JPH10161496A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の電子写真装置は、現像器内に磁気ロ
ーラを設け、磁気ローラ上の現像剤の穂立ちとトナー除
去器で回収されたトナーとを接触させることによって、
回収されたトナーを有効に効率良く再利用することを目
的とする。 【解決手段】 静電潜像担持体１表面に帯電器２にて電
荷が与えられ、除電器３にて不要の電荷が消去され、露
光器４にて原稿に対応した露光を受け、静電潜像を形成
し、現像器５にて、この静電潜像にトナーを移動する。
転写分離器６にて、このトナー画像を転写材上に転写
し、トナー除去器７によって、残留したトナーを清掃
し、回収したトナーを、リサイクル部９によって、現像
器５内に搬送供給する。現像器５では、搬送された回収
トナーと磁気ローラ２１上の現像剤穂立ちとを接触させ
て、回収トナー中の正常に帯電したトナーだけを回収
し、再び現像に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機・プリンター・ファクシミリ等に適用して好適な、
トナー除去器で回収したトナーを現像器に搬送して再利
用するトナーリサイクル機能を備えた電子写真装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体等の静電潜像担持体上
に形成された静電潜像を、粉体現像剤を用いた現像器で
現像する電子写真装置が広く実用化されている。この現
像器には、キャリアとトナーとの混合物からなる２成分
現像剤が広く用いられている。

【０００３】この２成分現像剤を用いた現像器では、静
電潜像の現像に際して現像剤中のトナーが静電潜像担持
体表面の静電潜像に付着して消費されるが、この静電潜
像に付着したトナーの一部は画像の形成に寄与せず浪費
されている。そして、静電潜像担持体表面に付着したも
のの転写紙あるいは中間転写体等の転写されなかったト
ナーは、トナー除去器にて回収されて廃棄される。

【０００４】そこで、トナーの浪費を軽減し、その有効
利用を図るために、トナー除去器にて回収されたトナー
を現像器に搬送して再利用する方法および装置が種々提
案されている。これにより、トナー浪費の問題を解消し
ようとしている。

【０００５】その方法の一例を、図１４に示す従来の電
子写真装置の構成図を用いて説明する。電子写真装置に
は、有機光導電性感光層を備えた静電潜像担持体１と、
その周りに帯電器２、除電器３、露光器４、現像器５、
転写分離器６、トナー除去器７、除電器８が配置され、
そのトナー除去器７で回収されたトナーを現像器５に搬
送するリサイクル部９が設けられている。

【０００６】まず、帯電器２にて静電潜像担持体１表面
に一様に電荷が与えられ、除電器３にて不要領域の電荷
が消去される。次いで、露光器４にて原稿に対応した露
光を受け、静電潜像担持体１上に原稿に対応した静電潜
像を形成する。次いで、現像器５では、トナーを用いて
静電潜像担持体１上の静電潜像を現像する。トナーは、
樹脂を主成分とし着色剤、帯電制御剤、ワックス等を含
み、流動化剤等を表面にまぶしたものである。現像方法
としては、１成分現像剤または２成分現像剤を現像剤担
持体により現像領域に搬送し、静電潜像担持体１に接触
あるいは非接触で静電潜像を現像する。

【０００７】次いで、転写分離器６にて、段給紙部１０
から搬送された紙等の転写材上に、現像により得られた
静電潜像担持体１上のトナー画像を転写する。この転写
分離器６は、静電転写方式あるいはバイアス転写方式の
いずれも使用できる。静電転写方式について紹介する
と、直流コロナ放電を生じさせる転写分離器６を、転写
材を介して静電潜像担持体１に対向するように配置し、
転写材の裏面側から直流コロナ放電を作用させることに
よって、静電潜像担持体１上に担持されたトナー画像を
転写材上に転写する。

【０００８】次いで、転写工程を終えた静電潜像担持体
１上に残留したトナーをトナー除去器７にてクリーニン
グする。トナー除去器７は、静電潜像担持体１の表面に
接触配置したクリーニングブレードを有するタイプのも
のが、広く一般的に使用されている。このトナー除去器
７のクリーニングブレードによって静電潜像担持体１の
表面を擦ることによって、残留トナーを取り除く。

【０００９】次いで、トナー除去器７によって回収した
トナーをリサイクル部９を介して現像器５に搬送供給し
てこれを再使用する。リサイクル部９は、トナー除去器
７と現像器５をむすぶ搬送路と、その内部にトナーを搬
送するスクリューコンベア等のトナー搬送部材を有し、
トナー搬送部材を駆動することによってトナー除去器７
で回収したトナーを現像器５に搬送供給する。そして、
リサイクル部９によって現像器５に搬送供給されたトナ
ーは、再び静電潜像担持体１上の静電潜像の現像に使用
される。また、トナー除去器７によって表面を清掃され
た静電潜像担持体１は、除電器８にて静電潜像担持体１
上の電荷が消去され、再び帯電器２に向かう。

【００１０】また、転写分離器６によって、トナー画像
が転写された転写材は、定着器１１によって定着処理さ
れ、転写材上に定着トナー画像を形成する。

【００１１】しかし、トナー除去器７によって回収され
たトナー中には、転写材の紙片や紙粉等の異物や、現像
器５中にてキャリアとの撹拌等のストレスによって生成
されるトナーの固まりが侵入している。これをそのまま
現像に再使用すると、現像器５内部で詰まり現象を発生
させたり、画像の欠け等の画像欠陥を引き起こす問題が
ある。係る問題を解消する手段として、特開昭５７−７
６５８４号公報には、網目フィルターを使用して回収ト
ナー中の異物やトナー固まりを分離する装置が提案され
ている。

