JP2008275992A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真画像形成装置において廃トナー搬送機構の故障判定をする。
【解決手段】 廃現像剤搬送路に廃現像剤を検出する廃現像剤検出センサを配置し、廃現像剤の検出結果に応じて回復調整処理を実施する。所定時間の回復調整処理の結果に応じて廃現像剤搬送路の異常の有無を判定し、異常がある場合は警告を表示する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子写真法あるいは他の静電記録法等を利用したもので、像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化する現像装置を用いた画像形成装置の故障検出に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において廃現像剤搬送路の詰まりを防止する方法として、特許文献１に開示されるように搬送パイプ内にスクリューを設ける方法がある。また、スクリューの回転軸にカム構造の部材を配し、廃現像剤を落下搬送する搬送路の内壁をカム構造にて鉛直方向に振動させる方法もある。
特開２００３−２５５７９２

しかし、画像形成装置本体の小型化や現像装置の複雑化に伴い、廃現像剤搬送経路の詰まりを防止するには上記の従来技術だけでは対応出来ない場合がある。そのため不具合が発生した場合、現像剤が装置内にあふれる恐れがある。そこで実際に廃現像剤搬送経路の不具合が発生したときに被害を最小限に抑える必要がある。

上記課題を解決するための本発明に係る代表的な構成は、容器内の現像剤を排出するための現像剤排出口が設けられた現像器と、現像器から離れた場所に設置され、排出された廃棄現像剤を収容する収容容器と、前記現像剤排出口と前記収容容器との間に設けられた廃棄現像剤搬送路と、この搬送路内の廃棄現像剤を前記収容容器に向けて搬送する搬送手段と、前記搬送路に設置され、前記搬送路内の廃棄現像剤を検出する現像剤検出手段と、前記現像剤検出手段の出力信号に応じて前記搬送路の回復調整処理を実施させる駆動信号を出力する調整手段と、この駆動信号により前記搬送手段を駆動して前記搬送路の回復調整処理を実施する駆動手段と、装置の状態を表示するための表示手段と、前記駆動信号の継続時間が所定の値に達しても前記現像剤検出手段の出力信号が前記駆動信号を出力させない信号に戻らない場合に前記表示手段によって異常を警告表示する制御手段と、を有することを特徴とするものである。

廃現像剤搬送路において、現像器の現像剤排出口より下流側で廃現像剤を検出することにより、廃現像剤検出センサ出力より廃現像剤の搬送路詰まりを判定することができ、軽度の詰まりは回復調整処理によって解消できる。回復調整処理で解消できない詰まりについては、警告を表示するため、修理等、必要な処置をとることを促すことが可能となる。

（実施例１）
図２は本発明の一実施例であるフルカラー電子写真画像形成装置の断面図である。

複写が開始されると、原稿Ｇの像はスキャナ部Ａで読み取られ、受光素子であるＣＣＤ２４に入力されて電気信号に変換され、露光装置３に入力される。画像形成部Ｂには、像担持体としてドラム形状の電子写真感光体１（以下、感光ドラム１）が回転自在に支持されている。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、一次帯電器２、露光装置３、各々トナーと磁性キャリアの混合物である２成分現像剤を収容した６色分の現像器（４ＬＭ、４ＬＣ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ＢＫ）をロータリフレーム４Ａに搭載した現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６が配設されている。ここで、上述のスキャナ部Ａで読み取られた画像は、レーザ出力部（不図示）にて各色毎の光信号に変換される。そして、光信号に変換された１色目のレーザ光がポリゴンミラー３ｅで反射され、帯電後の感光ドラム１表面を露光する。これにより感光ドラム１上に１色目の静電潜像が形成される。

この静電潜像は現像装置４（図２では現像器４ＬＭが現像位置に位置している）の２成分現像剤によってトナー像として現像され、一次転写ローラ５ｅによって中間転写ベルト５ａ上に一次転写される。

一次転写後の感光ドラム１は、表面に残ったトナーが感光体クリーニング装置６によって除去されて、次の画像形成に供される。一連の画像形成プロセスを残りの５色についても繰り返し、中間転写ベルト５ａ上に６色のトナー像を重ね合わす。これら中間転写ベルト５ａ上の６色のトナー像は、記録材Ｐに一括で転写される、定着装置１０で加熱・加圧定着される。

次に図３を参照して、本発明の一実施例である画像形成装置の、廃棄現像剤排出経路の異常検出機構を説明する。図３は現像ロータリ４Ａの現像器のうち、現像器４ＬＭが感光ドラム１にトナー像を形成している状態において、現像装置４ＬＭより排出される現像剤を、現像器から離れた場所に設置された廃現像剤収容容器３０６に回収する経路を示したものである。

