作像ユニットおよび画像形成装置
【課題】装置のコストダウンを図りつつ、感光体表面に残存している転写残トナーを除去回収して再び現像ユニットへ円滑に搬送して再利用する。
【解決手段】未使用トナー用の第１トナー搬送部２７１とリサイクルトナー用の第２トナー搬送部２７２とが同軸上に一体的に形成され、当該軸が水平面に対して傾斜するように設置されている。第１トナー搬送スクリュー２７１ｂと第２トナー搬送スクリュー２７２ｂとは、互いにスクリューの向きが向かい合う方向に形成されており、未使用トナーは傾斜の下から上へ、リサイクルトナーは傾斜の上から下へと搬送され、これらが合流する位置に設けられたトナー供給口２７６より現像ユニット２３へと供給される。
【解決手段】未使用トナー用の第１トナー搬送部２７１とリサイクルトナー用の第２トナー搬送部２７２とが同軸上に一体的に形成され、当該軸が水平面に対して傾斜するように設置されている。第１トナー搬送スクリュー２７１ｂと第２トナー搬送スクリュー２７２ｂとは、互いにスクリューの向きが向かい合う方向に形成されており、未使用トナーは傾斜の下から上へ、リサイクルトナーは傾斜の上から下へと搬送され、これらが合流する位置に設けられたトナー供給口２７６より現像ユニット２３へと供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に着脱可能な作像ユニット、特に、転写残トナーを回収して再利用する機構を備えた作像ユニット、および、当該作像ユニットを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像に現像器からトナーを供給して顕像化し、当該顕像化されたトナー像を記録シートに転写した後、熱定着して画像形成が行われる。
ここで、記録シートへの転写の際に、像担持体上のトナーの全てが記録シート上に転写されるというわけではなく、いくらかは転写されずに像担持体表面に残留する。そのため、次の画像形成プロセスに先立って像担持体表面に残留しているトナーである転写残トナーを除去することが必要となる。転写残トナーを除去する方法としては様々な方式が知られているが、弾性を有する板状のクリーニングブレードにより像担持体表面を摺擦して転写残トナーを掻き落として回収する方式が簡便で安価なことより一般的に使用されている。
【０００３】
従来は回収した転写残トナーを廃トナーとして廃棄処分していたが、近年では環境問題への配慮から資源の有効活用を図るため、転写残トナーを現像装置やトナー補給装置に搬送して再利用（リサイクル）し、トナーボトル等のトナー収容器から排出された未使用トナーと混合して静電潜像の現像に使用することがある。
特許文献１には、未使用トナー搬送機構とリサイクルトナー搬送機構とを備え、それらによってそれぞれ搬送された未使用トナーおよびリサイクルトナーを混合して現像装置に供給する機構を備えたトナーリサイクル装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８６５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リサイクルトナーは、画像形成プロセスにおいて表面処理剤の埋没や離脱といった損傷を受け、未使用トナーと比較して流動性が大きく低下している。
ところが、特許文献１の構成では、未使用トナー搬送機構とリサイクルトナー搬送機構とは共に水平に配置されており、未使用トナーに比べて流動性が大きく低下しているリサイクルトナーに対してトナーが流れやすくなるような機構も備えていないため、リサイクルトナーがトナー搬送機構のスクリューやパイプ壁面等に付着して、トナー搬送経路内においてトナー詰まりが発生しやすいという問題がある。
【０００６】
加えて、特許文献１の構成では、未使用トナー搬送機構とリサイクルトナー搬送機構とは、それぞれ別個のスクリューを備えた２軸構成となっており、それぞれ別個の駆動源により独立して制御駆動される構成となっているため、コストアップや装置大型化の要因となっている。
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであって、コスト低減および省スペース化を図りつつ、リサイクルトナー詰まりの発生を抑制し、リサイクルトナーの搬送をより効率よく行うことができる作像ユニット、および当該作像ユニットを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る作像ユニットは、静電潜像の形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写した後、当該像担持体表面に残留するトナーを除去して回収するクリーニング手段と、を備えた作像ユニットであって、前記トナー供給手段は、筒状の搬送路と、第１の螺旋状羽根と、当該第１の螺旋状羽根とは螺旋の巻き方向が逆方向の第２の螺旋状羽根とが１本の回転軸上の軸方向における異なる範囲に形成されて成り、前記筒状の搬送路に内挿され、前記第１と第２の螺旋状羽根によるトナーの搬送方向が互いに向かい合う方向となるように回転されるトナー搬送回転体と、を備え、前記回転軸は、前記第２の螺旋状羽根の形成範囲が前記第１の螺旋状羽根の形成範囲より上方に位置するように、水平面に対して所定角度傾斜しており、前記筒状の搬送路は、その第１の螺旋状羽根の存する範囲において傾斜の下側の位置に未使用トナーの受入口を備えると共に、第２の螺旋状羽根の存する範囲において傾斜の上側の位置に前記クリーニング手段により回収したトナーの受入口を備え、前記第１および第２の螺旋状羽根の駆動により搬送されるトナーが合流する位置に、搬送されてきたトナーを前記現像手段に供給するためのトナー供給口が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、流動性の低下したリサイクルトナーは、重力の補助を受けて傾斜の上から下へと搬送されやすくなり、リサイクルトナー詰まりの発生を抑制することができる。さらに、第１および第２の搬送手段を別々の駆動源ではなくひとつの駆動源により駆動することができるため、部品点数を減じてコスト削減および省スペース化に資することができる。
【０００９】
ここで、前記回転軸が回転された際に、前記第１の螺旋状羽根によるトナーの搬送能力が、前記第２の螺旋状羽根によるトナーの搬送能力よりも大きくてもよい。
また、前記第１の螺旋状羽根のピッチが、前記第２の螺旋状羽根のピッチよりも大きくてもよい。
ここで、また、前記第１の螺旋状羽根の径が、前記第２の螺旋状羽根の径よりも大きく、前記筒状の搬送路において、前記第１の螺旋状羽根が内挿される部分の径が、前記第２の螺旋状羽根が内挿される部分の径よりも大きくてもよい。
【００１０】
これにより、現像器中のトナー濃度が低下して未使用トナーを補給する必要が生じた場合に、未使用トナーの搬送能力を確保して迅速に未使用トナーを現像器に供給することができる。
また、本発明を上記の特徴を備える作像ユニットを用いた画像形成装置とすることもできる。この場合においても、上記と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る作像ユニットを備えた複写機の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る作像ユニットの概略構成を表す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る作像ユニットの概略構成を表す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る作像ユニットの図３におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る作像ユニットの図３におけるＢ−Ｂ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態を、複写機に適用した場合を例にして、図面に基づいて説明する。
（１−１．複写機の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る複写機１の全体の概略構成を示す断面図である。
