JP3592069B2

JP3592069B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3592069B2
Application number: JP04235498A
Authority: JP
Inventors: 洋斉藤; 宏石井; 敏弘杉山; 一郎小室
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JPH11237823A

Description

【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、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の電子写真方式における画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式における画像形成装置において、転写工程後の像担持体等に残留するトナーをクリーニング手段によって回収し、それにより得た回収トナーを現像手段に戻して再使用することが既に提案されている。このようなトナーリサイクル機構を備えた画像形成装置においては、一旦感光体上に転移しながらも、被転写体上に転写されなかったトナーや、または転写ベルト上に付着残留したトナーを、クリーニング手段で回収した後、その回収トナーをクリーニング手段から現像手段へ移送させるためのトナー移送装置を設けている。
【０００３】
従来、上記したリサイクルトナーを移送する移送装置としては、クリーニング装置と現像装置とをパイプで結び、このパイプの内部に設けられたコイルスクリューによってトナーを移送するものが殆どであった。これは、多くの装置がクリーニング装置と現像装置の高さレベルが同等、もしくは現像装置のトナー受け入れ部がクリーニング装置の回収トナー排出口よりも高いため、重力によりトナーを移送する方式が使用できないためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コイルスクリューによってトナーを移送する装置ではコイルスクリューの確実な回転を保証するために、望ましくは、直線移送または大きな曲線移送が可能となるようにトナーの移送路を確保する必要があった。このため、トナー移送路を画像形成装置本体の背面側に設けると現像装置でもその背面側でトナーを受け入れることになる。また、リサイクルトナーは新規トナーに比べてトナー特性が劣化しており、その使用においても新規トナーと十分に撹拌混合してから現像部に補給することが要望される。しかし、新規トナーはそのトナーボトル等を画像形成装置の前面側にセットするため、現像装置における新規トナーとリサイクルトナーの受け入れ口が大きく離れるため、両トナーが十分に混合されない状態で現像部に補給してしまうという問題がある。
【０００５】
この問題を回避するため、コイルスクリューによってトナーを移送する装置のトナー移送路を画像形成装置本体の前面側に設けることが提案されている。しかし、かかる構成では画像形成部のメンテナンス等において感光体、転写、現像等の各ユニットを引き出す際に、トナー移送路が邪魔になり、その都度取り外す等の作業が必要になるという問題があった。
【０００６】
また、コイルスクリューによってトナーを移送する装置ではコイルスクリューとパイプとの摩擦負荷が非常に大きいため、移送するトナーにストレスを与えて凝集、熱融着等を引き起こし、トナー特性が劣化しているリサイクルトナーをさらに劣化させるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、クリーニング手段によって除去・回収したトナーを良好にリサイクルすることができ、しかもメンテナンス等を効率よく行い得る画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、転写材を搬送する転写ベルトを有する転写手段と、転写後の像担持体に残留するトナーを除去・回収する像担持体用クリーニング手段と、転写ベルトに付着したトナーを除去・回収する転写用クリーニング手段とを有し、像担持体用クリーニング手段により除去・回収されたトナーを現像手段へ移送し、転写用クリーニング手段により除去・回収されたトナーをトナー回収容器へ送る画像形成装置において、前記像担持体用クリーニング手段と転写用クリーニング手段とによりそれぞれ除去・回収されたトナーを移送するトナー移送手段が共に画像形成装置本体の背面側に配設されており、前記像担持体用クリーニング手段のトナー移送手段はスクリューポンプ及びエアー供給手段を有し、トナーを気体流との混合気として画像形成装置本体の前面側に設けられた前記現像手段の回収トナー受け入れ部へ移送し、転写用クリーニング手段のトナー移送手段はトナーをコイルスクリューにより画像形成装置本体の背面側に設けられた前記トナー回収タンクの回収トナー受け入れ部へ移送することを特徴としている。
【００１０】
さらに、前記トナー移送手段からのトナーが画像形成装置本体の背面側から前面側に配回したトナー移送チューブによって前記現像手段に移送されると、効果的である。
【００１１】
