(57)【要約】【課題】  転写残トナーに混在した紙粉や綿埃等の異物を簡単な構成で確実に除去できる画像形成装置。【解決手段】  像担持体を帯電させる帯電手段と、入力された画像データに対応した露光を行うことにより像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、記録材にトナー像を転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、像担持体上に残留した転写残トナーを掻き落とすクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、クリーニング手段より搬送された転写残トナーを貯溜する貯溜箱と、貯溜箱内の転写残トナーに振動を与える振動手段と、を備え、振動手段によって振動が与えられた貯溜箱内の転写残トナーの内、浮上した転写残トナーを廃トナーとし、沈下した転写残トナーをリサイクルトナーとすること。【選択図】        図３
2006119414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電させる帯電手段と、入力された画像データに対応した露光を行うことにより前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、記録材に前記トナー像を転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、像担持体上に残留した転写残トナーを掻き落とすクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング手段より搬送された転写残トナーを貯溜する貯溜箱と、
前記貯溜箱内の転写残トナーに振動を与える振動手段と、を備え、
前記振動手段によって振動が与えられた前記貯溜箱内の転写残トナーの内、浮上した転写残トナーを廃トナーとし、沈下した転写残トナーをリサイクルトナーとすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段より転写残トナーを第１の搬送スクリューにて搬送し、前記貯溜箱の上方より落下させ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】
前記貯溜箱に回収箱を隣接させ、前記貯溜箱内より溢れた廃トナーを前記回収箱にて回収することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記貯溜箱内のリサイクルトナーを第２の搬送スクリューにて前記現像手段に搬送することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
不純物を含むトナーを貯溜箱に貯溜する工程と、
前記貯溜箱に貯留したトナーに振動を与える工程と、
前記貯溜箱内に浮上したトナーを廃トナーとして回収する工程と、
前記貯溜箱内に沈下したトナーをリサイクルトナーとして回収する工程と、
を備えたことを特徴とするトナー分別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の画像形成装置にて画像形成処理後に回収した転写残トナーに混在した不純物を分別する画像形成装置、及びトナー分別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の画像形成装置においては、一様に帯電された感光体ドラム等の像担持体に、画像データに対応した露光を行って静電潜像を形成し、現像装置にてこの静電潜像にトナーを付着させて可視像化して記録材に転写する。続いて、記録材に転写されたトナー像を定着して複写物を得る。なお、像担持体のトナーは全てが記録材に転写されることがなく、いくらかは像担持体に残留するので、この転写残トナーをクリーニングブレード等により像担持体より掻き落として像担持体をクリーニングし、転写残トナーを廃トナーとしてトナー回収容器に回収している。
【０００３】
従来は廃トナーとした転写残トナーを廃棄処分していたが、トナーは主成分がバインダー樹脂、即ちプラスチックであるため、これらを廃棄処分すると環境汚染を招く虞がある。そこで、近年は廃棄による環境汚染の防止や資源の有効利用のために、転写残トナーを現像装置やトナー補給装置に搬送し、リサイクル（再利用）している。
【０００４】
ところが、像担持体の表面には記録材に含まれている紙粉や空気中の綿埃等の異物が付着するので、この紙粉等が転写残トナーに混在し、回収した転写残トナーをそのままリサイクルすると、記録材に黒点等が生じて画像品質が低下する。
【０００５】
