JP3539993B2

JP3539993B2 - Image forming device

Info

Publication number: JP3539993B2
Application number: JP24600393A
Authority: JP
Inventors: 滋渡邊
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1993-09-06
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JPH0772729A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置に関し、詳しくは複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ等の電子写真プロセスにより画像を形成した後に、感光体上に残留した現像剤をクリーニング装置で回収して再利用現像剤専用の現像手段に搬送することにより再利用するようにした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスによる画像形成装置においても、環境破壊や産業廃棄物の増加の傾向に対処する為、省資源や資源の再利用についての技術開発が行われている。電子写真プロセスを利用した画像形成装置に於いては、帯電装置により感光体表面を一様に帯電してから、露光装置により感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段からの現像剤（又はトナーと言う）により顕像化する。続いて、該顕像を転写装置により記録紙に転写、定着することにより画像の形成を行っている。転写後に感光体上に残った残留トナーは、クリーニング装置により除去される。又、静電潜像を現像するために付着したトナー以外でも、感光体上に付着して転写されなかったトナーは同様にクリーニング装置により除去される。そしてこれらの除去されたトナーは通常廃棄されていたが、このような産業廃棄物を減少させる技術の開発が行われている。
【０００３】
即ち、クリーニング装置により回収したトナーを有効に再利用するために、クリーニング装置により回収したトナーを現像手段に戻してトナーを再利用することが提案されている。これらはクリーニング装置で回収したトナーを補給器内のフレッシュトナー中に直接圧送する等の手法により、トナーの搬送中に処理を加えて戻し、未使用トナーと混合して再利用するものである（特開昭５８ー１９６５７１号公報を参照）。然し、クリーニング装置により回収したトナーを再利用する場合、現像手段の補給器内のフレッシュトナーと回収したトナーが混在することにより、形成する画像上に地肌汚れが発生しやすくなったり、画像のシャープ性が劣化したり、現像手段の装置内へのトナー飛散が悪化する等の、現在の市場で要求されている画像品質より低下するという不具合があった。即ち、回収した現像剤は、転写・分離装置において、感光体上に残った再利用の現像剤や、非画像部に付着した逆極性の現像剤であり、現像、転写などの帯電の履歴を受けているために静電的に疲労しており、又極性も一定ではない。従って、クリーニング装置により除去され回収された再利用の現像剤と未使用の現像剤とを混合して再利用して現像すると、現像時に帯電が不充分であったり、トナーカートリッジから供給された未使用の現像剤と帯電特性が異なり、このような混合した現像剤を使用して形成した画像は、シャープ性に欠けるチリの多い画像品質の低下した画像となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像形成装置においては、クリーニング装置により回収した現像剤を再利用する場合は、形成する画像上に地肌汚れが発生しやすくなったり、画像のシャープ性が劣化したり、現像手段の装置内へのトナー飛散が悪化する等の、現在の市場で要求されている画像品質より低下するという問題があった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は上記問題点を解決するものである。すなわち、本発明は、クリーニング装置から回収した現像剤は、摩擦帯電の立上り特性が劣り、転写性やクリーニング性が劣る等の不具合を有することに着目して、地肌汚れのないシャープ性に優れた高品質の画像を得ることができ、且つ、現像剤の飛散、クリーニング不良が発生せず、しかも回収した現像剤を再利用することにより環境破壊や産業廃棄物の増加を防止した画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、未使用の現像剤を用いて現像する第１現像手段と、クリーニング装置により感光体から回収した再利用の現像剤を用いて現像する第２現像手段と、を選択的に使用して画像を形成する画像形成装置において、第２現像手段の現像剤貯蔵部内の現像剤量を検知する検知手段を備え、この検知結果に基づき、クリーニング装置から前記現像剤貯蔵部への搬送を停止する画像形成装置であること、前記現像剤貯蔵部への搬送を停止した後、非画像形成時に前記第２現像手段から前記感光体によって前記クリーニング装置に搬送された前記再利用の現像剤を廃棄する構成としたこと、前記検知手段は、前記再利用の現像剤が満杯であることを検出する構成としたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
上記のように構成された画像形成装置は、未使用の現像剤と、クリーニング装置から回収して、量等を制御された再利用の現像剤とを、生成する画像により選択的に使用するようにして、地肌汚れのないシヤープ性に優れた高品質の画像が得られ、且つ現像剤の飛散、クリーニング不良が発生せず、環境破壊や産業廃棄物の増加しない画像形成装置を提供することができる。
