JP2008152036A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回収トナーの流動性の低下を効果的に抑えて、回収トナーの搬送を容易にすることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】クリーニングユニット２６では、クリーニングブレード２６Ａにより感光体ドラム２１表面に残留しているトナーや紙粉を除去して回収し、回収トナーを回収トナー搬送路６１へと自然落下させている。回収トナー搬送路６１では、自然落下して来た回収トナーを受け入れると共に、現像剤搬送路７５からＵ字型の連結搬送路８１を通じて搬送されて来た劣化現像剤を受け入れ、回収トナーに劣化現像剤を混入して、搬送スクリュー６２により回収トナーを攪拌しつつ搬送し、回収トナーを回収容器６３に排出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に感光体表面に残留しているトナーを回収する画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置においては、トナー及びキャリアを含む現像剤により感光体表面の静電潜像を現像して、感光体表面にトナー像を形成し、感光体表面のトナー像を記録用紙に転写している。この転写に際しては、感光体表面のトナー像の全てが記録用紙に転写されることはなく、転写されなかったトナーが感光体表面に付着して残る。一般的には、転写ローラを用いる場合は、転写効率が９０〜９５％であり、また転写チャージャーを用いる場合は、転写効率が８５〜９０％であるといわれている。従って、トナー像の５〜１５％が感光体表面に残ることになる。

また、記録用紙表面のゴミ、記録用紙成分の短繊維（主にセルロース繊維）や増量剤（ＳｉＯ2等々）なども（以下、紙粉と称する）、感光体表面に付着して残る。

このため、トナー像の転写位置の直後にクリーニングユニットを配置して、このクリーニングユニットにより感光体表面をクリーニングして、感光体表面からトナーや紙粉を除去している。そして、感光体表面から除去されたトナーや紙粉を回収容器まで搬送して回収している。

この様な回収されたトナーや紙粉の搬送機構としては、例えば図５（ａ）に示す様なものがある。ここでは、搬送スクリュー１０１を搬送経路１０２に配置して、搬送スクリュー１０１の軸１０１ａ両端を軸支している。搬送スクリュー１０１の軸１０１ａには、らせん状羽１０１ｂが固定されている。

図５（ｂ）に示す様にトナーや紙粉１０３が搬送経路１０２に導き入れられ、搬送スクリュー１０１が回転駆動されると、搬送スクリュー１０１のらせん状羽１０１ｂによりトナーや紙粉１０３が矢印Ａ方向に搬送されて、トナーや紙粉が搬送経路１０２の排出口（図示せず）を通じて回収容器（図示せず）まで搬送されて回収される。

記録用紙への記録が行われる度に、トナーや紙粉が感光体表面から回収されるので、図５（ｃ）、（ｄ）に示す様に搬送経路１０２及び回収容器内のトナーや紙粉が徐々に増大して行く。

ここで、現像剤は、通常単体としては流動性の良いものであるが、環境変化、特に高湿状態では現像剤粒子が空気中の水分を吸収して膨張し、現像剤の流動性が低下する。このことは、現像剤収納容器内で高温高湿の履歴を経た現像剤は、粒子状ではなく、複数個の塊として補給されることからも明らかであり、このように複数個の塊となった現像剤の流動性は低下している。

この様に現像剤が塊となるという現象は、現像剤中のトナーの性質が原因であり、キャリアを含まないトナー単体の状態では流動性の低下がより顕著に表れる。

また、感光体表面から回収されたトナーは、環境湿度の影響を受けているので、流動性の低下が必然的に表れる。更に、感光体表面から回収された紙粉がトナーに混ざると、紙粉周りにトナーが付着し、紙粉の短繊維が絡み合うことから、トナーの流動性がより低下する。

この様に流動性が著しく低下したトナーが搬送経路１０２内で増大して来ると、搬送経路１０２内でトナーが詰まって、らせん状羽１０１ｂが回転不能になる。

例えば、図５（ｄ）に示す様に搬送経路１０２がトナーで満杯になった状態では、トナーの流動性が著しく低下していることから、らせん状羽１０１ｂの回転負荷が増大し、トナーが良好に搬送されず、トナーがらせん状羽１０１ｂ周りを繰り返し周回移動するだけとなり、トナーとらせん状羽１０１ｂ間の抵抗やトナーと搬送経路１０２の内壁間の抵抗が増大して、らせん状羽１０１ｂ及び搬送経路１０２の内壁が発熱し、この熱により回収トナーが軟化してらせん状羽１０１ｂや搬送経路１０２の内壁に付着して塊となり、この付着して塊となった回収トナーが徐々に増大して堆積し、この結果として、搬送経路１０２内でトナーが詰まって、らせん状羽１０１ｂが回転不能になる。

