JPH07230241A

JPH07230241A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07230241A
Application number: JP6300939A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ogawa; 宏小川; Masami Maetani; 正巳前谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1995-08-29
Also published as: US5734957A

Abstract

(57)【要約】【目的】画像形成装置の現像に使用されたトナーを再
使用すること。【構成】記録媒体に画像を形成する画像形成装置にお
いて、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現
像するための現像手段と、前記現像手段によって前記現
像に用いられる未使用トナーを収納するトナー収納手段
と、前記現像手段によって前記像担持体に形成されたト
ナー像を前記記録媒体に転写する転写手段と、前記転写
手段によるトナー像の転写後に、前記像担持体に付着す
る付着物を前記像担持体から除去するクリーニング手段
と、前記クリーニング手段によって前記像担持体から除
去されたトナーから異物を除去するための分離手段と、
前記分離手段によって異物を除去された再使用トナー
と、前記トナー収納手段に収納されている未使用トナー
とを混合した後に、混合した両トナーを前記現像手段の
現像領域へ供給するためのトナー供給手段と、を有する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に画像を形成
する画像形成装置に関し、特に、電子写真画像形成プロ
セスを適用した電子写真複写機及び電子写真プリンタ等
の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体上に形成したトナー像を紙等の
記録媒体に転写する工程を有する電子写真画像形成装置
にあっては、転写時に記録媒体に転移せずに像担持体表
面に残留するトナーが発生する。そこで転写後にこの残
留トナーを像担持体表面から除去することが必要であ
る。

【０００３】一方、画像形成に使用され、その後像担持
体から除去された使用済みトナーを回収して現像器に戻
して再度現像に使用する構成が提案されている。トナー
再使用の方法としては、クリーニング装置に回収された
トナーをそのまま現像器乃至はホッパに搬送するもの、
あるいは、回収トナーから、これに混在する紙粉その他
の異物を分離して、その後トナーを現像器へ戻すものが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、従来
の使用済みトナーの再使用を図るものでは、クリーニン
グ装置に回収したトナーを現像器乃至はホッパへ専用の
搬送路を経て戻すようにするのが普通である。そこで、
現像器乃至はホッパに存在するトナーと、クリーニング
装置から戻されたトナーとが充分に混合せず、また、混
合割合が不安定となりやすい。このために画像濃度の低
下、カブリの発生等の画質劣化を招来する恐れがあると
いう問題があった。

【０００５】本発明の目的は、トナーを画像形成に良好
に再使用することのできる画像形成装置を提供するもの
である。

【０００６】本発明の他の目的は、トナーを画像形成に
再使用しても、品質の高い画像を得ることのできる画像
形成装置を提供するものである。

【０００７】本発明の他の目的は、ホッパから現像器に
供給される新しいトナーと、クリーニング装置から回収
されるトナーとを充分に混合してから現像の用に供する
ようにして、トナーの有効利用をはかりながら、良質の
画像を安定して得られるような画像形成装置を提供する
ものである。

【０００８】本発明の他の目的は、未使用トナーと再使
用トナーとを充分に混合した後に、現像に用いることが
できるから、良質の画像を得ることができる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の代表的な構成は、記録媒体に画像を形成する
画像形成装置において、像担持体と、前記像担持体に形
成された潜像を現像するための現像手段と、前記現像手
段によって前記現像に用いられる未使用トナーを収納す
るトナー収納手段と、前記現像手段によって前記像担持
体に形成されたトナー像を前記記録媒体に転写する転写
手段と、前記転写手段によるトナー像の転写後に、前記
像担持体に付着する付着物を前記像担持体から除去する
クリーニング手段と、前記クリーニング手段によって前
記像担持体から除去されたトナーから異物を除去するた
めの分離手段と、前記分離手段によって異物を除去され
た再使用トナーと、前記トナー収納手段に収納されてい
る未使用トナーとを混合した後に、混合した両トナーを
前記現像手段の現像領域へ供給するためのトナー供給手
段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

【００１０】また前記課題を解決するための本発明の代
表的な構成は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置
において、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像
を現像するための現像手段と、前記現像手段によって前
記現像に用いられる未使用トナーを収納するトナー収納
手段と、前記現像手段によって前記像担持体に形成され
たトナー像を前記記録媒体に転写する転写手段と、前記
転写手段によるトナー像の転写後に、前記像担持体に付
着する付着物を前記像担持体から除去するクリーニング
手段と、前記クリーニング手段によって前記像担持体か
ら除去されたトナーから異物を除去するための分離手段
と、前記分離手段によって異物を除去された再使用トナ
ーを前記現像手段へ供給する前に、一旦、貯蔵する貯蔵
手段と、を有することを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１１】またさらに前記課題を解決する本発明の代
表的な構成は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置
において、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像
を現像するための現像手段と、前記現像手段によって前
記現像に用いられる未使用トナーを収納するトナー収納
手段と、前記現像手段によって前記像担持体に形成され
たトナー像を前記記録媒体に転写する転写手段と、前記
転写手段によるトナー像の転写後に、前記像担持体に付
着する付着物を前記像担持体から除去するクリーニング
手段と、前記クリーニング手段によって前記像担持体か
ら除去されたトナーから異物を除去するための分離手段
と、前記分離手段によって異物を除去された再使用トナ
ーを前記現像手段へ供給する前に、一旦、貯蔵する貯蔵
手段と、前記貯蔵手段に貯蔵されている再使用トナー
と、前記トナー収納手段に収納されている未使用トナー
とを混合した後に、混合した両トナーを前記現像手段の
現像領域へ供給するためのトナー供給手段と、を有する
ことを特徴とする画像形成装置である。

