(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成処理後に残留するトナーを回収し、その回収トナーをリサイクルトナーとして現像装置へ戻すようにした画像形成装置において、
前記回収トナーを通過させる分級メッシュ部材を具備し、該分級メッシュ部材を介して落下したトナーをリサイクルトナーとし、分級メッシュ部材から落下しないトナー等を廃棄物として分別するトナー分級装置と、
前記分級メッシュ部材を介して落下するリサイクルトナーを検知することにより当該分級メッシュ部材の目詰まりを検知する目詰まり検知手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像形成処理後に残留するトナーを回収し、その回収トナーをリサイクルトナーとして現像装置へ戻すようにした画像形成装置において、
前記回収トナーを通過させる分級メッシュ部材を具備し、該分級メッシュ部材を介して落下したトナーをリサイクルトナーとし、分級メッシュ部材から落下しないトナー等を廃棄物として分別するトナー分級装置と、
該トナー分級装置に入力する回収トナーと前記分級メッシュ部材を介して落下するリサイクルトナーとをそれぞれ検知することにより当該分級メッシュ部材の目詰まりを検知する目詰まり検知手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
画像形成処理後に残留するトナーを回収し、その回収トナーをリサイクルトナーとして戻し路を介して現像装置へ戻すようにした画像形成装置において、
前記回収トナーの戻し路中に設けられた分級メッシュ部材を備え、該分級メッシュ部材を通過して落下したトナーをリサイクルトナーとし、分級メッシュ部材を通過しないトナー等を廃棄物として分別するトナー分級装置と、
該トナー分級装置に入力する回収トナーと前記分級メッシュ部材を介して落下するリサイクルトナーとをそれぞれ検知することにより当該分級メッシュ部材の目詰まりを検知する目詰まり検知手段と、
該目詰まり検知手段が分級メッシュ部材の目詰まりを検知した際に作動する目詰まり減少手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の１つに記載の画像形成装置において、
前記トナー分級手段に入力される前記回収トナーを、現像装置に補給するトナー量から検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし３の１つに記載の画像形成装置において、
前記トナー分級手段に入力される前記回収トナーを、像担持体に形成される画像面積から検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記目詰まり減少手段が前記分級メッシュ部材の回転数を変更することを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記目詰まり減少手段が前記分級メッシュ部材に振動を加えることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記目詰まり減少手段が前記分級メッシュ部材のトナー入力側をトナー出力側より鉛直方向の上方なる方向に傾けることを特徴とする、請求項３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、画像形成処理後に残留するトナーを回収し、その回収トナーをリサイクルトナーとして現像装置へ戻すようにした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真複写方式の画像形成装置は、一様帯電された像担持体としての感光体上に露光や光書き込み等によって静電潜像を形成し、この静電潜像を、例えば磁性キャリアとトナーとを混合した二成分系現像剤のトナーあるいは両者を一体化した一成分系現像剤を用いて可視像化処理し、その可視像を転写材に転写して複写物を得るものである。
【０００３】
画像形成装置においては、可視像転写後に感光体や中間転写体のような像担持体上に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置が設けられている。転写ベルトや、転写された可視像を有する転写材を定着装置へ送る搬送装置等、他の画像形成部位においても最終的に画像形成に供されなかったトナーが残り、このような残留トナーについてもクリーニング装置が備えられているものがある。そして、従来の画像形成装置の多くはこれらクリーニングによって回収された残留トナーをそのまま廃棄ボトルへ回収して廃棄するように処理していた。
【０００４】
しかし、近年に至り資源の有効利用が求められ、回収されたトナーについても再利用することが求められるようになった。そこで、クリーニング装置に回収されたトナーを現像装置やトナー補給装置に移送して使用するリサイクル機構が数多く提案されている。
【０００５】
