JP2006078586A - 廃トナー収容装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を招くことなく安価に満タン検知の誤検知を防ぐことができる廃トナー満タン検知手段を有する廃トナー収容装置を提供すること。
【解決手段】廃トナー収容装置において、略長方形断面形状の非満タン検知領域（第１の収容部）Ａの上に略ハの字断面形状の突起部（第２の収容部）Ｂを一体に有し、前記非満タン検知領域Ａに収容される廃トナーは重心の位置によらず検知レベルに達することはなく、前記突起部Ｂに廃トナーが積載されることによって検知レベルに達する廃トナー容器（廃トナー収容手段）１１０と、該廃トナー容器１１０を支持する廃トナー容器台（支持手段）１２０と、該廃トナー容器台１２０を上方に付勢するバネ（付勢手段）１５０と、前記廃トナー容器台１２０と共に下方に移動する満タン検知フラグ（検知部材）１４０と、該満タン検知フラグ１４０の下降を検知する満タン検知センサ（検知手段）１６０を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、廃トナー収容装置とこれを備える静電複写機、静電プリンタ等の静電転写プロセスを利用する画像形成装置に関するものである。

従来、一般に複写機等の画像形成装置においては、電子写真感光体である像担持体としての例えば感光ドラムに電子写真プロセスによって潜像を形成し、この潜像を現像剤としての帯電トナーを用いて現像することによってトナー画像として顕像化し、転写部位にて転写電極により帯電トナーと逆極性の転写バイアスを転写材の裏面側から印加して形成される電界の作用で感光ドラム側のトナー画像を転写材に転写することによって画像を形成している。

ところで、転写材へのトナーの転写率は実際には１００％とはならず、数％〜数１０％の割合で感光ドラム側に不可避的に残ってしまう。感光ドラム側に残留するトナーは、残留トナー又は廃トナーと呼ばれ、クリーニング容器若しくは該クリーニング容器と連通する外部の容器を廃トナー容器としてこれらの容器内に廃トナーとして蓄積されていく。尚、廃トナー容器には極力大きなスペースが設けられているが、耐久枚数の増加により廃トナーが廃トナー容器に充満（以下、「満タン」と呼ぶ）してしまうケースが増大しており、トナー溢れ等の問題が発生していた。

上記問題に対する対策として、従来、図１１に示すような廃トナー満タン検知手段が提案されている。

即ち、図１１は従来の廃トナー収納装置の一部を破断した縦断面図であり、同図に示すように、廃トナー容器４１の底部には、該廃トナー容器４１を支える廃トナー容器台４２が設けられ、この廃トナー容器台４２の長手方向の少なくとも一端はステーピン４７によって回動自在に支持されている。そして、廃トナー容器台４２の他端側の底部には、該廃トナー容器台４２を上方に付勢するための圧縮バネ（或は引っ張りバネ）４３が設けられている。

又、廃トナー容器台４２の上記バネ４３近傍には満タン検知用のフラグ４４が設けられており、廃トナー容器４１内に廃トナーが充満してくると廃トナーの重量でバネ４３が変位するため、廃トナー容器台４２がステーピン４７を中心として下方（図１１の反時計方向）に回動してくる。そして、廃トナー容器４１内の廃トナーが満タンになる直前の位置でフラグ４４が検知スイッチ４５に作用し、これに基づいて装置本体が制御される（特許文献１）。尚、廃トナー満タン検知手段は、本体駆動系や電装系と同様に不図示の後側板と後カバーの間に設置される。

而して、不図示のクリーニング手段から搬送された廃トナーは、廃トナーパイプ４６を経て廃トナー容器４１内に排出されて図１１に示すような山形状４８になる。

又、図示しないが、給紙カセットの開閉と連動して廃トナー容器４１を叩いて廃トナーの山を強制的に崩す提案もなされている（特許文献２）。

特開平１０−１８６９８７号公報 特開２００１−３４３８７５号公報

図１１に示すような従来の廃トナー収納装置において、不図示のクリーニング手段から搬送された廃トナーは、廃トナーパイプ４６を経て廃トナー容器４１内に排出されて積載されるが、積載された廃トナーは山形状４８のようになる。

