JPH06258944A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像手段を小型化して画像形成装置の小型を
図ると共に、回収トナーによる画像の劣化を防ぎ、画像
品質を良好に維持する。 【構成】 未使用トナータンク７と回収トナータンク８
とを感光体ドラム１長手方向に並べて配設し、未使用ト
ナータンク７と回収トナータンク８とによる該方向の長
さＬ１が現像器３の該方向の長さと同じになるようにす
る。また、トナー補給ローラ１０及びアジテータ９を未
使用トナータンク７と回収トナータンク８とで共用す
る。また、回収トナータンク８のトナー補給幅Ｌ２が未
使用トナータンク７のトナー補給幅Ｌ３よりも小さくな
り、回収トナータンク８による回収トナーの補給位置が
感光体ドラム１の非画像領域に対応する位置になるよう
に設定する。これにより画像形成装置を小型化でき、良
好な画像を得ることができる。

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、詳しくは転写
後の像担持体面上に残留したトナーをクリーニング装置
で回収し、回収したトナーを現像手段に搬送して再利用
する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置としては、
常に良好な現像性能を維持し、安定した高い画質の記録
物が得られるようにするために、クリーニング装置によ
り回収されたトナー（以下、回収トナーという）を現像
器に戻すリサイクル装置の一部として、回収トナーを未
使用トナーとは別に収容する回収トナー収容装置を有
し、適量の回収トナーを現像器に補給するようにしたも
のが知られている（例えば、特開昭６０−４１０７９号
公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
６０−４１０７９号公報の画像形成装置においては、未
使用トナー収容装置と回収トナー収容装置それぞれを像
担持体長手方向に延在するように構成し、一方のトナー
収容装置が他方のトナー収容装置より像担持体寄りにな
るように現像器の上部に設置しているので、現像器とト
ナー収容装置とで構成される現像手段が大型化してしま
い、特に像担持体長手方向に垂直な面内での現像手段の
断面形状が大型化してしまい、その結果画像形成装置全
体も大型化してしまうという問題点があった。

【０００４】また、クリーニング装置により回収され、
再利用されるトナーは、未使用トナーに比べて、トナー
の物性が変化している。例えば、回収トナー中に、クリ
ーニング時に像担持体上から一緒に回収された紙粉等の
トナー以外の異物や、凝集したトナー等が混入してしま
っていたり、回収トナーが未使用トナーと比較して小粒
径化してしまっていたりする。さらに、何度も画像形成
プロセスを経て劣化し帯電しにくくなったり、逆帯電ト
ナーが含まれるようになったり、転写チャージ等の負荷
を受けて、その摩擦帯電能力が低下してしまっていた
り、回収トナーの粉体特性としての流動性が低下してし
まっていたりする。したがって、回収トナーと未使用ト
ナーとを混合して利用する場合、トナー濃度の均一性と
トナー電荷量の安定性などを維持することが困難であ
り、一度に多くの回収トナーを現像器内に補給すると、
画像以外の地肌部にトナーが多く付着して地肌汚れや粒
状汚れが発生したり、現像器からトナー飛散が発生した
り、ノッチズレが生じたりしやすいという問題点があ
る。ここで、上記特開昭６０−４１０７９号公報に示さ
れた構成によれば、該未使用トナー収容装置からの未使
用トナーの補給量と、該回収トナー収容装置からの回収
トナーの補給量とを関係付けて制御していないので、回
収トナーの補給量が一定限度を超え、地肌汚れやトナー
飛散が発生して画像品質が劣化したり、クリーニング不
良を発生してしまうという問題点があった。

【０００５】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、回収トナーを収容す
るための専用の回収トナー収容装置が未使用トナー収容
装置とは別に設けられ、クリーニング装置で回収された
トナーを回収トナー収容装置に戻して再利用する画像形
成装置において、上記２つのトナー収容装置と現像器と
で構成される現像手段を小型化して、特に像担持体長手
方向に垂直な面内での現像手段の断面形状を小型化し
て、省スペースを図ると共に、回収トナーによる画像の
劣化を防ぎ、画像品質を良好に維持できる画像形成装置
を提供することである。

