JPH06337618A - トナー搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成とすることができる静電アクチュ
エータ部材を用いたトナー搬送装置及び画像形成装置を
提供する。 【構成】 トナー搬送管２４の外周に、絶縁体で被覆さ
れた３本の電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃをトナー搬送管
２４長手方向にわたって螺旋状に巻き付け、各電線をそ
れぞれ異なる第１〜第３の電極端子２６ａ，２６ｂ，２
６ｃに接続し、各電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃで３相の
駆動電極を構成させる。以上の構成によれば、各電線２
５ａ，２５ｂ，２５ｃに、所定の電圧を印加することに
より、トナーの電荷と電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃの電
荷の相互作用で駆動力を発生させてトナーを搬送でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー搬送装置及び該
トナー搬送装置を用いた複写機、ファクシミリ、プリン
ター等の画像形成装置に係り、詳しくは静電アクチュエ
ータ部材を用いたトナー搬送装置及び該トナー搬送装置
をクリーニング装置から現像装置へのトナー搬送装置に
用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のトナー搬送装置を構成す
る静電アクチュエータ部材としては、例えばトナー搬送
方向に延在し、かつ、該搬送方向に垂直な方向に所定幅
を有する絶縁体からなる固定子と、この固定子に埋め込
まれた複数の電極（以下、駆動電極という）とからな
り、この駆動電極は、それぞれ該垂直な方向に細長い帯
状をしており、隣合う駆動電極同士が、互いに異なる第
１〜第３の電極端子のいずれかに接続されて、３つの駆
動電極群を形成した構成のものが知られている。そし
て、この構成に係る静電アクチュエータ部材において
は、第１〜第３の電極端子に駆動電源から所定の電圧を
印加することにより、トナーの電荷と駆動電極の電荷の
相互作用で駆動力を発生させてトナーを搬送する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この構成に
よれば、複数の電極を絶縁体からなる固定子に埋め込む
必要があり、製造上手間がかかるという問題点があっ
た。

