JPH05289462A

JPH05289462A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05289462A
Application number: JP4118375A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kato; 真治加藤; Hisao Murayama; 久夫村山; Shigeru Watanabe; 滋渡邊; Mayumi Yoshida; 真由美吉田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-04-11
Filing date: 1992-04-11
Publication date: 1993-11-05
Anticipated expiration: 2017-01-21
Also published as: JP3248754B2

Abstract

(57)【要約】【目的】クリーニング装置８で回収した残留トナーを
現像器４に搬送して再利用する場合などに発生しやす
い、帯電不足トナー、逆帯電トナーなどの不良トナー
を、選択的に現像器４から除去することによって、地汚
れの無くシャ−プ性に優れた高品質の画像を形成でき、
かつ、トナ−飛散、ノッチズレ等の無い高信頼性の複写
機を提供する。【構成】現像器４内の不良トナーのみが現像されるよ
うな、感光体１電位及び現像ローラ４ａ電位で現像を行
い、感光体１上に不良トナーを付着させ、この不良トナ
ーを、クリーニング装置８で回収する。クリーニング装
置８内には、クリーニングローラ８ａからトナーを除去
する回収ローラ２１と該ローラ２１からトナーを除去す
る回収ブレード２０と該ブレードで掻き落されたトナー
を図示しない廃トナータンクに搬送する回収スクリュー
２２を設ける。以上の不良トナーの現像及び回収をコピ
ー動作中でないときに行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、画
像形成に不具合を及ぼす不良トナ−の分離に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用する画像形成装置に
おいて、静電潜像担持体上に現像されたトナ−は通常大
部分が転写紙に転写され画像を形成する為に消費される
が、一部は静電潜像担持体上に残留する。しかも環境条
件等によって、例えば高温高湿環境では、転写効率が悪
化してさらに多くのトナ−が静電潜像担持体上に残留す
る。この他にも、トナ−濃度制御の様なプロセスコント
ロ−ルの為に、形成する基準トナ−像も、同様に転写さ
れずに静電潜像担持体上に残留する。

【０００３】従来このような残留トナ−を有効利用する
ために、クリ−ニング装置で静電潜像担持体から回収し
て現像器に搬送するものや、クリ−ニング装置を削除し
現像器のみで残留トナーも回収して現像に使用するもの
等の再利用方法が提案されている。

【０００４】しかし、これらのように常に全量再利用し
ていると、紙粉等の異物が混在する以外に、トナー自体
が画像形成プロセスの数種のプロセスにおいて電気的、
機械的ストレスを受けて小粒径化し、摩擦帯電能力が低
下する。よって、何度も画像形成プロセスを経てトナ−
が帯電しにくくなったり、逆帯電トナ−が発生したりし
てくる。このため、画像以外の地肌部にトナ−が付着し
たり、現像器からトナ−飛散が発生したり、例えば低コ
ン部に設計量より多くトナ−が付着するノッチズレが生
じるという不具合が生じていた。また、リサイクルトナ
−は前述の電気的特性から地肌部に付き易く、また摩耗
して小粒径化して設計時よりもカ−ボン等の導電性の物
質が多くなっているため、転写されにくいため何回もリ
サイクルされることが多くなりこれらの問題を引き起こ
し易い。

【０００５】そこで、リサイクルトナ−を利用する画像
形成装置に関して、特開昭６１−７７８８１号公報等に
見られるようにトナ−分離装置のような物を用いて、逆
帯電トナ−を分別したり、特開昭６２−２９６１５８号
公報に見られるようにリサイクルトナ−と、フレッシュ
トナ−の混合比率を一定にしてトナ−を補給することに
よって不良トナ−を少なくして地汚れを防止しようとし
た提案がなされている。

【０００６】一方、残留トナーをリサイクルしない複写
機に関しては、像担持体上の地汚れトナ−は全て回収、
廃棄されるため、リサイクルする場合に比べて、不良ト
ナ−の発生（特に逆帯電トナ−）が少ない。このため、
作像条件は固定であったり、経時環境における現像剤の
特性変動を、例えば、特定の基準パタ−ンの出力結果に
応じて、帯電器のグリッド電圧と現像バイアス等を変更
することによって、地肌部電位Ｖｄ−現像バイアスＶ
ｂ、によって決まる正帯電の帯電不良トナ−による地汚
れを防止したりしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、リサイクル
トナーを使用する複写機において、リサイクルトナー
は、小粒径化や摩擦帯電能力の低下が生じており、単位
重量当たりの電荷も一様ではない。よって、新しいトナ
−と回収トナ−を混合することによって、現像器中のト
ナ−の単位重量当たりの電荷のバラつきは、新しいトナ
−のみを使用する場合に比べて格段に大きい。また、問
題となる不良トナ−は逆帯電トナ−だけでなく、正帯電
トナ−でも帯電が不十分なものも含まれ、さらにこの帯
電が不十分なトナ−の存在は、逆帯電トナ−が発生する
原因の一つになっていることが検討の結果わかった。し
たがって、特開昭６１−７７８８１公報のように一定基
準（一定バイアス等）で分離を行っても、実使用上問題
ないのに不良トナ−とみなして分離して捨ててしまった
り、地汚れ等の不具合を発生するのに分離せず利用して
実使用上問題を発生させてしまったりする恐れがある。
また、特開昭６２−２９６１５８号公報のように、回収
トナ−と、フレッシュトナ−のトナ−補給制御を行なう
だけでは、前述のように不良トナ−が残留し易いこと等
の理由からこれらの問題点を解決するには不十分であ
る。