本実施例では、不図示の機構で現像器内の現像剤の帯電性能が低下したと判定された場合、トナーと磁性キャリアを混合した新しい補給現像剤を現像器内へ現像器内の現像剤収容容量を越えるまで補給する。その結果、現像器から溢れた現像剤を廃棄現像剤として現像器の現像剤排出口１６から現像器外へ排出させ、現像器内の現像剤の帯電性能を一定にできる。

現像器４ＬＭから排出される磁性キャリアとトナーからなる廃棄現像剤は、廃棄現像剤搬送パイプ３０３を通ってメイン廃現像剤搬送パイプ３０４に落下する。メイン廃トナー搬送パイプ３０４に送られた廃現像剤（搬送路内の現像剤）はメイン廃現像剤搬送パイプ３０４内部にあるスパイラル状のスクリュー３０５の回転によりＲ３０１方向に搬送され、廃現像剤収容容器３０６に回収される。スクリュー３０５はモータ８０８により駆動される。容器３０６内の廃棄現像剤が満杯になれば、容器３０６から現像剤が捨てて空にされ、或いは容器３０６が空の容器と交換される。廃棄現像剤搬送パイプ３０３の直下にあるメイン搬送パイプ３０４の壁面には、廃棄現像剤を検出できる廃現像剤検出センサ３０７が現像剤検出手段として配置される。この廃現像剤検出センサには透磁率を検出するインダクションセンサが適している。本実施例では、トナーが非磁性体であるため、廃現像剤検出センサ３０７にインダクションセンサを用いてキャリアの透磁率を検出する。そのため、現像剤の量が多くなると検出されるキャリア量も多くなり、インダクションセンサ３０７（以下、単にセンサ３０７）の出力が高くなる。また、３０８は廃棄現像剤搬送パイプ３０３を振動させることによって現像剤の流動を円滑にする振動器である。

図６にセンサ３０７の出力を処理し画像形成装置の制御をする制御部のブロック図を示す。

８０１は前記センサ３０７からの入力を受け、各種駆動系（モータ、ソレノイド等）を制御するエンジン制御ユニットである。ここには、エンジン制御を実施するＣＰＵ８０２，ＣＰＵ８０２と接続されセンサ３０７からの入力や負荷の制御信号を出力する入出力部（Ｉ／Ｏ）８０３や、センサ３０７から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する変換機（Ａ／Ｄ）８０４が搭載されている。

制御ユニット８０１には、バイブレーター３０８を振動させる振動モータ８０７、スクリュー３０５を駆動するモータ８０８、廃現像剤検出センサ３０７が接続されている。８０９は画像形成装置におけるシステム制御を実行するシステム制御ユニットであり、システム制御部８１０と表示部制御部８１１が搭載されている。さらに、システム制御ユニット８０９に接続されている表示ユニット８１４には、ユーザが装置の使用時に操作するキー群、タッチパネルやユーザに装置の状態やメッセージを表示する液晶が搭載されている。

本ブロック図において、ＣＰＵ８０２はセンサ３０７の出力に応じて、廃現像剤搬送パイプ３０３及びメイン廃現像剤搬送パイプ３０４に異常があると判定し、回復調整処理を実施する（後述、図１）。回復調整処理として、廃現像剤搬送パイプ３０３に異常がある場合はＣＰＵ８０２から振動モータ８０７に駆動信号が出力されバイブレーター３０８を振動させることによって廃現像剤搬送パイプ内の詰まりを振り落とす。一方、メイン廃現像剤搬送パイプ３０４に異常がある場合はＣＰＵ８０２からモータ８０８に駆動信号が出力され、スクリュー３０５を駆動し廃現像剤パイプ３０４内の詰まりを流動させる。

しかし、回復調整処理を所定時間以上実施した後も廃現像剤検出センサ３０７から、廃現像剤搬送路の詰まりが判断される場合（すなわち廃現像剤検出センサ３０７の出力信号がスクリュー３０５を駆動させない信号に戻らない場合）、ＣＰＵ８０２はシステム制御ユニット８０９に廃現像剤搬送路の異常を伝える信号を出力する。同時に、表示制御部８１１は表示部８１４に廃現像剤搬送路の異常を表示する。廃現像剤搬送路の異常が表示されると同時に、システム制御部８１０が画像形成処理を禁止する（すなわち、システム制御部８１０が画像形成処理を受け付けないようにする）モード（以下、画像形成禁止モード）に移行する。

