JP3576762B2 - 画像形成装置の回収現像剤処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成処理後に残留する現像剤を回収し、その回収現像剤を処理するための画像形成装置の回収現像剤処理装置にものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真複写方式の画像形成装置は、一様帯電された像担持体としての感光体上に露光や光書き込み等によって静電潜像を形成し、この静電潜像を、例えば磁性キャリアとトナーとを混合した二成分系現像剤のトナーあるいは両者を一体化した一成分系現像剤を用いて可視像化処理し、その可視像を転写材に転写して複写物を得るものである。
【０００３】
画像形成装置においては、可視像転写後に感光体や中間転写体のような像担持体上に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置が設けられている。転写ベルトや、転写された可視像を有する転写材を定着装置へ送る搬送装置等、他の画像形成部位においても最終的に画像形成に供されなかったトナーが残り、このような残留トナーについてもクリーニング装置が備えられているものがある。これらクリーニングによって回収された残留トナーは、そのまま廃棄ボトルへ回収して廃棄するように処理されていた。
【０００４】
しかし、近年に至り資源の有効利用が求められ、回収されたトナーについても再利用することが求められるようになった。そこで、クリーニング装置に回収されたトナーを現像装置やトナー補給装置に移送する機構が数多く提案されている。
【０００５】
ところが、実際にリサイクルトナーを再利用しようとすると、回収トナーには紙粉が混じっていたり、適正サイズよりも遥かに大きいトナー核（トナーが凝集したもの）が少なからず存在する。そのため、このような回収トナーをそのまま現像装置へ戻すと、これら紙粉やトナー凝集塊によって白抜けや黒点が生じるなど、異常画像が発生することが多く、画像品質の点で問題を抱えている。
【０００６】
このような問題を解消するため、回収トナーをリサイクルに適した適トナーと画像品質を悪化させる可能性が高い不適トナーとに区別する分級装置を設けることが提案されている。このように、回収トナーを分級装置により分級することでリサイクルトナーを用いる弊害を軽減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の分級装置はある程度の分級精度を得られるとしても完全ではなく、よってリサイクル可能なトナーを廃棄してしまったりすることが起きた。さらに、回収トナーのすべてを分級するにはそれに見合った分級処理能力を有する分級装置を設ける必要もあった。
【０００８】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、回収された現像剤に対しリサイクルするか廃棄するかを高精度に区分けしてリサイクル現像剤を使用した場合の弊害を軽減することができる画像形成装置の回収現像剤処理装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を解決するために、画像形成処理後に残留する現像剤を回収し、その回収現像剤を処理するための画像形成装置の回収現像剤処理装置において、前記回収現像剤の状態に応じて、すべての現像剤を現像装置に戻す処理か、分級手段を介して適現像剤を現像装置に戻し、かつ不適現像剤を廃棄する処理かが選択されることを特徴としている。
【００１１】
さらにまた本発明は、上記の目的を解決するために、画像形成処理後に残留する現像剤を回収し、その回収現像剤を処理するための画像形成装置の回収現像剤処理装置において、前記回収現像剤の状態に応じて、すべての現像剤を現像装置に戻す処理、分級手段を介して適現像剤を現像装置に戻し、かつ不適現像剤を廃棄する処理、及びすべて現像剤を廃棄する処理の何れか１つが選択されることを特徴としている。
【００１２】
なお、本発明は通紙モード時に回収した現像剤に対し、前記分級手段を介した適現像剤を現像装置に戻し、不適現像剤を廃棄する処理が行われると、効果的である。
【００１３】
また、本発明は非通紙モード時に回収した現像剤に対し、すべての現像剤を現像装置に戻す処理が行われると、効果的である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を添付図面に従って詳細に説明する。なお、当然ながら、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る回収現像剤処理装置を具備する画像形成装置の概略図である。
