JP4811492B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
前記被記録媒体に転写されなかった廃トナーを収容する廃トナー容器と、
駆動源の駆動力を供給する駆動力供給機構と、
前記駆動力供給機構によって供給される駆動力により駆動され、前記廃トナー容器の外部から内部に、及び/又は前記廃トナー容器内の一方から他方に、前記廃トナーを移送する廃トナー移送手段と、
前記廃トナー移送手段と連動して周期的に変位する第1変位部と、
前記廃トナー容器内における前記廃トナーの蓄積状態に応じて変位する第2変位部と、
前記第1変位部の変位状態と前記第2変位部の変位状態との組み合わせに対応する検出結果を出力する検出手段と、
前記検出結果に基づいて、前記駆動力供給機構又は前記廃トナー移送手段に異常があるか否かと、前記廃トナー容器内において前記廃トナーが特定の蓄積状態に到達したか否か、とを区別可能に判断する判断手段とを備え、
前記検出手段は、間隔を有して対面する発光部と受光部とを有し、前記発光部と前記受光部との間に設けられる光路の遮蔽又は開放を検出するものであり、
前記第1変位部は、変位により前記光路を遮蔽する位置と開放する位置とを取り得る第1遮蔽部を有し、
前記第2変位部は、前記廃トナーが前記特定の蓄積状態に到達していない場合には、前記第1遮蔽部と一体的に変位して前記光路を遮蔽する位置と開放する位置とを取り得る一方、前記廃トナーが前記特定の蓄積状態に到達した場合には、前記第1遮蔽部から離反して前記光路を開放する位置に変位する第2遮蔽部を有し、
前記判断手段は、前記検出結果が周期的な変動のないものである場合、「前記駆動力供給機構又は前記廃トナー移送手段に異常がある」と判断し、
前記検出結果が周期的な変動のあるものである場合、「前記駆動力供給機構及び前記廃トナー移送手段に異常がない」と判断するとともに、前記検出結果における信号波形の1周期のパターンが前記第1遮蔽部及び前記第2遮蔽部の一体的な変位に基づく第1のパターンであれば、「廃トナーが特定の蓄積状態に到達していない」と判断する一方、前記検出結果における前記信号波形の1周期のパターンが前記第1遮蔽部のみの変位に基づき、かつ前記第1のパターンとは異なる第2のパターンであれば、「廃トナーが特定の蓄積状態に到達した」と判断することを特徴とする(請求項1)。
本発明の画像形成装置において、第1遮蔽部及び第2遮蔽部が当接したまま光路を遮蔽する際の遮蔽1回分の所要時間に対して、第1遮蔽部のみが光路を遮蔽する際の遮蔽1回分の所要時間が短くなるように、光路と対面する第1遮蔽部及び第2遮蔽部の大きさが設定されていることが望ましい。また、判断手段は、検出結果が周期的な変動のあるものである場合、検出結果における光路の遮蔽1回の継続時間が閾値より長ければ、「廃トナーが特定の蓄積状態に到達していない」と判断する一方、検出結果における光路の遮蔽1回の継続時間が閾値以下であれば、「廃トナーが特定の蓄積状態に到達した」と判断することが望ましい(請求項2)。
この構成によれば、検出手段は、第1、2遮蔽部が重なって周期的に変位する場合と、第1遮蔽部のみが周期的に変位する場合とで、容易に区別可能な差異のある検出結果を出力するので、判断手段による判断を一層正確に行える。また、上記の具体的な構成である判断手段を備えることにより、本発明の作用効果を確実に奏することができる。
図1に示すように、実施例の画像形成装置の一例としてのプリンタ1は、電子写真方式により被記録媒体としての用紙(OHPシート等を含む。)に複数色からなる画像を形成するカラーレーザプリンタである。図1では、紙面右側を装置の前側と規定し、紙面左側を装置の後側と規定する。また、装置を前側から見た場合に左手に来る側(紙面手前側)を左側と規定し、その反対側を右側と規定して、前後、左右及び上下の各方向を表示する。そして、図2〜図20に示す前後、左右及び上下の各方向は、全て図1に示す各方向に対応させて表示する。以下、図1に基づいて、プリンタ1が備える各構成要素について説明する。
ハウジング3は略箱状体であり、その内側にはフレーム部材(図示しない。)が設けられている。このフレーム部材には、給紙部20、画像形成部10、搬送ユニット30、定着器80及び廃トナー回収ユニット100等が組み付けられている。画像形成部10は、ハウジング3の略中央に位置する。
