JP2017058432A - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
トナー回収容器は廃トナーと共に回収されることから、安価な構成で内容量を無駄なく利用できることが求められており、そのために複雑な機構無しに満杯の検知が確実に行われることが課題となっている。
トナー回収容器の密閉性と安価さを両立させる検知方法としては フォトインタラプターの発光/受光間に廃トナーが溜まり遮光することにより トナーが存在することを検知する方式が多く採用されているが、廃トナーがトナー回収容器に回収される際に「散り」や「舞い上がり」といった挙動を示すために被検知部を汚すことにより誤検知を起こすことが広く知られており、そのためにフォトインタラプターの位置を入り口から離したり、被検知部を高い位置に設けたり、遮蔽物を設けたり各種機構を追加して満杯検知を確実に行うような提案がされてきた。
また、特許文献2には、トナーを直接的にフォトインタラプターで検知するのではなく、回収されたトナーの盛り上がりにより変位するフィーラにフォトインタラプターを作動させるアクチェータ(作動部)を設けたものが、特許文献3には、被検知部を清掃する機構を有するものが提案されている。
さらには、特許文献4,5には、検知精度を向上させるために廃トナー回収箱の中にスクリューを入れてトナー貯留姿勢を制御するものなども提案されている。
特許文献5には、トナー収容部底面よりも被検知部の底面を高くし、トナー収容部と被検知部の間に隣接壁を設けることで、トナー収容部で発生したトナーの飛散による早期誤検知を防ぐ提案がなされている。
特に近年はトナーの小粒径化やプロダクションプリンティングでの使用が増えたことによる使用条件が極端に偏ることなどにより、汚れ方、嵩密度、安息角の振れ幅が大きくなってきている。
アクチェータを介在させる場合には、アクチェータを動作させるだけの力量を得られる位置に配置する必要があるのと嵩密度の影響を受けるためこれもまたセンサーが検知してからマージンを持って安全な領域で満杯だと判断させる必要があった。
トナー検知の確実性向上のためにスクリューや清掃機構などを廃トナー回収箱内に設けた場合には、構成部品の増大を招き交換回数分積算され、コストアップ要因になっていた。さらに構成部品が複数素材にわたる場合は利益が圧縮されるだけではなくリサイクル性の面からも課題となっている。
前記トナー回収容器の回収口の上流の廃トナー搬送路の所定の被検知部を対象に廃トナーの停留を検知するトナー検知センサーと、
前記トナー検知センサーによる検知に基づき前記トナー回収容器の満杯状態を判断する制御手段とを備える画像形成装置である。
前記離脱動作の過程において、前記回収口から離脱した前記排出口が前記予備回収口に接続して、前記余空間に前記トナー検知センサーによる検知時に前記廃トナー搬送路に停留していた廃トナーを回収する請求項3に記載の画像形成装置である。
前記トナー回収容器の装着を検知するトナー回収容器装着検知センサーとを備え、
前記制御手段は、前記トナー検知センサーによる非検知時には、前記トナー回収容器装着検知センサーによる検知時及び非検知時に画像形成を許可する請求項3、請求項4又は請求項5に記載の画像形成装置である。
また、トナー回収容器の回収口の上流の廃トナー搬送路の所定の被検知部を対象に廃トナーの停留を検知するトナー検知センサーを備えるので、トナー回収容器にトナー収容量検知のための機構や被検知構造部それによる検知を安定させるための搬送機構や清掃機構を設ける必要がなく、回収容積率及びリサイクル性の優れたトナー回収容器を安価に作製することができる。
まず、図1から図4を参照して本発明の第1実施形態につき説明する。
図1に示すように本実施形態の画像形成装置Aは、電子写真式の画像形成部10と、廃トナー搬送路20と、トナー回収容器30と、制御手段40と、トナー検知センサー41と、トナー回収容器装着検知センサー42と、清掃機構50と、シャッター60を備える。その他、操作パネル、画像や音声の表示装置等を備えるが図示を省略する。
画像形成部10には、静電潜像に対応したトナー像を担持する感光体と、感光体を帯電させる帯電装置と、レーザー光を照射することで、帯電された感光体に静電潜像を形成する露光装置と、感光体に形成された静電潜像に対応するトナー像を感光体上に現像する現像装置と、感光体上に現像されたトナー像が転写される中間転写体と、感光体からトナーを除去するクリーナーと、中間転写体からからトナーを除去するクリーナーとを備えて構成され、中間転写体から媒体(紙)にトナー像を転写する。
