JP2002287588A

JP2002287588A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002287588A
Application number: JP2001083793A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Saito; 洋斉藤; Hiroshi Ishii; 宏石井; Toshihiro Sugiyama; 敏弘杉山; Yuji Suzuki; 裕次鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】粉体スクリューポンプの駆動回転数を可変と
し、機内温度上昇や使用状況から想定した回収トナーの
劣化状態に応じて、必要時のみ回転数を上げることで、
粉体スクリューポンプのトナー搬送能力及び寿命を満足
することで、確実なトナー搬送を行う。【解決手段】クリーニング手段６から回収した回収ト
ナーを現像手段４に戻す回収トナー移送手段と、回収ト
ナー移送手段を間欠駆動する間欠駆動手段と、を備え、
回収トナー移送手段として少なくともスクリューポンプ
とエアポンプを用いるものにおいて、回収トナー移送手
段の駆動回転数を可変とする。

Description

【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、ファクシミリ装置あるいはこれらの複合機
等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に電子写真
方式によ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、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】電子写真方式の画像形成装置において、
形成画像を被転写体に転写した後の画像担持体の感光体
ドラム上等に付着して残留する残留トナーをクリーニン
グブレード等で除去して回収するクリーニング装置は、
従来から知られている。近年になり資源の有効利用や運
転コストの低減が求められていることから、そのクリー
ニング装置で回収された残留トナーを再利用するため
に、回収トナーの移送装置で現像手段へ戻して新規トナ
ーと混合し、再び画像担持体としての感光体ドラム上の
トナー像の形成に再使用する画像形成装置が公知である
（特開平６−１７５４８８号の公報を参照）。上記した
回収トナーの移送装置としては、移送経路の自由度が高
く、粉体の移送が可能なポンプとして、通称はモーノポ
ンプと言われる粉体スクリューポンプが用いられ、さら
にエアポンプからの送風により回収トナーと空気を混合
状態にして流動化して移送することも公知である（特開
平１１−７３０７９号の公報を参照）。粉体スクリュー
ポンプを用いた回収トナーの移送装置において、クリー
ニング手段で回収されて粉体スクリューポンプで空気と
の混合気として弾性体の管内を搬送される回収トナーを
確実に搬送するためには、寿命(ロータとステータの密
閉性)、温度上昇、トナー飛散などの問題から、粉体ス
クリューポンプを常時駆動することなく、あらかじめ設
定されたタイミングで間欠駆動するようになっている。
回収トナー移送手段に用いられる粉体スクリューポンプ
は、回収トナーを流動化させて空気との混合気として搬
送させる方式であるため、回収トナーの流動性(凝集度)
によってトナー搬送能力（トナー搬送量）が変化すると
いう特性がある。具体的には回収トナーの流動性(凝集
度)が劣化するに従い、トナーが流動化しにくくなるた
めトナー搬送能力は低下する。また、トナー搬送能力は
粉体スクリューポンプの駆動回転数とも関連しており、
回転数が低いほど回収トナーの流動性の影響を受けやす
く、回収トナーの流動性が劣化するに従い、トナー搬送
能力は低下する。したがって粉体スクリューポンプの駆
動回転数は回収トナーの流動性が最も悪化する場合で
も、トナー搬送能力が低下しないような高回転での設定
が必要となる。なお、回収トナーの流動性は機内温度が
高くなればなるほど悪化することが知られている。一
方、粉体スクリューポンプは、ロータとステータの摺動
摩擦によりステータの摩耗が進み、ロータとステータの
密閉性が確保できなくなった時点で、トナー搬送も不可
となる。スクリューポンプの駆動回転数が高いほど、ス
テータの摩耗は促進される。したがって寿命の点から
は、スクリューポンプの駆動回転数は低回転での設定が
必要となる。従って、従来の画像形成装置においては、
寿命を満足するために低回転に設定すると、機内温度上
昇時のトナー搬送能力が低下するという不具合があり、
逆にトナー搬送能力を維持するために高回転に設定する
と、寿命が短くなるという不具合があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題の
解消を図るため、粉体スクリューポンプの駆動回転数を
可変とし、機内温度上昇の状況や、使用状況から想定し
た回収トナーの劣化状態に応じて、必要時のみ回転数を
上げることで、粉体スクリューポンプのトナー搬送能力
及び寿命を満足させて、確実なトナー搬送を行うことを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、画像担持体上に形成したトナー
像を被転写体に転写した後に画像担持体上等に残留する
残留トナーを回収し現像手段に戻して再使用する電子写
真方式画像形成装置であって、回転可能に支持されてト
ナー像を担持する画像担持体と、該画像担持体上に静電
潜像を形成する露光手段と、該画像担持体上の静電潜像
を現像してトナー像とする現像手段と、該画像担持体上
のトナー像を被転写体に転写する転写手段と、該トナー
像の転写後に画像担持体上に残留する残留トナーを回収
するクリーニング手段と、該クリーニング手段から回収
した回収トナーを現像手段に戻す回収トナー移送手段
と、前記回収トナー移送手段を間欠駆動する間欠駆動手
段と、を備え、前記回収トナー移送手段として少なくと
もスクリューポンプとエアポンプとを用いるものにおい
て、前記回収トナー移送手段の駆動回転数を可変とする
ことを特徴とする。請求項２の発明は、請求項１記載の
画像形成装置において、機内温度を検知する温度検知手
段を備え、この検知手段の検知情報に応じて、前記回収
トナー移送手段の駆動回転数を制御することを特徴とす
る。請求項３の発明は、請求項１記載の画像形成装置に
おいて、運転状況に応じて、前記回収トナー移送手段の
駆動回転数を制御することを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る画
像形成装置としてのデジタル複写機の概略構成図、図２
は画像形成部を中心とした要部構成図であり、このデジ
タル複写機は、周知の電子写真方式を用い内部にドラム
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、電子写真複写行程を実施する帯
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が順次配置されている。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によって読み取っ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から供給されるトナーによってトナー像化さ
れ、そのトナー像が給紙装置９から給送されてくる転写
紙に転写手段５によって静電転写される。トナー像が載
った転写紙は、定着手段１０に搬送、定着された後に、
機外へ排出される。

