JPH09127841A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】トナーリサイクルによりトナー消費量を低減し
つつ白抜け画像のない安定な画像を形成可能な画像形成
装置を提供する。 【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラム１０の長手
方向の両端部付近に対応する位置にトナー塊回収部１８
ｄが形成されたクリーニング装置１８を有している。ト
ナー塊回収部は、現像装置１４の現像ローラ１４ａのガ
イドローラ１４ｃと感光体ドラムとが圧接されて生じる
トナー塊がクリーニング装置およびリサイクル機構２０
を介して現像装置１４に戻されることを抑止する。従っ
て、トナーリサイクル機構によりトナーをリサイクルし
て繰り返し静電潜像を現像した場合に生じる白抜けおよ
びトナー塊が用紙に落下するトナークランプの発生頻度
を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トナーリサイク
ル機構によりリサイクルされたトナーを用いて、白抜け
のない画像を提供できる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスが利用されている画像
形成装置は、光導電性を有する感光体に所定の電位を与
えたのち、画像情報に対応する光を照射して電位を減衰
させることで静電潜像を形成し、静電潜像に現像剤とし
てのトナーを選択的に供給することで、複写対象物の複
写像または印字すべき画像を出力する。

【０００３】現像剤としてのトナーは、２成分現像剤が
利用される場合には、磁性材料であるキャリアを介し
て、また、１成分現像剤が利用される場合には、トナー
相互の静電吸着力によって、感光体に形成された静電潜
像に選択的に付着し、画像情報に対応するトナー像を形
成する。

【０００４】感光体に形成されたトナー像は、被転写
体、たとえば、記録用紙に転写され、定着装置を介して
記録用紙に定着される。一方、感光体に残った未転写ト
ナーは、クリーニング装置を介して感光体から除去され
る。

【０００５】ところで、クリーニング装置により感光体
から除去されたトナー (廃トナー)は、所定の回収部に
回収され、廃棄物として処理される。しかしながら、近
年、回収された廃トナーを、現像装置または現像装置に
接続されるトナーホッパに回収して、再び現像工程で使
用するトナーリサイクル機構が提案されている。

【０００６】トナーリサイクル機構によれば、廃トナー
が発生しなくなるので、印字可能な枚数が増大されると
ともに、画像形成装置内の廃トナーを廃棄する必要がな
くなり、ユーザーの手を煩わせることが低減される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなトナーリサイクル機構を用いて、クリーニング
装置により回収されたトナーを現像装置に戻して画像を
形成すると、たとえば、ベタ画像の画像濃度の一部が低
下する白抜けを生じる問題がある。また、白抜けが発生
する領域の個数 (白抜けの発生頻度) は、複写枚数すな
わち感光体および現像装置が回転される時間の増大とと
もに次第に増加することが知られている。

【０００８】なお、白抜けを生じさせる要因としては、
現像装置の現像ローラと感光体との間の距離を一定に維
持するガイドローラと感光体とが接触されることで、ガ
イドローラと感光体との間でトナーが押し潰されること
により生じるトナー塊およびこのトナー塊を核として次
第に粒径が増大されるトナー粗大粒子が、現像工程にお
いて感光体に付着したのち転写装置により転写されずに
感光体に残留することにより、画像に欠損を生じさせる
ためと考えられる。この発明の目的は、トナーリサイク
ルによりトナー消費量を低減しつつ白抜け画像のない安
定な画像を形成可能な画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【問題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、像担持体に潜像を形成す
る潜像形成手段と、上記像担持体に形成された潜像に現
像剤を供給して現像する現像手段と、この現像手段によ
り上記像担持体に供給された上記現像剤を被転写材に転
写する転写手段と、上記現像手段により像担持体の潜像
に供給された現像剤が上記転写手段による転写により上
記上記被転写材に転写されずに残った未転写現像剤を像
担持体から回収する現像剤回収手段と、この現像剤回収
手段により回収された現像剤の内の上記像担持体の特定
の領域に対応する位置から回収された現像剤以外の現像
剤を上記現像手段に戻すリサイクル手段とを有する画像
形成装置を提供するものである。

【００１０】また、この発明は、像担持体に潜像を形成
する潜像形成手段と、上記像担持体に形成された潜像に
現像剤を供給して現像する現像手段と、この現像手段に
より上記像担持体に供給された上記現像剤を被転写材に
転写する転写手段と、上記現像手段により像担持体の潜
像に供給された現像剤が上記転写手段による転写により
上記被転写材に転写されずに残った未転写現像剤を像担
持体から回収する現像剤回収手段と、この現像剤回収手
段により回収された現像剤を上記現像手段に戻すリサイ
クル手段と、上記現像剤回収手段により回収された現像
剤の一部を、上記リサイクル手段に案内することなく保
持する回収現像剤保持手段とを有する画像形成装置を提
供するものである。

【００１１】さらに、この発明は、像担持体に潜像を形
成する潜像形成手段と、上記像担持体に形成された潜像
に現像剤を供給して現像する現像手段と、この現像手段
により上記像担持体に供給された上記現像剤を被転写材
に転写する転写手段と、上記現像手段により像担持体の
潜像に供給された現像剤が上記転写手段による転写によ
り上記被転写材に転写されずに残った未転写現像剤を像
担持体から回収する現像剤回収手段と、この現像剤回収
手段により回収された現像剤を上記現像手段に戻すリサ
イクル手段と、上記現像剤回収手段により回収された現
像剤中に含まれる現像剤の粗大粒子が上記リサイクル手
段に案内されることを阻止する回収現像剤保持手段とを
有する画像形成装置を提供するものである。またさら
に、この発明は、像担持体に潜像を形成する潜像形成手
段と、上記像担持体に形成された潜像に現像剤を供給し
て現像する現像手段と、この現像手段により上記像担持
体に供給された上記現像剤を被転写材に転写する転写手
段と、上記現像手段により像担持体の潜像に供給された
現像剤が上記転写手段による転写により上記被転写材に
転写されずに残った未転写現像剤を像担持体から回収す
る現像剤回収手段と、この現像剤回収手段により回収さ
れた現像剤の内の上記像担持体の所定の領域に対応する
位置から回収された現像剤以外の現像剤を上記現像剤回
収手段の所定の位置に搬送する回収現像剤搬送手段と、
この回収現像剤搬送手段により所定の位置に集約された
現像剤を上記現像手段に戻すリサイクル手段とを有する
画像形成装置を提供するものである。

