【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、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられるトナーリサイクル機構を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置の一方式として、像担持体の周辺に帯電手段、像露光手段及び現像手段を配置し、帯電手段による像担持体への帯電と像露光手段による像担持体上に潜像を形成し、当該潜像を現像手段による接触反転現像によりトナー画像形成を行う画像形成装置が用いられる。
【０００３】
一方トナーの有効利用のため、画像形成の後、像担持体上の残留トナーをクリーニング手段によりクリーニングし、当該残留トナー（以下、リサイクルトナーともいう。）をスクリュウパイプ等を用いて現像手段に搬送し、現像工程で再使用するトナーリサイクル法が一般的に用いられている。
【０００４】
しかしながら、トナーリサイクル法は、リサイクルトナーの繰り返し使用によりトナーが凝集する傾向があり、その結果、凝集したトナーに起因するトナー飛散、トナーこぼれ、トナーかぶり、転写抜け、粒状の画像汚れ等の画像欠陥が発生する問題点を持っている。また、クリーニング時に残留トナーと共に紙粉が多く取り込まれる欠点もある。
【０００５】
特に、近年、電子写真方式の画像形成装置が軽印刷業界への進出にともない、印刷機にて一部が印字された転写材を通紙することが求められるが、この種の用紙には印刷後に「打ち粉」と呼ばれるブロッキング防止剤を使用しているため、印刷機で印字済みの転写材は、通紙時に「打ち粉」が像担持体に付着し、これがクリーニング装置で回収され、不純物として現像装置に環流することになる。
【０００６】
「打ち粉」は電化保持性能に乏しく、現像剤の帯電性能を低下させる原因となっている。
【０００７】
上記のような、トナー凝集、紙粉、「打ち粉」の影響を回避するためトナーリサイクル法を採用している機械においては、現像装置へ循環するトナーリサイクル経路でトナー量が多いときには現像装置への環流量を制限するような方法が開示されている。
【０００８】
規定期間内に現像装置におけるトナーの消費量が規定の基準値以上になったときのみ、その期間にクリーニング装置により回収されたリサイクルトナーを現像装置に供給する方法（例えば、特許文献１参照。）や、リサイクルトナーはそれ自身劣化しているため環境条件によっては更に帯電性能が低下するので、例えば高温高湿環境ではリサイクルトナーの適正混合比率を少なく設定する方法（例えば、特許文献２参照。）や、凝集したリサイクルトナーを取り除き利用可能なトナーに分別する分級機構（例えば、特許文献３参照。）や、形成された画像の画素数をカウントし、その画素数からトナー消費量を算出しのリサイクルトナーを現像装置に戻す方法（例えば、特許文献４参照。）等が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−９２８７３号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平７−２３０２０８号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開平６−３０８８２８号公報
【００１２】
【特許文献４】
特開２００２−１６９４３８号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の技術では現像装置内のリサイクルトナー量を制限することには有効であるが、帯電性能が低下し、トナー飛散量を増加させるリサイクルトナー中の紙粉や「打ち粉」のような不純物を把握しているわけではない。
【００１４】
本発明は、トナーリサイクル法を採用している画像形成装置において、リサイクルトナー中に混入する紙粉や「打ち粉」のような不純物に起因するトナー飛散やトナーこぼれを抑制する手段を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の構成によって達成される。
【００１６】
（１）像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置から、当該残留トナーを現像装置へ循環するトナーリサイクル経路を有し、当該トナーリサイクル経路に、前記残留トナーを前記現像装置へ循環するか、または廃棄するかの切替え装置を具備した画像形成装置において、前記トナーリサイクル経路における前記残留トナー中の不純物量を測定する手段を有し、その測定結果に応じて前記残留トナーを前記現像装置に循環させるか、または廃棄するかを選択することを特徴とする画像形成装置（第１の発明）。
【００１７】
（２）像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置から、当該残留トナーを現像装置へ循環するトナーリサイクル経路を有し、当該トナーリサイクル経路に、前記残留トナーを前記現像装置へ循環するか、または廃棄するかの切替え装置を具備した画像形成装置において、給紙経路における転写材の見込み移動量と実測の移動量を測定する計測手段を有し、その測定結果に応じて前記残留トナーを前記現像装置に循環させるか、または廃棄するかを選択することを特徴とする画像形成装置（第２の発明）。
【００１８】
（３）像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置から、当該残留トナーを現像装置へ循環するトナーリサイクル経路を有し、当該トナーリサイクル経路に、前記残留トナーを前記現像装置へ循環するか、または廃棄するかの切替え装置を具備した画像形成装置において、前記現像装置からの飛散トナーおよび不純物を回収するサクション経路に当該飛散トナー量および不純物量を測定する計測手段を有し、その測定結果に応じて前記残留トナーを前記現像装置に循環させるか、または廃棄するかを選択することを特徴とする画像形成装置（第３の発明）。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の画像形成装置について説明する。
【００２０】
図１は画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
