JP2007286523A - トナー搬送装置、トナー補給装置、現像ユニット、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの凝集を適切に分散させることができ、かつ安定したトナー搬送を行えるトナー搬送装置を提供する。
【解決手段】トナーが通るトナー搬送路１０１ｃと、このトナー搬送路１０１ｃの内部に配置され、回転駆動されることによってトナーを搬送する搬送スクリュー１１０とを備えているトナー搬送装置において、搬送スクリュー１１０に、トナーの搬送方向にトナーを通過させるメッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送手段によってトナーを搬送するトナー搬送装置、このトナー搬送装置を備えたトナー補給装置、現像ユニット、画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンタおよびファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置から供給されるトナーによって現像し、得られたトナー像を用紙等のシートに転写し定着させるようになっている。

近年の画像形成装置では高画質化が進んでおり、これに伴ってトナーの粒径が微細化されている。しかしながら、微細なトナーは一般に流動性が悪く、トナー搬送路やトナーホッパー内において凝集（凝固）が生じ易いという問題がある。

そこで、例えば特許文献１には、粉体ポンプによって現像剤を移送する現像剤搬送装置において、粉体ポンプから現像装置の現像剤補給口までの移送経路の途中に、現像装置に補給されるトナーの粒径を規制するメッシュ部材を設けることで、現像装置に供給される凝集トナーを除去する技術が開示されている。

また、特許文献２には、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる現像装置であって、トナーおよびキャリアを攪拌する攪拌手段と、トナーを現像領域に進行波電界によって搬送するトナー静電搬送手段と、攪拌手段とトナー静電搬送手段との間に配置されるメッシュ電極とを備えた現像装置が開示されている。この技術では、メッシュ電極にトナーと同極性の電圧を印加することで、攪拌手段によってメッシュ部材の位置に搬送されたトナーをトナー静電搬送手段に送出するようになっている。
特開２００２−２８７４９７号公報（公開日２００２年１０月３日） 特開２００４−３４７６３２号公報（公開日２００４年１２月９日）

しかしながら、上記特許文献１の技術では、メッシュ部材が粉体ポンプよりも下流側に設けられているので、粉体ポンプによってトナーに付与される搬送力がメッシュ部材に到達するまでに低下し、メッシュ部材において目詰まりを生じ易いという問題がある。

このため、特許文献１の技術では、現像装置へのトナー供給量が不安定になってしまう。また、メッシュ部材において目詰まりしたトナーを除去するための清掃手段を備える必要があり、装置コストおよび装置サイズの増大を招いてしまう。また、清掃手段によって除去された凝集トナーは凝集体収納ケースに収納されるようになっており、現像装置における現像処理には用いられないので、トナーの利用効率が悪いという問題がある。

なお、目詰まりを防止するために、メッシュ部材の網目を粗くすることが考えられるが、その場合にはメッシュ部材の濾過精度が低下してトナーの凝集を適切に除去できなくなる。このため、メッシュ部材よりも下流側のトナー搬送経路においてトナーが詰まるなどして現像装置へのトナー供給量が不安定になってしまったり、凝集したトナーが現像処理に用いられることによって現像ムラが生じたりするといった問題が生じる。

また、特許文献２の技術では、トナーの搬送経路にメッシュ電極が備えられているものの、このメッシュ電極は、トナーの凝集を除去することを目的としたものではなく、トナーを搬送するためのものである。このため、トナーの平均粒径７μｍに対してメッシュ部材の開口穴は０．２×０．１５ｍｍと非常に大きく、トナーの凝集を適切に除去することができない。なお、特許文献２の技術においてメッシュ電極の開口穴をトナーの凝集を除去できる程度の大きさにすることが考えられるが、その場合、搬送スクリューによってトナーに付与されるメッシュ電極方向への搬送力は小さいので、上記特許文献１と同様、メッシュ電極において目詰まりが生じ易くなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナーの凝集を適切に解砕することができ、かつトナーの詰まりを防止して安定したトナー搬送を行うことのできるトナー搬送装置、トナー補給装置、現像ユニット、画像形成装置を提供することにある。

本発明のトナー搬送装置は、上記の課題を解決するために、トナーが通るトナー搬送路と、このトナー搬送路の内部に配置され、回転駆動されることによってトナーを搬送する搬送手段とを備えているトナー搬送装置において、上記搬送手段に、上記トナーを搬送する方向にトナーを通過させてトナーを濾過する濾過手段が備えられていることを特徴としている。

上記の構成によれば、搬送手段にトナーの搬送方向にトナーを通過させてトナーを濾過する濾過手段が備えられている。このため、搬送手段によってトナーに搬送力（搬送方向の圧力）を付与しつつ、濾過手段を通過させることができるので、凝集したトナーであっても濾過手段を強制的に通過させることができる。したがって、凝集したトナーを確実に解砕して細かく分散させることができ、トナーを安定して搬送できる。また、濾過手段において目詰まりが生じにくくなるので、濾過精度の高い濾過手段を用いることができ、トナーをより細かく分散させることができる。さらに、目詰まりが生じにくいので、上記特許文献１のように清掃手段を設ける必要がなく、装置サイズの小型化および装置コストの低減を図ることができる。また、凝集したトナーを解砕できるので、上記特許文献１のように凝集したトナーを回収・除去する必要がなく、トナーの利用効率を向上させることができる。

