(57)【要約】【課題】  回収トナー収容器の容積を大きくしたり、圧縮機構を設けたりする構成以外でも、回収トナー収容器の交換期間を延長することを可能にする回収トナー処理方法を提供する。【解決手段】  一次転写位置を通過した後の、像担持体である感光体ドラム４０から、感光体クリーニング装置６３で未転写トナーを回収し、回収トナー収容器８０内の回収トナーに軟化液を添加することで、回収トナーを溶融もしくは軟化して、回収トナー収容器８０の充填率を向上する【選択図】  図４
2006301144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持し、転写工程を通過した後の像担持体から未転写トナーを回収し、回収トナーとして回収トナー収容器に収容する画像形成装置の回収トナー処理方法において、
該回収トナー収容器内の該回収トナーを溶融もしくは軟化させることを特徴とする回収トナー処理方法。
【請求項２】
請求項１の回収トナー処理方法において、
上記回収トナー収容器内の上記回収トナーに軟化液を添加することを特徴とする回収トナー処理方法。
【請求項３】
請求項２の回収トナー処理方法において、
上記回収トナー収容器内の上記回収トナーに軟化剤とジメチルシリコーンオイルとを混合した軟化液を添加することを特徴とする回収トナー処理方法。
【請求項４】
請求項１の回収トナー処理方法において、
上記回収トナー収容器内の上記回収トナーを加熱し、溶融することを特徴とする回収トナー処理方法。
【請求項５】
請求項４の回収トナー処理方法において、
上記回収トナーを加熱する過熱源として、定着動作で発生する定着熱を用いることを特徴とする回収トナー処理方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の回収トナー処理方法において、
上記回収トナー収容器内に溶融または軟化した状態で収容した上記回収トナーの量を検知することを特徴とする回収トナー処理方法。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の回収トナー処理方法において、
上記回収トナー収容器内に溶融または軟化した状態で収容した上記回収トナーの量を検知し、該回収トナー収容器が満杯に近づくと警告を発することを特徴とする回収トナー処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリなどに用いられる画像形成装置に係り、詳しくは、転写工程通過後の感光体などの像担持体上に残留した未転写トナーを回収し、回収トナーとして回収トナー収容器に収容する画像形成装置の回収トナー処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、乾式現像剤を用いたプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体上に現像され、感光体や中間転写体などの像担持体上にトナー像として担持されたトナーの一部が、未転写トナーとして転写工程通過後も像担持体上に残留する。このような未転写トナーは像担持体に備えたクリーニング装置などの回収手段によって回収する。回収した未転写トナーは再利用する考え方もあるが、再び現像工程に戻すと、未転写トナーが含む反転トナーが核になり凝集したり、転写紙の紙粉（セルロース）などにより、画像濃度が低下したり白斑点などの異常画像の原因となるおそれがある。これらの原因より画質がバラツいて、一定しないなどの理由から、特にカラー複写では感光体表面より除去した未転写トナーを回収トナー収容器に回収しているのが現状である。現在、未転写トナーは回収トナー収容器に回収されて、定期的にサービスマンが回収トナー収容器の交換をしている。しかしながら、ユーザーの複写機の使用モード（画像面積比率：画像面積が多いと未転写トナーの量も多くなる）により短時間で回収トナー収容器が一杯になり、交換サイクル短くなることがある。回収トナー収容器の交換期間を延長するために、回収トナー収容器を大きくするなどの工夫がなされてきたが、回収トナー収容器を大きくすることは装置全体の大型化につながる。
【０００３】
上述の未転写トナーは回収トナー収容器内で粉体として存在するため、トナー粒子とトナー粒子との間には隙間があり、充填率が悪い状態となっている。そこで特許文献１では、回収トナー収容器内のトナーを圧縮部材によって機械的に圧縮して、回収トナー収容器内の充填率を向上し、回収トナー収容器のトナー収容量を増加する構成が記載されている。このように回収トナー収容器の充填率を向上し、トナー収容量を増加させることにより、回収トナー収容器の交換期間を延長することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６６７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように回収トナーを機械的に圧縮する構成は、圧縮部材による圧縮機構が必要であり、画像形成装置の複雑化、高コスト化につながる。
