(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体上に形成された静電潜像を現像装置を介してトナーを含む現像剤により可視像処理されたトナー像の転写後、該潜像担持体に残存するトナーをクリーニング装置により回収し、該回収されたトナーを廃棄あるいはリサイクルのために搬送するトナー搬送路を備えた現像剤搬送機構であって、
上記クリーニング装置に接続され、クリーニング装置とは別体に設けられたトナー貯留部と、
トナー貯留部に接続されるトナー搬送路およびこの内部に装填されている回転移送手段と、
上記トナー搬送路に設けられた搬送異常検知手段と、
上記搬送異常検知手段により異常搬送状態を検知した場合に、異常搬送状態が検知された時点からの画像形成回数をカウントする複写枚数指令手段とを備え、
上記搬送異常検知手段によって搬送異常が検出された時点からの画像形成回数を上記複写枚数指令手段によってカウントし、そのカウント値が上記トナー貯留部に収容されるトナーが満杯となった場合に相当するカウント値に一致した時点で画像形成動作が停止することを特徴とする現像剤搬送機構。
【請求項２】
上記回転移送手段は、回転駆動可能な搬送コイルが用いられ、該搬送コイルの回転に順じて上記トナーが移送される構成であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤搬送機構。
【請求項３】
上記搬送異常検知手段は、上記トナー搬送路中に装填されている回転移送手段の駆動トルクの変化を監視する構成を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の現像剤搬送機構。
【請求項４】
上記搬送異常検知手段は、上記トナー搬送路中に装填されている回転移送手段の回転数変化を監視する構成であることを特徴とする請求項１または２記載の現像剤搬送機構。
【請求項５】
上記異常搬送状態を警報する手段は、上記トナーの貯留部が満杯となるまでのトナーの回収量に対応する画像形成回数を予め登録しておき、上記搬送異常検知手段によって搬送異常が検出された時点からの画像形成が可能な画像形成回数を上記予め登録されている画像形成回数と比較した結果に基づき上記トナー貯留部が満杯となった場合に警報することを特徴とする請求項１に記載の現像剤搬送機構。
【請求項６】
上記異常搬送状態を警報する手段は、上記トナーの貯留部が満杯となるまでのトナーの回収量に対応するトナーの消費量を予め登録しておき、上記潜像担持体上での静電潜像形成のための画素数に基づくトナー消費量を比較して該画素数に基づくトナー消費量が上記予め登録されているトナーの消費量と一致するまでのトナー消費量が得られる画像形成回数を予測することを特徴とする請求項１または５に記載の現像剤搬送機構。
【請求項７】
上記トナーの貯留部には、満杯状態を検知した場合に画像形成処理を停止させるエンド検知手段が設けられていることを特徴とする請求項１または５に記載の現像剤搬送機構。
【請求項８】
上記クリーニング装置は、静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置と上記トナー搬送路とを一体化したプロセスカートリッジに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤搬送機構。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の現像剤搬送機構を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤搬送機構およびこれを用いる画像形成装置に関し、さらに詳しくは、潜像担持体から除去したトナーを廃棄あるいはリサイクルするために搬送する構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置などの画像形成装置において、潜像担持体上に形成された静電潜像の可視像処理にトナーを含む現像剤が用いられる。現像剤に含まれるトナーは、転写工程後、潜像担持体上からクリーニング装置により除去される。
【０００３】
クリーニング装置により除去されたトナーは、現像装置に戻されてリサイクルされる場合と廃棄される場合とがある。
【０００４】
クリーニング装置において回収されたトナーを現像装置あるいは廃棄部に向け搬送する構成としては、例えば、クリーニング装置と現像装置との間に延長された搬送スクリューを用いる構成がある（例えば、特許文献１）。
【０００５】
