JP2007163764A - トナー回収装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回収容器全体にスペース効率良く廃トナーを回収することができ、螺旋状搬送体及び回転駆動手段の故障も回避することができるトナー回収装置を実現する。
【解決手段】本発明のトナー回収装置では、トナー回収容器７内の回収トナー落下位置に、回転中心に軸１１ａが設けられた螺旋状搬送体１１ｂと該螺旋状搬送体１１ｂの外周に設けられたトナー搬送方向規制部材１２とを有するトナー搬送手段１１を配置し、螺旋状搬送体の回転駆動手段１５と螺旋状搬送体１１ｂとの間に所定以上のトルクが掛かったときに、その連結を切るトルクリミッタ機構１６を設ける。これにより、螺旋状搬送体の負荷トルクが大の状態で長期間使用されることがなくなり、螺旋状搬送体及び回転駆動手段の故障を回避することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃トナーを回収するトナー回収装置と、それを備えた複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関し、特に電子写真方式の画像形成装置において、感光体や中間転写体等の像担持体上に形成されたトナー像を、用紙等の記録媒体に転写した後に残る転写残りトナーを回収するトナー回収容器の交換時期の検知方法に特徴を有すると共に、トナー回収容器のスペースを効率よく利用することができる構成のトナー回収装置と、それを備えた画像形成装置に関する。

感光体上に形成された潜像をトナーで現像し、このトナー像を直接または中間転写体を介して用紙等の記録媒体へ転写して定着する画像形成装置では、前記転写後の感光体上（あるいは中間転写体上）に残留したトナーを回収するトナー回収装置を備えたものが種々提案されている。また、トナー回収装置の回収容器からのトナー漏れやトナー詰まりによる装置の故障を防止するため、トナー回収容器の回収口付近に満杯検知手段を設けて、満杯時に装置を停止させることが行われている（特許文献１〜３参照）。

画像形成装置の本体内に設置されるトナー回収容器は、他ユニットの空きスペースを利用して設置される場合が多く、レイアウトやスペースに制約がある。したがってトナー回収容器全体にトナーを充填することで、ユーザー及びサービスマンのメンテナンス間隔（トナー回収容器の交換間隔）を増やすことが望ましい。

例えば図６のような縦長形状（面積が大きい面が垂直）のトナー回収容器１００Ａの場合は、螺旋状搬送体１０１の回収口１０２を容器の上部に設けることでトナーの自重を利用して容易に容器全体に回収トナーを堆積させることができる。
しかし、トナー回収容器は通常、画像形成装置本体に対して着脱自在に取り付けられ、図７のような横長形状（面積が大きい面が水平）のトナー回収容器１００Ｂの場合が多い。
そこで従来のトナー回収装置のトナー回収方法では、螺旋状搬送体１０１をトナー回収容器１００Ｂに水平に挿入して回収トナーを搬送することで、回収トナーを回収容器下流側に押し出す方法が採用されていた。

また、トナー回収容器の満杯により画像形成装置が突然使用不可になることを回避するため、オペレータにトナー回収容器が満杯に近いことを予告する回収容器交換時期予告手段を追加することへの要望がある。従来のトナー回収装置の回収容器交換時期予告方法としては、例えばトナー回収容器に設けられた凹型の弾性体が回収トナーの増加によって容器外側に押し出されて凸型に変形することを検知して、前記検知信号が有った場合に回収容器交換時期を予告するメッセージを画像形成装置の操作パネルに表示するという方法が採用されていた。

特許第３１８３７３３号公報 特許第３５５０９９０号公報 特許第３７０２９３０号公報

しかしながら、上記従来装置のトナー回収方法には、下記のような問題があった。水平方向へ押し出しながらトナー回収をする方式は、トナーの回収量が比較的少ない場合には有効に機能するものの、図３に示すように、トナー回収容器１００内のトナーの回収量が更に増えた場合にはトナー回収手段である螺旋状搬送体の回転負荷が大きくなってしまうため、螺旋状搬送体の回転駆動部を大型化したり、螺旋状搬送体自身の強度を高めたりしなければトナーを容器全体に回収できないという問題があった。

