(57)【要約】【課題】廃トナー回収容器の満杯検知を高精度に行うことができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】二成分現像剤を用いて感光ドラム（像担持体）１上に形成された静電潜像を現像する現像器（現像手段）２と、該現像器２への現像剤の補給に伴って過剰となった現像剤を廃トナーとして現像器２から排出する現像剤排出手段と、感光ドラム１上の残留トナーを除去してこれを廃トナーとして排出するクリーニング装置（クリーニング手段）４と、廃トナーの排出経路２１，２２を合流させて廃トナー回収容器３１へ導く廃トナー搬送経路２３と、該廃トナー搬送経路２３に沿って廃トナーを前記廃トナー回収容器３１へ搬送する廃トナー搬送スクリュー（廃トナー搬送手段）２４を有する画像形成装置において、廃トナーに含まれる磁性キャリアの混合比率に基づいて前記廃トナー搬送スクリュー２４を制御する廃トナー搬送制御手段を設ける。【選択図】図１
2006119289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段への現像剤の補給に伴って過剰となった現像剤を廃トナーとして現像手段から排出する現像剤排出手段と、像担持体上の残留トナーを除去してこれを廃トナーとして排出するクリーニング手段と、前記現像剤排出手段と前記クリーニング手段からそれぞれ排出される廃トナーの排出経路を合流させて廃トナー回収容器へ導く廃トナー搬送経路と、該廃トナー搬送経路に沿って廃トナーを前記廃トナー回収容器へ搬送する廃トナー搬送手段を有する画像形成装置において、
廃トナーに含まれる磁性キャリアの混合比率に基づいて前記廃トナー搬送手段を制御する廃トナー搬送制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤排出手段と前記クリーニング手段からそれぞれ排出される廃トナーの排出経路合流部、又は排出経路合流部より下流側の廃トナー搬送経路内に廃トナーバッファ手段を設け、前記廃トナー搬送手段を制御することによって搬送中の廃トナーの該廃トナーバッファ手段に対する貯蔵と排出を選択的に行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記廃トナーバッファ手段に貯蔵した廃トナーを攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
廃トナーに含まれる磁性キャリアを検出する磁気センサを設け、該磁気センサによって前記廃トナー回収容器内の廃トナーの検出を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成条件及び前記現像手段への現像剤補給条件から廃トナーに含まれる磁性キャリアの混合比率を算出するキャリア混合比率算出手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
廃トナーに含まれる磁性キャリアの混合比率に応じて変動する透磁率を検出する透磁率センサを用いたキャリア混合比率検出手段を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記キャリア混合比率検出手段を、現像剤排出手段とクリーニング手段からそれぞれ排出される廃トナーの排出経路の合流部よりも下流側の廃トナー搬送経路内に設けたことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記キャリア混合比率検出手段を、廃トナーバッファ手段に設けたことを特徴とする請求項６又は７記載の画像形成装置。
【請求項９】
廃トナーを廃トナー回収容器へ導く廃トナー搬送経路と、該廃トナー搬送経路内に設けられて搬送中の廃トナーの貯蔵と排出を選択的に行う廃トナーバッファ手段と、廃トナーを前記廃トナー搬送経路に沿って前記廃トナー回収容器へ搬送する廃トナー搬送手段を有する画像形成装置において、
前記廃トナーバッファ手段に貯蔵した廃トナーを攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像手段によりトナー画像として現像し、このトナー画像を用紙に転写した後、定着手段によってトナー画像を用紙に定着させて画像を得ている。そして、トナー画像を用紙に転写した後に像担持体上に残留するトナーは、クリーニング手段によって像担持体上から廃トナーとして除去され、除去されたトナーは、廃トナー搬送経路を経て廃トナー回収容器へと回収される。
【０００３】
