JP2530046Y2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術〕 本考案は、廃トナーボトルの交換を的確に行なうと共
にトナーを無駄なく使用できる画像形成装置に関するも
のである。

〔従来技術とその問題点〕

第６図に、従来の乾式現像剤を用いた電子写真式画像
形成装置の一例としての光書込みプリンタを示す。この
光書込みプリンタでは、装置の小型化及びメンテナンス
の簡易化を図る為、感光体ドラム61と現像器62及びクリ
ーナ63の３個の画像形成プロセス部材を、プロセスユニ
ットUpとして一体に着脱可能にユニット化してある。そ
して、クリーナ63により回収された使用済みの廃トナー
の貯留する廃トナーボトル64を、クリーナ近傍に着脱自
在に設けてある。

上述のプロセスユニットUpは、通常、現像器62内に投
入してあるトナーが無くなった時点で新品と交換する
が、メンテナンス頻度を少なくする為、その際に廃トナ
ーボトル64も同時に新品と交換させる場合が多い。この
場合、廃トナーボトル64の容量は、装置を小型化する為
に可及的に小さく設定することが要求される。従って、
廃トナーボトルの容量は、プロセスユニットUpの寿命に
対応した容量、即ち、現像器62に投入した全トナーが消
費された際に発生する廃トナー容量となっている。この
為、プロセスユニットUpを交換する際に廃トナーボトル
64が交換されなければ、直ちに廃トナーボトル64が満杯
となり、溢れた廃トナーが機内に飛散したり、廃トナー
回収搬送部材が破損したりする重大トラブルを引き起こ
す。この様な重大トラブルの発生を確実に防止する為、
従来は、プロセスユニットUp内のトナーの有無を検知す
る手段を設けておき、このトナー有無検知手段が“トナ
ー無し”を検知したら廃トナーボトルが新品と交換され
るまで画像形成動作を禁止するシステムを採用する場合
が多い。

然るに、上述のトナー有無検知手段は、通常、現像器
62内にトナーが多少残っていても“トナー無し”と判断
する検知特性を備えている。この場合、現像器62内のト
ナーが完全に無くなった時点で初めてトナー無しと判断
する正確な検知特性を得るには、検知手段の構成が複雑
化し高価なものとなる。従って、ユーザーは、トナーを
無駄なく有効に使用する為、一旦“トナー無し”が検知
された後も、プロセスユニットUpを振ったり現像器62に
適度な衝撃を与えたりして“トナー無し”の検知信号を
解消させ、そのプロセスユニットUpをトナーが略完全に
消費されるまで再使用することがよくある。この様な場
合、廃トナーボトル64は最初の“トナー無し”の段階で
確実に新品と交換されており（廃トナーボトル64を交換
せずにプリントは実施できないから）、その後のプロセ
スユニットUpの延長使用により回収される廃トナーは、
新品の廃トナーボトル64内に排出される。その結果、現
像器62内のトナーが完全に消費されて真の“トナー無
し”となったときには廃トナーボトル64が既に新品でな
くなっており、プロセスユニットUpの交換と共に廃トナ
ーボトル64も再度交換しなければならない。何故なら、
前述した様に“トナー無し”検知信号が出力された後は
廃トナーボトル64が新品でなければプリントを再開させ
ないシステム構成となっているからである。この為、予
備としての廃トナーボトル64も準備しておく必要があ
り、メンテナンス仕様が複雑化すると共に光書込みプリ
ンタのランニングコストをアップさせる。

〔考案の目的〕

本考案は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもの
であって、トナーを無駄無く有効に使用でき、且つ、廃
トナーボトルの交換を的確に実施させ、メンテナンス仕
様が簡素化されランニングコストが低減された画像形成
装置を提供することを目的とする。

〔考案の要点〕

本考案は上記目的を達成する為、装置本体に配設さ
れ、トナーを収容し像担持体上の静電潜像をトナー現像
する現像器と、前記装置本体に着脱自在に設けてあり、
像担持体上から回収した廃トナーを貯留する廃トナーボ
トルと、前記現像器に収容したトナーの有無を検知して
トナー有無検知信号を出力するトナーセンサと、前記装
置本体に装着してある前記廃トナーボトル内に存在する
トナーが所定量以下の場合に新品と判断して新品か否か
の検知信号を出力するボトル識別手段と、前記トナーセ
ンサから出力されたトナー無し検知信号に基づき前記現
像器の交換若しくは前記現像器へのトナーの補充、及び
前記廃トナーボトルの交換を同時に指示し、該指示が為
された後に前記ボトル識別手段により新品ボトル検知信
号が出力されるまで画像形成動作を禁止する制御手段と
を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記
廃トナーボトルが新品に交換されてから所定の期間中に
前記トナー無し検知信号が出力された際には、前記現像
器の交換若しくは前記トナーの補充の指示のみを行なう
ことを特徴とする。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例について、第１図乃至第５図に
基づき詳細に説明する。

