JP2006293413A - プロセスカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーリサイクルを行うにあたり、リサイクルさせるトナーとそうでないトナーを目的別に搬送することにより、不具合画像を低減させる。
【解決手段】ファーブラシ２０等で感光体３上の転写残トナーを掻き取り、搬送スクリュー２４上に落下させ、制御手段により、搬送スクリュー２４を正回転させて廃トナーとして機械奥側に排出し、廃トナー搬送経路２５を介して廃トナータンク１４へ搬送したり、あるいは搬送スクリュー２４を逆回転させてリサイクルトナーとして機械手前側に排出し、トナーリサイクル経路２６を経由して現像装置５へ搬送したりする。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電記録方式を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に使用するプロセスカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置に関し、詳細にはトナーリサイクルを用いたクリーニングに関する。

一般に、複写機等の画像形成装置においては、クリーニング装置で回収したトナーを現像装置に搬送し、感光体上にトナー像を形成させて再利用する技術が幅広く用いられている。

例えば、クリーニング装置で回収したトナーを回収容器から現像装置へ搬送するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開３２０−１３３１５号公報

しかしながら、クリーニング装置で回収したトナーとトナー補給装置または現像装置から像担持体上へのトナー消費量の関係は、基本的には、（トナー消費量＞回収トナー量）という関係が成り立つが、現像装置内のトナー濃度の安定化を司るプロセスコントロールを実行するタイミングまたは除去トナーを現像装置またはトナー補給装置またはトナー補給経路途中に搬送するまでに要する時間を考えた場合、補給トナー量が少なくなったり、補給トナー量が過多となり、画像上不具合を起こしたり、トナー搬送経路上機械的な不具合を発生したりして安定しなかった。

本発明は、上記従来の問題点にかんがみて、トナーのリサイクルを行うにあたり、よりよい画像を得ることができ、機械的不具合を発生させないために、リサイクルトナーの現像装置またはトナー補給装置またはトナー補給経路途中へのトナー補給を安定化させ得るプロセスカートリッジとこれを用いる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明では、画像形成装置用の、少なくとも感光体と帯電器と現像装置とトナー像を転写するための転写装置と、上記感光体上の転写残トナーを除去するためのクリーニング装置とを有するプロセスカートリッジであって、上記クリーニング装置が、除去トナーを搬送する経路を複数有することを特徴とし、トナーリサイクルを行うにあたり、リサイクルさせるトナーとそうでないトナーを目的別に搬送することにより、不具合画像を低減させる。

請求項２記載の発明では、請求項１の画像形成装置用のプロセスカートリッジにおいて、除去トナーを搬送する経路が、除去トナーを回収するための回収タンクへ搬送する経路と、現像装置または現像装置へトナーを供給するためのトナー補給装置またはトナー補給経路途中に除去トナーを搬送するトナーリサイクル経路であることを特徴とし、リサイクルさせるトナーとそうでないトナーを目的別に搬送することにより、不具合画像を低減させる。

請求項３記載の発明では、請求項２の画像形成装置用のプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング装置から上記現像装置または上記トナー補給装置あるいは上記トナー補給経路途中に除去トナーを搬送する間に、除去トナーの貯蔵庫を設け、該貯蔵庫内にトナー量の検出手段を設けてなることを特徴とし、トナー補給装置またはトナー補給経路途中に除去トナーを安定的に補給するとともに、トナーリサイクル経路途中でのクリーニング装置からの供給過多によるトナーブロッキングを防止する。

請求項４記載の発明では、請求項３の画像形成装置用のプロセスカートリッジにおいて、上記貯蔵庫内の検出手段のトナー量結果に基づいて、上記クリーニング手段で除去したトナーを上記回収タンクへ搬送するか、上記貯蔵庫へ搬送するかを判断し、制御する制御手段を有することを特徴とし、トナーリサイクル経路途中でのクリーニング装置からの供給過多によるトナーブロッキングを防止する。

請求項５記載の発明では、請求項１ないし４のいずれかのプロセスカートリッジを用いてなることを特徴とし、上述した不具合画像の低減、トナーブロッキング防止を達成する。

本発明の請求項１記載の画像形成装置用のプロセスカートリッジは、以上説明してきたように、クリーニング装置が除去トナーを搬送する経路を複数有することで、トナーリサイクルを行うにあたり、リサイクルさせるトナーとそうでないトナーを目的別に搬送することにより、不具合画像を低減させることができる。

本発明の請求項２記載の画像形成装置用のプロセスカートリッジは、以上説明してきたように、除去トナーを回収するための回収タンクへ搬送する経路と、現像装置または現像装置へトナーを供給するためのトナー補給装置またはトナー補給経路途中に除去トナーを搬送するトナーリサイクル経路とを有することで、リサイクルさせるトナーとそうでないトナーを目的別に搬送することにより、不具合画像を低減させることができる。

