JP5463309B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被転写材に画像を形成する画像形成装置に関する。

コピー機やプリンター等の画像形成装置には、被転写材としての用紙に対してトナーを付着させることにより画像を形成した後、用紙を加熱すると共に用紙を加圧することにより、画像を用紙に定着させるものがある。
このようなトナーを利用する画像形成装置では、装置内の温度が上昇することによって、トナー通路等においてトナーが溶融してトナー通路等の壁面等に固着する可能性がある。このようなトナーの溶融や固着を防止するために、画像形成装置には、装置内に温度センサーを配置すると共に、トナー通路内に攪拌装置を配置して、温度センサーによって検出される温度が所定の温度以上になった場合に、攪拌装置によってトナー通路内のトナーを攪拌するものがある（特許文献１参照）。

特開２００７−９３６３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、温度センサーから出力される信号を制御部に伝送するためのハーネスが必要になる。このため、特許文献１に記載された発明は実現すると、コストが上昇する。

本発明は、製品のコストが上昇することを抑えつつ、トナー通路においてトナーが固着することにより生じる不具合を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、トナー通路部と、前記トナー通路部に回転可能に配置され、回転することによってトナーを攪拌する攪拌部と、前記トナー通路部を冷却する冷却部と、制御信号を出力する制御部と、前記制御信号に基づいて前記攪拌部を回転させると共に、前記攪拌部の回転が定常回転に到達すると所定の信号を前記制御部に対して出力する駆動部と、を備え、前記制御部は、前記駆動部を駆動させるよう前記制御信号を出力してから前記所定の信号を受け付けるまでの時間が第１時間以上の場合に、前記トナー通路部を冷却するよう冷却部を制御すると共に、前記攪拌部の回転を継続させるよう前記駆動部に前記制御信号を出力する画像形成装置に関する。

画像形成装置は、表示部をさらに備え、前記制御部は、前記制御信号を出力してから前記所定の信号を受け付けるまでの時間が前記第１時間よりも長い第２時間以上の場合には、前記表示部に警告を表示させることが好ましい。

また、画像形成装置は、像担持体又は中間転写ベルトからトナーを取り除くクリーニング部と、クリーニング部によって像担持体又は中間転写ベルトから取り除かれたトナーを収容する収容部と、を備え、前記トナー通路部は、前記クリーニング部と前記収容部とを接続するように配置されることが好ましい。

本発明は、製品のコストが上昇することを抑えつつ、トナー通路においてトナーが固着することにより生じる不具合を抑制する画像形成装置を提供することができる。

画像形成装置の一実施形態に係るコピー機の全体構成を説明するための図である。 クリーニング部の概略構成を説明する斜視図である。 トナー通路及び攪拌部について説明するための図である。 コピー機の機能構成を示すブロック図である。 コピー機の動作について説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の画像形成装置の一実施形態に係るコピー機について説明する。まず、コピー機１の全体構成について説明する。図１は、画像形成装置の一実施形態に係るコピー機１の全体構成を説明するための図である。

コピー機１は、原稿搬送部１０と、原稿読取部２０と、用紙搬送部３０と、画像形成部４０と、転写部５０と、定着部６０とを備える。
原稿搬送部１０は、ＡＤＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）であり、原稿載置部１１と、第１送りローラー１２と、ガイド１３と、タイミングローラー対１４と、原稿排出部１５とを備える。第１送りローラー１２は、原稿載置部１１に載置された原稿Ｇを１枚ずつ順にタイミングローラー対１４に供給する。タイミングローラー対１４は、原稿読取部２０が原稿Ｇの画像を読み取るタイミングと、原稿Ｇの画像が原稿読取部２０によって読み取られる位置（ガイド１３が配置されている位置）に原稿Ｇを供給するタイミングとを合わせるために、原稿Ｇの搬送又は原稿Ｇの搬送停止を行う。ガイド１３は、搬送された原稿Ｇを後述する第１読取面２１ａに導く。原稿排出部１５は、原稿読取部２０によって画像が読み取られた（ガイド１３を通過した）原稿Ｇをコピー機本体２の外部に排出する。
原稿排出部１５におけるコピー機本体２の外側には、原稿集積部１６が形成される。原稿集積部１６には、原稿排出部１５から排出された原稿Ｇが積層して集積される。