そこで、回収した転写残トナーを回転するメッシュ状フィルタを通過させ、再利用可能にする装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、像担持体のトナー像の位置と記録材の位置を合わせるためのレジストローラに、紙粉を除去する紙粉取り装置を設け、紙粉取り装置にて検知した単位画像形成回数当たりの紙粉蓄積量に基づいて、回収したトナーを現像装置に戻すリサイクルモードと、リサイクルせずに廃棄する非リサイクルモードとに切り換える画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１７５１３５号公報
【特許文献２】特開２００２−２２９３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
転写残トナーに混在している紙粉等を除去するに当たって、特許文献１に開示されたメッシュ状フィルタを用いる装置の場合は、目詰まりを起こさないように回転部材に衝撃を与えているが、メッシュ状フィルタに綿埃のような繊維の長い異物が絡まった場合には、充分に取り去ることは困難であり、次第に堆積して目詰まりを起こす虞がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の画像形成装置においては、既にトナーに混在した異物や、空気中に浮遊していた異物が像担持体を介してトナーに混在した場合には、レジストローラに設けた紙粉取り装置では検知できず、リサイクルモードが選択された場合にトナーに予想以上の異物が混在して品質の低下した画像となる虞がある。
【０００９】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、転写残トナーに混在した紙粉や綿埃等の異物を簡単な構成で確実に除去できる画像形成装置及びトナー分別方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は下記の手段によって達成される。
【００１１】
［請求項１］像担持体を帯電させる帯電手段と、入力された画像データに対応した露光を行うことにより前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、記録材に前記トナー像を転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、像担持体上に残留した転写残トナーを掻き落とすクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記クリーニング手段より搬送された転写残トナーを貯溜する貯溜箱と、前記貯溜箱内の転写残トナーに振動を与える振動手段と、を備え、前記振動手段によって振動が与えられた前記貯溜箱内の転写残トナーの内、浮上した転写残トナーを廃トナーとし、沈下した転写残トナーをリサイクルトナーとすることを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
［請求項２］前記クリーニング手段より転写残トナーを第１の搬送スクリューにて搬送し、前記貯溜箱の上方より落下させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【００１３】
［請求項３］前記貯溜箱に回収箱を隣接させ、前記貯溜箱内より溢れた廃トナーを前記回収箱にて回収することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【００１４】
［請求項４］前記貯溜箱内のリサイクルトナーを第２の搬送スクリューにて前記現像手段に搬送することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００１５】
［請求項５］不純物を含むトナーを貯溜箱に貯溜する工程と、前記貯溜箱に貯留したトナーに振動を与える工程と、前記貯溜箱内に浮上したトナーを廃トナーとして回収する工程と、前記貯溜箱内に沈下したトナーをリサイクルトナーとして回収する工程と、を備えたことを特徴とするトナー分別方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置及びトナー分別方法によれば、貯溜箱に貯溜した転写残トナーに振動を与えることにより、転写残トナーに混在した紙粉や綿埃等の異物が浮上するので、浮上した転写残トナーと沈下した転写残トナーは異物の混在量が全く異なることになり、前者の転写残トナーを再利用不可能な廃トナーと、後者の転写残トナーを再利用可能なリサイクルトナーと、簡単且つ確実に分別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
先ず、本発明の画像形成装置の主要構成を図１の構成図を参照して説明する。なお、図１においてはモノクロ画像を形成する電子写真プロセスを利用した画像形成装置の画像形成部を図示したものであるが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、カラー画像を形成する画像形成装置にも適用できる。