第１図は、本考案の一実施例としての光書込みプリン
タの概略構成を示す模式図である。同図において、プリ
ンタの略中央に、感光体ドラム１を矢印Ａ方向に駆動回
転可能に設けてある。感光体ドラム１の周辺には、その
回転方向に沿って、感光体ドラム１の周表面を所定電位
に均一に帯電する帯電器２、感光体ドラム１表面に露光
を行い入力情報に応じた静電潜像を形成する光書込みヘ
ッド３、静電潜像にトナーを付与してトナー像に顕像化
する現像器４、トナー像を図中右方から送られてくる用
紙上に静電的に転写する転写帯電器５、及び、感光体ド
ラム上に残留するトナーを除去するクリーナ６等を、順
次配設してある。

本例では、現像剤として磁性キャリヤとトナーを混合
してなる二成分磁性現像剤を使用する。従って、現像器
４では、内部を補給トナー室4aと現像剤室4bに仕切り、
その仕切り部にトナー補給ロール4cを配設してある。現
像剤室4bの感光体ドラム１に向けて開いた開口には、現
像スリーブ4dを回転自在に配設し、開口と反対側の後壁
には、トナー濃度を検出するトナーセンサ4eを配設して
ある。本例のトナーセンサ4eは、現像剤中の磁性成分の
濃度変化に基づくインダクタンス変化から現像剤中のト
ナー濃度を検出する。このトナーセンサ4eは、光書込み
プリンタ全体の制御を司どるプリンタ制御部Ｃに、電気
信号を送信可能な信号線（破線で示す）で接続（以下、
信号接続という）してある。

トナー濃度が所定レベル以下に低下すると、トナーセ
ンサ4eがその旨の信号（アンダートナー信号）をプリン
タ制御部Ｃに出力し、これに応じトナー補給ロール4cが
所定量回転されて適量のトナーが現像剤室4b内に補給さ
れる。このトナー補給動作が適宜繰り返され、トナー濃
度が適正範囲内に制御される。補給トナー室4aのトナー
量が少なくなると１サイクルのトナー補給動作で充分に
補給できなくなる為、アンダートナー信号が頻繁に発せ
られることになり、その頻度が或る程度以上になった時
点で“トナー無し”と判断され、プリントが禁止され
る。即ち、トナーセンサ4eは、トナー濃度検出手段とト
ナー有無検知手段を兼ねる。

プリンタ下部の右側には、用紙を積載収納する給紙カ
セット７、収納用紙を一枚づつ送出する給紙ロール８、
送出された用紙を案内する用紙搬入ガイド９、感光体ド
ラム１上の画像先端と同期をとって用紙を転写工程に搬
送する待機ロール10等からなる用紙搬入部を形成してあ
る。転写器５の左方には、分離ガイド板11と略水平に延
在する搬送ガイド12を配設してあり、転写を終え後述す
る分離手段により感光体ドラム１表面から分離された用
紙を、下流側の定着器13に導く。

定着器13の下流側には、用紙搬送路切換板14を配設し
てある。この用紙搬送路切換板14を介して、上、下方向
に夫々、FD（フェイスダウン）排出経路15と、FU（フェ
イスアップ）排出経路16を分岐形成してある。FD排出経
路15は、湾曲しつつ上方に延在し、トナー像の定着を終
えた用紙を反転させつつ上方に導く。FD排出経路15の終
端部には、排紙コロ17を配設してある。反転させつつ搬
送されてくる用紙は、排紙コロ17により、プリンタ上面
を利用して形成した排紙トレイ部18上に、画像面を下に
向けたフェイスダウン状態で排出される。一方、FU排出
経路16の下流側には、排紙トレイ19を基体側面から突出
させた状態で装着してある。この排紙トレイ19上には、
排出用紙が画像面を上にしたフェイスアップ状態で積載
される。