【０００６】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、回収トナー収容器の容積を大きくしたり、圧縮機構を設けたりする構成以外でも、回収トナー収容器の交換期間を延長することを可能にする回収トナー処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像を担持し、転写工程を通過した後の像担持体から未転写トナーを回収し、回収トナーとして回収トナー収容器に収容する画像形成装置の回収トナー処理方法において、該回収トナー収容器内の該回収トナーを溶融もしくは軟化させることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の回収トナー処理方法において、上記回収トナー収容器内の上記回収トナーに軟化液を添加することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の回収トナー処理方法において、上記回収トナー収容器内の上記回収トナーに軟化剤とジメチルシリコーンオイルとを混合した軟化液を添加することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の回収トナー処理方法において、上記回収トナー収容器内の上記回収トナーを加熱し、溶融することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の回収トナー処理方法において、上記回収トナーを加熱する過熱源として、定着動作で発生する定着熱を用いることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の回収トナー処理方法において、上記回収トナー収容器内に溶融または軟化した状態で収容した上記回収トナーの量を検知することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の回収トナー処理方法において、上記回収トナー収容器内に溶融または軟化した状態で収容した上記回収トナーの量を検知し、該回収トナー収容器が満杯に近づくと警告を発することを特徴とするものである。
【０００８】
上記請求項１乃至７の回収トナー処理方法においては、回収トナー収容器内の回収トナーを溶融もしくは軟化させることにより、トナー粒子同士の間の空隙を無くし、回収トナー収容器の充填率を向上してトナー収容量を増加することができる。また、トナーを溶融または軟化させるものであるため、必ずしも圧縮機構を設ける必要がない。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至７の発明によれば、回収トナーを溶融もしくは軟化させることにより、回収トナー収容器内の充填率を向上して
トナーの収容量を増加しているため、回収トナー収容器の容積を大きくしたり、圧縮機構を設けたりする構成以外で、回収トナー収容器の交換期間を延長することを可能にするという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明をタンデム型中間転写方式の画像形成装置であるカラープリンタに用いた実施形態について説明する。
図１は、この発明が適用可能なカラープリンタ（以下、プリンタ５００と呼ぶ）の概略構成図である。このプリンタ５００は、複写機本体１００と、複写機本体１００を載せる給紙テーブル２００と、複写機本体１００上に取り付けるスキャナ３００、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成される。複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト１０を設けている。
【００１１】
中間転写ベルト１０は、図１に示すとおり第１支持ローラ１４、第２支持ローラ１５、及び第３支持ローラ１６の３つのｓ時ローラに掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、第２支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。また、第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０の張架面上には、その搬送方向に沿って、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成部１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂを横に並べて配置してタンデム画像形成部２０を構成する。但し、これら４つのカラー順は一例であり、これに限定されるものではない。
【００１２】
タンデム画像形成部２０の上には、図１に示すように、露光装置２１を設ける。一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、二次転写手段としての二次転写部材２２を備える。二次転写部材２２は、２つの転写ベルト支持ローラ２３間に、無端ベルトである二次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を像保持体としての記録紙に二次転写する。二次転写部材２２の図中右側には、記録紙上のトナー画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、定着部材としての定着ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。定着ローラ２６及び加圧ローラ２７にはトナーを溶融するためのヒータを備えている。
