JP2020118711A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
中間転写ベルト装置15の下方には、収納容器としての廃トナー回収容器30が設置されている。廃トナー回収容器30は、現像剤としての廃トナーが、画像形成動作においてクリーニング装置2Y、2M、2C、2K、16に回収された後に廃トナー搬送部40(搬送経路)を経由して回収されるものである。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7Y(光書込ヘッド)から発せられた露光光の照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写ローラ(9Y)の1次転写ニップを順次通過する。こうして、各感光体ドラム(1Y)上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙装置26には、用紙等のシートPが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートPがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、シートPは、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出されたシートPは、出力画像として、スタック部(本体カバー110)上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ6Yは、感光体ドラム1Y(像担持体)、帯電装置4Y(帯電ローラ)、現像装置5Y、クリーニング装置2Y、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム1Yは、負帯電の有機感光体であって、装置本体100側に設置されたメインモータから駆動力を受けて図2の時計方向に回転駆動される。
クリーニング装置2Yは、感光体ドラム1Yに摺接するクリーニングブレード2aが設置されていて、感光体ドラム1Y上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。クリーニングブレード2aは、ウレタンゴム等の弾性材料で形成された略板状部材であって、感光体ドラム1Yに対して所定の当接圧及び当接角で当接している。
現像装置5Yは、現像ローラ51、供給ローラ53、ドクターブレード52、現像搬送スクリュ54、55、等で構成されている。また、現像装置5Yの上部には、現像装置5Yに向けて新しいトナーを適宜に補給するためのトナー容器60が着脱可能に設置されている。
図1を参照して、本実施の形態において、収納容器としての廃トナー回収容器30は、画像形成装置本体100において中間転写ベルト装置15の下方であって、画像形成装置本体100の正面側(図1の紙面垂直方向手前側である。)に着脱可能に設置されている。
本実施の形態において、廃トナー回収容器30は、画像形成装置本体100(又は、図3に示す廃トナー搬送部40)に対して着脱可能に構成されていて、廃トナー回収容器30の内部が廃トナーで満杯になったとき(図3等に示す満杯検知センサ35が、その位置に廃トナーがある状態を検知したときである。)に、新品(空)のものに交換される。詳しくは、本実施の形態において、廃トナー回収容器30は、画像形成装置本体100の本体ドア(図1において右方に設置されている。)の開閉をおこなうことにより、幅方向(図1、図3の左右方向である。)の着脱操作によって交換されることになる。
図3に示すように、廃トナー回収容器30における筐体としての容器本体31は、下方に大きな略長方体の空間が形成され、上方に小さな略長方体の空間が形成されている。そして、容器本体31の上方の部分の側面には、挿入口31a(開口)が形成されている。この挿入口31aは、画像形成装置本体100への廃トナー回収容器30の着脱動作に連動して、画像形成装置本体100に固設された搬送経路としての廃トナー搬送部40が挿通・非挿通されることになる。
詳しくは、5つのクリーニング装置2Y、2M、2C、2K、16でそれぞれ回収された未転写トナーは、それぞれの排出口から廃トナー搬送部40に排出された後に廃トナー搬送スクリュ41によって排出口40aの位置まで搬送されて、排出口40aから黒矢印方向に自重落下して廃トナー回収容器30(容器本体31)の内部に廃トナーTとして回収される。
