JP2000098747A - 現像剤リサイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤リサイクル装置を備えた画像形成装置
において、リサイクル用に回収された現像剤に凝集物が
発生しても、これを途中で捕捉して再利用されることを
防ぎ、画質低下の無い画像形成を実現する。 【解決手段】 回収された現像剤を返送する現像剤導入
管４２の導入路３９と導入スクリュー３６との下部隙間
を、現像剤搬送路３０と搬送スクリュー３１との隙間よ
りも広く設け、この隙間に凝集物を沈み込ませることに
より、凝集物の現像剤搬送路３０への混入を阻止する。
凝集していない分散性のよい現像剤は、導入スクリュー
３６の搬送羽根部分３８による搬送作用により現像剤搬
送路３０へ搬送され、画像形成に再利用される。現像剤
搬送路３０入口には仕切壁４５が設けられ、凝集物の現
像剤搬送路３０への混入阻止をより確実にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体現像剤を用い
た画像形成装置において、像担持体（感光体、中間転写
体、転写搬送体など）から回収した未転写の現像剤を現
像装置に返送して画像形成に再利用させる現像剤リサイ
クル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成プロセスを用いた画像形成装置
では、像担持体上に形成した現像剤像を紙などの媒体に
転写して画像を形成する。しかし、像担持体上の現像剤
はそのすべてが媒体に転写されず、一部は転写後の像担
持体に残留する。そこで、転写後の像担持体上に残留し
た現像剤は、クリーニング装置で回収され、廃棄処分さ
れていた。しかし、資源有効利用の要請から、クリーニ
ング装置で回収した現像剤を現像装置に返送し、そこで
再び画像形成に再利用させる現像剤リサイクル装置を備
えた画像形成装置が提案され、実用化されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の現像剤リサイク
ル装置はクリーニング装置で回収したすべての現像剤を
現像装置に返送している。ところが、返送された現像剤
の中には現像剤の凝集物や現像剤と紙粉等の凝集物も含
まれている。これらの凝集物は、それ自体が現像剤の搬
送性に悪影響を及ぼすものではないが、例えば、像担持
体とこれに対向して像担持体に現像剤を付着させる現像
ローラとの間の微小隙間や、現像ローラとこの現像ロー
ラに現像剤を供給する供給ローラとの間の微小隙間に詰
まると、これら現像ローラや供給ローラには現像剤の担
持されない部分が生じ、その結果、画像形成装置で作成
された画像上に白筋模様、画像欠損を生じる。

【０００４】そこで、本発明は、回収した現像剤から凝
集物を効果的に除去し、凝集物を含まない現像剤だけを
現像装置に返送する現像剤リサイクル装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る現像剤リサイクル装置の第１の形態
は、像担持体から回収した未転写の粉体現像剤を、現像
装置の現像剤搬送路に返送するとともに、この現像剤搬
送路に設けられている搬送スクリューにより、既に現像
剤搬送路で搬送されている粉体現像剤と混合して画像形
成に再利用させるもので、上記現像剤搬送路に接続され
た現像剤導入路と、上記現像剤導入路の現像剤を現像剤
搬送路に送り込むために、上記現像剤導入路に上記スク
リューと同軸関係に設けられた導入スクリューとが設け
てあり、導入スクリューの最下部近傍とこれに対向する
現像剤導入路の底部との距離は、搬送スクリューの最下
部近傍とこれに対向する現像剤搬送路の底部との距離よ
りも大きくしてある。

【０００６】本発明に係る現像剤リサイクル装置の第２
の形態では、現像剤導入路の底部は窪みを有し、この窪
みの底部と導入スクリューの最下部近傍との距離は、現
像剤搬送路の底部とこれに対向する搬送スクリューの最
下部近傍との距離よりも大きい。

【０００７】本発明に係る現像剤リサイクル装置の第３
の形態では、導入スクリューの外径は搬送スクリューの
外径よりも小さい。

【０００８】本発明に係る現像剤リサイクル装置の第４
の形態では、現像剤導入路の現像剤搬送路に隣接する底
部分を上方に伸ばして、上端部が上記現像剤搬送路およ
び現像剤導入路の底部よりも上方に位置する仕切壁が形
成されている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る現像剤リサイ
クル装置およびこの現像剤リサイクル装置を含む画像形
成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ）の
作像部を示す。

