JPS6339909B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、現像剤を循環再使用する電子写真画
像形成装置に関するものである。

近年、情報の多量化と伝達の高速化に伴い、電
子写真画像形成装置の画像形成速度は、ますます
高速化が要求されている。ところが、電子写真画
像形成装置は、画像形成速度の高速化によつて消
費する現像剤の量が飛躍的に増加する。例えば、
従来の中速度以下の電子写真画像形成装置（A4
サイズで20枚／分以下）においては、クリーニン
グにより回収できる像担持体上の残在現像剤は、
比較的小量であるため、再使用する必要はさして
なかつた。しかし、高速機では消費する現像剤の
量が増加するとともに、像担持体上の残在現像剤
の量は多量になり、経済的な面からも残在現像剤
を再使用する必要がある。その際、再使用する現
像剤中に紙粉や紙繊維、あるいは搬送系で付着す
るゴム等のくず、クリーニングブレードの削りか
す等が含まれることが問題になる。即ち、これら
の不純物を含んだ現像剤を再使用した場合には、
画質の低下を招くことになる。

そこで、本発明の目的は、残在現像剤を再使用
する際に含まれている混入物を除去し、現像剤の
循環再使用を可能にするものである。この様に、
現像剤の循環再使用を可能にすることは、特に高
速の画像形成装置において有効となる。

上記目的を達成する本発明は、現像剤を循環再
使用する画像形成装置において、現像剤循環経路
に現像剤と現像剤以外の物質とを分離するための
瀘過部材を現像剤循環方向に対して網の目の荒い
順に、被数個設けることを特徴とする画像形成装
置に関するものである。

以下、本発明実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は、本発明を適用することのできる画像
形成装置の構成を、模式的に示したものである。

レーザー発振器１より出射されたレーザビーム
は、レンズ２、音響光学効果を利用したＡ／０変
調素子３、レンズ４で構成せられた光変調系に入
射する。ここでレンズ２はＡ／０変調素子内に発
生せしめたブラツグ反射面にレーザビームを集束
しつつ投影する作用を、レンズ４は上記ブラツグ
反射面より回折し発散しつつあるレーザビームを
平行光束に変換する作用をなすものである。ま
た、公知の電気光学効果を利用するＥ／０変調素
子を用いる場合には、レンズ２、レンズ４は不用
であり、又レーザー発振器が電流変調可能なガス
レーザー等の場合には、上記光変調系を省略し得
ることは云う迄もない。

さて、レンズ４より出射したレーザビームは平
行光束となり、ビームエキスパンダー７に入射
し、平行光束のままビーム径が拡大される。さら
に、ビーム径が拡大されたレーザビームは、鏡面
を１個ないし複数個有する多面体回転鏡８に入射
される。多面体回転鏡８は、高精度の軸受（例え
ば、空気軸受）に支えられた軸に取り付けられ、
定速回転（例えばヒステリシスシンクロナスモー
タ、DCサーボモータ）のモータ９により駆動さ
れる。多面体回転鏡８により水平に掃引されたレ
ーザビームは、ｆ−θ特性を有する結像レンズ１
３により、感光ドラム１４上にスポツトとして結
像される。一般の結像レンズでは、光線の入射角
θの時、像面上での結像する位置ｒについて、 ｒ＝ｆ・tanθ −(1) （ｆ：結像レンズの焦点距離）なる関係がある。
本実施例のように、多面体回転鏡を定速回転させ
る場合においては反射されるレーザビームは結像
レンズ１３への入射角が、時間と共に一次関数的
に変化する。従つて、像面たる感光ドラム１４上
の結像されたスポツト位置の移動速度は、非直線
的に変化し一定ではない。すなわち、入射角が大
きくなる点で移動速度が増加する。従つて一定時
間間隔で、レーザビームをONにしてスポツト列
を感光ドラム１４上に描くと、それらの間隔は両
端が、中央部に比較して広くなる。この現像を避
けるため、結像レンズ１３は、 ｒ＝ｆ・θ −(2) なる特性を有するべく設計される。

この様な結像レンズ１３をｆ−θレンズと称す
る。さらに平行光を結像レンズでスポツト状に結
像させる場合、そのスポツト最小径dminは、 dmin＝ｆλ／Ａ (3) 但しｆ；結像レンズの焦点距離 λ；用いられる光の波長 Ａ；結像レンズの入射開口 で与えられ、ｆ、λが一定の場合Ａを大きくすれ
ば、より小さいスポツト径dminが得られる。先
に述べたビームエキスパンダー７は、この効果を
与えるために用いられる。従つて、必要なdmin
がレーザー発振器のビーム径によつて得られる場
合には、ビームエキスパンダー７は省略される。

