JP2021047279A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回収容器に収容された廃トナーの蓄積量を適正に検出することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、トナー像をシートに転写して画像形成する。画像形成装置１は、シートを収容する給紙カセット３が着脱可能に装着されるカセット装着部１０と、カセット装着部１０に隣接して配置され、シートに転写されずに排出される廃トナーを収容する回収ボトル６１が着脱可能に装着される回収側装着部６０と、を備え、カセット装着部１０は、給紙カセット３をスライド可能に支持するカセットレール１０Ａと、カセットレール１０Ａを保持するレール保持部材１１と、を含み、回収側装着部６０は、回収ボトル６１に対向して配置され、回収ボトル６１に収容された廃トナーの蓄積量によって変化する静電容量を検出する変位センサー６４を有し、レール保持部材１１は、変位センサー６４の少なくとも一部に対向して配置された。【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、記録材に転写されなかった残留トナーを像担持体から除去するクリーニング装置を備えていた。クリーニング装置は、残留トナーを収容する収容容器と、収容容器内の残留トナーが所定量に達したことを検知する第１および第２の検知手段と、を備えていた。第１および第２の検知手段は、収容容器の内部で上下に離間して配置された２つの入力電極と、２つの入力電極の中間に配置された１つの出力電極と、２つの入力電極を切り替えるスイッチと、スイッチでつながる１つの入力電極と出力電極との間の静電容量を検知する検知回路と、を有していた。２つの入力電極をスイッチで切り替えることで、収容容器が満タンに近い状態と満タンになった状態とを検知していた。

特開平６−２０２５２９号公報

しかしながら、上記した画像形成装置（クリーニング装置）では、複数の電極を収容容器の内部に設けなければならないため、収容容器の構造が複雑になり製造コストが増加する虞があった。また、収容容器の内部複数の電極を収容容器の外部にある検知回路等に接続しなければならないため、クリーニング装置の構造が複雑になり製造コストが増加する虞があった。

上記のような問題に対し、例えば、収容容器の外側に非接触式の静電容量センサーを配置し、この静電容量センサーが収容容器内の残留トナーの蓄積量を検出することも考えられる。しかしながら、非接触式の静電容量センサーが検出する静電容量は、静電容量センサーと検出対象との距離によって変化するため、静電容量センサーの周囲に配置された部品が移動すると、静電容量センサーは正確な静電容量を検出することができない。したがって、静電容量センサーを可動部品の近傍に配置すると、残留トナーの蓄積量を適正に検出することができない。

ところで、一般的に、収容容器は、落下する残留トナーを受け入れるため、残留トナーの発生源である像担持体等よりも下方、つまり画像形成装置の下部に配置されることが多い。また、画像形成装置の下部には、記録材（用紙）をセットする給紙カセットが着脱可能に設けられることが多い。着脱される給紙カセットの近傍に収容容器が配置されると、非接触の静電容量センサーが収容容器内の残留トナーの蓄積量を適正に検出することができない虞がある。

本発明は、上記のような課題を解決するために、回収容器に収容された廃トナーの蓄積量を適正に検出することができる画像形成装置を提供する。

上記した目的を達成するため、本発明は、トナー像をシートに転写して画像形成する画像形成装置であって、前記シートを収容するカセットが着脱可能に装着されるカセット装着部と、前記カセット装着部に隣接して配置され、前記シートに転写されずに排出される廃トナーを収容する回収容器が着脱可能に装着される回収側装着部と、を備え、前記カセット装着部は、前記カセットをスライド可能に支持するカセットレールと、前記カセットレールを保持するレール保持部材と、を含み、前記回収側装着部は、前記回収容器に対向して配置され、前記回収容器に収容された前記廃トナーの蓄積量によって変化する静電容量を検出する変位センサーを有し、前記レール保持部材は、前記変位センサーの少なくとも一部に対向して配置された。

この場合、前記変位センサーは、前記回収容器を挟んで対向して配置された送信電極と受信電極との間の電界変化を検出し、前記送信電極と前記受信電極のうち一方は、前記レール保持部材に対向して配置されることが好ましい。

他の場合、前記変位センサーは、前記回収容器と前記レール保持部材との間に配置された送信電極と受信電極との間の電界変化を検出し、前記送信電極と前記受信電極の少なくとも一方は、前記レール保持部材に対向して配置されることが好ましい。

この場合、前記回収容器は、円筒状に形成され、外周面から径方向内側に突出した螺旋状の搬送リブを有する容器本体と、前記容器本体の軸方向一端部を軸周りに回転可能に支持し、前記容器本体の内部に連通する連通口を有するキャップと、を含み、前記回収側装着部は、前記キャップを固定し、前記容器本体を回転可能に支持し、前記回収側装着部に装着された前記容器本体が軸周りに回転することで、前記連通口から前記容器本体の内部に導入された前記廃トナーが軸方向他方に向かって搬送され、前記変位センサーの少なくとも一部は、前記容器本体の軸方向中央よりも他方において前記容器本体と前記レール保持部材との間に配置されることが好ましい。