給紙部20は、ハウジング3の下方に着脱可能に収納された給紙トレイ21、給紙トレイ21の前端部上方に設けられて給紙トレイ21に載置された用紙を画像形成部10に給紙(搬送)する給紙ローラ22、及び用紙に所定の搬送抵抗を与えることで給紙ローラ22により給紙される用紙を1枚毎に分離する分離パッド23等を有している。
搬送ユニット30は、下方の給紙トレイ21と上方の画像形成部10との間に配置されており、搬送ベルト33及び転写ローラ73K、73Y、73M、73C等を有している。
画像形成部10は、カラー印刷が可能な、いわゆるダイレクトタンデム方式のものであり、4体のプロセスカートリッジ70K、70Y、70M、70C等及びスキャナ部60等を有している。スキャナ部60は、ハウジング3内部の最上方に配設されている。4体のプロセスカートリッジ70K、70Y、70M、70Cは、ブラック、イエロー、マゼンダ、シアンの4色のトナー(現像剤)に対応し、用紙搬送面33Aの上流から下流に向けて直列に配設されている。
スキャナ部60は、レーザ光源、ポリゴンミラー、fθレンズ及び反射鏡等を有している。そして、レーザ光源から発光されるレーザビームは、ポリゴンミラーで偏向されて、fθレンズを通過した後、反射鏡によって光路が折り返され、さらに、反射鏡によって光路が下方に屈曲されることにより、プロセスカートリッジ70K〜70Cのそれぞれに設けられた感光体ドラム71の表面上に照射され、静電潜像を形成するようになっている。
プロセスカートリッジ70K〜70Cは着色材としてのトナーの色が異なるのみで、その他は同一であるので、以下、プロセスカートリッジ70Cを例にその構造を説明する。
定着器80は、用紙の搬送経路Pにおいてプロセスカートリッジ70K〜70Cより下流側に配設されている。定着器80は、加熱ローラ81と加圧ローラ82とを有している。加熱ローラ81は、用紙の画像形成面側に配設されており、搬送ベルト33等と同期して回転し、用紙に転写されたトナーを加熱しつつ、用紙に搬送力を付与する。他方、加圧ローラ82は、用紙を挟んで加熱ローラ81と反対側に配設されており、用紙を加熱ローラ81側に押圧しながら従動回転する。これにより、定着器80は、用紙に転写されたトナーを加熱溶融させて用紙に定着させるとともに、用紙を搬送経路Pの下流側に搬送する。なお、搬送経路Pは、定着器80より下流側で、上方に向けて略U字形状にカーブしている。そして、搬送経路Pの最も下流側である排出トレイ5の直前には、画像が形成された用紙を排出トレイ5に排出する排出ローラ28、29が設けられている。
このような構成である実施例のプリンタ1では、以下のようにして、用紙に画像が形成される。すなわち、画像形成動作が開始されると、給紙部20及び搬送ユニット30が稼動して用紙が画像形成部10に搬送され、スキャナー部60、プロセスカートリッジ70K〜70C等が稼動する。そうすると、回転する感光体ドラム71の表面が帯電器72により一様に正帯電された後、スキャナ部60から照射されるレーザビームにより露光され、その結果、感光体ドラム71の表面に画像形成用データに対応する静電潜像が形成される。
プリンタ1が上述の画像形成動作を行う際、供給されたトナーの一部は、用紙に転写されないまま搬送ベルト33に付着して、不要なトナー(廃トナー)となる場合がある。そして、廃トナーが搬送ベルト33に付着したままで画像形成動作を行うと、用紙に廃トナーが再転写されてしまい、用紙にユーザが意図していない不要な画像が形成されてしまう。そこで、プリンタ1では、搬送ユニット30の下側に、搬送ベルト33に付着するトナーを除去する廃トナー回収ユニット100を備えている。以下、廃トナー回収ユニット100の詳細を説明する。
図14中、露光制御部201はスキャナ部60の動作を制御するものであり、高圧制御部202は、トナーカートリッジ70の動作、つまり感光ドラム71、トナー現像及び転写等の高電圧を制御するものである。パネル制御部203は、ユーザが設定操作する操作パネル(図示しない。)を制御するものであり、センサ制御部204は、光センサ144の発光部144A及び受光部144B等を制御するものであり、モータ制御部205は、プリンタ1に設けられた駆動源199の電動モータを制御するものである。
