JPH06118790A - 画像形成装置および画像形成ユニットおよび画像形成ユニット使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】クリーニング装置から現像装置へトナーを回収
して再使用する際の、現像装置内におけるトナー濃度の
片寄りの発生を防止する。 【構成】画像形成装置本体１側から制御・駆動可能とし
た画像形成装置において、画像形成ユニットにおけるト
ナー回収装置２２のトナー回収路の始点側をクリーニン
グ装置２０とし、終点側を切り換え手段に保持させ、切
り換え手段により、トナー回収路の終点部を、現像装置
１６における現像剤撹拌搬送手段１６２近傍とトナー補
給装置１７とに切り換え可能とし、現像装置１６とトナ
ー回収路終点部との連結部および、トナー補給装置１７
とトナー回収路終点部との連結部に、トナー回収路終点
の連結切り換えに応じて開閉するシャッターを配備し、
画像形成装置本体１に新規に装着される画像形成ユニッ
トのクリーニング装置に、トナーとキャリヤを所定の混
合比で含む現像剤を貯蔵させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像形成装置および画
像形成ユニットおよび画像形成ユニット使用方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】潜像担持体に静電潜像を形成し、乾式現
像して可視化し、得られる可視像を転写紙上に転写・定
着して画像形成を行う画像形成装置は、電子複写機や光
プリンターに関連して広く知られている。

【０００３】このような画像形成装置において、少なく
とも潜像担持体、現像装置、クリーニング装置およびト
ナー回収装置を一体化して画像形成装置本体に対して着
脱・交換可能とし、画像形成装置本体側から制御・駆動
可能とした画像形成ユニットの使用が提案されている。

【０００４】このように、画像形成装置の中枢をなす部
分をユニット化して画像形成装置本体に対して着脱・交
換可能とすることにより、画像形成装置の故障修理等に
極めて迅速に対応できる。

【０００５】このような画像形成ユニットの、クリーニ
ング装置内に未使用の現像剤を予め貯蔵しておき、画像
形成ユニットを新規に画像形成装置本体に装着したと
き、トナー回収装置を駆動して、上記未使用の現像剤を
現像装置に供給することができる（特開平１−２２５９
６９号公報）。

【０００６】クリーニング装置は一般に、現像装置に比
して密閉性が良いので、画像形成ユニットの搬送や交換
作業の際に、貯蔵した現像剤が雫れだして周囲を汚損す
る虞れが少なく、画像形成ユニットの搬送・交換の際の
取扱性が良い。

【０００７】画像形成ユニットの装着後は、画像形成プ
ロセス中、クリーニング装置により潜像担持体表面から
除去した残留トナーを、トナー回収装置により現像装置
内に回収することにより、残留トナーを再使用すること
ができ、トナーの無駄な消費を防止することが可能であ
る。

【０００８】ところで、キャリヤとトナーとを含む２成
分系の現像剤で適正な現像を行うには、トナーとキャリ
ヤとが所定の混合比の範囲にある必要があるが、上記画
像形成ユニットで、クリーニング装置から現像装置へト
ナー回収を行うと、とかくトナーが現像装置の一定の回
収位置に回収されやすく、現像装置内の他の部分に比し
て回収位置近傍でトナーの濃度が高くなり、現像剤中に
トナー濃度の不均一が発生しやすい。

【０００９】かかるトナー濃度の不均一が十分に解消さ
れない状態で現像を行うと、可視像の像濃度に不均一が
発生したりして好ましくない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、上述した、現像装置
内のトナー濃度の不均一の問題を有効に解決した新規な
画像形成装置および画像形成ユニットおよび画像形成ユ
ニットの使用方法の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の画像形成装置
は「潜像担持体に静電潜像を形成し、上記静電潜像を乾
式現像して可視化し、得られる可視像を転写紙上に転写
・定着して画像形成を行い、少なくとも上記潜像担持
体、現像装置、トナー補給装置、クリーニング装置およ
びトナー回収装置を画像形成ユニットとして一体化して
画像形成装置本体に対して着脱交換可能とし画像形成装
置本体側から制御・駆動可能とした、画像形成装置」で
あって、以下の点を特徴とする（請求項１）。

