以下の説明及び図面においては、同一の部品には同一の参照符号及び名称を付してある
。それらの機能も同様である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
[画像形成装置1A]
〈ハードウェア構成〉
図1及び図2を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置1Aは、例えば、複写機、プリンタ及びファクシミリ装置として機能する複合機である。画像形成装置1Aは、スキャナ部22等によって読み込まれた画像データ、又は図5に示すクライアントパーソナルコンピュータ(以下、「クライアントPC」という)1120等の外部装置から伝送される画像データに基づいて、電子写真方式によって、回転駆動される感光体ドラム3上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を、帯電性のトナーと磁性キャリアとの2成分が混合され帯電された現像剤によってトナー像として可視像化した後、用紙Pに転写してモノクロ(単色)画像として出力する。
画像形成装置1Aは、感光体ドラム3を有する画像形成部14と、感光体ドラム3上に形成されたトナー像を用紙Pに直接的又は間接的に転写する転写機構10と、用紙P上に転写されたトナー像を用紙Pに定着させる定着ユニット6と、を含む。
画像形成装置1Aはさらに、用紙収容部8として機能し、用紙Pを複数枚積載可能な多段給紙カセット1000,1002,1004と、この多段給紙カセット1000,1002,1004から供給される用紙Pを画像形成部14に搬送する用紙搬送部59と、画像形成部14で印刷された用紙Pを定着ユニット6へ搬送する用紙搬送装置7とを備えている。
画像形成装置1Aは、図1に示すように、主として、露光ユニット1、現像装置2、トナー供給装置30、感光体ドラム3、帯電器4、除電装置41、廃トナー回収装置500、定着ユニット6、用紙搬送装置7、多段給紙カセット1000,1002,1004、排紙トレイ9及び転写機構10等を備える装置本体1A1と、自動原稿搬送装置1A2と、を含む。
装置本体1A1の上面部には、原稿を載置するための透明ガラスからなる原稿載置台21が設けられ、この原稿載置台21に対して自動原稿搬送装置1A2が開閉可能に装置本体1A1に取り付けられている。
原稿載置台21の下方には、原稿の画像情報を読取るスキャナ部22が設けられ、このスキャナ部22の下方には、露光ユニット1、現像装置2、感光体ドラム3、帯電器4、除電装置41、及び廃トナー回収装置500等を含む画像形成部14、転写機構10、定着ユニット6、用紙搬送装置7、並びに、排紙トレイ9、が配設されている。
露光ユニット1は、帯電器4によって均一に帯電された感光体ドラム3の表面に、後述する画像処理部1112から出力される画像データに応じたレーザ光を照射して露光することによって、感光体ドラム3の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。露光ユニット1は、スキャナ部22の直下であって、かつ、感光体ドラム3の上方に配置される。露光ユニット1には、レーザ照射部11及び反射ミラー12を備えるレーザスキャニングユニット(以下「LSU」と記す。)13A,13Bが採用されている。本実施の形態では、高速印刷処理を行うために、複数のレーザ光を用い、レーザ素子1個当りの照射タイミングの増加を低減する手法(2ビーム手法)を採用するものとする。なお、本実施の形態では、露光ユニット1にLSU13A,13Bを用いているが、これに代えて、例えば、EL(Electro Luminescence)又はLED(Light Emitting Diode)書込ヘッド等の、発光素子をアレイ状に並べたものを用いてもよい。
感光体ドラム3は、略円筒形状の部材である。感光体ドラム3は、露光ユニット1の下方に配設され、駆動装置(図示せず。)及び図5に示す制御装置1100によって所定方向(図中の矢印A方向)に回転するように制御される。図2を参照して、この感光体ドラム3の周囲には、その外周面に沿って、用紙剥離爪31、廃トナー回収装置500、電界発生部としての帯電器4、現像装置2、及び、除電装置41が、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム回転方向下流側に向かって、この順に配置される。
用紙剥離爪31は、ソレノイド32により感光体ドラム3の外周面に接離可能に配置される。用紙剥離爪31は、感光体ドラム3の外周面に当接した状態で、感光体ドラム3上の未定着トナー像を用紙Pに転写する際に、感光体ドラム3の表面に張り付いた用紙Pを剥離するものである。なお、用紙剥離爪31の駆動装置としては、ソレノイド32に代えて駆動用モータ等を採用してもよい。また、その他の駆動装置の選択も可能である。
現像装置2は、感光体ドラム3上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものである。この現像装置2の下方であって、用紙搬送方向上流側には、レジストローラ15が配置される。
トナー供給装置30は、現像装置2に隣接して配置されており、トナーが充填されたトナー容器300から排出されるトナーを一時的に中間ホッパ部33に貯留してから現像装置2に供給する。
帯電器4は、感光体ドラム3の上方においてその外周面に近接して配置されており、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させる。なお、本実施の形態では、チャージャー型の帯電器4を使用しているが、接触型のローラ方式及びブラシ方式等によるものを代用してもよい。