このような構成により、排出口40aから流入された廃トナーTが、搬送スクリュ32によって幅方向一端側と幅方向他端側との双方向にそれぞれ搬送されることになり、容器本体31の幅方向の片側のみに集中的に廃トナーTが回収されることなく、容器本体31の幅方向全域にわたって満遍なく廃トナーTが回収されることになる。
詳しくは、支持部80は、弾性変形可能な板状部材81と、板状部材81の端部を保持する保持部材82と、で構成されている。具体的に、板状部材81は、その幅方向両端にそれぞれ固設された保持部材82によって両端支持されている。
また、板状部材81には、その幅方向中央部に、下方に向けて突出する突起部81aが形成されている。板状部材81は、薄い板金(又は、樹脂板)で形成されている。これに対して、保持部材82は、剛性が高い金属材料などで形成されている。
そして、保持部材82に保持された板状部材81に、廃トナー回収容器30が載置される。廃トナー回収容器30は保持部材82から充分に離れた板状部材81上に載置されるため、廃トナー回収容器30の重量が大きくなって板状部材81にかかる荷重が増加すると、その荷重に比例するように板状部材81が弓状に撓むことになる。板状部材81が変形した状態は、図3において一点鎖線で示しており、図4も参照することができるが、実際の変形の度合いよりも誇張して図示している。
なお、支持部80に変形(歪み)が生じることによって、容器の挿入口31aが廃トナー搬送部40に対して下方に変位することになるが、その変位量は大きなものではなく、また挿入口31aはその分を見込んで大きく形成されているため、挿入口31aに廃トナー搬送部40が引っ掛かる不具合は生じない。さらに、挿入口31aと廃トナー搬送部40との可変する隙間は弾性シール材によって封止されているため、その隙間から廃トナーが漏出する不具合も生じない。
詳しくは、検知部70は、歪み部材72、支柱73、歪み検知センサ71、などで構成されている。歪み部材72は、廃トナー回収容器30(収納容器)に収納される廃トナー量(現像剤量)の増加にともなう板状部材81の変形によって突起部81aに押圧されてひずむ部材であって、弾性変形しやすい薄板で形成されている。歪み部材72は、その両端部が支柱73に保持されていて、その中央部に突起部81aが当接していて、応力が集中しやすいように構成されている。
歪み検知センサ71は、歪み部材72の歪み量を検知する歪みゲージなどの力学的センサである。
具体的に、図4(A)に示すように廃トナー量が少ないときには、板状部材81の歪み量が小さな状態が検知部70によって検知されて、その検知結果に基づいて、制御部90の演算部91で廃トナー回収容器30内の廃トナー量が算出される。これに対して、図4(B)に示すように廃トナー量が多いときには、板状部材81の歪み量が大きな状態が検知部70によって検知されて、その検知結果に基づいて、制御部90の演算部91で廃トナー回収容器30内の廃トナー量が算出される。
特に、本実施の形態では、排出口40aが廃トナー回収容器30の端部から充分に離れた位置(本実施の形態では、幅方向のほぼ中央位置である。)に配置されているため、排出口40aが廃トナー回収容器30の端部に近い位置に配置されている場合に比べて、検知部70によって板状部材81の歪み量の変化を精度良く検知しやすくなる。
演算部91は、画像形成動作時の条件から廃トナー回収容器30(収納容器)に回収される廃トナーTの量を算出する算出手段としても機能するものである。具体的に、算出手段としての演算部91は、ユーザーによって操作表示パネル95に入力されるプリント条件や、ユーザーによってパソコンを介して制御部90に入力されるプリント条件などから、画像形成動作時における画像形成条件(画像、画像面積、画像濃度、使用される色、プリント枚数、などである。)を把握して、その条件から各作像部のクリーニング装置2Y、2M、2C、2Kで回収される未転写トナーと、中間転写ベルト用のクリーニング装置16で回収される未転写トナーと、をそれぞれ求めて、廃トナー回収容器30に搬送される廃トナー量を予測する。
記憶部92は、画像形成動作がおこなわれるごとに演算部91(算出手段)で算出された値(廃トナー量)の合算値を記憶する記憶手段として機能する。したがって、記憶部92では、廃トナー回収容器30内に収納された廃トナー量の総量(累積値)が記憶されることになる。