上述の光書込みプリンタでは、感光体ドラム１と帯電
器２及びクリーナ６をドラムユニットU1として機体に対
して一体に着脱可能にユニット化し、現像器４を同様に
トナーユニットU2として着脱可能にユニット化してあ
る。第２図は、それらドラムユニットU1とトナーユニッ
トU2を示した斜視図である。トナーユニットU2における
後壁（第１図で感光体ドラム１に臨ませる開口とは反対
側の壁）Uwの中央部には、前述したトナー有無検知手段
とトナー濃度検出手段を兼ねるトナーセンサ4eを設置し
てある。この様に、トナー有無検知手段を細長型トナー
ユニットU2の中央部に１個設けるだけであるから、両端
部にトナー濃度の高い現像剤が残っていても、最もトナ
ーがよく消費される中央部のトナーセンサ4e近傍には低
濃度の現像剤が存在する状態となり易い。この様な状態
で“トナー無し”状態となっても、トナーユニットU2を
脱装して振動を与え、内部の現像剤を均せば、“トナー
無し”状態が解消される。

第３図において、ドラムユニットU1でクリーナを配設
した後部における一方の側端面に、廃トナーの排出ノズ
ル20を突設してある。この排出ノズル20の下方には、廃
トナーボトル21を装置本体に対し着脱自在に設置してあ
る。廃トナーボトル21の底部中央に、突トナー検知用突
部21aを形成してある。このトナー検知用突部21は、実
質的に透明な材料で形成してある。尚、廃トナーボトル
全体を透明な材料で形成してもよい。そして、トナー検
知用突部21aを挟む様にして、廃トナーボトル21が新品
か否かを検知する為のボトル識別センサであるフォトセ
ンサ22を配設してある。このフォトセンサ22は、第１図
に示す様にプリンタ制御部Ｃに信号接続してある。

上述の光書込みプリンタは、機体を上部と下部に分割
して開閉自在に連結したシェルオープン構造を採用して
いる。この場合、大略、用紙搬送経路を境に上部機体Bu
と下部機体Bdに分割してあり、上部機体Buには、ドラム
ユニットU1、トナーユニットU2、光書込みヘッド３及び
FD排出経路15等を設置してある。従って、機体開成（シ
ェルオープン）と同時に上部機体Buとそれら設置部材が
一体に下部機体Bdから上方に回動離隔し、機体内部が開
放される。この状態で、各ユニットU1,U2及び廃トナー
ボトル21の点検や交換を実施する。

次に、上述のプリンタ制御部Ｃが実施するトナー管理
制御動作について、第４図のフローチャート図に基づき
説明する。

先ず、新品のトナーユニットと廃トナーボトルを所定
位置にセットし、プリントを開始する。感光体ドラム等
が駆動されプリント動作が開始されると（ST1）、次に
廃トナーボトルが新品である旨のフラグがオンされてい
るか否かを判断する（ST2）。このボトル新品フラグ
は、新品の廃トナーボトルをセットした時点でプリンタ
制御部Ｃによりオンされているから（YES）、次に実際
に廃トナーボトルが新品か否かを判断する（ST3）。
尚、この廃トナーボトルの新品識別動作は、第５図のフ
ローチャート図に示す様に実施される。廃トナーボトル
は新品であり、従ってボトル識別センサによりその旨の
信号がプリンタ制御部に出力されているから（YES）、
この後はメインフローから分岐して“トナー無し”を検
知したか否かの判断を行なう（ST9）。トナーユニット
は新品であり充分な量のトナーが収納されている為に
“トナー無し”は検知されないから（No）、元のプリン
ト動作を実施するステップST1にもどる。

上述の動作サイクル（ST1→ST2→ST3→ST9→ST1）が
繰り返され、例えば5,6枚のプリントが実施されると、
廃トナーボトルにその間に回収された廃トナーが排出さ
れ、ボトル識別センサがこれを検知してボトルが新品で
なくなった旨の信号をプリンタ制御部Ｃに出力する。こ
れを受けたプリンタ制御部Ｃは、廃トナーボトルが新品
が否かを判断するステップ（ST3）で“No"と判断して上
述の動作サイクルから抜け出し、ボトル新品カウンタを
１カウントアップさせる（ST4）。このボトル新品カウ
ンタには、１個のトナーユニットで最初の“トナー無
し”を検知してからプリントできる最大プリント枚数に
大略対応する限度カウント数（最大プリント枚数より若
干大きい数）を設定してある。ボトル新品カウンタによ
るカウントアップの後、そのカウント数が例えば100枚
と設定した限度カウント数に達したか否か（カウント完
了か否か）を判断する（ST5）。今は、１カウントした
だけであるから“No"と判断して“トナー無し”検知を
判断するステップ（ST9）に移る。トナーユニットは未
だ略新品状態で収納トナーは充分にあるから、“トナー
無し”は検知されず（No）、再度元に戻ってプリント動
作を繰り返す（ST1）。