【００１２】即ち、画像形成ユニットにおけるトナー回
収装置のトナー回収路の始点側をクリーニング装置と
し、終点側を切り換え手段に保持させ、上記切り換え手
段により、トナー回収路の終点部を、現像装置における
「現像剤撹拌搬送手段近傍」と「トナー補給装置」とに
切り換え可能とする。さらに、現像装置とトナー回収路
終点部との連結部および、トナー補給装置とトナー回収
路終点部との連結部に、トナー回収路終点部の連結部切
り換えに応じて開閉するシャッターを配備する。画像形
成装置本体に「新規」に装着される画像形成ユニットの
クリーニング装置には、トナーとキャリヤを所定の混合
比で含む現像剤を貯蔵させる。

【００１３】上記画像形成装置において、トナー補給装
置の、トナー回収路終点部との連結部に「トナー粒径よ
り大きく、キャリヤ粒径よりも小さいメッシュ」のメッ
シュ部材を設けることができる（請求項２）。

【００１４】請求項３記載の発明は、上記請求項１また
は２に記載された画像形成ユニットで、クリーニング装
置に「トナーとキャリヤを所定の混合比で含む現像剤」
が貯蔵される。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項３記載の画
像形成ユニットの使用方法であり、「画像形成ユニット
を画像形成装置本体に装着した際、トナー回収路終点部
を現像装置側に連結させてトナー回収装置を動作させ、
クリーニング装置内に貯蔵された現像剤を現像装置内へ
移し、画像形成プロセス開始以後は、トナー回収路終点
部をトナー補給装置側に連結させてトナー回収装置を動
作させ、クリーニング装置が潜像担持体表面から除去し
たトナーをトナー補給装置へ回収する」ことを特徴とす
る。

【００１６】

【作用】上述のように、この発明の画像形成装置に於い
ては、少なくとも、潜像担持体と現像装置とトナー補給
装置とクリーニング装置とトナー回収装置とが画像形成
ユニットとして一体化されて画像形成装置本体に対して
着脱可能で、画像形成装置本体に装着された状態では、
画像形成装置本体側から制御・駆動される。

【００１７】画像形成装置に新たに装着される画像形成
ユニットのクリーニング装置には、所定の混合比でトナ
ーとキャリヤを含む現像剤が貯蔵され、この画像形成ユ
ニットは、現像剤をクリーニング装置に貯蔵した状態で
搬送・交換の対象とされる。画像形成装置本体に新たな
画像形成ユニットが装着されると、画像形成装置本体側
から制御・駆動されて、まず、貯蔵された現像剤がトナ
ー回収装置により現像装置へ移される。画像形成プロセ
ス開始後、潜像担持体からクリーニング装置により除去
されたトナーは、トナー回収装置によりトナー補給装置
へと回収され、トナー補給装置から現像装置内へ補給さ
れる。

【００１８】

【実施例】図１は、この発明を実施した画像形成装置の
１例を要部のみ略示している。図中、符号１で示す破線
で囲った部分は画像形成装置本体を示している。符号１
０で示す潜像担持体は光導電性の感光体であり、ドラム
状に形成され、矢印方向へ回転可能である。潜像担持体
１０の周囲には、チャージャー１２、画像露光装置１
４、現像装置１６、転写分離チャージャー１８、クリー
ニング装置２０、トナー回収装置２２が配備される。現
像装置１６にはトナー補給装置１７が一体化されてい
る。これらのうち、潜像担持体１０と現像装置１６およ
びトナー補給装置１７とクリーニング装置２０とトナー
回収装置２２とは、画像形成ユニットとして一体化さ
れ、画像形成装置本体１に対して着脱可能となってい
る。

【００１９】画像形成ユニットと画像形成装置本体１は
それぞれ、互いに係合する駆動用係合部を有し、画像形
成ユニットを画像形成装置本体に装着すると、これら駆
動用係合部が互いに係合する。そして、画像形成装置本
体１側に配備された制御・駆動部２４により、上記駆動
用係合部を通じて画像形成ユニットにおける各要素が制
御・駆動されるようになっている。