【０００８】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例の画像形成装置の作像部の要部概略構成を示す断面図であり、像担持体としての感光体３の回りには、帯電装置７、露光装置８、第２現像手段を構成し、クリーニング装置４から回収した再利用の現像剤１ｂを使用して現像する第２現像部２ｂ、第１現像手段を構成し、未使用の現像剤１ａを使用する第１現像部２ａ、濃度センサ９、転写・分離装置１０、上記クリーニング装置４、そして除電装置１１が順次設置されている。これらの装置により画像を形成するプロセスは、まず帯電装置７により一様に帯電された感光体３上に露光装置８により光学的な画像情報を照射することによって静電潜像を形成し、続いて静電潜像に対して現像部２により現像剤１を供給して感光体３上で顕像化してから、該顕像を転写・分離装置１０により転写紙１２に転写することにより行われる。この実施例の特徴的な構成は、未使用の現像剤を使用する第１現像部２ａの他に、再利用の現像剤を使用する第２現像部２ｂを設け、該第２現像部２ｂの現像剤貯蔵部５ｂに対してクリーニング装置４からオーガ１３ａにより再利用の現像剤を供給するようにした点に存する。
【０００９】
転写・分離装置１０における転写、分離を行った後に、感光体３上に残った残留現像剤は、クリーニング装置４により除去され回収され、再利用の現像剤１ｂとして、搬送手段１３のオーガ１３ａにより、第２現像部２ｂの上部に設置された現像剤貯蔵部５ｂに搬送される。画像形成においては、クリーニング装置４から回収した再利用の現像剤１ｂを使用して現像する第２現像部２ｂと未使用の現像剤１ａを使用する第１現像部２ａを、要求される画像品質に応じて、図示しない自動選択装置又はコントロールパネルの操作スイッチの操作により、選択的に使用するようになっている。尚、本実施例ではネガ・ポジ現像のデジタル書き込み方式を用いた場合について説明するが、本発明はポジ・ポジ現像やアナログ書き込み方式にも適用できるものである。又現像方式としても１成分、２成分、接触、非接触等のいずれの方式にも適用できる。
【００１０】
クリーニング装置４により除去され回収されて、搬送手段１３としてのオーガ１３ａにて、第２現像部２ｂの上部に設置された現像剤貯蔵部５ｂに搬送された再利用の現像剤１ｂは、転写・分離装置１０による処理後に感光体３上に残った再利用の現像剤１ｂや、非画像部に付着した逆極性の現像剤１であり、現像、転写などの帯電の履歴を受けているために静電的に疲労しており、又極性も一定ではない。従って、クリーニング装置４により除去され回収された再利用の現像剤１ｂと未使用の現像剤１ａとを混合して再利用して現像すると、現像時に帯電が不充分であったり、トナーカートリッジ１４から供給された未使用の現像剤１ａと帯電特性が異なったものとなる。従って、このような混合した現像剤１を使用して形成した画像は、シャープ性に欠けるチリの多い画像品質の低下した画像となる虞れがある。
【００１１】
然し、ベタ画像など印字面積の広い画像に対してはこのような混合現像剤による影響が少ない。そこで本発明では、クリーニング装置４から回収した再利用の現像剤１ｂを使用して現像する第２現像部２ｂと、未使用の現像剤１ａを使用する第１現像部２ａとを、使用するケース別に分けて、小さな領域のベタ画像や文字画像などの現像剤の劣化の影響が少ない場合にだけ、第２現像部２ｂを図示しない自動選択装置又はコントロールパネルの操作スイッチの操作により、選択的に使用するようにしている。
【００１２】
しかし、上記のように２つの現像部を選択的に使用する場合に、第２現像部２ｂが使用されない状態が続くと、第２現像部２ｂ内の再利用の現像剤１ｂの粉圧が高くなり、このような場合にはトルクが大きくなり再利用の現像剤１ｂが劣化し易くなる。そこで、再利用の現像剤１ｂが劣化しないように、画像形成操作とは無関係に適当なタイミング及び頻度で、第２現像部２ｂ内の再利用の現像剤１ｂを感光体３に少量づつ供給してクリーニング装置４に送り、クリーニング装置の現像剤貯蔵部５ａへ搬送することにより、第２現像部内の粉圧の上昇による劣化を防止している。従って、画像形成時は第２現像部２ｂ内の帯電不良の再利用の現像剤１ｂの量を減量することができるので、地肌汚れのないシャープ性に優れた高品質の画像を得ることができる。
【００１３】
図２は本発明における再利用の現像剤搬送時と現像時とにおける現像量の違いを示す特性比較図であり、非画像形成時（搬送時）に現像バイアスを感光体３の地肌に現像しやすい条件とし、感光体３に逆帯電した再利用の現像剤１ｂを付着させてクリーニング装置４に送り、クリーニング装置の現像剤貯蔵部５ａへ搬送することにより、第２現像部２ｂ内の帯電不良の現像剤１ｂの量を減らすようにしている。従って、画像の形成時は第２現像部２ｂ内の帯電不良の現像剤１ｂを減量させることができるので、地肌汚れのないシャープ性に優れた高品質の画像を得ることができる。
【００１４】
図３は本発明の第２実施例の構成説明図であり、クリーニング装置４により除去され回収されて、搬送手段１３のオーガ１３ａにて、検知手段を構成し、第２現像部２ｂの上部に設置された第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂに搬送された再利用の現像剤１ｂが満杯となった時に満杯を検知する満杯検知手段６ｂを第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂに設け、満杯が検知された時には、非画像形成時に感光体３を空転させつつ再利用の現像剤１ｂを付着させてクリーニング装置４に送り、クリーニング装置の現像剤貯蔵部５ａへ搬送するようになっていて、第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂ内の粉圧が高くならないようにしている。満杯検知手段６ｂは、満杯時に押し上げられて図示しないフォトセンサを作動させるフィラー１５ａを有している。従って、画像形成時は第２現像部２ｂ内の帯電不良の再利用の現像剤１ｂを減量することができるので、地肌汚れのないシャープ性に優れた高品質の画像を得ることができる。
【００１５】
上述のように第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂ内に再利用の現像剤１ｂが満杯になると、現像剤貯蔵部５ｂ上に設置された第２現像部の満杯検知手段６ｂのフィラー１５ａが押し上げられ、図示しないフォトセンサがフィラーを検知して再利用の現像剤１ｂの満杯が検出されるようになっている。この満杯の検出信号を検知すると搬送手段１３のオーガ１３ａの駆動が停止し、クリーニング装置４から第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂへの再利用の現像剤１ｂの搬送を停止するようになっている。