【０００８】また、上記の不具合、リサイクルトナ−固
有の問題ではなく、通常のリサイクルを行なわない画像
形成装置においても同様の問題を持っている。これは、
新しいトナ−といえども全て均一の特性にはできないこ
と、現像器内での現像剤の撹拌のされ方、ストレスのか
かりかたが場所によって異なること、キャリアの劣化に
より、トナ−の帯電に変化がおこること、等の理由によ
り帯電不十分トナ−や逆帯電トナ−が発生するためであ
る。

【０００９】そして、上記のように帯電不十分トナ−に
よる地汚れを防止するため、例えば、現像開始電圧に近
い電位の検知パタ−ンを感光体上に作成（現像）し、そ
の付着量を光学的センサの反射濃度によって求め、この
出力に基づいて白部電位と現像バイアスの差をコントロ
−ルして、地汚れを防止しようとしてした場合、逆に次
汚れがひどくなる恐れがある。これは、帯電不良トナ−
だけで無く、逆帯電トナ−も地汚れをおこし、上記制御
によれば白部電位と現像バイアスの差を大きくするの
で、逆に逆帯電トナーによる地汚れがひどくなるからで
ある。また、この構成によれば、帯電不十分トナ−によ
るノッチズレは防止することができない。従って、いず
れの複写機においても、不良トナ−のみを分離して現像
に使用しないようにする必要がある。

【００１０】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、トナ−を使い捨てし
ても、使用したトナ−を有効に再利用しても、地汚れの
無い、シャ−プ性に優れた高品質の画像とトナ−飛散、
ノッチズレ等の無い高信頼性の画像形成装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、電子写真方式を利用する画像
形成装置において、通常の画像形成時に地汚れ、ノッチ
ズレ等の画像形成に不具合をおよぼす不良トナ−を、通
常の画像形成時とは異なる作像条件にすることによって
像担持体に現像する手段と、現像した不良トナ−を像担
持体上から分離、回収する手段とを設けたことを特徴と
するものである。

【００１２】また、請求項２の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記作像条件を、像担持体の黒部表
面電位と現像電極電位との電位差が１００Ｖ以内になる
ように設定したことを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項３の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記作像条件を、像担持体の地肌部
表面電位と現像電極電位との電位差が、通常の画像形成
時における該電位差よりも大きくなるように設定したこ
とを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項４の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記不良トナー量を検出する手段
と、該検出手段の出力に基づいて上記回収手段の回収条
件を切り替える手段とを設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１５】また、請求項５の発明は、請求項４の画像
形成装置において、上記不良トナー量検出手段を、像担
持体の黒部表面電位と現像電極電位との電位差を不良ト
ナーが現像される電位差に設定して不良トナーを現像さ
せる手段と、該黒部表面電位部に付着した不良トナーの
量を検出する手段とで構成し、かつ、該黒部表面電位部
に対し、像担持体表面移動方向の上流側又は下流側であ
って、該黒部表面電位部とほぼ同じ大きさの領域につい
て、地肌部表面電位と現像電極電位との電位差が通常の
画像形成時における該電位差よりも大きくなるように作
像条件を設定する手段を設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１６】また、請求項６の発明は、請求項１の画像
形成装置において、転写後の像担持体表面から未転写ト
ナーを除去するクリーニング装置よりも像担持体移動方
向上流側に、上記現像手段により像担持体上に付着した
不良トナーを回収する回収部材と該回収部材で回収され
た不良トナーを収容する収容部とを有する不良トナー回
収器を設けたことを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項７の発明は、転写後の像担持
体表面から未転写トナーを除去するクリーニング装置に
より該表面から除去した未転写トナーを現像手段に搬送
して再利用し、かつ、所定タイミングで上記現像手段及
び上記回収手段を作動させる請求項１の画像形成装置に
おいて、該作動に連動して、トナー濃度検出用のトナー
像の形成及び該トナー像検出結果に基づくトナー濃度制
御を行うことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】請求項１又は２の発明においては、通常の画像
形成時に地汚れ、ノッチズレ等の画像形成に不具合をお
よぼす不良トナ−を、通常の画像形成時とは異なる作像
条件にすることによって像担持体に現像し、現像した不
良トナ−を像担持体上から分離、回収し、これにより、
現像装置内の不良トナ−を減少させる。

