JP2011095518A - 現像剤収容装置、トナーカートリッジ、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー収容室３２内におけるトナーの収容空間４０を最大限使用するとともに、トナーの満杯による搬送手段のトルク増大やトナー溢れを防止する。
【解決手段】トナーを収容する廃棄トナー収容室３２と、前記トナー収容室３２の一端の搬送開始側から収容されたトナーをトナー収容室３２内において他端の搬送終了側へ搬送する廃棄トナー搬送スパイラル７０３と、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の上部にトナーの堆積抵抗によりトナーの到来を検知するクランク部７４１を具備し、更に廃棄トナー搬送スパイラル７０３による搬送方向における下流側に壁面部７０２ａを設けた。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に使用される現像剤収容装置、トナーカートリッジ、現像装置及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真プリンタにおいては、トナーを収容するトナーカートリッジを着脱可能に設けている。トナーはトナーカートリッジから現像装置へ供給され、画像データに応じた静電潜像が形成された像担持体である感光ドラムの表面上に現像手段によりトナーが供給されて現像が行なわれる。その後、トナー画像が転写手段により印刷媒体上に転写され、定着装置によりトナー画像が印刷媒体上に定着される。これにより電子写真プロセスは終了し、定着後、印刷媒体は装置外に排出される。

感光ドラム表面上のトナーは完全に印刷媒体上に転写される訳ではなく、少量が感光ドラム表面上に残留する。残留トナーはクリーニング装置により感光ドラム表面上から除去される。除去された廃棄トナーは、現像に供されるトナーを収容するトナー収容室とは別の回収室に回収される。従来の電子写真プリンタには、例えば、下記特許文献１に開示されるように、トナーカートリッジ内に現像に供されるトナーを収容するトナー収容室とは別に回収した廃棄トナーを収容する廃棄トナー回収室を設けて、感光ドラム表面上から除去した廃棄トナーをこの中に回収するようにしたものがある。

ところで、カラー電子写真プリンタには現像装置が４色毎に設けられており、各現像装置から回収された廃棄トナーは、すべて一緒にされて１つの廃棄トナー回収室に収容される。即ち、廃棄トナー回収室は、４つのトナーカートリッジのうちのいずれか１つのトナーカートリッジに一体に設けるようにしている。このように構成することにより、全てのトナーカートリッジに廃棄トナー回収室を設ける必要をなくしている。

特開２０００―１８１２２４号公報

しかしながら上記従来の電子写真プリンタにおいては、廃棄トナー回収室に収容される廃棄トナーは、４色すべての現像装置から回収した廃棄トナーが収容されるので、廃棄トナー回収室と一体のトナー収容室に収容された現像に供されるトナーが現像に供されてすべてなくなる前に、廃棄トナー回収室が廃棄トナーで満杯になるおそれがある。このとき廃棄トナーが満杯の状態のまま使用し続けると、廃棄トナー回収室内のトナー搬送部材が負荷の増大によるトルク増大やトナー溢れなどの事態が発生するおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、トナー収容室内におけるトナーの収容空間を最大限使用することができる現像剤収容装置を提供しつつ、トナーの満杯による搬送手段のトルク増大やトナー溢れを防止することができる現像剤収容装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明に関する現像剤収容装置は、現像剤を受け入れる現像剤受入口と、前記現像剤受入口の下部に配置され、現像剤を搬送方向に向けて搬送する第１の部材を有する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段の上部に設けられ、現像剤を検知する現像剤検知手段と、前記搬送方向における前記現像剤検知手段の下流側に設けられた壁面部とを有することを特徴とするものである。

上記構成を有する本発明によれば、現像剤の到来を検知する現像剤検知手段を、前記現像剤搬送手段の上部に設け、更に、壁面部を前記搬送方向における前記現像剤検知手段の下流側に設けることにより、前記現像剤搬送手段により搬送された現像剤が、壁面部で押し返されて前記前記現像剤搬送手段の上部の収容空間に移動するようになるので、現像剤収容室内における現像剤の収容空間を最大限使用することができ、現像剤の満杯による搬送手段のトルク増大や現像剤溢れを防止することが可能になる。

