JP3935760B2 - 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、複写機、ファクシミリ等、特にフルカラーの画像形成装置に関するものある。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像形成装置において、転写後の像担持体である感光体に残留したトナーはクリーニング装置によって除去されるが、その除去したトナーを廃トナーとして処分せずに現像装置に戻して再使用するトナーリサイクルが種々の装置で採用されている。このようなトナーリサイクルを実現するには、クリーニング装置で回収したトナーを現像装置へ搬送する回収トナー搬送手段を付設しなければならない。一般に、粉体のトナーを搬送する方式としては、自重落下、スクリュー回転による搬送、コンベアベルトによる搬送、エアポンプのエア流に乗せた搬送、粉体ポンプによる搬送等が知られている。
【0003】
しかし、上記トナーの搬送方式において、自重落下、スクリュー回転による搬送、コンベアベルトによる搬送は、排出側および受け取り側の配置により制約を生ずる。さらに、スクリュー回転による搬送ではその搬送距離等に起因して搬送中にトナーがストレスを受け易く、リサイクルトナーによる画像品質の劣化がより顕著に起こる可能性がある。
【0004】
また、エアポンプのエア流に乗せた搬送、粉体ポンプによる搬送はリサイクルトナーが上記したストレスを受けにくいが、エアポンプのエア流に乗せた搬送の場合、エアが注入された受け取り側ではフィルタ等を用いてエア抜きによる内圧上昇防止の措置を講じなければならない。しかも、フィルタは経時使用により目詰まり等を起こすので、メンテナンスも必要であるため、ランニングコストも嵩む。また、エアの循環を閉経路として構成し、フィルタを用いない方式も考えられるが、その循環経路にクリーニング装置等が含まれるので、気密性を保つことは殆ど実現不可能であり、またできたとしても装置が大掛かりでコストが嵩む。
【0005】
さらにまた、粉体ポンプによる搬送は吐出型のポンプを使用した場合、トナー搬送にエアを必要とするため、上記エア流と同様な問題を有する。また、吸引型のポンプを使用した場合、大きなトナー搬送力を発生させるためにはポンプの大型化、トルクの増大となり、それを避けるにはポンプの上流側で回収トナーを十分に分散させて流動化させる必要がある。
【0006】
このように、トナーリサイクルを行うにはその回収トナーの搬送に大きな問題がある。しかも、クリーニング装置で回収されたトナーは、帯電特性に難があり転写工程で正常に転写されなかったトナーが含有している率が高く、また、正常なトナーであっても現像、転写、クリーニングの工程を経てきたものであるため、各工程で受けたストレスにより帯電特性や流動性に劣化が生じている場合がある。このため、トナーをリサイクルするとき、ニュートナーに対してのリサイクルトナーの比率が高いと、画像劣化が生ずる可能性がきわめて高い。したがって、トナーリサイクルを行う場合はリサイクルトナーをニュートナーに対して十分に攪拌し、かつ、分散させて使用することで、リサイクルトナーの使用による画像品質の低下を軽減させることも考慮しなければならなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多くのトナーリサイクルを実施している画像形成装置ではクリーニング装置で回収したトナーを直に現像装置に戻しており、ニュートナーへの分散させて十分に攪拌することが不十分であった。特に、近年、装置のコンパクト化から現像装置内に収納される現像剤の量が少なくなっており、現像装置へ搬送した回収トナーが十分な攪拌等を受けずに使用される可能性が高かった。
【0008】
本発明は、上記した従来の問題を鑑み、クリーニング装置により回収されたトナーを簡単な構成でリサイクルすることができ、しかもリサイクルトナーによる画像品質の劣化を大幅に軽減することができる画像形成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】
上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置と、可視像の画像形成処理後の残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置と、該クリーニング装置によって回収したトナーを処理する回収トナー処理装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置とを有し、該トナー補給装置が、トナーを収納したトナー収納容器とそのトナー収納容器内にエアを供給するエア供給手段を具備する画像形成装置において、
前記回収トナー処理装置が、前記回収トナーをリサイクルトナーとして前記トナー補給装置のエア供給手段が供給するエアに乗せて前記トナー収納容器へ送り込むリサイクル装置を具備し、前記トナー補給装置には、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、ステータ内部で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を備えたスクリューポンプが設けられ、該スクリューポンプによって発生する負圧により前記トナー収納容器内のトナーが現像装置へ搬送されることを特徴とする画像形成装置を提案する。
【0010】
なお、本発明は、前記トナー収納容器にその内圧を調整するエアフィルタが設けられていると、効果的である。
さらに、本発明は、前記トナー収納容器が画像形成装置本体に対して着脱可能な交換することができる容器であると、効果的である。
【0011】
さらにまた、本発明は、前記トナー収納容器が、内圧の変動に対して変形可能な材質または形状に構成されていると、効果的である。
【0012】
さらにまた、本発明は、前記回収トナー処理装置が、回収トナーを廃トナーとして貯留する廃トナー収納容器及び該廃トナー収納容器へ回収トナーを搬送する手段を有する廃トナー装置と、前記クリーニング装置により回収されたトナーの送り先を前記リサイクル装置と前記廃トナー装置との何れかに切り替える切り替え手段とを有すると、効果的である。
【0013】
さらにまた、本発明は、前記回収トナー処理装置が、前記トナー収納容器のトナー残量に応じて前記切り替え手段による回収トナーの送り先を切り替え制御する制御手段を具備すると、効果的である。
【0014】
さらにまた、本発明は、前記回収トナー処理装置が、回収トナーの状態に応じて前記切り替え手段による回収トナーの送り先を切り替え制御する制御手段を具備すると、効果的である。
【0015】
【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、本発明に係るカラー画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体100、その下部にテーブル状に構成された給紙部200が配置され、複写機本体100の上方にスキャナ300、スキャナ300の上方に原稿自動搬送装置400を配置した構成となっている。
【0016】
複写機本体100には、複数のローラ14、15、16に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト10が設けられている。この中間転写ベルト7は、複数のローラ14,15,16のうち1つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト10が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト10の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット18が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ14とローラ15間の走行辺上に、4つの作像ユニット18を配置してタンデム画像形成装置20を構成している。
【0017】
4個の作像ユニット18は、中間転写ベルト10に接する潜像担持体としての感光体ドラム40を具備している。この感光体ドラム40の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム40が中間転写ベルト10に接する位置における中間転写ベルト10の内側には転写装置62が設けられている。本実施形態の場合、4個の作像ユニット18は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色に分けられている。また、各作像ユニット18の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置21が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射する。露光装置21は、各作像ユニット18毎に設けてもよいが、共通の露光装置15を用いればコストの点で有利である。
【0018】
一方、中間転写ベルト10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22が設けられている。2次転写装置22は、ローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト10を介してローラ16に押し当てられるように配置されている。なお、図1において、2次転写装置22の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置25が設けられている。
【0019】
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置25まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生ずる。
【0020】
なお、図示例では、このような2次転写装置22及び定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備えている。
【0021】
さて、かく構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
