JP6002103B2

JP6002103B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6002103B2
Application number: JP2013192498A
Authority: JP
Inventors: 麻美佐々木
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: JP2015060014A

Description

本発明は、現像剤の回収機構を備えた画像形成装置に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、現像器で飛散したトナー（現像剤）を吸引して回収する機構を備えた画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、現像器で飛散したトナーを吸引する吸引手段と、吸引されたトナーを吸着するフィルターとを備えている。そして、この画像形成装置では、フィルターを振動させる振動手段を備えており、フィルターを振動させてトナーを篩い落とすことでフィルターの目詰まりを抑制するようにしている。

特開２００７−２９８７８２号公報

ところで、上述した画像形成装置では、吸引手段の停止時にフィルターを振動させるといった一定時間や一定間隔で振動手段を駆動するようにしているため、フィルターの目詰まりを十分には抑制できないという問題があった。つまり、例えば現像器の駆動時間に応じて飛散するトナー量は増加し、それに伴ってフィルターにおけるトナーの吸着量も増加することになるが、その場合でも一定時間しか振動手段を駆動しないため、フィルターに吸着されたトナーを十分に篩い落とすことができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像剤の回収ボックスにおいてフィルターの目詰まりを十分に抑制することにある。

本発明に係る画像形成装置は、感光体と、該感光体上の静電潜像を現像剤で現像する現像器とを有し、上記感光体上に現像された画像を用紙に印字する画像形成部と、吸引機構と該吸引機構の上流側に設けられるフィルターとが収納され、上記現像器で飛散した現像剤を上記吸引機構によって吸引して上記フィルターに吸着させる現像剤の回収ボックスと、上記フィルターを振動させる振動機構と、上記画像形成部における印字率、現像器の駆動時間または現像器周囲の飽和水蒸気量に基づいて、上記振動機構の駆動および停止を行う制御部とを備え、上記制御部は、上記現像器に供給された現像剤の量から、上記印字率に基づいて算出する上記感光体上に現像された現像剤の量を差し引いた値を、上記現像器における現像剤の飛散量とし、上記吸引機構の駆動中に上記現像剤の飛散量が所定値を超えると、上記吸引機構を駆動させたまま上記振動機構を駆動するように構成されている。

本発明によれば、印字率や現像器の駆動時間、現像器周囲の飽和水蒸気量に基づいて、振動機構の駆動および停止を行うため、現像器における現像剤の飛散量に応じて適切な時間や間隔でフィルターを振動させることが可能である。そのため、フィルターに吸着された現像剤を十分に篩い落とすことが可能になり、フィルターの目詰まりを十分に抑制することが可能になる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図２は、トナー回収装置の構成を示す斜視図である。図３は、トナー回収装置の構成を模式的に示す図である。図４は、回収ボックスの構成を示す斜視図である。図５は、上流フィルターの駆動系統を示すブロック図である。図６は、吸引ファンおよび振動モーターの駆動態様を示すタイムチャートである。図７は、印字率と振動モーターの駆動および停止との関係を示すグラフであり、（Ａ）は振動モーターの駆動時間との関係を示し、（Ｂ）は振動モーターの駆動タイミングとの関係を示し、（Ｃ）は振動モーターの連続駆動および間欠駆動との関係を示す。図８は、現像器の駆動時間と振動モーターの駆動および停止との関係を示すグラフであり、（Ａ）は振動モーターの駆動時間との関係を示し、（Ｂ）は振動モーターの駆動タイミングとの関係を示し、（Ｃ）は振動モーターの連続駆動および間欠駆動との関係を示す。図９は、飽和水蒸気量と振動モーターの駆動および停止との関係を示すグラフであり、（Ａ）は振動モーターの駆動時間との関係を示し、（Ｂ）は振動モーターの駆動タイミングとの関係を示し、（Ｃ）は振動モーターの連続駆動および間欠駆動との関係を示す。図１０は、吸引ファンおよび振動モーターの別の駆動態様を示すタイムチャートである。図１１は、印字枚数とトナーの回収量との関係を示すグラフである。図１２は、吸引ファンおよび振動モーターの別の駆動態様を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態の画像形成装置１は、例えばレーザプリンタや複合機であり、用紙を搬送しながら、端末等（図示省略）から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。図１に示すように、画像形成装置１は、給紙部２と、画像形成部３と、定着部４と、排紙部５とを備えている。

