特許 6229848 未転写トナー回収装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6229848

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】未転写トナー回収装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/10 20060101AFI20171106BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   G03G21/10

   G03G21/00 386

   G03G21/00 370

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-109021(P2014-109021)

(22)【出願日】2014年5月27日

(65)【公開番号】特開2015-225156(P2015-225156A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2016年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184631

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 隆

(72)【発明者】

【氏名】村田 耕治

(72)【発明者】

【氏名】吉井 達彦

【審査官】 田代 憲司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３４０９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２８６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０３７７９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−３３７５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２２２２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ ２１／１０

Ｇ０３Ｇ ２１／１２

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クリーニング部で感光体ドラム表面から除去された未転写トナーを廃トナーとして回収する回収容器を備え、
該回収容器内には、駆動源に駆動経路を介して接続され、回収された未転写トナーを回転動作により搬送しながら撹拌して均す搬送撹拌スクリューが設けられた未転写トナー回収装置であって、
上記駆動経路には、上記搬送撹拌スクリューの回転トルクを検出し、回転トルクがトナー回収量の増加に伴い設定値まで上昇すると、上記駆動経路を切断して搬送撹拌スクリューへのトルク伝達を遮断するトルクリミッターが設けられ、
上記駆動経路は、互いに並列に設けられた第１駆動経路と第２駆動経路とを有し、
上記トルクリミッターは、上記駆動源に接続された第１トルクリミッターと、上記第２駆動経路に設けられた第２トルクリミッターとを有し、第1トルクリミッターの設定トル
クは、第２トルクリミッターの設定トルクより大きく設定されており、
上記第１駆動経路の上流端及び第２駆動経路の上流端は合流して上記第１トルクリミッターに接続されているとともに、該第１駆動経路の下流端及び該第２駆動経路の下流端は、ワンウェイクラッチを介して合流して上記搬送撹拌スクリューに接続され、
上記ワンウェイクラッチは、未転写トナーの初期回収段階では、上記駆動源の駆動トルクを上記第２駆動経路から上記搬送撹拌スクリューに伝達するが、上記第１駆動経路からは伝達せず、未転写トナー回収量が増加して搬送撹拌スクリューの回転トルクが上記第２トルクリミッターの設定トルク値に達して第２駆動経路が切断されると、駆動源からのトルク伝達を第２駆動経路から第１駆動経路に切り換え、未転写トナー回収量がさらに増加して搬送撹拌スクリューの回転トルクが上記第１トルクリミッターの設定トルク値に達して第１駆動経路が切断されることで、駆動源からのトルク伝達を第１駆動経路からも搬送撹拌スクリューに伝達しないようにするものであり、
上記第１トルクリミッター側には、第１トルクリミッターの作動により第１駆動経路が切断されたことを検知する第１検知手段が設けられ、
上記第２トルクリミッター側には、第２トルクリミッターの作動により第２駆動経路が切断されたことを検知する第２検知手段が設けられ、
これら第１検知手段及び第２検知手段は、制御手段に接続され、
該制御手段は、上記第２検知手段の検知信号に基づいて未転写トナーが満杯に近いニアフル回収段階であるとみなして警告を発する一方、上記第１検知手段の検知信号に基づいて未転写トナーが満杯であるフル回収段階であるとみなして画像形成を禁止することを特徴とする未転写トナー回収装置。

【請求項2】

請求項１記載の未転写トナー回収装置を備え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】

この発明は、コピー機やプリンター等の画像形成装置と、そこに設置される未転写トナー回収装置とに関するものである。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置では、感光体ドラムの静電潜像に付着したトナーを記録紙に転写した際、トナーの一部が転写後に感光体ドラムに残る。この未転写トナーは、クリーニング部で感光体ドラム表面から除去されて未転写トナー回収装置の回収容器に廃トナーとして回収される。回収容器は、未転写トナーで満杯になると、空の回収容器と交換される。

