WO2015088168A1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

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WO2015088168A1
WO2015088168A1 PCT/KR2014/011608 KR2014011608W WO2015088168A1 WO 2015088168 A1 WO2015088168 A1 WO 2015088168A1 KR 2014011608 W KR2014011608 W KR 2014011608W WO 2015088168 A1 WO2015088168 A1 WO 2015088168A1
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WO
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waste toner
state
unit
detection unit
transfer
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/011608
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
나카타마사시
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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Publication date
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Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
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Priority to US15/173,049 priority patent/US9612566B2/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/10—Collecting or recycling waste developer
    • G03G21/12—Toner waste containers

Definitions

  • the present invention relates to an image forming apparatus having a full detection function for detecting whether a waste toner is in a full state.
  • An image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer includes a waste toner container for accommodating waste toner recovered from a conveying belt or an intermediate transfer belt.
  • the waste toner container In the waste toner container, the amount of waste toner that can be accommodated is set in advance. When the amount of the waste toner reaches the set amount, the waste toner container is replaced.
  • various techniques for detecting the amount of waste toner with high precision have been proposed.
  • Patent Document 1 describes an image forming apparatus capable of detecting a full toner of waste toner with a simple configuration.
  • the waste toner recovery container of this apparatus is provided with a light receiving portion having a light emitting element and a light receiving element and a reflecting plate. When the light beam emitted from the light emitting element is reflected by the reflector and is not detected by the light receiving element, the waste toner is detected to be full.
  • a light beam may be interrupted by the waste toner which floats in a waste toner collection container, and false detection may generate
  • Patent Literature 2 describes a waste toner recovery device capable of detecting a full state of waste toner with high accuracy.
  • the waste toner recovery container of this apparatus is provided with a full state detector having a movable member whose position changes with the increase of the waste toner in the waste toner recovery container, and a sensor for detecting the position change of the movable member.
  • Patent Document 3 describes a waste toner recovery container that detects a full state using a displacement sensor.
  • the displacement sensor which detects the displacement by the pressurization of the swelling waste toner is attached to the upper part of the waste toner collection container.
  • the waste toner conveying means is arranged inside the waste toner recovery container.
  • the waste toner conveying means conveys in a horizontal direction after the waste toner amount reaches a predetermined amount and pressurizes the waste toner to make the height uniform.
  • the displacement caused by the pressing force of the conveyed waste toner is detected by the displacement sensor.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-75749
  • Patent Document 2 Japanese Patent 3826751
  • Patent Document 3 Japanese Patent 462147
  • the waste toner may be deposited on one side due to the opening and closing of the side cover on which the waste toner recovery container is mounted.
  • Patent Documents 1 and 2 when the biased top of the waste toner is optically or mechanically detected, there is a possibility that it is incorrectly detected at full scale and the accuracy of full scale detection may be reduced.
  • the structure of patent document 3 since the mechanism which conveys a waste toner is needed, an apparatus structure becomes complicated.
  • an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of increasing the accuracy of full toner detection of waste toners with a simple configuration.
  • a waste toner container for receiving the waste toner removed by the cleaning unit
  • a waste toner amount detecting unit arranged in the waste toner container and detecting the amount of the waste toner, and using the waste toner amount detecting unit to detect whether the waste toner is full in the waste toner container; It includes; detection unit,
  • the waste toner amount detecting unit includes a buried state located below the surface of the waste toner accommodated in the waste toner container, a non-embedded state located above the surface of the waste toner, and a surface of the waste toner. It can move to the wit state of contacting,
  • the full state detection unit may detect whether the waste toner container is in a full state when the waste toner amount detection unit is located in the mounted state changed from the non-buried state.
  • the transfer part may be movable, and the waste toner amount detection part may be changed into the buried state, the non-buried state, and the wit state in association with the movement of the transfer unit.
  • the transfer unit may move to a close state where the distance between the image carrier supporting the toner image is a predetermined distance and the proximity state where the distance between the image carrier is closer than the spaced apart state.
  • the waste toner amount detection unit changes from the buried state to the non-buried state in response to the transfer from the proximate state to the spaced state of the transfer unit, and the waste in response to the movement from the spaced state of the transfer unit to the proximate state.
  • the toner amount detection unit may change from the non-burying state to the placing state.
  • the full state detection unit when the transfer portion is moved from the proximate state to the spaced apart state, the full state detection unit is pressed against the transfer unit, and when the transfer unit is moved from the spaced state to the proximate state, the full state detection unit Contact pressure by the transfer unit can be released.
  • the full state detection unit may further include a shaft on which the waste toner amount detection unit is mounted and rotatable, and a link unit protruding from the shaft toward the transfer unit and in contact with the transfer unit.
  • the waste toner amount detection unit may have a trapezoidal cross-sectional shape, an upper surface, a lower surface wider than the upper surface, and a pair of inclined surfaces connecting the upper surface and the lower surface.
  • the angle between the inclined surface and the lower surface of the waste toner amount detection unit may be equal to or greater than a first repose angle, which is an angle between the lower surface and the inclined surface of the waste toner accommodated in the waste toner container.
  • the waste toner amount detection unit may have an outer frame forming a first opening, and a split beam part disposed in the first opening and dividing the first opening into a plurality of second openings.
  • the total area of the second openings may be 0.1 mm 2 or more and 300 mm 2 or less.
  • At least one of the outer frame portion and the split beam portion has a trapezoidal cross-sectional shape including a pair of inclined surfaces, the angle formed by the pair of inclined surfaces, the waste toner accommodated in the waste toner receiving portion It may be less than the second angle of repose, which is the angle between the inclined surfaces.
  • the apparatus may further include a controller configured to control operations of the transfer unit and the full state detection unit.
  • control unit controls the non-burying of the waste toner amount detection unit from the buried state to the unburyed state by moving the transfer unit from the proximate state to the spaced apart state. Determination of moving the transfer part from the spaced state to the proximity state to perform the wit control of changing the waste toner amount detection unit from the non-buried state to the wit state, and determining whether the waste toner is full after the wit control. You can control it.
  • control unit may control image formation when the waste toner amount detection unit is in the buried state.
  • the waste toner agitator may further include a waste toner agitator to flatten the waste toner contained in the waste toner container.
  • control unit may perform flattening control to flatten the waste toner by operating the waste toner stirring unit after the placement control and before the determination control.
  • the waste toner stirring unit may be operated in conjunction with movement of the transfer unit.
  • the waste toner container may be rotatable.
  • the driving unit for providing a rotational force and the connection portion disposed between the driving unit and the transfer unit, further comprising a connection for transmitting the rotational force of the drive unit to the transfer unit, by the rotational force of the drive unit, the transfer unit
  • the spaced state in which the distance between the image carrier supporting the toner image is a predetermined distance and the distance between the image carrier may be moved closer to the closer state than the spaced apart state.
  • the image carrier supporting the toner image is fixedly installed, and a cover on which the transfer part is mounted to open and close the case; and the transfer part is connected to the image carrier by opening and closing the cover.
  • the distance between the spaced state where the distance is a predetermined distance and the image carrier may be moved to a closer state than the spaced state.
  • the image forming apparatus of the present invention it is possible to increase the accuracy of the full toner detection of the waste toner with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
  • Fig. 2 is a side view showing the main part structure of the image forming apparatus provided with a full state detection unit.
  • 3A and 3B are side views for explaining the rotational movement of the transfer belt unit of the transfer unit.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the arrangement of a full state detection unit.
  • FIG. 5 is a side view showing a full state detection unit and a transfer unit.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a full state detection unit.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a waste toner container and a waste toner stirring unit.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the relationship between the waste toner and the waste toner amount detection unit.
  • FIG. 9 is a side view illustrating the operation of the full state detection unit.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process executed by the control unit.
  • 11 is a graph for explaining the first embodiment.
  • the monochromatic image forming apparatus is illustrated as the image forming apparatus 1 for convenience, but is not necessarily limited thereto, and may be a color image forming apparatus.
  • the image forming apparatus 1 includes a recording medium conveying unit 10 for conveying paper (transfer material) P, a developing unit 20 for developing an electrostatic latent image, and a main surface. ), A photosensitive drum 40 which is an electrostatic latent image bearing member having an image formed thereon, a transfer unit 70 for transferring an image to paper P, and a fixing unit 50 for fixing a toner image to paper P; can do.
  • the recording medium conveying unit 10 accommodates the sheet of paper P as a recording medium on which an image is formed, and conveys the sheet of paper P on the conveying path R1.
  • the paper P is stacked and accommodated in the cassette T.
  • the recording medium conveying unit 10 causes the paper P to reach the transfer area R2 through the conveyance path R1 at a timing when the toner image transferred to the paper P reaches the transfer area R2.
  • the developing unit 20 is provided with a developing roller 21 for supporting the toner on the photosensitive drum 40.
  • the developing unit 20 supports the developer roller 21 produced by mixing the toner and the carrier after the toner and the carrier are mixed and stirred and sufficiently charged.
  • the toner of the developer supported on the developing roller 21 is formed as an electrostatic latent image formed on the outer circumferential surface of the photoconductive drum 40. By moving, the electrostatic latent image is developed.
  • the developing unit 20 a developer is stirred and conveyed while supplying a new developer therein.
  • the developing unit 20 may employ a trickle developing method for transferring the deteriorated developer that is part of the excess developer to the outside.
  • the trickle developing method the deteriorated developer is discharged and the fresh developer is supplied as much as the discharged amount.
  • the deterioration developer in the developing unit 20 falls to the deterioration developer discharge port and the deterioration developer import port, and is stored in the waste toner recovery apparatus.
  • the transfer unit 70 includes a transfer belt unit 71 (transfer section) provided to pressurize the photosensitive drum 40.
  • a developing unit 20 At the periphery of the photosensitive drum 40, a developing unit 20, a charging roller 41, an exposure unit 42, and a cleaning unit 43 are provided.
  • the charging roller 41 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 40 to a predetermined potential.
  • the exposure unit 42 exposes the surface of the photosensitive drum 40 charged by the charging roller 41 in correspondence with the image forming on the paper P. As shown in FIG. Thereby, the electric potential of the part exposed by the exposure unit 42 among the surfaces of the photosensitive drum 40 is changed, and an electrostatic latent image is formed.
  • the four developing units 20 develop the electrostatic latent images formed on the photosensitive drum 40 by the toner supplied from the toner tank 22 provided opposite to each developing unit 20 to generate a toner image. Black toner is filled in the toner tank 22.
  • the cleaning unit 43 recovers the toner remaining on the photosensitive drum 40 after the toner image formed on the photosensitive drum 40 is transferred onto the paper P.
  • a screw is provided in the vicinity of the cleaning unit 43, and the waste toner obtained by the cleaning unit 43 is conveyed by a screw.
  • the waste toner conveyed by the screw is accommodated in the waste toner recovery apparatus through a waste toner recovery container connection port formed at an end of the waste toner nozzle along a conveyance path in the waste toner nozzle.
  • the fixing unit 50 attaches and fixes the toner image transferred from the photosensitive drum 40 to the paper P to the paper P.
  • the fixing unit 50 is equipped with the heating roller 51 which heats the paper P, and the pressure roller 52 which pressurizes the heating roller 51. As shown in FIG.
  • the heating roller 51 and the pressure roller 52 are formed in a cylindrical shape, and the heating roller 51 is provided with heat sources, such as a halogen lamp, inside.
  • a fixing nip portion which is a contact region, is provided between the heating roller 51 and the pressure roller 52, and the toner image is dissolved and fixed to the paper P by passing the sheet P through the fixing nip portion.
  • the image forming apparatus 1 is provided with discharge rollers 61 and 62 for discharging the paper P on which the toner image is fixed by the fixing unit 50 to the outside of the apparatus.
  • the image forming apparatus 1 is a control unit 90 that controls operations of the recording medium conveying unit 10, the developing unit 20, the transfer unit 70, the photosensitive drum 40, the fixing unit 50, and the like described above. Equipped with.
  • the control unit 90 is constituted by a so-called microcomputer and stores a program that defines the operation of each unit in a memory and executes the desired control by executing the program.
  • the present invention is not limited to this. At least the toner may be included, and a one-component developer composed only of the toner may be used.
  • the trickle developing method is used as a developing system, it is not limited to this.
  • FIG. 2 is a side view showing the main part structure of the image forming apparatus provided with a full state detection unit
  • FIGS. 3A and 3B are side views for explaining the rotational movement of the transfer belt unit of the transfer unit.
  • 4 is a perspective view showing the arrangement of a full state detection unit
  • FIG. 5 is a side view showing a full state detection unit and a transfer unit.
  • left and right sides of the transfer unit 70 of FIG. 1 are symmetrically illustrated for convenience of description.
  • the transfer unit 70 includes a waste toner container 73 (waste toner container) containing waste toner 72 removed from the transfer belt unit 71 (transfer section). It is attached to and integrated.
  • the transfer unit 70 may be configured to be rotatable and move around the rotation support portion A1.
  • the rotation support part A1 is provided in the lower part of the waste toner container 73.
  • the transfer unit 70 may include a cover 76 exposed to the outside. As the transfer unit 70 rotates about the rotation support A1, the case 2 of the image forming apparatus 1 can be opened or closed as shown in FIG. 1. Since the photosensitive drum 40 is fixedly installed in the case 2, when the transfer unit 70 is rotated, the transfer belt unit 71 included in the transfer unit 70 with respect to the photosensitive drum 40. It may be approached or spaced apart.
  • the transfer belt unit 71 of the transfer unit 70 may approach or be spaced apart from the photosensitive drum 40. It may be.
  • the transfer belt unit 71 has a pair of suspension rollers 71a and a transfer belt 71b hung between the suspension rollers 71a.
  • the waste toner container 73 is provided with a rotary bearing portion 75 which overlaps with the roller rotation axis A2 of the suspension roller 71a.