また、上記従来装置の回収容器交換時期予告方法には、下記のような問題があった。回収容器に設けられた凹型の弾性体を利用して回収容器交換時期を予告する方法は、トナー搬送力を利用して変形させるため、回収トナー搬送方向下流側に弾性体及び検知手段を配置する必要があるといったレイアウト上の制約や、トナーが機械的ストレスを受けることによって低下するトナーの流動性（流動性付与の目的で表面に添加させているシリカ等の添加剤が埋没または欠落することによる）が装置の動作条件や動作環境によって異なり、回収したトナーがトナー回収容器内壁なとに固着しやすいため、弾性体の変形を検知する時期が安定しないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、前記した従来装置の問題点を除去し、回収容器全体にスペース効率良く廃トナーを回収することができ、螺旋状搬送体及び回転駆動手段の故障も回避することができるトナー回収装置を提供することであり、さらにはトナー回収容器が満杯直前の状態であることを正確に検知して、検知信号があった場合に操作パネルに回収容器の交換時期を予告するメッセージを表示することができるトナー回収装置を提供することである。また、本発明の目的は、前記トナー回収装置を備えた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、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、画像形成装置に用いられ、該画像形成装置の像担持体の表面から回収したトナーを収容すると共に前記画像形成装置から着脱可能なトナー回収容器と、前記トナー回収容器内のトナー量が満杯前の第１の所定量に達したことを検知する第１のトナー量検知手段と、前記第１の所定量より大きな第２の所定量に達したことを検知する第２のトナー量検知手段とを有し、前記第１の所定量に達した時に前記トナー回収容器の交換時期の予告を行い、前記第２の所定量に達した時に画像形成を禁止するトナー回収装置において、前記トナー回収容器内の回収トナー落下位置に、回転中心に軸が設けられた螺旋状搬送体と該螺旋状搬送体の外周に設けられたトナー搬送方向規制部材とを有するトナー搬送手段を配置し、前記螺旋状搬送体の回転駆動手段と前記螺旋状搬送体との間に、所定以上のトルクが掛かったときに、その連結を切るトルクリミッタ機構を設けることを特徴とする（請求項１）。

本発明の第２の手段は、第１の手段のトナー回収装置において、前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体は、水平かつ回収容器長手方向と平行に設置され、前記螺旋状搬送体の一端部が前記トナー回収容器の装置駆動側に設けられた軸受け保持部材に片持ちで支持され、前記螺旋状搬送体の長さが前記トナー回収容器の１／２〜４／５であり、トナー搬送方向上流側に設置されることを特徴とする（請求項２）。
また、本発明の第３の手段は、第１の手段のトナー回収装置において、前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体の外周に設置されるトナー搬送方向規制部材は、一端部が前記螺旋状搬送体を支持する軸受け保持部材と一体で構成され、他端部が前記トナー回収容器の内壁に設置された支持部材に嵌合することを特徴とする（請求項３）。
さらに、本発明の第４の手段は、第１の手段のトナー回収装置において、前記トナー回収容器の螺旋状搬送体を支持する軸受け保持部材と、該軸受け保持部材を前記画像形成装置本体に嵌合する位置決め部材とが一体で構成されたことを特徴とする（請求項４）。

本発明の第５の手段は、第１〜第４のいずれか一つの手段のトナー回収装置において、前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体の外周に設置されるトナー搬送方向規制部材は、前記螺旋状搬送体の回転中心と円弧の中心が一致するようにＵ字状溝が形成され、前記トナー回収容器の中央部とトナー搬送方向下流側に配置された前記螺旋状搬送体の先端との間に前記Ｕ字状溝の円弧を１８０°回転させた円弧を形成することを特徴とする（請求項５）。
また、本発明の第６の手段は、第５の手段のトナー回収装置において、前記Ｕ字状溝の円弧を１８０°回転させた円弧の下側を開放した形状とすることを特徴とする（請求項６）。

本発明の第７の手段は、第１〜第６のいずれか一つの手段のトナー回収装置において、前記螺旋状搬送体の回転駆動手段に所定値以上のトルクが掛かったことを検知する検知手段を設け、該検知手段の検知信号によって軸方向にトナーを搬送する前記螺旋状搬送体の回転駆動手段を停止するように制御することを特徴とする（請求項７）。
また、本発明の第８の手段は、第７の手段のトナー回収装置において、前記螺旋状搬送体の回転駆動手段が停止状態の場合は、前記画像形成装置の操作部に前記トナー回収容器の交換時期を予告するメッセージを表示することを特徴とする（請求項８）。
さらに、本発明の第９の手段は、第７または第８の手段のトナー回収装置において、前記検知信号の記録を前記画像形成装置の電源オフ／オン時または前記トナー回収容器の交換時に削除して再度動作させることを特徴とする（請求項９）。

本発明の第１０の手段は、像担持体にトナー像を形成する手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、転写後の像担持体の表面から転写残トナーを回収して収容するトナー回収手段を備えた画像形成装置において、前記トナー回収手段として、第１〜第９のいずれか一つの手段のトナー回収装置を備えたことを特徴とする（請求項１０）。

第１の手段のトナー回収装置では、トナー回収容器内の回収トナー落下位置に、回転中心に軸が設けられた螺旋状搬送体と該螺旋状搬送体の外周に設けられたトナー搬送方向規制部材とを有するトナー搬送手段を配置し、前記螺旋状搬送体の回転駆動手段と前記螺旋状搬送体との間に所定以上のトルクが掛かったときに、その連結を切るトルクリミッタ機構を設けることにより、螺旋状搬送体の負荷トルクが大の状態で長期間使用されることがなくなり、螺旋状搬送体及び回転駆動手段の故障を回避することができる。

