(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に設けられた回収トナー移送装置であって、該画像形成装置の残留トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段と、このクリーニング手段により回収された回収トナーを現像装置へ移送する回収トナー供給手段を有し、
前記回収トナー供給手段は粉体ポンプと空気供給手段とトナー捕集装置を具備し、
前記粉体ポンプは回転することにより軸方向にトナーを移動させるローターと、該ローターを包込むように接触係合する固定されたステータとを有し、
前記空気供給手段は前記トナーを流動化させるための空気を前記粉体ポンプに供給する回収トナー移送装置であり、
前記トナー捕集装置は、前記粉体ポンプから出た回収トナーを比重差を利用して空気と分離して捕集し現像装置へ導入するものであり、
前記粉体ポンプを前記画像形成装置による画像形成動作中、可動部の発熱を抑える間欠運転をさせる制御手段を設けたことを特徴とする回収トナー移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、特に２成分現像剤または１成分現像剤を用いたプリンター、ファクシミリ、あるいは複写機等に用いられる感光体や中間転写体等の画像形成体及び転写ベルト等の転写搬送体のクリーニング手段及び該クリーニング手段により回収されたトナーを現像装置へ移送する回収トナー移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
感光体、画像形成体、転写搬送体等での画像形成後の残留トナーをクリーニングし、回収するクリーニング手段を有する画像形成装置において、クリーニング手段とは別体に設けられた回収トナー貯蔵部または現像装置に、前記クリーニング手段からトナーを回収するトナー回収の手段としては、次の▲１▼、▲２▼の技術がある。
【０００３】
▲１▼クリーニング手段としてのクリーニング装置の回収トナー排出部と、このクリーニング装置とは別体に設けられた回収トナー貯蔵手段と、をパイプで結びこのパイプ内部に設けられたコイルスクリューにてクリーニング装置に回収された回収トナーを回収トナー貯蔵手段に回収する技術。
【０００４】
▲２▼クリーニング装置の回収トナー排出部の近傍に回収トナー貯蔵手段を配置し、主として重力により回収トナーを回収トナー貯蔵手段に移送する技術。
さらに、公知ではないが、提案されている技術として、上記のコイルスクリューに代えて、粉体移送が可能なポンプとして、回転することにより軸方向にトナーを移動させるローターと、該ローターを包込むように配置され、該ローターの空気通路を有し該ローターと接触係合する固定されたステーターとを有する、通称モーノポンプで知られるスクリューポンプを用いた技術および、トナーを流動化させるための空気を該スクリューポンプに供給するための空気供給手段とを具備する回収トナー移送装置がある。
【０００５】
このような技術により、回収トナーの再使用が可能となり、コピーコストの大幅な低減を図ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、回収トナー移送装置を構成する粉体ポンプや空気供給手段は、画像形成装置とともに連続運転されるようになっている。
このため、
▲１▼．可動部の発熱によりトナーの高温ブロッキングを発生したり、トナーの流動性劣化に起因して確実な回収トナー移送に支障をきたし、
▲２▼．回収トナーが熱ストレスにより再使用できない場合を生じ、
▲３▼．粉体ポンプや空気供給手段について性能の劣化が早期に訪れる、等の問題があった。
【０００７】
そこで、本願発明は、可動部の発熱によりトナーの高温ブロッキングを発生したり、トナーの流動劣化に起因して確実な回収トナー移送に支障をきたし、回収トナーが熱ストレスにより再使用できない場合を生じ、粉体ポンプや空気供給手段について性能の劣化が早期に訪れる、等の問題を解消し、回収トナーの再使用を実現可能とし、諸部材の損耗を軽減することのできる回収トナー移送装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
【０００９】
