JP5971150B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１〜３には、像保持体や現像器を備えて筐体から引出し自在に筐体に装着された画像形成組立体を備えたタイプの画像形成装置が開示されている。

特開２００４−１０９８８６号公報 特開２００７−１７１３７７号公報 特開２０１０−２４４０１８号公報

本発明は、画像形成組立体の着脱を検出するスイッチを備えずに画像形成組立体に備えられた像保持体の光被労への注意を促す警告を出力する画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１は、
筐体と、
露光光が照射されて静電潜像を保持しトナーで現像されてトナー像を保持する像保持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し該現像剤中のトナーで該像保持体上の静電潜像を現像する現像器とを備え、前記筐体から引出し自在に該筐体に装着された画像形成組立体と、
前記像保持体に保持されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
トナー像が転写された記録媒体上に該トナー像を定着する定着装置と、
前記画像形成組立体と通信して該画像形成組立体の状態を認識し、該画像形成組立体を含む当該画像形成装置の動作を制御する制御部と、
前記制御部からの指示を受けて警告を出力する警告部と、
前記筐体側の一方のコネクタと前記画像形成組立体側のもう一方のコネクタとからなり、該画像形成組立体の前記筐体からの引出しにより分離され、該画像形成組立体の該筐体への装着により組み合って該画像形成組立体と前記制御部との間の通信を中継する一対のコネクタとを備え、
前記像保持体と前記現像器との組を複数備え、前記筐体に対し該複数の組が一体的に着脱されるものであって、さらに前記一対のコネクタが、前記像保持体と前記現像器との組に対応して複数備えられたものであって、
前記制御部が、前記画像形成組立体との間の、前記像保持体と前記現像器との組に対応して複数備えられた前記一対のコネクタそれぞれを中継する通信の全てが途絶えてあらかじめ定められた時間が経過したときに、前記警告部に、前記像保持体の光被労への注意を促す光被労警告を出力させるものであることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２は、トナーを収容し前記制御部からの指示に応じた量のトナーを前記現像器に補充するトナー収容器をさらに備え、前記現像器が、該現像器に収容された現像剤中の、キャリアに対するトナーの比率を測定し、測定結果を前記一対のコネクタ経由で前記制御部に伝えるセンサを備え、前記制御部が、前記センサとの間の通信が途絶えてあらかじめ定められた時間が経過したときに、前記警告部に、前記光被労警告を出力させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３は、前記筐体が、開状態にあるときに前記画像形成組立体の引出しを可能とする開閉扉と、該開閉扉の開閉を検出するスイッチを備え、前記制御部は、前記開閉扉が閉じていることが検出されているときは、前記警告部に前記光被労警告を出力させないものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置である。

請求項１によれば、画像形成装置組立体の着脱を検出するスイッチを備えることなしに画像形成組立体に備えられた像保持体の光被労への注意を促す警告を出力することができる。
また、請求項１によれば、例えば一対のコネクタのうちの１つについて通信が途絶えたことをもって警告を出力する場合と比べ、画像形成組立体が引き出されているという状態をより確実に捉え、より信頼性の高い警告を出力することができる。

請求項２によれば、通信の中断による電子部品の破壊の恐れなく、画像形成組立体が引き出されていることを検出することができる。

請求項３によれば、オペレータが修理や調整等で故意にコネクタを外しておいた場合に、無用の警告を出力することが防止される。

本発明の画像形成装置の一実施形態としてのプリンタの概略構成図である。 図１に示したプリンタの、内部レイアウトの概要を示した図である。 画形成組立体の概略平面図である。 図１〜図３を参照して説明したプリンタの回路構成図である。 図１〜図３を参照して説明したプリンタの、メンテナンス時の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態としてのプリンタの概略構成図である。

このプリンタＰＲには、４つの画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４が備えられている。これら４つの画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４では、それぞれ、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒）のトナー像が形成される。これら４つの画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４は、全体として１つのフレーム上に搭載されて筐体５０（図２参照）に対し一体的に着脱される画像形成組立体１０を構成している。

各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４には、矢印ａ方向に回転する感光体ドラム１１が備えられている。また、各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４は、その感光体ドラム１１の周りに、帯電器１２、現像器１３、ドラムクリーナ１４を備えている。

