JP2004198891A - 廃棄粉体搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、廃トナーおよび廃現像剤を含む廃棄粉体を効率よく搬送することを目的とする。
【解決手段】本発明における廃棄粉体回収装置は、一次回収容器１１０ａと、搬送部材としてのコイルオーガ１２０と、制御部１７０とを備えた構成とすることができる。この廃棄粉体搬送装置において、一次回収容器１１０ａは、画像形成プロセスにおいて発生した廃トナーＴや廃現像剤Ｄなどの廃棄粉体を回収し、コイルオーガ１２０は、この一次回収容器１１０ａに搬入された廃棄粉体を一次回収容器１１０ａ外（二次回収容器１３２）に搬送する。そして制御部１７０は、画像プロセスの状態に基づいて駆動モータ１６１を駆動することによりコイルオーガ１２０の回転を制御する。この廃棄粉体回収装置は、画像形成装置に対して着脱可能な構造とすることにより、既存の画像形成装置に取り付けることができる。
【選択図】 図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置で使用され、不要となった廃現像剤や廃トナー等の廃棄粉体の搬送に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置として、静電潜像を現像器で現像することにより得られたトナー像を形成担持する像担持体(例えば感光体ドラム)と、感光体ドラムに対向配置される中間転写体(中間転写ベルト)と、中間転写ベルト上に感光体ドラム上のトナー像を転写する一次転写装置と、記録媒体(例えば用紙)に中間転写ベルト上のトナー像を転写する二次転写装置とを備えたものがある。
このような画像形成装置では、一次転写後の感光体ドラム上にトナーが残留するため、この残留トナーをドラムクリーナで清掃・除去した後に、次のトナー像を形成する。そして、ドラムクリーナにより清掃・除去された残留トナーは、搬送スクリュ等の搬送手段により搬送されて回収容器に回収される(例えば特許文献１，２参照)。また、二次転写後の中間転写ベルト上にもトナーが残留するため、この残留トナーをベルトクリーナで清掃・除去した後に、次のトナー像を転写する。このベルトクリーナで回収された残留トナー(廃トナー)も、搬送手段により搬送され、回収容器に回収される。
【０００３】
また、現像剤としてトナーおよびキャリアを有する二成分現像剤を用いる場合に、長時間の使用によるキャリアの劣化を考慮し、所定のタイミングで現像器の現像剤中に新たなトナーおよびキャリアを搬入し、余剰となったトナーおよびキャリアを現像器から廃現像剤として排出する所謂トリクル方式と呼ばれる現像方式が知られている。トリクル方式を採用した場合には、上述した廃トナーに加え、現像器から排出された廃現像剤が回収容器に回収される。
【０００４】
ところで、一般的に廃トナー回収における上記の搬送手段としては、螺旋状のオーガ部材を回転させることにより回収容器に廃トナーを搬送している。このオーガ部材の回転動作は、画像形成が始まった際に開始され、この画像形成が終了するまで一定の回転数で回転し続ける。一方、オーガ部材による廃トナーの搬送レートは、廃トナーの詰まりが発生しないように、常に高い搬送能力を維持した搬送条件で(オーガ部材の回転数を、通常の搬送能力を発揮する回転数に種々の条件に応じた安全率をかけた回転数で)駆動される。また、過負荷によりオーガ部材自身が破損することのないように、オーガ部材の駆動を制御するのが望ましい。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１３３０８８号公報(第６頁、図１)
【特許文献２】
特開平２−６４６８４号公報(第２頁、図１)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記の特許文献１に記載された技術では、スクリュに過負荷がかかった際にスクリュの駆動を遮断しているが、スクリュへの動力を遮断してしまうと、過剰トナーが溢れ出す危険性を回避することができない。また、特許文献２に記載された技術では、搬送部材へのトルク負荷が増加した際に折れる細軸(破損回避手段)が設けられているが、この破損回避手段によって搬送部材への過負荷を回避すると修復作業が必要となる。この修復作業は、画像形成装置の稼働時間を低下させるばかりでなく、サービス作業のコストの増大をも招いてしまう。さらに、これらの技術では、感光体ドラムの中空または第１、第２回収ボックスからなる回収容器中に廃トナーおよび廃現像剤(以下、これらをまとめて廃棄粉体という)を単に収容しているだけなので、廃棄粉体のかさ密度が高くなって収容効率が低下し、回収容器がすぐに満杯になってしまうという問題がある。
【０００７】
また、フルカラーでの画像形成が可能な画像形成装置では、単色での画像形成を行う場合よりも、画像形成の際に発生する廃棄粉体の量が増える。例えば、一般的な文書における単黒像密度が約５％のモノクロ画像を形成する場合に対して、ポップアート市場における各色像密度が約４０％のフルカラー画像を形成する場合では、一定時間内に約３０倍以上の廃棄粉体が排出されることが知られている。そこで、上述したように、予め高い搬送能力の安全率を有する搬送手段を設けることが強く求められている。しかし、フルカラーの画像形成時に発生する廃棄粉体の量に合わせた安全率にて搬送手段を制御すると、モノクロ(単色)の画像形成時には回収容器内で廃棄粉体が舞ってしまう場合がある。また、このような制御下にて搬送手段を制御し、上記の文書画像を形成する場合、搬送手段における消費電力の増大を招く要因となるばかりでなく、この搬送手段の駆動により余計な騒音が発生することが懸念される。しかしながら従来においては、上述のような問題が生じず、モノクロおよびフルカラーの画像形成にて発生した廃棄粉体を確実に、且つ効率良く搬送することのできる廃棄粉体搬送装置の提示には至っていない。