本発明によれば、回収容器に収容された廃トナーの蓄積量を適正に検出することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す概略図（正面図）である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の給紙カセットおよび廃トナー回収装置等を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の給紙カセットおよび廃トナー回収装置等を示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の廃トナー回収装置の前側周辺を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に設けられるトナーボトルを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置のドラムクリーニング装置、ベルトクリーニング装置および排出搬送装置を示す概略図（平面から見た断面図）である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の廃トナー回収装置等を示す断面図（正面図）である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面に示す「Ｆｒ」は「前」を示し、「Ｒｒ」は「後」を示し、「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｄ」は「下」を示している。本明細書では方向や位置を示す用語を用いるが、それらの用語は説明の便宜のために用いるものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［第１実施形態］
図１ないし図４を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置１について説明する。図１は画像形成装置１の内部構造を示す概略図（正面図）である。図２は給紙カセット３および廃トナー回収装置１３等を示す平面図である。図３は給紙カセット３および廃トナー回収装置１３等を示す正面図である。図４は廃トナー回収装置１３の前側周辺を示す斜視図である。

［画像形成装置の概要］
画像形成装置１は、電子写真方式で形成したフルカラーのトナー像をシートＳに転写して画像形成するカラープリンターである。図１に示すように、画像形成装置１は、略直方体状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下側には、給紙カセット３を装着するためカセット装着部１０が設けられている。給紙カセット３には、例えば、紙製のシートＳ（またはシートＳの束）が収容される。装置本体２の上面には、画像形成されたシートＳを受ける排紙トレイ４が設けられている。なお、シートＳは、紙製に限らず、樹脂フィルムやＯＨＰシート等であってもよい。

カセット装着部１０は、給紙カセット３を装着するための空間を構成している。装置本体２の下側前面には、給紙カセット３を着脱するためのカセット装着部１０の前面開口が形成されている。給紙カセット３は、上面を開口させた略直方体状（箱状）に形成されている。給紙カセット３は、カセット装着部１０に着脱可能に装着されている。

図３および図４に示すように、給紙カセット３の左右両側面には一対のスライドガイド３Ａが固定され、カセット装着部１０の左右両側には一対のカセットレール１０Ａが設けられている（図２ないし図４では左側のみを図示している。）。スライドガイド３Ａおよびカセットレール１０Ａは、例えば、ステンレス等の金属材によって形成されている。一対のカセットレール１０Ａは、一対のスライドガイド３Ａをスライド可能に抱え込んでいる。これにより、一対のカセットレール１０Ａは、一対のスライドガイド３Ａを介して給紙カセット３をスライド可能に支持している。

また、カセット装着部１０の左右両側には、一対のカセットレール１０Ａを保持する一対のレール保持部材１１が設けられている（図２ないし図４では左側のみを図示している。）。レール保持部材１１は、例えば、ステンレス等の金属の板材で形成されている。レール保持部材１１は、カセット装着部１０の前側（前後方向中央よりも前側）に配置されている。図４に示すように、レール保持部材１１は、前後方向に沿って起立姿勢で設けられた保持部本体１１Ａと、保持部本体１１Ａの前端上部から外側に屈曲した前面部１１Ｂとを有し、平面から見て略Ｌ字状に形成されている。カセットレール１０Ａはレール保持部材１１の保持部本体１１Ａに固定され、保持部本体１１Ａは装置本体２に固定されている。前面部１１Ｂの下縁は、アーチ状に形成されている。

また、図１に示すように、画像形成装置１は、給紙部５と、画像形成部６と、定着装置７と、トナー補給装置１２と、廃トナー回収装置１３と、を装置本体２の内部に備えている。給紙部５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びる搬送路８の上流側に設けられている。定着装置７は搬送路８の下流側に設けられ、画像形成部６は搬送路８において給紙部５と定着装置７との間に設けられている。トナー補給装置１２は、画像形成部６よりも上方に設けられている。廃トナー回収装置１３は、画像形成部６よりも下方に設けられている。

画像形成部６は、中間転写ユニット１４と、４つのドラムユニット１５と、光走査装置１６と、含んでいる。中間転写ユニット１４は、排紙トレイ４の下方に設けられている。４つのドラムユニット１５は、中間転写ユニット１４の下側で左右方向に並んで設けられている。光走査装置１６は、各ドラムユニット１５の下側に設けられている。

中間転写ユニット１４は、装置本体２の内部の右側に配置された駆動ローラー２０Ａと装置本体２の内部の左側に配置された従動ローラー２０Ｂとに巻き掛けられた中間転写ベルト２１を有している。駆動ローラー２０Ａがモーター（図示せず）によって回転駆動されると、中間転写ベルト２１が左回りに回転する（図１の矢印参照）。また、従動ローラー２０Ｂの左側にはベルトクリーニング装置２２が配置されている。

４つのドラムユニット１５は、４色のトナーに対応して設けられている。各ドラムユニット１５は、感光体ドラム２３と、帯電装置２４と、現像装置２５と、一次転写ローラー２６と、ドラムクリーニング装置２７と、除電装置２８と、を含んでいる。なお、４つのドラムユニット１５は同様の構成を有しているため、以下、１つのドラムユニット１５について説明する。

感光体ドラム２３は、中間転写ベルト２１の下側表面に接触しながらモーター（図示せず）によって回転駆動される。帯電装置２４、現像装置２５、一次転写ローラー２６、ドラムクリーニング装置２７および除電装置２８は、感光体ドラム２３の周囲に転写プロセス順に配置されている。一次転写ローラー２６は、中間転写ベルト２１を挟んで上側から感光体ドラム２３に対向配置されている。中間転写ベルト２１（駆動ローラー２０Ａ）の右側には、二次転写ローラー２９が接触している。