  • the suspension roller 71a is fitted in this rotary bearing part 75.
  • the proximity state is a state in which the transfer belt unit 71 is close to the photosensitive drum 40 (see FIGS. 9A and 9C).
  • the spaced state is a state where the transfer belt unit 71 is spaced apart from the photosensitive drum 40 (see FIG. 9B).
  • the transfer belt unit 71 is movable in the proximity state and the spaced apart state with respect to the photosensitive drum 40, which may appear when the transfer belt unit 71 and the photosensitive drum 40 keep in contact with each other. It is possible to prevent the transfer belt unit 71 and / or the photosensitive drum 40 from being damaged or burned out.
  • the transfer belt unit 71 keeps in contact with the photosensitive drum 40, unlike the present embodiment, the photosensitive drum 40 and the transfer belt unit 71 come into contact with each other without a recording medium in the image adjusting step. . At this time, at least one of the photosensitive drum 40 and the transfer belt unit 71 may be damaged due to the difference in the rotational speed of the photosensitive drum 40 and the transfer belt unit 71, and the waste toner formed on the photosensitive drum 40 may be damaged. Can contaminate the transfer belt unit 71.
  • the transfer belt 71b of the transfer belt unit 71 may include a rubber material having elasticity. When the transfer belt unit 71 maintains contact with the photosensitive drum 40, the transfer belt 71b may transfer the transfer belt 71b. Traces may be left on the surface of the photosensitive drum 40 by the belt unit 71, which may lead to image defects.
  • the transfer belt unit 71 is movable in the proximity state and the spaced apart state with respect to the photosensitive drum 40, so that the above-mentioned transfer belt unit 71 and the photosensitive drum 40 keep contact with each other. It is possible to prevent the transfer belt unit 71 and the photosensitive drum 40 from being damaged or a bad image.
  • the transfer unit 70 connects the driving unit 110 having an output shaft 111 for outputting rotational force (torque) and the output shaft 111 and the transfer belt unit 71. It may include a connecting portion (130, 140) for rotating the transfer belt unit 71.
  • the driving unit 110 may be a motor that rotates.
  • the connecting portions 130 and 140 are connected to the output shaft 111 and rotated, the connecting gear 130 and the connecting link 140 which is rotatable by the connecting gear 130 and moves the transfer belt unit 71 in rotation. It includes.
  • the connecting gear 130 includes a connecting cam 131 in pressure contact with the connecting link 140.
  • One end 141 of the connecting link 140 contacts the connecting cam 131.
  • As the connecting gear 130 rotates, one end 141 of the connecting link 140 is pressed along the connecting cam 131.
  • connection link 140 As one end 141 is pressed, the connection link 140 is rotated about the rotation axis A4, and the other end 142 of the connection link 140 is moved.
  • the other end 142 of the connection link 140 is formed with a connection hole 144 connected to the housing 71c of the transfer belt unit 71.
  • the boss B formed in the housing 71c is inserted into the connection hole 144.
  • the housing 71c in which the boss B is formed may be rotated by using the roller rotation axis A2 as the rotation center line by the movement of the other end 142 of the connection link 140.
  • the housing 71c is a structure which supports the pair of suspension rollers 71a as a structure of the transfer belt unit 71. As shown in FIG.
  • the output shaft 111 rotates in one direction.
  • the connecting gear 130 and the connecting cam 131 are rotated in the clockwise direction.
  • one end 141 of the connecting link 140 is pressed by the connecting cam 131.
  • the connection link 140 pressed by the connection cam 131 is rotated counterclockwise about the rotation axis A4.
  • the transfer belt unit 71 is rotated in the clockwise direction with the roller rotation axis A2 as the rotation center line.
  • the driving unit 110 is rotated in the opposite direction
  • the connecting gear 130 and the connecting cam 131 is rotated in the counterclockwise direction opposite to the above, and the connecting link 140 is rotated clockwise.
  • the housing 71c and the transfer belt unit 71 are rotated in the counterclockwise direction with the roller rotation axis A2 as the rotation center line.
  • the driving unit 110 is rotated in one direction, only the opposite direction is substantially the same, and thus redundant description is omitted.
  • the toner remaining on the transfer belt 71b is transferred by the cleaning unit 74. It is removed from the belt 71b. The removed waste toner is returned to the waste toner container 73.
  • the conveyed toner is accommodated in the waste toner container 73.
  • This waste toner container 73 is disposed on the opposite side of the photosensitive drum 40 with the transfer belt unit 71 interposed therebetween. That is, the transfer belt unit 71 is disposed between the photosensitive drum 40 and the waste toner container 73.
  • the waste toner stirring unit 77 is provided inside the waste toner container 73.
  • the waste toner stirring portion 77 flattens the surface TF (see FIG. 9A) of the waste toner 72 deposited in the waste toner container 73.
  • the waste toner stirring portion 77 has a screw-type stirring portion extending in the extending direction of the waste toner container 73. As the waste toner stirring unit 77 is rotated forward or reversely, the waste toner 72 deposited inside the waste toner container 73 is stirred to flatten the surface TF of the waste toner 72 deposited. Become.
  • the waste toner stirring unit 77 may be rotationally driven by a motor.
  • the waste toner stirring unit 77 may be rotationally driven using the rotational movement of the transfer belt unit 71 as a drive source.
  • the waste toner stirring unit 77 may be driven in rotation in conjunction with the rotational movement of the transfer belt unit 71.
  • the amount of the waste toner 72 accommodated and deposited in the waste toner container 73 is managed by the full state detection unit FG.
  • the full state detection unit FG detects whether or not the amount of the waste toner 72 deposited in the waste toner container 73 has reached a predetermined full amount.
  • the full stomach means a state in which the waste toner 72 accumulated in the waste toner container 73 reaches a preset amount and the waste toner container 73 is filled with the waste toner 72.
  • the full state detection unit FG has a full state detection unit 78 and a full state detection sensor 79.
  • the full state detection unit 78 mechanically detects the height of the accumulated waste toner 72.
  • the full state detection unit 78 can mechanically detect the height of the accumulated waste toner 72 by at least a part of it in contact with the surface of the waste toner 72.
  • the full state detection sensor 79 detects whether the height of the accumulated waste toner 72 detected by the full state detection unit 78 is a desired full amount.
  • the full state detection sensor 79 is provided with the light output part 79a and the light receiving part 79b.
  • the light output unit 79a emits sensor light.
  • the light receiving portion 79b is arranged to be spaced apart from the light output portion 79a by a predetermined distance on the optical path of the sensor light.
  • the full state detection sensor 79 has a first state in which sensor light is detected at the light receiving unit 79b, and a second state in which sensor light is not received at the light receiving unit 79b.
  • the waste toner 72 in which the first state is deposited is not full, and the second state is in a state where the waste toner 72 is full.
  • the first and second states may be reversed.
  • the waste toner 72 in which the first state is accumulated may be full
  • the waste toner 72 in which the second state is deposited may not be full.
  • the full state detection unit 78 includes a shaft portion 81, a waste toner amount detection unit 82 mounted on one end of the shaft portion 81 with an arm portion 81a interposed therebetween, and the other end side of the shaft portion 81. And a light blocking portion 84 disposed between the waste toner amount detection portion 82 and the link portion 83.
  • the shaft portion 81 has a round rod shape extending in the direction of the rotation axis A3 parallel to the roller rotation axis A2. Both ends of the shaft portion 81 are rotatably supported around the rotation axis A3 of the shaft portion 81.
  • the waste toner amount detection unit 82 is disposed in the waste toner container 73.
  • the waste toner amount detection unit 82 detects the height of the waste toner 72 accommodated in the waste toner container 73.
  • the waste toner amount detection unit 82 may have one or more (for example, four) openings (second openings N2).
  • the waste toner amount detection unit 82 has a frame shape parallel to the rotation axis A3 of the shaft portion 81.
  • the length of the waste toner amount detection unit 82 in the direction of the rotation axis A3 may be, for example, about 1/2 to 1/8 of the waste toner container 73 in the direction of the rotation axis A3. have.
  • the waste toner amount detection unit 82 may be disposed at approximately the center of the waste toner container 73 in the direction of the rotation axis A3.
  • the waste toner amount detection unit 82 has an outer frame portion 82a and a split-beam portion 82b.
  • the split beam portion 82b divides the first opening portion N1 surrounded by the outer frame portion 82a into a plurality of second opening portions N2.
  • the total area of the second openings N2 is 0.1 mm 2 or more and 300 mm 2 or less. More preferably, the total area is 50 mm 2 or more and 250 mm 2 or less. More preferably, the total area is 50 mm 2 or more and 100 mm 2 or less.
  • the waste toner amount detection unit 82 is attached to the arm portion 81a.
  • One end of the arm portion 81a is attached to the shaft portion 81 so as to be orthogonal to the rotation axis A3 direction of the shaft portion 81. That is, the waste toner amount detection unit 82 is attached to the shaft portion 81 by the arm portion 81a, and is spaced apart from the shaft portion 81 in parallel by the length of the arm portion 81a.
  • the length of this arm portion 81a may be defined by, for example, the height of the deposited waste toner 72 to be detected.
  • the waste toner amount detection unit 82 may have a trapezoidal cross-sectional shape. 6 and 8, the outer frame portion 82a and the split beam portion 82b constituting the waste toner amount detection portion 82 may have a trapezoidal cross-sectional shape.
  • the outer frame portion 82a and the split beam portion 82b have a lower surface P1 in contact with the deposition waste toner 72 and an upper surface P2 opposite to the lower surface P1.
  • the length L1 of the lower surface P1 is longer than the length L2 of the upper surface P2. That is, the area of the lower surface P1 is larger than the area of the upper surface P2.
  • the outer frame portion 82a and the split beam portion 82b have a pair of inclined surfaces P3 connecting the lower surface P1 and the upper surface P2.
  • An angle D1 formed between the inclined surface P3 and the lower surface P1 may be equal to or greater than the first angle of repose D2 of the accumulated waste toner 72. Further, the angle D3 formed by the pair of inclined surfaces P3 in the outer frame portion 82a and the split beam portion 82b is smaller than the second angle of repose D4 of the stacked waste toner 72.
  • the angle of repose refers to the limit angle at which slippage does not occur when powders or granules are stacked like mountains.
  • the angle of repose refers to an angle forming a bottom surface and an inclined surface when powders or granules are stacked like a mountain.
  • the first angle of repose D2 in the present embodiment corresponds to this.
  • the angle between the inclined surfaces of the accumulated waste toner 72 deposited like a mountain is called 2nd repose angle D4.
  • the waste toner amount detection unit 82 has three states of a buried state, a non-burying state, and a mounting state in the waste toner container 73. . These three states can be changed by rotation about the rotation axis A3.
  • the buried state (see FIG. 9A) is a state where all or part of the waste toner amount detection unit 82 is buried in the accumulated waste toner 72.
  • the waste toner 72 is carried into the waste toner container 73 through a waste toner inlet (not shown) formed above the waste toner amount detection unit 82. Therefore, the waste toner 72 is deposited in the waste toner amount detection unit 82.
  • the placed state is a state in which the waste toner amount detection unit 82 contacts the surface TF of the deposited waste toner 72. More specifically, part or all of the lower surface P1 of the waste toner amount detection unit 82 is in contact with the surface TF of the accumulated waste toner 72.
  • the link portion 83 is disposed between the transfer belt unit 71 and the waste toner container 73. As shown in FIG. The link portion 83 is in contact with the transfer belt unit 71. The link portion 83 converts the arc-shaped rotational movement of the transfer belt unit 71 into the rotation of the shaft portion 81.
  • the link portion 83 may have an L shape when viewed in the direction of the rotation axis A3 of the shaft portion 81.
  • the link portion 83 may have a connecting arm portion 83a and a contact arm portion 83b.
  • One end of the connecting arm portion 83a is attached to the shaft portion 81 so as to be orthogonal to the direction of the rotation axis A3 of the shaft portion 81.
  • the length of the connecting arm portion 83a is defined by the amount of torque generated by the rotation of the shaft portion 81, for example.
  • the contact arm portion 83b extends from the other end side of the connecting arm portion 83a in a direction orthogonal to the extending direction of the connecting arm portion 83a.
  • the length of the contact arm part 83b is defined by the required rotation angle of the shaft part 81, for example.
  • the light blocking portion 84 reciprocates through the gap 79c of the full state detection sensor 79 by the rotation of the shaft portion 81.
  • the light-blocking part 84 is located outside the clearance 79c of the full state detection sensor 79, it is not fully detected.
  • the light-blocking part 84 is located in the gap 79c of the full state detection sensor 79, it is fully detected.
  • the light blocking portion 84 is mounted so as to have a predetermined angle with respect to the rotation angle range of the shaft portion 81 or the arm portion 81a of the waste toner amount detection portion 82 as a reference.
  • the full state detection unit 78 has a simple toner amount detection unit 82. Then, the full state detection unit 78 determines whether or not the full state is in a mounted state placed on the surface TF of the waste toner 72 in which the waste toner amount detection unit 82 is deposited.
  • the placement state is a state in which the waste toner amount detection unit 82 is changed from a non-buried state in which the waste toner 72 is not buried. Therefore, the accumulated waste toner 72 does not exist on the waste toner amount detection unit 82 in the mounted state. Therefore, the amount of the accumulated waste toner 72 corresponding to the position in the height direction of the waste toner amount detection unit 82 can be detected with high accuracy. Therefore, the precision of the full detection of the waste deposit toner 72 can be improved by a simple structure.
  • the waste toner amount detection unit 82 changes in the buried state, the unburyed state, and the wit state in association with the rotational movement of the transfer belt unit 71. According to this structure, since the state of the waste toner amount detection unit 82 changes in conjunction with the rotational movement of the transfer belt unit 71, there is no need to add a new drive source for changing the state of the waste toner amount detection unit 82. . Therefore, the structure of the apparatus can be simplified by increasing the number of parts.