（１）  画像形成装置に設けられた回収トナー移送装置であって、該画像形成装置の残留トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段と、このクリーニング手段により回収された回収トナーを現像装置へ移送する回収トナー供給手段を有し、前記回収トナー供給手段は粉体ポンプと空気供給手段とトナー捕集装置を具備し、前記粉体ポンプは回転することにより軸方向にトナーを移動させるローターと、該ローターを包込むように接触係合する固定されたステータとを有し、前記空気供給手段は前記トナーを流動化させるための空気を前記粉体ポンプに供給する回収トナー移送装置であり、前記トナー捕集装置は、前記粉体ポンプから出た回収トナーを比重差を利用して空気と分離して捕集し現像装置へ導入するものであり、前記粉体ポンプを前記画像形成装置による画像形成動作中、可動部の発熱を抑える間欠運転をさせる制御手段を設けた(請求項１)。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（一）本発明全般にかかる画像形成装置の概要
図３において、この画像形成装置は複写機の例であり、該複写機本体１０は従来公知の電子写真方式による画像形成を行なうための、露光部２０、画像形成部１３、給紙部１４から構成されている。露光部２０は、コンタクトガラス２１上に載置された原稿に光を照射するための光源２２と、原稿からの反射光像を感光体１００上に露光するためのミラー２３，２４，２５，２７，２８，２９及びレンズ２６からなる露光光学系によって構成されている。
【００１４】
画像形成部１３は、ドラム状の感光体１００とその周囲に配設された帯電ユニット１５０、現像ユニット２００、レジストローラー２５０、転写ベルトユニット４０５、感光体クリーニングユニット３００、及び定着ユニット５００などによって構成されている。また、給紙部１４には各種サイズの転写紙が収容された複数の給紙カセットが設置されている。尚、上記露光部２０として、レーザ光源と偏向器を用いたレーザ走査光学系を用いて、画像信号に応じて感光体上に光書込みを行なう方式にすればレーザプリンターの構成となり、さらに原稿読取装置を設置すればデジタル複写機やファクシミリの構成となる。
【００１５】
図３において、画像形成動作が開始されると、感光体１００が帯電ユニット１５０により帯電され、露光部２０からの原稿像が露光され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ユニットの現像剤（２成分現像剤または１成分現像剤）によって現像され、感光体１００上にトナー像が形成される。感光体１００上のトナー像は、給紙部１４から給紙されレジストローラー２５０を介して転写位置（感光体と転写ベルト４００とのニップ部）に給紙された転写紙に転写され、トナー像が転写された転写紙は転写ベルトユニット４０５の転写ベルト４００で定着ユニット５００に搬送され、定着ユニット５００でトナー像が転写紙に定着される。
【００１６】
定着後の転写紙は排紙ローラー５５０を介して排紙トレイ６００上に排紙される。一方、トナー像転写後の感光体１００は感光体クリーニングユニット３００のブレードにより掻き取られ、当該感光体クリーニングユニット３００を構成するケーシングの下部に回収される。また、転写紙搬送後の転写ベルト４００も転写ベルトユニット４０５内の転写ベルトクリーニングユニット４１０により清掃され、当該転写ベルトクリーニングユニット４１０を構成するケーシングの下部に回収される。
【００１７】
図３に示す構成の複写機において、感光体クリーニングユニット３００及び転写ベルトユニット４０５内の転写ベルトクリーニングユニット４１０は共にブレードクリーニング方式を用いた例を示す。現像ユニット２００は感光体１００上の潜像を現像するための現像ローラや現像剤撹拌用の撹拌パドル等を備えた現像部と、該現像部にトナーを補給するためのトナー補給部とにより構成されており、このトナー補給部にはトナー貯蔵手段（貯蔵タンク等）５２から移送経路５１を経て未使用のトナーが供給されるようになっている。
【００１８】