図１において、画像形成装置は、両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦおよび画像形成装置本体Ａからなっている。
【００２１】
両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦは、画像形成装置本体Ａの上部にあり開閉可能となっている。原稿給紙台ａの原稿は、給紙ローラｂ、分離ローラｃ、レジストローラｄ、さらに搬送ドラムｅに搬送され、原稿が搬送される。
【００２２】
次に、画像形成装置本体Ａは、画像読み取り装置１、画像処理手段２、画像書き込み装置３、画像形成手段４、カセット給紙手段５、搬送手段６、定着装置７、排紙手段８、再搬送手段９等で構成されている。
【００２３】
画像読み取り装置１の光学系は、光源と第１ミラーを備える露光ユニット１４、第２ミラーと第３ミラーから成るＶミラーユニット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７により構成されている。両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦによる原稿読み取りは、露光ユニット１４がスリット露光用ガラス１３の下方の初期位置に停止した位置において行われる。原稿台ガラス１１上の原稿の読み取りは、露光ユニット１４及びＶミラーユニット１５を移動させながら行われる。
【００２４】
画像読み取り装置１において読み取られた原稿画像の画像情報は画像処理手段２により画像処理が行われ、画像データとして信号化され、一旦メモリに格納される。画像書き込み手段３に含まれる図示しない半導体レーザからの出力光が、像担持体である感光体ドラム２１に照射され静電潜像を形成する。
【００２５】
画像形成手段４においては、感光体ドラム２１に対し、帯電器２２により電荷が付加され、画像書き込み手段３からのレーザ光照射により静電潜像が形成され、現像装置２３により静電潜像が顕像化されてトナー像となる。トナー像がカセット給紙手段５から搬送された転写材である用紙Ｐ上に転写器２９Ａにより転写され、分離器２９Ｂにより用紙Ｐが剥離され、クリーニング装置２６により転写残のトナーが除去される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送手段６により搬送され、定着手段７により定着され、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。
【００２６】
なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、搬送路切り替え板８２により再搬送手段９に送り込まれ、再び画像形成手段４において第２面に画像形成後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。反転排紙の場合は、搬送路切り替え板８２により通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙部８３においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。
【００２７】
次に、リサイクルトナーの搬送を説明する。
図２は図１における現像装置、クリーニング装置、感光体ドラム周辺を拡大した断面図である。
【００２８】
図２において、感光体ドラム２１上の残留トナー（リサイクルトナー）は、感光体ドラム２１の回転方向の下流側に設けられたクリーニングブレード２６Ｂで掻き落とされ、ガイドローラ２６Ａでリサイクルトナー補給槽２７１に導かれ、スクリュー２７２で回収搬送され、リサイクルトナー補給槽２７１内に一旦貯留され、逐次、スクリュー２７３を介して現像装置２３に戻され再利用される。なお、スクリュー２７２、２７３は不図示の駆動機構によって回転する。
【００２９】
次に、トナー補給容器に収納されている新トナーの撹拌手段、搬送解除停止手段、制御手段等について説明する。
【００３０】
図２において、トナー補給装置２４は、トナー補給容器２４１より新トナーを現像装置２３へ搬送、補給する。撹拌手段２４２はトナー補給容器２４１を回転させて容器内のトナーを撹拌する。また、搬送解除停止手段２４３はトナー補給容器２４１から現像装置２３の方向へのトナーの搬送を解除したり停止したりする手段であり、本実施の形態ではシャッタの開閉により行っているが、これに限定されるものではない。さらに、制御手段１０Ａは、トナー補給装置２４から現像装置２３の方向へトナーを搬送するモード以外で、搬送解除停止手段２４３によりトナーの搬送を停止状態にして、トナー補給容器２４１内のトナーを撹拌するように制御する。トナー中間補給手段２５は、トナー補給容器２４１より現像装置２３へ補給するトナーを一時貯蔵するトナー中間補給槽２５１を有し、トナーを現像装置２３に補給する。また、撹拌手段２５２はトナー中間補給槽２５１内のトナーを撹拌する手段であって、内部の２つのスクリュー２５２ａを有し、その回転によってトナーを撹拌する。
【００３１】
ここで、本発明に係わるとトナーリサイクル経路について説明する。
前記クリーニング装置によって回収されたリサイクルトナーには紙粉や「打ち粉」等の不純物が混入し、これらが現像装置２３へ送られて攪拌されるが、不純物が多量に混入していると攪拌されても現像剤の帯電性能は著しく低下され、トナー飛散およびトナーこぼれ等の問題が起こり易くなることは前述した。
【００３２】
本発明の画像形成装置は、上記の問題を防止するために、リサイクルトナー中の不純物量を測定し、その測定結果に応じて前記リサイクルトナーを現像装置に循環させるか、または廃棄するかを選択する手段を有していることを特徴とする（第１の発明）。
【００３３】
はじめに、実施の形態１について説明する。
図３はリサイクルトナーの反射濃度検知素子を設けたトナー搬送部を示す図である。
【００３４】
図３において、リサイクルトナー補給槽２７１内に一旦貯留されたリサイクルトナーは、スクリュー２７２によって回収搬送され、リサイクルパイプ２７４の開口部ｇに搬送される。また、前記リサイクルパイプ２７４には廃棄口ｈが設けられており、当該廃棄口ｈは、不図示の駆動ソレノイドによって、ガイド２７９（図４参照）に沿ってｘ方向にスライドするシャッタ２７５で開閉する。なお、当該シャッタ２７５は、後述する反射濃度検知素子からの信号を受ける制御部１０ｃの指令に基づいて作動する。