【0003】

特許文献１には、回収容器内に搬送撹拌スクリュー及びフロート板を配置した未転写トナー回収装置が開示されている。この未転写トナー回収装置では、回収された未転写トナーを搬送撹拌スクリューで搬送しながら撹拌して均し、フロート板が、時間の経過に伴って増量する未転写トナーにより上方に押し上げられると、フォトインタラプターがこのことを検知して回収トナー量が所定量に達したことを検知するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−１６７３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、フォトインタラプターを用いた特許文献１では、未転写トナーが搬送撹拌スクリューの回転動作により回収容器内で舞い上がるため、舞い上がった未転写トナーにより回収容器の交換時期が誤検知される懸念があり、そのために検出部を頻繁に清掃する必要があるなど不安定要素が多い。

【0006】

この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回収容器内で舞い上がった未転写トナーによる誤検知をなくし、回収容器の交換時期を適正に行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に係る未転写トナー回収装置は、クリーニング部で感光体ドラム表面から除去された未転写トナーを廃トナーとして回収する回収容器を備え、該回収容器内には、駆動源に駆動経路を介して接続され、回収された未転写トナーを回転動作により搬送しながら撹拌して均す搬送撹拌スクリューが設けられた未転写トナー回収装置であって、上記駆動経路には、上記搬送撹拌スクリューの回転トルクを検出し、回転トルクがトナー回収量の増加に伴い設定値まで上昇すると、上記駆動経路を切断して搬送撹拌スクリューへのトルク伝達を遮断するトルクリミッターが設けられ、上記駆動経路は、互いに並列に設けられた第１駆動経路と第２駆動経路とを有し、上記トルクリミッターは、上記駆動源に接続された第１トルクリミッターと、上記第２駆動経路に設けられた第２トルクリミッターとを有し、第1トルクリミッターの設定トルクは、第２トルクリミッターの設定トルクより大
きく設定されており、上記第１駆動経路の上流端及び第２駆動経路の上流端は合流して上記第１トルクリミッターに接続されているとともに、該第１駆動経路の下流端及び該第２駆動経路の下流端は、ワンウェイクラッチを介して合流して上記搬送撹拌スクリューに接続され、上記ワンウェイクラッチは、未転写トナーの初期回収段階では、上記駆動源の駆動トルクを上記第２駆動経路から上記搬送撹拌スクリューに伝達するが、上記第１駆動経路からは伝達せず、未転写トナー回収量が増加して搬送撹拌スクリューの回転トルクが上記第２トルクリミッターの設定トルク値に達して第２駆動経路が切断されると、駆動源からのトルク伝達を第２駆動経路から第１駆動経路に切り換え、未転写トナー回収量がさらに増加して搬送撹拌スクリューの回転トルクが上記第１トルクリミッターの設定トルク値に達して第１駆動経路が切断されることで、駆動源からのトルク伝達を第１駆動経路からも搬送撹拌スクリューに伝達しないようにするものであり、上記第１トルクリミッター側には、第１トルクリミッターの作動により第１駆動経路が切断されたことを検知する第１検知手段が設けられ、上記第２トルクリミッター側には、第２トルクリミッターの作動により第２駆動経路が切断されたことを検知する第２検知手段が設けられ、これら第１検知手段及び第２検知手段は、制御手段に接続され、該制御手段は、上記第２検知手段の検知信号に基づいて未転写トナーが満杯に近いニアフル回収段階であるとみなして警告を発する一方、上記第１検知手段の検知信号に基づいて未転写トナーが満杯であるフル回収段階であるとみなして画像形成を禁止することを特徴とする。

【0008】

これによれば、駆動経路がトルクリミッターにより切断されることにより、未転写トナーが回収容器内に所定量収容されたことが判る。したがって、特許文献１の如き回収容器内で舞い上がった未転写トナーによる誤検知がなく、回収容器の交換タイミングが適正に行われる。

【0009】

また、回収容器内に収容された未転写トナーの回収量が段階的に判る。

【0010】

また、未転写トナーがニアフル回収段階であること、及びフル回収段階であることが判り、回収容器の交換時期を見誤ることがない。
また、この発明に係る画像形成装置は、上記未転写トナー回収装置を備えている。
これによれば、回収容器の交換タイミングが適正に行われる画像形成装置とすることができる。