【００１６】
図４は図３の変形例であり、第２現像部２ｂから感光体４によってクリーニング装置４に搬送された再利用の現像剤１ｂが、クリーニング装置の現像剤貯蔵部５ａ内において満杯になると、現像剤貯蔵部５ａ上に設置された満杯検知手段６ａのフィラー１５ｂが押し上げられて、図示しないフォトセンサにより再利用の現像剤１ｂの満杯が検出されるようになっている。図示しない制御部が、この満杯の検知信号を検知すると、再利用の現像剤１ｂが満杯になった現像剤貯蔵部５ａを交換したり、廃棄すべきことを図示しないコントロールパネルに表示したり、又は警告音により報知するので、クリーニング装置の現像剤貯蔵部５ａを交換し廃棄することとなり、その結果、第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂ内の逆帯電した再利用の現像剤１ｂを減少させることができ、劣化度合いの大きい再利用の現像剤１ｂのみを廃棄することができる。従って、画像の形成時は第２現像部２ｂ内の帯電不良の再利用の現像剤１ｂを減量することができるので、地肌汚れのないシャープ性に優れた高品質の画像を得ることができる。
【００１７】
図５は本発明の第３実施例の要部構成説明図であり、現像剤１が１成分トナーである、非接触現像方式に本発明を適用した場合について説明する。矢印方向に回転する潜像担持体としての感光体ドラム３の周面に接近して約８０ミクロンのギャップを開けて現像部２が設置されている。現像部２内には、潜像担持体としてのドラム形状の感光体３に形成された静電潜像に現像剤１を供給するために矢印Ｂ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ１６、現像ローラ１６に現像剤１を補給して付着せしめる現像剤補給部材としての補給ローラ１７、現像ローラ１６上の現像剤１の薄層化を行う薄層化規制部材としてのドクターローラ１８、ドクターローラ１８上の現像剤１の削ぎ落しブレードとしてのスクレーバ１９、現像剤貯蔵部５に蓄えられた現像剤１を撹拌しながら送給するアジテータ２０が設置されている。現像ローラ１６は、金属製の芯金と誘電層から形成され、−１５００Ｖの電圧が印加され、感光体３とは図示のように逆の方向に回転駆動している。
【００１８】
ドクターローラ１８は、硬質ローラ部材であり金属材料あるいは硬質性の樹脂材料で、この実施例ではステンレスが使用されて、現像ローラ１６の上部に配置され、図示の矢印Ｃ方向に回転駆動され、−１８００Ｖの電圧が印加されているから現像剤１は充分に帯電される。更に、ドクターローラ１８は図示しないばねにより現像ローラ１６に圧接されている。上記ばねの種類は、圧縮コイルばね、ねじりコイルばね、板ばね、皿ばね等ローラ端部を加圧できるものであればよい。この実施例では、片側８００ｇｆの圧縮コイルばねが設置されている。このばねの強さは上記値に限定されるものでなく、要求される画像濃度や現像ローラの回転可能なトルクなどによるものである。補給ローラ１７は、現像剤貯蔵部５から現像ローラ１６に現像剤１を補給する。補給ローラ１７の材質としては導電処理した発泡ウレタンが用いられていて、図示の矢印Ｄ方向に回転駆動され、−１８００Ｖの電圧が印加されている。第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂにオーガ１３ａにより搬送された再利用の現像剤１ｂは、アジテータ２０により撹拌搬送され補給ローラ１７に補給される。図６は現像ローラ周面に付着した現像剤量と地肌汚れとの関係を示す図であり、本発明では第２現像部の現像ローラ１６ａ上の再利用の現像剤１ｂの付着量は、地肌汚れの発生を防止するために、第１現像部の現像ローラ１６ｂ上の未使用の現像剤１ａの付着量よりも少なく設定されている。図７は現像ローラ及び感光体の線速と感光体上の現像剤付着量との関係を示す図であり、第２現像部の現像ローラ１６ａは、第１現像部の現像ローラ１６ｂよりも、感光体３との線速比を大きく設定されている。この実施例では、第１現像部の現像ローラ１６ｂは感光体３の２倍の速度で回転しているのに対して、第２現像部の現像ローラ１６ａは感光体３の３倍の速度で回転させるようになっている。従って、画像濃度の劣化と地肌汚れの発生を防止することができる。
【００１９】
図８は本発明の第４実施例の要部構成を示す図であり、現像剤１が１成分トナーの接触現像方式である場合について説明する。矢印Ａ方向に回転するドラム形状の感光体３に近接して現像部２が通常は退避しており、現像部２の使用時に感光体３に接触するようになっている。現像部２内には、感光体３に形成された静電潜像に現像剤１を供給する図示の矢印Ｂ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ１６、現像ローラ１６に現像剤１を補給して付着せしめる現像剤補給部材としての補給ローラ１７、現像ローラ１６上の現像剤１の薄層化を行う薄層化規制部材としてのドクターローラ１８、ドクターローラ１８の現像剤１の削ぎ落しブレードとしてのスクレーバ１９、第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂと第１現像部の現像剤貯蔵部５ｃに蓄えられた現像剤１を撹拌しながら送給するアジテータ２０が設置されている。
【００２０】
現像ローラ１６は、外圧に追随して摺動するゴム硬度３０度から５０度（ＪＩＳＡ）のＮＢＲ系またはウレタン系のゴムローラ等の弾性部材から形成され、−５００Ｖの電圧が印加され、感光体３とは図示のように逆の方向に回転駆動している。ドクターローラ１８は、硬質ローラ部材であり金属材料あるいは硬質性の樹脂材料で、この実施例ではステンレスが使用されて、現像ローラ１６の上部に配置され、図示の矢印Ｃ方向に回転駆動され、−５００Ｖの電圧が印加されているから現像剤１は充分に帯電される。更に、ドクターローラ１８は図示しないばねにより現像ローラ１６に圧接されている。上記ばねの種類は、圧縮コイルばね、ねじりコイルばね、板ばね、皿ばね等ローラ端部を加圧できるものであればよい。この実施例では、片側８００ｇｆの圧縮コイルばねが設置されている。このばねの強さは上記値に限定されるものでなく、要求される画像濃度や現像ローラの回転可能なトルクなどによるものである。