さらにまた、本発明は、前記現像手段には、前記回収トナー受け入れ部の近傍に前記新規トナーを受け入れる新規トナー受け入れ部が設けられていると、効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明は、前記現像手段は、像担持体と近接または接触配置された現像剤担持体を有する現像部と、該現像部にトナーを補給するトナー補給部とを有し、該トナー補給部には前記回収トナー受け入れ部及び新規トナー受け入れ部と、回収トナーと新規トナーとを混合撹拌する撹拌部が設けられていると、効果的である。
【００１３】
さらにまた、本発明は、前記像担持体用クリーニング手段のトナー移送手段にはスクリューポンプのトナー移送方向上流側にトナー溜り部が形成され、該トナー溜り部には所定量以上のトナーが溜った場合に転写用クリーニング手段のトナー移送手段に導く連通部が設けられていると、効果的である。
【００１５】
さらに、本発明は、前記トナー回収容器に送られるトナー量により前記トナー移送手段の異常移送を検出する検出手段を有すると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記検出手段が前記トナー回収容器に設けられた満杯検知器を有すると、効果的である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例としてデジタル複写機を示す全体概略図である。
【００１７】
図１において、デジタル複写機は周知の電子写真方式を用いており、内部に像担時体としてのドラム状感光体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、電子写真複写プロセスを実施する帯電器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が配置されている。
【００１８】
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によって読み取られ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によって現像されてトナー像が形成され、そのトナー像が給紙装置９から給送されてくる転写材に転写手段５によって静電転写される。転写によりトナー像が担時された転写材は、定着手段１０に搬送され、そこで定着された後に、機外へ排出される。
【００１９】
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によって概ね転写材に静電転写されるが、そのうち約１０％のトナーは未転写となって感光体上に残留する。この残留トナーは、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１から掻き落とされ、そしてこの掻き落とされてトナーが後述するトナー移送装置によって現像手段４に戻されることでリサイクルトナーとなる。
【００２０】
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上に残留するトナーは、該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ているため、本例ではリサイクルせず後述するトナー回収装置によって回収トナー容器としての廃トナータンク１４に移送される。
【００２１】
図２及び図３において、本例の複写機には、上記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６へ移送するためのトナー移送装置２０が設けられている。このトナー移送装置２０は、トナー移送手段としてのスクリューポンプ３０及びエアー供給手段としてのエアーポンプ４０を有し、スクリューポンプ３０のトナー移送方向上流側にはトナー溜り部２１が設けられている。
【００２２】
トナー溜り部２１は、ある程度の量のトナーが溜められるように形成されており、その上部には上方へ大きく突出したトナーガイド２２が設けられ、そのトナーガイド２２の最上部に感光体用のクリーニング手段６からの回収トナーが排出される排出口１２が形成されている。トナー溜り部２１の底辺近くには、トナー搬送部材としての搬送スクリュー２３が設けられ、この搬送スクリュー２３の軸２４の一端はトナー溜り部２１の外部に突き出されており、図３に示すように、その外部にて歯車２６が固定されている。この歯車２６は、クラッチ２７を介して図示していない複写機本体の駆動装置と駆動連結されている。なお、搬送スクリュー２３及びスクリューポンプ３０の駆動は、専用モータを設けて駆動するようにしてもよい。
【００２３】