【０００６】次に図１、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あり、現像タンク５０内に
キャリアとトナーからなる現像剤Ｄを内包している。現
像手段４が静電潜像を現像してトナー像を形成すると、
現像剤のトナーが消費され、その割合（トナー濃度）が
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Vtがトナー濃度の目標値Vrefに対し
て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下ケースにと
りついている透磁率センサ５２によって測定される。ト
ナー濃度の目標値Vrefは感光体上に作成した測定用トナ
ー像(Ｐパターン)をフォトセンサーで測定した値Vspに
より設定される。トナーホッパ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、キャリアと攪拌・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５
６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。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によって転写紙に静
電転写されるが、約１０％のトナーは未転写となって感
光体上に残る。未転写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
光体から掻き落とされるようになっていてこの掻き落と
された回収トナーはリサイクルトナー（Ｔ）として再使
用するために排出口６ｃから自重落下して、後述するト
ナーガイド部材１６により気体流移送手段に回収トナー
として搬送される。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。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上に残留トナーは、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に排
出口５ｂから自重落下して、トナーガイド１８を介して
回収トナー容器としての廃トナータンク１４に送られ
る。

【０００７】図３、及び図４は画像形成装置の外装体を
除去した内部構成を示す斜視図、及び要部斜視図であ
り、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に固定された中空筒状のステータ２２
と、ステータ２２の内壁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２
４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、従動ギヤ２９と係合し
ている。この粉体スクリューポンプ２０は、感光体1上
に潜像を書き込む画素をカウントする画素数検出手段の
画素数検出信号により、ＭＰＵ（制御部）１７を介し
て、回転数可変の駆動モータ２７、駆動ギヤ２８により
ロータ２３、駆動軸２４が回転駆動を開始して回収トナ
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
なっている。駆動モータ２７の回転数をＭＰＵ１７が任
意に変更できる結果として、回収トナー移送手段の回転
駆動数をも可変にすることができる。ＭＰＵ１７，駆動
モータ２７は、間欠駆動手段を構成している。以上が請
求項１の実施例の構成・動作となる。

【０００８】次に、請求項２に対応する実施形態に係る
回収トナーの搬送制御の例を説明する。請求項１の説明
においては、画素数検出手段が検知した画素数検出信号
に基づいて粉体スクリューポンプ２０の間欠駆動を制御
する例を説明したが、この実施形態では、更に機内温度
を検知する温度センサを追加して、機内温度が上昇した
ら粉体スクリューポンプ２０の駆動回転数を高回転とす
ることでトナー搬送能力を維持するようにしている。図
５のフローチャートには請求項２に対応する実施形態の
制御例を示す。ステップ１では、画素数検出手段がカウ
ントした画素数ｎを出力し、ステップ２において画素数
ｎが画素数所定値（Ｘ）と比較される。ステップ２にお
いてｎ≧Ｘである場合には、ステップ３へ進み、駆動時
の機内温度Ａを機内温度所定値（Ｙ）と比較する。その
結果、Ａ≧Ｙでない場合には、駆動モータを出力“ｌｏ
ｗ”にて駆動する（ステップ１０）。ステップ３におい
て、Ａ≧Ｙの場合には、駆動モータを出力“ｈｉｇｈ”
にて駆動する（ステップ１１）。ステップ４以降では、
選択された駆動回転数によって回収トナー移送動作を行
う。ステップ５，６において、駆動モータをＯＦＦした
あとに、エアポンプをＯＦＦするのは、搬送チューブ内
にトナーが滞留することを防止するためである。