【０００６】

【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、未使用トナーを収容する未使
用トナー収容装置と、転写後の像担持体面上に残留して
クリーニング装置により回収されたトナーを収容する回
収トナー収容装置と、該未使用トナー収容装置から現像
器へ該未使用トナーを補給する未使用トナー補給装置
と、該回収トナー収容装置から該現像器へ回収トナーを
補給する回収トナー補給装置とを有する画像形成装置に
おいて、該未使用トナー収容装置と回収トナー収容装置
とを該像担持体長手方向に並べて配設したことを特徴と
するものである。請求項２の発明は、請求項１の画像形
成装置において、上記未使用トナー補給装置と上記回収
トナー補給装置とをそれぞれ、上記現像器へ連通したト
ナー補給部に設けた可動部材で該現像器へトナーを補給
するように構成し、該未使用トナー補給装置と該回収ト
ナー補給装置それぞれの該可動部材を同一の駆動軸を有
するように構成したことを特徴とするものである。請求
項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記
回収トナー補給装置の上記現像器へ連通したトナー補給
部のトナー補給幅を、上記未使用トナー補給装置の該現
像器へ連通したトナー補給部のトナー補給幅よりも小さ
くなるように構成したことを特徴とするものである。請
求項４の発明は、未使用トナーを収容する未使用トナー
収容装置と、転写後の像担持体面上に残留してクリーニ
ング装置により回収されたトナーを収容する回収トナー
収容装置と、該未使用トナー収容装置から該現像器へ該
未使用トナーを補給する未使用トナー補給装置と、該回
収トナー収容装置から該現像器へ回収トナーを補給する
回収トナー補給装置とを有する画像形成装置において、
該回収トナー補給装置の該現像器へ連通したトナー補給
部が該像担持体の非画像領域に対応するように該回収ト
ナー補給装置を配設したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】請求項１の発明において、未使用トナー収容装
置と回収トナー収容装置とを像担持体長手方向に並べて
配設することで、上記２つのトナー収容装置と現像器と
で構成される現像手段の該方向に垂直な面内での断面形
状は、未使用トナー収容装置のみが設けられた現像手段
の該方向に垂直な面内での断面形状と同じにすることが
可能となる。請求項２の発明においては、未使用トナー
補給装置と回収トナー補給装置それぞれの現像器へ連通
したトナー補給部に設けられた可動部材が同一の駆動軸
を有しているので、それぞれの可動部材について別個に
駆動手段を設ける必要なく、唯一の駆動手段によってそ
れぞれの可動部材を駆動させることができる。請求項３
の発明においては、回収トナー補給装置の現像器へ連通
したトナー補給部のトナー補給幅を、未使用トナー補給
装置の現像器へ連通したトナー補給部のトナー補給幅よ
りも小さくなるように構成したので、未使用トナー補給
装置及び回収トナー補給装置それぞれの可動部材による
トナー補給能力が同じであっても、回収トナー補給装置
により現像器に補給される回収トナー量が、未使用トナ
ー補給装置により現像器に補給される未使用トナー量よ
りも多くならないようにする。請求項４の発明において
は、回収トナー補給装置の現像器へ連通したトナー補給
部が像担持体の非画像領域に対応するように配設された
回収トナー補給装置によって現像器に補給される回収ト
ナーは、現像器内の上記非画像領域に対応する箇所に補
給される。