【００１８】
１は像担持体としてドラム状に形成された感光体ドラムであって、マイナス帯電する有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散したものを接地された金属製のシリンダ状の基板上に塗布してあり、矢示方向に駆動回転される。
【００１９】
２は回転する感光体ドラム１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理するスコロトロンの帯電手段である。
【００２０】
３はレーザ走査方式をとった露光手段で、レーザビームを出射して、一様に帯電した感光体ドラム１の周面を走査露光し、静電潜像を形成する。
【００２１】
４は現像装置（現像手段）であって、内部に現像用固定磁石のマグネットロール４ａ１を有し、矢示方向に回転する現像剤担持体４ａには、相互摩擦によって帯電しキャリアの周りにトナーが付着した状態となった現像剤が磁力によって付着し、層厚規制部材４ｂによって現像剤の層厚が規制されて感光体ドラム１と対向した現像領域へと搬送されて現像が行われる。
【００２２】
現像容器内には１対の撹拌搬送スクリュー４ｃ，４ｄと水車状の回転パドル４ｅがあって、新たに供給されるトナーＮＴやリサイクルトナーＲＴを容器内の現像剤と混合・撹拌しながら現像剤担持体４ａへと搬送する。撹拌搬送スクリュ４ｃ，４ｄは共に棒状のスクリュ部材であって、一方は紙面の手前方向から後方向に、他方は紙面の後方向から手前方向に現像剤を撹拌しながら搬送する。トナーＮＴやリサイクルトナーＲＴは撹拌搬送スクリュ４ｃ，４ｄによって巡回する現像剤上に落下し、混合・撹拌されて回転パドル４ｅ方向へと排出される。排出されたトナーＮＴやリサイクルトナーＲＴと混合・撹拌状態にある現像剤は、回転パドル４ｅによって更に撹拌されて現像剤担持体４ａへと供給される。現像剤担持体４ａはマグネットロール４ａ１の周囲にステンレス溶射表面加工を施したアルミ製のスリーブを被せた構成であり、直流成分の現像バイアスを印加して反転現像が行われる。
【００２３】
非磁性トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤のトナーとしては、体積平均粒径が３〜９μｍの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しかぶりの発生が極めて少ない画像形成装置が可能となる。
【００２４】
重合トナーは次のような製造方法により製造される。
【００２５】
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一な球形トナーが得られる。
【００２６】
トナーは球形の度合いを示す形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、凹凸の度合いを示す形状係数ＳＦ−２が１００〜１２０の間にあることが好ましい。なお、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は下記の式で与えられる。
【００２７】
ＳＦ−１＝（Ｌｍａｘ2／Ａ）×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝（Ｌａｒｏｕｎｄ2／Ａ）×（１／４π）×１００
Ｌｍａｘ；最大直径  Ｌａｒｏｕｎｄ；周長  Ａ；トナー投影面積
トナーは体積平均粒径が３μｍを下回ると、かぶりの発生やトナー飛散が起こり易くなる。上限９μｍは本実施の形態が目標とする高画質を形成することを可能する粒径の上限である。
【００２８】
キャリアとしては、体積平均粒径が３０〜６５μｍで磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるフェライトコアのキャリアが好ましい。３０μｍよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じ易くなる。また、６５μｍよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じ得る。
【００２９】
５はトナー像の転写性を高めるために照射する転写前露光光源である。
【００３０】
６ａはコロトロンの転写極（転写手段）で、転写電流の定電流制御によって感光体ドラム１上のトナー像の転写紙上への転写を行う。
【００３１】
６ｂはコロトロンの分離極で、ＡＣ成分とＤＣ成分の分離電流によって転写紙の感光体ドラム１からの分離を促す。
【００３２】
給紙部より給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ１１によって感光体ドラム１上に形成されたトナー像と同期して給紙がなされ、転写ニップ部において転写極６ａによってトナー像の転写を受ける。転写ニップ部を通過した転写紙Ｐは、感光体ドラム１の面から分離極６ｂによって分離され、不図示の搬送ベルトによって定着装置７（定着手段）へ搬送される。
