方向搬送路７２ａの上流側内壁面に沿って接触移動するため、横方向搬送路７２ａの上流側内壁面に付着していたトナーは有効に掻き落とされる。

更に、偏心ピン６３が図９に示す位置まで回転すると、横方向搬送部材８１ａの羽根部材８５が横方向搬送路７２ａのトナー搬送面７２ｄに接触し、偏心ピン６３が図１０に示す位置まで回転していくと、横方向搬送部材８１ａの羽根部材８５がトナー搬送面７２ｄに沿って直線移動する。この結果、羽根部材８５はトナー搬送面７２ｄ上のトナーをトナー搬送面７２ｄに沿って搬送する。
特に、本実施の形態では、クリーナ２０で回収したトナーを現像器１６に横方向搬送部材８１ａのバケット８６の容積ごとに順に搬送されるので、現像器１６への供給量のばらつきを少なくすることができる。すなわち、現像器１６へのトナー供給量をほぼ一定にすることができ、一度に多数のトナーが現像器１６に供給されることを防止できる。このため、現像器１６内におけるトナー撹拌不良によるかぶりや汚れ等を防止することができる。

一方、縦方向搬送部材８１ｂの羽根部材９２は縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄから離れ始める。特に、横方向搬送部材８１ａの羽根部材８５の突出寸法は下流側に向かって順次長く設定されているため、この羽根部材８５がトナー搬送面７２ｄに接触配置された場合には横方向搬送部材８１ａの傾斜姿勢が僅かに持ち上がることになり、これに伴って、縦方向搬送部材８１ｂの羽根部材９２は縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄから離間した状態を保つ。このため、横方向搬送部材８１ａにて搬送されたトナーが横方向搬送路７２ａから縦方向搬送路７２ｂに到達したとすると、当該トナーは縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄに沿って自然落下を妨げられることなく、確保された搬送空間を通じて下方へ移動する。

次いで、偏心ピン６３が図１１に示す位置に回転すると、横方向搬送部材８１ａの下流側に位置する羽根部材８５(８５_３)が横方向搬送路７２ａのトナー搬送面７２ｄから外れる。すると、搬送部材８１は羽根部材８５_２を支点として重量バランスにより傾動し、縦方向搬送部材８１ｂが振り子のように縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄ側に移動して衝合する。このとき、縦方向搬送部材８１ｂのうち下から二番目に位置する羽根部材９２(９２_５)が縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄに当接し、縦方向搬送部材８１ｂの姿勢が規制される。

この後、偏心ピン６３が図１２に示す位置まで回転すると、これに伴って、横方向搬送部材８１ａが上方に移動し、これに連動して縦方向搬送部材８１ｂが上昇する。このとき、縦方向搬送部材８１ｂは、下側に位置する羽根部材９２(９２_５)がトナー搬送面７２ｄに接触していることから、上側に位置する羽根部材９２(９２_１〜９２_４)とトナー搬送面７２ｄとの間に間隙を保持した状態で上昇する。
更に、この状態において、図５に示すように、縦方向搬送部材８１ｂの最下端に位置する羽根部材９２_６の突出寸法ｈ_５は他の羽根部材９２(９２_１〜９２_５)の突出寸法ｈ_４より短く設定されていることから、縦方向搬送部材８１ｂの下端部が縦方向搬送路７２ｂの下端開口より下方に突出していたとしても、当該縦方向搬送部材８１ｂの下端部付近(例えば羽根部材９２_６も含む)は縦方向搬送路７２ｂの下端開口の直下領域内に配置されることになる。このため、縦方向搬送部材８１ｂが上昇し、縦方向搬送部材８１ｂの下端部が縦方向搬送路７２ｂ内に上昇したとしても、羽根部材９２_６が縦方向搬送路７２ｂの下端開口縁(具体的にはダクト部材７１の下端開口縁)に引っかかる虞れはない。

更に、偏心ピン６３が図１３に示す位置まで回転すると、横方向搬送部材８１ａの案内リブ８８が案内機構１００の断面円弧状の案内凸部１０１に当接し、これに伴って、横方向搬送部材８１ａの姿勢が調整され始め、これに連動して縦方向搬送部材８１ｂの姿勢も調整され始める。
しかる後、偏心ピン６３が更に回転し、再び図４に示す位置まで到達すると、案内機構１００の案内凸部１０１が横方向搬送部材８１ａの案内凹部１０２に嵌合し、搬送部材８１の姿勢が所定の基準姿勢(本例では各搬送部材８１ａ，８１ｂの羽根部材８５，９２が各搬送路７２ａ，７２ｂのトナー搬送面７２ｄから離間した姿勢)に調整される。
以後図４、図７〜図１３に示す動作過程が繰り返される。