除電装置41は、感光体ドラム3の外周面下部に近接して配置されており、感光体ドラム3の表面に形成されたトナー像を用紙Pに転写し易くするために、この感光体ドラム3の表面電位を低下させる。なお、本実施の形態では、除電装置41は、除電電極を用いて構成されているが、代替的に除電ランプ及びその他の方式によって除電するようにしてもよい。
廃トナー回収装置500は、現像及び画像転写後において感光体ドラム3の表面に残留した廃トナー、紙粉、及び粉塵等を除去し回収するものである。廃トナー回収装置500は、感光体ドラム3を挟んで現像装置2と略対向する位置であって、かつ感光体ドラム3の側方(図1及び図2において左側)に、略水平に配置される。廃トナー回収装置500の詳細については後述する。
上述したように、感光体ドラム3上で顕像化された静電像は、静電像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙P上に転写機構10によって印加されることで、用紙P上に転写される。例えば、静電像が(−)極性の電荷を有しているときは、転写機構10の印加極性は(+)極性となる。
転写機構10は、駆動ローラ101と、従動ローラ102と、駆動ローラ101、従動ローラ102及び他のローラに巻き掛けられる転写ベルト103と、を備え、これらをユニット化した転写ベルト式ユニットとして構成される。転写ベルト103は、所定の抵抗値(本実施の形態では、1×109〜1×1013Ω・cmの範囲)を有し、感光体ドラム3の下方において転写ベルト103の表面が感光体ドラム3の外周面の一部と接触するように配置される。この転写ベルト103は、用紙Pを感光体ドラム3に押圧しながら搬送する。
感光体ドラム3と転写ベルト103との接触部104には、駆動ローラ101及び従動ローラ102とは異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラ105が配置される。
弾性導電性ローラ105は、弾性ゴム及び発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この弾性導電性ローラ105が弾性を有することで、感光体ドラム3と転写ベルト103とが線接触でなく、転写ニップと呼ばれる所定の幅を有する面接触となるので、搬送される用紙Pへの転写効率を向上させることができる。
さらに、転写ベルト103の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Pが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行なうための除電ローラ106が転写ベルト103の背面側に配置されている。
転写機構10はさらに、転写ベルト103の残留トナーによる汚れを除去する転写ベルトクリーニングユニット107と、転写ベルト103の除電を行なう複数の除電機構108と、を含む。この除電機構108に用いられる除電手法としては、装置を介して接地する手法、又は、積極的に転写電界の極性に対して逆極性の電界を印加する手法がある。
転写機構10で用紙P上に転写された静電像(未定着トナー)は、定着ユニット6に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙P上に定着される。
定着ユニット6は、加熱ローラ6A及び加圧ローラ6Bを含む。加熱ローラ6Aの内部には、加熱ローラ6A表面を所定温度(定着設定温度:概ね160℃〜200℃)とする熱源614が設けられている。加熱ローラ6Aの外周には、用紙剥離爪611、サーミスター612、及び、加熱ローラ6Aの外周部をクリーニングする定着ローラクリーニングユニット613が配置される。
加圧ローラ6Bの両端部には、加熱ローラ6Aに対し所定圧量で加圧ローラ6Bを圧接させることを可能にする加圧部材621が配置される。加圧ローラ6Bの外周には、用紙剥離爪622及びローラ表面クリーニング部材623が配置される。
定着ユニット6は、いわゆる定着ニップ部と呼ばれる、加熱ローラ6Aと加圧ローラ6Bとの圧接部600において、搬送される用紙P上の未定着トナーを加熱ローラ6Aにより加熱して溶融し、加熱ローラ6Aと加圧ローラ6Bとの圧接力による用紙P上への投鋲作用によって、未定着トナーを用紙上に定着する。
定着ユニット6の用紙搬送方向下流側には、用紙Pを定着ユニット6の内外に向かって搬送する搬送ローラ16が設けられている。この搬送ローラ16の用紙搬送方向下流側には、用紙Pを排紙トレイ9に排紙する排紙ローラ17が設けられている。
多段給紙カセット1000,1002,1004は、図1に示すように、互いにサイズの異なる用紙Pを複数枚蓄積しておくためのカセットであり、画像形成部14の下方に配置される。第1のカセット1000は、高速印刷処理を行うために、定型サイズの用紙Pを500〜1500枚収納可能である。
用紙搬送部59は、多段給紙カセット1000,1002,1004から用紙Pを画像形成部14に至る用紙搬送路に給紙するための3つの給紙系を備えている。
