JPH0558195B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、静電記録装置、例えば電子写真複写
機等の乾式トナーを用いる複写機に配設し、クリ
ーニング装置によつて画像形成用支持体面から回
収されたトナーを回収使用するトナーリサイクル
装置を有する静電記録装置に関するものである。

従来技術 最近の電子写真複写機等においては、特に普通
紙へのコピーが可能であることと、高速処理性に
適していることなどから粉体トナーを用いた乾式
の現像方法が多く用いられるようになつた。この
現像方法では磁性現像剤、すなわち磁性トナーの
みからなる一成分系現像剤、磁性キヤリヤと磁性
トナーとからなる現像剤または磁性キヤリヤと非
磁性トナーとからなる二成分系現像剤等が用いら
れる。一般的には例えばキヤリヤと呼ばれる鉄粉
と、樹脂を主体としたトナーとからなる二成分系
現像剤を現像装置内で撹拌し、両者の摩擦帯電に
よつてトナーに電荷を付与する。そして上記によ
り電荷をもつた現像剤は、内部に永久磁石を配設
した非磁性材料からなる円筒状スリーブを回転さ
せることにより、上記スリーブ外周に付着・搬送
される。このようにスリーブ外周に付着・搬送さ
れる現像剤は帯電した画像形成用支持体（感光
体）に接触し、上記トナーは感光体の帯電部分に
付着し、トナー像として可視化される。この感光
体上のトナー像は通常普通紙に転写し、定着装置
内で定着されて保存可能な画像となる。

一方、転写時に普通紙に転写しなかつた残留ト
ナーは、感光体に付着したままクリーニング装置
部にいたり、ブレード等によつて掻き落されてク
リーニング装置内に回収される。クリーニング装
置内に回収されたトナーは次第に集積し、このた
めクリーニング装置に捕集されたトナーを廃棄す
る等の定期または不定期の保守管理の手間を必要
とする。しかしながら、このような定期または不
定期の保守管理は要員の確保のために多大の費用
を必要とするので、近年ではクリーニング装置で
捕集されたトナーを現像装置へ自動的に回収する
装置が要望されつつある。

このような要望を満足するため、従来では、例
えば特開昭47−45933号公報に示されたように、
クリーニング装置とトナー補給装置の間に無端状
のビーズ・チエンを配設し、クリーニング装置で
捕集されたトナーをビーズ・チエンに付着させて
トナー補給装置まで移送するトナーリサイクル装
置が提案されている。また本出願人も特願昭54−
105747号明細書により更に又特願昭56−15319号
明細書によつて捕集トナーを更に確実かつ自動的
に回収できるトナーリサイクル装置の提案を行な
つている。

このようなリサイクル装置による現像剤の回収
と再使用は、前記の効果を有する反面、回収され
たトナーのみが補給される場合があるため、現像
性に悪影響を及ぼす。これは、リサイクル装置を
備えた複写機でも、従来はリサイクル装置を有し
ない複写機と同様の現像剤補給制御をしていたた
めである。即ち、従来の現像剤補給制御方法は、
現像後の画像濃度を検知するか、あるいは現像装
置内のトナー濃度を検知することによつて、現像
剤中のトナー含有量を測定し、所定の必要トナー
含有量が不足した場合にのみ新規の補充トナーを
供給していた。この間、リサイクル装置によつ
て、クリーニング装置で感光体面より除去されて
回収された現像剤が常時搬出されて現像装置内へ
還元されている。

このような従来のリサイクル装置を有する複写
機においては、例えば画像面積が広く濃度の濃い
原稿を複写したときには、感光体上に付着した残
留トナーの量が多く、よつてクリーニング装置内
及び回収装置内のトナーの量も多くなる。その
後、濃度の淡い原稿を複写すると現像剤の消費量
が少なく、またクリーニング装置及び回収装置内
のトナーが現像装置内へ還元されるため補給装置
からは補充トナーが供給されない現象が起こる。

しかしながら、クリーニング装置から回収され
たトナーは前記補充トナーに比して、トナーの物
性が変化しており、トナー濃度の均一性と電荷量
の安定性等を満たすことは容易ではなく、複写画
質を劣化させ、且つクリーニング不良を発生し易
くするなど、複写機としての機能を低下させるこ
とが知られている。よつて従来の現像剤リサイク
ル装置では、以上のようにリサイクルされたトナ
ーのみでトナー補給が行なわれて現像される場合
があるために上記の欠点が発生し、現像その他の
プロセスに悪影響を及ぼし、複写画質の低下をき
たしている。

発明の目的 本発明はクリーニング装置により回収された残
留トナーを現像装置に還元するリサイクル装置と
補充トナーを現像装置に供給するトナー補給装置
とを備えた静電記録装置において、従来発生して
いた画質劣化を改良し、常に良好な現像性能を維
持し、安定した高い画質の記録物が得られる静電
記録装置を提供することを目的とするものであ
る。