【００１２】さらにまた、この発明は、像担持体に潜像
を形成する潜像形成手段と、上記像担持体に形成された
潜像に現像剤を供給して現像する現像手段と、この現像
手段により上記像担持体に供給された上記現像剤を被転
写材に転写する転写手段と、上記現像手段により像担持
体の潜像に供給された現像剤が上記転写手段による転写
により上記被転写材に転写されずに残った未転写現像剤
を、上記像担持体の所定の領域に対応する位置から回収
された現像剤とそれ以外の領域に対応する位置から回収
された現像剤とに区分して、上記像担持体から回収する
現像剤回収手段と、この現像剤回収手段により回収され
た現像剤を上記現像手段に戻すリサイクル手段とを有す
る画像形成装置を提供するものである。

【００１３】またさらに、この発明は、像担持体に潜像
を形成する潜像形成手段と、上記像担持体に形成された
潜像に現像剤を供給して現像する現像手段と、この現像
手段により上記像担持体に供給された上記現像剤を被転
写材に転写する転写手段と、上記現像手段により像担持
体の潜像に供給された現像剤が上記転写手段による転写
により上記被転写材に転写されずに残った未転写現像剤
を、上記像担持体の所定の領域に対応する位置から回収
された現像剤とそれ以外の領域に対応する位置から回収
された現像剤とに区分して、上記像担持体から回収する
現像剤回収手段と、この現像剤回収手段により回収され
た現像剤の内の上記像担持体の所定の領域に対応する位
置から回収された現像剤以外の現像剤を上記現像剤回収
手段の所定の位置に搬送する回収現像剤搬送手段と、こ
の回収現像剤搬送手段により所定の位置に集約された現
像剤を上記現像手段に戻すリサイクル手段とを有する画
像形成装置を提供するものである。

【００１４】さらにまた、この発明は、円筒状に形成さ
れた感光体を所定の電位に帯電した状態で光照射するこ
とにより電位が減衰された露光領域と光が照射されてい
ない非露光領域との間の電位差を潜像として形成する潜
像形成手段と、上記感光体の外周に接することで上記感
光体との間に所定の距離を置いて対向される現像剤供給
部材を含み、この現像剤供給部材により上記感光体が保
持する潜像に現像剤を供給することで潜像を現像する現
像装置と、この現像手段により上記像担持体に供給され
た上記現像剤を被転写材に転写する転写手段と、上記感
光体と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触する位置
で加圧された現像剤を保持する回収現像剤保持部を有
し、上記現像装置から上記感光体の潜像に提供された現
像剤が上記転写手段による転写により上記被転写材に転
写されずに残った未転写現像剤および上記感光体の潜像
以外の領域に付着した不所望な現像剤と上記感光体と上
記現像装置の現像剤供給部材とが接触する位置で加圧さ
れた現像剤とを区分して回収するクリーニング装置とを
有する画像形成装置を提供するものである。

【００１５】またさらに、この発明は、円筒状に形成さ
れた感光体を所定の電位に帯電した状態で光照射するこ
とにより電位が減衰された露光領域と光が照射されてい
ない非露光領域との間の電位差を潜像として形成する潜
像形成手段と、上記感光体の外周に接することで上記感
光体との間に所定の距離を置いて対向される現像剤供給
部材を含み、この現像剤供給部材により上記感光体が保
持する潜像に現像剤を供給することで潜像を現像する現
像装置と、上記感光体と上記現像装置の現像剤供給部材
とが接触する位置で加圧された現像剤を保持する回収現
像剤保持部を有し、上記現像装置から上記感光体の潜像
に提供された現像剤が上記転写手段による転写により上
記被転写材に転写されずに残った未転写現像剤および上
記感光体の潜像以外の領域に付着した不所望な現像剤と
上記感光体と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触す
る位置で加圧された現像剤とを区分して回収するととも
に、上記現像装置から上記感光体の潜像に提供された現
像剤が転写されずに残った未転写現像剤および上記感光
体の潜像以外の領域に付着した不所望な現像剤のみを所
定の位置に搬送するクリーニング装置とを有する画像形
成装置を提供するものである。

【００１６】さらにまた、この発明は、円筒状に形成さ
れた感光体を所定の電位に帯電した状態で光照射するこ
とにより電位が減衰された露光領域と光が照射されてい
ない非露光領域との間の電位差を潜像として形成する潜
像形成手段と、上記感光体の外周に接することで上記感
光体との間に所定の距離を置いて対向される現像剤供給
部材を含み、この現像剤供給部材により上記感光体が保
持する潜像に現像剤を供給することで潜像を現像する現
像装置と、上記感光体と上記現像装置の現像剤供給部材
とが接触する位置で加圧された現像剤を保持する回収現
像剤保持部を有し、上記現像装置から上記感光体の潜像
に提供された現像剤が上記転写手段による転写により上
記被転写材に転写されずに残った未転写現像剤および上
記感光体の潜像以外の領域に付着した不所望な現像剤と
上記感光体と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触す
る位置で加圧された現像剤とを区分して回収するととも
に、上記現像装置から上記感光体の潜像に提供された現
像剤が転写されずに残った未転写現像剤および上記感光
体の潜像以外の領域に付着した不所望な現像剤のみを所
定の位置に搬送するクリーニング装置と、このクリーニ
ング装置により所定の位置に集約された現像剤を上記現
像装置に戻すリサイクル機構とを有する画像形成装置を
提供するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。図１および図２によれば、画像
形成装置すなわちレーザ露光式複写装置２は、装置本体
の概ね中央に回転自在に配置された感光体ドラム１０を
有している。なお、感光体ドラム１０は、図２に示す主
モータ１２０により矢印ａの方向に回転される。