第1の給紙系は、最上段の第1の給紙カセット1000内の用紙Pを用紙搬送路に1枚ずつ給紙するために、ピックアップローラ1006と、上下に対をなし捌きローラとして機能する給紙ローラ1008及び分離ローラ1010とを含み、これらローラ1006,1008,1010の回転により第1の給紙カセット1000内に積載収容される用紙Pを最上層から1枚ずつピックアップして用紙搬送路に給紙する。ピックアップローラ1006、給紙ローラ1008及び分離ローラ1010は、第1の給紙カセット1000の用紙排出側端部に配置される。これらローラ1006,1008,1010の動作によって第1の給紙カセット1000内から用紙搬送路に給紙される用紙Pは、途中の複数組の搬送ローラ対の回転によって用紙搬送路の終端部に位置するレジストローラ15に向かって搬送される。
第2の給紙系は、中段の第2の給紙カセット1002内の用紙Pを用紙搬送路に1枚ずつ給紙するために、ピックアップローラ1012と、上下に対をなし捌きローラとして機能する給紙ローラ1014及び分離ローラ1016とを含み、これらローラ1012,1014,1016の回転により第2の給紙カセット1002内に積載収容される用紙Pを最上層から1枚ずつピックアップして用紙搬送路に給紙する。ピックアップローラ1012、給紙ローラ1014及び分離ローラ1016は、第2の給紙カセット1002の用紙排出側端部に配置される。これらローラ1012,1014,1016の動作によって第2の給紙カセット1002内から用紙搬送路に給紙される用紙Pは、途中の複数組の搬送ローラ対の回転によって用紙搬送路の終端部に位置するレジストローラ15に向かって搬送される。
第3の給紙系は、最下段の第3の給紙カセット1004内の用紙Pを用紙搬送路に1枚ずつ給紙するために、ピックアップローラ1018と、上下に対をなし捌きローラとして機能する給紙ローラ1020及び分離ローラ1022とを含み、これらローラ1018,1020,1022の回転により第3の給紙カセット1004内に積載収容される用紙Pを最上層から1枚ずつピックアップして用紙搬送路に給紙する。ピックアップローラ1018、給紙ローラ1020及び分離ローラ1022は、第3の給紙カセット1004の用紙排出側端部に配置される。これらローラ1018,1020,1022の動作によって第3の給紙カセット1004内から用紙搬送路に給紙される用紙Pは、途中の複数組の搬送ローラ対の回転によって用紙搬送路の終端部に位置するレジストローラ15に向かって搬送される。
レジストローラ15は、多段給紙カセット1000,1002,1004各々から供給される用紙Pを、用紙Pの先端と感光体ドラム3上のトナー像とを整合して感光体ドラム3と転写ベルト103との間に搬送するように、図示しない駆動装置及び図5に示す制御装置1100によってその動作が制御される。
装置本体1A1の一側面(図1において右側の側面)には、複数種類の用紙を大量に収納可能な自動給紙カセット81が接続される。自動給紙カセット81の上方には、主に不定型サイズの用紙に対する印刷等に対応する手差しトレイ82が設けられる。これら自動給紙カセット81及び手差しトレイ82からも、画像形成部14に対して用紙搬送路を介して用紙が供給される。
排紙トレイ9は、手差しトレイ82に対して反対側に配置される。なお、排紙トレイ9に代えて、排紙用紙のステープル処理及びパンチング処理等を行なう後処理装置、並びに複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能である。
用紙搬送装置7は、感光体ドラム3と多段給紙カセット1000,1002,1004との間に配置される。この用紙搬送装置7には、用紙搬送路及び分岐爪等が備えられる。用紙搬送装置7は、多段給紙カセット1000,1002,1004から供給される用紙Pを1枚ずつ転写機構10に搬送する機能、転写機構10にて感光体ドラム3からトナー像が転写された用紙Pを定着ユニット6に搬送する機能、及び、定着ユニット6にて未定着トナー像が用紙Pに定着された後に、指定された排紙処理モードに応じて当該用紙Pを搬送する機能を有する。
なお、本画像形成装置1Aには、予め設定された排出処理モードとして、片面印刷モード及び両面印刷モードが設定される。片面印刷モードでは、排出処理として印刷面を上方に向けて排出されるフェースアップ排出、及び、印刷面を下方に向けて排出されるフェースダウン排出の設定が選択可能である。
[廃トナー回収装置500]
図3及び図4を参照して、廃トナー回収装置500は、感光体ドラム3の表面に付着する廃トナー及び紙粉等(図示せず。)を除去する廃トナー除去部510と、廃トナーを収容する廃トナー収容部520と、廃トナーを廃トナー収容部520に向けて搬送する廃トナー搬送部530と、廃トナーの搬送回数をカウントし、カウント値を記憶する搬送回数カウンタ604(図5参照)と、を含む。
廃トナー搬送部530は、内部に廃トナー搬送路531を有するケーシング532と、廃トナー搬送路531に回転可能に設けられるシャフト533と、シャフト533の外周に設けられる搬送スクリュー534と、搬送スクリュー534に連結され、搬送スクリュー534に対して回転力を伝達する駆動部535と、を含む。
ケーシング532は、感光体ドラム3の長手方向に沿って設けられる略直方体形状の容器状部材である。ケーシング532の長手方向の長さは、感光体ドラム3の長手方向の長さよりも大きくなるように形成される。ケーシング532において、感光体ドラム3と対向する壁部には、感光体ドラム3の長手方向の長さと同程度の長さの開口部532Aが形成される。
シャフト533は、ケーシング532の長手方向両端に位置する両側壁に軸線回りに回転可能に軸支される。
