JP2001134157A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トナーをリサイクルするために装置が大型化・
複雑化することを回避しつつ、回収トナー及び未使用ト
ナーから利用可能なトナーのみを分別して、最短経路で
回収トナーを現像装置へ還流し、高画質を安定的に維持
できる画像形成装置を提供する。 【解決手段】クリーニングブレード１１により感光体ド
ラム１の表面上の残留物が回収され、スクリュ１７によ
り利用可能なトナーとそれ以外の物とに分別され、分別
された利用可能なトナーのみが付着ローラ１８により感
光体ドラム１の表面に付着される。そして、現像装置４
の回収ローラ１９によって回収され、ホッパ１３に収容
され、静電潜像の顕像化に使用される。また、未使用ト
ナーは、新トナー収容槽１０からクリーニング装置７内
へ供給されるので、未使用トナーに含まれる逆極性トナ
ーは、残留物の分別時に同時に廃棄物として除去され
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、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に
関し、特に、感光体の表面から回収した残留物と未使用
トナーとを帯電極性に基づいて分別し、正規の帯電極性
を有するトナーを現像に供することにより、トナーの有
効利用と画質の維持とを図る画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置は、
図６（Ａ）に示すように、原稿等の画像を読み取る画像
読取部３１、読み取った画像のトナー像を形成し用紙等
の転写材に転写する画像形成部３２、画像形成部３２に
用紙等の転写材を供給する給紙部３３、画像形成部に転
写材を搬送する用紙搬送部３４、転写材に転写されたト
ナー像を定着する定着部３５、及びトナー像が定着され
た転写材が排出される排紙部３６等によって構成され
る。

【０００３】画像形成部３２は、図６（Ｂ）に示すよう
に、回転可能な円筒状の感光体ドラム１の周囲に、矢印
Ａで示される感光体ドラム１の回転方向に沿って、帯電
器２、露光装置３、現像装置４、転写器５、剥離装置
８、クリーニング装置７及び除電器６が配置される。

【０００４】感光体ドラム１が矢印Ａ方向に回転する
と、まず帯電器２に対向する感光体ドラム１の表面に対
して、コロナ放電により均一な帯電電荷が付与される。
そして、感光体ドラム１の回転に伴って、帯電電荷が付
与された表面に露光装置３からの画像光が露光されて静
電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラ
ム１の表面は、感光体ドラム１の回転により現像装置４
に対向する位置に到達し、この静電潜像に対して現像装
置４の現像ローラ４ａからトナーが供給されて、静電潜
像が顕像化されてトナー像になる。

【０００５】一方、画像形成装置の内部には、感光体ド
ラム１と転写器５との間を経由する用紙搬送部３４が設
けられている。この用紙搬送部３４には給紙部３３から
転写材である用紙Ｐが搬送される。そして、転写器５の
コロナ放電により感光体ドラム１の表面のトナー像がこ
の用紙Ｐの表面に転写される。トナー像が転写された用
紙Ｐは剥離装置８によって感光体ドラム１から剥離さ
れ、定着部３５によって加熱及び加圧を受け、その表面
にトナー像が定着され、その後、排紙部３６に排紙され
る。

【０００６】上記のような画像形成工程を実施するため
に、感光体ドラム１及び現像ローラ４ａに所定の電位が
付与されている。図７を用いて図６に示した画像形成装
置の画像形成期間及び非画像形成期間での動作を説明す
る。図７は、従来の画像形成装置の画像形成動作を示す
タイミングチャートである。同図は、１枚の用紙等の転
写材に対して画像形成する、いわゆるシングルモード時
の感光体表面電位及び現像ローラ４ａに印加する現像バ
イアス電圧のタイミングチャートである。

【０００７】画像形成装置においては、不要なトナーが
感光体ドラム１に付着することのない最適なカブリ電位
差と、静電潜像を顕像化するためにトナーを感光体ドラ
ム１へ付着させる現像電位差と、が設定されている。こ
こで、カブリ電位差とは、感光体ドラム１の表面電位と
バイアス電圧を印加した現像ローラ４ａの電位との電位
差である。このカブリ電位差は、不必要にトナーが感光
体ドラム１に付着してカブリ現象が発生しないように、
適切な値に設定される。この例で使用しているトナー
は、正規帯電極性がマイナスである。

【０００８】正規帯電極性のトナーは、参照符Ｖｌで示
す現像電位が高くなりプラス側に近付く程、感光体ドラ
ム１に対して付着量が多くなり、一方、マイナス電位が
高くなる程、感光体ドラム１に対して付着しにくくな
る。

【０００９】これに対して、正常に帯電していない逆帯
電トナーや、正規帯電極性は有するものの帯電が不十分
な帯電不良トナーが現像に使用されると、感光体ドラム
１に対するトナーの吸着不良が発生したり、感光体ドラ
ム１に付着すべきではないキャリアが付着する場合があ
る。ここで、キャリアとは、現像装置４における撹拌の
際にトナーとの摩擦によって、トナーに正規帯電特性で
あるマイナスの電化を付与するプラスに帯電された磁性
微粒子である。

【００１０】そこで、帯電不良トナー、逆帯電トナー及
びキャリアが最も付着しにくいカブリ電位差を検討する
と、図８に示すように、カブリ電位差が−１５０Ｖであ
るときが、帯電不良トナー及び逆帯電トナーの付着が最
も少なくなっている。また、感光体ドラム１へのキャリ
アの付着は、カブリ電位差が−２５０Ｖ以下で増加して
いる。

【００１１】したがって、図６に示した画像形成装置で
は、画像形成期間において感光体ドラム１の表面電位Ｖ
ｏは−６５０Ｖに設定され、現像ローラ４ａに印加され
るバイアス電圧Ｖｂは−５００Ｖに設定される。したが
って、カブリ電位差は−１５０Ｖに設定されている。な
お、図７の斜線部に示す領域は、露光装置３によって露
光される部分である。露光装置３によって露光される
と、感光体ドラム１の表面電位は−１００Ｖまで上昇
し、正規帯電トナーが付着して現像されるように設定さ
れている。

【００１２】それゆえ、従来からの画像形成動作では、
マイナス側に高電位である感光体ドラム１の表面電位Ｖ
ｏの立上げが開始（タイミングａ）されてから、表面電
位Ｖｏが−１５０Ｖまで立上がった時点（タイミング
ｂ）で、−１５０Ｖのカブリ電位差を維持して現像バイ
アスＶｂの印加が開始される。そして、Ｖｏ＝−６５０
Ｖ、Ｖｂ＝−５００Ｖに到達（タイミングｃ）し、画像
形成期間において、その画像域内で露光装置３により感
光体ドラム１が露光されて、トナーを付着すべき部分が
現像電位Ｖｌ＝−１００Ｖにまで上昇し、静電潜像が形
成される。画像形成期間が終了すると、カブリ電位差を
維持したまま、感光体ドラム１の表面電位Ｖｏ及び現像
ローラ４ａに印加したバイアス電圧Ｖｂが、ともにゼロ
レベルとなるまで（タイミングｅ，ｆ）上昇していく。

【００１３】上記一連の画像形成工程中の転写工程終了
後の感光体ドラム１の表面には、トナー像の一部が転写
されずに残留している。また、残留トナーだけでなく、
コロナ放電による生成物や用紙Ｐに付着していた紙粉及
びタルク等の異物も感光体ドラム１の表面には付着して
いる。このような感光体ドラム１の表面に残留する残留
トナーや異物は、以後の画像形成工程に悪影響を及ぼ
し、画質の欠け等の画質の低下を招く。

【００１４】そこで、図６（Ｂ）に示すように、転写器
５と除電器６との間に、感光体ドラム１の表面から残留
物を除去するクリーニング手段であるクリーニング装置
７が設けられている。このクリーニング装置７は、感光
体ドラム１の表面に当接するクリーニングブレード１１
を備えたタイプである。クリーニングブレード１１は、
転写工程終了後の感光体ドラム１の表面上に残留してい
る残留トナーや異物等の残留物を感光体ドラム１の表面
から掻き落とし、クリーニング装置７内に収容する。

【００１５】クリーニング装置の構成としては、図６に
示したクリーニングブレード１１に代えて、ファーブラ
シやクリーニングローラ等の部材を感光体ドラムの表面
に当接させて残留トナーや異物を除去する構成のもの
等、多種類にわたって提案されている。

