JP3657112B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンター、ファクシミリ、あるいは複写機等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナーリサイクル機構の改良に関し、特に2成分現像剤または1成分現像剤を用いた画像形成装置において、クリーニング装置によって除去したトナーを回収・移送して再使用に供するトナーリサイクル機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
2成分現像剤または1成分現像剤を用いた電子写真式のプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置においては、感光体等のトナーが付着する対象物からクリーニング装置によって除去したトナーを回収・移送して再利用に供したり、廃棄するトナーリサイクル機構が採用されることが多い。
クリーニング装置から、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部または現像装置にトナーを移送する回収トナー移送装置に関する技術として次のようなものがある。
▲1▼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、このパイプの内部に設けられたコイルスクリューにて回収トナーを回収トナー貯蔵手段に移送する技術。
▲2▼クリーニング装置の回収トナー排出部と近接した位置に回収トナー貯蔵手段を設け、主として重力により回収トナー貯蔵手段にトナーを移送する技術。
さらに、現像剤やトナー等の粉体移送に関する技術として次のようなものがある。
▲1▼現像装置の現像部やトナー供給部でのトナー移送技術として、スクリュー、パドル(各種形状)、バケット等を用いたもの。
▲2▼コイルスクリューを用いずに、粉体移送が可能なポンプとして、スクリューポンプ(通称モーノポンプ)を用いたもの。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、感光体、中間転写体等のトナーが付着、残留し易い対象物上からクリーニング装置により除去したトナーや紙粉等の異物を回収し、移送する従来の回収トナー移送装置では、移送手段として、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または現像装置とを結ぶパイプと、このパイプの内部に設けられたコイルスクリューにて回収トナーの移送を行う方法か、または回収トナーの重力を利用した自然落下による移送を行う方法が用いられていた。
これらの回収、移送手段のうち前者のものは、コイルスクリューを上記回収トナー貯蔵手段または現像装置のごく近傍まで延在させる必要がある。しかし、コイルスクリューを用いた移送手段にあっては、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とした移送路の確保が必要であり、屈曲した移送路の設定は不可能であった。つまり、レイアウトの自由度に限界があり、機器の設計を困難化させる要因となっていた。また、回収トナー貯蔵手段の設置位置は、前記回収トナー排出部に対し水平方向よりも下側であることが望ましいというレイアウト上の制約もある。さらに、コイルスクリューはパイプとの間の摩擦負荷が非常に大きく、回転駆動トルクの負荷が大きいので、長距離移送の困難化、構成の大型化、装置構成の複雑化をもたらすという不具合と、更に耐久性の確保が困難であり、装置メンテナンス時の操作性が困難であるという種々の問題を有していた。また、回収トナー移送装置の取り付け位置の制約から、画像形成装置本体の大型化、複雑化、本体コストの増大という問題も生じた。さらに、トナー貯蔵手段または現像装置をクリーニング装置とほぼ一体的に配置させる必要があるので、装置の取り付け上の制約、トナー貯蔵量の制約から、搭載できる機種が低速機、または、コピー/プリント使用量が少ないユーザー向けの複写機/プリンタに限られていた。上記不具合は、長年の解決課題とされていたが近年まで解決されることがなかった。
一方、粉体移送用スクリューポンプ(通称、モーノポンプ)を用いたトナー回収・移送装置は、上記コイルスクリューを用いた従来装置の欠点の解消を図り、現像装置及び装置本体の大きさの適正化、及びクリーニング装置としての品質・性能・機能を満足させつつ、回収トナー移送における従来の不具合を解決した回収トナー移送装置として脚光を浴びている。
しかし、スクリューポンプのステータがゴム材質であるため、経時使用において、ステータがロータと接する摺動面が磨耗したり、或いはクリープ等が発生し易く、その結果ロータとステータとの食込み量、密着性が減少し、ポンプの移送力(吐出圧力)が低下するという問題があり、そのため、ステータは交換部品扱いであり、サービスコストがかかるという欠点があった。
【0004】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、装置本体の大きさの適正化、及びクリーニング装置としての品質・性能・機能を満足させつつ、従来の不具合を解決した回収トナー移送装置を提供することを目的とする。詳細には、スクリューポンプとエアポンプとを組み合わせたトナー移送装置を用いて混合気としたトナーを弾性管内を移送する場合の不具合であるステータの経時摩耗と、それに起因したポンプの吐出圧力の低下を防止する。
即ち、請求項1の発明は、転写紙の紙詰まりが発生したときに、スクリューポンプ及び空気供給手段の駆動タイミングに補正をかけ、前記スクリューポンプ、及び前記空気供給手段によるトナー移送動作の間隔を短くするようにしたので、トナー回収量判定の精度向上、トナー回収装置の構成の簡易化、低コスト化を図り、トナー回収量の一時的な増大によるスクリューポンプユニット内トナー溢れ、または架橋防止を実現できる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成する為、請求項1の発明は、画像担持体のクリーニング装置、あるいは転写紙搬送体のクリーニング装置により回収されたトナーを回収トナー貯蔵手段、または現像装置に移送する手段であって、内部に螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータ、及び該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータを有したスクリューポンプと、該スクリューポンプにより移送されて回収トナー移送用パイプ内を移動する回収トナーを拡散させた状態で流動化させるための空気供給手段と、前記スクリューポンプを画像担持体とは独立に駆動、停止させ得る駆動手段もしくは駆動伝達手段と、前記駆動手段に駆動信号を出力する制御装置と、を備えた画像形成装置において、前記制御装置は、前記画像形成装置内を搬送される転写紙の紙詰まりが発生したときに、前記スクリューポンプ及び前記空気供給手段の駆動タイミングに補正をかけて、前記スクリューポンプ、及び前記空気供給手段によるトナー移送動作の間隔を短くすることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した形態例により詳細に説明する。
図1は本発明を適用した画像形成装置の一例の複写機の全体構成図であり、複写機100は従来公知の電子写真法により、所定の画像形成を行うものであり、複写機本体101と、自動原稿給紙装置102と、を有する。複写機本体101内には、読取り光学系103、画像形成部104、給紙部105、トナーリサイクル機構等が配置されている。
画像形成部104は、感光体ドラム(画像担持体)120、帯電部121、露光部122、現像装置300、転写装置700、定着装置124、クリーニング装置200等を備えている。
クリーニング装置200としては、ブレードクリーニング方式を用いた例を示す。
更に、トナーリサイクル機構を構成する回収トナー移送用パイプ400は、クリーニング装置200及び転写装置700と現像装置300(または回収トナー貯蔵手段600)とを、回収トナー移送装置(粉体ポンプユニット)500を介して連結し、クリーニング装置200により感光体120から回収された残留トナー(回収トナー)を現像装置300または回収トナー貯蔵手段600に向けて移送する。
ここで、回収トナー貯蔵手段600は、複写機本体101に対して脱着可能な独立ユニットとして構成されている。
本形態例のトナーリサイクル機構は、回収トナー移送用パイプ400、回収トナー移送装置500、回収トナー貯蔵手段600等から構成されている。
【0007】
図2は図1の感光体120周辺の拡大図であり、図3は図2の背面図である。感光体(画像担持体)120は、クリーニングブレード240とブラシ241により残留トナーが掻き落とされることによりクリーニングされる。