給紙部２は、用紙を画像形成部３へ供給するカセット給紙部や手差しトレイである。画像形成部３は、現像器１１や感光ドラム１２（感光体）などを備えている。画像形成部３では、光走査装置（図示省略）によって感光ドラム１２に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像器１１によって現像されて現像剤の像であるトナー像になる。このトナー像は、給紙部２から供給された用紙に転写される。定着部４は、定着ローラおよび加圧ローラ（何れも図示省略）を備え、画像形成部３で用紙に転写されたトナー像をその用紙に定着させる。こうして、用紙に画像が形成される。排紙部５は、定着部４から画像形成された用紙が供給される排紙トレイ（図示省略）を有している。

さらに、画像形成装置１は、トナーコンテナ２０とトナー回収装置３０（現像剤回収装置）を備えている。トナーコンテナ２０は、現像器１１に供給する現像剤としてのトナーが収容されている。トナーコンテナ２０は、トナー搬送部材であるスクリュー軸２１を有しており、スクリュー軸２１の回転によってトナーを現像器１１に供給する。トナー回収装置３０は、現像器１１で飛散したトナー（現像剤）を吸引して回収するものである。

トナー回収装置３０の構成について図２〜図５を参照しながら説明する。

トナー回収装置３０は、トナーの回収ボックス４０と、該回収ボックス４０に接続される吸引ダクト３１および排気ダクト３２とを備えている。

回収ボックス４０は、矩形の箱状に形成されたボックス本体４１を備えている。ボックス本体４１の内部は、通路形成部材４４によって略Ｕ字状の通路４５が形成されている。ボックス本体４１には、通路４５の一端に対応する位置に入口４２が形成され、通路４５の他端に対応する位置に出口４３が形成されている。入口４２には吸引ダクト３１が接続され、出口４３には排気ダクト３２が接続されている。吸引ダクト３１の一端は、現像器１１の近傍に位置して、現像器１１で飛散したトナーを吸引可能になっている。

ボックス本体４１には、吸引ファン４６（吸引機構）と、トナーを吸着する２つのフィルター４７，４８が収納されている。吸引ファン４６は、通路４５における出口４３に対応する位置に設けられている。２つのフィルターは、上流フィルター４７と下流フィルター４８であり、通路４５において吸引ファン４６の上流側（即ち、吸引側）に順に設けられている。なお、２つのフィルターのうち上流フィルター４７が本発明に係るフィルターを構成する。

トナー回収装置３０では、吸引ファン４６を駆動することによって、現像器１１で飛散したトナーが空気と共に吸引ダクト３１を通って回収ボックス４０に吸い込まれる。回収ボックス４０では、吸い込まれたトナーが通路４５を流れて上流フィルター４７で吸着される。万一、上流フィルター４７で吸着されずに通過したトナーは、下流フィルター４８で吸着される。一方、回収ボックス４０にトナーと共に吸い込まれた空気は、２つのフィルター４７，４８を順に通過して出口４３から排気ダクト３２に流れる。排気ダクト３２に流れた空気は、最終的には画像形成装置１の外部に排出される。このように、回収ボックス４０は、現像器１１で飛散したトナーを吸引ファン４６によって吸引し、フィルター４７，４８に吸着させて回収する。

さらに、トナー回収装置３０は、図５に示すように、上流フィルター４７を振動させる振動モーター５１（振動機構）と、吸引ファン４６および振動モーター５１を駆動制御する制御部５２とを備えている。

振動モーター５１は、上流フィルター４７を振動させて、上流フィルター４７に吸着されたトナーを篩い落とすように構成されている。これにより、上流フィルター４７のトナーによる目詰まりが抑制される。

制御部５２は、吸引ファン４６の駆動および停止を行うと共に、画像形成部３における印字率（平均印字率）、現像器１１の駆動時間または現像器１１周囲の飽和水蒸気量に基づいて、振動モーター５１の駆動および停止を行う。

