JPH11258961A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トナー移送手段によって移送するトナーがトナ
ー移送経路に付着しにくく、移送経路におけるトナー詰
まりを大幅に抑制することができる画像形成装置を提供
することである。 【解決手段】トナー移送装置２０のエアーポンプ４０を
制御する制御部１４を設け、該制御部１４の制御により
エアーポンプ４０のエアー供給量を可変する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
プリンター、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の
電子写真方式における画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式における画像形成装置にお
いて、転写工程後の像担持体等に残留するトナーをクリ
ーニング手段によって回収し、それにより得た回収トナ
ーを現像手段に戻して再使用することが既に提案されて
いる。このようなトナーリサイクル機構を備えた画像形
成装置においては、一旦感光体上に転移しながらも、被
転写体上に転写されなかったトナーや、または転写ベル
ト上に付着残留したトナーを、クリーニング手段で回収
した後、その回収トナーをクリーニング手段から現像手
段へ移送させるためのトナー移送装置を設けている。

【０００３】トナー移送装置として、特開平７−２１９
３２９号公報には回転することにより現像剤のトナーを
軸方向に移動させるロータと、このロータを包み込む通
路を内部に有しかつロータと通路内部で接触係合する固
定されたステータとを有するモーノポンプと称されるス
クリューポンプと、このスクリューポンプにより移動す
る現像剤を流動化させるための空気を供給する空気供給
手段を使用して、トナーと空気からなる混合気をフレキ
シブルなパイプ内を介して移送することが開示されてい
る。

【０００４】このトナー移送装置は、貯蔵したトナーや
回収トナーを、フレキシブルパイプ等を介して移送する
ことができるため、トナー貯蔵部やトナー回収部の設置
位置に何ら制約を受けず、簡単な構成でトナーの移送を
確実に行い得るという利点がある。また、スクリューポ
ンプを用いたトナーの移送装置は空気供給手段によって
空気との混合気状態の流動化させて状態で移送すること
で、トナーの安定した移送が得られるとともに、移送す
るトナーに無用なストレスをより与えずに、移送トナー
の凝集、熱融着等が生じにくいものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したスクリューポ
ンプを用いたトナー移送装置は、トナー移送にとって極
めて有利なものであるが、経時使用をすると搬送パイプ
の内壁に回収トナーが付着し、その付着トナーが徐々に
堆積すると、最悪の場合パイプを塞ぐという問題が生じ
た。また、搬送パイプの内壁に付着していたトナーが機
械の移動等による振動で落下し、そのトナーがある部分
に集中してパイプを塞ぐということもあった。

【０００６】本発明は、上記した従来の事情に鑑み、ト
ナー移送手段によって移送するトナーがトナー移送経路
に付着しにくく、移送経路におけるトナー詰まりを大幅
に抑制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。

【０００７】

【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、画像形成装置本体に対して着脱可能であ
り、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段
とを有し、該現像手段に向けて補給するトナーを、スク
リューポンプ及び気体供給手段を有するトナー移送手段
の作動により気体流との混合気として移送経路を介して
移送するようにした画像形成装置において、前記トナー
移送手段の気体供給手段を制御する制御部を設け、該制
御部の制御により前記気体供給手段による気体供給量が
可変されることを特徴としている。

【０００８】なお、本発明は、クリーニング手段により
除去・回収されたトナーを、スクリューポンプ及びエア
ー供給手段を有するトナー移送手段の作動により気体流
との混合気としてトナー送り先部へ移送する画像形成装
置において、前記トナー移送手段のトナー移送方向上流
側に前記回収トナーを溜めるトナー溜り部を設け、該ト
ナー溜り部の回収トナーが所定量に達したとき、前記ト
ナー移送手段を作動すると、効果的である。

【０００９】さらに、本発明は、前記制御部は前記トナ
ー移送手段の作動を開始させる際、前記気体供給手段の
作動を開始させた後に、前記スクリューポンプの作動を
開始し、その開始と同時に前記気体供給手段による気体
の供給量を減少させると、効果的である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図１は、本発明に係る画像形成
装置の一例としてデジタル複写機を示す全体概略図であ
る。

【００１１】図１において、デジタル複写機は周知の電
子写真方式を用いており、内部に像担時体としてのドラ
ム状感光体１を備えている。感光体１の周囲には矢印Ａ
で示す回転方向に沿って、電子写真複写プロセスを実施
する帯電器２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、
クリーニング手段６が配置されている。

【００１２】露光手段３は、複写機上面の原稿載置台７
に置かれた原稿を読み取り手段８によって読み取られた
画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。感光
体１上に形成された静電潜像は、現像手段４によって現
像されてトナー像が形成され、そのトナー像が給紙装置
９から給送されてくる転写材に転写手段５によって静電
転写される。転写によりトナー像が担時された転写材
は、定着手段１０に搬送され、そこで定着された後に、
機外へ排出される。