この構成においては、クリーニング装置と現像装置との間に供給管路を配設し、その内部には回転駆動される搬送スクリューが配置されており、クリーニング装置において集積したトナーが搬送スクリューの回転により現像装置における集約部に移送されるようになっている。
【０００６】
供給管路は、直線状とされてトナーの移送が円滑に行われて凝集や堆積などが起こった場合の発熱を抑制する構成とされている。
【０００７】
また、クリーニング装置において回収されるトナーは、紙粉や添加剤を含む場合があり、これら異物とトナーとを区分して搬送する構成も提案されている（例えば、特許文献２，３）
【特許文献１】特開２００２−２２９３９０号公報（段落「００２１」欄）
【特許文献２】特開２００１−５１５７０号公報（段落「００２２」欄）
【特許文献３】特許第３５８９３８７号（段落「００１０」欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
クリーニング装置と現像装置との間に延長された供給管路で構成されるトナーの帰還路は、トナーの移動を円滑化するために直線状であることが望ましい。しかし、近年、装置の小型化、高機能化によりクリーニング装置や現像装置周辺部に配置される構成部品も多様化傾向にあり、トナー搬送のための帰還路を設置するスペースも制限されることが多い。  
このため、帰還路は、曲がった経路や高温となりやすいモータ近傍あるいは電装基板の近くに設置されることがあり、これにより、帰還路内を移動するトナーが移動途中の帰還路形態の変化により停滞して凝集したりあるいは熱により融解することがある。
【０００９】
トナーの凝集や融解が生じると管路内で詰まりを生じやすくなり、結果としてトナーの搬送が不可能となる虞がある。また、凝集程度によっては管路を塞いだ状態となることからトナーの移送方向上流側に位置するクリーニング装置からトナーが溢れてその周辺部を汚損する虞もある。しかも、回収されるトナー中には、紙粉や添加剤なども含まれており、紙粉は現像装置におけるドクターブレードと潜像担持体表面との間に詰まりやすいことにより適正な現像剤供給を阻害してホタルと称される画像欠損が発生する原因となる。このため、回収されたトナーの量が多くなればその分紙粉などの異物が含まれる量も多くなるため、むやみやたらに回収量を多くすることもできない。
【００１０】
一方、トナー搬送路中にてトナーが詰まる等の現象が起こると、トナーの搬送駆動系での負荷増加を招き、駆動系の破損などを引き起こす虞もある。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来のクリーニング装置に付設されたトナー搬送機構および画像形成装置における問題に鑑み、トナーの搬送不良を未然に防止することでトナーによる装置内部の汚損や搬送駆動系の破損などを防止することが可能な構成を備えたトナー搬送機構および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）潜像担持体上に形成された静電潜像を現像装置を介してトナーを含む現像剤により可視像処理されたトナー像の転写後、該潜像担持体に残存するトナーをクリーニング装置により回収し、該回収されたトナーを廃棄あるいはリサイクルのために搬送するトナー搬送路を備えた現像剤搬送機構であって、
上記クリーニング装置に接続され、クリーニング装置とは別体に設けられたトナー貯留部と、
トナー貯留部に接続されるトナー搬送路およびこの内部に装填されている回転移送手段と、
上記トナー搬送路に設けられた搬送異常検知手段と、
上記搬送異常検知手段により異常搬送状態を検知した場合に、異常搬送状態が検知された時点からの画像形成回数をカウントする複写枚数指令手段とを備え、
上記搬送異常検知手段によって搬送異常が検出された時点からの画像形成回数を上記複写枚数指令手段によってカウントし、そのカウント値が上記トナー貯留部に収容されるトナーが満杯となった場合に相当するカウント値に一致した時点で画像形成動作が停止することを特徴とする現像剤搬送機構。
（２）上記回転移送手段は、回転駆動可能な搬送コイルが用いられ、該搬送コイルの回転に順じて上記トナーが移送される構成であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤搬送機構。
（３）上記搬送異常検知手段は、上記トナー搬送路中に装填されている回転移送手段の駆動トルクの変化を監視する構成を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の現像剤搬送機構。