ところで、特許文献１において開示されているように、現像剤としてトナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いて現像を行い、現像剤の補給によって過剰となった劣化現像剤を現像手段から排出するトリックル現像システムが従来より知られている。そして、トリックル現像システムを採用し、現像手段から排出された劣化現像剤の排出経路をクリーニング装置によって除去した像担持体上の残留トナーの排出経路と合流させて廃トナーを廃トナー回収容器へ導く廃トナー搬送経路を設けた画像形成装置も提案されている（特許文献２）。
【０００４】
通常、廃トナー回収容器には、該廃トナー回収容器内に蓄積される廃トナーを検知する廃トナー検知手段が設けられ、この廃トナー検知手段の検知結果に基づいて画像形成シーケンスの制御や廃トナー回収容器の交換時期の告知が行われる。
【０００５】
又、磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いたトリックル現像システムや磁性トナーを用いた一成分現像システムを採用した画像形成装置等のように、廃トナー回収容器に回収される廃トナーに磁性材料が含まれる画像形成装置においては、廃トナー回収容器に磁気センサの検出面を密着させ、磁気センサの検出面前方部分に堆積した廃トナーに含まれる磁性材料を検出することによって廃トナー回収容器内の廃トナーを検出する技術も提案されている（特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，６１４，１６５号公報
【特許文献２】特開平１１−２１２３６１号公報
【特許文献３】特開２００１−２０９２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、トリックル現像システムにおいては、現像手段内の現像剤に含まれるキャリアの混合比率が一定に保たれるように制御されているため、排出される劣化現像剤のキャリア混合比率も同様に一定となるが、現像手段への現像剤補給に伴って過剰となって排出される劣化現像剤の排出量やクリーニング手段によって除去・排出される残留トナー量は、トナー画像濃度や転写条件等のように、画像情報や環境条件に応じて変化する画像形成条件に伴って変動する。又、現像手段とクリーニング手段の位置及び廃トナー搬送経路の合流ポイントまでの排出経路によっては、現像手段から排出される劣化現像剤とクリーニング手段から排出される残留トナーの合流ポイントへの到達タイミングに時間差が生じる。
【０００８】
従って、前記特許文献２（特開平１１−２１２３６１号公報）において提案されているような、現像手段から排出された劣化現像剤とクリーニング装置から排出された残留トナーが混合した廃トナーを廃トナー回収容器へ回収する画像形成装置においては、画像形成中に画像形成条件が変化する場合等に、現像手段から排出される劣化現像剤及びクリーニング手段から排出される残留トナーの排出量の変動に伴って、廃トナー回収容器に回収される廃トナーのキャリア混合比率が変動する。
【０００９】
そのため、磁性キャリアを用いたトリックル現像システムを採用し、廃トナー検知手段として磁気センサを用いるような画像形成装置において、画像形成中の画像形成条件の変化に伴って廃トナーのキャリア混合比率が低下して磁気センサの検出面前方部分に集中して堆積してしまうような場合には、磁気センサの検出面前方部分に堆積した廃トナーのキャリア混合比率が磁気センサの検出能力を下回ってしまい、廃トナー回収容器内の廃トナーを検出できなくなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、磁性キャリアを用いたトリックル現像システムを採用し、像担持体上の残留トナーと現像手段から排出される劣化現像剤とを混合させた廃トナーを廃トナー回収容器に導く画像形成装置において、廃トナー回収容器の満杯検知を高精度に行うことを目的とする。
【００１１】
又、本発明は、廃トナーバッファ手段の壁面への廃トナーの付着を防止することができるとともに、廃トナーバッファ手段から排出されて廃トナー回収容器まで搬送される廃トナーの搬送性の安定化を図り、搬送経路内の廃トナーの詰まり等を防ぐことができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段への現像剤の補給に伴って過剰となった現像剤を廃トナーとして現像手段から排出する現像剤排出手段と、像担持体上の残留トナーを除去してこれを廃トナーとして排出するクリーニング手段と、前記現像剤排出手段と前記クリーニング手段からそれぞれ排出される廃トナーの排出経路を合流させて廃トナー回収容器へ導く廃トナー搬送経路と、該廃トナー搬送経路に沿って廃トナーを前記廃トナー回収容器へ搬送する廃トナー搬送手段を有する画像形成装置において、廃トナーに含まれる磁性キャリアの混合比率に基づいて前記廃トナー搬送手段を制御する廃トナー搬送制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