【００１６】例えば、特開平７−３１９３５６号公報に
は、感光体ドラムの表面からトナーを除去するための金
属ローラと、この金属ローラの下流側に配置されたトナ
ー以外の異物を除去するための弾性ローラと、を備えた
クリーニング装置の構成が開示されている。

【００１７】金属ローラは、感光体ドラムとの間に所定
の間隙を有して配設されており、電源装置からバイアス
電圧が印加されることによって、トナーのみを回収す
る。一方、弾性ローラは、金属ローラによりトナーが回
収された後に、感光体ドラムの表面に接触して付着物を
回収する。これによって、感光体ドラムの表面を傷つけ
ることなく、残留物の種類に応じた除去が可能となる。

【００１８】従来、クリーニング装置によって除去され
てクリーニング槽に収容された残留トナーはそのまま廃
棄されていたが、回収した残留トナーを全て廃棄すると
トナーを大幅に浪費することになるとともに、トナーの
主成分はバインダー樹脂、すなわちプラスチックである
ため、環境問題を考慮すると、そのまま廃棄することは
好ましくない。

【００１９】そこで近年では、クリーニング槽に収容さ
れた残留トナーを現像装置に再び搬送して再利用するト
ナーリサイクル機構を備えた画像形成装置の構成が種々
提案されている。例えば、図６においては、クリーニン
グブレード１１で除去・回収された残留トナーを現像装
置４に搬送するためのスクリューコンベアを内部に備え
たトナーリサイクル部１２が設けられている。このよう
なトナーリサイクル機構を用いることによって、トナー
の浪費を軽減してトナーを有効に再利用することができ
る。

【００２０】また、トナーリサイクル機構を設けずにト
ナーをリサイクルする技術も種々提案されている。例え
ば、特開平６−１３０８１０号公報には、感光体表面の
残留トナーを回収して収納する残留トナー収納タンク
と、現像装置に供給する新規トナーを収納する新規トナ
ー収納タンクとを連通させて、回収した残留トナーを新
規トナーの収容タンクへと移動させてリサイクルするト
ナーカートリッジに関する技術が開示されている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成には、以下のような問題がある。まず、図６
に示した画像形成装置においては、トナーリサイクル機
構は、クリーニング装置７によって回収された残留トナ
ーを現像装置４に搬送供給するために、クリーニング装
置７と現像装置４とを結ぶスクリューコンベアを内部に
備えたトナーリサイクル部１２のような大規模で機構的
に複雑な構成となっている。その結果、画像形成装置が
大型化する上に、構成部品の点数が増大するため、製造
工程の煩雑化や製造コストの増大等を招来する。

【００２２】また、トナーリサイクル機構にて再使用さ
れるトナーは、繰り返しの使用に伴ってストレスを受け
るために、一般に現像装置４の現像槽内ある未使用のト
ナーに比べて諸特性が劣っている。このため、再使用可
能なトナーが還流されると現像装置４の現像槽内におけ
る逆帯電トナーや帯電不良トナーの割合が増え、トナー
が量的には十分あるにもかかわらず、現像剤中の正常な
トナー濃度を現像装置４に内蔵された図外の透磁率セン
サが正確に捉えることができず、現像装置４のホッパか
ら必要以上の新トナーが補給されて画像濃度が高くなっ
たり、逆に補給される新トナー量が不足して画像濃度が
低下するという現象が生じる問題があった。

【００２３】次に、特開平６−１３０８１０号公報に開
示された技術は、大規模なトナーリサイクル機構を設け
ていないので、装置の大型化や構成の複雑化等の問題を
招来するものではない。しかしながら、残留トナーと一
緒に回収される紙粉や、一般に帯電性が悪い径の大きな
トナーが、再度現像部へ混入することを防止するため
に、残留トナー収納タンクと新規トナー収納タンクとの
連通部分にメッシュを設けている。しかし、現像槽内の
帯電不良トナーや逆帯電トナー等の扱いについては、何
ら記載されていない。したがって、現像槽内の帯電不良
トナーや逆帯電トナーによって、画像カブリが発生する
等の問題が生じてしまう。

【００２４】さらに、特開平７−３１９３５６号公報に
開示された技術は、感光体ドラムの表面の残留物の種類
に応じて、別個にクリーニング手段を設けているため、
感光体ドラムを傷つけることがなく、また、トナーと異
物とを分離して回収できる。しかし、金属ローラによっ
て回収されたトナーを現像装置に再搬送するトナーリサ
イクル機構として搬送スクリューが設けられており、構
成部品点数の増大や装置大型化に繋がる。また、回収し
たトナーの中から、帯電不良トナーや逆帯電トナー等を
分離することについては一切記載されていない。したが
って、現像槽内の帯電不良トナーや逆帯電トナーによっ
て、画像カブリが発生する等の問題が生じてしまう。

【００２５】また、従来は直接、現像装置に供給されて
いた未使用トナーには、画像形成には不適当な逆帯電ト
ナーや、正規帯電特性は有するものの帯電が十分でない
トナーが含まれている。そのため、このようなトナーを
含む新規の未使用トナーが、直接現像装置に供給されて
使用されると、リサイクルトナーの場合と同じように、
帯電不良トナーや逆帯電トナーによって、画像カブリが
発生する等の問題がある。

【００２６】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
であって、その目的は、トナーをリサイクルするために
装置が大型化・複雑化することを回避しつつ、回収トナ
ー及び未使用トナーから利用可能なトナーのみを分別し
て、最短経路で回収トナーを現像装置へ還流し、高画質
を安定的に維持できる画像形成装置を提供することであ
る。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。

【００２８】(1) 感光体表面に形成された静電潜像に対
して現像ローラでトナーを供給し顕像化してトナー像を
形成する現像手段と、該トナー像を用紙上に転写した後
の感光体表面に残留する残留物を除去・回収するクリー
ニング手段と、装置全体を制御する制御手段を備えた画
像形成装置において、未使用トナーをクリーニング手段
に供給する第１トナー収容部を設けるとともに、クリー
ニング手段は、感光体表面に残留する残留物を除去・回
収する第１回収手段と、第１回収手段で除去・回収した
残留物及び未使用トナーを利用可能なトナーとそれ以外
の物とに分別する回転螺旋体と、第１回収手段より感光
体の回転方向下流側において利用可能なトナーを感光体
表面に付着させるトナー付着部材と、を備え、現像手段
は、トナーを撹拌して感光体表面に供給するための現像
槽と、現像槽に連通した第２トナー収容部と、トナー付
着手段で感光体表面に付着させた利用可能なトナーを回
収して第２トナー収容部に収容する第２回収手段と、を
備えたことを特徴とする。

【００２９】この構成においては、第１回収手段によっ
て感光体表面上に残留している残留物が回収され、回収
された残留物は回転螺旋体により利用可能なトナーと、
それ以外の物と、に分別される。そして、分別された利
用可能なトナーのみがトナー付着手段によって感光体表
面に付着され、現像手段の第２回収手段によって回収さ
れ第２トナー収容部に収容され、静電潜像の顕像化に使
用される。したがって、再生可能なトナーを確実に分別
して回収できるとともに、正規帯電極性に帯電している
トナーのみが現像手段に戻されることとなり、現像手段
は、正常な帯電特性を示すトナーのみにて満たされるこ
ととなるため、カブリのない良好な画質を安定して得る
ことができる。

【００３０】また、リサイクルするトナーを現像手段へ
搬送する際に感光体を用いるので、複雑かつ大規模な構
成のトナーリサイクル手段を改めて設ける必要がなく、
装置構成の簡素化、装置の製造コストの低減等を図るこ
とができる。しかも、感光体に付着させてトナーを搬送
するので、余分なストレスがトナーに加わらず、かつ、
最短経路で効率よくトナーを搬送できる。

【００３１】さらに、通常、未使用トナーは現像手段に
直接供給されるが、本発明ではクリーニング手段内へ供
給されるので、未使用トナーに含まれる逆極性トナー
は、クリーニング手段により感光体表面より除去した残
留物の分別時に、同時に廃棄物として除去される。その
結果、現像手段から感光体に供給されるトナーは、未使
用トナーを直接現像手段に供給する場合と比べて、正常
な帯電特性を示すトナーのみとなり、カブリのない良好
な画質を安定して得ることができる。