【００２１】
補給ローラ１７は、現像剤貯蔵部５から現像ローラ１６に現像剤１を補給する。補給ローラ１７の材質としては導電処理した発泡ウレタンが用いられていて、図示の矢印Ｄ方向に回転駆動され、−６００Ｖの電圧が印加されている。第２現像部の現像剤貯蔵部５ｂにオーガ１３ａから搬送された再利用の現像剤１ｂは、アジテータ２０により撹拌搬送され補給ローラ１７に補給される。第２現像部の現像ローラ１６ａの電位は、地肌汚れの発生を防止するために、ドクターローラ１８の電位と同電位に設定されている（図９参照）。然し、第２現像部の現像ローラ１６ａは、第１現像部の現像ローラ１６ｂよりも、感光体３との線速比を大きく設定されている（図７参照）。従って、画像濃度の劣化と地肌汚れの発生を防止することができる。図１０は転写電流と転写率及び転写紙地肌汚れとの関係を示す図であり、再利用の現像剤１ｂを使用する第２現像部２ｂで現像を行った場合は、未使用の現像剤１ａを使用する第２現像部２ｂで現像を行う場合よりも転写電流を大きくするすることによって、地肌汚れのない画像の形成を行うことができる。
【００２２】
次に、ネガ・ポジ現像を用いた場合について説明する。転写電流を設定する場合、温度や湿度などの環境の変化を考慮して設定される。然し、いずれの環境においても画像の形成ができるように設定すると、再利用の現像剤１ｂを用いた場合など感光体３上の地肌部に付着している逆帯電トナーを低温低湿環境などで転写してしまう場合がある。図示のように再利用の現像剤１ｂを使用する際は、転写電流を多くすることにより、転写紙１２上の地肌汚れの発生を防止することができる。この実施例では、未使用の現像剤１ａを使用する際は１２μＡの電流を流し、再利用の現像剤１ｂを使用する際は２０μＡの電流を流すように切り換えて画像の形成を行うようになっている。然し高温高湿環境での転写性は若干劣化するが、通常環境では転写性も確保でき、且つ地肌汚れのない画像の形成を行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、未使用の現像剤と、クリーニング装置から回収して、量等を制御された再利用の現像剤とを、生成する画像により選択的に使用するようにしたので、地肌汚れのないシヤープ性に優れた高品質の画像が得られ、且つ現像剤の飛散、クリーニング不良の発生しない環境破壊や産業廃棄物の増加しない画像形成装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の要部の断面図。
【図２】本発明の実施例を示す画像形成装置の要部の特性を説明する特性図。
【図３】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の断面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の断面図。
【図５】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の断面図。
【図６】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の特性を説明する特性図。
【図７】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の特性を説明する特性図。
【図８】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の断面図。
【図９】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の特性を説明する特性図。
【図１０】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の特性を説明する特性図。
【符号の説明】
１・・・現像剤（トナー）、１ａ・・・未使用の現像剤、１ｂ・・・再利用の現像剤、２・・・現像部、２ａ・・・第１現像部（第１現像手段）、２ｂ・・・第２現像部（第２現像手段）、３・・・感光体、４・・・クリーニング装置、５・・・現像剤貯蔵部、５ａ・・・クリーニング装置の現像剤貯蔵部、５ｂ・・・第２現像部の現像剤貯蔵部、５ｃ・・・第１現像部の現像剤貯蔵部、６・・・満杯検知手段（検知手段）、６ａ・・・満杯検知手段（検知手段）、６ｂ・・・第２現像部の満杯検知手段（検知手段）、７・・・帯電装置、８・・・露光装置、９・・・濃度センサ、１０・・・転写・分離装置、１１・・・除電装置、１２・・・転写紙、１３・・・搬送手段、１３ａ・・・オーガ、１４・・・トナーカートリッジ、１５・・・フィラー、１５ａ・・・フィラー、１５ｂ・・・フィラー、１６・・・現像ローラ、１６ａ・・・現像ローラ、１６ｂ・・・現像ローラ、１７・・・補給ローラ、１８・・・ドクターローラ、１９・・・スクレーバ、２０・・・アジテータ。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an image forming apparatus, and more specifically, after forming an image by an electrophotographic process such as a copying machine, a facsimile, a laser printer, etc., the developer remaining on the photoreceptor is collected by a cleaning device to be used exclusively for a reused developer. The present invention relates to an image forming apparatus that is reused by being transported to a developing unit .