この様な状態では、搬送スクリュー１０１の回転トルクが大きいと、図５（ｅ）に示す様にらせん状羽１０１ｂの回転スペースの周囲にトナーが押し出されて塊化し堆積した状態になる。また、搬送スクリュー１０１の回転トルクが小さいと、搬送スクリュー１０１が回転せず、搬送スクリュー１０１の駆動源に支障を来たす。

本発明者らが実際に実験を行った結果、メンテナンスにより搬送経路１０２及び回収容器を空にした後、１５，０００枚の印字を経過した時点で、搬送スクリュー１０１を上方から見たならば、図５（ｅ）に示す様に回収トナーが塊化し堆積した状態になっていることを確認した。

このため、特許文献１では、搬送スクリューとしてコイルバネ状のものを用いたり、搬送スクリューの軸とらせん状羽の中心とをずらして、らせん状羽を偏芯させることにより、搬送スクリューを振動させながら回転させ、搬送スクリューの振動により回収トナーの塊を解しながら、搬送スクリューの回転により回収トナーを搬送している。
特開２００２−１０８１６０号公報

しかしながら、特許文献１の様に搬送スクリューとしてコイルバネ状のものを用いたり、搬送スクリューの軸とらせん状羽の中心とをずらして、らせん状羽を偏芯させた場合は、搬送スクリューを振動させることができても、搬送スクリューの本来の役目である搬送能力が損なわれるという結果を招いた。

搬送スクリューとしてコイルバネ状のものを用いた場合は、回収トナーの殆どがコイルバネをすり抜けてしまって、回収トナーが搬送されない。また、らせん状羽を偏芯させた場合は、らせん状羽が搬送経路の内壁から周期的に離間するため、回収トナーがその離間スペースをすり抜けてしまって、回収トナーが搬送されない。

また、近年、画像形成装置のプロセス速度が益々高速化され、回収トナーが増大速度が速くなっていることから、搬送スクリューを振動させるだけでは、回収トナーの塊を十分に解すことができなくなって来ている。

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、回収トナーの流動性の低下を効果的に抑えて、回収トナーの搬送を容易にすることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、トナー及びキャリアを含む現像剤により感光体表面の静電潜像を現像して、感光体表面にトナー像を形成し、感光体表面のトナー像を記録用紙に転写した後に、クリーニングユニットにより感光体表面をクリーニングして、感光体表面に残留しているトナーを回収し搬送する画像形成装置において、前記回収され搬送されているトナーに、現像剤もしくはキャリアを添加補充する補充手段を備えている。

また、劣化した現像剤の一部を廃棄して新たな現像剤に置き換えつつ、現像剤により感光体表面の静電潜像を現像する現像手段を備え、前記補充手段は、前記現像手段で廃棄された現像剤を受け取って、この廃棄された現像剤を前記回収され搬送されているトナーに添加補充している。

また、前記現像剤手段に設けられて、現像剤を搬送する現像剤搬送路と、前記補充手段に設けられて、前記回収されたトナーを搬送する回収トナー搬送路と、前記現像手段で廃棄された現像剤を前記現像剤搬送路から受け取って前記回収トナー搬送路へと搬送して導く連結搬送路とを備えている。

更に、前記現像剤搬送路、前記連結搬送路、及び前記回収トナー搬送路は、前記現像剤もしくは前記回収されたトナーを搬送するそれぞれの搬送スクリューを有し、前記各搬送スクリューは、相互に連結されている。

あるいは、前記各搬送スクリューは、前記現像剤搬送路、前記連結搬送路、及び前記回収トナー搬送路を貫通している。

また、前記回収トナー搬送路の終端に、前記回収されたトナーを回収する回収容器を設けている。

更に、前記回収トナー搬送路の始端から終端までの範囲に、前記クリーニングユニットを設けている。

また、前記補充手段は、現像剤もしくはキャリアを一時的に収納する収納容器を備え、この収容容器の現像剤もしくはキャリアを前記回収され搬送されているトナーに添加補充している。

