(57)【要約】      （修正有）【課題】安定した印刷品質を実現可能なトナー回収機構を提供する。【解決手段】感光体上に残留したトナーを感光体から除去する清掃機構と、清掃機構によって除去したトナー１３を捕集して、密閉ケース１２内に設置されたトナーバッグ１１内に堆積して回収するトナー回収機構を備え、電気デバイス１４により、密閉ケース１２の底部からトナーバッグ１１の下面を押し上げるトナーバッグ押し上げ手段１５と、トナーバッグ１１を押し上げたときの電気デバイス１４の負荷に基づいて、トナーバッグ１１内に回収されたトナー重量を推測するトナー重量推測手段１６を備える。【選択図】図１
2013190650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に残留したトナーを当該感光体から除去する清掃機構と、
前記清掃機構によって除去したトナーを捕集して、密閉ケース内に設置されたトナーバッグ内に堆積して回収するトナー回収機構を備えたトナー回収装置において、
電気デバイスにより、前記密閉ケースの底部から前記トナーバッグの下面を押し上げるトナーバッグ押し上げ手段と、
前記トナーバッグを押し上げたときの前記電気デバイスの負荷に基づいて、前記トナーバッグ内に回収されたトナー重量を推測するトナー重量推測手段を備えたことを特徴とするトナー回収装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー回収装置において、
前記トナー重量推測手段が、前記トナーバッグ内の回収トナーが満杯に近い状態になる判断すると、前記トナーバッグの交換を報知する報知手段を設けたことを特徴とするトナー回収装置。
【請求項３】
感光体上に残留したトナーを当該感光体から除去する清掃機構と、
前記清掃機構によって除去したトナーを捕集して、密閉ケース内に設置されたトナーバッグ内に堆積して回収するトナー回収機構を備えたトナー回収装置において、
電気デバイスにより、前記密閉ケースの底部から前記トナーバッグの下面を上下動して、当該トナーバッグ内の回収トナーを平坦化するトナーバッグ押し上げ手段を設けたことを特徴とするトナー回収装置。
【請求項４】
請求項１または３に記載のトナー回収装置において、
前記トナーバッグが柔軟性を有しており、前記トナーバッグの底面を受けるカバー部材が設けられており、
前記トナーバッグ押し上げ手段は前記カバー部材を介して前記トナーバッグを押し上げる構成になっていることを特徴とするトナー回収装置。
【請求項５】
感光体と、前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、印刷データに基づいて光を照射して感光体の表面に静電潜像を形成する書込み手段と、前記静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光体上に形成されたトナー像を印刷媒体上に転写する転写手段と、感光体の表面に残ったトナーを除去してトナーバッグ内に捕集するトナー回収装置を備えた電子写真式印刷装置において、
前記トナー回収装置が請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトナー回収装置であることを特徴とする電子写真式印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式印刷装置などに設置されるトナー回収装置に係り、特に内部にトナーバッグを交換可能に設置する密閉ケースを備えたトナー回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電子写真式印刷装置おいては、感光体上の残留トナーを除去する清掃機構と、その清掃機構で除去したトナーを回収するトナー回収機構により構成されたトナー回収装置が用いられている。
【０００３】
感光体から回収された残留トナーは、トナー回収機構の密閉ケース内に設置されているトナーバッグに堆積され、トナーバッグは満杯になると、オペレータにより交換される。トナーバッグの交換時期をオペレータに知らせるため、様々なトナーバッグフルの検知方法が知られている。
【０００４】
間接的な方法としては、現像機におけるトナー供給回数などにより、トナー消費量を把握して、トナーバッグが満杯となる時期を推測するものがある。