この感光体120上から掻き落とされた残留トナーは、回収トナーとして、クリーニング装置200の構造体とトナーガイド部材を兼ねた筐体242内に回収され、この筐体242の底部に配設された回収トナー排出部材220により、回収トナー移送装置500の一部であるホッパー510に移送される。
転写装置700は転写ベルト710を用いて転写紙を搬送しかつ転写を行うものであり、少なくとも転写紙の通過中は転写紙を介して感光体に接している。このため転写ベルト710には感光体上のトナーが付着することがあり、このトナーをクリーニングするためのクリーニングブレード711及び、クリーニングブレード711によって掻き落とされた回収トナーを転写装置外に排出するための回収トナー排出部材720が設けられている。
図1に示されている複写機本体101に用いられる現像装置300は、その構成が図2に示されている。図2に示した現像装置300は、トナーとキャリアを混合した2成分形現像剤が用いられるものであり、現像部301とトナー補給部302とで構成されている。現像部301は内部に撹拌ローラ303及びパドルホイール304からなる撹拌部材と、複数の現像ローラ305,306からなる現像剤担持体を備え、撹拌ローラ303及びパドルホイール304は図示しない駆動部により回転駆動されて現像部301内の2成分現像剤を撹拌して搬送する。トナーとキャリアからなる2成分現像剤は撹拌ローラ303及びパドルホイール304による撹拌などでトナーとキャリアが互いに逆極性に帯電する。
【0008】
現像ローラ305、306は、固定されたマグネットローラ及びその周辺に設けられて図示しない駆動部により回転駆動されるスリーブとを主要部として構成され、感光体ドラム120と近接してその回動方向に沿って上流側と下流側とに配置される。
現像部301において、現像ローラ306は、パドルホイール304により搬送される現像剤を磁石により磁気的に吸引して担持し、この現像剤をスリーブの回転により現像ローラ305へ搬送する。現像ローラ305は、現像ローラ306及びパドルホイール304からの現像剤を磁石により磁気的に吸引して担持し、現像ローラ306のスリーブ回転に伴って搬送する。
現像ローラ306上の現像剤は、現像ローラ306と感光体ドラム120との間の現像領域D2を通過する際に、現像ローラ305で現像された感光体ドラム120上の静電潜像をさらに現像し、その後に現像部301の内部に落下してパドルホイール304により撹拌される。ドクターブレード307により現像ローラ305上から掻き落とされた現像剤は、セパレータ308により案内されて搬送スクリュ309により撹拌ローラ303上に落下する。
【0009】
現像部301内における撹拌ローラ303の近傍には現像剤のトナーとキャリアとの混合比、つまり、トナー濃度を検知するための手段としてのトナー濃度センサ310が配置されている。このトナー濃度センサ310は、現像部301内の現像剤のトナー濃度を検知する。現像部301内の現像剤にはトナー補給部302よりトナーが補給される。トナー補給部302は、内部のトナーを撹拌する撹拌部剤としてのアジテータ312と、トナー濃度センサ310の検知結果によりトナーを現像部301に補給するために回転駆動されるトナー補給ローラ311とを有し、トナー補給部302の上部に回収トナー補給用開口314が、さらに上部には回収トナー補給用接続部315が形成されている。後述する回収トナー移送装置500によって移送された回収トナーは、回収トナー移送用パイプ400を通り、回収トナー移送用パイプ400の端部に接続されている回収トナー補給用接続部315を介しトナー補給部302内に補給される。316は空気抜き穴、317は空気フィルタであるが、回収トナーは空気と共に移送されてくるために、トナー補給部302内及び現像部301の圧が上昇するのを防ぐために、ここで空気抜きされる。
トナー補給部302のトナー残量を検出することによりトナー補給部302のトナーエンドもしくはトナーニアエンドを検出する手段としてのトナーエンドセンサ313は、トナー補給部302から現像部301に補給されるトナーから作用する圧力を検知することにより、トナー補給部のトナー残量を検知する圧電素子からなり、トナーからの圧力が作用しなくなると検知信号を出力する。そしてこのトナーエンド検知信号もしくはトナーニアエンド検知信号により、図示しない現像装置とは別体のトナー供給手段により新しいトナーがトナー補給部302に補給される。
トナー補給ローラ311が駆動されると、図示しないギヤを介してアジテータ312が回転し、トナーは手前から奥側へと搬送され、トナー補給ローラ上に送り込まれる。トナー補給ローラには溝がついており、この溝にトナーが入り込み補給される。
【0010】
また、図3は図2を背面側から見た図である。この場合、複写機本体101の本体駆動側の側板の向こう側に、側板にクリーニング装置200、感光体120、現像装置300、回収トナー移送装置500、及びその他の画像形成部材等が取り付けられている。
図3及び図4に示す本形態例の回収トナー移送装置500は、従来公知の通称モーノポンプと呼ばれる粉体ポンプ520を用いる。この粉体ポンプ520は、図4に示すように、回転駆動される雄ねじ形ロータ521と、ロータ521を包囲するように固定されたゴム材料等の弾性体でつくられている雌ねじ形ステータ522とで構成されているスクリューポンプである。ホルダー523はステータ522を保持する。雌ねじ形ステータには例えば内部にシングルピッチ、或はダブルピッチの螺旋溝を形成する。
ロータ521は、横搬送スクリュー524の一端部とピン525により係合し、この横搬送スクリュー524の他端部は、シール部材526、軸受527、本体駆動系或いは専用モータ(メインモータとは独立した駆動手段)より駆動を取るための従動歯車528と係合している。
また、ホッパー510は、前述のクリーニング装置200の回収トナー排出部材220から排出された回収トナーをクリーニング回収トナー通路511にて受け取ると共に、転写装置700の回収トナー排出部材720から排出されたトナーを転写回収トナー通路512が受け取るように、前述のクリーニング装置200及び転写装置700に係合し、各装置200、700から排出された回収トナーをまとめてホッパーの底部にガイドし、一時的に一定量貯蔵する。
【0011】
また、ステータ522の外側面とホルダー523の内側面との間には、図4に示すように、1mm程度の隙間が設けられており、この隙間は回収トナー通路530に連通している。
また、ホルダー523には、上記の隙間から回収トナー通路530にエアーを吹き込むためのエアー供給口531が設けられている。
更に、ホルダー523の外側には、エアーポンプ(空気供給手段)540が配設されており、このエアーポンプ540の空気吐出口541は、エアー検知器550及び管542を介して、回収トナー通路530に連通したエアー供給口531に連通している。
エアーポンプ(空気供給手段)540は、その作動により、エアー供給口541を介し、0.5〜1リットル/分程度の送風量で回収トナーにエアーを吹き込む。これにより、粉体ポンプ520から吐出される回収トナーの流動化が促進され、粉体ポンプ520での回収トナー移送がより確実なものとなる。
粉体ポンプ(スクリューポンプ)520を通過した回収トナーは、回収トナー移送用パイプ400を介して、現像手段300または回収トナー貯蔵手段600に送られる。
回収トナー移送用パイプ400は、例えば内径φ4〜6mm程度、肉厚1〜2mm程度の中空管であり、パイプ内には何も具備しなくてよいため、フレキシブルな材料を用いることができる。例えば、軟質塩化ビニール、ナイロン、テフロン等の、フレキシブルでかつ耐トナー性に優れた材料を用いることが非常に有効である。
【0012】
このように機械本体とトナー供給装置との接続部400がフレキシブルであるので、各装置の設置時の制約が少なくなり、設置場所の有効活用がはかれ、また機械メンテナンスの作業性が大幅に向上する。
また、本形態例では、回収トナー移送用パイプ400を複数に分割して接続することも可能であり、同様に、エアーポンプ540の管542を複数に分割して接続することも可能である。これにより、装置のユニット化を容易に行うことができ、また、装置の生産性及びメンテナンス性等の点でも有利となる。
ここで、回収トナーの移送距離は、用いる粉体ポンプ520のロータ521及びステータ522の大きさと、ロータ521の回転数を選択することにより任意に設定できる。
また、回収トナーの移送方向は、上下左右の任意の方向を自由に選択できる。従って、従来のように鉛直方向下側に向けて落下させることでしか搬送できなかった搬送手段に比して格段の優れた効果を奏する。
【0013】
次に、図4に、本形態例におけるエアー検知器550の構成を示す。