また、上記の濾過手段は、多数の線状部材が編み合わされた網目状部材、あるいは、多数の孔を備えた板状または膜状の多孔部材を有する構成であってもよい。これらの構成からなる濾過手段を備えることにより、簡単な構成でトナーの凝集を容易に解砕できる。

また、上記搬送手段は、螺旋状のねじ山を有するスクリュー部材であり、上記濾過手段は、上記スクリュー部材に備えられている構成としてもよい。

上記の構成によれば、濾過手段がスクリュー部材に備えられているので、スクリュー部材の回転によって搬送力を付与された直後のトナーが濾過手段に到達する。したがって、凝集したトナーであっても濾過手段を強制的に通過させることができるので、トナーの凝集を確実に解砕して細かく分散させることができるとともに、濾過手段において目詰まりが生じることを防止することができる。

また、上記濾過手段は、平板形状を有し、上記搬送手段の回転軸方向に対して垂直になるように備えられている構成としてもよい。つまり、上記濾過手段の少なくとも一部は、上記搬送手段の回転軸方向に平行な断面の形状が、この回転軸方向に垂直な方向に延伸する線状をなす構成であってもよい。例えば、上記のような網目状部材であってもよく、多孔部材であってもよい。なお、ここでいう垂直とは、必ずしも厳密に９０°である必要はなく、誤差の範囲（９０°±５°）を含む。

上記の構成によれば、濾過手段が搬送手段の回転軸方向に垂直に備えられている。また、上記搬送手段は螺旋状のねじ山を有するスクリュー部材なので、この搬送手段を回転させるとトナーに対して回転軸方向の搬送力が付与される。このため、搬送手段によって付与される搬送力の方向と、濾過手段の通過方向とを一致させることができ、濾過手段を通過するときにトナーに付与されている通過方向への搬送力をより大きくすることができる。したがって、トナーの凝集をより確実に解砕して細かく分散させるとともに、濾過手段において目詰まりが生じることをより確実に防止することができる。また、濾過手段が搬送手段の回転軸方向に垂直に備えられているので、搬送手段の回転抵抗を小さくでき、搬送手段を回転させるためのエネルギーを低減できる。

また、上記濾過手段は、上記トナー搬送路におけるトナー搬送経路の中点よりもトナー搬送方向上流側に備えられていてもよい。例えば、トナー搬送路にトナーを投入するトナー投入部の近傍、かつトナー投入部よりもトナー搬送方向下流側の位置に備えてもよい。

上記の構成によれば、濾過手段がトナー搬送路におけるトナー搬送経路の中点よりもトナー搬送方向上流側の位置に備えられているので、濾過手段を通過した後のトナーが搬送手段によって搬送される経路を長くできる。これにより、濾過手段を通過することによって細かく分散したトナーを、搬送手段による攪拌効果によってさらに細かく分散させることができる。

また、上記濾過手段は、上記トナー搬送路におけるトナー搬送経路の中点よりもトナー搬送方向下流側に備えられている構成としてもよい。例えば、トナー搬送路のトナー搬送方向下流側端部の端部付近に設けられるトナー排出部の近傍、かつトナー排出部よりもトナー搬送方向上流側の位置に備えてもよい。

上記の構成によれば、濾過手段を通過させることによって凝集を解砕して細かく分散させた直後のトナーをトナー搬送路から排出できる。このため、トナー搬送路から排出するトナーの量を安定させることができ、また、トナー搬送路の下流側に備えられる装置においてトナーの詰まりが生じることを防止できる。

また、上記濾過手段は、ＪＩＳ Ｂ ８３５６に規定される濾過精度が、トナー粒径に対して３倍以上２０倍以下であってもよい。

濾過手段の濾過精度がトナーの粒径に対して３倍未満の場合、目詰まりを起こしやすくなる。一方で、濾過精度が粗すぎるとトナーの凝集を適切に解砕できなくなる。上記の構成によれば、濾過精度がトナーの粒径に対して３倍以上２０倍以下の濾過手段を用いるので、目詰まりを抑制するとともに、トナーの凝集を適切に解砕できる。

本発明のトナー補給装置は、トナーを収容するトナー収容槽と、上記したいずれかのトナー搬送装置とを備え、上記トナー収容槽内のトナーを上記トナー搬送装置を介して他の装置に供給することを特徴としている。

上記の構成によれば、トナー搬送装置によって凝集を解砕して細かく分散させたトナーを上記他の装置に供給することができる。また、トナー搬送装置によって上記他の装置に供給されるトナーの量を安定させることができる。