【０００８】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、廃トナーおよび廃現像剤を含む廃棄粉体を効率よく搬送することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明では、以下のような構成の廃棄粉体搬送装置を提供することができる。すなわち、この廃棄粉体搬送装置は、回収容器と、搬送部材と、制御部とを備えた構成とすることができる。この廃棄粉体搬送装置において、回収容器は、画像形成プロセスにおいて発生した廃棄粉体を回収し、搬送部材は、この回収容器に搬入された廃棄粉体を回収容器外に搬送し、制御部は、画像プロセスの状態に基づいて搬送部材の駆動を制御する。また、この廃棄粉体搬送装置において、回収容器は、画像形成プロセスにて用いられる色材毎に複数形成された廃棄粉体搬入口を有する。
【００１０】
ここで、このような構成の廃棄粉体搬送装置において、制御部は、画像形成プロセスにおける画像形成密度に応じて搬送部材の駆動を制御する。さらに、この制御部は、この画像形成密度に応じた搬送レートに対して所定の安全率をかけることにより求められる搬送レートにて搬送部材の駆動を制御する。
また、制御部は、画像形成プロセスにおける画像形成状態が、フルカラー画像形成であるかモノクロ画像形成であるかを判断して搬送部材の駆動を制御する。この場合においても、モノクロ画像形成時、若しくはフルカラー画像形成時に要する搬送レートに対して所定の安全率をかけて搬送レートを設定することができる。この制御部は、画像形成状態がモノクロ画像形成の際には、搬送部材の駆動をフルカラー画像形成の場合よりも低速に制御する。
【００１１】
さらに、制御部は、画像形成プロセスにおけるページボリュームを計数し、このページボリュームが所定の閾値を超えた際に、搬送部材を所定時間駆動させる。このページボリュームの係数に際しては、モノクロ画像形成において出力されたページ数の値と、フルカラー画像形成において出力されたページ数に所定の値をかけて算出された値とを合算する等の手法を用いることができる。そして、この制御部における制御は、このページボリュームが所定の閾値を超えるまでは搬送部材の駆動をＯＦＦとしておき、所定の閾値を超えた際に搬送部材の駆動をＯＮとすることにより実現される。
【００１２】
また、上記の目的を達成する本発明は、色毎に異なる複数の画像形成ユニットを並列配置し、この複数の画像形成ユニットによって形成されるトナー像を形成する画像形成装置を提供することができる。この画像形成装置は、複数の画像形成ユニットに沿って設けられる回収手段と、この回収手段に対して各画像形成ユニットから供給された廃棄粉体を外部へと搬送する搬送手段と、回転駆動により搬送手段を駆動する駆動手段と、画像形成状態に応じて駆動手段の回転駆動を制御する画像形成状態判別手段とを備えた構成とすることができる。そして画像形成状態判別手段は、画像形成プロセスにおいて形成されるトナー像がモノクロであるかフルカラーであるか、若しくは装置にて出力されたトナー像のプリントボリュームを判断し、この判断に基づいて駆動手段の回転駆動を制御する。
ここで、回収手段および搬送手段は一体のカートリッジとして構成することができる。このような構成において、搬送手段は、装置本体に設けられた駆動手段に接続されることにより回転駆動される。
【００１３】
また、この画像形成装置は、複数の画像形成ユニットに対向配置される中間転写体を具備する中間転写手段と、画像形成プロセスにおいて中間転写体に残った残留トナーを除去するクリーニング手段とをさらに備えた構成とすることができる。そして画像形成状態判別手段は、画像形成ユニットおよびクリーニング手段より供給された廃棄粉体の量に応じて駆動手段の回転駆動を制御する。
さらに、この画像形成装置は、搬送手段によって搬送された廃棄粉体を収容する収容手段をさらに備えた構成とすることができる。そして、この収容手段が装置本体の外部に外付けされる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置は、プリンタ本体１とプリンタ本体１が載置される基台２とを有しており、プリンタ本体１には、プリンタ本体１から排出される廃トナーや廃現像剤を回収する収容手段としての回収装置１００が外付けされている。なお図１は、プリンタ本体１の前扉１ａを開放した状態を示している。
【００１５】
図２は、プリンタ本体１を示した図である。プリンタ本体１は、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系４０、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ(Image Processing System)５０を備えている。
【００１６】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列に配置される、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の四つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、これら画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ(Raster Output System)３０を備えている。これら転写ユニット２０および中間転写ベルト２１によって中間転写手段が構成される。また、プリンタ本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙上のトナー像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。さらに、転写ユニット２０の上部には、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが設けられている。
【００１７】