第２の手段のトナー回収装置では、第１の手段の構成に加えて、前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体は、水平かつ回収容器長手方向と平行に設置され、前記螺旋状搬送体の一端部が前記トナー回収容器の装置駆動側に設けられた軸受け保持部材に片持ちで支持され、前記螺旋状搬送体の長さが前記トナー回収容器の１／２〜４／５であり、トナー搬送方向上流側に設置されることにより、螺旋状搬送体が回収トナーの埋没により停止するまでに搬送するトナー量を増やすことができ、回収容器満杯までに回収できるトナー回収量を増やすことが可能となる。

第３の手段のトナー回収装置では、第１の手段の構成に加えて、前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体の外周に設置されるトナー搬送方向規制部材は、一端部が前記螺旋状搬送体を支持する軸受け保持部材と一体で構成され、他端部が前記トナー回収容器の内壁に設置された支持部材に嵌合することにより、搬送方向下流に搬送されるトナーの動きを螺旋状搬送体の外周に設けられたトナー搬送方向規制部材で規制することでトナーの搬送力を増加することが可能であり、流動性が低下した回収トナーを確実にトナー搬送方向下流側に搬送することができる。また、トナー搬送方向規制部材の端部を回収容器内壁の支持部材に嵌合してトナー搬送方向規制部材端部を支持する構成としたことにより、トナー回収容器に振動や衝撃が加わった場合や回収トナーの反力によって発生するトナー搬送方向規制部材の変形や故障を防止できる。

第４の手段のトナー回収装置では、第１の手段の構成に加えて、前記トナー回収容器の螺旋状搬送体を支持する軸受け保持部材と、該軸受け保持部材を前記画像形成装置本体に嵌合する位置決め部材とが一体で構成されることにより、位置決め部材と画像形成装置に設けられる位置決め軸が嵌合して正確に位置決めされるため、効率良く螺旋状搬送体を回転駆動させることが可能となる。

第５、第６の手段のトナー回収装置では、第１〜第４のいずれか一つの手段の構成に加えて、前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体の外周に設置されるトナー搬送方向規制部材は、前記螺旋状搬送体の回転中心と円弧の中心が一致するようにＵ字状溝が形成され、前記トナー回収容器の中央部とトナー搬送方向下流側に配置された前記螺旋状搬送体の先端との間に前記Ｕ字状溝の円弧を１８０°回転させた円弧を形成することにより、回収トナーの反力により発生する螺旋状搬送体の偏心量を低減することが可能であり、螺旋状搬送体の偏心により発生する螺旋状搬送体の変形や故障を防止できる。また、トナー搬送方向規制部材には、Ｕ字状溝の円弧と螺旋状搬送体の上側への移動を規制する円弧が螺旋状搬送体の回転中心と一致するように形成され、さらに円弧の真下に切り欠き部を設けることでトナー搬送方向規制部材内壁へのトナー固着を防止することができる。

第７の手段のトナー回収装置では、第１〜第６のいずれか一つの手段の構成に加えて、前記螺旋状搬送体の回転駆動手段に所定値以上のトルクが掛かったことを検知する検知手段を設け、該検知手段の検知信号によって軸方向にトナーを搬送する前記螺旋状搬送体の回転駆動手段を停止するように制御することにより、螺旋状搬送体と回転駆動手段との間に所定値以上のトルクが掛かったときに、螺旋状搬送体の回転駆動手段を停止することができるので、螺旋状搬送体に負荷トルクが掛かったままの状態で長期間使用されることがなくなり、螺旋状搬送体及び回転駆動手段の故障を回避することができる。

本発明の第８の手段のトナー回収装置では、第７の手段の構成に加えて、前記螺旋状搬送体の回転駆動手段が停止状態の場合は、前記画像形成装置の操作部に前記トナー回収容器の交換時期を予告するメッセージを表示することにより、トナー回収容器が満杯に近いことをオペレーターに警告することができる。
また、本発明の第９の手段のトナー回収装置では、第７または第８の手段の構成に加えて、前記検知信号の記録を前記画像形成装置の電源オフ／オン（ＯＦＦ／ＯＮ）時または前記トナー回収容器の交換時に削除して再度動作させることにより、正確な検知を行うことができる。

第１０の手段の画像形成装置では、トナー回収手段として、第１〜第９のいずれか一つの手段のトナー回収装置を備えたことにより、転写残トナーの回収、収容を確実に行うことができ、トナー回収容器の交換時期も確実に知ることができる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の構成、動作及び作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例を示すトナー回収装置の概略構成図である。図１において、図中の符号１は像担持体、２はクリーニングブレード、３はクリーニングブラシ、４はトナー排出コイル、５はトナー搬送コイル、６はトナー回収手段、７はトナー回収容器、８は回収容器位置決め軸、９はトナー回収経路、１１はトナー搬送手段、１２はトナー搬送経路を構成するトナー搬送方向規制部材をそれぞれ示している。