本実施形態では、廃トナー搬送路20は、水平路21と、その後段に上端が接続された垂直路22とを有する。水平路21には適宜スクリューなどの搬送機構が設けられる。垂直路22の下端は廃トナー搬送路20の排出口22aとされる。
トナー回収容器30の上面に回収口31が設けられている。図1及び図2に示すようにトナー回収容器30が本画像形成装置Aに装着されているとき、排出口22aは、トナー回収容器30の回収口31と接続する。トナー回収容器装着検知センサー(マイクロスイッチ)42によって、トナー回収容器30の装着を検知する。
シャッター60を動作させる機構としては、トナー回収容器30を本画像形成装置A内に押し入れる際に、その押し入れる力を利用して排出口22aから退避する開動作と、トナー回収容器30を本画像形成装置A内から引き出す際に、これに連動して排出口22aを閉塞する閉動作とを実現する機構である。例えば、シャッター60を、排出口22aを閉塞する方向にバネで付勢し、本画像形成装置A内に侵入するトナー回収容器30に係合して退避させる機械機構である。シャッター60とトナー回収容器30との機械的係合は、直接でもよいしリンク機構等の伝動機械要素を介してもよい。
垂直路22の下端部はゴム材等による筒状の柔軟な部品で構成されてその下端が排出口22aとされており、回収口31周縁との密着と、シャッター60の閉塞面(上面)との密着を実現する。
感圧部41aにトナーが付着すると、反応してしまうことがあるため、清掃機構50によって感圧部41aを清掃する。清掃機構50は、被検知部22bにおいて図4に示すように垂直路22を横断するように貫通架設されたシャフト51と、シャフト51に固定され、シャフト51の回転駆動に伴い回転して感圧部41aの表面に接触する清掃ブレード52とを備えて構成されている。制御手段40は、清掃機構50により感圧部41aを清掃させた後、トナー検知センサー41からの信号を取得する。
トナー検知センサー41としてフォトインタラプターを適用してもよいが、フォトインタラプターであるとその光軸上にある搬送路の内面を清掃しても、搬送路内の同光軸上にトナー煙が充満していると検出用の光を遮り反応してしまうおそれがあるが、感圧センサーであれば、そのような問題なく精度よく廃トナーの停留を検知できる。また、感圧センサーであれば、片側に設置すれば足りるし、フォトインタラプターの場合の光軸上に他の部品を配置しないようにするとの要請もなく、清掃機構の設置の自由度も高い。
制御手段40は、トナー検知センサー41による検知に基づき、トナー回収容器30の満杯状態を判断し、トナー回収容器30の交換の必要性をユーザーに報知する。
本画像形成装置Aにおいては、図2に示すように、廃トナーTがトナー回収容器30内で堆積して最上部が回収口31に達し、さらに垂直路22内で堆積することにより、被検知部22bで廃トナーTの停留が起こり、これをトナー検知センサー41が検知する。
垂直路22に被検知部22bが設けられトナー検知センサー41が直接に検知するので、垂直路22での廃トナーTの停留、すなわち、回収口31から廃トナーTが溢れたことを安息角によらず確実に検知可能である。その検知信号に基づき制御手段40が満杯状態と判断する。したがって、環境や使用条件により変化する廃トナーの安息角等によらず、確実にトナー回収容器の満杯状態を検知することができ、トナー回収容器30内の廃トナーTが未充填の残り空間を削減できる。
一方、先に搬送されていた廃トナーT2は、トナー回収容器30に収容されて回収される。ユーザーによりこの引き出されたトナー回収容器30の上面にシールが貼られて回収口31が覆われて密閉される。このシールは、新規な空のトナー回収容器30に付属して提供される。
その後、新規な空のトナー回収容器30が画像形成装置Aに挿入され装着される際にシャッター60が開いて排出口22aにそのトナー回収容器30の回収口31が接続されるので、そのトナー回収容器30内に、垂直路22内に保持されていた廃トナーT1が落下して収容される。したがって、上記の廃トナーT2には、この新規な空のトナー回収容器30の前々回のトナー回収容器30が引き出された際に、垂直路22内に保持された廃トナーT1が含まれる。