而して、従来の廃トナー容器４１では、廃トナーの山形状４８が本体の振動によって点線４９のように崩れると、廃トナーの重心が崩れて満タン検知が早まったり、遅れたりと誤検知を起こしていた。満タン検知が遅れた場合にはクリーニング手段内部や廃トナー搬送路にトナーが詰まり、クリーニング不良による画像不良が発生し、クリーニング手段や搬送路の交換をしなければならないこととなる。このため、誤検知によるユーザーのコピー環境の悪化やサービスマンコールの増加によるランニングコストの増加、更には部品交換等のサービスマンへの作業負荷が増大するという問題が発生していた。

又、給紙カセットの開閉と連動して廃トナー容器４１を叩くような構成（不図示）によって、廃トナーの山を強制的に崩して該廃トナーの重心の移動を防いて誤検知を防ぐものもあるが、部品点数の増加によるコストアップという問題が生じていた。

更に、廃トナー満タン検知手段は、後側板と後カバーの間に設置されているため、サービスマンやユーザーが廃トナー容器を交換する際の作業性が悪いという問題もあった。

又、廃トナー容器が不透明の材質によって構成されていたため、該廃トナー容器内の廃トナーの積載状態を確認することができず、廃トナーの積載状態の確認や廃トナー容器の交換時期を予測することができなかった。

従って、本発明の第１の目的は、部品点数の増加を招くことなく安価に満タン検知の誤検知を防ぐことができる廃トナー満タン検知手段を有する廃トナー収容装置とこれを備える画像形成装置を提供することである。

又、本発明の第２の目的は、廃トナーの山の形状を崩すことなく該廃トナーの満タン検知を高精度に行うことができる廃トナー収容装置とこれを備える画像形成装置を提供することである。

更に、本発明の第３の目的は、廃トナー容器内の廃トナーの積載状態の視認性を高めて廃トナー容器の交換時期を予測することができる廃トナー収容装置とこれを備える画像形成装置を提供することである。

又、本発明の第４の目的は、ユーザーやサービスマンによる廃トナー容器の交換作業性を高めることができる廃トナー回収装置とこれを備える画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、クリーニング手段によって排出された廃トナーの収容量を重量によって検知する廃トナー収容装置において、略長方形断面形状の第１の収容部の上に略ハの字断面形状の第２の収容部を一体に有し、前記第１の収容部に収容される廃トナーは重心の位置によらず検知レベルに達することはなく、前記第２の収容部に廃トナーが積載されることによって検知レベルに達する廃トナー収容手段と、該廃トナー収容手段を支持する支持手段と、該支持手段を前記廃トナー収容手段と共に上方に付勢する付勢手段と、前記支持手段に取り付けられて該支持手段と共に下方に移動する検知部材と、該検知部材の下降を検知する検知手段を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記トナー収容手段の前記第２の収容部の略ハの字断面形状の角度θを、廃トナーの安息角に合わせ、水平面を基準として３０°≦θ≦６０°の範囲に設定し、該第２の収容部２の容量を前記第１の収容部の容量の１／３〜１／５としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記廃トナー収容手段を半透明又は透明な材料で構成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の廃トナー回収装置を備えた画像形成装置であって、前記廃トナー回収装置を前側板と前カバーとの間に配置して成ることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、重量検知しない略長方形状の第１の収容部と重量検知するための略ハの字断面形状の第２の収容部とを一体化して成る廃トナー収容手段を設けたため、廃トナーの山形状を規制し、検知時に本体の振動等により山が崩れるのを防ぎ、廃トナーの重心が変わることによる廃トナーの収容量の誤検知を防ぐことができる。又、廃トナー収容手段を第１の収容部と第２の収容部とを一体化することによって構成したため、部品点数の増加とこれに伴うコストアップを招くことなく、廃トナーの収容量の誤検知を防ぐことができる。更に、廃トナーの収容量の誤検知を防ぐことによって、ユーザーのコピー環境の悪化やサービスマンコールの増加によるランニングコストの増大を防ぎ、部品交換等に伴うサービスマンへの作業負荷を軽減することができる。

請求項２記載の発明によれば、重量検知するための第２の収容部の略ハの字断面形状の角度θを実際の廃トナーの安息角に合わせたため、検知領域である第２の収容部の廃トナーの山形状を規制して該廃トナーの重心の移動を防ぐことができ、廃トナーの収容量の検知精度を効果的に上げることができる。

