JPH08262951A

JPH08262951A - 異物除去装置と画像形成装置

Info

Publication number: JPH08262951A
Application number: JP7090232A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamiya; 裕二神谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】メッシュを用いた紙粉分離手段では外添剤や
小さな凝集物を取り除けず、再利用した際、現像特性が
悪化していたのを防止するのが目的である。【構成】クリーニング器からスクリュー４１で送られ
てきた転写後残留トナーはローラ１０１に付着され時計
回りに移動し、マグネットを備えたローラ１０２で吸引
され、ローラ１０１から１０２へ移動する際メッシュ１
０３で紙粉を除去され、スクレーパ１０７でローラ１１
１上へ送られ、鉄製ブレード１１３でローラ１１１上に
薄層化され、バイアス電源１１６により、新鮮トナーと
ほぼ同成分のトナーがローラ１１１から回収用ローラ１
１２へ送られ、スクレーパ１１５でスクリュー１２０に
供給されたトナーは現像器へ還流し、現像に適しない成
分はローラ１１１上からスクレーパ１１４で回収ボック
ス１３０へ落とされる。これによって、新鮮トナーに近
いトナーを再利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体上の転写後残
留トナー中の異物を除去し再利用に適当な異物除去装置
と該異物除去装置を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体例えば感光体上の転写後残留ト
ナーを再利用する技術が従来からあった。転写後の残留
トナーをはぎ取るクリーニング手段で収集して、これを
改めて現像器へ搬送して新鮮トナーと攪拌し使用すると
いうものである。さらに簡略化されたものでは、クリー
ニング手段を設けず感光体の進行に委せて現像器へトナ
ーを付着移送させる手段も考案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】本発明は前述従来
例をさらに発展させたものである。

【０００４】そこで本発明は、回収した転写後残留トナ
ー中の微小異物を効果的に除去可能な異物除去装置及び
この異物除去装置を備えた画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、紙粉
分離手段として、転写後残留トナーを微細なメッシュを
通過させることで、まず紙粉を除去する。その後、トナ
ー選別手段として、２つのローラ部材間に電位差を印加
して、適切なトナーのみを飛翔させる構成とすることで
不要な外添剤や帯電特性の好ましくない凝集トナーを分
離することが可能となっている。

【０００６】ここで本発明では、トナー選別手段はトナ
ー中の組成比率を変調させる目的のため、トナーを飛翔
させる側のローラ部材上にトナーを薄層コートする必要
があることを見いだした。さらに薄層コートするために
は、ローラ部材と近接するトナー規制部材を設ける必要
から紙粉のようにトナーと比較して形状の大きな異物が
挟まることはトナーの飛翔量を低減させ、最終的にトナ
ー詰まりを引き起こしかねないことも見いだした。その
ため、微細なメッシュをもつ紙粉分離手段を通過させた
後に、トナー中の不適切な帯電特性を有する異物を取り
除くトナー選別手段を配置することを、本発明では見い
だした。

【０００７】このように本発明では、最良画質を長期間
維持するために、転写後残留トナー中の紙粉だけでな
く、現像に適さない、外添剤や凝集トナーを取り除くト
ナー選別手段を設けることで、最良画質を長期間維持す
ることが可能となっている。従って、本来もつ外添剤と
しての効果をそのまま維持するような比率で配合するこ
とが可能となり、画像形成や本体寿命に関わる効果を失
うことなく、トナーの配合における自由度を広げること
も本発明では可能としている。

【０００８】本発明の第１の発明は像担持体を一様に帯
電する帯電手段と、一様帯電した像担持体に像光を結像
して潜像を形成する画像露光手段と、潜像にトナーを付
与して顕像化する現像手段と、転写紙上に可視像を転写
する転写手段と、該転写紙を像担持体より分離する分離
手段と、分離後の転写紙上の可視像を定着させる定着手
段と、像担持体上の転写後残留トナーを除去するクリー
ニング手段と、除去した転写後残留トナーを該現像手段
に戻し、新鮮トナーと共に再利用する手段と、再利用時
に転写後残留トナー中の再利用に適切でない異物を取り
除く手段とを具備する画像形成装置の異物除去装置にお
いて、該異物除去装置は、転写後残留トナー中の転写紙
から遊離した紙粉を取り除く紙粉分離手段と、該紙粉分
離後のトナーから、現像手段での利用に不適当なトナー
を選別するトナー選別手段と、を有することを特徴とす
る異物除去装置である。

【０００９】本発明の第２の発明は紙粉分離手段は、送
り用ローラと磁気吸引力を備えた受け取り用ローラの対
向する２つのローラ部材間にメッシュ状部材を挿入して
構成され、送り用ローラに転写後残留トナーを導入し
て、受け取りローラの磁気力でメッシュ状部材を通過さ
せることにより、転写後残留トナー中の紙粉を分別する
ことを特徴とする第１の発明に記載の異物除去装置であ
る。

【００１０】本発明の第３の発明はトナー選別手段は、
飛翔用ローラと回収用ローラの対向する２つのローラ部
材を近接させ、飛翔用ローラに紙粉分離後のトナーを薄
層コートし、該ローラ部材間に電位差を印加させること
により、紙粉分離後のトナーから前記現像手段での利用
に不適当なトナーのみ、もしくは、前記現像手段での利
用に最適なトナーのみを他の１つの回収用ローラに飛翔
させ、選別することを特徴とする第１又は第２の発明に
記載の異物除去装置である。

【００１１】本発明の第４の発明は前記新鮮トナーは、
可視像を形成する主成分と、該主成分に付着させる外添
剤成分を有するトナーで、該主成分と該外添剤成分の摩
擦帯電特性が逆極性であること、ないしは、外添剤成分
が摩擦帯電しないことを特徴とするトナーを使用する第
１の発明に記載の異物除去装置である。

【００１２】本発明の第５の発明は前記トナー選別手段
の対向する２つのローラ部材は０．１ｍｍ以上、１ｍｍ
以下の距離をもって配置されることを特徴とする第３の
発明に記載の異物除去装置である。

【００１３】本発明の第６の発明は前記トナー選別手段
の薄層コートする飛翔用ローラは、内部にマグネットロ
ーラを内蔵し、薄層コートするためのトナー規制部材を
有し、厚さ５０μｍ以上、５００μｍ以下のコート層を
得られるよう配置されることを特徴とする第３の発明に
記載の異物除去装置である。

【００１４】本発明の第７の発明は前記トナー選別手段
の薄層コートする飛翔用ローラは、トナー規制部材を有
し、該飛翔用ローラと該トナー規制部材との距離は、前
記紙粉分離手段のメッシュ状部材の開口幅以上とするこ
と、望ましくは前記トナー選別手段の薄層コートされた
トナー層の厚さが、前記紙粉分離手段のメッシュ状部材
の開口幅以上となる距離とすることを特徴とする第３の
発明に記載の異物除去装置である。

【００１５】本発明の第８の発明は前記現像手段はトナ
ーを現像ローラへコートする部材を有し、像担持体へト
ナー付与する手段であり、該コート層を形成する部材と
してトナー規制部材を有し、該現像ローラと該現像用の
トナー規制部材との距離は、前記トナー選別手段の薄層
コートされたトナー層の厚さ以上とすること、望ましく
は該現像手段のコートされたトナー層の厚さが、前記ト
ナー選別手段の薄層コートされたトナー層の厚さ以上と
なる距離とすることを特徴とする第３の発明に記載の異
物除去装置である。

【００１６】本発明の第９の発明は前記飛翔用ローラと
回収用ローラ間に印加する電位差は、交流成分を含み、
最大電界強度を１ｋＶ／ｍｍ以上、５ｋＶ／ｍｍ以下と
することを特徴とする第３の発明に記載の異物除去装置
である。

【００１７】本発明の第１０の発明は紙粉分離手段の受
け取り側ローラは、トナー選別手段における飛翔用ロー
ラを兼ねることを特徴とする第３の発明に記載の異物除
去装置である。

【００１８】本発明の第１１の発明は画像形成装置が転
写後残留トナーの量を検知する手段を有し、転写後残留
トナーの量を検知する手段が検知した転写後残留トナー
の量が多い場合には、前記トナー選別手段におけるトナ
ー選別能力を向上させる制御手段を有することを特徴と
する第１の発明に記載の異物除去装置である。