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus using an electrophotographic process, in order to cope with a tendency of environmental destruction and an increase in industrial waste, a technology for resource saving and resource recycling is being developed. 2. Description of the Related Art In an image forming apparatus using an electrophotographic process, a charging device uniformly charges the surface of a photoreceptor, and then forms an electrostatic latent image on the photoreceptor by an exposure device. The image is visualized by the developer (or toner) from the developing unit . Subsequently, an image is formed by transferring and fixing the visible image on recording paper by a transfer device. The residual toner remaining on the photoconductor after the transfer is removed by a cleaning device. Further, in addition to the toner adhered for developing the electrostatic latent image, the toner adhered to the photoconductor and not transferred is similarly removed by the cleaning device. Although these removed toners are usually discarded, techniques for reducing such industrial waste are being developed.
[0003]
That is, in order to effectively reuse the toner collected by the cleaning device, it has been proposed to return the toner collected by the cleaning device to the developing unit and reuse the toner. In these methods, the toner collected by the cleaning device is directly fed into the fresh toner in the replenisher by a method such as a method of feeding the toner back during the transportation of the toner, mixed with the unused toner, and reused. See JP-A-58-196571). However, when the toner collected by the cleaning device is reused, the fresh toner in the replenisher of the developing means and the collected toner are mixed, so that the background image is liable to be generated on the image to be formed, or the image is sharpened. However, there is a problem that the image quality is lower than that required in the current market, such as deterioration of the image quality and deterioration of toner scattering into the device of the developing means . In other words, the collected developer is a reused developer remaining on the photoreceptor or a developer of the opposite polarity attached to the non-image area in the transfer / separation device, and the charge history of development, transfer, etc. It is electrostatically fatigued due to the application and the polarity is not constant. Therefore, if the reused developer removed and collected by the cleaning device is mixed with the unused developer and reused for development, insufficient charging is performed at the time of development, or the unused developer supplied from the toner cartridge is not sufficiently charged. The charging characteristics are different from those of the developer used, and an image formed by using such a mixed developer is an image having a reduced image quality with many dusts lacking in sharpness.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional image forming apparatus, when the developer collected by the cleaning device is reused, background stain is easily generated on an image to be formed, sharpness of the image is deteriorated, and the inside of the developing device For example, there is a problem that the image quality is lower than the image quality required in the current market, such as deterioration of the toner scattering to the printer.
[0005]
[Object of the invention]
The present invention solves the above problems. That is, the present invention focuses on the fact that the developer recovered from the cleaning device has inferior triboelectric charge rising properties, and has problems such as poor transferability and cleaning properties, and has excellent sharpness without background stains. An image forming apparatus that can obtain high-quality images, does not cause developer scattering and cleaning failure, and prevents environmental destruction and an increase in industrial waste by reusing collected developer. It is intended to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a first developing means for developing using an unused developer and a second developing means for developing using a reused developer collected from a photoreceptor by a cleaning device. And an image forming apparatus for selectively forming an image by using a detecting means for detecting an amount of developer in a developer storing portion of a second developing means. An image forming apparatus that stops conveyance to the developer storage unit, and is conveyed to the cleaning device by the photoconductor from the second developing unit during non-image formation after stopping conveyance to the developer storage unit. The reused developer may be disposed of, and the detection unit may detect that the reused developer is full.
[0007]
[Action]
The image forming apparatus configured as described above selectively uses the unused developer and the reused developer collected from the cleaning device and controlled in amount and the like according to the image to be generated. Accordingly, it is possible to provide an image forming apparatus which can obtain a high quality image excellent in a shaping property without a background stain, does not cause scattering of a developer and a cleaning failure, does not cause environmental destruction and does not increase industrial waste. it can.
[0008]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a main part of an image forming unit of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. A charging device 7 and an exposure device 8 are provided around a photoconductor 3 as an image carrier. A second developing unit 2b for developing using the reused developer 1b collected from the cleaning device 4, a second developing unit , and a first developing unit for using the unused developer 1a. A first developing unit 2a, a density sensor 9, a transfer / separation device 10, the cleaning device 4, and a charge removing device 11 are sequentially installed. In the process of forming an image with these devices, first, an electrostatic latent image is formed by irradiating optical image information with an exposure device 8 on a photoreceptor 3 uniformly charged by a charging device 7, Then, the developing unit 2 supplies the developer 1 to the electrostatic latent image to visualize the electrostatic latent image on the photoreceptor 3, and then transfers the developed image to the transfer paper 12 by the transfer / separation device 10. . Characteristic configuration of this embodiment, in addition to the first developing unit 2a that uses unused developer, the second developing unit 2b that use developer reuse provided, the second developing unit 2b The point lies in that the cleaning device 4 supplies the reused developer to the developer storage unit 5b by the auger 13a.
