JP2013007963A - トナー収容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルトクリーナユニットの収容部がトナーにて満たされた状態となったか否かを安定的に判断可能とする。
【解決手段】 収容部３１がトナーにて満たされて可動部材５０が第１ポジションに到達した時、可動部材５０を第１ポジションから第２ポジションに強制変位させる。これにより、可動部材５０が強制変位させられたときには、収容部３１がトナーにて満たされた状態となっているので、トナー押圧力（トナー圧）が変動しても、その影響を受けることなく、収容部３１がトナーにて満たされたか否かを判定することが可能となる。したがって、収容部３１がトナーにて満たされた状態となったか否かを安定的に判断することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、回収されたトナーを収容する収容部を備えるトナー収容器、及びこのトナー収容器を備える電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

例えば、特許文献１に記載の発明では、回収された廃トナーを搬送スクリューにて廃トナー回収容器に搬送するとともに、廃トナー回収容器が廃トナーで満たされたときに、その行き場所を失った廃トナーが、スライド座を介して板バネ状の可動接点を固定接点側に押圧する構成としている。そして、可動接点が固定接点に接触したときに、廃トナー回収容器が廃トナーで満杯となったものとみなしている。

つまり、特許文献１に記載の発明は、廃トナー回収容器が廃トナーで満たされた状態で、搬送スクリューにて回収された廃トナーを搬送し続けることにより、廃トナー回収容器内等の内圧（以下、トナー圧という。）が上昇し、廃トナーのトナー圧を利用してスライド座を固定接点側に押圧して廃トナー回収容器が廃トナーで満杯となったか否かを判定している。

特開昭６３−１０８３７１号公報

しかし、トナーは粉体であり、液体や気体等の流体と比べて均一に流動し難く、トナー圧が変動し易いので、廃トナー回収容器が廃トナーで満杯となったか否かの判定は不安定となり易い。

すなわち、トナーが流動していない状態では、廃トナーの搬送量に比例するようにトナー圧が上昇するものの、トナー圧が上昇すると、それまで滞留していたトナーが一気に流動するので、トナー圧がその瞬間に大きく低下する。

このため、トナー圧のみで可動接点を変位させると、可動接点もトナー圧の変動に連動して変位してしまうので、可動接点の作動が不安定となり、廃トナー回収容器が廃トナーで満杯となったか否かの判定が不安定となり易い。

本発明は、上記点に鑑み、トナー収容器の収容部がトナーにて満たされた状態となったか否かを安定的に判断可能とすることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、回収されたトナーを収容する収容部（３１）を備えるトナー収容器であって、少なくとも収容部（３１）がトナーにて満たされときにトナーから力を受けて変位する可動部材（５０）と、可動部材（５０）を予め設定された第１ポジションから予め設定された第２ポジションまで強制的に変位させる強制変位手段（３７Ａ）とを備え、強制変位手段（３７Ａ）は、トナーから力を受けて変位した可動部材（５０）が第１ポジションに到達したときに可動部材（５０）と係合して可動部材（５０）を第２ポジションまで強制変位させることを特徴とする。

これにより、本発明では、トナーから力を受けて変位した可動部材（５０）が第１ポジションに到達したとき以降は、強制変位手段（３７Ａ）により可動部材（５０）が強制変位させられるとともに、強制変位手段（３７Ａ）により可動部材（５０）が強制変位させられたときには、収容部（３１）がトナーにて満たされた状態となっているので、トナー圧が変動しても、その影響を受けることなく、収容部（３１）がトナーにて満たされたか否かを判定することが可能となる。

したがって、本発明では、トナー収容器の収容部（３１）がトナーにて満たされた状態となったか否かを安定的に判断することができる。
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１の中央断面図である。 本発明の実施形態に係るベルトクリーナユニット１８の中央断面図である。 本発明の実施形態に係るベルトクリーナユニット１８の内部を上方側から見た図である。 本発明の第１実施形態に係る新品検知部４０及び検知部３７を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る新品検知部４０の概念図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態に係る検知部３７の作動説明図である。 本発明の実施形態に係る新品検知部４０及び検知部３７等を制御するための制御系ブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は検出ポートＰ１で検出される電圧変化を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第２実施形態に係る検知部３７の作動説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第３実施形態に係る検知部３７の作動説明図である。

本実施形態はダイレクトタンデム方式の画像形成装置に本発明に係るトナー収容器（ベルトクリーナユニット）及び画像形成装置を適用したものであり、以下に本実施形態を図面と共に説明する。

（第１実施形態）
１．画像形成装置の概要
画像形成装置１の筐体３内には、図１に示すように、記録用紙やＯＨＰシート等の記録シート（以下、用紙という。）にトナー（粉体状の現像剤）を転写することにより、用紙に画像を形成する電子写真方式の画像形成部５が収納されており、この画像形成部５は、周知のごとく、プロセスユニット７、露光器９及び定着器１１等から構成されている。

そして、本実施形態に係る画像形成部５は、ダイレクトタンデム方式の画像形成手段であるため、用紙の搬送方向に沿って直列に複数個（本実施形態では、４個）のプロセスユニット７が配設されているとともに、各プロセスユニット７（後述する感光ドラム７Ａ）に担持されているトナー像は、転写ベルト１３Ａ上の搬送される用紙に直接転写されて重ね合わせられる。