【００１３】上記現像によって感光体１上に付着したト
ナーは、転写手段５によって概ね転写材に静電転写され
るが、そのうち約１０％のトナーは未転写となって感光
体上に残留する。この残留トナーは、クリーニング手段
６のクリーニングブレード６ａやブラシローラ６ｂによ
って感光体１から掻き落とされ、そしてこの掻き落とさ
れてトナーが後述するトナー移送装置によって現像手段
４に戻されることでリサイクルトナーとなる。

【００１４】他方、転写手段５の転写ベルト５ａ上にも
未転写部や非画像部の感光体１と接触してトナーが付着
するためクリーニング手段１１が設けられている。転写
ベルト５ａ上に残留するトナーは、該ベルトに摺接する
クリーニングブレード１１ａにより掻き落とすようにな
っている。この掻き落とされたトナーも後述するトナー
移送装置によって現像手段６に移送される。

【００１５】本例の複写機には、上記感光体用のクリー
ニング手段６及び転写ベルト用のクリーニング手段１１
によってそれぞれ回収されたトナーを現像手段６へ移送
するためのトナー移送装置２０が設けられている。この
トナー移送装置２０は、図２に示すように、トナー移送
手段としてのスクリューポンプ３０及び気体供給手段と
してのエアーポンプ４０を有し、スクリューポンプ３０
のトナー移送方向上流側にはトナー溜り部２１が設けら
れている。

【００１６】トナー溜り部２１の上部には、感光体用の
クリーニング手段６及び転写ベルト用のクリーニング手
段１１とそれぞれ連通する排出口１２及び１５が設けら
れ、この場合転写ベルト用のクリーニング手段１１より
も上方に位置する感光体用のクリーニング手段６の排出
口１２はトナーガイド２２を介してトナー溜り部２１に
連通されている。トナー溜り部２１の内部における底辺
近くには、トナー搬送部材としての搬送スクリュー２３
が設けられ、この搬送スクリュー２３の軸２４の一端は
トナー溜り部２１の外部に突き出されており、その外部
にてクラッチ２５を介して図示していない画像形成装置
内に設けられたメインモータと駆動連結されている。な
お、搬送スクリュー２３は専用の駆動モータにより駆動
させるようにしてもよい。

【００１７】上記スクリューポンプ３０は、ゴム等の弾
性体で作られたダブルピッチの螺旋溝が形成された雌ね
じ形ステータ３１と、該ステータ３１内に回動自在に嵌
挿された雄ねじ形ロータ３２とを有し、このロータ３２
が上記搬送スクリュー２３の軸２４の他端と軸線を一致
するようにして連結されている。よって、クラッチ２５
を介して駆動されると、搬送スクリュー２３とスクリュ
ーポンプ３０が作動する。また、ステータ３１はトナー
溜り部２１の外側に取り付けられているホルダ３３に挿
填されている。このホルダ３３は、ステータ３１の周囲
を覆うようにしてそのステータ３１を固定している。こ
のホルダ３３には、トナー吐き出し口３４が形成され、
そのトナー吐き出し口３４には移送経路としてのトナー
搬送チューブ３５の一端が嵌挿されている。このトナー
搬送チューブ３５は、フレキブルなホース等を用いるこ
とができ、その他端を現像手段４に容易に繋げられる。
また、ホルダ２３の内周面とステータ２１の外周面との
間には、例えば１ｍｍ程度の隙間３７が設けられてお
り、この隙間３７はトナー吐き出し口３４に連通してい
る。そして、ホルダ３３には隙間３７に通ずる空気供給
口３６が設けられており、空気供給口３６はエアポンプ
４０とエアー供給チューブ４１を介して接続されてい
る。上記クラッチ２５とエアーポンプ４０は、制御部と
してのマイクロ・プロセッシング・ユニット（ＭＰＵ）
１４によりその作動が制御される。

【００１８】次に、図３を用いて画像形成工程に用いら
れているトナーの動きについて説明する。上記現像手段
４は二成分現像装置であって現像ケーシング５０内にキ
ャリアとトナーからなる現像剤を内包している。現像手
段４がトナー像を形成すると、トナーを消費するので現
像剤のトナーの割合（トナー濃度）が減少する。そこ
で、画像濃度の低下を抑えるために、現像剤中のトナー
濃度が所定値以下になると、トナー補給ローラ５３が回
転されてトナーホッパー５１からトナーを補給され、現
像剤中のトナー濃度を維持することが行われる。現像剤
中のトナー濃度は現像ケーシングに取り付けている透磁
率センサ５２によって測定される。

