JP2535839B2 - 回収トナ−の満杯検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、複写機等において、潜像担持体上の残留
トナーを回収するトナー回収装置に付設される回収トナ
ーの満杯検知装置に係り、特に、光学式センサを用いて
回収トナーの満杯状態を検知できるようにした回収トナ
ーの満杯検知装置の改良に関する。

［従来の技術］ 一般に、複写機等においては、第９図に示すように、
潜像担持体としての感光ドラム１上の残留トナーは、ク
リーニング手段としてのクリーニングブレード２で掻き
落されると共にトナー受け部材３で受け止められた後、
トナー搬送部材４を介してトナー回収ボックス５内へ送
り込まれるようになっている。そして、トナー回収ボッ
クス５内の回収トナーが満杯になると、トナー回収ボッ
クス５を交換しなければならないが、この際、回収トナ
ーの満杯状態を確実に検知することが必要になる。

従来における回収トナーの満杯検知装置として光学式
センサを利用したものを例に挙げると、トナー回収ボッ
クス５の上部に開口10を設け、この開口10縁には透明若
しくは判透明のハウジング11を上方に向けて膨出形成す
ると共に、このハウジング11の両側には発光素子13と受
光素子14とからなる光学式センサ12を相対向させて配設
したものが提供されている。

このタイプによれば、トナー回収ボックス５内にトナ
ーが次第に充填されてトナーが満杯になると、上記ハウ
ジング11内にもトナーが充填されるため、ハウジング11
内のトナーが光学式センサ12の光路を遮ることになる。
このときの光学式センサ12の出力変化により、回収トナ
ーの満杯状態が検知されるのである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の回収トーの満杯検知
装置にあっては、回収トナーが満杯になる時点では、ト
ナー回収ボックス５の上部材壁位置までトナーを充填し
た後、更に上記ハウジング11内に上記トナーを押し上げ
る必要があるが、トナーの搬送手段４は回収トナーを全
体的に押し上げるに過ぎないので、上記ハウジング11内
にトナーが確実に充填されないという虞れが生じ、回収
トナーの満杯状態を正確に検知することが困難になって
しまうばかりか、満杯のトナーがトナー回収ボックス５
のシール部分から外部に溢れるという虞れも生ずる。

また、トナー回収ボックス５内で浮遊するトナーが上
記ハウジング11の内壁に付着していくと、仮に、回収ト
ナーが満杯にならなくても、付着トナーが上記光学式セ
ンサ12の光路を遮るという事態が生じてしまう。このた
め、上記付着トナーの存在によって上記光学式センサ12
の光路を遮らないように、上記光学式センサ12の感度を
補正することが必要になるが、その補正作業が極ねて面
倒なものになってしまう。

更に、上記トナー回収ボックス５は通常感光ドラム１
の軸方向に沿って延びるものであるため、トナー回収ボ
ックス５内において回収トナーの分布がその長手方向で
片寄ってしまうことが起こり得る。このような場合、仮
にハウジング11部分に対応したトナー部分だけが盛り上
がると、光学式センサ12の光路が直ちに遮られてあたか
も回収トナーが満杯になった如く誤って検知されてしま
うという問題が生ずる。

更にまた、上記タイプにあっては、回収トナー量が満
杯になった時点で突如トナー満杯信号が発せられるよう
になっているので、オペレータには回収トナー量の満杯
タイミングを事前に予測することができないという問題
もある。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、以上の問題点に着目して為されたもので
あって、光学式センサに対する面倒な感度補正を伴うこ
となく、しかも、トナー回収ボックス内のトナーの片寄
りに影響されることなく、回収トナーの満杯状態をある
程度の予測をもって正確に検知できるようにした回収ト
ナーの満杯検知装置を提供するものである。

すなわち、この発明は、クリーニング手段で清掃され
た潜像担持体上の回収トナーをトナー搬送手段によりト
ナー回収ボックス内に回収するようにしたトナー回収装
置に対して設けられる回収トナーの満杯検知装置におい
て、トナーボックス内に設けられ、前記トナー回収ボッ
クス内のトナー量に応じて上下動するフロート部材と、
前記フロート部材に設けられ、上下及び左右にずらされ
た複数の被検知部を有する非透過性の遮光突片と、前記
非透過性の遮光突片の複数の被検知部に対向する発光部
及び受光部からなる複数の検知部が設けられ、回収トナ
ー量に応じてフロート部材が上昇した際に遮光突片の複
数の被検知部で複数の検知部の光路が段階的に順次遮断
され、回収トナーの満杯状態を段階的に検知する光学式
センサとを有することを特徴としたものである。

このような技術的手段において、上記トナー回収装置
は、クリーニング装置や潜像担持体と別個の独立したユ
ニットであってもよいし、クリーニング装置や潜像担持
体と共に一つのユニットを構成したもののいずれのタイ
プでも差支えない。また、トナー回収ボックスの形状や
配設位置等については適宜設計変更して差支えないが、
フロート部材の浮揚動作を確保するには、トナー回収ボ
ックスの下方部に回収トナーの導入部を設けることが必
要である。