更に、前記収納容器には、廃棄された現像剤、もしくは製造工程で外された規格外の現像剤もしくはキャリアである。

この様な本発明によれば、感光体表面から回収され搬送されているトナーに、現像剤もしくはキャリアを添加補充している。すなわち、回収トナーに、キャリアを含む現像剤もしくはキャリアそのものを添加している。トナー単体では、空気中の水分を吸収すると、流動性が低下して、塊になるが、回収トナーにキャリアを混ぜると、キャリアにより回収トナーが摩擦帯電されて、キャリア周りにトナー粒子が付着し、回収トナーの流動性が向上する。このため、回収トナーが塊化し堆積することがなく、搬送スクリューにより回収トナーを容易に搬送することができる。

また、劣化した現像剤の一部を廃棄して新たな現像剤に置き換えつつ、現像剤により感光体表面の静電潜像を現像する現像手段を備える場合は、現像手段で廃棄された現像剤を回収トナーに添加している。これにより、廃棄された現像剤を有効利用することができる。

例えば、現像剤を搬送する現像剤搬送路と、回収トナーを搬送する回収トナー搬送路と、廃棄された現像剤を現像剤搬送路から受け取って回収トナー搬送路へと搬送して導く連結搬送路とを設けて、現像手段で廃棄された現像剤を回収トナーに添加しても良い。

また、現像剤搬送路、連結搬送路、及び回収トナー搬送路にそれぞれの搬送スクリューを設け、各搬送スクリューを相互に連結しても構わない。各搬送スクリューは、現像剤搬送路、連結搬送路、及び回収トナー搬送路を貫通して、現像剤もしくは回収トナーを搬送する。この場合は、各搬送スクリューを１つの駆動源により回転駆動することでき、構成の簡略化を図ることができる。

更に、回収トナー搬送路の終端に、回収されたトナーを回収する回収容器を設けても良い。この場合は、回収トナーが回収トナー搬送路の終端から回収容器へと搬送されて排出されることになる。

また、回収トナー搬送路の始端から終端までの範囲に、クリーニングユニットを設けても構わない。この様な配置により、クリーニングユニットにより回収されたトナーを回収トナー搬送路に直ちに導くことができる。

更に、現像剤もしくはキャリアを一時的に収納する収納容器を設け、この収容容器から現像剤もしくはキャリアを回収トナーに添加している。この場合は、現像剤もしくはキャリアを収納容器に収納もしくは補充することになる。現像剤もしくはキャリアは、廃棄されたものでも良いし、製造工程で外された規格外のものであっても良い。いすれにしろ、資源の有効活用を果たすことができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す断面図である。画像形成装置１００は、原稿用紙から読取られた画像データを取得したり、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像を記録用紙に形成するものであり、その構成を大別すると、原稿用紙搬送部（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、印字部１０３、記録用紙搬送部１０４、及び給紙部１０５からなる。

原稿用紙搬送部１０１では、少なくとも１枚の原稿用紙が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿用紙を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、この原稿用紙を画像読取り部１０２の原稿読取り窓１０２ａに導いて通過させ、この原稿用紙を排紙トレイ１２に排出する。

原稿読取り窓１０２ａの上方には、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１３を配設している。このＣＩＳ１３は、原稿読取り窓１０２ａを原稿用紙が通過する際に、原稿用紙裏面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿用紙裏面の画像を示す画像データを出力する。

また、画像読取り部１０２は、原稿用紙が原稿読取り窓１０２ａを通過する際に、第１走査ユニット１５のランプによって原稿用紙表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５、１６のミラーによって原稿用紙表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿用紙表面の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）１８上に結像する。ＣＣＤ１８は、原稿用紙表面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿用紙表面の画像を示す画像データを出力する。

更に、原稿用紙が画像読取り部１０２上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第１及び第２走査ユニット１５、１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス上の原稿用紙表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５、１６によって原稿用紙表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿用紙表面の画像をＣＣＤ１８上に結像する。

ＣＩＳ１３もしくはＣＣＤ１８から出力された画像データは、マイクロコンピュータ等の制御回路により各種の画像処理を施されてから、印刷部１０３に出力される。

印刷部１０３は、画像データによって示される原稿を用紙に記録するものであって、感光体ドラム２１、帯電器２２、光書込みユニット２３、現像装置２４、転写ユニット２５、クリーニングユニット２６、及び定着装置２７等を備えている。

