JP2003216000A - 分級装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャリアによる分級装置の網の目詰まりを防
止し、分級装置の性能低下を防止することができる分級
装置を提供する。 【解決手段】 感光体ドラム１表面に残留したトナーや
紙粉などの残留物を回収するクリーニング装置５と、前
記クリーニング手段５によって回収された残留物を紙粉
やトナー凝集塊等の廃トナーに分別する分級装置７と、
分級された回収トナーを再使用するために現像装置３側
に搬送するトナー回収コイル１０とを備えた二成分系現
像剤の分級装置において、クリーニング装置５から前記
分級装置７に至る回収トナー搬送装置６の搬送路６ｂに
回収した残留物からキャリアを除去するキャリア除去装
置１３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性キャリアと非
磁性トナーから成るニ成分現像装置を備えた複写機、プ
リンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等
の電子写真方式の画像形成装置における画像形成処理後
の回収トナーを分別するトナーリサイクル分級装置、こ
のトナーリサイクル分級装置を備えたプロセスカートリ
ッジ、および前記分級装置あるいはプロセスカートリッ
ジを備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等
の画像形成装置では、電子写真方式の作像プロセスを使
用した画像形成装置が普及している。この種の画像形成
装置においては、像担持体上に形成された静電潜像を現
像装置から供給されるトナーによって現像することによ
って得たトナー像を転写装置によって転写紙に転写し、
その後、転写紙を定着装置に搬送してトナー像を転写紙
上に定着させるようにしている。トナー像を転写紙上に
転写した後に像担持体（像担持体ドラム、像担持体）上
に付着して残留する残留トナーは、例えばクリーニング
ブレードを使用したクリーニング装置で除去されて廃ト
ナータンク等に回収されるのが一般的である。

【０００３】しかし、昨今の地球環境保護の要求によ
り、資源の有効活用や運転コストの低減が求められ、そ
の一環として、回収されたトナーについても再利用が求
められている。そこで、この種の電子写真プロセスを使
用した画像形成装置において、残留トナーを回収し、ト
ナーを現像装置やトナー補給装置に移送する装置が数多
く提案されている。

【０００４】図４は従来から実施されているトナーリサ
イクル機構を備えた画像形成装置の作像部の概略構成を
示す図である。電子写真式の画像形成プロセスを実行す
るための作像部は、矢印方向へ回転駆動される例えば像
担持体としての感光体ドラム１、帯電チャージャ２、現
像装置３、転写装置４、図示しない定着装置、クリーニ
ング装置５、およびトナーリサイクル搬送装置６からな
る。帯電チャージャ２、現像装置３、転写装置４、クリ
ーニング装置５は、この順で感光体ドラム１の外周面に
沿って配置されている。これらの各部の機能は公知なの
で、ここでの説明は割愛する。

【０００５】トナーリサイクル搬送装置６は、クリーニ
ング装置５によって像担持体上から除去され、回収され
た残留トナーを現像装置３に戻して再利用するためのも
ので、クリーニング装置５に直結された例えばエアーポ
ンプを備えたポンプ部６ａと搬送路６ｂとから構成され
ている。このようにトナーリサイクル搬送装置６を設け
ることにより、電子写真プロセスによる画像形成後、転
写紙に転写されずに像担持体１上に残ったトナーはクリ
ーニング装置５によって感光体ドラム１上から除去さ
れ、トナーリサイクル装置６のポンプ部６ａに搬送され
る。ポンプ部６ａに搬送されたトナーはポンプ部６ａの
エアーポンプからチューブ状の搬送路６ｂに送り出さ
れ、現像装置３に送られて再使用される。このようなト
ナーリサイクル機構を用いることにより、従来、廃トナ
ーとなっていたトナーのうちの約９０％が再使用されて
いる。