前述したように、粉体ポンプを用いた回収トナー移送では、回収トナーをエアーと共に移送することが、装置の信頼性を確保する上で非常に重要である。エアー検知器550は、エアーポンプ540から粉体ポンプにエアーが供給されているか否かを検知するもので、本トナー回収装置のシステムダウンを最小限にするための安全装置の役割をもつ。
本形態例におけるエアー検知器550は、両端に管542が接続された透明な筒状容器553の中に、浮子552を上下動可能に封入して構成されている。前述したエアーポンプ540が作動し、図4において、容器553内にエアーが矢印方向に送り込まれると、このエアーにより、浮子552が(A)の位置から(B)の位置に持ち上げられる。これにより、予め上記の(B)の位置に対応するように配置された浮子552の有無を検知するためのセンサ551(例えば、反射型フォトセンサ、或は透過型フォトセンサ)が、浮子552の存在を検知し、エアーポンプ540から粉体ポンプ520に正常にエアーが供給されていることが判る。
ここでエアーポンプ540が作動しているにも拘わらず、浮子552が図4の(B)の上昇位置に無いことをセンサ551が検知した場合には、エアーポンプ540から粉体ポンプ520へのエアー供給に何らかの異常が発生していると判断されるので、図示しない制御装置により、複写機本体101の運転を停止させるとともに複写機本体101の表示部に故障の発生を表示する。
本形態例の浮子552としては、樹脂製、またはステンレス等の金属製のボール状のものが用いられているが、これ以外の材質、形状でも良いことは言うまでもない。
また、本形態例におけるセンサ551としては、反射光検知によるものを使用しているが、透過光検知や磁気検知等のセンサーを用いることも可能である。
【0014】
従来の装置では、回収トナーの移送量を多くしたい場合には、コイルスクリューとパイプを大型且つ高速回転にし、移送距離を長くしたいときや移送方向を変位させたいときには、複数のコイルスクリューとパイプを用いて連結させる多段移送を行わざるを得なかった。しかし、これは部品点数の増大、コストの増大、信頼性の低下、装置メンテナンス性及び生産性の低下、回収トナー移送装置の設置容積の増大による装置本体の増大化、装置設置面積の増大化をもたらしていた。
これに対し、本形態例の回収トナー移送装置は、現像装置300または回収トナー貯蔵手段600に対して、フレキシブルな回収トナー移送パイプのみを接続するだけでよく、独立した小型の別体ユニットとすることが可能であるので、画像形成装置本体へのトナー回収装置の設置時における取り付けの制約が少なくなり、設置場所の有効活用が図れるとともに、装置本体及び本トナー回収装置の生産性、メンテナンスの作業性が大幅に向上する。
また、本回収トナー移送装置では、回収トナーが回収トナー移送用パイプ400内をエアーとの混合気状態で移送されるので、回収トナーへの機械的ストレスはほとんどかからず、また、移送パイプ部での駆動負荷も無い。従って、このトナー回収装置によれば、トナー回収移送の確実化がはかれ、且つ、回収トナーの移送距離や移送方向も制約されない。また、本形態例によれば、トナー回収装置の信頼性、耐久性の確保も充分図れ、更には、トナー回収装置の構成の簡易化が図れ、駆動負荷化の低減による低消費電力化及び低コスト化が可能となる。
【0015】
次に、本発明の形態例について説明する。この形態例は、スクリューポンプ手段と、スクリューポンプ手段により移動する回収トナーを拡散させた状態で流動化させるための空気供給手段を用いた画像形成装置において、スクリューポンプを感光体とは独立に駆動、停止可能な駆動手段もしくは駆動伝達手段と、前記駆動手段に駆動信号を出力する制御部と、感光体の稼働時間を検知する手段とを備え、感光体稼働時間の検知手段の検知結果に応じてスクリューポンプの駆動を行うようにした点に特徴があり、画像形成動作時間に応じてスクリューポンプ手段を必要最小限の時間だけ駆動することにより、ポンプ駆動の高効率化を図ったものである。
即ち、本形態例のトナー回収装置を駆動させる手法としては、感光体ドラム等を駆動する画像形成装置本体101のメイン駆動源(メインモータ、図示しない)からクラッチ等の駆動伝達機構を介して駆動するか、或はメイン駆動源とは別の専用モータ(図示しない)により駆動する方法が採られる。そして、感光体(画像担持体)120の稼働時間がある一定量に達したとき、複写機本体101のメイン制御板がトナー回収装置の駆動クラッチ(または専用モータ)及びエアポンプ540に制御信号を送ることによりこれらの作動を開始させるが、駆動伝達手段としての駆動クラッチ(または専用モータ)とエアポンプ540の制御においては、駆動クラッチ(または専用モータ)のオン時にはエアポンプ540のみをオンさせ、数秒経過した後に駆動クラッチ(または専用モータ)をオンさせ、駆動伝達手段としての駆動クラッチ(または専用モータ)のオフ後には、エアポンプ540のみを数秒間運転させる。
【0016】
以上の制御を行うことによる効果を以下に示す。
すなわち、粉体ポンプ520が作動している間に空気と略均一に混合された回収トナーは、回収トナー移送用パイプ400の略全域に充満しているが、この状態で装置全体を一度に停止、つまり粉体ポンプ520とエアーポンプ540を同時に停止すると、回収トナー移送用パイプ400内に充満している空気混合の回収トナーから空気のみが抜け、回収トナーは自重により下方に沈むために、パイプ400内の回収トナーの密度が増す。
このため、この場合に、粉体ポンプ520を再運転することにより回収トナーを送ろうとすると、新たに移送される回収トナーが回収トナー移送用パイプ400内に残存している密度の高い回収トナーによって堰止められ、回収トナー移送用パイプ400内で回収トナーが詰まってしまうことがあった。その結果、粉体ポンプがロックしたり、焼き付けを起こすことがあった。なお、この焼き付けは、過度の温度上昇により、回収トナーがロータ521に固着し、その固着したトナーがステータ522を削って、ポンプ破損を起こす不具合である。
これに対し、本形態例のように、粉体ポンプ520の運転開始時にエアーポンプ540のみを先行して運転させることによって、回収トナー移送用パイプ400内に残存している密度の高い回収トナーを空気のみによって排出させることができる。若しくは、粉体ポンプ520の運転停止後にエアーポンプ540のみを運転させることによって、回収トナー移送パイプ内をほぼ空にすることができる。従って、本形態例によれば、上述のような回収トナー移送用パイプ400内での回収トナーの詰まりを解消でき、回収トナーの移送をより確実なものにすることができる。
【0017】
次に、図5は本発明のトナー回収装置の制御系ブロック図を示し、図6はトナー回収装置の制御フローチャートを示す。
MPU(マイクロ・プロセッシング・ユニット)を具備した制御装置によってトナー回収装置は制御される。ここではトナー回収装置の粉体ポンプは本体駆動系のメインモータからクラッチを介して駆動されるものとする。MPUはタイマー機能を有しており、任意のタイミングでクラッチ(駆動伝達手段)のオン・オフ、エアポンプの駆動等を制御することができる。
制御装置のMPUにて、感光体の累積駆動時間、つまりメインモータの累積駆動時間をタイマにより計測し記憶する(S1〜3)。計測値が予め設定された値N(累積駆動時間)に達したときにタイマをクリアし、トナー回収装置のクラッチ(図5のM)をオンし、エアポンプ(図5のP)を駆動するよう構成されている。ステップ4においてトナー移送動作とは、エアーポンプの駆動開始から停止まで、及び粉体ポンプのクラッチのオンからオフまでを意味している。
なお、電源を切ったときに、タイマの値がクリアされないよう、不揮発RAMを用いて動作させることが好ましい。
【0018】
図7に、上記制御装置による粉体ポンプおよびエアポンプの詳細な制御タイミングを示す。まず、メインモータ累積駆動時間が設定値Nに達したときに、エアポンプを駆動開始させる。さらにエアポンプの駆動開始より一定時間t1遅れて(例えば0.5sec遅れて)トナー回収装置駆動用クラッチをオンさせるように制御している。また、クラッチは予め設定された所定の時間t2の経過後(例えば2sec後)にオフするようになっており、クラッチのオフ後、更に一定時間t3遅れて(例えば4sec遅れて)トナー回収用エアポンプを停止するよう制御している。このように制御することで、前述のように回収管400内の残存トナーを空気のみによって排出することができるので、回収トナー移送パイプ内の回収トナー詰まりを解消することができる。
また、設定値としての累積駆動時間Nの値については、計算によって適正な値が求まる。すなわち、通常画像形成時の単位時間当たりの感光体上のトナー付着量と、転写率等により感光体(メインモータ)の回収トナー量が求まり、これに対してスクリューポンプが1回駆動したとき(1回当たりの駆動時間の設定値によって異なるが)のトナー移送量(能力)の比率、が求めるNになる。