このような動作過程により、横方向搬送部材８１ａはトナー搬送方向に沿って直線的な動きを行い、かつ、反トナー搬送方向についてはトナー搬送面７２ｄをなぞらない動きを行っているため、横方向搬送路７２ａ内でのトナーの搬送性は良好に保たれる。
また、縦方向搬送部材８１ｂも縦方向搬送路７２ｂのトナー搬送面７２ｄに対して接離動作可能であり、トナー搬送面７２ｄ接触時には直線的に移動すると共に、横方向搬送部材８１ａによるトナーの搬送動作が行われている間にはトナー搬送面７２ｄから離間するようにしているため、トナー搬送面７２ｄに付着したトナーは有効に掻き落とされ、しかも、横方向搬送路７２ａから縦方向搬送路７２ｂへのトナーの自然落下を妨げることもない。よって、縦方向搬送路７２ｂ内でのトナーの搬送性も良好に保たれる。
このように、本実施の形態にあっては、横方向搬送路７２ａ及び縦方向搬送路７２ｂでのトナー搬送性はいずれも良好に保たれる。

◎変形形態
本実施の形態では、戻し搬送路７２の横方向搬送路７２ａを斜め下方にトナー安息角以下に傾斜させているが、これに限られず、横方向搬送路７２ａを、例えば水平方向に延びる部分や上方に傾斜する部分等に置き換えることができる。また、本実施の形態では、戻し搬送路７２の上流側で強制的搬送をし、下流側で自然落下による搬送をしているが、上流側で自然落下による搬送をし、下流側で強制的搬送をするように構成してもよく、その他に、曲がり部を途中に有する戻し搬送路７２の全区間を強制的搬送としてもよい。必要に応じて戻し搬送路７２に屈曲部を複数設けてもよい。
更に、本実施の形態では、戻し搬送路７２や搬送部材８１等を感光体ドラム１４の軸方向一端部側にのみ設けているが、クリーナオーガー６１により軸方向両側にそれぞれトナーが回収される構成の場合には、各端部にそれぞれ設けることも可能である。
また、本実施の形態では、戻し搬送路７２内で搬送部材８１が往動時に直線運動するように構成されているが、これ以外の搬送運動、例えば扁平楕円運動等による搬送を行うように構成することもあり得る。また、搬送部材８１の駆動源としてクリーナオーガー６１の駆動系を利用しているが、別途駆動源を設けるようにしてもよい。

(ａ)は本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図、(ｂ)は本発明に係る現像剤戻し機構の概要を示す説明図である。 本発明が適用される画像形成装置の実施の形態の全体構成を示した説明図である。 画像形成ユニットの構成をリア側から見た矢視図である。 本実施の形態に係る現像剤戻し機構を図３中ＩＶ方向から見た矢視図(現像剤戻し機構の動作過程(１)を示す説明図)である。 本実施の形態に係る現像剤戻し機構の構成を戻し搬送路と搬送部材とに分離して示した説明図である。 本実施の形態で用いられる搬送部材の詳細を示す斜視図である。 現像剤戻し機構の動作過程(２)を示す説明図である。 現像剤戻し機構の動作過程(３)を示す説明図である。 現像剤戻し機構の動作過程(４)を示す説明図である。 現像剤戻し機構の動作過程(５)を示す説明図である。 現像剤戻し機構の動作過程(６)を示す説明図である。 現像剤戻し機構の動作過程(７)を示す説明図である。 現像剤戻し機構の動作過程(８)を示す説明図である。

符号の説明

１…像担持体，２…現像器，３…クリーナ，４…現像剤戻し機構，５…戻し搬送路，５ａ…横方向搬送路，５ｂ…縦方向搬送路，５ｃ…現像剤搬送面，６…強制搬送機構，７…搬送部材，７ａ…横方向搬送部材，７ｂ…縦方向搬送部材，８ａ…突出部，８ｂ…区画部，８ｃ…駆動入力部，９…挙動規制部

Claims (22)

