JPH0777896A - 分離装置及びこの装置を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体上から除去した二成分現像剤中に含ま
れる紙粉等の異物を除去する。 【構成】 現像剤と異物の混在物から異物を分離する分
離装置であって、混在物からキャリアを分離した後、ト
ナーと異物を分離する。 【効果】 トナーだけでなくキャリアも回収できるので
経済的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現像剤と異物の混在物か
ら異物を除去するための分離装置及びこの装置を用いた
画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真、静電記録等の画像形成装置に
おいては、その高速化にともない、消費される現像剤の
量は飛躍的に増大している。そのため、感光体表面から
クリーニング装置により除去回収される使用済み現像剤
の量も多くなっている。この使用済み現像剤を従来通
り、回収後に廃棄してしまうのは経済的な面からすると
極めて不利である。また、廃棄作業は手間がかかるう
え、環境衛生的に好ましくない。このような理由から、
現像剤を再使用する必要性が増大している。

【０００３】ところが、一度、感光体等の被現像面に供
給された後、回収された現像剤をそのまま再使用したの
では、良好な画像が得られない。二成分現像剤を用いた
場合は、回収した現像剤中にキャリア粒子、トナーの他
に転写紙の紙粉等が混入しており、紙粉がキャリア粒子
に付着してトナーの正常な帯電を妨げ、現像効率を低下
させる原因となっている。現像剤から紙粉を分離除去す
るには、紙粉の大きさより目の細かいメッシュにより現
像剤をふるいにかけ、紙粉を分離する方法が提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、紙粉繊維の大
きさはキャリア粒子と同程度のため、小さな網目のフィ
ルタを用いると紙粉と同時にキャリア粒子も除去されて
しまい、現像剤中のキャリア粒子の量が減少していくと
いう問題があった。キャリア粒子を追加補充すれば減少
は抑えられるが不経済である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこでこの課題を解決す
る本発明は、トナーとキャリアを有する二成分現像剤に
その他の異物が混在している混在物から異物を分離する
分離装置及びこの装置を用いた画像形成装置であって、
混在物からキャリアを分離した後、トナーと異物を分離
することを特徴とする。

【０００６】更にこの課題を解決する本発明は、トナー
とキャリアを有する二成分現像剤にその他の異物が混在
している混在物から異物を分離する分離装置及びこの装
置を用いた画像形成装置であって、混在物からトナーを
分離した後、キャリアと異物を分離することを特徴とす
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を具体的に説明する。

【０００８】図４は本発明による分離装置を適用した画
像形成装置である複写装置またはプリンターの一例の概
略構成を示すものである。２は表面に光導電層を有する
感光ドラム、３は帯電器、６は未使用のトナーを収納す
るホッパー、５は現像装置、１０は転写帯電器、１１は
クリーニング装置である。感光ドラム２は矢印方向に回
転可動に軸支されており、感光ドラム表面は帯電器３に
より一様に帯電された後、原稿画像の光像または画像信
号により変調された光ビームの露光４を受けて表面に静
電潜像が形成される。続いて静電潜像に現像装置５から
供給された現像剤が付着して静電潜像に応じた可視像が
形成され、該可視像は転写帯電器１０により、装置外部
より搬入された転写紙Ｐ上に転写される。このあと転写
紙は不図示の定着装置により可視像が転写紙上に固着さ
れて記録画像となる。一方、転写工程で感光ドラム上に
残留した転写残りの現像剤はクリーニング装置１１のク
リーニングブレード７により残留物として除去され、画
像形成の１サイクルが終了する。

【０００９】現像剤はトナーとキャリアから成る二成分
現像剤であり、現像工程において、潜像の画像部（文
字、絵などの部分）にトナーが付着し、いわゆる白地部
にキャリアが付着する。さらに転写工程において、感光
ドラムと転写紙が密着した際に転写紙から発生した紙粉
が感光ドラムに付着する。従ってクリーニングブレード
で除去された使用済み現像剤中にはトナー、キャリア、
紙粉が混在している。

