JPH08185096A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の画像形成装置の現像装置における現像
容器は、互いに横方向に隣接した現像室及び攪拌室を有
し、そのため現像容器乃至現像装置の横幅が大となる、
という問題を解決すること。 【構成】 像担持体１上の潜像を現像する現像装置と、
像担持体上の未転写トナーをクリーニングするクリーニ
ング装置とを有する画像形成装置において、スクリュー
（２３、３４）及び中継経路（４Ｆ、４Ｒ）により形成
される現像剤の循環経路の一部（３４）をクリーニング
装置（３１）に設け、現像装置の横幅、ひいてが画像形
成装置の横幅を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式や静電記録
方式などの複写機、プリンター等の画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、像担持体上の潜像を現像する方式
として、顕画剤であるトナーとトナーに電荷を付与する
キャリアからなる二成分現像剤を用いる方式が知られて
いる。図７は、二成分現像方式を用いた現像装置の断面
図である。現像装置２は現像剤Ｄを収容する現像容器２
１、感光体、誘電体等の像担持体１と対向した現像部Ａ
へ現像剤Ｄを担持し搬送するところの現像ローラ２２、
現像剤を撹拌混合するところのスクリュー部材などで構
成される。現像容器は仕切部材２７により現像室２５と
撹拌室２６とに区画されており、現像室、撹拌室にはそ
れぞれ第１スクリュー２３、第２スクリュー２４が設け
られている。

【０００３】現像剤は現像ローラ２２、２つのスクリュ
ー２３、２４が回転することにより現像装置内で循環す
る。現像ローラは２重管構造をとっており、内部のマグ
ネットローラは固定されており、外側の非磁性材料より
なるスリーブが回転するものである。

【０００４】マグネットローラの磁極配置が図に示すよ
うな５極構成の場合、現像剤は第１スクリュー２３より
現像ローラのＮ２極に汲み上げられる。そしてドクター
ブレード２８により現像剤の通過量が規制された後、現
像極（Ｓ１極）に搬送され、その後、Ｎ２極とＮ３極に
より形成される反発磁界と重力との作用により現像剤は
スリーブ表面より剥離落下し第１スクリュー２３に取り
込まれる。

【０００５】図８は現像ローラ２２と２つのスクリュー
２３、２４とを展開して示したもので、スクリュー部で
の現像剤の循環経路を矢印にて示す。図に示したように
２つのスクリューは長手方向で逆方向に現像剤を搬送
し、第１のスクリュー２３の両端部にてスクリュー間に
おける現像剤の受け渡しを行なう。なお、現像装置に対
するトナーの補給は、不図示の外部ホッパーより第２ス
クリュー２４の上流部Ｈ点においてなされるものであ
る。

【０００６】斯かる現像装置において、消費に応じて外
部より補給されたトナーは、撹拌室２６にて第２スクリ
ューにより既存の現像剤に充分に混合撹拌されながら搬
送され現像室２５に送り込まれる。現像室２５に送りこ
まれた現像剤は、現像ローラ周りを循環しトナーを消費
しながら第１のスクリューにより軸方向に搬送され再び
撹拌室に戻される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は、以下に述べる課題を有している。

【０００８】図９は、上述した現像装置を利用したカラ
ー画像形成装置の断面図である。該画像形成装置は複数
の画像形成ステーションＰ１〜Ｐ４を備え、各画像形成
ステーションにてそれぞれ異なる色のトナー像を形成し
これらのトナー像を同一の記録材に順次重ね転写するも
のである。このような装置は当然のことながら画像形成
ステーションが複数あるために装置の横幅が広くなり大
型化を招きやすい。したがって、この画像形成ステーシ
ョンの横幅をできるかぎり小さくすることが重要な課題
となる。

【０００９】各画像形成ステーションＰ１〜Ｐ４には、
感光体ドラム１を中心としてその周囲には一次帯電器５
１、現像装置２、転写手段５２、感光体クリーナ３等が
備えられている。このうち画像形成ステーションの横幅
に関与するのはドラム径、クリーナ横幅、現像装置横幅
である。図より明らかなように現像装置撹拌室の上部Ｂ
はデッドスペースとなっており、有効なスペース活用が
されていない。

【００１０】このスペースを活かすために、例えばクリ
ーナ３を上方に移し現像装置２と上下方向に重ねる方法
もあるが、一次帯電器５１や前露光器のスペースをせば
めたり、ドラム周囲のユニットの脱着方法が限定される
などの欠点を有している。