【００１０】本発明に係る現像剤リサイクル装置を説明
する前に、作像部およびこの作像部に含まれる現像装置
とクリーニング装置の構成と動作を簡単に説明する。ま
ず、作像部は、外周部に周知の感光層を有する円筒状の
像担持体１を備えている。画像形成時、像担持体１は矢
印５１方向に回転し、像担持体１のそれぞれの部位が帯
電領域６１・露光領域６２・現像領域６３（図面中の６
３ａおよび６３ｂ）・転写領域６４・分離領域６５・ク
リーング領域６６・除電領域６７を通過していく。ま
ず、帯電領域６１で、像担持体１は帯電装置２により所
定の電位に帯電される。帯電した像担持体１は、続く露
光領域６２で、図示しない露光装置で発射された光（ｌ
ｍ）に露光され、ほぼ帯電時の電位を有する高電位部と
露光により電位の減衰した低電位部とからなる静電潜像
が形成される。静電潜像を保持した像担持体１は、続く
現像領域６３で、現像装置３により、高電位部または低
電位部に現像装置３から現像剤が供給され、再現すべき
画像に対応したトナー像が形成される。このトナー像は
像担持体１の移動とともに転写領域６４に搬送され、転
写装置４により、図示しないシート供給部から供給され
たシート（一般には紙）に転写される。トナー像を保持
したシートは、分離領域６５で分離装置５により像担持
体１から分離された後、図示しない定着装置でトナー像
が定着されて、図示しない排出トレイに排出される。像
担持体１上でトナー像を形成していた現像剤はそのすべ
てがシートに転写されず、転写領域６４を通過した像担
持体１上には依然として一部の現像剤が残留している。
この残留現像剤は、像担持体１がクリーニング領域６６
を通過する際にクリーニング装置６により除去される。
その後、像担持体１は除電領域６７に移動し、そこで除
電装置７により残留電荷が除去され、次回の作像に備え
る。

【００１１】現像装置３は、複数の部材を組み合わせて
構成されたハウジング２１を有する。ハウジング２１に
は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する
現像剤混合攪拌路２９が形成されている。現像剤混合攪
拌路２９には、トナーとキャリアを均一に混合するとと
もにこれらを摩擦接触させることにより所定の極性に帯
電するために、バケットローラ２０が矢印５２方向に回
転可能に配置されている。バケットローラ２０としては
周知の種々のものが利用可能であるが、本実施形態で
は、中央部から両端側に向けてそれぞれ現像剤を搬送す
る型式のものが使用されている。

【００１２】現像剤混合攪拌路２９を境として像担持体
１とは反対側に、現像剤混合攪拌路２９と実質的に平行
に現像剤搬送路３０が形成され、この現像剤搬送路３０
に現像剤搬送スクリュー３１が配置されている。この現
像剤搬送スクリュー３１は、バケットローラ２０と違っ
て、両端側から中央部に向けて現像剤を搬送するため
に、中央部を境に一端側の螺旋スクリュー部３２と他端
側の螺旋スクリュー部３３は逆向きに形成されている
（図２参照）。また、現像剤混合攪拌路２９と現像剤搬
送路３０とを分離している壁２３は、バケットローラ２
０および現像剤搬送スクリュー３０の両端側付近と中央
部に対向する部分に連絡通路（図示せず）が形成されて
いる。したがって、本実施形態の現像装置では、現像剤
は、現像剤混合攪拌路２９でバケットローラ２０が矢印
５２方向に回転することにより中央部から両端側に搬送
され、次に、このバケットローラ２０に掬い上げられて
現像剤搬送路３０の両端側に供給され、続いて、現像剤
搬送スクリュー３１が矢印５３方向に回転することによ
り現像剤搬送路３０をその両端側から中央部に向けて搬
送され、最後に現像剤搬送路３０から現像剤混合攪拌路
２９の中央部に返送される。

