JPH11119534A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置のコストアップを招くことなく、回収容
器の満タン状態をより的確に検知することができる画像
形成装置を提供する。 【解決手段】 回収容器における未転写トナーの回収量
を検出し、その検出量が予め設定された満タン近接量に
達したときに満タン近接信号を出力するセンサ１３と、
トナーディスペンスモータ１６の駆動時間をカウントす
ることで現像器へのトナー補給量を検出するカウンタ１
７と、センサ１３から満タン近接信号が出力された場合
に、トナーディスペンスモータ１６の駆動時間に対応し
たカウンタ１７のカウント値とメモリ１８に格納された
規定値とを比較し、カウント値が規定値に達した段階で
回収容器が満タン状態になったと判断する制御装置１５
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するもの
で、特に、画像形成時に感光体に残ったトナーを回収す
る回収容器でのトナー回収量を検知する技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式を利用した画像形
成装置では、円筒状のドラム（感光体）の表面を帯電さ
せる帯電プロセスと、ドラムの表面に光のビームを照射
して原画に対応した静電潜像を形成する露光プロセス
と、ドラムの表面に微粉末のトナーを振りかけて上記静
電潜像を可視化する現像プロセスと、その可視化したト
ナー像を用紙等の記録媒体に転写する転写プロセスと、
記録媒体に転写されたトナー像を加熱処理して融着させ
る定着プロセスとによって原画を記録媒体上に再現して
いる。また、上記現像プロセスでは、現像器によってド
ラム表面にトナーを付着させているが、こうしてドラム
表面に付着したトナーは、その全て（１００％）が記録
媒体に転写されるわけではなく、一部（一般的には１０
〜２０％）が未転写トナーとなってドラム表面に残る。
そこで、上記転写プロセスの後に、ドラム表面に残った
未転写トナーをクリーナーできれいに取り除き、その未
転写トナーを廃トナーボトルに回収している。

【０００３】ところで、画像形成装置で画像形成を繰り
返し行っていると、それにつれて廃トナーボトル内のト
ナー回収量も次第に増えていく。廃トナーボトルに回収
できるトナー量は、そのボトル容量によって制限がある
ため、廃トナーボトルからトナーが溢れる前に、廃トナ
ーボトルを交換する必要がある。そうしないと、ドラム
表面から取り除かれた未転写トナーが回収されずに詰ま
り、これが原因で画像形成処理に支障をきたしたり、内
部部品の汚損を招くからである。そのため従来において
は、光学センサ等を利用して廃トナーボトル内のトナー
回収量が所定のレベルになったことを検知し、これを検
知した後は画像形成枚数（コピー枚数等）をカウントし
て、そのカウント値が規定値に達した時点で画像形成動
作を禁止するといった制御方式を採用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の制御方式においては、同じ処理枚数であっても、記録
媒体に転写される像密度によってトナー回収量が大きく
変動するため、センサでトナー回収量を検知した後の画
像形成処理が常に高い像密度で行われた場合でも廃トナ
ーボトルからトナーが溢れないよう、安全を見込んで大
きめの廃トナーボトルを採用する必要があった。

【０００５】この対策として、例えば、特開平８−３０
１４９号公報には、廃トナーボトルに回収されたトナー
量をセンサで検知したのち、トナー像のドット数のカウ
ントを開始し、そのカウント値が予め設定した所定値に
達した時点で画像形成動作を禁止する技術が開示されて
いる。また、特開平９−２２２３７号公報には、現像器
にトナーを補給するドナーフィード駆動部の駆動回数ま
たは駆動累積時間を計測することでトナーフィード量を
検出し、このトナーフィード量から廃トナーボトルにお
けるトナー回収量を検出する技術が開示されている。