【０００４】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、簡単な構成とするこ
とができる静電アクチュエータ部材を用いたトナー搬送
装置及び画像形成装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、静電アクチュエータ部材を用
いたトナー搬送装置において、該静電アクチュエータ部
材を、絶縁部材によって被覆された導電線をトナー搬送
路に沿うように螺旋状に巻いて構成したことを特徴とす
るものである。請求項２の発明は、請求項１のトナー搬
送装置において、上記導電線として３本一組みで平面状
に構成され、それぞれが所定の電圧が印加される導電線
を用いたことを特徴とするものである。請求項３の発明
は、請求項２のトナー搬送装置において、上記それぞれ
の導電線のピッチをトナー粒径の１／３以下に設定した
ことを特徴とするものである。請求項４の発明は、請求
項１，２又は３のトナー搬送装置において、上記トナー
搬送路を管状部材の内部に構成し、該管状部材をフレキ
シブルな部材で構成したことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１，２，３又は４のトナー搬
送装置を、トナー像が転写材に転写された後の潜像担持
体表面から残留トナーを回収するクリーニング装置から
潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とするために潜
像担持体上にトナーを供給する現像装置へのトナー搬送
装置として用いたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】請求項１の発明においては、絶縁部材によって
被覆された導電線をトナー搬送路に沿うように螺旋状に
巻いたことにより、トナー搬送路の周囲にはトナー搬送
路長手方向にわたって電極が形成されることになる。そ
して、この電極としての導電線に所定の電圧を印加して
導電線の近傍に形成される電界を制御することによっ
て、トナー搬送路に存在するトナーを搬送できる。請求
項２の発明においては、３本一組みで平面状に構成さ
れ、それぞれが所定の電圧が印加される導電線を用いる
ことにより、トナー搬送路の周囲にトナー搬送路長手方
向にわたって３相の電極を簡単に構成できる。請求項３
の発明においては、導電線のピッチをトナー粒径の１／
３以下に設定したことにより、トナー粒子は３本の導電
線によって構成される３相の電極による電界の力を確実
に受けることができる。請求項４の発明においては、ト
ナー搬送路を管状部材の内部に構成し、該管状部材をフ
レキシブルな部材で構成したことにより、該管状部材を
例えば画像形成装置内で直線的な形状に構成することな
く、自由な這い廻し形状とすることができる。請求項５
の発明においては、請求項１，２，３又は４のトナー搬
送装置をクリーニング装置から現像装置へのトナー搬送
装置として用いたので、導電線に印加する電圧を制御す
ることによって、クリーニング装置によって回収された
トナーのうち主に所定の極性に帯電したトナーのみを現
像装置に搬送することができる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るトナー搬送装
置を適用した画像形成装置である電子写真複写機（以
下、複写機という）の概略構成を示すものである。先
ず、該複写機全体の概略について説明する。潜像担持体
である感光体ドラム１（例えば有機感光体；ＯＰＣ）は
時計方向に回転駆動される。コンタクトガラス２上に原
稿を載置し、図示しないプリントスイッチを押すと、原
稿照明光源３とミラー４よりなる走査光学系５と、ミラ
ー６、７よりなる走査光学系８とが移動し、原稿の読み
取り走査が行なわれる。そして、レンズ９の後方に設け
た画像読み取り素子１０に、走査された画像が画像信号
として読み込まれる。読み込まれた画像信号はデジタル
化されて画像処理される。画像処理された信号に基づき
図示しないレーザーダイオード（ＬＤ）を駆動し、該Ｌ
Ｄからのレーザー光をポリゴンミラー１３で反射した
後、ミラー１４を介して感光体ドラム１上に照射する。
これにより、レーザー光による光書き込みが感光体ドラ
ム１上に行なわれて、既に帯電チャージャー１５により
一様に帯電された感光体ドラム表面に静電潜像が形成さ
れる。この静電潜像は、現像装置１６によって可視像化
され、この可視像は、給紙部１７から送られた転写紙に
転写チャージャー１８のコロナ放電により転写される。
この転写後、転写紙は分離チャージャー１９により感光
体ドラムの表面より分離される。この分離後、転写紙は
搬送ベルト２１で搬送され、定着ローラ対２２の接触部
を通って、転写紙上の転写像が定着された後に機外へ排
出される。一方、転写後において感光体表面に残留して
いるトナーはクリーニング装置２３により除去される。
クリーニング装置２３内の回収トナーは、クリーニング
装置２３と現像装置１６とをつなぐトナー搬送管２４内
を通り、現像装置１６内に戻される。現像装置１６内に
戻されたトナーは静電潜像の現像に再利用される。

【０００８】次に、トナー搬送管２４について説明す
る。従来のトナー搬送管内には搬送スクリュー等が内蔵
されており、これが回転することでクリーニング装置か
ら現像装置へとトナーが送られる構成になっている。し
かし、この場合、搬送スクリューとトナー搬送管内壁と
の間でトナーが擦れ、トナー搬送管内でトナーが固着し
たり、更には凝固したトナーが現像装置内に入ったりす
ることがある。そして、この凝固したトナー等を用いて
現像を行った場合、現像装置の現像ローラを傷つけた
り、ホタル、白抜け等の異常画像を転写紙上で発生させ
て画像に悪影響を与えたりするという不具合があった。
また、従来のトナー搬送管内には搬送スクリューを円滑
に回転させるために搬送スクリューとの間に空隙が設け
られた構成になっている。しかし、この空隙が設けられ
ていることによりトナーが円滑に搬送されずクリーニン
グ装置内にトナーが堆積し、クリーニング不良が発生す
るという不具合があった。更に、トナーが空隙に堆積し
てトナー搬送管内壁に固着することにより、搬送スクリ
ューがトナー搬送管内でロックし、クリーニング装置か
ら現像装置へトナーが搬送されなくなったり、固着によ
る異音が発生したりするという不具合があった。