【０００８】

【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。図１は、本実施例に係る複写機の概略構成
図である。まず、複写機全体の概略について説明する。
像担持体である感光体ドラム１の感光層として例えば負
帯電有機感光体を使用し、現像剤として例えば負帯電ト
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。感光体ドラム１面は、図示しないモ
ーターにより回転駆動されて矢印ａ方向に回転し、まず
帯電チャージャー２で均一に帯電され、次に図示しない
プラテンガラスの上に載せた原稿を光源で走査して、そ
の原稿からの反射光に基づいて光学ミラーを含む例えば
レーザー光学系などの露光光学系により画像情報に対応
したレーザービームが感光体ドラム１の回転方向と垂直
な方向、すなわち感光体ドラム１の軸方向に主走査さ
れ、感光体ドラム１の回転により副走査される。これに
より、感光体ドラム１面上に画像情報に対応した静電潜
像が形成される。この静電潜像は、現像器３によって現
像されてトナー像となり、顕像化される。現像時の感光
体ドラム１面上の表面電位は、例えば地肌部電位（暗部
電位）ＶＤが約−８００Ｖ、画像部電位（明部電位）Ｖ
Ｌが約−１００Ｖに設定されていて、この画像部に現像
器３の現像ローラ３ａに印加されている現像バイアス電
位ＶＢの約−６００Ｖとの電位差で負帯電トナーが付着
し、静電潜像が現像される。現像されたトナー像は、転
写チャージャー４の作用のもとに矢印ｂ方向から搬送さ
れてきた転写紙（図示せず）に転写される。この転写紙
は、分離チャージャー５の作用で感光体ドラム１から分
離され、図示しない定着器により定着されて、プリント
が完了する。一方、感光体ドラム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ドラ
ム１上に残留する。転写後の感光体ドラム１面上に残留
したトナーは、クリーニング装置６で除去される。その
後、感光体ドラム１面上に残留している電荷は、図示し
ない例えば除電ランプの除電光により除電されて、感光
体ドラム１面は次回の作像に備えられ、再び上記工程が
繰り返される。

【０００９】なお、現像器３内の現像剤のトナー濃度を
所定の範囲内に保持するトナー補給制御のために、感光
体ドラム１面の画像領域外に基準濃度パターンに対応す
る静電潜像を形成し、現像器３によりトナー像とする。
この基準濃度パターンに対応するトナー像の濃度を検出
して検知濃度に対応した信号を出力するために、例え
ば、感光体ドラム１表面の移動方向において分離チャー
ジャー５の配設位置よりも下流側で感光体ドラム１面に
近接した位置に、感光体ドラム１面に対向させて、光の
反射を利用したトナー像の濃度センサー（図示せず、以
下、光学センサーという）を設ける。この光学センサー
の出力値により、現像器３内の現像剤のトナー濃度が判
断される。すなわち、光学センサーは、現像器３内のト
ナー濃度検知手段として用いられている。

【００１０】次に、回収トナーの再利用について説明す
る。上記転写プロセスでは、感光体ドラム１面上のトナ
ー像は完全に１００％転写されるわけではなく、その一
部は感光体ドラム１面上に残留する。この残留トナー
は、感光体ドラム１面を摺擦しているクリーニング装置
６内の弾性体のゴムブレード６ａにより掻き落とされ
る。掻き落されたトナーは、図示しないトナー捕集板に
沿ってトナー回収室６ｂに落下する。

【００１１】ここで、現像器３には、その感光体ドラム
１に対向する開口部近傍に円筒状の現像ローラ３ａが、
その周面が感光体ドラム１の表面と所定のギャップを置
いて配置されている。また、現像器３には、例えば周面
に複数の羽根が形成されたパドル等の現像剤撹拌部材３
ｂと、撹拌ローラ３ｃが配設されていて、現像剤である
トナーとキャリアとを撹拌して、トナーに良好な摩擦帯
電を生じさせると共に、上記現像ローラ３ａに現像剤を
搬送できる構成となっている。パドル３ｂの上方には、
現像ローラ３ａ上の余剰現像剤を現像器３の後方に戻す
セパレータ３ｄが設けられている。また、このセパレー
タ３ｄ上面には斜向フィン３ｅが設けられ、後方には現
像ローラ３ａ軸方向におけるセパレータ３ｄの一方の端
部上の現像剤を、他端部側へ搬送して撹拌ローラ３ｃ上
に落下させる搬送スクリュー３ｆが設けられている。こ
の斜向フィン３ｅと搬送スクリュー３ｆとで横方向（現
像ローラ軸方向）における搬送攪拌手段を構成してい
る。

