(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーニング装置により除去・回収されたトナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、
前記スクリューポンプのトナー移送方向上流側に溜められた前記回収トナー量を検知する検知手段を設け、該検知手段により検知された回収トナー量に対する前記スクリューポンプの移送完了時間より長く作動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
クリーニング装置により除去・回収されたトナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、
前記スクリューポンプのトナー移送方向上流側に溜められた前記回収トナーの有無を検知する検知手段を設け、前記スクリューポンプが作動されたとき、前記検知手段がトナー無しを検知してから、所定時間経過後にスクリューポンプの作動を停止することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の電子写真方式における画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式における画像形成装置において、転写工程後の像担持体等に残留するトナーをクリーニング装置によって回収し、それにより得た回収トナーを現像装置に戻して再使用することが既に提案されている。このようなトナーリサイクル機構を備えた画像形成装置においては、一旦感光体上に転移しながらも、被転写体上に転写されなかったトナーや、または転写ベルト上に付着残留したトナーを、クリーニング装置で回収した後、その回収トナーをクリーニング装置から現像装置へ移送させるためのスクリューポンプを設けている。
【０００３】
従来、トナーを移送する主な方式としては下記のものが知られている。
（１）クリーニング装置と送り先部とをパイプで結び、このパイプの内部に設けられたコイルスクリューによってトナーを移送するもの、
（２）クリーニング装置と送り先部とを近接した上下の位置に配置し、主として重力によりトナーを移送するもの、
（３）回転することにより現像剤のトナーを軸方向に移動させるロータと、このロータを包み込む通路を内部に有しかつロータと通路内部で接触係合する固定されたステータとを有するスクリューポンプと、このスクリューポンプにより移動する現像剤を流動化させるための空気を供給する空気供給手段を使用して、トナーと空気からなる混合気をフレキシブルなパイプ内を介して移送するもの（特開平７−２１９３２９号公報）、
等である。
【０００４】
しかしながら、上記（１）の移送方式ではコイルスクリューの確実な回転を保証するために、望ましくは、直線移送または大きな曲線移送が可能となるようにトナーの移送路を確保する必要がある（屈曲した移送路は不可）。さらに、このトナー移送方式ではコイルスクリューとパイプとの摩擦負荷が非常に大きいため、コイルスクリューの回転駆動トルクが増大して、回収トナーの長距離移送が困難になるとともに、移送するトナーにストレスを与えて凝集、熱融着等の原因になる問題があった。
【０００５】
上記（２）の移送方式では、トナー移送が比較的簡易に行なえるものの、回収トナー貯蔵手段または現像装置をクリーニング装置と略一体的に配置させる必要があるため、装置の取り付け上の制約、及び、トナー貯蔵量の制約から、搭載可能な画像形成装置の機種が低速機（または、コピーやプリント使用量が少ないユーザ向けの複写機やプリンタ）に限られていた。
【０００６】
上記（３）の移送方式では、貯蔵したトナーや回収トナーを、フレキシブルパイプ等を介して移送することができるため、トナー貯蔵部やトナー回収部の設置位置に何ら制約を受けず、簡単な構成でトナーの移送を確実に行い得るという利点がある。また、スクリューポンプを用いたトナーの移送装置は空気供給手段によって空気との混合気状態の流動化させて状態で移送することで、トナーの安定した移送が得られるとともに、移送するトナーに無用なストレスをより与えずに、移送トナーの凝集、熱融着等が生じにくいものである。
【０００７】
このような事情から、スクリューポンプを用いたトナーの移送方式が特に優れていることが判る。このスクリューポンプとは、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータ、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータより構成された一軸偏心スクリューポンプ（通称  モーノポンプ）である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スクリューポンプを用いたスクリューポンプでは、ステータ内に嵌挿された金属製のロータが摺接しながら回動するので、ゴム材料で形成されているステータの内径は経時使用で徐々に拡大してしまう。ステータの内径が拡大してロータとの食い込み量が少なくなってくると、スクリューポンプの吐き出し後に供給しているエアーがステータとロータの間を通り抜けてポンプの入口側へ出るという逆流現象が発生することがあり、このような逆流現象が起きると、粉体の移送に支障を来すため、スクリューポンプが寿命に達したと判断されていた。