複写機１は、画像形成部１０、定着装置３０、原稿読取部４０、給紙部５０等を備え、原稿読取部４０にて読み取った原稿の画像データに基づき、周知の電子写真方式により画像を形成するものである。
【００１３】
原稿読取部４０は、プラテンガラス等の上に載置された原稿を光源を用いて照射し、原稿面からの反射光をＣＣＤ等のイメージセンサで受光して原稿の画像データを生成する周知の画像読取装置である。
画像形成部１０は、トナー像を作像する作像ユニット２、並びに作像ユニット２における静電潜像担持体である感光体ドラム２１を露光走査する露光走査部１１を備えている。
【００１４】
作像ユニット２は、感光体ドラム２１の他、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を現像する現像ユニット２３、感光体ドラム２１周囲に配設された帯電部２４、転写後の感光体ドラム上に残存している転写残トナーを除去するクリーニング部２６等を備える。
露光走査部１１は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、原稿読取部４０において読み取られた原稿の画像データに基づき、画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム２１を露光走査する。露光走査部１１による露光走査を受けて感光体ドラム２１上に静電潜像が形成され、現像ユニット２３における現像ローラ２３１から供給されるトナーにより、静電潜像が可視化されてトナー像を形成する。トナー像は、給紙部５０よりタイミングを合わせて搬送されてきたシートＳ上に転写位置１２にて転写された後、定着装置３０において熱定着され、外部の排紙トレイ１３上に排出される。
【００１５】
なお、本実施の形態では、二成分現像剤を使用した磁気ブラシ現像法を使用しており、現像ローラ２３１は、現像スリーブの内側にマグネットローラを内挿してなり、マグネットローラは支軸に固定され、現像スリーブは当該支軸に対してベアリングを介して回転可能に軸支されているものとする（これらの構成は公知なので、特に内部構造を図示しておらず、単に現像ローラ２３１として表している。）。以下、図２〜５においても、同様である。
（１−２．作像ユニットの構成）
図１に示すように、作像ユニット２は、感光体ドラム２１を挟んで、その下方に現像ローラ２３１を有する現像ユニット２３が、上方にクリーニング部２６が配置されている。さらに、現像ユニット２３とクリーニング部２６との間において感光体ドラム２１近傍に帯電部２４が設けられている。
【００１６】
図２は、作像ユニット２および未使用トナー収容器であるトナーボトル１４の概略構成を示す一部切り欠き斜視図である。なお、同図においては、クリーニング部２６の内部の様子がわかりやすいように、その筐体の上面を取り除いた状態で示している。
同図に示すように、作像ユニット２は、手前側（Ｙ方向）にトナー供給部（トナー供給手段）２７およびトナーボトル受け部２８が備えられ、これらが一体となって作像ユニット２を成す。
【００１７】
トナー供給部２７は、トナーボトル１４より排出されたトナー（未使用トナー）およびクリーニング部２６において回収された転写残トナー（リサイクルトナー）を、現像ユニット２３に供給する。詳しくは後述する。
複写機１本体のフレーム１００には、それぞれ作像ユニット２およびトナーボトル１４を着脱するためのスロット１０１および１０２が設けられている。スロット１０１の内部にはガイドレール１０３がその長手方向が複写機１の前後方向（Ｙ軸方向）に沿うように設けられている。ガイドレール１０３は、作像ユニット２を装置前後方向にスライド自在に案内するための部材である。
【００１８】
ユーザやサービスマンなどの操作者は、作像ユニット２を略水平に支えつつスロット１０１からガイドレール１０３に沿わせて複写機１本体後側（−Ｙ方向）に向かって押し込むことにより、作像ユニット２を複写機１本体に装着することができる。また、作像ユニット２を手前に引き出すように操作することにより複写機１本体から取り出すことができる。
【００１９】
トナーボトル１４についても同様の操作を行うことにより着脱が可能である。複写機１本体に装着された状態において、トナーボトル１４は、トナーボトル受け部２８およびトナーボトル支持部材１９（図３、図４参照）によって支持される。
図３は、複写機１本体内に装着された状態における作像ユニット２およびトナーボトル１４を上から（図２の−Ｚ方向）見た図である。この状態において、作像ユニット２は、複写機１本体内部の後側（−Ｙ方向）に配設された駆動軸１７とカプラー１５を介して接続される。また、トナーボトル１４は、複写機１本体内部のトナーボトル１４の後側（−Ｙ方向）に配設された駆動軸１８とカプラー１６を介して接続される。駆動軸１８を介して複写機１本体内の回転駆動力がトナーボトル１４に伝達される。
【００２０】
トナーボトル１４はその内周面に螺旋状の突条部が設けられた円筒形状をしており、駆動軸１８からの回転駆動力を受けてトナーボトル１４が回転すると、トナーは前記螺旋状の突条部によりＹ方向に搬送され、トナーボトル１４の搬送方向（Ｙ方向）端部近傍に設けられたトナー排出口１４１（図５参照）へと排出され、現像ユニット２３に供給される。詳しくは後述する。
【００２１】
また、駆動軸１７の回転駆動力がギヤボックス２９ａ内のギヤ（不図示）を介して感光体ドラム２１および、後述するリサイクルトナー回収部材２６３、リサイクルトナー搬送スクリュー２６５、第１攪拌スクリュー２３２、第２攪拌スクリュー２３３等に伝達される。
図４は、作像ユニット２およびトナーボトル１４の、図３のＡ−Ａ’線における矢視断面図である。
【００２２】
現像ユニット２３は、現像ローラ２３１のほか、トナーを紙面手前側（Ｙ方向）から奥側（−Ｙ方向）に向けて攪拌しながら搬送する第１攪拌スクリュー２３２と、奥側に搬送されたトナーを手前側に搬送しながら現像ローラ２３１の表面にトナーを供給する第２攪拌スクリュー２３３、および現像ローラ２３１の表面に付着したトナー層の厚みが一定の値になるように規制するドクターブレード２３４などを筺体２３５に保持してなる。
【００２３】
第１攪拌スクリュー２３２によるトナー搬送路中において、筐体２３５の当該トナー搬送路の底面に相当する部分の壁面には、トナー濃度検出センサ２３６が埋設されている。トナー濃度検出センサ２３６と第１攪拌スクリュー２３２とは接することはなく、トナー濃度検出センサ２３６は第１攪拌スクリュー２３２の回転を妨げない。トナー濃度検出センサ２３６は、例えば、コイルのインダクタンスの変化から上記トナー搬送路において搬送される現像剤（トナーおよびキャリア）の透磁率を検出する磁気センサである。トナー濃度検出センサ２３６により検出された透磁率から、磁性体であるキャリアの量が検出され、間接的に、現像剤に対するトナーの比率、すなわちトナー濃度が求められる。例えば、現像剤に含まれるキャリア量が少ない場合は、トナー比率が高いと検出される。一方、現像剤に含まれるキャリア量が多い場合は、トナー比率が低いと検出される。そして、このトナー濃度検出センサ２３６からの検出信号は、制御部（不図示）に入力され、この検出信号に基づいて、必要な補給量が算出されるとともに、駆動軸１８に連結されている不図示のモータが駆動されてトナーボトル１４が回転され、所定量の未使用トナーが現像ユニット２３に補給される。
【００２４】
感光体ドラム２１上に形成されたトナー像がシートＳ（図１参照）上に転写された後、感光体ドラム２１の周面は弾性を有する樹脂等により形成されたクリーナブレード２６１によって転写残トナーが除去され、除去された転写残トナーはクリーナブレード２６１の先端部２６２近辺に溜まる。溜まった転写残トナーは、回動するリサイクルトナー回収部材２６３に取着されたパドル２６４によってリサイクルトナー搬送スクリュー２６５へと掻き上げられる。そして、リサイクルトナー搬送スクリュー２６５によって紙面手前側（Ｙ方向）に搬送され、トナー供給部２７（図２、図３参照）へと搬送される。パドル２６４は、例えば、ポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルム）から成る。