【００１８】感光体ドラム１０の表面には、後述するレ
ーザ露光装置からのレーザビームによって、記録すべき
画像情報に対応する静電潜像が形成される。感光体ドラ
ム１０の周囲には、その回転方向 (矢印ａ) に沿って、
感光体ドラム１０を所定の電位に帯電する帯電装置１
２、後述するレーザ露光装置により感光体ドラム１０に
形成された静電潜像にトナーを供給することで静電潜像
を現像する現像装置１４、現像装置１４により感光体ド
ラム１０に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写
装置１６および感光体ドラム１０の表面に残ったトナー
すなわち未転写トナーを掻き落とすクリーニング装置１
８、感光体ドラム１０の表面に残った電荷を除電する除
電装置１９が順に配置されている。なお、除電装置１９
は、クリーニング装置１８のハウジングに、一体的に配
置されている。また、クリーニング装置１８は、図４お
よび図５を用いて後述するように、感光体ドラム１０を
画像形成装置１に装填する際に感光体ドラム１０を支持
するドラム保持部を有し、ドラム保持体としても利用さ
れる。

【００１９】クリーニング装置１８と現像装置１４のト
ナー収容部あるいは現像装置１４に一体的に配置される
トナーホッパとの間には、クリーニング装置１８により
回収された未転写トナーを現像装置１４またはトナーホ
ッパに戻すトナーリサイクル機構２０が接続されてい
る。トナーリサイクル機構２０とクリーニング装置１８
との接続部には、トナー詰まりが発生しにくいよう若干
のスペースが与えられている。

【００２０】帯電装置１２は、コロナワイヤ１２ａとグ
リッドスクリーン１２ｂとを含み、図２に示されている
高電圧発生回路１０２およびグリッドバイアス電圧発生
装置１０４に接続され、感光体ドラム１０の表面を所定
の表面電位に帯電する。

【００２１】現像装置１４は、非磁性部材のトナーＴと
磁性部材のキャリアＣが所定の比率で混合された２成分
現像剤Ｄを、外周にて保持しつつ負に帯電されたトナー
のみを感光体ドラム１０に形成された静電潜像に付着さ
せる現像ローラ１４ａを有している。なお、２成分現像
剤Ｄおよび現像ローラ１４ａは、ハウジング１４ｂに収
容されている。

【００２２】現像ローラ１４ａの長手方向の両端部に
は、現像ローラ１４ａの外周面を形成する非磁性のスリ
ーブの表面と感光体ドラム１０の表面の感光層との間の
距離を一定に維持するためのガイドローラ１４ｃが配置
されている。これにより、スリーブの表面と感光体ドラ
ム１０の感光層との間の距離は、常に一定に保たれる。
なお、現像ローラ１４ａのスリーブには、円周方向にＳ
極およびＮ極の固定磁石が所定の角度で複数配置された
マグネット媒体が内装されている。

【００２３】現像ローラ１４ａおよび現像装置１４内の
キャリアＣおよびトナーＴすなわち現像剤Ｄには、図２
に示されている現像バイアス電圧発生回路１０６を介し
て、所定の現像バイアス電圧が印加される。

【００２４】以下、感光体ドラム１０の表面に形成され
た静電潜像を現像する際には、現像ローラ１４ａのマグ
ネット媒体の主磁極から発生される磁力線に沿ってスリ
ーブ上に形成されるキャリアＣの穂 (穂立ち) に鏡像力
により付着されているトナーが感光体ドラム１０と現像
ローラ１４ａとが対向する現像領域で、感光体ドラム１
０の静電潜像の電位と現像バイアス電圧とにより形成さ
れる電界によりトナーが移動されて、静電潜像が現像さ
れる。

【００２５】転写装置１６は、剥離装置１７を一体に有
し、図２に示されている高電圧発生回路１０２および分
離電圧発生回路１０８を介して、現像装置１４の現像ロ
ーラ１４ａによりトナーが供給されて現像された感光体
ドラム１０の表面のトナー像を、例えば、記録用紙に静
電的に引き寄せるとともに、記録用紙およびトナー像を
感光体ドラム１０との静電吸着から解放する。

【００２６】クリーニング装置１８は、感光体ドラム１
０の表面に圧接され、感光体ドラム１０の表面に残った
未転写トナーを掻き落とすブレード１８ａ、ブレード１
８ａにより掻き落とされたトナーＴを感光体ドラム１０
の軸線方向に搬送するオーガ１８ｂを有し、感光体ドラ
ム１０の表面の未転写トナーを除去して回収するととも
にトナーリサイクル機構２０に向けて集約する。

【００２７】感光体ドラム１０の上方、すなわち装置本
体の上部には、複写対象物すなわち原稿Ｄの画像を、光
の明暗情報として読み取る画像読取部３０が配置されて
いる。

【００２８】画像読取部３０は、原稿Ｄを保持する原稿
ガラス３１、原稿ガラス３１に載置された原稿Ｄを照明
する照明ランプ３２、照明ランプ３２から照射される照
明光を原稿Ｄに集光する反射板３３および原稿Ｄからの
反射光を折曲げる第１ミラー３４、第１ミラー３４を介
して折曲げられた原稿Ｄからの反射光を順に折曲げる第
２ミラー３５および第３ミラー３６等を有し、原稿ガラ
ス３１に載置された原稿Ｄの画像を、光の明暗情報とし
て、以下に示すＣＣＤセンサ３８に伝達する。第３ミラ
ー３６により折返された光の光軸を含む面内には、原稿
Ｄからの反射光に集束性を与える結像レンズ３７、及
び、結像レンズ３７により集束された反射光を光電変換
するとともに図示しない画像メモリに対して (原稿Ｄの
画像が変換された) 電気信号を出力するＣＣＤセンサ３
８が配置されている。