したがって、トナー回収容器30にトナー収容量検知のための機構や被検知構造部それによる検知を安定させるための搬送機構や清掃機構を設ける必要がない。すなわち、トナー回収容器30として比較的単純な形状の容器本体を採用することができ、トナー収容量検知のための機構や被検知構造部を設けるためにさらに凹凸を設けるなどトナー収容空間を狭める複雑な構造にする必要がなく、容器本体内に部品を配置してトナー収容空間を狭めることもなく実施できる。
そのため、トナー回収容器30の容積に対する収容される廃トナーの容積(満杯交換時)で表される回収容積率が向上する。
また、構成部品が少ないので分解分別なしにリサイクルに回せるリサイクル性の優れたトナー回収容器とすることができる。
このような回収容積率及びリサイクル性の優れたトナー回収容器を安価に作製することができ、運用コストを低く抑えられる。
次に、図5から図7を参照して本発明の第2実施形態につき説明する。上記第1実施形態と同様に部分は共通の符号を付して説明を省略する。
図5から図7に示すように本実施形態の画像形成装置Bは、上記第1実施形態の画像形成装置Aに対して、トナー回収容器30の排出口22aからの離脱動作の過程において、トナー検知センサー41による検知時のトナー回収容器30の余空間32に、トナー検知センサー41による検知時に垂直路22に停留していた廃トナーT1を回収する点で異なる。
そのために、本実施形態のトナー回収容器30は、回収口31を介さず余空間32を外部に連通させる予備回収口33を有するとともに、回収口31と予備回収口33との間に、回収口31から流入した廃トナーの予備回収口33からの流出を防ぐ仕切り部材34を有する。
詳しくは、回収口31に対しトナー回収容器30の挿入方向前方側に、予備回収口33が設けられる。予備回収口33は、回収口31と同様にトナー回収容器30の上面に開口する。図5に示すようにトナー検知センサー41による検知時のトナー回収容器30の余空間32の上方に予備回収口33が配置される。
仕切り部材34は、トナー回収容器30の内部空間を、回収口31に接する内部空間と、予備回収口33に接する内部空間とに仕切る。仕切り部材34は、両側空間の間で廃トナーの行き来ができないように遮断するものに限らず、隙間や孔を設けて予備回収口33側から回収口31側に廃トナーT1が流下するようにしてもよい。
本画像形成装置Bは、排出口22aから予備回収口33への廃トナーT1の排出を良好にするために、上記離脱動作の過程における排出口22aと予備回収口33とが接続している期間に、上記離脱動作に連動して少なくとも被検知部22bに振動を与えることで、トナー検知センサー41による検知時に垂直路22に停留していた廃トナーT1の排出口22aからの排出を促す排出機構70を備える
排出機構70は、トナー回収容器30の下面の谷山形状71と、トナー回収容器30の下面を下支えする支持面からバネ力により上方に突出する打撃機構72とによって構成される。引き出されるトナー回収容器30の図6に示す場面での一旦停止又は減速によって、排出口22aと予備回収口33とが接続している期間が、排出口22aからの廃トナーT1の落下排出に必要な期間を上回るように確保されるとともに、打撃機構72によってトナー回収容器30の下面が打撃され、トナー回収容器30を介して、垂直路22に振動が与えられて排出口22aからの廃トナーT1の落下排出が促される。
したがって、排出口22aと予備回収口33とが接続している期間は長く、排出口22aからの廃トナーT1の落下排出に必要な期間は短く強制できることから、廃トナーT1をトナー回収容器30内に確実に回収することができる。
本画像形成装置Bでは、シャッター60は設けられている。図6→図7に示すように本画像形成装置Bでは、上記離脱動作の過程において余空間32への廃トナーT1の回収後にシャッター60が排出口22aを閉塞するように動作することが必須である。
このような動作のシャッター60により、図7に示すように画像形成装Bにトナー回収容器30が装着されておらず、垂直路22内に廃トナーの停留がない状態で排出口22aを閉塞する。
制御手段40は、トナー検知センサー41による非検知時には、トナー回収容器装着検知センサー42による検知時及び非検知時に画像形成を許可する。