詳細は後述するが、トナー補給装置１２には、４つのトナーボトル３１が着脱可能に装着されている。４つのトナーボトル３１には、４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の補給用のトナー（現像剤）が収容されている。４つのトナーボトル３１は、スクリューを内蔵した補給管等（図示せず）を介して４つの現像装置２５に連通しており、補給用のトナーを４つの現像装置２５に供給する。廃トナー回収装置１３には、回収ボトル６１（回収容器）が着脱可能に装着されている。回収ボトル６１には、シートＳに転写されずに排出される廃トナーが収容（回収）される。

また、画像形成装置１には、画像形成部６等の制御対象機器を適宜制御するための制御部１７が設けられている。制御部１７は、メモリーに記憶されたプログラムやパラメーターに従って各種の演算処理を実行するプロセッサー等を含んでいる。

ここで、画像形成装置１の動作について説明する。制御部１７は、入力された画像データに基づいて、以下のように画像形成処理を実行する。

帯電装置２４は、感光体ドラム２３の表面を帯電させる。光走査装置１６は、感光体ドラム２３に向けて画像データに対応した露光を行い、感光体ドラム２３の表面に静電潜像を形成する。現像装置２５は、トナー補給装置１２のトナーボトル３１から供給されたトナーを用いて感光体ドラム２３の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する。４つの感光体ドラム２３に担持された４色のトナー像は、一次転写バイアスを印加された一次転写ローラー２６によって、中間転写ベルト２１に順番に一次転写される。これにより、中間転写ベルト２１の表面には、フルカラーのトナー像が形成される。

一方、給紙部５は、給紙カセット３内のシートＳを搬送路８に送り出す。二次転写ローラー２９は、中間転写ベルト２１との間を通過するシートＳに中間転写ベルト２１上のトナー像を二次転写する。定着装置７は、シートＳにトナー像を熱定着させる。その後、シートＳは、排紙トレイ４に排出される。ドラムクリーニング装置２７は、一次転写後に感光体ドラム２３の表面に残留した廃トナー（残留トナー）を除去する。除電装置２８は、除電光を照射して感光体ドラム２３の電荷を除去する。また、ベルトクリーニング装置２２は、二次転写後に中間転写ベルト２１の表面に残留した廃トナーを除去する。感光体ドラム２３や中間転写ベルト２１から除去された廃トナーは、廃トナー回収装置１３の回収ボトル６１に回収される。

［トナー補給装置］
次に、図１および図５を参照して、トナー補給装置１２について説明する。図５はトナーボトル３１を示す斜視図である。

図１に示すように、トナー補給装置１２は、中間転写ユニット１４（現像装置２５）よりも上方に配置されている。トナー補給装置１２は、４つのトナーボトル３１を着脱可能に装着（挿入）するための４つの補給側装着部３０を有している。各々の補給側装着部３０は、トナーボトル３１を装着するための空間を構成している。装置本体２の上側前面には、トナーボトル３１を着脱するための補給側装着部３０の前面開口が形成されている。補給側装着部３０には、前面開口を開閉するための補給用カバー（図示せず）が設けられている。

＜トナーボトル＞
図５に示すように、各々のトナーボトル３１は、容器本体３２と、キャップ３３と、を含んでいる。なお、黒色のトナーを収容するためのトナーボトル３１は他のトナーボトル３１よりも太く（大径）に形成されており、このトナーボトル３１を挿入する右端の補給側装着部３０も他の補給側装着部３０よりも大径に形成されている（図１参照）。また、４つのトナーボトル３１は、太さの違いを除いて、同一構成であるため、以下、１つのトナーボトル３１について説明する。また、以下の説明では、トナーボトル３１を補給側装着部３０に装着した状態を基準として方向を設定する。なお、トナーは、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤でもよいし、磁性トナーから成る一成分現像剤でもよい。また、４つのトナーボトル３１（４つの補給側装着部３０）は、全て同じ大きさ（直径）であってもよい。

（容器本体）
容器本体３２は、例えば、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタラート）等の合成樹脂材料で前後方向に長い略円筒状に形成されている。容器本体３２には、外周面から径方向内側（軸心に向けて）に突出した螺旋状の搬送リブ３４が一体に形成されている。容器本体３２および搬送リブ３４は、略同一の厚みで形成されている。容器本体３２の前端面には、ユーザーが把持するための把持部Ｇが突き出している。容器本体３２の後部は他の部分よりも細く形成されており、容器本体３２の後端面は開口している（図示せず）。容器本体３２の後部（細くなった部分）には、略円環状の伝達ギア３５が固定されている。伝達ギア３５は、シャフトやギア等の動力伝達機構（図示せず）を介して駆動モーターＭに接続されている。詳細は後述するが、容器本体３２は駆動モーターＭに駆動されて軸周りに回転し、搬送リブ３４は容器本体３２と共に回転して容器本体３２の内部のトナーに軸方向に沿った搬送力を作用させる。なお、搬送リブ３４は、容器本体３２と一体に形成されていたが、これに限らず、搬送リブと容器本体とを別部材で構成してもよい（図示せず）。