【０００９】そこで、本実施例のトナー搬送管２４にお
いては、上記搬送スクリュー等の機械的なトナー搬送手
段による不具合を解決できるように、静電アクチュエー
タ部材を用いてトナーを静電的に搬送する構成になって
いる。すなわち、本実施例においてトナー搬送管２４
は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、テ
フロン、エポキシ樹脂等の絶縁部材で作成され、内部が
上記回収トナーの搬送路として用いられる。また、トナ
ー搬送管２４の一端は図２に示すように、現像ローラ１
６１と、該現像ローラ１６１の表面に当接回転してトナ
ーを摩擦帯電させる帯電ローラ１６２と、トナーホッパ
内のトナーを帯電ローラ１６２付近まで搬送するための
アジテータ１６３とを備えた現像装置１６の上面から内
部に貫通して取り付けられている。また、トナー搬送管
２４の他端はクリーニング装置２３の上面から内部に貫
通するように取り付けられている。そして、このトナー
搬送管２４の外周には、例えばテフロン、塩化ビニル等
の絶縁体で被覆された導電体としての銅線等の電線２５
がトナー搬送管２４長手方向にわたって螺旋状に巻き付
けられており、この電線２５が静電アクチュエータ部材
の電極として用いられる。

【００１０】図１〜図４に示した例においては、電線２
５として３本の電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃを用い、こ
れらの電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃは互いに交差するこ
となくトナー搬送管２４の外周に螺旋状に巻き付けられ
ている（詳細は図３（ａ），（ｂ）参照）。そして、電
線２５ａ，２５ｂ，２５ｃはそれぞれ異なる第１〜第３
の電極端子２６ａ，２６ｂ，２６ｃに接続されており、
それぞれの電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃで３相の駆動電
極を構成している。以上の構成によって、トナー搬送管
２４の長手方向には３相の駆動電極が連続して構成され
ることになり、この構成によれば、３本の電線２５ａ，
２５ｂ，２５ｃをトナー搬送管２４の周囲に巻き付ける
だけで簡単に３相の駆動電極をトナー搬送管２４の周囲
に構成することができる。なお、上記３本の電線２５
ａ，２５ｂ，２５ｃとして３本一組みで平面状に構成さ
れた電線を用いれば、より簡単に３相の駆動電極をトナ
ー搬送管２４の周囲に構成することができる。また、こ
のときのトナー搬送管２４は直線形状だけでなくフレキ
シブル又は曲線形状であってもよい。

【００１１】この電線２５のトナー搬送管２４長手方向
におけるピッチは、例えば、（５／３）乃至（１３／
３）μｍ程度に設定して、中心粒径（トナー粒径の分布
の中心粒径）が５乃至１３μｍ程度のトナー粒子が３本
の電線２５（駆動電極）上に一列に付着するようにして
も良いし、これよりも該長手方向の幅及びピッチを大き
く設定して３本の電線２５（駆動電極）上にトナー粒子
が複数列になって付着するようにしても良い（図４参
照）が、前者のように設定することが望ましい。なぜな
ら、前者のように電線２５のトナー搬送管２４長手方向
におけるピッチをトナー粒子の直径の１／３以下程度に
設定した場合は、トナー粒子は３本の電線２５ａ，２５
ｂ，２５ｃによって構成される３相の電極による電界の
力を確実に受けることができ、確実なトナーの搬送が可
能となるからである。

【００１２】そして、これらの電線２５ａ，２５ｂ，２
５ｃに、後述するように静電アクチュエータの駆動電源
（図示せず）から所定の電圧を印加することにより、ト
ナーの電荷と電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃの電荷の相互
作用で駆動力を発生させてトナーを搬送する。