本発明の現像ユニットは、上記トナー補給装置と、このトナー補給装置からトナーの補給を受ける現像装置とを備えている。上記の構成によれば、トナー搬送装置によって凝集を解砕して細かく分散させたトナーを現像装置に補給することができるので、トナーの詰まりを防止して現像装置へのトナー供給量を安定させるとともに、トナーの凝集に起因する現像ムラが生じることを防止できる。

本発明の現像ユニットは、上記トナー補給装置と、このトナー補給装置の下に装着されるトナー移送装置と、トナー移送装置の下に装着され、トナー補給装置からトナー移送装置を介してトナーの補給を受ける現像装置とを備えており、上記トナー移送装置は、延伸方向が上下方向となるように配置されるトナー移送路を有し、このトナー移送路を介して、上記トナー補給装置における上記トナー搬送路のトナー搬送方向下流側の端部に設けられたトナー排出部から排出されるトナーを上記現像装置に移送することを特徴としている。

延伸方向が上下方向であるトナー移送路は、一般に、トナーが詰まりやすいという問題がある。しかしながら、上記の構成によれば、トナー搬送装置によって凝集を解砕して細かく分散させたトナーをトナー移送装置に供給することができるので、トナー移送路においてトナーが詰まることを防止できる。これにより、現像装置へのトナー供給量を安定させることができる。また、細かく分散させたトナーを現像装置に供給できるので、トナーの凝集に起因する現像ムラが生じることを防止できる。

本発明の画像形成装置は、上記いずれかの現像ユニットを備えていることを特徴としている。したがって、トナー搬送装置によって凝集を解砕して細かく分散させたトナーを現像装置に供給することができるので、トナーの詰まりを防止して現像装置へのトナー供給量を安定させるとともに、トナーの凝集に起因する現像ムラが生じることを防止できる。

また、本発明の画像形成装置は、トナー移送装置を備えた上記現像ユニットを複数備え、各現像ユニットを記録材の搬送方向に沿って直列配置した構成としてもよい。

上記の構成によれば、上記トナー移送装置は、延伸方向が上下方向となるように配置されるトナー移送路を有し、このトナー移送路を介して、上記トナー補給装置における上記トナー搬送路のトナー搬送方向下流側の端部に設けられたトナー排出部から排出されるトナーを上記現像装置に移送する構成なので、トナー補給装置と現像装置との間に空間を設けることができる。したがって、例えばこの空間に記録紙の搬送経路あるいは中間転写体を設けるなどして画像形成装置内のスペースを有効利用できるので、画像形成装置の小型化を図ることができる。また、トナー搬送装置によって凝集を解砕して細かく分散させたトナーを現像装置に供給きるので、トナーの搬送経路においてトナーが詰まることを防止し、現像装置へのトナー供給量を安定させることができる。また、細かく分散したトナーを用いて現像処理を行えるので、現像ムラを防止することができる。

以上のように、本発明のトナー搬送装置は、搬送手段に、トナーを搬送する方向にトナーを通過させてトナーを濾過する濾過手段が備えられている。それゆえ、凝集したトナーを確実に解砕して細かく分散させることができ、トナーを安定して搬送できる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて以下に説明する。まず、本実施形態にかかるトナー搬送装置を有するトナーホッパー（トナー補給装置）が備えられている画像形成装置について説明する。

（１．画像形成装置Ａ）
図２は、本実施形態にかかる画像形成装置Ａの構成を示す説明図である。この画像形成装置Ａは、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録媒体）に対して多色および単色の画像を形成するものである。

同図に示すように、画像形成装置Ａは、露光ユニット１、現像ユニット２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５等を備えている。

画像形成装置Ａにおいて扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像ユニット２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，３ｄ）は、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。すなわち、画像形成装置Ａは、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色に対応する画像形成ステーションが中間転写ベルトの移動方向に沿って直列配置された４連タンデム方式のカラープリンタである。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応し、これら符号にて区別された上記の各手段により、４つの画像ステーションが構成されている。

各画像ステーションにおいて、感光体ドラム３は、画像形成装置Ａの上部に配置されている。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。この帯電器５としては、図２に示す接触型のローラ型の他、接触型のブラシ型のもの、あるいはチャージャー型のものなどが使用されることもある。

露光ユニット１には、図２に示すようにレーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。

各現像ユニット２は、各感光体ドラム３上に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナーにより顕像化するものである。クリーナユニット４は、現像および画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。

感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。この中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。この中間転写ローラ６は、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色相に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上において積層される。このように、積層されたトナー像は中間転写ベルト７の回転によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト７との接触位置に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１は所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。

上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料からなり、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）からなる。

中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、および中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。

給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート、例えば記録用紙を蓄積しておくためのものであり、画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置Ａの上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。

また、画像形成装置Ａには、給紙トレイ１０のシートおよび手差し給紙トレイ２０のシートを転写部（感光体ドラム３と転写ローラ１１との対向部）や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るためのシート搬送路Ｓが設けられている。このシート搬送路Ｓにおける給紙トレイ１０から排紙トレイ１５までの部分には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、転写ローラ１１を備えた転写部、定着ユニット１２および搬送ローラ２５等が配されている。

搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚づつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。

定着ユニット１２は、ヒートローラ８１および加圧ローラ８２等を備え、これらヒートローラ８１および加圧ローラ８２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ８１を制御する。ヒートローラ８１は、加圧ローラ８２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融・混合・圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）を定着後のシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。

次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。画像形成装置Ａには、上記のように、予めシートを収納する給紙トレイ１０、および少数枚の印字を行う場合等に使用される手差し給紙トレイ２０が配置されている。これら両者には各々前記ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）が配置され、これらピックアップローラ１６はシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する。

（片面印字の場合）
給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、このレジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とを整合するタイミングで転写部に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。

また、手差し給紙トレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降は給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。

（両面印字の場合）
上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５ｃにてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。

（２．現像ユニット２の構成）
次に、画像形成装置Ａに備えられている現像ユニット２の詳細について説明する。図３は、現像ユニット２を水平方向から見た模式図である。

この図に示すように、現像ユニット２は、トナーホッパー１０１、トナー移送機構１０２、現像装置１０３を備えている。より具体的には、現像装置１０３の上にトナー移送機構１０２が設けられ、このトナー移送機構１０２の上にトナーホッパー（トナー補給装置）１０１が設けられている。現像装置１０３とトナーホッパー１０１とはトナー移送機構１０２によって接続され、トナーホッパー１０１が収容しているトナーはトナー移送機構１０２を介して現像装置１０３に供給されるようになっている。

（２−１．トナー移送機構１０２の構成）
トナー移送機構（トナー移送装置）１０２は、トナーホッパー１０１から現像装置１０３へトナーを補給するためのものであり、トナー移送管（トナー移送路）２００、駆動ベルト２０１、駆動ローラ２０２、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂから構成されている。

トナー移送管２００は、トナーホッパー１０１のトナーを、現像装置１０３の現像剤収容槽１１１へ自由落下によって移送し、現像剤収容槽１１１へトナーを補給するために形成されている経路である。具体的には、このトナー移送管２００は、一方の開口端２００ａがトナーホッパー１０１の底部に備えられたトナー送出口１０１ａに対向しており、他方の開口端２００ｂが現像装置１０３に備えられる現像剤収容槽１１１の上部に設けられたトナー受入口１１１ａに対向するように、トナーホッパー１０１と現像剤収容槽１１１とに接続される。これにより、現像装置１０３における現像剤収容槽１１１内部とトナーホッパー１０１内部とは、トナー移送管２００を介して互いに連通している。なお、トナー移送管２００は、開口端２００ａから開口端２００ｂへ向けた方向が鉛直方向に平行または略平行になるように、トナーホッパー１０１と現像剤収容槽１１１との間に配されている。

駆動ベルト２０１は、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂ、駆動ローラ２０２の外周に対して張架され、駆動ローラ２０２の駆動によって循環駆動するベルト部材であり、ベルト表面には凸凹が形成されている。

なお、トナー移送管２００の壁面において、鉛直方向に沿って並列する貫通穴２００ｃ・２００ｄが形成され、これら貫通穴２００ｃ・２００ｄにおいて、各々、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂが配されている。さらに、駆動ローラ２０２は、トナー移送管２００の外部において、両従動ローラ２０３ａ・２０３ｂと対向するように配置される。

ここで、駆動ローラ２０２は、その回転軸が鉛直方向と垂直、かつ、周面がトナー移送管２００に対向するように配されている。また、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂは、その回転軸が駆動ローラ２０２の回転軸と平行になるように配されている。

従動ローラ２０３ａ・２０３ｂおよび駆動ローラ２０２を以上のように配置すれば、図３に示すように、トナー移送管２００の内部において、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂによって駆動ベルト２０１を鉛直方向に沿って張架させることができる。

トナー移送管２００の内部において、この駆動ベルト２０１が鉛直方向下向き（トナー収容部１０１から現像装置１０３へ向けた方向）に移動するように、駆動ローラ２０２を駆動させると、この駆動ベルト２０１は、トナー移送管２００の内部において、上流側（トナー移送管２００におけるトナーホッパー１０１側）から下流側（トナー移送管２００における現像装置１０３側）へ移動し、トナー移送管２００の外部において、下流側から上流側へリターンすることになる。つまり、駆動ベルト２０１は、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂ、駆動ローラ２０２間を循環駆動することとなる。したがって、自由落下によって移送中のトナーが駆動ベルト２０１に近接・接触すると、この駆動ベルト２０１の移動力によって、トナーの移送が補助・促進される。これにより、トナー移送管２００において、トナーの滞留を抑制できるため、この滞留が蓄積、肥大することによるトナー移送管２００の詰まりを抑制できるようになっている。

（２−２．現像装置１０３の構成）
現像装置１０３は、感光体ドラム３と対向するように配置され、感光体ドラム３表面にトナーを供給することにより、感光体ドラム３の表面に形成される静電潜像を顕像化する装置である。

