(57)【要約】    【課題】トナーリサイクルをすることで生じやすい画像品質の低下を、小スペース、低コストで軽減することができる画像形成装置を提供することである。    【解決手段】現像装置１３３の現像領域を過ぎた位置から転写ベルト装置６００手段の手前までの間における感光体１３１の表面に面した部材である現像装置下ケース３０９または手前側ガイド部材１３７に、トナーの逆飛翔を防止するバイアスを印加する。【選択図】  図２
2005148765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、現像されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段とを有し、トナー画像を記録媒体に転写後に生ずる未転写トナーを回収して前記現像手段に戻し再利用するようにした画像形成装置において、
前記現像手段の現像領域を過ぎた位置から前記転写手段の手前までの間における前記像担持体の表面に面した部材に、トナーの逆飛翔を防止するバイアスを印加したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナー逆飛翔防止用のバイアスとして現像バイアスを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記像担持体の表面に面した部材が前記現像手段のケース部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記像担持体の表面に面した部材が前記記録媒体を転写位置に案内する転写ガイド手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、現像されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段とを有し、トナー画像を記録媒体に転写後に生ずる未転写トナーを回収して前記現像手段に戻し再利用するようにした画像形成装置において、
前記記録媒体を転写位置に案内する転写ガイド手段を導電部材とし、該転写ガイド手段を電気的に接地したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、現像されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段とを有し、トナー画像を記録媒体に転写後に生ずる未転写トナーを回収して前記現像手段に戻し再利用するようにした画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、可視像を転写した後、像担持体としての感光体表面上に残留している現像剤中のトナーを除去するためのクリーニング手段が設けられている。クリーニング手段としては、感光体表面に当接するクリーニングブレード等の部材を設けて、このクリーニングブレード等により感光体表面に残留しているトナーを掻き取る等をして除去・回収する装置がよく使用されている。また、中間転写体や転写手段に付着したトナーもクリーニング手段を設けて除去・回収すること行われている。
【０００３】
近年、資源の有効利用が求められるようになってきており、上記した現像剤中に含まれるトナーにおいても同様に再利用することが求められてきている。それを実現するため、クリーニング装置により回収されたトナーを移送する機構を介して現像装置の補給部に移送させるように構成している。
【０００４】
ところで、クリーニング装置により回収されたトナーには記録媒体である転写紙の紙粉が含まれてしまう。これは、感光体上のトナー像を転写紙に転写する際、逆に転写紙の紙粉が感光体表面上に付着して残留トナーと共にクリーニング装置により除去・回収されるからである。この紙粉は、大きいもので約２mmの長さがあり、また現像装置内でトナーと共に混合、帯電されてしまうため、感光体の静電潜像を現像する際に、トナーと共に感光体上に付着しやすい。そして、この感光体上に付着した紙粉は転写位置に達する前に剥がれてしまうことが多々起り得る。この剥がれる紙粉は、ある程度大きいものが主で、遠心力、重力が作用したり、さらに静電的に剥がれてしまうものもある。そして、この剥がれた紙粉にはトナーが付着しているともに、その多くは感光体表面に対向する部材である、現像装置下ケースや転写紙を転写位置に案内するガイド部材に付着、堆積する。
【０００５】
このガイド部材等に付着、堆積した紙粉とトナーは、堆積量がある程度に達すると、感光体の回転で生じる気流に乗って転写紙まで運ばれ、所謂トナー落ちと称される画像品質の低下が発生するという不具合があった。また、ガイド部材等にある程度堆積した紙粉とトナーは転写紙の先端や後端がレジストローラを抜けた直後にガイド部材に当たった衝撃で舞い上がって転写紙に乗り、上記トナー落ちを発生させることもあった。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２６２９５１号公報