トナー回収手段６は、回転軸６ａに装着された第１の螺旋状搬送体６ｂをトナー回収経路９内に設けたものからなり、トナー搬送方向上流側となるトナー回収容器７の回収口付近にトナーを搬送する。また、トナー回収手段６の第１の螺旋状搬送体６ｂは回転軸６ａの端部をトナー回収経路９の外側に突出させ、その端部と第１の回転駆動手段２１の駆動を中継する第１のトルクリミッタ機構１０が連結されている。また、第１のトルクリミッタ機構１０はギヤを介して第１の回転駆動手段２１と連結されている。なお、第１の回転駆動手段２１は例えば画像形成装置本体側に設けたモータであり、画像形成装置の制御部２２によって駆動を制御される。

トナー回収容器７内にあるトナー搬送手段１１は、回転軸１１ａに装着された第２の螺旋状搬送体１１ｂをトナー搬送方向規制部材１２内に設けたものからなり、トナー搬送手段１１の第２の螺旋状搬送体１１ｂは回転軸１１ａの一端をトナー回収容器７の外側に突出させ、その端部には第１のカップリング１３が設けられ、回転駆動手段１５の駆動を中継する第２のトルクリミッタ機構１６に連結された第２のカップリング１４に連結されている。また、第２のトルクリミッタ機構１６はギヤを介して第２の回転駆動手段１５と連結されている。なお、第２の回転駆動手段１５は例えば画像形成装置本体側に設けたモータであり、画像形成装置の制御部２２によって駆動を制御される。

ここで、上記制御部２２は、公知のマイクロコンピュータからなる演算処理部（ＣＰＵ）、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）、各種制御回路、Ａ／Ｄ変換部、クロック、タイマー、カウンタ、入・出力（Ｉ／Ｏ）装置等からなり、メモリに予め記憶されている制御プログラム及び制御データと、操作パネルからの入力情報、後述する第１の光学式センサ１８、第２の光学式センサ２０、電源スイッチ２４、回収容器有無センサ２５、その他の各種センサ等からの検知信号に基いて、トナー回収装置や、その他の装置各部の制御を行うとともに、操作パネル２３の表示部に各種情報やメッセージ等の表示を行なう。

次に図２は本実施例のトナー回収容器７のトナー搬送手段１１を上方から見た断面図を示している。
トナー回収手段６の第１の螺旋状搬送体６ｂにより搬送されたトナーの落下位置には、トナー搬送手段１１とトナー搬送方向規制部材１２が配置されている。本実施例では、画像形成装置本体の位置決め軸８及び８’に嵌合するトナー回収容器７の位置決め部材１２ｃ及び１２ｃ’と、トナー搬送手段１１の回転軸１１ａを支持する軸受け保持部材１２ｄと、トナー搬送方向規制部材１２を１部品で構成して、トナー搬送方向規制部材１２の一端部１２ｂがトナー回収容器７の内壁に設置された軸状の支持部材７ａと嵌合する構成になっている。
また、トナー搬送方向規制部材１２には、Ｕ字状溝の円弧と、螺旋状搬送体１１ｂの上側への移動を規制する前記Ｕ字状溝の円弧を１８０°回転させた円弧１２ａがトナー搬送手段１１の回転軸１１ａの中心と一致するように形成され、さらに円弧１２ａの真下に切り欠き部が形成されている。

以上のような構成のトナー回収装置では、トナー回収手段６の停止は、回転軸６ａに固定された第１の遮蔽板１７の動きを発光素子と受光素子からなる第１の光学式センサ１８で検知することで行われ、第１の光学式センサ１８の検知信号が制御部２２に送られ、第１の光学式センサ１８の検知信号が変化しない場合に制御部２２で検知される。
また、トナー搬送手段１１の停止は、回転軸１１ａに固定された第２の遮蔽板１９の動きを発光素子と受光素子からなる第２の光学式センサ２０で検知することで行われ、第２の光学式センサ２０の検知信号が制御部２２に送られ、第２の光学式センサ２０の検知信号が変化しない場合に制御部２２で検知される。
なお、上記第２の光学式センサ２０は、トナー回収容器７内のトナー量が満杯前の第１の所定量（例えば満杯時の８０％前後）に達したことを検知する第１のトナー量検知手段として機能し、第１の光学式センサ１８は、第１の所定量より大きな第２の所定量（満杯直前の状態）に達したことを検知する第２のトナー量検知手段として機能する。