感光体ドラム２１は、表層が有機光導電性材料からなる有機感光体であり、一方向に回転して、その表面をクリーニングユニット２６によりクリーニングされてから、その表面を帯電器２２により均一に帯電される。帯電器２２は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム２１に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。

光書込みユニット２３は、２つのレーザ照射部２８ａ、２８ｂ、及び２つのミラー群２９ａ、２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ、２８ｂからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ、２９ｂ介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光し、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成する。

この光書込みユニット２３は、高速印字処理に対応するために２つのレーザ照射部２８ａ、２８ｂを備えた２ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。

尚、光書込ユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

現像装置２４は、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム２１表面に形成する。転写ユニット２５は、感光体ドラム２１表面のトナー像を用紙搬送部１０４により搬送されてきた記録用紙に転写する。定着装置２７は、記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させる。この後、記録用紙は、用紙搬送部１０４により排紙トレイ４７へと更に搬送されて排出される。また、クリーニングユニット２６は、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収する。

ここで、転写ユニット２５は、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、及び弾性導電性ローラ３４等を備えており、転写ベルト３１を該各ローラ３２〜３４と他のローラに張架して回転させている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（例えば、１×１０⁹〜１×１０¹³Ω／ｃｍ）を有しており、その表面に載せられた記録用紙を搬送する。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１表面に押し付けられており、転写ベルト３１上の記録用紙を感光体ドラム２１表面に押し付ける。この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２１表面のトナー像の電荷とは逆極性の転写電界が印加されており、この逆極性の転写電界により感光体ドラム２１表面のトナー像が転写ベルト３１上の記録用紙に転写される。例えば、トナー像が（−）極性の電荷を有している場合は、弾性導電性ローラ３４に印加されている転写電界の極性が（＋）極性にされる。

クリーニングユニット２６は、クリーニングブレード２６Ａを感光体ドラム２１表面に圧接して、感光体ドラム２１表面に残留しているトナーや紙粉を除去する。感光体ドラム２１表面のトナー像の全てが記録用紙上に転写されることはなく、一般的には、転写効率が、その転写機構によっても異なるが、概ね８５〜９５％であると言われている。他方、記録用紙が転写電界を受けると、記録用紙表面の浮遊物（短繊維のセルロース、増量剤、漂白剤等々）が転写電界とは逆極性に帯電し、この帯電した浮遊物が感光体ドラム２１表面に吸着して紙粉と呼ばれる付着物となる。

仮に、感光体ドラム２１表面に残留しているトナーや紙粉を除去しなかったならば、印字品位が低下する。このため、クリーニングユニット２６による感光体ドラム２１表面のクリーニングが必要となる。

定着装置２７は、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６を備えている。加熱ローラ３５に対して加圧ローラ３６が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ３６の両端に図示しない加圧部材を配置している。加熱ローラ３５と加圧ローラ３６間の圧接域（ニップ域と称される）に記録用紙が搬送されて来ると、各ローラ３５、３６により記録用紙が搬送されつつ、記録用紙上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙上に定着される。

用紙搬送部１０４は、記録用紙を搬送するための複数対の搬送ローラ４１、一対のレジストローラ４２、搬送経路４３、反転搬送経路４４ａ、４４ｂ、複数の分岐爪４５、及び一対の排紙ローラ４６等を備えている。

搬送経路４３では、記録用紙を給紙部１０５から受け取り、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達するまで該記録用紙を搬送する。このときレジストローラ４２を一時的に停止させているので、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達して当接し、記録用紙が撓む。この撓んだ記録用紙の弾性力により該記録用紙の先端をレジストローラ４２と平行に揃える。この後、レジストローラ４２の回転を開始して、レジストローラ４２により記録用紙を印字部１０３の転写ユニット２５へと搬送し、更に排紙ローラ４６により記録用紙を排紙トレイ４７へと搬送する。

レジストローラ４２の停止及び回転は、レジストローラ４２と駆動軸間のクラッチをオンオフに切り替えたり、レジストローラ４２の駆動源であるモータをオンオフに切り替えてなされる。

また、記録用紙の裏面にも画像を記録する場合は、各分岐爪４５を選択的に切替え、記録用紙を搬送経路４３から反転搬送経路４４ｂへと導き入れて、記録用紙の搬送を一旦停止させ、更に各分岐爪４５を選択的に再度切替え、記録用紙を反転搬送経路４４ｂから反転搬送経路４４ａへと導き入れて、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙を反転搬送経路４４ａを通じて搬送経路４３のレジストローラ４２へと戻す。