【００１２】また、トナー除去器７によって回収された
トナー中には、現象に必要な電荷量がなかったり、正規
の極性とは逆の極性に帯電しているトナーがあり、これ
をそのまま現象に再使用すると画像上にカブリ等のノイ
ズが発生したり、トナーが飛散して装置内部を汚す問題
がある。

【００１３】係る問題を解消する手段として、特開平７
−１６８５０５号公報には、トナー回収装置にトナーと
逆極性の電圧を印加し、静電潜像担持体上の残留トナー
の中の正規の極性に帯電しているトナーを静電的に回収
する第一の回収手段と、さらに、第一の回収手段で回収
されなかった静電潜像担持体上の残留トナーを回収する
第二の回収手段を設け、第一の回収手段で回収したトナ
ーだけをリサイクル部を介して現像器に搬送供給して再
使用することによって、画像上のカブリ等のノイズの発
生や、トナー飛散を防止する方法が提案されている。

【００１４】また、特開昭５４−１５１８４０号公報に
は、トナー除去器によって回収されたトナーを現像器に
補給する際に、トナー補給部に設けた摩擦帯電部材とト
ナーとを接触させてトナーを静電潜像と逆の極性に帯電
させる方法や、トナー補給部に設けたコロナ放電器によ
ってトナーを静電潜像と逆の極性に帯電させる方法等に
よって、画像上のカブリ等のノイズの発生や、トナー飛
散を防止する方法が提案されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
除去器で回収したトナー中には、紙片や紙粉、あるいは
トナー除去器にファーブラシ方式を採用した場合にはブ
ラシの破片等の異物が混入している。従って、回収トナ
ーをそのまま使用すると、現像器内で詰まり現象を発生
し画像劣化を引き起こす欠点がある。

【００１６】また、トナー除去器で回収したトナーに
は、現像に必要な電荷量がなかったり、正規の極性とは
逆の極性に帯電しているものがある。このため、回収ト
ナーをそのまま使用すると画像上の背景部にトナーが付
着してカブリが発生したり、現像槽外に飛散して機内を
汚す欠点がある。この原因は、回収トナーが、現像器内
での撹拌等によるストレスや、転写工程での転写部材と
の接触によるストレス、トナー除去器での感光体上のト
ナーをかきとる時のストレス等を受けることによって、
トナー表面の流動化剤が剥離したり、トナー中に流動化
剤が埋め込まれたり、トナーが砕けてトナー微粉が増加
したり、トナー表面のワックス成分や帯電電荷制御成分
等が剥離する等のトナー組成の変化と考えられる。ま
た、転写時にトナーの帯電と逆極性の電荷を受けたり、
トナー除去器のクリーニングブレード等と接触帯電する
ためと考えられる。

【００１７】例えば、特開昭５７−７６５８４号公報に
記載の装置では、トナー除去器で回収したトナー中の異
物は除去できるが、現像に必要な電荷量がなかったり、
正規の極性とは逆の極性に帯電しているトナーについて
は対策がなされておらず、そのため、このトナーを現像
に使用すると画像上の背景部にトナーが付着してカブリ
が発生したり、現像槽外にトナーが飛散して機内を汚す
欠点がある。

【００１８】また、特開平７−１６８５０５号公報に記
載の方法では、トナー除去器から現像器に搬送する戻し
部でのストレスによって発生するトナー凝集物や、粉砕
された微粉トナーには対応していない。このため、この
回収トナーを使用すると、黒芯（トナー凝集物が現像さ
れる現象）や画像上の背景部にトナーが付着するカブリ
等の画像欠陥や、現像槽外にトナーが飛散して機内を汚
す欠点がある。

【００１９】さらに、トナー除去器で回収したトナー中
には、トナー除去器で回収される時には正常に帯電して
いないトナーでも、キャリアと接触させること等により
正常に帯電されるトナーもあり、この方法では、それら
のトナーも廃棄することになり、リサイクル効率が悪く
不経済である。

【００２０】また、特開昭５４−１５１８４０号公報に
記載の方法では、トナー除去器で回収したトナーは、ス
トレスを受けて、トナー表面の流動化剤が剥離したり、
トナー中に流動化剤が埋め込まれたり、トナーが砕けて
トナー微粉が増加したり、トナー表面のワックス成分や
帯電電荷制御成分等が剥離した等のトナーが含まれてお
り、摩擦帯電部材と接触させても十分な帯電が得られな
いトナーがある。

【００２１】さらに、コロナ放電によってトナーに静電
潜像と逆の極性の帯電を与えても、その時は十分な帯電
が得られるが、その後の撹拌によって電荷が失われるト
ナーがある。そのため、このトナーを使用しても、軽減
はされるものの画像上の背景部にトナーが付着してカブ
リが発生したり、現像槽外にトナーが飛散して機内を汚
す欠点がある。また、コロナ放電器を使用する方法で
は、コロナ放電器のトナー汚染によって長期にわたって
の安定した放電は難しい。

【００２２】そこで本発明は、上記従来の問題点を解決
すべくなされたものであって、現像器内に磁気ローラを
設け、磁気ローラ上の現像剤の穂立ちとトナー除去器で
回収されたトナーとを接触させることによって、回収さ
れたトナーを有効に効率良く再利用可能な電子写真装置
を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載の電子写真装置は、静電潜
像転写後の静電潜像担持体表面に残留するトナーをトナ
ー除去器にて回収して、その回収されたトナーを現像器
に供給するトナーリサイクル機能を備えた電子写真装置
において、前記現像器内に設置され、固定された磁石と
回転円筒部材とを有する磁気ローラを備え、この磁気ロ
ーラで現像剤の穂立ちを形成して、前記トナー除去器で
回収したトナーを吸着して、前記現像器内の現像剤中に
回収することを特徴とする構成を有する。