【００２５】
図５は、複写機１本体内に装着された状態における作像ユニット２およびトナーボトル１４の、図３のＢ−Ｂ’線における矢視断面図である。同図に示すように、トナー供給部２７は、第１円筒部２７１ａと当該第１円筒部２７１ａに回転可能に内設された第１トナー搬送スクリュー２７１ｂとから成る第１トナー搬送部２７１、第２円筒部２７２ａと当該第２円筒部２７２ａに回転可能に内挿された第２トナー搬送スクリュー２７２ｂとから成る第２トナー搬送部２７２、未使用トナー受入口２７３、トナー補給路２７４等より成る。第２円筒部２７２ａは第１円筒部２７１ａよりも径が小さく、また、双方の軸が一致した状態で一体的に形成され、円筒状のトナー搬送路を形作っている。第２トナー搬送スクリュー２７２ｂと、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂとは、共通の一本の回転軸２７８上に一体的に形成されてトナー搬送回転体２７０を形作っている。回転軸２７８上において、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂが形成されている領域と、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂが形成されている領域とは、互いに略隣接している。また、第１円筒部２７１ａおよび第２円筒部２７２ａの軸と、回転軸２７８とが一致するように配置されている。
【００２６】
第１トナー搬送スクリュー２７１ｂと第２トナー搬送スクリュー２７２ｂとは、互いにスクリューの羽根の向きが逆に形成されており、これにより、第１トナー搬送部２７１と第２トナー搬送部２７２とは、トナーの搬送方向が逆となる。本実施の形態においては、第１トナー搬送部２７１によるトナー搬送方向と第２トナー搬送部２７２によるトナー搬送方向とが、互いに向かい合う向きになるようにトナー搬送回転体２７０は回転される。
【００２７】
また、同図に示すように、第１トナー搬送部２７１および第２トナー搬送部２７２は、その回転軸２７８が水平面に対して所定角度αだけ傾斜するように設置されている。第２トナー搬送部２７２のリサイクルトナー受入開口部２７５が上方となるように設置されている。
第１円筒部２７１ａの、第２円筒部２７２ａとは反対側の端部近傍には未使用トナー受入口２７３が設けられている。トナーボトル１４の回転に伴ってトナー排出口１４１から排出された未使用トナーは、トナーボトル受け部２８の開口部２８１および未使用トナー受入口２７３を通って第１円筒部２７１ａの内部に供給される。
【００２８】
一方、第２円筒部２７２ａの、第１円筒部２７１ａとは反対側の端部近傍には、リサイクルトナー受入開口部２７５が設けられており、リサイクルトナー搬送スクリュー２６５によって搬送されたリサイクルトナーは、その搬送路の終端において上記リサイクルトナー受入開口部２７５を介して第２円筒部２７２ａの内部へと供給される。
回転軸２７８の第２トナー搬送スクリュー２７２ｂ側の端部は、トナーが漏洩しないようにシールされた状態で第２円筒部２７２ａに対して回転可能に支持されると共に、その突出部先端には傘歯ギヤ２７７が取着されている。
【００２９】
なお、回転軸２７８の第１トナー搬送スクリュー２７１ｂ側の端部も、トナーが漏洩しないようにシールされた状態で第１円筒部２７１ａに対して回転可能に支持されている。
カプラー１５（図３参照）を介して駆動軸１７より伝達された回転駆動力は、直接感光体ドラム２１に伝達されると共に、ギヤボックス２９ａ内の一連のギヤを介してリサイクルトナー搬送スクリュー２６５、リサイクルトナー回収部材２６３、第１攪拌スクリュー２３２、第２攪拌スクリュー２３３に伝達され、更にはギヤボックス２９ｂ内のギヤ（不図示）を介して傘歯ギヤ２９１にも伝達される。傘歯ギヤ２９１には傘歯ギヤ２７７が噛合されており、これにより、トナー搬送回転体２７０が回転駆動される。
【００３０】
トナーボトル１４から排出され、トナー排出口１４１および未使用トナー受入口２７３を通って第１円筒部２７１ａの内部に供給された未使用トナーは、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂによって第１円筒部２７１ａ内部を傾斜の下から上へ（同図において左下から右上へ）と搬送される。クリーニング部２６よりリサイクルトナー受入開口部２７５を介して供給されたリサイクルトナーは、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂによって第２円筒部２７２ａ内部を傾斜の上から下へ（同図において右上から左下へ）と搬送される。そして、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂと第２トナー搬送スクリュー２７２ｂとの接合部近傍において、未使用トナーとリサイクルトナーが合流する。
【００３１】
この合流位置において下方（−Ｚ方向）に連接されているトナー補給路２７４を介して、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂおよび第２トナー搬送スクリュー２７２ｂによってそれぞれ合流位置まで搬送された未使用トナーおよびリサイクルトナーは、下方の現像ユニット２３へと供給される。
上記のように、回転軸２７８が水平面に対して傾斜するように設置されていることにより、未使用トナーは傾斜の下から上へと、リサイクルトナーは傾斜の上から下へと搬送される。これにより、未使用トナーと比較して流動性が低下しているリサイクルトナーは、重力による補助を受けて傾斜の上から下へと流れやすくなり、その結果、第２円筒部２７２ａ内壁（特に第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの外周と第２円筒部２７２ａの内壁との間の隙間であるクリアランス部分）や第２トナー搬送スクリュー２７２ｂに付着するリサイクルトナーの量が少なくなり、リサイクルトナー詰まりの発生を抑制することができる。
【００３２】
また、傾斜していることにより、トナーボトルを下方に位置させることが可能となり、トナーボトルを含めた作像ユニット全体の高さを低減して画像形成装置の小型化に資することができる。
上記傾斜角度αとしては、使用されるトナーの種類や使用される環境（温度、湿度等）、および第２トナー搬送部２７２の材質等によっても異なるが、具体的には例えば、１０度〜３０度であれば上記目的を達成することができる。
【００３３】
ここで、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂのピッチ（スクリューの隣り合う羽根同士の間隔）は、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂのピッチよりも大きく設定されている。具体的には、例えば、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂのピッチは１５．８（ｍｍ）であり、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂのピッチは９．０（ｍｍ）である。
また、第１トナー搬送部２７１（第１円筒部２７１ａおよび第１トナー搬送スクリュー２７１ｂ）の径は、第２トナー搬送部２７２（第２円筒部２７２ａおよび第２トナー搬送スクリュー２７２ｂ）の径よりも大きく設定されている。具体的には、例えば、第１円筒部２７１ａの径は１４．７（ｍｍ）、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂの径は１３．４（ｍｍ）であり、第２円筒部２７２ａの径は１０．８（ｍｍ）、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの径は９．６（ｍｍ）である。
【００３４】