【００１３】図５を用いて上記静電アクチュエータ部材
により、クリーニング装置２３内の正極性に帯電したト
ナーを例えばトナー搬送管２４内で右方向（現像装置１
６方向）に搬送する動作原理について説明する。なお、
図５において電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、説明の便
宜上、実線で図示している。図５（ａ）のように、いず
れの電極端子２６ａ，２６ｂ，２６ｃにも電圧をかけて
いない状態では、駆動電極としてのいずれの電線２５
ａ，２５ｂ，２５ｃにも電荷は存在しない。一方、クリ
ーニング装置２３内のトナーは摩擦帯電等によって正極
性の帯電を有しているが、トナー搬送管２４側には電荷
が無いので電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃによっては何等
支配されず、トナーの搬送は行なわれない状態である。
このとき、クリーニング装置２３内のトナーは、クリー
ニング装置２３内部まで貫通して取り付けられたトナー
搬送管２４の内部に浮遊していたり、何らかの力によっ
てトナー搬送管２４内壁に付着している。

【００１４】この状態から、図５（ｂ）に示すように、
静電アクチュエータの駆動電源によって第１電極端子２
６ａに正電圧（＋Ｖ）、第２電極端子２６ｂに負電圧
（−Ｖ）、第３電極端子２６ｃに正電圧（＋Ｖ）を印加
する。すると、トナーは、その帯電極性と逆極性の電圧
が印加されている電線２５に引きつけられる。つまり、
−Ｖの電圧が印加されている電線２５ｂ内周のトナー搬
送管２４内壁に正極性のトナーが付着する。このとき、
トナーと同極性である＋Ｖの電圧が印加されている電線
２５ａ及び電線２５ｃ内周のトナー搬送管２４内壁には
トナーが引きつけられることはない。

【００１５】次に、各印加電圧を図５（ｃ）のように、
付着しているトナーの下方にある電線２５ｂにトナーと
同極性である＋Ｖの電圧を、該電線２５ｂのトナー搬送
方向（この例では右側）隣りである電線２５ｃにトナー
と逆極性である−Ｖの電圧を、そして、該電線２５ｂの
トナー搬送方向とは逆隣りである電線２５ａにトナーと
同極性である＋Ｖの電圧を印加するように切り換える。
これにより、トナーの電荷とその直下の電線２５ｂの電
荷とが同極性となるために、図５（ｃ）に示すように反
発力が発生して各トナーに対し浮上力が発生し、トナー
搬送方向の電線２５ｃの電位は＋Ｖから−Ｖと変化して
トナーと逆極性になっているので、図５（ｄ）に示すよ
うに該電線２５ｃの電荷はその左上のトナーを吸引し、
また、該電線２５ｂのトナー搬送方向とは逆隣りの電線
２５ａの電荷はトナーと同極性になっているので、その
右上のトナーを反発して、トナーを右方向に移動させる
駆動力が発生する。以上のように、トナーとトナー搬送
管２４内壁表面との摩擦が浮上力によって減少し、電荷
による駆動力により、トナーは電線２５の１ピッチ程度
移動する。

【００１６】次に、このトナーの浮上と駆動を行うパタ
ーンの電圧（図５（ｃ）、図５（ｄ））を、１つずらす
為に、図５（ｅ）及び図５（ｆ）のように各印加電圧を
切り換える。以降、同様にして、電線２５を１つずつず
らしながら印加することにより、トナーを続けて動か
す。

【００１７】ここで、以上の図５（ｂ）から図５（ｆ）
まで、及びその後における、各電線２５ａ，２５ｂ，２
５ｃへの印加電圧の切り換えについて整理すると、表１
のようになる。同表中のステップに図５（ｂ）が、ス
テップに図５（ｃ）及び図５（ｄ）が、ステップに
図５（ｅ）及び図５（ｆ）が対応する。以降、ステップ
〜を繰り返すことによって、トナーの浮上と駆動を
行うパターンの電圧を、１つずつずらしていく。図６に
電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃに印加する電圧のパターン
を示す。 （以下、余白）

【表１】

【００１８】なお、例えば図５（ｃ）（ステップ）
で、電線２５ｃへの印加電圧を正電圧（＋Ｖ）にし、か
つ、電線２５ａへの印加電圧を負電圧（−Ｖ）にすれば
逆方向に駆動して搬送することができる。