発明の構成 本発明は上記目的を達成することを目的とした
もので、この目的は、像保持体上の静電潜像を粉
体トナーで現像を行なう現像装置と、現像された
粉体トナー像を記録紙に転写したのち、像保持体
から残留トナーを除去するクリーニング装置と、
このクリーニング装置によつて除去されたトナー
を前記現像装置に還元するリサイクル装置と、補
充トナーを現像装置に供給するトナー補給装置と
を備えた静電記録装置において、像保持体上の静
電潜像を現像装置で現像し、粉体トナー像を記録
紙に転写し、像保持体上の残留トナーの除去動作
中、前記クリーニング装置からトナー還元を行う
リサイクル装置を動作すると共に、現像装置内の
トナー濃度を測定して、この測定結果に基づき現
像装置へ補充トナーを所定量供給し、所定枚数の
複写工程終了時、現像装置内のトナー濃度を検出
するトナー濃度検出制御手段とトナー補給カウン
タとから構成される検出手段によつて、前記トナ
ー補給装置からのトナー補給がないことを検出し
たとき、クリーニング装置から還元されるトナー
の量一定期間の削減と補充トナーの強制補給の何
れか一方を行うかあるいは両方を行うことを特徴
とする静電記録装置によつて達成される。

作 用 本発明によれば、ある所定枚数を複写する間、
補充トナーが供給されない場合には、それを検知
して、従来のトナー補給とは別に補充トナーの量
とリサイクルトナーの量とのどちらかあるいは両
方を制御して、現像装置中におけるリサイクルト
ナーの増加を防ぐものである。

実施例 第１図は本発明に係る静電記録装置の要部の基
本構成を示したものであるが、まず一般の電子写
真複写機の説明を行なつたのち、本発明の説明を
行なう。

外周面に画像形成用像保持体１を有する感光体
ドラム２は時計方向に回転し、まず帯電電極３に
より前記像保持体１の表面を一様に帯電したの
ち、スリツト露光光学系４により画質露光を行な
つて像保持体１上に潜像を形成する。像保持体１
上の潜像は現像装置５を通過する際に現像されて
可視のトナー像となる。

感光体ドラム２の下部には転写電極６および分
離電極７が設けられていて、右方の給紙装置（不
図示）から給紙された複写紙Ｐ上に転写電極６に
おいて前記トナー像が転写され、次いで分離電極
７において、複写紙Ｐは感光体ドラム２上から分
離されたのち、左方の定着装置（不図示）に送ら
れてトナー像を定着し、更に装置外へ排出され
る。

一方、転写を終えて僅かの残留トナーを付着し
た像保持体１は、除電電極を通過することにより
像保持体１上に付着した残留トナーの付着力を弱
める。更にクリーニング装置８を通過する際に像
保持体１上に付着した残留トナーはクリーニング
され、クリーニング装置内に回収される。クリー
ニングを終えた像保持体１はクリーニングランプ
９を通過して像保持体１上にある残留電位を除去
し、１回の複写プロセスが終了する。ついで再び
帯電・露光・現像・転写・クリーニングの第２回
目のプロセスが行なわれる。

本発明はかかる複写機のクリーニング装置８に
よつて像保持体１の表面から除去されたトナー
T₁を回収して、リサイクル装置によつて現像装
置５に還元するものであつて、該リサイクルによ
つて還元されるトナーT₁の量と、補充トナーT₂
の量との何れかあるいは両者を制御することを特
徴とするものである。

クリーニング装置８には弾性体のブレード１０
があつて、像保持体１の周面に摺擦し、周面に付
着したトナーT₁を掻き落とす。掻落されたトナ
ーT₁はトナー捕集板１１に沿つてトナー回収室
１２に落下する。トナー回収室１２の底部には搬
送スクリユー１３が設けられている。該搬送スク
リユー１３はクリーニング装置８の筺体の前後の
側板に回転可能に軸支されたスクリユー型の回転
体で、図示してない駆動機構により回転される。
回収されたトナーT₁は前記感光体ドラム２の手
前側又は奥側へ移動されて開口１６より下方に落
下され、リサイクル装置内に投入される。

第２図は感光体ドラム廻りの水平断面図を示
す。図において、−に沿う縦断面図は前記第
１図を示し、−に沿う縦断面図を第３図に示
す。

前記感光体ドラム２の一方の側面に隣合つた位
置には、アルミニウム合金、銅合金、合成樹脂等
の非磁性体から作られた回転体１４が設けられ
る。回転体１４は第２図に図示のように中空に作
られ、感光体ドラム２の中心軸２Ａに支持され
る。図示実施例においては、回転体１４と一体化
したスプロケツト１５によつて回転体１４が感光
体ドラム２とは独立的に駆動されるものが例示さ
れているが、この回転体１４は感光体ドラム２と
一体的に回転されるものであつてもよい。