【００１２】

【作用】本発明によれば、再使用トナーと未使用トナー
を確実に攪拌することができる。

【００１３】

【実施例】まず、本発明を適用した画像形成装置として
の電子写真複写機の実施例について、図面を参照して説
明する。

【００１４】図１は本発明の実施例を示す電子写真複写
機の、特に現像装置１０、ホッパ２、クリーニング装置
３０から排出されたトナーから異物を分離する分離装置
２０、分離されたトナーを現像装置側に搬送する搬送路
を示す側面図である。また、図２は現像装置１０、ホッ
パ２、クリーニング装置３０及び分離装置２０の配置を
模式的に示す平面図である。図６は、本発明を適用した
画像形成装置としての電子写真複写機の全体構成を模式
的に示した断面図である。

【００１５】図において、１は像担持体（例えばドラム
状電子写真感光体あるいはベルト状電子写真感光体）１
０は像担持体１上に形成された潜像に現像剤を付着する
ことによって顕像化する現像装置即ち潜像を現像する現
像装置、２は現像装置１０に現像剤（本実施例における
現像剤は一成分磁性トナーを送り込むためのホッパー、
４は像担持体１上に顕像化された現像像をシート（記録
媒体）に転写する転写手段、３０は像担持体１上に残留
した現像剤及びその他の付着物を除去するクリーニング
装置、６は像担持体１の残留電荷の除電を行う除電手
段、７は像担持体１上を一様に帯電させる一次帯電手
段、８は原稿の画像情報を読み取る光学読取系（ランプ
８ｂ、ミラー８ｃ、レンズ８ｄ等）、８ａは前記画像情
報を像担持体１上に露光して潜像を形成する露光部、９
は原稿を画像読取部へ導く原稿処理装置、３５は画像形
成部にシートＰを給送するシート給送部、１１はシート
Ｐを搬送する搬送台、１２は画像形成部で転写されたシ
ート上の画像（現像剤像）をシートＰに定着する定着装
置、１３は画像形成の完了したシートを排出するシート
排出部、１４は両面記録時或いは多重記録時に再給送す
るシートを誘導する再給送シート誘導部、１５は前記再
給送するシートを一旦収納する中間トレイ、１６は中間
トレイ１５に収納されたシートを再度画像形成部に給送
するシート再給送部である。

【００１６】次に前記画像形成装置の動作について説明
する。図示しないコピー動作ボタンを押すと、原稿処理
装置９内の原稿は画像読取部へと導かれ、次いで光学読
取系８によって原稿の画像情報が読み取られ、除電手段
６によって除電された像担持体１は一次帯電器７によっ
て所定の電位に帯電され、次いで露光部８ａにおいて前
記画像情報が潜像として書き込まれる。次に像担持体１
上に形成された潜像は現像装置１０において磁性トナー
が付着されることによって顕像化される。この際、現像
装置１０内に磁性トナーが足りなくなると後述する通
り、ホッパー部２及び貯蔵部２６より適宜補充される。
同時にシート給送部１０から画像形成部の転写位置にシ
ートＰが送り込まれると、転写分離帯電器４によって像
担持体１上の現像剤像が前記シートＰ上に転写される。
転写後、シートＰは搬送台１１により定着装置１２へ送
られ、シートＰ上の現像剤像は定着される。定着後、前
記シートＰは片面コピーの場合はそのままシート排出部
１３へと排出される。また両面記録モード或いは多重記
録モードの場合には、排出されずに再給送シート誘導部
１４によって中間トレイ１５上に収納され、所定枚数収
納されたところで、シート再給送部１６によって一枚ず
つ給送され、画像形成部の転写位置へと再度給送され
る。そして次の原稿が原稿処理装置９により画像読取部
に導かれると、同様に前述した工程を繰り返し、定着後
シート排出部１３へと排出される。

【００１７】そして、画像形成動作中に転写帯電器４に
よってシートＰ上に転写されなかった像担持体１上の現
像剤及び紙粉、ゴミ等の付着物はクリーニング装置３０
によって除去される（本実施例では、像担持体１に残留
する現像剤等の付着物は、弾性クリーニングブレード３
０ａによって除去される）。ここで除去された現像剤及
びその他の付着物（以下、異物と記す）は後述する分離
装置２０へスクリュー１３によって送られる。