【００１３】
二次転写部材２２には、画像転写後の記録紙をこの定着装置２５へと搬送する記録紙搬送機能も備えてなる。二次転写部材２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよい。また、二次転写部材２２および定着装置２５の下方には、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、記録紙の両面に画像を記録すべく記録紙を反転する記録紙反転装置２８を備える。
【００１４】
図２はプリンタ５００におけるタンデム画像形成部２０の部分拡大図である。また、図３は画像形成部１８のうちの１色を部分拡大した図である。画像形成部１８はイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックのいずれのトナーを用いるものでもその基本的な構造は同じであるので、画像形成部１８では色を表すＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂの記載を省略する。個々のトナー像形成手段である画像形成部１８は、図３に示すように、ドラム状の潜像担持体としての感光体ドラム４０のまわりに、帯電ローラ６０、現像ユニット６１、一次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えてなる。なお、潜像担持体である感光体ドラム４０はドラム形状であるが、潜像担持体としては無端状の感光体ベルトであってもよい。また、少なくとも感光体ドラム４０を備え、画像形成部１８を構成する部分の全部または一部でプロセスカートリッジを形成し、複写機本体１００に対して一括して着脱可能としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。
【００１５】
帯電ローラ６０は、感光体ドラム４０に近接または接触して電圧を印加することにより感光体ドラム４０の帯電を行う。帯電装置としては、帯電部材としては帯電ローラに限るものではなく、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うことも出来る。
【００１６】
現像ユニット６１は、磁性キャリアと非磁性トナーとから二成分現像剤を使用している。そして、図３に示すように、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム４０と対向して現像剤担持体としての現像スリーブ６５を設けるとともに、その現像スリーブ６５内にマグネットローラ７２を固定して設ける。また、この現像ケース７０は、二成分現像剤を撹拌しながら搬送して現像スリーブ６５に供給する撹拌部６６と、現像スリーブ６５に担持された二成分現像剤のトナーを感光体ドラム４０上の潜像に現像する現像部６７とで構成している。さらに、現像スリーブ６５に先端を接近してドクタブレード７３を備えている。撹拌部６６には、２本のスクリュ６８を設けており、両端部を除いて仕切り板６９で仕切られる。撹拌部６６内の２成分現像剤は、２本のスクリュ６８で攪拌されながら搬送循環され、現像スリーブ６５に供給される。
現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネット７２により汲み上げて保持され、現像スリーブ６５上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転とともに、ドクタブレード７３によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部６６に戻される。他方、現像スリーブ６５上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ６５に印加する現像バイアス電圧により感光体ドラム４０上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ６５上に残った現像剤は、マグネット７２の磁力がないところで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻る。この繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１で検知して攪拌部６６にトナーが補給される。
【００１７】
一次転写ローラ６２は、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム４０を押し当てて設けられる。一次転写部材としてはローラ形状のものに限らず、非接触のコロナチャージャ等であってもよい。
