(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と対向配置され、トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像装置と、前記像担持体に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを具備する画像形成装置において、
前記現像装置と別に設けられた現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部材と、該現像剤貯蔵部材内の現像剤を前記現像装置に補給するために移送する現像剤補給移送手段と、収容したトナーを前記現像剤貯蔵部材に補給するトナー収容部とを有し、前記現像剤貯蔵部材及び前記トナー収容部が画像形成装置本体に対して独立して設けられているとともに、前記現像剤貯蔵部材には第１の移送手段により前記現像剤担持体の前記像担持体対向部を通過した現像剤が移送され、前記トナー収容部には第２の移送手段により前記クリーニング手段で回収されたトナーが移送されて未使用トナーと混合されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の移送手段が、回転することにより軸方向に現像剤またはトナーを移動させるロータを備えたスクリューポンプ手段と、該スクリューポンプ手段によって移動する現像剤またはトナーを拡散状態で流動させるための空気供給手段とを有す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】
前記現像装置と前記現像剤貯蔵部材間の現像剤の移送及びクリーニング手段から前記トナー収容部へのトナーの移送がフレキシブルな移送部材を介することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２成分現像剤を用いるプリンター、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置に広く採用されている乾式の現像装置では、高品質のコピー画像を得るのに適するとして、帯電キャリア粒子と当該キャリア粒子に摩擦帯電的に付着する帯電トナー粒子とからなる２成分現像剤が多く使用されている。このような２成分現像剤を用いる場合、該現像剤のうち、現像を繰り返す毎に消費されるトナー分の補充の問題だけでなく、キャリア粒子についても考慮しなければならない。例えば、繰り返し使用されることで、摩擦帯電特性を強化すべくキャリア粒子表面に施されていた被覆物が剥がれ、キャリアとして劣化する問題がある。
【０００３】
このキャリアが劣化すると、良好な現像が得られなくなるため、現像剤を交換する必要が生ずる。現像剤を交換する場合、従来では画像形成装置を一旦停止してから作業で行っているため、稼働時間が中断されることになる。従って、現像剤の交換回数をできるだけ少なくすることが要望されており、この要望に簡単に答えられる方法としては、現像剤を大量に収容できる現像ユニットを設けることである。
【０００４】
また、画像形成装置では可視像転写後に像担持体に残留するトナーを除去するるためクリーニング装置を設けている。そして、クリーニング装置の多くは回収したトナーをトナー回収タンクに収納しており、この方式ではトナー回収タンクがトナーで満杯になると少なくとも回収タンクを破棄するように構成している。この場合も稼働時間が中断されるため、トナー回収タンクもその破棄作業回数をできるだけ少なくすべく、その大型化が望まれている。
【０００５】
このように、従来の画像形成装置では現像ユニット及びトナー回収タンクの大容量化が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置自体はコンパクト化が叫ばれており、画像形成装置自体の大きさが変わらずもしくはコンパクト化したときに、現像ユニット及びトナー回収タンクを大型化することは実質上不可能であった。