【００１９】トナーホッパー５１から補給されたトナー
は、現像手段４内の撹拌部材５４によって、キャリアと
撹拌・摩擦帯電される。キャリアとトナーからなる現像
剤は、パドルホイール５５によって現像ローラ５６へ跳
ね上げられ、現像ローラ５６内の磁石によってその周面
に上に吸着する。現像ローラ外周のスリーブにより現像
剤は搬送され、余剰分は現像ドクタ５７により掻き落と
される。感光体側に搬送された現像剤中のトナーが静電
潜像に対応して、現像バイアスにより付着する。

【００２０】感光体１に付着したトナーは、転写手段５
によって転写材上に静電転写されるが、そのうちの約１
０％のトナーは未転写となって感光体上に残留する。図
３及び図４において、感光体１上に残った残留トナーは
クリーニング手段６のクリーニングブレード６ａやブラ
シローラ６ｂによって感光体１から掻き落とされてコイ
ル６ｃによりトナー移送装置２０の排出口１２へ搬送さ
れる。排出口１２へ送られた回収トナーは、自重により
トナーガイド内を落下し、トナー溜り部２１に溜められ
る。また、転写ベルト５ａ上に残留したトナーも転写用
のクリーニング手段１１によって回収され、このトナー
も排出口１３を介してトナー溜り部２１に溜められ、そ
して回収トナーはトナー移送装置２０を作動しエアーと
の混合気としてトナー搬送チューブ３５を介して現像手
段４に移送される。

【００２１】本例の画像形成装置は、例えば画素数検出
手段でカウントした画素数が所定数に達すると、ＭＰＵ
１４がトナー溜り部２１の回収トナーがある程度溜まっ
たと判断してトナー移送装置２０を作動制御する。図5
は、この作動制御時におけるスクリューポンプ３０とエ
アーポンプ４０の動作タイミングとの関係を示す図であ
る。

【００２２】図５において、トナー移送装置２０の作動
はエアーポンプ４０を先に作動する。このエアーポンプ
４０は、本例の場合、エアー供給量が2段階、例えば2リ
ットル／ｍｉｎと１リットル／ｍｉｎとに切り換えられ
るように設定されている。そして、スクリューポンプ３
０に先立って作動されるエアーポンプ４０はハイ（ｈｉ
ｇｈ）で作動、すなわちエアー供給量の多い2リットル
／ｍｉｎで作動される。作動を開始して、例えば1秒経
過すると、スクリューポンプ３０が作動され、これと同
時にエアーポンプ４０がハイ（ｈｉｇｈ）からロー（ｌ
ｏｗ）に切り換えられる。スクリューポンプ３０は、そ
の2秒後に作動が停止され、これと同時にエアーポンプ
４０が再びロー（ｌｏｗ）からハイ（ｈｉｇｈ）に切り
換えられる。そして、エアーポンプ４０はその5秒後に
作動が停止される。以上がＭＰＵ１４によって制御され
るトナー移送装置２０の作動態様である。

【００２３】このように制御されるトナー移送装置２０
は、スクリューポンプ３０を停止した後も、供給量が増
大させて続行されるエアーポンプ４０によるエアーによ
ってトナーがトナー搬送チューブ３５内に残ったり、そ
の内壁に付着したりすることなく現像手段に向けて確実
に搬送される。よって、トナー搬送チューブ３５内に残
留するトナーや付着トナーが確実に減少することができ
るので、チューブ内でのトナー詰まりが発生する危険が
回避される。しかも、エアーポンプ４０からの増大され
た供給量のエアーは、スクリューポンプ３０の作動開始
前にも行うので、万一前回のトナー移送時に、トナー搬
送チューブ３５内に残留するトナーや付着トナーがあっ
てもこれを現像手段に向けて搬送することでできる。ま
た、エアーポンプ４０のエアー供給量はスクリューポン
プ３０作動時に減少させているので、増大したエアー量
で搬送することによるトナーの現像手段４での飛散を抑
制することができる。

【００２４】次に、図６は現像手段４にトナーを補給す
る回収トナー供給ユニット６０及び新規トナー供給ユニ
ット６１の構成例を示す図であり、回収トナー供給ユニ
ット６０は上記トナー移送装置２０とトナー搬送チュー
ブ３５を介して接続され、回収トナー（Ｔ）は上記説明
したように、エアーポンプ４０から供給される気体（空
気）との混合気として、スクリューポンプ３０により、
トナー搬送チューブ３５内を搬送される。他方、新規ト
ナー（ＮＴ）は新規トナー供給ユニット６１の容器６２
に予め貯蔵されている。トナーホッパー５１へのトナー
補給は、まず新規トナー供給ユニット６１の補給羽根６
３を作動し、新規トナー（ＮＴ）がトナーホッパー５１
内に補給されたことをセンサ６４が検知すると、回収ト
ナー供給ユニット６０の補給羽根６５が作動し、回収ト
ナー（Ｔ）がトナーホッパー５１へ補給される。そし
て、新規トナー（ＮＴ）と回収トナー（Ｔ）とが搬送ス
クリュー６６により攪拌されながら図示の矢印Ｂ方向に
移送され、現像手段４の現像ケーシング５０に補給され
て、リサイクルトナーとして再使用して高品質の画像が
形成される。