【０００６】しかしながら、前者の場合、現像器によっ
て振りかけられたトナーがドラム表面に付着する量は、
同じ光量（ビームの強さ）であっても、周囲の温湿度
や、感光体の表面状態（クリーニングによる厚変化等）
などで変化するため、単純にトナー像のドット数をカウ
ントするだけでは、トナー回収量を正確に予測すること
ができなかった。また、後者の場合は、廃トナーボトル
が大きくなるほど、振動等によるボトル内の単位体積あ
たりのトナー量の変動などの影響を受け易くなり、これ
によってトナー回収量の検出誤差が大きくなるため、ト
ナーが溢れる前に的確に満タン状態を検知するために
は、必要以上に容量に余裕をもった設計が必要となる。

【０００７】そこで、廃トナーボトルに二つのセンサを
設けて、一方のセンサでは廃トナーボトルが満タン状態
に近くなった状態（満タン近接状態）を検知し、他方の
センサで満タン状態を検知するようにすれば、廃トナー
ボトル内のトナー回収状態を直に検知することも可能で
あるが、そうした場合は、センサの個数や、センサと制
御系との間で信号をやり取りするための入出力ポートの
数が増えるため、装置コストを上昇させてしまうという
別の不具合が発生する。また、この不具合を解消するも
のとして、満タン状態を検知するセンサだけを設け、こ
のセンサが満タン状態を検知した時点で直ちに装置動作
を禁止するという制御方式も考えれるが、そうした場合
は、使用者側で常にスペアの廃トナーボトルをストック
しておかなければならず、もしストックされていない場
合は、新しい廃トナーボトルを入手するまで画像形成装
置を使用できなくなり、使用者に多大な損失を与えてし
まうことになる。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、装置のコストア
ップを招くことなく、回収容器（廃トナーボトル）の満
タン状態をより的確に検知することができる画像形成装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、感光体上に形成された静
電潜像を可視化する現像器と、この現像器にトナーを補
給するトナー補給駆動部と、前記現像器によって可視化
されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記
被転写体に転写されなかった未転写トナーを回収する回
収容器とを有する画像形成装置において、前記回収容器
における前記未転写トナーの回収量を検出し、その検出
量が予め設定された満タン近接量に達したときに満タン
近接信号を出力するトナー回収量検出手段と、前記トナ
ー補給駆動部による前記現像器へのトナー補給量を検出
するトナー補給量検出手段と、前記トナー回収量検出手
段から前記満タン近接信号が出力された場合に、前記ト
ナー補給量検出手段による前記現像器へのトナー補給量
の検出を開始するとともに、その検出した補給量と予め
設定された所定量とを比較し、前記補給量が前記所定量
に達した段階で前記回収容器が満タン状態になったと判
断する制御手段とを備えた構成を採用している。

【００１０】上記構成からなる画像形成装置において
は、回収容器における未転写トナーの回収量が予め設定
された満タン近接量に達すると、トナー回収量検出手段
から満タン近接信号が出力される。すると、トナー補給
量検出手段による現像器へのトナー補給量の検出が制御
手段によって開始され、かつ検出した補給量と予め設定
された所定量との比較が行われる。そして、補給量が所
定量に達した段階で、制御手段により回収容器が満タン
状態になったと判断される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本発明が適
用される画像形成装置の構成及び動作について図１を参
照しつつ説明する。図１においては、感光体ドラム１が
図中Ａ矢視方向に回転駆動され、この感光体ドラム１の
表面に露光ビーム２の照射によって静電潜像が形成され
るようになっている。感光体ドラム１の周囲には、その
回転方向に従って帯電器３、現像器４、一次転写器５、
ドラムクリーナ６、除電器７が順次配置されている。こ
のうち、現像器４は、ブラック（Ｋ），イエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）といった４色の
現像ユニット４ａ〜４ｄを内蔵した回転式のもので、感
光体ドラム１に供給するトナーの色を回転動作によって
切り換える。