【００１９】本発明の第１２の発明は画像形成装置は画
像形成装置本体の置かれた環境を検知する手段、また
は、画像濃度を検知する手段を有し、環境または画像濃
度から転写後残留トナーの量が多い場合を推定し、前記
トナー選別手段におけるトナー選別能力を向上させる制
御手段を有することを特徴とする第１１の発明に記載の
異物除去装置である。

【００２０】本発明第１３の発明は前記制御手段は、前
記トナー選別手段の飛翔用ローラと回収用ローラ間に印
加する電位の波形を変更する制御手段を有し、転写後残
留トナーの量が多い場合には、電位差を広げることを特
徴とする第１１の発明に記載の異物除去装置である。

【００２１】本発明の第１４の発明は第１から第１３の
発明に記載の何れか１つの異物除去装置を備えたことを
特徴とする画像形成装置である。

【００２２】本発明の第１５の発明は像担持体を一様に
帯電する帯電手段、潜像にトナーを付与して顕像化する
現像手段、像担持体上の転写後残留トナーを除去するク
リーニング手段の内少なくとも一つと像担持体を一体の
プロセスカートリッジとして画像形成本体に着脱可能と
したことを特徴とする第１４の発明に記載の画像形成装
置である。

【００２３】

【作用】而して本発明によれば、転写後残留トナーを再
利用する装置において、長期間最良画質を維持すること
が可能な異物除去装置及びこの異物除去装置を備えた画
像形成装置を提供することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【００２５】（実施例１）図１が、この発明の一実施例
を示す画像形成装置を説明する概略構成図であり、複写
機、プリンター、ファクシミリ、印刷機等で共有の電子
写真技術を使用した画像形成装置本体を示し、本実施例
は、複写機である。

【００２６】プラテンガラス３に載置され原稿台カバー
２により押圧された原稿を原稿照明ランプ４で照明し、
可動の各反射ミラー５，６，７とレンズ８および固定の
反射ミラー９を使って像担持体例えば感光体１０に投影
させる。この感光体１０は、予め一次帯電器１１により
電荷付与され、投影された原稿により感光体１０に形成
された潜像に対して、現像剤のトナーを付着させる現像
器１２により顕像化を行う。そして、給紙デッキ１３か
ら搬送した転写紙に、転写帯電器１４でトナーを転写さ
せ、搬送ベルト１５を通過して、定着器１６により、ト
ナーを転写紙上へ固着させ、排紙トレイ１７に出力す
る。

【００２７】そして、転写後の感光体１０上に残留した
トナーをクリーニング器２０で収集する。この転写後残
留トナーを再利用する手段として、本発明の異物除去装
置１００がクリーニング器２０に付設され、斜め搬送パ
イプ２１が異物除去装置１００から、転写後残留トナー
から異物を除去後選別されたトナーを現像プロセスを行
う現像器１２上部に設置されたホッパ３０への運搬を行
う。ホッパ３０は予め新鮮トナーが保管されているが、
この中に異物除去装置１００により異物除去と選別を行
った転写後残留トナーを搬入し、新鮮トナーと攪拌して
再利用することで、トナーの再生が実行される。

【００２８】現像器１２は、ホッパ３０からトナー補給
されて、常時一定量のトナー量をその内部に確保してい
る。そして、現像ローラ５０上にトナーをコートして感
光体１０上の潜像画像を顕像化する現像ローラ５０上の
トナー層の厚みは、現像用規制ブレード５１によって規
制される。現像ローラ５０と現像用規制ブレード５１の
最近接距離は３００μｍであるが、トナー層の厚みは１
５０μｍに半減することがわかっている。

【００２９】図２は、図１における背面図であるが、異
物除去装置１００がクリーニング器２０の背面に配置さ
れ、本体奥側において異物除去装置１００からホッパ３
０へ斜め搬送パイプ２１中の搬送スクリュー２２により
異物除去後選別された転写後残トナーが搬送される様子
を示している。

【００３０】図３は、感光体１０とクリーニング器２０
と異物除去装置１００と斜め搬送パイプ２１の位置関係
を示す上視図である。なお、感光体１０とクリーニング
器２０は画像形成装置本体１に対して、手前側に引き出
すことが可能となっている。クリーニング器２０内に
は、感光体１０上の転写後残留トナーをかき取るクリー
ニングブレード４０と、異物除去装置１００へ転写後残
留トナーを搬送するスクリュー４１が配置される。そし
て、異物除去装置１００内には、紙粉分離用ローラ対１
０１，１０２とトナー選別用ローラ対１１１，１１２が
配置され、これらを通過した後、再生に適したトナーと
してスクリュー１２０から斜め搬送パイプ２１へと送ら
れる。

【００３１】図４は、異物除去装置１００内の断面を表
す模式図である。スクリュー４１によりクリーニング器
２０から送られた転写後残留トナーは、マグネットを内
蔵した送り用ローラ１０１に引き寄せられ、送り用ロー
ラ１０１の表面に付着する。そして、送り用ローラ１０
１に対向し、かつマグネットを内蔵した受け取り用ロー
ラ１０２に引き寄せられる形で、トナーは受け取り用ロ
ーラ１０２へ移動を始めるが、この紙粉分離用ローラ対
１０１，１０２の間には、微細な孔をもつメッシュ１０
３が配置され、転写後残留トナー中の紙粉を通過させな
いようにする。メッシュ１０３は、一辺１５０μｍの正
方形の孔を有している。従って、およそ１５０μｍ以上
の紙粉がメッシュ１０３を通過することなく送り用ロー
ラ１０１上に滞留し、送り用ローラ１０１に略当接され
た金属スクレーパ１０６により送り用ローラ１０１から
はぎ取られ、異物回収ボックス１３０に収集される。メ
ッシュ１０３は、紙粉の付着を防止するため、振動モー
タ１０４とこのモータに直結された偏芯カム１０５によ
って、振動が加えられる。振幅は０．６ｍｍ程度であ
り、振動の周波数は１００Ｈｚとしている。

【００３２】図５に、紙粉分離用ローラ対１０１，１０
２の配置関係を示す。送り用ローラ１０１、受り取り用
ローラ１０２は夫々軸受１０８，１０９で両端支持さ
れ、各ローラ１０１，１０２の中心軸１０１ａ，１０２
ａには歯車１０１ｂ，１０２ｂが夫々固定され歯車１０
１ｂ，１０２ｂに歯車１１０が噛み合っている。ローラ
長は１２０ｍｍでローラの最近接間隔は２ｍｍとしてい
る。メッシュ１０３は各ローラ１０１ｂ，１０２ｂから
等距離に有り、方形の枠１０３ａ内に張設されている。

【００３３】図６は、紙粉分離用ローラ対１０１，１０
２の内蔵マグネットの磁束密度を模式的に示したもので
ある。マグネットはローラの長手方向に平行で、それぞ
れのローラが４極有し、異物除去装置１００に固定され
ている。図では、円弧の中央を０Ｇ（ガウス）とし、円
弧上を１０００Ｇとして、４極マグネットのの磁束密度
をその回転角度と強度として示している。送り用ローラ
１０１には、スクリュー４１から転写後残留トナーを受
け取るＭ１極と、トナーをメッシュ１０３へ近づけるＭ
２極と、金属スクレーパ１０６の当接付近に位置するＭ
３極と、トナーもれを防ぐＭ４極が配置されている。受
け取り用ローラ１０２には、メッシュより通過したトナ
ーを引き寄せるＭ２極よりも磁束密度の高いＭ１１極等
が配置されている。受け取り用ローラ１０２から紙粉分
離後のトナーを引きはがし易いように、受け取り用ロー
ラ１０２へ略当接された樹脂スクレーパ１０７は、Ｍ１
１とＭ１４極の極間に配置されている。