【００３５】
図４は、リサイクルパイプの反射濃度検知素子部の断面図である。
図４において、リサイクルパイプ２７４には反射濃度検知素子である光学センサ２８ａが埋設され、スクリュー２７３で搬送されるリサイクルトナーの反射濃度が当該光学センサ２８ａによって検知され、その信号が制御部１０ｃに伝達される。
【００３６】
すなわち、リサイクルトナー中にトナー飛散等を引き起こす紙粉等の不純物が増加するのに従って変化するリサイクルトナーの反射濃度を測定し、所定の反射濃度以上に達した場合に、制御部１０ｃからの指令でシャッタ２７５が廃棄口ｈを開放するので、リサイクルトナーは現像装置２３へ送られず、図３に示す廃棄パイプ２７７、スクリュー２７６を介して廃棄箱２７８へ送られ、また、リサイクルトナーが所定の反射濃度以下に下がれば、再度前記シャッタ２７５が廃棄口ｈを遮蔽し、リサイクルトナーは現像装置２３側に送られることで、極力、現像装置２３に不純物を送り込まないようにして、トナー飛散、トナーこぼれ等を防止することができる。
【００３７】
次に、実施の形態２について説明する。
図５は、リサイクルトナーの静電容量測定素子を設けたトナー搬送部を示す図である。
【００３８】
図５において、２８ｂは静電容量測定素子（Ｌ検知素子）である。リサイクルトナー中に紙粉等の不純物が増加するとＬ検知素子のインダクタンスの値が低下する。したがって、インダクタンスの値が所定の基準値以下になった場合、制御部１０ｃで、リサイクルトナー中に不純物が増大した判断し、制御部１０ｃからの指令でシャッタ２７５が廃棄口ｈを開放するので、リサイクルトナーは現像装置２３へ送られず、廃棄パイプ２７７、スクリュー２７６を介して廃棄箱２７８へ送られ、また、インダクタンスの値が所定の基準値以上に上がれば、再度前記シャッタ２７５が廃棄口ｈを遮蔽し、リサイクルトナーは現像装置２３側にを送られることで、極力、現像装置２３に不純物を送り込まないようにして、トナー飛散、トナーこぼれ等を防止することができる。
【００３９】
次に、第２の発明について説明する。
トナー飛散や紙粉等が増加すると、これらが用紙搬送用のローラに付着し用紙とローラとが滑り、搬送効果を低下させることになる。したがって、給紙経路における転写材の見込み移動量と実際の移動量との差が生じることになる。
【００４０】
第２の発明は、前記用紙の見込み移動量と実際の移動量との差によってリサイクルトナー中の不純物の混入で引き起こされるトナー飛散の増減の程度を検知する方法である。
【００４１】
以下、実施の形態３について説明する。
図６は、図１における一点鎖線Ｆで囲まれた給紙搬送部およびリサイクルトナー搬送部を示す図である。
【００４２】
図６において、４０は送出しローラ、４１は重送防止ローラ対、４２はプレレジストローラ、４３は搬送ローラ対である。４５はプレジストＭＣ（マグネティッククラッチ）で、プレレジストローラ４２と同軸に設けられている。また、当該プレレジストローラ４２から所定の距離の位置にプレレジストセンサ２８ｃが設けられている。プレレジストローラ４２とプレレジストセンサ２８ｃは給紙トレイに搭載されている。
【００４３】
いま、プレレジストローラ４２と用紙Ｐとの間で滑りが発生すると用紙Ｐの先端がプレレジストセンサ２８ｃに到達する時間が見込み時間よりもながくかかることになる。いいかえれば、見込み時間での用紙の移動距離が少なくなることになる。すなわち、プレレジストＭＣ４５がＯＮして用紙Ｐの先端がプレレジストセンサ２８ｃに達する時間が、所定の基準時間よりながくかかった場合、制御部１０ｃで、リサイクルトナー中に不純物が増大した判断し、制御部１０ｃからの指令でシャッタ２７５が廃棄口ｈを開放するので、リサイクルトナーは現像装置２３へ送られず、廃棄パイプ２７７、スクリュー２７６を介して廃棄箱２７８へ送られる。この時点でオペレータ等がプレレジストローラ４２を清掃する。その後、前記時間が所定の基準時間に達すれば、再度前記シャッタ２７５が廃棄口ｈを遮蔽し、リサイクルトナーは現像装置２３側に送られることで、極力、現像装置２３に不純物を送り込まないようにして、トナー飛散、トナーこぼれ等を防止することができる。
【００４４】
実施の形態３では、給紙トレイにおけるプレレジストＭＣ４５とプレレジストセンサ２８ｃとの間での用紙搬送時間（用紙の見込み移動量と実測の移動量との差）について論じたが、実施の形態４としてレジスト調整位置であるレジストローラ４９（図１参照）の近傍で下流の所定の位置に用紙先端検知するセンサ２８ｄ（図１参照）を設け、前記と同様な時間差検知方法をとってもよい。
【００４５】
次に、第３の発明に係わる、サクション経路を流れる飛散トナーおよび不純物量を測定する方法について説明する。
【００４６】
現像装置から飛散トナーおよび不純物を回収するサクション経路が設けられている。現像装置に不純物が増加するに従って、帯電特性が低下し、サクション経路を流れる飛散トナーも増加する。
【００４７】
以下、実施の形態５について説明する。
図７は、現像装置を拡大した断面を示す図である。
【００４８】
図７において、現像装置２３はドラム架台の所定の位置に載置され、現像スリーブ２３１と感光体ドラム２１との間が所定の間隙に保たれている。
【００４９】
現像装置２３の底部２３２とドラム架台との隙間がサクション経路Ｓを構成し、ダクト３１に通じている。
【００５０】
現像スリーブ２３１等の回転によって生じた飛散トナーは不図示の吸引ファンによってダクト３１中を矢印方向に流れる。
【００５１】
第３の発明は、サクション経路Ｓにパーティクルカウンタ吸引口２８ｄを設け、これに連通するパーティクルカウント部２９で所定の規定値以上のトナーの飛散量の測定値となった場合、制御部１０ｃで、リサイクルトナー中に不純物が増大した判断し、制御部１０ｃからの指令でシャッタ２７５が廃棄口ｈを開放するので、リサイクルトナーは現像装置２３へ送られず、廃棄パイプ２７７、スクリュー２７６を介して廃棄箱２１８へ送られる。また、トナーの飛散量が所定の規定値以下に下がれば、再度前記シャッタ２７５が廃棄口ｈを遮蔽し現像装置２３側にリサイクルトナーが送られることで、極力、現像装置２３に不純物を送り込まないようにして、トナー飛散、トナーこぼれ等を防止することができる。
【００５２】
