JP2020091450A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザが収容容器を手回しすることで搬送路からトナーが溢れてしまう。【解決手段】 トナー収容容器Ｔが着脱可能な画像形成装置であって、トナー収容容器Ｔから現像器１００へトナーを搬送するためのトナー搬送路３０に搬送路スクリュー２９を有し、トナー収容容器駆動モータ６０４によってトナー収容容器Ｔを回転していない状態で収容容器回転検知センサ２０３によりトナー収容容器Ｔの回転が検知された場合、搬送路スクリュー駆動モータ６０５によって搬送路スクリュー２９を回転する緊急搬送動作を実行するか否かを制御する。【選択図】 図６

Description

本発明は、収容容器から現像器へトナーを搬送する搬送部材の駆動制御に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像を、現像器内のトナーを用いて現像することによって画像を形成する。現像器内に蓄積できるトナーの量には限りがあるので、画像形成装置に着脱可能な収容容器から現像器へ適宜トナーが補給される。

収容容器内のトナーの量にも限りがあるので、収容容器内にトナーがなくなると、収容容器から現像器へトナーが補給できなくなる。そのため、収容容器内のトナーがなくなった場合、画像形成装置は収容容器の交換をユーザに通知する。

特許文献１に記載の画像形成装置は、装着された収容容器をユーザが手回ししないように、収容容器にアクセスするために開閉される扉部にロック機構を有する。

特開２０１５−１４６６２号公報

しかしながら、例えば、収容容器が交換された後に扉部が開放された状態でユーザが誤って装着された収容容器を回転させてしまう可能性がある。この場合、収容容器から搬送路へトナーが流入してし、搬送路からトナーが溢れて画像形成装置の内部をトナーが汚してしまう。

そこで、本発明の目的は、ユーザが収容容器を回したことで、搬送路からトナーが溢れることを抑制することにある。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、トナーを収容した収容容器が着脱可能な画像形成装置であって、前記トナーが補給される現像器を有し、前記現像器の中の前記トナーを用いてシートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成装置に装着された前記収容容器を回転する第１駆動手段と、前記収容容器の前記トナーを前記現像器へ搬送するための搬送路に設けられ、前記搬送路の前記トナーを搬送する搬送部材と、前記搬送部材を回転する第２駆動手段と、前記収容容器の回転を検知する回転検知手段と、前記現像器の前記トナーを検知するトナー検知手段と、前記トナー検知手段の検知結果に基づいて前記第１駆動手段と前記第２駆動手段とを制御し、前記収容容器から前記現像器へ前記トナーを補給する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１駆動手段によって前記収容容器を回転していない状態で前記回転検知手段により前記収容容器の回転が検知された場合、前記第２駆動手段によって前記搬送部材を回転する緊急搬送動作を実行するか否かを制御することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザが収容容器を回したことで、搬送路からトナーが溢れることを抑制できる。

画像形成装置の概略断面図 トナー収容容器の要部断面図 トナー収容容器とトナー搬送路の部分概略図 画像形成装置の前扉と前扉開閉検知センサの模式図 画像形成装置の制御ブロック図 手回し検知シーケンスを示したフローチャート図

（画像形成装置の全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置２００の概略断面図である。この画像形成装置２００は、それぞれ異なる色の画像を形成するための画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備える。画像形成部Ｐａは、イエローのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｂは、マゼンタのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｃは、シアンのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｄは、ブラックのトナー像を形成する。画像形成装置２００は、各々異なる色の現像剤（本実施形態ではトナー）を収容するトナー収容容器Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄが着脱自在に設けられる。トナー収容容器Ｔａは、イエローのトナーを収容し、画像形成部Ｐａにイエローのトナーを補給する。トナー収容容器Ｔｂは、マゼンタのトナーを収容し、画像形成部Ｐｂにマゼンタのトナーを補給する。トナー収容容器Ｔｃは、シアンのトナーを収容し、画像形成部Ｐｃにシアンのトナーを補給する。トナー収容容器Ｔｄは、ブラックのトナーを収容し、画像形成部Ｐｄにブラックのトナーを補給する。以降の説明において、色別に説明する場合には符号末尾にａ、ｂ、ｃ、ｄを付し、色別に説明しない場合には符号末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄを付さない。