【００２９】レーザ露光装置４０は、図示しない半導体
レーザ素子から発生されたレーザビームに集束性を与
え、おおむね円形の断面形状を有するレーザビームに変
換する図示しない第１レンズ、第１レンズにより円形の
断面形状を有するレーザビームに変換されたレーザビー
ムを感光体ドラム１０の軸方向に偏向させる光偏向装置
４２、光偏向装置４２により偏向されたレーザビームを
感光体ドラム１０の露光位置ｃに順次結像させるため
に、レーザビームが偏向される角度と感光体ドラム１０
上での光軸とレーザビームが結像されるべき位置との間
の距離を一致させる結像レンズ４４、結像レンズ４４を
通過されたレーザビームを感光体ドラム１０の露光位置
ｃに案内する第１ないし第３のミラー４６ａ、４６ｂお
よび４６ｃ、及び、光偏向装置４２、結像レンズ４４お
よび第１ないし第３のミラー４６ａ、４６ｂおよび４６
ｃを防塵するための防塵ガラス４８を有している。

【００３０】感光体ドラム１０の右側には、第１および
第２のスロット５０ａおよび５０ｂに対して挿入される
ことにより、感光体ドラム１０に向かって記録用紙を供
給する着脱可能な第１および第２の用紙カセット５２ａ
および５２ｂが配置されている。

【００３１】感光体ドラム１０と用紙カセット５２ａお
よび５２ｂとの間には、それぞれのカセットに対応して
配置され、カセット５２ａおよび５２ｂから用紙を１枚
ずつ引出す給紙ローラ５４ａおよび５４ｂ、給紙ローラ
５４ａおよび５４ｂを介して引出された用紙を、それぞ
れ、感光体ドラム１０にへ向かって送出する搬送ローラ
５６ａおよび５６ｂ、搬送ローラ５６ａおよび５６ｂか
ら感光体ドラム１０へ向かう用紙を一時的に停止可能で
あって、用紙が搬送される方向に対する用紙の傾きを補
正するとともに、感光体ドラム１０上のトナー像の先端
と用紙の先端とを整合させて感光体ドラム１０の表面が
移動される移動速度と同じ速度で用紙を送り出すアライ
ニングローラ５８が配置されている。

【００３２】アライニングローラ５８の近傍には、アラ
イニングローラ５８を介して用紙を停止させるために、
搬送されている用紙の先端を検知するアライニングスイ
ッチ５８ａが配置されている。

【００３３】感光体ドラム１０の回転方向下流に対応す
る位置には、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像
が転写され、トナーが静電的に付着している状態の用紙
を搬送する搬送べルト６０、用紙に転写されたトナーを
加熱するとともに用紙に押圧することで用紙に定着させ
る定着装置６２およびトナー像が定着された用紙を複写
装置２の外部の排紙トレイヘ排出させる排紙ローラ６４
が配置されている。

【００３４】排紙ローラ６４の近傍には、定着装置６２
と排紙ローラ６４との間に用紙が存在するか否かを検知
する排紙スイッチ６４ａが配置されており、排紙スイッ
チにより用紙の後端が検知された時点で、現在搬送され
ている用紙に対する画像形成の終了が検知される。

【００３５】次に、この発明の実施の形態であるレーザ
露光式複写装置の印字動作を詳細に説明する。感光体ド
ラム１０は、ＣＰＵ１００によりモータ制御回路１１０
に供給されるモータ駆動クロックに対応して、モータ制
御回路１１０からのモータ駆動パルスにより駆動される
モータ１２０を介して、所定の速度で回転される。同時
に、帯電装置１２による電荷の供給により感光体ドラム
１０の表面が、一様に、所定の大きさの表面電位に帯電
される。

【００３６】詳細には、帯電装置１２のコロナワイヤ１
２ａから感光体ドラム１０へのコロナ放電の放射量がグ
リッドスクリーン１２ｂに印加されるグリッドバイアス
電圧によって適当に調整される。例えば、グリッドスク
リーン１２ｂにグリッド電圧発生回路１０４から印加さ
れるグリッドバイアス電圧はおおむね−６５０Ｖで、高
電圧発生回１０２からの高電圧によりコロナワイヤ１２
ａを介して感光体ドラム１０に供給される初期表面電位
はおおむね−６００Ｖに設定される。

【００３７】引き続いて、レーザ露光装置４０により、
感光体ドラム１０の表面に、複写または印字出力すべき
画像、すなわち原稿Ｄの画像に対応する画像情報または
図示しないホスト装置から供給される画像信号に対応し
た印字信号に応じて強度変調されたレーザビームが照射
される。

【００３８】レーザ露光装置４０によるレーザビームの
照射により、感光体ドラム１０の外周面に、印字信号
(画像データ) に対応する静電潜像が形成される。この
ようにして形成された静電潜像は、現像バイアス発生回
路１０６により、たとえば、−４００Ｖの現像バイアス
電圧が印加されている現像ローラ１４ａから供給される
トナーＴによって現像される。

【００３９】現像装置１４の現像ローラ１４ａから供給
されたトナーにより現像された静電潜像すなわち感光体
ドラム１０に形成されたトナー像は、高電圧発生回路１
０２により所定の転写電圧が印加されている転写装置１
６を介して、カセット５２ａあるいは５２ｂから給送さ
れた用紙に転写される。

【００４０】用紙に転写されたトナー像は、分離電圧発
生回路１０８により所定の分離電圧が印加されている分
離装置１７を介して、用紙とともに感光体ドラム１０の
表面から分離された後、搬送べルト６０によって定着装
置６２へ搬送され、定着装置６２により用紙に定着され
る。

