JP2005257813A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭い配設空間に配置でき廃トナーを収容効率よく回収する廃トナー回収容器を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】搬送スクリュー６２のスクリューパイプ７１外に露出する露出スクリュー部分７２ｂはパイプ内の実搬送スクリュー部分７２ａにより廃トナー入口６１から搬入されて下方に堆積する廃トナーの山を強制的に周囲に拡散させて廃トナー収容効率を可及的に向上させる。廃トナー回収容器２０が装着されるとスクリュー軸６３の端部に係合するスリップクラッチユニット６６のエンコーダ８１の凸部８２が止め孔８３から外れて回転可能となり、印刷開始時における回転が反射型光学センサ６８で検出され廃トナー回収容器２０の装着が確認される。廃トナーが満タンに近づくと廃トナーからの抵抗が増し搬送スクリュー６２の回転が鈍りエンコーダ８１の減速が検出され廃トナー回収容器２０の交換時期が来たと判断される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、狭い配設空間に配置でき、電子写真方式の画像形成に用いられ画像形成部材に転写されずに残った廃トナーを収容効率よく回収する廃トナー回収容器及びそのような廃トナー回収容器を備えた画像形成装置に関する。

近年、トナーを用いた電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置が急速に普及している。このようなトナーを用いる画像形成装置は、必然的に廃トナーが発生する傾向があるが、この廃トナーを回収する容器に振動機構を設け、トナーを均一且つ出来るだけ多く容器に回収するようにしているのが一般的である。

例えば、廃トナー回収容器への廃トナー落下口を振動発生装置の反対側の端部略中央部上面に設け、廃トナー回収容器の高さを低くし、その取手を廃トナーの堆積しない場所である廃トナー落下口の両側端部に形成し、廃トナー回収容器の配置を中間転写ユニット直下の空間として、振動発生装置と廃トナー落下口と取手との相互の配置位置の関係により、充分な廃トナーの回収容量を確保し、機器の外形にほとんど影響を与えない設置スペースが可能とした廃トナー回収容器とそのような廃トナー回収容器を備えた画像形成装置について提案がなされている。（例えば、特許文献１参照。）
また、感光体ドラムの廃トナーを中間転写ベルトの幅方向の領域外へ搬送する廃トナースクリューと、中間転写ベルトの廃トナーをその幅方向の領域外へ搬送する廃トナースクリューとを備えて、これらの廃トナースクリューから投下された廃トナーを一箇所に集めて廃トナー回収容器に落とし込むようにして、本体装置のサイズを大きくすることなく十分な回収量を有する廃トナー回収容器を備えるようにしたカラー画像形成装置について提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
また、廃トナー回収容器を付勢部材でカム状部材から成る振動発生装置側へ付勢し、振動発生装置が回転して廃トナー回収容器に衝撃振動を与え、廃トナーの移動力に対する廃トナー回収容器の衝撃振動を最適化することにより、廃トナー回収容器の振動幅が小さくても充分に廃トナーの移動が可能となるようにした廃トナー回収容器の衝撃振動装置が提案されている。すなわち、廃トナー回収容器を付勢部材でカム状部材から成る振動発生装置側へ付勢し、振動発生装置が回転して廃トナー回収容器に衝撃振動を与え、廃トナーの移動力に対する廃トナー回収容器の衝撃振動を最適化することにより、廃トナー回収容器の振動幅が小さくても充分に廃トナーの移動が可能となるようにした廃トナー回収容器の衝撃振動装置が提案されている。（例えば、特許文献３参照。）
また、フレーム上にローラーを設け、廃トナー回収容器の底部にこのローラーに当接する傾斜部を設け、廃トナー回収容器は自重によりその側方の振動発生装置側へ付勢される構成とし、振動発生装置のカム状部材を回転させると、廃トナー回収容器が斜方向に振動しながら、廃トナー落下口から落下した廃トナーが回収されるようにして、廃トナー回収容器の廃トナー堆積量の変化に伴い常に最適な付勢荷重を付加することが可能な廃トナー回収容器が提案されている。（例えば、特許文献４参照。）
また、感光体ドラムから除去された廃トナーを蓄積する廃トナー回収容器を、装置本体に対して着脱可能な用紙カセットの着脱に連動して揺動可能に構成して、特別な操作を行うことなく廃トナーを効率良く蓄積することが可能な画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献５参照。）
また、廃トナー回収容器を本体装置に完全に固定せず１点を回転軸により固定し、他点を長穴可動軸により可動となるようにし、一文字型カムを印刷色切替軸とともに回転させて廃トナー回収容器にある程度定期的に衝撃を与えることで廃トナー回収容器内の廃トナーが山を形成するのを防いで平滑化し、廃トナー回収容器の廃トナー収容効率を良くする方法が提案されている。（例えば、特許文献６参照。）
また、廃トナーが廃トナーボックスに落下する途中に回転する羽根車を有する廃トナー拡散装置を設け、廃トナーが廃トナーボックスに収容される前に廃トナーを拡散させて廃トナーボックス内の隅々まで廃トナーが行き渡って蓄積されるようにして、廃トナーボックス内に積み上がった廃トナーの形状がなだらかな丘状になるようにして、廃トナーの収容効率を高めた廃トナー収容部の構成が提案されている。（例えば、特許文献７参照。）
特開２００１−２９６７７９号公報（[要約]、図１、図３） 特開２００１−３１８４９８号公報（[要約]、図１、図４） 特開２００１−３５０３８１号公報（[要約]、図１、図２） 特開２００１−３５０３８２号公報（[要約]、図１、図２） 特開２０００−０１９９１６号公報（[要約]、図１、図２） 特開２００２−２１４９２５号公報（[要約]、図１、図３） 特開２００１−０４２７３０号公報（[要約]、図１、図２）