具体的に、演算部91では、画像形成動作がおこなわれるごとに、所定の計算式に基づいて廃トナー量Mが算出される。また、検知部70でも、画像形成動作がおこなわれるごとに、検知される歪み量の増加分を換算することで、その画像形成動作における廃トナー量M´が求められる。そして、双方の廃トナー量M、M´が一致しない場合に、それらが一致するように、演算部91で使用される計算式における係数が補正される。
このような制御をおこなうことで、演算部91で予測して算出される廃トナー量の精度が高まり、記憶部92で記憶される廃トナー量の合算値の精度も高まることになる。
例えば、廃トナー回収容器30内の廃トナー量が200gになったときに容器が満杯になるものとする。また、記憶部92に記憶された180日目の廃トナー量の合算値が180gであったものとする。このような場合、廃トナー量は1日当たり1g増加するものとされ、容器が満杯になるまでの残日数が20日であると求められる。
そして、残日数が少なくなってきたときに、その旨を操作表示パネル95に表示したり、インターネット回線を介してサービスセンターに報知したりする。
これにより、ユーザーが交換用の廃トナー回収容器30を所持していない場合であっても、交換用の廃トナー回収容器30を余裕をもって手配することが可能になる。そのため、画像形成装置100にダウンタイムを生じさせる不具合が抑止される。
まず、画像形成動作(プリント動作)がおこなわれると、その画像形成条件から演算部91で廃トナー量が算出される(ステップS1、S2)。これと同時に、検知部70で検知した廃トナー量(重量)から、その増加分が算出される(ステップS3)。そして、ステップS2で算出した値と、ステップS3で算出した値と、に差があるかが判別される(ステップS4)。
その結果、双方の算出値に差がないものと判別された場合には、そのままステップS2の算出値が合算値に合算されて、その合算値が記憶部92に記憶される(ステップS6)。これに対して、双方の算出値に差があるものと判別された場合には、ステップS2の算出値を補正するとともに、その算出式を補正して(ステップS5)、補正した算出値が合算値に合算されて、その合算値が記憶部92に記憶される(ステップS6)。なお、補正された算出式は、再度補正されるまで、それ以降の算出工程で用いられることになる。
その後、ステップS6の合算値に基づいて、1日当たりの廃トナー量を算出して、容器が満杯になるまでの残日数を求める(ステップS7)。そして、ステップS7で求めた残日数が所定値X以下であるかを判別する(ステップS8)。そして、残日数が所定値X以下であるかものと判別された場合には、交換用の廃トナー回収容器30を手配しておく必要があるものとして、その旨を操作表示パネル95に表示したり、インターネット回線を介してサービスセンターに報知したりする(ステップS9)。
図6は、変形例1としての廃トナー回収容器30が画像形成装置本体100に設置された状態を幅方向に示す概略断面図であって、本実施の形態における図4に対応する図である。
図6に示すように、変形例1における画像形成装置100も、本実施の形態のものと同様に、廃トナー回収容器30が装着された状態において、廃トナー搬送部40の排出口40aが幅方向中央部に配置されている。また、廃トナー回収容器30には、内部に収納された廃トナーT(現像剤)を幅方向中央部から幅方向端部に搬送可能に構成された搬送スクリュ32(搬送部材)が設置されている。
ここで、変形例1では、支持部80の変形量(歪み量)を検知する第2の検知部70B、70Cが幅方向端部に配置されている。また、幅方向中央部には、本実施の形態における検知部70と同様に構成され機能する、第1の検知部70Aが設置されている。これらの3つの検知部70A〜70Cは、配置されている場所が異なる以外、同じように構成されている。
そして、変形例1では、第1の検知部70A(検知部)と第2の検知部70B、70Cとによってそれぞれ検知された変形量(歪み量)の差異に基づいて、搬送スクリュ32の駆動がオン・オフされる。
詳しくは、支持部80(板状部材81)の歪みの程度は幅方向中央部に比べて幅方向端部では小さくなるものの、図6(A)に示すように容器の中央に廃トナーTが偏って収納されている場合と、図6(B)に示すように容器内に万遍なく廃トナーTが収納されている場合と、では、第1の検知部70Aで検知される歪み量と、第2の検知部70B、70Cで検知される歪み量と、の差異が異なる(前者の方が後者に比べて差異が大きくなる)。したがって、その差異が所定値以上になったときには、図6(A)に示すように廃トナーTの偏りが生じているものとして、モータ50をオンして搬送スクリュ32によって廃トナーTを幅方向中央部から幅方向両端部に向けて積極的に搬送する。これに対して、その差異が所定値に達しないときには、図6(B)に示すように廃トナーTの偏りが生じていないものとして、モータ50をオフして搬送スクリュ32による廃トナーTの搬送はおこなわない。