画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは同様の構成である。なお、画像形成装置２００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像に限定されるものではなく、他の色のトナー像を形成する画像形成部を備えていてもよい。画像形成部Ｐは、感光体１、帯電器２、現像器１００、及びドラムクリーナ６を備える。画像形成部Ｐの周囲には、露光器３及び一次転写部４が設けられる。

感光体１は、ドラム形状の金属ローラの表面に感光層を備える像担持体である。感光体１は、矢印Ａ方向に回転する。帯電器２は、感光体１の表面を一様に帯電させる。表面が帯電した感光体１は、対応する色の画像を表す画像データに基づいて露光器３から照射されるレーザ光により走査される。これにより感光体１の表面に対応する色の画像の静電潜像が形成される。

現像器１００は非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤が収容される。現像器１００は静電潜像をトナーにより現像することで、感光体１にトナー像を形成する。現像器１００は、現像器１００内に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ８０（図５）を備える。現像器１００内に収容された現像剤のトナー濃度とは、現像剤の重量に対するトナーの重量の割合（重量比率とも呼ばれる。）である。つまり、トナー濃度センサ８０（図５）は、現像器１００内のトナーの量を検知する。トナー濃度センサ８０（図５）により検知されたトナー濃度が目標トナー濃度よりも低下した場合、現像器１００にはトナー収容容器Ｔからトナーが補給される。

画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの上部には中間転写ベルト７が設けられる。一次転写部４ａ〜４ｄは、中間転写ベルト７を挟んで画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対向する位置に設けられる。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光体１ａ〜１ｄと一次転写部４ａ〜４ｄとの間には一次転写ニップ部が形成される。中間転写ベルト７は、一次転写ニップ部を通過する際に感光体１ａ〜１ｄに形成されたトナー像が転写される。転写後に感光体１ａ〜１ｄに残るトナーは、ドラムクリーナ６ａ〜６ｄにより除去される。感光体１ａ〜１ｄ上のトナー像が順次重ねて転写されることによって中間転写ベルト７にはフルカラーの画像が担持される。

中間転写ベルト７は、二次転写内ローラ８、従動ローラ１７、第１テンションローラ１８、及び第２テンションローラ１９に掛け回される無端ベルトである。中間転写ベルト７は、二次転写内ローラ８の回転に応じて矢印Ｂ方向に回転する。これによって、中間転写ベルト７上に転写されたトナー像は、矢印Ｂ方向に搬送される。中間転写ベルト７を挟んで二次転写内ローラ８に対向する位置には、二次転写ローラ９が配設される。二次転写内ローラ８と二次転写ローラ９との間には転写ニップ部である二次転写部Ｔ２が形成される。中間転写ベルト７上のトナー像とシートＳとが二次転写部Ｔ２を通過する際に、中間転写ベルト７上のトナー像がシートＳに転写される。転写後に中間転写ベルト７に残ったトナーは、ベルトクリーナ１１により除去される。

シートＳは、カセット部６０に収納されており、中間転写ベルト７に形成されたトナー像が二次転写部Ｔ２に搬送されるタイミングに合わせて、二次転写部Ｔ２へ搬送される。カセット部６０に収納されるシートＳは、給紙ローラ６１により給紙され、搬送パスを通ってレジストレーションローラ対６２に向けて搬送される。レジストレーションローラ対６２は、シートＳが二次転写部Ｔ２において中間転写ベルト７上のトナー像と接触するタイミングで、シートＳを搬送する。

二次転写部Ｔ２でトナー像が転写されたシートＳは定着器１３に搬送される。定着器１３は、熱源となるヒータを備えた定着ローラと加圧ローラとを備える。定着器１３は、定着ローラと加圧ローラとの定着ニップ部を通過するシートＳに圧力と熱を与えて、シートＳ上にトナー像を定着させる。トナー像が定着されたシートＳは排紙ローラ対６４により排紙トレイ６３に排出される。制御基板６００は、画像形成装置２００の各部の動作を制御する。