【発明の効果】

【0011】

この発明によれば、回収容器内で舞い上がった未転写トナーによる誤検知がなく、回収容器の交換時期を適正に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、この発明の実施形態に係る未転写トナー回収装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。

【図2】図２は、この発明の実施形態に係る未転写トナー回収装置において、未転写トナーが初期回収段階であることを説明する説明図である。

【図3】図３は、この発明の実施形態に係る未転写トナー回収装置において、未転写トナーがニアフル回収段階であることを説明する説明図である。

【図4】図４は、この発明の実施形態に係る未転写トナー回収装置において、未転写トナーがフル回収段階であることを説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

【0014】

図１は、この発明の実施形態に係る未転写トナー回収装置を備えた画像形成装置１の概略構成図を示す。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング２内に画像形成部３を備えている。この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データーに基づき画像を記録紙Ｐに転写形成する部署である。画像形成部３の下方には、レーザー光を照射する露光装置４が配置され、画像形成部３の上方には、転写ベルト５が配置されている。露光装置４の下方には、記録紙Ｐを貯留する用紙貯留部６が配置され、用紙貯留部６の側方には、手差し給紙部７が配置されている。転写ベルト５の側方上部には、記録紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。９は、ケーシング２上部に配置され、定着部８で定着処理が施された記録紙Ｐを排出する用紙排出部である。

【0015】

画像形成部３は、転写ベルト５に沿って一列に配置された４つの画像形成ユニット１０を備えている。これら画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１を有している。各感光体ドラム１１の直下には、帯電器１２が配置され、各感光体ドラム１１の一側方には、現像装置１３が配置され、各感光体ドラム１１の直上には、１次転写ローラー１４が配置され、各感光体ドラム１１の他側方には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部（以下、クリーニング装置という）１５が配置されている。

【0016】

そして、各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって周面が一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データーに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置４から照射され、各感光体ドラム１１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、１次転写ローラー１４に印加された転写バイアスにより転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。

【0017】

１６は、定着部８の下方に転写ベルト５と当接した状態で配置された２次転写ローラーであり、用紙貯留部６又は手差し給紙部７から用紙搬送路１７を搬送される記録紙Ｐを２次転写ローラー１６と転写ベルト５とで挟持し、２次転写ローラー１６に印加された転写バイアスにより転写ベルト５上のトナー像を記録紙Ｐに転写するようにしている。

【0018】

定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備え、これら加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とにより記録紙Ｐを挟持して加熱加圧し、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させるようにしている。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙排出部９に排出される。２０は、両面印刷時に定着部８から排出された記録紙Ｐを反転させるための反転搬送路である。

【0019】

各クリーニング装置１５の下部には、この発明の実施形態に係る未転写トナー回収装置２１が配置されている。この未転写トナー回収装置２１は、図２に示すように、クリーニング装置１５のクリーニングブレード（図示せず）で感光体ドラム１１表面から除去された未転写トナーを廃トナーとして回収する回収容器２２を備えている。

【0020】

回収容器２２の一端側上部には、上方に開口するトナー流入口部２２ａが突設されている。回収容器２２内には、搬送撹拌スクリュー２３が配置されている。この搬送撹拌スクリュー２３は、駆動源である駆動モーター２４に駆動経路２５を介して接続され、回収容器２２内に回収された未転写トナーを回転動作により回収容器２２の奥部に搬送しながら撹拌して均すようになっている。

【0021】

駆動経路２５には、搬送撹拌スクリュー２３の回転トルクを検出し、回転トルクがトナー回収量の増加に伴い設定値まで上昇すると、駆動経路２５を切断して搬送撹拌スクリュー２３へのトルク伝達を遮断するトルクリミッターが設けられている。