図１において、符号１は像担時体としての感光体ドラムであり、この感光体ドラム１が矢印方向に回転駆動されるとき、帯電器２によって一様に帯電された部分に画像露光（図示せず）が行われ、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。この潜像は、現像装置１２によりトナー像として顕像化される。一方、転写紙Ｐは図示していない給紙部からレジストローラ１４を経由して画像形成部へ搬送され、転写ベルト４０を有する転写装置により感光体ドラム１上のトナー像を転写され、転写ベルト４０によって定着装置（図示せず）へ送られる。
【００１６】
転写紙へ転写されず感光体ドラム１上に残留したトナーは、クリーニング装置３０のクリーニングブレード３１により掻き取られ、搬送スクリュー等によって装置本体奥側へ搬送される。また、転写ベルト４０の表面も感光体ドラム１上のトナーや転写紙からの紙粉により汚れるが、クリーニングブレード４２を有するベルトクリーニング装置４１によりこれらトナーや紙粉が掻き落とされ、搬送スクリュー等によって装置本体奥側へ搬送される。
【００１７】
図２及び図３において、装置本体奥側にはクリーニング装置３０及びベルトクリーニング装置４１のクリーニングによってそれぞれ回収したトナーを排出する排出口３２及び４３が設けられ、排出口３２，４４は回収トナー処理装置７０に接続されたパイプ６０に経路６５，６６を介して連結されている。
【００１８】
回収トナーのトナー処理装置７０への搬送は、パイプ６０に内蔵された搬送スクリュー６４がモータ６１によってギヤ６２、６３を介して駆動力を受けて回転することによってなされる。このパイプ６０は、回収トナー処理装置７０のケース７１に嵌合され、ケース７１内には現像剤分級手段としてのトナー分級装置８０及び回収トナーを現像装置１２に移送するトナー移送装置９０が設けられている。
【００１９】
トナー分級装置８０は、円筒状の分級網８１を有し、分級網８１は同径の円筒部材８２を介して排出口８３Ａが形成されたホルダー８３に固定保持されている。このホルダー８３は、搬送スクリュー６４からの回転駆動を受けて回転するようになっており、これにて分級網８１も回転される。また、ホルダー８３にはケース７１の外部まで延在するガイド軸８４が一体的に設けられ、ガイド軸８４はケース７１に軸受け７２を介して回転可能で、かつスラスト方向に移動可能に支持されている。ガイド軸８４の先端は、ケース７１外で分級網移動手段８５が回転自在に連結されている。この分級網移動手段８５は、移動モータ８６によって巻き取り巻き戻しされるワイヤー８７を有し、ワイヤー８７には途中にスプリング８８を介在させている。
【００２０】
他方、上記トナー移送装置９０はトナー分級装置８０の下方に配置され、ケース７１内に搬送スクリュー９１と、これに連接するようにしてスクリューポンプ９２を配置している。このスクリューポンプ９２は、ケース７１に取り付けられているホルダー９３に挿填されているゴム等の弾性体で作られたダブルピッチの螺旋溝を形成した雌ねじ形ステータ９４と、該ステータ９４内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータ９５とにより構成されている。このロータ９５は、搬送スクリュー９１軸の一端とネジあるいはピン等によって一体的に結合されており、搬送スクリュー９１の他端はケース７１を貫通し、ケース７１外でギヤ９６，９７を介して駆動モータ９８の駆動を受けている。
【００２１】
また、ケース７１には図３における右側下部には開口７３が形成され、開口７３は図２に示す廃棄タンク１００に連通されている。
ところで、クリーニング装置３０や転写装置から回収されたトナーは、ニュートナーと比べ凝集して大粒化している割合が多く、この大粒化しているトナーが感光体から転写紙に転写されるとき、感光体と転写紙との密着性を低下させ、大粒トナーの半径約１〜２ｍｍの転写率が低下するため、黒ベタ部の白抜けを発生させる。また、転写紙の一部、例えば紙の繊維や添加剤等が回収トナーに混入し、画像の白抜けや現像器内の滞留により現像の妨げとなる。そこで、回収トナーの分級は、大粒化トナーや紙の繊維、添加剤とリサイクル可能なトナーとを分別するために行われる。
【００２２】
しかし、回収されるトナーは殆どが大粒化したトナーであるもの、大粒化トナーや紙の繊維、添加剤を含んでいるがリサイクル可能なトナーも多く含んでいるもの、殆どがリサイクル可能なトナーであるもののように、使用時の状況等で状態が異なる。従って、回収トナーの分級は２番目の大粒化トナーや紙の繊維、添加剤を含んでいるがリサイクル可能なトナーも多く含んでいる状態の場合有効であるが、回収トナーが１番目の大粒化トナーが多く含まれている状態や３番目の殆どがリサイクル可能なトナーである状態では分級すること自体無駄である。そして、すべての回収トナーを分級するようにすると、分級装置が完璧な精度を持っているわけではないため、リサイクルトナーに大粒化トナーや紙の繊維、添加剤が混じってしまったり、リサイクル可能なトナーを廃棄してしまうことがある。さらに、分級網が目詰まりする可能性も高くなり、また分級するトナー量も多くそれを速やかに処理できる能力を持った装置が要求される。