上記のようなパーティクルカウント方式の代わりに、実施の形態６として前記サクション経路Ｓ内に鼻管（例えば、ピトー管）２８ｇ（図７参照）を設けて、風速測定装置である風速測定部２９ａ（図７参照）で所定の規定値以下の風速になったときリサイクルトナーを現像装置に環流せず、廃棄箱２７８に廃棄する方法をとってもよい。
【００５３】
以下、上記の実施の形態１〜５による装置で、下記の条件の下に実写によるトナー飛散の確認実験を実施した。
【００５４】
（１）プロセス条件
感光体ドラム
材質：有機半導体（ＯＰＣ）
直径：φ１００ｍｍ
線速度：４００ｍｍ／ｓｅｃ
表面電位：−７５０Ｖ
現像剤
トナー粒径：６μｍ（重合法により作成）
キャリア粒径：６０μｍ
現像バイアス：−６００Ｖ
（２）画像作成
原稿
黒化率：６％相当
転写材
サイズ１：Ａ３Ｗサイズ（ブロッキング防止剤使用の印刷済み用紙）
サイズ２：Ａ３（印刷用上質紙）
上記実験条件で下記の用紙出力条件で１００ｋｃの実写を行い、２０ｋｃ毎にサンプルをとり、転写器２９Ａ、分離極２９Ｂのトナー飛散およびＡ３べた黒画像出力を確認した。
【００５５】
（３）各コピー数の用紙出力条件
０〜２０ｋｃ：Ａ３Ｗサイズ（ブロッキング防止剤使用の印刷済み用紙）
２０〜４０ｋｃ：Ａ３サイズ（印刷用上質紙）
４０〜６０ｋｃ：（ブロッキング防止剤使用の印刷済み用紙）
６０〜８０ｋｃ：Ａ３サイズ（印刷用上質紙）
８０〜１００ｋｃ：Ａ３Ｗサイズ（ブロッキング防止剤使用の印刷済み用紙）
以下、上記実験の結果について説明する。
【００５６】
従来型（トナー飛散防止未対策機）では、４０ｋｃまでは転写・分離器へのトナー飛散およびＡ３べた黒画像とも異常はなかったものの、６０ｋｃでから若干、転写・分離器の汚れが確認され、１００ｋｃでは完全に汚れが発生した。また、Ａ３べた黒画像は６０ｋｃ以降において、両端部に転写・分離ワイヤの汚れにともなう白ヌケとブロッキング防止剤に起因するスポット状の白ヌケが発生した。
【００５７】
実施の形態１、２では、コピー数に関係なく、転写・分離器へのトナー飛散は少なく、Ａ３べた黒画像も均一で異常は認められず、また、実施の形態１、２とも５０ｋｃ前後でリサイクルトナーの現像装置への環流が止まり、廃棄箱への環流に切り替わり、６５ｋｃ時点で再度現像装置への環流が再開され、さらに８５ｋｃ時点で再び廃棄箱への環流に切り替わり１００ｋｃまで継続した。
【００５８】
実施の形態３では、コピー数に関係なく、転写・分離器へのトナー飛散は少なく、Ａ３べた黒画像も均一で異常は認められなかった。ただし、１０ｋｃ、４５ｋｃ、８３ｋｃ時点でリサイクルトナーの現像装置への環流が止まり、廃棄箱への環流に切り替わった。その後、ローラ清掃を行ったため、２２ｋｃ、６８ｋｃで現像装置への環流に戻った。
【００５９】
実施の形態４、５では、コピー数に関係なく、転写・分離器へのトナー飛散は少なく、Ａ３べた黒画像も均一で異常は認められなかった。ただし、実施の形態４で、５０ｋｃ、８５ｋｃ時点においてリサイクルトナーの現像装置への環流が止まり、６５ｋｃ時点で現像装置への環流に戻った。実施の形態５では、７５ｋｃ時点において廃棄箱への環流に切り替わり、１００ｋｃまで廃棄箱への環流が続いた。
【００６０】
従って、本発明の効果が十分認められる結果が得られた。
上記の結果を以下の表に示すことができる。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１において、トナー飛散に関して、○は問題ないレベル、△はやや問題になりかかるレベル、×は問題となるレベルを表す。
【００６３】
【発明の効果】
現像装置に紙粉等の不純物が増加する程度を測定することによって、リサイクルトナーを、現像装置に循環させるか、または廃棄するかを選択し、現像装置内の不純物量を抑制することにより、トナー飛散、トナーこぼれ等を極力回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１における現像装置、クリーニング装置、感光体ドラム周辺を拡大した断面図である。
【図３】リサイクルトナーの反射濃度検知素子を設けた搬送部を示す図である。
【図４】リサイクルパイプの反射濃度検知素子のＹＹ断面図である。
【図５】リサイクルトナーの静電容量測定素子を設けた搬送部を示す図である
【図６】図１における一点鎖線Ｆで囲まれた給紙搬送部およびリサイクルトナー搬送部を示す図である。
【図７】現像装置を拡大した断面を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像読み取り装置
２ 画像処理手段
２１ 像担持体（感光体ドラム）
２３ 現像装置
２６ クリーニング装置
２９Ａ 転写器
２９Ｂ 分離器
２８ａ 光学センサ
２８ｂ 静電容量測定素子
２８ｃ プレレジストセンサ
２８ｄ パーティクルカウンタ吸引口
２９ パーティクルカウント部
２７２、２７３、２７６ スクリュー
２７４ リサイクルパイプ
２７５ シャッタ
３１ ダクト
４２ プレレジストローラ
４５ プレレジストＭＣ
ｇ 開口部
ｈ 廃棄口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus having a toner recycling mechanism used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a FAX.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as one method of an electrophotographic image forming apparatus, a charging unit, an image exposure unit, and a developing unit are arranged around an image carrier, and charging to the image carrier by the charging unit and an image carrier by the image exposure unit are arranged. An image forming apparatus is used that forms a latent image thereon and forms a toner image by contact reversal development using a developing unit.