トナー搬送手段１１の第２の螺旋状搬送体１１ｂの回転トルクは、トナー回収容器７内のトナー量に比例して増加することがわかっている。第２の回転駆動手段１５とトナー搬送手段１１の第２の螺旋状搬送体１１ｂの間に所定値以上のトルクが掛かったときには、第２のトルクリミッタ機構１６により駆動の連結が切れトナー搬送手段１１の回転が停止する。本実施例のトナー回収装置では、トナー回収容器７内のトナー量が満杯時の８０％前後になった場合（図４に示す状態）に、第２のトルクリミッタ機構１６により駆動の連結が切れるようなトルクリミッタを実験により選定した。さらにトナー回収容器７内のトナー量が満杯になり（図５に示す状態）、トナー搬送手段１１の第２の螺旋状搬送体１１ｂが停止して第２の光学式センサ２０の検知信号が変化しない場合、画像形成装置の制御部２２は操作パネル２３に回収容器交換時期を予告するメッセージを表示する。

また、第１のトルクリミッタ機構１０は、トナー回収容器７からトナー漏れが発生する直前で、かつ画像形成装置内がトナー詰まりで故障する直前に、トナー回収手段６の第１の螺旋状搬送体６ｂの連結が切れるようなトルクリミッタを実験により選定した。トナー回収手段６の第１の螺旋状搬送体６ｂが停止した状態では、回転軸６ａに固定された第１の遮蔽板１７も停止するため、第１の光学式センサ１８の信号が変化しなくなる。本実施例のトナー回収装置では、第１の光学式センサ１８の検知信号の変化が無い場合、制御部２２は画像形成装置の動作を停止して操作パネル２３に回収容器の交換時期のメッセージを表示するようにした。

図８に画像形成装置の制御部２２がトナー搬送手段の停止を検知して回収容器交換時期を警告するまでの制御動作の一例をフローチャートで示す。
まず図１に示す電源２４がＯＮされるが（Ｓ１）、この電源２４のＯＮの直後では、操作パネル２３に回収容器交換時期を予告するメッセージは表示されない（Ｓ２）。次に印刷が開始されると（Ｓ３）、トナー搬送手段１１の回転駆動手段１５及び第２の光学式センサ２０の動作が開始される（Ｓ４）。そして第２の光学式センサ２０の信号変化が制御部２２で検知され（Ｓ５）、トナー搬送手段１１の第２の螺旋状搬送体１１ｂが停止して、第２の光学式センサ２０の信号が変化しない場合には、制御部２２は操作パネル２３に回収容器交換時期を予告するメッセージを表示し（Ｓ６）、第２の回転駆動手段１５と第２の光学式センサ２０が動作しないように制御する（Ｓ７）。ただし、トナー回収容器７の交換が行われずに電源２４のＯＦＦ／ＯＮが発生した場合は、ステップＳ２の動作に戻り、第２の回転駆動手段１５と第２の光学式センサ２０の動作を再開し、ステップＳ３〜Ｓ７の動作を再度実行する。また、満杯になったトナー回収容器７が外され、回収容器有無センサ２５の信号変化が発生した場合は、印刷動作停止の状態を維持し、空のトナー回収容器７が装着され、回収容器有無センサ２５が有りを検知すると、ステップＳ２の動作に戻り、第２の回転駆動手段１５と第２の光学式センサ２０の動作を再開する。

以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれば、トナー回収容器内７のトナー搬送手段１１として、一端部がトナー搬送方向上流側に設けられた軸受けで支持される螺旋状搬送体１１ｂを使用することで、回収トナーの反力でトナー搬送手段１１（螺旋状搬送体１１ｂ）の先端が偏心した場合に発生する回転トルクの上昇を低減することが可能である。
また、螺旋状搬送体１１ｂの長さをトナー回収容器７の１／２〜４／５として容器全長より短くしたことで、トナー搬送手段１１が回収トナーの埋没により停止するまでに搬送するトナー量を増やすことができ、回収容器満杯までに回収できるトナー回収量を増やすことが可能である。
さらに、搬送方向下流側に搬送されるトナーの動きを螺旋状搬送体１１ｂの外周に設けられたトナー搬送方向規制部材１２で規制することで、トナーの搬送力を増加することが可能であり、流動性が低下した回収トナーを確実にトナー搬送方向下流側に搬送することができる。

本発明では、トナー搬送方向規制部材１２の一部に螺旋状搬送体１１ｂの上側への移動を規制する円弧１２ａを設けることで、回収トナーの反力により発生する螺旋状搬送体１１ｂの偏心量を低減することが可能であり、螺旋状搬送体１１ｂの偏心により発生する螺旋状搬送体１１ｂの変形や故障を防止することができる。また、トナー搬送方向規制部材１２には、Ｕ字状溝の円弧と螺旋状搬送体の上側への移動を規制する前記Ｕ字状溝の円弧を１８０°回転させた円弧１２ａがトナー搬送手段１１の回転軸１１ａ中心と一致するように形成され、さらに円弧１２ａの真下に切り欠き部を設けることで、トナー搬送方向規制部材１２内壁へのトナー固着を防止することができる。