請求項３記載の発明によれば、廃トナー収容手段内部の廃トナーの積載状態を目視で容易に確認することができる。従って、ドラムカートリッジ等の交換に際して廃トナー収容手段を着脱したときの廃トナーの偏りを目視で確認し、廃トナーをならす等して、該廃トナーの重心を安定させることができる。又、廃トナーの積載状態の確認や廃トナー収容手段の交換時期を正確に予測することができ、サービスマンコール等のユーザーの手間を省くことができるとともに、サービスマンの出動回数を削減してランニングコストを下げることができる。

請求項４記載の発明によれば、廃トナー収容手段に前側からアクセスすることが可能となり、ユーザーやサービスマンによる廃トナー収容手段の交換等の作業性が高められる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

先ず、本発明に係る画像形成装置の構成と作用を図１に基づいて説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の縦断面図であり、該画像形成装置においては、一様に帯電された感光ドラム６０の表面にレーザースキャナ５３から画像情報に対応するレーザー光が走査されると、感光ドラム６０表面に潜像が形成される。そして、この潜像は、現像器５２によって現像されてトナー画像として顕像化され、感光ドラム６０の表面にトナー画像が形成される。

他方、紙等のシートは、給紙装置５０から感光ドラム６０と転写ローラ６１とのニップ部に搬送され、感光ドラム６０に形成されたトナー画像がシートに転写される。尚、トナー画像の転写後に感光ドラム６０に残留したトナーは、クリーニング手段７０によって除去される。そして、トナー画像が転写されたシートは、定着器５５を通過し、そのとき加熱及び加圧されることによってトナー画像の定着を受け、その後、排出口５６を通過して胴内排出口５７に排出される。

次に、本発明に係る廃トナー収容装置における廃トナー満タン検知について図２を参照しながら以下に説明する。

図２は本発明に係る廃トナー収容装置の縦断面図であり、該廃トナー収容装置は、半透明又は透明な材料で構成された廃トナー容器１１０を備えている。この廃トナー容器１１０の底部には、該廃トナー容器１１０を支える廃トナー容器台１２０が設けられており、この廃トナー容器台１２０の長手方向の少なくとも一端はステーピン１３０によって回動自在に支持されている。ここで、廃トナー容器台１２０とステーピン１３０は画像形成装置本体の前側板１００に固定されている。そして、廃トナー容器台１２０の他端側の底部には、該廃トナー容器台１２０を上方に付勢するための圧縮バネ（或は引っ張りバネ）１５０が設けられている。

又、廃トナー容器台１２０の上記バネ１５０近傍には満タン検知フラグ１４０が取り付けられており、この満タン検知フラグ１４０には満タン検知センサ（フォトインタラプタ）１６０が配置されている。尚、通常（廃トナー容器１１０が満タン状態となっていないとき）には、満タン検知フラグ１４０は満タン検知センサ１６０を切り、満タン検知センサ１６０はＯＮ状態になっている。

而して、前記クリーニング手段７０によって感光ドラム６０の表面から除去された廃トナーは、不図示の搬送手段によって当該廃トナー収容装置に搬送され、廃トナーパイプ１８０から廃トナー容器１１０内に自由落下する。廃トナー容器１１０内に廃トナーが充満してくると、該廃トナーの重量でバネ１５０が変位するため、廃トナー容器台１２０がステーパピン１３０を中心として下方（図２の反時計方向）に回動してくる。そして、廃トナー容器１１０内の廃トナーが満タンになる直前の位置で満タン検知フラグ１４０が満タン検知センサ１６０をＯＦＦし、廃トナーの満タンを検知する。

図３は廃トナー収容装置の配置を示す斜視図であり、同図に示すように、廃トナー収容装置は、前側板１００と前カバー１７０の間に配置されている。従って、廃トナー容器１１０は、前カバー１７０を外した後、前カバー１７０側に引き出すことができ、これの交換作業を容易に行うことができる。

ここで、廃トナー収容装置の廃トナー容器１１０の形状を図４に基づいて説明する。

図４は廃トナー容器１１０の形状を示す廃トナー収容装置の縦断面図であり、同図に示すように、廃トナー容器１１０には、非満タン検知領域である平坦な略長方形断面形状を有する非満タン検知領域Ａと満タン検知領域である略ハの字状の断面形状を有する突起部Ｂが設けられている。即ち、非満タン検知領域（点線斜線にて示す領域）Ａの上に略ハの字状の断面形状を有する突起部（実線斜線にて示す部分）Ｂが一体に設けられている。

次に、廃トナーの満タン検知を図５〜図７に基づいて説明する。

図５〜図７は廃トナーの非満タン検知及び満タン検知時の廃トナーの積載状態を示す縦断面図であり、図４に示す非満タン検知領域（点線斜線にて示す領域）Ａでは廃トナーの積載状態が如何なる状態であっても満タン検知はなされない。

即ち、図５に示すように、廃トナーの重心が右に移動するような積載状態（ハッチングＷ部）では、廃トナー容器台１２０が回動しないため、満タン検知センサ１６０はＯＦＦ状態を維持し、満タン検知はなされない。又、逆に図６に示すように重心が左になるような廃トナーの積載状態でも満タン検知はなされない。

而して、廃トナーが図７に示すように突起部（実線斜線部）Ｂ（図４参照）まで積載されると、その重量でバネ１５０が変位するため、廃トナー容器台１２０がステーパピン１３０を中心として下方（図７の反時計方向）に回動し、これに取り付けられた満タン検知フラグ１４０が満タン検知センサ１６０をＯＦＦするため、廃トナーの満タンが検知される。

ところで、前述のように突起部Ｂの断面形状は略ハの字形状であり、自由落下して積載される廃トナーの形状に合わせた形状となっている。図８及び図９に示すように、積載される廃トナーの山の高さＨは６０ｍｍ〜１６０ｍｍで安息角φは２０°＜φ＜７０°である。従って、本実施の形態のように廃トナーパイプ１８０の排出口１８０ａから廃トナー容器１１０の底面までの距離が１５０ｍｍの場合は、突起部Ｂの斜面の角度θが３０°≦θ≦６０°であれば、図７に示すように、廃トナーは廃トナー容器１１０の突起部Ｂの形状に沿うように積載され、廃トナーの山形状が崩れても該廃トナーの重心の移動に影響しない。

以上のように、積載した廃トナーの山形状に合わせた突起部Ｂを検知領域として設けることによって、積載した廃トナーの山が崩れるのを防ぐことができ、廃トナーの山の崩れに伴う誤検知を防ぐことができる。

尚、図１０に示すように、廃トナーの容器１１０の形状は片側のみ斜面を持つ形状であっても構わない。

本実施の形態では、廃トナー容器１１０の非満タン検知領域Ａの容量は１７６６［ｃｍ３
］、突起部Ｂの容量は５２８［ｃｍ３ ］である。θ＝３０°のときの突起部Ｂの容量は６０４［ｃｍ３ ］であり、θ＝６０°のときの突起部Ｂの容量は３２２［ｃｍ３ ］である。従って、３０°≦θ≦６０°の場合、突起部Ｂの容量は非満タン検知領域Ａの容量の１／３〜１／５となる。

而して、本実施の形態によれば、重量検知しない略長方形状の非満タン検知領域Ａと重量検知するための略ハの字断面形状の突起部Ｂとを一体化して成る廃トナー容器１１０を設けたため、廃トナーの山形状を規制し、検知時に本体の振動等により山が崩れるのを防ぎ、廃トナーの重心が変わることによる廃トナーの収容量の誤検知を防ぐことができる。

又、廃トナー収容容器１１０を非満タン検知領域Ａと突起部Ｂとを一体化することによって構成したため、部品点数の増加とこれに伴うコストアップを招くことなく、廃トナーの収容量の誤検知を防ぐことができる。そして、廃トナーの収容量の誤検知を防ぐことによって、ユーザーのコピー環境の悪化やサービスマンコールの増加によるランニングコストの増大を防ぎ、部品交換等に伴うサービスマンへの作業負荷を軽減することができる。

更に、本実施の形態では、重量検知するための突起部Ｂの略ハの字断面形状の角度θを実際の廃トナーの安息角に合わせて、３０°≦θ≦６０°の範囲に設定したため、検知領域である突起部Ｂの廃トナーの山形状を規制して該廃トナーの重心の移動を防ぐことができ、廃トナーの満タン検知の検知精度を効果的に上げることができる。

