(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーニング手段により回収された回収トナーを気体流との混合気として現像手段に戻して再使用して画像を形成するトナーリサイクル機構を備えた画像形成装置において、
前記トナーリサイクル機構は、前記クリーニング手段で回収された回収トナーを気体との混合気として移動させる気体流移送手段と、該気体流移送手段へ導入部を介して気体を供給する気体供給手段と、回収トナーを気体との混合気を前記現像手段へ搬送する管からなる混合気搬送経路とを有し、前記導入部にトナー有無を検出する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナー有無検出手段がトナー有を検出した際、前記トナーリサイクル機構が異常と判断して機械を停止することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記気体流移送手段の耐圧が、上記気体供給手段の最大圧力より高く設定されてい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、デジタル複写機、プリンター、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し、特に電子写真方式における転写工程後に画像担持体上に残留したトナーを回収することにより得た回収トナーをそのまま廃棄せずに、気体流との混合気として現像手段に戻して再使用して画像を形成するトナーリサイクル機構を備えた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転写工程後に画像担持体上に残留するトナーを回収することにより得た回収トナーを、気体流との混合気として現像手段に戻して再使用して画像を形成する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、一且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を、または転写ベルト上に付着残留したトナーを、クリーニング手段で回収した後で、再ぴ現像手段に戻して再利用するリサイクル現像が実施されている。
【０００３】
しかしながら、リサイクルトナー中には経時により凝集したトナーや、感光体に付着した紙粉等の異物が含まれており、またクリーニング工程や回収工程中でトナー同士が凝集、固形化しながら粗大化することことがある。これら凝集トナーや異物がリサイクルにより再使用されると、形成される画像上に黒ボチ等を発生させて形成画像の品質を低下させていた。
【０００４】
そこで、リサイクルトナーをサイクロン分離器にかけて、紙粉や粒径の粗大化した異物を排除したり、またはメッシュの目の異なる複数のフイルタを用いてトナーとその他の異物と分離するようにした技術が公知である（特開昭５８−１６３９７８号公報、特開昭６１−６７０７４号公報、特開平７−７７９０６号公報）。
【０００５】
また、リサイクルトナーの帯電性や流動性などの特性が新規トナーよりも劣化している場合が多いため、現像手段にリサイクルトナーをわずかずつ搬送して戻し、多量の新規トナーと緩絆して用いることにより新規トナーの使用量を少なくして、転写紙１枚当たりのコストを低くするようにした技術も公知である。例えば、クリーニング手段で回収したトナーを、搬送パイプ内のスクリューコンベアを回転することにより現像手段に戻して、新規トナーとの混合比を制御するようにして、劣化した回収トナーを使用しても画像不良が生じにくくした現像手段は公知である（特開平６−１７５４８８号公報）。
【０００６】
さらにまた、現像手段から離れた任意の位置にトナー貯留手段、トナー供給手段、トナー移送手段等をそれぞれ配置し、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、トナー貯留手段から現像手段内に向けて、トナーと空気からなる混合気を搬送手段（弾性体からなる管）内を搬送するようにした技術も公知である（特開平７−２１９３２９号公報）。
【０００７】
このようなスクリューポンプは、トナー搬送装置の小型化と省スペース化、垂直の上下方向にもトナーを搬送出来るという利点を清用して、マシン、ユニットレイアウトの自由度の向上、組立性、メンテ性の向上、低コストということで新規トナーの搬送に使用されるだけでなく、同様にクリーニング手段で回収された回収トナーを現像手段に戻して再使用するリサイクルトナーの搬送にも使用することが同一出願人から提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したスクリューポンプを用いた画像形成装置においては、機械移動時や振動等で弾性体の管内にトナーが詰まり、トナー搬送ができなくなる可能性がある。このとき、空気供給手段の最大圧力がスクリューポンプの耐圧よりも低い場合、トナーは空気供給手段に侵入し、機内へのトナー飛散およぴスクリューポンプのロックが発生する。逆に、空気供給手段の最大圧力がスクリューポンプの耐圧よりも高い場合はスクリューポンプに供給された空気はスクリューポンプから上流に逆流しトナーはスクリューポンプ上流に溜まっていく。