図３に示すように、現像装置１０３は、現像剤収容槽１１１、現像ローラ１１４，ドクターブレード１１５，搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂ，仕切板１１１ｂを備えている。

現像剤収容槽１１１は、トナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤を収容する槽である。また、現像剤収容槽１１１においては、搬送スクリュー１１２ａの回転軸方向の一端側の上方に、トナー受入口１１１ａが形成されている。

現像ローラ１１４は、感光体ドラム３に対向する位置において、感光体ドラム３に近接するように配されているマグネットローラである。なお、現像ローラ１１４は、感光体ドラム３の回転方向と逆方向に回転駆動するように設定される。この現像ローラ１１４は、現像剤収容槽１１１内のトナーを感光体ドラム３に供給するためのものであって、現像ローラ１１４の外周に近接する位置に層厚規制用のブレード（ドクターブレード）１１５が配されている。

搬送スクリュー（攪拌ローラ）１１２ａ・１１２ｂは、現像剤を攪拌および搬送するための攪拌羽根を有し、モーター等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動されるスクリュー形状のローラである。

これら搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂは、互いの外周面同士が仕切板１１１ｂを介して対向するように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。つまり、搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの回転軸は互いに平行であるが、回転方向は各々逆向きとなる。

また、仕切板１１１ｂは、搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂ間において、これらスクリュー１１２ａ・１１２ｂの回転軸方向に平行に延設されている。この仕切板１１１ｂによって、現像剤収容槽１１１内部は、搬送スクリュー１１２ａが配されているスペース（Ｃと、搬送スクリュー１１２ｂが配されているスペースＤとに区画されることとなる。

さらに、仕切板１１１ｂは、搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの回転軸方向の両端部が現像剤収容槽１１１の壁面から離間して配置されている。これにより、搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの回転軸方向の両端部付近には、スペースＣとスペースＤとを連通する連通路が形成されている。

これにより、現像装置１０３では、搬送スクリュー１１２ａの一端側の上方に設けられたトナー受入口１１１ａから受け入れられたトナーは、搬送スクリュー１１２ａによって他端側に攪拌されながら搬送される。そして、他端側まで搬送された現像剤（トナーおよびキャリア）は、連通部を通過してスペースＤの一端側へ搬送される。また、スペースＤに搬送された現像剤は、搬送スクリュー１１２ｂによって一端側から他端側へ攪拌されながら搬送される。そして、スペースＤの他端側まで搬送された現像剤は、連通部を通過してスペースＣの上記一端側に搬送される。このようにして、現像剤は、現像剤収容槽１１１内部において、攪拌されながらスペースＣ，Ｄを循環移動し、現像剤収容槽１１１に収容されているトナーは均一に分散する。また、この攪拌によって、トナー粒子とキャリア粒子とが擦れあって静電気が生じ（摩擦による静電気の発生）、現像剤におけるトナーは帯電してキャリアに付着する。

なお、キャリアに付着したトナーの一部は、スペースＤにおいて、キャリアごと現像ローラ１１４表面に引きつけられ、現像ローラ１１４と感光体ドラム３との近接位置(現像領域)まで搬送される。そして、この現像領域において、現像ローラ１１４上のトナーは、感光体ドラム３へ供給される。現像装置１０３は、以上のようにして、感光体ドラム３に対してトナーを供給することとなる。

（２−３．トナーホッパー１０１の構成）
トナーホッパー１０１は、未使用トナー(粉体状のトナー)を貯蔵するトナー収容槽であり、現像装置１０３よりも高所に配されている。なお、本実施形態で用いたトナーの粒径は６．２μｍである。

このトナーホッパー１０１の底部にはトナー送出口１０１ａが形成されている。なお、トナー送出口１０１ａはトナーホッパー１０１の延伸方向（図３の奥行き方向）の一端側の底部（現像装置１０３に設けられたトナー投入口１１１ａの鉛直方向上方）に設けられている。したがって、トナーホッパー１０１とトナー移送機構１０２と現像装置１０３の現像剤収容槽１１１とは、水平方向から見たときにコの字型を形成する形に配置されている。なお、トナーホッパー１０１と現像装置１０３との間を中間転写ベルト７が移動するように配置してもよく、この場合には画像形成装置Ａ内のスペースを効率的に利用して画像形成装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。

また、トナーホッパー１０１には、搬送スクリュー１１０が備えられている。図１は、図３に示したａ−ａ断面の断面図である。この図に示すように、搬送スクリュー１１０の表面には螺旋状の羽根（ねじ山）１１０ａが設けられており、搬送スクリュー１１０をモーター等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動することで、トナーホッパー１０１内のトナーが搬送スクリュー１１０の一端側（リア側）から他端側（フロント側）に搬送されるようになっている。