感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム４０に押し当てるクリーニングブレード７５と、外周を感光体ドラム４０に接触させ図中矢印方向に回転する導電性のファーブラシ７６を備える。さらに、図中矢印方向に回転し、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製電界ローラ７７と、電界ローラ７７に先端が押し当てられるスクレーパ７８と、除去したトナーを回収する回収スクリュ７９とを備える。そして、感光体ドラム４０に残留した未転写トナーは、感光体ドラム４０に対してカウンター方向に回転するファーブラシ７６で除去される。ファーブラシ７６に付着したトナーは、ファーブラシ７６に対してカウンター方向に回転する電界ローラ７７でバイアスを印加して除去される。電界ローラ７７は、スクレーパ７８でクリーニングされる。
このように感光体クリーニング装置６３で回収されたトナーは、詳細は後述するが、回収スクリュ７９で回収され、回収トナー収容器である廃トナーボトルに収容される。
除電装置６４は、例えばランプであり、光を照射して感光体ドラム４０の表面電位を初期化する。
【００１８】
以下、プリンタ５００の画像形成動作について説明する。
プリンタ５００を用いてコピーを行うときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後に、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００１９】
そして、個々の画像形成部１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂでその感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂを回転し、感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの回転とともに、まず帯電ローラ６０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂで感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの表面を一様に帯電し、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて上述した露光装置２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢからレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌを照射して感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上に静電潜像を形成する。
その後、現像ユニット６１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂによりトナーが供給され静電潜像を可視像化することで感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで第１支持ローラ１４、第２支持ローラ１５、第３支持ローラ１６のうちの１つの支持ローラを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上の可視像は一次転写部材６２で中間転写ベルト１０上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１０上にフルカラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの表面は、後述の感光体クリーニング装置６３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂで残留トナーを除去して清掃し、除電装置６４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂで除電して再度の画像形成に備える。
【００２０】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから記録紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の記録紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と二次転写部材２２との間に記録紙を送り込み、二次転写部材２２で転写して記録紙上にカラー画像を記録する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、記録紙の紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００２１】
画像転写後の記録紙は、二次転写部材２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えて記録紙反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００２２】