【0022】
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
【0023】
また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト10が回転走行し、同時に、個々の作像ユニット18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト10の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。
【0024】
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
【0025】
または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
【0026】
そして、中間転写ベルト10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。
【0027】
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切り換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切り換爪55で切り換えてシート反転装置27に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
【0028】
一方、画像転写後の中間転写ベルト10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
【0029】
図2は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における複写機本体の要部構成図であり、図3は図2に示すタンデム画像形成機構の要部拡大図である。
作像ユニット18は、図2に示すように、中間転写体10の上流側から順に18Y、18M、18C、18Bkの4つが設けられている。各作像ユニット18(18Y、18M、18C、18Bk、以下同様)は、図2及び図3に示すように、感光体40の周囲に、帯電装置60、光書き込み系L、現像装置61、1次転写装置62、クリーニング装置63、除電装置64を備えている。この配置により、最上流の感光体40Yと最下流の感光体40Bkの搬送距離分、Bk単色モードでのファーストコピー時間を短縮することが可能となっている。また、熱発生源である定着装置25から作像ユニット18Bkが離れて位置することにより、使用頻度の高い作像ユニット18Bkに対して不図示の大容量トナータンクを設けることが可能となるなどの自由度が増す。
【0030】
図4は、本発明の実施の形態に係る作像ユニットの内部構成図である。
クリーニング装置63には、回収したトナーを感光体40の軸線と平行方向に搬送する回収スクリュー79が設けられ、該回収スクリュー79は不図示の本体側クリーニング駆動軸よりカップリング93を介して駆動が伝達されて回転駆動する。ここで、クリーニング駆動軸はステッピングモータ(図示せず)によって正転および逆転に回転方向の制御が可能となっており、回収スクリュー79の回転方向によって、クリーニング装置63内のトナーは、前側または奥側端部方向へ排出方向が選択可能となる。
【0031】
本実施形態の画像形成装置には、クリーニング装置63により回収したトナーを処理するリサイクル装置80と廃トナー装置90とを有する回収トナー処理装置が設けられている。該回収トナー処理装置は、回収スクリュー79の正転で前側方向へとトナー搬送された場合は、回収トナーをスクリュー前側端部に連通するリサイクル装置80によりリサイクルトナーとして最終的に現像装置61へと搬送される。逆に、回収スクリュー79の逆転で奥側方向へとトナー搬送された場合は、回収トナーを廃トナー装置90によって回収トナーを廃トナーとして不図示の廃トナータンクへと搬送して貯留する。なお、本実施形態のクリーニング装置63は図3に示すように、ファーブラシ76を備えているが、ファーブラシ76はスクリュー駆動方向に関わらず一定方向に回転するものとして、感光体40からのギヤ連結により駆動されている。
【0032】
図5は、回収スクリュー駆動制御ブロック図である。
回収スクリュー79は、回転方向切り替え制御手段101によって駆動モータ102の回転方向が切り替えられるようになっており、この駆動モータ102の切り替えにより、回収スクリュー79は正逆転し回収トナーをリサイクル装置80または廃トナー装置90へ切り替えて回収する。
【0033】
図6は、作像ユニット18の現像装置61にトナーを補給するトナー補給機構の構成図である。
図6において、現像装置61へ補給するトナーを収納したトナー収納容器180は複写機本体100に設けられたセット部(図示せず)にセットされる。このセット部には、トナー収納容器180内に挿入されるノズル190が立設されており、トナー収納容器180は上方からセット部へセットすることによりノズル190が挿入される。ノズル190は、単管構造になっており、上部に断面錐状に形成された尖端部材191が一体成形または固着等により設けられ、この尖端部材191に続いてエア供給口とトナー補給口とを兼ねる開口192が設けられている。この開口192は通路193に通じており、通路193はトナー搬送チューブ159が接続されたトナー用接続口194が設けられている。また、通路193にはトナー用接続口194よりも上方にエア接続口195が設けられている。
【0034】
エア接続口195は、本実施形態の場合、エア供給手段としてのエアポンプ196がエア搬送パイプ197を介して接続されている。このエアポンプ196が作動すると、該ポンプからエア搬送パイプ197及び通路193を介してトナー収納容器180内に対し下部側よりエアが噴出される。そして、トナー収納容器180内に噴出されたエアは、トナー層を通過することによりトナーを攪拌しながら流動化させる。なお、エア搬送パイプ197の途中にはバルブ198が設けられており、後述する粉体ポンプの作動時にエア通路を閉状態に保持する用をなしている。
【0035】
トナー収納容器180は、保護ケースとしての外箱181と、その外箱181内に着脱可能に収容されたフレキシブルで変形可能な袋状体としてのトナー袋182とを有するバックインボックスタイプに構成されている。この外箱181は、剛性を有する紙、段ボール、樹脂等の材料から作られ、トナー袋182が収まる程度の内部空間を有している。トナー収納容器180は、トナーを収納したトナー袋182がフレキブルであっても、外箱181内に収めることで外からの衝撃等に対して保護され、しかもハンドリング性が向上するため容器の取り扱いが行い易く、保管時の整理も行い易いという利点が得られる。
【0036】
また、トナー袋182の袋部分はポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム等のフレキシブルなシート材(80〜125μm程度の厚み)を単層または複層構成にして容器形状の袋体である。そして、トナー袋182はその下部中央にトナー排出孔が設けられ、ポリエチレンやナイロン等に樹脂から作られた口金部材183が固定されて構成されている。口金部材183のトナー排出孔には、自閉弁の役割を持つ単層または複層のシール184が設けられ、シール184は非通気性の発泡スポンジ等からなる弾性体によって構成されている。また、トナー袋182はトナーが残留しにくいように、トナー排出孔に向かって先細りとなる形状に形成されている。したがって、このように構成されたトナー収納容器180は、セット部にセットされたとき、鉛直方向の下部側、すなわち真下からノズル190が挿入される。さらに、トナー袋182にはその上部にエアを通すがトナーを通さない内圧調整手段としてフィルタ185が設けられている。なお、トナー収納容器180には該容器を取り出すと、バネ力によって自動的にトナー排出口を閉じる機械的なシャッターを設けてもよい。
【0037】
他方、現像装置61にはその上部にサブホッパ161が設けられており、トナー収納容器180のトナーは一旦このサブホッパ161に収納された後、現像装置61に補給される。そして、サブホッパ161上にはトナー収納容器180のトナーをこのサブホッパ161に搬送する手段としての粉体ポンプ170が設けられている。この粉体ポンプ170は、一軸偏芯スクリューポンプであって、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ171と、ゴム等の弾性体で作られ、2条スクリュー形状に形成されたステータ172と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ173とを有している。上記ロータ171は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸174に一体連結されたギヤ(図示せず)がアイドルギヤ(図示せず)を介してクラッチと駆動連結され、そのクラッチのオン・オフにより粉体ポンプ170の稼働が制御される。
【0038】
また、上記ホルダ173の先端、すなわち、図6の右端にはトナー吸い込み部177が設けられ、トナー吸い込み部177に上記トナー搬送チューブ159が接続されている。このトナー搬送チューブ159としては、例えば直径4〜10mmのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料(例えば、ポリウレタン、ニトリル、EPDM、シリコン等)から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。なお、上記した紛体ポンプ170を用いれば、トナー収納手段のトナー排出口がサブホッパ161のトナー受け取り口よりも鉛直方向において低い位置にあるような場合でもトナー収納容器180のトナーをスムーズに搬送することができる。なお、サブポッパ161の詳しい説明は本発明の要旨でないので省略する。
【0039】
次に、上記したリサイクル装置80を、図7を用いて説明する。