【００１１】また、現像装置２のスクリューを上下に並
べるつまり現像室の下方に撹拌室を設ける方法は、現像
装置２が上下方向に長くなるのに応じてドラム径を大き
くする必要が生じるため結果としてあまり小さくならな
い。

【００１２】また、現像装置２のスクリュー径を小さく
することにより現像装置の幅を小さくする方法では、撹
拌搬送性能を低下させたり、現像剤の量が減じることに
より現像剤の寿命を低下させる等の欠点があり、望まし
いものではない。

【００１３】従って本発明の目的は、上記したような、
性能の低下や不具合を伴うことなく、画像形成ステーシ
ョンの幅を小さくし、画像形成装置の小型化をはかるこ
とである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、像担持体上の潜像を現像する現像装置と像
担持体上の未転写トナーをクリーニングするクリーニン
グ装置とを有する画像形成装置において、現像剤の循環
経路の一部をクリーニング装置に設けたことを特徴とす
る。

【００１５】

【作用】現像剤の循環経路の一部をクリーニング装置に
設けることにより、従来現像室に隣接して設けていたと
ころの撹拌室を現像装置より廃止でき、代わりにクリー
ニング装置が撹拌室として機能するため、性能（例えば
撹拌性）の低減を惹起することなく装置の小型化がはか
れる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について添付図面を参照
して詳細に説明する。

【００１７】図６は本発明を適用したカラー画像形成装
置の断面図である。従来例と同様に、複数の画像形成ス
テーションＰ１〜Ｐ４にてそれぞれ異なる色のトナー像
を形成し、同一記録材にこれらのトナー像を重ねて転写
する方式のものである。

【００１８】以下、画像形成行程について簡単に説明す
る。各画像形成ステーションＰ１〜４の中央には像担持
体としての感光体ドラム１が設けられている。感光体ド
ラム１は矢印方向に回転するものであるが、まず前露光
器５３にて均一に除電され、一次帯電器５１にて均一に
帯電される。次いで露光装置５４により光照射Ｅを受け
て、画像に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像
は現像装置２により可視画像（トナー像）に現像され
る。現像装置２には画像形成ステーション毎にイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラック色のトナーがそれぞれ
入れられている。

【００１９】そして、給紙装置５５より搬送ベルト５６
上に給送された記録材Ｌが、各画像形成ステーションの
転写部Ｇを通過するたびに、感光体ドラム上の各色のト
ナー像が記録材上に転写帯電器５２の作用により順次重
ねて転写される。

【００２０】４色のトナー像をのせた記録材Ｌは定着装
置５７に搬送され、トナーが記録材に定着されて画像形
成が終了する。一方、転写行程後、記録材にいかずに感
光体ドラム上に残留した未転写トナーはクリーニング装
置３に回収される。

【００２１】図１，２は本画像形成装置の要部を示すも
ので、一つの画像形成ステーションの感光体ドラム、現
像装置及びクリーナを抜き出して示した展開図及び断面
図である。

【００２２】図より明らかなように従来例にあった現像
装置の撹拌室を廃止している。現像ローラ２２及び現像
室２５の構成は従来例と同じであり、この部位における
現像剤の循環の様子も同じであるので説明は省略する。

【００２３】クリーナ３はクリーナ容器３１、クリーナ
ブレード３２、すくいシート３３、スクリュー３４等で
構成される。クリーナブレード３２及びすくいシート３
３は感光体ドラム１に当接しており、感光体ドラム上に
残留した未転写トナーは、すくいシート３３の当接部を
すり抜けクリーナブレード３２のエッジにてかき落とさ
れる。かき落とされたトナーはすくいシートの上に落ち
クリーナ容器内に収容される。従来技術においては、収
容されたトナーは、廃トナーとしてスクリュー等の搬送
部材を用いてクリーナ容器より廃トナーボックスに搬送
される。

【００２４】これに対し本発明は、クリーナ容器が現像
剤の循環経路の一部を構成するもので、クリーナブレー
ドにてかき落とされたトナーを現像剤にとりこみ再利用
（リユース）するものである。

【００２５】現像装置２とクリーナ３とは前後に一対の
中継経路又は中継搬送手段４Ｆ，４Ｒを介して接続され
ている。この構成にて現像剤は、スクリュー等の搬送部
材を駆動することにより、図中矢印方向に循環される。
つまり、現像装置現像室２５の手前より中継経路４Ｆを
介して現像剤はクリーナ容器３１に送りこまれ、クリー
ナ容器内で未転写トナーをとり込みながらスクリュー３
４により前から奥へ搬送される。次いで奥側の中継経路
４Ｒを経由して再び現像装置現像室２５へ戻される。