【０００５】
また、直接的な方法としては、トナーバッグを間にして対向する受光素子と発光素子により、トナーバッグに回収された堆積トナーの高さを光学的に計測する方法、トナーの堆積により変形したトナーバッグの変位を可変部材で検知する方法、あるいは、トナータンク内に設置した電極間の電気抵抗を検知する方法などが挙げられる。
【０００６】
なお、トナーバッグに回収されたトナーは、トナーバッグ内で山状に堆積していくため、前述の方法ではトナーバッグが満杯でないにも関わらず、トナーバッグがフル（満杯）であると誤検知したり、トナーバッグ交換時にトナーバッグより突出したトナーが飛散して、印刷装置内、装置周辺あるいはオペレータの手などを汚染するという不具合を生じる。
【０００７】
そのため、トナーを平坦に均一化させながらトナーバッグ内に回収する手段も重要であり、トナー回収機構を機械的に振動させるなどの方法が知られているが、トナーバッグフル（トナーバッグの満杯）の検知法と絡めて記述された例は見当たらない。
【０００８】
トナー回収機構に関しては、例えば特開平９−２２２３７号公報（特許文献１）、特開平４−９９９２号公報（特許文献２）、特開平１−３０２２８４号公報（特許文献３）、特開平５−２４１４８７号公報（特許文献４）などを挙げることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１の方法では、印刷環境や印刷条件により、トナー供給量とトナー回収量とは一様な関係にならず変化するため、トナーバッグフルを検知したときのトナー回収量にばらつきが生じてしまう。
【００１０】
前記特許文献２の方法では、光を透過させるため透明な容器を使用する必要があるが、トナー飛散などにより容器が汚れてくると、光が遮られて誤検出する可能性がある。また、トナーバッグを使用しない構成であり、メンテナンス性に劣る。
【００１１】
また、前記特許文献３の方法では、トナーバッグの変形を利用するものであるが、トナーバッグの剛性やトナーの堆積の具合により、回収量にばらつきが生じる結果となる。さらに前記特許文献４の方法では、電極への電圧印加が必要であり、安全性の面でも不安が残るなどの問題点を有している。
【００１２】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決して、安定した印刷品質を実現可能なトナー回収機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するため、本発明は、
感光体上に残留したトナーを当該感光体から除去する例えばクリーニングブラシなどの清掃機構と、
前記清掃機構によって除去したトナーを捕集して、密閉ケース内に設置されたトナーバッグ内に堆積して回収する例えばサイクロン集塵機などを設けたトナー回収機構を備えたトナー回収装置を対象とするものである。
【００１４】
そして、例えばモータなどの電気デバイスにより、前記密閉ケースの底部から前記トナーバッグの下面を押し上げる例えば偏芯カムなどのトナーバッグ押し上げ手段と、
前記トナーバッグを押し上げたときの前記電気デバイスの負荷に基づいて、前記トナーバッグ内に回収されたトナー重量を推測する例えば後述する制御回路などのトナー重量推測手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は前述のような構成になっており、安定した印刷品質を実現可能なトナー回収機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係るトナー回収機構を正面から見た概略構成図である。
【図２】その実施例に係るトナー回収機構のトナーバッグならびに偏芯カムの状態を側面から見た概略構成図で、同図（ａ）は偏芯カムが下死点の位置にある状態、同図（ｂ）は偏芯カムが上死点にある状態を、それぞれ示している図である。
【図３】その実施例に係るトナー回収機構によるトナーバッグ内の回収トナーの平坦化操作を説明するための概念図である。
【図４】本発明が適用される電子写真式印刷装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に本発明の実施例について図面とともに説明する。始めに本発明が適用される電子写真式印刷装置の概略構成について、図４を用いて説明する。