次に、感光体クリーニング装置６３によって、感光体ドラム４０の表面から回収される未転写トナー（以下、回収トナーと呼ぶ）の回収機構について説明する。図４は、回収トナーの回収機構の概略説明図である。回収スクリュ７９の搬送方向最下流側は、回収ケーシング部６と接続される回収トナー搬送部材５とつながっている。回収ケーシング部６の下方は、開口部８となっており、回収パイプ１１が連結されている。回収パイプ１１内には回収トナー搬送スクリュ７が配置され、その回転軸である回収スクリュウ軸部９は駆動部材９０によって回転されるようになっており、回収パイプ１１の先端は回収トナー収容器８０に連結されて開口している。回収トナー収容器８０は回収したトナーが収容器内で満杯となると交換できるように、プリンタ５００に対して着脱可能な構成となっている。
【００２３】
このような回収機構において、感光体クリーニング装置６３によって回収された回収トナーは、回収スクリュ７９によって、図１中の奥方向に搬送される。回収スクリュ７９により搬送された回収トナーは回収トナー搬送部材５によって回収ケーシング部６へと搬送される。回収ケーシング部６に到達した回収トナーは開口部８より回収パイプ１１内に落下し、回収トナー搬送スクリュ７によって回収パイプ１１内を搬送されて回収トナー収容器８０内に排出される。
回収トナー収容器８０内の回収トナーは粉体の状態で収容すると、トナー粒子とトナー粒子との間には空隙が存在するため、充填率が悪い状態となる。
【００２４】
乾式複写方式における電子写真装置では、転写後の感光体上のクリーニング手段で回収される未転写トナーの量は感光体上に供給されたトナーの量の約３０［％］である。また、近年の画像形成装置は高速化、高画質化がすすむにつれて、従来は１０〜１５［μｍ］程度であったトナー平均粒子径が、５〜７．５［μｍ］と言うように小径化されている。これにより、トナー中に逆極性トナーが増えるようになったことや、転写が難しくなって粒径が小さくなると、１個のトナーの帯電量が大きくなるということから、転写効率が悪化するというような問題がある。特に磁気ブラシを使用する接触現像の場合には、非画像部の地汚れトナーが増えており、クリーニング手段で回収されるトナー量が現像部での供給トナー量の３０〜４０［％］にも達している。
これにより、回収されたトナーを収容するための回収トナー収容器８０の容積を大きくすることが考えられるが、プリンタの小型化の要望に伴い、回収トナー収容器８０の容積は益々、少容積にならざるを得ない現状である。そうすると満杯による交換時期がはやくなり、特にプリンタ５００のようにフルカラーの画像形成装置の場合、画像面積が多くなると早い時期に満杯となり、交換サイクルが頻繁になる不具合がある。
このような不具合が生じることより、特にフルカラーの画像形成装置では回収トナー収容器における回収トナーの充填率の向上が有益である。
【００２５】
回収トナー収容器における回収トナーの充填率の向上を図る一つ目の構成として、回収トナー収容器内の回収トナーにトナー構成樹脂（アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂）を溶融または軟化させる軟化液を添加する構成について説明する。
軟化液を添加することによる効果を確認すべく、次の実験を行った。
まず、未転写トナー１００を［ｇ］を体積の計測が可能な収容器にとり体積を計測した。体積計測後の未転写トナーを１００［ｇ］にトナーを溶融可能な軟化液を３０［ｇ］を添加し、再び体積を計測した。その結果、未転写トナーを１００［ｇ］のみに比べて、未転写トナーを１００［ｇ］に軟化液を３０［ｇ］を添加したもの方が、３０〜４０［％］の体積の低減が確認できた。これにより、軟化液を用いて、トナーを溶融させることにより、回収トナー収容器における回収トナーの充填率を向上することが出来、収容可能な回収トナーの量も増加することが確認された。
【００２６】
上述の実験結果により、プリンタ５００では、図４に示すようにあらかじめ、回収トナー収容器８０にトナーを溶融、軟化させる軟化液８１を投入しておき、回収され、回収パイプ１１から排出される回収トナーは軟化液に触れて速やかに溶融、軟化する。
このように回収トナーを軟化、溶融することにより、従来のトナーだけの際の占める容積より多く回収トナーを収容することが可能となるので小型の回収トナー収容器８０でも満杯時期を遅くすることが可能であるので回収トナー収容器８０の交換回数も減じることができる。
【００２７】
次に、回収トナー収容器８０内の回収トナーの量を検知する構成について説明する。
図５は回収トナー収容器８０の回収トナー量検知機構の説明図であって、図４中の領域αの拡大図である。
図５に示すように、回収トナー収容器８０の上方には満杯検知部材８３を設け、この満杯検知部材８３は回収トナー収容器８０の頂板８２の開口８４内に主部が位置し、一端が回収トナー収容器８０の頂板８２上に取付けられ、主部上に検知ピン８６が設けられたポリウレタン薄膜からなる可撓性の検知膜８５と、検知ピン８６の上方にこれと対向して画像形成装置本体に取付けられたセンサ８７とを有している。
【００２８】
廃トナーの回収装置の動作はブレード２によって感光体１の表面から剥離されて回収ケーシング部６内に落下した回収トナーは、回収トナー搬送スクリュ７によって回収パイプ１１内を搬送されて回収トナー収容器８０内に排出される。このようにして回収トナー収容器８０内に回収されたトナーが満杯近く滞積すると、検知膜８５を押し上げて検知ピン８６がセンサ８７に移動しする。これによってセンサ８７を作動して検知信号を出力し、この検知信号を図示しない操作盤上の表示部に入力して満杯信号を表示し、検知信号を図示しない停止手段に入力してプリンタ５００が作動を停止する。