【００１９】以上の構成において、クリーニング装置２
３内の正極性に帯電したトナーは、上記の静電アクチュ
エータ部材の搬送原理によってトナー搬送管２４内部を
現像装置１６まで搬送される。一方、帯電していない紙
粉等は静電アクチュエータ部材では搬送されずにクリー
ニング装置２３内に残され、また、上記正極性に帯電し
たトナーと逆極性に帯電しているトナーや２成分現像剤
を用いた場合のキャリアも紙粉等と同様にクリーニング
装置２３内に残される。これにより、所定極性（本実施
例においては正極性）に帯電しているトナーのみがトナ
ー搬送管２４内を現像装置１６へ搬送される。

【００２０】以上、本実施例によれば、絶縁部材によっ
て被覆された電線２５をトナー搬送管２４に螺旋状に巻
き付けるだけで、トナー搬送管２４内に存在するトナー
を搬送する静電アクチュエータ部材を簡単に構成するこ
とができる。また、上記のように電線２５をトナー搬送
管２４に螺旋状に巻き付けるだけで簡単に静電アクチュ
エータ部材を構成することができるので、トナー搬送管
２４を自由な形状に構成できる。また、３本の電線２５
ａ，２５ｂ，２５ｃとして３本一組みで平面状に構成さ
れた電線を用いれば、より簡単に静電アクチュエータ部
材の３相の駆動電極を構成することができる。また、電
線２５のトナー搬送管２４長手方向におけるピッチをト
ナー粒子の直径の１／３以下程度に設定することによ
り、トナー粒子は３本の電線２５ａ，２５ｂ，２５ｃに
よって構成される３相の電極による電界の力を確実に受
けることができ、確実なトナーの搬送が可能となる。ま
た、トナー搬送管２４をフレキシブルな部材で構成すれ
ば、複写機内で直線的な形状に構成することなく、自由
な這い廻し形状とすることができるので、複写機を小型
化することが可能となる。また、クリーニング装置２３
内のトナーのうち主に正常な極性に帯電したトナーのみ
を現像装置１６に搬送することができるので、クリーニ
ング装置２３によって回収されたトナーを再利用するこ
とによる異常画像の少ない画像を得ることができる。更
に、クリーニング装置２３内のトナーは現像装置１６ま
で静電的に搬送されるので、トナーが摩擦等によりトナ
ー搬送管２４内壁に固着したり、凝集して現像に使用さ
れることにより画像上悪影響を与えたりすることがな
い。