これは、複写機等の画像形成装置の転写効率は通常８０〜９０％程度であり、従ってリサイクルトナーとして回収される転写残トナーは通常１０〜２０％程度と少なく、リサイクルトナーの搬送にはそれほど大きな搬送能力を必要としないためである。それに加えて、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂのピッチがより大きく設定され、且つ、径がより大きく設定されていることによって、第１トナー搬送部２７１による未使用トナーの搬送能力がより大きくなり、トナー濃度検出センサ２３６によりトナー比率が低いと検出された場合に、トナーボトル１４から排出された未使用トナーを迅速に現像ユニット２３に供給することができる。
【００３５】
さらに、次のような効果もある。第２トナー搬送部２７２の軸に垂直な平面による断面を想定した場合に、第２円筒部２７２ａの内壁と第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの外周との間のクリアランス部分において、第２円筒部２７２ａの内壁の最下部と第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの外周の最下部に位置する部分との間（デッドスペース）に存在するリサイクルトナーは、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの回転領域の外に位置し、当該搬送スクリューの羽根と接することがなく、且つ、自重によって前記回転領域内に落下することもないため、搬送されずに第２円筒部２７２ａ内部に滞留しやすい。
【００３６】
ここで、同じ量のリサイクルトナーが存在する場合、円筒部の径が小さい方がリサイクルトナーの液面は高くなる。そしてその分、スクリューの回転領域内に存在するリサイクルトナーの割合が大きくなる、即ち、デッドスペースに存在するリサイクルトナーの割合が低くなる。また一般に、円筒部およびスクリューの径が小さい方が上記クリアランスも小さくなり、デッドスペースも小さくなる。
【００３７】
そこで、第２トナー搬送部２７２の径が第１トナー搬送部２７１の径よりも小さく設定されていることにより、デッドスペースに存在するリサイクルトナーの割合を少なくして、搬送されずに滞留するリサイクルトナー量を低減する効果がある。
なお、本実施の形態においては、第１トナー搬送部２７１と第２トナー搬送部２７２とでは、スクリューのピッチと、円筒部およびスクリューの径との両方が異なっているが、どちらか一方が異なるようにしてもよい。この場合でも、スクリューのピッチ比または径の比を変えることにより、未使用トナーを十分迅速に補給することができるからである。
【００３８】
また、第１トナー搬送部２７１と第２トナー搬送部２７２とで、スクリューのピッチ、円筒部の径、およびスクリューの径を同一にしてもよい。この場合においては、両者の搬送能力が同じとなるが、傾斜によりリサイクルトナー詰まりの発生を抑制することができる。
さらに、回転軸２７８上において、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂが形成されている領域と、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂが形成されている領域とは、互いに略隣接しているとしたが、これに限られず、以下のようにしてもよい。即ち、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂが形成されている領域と、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂが形成されている領域とが離れていて、それぞれのスクリューのトナー搬送方向終端部近傍に、搬送されてきたトナーを現像ユニット２３へと供給するトナー供給口がそれぞれ設けられているとしてもよく、また、トナー供給口の数は１つで、当該１つのトナー供給口の大きさが十分に大きく、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂおよび第２トナー搬送スクリュー２７２ｂによって搬送されてきた未使用トナーとリサイクルトナーの両方を受け入れるようにしてもよい。
【００３９】
なお、第１円筒部２７１ａ、第２円筒部２７２ａ、未使用トナー受入口２７３、およびトナー補給路２７４は、一体的に形成されていてもよい。
なお、上記に示した回転軸２７８の水平面に対する傾斜角度αや、第１円筒部２７１ａ、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂ、第２円筒部２７２ａ、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの径、並びに、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂおよび第２トナー搬送スクリュー２７２ｂのピッチについての具体的な数値は一例として挙げたものであり、これらに限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、転写残トナーを回収してリサイクルトナーとして再利用する機構を備えた作像ユニットおよび当該作像ユニットを備えた画像形成装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ 複写機
２ 作像ユニット
１０ 画像形成部
１１ 露光走査部
１２ 転写位置
１４ トナーボトル
１５、１６ カプラー
１７、１８ 駆動軸
２１ 感光体ドラム
２３ 現像ユニット
２４ 帯電部
２６ クリーニング部
２７ トナー供給部
２８ トナーボトル受け部
２９ａ、２９ｂ ギヤボックス
３０ 定着装置
４０ 原稿読取部
５０ 給紙部
１４１ トナー排出口
２３１ 現像ローラ
２３２ 第１攪拌スクリュー
２３３ 第２攪拌スクリュー
２３６ トナー濃度検出センサ
２６１ クリーナブレード
２６２ 先端部
２６３ リサイクルトナー回収部材
２６４ パドル
２６５ リサイクルトナー搬送スクリュー
２７０ トナー搬送回転体
２７１ 第１トナー搬送部
２７１ａ 第１円筒部
２７１ｂ 第１トナー搬送スクリュー
２７２ 第２トナー搬送部
２７２ａ 第２円筒部
２７２ｂ 第２トナー搬送スクリュー
２７３ 未使用トナー受入口
２７４ トナー補給路
２７５ リサイクルトナー受入開口部
２７６ トナー供給口
２７７、２９１ 傘歯ギヤ
２７８ 回転軸
２８１ 開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に着脱可能な作像ユニット、特に、転写残トナーを回収して再利用する機構を備えた作像ユニット、および、当該作像ユニットを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像に現像器からトナーを供給して顕像化し、当該顕像化されたトナー像を記録シートに転写した後、熱定着して画像形成が行われる。
ここで、記録シートへの転写の際に、像担持体上のトナーの全てが記録シート上に転写されるというわけではなく、いくらかは転写されずに像担持体表面に残留する。そのため、次の画像形成プロセスに先立って像担持体表面に残留しているトナーである転写残トナーを除去することが必要となる。転写残トナーを除去する方法としては様々な方式が知られているが、弾性を有する板状のクリーニングブレードにより像担持体表面を摺擦して転写残トナーを掻き落として回収する方式が簡便で安価なことより一般的に使用されている。
【０００３】
従来は回収した転写残トナーを廃トナーとして廃棄処分していたが、近年では環境問題への配慮から資源の有効活用を図るため、転写残トナーを現像装置やトナー補給装置に搬送して再利用（リサイクル）し、トナーボトル等のトナー収容器から排出された未使用トナーと混合して静電潜像の現像に使用することがある。
特許文献１には、未使用トナー搬送機構とリサイクルトナー搬送機構とを備え、それらによってそれぞれ搬送された未使用トナーおよびリサイクルトナーを混合して現像装置に供給する機構を備えたトナーリサイクル装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８６５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リサイクルトナーは、画像形成プロセスにおいて表面処理剤の埋没や離脱といった損傷を受け、未使用トナーと比較して流動性が大きく低下している。