【０００７】
そこで、例えば特許文献１に開示されているような回収トナー中の紙粉等の異物を除去する異物除去装置が既に提案されている。
しかしながら、異物除去装置はその分のスペースが必要となるだけでなく、機構が複雑で非常にコストが嵩むという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、トナーリサイクルをすることで生じやすい画像品質の低下を、小スペース、低コストで軽減することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、現像されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段とを有し、トナー画像を記録媒体に転写後に生ずる未転写トナーを回収して前記現像手段に戻し再利用するようにした画像形成装置において、前記現像手段の現像領域を過ぎた位置から前記転写手段の手前までの間における前記像担持体の表面に面した部材に、トナーの逆飛翔を防止するバイアスを印加したことを特徴としている。
【００１０】
なお、本発明は前記トナー逆飛翔防止用のバイアスとして現像バイアスを用いると、効果的である。
また、本発明は前記像担持体の表面に面した部材が前記現像手段のケース部材であると、効果的である。
【００１１】
さらにまた、本発明は前記像担持体の表面に面した部材が前記記録媒体を転写位置に案内する転写ガイド手段であると、効果的である。
さらに、上記課題を解決するために、本発明は像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、現像されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段とを有し、トナー画像を記録媒体に転写後に生ずる未転写トナーを回収して前記現像手段に戻し再利用するようにした画像形成装置において、前記記録媒体を転写位置に案内する転写ガイド手段を導電部材とし、該転写ガイド手段を電気的に接地したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の構成によれば、現像手段の現像領域を過ぎた位置から転写手段の手前までの間における像担持体の表面に面した部材に、トナーの逆飛翔を防止するバイアスを印加したので、像担持体のトナー像から紙粉とトナーが逆飛翔して堆積することを防止でき、“トナー落ち画像”の無い安定した画像を提供することができる。
【００１３】
請求項２の構成によれば、紙粉とトナーが逆飛翔防止用のバイアスを新たに設ける必要がなく、コスト等において有利である。
請求項３及び４の構成によれば、現像手段のケース部材や転写ガイド手段に像担持体のトナー像から紙粉とトナーが逆飛翔して堆積することを防止ことができる。
【００１４】
請求項５の構成によれば、転写・搬送装置の手前側ガイド部材の転写紙の摺擦による帯電を無くし、感光体トナー像から、紙粉とトナーが逆飛翔して堆積することを防止でき、“トナー落ち画像”の無い安定した画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の内部機構の全体構成概略図である。
図１において、この画像形成装置は複写機の例であり、該複写機本体１００は画像を読み取り、その原稿画像に基づいて公知の電子写真方式による画像形成を行なうための、画像読み取り部１２０Ａ、露光部１２０Ｂ、画像形成部１３０、給紙部１４０から構成されている。画像読み取り部１２０Ａは、コンタクトガラス１２１上に載置された原稿に光を照射するための光源１２２と、原稿からの反射光像を読み取るためのＣＣＤ等のイメージセンサ緒よび結像レンズからなる読み取り手段１２６と、その読み取り手段１２６に原稿からの反射光像を導くためのミラー１２３，１２４，１２５とによって構成されている。また、露光部１２０Ｂは上記読み取り手段１２６によって読み取られた画像信号を基に像担持体としての感光体１３１上に光書き込みを行い静電潜像を形成するものであって、図示していないレーザー光源、回転多面鏡等の光偏向器１２７、ｆθレンズ等からなる走査結像用のレンズ系１２８、ミラー群１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃによって構成されている。
【００１６】