駆動部535は、ケーシング532の廃トナー搬送方向上流側の側壁に取り付けられるサーボモータ535Aと、ケーシング532の上記側壁を貫通するサーボモータ535Aの駆動軸に固着される第1駆動ギヤ535Bと、シャフト533の廃トナー搬送方向上流側に回転可能に取り付けられ、第1駆動ギヤ535Bと噛合する第2駆動ギヤ535Cと、を含む。第1駆動ギヤ535Bのシャフト533に対して軸方向の移動は規制されている。
なお、ケーシング532は、搬送スクリュー534を収納する廃トナー搬送路531と、第1駆動ギヤ535B及び第2駆動ギヤ535Cを収納するギヤ収納室とが連通した構造をとる。ギヤ収納室は、廃トナーが外部に漏れないよう外部から遮蔽されている。
搬送スクリュー534は、コイルバネからなる。搬送スクリュー534において、廃トナー搬送方向下流側の一端はシャフト533に固着され、廃トナー搬送方向上流側の他端は第2駆動ギヤ535Cの側面の一部に固着される。搬送スクリュー534は、ケーシング532内部において、ケーシング532の底面付近に配置される。なお、図1において、符号Wは、搬送スクリュー534とシャフト533とが溶接によって固着された部分(固着部)を表す。
本実施の形態では、ケーシング532内部において、ケーシング532の上面には、廃トナー有無センサ600が設けられる。この廃トナー有無センサ600は、廃トナー搬送路531内が廃トナーで満杯であることを検知し、検知結果を図5に示す制御装置1100に対して通知する。廃トナー有無センサ600としては、当該分野において一般的に使用されるものであれば特に限定されないが、圧力センサ、及び、誘電率センサ等を使用できる。
廃トナー搬送部530はさらに、廃トナー搬送路531内の廃トナーを、廃トナー収容部520に向けて搬送する中継搬送部540をさらに含む。中継搬送部540は、ケーシング532の廃トナー搬送方向下流側の端部底面に形成される廃トナー排出口532Bと廃トナー収容部520とを連通接続する可撓性チューブからなる中継搬送路541と、中継搬送路541内に回転可能に設けられるコイルスプリング542と、コイルスプリング542を回転駆動する駆動部543と、を含む。
さらに詳しく説明すると、ケーシング532の廃トナー搬送方向下流側の端部には、廃トナー排出口532Bと連通する接続筒部532Cが設けられる。この接続筒部532Cは、ケーシング532の長手方向と直交する方向に延びる短筒状部材であり、その一端は開口して中継搬送路541と接続され、他端は端壁にて外部と遮断されている。廃トナー排出口532Bは、接続筒部532Cの上部と連通している。また、コイルスプリング542の廃トナー搬送方向上流側端部は、接続筒部532C内に配置されている。
駆動部543としては、例えば、接続筒部532Cの端壁を貫通して回転可能に枢着される連動軸と、当該連動軸の接続筒部532Cの内部側の端部に固着される図示しない回転板と、シャフト533の回転力を連動軸に伝達する図示しない伝達ギヤ等と、を含む構成とすることができ、回転板にコイルスプリング542の廃トナー搬送方向上流側の端部が連結される。このように、中継搬送部540が設けられることで、廃トナー収容部520をケーシング532から離れた位置に配置可能にすることができる。
本実施の形態において、中継搬送路541における廃トナー収容部520との連通部分には、廃トナー搬送方向に対して開閉可能な開閉弁602が設けられる。この開閉弁602の開閉は、図5に示す制御装置1100によって制御される。開閉弁602としては、当該分野において一般的に使用されるものであれば特に限定されないが、ソレノイドを用いた電磁弁等を使用できる。
廃トナー除去部510は、ケーシング532の開口部532Aの上縁に沿って設けられるクリーニングブレード511と、開口部532Aの下縁に沿って設けられる廃トナー漏れ防止マイラー512と、を含む。クリーニングブレード511は、所定硬度のゴム状部材からなる長板である。クリーニングブレード511は、その長手方向の長さが、感光体ドラム3の軸線方向にトナー像が形成される範囲よりも長くなるように形成される。
クリーニングブレード511は、ケーシング532の開口部532Aの上縁から内側へ所定角度で折れ曲がって形成される折曲部と、ブレード取付板金511Aとによって挟まれ、かつブレード取付板金511A側から取付ビス511Bが取り付けられることによって、感光体ドラム3の外周面に所定圧力で接触するようにケーシング532に着脱可能に取り付けられる。
廃トナー落下防止マイラー512は、プラスチック部材からなる長板である。廃トナー落下防止マイラー512は、クリーニングブレード511に対して下方の対向位置に、クリーニングブレード511と同程度の長さで形成される。
このように構成される廃トナー除去部510は、感光体ドラム3の外周面に所定圧力で接触するクリーニングブレード511の先端が、回転する感光体ドラム3の表面から弾かれる現象(いわゆる「スティック・スリップ現象」)を利用して、感光体ドラム3の表面に付着した残留トナー及び紙粉等を感光体ドラム3から弾き飛ばす。廃トナー落下防止マイラー512は、弾き飛ばされた残留トナー等がケーシング532の外部へ飛散することを防止する。
廃トナー収容部520は、中継搬送路541の廃トナー搬送方向下流側と連通接続する上部接続口を有する外側ボックス521と、外側ボックス521内に着脱可能に装着される上方開口状の廃トナー回収ボックス522と、を含む。
図3(A)に示す廃トナー回収装置500の停止状態においては、搬送スクリュー534はコイルバネから構成され、かつ一端のみがシャフト533と連結されているため、その内側に配置されるシャフト533との間には隙間Gが形成される。また、搬送スクリュー534の他端はシャフト533と連結されず、駆動部535の第2駆動ギヤ535Cと連結されているため、シャフト533は搬送スクリュー534及び駆動ギヤ535Cに対してフリーな状態である。