【００１２】また、現像器３には、下部筐体７ａとそれ
に取り付けられた上部筐体７ｂとでその筐体が構成され
る未使用トナー収容装置である未使用トナータンク７
と、回収トナー収容装置である回収トナータンク８とが
設けられており、現像器３、未使用トナータンク７及び
回収トナータンク８で現像装置３０を構成している。

【００１３】次に、上記未使用トナータンク７及び回収
トナータンク８について説明する。図２は図１に係る複
写機を上方から見た部分断面図、図３は図１中のＡ−Ａ
線矢印方向の断面図である。未使用トナータンク７の上
記下部筐体７ａと回収トナータンク８とは一体に構成さ
れており、未使用トナータンク７と回収トナータンク８
とは感光体ドラム１長手方向に並べられて配設され、回
収トナータンク８の側板８１が未使用トナータンク７の
下部筐体７ａの一方の側板を兼ねている。図示の例にお
いては、回収トナータンク８が未使用トナータンク７よ
りも装置奥側（図２において上方）になるように並べら
れて配設されている。また、未使用トナータンク７と回
収トナータンク８とによる感光体ドラム１長手方向の長
さＬ１は、該方向における現像器３の長さと等しくなる
ようにされている。また、未使用トナータンク７と回収
トナータンク８それぞれは、図２中矢印ｃ方向から見た
形状が同一形状になるように構成されている。

【００１４】また、未使用トナータンク７と回収トナー
タンク８とを仕切る上記側板８１には未使用トナータン
ク７と回収トナータンク８とをそれぞれ連通する孔８１
１が設けられている。そして、未使用トナータンク７及
び回収トナータンク８内には、上記孔８１１を通って未
使用トナータンク７と回収トナータンク８との間で延在
して回転可能に構成された、可動部材であるアジテータ
９及びトナー補給ローラ１０が設けられている。アジテ
ータ９及びトナー補給ローラ１０はその長手方向の一端
が未使用トナータンク７の下部筐体７ａの側板７１に軸
支され、他端が回収トナータンク８の側板８２に軸支さ
れており、この他端には図示しない駆動装置からの駆動
力をアジテータ９とトナー補給ローラ１０それぞれに伝
達するための例えばギヤ９１，１０１が取り付けられて
いる。

【００１５】また、回収トナータンク８は回収トナー搬
送装置１１によってクリーニング装置６と繋がれてい
る。この回収トナー搬送装置１１は、例えば、クリーニ
ング装置６内のトナー回収室６ｂと回収トナータンク８
とを繋ぎ回収トナーの搬送路となる搬送パイプ１１ａ
と、搬送パイプ１１ａの内部にあって回動するスクリュ
ー型の回転体であるコンベアー（図示せず）とから構成
することができる。

【００１６】上記説明に係る複写機においては、未使用
トナータンク７内の未使用トナー及び回収トナータンク
８内の回収トナーは、アジテータ９が回転することによ
り、トナー補給ローラ１０にふりかけられ、トナー補給
ローラ１０が回転することにより現像器３に適量補給さ
れる。

【００１７】また、上記複写機における未使用トナータ
ンク７及び回収トナータンク８からのトナー補給動作の
開始及び停止のタイミングは、従来公知の光学センサ等
からの信号に基づくトナー補給動作の開始及び停止のタ
イミングと同一の制御を行っている。