[0003]
On the other hand, for effective use of toner, after image formation, the residual toner on the image carrier is cleaned by a cleaning means, and the residual toner (hereinafter also referred to as recycled toner) is conveyed to the developing means using a screw pipe or the like. In general, a toner recycling method that is reused in the developing process is used.
[0004]
However, the toner recycling method tends to agglomerate the toner due to repeated use of the recycled toner. As a result, image defects such as toner scattering, toner spillage, toner fogging, transfer omission, and granular image contamination caused by the agglomerated toner are caused. Have problems that occur. In addition, there is a drawback that a large amount of paper powder is taken in together with residual toner during cleaning.
[0005]
In particular, in recent years, as electrophotographic image forming apparatuses have entered the light printing industry, it is required to pass a transfer material partially printed by a printing machine. Since an anti-blocking agent called “dusting powder” is used later, the transfer material that has been printed by the printing machine adheres to the image carrier when the paper is passed through, and this is recovered by the cleaning device To the developing device.
[0006]
“Dusting” has poor electrification holding performance, which causes the charging performance of the developer to deteriorate.
[0007]
In a machine adopting the toner recycling method to avoid the influence of toner aggregation, paper dust, and “dusting powder” as described above, when the toner amount is large in the toner recycling path circulating to the developing device, the developing device is returned to. A method is disclosed for limiting the ring flow rate.
[0008]
A method of supplying recycled toner collected by the cleaning device during the period to the developing device only when the amount of toner consumed in the developing device exceeds a specified reference value within a specified period (see, for example, Patent Document 1). In addition, since the recycled toner itself is deteriorated, the charging performance is further deteriorated depending on the environmental conditions. For example, in a high temperature and high humidity environment, a method of setting an appropriate mixing ratio of the recycled toner is small (see, for example, Patent Document 2). In addition, a classification mechanism (for example, refer to Patent Document 3) that removes the aggregated recycled toner and classifies it into usable toner, or counts the number of pixels of the formed image, and calculates the toner consumption from the number of pixels. A method of returning recycled toner to the developing device (for example, see Patent Document 4) is disclosed.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-92873 [0010]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-230208
[Patent Document 3]
JP-A-6-308828 [0012]
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-169438
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned technique is effective for limiting the amount of recycled toner in the developing device, but the charging performance is reduced and the amount of scattered toner is increased. I do not know the impurities.
[0014]
The present invention relates to an image forming apparatus that employs a toner recycling method and has a means for suppressing toner scattering and toner spillage caused by impurities such as paper dust and “dust” mixed in recycled toner. An object is to provide an apparatus.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the following configurations.
[0016]
(1) A cleaning device that removes residual toner on the image carrier has a toner recycling path for circulating the residual toner to the developing device, and the residual toner is circulated to the developing device in the toner recycling path. In the image forming apparatus including the switching device for discarding or discarding, the image forming apparatus includes means for measuring the amount of impurities in the residual toner in the toner recycling path, and the residual toner is transferred to the developing device according to the measurement result. An image forming apparatus that selects whether to circulate or discard (first invention).
[0017]
(2) A cleaning device that removes residual toner on the image carrier has a toner recycling path for circulating the residual toner to the developing device, and the residual toner is circulated to the developing device in the toner recycling path. In the image forming apparatus having a switching device for discarding or discarding, the image forming apparatus includes a measuring unit that measures an expected movement amount and an actual movement amount of the transfer material in the sheet feeding path, and the residual toner is removed according to the measurement result. An image forming apparatus (second invention), wherein the image forming apparatus selects whether to circulate or discard the developing apparatus.
[0018]
(3) A cleaning device that removes residual toner on the image carrier has a toner recycling path for circulating the residual toner to the developing device, and the residual toner is circulated to the developing device in the toner recycling path. In the image forming apparatus provided with a switching device for whether to discard or to discard, there is a measuring means for measuring the amount of scattered toner and the amount of impurities in a suction path for collecting the scattered toner and impurities from the developing device, and the measurement result The image forming apparatus (third invention), wherein the residual toner is selected to be circulated to the developing device or to be discarded according to the condition.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
[0020]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the image forming apparatus.