図４は画像形成装置２００を側面から観測したときの前扉６２０と前扉開閉検知センサ６２１の模式図である。前扉開閉検知センサ６２１は、例えば、発光部と受光部とを有する光学センサである。前扉開閉検知センサ６２１は、受光部の受光量が閾値より以上である場合に前扉６２０が開状態であることを示す信号を出力し、受光部の受光量が閾値未満である場合に前扉６２０が閉状態であることを示す信号を出力する。ユーザやサービスマンが前扉６２０を開放することによって前扉６２０の突起部が前扉開閉検知センサ６２１の光路を遮断する位置から退避する。これによって、前扉開閉検知センサ６２１は開状態であることを示す信号を制御基板６００へ出力する。

（トナー収容容器）
図２は、トナー収容容器Ｔの要部断面図である。図２（ａ）は、画像形成装置２００の装着部に装着されるトナー収容容器Ｔの要部拡大図である。図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、装着部に装着されるトナー収容容器Ｔのキャップ部２２２内の構造を示す要部断面図である。

トナー収容容器Ｔは、トナーを収容する収容部２０７、トナー収容容器駆動モータ６０４から回転駆動力が伝達される駆動伝達部２０６、トナーを排出する排出口２１１を有する排出部２１２を備える。さらにトナー収容容器Ｔは、排出部２１２内のトナーを排出口２１１から排出するためのポンプ部２１０、ポンプ部２１０を伸縮させる往復動部材２１３を備える。駆動伝達部２０６は、凸部２２０（所定部分）とカム溝２１４を有する。カム溝２１４は、トナー収容容器Ｔの駆動伝達部２０６が回転する回転方向において駆動伝達部２０６の一周に亘って形成されている。

駆動伝達部２０６に形成されたカム溝２１４及び凸部２２０は、駆動伝達部２０６と一体に回転する。トナー収容容器駆動モータ６０４が駆動ギアを介してトナー収容容器Ｔの駆動伝達部２０６に回転駆動力を伝達することによって、トナー収容容器Ｔの駆動伝達部２０６及び駆動伝達部２０６に連結された収容部２０７が回転する。収容部２０７の内部には、螺旋状に凸部２０５が形成されており、収容部２０７の回転に伴って収容部２０７内のトナーを排出口２１１に向けて搬送する。

キャップ部２２２は、装着部によって回転が規制されているので、駆動伝達部２０６が回転したとしても回転しない。排出口２１１、ポンプ部２１０、往復動部材２１３もキャップ部２２２とともに回転しないように規制される。排出口２１１、ポンプ部２１０、往復動部材２１３は、駆動伝達部２０６が回転したとしても回転しない。

キャップ部２２２の内側には駆動伝達部２０６が回転することによって往復動部材２１３が回転することを規制する回転規制溝が形成される。往復動部材２１３は回転規制溝に係合される。さらに、往復動部材２１３は、ポンプ部２１０に接続されると共に、不図示の爪部が駆動伝達部２０６のカム溝２１４に係合する。これにより、駆動伝達部２０６が回転することに応じて、往復動部材２１３が回転することを規制された状態で往復動部材２１３がカム溝２１４に沿って移動する。そのために往復動部材２１３は、矢印Ｘ方向（トナー収容容器Ｔの長手方向）に往復動する。

往復動部材２１３は、ポンプ部２１０と連結されている。往復動部材２１３が往復動することによってポンプ部２１０は伸長と圧縮を交互に繰り返す。往復動部材２１３が矢印Ｘ方向に移動することによりポンプ部２１０が伸長する。そして、ポンプ部２１０が伸長することによりトナー収容容器Ｔの内圧が低下し、排出口２１１から空気が吸い込まれ、排出部２１２内のトナーを解す。次に、往復動部材２１３が矢印Ｘ方向と逆方向に移動することによりポンプ部２１０が圧縮する。そして、ポンプ部２１０が圧縮することによりトナー収容容器Ｔの内圧が上昇し、排出口２１１に堆積したトナーが排出口２１１からトナー搬送路を通って現像器１００に供給される。