  • the transfer belt unit 71 has a spaced apart state where the distance from the photosensitive drum 40 which is the latent electrostatic image bearing member is a predetermined distance, and a closer state that the distance between the photosensitive drum 40 is closer than the spaced apart state.
  • the waste toner amount detection unit 82 changes from a buried state to an unburyed state in response to a change from the proximate state of the transfer belt unit 71 to the spaced state.
  • the waste toner amount detection unit 82 changes from a non-burying state to a mounting state in response to a change from the spaced state of the transfer belt unit 71 to the proximity state.
  • the timing of the image forming operation in the transfer belt unit 71 and the full state detection operation in the full state detection unit 78 can be set in a predetermined relationship. Therefore, the full state detection unit 78 can perform a full state detection operation at a predetermined timing without adding a new component.
  • the full state detection unit 78 has a shaft portion 81 and a link portion 83.
  • the extending direction of the shaft portion 81 is parallel to the extending direction of the roller rotation axis A2.
  • the link portion 83 is disposed between the transfer belt unit 71 and the waste toner container 73 to be in contact with the transfer belt unit 71.
  • the link portion 83 is mounted to the shaft portion 81 such that the link portion 83 protrudes from the shaft portion 81 toward the transfer belt unit 71.
  • the waste toner amount detection unit 82 is attached to the shaft portion 81 so as to protrude from the shaft portion 81 toward the waste toner container 73. According to such a full state detection part 78, the driving force by the rotational movement of the transfer belt unit 71 can be transmitted to the waste toner amount detection part 82 efficiently.
  • the waste toner amount detection unit 82 has a trapezoidal cross-sectional shape, and the width of the lower surface P1 in contact with the deposited waste toner 72 is longer than the width of the upper surface P2 opposite to the lower surface P1. According to the waste toner amount detection unit 82, the area for vertically pushing up the accumulated waste toner 72 when the state is changed from the buried state to the unburyed state is reduced. Therefore, the driving force required for the change from the buried state to the unburyed state can be reduced. In addition, the area in contact with the accumulated waste toner 72 in the mounted state is increased. Therefore, sedimentation of the waste toner amount detection unit 82 due to its own weight in the mounted state can be suppressed.
  • the waste toner amount detection unit 82 has a pair of inclined surfaces P3 connecting the lower surface P1 and the upper surface P2. An angle D1 between the inclined surface P3 and the lower surface P1 for pushing up the deposition waste toner 72 is equal to or greater than the first angle of repose D2 of the deposition waste toner 72.
  • the first angle of repose D2 may be 20 degrees or more.
  • the full state detection unit 78 has an outer frame portion 82a and a split beam portion 82b.
  • the outer frame portion 82a forms a first opening portion N1.
  • the split beam portion 82b is disposed in the first opening portion N1 to divide the first opening portion N1 into a plurality of second opening portions N2. According to this structure, since the weight of the waste toner amount detection unit 82 is reduced, the settling of the waste toner amount detection unit 82 can be suppressed.
  • the waste toner 72 deposited on the waste toner amount detecting unit 82 falls from the second opening portion N2 during the transition from the buried state to the non-burying state, the waste toner amount remaining on the waste toner amount detecting unit 82 in the non-burying state The amount of deposited waste toner 72 can be reduced.
  • the total area of the second openings N2 is 0.1 mm 2 or more and 300 mm 2 or less. According to this full state detection part 78 which has the 2nd opening part N2, sedimentation of the waste toner amount detection part 82 can be suppressed and a full state detection can be ensured.
  • the outer frame portion 82a and the split beam portion 82b have a trapezoidal cross-sectional shape including a pair of inclined surfaces P3.
  • the angle D3 formed by the pair of inclined surfaces P3 is equal to or less than the second angle of repose D4 of the stacked waste toner 72.
  • the outer frame portion 82a and the split beam portion 82b the accumulated waste toner 72 deposited on the waste toner amount detection portion 82 more easily collapses. Therefore, the driving force required for the change from the buried state to the unburyed state is further reduced. Therefore, it is possible to further reduce the amount of the accumulated waste toner 72 remaining on the waste toner amount detection unit 82 in the unburyed state.
  • image forming control for forming an image on the paper P is executed (S1). As shown in FIG. 1, an image signal of a recorded image is input to the image forming apparatus 1.
  • the control part 90 of the image forming apparatus 1 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 40 to a predetermined electric potential by the charging roller 41 based on the received image signal. Thereafter, the control unit 90 irradiates the surface of the photosensitive drum 40 with the exposure unit 42 to form a latent electrostatic image.
  • the developing unit 20 supplies toner to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 40, thereby forming a toner image on the outer circumferential surface of the photosensitive drum 40.
  • FIG. The toner image thus formed is transferred to the paper P conveyed from the recording medium conveying unit 10.
  • the control unit 90 conveys the paper P, on which the toner image has been transferred, to the fixing unit 50.
  • the toner image is melted and fixed to the paper P by passing the paper P between the heating roller 51 and the pressure roller 52 while applying heat and pressure. Thereafter, the control unit 90 discharges the paper P to the outside of the image forming apparatus 1 by the discharge rollers 61 and 62.
  • the transfer belt unit 71 is pressed to the photosensitive drum 40 side during the printing step S1.
  • the transfer belt unit 71 is in a state of being pressed against the photosensitive drum 40 (close state). Therefore, the waste toner amount detection unit 82 of the full state detection unit 78 is in contact with the surface of the waste toner 72 deposited by the weight of the waste toner amount detection unit 82.
  • the waste toner 72 recovered from the upper portion of the waste toner container 73 is loaded into the interior, and the waste toner 72 carried in the waste toner is detected on the waste toner amount detection unit 82. Toner 72 is deposited. As a result, the waste toner amount detection unit 82 sinks to the slowly deposited waste toner 72 and is buried.
  • the above-described printing process S1 is repeatedly executed while determining (S3) whether a predetermined number of prints have been made. For example, when it is not determined that printing has been performed a predetermined number of times (for example, 100 times) (S3: NO), the printing process S1 is executed again. On the other hand, when it is determined that printing has been performed a predetermined number of times (S3: YES), printing is stopped (S4).
  • the full state detection process S5 is performed until the printing process S1 is restarted after stopping the printing process S1.
  • the control unit 90 executes non-burying control. More specifically, the control unit 90 rotates the transfer belt unit 71 around the roller rotation axis A2 and separates it from the photosensitive drum 40 (S5a). That is, the transfer belt unit 71 may be rotated around the roller rotation axis A2 to change from a close state to a separated state. The rotation of the transfer belt unit 71 presses the link portion 83 in contact with the lower side opposite to the roller rotation axis A2 of the transfer belt unit 71. When the link part 83 is pressurized, the full state detection part 78 rotates around the rotation axis A3.
  • the waste toner amount detection unit 82 moves so as to spring up above the surface of the deposited waste toner 72 and is disposed above the surface TF of the deposited waste toner 72 (not buried). ). That is, the state of the waste toner amount detection unit 82 is changed from the buried state to the unburyed state. In this process, the waste toner amount detection unit 82 moves upward while heaving the accumulated waste toner 72 deposited on the waste toner amount detection unit 82.
  • control unit 90 executes the flattening control after executing the non-burying control (S5b). More specifically, the control unit 90 drives the stirring drive unit for driving the waste toner stirring unit 77 to rotate the waste toner stirring unit 77 (see FIG. 7) forward or reversely. The surface TF of the waste toner 72 deposited by the rotational drive of the waste toner stirring unit 77 is flattened.
  • the control unit 90 executes the placement control after executing the flattening control. More specifically, the control unit 90 rotates the transfer belt unit 71 in the reverse direction around the roller rotation axis A2 to press the photosensitive drum 40 (S5c). That is, the transfer belt unit 71 is reversely rotated around the roller rotation axis A2 to change from the separated state to the proximity state. By the reverse rotation of this transfer belt unit 71, the link portion 83 is released from the pressing force acting from the transfer belt unit 71. When the pressing force with respect to the link part 83 is released, the full state detection part 78 reversely rotates with the shaft part 81 as a rotation center axis by the weight of the waste toner amount detection part 82. By the reverse rotation of the full state detection unit 78, the waste toner amount detection unit 82 moves to the surface TF side of the deposition waste toner 72 and is placed on the surface TF of the deposition waste toner 72 (mounted). state).
  • control unit 90 executes determination control for determining whether the height of the deposited waste toner 72 is greater than or equal to the threshold value after executing the placement control (S5d). More specifically, the control unit 90 determines whether the sensor light emitted from the light output unit 79a is detected in the light receiving unit 79b of the full state detection sensor 79.
  • the waste toner amount detection unit 82 is placed on the surface TF of the deposited waste toner 72 and is mounted on the shaft portion 81 of the full state detection unit 78.
  • the light blocking portion 84 is not disposed between the light receiving portion 79b and the light output portion 79a. Therefore, the sensor light emitted from the light output unit 79a is not blocked and is incident on the light receiving unit 79b to detect the sensor light. Therefore, it is judged that it is not full (S5d: NO). And the control part 90 performs printing process S1 again.
  • the waste toner amount detection unit 82 is placed on the surface TF of the deposited waste toner 72 and is mounted on the shaft portion 81 of the full state detection unit 78.
  • the light blocking portion 84 is disposed between the light receiving portion 79b and the light output portion 79a to block the sensor light. Therefore, since the sensor light is not detected by the light receiving part 79b, the control part 90 is determined to be full (S5d: YES). In this case, the control unit 90 indicates that the waste toner container 73 is full in a lamp or display panel provided in the image forming apparatus 1 to facilitate work such as replacement.
  • the waste toner 72 deposited on the waste toner amount detection unit 82 can be dropped in order to perform the control for changing the waste toner amount detection unit 82 in the buried state to the non-burying state. have.
  • the deposited waste toner 72 does not exist on the waste toner amount detection unit 82 in the mounted state in order to change the waste toner amount detection unit 82 in the unburyed state. Therefore, since the amount of the deposited waste toner 72 can be detected with high accuracy at the position in the height direction of the waste toner amount detection unit 82, the accuracy of the full detection of the accumulated waste toner 72 can be improved with a simple configuration.
  • the control unit 90 After the placement control and before the determination control, the control unit 90 performs flattening control to operate the waste toner stirring unit 77 to flatten the deposition waste toner 72.
  • the waste toner stirring unit 77 the height of the waste toner 72 deposited in the state where the waste toner amount detection unit 82 is lifted can be made close to uniform. Since the waste toner amount detection unit 82 is placed on the surface TF of the accumulated waste toner 72 whose height is close to uniformity, the accuracy of full state detection can be further improved. Furthermore, the storage efficiency of the waste toner 72 deposited in the waste toner container 73 can be improved.
  • Example 1 the relationship between the total area of the 2nd opening part N2 in the waste toner amount detection part 82, and the detectable range of the full state detection sensor 79 was confirmed.
  • the waste toner amount detection unit 82 is maintained at the surface TF height of the deposited waste toner 72. Need to be. For example, when the area of the second opening portion N2 is large, the area of the waste toner amount detection portion 82 in contact with the accumulated waste toner 72 becomes small.
  • the waste toner amount detection unit 82 seizes the accumulated waste toner 72 due to the weight of the waste toner amount detection unit 82 and detects the height of the accumulated waste toner 72 with high accuracy. You will not be able to.
  • Example 1 the total area of the waste toner amount detection unit 82 including the second openings N2 is 800 mm 2, and the total area of the second openings N 2 in the entire area is 0.1 mm 2, 50 mm 2, 100 mm 2, 150. The thing of mm2, 200mm2, 250mm2, 300mm2, 350mm2, 400mm2 was created, respectively. At this time, the weight of the waste toner amount detection unit 82 was 50 g, for example, when the total area was 400 mm 2. Then, the waste toner amount detecting unit 82 is placed on the surface TF of the waste toner 72 deposited in the waste toner container 73 containing the waste toner 72 until the full state. ) Can be detected.
  • the full state was able to be detected correctly in the range whose total area of the 2nd opening part N2 is 0.1 mm ⁇ 2> -300 mm ⁇ 2>.
  • the waste toner amount detection part 82 subsided and it was not able to detect a full state. Therefore, it turned out that the total area of the 2nd opening part N2 in the waste toner amount detection part 82 should just be in a range of 0.1mm ⁇ 2> -300mm ⁇ 2>.
  • the waste toner amount detection unit 82 sinks in the accumulated waste toner 72, the weight of the waste toner amount detection unit 82, the area in contact with the deposited waste toner 72, and the material of the waste waste toner 72. I think it is affected.
  • the above-mentioned range is an example, and the range of total area is not limited to the said range.
  • Example 2 the resistance which hits the accumulated waste toner 72 when the waste toner amount detection part 82 changes from a buried state into a non-buried state was examined.
  • the angle D1 at the waste toner amount detection unit 82 and the first angle of repose D2 of the waste toner 72 deposited like a mountain are selected as parameters, and the preferred angle D1 and the first angle of repose ( The combination of D2) was examined.
  • the circular mark ( ⁇ ) indicates a case where the resistance to cut off the accumulated waste toner 72 is small
  • the triangular mark ( ⁇ ) indicates a case where the resistance to hit the deposited waste toner 72 is slightly large
  • the scissors The mark (x) indicates a case where the resistance to hit the accumulated waste toner 72 is large.
  • the resistance of the first repose angle D2 of the accumulated waste toner 72 was small in the range of 0 degrees to 40 degrees.
  • the angle D1 of the waste toner amount detection unit 82 was 60 degrees
  • the first repose angle D2 of the deposited waste toner 72 was small in the range of 0 to 30 degrees, and was slightly larger in the case of 40 degrees.
