(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にトナーを補給するトナー補給部へ戻すようにした画像形成装置において、
前記回収トナーをリサイクルトナーと廃棄物とに分別するリサイクルユニットと、スクリューポンプ及びエアー供給手段を備え、前記リサイクルユニットより分別されたリサイクルトナーを気体流との混合気として前記トナー補給部に移送するトナー移送手段とを有し、前記トナー移送手段の作動が前記リサイクルユニットに入力されるトナー量に応じて間欠駆動されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー移送手段の作動が前記トナー補給部から前記現像装置に補給するトナー量に応じて間欠駆動され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】
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にトナーを補給するトナー補給部へ戻すようにした画像形成装置において、
前記回収トナーをリサイクルトナーと廃棄物とに分別するリサイクルユニットと、スクリューポンプ及びエアー供給手段を備え、前記リサイクルユニットより分別されたリサイクルトナーを気体流との混合気として前記トナー補給部に移送するトナー移送手段とを有し、前記トナー移送手段の作動が前記トナー補給部からのトナー補給時に作動する補給クラッチの作動累積時間が規定した時間に達したとき、または該補給クラッチの作動累積時間が規定時間に達しなくとも装置本体のメインモータの作動累積時間が規定した時間に達したとき間欠駆動され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、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にトナーを補給するトナー補給部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リサイクルニットを設けることが提案されている。このリサイクルユニットは、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】
ところで、リサイクルユニットを経て得られたリサイクルトナーは、トナー移送装置によってトナー補給部に移送される。このトナー移送装置として、特開平７−２１９３２９号公報には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モーノポンプと称され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ことが開示されている。
【０００８】
このトナー移送装置は、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、トナー移送元、移送先の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。
【０００９】
上記したスクリューポンプを用いたトナー移送装置はトナーを気体との混合気として弾性体の管内を確実に搬送させるためには、ロータとステータの密閉性が不可欠であり、ロータの外周面とステータの内周面との接触面は一定の食い込み量を保たなければならない。しかし、ロータとステータの回転摩擦によるステータ内周面の伸びと摩耗により経時で食い込み量が減少し、密閉性が低下し回収トナーの搬送品質が低下する（搬送できず逆流、飛散発生）。このため、スクリューポンプを用いたトナー移送装置は間欠駆動させることがその長寿命化にとって有利である。さらに、上記トナー移送装置はリサイクルトナーを混合気状態で移送するため、現像装置へトナーを補給するトナー補給部としてのトナーホッパでのトナー飛散を防止するため、間欠駆動することが好ましい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ユーザーやモードによってリサイクルユニットに入力されるトナー量はまちまちである。よって、上記移送装置の間欠駆動を一定間隔で行った場合、その間欠駆動の止めている時間が短かく設定すると、ポンプが短命でしかもトナー飛散を生ずる恐れがある。また、止めている時間が長いとリサイクルトナー量がトナー移送能力を超える場合があり、このとき、最悪の場合ポンプが詰まってリサイクルユニットが破損することがあった。
【００１１】
本発明は、上記した従来した従来の問題を解消し、スクリューポンプを用いたトナー移送装置の間欠駆動をタイミング良く行うことにより、ポンプ寿命を延ばし、かつトナー補給部でのトナー飛散を防止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】
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にトナーを補給するトナー補給部へ戻すようにした画像形成装置において、前記回収トナーをリサイクルトナーと廃棄物とに分別するリサイクルユニットと、スクリューポンプ及びエアー供給手段を備え、前記リサイクルユニットより分別されたリサイクルトナーを気体流との混合気として前記トナー補給部に移送するトナー移送手段とを有し、前記トナー移送手段の作動が前記リサイクルユニットに入力されるトナー量に応じて間欠駆動されることを特徴としている。