この例では、感光体クリーニングユニット３００及び転写ベルトクリーニングユニット４１０は、画像形成装置の残留トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段の一例を構成し、これらの回収トナーも回収トナー移送装置により、現像ユニット２００のトナー補給部２２０（図７参照）に移送されて再使用に供されるようになっている。
【００１９】
本発明は、回収トナー移送装置に係るものであるので、この回収トナー移送装置について説明すると、感光体クリーニングユニット３００及び転写ベルトクリーニングユニット４１０の回収トナーは、図３に２点鎖線の矢印で示す経路を辿って、回収トナー移送ユニット３２０に送られ、回収トナー移送ユニット３２０の搬送力により２点鎖線の矢印で示す経路を辿って現像ユニット２００のトナー補給部に送られるようになっている。
【００２０】
図４、図５により、感光体クリーニングユニット３００及び転写ベルトクリーニングユニット４１０から回収トナー移送ユニット３２０までの回収トナーの流れを説明する。感光体クリーニングユニット３００に回収されたトナーは、当該感光体クリーニングユニット３００の一部に設けられた筒状の回収トナー排出部３０１を通り、これと係合する回収トナー移送ユニット３２０の一部であるトナーガイド部材３２１に移送される。
【００２１】
このトナーガイド部材３２１は、鉛直方向に長さを有する筒状の部分を有する。このトナーガイド部材３２１には、感光体クリーニングユニット３００の一部に具備された回収トナー排出部３０１と、転写ベルトクリーニングユニット４１０の一部に設けられた回収トナー排出部４１１とが係合されており、それぞれの回収トナー排出部３０１，４１１の内部には回収トナー排出部材（コイルスクリュー等）３０２，４１２が内蔵されていて、感光体クリーニングユニット３００及び転写ベルトクリーニング装置４１０により回収されたトナーをトナーガイド部材３２１へ移送する。トナーガイド部材３２１は感光体クリーニングユニット３００から回収トナー移送用の粉体ポンプ３３０へトナーを送るためのトナー移送経路（動作時）及び回収容器（非動作時）の役割を果たす。
【００２２】
同様に転写ベルトユニット４０５の転写ベルトクリーニングユニット４１０により回収されたトナーについても同様に転写ベルトユニット４０５の一部に設けられた回収トナー排出部４１１に移送される。尚、図中の符号１１０は複写機本体１０の本体構造体（本体駆動後側板）であり、感光体クリーニングユニット３００や転写ベルトユニット４０５、感光体１００、現像装置２００、その他の画像形成部材、回収トナー移送ユニット３２０の支持部材３３９等が取り付けられている。
【００２３】
図３の例では転写ベルト４００を用いた画像形成装置を示しているが、この転写ベルト４００に替えて従来より用いられているコロナ転写装置やバイアスローラ転写装置を用いてもよく、これらの転写装置を用いた場合には、図３、図４の転写ベルトクリーニングユニット４１０は不要となる。図６は回収トナー移送ユニット３２０の構造を示す要部断面図である。
【００２４】
図６において、回収トナー移送用の粉体ポンプ３３０は従来公知の通称”モーノポンプ”と呼ばれるものを一例として示している。これはローター３３１と、このローター３３１を包み込むように配置され該ローターの通路を有し該ローターと接触係合する固定されたステーター３３２より構成されるスクリューポンプである。ローター３３１は横搬送スクリュー３３３の一端側とほぼ同軸で係合し、かつ横搬送スクリュー３３３の他端部はシール部材３３４を介して支持部材３３９に固定された軸受３３５に支持され、ホッパー３３７外の従動歯車３３６と係合している。この横搬送スクリュー３３３が内部に配設されているホッパー３３７は支持部材３３９に支持されトナーガイド部材３２１と係合し、粉体ポンプ３３０への回収トナー移送経路を構成している。
【００２５】
粉体ポンプ３３０はホルダー３３８により支持部材３３９に取り付けられ、ホッパー３３７と連結されている。駆動モータ３４０は支持部材３３９に取り付けられ、その駆動軸端部に駆動歯車３４１を持ち、この駆動歯車３４１は前述の従動歯車３３６と係合している。従って、駆動モータ３４０が回転すると、駆動歯車３４１及び従動歯車３３６を介して横搬送スクリュー３３３及びローター３３１が回転し、トナーガイド部材３２１を介してホッパー３３７内に移送されて来た回収トナーが横搬送スクリュー３３３により粉体ポンプ３３０に移送される。