次に図１を用いて廃現像剤搬送路異常判定のフローについて説明する。

まず、キャリアを含む新しい現像剤が現像器（４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ，４ＬＭ，４ＬＣ）内に供給されたかどうかを確認する（Ｓ１０２）。現像器内の現像剤の量は最大収容量で一定に保たれているので、供給があれば最大収容量を超えた分だけ廃現像剤搬送経路に現像剤が排出される。現像剤が前記現像器内に供給されると共に廃現像剤検出センサ３０７によるサンプリングを開始する。また、現像剤の供給に伴い現像器より排出された廃現像剤が、センサ３０７の検出位置を通過するまでの間ウェイトをかける（Ｓ１０３）。次に、ウェイト（Ｓ１０３）終了時までの廃現像剤検出センサ３０７の最大出力が以下説明するレベルＡを下回っていないか確認する（Ｓ１０４）。

ここで、各装置状態における廃棄現像剤に対するセンサ３０７の出力とスレッショルドレベルＡの関係を図５に示す。スレッショルドレベルＡは、廃棄現像剤搬送路のセンサ３０７の検出位置より廃現像剤流動方向上流側において現像剤の搬送路が正常である場合（すなわち正常な状態にあると考えられる量の廃現像剤がセンサ３０７によって検出される場合）に廃現像剤検出センサ出力ＸがレベルＡを超える（Ｘ＝Ｘ１）ように設定されている。一方でスレッショルドレベルＡは、センサ３０７の検出位置より廃現像剤搬送方向上流側において現像剤の搬送路に異常がある場合（すなわち廃棄現像剤の詰まりやスクリューの故障が発生して、センサ３０７の検出位置にて検出される廃現像剤の量が正常な場合と比べて著しく小さい場合）に廃現像剤検出センサ出力ＸがレベルＡを下回る（Ｘ＝Ｘ２）ように設定される。

図１のＳ１０４で、廃現像剤検出センサの最大出力がレベルＡを上回っていれば、廃現像剤搬送路が正常に機能していると考えられるので回復調整処理を実施した時間をクリアして（Ｓ１０５）、そのまま終了する（Ｓ１０６）。一方、Ｓ１０４にてセンサ３０７の最大出力がレベルＡを上回っていなければ、センサの検出位置まで廃現像剤が搬送されていないと考えられるため、回復調整処理としてバイブレーター３０８を振動させる（Ｓ１０７）。その後、回復調整処理を実施した時間を累積して累積調整時間（継続時間）とする（Ｓ１０８）。次に回復調整処理の累積調整時間が所定の値Ｎ（以下、限界調整時間）を超えたか確認する（Ｓ１０９）。限界調整時間Ｎは装置によって決定されるもので、詰まりが発生していた場合、これを無視して何度も回復調整処理を実施すると搬送路に高負荷がかかり現像剤が溢れる不具合が発生する恐れがあるため、回復調整処理に限度を設けておく必要がある。実施時間が装置によって決められた値を超えると、詰まりが発生していると判定する（Ｓ１１０）。次に、ＣＰＵ８０２（図６参照）からシステム制御部８１０に対して画像形成禁止モードへ移行するように信号を出し、同時に表示制御部によって表示部８１４に異常警告を表示する（Ｓ１１１）。また、Ｓ１０９にて累積調整時間が所定の値を超えていなければＳ１０４に戻る。

一方、Ｓ１０２にて新しい現像剤が現像容器に供給されていない場合も、センサ３０７によって廃現像剤搬送路の現像剤を検出する。廃現像剤搬送路が正常ならば、現像剤が現像容器に供給されていない時の廃現像剤搬送路に排出される廃現像剤は、現像剤が現像容器に供給される場合と比べて少なくなる。

それにもかかわらず、センサ３０７の出力がレベルＡを上回っている場合（Ｓ１１２）、廃現像剤がセンサ３０７の検出位置に滞溜していると考えられるため、回復調整処理として所定時間だけスクリュー３０７を回転駆動させる（Ｓ１１３）。回復調整処理実施後も廃現像剤検出センサ３０７の出力ＸがレベルＡ超え続ける場合は（Ｓ１１４）、センサ３０７検出位置から廃現像剤搬送方向下流方向のメイン廃現像剤搬送パイプ３０４に廃現像剤の詰まりやスクリュー３０７の故障が発生したと判定する。続いて、装置の異常を表示部８１４（図６参照）に表示する（Ｓ１１１）。なお、本実施例ではＳ１０４で用いたスレッショルドレベルＡと同じ値を用いて、センサ３０７の出力ＸがＡを超え続けている場合、廃現像剤搬送路に異常があるものとしている。しかし、検出する廃現像剤搬送路の異常の種類別に異なる値を用いると、さらに精細な異常検出ができる。

（実施例２）
また、図４のようにセンサ３０７を廃現像剤収容容器３０６内（収容容器内）の廃棄現像剤の集積状態を検出可能に配置し、廃現像剤収容容器３０６の満杯検知（もしくは所定レベルの集積量）を同時に行うように構成することもできる。実施例１と同一機能を有する部材には同一符号を付すとともに、構成的、機能的に変わらないものについてはその説明を省略する。