上記スクリューポンプ３０は、ゴム等の弾性体で作られたダブルピッチの螺旋溝が形成された雌ねじ形ステータ３１と、該ステータ３１内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータ３２とを有し、このロータ３２が上記搬送スクリュー２３の軸２４の他端と軸線を一致するようにして連結されている。よって、駆動モータ２５が回転駆動されると、搬送スクリュー２３とスクリューポンプ３０が作動する。また、ステータ３１はトナー溜り部２１の外側に取り付けられているホルダ３３に挿填されている。このホルダ３３は、ステータ３１の周囲を覆うようにしてそのステータ３１を固定している。このホルダ３３には、トナー吐き出し口３４が形成され、そのトナー吐き出し口３４にはトナー搬送チューブ３５の一端が嵌挿されている。このトナー搬送チューブ３５は、フレキブルなホース等を用いることができ、その他端を現像手段４に容易に繋げられる。また、ホルダ３３の内周面とステータ３１の外周面との間には、例えば１ｍｍ程度の隙間３６が設けられており、この隙間３６はトナー吐き出し口３４に連通している。そして、ホルダ３３には隙間３６に通ずる空気供給口３７が設けられており、空気供給口３７はエアポンプ４０とエアー供給チューブ４１を介して接続されている。
【００２４】
また、転写ベルト５ａ上に残留したトナーは転写用のクリーニング手段１１によって回収され、この回収トナーはトナー回収装置１５を介して廃トナータンク１４に溜められる。このトナー回収装置１５は、直線の筒状に形成された本体１５ａの、一端側にクリーニング手段１１からの回収トナーが排出される排出口１３が形成され、その他端側は廃トナータンク１４の上部の受け入れ部に通じる出口１７まで達する長さを有している。そして、その本体１５ａ内部には排出口１３で送り込まれたトナーを廃トナータンク１４に搬送するコイルスクリュー１６が設けられている。このコイルスクリュー１６は図示していない複写機本体の駆動装置とギヤ１８を介して駆動連結されている。また、廃トナータンク１４には満杯になったことを検知する検知手段（図示せず）が設けられている。
【００２５】
このトナー回収装置１５は、トナー移送装置２０に隣接して配置されており、そしてトナー移送装置２０のトナーガイド２２に対応する位置にはそれと同形で本体１５ａの上部に上方へ突出したガイド１９が形成されている。そして、トナーガイド２２とガイド１９は一体になるように接着等により固定されている。ガイド１９の上部には、感光体用のクリーニング手段６の回収を搬送するトナー搬送パイプ６ａが貫通する孔１９ａが設けられている。さらに、トナーガイド２２及びガイド１９には互いに連通する連通口２５が形成されている。この連通口２５は、トナー移送装置２０のトナー溜り部２１の位置よりも上方で、トナー搬送パイプ６ｃと連通するトナー排出口１２の位置よりも下方に設けられている。なお、本実施形態における連通口２５はトナーガイド２２及びガイド１９の接合面にて上下方向に複数個形成されている。
【００２６】
このように構成されたトナー回収装置１５は、転写ベルト５に付着しクリーニング手段１１によって除去されたトナーが排出口１３から送り込まれ、コイルスクリュー１６の駆動によって出口１７まで搬送されてトナー回収タンク１４に溜められる。そして、トナー回収タンク１４内のトナーが満杯になれば、検知手段によってこれを検知し、回収タンク毎廃棄する。この転写ベルト５に付着したトナーは、紙粉等の異物が混じっている可能性が高いため、リサイクルトナーとしては適しておらず、しかも少量なのでリサイクルしないほうがむしろ好ましい。また、トナー回収タンク１４はある程度の容量を確保すると、機械が正常に動作しているときに満杯が検知されることはほぼないものといえる。すなわち、機械が寿命に達するまでにトナー回収タンク１４が満杯になることはほぼないといえる。
【００２７】
次に、図５を用いて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。上記現像手段４は二成分現像装置であって現像ケーシング５０内にキャリアとトナーからなる現像剤を内包している。現像手段４がトナー像を形成すると、トナーを消費するので現像剤のトナーの割合（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が所定値以下になると、トナー補給ローラ５３が回転されてトナーホッパー５１からトナーを補給され、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ケーシングに取り付けている透磁率センサ５２によって測定される。
【００２８】
トナーホッパー５１から補給されたトナーは、現像手段４内の撹拌部材５４によって、キャリアと撹拌・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５６内の磁石によってその周面に上に吸着する。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。
【００２９】
感光体１に付着したトナーは、転写手段５によって転写材上に静電転写されるが、そのうちの約１０％のトナーは未転写となって感光体上に残留する。
図４及び図５において、感光体１上に残った残留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１から掻き落とされてコイルが内蔵されたトナー搬送パイプ６ｃによりトナー移送装置２０の排出口１２へ搬送される。排出口１２へ送られた回収トナーは、自重によりトナーガイド内を落下し、トナー溜り部２１に溜められる。
【００３０】