【０００９】次に、請求項３に対応する実施形態の回収
トナーの搬送制御について説明する。請求項３の目的は
請求項２と同様であるが、請求項３においては温度セン
サを用いずに同様の目的を達成しようとするものであ
る。即ち、通常、画像形成装置を設置するオフィス環境
では、極端な高温環境となることはなく、回収トナーの
流動性を劣化させる機内温度上昇が起きるのは、複写機
の連続使用時の機内温度上昇による場合が大半である。
そこで、本実施形態では、機内温度上昇とは無関係に複
写機の使用Duty（運転状況）から温度上昇を想定し制御
するようにしている。図６のフローチャートにその制御
例を示す。ステップ２１では、画素数検出手段がカウン
トした画素数ｎを出力し、ステップ２２において画素数
ｎが画素数所定値（Ｘ）と比較される。ステップ２２に
おいてｎ≧Ｘである場合には、ステップ２３へ進み、過
去６０分間のメインモータの動作時間Ｂをメインモータ
の動作時間所定値と比較する。そして、Ｂ≧Ｙでない場
合には、駆動モータを出力“ｌｏｗ”にて駆動する（ス
テップ３０）。ステップ２３において、Ｂ≧Ｙの場合に
は、駆動モータを出力“ｈｉｇｈ”にて駆動する（ステ
ップ３１）。ステップ２４以降では、選択された駆動回
転数によって回収トナー移送動作を行う。ステップ２
５，２６において、駆動モータをＯＦＦしたあとに、エ
アポンプをＯＦＦするのは、搬送チューブ内にトナーが
滞留することを防止するためである。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、粉体スクリューポンプ
の駆動回転数を可変とし、機内温度上昇や使用状況から
想定した回収トナーの劣化状態に応じて、必要時のみ回
転数を上げることで、粉体スクリューポンプのトナー搬
送能力及び寿命を満足することで、確実なトナー搬送を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置として
のデジタル複写機の概略構成図。

【図２】画像形成部を中心とした要部構成図。

【図３】画像形成装置の内部構成を示す斜視図。

【図４】粉体ポンプの拡大図。

【図５】請求項２に対応する実施形態のフローチャー
ト。

【図６】請求項３に対応する実施形態のフローチャー
ト。

【符号の説明】

１ドラム状感光体、２帯電器、３露光手段、４
現像手段、５転写手段、６クリーニング手段、９給
紙装置、１７ＭＰＵ（制御部）、２０粉体スクリュ
ーポンプ、２１ホルダ、２２ステータ、２３ロー
タ、２４駆動軸、２７駆動モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木裕次東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H027 DA13 DA39 DE07 ED30 EE04 EE07 2H077 AA15 AA37 AB03 AC03 AC16 AD02 AD06 AD13 AD24 AE06 DA18 DB25 EA03 2H134 GA01 GB02 HB00 HD00 JA02 JA03 JA11 JA14 KA29 KA33 KB11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像担持体上に形成したトナー像を被転
写体に転写した後に画像担持体上等に残留する残留トナ
ーを回収し現像手段に戻して再使用する電子写真方式画
像形成装置であって、回転可能に支持されてトナー像を
担持する画像担持体と、該画像担持体上に静電潜像を形
成する露光手段と、該画像担持体上の静電潜像を現像し
てトナー像とする現像手段と、該画像担持体上のトナー
像を被転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写
後に画像担持体上に残留する残留トナーを回収するクリ
ーニング手段と、該クリーニング手段から回収した回収
トナーを現像手段に戻す回収トナー移送手段と、前記回
収トナー移送手段を間欠駆動する間欠駆動手段と、を備
え、前記回収トナー移送手段として少なくともスクリュ
ーポンプとエアポンプとを用いるものにおいて、前記回収トナー移送手段の駆動回転数を可変とすること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、
機内温度を検知する温度検知手段を備え、この検知手段
の検知情報に応じて、前記回収トナー移送手段の駆動回
転数を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、
運転状況に応じて、前記回収トナー移送手段の駆動回転
数を制御することを特徴とする画像形成装置。