【００１８】次に、図１を用いて、クリーニング装置３
０で回収された磁性トナーから異物を除去するための分
離装置について説明する。

【００１９】図において、２０ａは分離装置２０の枠体
である。この枠体２０ａに非磁性材（例えば非磁性ステ
ンレス線、非磁性黄銅線やナイロン繊維など）から成る
網目フィルタ１６が重力作用方向に対して略垂直（即ち
水平面に対する傾きα＝０°）配置されており、その上
下にはマグネットローラ１４ａ・１７ａを内蔵する非磁
性のスリーブ１４・１７（例えばアルミニュウム製）が
配置されている。なおマグネットローラ１４ａ・１７ａ
には、図１に示す通りＮ極とＳ極が交互に配置されてい
る。そしてマグネットローラ１４ａ・１７ａの磁極Ｓ₁₄
とＮ₁₇が図１に示すように常に向き合ったままの状態で
スリーブ１４・１７は図１の矢印の方向（矢印ａ・ｂ）
に回転する。即ちスリーブ１４・１７は互いに異なった
方向に回転する。このスリーブ１４・１７の回転によ
り、スリーブ１４の表面に吸着した残留物はスリーブ１
４の回転方向と同方向に移動する。また、スリーブ１７
の回転により、スリーブ１７表面に吸着した磁性トナー
はスリーブ１７の回転方向と同方向に移動する。

【００２０】尚、前記スリーブ１４・１７が前記フィル
タ１６を介して対向する磁性トナーと異物を分離する分
離領域Ｘにおける磁極Ｓ₁₄・Ｎ₁₇の磁力の関係は、Ｎ₁₇
＞Ｓ₁₄となるように設定されている。

【００２１】また、１３・２３は現像剤を搬送するため
の搬送スクリューであって、搬送スクリュー１３は前述
クリーニング装置３０に回収された磁性トナー及び異物
等を分離装置２０へ搬送するものである。また、搬送ス
クリュー２３は異物を分離された磁性トナーを現像装置
１０へ再供給するものである。１５はクリーブ１４表面
の付着物の層厚を規制するドクターブレード、１８はス
リーブ１７表面に付着した磁性トナーを掻き取り、貯溜
部２６へガイドする掻き取りブレードである。

【００２２】次に、前記分離装置２０による磁性トナー
と異物との分離動作について説明する。先ず、クリーニ
ング装置３０によって像担持体１上から除去された磁性
トナー及び異物の混合物は、搬送スクリュー１３によっ
て分離装置２０内部のスリーブ１４近傍へ供給される。
次いで前記混合物は、前記スリーブ１４表面に付着して
スリーブ１４の回転に伴い上方へ搬送される。即ち、前
記混合物は前記分離領域Ｘへ搬送される。ここで、紙粉
等の異物は非磁性であるが、像担持体１から回収された
状態では、磁性トナーにまみれているので、磁性トナー
と共にスリーブ１４表面に付着する。そして、スリーブ
１４に付着したトナーと異物の混合物はドクターブレー
ド１５によって所定の層厚に規制され、スリーブ１４と
スリーブ１７とが対向する分離領域Ｘへ送り込まれる。

【００２３】前記分離領域Ｘにおける磁極Ｓ₁₄・Ｎ₁₇の
磁力関係は、前述したようにＮ₁₇＞Ｓ₁₄となるように設
定されている。そのため、前記スリーブ１４によって前
記分離領域Ｘへ送られた混合物は、マグネット１４ａ・
１７ａによって形成される磁場によって前記スリーブ１
４の表面から前記スリーブ１７の表面に向って飛翔す
る。この時、スリーブ１４・１７の間にはメッシュ状の
フィルタ１６が設けられているので、粒径の小さな磁性
トナーだけがフィルタ１６の開口を通過し、トナーより
もはるかに大きな紙粉等の異物はフィルタ１６によって
通過を遮ぎられる。

【００２４】ここで前記フィルタ１６の開口は（好適に
は、開口１５０μｍ（＃１００）〜開口３７．５μｍ
（＃４００）の開口を有している）、磁性トナーの粒径
（平均粒径５〜２０μｍ）の数倍の隙間を有しているた
め、磁性トナーはスムーズに通過する。

【００２５】また、フィルタ１６によって通過を規制さ
れた非磁性の異物は、異物に付着していた磁性トナーが
スリーブ１７周面に向って飛翔して少なくなることによ
り、重力に反して飛翔する力を失い、自重でスリーブ１
４表面上に落下する。従って、磁性トナーと異物が分離
される。

【００２６】なお、ここで、前述実施例で説明した分離
装置の具体的な数値の一例について述べる。しかしなが
ら、本発明はこの数値に限定されるものではない。

【００２７】まずフィルター１６は、ステンレススチー
ル製のメッシューであって、その開口は約７５μ程度
（＃２００）である。またフィルター１６の横の長さは
約７０ｍｍ、縦の長さは約４０ｍｍ、厚さは約０．１ｍ
ｍである。

【００２８】さらに、スリーブ１４・１７はアルミニュ
ウム製で、その外径は約２０ｍｍである。またスリーブ
１４・１７に内蔵されているマグネット１４ａ・１７ａ
の外径は１７．６ｍｍである。またスリーブ１４とスリ
ーブ１７の間隔は約３ｍｍである。またさらに、Ｓ₁₄極
は約６５０ガウス、Ｎ₁₇極は約１０００ガウスである。
また本実施例で使用するトナーの重量平均粒径（Ｄ₄ ）
は、３〜１２μｍ（より好ましくは３〜１０μｍ、さら
に好ましくは３〜８μｍ）が現像特性及び画質の点等で
好ましい。