本発明の第１の実施の形態に関する廃棄トナー収容部の内部を示す部分断面図である。 本発明の第１の実施の形態に関する電子写真プリンタを示す構成図である。 第１の実施の形態に関する現像装置を示す斜視図である。 第１の実施の形態に関する現像装置にトナーカートリッジが装着された状態を示す斜視図である。 第１の実施の形態におけるブラックトナーカートリッジを示す斜視図である。 第１の実施の形態に関する廃棄トナー収容部の廃棄トナー受入口近傍を示す部分断面図である。 第１の実施の形態に関する廃棄トナー収容部の廃棄トナーフル検知バーの駆動部分近傍を示す部分断面図である。 第１の実施の形態における廃棄トナー収容部内部の廃棄トナー搬送堆積動作を示す説明図である。 第１の実施の形態における廃棄トナーフル検知動作を示す説明図である。 第１の実施の形態における廃棄トナーフル検知動作を示す説明図である。 第１の実施の形態における廃棄トナーフル検知動作を示す説明図である。 第１の実施の形態における廃棄トナーフル検知動作を示す説明図である。 第１の実施の形態における廃棄トナーフル検知動作を示すタイムチャートである。 第２の実施の形態の廃棄トナー収容部内部を示す断面図である。 第２の実施の形態における廃棄トナー収容部内部の廃棄トナー搬送堆積動作を示す部分断面図である。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に従って説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に関する電子写真プリンタを示す構成図である。なお以下に説明する各実施の形態では画像形成装置として電子写真プリンタを例に説明する。図２において、第１の実施の形態に関する電子写真プリンタ１は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃと、現像剤としての各色のトナーを収容するトナーカートリッジ３ｋ、３ｙ、３ｍ、３ｃと、転写ユニット４と、露光装置であるＬＥＤヘッド５ｋ、５ｙ、５ｍ、５ｃと、記録媒体を収納して現像装置２へ供給する給紙カセット６及び記録媒体にトナー像を定着させる定着ユニット７を備える。

現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃは、転写ユニット４に沿って記録媒体の供給側（図中右側）から排出側（図中左側）に向かって順次配列され、現像装置２として一体的に構成されて電子写真プリンタ１本体に着脱可能となっている。トナーカートリッジ３ｋ、３ｙ、３ｍ、３ｃは、対応する各現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃの上部に配置され、各現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃに対してそれぞれ独立に着脱可能である。

現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃはいずれも同じ構造であり、像担持体である感光ドラム２１ｋ、２１ｙ、２１ｍ、２１ｃと、感光ドラム２１ｋ、２１ｙ、２１ｍ、２１ｃを帯電させる帯電ローラ２２ｋ、２２ｙ、２２ｍ、２２ｃと、ＬＥＤヘッド５ｋ、５ｙ、５ｍ、５ｃにより形成された感光ドラム上の静電潜像を現像する現像ローラ２３ｋ、２３ｙ、２３ｍ、２３ｃと、現像ローラ２３ｋ、２３ｙ、２３ｍ、２３ｃ上にトナー層を形成する現像ブレード２４ｋ、２４ｙ、２４ｍ、２４ｃと、現像ローラ２３ｋ、２３ｙ、２３ｍ、２３ｃにトナーを供給する供給ローラ２５ｋ、２５ｙ、２５ｍ、２５ｃと、転写されなかった感光ドラム上の残留トナーを除去するクリーニングブレード２６ｋ、２６ｙ、２６ｍ、２６ｃ及び第１の搬送手段２７ｋ、２７ｙ、２７ｍ、２７ｃを備える。また各現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃが一体的に構成されて１つの交換ユニットである現像装置２を構成し、現像装置２は第２の搬送手段２８を備える。

第１の搬送手段２７ｋ、２７ｙ、２７ｍ、２７ｃは、各クリーニングブレード２６ｋ、２６ｙ、２６ｍ、２６Ｃによって感光ドラムの表面から除去された廃棄トナーを感光ドラムの軸方向で図中手前側に向けて搬送する。第１の搬送手段２７ｋ、２７ｙ、２７ｍ、２７ｃは、例えば搬送スパイラルで構成される。第２の搬送手段２８は、各第１の搬送手段２７ｋ、２７ｙ、２７ｍ、２７ｃにより搬送されてきた廃棄トナーを一括して現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃの配列方向最上流側に配置されている現像剤収容室としての廃棄トナー収容部３２まで搬送する。後述する現像剤収容装置としての廃棄トナー収容部３２は、第２の搬送手段２８により搬送されてきた廃棄トナーを収容する。

トナーカートリッジ３ｋ、３ｙ、３ｍ、３ｃは、未使用トナーを収容するトナー収容部３１ｋ、３１ｙ、３１ｍ、３１ｃを備える。なお現像装置２と、トナーカートリッジ３ｋ、３ｙ、３ｍ、３ｃはいずれも交換可能なユニットであり、トナーが消費されたり、構成部品が劣化したりして寿命がきた場合にはいずれも交換することができる。

図３は第１の実施の形態に関する現像装置を示す斜視図、図４は第１の実施の形態に関する現像装置にトナーカートリッジが装着された状態を示す斜視図、図５は第１の実施の形態におけるブラックトナーカートリッジを示す斜視図である。

図３に示すように、現像装置２には、各色の現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃが等ピッチで配列されており、それらの両側部を剛性の高い第１のサイドフレーム体５１と第２のサイドフレーム体５２とで固定し、一体に構成されている。各現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃは、上面部にトナーカートリッジ３からトナーを受け入れるための図示しないトナー受入口を設けており、受入口シャッター部材５３ｋ、５３ｙ、５３ｍ、５３ｃにより塞がれている。