【００１８】ところで、クリーニング装置６により回収
され、現像装置３０まで搬送されてきた回収トナーに
は、クリーニング時に感光体ドラム１上から一緒に回収
された紙粉等のトナー以外の異物や、凝集したトナー等
が混入していることがあり、一度に多くの回収トナーを
現像器３内に補給して、回収トナーを再度画像形成に用
いると地肌汚れや粒状汚れ等の不具合を生じる場合があ
る。そのため、現像器３内に補給する回収トナーの量
は、未使用トナーの補給量に対して少なめに設定してお
くことが望ましい。また、回収トナーはその生じる過程
からして増え方は遅く、回収トナータンク８に溜る回収
トナーの量はそれほど多くはないことから、回収トナー
タンク８の容積は未使用トナータンク７の容積よりも少
なくてよい。

【００１９】そこで、本実施例においては、図２，３に
示すように、回収トナータンク８を未使用トナータンク
７よりも小さくし、回収トナータンク８の回収トナー補
給幅Ｌ２を未使用トナータンク７の未使用トナー補給幅
Ｌ３よりも小さくなるように設定する。この構成によれ
ば、本実施例のようにトナー補給ローラ１０が回収トナ
ータンク８及び未使用トナータンク７において共用され
ていても、未使用トナータンク７から現像器３への未使
用トナー補給量に対する回収トナータンク８から現像器
３への回収トナー補給量の比率を一定値以下にできる。

【００２０】また、回収トナーは何度も画像形成プロセ
スを経て劣化し帯電しにくくなったり、逆帯電トナーが
含まれるようになったり、転写チャージ等の負荷を受け
て、その摩擦帯電能力が低下してしまったりしている。

【００２１】そこで、本実施例においては、図２，３に
示すように、回収トナーが感光体ドラム１上で画像が形
成される画像領域の外側である非画像領域に対応する箇
所に補給されるように、例えば回収トナータンク８の位
置を設定する。これにより、回収トナーがセパレータ３
ｄ上の斜向フィン３ｅ等で横方向に搬送されて画像領域
に対応する箇所まで移動し、画像形成に用いられるよう
になるまでの時間が長くなり、回収トナーの帯電量を立
ち上げるための撹拌時間を長くすることができるので、
異常画像の発生を防止できる。

【００２２】以上、本実施例によれば、未使用トナータ
ンク７及び回収トナータンク８は、感光体ドラム１長手
方向の長さＬ１が該方向における現像器３の長さと等し
くなるように該方向に並べられて配設されているので、
現像装置３０の該方向の長さを抑えることができる。ま
た、未使用トナータンク７と回収トナータンク８それぞ
れは、図２中矢印ｃ方向から見た形状が同一形状になる
ように構成されているので、感光体ドラム１長手方向に
垂直な面内での現像装置３０の大きさを、例えば、回収
トナータンク８が設けられておらず、未使用トナータン
ク７が該方向における現像器３の長さと等しくなるよう
に設けられた現像装置と同じにすることが可能である。
よって、未使用トナータンク７とは別に回収トナータン
ク８を設けても、現像装置３０が特に大型化することが
なく、その結果複写機全体が大型化することを防止でき
る。

【００２３】また、未使用トナータンク７の下部筐体７
ａと回収トナータンク８とを一体に構成し、未使用トナ
ータンク７と回収トナータンク８とを感光体ドラム１長
手方向に並べて配設することで、該方向から見た未使用
トナータンク７及び回収トナータンク８の断面形状を同
一にすることが可能となり、それにより、補給するトナ
ーの量をコントロールするトナー補給ローラ１０、トナ
ータンク内のトナーを撹拌するアジテータ９を未使用ト
ナータンク７及び回収トナータンク８の両方で共用する
ことが可能となるので、部品点数を減らすことができ、
コストダウンを図ることができる。

【００２４】また、回収トナータンク８の回収トナー補
給幅Ｌ２は未使用トナータンク７の未使用トナー補給幅
Ｌ３よりも小さくなるように設定されており、その結果
トナー補給ローラ１０が未使用トナータンク７及び回収
トナータンク８で共用されていても、現像器３への未使
用トナー補給量に対する回収トナー補給量の比率が高く
なることなく、所定値以下に抑えられるので、地肌汚
れ、粒状汚れ等のない良好な画像を得ることができる。