この場合のフローを、図１を用いて説明する。まず、現像剤が現像器に供給されていない時（Ｓ１０２）、廃現像剤収容容器３０６近傍のセンサ３０７の出力ＸがスレッショルドレベルＡより大きい場合（Ｓ１１２）、廃現像剤がセンサ３０７の検出位置に滞溜していると考えられる。従って、回復調整処理を所定時間実施する（Ｓ１１３）。

回復調整処理を所定時間実施した後もセンサ３０７の出力ＸがスレッショルドレベルＡ以上である（Ｓ１１４）場合は、廃現像剤収容容器３０６は満杯であると考えられる。従って、異常判定（満杯判定）し（Ｓ１１０）廃現像剤収容容器３０６の満杯状態を表示部８１４（図６参照）に表示させる（Ｓ１１１）。警告表示とともに、ＣＰＵ８０２（図６参照）からシステム制御部８１０に対して画像形成禁止モードへ移行するように信号を出す。

一方、現像剤が現像容器内に供給されている時（Ｓ１０２）、現像剤の補給によって排出される廃現像剤がセンサの検出位置を通過して落下するため最大出力ＸはＡより大きくなる。従って、Ｓ１０３にて廃現像剤がセンサ３０７の検出位置を通過するまでウェイトをかけつつ、ウェイト終了までセンサによるサンプリングを続ける。次に、Ｓ１０４にてセンサ３０７の最大出力ＸがＡ＜Ｘであるかを判定し、Ａ＜Ｘの場合は現像剤排出口１６からセンサ３０７の検出位置までの廃現像剤搬送路に異常がないものと判断し、Ｓ１０５にて回復調整処理時間をクリアして終了する。逆にＳ１０４にてＡ＜Ｘの条件を満たしていない場合は、廃現像剤搬送路の異常によってセンサの検出位置まで廃現像剤が搬送されていないと考えられるため、Ｓ１０７にて回復調整処理を実施する。回復調整処理の実施時間が所定の値Ｎを超えると（Ｓ１０９）、回復調整処理にて解消できない異常があるものと判断し（Ｓ１１０）、装置の使用を禁止（画像形成禁止モードへ移行）するとともに警告表示を表示部８１４（図６参照）に表示させる（Ｓ１１１）。

本実施例によると１つのセンサによって、現像剤排出口１６からセンサ３０７の検出位置までの廃現像剤搬送路おける詰まりと、廃現像剤収容容器３０６の満杯を検出する事が可能となり、コストダウンに繋がる。

廃現像剤の特性を監視する処理のフローチャート図である。 画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 現像ロータリおよび周辺の廃棄現像剤搬送路の概略構成（実施例１）を示す断面図である。 現像ロータリおよび周辺の廃棄現像剤搬送路の概略構成（実施例２）を示す断面図である。 インダクションセンサ３０７の出力とスレッショルドレベルの関係を示すグラフである。 画像形成装置の制御部の構成を示す概略図である。

符号の説明

３０３ 廃現像剤搬送パイプ
３０４ メイン廃現像剤搬送パイプ
３０５ スクリュー
３０６ 廃現像剤収容容器
３０７ 廃現像剤検出センサ（インダクションセンサ）
３０８ 振動器（バイブレーター）
８１４ 表示部

Claims (3)

1. 容器内の現像剤を排出するための現像剤排出口が設けられた現像器と、
   現像器から離れた場所に設置され、排出された廃棄現像剤を収容する収容容器と、
   前記現像剤排出口と前記収容容器との間に設けられた廃棄現像剤搬送路と、
   この搬送路内の廃棄現像剤を前記収容容器に向けて搬送する搬送手段と、
   前記搬送路に設置され、前記搬送路内の廃棄現像剤を検出する現像剤検出手段と、
   前記現像剤検出手段の出力信号に応じて前記搬送路の回復調整処理を実施させる駆動信号を出力する調整手段と、
   この駆動信号により前記搬送手段を駆動して前記搬送路の回復調整処理を実施する駆動手段と、
   装置の状態を表示するための表示手段と、
   前記駆動信号の継続時間が所定の値に達しても前記現像剤検出手段の出力信号が前記駆動信号を出力させない信号に戻らない場合に前記表示手段によって異常を警告表示する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤検出手段は前記収容容器内の廃棄現像剤の集積状態を検出可能な位置に設置され、装置は更に、前記現像剤検出手段の出力信号に応じて前記収容容器内の廃棄現像剤の集積量が所定レベルに達したことを前記表示手段に表示する判定手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像器の現像剤排出口から排出される現像剤は磁性キャリアとトナーの混合物であり、
   前記現像剤検出手段が廃棄現像剤の透磁率を検出する廃現像剤検出センサであることを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

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