【００２０】図１に即して画像形成プロセスを簡単に説
明すると、画像形成時には潜像担持体１０が矢印方向へ
回転し、その周面がチャージャー１２により均一に帯電
される。帯電された潜像担持体周面には、画像露光装置
１４による画像露光（原稿光像の投影および／または光
書き込み）が、矢印Ａで示す画像露光位置で行われて静
電潜像が形成される。

【００２１】現像装置１６のケーシング内にはトナーと
キャリヤを所定の混合比で含む粉体の現像剤Ｄが貯蔵さ
れている。現像剤Ｄは現像剤撹拌搬送手段である撹拌搬
送部材１６２により撹拌され、搬送されて現像ローラー
１６１の周面に供給される。現像剤Ｄ中のトナーは上記
撹拌の際に所定の極性に摩擦帯電される。

【００２２】現像ローラー１６１は周面に現像剤を保持
して回転し、現像部（現像ローラー１６１と潜像担持体
１０の近接部）において現像剤を静電潜像に供給し、静
電潜像を可視像とする。可視像は潜像担持体１０の回転
とともに移動し、図示されないカセット（画像形成装置
本体１に装着される）から配紙された転写紙Ｓに、転写
分離チャージャー１８の転写作用により転写される。可
視像を転写された転写紙Ｓは転写分離チャージャー１８
の分離作用により潜像担持体１０から分離し、定着装置
２６に送られ、同装置２６により可視像を定着されて装
置外へ排出される。可視像転写後の潜像担持体１０表面
に残留しているトナーはクリーニング装置２０により潜
像担持体１０の表面から除去される。以上が画像形成プ
ロセスの概略である。

【００２３】図２は、図１に示した画像形成装置の画像
形成ユニット部分を平面図的に示す概念図である。現像
装置１６における撹拌搬送部材１６２は、現像装置内に
おいて現像剤を均一に撹拌する撹拌機能と、現像装置内
において現像剤を潜像担持体の回転軸方向に対応する方
向に均一に行き渡らせる機能とを有する。トナー回収装
置２２は、トナーを搬送する管状のトナー回収路２２０
と、このトナー回収路２２０中を通してトナーを搬送す
るコイルスプリング２２１（前述した駆動用係合部を介
して、画像形成装置本体側から制御・駆動されて回転す
る）と、切り換え手段２２２とを有している。

【００２４】トナー回収路２２０の始点は図２に示すよ
うにクリーニング装置２０であるが、トナー回収路の終
点側は切り換え手段２２２により、現像装置１６側とト
ナー補給装置１７側に連結対象を切り換えることができ
るようになっている。

【００２５】図３を参照すると、符号２２３はトナー回
収装置の切り換え手段の一部をなす切り換えギヤを示
す。切り換えギヤ２２３は駆動ギヤ２２４に噛み合てい
る。駆動ギヤ２２４の駆動軸は前述の駆動用係合部とな
っており、画像形成装置本体側の駆動用係合部と係合
し、上記本体側から駆動力を受けて回転し、切り換えギ
ヤ２２３を回転させる。

【００２６】トナー回収路２２０は可撓性であって、そ
の終点部が切り換えギヤ２２３に固定されている。切り
換えギヤ２２３は回転軸Ｐの回りに回転可能であり、現
像装置１６とトナー補給装置１７とが形成するコーナー
部分に設けられており、回転することによりトナー回収
路終点部を現像装置１６とトナー補給装置１７とに選択
的に連結できるようになっている。図３（ａ）は、トナ
ー回収路２２０の終点部を現像装置１６側へ連結した状
態、同図（ｂ）はトナー補給装置１７側へ連結した状態
を示している。

【００２７】現像装置１６とトナー補給装置１７とが形
成する前記「コーナー部」には、トナー回収装置の一部
として、図４に示す如き、切り換え部材２２５が設けら
れている。切り換え部材２２５はトナー回収路の終点部
に係合して、切り換えを案内するガイド部２２６が形成
され、このガイド部の両端部には孔２２７，２２８が穿
設されている。孔２２６は現像装置１６のケーシング側
壁に形成された回収孔と位置に合致し、孔２２８はトナ
ー補給装置１７のケーシング側壁に形成された回収孔
（メッシュ部材１７０が設けられている）位置に合致し
ている。

