(57)【要約】【課題】本発明は、トナーの搬送パイプの詰まりの発生を検知し、トナー漏れの発生を事前に防止することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体上をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体上のトナーを回収するクリーニング手段と、前記回収されたトナーを貯留するトナー回収容器と、前記クリーニング手段から前記トナー回収容器までトナーを搬送する搬送パイプとを有する画像形成装置において、前記搬送パイプの入口部である前記クリーニング手段の直後と、前記搬送パイプの出口部である前記トナー回収容器の直前に、それぞれトナーの通過量を検出する粉体センサを設け、前記入口部と出口部の粉体センサの出力信号との差に応じて所定の処理を行うことを特徴とする。【選択図】　　図１
2004029303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体上をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体上のトナーを回収するクリーニング手段と、前記回収されたトナーを貯留するトナー回収容器と、前記クリーニング手段から前記トナー回収容器までトナーを搬送する搬送パイプとを有する画像形成装置において、
前記搬送パイプの入口部である前記クリーニング手段の直後と、前記搬送パイプの出口部である前記トナー回収容器の直前に、それぞれトナーの通過量を検出する粉体センサを設け、
前記入口部と出口部の粉体センサの出力信号との差に応じて所定の処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記入口部と出口部の粉体センサの出力信号との差が規定値以上であった場合には、画像形成を停止する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】
前記入口部と出口部の粉体センサの出力信号との差が規定値以上であった場合に、使用者にその旨を報知する表示装置を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記搬送パイプに振動を加える振動機構を有し、
前記入口部と出口部の粉体センサの出力信号との差が規定値以上であった場合に、前記振動機構を稼働させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトナーを用いて画像を形成する画像形成装置に関し、特に像担持体上に残留したトナーの回収機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば電子写真画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラム上にトナー像を形成し、これをシートに転写することによって画像を形成している。かかる画像形成装置においては感光体ドラム上に転写されなかったトナーが残留するためこれを除去する必要があり、クリーニング手段で除去したトナーをトナー回収容器に貯留している。
【０００３】
トナー回収容器は、画像形成装置の外観の制約や、他の構成部材の配置が優先されるため、感光体ドラムと大きく離間して配置される場合がある。このような場合には、クリーニング手段とトナー回収容器を長い搬送パイプにて接続し、搬送パイプ内にトナー搬送機構を内蔵して、トナーを搬送するのが通常である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来の構成にあっては、搬送パイプ内のトナー搬送機構においては、トナーの熱的な変質により、トナーが凝固する場合がある。主な原因としては、搬送パイプの配管の近傍に装置内の高温部が配置されていたり、感光体ドラム近傍にトナー定着器機構が存在するためである。このトナーの凝固は、結果的に搬送パイプの入口部であるクリーニング手段からトナーの漏れを発生し、このトナーの漏れは装置全体の汚染ばかりでなく、シートの汚染、ひいては使用者のトナー汚れを発生させるおそれがある。
【０００５】
また、トナー漏れが発生すると、シートのジャムと異なり、一般的な使用者によって修復することは困難である。このためトナー漏れは、画像形成装置の管理において重大な問題である。
【０００６】
