JPH04204989A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真方式による、複写機及びプリンター
等の画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、複写機、プリンター等の画像形成装置では、現像
及び転写後に像担持体上に残留したトナーをクリーニン
グ装置により除去し、これを現像装置にリサイクルして
いる。このリサイクルのための搬送装置として、スパイ
ラル羽根からなる搬送部材を連通管内に配置したものか
知られている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の画像形成装置では、スパイラル羽根の幅が、トナ
ー平均粒径の５００倍から１０００倍であり、搬送装置
をスパイラル羽根の一搬送面で切断した断面において、
搬送に寄与しない断面領域は、搬送に寄与する断面領域
の５０％程度である。この条件では、リサイクルトナー
搬送部内に、トナーが大量に溜まる。大量に溜まったト
ナーはある許容量を越えると大量に搬送され始める。こ
のリサイクルトナーは、現像装置内へ新しいトナーを供
給するために設けられたオートトナーコントロールに関
係なく現像装置に搬入されるため、結果として単位時間
当たりに現像装置内に搬入されるトナー量か増加する。

また、このようにリサイクルトナー搬送部内にトナーが
大量に溜まると、装置、特にリサイクルトナー搬送部に
、振動等を与えたとき、搬送手段の中の搬送に寄与しな
い部分、例えば連通管の内壁に付着していたトナーが、
搬送に寄与する領域に剥がれ落ちることなどにより、−
時的に大量に現像装置へ搬送される。これにより、現像
装置中のトナー比濃度のコントロールか出来なくなり、
画像にかぶり等の不具合か発生する。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、
回収されたトナーかトナー搬送部材中に溜まることを防
ぐことにより、かぶり等のない鮮明な画像が得られる画
像形成装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の画像形成装置は、像担持体、この像担持体上の
静電潜像を粉状のトナーにより現像する現像手段、該像
担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段、像担
持体上に残留するトナーを除去、回収するクリーニング
手段、及び回収されたトナーを現像手段に搬送するスパ
イラル状の搬送部材をもつトナー搬送手段とを具備し、
前記スパイラル状のトナー搬送部材は、トナー平均粒径
の５０〜４００倍の幅を有し、前記搬送手段をスパイラ
ル状の搬送部材の搬送面で切断した断面において、搬送
に寄与しない断面領域は、搬送に寄与する断面領域の２
０％以下であることを特徴とする。

前記搬送に寄与しない領域が、搬送に寄与する領域の２
０％を越えると、回収されたトナーかこのトナー搬送部
材中の搬送に寄与しない領域に溜る。また、スパイラル
状搬送部材の幅がトナー平均粒径の５０倍未満であると
、トナー搬送力か著しく低下し、この幅か４００倍を越
えると、である。

（作用） 本発明によれば、スパイラル状の搬送部材の搬送面で切
断した断面において、搬送に寄与しない断面領域は、搬
送に寄与する断面領域の２０％以下であり、スパイラル
状の搬送部材は、トナー平均粒径の５０〜４００倍の幅
を有するため、回収されたトナーが搬送装置の内壁等の
搬送に寄与しない断面領域に溜まりにくい。

［実施例］ （実施例１） 以下、本発明の画像形成装置の一実施例を第１図ないし
第１１図を参照しながら説明する。第１図及び第２図は
図示しないコンピュータの端末であり本発明の画像形成
装置であるレーザプリンタ１を備えた画像形成ユニット
装置の外観斜視図及びその内部構成を示す概略説明図で
あり、レーザプリンタ１はマルチカセットフィーダ２上
に載置され、その後端にはエンベロープフィーダ３が装
着されている。

そしてプリンタ本体５の上面後部は一段高くなっており
、その上面中央部には排紙部としての凹部６が形成され
ている。上記四部６には、ジョガー７によって移動可能
に支持された排紙トレイ８が装着されているとともに、
この凹部６の右側には操作表示部９および操作盤スイッ
チ部１０か、左側には３つのＩＣカード挿入口１１かそ
れぞれ配設された状態となっている。

