(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーニング手段により除去・回収されたトナーを、スクリューポンプ及び気体供給手段を有するトナー移送手段の作動により気体流との混合気としてトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、
前記トナー移送手段における気体供給手段の気体供給量を可変制御する制御部を設け、該制御部は作動した前記トナー移送手段を停止させる際、前記スクリューポンプの停止と同時に前記気体供給手段による気体の供給量を増大させ、その後前記気体供給手段の気体供給を停止することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
クリーニング手段により除去・回収されたトナーを、スクリューポンプ及び気体供給手段を有するトナー移送手段の作動により気体流との混合気としてトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、
前記トナー移送手段における気体供給手段の気体供給量を可変制御する制御部を設け、該制御部は前記トナー移送手段の作動を開始させる際、前記気体供給手段の作動を開始させた後に、前記スクリューポンプの作動を開始し、その開始と同時に前記気体供給手段による気体の供給量を減少させ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手段によって回収し、それにより得た回収トナーを現像手段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、クリーニング手段で回収した後、その回収トナーをクリーニング手段から現像手段へ移送させるためのトナー移送装置を設けている。
【０００３】
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。
【０００４】
このトナー移送装置は、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したスクリューポンプを用いたトナー移送装置は、トナー移送にとって極めて有利なものであるが、経時使用をすると搬送パイプの内壁に回収トナーが付着し、その付着トナーが徐々に堆積すると、最悪の場合パイプを塞ぐという問題が生じた。また、搬送パイプの内壁に付着していたトナーが機械の移動等による振動で落下し、そのトナーがある部分に集中してパイプを塞ぐということもあった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、トナー移送手段によって移送するトナーがトナー移送経路に付着しにくく、移送経路におけるトナー詰まりを大幅に抑制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。
【０００７】
【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、クリーニング手段により除去・回収されたトナーを、スクリューポンプ及び気体供給手段を有するトナー移送手段の作動により気体流との混合気としてトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、前記トナー移送手段における気体供給手段の気体供給量を可変制御する制御部を設け、該制御部は作動した前記トナー移送手段を停止させる際、前記スクリューポンプの停止と同時に前記気体供給手段による気体の供給量を増大させ、その後前記気体供給手段の気体供給を停止することを特徴としている。
【０００８】
さらに、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除去・回収されたトナーを、スクリューポンプ及び気体供給手段を有するトナー移送手段の作動により気体流との混合気としてトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、前記トナー移送手段における気体供給手段の気体供給量を可変制御する制御部を設け、該制御部は前記トナー移送手段の作動を開始させる際、前記気体供給手段の作動を開始させた後に、前記スクリューポンプの作動を開始し、その開始と同時に前記気体供給手段による気体の供給量を減少させることを特徴としている。
【００１０】
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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てトナーが後述するトナー移送装置によって現像手段４に戻されることでリサイクルトナーとなる。
【００１４】
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１１ａ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も後述するトナー移送装置によって現像手段６に移送される。
【００１５】
本例の複写機には、上記感光体用のクリーニング手段６及び転写ベルト用のクリーニング手段１１によってそれぞれ回収されたトナーを現像手段６へ移送するためのトナー移送装置２０が設けられている。このトナー移送装置２０は、図２に示すように、トナー移送手段としてのスクリューポンプ３０及び気体供給手段としてのエアーポンプ４０を有し、スクリューポンプ３０のトナー移送方向上流側にはトナー溜り部２１が設けられている。
【００１６】