【００１３】
なお、本発明は、前記トナー移送手段の作動が前記トナー補給部から前記現像装置に補給するトナー量に応じて間欠駆動されると、効果的である。
【００１４】
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にトナーを補給するトナー補給部へ戻すようにした画像形成装置において、前記回収トナーをリサイクルトナーと廃棄物とに分別するリサイクルユニットと、スクリューポンプ及びエアー供給手段を備え、前記リサイクルユニットより分別されたリサイクルトナーを気体流との混合気として前記トナー補給部に移送するトナー移送手段とを有し、前記トナー移送手段の作動が前記トナー補給部からのトナー補給時に作動する補給クラッチの作動累積時間が規定した時間に達したとき、または該補給クラッチの作動累積時間が規定時間に達しなくとも装置本体のメインモータの作動累積時間が規定した時間に達したとき間欠駆動され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リサイクルユニットへ搬送される。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リサイクルユニットへ搬送される。
【００１８】
図２は、リサイクルユニット５０の構成を示す断面構成図である。
図２において、符号５１はリサイクルユニット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５４に連結されている。駆動軸５４は、ケーシング外に飛び出しており、その外部においてギヤ５５，５６及び５７を介して駆動モータ５８と駆動連結されている。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】
分級メッシュ部材６０に下方には、リサイクルトナーを図の左方へ搬送する搬送スクリュー７０が設けられ、搬送スクリュー７０の一端はケーシング外に飛び出し、クラッチ７１を介してギヤ５６の軸５６ａに連結されている。また、搬送スクリュー７０の他端にはスクリューポンプ７２が設けられている。
【００２１】
スクリューポンプ７２は、ゴム等の弾性体で作られたダブルピッチの螺旋溝が形成された雌ねじ形ステータ７４と、該ステータ７４内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータ７３とを有し、このロータ７３が上記搬送スクリュー７０の軸の他端と軸線を一致するようにして連結されている。よって、クラッチ７１がオンすると、搬送スクリュー７０とスクリューポンプ７２に駆動モータ５８の駆動が伝達される。また、ステータ７４はケーシングの取り付けられているホルダ７５に挿填されている。このホルダ７５は、ステータ７４の周囲を覆うようにしてそのステータ７４を固定している。このホルダ７５には、トナー吐き出し口７６が形成され、そのトナー吐き出し口７６には移送経路としてのトナー搬送チューブ７７の一端が嵌挿されている。このトナー搬送チューブ７７は、フレキブルなホース等を用いることができる。また、ホルダ７５の内周面とステータ７４の外周面との間には、隙間７８が設けられており、この隙間７８はトナー吐き出し口７６に連通している。そして、ホルダ７５には隙間７８に通ずる空気供給口７９が設けられており、空気供給口７９はエアポンプ８０とエアー供給チューブ８１を介して接続されている。
【００２２】
また、トナー搬送チューブ７７の他端は図１および図３に示すように、現像装置１２にトナーを補給するトナー補給部としてのトナーホッパ１５に接続され、トナーホッパ１５ではトナー濃度検知等の信号により、図示していないクラッチを作動してトナー現像装置１２に補給している。
【００２３】
このように構成された画像形成装置は、受け入れ口５２からリサイクルユニット５０に送り込まれた回収トナーが、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を潜り抜けて落下したリサイクルトナーは搬送スクリュー７０により、スクリューポンプ７２に搬送され、該ポンプによってトナーホッパ１５に移送される。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。
【００２４】
このように構成された画像形成装置には、受け入れ口５２に当該ユニットに入力されるトナーを検知する入力トナー検知器９０を設けている。そして、リサイクルユニット５０に入力される回収トナーを監視し、その入力トナー量に応じてスクリューポンプ７２及びエアポンプ８０を次に説明するように、その作動を制御している。
【００２５】
図４は、スクリューポンプ７２及びエアポンプ８０を間欠的に作動するための制御フローである。