【００２４】本発明の請求項２に記載の電子写真装置
は、請求項１に記載の電子写真装置を構成する手段に加
えて、前記トナー除去器で回収したトナーを溜める回収
トナー収納部に、トナーの量を検出するトナー量センサ
ーと、このトナー量センサーの検出結果に基づき、前記
トナー除去器で回収したトナーの搬送を制御する搬送制
御手段とを具備することを特徴とする。

【００２５】本発明の請求項３に記載の電子写真装置
は、請求項１に記載の電子写真装置を構成する手段に加
えて、前記磁気ローラに隣接して設置され、吸着回収さ
れたトナーと、新規に加えられたトナーとを混合撹拌す
るための撹拌ローラを備え、この撹拌ローラと対向する
位置にて、前記磁気ローラに同一極性の磁極を隣接して
設けたことを特徴とする。

【００２６】本発明の請求項４に記載の電子写真装置
は、請求項１に記載の電子写真装置を構成する手段に加
えて、前記磁気ローラの現像剤の穂立ちがトナーを吸着
回収した後の、前記磁気ローラに対向する位置に設置さ
れた電極と、この電極と前記磁気ローラとの間に電界を
形成するための電圧印加手段とを備え、正常帯電トナー
と逆の電圧を印加することを特徴とする。

【００２７】本発明の請求項５に記載の電子写真装置
は、請求項１に記載の電子写真装置を構成する手段に加
えて、前記磁気ローラの現像剤の穂立ちがトナーを吸着
回収後の、前記磁気ローラ対向位置に設置されたトナー
濃度を検出するトナー濃度センサーと、このトナー濃度
センサーの検出結果に応じて、前記磁気ローラの回転速
度を制御する回転速度制御手段とを具備する。

【００２８】本発明の請求項６に記載の電子写真装置
は、請求項１に記載の電子写真装置を構成する手段に加
えて、前記電子写真装置の動作停止時に、前記磁気ロー
ラ下方に現像剤が流れ込むのを防止する開閉部材を具備
することを特徴とする。

【００２９】本発明の請求項７に記載の電子写真装置
は、請求項１に記載の電子写真装置を構成する手段に加
えて、前記磁気ローラに隣接して設置され、前記磁気ロ
ーラへの現像剤の循環量を規制する規制部材を具備する
ことを特徴とする。

【００３０】本発明の請求項８に記載の電子写真装置
は、請求項２に記載の電子写真装置を構成する手段に加
えて、前記磁気ローラ下部に設置され、トナーを廃棄す
るための廃棄開閉部材と、この廃棄開閉部材から廃棄さ
れたトナーを搬送する搬送手段と、この搬送されたトナ
ーを溜める廃棄トナータンクと、前記トナー量センサー
の検出結果に基づき、前記廃棄開閉部材の開閉を制御す
る廃棄制御手段とを具備することを特徴とする。

【００３１】上記の構成によって、本発明の請求項１に
記載の電子写真装置は、現像器内に磁気ローラを設け、
その表面に現像剤穂立ちを形成して、現像剤穂立ちによ
ってトナー除去器で回収したトナー中の正常に帯電した
トナーだけを静電的に吸着回収して再使用するので、ト
ナー除去器で回収したトナー中に含まれる紙片、紙粉等
の異物や、無帯電トナー、逆帯電トナーのような正常に
帯電していないトナーを現像剤中に戻すことなく、正常
に帯電したトナーだけを補給し再使用に供することがで
きる。

【００３２】本発明の請求項２に記載の電子写真装置
は、トナーの溜まり量を検出するトナー量センサーを設
け、その検出結果に基づき回収トナーを現像器に搬送す
る駆動部を制御するので、トナーの溜まり量が一定の量
を超えるのを防ぐ。

【００３３】本発明の請求項３に記載の電子写真装置
は、磁気ローラに磁力解放部分を設けて、現像剤穂立ち
にて吸着回収したトナーを撹拌ローラに搬送し、撹拌ロ
ーラで撹拌するので、トナーを現像に適した均一な帯電
量にする。

【００３４】本発明の請求項４に記載の電子写真装置
は、現像剤穂立ち中から、不良トナーや、帯電量が不足
のトナーを取り除くための電界領域を設けたので、カブ
リやトナー飛散を防止する。

【００３５】本発明の請求項５に記載の電子写真装置
は、トナー濃度センサーの検出結果に応じて、磁気ロー
ラの回転速度を制御するので、トナー消費の少ない白紙
に近い原稿コピーが続くときに現像剤中のトナー濃度が
基準濃度よりも増加することを防止する。

【００３６】本発明の請求項６に記載の電子写真装置
は、装置の停止時に磁気ローラ下方に現像剤が流れ込む
のを防止するので、回収トナー中の正常に帯電したトナ
ーだけを選別する能力が低下するのを防止する。

【００３７】本発明の請求項７に記載の電子写真装置
は、規制部材にて磁気ローラへの現像剤の循環量を規制
するので、カブリやトナー飛散を防止する。

【００３８】本発明の請求項８に記載の電子写真装置
は、磁気ローラ下方の回収トナー溜まり量を検出して、
その検出結果に基づき、溜まりトナーを排出するので、
十分な帯電電荷の得られないトナーや、異物を現像器外
に排出できる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態ついて説明する。図１は、本発明の実施の形態
の電子写真装置の構成図であり、従来の電子写真装置と
同一の機能部には同じ番号を付す。本実施の形態の装置
には、有機光導電性感光層を備えた静電潜像担持体１
と、その周りに帯電器２、除電器３、露光器４、現像器
５、転写分離器６、トナー除去器７、除電器８が配置さ
れ、トナー除去器７で回収されたトナーを現像器５に搬
送するリサイクル部９が設けられている。