【０００６】一方、実際に回収トナーを再利用しようと
すると、回収トナーには紙粉が混じっていたり、適正サ
イズよりも大きいトナー凝集塊が少なからず存在する。
そのため、このような回収トナーをそのまま現像装置３
へ戻すと、これら紙粉やトナー凝集塊によって形成した
画像に白抜けや黒点が生じるなど、異常画像が発生する
ことが多く、画像品質上問題となっている。そこで、こ
のような紙粉やトナー凝集塊を効果的に取り除くために
フィルタ装置を備えることも提案されている。

【０００７】図５はトナー回収コイルによって回収トナ
ーの搬送を行い、搬送されてきた粉体を分級する分級装
置７を備えたトナーリサイクルシステムの概略図であ
る。この従来例では、クリーニング装置５と現像装置３
の間に分級装置７が設けられている。画像形成処理後、
クリーニング装置５から回収されたトナーや紙粉は、回
収トナー搬送路６ｂ内をトナー回収コイル１０によって
搬送され、分級装置７へ送られる。符号６ｃはトナー回
収コイル１０を駆動するモータである。

【０００８】図６および図７に分級装置の例を示す。分
級装置７は、網部を有する筒形状のフィルタ１２を備え
ている。この例では網の開口が約７５μｍ角の２００メ
ッシュのステンレス製のワイヤから成る網を用いてい
る。分級装置７にトナー回収コイル１６によって搬入さ
れた回収トナー（粉体）は、前記トナー回収コイル１６
と同軸で回転するブラシによってフィルタ１２の内側か
らに押し付けられ、フィルタ１２の網の目を通過するト
ナーと網の目を通過できない紙粉やトナー凝集塊等の廃
トナーとに分別される。網の目を通過したトナーは現像
装置３に送られ再利用される。網の目を通過できなかっ
た紙粉やトナー凝集塊等は、フィルタ１２のトナー搬送
方向下流側に設けられた開口部１２ａからフィルタ１２
外へ排出され、廃トナー搬送路８を通って廃トナータン
ク９へ搬送される。

【０００９】これらの従来例に係る発明では、クリーニ
ング装置５によって回収されたトナーから紙粉やトナー
凝集塊を効果的に取り除くことができ、あるいは、トナ
ー凝集塊がフィルタ１２に固着してフィルタ１２の目詰
まりを生じさせないようにして適正なトナーを再利用
し、資源の有効利用に供しながら、異常画像の発生を抑
制できるようにしている。

【００１０】このようなフィルタを備えた公知例とし
て、例えば、特開平６−１１８７９１号公報、特開平６
−２８２２０３号公報、特開平１０−２６０５８３号公
報などに開示された発明が知られている。

【００１１】

【特許文献１】特開平６−１１８７９１号公報

【００１２】

【特許文献２】特開平６−２８２２０３号公報

【００１３】

【特許文献３】特開平１０−２６０５８３号公報

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなニ
成分現像装置により画像形成を行う画像形成装置におい
て、クリーニング装置から回収されるトナーには、トナ
ーや紙粉だけでなく画像形成に用いられたキャリアも若
干含まれる。また、異常動作時などには通常よりも多く
のキャリアが含まれることもある。前述の公知例でも同
様であるが、従来から回収トナーを再利用可能なトナー
と廃棄する紙粉やトナー凝集塊等に分別するためのフィ
ルタ手段として金属ワイヤまたは樹脂の網（メッシュ）
が用いられており、網の目を通り抜けたトナーは現像装
置へ送られ再利用される。回収トナー中から紙粉やトナ
ー凝集塊等を確実に除去し、画像品質を上げるためには
網の目の開口部の大きさを数十μｍ角程度の小さなもの
にすることが必要となる。しかし、網の目が数十μｍ角
程度の大きさになると、回収トナー中に含まれるキャリ
アの大きさのばらつきによっては、網の目にはまってし
まう大きさのキャリアも存在し、網の目を塞いでしまう
ことになる。従って経時的には、網の目を塞ぐキャリア
の量が増えていき、網の開口部が減少していく。その結
果、網の目を通って再利用されるトナーの量が減少する
ため、分級装置の性能が低下することになる。