なお、４個のプロセスユニット７とは、用紙の搬送方向上流側から順に、ブラック用のプロセスユニット７Ｋ、イエロー用のプロセスユニット７Ｙ、マゼンタ用のプロセスユニット７Ｍ、シアン用のプロセスユニット７Ｃであり、これらプロセスユニット７Ｋ〜７Ｃそれぞれは、トナー像が担持される感光ドラム７Ａ、及び感光ドラム７Ａを帯電させる帯電器７Ｂ等から構成されている。

そして、帯電した感光ドラム７Ａを露光器９にて露光して感光ドラム７Ａの外周面に静電潜像を形成した後、電荷を帯びたトナーを感光ドラム７Ａに供給すると、感光ドラム７Ａの外周面にトナー像が担持（形成）される。

また、用紙を搬送する転写ベルト１３Ａを挟んで感光ドラム７Ａと対向する位置には、感光ドラム７Ａに担持されたトナーを用紙に転写させる転写ローラ８が設けられており、この転写ローラ８には、感光ドラム７Ａに担持されたトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加されている。

そして、感光ドラム７Ａに担持されていたトナー像が、転写ベルト１３Ａにより搬送される用紙に転写されると、そのトナー像が転写された用紙は定着器１１に搬送され、定着器１１にて加熱されてトナー像が用紙に溶着（定着）する。その後、用紙は、その搬送方向が上方側に転向されて筐体３の上端面に設定された排紙トレイ３Ａに排出される。

なお、転写ベルト１３Ａは、駆動ローラ１３Ｂ及び従動ローラ１３Ｃ間に架け渡されて、これらローラ１３Ｂ、１３Ｃと共に回転する無端状のベルトであり、転写ベルト１３Ａ、駆動ローラ１３Ｂ、従動ローラ１３Ｃ、並びに両ローラ１３Ｂ、１３Ｃを支持するフレーム（図示せず。）等によりベルトユニット１３が構成されている。

また、ベルトユニット１３の下方側には、画像形成部５に搬送される用紙が載置される給紙トレイ１４が着脱可能に装置本体に装着されており、この給紙トレイ１４とベルトユニット１３との間には、転写ベルト１３Ａに付着した廃トナー等の付着物を転写ベルト１３Ａから回収するベルトクリーナユニット１８が配設されている。

２．ベルトクリーナユニット（トナー収容器）について
２．１ ベルトクリーナユニットの構成
本実施形態に係る画像形成装置１では、用紙の搬送を行わない適当なタイミングでトナー濃度調整用のパッチ又は色ずれ検知用のレジマークを転写ベルト１３Ａ上に印刷（転写）した後、そのパッチ又はレジマークを廃トナーとしてベルトクリーナユニット１８にて回収している。

そして、ベルトクリーナユニット１８は、図２に示すように、クリーニングローラ２１、クリーニングシャフト２２、剥離ブレード２３、飛散防止ブレード２４、アジテータ２５、オーガ２７、及びトナー収容箱３０等から構成されている。

クリーニングローラ２１は、転写ベルト１３Ａと対向配置されて転写ベルト１３Ａの表面に付着した付着物（主に、トナー）を転写ベルト１３Ａから回収するクリーニング部材であり、クリーニングシャフト２２はクリーニングローラ２１の表面に付着したトナーを回収して収容部３１側に搬送するクリーニング部材である。

なお、転写ベルト１３Ａを挟んでクリーニングローラ２１と反対側には、バックアップローラ２６が配設されており、このバックアップローラ２６は転写ベルト１３Ａをクリーニングローラ２１に押し付けるためのバックアップ部材である。

また、クリーニングローラ２１及びクリーニングシャフト２２には、トナーが帯びている電荷と反対の極性を有する電位（本実施形態では、負電位）が印加され、クリーニングローラ２１は転写ベルト１３Ａの走行方向と逆方向に回転駆動される。

このため、本実施形態では、転写ベルト１３Ａの表面に付着したトナーは、機械的（物理的）に掻き取られつつ、クリーニングローラ２１とトナーとの間に発生する静電吸引力によりクリーニングローラ２１に静電吸着されて回収される。

そして、クリーニングローラ２１に静電吸着されているトナーは、静電吸引力によりクリーニングローラ２１からクリーニングシャフト２２に回収され、その回収されたトナーは、薄板状の剥離ブレード２３によってクリーニングシャフト２２から掻き落とされる。

その後、掻き落とされたトナーは、アジテータ２５によってトナー収容箱３０に構成された収容部３１に移送される。なお、飛散防止ブレード２４は、剥離ブレード２３により掻き落とされたトナーがクリーニングローラ２１側に飛散してしまうことを防止する。

２．２ 満杯検知部、及び新品検知部の構成
画像形成装置１の使用とともに、収容部３１には回収された廃トナーが溜まっていき、最終的には、回収されたトナーを収容することができなくなる。そこで、本実施形態に係る画像形成装置１では、図３に示すように、収容部３１が予め設定された所定量のトナーで満たされたか否かを検知する（以下、満杯検知機能という。）検知部３７を設けている。