キャップ部２２２は、トナー収容容器Ｔの装着方向（矢印Ｍ方向）の奥側に突起２２２ａを有する。画像形成装置２００に設けられている収容容器有無検知センサ２２１は、トナー収容容器Ｔが装着部に装着されたことを検出する。トナー収容容器Ｔが装着部（不図示）に装着された場合、収容容器有無検知センサ２２１がキャップ部２２２の突起２２２ａを検出する。収容容器有無検知センサ２２１は、突起２２２ａが検出された場合に、トナー収容容器Ｔが装着されていることを示す信号をＡＳＩＣ６０２（図５）に出力する。

さらに、キャップ部２２２は、排出口２１１を封止するシール部材２２２ｂを備えている。このシール部材２２２ｂにより排出口２１１が封止されていれば、トナー収容容器Ｔ内のトナーが排出口２１１から漏れ出すことを防止できる。なお、トナー収容容器Ｔが装着部に装着される前にユーザがシール部材２２２ｂを除去することによって、トナー収容容器Ｔの排出口２１１が開放される。

（トナー補給機構）
次に、図３は、トナー収容容器Ｔとトナー搬送路３０の部分概略図である。図３には画像形成装置の装着部（不図示）に装着されたトナー収容容器Ｔ、トナーを搬送するトナー搬送路３０の他に現像器１００も描かれている。

トナー搬送路３０は、トナー収容容器Ｔが装着された際に、トナー収容容器Ｔの排出口２１１と連通し、トナー収容容器Ｔから排出されたトナーを受入れるためのトナー搬送路受入れ口７３を有している。トナー収容容器Ｔからのトナーは、排出口２１１からトナー搬送路受入れ口７３を通してトナー搬送路３０へと供給され、そこから現像器１００へ搬送される。

また、トナー搬送路３０には、トナー搬送路３０内に供給されたトナー量を検出する搬送路トナー検知センサ３３と、現像器１００へトナーを搬送するための搬送路スクリュー２９と、現像器１００と連通している。トナー搬送路３０から排出されたトナーを受入れるための現像器トナー受入れ口７４を有している。なお、搬送路スクリュー２９は、トナーを搬送できる搬送部材であれば、本実施形態の構成に限定されない。

トナー収容容器Ｔは、トナー収容容器駆動モータ６０４から駆動ギア列を介して回転駆動力が伝達され、セットされた状態にあるトナー収容容器Ｔに対し回転駆動力を付与している。収容容器回転検知センサ２０３は、光学式センサ２０３ａとトナー収容容器Ｔの回転位相１８０°の位置に２か所設けられた収容容器回転検知センサフラグ２０３ｂとによって構成され、トナー収容容器Ｔが１／２回転する毎にセンサをＯＮして回転を検知する。そして、トナー収容容器Ｔは収容容器回転検知センサ２０３位置を基準として１／２回転する毎に排出口２１１からトナーを排出する。

（制御基板）
図５は画像形成装置２００の制御ブロック図である。ここではイエローの現像器１００ａへのトナー補給を行う構成について説明する。そのため、制御基板６００は、イエローのトナー収容容器Ｔａ、イエローの現像器１００ａへのトナー補給動作を制御する構成を示している。なお、マゼンタ、シアン及びブラックの現像器（１００ｂ〜１００ｄ）へのトナー補給も同様の構成で行われる。

制御基板６００は、現像器１００ａに設けられるトナー濃度センサ８０ａと接続されている。制御基板６００は、トナー収容容器駆動モータ６０４、搬送路スクリュー駆動モータ６０５、現像スクリュー駆動モータ６０８と接続されている。