  • the angle D1 of the waste toner amount detection unit 82 was 50 degrees
  • the first repose angle D2 of the deposited waste toner 72 was small at 0 degrees and 10 degrees, and was slightly larger in the case of 20 degrees to 40 degrees. .
  • the first repose angle D2 of the accumulated waste toner 72 is slightly larger in the range of 0 degrees to 30 degrees, and large at 40 degrees.
  • the angle D1 of the waste toner amount detection unit 82 is 30 degrees
  • the first repose angle D2 of the accumulated waste toner 72 is slightly larger in the range of 10 degrees and 20 degrees, and the resistance is slightly greater than 0 degrees, 30 degrees, and 40 degrees.
  • the angle D1 of the waste toner amount detection unit 82 was 0 degrees to 20 degrees
  • the first repose angle D2 of the deposited waste toner 72 was large in the range of 0 degrees to 40 degrees.
  • the angle D1 of the waste toner amount detection unit 82 is 70 degrees, and the first angle of repose D2 of the deposited waste toner 72 is 0 degrees.
  • the combination of the waste toner amount detection unit 82 is 60 degrees and the first angle of repose (D2) of the deposited waste toner 72 is 0 degrees to 30 degrees, waste toner amount detection unit 82 It was found that a combination of an angle D1 of 50 degrees and a first angle of repose D2 of the deposited toner 72 deposited between 0 degrees and 10 degrees is preferable.
  • the waste toner stirring unit 77 may operate in conjunction with the movement of the transfer belt unit 71. According to this configuration, it is not necessary to add a drive source for operating the waste toner stirring section separately. Therefore, the structure of the apparatus can be simplified by increasing the number of parts.
  • connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings by way of example shows a functional connection and / or physical or circuit connections, in the actual device replaceable or additional various functional connections, physical It may be represented as a connection, or circuit connections.
  • connection or circuit connections.
  • the phrases "comprising”, “including”, etc. are used to be understood in terms of the open end of the technology.
  • 1,1A Image forming apparatus, 10... Recording medium conveying unit, 20... Developing unit,
  • Waste toner container (waste toner container), 76... Photosensitive drum,
  • Waste toner stirring portion 78... Full detection detector, 79... Full detection sensor, 81... Shaft,
  • Waste toner amount detection unit 82a... Outer frame portion, 82b... Split beam portion 83... Link,

Landscapes

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Abstract

화상 형성 장치(1)는, 롤러 회전축선(A2) 둘레로 이동 가능하며 감광체 드럼(40)에 담지된 화상을 용지(P)에 전사하는 전사 벨트 유닛(71)과, 전사 벨트 유닛(71)으로부터 회수된 퇴적 폐토너(72)를 수용하는 폐토너 수용 용기(73)와, 폐토너 수용 용기(73)의 내부에 배치되어 폐토너의 양을 검지하는 폐토너량 검지부(82)를 가진 만배 검지 유닛(FG)을 구비하고 있다. 만배 검지 유닛(FG)은 비매몰 상태로부터 바뀐 재치 상태일 때에 만배 여부를 검지한다.

Description

화상 형성 장치
본 발명은 폐토너가 가득찬 상태인지 여부를 검지하는 만배(滿杯, full) 검지 기능을 가진 화상 형성 장치에 관한 것이다.
전자 사진 방식에 의한 복사기나 프린터 등의 화상 형성 장치는 반송 벨트나 중간 전사 벨트로부터 회수된 폐토너를 수용하는 폐토너 수용 용기를 구비하고 있다. 폐토너 수용 용기는 수용 가능한 폐토너의 양이 미리 설정되어 있어 폐토너의 양이 설정된 양에 도달했을 때에 폐토너 수용 용기 교환 등의 작업이 실시된다. 여기서 폐토너의 양을 고 정밀도로 검출함으로써 폐토너 수용 용기에 대한 작업 빈도가 줄어들기 때문에 폐토너의 양을 고 정밀도로 검출하는 다양한 기술이 제안되고 있다.
특허문헌 1에는, 간단한 구성으로 폐토너의 만배 검지가 가능한 화상 형성 장치가 기재되어 있다. 이 장치의 폐토너 회수 용기에는 발광 소자와 수광 소자를 가진 수발광부와 반사판이 마련되어 있다. 발광 소자로부터 출사된 광빔이 반사판에서 반사되어 수광 소자에서 검출되지 않는 경우에 폐토너가 만배된 것을 검지한다.
그러나 특허문헌 1에 기재된 광투과형 센서로 불리는 구성에서는, 폐토너 회수 용기 내에 부유하는 폐토너에 의해 광빔이 차단되어 오검지(誤檢知)가 발생하는 경우가 있다. 따라서 광학적인 검지에 의하지 않고 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 기재된 기계적으로 검지하는 만배 검지 장치가 제안되어 있다.
특허문헌 2에는, 폐토너의 만배 상태를 고정밀도로 검지 가능한 폐토너 회수 장치가 기재되어 있다. 이 장치의 폐토너 회수 용기에는, 폐토너 회수 용기 내에서 폐토너의 증가에 따라 위치가 변하는 가동 부재와, 가동 부재의 위치 변화를 검지하는 센서를 가진 만배 검지기가 마련되어 있다. 또 특허문헌 3에는, 변위 센서를 이용하여 만배 검지를 하는 폐토너 회수 용기가 기재되어 있다. 폐토너 회수 용기의 위쪽에는 부풀어오른 폐토너의 가압에 의한 변위를 검지하는 변위 센서가 장착되어 있다. 폐토너 회수 용기의 내부에는 폐토너 반송 수단이 배치되어 있다. 이 폐토너 반송 수단은, 폐토너량이 소정량에 도달한 후에는 수평 방향으로 반송하고 폐토너를 가압하여 높이를 균일하게 한다. 그리고 반송된 폐토너의 가압력에 기인하는 변위를 변위 센서로 검지한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
[특허문헌 1] 일본특개2000-75749호 공보
[특허문헌 2] 일본특허3826751호
[특허문헌 3] 일본특허462147호
그러나 폐토너는, 폐토너 회수 용기가 장착된 사이드 커버의 개폐 등으로 인해 한쪽으로 치우쳐 퇴적되는 경우가 있다. 이 경우 특허문헌 1, 2와 같이 폐토너의 치우친 꼭지부를 광학적 또는 기계적으로 검지한 경우에는 만배되어 있지 않음에도 불구하고 만배로 오검지되어 만배 검지의 정밀도가 저하될 가능성이 있다. 또 특허문헌 3의 구성에 의하면, 폐토너를 반송하는 기구가 필요하기 때문에 장치 구성이 복잡해진다.
그래서 본 발명은, 간단한 구성으로 폐토너의 만배 검지의 정밀도를 높일 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 관한 화상 형성 장치는,
토너 화상을 전사하는 전사부;
상기 전사부에 잔류하는 폐토너를 제거하는 클리닝부;
상기 클리닝부에 의해 제거된 폐토너를 수용하는 폐토너 수용부; 및
상기 폐토너 수용부 내에 배치되며 상기 폐토너의 양을 검지하는 폐토너량 검지부를 구비하며, 상기 폐토너량 검지부를 이용하여 상기 폐토너 수용부 내에 폐토너가 가득찬 상태인지 여부를 검지하는 만배 검지부;를 포함하며,
상기 폐토너량 검지부는, 상기 폐토너 수용부에 수용된 폐토너의 표면보다 아래 쪽에 위치하는 매몰 상태와, 상기 폐토너의 표면보다 위쪽에 위치하는 비(非)매몰 상태와, 상기 폐토너의 표면에 접촉하는 재치 상태로 이동 가능하며,
상기 만배 검지부는, 상기 폐토너량 검지부가 상기 비매몰 상태에서 바뀐 상기 재치 상태에 위치할 때, 상기 폐토너 수용부 내에 상기 폐토너가 가득찬 상태인지 여부를 검지할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 전사부는 이동 가능하며, 상기 폐토너량 검지부는, 상기 전사부의 이동에 연동하여, 상기 매몰 상태와 상기 비매몰 상태와 상기 재치 상태로 바뀔 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 전사부는 토너 화상이 담지된 상 담지체와의 거리가 소정 거리인 이격 상태와 상기 상 담지체와의 거리가 상기 이격 상태보다 가까운 근접 상태로 이동 가능하며, 상기 만배 검지부는, 상기 전사부의 상기 근접 상태에서 상기 이격 상태로 이동에 대응하여 상기 폐토너량 검지부가 상기 매몰 상태에서 상기 비매몰 상태로 바뀌며, 상기 전사부의 상기 이격 상태에서 상기 근접 상태로 이동에 대응하여 상기 폐토너량 검지부가 상기 비매몰 상태에서 상기 재치 상태로 바뀔 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 전사부가 상기 근접 상태에서 상기 이격 상태로 이동될 때, 상기 만배 검지부는 상기 전사부에 접촉 가압되며, 상기 전사부가 상기 이격 상태에서 상기 근접 상태로 이동될 때, 상기 만배 검지부는 상기 전사부에 의한 접촉 가압이 해제될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 만배 검지부는, 상기 폐토너량 검지부가 장착되며 회전 가능한 샤프트와, 상기 샤프트로부터 상기 전사부를 향해 돌출되며 상기 전사부와 접촉 가능한 링크부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 폐토너량 검지부는, 그 단면 형상이 사다리꼴 형상이며, 상면과, 상기 상면보다 폭이 넓은 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 한 쌍의 경사면을 가질 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 폐토너량 검지부의 상기 경사면과 상기 하면 사이의 각도는, 상기 폐토너 수용부에 수용된 폐토너의 하면과 경사면 사이의 각도인 제1 안식각 이상일 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 폐토너량 검지부는, 제1 개구부를 형성하는 외곽 프레임과, 상기 제1 개구부 내에 배치되며 상기 제1 개구부를 복수 개의 제2 개구부로 분할하는 분할 빔부를 가질 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제2 개구부의 합계 면적은 0.1㎟이상 300㎟이하일 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 외곽 프레임부와 상기 분할 빔부 중 적어도 하나는 한 쌍의 경사면을 포함한 사다리꼴의 단면 형상을 가지며, 상기 한 쌍의 경사면이 이루는 각도는, 상기 폐토너 수용부에 수용된 폐토너의 경사면들간의 각도인 제2 안식각 이하일 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 전사부 및 상기 만배 검지부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전사부를 상기 근접 상태에서 상기 이격 상태로 이동시켜 상기 폐토너량 검지부를 상기 매몰 상태에서 상기 비매몰 상태로 바꾸는 비매몰 제어를 하고, 상기 비매몰 제어 후에 상기 전사부를 상기 이격 상태에서 상기 근접 상태로 이동시켜, 상기 폐토너량 검지부를 상기 비매몰 상태에서 상기 재치 상태로 바꾸는 재치 제어를 하고, 상기 재치 제어 후에 상기 폐토너의 가득찬 상태 여부를 판단하는 판단 제어를 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 폐토너량 검지부가 상기 매몰 상태일 때, 화상 형성을 제어할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 폐토너 수용부 내에 수용된 상기 폐토너를 평평하게 하는 폐토너 교반부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 재치 제어 이후이며 상기 판단 제어 이전에, 상기 폐토너 교반부를 동작시켜 상기 폐토너를 평평하게 하는 평평화 제어를 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 폐토너 교반부는, 상기 전사부의 이동에 연동하여 동작될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 폐토너 수용부는 회동 가능할 수 있다.
실시예에 있어서, 회전력을 제공하는 구동부와, 상기 구동부와 상기 전사부 사이에 배치되며, 상기 구동부의 회전력을 상기 전사부에 전달하는 연결부를 더 포함하며, 상기 구동부의 회전력에 의해, 상기 전사부는 토너 화상이 담지된 상 담지체와의 거리가 소정 거리인 이격 상태와 상기 상 담지체와의 거리가 상기 이격 상태보다 가까운 근접 상태로 이동될 수 있다.
실시예에 있어서, 토너 화상이 담지된 상 담지체가 고정 설치된 케이스와, 상기 케이스를 개폐하며 상기 전사부가 장착된 커버;를 포함하며, 상기 커버의 개폐 동작에 의해, 상기 전사부는 상 담지체와의 거리가 소정 거리인 이격 상태와 상기 상 담지체와의 거리가 상기 이격 상태보다 가까운 근접 상태로 이동될 수 있다.
본 발명의 화상 형성 장치에 의하면, 간단한 구성으로 폐토너의 만배 검지의 정밀도를 높일 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관한 화상 형성 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다.
도 2는, 만배 검지 유닛을 구비한 화상 형성 장치의 주요부 구조를 도시한 측면도이다.
도 3A 및 도 3B는 전사 유닛의 전사 벨트 유닛의 회전 이동을 설명하기 위한 측면도이다.
도 4는, 만배 검지 유닛의 배치를 도시한 사시도이다.
도 5는, 만배 검지 유닛과 전사 유닛을 도시한 측면도이다.
도 6은, 만배 검지 유닛을 도시한 사시도이다.
도 7은, 폐토너 수용 용기와 폐토너 교반부를 도시한 사시도이다.
도 8은, 폐토너와 폐토너량 검지부와의 관계를 도시한 단면도이다.
도 9는, 만배 검지 유닛의 동작을 설명하는 측면도이다.
도 10은, 제어부에 의해 실행되는 공정을 도시한 흐름도이다.
도 11은, 실시예 1을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는, 실시예 2를 설명하기 위한 표이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 상세히 설명하기로 한다. 도면의 설명에서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.
먼저 화상 형성 장치(1)의 기본적인 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관한 화상 형성 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 본 실시예에서는, 편의상 화상 형성 장치(1)로서, 단색 화상 형성 장치를 예시하였으나, 반드시 이에 한정되지는 아니하며, 컬러 화상 형성 장치일 수도 있다.
