JP2014178516A - 廃トナー回収装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に廃トナー回収装置の満杯状態を検知するとともに、様々な使用条件においても満杯状態から満杯近接状態までの時間を狙いの時間にすることができる廃トナー回収装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成時に感光体１や中間転写ベルト２から除去された廃トナー収容する廃トナー回収容器３０と、廃トナー回収容器３０内の廃トナーが第１の所定量に達したことを検知する第１検知手段３３と、廃トナー収容器３０内の廃トナーが第１の所定量よりも多量の第２の所定量に達したことを検知する第２検知手段３４と、を備え、第１検知手段３３により検知された後に、使用条件により異なる値の閾値Ｘｎｆを設定し、使用によりその設定した閾値Ｘｎｆに達したことにより、廃トナー量が通知所定量に達したとして通知する通知手段とを有し、通知手段が通知する通知する時期が、第１検知手段３３の検知後、前記第２検知手段の検知前である。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式における像担持体上の潜像を顕像化してトナー像を形成する複写機、ファクシミリ装置、プリンターあるいはこれらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置に関するものである。

上記形式の画像形成装置としては、像担持体である感光体に形成されたトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体上に転写するものは既に知られている。さらに、上記転写を１次転写とし、該転写によって中間転写ベルト上に担持したトナー像を用紙等の記録媒体に転写する２次転写を行うようにした画像形成装置もよく知られている。この種の画像形成装置では１次、２次のそれぞれの転写後に感光体や中間転写ベルトに残留したトナーを除去するためのクリーニング装置を設けている。クリーニング装置は除去した残留トナーは再び現像装置に戻して再利用するものもあるが、多くは廃トナーとして廃トナー収容部に送ってここに貯留するものが多い。特に、カラー画像形成装置の場合、２次転写後の中間転写ベルトから回収したトナーが混色トナーであるため、現像装置等に戻して再利用することがなく、すべて廃トナーとして廃トナー収容部に搬送されて貯められている。そして、廃トナー収容部としては、長寿命化が期待できる装置本体の適当な場所に設置した廃トナータンクのものが多く採用されている。

廃トナータンクを用いている画像形成装置において、当該タンクが廃トナーで満杯になった場合、画像形成動作を禁止しなければ、廃トナー搬送経路のつまり等により、異常画像や機械の故障が発生してしまう。そのため、満杯検知手段を用いてタンク内の廃トナーが満杯であることを検知しているが、かかる構成であると満杯検知手段が満杯を検知すると、新しいタンクに交換しなれば画像形成動作を継続できなくなる。そのため、満杯状態と、満杯より手前の満杯近接状態とを検知して、満杯近接状態から満杯状態の間に交換用の廃トナータンクを準備する猶予を与えるように構成しているものが多い。

満杯近接状態と満杯状態の両方を検知するものとして、特許文献１には満杯近接検知手段の検出結果と算出した廃トナー排出量から満杯近接状態であるかを判断し警報を表示するとともに、算出された廃トナー量によって満杯状態かを判断する画像形成装置が記載されている。

また、特許文献２には回収装置内に２つの満杯検出部を設け、確実に満杯状態と満杯近接状態を検知するようにした画像形成装置が記載されている。

しかしながら、前者は満杯状態を計算によって判断するため、満杯を直接検知する方式に比べて精度が低く、回収装置からのトナー溢れが発生する場合がある。
また、後者は異なるプロセス条件（印刷速度、トナー付着量等）で、同じ検知装置を用いる複数のタイプがある画像形成装置の場合、それぞれのタイプで回収装置へ排出されるトナー排出量が異なる。このため、適切なタイミングで満杯近接状態を通知するタイプがある一方、早期に満杯近接状態を通知してしまうタイプが発生するため、満杯近接通知タイミングの精度に課題があった。

本発明は、上記した従来の問題を解消し、確実に廃トナー回収装置の満杯状態を検知するとともに、様々な使用条件においても満杯状態から満杯近接状態までの時間を狙いの時間にすることができる廃トナー回収装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、画像形成時に像担持体上から除去された廃トナー収容する廃トナー回収容器と、該廃トナー収容器内の廃トナーが第１の所定量に達したことを検知する第１検知手段と、前記廃トナー収容器内の廃トナーが第１の所定量よりも多量の第２の所定量に達したことを検知する第２検知手段と、を備えた廃トナー回収装置において、前記第１検知手段が廃トナーを検知すると使用条件により異なる値の閾値を設定する閾値設定手段と、閾値設定手段が設定した閾値に達すると、廃トナー量が満杯に近づいたという情報を通知する通知手段とを有し、該通知手段が通知する通知する時期が、前記第１検知手段の検知後で、かつ前記第２検知手段の検知前であることを特徴とする廃トナー回収装置を提案する。