さらに、プリンタ本体５の前面には排紙トレイ１２が、
また、後面側には手差しトレイ１３か装着されている。

プリンタ本体５のほぼ中央部には、画像担持体としてド
ラム状の感光体１５が設けられているとともに、その周
囲には第３図にも示すように帯電手段である帯電装置１
６、露光手段であるレーサ光学系１７、現像手段であり
反転現像を行う現像装置１８、転写装置１つ、剥離装置
２０、クリーニング手段としてのクリーニング装置２１
、除電装置２２および照射ランプ１３６が設けられてい
る。第７図は、本発明に用いられる感光体と転写される
用紙との配置を示す概略図、第８図は、本発明に用いら
れる感光体と帯電装置、現像装置との配置を示す概略図
である。この照射ランプ１３６は、後述する制御部２０
０によりオン、オフ制御され、オン状態にあっては第７
図に示すように感光体１５の非画像領域Ｂにおいて、そ
の長手方向全長にわたり全面露光を行なう消費手段であ
り、ライトエミッテッドダイオードアレイ　（以下ＬＥ
Ｄと称す。）からなり、第８図に示すように、帯電装置
１６の下流に設けられている。

さらに、プリンタ本体５内には、感光体１５と転写装置
１９との間の画像転写部２３を経て前方向に伸びる像支
持体搬送路２４が形成されており、プリンタ本体５内の
底部に収納された給紙カセット２５およびマルチカセッ
トフィーダ２の給紙カセット２６．２７からそれぞれ給
紙ローラ２８および移送ローラ２９等を介して自動給紙
された用紙２１手差しトレイ１３から手差し供給された
用紙Ｐ１およびエンベロープフィーダ３から自動供給さ
れた封筒Ａを前記画像転写部２３に導くようになってい
る。

また、この像支持体搬送路２４の画像転写部２３の上流
側にはアライニングローラ対３ｏが配置され、下流側に
は定着装置３１、排紙セレクタ３２および排紙ローラ対
３３が配置されている。

なお、像支持体搬送路２４の終端側には、前記排紙セレ
クタ３２により振分けられた用紙Ｐ１封筒Ａ等を排紙部
としての前記凹部６に導くべく排紙ローラ対３４を備え
た分岐搬送路３５が形成されている。

第１図に示す４０は下部カバー、４１はフロントカバー
、４２は上部カバー、４３は右カバー、４４は左カバー
、４５は右カバー開閉レバー、４６は上部ユニット開閉
用レバーであり、第２図に示す４７，４８．４９は制御
部２００を構成する制御基板である。又制御部２００は
後述するトナー濃度検知器７０からの検知結果を上限電
圧発生装置１３９ａ及び下限電圧発生装置１３９ｂと比
較する第１．第２コンパレータ１３７ａ。

１３７ｂ、更には感光体１５の回転の有無及びコンピュ
ータからのページ信号１３９ｃの有無を判別する第３コ
ンパレータ１３７　ｃ　、　及ヒコノ第１　。

第２．第３コンパレータ１３７ａ、１３７ｂ。

１３７ｃの出力信号に応じて後述のトナーカートリッジ
６７及び照射ランプ１３６のいづれがを選択的に動作さ
せる制御回路１３８とを有している。

また、第３図に示すように上記感光体１５、クリーニン
グ装置２１、および現像装置１８は、スライドレール５
ｏを介してスライド自在に支持されたガイドフレーム５
１に搭載され、第４図に示すように右カバー４３を開い
た状態でガイドフレーム５１を引き出すことによりこれ
らをプリンタ本体５の右側部位に引き出せる構成となっ
ている。

また、上記感光体１５とクリーニング装置２１とはユニ
ット化されていてガイドフレーム５１に対して一体に、
また、現像装置１８は単独で着脱できる構成となってい
る。

上記現像装置１８は、第３図に詳図するような構成とな
っている。

すなわち、この現像装置１８は現像機構部５５と現像剤
撹拌部５６がらなっている。

上記現像機構部５５は、現像装置本体５７の開口部５８
に対向して配置された現像ローラ５９と、この現像ロー
ラ５９の表面に形成された現像剤磁気ブラシＤ′の感光
体１５との摺接部すなわち現像部６０よりも上流側に設
けられ現像剤磁気ブラシＤ′の厚みを規制するドクタ６
１と、現像部６０よりも下流側に設けられ現像ローラ５
９の表面に形成された現像剤磁気ブラシＤ′を剥離して
現像剤撹拌部５６に導くスクレーパ６２を有している。

また、現像剤撹拌部５６は、現像ローラ５９の配置部の
後方に形成された現像剤収容部６３に収容された第１．
第２の現像剤撹拌体６４゜６５とを有している。

また、前記現像ローラ５９は、複数の磁極部（図示しな
い）を有した磁気ローラ５９ａと、この磁気ローラ５９
ａに外嵌されて図示矢印で示すように時計方向に回転す
る非磁性スリーブ５９ｂとから構成されている。