この停止状態から、図3(B)に示す駆動状態に切り換わると、サーボモータ535Aの回転力が第1駆動ギヤ535Bを介して第2駆動ギヤ535Cに伝達され、それによって搬送スクリュー534が矢印B方向に回転を開始する。このとき、シャフト533は搬送下流側の1箇所のみが搬送スクリュー534と連結し、シャフト533と搬送スクリュー534との間には上述の隙間Gが形成されているため、搬送スクリュー534の回転開始と同時にはシャフト533は回転しない。
搬送スクリュー534は、コイルバネであるため、回転と同時にシャフト533を締め付けるように径方向内方及びスクリューピッチが狭くなる方向へ移動する。その結果、搬送スクリュー534の内側エッジがシャフト533に食い付くように当接して隙間Gがなくなり、搬送スクリュー534の回転力がシャフト533に伝達されてシャフト533が時間差をもって回転する。
搬送スクリュー534及びシャフト533はこのように回転動作するため、搬送スクリュー534の回転により廃トナー搬送路531の廃トナーを搬送方向下流側へ(矢印C方向に)搬送する。さらに、搬送スクリュー534とシャフト533との両者間で摩擦が生じ、搬送スクリュー534の内側エッジ付近に固着又は固着しかけている廃トナーを削ぎ落とすあるいは解すことができる。したがって、長期間使用してもブロッキング現象を生じさせることなく廃トナーを搬送することができる。
一方、搬送スクリュー534の回転時には、中継搬送部540の駆動部543が連動してコイルスプリング542も矢印D方向に回転している。これによって、廃トナー搬送路531の廃トナー搬送方向下流側に搬送されて廃トナー排出口532Bから接続筒部532C内に落下する廃トナーは、回転するコイルスプリング542にて中継搬送路541内を搬送されて、廃トナー収容部520の廃トナー回収ボックス522内に落とし込まれる。
このような駆動状態の駆動部535を停止させると、搬送スクリュー534は回転を停止するとともに、コイルバネの復元力によってシャフト533から離れる径方向外方及びスクリューピッチが広がる方向へ移動し、その後、シャフト533の回転が停止する(図5(A)参照)。この際、中間搬送部540も駆動を停止する。搬送スクリュー534及びシャフト533は停止する際にもこのような動作をするため、廃トナー搬送部531の壁面に固着又は固着しかけている廃トナーは搬送方向(矢印C方向)とは逆方向の力を受けて解される。
さらに、駆動部535の停止直後に、サーボモータ535Aにより搬送スクリュー534を数回転だけ逆回転させてもよい。このように搬送スクリュー534を逆回転させることによって、搬送スクリュー534は逆回転しながらシャフト533から離れる径方向外方及びスクリューピッチが広がる方向へ移動するため、廃トナー搬送路内の廃トナーが廃トナー搬送方向上流側へ搬送されることにより解されると共に、廃トナー搬送路の内壁面に固着している廃トナーを削ぎ落とすことができる。この結果、廃トナー搬送路内で廃トナーが異常堆積するブロッキング現象をより効果的に防止することができる。
〈電気的構成〉
図5を参照して、画像形成装置1Aは、当該画像形成装置1A全体を統括して制御する制御装置1100を含む。この制御装置1100は、実質的にコンピュータであって、メインCPU(Central Processing Unit)1102、ROM(Read Only Memory)1104、RAM(Random Access Memory)1106、HDD(Hard Disk Drive)1108、画像メモリ1110、及び画像処理部1112を含む。
メインCPU1102には、共通BUSライン1114が接続されており、このBUSライン1114には、ROM1104、RAM1106、HDD1108、画像メモリ1110及び画像処理部1112が接続される。
メインCPU1102は、操作部1116等からの指示に応じて各種コンピュータプログラムを実行することによって、画像形成装置1Aの各部の動作及びクライアントPC1120との通信等の所望の処理を実行する。上記の各種コンピュータプログラムは、予めROM1104又はHDD1108に記憶されており、所望の処理の実行時において、当該ROM1104又はHDD1108から読出されてRAM1106に転送される。メインCPU1102は、メインCPU1102内の図示しないプログラムカウンタと呼ばれるレジスタに格納された値によって指定される、RAM1106内のアドレスからプログラムの命令を読出し、解釈する。メインCPU1102はまた、読出された命令によって指定されるアドレスから演算に必要なデータを読出し、そのデータに対し命令に対応する演算を実行する。実行の結果も、RAM1106、HDD1108及びメインCPU1102内のレジスタ等の、命令によって指定されるアドレスに格納される。
HDD1108は、磁気記憶媒体を備え、画像データ等を含む各種データ、及び画像形成装置1Aの一般的な動作を実現するためのコンピュータプログラムとともに、後述する廃トナー満杯検知処理を実現するためのコンピュータプログラムを記憶する。
画像処理部1112は、スキャナ部22から受信した画像データに対して、例えば、ラスタライズ処理等の所定の画像処理を含む各種処理を施して所定の階調の印刷データを作成し、画像メモリ1110に対して出力する。