第１のサイドフレーム体５１は、各色の現像ユニット２ｋ、２ｙ、２ｍ、２ｃの上述した第１の搬送手段２７ｋ、２７ｙ、２７ｍ、２７ｃと連結され、第１の搬送手段２７ｋ、２７ｙ、２７ｍ、２７ｃから排出された廃棄トナーを一括して後述する廃棄トナー収容部３２まで搬送する第２の搬送手段２８を備える。更に、その先に廃棄トナー収容部３２の後述する廃棄トナー受入口７２０と連結する廃棄トナー排出部２９が形成されている。

図４に示すようにトナーカートリッジ３ｋ、３ｙ、３ｍ、３ｃが現像装置２に装着された状態においては、ブラックトナーカートリッジ３ｋに備えられた現像剤収容装置としての廃棄トナー収容部３２の現像剤受入口としての廃棄トナー受入口７２０と前記廃棄トナー排出部２９が連結される。また図５に示すように、ブラックトナーカートリッジ３ｋには、廃棄トナー収容部３２が一体的に取り付けられている。一般的にブラックトナーは使用頻度が高いためブラックトナーカートリッジ３ｋの交換頻度も高い。従って、廃棄トナー収容部３２が満杯になる前にできるだけ廃棄トナー収容部３２を交換できるようブラックトナーカートリッジ３ｋと廃棄トナー収容部３２を一体とした。もちろんこれに限ったものではなく、トナーカートリッジ３ｙ、３ｍ、３ｃと一体的にしてもよい。また、トナーカートリッジ３ｋ、３ｙ、３ｍ、３ｃと廃棄トナー収容部３２を別体にして、現像装置２に対してトナーカートリッジ３ｋ、３ｙ、３ｍ、３ｃから独立して着脱できるようにしてもよい。

図１は本発明の第１の実施の形態に関する廃棄トナー収容部の内部を示す部分断面図、図６は第１の実施の形態に関する廃棄トナー収容部の廃棄トナー受入口近傍を示す部分断面図、図７は第１の実施の形態に関する廃棄トナー収容部の廃棄トナーフル検知バーの駆動部分近傍を示す部分断面図である。

現像剤収容装置としての廃棄トナー収容部３２には、アウターフレーム７０１と、サイドプレート７０２が設けられ、両者によって廃棄トナーを収容する空間としての廃棄トナー収容空間４０が形成される。更に、廃棄トナー収容部３２に対して、廃棄トナー収容部３２の一端の廃棄トナー受入口７２０から収容された廃棄トナーを他端側の搬送方向へ搬送するトナー搬送手段としての第１の部材である廃棄トナー搬送スパイラル７０３が廃棄トナー受入口７２０の下部に設けられる。更に、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の上部に回転可能に設けられる廃棄トナーフル検知バー７０４が設けられている。前記廃棄トナー収容空間４０は、廃棄トナー搬送スパイラル７０３が廃棄トナーを搬送する空間としての第１の移動空間４３と、廃棄トナーフル検知バー７０４が設けられ第１の移動空間４３とは異なる第２の移動空間としての移動空間４４を有する。

なお、アウターフレーム７０１には、サイドプレート７０２と嵌合する爪７２３が設けられる。サイドプレート７０２は廃棄トナー収容空間４０を構成するための壁面７０２ａを有し、壁面７０２ａは廃棄トナー受入口７２０の反対側であって、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の搬送方向において、クランク部７４１の下流側に所定の距離を隔てて配置されている。

更に、現像剤収容装置としての廃棄トナー収容部３２は、図１及び図６に示すように、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の搬送開始側付近に設けられる受入口シャッター部材７０５と、受入口シャッター部材７０５の軸に設けられたシャッターシール部材７０６と、受入口シャッター部材７０５を付勢するシャッター付勢スプリング７０７と、廃棄トナー搬送スパイラル７０３を回転駆動するスパイラル駆動ギア７０８及び７０９と、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の軸に設けられたスパイラル軸シール部材７１０が設けられている。

更に、現像剤収容装置としての廃棄トナー収容部３２は、図１及び図７に示すように、廃棄トナーフル検知センサ部材７１１と、廃棄トナーフル検知センサ部材７１１のカバーとなるセンサカバー７１２と、チャタリング防止フィルム７１３と、センサ部材駆動ギア７１４と、減速ギア７１５及び７１６と、廃棄トナーフル検知バー７０４の軸に設けられた検知バー軸シール部材７１７と、スパイラル軸シール部材７１８を備える。

アウターフレーム７０１には、図１及び図６に示すように、前記廃棄トナー排出部２９に連結され廃棄トナーを受け入れる廃棄トナー受入口７２０と、受入口シャッター部材７０５をスライド可能に取り付けるシャッター取付部７２１と、廃棄トナー受入口７２０から落下した廃棄トナーを横に移動させるために廃棄トナー搬送スパイラル７０３の下部に搬送円筒路７２２が設けられている。