トナー搬送方向規制部材端部１２ｂと回収容器内壁の軸状の支持部材７ａを嵌合してトナー搬送方向規制部材端部１２ｂを支持する構成は、トナー回収容器７に振動や衝撃が加わった場合や回収トナーの反力によって発生するトナー搬送方向規制部材１２の変形や故障を防止することができる。
また、トナー回収容器７は、トナー搬送手段１１の軸受け保持部材１２ｄと位置決め部材１２ｃ、１２ｃ’が一体で構成され、位置決め部材１２ｃ、１２ｃ’と画像形成装置本体に設けられた位置決め軸８、８’が嵌合して正確に位置決めされるため、第１のカップリング１３と第２のカップリング１４の偏心量を低減することが可能であり、効率良くトナー搬送手段１１の第２の螺旋状搬送体１１ｂを回転駆動させることが可能である。

本発明のトナー回収装置では、第２の回転駆動手段１５と第２の螺旋状搬送体１１ｂの間に所定値以上のトルクが掛かったときにその連結を切る第２のトルクリミッタ機構１６を設けたことで、トナー搬送手段１１の負荷トルクが大の状態で長期間使用されることがなくなり、第２の回転駆動手段１５及びトナー搬送手段１１の故障を回避できる。さらに第２の回転駆動手段１５と第２の螺旋状搬送体１１ｂの間に所定値以上のトルクが掛かってトナー搬送手段１１が停止したことを検知する検知手段として光学式センサ２０を設けて、光学式センサ２０による検知信号が発生した場合に、制御部２２により操作パネル２３に回収容器交換時期を予告するメッセージを表示することでトナー回収容器７が満杯に近いことをオペレーターに警告することができる。本実施例の方式では、トナー回収手段６で回収されたトナーが確実に検知手段であるトナー搬送手段１１に落下するため、従来方式よりも回収容器交換時期の予告が発生した時の回収トナー量が安定している。

さらに、図８に示したフローチャートのように装置を制御動作させることにより、トナー搬送手段１１停止時の消費電力を低減することが可能であり、電源２４のＯＦＦ／ＯＮ状態に関係なく、トナー回収容器７が交換された場合は、トナー搬送手段１１と第２の光学式センサ２０の動作を再開することが可能である。

以上、本発明のトナー回収装置の一実施例について説明したが、図９にトナー回収装置を備えた画像形成装置の一例を示す。
図９に示す画像形成装置はプリンタの一例であるが、プリンタ部の上部に原稿読取部（スキャナ）を設置することによりデジタル複写機の構成となり、また、画像信号処理部とモデムを付加して通信機能を持たせることによりファクシミリとして機能させることができる。

図９において、像担持体１はドラム状の光導電性感光体からなり、この像担持体１の周囲には、帯電手段３１、光書込手段３２、現像手段３３、転写手段３４、クリーニング手段３５、除電手段３６が配設されている。
帯電手段３１は、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電チャージャなどの種々の形態のものから適宜選択され、像担持体１の表面を均一に帯電する。

光書込手段３２は、例えばレーザ走査光学系を用いた走査型であり、光源（半導体レーザ等）と、コリメート光学系（コリメータレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ等）と、光偏向器（ポリゴンミラー等）と、走査結像光学系（ｆθレンズ等の走査用レンズ、面倒れ等の補正レンズ、ミラー等）を有する構成であり、光源からの光ビームを光偏向器で偏向し、光偏向器で偏向された光ビームＬを走査結像光学系で像担持体１に導き照射し、静電潜像を書き込む。なお、光書込手段３２としては、走査型の他、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）と結像素子アレイ（例えばマイクロレンズアレイ、ロッドレンズアレイ等）を組み合わせたライン状の書込手段を用いることもできる。

現像手段３３は、ローラ状やスリーブ状の現像剤担持体と、現像剤攪拌搬送部材（スクリュー、パドル、ローラ等）と、現像剤規制部材（ドクタブレード）と、トナーカートリッジ等を有し、現像剤としてトナーのみの一成分現像剤、あるいはトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用い、現像剤担持体で担持搬送する現像剤中のトナーで像担持体上の潜像を現像して可視像化する。

転写手段３４は、転写ローラ、転写ブラシ、転写チャージャ、転写ベルトなどの種々の形態のものから適宜選択され、像担持体１上の可視像（トナー像）を用紙等の記録媒体Ｐに転写する。