【０００９】
このようにして寿命に達するスクリューポンプは、その稼動期間がかなり短いため、他の部品の寿命に比べて釣り合いが取りにくく、実用化が難しいという問題があった。
【００１０】
そこで、スクリューポンプの長寿命化させるため、あらかじめロータとステータの食い込み量を大きくすることが考えられるが、この場合ロータとステータの回転摩擦により連続運転時の温度上昇から回収トナーのブロッキング及びトナーの劣化により形成される画像品質の低下および回収トナー搬送品質の低下という不具合が生じてしまう。さらに、スクリューポンプの連続運転時、エアーポンプから供給されるエアーが現像装置に連続して送り込まれるため、現像装置内の内圧が増すことによるトナー飛散という不具合も生じてしまう。
【００１１】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、ステータの内径拡大を抑制してスクリューポンプの長寿命化することができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、クリーニング装置により除去・回収されたトナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、前記スクリューポンプのトナー移送方向上流側に溜められた前記回収トナー量を検知する検知手段を設け、該検知手段により検知された回収トナー量に対する前記スクリューポンプの移送完了時間より長く作動することを特徴としている。
【００１４】
さらにまた、上記の目的を達成するため、本発明は、クリーニング装置により除去・回収されたトナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、前記スクリューポンプのトナー移送方向上流側に溜められた前記回収トナーの有無を検知する検知手段を設け、前記スクリューポンプが作動されたとき、前記検知手段がトナー無しを検知してから、所定時間経過後にスクリューポンプの作動を停止することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。
【００１６】
図１において、画像形成装置はその内部に像担時体としてのドラム状感光体１を備えている。感光体１の周囲には矢印で示す回転方向に沿って、電子写真複写プロセスを実施する帯電ロール２、図示していない露光手段光書込み位置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６が配置されている。
【００１７】
現像装置４は、現像ローラ１０により装置内の現像剤（一成分現像剤の場合はトナー、二成分現像剤の場合はキャリアとトナー）を感光体ドラム１と対向する現像ニップ領域Ａへ搬送し、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナーを付着させ顕像化する。トナー像は、感光体ドラム１と転写装置５が対向する転写領域Ｂにおいて転写紙Ｐに転写される。そして、転写紙Ｐに転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーは、クリーニング装置６のクリーニングブレード１２等により掻き落とされ、クリーニング装置６に回収される。また、転写装置４として転写ベルト１３を用いている場合、転写紙領域外の感光体上のトナーが転写ベルト１３表面に転写してしまうため、転写クリーニング装置７を設けている。本例の転写クリーニング装置７はクリーニングブレード１４により、転写ベルト１３表面に付着したトナーが掻き落とされ回収される。クリーニング装置６や転写クリーニング装置７に回収されたトナーは、後述するスクリューポンプ２０によりトナー移送先である、例えば現像装置４のトナー補給装置１５へ戻される。
【００１８】
図２は、図１の感光体ドラム回りの概略を背面側から見た図である。クリーニング装置６や転写クリーニング装置７に回収されたトナーは、画像形成装置本体の後方に搬送され、それぞれトナー吐出口９および１１から回収トナー貯溜部１６に落下してここに溜められる。回収トナー貯溜部１６に溜められたトナーは、これをそのまま捨てる場合、回収トナー貯溜部１６に相当する部分を廃トナーボトルとして構成させても良い。しかし、トナーをそのまま捨てる場合でも廃トナーボトルを取り扱いやすい機械の前面や側部に配置したとき、そのトナー移送のためにスクリューポンプ２０を選択的に用いることができる。また、トナーリサイクルを行うシステムの場合、回収トナーを現像装置４のトナー補給装置１５へ戻すため、本発明ではスクリューポンプ２０が用いられる。