[0009]
After the transfer and separation in the transfer / separation device 10, the residual developer remaining on the photoreceptor 3 is removed and collected by the cleaning device 4, and is used as the reused developer 1 b by the auger 13 a of the transport unit 13. Is transported to a developer storage section 5b installed above the second developing section 2b. In the image formation, the second developing unit 2b that develops using the reused developer 1b collected from the cleaning device 4 and the first developing unit 2a that uses the unused developer 1a are provided with the required image quality. In response to this, an automatic selection device (not shown) or an operation switch of a control panel is operated to selectively use the device. In this embodiment, a case where a digital writing method of negative-positive development is used will be described. However, the present invention can be applied to positive-positive development and an analog writing method. Also, the developing system can be applied to any system such as one-component, two-component, contact and non-contact.
[0010]
The reused developer 1b removed and collected by the cleaning device 4 and transported by the auger 13a as the transporting means 13 and transported to the developer storage unit 5b provided above the second developing unit 2b is transferred and transferred. The developer 1b remaining on the photoreceptor 3 after the processing by the separation device 10 or the developer 1 of the opposite polarity adhering to the non-image portion, and has received a history of charging such as development and transfer. It is electrostatically fatigued and its polarity is not constant. Therefore, when the reused developer 1b removed and collected by the cleaning device 4 and the unused developer 1a are mixed and reused for development, insufficient charging is performed at the time of development, or the toner cartridge 14 The charging characteristics are different from the supplied unused developer 1a. Therefore, an image formed by using such a mixed developer 1 may be an image with a lot of dust that lacks sharpness and an image with reduced quality.
[0011]
However, the influence of such a mixed developer is small on an image having a large printing area such as a solid image. Therefore, in the present invention, a case in which a second developing unit 2b that develops using the reused developer 1b collected from the cleaning device 4 and a first developing unit 2a that uses the unused developer 1a is used. Separately, only when the influence of the deterioration of the developer such as a solid image or a character image in a small area is small, the second developing unit 2b can be selectively operated by operating an automatic selection device (not shown) or an operation switch of a control panel. I use it.
[0012]
However, when the two developing units are selectively used as described above, if the state where the second developing unit 2b is not used continues, the powder pressure of the reused developer 1b in the second developing unit 2b increases. In such a case, the torque is increased and the reused developer 1b is easily deteriorated. In order to prevent the deterioration of the reused developer 1b, the reused developer 1b in the second developing unit 2b is supplied to the photoconductor 3 little by little at an appropriate timing and frequency regardless of the image forming operation. Then, the toner is sent to the cleaning device 4 and transported to the developer storage portion 5a of the cleaning device, thereby preventing deterioration due to an increase in powder pressure in the second developing portion . Therefore, during image formation, the amount of the developer 1b used for reusing defective charging in the second developing section 2b can be reduced, so that a high-quality image excellent in sharpness without background contamination can be obtained. .
[0013]
FIG. 2 is a characteristic comparison diagram showing the difference in the development amount between the time of conveyance of the developer and the time of development in the present invention. In the non-image formation (at the time of conveyance), the developing bias is developed on the background of the photoconductor 3. Under the condition that the developer 1b, which is reversely charged, is reused and adhered to the photoconductor 3, is sent to the cleaning device 4, and is conveyed to the developer storage unit 5a of the cleaning device, thereby causing the charging failure in the second developing unit 2b. The amount of the developer 1b is reduced. Therefore, when forming an image, the amount of the poorly charged developer 1b in the second developing section 2b can be reduced, so that a high-quality image with excellent sharpness without background contamination can be obtained.
[0014]
FIG. 3 is an explanatory view of the structure of the second embodiment of the present invention. The detecting means is constituted by the auger 13a of the conveying means 13 after being removed and collected by the cleaning device 4, and is provided above the second developing section 2b. A full detecting means 6b for detecting when the reused developer 1b conveyed to the installed developer storage section 5b of the second developing section is full is provided in the developer storage section 5b of the second developing section. When a full state is detected, the developer 1b to be reused is adhered while idling the photosensitive member 3 during non-image formation, sent to the cleaning device 4, and transported to the developer storage section 5a of the cleaning device. Thus, the powder pressure in the developer storage section 5b of the second developing section is prevented from increasing. The fullness detecting means 6b has a filler 15a which is pushed up when full and activates a photo sensor (not shown). Therefore, during image formation, the amount of the developer 1b used for reusing the defective charging in the second developing section 2b can be reduced, so that a high-quality image free from background contamination and excellent in sharpness can be obtained.