また、現像装置本体５７の現像剤撹拌部５６と対向する
位置には現像剤受入部としてのトナー受入部６６か形成
されており、後述する第１のト・ナー供給部てあり制御
部２００により制御されるトナーカートリッジ６７から
供給されたトナーＴおよび第２のトナー供給部であるト
ナー回収部６８を介してクリーニング装置２１から戻さ
れたトナーＴを受入れるようになっている。

また、スクレーバ６２と対向する位置には現像剤のトナ
ー濃度を検知する検知手段としてのトナー濃度検知器７
０か設けられていて、このトナー濃度検知器７０からの
検知結果によりトナーカートリッジ６７内に組込まれた
トナー供給軸７１（第５図参照）を必要に応じて駆動す
るようになっている。

また、クリーニング装置２１は、第３図に示すような構
成となっている。即ち、感光体１５に対向する部分に開
口部７６を有したクリーニング装置本位７５内にクリー
ニングブレード７７が収容された状態となっている。

このクリーニングブレード７７は、支軸７８により回動
自在、かつ付勢体としての錘り７９により常時第３図の
状態において反時計方向に付勢されたブレードホルダ８
０により上端部か保持されており、その下端部先端は感
光体１５の周面に圧接した状態となっている。

そして、感光体１５に付着してきた残留トナーＴを、こ
のクリーニングプレート７７により掻き落すようになっ
ている。

また、上記開口部７６の下端開口縁部には回収ブレード
８１が装着されていて、上記クリーニングプレート７７
により掻き落されたトナーＴをクリーニング装置本体７
５内に回収するようになっている。

また、クリーニング装置本体７５内の底部には、クリー
ニング装置本体７５内のトナーＴをトナー回収路６８に
受渡すべく外部に突出したトナー放出部８３に移送する
トナー回収オーガ８２が配置されている。

上記トナー放出部８３の下面には、トナー放出口８４か
形成された状態となっているとともに、このトナー放出
口８４はロータリーシャッタ（図示しない）およびスラ
イドシャッタ８５により二重に閉塞できる構成となって
いる。

一方、第４図および第５図に示すように、右カバー４３
の内側には、前記クリーニング装置２１で回収したトナ
ーＴを現像装置１８に戻すトナー回収路６８が取付けら
れた状態となっている。

このトナー回収路６８は、第６図に詳図するようにトナ
ー受入部９０と、トナー放出部９１と、上記トナー受入
部９０に受入れたトナーＴを上記トナー放出部９１に移
送するトナー移送部９２とを具備してなる構成となって
いる。そして、右カバー４３を閉じた時、上記トナー受
入部９０がクリーニング装置２１のトナー放出部８３の
下面側に位置してトナー放出口８４に対向し、また、ト
ナー放出部９１が現像装置１８の現像剤収納部６３の上
方に位置してトナー受入口６６に対向するようになって
いる。

上記トナー受入部９０は、上記クリーニング装置２１の
トナー放出口８４に対向するトナー受入口９４が形成さ
れているとともにクリーニング装置２１のトナー放出部
８３に設けられたスライドシャッタ８５を押し込んで開
くスライドシャッタ開閉部９５およびロータリンヤッタ
と一体の歯車９６と噛合してロータリンヤッタを回動さ
せるロータリシャッタ開閉用歯車９７が配置された状態
となっている。

また、トナー放出部９１は、トナーカートリッジ６７を
装着するカートリッジ装着部９８を上面に有し、下面側
にはロータリシャッタ９９により開閉されるトナー放出
口１００が形成された状態となっている。

上記カートリッジ装着部９８には、上記トナー放出口１
００を開閉するスライドシャッタ１０１か設けられてい
る。このスライドシャッタ１０１はトナー放出用の開口
部１０２と、この開口部１０２の開口縁部に突設された
係合突起１０３を有した状態となっており、カートリッ
ジ装着部９８にトナーカートリッジ６７を装着すると上
記係合突起１０３がトナーカートリッジ６７のスライド
シャッタ１０４の下面側に形成された係合凹部（図示し
ない）に係合するようになっている。