【００１９】
回収トナーをリサイクルするシステムにおいて、図３に示すように、回収トナー貯溜部１６の下部にはトナー搬送スクリュー１９が設けられ、それに続いてスクリューポンプ２０が配設されている。スクリューポンプ２０は、一軸偏心スクリューポンプであって、ゴム等の弾性体で作られダブルピッチの螺旋溝が形成された雌ねじ形ステータ２１と、該ステータ２１内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータ２２とを有し、このロータ２２が上記搬送スクリュー１９と軸線を一致するようにしてネジあるいはピン等により連結されている。よって、上記トナー搬送スクリュー１９が図示していない駆動手段、例えば画像形成装置の感光体等を駆動するメインモータもしくはトナー搬送専用のモータによりクラッチ付ギヤ１９ａを介して回転駆動されると、スクリューポンプ２０も作動する。また、ステータ２１はホルダ２３に挿填されて固定され、ホルダ２３は回収トナー貯溜部１６のケーシング１７に締結されている。ホルダ２３には、トナー吐出し口２４が形成され、そのトナー吐出し口２４にはトナー搬送チューブ２５の一端が嵌挿されている。このトナー搬送チューブ２５には、フレキブルなホース等を用いることができ、その他端を現像装置４のトナー補給装置１５に容易に繋げられる。また、ホルダ２３の内周面とステータ２１の外周面との間には、例えば１ｍｍ程度の隙間２６が形成されており、この隙間２６はトナー吐出し口２４に連通している。そして、ホルダ２３には隙間２６に通ずる空気供給口２７が設けられており、空気供給口２７は図示していないエアーポンプとエアー供給チューブ２８を介して接続されている。
【００２０】
このように構成されたスクリューポンプ２０は、主としてゴム材料で形成されているステータ２１内を金属等から作られ剛性のあるロータ２２が摺接しながら回転するので、ステータ２１の内径は経時使用により徐々に拡大してしまう。ステータ２１の内径が拡大し、ステータ２１とロータ２２の食込み量が少なくなり、０以下の所定値を下回ると、スクリューポンプに供給するエアーがロータ２２とステータ２１の問を通って入口側であるトナー搬送スクリュー１９側に逆流してしまい、トナーの搬送が行えなくなる。
【００２１】
一方、スクリューポンプ２０のトナー搬送量と、クリーニング装置がトナーを回収する量とを比較すると、回収トナーというのは本来転写紙に転写されるべきものが感光体上に残ってしまったものなので、その量は非常に少なく、スクリューポンプ２０のトナー搬送量の方が圧倒的に多い。スクリューポンプ２０を画像形成装置本体のメイン駆動源と直接繋ぎ、同期させて運転した場合には、回収トナー貯溜槽にトナーが溜まる以前にスクリューポンプ２０がトナーを搬送するので、回収トナー貯溜部１６は殆ど空の状態になっており、スクリューポンプ２０を空運転させている状態が多い。この空運転においてもステータ２１とロータ２２が摺接されステータ２１の内径拡大が進むため、スクリューポンプ２０は回収トナー貯溜部１６に回収トナーがある程度溜まったときに運転を行う、間欠運転することがスクリューポンプ２０の長寿命化にとって不可欠である。なお、この間欠運転を行うため、スクリューポンプ２０を画像形成装置本体のメイン駆動源と駆動連結する場合はクラッチを介在させる。また、トナー移送専用のモータで駆動させても間欠運転可能となる。
【００２２】
このように、スクリューポンプ２０にとって間欠運転は必要なものであるが、間欠運転を行うとスクリューポンプ２０は停止させている状態のときが長くなる。そして、この停止時においてロータ２２とステータ２１の間にトナーが無い状態になっていると、ステータ２１の内径が縮小する傾向がある。ステータ２１の内径縮小は、元々の内径よりも小さくなることはなく、また停止時間が短時間であると、縮小量は僅かであるが、停止時間が長ければ、内径は元の値に近づいていく。
【００２３】
しかし、トナー搬送中にスクリューポンプ２０を停止したときにはロータ２２とステータ２１の間に搬送時と同様の状態でトナーが残ってしまい、その場合には停止中でも拡大したステータ２１の内径が縮むことはない。従って、スクリューポンプを停止する際には、ロータ２２とステータ２１の間にトナーが無い状態にすることが、経時でのステータ２１の内径拡大を抑制でき有利である。
【００２４】
そこで、本発明ではロータ２２とステータ２１の間にトナーが無い状態でスクリューポンプ２０の運転を停止させるため、回収トナー貯溜部１６がほぼ空の状態になるまでスクリューポンプ２０の運転を継続させている。
【００２５】
このように、回収トナー貯溜部１６がトナー無くなるまでスクリューポンプ２０を運転することで、停止時にロータ２２とステータ２１の間にトナーが無い状態にすることができる。
【００２６】
