JP7258282B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
その結果、収容筐体に配置される上記第1検知電極をプリンタ本体側に設けられた導通検知部に導通させるために、収容筐体に端子として機能する外部接点部が設けられている。同様に、収容筐体に配置される上記第2検知電極をプリンタ本体を介して接地させるために、収容筐体に端子として機能する外部接点部が設けられている。
クリーニング部材と端子との間を導通する導通部は、スイッチを有する。このスイッチは、廃トナー収容部に収容される廃トナーの量によって切り替えられ、その切り替え状態によってインピーダンスが異なる。そのため、廃トナー収容部に収容される廃トナーの量が増大して所定値以上となったときに、スイッチが切り替わりそのインピーダンスが変化することによってバックアップ部材と端子との間のインピーダンスが変化する。制御部は、このインピーダンスの変化に基づいて、廃トナー収容部に収容された廃トナーの量が上記所定値以上となったことを検知する。
以上のように、本願発明の画像形成装置は、バックアップ部材と端子との間のインピーダンスの変化に基づいて上記廃トナーが増大したことの検知を行う。この結果、廃トナー収容部に導通検知のための専用の端子を設ける必要がなくなる。
本発明の画像形成装置では、転写ベルトが駆動されていない静的な状態において、上記バックアップ部材と端子との間のインピーダンスの変化に基づき、廃トナーの量が所定値以上であることを検知する。その結果、検知精度の向上を図れるという効果がある。
本願発明の画像形成装置においては、廃トナーの量が所定値未満から所定値以上となった場合にインピーダンスが低い状態からインピーダンスが高い状態へ切り替わるように導通部を構成する。これにより、廃トナーが上記所定値に達したとき、バックアップ部材と端子との間のインピーダンスが増加することとなる。その結果、上記の懸念を回避し、検知精度の向上を図れるという効果がある。
本実施形態の画像形成装置の一例としてのプリンタ1の概略構成を、図1及び図2により説明する。プリンタ1は、シートSの搬送方向に沿って複数のプロセスユニットUを直列に配設したカラープリンタである。プリンタ1は、筐体3の内部に、給紙カセット17と、筐体3の本体フレーム4に対し着脱可能なクリーニングユニット30と、ベルトユニット20と、作像部5と、を収納している。
給紙カセット17は、シートSを載置する給紙トレイ18と、給紙トレイ18上のシートSを給紙する給紙ローラ19と、を備える。給紙トレイ18から給紙されたシートSは、搬送ローラ14及び転写ベルト21を介して作像部5へと送られる。
作像部5は、露光器6と、上記プロセスユニットUと、を備える。各プロセスユニットUは、収納されているトナーの色が異なるのみで構造等は同一である。プロセスユニットUは、感光体の一例としての感光ドラム7と、帯電器8と、ドラムクリーニングローラ9と、感光ドラム7にトナーを供給する現像ローラ10と、供給ローラ11と、トナー収容室12と、を含む。なお、この例ではトナーは正極性に帯電する特性を有している。
ベルトユニット20は、上記給紙カセット17と上記作像部5との間に設けられ、駆動ローラ23Aと、従動ローラ23Bと、転写ベルト21と、転写ローラ15と、バックアップローラ31と、を備えている。
上記のように構成されたプリンタ1は、印刷データを受信すると上記作像部5が画像形成処理を開始する。まず、各感光ドラム7の表面が、その回転に伴って各帯電器8により一様に正帯電される。各露光器6によって、各感光ドラム7に対し印刷データに応じた露光がそれぞれ行われ、各感光ドラム7の表面に、上記印刷データに応じた静電潜像が形成される。すなわち、一様に正帯電された感光ドラム7の表面のうち、露光された部分の電位が下がる。
上記画像形成処理が終了すると、上記クリーニングユニット30が、前述のようにしてドラムクリーニングローラ9に保持されている廃トナーを回収するクリーニング処理を行う。
廃トナー収容部40は、図1及び図3に示されるように、上記第1収容部41と、第2収容部45と、収容部41,45を仕切る隔壁42と、を有している。第2収容部45は、廃トナー収容部40の前側に設けられ、オーガ収容部46と、貯留部48と、を備える。オーガ収容部46には、オーガスクリュー47が設けられている。オーガスクリュー47は、左右方向に延びるスクリュー形状に形成されている。
廃トナー収容部40は、図6に示す、スイッチ55を有している。スイッチ55は、一対の金属板55A,55Bを備えている。図3に示した回転体51には、図6に示すスイッチカム53が一体的に設けられている。スイッチカム53は、回転体51と共通の回転軸51Aの径方向外側に突出する押圧部54を備えている。
プリンタ1の電気的構成を図7に示す。プリンタ1は、駆動部の一例としてのモータ71と、上記露光器6の上記LEDを駆動するLED駆動回路73と、高圧電源回路75と、通信部91と、報知部の一例としての表示部93と、操作部95と、制御部の一例としてのコントローラ80と、を備える。