トナー溜り部２１に回収トナーがある程度溜められると、トナー移送装置２０は通常のその作動が停止されているスクリューポンプ３０及びエアーポンプ４０が作動を開始する。トナー移送が開始されると、回収トナーはエアーポンプ４０から供給される気体（空気）との混合気として、スクリューポンプ３０により、トナー搬送チューブ３５内を搬送されて現像手段４に移送される。
【００３１】
図６は、現像手段４に設けられたトナーを補給する回収トナー供給ユニット６０及び新規トナー供給ユニット６１の構成例を示す図である。
図６において、回収トナー供給ユニット６０は上記トナー移送装置２０とトナー搬送チューブ３５を介して接続され、回収トナー（Ｔ）は上記説明したように、エアーポンプ４０から供給される気体（空気）との混合気として、スクリューポンプ３０により、トナー搬送チューブ３５内を搬送される。他方、新規トナー（ＮＴ）は新規トナー供給ユニット６１の容器６２に予め貯蔵されている。トナーホッパー５１へのトナー補給は、まず新規トナー供給ユニット６１の補給羽根６３を作動し、新規トナー（ＮＴ）がトナーホッパー５１内に補給されたことをセンサ６４が検知すると、回収トナー供給ユニット６０の補給羽根６５が作動し、回収トナー（Ｔ）がトナーホッパー５１へ補給される。そして、新規トナー（ＮＴ）と回収トナー（Ｔ）とが撹拌部としての搬送スクリュー６６により攪拌されながら図示の矢印Ｂ方向に移送され、現像手段４の現像ケーシング５０に補給されて、リサイクルトナーとして再使用して高品質の画像が形成される。
【００３２】
なお、図６の回収トナー供給ユニット６０は、新規トナー供給ユニット６１の搬送方向下流側に位置しており、両ユニット６０，６１の直下位置に配設された搬送スクリュー６６が新規トナー（ＮＴ）と回収トナー（Ｔ）とを攪拌しながら図６の矢印Ｂ方向に移送し、現像ケーシング５０内に補給する。回収トナー供給ユニット６０には、トナー搬送チューブ３５が連結され、その内部に回収トナーが供給される。回収トナーの供給量の調整は、スクリューポンプ３０、及び／または、エアーポンプ４０を制御することにより行っている。また、補給羽根６５を回転させることにより、供給量を調整してもよい。
【００３３】
新規トナー供給ユニット６１における新規トナー供給量の調整は、例えば、補給羽根６３の回転を制御することにより、容器６２内からトナーホッパー５１内に供給する新規トナー量を調整することにより実現する。
【００３４】
ところで、現像手段４はユーザーによるトナーボトルの交換等によるトナー補給が行われるため、新規トナー供給ユニット６１が複写機の前面側に設けており、その新規トナー（ＮＴ）のトナー受け入れ部も複写機の前面側に配置されている。また、本発明では回収トナーを移送するトナー移送装置２０が、図７に示すように、複写機の背面側に設けているが、現像手段４の回収トナー受け入れ部は新規トナー（ＮＴ）のトナー受け入れ部と同様に複写機の前面側に配置している。この場合、回収トナーはエアーポンプ４０から供給される気体（空気）との混合気として、スクリューポンプ３０により移送するので、トナー搬送チューブ３５はフレキブルなチューブを用いることができ、図７に示す如く複写機の背面側から前面側に容易に配回することができる。
【００３５】
このように構成することによって、背面側に配置したトナー移送装置２０等は感光体、現像部、転写部等のメンテナンス時等に取り外す必要がなく、作業性が高められる。さらに、新規トナー（ＮＴ）と回収トナー（Ｔ）の受け入れ部が近接されているので、両トナーを補給するとほぼ同時に撹拌することができる。特に、本実施形態では補給された両トナーを搬送スクリュー６６により攪拌した後に、現像手段４の現像ケーシング５０に補給するので、リサイクルトナーを良好な状態で補給することができる。
【００３６】
ところで、上記スクリューポンプ３０が故障等で回収トナーの移送できない異常が発生すると、回収トナーはトナー溜り部２１を満杯にする。このとき、本発明ではトナー溜り部２１の上方にトナー回収装置１５に通じる連通口２５が形成されているので、トナー溜り部２１満杯後に回収されて搬送されるトナーはこの連通部２５からトナー回収装置１５に移動する。したがって、万一トナー移送装置２０に異常が発生しても回収トナーが装置外の溢れ出す危険を回避することができる。
【００３７】
また、このような状態ではクリーニング手段６で除去回収したトナーもトナー回収タンク１４に溜められるので、トナー回収タンク１４が速く満杯に達してしまう。そして、トナー回収タンク１４のトナーが満杯になれば、検知手段がこれを検知するが、トナー回収タンク１４の満杯が速ければ、トナー移送装置２０に異常があったと容易に知ることができる。すなわち、トナー回収タンク１４の満杯検知でトナー移送装置２０の異常発生を検出することができる。
【００３８】
なお、トナー移送装置２０の異常検知はトナー回収タンク１４の容量が小さくても当然可能であり、この場合満杯を検知する毎にトナー移送装置２０を点検するようにすればよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、クリーニング手段によって除去・回収されたトナーをリサイクルするため、現像手段に移送するトナー移送手段が装置本体の背面側に配置したので、リサイクルに適さない転写ベルトからの回収トナーをトナー回収容器に送ることができ、さらにメンテナンス時等にトナー移送手段が邪魔になることを確実に防止することができる。