【００１５】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、キャリアによる分級
装置の網の目詰まりを防止し、分級装置の性能低下を防
止することができるトナーリサイクル分級装置、プロセ
スカートリッジおよびその分級装置あるいはプロセスカ
ートリッジを使用した画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１の手段は、画像形成媒体表面に残留したトナー
を回収するクリーニング手段と、前記クリーニング手段
によって回収された残留物を紙粉やトナー凝集塊等の廃
トナーに分別する分級手段と、分級された回収トナーを
再使用するために現像手段側に搬送する回収トナー搬送
手段とを備えた二成分系現像剤の分級装置において、前
記クリーニング手段から前記分級手段に至る間に前記回
収した残留物からキャリアを除去するキャリア除去手段
を備えていることを特徴とする。

【００１７】このように構成すると、分級手段に至る前
にキャリアが除去されるので、分級手段で分級する際
に、言い換えると分級手段のフィルタの網（メッシュ）
にキャリアが目詰まりすることがなくなる。その結果、
フィルタで分級が確実に行え、画像品質の劣化を招くこ
とがない。

【００１８】第２の手段は、第１の手段において、前記
キャリア除去装置がマグネットにより回収トナーからキ
ャリアを吸着し、分離することを特徴とする。マグネッ
トは、回収された残留物の中から磁性キャリアのみを吸
着するので、回収トナーの中から粒径の大きな磁性キャ
リアを除去することができる。

【００１９】第３の手段は、第１または第２の手段にお
いて、前記キャリア除去手段が前記クリーニング手段か
ら前記分級手段に至る搬送路上に設けられていることを
特徴とする。この位置に設けることにより、分級手段に
至る前に粒径の大きな磁性キャリアが除去され、分級手
段のフィルタに磁性キャリアによる目詰まりが生じるこ
とはない。

【００２０】第４の手段は、第３の手段において、前記
キャリア除去装置が前記搬送路に対して交換可能に取り
付けられていることを特徴とする。これにより、経時的
に交換し、キャリア除去が確実に行われるようにするこ
とができる。

【００２１】第５の手段は、第４の手段において、前記
キャリア除去装置の交換位置が、前記搬送路の上側に設
定されていることを特徴とする。このように交換位置を
設定すると、搬送路から回収された残留物、特にトナー
が直接的に落下したりこぼれ出すことがない。

【００２２】第６の手段は、二成分系現像剤を使用して
画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置において、
第１ないし第４の手段に係る分級装置と、この分級装置
によって分級されたトナーをリサイクルトナーとして現
像剤に混入し、再使用する現像装置とを備えていること
を特徴とする。このように構成することにより、第１な
いし第５の手段の作用効果を有する画像形成装置を提供
することができる。

【００２３】第７の手段は、帯電手段、現像手段、クリ
ーニング手段のうち少なくとも１つの手段を一体に支持
し、画像形成装置本体に着脱自在に設けられるプロセス
カートリッジにおいて、第１ないし第５のいずれかの手
段に係る分級装置を備えたことを特徴とする。このよう
に構成すると、第１の手段の作用効果を奏するプロセス
カートリッジを提供することができる。

【００２４】第８の手段は、帯電手段、現像手段、クリ
ーニング手段のうち少なくとも１つの手段を一体に支持
したプロセスカートリッジが着脱自在に装着される画像
形成装置において、第１ないし第５のいずれかの手段に
係る分級装置を備えたことを特徴とする。このように構
成すると、第１の手段の作用効果を奏する画像形成装置
を提供することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照し、本発明の実施
形態について説明する。なお、以下の説明において前述
の従来例と同等な各部には同一の参照符号を付し、重複
する説明は省略する。