ところで、上記特許文献１、３、４、又は６の技術は、いずれも廃トナー回収容器の外部に在って本体装置側に配設された振動発生装置や付勢装置によって、比較的薄くて平らな形状の廃トナー回収容器に衝撃や傾きを与えることによって廃トナー回収容器内に堆積する廃トナーの山の高さを可及的に均一化して収容効率を上げようとするものであるが、振動発生装置や付勢装置によって廃トナー回収容器に不自然な外力を加えることになるので装置の寿命が短期化するという問題がある。また、廃トナー回収容器の外部に振動発生装置や付勢装置を設ける分だけ本体装置が大型化するという問題も有している。

また、特許文献２の技術は、複数箇所で発生する廃トナーを、各所に張り巡らしたスクリュー搬送装置によって一箇所に集めて廃トナー回収容器に落とし込むものであり、廃トナーを落とし込まれた廃トナー回収容器内における堆積廃トナーの山の解消についての記載は見られない。これは比較的背高形の廃トナー回収容器が前提となっているからであり従ってこれだけでは、特許文献１、３、４、又は６の廃トナー回収容器のように比較的薄くて平らな形状の廃トナー回収容器の場合には、堆積廃トナーの山の平均化を期待することはできない。すなわち廃トナーの収容効率を上げることはできない。

また、特許文献５の技術は、隣接する他の装置である用紙カセットの着脱の動作に連動して廃トナー回収容器を揺動させて、この揺動の作用により内部の堆積廃トナーの山の平均化を図って廃トナー収容効率を良くするというものであるが、他の装置の着脱動作に依存する点で時期を得た揺動作用を期待できないという問題がある。例えば、堆積廃トナーが少量の間はよいが、多量になってきているときに用紙を満載した用紙カセットを装着した場合、その装着時の揺動作用のみで、後は満載された用紙がなくなって用紙カセットの入れ替えが行われるまで揺動作用は起きない。したがって、堆積廃トナーの山が平均化されないまま容器の廃トナー入口に達して警報が出されるから、山の周囲に収容空き容積を残したまま廃トナー回収容器の交換を余儀なくさせられることになる。

また、特許文献７の技術の廃トナーが廃トナーボックスに落下する途中に回転する羽根車を有する廃トナー拡散装置を設ける構成は、極めて大掛かりな構成であり、本体装置の小型化を阻害する点で問題を有している。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、比較的薄くて平らな形状で狭い配設空間に配置でき且つ廃トナーを収容効率よく回収する廃トナー回収容器及びそのような廃トナー回収容器を備えた画像形成装置を提供することである。