この様な記録用紙の搬送をスイッチバック搬送と称し、このスイッチバック搬送により記録用紙の表裏を反転させることができ、同時に記録用紙の先端及び後端も入れ替わる。従って、記録用紙が反転されて戻されると、記録用紙の後端がレジストローラ４２に当接して、記録用紙の後端がレジストローラ４２と平行に揃えられ、レジストローラ４２により記録用紙がその後端から印字部１０３の転写ユニット２５へと搬送されて、記録用紙の裏面に印字がなされ、定着装置２７の各ローラ３５、３６間のニップ域により記録用紙裏面の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙の裏面に定着され、この後に排紙ローラ４６により記録用紙が排紙トレイ４７へと搬送される。

搬送経路４３及び反転搬送経路４４ａ、４４ｂにおいては、記録用紙の位置等を検出するセンサーを各所に配置し、各センサーにより検出された記録用紙の位置に基づいて搬送ローラやレジストローラを駆動制御して、記録用紙の搬送及び位置決めを行っている。

給紙部１０５は、複数の給紙トレイ５１を備えている。各給紙トレイ５１は、記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の下方に設けられている。また、各給紙トレイ５１は、記録用紙を一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を備えており、引き出した記録用紙を用紙搬送部１０４の搬送経路４３へと送り出す。

画像形成装置１００は、高速印字処理を目的としているため、各給紙トレイ５１には、定型サイズの記録用紙を５００〜１５００枚収納可能な容積を確保している。

また、画像形成装置１００の側面には、複数種の記録用紙を多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）５２、及び主として不定型サイズの記録用紙を供給するための手差しトレイ５３を設けている。

排紙トレイ４７は、手差しトレイ５３とは反対側の側面に配置されている。この排紙トレイ４７に代えて、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）や、複数段の排紙トレイをオプションとして配置することも可能な構成となっている。

ところで、本実施形態の画像形成装置１００では、図２に拡大して示す様に感光体ドラム２１の周囲に、帯電器２２、現像装置２４、転写ユニット２５、剥離爪５４、及びクリーニングユニット２６を該感光体ドラム２１の回転方向に順次並べて配置している。

クリーニングユニット２６では、クリーニングブレード２６Ａを感光体ドラム２１に圧接して、感光体ドラム２１表面に残留しているトナーや紙粉を除去して回収し、回収トナー（紙粉を含む）を回収トナー搬送路６１へと自然落下させ、更に回収トナー搬送路６１内の搬送スクリュー６２を回転駆動して、回収トナーを回収トナー搬送路６１を通じて回収容器６３（図３に示す）へと搬送して排出している。

クリーニングユニット２６のクリーニングブレード２６Ａの幅は、回収トナー搬送路６１の幅よりも僅かに狭くされており、クリーニングブレード２６Ａにより除去された回収トナーが回収トナー搬送路６１へと自然落下して収集されるようにしている。

しかしながら、回収トナー搬送路６１では、回収トナーの流動性が低下する傾向にあり、回収トナーの流動性が著しく低下したときには、回収トナー搬送路６１が詰まって、搬送スクリュー６２が回転不能となり、回収トナーが搬送されなくなる。

一般に、トナーは、その見掛け嵩比重が０．３〜０．３５であるが、空気中の水分を吸収すると、その見掛け嵩比重が１．１〜１．３まで上昇し、凝縮して塊となる。

感光体ドラム２１表面から回収されたトナーは、環境湿度の影響を受けているので、流動性が低下している。更に、感光体ドラム２１表面から回収された紙粉がトナーに混ざると、紙粉周りにトナーが付着し、紙粉の短繊維が絡み合うことから、トナーの流動性がより低下する。

そこで、本実施形態では、現像装置２４から廃棄された現像剤（キャリアを含む）を回収トナー搬送路６１まで導いて、この廃棄された現像剤を回収トナー搬送路６１の回収トナーに添加して混合している。

回収トナーにキャリアを混ぜると、キャリアにより回収トナーが摩擦帯電されて、キャリア周りにトナー粒子が付着し、お互いの電荷により反発し合うので、回収トナーが粗の状態となり、回収トナーの流動性が向上する。このため、回収トナー搬送路６１で回収トナーが詰まることがなくなり、回収トナーの搬送が容易になる。