【００１０】クリーニング装置で回収された使用済み現
像剤（以下、廃現像剤と記す）は搬入スクリュー１２で
現像剤再生装置（分離装置）１に送られ、後述する方法
で紙粉を除去され、トナーとキャリアに分離される。ト
ナーとキャリアはそれぞれ搬出スクリュー１８、１９で
現像剤再生装置１から搬出された後、再び、搬送スクリ
ュー１３で混合されながら送られ再使用現像剤として現
像装置５に供給される。

【００１１】再使用現像剤は攪拌棒８、９によりホッパ
ー６から供給された未使用現像剤と充分に混合され再び
現像工程に使用される。

【００１２】次に現像剤再生装置１について詳述する。

【００１３】図１は現像剤再生装置１の構成を示したも
のである。Ｒ１、Ｒ２は現像剤を搬送する搬送ローラー
である。Ｒ１は回転可動に軸支された金属スリーブ１４
とその内部に固定された磁石ロール１５から構成されて
いる。Ｒ２も同様にスリーブ１６と磁石ロール１７から
成る。クリーニング装置で回収された廃現像剤Ｔ０は搬
入スクリュー１２により搬送ローラーＲ１へと搬送され
る。

【００１４】廃現像剤中のキャリアとトナーは互いに逆
極性に帯電しておりキャリア粒子の表面にトナー粒子が
付着した状態になっている。また紙粉は、実験による
と、キャリアと逆極性に帯電しておりキャリア表面に付
着していることがわかった。本発明に用いたトナーは正
帯電性トナーであり、キャリアは負帯電性キャリアであ
る。もちろん、採用する感光ドラムの帯電極性や現像方
式に応じてトナー、キャリアの極性が変わっても本発明
は適用できる。

【００１５】さて、キャリアは磁性体から成るため、廃
現像剤中のトナーと紙粉はキャリアに付着したままキャ
リアとともに磁石ロール１５を内蔵する搬送ローラーＲ
１により矢印Ａ方向に搬送され、搬送ローラーＲ２と対
向する位置へ運ばれる。Ｒ１、Ｒ２の対向位置の間隙ｄ
は１００〜５００μｍに保持されており、Ｒ１のスリー
ブ１４は接地され、Ｒ２のスリーブ１６は電源２３によ
り＋５００〜１５００Ｖのバイアスが印加されている。
このため、負に帯電したキャリアは対向位置まで運ばれ
るとＲ１からＲ２へ向かう電気力を受けてＲ２へ飛翔す
る。一方、正に帯電したトナーと紙粉はＲ２からＲ１へ
向かう電気力を受けるため飛翔せず、キャリアから分離
してＲ１上に残る。Ｒ２に移動したキャリアＴ１は矢印
Ｂ方向に搬送され、スクレーパ２１によりＲ２表面から
掻き取られて搬出スクリュー１９により搬出される。Ｒ
１上に残ったトナーと紙粉は磁気を持たないためＲ１上
への拘束力を失い容器壁２０に沿って下方へ落下し、メ
ッシュ２２によりふるいにかけられる。メッシュの目の
大きさは３０μｍ、トナー粒径は１０μｍ、紙粉の大き
さは５０μｍ以上であるためメッシュ上に紙粉だけが残
り、トナーＴ２はメッシュを通過して搬出スクリュー１
８により搬出される。

【００１６】なお、上記において、キャリアがＲ１から
Ｒ２に飛翔できるためには対向位置でのＲ１の磁気引力
が過大でないことが必要で、本発明では、Ｒ１の対向位
置での磁極Ｓ１の磁束密度を６００ガウスとした。ま
た、Ｒ２の対向位置での磁極Ｎ１の磁束密度をＳ１より
大きい８００ガウスとし飛翔しやすくした。

【００１７】このようにして、廃現像剤から紙粉だけが
除去されトナーとキャリアが取り出される。トナーとキ
ャリアは分離した状態で搬出され搬送スクリュー１３で
混合されて現像装置へ送られる。なおメッシュ上の紙粉
が蓄積すると目詰まりを起こすので定期的に溜まった紙
粉を清掃して除去する。