図7において、クリーニング装置63の前側端部には、図示していないジョイントが設けられ、このジョイントにリサイクル搬送路としてのリサイクルトナー搬送チューブ110の一端が接続されている。リサイクルトナー搬送チューブ110の他端は、上記したエアポンプ196の吸い込み口196aに接続されている。よって、回収スクリュー79の正転で前側方向へ搬送されたリサイクルトナーはエアポンプ196の吸引力を利用して、エアポンプ196の供給口196bから供給されるエアに乗ってトナー収納容器180へ搬送される。トナー収納容器180に搬送されたリサイクルトナーは、ここでニュートナーと混合され、そして、粉体ポンプ170によって現像装置61へ送られて使用される。
【0040】
かくして、本実施形態の画像形成装置では既存のトナー補給装置のエアポンプを利用してリサイクルトナーをトナー収納容器180へ搬送し、ここでニュートナーに混合して最終的に現像装置61に搬送するので、専用のトナー搬送手段を設けることなくトナーリサイクルを行うことができる。
【0041】
ところで、トナーをエア流で搬送すると、搬送先で内圧上昇によるトナーの噴出しの問題が生ずる恐れがあるが、そのトナー収納容器180にはそのトナー袋182の上部にエアフィルタ185が設けられているので、内圧上昇が抑えられる。しかも、トナー袋182は、フレキシブルな材料から作られているので、エア供給直後のように、トナー収納容器180の内圧が急激に上昇しても容器が膨らんで内圧が異常に上昇してしまうことが防止される。したがって、トナー収納容器180へのエア供給は収納したトナーを攪拌して流動化させるだけでなく、トナー袋182の壁面を動かすことができるのでトナー架橋等の発生を抑える用もなしている。
【0042】
次に、廃トナー装置90について説明する。
廃トナー装置90は、図3に示すように、クリーニング装置63の後側端部には、図示していないジョイントが設けられ、このジョイントに廃トナー縦通路91が接続され、各作像ユニット18からの廃トナー縦通路91は横方向に延びる共通通路92に接続されている。この共通通路92内に搬送スクリュー92aが内蔵され、該スクリュー92aの駆動により共通通路92に落下した廃トナーが図示していない廃トナータンクへ送られて溜められる。なお、廃トナー装置90ではかなり長い搬送スクリュー92aが設けられており、このようなスクリューでトナーを搬送すると、トナーにストレスを与える恐れがあるが、ここでは廃棄するトナーの搬送であるので、何ら問題がない。
【0043】
次に、クリーニング装置63で回収したトナーをリサイクルするか、廃トナーとするかについての制御例について説明する。
リサイクルトナーを使用することは、ニュートナーのみを使用する場合と比べて画質が劣ること自体は避けられない。そこで、本例の制御例はリサイクルトナーを使用して画像品質の劣化を少しで抑えられるか否かでリサイクルトナーとするか、廃トナーとするかを決定している。すなわち、画質の劣化が殆ど判らない、気にならないならば、経済的にも環境的にもリサイクルが有効であり、明らかに画質が落ちる場合はリサイクルをせずに廃棄するものである。
【0044】
このような観点から回収トナーの処理を選択する場合、まず、回収トナーとリサイクルトナーの比率が問題になる。そこで、回収トナーをリサイクルするか否かをトナー収納容器180のトナー残量によって決定する。すなわち、トナー収納容器180内のトナー残量が所定値以下となったとき、強制的に廃トナー搬送モードへ切り替えてトナー収納容器180への回収トナー供給を停止することで、現像装置に供給されるトナー中に占めるリサイクルトナー混入の割合を所定値以下に制御することが可能であり、リサイクルトナー中に混じる帯電特性劣化トナー等の影響による画像地汚れなど、画質劣化への影響を小さくすることが可能である。
【0045】
かかる制御には、トナー収納容器180内のトナー残量を検知する手段が必要であり、該検知手段としては例えば圧電式や光学式センサによる直接的な検知、およびトナー収納容器180のトナー排出手段駆動時間積算値(例えば本実施例の場合では粉体ポンプ170の駆動クラッチの駆動時間)による間接的な検知等の方法が考えられる。本実施の形態においては、サブホッパ161に圧電式センサ(図示せず)を設置しており、所定時間の粉体ポンプ170の駆動においてセンサ出力がトナー量満杯検知の出力を発生しない場合に、トナー収納容器170内のトナー量が所定値以下であると検知する方法をとっている。この構成においては、トナー収納容器170内のトナーエンドを検知した時点でも、サブホッパ161内には所定のトナー量が確保されていることになり、トナー収納容器180へのリサイクルトナー供給を停止した時点においては、リサイクルトナー混入は所定の割合を下回ることはない。
【0046】
ただし、機械を使用するユーザ毎に、画像品質に対する要求(画質低下に対する許容度合い)は異なる場合も想定されるので、トナーイールドを優先するユーザを想定して、上記のトナーエンド時回収トナー供給停止の制御は、選択可能(設定可能)として構成することも可能である。
【0047】
また、クリーニング装置63で回収したトナーをリサイクルするか、廃トナーとするかについての制御は、作像モードによって切り替えることも有効である。すなわち、クリーニング装置63から排出されるトナーに他色トナーの混色の可能性があるカラー作像モードの場合、回収トナーを廃トナー搬送経路に回し、単色作像モードの場合はリサイクル経路に送る制御である。
【0048】
さらにまた、クリーニング装置63で回収したトナーをリサイクルするか、廃トナーとするかについての制御は、画像検知センサ出力結果による切り替えることも有効である。すなわち、例えば、感光体上や中間転写ベルト上を光学センサで非画像部に地肌汚れを検知し、非画像部に地肌汚れが発生している場合には回収トナーを廃トナー搬送経路に回す制御である。
【0049】
さらにまた、クリーニング装置63で回収したトナーをリサイクルするか、廃トナーとするかについての制御は、環境検知センサ出力結果による切り替えることも有効である。すなわち、例えば、機械内や周囲環境を温湿度センサで検知し、低温低湿でニュートナーとリサイクルトナーの帯電特性の差により異常画像発生する場合、回収トナーを廃トナー搬送経路に回す制御である。
【0050】
さらにまた、クリーニング装置63で回収したトナーをリサイクルするか、廃トナーとするかについての制御は、機械停止時間による作像開始直後の切り替えることも有効である。すなわち、機械停止後の放置時間が長い場合、クリーニング装置63内に残留した回収トナーが周囲環境により吸湿する。吸湿により帯電特性が変化する場合、この残留トナーが画像形成を再開した直後にはトナー収納容器180へと搬送されないように、例えば作像停止時間を計測するタイマー機構などの結果により、所定時間の間は廃トナー搬送経路に切り替える制御である。
【0051】
このように、クリーニング装置63で回収したトナーは、トナー収納容器180のトナー残量または回収トナーの状態に応じて切り替え手段の切り替え方向を図示していない制御手段によって制御する。
【0052】
【発明の効果】
請求項1の構成によれば、回収トナー処理装置が、回収トナーをリサイクルトナーとしてトナー補給装置のエア供給手段が供給するエアに乗せてトナー収納容器へ送り込むリサイクル装置を具備するので、トナー補給装置を巧みに利用してトナーリサイクルを行うことができる。したがって、トナーリサイクルのための特別な装置が不要であり、安価で提供することができる。さらに、リサイクルトナーはトナー収納容器に送るので、ニュートナーとの攪拌混合が十分に行われ、画像品質の劣化を極力抑えることができる。さらに、請求項1ではスクリューポンプによって発生する負圧により前記トナー収納容器内のトナーが現像装置へ搬送されるので、トナー収納容器に供給したエアに対してトナー排出口側での密閉性を高くすることができ、トナー補給先のサブタンクや現像ユニットにおけるトナー飛散を防止するとともに、エアに乗ってトナー収納容器に注入されるリサイクルトナーがトナー小脳容器内で分散させられる前に直接トナー補給経路へと流れ込むことを防止することができる。
【0053】
請求項2の構成によれば、トナー収納容器にその内圧を調整するエアフィルタが設けられているので、回収トナーをエア搬送してもその送り先であるトナー収納容器での内圧上昇を抑えられ、内圧上昇によるトナー漏れ・飛散を防止することができる。
【0054】
請求項3の構成によれば、トナー収納容器が画像形成装置本体に対して脱着可能に装着することができる交換可能な容器であるので、トナー収納容器はトナーエンド時にエアフィルタごと交換されるので、エアフィルタはメンテナンスせずとも、目詰まりのない状態に維持できる。
【0055】
請求項4の構成によれば、トナー収納容器が、内圧の変動に対して変形可能な材質または形状に構成されているので、エア注入を開始した当初、急激な内圧上昇が発生しても容器の変形による容積変化によってフィルタにかかる負荷を小さくすることができる。
【0056】
請求項5の構成によれば、トナー補給装置には、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、ステータ内部で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を備えたスクリューポンプが設けられ、該スクリューポンプによって発生する負圧により前記トナー収納容器内のトナーが現像装置へ搬送されるので、トナー収納容器に供給したエアに対してトナー排出口側での密閉性を高くすることができ、トナー補給先のサブタンクや現像ユニットにおけるトナー飛散を防止するとともに、エアに乗ってトナー収納容器に注入されるリサイクルトナーがトナー小脳容器内で分散させられる前に直接トナー補給経路へと流れ込むことを防止することができる。
【0057】
請求項の構成によれば、回収トナー処理装置が、回収トナーを廃トナーとして貯留する廃トナー収納容器及び該廃トナー収納容器へ回収トナーを搬送する手段を有する廃トナー装置と、クリーニング装置により回収されたトナーの送り先をリサイクル装置と廃トナー装置との何れかに切り替える切り替え手段とを有するので、トナーリサイクルによる画像品質の劣化を最小限に抑えることができる。
【0058】
請求項の構成によれば、回収トナー処理装置が、トナー収納容器のトナー残量に応じて切り替え手段による回収トナーの送り先を切り替え制御する制御手段を具備するので、ニュートナーに対するリサイクルトナーの混合比率が高くなり過ぎることによる画像品質への影響を抑えることができる