【0019】
次の形態例は、感光体上に画像に応じた静電潜像を形成するための露光ランプに印加するための印加電圧を調整できる露光調整手段(例えば、制御装置に含まれる)を備え、露光調整手段の調整値に応じて、スクリューポンプの駆動開始時間に補正をかけるようにしたので、トナー回収量判定の精度を向上し、スクリューポンプ駆動の高効率化による耐久性向上と、トナー回収量の一時的な増大によるスクリューポンプユニット内トナー溢れ、または架橋防止を実現することができる。
即ち、露光ランプに印加するための印加電圧を調整できる露光調整手段を設け、印加電圧の大小に応じて、スクリューポンプによるトナー移送動作の間隔を調整するようにしたので、トナー回収量判定の精度を向上でき、スクリューポンプ駆動の高効率化による耐久性向上等を図ることができる。
以下、この形態例を図5等により詳細に説明する。この形態例では例えば制御装置内に、露光ランプに対する印加電圧を調整する為の露光調整手段を備えており、メインモータ駆動中における露光ランプに対する印加電圧は露光調整手段によって複数段階に設定可能に構成されており、ユーザーが任意に印加電圧を選択可能である。制御装置は、この印加電圧に応じて、予め設定された間隔でトナー移送動作(粉体ポンプ及びエアポンプの動作)を行う。
例えば印加電圧が低いときは、感光体上のトナー付着量が増え回収トナー量も増えるため、トナー移送動作の間隔を短くする、つまり前述の累積駆動時間Nをより小さい値であるN1(N1<N)にして、トナー移送動作の頻度を高める。逆に印加電圧が高いときは回収トナー量が減るため、トナー移送動作の間隔を長くする。
つまり前述の累積駆動時間Nをより大きい値であるN2(N2>N)にしてトナー移送動作の頻度を低下させる。以上の操作によって、粉体ポンプの駆動効率を更に向上させ、回収トナーの増加によるホッパー510内でのトナー架橋或いはトナー溢れ等を防ぐことができる。前記の各値N1とN2は、露光ランプ印加電圧に応じたトナー付着量が既知であれば、原稿の画像面積、転写率からトナー回収量が算出できるので、求めることができる。ここで、原稿の画像面積としては、一般的によく用いられる転写紙A4の画像比率の6%〜30%を用いればよい。なお、露光調整手段は、制御装置とは別個のものとして設けてもよい。
【0020】
[請求項に対応する形態例]
次に、請求項の発明は、上記画像形成装置内の搬送経路において転写紙の紙詰まりが発生したときに、スクリューポンプとエアーポンプ(空気供給手段)の駆動タイミングに補正をかける(即ち、スクリューポンプ及びエアポンプの駆動を実行するか、或は同じく搬送経路において転写紙の紙詰まりが発生したときにスクリューポンプ及びエアポンプを所定の短い間隔で駆動する)ようにしたので、トナー回収量判定の精度向上、トナー回収装置の構成の簡易化及び低コスト化を図り、トナー回収量の一時的な増大によるスクリューポンプユニット内トナー溢れ、または架橋防止を実現できる。
即ち、従来の画像形成装置においては、転写紙の紙詰まりが発生したときは、ジャム検知センサにより検知できるようになっているが、転写位置の手前で紙詰まりが発生した場合、感光体上に現像されたトナーが転写紙に乗らずそのままクリーニングされ、回収されることがある。
この場合は、一時的に多量の回収トナー量が搬送されるため、スクリューポンプユニット内でのトナー溢れ、または架橋が発生する虞れがあるので、スクリューポンプ及びエアポンプを駆動させる制御を行う必要がある。この際、例えば、一時的に前述の累積駆動時間の値であるNに例えば係数1/5を掛けてスクリューポンプの駆動周期を短くすることによって搬送可能なトナー量を増大させて対処することができる。
なお、図1ではクリーニング装置200として、ブレードクリーニング方式を用いた例を示したが、これも磁気ブラシクリーニング方式やファーブラシクリーニング方式等の方式を用いたものでも、本発明のトナー回収装置を用いることが可能であることは言うまでもない。
更に、本発明のトナーリサイクル機構は、感光体上から回収されるトナー以外にも、感光体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写し、この中間転写体からさらに転写紙に再転写を行って画像形成を行う中間転写体(中間転写ベルト等)上から回収されるトナーについても同様にリサイクル等の為に搬送することができる。
つまり、感光体のクリーニング装置のみならず、中間転写体のクリーニング装置にも本発明のトナー移送装置を適用できる。従って、請求の範囲において画像担持体とは、感光体と、中間転写体を含む概念である。更に、本発明は、転写紙を搬送する転写紙搬送体(転写ベルト)上に付着するトナーを除去するクリーニング装置にも適用することができる。これらの場合においても、感光体の累積駆動時間を手掛かりとしてスクリューポンプやエアポンプの駆動を制御することが有効であるが、中間転写体や転写紙搬送体の累積駆動時間を手掛かりとしても良い。
【0021】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、画像形成装置本体の大きさの適正化、及びクリーニング装置としての品質・性能・機能を満足させつつ、従来の不具合を解決した回収トナー移送装置を提供することができる。即ち、スクリューポンプとエアポンプとを組み合わせたトナー移送装置を用いて混合気としたトナーを弾性管内を移送する場合の不具合であるステータの経時摩耗と、それに起因したポンプの吐出圧力の低下を防止するものであり、その結果トナー移送装置の耐久性の確保、信頼性向上、構成の簡易化、トナー移送の確実化、及び低コスト化を図ることができる。
即ち、請求項1の発明は、転写紙の紙詰まりが発生したときに、スクリューポンプ及びエアポンプの駆動タイミングに補正をかけるようにしたので、トナー回収量判定の精度向上、トナー回収装置の構成の簡易化、低コスト化を図り、トナー回収量の一時的な増大によるスクリューポンプユニット内トナー溢れ、または架橋防止を実現できる。
具体的には、転写位置手前で転写紙が紙詰まりを起こすことにより、感光体上に大量の未転写トナーが付着し、この未転写トナーがクリーニング装置により除去、回収された場合におけるトナー移送装置による移送量を増大させるようにしたので、トナー詰まり、トナー溢れ、架橋等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の形態例を用いた画像形成装置の概略正面断面図。
【図2】本発明の第1の形態例を用いた画像形成装置の感光体周辺部の正面断面図。
【図3】本発明の第1の形態例を用いた画像形成装置の感光体周辺部の背面断面図。
【図4】本発明の第1の形態例を用いた回収トナー移送装置の構成図。
【図5】本発明に係る回収トナー移送装置の制御系ブロック図。
【図6】本発明に係る回収トナー移送装置の制御系フローチャート。
【図7】(1)〜(5)は本発明に係る駆動モータおよびエアポンプの動作タイミングを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
100複写機、101 複写機本体、200クリーニング装置、220 回収トナー排出部材、230 感光体、240 クリーニングブレード、241 ブラシ、242 筐体、300 現像装置、400 回収トナー移送用パイプ、500 回収トナー移送装置、510 ホッパー、511 クリーニング回収トナー通路、512 転写回収トナー通路、520 粉体ポンプ、521 ロータ、522 ステータ、523 ホルダー、524 横搬送スクリュー、526 シール部材、527 軸受け、528 駆動歯車、531 エアー供給口、540エアーポンプ、541 空気吐出口、542 管、550 エアー検知器、561 センサ、552 浮子、553 容器、600 回収トナー貯蔵手段。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a toner recycling mechanism used in an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, or a copying machine, and more particularly to a cleaning device in an image forming apparatus using a two-component developer or a one-component developer. The present invention relates to a toner recycling mechanism that collects, transports, and reuses toner removed by the above.