また、近年資源の有効利用のため、クリーニングにより回収されたトナーを再利用することが求められている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、貯蔵現像剤の大容量化を果たし、回収トナーを容易に再利用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している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、像担持体と対向配置され、トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像装置と、前記像担持体に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを具備する画像形成装置において、前記現像装置と別に設けられた現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部材と、該現像剤貯蔵部材内の現像剤を前記現像装置に補給するために移送する現像剤補給移送手段と、収容したトナーを前記現像剤貯蔵部材に補給するトナー収容部とを有し、前記現像剤貯蔵部材及び前記トナー収容部が画像形成装置本体に対して独立して設けられているとともに、前記現像剤貯蔵部材には第１の移送手段により前記現像剤担持体の前記像担持体対向部を通過した現像剤が移送され、前記トナー収容部には第２の移送手段により前記クリーニング手段で回収されたトナーが移送されて未使用トナーと混合されることを特徴としている。
【０００９】
なお、本発明は前記第１及び第２の移送手段が、回転することにより軸方向に現像剤またはトナーを移動させるロータを備えたスクリューポンプ手段と、該スクリューポンプ手段によって移動する現像剤またはトナーを拡散状態で流動させるための空気供給手段とを有すると、効果的である。
【００１０】
さらに、本発明は前記現像装置と前記現像剤貯蔵部材間の現像剤の移送及びクリーニング手段から前記トナー収容部へのトナーの移送がフレキシブルな移送部材を介すると、効果的である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。なお当然ながら、以下の例は、本発明を例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
図１は、本発明に係る画像形成装置として、複写機の全体構成を示す概略図である。
図１において、複写機１０２は、像担持体としての感光体１０３の周囲に、矢印で示す回転方向に沿って、帯電装置１０４、露光装置１０５（デジタル式の場合には画像信号に応じた光書き込み装置）、現像装置１０６、転写ベルト装置１０７、クリーニング装置１０８を配置している。露光装置１０５は、複写機１０２の上面に設置されている原稿載置台１０５Ａに載置された原稿を露光するための光源、反射鏡及び結像レンズを含む露光光学機構１０５Ｂを備え、原稿に応じた静電潜像を感光体１０３上に形成するようになっている。
【００１３】
感光体１０３上に形成された静電潜像は、現像装置１０６によって可視像処理され、給紙装置１０９から給送されてくる記録紙に転写ベルト１０７上で静電転写される。転写された記録紙は定着装置１１０によって定着されて排紙される。この複写機１０２には、転写後に転写ベルト１０７に残留したトナー等を除去するクリーニング装置や感光体表面上の残留トナーを除去するクリーニング装置１０８が更に備えられている。また、給紙装置１０９は異なるサイズの記録紙を収容可能な給紙カセットを複数個備えており、選択されたサイズの用紙が給紙されるようになっている。
【００１４】
上記現像装置１０６を断面的に詳細に示す図２において、現像装置１０６には感光体１０３に向けられた開口から一部が露出するように、現像剤担持体としてのマグネット内蔵現像ローラ２が配設されている。このマグネットは、現像ローラを時計と見做した場合に、図２においてほぼ７時方向の感光体１０３と対向する向きに現像主極Ｐ1、ほぼ６時と４時の方向にそれぞれ現像剤搬送用磁極Ｐ2，Ｐ3、ほぼ２時及び１時の方向にそれぞれ第１搬送ローラ２１への現像剤受け渡し用の磁極Ｐ4，Ｐ5（磁極Ｐ5は省略可）、ほぼ９時の方向の現像ドクタ８に対向する向きに現像剤規制のための磁極Ｐ6がそれぞれ形成されている。各磁極の磁性は、例えばＰ1がＮ、Ｐ2がＳ、Ｐ3がＮ、Ｐ4がＳ、Ｐ5がＮ、Ｐ6がＳである。
【００１５】
そして、現像ローラ２の上方であって、現像ローラ内マグネットの磁極がなく、磁力が他の方向よりも格段に小さい方向範囲において、剤受け部材として上方が開口した樋状の剤受けケース２４が配設されている。この剤受けケース２４の幅方向の中心に位置する最下部は、現像ローラ２の１２時方向よりも１１時側にずれている。この剤受けケース２４には、後述する横撹拌手段としての横撹拌ユニットが設けられている。剤受けケース２４の右側には、ケース右側壁に沿って、第１ないし第３搬送ローラ２１，２２，２３が配設され、これらローラによって、現像ローラ２から現像剤を除去し、且つ除去した現像剤を第２現像剤受けケース５０の上部開口の右端部まで汲み上げる汲み上げ搬送手段を構成する。
【００１６】