原稿読取部２０は、第１読取面２１ａと、第２読取面２２ａとを備える。第１読取面２１ａは、ガイド１３に対向して配置された第１コンタクトガラス２１の上面に沿って形成され、原稿Ｇの画像を読み取る面となる。第２読取面２２ａは、第１読取面２１ａに隣接して（図１に示す場合では、第１読取面２１ａの右側の大部分に亘って）配置される。第２読取面２２ａは、原稿搬送部１０を用いずに原稿Ｇの画像を読み取る場合に用いられる。第２読取面２２ａは、原稿Ｇが載置される第２コンタクトガラス２２の上面に沿って形成され、原稿Ｇの画像を読み取る面となる。

また、原稿読取部２０は、照明部２３と、第１ミラー２４と、第２ミラー２５と、第３ミラー２６と、結像レンズ２７と、撮像部２８とを備える。照明部２３と第１ミラー２４とは、それぞれ副走査方向Ｘに移動する。第２ミラー２５と第３ミラー２６とは、図１において照明部２３及び第１ミラー２４の左側に配置される。さらに、第２ミラー２５及び第３ミラー２６は、第１ミラー２４と、第２ミラー２５と、第３ミラー２６と、結像レンズ２７とを介した第１読取面２１ａ又は第２読取面２２ａから撮像部２８までの距離（光路長）を一定に保ちつつ、それぞれ副走査方向Ｘに移動する。

照明部２３は、原稿Ｇに光を照射する光源である。第１ミラー２４、第２ミラー２５及び第３ミラー２６は、光路長を一定に保ちつつ、原稿Ｇによって反射された光を結像レンズ２７に導くためのミラーである。結像レンズ２７は、第３ミラー２６から入射した光を撮像部２８に結像させる。撮像部２８は、入射された光を電気信号に変換することにより、結像された光像に基づいて画像データを得るための撮像素子であり、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサーである。

用紙搬送部３０は、第２送りローラー３１と、第３送りローラー３２と、レジストローラー対３３と、用紙排出部３４とを備える。第２送りローラー３１は、給紙カセット３６に収容される用紙Ｔ（被転写材）を転写部５０に供給する。第３送りローラー３２は、手差しトレイ３７に載置される用紙Ｔ（被転写材）を転写部５０に供給する。レジストローラー対３３は、転写部５０にトナー画像が形成されるタイミングと、転写部５０に用紙Ｔを供給するタイミングとを合わせるために、用紙Ｔの搬送又は用紙Ｔの搬送停止を行う。また、レジストローラー対３３は、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正を行う。用紙排出部３４は、トナー画像が定着された用紙Ｔをコピー機本体２の外部に排出する。
用紙排出部３４におけるコピー機本体２の外側には、排紙集積部３５が形成される。排紙集積部３５には、用紙排出部３４から排出された用紙Ｔが積層して集積される。

画像形成部４０は、感光体ドラム４１と、帯電部４２と、レーザースキャナユニット４３と、現像器４４と、クリーニング部４５と、トナーカートリッジ４６と、１次転写ローラー４７と、中間転写ベルト４８と、対向ローラー４９とを備える。
感光体ドラム４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ）は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローそれぞれのトナー画像を形成するために、感光体又は像担持体として機能する。各感光体ドラム４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの周囲には、感光体ドラム４１の回転方向に沿って上流側から下流側へ順に、帯電部４２と、レーザースキャナユニット４３と、現像器４４と、クリーニング部４５とが配置される。帯電部４２は、感光体ドラム４１の表面を帯電させる。レーザースキャナユニット４３は、感光体ドラム４１の表面から離れて配置され、原稿読取部２０によって読み取られた原稿Ｇに関する画像データに基づいて感光体ドラム４１の表面を走査露光する。これにより、感光体ドラム４１の表面には、露光された部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。現像器４４は、感光体ドラム４１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像することでトナー画像を形成する。クリーニング部４５は、除電器（図示せず）によって感光体ドラム４１の表面が除電された後のその表面に残るトナー等を除去する。
トナーカートリッジ４６は、現像器４４に供給される各色のトナーを収容する。トナーカートリッジ４６と現像器４４とは、トナー供給路（図示せず）により接続されている。

