JP2022068635A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の回収トナー容器、両方の回収トナー容器に繋がる一つの搬送路、回転方向切り替えで回収トナー搬送先を切替えできる回収トナー搬送部材を持つ構成の場合、回収部材から搬送される回収トナーを各回収トナー容器に振分ける分岐部が存在し、一方の回収トナー容器が満杯になった場合、搬送路内の回収トナーは、回収部材から搬送される新たな回収トナーと、分岐部Ａから回収トナー容器までの回収トナー搬送路に残っている回収トナーが存在する。この状態で回収トナー搬送先を切替えた場合、新たな回収トナーと分岐部Ａから回収トナー容器までの回収トナー搬送路に残っている回収トナーが分岐部Ａで合流する。搬送路の容量を超えた量の回収トナーが分岐部Ａに集まるため分岐部Ａで回収トナーが詰まる可能性がある。【解決手段】 画像形成動作を停止する際、回収トナー搬送路下流の回収トナー２５０ｂは全て回収トナー容器２１０ａまたは回収トナー容器２１０bに移送する。【選択図】 図１０

Description

本発明は、画像形成装置における回収トナーの搬送制御に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムや中間転写ベルト上に画像形成を行った際に残留したトナーをクリーニング部材により除去し、除去されたトナーを回収トナー容器に収容している。近年、このような画像形成装置は単位時間当たりの印刷可能枚数向上に伴い、大量印刷が行われるＰＯＤ（プリント・オン・デマンド）市場での運用が拡大している。ＰＯＤ市場では、画像形成装置の使用頻度が高いため、回収トナー容器の交換回数が多いという特徴がある。そのため、回収トナー容器の交換作業を装置が停止せずに行うことができるようにすることが重要である。

そこで、特許文献１では、回収トナー容器と回収トナー搬送経路を複数持ち、片方の回収トナー容器が満載になった場合、もう片方の回収トナー容器に回収トナーを回収するように切り替える、といった技術が提案されている。

特開２００８－２０３８１１号

特許文献１において、例えば、２つの回収トナー容器（２１０ａ、２１０ｂ）と、両方の回収トナー容器に繋がる一つの搬送路（２０７）と、回転方向を切り替えることで回収トナーの搬送先を切り替えることのできる回収トナー搬送部材（２０８）を持つ構成が考えられる（図８（ａ））。

この構成の場合、回収部材から搬送される回収トナーを各回収トナー容器に振り分ける分岐部Ａが存在する。この時、一方の回収トナー容器２１０ａが満載になった場合（図８（ｂ））、搬送路内の回収トナーは、回収部材から搬送される新たな回収トナー２５０ａと、分岐部Ａから回収トナー容器２１０ａまでの回収トナー搬送路に残っている回収トナー２５０ｂが存在する。

この状態で、回収トナーの搬送先を切り替えた場合、新たな回収トナー２５０ａと分岐部Ａから回収トナー容器２１０ａまでの回収トナー搬送路に残っている回収トナー２５０ｂが分岐部Ａで合流する。この場合、搬送路の容量を超えた量の回収トナーが分岐部Ａに集まるため、分岐部Ａで回収トナーが詰まる可能性がある（図８（ｃ））。

本発明は、前記課題に対し、回収トナー搬送経路内で回収トナーが詰まることを抑制することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の画像形成システムは、原画像を像担持体上に形成し、さらに記録媒体上に転写して重ね合わせることにより複数の色からなる画像形成をする画像形成装置において、像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段により除去された回収トナーを収容する第１回収トナー容器及び第２回収トナー容器と、前記クリーニング手段により除去された回収トナーを搬送する回収トナー搬送路上流と、前記回収トナー搬送路上流と前記第１回収トナー容器及び前記第２回収トナー容器の両方の回収トナー容器に繋がる一つの回収トナー搬送路下流と、前記クリーニング手段により除去された回収トナーを搬送する搬送手段と、前記回収トナー容器に前記回収トナーが回収可能かを判断する回収トナー回収可否判断手段と、前記回収トナー回収可否判断手段により回収トナーが回収不可能を検知した際に回収トナーを収容する回収トナー容器を切り替える手段と、を備え、画像形成動作を停止する際は、所定時間、前記回収トナーを搬送する前記搬送手段を停止しないことを特徴とする。

本発明によれば、回収トナー搬送経路内で回収トナーが詰まることを抑制できる。

中間転写方式の画像形成装置の断面図 回収トナー経路の断面図 回収トナー容器及び回収トナー搬送路を示す図 回収トナー容器格納部を示す図 回収トナー検知部を示す図 回収トナー検知部を示す図 画像形成装置のブロック図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来の回収トナー搬送の図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施例における回収トナー搬送の図 回収トナー搬送制御のフロー図