本発明の画像形成装置は、循環移動するベルト状のトナー像担持体上に残留する廃トナーを除去するクリーナと、該クリーナにより除去された上記廃トナーを収容すべく設けられ上記ベルト状のトナー像担持体のベルト面に沿って装置本体に着脱自在な廃トナー収容容器と、を有する画像形成装置において、上記廃トナー収容容器は、上記装置本体に装着した際に該装置本体から駆動力を受け回転する回転軸を着脱方向に内装し収容される上記廃トナーの収容率を向上させるべく該廃トナーを拡散させる拡散部材を備えると共に、上記装置本体には、上記拡散部材の回転検知情報に基いて上記廃トナー収容容器の着脱の有無を判断すると共に上記廃トナーの収容が満杯に近づいたか否かを判断する廃トナー収容容器検知手段と、を備えて構成される。

上記トナー像担持体は、例えば、その外周面に沿って、上記装置本体に対し着脱自在でそれぞれ異なる色のトナー像で画像形成する複数の画像形成ユニットを配設され、上記外周面にそれぞれ異なる色の上記トナー像を順次重ねて転写して画像を形成したのち該画像を用紙に一括転写する中間転写ベルトでもよく、また、上記外周面に担持される用紙上にそれぞれ異なる色の上記トナー像を順次重ねて転写する用紙搬送転写ベルトであってもよい。

また、上記廃トナー収容容器の上記回転軸への上記装置本体からの回転駆動力は、例えば、スリップクラッチ機構を介した接触型伝達機構により伝達されるように構成してもよく、また、磁石ホイール機構を介した非接触型伝達機構により伝達されるように構成してもよい。

本発明によれば、廃トナー収容容器の内部に廃トナーを拡散させる拡散部材を備えるので、狭い設置空間に配置できる比較的薄くて平らな形状の廃トナー回収容器であっても廃トナーを収容効率よく回収することができるので無駄がなく且つ装置本体の小型化にも有利である。

また、１つの廃トナー収容容器検知手段で、拡散部材の回転検知情報に基いて廃トナー収容容器の着脱の有無と廃トナーの収容が満杯に近づいたか否かの両方を判断できるので、本来ならば２つ必要な検知手段が１つで済み、この点でも装置本体の小型化に有利である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における画像形成装置（以下、プリンタという）の内部構成を説明する断面図である。同図に示すプリンタ１は、電子写真式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、４つの画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。

上記４つの画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。
上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電器９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。

現像器１２は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備え、下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。

中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。

上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。

この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。

ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させ、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させ、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。

上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニット１９が配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器２０が着脱自在に配置されている。

給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、搬送ローラ対２５が配置されている。搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の上鉛直方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。

この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着装置２７が配置されて、ベルト式熱定着装置２７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着装置２７から搬出する搬出ローラ対２８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された３組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃを備えている。上記終端返送路３２ｃの出口には、本体装置内部側に搬入ローラ対３４が配設されている。

ところで、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部に配置されるベルトクリーナユニット１９は、２段に配置した下部のクリーニングローラ３５、上部の取り込みローラ３６、及び搬送スクリュー３７を備えている。下部のクリーニングローラ３５は転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、取り込みローラ３６はクリーニングローラ３５が除去した廃トナーを引き継いでベルトクリーナユニット１９内に溜め込み、搬送スクリュー３７は溜め込まれた廃トナーを落下筒３８の上部まで搬送し、落下筒３８を介して廃トナー回収容器２０に送り込んでいる。

そして、上記のクリーニングローラ３５を適度の圧力で転写ベルト１４に圧接させるために、中間転写ベルトユニット３側には、下方から転写ベルト１４をクリーニングローラ３５に向けて押圧する押圧ローラ３９が設けられている。

このような廃トナーの回収には、本例のようにクリーニングローラ３５を用いると限るものではなく、例えばクリーニングブラシ、クリーニングブレードなども使用される。特にクリーニングブレードを用いる場合は、クリーニングブレードと転写ベルト間の摩擦抵抗が温湿度環境によって変化することに対応して摩擦抵抗を一定に保つように対処し、常に良好なクリーニング作用を維持することが必要となる。

図２(a) は、クリーニングブレードと転写ベルト間の摩擦抵抗を温湿度環境の変化に対応して一定に保つようにした機構部の構成を転写ベルトの側面方向から見た図であり、同図(b) は転写ベルトの正面方向（図１の右側）から見た図である。尚、同図(b) にはクリーニングブレードを備えたベルトクリーニングユニットの図示を省略している。