【００３４】一方、図４においてメッシュ１０３を通過
したトナーは、受け取り用ローラ１０２から、樹脂スク
レーパ１０７により引きはがされ、トナー選別用の飛翔
用ローラ１１１へ移動する。この飛翔用ローラ１１１も
マグネットを内蔵している。また飛翔用ローラ１１１上
に付着されるトナーを薄層化するため規制部材である鉄
製ブレード１１３が設置され、該ローラ１１１との最近
接距離を３００μｍに維持している。ただし、該ローラ
１１１との距離は３００μｍであるが、内部にマグネッ
トを内蔵するため、実際にローラ１１１上に付着される
トナー層の厚みは１５０μｍ前後に半減することがわか
っている。この鉄製ブレード１１３により規制されるト
ナー層の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下が適当で
あり、５０μｍ未満では鉄製ブレード１１３と飛翔用ロ
ーラ１１１間をトナーがとおりぬける吐き出し能力が劣
り、５００μｍより幅広となると後述のトナー選別能力
が劣るため好ましくない。また、前記の紙粉分離用メッ
シュ１０３の開口幅１５０μｍと同程度のトナー層厚み
が望ましいといえる。

【００３５】なぜなら、メッシュ１０３の開口幅未満の
厚さでは、メッシュ１０３を通過した比較的小さく、後
の現像手段でトナーを感光体１０上へ顕像化する際にも
画像問題の少ない紙粉が、薄層コートするために設けた
規制部材である鉄製ブレード１１３近傍に蓄積される恐
れがあるためである。さらにいえば、現像ローラ５０上
のコート層の厚さ１５０μｍと同程度に飛翔用ローラ１
１１上のトナー層厚みを設定することが望ましい。これ
は、現像ローラ５０上のトナーにはできるだけ不純物は
少なくして、画像を安定化することが重要なため、トナ
ー選別手段１１１，１１２，１１３，１１４以上に現像
用規制ブレード５１と現像ローラ５０との間を新鮮トナ
ー以外で汚したくないための配慮である。

【００３６】従って、本実施例のように、現像ローラ５
０上のトナー層厚みとトナー選別手段の飛翔用ローラ１
１１上のトナー層厚みと紙粉分離手段１０１，１０２，
１０３のメッシュ１０３の開口幅をすべて１５０μｍと
一定とするか、または、現像ローラ５０上のトナー層厚
みをトナー選別手段の飛翔用ローラ１１１上のトナー層
厚み以上とすること、かつ、トナー選別手段１１１，１
１２，１１３，１１４の飛翔用ローラ１１１上のトナー
層厚みを紙粉分離手段１０１，１０２，１０３のメッシ
ュ１０３の開口幅以上とすることが重要な条件となる。

【００３７】そして、飛翔用ローラ１１１に近接配置さ
れ、マグネットを内蔵しない回収用ローラ１１２は、後
の現像手段でのトナー再生に適したトナーのみを選別す
る機能を有している。即ち、飛翔用ローラ１１１と回収
用ローラ１１２間には、電圧が印加されて、再生に適し
たトナーのみを回収用ローラ１１２へ飛翔させる。飛翔
用ローラ１１１と回収用ローラ１１２の隙間、即ち、ト
ナー選別手段のローラ間距離は飛翔用ローラ１１１上に
薄層コートされたトナーが回収用ローラ１１２に直に接
触しない距離がトナー選別性において優れる。逆に必要
以上に距離を取ると、トナーを選別する量が悪化するた
め、供給されるトナーの選別が追いつかなくなる。この
ため飛翔用ローラ１１１上のトナー層の厚みが１５０μ
ｍの場合、トナー選別手段のローラ間距離は２００〜３
００μｍ程度がトナー選別性の高い距離となる。本実施
例ではローラ間距離は３００μｍとしている。従ってト
ナー層の厚みを５０μｍ〜５００μｍとした場合、トナ
ー選別手段のローラ間距離は０．１〜１ｍｍ程度がよい
といえる。回収用ローラ１１２に飛翔したトナーは樹脂
スクレーパ１１５によりスクリュー１２０へと送られ
る。斜め搬送パイプ２１によりホッパ３０へ注入され
て、再利用される。

【００３８】図７はトナー選別用ローラ対１１１，１１
２の配置関係を示したものである。選別用ローラ対１１
１，１１２は夫々の中心軸１１１ａ，１１２ａを軸受１
１８に支持され、中心軸１１１ａ，１１２ａに固定され
た歯車１１１ｂ，１１２ｂが噛み合っている。ローラ長
は紙粉分離用ローラ対１０１，１０２と同じく１２０ｍ
ｍである。飛翔用ローラ１１１と回収用ローラ１１２間
には、再生に適したトナーを選別すべく、電位差が設け
られるが、飛翔用ローラ１１１にバイアス電源１１６が
接続され、回収用ローラ１１２はアース接地される。バ
イアス電源は、直流成分に交流成分を重畳した波形を有
している。交流成分には、飛翔用ローラ１１１と回収用
ローラ１１２が対向され、まさにトナーを選別する課程
において、トナーを攪拌し、トナー選別性を向上させる
作用がある。

【００３９】図８は、バイアス電源１１６の電圧波形を
示したものである。交流成分は振幅６５０Ｖで、周波数
２ｋＨｚの矩形状波形である。この波形に直流成分であ
るＶｄｃを−６５０Ｖ重畳することで、トナー選別用ロ
ーラ対１１１，１１２間へは０〜−１．３ｋＶ電位差が
印加される。なお、最大電位差１．３ｋＶはローラ間距
離３００μｍのトナー選別用ローラ対１１１，１１２間
に印加されるため、最大電界強度は約４．３ｋＶ／ｍｍ
となる。最大電界強度としては、トナー選別性を考慮す
ると１ｋＶ／ｍｍ以上が望ましく、上記トナー選別用ロ
ーラ対１１１，１１２間でのリーク限界を配慮すると５
ｋＶ／ｍｍ以下が望ましい。

【００４０】図９は、トナー選別のための飛翔用ローラ
１１１の内蔵マグネットの磁束密度を模式的に示したも
のである。マグネットは飛翔用ローラ１１１の長手方向
に平行で、４極有し、異物除去装置１００に固定されて
いる。図では、円弧の中央を０Ｇ（ガウス）とし、円弧
上を１０００Ｇとして、４極マグネットの磁束密度をそ
の回転角度と強度として示している。飛翔用ローラ１１
１には、受け取り用ローラ１０２から移送されたトナー
を受け取るＭ２１極と、鉄製ブレード１１３により飛翔
用ローラ１１１上にトナーを薄層化させるために鉄製ブ
レード１１３に対向するＭ２２極と、回収用ローラ１１
２に対向して、トナーを安易に飛翔させないＭ２３極等
が配置されている。回収用ローラ１１２には、前述のご
とくマグネットを内蔵せず飛翔用ローラ１１１と回収用
ローラ１１２間に印加された電位差のみで飛翔し、回収
用ローラ１１２表面に保持される。飛翔用ローラ１１１
上の飛翔できずに残留した、後の現像手段での顕像化に
不適切なトナー成分は、飛翔用ローラ１１１へ略当接さ
れた金属スクレーパ１１４でかき取られるがこの金属ス
クレーパ１１４の当接位置は、Ｍ２３極とＭ２４極の極
間に配置され、磁力の影響を受けにくい構成としてい
る。