【００４０】まず、帯電器２にて静電潜像担持体１表面
に一様に電荷が与えられ、除電器３にて不要領域の電荷
が消去される。次いで、露光器４にて原稿に対応した露
光を受け、静電潜像担持体１上に原稿に対応した静電潜
像を形成する。次いで、現像器５では、現像剤担持体表
面によって現像剤を現像領域に搬送して、電界の作用に
よって静電潜像担持体１上の静電潜像にトナーを移動す
る。現像剤は、樹脂を主成分として着色剤、帯電制御
剤、ワックス等を含み、流動化剤等を表面にまぶしたト
ナーと、磁性粒子の表面を樹脂でコートしたキャリアと
を含む。

【００４１】次いで、転写分離器６のコロナ放電部で、
段給紙部１０から搬送された紙等の転写材上に、現像に
より得られた静電潜像担持体１上のトナー画像を転写す
る。次いで、トナー除去器７のクリーニングブレードに
よって、転写工程を終えた静電潜像担持体１上に残留し
たトナーを清掃する。次いで、トナー除去器７によって
回収したトナーを、内部にスクリューコンベア等のトナ
ー搬送部材を備えたリサイクル部９によって、現像器５
内に設置されたトナー選別回収用の磁気ローラ２１上の
現像剤穂立ちの近傍に搬送供給する。

【００４２】現像器５にて、搬送された回収トナーと磁
気ローラ２１上の現像剤穂立ちとを接触させて、回収ト
ナー中の正常に帯電したトナーだけを静電的に吸着回収
する。その吸着回収した現像剤は、再び静電潜像担持体
１上の静電潜像の現像に使用される。また、トナー除去
器７によって表面を清掃された静電潜像担持体１は、除
電器８にて電荷が消去され、再び帯電器２に向かう。ま
た、転写分離器６によってトナー画像が転写された転写
材は、定着器１１よって定着処理される。その結果、転
写材上に定着されたトナー画像を形成する。

【００４３】次に、図２に示す本実施の形態の現像器５
の詳細構成図を用いて、トナーの再利用方法を説明す
る。現像器５は、トナー選別回収用の磁気ローラ２１
と、磁気ローラ２１上の現像剤量を規制する規制部材２
２と、電界を形成する電極板２３と、トナー濃度センサ
ー２４と、撹拌ローラ２７および撹拌ローラ２８と、現
像剤担持体２９と、回収トナーを搬送供給する搬送供給
口２５と、その供給されたトナー量を検出するトナー量
センサー２６と、新規トナー補給口３０と、電磁シャッ
タ部材３１と、再生不能トナーを廃棄する廃棄口３２を
備える。

【００４４】磁気ローラ２１は、回転可能な表面にＶ溝
を形成したアルミ円筒部材と、その内部に固定磁石を有
する。電極板２３は、磁気ローラ２１が回収トナーを吸
着回収した後の位置に回収トナー中の正常に帯電したト
ナーを選別するための電界を形成する。トナー濃度セン
サー２４は、トナーを吸着回収した現像剤のトナー濃度
を検出する。撹拌ローラ２７は、磁気ローラ２１から取
り除かれた現像剤と新規トナーを撹拌混合する。撹拌ロ
ーラ２８は、現像剤と規制部材２２によって磁気ローラ
２１に搬送されなかった現像剤とを撹拌混合する。現像
剤担持体２９は、現像領域に現像剤を搬送する回転可能
なアルミ円筒部材と、その内部に固定磁石を有する。電
磁シャッタ部材３１は、装置停止時に現像剤が磁気ロー
ラ２１下方に流れ込むのを防止する。

【００４５】以上のように、磁気ローラ２１を現像器５
に設置することによって、正常に帯電したトナーだけを
静電的に回収し、かつトナーを正常に帯電させることを
簡単な機構で行え、現像槽コストを下げることができ
る。しかし、現像器５で行う場合には、回収トナーを吸
着してすぐの現像剤は帯電が不十分なトナーを含んでお
り、カブリ画像の問題があるため、十分に撹拌して現像
に使用する必要がある。

【００４６】上記現像器５に回収トナーを搬送供給する
リサイクル部９は、磁気ローラ２１下方の磁気ローラ軸
方向にトナーを送る搬送パイプと、その内部に設置され
た搬送スクリュー部材と、搬送パイプ上方の解放部分か
ら成る。そして回収トナーは、回収トナー搬送供給口２
５からトナー選別回収用の磁気ローラ２１下方に運ば
れ、トナーの溜まり部分５ａを形成する。

【００４７】上記の構成によって、トナー除去器７で回
収したトナーを磁気ローラ２１下方の回収トナーの溜ま
り部分５ａに搬送し、現像剤穂立ちと帯電不良トナーと
の接触を繰り返し行うことを可能とし、帯電不良トナー
を正常帯電トナーに再生する効率を向上させる。また、
現像剤穂立ちが下方から上方に移動する時に、現像剤穂
立ちに吸着した少量の帯電不良トナーを、磁気ローラ２
１の回転による遠心力によって現像剤穂立ちから取り除
く効果がある。