【００３２】(2) 前記制御手段は、感光体が画像形成動
作を行う前後の期間である感光体の前回転時及び後回転
時の少なくとも一方で、前記トナー付着部材で利用可能
なトナーを感光体表面へ付着させるとともに、前記第２
回収手段で利用可能なトナーを感光体表面から回収させ
ることを特徴とする。

【００３３】この構成においては、利用可能なトナーと
それ以外との分別と、第２回収手段へのトナー搬送と
は、感光体が画像形成動作を行う前後の期間である感光
体の前回転時及び感光体の後回転時の少なくとも一方で
実施される。したがって、画像形成装置の利用効率や画
像形成速度の低下を招来することなく、トナーのリサイ
クルが可能であり、高稼働率の画像形成装置を提供する
ことができる。

【００３４】(3) 前記制御手段は、前記クリーニング手
段及び前記現像手段におけるトナーの回収、分別及び搬
送に関与する各部材及び各手段への印加電圧を感光体の
回転方向の下流方向へ配置されるにしたがって、前記回
転螺旋体から順次上昇するように制御することを特徴と
する。

【００３５】この構成においては、トナーの回収、分別
及び搬送に関与する部材や手段に印加される電圧が、感
光体の回転方向の下流側に配置されるにしたがって順
次、上昇するように制御部によって制御される。したが
って、単に正常に帯電している正規帯電トナーのみなら
ず、充分には帯電されていないが利用可能な正規帯電極
性を示す帯電不良トナーも含めて、効率的に移動を行う
ことができる。つまり、正規帯電極性に帯電しているト
ナーであれば、現像手段にて再撹拌を行えば、正常な帯
電極性を示すトナーに転化するので、十分には帯電して
いない帯電不良トナーも含めて回収することで、トナー
の利用効率をより一層向上させることができる。

【００３６】(4) 前記回転螺旋体は帯電特性に基づいて
利用可能なトナーとそれ以外とに分別し、かつ前記制御
手段は、トナー付着部材の電位を前記回転蝶旋体の電位
よりも高くなるように制御することを特徴とする。

【００３７】この構成においては、クリーニング手段内
に収容された収容物の回転螺旋体による分別が帯電特性
に基づいて実施されるとともに、トナー付着部材の電位
は、回転螺旋体の電位よりも高くなるように制御されて
いる。したがって、利用可能な正規帯電極性を有するト
ナーと、利用不可能な逆帯電特性を有するトナーや異物
を確実に分別することができ、分別のための大規模な手
段が必要なくなる。しかも、回転蝶旋体から見てトナー
付着部材の電位は、回転螺旋体の電位よりも高いので、
トナーの正規帯電極性とは逆の極性に近づくように制御
されており、正規帯電極性であるトナーは容易にトナー
付着部材へ移動することになり、感光体表面上へのトナ
ーの再付着を容易なものとすることができる。

【００３８】(5) 前記制御手段は、前記回転螺旋体への
印加電圧を現像時の前記感光体表面の電圧よりも低くす
るとともに、前記回転蝶旋体と前記トナー付着部材との
電位差を現像時の現像ローラと感光体の露光部との電位
差と略等しくすることを特徴とする。

【００３９】この構成においては、第１回収手段で回収
した感光体表面に付着した残留物を回転螺旋体で分別
し、再使用可能な帯電すべき極性のトナーをトナー付着
部材で感光体へ付着させる際に、回転螺旋体に印加する
電圧を画像形成期間での感光体表面の電位よりも低く設
定し、回転螺旋体とトナー付着部材との電位差を画像形
成期間での現像ローラと感光体の露光部との電位差に略
等しくする。したがって、回転螺旋体によって、正常な
レベルにまで帯電していない帯電不良トナーを含めて、
利用可能な正規帯電極性を有するトナーを、それ以外の
ものと確実に分別することができる。

【００４０】(6) 前記回転螺旋体及び前記トナー付着部
材は導電性材料で形成されるとともに、前記制御手段は
前記トナー付着部材の電位を前記回転螺旋体の電位より
も高くなるように制御することを特徴とする。

【００４１】この構成においては、導電性材料で形成さ
れたトナー付着部材に付与する電位は、同じく導電性材
料で形成された回転螺旋体に付与する電位よりも高くな
るように制御手段によって制御される。したがって、感
光体表面から除去・回収した残留物は、回転螺旋体及び
トナー付着部材間の電位差設定のみで、帯電特性に基づ
いて、利用可能なトナーの分別と感光体表面への再付着
とを容易に実施することができるとともに、正常なレベ
ルにまで帯電していなくても、利用可能な正規帯電極性
を有する帯電不良トナーも含めて、それ以外のものと確
実に分別することができる。

【００４２】(7) 前記制御手段は、前記トナー付着部材
によって利用可能なトナーを感光体へ付着させる際に、
前記感光体表面の電位を略０ボルトにすることを特徴と
する。

【００４３】この構成においては、トナーをクリーニン
グ手段から現像手段側へと搬送するために、トナー付着
部材で利用可能なトナーを感光体に付着させる際には、
感光体表面の電位が略０ボルトに設定される。したがっ
て、トナー付着部材により、正規帯電極性を有するトナ
ーを感光体表面へ容易かつ確実に付着させることができ
る。しかも、感光体表面の電位を切り換えるのみで感光
体を用いたトナー搬送が可能になる。

【００４４】(8) 前記トナー付着部材は前記感光体に当
接して配置されるとともに、前記トナー付着部材と前記
感光体とは互いに逆方向に回転し、かつ前記制御手段
は、前記トナー付着部材と前記感光体との周速比を前記
現像ローラと前記感光体との周速比と略同等にすること
を特徴とする。

【００４５】この構成においては、現像ローラから感光
体にトナーが供給されるのと略同じ周速比で、トナー付
着部材は感光体と逆方向に回転しながら、感光体に利用
可能なトナーを供給する。したがって、感光体とトナー
付着部材とは当接部において同じ方向に移動するので、
感光体に対してストレスを与えることなく、感光体表面
に利用可能なトナーをより確実かつ容易に付着すること
が可能になる。

【００４６】(9) 前記制御手段は、前記第２回収手段に
トナーの正規帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加す
ることを特徴とする。

【００４７】この構成においては、第２回収手段によっ
て印加されるバイアス電圧の極性がトナーの正規の帯電
極性とは逆の極性である。したがって、感光体表面上に
付着している利用可能なトナーを第２回収手段によっ
て、確実に回収することができる。

【００４８】(10)前記制御手段は、前記第２回収手段へ
のバイアス電圧の印加を非画像形成期間のみに実施する
ように制御することを特徴とする。

【００４９】この構成においては、第２回収手段に対す
るバイアス電圧の印加が、非画像形成期間のみに行なっ
て、利用可能なトナーを第２回収手段で回収する。した
がって、画像形成期間においては、利用可能なトナーの
回収は行なわずに画像形成動作を行なうので、画像形成
動作に悪影響を及ぼさずに効率よくトナーを回収でき
る。

【００５０】(11)前記第２回収手段は前記感光体に当接
して配置されるとともに、前記第２回収手段と前記感光
体とは互いに同方向に回転し、かつ前記制御手段は、前
記第２回収手段と前記感光体との周速比を前記現像ロー
ラと前記感光体との周速比よりも小さくなるように制御
することを特徴とする。

【００５１】この構成においては、現像ローラから感光
体トナーが供給されるより小さい周速比で、感光体と同
方向に回転して第２回収手段によって感光体から利用可
能なトナーが回収される。したがって、感光体とトナー
付着部材とは当接部において異なる方向に移動するの
で、感光体からトナーを掻き取るようにして確実に利用
可能なトナーを回収することができる。また、第２回収
手段と感光体との周速比は、現像ローラと感光体との周
速比より小さいので、感光体からトナーを回収する際に
ダメージをほとんど与えることなく、トナーの回収効果
と感光体の耐久性とを両立させることができる。

【００５２】(12)前記制御手段は非画像形成期間におい
て、前記第２回収手段に印加する電圧よりも低く、かつ
トナーの正規帯電極性とは逆極性の現像バイアス電圧を
前記現像ローラに印加するとともに、前記感光体と前記
現像ローラとの電位差を非現像電位差と略同等とするこ
とを特徴とする。