本実施形態の要部は、廃トナー収容部40内の廃トナー量が上記所定値以上となったことを、上記スイッチ55の切り替わり挙動に基づいて電気的に検出する構成にある。その検出は、上記クリーニングバイアスを印加するためのクリーニングバイアス印加回路を流用することで、プリンタ1の本体フレーム4側に検出専用の回路や検出専用の端子を設けることなく行うことができる。以下、その詳細を、上記要部構成を表す機能ブロック図である図8を用いて説明する。
図7を用いて前述した高圧電源回路75には、印加部の一例としての図8に示すクリーニングバイアス印加回路150が含まれている。クリーニングバイアス印加回路150は、PWM信号平滑化回路151と、アンプ153と、出力回路155と、を備える。PWM信号平滑化回路151は、抵抗とコンデンサとから構成された積分回路であり、コントローラ80のPWMポートP3から出力されるPWM信号を平滑化する。PWM信号平滑化回路151にて平滑化されたPWM信号は、上記アンプ153にて増幅された後、上記出力回路155に入力される。出力回路155は、上記アンプ153からの入力値に応答して正バイアスであるクリーニングバイアスを生成し、バックアップローラ31のローラ軸31Aに出力する。すなわち、クリーニングバイアス印加回路150は、上記クリーニングバイアスを上記バックアップローラ31に印加する。
上記のように、本実施形態では、導通部100において抵抗R1がスイッチ55と並列に接続されている。既に述べたように、廃トナー収容部40内の廃トナー量が上記所定値未満の場合はスイッチ55はオン状態である。この場合、導通部100において、電流は、主としてインピーダンスの低いスイッチ55を介して流れる。一方、廃トナー収容部40内の廃トナー量が上記所定値以上の場合はスイッチ55はオフ状態である。この場合、導通部100において、電流は、インピーダンスの高い上記抵抗R1を介して流れる。このように、導通部100は、廃トナー収容部40内の廃トナーの量に応じたスイッチ55の切り替え状態によってインピーダンスが変化する。この結果、バックアップローラ31と電極D3との間のインピーダンスもスイッチ55の切り替え状態によって変化する。スイッチ55の切り替えによるバックアップローラ31と電極D3との間のインピーダンスの変化は、例えば10%以上30%以下となっている。
上記の手法を実現するために、コントローラ80が実行する制御手順を、図9に示すフローチャートを用いて説明する。以下、コントローラ80が上記定電流制御を実行している場合で、インピーダンスの検出を後述する上記PWM信号のしきい値を用いて行う場合、を例にとって説明する。
以上説明したように、本実施形態においては、導通部100のスイッチ55は、廃トナー収容部40に収容される廃トナーの量によって切り替えられる。廃トナー収容部40に収容される廃トナーの量が増大して所定値以上となったときに、スイッチ55が切り替わりそのインピーダンスが変化することでバックアップローラ31と電極D3との間のインピーダンスが変化する。コントローラ80は、このインピーダンスの変化に基づいて、廃トナー収容部40に収容された廃トナーの量が上記所定値以上となったことを検知する。このようにバックアップローラ31と電極D3との間のインピーダンスの変化に基づいて上記廃トナーが増大したことの検知を行うため、廃トナー収容部40に導通検知のための専用の端子を設ける必要がなくなる。
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
導通部100の回路構成のバリエーションの一例を図10(a)に示す。この例では、上記接続点Pと接続点Qとの間にスイッチ55と抵抗R1とが直列接続される一方、接続点P,Qの間に、それらスイッチ55及び抵抗R1と並列に短絡線SL1が接続されている。廃トナー量が上記所定値未満でスイッチ55がオンの場合、電流は、主として短絡線L1を介して流れる。すなわちこの状態が、導通部100のインピーダンスが低い状態である。一方、廃トナー量が上記所定値以上になりスイッチ55がオフとなると、電流は、上記スイッチ55及び抵抗R1を介して流れる。すなわちこの状態が導通部100のインピーダンスが高い状態である。
上記実施形態においては、図8を用いて前述したように、クリーニングバイアス印加回路150が、一定電流を出力する定電流制御の回路として構成されている。コントローラ80は、電流検出抵抗R2の電圧の変化に応じて、一定電流を流すようにクリーニングバイアス印加回路150の印加電圧を増減させ、この増減によってインピーダンスの変化を識別する。しかしながらこれに限られず、上記クリーニングバイアス印加回路150を、上記クリーニングバイアスとしてバックアップローラ31と電極D3との間に所定の値の電圧を印加する定電圧回路として構成してもよい。
以上においては、正極性のトナーに対応し、電極D3が接地電位でバックアップローラ31が正バイアスとなるようにクリーニングバイアス印加回路150から正バイアスのクリーニングバイアスを印加したが、これに限られない。すなわち、バックアップローラ31が接地電位で電極D3が負バイアスとなるようにクリーニングバイアスを印加してもよい。要は、バックアップローラ31と電極D3との間に相対電位差があれば足りる。