以下、本発明の実施例に係る画像形成装置を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る画像形成装置を正面の断面図で示した概略構成図であり、図２は回収トナー経路を正面の断面図で示した図である。

この画像形成装置１００は、中間転写ベルト３１の水平部に画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが直列状に配置されたタンデム型中間転写方式の画像形成装置であり、外部機器から送信された画像信号に応じて、電子写真方式によりシート材Ｓにフルカラー画像を形成する。

画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色トナー像を形成して中間転写ベルト３１上の同一画像位置に一次転写する。

中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３３、テンションローラ３４と二次転写を行うための転写対向ローラ３２によって張架されて回転する。中間転写ベルト３１の内周面側には、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対向する位置に一次転写を行うための一次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋが配置されている。

イエローのトナー像を形成する感光ドラム１１Ｙの周囲には、感光ドラム１１Ｙの表面を一様に帯電させる帯電器１２Ｙと、感光ドラム１１Ｙに像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置１３Ｙと、感光ドラム１１Ｙ上の潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像器１４Ｙと、トナー像の一次転写後に感光ドラム１１Ｙに残留するトナーを除去するクリーニング装置１５Ｙとを備えている。マゼンダ、シアン、ブラックのトナー像を形成する構成は、トナーの色が異なる以外は、同様の構成となる。

一方、給紙カセット６１、６２、６３、６４に格納されたシート材Ｓは、給紙ローラ７１、７２、７３、７４のいずれかが回転することで給紙搬送路８１へ搬送されており、レジストローラ７５は、中間転写ベルト３１上のトナー像とタイミングを合わせて二次転写ローラ４１と転写対向ローラ３２の接触によって形成される二次転写部にシート材Ｓを給送する。

次に、トナー像が転写されたシート材Ｓは、搬送ベルト４２により熱定着装置５に搬送され、熱定着装置５で加熱圧着することによりトナー像をシート材Ｓの表面に固着させてフルカラー画像が定着され、排紙搬送経路８２及び、反転搬送路８３を通って排紙トレイ６５に送り出される。

次に、作像中に発生する転写残トナー及び現像部で発生する劣化現像剤（以下は総称して回収トナーと呼ぶ）の回収経路を説明する。イエロードラム１１Ｙ部で発生する回収トナーはブレード１５Ｙで掻き取られ不図示のスクリューにより装置奥側へ搬送され、図２の縦パイプ２０３へ搬送される。同時に現像１４Ｙ部で発生した劣化した回収トナーも縦パイプ２０３へ搬送され、同じくマゼンタ、シアン、ブラックでも同工程にて縦パイプ２０３へ搬送される。また、転写クリーニングユニット３６でブレード１０１に掻き取られた回収トナーも縦パイプ２０２へ搬送され、各ユニットから排出された回収トナーはメイン回収トナーパイプ２０４内で合流し、回収トナー駆動モータ２４０によって回収トナースクリュー２０５を回転させ排出パイプ２０１まで搬送される。回収トナー駆動モータ２４０は排出パイプ内スクリュー２０６の駆動源も兼ねている。

図３は、図２の回収トナー容器格納部２００ａおよび２００ｂ部分への回収トナーの搬送手段を詳細に示した図である。排出パイプ２０１へ搬送された回収トナーは、排出パイプ内スクリュー２０６により、横パイプ２０７まで搬送される。横パイプ２０７に搬送された回収トナーは、横パイプ内スクリュー２０８により、回収トナー容器格納部２００ａまたは２００ｂ方向へ搬送される。横パイプ内スクリュー２０８は、駆動モータ２０９により回転させられ、正逆転可能に駆動する。駆動モータ２０９が正回転した際は、横パイプ２０７内の回収トナーは回収トナー容器格納部２００ａ方向へ移動し、駆動モータ２０９が逆回転した際は、横パイプ２０７内の回収トナーは回収トナー容器格納部２００ｂ方向へ移動する。

横パイプ内スクリュー２０８の回転方向により、回収トナー容器格納部２００ａまたは２００ｂ方向へ搬送された回収トナーは、回収トナー容器格納部２００ａまたは２００ｂ上部の開口部より落下することで回収トナー容器２１０ａまたは２１０ｂに堆積収納される（以下、排出パイプ２０１、縦パイプ２０２、縦パイプ２０３、回収トナーパイプ２０４をまとめて回収トナー搬送路上流、横パイプ２０７を回収トナー搬送路下流、回収トナー搬送路上流と下流を総称して回収トナー搬送路と呼ぶ）。