【００５３】この構成においては、非画像形成形成期間
に、現像ローラには、正規帯電極性とは逆の極性で第２
回収手段に印加する電圧よりも低い現像バイアス電圧が
印加される。また、現像ローラと感光体との電位差は、
カブリ現象を起こさない電位差である非現像電位差と略
同じに制御される。したがって、カブリ現像を起こさな
い範囲で電位差を保持することができるため、現像手段
において現像ローラにトナーやキャリア等が付着した場
合でも、感光体表面へのトナーやキャリアの付着を防止
することができる。

【００５４】(13)前記第２回収手段は前記感光体表面に
離接可能であり、前記第２回収手段の離接状態を切り換
える可動手段を備えたことを特徴とする。

【００５５】この構成においては、第２回収手段は、可
動手段によって感光体の表面に対して離接可能である。
したがって、非画像形成期間か否かによって、第２回収
手段の感光体への離接状態を切り換えることができるの
で、感光体表面に第２回収手段が常に当接されている構
成と比べて、第２回収手段の不要な消耗や感光体の損
傷、第２回収手段との接触に伴う感光体の回転抵抗が抑
制される。

【００５６】(14)前記第２回収手段の前記感光体表面へ
の当接力は、前記第１回収手段の前記感光体表面への当
接力よりも小さいことを特徴とする。

【００５７】この構成においては、第２回収手段の感光
体への当接力は、第１回収手段の感光体表面への当接力
よりも小さくなっている。したがって、第２回収手段で
回収される再利用トナーに不要なストレスを加えること
を回避することができる。

【００５８】(15)前記現像槽と前記第２トナー収容部と
は前記感光体に対向して互いに離隔して配置され、連通
路を介して連通するとともに、前記現像槽と前記第２ト
ナー収容部との間に、除電器、帯電器及び露光装置が設
けられたことを特徴とする。

【００５９】この構成においては、クリーニング手段に
おけるトナー付着部材にて感光体表面に付着された利用
可能なトナーは、除電器、帯電器、露光装置等を通過す
る前に、第２回収手段にて回収されて、連通路を介して
現像層に供給される。したがって、感光体によって搬送
される利用可能なトナーによる、除電器、帯電器及び露
光装置の汚染を防止することができる。

【００６０】(16)(1) の構成において、前記第１回収手
段は、前記感光体表面に離接可能であり、前記第１回収
手段の離接状態を切り換える可動手段を備えたことを特
徴とする。

【００６１】この構成においては、第１回収手段は、可
動手段によって感光体の表面に対して離接可能である。
したがって、非画像形成期間か否かによって、第１回収
手段の感光体への離接状態を切り換えることができるの
で、感光体表面に第１回収手段が常に当接されている構
成と比べて、第１回収手段の不要な消耗や感光体の損
傷、第１回収手段との接触に伴う感光体の回転抵抗が抑
制される。

【００６２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る画像形成
装置は、図６に示した画像形成装置の構成と同様であ
り、画像形成部の構成が異なる。したがって、画像形成
部について詳しく説明を行う。なお、図面中において従
来の構成と同じ機能を有する部材には、同じ番号を付与
して説明する。また、本発明の実施形態に係る画像形成
装置で使用しているトナーは、正規帯電極性がマイナス
である。

【００６３】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成
装置における画像形成部の概略の構成を示す図である。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部は、
図１に示すように、感光体ドラム１の周囲に、画像形成
のための帯電・露光・現像・転写・剥離・クリーニング
・除電のプロセスを実施する部材が配置されている。円
筒形状を有する感光体ドラム１は矢印Ａの方向に所定の
速度で回転し、その表面に静電潜像を担持する。感光体
ドラム１の回転方向に沿って上流側から、帯電器２、露
光装置３、現像装置４、転写器５、剥離装置８、クリー
ニング装置（クリーニング手段）７及び除電器６が感光
体ドラム１に対向して配置されている。これら画像形成
部を構成する各部材・手段は制御部（制御手段）９に接
続され、動作や印加電圧等が制御される。

【００６４】感光体ドラム１は、非磁性の金属製または
樹脂製の導電性基体と、その表面に形成される下引き層
と、この下引き層の上に形成される感光層とを有するも
のである。感光層は２層構造となっており、下引き層の
直上に形成される層が比較的薄いキャリア発生層（ＣＧ
Ｌ）である。また、最外層がポリカーポネートで形成さ
れるキャリア移動層（ＣＴＬ）である。露光装置３によ
る露光によってキャリア発生層でキャリアが発生し、こ
のキャリアによって感光体ドラム１に帯電した電荷が相
殺されて静電潜像が形成される。

【００６５】帯電器２としては、例えばコロナチャージ
ャが好適に用いられ、感光体ドラム１の表面に単一極性
の電化を均一に付与する。

【００６６】露光装置３としては、例えば半導体レーザ
を光源として画像情報に基づいた光を感光体ドラム１に
照射するレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が一般
的に使用される。

【００６７】現像装置４は、感光体ドラム１から回収し
た利用可能なトナーを収容し、現像槽１４に供給するホ
ッパ（第２トナー収容部）１３と、感光体ドラム１上の
静電潜像に供給するトナーを貯蔵する現像槽１４と、に
よって構成される。また、ホッパ１３は現像槽１４の上
部に位置し、ホッパ１３と現像槽１４とは連通口２６を
介して連通している。

【００６８】ホッパ１３内には、感光体ドラム１の表面
に当接して利用可能なトナーを回収する回収ローラ（第
２回収手段）１９と回収ローラ１９に付着した利用可能
なトナーを掻き落とすブレード２０とが設けられてい
る。また、連通口２６の近傍に補給ローラ２７が設けら
れている。

【００６９】回収ローラ１９には、図外の電源装置から
所定のバイアス電圧が印加される。また、回収ローラ１
９は、導電性を有する繊維を用いてブラシ状に形成され
ている。この繊維は、ナイロンやポリエステルにカーボ
ン粉末や金属粉末等を混合させて形成したものである。

【００７０】現像槽１４内には、トナーをキャリアと撹
拌する撹拌スクリュ１５と、感光体ドラム１の表面に形
成された静電潜像に対してトナーを供給する現像ローラ
１６とが設けられている。

【００７１】現像ローラ１６は、感光体ドラム１と逆方
向に回転し、当接位置において現像ローラ１６と感光体
ドラム１との表面が、互いに同方向に移動する。また、
現像ローラ１６には、図外の電源装置から所定の現像バ
イアス電圧が印加される。

【００７２】転写器５としては、例えばチャージャ型が
好適であり、感光体ドラム１の表面に担持されたトナー
像を給紙部から搬送された用紙等の転写材に転写する。

【００７３】剥離装置８は、トナー像が転写された用紙
などの転写材を感光体ドラム１から剥離する。

【００７４】クリーニング装置７は、感光体ドラム１に
当接して、残留した残留物を除去・回収するクリーニン
グブレード（第１回収手段）１１、クリーニング装置内
に回収した残留部を撹拌するスクリュ（回転螺旋体）１
７、及び利用可能なトナーを感光体ドラム１に付着させ
る付着ローラ（トナー付着部材）１８によって構成され
る。また、クリーニング装置の上部に設けられた連通路
１０ａを介して、未使用トナーを収容する新トナー収容
槽（第１トナー収容部）１０と連通している。付着ロー
ラ１８は、導電性を有する繊維を用いてブラシ状に形成
されている。この繊維は、ナイロンやポリエステルにカ
ーボン粉末や金属粉末等を混合させて形成したものであ
る。

【００７５】除電器６としては、光除電ランプ等の非接
触方式のものが好適であり、転写工程を終了した感光体
ドラム１の表面に残留している電荷を除去する。

【００７６】本発明では、従来の画像形成装置で用いら
れてきた大型で複雑な構成の搬送スクリュ等を使用した
トナーリサイクル機構を設けないでトナーリサイクルを
実施するために、感光体ドラム１をトナー搬送手段とし
て利用する構成になっている。また、未使用トナーを収
容する新トナー収容槽１０から未使用トナーが、現像装
置４ではなくクリーニング装置７に供給される構成とな
っている。