【００２９】トナーの粒度分布については、種々の方法
によって測定できるが、本発明においてはコールターカ
ウンターを用いて行った。

【００３０】測定装置としては、例えばコールターカウ
ンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分
布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）
及びＣＸ−１パーソナルコンピューター（キヤノン製）
を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％Ｎ
ａＣｌ水溶液を調製する。測定法としては前記電解水溶
液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好
ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５
ｍｌを加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試
料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散
処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型に
より、アパチャーとして１００μｍアパチャーを用い
て、トナー粒子の体積、個数を測定して２〜４０μｍの
トナー粒子の体積分布と個数分布とを算出する。それか
ら本発明に係るところの、体積分布から求めた重量基準
の重量平均径（各チャンネルの中央値をチャンネルごと
の代表値とする）及びその標準偏差、個数分布から求め
た個数基準の長さ平均径及びその標準偏差を求める。

【００３１】また前述各実施例において、分離装置２０
は、画像装置のコピーボタン（図示せず）がＮＯされる
と駆動を開始し、コピーの終了とともに駆動を停止す
る。即ち、像担持体としての電子写真感光体ドラム１の
回転と同期をとって駆動する。

【００３２】また、現像器１０内には攪拌棒８ａ・８ｂ
が配置してあって、内部のトナーを、内部にマグネット
ローラ１１ａを具備して回転する現像スリーブ１１へ攪
拌しながら移動させる。そして、該スリーブ１１上に付
着したトナーは、トナー層の厚みを規制する規制ブレー
ド１２によって厚みを規制されて、像担持体１と対向す
る現像位置Ｄに達する。そしてこの位置Ｄに到来した静
電潜像に付着してトナー像を形成する。

【００３３】このトナー像が転写部位Ｔ（図６）におい
てシートＰに転写された後、転写せずに像担持体１に残
留する残留トナーはクリーニング装置３０に回収され
る。回収された使用済みのトナーは、図２及び図６に示
すように、クリーニング装置３０から分離装置２０に連
通している搬送路Ｓ内を搬送スクリュー１３によって分
離装置２０内へ搬送される。なお、像担持体１に残留す
るトナーは、弾性クリーニングブレード３０ａによって
掻き落とされて、クリーニング装置３０に回収される。

【００３４】さて分離装置２０で、前述した方法によっ
て紙粉などの異物を除去されたトナーは、分離装置２０
内に設けられたトナー貯溜部２６を経て、搬送スクリュ
ー２３によって前記搬送路６に供給される。そして異物
を除去された再使用トナーは、ホッパ２から供給される
新しいトナー（未使用トナー）と、現像装置１０の外側
に設けられた搬送スクリュー７によって適宜混合され
る。その後、現像装置１０内の攪拌棒８ａ・８ｂによっ
て攪拌されて現像スリーブ１１の現像領域Ｄに達して再
度現像に寄与する。なお、トナー貯溜部２６と搬送路６
は搬送路４０で接続されており、この搬送路４０内に搬
送スクリュー２３が設けられている。

【００３５】ここで現像装置１０内のトナー量はセンサ
９によって検知される。そして、現像装置１０内のトナ
ー量が所定量よりも少なくなると、このセンサー９から
のトナー補給信号が制御回路２５へ入力されて、この信
号を受けて制御部２５が出力する信号でホッパモータ５
を駆動して、ホッパ２内の搬送スクリュー３を回動して
ホッパ２内に収納されているトナーを搬送路６を経て現
像器１０へ供給する。ここで、未使用トナーとは、現像
に使用されたことの無い新しいトナーである。又、再使
用トナーとは現像に使用された後に、異物を除去された
トナーである。

【００３６】さて前述した通り、クリーニング装置３０
に回収された使用済みトナーは、クリーニング装置３０
と分離装置２０とを連結する搬送路Ｓ内の搬送スクリュ
ー１３によって分離装置２０へ供給される。

【００３７】なお分離装置２０には、前述した通り上下
方向に２個のスリーブ１４・１７が図示矢印（ａ・ｂ）
方向へ回転可能に配置してあり、その間に非磁性材料か
らなるフィルタ１６が設けられている。各スリーブ１４
・１７には各々内部にマグネット１４ａ・１７ａが配置
されており、マグネット１４ａ・１７ａは円周方向に複
数の極を交互に配置している。さらに両スリーブ１４・
１７が前記フィルタ１６に近接する分離部位Ｘにおい
て、両マグネット１４ａ・１７ａの対向極が反対極性と
なるように、且つ、［マグネット１７ａの磁力］＞［マ
グネット１４ａの磁力］となるように構成している。

【００３８】このような構成となっているから、前記搬
送スクリュー１３によってクリーニング装置３０から供
給された、紙粉などの異物が混合した使用済みトナー
は、まずスリーブ１４の周面に磁力によって吸着され、
スリーブ１４の回転によって搬送されその厚みが規制ブ
レード１５によって規制された後前記分離部位Ｘに到達
する。ここで、マグネットローラ１４ａとマグネットロ
ーラ１７ａとの磁力差によって、微粒であるトナーはフ
ィルタ１６を越えてマグネットローラ１７へ飛翔してそ
の周面に付着する。このときトナー粒子よりもはるかに
大粒の紙粉、凝集トナー等はフィルタ１６を通過するこ
とができず、再びマグネットローラ１４へ落下する。そ
してマグネットローラ１４の回転にともなって搬送さ
れ、非磁性ブラシ１９によってローラ１４の周面から掻
き落とされて回収部２４に回収される。なお図示はして
いないが、前記フィルタ１６を適宜の振動付与手段によ
って振動させて、フィルタ１６に引っかかった大粒の紙
粉を積極的に落下させたり、凝集トナーを破壊分散させ
てフィルタ１６を通過し易いようにするのがよい。