プリンタ1が起動されてウォームアップ運転が開始された場合、又はプリンタ1が待機状態から稼動状態に切り替わった場合、センサ制御部204が光センサ144の制御を開始するとともに、CPU208が、詳細を後述する判定プログラム(図16に示すステップS100〜S108)を開始する。また、モータ制御部205が駆動源199の制御を開始する。そうすると、駆動源199の駆動力が搬送ベルト33に伝達されて、搬送ベルト33が循環を開始するとともに、駆動力供給機構190から駆動力を供給されて、クリーニングローラ105、掻き取りローラ106、クランク軸108、格子状部材107及び搬送スクリュー109も回転又は変動する。これにより、搬送ベルト33に付着した廃トナーが廃トナー収容空間157A内に堆積し、その後、検出用空間157Bに搬送される。クリーニングローラ105、掻き取りローラ106、クランク軸108、格子状部材107及び搬送スクリュー109が、廃トナー移送手段に相当する。
CPU208は、図16に示す判定プログラム(ステップS100〜S108)を開始する。なお、判定プログラムは、プリンタ1の画像形成動作中等、駆動源199が作動して、駆動力供給機構190により駆動力が供給される間、CPU208により繰り返し実行される。まず、ステップS100において、光センサ144からの出力信号を受けてコンパレータ211が出力する信号波形を取得する。
実施例のプリンタ1は、上述の構成である廃トナー容器101と、駆動力供給機構190と、廃トナー移送手段105〜109を構成する搬送スクリュー109と、第1変位部110と、第2変位部120と、光センサ144と、判断手段S100〜S108とを備える。
W…廃トナー
101…廃トナー容器
199…駆動源
190…駆動力供給機構
105、106、107、108、109…廃トナー移送手段(105…クリーニングローラ、106…掻き取りローラ、107…格子状部材、108…クランク軸、109…搬送スクリュー)
110…第1変位部
120…第2変位部
144…検出手段(光センサ)
144A…発光部
144B…受光部
S100〜S108…判断手段
111…第1受動部
112…第1遮蔽部
113…第1接続部
121…第2受動部
122…第2遮蔽部
123…第2接続部
122A…第1遮蔽部が収まる切り欠き
157A、157B…廃トナー容器の内部空間(157A…廃トナー収容空間、157B…検出用空間)
102G、103G、102H、103H…仕切り壁
T…検出結果における光路の遮蔽1回の継続時間
T1…第1遮蔽部及び第2遮蔽部が当接したまま光路を遮蔽する際の遮蔽1回分の所要時間
T2…第1遮蔽部のみが光路を遮蔽する際の遮蔽1回分の所要時間
3…ハウジング
100…廃トナー回収ユニット
Claims (7)
- トナー像を被記録媒体に転写することにより前記被記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記被記録媒体に転写されなかった廃トナーを収容する廃トナー容器と、
駆動源の駆動力を供給する駆動力供給機構と、
前記駆動力供給機構によって供給される駆動力により駆動され、前記廃トナー容器の外部から内部に、及び/又は前記廃トナー容器内の一方から他方に、前記廃トナーを移送する廃トナー移送手段と、
前記廃トナー移送手段と連動して周期的に変位する第1変位部と、
前記廃トナー容器内における前記廃トナーの蓄積状態に応じて変位する第2変位部と、
前記第1変位部の変位状態と前記第2変位部の変位状態との組み合わせに対応する検出結果を出力する検出手段と、
前記検出結果に基づいて、前記駆動力供給機構又は前記廃トナー移送手段に異常があるか否かと、前記廃トナー容器内において前記廃トナーが特定の蓄積状態に到達したか否か、とを区別可能に判断する判断手段とを備え、
前記検出手段は、間隔を有して対面する発光部と受光部とを有し、前記発光部と前記受光部との間に設けられる光路の遮蔽又は開放を検出するものであり、
前記第1変位部は、変位により前記光路を遮蔽する位置と開放する位置とを取り得る第1遮蔽部を有し、