【００１９】また、請求項３の発明においては、請求項
１の画像形成装置において、上記作像条件を、像担持体
の地肌部表面電位と現像電極電位との電位差が、通常の
画像形成時における該電位差よりも大きくなるように設
定し、これにより、主に地汚れに寄与する逆帯電トナ−
を効率よく現像して感光体上から分離、回収する。

【００２０】また、請求項４の発明においては、請求項
１の画像形成装置において、上記不良トナー量を検出
し、該検出の出力に基づいて上記回収手段の回収条件を
切り替え、これにより、不良トナー量に応じて必要な時
間だけ不良トナーの回収を行なう。

【００２１】また、請求項５の発明においては、請求項
４の画像形成装置において、像担持体の黒部表面電位と
現像電極電位との電位差を不良トナーが現像される電位
差に設定して不良トナーを現像させ、かつ、該黒部表面
電位部に対し、像担持体表面移動方向の上流側又は下流
側であって、該黒部表面電位部とほぼ同じ大きさの領域
について、地肌部表面電位と現像電極電位との電位差が
通常の画像形成時における該電位差よりも大きくなるよ
うに作像条件を設定し、これにより、不良トナ−濃度検
知に要する時間の低減、もしくは回収効率の向上を図
る。

【００２２】また、請求項６の発明においては、請求項
１の画像形成装置において、転写後の像担持体表面から
未転写トナーを除去するクリーニング装置よりも像担持
体移動方向上流側に、上記現像手段により像担持体上に
付着した不良トナーを回収する回収部材と該回収部材で
回収された不良トナーを収容する収容部とを有する不良
トナー回収器を設け、これにより、不良トナ−回収に関
わるメンテナンス性を向上させる。

【００２３】また、請求項７の発明においては、所定タ
イミングで上記現像手段及び上記回収手段を作動させて
不良トナーを回収するのに連動して、トナー濃度検出用
のトナー像の形成及び該トナー像検出結果に基づくトナ
ー濃度制御を行い、これにより、不良トナ−を分離回収
することによる、画像濃度の低下を低減させる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した実施例につい
て説明する。まず、図１（ａ）を用いて本発明が適用で
きる複写機の一構成例について説明する。本例では、感
光体１として−帯電有機感光体を使用し、現像剤として
−帯電トナーを含有する２成分現像剤を使用する反転現
像システムを利用している。感光体１ドラムは、図示し
ないモーターにより回転駆動されて帯電チャージャ２で
均一に帯電され次に画像情報に対応した図示しないレー
ザー光学系（以下、ＬＤという）からの光３によって感
光体１ドラムの回転方向と垂直な方向に走査．露光され
る。これによって感光体１ドラムに形成された静電潜像
は現像器４によって顕像化される。この時の感光体１ド
ラム１の表面電位は地肌部電位（暗部電位）Ｖｄが約−
８００Ｖ、画像部電位（明部電位）Ｖｌが約−１００Ｖ
に設定されており、現像器４の現像ローラ４ａに印加さ
れている現像バイアス電位Ｖｂの約−６００Ｖとの電位
差で現像される。なお、現像器４内の現像剤の流路には
紙粉等の不純物を除去するために図示しないフィルタが
設置されている。現像されたトナー像は転写チャージャ
５によって転写紙に転写され、分離チャージャ６によっ
て感光体１から分離され定着器（図示せず）によって定
着される。一方感光体１上のトナー像は転写紙に１００
％転写されるわけではなく一部は感光体１上に残留す
る。残留したトナーは、クリーニング前チャージャ７に
よって一様な電荷にそろえられ、クリーニング装置８に
より感光体１から除去され蓄積される。このクリーニン
グ装置８は、感光体１との間で適当な電位差が生じるよ
うにバイアスされたクリーニングローラ８ａとクリーニ
ングブレード８ｂとを備えている。そして、感光体１ド
ラムに残留している電荷は除電ランプ９により光除電さ
れ、再び上記工程が繰り返される。

【００２５】一方、画像形成領域外の感光体１上に形成
された画像濃度制御用の基準画像は、同様のプロセスに
より通常は、画像濃度制御用パターン前地肌部電位（暗
部電位）Ｖｐｄが約−８００Ｖ、画像濃度制御用パター
ン部電位（明部電位）Ｖｐｌが約−２５０Ｖに設定され
ており画像濃度制御時現像バイアス電位Ｖ_PBの約−６０
０Ｖとの電位差で現像されて形成される。そして、感光
体１１に近接して、対向配置した反射型の光学センサ１
１が、基準画像の反射率に対応した検知信号電圧Ｖ_SP及
び基準画像の無い感光体１面の検知信号電圧Ｖ_SGを出力
する。ここで基準画像としては図１（ｂ）に示すように
通常は、中間電位のベタパターン（例えば20mm×20mm）
を用い、光学センサ１１で検知信号出力電圧Ｖ_SP／Ｖ_SG
を求め、あらかじめ設定してある画像濃度制御レベルＶ
_SP／Ｖ_SGより小さくなるまで、トナー補給することで感
光体１上のトナー付着量を一定に制御し画像濃度を標準
状態に調整する。