１次転写ローラー４７（４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ）は、中間転写ベルト４８における各感光体ドラム４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄとは反対側にそれぞれ配置される。中間転写ベルト４８は、画像形成部４０及び転写部５０を通過するベルトである。中間転写ベルト４８の一部分は、各感光体ドラム４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄと各１次転写ローラー４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄとの間に挟み込まれ、各感光体ドラム４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの表面に形成されたトナー画像が１次転写される。対向ローラー４９は、環状形状の中間転写ベルト４８の内側に配置され、中間転写ベルト４８を図１に示す矢印Ａ方向に進行させるための駆動ローラーである。
中間転写ベルト４８には、クリーニング部１００が配置される。クリーニング部１００の詳細については、後述する。

転写部５０は、２次転写ローラー５１を備える。２次転写ローラー５１は、中間転写ベルト４８における対向ローラー４９とは反対側に配置され、中間転写ベルト４８の一部分を対向ローラー４９との間に挟みこむ。さらに、２次転写ローラー５１は、中間転写ベルト４８に１次転写されたトナー画像を用紙Ｔに２次転写させる。

定着部６０は、加熱回転体６１と、加圧回転体６２とを備える。加熱回転体６１と加圧回転体６２とは、トナー画像が２次転写された用紙Ｔを挟み込んで、トナーを溶融及び加圧し、そのトナーを用紙Ｔに定着させる。

次に、中間転写ベルト４８に配置されるクリーニング部１００について説明する。図２は、クリーニング部１００の概略構成を説明する斜視図である。図３は、トナー通路（トナー通路部）１１１及び攪拌部１１２について説明するための図である。
図２に示すように、クリーニング部１００は、クリーニングブラシ１０１と、回収ローラー１０２と、ブレード１０３とを備える。
クリーニングブラシ１０１は、中間転写ベルト４８の表面に接触するよう配置され、表面に形成又は転写されたトナー画像を構成するトナー又は用紙Ｔに転写されずに残存したトナーを除去する。クリーニングブラシ１０１は、矢印Ｂ方向に回転可能となっている。

回収ローラー１０２は、クリーニングブラシ１０１を挟んで中間転写ベルト４８と対向した位置に配置される。回収ローラー１０２は、クリーニングブラシ１０１に接触し、クリーニングブラシ１０１により除去されたトナーを回収する。回収ローラー１０２は、矢印Ｃ方向に回転可能に配置される。
ブレード１０３は、回収ローラー１０２に接触し、回収ローラー１０２により回収されたトナーを掻き取る。ブレード１０３によって掻き取られたトナーは、ブレード１０３の下方に配置されるトナー通路（トナー通路部）１１１に落下する。

トナー通路１１１は、クリーニング部１００と収容部１１０（図３参照）とを接続するように配置される。収容部１１０は、クリーニング部１００によって中間転写ベルト４８から取り除かれたトナーを収容する。
また、図３に示すように、トナー通路１１１には、攪拌部１１２が配置される。攪拌部１１２は、トナー通路１１１に回転可能に配置され、且つ、回転することによってトナーを攪拌する。さらに、攪拌部１１２は、トナー通路１１１に落下したトナーを搬送方向の下流側に搬送する。図３に示す場合には、攪拌部１１２は、トナーを矢印Ｄ方向に搬送して、収容部１１０に落下させる。このような攪拌部１１２は、例えば、軸１１２ａと、その軸１１２ａの周囲に配置されたフィン１１２ｂとを備えるスクリュー部材から構成される。