【００３９】一方、フィルタ１６によって異物を除去さ
れてこれを通過し、マグネットローラ１７の周面に付着
したトナーは、該ローラ１７の回転によって搬送され
て、掻き取りブレード１８によってローラ１７の周面か
ら掻き取られて分離装置２０内に設けられた貯溜部２６
に貯溜される。

【００４０】ここで、前記現像装置１０内のトナーが所
定量よりも減少すると、現像装置１０内に設けられたセ
ンサ９から発せられるトナー補給信号によって制御回路
２５を介してモータ２１を駆動する。そこでこのモータ
２１の駆動によって前記貯溜部２６に設けてある搬送ス
クリュー２３を駆動して、貯溜部２６内のトナーを該搬
送スクリュー２３の出口側２３ａから前述の搬送路４０
及び搬送路６を経て現像装置１０へ供給する。

【００４１】前述したように、ホッパ２内の新しいトナ
ー（未使用トナー）も現像装置１０内のセンサ９から発
せられるトナー補給信号によって現像装置１０内へ供給
される。したがって、現像装置１０にはホッパ２から供
給される新しいトナー（未使用トナー）と、前記貯溜部
２６から供給される異物を除去した再使用トナーとが合
わさって現像装置１０へ供給される。この際に、未使用
トナーと再使用トナーとが現像装置１０内へ進入して、
搬送路６と現像装置１０との接続部に設けられたスクリ
ュー７によって両トナーが混合されながら現像装置１０
内に収納される。さらにこの両トナーは、攪拌棒８ａ・
８ｂによって混合されながら現像スリーブ１１の周面に
磁力によって付着する。そこで、像担持体１上の潜像に
供給されることになる現像スリーブ１１の周面に付着す
るトナーは、両トナーが充分に混合されて均質になって
おり、良質の画像を得ることができる。

【００４２】特に本実施例では、貯溜部２６に貯溜され
ている再使用トナーを現像装置１０へ供給する際に、直
接現像装置１０へ供給することはせずに、ホッパー２に
貯溜されている未使用トナーを現像装置１０へ供給する
ための搬送路６を経て現像装置１０へ供給する。そこ
で、再使用トナーと未使用トナーは、この搬送路６の共
通部分６ａを通過する際に混合される。さらに、この共
通部分６ａを経た両トナーは、現像装置１０の外側に現
像装置１０に面して設けたスクリュー７によってさらに
混合された後、現像装置１０へ収納される。したがっ
て、本実施例によれば、再使用トナーと未使用トナーと
を現像装置１０へ供給する以前に良く混合することがで
きる。なお、スクリュー７は現像装置１０の内側に設け
られていても良い。即ち、分離装置２０によって異物を
除去された再使用トナーを前記現像手段１０へ供給する
ための搬送路４０と、前記ホッパー２に収納されている
未使用トナーを前記現像手段へ供給するための搬送路６
とが設けられており、前記搬送路６と搬送路４０の一部
分が共通の搬送路６ａであり、前記再使用トナーと未使
用トナーは前記共通の搬送路６ａを通過する際に混合さ
れる。そして更に、両トナーはスクリュー７によって混
合された後に現像装置１０へ供給される。そこで未使用
トナーと再使用トナーとが確実に混合した状態で、現像
スリーブ１１の現像領域Ｄへ供給される。

【００４３】なお、ホッパ２内の未使用トナーが消費さ
れてセンサ４がトナー無し（ホッパ２内のトナーが所定
量よりも少なくなったこと）を検知すると、センサ４か
ら発せられる信号が制御回路２５へ送られて画像形成装
置の駆動を停止する。若しくは、装置の駆動を停止せず
に表示部６０にトナーを補給すべきことを表示しても良
い。また、現像装置１０へトナーが補給される時点で、
新トナー（未使用トナー）と使用済みトナー（再使用ト
ナー）はスクリュー７によって充分攪拌混合されるの
で、攪拌棒８ａ・８ｂを設けずに、両トナーは現像スリ
ーブ１１近傍に直接供給しても差し支えない。

【００４４】さてここで、クリーニング装置３０を経て
回収されたトナーは、新規のトナーよりも帯電性能が劣
化している場合が有る。このために、現像装置１０に供
給されるトナーは、混在する使用済みトナー（再使用ト
ナー）と新しいトナー（未使用トナー）との混合割合に
よって濃度低下等の画像劣化を生ずる恐れがある。即
ち、再使用トナーの混合割合が高いと、濃度低下等を生
ずる恐れがある。

【００４５】例えば、本件出願人が１成分系磁性トナー
を用いて行った実験結果によれば、使用済みトナー（再
使用トナー）の量が現像装置１０へ供給されるトナー総
量の３０％程度までは画像濃度低下等の発生はなかっ
た。そこで使用済みトナー（再使用トナー）の混合割合
を約２０％程度に抑えておけば、常時安定的に良質の画
像が得られた。