【００７７】そのため、本発明の実施形態に係る画像形
成装置においては、前記の構成において、以下に説明す
る動作によってトナーリサイクル及び未使用トナーの供
給が行われる。

【００７８】図２は、本発明の実施形態に係る画像形成
装置の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
また、図３は本発明の実施形態に係る画像形成装置の画
像形成期間と非画像形成期間において、画像形成部の各
部の電位を示す図である。図２は、１枚の用紙等の転写
材に対して画像形成する、いわゆるシングルモード時の
感光体ドラム１の表面電位及び現像ローラ１６に印加す
る現像バイアス電圧のタイミングチャートである。

【００７９】図３に示すように、画像形成期間において
は、図６に示した例と同様に、画像形成装置の制御部９
によって、感光体ドラム１の表面電位Ｖｏは−６５０Ｖ
に設定され、現像ローラ４ａに印加される現像バイアス
電圧Ｖｂは、−５００Ｖに設定される。したがって、感
光体ドラム１の表面電位と、現像バイアス電圧が印加さ
れた現像ローラ１６の電位と、の差で表される非現像電
位差（バックグランドマージンとも称する。）は−１５
０Ｖに設定されている。この電位差は、カブリ現象を発
生させない所謂カブリ電位差であり、帯電不良トナー、
逆帯電トナー及びキャリアが感光体ドラム１に最も付着
しにくい電位差である。

【００８０】また、感光体ドラム１の表面電位は露光装
置３によって露光されると、−１００Ｖまで上昇し、正
規帯電トナーが付着して現像されるように設定されてい
る。したがって、感光体ドラム１の露光部電位と、現像
バイアス電圧が印加された現像ローラ１６の電位と、の
差で表される現像電位差は、４００Ｖに設定されてい
る。

【００８１】一方、非画像形成期間の前回転時と後回転
時とにおいては、画像形成装置の制御部９によって、回
収ローラ１９の表面電位は＋２００Ｖに設定される。ま
た、感光体ドラム１の表面電位Ｖｏは０Ｖ、現像ローラ
１６の表面電位Ｖｂは＋１５０Ｖに設定される。したが
って、感光体ドラム１と現像ローラ１６との電位差は−
１５０Ｖとなり、非現像電位差と略同等になる。

【００８２】なお、非画像形成期間としては、画像形成
装置の電源投入後に感光体ドラム１が回転を開始しウォ
ーミングアップから画像形成を開始するまでの期間であ
る前回転時、連続して画像形成を行なう場合に前の画像
形成を終了してから次の画像形成を行なうまでの期間、
及び一連の画像形成動作が終了した後の期間である後回
転時の３種類がある。トナーのリサイクルを行なうため
には、感光体ドラム１の電位を略０Ｖにする必要性があ
り、画像形成期間では、通常感光体ドラム１に−６５０
Ｖの電圧が印加されているので、トナーリサイクルを実
施するために連続して画像形成を行なう場合に、前の画
像形成を終了してから次の画像形成を行なうまでの期間
に感光体ドラム１の電位を略０Ｖにするようなことは非
常に困難である。そのため、感光体が画像形成動作を行
う前後の期間である感光体の前回転時及び後回転時のい
ずれか一方または両方でトナーリサイクルを実施する。

【００８３】また、制御部９によって、クリーニング装
置７の付着ローラ１８の電位は−３００Ｖに設定され
る。また、スクリュ１７の電位は−７００Ｖに設定さ
れ、画像形成期間（現像時）の感光体ドラム１に印加し
た電圧よりも低く設定されている。したがって、付着ロ
ーラ１８とスクリュ１７との電位差は４００Ｖとなり、
略現像電位差と同等になる。

【００８４】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画
像形成期間における動作を説明する。制御部９によって
感光体ドラム１の表面は、帯電器２のコロナ放電によっ
て均一な帯電電荷が付与される。そして、表面電位Ｖｏ
が−１５０Ｖまで立ち上がった時点で、−１５０Ｖのカ
ブリ電位差を維持して、現像ローラ１６に現像バイアス
電圧Ｖｂが印加され、Ｖｏ＝−６５０Ｖ、Ｖｂ＝−５０
０Ｖに到達する。帯電された感光体ドラム１の表面は感
光体ドラム１の回転に伴って露光装置３に対向する位置
に到達する。露光装置３は、画像情報に基づいて、帯電
された感光体ドラム１の表面上に画像光を照射して露光
し、その部分が現像電位Ｖｌ＝−１００Ｖにまで上昇
し、静電潜像が形成される。静電潜像が担持された感光
体ドラム１の表面は、感光体ドラム１の回転に伴って現
像装置４に対向する位置に到達する。現像装置４は、ト
ナーを付着させて静電潜像をトナー像に顕像化する。ト
ナー像が形成された感光体ドラム１の表面は、感光体ド
ラム１の回転に伴って転写器５に対向する位置に到達す
る。転写器５に対向する位置の用紙搬送路には、用紙Ｐ
が感光体ドラム１の回転に伴うトナー像の移動に同期し
て供給され、転写器５のコロナ放電によってトナー像が
用紙Ｐに転写される。転写後の用紙Ｐは、剥離装置８に
より感光体ドラム１から剥離された後に、用紙搬送路を
経由して図外の定着部へ搬送され、そこで加熱及び加圧
されてトナー像が定着される。その後、画像が定着され
た用紙は図外の排紙部へ排紙される。

【００８５】一方、転写が終了した感光体ドラム１は、
該感光体ドラム１の回転によってトナー像が形成されて
いた表面がクリーニング装置７に対向する位置に到達す
る。そして、感光体ドラム１の表面に残留した残留物は
クリーニングブレード１１によって除去されて、クリー
ニング装置７内に回収される。

【００８６】残留トナーが回収された感光体ドラム１の
表面は、除電器６に対向する位置に到達し、その表面が
除電され電気的に初期化される。以上の一連のプロセス
により画像形成動作が実施される。

【００８７】本発明におけるトナーリサイクルの工程に
ついて説明する。図４は、本発明の実施形態に係る画像
形成装置のクリーニング装置７における感光体ドラム１
から除去・回収した残留物の処理工程を示す図である。

【００８８】画像形成が終了すると、制御部９によって
カブリ電位差を維持したまま、感光体ドラム１の表面電
位Ｖｏ及び現像ローラ１６に印加したバイアス電圧Ｖｂ
が、ともにゼロレベルとなるまで上昇していくように制
御される。そして、前記のように画像形成装置の制御部
９によって、回収ローラ１９の表面電位は＋２００Ｖに
設定され、また、感光体ドラム１の表面電位Ｖｏは０
Ｖ、現像ローラ１６の表面電位Ｖｂは＋１５０Ｖに設定
される。また、クリーニング装置７の付着ローラ１８の
電位は−３００Ｖに設定され、スクリュ１７の電位は−
７００Ｖに設定される。

【００８９】ここで、クリーニング装置７内には回収さ
れたトナー等と一緒に、新トナー収容槽１０から新規の
未使用トナーも供給されている。

【００９０】つまり、従来の画像形成装置では未使用ト
ナーは直接現像装置に供給されていたが、本発明の実施
形態に係る画像形成装置においては、前記のように未使
用トナーを収容する新トナー収容槽１０から未使用トナ
ーが、連通路１０ａを介してクリーニング装置７内に供
給される構成となっている。

【００９１】この構成によって、クリーニングブレード
で感光体ドラム１の表面より掻き取った残留物からリサ
イクル可能なトナーのみを分別する工程において、同時
に未使用トナーに含まれる利用できないトナーを除去
し、未使用トナー中の利用可能なトナーのみをリサイク
ル可能なトナーと一緒に現像装置へ搬送する。