【0059】
請求項の構成によれば、回収トナー処理装置が、回収トナーの状態に応じて切り替え手段による回収トナーの送り先を切り替え制御する制御手段を具備するので、トナーの帯電不良や流動性の変化等による画像品質への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置としてのカラー複写機を示す全体構成図である。
【図2】図1の複写機本体の要部構成図である。
【図3】図2に示すタンデム画像形成機構の要部拡大図である。
【図4】本発明のBk作像ユニットの内部構成を示す斜視図である。
【図5】回収スクリュー駆動制御ブロック図である。
【図6】本発明に係る画像形成装置が用いているトナー補給装置の構成図である。
【図7】本発明に係る画像形成装置のリサイクル装置の構成説明図である。
【符号の説明】
18 作像ユニット
20 タンデム画像形成機構
21 露光装置
40 感光体
61 現像装置
63 クリーニング装置
79 回収スクリュー
80 リサイクル装置
90 廃トナー装置
100 複写機本体
110 リサイクルトナー搬送チューブ
159 トナー搬送チューブ
170 粉体ポンプ
171 ロータ
172 ステータ
180 トナー収納容器
185 エアフィルタ
190 ノズル
196 エアポンプ
197 エア搬送パイプ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a full-color image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile, and the like.
[0002]
[Prior art]
In a conventional image forming apparatus, toner remaining on a photoconductor as an image carrier after transfer is removed by a cleaning device, but the removed toner is returned to a developing device and reused without being disposed as waste toner. Toner recycling is employed in various devices. In order to realize such toner recycling, it is necessary to provide a collected toner conveying means for conveying the toner collected by the cleaning device to the developing device. In general, as a method for conveying powder toner, known methods include falling by its own weight, conveyance by screw rotation, conveyance by a conveyor belt, conveyance on an air flow of an air pump, conveyance by a powder pump, and the like.
[0003]
However, in the above-described toner transport system, dropping by its own weight, transport by screw rotation, and transport by a conveyor belt are limited by the arrangement on the discharge side and the reception side. Further, in the conveyance by screw rotation, the toner is easily stressed during the conveyance due to the conveyance distance and the like, and there is a possibility that the image quality is deteriorated more significantly by the recycled toner.
[0004]
In addition, when transported in an air flow of an air pump or transported by a powder pump, the recycled toner is not easily subjected to the stress described above. It must be used to take measures to prevent an increase in internal pressure due to air bleeding. In addition, since the filter is clogged due to use over time, maintenance is also required, resulting in increased running costs. In addition, it is possible to configure the air circulation as a closed path and not use a filter, but since the circulation path includes a cleaning device or the like, it is almost impossible to maintain airtightness. However, the apparatus is large and the cost increases.
[0005]
Furthermore, when the discharge pump is used for the conveyance by the powder pump, air is required for the toner conveyance and thus has the same problem as the above air flow. In addition, when a suction type pump is used, in order to generate a large toner conveying force, the pump becomes larger and the torque increases. To avoid this, the collected toner is sufficiently dispersed on the upstream side of the pump to flow. It is necessary to make it.
[0006]
  As described above, in order to perform toner recycling, there is a big problem in conveying the collected toner. Moreover, the toner collected by the cleaning device has difficulty in charging characteristics, sonormalThe toner that has not been transferred to the toner has a high content, and even normal toner has undergone development, transfer, and cleaning processes. May have deteriorated. For this reason, when the toner is recycled, if the ratio of the recycled toner to the new toner is high, the possibility of image deterioration is extremely high. Therefore, when performing toner recycling, it is necessary to consider reducing the deterioration of image quality due to the use of recycled toner by thoroughly stirring and dispersing the recycled toner with new toner. There wasn't.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in many image forming apparatuses that perform toner recycling, the toner collected by the cleaning device is returned directly to the developing device, and it is insufficient to disperse the toner in new toner and sufficiently agitate it. In particular, in recent years, the amount of the developer stored in the developing device has been reduced due to the compactness of the device, and there is a high possibility that the collected toner conveyed to the developing device will be used without sufficient stirring or the like. .