また、上記係合凹部には、トナー供給用の開口部（図示
しない）か形成されており、上記開口部］０２と連通し
た状態となっているとともに、スライドシャッタ１０１
は図示しないラックとビニオンを偏えた制御回路１３８
により制御される開閉機構によって自動的に開口部１０
２が上記トナー放出口１００に対向する位置までスライ
ドする構成となっている。

また、ロータリシャッタ９９は、図示しない駆動系を介
して歯車１１０が駆動されることにより回転してトナー
放出口１００を開放するようになっている。

また、上記トナー移送部９２は、トナー受入部９０とト
ナー放出部９１とを連通する連通管１１１と、この連通
管１１１内に収納された回転に伴いトナーＴを移送する
スパイラル部材１１２とを有した構成となっている。磁
気スパイラル部材１１２は、図示しない駆動系により歯
車１１３が駆動されることにより回転するようになって
いる。

なお、第４図および第５図に示すように、右側カバー４
３にはトナー回収路６８の駆動装置（図示しない）、ト
ナーカートリッジ６７のトナー供給軸７１を駆動する駆
動装置（図示しない）、右側カバー４２の開閉にともな
いトナー補給軸７１と駆動装置の駆動軸１２０との接続
および切離しを行うクラッチ機構１２１、ガイド部材１
２２、安全スイッチ動作用爪１２３、カバーロック爪１
２４、感光体１５および現像装置１８の位置決め用のガ
イド部材１２５等が取付けられている。

なお、第４図に示す１３０は現像装置１８のトナー受入
口６６を開閉するスライドシャッタであり、右側カバー
４３を閉じた時、トナー放出部９１により押されてスラ
イドし、トナー受入口６６を開放するようになっている
。また、１３１は現像装置１８と、感光体１５とクリー
ニング装置２１とのユニット装置を着脱自在に搭載する
スライドレール５１を引出すための把手である。

しかして、画像形成動作に当たっては、感光体］５が駆
動されるとともに帯電装置１６の働きで一様に帯電され
、ついて図示しないコンピュータからのベーン信号に応
じレーザ光学系１７により感光体１５上に画像信号に対
応した露光が行われ静電潜像が形成される。ついで、こ
の感光体１１５上の静電潜像はトナーＴとキャリアＣと
からなる二成分現像剤りを使用する現像装置１８により
現像され、トナー像として画像転写部２３側に送込まれ
る。

ここで、非磁性スリーブ５９ｂの表面には各磁極部から
発生した磁力線により現像剤りが穂立ってブラシ状に吸
着して現像剤磁気ブラシＤ′が形成され、この現像剤磁
気ブラシＤ′かスリーブ５９ｂの回転により現像部６０
に順次搬送され、磁気ブラシＤ′中のトナーａか感光体
１５上の静電潜像に付着して現像することになる。

一方、この現像剤像形成動作に同期して給紙カセット２
５，２６．２７から選択的に取出された用紙Ｐ、あるい
は手差しされた用紙Ｐ、あるいはエンベロープフィーダ
３から供給された封筒Ａがアライニングローラ対３０を
介して送り込まれ、予め感光体１５上に形成された上記
トナー像が転写装置１９の働きにより用紙Ｐあるいは封
筒Ａに転写される。ついで、用紙Ｐあるいは封筒Ａは剥
離装置２０により感光体１５より引き剥がされて像支持
体搬送路２４を通過して定着装置３１に送り込まれる。

ここでトナー像が用紙Ｐあるいは封筒Ａに溶融定着され
た後、排紙セレクタ３２により排出方向が振分けられ上
部の排紙トレイ８もしくは前部の排紙トレイ１２上に排
出される。

なお、用紙Ｐあるいは封筒Ａ上にトナー像を転写した後
、感光体１５上に残った残留トナーはクリーニング装置
２１により清掃され、次のコピー動作が可能な状態とな
る。

一方クリーニングブレード７７によりクリーニング装置
２１内に回収された残留トナーはトナー回収オーガ８２
によりトナー放出部８３に移送され、更にトナー放出口
８４からトナー受入部９０を介してトナー回収路６８に
より矢印Ｘ方向の方向に移送され、歯車１１０の駆動に
よりロータリーシャッタ９９が回動され既に開放されて
いるトナー放出口１００よりトナー受入口６６を介して
現像装置１８内に回収される。