そして、収容部３１が予め設定された所定量のトナーで満たされた（満杯）であると検知された場合には、その旨をユーザに報知するとともに、既存のベルトクリーナユニット１８（トナー収容箱３０）を破棄して、未使用のベルトクリーナユニット１８に交換すべき旨を促すメッセージ等をユーザに報知する機能が設けられている。

このため、本実施形態では、検知部３７に加えて、未使用のベルトクリーナユニット１８に交換されたか否かを検知するための新品検知部４０を検知部３７に併設している。
すなわち、収容部３１のうちトナーの移動方向と反対側には、トナーの移動方向と直交する方向（以下、幅方向という。）に延びて収容部３１を区画する区画壁２７Ａが設けられており、この区画壁２７Ａを挟んでアジテータ２５（トナーの落下点）と反対側に、検知部３７及び新品検知部４０が設けられている。

そして、区画壁２７Ａにより区画された空間２７Ｂは、区画壁２７Ａに沿って幅方向（本実施形態では、左右方向）に延びており、その長手方向一端側（本実施形態では、左端側）は収容部３１と連通し、長手方向他端側（本実施形態では、右端側）には検知部３７及び新品検知部４０が設けられている。

また、空間２７Ｂには、収容部３１と空間２７Ｂとの連通箇所（空間２７Ｂの長手方向一端側）まで到達したトナーを検知部３７側に移送するオーガ２７が設けられており、このオーガ２７は、図４に示すように、特定の向き（矢視Ａから見て右向き）に回転することにより、トナーを収容部３１と空間２７Ｂとの連通箇所から検知部３７側に移送する。

なお、オーガ２７は、軸部２７Ｃの外周面に螺旋羽根２７Ｄが形成されたスクリュー状の粉体輸送手段の１つである。
そして、軸部２７Ｃ（以下、オーガ軸２７Ｃと記す。）の長手方向他端には、新品検知部４０のほぼ全域亘って雄ねじが形成されたネジ軸４１が設けられており、このネジ軸４１は、新品検知部４０を構成するとともに、オーガ軸２７Ｃと平行な方向に延びてオーガ軸２７Ｃから駆動力を得て回転する。

また、ネジ軸４１の長手方向端部のうちオーガ軸２７Ｃと反対側の端部側には、検知部３７を構成する軸部（以下、検知軸という。）３７Ａが設けられており、この検知軸３７Ａは、オーガ軸２７Ｃと平行な方向に延びるとともに、ネジ軸４１を介してオーガ軸２７Ｃから駆動力を得て回転する。

そして、検知軸３７Ａのうちネジ軸４１との連結部から予め設定された寸法だけ長手方向他端側（図４の右側）にずれた位置から予め設定された範囲内には、ネジ軸４１の雄ねじと同一の雄ねじが形成されたネジ部３７Ｂが設けられ、さらに、検知軸３７Ａのうちネジ部３７Ｂを挟んで長手方向両側には、雄ねじが形成されていない第１非ネジ部３７Ｃ及び第２非ネジ部３７Ｄが設けられている。

因みに、本実施形態では、オーガ軸２７Ｃ、ネジ軸４１及び検知軸３７Ａ（ネジ部３７Ｂ及び第１、２非ネジ部３７Ｃ、３７Ｄを含む。）を樹脂又は金属にて一体成形することにより、これらの軸２７Ｃ、４１、３７Ａを連結している。

そして、ネジ部３７Ｂの山径は、オーガ２７軸の直径寸法と同一寸法であり、第１非ネジ部３７Ｃ及び第２非ネジ部３７Ｄの直径寸法は、ネジ部３７Ｂの谷径寸法以下の予め設定された寸法である。

また、ネジ軸４１及び検知軸３７Ａには、その軸方向（長手方向）に移動することができる可動部材５０が装着されており、この可動部材５０には、ネジ軸４１及びネジ部３７Ｂに形成された雄ねじと噛み合う（係合する）螺旋状の溝（雌ねじ）が形成されている。

すなわち、可動部材５０は、矩形板状の部材（図５参照）であり、その中心部にネジ軸４１又は検知軸３７Ａ（以下、これらの軸を総称するときに、ネジ軸４１等と記す。）が挿入されるねじ穴５０Ａが設けられており、このねじ穴５０Ａの内周面に雌ねじが形成されている。

一方、ネジ軸４１等が収納された空間２７Ｂを構成する区画壁２７Ａとトナー収容箱３０の底壁３０Ａとは、可動部材５０の外周面に沿う（平行となる）ように、互いに直交した構成となっている。

このため、可動部材５０の外周面が区画壁２７Ａ又は底壁３０Ａと係合するので、可動部材５０がネジ軸４１等の雄ねじと噛み合ったときには、可動部材５０は、オーガ２７と回転と共にネジ軸４１等と共に回転することなく軸方向に平行移動する。つまり、区画壁２７Ａ及び底壁３０Ａは、可動部材５０がネジ軸４１等と共に回転することを規制する回転規制手段として機能する。

そこで、本実施形態では、トナーを検知部３７側に移送させる向き（以下、この向きを移送の向きという。）にオーガ２７が回転したときに、可動部材５０が移送の向きに強制的に移動するように、ネジ軸４１等の雄ねじ及び可動部材５０の雌ねじの向きを設定している。