更に、サイドプレート７０２には、図１及び図７に示すように、センサ部材駆動ギア７１４及び減速ギア７１５及び７１６等の廃棄トナーフル検知バー７０４の駆動ギア群を収納するギア収納部７２４と、センサカバー７１２を取り付けるセンサカバー取付部７２５が設けられている。

現像剤搬送手段における第１の部材としての廃棄トナー搬送スパイラル７０３の廃棄トナー受入口７２０の側である搬送開始側には、前記スパイラル駆動ギア７０８と嵌合してスパイラル駆動ギア７０８の回転を当該廃棄トナー搬送スパイラル７０３に伝達するギア嵌合部７２６が形成されている。一方廃棄トナー搬送スパイラル７０３の搬送終了側には、廃棄トナーフル検知バー７０４の駆動ギア群を駆動させるギア部７２７が形成されている。また、回転部材である廃棄トナーフル検知バー７０４は、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の上部に配設されており、廃棄トナーの堆積抵抗によりトナーの到来の物理的検知を行うトナー検知手段としてのクランク部７４１と、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の回転軸７０３ａと略並行に設けられた直線部７４２を有する。

更にクランク部７４１は移動空間４４を押し出されて移動する廃棄トナーの終着部である廃棄トナー受入口７２０側に設けられ、直線部７４２は前記クランク部７４１以外に設けられる。クランク部７４１は廃棄トナー収容部３２の長手方向において、廃棄トナー収容部３２より短い幅で形成される。また、クランク部７４１は廃棄トナー搬送スパイラル７０３の搬送方向において、廃棄トナー受入口７２０の下流側であって壁面７０２ａの上流側になるよう配設されている。更にまた、クランク部７４１の形状は、加工を容易にするために直線部７４１へ続く傾斜を設けることにより、図１に示すように台形となっているが、傾斜を設けずに直角状のクランク形状としてもよい。

更に、廃棄トナーフル検知バー７０４は、廃棄トナーフル検知センサ部材７１１から回転を伝達されるための引掛部７２９が、回転軸から半径方向に所定の長さ設けられる。後述するように、廃棄トナーフル検知バー７０４が例えば反時計方向１２時から６時にかけては、自重により一気に回転するが、それ以外は廃棄トナーフル検知センサ部材７１１が、引掛部７２９に係合することにより、廃棄トナーフル検知バー７０４が回転軸７０４ａを中心にして回転させられる。ここで、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の回転軸７０３ａと廃棄トナーフル検知バー７０４の回転軸７０４ａとは略並行に配置されている。

廃棄トナーフル検知センサ部材７１１は、装置本体の反射型センサからの光を反射させるための光反射部７３０と、前記チャタリング防止フィルム７１３と係合するリブ７３１と、センサ部材駆動ギア７１４から回転を伝達されるための回転伝達リブ７３２と、引掛部７２９と係合して回転を廃棄トナーフル検知バー７０４に伝達するための検知バー取付部７３３が設けられている。センサカバー７１２は、略円筒形状をなし、筒底面の一部に装置本体に設けられた図示しない反射型センサからの光を通すための開口部７３４が形成されている。

次に第１の実施の形態に関する動作を説明する。図８は第１の実施の形態における廃棄トナー収容部内部の廃棄トナー搬送堆積動作を示す説明図である。図８に示すように、現像装置２から排出され、第２の搬送手段２８により搬送されてきた廃棄トナーは、廃棄トナー受入口７２０を介して廃棄トナー収容部３２に収容される。廃棄トナーはまず、廃棄トナー搬送スパイラル７０３により搬送円筒路７２２を矢印Ａ方向に送られる。そして搬送円筒路７２２を抜けた位置Ｂにて山形に堆積し、その後、廃棄トナー搬送スパイラル７０３により移動空間４３を矢印Ｃ方向に搬送されながら堆積していく。そして廃棄トナーの堆積がサイドプレート７０２の壁面７０２ａまで達すると、廃棄トナー搬送スパイラル７０３の高さを越えて、その上側に山形に盛り上がり、更に前記移動空間４３とは異なる移動空間４４を矢印Ｄ方向に堆積していく。

このとき、廃棄トナーフル検知バー７０４の直線部分７４２は廃棄トナーに埋まっていく。堆積してきた廃棄トナーが廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１の端部位置Ｅに達すると、廃棄トナーフル検知バー７０４は廃棄トナーの堆積抵抗を受けて回転動作に変化を生じる。クランク部７４１は廃棄トナー移動の終着部に位置する。

廃棄トナー搬送スパイラル７０３が回転することにより、図７に示すギア部７２７と、減速ギア７１６及び７１５を介してセンサ部材駆動ギア７１４が回転し、回転伝達リブ７３２が回転し、廃棄トナーフル検知部材７１１が回転する。そして、廃棄トナーフル検知部材７１１の回転は、検知バー取付部７３３及び引掛部７２９を介して廃棄トナーフル検知バー７０４に伝達される。