도 1을 참조하면, 화상 형성 장치(1)는, 용지(전사재)(P)를 반송하는 기록 매체 반송 유닛(10)과, 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛(20)과, 주면(周面)에 화상이 형성되는 정전 잠상 담지체인 감광체 드럼(40)과, 화상을 용지(P)에 전사하는 전사 유닛(70)과, 토너상을 용지(P)에 정착시키는 정착 유닛(50)을 구비할 수 있다.
기록 매체 반송 유닛(10)은 화상이 형성되는 기록 매체로서의 용지(P)를 수용함과 동시에 용지(P)를 반송 경로(R1)상에 반송한다. 용지(P)는 카세트(T)에 적층되어 수용된다. 기록 매체 반송 유닛(10)은 용지(P)에 전사되는 토너상이 전사 영역(R2)에 도달하는 타이밍으로 반송 경로(R1)를 통해 용지(P)를 전사 영역(R2)에 도달시킨다.
현상 유닛(20)은 토너를 감광체 드럼(40)에 담지시키는 현상 롤러(21)를 구비하고 있다. 현상 유닛(20)은 토너와 캐리어가 혼합 교반되어 충분히 대전된 후 토너와 캐리어의 혼합에 의해 생성되는 현상제를 현상 롤러(21)에 담지시킨다. 그리고 현상 롤러(21)의 회전에 의해 현상제가 감광체 드럼(40)과 대향하는 영역까지 반송되면 현상 롤러(21)에 담지된 현상제 중 토너가 감광체 드럼(40)의 외주면 상에 형성된 정전 잠상으로 이동하여 정전 잠상이 현상된다.
현상 유닛(20)에서는, 새로운 현상제를 내부에 보급하면서 현상제를 교반, 반송한다. 현상 유닛(20)은 과잉이 된 현상제의 일부인 열화 현상제를 외부로 이송하는 트리클 현상 방식을 채용할 수 있다. 트리클 현상 방식에 의해, 열화된 현상제를 배출하고 배출한 양만큼의 신선한 현상제를 보급한다. 현상 유닛(20) 내에서 열화 현상제는 열화 현상제 배출구 및 열화 현상제 수입구(受入口)로 낙하하여 폐토너 회수 장치 내에 수용된다.
전사 유닛(70)은 감광체 드럼(40)을 가압하도록 마련된 전사 벨트 유닛(71)(전사부)를 포함한다.
감광체 드럼(40)의 둘레(周上)에는 현상 유닛(20)과 대전 롤러(41)와 노광 유닛(42)과 클리닝 유닛(43)이 마련되어 있다.
대전 롤러(41)는 감광체 드럼(40)의 표면을 소정의 전위로 균일하게 대전시킨다. 노광 유닛(42)은 대전 롤러(41)에 의해 대전된 감광체 드럼(40)의 표면을 용지(P)에 형성하는 화상에 대응하여 노광시킨다. 이로써 감광체 드럼(40)의 표면 중 노광 유닛(42)에 의해 노광된 부분의 전위가 변화되어 정전 잠상이 형성된다. 4개의 현상 유닛(20)은 각각의 현상 유닛(20)에 대향하여 마련된 토너 탱크(22)로부터 공급된 토너에 의해 감광체 드럼(40)에 형성된 정전 잠상을 현상하여 토너 화상을 생성한다. 토너 탱크(22) 내에는 블랙의 토너가 충전되어 있다.
클리닝 유닛(43)은 감광체 드럼(40)상에 형성된 토너 화상이 용지(P)에 전사된 후에 감광체 드럼(40)상에 잔존하는 토너를 회수한다. 또 클리닝 유닛(43)의 근방에는 스크류가 마련되어 있으며 클리닝 유닛(43)에 의해 얻어진 폐토너가 스크류에 의해 반송된다. 스크류에 의해 반송되는 폐토너는 폐토너 노즐 내의 반송 경로를 따라 폐토너 노즐의 단부에 형성된 폐토너 회수 용기 접속구를 통해 폐토너 회수 장치 내에 수용된다.
정착 유닛(50)은 감광체 드럼(40)에서 용지(P)로 전사된 토너상을 용지(P)에 부착시켜 정착시킨다. 정착 유닛(50)은 용지(P)를 가열하는 가열 롤러(51)와, 가열 롤러(51)를 가압하는 가압 롤러(52)를 구비하고 있다. 가열 롤러(51) 및 가압 롤러(52)는 원통형으로 형성되어 있으며, 가열 롤러(51)는 내부에 할로겐 램프 등의 열원을 구비하고 있다. 가열 롤러(51)와 가압 롤러(52) 사이에는 접촉 영역인 정착 닙(nip)부가 마련되고 정착 닙부에 용지(P)를 통과시킴으로써 토너상을 용지(P)에 용해 정착시킨다.
화상 형성 장치(1)에는, 정착 유닛(50)에 의해 토너상이 정착된 용지(P)를 장치 외부에 배출하기 위한 배출 롤러(61) 및 (62)가 마련되어 있다.
화상 형성 장치(1)는 상술한 기록 매체 반송 유닛(10), 현상 유닛(20), 전사 유닛(70), 감광체 드럼(40), 정착 유닛(50) 등의 동작을 제어하는 제어부(90)를 구비하고 있다. 제어부(90)는, 이른바 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되며 각 유닛의 동작을 규정하는 프로그램이 메모리에 저장되고 해당 프로그램을 실행하는 것으로써 원하는 제어가 실행된다.
상술한 실시예에서는, 현상제로서 토너와 캐리어로 이루어지는 2성분의 현상제를 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 적어도 토너를 포함하고 있으면 되고, 토너만으로 이루어지는 1성분의 현상제를 사용해도 된다. 또한, 현상 방식으로 트리클 현상 방식을 사용하고 있지만, 이에 한정되지는 아니한다.
계속해서 본 실시형태에 관한 만배 검지 유닛을 구비한 화상 형성 장치의 구체적인 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는, 만배 검지 유닛을 구비한 화상 형성 장치의 주요부 구조를 도시한 측면도이며, 도 3A 및 도 3B는 전사 유닛의 전사 벨트 유닛의 회전 이동을 설명하기 위한 측면도이다. 도 4은, 만배 검지 유닛의 배치를 도시한 사시도이며, 도 5는, 만배 검지 유닛과 전사 유닛을 도시한 측면도이다. 도 2에서는, 설명의 편의상 도 1의 전사 유닛(70)의 좌우가 대칭된 상태로 도시하였다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 전사 유닛(70)은 전사 벨트 유닛(71)(전사부)으로부터 제거된 폐토너(72)를 수용하는 폐토너 수용 용기(73)(폐토너 수용부)에 장착되어 일체화되어 있다. 전사 유닛(70)은 회전 지지부(A1)를 회전 중심으로 회전 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전 지지부(A1)는 폐토너 수용 용기(73)의 하부에 마련되어 있다.
전사 유닛(70)은 외부에 노출되는 커버(76)를 포함할 수 있다. 전사 유닛(70)이 회전 지지부(A1)를 중심으로 회전 이동함으로써, 도 1과 같이, 화상 형성 장치(1)의 케이스(2)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 감광체 드럼(40)은 케이스(2)에 고정 설치된 상태이기 때문에, 전사 유닛(70)이 회전 이동될 때, 전사 유닛(70)에 포함된 전사 벨트 유닛(71)이 감광체 드럼(40)에 대하여 접근 또는 이격될 수 있다.
한편, 커버(76)에 의해 화상 형성 장치(1)의 케이스(2)가 폐쇄된 상태일 때에도, 전사 유닛(70)의 전사 벨트 유닛(71)이 감광체 드럼(40)에 대하여 접근 또는 이격될 수도 있다.
전사 벨트 유닛(71)은 한 쌍의 현가 롤러(71a)와, 현가 롤러(71a) 사이에 걸어놓은 전사 벨트(71b)를 가지고 있다. 폐토너 수용 용기(73)에는 현가 롤러(71a)의 롤러 회전축선(A2)과 중복되는 회전 베어링부(75)가 마련되어 있다. 이러한 회전 베어링부(75)에는 현가 롤러(71a)가 끼워져 있다. 이러한 구성에 의해 전사 벨트 유닛(71)은 롤러 회전축선(A2)을 회전 중심선으로 하여 회전 이동될 수 있다. 이러한 회전 이동에 의해, 전사 벨트 유닛(71)과 감광체 드럼(40)의 근접 상태(도 9의 (a), 도 9의 (c) 참조)와 이격 상태(도 9의 (b) 참조)가 실현된다. 근접 상태란, 전사 벨트 유닛(71)이 감광체 드럼(40)에 근접한 상태(도 9의 (a), 도 9의 (c) 참조)이다. 이격 상태란, 전사 벨트 유닛(71)이 감광체 드럼(40)으로부터 이격된 상태(도 9의 (b) 참조)이다.
상기와 같이, 전사 벨트 유닛(71)이 감광체 드럼(40)에 대하여 근접 상태 및 이격 상태로 이동 가능함으로써, 전사 벨트 유닛(71)과 감광체 드럼(40)이 계속 접촉을 유지하였을 때 나타날 수 있는 전사 벨트 유닛(71) 및/또는 감광체 드럼(40)의 파손 또는 화상 불량을 방지할 수 있다.
만일, 본 실시예와 달리, 전사 벨트 유닛(71)이 감광체 드럼(40)에 계속 접촉을 유지할 경우, 화상 조정 단계에서 기록 매체 없이 감광체 드럼(40)과 전사 벨트 유닛(71)이 접촉하게 된다. 이 때 감광체 드럼(40)과 전사 벨트 유닛(71)의 회전 속도 차이로 인해 감광체 드럼(40), 전사 벨트 유닛(71) 중 적어도 하나가 손상될 수 있으며, 감광체 드럼(40)에 형성된 폐토너가 전사 벨트 유닛(71)을 오염시킬 수 있다. 또한, 전사 벨트 유닛(71)의 전사 벨트(71b)는 탄성을 가지는 고무(gum) 재질을 포함할 수 있는데, 이러한 전사 벨트 유닛(71)이 감광체 드럼(40)에 계속 접촉을 유지할 경우, 전사 벨트 유닛(71)에 의해 감광체 드럼(40)의 표면에 흔적을 남겨질 수 있으며, 이는 화상 불량으로 이어질 수 있다.
그러나, 본 실시예에서는, 전사 벨트 유닛(71)이 감광체 드럼(40)에 대하여 근접 상태 및 이격 상태로 이동 가능함으로써, 상술한 전사 벨트 유닛(71)과 감광체 드럼(40)이 계속 접촉을 유지하였을 때 나타날 수 있는 전사 벨트 유닛(71), 감광체 드럼(40)의 파손 또는 화상 불량을 방지할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 전사 유닛(70)은 회전력(토크)을 출력하는 출력축(111)을 가지는 구동부(110) 및 상기 출력축(111)과 상기 전사 벨트 유닛(71)을 연결하며 상기 전사 벨트 유닛(71)을 회전 이동시키는 연결부(130, 140)를 포함할 수 있다. 구동부(110)는 회전 구동하는 모터일 수 있다.
연결부(130, 140)는 출력축(111)에 연결되어 회전하는 연결 기어(130)와, 상기 연결 기어(130)에 의해 회동 가능하며 상기 전사 벨트 유닛(71)을 회전 이동시키는 연결 링크(140)를 포함한다.
연결 기어(130)는 연결 링크(140)를 가압 접촉하는 연결 캠(131)을 포함한다. 연결 링크(140)의 일 단부(141)는 연결 캠(131)에 접촉한다. 연결 기어(130)가 회전함에 따라, 연결 링크(140)의 일 단부(141)는 연결 캠(131)을 따라 가압된다.
일 단부(141)가 가압됨에 따라, 연결 링크(140)는 회전축선(A4)을 중심으로 회전되며, 연결 링크(140)의 타단(142)이 이동된다. 연결 링크(140)의 타단(142)에는, 전사 벨트 유닛(71)의 하우징(71c)에 연결되는 연결 구멍(144)이 형성된다. 하우징(71c)에 형성된 보스(B)는 연결 구멍(144)에 삽입된다. 보스(B)가 형성된 하우징(71c)은 연결 링크(140)의 타단(142)의 이동에 의해 롤러 회전축선(A2)을 회전 중심선으로 하여 회전 이동될 수 있다. 여기서, 하우징(71c)은 전사 벨트 유닛(71)의 구성으로서, 한 쌍의 현가 롤러(71a)를 지지하는 프레임이다.
구동부(110)가 일 방향으로 회전 구동됨에 따라, 출력축(111)이 일 방향으로 회전한다. 출력축(111)의 일 방향으로 회전됨에 따라, 연결 기어(130) 및 연결 캠(131)이 시계 방향으로 회전된다. 연결 캠(131)이 시계 방향으로 회전될 때, 연결 캠(131)에 의해 연결 링크(140)의 일단(141)이 가압된다. 연결 캠(131)에 의해 가압된 연결 링크(140)는, 회전축선(A4)를 중심으로 반시계 방향으로 회전된다. 연결 링크(140)의 회전에 따라, 연결 링크(140)의 장공(144)에 삽입된 보스(B) 및 이를 포함하는 하우징(71c)이 이동된다. 그에 따라, 전사 벨트 유닛(71)은 롤러 회전축선(A2)을 회전 중심선으로 하여 시계 방향으로 회전 이동된다.