攪拌部１１２には、駆動部としてのモーター１１３が接続される。モーター１１３は、制御部９０から出力された制御信号に基づいて攪拌部１１２を回転させる。また、モーター１１３は、攪拌部１１２の回転が定常回転に到達すると所定の信号（レディー信号）を出力する。レディー信号は、制御部９０に入力される。

なお、感光体ドラム４１に付着したトナーを除去するクリーニング部４５と、収容部１１０とを接続するように配置されるトナー通路（トナー通路部）（図示せず）についても、上述した攪拌部１１２とモーター１１３と同様の構成の攪拌部（図示せず）及びモーター（図示せず）が配置される。

次に、コピー機１の機能構成について説明する。図４は、コピー機１の機能構成を示すブロック図である。
コピー機１は、上述した構成要素（原稿搬送部１０、原稿読取部２０、用紙搬送部３０、画像形成部４０、転写部５０及び定着部６０）を備える。用紙搬送部３０、画像形成部４０、転写部５０及び定着部６０によりエンジン部３が構成される。なお、図１を用いて説明した構成要素については、その説明を省略する。
さらに、コピー機１は、上述した機能構成に加えて、操作部７０と、記憶部８０と、計時部１２０と、冷却部１３０と、制御部９０とを備える。

操作部７０は、表示部としてのタッチパネル７１、テンキー（図示せず）、及びスタートキー（図示せず）等を備える。タッチパネル７１は、種々の機能（一例として、印刷倍率の設定機能や、複数のページを１枚の用紙Ｔに割り付ける機能（２ｉｎ１等））が割り当てられた複数のキー等を表示する。タッチパネル７１に表示されたキーは、種々の機能のうちのいずれかをコピー機１に実行させるために操作される。テンキーは、印刷部数等の数字を入力するために操作される。スタートキーは、印刷を実行させるために操作される。操作部７０は、いずれかのキーが操作されることにより、このキーが操作されたことを表す信号を制御部９０に供給する。

記憶部８０は、ハードディスクや半導体メモリー等から構成される。記憶部８０は、原稿読取部２０によって読み取られた原稿Ｇに基づく画像データを記憶する。また、記憶部８０は、コピー機１において利用される制御プログラム、及びこの制御プログラムによって利用されるデータ等を記憶する。

計時部１２０は、所定の時間間隔に到達したか否かを判断するために、計時を行う（第１計時）。また、計時部１２０は、モーター１１３を駆動させるために制御部９０から制御信号が出力されると、計時を開始する（第２計時）。
冷却部１３０は、トナー通路１１１を冷却するために、トナー通路１１１の近傍に配置される。冷却部１３０は、例えば、空冷ファンから構成される。

制御部９０は、原稿搬送部１０、原稿読取部２０、エンジン部３、操作部７０等を制御する。

また、制御部９０は、モーター１１３を駆動させるよう制御信号を出力してからレディー信号を受信するまでの時間Ｔｒが第１時間Ｔ１以上の場合に、トナー通路１１１を冷却するよう冷却部１３０を制御すると共に、攪拌部１１２の回転を継続させるようモーター１１３に制御信号を出力する。

すなわち、制御部９０は、モーター１１３からレディー信号を受信したときに計時部１２０において計時される時間を参照して、その時間が第１時間Ｔ１以上であるか否かを判断する。その時間（時間Ｔｒ）が第１時間Ｔ１以上である場合には、トナー通路１１１にあるトナーが熱によって溶融して固着しかかっているために、攪拌部１１２が回転し難くなっている（モーター１１３が回転し難くなっている）可能性がある。このため、制御部９０は、その時間（時間Ｔｒ）が第１時間Ｔ１以上であると判断した場合に、トナーを溶融し難くするために、冷却部１３０に制御信号を送信してトナー通路１１１を冷却させる。さらに、制御部９０は、トナー通路１１１においてトナーが固着して通路を塞ぐのを防止するために、モーター１１３に制御信号を送信して、モーター１１３の駆動を継続させる（攪拌部１１２の回転を継続させる）。