In FIG. 1, the image forming apparatus includes a double-sided document automatic feeder RADF and an image forming apparatus main body A.
[0021]
The double-sided document automatic feeder RADF is located at the upper part of the image forming apparatus main body A and can be opened and closed. The document on the document feed tray a is transported to a paper feed roller b, a separation roller c, a registration roller d, and a transport drum e, and the document is transported.
[0022]
Next, the image forming apparatus main body A includes an image reading apparatus 1, an image processing means 2, an image writing apparatus 3, an image forming means 4, a cassette paper feeding means 5, a conveying means 6, a fixing device 7, a paper discharging means 8, Consists of transport means 9 and the like.
[0023]
The optical system of the image reading apparatus 1 includes an exposure unit 14 including a light source and a first mirror, a V mirror unit 15 including a second mirror and a third mirror, a lens 16, and a CCD image sensor 17. Document reading by the double-sided document automatic feeder RADF is performed at a position where the exposure unit 14 is stopped at the initial position below the slit exposure glass 13. Reading a document on the platen glass 11 is performed while moving the exposure unit 14 and the V mirror unit 15.
[0024]
Image information of the document image read by the image reading apparatus 1 is subjected to image processing by the image processing means 2, converted into a signal as image data, and temporarily stored in a memory. Output light from a semiconductor laser (not shown) included in the image writing means 3 is applied to the photosensitive drum 21 which is an image carrier to form an electrostatic latent image.
[0025]
In the image forming unit 4, a charge is added to the photosensitive drum 21 by the charger 22, an electrostatic latent image is formed by laser light irradiation from the image writing unit 3, and the electrostatic latent image is formed by the developing device 23. The toner image is visualized. The toner image is transferred onto the paper P, which is a transfer material conveyed from the cassette paper feeding means 5, by the transfer device 29A, the paper P is peeled off by the separator 29B, and the transfer residual toner is removed by the cleaning device 26. The paper P onto which the toner image has been transferred is conveyed by the conveying means 6, fixed by the fixing means 7, and discharged to the paper discharge tray 81 outside the apparatus by the paper discharge means 8.
[0026]
In the case of duplex copying, the paper P on which the image is formed on the first surface is sent to the re-conveying means 9 by the conveying path switching plate 82, and after the image is formed on the second surface again by the image forming means 4, it is discharged. The sheet is discharged by means 8 to a discharge tray 81 outside the apparatus. In the case of reverse paper discharge, the paper P branched from the normal paper discharge path by the transport path switching plate 82 is switched back and upside down in the reverse paper discharge unit 83 and then discharged from the apparatus by the paper discharge means 8. The paper is discharged to the paper tray 81.
[0027]
Next, conveyance of recycled toner will be described.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the periphery of the developing device, the cleaning device, and the photosensitive drum in FIG.
[0028]
In FIG. 2, the residual toner (recycled toner) on the photosensitive drum 21 is scraped off by a cleaning blade 26B provided on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 21, and is supplied to a recycled toner supply tank 271 by a guide roller 26A. Then, it is collected and conveyed by the screw 272, temporarily stored in the recycle toner replenishing tank 271, and sequentially returned to the developing device 23 via the screw 273 and reused. The screws 272 and 273 are rotated by a driving mechanism (not shown).
[0029]
Next, a new toner agitation unit, a conveyance release stop unit, a control unit, and the like stored in the toner supply container will be described.
[0030]
In FIG. 2, the toner replenishing device 24 transports and replenishes new toner from the toner replenishing container 241 to the developing device 23. The agitating means 242 rotates the toner supply container 241 and agitates the toner in the container. Further, the conveyance release stopping means 243 is a means for releasing or stopping the conveyance of the toner from the toner supply container 241 toward the developing device 23. In this embodiment, the conveyance release stopping means 243 is performed by opening and closing the shutter. It is not limited to. Further, the control unit 10A agitates the toner in the toner supply container 241 by stopping the transfer of the toner by the transfer release stopping unit 243 except for the mode in which the toner is transferred from the toner supply device 24 to the developing device 23. Control to do. The toner intermediate supply unit 25 includes a toner intermediate supply tank 251 for temporarily storing toner supplied from the toner supply container 241 to the developing device 23, and supplies toner to the developing device 23. The agitating means 252 is a means for agitating the toner in the toner intermediate supply tank 251 and has two internal screws 252a, and agitates the toner by its rotation.
[0031]
Here, a toner recycling path according to the present invention will be described.
Recycled toner collected by the cleaning device is mixed with impurities such as paper dust and “dusting powder”, and these are sent to the developing device 23 and stirred. However, if a large amount of impurities are mixed, the recycled toner is stirred. However, as described above, the charging performance of the developer is remarkably deteriorated, and problems such as toner scattering and toner spillage easily occur.
[0032]
In order to prevent the above problems, the image forming apparatus of the present invention measures the amount of impurities in the recycled toner, and selects whether to circulate or discard the recycled toner to the developing device according to the measurement result. It has the means to perform (1st invention).
[0033]
First, the first embodiment will be described.
FIG. 3 is a view showing a toner conveying portion provided with a reflection density detecting element for recycled toner.
[0034]
In FIG. 3, the recycled toner once stored in the recycled toner supply tank 271 is collected and conveyed by the screw 272 and conveyed to the opening g of the recycling pipe 274. The recycling pipe 274 is provided with a disposal port h, which is opened and closed by a shutter 275 that slides in the x direction along a guide 279 (see FIG. 4) by a drive solenoid (not shown). . The shutter 275 operates based on a command from the control unit 10c that receives a signal from a reflection density detecting element to be described later.