【００４１】上述のように、本発明では画像形成装置内
部に異物除去装置１００として、紙粉分離手段１０１，
１０２，１０３とトナー選別手段１１１，１１２，１１
３，１１４を設けることで、以下に示す利点が生まれ
る。転写後残留トナーを再生して現像手段で再利用する
画像形成装置では、トナーの組成に制限が加わるが、本
構成を実施することでトナー組成の自由度が広がるとい
うことである。トナーを再利用する場合、感光体１０上
の顕像トナーを転写帯電器１４で転写紙に転写した際、
トナー中の組成成分の転写効率により、転写後残留トナ
ー中のトナー組成比率が新鮮トナーと異なる現像が生ず
る。例えば本実施例で使用しているバインダー樹脂とし
てポリエステル樹脂１００重畳部と磁性を有するマグネ
タイト６０重量部を混練して作成したトナーの主成分
は、負の帯電特性を有する。ところが、トナーの主成分
を帯電付与したり、トナーの凝集度を所望の値とするよ
うに「外添」というかたちで、トナー主成分の周りに外
添剤を付着させる必要がある。具体的な外添剤は、本実
施例の場合チタン酸ストロンチウムとシリカを微量加え
る必要があった。チタン酸ストロンチウムは本実施例使
用のトナーと異なり正に帯電する性質があり、シリカは
シリカそのものの組成を変更することで正負どちらでも
電荷付与することができるが、トナーのトータル的な帯
電特性からトナー主成分と同じ負に帯電する。従って、
トナーの主成分及びチタン酸ストロンチウムの帯電特性
から、転写効率が大きく異なり、転写後残留トナー中の
組成比率は、新鮮トナーと異なることになる。このこと
は、転写後残留トナーをトナー選別なしに、後の現像手
段に送り、トナーを再生する場合、新鮮なトナーとの組
成比率が異なるため、うまく混合できないだけでなく、
混合トナーの帯電特性を著しく劣化して、画像濃度やか
ぶりといった画像劣化を生ずる。このため、トナー選別
のない場合は、転写後残留トナーの組成比率を考慮し
て、新鮮トナーの組成比率を決定しなければならなかっ
た。

【００４２】表１は、トナーの組成比率を変更した場合
の問題点を記述したものである。まずトナーＡは強く正
に帯電するチタン酸ストロンチウムをなくした場合であ
るが、このチタン酸ストロンチウムは、クリーニング器
２０でのクリーニングブレード４０と感光体１０との微
小ギャップに入り込んで、感光体１０上の不純物をかき
落とす研磨剤としての効果がある物質である。これがな
いと感光体１０上に不純物が蓄積して、いわゆる感光体
フィルミング現象を起こし、画像を乱すことになる。不
純物とは、主に帯電中に作成された窒素酸化物であっ
て、大気中の水分と結びつき、低抵抗物質をつくる。こ
の低抵抗物質が感光体１０上に付着すると、一次帯電後
の画像露光による本来シャープな潜像画像が低抵抗化し
た感光体１０上で逃げることにより、いわゆるボヤケを
生ずることになる。

【００４３】一方、表１におけるトナーＢは、チタン酸
ストロンチウムは含有するが、シリカを全く含まないト
ナーである。シリカは、トナーの凝集度を低下させる作
用があり、これがないと凝集度が高くなり、流動性が劣
る。このため、斜め搬送パイプ２１でのパイプ詰まりを
引き起す。なおシリカには、トナーの帯電を手助けする
作用があるが、これがないと、所望の帯電量にトナーが
帯電せず現像特性を低下させる虞もある。

【００４４】従って、表１におけるトナーＣのように、
画像品質と画像形成装置の信頼性のためには、新鮮トナ
ーの時点で、ある程度の外添剤を添加することが必要と
なる。即ちトナーＣでは、画像のボヤケやパイプ詰まり
やトナー付着トナーの帯電不良といった諸問題を持たな
いとトナーとなっている。

【００４５】ところが、前述の通り、トナー中の主成分
と外添剤の転写効率は異なるため、転写後残留トナー中
の組成比率は、表２に示すように外添剤の比率が多くな
る。紙粉分離手段１０１，１０２，１０３を通過して
も、紙粉そのものはほとんど除去されるものの、トナー
主成分よりも微細な外添剤を取り除くことはできない。
また、転写後残留トナー中には、トナー同士が圧着した
り、紙粉を核としてトナーが密集して粒径の大きなトナ
ーを作り出す場合がある。本実施例では粒径の平均値は
約９μｍであるが、転写後残留トナー中には、新鮮トナ
ーには含まれない５０μｍ以上のトナーが含まれること
がわかっている。粒径が５０μｍ以上となると、後の現
像手段での顕像化に際し、帯電性が劣り、現像できない
という問題が生ずる。結果として現像器１２中に蓄積さ
れ、正常なトナーの邪魔をする形で、顕像化を妨げるた
め現像器１２の寿命を縮め、画像形成装置本体１の信頼
性を落とすことになる。

【００４６】そこで、本発明のトナーをトナー選別手段
１１１，１１２，１１３，１１４を設けることで、トナ
ー中の外添剤や凝集物を選別する構成が必要となる。表
３は、本発明の薄層化されたトナーに電圧印加した際の
条件を変更した場合の比較例と、本発明の実施例を示し
たものである。

【００４７】比較例１は、トナー選別手段１１１，１１
２，１１３，１１４における薄層化した飛翔用ローラ１
１１上のトナー層厚を４０μｍとした場合である。トナ
ー層厚をより薄層化することは、トナー主成分以外の適
正な帯電付与していない外添剤を飛翔用ローラ１１１表
面にとどめ、適正なトナーを対向するトナー選別用ロー
ラ対１１１，１１２のローラ間を飛翔させ易くなくた
め、選別効率が上がる。しかし、飛翔用ローラ１１１上
にトナーを一層薄層化させることは、処理できるトナー
量が自ずと減少するため、選別速度が遅くなる。従って
ローラ形状を大型化する等の対策が必要となる。また、
トナー層厚を薄くすることは、本発明の紙粉分離手段１
０１，１０２，１０３で使用している開口幅１５０μｍ
のメッシュ１０３を通過した比較的小さな紙粉や粒径４
０〜約１５０μｍの凝集物が、飛翔用ローラ１１１上の
トナーの薄層化を実行している金属ブレード１１３付近
に堆積し、より選別速度を低下させることになる。

【００４８】逆に比較例２に示すように飛翔用ローラ１
１１上のトナー層厚を６００μｍとすると、トナー層中
の表層に位置する外添剤や凝集物が飛翔用ローラ１１１
上に留まることなく、飛翔する適正な帯電量のトナーに
つられて飛翔してしまい、組成比率にみる外添剤や凝集
物の割合が高く、選別しきれていないことがわかる。こ
のように飛翔用ローラ１１１上に薄層化するトナー層厚
には５０μｍ以上５００μｍ以下という適正な範囲が存
在することがわかる。特に可能な限り薄層化することが
トナーの選別性を向上させる鍵であるが、鉄製ブレード
１１３と飛翔用ローラ１１１との最近接距離を、紙粉分
離で使用しているメッシュ１０３の開口幅以上であるこ
とが、異物除去装置１００としての寿命を延ばす条件と
いえる。さらに望ましくは、飛翔用ローラ１１１上のト
ナー層の厚みが、紙粉分離で使用しているメッシュ１０
３の開口幅以上であることが、異物除去装置１００とし
ての寿命を一層延ばす条件といえる。

【００４９】次に、トナー選別手段１１１，１１２，１
１３，１１４における対向するローラ間に印加する電圧
の最大電界強度については、比較例３及び４に示す。比
較例３では、対向するローラ１１１，１１２間距離を３
００μｍとし、このローラ１１１，１１２間に最大電位
差として２．１ｋＶを印加したため、最大電界強度は７
ｋＶとなっている。この様な条件では、特に湿度が５０
％をこえる場合に、ローラ１１１，１１２間で電圧リー
クが発生するため、トナーの選別ができないという問題
が発生する。

【００５０】一方比較例４では、対向するローラ１１
１，１１２間距離を３００μｍに対し、このローラ１１
１，１１２間に最大電位差として１５０Ｖを印加したた
め、最大電界強度は０．５ｋＶとなっている。この条件
では、薄層化されたトナーから対向する回収用ローラ１
１２への引力が弱く、トナーの選別速度が遅くなり、再
生可能なトナーも異物回収ボックス１３０へ廃棄するこ
とになり、無駄を生じる。このように、対向するローラ
１１１，１１２間に印加する電圧の最大電界強度につい
ても、１ｋＶ／ｍｍ以上５ｋＶ／ｍｍ以下という適正な
範囲が存在することがわかっている。