転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するベルトクリーナ(クリーニング手段)２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け渡されており、定速性に優れた専用のモータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。ベルトクリーナ２５は、中間転写ベルト２１に接触配置されるクリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の二次転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉、タルク等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。ベルトクリーナ２５の下部には、これらクリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂによって除去された残留トナー(廃トナー)や紙粉等を、中間転写ベルト２１の搬送方向に直交する方向に沿ってベルトクリーナ２５の外部へと搬送するオーガ２５ｃが設けられている。
【００１８】
ＲＯＳ３０は、図示しないレーザダイオード、変調器の他、レーザダイオードから出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている、図２に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの下側に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【００１９】
シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙を積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール４２、ナジャーロール４２から供給された記録用紙を一枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３、フィードロール４３により一枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５、二次転写位置に設けられ記録用紙を介してバックアップロール２４に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール４６を備えている。さらに、定着器２９によって画像が定着された記録用紙をプリンタ本体１の機外に排出する排出ロール４７、排出ロール４７によって排出された記録用紙を積載する排出トレイ４８を有する。また、定着器２９によって画像が定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
【００２０】
次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについて詳述する。図３は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット１１Ｙと、マゼンタ(Ｍ)の画像形成ユニット１１Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｃ,１１Ｋについても略同様に構成されている。
【００２１】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２、帯電ロール１３ａを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３、帯電器１３によって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像ロール１４ａによって現像する現像器１４、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１５、一次転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するドラムクリーナ１６を備えている。
【００２２】
本実施の形態では、現像器１４においてトナーおよびキャリアを有する所謂二成分現像剤(以下、現像剤という)を用いた二成分現像方式を採用している。この現像器１４には、感光体ドラム１２の軸方向に沿って並列に配設され、互いに逆方向に現像剤を攪拌搬送する一対のオーガ１４ｂ,１４ｃが設けられている。この現像器１４では、所定のタイミングでキャリアを含むトナーを新たに現像器１４内に供給し、その結果現像器１４内で余剰となった現像剤を廃現像剤として外部に排出するトリクル方式を採用することで、長期間の使用に伴って劣化したキャリアを除去できるようになっている。新たな現像剤は例えばオーガ１４ｂの現像剤搬送方向上流側から供給され、廃棄される現像剤はオーガ１４ｃの現像剤搬送方向下流側から排出される。また、ドラムクリーナ１６は感光体ドラム１２に接触配置されるクリーニングブレード１６ａを備えており、ドラムクリーナ１６の内部には、クリーニングブレード１６ａによって除去された残留トナーを感光体ドラム１２の軸方向に沿ってドラムクリーナ１６の外側へと搬送するオーガ１６ｂが設けられている。
【００２３】