また、可動部材５０が、ネジ軸４１等のうち第１非ネジ部３７Ｃ等の雄ねじが形成されていない部位に位置するときには、ネジ軸４１等から可動部材５０を強制変位させる力（以下、この力を強制変位力という。）が作用しないので、オーガ２７（ネジ軸４１等）が回転しても可動部材５０は、原則として、変位しない。

しかし、オーガ２７の回転によりトナーが移送の向きに移送され続けると、移送されたトナーが可動部材５０に及ぼす力（以下、この力をトナー押圧力という。）が大きくなるので、可動部材５０はトナー押圧力を受けて移送の向きに変位する。

なお、トナー押圧力は、ネジ軸４１等と噛み合っている可動部材５０を強制的に変位させるほど大きくならないので、可動部材５０とネジ軸４１等が噛み合っているときには、可動部材５０は、トナー押圧力の影響を受けることなく、強制変位力（オーガ２７の回転）のみによって移送の向きに変位する。

また、可動部材５０のうち底壁３０Ａに対向する部位には、図５に示すように、導電性部材（本実施形態では、金属）からなる電気接点５１が設けられており、一方、底壁３０Ａのうちネジ軸４１に対応する範囲には、電気接点５１（以下、可動電気接点５１という。）と接触可能な第１、２固定電気接点５２、５３が設けられている。

また、第１、２固定電気接点５２、５３それぞれは、ネジ軸４１の軸方向に沿って設けられており、各第１、２固定電気接点５２、５３は、異なる電位に設定された一対の電気接点を１組として構成されている。つまり、第１固定電気接点５２は、電気接点５２Ａ、５２Ｂを１組として構成され、第２固定電気接点５３は、電気接点５３Ａ、５３Ｂを１組として構成さている。

そして、電気接点５２Ａ、５３Ａは装置本体の高電位側に電気的に接続され、電気接点５２Ｂ、５３Ｂは装置本体の低電位（本実施形態では、接地（０Ｖ））側に電気的に接続されている。なお、高電位側には、電圧変化を検出するための検出ポートＰ１が設定されている。

このため、可動電気接点５１と第１、２固定電気接点５２、５３とが接触すると、一対の電気接点５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ間が導通可能となるので、本実施形態では、検出ポートＰ１で検出される電位が低電位（ＯＶ）となる。

なお、本実施形態では、図４に示すように、第１固定電気接点５２のうち軸方向と平行な部位の寸法Ｌ１は、第２固定電気接点５３のうち軸方向と平行な部位の寸法Ｌ２と同一寸法に設定され、かつ、オーガ２７の回転速が一定であるので、電気接点５２Ａ、５２Ｂが導通する時間と電気接点５３Ａ、５３Ｂが導通する時間とは同一時間となる。

ところで、ネジ部３７Ｂの軸方向端部のうち移送の向きと逆側（第１非ネジ部３７Ｃ側）には、図６に示すように、可動部材５０とネジ部３７Ｂと噛み合って可動部材５０が移送の向きに強制変位したときに、可動部材５０と接触して変位するアクチュエータ３８が設けられている。

なお、アクチュエータ３８は、トナー収容箱３０に揺動可能に組み付けられた板状部材であり、このアクチュエータ３８（以下、揺動板３８という。）には、検知軸３７Ａ（ネジ部３７Ｂ）との干渉を回避するためにＵ型状の切り欠かれた逃げ部３８Ｄが設けられている。

そして、揺動板３８を揺動可能に支持する揺動軸３８Ａは、図４に示すように、トナー収容箱３０外まで延びているとともに、その先端側には、揺動軸３８Ａと一体的に揺動する遮光板３８Ｂが設けられている。一方、装置本体のうち遮光板３８Ｂに対応する部位には、遮光板３８Ｂ、つまり揺動板３８の揺動状態を検知する透過型の光学式センサ３９が設けられている。

また、光学式センサ３９は光の有無により開閉するスイッチの一種であり、本実施形態では、図５に示すように、光学式センサ３９に電圧を印加するための電気配線の少なくとも一部は、第１、２固定電気接点５２、５３に接続された電気配線の少なくとも一部と共用化されている。

そして、光学式センサ３９は、高電位側と低電位側とを導通させる回路を開閉するので、光学式センサ３９がＯＮ状態（スイッチが閉じた状態）では、検出ポートＰ１で検出される電位が低電位（ＯＶ）となり、光学式センサ３９がＯＦＦ状態（スイッチが開いた状態）では、検出ポートＰ１で検出される電位が高電位となる。

また、本実施形態に係る揺動板３８では、図６（ａ）に示すように、揺動軸３８Ａが揺動板３８の上端に設けられており、揺動板３８の板面が鉛直方向と平行な状態にあるときには、遮光板３８Ｂは光学式センサ３９の光路を遮る位置にあり、光学式センサ３９はＯＦＦ状態となっている。

そして、可動部材５０の雌ねじがネジ部３７Ｂの雄ねじと噛み合うと可動部材５０は、ネジ部３７Ｂから強制変位力を受けて移送の向き（図６（ａ）では右向き）に強制変位させられ、揺動板３８と接触する（図６（ａ）参照）。なお、以下、可動部材５０がネジ部３７Ｂと噛み合う位置を第１ポジションという。