[0008]
In view of the above-described conventional problems, the present invention provides an image forming apparatus that can recycle toner collected by a cleaning device with a simple configuration and that can significantly reduce deterioration in image quality due to recycled toner. It is intended to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, the present invention provides a developing device for processing a visible image of an electrostatic latent image formed on an image carrier, and a cleaning device for cleaning residual toner after the image forming processing of a visible image. And a collected toner processing device for processing the toner collected by the cleaning device, and a toner replenishing device for replenishing the toner to the developing device, wherein the toner replenishing device contains a toner storage container containing the toner and the toner In the image forming apparatus comprising an air supply means for supplying air into the storage container,
  The collected toner processing device includes a recycling device that feeds the collected toner as recycled toner onto air supplied by an air supply unit of the toner replenishing device to the toner storage container.The toner replenishing device is provided with a screw pump including an elastic stator having a spiral groove inside and a rotor that moves the toner in the axial direction by rotating inside the stator. The toner in the toner container is conveyed to the developing device by the negative pressure generated.With featuresAn image forming apparatus is proposed.
[0010]
The present invention is effective when an air filter for adjusting the internal pressure of the toner container is provided.
Furthermore, the present invention is effective when the toner storage container is a replaceable container that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.
[0011]
  Furthermore, the present invention is effective when the toner container is made of a material or shape that can be deformed with respect to fluctuations in internal pressure.
[0012]
Furthermore, the present invention provides a waste toner device having a waste toner storage container for storing the recovered toner as waste toner and a means for transporting the recovered toner to the waste toner storage container, and the cleaning device. It is effective to have switching means for switching the destination of the collected toner to either the recycling device or the waste toner device.
[0013]
Furthermore, the present invention is effective when the collected toner processing apparatus includes a control unit that switches and controls the destination of the collected toner by the switching unit according to the remaining amount of toner in the toner storage container.
[0014]
Furthermore, the present invention is effective when the collected toner processing apparatus includes a control unit that switches and controls the destination of the collected toner by the switching unit according to the state of the collected toner.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a color copying machine as an example of a color image forming apparatus according to the present invention. In this color copying machine, a copying machine main body 100 is arranged at the center, and a sheet feeding unit 200 configured in a table shape is arranged below the copying machine main body 100. A scanner 300 is disposed above the copying machine main body 100, and an automatic document feeder 400 is disposed above the scanner 300. It is the composition which arranged.
[0016]
The copying machine main body 100 is provided with an intermediate transfer belt 10 as an image carrier constituted by a flexible endless belt wound around a plurality of rollers 14, 15, 16. In the intermediate transfer belt 7, one of the plurality of rollers 14, 15, 16 is rotationally driven by a driving device (not shown), whereby the intermediate transfer belt 10 is driven to run in the clockwise direction indicated by the arrow, and the other The roller rotates. Black, cyan, magenta, and yellow image forming units 18 are arranged side by side on the upper traveling side of the intermediate transfer belt 10 that travels in this way. That is, the tandem image forming apparatus 20 is configured by arranging four image forming units 18 on the running side between the rollers 14 and 15.
[0017]
The four image forming units 18 include a photosensitive drum 40 as a latent image carrier in contact with the intermediate transfer belt 10. Around the photosensitive drum 40, a charging device, a developing device, a cleaning device, a static eliminator, and the like are disposed. Further, a transfer device is disposed inside the intermediate transfer belt 10 at a position where the photosensitive drum 40 contacts the intermediate transfer belt 10. 62 is provided. In the present embodiment, the four image forming units 18 have the same structure, but the toner color of the developing device is divided into four colors of yellow, magenta, cyan, and black. Further, an exposure device 21 for irradiating the surface of each photosensitive drum with light-modulated laser light is disposed above each image forming unit 18, and this laser light is applied to the photosensitive drum between the charging device and the developing device. To do. Although the exposure device 21 may be provided for each image forming unit 18, using the common exposure device 15 is advantageous in terms of cost.
[0018]
On the other hand, a secondary transfer device 22 is provided on the opposite side of the intermediate transfer belt 10 from the tandem image forming device 20. The secondary transfer device 22 is arranged so that a secondary transfer belt 24, which is an endless belt, is wound between rollers 23, and the belt is pressed against the roller 16 via the intermediate transfer belt 10. In FIG. 1, a fixing device 25 for fixing a transfer image carried on the sheet is provided on the left side of the secondary transfer device 22.
[0019]
The secondary transfer device 22 described above is also provided with a sheet transport function for transporting the image-transferred sheet to the fixing device 25. Of course, a non-contact charger may be disposed as the secondary transfer device 22. In such a case, it is necessary to separately provide a sheet conveying device for conveying the transferred sheet to the fixing device 25.
[0020]
In the illustrated example, a sheet reversing device 28 for reversing the sheet so as to record images on both sides of the sheet is provided below the secondary transfer device 22 and the fixing device 25 in parallel with the tandem image forming device 20 described above. It has.
[0021]
Now, when making a copy using a color copying machine having such a configuration, a document is set on the document table 30 of the automatic document feeder 400. Alternatively, the automatic document feeder 400 is opened, a document is set on the contact glass 32 of the scanner 300, and the automatic document feeder 400 is closed and pressed by it.
[0022]
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the automatic document feeder 400, the document is transported and moved onto the contact glass 32, and then the document is set on the other contact glass 32. When this happens, the scanner 300 is immediately driven to travel on the first traveling body 33 and the second traveling body 34. Then, the first traveling body 33 emits light from the light source and further reflects the reflected light from the document surface toward the second traveling body 34, and is reflected by the mirror of the second traveling body 34 and passes through the imaging lens 35. The document is placed in the reading sensor 36 and the original content is read.
[0023]
Further, when a start switch (not shown) is pressed, the intermediate transfer belt 10 is rotated, and at the same time, the photoconductors 40 are rotated by the individual image forming units 18 so that the black, yellow, A magenta / cyan monochrome image is formed. Then, as the intermediate transfer belt 10 travels, the monochrome images are sequentially transferred to form a composite color image on the intermediate transfer belt 10.
[0024]
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the paper feed rollers 42 of the paper feed unit 200 is selectively rotated, and the sheet is fed out from one of the paper feed cassettes 44 provided in multiple stages in the paper bank 43, and the separation roller The sheet is separated one by one at 45 and put into the sheet feeding path 46, conveyed by the conveying roller 47, guided to the sheet feeding path 48 in the copying machine main body 100, abutted against the registration roller 49 and stopped.
[0025]
Alternatively, when manual feeding is selected, the sheet feeding roller 50 is rotated to feed out the sheets on the manual tray 51, separated one by one by the separation roller 52, and put into the manual feeding path 53. Stop by hitting.
[0026]
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the intermediate transfer belt 10, the sheet is fed between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer device 22, and transferred by the secondary transfer device 22. Full color images are recorded on the sheet at once.
[0027]
The image-transferred sheet is conveyed by the secondary transfer device 22 and sent to the fixing device 25. The fixing device 25 applies heat and pressure to fix the transferred image, and then the switching sheet 55 is switched and discharged. The paper is discharged by a roller 56 and stacked on a paper discharge tray 57. Alternatively, it is switched by the switching claw 55 and put into the sheet reversing device 27, where it is reversed and guided again to the transfer position, and an image is recorded also on the back surface, and then discharged onto the discharge tray 57 by the discharge roller 56.