【００２３】
そこで、本発明では回収トナーの殆どが大粒化したトナーである状態ではそのすべてを廃棄する処理をし、大粒化トナーや紙の繊維、添加剤を含んでいるがリサイクル可能なトナーも多く含んでいる状態では分級を行う処理をし、殆どがリサイクル可能なトナーである状態ではそのすべてを現像装置１２に戻す処理を自動的に選択して行うように構成している。
【００２４】
具体的には、大粒化トナーが発生する原因の１つとして、トナーに加えられる熱があり、複写機等の通紙モードで連続使用されると、機内の温度が５０℃〜６０℃以上に上昇することがあり、搬送時の温度が５０℃〜６０℃以上に達するとトナーの大粒化が加速され、回収トナーはリサイクルトナーとしての使用が殆ど不可な能状態である。
【００２５】
本実施の形態では、例えば、感光体もしくはその近傍に温度検出器（図示せず）を配置して温度を監視し、感光体が大粒化する温度まで上昇すると、図示していない制御手段により回収トナーはすべて廃棄する処理が選択される。この処理に際しては、図５に示すように、分級網移動手段８５によりワイヤー８７を巻き解き分級網８１をケース７１の最左端側に移動させる。この状態では、パイプ６０のトナー排出部６７が分級網８１よりホルダー８３側に位置し、該位置において排出される回収トナーはそのほぼすべてがホルダー８３の排出口８３Ａから下方へ落下し、開口７３を介して廃棄ボトル１００に回収される。
【００２６】
かくして、熱によって殆どが大粒化された回収トナーは分級網８１を通過させることなく、廃棄ボトル１００に回収することができる。
また、通紙モードで機内の温度が大粒化する温度に達していないときは、回収トナーに紙の繊維、添加剤及び大粒化トナーとリサイクル可能なトナーとが混じり合った状態であり、この場合には分級作用を施すように処理が制御手段によって選択される。この処理に際しては、図４に示すように、分級網移動手段８５によりワイヤー８７を図５のときよりも巻き付け、分級網８１をケース７１のほぼ中央に移動させる。この状態では、パイプ６０のトナー排出部６７が分級網８１内に位置し、該位置において排出される回収トナーは分級網８１を通過できた搬送スクリュー９１上へ落下する。一方、分級網８１を通過できなかったトナーはホルダー８３の排出口８３Ａから下方へ落下し、廃棄トナーとして開口７３を介して廃棄ボトル１００に回収される。
【００２７】
搬送スクリュー９１上に落下したトナーは、該スクリューにつながるスクリューポンプ９２によりリサイクルトナーとして現像装置１２に移送される。このとき、スクリューポンプ９２のトナー吐出側に図２に示すエアーポンプ１０２からエアーを供給すれば、このエアーによりトナーは、流動化が促進され、スクリューポンプ９２による移送が確実なものとなる。さらに、スクリューポンプ９２を用いれば、その吐出側に接続するホース１０１はフレキシブルな例えば、軟質塩化ビニル、シリコン、ナイロンあるいはテフロン（商品名）等からなるチューブ状のものを用いることができるため、移送経路は自在で、高位置を含んだ上下左右任意の方向に自由に移送することができる。しかも、スクリューポンプ９２によるトナー移送は、トナーに機械的ストレスが加わらないため、リサイクルするトナーの移送に極めて有効である。
【００２８】
また、上記分級網８１は例えばステンレス線材や樹脂線材等により編まれてなっている。このとき、適正トナーの平均粒径が１０μｍ程度で、大粒化したトナーは１００μｍくらいであるので、分級網８１の目の粗さは１００μｍに設定する。これにより、大粒化したトナーと適正トナーとを区分けすることができる。また、分級処理は大粒化しかかったトナーをほぐすことで細粒化させ、適正化したトナーにする役目も持っている。
【００２９】
次に、フリーランと呼ばれるような調整モード時においては通紙を行わないので、回収トナーはそのままリサイクルトナーとして利用することができる。よって、調整モードが選択されたときには制御手段によって回収トナーをほぼすべて適正トナーとして現像装置に戻す処理が選択される。この処理に際しては、図３に示すように、分級網移動手段８５によりワイヤー８７を図４のときよりもさらに巻き付け、分級網８１をケース７１の右端側に移動させる。この状態では、パイプ６０のトナー排出部６７が分級網８１の手前に位置し、該位置において排出される回収トナーはすべてが搬送スクリュー９１上へ落下する。