新品トナーユニットで最初に“トナー無し”が検知さ
れるまでには、例えば6000枚程度のプリントを実施でき
る。従って、上述の動作サイクル（ST1→ST2→ST3→ST4
→ST5→ST9→ST1）がボトル新品カウンタのカウントが
完了するまで（100カウントアップするまで）繰り返し
実施され、この間において“トナー無し”が検知される
ことはない。ボトル新品カウンタのカウントが完了した
ら、その判断ステップST5で“Yes"と判断してそれまで
繰り返していた動作サイクルから抜け出し、ボトル新品
フラグをリセット（オフ）した（ST6）後、“トナー無
し”の検知判断が行なわれる（ST7）。この段階（新品
トナーユニットを使用開始してからプリント枚数が100
枚程度）では、トナーユニット内のトナー量は未だ充分
であるから“トナー無し”は検知されず、元に戻ってプ
リント動作が繰り返し実施される（ST1）。

この後は、ボトル新品フラグがオフされている為、ボ
トル新品フラグのオンを判断するステップST2において
“No"と判断される。次いで、直ちに、“トナー無し”
が検知されたか否かの判断がなされるが（ST7）、未だ
トナーユニット内の収納トナー量が充分である為に“ト
ナー無し”は検知されず（No）、元に戻ってプリント動
作が繰り返される（ST1）。この動作サイクル（ST1→ST
2→ST7→ST1）は、6000枚のプリントが実施されてセッ
トしたトナーユニットで最初の“トナー無し”が検知さ
れるまで繰り返される。やがて、トナーユニット内の収
納トナーが相当に消費されてトナーユニット内のトナー
補給動作が頻繁に実施される様になり、プリンタ制御部
Ｃが“トナー無し”状態と判断する。この様にして最初
の“トナー無し”が検知されたら、上述の動作サイクル
における“トナー無し”を検知したか否かを判断するス
テップST7で“Yes"の方向に動作フローが変化し、トナ
ーユニットと廃トナーボトルの交換を催促するランプを
点灯させ（ST8）、ここで一旦トナー管理制御フローを
終了させる。

トナーユニットを新品に交換して最初に“トナー無
し”が検知された時点では、前述した様にトナーユニッ
トの現像室内の両端部等にトナー濃度の高い現像剤が残
っている。従って、トナーユニットを機体から外して軽
く振動を与え内部の現像剤を均せば、或る程度の期間に
亘り“トナー無し”の検知を解消することができる。然
るに、廃トナーボトルは、トナー飛散等のトラブル防止
の観点から、最初に“トナー無し”を検知した時点で新
品と交換しなければプリントが開始できない様にシステ
ムを構成してあるから、この時点で新品と交換しなけれ
ばならない。

今、トナーを無駄なく使用する為、“トナー無し”が
検知されたトナーユニットを軽く振動させてセットし直
し、廃トナーボトルを新品と交換して、プリントを再開
する。このとき、ボトル新品フラグは、第５図の廃トナ
ーボトルの新品識別動作フローに示す様にオンにセット
されており（ST2）、又、上述した様に一時的にトナー
濃度が上昇して“トナー無し”の検知信号は出力されな
い。従って、トナー管理制御動作は、ST1→ST2→ST3→S
T9→ST1のサイクルに沿って繰り返し実施される。そし
て、5,6枚のプリントを実施する内に廃トナーボトルに
廃トナーが排出され、ステップST3で廃トナーボトルが
新品と判断されなくなる。その結果、実施される動作の
フローサイクルがST1→ST2→ST3→ST4→ST5→ST9→ST1
に移行する。

更にプリントを繰り返す内に、トナーユニット内のト
ナーの絶対量が不足している為、プリント枚数が50枚程
度になった時点で再び“トナー無し”検知信号が出力さ
れる。その結果、ステップST9の“トナー無し”判断に
おいて“Yes"と判断され、今度はステップST8と異なっ
てトナーユニット交換表示ランプのみが点灯される（ST
10）。この場合、廃トナーボトルに溜まっている廃トナ
ーは少量であるから、廃トナーボトルを新品と交換しな
くてもプリントを再開できる様にシステムを構成してあ
る。即ち、ステップST9の“トナー無し”判断で“Yes"
となった場合は、トナーユニットをリセットするだけで
プリントを再開できる。従って、ここで再度、トナーユ
ニットを機体から脱装し、適度な振動を加えて内部の現
像剤を均した後、装着し直せば、トナーユニット交換待
ち表示ランプが消え、プリントが再開可能となる。