【００２６】図１は本発明の実施形態に係るトナーリサ
イクル分級装置を使用した画像形成装置の作像部の概略
構成を示す図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図であ
る。この実施形態では、クリーニング装置５から分級装
置７への回収トナー搬送装置６の搬送路６ｂ上にキャリ
ア除去装置１３を設けている。キャリア除去装置１３と
してこの実施形態では、マグネット１５を使用する。こ
のようにマグネット１５を回収トナー搬送路６の任意の
個所に設けると、回収トナー中から磁性キャリア１４の
みがマグネット１５に吸着され、キャリア除去装置１３
を設けた位置より回収トナー搬送方向下流側のトナー回
収コイル１０によってさらに下流側に搬送されることは
ない。

【００２７】図３は図２に示したキャリア除去装置１３
のキャリア交換時の動作を示す図で、キャリア除去装置
１３の交換の際には、キャリア除去装置１３を回収トナ
ー搬送路６ｂの上方に回転させてから交換すれば、交換
時に回収トナー搬送路６ｂからのトナー落ちを防止する
ことができる。トナー回収コイル１０によって搬送され
る回収トナーは、回収トナー搬送路６の全断面に全て充
填されて搬送されるわけではないので、キャリア１４が
接触もしくは最も接近できるような位置にマグネット１
５を位置させ、トナー回収時には前述のように、トナー
が回収トナー搬送路６の開口から直接的に外部に落下す
ることのないように、回収トナー搬送路６ｂの上側でキ
ャリア除去装置１３を取り外すことができるようにして
いる（図３（ａ）→（ｂ））。このため、キャリア除去
装置１３は回収トナー搬送路６ｂの周りを回動し、か
つ、図２の位置と図３（ａ）の位置で前記位置を保持で
きるように、図示しない回動自在に保持する手段とロッ
ク手段とが設けられている。

【００２８】キャリヤ除去装置１３は図３（ｂ）のよう
にして上方に取り外すことができるが、取り外した後
は、新しいキャリア除去装置１３を装着して使用する。
この新しいキャリア除去装置１３は、キャリア除去装置
１３のマグネット１５よりもさらに強力な磁力を有する
マグネットによってキャリア１４を除去すれば、リサイ
クルも可能である。なお、取り外し自在とする構造は、
嵌合、スナップフィット、ネジ止めなど種々の方法があ
るが、設計条件やキャリア除去装置１３の設置個所に応
じて適宜公知の取り外し自在とする構造が選択される。
また、キャリア除去装置１３の設置個所は、作像装置の
構成や各作像要素の配置に応じて適宜選択される。

【００２９】なお、図１に示した作像部は、公知の電子
写真方式の作像部であり、その作像部のトナー回収装置
に対して本実施形態を適用すれば、キャリアが原因とな
って回収トナーの分級を阻害することがなく、常に、高
品質の画像が期待できる。

【００３０】その他、特に説明しない各部は図１および
図２に示した従来例と同等に構成されている。

【００３１】図８は、他の実施形態に係る画像形成装置
の概略構成を示す図である。同図から分かるように、本
実施形態は、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置
３、クリーニング装置５などを含み、画像形成装置に対
して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジ２１に
回収トナー搬送装置６及び分級装置７を一体に設けたも
のである。これにより、プロセスカートリッジ２１を交
換するときに、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置
３及びクリーニング装置５などの作像要素に加え、回収
トナー搬送装置６、及び分級装置７も一体に交換される
ことになる。

【００３２】図９は、さらに他の実施形態に係る画像形
成装置の概略構成を示す図である。同図から分かるよう
に、本実施形態は、図８に示した実施形態に対して、回
収トナー搬送装置６及び分級装置７を画像形成装置側に
設け、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置３などを
含むプロセスカートリッジ２２を前記画像形成装置に対
して着脱自在に装着するようにしたものである。これに
より、プロセスカートリッジ２２を交換するときには、
感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置３及びクリーニ
ング装置５などの作像要素のみ、あるいは、これらの作
像要素に加えてトナー搬送装置６が一体に交換されるこ
とになる。