このように、トナーが満杯近く滞積すると、回収トナー収容器８０の検知部材が作動し、表示部にこのことを表示しする。これによって回収トナー収容器８０内の回収トナーの満杯状態を知り操作盤に出力告知することでユザーもしくはサービスマンが回収トナー収容器８０の交換を行う。
なお、従来も検知膜８５を押し上げて検知ピン８６がセンサー８７に作用して信号を出力していたが、図４では回収パイプ１１に軟化した廃トナーが入り込む可能性がある。よって、水を含まない軟化液の場合は図５の如く押し上げ検知ピン方式を選択し、水を含む軟化液の場合は針電極による導電度の検知方法や回収トナーへの入射角と反射角により満杯のレベル検知を行なうなどの多くの検知方式を選択することが可能である。
【００２９】
なお、上方から回収トナーが落下して来るため、軟化液８１で溶融しきれないトナーが浮遊し、軟化液８１の上方で積み重なって、新たに回収されたトナーが軟化液に安定して接触できなくなるおそれがある。そこで、より確実に軟化液８１と回収トナーが混合できるように攪拌（アジテーター）を用いる方法も考えられるが、粘性がアップするとトルクアップに繋がる可能性がある。また、回収トナー収容器８０内の上部にノズルを備えた噴霧装置を付設し、容器内のトナー量を検知し、検知結果に基づいて軟化液を言っているよう噴霧する方式も考えられる。しかし、これらの方式は攪拌のための駆動装置や噴霧装置を設けることで、プリンタ５００本体が複雑になり、コストアップにもつながるため得策ではない。
そこで、回収トナー収容器８０内の壁面の一方もしくは両サイドに複数段、軟化液を溜める受け部を付設して回収トナーが増えてくると収容器のサイドの軟化液にトナーが触れて溶融、軟化する機構について説明する。
【００３０】
図６は、図４とは異なる構成の回収トナー収容器８０の概略構成図である。図６に示すように、この回収トナー収容器８０では、収容器の底面に軟化液８１を投入しておくだけでなく、収容器の両サイドに複数段付設した容器内溝部８０ａにも軟化液８１を投入している。このように、複数段の容器内溝部８０ａを付設し、そこにも軟化液８１を投入しておくことにより、回収トナーが増加すると、容器内溝部８０ａの軟化液８１が回収トナーに浸透して、回収トナーを軟化、溶融する。また、軟化液８１の回収トナー収容器８０の付設時や移動時の液漏れなどのハンドリングを考慮して、軟化液８１をゲル化したり、スポンジなどに染み込ませたりしても良い。このように複数段でトナーと軟化液８１との接触機会を設けることにより、トナー濃度が増加し易い、トナーと軟化液８１との混合液の上方にフレッシュな軟化液８１を接触させることができる。これにより、駆動装置や噴霧装置などの複雑な機構を設けることなく、低コストで交換サイクルを延長できる回収トナー処理方法を提供することが出来る。
【００３１】
軟化剤としては、直鎖飽和脂肪酸エステル類や脂肪族ニ塩基酸エステル類等を用いることが出来、トナー樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂が適している。
直鎖飽和脂肪酸エステル類として具体的には、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、トリデシル酸エチル、トリデシル酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピルなどを用いることが出来る。
また、脂肪族ニ塩基酸エステル類の具体例としては、コハク酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチルなどが優れる。コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、アジピン酸ジエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチルなどを用いることが出来る。
また、両親媒性界面活性剤を水に添加し脂肪酸エステルを添加後、加熱しながら長時間攪拌することで可溶化する方法で作成された軟化液を用いてもよい。両親媒性界面活性剤としては、ショ糖脂肪酸エステル類などが適する。具体的には、ショ糖ラウリン酸エステル、ショ糖ミリスチン酸エステル、ショ糖ステアリン酸エステルなどが適する。
【００３２】
なお、軟化液８１としては、トナーを溶融することが出来るトルエンなどの有機溶媒も用いることが出来る。しかし、使用環境への影響を考慮すると、上述の直鎖飽和脂肪酸エステル類や脂肪族ニ塩基酸エステル類からなる軟化剤、または、水に脂肪酸エステルを溶融させた作成した軟化剤を用いた軟化液が好ましい。
さらに、使用環境への影響を考慮し、ＬＤ５０の値で検討すると、食塩のＬＤ５０の値は３．０［ｇ／ｋｇ］であるため、ＬＤ５０の値が４．０［ｇ／ｋｇ］以上のものがより使用環境への影響が少ないと言うことが出来る。