[0015]
When the developer 1b reuse in the second developing portion of the developing agent storage portion 5b as described above is full, the filler 15a of full detecting means 6b of the second developing unit is installed in the developer reservoir on 5b When the developer is pushed up, a photo sensor (not shown) detects the filler and the full developer 1b is detected. When this full detection signal is detected, the driving of the auger 13a of the transport means 13 is stopped, and the transport of the reused developer 1b from the cleaning device 4 to the developer storage section 5b of the second developing section is stopped. ing.
[0016]
FIG. 4 is a modification example of FIG. 3, in which the reused developer 1b transported from the second developing unit 2b to the cleaning device 4 by the photoconductor 4 becomes full in the developer storage unit 5a of the cleaning device. The filler 15b of the full detecting means 6a installed on the developer storage section 5a is pushed up, and the fullness of the reused developer 1b is detected by a photo sensor (not shown). When the control unit (not shown) detects this full detection signal, the developer storage unit 5a in which the developer 1b to be reused is full is replaced, or the control panel (not shown) indicates that the developer storage unit 5a should be discarded. Alternatively, since the warning is given by an alarm, the developer storage section 5a of the cleaning device is replaced and discarded. As a result, the amount of the reversely charged reused developer 1b in the developer storage section 5b of the second developing section is reduced. Only the reused developer 1b having a high degree of deterioration can be discarded. Therefore, when forming an image, the amount of the developer 1b for reusing defective charging in the second developing section 2b can be reduced, so that a high-quality image excellent in sharpness without background contamination can be obtained.
[0017]
FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part of a third embodiment of the present invention. A case where the present invention is applied to a non-contact developing system in which the developer 1 is a one-component toner will be described. The developing unit 2 is installed close to the peripheral surface of the photosensitive drum 3 serving as a latent image carrier rotating in the direction of the arrow with a gap of about 80 microns. A developing roller as a developer carrier that rotates in the direction of arrow B to supply the developer 1 to the electrostatic latent image formed on the drum-shaped photoconductor 3 as the latent image carrier is provided in the developing unit 2. 16, a replenishing roller 17 as a developer replenishing member for replenishing and attaching the developer 1 to the developing roller 16, a doctor roller 18 as a thinning regulating member for thinning the developer 1 on the developing roller 16, A scraper 19 as a blade for scraping off the developer 1 on the doctor roller 18 and an agitator 20 for feeding the developer 1 stored in the developer storage unit 5 while stirring are provided. The developing roller 16 is formed of a metal core and a dielectric layer, is applied with a voltage of -1500 V, and is driven to rotate in a direction opposite to that of the photoconductor 3 as illustrated.
[0018]
The doctor roller 18 is a hard roller member, which is a metal material or a hard resin material. In this embodiment, stainless steel is used, and the doctor roller 18 is disposed above the developing roller 16 and is driven to rotate in the direction of arrow C shown in FIG. Since the voltage of 1800 V is applied, the developer 1 is sufficiently charged. Further, the doctor roller 18 is pressed against the developing roller 16 by a spring (not shown). The type of the spring may be any type that can press the roller end, such as a compression coil spring, a torsion coil spring, a plate spring, and a disc spring. In this embodiment, an 800 gf compression coil spring on one side is provided. The strength of this spring is not limited to the above value, but depends on the required image density, the rotatable torque of the developing roller, and the like. The supply roller 17 supplies the developer 1 to the developing roller 16 from the developer storage unit 5. The material of the replenishing roller 17 is urethane foam, which has been subjected to a conductive treatment, is driven to rotate in the direction of arrow D shown in the figure, and a voltage of -1800 V is applied. The reused developer 1b transported by the auger 13a to the developer storage section 5b of the second developing section is agitated and transported by the agitator 20 and supplied to the supply roller 17. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the amount of the developer adhered to the peripheral surface of the developing roller and the background stain. In the present invention, the amount of the reused developer 1b on the developing roller 16a of the second developing unit is determined by the amount of the background. In order to prevent the occurrence of dirt, the amount is set to be smaller than the amount of the unused developer 1a on the developing roller 16b of the first developing unit . FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the linear velocity of the developing roller and the photoconductor and the amount of the developer adhered on the photoconductor. The developing roller 16a of the second developing unit is larger than the developing roller 16b of the first developing unit . The linear velocity ratio with the photoconductor 3 is set large. In this embodiment, the developing roller 16b of the first developing unit rotates at twice the speed of the photoconductor 3, while the developing roller 16a of the second developing unit rotates at three times the speed of the photoconductor 3. It is designed to rotate. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the image density and the occurrence of background stain.
[0019]
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a main part of a fourth embodiment of the present invention, and a case where the developer 1 is a one-component toner contact developing system will be described. The developing unit 2 is normally retracted near the drum-shaped photoconductor 3 rotating in the direction of arrow A, and comes into contact with the photoconductor 3 when the developing unit 2 is used. The developing unit 2 includes a developing roller 16 serving as a developer carrier that rotates in a direction indicated by an arrow B and supplies the developer 1 to the electrostatic latent image formed on the photoconductor 3. Roller 17 as a developer replenishing member for replenishing and attaching the developer, doctor roller 18 as a thinning regulating member for thinning the developer 1 on the developing roller 16, and scraping of the developer 1 from the doctor roller 18. A scraper 19 as a dropping blade, and an agitator 20 for feeding the developer 1 stored in the developer storage section 5b of the second development section and the developer storage section 5c of the first development section while stirring are provided.