ところが、実際にリサイクルトナーを再利用しようとすると、回収トナーには紙粉が混じっていたり、適正サイズよりも遥かに大きいトナー核（トナーが凝集したもの）が少なからず存在する。そのため、このような回収トナーをそのまま現像装置へ戻すと、これら紙粉やトナー凝集塊によって白抜けや黒点が生じるなど、異常画像が発生することが多く、画像品質の点で問題を抱えている。
【０００６】
このような問題を解消するため、回収トナーをリサイクルに適した適トナーと画像品質を悪化させる可能性が高い不適トナーとに区別する分級装置を設けることが提案されている。この分級装置は、メッシュ部を有するフィルターに回収トナーを入力してメッシュ部を潜り抜けたリサイクル可能なトナーと、メッシュ部を通過できない紙粉やトナー凝集塊を分別しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、メッシュ部を有する分級装置は該メッシュが目詰まりを起こした場合、本来ならばリサイクル可能なトナーまでを廃棄してしまうという問題があった。さらに、メッシュ部の目詰まりが悪化すると、該部でトナーが滞留してトナーブロッキングを引き起こし、装置の破損等を招く場合もある。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、分級メッシュ部材の目詰まりを確実に検知することができ、さらに分級メッシュ部材の目詰まりを検知したとき、その目詰まりを減少させ得る画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を解決するために、画像形成処理後に残留するトナーを回収し、その回収トナーをリサイクルトナーとして現像装置へ戻すようにした画像形成装置において、前記回収トナーを通過させる分級メッシュ部材を具備し、該分級メッシュ部材を介して落下したトナーをリサイクルトナーとし、分級メッシュ部材から落下しないトナー等を廃棄物として分別するトナー分級装置と、前記分級メッシュ部材を介して落下するリサイクルトナーを検知することにより当該分級メッシュ部材の目詰まりを検知する目詰まり検知手段と、を有することを特徴としている。
【００１０】
さらに本発明は、上記の目的を解決するために、画像形成処理後に残留するトナーを回収し、その回収トナーをリサイクルトナーとして現像装置へ戻すようにした画像形成装置において、前記回収トナーを通過させる分級メッシュ部材を具備し、該分級メッシュ部材を介して落下したトナーをリサイクルトナーとし、分級メッシュ部材から落下しないトナー等を廃棄物として分別するトナー分級装置と、該トナー分級装置に入力する回収トナーと前記分級メッシュ部材を介して落下するリサイクルトナーとをそれぞれ検知することにより当該分級メッシュ部材の目詰まりを検知する目詰まり検知手段と、を有することを特徴としている。
【００１１】
さらにまた本発明は、上記の目的を解決するために、画像形成処理後に残留するトナーを回収し、その回収トナーをリサイクルトナーとして現像装置へ戻すようにした画像形成装置において、前記回収トナーを通過させる分級メッシュ部材を具備し、該分級メッシュ部材を介して落下したトナーをリサイクルトナーとし、分級メッシュ部材から落下しないトナー等を廃棄物として分別するトナー分級装置と、該トナー分級装置に入力する回収トナーと前記分級メッシュ部材を介して落下するリサイクルトナーとをそれぞれ検知することにより当該分級メッシュ部材の目詰まりを検知する目詰まり検知手段と、該目詰まり検知手段が分級メッシュ部材の目詰まりを検知した際に作動する目詰まり減少手段と、を有することを特徴としている。
【００１２】
なお、本発明は前記トナー分級手段に入力される前記回収トナーを、現像装置に補給するトナー量から検知すると、効果的である。
また、本発明は前記トナー分級手段に入力される前記回収トナーを、像担持体に形成される画像面積から検知すると、効果的である。
【００１３】
さらにまた、本発明は前記目詰まり減少手段が前記分級メッシュ部材の回転数を変更すると、効果的である。
さらにまた、本発明は前記目詰まり減少手段が前記分級メッシュ部材に振動を加えると、効果的である。
【００１４】
さらにまた、本発明は前記目詰まり減少手段が前記分級メッシュ部材のトナー入力側をトナー出力側より鉛直方向の上方なる方向に傾けると、効果的である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略図である。
【００１６】
図１において、符号１は像担時体としての感光体ドラムであり、この感光体ドラム１が矢印方向に回転駆動されるとき、帯電器２によって一様に帯電された部分に画像露光（図示せず）が行われ、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。この潜像は、現像装置１２によりトナー像として顕像化される。一方、転写紙Ｐは図示していない給紙部からレジストローラ１４を経由して画像形成部へ搬送され、転写ベルト４０を有する転写装置により感光体ドラム１上のトナー像を転写され、転写ベルト４０によって定着装置（図示せず）へ送られる。