トナー溜り部２１の上部には、感光体用のクリーニング手段６及び転写ベルト用のクリーニング手段１１とそれぞれ連通する排出口１２及び１５が設けられ、この場合転写ベルト用のクリーニング手段１１よりも上方に位置する感光体用のクリーニング手段６の排出口１２はトナーガイド２２を介してトナー溜り部２１に連通されている。トナー溜り部２１の内部における底辺近くには、トナー搬送部材としての搬送スクリュー２３が設けられ、この搬送スクリュー２３の軸２４の一端はトナー溜り部２１の外部に突き出されており、その外部にてクラッチ２５を介して図示していない画像形成装置内に設けられたメインモータと駆動連結されている。なお、搬送スクリュー２３は専用の駆動モータにより駆動させるようにしてもよい。
【００１７】
上記スクリューポンプ３０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３１と、該ステータ３１内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータ３２とを有し、このロータ３２が上記搬送スクリュー２３の軸２４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２５を介して駆動されると、搬送スクリュー２３とスクリューポンプ３０が作動する。また、ステータ３１はトナー溜り部２１の外側に取り付けられているホルダ３３に挿填されている。このホルダ３３は、ステータ３１の周囲を覆うようにしてそのステータ３１を固定している。このホルダ３３には、トナー吐き出し口３４が形成され、そのトナー吐き出し口３４には移送経路としてのトナー搬送チューブ３５の一端が嵌挿されている。このトナー搬送チューブ３５は、フレキブルなホース等を用いることができ、その他端を現像手段４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３７が設けられており、この隙間３７はトナー吐き出し口３４に連通している。そして、ホルダ３３には隙間３７に通ずる空気供給口３６が設けられており、空気供給口３６はエアポンプ４０とエアー供給チューブ４１を介して接続されている。上記クラッチ２５とエアーポンプ４０は、制御部としてのマイクロ・プロセッシング・ユニット（ＭＰＵ）１４によりその作動が制御される。
【００１８】
次に、図３を用いて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。上記現像手段４は二成分現像装置であって現像ケーシング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がトナー像を形成すると、トナーを消費するので現像剤のトナーの割合（トナー濃度）が減少する。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、トナー補給ローラ５３が回転されてトナーホッパー５１からトナーを補給され、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ケーシングに取り付けている透磁率センサ５２によって測定される。
【００１９】
トナーホッパー５１から補給されたトナーは、現像手段４内の撹拌部材５４によって、キャリアと撹拌・摩擦帯電される。キャ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内の磁石によってその周面に上に吸着する。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。
【００２０】
感光体１に付着したトナーは、転写手段５によって転写材上に静電転写されるが、そのうちの約１０％のトナーは未転写となって感光体上に残留する。
図３及び図４において、感光体１上に残った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から掻き落とされてコイル６ｃによりトナー移送装置２０の排出口１２へ搬送される。排出口１２へ送られた回収トナーは、自重によりトナーガイド内を落下し、トナー溜り部２１に溜められる。また、転写ベルト５ａ上に残留したトナーも転写用のクリーニング手段１１によって回収され、このトナーも排出口１３を介してトナー溜り部２１に溜められ、そして回収トナーはトナー移送装置２０を作動しエアーとの混合気としてトナー搬送チューブ３５を介して現像手段４に移送される。
【００２１】
本例の画像形成装置は、例えば画素数検出手段でカウントした画素数が所定数に達すると、ＭＰＵ１４がトナー溜り部２１の回収トナーがある程度溜まったと判断してトナー移送装置２０を作動制御する。図５は、この作動制御時におけるスクリューポンプ３０とエアーポンプ４０の動作タイミングとの関係を示す図である。
【００２２】
図５において、トナー移送装置２０の作動はエアーポンプ４０を先に作動する。このエアーポンプ４０は、本例の場合、エアー供給量が２段階、例えば２リットル／ｍｉｎと１リットル／ｍｉｎとに切り換えられるように設定されている。そして、スクリューポンプ３０に先立って作動されるエアーポンプ４０はハイ（ｈｉｇｈ）で作動、すなわちエアー供給量の多い２リットル／ｍｉｎで作動される。作動を開始して、例えば１秒経過すると、スクリューポンプ３０が作動され、これと同時にエアーポンプ４０がハイ（ｈｉｇｈ）からロー（ｌｏｗ）に切り換えられる。スクリューポンプ３０は、その２秒後に作動が停止され、これと同時にエアーポンプ４０が再びロー（ｌｏｗ）からハイ（ｈｉｇｈ）に切り換えられる。そして、エアーポンプ４０はその５秒後に作動が停止される。以上がＭＰＵ１４によって制御されるトナー移送装置２０の作動態様である。
【００２３】
このように制御されるトナー移送装置２０は、スクリューポンプ３０を停止した後も、供給量が増大させて続行されるエアーポンプ４０によるエアーによってトナーがトナー搬送チューブ３５内に残ったり、その内壁に付着したりすることなく現像手段に向けて確実に搬送される。よって、トナー搬送チューブ３５内に残留するトナーや付着トナーが確実に減少することができるので、チューブ内でのトナー詰まりが発生する危険が回避される。しかも、エアーポンプ４０からの増大された供給量のエアーは、スクリューポンプ３０の作動開始前にも行うので、万一前回のトナー移送時に、トナー搬送チューブ３５内に残留するトナーや付着トナーがあってもこれを現像手段に向けて搬送することでできる。また、エアーポンプ４０のエアー供給量はスクリューポンプ３０作動時に減少させているので、増大したエアー量で搬送することによるトナーの現像手段４での飛散を抑制することができる。
