(57)【要約】【課題】トナー付着の影響を受けることなく、トナーの搬送シャフトの動作を正確に検出する。【解決手段】トナー搬送装置１０のトナー搬送機構は、回転してトナーを軸方向に搬送する搬送シャフト２１と、軸方向と直交して搬送シャフト２１に設けられて両端が同じ長さで外側に突出したスプリングピン２２と、搬送シャフト２１及びスプリングピン２２を挟んで配置されている磁性体２３及び磁気センサー２４とを備える。搬送シャフト２１が回転してスプリングピン２２の両端が磁性体２３及び磁気センサー２４に接近及び離間を繰り返す間、磁気センサー２４は、磁性体２３の磁気を検知し、スプリングピン２２の接近時にパルスが発生する検知信号を出力する。トナー搬送装置１０は、パルスが所定間隔で発生する場合に搬送シャフト２１の回転を正常と判定する一方、パルスが所定間隔で発生しない場合に搬送シャフト２１の回転を異常と判定する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することでトナーを軸方向に搬送する搬送シャフトと、
前記搬送シャフトの一端側に設けられ、両端が前記搬送シャフトに対して前記軸方向との直交方向の両側に突出していて、前記搬送シャフトと共に回転する磁気伝達部材と、
前記搬送シャフト及び前記磁気伝達部材を挟んで前記磁気伝達部材の長さよりも大きい間隔を空けて配置されている磁性体及び磁気センサーと、
を備え、
前記搬送シャフトが回転して前記磁気伝達部材の両端が前記磁性体及び前記磁気センサーに対して接近及び離間を繰り返す間に、前記磁気センサーが、前記磁性体の磁気を検知して、前記磁気伝達部材の接近の際にパルスが発生する検知信号を出力し、
前記検知信号の前記パルスが所定間隔で発生している場合には、前記搬送シャフトの回転を正常と判定し、一方、前記検知信号の前記パルスが所定間隔で発生していない場合には、前記搬送シャフトの回転を異常と判定して前記搬送シャフトの回転を停止することを特徴とするトナー搬送機構。
【請求項２】
前記磁気伝達部材は、金属軟磁性材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトナー搬送機構を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体に残留した廃トナーを回収するクリーニング装置と、
前記廃トナーを貯留する廃トナーボトルと、
を更に備え、
前記トナー搬送機構は、前記クリーニング装置で回収された前記廃トナーを前記廃トナーボトルへと搬送することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー搬送シャフトによりトナーを搬送するトナー搬送機構、及びこのトナー搬送機構を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、感光体ドラム等の像担持体に形成された静電潜像を、現像器がトナーで現像することにより、像担持体上にトナー像を形成する。画像形成装置は、像担持体に残留した廃トナーをクリーニング装置によって回収し、廃トナーボトルへと貯留するために、廃トナーをクリーニング装置から廃トナーボトルへと搬送するトナー搬送機構を備える。トナー搬送機構は、スクリュー羽根が周設された搬送シャフトを備え、搬送シャフトを回転させることで、トナーを軸方向に搬送する。
【０００３】
トナー搬送機構では、トナー詰まりやトナーの固着等により、搬送シャフトの回転が妨げられると、搬送シャフトに負荷が掛かり、搬送シャフトやその支持部品等が破壊されるおそれがある。また、搬送シャフトの回転が妨げられると、搬送シャフトを駆動するモーターがロックし、これによりモーターやその制御回路に過電流が流れて故障するおそれがある。そこで、トナー搬送機構では、搬送シャフトの動作異常を検出する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、動作検知センサーが、検知窓を両側壁に対向しつつ挟み込み、囲い領域に対して出入りする動作検知用従動部材の揺動部を光学的に検知することで、廃トナー搬送部材の動作異常が生じているか否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３４２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように搬送シャフトの動作をＰＩ（Ｐｈｏｔｏ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ）センサー等で光学的に検出する装置では、センサーや検知窓等にトナーが付着すると、付着トナーによってセンサーが遮光されて、搬送シャフトの動作を誤検出するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、トナー付着の影響を受けることなく、トナーの搬送シャフトの動作を正確に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のトナー搬送機構は、回転することでトナーを軸方向に搬送する搬送シャフトと、前記搬送シャフトの一端側に設けられ、両端が前記搬送シャフトに対して前記軸方向との直交方向の両側に突出していて、前記搬送シャフトと共に回転する磁気伝達部材と、前記搬送シャフト及び前記磁気伝達部材を挟んで前記磁気伝達部材の長さよりも大きい間隔を空けて配置されている磁性体及び磁気センサーと、を備え、前記搬送シャフトが回転して前記磁気伝達部材の両端が前記磁性体及び前記磁気センサーに対して接近及び離間を繰り返す間に、前記磁気センサーが、前記磁性体の磁気を検知して、前記磁気伝達部材の接近の際にパルスが発生する検知信号を出力し、前記検知信号の前記パルスが所定間隔で発生している場合には、前記搬送シャフトの回転を正常と判定し、一方、前記検知信号の前記パルスが所定間隔で発生していない場合には、前記搬送シャフトの回転を異常と判定して前記搬送シャフトの回転を停止することを特徴とする。
【０００９】
また、前記磁気伝達部材は、金属軟磁性材料で構成されているとよい。
【００１０】
本発明の画像形成装置は、上記したトナー搬送機構を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、画像形成装置は、像担持体に残留した廃トナーを回収するクリーニング装置と、前記廃トナーを貯留する廃トナーボトルと、を更に備え、上記したトナー搬送機構は、前記クリーニング装置で回収された前記廃トナーを前記廃トナーボトルへと搬送する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トナー付着の影響を受けることなく、トナーの搬送シャフトの動作を正確に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターを概略的に示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係るプリンターのトナー搬送装置を概略的に示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係るプリンターのトナー搬送装置を概略的に示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係るプリンターのトナー搬送装置において、磁気センサーで検知されるデジタルの検知信号の例を示すグラフである。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係るプリンターのトナー搬送装置において、磁気センサーで検知されるアナログの検知信号の例を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係るプリンターのトナー搬送装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るプリンターのトナー搬送装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先ず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。図１における紙面手前側を、プリンター１の正面側（前側）とし、各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンター１の前側、後側、左側、右側、上側、下側を示している。
【００１５】
図１に示されるように、プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備え、プリンター本体２の下部には用紙（図示せず）を収納する給紙カセットが収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイが設けられる。
【００１６】
プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器が配置され、露光器の下方には、画像形成部３が設けられる。画像形成部３には、像担持体である感光体ドラム５（像担持体）が回転可能に設けられる。感光体ドラム５の周囲には、帯電器と、現像器６と、転写ローラー７と、クリーニング装置８とが、感光体ドラム５の回転方向に沿って配置される。
【００１７】
現像器６の上方には、トナーコンテナ９が配置され、トナーコンテナ９は現像器６に接続されている。クリーニング装置８の下方には、トナー搬送装置１０が配置され、トナー搬送装置１０はクリーニング装置８に接続されている。トナー搬送装置１０の下方には、廃トナーボトル１１がプリンター本体２の後部に配置され、廃トナーボトル１１はトナー搬送装置１０に接続されている。廃トナーボトル１１は、廃トナーを貯留するための容器であり、例えば、プリンター本体２の背面側から着脱できるように設けられる。
【００１８】
プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１２が設けられる。搬送経路１２において、上流端には給紙部が設けられ、中流部には感光体ドラム５と転写ローラー７とで構成される転写部１３が設けられる。搬送経路１２において、下流部には定着装置が設けられ、下流端には排紙部が設けられる。