【００９２】前記のように画像形成動作において、感光
体ドラム１の表面上に残留している残留トナー・キャリ
ア２４・紙粉等の異物２２等の残留物がクリーニング装
置７のクリーニングブレード１１によって掻き落とされ
る。また、制御部９によって、新トナー収容槽１０から
未使用トナーが供給され、残留物とともにクリーニング
装置７に収容される。クリーニング装置７に収容された
残留物及び未使用トナー中には、−（マイナス）に帯電
している正規帯電トナー２１だけではなく、＋（プラ
ス）に帯電している逆帯電トナー２３や十分に帯電され
ていないがマイナスには帯電している帯電不良トナー２
６が含まれる。そのため、クリーニング装置７に回収さ
れた残留物と未使用トナーとは、クリーニング槽内で混
合され混合トナーとなる（以下、混合トナーと称す
る。）。混合トナーは、クリーニング装置７内のスクリ
ュ１７によって撹拌されるが、このスクリュ１７には前
記のように−７００Ｖの電圧が印加されている。そのた
め、混合トナーに含まれるプラスに帯電している逆帯電
トナー２３、キャリア２４及び異物２２は、スクリュ１
７に静電的に吸着する。しかし、マイナスに帯電した正
規帯電トナー２１及び帯電不良トナー２６は、スクリュ
１７に対して反発する。

【００９３】つまり、スクリュ１７によって混合トナー
に含まれる残留トナー、未使用トナー、キャリア及び異
物を帯電特性に基づいて、利用可能なトナーである正規
帯電トナー及び帯電不良トナーとそれ以外の利用不可能
な物とに分別している。

【００９４】また、スクリュ１７に近接して、感光体ド
ラム１の表面に当接した付着ローラ１８が設けられてい
る。この付着ローラ１８は、前記のように−３００Ｖの
電圧が印加されている。スクリュ１７及び付着ローラ１
８に印加されている電圧は極性がマイナスであり、トナ
ーの正規帯電極性と同じであるが、付着ローラ１８の電
位（−３００Ｖ）はスクリュ１７の電位（−７００Ｖ）
よりも高く設定されている。つまり、正規帯電極性とは
逆の極性に近づくように設定されており、その電位差は
４００Ｖになっている。この電位差は、画像形成期間に
おける現像バイアス電圧を印加された現像ローラの電位
と露光部電位との電位差と略同等である。

【００９５】そのため、マイナスに帯電しているトナー
はスクリュ１７と同一極性であるが反発し、付着ローラ
１８側に移動しやすくなる。また、上記のような電位差
が設定されているため、現像ローラ１６から感光体ドラ
ム１の露光部にトナーが供給されるのと同様に、スクリ
ュ１７から付着ローラ１８にトナーが移動する。したが
って、混合トナーを利用可能なトナーとそれ以外とに確
実に分別することができる。

【００９６】ここで、付着ローラ１８は感光体ドラム１
に接触した状態となっている。付着ローラ１８の電位は
−３００Ｖであるが、このときの感光体ドラム１の電位
は略０Ｖになっているため、付着ローラ１８と感光体ド
ラム１との電位差は３００Ｖとなる。そのため付着ロー
ラ１８に付着している正規帯電極性のトナーだけでな
く、十分に帯電されていないがマイナスに帯電している
帯電不良トナーも、付着ローラ１８から感光体ドラム１
の表面に容易に付着する。

【００９７】この時、付着ローラ１８の回転方向と感光
体ドラム１の回転方向とは、対向位置において同方向と
なるように設定され、かつ、付着ローラ１８及び感光体
ドラム１の表面周速比は、現像ローラ及び感光体ドラム
１の表面周速比と略同等に設定されている。これによっ
て、感光体ドラム１の表面に、円滑にトナーを再付着さ
せることができる。そして、感光体ドラム１の回転に伴
って、利用可能な正規帯電極性のトナーは、感光体ドラ
ム１の回転によってクリーニング装置７から現像装置４
側へ搬送される。

【００９８】上述したように、現像装置４のホッパ１３
には、感光体ドラム１の表面に当接して回収ローラ１９
が設けられている。この回収ローラ１９の回転方向と感
光体ドラム１の回転方向とは、対向位置において異なる
方向となるように設定され、かつ、回収ローラ１９及び
感光体ドラム１の表面周速比は、現像ローラ１６及び感
光体ドラム１の表面周速比よりも小さくなるように設定
されている。また、この回収ローラ１９は＋２００Ｖの
電圧が印加されている。そのため、実質０Ｖの感光体ド
ラム１の表面にあるマイナス帯電の正常なトナーは、２
００Ｖの電位差があり、しかも感光体ドラム１の回転方
向とは逆方向となるように当接して回転している回収ロ
ーラ１９により、すくい取られるようにして容易に吸着
される。吸着されたトナーは、ブレード２０によって掻
き落とされてホッパ１３に収容される。そして、ホッパ
１３に収容されたトナーは、補給ローラ２７によって連
通路２６を介して現像槽１４に供給される。

【００９９】現像装置４における現像槽１４内で、撹拌
スクリュ１５によってキャリアと撹拌されて、トナーは
マイナスに帯電することになる。したがって、帯電不良
トナーのように、十分にマイナスに帯電していないトナ
ーであっても現像槽内で撹拌されれば十分再生可能とな
る。それゆえ、正常に帯電しているトナーだけでなく、
帯電が不十分なトナーも回収することによって、トナー
のリサイクル率をより一層向上させることができる。

【０１００】回収した正常なトナーはホッパ１３から現
像槽１４へ供給されるが、この時、前記のように、未使
用トナーとともに混合されて用いられる。トナーリサイ
クルの過程において、回収トナーは多少なりともストレ
スを受け、その性能が劣化する虞がある。そこで、未使
用トナーと混合することによって、この残留トナーにお
ける性能の劣化に伴う画像の劣化といった悪影響を回避
するために、未使用トナーと残留トナーとを適宜混合し
て用いることが好ましい。したがって、本発明の実施形
態に係る画像形成装置においては、制御部９によって、
残留トナーの量に応じて、新トナー収容槽１０から未使
用トナーが適宜供給される。

【０１０１】なお、制御部９によって、現像ローラ１６
に対して印加する現像バイアス電圧は、回収ローラ１９
に対する印加電圧よりも低く、かつトナーの帯電極性と
逆極性となるように印加されるとともに、感光体ドラム
１と現像ローラ１６との電位差を非現像電位差と略同等
に設定される。したがって、図３に示したように、感光
体ドラム１の表面電位と現像バイアス電圧との電位差
（カブリ電位）が１５０Ｖと一定に保持されれば、カブ
リ現象を起こさない範囲で電位差を保持することができ
る。そのため、非画像形成期間において、感光体ドラム
１の表面へのトナー付着、キャリア付着を確実に防止す
ることができる。

【０１０２】また、回収ローラ１９は感光体ドラム１の
表面に当接して設けられているため、画像形成時に回収
ローラ１９に対して正規帯電極性と逆極性のバイアス電
圧が印加されると、すでに感光体ドラム１の表面上に形
成されている静電潜像に悪影響が及ぼされる。そのた
め、非画像形成期間にのみ回収ローラ１９へバイアス電
圧を印加することにより静電潜像への影響を回避して、
画像形成動作に影響を及ぼすことなくトナーの回収が可
能になる。

【０１０３】ここで、回収ローラ１９は、感光体ドラム
１の表面に対し離接可能とし、かつ回収ローラ１９の感
光体ドラム１の表面との当接または離間状態を切り換え
可能とする可動手段を備えている。この可動手段の具体
的な構成は特に限定されるものではなく、公知のアクチ
ュエータや直線運動機構等が好適に用いられる。回収ロ
ーラ１９が上記離接手段を備えていれば、トナー回収プ
ロセス以外に、感光体ドラム１に不必要に接触すること
が回避されるため、感光体ドラム１の表面に不必要なス
トレスを与えることが回避される。

【０１０４】なお、クリーニング装置７のクリーニング
ブレード１１も感光体ドラム１と離接可能になっている
と好ましい。これにより、クリーニングブレード１１と
当接している場合には、回収ローラ１９を感光体ドラム
１から離し、感光体ドラム１に付着している付着物を回
収する動作のみを実施し、クリーニング装置で分別が終
了して再生可能なトナーを運搬する場合には、クリーニ
ングブレードを離し、回収ローラ１９を当接させて、ト
ナー回収動作のみを実施することができる。その結果、
感光体ドラム１に与えるストレスを軽減できる。