【００１８】
同図において、１は電子写真印刷装置であり、感光ドラム２が回転を開始すると、帯電器３に高電圧が印加され、感光ドラム２の表面に電荷が均一に帯電される。印刷データに基づいて出力されるレーザビーム４が感光ドラム２の表面に照射されると、その表面に静電潜像が形成される。
【００１９】
この静電潜像を形成した感光ドラム領域が現像機５と対向する位置に到達すると、静電潜像にトナーが供給され、レーザビーム４の照射により感光ドラム２上の電荷が消失した部分に、帯電したトナーが静電気により吸引され、感光ドラム２上にトナー像が形成される。感光ドラム２上に形成されたトナー像は、印刷媒体である用紙６の背面側にトナー像と逆極性の電荷を付与する転写器７の作用により用紙６上に吸引される。
【００２０】
感光ドラム２の表面に残ったトナー１３は、クリーニングブラシ８で感光体表面から掃き落とされた後、ホース９などの気流経路を介して、吸引ブロア(図示せず)によりサイクロン集塵機１０に送られる。殆どのトナー１３はサイクロン集塵機１０の遠心分離作用によりトナーバッグ１１内に落下堆積し、捕集しきれなかったトナーはフィルタユニット(図示せず)で回収される。
【００２１】
図１は本発明の実施例に係るトナー回収機構を正面から見た概略構成図、図２（ａ），（ｂ）はトナーバッグ１１ならびに偏芯カム１５の状態を側面から見た概略構成図で、同図（ａ）は偏芯カム１５が下死点の位置にある状態、同図（ｂ）は偏芯カム１５が上死点にある状態を、それぞれ示している。
【００２２】
このトナー回収機構は、トナーバッグ１１と、そのトナーバッグ１１を収納する密閉ケース１２とから主に構成される。トナーバッグ１１は、例えば不織布のような柔軟素材で作られた使い捨てタイプであり、密閉ケース１２内に装着される。回収したトナー１３で満杯になると、新しいトナーバッグ１１に交換される。図示していないがトナーバッグ１１の上端開口部は、密閉ケース１２の上端開口部に装着されている。
【００２３】
また、密閉ケース１２は印刷装置に対して着脱可能となっており、前記サイクロン集塵機１０に接続される。符号１９は、印刷装置から密閉ケース１２を取り出したり、装着する際に使用する密閉ケース１２の側面に付設された取っ手である。
【００２４】
密閉ケース１２の底部には第１開口部１８が形成されており、その開口部１８の下方にモータ１４に接続された昇降部材である偏芯カム１５が配置されている。前記第１開口部１８の大きさは、偏芯カム１５が回転しても密閉ケース１２の底部とは接触しない大きさとなっている。
【００２５】
密閉ケース１２の内側には、第１開口部１８を塞ぐように金属板あるいは合成樹脂板などからなるカバー部材２０が配置されている。さらに、図２（ｂ）あるいは図３（ｂ）に示すように偏芯カム１５でカバー部材２０を介してトナーバッグ１１を押し上げたとき、密閉ケース１２内の密閉性を維持するためにフレキシブルな蛇腹部材２１が、密閉ケース１２の内側底部とカバー部材２０の周辺部の間に折り畳み可能に介在されている。
【００２６】
また、密閉ケース１２とモータ１４の間に金属板からなる仕切り部材２２が配置されており、仕切り部材２２の前記第１開口部１８と対向する位置には第１開口部１８とほぼ同じか若干大き目の第２開口部２３が形成されている。
【００２７】
偏芯カム１５はモータ軸１７を中心に回転し、任意の位置でカバー部材２０の下面と接触してトナーバッグ１１を押し上げる機構になっている。図２（ａ）は偏芯カム１５が下死点の位置にある状態を示しており、偏芯カム１５はカバー部材２０とは離れた位置にある。図２（ｂ）は偏芯カム１５が上死点の位置にあって、偏芯カム１５によりカバー部材２０とともにトナーバッグ１１が押し上げられた状態を示している。
【００２８】
柔軟性を有しているトナーバッグ１１の上下動を低負荷で安定して行うため、ある程度の剛性を有しているカバー部材２０がトナーバッグ１１の下部に配置されており、トナーバッグ１１の底面を受けている。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、カバー部材２０を介して偏芯カム１５によりトナーバッグ１１を押し上げたときに、モータ１４の負荷が制御回路１６により計測・演算され、その値に基づいて予め設定した換算式でトナーバッグ１１の重量を演算することにより、回収されたトナー１３の重量を推算する。