クリーニング手段３５は、トナー回収装置の一部を構成するものであり、前述のクリーニングブレード２、クリーニングブラシ３、トナー排出コイル４を有し、このクリーニング手段３５のクリーニングブレード２やクリーニングブラシ３で像担持体１から除去した転写残トナーは、トナー排出コイル４でトナー回収経路９に排出され、トナー回収経路９内を前述のトナー搬送コイル５でトナー回収手段６に搬送され、トナー回収容器７に回収される。

画像形成装置内の下方には、紙などの記録媒体Ｐを収納した複数の給紙カセット３８Ａ，３８Ｂが設置されており、各給紙カセット３８Ａ，３８Ｂには、給紙ローラ３９と分離ローラ４０などからなる給紙手段が設けられている。また、給紙カセット３８Ａ，３８Ｂから給紙された記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ４１，４２，４３と、搬送されて来た記録媒体Ｐを画像形成にタイミングを合わせて転写部（像担持体１と転写手段３４の対向部）に送り出すレジストローラ４４が設けられている。さらに、転写部より記録媒体搬送方向下流側には、定着手段（例えば加熱ローラと加圧ローラ）３７と排紙搬送ローラ４５，４６，４７及び排紙ローラ４８が設けられている。

次に画像形成装置の動作を簡単に説明する。まず、像担持体１が図中の矢印の向きに回転され、帯電手段３１によりその表面が帯電される。次に光書込手段３２が画像データに基づく露光を開始し、像担持体１に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段３３によりトナー像として可視像化される。一方、上記の画像形成にタイミングを合わせて給紙カセット３８Ａ，３８Ｂのいずれか一方から選択されたサイズの用紙等の記録媒体Ｐが給紙ローラ３９及び分離ローラ４０により給紙され、搬送ローラ４２，４３を経てレジストローラ４４に搬送される。そしてレジストローラ４４は、像担持体１上のトナー像が転写部に来るタイミングに合わせて記録媒体Ｐを転写部に送り出す。転写部では、転写手段３４により像担持体１から記録媒体Ｐにトナー像が転写され、トナー像が転写された記録媒体Ｐは定着手段３７に搬送され、トナー像が記録媒体Ｐに定着される。定着後の記録媒体Ｐは排紙搬送ローラ４５，４６，４７及び排紙ローラ４８により排紙トレイ４９に排紙される。また、転写後の像担持体１はクリーニング手段３５のクリーニングブレード２やクリーニングブラシ３で転写残トナーを除去され、除電ランプ等の除電手段３６で残留電荷を除去される。また、クリーニング手段３５で像担持体１から除去した転写残トナーは、トナー排出コイル４でトナー回収経路９に排出され、トナー回収経路９内を前述のトナー搬送コイル５でトナー回収手段６に搬送され、トナー回収容器７に回収される。

以上、本発明に係る画像形成装置の一例について説明したが、本発明に係る画像形成装置は図９の構成に限るものではない。例えば図９では、感光体からなる像担持体１に形成したトナー像を記録媒体Ｐに直接転写する例を示したが、第２の像担持体として中間転写体（中間転写ベルト、中間転写ドラム等）を設けて、第１の像担持体（感光体）に形成したトナー像を第２の像担持体（中間転写体）に一次転写した後、第２の像担持体（中間転写体）から記録媒体に二次転写するという構成にしてもよい。そして、このような構成の画像形成装置では、第２の像担持体である中間転写体にも、前述と同様のトナー回収装置が設けられ、中間転写体のクリーニング手段で除去した転写残トナーをトナー回収容器に搬送して回収する構成となる。

また、第２の像担持体としてベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）を用いる構成の場合、第１の像担持体（感光体）１とその周囲の構成部材（帯電手段３１、光書込手段３２、現像手段３３、転写手段３４、クリーニング手段３５、除電手段３６）からなる画像形成部を、中間転写ベルトに沿って４つ並設し、４つの画像形成部で例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成し、中間転写ベルトに順次重ね合わせて転写する構成とすれば、所謂タンデム型のカラー画像形成装置となり、フルカラー画像を形成することができる。

本発明の一実施例を示すトナー回収装置の概略構成図である。 図１に示すトナー回収容器のトナー搬送手段を上方から見た断面図である。 従来のトナー回収装置の問題点の説明図である。 本発明に係るトナー回収容器内のトナー量が満杯時の８０％前後になった場合の状態を示す図である。 本発明に係るトナー回収容器内のトナー量が満杯になった場合の状態を示す図である。 従来の縦長形状のトナー回収容器の説明図である。 従来の横長形状のトナー回収容器の説明図である。 本発明の制御動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例を示す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。