[0035]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the reflection density detecting element portion of the recycled pipe.
In FIG. 4, an optical sensor 28a, which is a reflection density detection element, is embedded in the recycle pipe 274. The reflection density of the recycled toner conveyed by the screw 273 is detected by the optical sensor 28a, and the signal is transmitted to the control unit 10c. Is done.
[0036]
That is, the reflection density of the recycled toner, which changes as the impurities such as paper dust that causes toner scattering in the recycled toner increase, is measured. When the density reaches a predetermined reflection density or more, a command from the control unit 10c is used. Since the shutter 275 opens the waste port h, the recycled toner is not sent to the developing device 23, but is sent to the waste box 278 via the waste pipe 277 and the screw 276 shown in FIG. When the concentration falls below the level, the shutter 275 again blocks the waste opening h, and the recycled toner is sent to the developing device 23 side, so that impurities are not sent into the developing device 23 as much as possible, and toner scattering and toner spillage are caused. Etc. can be prevented.
[0037]
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating a toner conveyance unit provided with a capacitance measuring element for recycled toner.
[0038]
In FIG. 5, reference numeral 28b denotes a capacitance measuring element (L sensing element). When impurities such as paper dust increase in the recycled toner, the inductance value of the L detection element decreases. Therefore, when the inductance value is less than or equal to the predetermined reference value, the control unit 10c determines that impurities have increased in the recycled toner, and the shutter 275 opens the waste opening h in response to a command from the control unit 10c. The recycled toner is not sent to the developing device 23, but is sent to the waste box 278 via the waste pipe 277 and the screw 276, and when the inductance value rises above a predetermined reference value, the shutter 275 is again moved to the waste port h. The recycled toner is sent to the developing device 23 side so that impurities are not sent to the developing device 23 as much as possible to prevent toner scattering, toner spillage, and the like.
[0039]
Next, the second invention will be described.
When toner scattering, paper dust, and the like increase, these adhere to the paper transport roller, causing the paper and the roller to slip, reducing the transport effect. Therefore, a difference occurs between the expected movement amount of the transfer material and the actual movement amount in the paper feed path.
[0040]
The second invention is a method of detecting the degree of increase or decrease in toner scattering caused by the mixing of impurities in the recycled toner based on the difference between the expected movement amount of the paper and the actual movement amount.
[0041]
Hereinafter, the third embodiment will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating a paper feed conveyance unit and a recycled toner conveyance unit surrounded by a one-dot chain line F in FIG.
[0042]
In FIG. 6, 40 is a feed roller, 41 is a double feed prevention roller pair, 42 is a pre-registration roller, and 43 is a transport roller pair. Reference numeral 45 denotes a resist MC (magnetic clutch), which is provided coaxially with the pre-registration roller 42. In addition, a pre-registration sensor 28c is provided at a predetermined distance from the pre-registration roller 42. The pre-registration roller 42 and the pre-registration sensor 28c are mounted on the paper feed tray.
[0043]
Now, if slip occurs between the pre-registration roller 42 and the paper P, the time for the leading edge of the paper P to reach the pre-registration sensor 28c takes longer than expected time. In other words, the travel distance of the paper in the expected time is reduced. That is, when the pre-registration MC 45 is turned ON and the time for the leading edge of the paper P to reach the pre-registration sensor 28c is longer than a predetermined reference time, the control unit 10c determines that impurities are increased in the recycled toner, and the control is performed. Since the shutter 275 opens the waste opening h in response to a command from the unit 10c, the recycled toner is not sent to the developing device 23 but sent to the waste box 278 via the waste pipe 277 and the screw 276. At this time, an operator or the like cleans the pre-registration roller 42. Thereafter, when the time reaches a predetermined reference time, the shutter 275 again shields the waste port h, and the recycled toner is sent to the developing device 23 side, so that impurities are not sent into the developing device 23 as much as possible. Thus, toner scattering, toner spillage, and the like can be prevented.
[0044]
In the third embodiment, the paper conveyance time (the difference between the estimated movement amount of the paper and the actually measured movement amount) between the pre-registration MC 45 and the pre-registration sensor 28c in the paper feed tray has been discussed. Alternatively, a sensor 28d (see FIG. 1) for detecting the leading edge of the sheet may be provided at a predetermined downstream position in the vicinity of the registration roller 49 (see FIG. 1), which is the registration adjustment position, and a time difference detection method similar to that described above may be used.
[0045]
Next, a method for measuring the scattered toner flowing through the suction path and the amount of impurities according to the third invention will be described.
[0046]
A suction path for collecting scattered toner and impurities from the developing device is provided. As the impurities increase in the developing device, the charging characteristics deteriorate and the amount of scattered toner flowing through the suction path also increases.
[0047]
The fifth embodiment will be described below.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the developing device.
[0048]
In FIG. 7, the developing device 23 is placed at a predetermined position on the drum base, and a predetermined gap is maintained between the developing sleeve 231 and the photosensitive drum 21.
[0049]
A clearance between the bottom 232 of the developing device 23 and the drum mount forms a suction path S and communicates with the duct 31.
[0050]
The scattered toner generated by the rotation of the developing sleeve 231 and the like flows in the direction of the arrow in the duct 31 by a suction fan (not shown).