画像メモリ1110は、RAMを含み、印刷データをページ単位で一時的に記憶する。画像メモリ1110は、メインCPU1102等からの指示に応じて、画像形成部14に送信するための、画像処理部1112から入力される印刷データ、又は、クライアントPC1120等の外部装置から送信される印刷データをページ単位で一時的に記憶し、記憶した印刷データを画像形成部14による画像形成に同期して、画像形成部14に対して出力する。
共通BUSライン1114にはさらに、スキャナ部22、画像形成部14、用紙搬送部59、転写機構10、定着ユニット6、用紙搬送装置7、自動給紙カセット81及び自動原稿搬送装置1A2とともに、画像形成装置1Aの操作部1116、及び、LAN(Local Area Network)回線1118を介して外部装置の1つであるクライアントPC1120等とインターフェースをとるNIC(Network Interface Card)1122が接続される。メインCPU1102は、上記した各部を制御することで、原稿読取、原稿画像の印刷、用紙の給紙及び排紙、並びに、クライアントPC1120等の外部装置との通信等の所望の動作を実行する。
操作部1116は、装置本体1A1の前面に設けられる。操作部1116は、スタートキー1124及び表示パネル1126等を含む。
共通BUSライン1114にはさらに、廃トナー搬送部530(すなわち駆動部535のサーボモータ535A)、開閉弁602、廃トナー有無センサ600、及び、搬送回数カウンタ604が接続される。メインCPU1102は、上記した各部を制御することで、後述する廃トナー満杯検知処理を実行する。
〈ソフトウェア構成〉
(廃トナー満杯検知処理)
廃トナー満杯検知処理を実現するためのプログラムは、画像形成部14による動作(画像形成動作等の廃トナー除去部510による廃トナー除去を伴う動作)の開始と同時に起動される。この廃トナー満杯検知処理は、画像形成部14の上記動作中には、定期的に繰返して実行される。
図6を参照して、このプログラムは、廃トナー有無センサ600の検知結果に基づいて、廃トナー搬送路531内が廃トナーで満杯であるか否かを判定するステップS1000と、ステップS1000にて、満杯であると判定された場合(YESの場合)に実行され、開閉弁602を開くステップS1001と、駆動部535を駆動させることで、シャフト533、搬送スクリュー534、及び、コイルスプリング542を回転させ、廃トナー搬送路531内の廃トナーを廃トナー収容部520に向けて搬送するステップS1002と、を含む。ステップS1000にて、満杯でないと判定された場合(NOの場合)には、本制御は終了する。
このプログラムはさらに、予め定められる所定時間が経過するまで待機するステップS1003と、ステップS1003にて、所定時間が経過したと判定された場合(YESの場合)に実行され、開閉弁602を閉じるステップS1004と、を含む。上記した予め定められる所定時間は、廃トナー搬送路531内にて満杯になった廃トナーが全て廃トナー収容部520に排出されるまでに要する時間であり、サービスマン等によって予め登録され、HDD1108に記憶される。
このプログラムはさらに、変数Nを1増加させるステップS1005と、変数Nが予め定める所定値A以上であるか否かを判定するステップS1006と、を含む。ここで、変数Nは、搬送回数カウンタ604に記憶される、廃トナーの搬送回数を示すカウント値である。上記したように、廃トナーの搬送回数は、ステップS1001〜ステップS1004の一連の処理がなされた際に1カウントされる。所定値Aは、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯となる廃トナー搬送回数を示す値である。このように、一回の廃トナー搬送量(廃トナー排出量)が一定であるので、廃トナー収容部520に収容される廃トナーの量は、廃トナー搬送回数で表わすことができる。所定値Aは、サービスマン等によって予め登録され、HDD1108に記憶される。
このプログラムはさらに、ステップS1006にて、変数Nが所定値A以上であると判定された場合(YESの場合)に実行され、操作部1116の表示パネル1126に対し、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯であることを示すメッセージを表示させるステップS1007と、ステップS1006にて、変数Nが所定値A以上ではないと判定された場合(NOの場合)に実行され、操作部1116の表示パネル1126に対し、所定値Aに対する変数Nの割合を示す値(N/A(%))を、廃トナー量として表示させるステップS1008と、を含む。
〈動作〉
図1〜図7を参照して、本実施の形態に係る廃トナー回収装置500を備える画像形成装置1Aは、以下のように動作する。なお、以下の動作を除く、画像形成装置1Aの一般的な機能を実現するための動作は、従来の画像形成装置の動作と同じである。また、以下の動作において、画像形成装置1Aは、電源が投入された状態であるものとし、画像形成装置1Aの電源投入時には、開閉弁602は閉じられているものとする。
ユーザは、原稿の複写を行なうために、原稿載置台21に所望の原稿をセットし、操作部1116のスタートキー1124を押下する。スタートキー1124が押下されると、スキャナ部22は、載置された原稿の画像情報を読取り、読取った画像情報を画像データとして画像処理部1112に対して送信する。
画像処理部1112は、スキャナ部22から受信した画像データに対して、所定の画像処理を含む各種処理を施して所定の階調の印刷データを作成し、画像メモリ1110に対して出力する。