また、本実施の形態では、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２、帯電器１３およびドラムクリーナ１６を一体化し、図４に示すプロセスカートリッジ６０とすることで、プリンタ本体１からこのプロセスカートリッジ６０だけを取り外し、また、プロセスカートリッジ６０だけをプリンタ本体１に対して取り付け可能とし、ユーザによる交換を可能としている。各プロセスカートリッジ６０には、不揮発性メモリユニット６１が搭載されている。この不揮発性メモリユニット６１には、例えば、感光体ドラム１２の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、そのプロセスカートリッジ６０が装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。そして、不揮発性メモリユニット６１の側部には、ドラムクリーナ１６のオーガ１６ｂ(図示せず。図３参照)が収容される排出パイプ６２が配設されている。この排出パイプ６２の端部下側(図中では上側)には廃トナーの排出口６２ａが形成されており、排出パイプ６２の端部には側部に開口６３ａが形成されたキャップ６３が回動可能に取り付けられている。キャップ６３には排出パイプ６２に巻き回されて固定されたねじりばね６４が装着されており、プリンタ本体１にプロセスカートリッジ６０が装着された場合にキャップ６３が回動し、排出パイプ６２の開口６２ａとキャップ６３の開口６３ａとを合わせることで、外部に廃トナーを排出できるようにしている。
【００２４】
さらに、図２に示すプリンタ本体１では、通常、図中破線で示す回収ボトル７０が取り付けられている。図５(ａ)(ｂ)は回収ボトル７０を示している。この回収ボトル７０には、不要となった廃トナーや廃現像剤を取り入れる開口７１〜７９が形成されている。これらのうち、開口７１〜７４には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ(図２参照)を構成するプロセスカートリッジ６０に取り付けられたドラムクリーナ１６(共に図４参照)で回収され、オーガ１６ｂ(図３参照)により搬送された廃トナー等が搬入される。また、開口７６〜７９には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ(図２参照)の現像器１４からオーガ１４ｃ(共に図３参照)により搬送された廃現像剤が搬入される。さらに、開口７５には、ベルトクリーナ２５で回収されオーガ２５ｃ(共に図２参照)によって搬送された廃トナー等が搬入される。なお、各開口７１〜７９には、搬入される廃トナーや廃現像剤等の外部漏れを防止するスポンジが取り付けられる。
【００２５】
図６は、回収装置１００を示した図である。図６に示す回収装置１００は、上述した回収ボトル７０に代えてプリンタ本体１(共に図２参照)に取り付けられる一次回収部１１０と、一次回収部１１０で回収された廃トナーおよび廃現像剤を最終的に収容する二次回収部１３０と、一次回収部１１０と二次回収部１３０との間で廃トナーおよび廃現像剤を搬送する搬送部１５０とを有している。
【００２６】
図７は一次回収部１１０を正面から見た図であり、図８は一次回収部１１０に四本のプロセスカートリッジ６０を装着した状態を示す斜視図である。一次回収部１１０は中空状の一次回収容器(回収容器)１１０ａを有している。一次回収容器１１０ａには、図６および図７に示すように、不要となった廃トナーや廃現像剤を取り入れる開口１１１〜１１９が形成されている。ここで、開口１１１〜１１４には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ(図２参照)を構成するプロセスカートリッジ６０に取り付けられたドラムクリーナ１６(共に図４参照)で回収されオーガ１６ｂ(図３参照)により搬送された廃トナー等が搬入される。つまり開口１１１〜１１４は、廃トナー搬入口としての機能を有する。また、開口１１６〜１１９には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ(図２参照)の現像器１４からオーガ１４ｃ(共に図３参照)により搬送された廃現像剤が搬入される。つまり、開口１１６〜１１９は、廃現像剤搬入口としての機能を有する。さらに、開口１１５には、ベルトクリーナ２５(図２参照)で回収されオーガ２５ｃ(図２参照)によって搬送された廃トナー等が搬入される。つまり、開口１１５は、廃トナー搬入口としての機能を有する。また、開口１１１〜１１９は、廃トナーあるいは廃現像剤を一次回収容器１１０ａ内に落下させる落下手段としての機能を有する。なお、各開口１１１〜１１９には、所定形状の切り込みが入れられた漏れ防止用のスポンジが取り付けられる。
【００２７】
また、一次回収容器１１０ａの内側底部には、長手方向に沿って搬送部材としてのコイルオーガ１２０が配設されている。コイルオーガ１２０は硬鋼線にて構成され、その外径はφ１６、線径はφ１、ピッチは５ｍｍである。コイルオーガ１２０は、その一端が一次回収容器１１０ａの外側に配設されたギヤ１２１に接続されており、他端が一次回収容器１１０ａの下側側部に設けられた排出口１２２よりさらに外側まで、具体的には、搬送部１５０の搬送パイプ１５１の下流側端部まで延設されている。また、コイルオーガ１２０を駆動するギヤ１２１は、カップリング１２４と一体的に形成されるギヤ１２３と噛合しており、プリンタ本体１側に設けられる駆動装置１６０によって駆動されるようになっている。これによりコイルオーガ１２０は、一次回収容器１１０ａ内に搬入された廃トナーや廃現像剤を搬送パイプ１５１側に向けて搬送することができる。なお、図から明らかなように、搬送パイプ１５１は屈曲しているが、コイルオーガ１２０がフレキシビリティを有しているため、屈曲した搬送パイプ１５１内においても十分に廃トナーや廃現像剤を搬送することが可能である。
【００２８】
さらに、一次回収部１１０には、四つの開口１２５〜１２８が並列に設けられている。これら開口１２５〜１２８は、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３(図２参照)を清掃するためのものである。なお図６は、これら開口１２５〜１２８がプリンタ本体１に対する取り付け用の板１２９で隠された状態を示している。
【００２９】
また、二次回収部１３０は、図６に示す筐体カバー１３１を有しており、その内部には、図９に示す二次回収容器１３２が収容されている。ここで、図９(ａ)は二次回収容器１３２および搬送部１５０の主要部を示す斜視図であり、図９(ｂ)はその側面図である。