【００４０】
請求項２の構成によれば、トナー移送手段がスクリューポンプ及びエアー供給手段を有し回収トナーを気体流との混合気として移送するので、チューブを用いてトナーを装置本体の背面側から前面側に移送することができる。
【００４１】
請求項３の構成によれば、現像手段に移送した回収トナーを即座に新規トナーと撹拌・混合することができる。
請求項４の構成によれば、回収トナーと新規トナーを現像部に補給する前に十分撹拌することができ、リサイクルトナーを使用することによる異常画像の発生を抑制することができる。
【００４２】
請求項５の構成によれば、スクリューポンプ等のトナー移送に異常が発生してもトナー移送手段からトナーが溢れ出す等の問題を確実に回避することができる。
【００４３】
請求項６の構成によれば、トナー回収容器に送られるトナー量からトナー移送手段の異常移送を検知することができる。
【００４４】
請求項７の構成によれば、１つの検知手段でトナー移送手段の異常移送とトナー回収容器の満杯とを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体概略図である。
【図２】本発明のトナー移送装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のトナー移送装置の構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明のトナー移送装置の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の画像形成部を示す断面図である。
【図６】本発明の画像形成部における現像部のトナー補給部を示す断面図である。
【図７】本発明の画像形成部におけるトナー搬送チューブの配回しを示す斜視図である。
【符号の説明】
１感光体４現像手段
６、１１クリーニング手段１４トナー回収タンク
１５トナー回収装置２０トナー移送装置
２５連通部３０スクリューポンプ
３１ステータ３２ロータ
４０エアーポンプ

Claims

静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、転写材を搬送する転写ベルトを有する転写手段と、転写後の像担持体に残留するトナーを除去・回収する像担持体用クリーニング手段と、転写ベルトに付着したトナーを除去・回収する転写用クリーニング手段とを有し、像担持体用クリーニング手段により除去・回収されたトナーを現像手段へ移送し、転写用クリーニング手段により除去・回収されたトナーをトナー回収容器へ送る画像形成装置において、
前記像担持体用クリーニング手段と転写用クリーニング手段とによりそれぞれ除去・回収されたトナーを移送するトナー移送手段が共に画像形成装置本体の背面側に配設されており、前記像担持体用クリーニング手段のトナー移送手段はスクリューポンプ及びエアー供給手段を有し、トナーを気体流との混合気として画像形成装置本体の前面側に設けられた前記現像手段の回収トナー受け入れ部へ移送し、転写用クリーニング手段のトナー移送手段はトナーをコイルスクリューにより画像形成装置本体の背面側に回収トナー受け入れ部が設けられた前記トナー回収タンクへ移送することを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記トナー移送手段からのトナーが画像形成装置本体の背面側から前面側に配回したトナー移送チューブによって前記現像手段に移送されることを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記現像手段には、前記回収トナー受け入れ部の近傍に前記新規トナーを受け入れる新規トナー受け入れ部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
前記現像手段は、像担持体と近接または接触配置された現像剤担持体を有する現像部と、該現像部にトナーを補給するトナー補給部とを有し、該トナー補給部には前記回収トナー受け入れ部及び新規トナー受け入れ部と、回収トナーと新規トナーとを混合撹拌する撹拌部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記像担持体用クリーニング手段のトナー移送手段にはスクリューポンプのトナー移送方向上流側にトナー溜り部が形成され、該トナー溜り部には所定量以上のトナーが溜った場合に転写用クリーニング手段のトナー移送手段に導く連通部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１または５に記載の画像形成装置において、
前記トナー回収容器に送られるトナー量により前記トナー移送手段の異常移送を検出する検出手段を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項６に記載の画像形成装置において、
前記検出手段が前記トナー回収容器に設けられた満杯検知器を有することを特徴とする画像形成装置。