【００４１】トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ
６４を介して、装置２の外部に配置されている排紙トレ
イ６６に、順次排紙されて積層される。トナー像が用紙
に転写された後の感光体ドラム１０は、引き続き回転
し、クリーニング装置１８を介して残存トナーが取り除
かれた後、除電装置１９により除電され、引き続いて次
の画像形成に利用される。

【００４２】このようにして、一連の画像形成が繰り返
される。次に、この発明の実施の形態であるトナーリサ
イクル機構について詳細に説明する。

【００４３】クリーニング装置１８のブレード１８ａを
介して感光体ドラム１０の表面から掻き落とされた未転
写トナーすなわち回収トナーは、オーガ１８ｂの回転に
よりクリーニング装置１８のフロント方向 (図１に示し
た装置断面において、紙面と直交する方向の前面側) へ
と移動される。

【００４４】移動された回収トナーは、トナーリサイク
ル機構２０のオーガ２０ａにより、現像装置１４のトナ
ー収容部あるいは現像装置１４に一体的に配置されるト
ナーホッパに、直接搬送される。

【００４５】ところで、トナーリサイクル機構２０を介
してクリーニング装置１８から現像装置１４に戻された
回収トナー (廃トナー) には、既に説明したように、ガ
イドローラ１４ｃと感光体ドラム１０とが接することで
トナーが押し潰されて生じるトナー塊が含まれる。

【００４６】トナー塊が生じると、回収トナーを搬送す
るオーガ１８ｂ (クリーニング装置１８) ならびにオー
ガ２０ａ (トナーリサイクル機構２０) あるいはハウジ
ング１４ｂ等とトナーとの摺擦、及び、一連の画像形成
工程によるトナーの循環等により、トナー塊を核として
トナー粗大粒子が生成される。なお、トナー粗大粒子の
粒径は、トナーの平均粒径に比較して数倍ないし数十倍
にも達し、たとえば、数１００μｍ以上となることもあ
る。

【００４７】トナー塊およびトナー粗大粒子は、現像装
置１４の現像ローラ１４ａを介して感光体ドラム１０の
感光層に形成された静電潜像に供給される。しかしなが
ら、感光体ドラム１０の表面電位とトナー塊およびトナ
ー粗大粒子が保持する電位との鏡像力とにより、用紙に
転写されずに感光体ドラム１０の表面に残り、感光体ド
ラム１０の回転とともに搬送されてクリーニング装置１
８で回収され、繰り返し現像装置１４に戻される。この
ことから、用紙に転写された画像には、トナー塊および
トナー粗大粒子に対応する画像の白抜けが生じる。この
白抜けは、画像形成の回数が増大するにつれて発生頻度
が増大される。なお、トナー塊およびトナー粗大粒子の
一部は、用紙に転写されることで白抜けを生じさせるこ
とはないものの画像評価において好ましくないトナーク
ランプとして計数される。また、トナー塊およびトナー
粗大粒子の一部は、転写装置１６による転写電圧および
分離装置１７による分離電圧の供給により用紙上にラン
ダムに落下して、同様に、トナークランプとして計数さ
れる。

【００４８】なお、画像の白抜けあるいはトナークラン
プの発生頻度は、図３を用いて後述するように、画像形
成の回数の増加にともなって急速に加速され、画像形成
回数が所定の回数に達した時点で、許容範囲外となる。

【００４９】図３は、周知の画像形成装置により画像を
形成した画像形成回数すなわち印字動作の回数と、用紙
に転写された出力画像の白抜けの数およびトナークラン
プの発生頻度を示すグラフである。

【００５０】図３に示されるように、画像形成回数が１
万回 (枚) に達する付近で、白抜けの発生頻度が許容範
囲外となる。また、トナークランプの発生頻度も、画像
形成回数が２万回 (枚) を越える付近で、許容範囲外と
なる。なお、図３において、画像形成回数は、Ａ４サイ
ズの用紙の長辺が搬送方向と直交するよう用紙を搬送
し、所定の間隔で次の用紙を連続して供給した状態を、
１回と計数するものとする。このことは、実際の画像形
成過程において、用紙サイズが多岐にわたる (Ａ３用紙
の場合には、図３に示したＡ４用紙の搬送条件に比較し
て２倍の画像形成工程となる) ことから、図２に示した
モータ駆動回路１１０に、主制御装置１００からモータ
駆動パルスが供給された時間を計数することで、画像形
成工程が繰り返された時間をより正確に計数可能とな
る。すなわち、主モータ１２０および現像モータ１２２
が回転された時間を画像形成回数とみなして、実際の画
像形成回数を、用紙の大きさに拘らずに補正するすこと
で、トナー塊およびトナー粗大粒子が不所望に増大する
ことを防止できる。なお、画像形成回数の計数は、図２
に示されている画像形成回数を計数するカウンタ装置１
１２の出力あるいは図２に示されているモータ駆動回路
１１０に主制御装置１００からモータ駆動パルスが供給
された時間を主制御装置１００に外付け (あるいは主制
御装置１００に内装) されたクロックカウンタの計数結
果を利用するものとする。

【００５１】次に、トナー塊およびトナー粗大粒子の発
生を抑止する方法およびリサイクル機構２０を介して現
像装置１４に戻されるトナーからトナー塊およびトナー
粗大粒子を除去する方法について説明する。

【００５２】既に説明したように、トナー塊およびトナ
ー粗大粒子が生じる要因としては、クリーニング装置１
８およびトナーリサイクル機構２０のオーガあるいは現
像装置１４のハウジング１４ｂとトナーとの摺擦または
現像装置１４のガイドローラ１４ｃと感光体ドラム１０
との圧接およびその双方によりトナーが押し潰されて生
じるトナー塊が一連の画像形成工程により循環されるこ
とが知られている。