二次回収容器１３２は、略直方体状の形状を有し、その上部側には取っ手１３３が形成されている。また、二次回収容器１３２の上面には、廃トナーおよび廃現像剤を搬入するための開口１３４が形成されている。
一方、搬送部１５０の搬送パイプ１５１端部には、二次回収容器１３２を着脱するコネクタ１５２が取り付けられている。コネクタ１５２は、二次回収容器１３２を取り付けた場合に二次回収容器１３２内に廃トナーおよび廃現像剤を搬入でき、且つ、二次回収容器１３２を取り外した場合に外部に廃トナーや廃現像剤が漏れないように蓋ができるように構成されている。なお、搬送パイプ１５１は、図６に示すカバー１５３が取り付けられる。このカバー１５３は、プリンタ本体１(図１参照)に装着される。
【００３０】
そして、本実施の形態では、図９(ｂ)から明らかなように、二次回収容器１３２が所定の角度だけ傾斜した状態でコネクタ１５２に取り付けられるようになっている。このように二次回収容器１３２を配設することで、二次回収容器１３２内を落下する廃トナーおよび廃現像剤が、二次回収容器１３２の内部側壁を滑り落ちるようになるため、内部での廃トナーおよび廃現像剤の飛散を抑制することが可能となっている。
【００３１】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間補正、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の四色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。
【００３２】
ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、レーザダイオード(図示せず)から出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を、ｆ-θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。
【００３３】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２１上に順次転写される。このとき、ブラックのトナー像を形成するブラックの画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、ブラックのトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に転写される。
【００３４】
一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール４３により一枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路４４を経てレジストロール４５に移送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙は、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、四色が重ね転写されたトナー像が副走査方向に順次、二次転写される。そして、トナー像が二次転写された記録用紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によってプリンタ本体１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。なお、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって記録用紙を両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
【００３５】
次に、この画像形成装置における廃トナーや廃現像剤等の回収動作について説明する。図１０は、廃トナーや廃現像剤等の回収動作を説明するための図である。一次回収容器１１０ａ内には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの現像器１４からオーガ１４ｃによってトナーおよびキャリアを含む廃現像剤Ｄが搬入される。また、一次回収容器１１０ａ内には、ドラムクリーナ１６からオーガ１６ｂによって廃トナーＴが搬入される。さらに、一次回収容器１１０ａ内には、ベルトクリーナ２５からオーガ２５ｃによって紙粉やタルク等を含む廃トナーＴが搬入される。そして、一次回収容器１１０ａ内に搬入された廃現像剤Ｄや廃トナーＴ等を含む廃棄粉体は、コイルオーガ１２０によって搬送パイプ１５１内を搬送され、最終的に二次回収容器１３２に回収される。
【００３６】
また、上述した回収動作において回収装置１００の搬送手段であるコイルオーガ１２０は、このコイルオーガ１２０を駆動する駆動源としてプリンタ本体１側に設けられた駆動モータ１６１と、この駆動モータ１６１の駆動を制御する制御部１７０とにより回転される。すなわち、この回収動作にて廃棄粉体を回収するにあたっては、上記の回収装置１００と、プリンタ本体１の駆動モータ１６１および制御部１７０とにより、廃棄粉体の回収機構である廃棄粉体搬送装置が構成される。駆動モータ１６１は、画像形成装置からの情報にしたがって後述する制御を行う制御部１７０によってその駆動を制御され、カップリング１２４(図示せず)およびギヤ１２３を介して伝達された動力(回転)によりギヤ１２１を矢印方向に回転させる。そして、このギヤ１２１を介してコイルオーガ１２０を回転させることにより廃棄粉体を搬送する。
【００３７】