本発明によれば、満杯を確実に検知できるとともに、廃トナー回収容器が満杯に近づいた満杯近接状態になったことを、早すぎたり遅すぎたりしない適切な時期に通知することができる。

本発明に係る画像形成装置の概要を示す全体構成図である。 廃トナー回収容器の使用開始当初の状態を示す説明図である。 廃トナー回収容器の満杯に近づきつつある状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態における通紙手段の通知方法をフローチャートである。 廃トナー回収容器の満杯状態を示す説明図である。 本発明の別の実施形態における通紙手段の通知方法をフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る廃トナー回収装置を備える画像形成装置の一例を示す概略図である。ここに示した画像形成装置は、中間転写方式の装置であって本体筐体内に配置された像担持体としてのドラム状の感光体１が設けられている。感光体１に対向して支持ローラ３、４、５より成る複数の支持部材に巻き掛けられた無端ベルトにより構成された中間転写ベルト２が支持ローラ３、４、５の１つが駆動ローラであり、駆動ローラの回転によって矢印Ａ方向に回転される。

感光体１は図１における反時計方向に回転駆動され、このとき像担持体表面に帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。この帯電面に、露光装置（図示せず）から出射する光変調されたレーザ光Ｌが照射され、感光体１の表面に書き込み情報に対応した静電潜像が形成される。図１に示した例では帯電装置６としてコロナ放電器が用いられているが、帯電ローラや帯電ブレードなどから成る帯電装置を用いることもできる。同様に図１に示した画像形成装置においてはレーザ光を出射するレーザ書き込み装置より成る露光装置が用いられているが、ＬＥＤアレイと結像手段を有する露光装置などを用いることもできる。

感光体１に形成された静電潜像は、これが現像装置７を通るとき、トナー像として可視像化される。一方、無端ベルトより成る中間転写ベルト２の内側には、その中間転写ベルト２を挟んで感光体１に対向して位置する１次転写手段の一例である転写ローラ８が配置されている。この転写ローラ８は中間転写ベルト２の裏面に当接し、感光体１と中間転写ベルト２との適正な転写ニップが確保されている。

上記転写ローラ８には、感光体１上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体１と中間転写ベルト２との間に転写電界が形成され、感光体１上のトナー像が、その感光体１と同期して回転駆動される中間転写ベルト２上に静電的に転写される。転写後の感光体１にはトナーが残留することが避けられず、感光体１の表面に付着した残留トナーはクリーニング装置９によって除去される。ここに示したクリーニング装置９は、クリーニング手段として感光体１の表面に付着する転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード１０を備え、該ブレードに掻き取られたトナーは第１廃トナー搬送手段２０を介して廃トナー回収容器３０へ搬送される。

中間転写ベルト２の下部には、当該ベルト２上に転写されたトナー像を転写紙や樹脂シートなどから成る記録媒体Ｐに転写する２次転写手段が配置されている。本例の２次転写手段は転写支持ローラ１４、１５に巻き掛けられて、中間転写ベルト２に同期して矢印Ｂ方向に回転駆動される２次転写ベルト１３により構成されている。この２次転写ベルト１３の内側には、中間転写ベルト２の支持ローラ４に対向してローラ１６が配置され、このローラ１６により２次転写ベルト１３が中間転写ベルト２に押し当てられる。なお、２次転写手段は２次転写ベルトの代わりに２次転写ローラで構成することもできる。

上記２次転写ベルト１３にも、中間転写ベルト２上の画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、中間転写ベルト２と２次転写ベルト１３との間に転写電界が形成される。これにより、中間転写ベルト２上の画像が、中間転写ベルト２と２次転写ベルト１３との間の転写位置に達したとき、中間転写ベルト２上の重ねトナー像より成る画像が記録媒体Ｐに静電的に転写される。このように２次転写手段は、感光体１から中間転写ベルト２に転写されたトナー像を記録媒体Ｐ上に静電転写する用をなす。

記録媒体Ｐに画像を転写したあとの中間転写ベルト２の表面に付着する転写残トナーは、紙粉などと共に、中間転写クリーニング装置１７によって除去され、中間転写ベルト２の表面が清掃される。中間転写クリーニング装置１７は、中間転写ベルト２の表面に付着する転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード１８を備え、該ブレードに掻き取られたトナーは第２廃トナー搬送手段２５を介して廃トナー回収容器３０へ搬送される。