第１搬送ローラ２１は、図２での１〜２時の方向から現像ローラ２に対向し、この第１搬送ローラ２１に第２搬送ローラ２２が対向し、更に第２搬送ローラ２２に上方から第３搬送ローラ２３が対向する。これら第１〜第３搬送ローラ２１，２２，２３は、互いに同一の構造を有しており、上記第２剤受けケース５０とは反対側で現像剤を搬送するように、それぞれ内部に回転不能のマグネットを収容している。
【００１７】
剤受けケース２４の左側では、現像装置１０６のケース２８内面との間に所定の間隔を有しており、この間隔部分をもって、剤受けケース２４の左側壁上端部を越えてオーバーフローした現像剤の現像ローラ２表面への現像剤搬送通路４０になっている。この通路の途中に位置するユニットケース２８の内面は傾斜面となっており、検知面２９ａがこの傾斜面のほぼ同一面になるようにトナー濃度センサ２９が設けられている。このトナー濃度センサ２９は、現像剤の透磁率変化に基づいてトナー濃度を検知するものである。トナー濃度センサ２９により検知されたトナー濃度値は基準値と比較され、検知濃度が所定値を下回った場合にはトナー不足状態と認識して、その不足分に応じた大きさのトナー補給信号が図示していないトナー補給回路に出力されるようになっている。
【００１８】
また、現像装置１０６内での現像剤の横撹拌搬送は、例えば図面の奥側から手前側へ現像剤を送る外側の撹拌板部２６ａ及び螺旋状スクリュー部２６ｂと、手前側から奥側へ現像剤を送る内側の搬送スクリュー２７とのバランスで成り立っている。この横撹拌ユニットはデュアルミキサーであり、外側スクリューパドル２５は中空円筒部２６と、当該中空円筒部２６の周面から放射状に延びる複数の軸線と平行な撹拌板部２６ａと中心軸方向に沿い奥側から手前側に向けて現像剤を搬送する螺旋状のスクリュー部２６ｂとを備え、この中空円筒部２６内に、中心軸方向に沿って手前側から奥側へ現像剤を搬送する上記内側スクリュー２７が収容されている。上記中空円筒部２６の手前側の側端部にはスクリュー２６ｂで搬送されてきた現像剤を中空内部に進入させる図示していない剤取り込み口が形成され、奥側端部には内側スクリュー２７で奥側端部まで搬送された現像剤を外部に排出させる図示していない剤排出口が形成されている。
【００１９】
以上のような構成において、現像ローラ２に担持されて感光体１０３の対向位置を通過した現像剤は、第１搬送ローラ２１によって現像ローラ２上からほぼ１００％除去され、しかる後に第２搬送ローラ２２に受け渡され、更に第３搬送ローラ２３に受け渡されて、遠心力などで第２剤受けケース５０の右側上端縁を越えて第２剤受けケース５０内に流下する。流下した現像剤は、ケース５０内に溜り、横搬送スクリュー５１によって装置手前側まで送られる。図３に示すように、そのように搬送された現像剤は、第２剤受けケース５０の下面に明けられた孔より剤溜り５２に落下して溜められ、更に自身の自重と、横搬送スクリュー５４により第１移送手段としての第１粉体ポンプ５５に搬送される。
【００２０】
この第１粉体ポンプ５５には、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が用いられる。当該粉体ポンプは、横搬送スクリュー５４と連結された螺旋棒状のローター５８と、当該ローター５８を包み込むように配置され当該ローターのための回転空間を有し当該ローターと部分的に接触係合するステータ５９と、このステータ５９を保持するホルダ６０と、歯車列を介して横搬送スクリュー５４とつながった駆動モータ５６等から構成される。ステータ５９はゴム等の弾性体からなる。
【００２１】
粉体ポンプのホルダ６０の内周壁面とステータ５９の外周面の間には、１ｍｍ程度の隙間があり、この隙間は現像剤通路（吐出部）６１に連通しており、当該隙間を介して現像剤通路６１へ吹き込むように、エアー供給口６２が設けられている。図４に示されるように、エアーポンプ６３が作動するとチューブ６５、エアー供給口６２を介して循環現像剤に所定の送風量でエアーが吹き込まれ、これにより、粉体ポンプ５５の通路６１から出る現像剤は流動化が促進され、粉体ポンプ５５での現像剤移送が確実なものとなる。そして、粉体ポンプ５５を通過した現像剤は、耐トナー性に優れたフレキシブルパイプ６７を介して現像剤補給ユニット６６（図１）に移送される。
【００２２】