次に、回収トナー容器格納部２００ａおよび２００ｂの詳細構成について説明する。図４は回収トナー容器格納部２００ａの詳細構成を図示している。回収トナー容器格納部２００ａと２００ｂは同じ構成をとっているため、回収トナー容器格納部２００ａについてのみ図４を用いて詳細構成を説明する。

回収トナー容器格納部２００ａは開閉扉２１１ａと突起部２１２ａ、フォトインタラプタ２１３ａ、プッシュスイッチ２１４ａ、開口部２１５ａの４つで構成されている。フォトインタラプタ２１３ａは開閉扉２１１ａを閉めると突起部２１２ａが遮光する位置に取り付けられており、フォトインタラプタ２１３ａの信号を読み取ることで開閉扉２１１ａの開閉を検出することが可能である。本実施例ではフォトインタラプタ２１３ａからＨｉの信号を検知すると開閉扉２１１ａが閉まっている、Ｌｏｗを検知すると開閉扉２１１ａが開いていると判断する。

プッシュスイッチ２１４ａは、正しく奥まで回収トナー容器２１０ａを格納したときに限り回収トナー容器２１０ａがプッシュスイッチ２１４ａを押すことが可能である位置に取り付けられている。これにより、プッシュスイッチ２１４ａの信号を読み取ることで回収トナー容器２１０ａの有無を検知することが可能である。本実施例ではプッシュスイッチ２１４ａからＨｉの信号を検知すると、回収トナー容器２１０ａが回収トナー格納部２００ａ内部に有ると判断し、Ｌｏｗを検知すると回収トナー容器２１０ａが回収トナー格納部２００ａ内部に無いと判断する。

開口部２１５ａは回収トナー容器格納部２００ａの上部にあり、横パイプ内スクリュー２０８によって搬送されてきた回収トナーを回収トナー容器２１０ａに落とすために用意されているものである。

次に、回収トナー容器２１０ａ、２１０ｂ内の回収トナーの検知手段について説明する。図５、図６は、回収トナー容器２１０ａの検知手段２３０ａの詳細構成を図示している。回収トナー容器２１０ｂの検知手段２３０ｂは全く同じ構成をとっているため、回収トナー容器２１０ａの回収トナーの検知手段２３０ａについて図５、図６を用いて説明する。

画像形成装置１００は、図５に示すように、回収トナー容器２１０ａの上部において、回収トナー容器前後から挟み込むように配置される回収トナー検知部２３０ａを持つ。回収トナー検知部２３０ａは、回収トナー容器２１０ａの上部から見た図６に示すように、光を発光する発光部と、受光する受光部を持ち、光路上に配置される回収トナー容器内の回収トナーを検知する。回収トナー検知部２３０ａは、回収トナー容器内の回収トナー量が所定量以上になると、回収トナーがこの検知部の発光部分と受光部分との間の光を遮り、この検知部分まで回収トナー量が来たことを検知することができる。

この回収トナー検知部２３０ａで回収トナーを検知するタイミングは、回収トナー容器の交換が間もなく必要で、交換準備を促すタイミングとする。実際に回収トナー容器が満杯になり、交換を促すタイミングは、回収トナー検知部２３０ａが回収トナーを検知してから所定枚数出力した後とすることでも可能であり、回収トナー容器の排出口付近に同様の検知手段を配置し、その検知手段で回収トナーを検知した時とすることでも可能である。

さらに、回収トナーを検知する手段を全く持たない構成では、新品の回収トナー容器が設置されてから所定枚数出力後に、回収トナー容器の交換準備タイミングとし、さらに所定枚数出力後に、回収トナー容器の満杯検知タイミングとすることでも実現可能である。

次に、図７を用いて、本実施例における画像形成装置１００のブロック図について説明する。

ＣＰＵ３００は、ＲＯＭ３０１、ＲＡＭ３０２、通信コントローラ３０３、操作パネル３０４、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、負荷制御部３０６、熱定着装置５、回収トナー検知部２３０ａ、２３０ｂ、回収トナー容器２１０ａ、２１０ｂが回収トナー容器格納部２００ａ、２００ｂ内部に格納されているかを検知するプッシュスイッチ２１４ａ、２１４ｂと接続されている。