【００２６】
粉体ポンプ（モーノポンプ）３３０は、横搬送スクリュー３３３を介して駆動モータ３４０と連結されたロータ３３１と、ゴム材料等の弾性体で作られていてロータ３３１を包囲している固定されたステーター３３２と、このステーター３３２を保持するホルダー３３８等を具備している。ステーター３３２の側面とホルダー３３８の内部側面の間には１ｍｍ程度の隙間があり回収トナー通路（吐出部）３５０に連通しており、その隙間から回収トナー通路３５０に吹き込むように、空気供給口３５１が設けられている。空気供給口３５１は内側で回収トナー通路３５０に連通しており、その外側は図４に示すように空気供給手段であるエアーポンプ３６０に設けられた空気吐出口３６１とエアー供給管３６２を介して連通している。エアーポンプ３６０はモータ３４０と動機していて、機械外部に設けられた吸入管３６３から空気を吸い込み、空気供給口３５１を介して回収トナーに１リットル／分程度の送風量でエアーを吹き込む。これにより、粉体ポンプ３３０の回収トナー通路３５０から出る回収トナーは流動化が促進され、粉体ポンプ３３０での回収トナー移送が確実なものとなる。
【００２７】
粉体ポンプ３３０より吐出されたトナーはトナー供給パイプ３８０を経て図７に示すトナー捕集装置（サイクロン方式）２３０に送られる。
【００２８】
このトナー捕集装置２３０は、現像ユニット２００とは別体で構成されたユニット構造であり、回収トナー移送ユニット３２０からトナー供給パイプ３８０を介して空気との混合状態で移送されてきた回収トナーを空気と分離して捕集し、現像ユニット２００のトナー補給部２２０に回収して未使用のトナーと混合し、再使用するために用いられる。また、図示していないが、トナー捕集装置２３０には前述したトナー貯蔵手段５２からの移送経路５１を構成するパイプも接続されている。
【００２９】
図７に示すように、トナー捕集装置２３０は現像ユニット２００のトナー補給部２２０のホッパー２２０Ａの上部に設置され、縦方向に長手方向が設定された漏斗形状のトナー分離部２３０Ａを有しており、このトナー分離部２３０Ａは、回収トナー供給パイプ３８０などを介して空気との混合状態で移送されてきたトナー（回収トナーあるいは補給トナー）と空気とを分離し、トナーのみを重力により落下させてトナー補給部２２０のホッパー２２０Ａ内に導入することができるように構成されている。このためトナー分離部２３０Ａの上部位置にはトナー供給パイプ３８０などの一端が連結され、下部位置にはトナー補給部２２０のホッパー２２０Ａに連結された開口２３０Ｂが形成されている。これにより、トナー供給パイプ３８０等から送られてくる空気とトナーの混合気は、トナー分離部２３０Ａの内周壁に衝突すると、トナー分離部２３０Ａの形状及び各パイプからの吐出位置とにより、螺旋運動しながら下降し、比重の軽い空気が上昇する一方、比重の大きいトナーのみが落下することになるので空気とトナーとが分離され、トナーのみが捕集されてトナー補給部２２０のホッパー２２０Ａ内に落下し回収される。また、分離された空気はトナー分離部２３０Ａの上部に設けられたフィルタ２３１から吐き出される。したがって、トナーと空気とが確実に分離され、トナーのみが現像ユニット２００のトナー補給部２２０に供給される。
【００３０】
（二）請求項記載の発明の例
図１において、粉体ポンプ３３０の駆動モータ３４０は、駆動モータ制御回路３４０Ａにより駆動される。駆動モータ制御回路３４０Ａはポート３９０を介して制御手段としてのＣＰＵ７００からの制御信号により駆動される。また、エアーポンプ３６０はエアーポンプ制御回路３６０Ａにより駆動され、ポート３９０を介してＣＰＵ７００からの制御信号により駆動される。ＣＰＵ７００には、複写機本体１０に内蔵されたコピー枚数カウンター４０１から、実際にとられたコピー枚数の情報が刻々と入力されるようになっている。ここで、ＣＰＵ７００は、粉体ポンプ３３０を複写機によるコピー動作中、間欠運転させる制御手段の一例を構成する。この間欠運転の内容は、粉体ポンプ３３０を設定枚数コピー毎に一定時間動作させる制御であり、空気供給手段としてのエアーポンプ３６０を粉体ポンプ３３０と同期して動作させるという制御を行なうことができる。