その後、可動部材５０が更に移送の向きに強制変位させられると、図６（ｂ）→図６（ｃ）に示すように、揺動板３８は、可動部材５０により押されて上方側に揺動変位するため、遮光板３８Ｂが光学式センサ３９の光路を開放する位置となり、光学式センサ３９がＯＮ状態となる。なお、可動部材５０が第２非ネジ部３７Ｄまで到達してネジ部３７Ｂと可動部材５０と噛み合い（係合）が解除された時の可動部材５０の位置を第２ポジションという。

また、コイルバネ３７Ｅは、第２ポジション側から第１ポジション側に向かう向きの弾性力を可動部材５０に作用させる付勢手段であり、このコイルバネ３７Ｅの長手方向一端側は、逃げ部３８Ｄを貫通して可動部材５０に接触して弾性力を可動部材５０に作用させる。

また、規制係合突起部３７Ｆは、可動部材５０が第２ポジションに到達してネジ部３７Ｂと可動部材５０と噛み合いが解除したときに、可動部材５０が第１ポジション側（ネジ部３７Ｂ側）に変位することを規制する変位規制手段であり、この規制係合突起部３７Ｆは、図４に示すように、底壁３０Ａにコの字状の異形穴を設けて構成した板バネ部３７Ｇの先端側に設けられた突起部により構成されている。

つまり、可動部材５０が第２ポジション側に変位する際に可動部材５０と規制係合突起部３７Ｆとが衝突すると、規制係合突起部３７Ｆが可動部材５０から離隔するように退避し（図６（ｂ）参照）、その後、可動部材５０が規制係合突起部３７Ｆを乗り越えて規制係合突起部３７Ｆと可動部材５０とが係合する（図６（ｃ）参照）。これにより、可動部材５０が第１ポジション側（ネジ部３７Ｂ側）に変位することを規制される。

２．３ 満杯検知部、及び新品検知部の制御系（図７参照）
画像形成部５や駆動ローラ１３Ｂ等のローラに駆動力を供給する電動モータ６１、及び情報等を報知する表示パネル６２は、制御装置６０により制御されており、この制御装置６０には、検出ポートＰ１の電位を示す信号や画像形成装置１の電源スイッチ６３のＯＮ−ＯＦＦ状態を示す信号等が入力されている。

なお、制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータにて構成されたものであり、制御装置６０に設けられたＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶装置に、画像形成装置１の作動を制御するためのプログラムが格納されている。

２．４ 満杯検知部、及び新品検知部の作動
＜新品検知＞
未使用のベルトクリーナユニット１８においては、可動部材５０は、図５の実線で示すように、ネジ軸４１の軸方向端部のうちオーガ２７側の位置（以下、この位置を初期位置という。）にある。

そして、可動部材５０が初期位置にある状態でオーガ２７が回転すると、これに連動してネジ軸４１が回転するため、可動部材５０は、初期位置から移送の向きに平行移動し、最終的には、図５の二点鎖線で示すように、ネジ軸４１の雄ねじと可動部材５０の雌ねじとの噛み合いが外れる位置（以下、この位置を満杯検知開始位置という。）に到達するまで移動する。

このとき、可動部材５０が初期位置から満杯検知開始位置まで移動する際に、可動電気接点５１と第１、２固定電気接点５２、５３と導通状態なるので、検出ポートＰ１で検出される電位を示す波形は、図８（ａ）に示すように、２つの谷部が所定間隔で発生するような矩形波（以下、この波形を新品検知波形という。）となる。

また、オーガ２７は特定の向きのみに回転するので、満杯検知開始位置に到達した可動部材５０が初期位置に復帰することはあり得ない。つまり、新品検知波形は、未使用のベルトクリーナユニット１８が装置本体に装着された後、最初にオーガ２７が回転したときのみ検知される電圧変化である。

そこで、本実施形態に係る制御装置６０は、電源スイッチ６３の投入タイミングに連動して、所定時間（回転数）だけオーガ２７を回転させるとともに、このときに、新品検知波形が検知された場合には、未使用のベルトクリーナユニット１８が装置本体に装着されたものと判定する。因みに、上記の所定時間（所定回転数）とは、可動部材５０が初期位置から満杯検知開始位置まで移動するに必要な時間（回転数）をいう。

そして、制御装置６０は、未使用のベルトクリーナユニット１８が装置本体に装着されたと判定したときは、画像形成部５の作動を許可する旨のフラグ（以下、新品検知フラグという。）を設定する。

一方、新品検知フラグが設定されていない場合には、制御装置６０は、画像形成部５の作動を禁止状態とした上で、その旨を表示パネル６２等を介してユーザに報知する。なお、ベルトクリーナユニット１８が装置本体に装着されているか否かを検知するセンサ（図示せず。）により、ベルトクリーナユニット１８が装置本体から取り外されたと判定されたときには、設定されている新品検知フラグが解除される。

＜満杯検知＞
満杯検知機能は、新品検知フラグが設定されている場合に作動する。新品検知フラグが設定された直後、つまり、未使用のベルトクリーナユニット１８が装置本体に装着された直後においては、可動部材５０は満杯検知開始位置にある。

そして、満杯検知開始位置から第１ポジション手前までの区間（以下、この区間を区間Ａと記す。）は、図４に示すように、第１非ネジ部３７Ｃであるので、画像形成部５の作動と連動してオーガ２７が回転しても可動部材５０は移送の向きに移動することはない。