上記のごとく、偏向、変調されたレーザビーム
は、感光ドラム１４に照射され、電子写真処理プ
ロセスにより顕像化された後、普通紙に転写、定
着されハードコピーとして出力される。

本実施例に適用される電子写真プロセスの一例
として、本件出願人の特公昭42−23910号公報に
記載のごとく、導電性支持体、光導電性層および
絶縁層を基本構成体とする感光板１４の絶縁層表
面を、第１のコロナ帯電器１６によりあらかじめ
正または負に一様に帯電し、光導電性層と絶縁層
の界面もしくは、光導電性層内部に前記帯電極性
と逆極性の電荷を捕獲する。されに、前記被帯電
絶縁層表面に、前記レーザビームを照射すると同
時に、交流コロナ放電器１７による交流コロナ放
電を当て、前記レーザビームの明暗のパターンに
従つて生ずる表面電位の差によるパターンを、前
記絶縁層表面上に形成する。そして前記絶縁層表
面全面を全面露光ランプ１８により一様に露光
し、コントラストの高い静電潜像を前記絶縁層表
面上に形成し、さらには前記静電潜像を荷電着色
粒子を主体とする現像剤で現像装置１９により現
像して可視化する。その後、後述の手段に依り感
光ドラム１４に定着せしめられたフアンホールド
紙（以下用紙と記述する）３０に、前記可視像を
転写帯電器２２により転写する。

次に、後述の如き定着手段によつて、転写像を
定着して電子写真プリント像を得、一方転写が行
われた後、前記絶縁層表面をクリーニング装置２
３によりクリーニングして残在する荷電粒子を除
去し、前記感光板１４を繰り返し使用するもので
ある。さらに他の実施例として、本件出願人の特
公昭42−19748号公報に記載のごとき、電子写真
の静電像形成プロセスが適用される。すなわち、
導電性支持体、光導電性層及び絶縁層を基本構成
体とする感光板を用い、前記絶縁層表面は第１の
コロナ放電によりあらかじめ一様に正または負に
帯電し、光導電性層と絶縁層の表面もしくは、光
導電性層の内部に前記帯電極性と逆極性の電荷を
補獲せしめ、さらに前記被帯電表面に交流コロナ
放電を当て前記絶縁層表面の電荷を減衰する。次
いで、情報信号としての前記レーザビームを照射
し、レーザビームの明暗に従つた静電潜像を前記
絶縁層表面上に形成し、前記静電像を現像する。
以後の過程は第１の実施例と同様である。なお、
１５は前除電用帯電器、１６は前露光ランプであ
る。前除電帯電器１５は、感光ドラム１４の表面
電位を一定かつ一様にし、前露光ランプ１６は、
感光層の特性を一定かつ一様にする。これらは協
動して、クリーニング装置２３を経た感光ドラム
１４に残留する種々の前歪、例えば残留電位を消
去する働きをなし、常に安定な画像を得るに役立
つものである。本件出願人は、本実施例に適用さ
れる電子写真プロセスにおいて、常に安定且良好
な画像を得る手段として、静電潜像安定化方法を
提案している。２１は、かかる手段を実現するた
めの静電電位計であり、感光ドラム１４に明部即
ちレーザビームで走査し露光した部分と、暗部を
設け各々の静電電位を測定するものである。２０
はキヤリア除去装置で、現像器１９内の現像剤に
混在するキヤリアが感光ドラム１４に付着し、用
紙への付着或いはクリーニング装置２３に混入す
るのを防ぐものである。