【０１０５】また、回収ローラ１９の感光体ドラム１の
表面への当接力は、クリーニングブレード１１の感光体
ドラム１の表面への当接力よりも小さくなるように設定
されていることが非常に好ましい。つまり、クリーニン
グブレード１１は感光体ドラム１の表面に残留している
残留物を全て回収する必要があるため、感光体ドラム１
の表面を傷つけず、大幅なストレスを加えない限りはで
きる限り大きな当接力で接していることが好ましい。こ
れに対して、回収ローラ１９の場合は、マイナスに帯電
しているトナーを、プラスに帯電しておりかつ感光体ド
ラム１の回転方向とは逆方向となるように当接している
ブラシによって構成された回収ローラ１９で回収するこ
とになる。そのため、当接力が弱くても十分にトナーを
回収することができる。また、感光体ドラム１の表面に
不必要に外力を加えることを回避すべく、その当接力は
クリーニングブレードよりも小さいことが好ましい。

【０１０６】以上のように、制御部９によってトナーリ
サイクルに関与する各部材・手段に徐々に電圧が高くな
るように制御することにより、つまりスクリュ１７に−
７００Ｖ、付着ローラ１８に−３００Ｖ、感光体ドラム
１に０Ｖ、そして回収ローラ１９に＋２００Ｖを印加す
るように制御することにより、逆帯電トナーや異物と正
常なトナーとを確実かつ容易に分離することができる。

【０１０７】次に、図１に示した構成とは別の画像形成
部を備えた画像形成装置について説明する。図５は、本
発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の別の
構成を示す図である。図５に示した画像形成部は、図１
に示した画像形成部とは、現像装置の構成、及び除電器
６・帯電器２・露光装置３の配置が異なる。

【０１０８】図５の画像形成装置では、ホッパ１３ａと
現像槽１４ａとが、離隔して配置され、連通路２６ａを
介して連通されている。そして、ホッパ１３ａと現像槽
１４ａとの間に、除電器６・帯電器２・露光装置３が配
置されている。

【０１０９】このような構成とすることで、感光体ドラ
ム１の表面に付着された利用可能なトナーは、除電器６
・帯電器２・露光装置３等を通過する前に、回収ローラ
１９ａによってホッパ１３ａに回収されることとなる。
したがって、利用可能なトナーを付着した感光体ドラム
１の表面が、除電器６・帯電器２・露光装置３の近傍を
通過する構成に比べて、除電器６・帯電器２・露光装置
３の感光体ドラム１によって搬送されるトナーによる汚
染を防止できる。

【０１１０】ここで、除電器６・帯電器２・露光装置３
を配置する空間が小さいため、露光装置３としては、嵩
が大きなＬＳＵよりもＬＥＤが好適に用いられる。

【０１１１】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【０１１２】(1) 第１回収手段によって感光体表面上に
残留している残留物が回収され、回収された残留物は回
転螺旋体により利用可能なトナーと、それ以外の物と、
に分別される。そして、分別された利用可能なトナーの
みがトナー付着手段によって感光体表面に付着され、現
像手段の第２回収手段によって回収され第２トナー収容
部に収容され、静電潜像の顕像化に使用されるため、再
生可能なトナーを確実に分別して回収できるとともに、
正規帯電極性に帯電しているトナーのみが現像手段に戻
されることとなり、現像手段は、正常な帯電特性を示す
トナーのみにて満たされることとなるため、カブリのな
い良好な画質を安定して得ることができる。

【０１１３】また、リサイクルするトナーを現像手段へ
搬送する際に感光体を用いるので、複雑かつ大規模な構
成のトナーリサイクル手段を改めて設ける必要がなく、
装置構成の簡素化、装置の製造コストの低減等を図るこ
とができる。しかも、感光体に付着させてトナーを搬送
するので、余分なストレスがトナーに加わらず、かつ、
最短経路で効率よくトナーを搬送できる。

【０１１４】さらに、通常、未使用トナーは現像手段に
直接供給されるが、本発明ではクリーニング手段内へ供
給されるので、未使用トナーに含まれる逆極性トナー
は、クリーニング手段により感光体表面より除去した残
留物の分別時に、同時に廃棄物として除去される。その
結果、現像手段から感光体に供給されるトナーは、未使
用トナーを直接現像手段に供給する場合と比べて、正常
な帯電特性を示すトナーのみとなり、カブリのない良好
な画質を安定して得ることができる。

【０１１５】(2) 利用可能なトナーとそれ以外との分別
と、第２回収手段へのトナー搬送とは、感光体が画像形
成動作を行う前後の期間である感光体の前回転時及び感
光体の後回転時の少なくとも一方で実施されるので、画
像形成装置の利用効率や画像形成速度の低下を招来する
ことなく、トナーのリサイクルが可能であり、高稼働率
の画像形成装置を提供することができる。

【０１１６】(3) トナーの回収、分別及び搬送に関与す
る部材や手段に印加される電圧を、感光体の回転方向の
下流側に配置されるにしたがって順次、上昇するように
制御部によって制御することにより、単に正常に帯電し
ている正規帯電トナーのみならず、充分には帯電されて
いないが利用可能な正規帯電極性を示す帯電不良トナー
も含めて、効率的に移動を行うことができる。つまり、
正規帯電極性に帯電しているトナーであれば、現像手段
にて再撹拌を行えば、正常な帯電極性を示すトナーに転
化するので、十分には帯電していない帯電不良トナーも
含めて回収することで、トナーの利用効率をより一層向
上させることができる。

【０１１７】(4) クリーニング手段内に収容された収容
物の回転螺旋体による分別が帯電特性に基づいて実施さ
れるとともに、トナー付着部材の電位は、回転螺旋体の
電位よりも高くなるように制御されているため、利用可
能な正規帯電極性を有するトナーと、利用不可能な逆帯
電特性を有するトナーや異物を確実に分別することがで
き、分別のための大規模な手段が必要なくなる。しか
も、回転蝶旋体から見てトナー付着部材の電位は、回転
螺旋体の電位よりも高いので、トナーの正規帯電極性と
は逆の極性に近づくように制御されており、正規帯電極
性であるトナーは容易にトナー付着部材へ移動すること
になり、感光体表面上へのトナーの再付着を容易なもの
とすることができる。

【０１１８】(5) 第１回収手段で回収した感光体表面に
付着した残留物を回転螺旋体で分別し、再使用可能な帯
電すべき極性のトナーをトナー付着部材で感光体へ付着
させる際に、回転螺旋体に印加する電圧を画像形成期間
での感光体表面の電位よりも低く設定し、回転螺旋体と
トナー付着部材との電位差を画像形成期間での現像ロー
ラと感光体の露光部との電位差に略等しくするので、回
転螺旋体によって、正常なレベルにまで帯電していない
帯電不良トナーを含めて、利用可能な正規帯電極性を有
するトナーを、それ以外のものと確実に分別することが
できる。

【０１１９】(6) 導電性材料で形成されたトナー付着部
材に付与する電位を、同じく導電性材料で形成された回
転螺旋体に付与する電位よりも高くなるように制御手段
によって制御されることによって、感光体表面から除去
・回収した残留物は、回転螺旋体及びトナー付着部材間
の電位差設定のみで、帯電特性に基づいて、利用可能な
トナーの分別と感光体表面への再付着とを容易に実施す
ることができるとともに、正常なレベルにまで帯電して
いなくても、利用可能な正規帯電極性を有する帯電不良
トナーも含めて、それ以外のものと確実に分別すること
ができる。

【０１２０】(7) トナーをクリーニング手段から現像手
段側へと搬送するために、トナー付着部材で利用可能な
トナーを感光体に付着させる際には、感光体表面の電位
が略０ボルトに設定されるため、トナー付着部材によ
り、正規帯電極性を有するトナーを感光体表面へ容易か
つ確実に付着させることができる。しかも、感光体表面
の電位を切り換えるのみで感光体を用いたトナー搬送が
できる。

【０１２１】(8) 現像ローラから感光体にトナーが供給
されるのと略同じ周速比で、トナー付着部材は感光体と
逆方向に回転しながら、感光体に利用可能なトナーを供
給するため、感光体とトナー付着部材とは当接部におい
て同じ方向に移動するので、感光体に対してストレスを
与えることなく、感光体表面に利用可能なトナーをより
確実かつ容易に付着することができる。

【０１２２】(9) 第２回収手段によって印加されるバイ
アス電圧の極性をトナーの正規の帯電極性と逆の極性に
することによって、感光体表面上に付着している利用可
能なトナーを第２回収手段によって、確実に回収するこ
とができる。