（４）上記搬送異常検知手段は、上記トナー搬送路中に装填されている回転移送手段の回転数変化を監視する構成であることを特徴とする請求項１または２記載の現像剤搬送機構。
（５）上記異常搬送状態を警報する手段は、上記トナーの貯留部が満杯となるまでのトナーの回収量に対応する画像形成回数を予め登録しておき、上記搬送異常検知手段によって搬送異常が検出された時点からの画像形成が可能な画像形成回数を上記予め登録されている画像形成回数と比較した結果に基づき上記トナー貯留部が満杯となった場合に警報することを特徴とする請求項１記載の現像剤搬送機構。
（６）上記異常搬送状態を警報する手段は、上記トナーの貯留部が満杯となるまでのトナーの回収量に対応するトナーの消費量を予め登録しておき、上記潜像担持体上での静電潜像形成のための画素数に基づくトナー消費量を比較して該画素数に基づくトナー消費量が上記予め登録されているトナーの消費量と一致するまでのトナー消費量が得られる画像形成回数を予測することを（１）または（５）に記載の現像剤搬送機構。
（７）上記トナーの貯留部には、満杯状態を検知した場合に画像形成処理を停止させるエンド検知手段が設けられていることを特徴とする（１）または（５）に記載の現像剤搬送機構。
（８）上記クリーニング装置は、静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置と上記トナー搬送路とを一体化したプロセスカートリッジに設けられていることを特徴とする（１）に記載の現像剤搬送機構。
（９）（１）乃至（８）のいずれかに記載の現像剤搬送機構を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クリーニング装置から回収されるトナーがトナー搬送路において搬送異常となった場合に警報することができるので、回収部側での溢れによる汚損や搬送異常による駆動系での負荷増大による破損などを防止することが可能となる。特に、トナー搬送路中で搬送異常が生じた場合でもクリーニング装置から回収されるトナーの貯留部を設けているので、搬送異常が生じた場合でも回収されるトナーを搬送路とは別の位置で収容することができることによってクリーニング装置周辺へトナーが溢れ出るのを防止することが可能となる。
【００１４】
特に請求項２乃至４記載の発明においては、搬送駆動系に用いられる搬送コイルの駆動トルクあるいは回転移送手段の回転数変化を監視することにより搬送異常の検知を行うことで実際に移送されるトナーの搬送状況を判断することができる。
【００１６】
請求項５乃至７記載の発明においては、トナーの貯留部における満杯状態を予測することができるので、トナー搬送路での搬送異常が生じた後に回収できるトナーの量を認知できるようにして不用意な溢れを防止することができる。
【００１７】
請求項８および９記載の発明によれば、トナーの搬送異常を防止して不用意な溢れによる装置内の汚損を防止できるとともに現像手段での異物詰まりによる蛍などと称される画像欠損を防止できるプロセスカートリッジあるいは画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本実施例による現像剤搬送機構が適用される画像形成装置の模式図であり、同図に示す画像形成装置は複写機であるが、本発明ではこれに限ることなくプリンタやファクシミリ装置や印刷機とすることも可能である。
【００２０】
図１において 画像形成装置１は、潜像担持体としてドラム状とされた感光体２を備えており、感光体２の周辺には感光体２の移動過程において画像形成処理を実行する帯電装置や書き込み装置（いずれも図示されず）、現像装置３，転写装置４およびクリーニング装置５がそれぞれ配置されており、書き込み装置により感光体２上に形成された静電潜像が現像装置３によって供給される現像剤に含まれるトナーによって可視像処理される。
【００２１】
現像装置３により可視像処理された感光体２上のトナー像は、転写装置４を介して図示しない給紙装置から繰り出された転写紙に転写され、トナー像を転写された転写紙は図示しない定着装置によって転写像が定着される。
【００２２】
転写後の感光体２は、クリーニング装置５に設けられているクリーニングブレード５Ａおよびクリーニングブラシ５Ｂによって未転写トナーが掻き取られ、掻き取られた未転写トナーがクリーニング装置５における搬送スクリュー５Ｃの長手方向一端と現像装置３におけるトナー供給部３Ａとを連通するトナー搬送路Ｐ１内に設けられて回転することでトナーの移送が可能な回転移送手段として用いられる搬送コイルあるいは搬送スクリュー６（以下の説明では搬送スクリューを用いる）を介して現像装置３側に戻される。