又、本発明は、廃トナーを廃トナー回収容器へ導く廃トナー搬送経路と、該廃トナー搬送経路内に設けられて搬送中の廃トナーの貯蔵と排出を選択的に行う廃トナーバッファ手段と、廃トナーを前記廃トナー搬送経路に沿って前記廃トナー回収容器へ搬送する廃トナー搬送手段を有する画像形成装置において、前記廃トナーバッファ手段に貯蔵した廃トナーを攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、廃トナー搬送経路に沿って廃トナーを廃トナー回収容器へ搬送する廃トナー搬送手段を制御する廃トナー搬送制御手段を設け、搬送中の廃トナーに含まれる磁性キャリアの混合比率に基づいて前記廃トナー搬送手段を制御するようにしたため、廃トナー回収容器の満杯検知を高精度に行うことができる。
【００１５】
又、本発明によれば、廃トナーバッファ手段に貯蔵した廃トナーを攪拌する攪拌部材を設けたため、廃トナーバッファ手段の壁面への廃トナーの付着を防止することができ、更には、流動性の異なるトナーと磁性キャリアを平均的に混合することができるため、貯蔵された廃トナーが廃トナーバッファ手段から排出されて廃トナー回収容器まで搬送される際の搬送性が安定し、搬送経路内の廃トナーの詰まり等も防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図２に本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面を示す。
【００１８】
本実施の形態に係る画像形成装置は、プリンタ機能と複写機能を有し、コントローラ等の外部機器又は画像読み取り部１００から送信される画像情報に基づいて画像を形成するデジタル複写機である。
【００１９】
即ち、画像形成装置は、画像読み取り部１００と、画像情報に基づいて画像形成信号を生成する画像処理部（図示せず）と、画像形成部１０１と、用紙カセットＣ１，Ｃ２及び用紙カセットＣ１，Ｃ２から用紙Ｐを給紙する給紙部１０２と、用紙Ｐを転写ポイントＡに搬送する転写搬送部１０３と、定着装置１０４と、転写後の用紙Ｐを定着装置１０４に搬送する定着搬送部１０５と、機外排出と両面・多重時の用紙Ｐの進路切り換えを行う排紙処理部１０６と、両面又は多重時の用紙Ｐの進路切り換え及び用紙Ｐの表裏反転を行う両面・多重処理部１０７と、両面又は多重の画像形成時に用紙Ｐを転写搬送部１０３へ再度搬送する両面・多重搬送部１０８とを備えている。
【００２０】
上記画像形成部１０１では、コントローラ等の外部機器（図示せず）又は画像読み取り部１００から送信された画像情報に基づいて画像処理部で生成される画像形成信号に対応してレーザ露光装置１０９から照射されるレーザ光Ｌを感光ドラム１上に結像させて得られる静電潜像を現像器２によって現像することによってトナー像を形成する。又、感光ドラム１の周囲には、一次帯電器３とクリーニング装置４とが配置されている。尚、画像形成部１０１の各動作は不図示の画像形成制御手段によって制御される。
【００２１】
更に、転写ポイントＡにおいて転写ローラ５が感光ドラム１に対向して配置され、感光ドラム１上のトナー像にタイミングを合わせて転写搬送部１０３のレジストローラ対１１から搬送される用紙Ｐ上にトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着搬送部１０５によって定着装置１０４へ搬送される。尚、用紙Ｐへのトナー像の転写後に感光ドラム１上に残留する残留トナーは、クリーニング装置４によって感光ドラム１上から除去された後、クリーニング装置４から廃トナーとして排出される。
【００２２】
定着装置１０４を通過して画像定着が行われた用紙Ｐは、排紙処理部１０６を経て、動作シーケンスに応じて機外へ排出されるか両面・多重処理部１０７へ送られる。両面又は多重時には、用紙Ｐは、排紙処理部１０６の第１の進路切換え装置１２によって進路変更され、両面・多重処理部１０７へ搬送される。両面・多重処理部１０７へ搬送された用紙Ｐは、更に第２の進路切換え装置１３によって、多重時には両面・多重搬送部１０８へ、又、両面時には反転ローラ１４へ送られ、搬送方向の先・後端が反転する方向に表裏反転された後に両面・多重搬送部１０８へ搬送される。そして、用紙Ｐは、両面・多重搬送部１０８から再び転写搬送部１０３へ送られ、次の画像が転写される。