【０１２３】(10)第２回収手段に対するバイアス電圧の
印加が、非画像形成期間のみに行なって、利用可能なト
ナーを第２回収手段で回収するので、画像形成期間にお
いては、利用可能なトナーの回収は行なわずに画像形成
動作を行なうので、画像形成動作に悪影響を及ぼさずに
効率よくトナーを回収できる。

【０１２４】(11)現像ローラから感光体トナーが供給さ
れるより小さい周速比で、感光体と同方向に回転して第
２回収手段によって感光体から利用可能なトナーを回収
することにより、感光体とトナー付着部材とは当接部に
おいて異なる方向に移動するので、感光体からトナーを
掻き取るようにして確実に利用可能なトナーを回収する
ことができる。また、第２回収手段と感光体との周速比
は、現像ローラと感光体との周速比より小さいので、感
光体からトナーを回収する際にダメージをほとんど与え
ることなく、トナーの回収効果と感光体の耐久性とを両
立させることができる。

【０１２５】(12)非画像形成形成期間に、現像ローラに
は、正規帯電極性とは逆の極性で第２回収手段に印加す
る電圧よりも低い現像バイアス電圧が印加される。ま
た、現像ローラと感光体との電位差は、カブリ現象を起
こさない電位差である非現像電位差と略同じに制御され
るため、カブリ現像を起こさない範囲で電位差を保持す
ることができるため、現像手段において現像ローラにト
ナーやキャリア等が付着した場合でも、感光体表面への
トナーやキャリアの付着を防止することができる。

【０１２６】(13)第２回収手段は、可動手段によって感
光体の表面に対して離接可能であるので、非画像形成期
間か否かによって、第２回収手段の感光体への離接状態
を切り換えることができるので、感光体表面に第２回収
手段が常に当接されている構成と比べて、第２回収手段
の不要な消耗や感光体の損傷、第２回収手段との接触に
伴う感光体の回転抵抗が抑制できる。

【０１２７】(14)第２回収手段の感光体への当接力は、
第１回収手段の感光体表面への当接力よりも小さくなっ
ているので、第２回収手段で回収される再利用トナーに
不要なストレスを加えることを回避することができる。

【０１２８】(15)クリーニング手段におけるトナー付着
部材にて感光体表面に付着された利用可能なトナーは、
除電器、帯電器、露光装置等を通過する前に、第２回収
手段にて回収されて、連通路を介して現像層に供給され
るため、感光体によって搬送される利用可能なトナーに
よる、除電器、帯電器及び露光装置の汚染を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置における
画像形成部の概略の構成を示す図である。

【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形
成動作を示すタイミングチャートである。

【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形
成期間と非画像形成期間において、画像形成部の各部の
電位を示す図である。

【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置のクリー
ニング装置における感光体ドラムから除去・回収した残
留物の処理工程を示す図である。

【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形
成部の別の構成を示す図である。

【図６】従来の画像形成装置の構成を示す図である。

【図７】従来の画像形成装置の画像形成動作を示すタイ
ミングチャートである。

【図８】感光体ドラムと現像ローラとの電位差に対する
帯電不良トナー、逆帯電トナー及びキャリアの付着量を
示す図である。

【符号の説明】

１−感光体ドラム ４−現像装置 ７−クリーニング装置 １０−新トナー収容槽 １１−クリーニングブレード １３−ホッパ １７−スクリュ １８−付着ローラ １９−回収ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 直井 宏夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 崎田 裕史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 藤田 庄一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 EA09 ED10 ED27 ED28 EF07 EF11 2H034 BD04 BD07 BD08 BD09 BD10 BF00 BF08 CA08 CB01 CB02 2H073 AA03 AA07 BA02 BA09 BA13 CA03 2H077 AA11 AA31 AA37 AB02 AB15 AB23 AC02 AC05 AC13 AC16 AD06 AD31 AD35 AE06 BA00 BA08 CA01 DB03 DB08 DB25 EA01

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体表面に形成された静電潜像に対し
   て現像ローラでトナーを供給し顕像化してトナー像を形
   成する現像手段と、該トナー像を用紙上に転写した後の
   感光体表面に残留する残留物を除去・回収するクリーニ
   ング手段と、装置全体を制御する制御手段を備えた画像
   形成装置において、 未使用トナーをクリーニング手段に供給する第１トナー
   収容部を設けるとともに、 クリーニング手段は、感光体表面に残留する残留物を除
   去・回収する第１回収手段と、第１回収手段で除去・回
   収した残留物及び未使用トナーを利用可能なトナーとそ
   れ以外の物とに分別する回転螺旋体と、第１回収手段よ
   り感光体の回転方向下流側において利用可能なトナーを
   感光体表面に付着させるトナー付着部材と、を備え、 現像手段は、トナーを撹拌して感光体表面に供給するた
   めの現像槽と、現像槽に連通した第２トナー収容部と、
   トナー付着手段で感光体表面に付着させた利用可能なト
   ナーを回収して第２トナー収容部に収容する第２回収手
   段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、感光体が画像形成動作
   を行う前後の期間である感光体の前回転時及び後回転時
   の少なくとも一方で、前記トナー付着部材で利用可能な
   トナーを感光体表面へ付着させるとともに、前記第２回
   収手段で利用可能なトナーを感光体表面から回収させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記クリーニング手段
   及び前記現像手段におけるトナーの回収、分別及び搬送
   に関与する各部材及び各手段への印加電圧を感光体の回
   転方向の下流方向へ配置されるにしたがって、前記回転
   螺旋体から順次上昇するように制御することを特徴とす
   る請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記回転螺旋体は、帯電特性に基づいて
   利用可能なトナーとそれ以外とに分別し、かつ前記制御
   手段は、トナー付着部材の電位を前記回転蝶旋体の電位
   よりも高くなるように制御することを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記回転螺旋体への印
   加電圧を現像時の前記感光体表面の電圧よりも低くする
   とともに、前記回転蝶旋体と前記トナー付着部材との電
   位差を現像時の現像ローラと感光体の露光部との電位差
   と略等しくすることを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記回転螺旋体及び前記トナー付着部材
   は導電性材料で形成されるとともに、前記制御手段は前
   記トナー付着部材の電位を前記回転螺旋体の電位よりも
   高くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至
   ５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記トナー付着部材に
   よって利用可能なトナーを感光体へ付着させる際に、前
   記感光体表面の電位を略０ボルトにすることを特徴とす
   る請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記トナー付着部材は前記感光体に当接
   して配置されるとともに、前記トナー付着部材と前記感
   光体とは互いに逆方向に回転し、 かつ前記制御手段は、前記トナー付着部材と前記感光体
   との周速比を前記現像ローラと前記感光体との周速比と
   略同等にすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれ
   かに記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記第２回収手段にト
   ナーの正規帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画
   像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記第２回収手段へ
    のバイアス電圧の印加を非画像形成期間のみに実施する
    ように制御することを特徴とする請求項９記載の画像形
    成装置。
11. 【請求項１１】 前記第２回収手段は前記感光体に当接
    して配置されるとともに、前記第２回収手段と前記感光
    体とは互いに同方向に回転し、 かつ前記制御手段は、前記第２回収手段と前記感光体と
    の周速比を前記現像ローラと前記感光体との周速比より
    も小さくなるように制御することを特徴とする請求項１
    乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記制御手段は非画像形成期間におい
    て、前記第２回収手段に印加する電圧よりも低く、かつ
    トナーの正規帯電極性とは逆極性の現像バイアス電圧を
    前記現像ローラに印加するとともに、前記感光体と前記
    現像ローラとの電位差を非現像電位差と略同等とするこ
    とを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の画
    像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記第２回収手段は前記感光体表面に
    離接可能であり、前記第２回収手段の離接状態を切り換
    える可動手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至１
    ２のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記第２回収手段の前記感光体表面へ
    の当接力は、前記第１回収手段の前記感光体表面への当
    接力よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至１３の
    いずれかに記載の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 前記現像槽と前記第２トナー収容部と
    は前記感光体に対向して互いに離隔して配置され、連通
    路を介して連通するとともに、前記現像槽と前記第２ト
    ナー収容部との間に、除電器、帯電器及び露光装置が設
    けられたことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか
    に記載の画像形成装置。