回転体１４はその内周面に固定された複数の永
久磁石１６を備える。これらの永久磁石１６は回
転体１４の半径方向に磁極を有するように円周方
向に等配的に設けられ（例えば偶数個）、その配
列個数は使用現像剤の性質および回転体１４の回
転速度に応じて定められる。回転体１４の周面
は、現像装置５内のスリーブ１７の端部周面１７
Ａおよび前記搬送ロール１３の端部周面に対向さ
れる。

前記回転体１４の周面には、ゴム、布、樹脂フ
イルム、アルミニウム箔等の非磁性材料より作ら
れる無端状ベルト１８が巻掛けられる。この無端
状ベルト１８は第３図に図示のように、現像装置
５内の上方に設置されたアイドラー１９およびテ
ンシヨンローラ２０に巻回される。一方、前記ク
リーニング装置８のブレード１０で捕集され底部
の回収室１２に収集され、搬送スクリユー１３に
よつて感光体ドラム２の一端部に吐出される。こ
の搬送スクリユー１３の吐出端には、トナーT₁
を回転体１４に向つて排出するシユート２１が設
けられる。前記現像装置５中には、前記アイドラ
ー１９の下方にスクリユーコンベア２２が設けら
れ回転駆動される。また該スクリユーコンベア２
２の下方には、長さ方向に隣合う複数個の吐出口
２３Ａを有するトナー受入部材２３が設けられ
る。従つて前記無端状ベルト１８により搬送され
たトナーT₁はアイドラー１９付近で落下してス
クリユーコンベア２２上に撤布されるが、該スク
リユーコンベア２２の回転とトナー受入部材２３
の吐出口２３Ａによつて現像装置５内に等配的に
落下回収される。尚、前述した回転体１４および
無端状ベルト１８は、無端状ベルト１８の外側に
僅かに離間された案内部を持つた外壁２４中に収
容されている。

更に、現像装置５の上方には、回収されたトナ
ーT₁を搬送する無端状ベルト１８とは別個に、
新規のトナーT₂を補給するための公知のトナー
補給装置２５が備えていて、下方のトナー補給ロ
ーラ２６が回転することによつて、適量のトナー
が補給される。該トナー補給ローラ２６の回転は
メインモータの駆動からクラツチ、ギヤ、ベルト
等を介して動力電導され制御されている。

第４図は前記補給トナーT₂の補給制御のため
のトナー濃度制御方法の一例を示す回路図であ
る。感光体ドラム２の表面の像保持体１上に形成
された標準チヤートのトナー像はフオトセンサ
PSによつてその濃度が検出される。該フオトセ
ンサPSは、例えば発光ダイオードなどの発光素
子とフオトトランジスタなどの受光素子とからな
る反射型センサであつて、像保持体１上の有効複
写面の域外に形成された検出用パターンに対応す
る位置に設けられている。前記フオトセンサPS
により検出された測定値は第４図に示す如く、そ
の入力信号はコンパータIC−ａに入力され、
基準電圧と比較される。尚、他のコンパレータ
IC−ｂおよび基準電圧は転写紙が感光体ドラ
ム２に巻き付いたことを検知するためのものであ
り、これも同じフオトセンサPSを使用する。上
記コンパレータIC−ａ，IC−ｂよりの出力は
Ｉ／Ｏポートから制御部に入力され、前記トナー
補給ローラ２６の回転を制御し、適量の補給トナ
ーT₂を現像装置５内へ供給する。

第５図は本発明のトナー補給方式を用いた静電
記録装置の第１実施例のフローチヤートである。
前記像保持体１上の所定位置に形成された標準チ
ヤートのトナー像が回動して、前記フオトセンサ
PSの検出位置へ移動したとき、コンパレータIC
−ａの出力が“High”すなわち、入力電圧が
基準電圧より高い状態であれば、補給フラグが
“１”にセツトされる。また一連の複写動作の中
でトナー補給動作は、補給フラグが“１”であれ
ば従来通りトナーT₂の補給を行なうが、更に本
発明の静電記録装置では補給カウンターが設けら
れていて、トナー補給開始と同時に補給カウンタ
ーを初期値Ｎにリセツトする。初期値Ｎは予め定
められている数値であり、Ｎ＝10では10コピーに
１回、Ｎ＝100では100コピーに１回強制補給が行
なわれる。Ｎの値はおよそ10〜100の間に決めら
れ、好適なトナー補給が行なわれる。

補給フラグが“１”でない場合には、補給カウ
ンタがチエツクされ、カウントupつまり、カウ
ント数Ｎ＝０である場合には、補給クラツチが
ONとなりトナーT₂が補給される。補給カウンタ
がカウントupしない場合には、カウント数を１
だけ減じてトナー補給を行なわない。