[0002]
[Prior art]
In image forming apparatuses such as electrophotographic printers, facsimiles, and copiers using two-component developers or one-component developers, the toner removed by the cleaning device from the object to which the toner adheres is collected / removed. In many cases, a toner recycling mechanism that is transported and reused or discarded is employed.
As a technique related to a collected toner transfer device for transferring toner from a cleaning device to a collected toner storage unit or a developing device provided separately from the cleaning device, there are the following techniques.
(1) The recovered toner discharge portion of the cleaning device and the recovered toner storage means provided separately from the cleaning device are connected by a pipe, and the recovered toner is recovered by a coil screw provided inside the pipe. Technology to transfer to.
(2) A technique in which a collected toner storage means is provided in the vicinity of the collected toner discharge portion of the cleaning device, and the toner is transferred to the collected toner storage means mainly by gravity.
Furthermore, there are the following techniques related to powder transfer of developer, toner, and the like.
(1) Using a screw, paddle (various shapes), a bucket, etc. as a toner transfer technique in the developing unit and toner supply unit of the developing device.
(2) A screw pump (commonly known as a MONO pump) is used as a pump capable of transferring powder without using a coil screw.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a conventional recovery toner transfer device that recovers and transports foreign matter such as toner and paper dust removed by a cleaning device from an object on which toner such as a photosensitive member and an intermediate transfer member is likely to adhere and remain, As the transfer means, the recovered toner is collected by a pipe connecting the recovered toner discharge portion of the cleaning device and the recovered toner storage means or developing device provided separately from the cleaning device, and a coil screw provided inside the pipe. Or a method of carrying out the transfer by natural fall using the gravity of the collected toner.
Of these recovery and transfer means, the former one needs to extend the coil screw to the vicinity of the recovered toner storage means or the developing device. However, in the transfer means using a coil screw, it is necessary to secure a transfer path which is preferably a linear transfer or a large curve transfer in order to ensure reliable rotation of the coil screw. Setting was impossible. In other words, there is a limit to the degree of freedom of layout, which has become a factor that makes device design difficult. In addition, there is a layout restriction that the installation position of the collected toner storage means is desirably lower than the horizontal direction with respect to the collected toner discharge portion. Furthermore, since the friction load between the coil screw and the pipe is very large and the load of the rotational drive torque is large, there is a problem that long distance transfer becomes difficult, the configuration becomes large, and the device configuration becomes complicated. It was difficult to ensure durability and had various problems that operability during device maintenance was difficult. In addition, due to the restriction of the mounting position of the collected toner transfer device, there are problems that the main body of the image forming apparatus is enlarged, complicated, and the cost of the main body increases. Furthermore, since it is necessary to arrange the toner storage means or the developing device almost integrally with the cleaning device, the models that can be installed are low speed machines or use copy / print due to restrictions on the installation of the device and restrictions on the toner storage amount. Limited to copiers / printers for low-volume users. The above problem has been a problem to be solved for many years, but has not been solved until recently.
On the other hand, a toner collection / transfer device using a powder transfer screw pump (commonly known as a MONO pump) eliminates the disadvantages of the conventional device using the coil screw, and optimizes the size of the developing device and the device main body. In addition, it has attracted attention as a recovered toner transfer device that has solved the conventional problems in recovered toner transfer while satisfying quality, performance, and function as a cleaning device.
However, since the stator of the screw pump is made of rubber, the sliding surface where the stator comes into contact with the rotor is likely to wear or creep when used over time. As a result, the amount of biting and adhesion between the rotor and the stator are likely to occur. There is a problem that the transfer force (discharge pressure) of the pump is reduced and the stator is handled as a replacement part, and the service cost is high.
[0004]
  The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a recovery toner transfer that solves the conventional problems while optimizing the size of the apparatus main body and satisfying the quality, performance, and function as a cleaning apparatus. An object is to provide an apparatus. In detail, the time-dependent wear of the stator, which is a problem when the toner mixed with the screw pump and the air pump is used to transfer the mixed gas to the inside of the elastic tube, and the discharge pressure of the pump due to this is reduced. To prevent.
  That is, the invention of claim 1When transfer paper is jammed, the drive timing of the screw pump and the air supply means is corrected, and the interval of toner transfer operations by the screw pump and the air supply means is shortened. It is possible to improve the accuracy of the amount determination, simplify the configuration of the toner recovery device, reduce the cost, and prevent the toner in the screw pump unit from overflowing or crosslinking due to a temporary increase in the toner recovery amount.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a toner recovered by an image carrier cleaning device or a transfer paper transport member cleaning device.TimesToner collecting means or means for transferring to developing device, female screw type stator having spiral groove inside,as well asAn externally threaded row that is rotatably inserted into the stator.TA screw pump, an air supply means for fluidizing the collected toner that is transferred by the screw pump and moving in the collected toner transfer pipe in a diffused state, and the screw pump is independent of the image carrier. Drive means or drive transmission means that can be driven and stopped, and a control device that outputs a drive signal to the drive means.In the image forming apparatus, the control device corrects the drive timing of the screw pump and the air supply unit when a paper jam occurs in the transfer paper conveyed through the image forming apparatus, and the screw pump And the interval of the toner transfer operation by the air supply means is shortened.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a copying machine as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. A copying machine 100 performs predetermined image formation by a conventionally known electrophotographic method. And an automatic document feeder 102. In the copying machine main body 101, a reading optical system 103, an image forming unit 104, a paper feeding unit 105, a toner recycling mechanism, and the like are arranged.
The image forming unit 104 includes a photosensitive drum (image carrier) 120, a charging unit 121, an exposure unit 122, a developing device 300, a transfer device 700, a fixing device 124, a cleaning device 200, and the like.
As the cleaning device 200, an example using a blade cleaning method is shown.
Further, the recovered toner transfer pipe 400 constituting the toner recycling mechanism includes a cleaning device 200, a transfer device 700, a developing device 300 (or recovered toner storage unit 600), and a recovered toner transfer device (powder pump unit) 500. The residual toner (collected toner) collected from the photoconductor 120 by the cleaning device 200 is transferred toward the developing device 300 or the collected toner storage unit 600.
Here, the collected toner storage means 600 is configured as an independent unit that can be attached to and detached from the copying machine main body 101.
The toner recycling mechanism of the present embodiment includes a collected toner transfer pipe 400, a collected toner transfer device 500, a collected toner storage means 600, and the like.
[0007]
2 is an enlarged view of the periphery of the photoconductor 120 of FIG. 1, and FIG. 3 is a rear view of FIG. The photosensitive member (image bearing member) 120 is cleaned by scraping off residual toner by a cleaning blade 240 and a brush 241.
The residual toner scraped off from the surface of the photoconductor 120 is collected as a collected toner in a housing 242 that serves as a structure of the cleaning device 200 and a toner guide member, and is disposed at the bottom of the housing 242. The recovered toner discharge member 220 transfers the toner to a hopper 510 that is a part of the recovered toner transfer device 500.
The transfer device 700 uses the transfer belt 710 to transport and transfer the transfer paper, and is in contact with the photoconductor via the transfer paper at least during the passage of the transfer paper. For this reason, toner on the photosensitive member may adhere to the transfer belt 710, and the cleaning blade 711 for cleaning the toner and the collected toner scraped off by the cleaning blade 711 are discharged to the outside of the transfer device. A collected toner discharge member 720 is provided.