【００２１】なお、本実施例においてトナー搬送管２４
としては、断面形状が円形のものあるいは断面形状が四
角のものなど種々のものが適用できる。また、絶縁体で
被覆された電線２５をトナー搬送路に螺旋状に巻き付け
る構成に係るトナー搬送手段は、上記のようなクリーニ
ング装置２３から現像装置１６までのトナー搬送以外に
も、例えば補給用の未使用トナーを収容したトナーボト
ルから現像器のトナーホッパまでのトナー搬送用にも用
いることができる。すなわち、トナーボトル中のカーボ
ンブラックを含む黒トナーは２μＣ程度、カーボンブラ
ックを含まないカラートナーは１０μＣ程度の電荷を通
常有しているので、上記静電アクチュエータ部材によっ
て静電的に搬送できる。しかし、この場合、より良好に
搬送を行うためには、トナーボトルにおいてトナー撹拌
部材等によりトナーを１０μＣ〜３０μＣ程度まで帯電
させることが好ましい。また、電線２５は必ずしも図３
あるいは図４に示すように隣合うもの同士が接するよう
にトナー搬送管２４に巻き付ける構成をとる必要はな
く、隣合うもの同士が所定の間隔をとって接触しないよ
うにトナー搬送管２４に巻き付ける構成をとっても良
い。ここで、上記３本一組みで平面状に構成された電線
を用いた場合、端部の電線同士が隣合う箇所において
は、これらの電線の間の間隔が端部の電線と中央の電線
との間の間隔と等しくなるように、該端部の電線同士が
接触しないようにトナー搬送管２４に巻き付ける構成を
とっても良い。また、上記３本一組みで平面状に構成さ
れた電線を用いた場合、これ自体を螺旋状に巻いて内部
の空間をトナー搬送路とするトナー搬送管を構成しても
良い。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、絶縁部材によ
って被覆された導電線を静電アクチュエータ部材の電極
として用いることができ、この導電線をトナー搬送路に
沿うように螺旋状に巻くだけで、トナー搬送路に存在す
るトナーを搬送する静電アクチュエータ部材を簡単に構
成することができるという効果がある。また、上記のよ
うに導電線をトナー搬送路に沿うように螺旋状に巻くだ
けで、トナー搬送路の周囲に静電アクチュエータ部材を
簡単に構成することができるので、トナー搬送路を自由
な形状に構成できるという効果がある。請求項２の発明
によれば、３本一組みで平面状に構成され、それぞれが
所定の電圧が印加される導電線をトナー搬送路に沿うよ
うに螺旋状に巻くことにより、トナー搬送路の周囲にト
ナー搬送路長手方向にわたって３相の電極を有する静電
アクチュエータ部材を簡単に構成することができるとい
う効果がある。請求項３の発明によれば、３本の導電線
によって構成される３相の電極による電界の力をトナー
粒子に確実に与えることができるので、トナー粒子を確
実に搬送することができるという効果がある。請求項４
の発明によれば、内部にトナー搬送路が構成される管状
部材を例えば画像形成装置内で直線的な形状に構成する
ことなく、自由な這い廻し形状とすることができるの
で、該管状部材が設けられる装置を小型化することが可
能となるという効果がある。請求項５の発明によれば、
クリーニング装置によって回収されたトナーのうち主に
所定の極性に帯電したトナーのみを現像装置に搬送する
ことができるので、正規の帯電極性と逆の極性に帯電し
たトナーを現像装置に搬送することなく、正規の帯電極
性のトナーのみを主に現像装置に搬送することができ、
よって、該トナー搬送装置を例えば画像形成装置に適用
した場合、異常画像の少ない画像を得ることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るトナー搬送装置を適用した複写機
の概略構成図。

【図２】図１中の現像装置近傍の拡大図。

【図３】（ａ）はトナー搬送管の外観概略構成図。
（ｂ）は同トナー搬送管の断面図。

【図４】電線のトナー搬送管長手方向におけるピッチに
ついての説明図。

【図５】実施例に係る静電アクチュエータ部材の動作原
理の説明図。

【図６】電線に印加する電圧のパターンを示す説明図。

【符号の説明】

１６ 現像装置 ２３ クリーニング装置 ２４ トナー搬送管 ２５ 電線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電アクチュエータ部材を用いたトナー搬
   送装置において、 該静電アクチュエータ部材を、絶縁部材によって被覆さ
   れた導電線をトナー搬送路に沿うように螺旋状に巻いて
   構成したことを特徴とするトナー搬送装置。
2. 【請求項２】上記導電線として３本一組みで平面状に構
   成され、それぞれが所定の電圧が印加される導電線を用
   いたことを特徴とする請求項１のトナー搬送装置。
3. 【請求項３】上記それぞれの導電線のピッチをトナー粒
   径の１／３以下に設定したことを特徴とする請求項２の
   トナー搬送装置。
4. 【請求項４】上記トナー搬送路を管状部材の内部に構成
   し、該管状部材をフレキシブルな部材で構成したことを
   特徴とする請求項１，２又は３のトナー搬送装置。
5. 【請求項５】請求項１，２，３又は４のトナー搬送装置
   を、トナー像が転写材に転写された後の潜像担持体表面
   から残留トナーを回収するクリーニング装置から潜像担
   持体上の潜像を現像してトナー像とするために潜像担持
   体上にトナーを供給する現像装置へのトナー搬送装置と
   して用いたことを特徴とする画像形成装置。