【００４８】また、現像に使用された現像剤は、現像剤
担持体２９から撹拌ローラ２８に搬送され、その後、規
制部材２２にて現像剤量を規制されて、一定量づつが磁
気ローラ２１に搬送される。

【００４９】磁気ローラ２１下方に搬送される現像剤量
が一定の量を超すと、回収トナー中の正常に帯電したト
ナーだけを選別する能力が低下し、回収トナー中に含ま
れる異物や、帯電不良トナーも現像剤中に回収してしま
い、画像背景部のカブリや、トナー飛散の原因となる。
このため、規制部材２２にて現像剤の循環量を規制して
カブリやトナー飛散を防止する。

【００５０】その磁気ローラ２１に搬送された現像剤
は、磁力の作用によって現像剤の穂立ちを形成する。磁
気ローラ２１上の現像剤穂立ちは、磁気ローラ２１のア
ルミ円筒部材を回転させることによって搬送される。そ
のアルミ部材としては、サンドブラスト処理されたもの
や、アルミ円筒部材表面にＶ溝を形成したものがある
が、Ｖ溝を形成したものが現像剤搬送性能の経時変化が
少なく最も良好である。このため、本実施の形態では、
Ｖ溝品を使用して、現像剤中へのトナーの回収性能を向
上させる。

【００５１】その現像剤穂立ちは、磁気ローラ２１の下
方のトナーの溜まり部分５ａに溜まった回収トナーと接
触し、回収トナー中の正常に帯電したトナーを吸着回収
する。この時、磁気ローラ２１の搬送現像剤量とトナー
溜まり量とによって回収トナー中から正常に帯電したト
ナーだけを選択的に吸着回収する能力が変化する。

【００５２】図３は、トナー溜まり部分５ａの詳細を示
す。Ｘは、磁気ローラ２１下端までのトナー溜まりの高
さを示し、Ｙは、トナー溜まりの上限の高さを示す。こ
こで磁気ローラ２１下方に溜まった回収トナーが一定の
量を超すと、回収トナー中の正常に帯電したトナーだけ
を選別する能力が低下し、画像劣化やトナー飛散の原因
となる。

【００５３】図４は、一例として、本システムを使用し
て、現像剤搬送量／穂立ち長さを一定量に固定して、ト
ナー溜まり量を可変した時の、４万枚コピーでの画像背
景部のカブリを示す。トナー溜まり量が一定量以上にな
ると急にカブリが増す。このため、トナー溜まり部分５
ａの下端からＹの位置にトナー量検出用の感圧センサー
２６（例えば一実施例としてＴＤＫ製、ＴＳＰ１５Ｄ１
０−０６ ＴＹＰＥを使用）を設ける。

【００５４】そしてマイクロコンピュータなどによって
構成されるトナー搬送制御部（図示せず）は、図５のフ
ローチャートに示す制御を行う。まず感圧センサー２６
の出力値を読み取って（ＳＴ１）、所定値（一実施例と
して４．５Ｖ）以上の場合（ＳＴ２）、トナー搬送駆動
を行い（ＳＴ３）、所定値未満の場合（ＳＴ２）、トナ
ー搬送駆動を停止する（ＳＴ４）。その結果、トナー溜
まり量が一定量以上となるのを防止する。

【００５５】また、本システムを使用した場合、現像剤
穂立ち長さとトナー溜まり高さとの適正条件は、図６に
示す適正領域Ａの範囲であり、規制部材２２によって現
像剤穂立ちを０．７Ｘに、感圧センサー２６によってト
ナー溜まり高さを０．６Ｘに調整する。適正領域Ａの範
囲であれば、４万枚コピーでカブリ等が問題とならない
が、過剰吸収回収領域Ｂでは、４万枚コピーでカブリ等
の問題が発生する。

【００５６】また、磁気ローラ２１に複数の磁極を設け
る。これは、磁気ローラ２１に複数個の磁極を設けるこ
とによって、磁気ローラ２１上の現像剤穂立ちを運動さ
せて、トナー除去器７で回収したトナーとの接触効率を
向上させて現像剤への吸着回収性能を向上させるためで
ある。

【００５７】磁気ローラ２１上の現像剤穂立ちに吸着回
収されたトナー中には、少量の不良トナーや、帯電量が
不足のトナーを含んでおり、これらのトナーを使用する
と、カブリやトナー飛散の原因となる。そこで、トナー
を吸着回収した現像剤中の、少量の帯電不良トナーを取
り除くため、電界領域を形成する。このため、電圧印加
電源（図示せず）から電極板２３と磁気ローラ２１との
間に、正常のトナーと逆電圧を印加する。

【００５８】また、マイクロコンピュータなどによって
構成される回転制御部（図示せず）は、トナーを吸着回
収した現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ
ー２４からの検出値を受けて、磁気ローラ２１の回転速
度を制御する。この制御によって、現像剤中のトナー濃
度が上昇するのを防止し、また、現像剤中の回収トナー
量が急激に増加するのを防止する。

【００５９】この制御方法を図７のフローチャートを参
照して説明する。まず新規現像剤でのトナー濃度センサ
ー２４の検出値を登録する。すなわち磁気ローラ２１の
回転速度が通常速度、減速度（１）、減速度（２）の時
のトナー濃度センサー２４の検出値をそれぞれＳ₀₁，Ｓ
₀₂，Ｓ₀₃とする（ＳＴ１１）。この場合、トナー濃度セ
ンサー２４に透磁率センサーを用いると、センサー検出
値が低いほどトナー濃度が高くなる。