以上のフローチヤートによれば、補給フラグが
セツトされなくても、定められた枚数に１回はト
ナー補給を行うことができ、画質の劣化、クリー
ニング不良を防止することができる。

本実施例においては、強制補給の時間は、補給
フラグが“１”である従来のトナー補給の時間と
同じように示してあるが、補給時間はそれぞれ違
つていてもよい。また初期値Ｎは、現像剤の劣
化、感光体の劣化の程度で変えてもよいし、強制
補給カウンタの減小数も常時１枚コピー当り“−
１”である必要はなく１オリジナル当りのコピー
数に応じて変えることもできる。

このように本実施例では、リサイクルトナー
T₁は常時現像装置５内に搬入し、新規トナーT₂
の補給を補給カウントタのチエツクにより制御す
るものである。

次に本発明の第２の実施例を第６図のフローチ
ヤートを用いて説明する。本実施例は、ある所定
コピー枚数の間、新規トナーT₂が補充されない
場合には、強制的にクリーニング装置からのリサ
イクルトナーT₁の還元を停止する方式である。

リサイクル装置による残留トナーの還元は、メ
インモータ（不図示）の駆動によりリサイクル用
クラツチを介して伝達される回転体１４の回転に
よつて無端状ベルト１８の回動によつて行われる
ことは第１図に示した通りである。よつてリサイ
クル装置の回動を制御すれば、リサイクルトナー
T₁の補給量を制御できる。

第６図のフローチヤートにおいて補給フラグが
“１”であれば実施例１とまつたく同じである。
補給フラグが“１”でない場合補給カウンタがチ
エツクされ、カウントupであればリサイクルク
ラツチがOFFになり、リサイクルは停止する。
この状態は、補給フラグがセツトされるまで続け
られる。補給カウンタがカウントupしていなけ
れば、カウント数を１だけ減じる。以上のフロー
チヤートによつて補給フラグがあるコピー枚数セ
ツトされないときはクリーニング装置からのトナ
ーの還元が停止され、画質の劣化、クリーニング
不良を防止することができる。

発明の効果 以上実施例で説明した本発明は、クリーニング
装置から還元されるリサイクルトナーの量と、補
充用新規トナーの量との何れかあるいは両方を制
御することを特徴とするものであるから、例えば
画像面積が広く、濃度の濃い原稿を大量記録する
ときに、像保持体上に付着する残留トナーの量が
増し、よつてクリーニング装置で除去されリサイ
クル装置によつて現像装置内に搬送されるリサイ
クルトナーの量のみが急激に増加して新規トナー
の補給が行なわれなくなることは防止できる。こ
れによつて現像装置内のトナーはリサイクルトナ
ーと補充トナーとが適量補給されるから、常に良
好な現像性能を維持して、安定した高い画質の記
録が行なわれる。

なお本発明は二成分系の現像剤についても、一
成分系の現像剤についても適用され、同様の効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静電記録装置の感光体ド
ラム廻りの断面図、第２図および第３図は本発明
を施こした静電記録装置の正面図縦断面図および
平面図横断面図、第４図はトナー濃度制御の回路
図、第５図および第６図は本発明によるトナー補
給のフローチヤートである。 １……像保持体、２……感光体ドラム、５……
現像装置、８……クリーニング装置、１４……回
転体、１８……無端状ベルト、２５……トナー補
給装置、２６……トナー補給ローラ、T₁……残
留トナー、T₂……補充トナー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 像保持体上の静電潜像を粉体トナーで現像を
   行なう現像装置と、現像された粉体トナー像を記
   録紙に転写したのち、像保持体から残留トナーを
   除去するクリーニング装置と、該クリーニング装
   置によつて除去されたトナーを前記現像装置に還
   元するリサイクル装置と、補充トナーを現像装置
   に供給するトナー補給装置とを備えた静電記録装
   置において、 像保持体上の静電潜像を現像装置で現像し、粉
   体トナー像を記録紙に転写し、像保持体上の残留
   トナーの除去動作中、前記クリーニング装置から
   トナー還元を行うリサイクル装置を動作すると共
   に、現像装置内のトナー濃度を測定して、この測
   定結果に基づき現像装置へ補充トナーを所定量供
   給し、所定枚数の複写工程終了時、現像装置内の
   トナー濃度を検出するトナー濃度検出制御手段と
   トナー補給カウンタとから構成される検出手段に
   よつて、前記トナー補給装置からのトナー補給が
   ないことを検出したとき、クリーニング装置から
   還元されるトナーの量一定期間の削減と補充トナ
   ーの強制補給の何れか一方を行うかあるいは両方
   を行うことを特徴とする静電記録装置。