図９乃至図１２は第１の実施の形態における廃棄トナーフル検知動作を示す説明図である。図９乃至図１２は、廃棄トナーフル検知センサ部材７１１を図８の紙面右側より観察した場合を示す。廃棄トナーフル検知センサ部材７１１は、廃棄トナーフル検知バー７０４とクランク部７４１と一体となって矢印ａ方向、即ち反時計方向に回転される。ところが、クランク部７４１が反時計方向１２時の位置を過ぎると、検知バー取付部７３３と引掛部７２９との係合が解かれ、クランク部７４１の自重により一気に反時計方向６時の位置まで回転することになる。

図９に示すように、廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１が反時計方向６時の位置にあるとき、廃棄トナーフル検知センサ部材７１１の光反射面７３０が反時計方向１２時に位置している。そしてこの状態では、光反射面７３０が図７に示すセンサカバー７１２の開口部（斜線部で示す）７３４と一致し、装置本体の反射型センサの光を反射する。この状態で反射型センサがオンとなる。

その後、図１０に示すように、前記センサ部材駆動ギア７１４の駆動により、光反射面７３０が所定の速度で矢印ａ方向に回転駆動され、それに伴って廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１が反時計方向１２時の位置まで来る。クランク部７４１が反時計方向１２時の位置から少し駆動されると、それ以降はクランク部７４１の自重により廃棄トナーフル検知バー７０４及び廃棄トナーフル検知センサ部材７１１はセンサ部材駆動ギア７１４の回転伝達係合からはずれ、回転する。

その後、廃棄トナーがフル状態まで堆積していないときは、図１１に示すように、クランク部７４１が反時計方向６時の位置真まで矢印ａ方向に一気に自重回転する。それ以降は、所定の回転速度で回転しているセンサ部材駆動ギア７１４と再び回転伝達係合を成し、定速で回転させられる。

一方、廃棄トナーがフル状態まで堆積しているときは、図１２に示すように、クランク部７４１が矢印ａ方向に一気に自重回転するが、廃棄トナーＴの堆積抵抗によりクランク部７４１の回転が途中で停止される。同図では反時計方向８時乃至７時の位置で停止することを示す。それ以降は、所定の回転速度で回転している前記センサ部材駆動ギア７１４と再び回転伝達係合を成し、定速で回転させられる。つまり、この場合、センサカバー７１２の開口部７３４を廃棄トナーフル検知センサ部材７１１の光反射面７３０が定速で通過することになるので、装置本体の反射型センサの光を反射している時間、即ちオン時間は、廃棄トナーがフル状態まで堆積していないときよりも短くなる。かつ、オン時間の開始時期は、廃棄トナーがフル状態まで堆積していないときよりも遅れることになる。

これを図１３のタイムチャートを用いて説明する。図１３は第１の実施の形態における廃棄トナーフル検知動作を示すタイムチャートである。同図（１）は廃棄トナーがフルでないときのセンサ波形を示し、同図（２）は廃棄トナーがフルのときのセンサ波形を示す。

廃棄トナーがフルでないときは、廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１が図１０の位置に達すると、クランク部７４１は駆動に規制されない状態となり、自重により廃棄トナーフル検知バー７０４が回転し、クランク部７４１が図１１の位置に到達する。このとき、反射型センサがオンする。その後一定周期で回転している駆動により再び廃棄トナーフル検知バー７０４が規制された状態となり、クランク部７４１が図１０の位置に到達するまで駆動される。廃棄トナーがフルでないときはこの動作を繰り返す。

一方、廃棄トナーがフルのときは、廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１が自重回転するとき、クランク部７４１が図１１の位置に達する前に、堆積した廃棄トナーに突き当たって停止する。その後、一定周期で回転している駆動により再び廃棄トナーフル検知バー７０４が規制された状態となり、クランク部７４１が図１０の位置に到達するまで駆動される。駆動の規制により回転する廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１が図１１の位置に到達すると、反射型センサがオンとなる。従って廃棄トナーがフルでない場合に較べて反射型センサがオンになるタイミングが遅くなり、廃棄トナーがフルでない場合と廃棄トナーがフルである場合とで反射型センサのオン時間に差異ｄが生じ、これにより廃棄トナーのフル検知、即ち、廃棄トナーが前記移動空間４４を矢印Ｄ方向に押し出されてクランク部７４１の位置まで到来したたことを検知することが可能となる。

第１の実施の形態によれば、廃棄トナー搬送スパイラル７０３による廃棄トナーを搬送する移動空間４３とは異なる第２の移動空間４４を設け、当該第２の移動空間４４によって、廃棄トナー搬送スパイラル７０３による廃棄トナーの搬送方向と異なる方向に廃棄トナーを搬送し、搬送方向の終着部に現像剤検知手段としての廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１を設けたので、廃棄トナーの第１の移動空間４３及び第２の移動空間４４、即ち廃棄トナー収容空間４０を最大限使用することができる。