同図(a) に示すように、ベルトクリーニングユニット４０は、支持部材４１に支持されるクリーニングブレード４２、掬いシート４３、及び搬送スクリュー４４から成る。クリーニングブレード４２は、図の矢印Ａで示す転写ベルト１４の循環移動方向に対向する向きに配置されて転写ベルト１４の上面に当接して転写ベルト１４面から廃トナーを掻き取る。掬いシート４３はクリーニングブレード４２と対向して配置され、クリーニングブレード４２によって掻き取られた廃トナーをユニット内に溜め込む。搬送スクリュー４４はユニット内に溜め込まれた廃トナーを図外の廃トナー回収容器（図１の落下筒３８及び廃トナー回収容器２０参照）に送り出す。

上記のクリーニングブレード４２に対して下方から転写ベルト１４を押圧するように設けられている押圧ローラ３９は、同図(b) に示すように、その回転軸を転写ベルトフレーム４５により同図(a),(b) の矢印Ｂで示すように上下に揺動自在に支持されて、同図(a) の矢印Ｃで示すように、転写ベルト１４の移動方向に合わせて反時計回り方向に回転している。

この押圧ローラ３９の両端のローラ軸受４６には（以下、同図(a),(b) いずれかを参照）、それぞれ偏心カム４７が、カム軸受４８とローラ軸受４６との間に介装されている引きバネ４９の付勢力により押圧されて摺接可能に配置されている。２個の偏心カム４７は駆動伝達軸５１に連結され連動して回転する。

偏心カム４７の駆動伝達軸５１は、駆動軸フレーム５２に回転自在に支持され、駆動軸フレーム５２の外側に出る端部にカム駆動ギア５３を備えている。このカム駆動ギア５３には大径歯車５４ａと小径歯車５４ｂとが一体に形成された減速ギア５４の小径歯車５４ｂが噛合しており、減速ギア５４の大径歯車５４ａには、駆動ｏｎ／ｏｆｆクラッチ５５により駆動制御されるギア５６が噛合している。駆動ｏｎ／ｏｆｆクラッチ５５はプリンタコントローラ（ＰＲ−ＣＯＮＴ）５７の信号出力ポートに接続されており、常にはクラッチが解除されて駆動ｏｆｆとなっている。他方、プリンタコントローラ５７の信号入力ポートには、温湿度センサ５８と光反射型センサ５９が接続されている。

温湿度センサ５８は、現在環境の温湿度を検出して、その検出結果をプリンタコントローラ５７に出力する。光反射型センサ５９は、カム駆動ギア５３の他のギアと噛合していない部分のギア歯に対向して配置され、カム駆動ギア５３のギア歯の回転通過個数を検出して、その検出結果をプリンタコントローラ５７に出力する。

プリンタコントローラ５７には、温湿度とこの温湿度に対応して適正な押圧ローラ３９の押圧力を形成するためのカム駆動ギア５３の回転数との関係を示す温湿度ギア数テーブルが内蔵のＲＡＭ（Random Access Memory）に予め格納されている。

プリンタコントローラ５７は、温湿度センサ５８から入力する現在の温湿度検出結果に基づいて温湿度ギア数テーブルを参照し、駆動ｏｎ／ｏｆｆクラッチ５５のクラッチをｏｎにしてギア５６を駆動する。

これにより、減速ギア５４の大径歯車５４ａ、同じく小径歯車５４ｂ、及びカム駆動ギア５３を介して偏心カム４７が回転駆動され、カム駆動ギア５３の回転歯数が光反射型センサ５９によって検出される。

上記検出されたカム駆動ギア５３の回転歯数が上記参照中の温湿度ギア数テーブルの歯数に一致したところで、プリンタコントローラ５７は、駆動ｏｎ／ｏｆｆクラッチ５５のｏｎとなっているクラッチを解除して、ギア５６の駆動をｏｆｆにする。

これにより、偏心カム４７によって揺動する押圧ローラ３９の移動位置が、温湿度センサ５８によって検出された温湿度に適するクリーニングブレード４２と転写ベルト１４間の摩擦抵抗となるような押圧力となる位置に位置決めされる。

続いて、上記構成のプリンタ１の廃トナー回収容器２０について説明する。
図３は、廃トナー回収容器２０の平面図とこの廃トナー回収容器２０と係合するプリンタ本体側の廃トナー回収容器装着部の係合部を示す図であり、同図(b) は、その側面図、同図(c) は、その斜視図である。