【００２３】
而して、本実施の形態に係る画像形成装置は、トナーと磁性キャリアから成る二成分現像剤を現像剤として用いているとともに、現像剤補給装置（図示せず）からの現像剤補給に伴って過剰となった劣化現像剤を現像器２から排出するトリックル現像システムを採用している。そして、現像器２から排出される劣化現像剤とクリーニング装置４から排出される残留トナーは、共に廃トナーとして、装置後方に設けられた廃トナー回収容器３１まで搬送される。
【００２４】
ここで、現像器２及びクリーニング装置４から廃トナー回収容器３１まで搬送される廃トナーの回収経路について詳しく説明する。図１に現像器２及びクリーニング装置４から廃トナー回収容器３１までの廃トナー回収経路の概略図を示す。
【００２５】
本実施の形態に係る画像形成装置において、廃トナー回収経路は、廃トナー回収容器３１と同様に装置後方側に配置され、図１に示すように、現像器２の装置後方側に設けられた劣化現像剤排出口に連結された劣化現像剤排出路２１と、クリーニング装置４の装置後方側に設けられた残留トナー排出口に連結された残留トナー排出路２２とを備えている。劣化現像剤排出路２１と残留トナー排出路２２は、第１の廃トナー搬送路２３に連結され、矢印Ｂ，Ｃで示すように、現像器２の劣化現像剤排出口から排出される劣化現像剤とクリーニング装置４の残留トナー排出口から排出される残留トナーは、それぞれ自由落下によって劣化現像剤排出路２１と残留トナー排出路２２から第１の廃トナー搬送路２３へ到達する。
【００２６】
そして、第１の廃トナー搬送路２３に到達した劣化現像剤と残留トナーは、第１の廃トナー搬送路２３内に設けられた第１の廃トナー搬送スクリュー２４によって矢印Ｄ方向へ搬送され、両者は合流部Ｆにおいて合流する。第１の廃トナー搬送路２３は、廃トナー搬送方向下流側において第１の廃トナー排出路２５を備えており、合流部Ｆにおいて合流した劣化現像剤と残留トナーは、矢印Ｅで示すように、廃トナーとして第１の廃トナー排出路２５を経て廃トナーの貯蔵が可能な廃トナーバッファ２６へ搬送される。
【００２７】
上記廃トナーバッファ２６には、廃トナー回収容器３１へ廃トナーを排出する第２の廃トナー排出路３０を備えた第２の廃トナー搬送路２９に連結する排出口が設けられ、廃トナーバッファ２６内の廃トナーは、第２の廃トナー搬送スクリュー２８によって第２の廃トナー搬送路２９を矢印Ｇ方向へと搬送され、第２の廃トナー搬送路２９から自由ら落下によって矢印Ｈにて示すように第２の廃トナー排出路３０を経て廃トナー回収容器３１まで搬送される。又、廃トナーバッファ２６には攪拌部材２７が備えられ、貯蔵した廃トナーが撹拌部材２７によって攪拌される。
【００２８】
又、第１の廃トナー搬送スクリュー２４と第２の廃トナー搬送スクリュー２８による廃トナーの搬送は、不図示の廃トナー搬送制御手段によって独立して制御され、廃トナーバッファ２６への廃トナーの貯蔵は、廃トナー搬送制御手段が第２の廃トナー搬送スクリュー２８による廃トナーの搬送を停止することによってなされ、廃トナーバッファ２６に貯蔵した廃トナーの排出は、第２の廃トナー搬送スクリュー２８による廃トナーの搬送を再開することによってなされる。
【００２９】
そして、廃トナー回収容器３１には、検出面が壁面に密着して取り付けられた磁気センサである満杯検知センサＳ３が設けられ、廃トナー回収容器３１内に堆積した廃トナーＷが満杯検知センサＳ３の検出面前方に到達した際に廃トナー回収容器３１の満杯を検知する。
【００３０】
一方、第１の廃トナー搬送路２３の合流部Ｆの下流側と廃トナーバッファ２６には、廃トナーに含まれる磁性キャリアの混合比率に応じて変動する透磁率を検出する透磁率センサを用いたキャリア比率検出センサＳ１，Ｓ２がそれぞれ設けられており、搬送中における廃トナーのキャリア混合比率がキャリア比率検出センサＳ１，Ｓ２によって検出される。
【００３１】
本実施の形態に係る画像形成装置においては、キャリア比率検出センサＳ１，Ｓ２と満杯検知センサＳ３の検出結果に基づいて、廃トナー搬送制御手段が第２の廃トナー搬送スクリュー２８の廃トナー搬送を制御することによって、廃トナーバッファ２６による廃トナーの貯蔵と排出が行われる。
【００３２】
ここで、キャリア比率検出センサＳ１，Ｓ２の検出結果に基づく廃トナー搬送制御手段による廃トナーの搬送制御について説明する。
【００３３】
第１の廃トナー搬送路２３の合流部Ｆの下流側に設けられたキャリア比率検出センサＳ１は、劣化現像剤と残留トナーが合流後に混合された廃トナーに含まれる磁性キャリアの混合比率を検出するが、画像形成条件や環境の変動によってキャリア混合比率が低下し、満杯検知センサＳ３の検出下限値を下回った場合には、廃トナー搬送制御手段がキャリア比率検出センサＳ１の検出結果に基づいて第２の廃トナー搬送スクリュー２８の廃トナー搬送を停止して廃トナーバッファ２６への廃トナーの貯蔵を開始する。