このように構成される画像形成装置において、画像形成動作が開始され、帯電、露光、現像の工程を経て感光体１の表面にトナー像が形成されると、当該トナー像は転写ローラ８により中間転写ベルト２に転写されて２次転写位置に向かう。他方、図示していない給紙部から給紙され、タイミング搬送ローラ２１に突き当てられた記録媒体Ｐが中間転写ベルト２のトナー像に同期して２次転写位置に搬送され、２次転写ベルト１３の作用によりトナー像が記録媒体Ｐに転写される。トナー像が転写された記録媒体Ｐは２次転写ベルト１３に搬送されて分離後、定着装置１９によってトナー像が記録媒体Ｐに定着され、機外へ排出される。

このように構成される画像形成装置において、１次転写後に感光体１の表面に残留するトナーはクリーニング装置９のブレード１０に掻き取られて第１廃トナー搬送手段２０によってクリーニング装置９から廃トナー回収容器３０に搬送される。この第１廃トナー搬送手段２０は、廃トナー回収容器３０がクリーニング装置９よりも重力方向下方に配置されている。そして、第１廃トナー搬送手段２０はクリーニング装置９から水平に延びる第１水平路２１、廃トナー回収容器３０へ水平に向かう第２水平路２２及び第１水平路２１と第２水平路２２を結ぶ垂直路２３を有している。クリーニング装置９からのトナーは第１水平路２１、垂直路２３、第２水平路を介して廃トナー回収容器３０に搬送される。この第１廃トナー搬送手段２０は、第１水平路２１と第２水平路２２にそれぞれ搬送スクリュー２４が設けられている。

また、２次転写後に中間転写ベルト２の表面に残留するトナーは中間転写クリーニング装置１７のブレード１８に掻き取られ、第２廃トナー搬送手段２５によって中間転写クリーニング装置１７とほぼ同じ高さレベルにある廃トナー回収容器３０に搬送される。この第２廃トナー搬送手段２５は、中間転写クリーニング装置１７から水平に延びる中間転写水平路２６を有し、中間転写水平路２６には搬送スクリュー２７が設けられている。

図２は、少量のトナーが回収された状態の廃トナー回収容器３０を示す説明図である。
図２において、廃トナー回収容器３０には第１廃トナー搬送手段２０の水平路２２のトナー排出口３１と、第２廃トナー搬送手段２５の中間水平路２６のトナー排出口３２と、２つのトナー量を検知する第１検知手段３３及び第２検知手段３４と有している。廃トナー回収容器３０の側壁には可撓性のシール片３５、３６が設けられ、このシール片の位置に上記第１検知手段３３及び第２検知手段３４を配置している。第１検知手段３３及び第２検知手段３４は回動可能に装着されたフィーラー３７、３８と、回動したフィーラー３７、３８が光路を遮断するとオンする透過型フォトセンサ３９、４０とを備えている。フィーラー３７，３８は図示していない弾性手段によってシール片３５、３６に食い込むように構成され、回収した廃トナーでシール片３５，３６がフィーラー３７、３８が可動して図の反時計方向に押されると、透過型フォトセンサ３９、４０がオンする。なお、シール片３５、３６は例えば撓み変形可能なシリコンゴム等で作られている。また、廃トナー回収容器３０内に滞留する廃トナーは図３に示すように、安息角θのトナー堆積塊Ｔｍを形成するが、廃トナー回収容器３０内にトナーを均一に充填するためのスクリュ−２８を設けている。第１検知手段３３は図３に示すように、廃トナー回収容器３０内のトナーがある程度満杯に近づいた第１の検知量を検知し、第２検知手段３４は図５に示すように、廃トナー回収容器３０内のトナー満杯になった第２の検知量を検知する。

第２検知手段３４は、第１検知手段３３よりも上部に配置された検知手段であって、第２検知手段３４の透過型フォトセンサ４０がオンすると、廃トナー回収容器３０が満杯になったものとして機械が停止する。機械を再起動するには、新しい廃トナー回収容器３０に交換しなければならない。したがって、新しい廃トナー回収容器３０の用意がなかったりすると、長時間機械を停止しなければならない。

そこで、本発明では廃トナー回収容器３０の満杯近接を通知する通知手段を備え、適切な時期に満杯を通知することで、このような機械のダウンタイムを必要最小限に抑えるようにしたものである。なお、満杯近接を通知する適切な時期とは通知後、新しい廃トナー回収容器３０を用意することができ、かつに、通知がから満杯までの期間が間延びしない時期である。すなわち、通知から満杯までの期間が短いと、新しい廃トナー回収容器３０の用意が間に合わない可能性があり、逆に通知から満杯までの期間が長いと、満杯近接情報の信頼性が薄れ、次回の満杯時に容器を用意しない等の弊害が出る可能性がある。