また、各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４の上部には各露光器２７が備えられている。

また、このプリンタＰＲには、それら各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４に沿うように配置された中間転写ベルト２１が備えられている。この中間転写ベルト２１は、無端のベルトであり、複数のロール２２に支持されて矢印ｂ方向に回転する。各感光体ドラム１１に対し中間転写ベルト２１を挟んだ各位置には１次転写ロール２３が配置されている。

さらにこの中間転写ベルト２１の内側にはバックアップロール２４が配置され、中間転写ベルト２１の横には、ベルトクリーナ２５が配置されている。

さらにバックアップロール２４に対し中間転写ベルト２１を挟んだ位置には２次転写ロール２６が配置されている。

また、この２次転写ロール２６よりも、後述する用紙Ｐの搬送方向下流側には、定着器３０が配置されている。

このプリンタＰＲの下部には、プリント前の用紙Ｐが積み重ねられて収容された用紙トレイ４１が備えられている。この用紙トレイ４１からは、ピックアップロール４２により、最も上に積層されている用紙Ｐが１枚だけ取り出され、搬送ロール４３により、搬送路ＣＷ上を矢印ｄの向きに搬送されてレジストレーションロール４４に至り、さらに搬送されて２次転写ロール２６と中間転写ベルト２４との間を通り、ガイド板４５に案内されて進み、定着器３０を通り過ぎ、排紙ロール４６により、排紙台４７の上に排出される。

再度、画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４に戻って詳細を説明する。

帯電器１２は、矢印ａ方向に回転している感光体ドラム１１の表面をあらかじめ定められた電位に一様に帯電する。

露光器２７は、一様に帯電した感光体ドラム１１に、画像信号に応じて変調された露光光を照射する。この露光光の照射により、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。

この感光体ドラム１１上の静電潜像は現像器１３によりトナーで現像される。この現像器１３内にはトナーとキャリアとを含む現像剤が収容されていて、オーガ１３１により図１の紙面に垂直な向きに循環するように撹拌搬送されている。また、この現像器１３には、現像ロール１３２が備えられている。この現像ロール１３２は、矢印ｃ方向に回転しその表面に現像剤を保持してその現像剤を感光体ドラム１１に対面した位置に搬送する。この位置に運ばれた現像剤中のトナーが感光体ドラム１１上の静電潜像の電位分布に従って感光体ドラム１１に付着する。これによりその静電潜像が現像されて、感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。

感光体ドラム１３２により感光体ドラム１１に対面した位置に搬送された現像剤のうち、静電潜像の現像に使われたトナーを除く残りのトナーやキャリアは、その現像ドラム１３２によりそのまま搬送されて現像器１３内に戻り、現像器１３内に存在する現像剤とともに撹拌される。

現像によりトナーが使用されると現像器１３内のトナーの量が減少し、トナー濃度（キャリアに対するトナーの比率）が低下する。

現像器１３内にはトナー濃度を測定する濃度センサ１３３が配置されている。この濃度センサ１３３はキャリアによる透磁率を検出することによりトナー濃度を検出するセンサである。この濃度センサ１３３により現像器１３内の現像剤のトナー濃度が低下したことが検出されるとトナーが収容されているトナーカートリッジ６１（図２参照）からトナーが補充される。

感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、１次転写ロール２３の作用により、矢印ｂ方向に循環移動している中間転写ベルト２１上に、各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４で形成された各色トナー像が順次に重なるように転写される。

感光体ドラム１１からのトナー像の転写像に感光体ドラム１１上に残存するトナーはドラムクリーナ１４により感光体ドラム１１上から除去される。

中間転写ベルト２１上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト２１の循環移動により２次転写ロール２６の位置まで運ばれる。

一方、用紙トレイ４１から取り出された用紙Ｐは、レジストレーションロール４４まで搬送されて待機しており、その用紙Ｐが、中間転写ベルト２１上のトナー像が２次転写ロール２６に達するタイミングに合わせてその２次転写ロール２６まで進むように、レジストレーションロール２６から送り出される。そして２次転写ロール２６まで進んできた中間転写ベルト２１上のトナー像がその２次転写ロール２６までタイミングを合わせて進んできた用紙上に転写される。トナー像の転写を受けた用紙Ｐは、ガイド板４５に案内されて定着器３０にまで搬送される。