【００３０】
かくして、通紙しないため紙の繊維や添加剤を含まず、大粒化されたトナーも殆どない調整モード時の回収トナーは分級網８１を通過させることなく、搬送スクリュー９１上に落下し、そしてスクリューポンプ９２により現像装置１２に移送される。
【００３１】
なお、本発明ではトナーの状態に応じてほぼすべて現像装置１２に戻す処理、分級手段により分級してリサイクルトナーと廃棄トナーとに区別する処理、ほぼすべて廃棄する処理を行う装置について説明したが、回収現像剤処理装置はほぼすべて現像装置１２に戻す処理と、分級手段により分級してリサイクルトナーと廃棄トナーとに区別する処理とを選択して行う装置であってもよい。また、本発明の現像剤処理装置は分級手段により分級してリサイクルトナーと廃棄トナーとに区別する処理と、ほぼすべて廃棄する処理とを選択して行う装置でもよい。
【００３２】
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のみに限定されず、各種改変できるものである。
例えば、上記実施の形態ではクリーニング装置３０及びベルトクリーニング装置４１のクリーニングによってそれぞれ回収したトナーを処理することについて説明したが、本発明はクリーニング装置３０及びベルトクリーニング装置４１の何れか一方の回収トナーを処理するものであってもよい。従って、像担持体のクリーニング装置のみ有する画像形成装置にも当然適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１、２の構成によれば、回収現像剤の状態に応じて、回収現像剤を分級する、分級せずに現像装置に戻すあるいは廃棄するの各処理が選択されるので、分級が不要な回収現像剤まで分級してしまうことが防止され、より効率のよい回収現像剤の処理が得られる。
【００３４】
請求項３の構成によれば、通紙モード時の回収現像剤を分級装置により分別し、リサイクルに適した現像剤を現像装置に戻すことで安定した画像を得ることができる。
【００３５】
請求項４の構成によれば、フリーランのような通紙を行わない調整モード時には回収現像剤をすべて現像装置へ戻すことでリサイクル率をアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像剤処理装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像剤処理装置の斜視図である。
【図３】本発明に係る現像剤処理装置の内部構造を示す断面図であって、回収トナーをすべてリサイクル処理する状態を示す図である。
【図４】本発明に係る現像剤処理装置の内部構造を示す断面図であって、回収トナーを分級処理する状態を示す図である。
【図５】本発明に係る現像剤処理装置の内部構造を示す断面図であって、回収トナーをすべて廃棄処理する状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 感光体
１２ 現像装置
３０ クリーニング装置
４０ 転写ベルト
６０ 回収トナー処理装置
８０ トナー分級装置
８１ 分級網
９０ トナー移送装置

Claims (4)

1. 画像形成処理後に残留する現像剤を回収し、その回収現像剤を処理するための画像形成装置の回収現像剤処理装置において、
   前記回収現像剤の状態に応じて、すべての現像剤を現像装置に戻す処理か、分級手段を介して適現像剤を現像装置に戻し、かつ不適現像剤を廃棄する処理かが選択されることを特徴とする回収現像剤処理装置。
2. 画像形成処理後に残留する現像剤を回収し、その回収現像剤を処理するための画像形成装置の回収現像剤処理装置において、
   前記回収現像剤の状態に応じて、すべての現像剤を現像装置に戻す処理、分級手段を介して適現像剤を現像装置に戻し、かつ不適現像剤を廃棄する処理、及びすべて現像剤を廃棄する処理の何れか１つが選択されることを特徴とする回収現像剤処理装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置の回収現像剤処理装置において、通紙モード時に回収した現像剤に対し、前記分級手段を介した適現像剤を現像装置に戻し、不適現像剤を廃棄する処理が行われることを特徴とする回収現像剤処理装置。
4. 請求項１または２に記載の画像形成装置の回収現像剤処理装置において、非通紙モード時に回収した現像剤に対し、すべての現像剤を現像装置に戻す処理が行われることを特徴とする回収現像剤処理装置。

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