【００４６】そこで、未使用トナーと再使用トナーの混
合割合を制御しても良い。

【００４７】ここで、新トナー（未使用トナー）と使用
済みのトナー（再使用トナー）の混合割合を制御する方
法としては、スクリュー３と搬送スクリュー２３のリー
ドが同一の場合、スクリューの総回転数を変えること、
即ち、ホッパ部２のモータ５と貯溜部２６のモータ２１
の駆動時間を制御すること、またはモータ５・２１の駆
動時間が同じ場合には各スクリュー３・２３のリードを
変えるか、乃至は単位時間あたりの回転数を変えること
（例えばギア２２・２２ａのギア比を変える）がある。

【００４８】即ち、スクリュー３とスクリュー２３のリ
ード（サイズ）を同一に構成して、制御部２５のＲＯＭ
に収納されているプログラムに応じて、モータ５とモー
タ２１の駆動時間を制御する。具体的には、スクリュー
２３によって現像装置１０へ供給される再使用トナーの
量がスクリュー３及びスクリュー２３によって現像装置
１０へ供給されるトナー総量の３０％以下となるよう
に、モータ２１の駆動時間とモータ５の駆動時間を制御
する。あるいは、制御部２５によってモータ５とモータ
２１の駆動タイミングが同じになるように制御したうえ
で、スクリュー２３によるトナー搬送量がスクリュー３
及びスクリュー２３によるトナー搬送量の３０％以下に
なるように両スクリュー３・２３のリードを設定しても
良い。あるいは、モータ５とモータ２１の駆動タイミン
グが同じになるように制御したうえで、スクリュー２３
の回転数とスクリュー３の回転数が、スクリュー２３に
よって現像装置１０へ供給される再使用トナーの量が、
スクリュー３及びスクリュー２３によって現像装置１０
へ供給されるトナー総量の３０％以下となるように、ギ
ア２２・２２ａのギア比を設定しても良い。ここで、ギ
ア２２・２２ａは、モータ２１の駆動力をスクリュー２
３へ伝達するものである。なお、制御部２５のブロック
図を図７に示す。

【００４９】さらにここで本実施例によれば、分離装置
２０に設けられた貯溜部２６の容量を以下のように設定
すれば良い。分離装置２０に設けられた貯溜部２６の必
要容量をＶ_SUB 、現像装置１０のトナー補給直後のトナ
ー容量をＶ_DEV _{トナーアリ} 、センサ４がトナー無しの検知を
したときのトナー容量をＶ_DEV _{トナーナシ} とする。そして転
写効率が最も悪い場合を考慮して転写効率を８５％とす
る。ここで、貯溜部２６の容量Ｖ_SUB と現像装置１０内
のトナー量の間に以下の関係がないと貯溜部２６でトナ
ーが溢れることになる。

【００５０】Ｖ_SUB ≧０．１５（Ｖ_DEV _{トナーアリ} −Ｖ_DEV _{トナーナシ} ）

【００５１】一方、ホッパ２から供給される新しいトナ
ー（未使用トナー）と貯溜部２６から供給される使用済
みトナー（再使用トナー）との混合割合を８対２に設定
したとすると、式の括弧内の値は、ホッパ２と貯溜部
２６から補給されるトナー総量であるので次式が成立す
る。

【００５２】Ｖ_SUB ≧０．２（Ｖ_DEV _{トナーアリ} −Ｖ_DEV _{トナーナシ} ）

【００５３】式、から結局Ｖ_SUB は、Ｖ_SUB ≧０．２（Ｖ_DEV _{トナーアリ} −Ｖ_DEV _{トナーナシ} ）

【００５４】即ち、式を満足するようにＶ_SUB を定め
れば良い。具体的には、現像装置１０へ補給するトナー
総量の２０％の容量に、貯溜部２６の容量を設定すれば
貯溜部２６にトナーが溢れることはない。また、現像装
置１０への補給後に貯溜部２６内にトナーが残ることも
ない。

【００５５】さらに他の実施例を説明する。次に説明す
る実施例は、ホッパ２及び分離装置２０の配置を変えた
例である。

【００５６】さて、図３は他の実施例の要部側面図、図
４は同平面図である。

【００５７】本実施例図３に示すように、像担持体１、
現像装置１０、クリーニング装置３０を具備する画像形
成装置において、現像装置１０にトナーを供給するため
のホッパ２は像担持体１の手前側（紙面表側）に、分離
装置２０は像担持体１の奥側（紙面裏側）に夫々配置し
てある。そして、搬送スクリュー２３を奥側の分離装置
２０から手前側の搬送路６まで接続している。その他前
記図１に示した実施例装置と対応する部位には同一の符
号を付して説明を採用する。

【００５８】さらに他の実施例を図５に示す。この装置
にあっては、ホッパ２が現像装置１０の長手方向に対し
て中央部分に、分離装置２０が像担持体１の奥側に夫々
配置されている。この場合にも前述の各装置と対応する
部位には同一の符号を付して説明を採用する。