【００１８】（実施例２）上記の現像剤再生装置は磁石
ロールを２本用いたが第２実施例では磁石ロールを１本
だけ用いた現像剤再生装置を示す。

【００１９】図に示す現像剤再生装置も搬送ローラーを
２本有しているが、そのうち１本が磁石ロールを内蔵す
る搬送ローラーであり他の１本は磁石ロールを内蔵しな
い金属製の搬送ローラーである。Ｒ３が磁石ロールとス
リーブから成る搬送ローラー、２５が金属製搬送ローラ
ーである。

【００２０】搬入スクリュー２４は不図示のクリーニン
グ装置に連結されており、クリーニング装置で回収され
た廃現像剤を現像剤再生装置まで搬送する。搬送された
廃現像剤は搬送ローラーＲ３に付着し、Ｒ３のスリーブ
が回転する（反時計回り）にしたがって搬送ローラー２
５との対向位置に運ばれる。Ｒ３と搬送ローラー２５は
互いに３００〜５００μｍの間隙をおいて配置されてお
り、その間隙の中間位置に、Ｒ３と搬送ローラー２５の
中心を結ぶ線と垂直方向に厚さ１００μｍの非磁性金属
メッシュ２９が張られている。メッシュ２９の紙面に垂
直方向の長さはＲ３及び搬送ローラー２５の軸長とほぼ
同じであり、本例では長さ１５０ｍｍである。メッシュ
の目の大きさは前述と同じく３０μｍである。さらに、
Ｒ３のスリーブは接地されており、搬送ローラー２５は
−８００Ｖのバイアス３０が印加されており、メッシュ
は−４００Ｖのバイアスが印加されている。このため、
対向位置に運ばれた廃現像剤のうち正に帯電したトナー
と紙粉はＲ３から搬送ローラー２５に向かう電気力を受
け、Ｒ３から搬送ローラー２５に飛翔する。このとき、
トナーはメッシュをすり抜けられるので搬送ローラー２
５に到達するが紙粉はメッシュをすり抜けられないので
メッシュ上で停止する。従って、紙粉が除去され、トナ
ーだけが搬送ローラー２５に移動する。移動したトナー
は搬送ローラー２５の回転にともない下方に落下し、搬
出スクリュー２６により搬出される。一方、キャリアは
負に帯電しているため搬送ローラー２５からＲ３に向か
う電気力を受けＲ３上に残り、そのままＲ３の回転とと
もに右上方に搬送されスクレーパー２８により掻き取ら
れて搬出スクリュー２７により搬出される。このように
して、廃現像剤から紙粉だけが除去され、トナーとキャ
リアが分離した状態で取り出される。トナーとキャリア
は前述と同様に再度混合されて現像装置に送られ、現像
工程に再使用される。

【００２１】（実施例３）上記の現像剤再生装置はいず
れも、対向する２本の搬送ローラー間の電気力を利用し
てトナーまたはキャリアを飛翔させ、トナーとキャリア
を分離するものである。しかし、この方法では２本の搬
送ローラーの間隙を数百μｍに保持する必要があり、し
かも、この間隙の大きさが数十μｍ程度でわずかに変動
しても電気力が大きく変化してトナーやキャリアの飛翔
量が変化してしまうため、高い機械的精度が要求される
が、第３実施例は更にこの点を解決し、機械精度を必要
としない現像剤再生装置を図３に示す。

【００２２】３１は廃現像剤を搬入する搬入スクリュ
ー、３２は前述の非磁性金属メッシュ、３６は回転する
磁石ローラー、３４はスクレーバー、３３及び３５は搬
出スクリューである。

【００２３】搬入スクリュー３１により搬入された廃現
像剤は、現像剤再生装置の内部に斜めに張られたメッシ
ュ３２上に放出される。このメッシュ３２は後述する振
動装置により上下方向に振動するようになっており、廃
現像剤は自重でメッシュ上を右下方に落下するうちに振
動によりふるいにかけられ、廃現像剤中のトナーだけが
メッシュを通過して下方に落下する。落下したトナーは
搬出スクリュー３３の入口に集積され、搬出スクリュー
３２により搬出される。一方、キャリアは粒径が５０〜
６０μｍで紙粉の大きさと同程度のためメッシュを通過
せず、キャリアと紙粉はメッシュ上をすべり落ちて磁石
ローラー３６に接触する。磁石ローラー３６は＋８００
Ｖのバイアスが印加してあり、メッシュは接地されてい
る。このため、磁石ローラーに接触したキャリアと紙粉
のうち負に帯電したキャリアだけが電気引力により磁石
ローラーに付着し、搬送され、スクレーパー３４に掻き
取られて搬出スクリュー３５により搬出される。紙粉は
正に帯電しているため、磁石ローラーと反発したメッシ
ュ上に残る。これにより、廃現像剤から紙粉が除去され
トナーとキャリアが取り出される。