本発明の請求項３記載の画像形成装置用のプロセスカートリッジは、以上説明してきたように、クリーニング装置から上記現像装置またはトナー補給装置またはトナー補給経路途中に除去トナーを搬送する間に除去トナーの貯蔵庫を設けることで、トナー補給装置またはトナー補給経路途中に除去トナーを安定的に補給することができ、しかも貯蔵庫内にトナー量を知るための検出手段を設けて、トナーリサイクル経路途中でのクリーニング装置からの供給過多によるトナーブロッキングを防止することができる。

本発明の請求項５記載の画像形成装置用のプロセスカートリッジは、以上説明してきたように、貯蔵庫内のトナー量検出手段の結果に基づいて、クリーニング手段で除去したトナーを回収タンクへ搬送するか貯蔵庫へ搬送するかを判断、制御することで、トナーリサイクル経路途中でのクリーニング装置からの供給過多によるトナーブロッキングを防止することができる。

本発明の請求項６記載の画像形成装置は、以上説明してきたように、請求項１ないし５記載のプロセスカートリッジにより奏し得るものと共通の効果を得られる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は本発明の実施対象とする画像形成装置全体の概略構成図を示す。図示の装置は、帯電器としての帯電ローラ４で一様に帯電されたＫ（黒）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）の各作像ステーションの感光体３上に、スキャナー１で読み取られた画像を書き込み装置２により色分解して各色毎に書き込み、静電潜像を形成する。例えばＫ（黒）のステーションで説明する。感光体３上に形成された潜像は、現像装置５によりＫトナーを潜像にあわせて現像し、トナー像を形成する。現像されたＫトナー像は、感光体３と１次転写ローラ８との間に挟み込まれる形で中間転写ベルト７が感光体３に接している部分において、該中間転写ベルト７上に転写される。このようにしてＹ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）の各作像ステーションでも同様にして感光体３上でトナー像を形成し、中間転写ベルト７上に転写されたトナー像が２次転写位置に到達するタイミングに合わせてレジストローラから転写紙が給紙され、２次転写ローラ１０により転写紙上に一括転写される。転写された転写紙は、搬送ベルト９で定着装置１１に搬送され、定着されてコピー画像として排紙される。

一方、中間転写ベルト７上に転写した後の感光体３は、クリーニング装置６で転写残トナーを除去され、後に図２に示す除電ランプ１２で除電された後、再度、帯電ローラ４で一様に帯電される動作を繰り返す。

また、転写紙に転写した後の中間転写ベルト７は、図示しない中間転写ベルトクリーニング装置により、転写残トナーを除去された後、再度、感光体３から中間転写ベルト７上に転写し、転写紙に一括転写するという作像工程を繰り返すようになっている。

図２、図３は本発明に係る画像形成装置用のプロセスカートリッジの一実施形態を示す断面図である。図示のプロセスカートリッジ１３は、感光体３、現像装置５、クリーニング装置６等から構成されている。なおカートリッジとしての具体的な構造は図示を省略してある。

クリーニング装置６は、ファーブラシ２０とゴムブレード２１、バイアスローラ２２、スクレーパ２３、搬送スクリュー２４で構成されている。感光体３上の転写残トナーは、バイアス印加した導電性のファーブラシ２０とゴムブレード２１で掻き取られる。掻き取られたトナーは、ファーブラシ２０からバイアスローラ２２へと電気的に転移し、スクレーパ２３で再度掻き取られて、搬送スクリュー２４上に落下する。搬送スクリュー２４上に落下したトナーは、図示していない制御手段により、図示しないモータの駆動によって搬送スクリュー２４が正回転することで、廃トナーとして機械奥側に排出され、廃トナー搬送経路２５を介して廃トナータンク１４へ搬送されたり、あるいは図示しないモータからの駆動によって搬送スクリュー２４が逆回転することで、リサイクルトナーとして機械手前側に排出され、トナーリサイクル経路２６を経由して現像装置５へ搬送されたりする。

すなわち、プロセスカートリッジ手前側に排出されたトナーは、リサイクルトナー搬送スクリュー２７とリサイクルトナー搬送パイプ２８により、リサイクルトナー貯蔵庫２９に搬送され貯蔵される。リサイクルトナー貯蔵庫２９と現像装置５との接合部は、スリット入りのマイラー３０で仕切られており、図示しないモータが回転することによりトナー補給スクリュー３１が回転してマイラー３０をたたくことで、リサイクルトナー貯蔵庫２９からリサイクルトナーが現像器５に補給されるようになっている。また、トナー補給スクリュー３１はリサイクルトナー貯蔵庫２９と新品トナー貯蔵庫１５を連通するように構成されており、このトナー補給スクリュー３１の回転動作により新品トナーも現像装置５に補給されるようになっている。

一方、リサイクルトナー貯蔵庫２９には、検出手段としての音叉型の満杯検知センサ３２が取り付けられており、この出力結果に基づき上記制御手段によって、図３に示すように搬送スクリュー２４の回転方向を決定し、搬送スクリュー２４を回転させている。なお図中３３は廃トナー搬送スクリュー、３４は廃トナー搬送パイプである。