【００１３】バケットローラ２０の上方には、このバケ
ットローラ２０により掬い上げられた現像剤の一部を吸
引保持する供給ローラ２５が配置されている。この供給
ローラ２５は矢印５４方向に回転可能に支持されてい
る。また、供給ローラ２５の外周面には、ハウジング２
１に設けた規制部材２４が所定の微小隙間（現像剤規制
ギャップ）５７を置いて対向している。したがって、供
給ローラ２５に供給された現像剤は規制部材２４で量規
制され、この規制部材２４の位置を通過した供給ローラ
２５の外周面には一定量の現像剤が保持されている。

【００１４】供給ローラ２５と像担持体１との間に、供
給ローラ２５に保持されている現像剤を受け取って第１
の現像領域６３ａで像担持体１に接触させる第１の現像
ローラ２６が設けてある。第１の現像ローラ２６の下に
は、第１の現像ローラ２６から現像剤を受け取り、再度
この現像剤を第２の現像領域６３ｂで像担持体１に接触
させる第２の現像ローラ２７が設けてある。これらの現
像ローラ２６、２７は、それぞれ所定の微小隙間（現像
ギャップ）５８、５９を介して像担持体１と非接触に保
たれ、矢印５５、５６方向に回転可能としてある。した
がって、供給ローラ２５に保持されている現像剤は、ま
ず第１の現像ローラ２６に供給され、第１の現像領域６
３ａで像担持体１の静電潜像と接触してこの静電潜像を
現像する。次に、現像剤は第２の現像ローラ２７に供給
され、第２の現像領域６３ｂで再び静電潜像と接触して
この静電潜像をさらに現像する。そのため、静電潜像
は、現像ローラに保持されている現像剤と一回だけ接触
する型式の画像形成装置に比べて、高濃度で現像され
る。第２の現像領域６３ｂを通過した現像剤は、第２の
現像ローラ２７とバケットローラ２０との間に配置され
たスクレーパ２２により第２の現像ローラ２７から掻き
取られ、現像剤混合攪拌路２９で混合攪拌されている現
像剤に混合される。

【００１５】このように、本画像形成装置では、現像剤
に含まれるトナーが静電潜像の現像により消費される。
したがって、出来あがった画像の濃度を一定に保つため
には、トナーとキャリアの混合比（トナー濃度）を測定
し、測定されたトナー濃度が所定のトナー濃度以下の値
になったとき、現像剤にトナーを補給しなければならな
い。そのために、現像剤搬送路３０の中央底部にはトナ
ー濃度測定装置２８が設けてある。また、現像剤搬送路
３０の上方には、新しいトナーを収容したトナー補給部
６０が配置されている。そして、トナー濃度測定装置２
８により測定されたトナー濃度が予め決められた基準濃
度以下の場合、現像剤搬送路３０の所定部位（好ましく
は、現像剤搬送路３０の両端側）に、トナー補給部６０
からトナーが落下補給される。補給されたトナーは、現
像剤搬送路３０と現像剤混合攪拌路２９を既存の現像剤
とともに搬送され、その搬送過程でキャリアと接触して
摩擦帯電される。

【００１６】次に、図１から図３を参照して、本発明に
係る現像剤リサイクル装置について説明する。現像剤リ
サイクル装置は、クリーニング装置６で回収された現像
剤を現像装置３に返送するために、クリーニング装置６
の一端外側から現像装置３の対応する一端外側に向けて
伸びる現像剤返送管１２を有する。現像剤返送管１２
は、本実施形態では両端を閉じた円筒状の管が使用され
ており、クリーニング装置６の側部に位置する一端側の
上部に上部開口部（現像剤取り込み口）１４が形成さ
れ、現像装置３の側部に位置する他端側の下部に下部開
口部（現像剤落下口）１５が形成されている。現像剤返
送管１２の中には、上部開口部１４から入った現像剤を
反対の下部開口部１５に向けて搬送するために、返送ス
クリュー１３が配置されている。また、返送スクリュー
１３は、図示しないモータに駆動連結されている。