【００５３】一方、トナー粗大粒子が生じる要因として
は、トナー自身の組成、定着率に作用するトナーの融点
および複写装置１が設置される環境条件等、リサイクル
に関与しない要素も存在することから、トナー粗大粒子
の発生を抑えることは、実質的に、困難である。

【００５４】次に、現像装置１４に戻されたトナー塊お
よびトナー粗大粒子が感光体ドラム１０の静電潜像の現
像に利用されることを阻止するトナー凝集体捕獲機構に
ついて説明する。

【００５５】図４は、図１に示した画像形成装置に組み
込まれるクリーニング装置のカバーを外した状態で感光
体ドラム保持部側から見た概略図である。図４に示され
るように、クリーニング装置１８のハウジング１８ｃ
は、オーガ１８ｂと感光体ドラム１０の感光層との間で
あって、感光体ドラム１０の軸線に沿う方向の両端部に
配置されたトナー塊収容部１８ｄ (２ヶ所) を有してい
る。

【００５６】それぞれのトナー塊収容部１８ｄは、図５
に示すように、ハウジング１８ｃに感光体ドラム１０が
装填された状態で感光体ドラム１０と現像装置１４とが
対向された場合に、現像装置１４のガイドローラ１４ｃ
と感光体ドラム１０の感光層とが接する位置の近傍に配
置される。

【００５７】トナー塊収容部１８ｄの長手方向の大きさ
(幅) は、たとえば、ガイドローラ１４ｃの幅 (厚さ)
に比較して、おおむね、２倍程度に設定される。また、
この収容部１８ｄには、図６を用いて以下に示すよう
に、たとえば、２万回 (枚) の画像形成により生じるト
ナー塊を収容可能な深さ (容量) が与えられる。

【００５８】図６は、図４に示したクリーニング装置１
８のトナー塊収容部１８ｄを含む、概略断面図である。
図６に示されるように、感光体ドラム１０の外周面の感
光層と現像装置１４のガイドローラ１４ｃとが接するこ
とでトナーが押し潰されて生じるトナー塊は、クリーニ
ング装置１８のブレード１８ａにより感光体ドラム１０
の表面から掻き落とされ、オーガ１８ｂによりハウジン
グ１８ｃの所定の位置に回収される。

【００５９】なお、トナー塊収容部１８ｄに対応する位
置でブレード１８ａにより掻き落とされたトナーおよび
トナー塊は、トナー塊収容部１８ｄに収容されることか
ら、オーガ１８ｂを介して現像装置１４に戻される回収
トナーと混合されることはない。従って、トナーの粗大
粒子が発生される頻度が大幅に低減され、結果的に、ト
ナークランプの発生頻度も、画像形成回数が２万回
(枚) 程度では画像に影響しないレベルまで減少する。

【００６０】図７は、図４および図６に示したトナー塊
収容部を有するクリーニング装置を用いて、図３に示し
た画像形成条件と同様の画像形成条件により画像を形成
した画像形成回数と、用紙に転写された出力画像の白抜
けの数およびトナークランプの発生頻度を示すグラフで
ある。

【００６１】図７に示されるように、感光体ドラム１０
の外周面の感光層と現像装置１４のガイドローラ１４ｃ
との圧接により生じるトナー塊を、クリーニング装置１
８のハウジング１８ｃに形成されたトナー塊回収部１８
ｄにより回収する (現像装置１４へのリサイクルを防止
する) ことにより、画像形成回数が６万回に達するまで
の間で、白抜けの発生頻度が許容範囲外となることが防
止されている。また、トナークランプの発生頻度も、許
容範囲内に抑止されている。なお、クリーニング装置１
８およびトナーリサイクル機構２０によりリサイクルさ
れるトナーの量は、画像形成の回数が増大されるにつれ
て、急速に増大されることから、トナー塊回収部１８ｄ
の容量は、クリーニング装置１８のメンテナンスサイク
ルまたは感光体ドラム１０を含む画像形成ユニットの交
換サイクルに応じて設定される。

【００６２】図８は、図４および図６に示したトナー塊
回収部を含むクリーニング装置の別の実施の形態を示す
概略図である。図８は、図１に示した画像形成装置に組
み込まれるクリーニング装置のカバーを外した状態で感
光体ドラム保持部側から見たもので、クリーニング装置
１１８のハウジング１１８ａには、ブレード (図８では
見えない) により感光体ドラム１０の感光層から掻落さ
れた回収トナーを、ハウジング１１８ａの長手方向のお
おむね中央付近に集約する第１のオーガ１１８ｂと、こ
の第１のオーガ１１８ｂにおおむね平行に配置され、第
１のオーガ１１８ｂにより中央付近に集約されたトナー
を、トナーリサイクル機構２０に向けて搬送する第２の
オーガ１１８ｃとを有している。

【００６３】第１のオーガ１１８ｂには、ハウジング１
１８ａの長手方向の中央にトナーを集約するよう所定の
方向性が与えられた第１および第２のスパイラル部１１
８ｄおよび１１８ｅが、第１のオーガ１１８ｂと一体的
に形成されている。なお、第１のオーガ１１８ｂの感光
体ドラム１０の軸線に沿う方向の両端部に対応する位置
には、第１および第２のスパイラル部１１８ｄおよび１
１８ｅが配置されていないトナー非搬送部１１８ｆ (２
ヶ所) が形成されている。トナー非搬送部１１８ｆ (２
ヶ所) は、それぞれ、感光体ドラム１０の感光層と現像
装置１４のガイドローラ１４ｃとが圧接されることで生
じるトナー塊がトナーリサイクル機構２０を介して現像
装置１４に戻されることを低減するトナー塊収容部１１
８ｇ (２ヶ所) として機能する。