画像メモリ1110は、画像処理部1112から入力される印刷データをページ単位で一時的に記憶し、記憶した印刷データを画像形成部14による画像形成に同期して、画像形成部14に対して出力する。
画像形成部14、転写機構10、定着ユニット6、及び、用紙搬送装置7等を含む画像形成装置1Aの各部は、制御装置1100の指示に従って印刷処理を実行し、画像形成部14に入力された印刷データに基づく原稿画像を、記録用紙Pに印刷して出力する。このとき、画像形成部14において、現像及び画像転写後に感光体ドラム3の表面に残留した廃トナー、紙粉、及び粉塵等は、廃トナー除去部510によって除去され、廃トナー搬送路531内に蓄積される。
(廃トナー満杯検知処理)
画像形成部14による画像形成動作が開始されると、制御装置1100は、廃トナー有無センサ600の検知結果に基づいて、廃トナー搬送路531内が廃トナーで満杯であるか否かを判定する(ステップS1000)。廃トナー有無センサ600は、廃トナー搬送路531内が廃トナーで満杯であることを検知すると(図7(A)参照)、制御装置1100に対して、その検知結果を通知する。
廃トナー有無センサ600による検知結果が通知されると、制御装置1100は、廃トナー搬送路531内が廃トナーで満杯であると判定し(ステップS1000にてYES)、開閉弁602を開かせる(ステップS1001)。制御装置1100はさらに、駆動部535を駆動させることで、シャフト533、搬送スクリュー534、及び、コイルスプリング542を回転させる。これによって、廃トナー搬送路531内の廃トナーは、廃トナー収容部520に向けて搬送される(ステップS1002)(図7(B)参照)。
廃トナーの搬送開始後、予め定められる所定時間が経過すると(ステップS1003にてYES)、制御装置1100は、開閉弁602を閉じる(ステップS1004)。このようにして、廃トナー搬送路531内に蓄積された一定量の廃トナーは、廃トナー収容部520に対して排出される。
開閉弁602を閉じた後、制御装置1100は、搬送回数カウンタ604に記憶される変数Nを1増加させる(ステップS1005)。変数Nのインクリメント後、制御装置1100は、変数Nが予め定める所定値A以上であるか否かを判定する(ステップS1006)。
制御装置1100は、変数Nが予め定める所定値A以上であると判定した場合(ステップS1006にてYES)、すなわち、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯である場合には、操作部1116の表示パネル1126に対し、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯であることを示すメッセージを表示させる(ステップS1007)。ユーザは、メッセージを確認し、廃トナー(残留トナー及び紙粉等を含む。)で満杯になった廃トナー回収ボックス522を取出して廃棄するとともに、新しいものに交換する。
一方、制御装置1100は、変数Nが予め定める所定値A以上でないと判定した場合(ステップS1006にてNO)、すなわち、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯でない場合には、操作部1116の表示パネル1126に対し、所定値Aに対する変数Nの割合を示す値(N/A(%))を、廃トナー量として表示させる(ステップS1008)。ユーザは、表示を確認することで、廃トナー回収ボックス522を交換する時期が近いか否かを判断することができる。
制御装置1100は、上記した廃トナー満杯検知処理を、画像形成部14による画像形成動作が終了するまで、定期的に繰返して実行する。
〈作用・効果〉
上記実施の形態によれば、廃トナー回収装置500は、感光体ドラム3の表面に付着する除去対象トナーを廃トナーとして除去する廃トナー除去部510と、当該廃トナー回収装置500に対して着脱可能に装着され、廃トナーを収容する廃トナー回収ボックス522を含む廃トナー収容部520と、以下に示す廃トナー量検出機構と、を含む。この廃トナー量検出機構は、廃トナー除去部510によって、感光体ドラム3の表面から除去された廃トナーを蓄積する廃トナー搬送路531と、廃トナー搬送路531内の廃トナーが満杯であることを検知する廃トナー有無センサ600と、廃トナー有無センサ600によって、廃トナー搬送路531内の廃トナーが満杯であることが検知された場合に、廃トナー搬送路531内の全ての廃トナーを、廃トナー収容部520に向けて搬送する廃トナー搬送部530と、廃トナー搬送部530による廃トナーの搬送回数を計数する搬送回数カウンタ604と、搬送回数カウンタ604によって計数された廃トナーの搬送回数が、予め定める所定値A以上であるか否かを判定し、廃トナーの搬送回数が予め定める所定値A以上であると判定した場合に、表示パネル1126に対し、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯であることを示すメッセージを表示させる制御装置1100と、を含む。
上記したように、廃トナー量検出機構には、廃トナー収容部520の廃トナー搬送方向前段に、廃トナー収容部520よりも蓄積可能な廃トナー量の少ない廃トナー搬送路531が設けられる。そして、廃トナー有無センサ600が、この廃トナー搬送路531内が廃トナーで満杯になったか否かを検知する。このように、容量の少ない廃トナー搬送路531内に廃トナーを蓄積させるので、廃トナーの分布の偏りを軽減でき、廃トナーを一様に蓄積させることができる。したがって、廃トナー有無センサ600の検知精度を高めることができる。また、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯になったか否かを、廃トナーの搬送回数に基づいて判断するので、簡単な構成で精度よく廃トナー収容部520内の廃トナー量を検出することができる。