【００５９】さて図７に制御部２５について示す。

【００６０】制御部２５は、画像形成装置全体の制御を
行うもので、例えばマイクロプロセッサ等のＣＰＵ、Ｃ
ＰＵの制御プログラムや各種データを格納しているＲＯ
Ｍ、ＣＰＵのワークエリアとして使用されるとともに、
各種データの一時保存等を行うＲＡＭ等を備えている。
前記制御部２５は、紙詰まりセンサ（ジャムセンサ）等
を備えたセンサ群５０からの信号を受ける。また前述セ
ンサ４及びセンサ９からの信号を受ける。そして制御部
２５は、センサ９からの情報に基づいて、ホッパモータ
５（スクリュー３）及びモータ２１（スクリュー２３）
の駆動を制御する。また、センサ４からの情報に基づい
て、画像形成装置本体全体の駆動を停止する。あるいは
装置本体全体の駆動を停止することなしに、トナー補給
表示６０を点滅等する。さらに前記制御部２５は、例え
ば露光工程７０（光学読取系８等）、帯電工程７１（帯
電手段７等）、現像工程７２（現像装置１０等）、転写
工程７３（転写手段４等）及び定着工程７４（定着装置
１２等）等の各プロセス工程及びシートＰの搬送系７５
（シート給送部３５、シート再給送部１６等）及び分離
装置２０を制御する。

【００６１】以上説明したように、ホッパ、分離装置の
配置は、画像形成装置本体の各部材の位置、大きさ、形
状、全体構成などを勘案して適宜に選択することができ
る。

【００６２】なお前述した各実施例において、分離装置
は前述した磁力を利用するものに限定されずに、トナー
の特性に応じて適宜適用できる。また再使用トナーと未
使用トナーを攪拌する機構は、スクリューに限定されず
に公知の機構を用いることができる。

【００６３】以上説明したように、前述実施例は、現像
部位において新しいトナー（未使用トナー）を貯蔵する
ホッパから現像器に順次トナーを補給する。一方、クリ
ーニング部位においてクリーニング装置から回収した使
用済みトナーに混在する異物を分離する分離装置を備え
た画像形成装置である。そして、異物を除去した使用済
みトナー（再使用トナー）と、ホッパから供給される新
しいトナー（未使用トナー）とを混合した後に、現像に
用いてから現像の用に供するものである。またさらに、
未使用トナーと使用済みトナー（再使用トナー）の混合
割合を制御することのできるものである。前述実施例
は、異物の混合がなく且つ均質なトナーで現像を行うこ
とができるから、良質の画像を得ることができる。

【００６４】

【発明の効果】前述した通り、本発明によれば未使用ト
ナーと再使用トナーとを充分に混合した後に、現像に用
いることができるから、良質の画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置要部の側面
図である。