【００２５】なお、図６の回収トナー供給ユニット６０
は、新規トナー供給ユニット６１の搬送方向下流側に位
置しており、両ユニット６０，６１の直下位置に配設さ
れた搬送スクリュー６６が新規トナー（ＮＴ）と回収ト
ナー（Ｔ）とを攪拌しながら図６の矢印Ｂ方向に移送
し、現像ケーシング５０内に補給する。回収トナー供給
ユニット６０には、トナー搬送チューブ３５が連結さ
れ、その内部に回収トナーが供給される。回収トナーの
供給量の調整は、ＭＰＵ１４が、スクリューポンプ３
０、及び／または、エアーポンプ４０を制御することに
より実施される。また、補給羽根６５を回転させること
により、供給量を調整してもよい。

【００２６】新規トナー供給ユニット６１における新規
トナー供給量の調整は、例えば、補給羽根６３の回転を
制御することにより、容器６２内からトナーホッパー５
１内に供給する新規トナー量を調整することにより実現
する。

【００２７】以上、本発明の好ましい実施の形態につい
て説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるべ
きでない。例えば、上記実施の形態では回収トナーを現
像手段に戻しているが、現像手段にトナーを補給する剤
貯蔵部としてのトナーバンクを設け、トナーバンクで回
収トナーと新規トナーとを混合してから現像手段に送る
ように構成することもできる。

【００２８】また、上記実施の形態では感光体クリーニ
ング手段及び転写クリーニング手段によって回収された
トナーを一緒にして移送する装置について説明したが、
本発明は感光体クリーニング手段及び転写クリーニング
手段の一方のみの回収トナーを移送するように構成して
もよい。特に、転写クリーニング手段の回収トナーには
紙粉等の異物が含まれているため、この回収トナーはリ
サイクルせずに廃トナータンクへ戻すようにしてもよ
い。

【００２９】さらにまた、エアーポンプ４０によるエア
ー供給量は２段階に切り換えているが、供給量は多段階
に切り換えてもよく、この場合スクリューポンプ３０の
作動前と後のエアー供給量はその作動時よりも増大させ
ているならば同量でなくともよい。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、気体供給手段
による気体の供給量を変動させることで、移送経路内の
残留トナーを効果的に低減させ回収トナー搬送不良を防
止することができる。

【００３１】請求項２の構成によれば、トナー移送手段
を停止させる際、スクリューポンプの停止と同時に気体
供給手段による気体の供給量を増大させ、その後気体供
給手段の気体供給を停止することで、移送経路内の残留
トナーを効果的に低減させ回収トナー搬送不良を防止す
ることができる。

【００３２】請求項３の構成によれば、トナー移送手段
の作動を開始させる際、気体供給手段の作動を開始させ
た後に、スクリューポンプの作動を開始し、その開始と
同時に気体供給手段による気体の供給量を減少させるこ
とで、移送経路内の残留トナーを効果的に低減させ回収
トナー搬送不良を防止することができる。

【００３３】また、請求項２,３の構成ではスクリュー
ポンプの作動時に気体の供給量を減少させているので、
現像手段からのトナー飛散も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体概
略図である。

【図２】本発明のトナー移送装置の一例を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の画像形成部を示す断面図である。

【図４】本発明のトナー移送装置の一例を示す斜視図で
ある。

【図５】本発明の画像形成装置の各部の動作を説明する
タイミングチャートである。

【図６】本発明のトナー補給部の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光体 ４ 現像手段 ６、１１ クリーニング手段 １４ ＭＰＵ ２０ トナー移送装置 ３０ スクリューポ
ンプ ４０ エアーポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 敏弘 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クリーニング手段により除去・回収され
   たトナーを、スクリューポンプ及びエアー供給手段を有
   するトナー移送手段の作動により気体流との混合気とし
   てトナー送り先部へ移送する画像形成装置において、 前記トナー移送手段の気体供給手段を制御する制御部を
   設け、該制御部の制御により前記気体供給手段による気
   体供給量が可変されることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像形成装置におい
   て、 前記制御部は作動した前記トナー移送手段を停止させる
   際、前記スクリューポンプの停止と同時に前記気体供給
   手段による気体の供給量を増大させ、その後前記気体供
   給手段の気体供給を停止することを特徴とする画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の画像形成装置
   において、 前記制御部は前記トナー移送手段の作動を開始させる
   際、前記気体供給手段の作動を開始させた後に、前記ス
   クリューポンプの作動を開始し、その開始と同時に前記
   気体供給手段による気体の供給量を減少させることを特
   徴とする画像形成装置。