よって、上で示した軟化剤の具体例の中では、アジピン酸（ＬＤ５０→１．９［ｇ／ｋｇ］）、コハク酸（ＬＤ５０→２．７［ｇ／ｋｇ］）、セバシン酸（ＬＤ５０→２．５［ｇ／ｋｇ］）は、ＬＤ５０の値が４．０［ｇ／ｋｇ］を下回る。よって、上述の具体例の中では、ＬＤ５０の値が４．０［ｇ／ｋｇ］以上となる他の軟化剤を用いることが好ましい。
【００３３】
次に、本発明の回収トナー処理方法を適用した具体的な実施例で、トナーの回収量を増加することができることを確認した。
＜実施例１＞
リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ２４０で作像後回収された廃トナーに以下の処方の軟化液を作用させた。
・アジピン酸ジイソブチル（軟化剤）                    ３０［ｗｔ％］
・ジメチルシロキサン（２０［ｍＰａ・ｓ］、溶媒）      ７０［ｗｔ％］
回収トナー収容器８０にあらかじめ軟化液８１を入れておいて、回収トナーが軟化液８１を入れない場合に比較して３５〜４０［％］多く回収することができた。なお、Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ２４０のメイン樹脂はポリエステル系樹脂で、十分に軟化、溶融することが確認された。
【００３４】
＜実施例２＞
実施例１と全く同じ軟化液を用いてリコー製モノクロ複写機ＦＴ４５２０の回収トナーの回収量を従来のものと比較したところ、約３０［％］多くのトナーを回収できることを確認した。なお、ＦＴ４５２０で用いられるトナーのメイン樹脂はスチレンアクリル系樹脂である。
【００３５】
＜実施例３〜５＞
実施例１と同じ処方で軟化剤をコハク酸ジエチル、コハク酸ジブトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチルにそれぞれ置き換え、リコー製のカラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ２４０で作像後、回収されたトナーに軟化液を作用させた。
その結果、それぞれ回収トナーの回収量の従来比較を試みたところ約３０〜４０［％］多く回収することができた。
【００３６】
＜実施例６＞
リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ２４０で作像後回収された廃トナーに以下の処方の軟化液を作用させた。
・ラウリン酸エチル（軟化剤）                ４０［ｗｔ％］
・水（溶媒）                                ５９［ｗｔ％］
・ショ糖ラウリン酸エステル（可溶化促進剤）  １．０［ｗｔ％］
回収トナー収容器８０にあらかじめ軟化液８１を入れておいて、回収トナーが軟化液を入れない場合に比較して約４０［％］多く回収することができた。なお、Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ２４０のメイン樹脂はポリエステル系樹脂で、十分に軟化、溶融することが確認された。
【００３７】
＜実施例７＞
実施例６と全く同じ軟化液を用いてリコー製モノクロ複写機ＦＴ４５２０の回収トナーの回収量を従来のものと比較したところ、約３５［％］多くのトナーを回収できることを確認した。なお、ＦＴ４５２０で用いられるトナーのメイン樹脂はスチレンアクリル系樹脂である。
【００３８】
＜実施例８〜１１＞
実施例６と同じ処方で軟化剤をミリスチン酸イソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、コハク酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチルにそれぞれ置き換え、リコー製のカラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ２４０で作像後、回収されたトナーに軟化液を作用させた。
その結果、それぞれ回収トナーの回収量の従来比較を試みたところ約３０〜４０［％］多く回収することができた。
【００３９】
＜比較例１＞
リコー製のカラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ２４０で作像後、回収されたトナーにジメチルシリコーンオイル（２０［ｍＰａ・ｓ］、溶媒）のみを作用させたところ最初はスムーズに混合できたが、しばらくすると液の上に廃トナーが体積する様になり、均一な混合ができなくなった。ジメチルシリコーンオイルは表面エネルギーが低く、濡れ性を向上させるため、水よりも混合することは可能であるが、トナーの樹脂を溶融させるわけでないため、トナーを均一に混合することは出来ない。
【００４０】
＜比較例２＞
リコー製のカラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ２４０で作像後、回収されたトナーに水のみを作用させたところ全く混ざることなく液の上に廃トナーが体積し、２層に分離していまい全く混合ができなかった。
【００４１】