ところで、スクリューポンプ２０を間欠駆動する場合、回収トナー貯溜部１６に溜まった回収トナーの量を検知手段としてのトナー検知センサ１８により検知し、このセンサ１８のトナー有りの信号によってスクリューポンプ２０の運転を開始する。この場合、センサ１８としては圧電式のセンサを用い、センサ表面でのトナーの有無を検知するものである。なお、センサについてはトナーの有無が検知できれば良く、その種類、方式は問わない。
【００２７】
このようにしてセンサの信号から運転を開始したスクリューポンプ２０を停止させる場合、スクリューポンプ２０のトナー移送能力は予め知ることができる。また、検知センサ１８の位置は変わらないので、センサＯＮ時に回収トナー貯留部１６に溜められた回収トナーをすべて移送するまでのスクリューポンプ２０を運転する時間も推測することができる。そして、その時間をＴ秒とすれば、センサＯＮで運転を開始したスクリューポンプ２０はＴ秒間より長く作動することで、回収トナー貯留部１６に溜められた回収トナーをすべて移送し、スクリューポンプ２０を停止したときにロータ２２とステータ２１の間に回収トナーが存在しないようにすることができる。
【００２８】
なお、上記したスクリューポンプ２０の運転時間を推測する場合、実験によってセンサ１８がＯＮしたときのトナー量を知り、そのトナーを移送するスクリューポンプ２０の運転時間も実験によって行う。したがって、その数値はばらつくことは当然である。そこで、上記Ｔ秒はセンサ１８がＯＮしたときのトナー量が多めのときで、かつスクリューポンプ２０のトナー移送能力は少なめにして算出することがロータ２２とステータ２１の間に回収トナーが確実に存在しないようにする点で有利である。
【００２９】
図４は、本発明の他の実施形態を示すタイミングチャートである。
図４において、トナー検知センサ１８がトナーを検知してからスクリューポンプ２０の作動を開始しても、最初のうちはセンサ部のトナーが無くならず、トナー有りの検知状態が続く場合が有る。
【００３０】
上記実施形態では、トナー検知センサ１８がＯＮしてからＴ秒間、スクリューポンプ２０の運転を続行するものであるが、本例ではＯＮしたトナー検知センサ１８がＯＦＦになってから、所定時間ｔ秒後にスクリューポンプの駆動を停止することで、ロータ２２とステータ２１の間にトナーが無い状態を確実に生じさせることができる。すなわち、ＯＮしたトナー検知センサ１８がＯＦＦしたときに、回収トナー貯留部１６に残留しているトナー量の方が、トナー検知センサ１８がＯＮしたときのそれよりも量のばらつきが少なく、スクリューポンプ２０の搬送能力から推測した所定時間ｔ秒を無用に長く設定することなく、停止時にロータ２２とステータ２１の間にトナーが無い状態にすることができる。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきでない。例えば、上記実施の形態では回収トナーを現像装置に戻しているが、現像装置にトナーを補給する剤貯蔵部としてのトナーバンクを設け、トナーバンクで回収トナーと新規トナーとを混合してから現像装置に送るように構成することもできる。
【００３２】
また、上記実施の形態では感光体クリーニング装置及び転写クリーニング装置によって回収されたトナーを一緒にして移送する装置について説明したが、本発明は感光体クリーニング装置及び転写クリーニング装置の一方のみの回収トナーを移送するように構成してもよい。特に、転写クリーニング装置の回収トナーには紙粉等の異物が含まれているため、この回収トナーはリサイクルせずに廃トナータンクへ戻すようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、ロータとステータ間にトナーが無い状態で、確実にスクリューポンプを停止することができることにより、ステータ内径縮小効果を発揮させることがき、スクリューポンプのステータの内径拡大を抑制して耐久性能を向上し、スクリューポンプの長寿命化を図ることができる。
【００３４】
請求項２の構成によれば、ロータとステータ間にトナーが無い状態となる精度を向上してスクリューポンプの長寿命化を図ることができるとともに、無駄なスクリューポンプの運転時間を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の感光体回りの概略図である。
【図２】図１の感光体回り概略背面図である。
【図３】本発明の回収トナー搬送部の詳細図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
４  現像装置
６  クリーニング装置
７  転写クリーニング装置
１６  回収トナー貯溜部
１８  トナー検知センサ
２０  スクリューポンプ
２１  ステータ
２２  ロータ
【図１】
0003631012.tif 000002
【図２】
0003631012.tif 000003
【図３】
0003631012.tif 000004
【図４】
0003631012.tif 000005