ところが、特許文献１の構成では、未使用トナー搬送機構とリサイクルトナー搬送機構とは共に水平に配置されており、未使用トナーに比べて流動性が大きく低下しているリサイクルトナーに対してトナーが流れやすくなるような機構も備えていないため、リサイクルトナーがトナー搬送機構のスクリューやパイプ壁面等に付着して、トナー搬送経路内においてトナー詰まりが発生しやすいという問題がある。
【０００６】
加えて、特許文献１の構成では、未使用トナー搬送機構とリサイクルトナー搬送機構とは、それぞれ別個のスクリューを備えた２軸構成となっており、それぞれ別個の駆動源により独立して制御駆動される構成となっているため、コストアップや装置大型化の要因となっている。
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであって、コスト低減および省スペース化を図りつつ、リサイクルトナー詰まりの発生を抑制し、リサイクルトナーの搬送をより効率よく行うことができる作像ユニット、および当該作像ユニットを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る作像ユニットは、静電潜像の形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写した後、当該像担持体表面に残留するトナーを除去して回収するクリーニング手段と、を備えた作像ユニットであって、前記トナー供給手段は、筒状の搬送路と、第１の螺旋状羽根と、当該第１の螺旋状羽根とは螺旋の巻き方向が逆方向の第２の螺旋状羽根とが１本の回転軸上の軸方向における異なる範囲に形成されて成り、前記筒状の搬送路に内挿され、前記第１と第２の螺旋状羽根によるトナーの搬送方向が互いに向かい合う方向となるように回転されるトナー搬送回転体と、を備え、前記回転軸は、前記第２の螺旋状羽根の形成範囲が前記第１の螺旋状羽根の形成範囲より上方に位置するように、水平面に対して所定角度傾斜しており、前記筒状の搬送路は、その第１の螺旋状羽根の存する範囲において傾斜の下側の位置に未使用トナーの受入口を備えると共に、第２の螺旋状羽根の存する範囲において傾斜の上側の位置に前記クリーニング手段により回収したトナーの受入口を備え、前記第１および第２の螺旋状羽根の駆動により搬送されるトナーが合流する位置に、搬送されてきたトナーを前記現像手段に供給するためのトナー供給口が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、流動性の低下したリサイクルトナーは、重力の補助を受けて傾斜の上から下へと搬送されやすくなり、リサイクルトナー詰まりの発生を抑制することができる。さらに、第１および第２の搬送手段を別々の駆動源ではなくひとつの駆動源により駆動することができるため、部品点数を減じてコスト削減および省スペース化に資することができる。
【０００９】
ここで、前記回転軸が回転された際に、前記第１の螺旋状羽根によるトナーの搬送能力が、前記第２の螺旋状羽根によるトナーの搬送能力よりも大きくてもよい。
また、前記第１の螺旋状羽根のピッチが、前記第２の螺旋状羽根のピッチよりも大きくてもよい。
ここで、また、前記第１の螺旋状羽根の径が、前記第２の螺旋状羽根の径よりも大きく、前記筒状の搬送路において、前記第１の螺旋状羽根が内挿される部分の径が、前記第２の螺旋状羽根が内挿される部分の径よりも大きくてもよい。
【００１０】
これにより、現像器中のトナー濃度が低下して未使用トナーを補給する必要が生じた場合に、未使用トナーの搬送能力を確保して迅速に未使用トナーを現像器に供給することができる。
また、本発明を上記の特徴を備える作像ユニットを用いた画像形成装置とすることもできる。この場合においても、上記と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る作像ユニットを備えた複写機の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る作像ユニットの概略構成を表す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る作像ユニットの概略構成を表す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る作像ユニットの図３におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る作像ユニットの図３におけるＢ−Ｂ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態を、複写機に適用した場合を例にして、図面に基づいて説明する。
（１−１．複写機の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る複写機１の全体の概略構成を示す断面図である。
複写機１は、画像形成部１０、定着装置３０、原稿読取部４０、給紙部５０等を備え、原稿読取部４０にて読み取った原稿の画像データに基づき、周知の電子写真方式により画像を形成するものである。
【００１３】
原稿読取部４０は、プラテンガラス等の上に載置された原稿を光源を用いて照射し、原稿面からの反射光をＣＣＤ等のイメージセンサで受光して原稿の画像データを生成する周知の画像読取装置である。
画像形成部１０は、トナー像を作像する作像ユニット２、並びに作像ユニット２における静電潜像担持体である感光体ドラム２１を露光走査する露光走査部１１を備えている。
【００１４】
作像ユニット２は、感光体ドラム２１の他、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を現像する現像ユニット２３、感光体ドラム２１周囲に配設された帯電部２４、転写後の感光体ドラム上に残存している転写残トナーを除去するクリーニング部２６等を備える。
露光走査部１１は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、原稿読取部４０において読み取られた原稿の画像データに基づき、画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム２１を露光走査する。露光走査部１１による露光走査を受けて感光体ドラム２１上に静電潜像が形成され、現像ユニット２３における現像ローラ２３１から供給されるトナーにより、静電潜像が可視化されてトナー像を形成する。トナー像は、給紙部５０よりタイミングを合わせて搬送されてきたシートＳ上に転写位置１２にて転写された後、定着装置３０において熱定着され、外部の排紙トレイ１３上に排出される。
【００１５】
なお、本実施の形態では、二成分現像剤を使用した磁気ブラシ現像法を使用しており、現像ローラ２３１は、現像スリーブの内側にマグネットローラを内挿してなり、マグネットローラは支軸に固定され、現像スリーブは当該支軸に対してベアリングを介して回転可能に軸支されているものとする（これらの構成は公知なので、特に内部構造を図示しておらず、単に現像ローラ２３１として表している。）。以下、図２〜５においても、同様である。
（１−２．作像ユニットの構成）
図１に示すように、作像ユニット２は、感光体ドラム２１を挟んで、その下方に現像ローラ２３１を有する現像ユニット２３が、上方にクリーニング部２６が配置されている。さらに、現像ユニット２３とクリーニング部２６との間において感光体ドラム２１近傍に帯電部２４が設けられている。
【００１６】
図２は、作像ユニット２および未使用トナー収容器であるトナーボトル１４の概略構成を示す一部切り欠き斜視図である。なお、同図においては、クリーニング部２６の内部の様子がわかりやすいように、その筐体の上面を取り除いた状態で示している。
同図に示すように、作像ユニット２は、手前側（Ｙ方向）にトナー供給部（トナー供給手段）２７およびトナーボトル受け部２８が備えられ、これらが一体となって作像ユニット２を成す。
【００１７】
トナー供給部２７は、トナーボトル１４より排出されたトナー（未使用トナー）およびクリーニング部２６において回収された転写残トナー（リサイクルトナー）を、現像ユニット２３に供給する。詳しくは後述する。