【００５１】従って表３における本発明の実施例では、
上記の適正条件は、飛翔用ローラ１１１上のトナー層厚
１５０μｍ、ローラ１１１，１１２間距離３００μｍ、
最大電界強度４．３ｋＶ／ｍｍを採用することで、以下
の作用を得ている。即ち、紙粉分離後のトナーから、チ
タン酸ストロンチウム及びシリカを低減し、新鮮トナー
に近い値となっている。また粒径５０μｍ以上の凝集ト
ナーが０．１％未満と低減しており、紙粉も低減してい
る。このように本発明では、新鮮トナーに近い組成比率
にするトナー選別手段１１１，１１２，１１３，１１４
を有するための現像手段での新鮮トナーとの攪拌によっ
て混合し易いだけでなく、その現像特性も新鮮トナーと
変わりなく、使用することが可能となる。

【００５２】図１０は、トナーによる帯電量の分布を示
したものである。横軸は帯電量で、縦軸はそのカウンタ
数である。細線ＴＮで表した分布が新鮮トナーの帯電量
で帯電特性が負のためマイナス側にピークがあり、プラ
ス側には、カウンタ数が僅かである。ところが、転写後
残留トナー中から紙粉分離手段により紙粉を除去したト
ナーでは、点線ＴＲで示すように分布がブロードでプラ
ス側にも無視できない広がりを持っていることがわか
る。しかし、本発明によるトナー選別手段１１１，１１
２，１１３，１１４を具備することで、図における太線
ＴＮ′に示すように新鮮トナーに近い帯電分布を示すこ
とがわかる。このように本発明のトナー選別は転写後残
留トナーを再利用する画像形成装置においては、最適画
像の長寿命化と画像形成装置本体１の信頼性を確保する
上で有効な手段といえる。

【００５３】なお、本実施例では、マイナスに帯電する
トナーについて説明したが、当然プラスに帯電するトナ
ーであっても有効な手段であることに変わりない。

【００５４】（実施例２）実施例１では、紙粉分離手段
とトナー選別手段をそれぞれローラ対を２組有し、機能
を分離していたが、本実施例では、紙粉分離とトナー選
別を実行するローラの削減により、異物分離装置の簡略
化を実施している。

【００５５】図１１は本実施例の異物除去装置１００内
の断面を表す模式図である。スクリュー４１によりクリ
ーニング器２０から送られた転写後残留トナーは、マグ
ネットを内蔵した送り用ローラ１０１に引き寄せられ、
送り用ローラ１０１の表面に付着する。そして、送り用
ローラ１０１に対向し、かつマグネットを内蔵した受け
取り用ローラ１０２に引き寄せられる形で、トナーは受
け取り用ローラ１０２へ移動を始めるが、このローラ対
１０１及び１０２の間には、微細な孔をもつメッシュ１
０３が配置され、転写後残留トナー中の紙粉を通過させ
ないようにする。メッシュ１０３は、一辺１５０μｍの
正方形の孔を有している。従って、およそ１５０μｍ以
上の紙粉はメッシュ１０３を通過することなく送り用ロ
ーラ１０１上に滞留し、送り用ローラ１０１に略当接さ
れた金属スクレーパ１０６により送り用ローラ１０１か
らはぎ取られ、異物回収ボックス１３０に収集される。
メッシュ１０３は、紙粉の付着を防止するため、振動モ
ータ１０４とこのモータに直結された偏芯カム１０５に
よって、振動が加えられる。振幅は０．６ｍｍ程度であ
り、振動の周波数は１００Ｈｚとしている。

【００５６】一方、メッシュ１０３を通過したトナー
は、受け取り用ローラ１０２上に移動し、鉄製ブレード
１１３で規制され受け取り用ローラ１０２上で薄層化さ
れる。薄層化するための鉄製ブレード１１３は、受け取
り用ローラ１０２との距離を３００μｍに維持してい
る。ただし、鉄製ブレード１１３と受け取り用ローラ１
０２との距離は３００μｍであるが、内部にマグネット
を内蔵するため、実際に受け取り用ローラ１０２上に付
着されるトナー層の厚みは１５０μｍ前後に半減する。
そして、受け取り用ローラ１０２に近接配置され、マグ
ネットを内蔵しない回収用ローラ１１２は、後の現像手
段でのトナー再生に適したトナーのみを選別する機能を
有している。即ち、受け取り用ローラ１０２と回収用ロ
ーラ１１２間には、電圧が印加されて、再生に適したト
ナーのみを回収用ローラ１１２へ飛翔させる。受け取り
用ローラ１０２と回収用ローラ１１２とのローラ間距離
は、本実施例では３００μｍとしている。そして、これ
らローラ１０２，１１２間には電界強度としてバイアス
電源１１６により最大４．３ｋＶの電圧が印加され、現
像手段における現像に適したトナーのみを回収用ローラ
１１２へ飛翔させている。回収用ローラ１１２に飛翔し
たトナーは樹脂スクレーパ１１５によりスクリュー１２
０へと送られ、斜め搬送パイプ２１によりホッパ３０へ
注入されて、再利用される。受け取り用ローラ１０２か
ら回収用ローラ１１２へ飛翔しなかった受け取り用ロー
ラ１０２上のトナーは樹脂スクレーパ１０７によりかき
とられ、異物回収ボックス１３０へ送られる。

【００５７】本実施例によれば、紙粉分離用の受け取り
用ローラ１０２がトナー選別用の飛翔用ローラを兼ねる
ことが可能となっている。従って図４に示した実施例１
の異物除去装置１００のように、マグネットを内蔵した
ローラが３本ではなく、２本で済むようになる。結果と
して、構成の簡略化により、本体コストの削減や、異物
除去装置の小型化が図れる。特に、従来のごとく２本の
ローラを有した紙粉分離手段に対しては、マグネットを
内蔵しないローラを近接配置して、電圧印加するだけ
で、トナーの選別を実行することが可能な装置を提供で
きる。

【００５８】（実施例３）実施例１及び２では、トナー
選別手段において、現像に適したトナーを近接配置した
ローラへ飛翔させて選択する構成としていた。一方本実
施例では、現像に適さないトナーを近接配置したローラ
へ飛翔させる構成を実行している。

【００５９】図１２は本実施例の異物除去装置１００内
の断面を表す模式的である。スクリュー４１によりクリ
ーニング器２０から送られた転写後残留トナーは、マグ
ネットを内蔵した送り用ローラ１０１に引き寄せられ、
送り用ローラ１０１の表面に付着する。そして、送り用
ローラ１０１に対向し、かつマグネットを内蔵した受け
取り用ローラ１０２に引き寄せられる形で、トナーは受
け取り用ローラ１０２へ移動を始めるが、このローラ対
１０１及び１０２の間には、微細な孔をもつメッシュ１
０３が配置され、転写後残留トナー中の紙粉を通過させ
ないようにする。メッシュ１０３は、一辺１５０μｍの
正方形の孔を有している。従って、およそ１５０μｍ以
上の紙粉はメッシュ１０３を通過することなく送り用ロ
ーラ１０１上に滞留し、送り用ローラ１０１に略当接さ
れた金属スクレーパ１０６により送り用ローラ１０１か
らはぎ取られ、異物回収ボックス１３０に収集される。
メッシュ１０３は、紙粉の付着を防止するため、振動モ
ータ１０４とこのモータに直結された偏芯カム１０５に
よって振動が加えられる。振動は０．６ｍｍ程度であ
り、振動の周波数は１００Ｈｚとしている。

【００６０】一方、メッシュ１０３を通過したトナー
は、受け取り用ローラ１０２上に移動し、鉄製ブレード
１１３で規制され受け取り用ローラ１０２上で薄層化さ
れる。実施例３と同様、本実施例も紙粉分離のための受
け取り用ローラ１０２がトナー選別のための飛翔用ロー
ラを兼ねる構成としている。受け取り用ローラ１０２上
のトナーを薄層化するために鉄製ブレード１１３が設置
され、受け取り用ローラ１０２との距離を３００μｍに
維持している。ただし、鉄製ブレード１１３と受け取り
用ローラ１０２との距離は３００μｍであるが、内部に
マグネットを内蔵するため、実際に受け取り用ローラ１
０２上に付着されるトナー層の厚みは１５０μｍ前後に
半減する。