なお、トナーホッパー１０１は、図３に示すように、搬送スクリュー１１０が備えられるトナー搬送路１０１ｃと、このトナー搬送路１０１ｃの上方に配置されるトナー収容槽１０１ｂとを備えている。そして、トナー収容槽１０１ｂに貯蔵されているトナーの一部は、図１に二点差線で示したように、トナー搬送路１０１ｃにおける搬送スクリュー１１０の一端側（リア側）の上方（トナー供給位置１０１ｄ）に供給されるようになっている。また、トナー搬送路１０１ｃにおける搬送スクリュー１１０の他端側（フロント側）の底部には、トナー送出口１０１ａが設けられている。

これにより、トナー搬送路１０１ｃの一端側に供給されたトナーは、搬送スクリュー１１０によって他端側に搬送されてトナー送出口１０１ａから少しずつ送出され、トナー移送機構１０２を介してと現像装置１０３に供給されるようになっている。

また、トナー供給位置１０１ｄの近傍、かつトナー供給位置１０１ｄよりもトナー搬送方向の下流側の位置には、図１に示すようにメッシュ部材１３１ａが備えられている。さらに、トナー送出口１０１ａの近傍、かつトナー送出口１０１ａよりもトナー搬送方向の下流側の位置には、メッシュ部材１３２ａが備えられている。なお、これらメッシュ部材１３１ａ・１３２ｂは、搬送スクリュー１１０の軸部と同心円状であってトナーホッパー１０１の側壁に接触しない形状を有しており、搬送スクリュー１１０に固定されている。

メッシュ部材（網目状部材）１３１ａ，１３１ｂは、ステンレスからなる線状の部材を網目状に編み合わせたものであり、面内方向が搬送スクリュー１１０の回転軸方向に対して略垂直になるように、搬送スクリュー１１０に固定あるいは装着されている。なお、本実施形態では、ＪＩＳ−Ｂ８３５６に規定された濾過精度（ＪＩＳ−Ｂ８３５６に規定された方法によりメッシュ部材１３１ａ・１３１ｂにグラスビーズを透過させたときに９５％以上補足される最小グラスビーズ粒径）がトナー粒径に対して３倍以上２０倍以下のメッシュ部材１３１ａ・１３１ｂを用いている。

図４（ａ）は、搬送スクリュー１１０およびメッシュ部材１３１ａの構成を示す平面図である。この図に示すように、搬送スクリュー１１０の表面に備えられている羽根１１０ａの一部が切り欠かれており、この切り欠き部にメッシュ部材１３１ａが配置されている。メッシュ部材１３１ｂについても、メッシュ部材１３１ａと同様に搬送スクリュー１１０に備えられている。なお、本実施形態では、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂは搬送スクリュー１１０に固定されており、搬送スクリュー１１０と一体的に回転するようになっているが、これに限らず、例えば搬送スクリュー１１０と一体的には回転しない状態でこの搬送スクリュー１１０に装着されていてもよい。

具体的には、例えば、図４（ｂ）に示すように、搬送スクリュー１１０を軸方向に分割し、一方の搬送スクリュー１１０の内部に凹部１１０ｂを設け、他方の搬送スクリュー１１０に凸部１１０ｃを設けるとともに、分割したいずれかの搬送スクリュー１１０にメッシュ部材１３１ａ（１３１ｂ）を固定あるいは装着してから上記凹部１１０ｂと凸部１１０ｃとを嵌め合わせることで、図４（ａ）に示した構成を実現できる。なお、上記のように分割した各搬送スクリュー１１０が一体的に回転するように、例えば凸部１１０ｃおよび凹部１１０ｂに搬送スクリュー１１０の回転方向が締め込み方向となるようにねじ山を設けてもよく、凹部１１０ｂおよび凸部１１０ｃにキーや溝などの係止手段を設けてもよい。また、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを複数に分割し、搬送スクリュー１１０における所定の位置に取り付けるようにしてもよい。

以上のように、トナーホッパー１０１は搬送スクリュー１１０を備えており、この搬送スクリュー１１０にはトナー搬送方向が通過方向になるように、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂが備えられている。

したがって、搬送スクリュー１１０に備えられた羽根１１０ａによってメッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを通過するトナーに強い圧力を付与できるので、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂにおいてトナーが目詰まりを生じることを防止できる。あるいは、目詰まりを生じることなくメッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを適切に通過させるための搬送力をトナーに付与するために搬送スクリュー１１０に供給するエネルギーを少なくできる。また、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを通過させることによってトナーの凝集が解砕されてトナーが分散するので、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂよりもトナー搬送経路の下流側においてトナーが詰まったり、トナー供給量が不安定になったりすることを防止できる。

なお、本実施形態では、メッシュ部材１３１ａおよびメッシュ部材１３１ｂを備えているが、設置するメッシュ部材の数はこれに限るものではない。例えば、メッシュ部材を１つだけ備えていてもよく、３つ以上備えていてもよい。

ただし、本実施形態のように、トナー供給位置１０１ｄの近傍、かつトナー供給位置１０１ｄよりもトナー搬送方向の下流側の位置にメッシュ部材１３１ａを備えることにより、トナー供給位置１０１ｄに供給されたトナーの凝集をメッシュ部材１３１ａを通過させることで解砕した後、搬送スクリュー１１０による攪拌によってさらにトナーを解砕して分散させることができる。したがって、トナーをより効率的に解砕することができる。