【００１２】また、感光体ドラム１の下方には、一次転
写器５との対向部分を通過するように転写ベルト８が掛
け渡されている。転写ベルト８は、感光体ドラム１の回
転方向に従って図中Ｂ方向に走行するもので、その走行
経路の途中に二次転写器９が配設されている。さらに、
二次転写器９のベルト走行下流側にはベルトクリーナ１
０が配設される。加えて、先述したドラムクリーナ６と
ベルトクリーナ１０との間にはオーガーパイプ１１が架
設されており、このオーガーパイプ１１によるトナーの
搬送先に廃トナーボトル１２が接続されている。そし
て、廃トナーボトル１２の本体部分又はその近傍位置
に、ボトル内のトナー回収量を検知するためのセンサ１
３が設けられている。このセンサ１３は、廃トナーボト
ル１２に直に取り付けてもよいし、その近傍に位置する
ように他の支持部材（不図示）に取り付けてもよい。ま
た、センサ方式としては、廃トナーボトル１２内のトナ
ー回収量が予め設定された満タン近接量（後述）に達し
たときに出力信号の状態（例えば、オン／オフ状態）が
切り替わるものであれば、透過型、反射型のいずれを採
用してもかまわない。

【００１３】ちなみに本実施形態では、廃トナーボトル
１２内のトナー回収量が予め設定された満タン近接量に
達したときに、センサ１３の信号がオフ状態からオン状
態に切り替わり、これによってセンサ１３から満タン近
接信号としてのオン信号が出力されるようになってい
る。また、満タン近接量としては、廃トナーボトル１２
が実質的に満タン状態となる量よりも所定量（例えば、
画像形成装置に使用に関して、統計的な平均使用状況か
ら割り出した１週間程度のトナー回収量）だけ少なく設
定されている。

【００１４】上記構成からなる画像形成装置において
は、帯電器３によって一様にプラス帯電された感光体ド
ラム１の表面に露光ビーム２によって静電潜像が形成さ
れると、先ずは、その静電潜像に対応した色のトナー
（例えばブラックトナー）が現像器４によってドラム表
面に振りかけられる。これにより、感光体ドラム１の表
面にブラックのトナー像が形成され、このトナー像が一
次転写器５によって転写ベルト８に転写される。このと
き、転写ベルト８に転写されずにドラム表面に残った未
転写トナーは、ドラムクリーナ６によって取り除かれ
る。また、クリーニング後の感光体ドラム１の表面には
残留電位が残っているため、これを除電器７で電気的に
取り除く。以降、同様のプロセスで残りの３色（Ｙ，
Ｍ，Ｃ）のトナー像についても、感光体ドラム１から転
写ベルト８への一次転写を順に行う。その結果、転写ベ
ルト８上には４色分のトナー像が重ねられ、これによっ
て一つのカラー画像が形成される。

【００１５】続いて、図示せぬ搬送系により図中Ｃ矢視
方向から記録媒体１４が搬送され、この記録媒体１４に
対して、転写ベルト８上のカラー画像が二次転写器９に
より一括転写される。その後、記録媒体１４は図示せぬ
定着器へと送られ、そこで画像の加熱融着がなされたの
ち、機外に排出される。また、記録媒体１４に転写され
ずに転写ベルト８の表面に残った未転写トナーは、ベル
トクリーナ１０によって取り除かれる。こうした一連の
プロセスの中で、ドラムクリーナ６及びベルトクリーナ
１０によって取り除かれた未転写トナーは、いずれもオ
ーガーパイプ１１に取り込まれ、このオーガーパイプ１
１を通して廃トナーボトル１２に回収される。