図３(a),(b),(c) に示すように、廃トナー回収容器２０は、幅と奥行きに比較して高さが低い平らで薄型の容器からなり、上面の４隅のうち１つの角部（図３(a) では左下角）近傍に廃トナー入口６１を備えている。廃トナー入口６１の直下には、詳しくは後述する搬送スクリュー６２の一方の端部が配設され、搬送スクリュー６２の他方の端部はスクリューの無いスクリュー軸６３となって外部に突出している。

他方、プリンタ本体の廃トナー回収容器装着部には、内側立設フレーム６４と外側立設フレーム６５とで形成される間隙に、スリップクラッチユニット６６が配設されている。内側立設フレーム６４の適宜の箇所にはセンサ孔６７が形成されており、このセンサ孔６７から上記間隙内のスリップクラッチユニット６６に向けて反射型光学センサ６８が配置されている。

この廃トナー回収容器２０は、プリンタ本体側の廃トナー回収容器装着部に対して同図(c) の矢印Ｄで示すように、スリップクラッチユニット６６に向けて押し込まれて装着され、プリンタ本体に配設されている固定リブ６９によって位置固定される。

図４(a) は、図３(a) のＥ−Ｅ´断面矢視拡大図であり、図４(b) は、スリップクラッチユニット６６の斜視図である。同図(a) に示すように、搬送スクリュー６２は、廃トナー回収容器２０の奥行き方向およそ２／３までの長さのスクリューパイプ７１の中に収まっている実搬送スクリュー部分７２ａと、スクリューパイプ７１が切れて無くなっている残り約１／３の長さの部分の１／２のところまで形成されている露出スクリュー部分７２ｂと、これに続いて外部まで延在して配置された前述したスクリュー軸６３と、このスクリュー軸６３の端部に形成されている駆動係合部７３で構成されている。

この構成により、上記残り約１／３の長さの部分に搬入されて下方に堆積する廃トナーの山に対して、更に廃トナー入口６１から入って搬送されてくる新たな廃トナーを、上記１／２のところまで形成されている露出スクリュー部分７２ｂで強制的に廃トナーを押し込むので、残り約１／３の長さの部分に搬入されて下方に堆積する廃トナーの山を、廃トナー回収容器２０の内部が満杯になるまで周囲に拡散させる。

この搬送スクリュー６２の回転駆動は、図４(a) に示すように、廃トナー回収容器２０がプリンタ本体側の廃トナー回収容器装着部においてスリップクラッチユニット６６に向けて押し込まれて装着されたとき、スクリュー軸６３の端部に形成されている駆動係合部７３がスリップクラッチユニット６６の継ぎ手７４に係合することによって、スリップクラッチユニット６６を介してプリンタ本体側の駆動系から駆動される。

スリップクラッチユニット６６は、同図(a),(b) に示すように、外側立設フレーム６５に固定された支持軸７５、この支持軸７５に回転自在に外嵌する胴枠７６、この胴枠７６と一体に形成されプリンタ本体の駆動系から動力を受ける駆動入力ギア７７、この駆動入力ギア７７の内側面に圧接する摩擦板７８、この摩擦板７８に対向配置され摩擦板７８との間に介装された押し付勢力を有する螺旋ばね７９を介して摩擦板７８に対し押圧係合するエンコーダ８１等で構成される。エンコーダ８１の内側回転面の所定の位置には、内側立設フレーム６４に向けて突設された凸部８２が形成されている。

廃トナー回収容器装着部に廃トナー回収容器２０が装着されていないときは、継ぎ手７４がスクリュー軸６３の駆動係合部７３によって押し込まれていないことにより、継ぎ手７４と一体なエンコーダ８１が、螺旋ばね７９の押し付勢力により内側立設フレーム６４側に押し付けられ、これにより凸部８２が内側立設フレーム６４に形成されている止め孔８３に嵌入して回転が禁止され、駆動入力ギア７７のみが摩擦板７８に対して摺接しながら回転する。

そして、廃トナー回収容器装着部に廃トナー回収容器２０が装着されると、図４(a) に示すように、継ぎ手７４がスクリュー軸６３の駆動係合部７３によって押し込まれることにより、継ぎ手７４と一体なエンコーダ８１も外側立設フレーム６５側に押し込まれて、その凸部８２が内側立設フレーム６４の止め孔８３から外れて回転禁止が解除される。