【００６１】受け取り用ローラ１０２に近接配置され、
マグネットを内蔵しない回収用ローラ１１２は、後の現
像手段でのトナー再生に適したトナーのみを選別する機
能を有している。即ち、受け取り用ローラ１０２と回収
用ローラ１１２間には、電圧が印加されて、再生に適さ
ないトナーのみを回収用ローラ１１２へ飛翔させる。受
け取り用ローラ１０２と回収用ローラ１１２とのローラ
間距離は、本実施例では３００μｍとしている。そし
て、これらローラ１０２，１１２間には電界強度として
バイアス電源１１６により最大４．３ｋＶが印加され、
現像手段における現像に適さない不純物のみを回収用ロ
ーラ１１２へ飛翔させている。この場合現像に適したト
ナーは負に帯電するため正に帯電している不純物は、プ
ラスの直流電圧を重畳してなるバイアス電源１１６によ
り回収用ローラ１１２へ飛翔することになる。そして回
収用ローラ１１２に飛翔した不純物は金属スクレーパ１
１５によりかき落とされ、シュート９９により、異物回
収ボックス１３０へ捨てられる。一方受け取り用ローラ
１０２に残った現像に適したトナーは樹脂スクレーパ１
１７によりかきとられスクリュー１２０へと送られ、斜
め搬送パイプ２１によりホツパ３０へ注入されて、再利
用される。

【００６２】本実施例によれば、図１１に示した実施例
２の異物除去装置１００と異なり、現像に適さない不純
物を回収用ローラ１１２へ飛翔して、現像に適したトナ
ーのみを受け取り用ローラ１０２に残す構成としてい
る。このような構成でもトナー選別が可能である。

【００６３】（実施例４）次に、トナー選別手段におけ
る近接配置されたローラ間に印加する電界強度を変調す
ることで、最適なトナー選別の効果を発揮することが可
能なことを本実施例で示す。実施例１で説明した異物除
去装置１００の断面模式図である図４における鉄製ブレ
ード１１３により飛翔用ローラ１１１のトナー薄層化の
方法では、鉄製ブレード１１３の後流側で飛翔用ローラ
１１１上へ薄層化されて吐き出される量よりも紙粉分離
手段の受け取り用ローラ１０２からの飛翔用ローラ１１
１へのトナー供給量が多くなると、鉄製ブレード１１３
に規制されたブレード裏のトナー量が多量になって、そ
の位置でトナーが圧縮されトナー詰まりを引き起こしか
ねない。そこで、トナー選別手段の処理能力を最適化す
るように変更できれば、上記の問題は抑制することがで
きる。トナー選別手段の処理能力とは、紙粉分離後のト
ナーから現像に適さない量の外添剤や凝集物を取り除く
処理速度を意味する。つまり転写後残留トナー量が多い
ほど、トナー選別手段の処理速度を向上させることがで
きれば、最適なトナー選別が行える。

【００６４】図１３は転写後残留トナー量の検出手段を
示す斜視図である。図において、紙粉分離手段の送り用
ローラ１０１近傍に、送り用ローラ１０１上のトナー量
を検出するようトナー量検出センサー１４０が取り付け
られている。トナー量検出センサー１４０はＬＥＤによ
る発光部と、フォトダイオードを内蔵した受光部により
構成される。送り用ローラ１０１上にトナーがない、ま
たは少ない場合には、ローラの組成がアルミニウムのた
め、ＬＥＤの光線は、ローラ表面で反射され、受光部ま
で到達する。一方、送り用ローラ１０１上にトナーが多
い場合には、トナーの反射率がローラ表面に比べ著しく
低いため、あるいはトナーの厚みにより光線の光軸が受
光部を外れるため、受光部へ到達するＬＥＤ光は減少す
る。このように、ローラ表面を観察することで、転写後
残留トナーの量を検知することができる。ここでトナー
量検出センサー１４０は、送り用ローラ１０１付近に設
置されるが、この送り用ローラ１０１の長手方向におい
ても、画像形成装置本体１の背面Ｒ側寄りに位置する。
転写後残留トナーの量が少ない場合には、トナーは本体
前面Ｆ側から送り用ローラ１０１へ供給されやすいので
（図３参照）、送り用ローラ１０１の本体背面Ｒ側上へ
トナーが付着しにくい。こうして、送り用ローラ１０１
上のトナー被覆状態を観察することで、転写後残留トナ
ーの量を検知することが可能となる。

【００６５】図１４は、トナー選別手段の処理速度を変
更するために、本実施例で実施しているバイアス電源１
１６の電圧波形の変調を説明するものである。図におい
て、交流成分は振幅６５０Ｖで、周波数２ｋＨｚの矩形
状波形である。この波形に直流成分を重畳して、トナー
を選別することになるが、図８で示したようにＶｄｃを
固定値−６５０Ｖではなく、本実施例では、このＶｄｃ
を変更能なようにしている。即ち、−６５０Ｖと−４５
０Ｖの２種類を用意することで、最大電位差を１．３ｋ
Ｖと１．１ｋＶの２種類を有している。従って、トナー
選別用のローラ間距離を３００μｍとしているため、最
大電界強度としては、約４．３ｋＶ／ｍｍと約３．７ｋ
Ｖ／ｍｍの２種類の選択ができることになる。

【００６６】このように、本実施例では、転写後残留ト
ナーが多い場合には最大電界強度を約４．３ｋＶ／ｍｍ
とし、少ない場合には約３．７ｋＶ／ｍｍとすること
で、トナー選別の処理速度を変更することが可能となっ
ている。

【００６７】ところで、画像濃度の高い転写後残留トナ
ーと低い転写後残留トナーの組成比率を調べると、表４
に示すようなことがわかった。即ち、画像濃度の高い転
写後残留トナー中には、低いトナーに比べて、外添剤や
異物の含有率が少ないことがわかった。これは、画像濃
度が高いと転写紙に転写される効率が低下して、クリー
ニング器２０で収集される転写後残留トナーが多くな
り、そのため、より新鮮トナーに近いトナーが多く収集
されるためである。つまり、トナー選別手段の選別処理
速度を優先させても、元々の転写後残留トナー中の現像
に不適な物質は少ないので、選別性を多少犠牲にしても
よいことになる。こうして処理速度を変更することが可
能なため、鉄製ブレード１１３裏でのトナー詰まりによ
る異物除去装置の故障は防止することが可能となる。

【００６８】なお、本実施例では、トナー選別手段の選
別処理速度をローラ間に印加する電位差の直流成分で実
施しているが、直流成分以外にも印加する電位波形を変
更することでも、処理速度は変更可能である。また、ト
ナー選別手段の鉄製ブレードとローラとの間隔を変更す
ること、または、２つのトナー選別ローラ間距離を変更
すること、または、これらローラの回転速度を変更する
こと等、いくつかの手段が有効である。

【００６９】（実施例５）実施例４では、転写後残留ト
ナーの量を紙粉分離手段内のローラ上を観察すること
で、直接量の多寡を検知していた。一方本実施例では、
転写後残留トナー量を間接的に、推定する方法を説明す
る。

【００７０】図１において、画像形成装置本体は感光体
１０近傍に、一次帯電器１１の帯電特性や、原稿照明ラ
ンプ等の露光状態を読みとる電位センサー１８が取り付
けられている。この電位センサーは、特に画像形成装置
本体１の電源オン時に一次帯電器１１の印加電圧を変調
して、感光体１０上に最適な帯電状態を形成したり、原
稿照明ランプ４を点灯して、感光体１０上に最適な白地
電位を形成するために、感光体１０の電位を読みとるも
のである。従って、原稿をプラテンガラス３上に載置し
て、露光系にて感光体１０上に画像を投影した場合、電
位センサー１８は、原稿の反射光量を推定することがで
きる。つまり、原稿濃度を検知することができる。尚、
濃度センサ１８′を現像器１２の後流側で感光体１０に
向かって設け、未定着画像濃度を検出して転写後残留ト
ナー量を推定することができる。

【００７１】さらに、画像形成装置本体１には、装置本
体の置かれた環境を読みとるべく、不図示の湿度センサ
ーが、外気と接触しやすい位置に設置されている。外気
の湿度を読みとることで、転写紙の含水率を推定するこ
とが可能となる。そして、この含水率は、感光体１０上
から転写紙に転写されるトナー利用の効率を左右するパ
ラメータとして重要なものとなっている。つまり、湿度
が高く転写紙の含水率が高いと、トナー利用の転写の効
率が悪化するという現象が現れる。トナー利用の効率が
悪化すると、実施例４で説明したように、転写後残留ト
ナー中の現象に不適な物質は、組成比率として低下する
ことがわかった。