複写機１０２から着脱自在な現像剤補給ユニット６６の概略構成を正面から透視的に示した図５及び横断面的に示した図６において、当該ユニットには現像剤貯蔵部材としての現像剤貯蔵タンク６８が内蔵され、この貯蔵タンク６８の上部へ上記フレキシブルパイプ６７を介して循環現像剤が放出される。また、貯蔵タンク６８の最下部には、ほぼその全幅にわたって収容現像剤を現像剤補給移送手段としての粉体ポンプ７５に移動するための搬送スクリュー６９が配設されており、粉体ポンプ７５の作動によって、現像剤はフレキシブルパイプ７７を介して現像装置１０６へ向けて送り出される（図１参照）。粉体ポンプ７５は、第１粉体ポンプ５５と同様の通称「モーノポンプ」と呼ばれるスクリューポンプを用いており、搬送スクリュー６９は図５に示すように、粉体ポンプ７５のロータに直結し、螺旋羽根をその軸に備えている。粉体ポンプ７５の構造は、上記第１粉体ポンプ５５の構造と同一であるので、その詳細な説明は省略する。また、貯蔵タンク６８の内部には搬送スクリュー６９の上方に撹拌移送手段７１が配設されている。
【００２３】
現像剤貯蔵タンク６８には、貯蔵されている現像剤に対してトナーを補給するためのトナー収容器７２が設けられている。このトナー収容器７２にはバージントナーとクリーニング装置１０８で除去された回収トナーとが収容されている。そして、現像剤貯蔵タンク６８にはトナー濃度センサ７３が設置され、トナー濃度が一定値を下回って場合、トナー収容器７２からトナーが補給される。なお、トナー濃度センサ７３は上記トナー濃度センサ２９と基本的に同じ構造を有している。
【００２４】
上記クリーニング装置１０８は、図７に示すように、感光体１０３上からクリーニングブレード及びブラシ等のクリーニング部材によって掻き落したトナーを、回収トナーとして感光体クリーニング装置１０８の構造体とトナーガイド部材を兼ねた筐体９０内に回収し、この筐体９０の底部に配設された回収トナー排出部材９１により、第２移送手段としての第２粉体ポンプ９２に移送する。
【００２５】
この第２粉体ポンプ９２には、第１粉体ポンプ５５と同様に構成された通称「モーノポンプ」と呼ばれるスクリューポンプであり、粉体ポンプ９２を通過した回収トナーは、耐トナー性に優れたフレキシブルパイプ９７を介して現像剤補給ユニット６６のトナー収容器７２に移送される。そして、この回収トナーは
トナー収容器７２内に予め収容されている未使用トナーと混合されて現像剤貯蔵タンク６８に補給され、再び使用される。
【００２６】
かくして、クリーニング装置１０８により回収されたトナーをトナー収容器７２に移送することで回収トナーを再利用することができる。なお、図１に示す複写機には転写ベルト装置１０７にベルトクリーニング手段（図示せず）が設けられており、転写ベルト装置１０７で回収したトナーもトナー収容器７２に移送して再使用することができる。このとき、１つの移送手段によって感光体クリーニング装置１０８と転写ベルト装置１０７とで回収したトナーを搬送するように構成することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る画像形成装置によれば、現像装置とは独立した位置に現像剤貯蔵部材を配置し、当該現像剤貯蔵部材と現像装置とを現像剤が循環可能なように少なくとも一部がフレキシブルな移送経路を介して連結し、所謂モーノポンプが現像装置と現像剤貯蔵部材の少なくとも一方に付設されるので、貯蔵現像剤の大容量化を果たし、クリーニング装置により回収されたトナーを再利用することができる。また、現像剤貯蔵部材を装置本体外の自由な場所に設置でき、更に現像剤の交換も容易となる。さらに、稼働を停止せずに現像剤等の補給が可能で、またメンテナンス時間を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略的な概念図である。
【図２】図１の画像形成装置に装着された現像装置の拡大端面図である。
【図３】図２の現像装置の横搬送スクリューと粉体ポンプの接続関係を示す概略図である。
【図４】現像装置と粉体ポンプとエアーポンプの関係を示す概略斜視図である。
【図５】現像剤補給ユニットの概略構成の正面透視図である。
【図６】図５の現像剤補給ユニットを横断面図である。
【図７】図１の画像形成装置に装着されたクリーニング装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
５５，７５，９２  粉体ポンプ
５８  ローター
６３  エアポンプ
６６  現像剤補給ユニット
６７  現像装置から現像剤補給ユニットへの現像剤移送用フレキシブルパイプ
９７  クリーニング装置から現像剤補給ユニットへの現像剤移送用フレキシブルパイプ
１０３  感光体
１０６  現像装置
１０８  クリーニング装置
【図１】
0003667941.tif 000002
【図２】
0003667941.tif 000003
【図３】
0003667941.tif 000004
【図４】
0003667941.tif 000005
【図５】
0003667941.tif 000006
【図６】
0003667941.tif 000007
【図７】
0003667941.tif 000008