【００２８】切り換え部材２２５のガイド部２２６の両
端部には、板状のシャッター板２３０，２３１が摺動自
在に嵌合しており、切り換え部材２２５との間に掛け渡
された緊縮性のバネ２３２，２３３によりそれぞれ、孔
２２７，２２８を閉ざす向きの弾性力を作用されてい
る。図では、シャッター板２３１は閉じているから、本
来は、目主部剤１７０はシャッター板２３１に隠れて見
えないが、説明の簡単のためシャッター板２３１の存在
にも拘らず、メッシュ部材１７０が見えるように描いて
ある。

【００２９】さて、画像形成装置本体に「新たに」装着
される画像形成ユニットは、前述のようにクリーニング
装置内に現像剤を貯蔵されているが、このときトナー回
収装置２２におけるトナー回収路２２１の終点部は、図
３（ａ）に示すように現像装置１６側に連結した状態に
設定されている。従って図４に示すように、この状態で
はシャッター２３０は孔２２７を開き、シャッター２３
１は孔２２８を閉ざしている。

【００３０】切り換えギヤ２２３には、図３（ａ）に示
すように反射部材２２５が設けられており、図の反射部
材２２５の位置に該当する画像形成装置本体側には、上
記反射部材に光を照射する光源と反射部材２２５からの
反射光を受光する受光素子からなる「光センサー」が配
備されている。

【００３１】画像形成ユニットが新たに画像形成装置本
体に装着されると、装置本体側の制御・駆動部２４（図
１）が上記光センサーにより反射部材２２５の位置を確
認する。前述のように、画像形成ユニットが新たに画像
形成装置本体に装着されるとき、トナー回収路２２０の
終点部は現像装置１６に連結され、反射部材２２５は図
３（ａ）の位置に位置しているから、上記光センサーが
反射部材２２５を検知することにより、画像形成装置本
体側は、装着された画像形成ユニットが「新たな」ユニ
ットであり、そのクリーニング装置に現像剤を貯蔵して
いることを知ることができる。

【００３２】画像形成装置本体の制御・駆動部２４は、
上記のようにして、装着された画像形成ユニットが新し
いものであることを検知すると直ちにトナー回収装置２
２を駆動し、クリーニング装置内に貯蔵されている現像
剤を現像装置１６にに移す。このとき現像装置の撹拌搬
送部材１６２も駆動する。図２に示すように、トナー回
収路の終点部は現像装置１６内の撹拌搬送部材１６２の
近傍に送られるので、現像装置に移された現像剤Ｄは、
撹拌搬送部材１６２の作用にて撹拌されつつ現像装置全
体に行き渡る。

【００３３】現像剤の移送が終了（コイルスプリング２
２０の回転負荷を検知して、これが急激に小さくなるこ
とで検出できる）したら、図３に示す駆動ギヤ２２４を
駆動して切り換えギヤ２２３を略９０度、時計方向へ回
転させる。これに伴いトナー回収路終点部は、図４に示
す切り換え部材２２５のガイド部２２６に案内されて移
動し、図４に示すシャッター２３０はバネ２３２の弾性
力により移動して孔２２７を閉ざす。

【００３４】トナー回収路２２０の終点部が上記の如く
移動すると、上記終点部はシャッター２３１をバネ２３
３の弾性力に抗して移動させることにより孔２２８を開
き、トナー補給装置１７に連結される。

【００３５】この連結が完了すると画像形成装置は画像
形成プロセスの実行が可能になり、以後、画像形成プロ
セスに伴い潜像担持体からクリーニング装置により除去
されるトナーは、トナー回収装置２２によりトナー補給
装置１７へ回収され、現像装置へはトナー補給装置１７
から供給されることになる。トナー補給装置から現像装
置へのトナー供給は、図１に示すように、供給フィン１
７１によりトナーＴを掻き上げ、現像装置１６との隔壁
に設けられたスリットから現像装置内に供給する。トナ
ー補給装置内には、図示されていないが同装置内のトナ
ーを装置全体に均一化する手段があり、従ってトナー補
給装置からのトナーは、図１において図面に直交する方
向へ均一に供給され、現像装置内において上記方向にお
けるトナー濃度の不均一の問題は有効に解決される。