〈制御動作〉
制御部５２の制御動作について図６〜図１２を参照しながら説明する。

先ず、制御部５２の基本動作について説明する。図６に示すように、制御部５２は、現像器１１の駆動（即ち、画像形成部３の印字動作）と同期して吸引ファン４６を駆動し、現像器１１が停止（即ち、画像形成部３の印字動作が終了）すると吸引ファン４６を停止する。つまり、現像器１１の駆動中は、トナー回収装置３０によってトナーの回収動作が行われる。一方、制御部５２は、吸引ファン４６を停止してから所定時間ｔ１（例えば３sec）後に振動モーター５１を所定時間ｔ２（例えば１０sec）だけ駆動し、振動モーター５１を停止してから所定時間ｔ３（例えば１０sec）後に現像器１１と同期して吸引ファン４６を再び駆動する。つまり、本実施形態では、吸引ファン４６が停止しているときに振動モーター５１が駆動される。そして、制御部５２は、上記の基本動作を、画像形成部３における所定の印字枚数Ｋ（印刷枚数）ごとに行う。なお、本実施形態において言及する時間等の数値は単なる例示である。

そして、制御部５２は、現像器１１におけるトナーの飛散量に応じて、上記の基本動作における振動モーター５１の駆動時間または駆動タイミング（駆動間隔）を変更する。また、制御部５２は、現像器１１におけるトナーの飛散量に応じて、上記の基本動作において振動モーター５１を連続駆動させるか間欠駆動させるか（以下、連続／間欠駆動ともいう。）を決定してもよい。振動モーター５１の駆動時間とは、上記の所定時間ｔ２である。振動モーター５１の駆動タイミング（駆動間隔）とは、上記の基本動作を行う間隔、即ち上記の印字枚数Ｋである。

具体的に、制御部５２は、図７に示すように、画像形成部３における印字率（平均印字率）に基づいて、上記の駆動時間、駆動タイミングまたは連続/間欠駆動を変更する。駆動時間は、印字率が高いほど長く設定される（図７（Ａ）参照）。駆動タイミング（印字枚数Ｋ）は、印字率が高いほど短く（少なく）設定される（図７（Ｂ）参照）。

連続／間欠駆動を変更する場合、印字率が低い領域では連続駆動が設定され、印字率が高い領域では間欠駆動が設定される（図７（Ｃ）参照）。間欠駆動の場合、図１０に示すように、一定時間（所定時間ｔ２）について振動モーター５１が間欠駆動される。そして、間欠駆動の場合、印字率が高いほど間欠時間（図１０に示すｔ４）が短く設定される。つまり、印字率が高いほど間欠回数が多くなるように設定される。

印字率が高いほど、現像器１１で使用されるトナー量が多くなり、それに伴ってトナーの飛散量も多くなる。トナーの飛散量が多くなると、回収ボックス４０の上流フィルター４７におけるトナーの吸着量も多くなる。そこで、上述したように、印字率が高いほど駆動時間を長くしまたは駆動タイミングを短くすることで、上流フィルター４７をより多くの時間振動させることができるので、上流フィルター４７に吸着されたトナーを十分に篩い落とすことが可能となる。また、振動モーター５１の駆動開始時（振動開始時）と、その後の駆動中とでは、駆動開始時の方が上流フィルター４７に与える衝撃が大きいためより多くのトナーが篩い落とされる。そこで、上述したように、印字率が高いほど間欠駆動を設定し、また印字率が高いほど間欠駆動の間欠時間を短くすることで、一定時間（所定時間ｔ２）について振動モーター５１を駆動する回数（振動モーター５１の間欠回数）を多くすることができる。よって、上流フィルター４７に吸着されたトナーを十分に篩い落とすことが可能となる。