さらに、制御部９０は、モーター１１３を駆動させるよう制御信号を出力してから所定の信号を受信するまでの時間が第１時間よりも長い第２時間以上の場合には、タッチパネル７１に警告を表示するよう制御する。

すなわち、制御部９０は、モーター１１３からレディー信号を受信したときに計時部１２０において計時される時間を参照して、その時間が第２時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以上であるか否かを判断する。その時間（時間Ｔｒ）が第２時間Ｔ２以上である場合には、トナー通路１１１にあるトナーが熱によって溶融して固着したため、上記の時間Ｔ１以上の場合に比べて攪拌部１１２が回転し難い状態（モーター１１３が回転し難い状態）、又は、攪拌部１１２が回転しない状態（モーター１１３が回転しない状態）になっている。このため、制御部９０は、その時間（時間Ｔｒ）が第２時間Ｔ２以上であると判断した場合に、トナー通路１１１の点検や交換を促すための警告をタッチパネル７１に表示させる。

なお、上述した第１時間Ｔ１及び第２時間Ｔ２は、攪拌部１１２やモーター１１３の構成に応じて適宜設定される。
また、制御部９０の上述した制御は、計時部１２０によって計時される時間（第１計時）が所定の時間間隔に到達する毎に行われる。

次に、本実施形態におけるコピー機１の動作について説明する。図５は、コピー機１の動作について説明するためのフローチャートである。

ステップＳＴ１において、制御部９０は、計時部１２０において計時される時間（第１計時）が所定の時間間隔に到達したか否かを判断する。所定の時間間隔に到達していない場合（Ｎｏ）には、ステップＳＴ１の判断が再度行われる。所定の時間間隔に到達した場合（Ｙｅｓ）には、処理は、ステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２において、制御部９０は、制御信号を出力して、モーター１１３を駆動させる。このとき、計時部１２０は、計時（第２計時）を開始する。

ステップＳＴ３において、制御部９０は、計時部１２０が第２計時を開始してから、モーター１１３からレディー信号を受信するまでの時間Ｔｒが第１時間Ｔ１以上であるか否かを判断する。時間Ｔｒが第１時間Ｔ１未満である場合（Ｔ１＞Ｔｒ）には、処理は、終了する。時間Ｔｒが第１時間Ｔ１以上である場合（Ｔ１≦Ｔｒ）には、処理は、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４において、制御部９０は、計時部１２０が第２計時を開始してから、モーター１１３からレディー信号を受信するまでの時間Ｔｒが第２時間Ｔ２（Ｔｒ＜Ｔ２）以上であるか否かを判断する。時間Ｔｒが第２時間Ｔ２未満である場合（Ｔ２＞Ｔｒ）には、処理は、ステップＳＴ５に進む。時間Ｔｒが第２時間Ｔ２以上である場合（Ｔ２≦Ｔｒ）には、処理は、ステップＳＴ６に進む。

ステップＳＴ５において、制御部９０は、冷却部１３０に対して制御信号を出力することにより、冷却部１３０によってトナー通路１１１を冷却させる。さらに、制御部９０は、モーター１１３に対して制御信号を出力することにより、モーター１１３の駆動を継続させる。すなわち、制御部９０は、攪拌部１１２によってトナーの攪拌を行わせる。
なお、冷却部１３０によるトナー通路１１１の冷却と、攪拌部１１２によるトナーの攪拌とは、モーター１１３からレディー信号を受信後に制御部９０が制御信号を出力した後所定の時間行われる。

ステップＳＴ６において、制御部９０は、トナー通路１１１の点検又は交換を行うように促すための警告をタッチパネル７１に表示させる。この場合、攪拌部１１２によるトナーの攪拌は、停止される。