符号の説明

１：像担持体
２：クリーニングブレード
３：クリーニングブラシ
４：トナー排出コイル
５：トナー搬送コイル
６：トナー回収手段
６ａ：回転軸
６ｂ：第１の螺旋状搬送体
７：トナー回収容器
７ａ：支持部材
８：回収容器位置決め軸
９：トナー回収経路
１０：第１のトルクリミッタ機構
１１：トナー搬送手段
１１ａ：回転軸
１１ｂ：第２の螺旋状搬送体
１２：トナー搬送方向規制部材（トナー搬送経路）
１２ａ：円弧
１３：第１のカップリング
１４：第２のカップリング
１５：第２の回転手段
１６：第２のトルクリミッタ機構
１７：第１の遮蔽板
１８：第１の光学式センサ（第２のトナー量検知手段）
１９：第２の遮蔽板
２０：第２の光学式センサ（第１のトナー量検知手段）
２１：第１の回転駆動手段
２２：制御部
２３：操作パネル
２４：電源
２５：回収容器有無センサ
３１：帯電手段
３２：光書込手段
３３：現像手段
３４：転写手段
３５：クリーニング手段
３６：除電手段
３７：定着手段
３８Ａ，３８Ｂ：給紙カセット
３９：給紙ローラ
４０：分離ローラ
４１，４２，４３：搬送ローラ
４４：レジストローラ
４５，４６，４７：排紙搬送ローラ
４８：排紙ローラ
４９：排紙トレイ

Claims (10)

1. 画像形成装置に用いられ、該画像形成装置の像担持体の表面から回収したトナーを収容すると共に前記画像形成装置から着脱可能なトナー回収容器と、前記トナー回収容器内のトナー量が満杯前の第１の所定量に達したことを検知する第１のトナー量検知手段と、前記第１の所定量より大きな第２の所定量に達したことを検知する第２のトナー量検知手段とを有し、前記第１の所定量に達した時に前記トナー回収容器の交換時期の予告を行い、前記第２の所定量に達した時に画像形成を禁止するトナー回収装置において、
   前記トナー回収容器内の回収トナー落下位置に、回転中心に軸が設けられた螺旋状搬送体と該螺旋状搬送体の外周に設けられたトナー搬送方向規制部材とを有するトナー搬送手段を配置し、前記螺旋状搬送体の回転駆動手段と前記螺旋状搬送体との間に、所定以上のトルクが掛かったときに、その連結を切るトルクリミッタ機構を設けることを特徴とするトナー回収装置。
2. 請求項１記載のトナー回収装置において、
   前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体は、水平かつ回収容器長手方向と平行に設置され、前記螺旋状搬送体の一端部が前記トナー回収容器の装置駆動側に設けられた軸受け保持部材に片持ちで支持され、前記螺旋状搬送体の長さが前記トナー回収容器の１／２〜４／５であり、トナー搬送方向上流側に設置されることを特徴とするトナー回収装置。
3. 請求項１記載のトナー回収装置において、
   前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体の外周に設置されるトナー搬送方向規制部材は、一端部が前記螺旋状搬送体を支持する軸受け保持部材と一体で構成され、他端部が前記トナー回収容器の内壁に設置された支持部材に嵌合することを特徴とするトナー回収装置。
4. 請求項１記載のトナー回収装置において、
   前記トナー回収容器の螺旋状搬送体を支持する軸受け保持部材と、該軸受け保持部材を前記画像形成装置本体に嵌合する位置決め部材とが一体で構成されたことを特徴とするトナー回収装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載のトナー回収装置において、
   前記トナー回収容器内の螺旋状搬送体の外周に設置されるトナー搬送方向規制部材は、前記螺旋状搬送体の回転中心と円弧の中心が一致するようにＵ字状溝が形成され、前記トナー回収容器の中央部とトナー搬送方向下流側に配置された前記螺旋状搬送体の先端との間に前記Ｕ字状溝の円弧を１８０°回転させた円弧を形成することを特徴とするトナー回収装置。
6. 請求項５記載のトナー回収装置において、
   前記Ｕ字状溝の円弧を１８０°回転させた円弧の下側を開放した形状とすることを特徴とするトナー回収装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載のトナー回収装置において、
   前記螺旋状搬送体の回転駆動手段に所定値以上のトルクが掛かったことを検知する検知手段を設け、該検知手段の検知信号によって軸方向にトナーを搬送する前記螺旋状搬送体の回転駆動手段を停止するように制御することを特徴とするトナー回収装置。
8. 請求項７記載のトナー回収装置において、
   前記螺旋状搬送体の回転駆動手段が停止状態の場合は、前記画像形成装置の操作部に前記トナー回収容器の交換時期を予告するメッセージを表示することを特徴とするトナー回収装置。
9. 請求項７または８記載のトナー回収装置において、
   前記検知信号の記録を前記画像形成装置の電源オフ／オン時または前記トナー回収容器の交換時に削除して再度動作させることを特徴とするトナー回収装置。
10. 像担持体にトナー像を形成する手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、転写後の像担持体の表面から転写残トナーを回収して収容するトナー回収手段を備えた画像形成装置において、
    前記トナー回収手段として、請求項１〜９のいずれか一つに記載の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。
    

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