【００２６】この循環経路に対しトナー補給はクリーナ
の手前より行なわれる。図１にて不図示の外部ホッパよ
りクリーナ３のスクリューの上流部Ｈ点にトナーは補給
される。このトナーはＪ点にて現像剤にとりこまれ、同
点〜Ｎ点の間で充分に混合撹拌された後、現像室２に送
り込まれる。一方クリーナブレードで回収する未転写ト
ナーは画像域Ｑにて現像剤経路に取り込まれるため、奥
側で取り込んだトナーは現像室に到るまでの撹拌経路が
短くなる。しかし、その量（トナー量）は転写効率が８
５〜９０％とすると、消費トナー量の１０〜１５％程度
と少ないため、短かい経路においても混合撹拌は充分に
行なわれ、不具合は生じない。

【００２７】以上説明したように本発明は、従来技術に
おける現像装置の撹拌室を廃止したものであるが、クリ
ーナに撹拌室の機能を担わせたということができる。

【００２８】次に中継経路について説明する。中継経路
又は中継搬送手段の役割は、現像室２５とクリーナ３と
の間で現像剤の搬送を行うことにある。搬送方法の一例
を図３を用いて説明する。図３は前側の中継経路４Ｆの
正面方向の断面図である。搬送部材４１は軸４２及び複
数の羽根４３により構成され現像装置２、クリーナ３の
スクリューと平行に回転するものである。搬送部材４１
は、ドラム１を支持駆動するところのドラム軸１１と干
渉しないように複数設けられている。

【００２９】図に示す矢印方向（時計回り）に搬送部材
４１が回転することにより、現像剤は羽根に押され中継
経路の容器４４の底面に沿って図中右から左に移動し、
次の搬送部材に受け渡される。受け渡しが繰り返され、
その結果現像剤は現像室２５よりクリーナ３へ搬送され
る。羽根の形状平板でもよいが、図のように曲面にした
方が連れ回りが減り搬送効率が高くなる。

【００３０】これらの搬送部材の駆動手段としては、現
像装置又はクリーナのスクリューを起点としたギア列を
形成し、スクリューより駆動力を受けるのが簡便である
（図示は省略する）。なお、奥側の中継経路について
は、上記した前側のものと同様の構成にし回転方向を逆
にすればよい。

【００３１】中継部における現像剤搬送手段の他の例を
図４を用いて説明する。図４は図３同様、前側中継経路
４Ｆの正面方向の断面図である。搬送スクリュー４５
は、現像装置２、クリーナ３のスクリュー２３，３４と
は直交する方向でこれらのスクリューよりも下方に配置
される。現像容器の底面にはスクリュー２３と４５が交
差する位置に開口が設けられ、現像剤は現像室２５より
中継容器４４に開口を通って送りこまれる。

【００３２】そして、らせん羽根を有する搬送スクリュ
ー４５が回転することにより、クリーナ３側へと現像剤
は送られる。クリーナ容器３１底部にも同様にスクリュ
ー交差位置に開口が設けてあり、そしてクリーナスクリ
ューの上方に該開口と対向する位置に磁石３５が容器３
１に固設してある。

【００３３】現像剤は、磁力の助けを受けて重力に抗し
て、中継スクリュー４５よりクリーナ３へと搬送され
る。奥側の中継部も同様の構成をとることで現像剤の循
環路が成立する。中継スクリューの駆動手段としては、
やはり、現像装置２やクリーナ３のスクリューの駆動源
より駆動力を受ける手段を用いる。その際、これらのス
クリュー２３、３４と中継スクリュー４５が交差してい
るので、図５に示すように、プーリ６１，６２と丸ベル
ト６３を用いる形態が比較的簡便である。

【００３４】なお、上述の例では中継部のスクリューを
水平に配設し、磁石の磁力を利用して現像剤の受け渡し
を行なったが、磁力を利用せずに中継スクリューを斜め
に配設し、上流側のスクリューの下方より下流側のスク
リューの上方に現像剤を搬送し重力のみで受け渡しを行
なうこともできる。