前記第2変位部は、前記廃トナーが前記特定の蓄積状態に到達していない場合には、前記第1遮蔽部と一体的に変位して前記光路を遮蔽する位置と開放する位置とを取り得る一方、前記廃トナーが前記特定の蓄積状態に到達した場合には、前記第1遮蔽部から離反して前記光路を開放する位置に変位する第2遮蔽部を有し、
前記判断手段は、前記検出結果が周期的な変動のないものである場合、「前記駆動力供給機構又は前記廃トナー移送手段に異常がある」と判断し、
前記検出結果が周期的な変動のあるものである場合、「前記駆動力供給機構及び前記廃トナー移送手段に異常がない」と判断するとともに、前記検出結果における信号波形の1周期のパターンが前記第1遮蔽部及び前記第2遮蔽部の一体的な変位に基づく第1のパターンであれば、「廃トナーが特定の蓄積状態に到達していない」と判断する一方、前記検出結果における前記信号波形の1周期のパターンが前記第1遮蔽部のみの変位に基づき、かつ前記第1のパターンとは異なる第2のパターンであれば、「廃トナーが特定の蓄積状態に到達した」と判断することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1遮蔽部及び前記第2遮蔽部が当接したまま前記光路を遮蔽する際の遮蔽1回分の所要時間に対して、前記第1遮蔽部のみが前記光路を遮蔽する際の遮蔽1回分の所要時間が短くなるように、前記光路と対面する前記第1遮蔽部及び前記第2遮蔽部の大きさが設定され、
前記判断手段は、前記検出結果が周期的な変動のあるものである場合、前記検出結果における前記光路の遮蔽1回の継続時間が閾値より長ければ、「廃トナーが特定の蓄積状態に到達していない」と判断する一方、前記検出結果における前記光路の遮蔽1回の継続時間が閾値以下であれば、「廃トナーが特定の蓄積状態に到達した」と判断する請求項1記載の画像形成装置。 - 前記第1変位部は、前記廃トナー移送手段と係合して駆動力を受ける第1受動部と、前記第1受動部を介して前記廃トナー移送手段と連動して周期的に上下方向に変位し、前記光路を遮蔽又は開放する前記第1遮蔽部と、前記第1受動部と前記第1遮蔽部とを一体に接続する第1接続部とからなり、
前記第2変位部は、廃トナーと接触する位置に設けられる第2受動部と、前記第2遮蔽部と、前記第2受動部と前記第2遮蔽部とを一体に接続する第2接続部とからなり、
前記第2受動部は、前記廃トナーが堆積するまでの間は前記第2遮蔽部の変位に伴う上下方向の変位が拘束されない一方、前記廃トナーが堆積すると、下方位置に保持されるように形成され、
前記第2遮蔽部は、前記第2受動部が前記第2遮蔽部の変位に伴う上下方向の変位が拘束されていない間は、自重により前記第1遮蔽部に対して上方から当接して、前記第1遮蔽部と一体的に上下方向に変位する一方、前記第2受動部が前記下方位置に保持されると、前記第1遮蔽部に対して上方に離反する位置で保持されるように形成されている請求項1又は2記載の画像形成装置。 - 前記光路に沿う方向の断面で見て、前記第2遮蔽部の片側面と下面とにわたって、前記第1遮蔽部が収まる切り欠きが形成されており、
前記第1遮蔽部は、前記切り欠きに収まった状態で、前記第2遮蔽部に対して前記光路と平行な方向にはみ出さない断面形状とされている請求項3記載の画像形成装置。 - 前記第2接続部は、前記第2受動部から前記廃トナーが移送される方向の下流側に向けて延びており、
前記第1遮蔽部及び前記第2遮蔽部は、前記第2受動部に対し、前記廃トナーが移送される方向の下流側に離れて配設されている請求項3又は4記載の画像形成装置。 - 前記第2受動部と、前記第1遮蔽部及び前記第2遮蔽部との間には、前記廃トナー容器の内部空間を、前記第2受動部側の空間と前記第1、2遮蔽部側の空間とに区画する仕切り壁が設けられている請求項5記載の画像形成装置。
- ハウジングを備え、
前記廃トナー容器、前記駆動力供給機構、前記廃トナー移送手段、前記第1変位部及び前記第2変位部は、前記ハウジングに対して着脱可能に設けられる廃トナー回収ユニットを構成し、
前記検出手段及び前記判断手段は、前記ハウジング側に設けられている請求項1乃至6のいずれか1項記載の画像形成装置。
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