【0022】

駆動モーター２４の出力ギヤ２４ａには、第１伝達軸２６の一端（図２左端）に設けられた第１ギヤ２６ａが噛合し、第１伝達軸２６の他端（図２右端）には、第１トルクリミッター２７が接続されている。
駆動経路は、第１駆動経路２８（図３参照）と第２駆動経路２９（図２参照）とを有する。

【0023】

トルクリミッターは、第１トルクリミッター２７のほかに、第２駆動経路２９に設けられた第２トルクリミッター３０を有している。そして、第1トルクリミッター２７の設定
トルクは、第２トルクリミッター３０の設定トルクより大きく設定されている。

【0024】

第１駆動経路２８及び第２駆動経路２９の上流端（図２左端）は、第１トルクリミッター２７に接続されている。第１駆動経路２８の下流端（図２右端）は、第１ワンウェイクラッチ３１を介して搬送撹拌スクリュー２３に接続され、第２駆動経路２９の下流端（図２右端）は、第２ワンウェイクラッチ３２を介して搬送撹拌スクリュー２３に接続されている。

【0025】

具体的に説明すると、第１トルクリミッター２７には、一端（図２右端）に第２ギヤ３３ａを有する第２伝達軸３３の他端（図２左端）が接続され、第２ギヤ３３ａは、第３伝達軸３４の一端（図２左端）に設けられた第３ギヤ３４ａに噛合している。第３伝達軸３４の他端（図２右端）には、第４ギヤ３４ｂが設けられ、第４ギヤ３４ｂは、第１ワンウェイクラッチ３１に噛合している。第１ワンウェイクラッチ３１は、第４伝達軸３５の中程に設けられ、第４伝達軸３５の一端（図２右端）は、カップリング３６を介して搬送撹拌スクリュー２３に接続されている。

【0026】

また、第２ギヤ３３ａは、第２トルクリミッター３０に設けられた第５ギヤ３０ａに噛合している。第２トルクリミッター３０には、第５伝達軸３７の一端（図２左端）が接続され、第５伝達軸３７の他端（図２右端）には、第２ワンウェイクラッチ３２が設けられている。第２ワンウェイクラッチ３２は、第４伝達軸３５の他端（図２左端）に設けられた第６ギヤ３５ａが噛合している。

【0027】

第２伝達軸３３の第１トルクリミッター２７側には、第１円板３８が設けられ、第１円板３８には、第１検知手段としての第１フォトインタラプター３９が付設され、第１トルクリミッター２７の作動により、つまり搬送撹拌スクリュー２３の回転トルクが第１トルクリミッター２７の設定トルク値に達して第１トルクリミッター２７がスリップすることにより、第１円板３８の回転が停止して第１駆動経路２８が切断され、トルク伝達が遮断されたことを第１フォトインタラプター３９で検知するようになっている。

【0028】

第５伝達軸３７の第２トルクリミッター３０側には、第２円板４０が設けられ、第２円板４０には、第２検知手段としての第２フォトインタラプター４１が付設され、第２トルクリミッター３０の作動により、つまり搬送撹拌スクリュー２３の回転トルクが第２トルクリミッター３０の設定トルク値に達して第２トルクリミッター３０がスリップすることにより、第２円板４０の回転が停止して第２駆動経路２９が切断され、トルク伝達が遮断されたことを第２フォトインタラプター４１で検知するようになっている。

【0029】

これら第１フォトインタラプター３９及び第２フォトインタラプター４１は、制御手段としてのコントローラー４２に接続されている。このコントローラー４２は、画像形成装置１全体の制御を司っており、駆動モーター２４にも接続されている。

【0030】

そして、図２に示す未転写トナーの初期回収段階では、第２ワンウェイクラッチ３２は第５伝達軸３７に噛合していて、第６ギヤ３５ａ及び第４伝達軸３５を介して搬送撹拌スクリュー２３に駆動連結されている。このとき、搬送撹拌スクリュー２３の回転トルクは、第１トルクリミッター２７及び第２トルクリミッター３０の設定トルク値に達していなくてそれほど高くなく、第１トルクリミッター２７及び第２トルクリミッター３０は共に作動（スリップ）しておらず、第２駆動経路２９は切断されていない。一方、第１ワンウェイクラッチ３１は第４伝達軸３５に噛合しておらず、空転していて、第１駆動経路２８は切断されている。したがって、駆動モーター２４の駆動トルクは、図２で矢印で示す第２駆動経路２９を経て搬送撹拌スクリュー２３に伝達され、搬送撹拌スクリュー２３は高速回転している。