【００１９】
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。プリンター１は、外部のコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、画像形成動作を開始する。先ず、画像形成部３において、感光体ドラム５の表面が、帯電器によって帯電された後、露光器によって画像データに基づいて露光され、感光体ドラム５の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像は、現像器６によってトナーを用いてトナー像に現像される。
【００２０】
一方、給紙部によって給紙カセットから取り出された用紙は、搬送経路１２において所定のタイミングで転写部１３へと搬送される。転写部１３では、感光体ドラム５上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１２を下流側へと搬送されて定着装置に進入し、この定着装置において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部から排紙トレイに排出される。なお、画像形成部３において、感光体ドラム５上に残留したトナー（廃トナー）は、クリーニング装置８によって回収され、更にトナー搬送装置１０によって廃トナーボトル１１へと搬送される。
【００２１】
次に、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、トナー搬送装置１０について説明する。トナー搬送装置１０は、装置本体２０と、本発明のトナー搬送機構とを備え、トナー搬送機構は、搬送シャフト２１と、スプリングピン２２（磁気伝達部材）と、磁性体２３と、磁気センサー２４とを備えている。
【００２２】
装置本体２０は、前後方向に長い箱型形状に形成される。装置本体２０の前面及び後端には、搬送シャフト２１の前後両端を軸支する軸受部２５が前後方向の同軸上に設けられ、また、軸受部２５を介するトナー漏れを防止する部材（図示せず）が設けられる。更に、例えば、装置本体２０の上面前端には、クリーニング装置８と連結される導入口２６が開口していて、装置本体２０の下面後端には、廃トナーボトル１１と連結される排出口２７が開口している。そして、導入口２６を介してクリーニング装置８から導入された廃トナーは、装置本体２０内部を搬送されて、排出口２７を介して廃トナーボトル１１へと排出される。
【００２３】
搬送シャフト２１は、前後方向に長い棒状に形成され、周面に螺旋状のスクリュー羽根２８が周設される。即ち、前後方向が搬送シャフト２１の軸方向である。搬送シャフト２１のスクリュー羽根２８は装置本体２０の内部に配置され、搬送シャフト２１の前後両端は軸受部２５に軸支され、これにより、搬送シャフト２１は回転可能となる。また、搬送シャフト２１の前端には、軸方向との直交方向に貫通した挿通穴２９が形成される。搬送シャフト２１の後端には、駆動ギア３０が設けられ、駆動ギア３０は駆動部４３（図４参照）に接続される。そして、搬送シャフト２１は、駆動部４３からの回転駆動力を受けて回転し、共に回転するスクリュー羽根２８によって、装置本体２０内の廃トナーを前方から後方へと搬送する。
【００２４】
スプリングピン２２は、磁気を伝達し易い材料、例えば、透磁率の高い鉄等の金属材料、好ましくは金属軟磁性材料で、円筒状や円柱状に形成される。スプリングピン２２は、搬送シャフト２１の前端の挿通穴２９に挿通され、両端が搬送シャフト２１に対して軸方向との直交方向の両側（外側）に同じ長さで突出した状態で固定される。
【００２５】
磁性体２３及び磁気センサー２４は、搬送シャフト２１に対して軸方向においてスプリングピン２２に対応する位置で、搬送シャフト２１を挟んで上下に配置される。磁性体２３及び磁気センサー２４は、スプリングピン２２の長さよりも僅かに、例えば、２〜５ｍｍだけ長い間隔を空けて配置される。磁性体２３は、磁気を発生する磁石等の部材である。磁気センサー２４は、磁気を検知してその磁力に応じた検知信号を出力する。磁気センサー２４は、図３Ａに示すように、デジタルの検知信号を出力するセンサーでもよく、あるいは、図３Ｂに示すように、アナログの検知信号を出力するセンサーでもよい。アナログの検知信号を出力する磁気センサー２４の場合、上閾値Ｔｈ１を超えた場合にＨｉｇｈレベル（パルス発生）と認識され、下閾値Ｔｈ２を下回る場合にＬｏｗレベル（パルス消失）と認識される。
【００２６】
次に、トナー搬送装置１０のトナー搬送機構において、トナー搬送を制御する制御装置４０の周辺の電気的構成について、図４及び図５を参照しながら説明する。トナー搬送装置１０のトナー搬送機構は、専用の制御装置４０を備えてもよいが、制御装置４０として、プリンター１を統括制御するメイン制御装置（図示せず）を適用してもよい。
【００２７】
制御装置４０は、ＣＰＵ等で構成される制御部４１と、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部４２とを含む。また、制御装置４０は、上記の磁気センサー２４に加えて、駆動部４３やプリンター１の表示器４４等の各部に接続される。