複写機１本体のフレーム１００には、それぞれ作像ユニット２およびトナーボトル１４を着脱するためのスロット１０１および１０２が設けられている。スロット１０１の内部にはガイドレール１０３がその長手方向が複写機１の前後方向（Ｙ軸方向）に沿うように設けられている。ガイドレール１０３は、作像ユニット２を装置前後方向にスライド自在に案内するための部材である。
【００１８】
ユーザやサービスマンなどの操作者は、作像ユニット２を略水平に支えつつスロット１０１からガイドレール１０３に沿わせて複写機１本体後側（−Ｙ方向）に向かって押し込むことにより、作像ユニット２を複写機１本体に装着することができる。また、作像ユニット２を手前に引き出すように操作することにより複写機１本体から取り出すことができる。
【００１９】
トナーボトル１４についても同様の操作を行うことにより着脱が可能である。複写機１本体に装着された状態において、トナーボトル１４は、トナーボトル受け部２８およびトナーボトル支持部材１９（図３、図４参照）によって支持される。
図３は、複写機１本体内に装着された状態における作像ユニット２およびトナーボトル１４を上から（図２の−Ｚ方向）見た図である。この状態において、作像ユニット２は、複写機１本体内部の後側（−Ｙ方向）に配設された駆動軸１７とカプラー１５を介して接続される。また、トナーボトル１４は、複写機１本体内部のトナーボトル１４の後側（−Ｙ方向）に配設された駆動軸１８とカプラー１６を介して接続される。駆動軸１８を介して複写機１本体内の回転駆動力がトナーボトル１４に伝達される。
【００２０】
トナーボトル１４はその内周面に螺旋状の突条部が設けられた円筒形状をしており、駆動軸１８からの回転駆動力を受けてトナーボトル１４が回転すると、トナーは前記螺旋状の突条部によりＹ方向に搬送され、トナーボトル１４の搬送方向（Ｙ方向）端部近傍に設けられたトナー排出口１４１（図５参照）へと排出され、現像ユニット２３に供給される。詳しくは後述する。
【００２１】
また、駆動軸１７の回転駆動力がギヤボックス２９ａ内のギヤ（不図示）を介して感光体ドラム２１および、後述するリサイクルトナー回収部材２６３、リサイクルトナー搬送スクリュー２６５、第１攪拌スクリュー２３２、第２攪拌スクリュー２３３等に伝達される。
図４は、作像ユニット２およびトナーボトル１４の、図３のＡ−Ａ’線における矢視断面図である。
【００２２】
現像ユニット２３は、現像ローラ２３１のほか、トナーを紙面手前側（Ｙ方向）から奥側（−Ｙ方向）に向けて攪拌しながら搬送する第１攪拌スクリュー２３２と、奥側に搬送されたトナーを手前側に搬送しながら現像ローラ２３１の表面にトナーを供給する第２攪拌スクリュー２３３、および現像ローラ２３１の表面に付着したトナー層の厚みが一定の値になるように規制するドクターブレード２３４などを筺体２３５に保持してなる。
【００２３】
第１攪拌スクリュー２３２によるトナー搬送路中において、筐体２３５の当該トナー搬送路の底面に相当する部分の壁面には、トナー濃度検出センサ２３６が埋設されている。トナー濃度検出センサ２３６と第１攪拌スクリュー２３２とは接することはなく、トナー濃度検出センサ２３６は第１攪拌スクリュー２３２の回転を妨げない。トナー濃度検出センサ２３６は、例えば、コイルのインダクタンスの変化から上記トナー搬送路において搬送される現像剤（トナーおよびキャリア）の透磁率を検出する磁気センサである。トナー濃度検出センサ２３６により検出された透磁率から、磁性体であるキャリアの量が検出され、間接的に、現像剤に対するトナーの比率、すなわちトナー濃度が求められる。例えば、現像剤に含まれるキャリア量が少ない場合は、トナー比率が高いと検出される。一方、現像剤に含まれるキャリア量が多い場合は、トナー比率が低いと検出される。そして、このトナー濃度検出センサ２３６からの検出信号は、制御部（不図示）に入力され、この検出信号に基づいて、必要な補給量が算出されるとともに、駆動軸１８に連結されている不図示のモータが駆動されてトナーボトル１４が回転され、所定量の未使用トナーが現像ユニット２３に補給される。
【００２４】
感光体ドラム２１上に形成されたトナー像がシートＳ（図１参照）上に転写された後、感光体ドラム２１の周面は弾性を有する樹脂等により形成されたクリーナブレード２６１によって転写残トナーが除去され、除去された転写残トナーはクリーナブレード２６１の先端部２６２近辺に溜まる。溜まった転写残トナーは、回動するリサイクルトナー回収部材２６３に取着されたパドル２６４によってリサイクルトナー搬送スクリュー２６５へと掻き上げられる。そして、リサイクルトナー搬送スクリュー２６５によって紙面手前側（Ｙ方向）に搬送され、トナー供給部２７（図２、図３参照）へと搬送される。パドル２６４は、例えば、ポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルム）から成る。
【００２５】
図５は、複写機１本体内に装着された状態における作像ユニット２およびトナーボトル１４の、図３のＢ−Ｂ’線における矢視断面図である。同図に示すように、トナー供給部２７は、第１円筒部２７１ａと当該第１円筒部２７１ａに回転可能に内設された第１トナー搬送スクリュー２７１ｂとから成る第１トナー搬送部２７１、第２円筒部２７２ａと当該第２円筒部２７２ａに回転可能に内挿された第２トナー搬送スクリュー２７２ｂとから成る第２トナー搬送部２７２、未使用トナー受入口２７３、トナー補給路２７４等より成る。第２円筒部２７２ａは第１円筒部２７１ａよりも径が小さく、また、双方の軸が一致した状態で一体的に形成され、円筒状のトナー搬送路を形作っている。第２トナー搬送スクリュー２７２ｂと、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂとは、共通の一本の回転軸２７８上に一体的に形成されてトナー搬送回転体２７０を形作っている。回転軸２７８上において、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂが形成されている領域と、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂが形成されている領域とは、互いに略隣接している。また、第１円筒部２７１ａおよび第２円筒部２７２ａの軸と、回転軸２７８とが一致するように配置されている。
【００２６】
第１トナー搬送スクリュー２７１ｂと第２トナー搬送スクリュー２７２ｂとは、互いにスクリューの羽根の向きが逆に形成されており、これにより、第１トナー搬送部２７１と第２トナー搬送部２７２とは、トナーの搬送方向が逆となる。本実施の形態においては、第１トナー搬送部２７１によるトナー搬送方向と第２トナー搬送部２７２によるトナー搬送方向とが、互いに向かい合う向きになるようにトナー搬送回転体２７０は回転される。
【００２７】
また、同図に示すように、第１トナー搬送部２７１および第２トナー搬送部２７２は、その回転軸２７８が水平面に対して所定角度αだけ傾斜するように設置されている。第２トナー搬送部２７２のリサイクルトナー受入開口部２７５が上方となるように設置されている。
第１円筒部２７１ａの、第２円筒部２７２ａとは反対側の端部近傍には未使用トナー受入口２７３が設けられている。トナーボトル１４の回転に伴ってトナー排出口１４１から排出された未使用トナーは、トナーボトル受け部２８の開口部２８１および未使用トナー受入口２７３を通って第１円筒部２７１ａの内部に供給される。
【００２８】
一方、第２円筒部２７２ａの、第１円筒部２７１ａとは反対側の端部近傍には、リサイクルトナー受入開口部２７５が設けられており、リサイクルトナー搬送スクリュー２６５によって搬送されたリサイクルトナーは、その搬送路の終端において上記リサイクルトナー受入開口部２７５を介して第２円筒部２７２ａの内部へと供給される。
回転軸２７８の第２トナー搬送スクリュー２７２ｂ側の端部は、トナーが漏洩しないようにシールされた状態で第２円筒部２７２ａに対して回転可能に支持されると共に、その突出部先端には傘歯ギヤ２７７が取着されている。
【００２９】