【００２６】そして、図示の例ではクリーニング装置８
で感光体１から除去した残留トナーをリサイクルするた
めに、感光体１表面からトナーを回収する回収ローラ１
０ａ、該回収ローラ１０ａ表面からトナーを掻き落すス
クレーパ１０ｂ及びこの掻き落してトナーを現像容器内
に供給する供給ローラ１０ｃを有するトナー回収器１０
が、現像器４に付設されている。このトナー回収器１０
を用いたトナーのリサイクルは次のようにして行われ
る。まず、クリーニング装置８内に蓄積されたトナーを
所定のタイミングで感光体１上に再付着されるようなバ
イアス差をクリーニングローラ８ａと感光体１の間に形
成するとともに、クリーニングブレード８ｂを解除し、
クリーニング装置８内のトナーを感光体１上に再付着さ
せる。これを感光体１の回転で搬送し、トナー回収器１
０の回収ローラによって回収し、トナー回収器１０内に
蓄積させる。そして、このトナーを供給ローラ１０ｃに
より適時現像器４内に供給して再利用する。なお、この
ような感光体１上でのトナー搬送は例えば特公昭５２−
３８２号公報にみられるように適当なバイアス差を設け
ることで可能であることが知られている。トナーをリサ
イクルしない装置設定においては、上記トナー回収器１
０を省略し、クリーニング装置８に蓄積されたトナーを
適当な時期に破棄するようにする。

【００２７】以下、このような複写機に本発明を適用し
た実施例について説明する。〔実施例１〕本実施例においては、不良トナ−を実際に
現像して、分離回収するという基本的な考えを基に、不
良トナ−濃度検知パタ−ンを用いて不良トナ−量をタイ
プ別に実際に現像して検知することにより、画像品質上
問題となるような不良トナ−のみを効率よく分離しよう
とするものである。このために、感光体１上の画像形成
領域外に上記の画像濃度制御用とは別に、不良トナー濃
度検知パターンを作成し、この不良トナー濃度検知パタ
ーンを検出した結果に応じて現像器４中から不良トナー
を除去するようにしている。この現像器４中からの不良
トナーの除去は、不良トナーのみを選択的に感光体１に
付着させ、これをクリーニング装置８で回収することに
よって行う。そして、通常のコピーにおけるクリーニン
グで感光体１から回収されたトナーと別にこの不良トナ
ーを貯蔵するために、クリーニング装置８の構造を改良
している。すなわち、図１（ｃ）に示すように、回収ブ
レードのついた回収ローラをクリーニングローラ８ａに
接するように設け、不良トナー回収時に、クリーニング
ローラ８ａと回収ローラに適当なバイアス差を設けるこ
とによって、感光体１から除去されたクリーニングロー
ラ８ａ上の不良トナーを回収ローラに付着させ、回収ブ
レードによってかきおとして、図示しない廃トナータン
クへと送るようにしている。これにより、トナーリサイ
クルタイプの複写機においても不良トナーを分離して収
容できる。なお、トナーリサイクルを行わない複写機で
はこの廃トナータンクに通常のコピー中におけるクリー
ニングで回収したトナーも収容することができる。（以下、余白）

【００２８】以下、不良トナー濃度検知パターンの作成
などについて詳述する。このパターンは、画像濃度制御
用パターンと同様のプロセスにより、不良トナー濃度検
知パターン前地肌部電位（暗部電位）Ｖ_NPDが約−８５
０Ｖ、不良トナー濃度検知パターン部電位（明部電位）
Ｖ_NPLが約−５５０Ｖになるように帯電、露光が行わ
れ、不良トナー濃度検知パターン時現像バイアス電位Ｖ
Ｎ_PB約−６００Ｖとの電位差で現像されて形成される。
これが感光体１に近接して対向配置した反射型の光学セ
ンサ１１で検出され、該光学センサ１１から、基準画像
の反射率に対応した検知信号電圧Ｖ_NSP及び基準画像の
無い感光体１面の検知信号電圧Ｖ_NSGが出力される。こ
こで基準画像としてはトナー濃度制御用検知パターンと
同様に、ベタパターン（20mm×20mm）を用い、光学セン
サ１１で得られた検知信号出力電圧Ｖ_NSP，Ｖ_NSGの出力
に応じて、不良トナーをタイプ別に定量化し不良トナー
回収モードの選択と不良トナー回収時間の決定を行う。