又、廃トナー容器１１０を半透明又は透明な材料で構成したため、該廃トナー容器１１０内部の廃トナーの積載状態を目視で容易に確認することができる。従って、ドラムカートリッジ等の交換に際して廃トナー容器１１０を着脱したときの廃トナーの偏りを目視で確認し、廃トナーをならす等して、該廃トナーの重心を安定させることができる。更に、廃トナーの積載状態の確認や廃トナー容器１１０の交換時期を正確に予測することができ、サービスマンコール等のユーザーの手間を省くことができるとともに、サービスマンの出動回数を削減してランニングコストを下げることができる。

更に又、本実施の形態では、廃トナー回収装置を前側板１００と前カバー１７０との間に配置したため、該廃トナー回収装置の廃トナー容器１１０に前側からアクセスすることが可能となり、ユーザーやサービスマンによる廃トナー容器１１０の交換等の作業性が高められる。

本発明は、静電複写機、静電プリンタ等の静電転写プロセスを利用する画像形成装置においてクリーニング手段によって排出される廃トナーを収容するための廃トナー収容装置に対して有用である。

本発明に係る廃トナー収容装置を備える画像形成装置の縦断面図である。 本発明に係る廃トナー収容装置の側断面図である。 本発明に係る廃トナー収容装置の配置を示す斜視図である。 本発明に係る廃トナー収容装置の廃トナー容器の形状を示す側断面図である。 廃トナー満タン検知を説明するための廃トナー収容装置の側断面図である。 廃トナー満タン検知を説明するための廃トナー収容装置の側断面図である。 廃トナー満タン検知を説明するための廃トナー収容装置の側断面図である。 廃トナーの山の高さと安息角を示す廃トナー収容装置の側断面図である。 廃トナーの山の高さＨと安息角φとの関係を示す図である。 本発明の他の形態に係る廃トナー収容装置の側断面図である。 従来の廃トナー収容装置の側断面図である。

符号の説明

５０ 給紙装置
５２ 現像器
５３ レーザースキャナ
５５ 定着器
５６ 排出口
５７ 胴内排出口
６０ 感光ドラム
６１ 転写ローラ
７０ クリーニング手段
１００ 前側板
１１０ 廃トナー容器（廃トナー収容手段）
１２０ 廃トナー容器台（支持手段）
１３０ ステーピン
１４０ 満タン検知フラグ（検知部材）
１５０ 圧縮バネ（付勢手段）
１６０ 満タン検知センサー（検知手段）
１７０ 前カバー
１８０ 廃トナーパイプ
Ａ 非満タン検知領域（第１の収容部）
Ｂ 突起部（第２の収容部）
Ｗ 廃トナーの山
Ｈ 廃トナーの山の高さ
θ 突起部Ｂの斜面角度
φ 安息角

Claims (4)

1. クリーニング手段によって排出された廃トナーの収容量を重量によって検知する廃トナー収容装置において、
   略長方形断面形状の第１の収容部の上に略ハの字断面形状の第２の収容部を一体に有し、前記第１の収容部に収容される廃トナーは重心の位置によらず検知レベルに達することはなく、前記第２の収容部に廃トナーが積載されることによって検知レベルに達する廃トナー収容手段と、該廃トナー収容手段を支持する支持手段と、該支持手段を前記廃トナー収容手段と共に上方に付勢する付勢手段と、前記支持手段に取り付けられて該支持手段と共に下方に移動する検知部材と、該検知部材の下降を検知する検知手段を備えたことを特徴とする廃トナー収容装置。
2. 前記トナー収容手段の前記第２の収容部の略ハの字断面形状の角度θを、廃トナーの安息角に合わせ、水平面を基準として３０°≦θ≦６０°の範囲に設定し、該第２の収容部２の容量を前記第１の収容部の容量の１／３〜１／５としたことを特徴とする請求項１記載の廃トナー収容装置。
3. 前記廃トナー収容手段を半透明又は透明な材料で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の廃トナー収容装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の廃トナー回収装置を備えた画像形成装置であって、前記廃トナー回収装置を前側板と前カバーとの間に配置して成ることを特徴とする画像形成装置。

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