ＣＰＵ３００は、ホストコンピューター３０５、または、操作パネル３０４を介して印刷ジョブが入力されると、ＲＯＭ３０１に格納されたプログラムによって、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、負荷制御部３０６、熱定着装置５に指示を出す。画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、図１で説明したように、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにトナー像を形成し、中間転写ベルト３１にカラートナー像、もしくは、モノクロトナー像を転写し、当該カラートナー像を用紙に転写する処理を行う。

負荷制御部３０６は、ＣＰＵ３００の制御下で動力源であるモータ類の制御を行い、給紙カセットからのシート材の搬送や、各色の感光ドラムや中間転写ベルトなどの回転を行う。

熱定着装置５は、画処理部においてシート材に転写されたカラートナー像、もしくは、モノクロトナー像を加圧定着することにより、トナー像をシート材Ｓの表面に定着させる。

駆動モータ２０９は、正逆の回転により画像形成装置１００内のいずれかの回収トナー容器へ回収トナーの排出を行う。

回収トナー検知部２３０ａ、及び、回収トナー検知部２３０ｂは、回収トナー容器内の回収トナーを検知し、プッシュスイッチ２１４ａ、２１４ｂは、回収トナー容器２１０ａ、２１０ｂのそれぞれが回収トナー容器格納部２００ａ、２００ｂ内部に挿入されているかを判断する。操作パネル３０４は表示部を有しており、画像形成装置１００の動作状況や消耗品の状態をユーザーに表示部で報知するとともに、ユーザーによる入力操作を受け付ける。通信コントローラ３０３はＣＰＵの制御下で画像形成装置１００とホストコンピューター３０５との通信を行う。

［実施例］
従来の回収トナー搬送路、２個の回収トナー容器、２個の回収トナー容器を繋ぐトナー搬送路を含む構成の画像形成装置１００において、回収トナー詰まりのケースについて図８を用いて説明する。図８（ａ）は、回収トナー容器２１０ａが既に回収トナー回収不能を検知している状態で、且つ回収トナー２５０ａ、２５０ｂが回収トナー搬送路からトナー容器２１０ｂに送られている状態である。この時、回収トナー容器２１０ｂが回収トナー回収不可能を検知した場合、回収トナーを回収可能な回収トナー容器が無いため、回収トナー２５０ａ、２５０ｂは回収トナー搬送路内に滞留する。（図８（ｂ））
この状態で、回収トナー容器２１０ａが新品に交換されると、駆動モータ２０９により横パイプ内スクリュー２０８の正逆転を切り替えて駆動させ、回収トナー容器２１０ａ方向へ回収トナー２５０ｂを搬送する。この時、回収トナー搬送路上流から送られてくる回収トナー２５０ａと回収トナー２５０ｂとが回収トナー搬送路上流と回収トナー搬送路下流との分岐部Ａに回収トナー搬送路の容量を超えた量の回収トナーが集まり、回収トナー２５０ａ、２５０ｂが詰まる可能性がある（図８（ｃ））。

本実施例における、回収トナーの搬送制御における各時点での回収トナーの状態について図９を用いて説明する。回収トナー容器２１０ａが既に回収トナーを回収不能で、回収トナー容器２１０ｂは回収可能である場合、回収トナー２５０ｂは、回収トナー容器２１０ｂに向かって搬送される（図９（ａ））。

回収トナー２５０ｂを搬送中に、回収トナー容器２１０ｂが回収トナー回収不能を検知した場合、回収トナーを回収できる容器がなくなったため、画像形成動作を停止する。画像形成動作の停止により、新たな回収トナーの供給が止まるため、回収トナースクリューモータ２４０を停止することによって、回収トナー２５０ａの移送を停止する。しかし、横パイプ２０７内に残っている回収トナー２５０ｂは、そのまま回収トナー容器２１０ｂに向けて搬送する（図９（ｂ））。

このため、本実施例では、回収トナー容器２１０ａ、２１０ｂは、回収トナーを回収不能と判断した後、横パイプ２０７に残留し得る量の回収トナーは、収容可能であるとする。その後、回収トナー容器２１０ａが新品に交換されると、画像形成動作の開始と共に、回収トナー２５０ａの移送が再開される（図９（ｃ））。

以上の動作により、横パイプ２０７内に回収トナーが残留することが無くなるため、回収トナー搬送路上流と回収トナー搬送路下流との分岐部Ａで回収トナーのつまりを防ぐことができる。