次に上記画像形成装置に用いる送り孔附きの連
続紙（以下、用紙と称す）の搬送について述べ
る。図において、３０は、コンピユータ等の出力
に通常用いられる未印刷の用紙で、幅方向の両端
部に送り孔を有するものである。３２は、用紙の
円滑な搬送を助けるために設けられた保持棒であ
り、３３は発光ダイオード等の光源、３４は、ホ
トダイオード等の受光器、さらに３３，３４は協
動して用紙の終端検出器を構成するものである。
３５は、前記送り孔に係合するピンが配列された
公知のトラクターで、トラクター軸（図示せず）
の回転に依りピンが回動し用紙を搬送するもので
ある。また３７は、用紙搬送のためのガイドロー
ラである。３８は、後述の如く用紙が転写ローラ
３９，４０の作動に依り、感光ドラム１４に圧接
せられ、更に、転写帯電器２２の作動で感光ドラ
ム１４に密着せしめられている状態から、転写が
終了し転写帯電器２２が作動を停止し、転写ロー
ラ３９，４０が感光ドラム１４から離間した後、
感光ドラム１４に密着しているのを離すための分
離爪である。なお、３９，４０は同時に同方向に
作動し、用紙を感光ドラム１４に圧接せしめるた
めの転写ローラである。さらに４１は、用紙搬送
時に用紙に加わるテンシヨンが、規定値より大き
く変化した場合、そのテンシヨンを吸収する働き
をも兼ねているガイドローラである。４２は中空
円筒状で、円筒の中心部にヒータ等の熱源を有す
る予備加熱ローラであり、用紙に転写せられたト
ナーを定着するための定着ローラ４３、バツクア
ツプローラ４４と共に、定着装置を構成するもの
である。ここで、定着ローラ４３は中空円筒上
で、円筒の中心部にヒータ等の熱源を有するので
ある。４４は、該定着ローラ４３との間にトナー
が転写された用紙を圧接し、定着ローラ４３から
の熱をトナー及び用紙に伝わり易くすると共に、
トナーに高圧力を与えて定着を行うバツクアツプ
ローラである。４５，４６は定着の完了した用紙
を排出するための排出ローラ、４７は印刷の完了
した用紙である。用紙３０には、フアン・ホール
ド紙で予じめ送り孔が形成されたものを使用す
る。しかしながら、このフアン・ホールド紙には
送り孔をパンチで抜いた時に、完全に抜けていな
い部分が存在したり、或いは、折り畳んだ用紙の
間にパンチカスが入つていたりすることがある。

上記の送り孔が完全に抜けていない部分は、ト
ラクター３５のピンと噛み合つた時にピンにより
打ち抜かれ、その部分が用紙に附着しつながつた
ままで感光ドラム１４に接触する。また、用紙に
附着しているパンチカスも、同様に感光ドラム１
４に接触する。一方、パンチカスは感光ドラム１
４が表面電位を有するために、或いは機械的に感
光ドラム１４に附着し、クリーニング手段２３で
除去される。本実施例では上記クリーニング手段
で未転写のままトナーを感光ドラム１４より除去
し、かかるトナーを現像装置１９に循環し再使用
するものである。この際、パンチカスはトナーに
混入し、現像する際に、感光ドラム１４表面に附
着する等により、附着した部分が未現像となりデ
ータの欠落を生ずることになる。また、トナーを
循環再使用するために、紙粉や紙繊維、あるいは
クリーニングブレードの削りかす等がトナーに混
入することがある。これらの混入物も、画像形成
上悪影響を与える恐れがある。

ここで第２図を用いて上間画像形成装置の現像
剤循環路に、本発明を適用した場合を示す。図に
おいて５０は、回転する感光ドラム１４の表面に
接触しトナーを除去するブレード、５１は除去さ
れたトナーを循環路５３へ搬送するためのスクリ
ユー、５２は前記スクリユーにより循環路５３に
導かれたトナーである。循環路５３は、クリーニ
ング装置２３から現像装置１９へトナーを導くも
のである。例えばこの循環路５３に、本発明によ
る瀘過部材を設ける。５４ａ−５４ｂ−５４ｃが
循環路５３の所定の位置に設けられ、トナー５２
に混入したパンチカスあるいはブレードの削りか
す等の混入物を瀘過するクリーニングである。パ
ンチカス等の混入物はスクリーン５４ａ，５４
ｂ，５４ｃによりせき止められ、現像装置への混
入を防ぐことができる。