このようにすることで、廃トナー回収容器30内において廃トナーTが偏って収納されてしまう不具合を軽減することができる。
図7は、変形例2としての廃トナー回収容器30が画像形成装置本体100に設置された状態を幅方向に示す概略断面図であって、本実施の形態における図4に対応する図である。
図7に示すように、変形例2における廃トナー回収容器30には、内部に収納された廃トナーT(現像剤)を所定の搬送方向に対して正逆方向に搬送可能に構成された搬送スクリュ32(搬送部材)が設置されている。詳しくは、変形例2における搬送スクリュ32は、本実施の形態のものとは異なり、軸部32aに対してスクリュ部32bが一方向のみに巻装されている。したがって、モータ50(双方向回転型のモータである。)を正方向に駆動した場合には、搬送スクリュ32が正方向に回転されて、容器内の廃トナーTが図7(A)の白矢印方向に搬送されることになる。これに対して、モータ50を逆方向に駆動した場合には、搬送スクリュ32が逆方向に回転されて、容器内の廃トナーTが図7(B)の白矢印方向(図7(A)の搬送方向の逆方向である。)に搬送されることになる。
また、変形例2では、変形例1とは異なり幅方向中央部に検知部が設置されていないものの、変形例1と同様に幅方向両端部にそれぞれ検知部70B、70Cが設置されている。すなわち、変形例2では、支持部80の変形量(歪み量)を検知する検知部70B、70Cが、搬送スクリュ32の搬送方向に対して離れた位置にそれぞれ配置されている。
そして、変形例2では、2つの検知部70B、70Cによってそれぞれ検知された変形量(歪み量)の差異に基づいて、搬送スクリュ32による廃トナーTの搬送方向を切替えている。
詳しくは、図7(A)に示すように容器の一端側に廃トナーTが偏って収納されている場合と、図7(B)に示すように容器の他端側に廃トナーTが偏って収納されている場合と、では、2つ検知部70B、70Cで検知される歪み量の差異が大きくなる。したがって、一端側の検知部70Bの検知結果が他端側の検知部70Cの検知結果よりも所定値を超えて大きくなったときには、図7(A)に示すように廃トナーTが一端側に偏っているものとして、搬送スクリュ32を正方向に回転させて廃トナーTを幅方向一端側から幅方向他端側に向けて搬送する。これに対して、他端側の検知部70Cの検知結果が一端側の検知部70Bの検知結果よりも所定値を超えて大きくなったときには、図7(B)に示すように廃トナーTが他端側に偏っているものとして、搬送スクリュ32を逆方向に回転させて廃トナーTを幅方向他端側から幅方向一端側に向けて搬送する。
このようにすることで、廃トナー回収容器30内において廃トナーTが偏って収納されてしまう不具合を軽減することができる。
これにより、廃トナー回収容器30に収納された廃トナーTの重量が精度良く検知される。
また、本実施の形態では、現像剤としての廃トナーが廃トナー回収容器30(収納容器)に収納される電子写真方式の画像形成装置100に対して、本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、例えば、現像剤としてのインクが収納容器に収納されるインクジェット方式の画像形成装置に対しても、本発明を適用することもできる。
また、本実施の形態では、廃トナー回収容器30に設置される搬送部材として搬送スクリュ32を用いたが、搬送部材はこれに限定されることなく、例えば、搬送部材として搬送コイルを用いることもできる。
また、本実施の形態では、一部が弾性可能に形成された支持部80を用いたが、支持部の全部を弾性可能に形成することもできる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
2Y、2M、2C、2K クリーニング装置、
6Y、6M、6C、6K プロセスカートリッジ、
8 中間転写ベルト、
16 クリーニング装置(中間転写体ベルト用のクリーニング装置)、
30 廃トナー回収容器(収納容器)、
31 容器本体(筐体)、
31a 挿入口、
32 搬送スクリュ(搬送部材)、
40 廃トナー搬送部(搬送経路)
40a 排出口、
41 廃トナー搬送スクリュ、
70 検知部、
70A 検知部(第1の検知部)、