また、現像剤検知手段としての廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１を回転させ、その廃棄トナーの堆積抵抗により現像剤の到来を検知するようにしたので、廃棄トナーが満杯になるわずか手前で廃棄トナーの堆積の到来を検知することができるという効果を有する。また、現像剤検知手段として、クランク部７４１の自重による回転と、廃棄トナーの堆積抵抗による回転動作の変化を光学的に検出することにより、廃棄トナーの堆積の到来を検知するので、正確な現像剤の到来を検知することができる。

以上説明したように第１の実施の形態によれば、廃棄トナーが満杯になるわずか手前で廃棄トナーの堆積の到来を検知するので、廃棄トナー収容空間４０を最大限使用可能となり、トナーの満杯による搬送手段のトルクの増大を防止し、廃棄トナーの溢れを防止することが可能になる。

＜第２の実施の形態＞
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。図１４は第２の実施の形態の廃棄トナー収容部内部を示す断面図である。第２の実施の形態の電子写真プロセスは上記第１の実施の形態と同様である。また、第１の実施の形態と重複する部分については説明を省略する。

図１４において、第２の実施の形態の現像剤搬送手段としての廃棄トナー搬送スパイラル８０５は、第１の部材としての廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３と第２の部材としての廃棄トナー第２搬送スパイラル８０４で形成されている。第１の部材としての廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３に搬送羽終端位置Ｆを有する点で、第１の実施の形態に関する廃棄トナー搬送スパイラル７０３と異なる。廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送羽終端位置Ｆは、サイドプレート７０２の壁面７０２ａの壁面位置Ｈとクランク部７４１の廃棄トナーフル検出位置Ｅとの略中央とした。即ち、壁面位置Ｈから位置Ｅまでの距離をＬ２とすると、壁面位置Ｈから終端位置Ｆまでの距離は略（Ｌ２／２）となる。

また、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送羽を移動空間４３の全域ではなく、途中の終端位置Ｆまでとする。即ち、廃棄トナーの搬送方向における廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の終端位置Ｆからサイドプレート７０２の壁面７０２ａまでは、廃棄トナー第２搬送スパイラル８０４が設けられている。廃棄トナー第２搬送スパイラル８０４は、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送羽より小さい搬送羽が形成されており、更に廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送方向と反対方向に搬送力が与えられるように搬送羽が逆向きになっている。これによって廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３により搬送された廃棄トナーが壁面７０２ａに押し当てられる力を軽減し、凝集を防止する。ここで、廃棄トナー第２搬送スパイラル８０４は、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の回転軸８０３ａと略同一軸上に廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３に延設して設けられ、廃棄トナー搬送スパイラル８０５を形成している。

廃棄トナーフル検出位置Ｅ付近に堆積してきた廃棄トナーが到達したとき、堆積した廃棄トナーが廃棄トナーフル検知バー７０４に形成されたクランク部７４１と接触し、堆積抵抗となるため、廃棄トナーフル検知バー７０４の回転動作に変化が生じる。このとき、廃棄トナーフル検出位置Ｅとは、廃棄トナーフル検知バー７０４において回転軸と略同軸上から曲がってクランク部７４１が形成され始める点をＧ、点Ｇから距離Ｌ３離れたところで再び曲がって回転軸からの距離が一定の距離となるよう形成され始める点をＩとしたとき、点Ｇからの距離がＬ３の略半分となる位置をいう。本実施例において、廃棄トナーフル検出位置を位置Ｅとしたが、トナー検出の検出精度を考慮して点Ｇとしてもよいし、点Ｉとしてもよい。また、本実施例のクランク部７４１の形状においては、加工を容易にするために図１４の点Ｉから点Ｇにかけて傾斜を設ける形状となっているが、傾斜を設けずに直線状のクランク形状（即ち、距離Ｌ３＝０ｍｍ）としてもよい。

次に第２の実施の形態の動作を説明する。図１５は第２の実施の形態における廃棄トナー収容部内部の廃棄トナー搬送堆積動作を示す部分断面図である。図１５に示すように、現像装置２から排出され、第２の搬送手段２８により搬送されてきた廃棄トナーは、廃棄トナー受入口７２０を介して現像剤収容装置としての廃棄トナー収容部３２に収容される。廃棄トナーは、まず回転軸８０３ａを軸として回転する廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３により搬送円筒路７２２を矢印Ａ方向に送られる。そして搬送円筒路７２２を抜けた位置Ｂにて山形に堆積し、その後、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３により移動空間４３を矢印Ｃ方向に移動し堆積していく。

そして廃棄トナーの堆積が廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送羽終端位置Ｆにて山形に盛り上がり、移動空間４４において、終端位置Ｆを境にしてその両側に、即ち、矢印Ｄ１方向及び矢印Ｄ２方向に堆積していく。そして矢印Ｄ１方向にサイドプレート７０２の壁面までの残空間が埋まるまでの時期と、矢印Ｄ２方向に廃棄トナーフル検出位置Ｅまでの空間が埋まるまでの時期がほぼ同時期となる。廃棄トナーの堆積が廃棄トナーフル検出位置Ｅまで到達すると、第１の実施の形態で説明したように、廃棄トナーフル検知センサ部材７１１により廃棄トナーフルが検知される。