한편, 구동부(110)가 반대 방향으로 회전 구동됨에 따라, 연결 기어(130) 및 연결 캠(131)은 상기와 반대 방향인 반시계 방향으로 회전되며, 연결 링크(140)는 시계 반향으로 회전된다. 그에 따라, 하우징(71c) 및 전사 벨트 유닛(71)은 롤러 회전축선(A2)을 회전 중심선으로 하여 반시계 방향으로 회전 이동된다. 이에 대해서는, 상기 구동부(110)가 일방향으로 회전되는 경우와 방향만 반대일 뿐, 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.전사 벨트(71b)에 잔류된 토너는 클리닝 유닛(74)에 의해 전사 벨트(71b)로부터 제거된다. 제거된 폐토너는 폐토너 수용 용기(73)까지 반송된다. 그리고 반송된 토너는 폐토너 수용 용기(73) 안에 수용된다. 이러한 폐토너 수용 용기(73)는 전사 벨트 유닛(71)을 사이에 두고 감광체 드럼(40)의 반대측에 배치되어 있다. 즉, 전사 벨트 유닛(71)은 감광체 드럼(40)과 폐토너 수용 용기(73) 사이에 배치되어 있다.
도 2 및 도 7에 도시한 바와 같이 폐토너 수용 용기(73)의 내부에는 폐토너 교반부(77)가 마련되어 있다. 폐토너 교반부(77)는 폐토너 수용 용기(73)에 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)(도 9의 (a) 참조)을 평평하게 한다. 폐토너 교반부(77)는 폐토너 수용 용기(73)의 연장 방향으로 연장되는 스크류형 교반부를 가지고 있다. 이러한 폐토너 교반부(77)가 정회전 또는 역회전됨으로써, 폐토너 수용 용기(73)의 내부에 퇴적된 폐토너(72)가 교반되어 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)이 평평해진다. 폐토너 교반부(77)는 모터에 의해 회전 구동될 수 있다. 다른 실시예로서, 폐토너 교반부(77)는 전사 벨트 유닛(71)의 회전 이동을 구동원으로 하여 회전 구동될 수 있다. 예를 들어, 도면상 도시되어 있지 않지만, 폐토너 교반부(77)는 전사 벨트 유닛(71)의 회전 이동에 연동되어 회전 구동될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 폐토너 수용 용기(73)에 수용되어 퇴적된 폐토너(72)의 양은 만배 검지 유닛(FG)에 의해 관리된다. 만배 검지 유닛(FG)은 폐토너 수용 용기(73) 내에 퇴적된 폐토너(72)의 양이 미리 설정된 만배량에 도달했는지 여부를 검지한다. 여기서, 만배란 폐토너 수용 용기(73) 내부에 퇴적된 폐토너(72)가 미리 설정된 양에 도달하여 폐토너 수용 용기(73)가 폐토너(72)로 가득찬 상태를 의미한다. 만배 검지 유닛(FG)은 만배 검지부(78)와 만배 검지 센서(79)를 구비하고 있다. 만배 검지부(78)는 퇴적 폐토너(72)의 높이를 기계적으로 검출한다. 예를 들어, 만배 검지부(78)는 적어도 일부가 폐토너(72)의 표면에 접촉함으로써, 퇴적된 폐토너(72)의 높이를 기계적으로 검출할 수 있다.
만배 검지 센서(79)는 만배 검지부(78)에 의해 검출된 퇴적 폐토너(72)의 높이가 원하는 만배량인지 여부를 검지한다.
도 6에 도시한 바와 같이 만배 검지 센서(79)는 광출사부(79a), 수광부(79b)를 구비하고 있다. 광출사부(79a)는 센서광을 출사한다. 수광부(79b)는 센서광의 광로상에서 광출사부(79a)로부터 소정 거리만큼 이간되어 배치되어 있다. 만배 검지 센서(79)는 수광부(79b)에서 센서광이 검출된 제1 상태와, 수광부(79b)에서 센서광이 수광되지 않는 제2 상태를 가지고 있다. 본 실시예에서는, 제1 상태가 퇴적된 폐토너(72)가 만배되지 않은 상태이며, 제2 상태가 퇴적 폐토너(72)가 만배된 상태로 되어 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 필요에 따라 제1, 제2 상태가 그 반대 상태가 될 수 있다. 예를 들어, 제1 상태가 퇴적된 폐토너(72)가 만배된 상태이며, 제2 상태가 퇴적된 폐토너(72)가 만배되지 않은 상태일 수도 있다.
만배 검지부(78)는 샤프트부(81)와, 샤프트부(81)의 일단측에 아암부(81a)를 사이에 두고 장착된 폐토너량 검지부(82)와, 샤프트부(81)의 타단측에 장착된 링크부(83)와, 폐토너량 검지부(82)와 링크부(83) 사이에 배치된 광차단부(84)를 가지고 있다.
샤프트부(81)는 롤러 회전축선(A2)에 평행한 회전축선(A3)의 방향으로 연장된 둥근 막대형으로 되어 있다. 샤프트부(81)의 양단부는 샤프트부(81)의 회전축선(A3) 둘레에 회전 가능하게 지지되어 있다.
폐토너량 검지부(82)는 폐토너 수용 용기(73) 안에 배치되어 있다. 폐토너량 검지부(82)는 폐토너 수용 용기(73)에 수용되어 퇴적된 폐토너(72)의 높이를 검출한다. 폐토너량 검지부(82)는 1개 이상(예를 들면 4개)의 개구부(제2 개구부(N2))를 가질 수 있다. 폐토너량 검지부(82)는 샤프트부(81)의 회전축선(A3)과 평행한 프레임 형태로 되어 있다. 회전축선(A3)의 방향에서의 폐토너량 검지부(82)의 길이는, 예를 들면 회전축선(A3)의 방향에서의 폐토너 수용 용기(73)의 약 1/2~1/8 정도일 수 있다. 또 폐토너량 검지부(82)는, 회전축선(A3)의 방향에서의 폐토너 수용 용기(73)의 대략 중앙에 배치될 수 있다. 또 폐토너량 검지부(82)는 외곽 프레임부(82a)와 분할 빔(split-beam)부(82b)를 가지고 있다.
분할 빔부(82b)는 외곽 프레임부(82a)에 둘러싸인 제1 개구부(N1)를 복수의 제2 개구부(N2)로 분할한다. 여기서 제2 개구부(N2)의 합계 면적은 0.1㎟이상 300㎟이하이다. 보다 바람직하게는, 합계 면적은 50㎟이상 250㎟이하이다. 더욱 바람직하게는, 합계 면적은 50㎟이상 100㎟이하이다.
폐토너량 검지부(82)는 아암부(81a)에 장착되어 있다. 아암부(81a)는 샤프트부(81)의 회전축선(A3) 방향과 직교하도록 일단이 샤프트부(81)에 장착되어 있다. 즉, 폐토너량 검지부(82)는 아암부(81a)에 의해 샤프트부(81)에 장착되며, 아암부(81a)의 길이만큼 샤프트부(81)로부터 평행하게 이격되어 있다. 이러한 아암부(81a)의 길이는, 예를 들면 검출하는 퇴적 폐토너(72)의 높이에 의해 규정될 수 있다.
폐토너량 검지부(82)는 사다리꼴의 단면 형상을 가질 수 있다. 보다 상세하게는 도 6및 도 8에 도시한 바와 같이 폐토너량 검지부(82)를 이루는 외곽 프레임부(82a)와 분할 빔부(82b)가 사다리꼴의 단면 형상을 가질 수 있다. 또 외곽 프레임부(82a)와 분할 빔부(82b)는 퇴적 폐토너(72)와 대면하여 접촉하는 하면(P1)과, 하면(P1)의 반대쪽인 상면(P2)을 가지고 있다. 그리고 외곽 프레임부(82a)와 분할 빔부(82b)를 단면에서 바라볼 때 하면(P1)의 길이(L1)는 상면(P2)의 길이(L2)보다 길다. 즉, 하면(P1)의 면적은 상면(P2)의 면적보다 크다. 또 외곽 프레임부(82a)와 분할 빔부(82b)는 하면(P1)과 상면(P2)을 연결하는 한쌍의 경사면(P3)을 가지고 있다. 경사면(P3)과 하면(P1)이 이루는 각도(D1)는 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2) 이상일 수 있다. 또 외곽 프레임부(82a)와 분할 빔부(82b)에서 한 쌍의 경사면(P3)이 이루는 각도(D3)는 퇴적 폐토너(72)의 제2 안식각(D4)보다 작다.
여기서 퇴적된 폐토너(72)의 안식각에 대해 설명하기로 한다. 안식각이란, 분체(粉體)나 입형체를 산처럼 쌓아올렸을 때에 미끄러짐이 발생하지 않는 한계의 각도를 나타낸다. 일반적으로 안식각이란, 분체나 입형체가 산처럼 쌓아올려진 경우의 저면과 경사면을 이루는 각도를 나타낸다. 본 실시형태에서의 제1 안식각(D2)이 이에 해당한다. 또 산처럼 퇴적된 퇴적 폐토너(72)의 경사면들간의 각도를 본 실시형태에서는 제2 안식각(D4)이라고 칭하기로 한다.
폐토너량 검지부(82) 상태에 대해 설명하기로 한다. 도 9의 (a)~도 9의 (c)에 도시된 것처럼 폐토너량 검지부(82)는 폐토너 수용 용기(73) 내에서 매몰 상태, 비매몰 상태 및 재치 상태의 3가지 상태를 가지고 있다. 이들 3가지 상태는 회전축선(A3) 둘레의 회전에 의해 바꿀 수 있다. 매몰 상태(도 9의 (a) 참조)는, 폐토너량 검지부(82)의 전체 또는 일부가 퇴적된 폐토너(72)에 묻힌 상태이다. 폐토너(72)는 폐토너량 검지부(82)보다 위쪽에 형성된 폐토너 반입구(미도시)를 통해 폐토너 수용 용기(73) 내에 반입된다. 따라서 폐토너량 검지부(82)에는 폐토너(72)가 퇴적된다. 비매몰 상태(도 9의 (b) 참조)는, 폐토너량 검지부(82)의 전체가 퇴적된 폐토너(72)에 닿지 않고 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)보다 위쪽의 공간에 위치하는 상태이다. 재치 상태(도 9의 (c) 참조)는, 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)상에 폐토너량 검지부(82)가 접촉한 상태이다. 보다 상세하게는, 폐토너량 검지부(82)의 하면(P1) 일부 또는 전부가 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)에 접촉한 상태이다.
도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이 링크부(83)는 전사 벨트 유닛(71)과 폐토너 수용 용기(73) 사이에 배치되어 있다. 링크부(83)는 전사 벨트 유닛(71)과 접촉되어 있다. 링크부(83)는 전사 벨트 유닛(71)의 원호형 회전 이동을 샤프트부(81)의 회전으로 변환한다.
링크부(83)는 샤프트부(81)의 회전축선(A3) 방향에서 볼 때 L자형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 링크부(83)는 연결 아암부(83a)와 접촉 아암부(83b)를 가질 수 있다.
연결 아암부(83a)는 샤프트부(81)의 회전축선(A3) 방향과 직교하도록 일단이 샤프트부(81)에 장착되어 있다. 연결 아암부(83a)의 길이는, 예를 들면 샤프트부(81)의 회전에 의해 발생시키는 토크량에 의해 규정된다. 접촉 아암부(83b)는 연결 아암부(83a)의 타단측에서부터 연결 아암부(83a)의 연장 방향과 직교되는 방향으로 연장되어 있다. 또 접촉 아암부(83b)의 길이는, 예를 들면 샤프트부(81)의 필요 회전 각도에 의해 규정된다.
도 6에 도시한 바와 같이 광차단부(84)는 샤프트부(81)의 회전에 의해 만배 검지 센서(79)의 틈새(79c)를 통해 왕복한다. 광차단부(84)가 만배 검지 센서(79)의 틈새(79c)의 외측에 위치할 때에는 만배로 검지되지 않는다. 반면 광차단부(84)가 만배 검지 센서(79)의 틈새(79c)에 위치할 때에는 만배로 검지된다. 광차단부(84)는 샤프트부(81)의 회전 각도 범위나 폐토너량 검지부(82)의 아암부(81a)를 기준으로 하여 소정의 각도가 되도록 장착된다.
이하, 만배 검지부(78)를 가진 화상 형성 장치(1)의 작용 효과에 대해 설명하기로 한다.
이 화상 형성 장치(1)에서는 만배 검지부(78)는, 폐토너량 검지부(82)를 가진 간단한 구성이다. 그리고 만배 검지부(78)는 폐토너량 검지부(82)가 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)에 재치된 재치 상태에서 만배 여부를 판단한다. 여기서 상기 재치 상태는, 폐토너량 검지부(82)가 퇴적 폐토너(72)에 묻히지 않은 비매몰 상태에서 바뀐 상태이다. 따라서 재치 상태에서의 폐토너량 검지부(82) 위에는 퇴적된 퇴적 폐토너(72)가 존재하지 않게 된다. 따라서 폐토너량 검지부(82)의 높이 방향의 위치에 대응한 퇴적 폐토너(72)의 양을 고 정밀도로 검지할 수 있다. 따라서 간단한 구성으로 퇴적 폐토너(72)의 만배 검지의 정밀도를 높일 수 있다.
폐토너량 검지부(82)는 전사 벨트 유닛(71)의 회전 이동에 연동하여 매몰 상태와 비매몰 상태와 재치 상태가 바뀐다. 이 구성에 의하면, 폐토너량 검지부(82)가 전사 벨트 유닛(71)의 회전 이동에 연동하여 상태가 바뀌기 때문에, 폐토너량 검지부(82)의 상태를 바꾸기 위한 새로운 구동원을 추가할 필요가 없다. 따라서 부품수의 증가를 억제하여 장치의 구성을 간단하게 할 수 있다.