【００６０】そして随時センサー検出値を読み取り（Ｓ
Ｔ１２）、最初のセンサー検出値Ｓ₁と登録センサー値
Ｓ₀₁とを比較して（ＳＴ１３）、Ｓ₁＜Ｓ₀₁ならば、磁
気ローラ２１の回転速度を減速度（１）とし（ＳＴ１
４）、そうでなければ、再びセンサー検出値を読み取る
（ＳＴ１２）。ステップＳＴ１４に進んだ場合は、さら
にセンサー検出値を読み取り（ＳＴ１５）、読み取った
センサー検出値Ｓ₂と登録センサー値Ｓ₀₂とを比較して
（ＳＴ１６）、Ｓ₂＜Ｓ₀₂ならば、磁気ローラ２１の回
転速度を減速度（２）とし（ＳＴ１８）、そうでなけれ
ば通常速度として（ＳＴ１７）、再びセンサー検出値を
読み取る（ＳＴ１２）。ステップＳＴ１８に進んだ場合
は、さらにセンサー検出値を読み取り（ＳＴ１９）、読
み取ったセンサー検出値Ｓ₃と登録センサー値Ｓ₀₃とを
比較して（ＳＴ２０）、Ｓ₃＜Ｓ₀₃ならば、磁気ローラ
２１の回転を停止し（ＳＴ２１）、そうでなければ減速
度（１）とする（ＳＴ１４）。ステップＳＴ２１に進ん
だ場合は、コピーカウンタ（Ｃ）をオンとしてコピー枚
数をカウントし（ＳＴ２２）、Ｃ＞１０枚となったか判
定して（ＳＴ２３）、Ｃ＞１０枚の場合は、コピーカウ
ンタをリセットしてＣ＝０として（ＳＴ２４）、ステッ
プＳＴ１８に戻る。

【００６１】すなわちトナー濃度が高いと判断した時に
磁気ローラ２１の回転速度を減速し、あるいは停止す
る。その結果、現像剤中で新規トナーに対する回収トナ
ーの比率が急激に増加するのを防ぎ、画像濃度の低下
や、画像背景部のカブリや、トナー飛散を防止する。

【００６２】現像剤穂立ちによって静電的に吸着回収さ
れたトナー中には、帯電量が不足のトナーを含んでお
り、このトナーをそのまま使用するとカブリやトナー飛
散の原因となる。そこで、トナーを吸着回収した現像剤
は、規制部材２２より磁気ローラ２１の回転上流側で磁
気ローラ２１表面から取り除かれて撹拌ローラ２７に搬
送されて新規トナーと撹拌混合される。

【００６３】また、磁気ローラ２１から現像剤を取り除
く方法としては、磁気ローラ２１に現像剤取り除き部材
を設ける方法や磁気ローラ２１に磁力解放部分を設ける
方法等があるが、現像剤の劣化防止を考慮すれば、磁気
ローラ２１に磁力解放部分を設ける方法が望ましい。そ
こで、磁気ローラ２１の現像剤取り除き部分に、隣接し
て同一磁極を設けて磁力作用の無い部分を形成して現像
剤の取り除きを行う。このため、磁気ローラ２１に接触
部材を用いないので、現像剤の劣化が軽減され画像劣化
を防止でき、かつ長寿命となる。

【００６４】回収トナー中には、トナー表面の流動化剤
が欠落したものや、トナー中に埋め込まれたものがあ
り、そのため流動性が低下しており、ストレスによって
トナーの凝集が起こり易く、画質上にトナー凝集物が現
像される黒芯を引き起こすことがある。このため、その
トナーを吸着回収した現像剤は、磁気ローラ２１から取
り除かれた後、すぐに、新規トナーと撹拌混合して流動
性の低下を抑えるのが望ましい。

【００６５】そのため、撹拌ローラ２７から搬送された
現像剤と規制部材２２により磁気ローラ２１に搬送され
なかった現像剤とが撹拌ローラ２８で撹拌混合されて、
その現像剤が現像剤担持体２９に搬送される。新規トナ
ーの補給位置としては、磁気ローラ２１から現像剤が取
り除かれる位置近傍で、取り除かれた現像剤が撹拌ロー
ラ２７に搬送される手前の位置３３が、画像上へのトナ
ー凝集物（黒芯）の発生が最も少なく良好である。この
位置にて新規トナーを補給することによって、回収トナ
ーと新規トナーとの撹拌混合を効率よく行い、トナーの
凝集を防ぎ黒芯を防止する。

【００６６】そして、現像剤担持体２９のアルミ円筒部
材を回転させて、現像剤担持体２９に保持された現像剤
を現像領域に搬送し、静電潜像の現像に使用する。

【００６７】また、図８（ａ）に示すように、磁気ロー
ラ２１近傍に電磁シャッタを内蔵する部材３１を設け
て、必要に応じて開閉する。すなわち図８（ａ）に示す
装置動作時は、電磁シャッタ３１ａを開き、図８（ｂ）
に示す装置の停止時に磁気ローラ２１と規制部材２２と
の隙間を電磁シャッタ３１ａで閉じる。これにより、装
置の停止時に磁気ローラ２１下方に現像剤が流れ込むの
を防止する。

【００６８】また、回収トナー中には、現像剤の穂立ち
と何度接触させても帯電が十分に得られないトナーや異
物があり、これらの量が増えると回収トナーの現像剤中
への吸着回収が低下する。図９は、この問題を解決する
ための再生不能トナーの廃棄部を示し、（ａ）は断面
図、（ｂ）は横方向斜視図である。磁気ローラ２１真下
に廃棄電磁シャッタ４１と、シャッタ下に廃トナー搬送
路４２と、この搬送路４２と接続する廃トナータンク４
３を設けて、マイクロコンピュータなどによって構成さ
れる廃棄制御部（図示せず）の制御により再生不能トナ
ーの廃棄を行う。