【００２３】
現像装置３では、トナー補給部７に装着される補給用トナーボトル７Ａから、駆動モータＭにより駆動される補給用搬送スクリュー７Ｂを介して新たなトナーがトナー供給部３Ａに向けて供給されるようになっており、現像装置３内には、新たなトナーと再利用のトナー、いわゆるリサイクルトナーとが混在した状態で攪拌混合されて可視像処理に用いられる。
【００２４】
図１に示す構成では、図示しないが、補給用トナーボトル７Ａがその外周面を螺旋形状とされた凹凸部を有しており、駆動装置７Ｃによって回転駆動されると内部に収容しているトナーが軸線方向に移動して補給用搬送スクリュー７Ｂに向けて繰り出される構成とされている。
【００２５】
図１に示す構成を前提として本実施例の詳細について説明すると次の通りである。  
図２は、クリーニング装置５に一端側を連結されているトナー搬送路Ｐ１の内部に配置してある搬送スクリュー６の駆動機構を示す図である。  
同図において、搬送スクリュー６は、回転軸６Ａに設けられているギヤ６Ｂが図示しない駆動モータによる駆動される駆動ギヤ７に連動することが回転駆動されるようになっており、駆動ギヤ７には、搬送異常検知を行うための構成が設けられている。  
搬送異常とはトナー搬送路Ｐ１内でトナーが管路内周面や搬送スクリュー６に凝着して堆積した際に移送できずに詰まってしまう状態を意味している。
【００２６】
図２に示す構成においては搬送異常検知手段として駆動ギヤ７と同軸上に配置されたトルクリミッター８が用いられている。  
トルクリミッター８は、トナー搬送路Ｐ１での搬送異常時に発生する回転軸の負荷変化を検出するようになっており、この場合の負荷変化は、回転軸とトルクリミッター８側の軸とを連結するための継ぎ手部が用いられる場合に継ぎ手部に連結される各軸同士の回転位相がずれるのを検出対象としている。
【００２７】
また、トルクリミッターに代えて、搬送スクリュー６の回転数変化を検出する回転数センサを用いることも可能である。この場合の回転数変化は、所定時間当たりでの所定回転数に対する変化が検出対象となっている。
【００２８】
搬送異常検出手段として用いられるトルクリミッター８や回転数センサは、図３に示す制御部１００の入力側に接続されている。  
図３において制御部１００は、マイクロコンピュータで主要部が構成された画像形成シーケンスプログラム実行部であり、本実施例と関係する構成として、入力側には上述した搬送異常検出手段１０１が接続され、出力側には警報手段１０２が接続されている。  
出力側に位置する警報手段１０２は、例えば、画像形成装置に装備されている操作パネルなどの表示部が用いられ、搬送異常が発生したことを警報表示するようになっている。
【００２９】
制御部１００では、搬送異常検出手段１０１からの信号に基づき、検出手段での信号が定常状態から変化した場合に警報するようになっている。
【００３０】
次に本発明の別実施例について説明する。
【００３１】
図４に示す実施例は、トナー搬送路Ｐ１が接続されているクリーニング装置５側の位置にトナーの貯留部を設け、この貯留部を一時的にトナーを貯めるバッファとして用いることを特徴としている。  
図４において、クリーニング装置５におけるトナー搬送路Ｐ１の接続部には、クリーニング装置５とは別にトナーの収容空間を有するトナー貯留部５０がクリーニング装置５の空間に連続して配置されている。
【００３２】
トナー搬送路Ｐ１は、トナー貯留部５０側に一端を連結されている。このため、クリーニング装置５により感光体から回収されたトナーは、クリーニング装置５側に収容される一方、クリーニング装置５内に満ちるとトナー貯留部５０内に溜まる。
【００３３】
一方、本実施例では、トナーの搬送異常が発生した場合に、トナー貯留部５０が満杯となるまでを予測するようになっている。これにより、ユーザは、搬送異常が発生した時点から画像形成が可能な回数を予め認知できるようになっている。
【００３４】
つまり、トナー満杯予測を行う構成には、図３に示した制御部１００が用いられ、制御部１００には、トナーの回収量に影響する画像形成回数、いわゆる複写回数の入力手段としての複写枚数指令手段１０３，トナー消費量の検知手段１０４，静電潜像形成対象となる画像の画素数検知可能な画素カウンタ１０５、そしてトナー貯留部５０内がトナーで満たされたことを検知するトナーエンド検知手段１０６が接続されている。
【００３５】