なお、回転軸２７８の第１トナー搬送スクリュー２７１ｂ側の端部も、トナーが漏洩しないようにシールされた状態で第１円筒部２７１ａに対して回転可能に支持されている。
カプラー１５（図３参照）を介して駆動軸１７より伝達された回転駆動力は、直接感光体ドラム２１に伝達されると共に、ギヤボックス２９ａ内の一連のギヤを介してリサイクルトナー搬送スクリュー２６５、リサイクルトナー回収部材２６３、第１攪拌スクリュー２３２、第２攪拌スクリュー２３３に伝達され、更にはギヤボックス２９ｂ内のギヤ（不図示）を介して傘歯ギヤ２９１にも伝達される。傘歯ギヤ２９１には傘歯ギヤ２７７が噛合されており、これにより、トナー搬送回転体２７０が回転駆動される。
【００３０】
トナーボトル１４から排出され、トナー排出口１４１および未使用トナー受入口２７３を通って第１円筒部２７１ａの内部に供給された未使用トナーは、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂによって第１円筒部２７１ａ内部を傾斜の下から上へ（同図において左下から右上へ）と搬送される。クリーニング部２６よりリサイクルトナー受入開口部２７５を介して供給されたリサイクルトナーは、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂによって第２円筒部２７２ａ内部を傾斜の上から下へ（同図において右上から左下へ）と搬送される。そして、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂと第２トナー搬送スクリュー２７２ｂとの接合部近傍において、未使用トナーとリサイクルトナーが合流する。
【００３１】
この合流位置において下方（−Ｚ方向）に連接されているトナー補給路２７４を介して、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂおよび第２トナー搬送スクリュー２７２ｂによってそれぞれ合流位置まで搬送された未使用トナーおよびリサイクルトナーは、下方の現像ユニット２３へと供給される。
上記のように、回転軸２７８が水平面に対して傾斜するように設置されていることにより、未使用トナーは傾斜の下から上へと、リサイクルトナーは傾斜の上から下へと搬送される。これにより、未使用トナーと比較して流動性が低下しているリサイクルトナーは、重力による補助を受けて傾斜の上から下へと流れやすくなり、その結果、第２円筒部２７２ａ内壁（特に第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの外周と第２円筒部２７２ａの内壁との間の隙間であるクリアランス部分）や第２トナー搬送スクリュー２７２ｂに付着するリサイクルトナーの量が少なくなり、リサイクルトナー詰まりの発生を抑制することができる。
【００３２】
また、傾斜していることにより、トナーボトルを下方に位置させることが可能となり、トナーボトルを含めた作像ユニット全体の高さを低減して画像形成装置の小型化に資することができる。
上記傾斜角度αとしては、使用されるトナーの種類や使用される環境（温度、湿度等）、および第２トナー搬送部２７２の材質等によっても異なるが、具体的には例えば、１０度〜３０度であれば上記目的を達成することができる。
【００３３】
ここで、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂのピッチ（スクリューの隣り合う羽根同士の間隔）は、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂのピッチよりも大きく設定されている。具体的には、例えば、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂのピッチは１５．８（ｍｍ）であり、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂのピッチは９．０（ｍｍ）である。
また、第１トナー搬送部２７１（第１円筒部２７１ａおよび第１トナー搬送スクリュー２７１ｂ）の径は、第２トナー搬送部２７２（第２円筒部２７２ａおよび第２トナー搬送スクリュー２７２ｂ）の径よりも大きく設定されている。具体的には、例えば、第１円筒部２７１ａの径は１４．７（ｍｍ）、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂの径は１３．４（ｍｍ）であり、第２円筒部２７２ａの径は１０．８（ｍｍ）、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの径は９．６（ｍｍ）である。
【００３４】
これは、複写機等の画像形成装置の転写効率は通常８０〜９０％程度であり、従ってリサイクルトナーとして回収される転写残トナーは通常１０〜２０％程度と少なく、リサイクルトナーの搬送にはそれほど大きな搬送能力を必要としないためである。それに加えて、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂのピッチがより大きく設定され、且つ、径がより大きく設定されていることによって、第１トナー搬送部２７１による未使用トナーの搬送能力がより大きくなり、トナー濃度検出センサ２３６によりトナー比率が低いと検出された場合に、トナーボトル１４から排出された未使用トナーを迅速に現像ユニット２３に供給することができる。
【００３５】
さらに、次のような効果もある。第２トナー搬送部２７２の軸に垂直な平面による断面を想定した場合に、第２円筒部２７２ａの内壁と第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの外周との間のクリアランス部分において、第２円筒部２７２ａの内壁の最下部と第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの外周の最下部に位置する部分との間（デッドスペース）に存在するリサイクルトナーは、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの回転領域の外に位置し、当該搬送スクリューの羽根と接することがなく、且つ、自重によって前記回転領域内に落下することもないため、搬送されずに第２円筒部２７２ａ内部に滞留しやすい。
【００３６】
ここで、同じ量のリサイクルトナーが存在する場合、円筒部の径が小さい方がリサイクルトナーの液面は高くなる。そしてその分、スクリューの回転領域内に存在するリサイクルトナーの割合が大きくなる、即ち、デッドスペースに存在するリサイクルトナーの割合が低くなる。また一般に、円筒部およびスクリューの径が小さい方が上記クリアランスも小さくなり、デッドスペースも小さくなる。
【００３７】
そこで、第２トナー搬送部２７２の径が第１トナー搬送部２７１の径よりも小さく設定されていることにより、デッドスペースに存在するリサイクルトナーの割合を少なくして、搬送されずに滞留するリサイクルトナー量を低減する効果がある。
なお、本実施の形態においては、第１トナー搬送部２７１と第２トナー搬送部２７２とでは、スクリューのピッチと、円筒部およびスクリューの径との両方が異なっているが、どちらか一方が異なるようにしてもよい。この場合でも、スクリューのピッチ比または径の比を変えることにより、未使用トナーを十分迅速に補給することができるからである。
【００３８】
また、第１トナー搬送部２７１と第２トナー搬送部２７２とで、スクリューのピッチ、円筒部の径、およびスクリューの径を同一にしてもよい。この場合においては、両者の搬送能力が同じとなるが、傾斜によりリサイクルトナー詰まりの発生を抑制することができる。