전사 벨트 유닛(71)은, 정전 잠상 담지체인 감광체 드럼(40)과의 거리가 소정 거리인 이격 상태와, 감광체 드럼(40)과의 거리가 이격 상태보다 가까운 근접 상태를 가지고 있다. 폐토너량 검지부(82)는, 전사 벨트 유닛(71)의 근접 상태에서 이격 상태로의 변화에 대응하여 매몰 상태에서 비매몰 상태로 바뀐다. 또 폐토너량 검지부(82)는, 전사 벨트 유닛(71)의 이격 상태에서 근접 상태로의 변화에 대응하여 비매몰 상태에서 재치 상태로 바뀐다. 이러한 구성에 의하면, 전사 벨트 유닛(71)에서의 화상 형성 동작과 만배 검지부(78)에서의 만배 검지 동작의 타이밍을 소정의 관계로 설정할 수 있게 된다. 따라서 새로운 부품을 추가하지 않고 소정의 타이밍으로 만배 검지부(78)에 만배 검지 동작을 실행시킬 수 있다.
만배 검지부(78)는 샤프트부(81)와 링크부(83)를 가지고 있다. 샤프트부(81)의 연장 방향은 롤러 회전축선(A2)의 연장 방향과 평행하다. 링크부(83)는 전사 벨트 유닛(71)과 폐토너 수용 용기(73) 사이에 배치되어 전사 벨트 유닛(71)과 접촉한다. 링크부(83)는 샤프트부(81)에서 전사 벨트 유닛(71)을 향해 돌출되도록 샤프트부(81)에 장착된다. 폐토너량 검지부(82)는 샤프트부(81)에서 폐토너 수용 용기(73)를 향해 돌출되도록 샤프트부(81)에 장착된다. 이러한 만배 검지부(78)에 의하면, 전사 벨트 유닛(71)의 회전 이동에 의한 구동력을 폐토너량 검지부(82)에 효율적으로 전달할 수 있다.
폐토너량 검지부(82)는 사다리꼴의 단면 형상을 가지고, 퇴적 폐토너(72)와 접촉하는 하면(P1)의 폭은 하면(P1)과는 반대쪽인 상면(P2)의 폭 길이보다 길다. 이 폐토너량 검지부(82)에 의하면, 매몰 상태에서 비매몰 상태로 바뀔 때에 퇴적 폐토너(72)를 수직으로 밀어올리는 면적이 작아진다. 따라서 매몰 상태에서 비매몰 상태로의 변화에 필요한 구동력을 줄일 수 있다. 또 재치 상태에서 퇴적 폐토너(72)와 접촉하는 면적이 커진다. 따라서 재치 상태에서의 자중(自重)에 의한 폐토너량 검지부(82)의 침강을 억제할 수 있다.
폐토너량 검지부(82)는, 하면(P1)과 상면(P2)을 연결하는 한 쌍의 경사면(P3)을 가지고 있다. 퇴적 폐토너(72)를 밀어올리는 경사면(P3)과 하면(P1) 사이의 각도(D1)는 퇴적 폐토너(72)의 제1 안식각(D2) 이상이다. 이 제1 안식각(D2)은 20도 이상일 수 있다. 이러한 폐토너량 검지부(82)에 의하면, 폐토너량 검지부(82)상에 퇴적된 폐토너(72)가 쉽게 무너진다. 따라서 매몰 상태에서 비매몰 상태로의 변화에 필요한 구동력이 더욱 줄어든다. 따라서 비매몰 상태에서 폐토너량 검지부 위에 잔류하는 퇴적 폐토너(72)의 양을 줄일 수 있다.
만배 검지부(78)는 외곽 프레임부(82a)와 분할 빔부(82b)를 가지고 있다. 외곽 프레임부(82a)는 제1 개구부(N1)를 형성한다. 분할 빔부(82b)는 제1 개구부(N1) 내에 배치되어 제1 개구부(N1)를 복수의 제2 개구부(N2)로 분할한다. 이 구성에 의하면 폐토너량 검지부(82)의 중량이 줄어들기 때문에 폐토너량 검지부(82)의 침강을 억제할 수 있다. 또 매몰 상태에서 비매몰 상태로 바뀌는 도중에 폐토너량 검지부(82) 위에 퇴적된 폐토너(72)가 제2 개구부(N2)에서 낙하하기 때문에 비매몰 상태에서 폐토너량 검지부(82) 위에 잔류하는 퇴적 폐토너(72)의 양을 줄일 수 있다.
제2 개구부(N2)의 합계 면적은 0.1㎟이상 300㎟이하이다. 이 제2 개구부(N2)를 가진 만배 검지부(78)에 의하면 폐토너량 검지부(82)의 침강을 억제하여 만배 검지를 확실하게 할 수 있다.
외곽 프레임부(82a)와 분할 빔부(82b)는 한 쌍의 경사면(P3)을 포함한 사다리꼴의 단면 형상을 가지고 있다. 한 쌍의 경사면(P3)이 이루는 각도(D3)는 퇴적 폐토너(72)의 제2 안식각(D4) 이하이다. 이러한 외곽 프레임부(82a)와 분할 빔부(82b)에 의하면, 폐토너량 검지부(82)상에 퇴적된 퇴적 폐토너(72)가 더 쉽게 무너진다. 따라서 매몰 상태에서 비매몰 상태로의 변화에 필요한 구동력이 더욱 줄어든다. 따라서 비매몰 상태에서 폐토너량 검지부(82)상에 잔류하는 퇴적 폐토너(72)의 양을 더욱 줄일 수 있다.
다음으로 도 10을 참조하여 상기 만배 검지부(78)를 구비한 화상 형성 장치(1)의 동작에 대해 설명하기로 한다.
우선, 용지(P)에 화상을 형성하는 화상 형성 제어를 실행한다(S1). 도 1에 도시한 바와 같이 화상 형성 장치(1)에 피기록 화상의 화상 신호가 입력된다. 화상 형성 장치(1)의 제어부(90)는 수신한 화상 신호에 기초하여 대전 롤러(41)에 의해 감광체 드럼(40)의 표면을 소정의 전위로 균일하게 대전시킨다. 그 후 제어부(90)는 노광 유닛(42)에 의해 감광체 드럼(40)의 표면에 레이저광을 조사시켜 정전 잠상을 형성한다.
한편 현상 유닛(20)은 감광체 드럼(40)에 형성된 정전 잠상에 토너를 공급하여, 감광체 드럼(40)의 외주면에 토너상을 형성한다. 이렇게 하여 형성된 토너상은 기록 매체 반송 유닛(10)으로부터 반송된 용지(P)에 전사된다.
제어부(90)는, 토너상이 전사된 용지(P)를 정착 유닛(50)에 반송시킨다. 용지(P)를 가열 롤러(51)와 가압 롤러(52) 사이에 열 및 압력을 가하면서 통과시킴으로써 토너 화상을 용지(P)에 용해 정착시킨다. 그 후 제어부(90)는 용지(P)를 배출 롤러(61) 및 (62)에 의해 화상 형성 장치(1)의 외부에 배출시킨다.
여기서 화상을 인쇄하는 공정S1에서의 만배 검지부(78)의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 9의 (a)부에 도시한 바와 같이 인쇄 공정(S1)을 실시하는 동안에는 전사 벨트 유닛(71)은 감광체 드럼(40)측에 가압되어 있다. 즉, 전사 벨트 유닛(71)은 감광체 드럼(40)에 대해 가압된 상태(근접 상태)이다. 따라서 만배 검지부(78)의 폐토너량 검지부(82)는 폐토너량 검지부(82)의 중량에 의해 퇴적된 폐토너(72)의 표면에 접촉되어 있다. 인쇄 공정(S1)이 실행되는 동안에는 폐토너 수용 용기(73)의 상부로부터 회수된 폐토너(72)가 내부에 반입 되며, 반입된 폐토너(72)는 폐토너량 검지부(82) 상에 폐토너(72)가 퇴적된다. 그에 따라, 폐토너량 검지부(82)는 서서히 퇴적된 폐토너(72)에 가라앉아 매몰 상태가 된다.
도 10에 도시한 바와 같이 상술한 인쇄 공정(S1)은, 소정 매수의 인쇄가 이루어졌는지 여부를 판단(S3)하면서 반복 실행된다. 예를 들면, 인쇄가 소정 횟수(예를 들면 100회) 실행되었다고 판단되지 않는 경우(S3：NO)에는 다시 인쇄 공정(S1)을 실행한다. 한편 인쇄가 소정 횟수 실행되었다고 판단된 경우(S3：YES)에는 인쇄를 정지한다(S4). 인쇄 공정(S1)을 중단한 후 인쇄 공정(S1)을 재개할 때까지 만배 검지 공정(S5)이 실시된다.
도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시된 것처럼 인쇄 공정(S1)이 중단되면 제어부(90)는 비매몰 제어를 실행한다. 보다 상세하게는, 제어부(90)는 전사 벨트 유닛(71)을 롤러 회전축선(A2) 둘레로 회전시켜 감광체 드럼(40)으로부터 이간시킨다(S5a). 즉, 전사 벨트 유닛(71)은 롤러 회전축선(A2) 둘레로 회전되어 근접 상태에서 이간 상태로 바뀔 수 있다. 전사 벨트 유닛(71)의 회전에 의해 전사 벨트 유닛(71)의 롤러 회전축선(A2)과 반대측 하부에 접촉하는 링크부(83)가 가압된다. 링크부(83)가 가압되면 회전축선(A3) 둘레로 만배 검지부(78)가 회전 이동한다. 이러한 회전 이동에 의해 폐토너량 검지부(82)는 퇴적된 폐토너(72)의 표면 위쪽으로 튀어오르도록 이동하여 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)보다 상부에 배치된다(비매몰 상태). 즉, 폐토너량 검지부(82)의 상태가 매몰 상태에서 비매몰 상태로 바뀐다. 이 과정에서, 폐토너량 검지부(82)는 폐토너량 검지부(82)상에 퇴적된 퇴적 폐토너(72)를 헤치면서 위쪽으로 이동한다.
계속해서 제어부(90)는 비매몰 제어를 실행한 후에 평평화 제어를 실행한다(S5b). 보다 상세하게는 제어부(90)는 폐토너 교반부(77)를 구동하기 위한 교반 구동부를 구동시켜 폐토너 교반부(77)(도 7 참조)를 정회전 또는 역회전시킨다. 이 폐토너 교반부(77)의 회전 구동에 의해 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)이 평평해진다.
계속해서 제어부(90)는 평평화 제어를 실행한 후에 재치 제어를 실행한다. 보다 상세하게는 제어부(90)는 전사 벨트 유닛(71)을 롤러 회전축선(A2) 둘레로 역방향으로 회전시켜 감광체 드럼(40)에 가압한다(S5c). 즉, 전사 벨트 유닛(71)은 롤러 회전축선(A2) 둘레로 역회전되어 이간 상태에서 근접 상태로 바뀐다. 이 전사 벨트 유닛(71)의 역회전에 의해 링크부(83)는 전사 벨트 유닛(71)으로부터 작용되는 가압력으로부터 해제된다. 링크부(83)에 대한 가압력이 해제되면 폐토너량 검지부(82)의 중량에 의해 샤프트부(81)를 회전 중심축으로 하여 만배 검지부(78)가 역회전된다. 이러한 만배 검지부(78)의 역회전에 의해, 폐토너량 검지부(82)가 퇴적 폐토너(72)의 표면(TF)측으로 이동하여 퇴적 폐토너(72)의 표면(TF)에 재치된다(재치 상태).
계속해서 제어부(90)는 재치 제어를 실행한 후에 퇴적 폐토너(72)의 높이가 문턱값 이상인지 여부를 판정하는 판정 제어를 실행한다(S5d). 보다 상세하게는 제어부(90)는 만배 검지 센서(79)의 수광부(79b)에서 광출사부(79a)로부터 출사된 센서광이 검출되었는지 여부를 판단한다.
퇴적된 폐토너(72)가 만배 상태가 아닌 경우, 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)에 폐토너량 검지부(82)가 재치되면 만배 검지부(78)의 샤프트부(81)에 장착된 광차단부(84)가 수광부(79b)와 광출사부(79a) 사이에는 배치되지 않는다. 따라서 광출사부(79a)로부터 출사된 센서광이 차단되지 않고 수광부(79b)에 입사되어 센서광이 검출된다. 따라서 만배는 아니라고 판단된다(S5d：NO). 그리고 제어부(90)는 다시 인쇄 공정(S1)을 실행한다.
한편 퇴적된 폐토너(72)가 만배 상태인 경우, 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)에 폐토너량 검지부(82)가 재치되면 만배 검지부(78)의 샤프트부(81)에 장착된 광차단부(84)가 수광부(79b)와 광출사부(79a) 사이에 배치되어 센서광을 차단한다. 따라서 제어부(90)는 수광부(79b)에서 센서광이 검출되지 않기 때문에 만배로 판단된다(S5d：YES). 이 경우에는 제어부(90)는 화상 형성 장치(1)에 마련된 램프나 표시 패널 등에 폐토너 수용 용기(73)가 만배 상태라는 것을 표시하여 교환 등의 작업을 촉진한다.
이 제어부(90)에 의하면, 매몰 상태에 있는 폐토너량 검지부(82)를 비매몰 상태로 바꾸는 제어를 실행하기 위해 폐토너량 검지부(82)상에 퇴적된 폐토너(72)를 낙하시킬 수 있다. 그리고 비매몰 상태에 있는 폐토너량 검지부(82)를 재치 상태로 바꾸기 위해 재치 상태에서의 폐토너량 검지부(82) 위에는 퇴적된 퇴적 폐토너(72)가 존재하지 않게 된다. 따라서 폐토너량 검지부(82)의 높이 방향의 위치로 퇴적 폐토너(72)의 양을 고정밀도로 검지할 수 있게 되므로 간단한 구성으로 퇴적 폐토너(72)의 만배 검지의 정밀도를 높일 수 있다.