The configuration of the developing device 300 used in the copying machine main body 101 shown in FIG. 1 is shown in FIG. A developing device 300 shown in FIG. 2 uses a two-component developer in which a toner and a carrier are mixed, and includes a developing unit 301 and a toner replenishing unit 302. The developing unit 301 includes a stirring member including a stirring roller 303 and a paddle wheel 304 and a developer carrying member including a plurality of developing rollers 305 and 306. The stirring roller 303 and the paddle wheel 304 are rotationally driven by a driving unit (not shown). Then, the two-component developer in the developing unit 301 is stirred and conveyed. In the two-component developer composed of the toner and the carrier, the toner and the carrier are charged with opposite polarities due to stirring by the stirring roller 303 and the paddle wheel 304.
[0008]
The developing rollers 305 and 306 are mainly composed of a fixed magnet roller and a sleeve that is provided in the periphery thereof and is driven to rotate by a driving unit (not shown). Along the upstream side and the downstream side.
In the developing unit 301, the developing roller 306 holds the developer conveyed by the paddle wheel 304 by magnetically attracting it with a magnet, and conveys the developer to the developing roller 305 by rotation of the sleeve. The developing roller 305 holds the developer from the developing roller 306 and the paddle wheel 304 by magnetically attracting them with a magnet, and conveys the developer as the sleeve of the developing roller 306 rotates.
The developer on the developing roller 306 further develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum 120 developed by the developing roller 305 when passing through the developing region D2 between the developing roller 306 and the photosensitive drum 120. Then, it falls into the developing unit 301 and is stirred by the paddle wheel 304. The developer scraped off from the developing roller 305 by the doctor blade 307 is guided by the separator 308 and dropped onto the stirring roller 303 by the conveying screw 309.
[0009]
In the vicinity of the stirring roller 303 in the developing unit 301, a toner concentration sensor 310 is disposed as a means for detecting the mixing ratio of the developer toner and the carrier, that is, the toner concentration. The toner concentration sensor 310 detects the toner concentration of the developer in the developing unit 301. The developer in the developing unit 301 is supplied with toner from the toner supply unit 302. The toner replenishing unit 302 includes an agitator 312 as an agitating agent that stirs the toner inside, and a toner replenishing roller 311 that is rotationally driven to replenish toner to the developing unit 301 based on the detection result of the toner density sensor 310. A recovered toner supply opening 314 is formed at the upper part of the toner supply part 302, and a recovered toner supply connection part 315 is formed at the upper part. The recovered toner transferred by the recovered toner transfer device 500 described later passes through the recovered toner transfer pipe 400 and passes through the recovered toner transfer pipe 400, and is connected to the end of the recovered toner transfer pipe 400. 302 is replenished. Reference numeral 316 denotes an air vent hole, and 317 denotes an air filter. Since the collected toner is transferred together with the air, the air is vented here to prevent the pressure in the toner replenishing portion 302 and the developing portion 301 from rising.
A toner end sensor 313 serving as a means for detecting the toner end or toner near end of the toner replenishing unit 302 by detecting the remaining amount of toner in the toner replenishing unit 302 acts from the toner replenished from the toner replenishing unit 302 to the developing unit 301. By detecting the pressure to be detected, it comprises a piezoelectric element that detects the remaining amount of toner in the toner replenishing section, and outputs a detection signal when the pressure from the toner stops working. With this toner end detection signal or toner near end detection signal, new toner is supplied to the toner supply unit 302 by a toner supply unit that is separate from the developing device (not shown).
When the toner supply roller 311 is driven, the agitator 312 rotates through a gear (not shown), and the toner is conveyed from the front side to the back side and is sent onto the toner supply roller. The toner replenishing roller has a groove, and toner enters the groove and is replenished.
[0010]
FIG. 3 is a view of FIG. 2 viewed from the back side. In this case, the cleaning device 200, the photosensitive member 120, the developing device 300, the collected toner transfer device 500, and other image forming members are attached to the side plate beyond the side plate on the main body driving side of the copying machine main body 101. .
3 and 4 uses a powder pump 520 called a conventionally known commonly known Mono pump. As shown in FIG. 4, the powder pump 520 includes a male screw rotor 521 that is driven to rotate, and a female screw stator 522 that is made of an elastic body such as a rubber material fixed so as to surround the rotor 521. It is the screw pump comprised by this. The holder 523 holds the stator 522. For example, a single pitch or double pitch spiral groove is formed in the internally threaded stator.
The rotor 521 is engaged with one end of the lateral conveying screw 524 by a pin 525, and the other end of the lateral conveying screw 524 is connected to a seal member 526, a bearing 527, a main body drive system or a dedicated motor (independent of the main motor). The driven gear 528 is engaged with the driven gear 528 for driving.
The hopper 510 receives the recovered toner discharged from the recovered toner discharge member 220 of the cleaning device 200 through the cleaning recovery toner passage 511 and transfers the toner discharged from the recovered toner discharge member 720 of the transfer device 700. The collected toner passage 512 is engaged with the cleaning device 200 and the transfer device 700, and the collected toner discharged from the devices 200 and 700 is collectively guided to the bottom of the hopper and temporarily stored in a fixed amount. To do.
[0011]
Further, a gap of about 1 mm is provided between the outer side surface of the stator 522 and the inner side surface of the holder 523, and this gap communicates with the collected toner passage 530.
In addition, the holder 523 is provided with an air supply port 531 for blowing air into the collected toner passage 530 from the gap.
Further, an air pump (air supply means) 540 is disposed outside the holder 523, and an air discharge port 541 of the air pump 540 has a collected toner passage 530 via an air detector 550 and a pipe 542. The air supply port 531 communicates with the air supply port 531.
The air pump (air supply means) 540, by its operation, blows air into the collected toner through the air supply port 541 at a blowing rate of about 0.5 to 1 liter / minute. Accordingly, fluidization of the collected toner discharged from the powder pump 520 is promoted, and the collected toner is more reliably transferred by the powder pump 520.
The collected toner that has passed through the powder pump (screw pump) 520 is sent to the developing unit 300 or the collected toner storage unit 600 via the collected toner transfer pipe 400.
The collected toner transfer pipe 400 is, for example, a hollow tube having an inner diameter of about 4 to 6 mm and a thickness of about 1 to 2 mm. Since nothing needs to be provided in the pipe, a flexible material can be used. For example, it is very effective to use a flexible and excellent toner resistance material such as soft vinyl chloride, nylon, and Teflon.
[0012]
As described above, since the connecting portion 400 between the machine main body and the toner supply device is flexible, there are less restrictions when installing each device, the installation location can be effectively used, and the workability of machine maintenance is greatly improved. To do.
In this embodiment, the recovered toner transfer pipe 400 can be divided into a plurality of connections, and similarly, the pipe 542 of the air pump 540 can be divided into a plurality of connections. As a result, the apparatus can be easily unitized, and it is advantageous in terms of the productivity and maintainability of the apparatus.
Here, the transfer distance of the collected toner can be arbitrarily set by selecting the size of the rotor 521 and the stator 522 of the powder pump 520 to be used and the number of rotations of the rotor 521.
In addition, the transfer direction of the collected toner can be freely selected in any direction of up, down, left, and right. Therefore, the present invention has a markedly superior effect as compared with the conveying means that can be conveyed only by dropping it downward in the vertical direction as in the prior art.
[0013]
Next, FIG. 4 shows the configuration of the air detector 550 in this embodiment.
As described above, in collecting toner transfer using a powder pump, it is very important to transfer the collected toner together with air in order to ensure the reliability of the apparatus. The air detector 550 detects whether or not air is supplied from the air pump 540 to the powder pump, and has a role of a safety device for minimizing the system recovery of the toner recovery device.
The air detector 550 in the present embodiment is configured by enclosing a float 552 in a vertically movable manner in a transparent cylindrical container 553 having pipes 542 connected to both ends. When the air pump 540 described above is activated and air is sent into the container 553 in the direction of the arrow in FIG. 4, the air lifts the float 552 from the position (A) to the position (B). As a result, a sensor 551 (for example, a reflection type photosensor or a transmission type photosensor) for detecting the presence or absence of the float 552 arranged in advance so as to correspond to the position (B) described above The presence is detected, and it can be seen that air is normally supplied from the air pump 540 to the powder pump 520.