【００６９】次に図１０に示すフローチャートを用い
て、その制御方法を簡単に説明する。まず随時、トナー
の溜まり量を検出するトナー量センサー２６の検出値を
読み取り（ＳＴ３１）、所定値（一実施例として４．５
Ｖ）以上の場合（ＳＴ３２）、トナー搬送駆動が停止し
ていると判定し（ＳＴ３５）、所定値未満の場合（ＳＴ
３２）、磁気ローラ２１の駆動タイマをリセットし（Ｓ
Ｔ３３）、トナー搬送駆動を行う（ＳＴ３４）。ステッ
プＳＴ３５に進んだ場合は、さらに磁気ローラ２１の駆
動タイマをオンとし（ＳＴ３６）、磁気ローラ２１が１
０分間回転動作した場合は（ＳＴ３７）、廃棄駆動タイ
マをオンとし（ＳＴ３８）、廃棄電磁シャッタ４１を開
いて廃棄駆動を行う（ＳＴ３９）。さらに１分間経過し
た場合は（ＳＴ４０）、廃棄電磁シャッタ４１を閉じて
廃棄駆動を停止し（ＳＴ４１）、廃棄駆動タイマをリセ
ットして（ＳＴ４２）、トナー搬送駆動を行う（ＳＴ３
４）。

【００７０】すなわちトナー量センサー２６の検出値を
読み取ることによって、回収トナーの搬送駆動の有無を
判断し、磁気ローラ２１が１０分間回転動作しても、回
収トナーの搬送駆動が動作せず、トナーの溜まり量が基
準量以上の場合に、廃棄機構を１分間動作させる。

【００７１】図１１は、本発明の電子写真装置で得られ
たコピー画像と、従来の回収トナーをそのままリサイク
ルする装置で得られたコピー画像の評価結果の一例を示
し、（ａ）はコピー濃度、（ｂ）はカブリを示す。また
図１２は、４万枚コピー時のトナー飛散量と黒枚数を示
す。ただし、トナー飛散量は現像器５下部に溜まったト
ナー量であり、黒枚数は、Ａ３黒ベタコピー時の１０枚
中の黒芯数を示す。この結果から、本発明の電子写真装
置では、画像濃度低下、画像背景部のカブリ上昇、トナ
ー飛散、黒芯を抑えて良好な画像を得られることが分か
る。

【００７２】次に図１３は、他の実施の形態の現像器５
の要部を示す図であって、回収トナーを現像器５に搬送
供給する位置を磁気ローラ２１の撹拌ローラ２７と逆方
向の現像器ケース部５ｂに設ける。磁気ローラ２１とそ
の近傍の現像器ケース部５ｂで磁気ローラ軸方向に補給
するスポンジローラ４６と、その上方に回収トナータン
ク４８と、そのタンク４８に回収トナーを供給する供給
口４５と、タンク４８内のトナーが軸方向に均一となる
ように撹拌ローラ４７を設ける。

【００７３】本実施の形態ではトナー除去器７で回収し
たトナーを磁気ローラ２１上方から現像剤穂立ちに接触
させながら磁気ローラ２１下方に搬入するので、先の実
施の形態に比べて、現像剤穂立ちと回収トナーの接触機
会が増して現像剤穂立ちへの吸着回収性能を向上させ、
コピー１枚当たりのトナー消費量をさらに低減させる。
また、回収トナー搬送トルクが低くなる。ただし短所と
して、機構が複雑となり、コスト高となる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の請求項１に
記載の電子写真装置は、現像器内に磁気ローラを設け、
その表面に現像剤穂立ちを形成して、現像剤穂立ちによ
ってトナー除去器で回収したトナー中の正常に帯電した
トナーだけを静電的に吸着回収して再使用するので、ト
ナー除去器で回収したトナー中に含まれる紙片、紙粉等
の異物や、無帯電トナー、逆帯電トナーのような正常に
帯電していないトナーを現像剤中に戻すことなく、正常
に帯電したトナーだけを補給し再使用に供することがで
きる。このため、従来の方法で問題となっていた、画像
の欠け、画像背景部のカブリ等の画像欠陥や、トナー飛
散を防止する。

【００７５】また、トナー除去器で回収したトナーと現
像剤の穂立ちとを接触させることによって、トナー除去
器で回収したトナー中に含まれる帯電不良トナーを帯電
させることができる。

【００７６】また、これらの異物の分離を現像器で行う
ことによって、トナー除去器でトナーを回収してから現
像器に補給するまでにストレスで発生する不良トナーの
分離も行うことができる。そのことによって、画像背景
部のカブリを低減でき、トナー飛散量を低減できる。

【００７７】本発明の請求項２に記載の電子写真装置
は、トナーの溜まり量を検出するトナー量センサーを設
け、その検出結果に基づき回収トナーを現像器に搬送す
る駆動部を制御するので、トナーの溜まり量が一定の量
を超えるのを防ぎ、画像劣化やトナー飛散を防止する。

【００７８】本発明の請求項３に記載の電子写真装置
は、磁気ローラに磁力解放部分を設けて、現像剤穂立ち
にて吸着回収したトナーを撹拌ローラに搬送し、撹拌ロ
ーラで撹拌するので、トナーを現像に適した均一な帯電
量にしてカブリやトナー飛散を防止する。