上記の制御部１７０は、画像形成時にＩＰＳ５０(図２参照)に送られてくる画像データより、この画像データに基づいて形成される画像状態を判別すると共に、駆動モータ１６１の駆動速度(駆動モータ１６１の回転数)を制御する画像形成状態判別手段としての機能を有する。この画像形成状態判別手段にて判別される画像状態としては、例えば形成される画像がフルカラー画像であるか、またはモノクロ画像であるか等が挙げられる。そして画像形成状態判別手段は、判別された画像形成状態に応じて、例えばフルカラー画像である場合には回転数を上げ、モノクロ画像である場合には回転数を下げる等の制御を行う。これにより、画像形成状態に応じてコイルオーガ１２０の搬送レートを適宜変更することができる。
【００３８】
ここで、コイルオーガ１２０による廃棄粉体の搬送方向と、コイルオーガ１２０に供給される廃棄粉体の種類との関係に着目してみると、コイルオーガ１２０による廃棄粉体の搬送方向に対して廃トナーＴと廃現像剤Ｄとが交互に供給されていることがわかる。
すなわち、これを具体的に説明すると、フルカラーにて画像を形成した際には、最初にブラック画像形成ユニット１１Ｋのドラムクリーナ１６から廃トナーＴが供給され、ブラック画像形成ユニット１１Ｋの現像器１４から廃現像剤Ｄが供給され、シアン画像形成ユニット１１Ｃのドラムクリーナ１６から廃トナーＴが供給され、シアン画像形成ユニット１１Ｃの現像器１４から廃現像剤Ｄが供給され、マゼンタ画像形成ユニット１１Ｍのドラムクリーナ１６から廃トナーＴが供給され、マゼンタ画像形成ユニット１１Ｍの現像器１４から廃現像剤Ｄが供給され、イエロー画像形成ユニット１１Ｙのドラムクリーナ１６から廃トナーＴが供給され、イエロー画像形成ユニット１１Ｙの現像器１４から廃現像剤Ｄが供給され、最後にベルトクリーナ２５から廃トナーＴが供給される。
また、白黒にて画像を形成した際には、ブラック画像形成ユニット１１Ｋのドラムクリーナ１６から廃トナーＴが供給され、ブラック画像形成ユニット１１Ｋの現像器１４から廃現像剤Ｄが供給され、ベルトクリーナ２５から廃トナーＴが供給されるだけである。
【００３９】
上述したように、フルカラーで画像を形成した場合と、モノクロで画像を形成した場合とでは、一次回収容器１１０ａ内に供給される廃トナーＴおよび廃現像剤Ｄの量が異なる。モノクロ画像形成を行った場合にフルカラー画像形成時と同様の回転数にてコイルオーガ１２０を回転させると、一次回収容器１１０ａ内で廃棄粉体が舞い上がってしまうことが考えられる。また、消費電力の増大、および余計な騒音の発生が懸念される。そこでモノクロ画像形成を行う場合には、コイルオーガ１２０の搬送レートをフルカラー画像形成時の搬送レートよりも下げるのが望ましい。一方、フルカラー画像形成を行う場合には、モノクロ画像形成時に比べて多くの廃棄粉体が発生するので、コイルオーガ１２０の搬送レートを上げる必要がある。
そこで、本実施の形態では、画像形成状態判別手段としての制御部１７０にて、駆動モータ１６１の回転、すなわちコイルオーガ１２０の回転を制御し、搬送レートを適宜コントロールする。
【００４０】
ところで、発明者による鋭意検討の結果、駆動モータ１６１にて駆動されるコイルオーガ１２０の回転数と、このコイルオーガ１２０の回転数に応じた廃棄粉体の搬送レートとの間には、以下のような相関関係があることがわかった。図１１は、コイルオーガ１２０の回転数と廃棄粉体の搬送レートとの相関関係を示す図である。ここで、図１１において、横軸は駆動モータ１６１にて駆動されるコイルオーガ１２０の回転数［ｒｐｍ］を、縦軸はコイルオーガ１２０による廃棄粉体の搬送レート［ｇ／ｍｉｎ］を示している。
【００４１】
図１１に示すように、或る画像形成条件において、例えばコイルオーガ１２０の回転数が１０［ｒｐｍ］の場合は搬送レートが約６．９５［ｇ／ｍｉｎ］である。また、回転数が２０［ｒｐｍ］の場合は搬送レートが約１４．２［ｇ／ｍｉｎ］、さらに、回転数が４０［ｒｐｍ］の場合は搬送レートが約２７．４［ｇ／ｍｉｎ］、そして、回転数が６０［ｒｐｍ］の場合は搬送レートが約４０．８［ｇ／ｍｉｎ］である。このデータより、駆動モータ１６１の回転数の増加にしたがいコイルオーガ１２０による廃棄粉体の搬送レートは、略一次関数的に増加していることがわかる。
制御部１７０は、上述のようなコイルオーガ１２０の回転数と搬送レートとの相関関係に基づいて、判別された画像形成状態に応じた駆動モータ１６１の制御を行う。
【００４２】
図１２は、制御部１７０において画像形成状態に応じて駆動モータ１６１を制御する際の処理の流れを示すフローチャートである。
まず制御部１７０は、画像形成時にＩＰＳ５０に画像データが送られてきた際に、この画像データに基づいて形成され、出力される画像の状態がフルカラーであるか否かの判断を行う(ステップ１２０１)。ステップ１２０１において、出力される画像がフルカラー画像であると判断された場合、制御部１７０は、駆動モータ１６１の回転数を例えば４０[ｒｐｍ]に設定する(ステップ１２０２)。すると、この駆動モータ１６１の駆動によりコイルオーガ１２０が回転し、廃棄粉体を一次回収容器１１０ａから二次回収容器１３２に搬送する。ステップ１２０２にて設定された回転数にてコイルオーガ１２０を回転させることにより、このコイルオーガ１２０は、フルカラー画像形成時に一次回収容器１１０ａに供給される廃棄粉体を搬送するのに充分な安全率の搬送能力を得ることができ、廃棄粉体の詰まりを抑制することができる。
【００４３】
また、ステップ１２０２において、出力される画像がモノクロ画像であると判断された場合、制御部１７０は、駆動モータ１６１の回転数を例えば１５[ｒｐｍ]に設定する(ステップ１２０３)。ステップ１２０３にて設定された回転数にてコイルオーガ１２０を回転させることにより、このコイルオーガ１２０は、モノクロ画像形成時に一次回収容器１１０ａに供給される廃棄粉体を搬送するのに充分な安全率の搬送能力を得ることができ、廃棄粉体の詰まりを抑制することができる。また、コイルオーガ１２０を必要以上に速く回転させないので、一次回収容器１１０ａ内で廃棄粉体が舞い上がることがなくなり、この廃棄粉体が一次回収容器１１０ａから飛び出すのを抑制することができる。さらに、画像形成状態に応じた制御を行うことにより、駆動モータ１６１の駆動に必要な消費電力を軽減すると共に、駆動モータ１６１およびコイルオーガ１２０の回転による騒音を抑制することができる。ステップ１２０２またはステップ１２０３の制御が行われた後に、制御部１７０は処理を終了し、ＩＰＳ５０から次の画像データが送られてくるまで待機する。ここでは、駆動モータ１６１の回転数を４０または１５[ｒｐｍ]に設定する場合について例示したが、この回転数はこれに限られるものではなく、画像形成時の環境条件等に応じて適宜設定を変更できるものとする。