1. 粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化する画像形成装置において、
   像担持体上の静電潜像を現像剤にて可視像化する現像器と、
   像担持体上に残留した現像剤を除去して回収するクリーナと、
   クリーナで回収された現像剤を現像器に向けて戻す現像剤戻し機構とを備え、
   現像剤戻し機構は、クリーナと現像器とを連通し、少なくとも横方向に延びる横方向搬送路及びこの横方向搬送路に対し屈曲配置されて略鉛直方向に延びる縦方向搬送路が含まれる戻し搬送路と、
   この戻し搬送路の横方向搬送路に沿って往復移動可能な横方向搬送部材及びこの横方向搬送部材に連動して前記縦方向搬送路に沿って移動可能な縦方向搬送部材を有し、これらの搬送部材にて現像剤が搬送方向下流側に強制的に移動させられる強制搬送機構とを具備し、
   強制搬送機構は、各搬送部材が対応する搬送路の現像剤搬送面に対して接離する状態を持ち、少なくとも横方向搬送路の現像剤搬送面に対して横方向搬送部材が接触する条件では縦方向搬送路の現像剤搬送面に対して縦方向搬送部材を少なくとも一時非接触配置することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   戻し搬送路の横方向搬送路は少なくとも一部に斜め下方に傾斜する傾斜部を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   戻し搬送路の縦方向搬送路は横方向搬送路の下流側に設けられることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、
   強制搬送機構の少なくとも横方向搬送部材は対応する搬送路の現像搬送面側に向かって突出する突出部を備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１記載の画像形成装置において、
   強制移動機構の搬送部材は横方向搬送路の現像剤搬送面に対向した部位に定量搬送可能に区画された区画部を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４又は５記載の画像形成装置において、
   強制搬送機構の搬送部材は突出部又は区画部を有し、クリーナと戻し搬送路との連通口近傍に位置する突出部又は区画部については背抜き構造にしたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１記載の画像形成装置において、
   強制搬送機構は、横方向搬送部材に縦方向搬送部材を一体的に形成したものを含むことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１記載の画像形成装置において、
   強制搬送機構の横方向搬送部材は、現像剤搬送方向下流側へ向かう往動時には横方向搬送路の現像剤搬送面に沿って接触移動すると共に、現像剤搬送方向上流側に向かう復動時には往動時の移動軌跡と異なる移動軌跡にて前記現像剤搬送面に対して非接触移動することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１記載の画像形成装置において、
   強制搬送機構は、横方向搬送部材の現像剤搬送方向上流側に駆動力が入力可能な駆動入力部を有することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構は、少なくとも横方向搬送部材往動時に横方向搬送路の現像剤搬送面に沿って横方向搬送部材を直線運動させるものであることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構は、縦方向搬送路の現像剤搬送面の一部に沿って縦方向搬送部材を直線運動させるものであることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構は、横方向搬送部材の往復動作の途中にて縦方向搬送部材に振り子動作が与えられる挙動規制部を有し、縦方向搬送路の現像剤搬送面に振り子動作状態の縦方向搬送部材を衝合させることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構は、横方向搬送部材が現像剤搬送方向下流側に向かう往動時に、縦方向搬送部材が縦方向搬送路の現像剤搬送面から離間する方向に移動させられる挙動規制部を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構は、横方向搬送部材の往復動作の途中にて縦方向搬送部材が縦方向搬送路の現像剤搬送面に対して接触し且つ下方に移動させられる挙動規制部を有することを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構は、横方向搬送部材が現像剤搬送方向上流側に向かう復動時の少なくとも一時期にて各搬送部材が対応する搬送路の現像剤搬送面と非接触配置させられる挙動規制部を有することを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１記載のうち縦方向搬送部材の下端部が縦方向搬送路の下端部より下方に突出するまで下降する態様の画像形成装置において、
    強制搬送機構は、縦方向搬送部材の下端部が縦方向搬送路の下端部より下方に突出した条件下では縦方向搬送部材の下端部が縦方向搬送路の直下領域内に配置させられる挙動規制部を有することを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構は、横方向搬送部材と横方向搬送路の内壁面との間に設けられて横方向搬送部材及び縦方向搬送部材の挙動が規制される挙動規制部を有することを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項１７記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構の挙動規制部は、横方向搬送部材及び横方向搬送路の内壁面の一方に案内壁部を設けると共に他方には案内壁部に係合する案内係合部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
19. 請求項１７記載の画像形成装置において、
    強制搬送機構の挙動規制部は、クリーナと戻し搬送路との連通口の上方に配設されていることを特徴とする画像形成装置。
20. 請求項１記載の画像形成装置において、
    クリーナは現像器の上方に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
21. 請求項１記載の画像形成装置において、
    像担持体、現像器、クリーナ及び現像剤戻し機構が一体化されたプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。
22. 請求項１ないし２１いずれかに記載の画像形成装置で用いられる現像剤戻し機構。

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