図４において、画像形成装置の電源をオンし（ステップ１）、コピースタートすると（ステップ２）、トナー検知器９０がリサイクルユニット５０への入力トナーを検知し、その量の積算を開始する（ステップ３）。そして、その入力トナー量が既定量Ｘに達したかを判断し（ステップ４）、既定量Ｘに達すると、スクリューポンプ７２及びエアポンプ８０を所定時間だけ作動する（ステップ５）。そして、次に入力トナー量の積算をリセットし（ステップ６）、再びステップ３に戻る。
かくして、スクリューポンプ７２及びエアポンプ８０を入力トナー量がある量に達すると作動させることにより、スクリューポンプ７２の寿命を延ばすとともに、トナーポッパ１５でのトナー飛散を防止することができる。
【００２６】
ところで、上記実施形態では入力トナーを検知器９０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リサイクルユニット５０に入力されるトナー量を推定することができる。
【００２７】
図５において、画像形成装置の電源をオンし（ステップ１）、コピースタートすると（ステップ２）、続いて補給クラッチのオン時間の積算を開始する(ステップ３)。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４）、Ｔ時間に達すると、スクリューポンプ７２及びエアポンプ８０を所定時間だけ作動する（ステップ５）。そして、次に補給クラッチのオン時間の積算をリセットし（ステップ６）、再びステップ３に戻る。
【００２８】
このように構成すれば、入力トナー検知器９０を用いることなくスクリューポンプ７２及びエアポンプ８０の間欠駆動を制御することができる。
ところで、上記制御ではトナー補給の少ないコピーが続いて長期間、スクリューポンプ７２及びエアポンプ８０が作動されない場合が起こり得る。このとき、最悪の場合、トナー搬送チューブ７７内でのトナー固着やスクリューポンプ７２の手前で、トナーが固まってしまう危険がある。そこで、このような危険を回避できる制御例を図６に示す。この例では、スクリューポンプ７２及びエアポンプ８０の間欠駆動は補給クラッチのオン時間と、装置本体のメインモータ（図示せず）のオン時間と監視して制御するものである。
【００２９】
図６の例では、図５と異なる点だけを説明すると、ステップ３では補給クラッチのオン時間の積算と、メインモータのオン時間の積算とを開始する。そして、ステップ４では補給クラッチのオン時間が規定したＴ１時間に達したかを判断したとき、Ｔ１時間に達していればステップ５に移行するが、Ｔ１時間に達していなければメインモータのオン時間が規定したＴ２時間に達したかを判断する（ステップ７）。そして、Ｔ２時間に達していればステップ５に移行し、Ｔ２時間に達していなければ再びステップ４に戻るように制御している。
【００３０】
このように制御すれば、トナーホッパ１５のクラッチが作動してリサイクルユニット５０にある程度のトナーが入力されれば、スクリューポンプ７２及びエアポンプ８０を作動させることができ、また入力トナーが僅かでほとんどない場合であってもメインモータのオン時間からスクリューポンプ７２及びエアポンプ８０を動かすことができる。よって、本制御によりスクリューポンプ７２及びエアポンプ８０の長期間停止に起因するトナー搬送チューブ７７内等でのトナー固着を防止することができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、リサイクルユニットに入力される回収トナー量に応じてスクリューポンプ及びエアポンプを間欠的に作動するので、スクリューポンプの寿命を延ばすとともに、トナー補給部でのトナー飛散を防止することができる。
【００３２】
請求項２の構成によれば、請求項１の効果に加えてリサイクルユニットに入力される回収トナー量を、検知器を用いずともこれを知ることができる。
【００３３】
請求項３の構成によれば、請求項１及び２の効果に加えて入力トナーがほとんどない場合でも、メインモータのオン時間に応じてスクリューポンプ及びエアポンプが動かすので、トナー搬送チューブ内等でのトナー固着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】リサイクルユニットの一例を示す断面説明図である。
【図３】現像装置の外観図である。
【図４】トナー移送装置における間欠駆動の制御を示すフローチャートである。
【図５】トナー移送装置における他の間欠駆動の制御を示すフローチャートである。
【図６】トナー移送装置におけるさらに他の間欠駆動の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  感光体
１２  現像装置
１５  トナーホッパ
３０  クリーニング装置
４０  転写ベルト
５０  リサイクルユニット
７２  スクリューポンプ
８０  エアーポンプ
９０  トナー検知器
【図１】
0003637204.tif 000002
【図２】
0003637204.tif 000003
【図３】
0003637204.tif 000004
【図４】
0003637204.tif 000005
【図５】
0003637204.tif 000006
【図６】
0003637204.tif 000007