そこで本発明は、トナーの搬送パイプの詰まりの発生を検知し、トナー漏れの発生を事前に防止することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体上をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体上のトナーを回収するクリーニング手段と、前記回収されたトナーを貯留するトナー回収容器と、前記クリーニング手段から前記トナー回収容器までトナーを搬送する搬送パイプとを有する画像形成装置において、前記搬送パイプの入口部である前記クリーニング手段の直後と、前記搬送パイプの出口部である前記トナー回収容器の直前に、それぞれトナーの通過量を検出する粉体センサを設け、前記入口部と出口部の粉体センサの出力信号との差に応じて所定の処理を行うことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
［第一実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は画像形成装置の概略構成図、図２はトナー搬送の正常動作時のセンサの出力信号の説明図、図３はトナー搬送の以上動作時のセンサの出力信号の説明図、図４は粉体センサがトナーの通過量を検出する状態を説明する図である。
【０００９】
（全体構成）
図１に示す画像形成装置において、感光体ドラム１上には不図示の光学手段によって静電潜像が形成され、この静電潜像は現像器２によってトナー３を用いて現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像４は転写ローラ５によってシートＰに転写される。その後シートＰは不図示の定着装置によって熱と圧力を印加されることによりトナー像を溶融定着され、画像形成が行われる。
【００１０】
感光体ドラム１からシートにトナー像が転写される際に、シートＰに転写されたトナー６と、シートに転写されずに感光体ドラム１上に残留した残トナー７がある。感光体ドラム１にはスクレーパ８及びクリーナ９からなるクリーニング手段が備えられており、感光体ドラム１上の残トナー７をスクレーパ８で掻き取り、クリーナ９で収拾して、搬送パイプ１０の入口へと搬送する。搬送パイプ１０は、クリーナ９から装置下部に配置されたトナー回収容器１１へと接続されている。
【００１１】
（粉体センサ）
搬送パイプ１０の入口部であるクリーナ９の直後と、搬送パイプ１０の出口部であるトナー回収容器１１の直前に、それぞれトナーの通過量を検出する粉体センサ１４、１６を設けている。粉体センサ１４、１６は、夫々検出針１７、１９を搬送パイプ１０の内部に突出させており、これら検出針１７、１９に衝突する残トナー７を検知する。
【００１２】
ここで粉体センサ１４、１６の粉体検出機構について作用を説明すると、まず、残トナー７は現像処理、転写処理より帯電されている。この残トナー７が図４に示すように搬送パイプ１０内を移動中に一定割合で粉体センサ１４、１６の検出針１７、１９に衝突、または、近くを通過すると、電荷の移動が発生する。この電荷の移動を検出電流として、増幅処理後に粉体センサ信号として出力される。この時の電流をＩとすると、以下の関係式が成立する。
【００１３】
Ｉ　＝　ＫＭＶＸ／ｄ
Ｋ　：　粒子の材質により決まる定数
（トナーにおいては、カーボンと定着用の樹脂の合成値）
Ｍ　：　トナー粒子の単位体積当たりの質量（ｋｇ／Ｎｍ３）
Ｖ　：　流速（トナーにおいては、搬送部の落下速度　ｍ／Ｓｅｃ）
ｄ　：　粒子の直径（現在のセンサ性能としては、トナー粒径が０．３μｍ以上の場合に検出可能であり、本実施形態においては、粒径１０μｍ程度の球形トナーを用いている。）
Ｘ　：　補正値（検出針の位置と、搬送パイプの構造で決定される）
【００１４】
ここで、Ｋ（粒子の材質）、Ｍ（粒子の体積当たりの質量）、Ｖ（流速）、Ｍ（粒子の直径）は、条件が固定されていて、定数値となる。しかし、Ｍ（単位体積当たりの質量）は動作状態で変化し、この値を特性値として測定する系を確立すると、トナーの移動量が測定可能である。そして、必然的にトナーの移動量に対して、トナー検出電流は１次関数である。この粉体検出方式自体は、工場の排煙の塵埃検出等に広く用いられ、公知である。
【００１５】
（搬送パイプの詰まり発生検知）
次に、搬送パイプの詰まり発生を検知する動作について説明する。図１に示すように、粉体センサ１４、１６にはこれらの信号差を演算する差動回路２０が接続されており、さらに画像形成装置全体を制御する中央制御装置２１に接続されて各粉体センサの出力信号の累積変化を知ることができる。また中央制御装置２１には、使用者に情報を伝えるための表示装置２２が装置外面に取り付けられている。
【００１６】