【００２８】
制御装置４０は、搬送シャフト２１の駆動制御機能や動作検出機能等のトナー搬送装置１０の各種機能を実行する。記憶部４２は、トナー搬送装置１０の各種機能を実現するプログラム（駆動制御プログラムや動作検出プログラム等）やデータを記憶する。制御部４１が記憶部４２に記憶された各プロクラム等に従って演算処理を実行して、制御装置４０に接続された各部を制御する。
【００２９】
例えば、制御装置４０は、感光体ドラム５のクリーニング処理が開始され（図５のステップＳ１）、クリーニング装置８が稼働して感光体ドラム５の廃トナーを回収する際に、搬送シャフト２１の駆動制御機能を実行して、駆動部４３を稼働して回転駆動力を搬送シャフト２１へと伝達させる（図５のステップＳ２）。そして、制御装置４０は、駆動部４３によって搬送シャフト２１を所定の回転周期で回転させて、廃トナーを装置本体２０を介してクリーニング装置８から廃トナーボトル１１へと搬送させる。
【００３０】
また、制御装置４０は、搬送シャフト２１の駆動制御機能の実行中に、搬送シャフト２１動作検出機能を実行して、磁気センサー２４で検知された検知信号に基づいて搬送シャフト２１の動作を検出する。
【００３１】
この搬送シャフト２１の動作において、搬送シャフト２１が回転すると、スプリングピン２２の両端は磁性体２３及び磁気センサー２４に対して接近及び離間を繰り返す。磁性体２３で発生する磁力線は、透磁率の高い金属が近傍にあると、その金属に沿って流れる。そのため、図２Ａに示すように、スプリングピン２２の両端が磁性体２３及び磁気センサー２４に接近するとき、磁性体２３で発生する磁力線（二点鎖線矢印）がスプリングピン２２を介して磁気センサー２４へと流れ、磁性体２３で発生する磁気が磁気センサー２４によって検知される。一方、図２Ｂに示すように、スプリングピン２２の両端が磁性体２３及び磁気センサー２４から離間するとき、磁性体２３で発生する磁力線（二点鎖線矢印）は、搬送シャフト２１等によって遮断されて磁気センサー２４へと届かなくなり、磁性体２３で発生する磁気は磁気センサー２４によって検知されなくなる。
【００３２】
そして、磁気センサー２４は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、搬送シャフト２１の回転に応じて、磁性体２３の磁気を検知する際にパルスを発生する検知信号を出力する（図５のステップＳ３）。磁気センサー２４の検知信号のパルスは、搬送シャフト２１が所定の回転周期で正常に回転する場合、所定間隔（搬送シャフト２１の回転周期の半分）で発生する。換言すれば、磁気センサー２４の検知信号のパルスが所定間隔で発生しない場合、搬送シャフト２１の回転は異常と認められる。なお、搬送シャフト２１の回転を判定するためのパルスの所定間隔は、例えば、所定期間（例えば、１００ｍｓｅｃ）内に所定数のパルス（例えば、１パルス又は数パルス）を検出できる間隔であり、搬送シャフト２１の回転周期の半分でもよい。なお、このパルスの所定間隔は、搬送シャフト２１の回転速度や、スプリングピン２２の材質や本数等によって異なり、例えば、２本のスプリングピン２２を十字状に配置して、搬送シャフト２１の回転周期の１／４周期毎にピークが得られるように構成する場合もある。また、このパルスの所定間隔は、一定値（例えば、搬送シャフト２１の回転周期の半分や１／４周期等）に厳密に設定されなくてもよく、好ましい一定値の前後に許容範囲を設けるとよい。
【００３３】
そこで、制御装置４０は、磁気センサー２４の検知信号のパルスが所定間隔で発生していることを検出した場合（図５のステップＳ４：ＹＥＳ）、例えば、所定期間（例えば、１００ｍｓｅｃ）内に所定数のパルス（例えば、１パルス又は数パルス）を検出した場合に、搬送シャフト２１の回転を正常と判定する。この場合、搬送シャフト２１の回転は継続され（図５のステップＳ５）、その後に、感光体ドラム５のクリーニング処理が終了したときに（図５のステップＳ６）、制御装置４０は、駆動部４３を停止して搬送シャフト２１の回転を停止する（図５のステップＳ７）。
【００３４】
一方、制御装置４０は、磁気センサー２４の検知信号のパルスが所定間隔で発生しないことを検出した場合（図５のステップＳ４：ＮＯ）、搬送シャフト２１の回転を異常と判定する。また、制御装置４０は、搬送シャフト２１の回転を異常と判定した場合、駆動部４３を停止して搬送シャフト２１の回転を停止すると共に（図５のステップＳ８）、表示器４４等を用いてユーザーにエラーを通知して搬送シャフト２１の動作不良やトナー詰まり等の不具合を知らせる（図５のステップＳ９）。
【００３５】