【００３４】
ここで、廃トナーバッファ２６内に貯蔵された廃トナーは、攪拌部材２７によって攪拌されることによってキャリア混合比率が平均化される。そして、キャリア比率検出センサＳ１が検出するキャリア混合比率が満杯検知センサＳ３の検出下限値を上回り、更に、キャリア比率検出センサＳ２によって検出される廃トナーバッファ２６内に貯蔵された廃トナーのキャリア混合比率も満杯検知センサＳ３の検出下限値を上回ると、廃トナー搬送制御手段が第２の廃トナー搬送スクリュー２８の廃トナー搬送を再開し、廃トナーバッファ２６からは満杯検知センサＳ３の検出下限値を上回るキャリア混合比率の廃トナーが排出される。
【００３５】
尚、劣化現像剤と残留トナーの排出量は画像形成条件や環境条件から求めることが可能であり、現像器２とクリーニング装置４の配置、搬送経路の長さ、搬送速度から廃トナーのキャリア混合比率を算出することができる。そして、廃トナーのキャリア混合比率を算出するキャリア混合比率算出手段を設けて廃トナーのキャリア混合比率を算出するようにすれば、キャリア比率検出センサＳ１，Ｓ２は設ける必要がなく、装置のコストダウンを図ることもできる。又、装置構成等に応じてキャリア比率検出センサとキャリア混合比率算出手段を併せて用いても良い。
【００３６】
次に、満杯検知センサＳ３の検出結果に基づく廃トナー搬送制御手段による廃トナーの搬送制御について説明する。
【００３７】
廃トナー回収容器３１に取り付けられている満杯検知センサＳ３は、廃トナー回収容器３１内に堆積した廃トナーＷが検出面前方に到達した際に廃トナー回収容器３１の満杯を検知しており、廃トナー回収容器３１が堆積した廃トナーＷで満杯となると、廃トナー搬送制御手段が満杯検知センサＳ３の検出結果に基づいて第２の廃トナー搬送スクリュー２８の廃トナー搬送を停止して廃トナーバッファ２６への廃トナーの貯蔵を開始する。そのため、廃トナー回収容器３１が廃トナーＷで満杯となって廃トナー回収容器３１の交換をしても、画像形成を中断することなくそのまま継続することができる。そして、廃トナー回収容器３１が交換されると、満杯検知センサＳ３が廃トナーＷを検知しなくなり、廃トナー搬送制御手段が第２の廃トナー搬送スクリュー２８の廃トナー搬送を再開して廃トナー回収容器３１への廃トナーの搬送も再開される。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態に係る画像形成装置においては、搬送中の廃トナーに含まれるキャリアの混合比率の検出結果に基づいて、廃トナー搬送制御手段による廃トナー搬送を制御するようにしたため、廃トナー回収容器３１の満杯検知を高精度に行うことができる。
【００３９】
又、本実施の形態に係る画像形成装置においては、廃トナーバッファ２６に貯蔵した廃トナーを攪拌する攪拌部材２７を設けたため、廃トナーバッファ２６の壁面への廃トナーの付着を防止することができ、更には、流動性の異なるトナーとキャリアを平均的に混合することができるため、貯蔵された廃トナーが廃トナーバッファ２６から排出されて廃トナー回収容器３１まで搬送される際の搬送性が安定し、搬送経路内の廃トナーの詰まり等も防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の廃トナー回収経路の概略図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      感光ドラム（像担持体）
２      現像器（現像手段）
４      クリーニング装置（クリーニング手段）
２１    劣化現像剤排出路
２２    残留トナー排出路
２３    第１の廃トナー搬送路（廃トナー排出経路）
２４    第１の廃トナー搬送スクリュー（廃トナー搬送手段）
２５    第１の廃トナー排出路
２６    廃トナーバッファ（廃トナーバッファ手段）
２７    撹拌部材（撹拌手段）
２８    第２の廃トナー搬送スクリュー（廃トナー搬送手段）
２９    第２の廃トナー搬送路（廃トナー排出経路）
３０    第２の廃トナー排出路
３１    廃トナー回収容器
Ｆ      排出経路合流部
Ｓ１，Ｓ２  キャリア比率検出センサ（透磁率センサ）
Ｓ３    満杯検知センサ（磁気センサ）
Ｗ      廃トナー
【図１】
2006119289.tif 000003
【図２】
2006119289.tif 000004