しかし、オーガ２７の回転に伴って区間Ａにトナーが堆積していくと、可動部材５０はトナー押圧力を受けて移送の向きに移動し、区間Ａに堆積したトナーの量が予め設定した量を超えて可動部材５０が第１ポジションに到達すると、可動部材５０の雌ねじとネジ部３７Ｂの雄ねじとが噛み合う（図６（ａ）参照）。

これにより、可動部材５０は第１ポジションから第２ポジションまで強制的に変位させられ（図６（ｂ）、図６（ｃ）参照）、可動部材５０が第２ポジションに到達すると、光学式センサ３９がＯＮ状態となり、図８（ｂ）に示すような電圧変化が検知される。

そこで、本実施形態では、上記の「予め設定した量」を「収容部３１が予め設定された所定量のトナーで満たされたときのトナー量」に設定し、光学式センサ３９がＯＮ状態となったときに、収容部３１が満杯になったものとみなしている。

ところで、可動部材５０が第２ポジション（第２非ネジ部３７Ｄ）に到達すると、可動部材５０の雌ねじとネジ部３７Ｂの雄ねじとの噛み合いが解除されるので、可動部材５０に作用する強制変位力が消失し、可動部材５０はコイルバネ３７Ｅの弾性力によりネジ部３７Ｂ側に押圧される。

しかし、規制係合突起部３７Ｆと可動部材５０とが係合し（図６（ｃ）参照）、可動部材５０が第１ポジション側（ネジ部３７Ｂ側）に変位することが規制されるので、ＯＮ状態となった光学式センサ３９が再びＯＦＦ状態に復帰することはない。

３．ベルトクリーナユニット及び画像形成装置の特徴
本実施形態では、トナー押圧力を受けて移送の向き側に変位した可動部材５０が第１ポジションに到達したとき以降は、ネジ部３７Ｂにより可動部材５０が強制変位させられる。

そして、ネジ部３７Ｂにより可動部材５０が強制変位させられたときには、収容部３１がトナーにて満たされた状態となっているので、トナー押圧力（トナー圧）が変動しても、その影響を受けることなく、収容部３１がトナーにて満たされたか否かを判定することが可能となる。

したがって、本実施形態では、トナー収容器の収容部３１がトナーにて満たされた状態となったか否かを安定的に判断することができる。
また、本実施形態では、収容部３１に収容されているトナーを可動部材５０に向けて搬送する搬送手段としてオーガ２７を備えることを特徴としているので、可動部材５０は、オーガ２７による搬送力を直接的に受ける構成となる。したがって、可動部材５０を確実に第１ポジション側に移動させることができるので、収容部３１がトナーにて満たされた状態となったか否かを確実に判断することができる。

また、本実施形態では、ネジ部３７Ｂは、オーガ２７から駆動力を得て可動部材５０を強制変位させることを特徴としているので、ネジ部３７Ｂに駆動力を供給するため駆動力伝達手段を別に構成した場合に比べて、その構成を簡素な構成とすることが可能となる。

また、本実施形態では、オーガ２７の軸部２７Ｃとネジ部３７Ｂとが連結されていることを特徴としているので、ネジ部３７Ｂに容易に駆動力を供給することができる。
また、本実施形態では、第２ポジション側から第１ポジション側に向かう向きの力を可動部材５０に作用させるコイルバネ３７Ｅを備えることを特徴としているので、可動部材５０に無用な振動変位等が発生してしまうことを抑制でき、可動部材５０を安定的に変位させることができる。

また、本実施形態では、ネジ部３７Ｂは、可動部材５０が第２ポジションに到達したときに、可動部材５０との係合が解除されるように非係合部をなす第２非ネジ部３７Ｄが設けられていることを特徴としているので、収容部３１がトナーにて満たされた状態と判定されたとき以降に、可動部材５０が不必要に強制変位させられることを防止できる。

また、本実施形態では、可動部材５０が第２ポジションに到達したときに、可動部材５０が第１ポジション側に変位することを規制する変位規制手段をなす規制係合突起部３７Ｆを備えることを特徴としているので、収容部３１がトナーにて満たされた状態と判定されたとき以降において、可動部材５０に無用な振動変位等が発生してしまうことを抑制できる。

また、本実施形態では、上述したように、新品検知のために光学式のセンサを用いることなく、未使用のベルトクリーナユニット１８（トナー収容箱３０）が装置本体に装着されたものと判定することができる。

すなわち、ネジ軸４１は特定の向きに回転するオーガ２７から回転力を得ているので、可動部材５０は往復変位すること無く特定の向きに変位する。このため、可動部材５０が軸方向一端側の位置である第１ポジションから他端側の位置である第２ポジションに変位した後、可動部材５０が第２ポジションから第１ポジションに復帰して、再び、第１ポジションから第２ポジションに移動することはない。

したがって、可動部材５０、つまり可動電気接点５１が変位することによる電圧変化は、未使用のベルトクリーナユニット１８が装置本体に装着されて最初にオーガ２７が回転したときだけであるので、この電圧変化が検出されたときには、未使用のベルトクリーナユニット１８が装置本体に装着されたものとみなすことができる。