本実施形態によれば、上述のように、プリンター１のトナー搬送装置１０のトナー搬送機構は、回転することでトナーを軸方向に搬送する搬送シャフト２１と、搬送シャフト２１の前端（一端側）に設けられ、両端が搬送シャフト２１に対して軸方向との直交方向の両側に突出していて、搬送シャフト２１と共に回転するスプリングピン２２（磁気伝達部材）と、搬送シャフト２１及びスプリングピン２２を挟んでスプリングピン２２の長さよりも大きい間隔を空けて配置される磁性体２３及び磁気センサー２４とを備える。そして、トナー搬送装置１０では、搬送シャフト２１が回転してスプリングピン２２の両端が磁性体２３及び磁気センサー２４に対して接近及び離間を繰り返す間に、磁気センサー２４が、磁性体２３の磁気を検知して、スプリングピン２２の接近の際にパルスが発生する検知信号を出力する。また、トナー搬送装置１０では、制御装置４０が、磁気センサー２４の検知信号のパルスが所定間隔で発生する場合に、搬送シャフト２１の回転を正常と判定する一方、磁気センサー２４の検知信号のパルスが所定間隔で発生しない場合に、搬送シャフト２１の回転を異常と判定して搬送シャフト２１の回転を停止する。
【００３６】
これにより、トナー搬送装置１０のトナー搬送機構では、磁性体２３及び磁気センサー２４並びにスプリングピン２２からなる簡易な構成によって、低コストで、搬送シャフト２１の動作異常（回転異常）を検出することができる。そして、異常状態の搬送シャフト２１の回転を停止するため、異常状態の搬送シャフト２１が更に回転することが回避され、更に、駆動部４３に過剰な負荷が掛かることや、駆動部４３やその制御回路に過電流が流れることを回避することができる。
【００３７】
また、磁性体２３及び磁気センサー２４並びにスプリングピン２２からなる構成は、磁性体２３や磁気センサー２４にトナーが付着しても、光学的な検知機構に比べて、搬送シャフト２１の動作検出が妨げられない。また、スプリングピン２２の回転によって、磁性体２３や磁気センサー２４へのトナー付着を防止することができる。このように、トナー搬送機構は、付着トナーの影響を受けることなく、搬送シャフト２１の動作異常を正確に検出することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、スプリングピン２２は、透磁率の高い金属軟磁性材料で構成される。これにより、磁性体２３及び磁気センサー２４によるスプリングピン２２の回転、即ち、搬送シャフト２１の回転の検知精度を高めることができる。
【００３９】
本実施形態では、搬送シャフト２１に挿通され、磁性体２３と磁気センサー２４との間に配置される磁気伝達部材をスプリングピン２２で構成する例について説明したが、磁気伝達部材は、スプリングピン２２に限定されない。例えば、他の実施形態では、磁気伝達部材は、透磁率の高い金属材料で形成された部材であればよい。
【００４０】
本実施形態では、トナー搬送装置１０が廃トナーを前後方向に搬送する構成について説明したが、他の実施形態では、トナー搬送装置１０は、廃トナーを左右方向に搬送するように構成されてもよい。また、本実施形態では、廃トナーボトル１１をプリンター本体２の後部に配置する構成を説明したが、他の実施形態では、廃トナーボトル１１は、プリンター本体２の側部に配置されてもよい。
【００４１】
本実施形態では、スプリングピン２２、磁性体２３及び磁気センサー２４を搬送シャフト２１の前端に備える構成を説明したが、他の実施形態では、スプリングピン２２、磁性体２３及び磁気センサー２４は、搬送シャフト２１の後端に備えられてもよい。また、トナー搬送装置１０が廃トナーを左右方向に搬送するように構成される場合、スプリングピン２２、磁性体２３及び磁気センサー２４は、搬送シャフト２１の左端又は右端に備えられる。
【００４２】
本実施形態では、クリーニング装置８から廃トナーボトル１１へと廃トナーを搬送するトナー搬送装置１０に本発明のトナー搬送機構を備える構成について説明したが、プリンター１におけるトナー搬送機構の構成は、これに限定されない。本発明のトナー搬送機構は、プリンター１においてトナーを搬送する何れの装置に適用されてもよく、例えば、トナーコンテナ９から現像器６へとトナーを搬送する装置、トナーコンテナ９内からトナーを外部へと供給するためにトナーを搬送する装置、現像器６内でトナーを現像ローラー（図示せず）へと供給するためにトナーを搬送する装置や、その他のトナーを搬送する装置に適用することができる。
【００４３】
本実施形態では、モノクロのプリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に本発明の構成を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  プリンター（画像形成装置）
３  画像形成部
５  感光体ドラム（像担持体）
６  現像器
８  クリーニング装置
９  トナーコンテナ
１０  トナー搬送装置
１１  廃トナーボトル
２０  装置本体
２１  搬送シャフト
２２  スプリングピン（磁気伝達部材）
２３  磁性体
２４  磁気センサー
２８  スクリュー羽根
４０  制御装置
４１  制御部
４２  記憶部
４３  駆動部
４４  表示器
【図１】
2018092035.tif 000003
【図２Ａ】
2018092035.tif 000004
【図２Ｂ】
2018092035.tif 000005
【図３Ａ】
2018092035.tif 000006
【図３Ｂ】
2018092035.tif 000007
【図４】
2018092035.tif 000008
【図５】
2018092035.tif 000009