【００３６】なお、トナー補給装置内には予めトナーを
貯蔵し、上記隔壁のスリットをシールしておき、画像形
成ユニット装着時に上記シールをはがしてスリットを開
放すようにしてもよいし、画像形成ユニット装着後にト
ナーをトナー補給装置に補給するようにしてもよい。

【００３７】上に説明した実施例では、図４に示すよう
に、トナー回収路２２０の終点部と連結するトナー補給
装置部分にメッシュ部材１７０が取り付けられている。
メッシュ部材１７０のメッシュは、トナーの粒径（正常
なトナーの粒径分布における最大粒径）よりも大きく、
キャリヤ粒径よりも小さく設定されている。従って、ト
ナー回収路２２０を搬送されるもののうち、回収トナー
のみがトナー補給装置１７内に回収され、キャリヤや細
かい紙分等の異物がトナー補給装置を介して現像装置１
６に入り込むことがない。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
画像形成装置、画像形成ユニットおよびその使用方法を
提供できる。この発明は、上記の如き構成となっている
から、画像形成プロセス中にクリーニング装置により潜
像担持体から除去されたトナーを廃棄すること無く有効
に再利用できるが、残留トナーは一旦トナー補給装置へ
回収されてから現像装置へ再供給されるので、従来問題
となっていた現像装置内におけるトナー濃度の偏りの問
題を有効に解決できる。

【００３９】また請求項２記載の発明では、トナー補給
装置のトナー回収部にメッシュ部材を設けてトナーのみ
を回収するので、クリーニング装置で潜像担持体から除
去されたキャリヤや紙粉等の異物が現像装置に紛れ込む
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像形成装置の１例を要部のみ略示
する図である。

【図２】図１の画像形成装置において装置本体に着脱可
能な画像形成ユニットを概念的に示す図である。

【図３】図２の画像形成ユニットの、トナー回収装置に
おける切り換え手段を説明するための図である。

【図４】トナー回収路終点部と現像装置・トナー補給装
置の連結切り換えをガイドする切り換え部材とシャッタ
ーとを説明するための図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置本体 １０ 潜像担持体 １２ チャージャー １６ 現像装置 １７ トナー補給装置 １８ 転写分離チャージャー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体に静電潜像を形成し、上記静電
   潜像を乾式現像して可視化し、得られる可視像を転写紙
   上に転写・定着して画像形成を行い、少なくとも上記潜
   像担持体、現像装置、トナー補給装置、クリーニング装
   置およびトナー回収装置を画像形成ユニットとして一体
   化して画像形成装置本体に対して着脱・交換可能とし上
   記画像形成装置本体側から制御・駆動可能とした、画像
   形成装置において、 画像形成ユニットにおけるトナー回収装置のトナー回収
   路の始点側をクリーニング装置とし、終点側を切り換え
   手段に保持させ、上記切り換え手段により、トナー回収
   路の終点部を、上記現像装置における現像剤撹拌搬送手
   段近傍とトナー補給装置とに切り換え可能とし、 上記現像装置とトナー回収路終点部との連結部および、
   上記トナー補給装置とトナー回収路終点部との連結部
   に、トナー回収路終点部の連結切り換えに応じて開閉す
   るシャッターを配備し、 画像形成装置本体に新規に装着される画像形成ユニット
   のクリーニング装置に、トナーとキャリヤを所定の混合
   比で含む現像剤を貯蔵させたことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、 トナー補給装置の、トナー回収路終点部との連結部に、
   トナー粒径より大きくキャリヤ粒径よりも小さいメッシ
   ュのメッシュ部材を設けたことを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】クリーニング装置に、トナーとキャリヤを
   所定の混合比で含む現像剤を貯蔵させた、請求項１また
   は２記載の画像形成ユニット。
4. 【請求項４】請求項３記載の画像形成ユニットを、画像
   形成装置本体に装着した際、トナー回収路終点部を現像
   装置側に連結させてトナー回収装置を動作させ、クリー
   ニング装置内に貯蔵された現像剤を現像装置内へ移し、 画像形成プロセス開始以後は、トナー回収路終点部をト
   ナー補給装置側に連結させてトナー回収装置を動作さ
   せ、クリーニング装置が潜像担持体表面から除去したト
   ナーをトナー補給装置へ回収することを特徴とする画像
   形成ユニット使用方法。