【００７２】そこで、本実施例では、表５に示すよう
に、画像濃度を３段階、湿度を３段階に振り分け、それ
らの組み合わせ９種から、レベルを３段階選択できるよ
うにしている。レベルとは、転写後残留トナーの量を示
したもので、レベル１は少量、レベル２は中量、レベル
３は多量となることがわかった。そして実施例４で示し
たようにローラ間印加電圧の直流成分重畳分Ｖｄｃを変
更すべく、レベル１では−６５０Ｖ、レベル２では−５
５０Ｖ、レベル３では−４５０Ｖを印加する。

【００７３】このように、本体装置の置かれた湿度と、
画像濃度を検出することで、転写後残留トナーの多寡を
推定するため、最適なトナー選別を実効可能となってい
る。

【００７４】なお、本実施例における、装置本体の置か
れた湿度は、湿度センサーではなく、温度センサーから
湿度を類推する方法でも良く、例えば、温度が高い場合
は、湿度が高いと判断する構成でもよい。

【００７５】また、本実施例の湿度と画像濃度は、同時
に判断するだけでなく、少なくとも一方を検知して、ト
ナー選別手段の選別処理速度を変調する構成としてもよ
い。

【００７６】上記各実施例の適用される図１の画像形成
装置において、画像形成部を一体のプロセスカートリッ
ジとして使用者において交換困難な重要部材を容易に取
り換えられ、メンテナンスフリーを達成できる。

【００７７】前述プロセスカートリッジとは、一次帯電
器１１、現像器１２またはクリーニング器２０と電子写
真感光体１０とを一体的にカートリッジ化し、このカー
トリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするも
のである。及び一次帯電器１１、現像器１２、クリーニ
ング器２０の少なくとも一つと電子写真感光体１０とを
一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可
能とするものである。更に、少なくとも現像器１２と電
子写真感光体１０とを一体的にカートリッジ化して装置
本体に着脱可能とするものをいう。

【００７８】

【発明の効果】以上述べたように本発明の第１の発明で
は、最良画質を長期間維持するために、転写後残留トナ
ー中の紙粉だけでなく、現像に適さない、外添剤や凝集
トナーを取り除くトナー選別手段を設けることで、最良
画質を長期間維持することが可能となっている。しか
も、紙粉分離後に、トナー選別手段を配置することで、
トナー選別手段における薄層コートするための規制部材
とローラ部材とのギャップには異物は挟まらずトナー詰
まりを生じない構成とすることが可能となっている。こ
のように、現像に適さない異物を除去するトナー選別手
段を有することで、外添剤の種類と配合比率に自由度が
増し、より画像安定性と機械信頼性の高い画像形成装置
を提供することが可能となる。

【００７９】本発明の第２の発明は、第１の発明におい
て、紙粉分離手段は、送り用ローラと受け取用ローラの
２つのローラ部材間にメッシュ状部材を挿入して、送り
用ローラに転写後残留トナーを導入するようにしたの
で、メッシュ状部材を適当に選択することにより、紙粉
をほぼ完全に除去できる。

【００８０】本発明の第３の発明は、第１又は第２の発
明において、トナー選別手段は、飛翔用ローラと回収用
ローラの対向する２つのローラ部材を近接させ、飛翔用
ローラに紙粉分離後のトナーを薄層コートし、該ローラ
部材間に電位差を印加させることにより、紙粉分離後の
トナーから前記現像手段での利用に不適当なトナーの
み、もしくは、現像手段での利用に最適なトナーのみを
他の１つの回収用ローラに飛翔させ選別するようにした
から、ほぼ、新鮮トナーに近いトナーを得ることができ
る。

【００８１】本発明の第４の発明は、新鮮トナーは、可
視像を形成する主成分と、該主成分に付着させる外添剤
成分を有するトナーで、該主成分と該外添剤成分の摩擦
帯電特性が逆極性であること、ないしは、外添剤成分が
摩擦帯電しないことを特徴とするトナーを使用すること
で、好適な結果を得る。

【００８２】本発明の第５の発明は、第３の発明におい
て、トナー選別手段の対向する２つのローラ部材は０．
１ｍｍ以上、１ｍｍ以下の距離をもって配置されること
により、対向するローラ部材間において、飛翔用ローラ
上のトナーが回収用ローラに接触せず、回収用ローラへ
飛翔するトナー量が極端に少なくなるということがな
い。

【００８３】本発明の第６の発明は、第３に発明におい
て、トナー選別手段の薄層コートする飛翔用ローラは、
内部にマグネットローラを内蔵し、薄層コートするため
のトナー規制部材を有し、厚さ５０μｍ以上、５００μ
ｍ以下のコート層を得られるよう配置されることによ
り、好適な結果を得られる。

【００８４】本発明の第７の発明は、第３の発明のおい
て、トナー選別手段の薄層コートする飛翔用ローラは、
トナー規制部材を有し、該飛翔用ローラと該トナー規制
部材との距離は、前記紙粉分離手段のメッシュ状部材の
開口幅以上とすること、望ましくは前記トナー選別手段
の薄層コートされたトナー層の厚さが、前記紙粉分離手
段のメッシュ状部材の開口幅以上となる距離とすること
により、トナー選別手段のトナー選別能力が紙粉分離手
段が紙粉を除去したトナーの供給能力以上となり、トナ
ー規制部材の裏面にトナーがたまり凝縮するおそれがな
くなる。

【００８５】本発明の第８の発明は、第３の発明におい
て、現像手段はトナーを現像ローラへコートする部材を
有し、像担持体へトナー付与する手段であり、該コート
層を形成する部材としてトナー規制部材を有し、現像ロ
ーラと現像用のトナー規制部材との距離は、前記トナー
選別手段の薄層コートされたトナー層の厚さ以上とする
こと、望ましくは現像手段のコートされたトナー層の厚
さが、トナー選別手段の薄層コートされたトナー層の厚
さ以上となる距離とすることにより、転写後残留トナー
中のトナーの粒径が、現像ローラと現像用のトナー規制
部材間を通過し得る大きさとなり、再利用するに際に、
現像手段に不具合を来すことがない。

【００８６】本発明の第９の発明は、第３の発明におい
て、前記飛翔用ローラと回収用ローラ間に印加する電位
差は、交流成分を含み、最大電界強度を１ｋＶ／ｍｍ以
上、５ｋＶ／ｍｍ以下とすることにより、所望の成分に
近いトナーとすることができる。

【００８７】本発明の第１０の発明は、第３の発明にお
いて、紙粉分離手段の受け取り側ローラは、トナー選別
手段における飛翔用ローラを兼ねることとしたので、ロ
ーラ部材の数が１つ減少し、異物除去装置をコンパクト
にできる。

【００８８】本発明の第１１の発明は、第１の発明おい
て、画像形成装置が転写後残留トナーの量を検知する手
段を有し、転写後残留トナーの量を検知する手段が検知
した転写後残留トナーの量が多い場合には、前記トナー
選別手段におけるトナー選別能力を向上させる制御手段
を有することにより、転写後残留トナーの量にかかわら
ず、トナー選別手段が現像に適する組成のトナーを選別
できる。

【００８９】本発明の第１２の発明は、第１１の発明に
おいて、画像形成装置は画像形成装置本体の置かれた環
境を検知する手段、及び、転写紙上の画像濃度を検知す
る手段を有し、環境及び画像濃度から転写後残留トナー
の量が多い場合を推定し、前記トナー選別手段における
トナー選別能力を向上させる制御手段を有するので、環
境及び、画像濃度からトナー選別手段が現像に適する組
成のトナーを選別できる本発明の第１３の発明は、第１１の発明において、前記
制御手段は、前記トナー選別手段の飛翔用ローラと回収
用ローラ間に印加する電位の波形を変更する制御手段を
有し、転写後残留トナーの量が多い場合には、電位差を
広げることにより好適な効果を得る。