これにより、プリンタ本体による印刷が開始されると、駆動入力ギア７７の回転に応じて摩擦板７８を介して押圧係合するエンコーダ８１及び継ぎ手７４が回転し、この継ぎ手７４によってスクリュー軸６３すなわち搬送スクリュー６２が回転駆動される。また、反射型光学センサ６８がエンコーダ８１の回転を検出して、その検出信号を制御部に出力することにより、制御部は、廃トナー回収容器２０が廃トナー回収容器装着部に装着されていることを認識する。

搬送スクリュー６２は一定の回転速度で回転するが、廃トナー回収容器２０内に搬入されて堆積する廃トナーの山が露出スクリュー部分７２で強制的に空き方向に押しやられ、やがて空き容量も少なくなって露出スクリュー部分７２で押しやられる廃トナーからの抵抗が増してくると、搬送スクリュー６２の回転が鈍り、摩擦板７８がスリップし始め、反射型光学センサ６８によってエンコーダ８１の回転減速が検出され、その検出信号によって制御部は、廃トナー回収容器２０が廃トナーによって満杯となり、交換時期が来たと判断する。

このように、１個の反射型光学センサ６８と１個のエンコーダ８１という１組だけの検出装置によって、廃トナー回収容器２０の装着の有無と、廃トナーの回収状態の両方を検出することができる。

（実施形態２）
図５(a),(b),(c) は、実施形態２における搬送スクリュー軸の係合部とプリンタ本体側の係合部の他の例を説明する図である。同図(a),(b) に示す廃トナー回収容器８５は、その外観形状は、搬送スクリュー軸が容器外部に突出していない点を除いて、図３(a),(b),(c) に示した廃トナー回収容器２０と略同様である。

図５(a) に示すように、本例の廃トナー回収容器８５も、内部に搬送スクリュー８６を備えており、そのスクリュー軸８７のスクリューの無い端部は、先端部をやや残して軸受８８に回転自在に支持されて先端が廃トナー回収容器８５の側面に形成されている外側に凸したがって内側に凹となるその凹部８９に挿入されている。この凹部８９に挿入されている先端のすぐ後部に容器側の被駆動マグネットホイール９１がスクリュー軸８７に固設されている。

他方、プリンタ本体側の廃トナー回収容器装着部９２の立設フレーム９３の内面には、この廃トナー回収容器装着部９２に装着される廃トナー回収容器８５の上記容器側マグネットホイール９１に対向する位置に、本体側の駆動マグネットホイール９４が配設されており、この駆動マグネットホイール９４に対応して立設フレーム９３の外面にモータ９５が配置されている。モータ９５の回転駆動軸９６は、立設フレーム９３の軸孔を貫通して後面に突出し駆動マグネットホイール９４に固定されている。駆動マグネットホイール９４の後方を向く面の中央には凹部９６が形成されている。この駆動マグネットホイール９４のやや斜め上方に磁気センサ９７が配置される。

図５(b) に示すように、上記の廃トナー回収容器８５が廃トナー回収容器装着部９２に装着されると、同図(a) に示す凹部８９の外側の凸部分が駆動マグネットホイール９４の凹部９６に緩やかに挿入される。この状態で磁気センサ９７は、廃トナー回収容器８５の上面を間にして容器側の被駆動マグネットホイール９１の周面に近接して配置される状態となる。

上記の被駆動マグネットホイール９１及び駆動マグネットホイール９４は、いずれも同図(c) に示すように、磁気領域を４等分されてＳとＮが交互に配置されている。これにより、モータ９５の回転により駆動マグネットホイール９４が回転すると、その磁力によって被駆動マグネットホイール９１が回転する。このように、本例のスクリュウ駆動機構は非接触で駆動が行われる。

そして、この場合も、プリンタ本体による印刷が開始されると、上記のようにモータ９５が起動し、駆動マグネットホイール９４が回転し、その磁力によって被駆動マグネットホイール９１が回転する。すなわち搬送スクリュー８６が回転駆動される。

そして、磁気センサ９７が被駆動マグネットホイール９１の回転による磁気パルスを検出して、この検出信号を制御部に出力することにより、制御部は、廃トナー回収容器８５が廃トナー回収容器装着部９２に装着されていることを認識する。

搬送スクリュー８６は一定の回転速度で回転し、廃トナー回収容器８５内に廃トナーを回収する。やがて空き容量が少なくなって搬送スクリュー８６に対する廃トナーからの抵抗が増し、搬送スクリュー６２の回転すなわち被駆動マグネットホイール９１の回転が鈍り、検出される磁気パルスの周期が所定の周期よりも長くなることにより、その検出信号によって制御部は、廃トナー回収容器８５が廃トナーによって満杯となり、交換時期が来たと判断する。