【００１７】現像剤返送管１２の一端側上部開口部に現
像剤を送り込むために、クリーニング装置６は、回収さ
れた現像剤を像担持体１の軸と平行な方向に搬送する搬
送路１１と、この搬送路１１に接続されるとともにクリ
ーニング装置６の側壁から水平方向に突出した現像剤排
出管１０を有し、この現像剤排出管１０の先端に形成し
た現像剤排出口（図示せず）が、上部開口部１４に一致
させてある。

【００１８】他方、現像剤返送管１２の他端側下部開口
部１５から落下する現像剤を現像装置３に送り込むため
に、現像剤搬送路３０を形成しているハウジング２１の
側壁に開口部４４が形成され、この開口部４４にその外
側から現像剤導入管４２が嵌め込まれている。現像剤導
入管４２は、開口部４４に嵌め込まれた一端の側端部が
開放され、反対側端部が壁４０で閉鎖されている。ま
た、反対側端部近傍の上部には上部開口部（現像剤取り
込み口）４１が形成され、この上部開口部４１に現像剤
返送管１２の下部開口部１５が一致させてあり、これに
より現像剤返送管１２を通じて送られる現像剤が現像剤
導入管４２内の現像剤導入路３９に落下供給されるよう
にしてある。

【００１９】現像剤導入路３９には、現像剤搬送路３０
に配置されている搬送スクリュー３１が伸びており、そ
の端部が壁４０に支持されている。なお、以下の説明に
おいて、現像剤導入路３９に伸びている搬送スクリュー
３１の一部を導入スクリュー３６という。したがって、
導入スクリュー３６は、搬送スクリュー３１が回転軸３
４とこの回転軸３４の外周に沿ってらせん状に走るスク
リュー部３５とからなるのと同様に、この回転軸３４と
同軸上に位置する回転軸３７と、この回転軸３７の外周
に沿ってらせん状に走るスクリュー部３８とからなる。

【００２０】本実施形態では、搬送スクリュー３１のス
クリュー部３５と導入スクリュー３６のスクリュー部３
８は同一の外径を有する。しかし、現像剤導入路３９の
底部は、現像剤搬送路３０の底部よりも低くしてある。
図３ｂは現像剤導入路３９の現像剤受け入れ部Ｘ―Ｘ断
面の形状を、図３ｃは同じく現像剤導入路の現像剤搬送
路入口に近いＹ―Ｙ断面の形状をそれぞれ示す。図３d
はＸ−Ｘ断面の代替案である。いずれも現像剤導入路の
底部を広げ、底部を低くした状況を表したものである。

【００２１】現像剤導入管４２の端部と接する現像剤搬
送路３０の底部を搬送スクリュー３１に向けて上方に伸
ばして仕切壁４５が形成してある。また、仕切壁４５に
対向するスクリュー部３８は、この仕切壁４５との干渉
を避けるために、部分的に切り取って小径部４３として
ある。

【００２２】このように構成された現像剤リサイクル装
置によれば、図１に示すように、クリーニング装置６で
回収された現像剤は、このクリーニング装置６内の搬送
路１１から現像剤排出管１０を介して、現像剤返送管１
２の一端に上部開口部１４を通じて落下供給される。現
像剤返送管１２に落下供給された現像剤は、返送スクリ
ュー１３の回転により反対側の端部に向けて搬送され、
下部開口部１５から現像剤導入管４２内の現像剤導入路
３９に落下供給される。現像剤導入路３９に返送された
現像剤は、搬送スクリュー３１と共に回転する導入スク
リュー３６の回転により、現像剤導入路３９の中を現像
剤搬送路３０に向けて搬送される。このとき、返送され
た現像剤の中に凝集物（トナー凝集物、トナーと他の物
質との凝集物、およびトナー以外の物質からなる大きな
物質）が含まれている場合、この凝集物は現像剤導入路
３９を搬送される過程で次第に底部に沈む。また、現像
剤搬送路３０の手前にある仕切壁４５に規制され、現像
剤導入路３９から現像剤搬送路３０への凝集物の移動が
阻止される。一方、通常の粒径の現像剤は、導入スクリ
ュー３６の搬送作用により、現像剤導入路３９から現像
剤搬送路３０に送り込まれてこの現像剤搬送路３０を搬
送されている現像剤に混合された後、現像剤混合攪拌路
２９でバケットローラ２０により混合攪拌され、これら
の場所での混合作用によりキャリアと接触して摩擦帯電
する。その後、現像剤は、再び、供給ローラ２５、第１
及び第２の現像ローラ２６、２７を通じて、第１の現像
領域６３ａと第２の現像領域６３ｂで像担持体１に接触
して現像に利用される。