次に、現像装置２４から廃棄された現像剤（キャリアを含む）を回収トナー搬送路６１まで導くための構成を説明する。

現像装置２４は、図２及び図３に示す様に現像剤の現像容器７１を有している。この現像容器７１の内部には、マグネットを内蔵する現像ローラ７２と、各撹拌スクリュー７３、７４とが回転自在に配設されている。この現像容器７１内の現像剤は、キャリア（Ｆｅ、フェライト等を主成分とする）とトナーとからなり、通常、トナーの重量比が数％程度に設定されている。各撹拌搬送スクリュー７３、７４は、それぞれの現像剤搬送路７５、７６に並設配置されており、各現像剤搬送路７５、７６の両端近傍が相互に連通している。各撹拌搬送スクリュー７３、７４が回転駆動されると、キャリアとトナーが撹拌されつつ矢印方向に循環搬送され、トナーが摩擦帯電される。現像ローラ７２は、キャリアを磁力によって吸着し、磁気ブラシを形成して搬送することによりキャリアに付着したトナーを感光体ドラム２１に供給し、トナーを感光体ドラム２１の静電潜像に吸着させて、静電潜像の現像を行う。

現像容器７１の上壁部には、図３に示すように、現像剤の補給用開口７１ａが形成され、この補給用開口７１ａから現像剤が流下して現像容器７１へと供給される。現像容器７１では、この供給された現像剤が各攪拌搬送スクリュー７３、７４により攪拌搬送される。

また、現像剤搬送路７５の一端に排出口７５ａが形成されており、現像剤搬送路７５内の現像剤のレベルが排出口７５ａよりも高くなると、現像剤の一部が排出口７５ａからオーバーフローして排出される。

すなわち、現像装置２４では、キャリアへのトナー付着（所謂スペント現象）やキャリアコート剥がれ等のキャリア性能低下が生じることから、トナー補給時に少量のキャリアをも補給し、かつ現像装置２４内で余剰になった劣化現像剤を排出し、これにより現像装置２４内のキャリア性能をほぼ一定レベルに維持し、長期間にわたりキャリア性能の安定化を図るというトリクル方式を採用している。

この様な現像装置２４の現像剤搬送路７５の一端は、Ｕ字型の連結搬送路８１を通じて、先に述べたクリーニングユニット２６の回収トナー搬送路６１の一端に連結されており、現像剤搬送路７５一端の排出口７５ａからオーバーフローした劣化現像剤がＵ字型の連結搬送路８１を通じて回収トナー搬送路６１へと搬送されて導かれるようにされている。

ここで、現像装置２４の現像ローラ７２は、その軸心と感光体ドラム２１の軸心が水平になる様に配置されている。これにより、現像ローラ７２表面の現像剤が感光体ドラム２１表面に直接落下したり、現像ローラ７２表面の現像剤が上方に飛散して感光体ドラム２１表面を汚したりすることが防止される。

また、クリーニングユニット２６は、感光体ドラム２１の軸心よりも少しだけ下方に配置されている。これにより、クリーニングユニット２６により除去された回収トナーもしくは紙粉が感光体ドラム２１表面に直接落下することが防止される。

従って、現像装置２４とクリーニングユニット２６を対比すると、現像装置２４の方がクリーニングユニット２６よりも少しだけ上方に位置し、現像装置２４の現像剤搬送路７５とクリーニングユニット２６の回収トナー搬送路６１が略同じ高さに配置されている。このため、現像剤搬送路７５と回収トナー搬送路６１をＵ字型の連結搬送路８１を通じて容易に連結することできる。

現像剤搬送路７５の攪拌スクリュー７３及び回収トナー搬送路６１の搬送スクリュー６２は、略同一の構成であって、直線状の回転軸の外周にらせん状羽を固定したものであり、回転軸の両端を軸支して、回転軸を回転駆動し、らせん状羽により劣化現像剤や回収トナーを搬送する。