【００２９】リサイクルトナーを使用した場合と使用し
ない場合とでは図２に示すように現像ポテンシャルに対
するトナーの付着量が異なってきて、非画像部にトナー
が付着したり、ノッチズレを起こしたりする。本例にお
いてはこのような不具合を引き起こすトナーを早期検知
するために、逆帯電トナーに関してはＶ_NPDを通常より
−側にキャリア付着しない程度に若干高く、帯電不良ト
ナーに関してはＶ_NPLを現像バイアス近辺（１００Ｖ以
内）に設定して、いずれも光学センサ１１の感度が高い
低付着量の領域でパターンを作成することによって、不
良トナーが画像に不具合を及ぼす前に検知し分離するこ
とができる。なおこれらはいずれも現像バイアス一定の
場合であって、重要なのは、不良トナー濃度検知パター
ン作成時、及び不良トナー回収時の地肌部表面電位Ｖ
_NPD−現像バイアスＶ_NPBを通常画像形成時の地肌部表面
電位Ｖｄ−現像バイアスＶｂより大きくなるように作成
して逆帯電トナーを検知、回収できるようにすることと
不良トナー濃度検知パターン作成時の黒部表面電位Ｖ
_NPLを作像時の現像バイアスＶ_NPBから１００Ｖ以内にな
るように作成して帯電不十分トナーを検知、回収できる
ようにすることである。

【００３０】これ以外のＶ_NPD，Ｖ_NPB，Ｖ_NPLの電位設
定条件では数々の不具合が生じる。例えば、仮に現像バ
イアスが画像形成時と同じで、一定であるとすれば、Ｖ
_NPDが−側に高すぎるとキャリアが感光体１に付着して
しまうし、低すぎると画像に不具合が先に出てしまう、
Ｖ_NPLが−側に高すぎると付着量が少なすぎて検知しに
くいし、低すぎると正常に帯電しているトナーとの識別
が困難になる。

【００３１】以下、本実施例における不良トナー除去の
ための具体的な制御を図４を用いて説明する。コピース
タートを行うと電源投入時からの積算枚数に基づいて、
最初の一枚と以後１０枚おきに下のパターン作成モード
にはいる（ステップ１，２）。これ以外の枚数では、通
常通りのコピー動作のみ行う（ステップ７，８）。なお
光学センサ１１の出力はコピー１００枚おきに現像しな
い状態で感光体１表面の反射光量を検知し、その時の出
力が４Ｖになるように電子ボリュ−ムで自動調整され
る。

【００３２】パターン作成モードではまずトナー濃度制
御用検知パターンを作成し、これを光学センサ１１で検
出する（ステップ２）。これは従来から、良く用いられ
ている様に光学センサ１１の出力に応じて、以後の１０
枚までのコピー時のトナー補給量を、例えばＶ_SP／Ｖ_SG
が０．１より小さいときはトナー補給量を０（トナー補
給しない）、Ｖ_SP／Ｖ_SGが０．１以上かつ０．２５以下
の範囲内であるときは１枚当たり０．５秒のトナー補
給、Ｖ_SP／Ｖ_SGが０．２５よりも大きいときは１枚当た
り最大補給量のトナー補給（フル補給）を行うように設
定する。

【００３３】引き続いて不良トナー濃度検知用パターン
を前述の条件で作成し光学センサ１１の出力に応じて、
連続コピーのジョブ終了後に特定の潜像パターンで不良
トナーを現像しクリ−ニング装置で回収する（ステップ
３，４）。この時の潜像パターンは次のように３つのパ
ターンがあり不良トナー検知用パターンの出力にもとづ
いてパターンが選択され、その形成時間（不良トナーの
現像、つまり回収時間）が決定される。すなわち、Ｖ
_NSPの出力により帯電不十分なトナーのみが検出された
場合には、帯電後、ＬＤによる露光を主走査方向全域に
対して行い、Ｖｌ＝−５５０Ｖ，Ｖｂ＝−６００Ｖの条
件で帯電不十分なトナーのみ現像し回収する。また、Ｖ
_NSGの出力により逆帯電トナーのみが検出された場合に
は、ＬＤによる露光を行わずＶｄ＝−８５０Ｖ，Ｖｂ＝
−６００Ｖの条件で逆帯電トナーのみ現像し回収する。
また、Ｖ_NSPとＶ_NSGの出力により帯電不十分なトナーと
逆帯電トナーの両方が検出された場合には、ＬＤによる
露光を行わずＶｄ＝−８５０Ｖ，Ｖｂ＝−６００Ｖの条
件で逆帯電トナーのみ現像し、帯電グリッドの切り替え
を行わずに、つづいてＬＤによる露光を主走査方向全域
に対して行い、Ｖｌ＝−５５０Ｖ，Ｖｂ＝−６００Ｖの
条件で帯電不十分なトナーのみ現像し回収する。