上述の説明では、感光体ドラム４０上の未転写トナーを回収し、回収トナーとして回収トナー収容器に収容する回収トナーの処理方法について説明したが、中間転写体クリーニング装置１７によって回収される中間転写ベルト１０上の未転写トナーの処理にも適用することができる。なお、回収後のトナーの再利用をする場合は、各色の感光体ドラム４０と中間転写ベルト１０とから回収された未転写トナーをそれぞれ個別に回収し、収容する。一方、回収後のトナーを再利用しない場合は、各色の感光体クリーニング装置６３と中間転写体クリーニング装置１７とによって、回収がなされた未転写トナーを一つの回収トナー収容器で回収することによりプリンタ５００の小型化を図ることができる。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、回収トナー収容器８０内の回収トナーに軟化液を添加することで、回収トナーを溶融もしくは軟化して、回収トナー収容器８０の充填率を向上することが出来る。これにより、回収トナー収容器の容積を大きくすることなく、また、圧縮機構を設けることなく、回収トナー収容器の交換期間を延長することができる。
具体的には、回収トナー収容器８０にあらかじめトナーを軟化、溶融する軟化液８１を入れて置いたり、回収タンクのサイドに軟化液８１を溜める容器内溝部８０ａ付設したり、枚数カウント毎に一定量の軟化液をスプレー散布する。これにより、粉体であるトナーの空隙率が低下または空隙がなくなり、密度がアップすることで、同じ容積の回収トナー収容器であれば回収トナーをより多く回収することができる。その結果、回収トナー収容器の交換サイクルを延長することができる。また、回収トナー収容器８０を小型化することができるので複写装置のレイアウト設計に余裕度がひろがる。
また、回収トナー収容器８０内の溶融または軟化した状態で収容した検知することができることにより、オーバーフローの防止が図れる。さらに、回収トナー収容器８０が満杯に近づくと、表示部における表示や音により警告を行うことにより、より確実にオーバーフローを防止することが出来る。
なお、オペレータに満杯検知する方法は従来もあるが、回収トナー収容器８０の交換ストックが機械のそばにある場合は警告と同時に機械停止する。また、回収トナー収容器８０の入手するまでに時間を要する場合は警告案内（オペレータの操作盤上）で後何枚作像可能かを表示し、早め警告する。この表示タイミングの入力はオペレータ操作できるようにする。
【００４３】
［変形例］
なお、上述の実施形態では、回収トナー収容器内の回収とナーを溶融または軟化させる軟化液を添加する構成であった。
次に、変形例として回収トナー収容器における回収トナーの充填率の向上を図る２つ目の構成について説明する。
変形例としては、回収された廃トナーは熱によっても同様に軟化、溶融するものである。変形例の回収トナー収容器８０の材質として、熱伝導の良い金属を用い、収容器の全部もしくは一部をトナーの溶融点まで加熱して、トナーを軟化溶融するものである。
加熱することでトナーを溶融させるものであるので、軟化液を添加するもに比べて、軟化液の体積分だけ、より多くの回収トナーを収容することが出来る。さらに、回収トナーに他の物質を添加していないため、回収後の再利用が容易である。
なお、回収トナーを加熱し、溶融、軟化させる熱源としては、定着装置２５が備えるヒータを兼用することで熱源を複数もつことなく装置の複雑化を回避することができる。なお、定着装置２５から回収トナー収容器８０までの熱の移動は、ヒートパイプを用いることで実現することが出来る。
また、回収トナーの溶融温度に回収トナー収容器８０の加熱温度を設定して軟化、溶融するようにするが、よりスムーズに軟化、溶融させるためには＋１０〜２０［℃］高めに設定すると良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】実施形態のプリンタにおけるタンデム画像形成部の概略構成図。
【図３】実施形態にかかる現像ユニットの概略構成図。
【図４】回収トナーの回収機構の概略説明図。
【図５】回収トナー収容器の回収トナー量検知機構の拡大説明図。
【図６】図４とは異なる構成の回収トナー収容器の概略構成図。
【符号の説明】
【００４５】
５    回収トナー搬送部材
６    回収ケーシング部
７    回収トナー搬送スクリュ
８    開口部
９    回収スクリュウ軸部
１０    中間転写ベルト
１１    回収パイプ
１８    画像形成部
２０    タンデム画像形成部
２２    二次転写部材
２５    定着装置
２６    定着ローラ
２７    加圧ローラ
４０    感光体ドラム
６０    帯電ローラ
６１    現像ユニット
６３    感光体クリーニング装置
６５    現像スリーブ
７５    クリーニングブレード
７６    ファーブラシ
７９    回収スクリュ
８０    回収トナー収容器
８０ａ  容器内溝部
８１    軟化液
８２    頂板
８３    満杯検知部材
８４    開口
８５    検知膜
８６    検知ピン
８７    センサ
９０    駆動部材
１００    複写機本体
２００    給紙テーブル
３００    スキャナ
４００    原稿自動搬送装置
【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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