また上記実施の形態によれば、制御装置1100は、廃トナーの搬送回数が予め定める所定値A以上ではないと判定した場合に、廃トナーの搬送回数に基づいて廃トナー収容部520内の廃トナー量を算出し、表示パネル1126に対し、算出した廃トナー収容部520内の廃トナー量を表示させる。
このように、廃トナー搬送路531が廃トナーで満杯になった回数、すなわち、廃トナーの搬送回数を用いて、廃トナー収容部520内の廃トナー量を算出するので、廃トナー量の検出精度をより一層高めることができる。
また上記実施の形態によれば、廃トナー量検出機構はさらに、廃トナー搬送路531と廃トナー収容部520との連通部分に設けられ、廃トナー搬送方向に対して開閉可能な開閉弁602を含み、制御装置1100は、廃トナー有無センサ600によって、廃トナー搬送路531内の廃トナーが満杯であることが検知された場合に、開閉弁602を開き、廃トナー搬送部530による廃トナーの搬送が終了した際に、開閉弁602を閉じる。
これによって、廃トナー搬送部530は、廃トナー搬送路531内の全ての廃トナーを、より一層確実に搬送することができるので、より一層精度よく廃トナー収容部520内の廃トナー量を検出することができる。
また上記実施の形態によれば、廃トナー搬送部530は、廃トナー搬送路531内に回転可能に設けられるシャフト533と、シャフト533の外周に設けられ、長手方向の一端がシャフト533と連結される搬送スクリュー534と、搬送スクリュー534の長手方向の他端と連結して回転力を伝達する駆動部535と、を含む。
廃トナー搬送部530が上記構造を有することによって、廃トナーの搬送時に、搬送スクリュー534とシャフト533との両者間で摩擦が生じ、搬送スクリュー534の内側エッジ付近に固着又は固着しかけている廃トナーを削ぎ落とすあるいは解すことができる。したがって、長期間使用してもブロッキング現象を生じさせることなく廃トナーを搬送することができる。
また上記実施の形態によれば、予め定める所定値Aは、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯となる廃トナー搬送回数を示す値である。
これによって、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯であるか否かの判断をさらに正確に行なうことができるので、さらに精度よく廃トナー収容部520内の廃トナー量を検出することができる。
上記したように、廃トナー回収装置500は、上記した廃トナー検出機構と、廃トナー除去部510と、廃トナー収容部520と、を含むので、ユーザは、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯になったことを容易に知ることができる。したがって、適切な時期に、廃トナーで満杯になった廃トナー回収ボックス522を取出して廃棄するとともに、新しいものに交換することができるようになる。その結果、ユーザの利便性がより一層向上する。
また上記実施の形態によれば、画像形成装置1Aは、廃トナー回収装置500を含む。したがって、廃トナー回収ボックス522の交換が遅れることによって生じる不具合(例えば、感光体ドラム3のクリーニング不良による画像形成装置1A内部の汚染等)を回避することができる。
〈変形例〉
なお、上記実施の形態において、図6に示すステップS1007では、表示パネル1126に対し、廃トナー収容部520が廃トナーで満杯であることを示すメッセージが表示されたが、本発明はそのような実施の形態に限定されない。例えば、上記メッセージの表示とともに、画像形成装置1A本体の各部を停止状態にしてもよい。これによって、廃トナー回収ボックス522の交換が遅れることによって生じる不具合をより一層確実に回避することができる。
また上記実施の形態では、画像形成部14から廃トナー搬送部530へ廃トナーを搬送する機構と、廃トナー搬送部530から廃トナー収容部520へ廃トナーを搬送する機構とはそれぞれ独立していたが、本発明はそのような実施の形態に限定されず、共通の機構であってもよい。
また上記実施の形態では、廃トナー回収装置500は、感光体ドラム3に付着した廃トナーを除去するものであったが、本発明はそのような実施の形態に限定されない。例えば、転写ベルト103の残留トナーを除去するための転写ベルトクリーニングユニット107、及び、加熱ローラ6Aの外周部をクリーニングする定着ローラクリーニングユニット613に代えて、本発明の廃トナー回収装置500を適用してもよい。
また、上記実施の形態では、一回の廃トナーの搬送は、予め定める所定時間が経過するまで行なわれたが、本発明はそのような実施の形態に限定されない。例えば、駆動部535によるシャフト533等の回転回数が予め定める回転回数に達するまで行なってもよい。
今回開示された実施の形態は単に例示であって、この発明が上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。この発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。