【００３４】ここでＶ_NSP，Ｖ_NSGとそれぞれに対応する
不良トナーの付着量は実験的に図２のように求められ、
また、回収時間は実験的に図３のように求められてい
る。この図３はＶ_NSP，Ｖ_NSGの出力に対して上記のよう
な潜像パターンで回収を行ったとき何秒でセンサ出力が
３．８Ｖ以上になり、不良トナーの回収が終了するかを
示している。図４のフロ−チャ−トのステップ５に示し
た回収時間は、このグラフを基に算出したもので、Ｖ
_NSPとＶ_NSGの出力により回収潜像パターンを選択したあ
と、この値に基づいて回収時間を決定する。例えばＶ
_NSPが３．５，Ｖ_NSGが３．３であるとＶｄ＝−８５０
Ｖ，Ｖｂ＝−６００Ｖの条件で連続コピー終了時に６秒
間現像を行い、帯電グリッドの切り替えを行わずにＶｌ
＝−５５０ＶになるようにＬＤで露光して２秒間現像を
行う。その後クリ−ニングで感光体１から分離し、前述
のプロセスによりクリーニングローラ８ａに移動させて
回収ブレードでかきとり、回収スクリューで廃トナータ
ンクへと送る。この間転写紙の通紙は行わず、転写，分
離チャージャ６は切っておく。なお、ここでは図３の関
係から回収時間が６秒を越えるようなＶ_NSP，Ｖ_NSGの出
力が得られた場合は特別に回収時間を１０秒に延長して
より多く回収して次回以降回収モードが連続して行われ
るのを防いでいる。

【００３５】前記のように不良トナー濃度検知パターン
の光学センサ１１の出力結果に基づいて、不良トナー回
収潜像パターンを選択するのは、前述のそれぞれに対応
した不良トナーを選択的に回収するためであり、図２の
点線のようにＶｂ−Ｖｌが約０からマイナス方向の逆帯
電トナーが原因と考えられる地汚れ、プラス方向の帯電
不十分なトナーが原因と考えられる地汚れ、ノッチズ
レ、トナー飛散をタイプ別にこれらのトナーのみが現像
され易い専用の回収パターンを作成し、実際に現像して
回収、分離するものである。

【００３６】また不良トナー濃度検知用パターンの出力
に基づいて、その形成時間（不良トナーの現像、つまり
回収時間）を変更してやることにより、不良トナー分離
に必要な時間の短縮を図ることができ、その結果システ
ム全体としての高速化がはかれる。仮に、これを行わず
に、それぞれのパターンを独立して、不良トナー濃度検
知パターンの光学センサ１１の出力に関係なく一定時間
両方の回収モードを行うと、システム全体としてのスピ
−ドは大幅に遅れることになる。但し、スピードをそれ
ほど要求しない場合には、このような、形成時間の変更
を行わなくても良い。

【００３７】以上、本実施例によれば、前述のパターン
を用いることによってリサイクルによる資源有効利用
と、画像品質低下防止を両立させることが可能にしてい
る。なお、本例においては、不良トナー濃度の検知を１
０枚に一度、回収をパターン作成のジョブ後に行ってい
るがこの回数は１０枚に限るものではなく、不良トナー
の発生頻度に応じて変更しても良いし、また複写機のハ
−ド的制約から頻繁に行うことが困難であれば、１００
０枚等の長い周期で回収時間を延長して行うことで対応
することもできる。また、本実施例の不良トナー分離方
法は新しいトナーのみを使用するものでもトナーを再利
用するものでも同様に可能である。

【００３８】〔実施例２〕本実施例は、実施例１の画像
形成装置において、不良トナーを感光体１から回収する
のに、クリーニング装置８を兼用したのとは異なり、図
５に示すようにクリーニング装置８内には回収ロ−ラ２
０，回収スクリュー２１，回収ブレード２０等を配置せ
ずに、クリ−ニング装置よりも感光体１移動方向上流側
に、解除可能な回収ブレード２３と回収ロ−ラ２４と廃
トナータンクが一体構造になっている専用の不良トナー
回収器２２を設けたものである。

【００３９】このような構成にすることにより、実施例
１で困難であったメンテナンス時の不良トナー用回収部
材の交換が不必要になり、かつクリ−ニング前であるた
め簡単な回収部材（回収ブレードのみ等）でも不具合が
生じにくいため、安価にでき、廃トナータンクと一体で
あるから、回収ブレード２３の劣化時に回収部ごと破棄
するようにすることもできる。