【００１６】図２は本実施形態で採用した画像形成装置
の制御系のブロック図である。図２において、制御装置
１５は、所定の制御プログラムに従って画像形成装置の
動作を制御するもので、これはＣＰＵ（中央処理装置）
を中心とした電子回路によって構成されている。この制
御装置１５では、廃トナーボトル１２に設けられたセン
サ１３からの出力信号（オン／オフ信号）に基づいて、
廃トナーボトル１２におけるトナー回収量が予め設定さ
れた満タン近接量に達したことを認識する。トナーディ
スペンスモータ１６は、図示せぬトナー供給ボトルから
現像器４へ新しいトナーを補給する際に回転駆動するも
ので、その駆動条件は、画像形成時のドット数や画像濃
度情報などから割り出された現像器４でのトナー使用量
に応じて制御装置１５により制御される。このことか
ら、トナーディスペンスモータ１６の駆動による現像器
４へのトナー補給量は、温湿度や感光体ドラム１の表面
状態によるトナー付着率の変化に殆ど影響されることな
く、廃トナーボトル１２へのトナー回収量に反映され
る。

【００１７】カウンタ１７は、制御装置１５からの指示
に従ってトナーディスペンスモータ１６が駆動した場合
に、その駆動時間をカウントすることで、トナーディス
ペンスモータ１６による現像器４へのトナー補給量を検
出するものである。メモリ１８は、廃トナーボトル１２
の満タン検知を行うための規定値を格納するものであ
る。この規定値は、廃トナーボトル１２が実質的に満タ
ン状態になる量と上述した満タン近接量との差分に基づ
いて設定されるもので、これはカウンタ１７のカウント
値に対応したトナー補給量との比較対象となる所定量に
相当したものとなる。表示装置１９は、画像形成装置を
使用する使用者に種々の情報を表示するためのもので、
例えば液晶パネル等によって構成される。

【００１８】次に、廃トナーボトルの満タン検知に伴う
画像形成装置の処理手順について図３のフローチャート
を参照しつつ説明する。先ず、廃トナーボトル１２への
未転写トナーの回収が開始されてから、そのトナー回収
量が予め設定された満タン近接量に到達するまでの間、
カウンタ１７の値は初期値（例えば、ゼロ）にリセット
される（ステップＳ１）。その後、画像形成処理の繰り
返しによって廃トナーボトル１２内のトナー回収量が次
第に増えていき、そのトナー回収量が予め設定された満
タン近接量に達するとセンサ１３がオン状態になる（ス
テップＳ２）。そうすると、これを受けて制御装置１５
は、トナーディスペンスモータ１６の駆動状態を調べ
（ステップＳ３）、これが駆動するごとに、その駆動時
間に応じた値をカウンタ１７に加算していく（ステップ
Ｓ４）。

【００１９】次いで、制御装置１５は、カウンタ１７で
カウントした値とメモリ１８に格納された規定値とを比
較する（ステップＳ５）。このとき、カウント値が規定
値に満たない場合は上記ステップＳ２に戻って同様の処
理を繰り返し、カウント値が規定値に達した時点で廃ト
ナーボトル１２が満タン状態になったと判断し、ステッ
プＳ６に進む。ステップＳ６では、表示装置１９に対
し、廃トナーボトル１２が満タン状態になって即時交換
が必要になった旨をメッセージ等で表示させる。続い
て、画像形成装置の処理状況を調べ、画像形成動作が途
中であれば、そのまま処理を続行させ、画像形成のジョ
ブが終了した時点で、画像形成動作を禁止する（ステッ
プＳ７，Ｓ８）。因みに、制御装置１５による動作禁止
の状態は、その後、廃トナーボトル１２が交換されてセ
ンサ１３の信号がオン状態からオフ状態に切り替わった
ことを認識したとき、あるいは作業者によるリセットの
作業によって解除される。

【００２０】このように本実施形態の画像形成装置にお
いては、廃トナーボトル１２におけるトナー回収量が満
タン近接量に達したか否かについてはセンサ１３の出力
信号に基づいて検知し、センサ１３から満タン近接信号
（本形態ではオン信号）が検知された後は、トナーディ
スペンスモータ１６による現像器４へのトナー補給量を
カウンタ１７を用いて検出し、その検出した補給量が所
定量に達した段階で廃トナーボトル１２が満タン状態に
なったと判断するようにしたので、より的確に廃トナー
ボトル１２の満タン状態を検知することが可能となる。