【００３３】なお、これらの他の実施形態において、特
に説明しない各部は、前述の従来例及び前述の実施形態
と同等に構成され、同等に機能するので、重複する説明
は省略する。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、クリー
ニング手段から分級手段に至る間に回収した残留物から
キャリアを除去するキャリア除去手段を備えているの
で、キャリアによる分級装置の網の目詰まりを防止し、
分級装置の性能低下を防止することができ、画像品質の
劣化を招来することのない分級装置、プロセスカートリ
ッジおよび画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るトナーリサイクルシス
テムの概略構成を示す図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の実施形態に係るキャリア除去装置の交
換時の動作を示す図である。

【図４】従来例に係るトナーリサイクルシステムの概略
構成を示す図である。

【図５】従来例に係る分級装置を備えたトナーリサイク
ルシステムの概略構成を示す図である。

【図６】図５におけるトナーリサイクルシステムの分級
装置の詳細を示す断面図である。

【図７】図５におけるトナーリサイクルシステムの分級
装置のフィルタ部分の斜視図である。

【図８】本発明の他の実施形態に係るプロセスカートリ
ッジ方式のトナーリサイクルシステムを備えた画像形成
装置の概略構成を示す図である。

【図９】本発明のさらに他の実施形態に係るプロセスカ
ートリッジ方式のトナーリサイクルシステムを備えた画
像形成装置の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電装置 ３ 現像装置 ４ 転写装置 ５ クリーニング装置 ６ 回収トナー搬送装置 ６ｂ 回収トナー搬送路 ７ 分級装置 ８ 廃トナー搬送路 ９ 廃トナーボトル １０ トナー回収コイル １２ フィルタ １３ キャリア除去装置 １４ キャリア １５ マグネット ２１，２２ プロセスカートリッジ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成媒体表面に残留したトナーを回
   収するクリーニング手段と、前記クリーニング手段によ
   って回収された残留物を紙粉やトナー凝集塊等の廃トナ
   ーに分別する分級手段と、分級された回収トナーを再使
   用するために現像手段側に搬送する回収トナー搬送手段
   とを備えた二成分系現像剤の分級装置において、 前記クリーニング手段から前記分級手段に至る間に前記
   回収した残留物からキャリアを除去するキャリア除去手
   段を備えていることを特徴とする分級装置。
2. 【請求項２】 前記キャリア除去手段は、マグネットに
   より回収トナーからキャリアを吸着し、分離することを
   特徴とする請求項１記載の分級装置。
3. 【請求項３】 前記キャリア除去手段は、前記クリーニ
   ング手段から前記分級手段に至る搬送経路上に設けられ
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の分級装
   置。
4. 【請求項４】 前記キャリア除去手段は、前記搬送経路
   に対して交換可能に取り付けられていることを特徴とす
   る請求項３記載の分級装置。
5. 【請求項５】 前記キャリア除去手段は、前記搬送経路
   の上側に交換位置が設定されていることを特徴とする請
   求項４記載の分級装置。
6. 【請求項６】 二成分系現像剤を使用して画像形成を行
   う電子写真方式の画像形成装置において、 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の分級装置と、 この分級装置によって分級されたトナーをリサイクルト
   ナーとして現像剤に混入し、再使用する現像装置と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 帯電手段、現像手段、クリーニング手段
   のうち少なくとも１つの手段を一体に支持し、画像形成
   装置本体に着脱自在に設けられるプロセスカートリッジ
   において、 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の分級装置を備
   えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 【請求項８】 帯電手段、現像手段、クリーニング手段
   のうち少なくとも１つの手段を一体に支持したプロセス
   カートリッジが着脱自在に装着される画像形成装置にお
   いて、 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の分級装置を備
   えたことを特徴とする画像形成装置。