[0051]
In the third invention, when the particle counter suction port 28d is provided in the suction path S, and the particle count unit 29 communicated with the particle counter 29d reaches a measured value of the amount of toner scattering equal to or greater than a predetermined specified value, the control unit 10c Since it is determined that impurities have increased in the recycled toner and the shutter 275 opens the disposal port h in response to a command from the control unit 10c, the recycled toner is not sent to the developing device 23 but discarded via the disposal pipe 277 and the screw 276. Sent to box 218. Further, when the amount of scattered toner falls below a predetermined specified value, the shutter 275 again blocks the waste opening h and the recycled toner is sent to the developing device 23 side, so that impurities are not sent into the developing device 23 as much as possible. In this way, toner scattering, toner spillage, etc. can be prevented.
[0052]
Instead of the particle counting method as described above, as a sixth embodiment, a nose tube (for example, Pitot tube) 28g (see FIG. 7) is provided in the suction path S, and a wind speed measuring unit 29a (wind speed measuring device) is provided. In FIG. 7), the recycled toner may be disposed in the disposal box 278 without circulating to the developing device when the wind speed is equal to or lower than a predetermined specified value.
[0053]
Hereinafter, with the apparatus according to the above-described first to fifth embodiments, an experiment for confirming toner scattering by actual shooting was performed under the following conditions.
[0054]
(1) Process conditions Photosensitive drum material: Organic semiconductor (OPC)
Diameter: φ100mm
Linear velocity: 400mm / sec
Surface potential: -750V
Developer toner particle size: 6 μm (created by polymerization method)
Carrier particle size: 60 μm
Development bias: -600V
(2) Image creation document blackening ratio: equivalent to 6% Transfer material size 1: A3W size (printed paper using anti-blocking agent)
Size 2: A3 (quality paper for printing)
Under the above experimental conditions, 100 kc of the actual image was taken under the following paper output conditions, a sample was taken every 20 kc, and toner scattering of the transfer device 29A and separation pole 29B and A3 solid black image output were confirmed.
[0055]
(3) Paper output conditions for each number of copies 0 to 20 kc: A3W size (printed paper using an anti-blocking agent)
20-40kc: A3 size (quality paper for printing)
40-60 kc: (printed paper using an anti-blocking agent)
60-80kc: A3 size (quality paper for printing)
80-100 kc: A3W size (printed paper using anti-blocking agent)
Hereinafter, the results of the experiment will be described.
[0056]
In the conventional type (the toner scattering prevention-prevention machine), toner scattering to the transfer / separator and A3 solid black image were not abnormal until 40 kc, but the transfer / separator was slightly stained from 60 kc, At 100 kc, contamination was completely generated. Further, in the A3 solid black image, after 60 kc, white spots caused by the transfer / separation wires and spot-like white spots caused by the antiblocking agent occurred at both ends.
[0057]
In the first and second embodiments, the toner scattering to the transfer / separator is small regardless of the number of copies, the A3 solid black image is uniform and no abnormality is observed, and both the first and second embodiments are around 50 kc. The recirculation of the recycled toner to the developing device ceased and switched to the recirculation to the waste box. The recirculation to the developing device was resumed at 65 kc, and the recirculation to the waste box was resumed at 85 kc and continued until 100 kc.
[0058]
In Embodiment 3, toner scattering to the transfer / separator was small regardless of the number of copies, and the A3 solid black image was uniform and no abnormality was observed. However, at the time of 10 kc, 45 kc, and 83 kc, the recirculation of the recycled toner to the developing device stopped and switched to the recirculation of the waste box. After that, since roller cleaning was performed, the flow returned to the developing device at 22 kc and 68 kc.
[0059]
In Embodiments 4 and 5, toner scattering to the transfer / separator was small regardless of the number of copies, and the A3 solid black image was uniform and no abnormality was observed. However, in Embodiment 4, the recirculation of the recycled toner to the developing device stopped at 50 kc and 85 kc, and returned to the developing device at 65 kc. In Embodiment 5, it switched to the recirculation | reflux to a waste box at the time of 75 kc, and the recirculation | reflux to the waste box continued to 100 kc.
[0060]
Therefore, a result in which the effect of the present invention was sufficiently recognized was obtained.
The above results can be shown in the table below.
[0061]
[Table 1]
[0062]
In Table 1, regarding toner scattering, ◯ indicates a level that does not cause a problem, Δ indicates a level that causes a problem, and × indicates a level that causes a problem.
[0063]
【The invention's effect】
By measuring the degree to which impurities such as paper dust increase in the developing device, select whether to recycle or discard the recycled toner to the developing device, and suppress the amount of impurities in the developing device, thereby Scattering and toner spillage can be avoided as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus.
2 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of a developing device, a cleaning device, and a photosensitive drum in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a conveyance unit provided with a reflection density detecting element for recycled toner.
FIG. 4 is a YY sectional view of a reflection density detecting element of a recycle pipe.
5 is a diagram illustrating a transport unit provided with a capacitance measuring element for recycled toner. FIG. 6 is a diagram illustrating a paper feed transport unit and a recycled toner transport unit surrounded by a dashed line F in FIG. .
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a developing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image reader 2 Image processing means 21 Image carrier (photosensitive drum)
23 Developing device 26 Cleaning device 29A Transfer device 29B Separator 28a Optical sensor 28b Capacitance measuring element 28c Pre-registration sensor 28d Particle counter suction port 29 Particle count unit 272, 273, 276 Screw 274 Recycle pipe 275 Shutter 31 Duct 42 Pre-resist Roller 45 Pre-resist MC
g Opening h Disposal port