【００２５】また、回収トナーは感光体ドラム１上の非
画像領域に対応する箇所に補給されるので、回収トナー
の帯電量を立ち上げるための撹拌時間を長くすることが
でき、その結果回収トナーの帯電量不足による異常画像
の発生を防止できる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、未使用トナー
収容装置とは別に回収トナー収容装置を設けても、像担
持体長手方向に垂直な面内での断面形状は、未使用トナ
ー収容装置のみが設けられた現像手段の該方向に垂直な
面内での断面形状と同じにすることが可能となるので、
未使用トナー収容装置とは別に回収トナー収容装置が設
けられた現像手段を小型化して、省スペースを図ること
ができ、その結果画像形成装置全体の小型化を図ること
ができるという効果がある。請求項２の発明によれば、
未使用トナー補給装置と回収トナー補給装置それぞれの
可動部材を唯一の駆動手段によって駆動させることがで
きるので、部品点数を減らすことができ、コストダウン
を図ることができるという効果がある。請求項３の発明
によれば、現像器への未使用トナー補給量に対する回収
トナー補給量の比率が高くなることなく、所定値以下に
抑えられるので、帯電特性が劣っていたり、凝集度が高
い回収トナーによる地肌汚れ、粒状汚れ等を防止でき、
良好な画像を得ることができるという効果がある。請求
項４の発明によれば、帯電特性や流動性が劣る回収トナ
ーは現像器内の非画像領域に対応する箇所に補給される
ので、回収トナーが画像形成に用いられるまでの時間が
長くなり、回収トナーの帯電量を立ち上げるための撹拌
時間を長くすることができ、異常画像の発生を低減でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の概略構成を示す正面図。

【図２】図１に係る複写機を上方から見た部分断面図。

【図３】図１中のＡ−Ａ線矢印方向の断面図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ３ 現像器 ６ クリーニング装置 ７ 未使用トナータンク ８ 回収トナータンク １０ トナー補給ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 和久 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】未使用トナーを収容する未使用トナー収容
   装置と、転写後の像担持体面上に残留してクリーニング
   装置により回収されたトナーを収容する回収トナー収容
   装置と、該未使用トナー収容装置から現像器へ該未使用
   トナーを補給する未使用トナー補給装置と、該回収トナ
   ー収容装置から該現像器へ回収トナーを補給する回収ト
   ナー補給装置とを有する画像形成装置において、 該未使用トナー収容装置と回収トナー収容装置とを該像
   担持体長手方向に並べて配設したことを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】上記未使用トナー補給装置と上記回収トナ
   ー補給装置とをそれぞれ、上記現像器へ連通したトナー
   補給部に設けた可動部材で該現像器へトナーを補給する
   ように構成し、該未使用トナー補給装置と該回収トナー
   補給装置それぞれの該可動部材を同一の駆動軸を有する
   ように構成したことを特徴とする請求項１の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】上記回収トナー補給装置の上記現像器へ連
   通したトナー補給部のトナー補給幅を、上記未使用トナ
   ー補給装置の該現像器へ連通したトナー補給部のトナー
   補給幅よりも小さくなるように構成したことを特徴とす
   る請求項２の画像形成装置。
4. 【請求項４】未使用トナーを収容する未使用トナー収容
   装置と、転写後の像担持体面上に残留してクリーニング
   装置により回収されたトナーを収容する回収トナー収容
   装置と、該未使用トナー収容装置から該現像器へ該未使
   用トナーを補給する未使用トナー補給装置と、該回収ト
   ナー収容装置から該現像器へ回収トナーを補給する回収
   トナー補給装置とを有する画像形成装置において、 該回収トナー補給装置の該現像器へ連通したトナー補給
   部が該像担持体の非画像領域に対応するように該回収ト
   ナー補給装置を配設したことを特徴とする画像形成装
   置。