【００２３】したがって、図４に示すような、クリーニ
ング装置で回収したすべての現像剤を、現像剤導入路３
９から現像剤搬送路３０に送り込む型式のリサイクル装
置１００では、現像剤と共に凝集物が現像装置３の内部
に送り込まれ、この凝集物が供給ローラ２５と規制部材
２４との規制ギャップ５７や、現像ローラ２６，２７と
像担持体１との現像ギャップ５８，５９に詰まり白筋や
画像欠損を生じるが、上述した本発明に係る現像剤リサ
イクル装置２００（図２）では、白筋や画像欠損の無
い、きれいな画像が得られる。

【００２４】なお、現像装置が、予め装填された現像剤
を消費した時点で廃棄する、いわゆるカートリッジ型現
像装置の場合、現像剤導入路３９に溜まった凝集物を回
収する機構は特に必要でないが、消費したトナーを逐次
補充する形態の現像装置の場合、例えば、現像剤導入管
４２を現像装置に対して着脱自在としておき、一定期間
ごとに現像剤導入管４２を現像装置３から外して、凝集
物を回収するようにしてもよい。

【００２５】また、上記実施形態では、搬送スクリュー
３１の外径と導入スクリュー３６の外径を同一とし、現
像剤導入路３９の底部を現像剤搬送路３０の底部よりも
低い位置に形成したが、図５に示すように、導入スクリ
ュー３６の外径Ｌ１を搬送スクリュー３１の外径Ｌ２よ
りも小さくすることで、導入スクリュー３６とこれに対
向する現像剤導入路３９の底部との距離を、搬送スクリ
ュー３１とこれに対向する現像剤搬送路３０との距離よ
り大きくしてもよい。

【００２６】さらに、上記実施形態では、仕切壁４５
は、現像剤搬送路３０を形成している現像装置ハウジン
グ側壁で形成したが、現像剤導入管４２の底部を変形さ
せて形成してもよい。

【００２７】さらにまた、上記実施形態では、現像剤搬
送路３０と現像剤導入路３９に配置する現像剤搬送部材
として、軸と、この軸の周りにらせん状に連続して設け
たスクリュー部とからなるスクリューを用いたが、現像
剤搬送部材はこれに限るものでなく、例えば、軸の周囲
に所定の間隔を置いて断続的に設けた複数の羽根部材と
からなる現像剤搬送部材や、コイルを用いた現像剤搬送
部材も、本発明の現像剤リサイクル装置に適用可能であ
る。

【００２８】そして、上記実施形態では、現像剤として
トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いている
が、トナーだけからなる一成分現像を使用する画像形成
装置の現像剤リサイクル装置にも、本発明は適用可能で
ある。

【００２９】

【発明の効果】本発明による現像剤リサイクル装置によ
れば、現像剤導入路の底部と導入スクリュー最下部近傍
との間の隙間が広いので、回収された現像剤の内、流動
性・分散性の劣る凝集物は搬送の過程で徐々にこの隙間
に沈み込み、沈み込んだ後にはスクリューによる搬送力
が働かなくなるため順次この導入路底部に溜まることと
なり、現像剤から凝集物を効果的に除去することができ
る。一方、回収された現像剤の内、分散性のよいものは
導入スクリューの羽根部分による搬送作用により順次現
像剤搬送路へ搬送され、現像剤搬送路内にある現像剤と
混合攪拌されて画像形成に再利用される。この際、回収
され再利用される現像剤の中には凝集物は含まれていな
い事から、画質低下の無い画像形成ができ、同時にリサ
イクルによる資源の有効活用を実現することができる。
凝集物の程度によっては導入スクリューで徐々に搬送さ
れるケースも考えられるが、このような場合において
も、現像剤搬送路入口に仕切板を設けることにより、こ
の仕切板が障害となって凝集物の搬送をここで食い止
め、凝集物の現像剤搬送路への混入阻止をより確実なも
のとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る現像剤リサイクル装置を備えた
画像形成装置の縦断面図である。