また、制御部５２は、図８に示すように、現像器１１の駆動時間に基づいて、上記の駆動時間、駆動タイミングまたは連続/間欠駆動を変更するようにしてもよい。なお、図８では現像器１１の駆動時間を現像駆動時間と示す。この場合、駆動時間は、現像器１１の駆動時間が長いほど長く設定される（図８（Ａ）参照）。駆動タイミング（印字枚数Ｋ）は、現像器１１の駆動時間が長いほど短く（少なく）設定される（図８（Ｂ）参照）。連続／間欠駆動を変更する場合、現像器１１の駆動時間が短い領域では連続駆動が設定され、現像器１１の駆動時間が長い領域では間欠駆動が設定される（図８（Ｃ）参照）。間欠駆動の場合、現像器１１の駆動時間が長いほど間欠時間（図１０に示すｔ４）が短く設定される。つまり、現像器１１の駆動時間が長いほど間欠回数が多くなるように設定される。

現像器１１の駆動時間が長いほど、現像器１１で使用されるトナー量が多くなり、それに伴ってトナーの飛散量も多くなる。したがって、回収ボックス４０の上流フィルター４７におけるトナーの吸着量も多くなる。そこで、上述したように、現像器１１の駆動時間が長いほど駆動時間を長くしまたは駆動タイミングを短くすることで、上流フィルター４７をより多くの時間振動させることができるので、上流フィルター４７に吸着されたトナーを十分に篩い落とすことが可能となる。また、現像器１１の駆動時間が長いほど間欠駆動を設定し、また現像器１１の駆動時間が長いほど間欠駆動の間欠時間を短くすることで、一定時間（所定時間ｔ２）について振動モーター５１を駆動する回数（振動モーター５１の間欠回数）を多くすることができる。よって、上流フィルター４７に吸着されたトナーを十分に篩い落とすことが可能となる。

また、制御部５２は、図９に示すように、現像器１１周囲の飽和水蒸気量に基づいて、上記の駆動時間、駆動タイミングまたは連続/間欠駆動を変更するようにしてもよい。この場合、駆動時間は、飽和水蒸気量が多いほど長く設定される（図９（Ａ）参照）。駆動タイミング（印字枚数Ｋ）は、飽和水蒸気量が多いほど短く（少なく）設定される（図９（Ｂ）参照）。連続／間欠駆動を変更する場合、飽和水蒸気量が少ない領域では連続駆動が設定され、飽和水蒸気量が多い領域では間欠駆動が設定される（図９（Ｃ）参照）。間欠駆動の場合、飽和水蒸気量が多いほど間欠時間（図１０に示すｔ４）が短く設定される。つまり、飽和水蒸気量が多いほど間欠回数が多くなるように設定される。

現像器１１周囲の飽和水蒸気量が多くなると、現像器１１におけるトナーの帯電量が低くなるため、トナーが感光ドラム１２に吸着されにくくなり、その分トナーが飛散しやすくなる。こうして、飽和水蒸気量が多いほどトナーの飛散量が多くなるため、回収ボックス４０の上流フィルター４７におけるトナーの吸着量も多くなる。そこで、上述したように、飽和水蒸気量が多いほど駆動時間を長くしまたは駆動タイミングを短くすることで、上流フィルター４７をより多くの時間振動させることができるので、上流フィルター４７に吸着されたトナーを十分に篩い落とすことが可能となる。また、飽和水蒸気量が多いほど間欠駆動を設定し、また飽和水蒸気量が多いほど間欠駆動の間欠時間を短くすることで、一定時間（所定時間ｔ２）について振動モーター５１を駆動する回数（振動モーター５１の間欠回数）を多くすることができる。よって、上流フィルター４７に吸着されたトナーを十分に篩い落とすことが可能となる。

以上のように、画像形成部３における印字率、現像器１１の駆動時間または現像器１１周囲の飽和水蒸気量に基づいて、即ち現像器１１におけるトナーの飛散量に応じて、振動モーター５１の駆動および停止を行うことで、上流フィルター４７におけるトナーを十分に除去することが可能である。したがって、上流フィルター４７の目詰まりを十分に抑制することが可能となる。上流フィルター４７の目詰まりが抑制されることから、現像器１１のトナーに作用する吸引力を維持することができる。その結果、図１１に示すように、本実施形態（改善後）によれば、従来（改善前）よりもトナー回収量を増加させることができる。特に、印刷枚数が増えてもトナー回収量を減少させずに高い値で維持することができる。