【００３３】
定着装置７は内部にヒータを配置した加熱ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとより成り、トナー像を保持した転写紙Ｐは加熱ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとの間で加熱・加圧されて定着され、トナー像が定着された転写紙Ｐは排紙ローラ１２によって機外の排紙トレイ上に排出される。
【００３４】
一方、転写紙Ｐへトナー像を転写した後に感光体ドラム１の周面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置８（クリーニング手段）のクリーニングブレード８ａによって掻き取られ、搬送スクリュー８ｂ（第１の搬送スクリュー）によってクリーニング装置８外の紙面と直交する方向に搬送される。
【００３５】
クリーニング装置８を通過して周面が清掃された感光体ドラム１の周面は、帯電前露光手段９によって照射がなされ、残留電位を低下して次の画像形成サイクルへと移行する。
【００３６】
次に、搬送スクリュー８ｂによって搬送された転写残トナーを廃トナーとリサイクルトナーとに分別するトナー分別装置について、図２及び図３を参照して説明する。図２はトナー分別装置の斜視図、図３はトナー分別装置の縦断面図である。
【００３７】
両図において、搬送スクリュー８ｂによって搬送された転写残トナーＺＴは受入箱８１内に搬送され、受入箱８１の下方に位置する貯溜箱８２の中に落下して貯溜する。貯溜箱８２にはバイブレーター８３（振動手段）が装着されていて、貯溜箱８２が振動するので、内部に貯溜した転写残トナーＺＴも振動する。転写残トナーＺＴが振動することによって、転写残トナーＺＴに混在した紙粉や綿埃等の軽い異物は貯溜箱８２の上方に浮上する。従って、貯溜箱８２の上方に浮上した転写残トナーＺＴには紙粉や綿埃等の異物が多数混在し、貯溜箱８２の下方に沈下した転写残トナーＺＴには紙粉や綿埃等の異物が殆ど混在しなくなる。即ち、異物の混在量は浮上した転写残トナーと沈下した転写残トナーとで全く異なることになり、再利用不可能なトナーと再利用可能なトナーとに簡単に分別することができる。
【００３８】
なお、貯溜箱８２と受入箱８１との間には振動を吸収するゴム等から成る振動吸収体８４が配置されている。
【００３９】
また、バイブレーター８３による貯溜箱８２の振動数は、貯溜箱８２の形状や寸法を考慮して適宜定めることが望ましい。
【００４０】
貯溜箱８２には回収箱８５が着脱自在に隣接していて、貯溜箱８２の上端と同一高さの位置に回収用孔８５ａが空いている。従って、貯溜箱８２に転写残トナーＺＴが満杯になると、上方に浮上した転写残トナーＺＴが溢れ出て、回収用孔８５ａを通って回収箱８５に貯溜する。この転写残トナーＺＴは紙粉や綿埃等の異物が多数混在したトナーであるので、再利用が不可能であり、廃トナーＨＴとして廃棄処分する。
【００４１】
一方、貯溜箱８２の下部には搬送スクリュー８６（第２の搬送スクリュー）の一端が接続されていて、その他端は図１に示す如く現像装置４の上部に接続されている。貯溜箱８２の下部に沈下した転写残トナーＺＴには紙粉や綿埃等の異物が殆ど混在していないので、リサイクルトナーＲＴとし、搬送スクリュー８６によって現像装置４に搬送し、再利用する。
【００４２】
このようにして、クリーニング装置８から搬送された転写残トナーＺＴを紙粉等の異物が多数混在した廃トナーＨＴと、紙粉等の異物が殆ど混在していないリサイクルトナーＲＴとに分別するので、最小限の量の廃トナーＨＴを廃棄すればよく、また、リサイクルトナーＲＴを用いても従来の如く画質低下を来すことがない。
【００４３】
なお、図２及び図３に示した構成で、受入箱８１を貯溜箱８２の上方に配置することができない場合には、受入箱８１を貯溜箱８２の側方に配置し、搬送スクリュー８ｂによって搬送された転写残トナーＺＴを受入箱８１内の上方から落下させ、受入箱８１内の下方に設けたパドルを回転させて転写残トナーＺＴを貯溜箱８２の上方に送り込む構成にする。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】画像形成装置の主要構成図である。
【図２】トナー分別装置の斜視図である。
【図３】トナー分別装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
４  現像手段
８  クリーニング手段
８ｂ  搬送スクリュー
８１  受入箱
８２  貯溜箱
８３  バイブレータ
８５  回収箱
ＺＴ  転写残トナー
ＨＴ  廃トナー
ＲＴ  リサイクルトナー
【図１】
2006119414.tif 000003
【図２】
2006119414.tif 000004
【図３】
2006119414.tif 000005