【００９０】本発明の第１４の発明は、画像形成装置に
第１から第１３の何れか１つに記載の異物除去装置を備
えたことにより、像担持体から回収した転写後残留トナ
ーから紙粉を取り除いた上、再利用可能な成分のトナー
を利用できる。

【００９１】本発明の第１５の発明は、第１４の発明に
おいて、像担持体を一様に帯電する帯電手段、潜像にト
ナーを付与して顕像化する現像手段、像担持体上の転写
後残留トナーを除去するクリーニング手段の内少なくと
も一つと像担持体を一体のプロセスカートリッジとして
画像形成本体に着脱可能としたことにより、使用者が像
担持体を交換可能となり、メンテナンスフリーとするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の画像形成装置を説明する概略
構成縦断面図である。

【図２】図１の画像形成装置の背面図である。

【図３】感光体とクリーニング器と異物除去装置と斜め
搬送パイプの位置関係を示す上視図である。

【図４】実施例１の異物除去装置内の断面を表す模式図
である。

【図５】紙粉分離用ローラ対の配置関係を示す側面図で
ある。

【図６】紙粉分離用ローラ対の内蔵マグネットの磁束密
度を示す模式図である。

【図７】トナー選別用のローラ対の配置関係を示した側
面図である。

【図８】バイアス電源の電圧波形を示した線図である。

【図９】トナー選別用のローラ対の内蔵マグネットの磁
束密度を示す模式図である。

【図１０】トナーによる帯電量の分布を示した線図であ
る。

【図１１】実施例２の異物除去装置内の断面を表す模式
図である。

【図１２】実施例３の異物除去装置内の断面を表す模式
図である。

【図１３】転写後残留トナー量の検出手段を示す斜視図
である。

【図１４】トナー選別手段の処理速度を変調するため
に、実施例４で実施しているバイアス電源の電圧波形の
変調を説明する線図である。

【符号の説明】

１０感光体１１一次帯電器１２現像器１４転写帯電器１８電位センサー２０クリーニング器２１斜め搬送パイプ４０クリーニングブレード４１搬送スクリュー５０現像ローラ５１現像用規制ブレード１００異物除去装置１０１紙粉分離のための送り用ローラ１０２紙粉分離のための受け取り用ローラ１０３紙粉分離用メッシュ１０４振動モータ１０５偏芯カム１０６金属スクレーパ１０７樹脂スクレーパ１１１トナー選別のための飛翔用ローラ１１２トナー選別のための回収用ローラ１１３鉄製ブレード１１４金属スクレーパ１１５樹脂スクレーパ１１６バイアス電源１２０搬送スクリュー１３０異物回収ボックス１４０トナー量検出センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体を一様に帯電する帯電手段と、
一様帯電した像担持体に像光を結像して潜像を形成する
画像露光手段と、潜像にトナーを付与して顕像化する現
像手段と、転写紙上に可視像を転写する転写手段と、該
転写紙を像担持体より分離する分離手段と、分離後の転
写紙上の可視像を定着させる定着手段と、像担持体上の転写後残留トナーを除去するクリーニング
手段と、除去した転写後残留トナーを該現像手段に戻
し、新鮮トナーと共に再利用する手段と、再利用時に転写後残留トナー中の再利用に適切でない異
物を取り除く手段とを具備する画像形成装置の異物除去
装置において、該異物除去装置は、転写後残留トナー中の転写紙から遊
離した紙粉を取り除く紙粉分離手段と、該紙粉分離後の
トナーから、現像手段での利用に不適当なトナーを選別
するトナー選別手段と、を有することを特徴とする異物
除去装置。
【請求項２】紙粉分離手段は、送り用ローラと磁気吸
引力を備えた受け取り用ローラの対向する２つのローラ
部材間にメッシュ状部材を挿入して構成され、送り用ロ
ーラに転写後残留トナーを導入して、受け取りローラの
磁気力でメッシュ状部材を通過させることにより、転写
後残留トナー中の紙粉を分別することを特徴とする請求
項１に記載の異物除去装置。
【請求項３】トナー選別手段は、飛翔用ローラと回収
用ローラの対向する２つのローラ部材を近接させ、飛翔
用ローラに紙粉分離後のトナーを薄層コートし、該ロー
ラ部材間に電位差を印加させることにより、紙粉分離後
のトナーから前記現像手段での利用に不適当なトナーの
み、もしくは、前記現像手段での利用に最適なトナーの
みを他の１つの回収用ローラに飛翔させ、選別すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の異物除去装置。
【請求項４】前記新鮮トナーは、可視像を形成する主
成分と、該主成分に付着させる外添剤成分を有するトナ
ーで、該主成分と該外添剤成分の摩擦帯電特性が逆極性である
こと、ないしは、外添剤成分が摩擦帯電しないことを特
徴とするトナーを使用する請求項１に記載の異物除去装
置。
【請求項５】前記トナー選別手段の対向する２つのロ
ーラ部材は０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下の距離をもって
配置されることを特徴とする請求項３に記載の異物除去
装置。
【請求項６】前記トナー選別手段の薄層コートする飛
翔用ローラは、内部にマグネットローラを内蔵し、薄層コートするためのトナー規制部材を有し、厚さ５０
μｍ以上、５００μｍ以下のコート層を得られるよう配
置されることを特徴とする請求項３に記載の異物除去装
置。
【請求項７】前記トナー選別手段の薄層コートする飛
翔用ローラは、トナー規制部材を有し、該飛翔用ローラと該トナー規制部材との距離は、前記紙
粉分離手段のメッシュ状部材の開口幅以上とすること、
望ましくは前記トナー選別手段の薄層コートされたトナ
ー層の厚さが、前記紙粉分離手段のメッシュ状部材の開
口幅以上となる距離とすることを特徴とする請求項３に
記載の異物除去装置。
【請求項８】前記現像手段はトナーを現像ローラへコ
ートする部材を有し、像担持体へトナー付与する手段で
あり、該コート層を形成する部材としてトナー規制部材
を有し、該現像ローラと該現像用のトナー規制部材との距離は、
前記トナー選別手段の薄層コートされたトナー層の厚さ
以上とすること、望ましくは該現像手段のコートされた
トナー層の厚さが、前記トナー選別手段の薄層コートさ
れたトナー層の厚さ以上となる距離とすることを特徴と
する請求項３に記載の異物除去装置。
【請求項９】前記飛翔用ローラと回収用ローラ間に印
加する電位差は、交流成分を含み、最大電界強度を１ｋ
Ｖ／ｍｍ以上、５ｋＶ／ｍｍ以下とすることを特徴とす
る請求項３に記載の異物除去装置。
【請求項１０】紙粉分離手段の受け取り側ローラは、
トナー選別手段における飛翔用ローラを兼ねることを特
徴とする請求項３に記載の異物除去装置。
【請求項１１】画像形成装置が転写後残留トナーの量
を検知する手段を有し、転写後残留トナーの量を検知す
る手段が検知した転写後残留トナーの量が多い場合に
は、前記トナー選別手段におけるトナー選別能力を向上
させる制御手段を有することを特徴とする請求項１に記
載の異物除去装置。
【請求項１２】画像形成装置は画像形成装置本体の置
かれた環境を検知する手段、または、画像濃度を検知す
る手段を有し、環境または画像濃度から転写後残留トナ
ーの量が多い場合を推定し、前記トナー選別手段におけ
るトナー選別能力を向上させる制御手段を有することを
特徴とする請求項１１に記載の異物除去装置。
【請求項１３】前記制御手段は、前記トナー選別手段
の飛翔用ローラと回収用ローラ間に印加する電位の波形
を変更する制御手段を有し、転写後残留トナーの量が多
い場合には、電位差を広げることを特徴とする請求項１
１に記載の異物除去装置。
【請求項１４】請求項１から１３に記載の何れか１つ
の異物除去装置を備えたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１５】像担持体を一様に帯電する帯電手段、
潜像にトナーを付与して顕像化する現像手段、像担持体
上の転写後残留トナーを除去するクリーニング手段の内
少なくとも一つと像担持体を一体のプロセスカートリッ
ジとして画像形成本体に着脱可能としたことを特徴とす
る請求項１４に記載の画像形成装置。