【００３０】
そして、推算した回収トナーの重量が、例えばトナーバッグ１１が満杯となるスライスレベルの近くになったとき、電子写真式印刷装置はトナーバッグ１１が交換時期にあることをオペレータに報知する。この報知手段としては、例えば液晶やランプなどによる表示あるいは音声による報知などがある。
【００３１】
ここで、トナーバッグ１１内に回収されたトナー１３の重量Ｍは、下式により求めることができる。
【００３２】
Ｍ＝｛Ｋt×(Ｉ―ΔＩ) ｝×Ｋm
式中Ｋtはモータ１４のトルク定数、Ｉはモータ１４に流れる電流、Ｋmはモータトルクを回収トナー重量に変換するため予め設定された定数(偏芯カム径や減速比なども含む)、また、ΔＩは製品出荷時(モータ新品時)とトナーバック１１を交換したときの初期状態(回収トナー量が０)におけるモータ１４に流れる電流の差であり、モータ１４の経時劣化やトナーバック１１の取付誤差などを補正する意味を持つ。
【００３３】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本実施例に係るトナー回収機構によるトナーバッグ内の回収トナーの平坦化操作を説明するための概念図である。
【００３４】
サイクロン集塵機１０を通して落下したトナー１３は、トナーバッグ１１内に堆積していくが、堆積したトナー１３は例えば図３（ａ）に示すように、中央部が凸のような偏った形になることが多い。このようになると、トナーバッグ１１が満杯であると検知する前に、トナーバッグ１１の上面を超えてトナー１３がサイクロン集塵機１０側に山積する。そのため、トナーバッグ１１を交換するため密閉ケース１２を印刷装置外に引き出す際に山積したトナー１３が溢れ、印刷装置などを汚してしまうことがある。
【００３５】
そこで本実施例では、例えば印刷装置を立ち上げたタイミングで図３（ｂ），（ｃ）に示すように、モータ１４を所定時間回転して、偏芯カム１５でトナーバッグ１１を上下伸縮（上下動）させることで、トナーバッグ１１内の回収トナー１３を平坦化させる。トナーバッグ１１を伸縮させる周期や回数、伸縮量などは、トナー１３の種類に合せて任意に設定することが可能である。
【００３６】
このようにしてトナーバッグ１１内の回収トナー１３を平坦化させることにより、トナーバッグ１１の交換時にトナー１３が溢れたりすることが解消できて、トナー１３の回収がスムーズで綺麗に行われる。
【００３７】
なお、図１，２を用いて説明した回収トナー１３の重量推算操作は、例えば図３を用いて説明した回収トナー１３の平坦化操作の後段あるいは前段で行うことができる。
【００３８】
前記実施例では、密閉ケース１２の底部からトナーバッグ１１の下面を押し上げる手段として、モータ１４と、それによって回転される偏芯カム１５を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば他の電気デバイスで駆動するアームを用い、そのアームでトナーバッグの下面を押し上げたときの、電気デバイスの負荷に基づいてトナーバッグ内のトナー重量を推算することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１：電子写真印刷装置、
２：感光ドラム、
３：帯電器、
４：レーザビーム、
５：現像機、
６：用紙、
７：転写器、
８：クリーニングブラシ、
１０：サイクロン集塵機、
１１：トナーバッグ、
１２：密閉ケース、
１３：トナー、
１４：モータ、
１５：偏芯カム、
１６：制御回路、
１８：第１開口部、
２０：カバー部材、
２１：蛇腹部材。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４０】
【特許文献１】特開平９−２２２３７号公報
【特許文献２】特開平４−９９９２号公報
【特許文献３】特開平１−３０２２８４号公報
【特許文献４】特開平５−２４１４８７号公報
【図１】
2013190650.tif 000003
【図２】
2013190650.tif 000004
【図３】
2013190650.tif 000005
【図４】
2013190650.tif 000006