（キャップ）
キャップ３３は、伝達ギア３５よりも後方に配置され、容器本体３２の後端面（開口）を覆うように容器本体３２に取り付けられている。キャップ３３は、容器本体３２の後端部（軸方向一端部）を軸周りに回転可能に支持している。キャップ３３は、容器本体３２の内部に連通する連通口３６を有している。連通口３６は、キャップ３３の下側面に形成された略矩形状の穴である。また、キャップ３３には、連通口３６を開閉するためのシャッター（図示せず）が軸方向（前後方向）にスライド可能に設けられている。トナーボトル３１が補給側装着部３０から取り外された状態では、シャッターは連通口３６を閉じている。

［トナーボトルの装着］
ここで、トナーボトル３１を補給側装着部３０に装着する手順について説明する。ユーザーは、補給側装着部３０の補給用カバーを開放して前面開口を露出させ、把持部Ｇを手前に向け、且つ連通口３６を下方に向けたトナーボトル３１を補給側装着部３０（前面開口）に差し込む。トナーボトル３１を差し込む過程で、シャッターは、補給側装着部３０の一部に接触して相対的に前方にスライドして連通口３６を開放する。開放された連通口３６は補給管の上流端に接続される。その後、ユーザーは補給用カバーを閉じる。

以上によって、トナーボトル３１の装着が完了する。この状態で、補給側装着部３０は、キャップ３３を固定し、容器本体３２を回転可能に支持している。また、この状態で、伝達ギア３５は動力伝達機構を介して駆動モーターＭに連結され、連通口３６は補給管等を介して現像装置２５に接続される。

制御部１７からのトナー補給指令によって駆動モーターＭが駆動されると、伝達ギア３５と一体となって容器本体３２が軸周りに回転する。補給側装着部３０に装着された容器本体３２（搬送リブ３４）が軸周りに回転することで、容器本体３２の内部に収容された補給用のトナーが連通口３６に向かって搬送される。トナーは、連通口３６から補給管を通って現像装置２５に供給（補給）される。

なお、補給側装着部３０には、トナーボトル３１に収容されたトナーの量を検出するための残量確認センサー（静電容量センサー等）が設けられている（図示せず）。残量確認センサーは、補給側装着部３０に装着されたトナーボトル３１に対向して配置され、トナーの残量に応じた静電容量を検出する。制御部１７は、残量確認センサーの検出結果に基づいて、トナーボトル３１が空になった（またはトナーが少なくなった）ことを判断し、例えば、画像形成装置１に備えられたタッチパネル（図示せず）に、トナーボトル３１が空になったことやトナーボトル３１の交換を促すメッセージ等を表示する。空になった（またはトナーが少なくなった）トナーボトル３１を交換する場合、ユーザーは把持部Ｇを掴んでトナーボトル３１を手前に引き出して補給側装着部３０から離脱させる。トナーボトル３１の引き出しに伴って、シャッターはバネ（図示せず）で後方に付勢されて連通口３６を閉じる。

次に、図６および図７を参照して、４つのドラムクリーニング装置２７およびベルトクリーニング装置２２について説明する。図６はドラムクリーニング装置２７、ベルトクリーニング装置２２および排出搬送装置１８を示す概略図（平面から見た断面図）である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

［ドラムクリーニング装置］
４つのドラムクリーニング装置２７は、４つの感光体ドラム２３に対応して設けられている（図１参照）。なお、４つのドラムクリーニング装置２７は同様の構成であるため、以下、１つのドラムクリーニング装置２７について説明する。

図７に示すように、ドラムクリーニング装置２７は、ドラム側ハウジング４０と、研磨ローラー４１と、規制ローラー４２と、クリーニングブレード４３と、ドラム側スクリュー４４と、を含んでいる。

図６および図７に示すように、ドラム側ハウジング４０は、感光体ドラム２３に対向する面を開口させた略箱状に形成されている。ドラム側ハウジング４０の後側底面には、後述する排出搬送装置１８に接続されるドラム側排出口４０Ａが開口している。研磨ローラー４１および規制ローラー４２は、前後方向に長い略円筒状に形成され、ドラム側ハウジング４０の内部において軸周りに回転可能に支持されている。研磨ローラー４１は感光体ドラム２３に接触し、規制ローラー４２は研磨ローラー４１の右下側に接触している。クリーニングブレード４３は、例えば、合成樹脂によって板状に形成され、ドラム側ハウジング４０に固定されている。クリーニングブレード４３の先端部は、感光体ドラム２３に接触している。ドラム側スクリュー４４は、前後方向に延びたシャフトの周面に固定された螺旋状の羽根を有し、ドラム側ハウジング４０の内部において軸周りに回転可能に支持されている。ドラム側スクリュー４４は、ドラム側ハウジング４０の左下部に配置されている。

［ベルトクリーニング装置］
図７に示すように、ベルトクリーニング装置２２は、ベルト側ハウジング４５と、バイアスブラシ４６と、回収ローラー４７と、回収ブレード４８と、ベルト側スクリュー４９と、を含んでいる。

図６および図７に示すように、ベルト側ハウジング４５は、中間転写ベルト２１に対向する面を開口させた略箱状に形成されている。ベルト側ハウジング４５の後側底面には、後述する排出搬送装置１８に接続されるベルト側排出口４５Ａが開口している。バイアスブラシ４６および回収ローラー４７は、前後方向に長い略円筒状に形成され、ベルト側ハウジング４５の内部において軸周りに回転可能に支持されている。バイアスブラシ４６は中間転写ベルト２１に接触し、回収ローラー４７はバイアスブラシ４６の左上側に接触している。回収ブレード４８は、例えば、合成樹脂によって板状に形成され、ベルト側ハウジング４５に固定されている。回収ブレード４８の先端部は、回収ローラー４７に接触している。ベルト側スクリュー４９は、前後方向に延びたシャフトの周面に固定された螺旋状の羽根を有し、ベルト側ハウジング４５の内部において軸周りに回転可能に支持されている。ベルト側スクリュー４９は、ベルト側ハウジング４５の左下部に配置されている。