このように、この場合も１個の磁気センサ９７と１個の被駆動マグネットホイール９１からなる１組だけの検出装置によって、廃トナー回収容器８５装着の有無と、廃トナーの回収状態の両方を検出することができる。

尚、被駆動マグネットホイール９１の回転又は回転速度の検出は、磁気センサ９７と限るものではなく、例えば、廃トナー回収容器８５の上面を透明にし、被駆動マグネットホイール９１の回転周面に所定の間隔でマークを付けることによって、反射型光学センサによって上記と同一の検出を行うことができる。

（実施形態３）
図６(a),(b),(c) は、実施形態３における廃トナー回収容器内に配設された廃トナー拡散装置を説明する図である。同図(a) にはプリンタ本体の正面カバー１００、廃トナー回収容器１０１、及び給紙カセット１０２のそれぞれ一部分のみを示している。

図６(a) に示す廃トナー回収容器１０１の外観構成は、図４に示した廃トナー回収容器２０の外観構成とほぼ同様である。また、給紙カセット１０２は図１に示した給紙部４の上下２段に配置された２個の給紙カセット２１の上方に配置された給紙カセット２１と同様の配置である。

本例の場合は、図６(a) に示す廃トナー回収容器１０１の廃トナー入口１０３の下に配置された搬送スクリュー１０４の端部下方に、同図(b),(c) の平面図に示すように、２個の撹拌アーム１０５が廃トナー回収容器１０１の内壁に近接して立設配置された２本の支持軸１０６にそれぞれ回動自在に支持されている。撹拌アーム１０５の下端部には金属製足部１０７が一体に取り付けられている。

本例の給紙カセット１０２は、プリンタ本体のカセット装着部に、図６(a) の矢印Ｆで示すように図の左右方向に出し入れされるが、カセット装着部に対し右方向に押し込まれて装着されたとき、カセット上面の上記撹拌アーム１０５の金属製足部１０７に対応する位置に、磁石１０８が配設されている。

これにより、同図(b) の矢印Ｇで示すように給紙カセット１０２が用紙補充のため外部に引き出されたときは、撹拌アーム１０５の金属製足部１０７が磁石１０８の磁力に引かれて支持軸１０６を支点にして外側方向に回動し、これら金属製足部１０７と一体な２個の撹拌アーム１０５が同図(b) の矢印Ｈ１、Ｈ２で示すように閉じ方向に回動する。

そして、同図(c) に示すように、用紙補充を行った給紙カセット１０２がカセット装着部に対し右方向に押し込まれて装着されたとき、撹拌アーム１０５の金属製足部１０７が磁石１０８の磁力に引かれて今度は支持軸１０６を支点にして内側方向に回動し、これら金属製足部１０７と一体な２個の撹拌アーム１０５が今度は同図(c) の両方向矢印Ｊで示すように開き方向に回動する。

このように、カセット装着部への給紙カセット１０２の出し入れの都度、撹拌アーム１０５が開閉して、内部に滞留する廃トナーを撹拌して可及的に均一に分散させるので、給紙カセット１０２の廃トナー収容能力が向上する。

実施形態１における画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。 (a) はクリーニングブレードと転写ベルト間の摩擦抵抗を温湿度環境の変化に対応して一定に保つようにした機構部の構成を転写ベルトの側面方向から見た図、(b) は転写ベルトの正面方向から見た図である。 (a) は廃トナー回収容器の平面図とこの廃トナー回収容器と係合するプリンタ本体側の廃トナー回収容器装着部の係合部を示す図、(b) はその側面図、(c) はその斜視図である。 (a) は図３(a) のＥ−Ｅ´断面矢視拡大図、(b) はスリップクラッチユニットの斜視図である。 (a),(b),(c) は実施形態２における搬送スクリュー軸の係合部とプリンタ本体側の係合部の他の例を説明する図である。 (a),(b),(c) は実施形態３における廃トナー回収容器内に配設された廃トナー拡散装置を説明する図である。