【００３５】次に現像剤の濃度変動について説明する。
現像剤の濃度とは、トナーとキャリアの混合比であり、
二成分現像方式において濃度を安定に保つことは、良好
な画質を安定して得るうえで最も重要な技術である。図
２に示すセンサ２９は、現像剤の濃度を光学的に検知す
る手段で、センサの検知信号に応じて不足分（消費分）
のトナーを、外部ホッパーよりトナー補給し補うもので
ある。このセンサは、トナー消費のレスポンスを重視
し、一般的に画像域の下流、この例においては現像装置
の手前側に配設するのが一般的である。

【００３６】しかしながら、センサを下流に配設するこ
とで、トナー補給のレスポンスは現像剤の循環経路が長
くなり遅くなる。レスポンスの遅さに起因する不具合を
具体的に説明する。例えば、ホッパーからトナー補給し
てから、そのトナーがセンサにたどり着くまで２０秒か
かる循環系があるとする。この２０秒に相当するコピー
枚数は例えば４０ＣＰＭ（コピー枚数／分）の装置の場
合１３枚程度である。仮に１３枚程度ベタ画像をとりそ
の後白紙画像が続くと、検知信号に合わせてトナー補給
しつつ、現像部にてトナーが消費されないため現像剤の
濃度が結果的に高くなってしまうという不具合が生じ
る。仮にベタ画像と白紙画像が１３〜２０枚おきに繰り
返されると現像剤の濃度変動幅は最も大きくなる。

【００３７】本発明は上記した濃度の変動幅を抑制する
効果がある。これは、未転写トナーをリユースすること
によるものである。これについて説明すると、未転写ト
ナーの回収領域が画像域であり、ホッパーよりのトナー
補給箇所よりも現像室に近いため、早いレスポンスで消
費トナーの１０〜１５％のトナーが現像室に戻される。
このため従来例に対しトナー消費量が同じであっても、
センサ部での現像剤の濃度変化は小さくなり、従ってホ
ッパーよりのトナー補給量も少なくなる。この結果現像
剤の濃度変動幅は従来例よりも小さくなる。

【００３８】次に、小型化の効果について数値例を述べ
る。例えば従来撹拌室のスクリューとしてφ１６ｍｍの
ものを使用していた場合、本発明を適用することにより
１画像形成ステーションにつき約２０ｍｍ横幅を小さく
できる。従って画像形成ステーションを４個備える装置
では約８０ｍｍ横幅は小さくなる。

【００３９】なお、本実施例では二成分現像方式を用い
たカラー複写機について説明したが、本発明は一成分現
像方式にも適用可能であり、また、白黒複写機に適用し
ても差し支えない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、性
能の低下や不具合を伴うことなく画像形成ステーション
の幅を小さくし、画像形成装置の小型化をはかることが
できる。小型化により装置の設置占有面積が減り、製造
コストが下がり、またファーストコピータイムが短縮さ
れるという効果が得られる。

【００４１】また、未転写トナーをリユースすることに
より、トナーの節約、廃トナー搬送、収容装置の廃止に
よるコストダウン、及び廃トナーの廃棄作業の廃止によ
る作業性の改善という効果が得られる。

【００４２】また、未転写トナーを現像剤に取り込むこ
とにより、現像剤の濃度変動幅が従来のものよりも抑制
され、例えば色味の変化が小さくなる等の良好な画質を
維持する上での効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る現像剤の循環経路を示
す展開図

【図２】本発明の一実施例に係る現像装置及びクリーナ
の断面図

【図３】本発明の一実施例に係る中継経路の断面図

【図４】本発明の他の実施例に係る中継経路の断面図

【図５】本発明の他の実施例に係る中継スクリューの駆
動手段を示す図

【図６】本発明の一実施例に係るカラー複写機の装置断
面図

【図７】従来例を説明する現像装置の断面図

【図８】従来例を説明する現像装置の展開図

【図９】従来例を説明するカラー複写機の装置断面図

【符号の説明】

２…現像装置 ３…クリーナ ４Ｆ，４Ｒ…中継経路 ２１…現像容器 ２２…現像ローラ ２３…スクリュー ２５…現像室 ３１…クリーナ容
器 ３２…クリーナブレード ３４…スクリュー ４１，４５…搬送部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上の潜像を現像する現像装置
   と、像担持体上の未転写トナーをクリーニングするクリ
   ーニング装置とを有する画像形成装置において、 現像剤の循環経路の一部をクリーニング装置に設けたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記未転写トナーを前記循環経路に取り
   込むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。