［排出搬送装置］
図６および図７に示すように、４つのドラムクリーニング装置２７およびベルトクリーニング装置２２は、廃トナーを廃トナー回収装置１３に向けて搬送する排出搬送装置１８に接続されている。排出搬送装置１８は、搬送ハウジング５０と、搬送スクリュー５１と、を含んでいる。

搬送ハウジング５０は、左右方向に長い略直方体状に形成されている。搬送ハウジング５０の上面には、４つのドラム側導入管５２と、ベルト側導入管５３と、が左右方向に並んで設けられている。各々のドラム側導入管５２は、ドラムクリーニング装置２７のドラム側排出口４０Ａに接続されている。ベルト側導入管５３は、ベルトクリーニング装置２２のベルト側排出口４５Ａに接続されている。搬送ハウジング５０の左側底面には、廃トナー回収装置１３に接続される搬送排出管５４が形成されている。搬送スクリュー５１は、左右方向に延びたシャフトの周面に固定された螺旋状の羽根を有し、搬送ハウジング５０の内部において軸周りに回転可能に支持されている。

［廃トナー回収装置］
次に、図２ないし図４、図７、図８を参照して、廃トナー回収装置１３について説明する。図８は、図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

図２に示すように、廃トナー回収装置１３は、回収側装着部６０と、回収ボトル６１と、を含んでいる。回収側装着部６０には、回収ボトル６１が着脱可能に装着される。回収ボトル６１（容器本体３２）には、ベルトクリーニング装置２２やドラムクリーニング装置２７から排出される廃トナーが収容される。

＜回収ボトル＞
回収容器の一例としての回収ボトル６１は、補給用のトナーを消費して空になったトナーボトル３１である（４つのトナーボトル３１の何れでもよい。）（図５参照）。つまり、空になったトナーボトル３１が、廃トナーを回収する回収ボトル６１として兼用（再利用）されている。回収ボトル６１は、既に説明したトナーボトル３１と同一形状であるため、回収ボトル６１の詳細な説明は省略する。また、回収ボトル６１の構造に付す符号は、トナーボトル３１の構造に付した符号と同一である。なお、空になったトナーボトル３１が回収ボトル６１として流用されていたが、これに限らず、トナーボトル３１とは異なる専用の回収ボトル６１を用意してもよい。

＜回収側装着部＞
回収側装着部６０は、カセット装着部１０の左側に隣接して配置されている。回収側装着部６０は、排出搬送装置１８の搬送排出管５４に対応する位置に配置されている（図６および図７参照）。回収側装着部６０は、回収ボトル６１を装着するための空間を構成している。装置本体２の下側前面には、回収ボトル６１を着脱するための回収側装着部６０の前面開口が形成されている。

回収側装着部６０は、回収カバー６２と、支持レール部６３と、変位センサー６４と、を有している。回収カバー６２は、回収側装着部６０の前面開口を開閉するために設けられている。支持レール部６３は、回収ボトルをスライド可能に支持するために設けられている。変位センサー６４は、回収ボトル６１に収容された廃トナーに応じた静電容量を検出する。

回収カバー６２は、その下側に設けられた回転軸を中心に回動可能に設けられている。支持レール部６３は回収側装着部６０の下部に設けられ、支持レール部６３の上面は容器本体３２の周面にあわせて凹んでいる。支持レール部６３は、容器本体３２を軸方向にスライド可能に支持すると共に軸周りに回転可能に支持する。

［回収ボトルの装着］
ここで、回収ボトル６１を回収側装着部６０に装着する手順について説明する。ユーザーは、回収カバー６２を開放して回収側装着部６０（前面開口）を露出させ、把持部Ｇを手前に向け、且つ連通口３６を上方に向けた回収ボトル６１（空になったトナーボトル３１）を回収側装着部６０に差し込む。回収ボトル６１の差し込む過程で、シャッターは、回収側装着部６０の一部に接触して相対的に前方にスライドして連通口３６を開放する。開放された連通口３６は搬送排出管５４の下流端に接続される（図７参照）。その後、ユーザーは回収カバー６２を閉じる。

以上によって、回収ボトル６１の装着が完了する（図２および図４参照）。この状態で、回収側装着部６０は、キャップ３３を固定し、容器本体３２を回転可能に支持している。また、この状態で、伝達ギア３５は動力伝達機構を介して駆動モーターＭ（図５参照）に連結され、連通口３６は排出搬送装置１８を介して各クリーニング装置２２，２７に接続される（図７参照）。

［廃トナーの除去］
次に、廃トナー（残留トナー）の除去動作について説明する。なお、バイアスブラシ４６、各スクリュー４４，４９，５１には、負極性のバイアスが印加されていることとする。