【図２】 本発明に係る現像剤リサイクル装置を備えた
現像装置の現像剤搬送部の側面図である。

【図３】 図２の部分拡大図で、現像剤導入路部の詳細
側面図である。

【図４】 従来の現像装置の現像剤搬送部の側面図であ
る。

【図５】 本発明に係る、異なる実施態様における現像
剤導入路部の詳細側面図である。

【符号の説明】

１ 像担持体 ２ 帯電装置 ３ 現像装置 ４ 転写装置 ５ 分離装置 ６ クリーニング装置 ７ 除電装置 １２ 現像剤返送管 １３ 現像剤返送スクリュー ２０ バケットローラ ２４ 規制部材 ２５ 現像剤供給ローラ ２６ 第１現像ローラ ２７ 第２現像ローラ ２９ 現像剤混合攪拌装置 ３０ 現像剤搬送路 ３１ 現像剤搬送スクリュー ３６ 現像剤導入スクリュー ３８ 導入スクリュー部 ３９ 現像剤導入路 ４２ 現像剤導入管 ４５ 仕切壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体から回収した未転写の粉体現像
   剤を、現像装置の現像剤搬送路に返送するとともに、こ
   の現像剤搬送路に設けられている搬送スクリューによ
   り、既に現像剤搬送路で搬送されている粉体現像剤と混
   合して画像形成に再利用させる、画像形成装置の現像剤
   リサイクル装置において、（ａ） 上記現像剤搬送路に
   接続された現像剤導入路と、（ｂ） 上記現像剤導入路
   の現像剤を現像剤搬送路に送り込むために、上記現像剤
   導入路に上記搬送スクリューと同軸関係に設けられた導
   入スクリューとを有し、（ｃ） 上記導入スクリューの
   最下部近傍とこれに対向する現像剤導入路の底部との距
   離は、上記搬送スクリューの最下部近傍とこれに対向す
   る現像剤搬送路の底部との距離よりも大きいことを特徴
   とする現像剤リサイクル装置。
2. 【請求項２】 像担持体から回収した未転写の粉体現像
   剤を、現像装置の現像剤搬送路に返送するとともに、こ
   の現像剤搬送路に設けられている搬送スクリューによ
   り、既に現像剤搬送路で搬送されている粉体現像剤と混
   合して画像形成に再利用させる、画像形成装置の現像剤
   リサイクル装置において、（ａ） 上記現像剤搬送路に
   接続された現像剤導入路と、（ｂ） 上記現像剤導入路
   の現像剤を現像剤搬送路に送り込むために、上記現像剤
   導入路に上記搬送スクリューと同軸関係に設けられた導
   入スクリューとを有し、（ｃ） 上記現像剤導入路の底
   部は窪みを有し、この窪みの底部と導入スクリューの最
   下部近傍との距離は、上記現像剤搬送路の底部とこれに
   対向する搬送スクリューの最下部近傍との距離よりも大
   きいことを特徴とする現像剤リサイクル装置。
3. 【請求項３】 上記導入スクリューの外径は上記搬送ス
   クリューの外径よりも小さいことを特徴とする請求項１
   または２の現像剤リサイクル装置。
4. 【請求項４】 上記現像剤導入路の現像剤搬送路に隣接
   する底部分、または、上記現像剤搬送路の現像剤導入路
   に隣接する底部分を上方に伸ばして、上端部が上記現像
   剤搬送路および現像剤導入路の底部よりも上方に位置す
   る仕切壁が形成されていることを特徴とする請求項１か
   ら３のいずれかの現像剤リサイクル装置。