この場合は上流側にトナー残量検出手段を設けるなどで検出可能であるがトナーがある程度溜まるまで異常検出という問題があった。また、気体供給手段に異常が生じた場合も同様にトナー搬送ができず空気供給手段にトナーが侵入し、機内へのトナー飛散およびスクリューポンプのロックが発生するという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、回収トナーの搬送異常を確実かつ早期に検出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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明は、クリーニング手段により回収された回収トナーを気体流との混合気として現像手段に戻して再使用して画像を形成するトナーリサイクル機構を備えた画像形成装置において、
【００１１】
前記トナーリサイクル機構は、前記クリーニング手段で回収された回収トナーを気体との混合気として移動させる気体流移送手段と、該気体流移送手段へ導入部を介して気体を供給する気体供給手段と、回収トナーを気体との混合気を前記現像手段へ搬送する管からなる混合気搬送経路とを有し、前記導入部にトナー有無を検出する手段を設けたことを特徴としている。
【００１２】
なお、本発明は、前記トナー有無検出手段がトナー有を検出した際、前記トナーリサイクル機構が異常と判断して機械を停止すると、効果的である。
さらに、前記気体流移送手段の耐圧が、上記気体供給手段の最大圧力より高く設定されていると、効果的である。
【００１３】
【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としてデジタル複写機を示す全体概略図である。
【００１４】
図１において、デジタル複写機は周知の電子写真方式を用いており、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Ａ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器２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、クリーニング手段６が配置されている。
【００１５】
露光手段３は、複写機上面の原稿載置台７に置かれた原稿を読み取り手段８によって読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。感光体１上に形成された静電潜像は、現像手段４によって現像されてトナー像が形成され、そのトナー像が給紙装置９から給送されてくる転写材に転写手段５によって静電転写される。転写によりトナー像が担時された転写材は、定着手段１０に搬送され、そこで定着された後に、機外へ排出される。
【００１６】
次に、図１および図２を用いて、この画像形成工程に用いられているトナーの動きについて説明する。
現像手段４は二成分現像手段で現像タンク５０内にキャリアとトナーからなる現像剤を内包している。現像手段４が潜像を現像すると、現像剤のトナーが消費され、その割合（トナー濃度）が滅少する。そこで、画像濃度の低下を抑えるために、現像剤中のトナー濃度が所定値以下になると、トナーホッパー５１からトナーを補給して、現像剤中のトナー濃度を維持することが行われる。現像剤中のトナー濃度は、現像手段４の下ケースに取り付けられている透磁率センサ５２によって測定される。
【００１７】
トナーホッパー５１から補給ローラ５３を介して補給されたトナーは、現像手段４内の攪拌部材５４によって、キヤリアと攪拌・摩擦帯電される。キヤリアとトナーからなる現像剤は、パドルホイール５５によって、現像ローラ５６へ跳ね上げられ、現像ローラ５６内の磁石によって現像ローラ５６上に吸着する。現像ローラ外周のスリーブにより現像剤は搬送され、余剰分は現像ドクタ５７により掻き落とされる。感光体側に搬送された現像剤中のトナーが静電潜像に対応して、現像バイアスにより付着する。
【００１８】
上記現像によって感光体１上に付着したトナーは、転写手段５によって概ね転写材に静電転写されるが、そのうち約１０％のトナーは未転写となって感光体上に残留する。この残留トナーは、クリーニング手段６のクリーニングブレード６ａやブラシローラ６ｂによって感光体１から掻き落とされ、そしてこの掻き落とされた回収トナーは排出口６ｃからトナーガイド部材１６内を自重で落下して後述する気体流移送手段へ送られ、該手段によって現像手段４に戻されることでリサイクルトナーとなる。なお、トナーガイド部材１６はクリーニング手段６から気体流移送手段へ回収トナーを送るための回収トナー移送経路の役割を果たすようにもなっている。
【００１９】
他方、転写手段５の転写ベルト５ａ上にも未転写部や非画像部の感光体１と接触してトナーが付着するためクリーニング手段１１が設けられている。転写ベルト５ａ上に残留するトナーは、該ベルトに摺接するクリーニングブレード（図示せず）により掻き落とすようになっている。この掻き落とされたトナーには紙粉等の異物が含まれる可能性が高いため、本例ではリサイクルせず排出口５ｂから自重で落下し、トナーガイド１８を介して図１に示す回収トナー容器としての廃トナータンク１４に送られる。
【００２０】