【００４４】
図１２に示した処理では、画像データがフルカラーであるか否かを判断してコイルオーガ１２０の回転を制御する処理について説明したが、制御部１７０は、例えば出力されたページ数に応じて(必要に応じて)、駆動モータ１６１を駆動させることもできる。図１３は、制御部１７０において出力ページ数に応じて駆動モータ１６１を制御する際の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、制御部１７０は、プリンタ本体１に設けられたメモリの所定領域に保持されている出力ページボリュームを読み込み、この出力ページボリュームの値に基づいた判断を行う(ステップ１３０１)。この出力ページボリュームの値は、例えば、フルカラーにて画像を形成した枚数に４をかけた値と、モノクロで画像を形成した枚数とを合算することによって求められる。そしてステップ１３０１では、合算された値が５００枚上であるか否かが判断される。ステップ１３０１において、合算値が５００枚以上であると判断された場合、制御部１７０は、駆動モータ１６１を所定時間(例えば３[ｍｉｎ])だけ回転させる(ステップ１３０２)。すなわち駆動モータ１６１は、上記のページボリュームが所定の閾値を超えた場合に所定時間だけ駆動され、それ以外の場合には駆動されない。つまり、制御部１７０は、駆動モータ１６１のＯＮ／ＯＦＦを制御している。これによりコイルオーガ１２０が回転し、複数回にわたる画像形成において一次回収容器１１０ａ内に供給され、残留した廃棄粉体を搬送することができる。このような制御を行うことにより、画像形成プロセス毎に駆動モータ１６１を駆動してコイルオーガ１２０を回転させることが無くなるので、廃棄粉体の搬送に関するコストを軽減することができる。ステップ１３０３における駆動モータ１６１の駆動が終了したら、上記のメモリに保持されていた出力ページボリュームをリセットする(ステップ１３０３)。また、ステップ１３０１にて出力ページボリュームが５００枚以上ではないと判断された場合には、処理を終了し、次の画像形成が行われるまで待機する。
【００４５】
以上では、出力されたページボリュームに応じて駆動モータ１６１を駆動させる場合について例示したが、本実施の形態はこれに限られるものではない。制御部１７０がページボリュームに応じた判断を行うのに代えて、光センサなどを用いて一次回収容器１１０ａ内の廃棄粉体の量を検知して駆動モータ１６１の駆動を制御するようにしても良いし、出力された画像密度(画像形成プロセスにおける画像形成密度)やピクセル等に基づいた判断を行って駆動モータ１６１の駆動を制御するようにしても構わない。
【００４６】
図１２のフローチャートで説明したように、モノクロ画像を形成している場合、制御部１７０により駆動モータ１６１の回転数が１５[ｒｐｍ]となるように駆動制御が行われ、コイルオーガ１２０も同回転数にて回転する。この場合における画像形成条件を、例えば、単位面積あたりのトナー量であるＴＭＡ(Toner Mass Per Area)が０．８ｍｇ／ｃｍ²、画像サイズがＡ４、最大像密度６０％、転写効率９０％、２２ｐｐｍの画像を出力した場合とする。するとこのとき、コイルオーガ１２０は、最大で１０[ｇ／ｍｉｎ]の搬送能力を有し、モノクロ画像形成における最高像密度で発生し得る廃棄粉体量である６．６[ｇ／ｍｉｎ]に対して約１．５倍の安全率に設定される。
一方、上記の例では、フルカラー画像を形成している場合、コイルオーガ１２０は４０[ｒｐｍ]にて回転する。画像形成条件は、上述したのと同じものとする。このときコイルオーガ１２０は、最大で４０[ｇ／ｍｉｎ]の搬送能力を有し、フルカラー画像形成における最高像密度で発生し得る廃棄粉体量である２６．４[ｇ／ｍｉｎ]に対して約１．５倍の安全率に設定される。
【００４７】
このように、本実施の形態では、上記のような回転数の制御を行った場合であっても、モノクロ画像形成時およびフルカラー画像形成時において、約１．５倍程度の安全率が確保されているので、一次回収容器１１０ａ内で廃棄粉体が詰まることが無くなる。これにより、廃棄粉体の搬送に要する必要且つ十分なトルクを得ることができ、信頼性が向上する。また、上記の制御により、余計に速い回転数で駆動モータ１６１を駆動しコイルオーガ１２０を回転させることがないので、特にモノクロ画像形成時に廃棄粉体が舞い上がるといった問題を回避することができる。さらに、上記の制御により、駆動モータ１６１およびコイルオーガ１２０にかかる負担を軽減することができる。これにより、廃棄粉体の搬送に要する消費電力を低下させることができる。また、駆動モータ１６１の駆動およびコイルオーガ１２０の回転に関する騒音の問題を改善することができる。さらに、駆動モータ１６１に対する過負荷が原因となって発生する、駆動モータ１６１自身や各部の軸受け等の磨耗を抑制することができ、廃棄粉体を搬送する装置の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、所謂四連タンデム方式の画像形成装置を例にして説明を行ったが、上述した制御部１７０における制御は、これに限られるものではなく、例えば、二成分現像剤を用いないタイプの画像形成装置に対しても適用することができるし、廃現像剤Ｄを回収しないタイプの画像形成装置に対しても適用することが可能である。さらに、本実施の形態に示した機能を実現する廃棄粉体搬送装置を既存の画像形成装置等に対して取り付けるだけで従来の問題を回避することができる。