画像形成処理が実行されると、研磨ローラー４１および規制ローラー４２は感光体ドラム２３に従動して回転し、ドラム側スクリュー４４はモーター（図示せず）によって回転駆動される。なお、研磨ローラー４１および規制ローラー４２は、モーターによって回転駆動されてもよい。研磨ローラー４１の表面には、感光体ドラム２３の表面に残留した廃トナー（残留トナー）が付着してトナー層が形成される。研磨ローラー４１は、トナー層を介して感光体ドラム２３の表面を研磨する。規制ローラー４２は、トナー層の層厚を均一にする。クリーニングブレード４３は感光体ドラム２３の表面に付着した廃トナーを掻き取り、その廃トナーはドラム側ハウジング４０に収容される。ドラム側スクリュー４４は、モーターによって回転駆動され、ドラム側ハウジング４０に収容された廃トナーをドラム側排出口４０Ａに向けて搬送する（図６の矢印参照）。廃トナーは、ドラム側排出口４０Ａから排出され、ドラム側導入管５２を通って搬送ハウジング５０内に進入する（図７の矢印参照）。

また、バイアスブラシ４６、回収ローラー４７およびベルト側スクリュー４９は、モーターによって回転駆動される。バイアスブラシ４６は、中間転写ベルト２１の表面に付着した廃トナー（残留トナー）を静電的な吸着力によって吸着する。回収ローラー４７は、バイアスブラシ４６に移動した廃トナーを受け取る。回収ブレード４８は回収ローラー４７に移動した廃トナーを掻き取り、その廃トナーはベルト側ハウジング４５に収容される。ベルト側スクリュー４９は、モーターによって回転駆動され、ベルト側ハウジング４５に収容された廃トナーをベルト側排出口４５Ａに向けて搬送する（図６の矢印参照）。廃トナーは、ベルト側排出口４５Ａから排出され、ベルト側導入管５３を通って搬送ハウジング５０内に進入する（図７の矢印参照）。

搬送スクリュー５１は、モーターによって回転駆動され、搬送ハウジング５０内に進入した廃トナーを搬送排出管５４に向けて搬送する（図６の矢印参照）。搬送ハウジング５０内に進入した廃トナーは、搬送排出管５４を通って連通口３６からキャップ３３（回収ボトル６１）内に進入する（図７の矢印参照）。

回収側装着部６０に装着された容器本体３２（搬送リブ３４）は、駆動モーターＭに駆動されて軸周り（補給側装着部３０に装着された容器本体３２とは逆回り）に回転する。容器本体３２（搬送リブ３４）が軸周りに回転することで、連通口３６から容器本体３２の内部に導入された廃トナーが後方から前方（軸方向他方）に向かって搬送される。搬送リブ３４は、廃トナーを前方に搬送すると共に、貯留された廃トナーの表面（上面）を均一化する。

以上のように、廃トナーが回収ボトル６１（容器本体３２）に回収される（図８参照）。

（変位センサー）
図２、図４および図８に示すように、回収側装着部６０には、回収ボトル６１に収容された廃トナーの蓄積量（貯留量）を検出するための変位センサー６４が設けられている。変位センサー６４は、回収ボトル６１に対向して配置され、回収ボトル６１に収容された廃トナーの蓄積量によって変化する静電容量を検出する静電容量センサーである。詳細には、変位センサー６４は、回収ボトル６１を挟んで対向して配置された送信電極６５と受信電極６６との間の電界変化を検出する相互容量方式の静電容量センサーである。なお、変位センサー６４では、回収ボトル６１の容積に対する廃トナーの蓄積量を０〜１００％まで検出することができるが、これに限らず、検出可能な蓄積量は自由に設定してもよい。

図４および図８に示すように、送信電極６５および受信電極６６は、それぞれ、前後方向に長い長方形状の基板６５Ａ，６６Ａに実装されている。基板６５Ａ，６６Ａは、前後方向に沿って起立姿勢で設けられ、回収側装着部６０のフレーム（図示せず）に固定されている。送信電極６５および受信電極６６（基板６５Ａ，６６Ａ）は、支持レール部６３よりも上方に設けられている。送信電極６５および受信電極６６は、基板６５Ａ，６６Ａの容器本体３２側の面に形成されている。送信電極６５は、回収ボトル６１を挟んでカセット装着部１０とは反対側（装置本体２の左側）に配置されている。受信電極６６は、カセット装着部１０（給紙カセット３）側に配置されている。送信電極６５および受信電極６６は、制御部１７に電気的に接続されている。

ところで、一般的に、静電容量センサーの出力（検出結果）は、送・受信電極６５，６６の周囲の物（部品）との距離に応じて出力（静電容量）が変化する。この画像形成装置１では、給紙カセット３が回収側装着部６０に隣接しているため、例えば、給紙カセット３の着脱（移動）によって変位センサー６４の出力が変化する虞がある。例えば、回収ボトル６１内での廃トナーの蓄積量に変化が無いにもかかわらず、変位センサー６４が検出する静電容量が変化することがある。つまり、変位センサー６４が廃トナーの蓄積量を誤検出する虞がある。そこで、この画像形成装置１は、給紙カセット３等の送・受信電極６５，６６の周囲の部品の移動によって変位センサー６４の出力が変化することを抑制する構造を備えている。