そのため、トナー回収容器30が装着され満杯になる前の期間はもちろん、トナー回収容器30が引き出されて新規な空のトナー回収容器30が装着される間の交換期間においても、トナー検知センサー41による検知があるまでは画像形成が可能とされる。
これにより、トナー回収容器30の交換時に起こり得る画像形成動作の中断時間を削減することができる。
上記第1実施形態におけるトナー回収容器30の上部の回収口31から遠い部位の容器外壁を、廃止トナーTの安息角に合わせて斜めに形成してもよい(ちょうど図5に示した仕切り部材34を容器外壁とするような形態である。)。これにより画像形成装置A内のトナー回収容器30を収容する空間を縮小すること、トナー回収容器30の回収容積率を向上することができる。
また、上記第1実施形態においては、図1〜図3に示したように回収口31が片側に寄っているが、上記第2実施形態のように予備回収口を設けるわけではないので、中央に配置してもよい。
上記第2実施形態における排出機構70にあっては、一回の打撃により振動を与える構成であるが、これに限らず、複数回繰り返し作用する力によってもよい。例えば、上記の谷山形状をラックのように繰り返し的に設けた構成により実施することができる。
20 廃トナー搬送路
21 水平路
22 垂直路
22a 排出口
22b 被検知部
30 トナー回収容器
31 回収口
32 余空間
33 予備回収口
34 仕切り部材
40 制御手段
41 トナー検知センサー
42 トナー回収容器装着検知センサー
50 清掃機構
60 シャッター
70 排出機構
T 廃トナー
Claims (7)
- 画像形成部から廃トナーを回収しトナー回収容器に収容する画像形成装置において、
前記トナー回収容器の回収口の上流の廃トナー搬送路の所定の被検知部を対象に廃トナーの停留を検知するトナー検知センサーと、
前記トナー検知センサーによる検知に基づき前記トナー回収容器の満杯状態を判断する制御手段とを備える画像形成装置。 - 前記回収口に接続する前記廃トナー搬送路の排出口からの前記回収口の離脱に伴い、前記排出口を閉塞するシャッターを備える請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記トナー回収容器の前記廃トナー搬送路の排出口からの離脱動作の過程において、前記トナー検知センサーによる検知時の前記トナー回収容器の余空間に、前記トナー検知センサーによる検知時に前記廃トナー搬送路に停留していた廃トナーを回収する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記トナー回収容器は、前記回収口を介さず前記余空間を外部に連通させる予備回収口を有するとともに、前記回収口と前記予備回収口との間に、前記回収口から流入した廃トナーの前記予備回収口からの流出を防ぐ仕切り部材を有し、
前記離脱動作の過程において、前記回収口から離脱した前記排出口が前記予備回収口に接続して、前記余空間に前記トナー検知センサーによる検知時に前記廃トナー搬送路に停留していた廃トナーを回収する請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記離脱動作の過程における前記排出口と前記予備回収口とが接続している期間に、前記離脱動作に連動して少なくとも前記被検知部に振動を与えることで、前記トナー検知センサーによる検知時に前記廃トナー搬送路に停留していた廃トナーの前記排出口からの排出を促す排出機構を備える請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記離脱動作の過程において前記余空間への廃トナーの回収後に前記排出口を閉塞するシャッターと、
前記トナー回収容器の装着を検知するトナー回収容器装着検知センサーとを備え、
前記制御手段は、前記トナー検知センサーによる非検知時には、前記トナー回収容器装着検知センサーによる検知時及び非検知時に画像形成を許可する請求項3、請求項4又は請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記被検知部を清掃する清掃機構を備える請求項1から請求項6のうちいずれか一に記載の画像形成装置。
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