70B、70C 検知部(第2の検知部)、
71 歪み検知センサ、
72 歪み部材、
73 支柱、
80 支持部、
81 板状部材、
81a 突起部、
82 保持部材、
90 制御部、
91 演算部(算出手段)、
92 記憶部(記憶手段)、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)、
T 廃トナー(現像剤、トナー)。
Claims (7)
- 現像剤が搬送される搬送経路と、
画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されて、前記搬送経路の排出口から排出された現像剤を収納する収納容器と、
前記収納容器を支持する支持部と、
を備え、
前記支持部は、その一部又は全部が弾性変形可能に形成されて、前記収納容器に収納される現像剤量の増加にともない変形量が増加するように形成され、
前記支持部の変形量を検知する検知部が、前記排出口に対して垂直方向下方の位置、又は、その位置の近傍、に配置され、
前記検知部による検知結果に基づいて前記収納容器に収納された現像剤の重量が算出されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記支持部は、
下方に向けて突出する突起部を具備して、前記収納容器が載置される弾性変形可能な板状部材と、
前記板状部材の端部を保持する保持部材と、
を具備し、
前記検知部は、前記収納容器に収納される現像剤量の増加にともなう前記板状部材の変形によって前記突起部に押圧されてひずむ歪み部材と、前記歪み部材の歪み量を検知する歪み検知センサと、を具備したことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記現像剤は、画像形成動作においてクリーニング装置に回収された後に前記搬送経路を経由して前記収納容器に回収される廃トナーであって、
画像形成動作時の条件から前記収納容器に回収される廃トナーの量を算出する算出手段と、
画像形成動作がおこなわれるごとに前記算出手段で算出された値の合算値を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記算出手段は、前記検知部による検知結果に基づいて算出された廃トナーの重量を参照して双方の値にズレが生じたときに、その算出結果が補正され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。 - 前記記憶手段に記憶された合算値の1日当たりの増加の程度から、前記収納容器が廃トナーで満杯になるまでの残日数を求めることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記排出口は、前記収納容器が前記画像形成装置本体に装着された状態で、前記収納容器の端部から離れた位置に配置されることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記排出口は、前記収納容器が前記画像形成装置本体に装着された状態で、幅方向中央部に配置され、
前記収納容器は、内部に収納された現像剤を幅方向中央部から幅方向端部に搬送可能に構成された搬送部材を具備し、
前記支持部の変形量を検知する第2の検知部が、幅方向端部に配置され、
前記検知部と前記第2の検知部とによってそれぞれ検知された変形量の差異に基づいて、前記搬送部材の駆動がオン・オフされることを特徴とする画像形成装置。 - 現像剤が搬送される搬送経路と、
画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されて、前記搬送経路の排出口から排出された現像剤を収納する収納容器と、
前記収納容器を支持する支持部と、
を備え、
前記収納容器は、内部に収納された現像剤を所定の搬送方向に対して正逆方向に搬送可能に構成された搬送部材を具備し、
前記支持部は、その一部又は全部が弾性変形可能に形成されて、前記収納容器に収納される現像剤量の増加にともない変形量が増加するように形成され、
前記支持部の変形量を検知する検知部が、前記搬送部材の搬送方向に対して離れた位置にそれぞれ配置され、
2つの前記検知部によってそれぞれ検知された変形量の差異に基づいて、前記搬送部材による現像剤の搬送方向を切替えることを特徴とする画像形成装置。
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