【図２】同装置の各部の配置を模式的に示した平面図で
ある。

【図３】他の実施例を示す画像形成装置要部の側面図で
ある。

【図４】同装置の各部の配置を模式的に示した平面図で
ある。

【図５】さらに他の実施例の各部の配置を模式的に示し
た平面図である。

【図６】本発明の実施例を適用した画像形成装置の側面
図である。

【図７】本発明の実施例を適用した画像形成装置の制御
部のブロック図である。

【符号の説明】

１像担持体２ホッパ３・１３・２３搬送スクリュー４・９センサ５ホッパーモータ６搬送路７帯電手段１０現像装置１４・１７スリーブ１４ａ・１７ａマグネットローラ１６フィルタ２０分離装置２１モータ２５制御部２６貯溜部３０クリーニング装置４０搬送路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に画像を形成する画像形成装置
において、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像手
段と、前記現像手段によって前記現像に用いられる未使用トナ
ーを収納するトナー収納手段と、前記現像手段によって前記像担持体に形成されたトナー
像を前記記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段によるトナー像の転写後に、前記像担持体
に付着する付着物を前記像担持体から除去するクリーニ
ング手段と、前記クリーニング手段によって前記像担持体から除去さ
れたトナーから異物を除去するための分離手段と、前記分離手段によって異物を除去された再使用トナー
と、前記トナー収納手段に収納されている未使用トナー
とを混合した後に、混合した両トナーを前記現像手段の
現像領域へ供給するためのトナー供給手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記トナーは磁性トナーで、前記分離手
段は前記磁性トナーを通過させることのできる開口を有
するフィルターと、前記フィルターを介して前記磁性ト
ナーを引き寄せるための磁界を発生するための磁界発生
手段とを有し、前記フィルターによって異物を遮ること
によって磁性トナーから異物を除去することを特徴とす
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記トナー供給手段は、前記分離手段に
よって異物を除去された再使用トナーを前記現像手段へ
供給するための第一の搬送路と、前記トナー収納手段に
収納されている未使用トナーを前記現像手段へ供給する
ための第二の搬送路とを有し、前記第一の搬送路と第二
の搬送路の一部分が共通の搬送路であり、前記再使用ト
ナーと未使用トナーは前記共通の搬送路を通過する際に
混合されることを特徴とする請求項１、請求項２のいず
れかに記載の画像形成装置。
【請求項４】前記分離手段は前記分離手段によって異
物を除去された再使用トナーを前記現像手段へ供給する
前に、一旦、貯蔵する貯蔵手段を有することを特徴とす
る請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記トナー供給手段は、前記分離手段に
よって異物を除去された再使用トナーと、前記トナー収
納手段に収納されている未使用トナーとを混合するため
のトナー混合手段を有することを特徴とする請求項１、
請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】前記トナー混合手段は、スクリューであ
ることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記分離手段によって異物を除去された
再使用トナーを現像手段へ供給するための第一の搬送手
段と、前記トナー収納手段に収納されている未使用トナ
ーを現像手段へ供給するための第二の搬送手段が、異な
るモーターで駆動されることを特徴とする請求項１、請
求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】前記第一の搬送手段によって前記現像手
段へ供給される再使用トナーの量は、前記現像手段へ供
給されるトナー総量の３０％以下であることを特徴とす
る請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】記録媒体に画像を形成する画像形成装置
において、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像手
段と、前記現像手段によって前記現像に用いられる未使用トナ
ーを収納するトナー収納手段と、前記現像手段によって前記像担持体に形成されたトナー
像を前記記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段によるトナー像の転写後に、前記像担持体
に付着する付着物を前記像担持体から除去するクリーニ
ング手段と、前記クリーニング手段によって前記像担持体から除去さ
れたトナーから異物を除去するための分離手段と、前記分離手段によって異物を除去された再使用トナーを
前記現像手段へ供給する前に、一旦、貯蔵する貯蔵手段
と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】前記トナーは磁性トナーで、前記分離
手段は前記磁性トナーを通過させることのできる開口を
有するフィルターと、前記フィルターを介して前記磁性
トナーを引き寄せるための磁界を発生するための磁界発
生手段とを有し、前記フィルターによって異物を遮るこ
とによって磁性トナーから異物を除去することを特徴と
する請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】更に、前記貯蔵手段に貯蔵されている
再使用トナーを前記現像手段へ供給するための第一の搬
送路と、前記トナー収納手段に収納されている未使用ト
ナーを前記現像手段へ供給するための第二の搬送路とを
有し、前記第一の搬送路と第二の搬送路の一部分が共通
の搬送路であり、前記再使用トナーと未使用トナーは前
記共通の搬送路を通過する際に混合されることを特徴と
する請求項９、請求項１０のいずれかに記載の画像形成
装置。
【請求項１２】前記貯蔵手段に貯蔵されている再使用
トナーと、前記トナー収納手段に収納されている未使用
トナーとを混合するためのトナー混合手段を有すること
を特徴とする請求項９、請求項１１のいずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項１３】前記トナー混合手段は、スクリューで
あることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装
置。
【請求項１４】前記分離手段によって異物を除去され
た再使用トナーを現像手段へ供給するための第一の搬送
手段と、前記トナー収納手段に収納されている未使用ト
ナーを現像手段へ供給するための第二の搬送手段が、異
なるモーターで駆動されることを特徴とする請求項９、
請求項１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記第一の搬送手段によって前記現像
手段へ供給される再使用トナーの量は、前記現像手段へ
供給されるトナー総量の３０％以下であることを特徴と
する請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】記録媒体に画像を形成する画像形成装
置において、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像手
段と、前記現像手段によって前記現像に用いられる未使用トナ
ーを収納するトナー収納手段と、前記現像手段によって前記像担持体に形成されたトナー
像を前記記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段によるトナー像の転写後に、前記像担持体
に付着する付着物を前記像担持体から除去するクリーニ
ング手段と、前記クリーニング手段によって前記像担持体から除去さ
れたトナーから異物を除去するための分離手段と、前記分離手段によって異物を除去された再使用トナーを
前記現像手段へ供給する前に、一旦、貯蔵する貯蔵手段
と、前記貯蔵手段に貯蔵されている再使用トナーと、前記ト
ナー収納手段に収納されている未使用トナーとを混合し
た後に、混合した両トナーを前記現像手段の現像領域へ
供給するためのトナー供給手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】前記トナーは磁性トナーで、前記分離
手段は前記磁性トナーを通過させることのできる開口を
有するフィルターと、前記フィルターを介して前記磁性
トナーを引き寄せるための磁界を発生するための磁界発
生手段とを有し、前記フィルターによって異物を遮るこ
とによって磁性トナーから異物を除去することを特徴と
する請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】前記トナー供給手段は、前記分離手段
によって異物を除去された再使用トナーを前記現像手段
へ供給するための第一の搬送路と、前記トナー収納手段
に収納されている未使用トナーを前記現像手段へ供給す
るための第二の搬送路とを有し、前記第一の搬送路と第
二の搬送路の一部分が共通の搬送路であり、前記再使用
トナーと未使用トナーは前記共通の搬送路を通過する際
に混合されることを特徴とする請求項１６、請求項１７
のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１９】前記分離手段は前記分離手段によって
異物を除去された再使用トナーを前記現像手段へ供給す
る前に、一旦、貯蔵する貯蔵手段を有することを特徴と
する請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】前記トナー供給手段は、前記分離手段
によって異物を除去された再使用トナーと、前記トナー
収納手段に収納されている未使用トナーとを混合するた
めのトナー混合手段を有することを特徴とする請求項１
６、請求項１７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２１】前記トナー混合手段は、スクリューで
あることを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装
置。
【請求項２２】前記分離手段によって異物を除去され
た再使用トナーを現像手段へ供給するための第一の搬送
手段と、前記トナー収納手段に収納されている未使用ト
ナーを現像手段へ供給するための第二の搬送手段が、異
なるモーターで駆動されることを特徴とする請求項１
６、請求項２０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２３】前記第一の搬送手段によって前記現像
手段へ供給される再使用トナーの量は、前記現像手段へ
供給されるトナー総量の３０％以下であることを特徴と
する請求項２２に記載の画像形成装置。