画像形成部１３０は、ドラム状の感光体１３１とその周囲に配設された帯電装置１３２、現像手段としての現像装置１３３、レジストローラ１３４、転写・搬送装置としての転写ベルト装置６００、クリーニング手段としての感光体クリーニング装置２００、及び定着装置１３５などによって構成されている。また、給紙部１４０には各種サイズの転写紙が収容された複数の給紙カセット１４１、１４２、１４３が設置されている。
【００１７】
図１において、画像形成動作が開始されると、原稿読み取り部１２０Ａの読み取り手段１２６に原稿像が読み取られ、感光体１３１が図中矢印Ａに回転し、帯電装置１３２により約−９００Ｖに帯電され、読み取り手段１２６によって読み取られた画像信号を基に露光部１２０Ｂにより感光体１３１への光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置１３３の現像剤（２成分現像剤または１成分現像剤）によって現像され、感光体１３１上にトナー像が形成される。感光体１３１上のトナー像は、給紙部１４０から給紙されレジストローラ１３４を介して転写位置（感光体と転写ベルト６０１とのニップ部）に給紙された転写紙に転写ベルト装置６００によって静電転写される。そして、トナー像が転写された転写紙は転写ベルト装置６００の転写ベルト６０１で定着装置１３５に搬送され、定着装置１３５でトナー像が転写紙に定着される。定着後の転写紙は排紙ローラ１３６を介して排紙トレイ１５０上に排紙される。一方、トナー像転写後の感光体１３１は感光体クリーニング装置２００により清掃され、残留トナーや紙粉等の異物が除去、回収される。また、転写紙搬送後、転写ベルト６０１も転写ベルト装置６００内のクリーニング手段６０５により清掃され、残留トナーが除去、回収される。
【００１８】
次に、図２を用いて図１の複写機の画像形成工程に用いられているトナーの動きについて説明する。
現像装置１３３は、本実施の形態では２成分現像剤を用いる装置であり、現像タンク３０１内に磁性キャリアとトナーからなる現像剤３０２を内包している。感光体１３１上の静電潜像を現像装置１３３の現像ローラ３０７ａ、３０７ｂで現像してトナー像を形成すると、現像装置１３３内のトナーの割合（トナー濃度）が減少する。そこで、画像濃度の低下を抑えるために、現像剤中のトナー濃度が所定値以下になると、トナーホッパ３１０からトナーを補給して、現像剤中のトナー濃度を維持することが行われる。なお、現像剤中のトナー濃度は現像装置下ケース３０９に取り付けられている透磁率センサ３０４によって測定される。
【００１９】
トナーホッパ３１０から補給されたトナーは、現像装置１３３内の撹拌部材３０５によって、キャリアと撹拌・混合され、負に摩擦帯電される。そして、パドルホイール３０６によってキャリアとトナーからなる現像剤３０２が上側の現像ローラ３０７ａへ跳ね上げられ、その現像ローラ３０７ａ上に吸着する。さらに、その現像剤は現像ローラ３０７ａの外周スリーブにより感光体１３１側へ搬送され、余剰分は現像ドクタ３０８により掻き落とされる。感光体１３１側に搬送された現像剤中のトナーが静電潜像（電位約−１００Ｖ）に対応してバイアス電源３４０の現像バイアス（約−５５０Ｖ）の印加により感光体１３１に付着する。また、現像後の現像剤は下側の現像ローラ３０７ｂを介して現像タンク３０１に戻される。
【００２０】
感光体１３１上に付着したトナーは、上述したように転写ベルト装置６００によって転写紙に静電転写されるが、約１０％程度のトナーは未転写トナーとなって感光体上に残る。この残留トナーは、感光体クリーニング装置２００のクリーニングブレード２０１やブラシローラ２０２によって感光体１３１から掻き取られ、クリーニング装置２００内に回収される。
【００２１】
次に、図３及び図４により図１に示す複写機に用いられている回収トナー移送装置の１実施形態について説明する。
図３において、感光体クリーニング装置２００により回収されたトナーは感光体クリーニング装置２００の下部に設けられた回収トナー排出部２１０と係合する回収トナー移送ユニット５００の一部であるトナーガイド部５１０に移送される。また、転写ベルト装置６００の転写ベルト６０１をクリーニングするクリーニング手段６０５（図１参照）により回収されたトナーについても同様に転写ベルト装置６００に設けられた回収トナー排出部６１０から、これと係合する回収トナー移送ユニット５００の一部であるトナーガイド部５１０に移送される。なお、図中の符号１１０は複写機の本体構造体の後側板であり、感光体クリーニング装置２００や転写ベルト装置６００、感光体１３１、現像装置１３３、その他の画像形成部材が取り付けられ、回収トナー移送ユニット５００はその複写機本体構造体の後側板１１０の背面側に配置されている。また、図４に示すように、回収トナー移送ユニット５００の下部には横搬送スクリュー５２４が設けられ、トナーガイド部５１０からの回収トナーを粉体ポンプ５２０へと運ぶようになっている。