【００６４】第２のオーガ１１８ｃは、図４に示したク
リーニング装置１８のオーガ１８ｂと同様に機能するも
ので、感光体ドラム１０の感光層から掻き落とされ、第
１のオーガ１１８ｂによりハウジング１１８ａに長手方
向中央付近に集約された回収トナーをトナーリサイクル
機構２０のオーガ２０ａに向けて搬送する。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明の画像形成
装置によれば、トナーリサイクル機構によりリサイクル
されるトナーに含まれるトナー塊は、リサイクル機構と
感光体ドラムとの間に位置されるトナー塊回収部により
回収されて分離されることから、トナー塊が現像装置に
戻されることが防止される。これにより、トナー塊を核
として生じるトナー粗大粒子の発生頻度が低減される。
また、転写された画像に、トナー塊およびトナー粗大粒
子が落下して生じるトナークランプも大幅に低減され
る。

【００６６】従って、トナーリサイクル機構によりトナ
ーをリサイクルして静電潜像を現像した場合に生じる白
抜けを防止できる。また、画像形成回数が増大しても、
急激に白抜けが増加されることのない画質の安定した画
像を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態が適用される現像装置を
含む画像形成装置の一例を示す概略図。

【図２】図１に示した画像形成装置の感光体ドラムと現
像装置の周辺部および制御機構の概略を示すブロック
図。

【図３】従来の画像形成装置による画像形成回数と出力
画像の白抜けの数およびトナークランプの発生頻度を示
すグラフ。

【図４】図１に示した画像形成装置に組み込まれるクリ
ーニング装置のカバーを外した状態で感光体ドラム保持
部側から見た概略図。

【図５】図４に示したクリーニング装置に装填された感
光体ドラムに所定の間隔で対向される現像装置によりト
ナー塊が生じる原理を示す概略図。

【図６】図４に示したクリーニング装置のトナー塊収容
部を含む位置での概略断面図。

【図７】図４および図６に示したトナー塊収容部を有す
るクリーニング装置を用いて、図３に示した画像形成条
件と同様の画像形成条件により画像を形成した画像形成
回数と出力画像の白抜けの数およびトナークランプの発
生頻度を示すグラフ。