定着器３０は、加熱ロール３１と加圧ロール３２を備えており、トナー像を載せた用紙は加熱ロール３１と加圧ロール３２の間を通過する。用紙上のトナー像はその通過の間に加熱および加圧を受け、その用紙上に定着トナー像からなる画像が形成される。この画像が形成された用紙は、排紙ロール４６の作用により、排紙トレイ４７上に排出される。

中間転写ベルト２１から用紙Ｐ上にトナー像を転写した後、その中間転写ベルト２１上に残存するトナーは、ベルトクリーナ２５により中間転写ベルト２１上から除去される。

図２は、図１に示したプリンタの、内部レイアウトの概要を示した図である。

このプリンタＰＲは、筐体５０を備えている。この筐体５０には、その前面に、下方に開く扉５１設けられている。この開閉扉５１の開閉は、開閉センサ５２により検出される。この開閉センサ５１は、一例として、開閉扉５１の開閉に伴う磁気の変化を検出する磁気センサである。筐体５０の内部上方には、現像器１３に供給するトナーを収容しておくトナーカートリッジ６１が置かれている。そのトナーカートリッジ６１の下には、画像形成組立体１０が配置されている。

また筐体５０の内部の、トナーカートリッジ６１よりも下方には、画像形成組立体１０が配置されている。この画像形成組立体１０は、フレーム１９上に４つの画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４が搭載されたものであり、開閉扉５１が開いた状態において、このフレーム１９ごと一体的に矢印Ａ−Ａ方向に着脱自在となっている。前述の通り、各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４は、それぞれ、感光体ドラム１１、帯電器１２、現像器１３、ドラムクリーナ１４で構成されている。本実施形態では、露光器２７（図１参照）はこの画像形成組立体１０には含まれず、プリンタ本体側に備えられている。

感光体ドラム１１や現像器１３等のいずれかに不具合が生じるとこの画像形成組立体１０が筐体５０から引き出され、修理や交換等が行なわれる。

筐体５０の内部の、画像形成組立体１０よりも下方には、図１に示す中間転写ベルト２１、定着器３０等の構成要素が備えられている。本実施形態のプリンタＰＲではそれらに安易には手が触れないように、内蓋５３で閉じられている。図１に示す用紙トレイ４１は、開閉扉５１を閉じたときのその開閉扉５１のさらに下に配置される。

図３は、画形成組立体の概略平面図である。

ここにはフレーム１９に搭載された４つの画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４が示されている。フレーム１９には把手１９１が備えられており、この画像形成組立体１０の着脱にあたってはこの把手１９１が把持されて筐体５０から引き出され、また、筐体５０内に収容される。

また、この画像形成組立体１０には、その奥側に各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４のそれぞれについて各２つのコネクタ１５，１６が備えられている。これらのコネクタ１５，１６は、この画像形成組立体１０が筐体５０に収容されたときに、プリンタ本体側のコネクタ５５，５６とそれぞれ組み合い、筐体５０から引き出されるとコネクタ１５，１６がコネクタ５５，５６から離れる構造となっている。

画像形成組立体１０側のコネクタ１５，１６のうちのコネクタ１５は、各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４それぞれに配備されている各現像器１３中の現像剤のトナー濃度を測定する濃度センサ１３３（図１参照）による測定値をプリンタ本体側に伝えるためのコネクタである。また、コネクタ１６は、各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４ごとに備えられた各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４の使用履歴を記録しておくメモリ１８（図４参照）をプリンタ本体側に繋ぐためのコネクタである。

図４は、図１〜図３を参照して説明したプリンタの回路構成図である。

ここには、本実施形態に特徴的な構成について説明するのに必要な要素のみが示されている。

この図４には、画像形成組立体１０と、プリンタ本体側に備えられた制御部５７と、表示部５８が示されている。

画像形成組立体１０には各画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４のそれぞれについて、濃度センサ１３３とメモリ１８を備えている。濃度センサ１３３は、前述の通り、現像器１３内の現像剤のトナー濃度を測定するセンサである。また、メモリ１８は、対応する画像形成エンジンの使用履歴が記録されるメモリである。