【0031】

回収容器２２内で未転写トナーの収容量が増加し、満杯に近いニアフル回収段階になると、搬送撹拌スクリュー２３の回転トルクが第２トルクリミッター３０の設定トルク値に達し、図３に「×」印で示すように、第２トルクリミッター３０が作動（スリップ）して第２駆動経路２９が切断される。これにより、駆動モーター２４の駆動トルクは、第２駆動経路２９から搬送撹拌スクリュー２３に伝達されない。第２フォトインタラプター４１はこのことを検知し、検知信号がコントローラー４２に入力される。コントローラー４２は警告を発し、オペレーターは満杯に近いニアフル状態を認識できる。一方、第１トルクリミッター２７は未だ作動（スリップ）しておらず、また、上記の第２駆動経路２９切断により、今まで空転していた第１ワンウェイクラッチ３１が第４伝達軸３５に噛合する。したがって、駆動モーター２４の駆動トルクは、図３で矢印で示す第１駆動経路２８を経て搬送撹拌スクリュー２３に伝達され、搬送撹拌スクリュー２３は低速回転することになる。

【0032】

回収容器２２内で未転写トナーの収容量がさらに増加し、満杯であるフル回収段階になると、搬送撹拌スクリュー２３の回転トルクが第１トルクリミッター２７の設定トルク値に達し、図４に「×」印で示すように、第１トルクリミッター２７が作動（スリップ）して第１駆動経路２８も切断される。これにより、駆動モーター２４の駆動トルクは第１駆動経路２８からも搬送撹拌スクリュー２３に伝達されず、駆動伝達系全体が完全に切断されて搬送撹拌スクリュー２３が停止する。第１フォトインタラプター３９はこのことを検知し、検知信号がコントローラー４２に入力される。コントローラー４２は駆動モーター２４に停止信号を出力するとともに、画像形成装置１の他の駆動系にも停止信号を出力し、画像形成を禁止する。

【0033】

このように、実施形態の未転写トナー回収装置２１では、第２駆動経路２９を第２トルクリミッター３０が切断することで未転写トナーのニアフル回収段階であることを、さらに、第１駆動経路２８を第１トルクリミッター２７が切断することで未転写トナーのフル回収段階であることをそれぞれ判別するので、特許文献１の如き回収容器内で舞い上がった未転写トナーにより誤検知する事態を回避でき、回収容器２２の交換タイミングを適正に行うことができる。

【0034】

また、回収容器２２内に収容された未転写トナーの収容量がニアフル回収段階とフル回収段階の２段階で判るので、回収容器２２の交換時期を確実に知ることができる。

【0035】

なお、上記の実施形態では、第１駆動経路２８及び第２駆動経路２９の２つの経路を示したが、必要に応じて３つ以上の駆動経路を組み合わせて多段階に未転写トナーの収容量が判るようにしてよい。

【産業上の利用可能性】

【0036】

この発明は、コピー機やプリンター等の画像形成装置、及びそれに設置される未転写トナー回収装置に有用である。

【符号の説明】

【0037】

１１ 感光体ドラム
１５ クリーニング装置（クリーニング部）
２１ トナー回収装置
２２ 回収容器
２３ 搬送撹拌スクリュー
２４ 駆動モーター（駆動源）
２７ 第１トルクリミッター
２８ 第１駆動経路
２９ 第２駆動経路
３０ 第２トルクリミッター
３１ 第１ワンウェイクラッチ
３２ 第２ワンウェイクラッチ
３９ 第１フォトインタラプター（第１検知手段）
４１ 第２フォトインタラプター（第２検知手段）
４２ コントローラー（制御手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】