本実施形態の通知手段は、図４のフローチャートに基づいて通知を行う。
図４において、第１検知手段３３の透過型フォトセンサ３９がオンしたかを判断し（Ｓ１）、図３に示すように、透過型フォトセンサ３９がオンすると通紙枚数カウントをスタートする（Ｓ２）。同時に、満杯を適正時に通知できるような画像形成枚数の図示していない閾値設定手段によって閾値Ｘｎｆを設定する（Ｓ３）。使用枚数閾値Ｘｎｆは、ある期間における使用条件から満杯に達する枚数を想定し、満杯から逆算して適正時になるような枚数に設定されている。そして、Ｓ４では使用枚数が閾値Ｘｎｆかを判断し、使用枚数が閾値Ｘｎｆに達すると、ここで始めてユーザーに満杯が近いことを通知する満杯近接状態を表示する（Ｓ５）。満杯近接状態の通知手段は以上であるが、この後、適切な時期に廃トナー回収容器３０が満杯になり、図５に示すように、第２検知手段３４の透過型フォトセンサ４０がオンすることで機械が停止される。よって、満杯近接状態は第１検知手段３３のオン後、第２検知手段３４のオン前の適正時期に通知される。

かくして、今までの使用状況から早すぎたり遅すぎたりしない適切な時期に満杯近接状態を通知することができる。なお、図４における閾値の設定において基準として用いる使用期間は任意であるが、例えば新しい廃トナー回収容器３０の使用開始から第１検知手段３３がオンするまでの期間とし、その間の廃トナーの溜まり具合から算出して設定することが好ましい。

図６は、本発明の別の本実施形態の通知手段を示すフローチャートである。
図６において、第１検知手段３３の透過型フォトセンサ３９がオンしたかを判断し（Ｓ１）、透過型フォトセンサ３９がオンすると図示していない閾値設定手段によって累積トナー排出量からトナー排出量閾値Ｘｎｆが設定される（Ｓ６）。トナー排出量閾値Ｘｎｆは、例えば、画像面積率、通紙サイズ、通紙枚数、印刷速度から累積トナー排出量を計算し、満杯から逆算して適正時になるような量の値に設定されている。そして、Ｓ７ではトナー排出量が閾値Ｘｎｆに達したかを判断し、排出量が閾値Ｘｎｆに達すると、ここで始めてユーザーに満杯が近いことを通知する満杯近接状態を表示する（Ｓ５）。

以上、満杯近接状態の通知手段の別の実施形態であるが、この後、適切な時期に廃トナー回収容器３０が満杯になり、図５に示すように、第２検知手段３４の透過型フォトセンサ４０がオンすることで機械が停止される。よって、満杯近接状態は第１検知手段３３のオン後、第２検知手段３４のオン前の適正時期に通知される。

なお、この実施形態において閾値の設定において基準としている使用期間は任意であるが、例えば最新の画像形成枚数１００枚分の使用期間とし、その間の廃トナーの排出量から算出して設定することが好ましい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のみに限定されない。例えば、図１に示す画像形成装置は感光体が１個のモノカラータイプであるが、感光体を複数個使用する多色カラーの装置にも適用することができる。

特開２０１０−１２７９８９号公報

１ 感光体
２ 中間転写ベルト
９ クリーニング装置
１７ 中間転写クリーニング装置
２０ 第１廃トナー搬送手段
２５ 第２廃トナー搬送手段
３０ 廃トナー回収容器
３３ 第１検知手段
３４ 第２検知手段

Claims (5)

1. 画像形成時に像担持体上から除去された廃トナーを収容する廃トナー回収容器と、
   該廃トナー収容器内の廃トナーが第１の所定量に達したことを検知する第１検知手段と、
   前記廃トナー回収容器内の廃トナーが第１の所定量よりも多量の第２の所定量に達したことを検知する第２検知手段と、
   を備えた廃トナー回収装置において、
   前記第１検知手段が廃トナーを検知すると使用条件により異なる値の閾値を設定する閾値設定手段と、
   閾値設定手段が設定した閾値に達すると、廃トナーの量が満杯に近づいたという情報を通知する通知手段とを有し、
   該通知手段が通知する通知する時期が、前記第１検知手段の検知後で、かつ前記第２検知手段の検知前であることを特徴とする廃トナー回収装置。
2. 前記第２の所定量は検知されると機械を停止する廃トナー回収容器の満杯に達した量であることを特徴とする請求項１に記載の廃トナー回収装置。
3. 前記閾値が、画像面積率、通紙サイズ、通紙枚数、印刷速度の少なくとも１つ要素から算出された値であることを特徴とする請求項１に記載の廃トナー回収装置。
4. 前記第１及び第２検知手段は、可動する部材がトナーにより押され、透過型フォトセンサの光路を遮断することによりそれぞれの量を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の廃トナー回収装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の廃トナー回収装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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