【００２２】
図４において、回収トナー移送ユニット５００の粉体ポンプ５２０は従来公知の通称モーノポンプと呼ばれるスクリューポンプを用いる。これはローター５２１とステイター５２２及びステイターのホルダ５２３より構成される。ローター５２１は横搬送スクリュー５２４の一端側と同軸で連結し、かつ横搬送スクリュー５２４の他端部はシール部材５２６を通して支持部材５４０に固定された軸受け５２７に支持され、従動ギヤ５２８と係合している。この横搬送スクリュー５２４が内部に配設されているホッパ５２５は支持部材５４０に支持されトナーガイド部材５１０と係合し、粉体ポンプ５２０への回収トナー移送部を構成している。また、粉体ポンプ５２０はホルダ５２３により支持部材５４０に取り付けられ、ホッパ５２５側と連結されている。駆動モータ５４２は支持部材５４０に取り付けられ、その端部に駆動ギヤ５４３をもち、この駆動ギヤ５４３は前述の従動ギヤ５２８と係合している。従って、駆動モータ５４２が回転すると、駆動ギヤ５４３と従動ギヤ５２８を介して、横搬送スクリュー５２４及びローター５２１が回転し、トナーガイド部５１０を介してホッパ５２５内に移送されてきた回収トナーが横搬送スクリュー５２４により粉体ポンプ５２０に移送される。なお、図４においては駆動モータ５４２を用いているが、複写機本体の駆動とクラッチやギヤ等を介して連結させても良い。
【００２３】
粉体ポンプ５２０のステイター５２２は内周面に螺旋状の溝が形成されたゴム材料などの弾性体からなり、ローター５２１の外周を包み込むように配置されてそのローターの通路を構成しローターと接触契合している。ステイター５２２の外周面とホルダ５２３の内周面の間には１ｍｍ程度の隙間があり、回収トナー通路（吐出部）５３０に連通している。その隙間から回収トナー通路５３０に空気を吹き込むように空気供給口５３１が設けられており、その空気供給口５３１の外側は図３に示すようにエアーポンプ５３２に設けられた空気吐出口５３３とエアー検知器５５０及び空気供給管５３４を介して連通し、エアーポンプ５３２から空気が供給されるようになっている。エアーポンプ５３２は作動すると空気供給口を介して回収トナーに０．５〜１リットル／分程度の送風量でエアーを吹き込む。これにより粉体ポンプ５２０の回収トナー通路５３０から出る回収トナーは流動化が促進され空気流と共に吐出される。
【００２４】
粉体ポンプ５２０のローター５２１が回転すると、回収トナー移送ユニット５００内の回収トナーは回収トナー通路５３０側に進む。そこで上記のエアーポンプ５３２からの空気の供給により、回収トナーは空気流と共に回収トナー移送用チューブ４００を通って現像装置１３３のトナーホッパ３１０手前側のチューブ接合部３２０に移送される。なお、回収トナー移送用チューブ４００にはフレキシブルでかつ耐トナー性に優れた材料（例えば、軟質塩化ビニール、ナイロン、シリコン、テフロン（登録商標）等）からなるチューブが用いられる。
【００２５】
また、図２において、回収トナー移送用チューブ４００が接続されるトナーホッパ３１０のチューブ接合部３２０は、下部側が漏斗状に形成され、上部にはエアーフィルタ３２１が設けられており、回収トナー移送用チューブ４００を介して移送されてきて回収トナーと空気流とを分離して、余剰空気流をエアーフィルタ３２１から逃す役割を果たしており、空気流と分離された回収トナーが漏斗状部分で捕集され、回収トナー口３１１からトナーホッパ３１０へ戻される。
【００２６】
次に図５は、図２に示す現像装置１３３の要部をＲ方向から見た図であって、新規トナー供給手段３３０とチューブ接合部３２０が設置されたトナーホッパ３１０の要部断面図である。
【００２７】
図２及び図５において、現像装置１３３のトナーホッパ３１０には、回収トナーの入口である回収トナー口３１１より更に手前側に新規トナーの供給口３１２設置されている。トナーホッパ３１０内の回収トナー口３１１と新規トナー供給口３１２の間には粉圧トナーセンサ３１３が設けられており、この粉圧トナーセンサ３１３が「トナー無しレベル」になったとき、新規トナー供給手段であるトナーボトルユニット３３０が動いて、新規トナー供給口３１２から新規トナーが供給される。そしてトナーホッパ３１０に供給された新規トナーは、回収トナーと混合され、トナーホッパ３１０内のオーガ手段（搬送用のコイルスクリュー等）３１４により現像タンク３０１側に送られる。
【００２８】