【００２１】なお、上記実施形態においては、トナーデ
ィスペンスモータ１６の動作時間をカウンタ１７でカウ
ントすることにより、現像器４へのトナーの補給量を検
出するようにしたが、これ以外にも、例えばトナーディ
スペンスモータ１６の回転数等をカウントすることでも
トナー補給量を検出することが可能である。また、カウ
ンタ１７のカウント動作としても、上述のように初期値
から加算する方式ではなく、規定値から減算して方式で
あってもよい。さらに、カウンタ１７のカウント値が規
定値に達した時点で直ちに装置動作を禁止とせず、セン
サ１３がオンしてからカウント値が規定値に達するまで
の間に、複数回にわたってボトル交換を促すメッセー
ジ、或いは交換用のボトルを用意すべき旨のメッセージ
等を表示するようにしてもよい。

【００２２】加えて本発明は、単色タイプ（白黒等）の
画像形成装置や、転写ベルトに代えて転写ドラムを採用
したもの、さらには複数の感光体ドラムを並べて配置し
たタンデム型の画像形成装置などにも広く適用すること
ができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装
置によれば、回収容器における未転写トナーの回収量が
予め設定された満タン近接量に達したときに、トナー回
収量検出手段から満タン近接信号が出力されるように
し、この満タン近接信号が出力された場合に、トナー補
給量検出手段による現像器へのトナー補給量の検出を開
始して、その検出した補給量が所定量に達した段階で制
御手段により回収容器が満タン状態になったと判断する
ようにしたので、回収容器における未転写トナーの満タ
ン状態をより的確に検知することが可能となる。その結
果、二つのセンサを用いて回収容器内のトナー回収量を
検出しなくても、また必要以上に容量に余裕のもった回
収容器を採用しなくても、満タン検知に対応した処理、
例えばボトル交換のための警告表示や画像形成動作の禁
止処理などを適切なタイミングで実行することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される画像形成装置の概略構成
図である。

【図２】 画像形成装置の制御系のブロック図である。

【図３】 処理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、４…現像器、５…一次転写器、６…
ドラムクリーナ、８…転写ベルト、９…二次転写器、１
０…ベルトクリーナ、１２…廃トナーボトル、１３…セ
ンサ、１４…転写媒体、１５…制御装置、１６…トナー
ディスペンスモータ、１７…カウンタ、１８…メモリ、
１９…表示装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上に形成された静電潜像を可視化
   する現像器と、この現像器にトナーを補給するトナー補
   給駆動部と、前記現像器によって可視化されたトナー像
   を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写
   されなかった未転写トナーを回収する回収容器とを有す
   る画像形成装置において、 前記回収容器における前記未転写トナーの回収量を検出
   し、その検出量が予め設定された満タン近接量に達した
   ときに満タン近接信号を出力するトナー回収量検出手段
   と、 前記トナー補給駆動部による前記現像器へのトナー補給
   量を検出するトナー補給量検出手段と、 前記トナー回収量検出手段から前記満タン近接信号が出
   力された場合に、前記トナー補給量検出手段による前記
   現像器へのトナー補給量の検出を開始するとともに、そ
   の検出した補給量と予め設定された所定量とを比較し、
   前記補給量が前記所定量に達した段階で前記回収容器が
   満タン状態になったと判断する制御手段とを備えたこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記補給量が前記所定
   量に達した段階で前記回収容器を交換する旨の表示処理
   を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記補給量が前記所定
   量に達した後に画像形成処理を禁止する処理を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記補給量が前記所定
   量に達したときに、画像形成ジョブを実行中か否かを判
   断し、前記画像形成ジョブを実行中であった場合は、そ
   の画像形成ジョブが終了してから画像形成動作を禁止す
   ることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。