濃度センサ１３３は、画像形成組立体１０側のコネクタ１５およびプリンタ本体側のコネクタ５５を経由して制御部５７に接続されている。またメモリ１８は、画像形成組立体１０側のコネクタ１５およびプリンタ本体側のコネクタ５６を経由して制御部５７につながっている。

また、ここには開閉扉５１の開閉を検出する開閉センサ５２も示されており、この開閉センサ５２も制御部５７に接続されている。

この制御部５７は、画像形成組立体１０を含むこのプリンタ全体の動作を制御している。この図４に示した要素に関しては、濃度センサ１３３の測定値を読み取り、現像器内の現像剤のトナー濃度の低下に応じてトナーカートリッジ６１（図２参照）からトナーを供給させる制御を行なう。また、メモリ１８からその画像形成エンジンの使用履歴を読み出し、その使用履歴に応じた制御を行なう。例えば、使用するに従って感光体ドラム１１の表面の感光膜の膜厚が薄くなるため、帯電器１２による帯電電圧などをその使用履歴（膜厚）に応じた値に制御する。また、この制御部５７は、このメモリ１８に新たな使用履歴を記録しておく。さらにこの制御部５７は表示部５８に各種の表示を行なわさせる。この制御部５７は、以上の制御に限らず、このプリンタＰＲの全体の制御を担っている。

図５は、このプリンタの、メンテナンス時の動作を示すフローチャートである。ここにでも本発明の実施形態に特有な点のみ示している。

ここでは先ず、濃度センサ読取り回数ｎがゼロ（ｎ＝０）にリセットされ（ステップＳ０１）、次いで濃度センサ１３３によるトナー濃度の測定値の読取りが行なわれる（ステップＳ０２）。ここでは、４つの画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４の全てについて読取りが行なわれる。

全ての画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４についての読取りに成功したときは（ステップＳ０３）、ステップＳ０１に戻り、読取り回数ｎのリセットおよび濃度センサ１３３によるトナー濃度測定値の読取りが繰り返される。

ステップＳ０２において読取りに失敗した旨、判定されると、読取回数ｎがあらかじめ定められた値Ｎ以上（ｎ≧Ｎ）か否かが判定される（ステップＳ０４）。ｎ＜Ｎのときは、ｎが１だけ加算されて（ステップＳ０５）ステップＳ０２に戻り、もう一度濃度センサの読取りが行なわれる。この読取りの失敗が繰り返され、ｎ≧Ｎに達すると、これはあらかじめ定められた時間ずっと読取りができなかったことを意味し、次に開閉センサ５２の読取りが行なわれる（ステップＳ０６）。その開閉センサＳ０６の読取りにより開閉扉５１が開いていることが分かると（ステップＳ０７）、感光体ドラム１１が光被労を起こす可能性がある旨の警告を、表示部５８に表示させる（ステップＳ０８）。感光体ドラム１１には露出器２７により制御された露出光が照射されるが、この感光体ドラム１１に不用意に強い光が長時間照射されると光被労を生じ、光被労が生じた領域の感度が変化してしまうという現象がある。そこで、画像形成組立体１０を筐体５０から引き出したときは修理や部品交換等を速やかに行なわさせることにより、感光体ドラム１１の光被労を防止するという観点から警告表示を行なうものである。警告表示に代えて、あるいは警告表示とともにブザー等の音声で警告を行なってもよい。

ただし、開閉扉が閉じているときは光被労のおそれがなく、オペレータがコネクタ１５，１６をわざと外して修理、点検等を行なっていることも考えられるため、開閉扉が閉じられているときは警告表示は行なわれない（ステップＳ０９）。ステップＳ０９において警告を消去するとしているが、これは、ステップＳ０８で警告表示を行なった後、開閉扉が閉じられることもあり得るからである。

ステップＳ０８で警告表示を行なった後は、読取センサの読取りのステップ（ステップＳ０２）に戻る。ステップＳ０９で警告が消去されたときは、ステップＳ０１に戻って読取り回数の初期化（ｎ＝０）を行なった後、読取センサの読取りが行なわれる。