また、トナー送出口１０１ａの近傍、かつトナー送出口１０１ａよりもトナー搬送方向の下流側の位置にメッシュ部材１３２ａを備えることにより、トナーの凝集を解砕した直後のトナーをトナー移送機構１０２に供給できるので、トナー移送機構１０２へのトナー供給量を安定させるとともに、トナー移送機構１０２において詰まりが生じることをより確実に防止することができる。

また、メッシュ部材１３１ａの濾過精度とメッシュ部材１３１ｂの濾過精度は、必ずしも同じでなくてもよい。例えば、トナー搬送方向上流側に配置されるメッシュ部材１３１ａの濾過精度を、下流側に配置されるメッシュ部材１３１ｂよりも荒くしてもよい。これにより、トナーの凝集を段階的に効率よく解砕することができ、各メッシュ部材において目詰まりが生じることを防止できる。

また、本実施形態では、メッシュ部材１３１ａ・１３１ｂとしてステンレスからなる線状の部材を網目状に編み合わせたものを用いているが、これに限らず、トナーの凝集を適切に解砕できるものであればよい。例えば、他の材質からなる網目状のものを用いてもよい。また、編み方についても特に限定されない。また、板状または膜状の部材にエッチング等により多数の孔を設けた多孔部材（濾過手段）を用いてもよい。

ただし、搬送スクリュー１１０によってトナーに付与される搬送力によってメッシュ部材１３１ａ，１３１ｂに圧力がかかるので、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂは、この圧力によって有害な変形を生じない程度の強度を有することが好ましい。このため、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂとしては、ステンレス等の金属材料を編み合わせた網目状部材、あるいは板状部材に多数の孔を設けた多孔部材を用いることが好ましい。

また、搬送スクリュー１１０の回転に伴う機械的振動がメッシュ部材１３１ａ，１３１ｂの全体に伝搬するように、剛性を有する材料を用いるか、あるいは面内方向に張力を付与した状態でメッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを設置することが好ましい。例えば、網目状部材の外縁に枠部材を設け、張力を付与した状態で網目状部材を枠部材に固定してもよい。メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂの全体に振動を伝搬させることにより、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂにおいて目詰まりが生じることを防止できる。

また、本実施形態では、メッシュ部材１３１ａ・１３１ｂとして、濾過精度がトナー粒径の３倍以上２０倍以下のものを用いている。メッシュ部材の濾過精度が通過させようとする物質の粒径に対して３倍未満の場合、目詰まりやブロッキングを起こしやすくなる。一方で、濾過精度が粗すぎるとトナーの凝集を適切にほぐすことができなくなる。そこで、濾過精度が上記の範囲であるメッシュ部材１３１ａ・１３１ｂを用いることにより、目詰まり等を抑制するとともに、トナーの凝集を適切にほぐすことができる。

なお、本実施形態では、搬送スクリュー１１０にメッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを設けているので、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを通過する際にトナーに付与されている搬送力が大きく、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂにおいて目詰まりが生じにくい。このため、濾過精度がトナー粒径の３倍以上５倍以下のメッシュ部材を用いてもよい。これにより、トナーをより細かく分散させることができ、目詰まりが生じることもほとんどない。なお、目詰まり等をより確実に防止するためには、濾過精度がトナー粒径またはキャリア粒径のうちの大きい方に対して５倍以上であってもよい。

また、本実施形態では、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを、面内方向が搬送スクリュー１１０の回転軸方向に対して垂直になるように設けている。これにより、搬送スクリュー１１０によってトナーに付与される回転軸方向への搬送力を、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂの通過方向に作用させることができるので、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂにおける目詰まりを効果的に防止できる。ただし、メッシュ部材１３１ａ，１３１ｂと搬送スクリュー１１０の回転軸方向とは必ずしも垂直でなくてもよく、例えば羽根１１０ａに対して平行に配置してもよい。

また、本実施形態では搬送スクリューによってトナーに搬送力を付与する構成について説明したが、これに限らず、例えば回転駆動されることによって回転軸方向にトナーを搬送する搬送手段であれば適用できる。例えば、矩形形状や楕円形状など、螺旋状の羽根とは異なる形状の羽根（リブ）を周面に有するローラ状の部材を用いてもよい。

また、本実施形態では、トナーホッパー１０１に備えられる搬送スクリュー１１０にメッシュ部材１３１ａ，１３１ｂを備える構成について説明したが、これに限らず、トナー搬送経路に備えられる他の搬送スクリューにメッシュ部材を備えてもよい。つまり、本発明は、トナーホッパーに備えられるトナー搬送装置に限らず、トナーを搬送する搬送手段を備えたトナー搬送装置であれば適用できる。例えば、トナーホッパーにトナーを供給するトナーカートリッジに備えられるトナー搬送装置、現像装置の現像剤収容槽内のトナーを攪拌搬送するトナー搬送装置、トナーカートリッジとトナーホッパー間あるいはトナーホッパーと現像装置間でトナーを移送するトナー移送経路に備えられるトナー搬送装置などに適用することもできる。なお、トナーとキャリアからなる二成分系の現像剤を収容する現像剤収容槽に備えられる搬送スクリューにメッシュ部材を設ける場合、トナーおよびキャリアが目詰まりを起こすことなく通過できるような濾過精度のメッシュ部材を用いればよい。