【００２４】
次に、図６は現像手段４にトナーを補給する回収トナー供給ユニット６０及び新規トナー供給ユニット６１の構成例を示す図であり、回収トナー供給ユニット６０は上記トナー移送装置２０とトナー搬送チューブ３５を介して接続され、回収トナー（Ｔ）は上記説明したように、エアーポンプ４０から供給される気体（空気）との混合気として、スクリューポンプ３０により、トナー搬送チューブ３５内を搬送される。他方、新規トナー（ＮＴ）は新規トナー供給ユニット６１の容器６２に予め貯蔵されている。トナーホッパー５１へのトナー補給は、まず新規トナー供給ユニット６１の補給羽根６３を作動し、新規トナー（ＮＴ）がトナーホッパー５１内に補給されたことをセンサ６４が検知すると、回収トナー供給ユニット６０の補給羽根６５が作動し、回収トナー（Ｔ）がトナーホッパー５１へ補給される。そして、新規トナー（ＮＴ）と回収トナー（Ｔ）とが搬送スクリュー６６により攪拌されながら図示の矢印Ｂ方向に移送され、現像手段４の現像ケーシング５０に補給されて、リサイクルトナーとして再使用して高品質の画像が形成される。
【００２５】
なお、図６の回収トナー供給ユニット６０は、新規トナー供給ユニット６１の搬送方向下流側に位置しており、両ユニット６０，６１の直下位置に配設された搬送スクリュー６６が新規トナー（ＮＴ）と回収トナー（Ｔ）とを攪拌しながら図６の矢印Ｂ方向に移送し、現像ケーシング５０内に補給する。回収トナー供給ユニット６０には、トナー搬送チューブ３５が連結され、その内部に回収トナーが供給される。回収トナーの供給量の調整は、ＭＰＵ１４が、スクリューポンプ３０、及び／または、エアーポンプ４０を制御することにより実施される。また、補給羽根６５を回転させることにより、供給量を調整してもよい。
【００２６】
新規トナー供給ユニット６１における新規トナー供給量の調整は、例えば、補給羽根６３の回転を制御することにより、容器６２内からトナーホッパー５１内に供給する新規トナー量を調整することにより実現する。
【００２７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の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手段に戻しているが、現像手段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手段に送るように構成することもできる。
【００２８】
また、上記実施の形態では感光体クリーニング手段及び転写クリーニング手段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手段及び転写クリーニング手段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、転写クリーニング手段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。
【００２９】
さらにまた、エアーポンプ４０によるエアー供給量は２段階に切り換えているが、供給量は多段階に切り換えてもよく、この場合スクリューポンプ３０の作動前と後のエアー供給量はその作動時よりも増大させているならば同量でなくともよい。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、トナー移送手段を停止させる際、スクリューポンプの停止と同時に気体供給手段による気体の供給量を増大させ、その後気体供給手段の気体供給を停止することで、移送経路内の残留トナーを効果的に低減させ回収トナー搬送不良を防止することができる。
【００３１】
請求項２の構成によれば、トナー移送手段の作動を開始させる際、気体供給手段の作動を開始させた後に、スクリューポンプの作動を開始し、その開始と同時に気体供給手段による気体の供給量を減少させることで、移送経路内の残留トナーを効果的に低減させ回収トナー搬送不良を防止することができる。
【００３３】
また、請求項１，２の構成ではスクリューポンプの作動時に気体の供給量を減少させているので、現像手段からのトナー飛散も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全体概略図である。
【図２】本発明のトナー移送装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の画像形成部を示す断面図である。
【図４】本発明のトナー移送装置の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の画像形成装置の各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】本発明のトナー補給部の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  感光体                      ４  現像手段
６、１１  クリーニング手段          １４  ＭＰＵ
２０  トナー移送装置            ３０  スクリューポンプ
４０  エアーポンプ
【図１】
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【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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