【００１７】
転写紙へ転写されず感光体ドラム１上に残留したトナーは、クリーニング装置３０のクリーニングブレード３１により掻き取られ、搬送スクリュー等によって例えば装置本体奥側に設けられたトナー分級装置へ搬送される。また、転写ベルト４０の表面も感光体ドラム１上のトナーや転写紙からの紙粉により汚れるが、クリーニングブレード４２を有するベルトクリーニング装置４１によりこれらトナーや紙粉が掻き落とされ、このトナーも搬送スクリュー等によってトナー分級装置へ搬送される。
【００１８】
図２は、トナー分級装置５０の構成を示す断面構成図である。
図２において、符号５１はトナー分級装置５０のケーシングであり、ケーシング５１の右側上部には上記クリーニング装置３０及び４１によって回収されたトナーを受け入れる受け入れ口５２が形成されている。この受け入れ口５２の下方には、回収トナーを左方へ搬送する搬送スクリュー５３が設けられ、搬送スクリュー５３の一端は駆動軸５６に連結されている。駆動軸５６は、ケーシング外に飛び出しており、その外部において駆動モータ５４と駆動連結されたギヤ５５が固定されている。また、搬送スクリュー５３の他端にはリサイクルトナーと廃棄トナーとを分別するための円筒状に形成された分級メッシュ部材６０が連結され、駆動軸５６、搬送スクリュー５３及び分級メッシュ部材６０は一直線上に連結されている。なお、本例では一直線上の駆動軸５６、搬送スクリュー５３及び分級メッシュ部材６０が水平方向に連結されている。
【００１９】
分級メッシュ部材６０は、搬送スクリュー５３に直接連結される支持軸６１に、円筒状に形成された骨組み６２が固定され、その骨組み６２の外周部にメッシュ６３が巻き付けられている。分級メッシュ部材６０の図において左方には、そのメッシュ６３径よりも若干小径に形成された円筒部材６４が設けられ、円筒部材６４には廃棄トナー用の排出口６５が形成されている。
【００２０】
受け入れ口５２からトナー分級装置５０に送り込まれた回収トナーは、搬送スクリュー５３によって分級メッシュ部材６０に送られ、凝集して大粒化していないトナーだけがメッシュ６３を潜り抜けて落下し、大粒のトナーや紙の繊維、添加剤を含んでいるトナー等は円筒部材６４へ移動して排出口６５から落下することにより、リサイクルトナーと廃棄トナー等の廃棄物とに分別される。そして、上記分級メッシュ部材６０の下方にはメッシュ６３を潜り抜けて落下するリサイクルトナーを受ける受け部（図示せず）が設けられており、そしてその受け部のトナーは図示していないトナー移送手段を介して現像装置１２に移送される。なお、トナー移送手段としてモーノポンプと称される粉体ポンプを使用すれば、トナー分級装置５０を任意の位置に設置でき、しかもリサイクルトナーに無用なストレスを与えず極めて有利である。また、円筒部材６４の排出口６５から落下する廃棄トナーは直接廃棄用の容器で受けてもよいし、一旦受けてから適宜トナー搬送手段によって廃棄用の容器へ搬送するようにしてもよい。なお、符号６６は分別されたリサイクルトナーと廃棄トナーとが交わらないようにするための仕切壁である。
【００２１】
このように構成されたトナー分級装置５０を備えた画像形成装置には、分級メッシュ部材６０から落下するリサイクルトナーを検知する検知器７０が設けられ、この検知器７０は落下するトナーによって回転する検知風車７１と、この風車の回転を検知するセンサ７２とから構成されている。そして、本発明の画像形成装置は上記検知器７０を用いて、分級メッシュ部材６０の目詰まりを検知する目詰まり検知手段を有しており、図３はその目詰まり検知の制御フローである。
【００２２】
図３において、画像形成時に対して適宜タイミングで、駆動モータ５４の累積時間及び検知器７０をリセットし（ステップ１）、続いて駆動モータ５４の稼動時間の積算を開始し、同時に検知器７０によるリサイクルトナーの検知とを開始する（ステップ２）。次に、駆動モータ５４の稼動時間がｔ時間に達したかを判断し（ステップ３）、ｔ時間に達していると、検知器７０はその間に風車７１が回転したか否かに基づく、リサイクルトナーを検知したかが判断される（ステップ４）。このとき、検知器７０がトナーを検知していれば分級メッシュ部材６０の目詰まりが無いと判定でき、トナーを検知していなければ、分級メッシュ部材６０が目詰まりしていると判定することができる。そして、分級メッシュ部材６０が目詰まりしていると判断されると、機械を停止し（ステップ５）、かかる状況をユーザーに報知する等を行うようにしている。
【００２３】
このように、分級メッシュ部材６０に目詰まりが生じたとしても、それを目詰まり検知手段によって知ることができ、リサイクルされるべきトナーが廃棄されたりすることが減少でき、さらに目詰まりが進行して分級メッシュ部材６０に回収トナーが滞留してしまい装置の破損等を引き起こすという問題を確実に防止すことができる。なお、上記駆動モータ５４の稼動積算時間のｔ時間は回収トナーのある程度の量が確実にトナー分級装置５０に入力されている時間を設定している。