【００４０】〔実施例３〕本実施例３は、実施例１の画
像形成装置と不良トナー濃度検知パターンの作成方法が
異なり、不良トナー（逆帯電トナー）濃度検知パターン
作成時の地肌部表面電位Ｖ_NPD−現像バイアスＶ_NPBを通
常画像形成時の地肌部表面電位Ｖｄ−現像バイアスＶｂ
より、不良トナー濃度検知パターンの直前の同程度の大
きさの領域だけ大きくなるように作成する。本例におい
ては画像濃度制御用パターンと同様のプロセスにより、
図６（ａ）、（ｂ）に示すように地肌部電位（暗部電
位）Ｖｄが約−８００Ｖ、不良トナー濃度検知パターン
の直前の同程度の大きさの領域だけ、地肌部電位（暗部
電位）Ｖ_NPDが約８５０Ｖ、画像部電位（明部電位）Ｖ
_NPLが約−５００ＶになるようにＬＤで露光し現像バイ
アス電位Ｖ_NPBの約−６００Ｖとの電位差で現像され
る。その他の制御過程は実施例１と同様である。

【００４１】このような構成にすることによって実施例
１，２とは異なり、不良トナー濃度検知パターン作成
時、逆帯電トナーがＬＤの主走査方向全域に付着するこ
とを防ぐことができる。このため不良トナー濃度検知パ
ターン作成時に付着したトナー量は微少となり、再びク
リ−ニングで回収しても大きな問題にならない。また、
不良トナー濃度検知パターン作成時のパターン上不良ト
ナーをクリ−ニングで分離、回収するものに比べて、モ
ード切り替えに要する時間がいらなくなり時間短縮が図
れる。また、不良トナー濃度検知パターン作成時のパタ
ーン上不良トナーを全てクリ−ニング装置で回収するも
のに比べて、より優れたトナーの選別（不良トナーの分
離）ができる。

【００４２】なお、実施例１．２において不良トナー濃
度検知パターン作成時は、逆帯電トナーがＬＤの主走査
方向全域に付着する構成であるため、再びクリ−ニング
で回収するとトナーの選別（不良トナーの分離）度が本
実施例に比べると低下する。また、不良トナー濃度検知
パターン作成時、全て不良トナーを不良トナー回収モー
ドによって回収する場合のモード切り替え時間とは、ブ
レード接離、バイアス切り替え等に要する時間のこと
で、システム全体としての時間はよけいにかかる（遅く
なる）。

【００４３】〔実施例４〕本実施例は、実施例１とトナ
ー濃度制御用検知パターンの作成タイミングのみが異な
る。具体的には実施例１においてはトナー濃度制御用検
知パターンと不良トナー濃度検知パターンの作成タイミ
ングは電源投入後、この順番で１，１０，２０，３０，
４０．．．枚に１回と特定のタイミングで作成されてい
た。これに対し本実施例は、不良トナー濃度検知パター
ンの出力結果に応じて不良トナー回収モードが実行され
た場合、そのモード終了後にもう一度トナー濃度制御用
検知パターンを作成しトナー補給量を決定する。例え
ば、両検知パターンを１，１０，２０枚目に作成し、３
０枚目にはじめて不良トナーを検知し、そのジョブ後に
回収モードが実行された場合には、その直後にもう一度
トナー濃度制御用パターンを作成しトナー補給量を新た
に設定する。これは、不良トナーが回収されてトナー濃
度が低下するのを防止するのが目的であり、実施例１〜
４の様な不良トナー回収方法に限らず、他の不良トナー
回収方法を利用する物でも特定のタイミングで不良トナ
ーを回収する方法全てに応用することができる。

【００４４】以上の各実施例は、反転現像方式を採用す
る場合のものであるが、本発明は正規現像方式を採用す
る場合にも適用できる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１又は２の発明によれば、通常の
画像形成時に地汚れ、ノッチズレ等の画像形成に不具合
をおよぼす不良トナ−を、通常の画像形成時とは異なる
作像条件にすることによって像担持体に現像し、現像し
た不良トナ−を像担持体上から分離、回収し、これによ
り、現像装置内の不良トナ−を減少させるので、トナ−
を使い捨てしても、使用したトナ−を有効に再利用して
も、地汚れの無い、シャ−プ性に優れた高品質の画像と
トナ−飛散、ノッチズレ等の無い高信頼性の画像形成装
置を提供することができる。

【００４６】また、請求項３の発明によれば、請求項１
の画像形成装置において、上記作像条件を、像担持体の
地肌部表面電位と現像電極電位との電位差が、通常の画
像形成時における該電位差よりも大きくなるように設定
し、これにより、主に地汚れに寄与する逆帯電トナ−を
効率よく現像して感光体上から分離、回収するので、逆
帯電トナーによる地汚れなどを有効に防止することがで
きる。

【００４７】また、請求項４の発明によれば、請求項１
の画像形成装置において、上記不良トナー量を検出し、
該検出の出力に基づいて上記回収手段の回収条件を切り
替え、これにより、不良トナー量に応じて必要な時間だ
け不良トナーの回収を行なうので、不良トナー回収動作
を行うことによる装置のダウンタイムの低減を図ること
ができる。