次に、回収トナー搬送制御フローについて図１０を用いて説明する。回収トナー搬送制御が開始されると、ＣＰＵ３００は、画像形成装置１００が画像形成動作を開始したかどうかを判断する（ステップＳ５００）。画像形成動作を開始していない場合は、再度、画像形成動作を開始したかどうかの判断をし（ステップＳ５００でＮＯ）、画像形成動作を開始した場合（ステップＳ５００でＹＥＳ）は、回収トナー容器２１０ａが回収トナー回収不能か否かを判断する（ステップＳ５０１）。

回収トナー容器２１０ａが回収トナー回収不能でない場合（ステップＳ５０１でＮＯ）、駆動モータ２０９を正回転させることにより（ステップＳ５０３）、回収トナーを回収トナー容器２１０ａへ移送する。

回収トナー容器２１０ａが回収トナー回収不能である場合（ステップＳ５０１でＹＥＳ）、回収トナー容器２１０ｂが回収トナー回収不能であるか否かを判断する（ステップＳ５０２）。

回収トナー容器２１０ｂが回収トナー回収不能でない場合（ステップＳ５０２でＮＯ）、駆動モータ２０９を逆回転させることにより（ステップＳ５０４）、回収トナーを回収トナー容器２１０ｂへ移送する。

回収トナー容器２１０ｂが回収トナー回収不能である場合（ステップＳ５０２でＹＥＳ）、回収トナーを回収可能な容器が無いため、新たな回収トナーの供給を停止させるために、画像形成動作を停止し（ステップＳ５０５）、駆動モータ２０９が駆動しているか否かを判断する（ステップＳ５０９）。駆動モータ２０９が駆動している場合（ステップＳ５０９でＹＥＳ）、ステップＳ５０７へ進む。ステップＳ５０７以降は後述する。駆動モータ２０９が駆動していない場合（ステップＳ５０９でＮｏ）、回収トナー搬送制御を終了する。

画像形成動作が開始し、回収トナーの移送が開始される（ステップＳ５０１でＮＯ、もしくはステップＳ５０２でＮＯ）と、ＣＰＵ３００は、画像形成動作が終了したかどうかを判断する（ステップＳ５０６）。画像形成動作が終了していない場合（ステップＳ５０６でＮＯ）、回収トナーの移送を継続して良いかを判断するために、再度、回収トナー容器２１０ａが回収トナー回収不可能化を判断する（ステップＳ５０１）。

画像形成動作が終了している場合（ステップＳ５０６でＹＥＳ）、横パイプ内の回収トナーを回収トナー容器へ移送しきるために、所定時間Ｔの経過を待つ（ステップＳ５０７）。所定時間Ｔは、横パイプ２０７内の回収トナーの搬送能力によって異なる。別の実施例として、所定時間Ｔを待つのでは無く、横パイプ２０７内にセンサ等を取り付け、横パイプ２０７内に回収トナーが残っているかを判断しても良い。所定時間Ｔが経過した場合（ステップＳ５０７でＹＥＳ）、回収トナーの移送を止めるために、駆動モータ２０９を停止し（ステップＳ５０８）、回収トナー搬送制御を終了する。

１ 画像形成部
１００ 画像形成装置
２００ａ、２００ｂ 回収トナー容器格納部
２０１ 排出パイプ
２０２、２０３ 縦パイプ
２０４ メイン回収トナーパイプ
２０５ 回収トナースクリュー
２１０ａ、２１０ｂ 回収トナー容器
２３０ａ、２３０ｂ 回収トナー検知部
２４０ 回収トナースクリューモータ

Claims (2)

1. 像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、
   前記クリーニング手段により除去された回収トナーを収容する第１回収トナー容器及び第２回収トナー容器と、
   前記クリーニング手段により除去された回収トナーを搬送する回収トナー搬送路上流と、
   前記回収トナー搬送路上流と前記第１回収トナー容器及び前記第２回収トナー容器の両方の回収トナー容器に繋がる一つの回収トナー搬送路下流と、
   前記クリーニング手段により除去された回収トナーを搬送する搬送手段と、
   前記回収トナー容器に前記回収トナーが回収可能かを判断する回収トナー回収可否判断手段と、
   前記回収トナー回収可否判断手段により回収トナーが回収不可能を検知した際に回収トナーを収容する回収トナー容器を切り替える手段と、
   を備え、
   画像形成動作を停止する際は、所定時間、前記回収トナーを搬送する前記搬送手段を停止しないことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記所定時間とは、前記回収トナー搬送路下流内の前記回収トナーを搬送する前記搬送手段によって、前記第１回収トナー容器及び前記第２回収トナー容器への回収トナーの搬送が完了する時間であることを特徴とする画像形成装置。
   

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