図３は、図２の実施形態のクリーニング装置６の動作を説明するためのフローチャートである。ステップ１においてシングルカラーであるかどうかを判断し、シングルカラーでなければトナーを廃トナー搬送経路２５側へ排出するように搬送スクリュー２４を回転させる（ステップ２）。ステップ１において、シングルカラーであると判断すれば、リサイクルトナー貯蔵庫２９が満杯か否かを判断する（ステップ３）。満杯でなければ、トナーを廃トナー搬送経路２５側へ排出するように搬送スクリュー２４を回転させる（ステップ４）。ステップ３において、リサイクルトナー貯蔵庫２９が満杯であると判断すれば、トナーをトナーリサイクル経路２６側へ排出するように搬送スクリュー２４を回転させる（ステップ５）。

この時、他のトナー搬送スクリューの動作は以下のとおりである。
（１）廃トナー搬送経路２５側に排出されることが決定された場合は、搬送スクリュー２４と廃トナー搬送スクリュー３３が回転動作を行い、リサイクルトナー搬送スクリュー２７は停止し、トナー補給スクリュー３１は、これらとは無関係に現像装置５内のトナー濃度により別の制御手段から制御される。
（２）リサイクルトナー搬送経路２６側に排出されることが決定された場合は、搬送スクリュー２４とリサイクルトナー搬送スクリュー２７が回転動作し、廃トナー搬送スクリュー３３は停止し、トナー補給スクリュー３１は、これらとは無関係に現像装置５内のトナー濃度により別の制御手段から制御される。

なお、リサイクルトナーは、トナーリサイクル経路２６から図示していないトナー補給装置またはトナー補給経路途中に搬送し、最終的に現像装置５へ補給するようにしてもよい。

図４は本発明に係る画像形成装置用のプロセスカートリッジの他の実施形態を示す断面図である。この実施形態は、トナーリサイクル経路２６、リサイクルトナー搬送スクリュー２７、リサイクルトナー搬送パイプ２８、リサイクルトナー貯蔵庫２９、マイラー３０等の配置形態が先の実施形態と異なるが、その他の構成及び動作は共通である。

また本発明の画像形成装置は、図示の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施対象とする画像形成装置全体の概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置用のプロセスカートリッジの一実施形態を示す一側面からみた断面図（Ａ）と平面断面図（Ｂ）である。 本発明を実施する形態の一例における制御手段のフローチャートである。 本発明に係る画像形成装置用のプロセスカートリッジの他の実施形態を示す図２（Ａ）相当の断面図である。

符号の説明

１ スキャナー
２ 書き込み装置
３ 感光体
４ 帯電ローラ（帯電器）
５ 現像装置
６ クリーニング装置
７ 中間転写ベルト（転写装置）
８ １次転写ローラ（転写装置）
９ 搬送ベルト（転写装置）
１０ ２次転写ローラ（転写装置）
１１ 定着装置
１２ 除電ランプ
１３ プロセスカートリッジ
１４ 廃トナータンク
１５ 新品トナー貯蔵庫
２０ ファーブラシ
２１ ゴムブレード
２２ バイアスローラ
２３ スクレーパ
２４ 搬送スクリュー
２５ 廃トナー搬送経路
２６ トナーリサイクル経路
２７ リサイクルトナー搬送スクリュー
２８ リサイクルトナー搬送パイプ
２９ リサイクルトナー貯蔵庫
３０ マイラー
３１ トナー補給スクリュー
３２ 満杯検知センサ（検出手段）
３３ 廃トナー搬送スクリュー
３４ 廃トナー搬送パイプ

Claims (5)

1. 画像形成装置用の、少なくとも感光体と帯電器と現像装置とトナー像を転写するための転写装置と、上記感光体上の転写残トナーを除去するためのクリーニング装置とを有するプロセスカートリッジであって、上記クリーニング装置が、除去トナーを搬送する経路を複数有することを特徴とする画像形成装置用のプロセスカートリッジ。
2. 請求項１の画像形成装置用のプロセスカートリッジにおいて、除去トナーを搬送する経路が、除去トナーを回収するための回収タンクへ搬送する経路と、現像装置または現像装置へトナーを供給するためのトナー補給装置またはトナー補給経路途中に除去トナーを搬送するトナーリサイクル経路であることを特徴とする画像形成装置用のプロセスカートリッジ。
3. 請求項２の画像形成装置用のプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング装置から上記現像装置または上記トナー補給装置あるいは上記トナー補給経路途中に除去トナーを搬送する間に、除去トナーの貯蔵庫を設け、該貯蔵庫内にトナー量の検出手段を設けてなることを特徴とする画像形成装置用のプロセスカートリッジ。
4. 請求項３の画像形成装置用のプロセスカートリッジにおいて、上記貯蔵庫内の検出手段のトナー量結果に基づいて、上記クリーニング手段で除去したトナーを上記回収タンクへ搬送するか、上記貯蔵庫へ搬送するかを判断し、制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置用のプロセスカートリッジ。
5. 請求項１ないし４のいずれかのプロセスカートリッジを用いてなることを特徴とする画像形成装置。