制御部１００では、搬送異常検知手段１０１によって搬送異常が検出された時点からの画像形成回数をカウントし、そのカウント値がトナー貯留部５０に収容されるトナーが満杯となった場合に相当するカウント値に一致した時点で警報するようになっている。  
また、画像形成回数と近似するパラメータとして用いられるトナーの消費量は、搬送異常が検出された時点からの現像装置４側での現像剤供給部材、いわゆる、現像剤を担持可能な現像ローラの回転数によって検知され、さらに画素は、画像データに基づく感光体の地肌面積に対する画像面積の比によって検知される。  
トナーエンド検知手段１０６は、トナー貯留部５０の入口側に設けられた光学センサがトナーも満杯状態により遮光されることを検知するようになっている。
【００３６】
制御部１００では、トナー貯留部５０が満杯となるまでのトナーの回収量に対応する画像形成回数を予め登録しておき、搬送異常が発生した時点を基準として入力された画像形成回数との比較を行って画像形成が可能な回数を警報する。  
このような満杯予測は、トナーの消費量を割り出すための現像ローラの回転数を用いた場合も同じ手法で行われ、また、画素カウンタ１０５を用いた場合には、画像形成毎の画像部面積に対応するトナー消費量が割り出せることにより行われる。  
さらに、トナーエンド検知手段１０６は、実際のトナー貯留部５０でのトナーの満杯状態を検知することでそれ以上の収容ができなくなる場合を割り出すようになっている。
【００３７】
本実施例においては、搬送異常検知手段１０１により搬送異常が生じたことを検出すると、制御部１００においてトナー貯留部５０が満杯になるまでの間に可能な画像形成可能な回数などを警報することで搬送異常が生じた場合にあっても、ある程度のタイムラグを設けて装置の停止を行えるようにすることができる。これにより、サービスマンコールを行うための余裕ができるととも複写に関する生産性を向上させることができる。
【００３８】
また、トナーエンド検知手段１０６からの信号によりトナー貯留部５０が満杯となったことを判断できるので、この時点で装置の停止を行うことによりそれ以上のトナーの導入が行われた場合に発生する虞のある溢れを未然に防止することができる。
【００３９】
本実施例においては、クリーニング装置５が、図５に示すように、現像装置４およびトナー搬送路Ｐ１を一体化したプロセスカートリッジ２００に設けられており、これにより、トナーの搬送部分を一体的に着脱できるようになっている。従って、搬送異常などが生じて装置が停止した場合での交換作業などがトナーの搬送部分を同時に交換可能であり、交換作業性の向上と搬送部分でのトナーの零れなどを防止することができる。また、現像装置４も同時に交換作業の対象となるので、トナー以外の異物の除去も交換と同時に行えることになり、これにより、現像装置４において発生する虞がある、ドクター部での異物の詰まり解消を容易化して画像欠損などを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例によるトナー搬送機構を用いた画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の位置実施例によるトナー搬送機構の要部構成を説明するためのクリーニング装置周辺部を示す模式図である。
【図３】本発明の位置実施例によるトナー搬送機構に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の別実施例によるトナー搬送機構の要部構成を説明するためのクリーニング装置周辺部を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例によるトナー搬送機構に用いられるプロセスカートリッジの構成を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  画像形成装置の一つである複写機
２  潜像担持体である感光体
４  現像装置
５  クリーニング装置
６  搬送スクリュー
５０  トナー貯留部
１００  制御部
１０１  搬送異常検知手段
１０２  警報手段
１０３  複写枚数指令手段
１０４  トナーの消費量検知手段
１０５  画素カウンタ
１０６  トナーエンド検知手段
２００  プロセスカートリッジ
Ｐ１  トナー搬送路
【図１】
0004758216.tif 000002
【図２】
0004758216.tif 000003
【図３】
0004758216.tif 000004
【図４】
0004758216.tif 000005
【図５】
0004758216.tif 000006