また、モノクロの画像を形成する場合であっても、ページ数に基づいた制御を行うことのできる画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、廃トナーおよび廃現像剤を含む廃棄粉体を効率よく且つ確実に搬送すると共に、装置の騒音を改善することができる。また、本発明によれば、消費電力を軽減し、騒音を改善すると共に、低摩耗を実現することにより、装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】プリンタ本体を示す図である。
【図３】画像形成ユニットの構成を示す図である。
【図４】プロセスカートリッジを示す図である。
【図５】(ａ)(ｂ)は回収ボトルを示す図である。
【図６】回収装置を示す図である。
【図７】一次回収部を正面から見た図である。
【図８】一次回収部に四本のプロセスカートリッジを装着した状態を示す図である。
【図９】(ａ)は二次回収容器および搬送部の主要部を示す斜視図であり、(ｂ)はその側面図である。
【図１０】廃棄粉体の回収動作を説明するための図である。
【図１１】コイルオーガの回転数と廃棄粉体の搬送レートとの相関関係を示す図である。
【図１２】制御部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】制御部における処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…プリンタ本体、１０…画像プロセス系、１１Ｙ…イエロー画像形成ユニット、１１Ｍ…マゼンタ画像形成ユニット、１１Ｃ…シアン画像形成ユニット、１１Ｋ…ブラック画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…現像器、１５…一次転写ロール、１６…ドラムクリーナ、２０…転写ユニット、２５…ベルトクリーナ、３０…ＲＯＳ、４０…シート搬送系、５０…ＩＰＳ、６０…プロセスカートリッジ、７０…回収ボトル、１００…回収装置、１１０…一次回収部、１１０ａ…一次回収容器、１１１〜１１９…開口、１２０…コイルオーガ、１３０…二次回収部、１３２…二次回収容器、１５０…搬送部、１５１…搬送パイプ、１５２…コネクタ、Ｄ…廃現像剤、Ｔ…廃トナー

Claims (11)

1. 画像形成プロセスにおいて発生した廃棄粉体を回収する回収容器と、
   前記回収容器に搬入された前記廃棄粉体を当該回収容器外に搬送する搬送部材と、
   前記画像形成プロセスの状態に基づいて前記搬送部材の駆動を制御する制御部と
   を備えたことを特徴とする廃棄粉体搬送装置。
2. 前記回収容器は、前記画像形成プロセスにて用いられる色材毎に複数形成された廃棄粉体搬入口を有することを特徴とする請求項１に記載の廃棄粉体搬送装置。
3. 前記制御部は、前記画像形成プロセスにおける画像形成密度に応じて、所定の安全率をかけた搬送レートにて前搬送部材の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の廃棄粉体搬送装置。
4. 前記制御部は、前記画像形成プロセスにおける画像形成状態が、フルカラー画像形成であるかモノクロ画像形成であるかを判断して前記搬送部材の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の廃棄粉体搬送装置。
5. 前記制御部は、前記画像形成状態が前記モノクロ画像形成の際には、前記搬送部材の駆動を前記フルカラー画像形成の場合よりも低速に制御することを特徴とする請求項４に記載の廃棄粉体搬送装置。
6. 前記制御部は、前記画像形成プロセスにおけるページボリュームを計数し、当該ページボリュームが所定の閾値を超えた際に、前記搬送部材を所定時間駆動させることを特徴とする請求項１に記載の廃棄粉体搬送装置。
7. 色毎に異なる複数の画像形成ユニットを並列配置し、当該複数の画像形成ユニットによって形成されるトナー像を形成する画像形成装置であって、
   前記複数の画像形成ユニットに沿って設けられる回収手段と、
   前記回収手段に対して各画像形成ユニットから供給された廃棄粉体を外部へと搬送する搬送手段と、
   回転駆動により前記搬送手段を駆動する駆動手段と、
   画像形成状態に応じて前記駆動手段の回転駆動を制御する画像形成状態判別手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記画像形成状態判別手段は、画像形成プロセスにおいて形成される前記トナー像がモノクロであるかフルカラーであるか、若しくは装置にて出力されたトナー像のプリントボリュームを判断し、当該判断に基づいて前記駆動手段の回転駆動を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記回収手段および前記搬送手段は一体のカートリッジとして構成され、
   前記搬送手段は、装置本体に設けられた前記駆動手段に接続されることにより回転駆動されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記複数の画像形成ユニットに対向配置される中間転写体を具備する中間転写手段と、
    画像形成プロセスにおいて前記中間転写体に残った残留トナーを除去するクリーニング手段とをさらに備え、
    前記画像形成状態判別手段は、前記画像形成ユニットおよび前記クリーニング手段より供給された廃棄粉体の量に応じて前記駆動手段の回転駆動を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
11. 前記搬送手段によって搬送された前記廃棄粉体を収容する収容手段をさらに備え、
    前記収容手段が装置本体の外部に外付けされることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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