なお、本実施形態では、吸引ファン４６の停止時に振動モーター５１を駆動するようにしているが、吸引ファン４６の駆動および停止に関係なく振動モーター５１を駆動するようにしてもよい。

−実施形態の変形例−
本変形例は、上記実施形態の制御部５２の制御動作について変更したものである。本変形例の制御部５２は、現像器１１におけるトナーの推定飛散量を算出し、吸引ファン４６の駆動中に推定飛散量が所定値を超えると、吸引ファン４６を駆動させたまま振動モーター５１を駆動するように構成されている。

制御部５２は、トナーコンテナ２０から現像器１１に供給されたトナーの量（以下、トナー供給量という。）から、画像形成部３の印字率に基づいて算出される感光ドラム１２上に現像されたトナーの量（以下、トナー使用量という。）を差し引いた値を、現像器１１におけるトナーの推定飛散量とする。トナー供給量は、例えば、トナー濃度（現像剤濃度）と、トナーコンテナ２０におけるスクリュー軸２１の回転数とから算出される。トナー使用量は、印字率（平均印字率）に画像濃度や画像パターン等が考慮されて算出される。

具体的に本変形例では、図１２に示すように、吸引ファン４６の駆動中に推定飛散量が所定値を超えると、吸引ファン４６を駆動させた状態で一定時間（図１２に示すｔ５）について振動モーター５１を間欠駆動する。現像器１１の駆動時（即ち、画像形成部３の印字動作時）において上流フィルター４７の目詰まりを放置しておくと、現像器１１において飛散したトナーが吸引されなくなり、画像形成の乱れ等を引き起こす虞がある。そこで、本変形例では、現像器１１の駆動中に推定飛散量が所定値を超えると、上流フィルター４７の目詰まりが画像形成の乱れ等を引き起こす限界状態であると判断して、上流フィルター４７を振動させてトナーを除去するようにした。これにより、画像形成の乱れを未然に防止することが可能である。

なお、本変形例では、推定飛散量が所定値を超えると、振動モーター５１を間欠駆動ではなく連続駆動してもよいことは勿論であるが、間欠駆動の方が上記実施形態で説明したように上流フィルター４７のトナーを効果的に篩い落とすことができる。

以上説明したように、本発明は、現像器で飛散した現像剤を回収する機構を備えた画像形成装置について有用である。

１画像形成装置
３画像形成部
１１現像器
１２感光ドラム（感光体）
３０トナー回収装置
４０回収ボックス
４６吸引ファン（吸引機構）
４７上流フィルター（フィルター）
５１振動モーター（振動機構）
５２制御部

Claims

感光体と、該感光体上の静電潜像を現像剤で現像する現像器とを有し、上記感光体上に現像された画像を用紙に印字する画像形成部と、
吸引機構と該吸引機構の上流側に設けられるフィルターとが収納され、上記現像器で飛散した現像剤を上記吸引機構によって吸引して上記フィルターに吸着させる現像剤の回収ボックスと、
上記フィルターを振動させる振動機構と、
上記画像形成部における印字率、現像器の駆動時間または現像器周囲の飽和水蒸気量に基づいて、上記振動機構の駆動および停止を行う制御部とを備え、
上記制御部は、上記現像器に供給された現像剤の量から、上記印字率に基づいて算出する上記感光体上に現像された現像剤の量を差し引いた値を、上記現像器における現像剤の飛散量とし、上記吸引機構の駆動中に上記現像剤の飛散量が所定値を超えると、上記吸引機構を駆動させたまま上記振動機構を駆動する、画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
上記制御部は、上記印字率、上記現像器の駆動時間または上記現像器周囲の飽和水蒸気量に基づいて、上記振動機構の駆動時間または駆動間隔を変更する、画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
上記制御部は、上記印字率、上記現像器の駆動時間または上記現像器周囲の飽和水蒸気量に基づいて、上記振動機構を一定時間について連続駆動させるか間欠駆動させるかを決定する、画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
上記制御部は、上記吸引機構の駆動中に上記現像剤の飛散量が所定値を超えると、一定時間について上記振動機構を間欠駆動する、画像形成装置。