回収ボトル６１、送信電極６５および受信電極６６は、レール保持部材１１の保持部本体１１Ａ（カセットレール１０Ａ）と略平行に配置されている（図２参照）。送信電極６５および受信電極６６は、容器本体３２の前側（軸方向中央よりも他方）において容器本体３２に非接触となる位置に配置されている。受信電極６６は、（正面から見て）容器本体３２とレール保持部材１１（保持部本体１１Ａ）との間に配置されている。また、受信電極６６（基板６６Ａ）は、保持部本体１１Ａとは非接触で、保持部本体１１Ａに対向して配置されている。正確には、受信電極６６の前側（一部）が、不動に設けられた保持部本体１１Ａとオーバーラップしている（図４参照）。

回収ボトル６１内の廃トナーの蓄積量が増加するに従って、送信電極６５と受信電極６６の間の電界（静電容量）が変化する。制御部１７は、定期的に変位センサー６４からの出力（検出結果）を受け取る。なお、変位センサー６４から出力を受け取る間隔（サンプリングレート）は、制御部１７のプロセッサー等処理速度に応じて自由に設定することができる。制御部１７は、検出結果に基づいて回収ボトル６１内の廃トナーの蓄積量を算出する。制御部１７のメモリー（図示せず）には、廃トナーが満杯（所定の蓄積量）になったときの静電容量に対応するデータが予め記憶されている。制御部１７は、検出結果が満杯を示す場合、速やかに画像形成動作を停止する。また、制御部１７は、画像形成装置１に備えられたタッチパネルやスピーカー（図示せず）を制御して回収ボトル６１が満杯になったことをユーザーに報知し、回収ボトル６１の交換を促す。

なお、満杯になった回収ボトル６１を交換する場合、ユーザーは把持部Ｇを掴んで回収ボトル６１を手前に引き出して回収側装着部６０から離脱させる。回収ボトル６１の引き出しに伴って、シャッターはバネ（図示せず）で後方に付勢されて連通口３６を閉じる。

以上説明した第１実施形態に係る画像形成装置１では、レール保持部材１１（主に保持部本体１１Ａ）が、変位センサー６４の受信電極６６を覆っていた。換言すれば、レール保持部材１１の保持部本体１１Ａは、受信電極６６とカセット装着部１０（給紙カセット３）とを区画するように配置されていた（図８参照）。この構成によれば、例えば、給紙カセット３が着脱されたとしても、受信電極６６とレール保持部材１１との距離が一定に保たれているため、変位センサー６４が検出する静電容量の変化が抑制され、正確な静電容量を検出することができる。これにより、回収側装着部６０（回収ボトル６１）がカセット装着部１０（給紙カセット３）に隣接して配置されていたとしても、給紙カセット３の着脱による影響を受けることなく、回収ボトル６１に収容された廃トナーの蓄積量を適正に検出することができる。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１では、送信電極６５が、回収ボトル６１を挟んで給紙カセット３（カセット装着部１０）の反対側に設けられていた。この構成によれば、給紙カセット３の着脱による影響を受け難い位置に送信電極６５を配置することができ、給紙カセット３の着脱による影響を受けやすい受信電極６６をレール保持部材１１で覆うことができる。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１によれば、円筒状に形成された容器本体３２が軸周りに回転するため、容器本体３２の回転によって変位センサー６４と容器本体３２との距離が変化することがなく、当該距離を一定に保つことができる。これにより、変位センサー６４が正確な静電容量を検出することができるため、回収ボトル６１に収容された廃トナーの蓄積量を適正に検出することができる。

なお、第１実施形態に係る画像形成装置１では、受信電極６６の前側がレール保持部材１１（保持部本体１１Ａ）に対向していたが、これに限らず、受信電極６６の後側や受信電極６６全体がレール保持部材１１に対向して配置されてもよい（図示せず）。また、本実施形態に係る画像形成装置１では、変位センサー６４の受信電極６６がレール保持部材１１に対向して配置されていたが、本発明はこれに限定されない。受信電極６６と送信電極６５とを入れ替えて、送信電極６５がレール保持部材１１に対向して配置されてもよい（図示せず）。つまり、レール保持部材１１は変位センサー６４の少なくとも一部に対向して配置されていればよい。

［第２実施形態］
次に、図９を参照して、第２実施形態に係る画像形成装置１（廃トナー回収装置７０）について説明する。図９は廃トナー回収装置７０等を示す断面図（正面図）である。なお、以降の説明では、第１実施形態に係る画像形成装置１（廃トナー回収装置１３）と同様の構成には同一の符号を付し、同一または対応する説明は省略する。

第２実施形態に係る廃トナー回収装置７０では、変位センサー６７の送信電極６８および受信電極６９が、１つの基板６７Ａに上下方向に並んで実装されている。図９では、一例として、送信電極６８が基板６７Ａの上側に配置され、受信電極６９が基板６７Ａの下側に配置されているが、送・受信電極６８，６９の配置は上下を入れ替えてもよい。変位センサー６７は、回収ボトル６１とレール保持部材１１（保持部本体１１Ａ）との間に配置された送信電極６８と受信電極６９との間の電界変化を検出する相互容量方式の静電容量センサーである。送信電極６８と受信電極６９とは、保持部本体１１Ａとは非接触で、保持部本体１１Ａに対向して配置されている。正確には、上記した実施形態と同様に、送・受信電極６８，６９の前側（一部）が保持部本体１１Ａとオーバーラップしている。