図２は、トナー搬送の正常動作時のセンサの出力信号の説明図である。横軸の時間軸に比例して、トナーの累積値の増加が見られる。図において実線３０が入口部の粉体センサ１４の出力信号の累積変化で、波線３１が出口部の粉体センサ１６の出力信号の累積変化である。それぞれ時間差はあるものの同様の変化をしており、正常なトナー搬送動作が搬送パイプ１０内で実現されていることを知ることができる。
【００１７】
図３はトナー搬送の以上動作時のセンサの出力信号の説明図である。時間経過と共に、入口部の粉体センサ１４の出力信号の累積変化を示す実線３０に対して、出口部の粉体センサ１６の出力信号の累積変化を示す波線３１の増加が鈍化し、各信号累積値の差が増大している。これは、搬送パイプ１０の内部の搬送途中のトナーが多くなっていることを示し、搬送パイプ１０の詰まりの兆候といえる。
【００１８】
そこで、この累積値の信号差が規定値以上となると、中央制御装置２１により画像形成を停止する。あわせて、搬送パイプ１０内にトナー詰まりが発生したことが原因で画像形成を停止したことを表示装置２２に表示し、使用者に報知する。これに対し使用者はサービスマンを呼んだり、搬送パイプ１０に振動を与えて詰まりを解消するなど、トナー漏れが発生することを事前に防止することができる。
【００１９】
［第二実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について説明する。図５は本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図であって、上記第一実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２０】
図５に示すように、本実施形態においては、能動的に搬送パイプ１０の詰まりを解消するために、搬送パイプ１０に振動を加える振動機構として、バイブレータ２４を有している。そして粉体センサ１４、１６の出力信号の累積値の信号さが規定値以上となると、中央制御装置２１からの制御によりバイブレータ２４を稼働させる。これにより使用者に意識させることなくパイプ詰まりを解消することができ、より取り扱いやすい画像形成装置とすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係る画像形成装置は、像担持体のクリーニング手段から前記トナー回収容器までトナーを搬送する搬送パイプにおいて、搬送パイプの入口部である前記クリーニング手段の直後と、前記搬送パイプの出口部である前記トナー回収容器の直前に、それぞれトナーの通過量を検出する粉体センサを設け、前記入口部と出口部の粉体センサの出力信号との差に応じて所定の処理を行うよう構成したことにより、搬送パイプの詰まりの発生を検出することが可能となる。特にここで画像形成を停止することにより、クリーニング手段から残トナーが漏れて装置内部などを汚染してしまうことを防止し、保守作業の軽減を図ることができる。
【００２２】
また搬送パイプの詰まりの発生を検出して搬送パイプを振動させることにより、搬送パイプ内のトナー詰まりを能動的に解消することができる。このとき詰まりの発生を検出した時にのみ選択的に振動させることにより、画像形成装置の騒音問題の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】トナー搬送の正常動作時のセンサの出力信号の説明図である。
【図３】トナー搬送の以上動作時のセンサの出力信号の説明図である。
【図４】粉体センサがトナーの通過量を検出する状態を説明する図である。
【図５】第二実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
Ｐ　　　　…シート
１　　　　…感光体ドラム
２　　　　…現像器
３　　　　…トナー
４　　　　…トナー像
５　　　　…転写ローラ
６　　　　…トナー
７　　　　…残トナー
８　　　　…スクレーパ
９　　　　…クリーナ
１０　　　　…搬送パイプ
１１　　　　…トナー回収容器
１４　　　　…粉体センサ
１６　　　　…粉体センサ
１７　　　　…検出針
１９　　　　…検出針
２０　　　　…差動回路
２１　　　　…中央制御装置
２２　　　　…表示装置
２４　　　　…バイブレータ
３０　　　　…実線
３１　　　　…波線
【図１】
2004029303.tif 000003
【図２】
2004029303.tif 000004
【図３】
2004029303.tif 000005
【図４】
2004029303.tif 000006
【図５】
2004029303.tif 000007