さらに、回転軸２７８上において、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂが形成されている領域と、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂが形成されている領域とは、互いに略隣接しているとしたが、これに限られず、以下のようにしてもよい。即ち、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂが形成されている領域と、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂが形成されている領域とが離れていて、それぞれのスクリューのトナー搬送方向終端部近傍に、搬送されてきたトナーを現像ユニット２３へと供給するトナー供給口がそれぞれ設けられているとしてもよく、また、トナー供給口の数は１つで、当該１つのトナー供給口の大きさが十分に大きく、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂおよび第２トナー搬送スクリュー２７２ｂによって搬送されてきた未使用トナーとリサイクルトナーの両方を受け入れるようにしてもよい。
【００３９】
なお、第１円筒部２７１ａ、第２円筒部２７２ａ、未使用トナー受入口２７３、およびトナー補給路２７４は、一体的に形成されていてもよい。
なお、上記に示した回転軸２７８の水平面に対する傾斜角度αや、第１円筒部２７１ａ、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂ、第２円筒部２７２ａ、第２トナー搬送スクリュー２７２ｂの径、並びに、第１トナー搬送スクリュー２７１ｂおよび第２トナー搬送スクリュー２７２ｂのピッチについての具体的な数値は一例として挙げたものであり、これらに限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、転写残トナーを回収してリサイクルトナーとして再利用する機構を備えた作像ユニットおよび当該作像ユニットを備えた画像形成装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ 複写機
２ 作像ユニット
１０ 画像形成部
１１ 露光走査部
１２ 転写位置
１４ トナーボトル
１５、１６ カプラー
１７、１８ 駆動軸
２１ 感光体ドラム
２３ 現像ユニット
２４ 帯電部
２６ クリーニング部
２７ トナー供給部
２８ トナーボトル受け部
２９ａ、２９ｂ ギヤボックス
３０ 定着装置
４０ 原稿読取部
５０ 給紙部
１４１ トナー排出口
２３１ 現像ローラ
２３２ 第１攪拌スクリュー
２３３ 第２攪拌スクリュー
２３６ トナー濃度検出センサ
２６１ クリーナブレード
２６２ 先端部
２６３ リサイクルトナー回収部材
２６４ パドル
２６５ リサイクルトナー搬送スクリュー
２７０ トナー搬送回転体
２７１ 第１トナー搬送部
２７１ａ 第１円筒部
２７１ｂ 第１トナー搬送スクリュー
２７２ 第２トナー搬送部
２７２ａ 第２円筒部
２７２ｂ 第２トナー搬送スクリュー
２７３ 未使用トナー受入口
２７４ トナー補給路
２７５ リサイクルトナー受入開口部
２７６ トナー供給口
２７７、２９１ 傘歯ギヤ
２７８ 回転軸
２８１ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像の形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写した後、当該像担持体表面に残留するトナーを除去して回収するクリーニング手段と、を備えた作像ユニットであって、
前記トナー供給手段は、
筒状の搬送路と、
第１の螺旋状羽根と、当該第１の螺旋状羽根とは螺旋の巻き方向が逆方向の第２の螺旋状羽根とが１本の回転軸上の軸方向における異なる範囲に形成されて成り、前記筒状の搬送路に内挿され、前記第１と第２の螺旋状羽根によるトナーの搬送方向が互いに向かい合う方向となるように回転されるトナー搬送回転体と、
を備え、
前記回転軸は、
前記第２の螺旋状羽根の形成範囲が前記第１の螺旋状羽根の形成範囲より上方に位置するように、水平面に対して所定角度傾斜しており、
前記筒状の搬送路は、
その第１の螺旋状羽根の存する範囲において傾斜の下側の位置に未使用トナーの受入口を備えると共に、第２の螺旋状羽根の存する範囲において傾斜の上側の位置に前記クリーニング手段により回収したトナーの受入口を備え、前記第１および第２の螺旋状羽根の駆動により搬送されるトナーが合流する位置に、搬送されてきたトナーを前記現像手段に供給するためのトナー供給口が設けられている
ことを特徴とする作像ユニット。
【請求項２】
前記回転軸が回転された際に、前記第１の螺旋状羽根によるトナーの搬送能力が、前記第２の螺旋状羽根によるトナーの搬送能力よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の作像ユニット。
【請求項３】
前記第１の螺旋状羽根のピッチが、前記第２の螺旋状羽根のピッチよりも大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の作像ユニット。
【請求項４】
前記第１の螺旋状羽根の径が、前記第２の螺旋状羽根の径よりも大きく、
前記筒状の搬送路において、前記第１の螺旋状羽根が内挿される部分の径が、前記第２の螺旋状羽根が内挿される部分の径よりも大きい
ことを特徴とする請求項２または３に記載の作像ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の作像ユニットが着脱可能に装着された画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像の形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写した後、当該像担持体表面に残留するトナーを除去して回収するクリーニング手段と、を備えた作像ユニットであって、
前記トナー供給手段は、
筒状の搬送路と、
第１の螺旋状羽根と、当該第１の螺旋状羽根とは螺旋の巻き方向が逆方向の第２の螺旋状羽根とが１本の回転軸上の軸方向における異なる範囲に形成されて成り、前記筒状の搬送路に内挿され、前記第１と第２の螺旋状羽根によるトナーの搬送方向が互いに向かい合う方向となるように回転されるトナー搬送回転体と、
を備え、
前記回転軸は、
前記第２の螺旋状羽根の形成範囲が前記第１の螺旋状羽根の形成範囲より上方に位置するように、水平面に対して所定角度傾斜しており、
前記筒状の搬送路は、
その第１の螺旋状羽根の存する範囲において傾斜の下側の位置に未使用トナーの受入口を備えると共に、第２の螺旋状羽根の存する範囲において傾斜の上側の位置に前記クリーニング手段により回収したトナーの受入口を備え、前記第１および第２の螺旋状羽根の駆動により搬送されるトナーが合流する位置に、搬送されてきたトナーを前記現像手段に供給するためのトナー供給口が設けられている
ことを特徴とする作像ユニット。
【請求項２】
前記回転軸が回転された際に、前記第１の螺旋状羽根によるトナーの搬送能力が、前記第２の螺旋状羽根によるトナーの搬送能力よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の作像ユニット。
【請求項３】
前記第１の螺旋状羽根のピッチが、前記第２の螺旋状羽根のピッチよりも大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の作像ユニット。
【請求項４】
前記第１の螺旋状羽根の径が、前記第２の螺旋状羽根の径よりも大きく、
前記筒状の搬送路において、前記第１の螺旋状羽根が内挿される部分の径が、前記第２の螺旋状羽根が内挿される部分の径よりも大きい
ことを特徴とする請求項２または３に記載の作像ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の作像ユニットが着脱可能に装着された画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４５５８８（Ｐ２０１１−１４５５８８Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７９１５（Ｐ２０１０−７９１５）
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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