ところで、感光体１３１のトナー像を転写した後、残留トナーを感光体クリーニング装置２００や転写ベルト装置６００のクリーニング手段６０５により回収する際、転写紙の紙粉が、感光体１３１表面や転写ベルト６０１の表面に付着してしまうので、画像形成に再利用される回収トナーは転写紙の紙粉が含まれる。紙粉の一部は、トナーと共に現像装置１３３で負に摩擦帯電され、感光体１３１の静電潜像に現像される。現像された紙粉とトナーは、感光体現像領域から下流側で転写位置の手前までの間で、その感光体１３１に比較的近接対向した部材、例えば現像装置下ケース３０９の感光体１３１側の面や、転写ベルト装置６００の手前側ガイド部材１３７の感光体１３１側の面が、トナー像の電位（約−１５０Ｖ）と比べて低い場合（０Ｖ〜＋）、各々の面に逆飛翔して堆積しやすい。そして、紙粉とトナーがある程度以上量が堆積すると、“トナー落ち画像”（画像地肌部の大粒の黒点）という不具合が生じることがあることは先に説明した。
【００２９】
そこで、本発明では現像領域から下流側で転写位置の手前までの間で、その感光体１３１に比較的近接対向した部材として現像装置下ケース３０９に感光体１３１上のトナー像の電位より高いバイアス（〜−１５０Ｖ）を印加している。
【００３０】
このように構成することにより、感光体１３１のトナー像から、紙粉とトナーが逆飛翔して現像装置下ケース３０９に堆積することを抑止でき、“トナー落ち画像”を防ぐことができる。また、このとき、現像ローラ３０７ａ、３０７ｂに印加している現像バイアス（−５５０Ｖ）の現像バイアス電源３４０により現像装置下ケース３０９に印加するように構成すれば、紙粉とトナーが逆飛翔防止用のバイアスを新たに設ける必要がなく、コスト等において有利である。
【００３１】
また、転写ベルト装置６００の手前側ガイド部材１３７を導電部材とし、感光体１３１上のトナー像の電位より高いバイアス（〜−１５０Ｖ）をバイアス電源１３８より印加することで、手前側ガイド部材１３７に紙粉とトナーが逆飛翔して堆積することを抑止できる。このときのバイアスの電源も現像バイアス（−５５０Ｖ）の現像バイアス電源３４０を使用してもよく、さらには転写装置がグリット電源を使用するものであれば、それを用いるようにしてもよい。
【００３２】
また、従来の転写ベルト装置６００の手前側ガイド部材１３７は転写紙の摺擦により摩擦帯電して感光体１３１のトナー像からの紙粉トナーの逆飛翔を誘発させる問題がある。
【００３３】
そこで、本発明では手前側ガイド部材１３７を導電部材で構成し、かつ接地するようにしてもよい。このように構成すれば、感光体１３１のトナー像から紙粉とトナーが逆飛翔を軽減できる。なお、この構成では紙粉トナーの逆飛翔が上記実施の形態で説明した感光体１３１上のトナー像の電位より高いバイアスを印加したときよりもトナー逆飛翔を防止する効果が多少薄れる。しかし、バイアスを印加しないので、バイアス電源１３８等も不要で構成がきわめて簡単になる。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず各種改変できるものである。例えば、回収トナーの現像装置への移送はモーノポンプを用いた回収トナー移送ユニット５００で行っているが、従前のスクリューを用いたトナー移送装置でもよい。しかし、モーノポンプを用いた回収トナー移送ユニット５００はトナー搬送時にスクリュー搬送のようなストレスをトナーに与えないので、トナーリサイクルするトナーの搬送にはきわめて有効である。
【００３５】
また、現像領域から下流側で転写位置の手前までの間で、その感光体１３１に比較的近接対向した部材としては現像装置下ケース３０９の感光体１３１側の面や転写ベルト装置６００の手前側ガイド部材１３７だけでなく、その他の部材に設置している場合には、それに感光体１３１トナー像のより高いバイアス（〜−１５０Ｖ）を印加することにより、感光体１３１トナー像から、紙粉とトナーが逆飛翔して堆積することを防止でき、“トナー落ち画像”を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の概略側面図である。
【図２】図１の画像形成部を拡大して示す側面図である。
【図３】回収トナーを移送する回収トナー移送ユニットの斜視図である。
【図４】回収トナー移送ユニットの粉体ポンプユニットの断面図である。
【図５】現像装置の回収トナー受入部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１３１  感光体
１３３  現像装置
１３７  手前側ガイド部材
１３８  バイアス電源
２００  感光体クリーニングユニット
３０９  現像装置下ケース
３４０  現像バイアス電源
５００  回収トナー移送ユニット
６００  転写ベルトユニット
６０５  転写ベルトユニットのクリーニング手段
【図１】
2005148765.tif 000003
【図２】
2005148765.tif 000004
【図３】
2005148765.tif 000005
【図４】
2005148765.tif 000006
【図５】
2005148765.tif 000007