[0020]
The developing roller 16 is formed of an elastic member such as an NBR-based or urethane-based rubber roller having a rubber hardness of 30 to 50 degrees (JISA) that slides following an external pressure, and a voltage of -500 V is applied thereto. Are rotationally driven in the opposite direction as shown. The doctor roller 18 is a hard roller member, which is a metal material or a hard resin material. In this embodiment, stainless steel is used, and the doctor roller 18 is disposed above the developing roller 16 and is driven to rotate in the direction of arrow C shown in FIG. Since a voltage of 500 V is applied, the developer 1 is sufficiently charged. Further, the doctor roller 18 is pressed against the developing roller 16 by a spring (not shown). The type of the spring may be any type that can press the roller end, such as a compression coil spring, a torsion coil spring, a plate spring, and a disc spring. In this embodiment, an 800 gf compression coil spring on one side is provided. The strength of this spring is not limited to the above value, but depends on the required image density, the rotatable torque of the developing roller, and the like.
[0021]
The supply roller 17 supplies the developer 1 to the developing roller 16 from the developer storage unit 5. The material of the replenishing roller 17 is urethane foam, which has been subjected to a conductive treatment, is driven to rotate in the direction of arrow D shown in the figure, and a voltage of -600 V is applied. The reused developer 1b conveyed from the auger 13a to the developer storage 5b of the second developing unit is agitated and conveyed by the agitator 20 and supplied to the supply roller 17. The potential of the developing roller 16a of the second developing section is set to the same potential as the potential of the doctor roller 18 in order to prevent the occurrence of background contamination (see FIG. 9). However, the developing roller 16a of the second developing unit is set to have a larger linear velocity ratio with the photoconductor 3 than the developing roller 16b of the first developing unit (see FIG. 7). Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the image density and the occurrence of background stain. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the transfer current, the transfer rate, and the transfer paper background stain. When development is performed in the second developing unit 2b using the reused developer 1b, the unused developer 1a is used. By making the transfer current larger than in the case where development is performed in the second developing unit 2b using the image forming method, it is possible to form an image without background contamination.
[0022]
Next, a case where negative / positive development is used will be described. When setting the transfer current, the transfer current is set in consideration of environmental changes such as temperature and humidity. However, if the setting is made so that an image can be formed in any environment, the oppositely charged toner adhering to the background portion on the photoreceptor 3 is transferred in a low-temperature and low-humidity environment such as when the reused developer 1b is used. In some cases. As shown in the figure, when the reused developer 1b is used, by increasing the transfer current, it is possible to prevent the background stain on the transfer paper 12 from occurring. In this embodiment, when an unused developer 1a is used, a current of 12 μA flows, and when a reused developer 1b is used, a current of 20 μA is switched to form an image. ing. However, the transferability in a high-temperature and high-humidity environment is slightly deteriorated, but in a normal environment, the transferability can be ensured, and an image can be formed without background contamination.
[0023]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, an unused developer and a reused developer that is collected from the cleaning device and whose amount or the like is controlled can be selectively generated by an image to be generated. The present invention provides an image forming apparatus capable of obtaining a high-quality image with excellent background without smearing of the background and having no scattering of the developer, no occurrence of cleaning failure, and no environmental destruction or an increase in industrial waste. Now you can do it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating characteristics of main parts of the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a main part of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a main part of an image forming apparatus showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a main part of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating characteristics of main parts of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating characteristics of main parts of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a main part of an image forming apparatus showing another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating characteristics of main parts of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a characteristic diagram illustrating characteristics of main parts of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Developer (toner), 1a ... Unused developer, 1b ... Reused developer, 2 ... Developing part , 2a ... First developing part (1st developing means ), 2b ... second developing unit (second developing means), 3.. photoreceptor, 4 ... cleaning device, 5 ... developer reservoir, the developer storage 5a ... cleaning device Section, 5b: developer storage section of second developing section , 5c: developer storage section of first developing section, 6: full detecting means (detecting means) , 6a: full detecting means ( Detecting means) , 6b: full detecting means (detecting means) of the second developing unit , 7: charging device, 8: exposing device, 9: density sensor, 10: transfer / separation device , 11: static eliminator, 12: transfer paper, 13: conveying means, 13a: auger, 14: toner cartridge, 15 -Filler, 15a-Filler, 15b-Filler, 16-Developing roller, 16a-Developing roller, 16b-Developing roller, 17-Replenishment roller, 18-Doctor roller, 19 ... Scraver, 20 ... Agitator.

Claims

An image is formed by selectively using a first developing unit that develops with an unused developer and a second developing unit that develops with a reused developer collected from a photoconductor by a cleaning device. Image forming apparatus,
An image forming apparatus comprising: a detection unit that detects a developer amount in a developer storage unit of a second development unit, and stops conveyance from the cleaning device to the developer storage unit based on the detection result.

After the conveyance to the developer storage unit is stopped, the non-image forming unit is configured to discard the reused developer conveyed to the cleaning device by the photoconductor from the second developing unit during non-image formation. The image forming apparatus according to claim 1.

The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the detection unit detects that the reused developer is full.