【００４８】また、請求項５の発明によれば、請求項４
の画像形成装置において、像担持体の黒部表面電位と現
像電極電位との電位差を不良トナーが現像される電位差
に設定して不良トナーを現像させ、かつ、該黒部表面電
位部に対し、像担持体表面移動方向の上流側又は下流側
であって、該黒部表面電位部とほぼ同じ大きさの領域に
ついて、地肌部表面電位と現像電極電位との電位差が通
常の画像形成時における該電位差よりも大きくなるよう
に作像条件を設定し、これにより、不良トナ−濃度検知
に要する時間の低減、もしくは回収効率の向上を図るの
で、不良トナー回収動作を行うことによる装置のダウン
タイムの低減を図ることができる。

【００４９】また、請求項６の発明によれば、請求項１
の画像形成装置において、転写後の像担持体表面から未
転写トナーを除去するクリーニング装置よりも像担持体
移動方向上流側に、上記現像手段により像担持体上に付
着した不良トナーを回収する回収部材と該回収部材で回
収された不良トナーを収容する収容部とを有する不良ト
ナー回収器を設け、これにより、不良トナ−回収に関わ
るメンテナンス性を向上させることができる。

【００５０】また、請求項７の発明によれば、所定タイ
ミングで上記現像手段及び上記回収手段を作動させて不
良トナーを回収するのに連動して、トナー濃度検出用の
トナー像の形成及び該トナー像検出結果に基づくトナー
濃度制御を行い、これにより、不良トナ−を分離回収す
ることによる、画像濃度の低下を低減させるので、良好
な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明を適用できる電子写真複写機の
概略構成を示す正面図、（ｂ）は同複写機のトナー濃度
検知パターンの説明図、（ｃ）は実施例に係る複写機の
クリーニング装置８の概略構成図。

【図２】同複写機の現像特性及び光学センサ１１特性を
示す特性図。

【図３】同複写機の不良トナー回収時間と光学センサ１
１出力との関係を示すグラフ。

【図４】同複写機の不良トナー回収制御のフローチャー
ト。

【図５】他の実施例に係る複写機のクリーニング装置８
及び不良トナー回収器の概略構成図。

【図６】（ａ）は他の実施例におけるパターン形成の説
明図、（ｂ）は同パターンの電位分布図。

【符号の説明】

１感光体２帯電チャージャ４現像器５転写チャージャ６分離チャージャ７クリーニング前チャージャ８クリーニング装置９除電ランプ１０トナー回収器１０ａ回収ローラ１０ｂスクレーパ１０ｃ供給ローラ１１光学センサ２０ブレード２１回収ローラ２２回収スクリュー２３不良トナー回収器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田真由美東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方式を利用する画像形成装置にお
いて、通常の画像形成時に地汚れ、ノッチズレ等の画像
形成に不具合をおよぼす不良トナ−を、通常の画像形成
時とは異なる作像条件にすることによって像担持体に現
像する手段と、現像した不良トナ−を像担持体上から分
離、回収する手段とを設けたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】上記作像条件を、像担持体の黒部表面電位
と現像電極電位との電位差が１００Ｖ以内になるように
設定したことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】上記作像条件を、像担持体の地肌部表面電
位と現像電極電位との電位差が、通常の画像形成時にお
ける該電位差よりも大きくなるように設定したことを特
徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】上記不良トナー量を検出する手段と、該検
出手段の出力に基づいて上記回収手段の回収条件を切り
替える手段とを設けたことを特徴とする請求項１の画像
形成装置。
【請求項５】上記不良トナー量検出手段を、像担持体の
黒部表面電位と現像電極電位との電位差を不良トナーが
現像される電位差に設定して不良トナーを現像させる手
段と、該黒部表面電位部に付着した不良トナーの量を検
出する手段とで構成し、かつ、該黒部表面電位部に対し、像担持体表面移動方向
の上流側又は下流側であって、該黒部表面電位部とほぼ
同じ大きさの領域について、地肌部表面電位と現像電極
電位との電位差が通常の画像形成時における該電位差よ
りも大きくなるように作像条件を設定する手段を設けた
ことを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】転写後の像担持体表面から未転写トナーを
除去するクリーニング装置よりも像担持体移動方向上流
側に、上記現像手段により像担持体上に付着した不良ト
ナーを回収する回収部材と該回収部材で回収された不良
トナーを収容する収容部とを有する不良トナー回収器を
設けたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項７】転写後の像担持体表面から未転写トナーを
除去するクリーニング装置により該表面から除去した未
転写トナーを現像手段に搬送して再利用し、かつ、所定
タイミングで上記現像手段及び上記回収手段を作動させ
る請求項１の画像形成装置において、該作動に連動し
て、トナー濃度検出用のトナー像の形成及び該トナー像
検出結果に基づくトナー濃度制御を行うことを特徴とす
る請求項１の画像形成装置。