また、本実施形態では、二成分系の現像剤を格納した現像装置を想定しているが、現像剤は必ずしも二成分系である必要はなく、トナーのみからなる一成分系の現像剤や磁性トナーのみからなる現像剤を用いてもよい。ただし、一成分系の現像剤や磁性トナーからなる現像剤を用いる場合、現像装置１０３における現像ローラ１１４をマグネットローラではなく、導電性の弾性体ローラに設計変更する必要がある。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、トナーを搬送するトナー搬送装置に利用可能である。例えば、複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられる、トナー補給装置（トナーホッパー等）、現像装置、あるいはこれらの装置間でトナーを移送するトナー移送装置などに備えられるトナー搬送装置に適用可能である。

本発明の一実施形態にかかるトナー搬送装置を備えたトナーホッパーを鉛直方向上方から見た断面図である。 図１に示したトナーホッパーを備えた画像形成装置の構成を示す説明図である。 図１に示したトナーホッパーを有する現像ユニットを水平方向から見た模式図である。 （ａ）は図１に示したトナーホッパーに備えられる搬送スクリューおよびメッシュ部材の構成を示す説明図である。（ｂ）は、（ａ）に示した搬送スクリューを回転軸方向に分割した状態を示す説明図である。

符号の説明

２，２Ａ 現像ユニット
１０１ トナーホッパー（トナー補給装置）
１０１ａ トナー送出口（トナー送出部）
１０１ｂ トナー収容槽
１０１ｃ トナー搬送路
１０１ｄ トナー供給位置（トナー投入部）
１０２ トナー移送機構（トナー移送装置）
１０３ 現像装置
１１０ 搬送スクリュー（搬送手段、スクリュー部材）
１１０ａ 羽根（ねじ山）
１１０ｂ 凹部
１１０ｃ 凸部
１１１ 現像剤収容槽
１１１ａ トナー受入口
１３１ａ メッシュ部材（濾過手段）
１３１ｂ メッシュ部材（濾過手段）
Ａ 画像形成装置

Claims (12)

1. トナーが通るトナー搬送路と、このトナー搬送路の内部に配置され、回転駆動されることによってトナーを搬送する搬送手段とを備えているトナー搬送装置において、
   上記搬送手段に、上記トナーを搬送する方向にトナーを通過させてトナーを濾過する濾過手段が備えられていることを特徴とするトナー搬送装置。
2. 上記濾過手段は、多数の線状部材が編み合わされた網目状部材、あるいは、多数の孔を備えた板状または膜状の多孔部材を有することを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
3. 上記搬送手段は、螺旋状のねじ山を有するスクリュー部材であり、
   上記濾過手段は、上記スクリュー部材に備えられていることを特徴とする請求項２に記載のトナー搬送装置。
4. 上記濾過手段は、平板形状を有し、上記搬送手段の回転軸方向に対して垂直になるように備えられていることを特徴とする請求項３に記載のトナー搬送装置。
5. 上記濾過手段は、上記トナー搬送路におけるトナー搬送経路の中点よりもトナー搬送方向上流側に備えられていることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
6. 上記濾過手段は、上記トナー搬送路におけるトナー搬送経路の中点よりもトナー搬送方向下流側に備えられていることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
7. 上記濾過手段は、ＪＩＳ Ｂ ８３５６に規定される濾過精度が、トナー粒径に対して３倍以上２０倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
8. トナーを収容するトナー収容槽と、請求項１〜７のいずれか１項に記載されているトナー搬送装置とを備え、上記トナー収容槽内のトナーを上記トナー搬送装置を介して他の装置に供給することを特徴とするトナー補給装置。
9. 請求項８に記載されているトナー補給装置と、このトナー補給装置からトナーの補給を受ける現像装置とを備えていることを特徴とする現像ユニット。
10. 請求項８に記載されているトナー補給装置と、このトナー補給装置の下に装着されるトナー移送装置と、トナー移送装置の下に装着され、トナー補給装置からトナー移送装置を介してトナーの補給を受ける現像装置とを備えており、
    上記トナー移送装置は、延伸方向が上下方向となるように配置されるトナー移送路を有し、このトナー移送路を介して、上記トナー補給装置における上記トナー搬送路のトナー搬送方向下流側の端部に設けられたトナー排出部から排出されるトナーを上記現像装置に移送することを特徴とする現像ユニット。
11. 請求項９または１０に記載されている現像ユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１０に記載の現像ユニットを複数備え、各現像ユニットを記録材の搬送方向に沿って直列配置したことを特徴とする画像形成装置。

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