【００３１】
通常、複写機では、感光体クリーニングユニット３００及び転写ベルトユニット４０５から回収されるトナーは非常に少なく、例えば、コピー１００枚当たり、最大でも１０ｇ以下であり、トナーガイド部材３２１の容量が５０ｇであればコピー５００枚に一度、粉体ポンポンプ３３０つまり駆動モータ３４０を駆動すればよい。
【００３２】
また、粉体ポンプ３３０の最大吐出量（吐出能力）が３０ｇ／分であれば駆動モータ３４０の動作時間は２分間でよい。従って、５０枚機（５０枚／分）の複写機であれば、１０分待機、２分動作（或いは、５分待機、１分動作）に設定できる。このとき動作時間は複写機本体の駆動と同期した場合に比べて２分／１２分、つまり１／６になる。
【００３３】
この例を、図２のフローチャートで説明すると次のようになる。コピーが開始されると、ステップＳ１においてコピー枚数カウンター４０１により、１からカウントアップがなされる。ステップＳ２においてカウント値、つまりコピー枚数が５００枚に達したと判断されると、ステップＳ３において駆動モータ及びエアーポンプ３６０が共にオンにされる。これらのオン状態は、ステップＳ４に示されるように２分間継続され、この時間が経過するとオフ、つまり停止される。次いで、ステップＳ５においてコピー枚数カウントがクリアされる。
【００３４】
このように、図２のフローは、粉体ポンプ３３０とエアーポンプ３６０とを同期させた例である。なお、これは一例であり、回収トナー量や粉体ポンプの吐出能力は、各条件で変わってくるので、機械毎に設定が異なってくる。
【００３５】
上記ように、粉体ポンプ３３０を間欠運転することにより、その動作時間を大幅に減少させ粉体ポンプ３３０の温度上昇を最小限に抑えることができる。これにより、トナーの高温ブロッキングの発生、及び、トナーの流動性の劣化を防止し、確実な回収トナー移送を行なうことができる。また、温度上昇を抑えることができるので回収トナーへの熱的ストレスによるダメージを防ぎ、回収トナーの再使用に対しても十分適用できる。また、粉体ポンプ３３０のステーター３３０の摩耗やローター３３１のトナー固着を防止し、粉体ポンプの耐用期間を延ばすことができる。さらに、空気供給手段であるエアポンプ３６０も間欠運転されることがら、エアポンプ３６０の動作時間も大幅に減少することとなり、エアポンプ６０の耐用期間も延ばすことができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、トナー捕集手段によりトナーと空気とが確実に分離されトナーのみが現像装置に移送され、かつ、粉体ポンプの作動が間欠的となるので、可動部の発熱が抑えられ、トナーの高温ブロッキングが発生せず、トナーの流動性劣化が発生しないので確実な回収トナー移送が可能となり、回収トナーが熱ストレスにより再使用できないということがなくなり、粉体ポンプ性能の劣化が早期に訪れる、等の問題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における間欠運転用の制御手段を説明したブロック図である。
【図２】本発明における間欠運転の手順を説明したフローチャートである。
【図３】本発明の実施に適する画像形成装置の概略構成図である。
【図４】トナーの移送にかかる感光体クリーニングユニットと回収トナー移送ユニットとの関係を説明したこれらユニットの要部斜視図である。
【図５】感光体クリーニングユニット及び転写ベルトクリーニングユニットから回収トナー移送ユニットに至る搬送経路を説明した部分断面図である。
【図６】回収トナー移送ユニットの要部断面図である。
【図７】トナー捕集装置及び現像ユニットの要部断面図である。
【符号の説明】
３３０    粉体ポンプ
３６０    エアーポンプ
【図１】
0003784115.tif 000002
【図２】
0003784115.tif 000003
【図３】
0003784115.tif 000004
【図４】
0003784115.tif 000005
【図５】
0003784115.tif 000006
【図６】
0003784115.tif 000007
【図７】
0003784115.tif 000008