また、Ｕ字型の連結搬送路８１の搬送スクリュー８２は、Ｕ字型に沿って屈曲しかつ回転自在であるために、屈曲自在なフレキシブルシャフト８２ａを用いて、このフレキシブルシャフト８２ａの外周に複数箇所で分断されたらせん状羽８２ｂを固定し、フレキシブルシャフト８２ａと共にらせん状羽８２ｂを屈曲かつ回転自在としている。また、フレキシブルシャフト８２ａを複数箇所で軸支して、Ｕ字型に沿って屈曲させたままで、フレキシブルシャフト８２ａを回転駆動し、らせん状羽８２ｂを回転させて、Ｕ字型に沿って劣化現像剤を搬送することを可能にしている。

攪拌スクリュー７３、搬送スクリュー８２、及び搬送スクリュー６２は、順次連結されている。また、攪拌スクリュー７３の回転軸には、回転駆動源７７の出力回転軸が連結されており、回転駆動源７７により攪拌スクリュー７３が回転される。そして、攪拌スクリュー７３の回転が搬送スクリュー８２及び搬送スクリュー６２に伝達され、搬送スクリュー８２及び搬送スクリュー６２も回転される。更に、回転駆動源７７の出力回転軸の回転が複数のギア７８を介してもう一方の攪拌スクリュー７４にも伝達され、攪拌スクリュー７４も回転される。

従って、１つの回転駆動源７７により、各攪拌スクリュー７３、７４、搬送スクリュー８２、及び搬送スクリュー６２が回転駆動される。

この様な構成において、画像形成のときには、感光体ドラム２１及び現像ローラ７２が回転駆動され、これに伴って回転駆動源７７により各攪拌スクリュー７３、７４、搬送スクリュー８２、及び搬送スクリュー６２が回転駆動される。

そして、各撹拌搬送スクリュー７３、７４により現像剤が撹拌されつつ循環搬送され、現像ローラ７２に現像剤が吸着し、現像ローラ７２から感光体ドラム２１へと現像剤中のトナーが供給され、トナーが感光体ドラム２１表面の静電潜像に吸着して、静電潜像が現像される。

また、現像装置２４には新たな現像剤が補給され、余剰になった劣化現像剤が現像剤搬送路７５一端の排出口７５ａからオーバーフローし、この劣化現像剤がＵ字型の連結搬送路８１を通じて回収トナー搬送路６１へと搬送されて導かれる。

一方、クリーニングユニット２６では、クリーニングブレード２６Ａにより感光体ドラム２１表面に残留しているトナーや紙粉が除去されて回収され、回収トナーが回収トナー搬送路６１へと自然落下する。

回収トナー搬送路６１では、自然落下して来た回収トナーを受け入れると共に、現像剤搬送路７５からＵ字型の連結搬送路８１を通じて搬送されて来た劣化現像剤を受け入れ、回収トナーに劣化現像剤を混入して、搬送スクリュー６２により回収トナーを攪拌しつつ搬送し、回収トナーを回収容器６３に排出する。

従って、クリーニングユニット２６の回収トナー搬送路６１では、劣化現像剤のキャリアが回収トナーに混入し、回収トナーの流動性が向上する。このため、回収トナー搬送路６１で回収トナーが詰まることがなくなり、回収トナーの搬送が容易になる。

また、従来は、劣化現像剤及び回収トナーをそれぞれ専用の回収容器に回収していたが、劣化現像剤及び回収トナーを１つの回収容器６３に回収するため、回収容器の数が減り、メンテナンスが簡単になる。

更に、従来は、現像装置２４の各撹拌搬送スクリュー７３、７４及びクリーニングユニット２６の搬送スクリュー６２をそれぞれ専用の駆動源により回転駆動していたが、これらのスクリューを１つの回転駆動源７７により回転駆動するため、駆動源の数が減り、省電力化を図ることができる。

また、廃棄現像剤をそのまま廃棄するのではなく回収トナーに添加して、回収トナーの流動性を向上させているので、廃棄現像剤を有効活用することができる。

図４は、本発明の画像形成装置の第２実施形態におけるクリーニングユニット周辺の構成を示す側面図である。

尚、図４において、図２及び図３と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付している。また、連結搬送路８１並びに搬送スクリュー８２が設けられておらず、各攪拌スクリュー７３、７４と搬送スクリュー６２がそれぞれ別々に回転駆動され、劣化現像剤及び回収トナーをそれぞれ専用の回収容器に回収している。