該スクリーン５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、トナ
ーの循環方向（矢示ａで示す）に対して、網の目
の荒い順に設けられている。そのため、大型の混
入物はスクリーン５４ａでせき止められ、中型の
混入物は５４ｂで、さらにそれより小型の混入物
は５４ｃでせき止められる。この様な構成とする
ことにより、従来行なわれている如く目の細かい
スクリーンのみを設けた場合と比較して、はるか
にスクリーンの目づまりの遅延を図ることができ
る。即ち、網の目の荒いスクリーン５４ａは、大
型の混入物のみをせき止め、他の混入物は通過さ
せる。そして、網の目の中程度のスクリーン５４
ｂは、スクリーン５４ａを通過してきた混入物の
内、中型の混入物のみをせき止める。さらに、網
の目の細かいスクリーン５４ｃは、水型の混入物
のみをせき止める。このため、トナーに混入した
混入物は、スクリーン５４ａ，５４ｂ，５４ｃで
段階的に瀘過される。よつて、スクリーンの目づ
まりの遅延を図ることが可能で、スクリーンの清
掃回数を大幅に減らすことができる。なお本実施
例は、混入物のサイズのばらつきが大きい場合
に、特にその効果を発揮することができる。ま
た、スクリーンの目の細かくなるに従つて、トナ
ーはスクリーンを通過しにくくなる。そのため図
示した如く、図が細くなるに従つてスクリーン間
の間隔を広くすることにより、トナーの落下速度
が増加しスクリーンによるトナーの粉砕効果を得
ることができるとともに、トナーのスクリーン通
過を容易にする。

本実施例においては、送り孔のパンチカス（大
略直径４mmの円柱状の紙）を除去するために、ス
クリーン５４ａの目の大きさを約４mmとし、さら
にそれより小型の混入物を除去するためにスクリ
ーン５４ｂの目の大きさを約２mmとし、さらにス
クリーン５４ｃの目の大きさを約１mmとすること
により混入物を除去し良好な画像を得ることがで
きた。

なお各スクリーンの目の大きさは、混入物のサ
イズに応じて適宜調節すること勿論である。

またさらに、他の実施例を第３図に示す。本実
施例は、スクリーンを現像装置内に設けたもので
第４図において、６０は磁極（図示せず）を内部
に有する現像スリーブ、６１，６２は各々スクリ
ユーで図示の矢印の方向に回転する。ここで６１
は、現像剤を紙面より前方に送るための戻しスク
リユー、６２は紙面に向つて現像剤を送る送りス
クリユーである。また、６３はドクターブレー
ド、６４が本発明によるスクリーンである。

図において、現像剤は戻しスクリユー６１、送
りスクリユー６２により現像スリーブ６０の軸方
向に均一な分布となる。また、戻しスクリユー６
１の上部より現像剤に混入せられた鉄粉の如きキ
ヤリアは、トナーを附着しつつ現像スリーブ６０
の内部に設けられた磁極により吸引せられて、現
像スリーブ６０の表面に凝集する。６３はドクタ
ーブレードで、前記現像スリーブ６０に凝集した
現像剤を均一にする働きをなし、かかる現像剤が
感光ドラム１４に表面に形成された潜像を顕像化
するものである。本現像装置において、スクリー
ン６４は図示の如く、現像スリーブ６０と戻しス
クリユー６１の間に設けられる。このスクリーン
６４ａ，６４ｂにより戻しスクリユー６１より現
像剤が現像スリーブ６０に移動する際に、パンチ
カス紙繊維等の異物を除去するものである。本実
施例においても、スクリーンは現像剤進行方向に
対して、網の目の荒い順に６４ａ，６４ｂと設け
る。これにより、本実施例においても、第２図に
示した実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明の実施例は、特にパンチカスにつ
いて行つたが、現像剤の粒度に応じてスクリーン
の目の寸法を選定することにより、さらに小さな
混入物に対しても効果があることは言うまでもな
い。また、スクリーンは、たとえばステンレスの
金網を用いると良好な結果が得られる。また、本
発明は、液体あるいは粉体どちらに混入している
混入物をも、除去することに適用可能であること
は言うまでもない。

以上詳細に述べた如く、本発明によれば、混入
物はそのサイズに応じて段階的に複数のスクリー
ンで除去されるので、スクリーンの目づまりの遅
延を図ることができる。しかも、スクリーンを複
数設けることにより、混入物の効果を従来にも増
して高め、画像形成の欠落を未然に防ぐことがで
きるとともに、信頼度の高い画像形成装置を提供
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用することのできる画像
形成装置の模式図、第２図は、本発明の実施例を
示した斜視図、第３図は本発明を適用した現像装
置の断面図である。図において、 １４……感光ドラム、５４ａ，５４ｂ，５４ｃ
……スクリーン、５３……循環路、６４，６６…
…スクリーン、６５……循環路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像剤を循環再使用する画像形成装置におい
   て、 現像剤循環径路に現像剤と現像剤以外の物質と
   を分離するための瀘過部材を現像剤循環方向に対
   して複数個設け、該瀘過部材により段階的に瀘過
   することを特徴とする画像形成装置。 ２ 上記の瀘過部材はメツシユ状であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装
   置。