尚、ここでは、濃度センサ１３３の読取りの成功／失敗を基にして警告を行なうか否かを判断していて、メモリ１８のアクセスの成功／失敗を基にしてはいない。これは、ここで使われているメモリ１８が、コネクタ１６がコネクタ５６から外れる可能性のある状況においてメモリ１８を不用意にアクセスすると、メモリ１８やその記録内容を壊すおそれがあるメモリだからである。ただし、そのようなおそれのないメモリを使用しているときは、濃度センサ１３３の読取りの成功／失敗に代えてメモリ１８のアクセスの成功／失敗を基にして、警告を行なうか否かを判断するようにしてもよい。

また、ここでは、画像形成組立体１０を構成する４つの画像形成エンジンＵ１〜Ｕ４の全ての濃度センサについて読取りを行なって、それらの濃度センサ全てについて読取りが失敗したことをもって警告を行なうようにしている。これは、濃度センサ１つだけの読取りに失敗したときは、その濃度センサ自体が故障しているときと区別がつかないからである。ただし、濃度センサは信頼性が高く、濃度センサ１つのみの失敗をもって警告表示を行なうようにしてもよい。

本実施形態では、このように、コネクタの着脱により警告を行なうか否かを判断しているため、画像形成組立体１０が引き出されたことを検出する別途のセンサは不要であり、その分コストの低減化が図られる。

１０ 画像形成組立体
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電器
１３ 現像器
１４ ドラムクリーナ
１５，１６，５５，５６ コネクタ
１８ メモリ
１９ フレーム
２１ 中間転写ベルト
２６ ２次転写ロール
３０ 定着器
４１ 用紙トレイ
４７ 排紙台
５０ 筐体
５１ 開閉扉
５２ 開閉センサ
５７ 制御部
５８ 表示部
１３３ 濃度センサ

Claims (3)

1. 筐体と、
   露光光が照射されて静電潜像を保持しトナーで現像されてトナー像を保持する像保持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し該現像剤中のトナーで該像保持体上の静電潜像を現像する現像器とを備え、前記筐体から引出し自在に該筐体に装着された画像形成組立体と、
   前記像保持体に保持されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
   トナー像が転写された記録媒体上に該トナー像を定着する定着装置と、
   前記画像形成組立体と通信して該画像形成組立体の状態を認識し、該画像形成組立体を含む当該画像形成装置の動作を制御する制御部と、
   前記制御部からの指示を受けて警告を出力する警告部と、
   前記筐体側の一方のコネクタと前記画像形成組立体側のもう一方のコネクタとからなり、該画像形成組立体の前記筐体からの引出しにより分離され、該画像形成組立体の該筐体への装着により組み合って該画像形成組立体と前記制御部との間の通信を中継する一対のコネクタとを備え、
   前記画像形成組立体が、前記像保持体と前記現像器との組を複数備え、前記筐体に対し該複数の組が一体的に着脱されるものであって、さらに前記一対のコネクタが、前記像保持体と前記現像器との組に対応して複数備えられたものであって、
   前記制御部が、前記画像形成組立体との間の、前記像保持体と前記現像器との組に対応して複数備えられた前記一対のコネクタそれぞれを中継する通信の全てが途絶えてあらかじめ定められた時間が経過したときに、前記警告部に、前記像保持体の光被労への注意を促す光被労警告を出力させるものであることを特徴とする画像形成装置。
2. トナーを収容し前記制御部からの指示に応じた量のトナーを前記現像器に補充するトナー収容器をさらに備え、
   前記現像器が、該現像器に収容された現像剤中の、キャリアに対するトナーの比率を測定し、測定結果を前記一対のコネクタ経由で前記制御部に伝えるセンサを備え、
   前記制御部が、前記センサとの間の通信が途絶えてあらかじめ定められた時間が経過したときに、前記警告部に、前記光被労警告を出力させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記筐体が、開状態にあるときに前記画像形成組立体の引出しを可能とする開閉扉と、該開閉扉の開閉を検出するスイッチを備え、
   前記制御部は、前記開閉扉が閉じていることが検出されているときは、前記警告部に前記光被労警告を出力させないものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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