以上説明した第２実施形態に係る画像形成装置１によれば、給紙カセット３が着脱されたとしても、送・受信電極６８，６９とレール保持部材１１との距離を一定に保つことができ、変位センサー６７が検出する静電容量の変化を抑制することができる。これにより、給紙カセット３の着脱による影響を受けることなく、廃トナーの蓄積量を適正に検出することができる等、第１実施形態に係る画像形成装置１と同様の作用、効果を得ることができる。

なお、第２実施形態に係る廃トナー回収装置７０では、送・受信電極６８，６９の前側がレール保持部材１１（保持部本体１１Ａ）に対向していたが、これに限らず、送・受信電極６８，６９の後側や送・受信電極６８，６９全体がレール保持部材１１に対向して配置されてもよい（図示せず）。また、送信電極６８または受信電極６９がレール保持部材１１に対向して配置されてもよい（図示せず）。また、送信電極６８および受信電極６９は、１つの基板６７Ａに左右方向に並んで実装されてもよい（図示せず）。

なお、第１および第２実施形態（以下「本実施形態」ともいう。）に係る画像形成装置１では、トナーボトル３１や回収ボトル６１の容器本体３２が、軸周りに回転されることで、内部のトナー（補給用のトナー、廃トナー）を軸方向に搬送する構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、変形例として、トナーを搬送するためのスクリューを容器本体に内蔵した回収容器であってもよい（図示せず）。この場合、容器本体が補給側装着部３０や回収側装着部６０に装着され、内部のスクリューが軸周りに回転することで、容器本体の内部の廃トナーを軸方向に搬送する。このような回収容器であっても、変位センサー６４，６７によって廃トナーの蓄積量を適正に検出することができる。

また、本実施形態に係る画像形成装置１では、レール保持部材１１が、平面から見てＬ字状に形成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、レール保持部材１１は、単なる板状に形成されてもよいし、送・受信電極６８，６９の少なくとも何れかを覆うように箱状に形成されてもよい（図示せず）。また、レール保持部材１１は、１つの部品で形成される必要はなく、複数の部品が組み合わされて構成されてもよい（図示せず）。つまり、カセットレール１０Ａを保持する機能を満たすことができる形状であれば如何なる形状でもよい。また、レール保持部材１１は、金属製に限らず、合成樹脂製であってもよい。

また、本実施形態では、廃トナー回収装置１３，１９が、画像形成装置１に備えられた制御部１７によって制御されていたが、本発明はこれに限定されない。制御部１７とは別に、廃トナー回収装置１３，１９またはトナー補給装置１２を制御するための専用の制御部を設けてもよい（図示せず）。

また、本実施形態に係る画像形成装置１では、変位センサー６４，６７がレール保持部材１１（保持部本体１１Ａ）と非接触であったが、例えば、基板６５Ａ，６６Ａ，６７Ａが保持部本体１１Ａに接触（固定）していてもよい。また、容器本体３２の円滑な回転等を担保するために、変位センサー６４，６７が回収ボトル６１と非接触であったが、接触していてもよい。

また、本実施形態の説明では、一例として、本発明を画像形成装置１（カラープリンター）に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施態様に限定されるものではない。本発明は技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよく、特許請求の範囲は技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様を含んでいる。

１ 画像形成装置
３ 給紙カセット（カセット）
１０ カセット装着部
１０Ａ カセットレール
１１ レール保持部材
１３，７０ 廃トナー回収装置
３２ 容器本体
３３ キャップ
３６ 連通口
６０ 回収側装着部
６１ 回収ボトル（回収容器）
６４，６７ 変位センサー
６５，６８ 送信電極
６６，６９ 受信電極
Ｓ シート

Claims (4)

1. トナー像をシートに転写して画像形成する画像形成装置であって、
   前記シートを収容するカセットが着脱可能に装着されるカセット装着部と、
   前記カセット装着部に隣接して配置され、前記シートに転写されずに排出される廃トナーを収容する回収容器が着脱可能に装着される回収側装着部と、を備え、
   前記カセット装着部は、
   前記カセットをスライド可能に支持するカセットレールと、
   前記カセットレールを保持するレール保持部材と、を含み、
   前記回収側装着部は、前記回収容器に対向して配置され、前記回収容器に収容された前記廃トナーの蓄積量によって変化する静電容量を検出する変位センサーを有し、
   前記レール保持部材は、前記変位センサーの少なくとも一部に対向して配置されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記変位センサーは、前記回収容器を挟んで対向して配置された送信電極と受信電極との間の電界変化を検出し、
   前記送信電極と前記受信電極のうち一方は、前記レール保持部材に対向して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記変位センサーは、前記回収容器と前記レール保持部材との間に配置された送信電極と受信電極との間の電界変化を検出し、
   前記送信電極と前記受信電極の少なくとも一方は、前記レール保持部材に対向して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記回収容器は、
   円筒状に形成され、外周面から径方向内側に突出した螺旋状の搬送リブを有する容器本体と、
   前記容器本体の軸方向一端部を軸周りに回転可能に支持し、前記容器本体の内部に連通する連通口を有するキャップと、を含み、
   前記回収側装着部は、前記キャップを固定し、前記容器本体を回転可能に支持し、
   前記回収側装着部に装着された前記容器本体が軸周りに回転することで、前記連通口から前記容器本体の内部に導入された前記廃トナーが軸方向他方に向かって搬送され、
   前記変位センサーの少なくとも一部は、前記容器本体の軸方向中央よりも他方において前記容器本体と前記レール保持部材との間に配置されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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