以上においては、コントローラ80において、1つのCPU81が含まれる構成例を示したが、CPU81は複数設けられていてもよい。また、CPU81とASIC等のハード回路を組み合わせた構成や、ハード回路のみから構成するようにしてもよい。
5 作像部
7 感光ドラム(感光体の一例)
21 転写ベルト
30 クリーニングユニット
31 バックアップローラ(バックアップ部材の一例)
32 クリーニングローラ(クリーニング部材の一例)
33 回収ローラ(回収部材の一例)
40 廃トナー収容部
55 スイッチ
71 モータ(駆動部の一例)
80 コントローラ(制御部の一例)
93 表示部(報知部の一例)
100 導通部
150 クリーニングバイアス印加回路(印加部の一例)
D3 電極(端子の一例)
R1 抵抗(抵抗素子の一例)
ZD ツェナーダイオード(電位差生成回路の一例)
Claims (10)
- 感光体と、
前記感光体からトナーを転写する転写ベルトと、
クリーニング部材と廃トナー収容部とを有し、前記転写ベルトに付着したトナーを回収するクリーニングユニットと、
前記転写ベルトの内側に配置され、前記クリーニング部材との間で前記転写ベルトを挟むバックアップ部材と、
印加部と、
制御部と、
を備え、
前記クリーニングユニットは、
一方側が前記クリーニング部材に電気的に接続される導通部であって、前記廃トナー収容部に収容された廃トナーの量によって切り替えられるスイッチと抵抗素子とを有し、前記スイッチの切り替え状態によってインピーダンスが異なる前記導通部と、
前記導通部の他方側に接続された端子と、
を有し、
前記端子は、接地電位に接続されており、
前記印加部は、
前記バックアップ部材と前記端子との間にクリーニングバイアスを印加し、
前記制御部は、
前記印加部の出力に基づいて前記バックアップ部材と前記端子との間のインピーダンスが変化したと判定して、前記廃トナー収容部に収容された廃トナーの量が所定値以上である
ことを検知する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記クリーニングユニットは、
前記クリーニング部材に接する回収部材と、
前記クリーニング部材と前記回収部材とを電気的に接続し、電位差を発生させる電位差生成回路と、
をさらに有し、
前記導通部は、
前記回収部材に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記転写ベルトを駆動する駆動部をさらに備え、
前記制御部は、
前記駆動部による前記転写ベルトの駆動が行われていないときに、前記廃トナーの量が前記所定値以上であることを検知する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記導通部は、
前記廃トナー収容部に収容された前記廃トナーの量が前記所定値未満から前記所定値以上となった場合に、インピーダンスが低い状態からインピーダンスが高い状態へ切り替えられる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記抵抗素子は、
前記スイッチと並列に接続されており、
前記スイッチは、
前記廃トナー収容部に収容された前記廃トナーの量が前記所定値未満から前記所定値以上となった場合に、オンからオフへ切り替えられる
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記バックアップ部材と前記端子との間の前記インピーダンスの変化に基づいて、前記廃トナー収容部が交換されたことを検知する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 報知部をさらに有し、
前記制御部は、
前記廃トナー収容部に収容された前記廃トナーの量が前記所定値以上であることを検知した場合に、前記報知部に所定の報知を行わせる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記転写ベルトにより搬送されるシートに画像を形成する作像部をさらに有し、
前記制御部は、
前記廃トナー収容部に収容された前記廃トナーの量が前記所定値以上であることを検知した場合には、前記作像部に対して、所定動作量の画像形成動作を許容し、前記所定動作量の後の前記画像形成動作を禁止する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記印加部は、
前記バックアップ部材と前記端子との間に流れる電流が所定値となるように前記クリーニングバイアスを印加し、
前記制御部は、前記印加部による印加電圧の変化に基づいて前記バックアップ部材と前記端子との間のインピーダンスが変化したと判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記印加部は、
前記クリーニングバイアスとして前記バックアップ部材と前記端子との間に所定の値の電圧を印加し、
前記制御部は、電流検出部によって検出した出力電流の変化に基づいて前記バックアップ部材と前記端子との間のインピーダンスが変化したと判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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