符号の説明

１ プリンタ
２ 画像形成部
３ 中間転写ベルトユニット
４ 給紙部
５ 両面印刷用搬送ユニット
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ） 画像形成ユニット
７ 感光体ドラム
８ クリーナ
９ 帯電器
１１ 光書込ヘッド
１２ 現像器
１３ 現像ローラ
１４ 転写ベルト
１５ 駆動ローラ
１６ 従動ローラ
１７ ベルト位置制御機構
１８ 一次転写ローラ
１９ ベルトクリーナユニット
２０ 廃トナー回収容器
２１ 給紙カセット
２２ 用紙取出ローラ
２３ 給送ローラ
２４ 捌きローラ
２５ 搬送ローラ対
２６ 二次転写ローラ
２７ ベルト式熱定着装置
２８ 搬出ローラ対
２９ 排紙トレー
３１ 排紙ローラ対
３２ａ 開始返送路
３２ｂ 中間返送路
３２ｃ 終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 返送ローラ対
３４ 搬入ローラ対
３５ クリーニングローラ
３６ 取り込みローラ
３７ 搬送スクリュー
３８ 落下筒
３９ 押圧ローラ
４０ ベルトクリーニングユニット
４１ 支持部材
４２ クリーニングブレード
４３ 掬いシート
４４ 搬送スクリュー
４５ 転写ベルトフレーム
４６ ローラ軸受
４９ 引きバネ
５１ 駆動伝達軸
５２ 駆動軸フレーム
５３ カム駆動ギア
５４ 減速ギア
５４ａ 大径歯車
５４ｂ 小径歯車
５５ 駆動ｏｎ／ｏｆｆクラッチ
５６ ギア
５７ プリンタコントローラ（ＰＲ−ＣＯＮＴ）
５８ 温湿度センサ
５９ 光反射型センサ
６１ 廃トナー入口
６２ 搬送スクリュー
６３ スクリュー軸
６４ 内側立設フレーム
６５ 外側立設フレーム
６６ スリップクラッチユニット
６７ センサ孔
６８ 反射型光学センサ
６９ 固定リブ
７１ スクリューパイプ
７２ａ 実搬送スクリュー部分
７２ｂ 露出スクリュー部分
７３ 駆動係合部
７４ 継ぎ手
７５ 支持軸
７６ 胴枠
７７ 駆動入力ギア
７８ 摩擦板
７９ 螺旋ばね
８１ エンコーダ
８２ 凸部
８３ 止め孔
８５ 廃トナー回収容器
８６ 搬送スクリュー
８７ スクリュー軸
８８ 軸受
８９ 凹部
９１ 被駆動マグネットホイール
９２ 廃トナー回収容器装着部
９３ 立設フレーム
９４ 駆動マグネットホイール
９５ モータ
９６ 回転駆動軸
９６ 凹部
９７ 磁気センサ
１００ 正面カバー
１０１ 廃トナー回収容器
１０２ 給紙カセット
１０３ 廃トナー入口
１０４ 搬送スクリュー
１０５ 撹拌アーム
１０６ 支持軸
１０７ 金属製足部
１０８ 磁石

Claims (4)

1. 循環移動するベルト状のトナー像担持体上に残留する廃トナーを除去するクリーナと、該クリーナにより除去された前記廃トナーを収容すべく設けられ前記ベルト状のトナー像担持体のベルト面に沿って装置本体に着脱自在な廃トナー収容容器と、を有する画像形成装置において、
   前記廃トナー収容容器は、前記装置本体に装着した際に該装置本体から駆動力を受け回転する回転軸を着脱方向に内装し収容される前記廃トナーの収容率を向上させるべく該廃トナーを拡散させる拡散部材を備えると共に、
   前記装置本体には、前記拡散部材の回転検知情報に基いて前記廃トナー収容容器の着脱の有無を判断すると共に前記廃トナーの収容が満杯に近づいたか否かを判断する廃トナー収容容器検知手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー像担持体は、その外周面に沿って、前記装置本体に対し着脱自在でそれぞれ異なる色のトナー像で画像形成する複数の画像形成ユニットを配設され、前記外周面にそれぞれ異なる色の前記トナー像を順次重ねて転写して画像を形成したのち該画像を用紙に一括転写する中間転写ベルトか、前記外周面に担持される用紙上にそれぞれ異なる色の前記トナー像を順次重ねて転写する用紙搬送転写ベルトである、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記廃トナー収容容器の前記回転軸への前記装置本体からの回転駆動力は、スリップクラッチ機構を介した接触型伝達機構により伝達されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記廃トナー収容容器の前記回転軸への前記装置本体からの回転駆動力は、磁石ホイール機構を介した非接触型伝達機構により伝達されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
   

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