When the sensor 551 detects that the float 552 is not in the raised position in FIG. 4B even though the air pump 540 is operating, the air pump 540 to the powder pump 520 Since it is determined that some abnormality has occurred in the air supply, the operation of the copying machine main body 101 is stopped by a control device (not shown) and the occurrence of a failure is displayed on the display unit of the copying machine main body 101.
As the float 552 of this embodiment, a ball made of a resin or a metal such as stainless steel is used, but it goes without saying that other materials and shapes may be used.
Further, as the sensor 551 in this embodiment, a sensor based on reflected light detection is used, but a sensor such as transmitted light detection or magnetic detection can also be used.
[0014]
In the conventional apparatus, when it is desired to increase the transfer amount of the collected toner, the coil screw and the pipe are made large and rotate at a high speed, and when it is desired to increase the transfer distance or to change the transfer direction, a plurality of coil screws and pipes are connected. It was necessary to carry out multi-stage transfer to be connected by using them. However, this increases the number of parts, increases costs, decreases reliability, decreases apparatus maintenance and productivity, increases the apparatus body by increasing the installation volume of the collected toner transfer apparatus, and increases the apparatus installation area. Had brought.
On the other hand, the collected toner transfer device of this embodiment only needs to connect only the flexible collected toner transfer pipe to the developing device 300 or the collected toner storage means 600, and is an independent small separate unit. Therefore, it is possible to reduce the installation restrictions when installing the toner recovery device on the image forming apparatus main body, and to effectively use the installation location, and to perform productivity and maintenance work of the main body and the toner recovery device. The characteristics are greatly improved.
Further, in this recovered toner transfer device, the recovered toner is transferred in a state of mixture with the air in the recovered toner transfer pipe 400, so that there is almost no mechanical stress on the recovered toner, and the transfer pipe portion There is also no driving load. Therefore, according to this toner recovery device, the toner recovery and transfer can be ensured, and the transfer distance and transfer direction of the recovered toner are not restricted. In addition, according to the present embodiment, the reliability and durability of the toner recovery device can be sufficiently ensured, and further, the configuration of the toner recovery device can be simplified, and the power consumption can be reduced by reducing the driving load. Cost can be reduced.
[0015]
  Next, embodiments of the present inventionWill be described. In this embodiment, the screw pump is driven independently of the photosensitive member in the image forming apparatus using the screw pump means and the air supply means for fluidizing the collected toner moving by the screw pump means in a diffused state. , A stopable drive means or drive transmission means, a control unit for outputting a drive signal to the drive means, and a means for detecting the operation time of the photoconductor, according to the detection result of the photoconductor operation time detection means The feature is that the screw pump is driven, and the pump pump is driven for the minimum necessary time according to the image forming operation time, so that the efficiency of the pump drive is improved. .
  That is, as a method for driving the toner collecting apparatus of this embodiment, the toner is driven from a main drive source (a main motor, not shown) of the image forming apparatus main body 101 that drives the photosensitive drum and the like through a drive transmission mechanism such as a clutch. Alternatively, a method of driving by a dedicated motor (not shown) different from the main drive source is adopted. When the operation time of the photoconductor (image carrier) 120 reaches a certain amount, the main control plate of the copier body 101 sends a control signal to the drive clutch (or dedicated motor) of the toner recovery device and the air pump 540. In the control of the drive clutch (or dedicated motor) as the drive transmission means and the air pump 540, only the air pump 540 is turned on when the drive clutch (or dedicated motor) is turned on, and several seconds have passed. The drive clutch (or dedicated motor) is turned on later, and after the drive clutch (or dedicated motor) serving as drive transmission means is turned off, only the air pump 540 is operated for several seconds.
[0016]
The effect by performing the above control is shown below.
That is, the recovered toner mixed substantially uniformly with the air while the powder pump 520 is operating fills almost the entire area of the recovered toner transfer pipe 400. In this state, the entire apparatus is stopped at once. That is, when the powder pump 520 and the air pump 540 are stopped at the same time, only the air escapes from the collected toner mixed in the collected toner transfer pipe 400, and the collected toner sinks downward due to its own weight. The density of the collected toner in 400 increases.
For this reason, in this case, if the collected toner is sent by restarting the powder pump 520, the newly-collected collected toner is caused by the high-density collected toner remaining in the collected toner transfer pipe 400. In some cases, the collected toner is clogged inside the pipe 400 for transferring the collected toner due to the weir. As a result, the powder pump may be locked or burnt. This baking is a problem that the recovered toner adheres to the rotor 521 due to an excessive temperature rise, and the adhered toner scrapes the stator 522 to cause damage to the pump.
On the other hand, the high density collected toner remaining in the collected toner transfer pipe 400 is obtained by operating only the air pump 540 at the start of the operation of the powder pump 520 as in this embodiment. It can be discharged only by air. Alternatively, by operating only the air pump 540 after the operation of the powder pump 520 is stopped, the inside of the collected toner transfer pipe can be made almost empty. Therefore, according to the present embodiment, the clogging of the collected toner in the collected toner transfer pipe 400 as described above can be eliminated, and the collected toner can be transferred more reliably.
[0017]
Next, FIG. 5 shows a control system block diagram of the toner recovery apparatus of the present invention, and FIG. 6 shows a control flowchart of the toner recovery apparatus.
The toner recovery device is controlled by a control device having an MPU (micro processing unit). Here, the powder pump of the toner recovery device is driven from the main motor of the main body drive system via a clutch. The MPU has a timer function, and can control on / off of a clutch (drive transmission means), driving of an air pump, and the like at an arbitrary timing.
In the MPU of the control device, the cumulative driving time of the photoconductor, that is, the cumulative driving time of the main motor is measured by a timer and stored (S1 to S3). When the measured value reaches a preset value N (cumulative driving time), the timer is cleared, the clutch (M in FIG. 5) of the toner recovery device is turned on, and the air pump (P in FIG. 5) is driven. It is configured. In step 4, the toner transfer operation means from the start to the stop of the air pump and from the on to the off of the clutch of the powder pump.
Note that it is preferable to operate using a nonvolatile RAM so that the timer value is not cleared when the power is turned off.
[0018]
FIG. 7 shows detailed control timings of the powder pump and the air pump by the control device. First, when the main motor accumulated drive time reaches the set value N, the air pump is started to be driven. Further, control is performed so that the toner recovery device driving clutch is turned on with a delay of a predetermined time t1 from the start of driving of the air pump (for example, with a delay of 0.5 sec). The clutch is turned off after a predetermined time t2 (for example, after 2 seconds) elapses, and the toner recovery air pump is further delayed by a predetermined time t3 (for example, after 4 seconds) after the clutch is turned off. Is controlled to stop. By controlling in this way, as described above, the residual toner in the collection tube 400 can be discharged only by air, so that the collected toner clogging in the collection toner transfer pipe can be eliminated.
Further, an appropriate value can be obtained by calculation for the value of the cumulative driving time N as the set value. That is, the amount of toner collected on the photoconductor (main motor) is obtained from the toner adhesion amount per unit time during normal image formation, the transfer rate, and the like, and when the screw pump is driven once (see FIG. The ratio of the toner transfer amount (capacity) of the driving time per time (which varies depending on the set value of the driving time per time) is N to be obtained.
[0019]
  The following exampleAn exposure adjusting means (for example, included in the control device) that can adjust an applied voltage to be applied to an exposure lamp for forming an electrostatic latent image corresponding to an image on the photosensitive member, and adjusting the exposure adjusting means Since the screw pump drive start time is corrected according to the value, the accuracy of the toner recovery amount judgment is improved, the durability is improved by the high efficiency of the screw pump drive, and the toner recovery amount is temporarily It is possible to prevent the toner from overflowing in the screw pump unit due to the increase or to prevent crosslinking.