以上の様にして、２度目の“トナー無し”が検知され
た後も同一トナーユニットを繰り返して使用できる。し
かし、上述の操作を2,3度繰り返す内にトナー量が絶対
的に不足してくる為、最初の“トナー無し”が検知され
て廃トナーボトルが新品でないと判断されてからのプリ
ント枚数が100枚となるまでに、“トナー無し”の検知
を解消することができなくなり、トナーユニットが使用
不能となる。ここで、初めてトナーユニットの寿命と判
断し、トナーユニットを新品に交換する。

以上の様にして、廃トナーボトルの交換を怠ることな
く且つ過度に頻繁に交換せずに、トナーユニットを寿命
まで最大限に利用することができる。その結果、画像形
成装置のランニングコストが顕著に低減される。

尚、本考案は、上記の特定の実施例に限定されるべき
ものでなく、本考案の技術的範囲において種々の変形が
可能であることは勿論である。

例えば、本考案は、上記実施例の様にトナーの補充を
行なわずトナーユニット毎に交換する方式の画像形成装
置に限らず、現像器は据え付け型でトナーだけを例えば
カートリッジ式に補充する方式の画像形成装置にも有効
に適用することができる。

又、現像剤は磁性二成分現像剤に限らず、一成分現像
剤や非磁性現像剤を使用する場合にも、本考案は適用可
能である。

〔考案の効果〕

以上、詳細に説明した様に、本考案によれば、現像器
中にトナーが多少残っている状態でも“トナー無し”と
して検知し、検知対象の現像剤に対してその“トナー無
し”状態を最初に検知したら少なくとも廃トナーボトル
の交換を義務づけるトナー管理システムで、最初の“ト
ナー無し”を検知して廃トナーボトルの交換をした後の
所定の期間中に“トナー無し”を検知した際には、現像
器の交換か所定量のトナーの補充のみを指示する構成と
することにより、トナーを無駄無く有効に使用でき、且
つ、廃トナーボトルの交換を怠らず且つ過度にならない
様に的確に実施させることができる。その結果、メンテ
ナンス仕様が簡素化されランニングコストが低減された
画像形成装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としての光書込みプリンタの
全体構成を示す模式的断面図、第２図は上記光書込みプ
リンタに着脱するユニット部材を示す斜視図、第３図は
上記ユニット部材と廃トナーボトルとの関係を示す斜視
図、第４図は上記光書込みプリンタで実施されるトナー
管理動作を示すフローチャート図、第５図は上記トナー
管理動作で実施されるボトル識別動作を示すフローチャ
ート図、第６図は従来の画像形成装置を示す模式的断面
図である。 １…感光体ドラム ２…帯電器 ４…現像器 4e…トナーセンサ ６…クリーナ 21…廃トナーボトル 22…フォトセンサ Ｃ…プリンタ制御部 U1…ドラムユニット U2…トナーユニット

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】装置本体に配設され、トナーを収容し像担
   持体上の静電潜像をトナー現像する現像器と、 前記装置本体に着脱自在に設けてあり、像担持体上から
   回収した廃トナーを貯留する廃トナーボトルと、 前記現像器に収容したトナーの有無を検知してトナー有
   無検知信号を出力するトナーセンサと、 前記装置本体に装着してある前記廃トナーボトル内に存
   在するトナーが所定量以下の場合に新品と判断して新品
   か否かの検知信号を出力するボトル識別手段と、 前記トナーセンサから出力されたトナー無し検知信号に
   基づき前記現像器の交換若しくは前記現像器へのトナー
   の補充、及び前記廃トナーボトルの交換を同時に指示
   し、該指示が為された後に前記ボトル識別手段により新
   品ボトル検知信号が出力されるまで画像形成動作を禁止
   する制御手段とを備えた画像形成装置において、 前記制御手段は、前記廃トナーボトルが新品に交換され
   てから所定の期間中に前記トナー無し検知信号が出力さ
   れた際には、前記現像器の交換若しくは前記トナーの補
   充の指示のみを行なうことを特徴とする画像形成装置。