[0028]
On the other hand, the intermediate transfer belt 10 after image transfer is removed by the intermediate transfer body cleaning device 17 to remove residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after image transfer, and is prepared for re-image formation by the tandem image forming apparatus 20.
[0029]
FIG. 2 is a main part configuration diagram of the copying machine main body in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is an enlarged main part view of the tandem image forming mechanism shown in FIG.
As shown in FIG. 2, four image forming units 18Y, 18M, 18C, and 18Bk are provided in order from the upstream side of the intermediate transfer member 10. As shown in FIGS. 2 and 3, each image forming unit 18 (18Y, 18M, 18C, 18Bk, and the like) has a charging device 60, an optical writing system L, developing devices 61, 1 around the photosensitive member 40. A next transfer device 62, a cleaning device 63, and a charge removal device 64 are provided. With this arrangement, it is possible to shorten the first copy time in the Bk single color mode by the conveyance distance between the most upstream photoreceptor 40Y and the most downstream photoreceptor 40Bk. Further, since the image forming unit 18Bk is located away from the fixing device 25 that is a heat generation source, a large-capacity toner tank (not shown) can be provided for the image forming unit 18Bk that is frequently used. Increased freedom.
[0030]
FIG. 4 is an internal configuration diagram of the image forming unit according to the embodiment of the present invention.
The cleaning device 63 is provided with a recovery screw 79 that conveys the recovered toner in a direction parallel to the axis of the photoreceptor 40, and the recovery screw 79 is driven via a coupling 93 from a main body side cleaning drive shaft (not shown). It is transmitted and driven to rotate. Here, the rotation direction of the cleaning drive shaft can be controlled forward and backward by a stepping motor (not shown), and the toner in the cleaning device 63 is moved to the front side or the back side depending on the rotation direction of the recovery screw 79. The discharge direction can be selected in the direction of the side end.
[0031]
The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment is provided with a collected toner processing apparatus that includes a recycling apparatus 80 that processes toner collected by the cleaning apparatus 63 and a waste toner apparatus 90. When the recovered toner 79 is conveyed forward by the normal rotation of the recovery screw 79, the recovered toner processing apparatus finally supplies the recovered toner as recycled toner to the developing device 61 by the recycle device 80 communicating with the front end of the screw. Be transported. On the other hand, when the toner is conveyed in the back direction by the reverse rotation of the collecting screw 79, the collected toner is conveyed as waste toner to a waste toner tank (not shown) by the waste toner device 90 and stored. As shown in FIG. 3, the cleaning device 63 of the present embodiment includes a fur brush 76. The fur brush 76 is assumed to rotate in a fixed direction regardless of the screw driving direction. It is driven by connection.
[0032]
FIG. 5 is a recovery screw drive control block diagram.
The collection screw 79 is configured such that the rotation direction of the drive motor 102 is switched by the rotation direction switching control means 101. By switching the drive motor 102, the collection screw 79 is rotated forward and backward to recycle the collected toner into the recycling device 80 or waste. The toner is switched to the toner device 90 and collected.
[0033]
FIG. 6 is a configuration diagram of a toner supply mechanism for supplying toner to the developing device 61 of the image forming unit 18.
In FIG. 6, a toner storage container 180 storing toner to be replenished to the developing device 61 is set in a set unit (not shown) provided in the copying machine main body 100. A nozzle 190 to be inserted into the toner storage container 180 is erected in the set portion, and the nozzle 190 is inserted by setting the toner storage container 180 from above to the set portion. The nozzle 190 has a single tube structure, and a tip member 191 formed in a conical section in the upper part is provided by integral molding or fixing, etc., and an air supply port and a toner supply port are provided following the tip member 191. An opening 192 is also provided. The opening 192 communicates with the passage 193, and the passage 193 is provided with a toner connection port 194 to which the toner transport tube 159 is connected. The passage 193 is provided with an air connection port 195 above the toner connection port 194.
[0034]
In the case of this embodiment, the air connection port 195 is connected to an air pump 196 as air supply means via an air conveyance pipe 197. When the air pump 196 is activated, air is ejected from the lower side into the toner container 180 through the air transport pipe 197 and the passage 193. Then, the air blown into the toner storage container 180 passes through the toner layer and fluidizes the toner while stirring. A valve 198 is provided in the middle of the air conveying pipe 197, and serves to keep the air passage closed when a powder pump described later is operated.
[0035]
The toner storage container 180 is configured as a back-in-box type having an outer box 181 as a protective case and a toner bag 182 as a flexible and deformable bag-like body detachably accommodated in the outer box 181. ing. The outer box 181 is made of a material such as paper, cardboard, or resin having rigidity, and has an internal space that can accommodate the toner bag 182. Even if the toner bag 182 containing the toner is flexible, the toner storage container 180 is protected against an impact from the outside by being stored in the outer box 181, and the handling property is improved. The advantage is that it is easy to perform and easy to organize during storage.
[0036]
  In addition, the bag portion of the toner bag 182 has a single-layer or multi-layer structure made of a flexible sheet material (a thickness of about 80 to 125 μm) such as a polyester film or a polyethylene film.Container shaped bagIt is. And toner bag182The toner is provided with a toner discharge hole at the lower center, and a base member 183 made of a resin such as polyethylene or nylon is fixed. The toner discharge hole of the base member 183 is provided with a single-layer or multi-layer seal 184 that functions as a self-closing valve, and the seal 184 is made of an elastic body made of a non-breathable foamed sponge or the like. Further, the toner bag 182 is formed in a shape that tapers toward the toner discharge hole so that the toner hardly remains. Therefore, when the toner container 180 configured as described above is set in the setting unit, the nozzle 190 is inserted from the lower side in the vertical direction, that is, from directly below. In addition, the toner bag182Is provided with a filter 185 as an internal pressure adjusting means that allows air to pass therethrough but prevents toner from passing therethrough. The toner storage container 180 may be provided with a mechanical shutter that automatically closes the toner discharge port by a spring force when the container is taken out.
[0037]
On the other hand, the developing device 61 is provided with a sub hopper 161 at the upper portion thereof, and the toner in the toner storage container 180 is once stored in the sub hopper 161 and then supplied to the developing device 61. A powder pump 170 is provided on the sub hopper 161 as means for conveying the toner in the toner container 180 to the sub hopper 161. This powder pump 170 is a uniaxial eccentric screw pump, and is made of a rotor 171 made of a screw shape eccentric with a material having rigidity such as metal, and an elastic body such as rubber, and is a double screw shape. And a holder 173 made of a resin material or the like that wraps these and forms a powder conveyance path. In the rotor 171, a gear (not shown) integrally connected to a drive shaft 174 connected by a pin joint is drivingly connected to a clutch via an idle gear (not shown). The operation of the body pump 170 is controlled.
[0038]
Further, a toner suction portion 177 is provided at the tip of the holder 173, that is, the right end in FIG. 6, and the toner transport tube 159 is connected to the toner suction portion 177. As the toner conveying tube 159, for example, a flexible tube having a diameter of 4 to 10 mm and made of a rubber material having excellent toner resistance (for example, polyurethane, nitrile, EPDM, silicon, etc.) is extremely used. An effective and flexible tube can be easily piped up and down, left and right. If the powder pump 170 described above is used, the toner in the toner storage container 180 can be smoothly transported even when the toner discharge port of the toner storage means is at a lower position in the vertical direction than the toner receiving port of the sub hopper 161. Can do. The detailed description of the subpopper 161 is not the gist of the present invention, and will be omitted.