  In other words, the exposure adjustment means that can adjust the applied voltage to be applied to the exposure lamp is provided, and the interval of the toner transfer operation by the screw pump is adjusted according to the magnitude of the applied voltage. It is possible to improve the durability by improving the efficiency of the screw pump drive.
  Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIG. In this embodiment, for example, an exposure adjusting means for adjusting the applied voltage to the exposure lamp is provided in the control device, and the applied voltage to the exposure lamp during driving of the main motor can be set in a plurality of stages by the exposure adjusting means. The applied voltage can be arbitrarily selected by the user. The control device performs a toner transfer operation (operations of the powder pump and the air pump) at preset intervals according to the applied voltage.
  For example, when the applied voltage is low, the toner adhesion amount on the photoconductor increases and the recovered toner amount also increases, so the interval between toner transfer operations is shortened, that is, the cumulative drive time N is a smaller value N1 (N1 <N1 < N) to increase the frequency of the toner transfer operation. Conversely, when the applied voltage is high, the amount of collected toner decreases, so the interval between toner transfer operations is lengthened.
  That is, the cumulative driving time N is set to a larger value N2 (N2> N) to reduce the frequency of the toner transfer operation. By the above operation, the driving efficiency of the powder pump can be further improved, and toner bridging or toner overflow in the hopper 510 due to an increase in collected toner can be prevented. Each of the values N1 and N2 can be obtained because the toner collection amount can be calculated from the image area and the transfer rate of the document if the toner adhesion amount corresponding to the exposure lamp applied voltage is known. Here, the image area of the document may be 6% to 30% of the image ratio of the transfer paper A4 that is generally used. The exposure adjusting means may be provided separately from the control device.
[0020]
[Claims1Example of form corresponding to
  Next, the claim1According to the present invention, when a paper jam occurs on the transfer paper in the conveyance path in the image forming apparatus, the drive timing of the screw pump and the air pump (air supply means) is corrected (that is, the drive of the screw pump and the air pump). When the transfer paper is jammed in the transport path, the screw pump and air pump areshort(It is driven at intervals) to improve the accuracy of toner recovery amount determination, simplify the configuration of the toner recovery device and reduce the cost, overflow the toner in the screw pump unit due to a temporary increase in the toner recovery amount, or Prevent cross-linkingRealizationit can.
  That is, in the conventional image forming apparatus, when a paper jam occurs on the transfer paper, it can be detected by a jam detection sensor. However, if a paper jam occurs before the transfer position, The developed toner may be cleaned and recovered without being placed on the transfer paper.
  In this case, since a large amount of collected toner is transported temporarily, there is a risk of toner overflow or cross-linking in the screw pump unit, so it is necessary to perform control to drive the screw pump and air pump. is there. At this time, for example, the amount of toner that can be conveyed can be increased by temporarily multiplying N, which is the value of the cumulative driving time, by a factor of 1/5 to shorten the screw pump driving cycle, for example. it can.
  Although FIG. 1 shows an example using a blade cleaning system as the cleaning apparatus 200, the toner recovery apparatus of the present invention is used even for a system using a magnetic brush cleaning system or a fur brush cleaning system. It goes without saying that it is possible.
  In addition to the toner collected from the photoreceptor, the toner recycling mechanism of the present invention transfers a toner image formed on the photoreceptor to an intermediate transfer body, and further retransfers it from this intermediate transfer body to transfer paper. The toner recovered from the intermediate transfer member (intermediate transfer belt or the like) on which image formation is performed can also be transported for recycling.
  That is, the toner transfer device of the present invention can be applied not only to the cleaning device for the photosensitive member but also to the cleaning device for the intermediate transfer member. Accordingly, in the claims, the image carrier is a concept including a photosensitive member and an intermediate transfer member. Furthermore, the present invention can also be applied to a cleaning device that removes toner adhering to a transfer paper transport body (transfer belt) that transports transfer paper. In these cases, it is effective to control the driving of the screw pump and the air pump using the accumulated driving time of the photosensitive member as a clue, but the cumulative driving time of the intermediate transfer member and the transfer paper transport member may be used as a clue.
[0021]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, there is provided a recovered toner transfer device that solves the conventional problems while satisfying the optimization of the size of the main body of the image forming apparatus and the quality, performance, and function as a cleaning device. Can do. That is, it prevents the wear of the stator over time and the decrease in pump discharge pressure due to the trouble when the toner mixed with the screw pump and the air pump is used to transfer the air-fuel mixture in the elastic tube. As a result, the durability of the toner transfer device can be ensured, the reliability can be improved, the configuration can be simplified, the toner can be reliably transferred, and the cost can be reduced.
  That is, the invention of claim 1When transfer paper is jammed, the drive timing of the screw pump and air pump is corrected, so the accuracy of toner recovery amount determination is improved, the configuration of the toner recovery device is simplified, and the cost is reduced. It is possible to prevent the toner in the screw pump unit from overflowing or cross-linking by temporarily increasing the amount of collected toner.
  Specifically, a toner transfer device in a case where a large amount of untransferred toner adheres to the photosensitive member due to paper jam in front of the transfer position, and this untransferred toner is removed and collected by a cleaning device. Therefore, toner clogging, toner overflow, cross-linking and the like can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an image forming apparatus using a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of a peripheral portion of a photoconductor of an image forming apparatus using a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a rear cross-sectional view of the periphery of a photoconductor of the image forming apparatus using the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a collected toner transfer device using a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a control system block diagram of a collected toner transfer device according to the present invention.
FIG. 6 is a control system flowchart of the collected toner transfer device according to the present invention.
7 is a timing chart showing operation timings of a drive motor and an air pump according to the present invention. FIG.
[Explanation of symbols]
100 copier, 101 copier body, 200 cleaning device, 220 recovered toner discharge member, 230 photosensitive member, 240 cleaning blade, 241 brush, 242 casing, 300 developing device, 400 recovered toner transfer pipe, 500 recovered toner transfer device , 510 hopper, 511 cleaning recovery toner path, 512 transfer recovery toner path, 520 powder pump, 521 rotor, 522 stator, 523 holder, 524 lateral conveying screw, 526 seal member, 527 bearing, 528 drive gear, 531 air supply port 540 air pump, 541 air outlet, 542 pipe, 550 air detector, 561 sensor, 552 float, 553 container, 600 recovered toner storage means.

Claims (1)

画像担持体のクリーニング装置、あるいは転写紙搬送体のクリーニング装置により回収されたトナーを回収トナー貯蔵手段、または現像装置に移送する手段であって、内部に螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータ、及び該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータを有したスクリューポンプと、該スクリューポンプにより移送されて回収トナー移送用パイプ内を移動する回収トナーを拡散させた状態で流動化させるための空気供給手段と、前記スクリューポンプを画像担持体とは独立に駆動、停止させ得る駆動手段もしくは駆動伝達手段と、前記駆動手段に駆動信号を出力する制御装置と、を備えた画像形成装置において、
前記制御装置は、前記画像形成装置内を搬送される転写紙の紙詰まりが発生したときに、前記スクリューポンプ及び前記空気供給手段の駆動タイミングに補正をかけて、前記スクリューポンプ、及び前記空気供給手段によるトナー移送動作の間隔を短くすることを特徴とする画像形成装置。
Image bearing member cleaning device, or a transfer sheet conveyance member of the cleaning device by the recovered toner recovered toner storage means or a means for transferring to the developing device, a female screw shaped stator provided with a helical groove therein, and a screw pump having a rotatably fitted interpolated male screw-shaped row data in said stator, to fluidize in a state of being diffused recovery toner to move is transferred collected toner-conveying pipe by the screw pump An image forming apparatus comprising: an air supply unit for driving; a driving unit or a driving transmission unit capable of driving and stopping the screw pump independently of an image carrier; and a control unit that outputs a driving signal to the driving unit. In
The control device corrects the drive timing of the screw pump and the air supply means when the paper jam of the transfer paper conveyed through the image forming apparatus occurs, and the screw pump and the air supply An image forming apparatus characterized in that the interval of the toner transfer operation by the means is shortened .
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