制御基板６００は、画像形成装置２００の制御を行うＣＰＵ６０１を備える。ＣＰＵ６０１は、制御プログラムが格納されたＲＯＭ６１１、ワークエリアとして機能するＲＡＭ６１２、搬送路トナー検知センサ３３及びトナー濃度センサ８０の検知結果であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６１０を備える。また、ＣＰＵ６０１は、収容容器回転検知センサ２０３の検知結果のデジタル信号が入力されるＩ／Ｏ部６１３を備える。

ＣＰＵ６０１は印刷ジョブが投入されると、現像スクリュー駆動モータ６０８を駆動させる。さらに、ＣＰＵ６０１はトナー収容容器駆動モータ６０４をトナー濃度センサ８０ａの検知結果に基づいて回転駆動させ、トナー収容容器Ｔからトナー搬送路３０ａにトナーを排出する。また、ＣＰＵ６０１は搬送路トナー検知センサ３３ａによってトナー搬送路３０ａにトナーが排出されたことを検知すると、搬送路スクリュー駆動モータ６０５を回転駆動させ、現像器１００ａにトナーを補給する。そして、ＣＰＵ６０１は、収容容器回転検知センサ２０３がＯＮしたことに応じて、トナー収容容器駆動モータ６０４を停止させる。

（手回し検知シーケンス）
図６は、手回し検知シーケンスを表したフローチャートである。画像形成装置２００の電源投入後において、ＣＰＵ６０１はＲＯＭ６１１から手回し検知シーケンスのプログラムを読み出して実行する。

手回し検知シーケンスが実行されると、ＣＰＵ６０１はステップＳ６０１にてＲＡＭ６１２に展開されている手回しカウンタＣｈの値に初期値０を設定する。手回しカウンタＣｈは、回転検知センサ２０３ａがトナー収容容器Ｔのフラグ２０３ｂを検知した検知回数を示す。ステップＳ６０２においてＣＰＵ６０１は前扉開閉検知センサ６２１の検知結果が開状態であった場合、前扉６２０が開状態であると判断し、ステップＳ６０３にて収容容器回転検知センサ２０３の状態を監視する。このとき、収容容器回転検知センサ２０３のセンサ状態が変化した場合は、ステップＳ６０４にて手回しカウンタＣｈの値に１を加算する。ステップＳ６０５にて、ＣＰＵ６０１は手回しカウンタＣｈの値が所定数より大きいか否かを判断する。所定数は、例えば、３とする。手回しカウンタＣｈの値が所定数以下であった場合、ＣＰＵ６０１は処理をステップＳ６０２へ移行する。

つまり、トナー収容容器駆動モータ６０４が回転していないにもかかわらず、収容容器回転検知センサ２０３がトナー収容容器Ｔの回転を検知した場合、ＣＰＵ６０１はトナー収容容器Ｔが手回しされたと判定する。本実施形態の画像形成装置２００は、トナー収容容器Ｔが所定数だけ手回しされたとしても、搬送路スクリュー２９を即座に回転させない。ただし、ＣＰＵ６０１が手回しされたと判定されたことに応じて、即座に搬送路スクリュー２９を回転させる構成としてもよい。

手回しカウンタＣｈの値が所定数より大きい場合、ＣＰＵ６０１はステップＳ６０６にて現像スクリュー駆動モータ６０８をＯＮすると共に、ステップＳ６０７にて搬送路スクリュー駆動モータ６０５をＯＮする。これは緊急搬送動作と称す。緊急搬送動作において、トナー収容容器Ｔからトナー搬送路３０へ排出されたトナーを、搬送路スクリュー２９が現像器１００へトナーを搬送する。これによって、トナー搬送路３０のトナー搬送路受け入れ口７３に堆積したトナーが現像器１００に向けて搬送されるので、トナー搬送路３０からトナーが溢れてしまうことを抑制することができる。