【００７９】本発明の請求項４に記載の電子写真装置
は、現像剤穂立ち中から、不良トナーや、帯電量が不足
のトナーを取り除くための電界領域を設けたので、カブ
リやトナー飛散を防止する。

【００８０】本発明の請求項５に記載の電子写真装置
は、トナー濃度センサーの検出結果に応じて、磁気ロー
ラの回転速度を制御するので、トナー消費の少ない白紙
に近い原稿コピーが続くときに現像剤中のトナー濃度が
基準濃度よりも増加し、中間調の再現が悪くなるのを防
止する。

【００８１】本発明の請求項６に記載の電子写真装置
は、装置の停止時に磁気ローラ下方に現像剤が流れ込む
のを防止するので、回収トナー中の正常に帯電したトナ
ーだけを選別する能力が低下して画像背景部のカブリ
や、トナー飛散が発生するのを防止する。また、現像剤
が詰まってしまうのを防止する。

【００８２】本発明の請求項７に記載の電子写真装置
は、規制部材にて磁気ローラへの現像剤の循環量を規制
するので、カブリやトナー飛散を防止する。

【００８３】本発明の請求項８に記載の電子写真装置
は、磁気ローラ下方の回収トナー溜まり量を検出して、
その検出結果に基づき、溜まりトナーを排出するので、
十分な帯電電荷の得られないトナーや、異物を現像器外
に排出でき、現像剤中へ回収トナーの吸着回収性能を良
好に持続する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の電子写真装置の構成図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態の現像器の詳細構成図であ
る。

【図３】トナー溜まり部分の詳細を示す図である。

【図４】４万枚コピーでの画像背景部のカブリを示す図
である。

【図５】トナー搬送制御のフローチャートである。

【図６】現像剤穂立ち長さとトナー溜まり高さとの関係
を示す図である。

【図７】磁気ローラの回転速度制御のフローチャートで
ある。

【図８】磁気ローラ近傍の電磁シャッタを示す図であっ
て、（ａ）は、装置動作時、（ｂ）は、装置停止時を示
す図である。

【図９】トナーの廃棄部を示す図であって、（ａ）は断
面図、（ｂ）は横方向斜視図である。

【図１０】トナーの廃棄部の制御を示すフローチャート
である。

【図１１】本発明の電子写真装置で得られたコピー画像
と、従来のコピー画像の評価結果を示す図である。

【図１２】４万枚コピー時のトナー飛散量と黒枚数を示
す図である。

【図１３】他の実施の形態の現像器の要部を示す図であ
る。

【図１４】従来の電子写真装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 静電潜像担持体 ２ 帯電器 ３ 除電器 ４ 露光器 ５ 現像器 ６ 転写分離器 ７ トナー除去器 ８ 除電器 ９ リサイクル部 １０ 段給紙部 １１ 定着器 ２１ 磁気ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 徹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山根 秀信 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像転写後の静電潜像担持体表面に
   残留するトナーをトナー除去器にて回収して、その回収
   されたトナーを現像器に供給するトナーリサイクル機能
   を備えた電子写真装置において、 前記現像器内に設置され、固定された磁石と回転円筒部
   材とを有する磁気ローラを備え、 この磁気ローラで現像剤の穂立ちを形成して、前記トナ
   ー除去器で回収したトナーを吸着して、前記現像器内の
   現像剤中に回収することを特徴とする電子写真装置。
2. 【請求項２】 前記トナー除去器で回収したトナーを溜
   める回収トナー収納部に、トナーの量を検出するトナー
   量センサーと、 このトナー量センサーの検出結果に基づき、前記トナー
   除去器で回収したトナーの搬送を制御する搬送制御手段
   とを具備することを特徴とする請求項１に記載の電子写
   真装置。
3. 【請求項３】 前記磁気ローラに隣接して設置され、吸
   着回収されたトナーと、新規に加えられたトナーとを混
   合撹拌するための撹拌ローラを備え、 この撹拌ローラと対向する位置にて、前記磁気ローラに
   同一極性の磁極を隣接して設けたことを特徴とする請求
   項１に記載の電子写真装置。
4. 【請求項４】 前記磁気ローラの現像剤の穂立ちがトナ
   ーを吸着回収した後の、前記磁気ローラに対向する位置
   に設置された電極と、 この電極と前記磁気ローラとの間に電界を形成するため
   の電圧印加手段とを備え、 正常帯電トナーと逆の電圧を印加することを特徴とする
   請求項１に記載の電子写真装置。
5. 【請求項５】 前記磁気ローラの現像剤の穂立ちがトナ
   ーを吸着回収後の、前記磁気ローラ対向位置に設置され
   たトナー濃度を検出するトナー濃度センサーと、 このトナー濃度センサーの検出結果に応じて、前記磁気
   ローラの回転速度を制御する回転速度制御手段とを具備
   することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
6. 【請求項６】 前記電子写真装置の動作停止時に、前記
   磁気ローラ下方に現像剤が流れ込むのを防止する開閉部
   材を具備することを特徴とする請求項１に記載の電子写
   真装置。
7. 【請求項７】 前記磁気ローラに隣接して設置され、前
   記磁気ローラへの現像剤の循環量を規制する規制部材を
   具備することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装
   置。
8. 【請求項８】 前記磁気ローラ下部に設置され、トナー
   を廃棄するための廃棄開閉部材と、 この廃棄開閉部材から廃棄されたトナーを搬送する搬送
   手段と、 この搬送されたトナーを溜める廃棄トナータンクと、 前記トナー量センサーの検出結果に基づき、前記廃棄開
   閉部材の開閉を制御する廃棄制御手段とを具備すること
   を特徴とする請求項２に記載の電子写真装置。