[0039]
Next, the above-described recycling apparatus 80 will be described with reference to FIG.
In FIG. 7, a joint (not shown) is provided at the front end of the cleaning device 63, and one end of a recycled toner transport tube 110 serving as a recycled transport path is connected to the joint. The other end of the recycled toner transport tube 110 is connected to the suction port 196a of the air pump 196 described above. Therefore, the recycled toner conveyed forward by the forward rotation of the recovery screw 79 is conveyed to the toner storage container 180 on the air supplied from the supply port 196b of the air pump 196 using the suction force of the air pump 196. . The recycled toner conveyed to the toner container 180 is mixed with new toner here, and is sent to the developing device 61 by the powder pump 170 for use.
[0040]
Thus, in the image forming apparatus of the present embodiment, the recycled toner is transported to the toner storage container 180 using the air pump of the existing toner replenishing device, where it is mixed with new toner and finally transported to the developing device 61. The toner can be recycled without providing a dedicated toner conveying means.
[0041]
By the way, when the toner is transported by an air flow, there is a risk that the toner may be ejected due to an increase in internal pressure at the transport destination, but the toner storage container 180 is provided with an air filter 185 above the toner bag 182. Therefore, the increase in internal pressure can be suppressed. In addition, since the toner bag 182 is made of a flexible material, even if the internal pressure of the toner storage container 180 suddenly rises immediately after air supply, the container swells and the internal pressure rises abnormally. Is prevented. Therefore, the air supply to the toner container 180 not only stirs and fluidizes the stored toner but also moves the wall surface of the toner bag 182, thereby suppressing the occurrence of toner crosslinking and the like.
[0042]
Next, the waste toner device 90 will be described.
As shown in FIG. 3, the waste toner device 90 is provided with a joint (not shown) at the rear end portion of the cleaning device 63, and a waste toner vertical passage 91 is connected to the joint. The waste toner vertical passage 91 is connected to a common passage 92 extending in the horizontal direction. A conveying screw 92a is built in the common passage 92, and waste toner dropped into the common passage 92 by driving the screw 92a is sent to a waste toner tank (not shown) and stored therein. The waste toner device 90 is provided with a considerably long conveying screw 92a. If the toner is conveyed with such a screw, there is a risk of stressing the toner. there is no problem.
[0043]
Next, an example of controlling whether the toner collected by the cleaning device 63 is recycled or used as waste toner will be described.
It is inevitable that using recycled toner is inferior in image quality as compared with using only new toner. Therefore, in the control example of this example, whether to use recycled toner or waste toner is determined depending on whether or not degradation of image quality can be suppressed by using the recycled toner. In other words, if the image quality is hardly degraded or not noticed, recycling is effective both economically and environmentally, and if the image quality clearly falls, it is discarded without recycling.
[0044]
When the processing of the collected toner is selected from such a viewpoint, first, the ratio of the collected toner and the recycled toner becomes a problem. Accordingly, whether or not the collected toner is to be recycled is determined based on the remaining amount of toner in the toner container 180. That is, when the remaining amount of toner in the toner storage container 180 becomes a predetermined value or less, the toner is supplied to the developing device by forcibly switching to the waste toner transport mode and stopping the supply of the collected toner to the toner storage container 180. It is possible to control the percentage of recycled toner mixed in the toner to be less than the predetermined value, and to reduce the influence on image quality deterioration such as image scumming due to the influence of the charging characteristic deteriorated toner mixed in the recycled toner. Is possible.
[0045]
Such control requires means for detecting the remaining amount of toner in the toner storage container 180. Examples of the detection means include direct detection using a piezoelectric or optical sensor, and toner discharge means for the toner storage container 180. A method such as indirect detection based on an integrated driving time value (for example, in the present embodiment, the driving time of the driving clutch of the powder pump 170) is conceivable. In the present embodiment, a piezoelectric sensor (not shown) is installed in the sub hopper 161, and the toner output is detected when the sensor output does not generate the toner full detection output when the powder pump 170 is driven for a predetermined time. A method of detecting that the amount of toner in the storage container 170 is equal to or less than a predetermined value is used. In this configuration, even when the toner end in the toner storage container 170 is detected, a predetermined amount of toner is secured in the sub hopper 161, and the supply of recycled toner to the toner storage container 180 is stopped. In this case, mixing of recycled toner does not fall below a predetermined ratio.
[0046]
However, since there may be different image quality requirements (acceptability for image quality degradation) for each user who uses the machine, the above-mentioned toner-end-recovered toner supply stoppage is performed assuming a user who prioritizes toner yield. This control can also be configured to be selectable (can be set).
[0047]
It is also effective to switch the control of whether the toner collected by the cleaning device 63 is recycled or waste toner according to the image forming mode. That is, in the color image formation mode in which the toner discharged from the cleaning device 63 may be mixed with other color toners, the collected toner is routed to the waste toner conveyance path, and in the single color image formation mode, the control is sent to the recycle path. It is.
[0048]
Furthermore, it is also effective to switch the control of whether the toner collected by the cleaning device 63 is recycled or waste toner based on the output result of the image detection sensor. That is, for example, a background stain on the non-image area is detected by the optical sensor on the photosensitive member or the intermediate transfer belt, and when the background dirt is generated on the non-image area, the collected toner is routed to the waste toner conveyance path. It is.
[0049]
Furthermore, it is also effective to switch the control of whether the toner collected by the cleaning device 63 is recycled or waste toner based on the output result of the environment detection sensor. That is, for example, the temperature and humidity sensor detects the inside of the machine and the surrounding environment, and when an abnormal image is generated due to a difference in charging characteristics between new toner and recycled toner at low temperature and low humidity, the recovered toner is routed to the waste toner conveyance path.
[0050]
Furthermore, it is also effective to control whether the toner collected by the cleaning device 63 is recycled or used as waste toner by switching immediately after the start of image formation based on the machine stop time. That is, when the leaving time after the machine is stopped is long, the collected toner remaining in the cleaning device 63 absorbs moisture due to the surrounding environment. When the charging characteristics change due to moisture absorption, the residual toner is not conveyed to the toner storage container 180 immediately after the image formation is resumed. In the meantime, the control is switched to the waste toner conveyance path.
[0051]
As described above, the toner collected by the cleaning device 63 is controlled by a control unit (not shown) according to the remaining amount of toner in the toner container 180 or the state of the collected toner.
[0052]
【The invention's effect】
  According to the configuration of the first aspect of the present invention, the collected toner processing device includes the recycling device that carries the collected toner as recycled toner on the air supplied by the air supply unit of the toner replenishing device and sends it to the toner storage container. The toner can be recycled by skillfully using the. Therefore, a special device for toner recycling is unnecessary and can be provided at low cost. Furthermore, since the recycled toner is sent to the toner storage container, it is sufficiently mixed with stirring with the new toner, and deterioration of image quality can be suppressed as much as possible. Further, in the first aspect, since the toner in the toner storage container is conveyed to the developing device by the negative pressure generated by the screw pump, the air tightness on the toner discharge port side is improved with respect to the air supplied to the toner storage container. In addition to preventing toner scattering in the sub-tank and developing unit of the toner replenishment destination, the recycled toner injected into the toner storage container on the air directly enters the toner replenishment path before being dispersed in the toner cerebellar container. Can be prevented from flowing in.