本実施形態では、クリーニングユニット２６の上方に、現像剤もしくはキャリアを収納した現像剤収容容器６４を設け、この現像剤収容容器６４をパイプ６５を通じてクリーニングユニット２６の回収トナー搬送路６１に接続している。現像剤収容容器６４の底の開口６４ａにはローラ６６が配置されており、このローラ６６が回転駆動されると、現像剤もしくはキャリアが現像剤収容容器６４からパイプ６５を通じて回収トナー搬送路６１へと落下して供給される。

回収トナー搬送路６１では、自然落下して来た回収トナーを受け入れると共に、現像剤収容容器６４からの現像剤もしくはキャリアを受け入れ、回収トナーに現像剤もしくはキャリアを混入して、搬送スクリュー６２により回収トナーを攪拌しつつ搬送し、回収トナーを回収容器６３に排出する。

このため、回収トナー搬送路６１では、回収トナーの流動性が向上し、回収トナーが詰まることがなくなり、回収トナーの搬送が容易になる。

現像剤収容容器６４内の現像剤もしくはキャリアは、現像装置２４からオーバーフローして回収された劣化現像剤を用いても良いし、製造工程における規格外品（不良）の現像剤もしくはキャリアを用いても良い。

尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、上記各実施形態では、画像形成装置としてモノクロ用のものを例示しているが、カラー用であっても、本発明を適用することができる。

本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す断面図である。 図１の画像形成装置における感光体ドラムの周囲を拡大して示す側面図である。 図２の感光体ドラムの周囲を概略的に示す平面図である。 本発明の画像形成装置の第２実施形態におけるクリーニングユニット周辺の構成を示す側面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、従来の搬送機構によるトナーや紙粉の搬送状態の変化を示す図である。

符号の説明

２１ 感光体ドラム
２２ 帯電器
２３ 光書込みユニット
２４ 現像装置
２５ 転写ユニット
２６ クリーニングユニット
２６Ａ クリーニングブレード
２７ 定着ユニット
３５ 加熱ローラ
３６ 加圧ローラ
４１ 搬送ローラ
４２ レジストローラ
６１ 回収トナー搬送路
６２ 搬送スクリュー
６３ 回収容器
６４ 現像剤収容容器
８１ Ｕ字型の連結搬送路
８２ 搬送スクリュー
７２ 現像ローラ
７３、７４ 撹拌スクリュー
７５、７６ 現像剤搬送路
１００ 画像形成装置
１０１ 原稿用紙搬送部
１０２ 画像読取り部
１０３ 印字部
１０４ 記録用紙搬送部
１０５ 給紙部

Claims (9)

1. トナー及びキャリアを含む現像剤により感光体表面の静電潜像を現像して、感光体表面にトナー像を形成し、感光体表面のトナー像を記録用紙に転写した後に、クリーニングユニットにより感光体表面をクリーニングして、感光体表面に残留しているトナーを回収し搬送する画像形成装置において、
   前記回収され搬送されているトナーに、現像剤もしくはキャリアを添加補充する補充手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 劣化した現像剤の一部を廃棄して新たな現像剤に置き換えつつ、現像剤により感光体表面の静電潜像を現像する現像手段を備え、
   前記補充手段は、前記現像手段で廃棄された現像剤を受け取って、この廃棄された現像剤を前記回収され搬送されているトナーに添加補充することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤手段に設けられて、現像剤を搬送する現像剤搬送路と、
   前記補充手段に設けられて、前記回収されたトナーを搬送する回収トナー搬送路と、
   前記現像手段で廃棄された現像剤を前記現像剤搬送路から受け取って前記回収トナー搬送路へと搬送して導く連結搬送路とを備えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤搬送路、前記連結搬送路、及び前記回収トナー搬送路は、前記現像剤もしくは前記回収されたトナーを搬送するそれぞれの搬送スクリューを有し、
   前記各搬送スクリューは、相互に連結されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記各搬送スクリューは、前記現像剤搬送路、前記連結搬送路、及び前記回収トナー搬送路を貫通することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記回収トナー搬送路の終端に、前記回収されたトナーを回収する回収容器を設けたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記回収トナー搬送路の始端から終端までの範囲に、前記クリーニングユニットを設けたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
8. 前記補充手段は、現像剤もしくはキャリアを一時的に収納する収納容器を備え、この収容容器の現像剤もしくはキャリアを前記回収され搬送されているトナーに添加補充することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記収納容器には、廃棄された現像剤、もしくは製造工程で外された規格外の現像剤もしくはキャリアであることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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