図３及び図４において、上記感光体用のクリーニング手段６によって回収されたトナーを現像手段４へ移送するための気体流移送手段としての粉体スクリューポンプ２０が設けられている。粉体スクリューポンプ２０は、モーノポンプとも言われているものであって、回収トナーと後述する気体供給手段により供給される気体（空気）との混合気として現像手段４に搬送するものである。この粉体スクリューポンプ２０は、ホルダ２１に固定されたステータ２２と、ステータ２２と接触して回転することにより軸方向に回収トナーを移動させるロータ２３とを有し、ステータ２２がロータ２３を包み込むように通路を形成して配置されている。ロータ２３は、横搬送スクリュー２４の軸と係合している。この横搬送スクリュー２４の他端は、シール部材２５、軸受２６、クラッチ２７と係合し、画像形成装置本体からの駆動をタイミングベルト２８、タイミングプーリ２９および上記クラッチ２７を介して、ロータ２３、横搬送スクリュー２４が回転駆動される。この粉体スクリューポンプ２０は、マイクロ・プロセッシング・ユニット（ＭＰＵ）１７により駆動開始して回収トナーの移送動作を開始した後、所定時間回転駆動して停止し、回収トナーの移送動作を停止するように間欠回転駆動して、回収トナー移送動作が間欠的に行われるように制御されている。
【００２１】
ステータ２２は、ゴム材料などの弾性体からなり、内周面はロータ２３を包み込み、外周面とホルダ２１の内周面には１ｍｍ程度の隙間があり、回収トナー通路３０に通じている。回収トナー通路３０には、上記現像手段４に連通された搬送管３１が接続されている。この搬送管３１は弾性チューブまたは多少硬質の折り曲げ可能なパイプ等が有利に使用できるが、その設置が容易でしかも自由に配回できる弾性チューブが特に有利である。
【００２２】
粉体スクリューポンプ２０のホルダ２１には、気体供給手段としてのエアポンプ４０からの空気をその上記隙間から回収トナー通路３０に吹き込むための空気供給口３２が設けられている。この空気供給口３２には、透明な弾性チューブからなる導入部としての供給管４１が接続されている。そして、この供給管４１の途中にはトナー有無を検出するトナー有無検出手段としての光透過型センサ４２が設けられている。なお、エアポンプ４０は通常どおり動作していてもその最大圧力がモーノポンプの耐圧より低く設定されている。
【００２３】
このように構成された画像形成装置は、上記したトナーリサイクル機構において、何らかの原因により搬送管３１内でトナー詰まり等のトナー搬送異常が発生しても、これを上記光透過型センサ４２によって容易に検出することができ、次に図５を用いてその詳しい説明をする。
【００２４】
図５において、搬送管３１内でトナー詰まりが発生し、トナーの搬送が不可能になった場合、粉体スクリューポンプ２０から押し出されたトナーは行き場を失って透明な供給管４１内に侵入してくる。すなわち、エアポンプ４０の最大圧力は粉体スクリューポンプ２０の耐圧より低いため、トナーが供給管４１内に侵入してしまう。その侵入したトナーが光透過型センサ４２の位置まで達すると、光が遮断され光透過型センサ４２の出力がオンからオフに切り替わり、“トナー有り”を検知する。この信号を図示していない制御部が受けると、トナー搬送異常として機械を停止して異常が発生したことを表示する。
【００２５】
かくして、供給管４１内のトナーの有無を検出することで、トナーの搬送異常を確実に検出することができる。
また、このような異常検知は、エアポンプ４０が停止した場合にも供給管４１内にトナーが侵入するので、エアポンプ４０の故障も知ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１、２においては、スクリューポンプと気体供給手段との間にトナー有無検出手段を設けたことによりトナー搬送異常を検出することが可能になり、スクリューポンプのロック、機内へのトナー飛散を未然に防止するとともに、早期検出が可能になる。
【００２７】
請求項３においては、気体流移送手段の耐圧を気体供給手段の最大圧力より高くすることでトナー搬送異常が発生した場合には空気の逆流を発生させずに、トナー有無検出手段にトナーを搬送することが可能になり、確実にトナー搬送異常を検出することができる。
【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全体概略図である。
【図２】上記画像形成装置の現像手段の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の気体流移送手段の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の気体流移送手段の断面図である。
【図５】本発明の気体流移送手段の異常検出時を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  感光体
４  現像手段
６  クリーニング手段
２０  気体流移送手段（粉体スクリューポンプ）
４０  気体供給手段（エアーポンプ）
４２  トナー有無検出手段（光透過型センサ）
【図１】
0003600452.tif 000002
【図２】
0003600452.tif 000003
【図３】
0003600452.tif 000004
【図４】
0003600452.tif 000005
【図５】
0003600452.tif 000006