【図８】図４および図６に示したトナー塊回収部を含む
クリーニング装置の別の実施の形態を示す概略図。

【符号の説明】

２…複写装置 (画像形成装置) 、１０…感光体ドラム
(像担持体) 、１２…帯電装置、１２ａ…コロナワイ
ヤ、１２ｂ…グリッドスクリーン、１４…現像装置 (現
像手段) 、１４ａ…現像ローラ、１４ｂ…ハウジング、
１６…転写装置、１７…剥離装置、１８…クリーニング
装置、１８ａ…クリーニングブレード、１８ｂ…オー
ガ、１８ｃ…ハウジング、１８ｄ…トナー塊収容部、１
９…除電装置、２０…トナーリサイクル装置、２０ａ…
オーガ、３０…原稿読取部、３１…原稿ガラス、３２…
露光ランプ、３３…反射板、３４…第１ミラー、３５…
第２ミラー、３６…第３ミラー、３７…結像レンズ、３
８…ＣＣＤセンサ、４０…レーザ露光装置、４２…光偏
向装置、４４…結像レンズ、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ…
ミラー、４８…防塵ガラス、５０ａ，５０ｂ…スロッ
ト、５２ａ，５２ｂ…用紙カセット、５４ａ，５４ｂ…
給紙ローラ、５６ａ，５６ｂ…搬送ローラ、５８…アラ
イニングローラ、５８ａ…アライニングセンサ、６０…
搬送ベルト、６２…定着装置、６４…排紙ローラ、６４
ａ…排紙センサ、１００…主制御装置、１０２…高電圧
発生回路、１０４…グリッド電圧発生回路、１０６…現
像バイアス電圧発生回路、１０８…分離電圧発生回路、
１１０…モータ駆動回路、１１２…カウンタ装置。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
   と、 上記像担持体に形成された潜像に現像剤を供給して現像
   する現像手段と、 この現像手段により上記像担持体に供給された上記現像
   剤を被転写材に転写する転写手段と、 上記現像手段により像担持体の潜像に供給された現像剤
   が上記転写手段による転写により上記被転写材に転写さ
   れずに残った未転写現像剤を像担持体から回収する現像
   剤回収手段と、 この現像剤回収手段により回収された現像剤の内の上記
   像担持体の特定の領域に対応する位置から回収された現
   像剤以外の現像剤を上記現像手段に戻すリサイクル手段
   と、を有する画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
   と、 上記像担持体に形成された潜像に現像剤を供給して現像
   する現像手段と、 この現像手段により上記像担持体に供給された上記現像
   剤を被転写材に転写する転写手段と、 上記現像手段により像担持体の潜像に供給された現像剤
   が上記転写手段による転写により上記被転写材に転写さ
   れずに残った未転写現像剤を像担持体から回収する現像
   剤回収手段と、 この現像剤回収手段により回収された現像剤を上記現像
   手段に戻すリサイクル手段と、 上記現像剤回収手段により回収された現像剤の一部を、
   上記リサイクル手段に案内することなく保持する回収現
   像剤保持手段と、を有する画像形成装置。
3. 【請求項３】像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
   と、 上記像担持体に形成された潜像に現像剤を供給して現像
   する現像手段と、 この現像手段により上記像担持体に供給された上記現像
   剤を被転写材に転写する転写手段と、 上記現像手段により像担持体の潜像に供給された現像剤
   が上記転写手段による転写により上記被転写材に転写さ
   れずに残った未転写現像剤を像担持体から回収する現像
   剤回収手段と、 この現像剤回収手段により回収された現像剤を上記現像
   手段に戻すリサイクル手段と、 上記現像剤回収手段により回収された現像剤中に含まれ
   る現像剤の粗大粒子が上記リサイクル手段に案内される
   ことを阻止する回収現像剤保持手段と、を有する画像形
   成装置。
4. 【請求項４】像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
   と、 上記像担持体に形成された潜像に現像剤を供給して現像
   する現像手段と、 この現像手段により上記像担持体に供給された上記現像
   剤を被転写材に転写する転写手段と、 上記現像手段により像担持体の潜像に供給された現像剤
   が上記転写手段による転写により上記被転写材に転写さ
   れずに残った未転写現像剤を像担持体から回収する現像
   剤回収手段と、 この現像剤回収手段により回収された現像剤の内の上記
   像担持体の所定の領域に対応する位置から回収された現
   像剤以外の現像剤を上記現像剤回収手段の所定の位置に
   搬送する回収現像剤搬送手段と、 この回収現像剤搬送手段により所定の位置に集約された
   現像剤を上記現像手段に戻すリサイクル手段と、を有す
   る画像形成装置。
5. 【請求項５】像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
   と、 上記像担持体に形成された潜像に現像剤を供給して現像
   する現像手段と、 この現像手段により上記像担持体に供給された上記現像
   剤を被転写材に転写する転写手段と、 上記現像手段により像担持体の潜像に供給された現像剤
   が上記転写手段による転写により上記被転写材に転写さ
   れずに残った未転写現像剤を、上記像担持体の所定の領
   域に対応する位置から回収された現像剤とそれ以外の領
   域に対応する位置から回収された現像剤とに区分して、
   上記像担持体から回収する現像剤回収手段と、 この現像剤回収手段により回収された現像剤を上記現像
   手段に戻すリサイクル手段と、を有する画像形成装置。
6. 【請求項６】像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
   と、 上記像担持体に形成された潜像に現像剤を供給して現像
   する現像手段と、 この現像手段により上記像担持体に供給された上記現像
   剤を被転写材に転写する転写手段と、 上記現像手段により像担持体の潜像に供給された現像剤
   が上記転写手段による転写により上記被転写材に転写さ
   れずに残った未転写現像剤を、上記像担持体の所定の領
   域に対応する位置から回収された現像剤とそれ以外の領
   域に対応する位置から回収された現像剤とに区分して、
   上記像担持体から回収する現像剤回収手段と、 この現像剤回収手段により回収された現像剤の内の上記
   像担持体の所定の領域に対応する位置から回収された現
   像剤以外の現像剤を上記現像剤回収手段の所定の位置に
   搬送する回収現像剤搬送手段と、 この回収現像剤搬送手段により所定の位置に集約された
   現像剤を上記現像手段に戻すリサイクル手段と、を有す
   る画像形成装置。
7. 【請求項７】円筒状に形成された感光体を所定の電位に
   帯電した状態で光照射することにより電位が減衰された
   露光領域と光が照射されていない非露光領域との間の電
   位差を潜像として形成する潜像形成手段と、 上記感光体の外周に接することで上記感光体との間に所
   定の距離を置いて対向される現像剤供給部材を含み、こ
   の現像剤供給部材により上記感光体が保持する潜像に現
   像剤を供給することで潜像を現像する現像装置と、 この現像手段により上記像担持体に供給された上記現像
   剤を被転写材に転写する転写手段と、 上記感光体と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触す
   る位置で加圧された現像剤を保持する回収現像剤保持部
   を有し、上記現像装置から上記感光体の潜像に提供され
   た現像剤が上記転写手段による転写により上記被転写材
   に転写されずに残った未転写現像剤および上記感光体の
   潜像以外の領域に付着した不所望な現像剤と上記感光体
   と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触する位置で加
   圧された現像剤とを区分して回収するクリーニング装置
   と、を有する画像形成装置。
8. 【請求項８】円筒状に形成された感光体を所定の電位に
   帯電した状態で光照射することにより電位が減衰された
   露光領域と光が照射されていない非露光領域との間の電
   位差を潜像として形成する潜像形成手段と、 上記感光体の外周に接することで上記感光体との間に所
   定の距離を置いて対向される現像剤供給部材を含み、こ
   の現像剤供給部材により上記感光体が保持する潜像に現
   像剤を供給することで潜像を現像する現像装置と、 上記感光体と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触す
   る位置で加圧された現像剤を保持する回収現像剤保持部
   を有し、上記現像装置から上記感光体の潜像に提供され
   た現像剤が上記転写手段による転写により上記被転写材
   に転写されずに残った未転写現像剤および上記感光体の
   潜像以外の領域に付着した不所望な現像剤と上記感光体
   と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触する位置で加
   圧された現像剤とを区分して回収するとともに、上記現
   像装置から上記感光体の潜像に提供された現像剤が転写
   されずに残った未転写現像剤および上記感光体の潜像以
   外の領域に付着した不所望な現像剤のみを所定の位置に
   搬送するクリーニング装置と、を有する画像形成装置。
9. 【請求項９】円筒状に形成された感光体を所定の電位に
   帯電した状態で光照射することにより電位が減衰された
   露光領域と光が照射されていない非露光領域との間の電
   位差を潜像として形成する潜像形成手段と、 上記感光体の外周に接することで上記感光体との間に所
   定の距離を置いて対向される現像剤供給部材を含み、こ
   の現像剤供給部材により上記感光体が保持する潜像に現
   像剤を供給することで潜像を現像する現像装置と、 上記感光体と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触す
   る位置で加圧された現像剤を保持する回収現像剤保持部
   を有し、上記現像装置から上記感光体の潜像に提供され
   た現像剤が上記転写手段による転写により上記被転写材
   に転写されずに残った未転写現像剤および上記感光体の
   潜像以外の領域に付着した不所望な現像剤と上記感光体
   と上記現像装置の現像剤供給部材とが接触する位置で加
   圧された現像剤とを区分して回収するとともに、上記現
   像装置から上記感光体の潜像に提供された現像剤が転写
   されずに残った未転写現像剤および上記感光体の潜像以
   外の領域に付着した不所望な現像剤のみを所定の位置に
   搬送するクリーニング装置と、 このクリーニング装置により所定の位置に集約された現
   像剤を上記現像装置に戻すリサイクル機構と、を有する
   画像形成装置。