【００２４】
しかし、回収トナーが非常に少ない画像形成、すなわち画像面積の非常に少ない画像を連続的に形成した場合、回収トナーが微量になるため、積算時間ｔを経過しても検知器７０がリサイクルトナーを検知しないという事態が起こり得る。かかる問題は、非常に高感度な検知器７０を用いたり、積算時間を長時間に設定すれば、大凡防ぐことができるが、高感度な検知器７０は高価であり、しかも目詰まりが進行していても微量のトナーが落下しておれば、目詰まり無しと判断してしまう危険もある。また、積算時間を長時間に設定した場合もその間に目詰まりが進行していても検知できないという問題がある。
【００２５】
そこで、上記した問題が生じない実施の形態を図４に示す。
図４において、本実施形態におけるトナー分級装置５０は上記した分級メッシュ部材６０から落下するリサイクルトナーを検知する検知器７０と、受け入れ口５２に当該分級装置に入力されるトナーを検知する入力トナー検知器８０とを設けている。本例の入力トナー検知器８０は、上記検知器７０と同様に、入力する回収トナーによって回転する検知風車８１と、この風車の回転を検知するセンサ８２とから構成されている。そして、トナー分級装置５０に入力される回収トナーと分級メッシュ部材６０から落下するリサイクルトナーとを監視することで分級メッシュ部材６０の目詰まりを容易に検知することができる。従って、極端に回収トナーが少ない画像形成が行われた場合、入力トナー検知器８０が入力トナーを検知しない、もしくは微量のトナーしか検知しないことにより、検知器７０がリサイクルトナーを検知しなくとも分級メッシュ部材６０が目詰まりと判定することがなくなる。
【００２６】
また、検知器７０及び入力トナー検知器８０は検知風車７１，８１の回転時間や回転速度をセンサ７２，８２が検出することで、ある程度の精度でトナー量を知ることができる。従って、入力トナーが多いにも拘らず、少量のリサイクルトナーしか検知しない場合も、分級メッシュ部材６０に目詰まりが発生していると判定することができる。
【００２７】
ところで、図４の実施形態では入力トナーを検知器８０で検知しているが、回収されるトナー量は現像器に補給されるトナー補給量から推定することもできる。２成分現像装置の場合、現像器内の現像剤濃度を一定に保つため、画像形成で消費された量とほぼ同量のトナーを補給するようにしており、このトナー補給量から回収トナー量を推測できる。すなわち、回収トナー量は消費されたトナーのほぼ１定量（約１０％程度）が回収トナーとなることが経験的を判明しており、よってトナー補給量を監視することでトナー分級装置５０に入力されるトナー量を推定することができる。
【００２８】
このように構成すれば、入力トナー検知器８０を用いることなく分級メッシュ部材６０の目詰まりを検知することができ、図５に示すフローは目詰まり検知の一例である。なお、本例におけるトナー補給量は補給ローラを作動する補給クラッチのオン時間から知るようにしている。
【００２９】
図５において、画像形成時に対して適宜タイミングで、補給クラッチのオンの累積時間及び検知器７０をリセットし（ステップ１）、続いて補給クラッチのオン時間の積算と、検知器７０によるリサイクルトナーの検知とを開始する（ステップ２）。次に、補給クラッチのオン時間が規定したＴ時間に達したかを判断し（ステップ３）、Ｔ時間に達すると、検知器７０はその間に風車７１が回転したか否かに基づく、リサイクルトナーを検知したかが判断される（ステップ４）。このとき、検知器７０がトナーを検知していれば分級メッシュ部材６０の目詰まりが無いと判定でき、トナーを検知していなければ、分級メッシュ部材６０が目詰まりしていると判定することができる。そして、分級メッシュ部材６０が目詰まりしていると判断されると、機械を停止し（ステップ５）、かかる状況をユーザーに報知する等を行うようにしている。
【００３０】
またさらに、入力トナーは画像面積の大きさから推定することもできる。この画像面積の大きさは、画像形成装置がレーザーで光書込みを行うようなデジタル機であれば、その画素数から正確に知ることができる。この場合においても、入力トナー検知器８０を用いることなく分級メッシュ部材６０の目詰まりを検知することができる。
【００３１】
上記実施形態において、目詰まりを検知した場合には機械の停止等の処置を講じているが、その後の処置は一般ユーザーでは艱難であり、サービスマン等の専門家を呼んで目詰まりを解消させることになる。このとき、目詰まりが比較的容易に直るのに拘らず、機械の稼動を停止しなければならないケースも多々起こり得る。
【００３２】
そこで、本発明では上記した目詰まり検知時に作動する目詰まり減少手段を設けている。図６ないし図８はそれぞれ異なる目詰まり減少手段を示す図である。
【００３３】