また、本実施形態では、第１、２固定電気接点５２、５３は、異なる電位に設定された一対の電気接点５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂを１組として構成されており、さらに、可動電気接点５１と第１、２固定電気接点５２、５３とが接触することにより、一対の電気接点５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ間が導通可能となることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、可動電気接点５１に電圧を印加する必要がなく、可動電気接点５１に電圧を印加するための摺動電気接点（ブラシ）等を必要としないので、画像形成装置の電気配線を簡素な構成とすることが可能となる。

また、本実施形態では、トナー収容箱３０に溜まったトナーの量が予め設定された量を超えたか否かを検出する満杯検知手段をなす光学式センサ３９を備えており、この光学式センサ３９に電圧を印加するための電気配線の少なくとも一部が、第１、２固定電気接点５２、５３に接続された電気配線の少なくとも一部と共用化されていることを特徴としているので、画像形成装置１の電気配線を簡素な構成とすることが可能となる。

また、本実施形態では、第１、２固定電気接点５２、５３は、ネジ軸４１の軸方向に沿って複数設けられていることを特徴としているので、可動部材５０の移動に伴う電圧変化が周期的に発生する（図８（ａ）参照）。

したがって、電気ノイズ等と電圧変化とを確実に識別することができるので、未使用のベルトクリーナユニット１８が装置本体に装着されたか否かを確実に判定することができる。

また、本実施形態では、ネジ軸４１の雄ねじは、予め設定された所定範囲内のみに形成されており、さらに、第１、２固定電気接点５２、５３は、雄ねじが形成された範囲に対応する範囲内に位置していることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、無用な可動部材５０の移動を防止することができる。つまり、雄ねじが設定された範囲外まで可動部材５０が移動すると、雄ねじと雌ねじとの噛み合いが解除されるので、その後は、ネジ軸４１が回転しても可動部材５０が移動してしまうことはない。

（第２実施形態）
上述の実施形態に係る可動部材５０は、ネジ部３７Ｂにより移送の向きに向けて強制的に平行移動したが、本実施形態では、図９に示すように、揺動板３８を廃止して可動部材５０を揺動可能にトナー収容箱３０に組み付けるとともに、可動部材５０を第１ポジションに相当する位置から第２ポジションに相当する位置まで強制的に揺動変位させる構成としたものである。

１．可動部材を強制変位させるための構成
すなわち、揺動軸３８Ａの軸端のうち遮光板３８Ｂと反対側の端部には、図９（ａ）に示すように、予め設定された中心角を有する扇形歯車３８Ｃが設けられており、コイルバネ３７Ｅは、満杯検知開始位置に相当する位置に可動部材５０が位置するように可動部材５０に弾性力を作用させる。なお、本実施形態では、コイルバネ３７Ｅは、扇形歯車３８Ｃを介して間接的に可動部材５０に弾性力を作用させている。

駆動歯車３７Ｈは、オーガ２７又はオーガ２７を回転させる駆動源から駆動力を得て回転する強制変位手段を構成するものであり、この駆動歯車３７Ｈは、扇形歯車３８Ｃと噛み合って可動部材５０を第１ポジションから第２ポジションまで強制的に揺動変位させる強制変位力を可動部材５０に作用させる。

なお、満杯検知開始位置に相当する位置（以下、満杯検知開始位置と略す。）とは、可動部材５０にトナー押圧力が作用していないときの可動部材５０の位置をいう。第１ポジションに相当する位置（以下、第１ポジションと略す。）とは、図９（ｂ）に示すように、可動部材５０にトナー押圧力が作用して扇形歯車３８Ｃと駆動歯車３７Ｈとが噛み合った時の位置をいい、第２ポジションに相当する位置（以下、第２ポジションと略す。）とは、図９（ｃ）に示すように、可動部材５０が強制的に揺動変位させられた後であって、扇形歯車３８Ｃと駆動歯車３７Ｈとの噛み合いが解除された時の位置をいう。

２．本実施形態における特徴的作動
満杯検知開始位置から第１ポジション手前までの区間（区間Ａ）にトナーが堆積している場合には、可動部材５０にトナー押圧力が作用しないので、扇形歯車３８Ｃと駆動歯車３７Ｈとは噛み合っておらず、可動部材５０は停止している（図９（ａ）参照）。

しかし、オーガ２７の回転に伴って区間Ａにトナーが堆積していくと、可動部材５０はトナー押圧力を受けて移送の向きに移動するように揺動し、区間Ａに堆積したトナーの量が予め設定した量を超えて可動部材５０が第１ポジションに到達すると、扇形歯車３８Ｃと駆動歯車３７Ｈとが噛み合う（図９（ｂ）参照）。

これにより、可動部材５０は第１ポジションから第２ポジションまで強制的に揺動変位させられ、可動部材５０が第２ポジションに到達すると（図９（ｃ）参照）、光学式センサ３９がＯＮ状態となり、図８（ｂ）に示すような電圧変化が検知され、満杯状態が検知される。

なお、可動部材５０が第２ポジションに到達すると、扇形歯車３８Ｃと駆動歯車３７Ｈとの噛み合いが解除されるとともに、規制係合突起部３７Ｆにより可動部材５０が第１ポジション側に変位してしまうことが規制される。