なお、廃棄トナーの堆積がサイドプレート７０２の壁面７０２ａまで到達すると、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３によって廃棄トナーは矢印Ｄ１方向に凝縮されながら矢印Ｄ２方向に徐々に堆積していくので、これ以降、廃棄トナー搬送スパイラル８０５の駆動負荷トルクが増大していくが、第２の実施の形態では、その前に廃棄トナーフルを検知するので、廃棄トナー搬送スパイラル８０５の駆動負荷トルクが増大することなく、廃棄トナーフルの検知が可能となる。

第２の実施の形態においては、図１４に示すように、廃棄トナーの収容量を最大とするために、サイドプレート７０２の壁面７０２ａを廃棄トナーが突き当たる壁面位置Ｈとしたが、ギア収納部７２４の壁面７２４ａ、廃棄トナーフル検知バー７０４側における壁面７２４ｂ及び廃棄トナー第２搬送スパイラル８０４側における壁面７２４ｃ等、サイドプレート７０２の壁面７０２ａまでの廃棄トナー収容のスペースは入り組んだ形状となる。従って、廃棄トナーの凝集を考慮し、廃棄トナーが突き当たる壁面位置を同図に示す壁面位置Ｊ、壁面位置Ｋ又は壁面位置Ｌとして廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送羽の終端位置Ｆを決定してもよい。

ここで、本実施の形態において、距離Ｌ２＝１４０ｍｍ、距離Ｌ３＝１２ｍｍとした。また、壁面位置Ｋと壁面位置Ｈとの距離（以下距離ＫＨという）を１９ｍｍ、壁面位置Ｊと壁面位置Ｈとの距離（以下距離ＪＨという）を１４ｍｍ及び壁面位置Ｌと壁面位置Ｈとの距離（以下距離ＬＨという）を２１ｍｍとしている。

また、廃棄トナーフル検出位置Ｅと廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の終端位置Ｆとの距離（以下距離ＥＦという）と廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の終端位置Ｆと壁面７０２ａとの距離（以下距離ＦＨという）が略等間隔、つまり距離の比率で１：１（ＥＦ：ＦＨ）である実施例が好適であるとしているが、距離ＦＨが距離ＥＦに対してプラスマイナス３０パーセント程度の距離差が生じていても同様の効果が得られる。

例えば廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送方向Ｃに壁面が、壁面位置Ｋ、壁面位置Ｊ、壁面位置Ｈ及び壁面位置Ｌに複数設けられているときに、距離Ｌ２＝１４０ｍｍであり、距離ＥＦ＝６２ｍｍ、距離ＦＨ＝７８ｍｍ、また距離ＫＨ＝１９．１ｍｍ、距離ＪＨ＝１３．８ｍｍ、距離ＬＨ＝２０．７ｍｍとした場合、終端位置Ｆと壁面位置Ｋとの距離ＦＫ＝５８．９ｍｍ、終端位置Ｆと壁面位置Ｊとの距離ＦＪ＝６４．２ｍｍ、終端位置Ｆと壁面位置Ｌとの距離ＦＬ＝５７．３ｍｍとなり、ＥＦ：ＦＨ：ＦＫ：ＦＪ：ＦＬ＝１：１．２６：０．９５：１．０４：０．９２となり、終端位置Ｆから各壁面位置までの距離が、距離ＥＦに対しプラスマイナス３０パーセントの範囲内になるため、全ての壁面に対して凝集を軽減する十分な効果が得られる。

第２の実施の形態によれば、廃棄トナー搬送スパイラル８０５による廃棄トナーを搬送する移動空間４３とは異なる第２の移動空間４４を設け、当該第２の移動空間４４に対して、廃棄トナー第２搬送スパイラル８０４によって、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３による廃棄トナーの搬送方向と異なる方向に廃棄トナーを搬送し、搬送方向の終着部に現像剤検知手段としての廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１を設けたので、廃棄トナー収容空間４０を最大限使用することができる。

また、現像剤検知手段としての廃棄トナーフル検知バー７０４のクランク部７４１を回転させ、その廃棄トナーの堆積抵抗により現像剤の到来を検知するようにしたので、廃棄トナーが満杯になるわずか手前で廃棄トナーの堆積の到来を検知することができるという効果を有する。また、現像剤検知手段としてクランク部７４１の自重による回転と、廃棄トナーの堆積抵抗による回転動作の変化を光学的に検出することにより、廃棄トナーの堆積の到来を検知するので、正確な現像剤の到来を検知することができる。

また、第１の部材である廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の終端位置Ｆが、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３のトナー搬送方向における下流側であって、現像剤検知手段としてのクランク部７４１と壁面７０２ａとの間に設けられているため、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送力によって、廃棄トナーが壁面７０２ａに押し込まれて凝集することを防止しつつ、廃棄トナーの検知をすることができることになる。