図６において、分級メッシュ部材６０内にはその幅方向ほぼ全長に亘って当接された角棒１００が位置固定で設けられている。この角棒１００は、分級メッシュ部材６０が回転すると、メッシュ６３の内周面に摺接することによりトナーダマを粉砕することができる。
【００３４】
図６に示す目詰まり減少手段は、上記角棒１００を設けるとともに、分級メッシュ部材６０を回転駆動する駆動モータ５４が回転数を少なくとも低速と高速とに切り換えできるようになっており、通常は分級メッシュ部材６０を低速で駆動している。そして、上記実施形態の如くして目詰まりを検知すると、機械の停止をせず駆動モータ５４を低速から高速に切り換える。この切り換えによって目詰まりを起こしているトナーダマが粉砕される機械が増大し、目詰まりを減少することができる。なお、駆動モータ５４は常に高速に回転すれば、目詰まりの発生が大幅に抑制することができる。
【００３５】
図７に示す目詰まり減少手段は、分級メッシュ部材６０に振動を与える加振部材が設けられている。本例の加振部材は、偏芯された加振カム１１０を有し、該加振カム１１０を回転させることによって支持軸６１を介して分級メッシュ部材６０が左右に振動させている。そして、この加振カム１１０の回転を、目詰まりを検知したときに行うことによって分級メッシュ部材６０が左右に揺すられ、一度詰まったメッシュの機能を回復させることができる。なお、分級メッシュ部材６０の加振は他の方式のものでもよく、例えばメッシュを直接叩き棒で叩いて揺らすようにしてもよい。
【００３６】
図８に示す目詰まり減少手段は、分級メッシュ部材６０を、トナー入力側がトナー出力側より鉛直方向の上方なる方向に傾けるように構成している。この場合、トナー分級装置５０はそれを支持するユニット支持板１２０が図における右上の枢着点１２１を中心に回動可能に装着されており、ユニット支持板１２０の適所、本例では右下に設けられたピボット１２２にソレノイド１２３が連結されている。
【００３７】
このユニット支持板１２０は、通常、分級メッシュ部材６０の支持軸６１が水平になるように図示していない保持手段によって保持されている。ここで、分級メッシュ部材６０の目詰まりが検知されると、ソレノイド１２３が励磁され、ユニット支持板１２０が枢着点１２１を中心に反時計方向へ回動される。この回動により、水平に支持されていた分級メッシュ部材６０はトナー入力側がトナー出力側より鉛直方向の上方なる方向に傾けられ、メッシュ目より粗いトナー、紙粉、キャリア等が排出口６５に移動されることにより、目詰まりが減少される。
【００３８】
以上、好ましい目詰まり減少手段について説明したが、これら目詰まり減少手段はその１つを適宜選択して用いても十分効果が見込めるものであるが、これらを併用すればさらに良好な目詰まり解消が期待できる。特に、図８の分級メッシュ部材６０を傾ける減少手段は図６または図７の減少手段と併用するとその効果が絶大となり、メッシュを初期の状態に回復させられる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、分級メッシュ部材に目詰まりが生じてもこれを自動的に検知することができる。
【００４０】
請求項２の構成によれば、分級メッシュ部材に目詰まりが生じてもこれを自動的、かつより高精度に検知することができる。
請求項３の構成によれば、分級メッシュ部材に生じた目詰まりを検知すると、目詰まり減少手段を自動的に作動して、メッシュを初期の状態の回復することができる。
【００４１】
請求項４及び５の構成によれば、トナー分級装置に入力されるトナーを、検知器をもいずとも知ることができる。
請求項６ないし８の構成によれば、分級メッシュ部材に生じた目詰まりを容易に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】トナー分級装置の一例を示す断面説明図である。
【図３】分級メッシュ部材の目詰まり検知における制御フローを示すフローチャートである。
【図４】トナー分級装置の他の実施形態を示す断面説明図である。
【図５】分級メッシュ部材の目詰まり検知における他の制御フローを示すフローチャートである。
【図６】目詰まり減少手段の一例を示す説明図である。
【図７】他の目詰まり減少手段の一例を示す断面説明図である。
【図８】さらに他の目詰まり減少手段の一例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１  感光体
１２  現像装置
３０  クリーニング装置
４０  転写ベルト
５０  トナー分級装置
６０  分級メッシュ部材
７０  トナー検知器
８０  入力トナー検知器
１００  角棒
１１０  加振カム
１２３  ソレノイド
【図１】
0003619012.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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