제어부(90)는, 재치 제어 후 그리고 판단 제어 전에, 폐토너 교반부(77)를 동작시켜 퇴적 폐토너(72)를 평평하게 하는 평평화 제어를 한다. 이 폐토너 교반부(77)에 의하면, 폐토너량 검지부(82)를 들어올린 상태에서 퇴적된 폐토너(72)의 높이를 균일에 가깝게 할 수 있다. 그리고 높이가 균일에 가까워진 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)에 폐토너량 검지부(82)를 재치하기 때문에 만배 검지의 정밀도를 한층 높일 수 있다. 더 나아가 폐토너 수용 용기(73)에서의 퇴적된 폐토너(72)의 수용 효율을 높일 수 있다.
도 11에 도시한 바와 같이 실시예 1에서는, 폐토너량 검지부(82)에서의 제2 개구부(N2)의 합계 면적과 만배 검지 센서(79)의 검지 가능 범위와의 관계에 대해 확인했다. 폐토너량 검지부(82)에서 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF) 높이를 고정밀도로 검출하기 위해서는 폐토너량 검지부(82)가 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF) 높이로 유지될 필요가 있다. 예를 들면 제2 개구부(N2)의 면적이 큰 경우에는 퇴적된 폐토너(72)와 접촉하는 폐토너량 검지부(82)의 면적이 작아진다. 이 접촉 면적이 너무 작은 경우에는 폐토너량 검지부(82)의 자중에 의해 폐토너량 검지부(82)가 퇴적된 폐토너(72)에 침강하여 퇴적된 폐토너(72)의 높이를 고정밀도로 검출할 수 없게 된다.
실시예 1에서는, 제2 개구부(N2)도 포함한 폐토너량 검지부(82)의 전면적이 800㎟이며, 그 전면적에서 제2 개구부(N2)의 합계 면적이 0.1㎟, 50㎟, 100㎟, 150㎟, 200㎟, 250㎟, 300㎟, 350㎟, 400㎟인 것을 각각 작성했다. 이 때 폐토너량 검지부(82)의 중량은, 예를 들면 합계 면적이 400㎟인 경우에 50g이었다. 그리고 만배 상태까지 폐토너(72)를 수용한 폐토너 수용 용기(73) 내에서 퇴적된 폐토너(72)의 표면(TF)에 각각 폐토너량 검지부(82)를 재치하여 만배 검지 센서(79)의 검지 가능 여부를 조사했다. 그 결과, 제2 개구부(N2)의 합계 면적이 0.1㎟~300㎟인 범위에서는 만배 상태를 정확하게 검지할 수 있었다. 한편 350㎟, 400㎟인 경우에는 폐토너량 검지부(82)가 가라앉아 만배 상태를 검지할 수 없었다. 따라서 폐토너량 검지부(82)에서의 제2 개구부(N2)의 합계 면적은 0.1㎟~300㎟의 범위이면 된다는 것을 알 수 있었다.
아울러 퇴적된 폐토너(72)에 폐토너량 검지부(82)가 가라앉는 것은, 폐토너량 검지부(82)의 중량, 퇴적 폐토너(72)와 접촉하는 면적, 퇴적 폐토너(72) 재질의 영향을 받는다고 생각된다. 상술한 범위는 일례로서, 합계 면적의 범위는 상기 범위로 한정되지는 않는다.
도 12에 도시한 바와 같이 실시예 2에서는, 폐토너량 검지부(82)가 매몰 상태에서 비매몰 상태로 바뀔 때 퇴적된 폐토너(72)를 헤치는 저항력에 대해 검토했다. 이 저항력의 검토에서는 폐토너량 검지부(82)에서의 각도(D1)와 산처럼 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)을 파라미터로서 선택하여 바람직한 각도(D1)와 제1 안식각(D2)의 조합을 검토했다.
도 12에서, 원형 표시(○)는 퇴적된 폐토너(72)를 헤치는 저항력이 작은 경우를 나타내고, 삼각 표시(△)는 퇴적된 폐토너(72)를 헤치는 저항력이 약간 큰 경우를 나타내고, 가위 표시(×)는 퇴적된 폐토너(72)를 헤치는 저항력이 큰 경우를 나타낸다.
폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 70도인 경우에는 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)가 0도~40도의 범위에서 저항력이 작았다. 폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 60도인 경우에는 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)이 0도~30도의 범위에서 저항력이 작고 40도의 경우에는 약간 컸다. 폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 50도인 경우에는 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)이 0도, 10도에서 저항력이 작고 20도~40도의 경우에는 약간 컸다. 폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 40도인 경우에는 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)이 0도~30도의 범위에서 저항력이 약간 크고 40도의 경우에는 컸다. 폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 30도인 경우에는 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)이 10도, 20도의 범위에서 저항력이 약간 크고 0도, 30도, 40도의 경우에는 컸다. 폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 0도~20도인 경우에는 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)이 0도~40도의 범위에서 저항력이 컸다.
따라서 퇴적된 폐토너(72)를 헤치는 저항력을 기준으로 한 경우에는 폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 70도이며 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)이 0도~40도인 조합, 폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 60도이며 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)이 0도~30도인 조합, 폐토너량 검지부(82)의 각도(D1)가 50도이며 퇴적된 폐토너(72)의 제1 안식각(D2)이 0도~10도인 조합이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 전술한 실시형태로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면 폐토너 교반부(77)는 전사 벨트 유닛(71)의 이동에 연동하여 동작해도 좋다. 이 구성에 따르면, 폐토너 교반부를 동작시키기 위한 구동원을 별도로 추가할 필요가 없다. 따라서 부품수의 증가를 억제하여 장치의 구성을 간단하게 할 수 있다.
또 본 발명에 관한 만배 검지 유닛의 구성은 화상 형성 장치에서의 반송 벨트, 중간 전사 벨트에 적용해도 좋다.
발명의 이해를 위하여, 도면에 도시된 바람직한 실시예들에서 참조 부호를 기재하였으며, 상기 실시예들을 설명하기 위하여 특정 용어들을 사용하였으나, 상기 특정 용어에 의해 발명이 한정되는 것은 아니며, 발명은 당업자에 있어서 통상적으로 생각할 수 있는 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다.
발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다. 여기에서 사용되는 "포함하는", "구비하는" 등의 표현은 기술의 개방형 종결부의 용어로 이해되기 위해 사용된 것이다.
본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 기술이 속한 분야의 통상의 지식을 갖는 자는 발명의 범위와 사상에서 벗어나지 않으면서도 다양한 수정과 변경이 용이하게 이루어질 수 있음을 명확히 알 수 있다.
[부호의 설명]
1,1A…화상 형성 장치, 10…기록 매체 반송 유닛, 20…현상 유닛,
21…현상 롤러, 22…토너 탱크, 30…전사 유닛, 31…전사 벨트,
32…1차 전사 롤러, 33…2차 전사 롤러, 40…감광체 드럼, 41…대전 롤러,
42…노광 유닛, 43…클리닝 유닛, 50…정착 유닛, 51…가열 롤러,
52…가압 롤러, 61…배출 롤러, 70…전사 유닛, 71…전사 벨트 유닛,
71 a…현가 롤러, 71 b…전사 벨트, 72…퇴적 폐토너,
73…폐토너 수용 용기(폐토너 수용부), 76…감광체 드럼,
77…폐토너 교반부, 78…만배 검지부, 79…만배 검지 센서, 81…샤프트부,
82…폐토너량 검지부, 82a…외곽 프레임부, 82b…분할 빔부, 83…링크부,
84…광차단부, 90…제어부, A1…회전 지지부, A2…롤러 회전축선,
A3…회전축선, D2…제1 안식각, D4…제2 안식각, FG…만배 검지 유닛,
L1…하저부, L2…상저부, P…용지, P1…저면, P2…상면, P3…경사면,
R1…반송 경로, R2…2차 전사 영역, N1…제1 개구부, N2…제2 개구부,
T…카세트, TF…표면.

Claims (19)

  1. 토너 화상을 전사하는 전사부;
    상기 전사부에 잔류하는 폐토너를 제거하는 클리닝부;
    상기 클리닝부에 의해 제거된 폐토너를 수용하는 폐토너 수용부; 및
    상기 폐토너 수용부 내에 배치되며 상기 폐토너의 양을 검지하는 폐토너량 검지부를 구비하며, 상기 폐토너량 검지부를 이용하여 상기 폐토너 수용부 내에 폐토너가 가득찬 상태인지 여부를 검지하는 만배 검지부;를 포함하며,
    상기 폐토너량 검지부는, 상기 폐토너 수용부에 수용된 폐토너의 표면보다 아래 쪽에 위치하는 매몰 상태와, 상기 폐토너의 표면보다 위쪽에 위치하는 비(非)매몰 상태와, 상기 폐토너의 표면에 접촉하는 재치 상태로 이동 가능하며,
    상기 만배 검지부는, 상기 폐토너량 검지부가 상기 비매몰 상태에서 바뀐 상기 재치 상태에 위치할 때, 상기 폐토너 수용부 내에 상기 폐토너가 가득찬 상태인지 여부를 검지하는, 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전사부는 이동 가능하며,
    상기 폐토너량 검지부는, 상기 전사부의 이동에 연동하여, 상기 매몰 상태와 상기 비매몰 상태와 상기 재치 상태로 바뀌는, 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전사부는, 토너 화상이 담지된 상 담지체와의 거리가 소정 거리인 이격 상태와 상기 상 담지체와의 거리가 상기 이격 상태보다 가까운 근접 상태로 이동 가능하며,
    상기 만배 검지부는,
    상기 전사부의 상기 근접 상태에서 상기 이격 상태로 이동에 대응하여, 상기 폐토너량 검지부가 상기 매몰 상태에서 상기 비매몰 상태로 바뀌며,
    상기 전사부의 상기 이격 상태에서 상기 근접 상태로 이동에 대응하여, 상기 폐토너량 검지부가 상기 비매몰 상태에서 상기 재치 상태로 바뀌는, 화상 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전사부가 상기 근접 상태에서 상기 이격 상태로 이동될 때, 상기 만배 검지부는 상기 전사부에 접촉 가압되며,
    상기 전사부가 상기 이격 상태에서 상기 근접 상태로 이동될 때, 상기 만배 검지부는 상기 전사부에 의한 접촉 가압이 해제되는, 화상 형성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 만배 검지부는, 상기 폐토너량 검지부가 장착되며 회전 가능한 샤프트와, 상기 샤프트로부터 상기 전사부를 향해 돌출되며 상기 전사부와 접촉 가능한 링크부를 더 포함하는, 화상 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폐토너량 검지부는, 그 단면 형상이 사다리꼴 형상이며, 상면과, 상기 상면보다 폭이 넓은 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 한 쌍의 경사면을 가지는, 화상 형성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 폐토너량 검지부의 상기 경사면과 상기 하면 사이의 각도는, 상기 폐토너 수용부에 수용된 폐토너의 하면과 경사면 사이의 각도인 제1 안식각 이상인, 화상 형성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폐토너량 검지부는, 제1 개구부를 형성하는 외곽 프레임과, 상기 제1 개구부 내에 배치되며 상기 제1 개구부를 복수 개의 제2 개구부로 분할하는 분할 빔부를 가지는, 화상 형성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 개구부의 합계 면적은 0.1㎟이상 300㎟이하인, 화상 형성 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 외곽 프레임부와 상기 분할 빔부 중 적어도 하나는 한 쌍의 경사면을 포함한 사다리꼴의 단면 형상을 가지며,
    상기 한 쌍의 경사면이 이루는 각도는, 상기 폐토너 수용부에 수용된 폐토너의 경사면들간의 각도인 제2 안식각 이하인, 화상 형성 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 전사부 및 상기 만배 검지부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 화상 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전사부를 상기 근접 상태에서 상기 이격 상태로 이동시켜 상기 폐토너량 검지부를 상기 매몰 상태에서 상기 비매몰 상태로 바꾸는 비매몰 제어를 하고,
    상기 비매몰 제어 후에 상기 전사부를 상기 이격 상태에서 상기 근접 상태로 이동시켜, 상기 폐토너량 검지부를 상기 비매몰 상태에서 상기 재치 상태로 바꾸는 재치 제어를 하고,
    상기 재치 제어 후에 상기 폐토너의 가득찬 상태 여부를 판단하는 판단 제어를 하는, 화상 형성 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 폐토너량 검지부가 상기 매몰 상태일 때, 화상 형성을 제어하는, 화상 형성 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 폐토너 수용부 내에 수용된 상기 폐토너를 평평하게 하는 폐토너 교반부를 더 포함하는, 화상 형성 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 재치 제어 이후이며 상기 판단 제어 이전에, 상기 폐토너 교반부를 동작시켜 상기 폐토너를 평평하게 하는 평평화 제어를 하는, 화상 형성 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 폐토너 교반부는, 상기 전사부의 이동에 연동하여 동작되는, 화상 형성 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 폐토너 수용부는 회동 가능한, 화상 형성 장치.
  18. 제2항에 있어서,
    회전력을 제공하는 구동부와,
    상기 구동부와 상기 전사부 사이에 배치되며, 상기 구동부의 회전력을 상기 전사부에 전달하는 연결부를 더 포함하며,
    상기 구동부의 회전력에 의해, 상기 전사부는 토너 화상이 담지된 상 담지체와의 거리가 소정 거리인 이격 상태와 상기 상 담지체와의 거리가 상기 이격 상태보다 가까운 근접 상태로 이동되는, 화상 형성 장치.
  19. 제2항에 있어서,
    토너 화상이 담지된 상 담지체가 고정 설치된 케이스와,
    상기 케이스를 개폐하며, 상기 전사부가 장착된 커버;를 포함하며,
    상기 커버의 개폐 동작에 의해, 상기 전사부는 상 담지체와의 거리가 소정 거리인 이격 상태와 상기 상 담지체와의 거리가 상기 이격 상태보다 가까운 근접 상태로 이동되는, 화상 형성 장치.
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