[0053]
According to the second aspect of the present invention, since the air filter for adjusting the internal pressure of the toner storage container is provided, even if the recovered toner is conveyed by air, the increase in the internal pressure in the toner storage container as the destination can be suppressed, Toner leakage and scattering due to an increase in internal pressure can be prevented.
[0054]
According to the configuration of the third aspect, since the toner storage container is a replaceable container that can be detachably attached to the main body of the image forming apparatus, the toner storage container is replaced together with the air filter when the toner ends. The air filter can be maintained without clogging without maintenance.
[0055]
According to the fourth aspect of the present invention, since the toner container is made of a material or a shape that can be deformed with respect to fluctuations in internal pressure, the container can be used even if a sudden increase in internal pressure occurs at the beginning of air injection. The load applied to the filter can be reduced by the change in volume due to the deformation.
[0056]
According to the fifth aspect of the present invention, the toner replenishing device is provided with a screw pump including an elastic stator having a spiral groove therein and a rotor that moves the toner in the axial direction by rotating inside the stator. In addition, since the toner in the toner storage container is conveyed to the developing device by the negative pressure generated by the screw pump, the air tightness on the toner discharge port side can be increased with respect to the air supplied to the toner storage container. In addition to preventing toner scattering in the sub-tank and developing unit to which toner is supplied, recycled toner injected into the toner storage container on the air flows directly into the toner supply path before being dispersed in the toner cerebellar container. Can be prevented.
[0057]
  Claim5According to the configuration, the collected toner processing device is collected by the cleaning device and the waste toner storage container having the waste toner storage container for storing the recovered toner as waste toner and the means for transporting the recovery toner to the waste toner storage container. Since there is a switching means for switching the toner destination to either the recycling device or the waste toner device, it is possible to minimize degradation of image quality due to toner recycling.
[0058]
  Claim6With this configuration, since the collected toner processing apparatus includes the control unit that switches and controls the destination of the collected toner by the switching unit according to the remaining amount of toner in the toner storage container, the mixing ratio of the recycled toner to the new toner is high. The influence on the image quality due to becoming too much can be suppressed.
[0059]
  Claim7With this configuration, the collected toner processing apparatus includes a control unit that switches and controls the destination of the collected toner by the switching unit according to the state of the collected toner. Therefore, image quality due to poor charging of the toner, change in fluidity, and the like. The influence on can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a color copying machine as an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a main part configuration diagram of the copying machine main body of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the tandem image forming mechanism shown in FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing an internal configuration of a Bk image forming unit of the present invention.
FIG. 5 is a recovery screw drive control block diagram.
FIG. 6 is a configuration diagram of a toner replenishing device used in the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of a recycling apparatus for an image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
18 Image creation unit
20 Tandem image forming mechanism
21 Exposure equipment
40 photoconductor
61 Developer
63 Cleaning device
79 Recovery screw
80 Recycling equipment
90 Waste toner device
100 Copier body
110 Recycled toner transport tube
159 Toner transport tube
170 Powder pump
171 Rotor
172 Stator
180 Toner container
185 Air filter
190 nozzles
196 Air pump
197 Air conveying pipe

Claims (7)

像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置と、可視像の画像形成処理後の残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置と、該クリーニング装置によって回収したトナーを処理する回収トナー処理装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置とを有し、該トナー補給装置が、トナーを収納したトナー収納容器とそのトナー収納容器内にエアを供給するエア供給手段を具備する画像形成装置において、
前記回収トナー処理装置が、前記回収トナーをリサイクルトナーとして前記トナー補給装置のエア供給手段が供給するエアに乗せて前記トナー収納容器へ送り込むリサイクル装置を具備し、前記トナー補給装置には、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、ステータ内部で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を備えたスクリューポンプが設けられ、該スクリューポンプによって発生する負圧により前記トナー収納容器内のトナーが現像装置へ搬送されることを特徴とする画像形成装置。
A developing device that performs visible image processing on the electrostatic latent image formed on the image carrier, a cleaning device that cleans residual toner after the image forming processing of the visible image, and toner collected by the cleaning device is processed. A recovery toner processing device and a toner supply device for supplying toner to the developing device, wherein the toner supply device includes a toner storage container storing toner and an air supply means for supplying air into the toner storage container. In the image forming apparatus provided,
The collected toner processing device includes a recycling device that feeds the collected toner as recycled toner onto the air supplied by the air supply means of the toner replenishing device and sends it to the toner storage container. There is provided a screw pump provided with a stator of an elastic member having a spiral groove and a rotor that moves the toner in the axial direction by rotating inside the stator, and the negative pressure generated by the screw pump causes the inside of the toner storage container to An image forming apparatus, wherein toner is conveyed to a developing device.
請求項1に記載の画像形成装置において、前記トナー収納容器にその内圧を調整するエアフィルタが設けられていることを特徴とする画像形成装置。  2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner storage container is provided with an air filter for adjusting an internal pressure thereof. 請求項2に記載の画像形成装置において、前記トナー収納容器が画像形成装置本体に対して脱着可能に装着することができる交換可能な容器であることを特徴とする画像形成装置。  3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the toner storage container is a replaceable container that can be detachably attached to the main body of the image forming apparatus. 請求項2または3に記載の画像形成装置において、前記トナー収納容器が、内圧の変動に対して変形可能な材質または形状に構成されていることを特徴とする画像形成装置。  4. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the toner storage container is made of a material or a shape that can be deformed with respect to fluctuations in internal pressure. 請求項1に記載の画像形成装置において、前記回収トナー処理装置が、回収トナーを廃トナーとして貯留する廃トナー収納容器及び該廃トナー収納容器へ回収トナーを搬送する手段を有する廃トナー装置と、前記クリーニング装置により回収されたトナーの送り先を前記リサイクル装置と前記廃トナー装置との何れかに切り替える切り替え手段とを有することを特徴とする画像形成装置。  2. The waste toner device according to claim 1, wherein the collected toner processing device includes a waste toner storage container that stores the collected toner as waste toner, and a unit that transports the collected toner to the waste toner storage container; An image forming apparatus comprising: a switching unit that switches a destination of the toner collected by the cleaning device between the recycling device and the waste toner device. 請求項5に記載の画像形成装置において、前記回収トナー処理装置が、前記トナー収納容器のトナー残量に応じて前記切り替え手段による回収トナーの送り先を切り替え制御する制御手段を具備することを特徴とする画像形成装置。  6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the collected toner processing device includes a control unit that switches and controls a destination of the collected toner by the switching unit according to a remaining amount of toner in the toner storage container. Image forming apparatus. 請求項に記載の画像形成装置において、前記回収トナー処理装置が、回収トナーの状態に応じて前記切り替え手段による回収トナーの送り先を切り替え制御する制御手段を具備することを特徴とする画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 5 , wherein the collected toner processing apparatus includes a control unit that switches and controls a destination of the collected toner by the switching unit according to a state of the collected toner. .
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