【００２４】図５はメッシュ３２の振動装置である。現
像剤再生装置の容器壁３８、４１に固定されたバネ３
６、３９は圧縮された状態でメッシュ３２に連結されて
おり、メッシュ３２を下方に押し下げようとする力を有
している。一方、メッシュ３２を挟んでバネ３６、３９
の下部にカム３７、４０が軸支されており、それぞれ、
矢印Ｃ、Ｅ方向に同一速度で回転するようになってい
る。カム３７、４０が回転するにしたがい、メッシュ３
２はＤ、Ｆ方向に上下振動するわけである。カムの径お
よび回転速度を変えることで、メッシュの振動変位量、
振動速度を調整でき、トナーがすみやかに通過するよう
に設定可能である。

【００２５】上記方法では、キャリアと紙粉を磁石ロー
ラーに接触するように構成すればよいので、高い機械精
度は要求されずにすむ。

【００２６】上記実施例では、紙粉を除去する際に、紙
粉が正に帯電しているという物理的性質を利用したが、
使用する紙種や現像剤の種類によっては紙粉が負に帯電
していたり、あるいは帯電していないこともある。その
ような場合でも、搬送ローラーに印加するバイアスの極
性を変えたり、上記のような振動するメッシュを組み合
わせて用いることにより上記発明と同様な方法で紙粉を
除去することが可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、二成分現像剤を用いた複写装置またはプリンターに
おいて、感光ドラム表面から回収した使用済み現像剤中
のトナー、キャリア、紙粉の粒径および帯電極性の違い
を利用して、使用済み現像剤から紙粉だけを除去しトナ
ーとキャリアをともに回収し再度、現像工程に使用する
現像剤発生装置を設けた。これにより、キャリアの消費
を抑えることができ、現像剤の再使用効率が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像剤再生装置（例１）を示す図。

【図２】現像剤再生装置（例２）を示す図。

【図３】現像剤再生装置（例３）を示す図。

【図４】複写装置全体図。

【図５】メッシュ振動装置を示す図。

【符号の説明】

１ 現像剤再生装置 ５ 現像装置 ７ クリーニングブレード １１ クリーニング装置 １２ 搬入スクリュー １３ 搬送スクリュー １５、１７ 磁石ロール １８、１９ 搬出スクリュー Ｒ１、Ｒ２ 搬送ローラー ２１ スクレーパー ２２ メッシュ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーとキャリアを有する二成分現像剤
   にその他の異物が混在している混在物から異物を分離す
   る分離装置であって、混在物からキャリアを分離した
   後、トナーと異物を分離することを特徴とする分離装
   置。
2. 【請求項２】 トナーとキャリアを有する二成分現像剤
   を用いて像担持体にトナー像を形成する現像手段と、像
   担持体から残留物を除去するクリーニング手段と、を有
   する画像形成装置において、 除去した残留物から異物を分離する分離手段を有し、こ
   の分離手段が残留物からキャリアを分離した後、トナー
   と異物を分離することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 トナーとキャリアを有する二成分現像剤
   にその他の異物が混在している混在物から異物を分離す
   る分離装置であって、混在物からトナーを分離した後、
   キャリアと異物を分離することを特徴とする分離装置。
4. 【請求項４】 トナーとキャリアを有する二成分現像剤
   を用いて像担持体にトナー像を形成する現像手段と、像
   担持体から残留物を除去するクリーニング手段と、を有
   する画像形成装置において、 除去した残留物から異物を分離する分離手段を有し、こ
   の分離手段が残留物からトナーを分離した後、キャリア
   と異物を分離することを特徴とする画像形成装置。