次にステップＳ６０８にて、ＣＰＵ６０１は、現像スクリュー駆動モータ６０８と搬送路スクリュー駆動モータ６０５をＯＮ駆動してから所定時間経過するか、又は、搬送路トナー検知センサ３３ａによりトナー無が検知されたか否かを判定する。ＣＰＵ６０１はいずれかの条件が満たされた場合、ステップＳ６０９にて搬送路スクリュー駆動モータ６０５をＯＦＦすると共に、ステップＳ６１０にて現像スクリュー駆動モータ６０８をＯＦＦする。その後、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ６１１にてＲＡＭ６１２に展開されていた手回しカウンタＣｈのカウンタ値を初期値に設定し、処理をステップＳ６０２へ移行する。

ステップＳ６０２においてＣＰＵ６０１は、前扉開閉検知センサ６２１の状態が閉状態であった場合、ステップＳ６１２にて現像スクリュー駆動モータ６０８、または、搬送路スクリュー駆動モータ６０５がＯＦＦ状態（停止状態）であるか判断する。搬送路スクリュー駆動モータ６０５か現像スクリュー駆動モータ６０８のいずれかのモータがＯＮ状態（駆動状態）だった場合は、ＣＰＵ６０１は処理をステップＳ６０８へ移行する。搬送路スクリュー駆動モータ６０５および現像スクリュー駆動モータ６０８のいずれもＯＦＦ状態（停止状態）である場合、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ６２０にてジョブが投入されたか否かを判断する。ＣＰＵ６０１は、ジョブが投入された場合、手回し検知シーケンスを終了する。

一方、ジョブが投入されていない場合、ＣＰＵ６０１は処理をステップＳ６０２に移行する。つまり、ＣＰＵ６０１は、前扉が開状態、且つ、ジョブが投入されるまでは手回し検知シーケンスを繰り返し実行する。

以上のように、トナー収容容器の手回し状態であると判断した場合、ＣＰＵ６０１は、搬送路スクリュー駆動モータ６０５を駆動させてトナー搬送路３０のトナーを現像器１００に向けて搬送させる。これにより、トナー収容容器Ｔがユーザやサービスマンに手回しされて不測のトナー流入が行われた場合にも、トナー搬送路３０の詰まり、トナーがあふれることを抑制できる。

Ｐ 画像形成部
Ｔ トナー収容容器
２９ 搬送路スクリュー
３０ トナー搬送路
８０ トナー濃度センサ
１００ 現像器
２０３ 収容容器回転検知センサ
６０１ ＣＰＵ
６０４ トナー収容容器駆動モータ
６０５ 搬送路スクリュー駆動モータ

Claims (4)

1. トナーを収容した収容容器が着脱可能な画像形成装置であって、
   前記トナーが補給される現像器を有し、前記現像器の中の前記トナーを用いてシートに画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成装置に装着された前記収容容器を回転する第１駆動手段と、
   前記収容容器の前記トナーを前記現像器へ搬送するための搬送路に設けられ、前記搬送路の前記トナーを搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材を回転する第２駆動手段と、
   前記収容容器の回転を検知する回転検知手段と、
   前記現像器の前記トナーを検知するトナー検知手段と、
   前記トナー検知手段の検知結果に基づいて前記第１駆動手段と前記第２駆動手段とを制御し、前記収容容器から前記現像器へ前記トナーを補給する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１駆動手段によって前記収容容器を回転していない状態で前記回転検知手段により前記収容容器の回転が検知された場合、前記第２駆動手段によって前記搬送部材を回転する緊急搬送動作を実行するか否かを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記状態で前記回転検知手段により前記収容容器の回転が検知された場合、前記回転検知手段による検知回数が所定数に達した後に前記緊急搬送動作を実行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. 前記収容容器からの前記トナーを受け入れる受け入れ口と、前記受け入れ口に設けられ前記トナーを検知する他のトナー検知手段とを有し、
   前記制御手段は、前記緊急搬送動作が実行される場合、前記他のトナー検知手段により前記トナーが検知されなくなった後に前記緊急搬送動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記緊急搬送動作が実行される場合、所定時間が経過した後に前記緊急搬送動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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