（具体例１） 第６図におけるトナー移送部９２をスパイラル羽根の一
搬送面で切断したＡ−Ａ断面図を第１０図に示す。また
、第１１図には、従来の画像形成装置に於けるスパイラ
ル羽根の一搬送面の構造を示す図である。従来の画像形
成装置のスパイラル羽根の幅は、通常５〜１５μｍであ
るトナー平均粒径に対し５００倍から１０００倍であり
、第１０図に示すように、搬送部材の中の搬送に寄与し
ない領域（斜線部）の面積が、搬送に寄与する領域（ス
パイラル部材１１２の搬送面の断面に対する射影の面積
）の５０％程度である。この場合、トナー回収路６８の
中には、２００００枚のプリント後で約１５ｇのトナー
が溜まった。このとき単位時間当たりのトナー搬送量は
約０．１ｇ／秒であった。次に、このトナー移送部に振
動を与えた後プリンタ本体を駆動すると、５秒間に約１
０ｇのトナーか現像装置に搬入された。これにより、現
像装置内のトナー比濃度は、約２００上昇し、画像上に
かぶりを発生した。このかぶりをマクヘス濃度計で測定
したところ、２．５でアった。

このマクベス濃度計測定値は、０．１２未満であると実
用的に問題がないが、０．１２以上であると、画像上に
かぶりが発生し、鮮明な画像が得られないものである。

本発明にかかる画像形成装置は、スパイラル羽根の幅が
、トナー平均粒径の約４００倍であり、第１１図に示す
ように、そのトナー移送部９２の断面において搬送に寄
与しない断面領域（斜線部）が、搬送に寄与する断面領
域（部品１１２の断面積）の約１５％である。これによ
り、トナー回収路６８の中には、２００００枚のプリン
ト後で約５ｇのトナーが溜まった。このとき単位時間当
たりのトナー搬送量は約０．０２ｇ／秒であった。

次に、このトナー回収路に振動を与えた後プリンタ本体
を駆動すると、５秒間に約２ｇのトナーが現像装置に搬
入された。これによる現像装置内のトナー比濃度上昇は
、約０．４％の上昇であり、画像上のかぶりを測定する
と、マクベス濃度計測定で０７であり、実用的に問題の
ない範囲であった。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の画像形成装置は、像担持体表面
から回収されたトナーを現像装置内に搬送するトナー搬
送手段に於いて、スパイラル状のトナー搬送部材の幅が
トナー平均粒径の５０倍から４００倍であり、この搬送
部材をスパイラル搬送面で切断した断面において、搬送
に寄与しない断面領域が、搬送に寄与する断面領域の２
０％以下であることから、搬送部内にトナーが大量に溜
まることが防止され、常に安定した量の回収トナーを現
像装置に搬送することができ、これにより画像上のかぶ
り等の不具合の発生を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像形成装置の一実施例を斜め前方
から見た図、第２図は、第１図の装置の構成を示す概略
断面図、第３図は、第１図の装置の現像デバイスを示す
拡大図、第４図は、第１図の装置のサイドカバーを開い
た様子を示す図、第５図は、第４図のサイドカバーを内
側から見た図、第６図は、本発明にかかるクリーニング
装置の構造を示す概略図、第７図は、本発明に用いられ
る感光体と非転写材との配置を示す図、第８図は、本発
明に用いられる感光体と帯電装置、現像装置との配置を
示す概略図、第９図は、第６図のクリーニング装置にお
けるＡ−Ａ断面図、第１０図は、従来の画像形成装置に
於けるスパイラル羽根の一搬送面の構造を示す断面図で
ある。 １５・・・像担持体、１８・・・、現像装置、２１・・
・クリーニング装置、１１２・・・スパイラル状搬送部
材出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 ９２’　　　　　　　　　１１３ 第６図 第９図　　　　第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体、この像担持体上の静電潜像を粉状の現像剤に
   より現像する現像手段、該像担持体上の現像剤像を転写
   材に転写する転写手段、像担持体上に残留する現像剤を
   除去、回収するクリーニング手段、及び回収された現像
   剤を現像手段に搬送するスパイラル状の搬送部材をもつ
   現像剤搬送手段とを具備し、前記スパイラル状の搬送部
   材は、現像剤平均粒径の５０〜４００倍の幅を有し、前
   記搬送手段をスパイラル状の搬送部材の搬送面で切断し
   た断面において、搬送に寄与しない断面領域は、搬送に
   寄与する断面領域の２０％以下であることを特徴とする
   画像形成装置。