更に、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送羽を移動空間４３の全域に設けずに、現像剤検知手段としてのクランク部７４１の廃棄トナーフル検出位置Ｅと壁面７０２ａとの間であって、廃棄トナーフル検出位置Ｅと壁面７０２ａの略中央である途中の終端位置Ｆまでとし、それ以降は逆向きの搬送方向となる小さい搬送羽の廃棄トナー第２搬送スパイラル８０４を設けたので、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３により搬送された廃棄トナーが壁面７０２ａに押し当てられる力を軽減し、凝集を防止することができる。また、廃棄トナー第１搬送スパイラル８０３の搬送羽を形成する前記終端位置Ｆを、第２の移動空間４４におけるサイドプレート７０２の壁面部と廃棄トナーフル検出位置Ｅとの中間の位置に設けたので、廃棄トナーが前記廃棄トナーフル検出位置Ｅに到達する時期と前記壁面部に到達する時期がほぼ同時となり、廃棄トナー搬送スパイラル８０５の駆動負荷トルクの増大した時期に廃棄トナーフルを検知することができ、よって廃棄トナー収容空間４０を最大限使用することができることとなる。

以上説明したように第２の実施の形態では、廃棄トナー搬送スパイラル８０５の駆動負荷トルクが増大し始めるのとほぼ同じタイミングで廃棄トナーフル検知をかけることができる。これにより、廃棄トナー搬送スパイラル８０５の駆動負荷トルクの増大を抑えながら廃棄トナー収容空間の最大限の使用が可能となる。

上記各実施の形態においては、画像形成装置として電子写真プリンタを例にして説明したが、これ以外にも例えば、複写機、ファクシミリ装置、複合機等にも本発明は適用可能である。本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらの本発明の範囲から排除するものではない。

１ 電子写真プリンタ
２ 現像装置
２ｋ 現像ユニット
３ｋ トナーカートリッジ
３２ 廃棄トナー収容部
４３、４４ 移動空間
７０３ 廃棄トナー搬送スパイラル
７０４ 廃棄トナーフル検知バー
７１１ 廃棄トナーフル検知センサ部材
７４１ クランク部
７４２ 直線部
８０３ 廃棄トナー第１搬送スパイラル
８０４ 廃棄トナー第２搬送スパイラル
８０５ 廃棄トナー搬送スパイラル

Claims (14)

1. 現像剤を受け入れる現像剤受入口と、
   前記現像剤受入口の下部に配置され、現像剤を搬送方向に向けて搬送する第１の部材を有する現像剤搬送手段と、
   前記現像剤搬送手段の上部に設けられ、現像剤を検知する現像剤検知手段と、
   前記搬送方向における前記現像剤検知手段の下流側に設けられた壁面部とを有することを特徴とする現像剤収容装置。
2. 前記現像剤搬送手段は前記第１の部材と第２の部材とを有し、
   前記第１の部材の終端位置が前記現像剤検知手段と前記壁面部との間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の現像剤収容装置。
3. 前記現像剤検知手段に形成された現像剤検出位置を有し、
   前記第１の部材の終端位置が前記現像剤検出位置と前記壁面位置との略中央に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の現像剤収容装置。
4. 前記第１の部材と前記第２の部材は略同軸上に形成された搬送スパイラルからなり、
   前記第２の部材に形成された搬送スパイラルは前記第１の部材の前記搬送方向と反対方向搬送力が得られる搬送スパイラルであることを特徴とする請求項３に記載の現像剤収容装置。
5. 前記現像剤検知手段は前記現像剤収容装置の長手方向において前記現像剤搬送手段よりも短い幅で形成されており、前記現像剤受入口側に配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の現像剤収容装置。
6. 前記現像剤検知手段は、クランク部を有する回転可能な検知バーからなり、前記検知バーの回転動作の検知結果に基づいて現像剤を検知することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の現像剤収容装置。
7. 前記現像剤検知手段は、クランク部の自重による回転動作と、現像剤の堆積抵抗による回転動作の変化を光学的に検出することを特徴とする請求項６記載の現像剤収容装置。
8. 現像剤を受け入れる現像剤受入口と、
   前記現像剤受入口の下部に配置され、現像剤を搬送方向に向けて搬送する第１の部材を有する現像剤搬送手段と、
   前記現像剤搬送手段の上部に設けられ、クランク部を有する回転部材と、
   前記搬送方向における前記回転部材の下流側に設けられた壁面部とを有することを特徴とする現像剤収容装置。
9. 請求項１から８のいずれか１つに記載の現像剤収容装置を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
10. 請求項１から８のいずれか１つに記載の現像剤収容装置がブラックトナーを収容するカートリッジと一体的に形成されていることを特徴とするトナーカートリッジ。
11. 請求項１から８のいずれか１つに記載の現像剤収容装置を有することを特徴とする現像装置。
12. 請求項９又は１０に記載のトナーカートリッジを有することを特徴とする現像装置。
13. 請求項１から８のいずれか１つに記載の現像剤収容装置を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項９又は１０に記載のトナーカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
    
    
    

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