以上説明したように、本実施形態のコピー機１によれば、以下の効果が奏される。
すなわち、本実施形態のコピー機１は、モーター１１３を駆動させるよう制御信号を出力してからレディー信号を受信するまでの時間が第１時間Ｔ１以上の場合に、冷却部１３０によってトナー通路１１１を冷却させると共に、攪拌部１１２の回転を継続させる。なお、トナー通路１１１は、クリーニング部１００と収容部１１０とを接続するように配置される。したがって、コピー機１は、トナー通路１１１においてトナーが固着する可能性を低くすることができる。すなわち、トナー通路１１１においてトナーが固着することにより生じる不具合を抑制することができる。また、攪拌部１１２やモーター１１３は、従来からコピー機１に搭載されているものである。このため、コピー機１は、コストが上昇することを抑えた上で上記効果を奏することができる。

また、コピー機１は、モーター１１３を駆動させるよう制御信号を出力してからレディー信号を受信するまでの時間が第１時間Ｔ１よりも長い第２時間Ｔ２以上の場合には、タッチパネル７１に警告を表示するよう制御する。これにより、コピー機１は、トナー通路１１１においてトナーが固着している可能性があるため、トナー通路１１１の点検やトナー通路１１１の交換をユーザに促すことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、種々の形態で実施することができる。
本実施形態のコピー機１は、カラーコピー機であるが、この形態に限定されることはなく、モノクロコピー機であってもよい。
また、本実施形態のコピー機１は、中間転写ベルト４８を介して用紙Ｔにトナー画像を転写している（間接転写方式）が、この形態に限定されることはなく、感光体ドラムに形成されたトナー画像を直接に用紙Ｔに転写してもよい（直接転写方式）。
また、本実施形態のコピー機１は、用紙Ｔの片面を印刷する構成であるが、これに限定されることはなく、用紙の両面を印刷する構成であってもよい。

また、本発明の画像形成装置は、上述したコピー機１に限定されることはない。すなわち、本発明の画像形成装置は、コピー機能、ファクシミリ機能、プリンター機能及びスキャナ機能を備える複合機であってもよく、ファクシミリやプリンターであってもよい。
また、本発明の画像形成装置によってトナー画像が定着される被転写材は用紙Ｔに限定されることはなく、例えば、ＯＨＰ（オーバヘッドプロジェクター）シート等のフィルムシートであってもよい。

１…コピー機（画像形成装置）、７１…タッチパネル（表示部）、９０…制御部、１００…クリーニング部、１１０…収容部、１１１…トナー通路（トナー通路部）、１１２…攪拌部、１１３…モーター（駆動部）、１３０…冷却部

Claims (3)

1. トナー通路部と、
   前記トナー通路部に回転可能に配置され、回転することによってトナーを攪拌する攪拌部と、
   前記トナー通路部を冷却する冷却部と、
   制御信号を出力する制御部と、
   前記制御信号に基づいて前記攪拌部を回転させると共に、前記攪拌部の回転が定常回転に到達すると所定の信号を前記制御部に対して出力する駆動部と、を備え、
   前記制御部は、前記駆動部を駆動させるよう前記制御信号を出力してから前記所定の信号を受け付けるまでの時間が第１時間以上の場合に、前記トナー通路部を冷却するよう冷却部を制御すると共に、前記攪拌部の回転を継続させるよう前記駆動部に前記制御信号を出力する
   画像形成装置。
2. 表示部をさらに備え、
   前記制御部は、前記制御信号を出力してから前記所定の信号を受け付けるまでの時間が前記第１時間よりも長い第２時間以上の場合には、前記表示部に警告を表示させる
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 像担持体又は中間転写ベルトからトナーを取り除くクリーニング部と、
   クリーニング部によって像担持体又は中間転写ベルトから取り除かれたトナーを収容する収容部と、を備え、
   前記トナー通路部は、前記クリーニング部と前記収容部とを接続するように配置される
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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