因みに、本実施形態では、扇形歯車３８Ｃを用いて第１ポジションから第２ポジションまで強制変位させたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、扇形歯車３８Ｃに代えて、例えば、扇形歯車３８Ｃの中心角相当の範囲のみに歯を設けた欠歯車を用いてもよい。

（第３実施形態）
第２実施形態では、可動部材５０を水平方向に揺動可能とした状態で、オーガ２７によるトナーの搬送力がトナー押圧力を発生させるものであったが、本実施形態は、図１０（ａ）に示すように、可動部材５０を鉛直方向に揺動可能とした状態で、可動部材５０上に堆積したトナーに作用する重力によりトナー押圧力を発生させるものである。
１．可動部材を強制変位させるための構成
すなわち、図１０（ａ）に示すように、本実施形態では、オーガ２７により搬送されてきたトナーが落下する縦穴状のピット３７Ｊが設けられており、可動部材５０は、その板面が満杯検知開始位置において略水平となるように、ピット３７Ｊ内に配設されている。

これにより、オーガ２７の回転に伴ってピット３７Ｊ内に落下したトナーは、可動部材５０上に堆積していき、その堆積したトナーの量が予め設定した量を超えると、可動部材５０が揺動して第１ポジションに到達すると、扇形歯車３８Ｃと駆動歯車３７Ｈとが噛み合う（図１０（ｂ）参照）。

そして、可動部材５０が第１ポジションから第２ポジションまで強制的に揺動変位させられて第２ポジションに到達すると（図１０（ｃ）参照）、光学式センサ３９がＯＮ状態となり、図８（ｂ）に示すような電圧変化が検知され、満杯状態が検知される。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、新品検知部４０を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、新品検知部４０を廃止してもよい。

また、上述の実施形態では、オーガ２７を利用して強制変位手段を構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１…画像形成装置、３…筐体、３Ａ…排紙トレイ、５…画像形成部、
７…プロセスユニット、７Ａ…感光ドラム、８…転写ローラ、９…露光器、
１１…定着器、１３…ベルトユニット、１３Ａ…転写ベルト、１３Ｂ…駆動ローラ、
１３Ｃ…従動ローラ、１４…給紙トレイ、１８…ベルトクリーナユニット、
２１…クリーニングローラ、２２…クリーニングシャフト、２３…剥離ブレード、
２４…飛散防止ブレード、２５…アジテータ、２６…バックアップローラ、
２７…オーガ、２７Ａ…区画壁、２７Ｂ…空間、２７Ｃ…オーガ軸、
２７Ｄ…螺旋羽根、３０…トナー収容箱、３１…収容部、３７…検知部、
３７Ａ…検知軸、３７Ｂ…ネジ部、３７Ｃ…第１非ネジ部、３７Ｄ…第２非ネジ部、
３７Ｅ…コイルバネ、３７Ｆ…規制係合突起部、３７Ｇ…板バネ部、
３９…光学式センサ、４０…新品検知部、４１…ネジ軸、５０…可動部材、
５０Ａ…穴、５１…可動電気接点、５２…第１固定電気接点、
５３…第２固定電気接点、６０…制御装置、６１…電動モータ、６２…表示パネル。

Claims (9)

1. 回収されたトナーを収容する収容部を備えるトナー収容器であって、
   少なくとも前記収容部がトナーにて満たされときにトナーから力を受けて変位する可動部材と、
   前記可動部材を予め設定された第１ポジションから予め設定された第２ポジションまで強制的に変位させる強制変位手段とを備え、
   前記強制変位手段は、トナーから力を受けて変位した前記可動部材が前記第１ポジションに到達したときに前記可動部材と係合して前記可動部材を前記第２ポジションまで強制変位させることを特徴とするトナー収容器。
2. 前記収容部に収容されているトナーを前記可動部材に向けて搬送する搬送手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のトナー収容器。
3. 前記強制変位手段は、前記搬送手段から駆動力を得て前記可動部材を強制変位させることを特徴とする請求項２に記載のトナー収容器。
4. 前記搬送手段は、軸部の外周面に螺旋羽根が形成されたスクリュー状のオーガであり、
   前記強制変位手段は、前記可動部材に形成された螺旋状の溝部に噛み合う雄ねじが外周面に設けられた軸部を有して構成されており、
   さらに、前記搬送手段の前記軸部と前記強制変位手段の前記軸部とが連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載トナー収容器。
5. 前記第２ポジション側から前記第１ポジション側に向かう向きの力を前記可動部材に作用させる付勢手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトナー収容器。
6. 前記強制変位手段は、前記可動部材が前記第２ポジションに到達したときに、前記可動部材との係合が解除されるように非係合部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載トナー収容器。
7. 前記可動部材が前記第２ポジションに到達したときに、前記可動部材が前記第１ポジション側に変位することを規制する変位規制手段を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載のトナー収容器。
8. 前記可動部材が前記第１ポジションから前記第２ポジションに変位する場合に、前記可動部材と接触して変位するアクチュエータを備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のトナー収容器。
9. トナーをシートに転写することによりシートに画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
   回収された廃トナーを収容する請求項１ないし８のいずれか１項に記載のトナー収容器と、
   前記可動部材が前記第２ポジションに到達したか否かを検知する検知手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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