また、上記フロート部材の材質については適宜選択し
て差支えないが、回収トナーの上昇に伴って上昇するこ
とが必要であることからある程度軽量の材料を用いるこ
とが望ましい。また、フロート部材の大きさについて
も、トナー分布の片寄りを充分に吸収できる程度の大き
さであれば適宜選択して差支えない。すなわち、トナー
回収ボックス内におけるトナー分布の全体的ばらつきを
確実に吸収するには、トナー回収ボックスの横断面空間
領域に略合致した大きさに設計することが必要になる
が、潜像担持体上の使用頻度の高い潜像形成領域に対応
させてフロート部材を配設するようにすれば、フロート
部材の大きさとしては潜像担持体の軸方向に沿う寸法が
最大潜像形成領域の50〜70％に設定されていればよい。
そしてまた、上記フロート部材の支持手段についても、
回収トナーの導入部位置の上方で支えられ、トナーの上
昇に伴ってフロート部材が自動的に上昇していくように
配設されていれば、適宜設計変更してよい。

更に、光学式センサと遮光突片との相互関係について
は、回収トナーが満杯状態付近から満杯状態に至る間に
おいて、光学式センサの光路が遮光突片で順次遮られる
ように設計することが必要である。

［作用］ 上述したような技術的手段によれば、クリーニング手
段で清掃された潜像担持体上の残留トナーがトナー回収
ボックス内に次第に回収されていくと、トナー回収ボッ
クス内でトナーが次第に上昇していくことになるが、こ
れに伴って上記フロート部材が上昇していき、回収トナ
ーが満杯位置付近に到達すると、上記遮光突片における
複数の被検知部が光学式センサにおける複数の検知部の
光路を順次遮断し、これにより、回収トナーの満杯状態
が段階的に検知されるのである。

［実施例］ 以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳
細に説明する。

◎実施例１ 第１図及び第２図においては、所謂センタレジストレ
ーションタイプの複写機において用いられる回収トナー
の満杯検知装置が示されている。

同図において、トナー回収装置は、潜像担持体として
の感光ドラム１、クリーニング手段としてのクリーニン
グブレード２、トナー受け部材３及びトナー搬送部材４
と共に一つのユニットを構成したものである。そして、
上記ユニットケースＣは、トナー回収ボックス５のトナ
ー導入部5c付近に上記トナー受け部材３を配設する共
に、感光ドラム１、クリーニングブレード２及びトナー
搬送部材４の支承部を一体的に備えたものである。ま
た、上記トナー搬送部材４は断面略四角形状に形成され
て矢印方向に回動するようになっている。尚、第１図
中、符号８はユニットケースＣの上部壁から下方に垂設
されてトナー回収ボックス５領域を区画する区画壁、９
は上記区画壁８に一端が固着されて上記トナー搬送部材
４の付着トナーを掻き落す板状のトナー掻き落し部材で
ある。

また、トナー回収装置に付設される回収トナーの満杯
検知装置は、上記トナー回収ボックス５の上部に開設し
た開口10部において上方に膨出して設けられる透明若し
くは半透明のハウジング11と、このハウジング11の両側
に発光素子13及び受光素子14を相対向させて配設してな
る二組の光学式センサ12（具体的には12a,12b）と、ト
ナー回収ボックス５内に浮揚自在に配設されるフロート
部材20と、上記ハウジング11部に対応して上記フロート
部材20上に立設される遮光突片30とを備えている。尚、
上記ハウジング11の材質については、透明若しくは半透
明のものであれば適宜の樹脂等を用いてよく、その形状
や配設位置等についても適宜設計変更して差支えない。

この実施例において、上記フロート部材20は、特に第
３図及び第４図に示すように、ABS樹脂等で略矩形の板
状に形成されるものであり、このフロート部材20は、感
光ドラム１上における使用頻度の高い潜像形成領域（例
えばJIS規格A4版用紙サイズに対応した領域）Ｍに対応
して配設され、フロート部材20の長手方向寸法（感光ド
ラム１の軸方向に沿う寸法）ｌ₁が上記A4版用紙サイズ
に応じて設定されると共に、フロート部材20の幅方向寸
法（感光ドラム１の径方向に沿う寸法）ｌ₂がトナー回
収ボックス５の幅方向寸法ｌに略対応して設定されてい
る。そして、上記フロート部材20の長手方向両側は可撓
性シート21（具体的には21a、21b）を介してトナー回収
ボックス５の上部に吊り下げ支持されており、このフロ
ート部材20は可撓性シート21と共に昇降動作するように
なっている。この実施例では、上記可撓性シート21は、
例えば25μｍの厚みのポリエチレンテレフタレートフィ
ルム又はポリプロピレンフィルムで構成され、その上下
端に折曲部22、23を有し、トナー回収ボックス５の上部
内壁に一方の折曲部22を両面テープ等で固着すると共
に、フロート部材20の長手方向両端部に上記他方の折曲
部23を両面テープ等で固着して取付けられる。

また、上記二組の光学式センサ12は水平方向に並列配
置されており、一方、上記遮光突片30は、上記潜像形成
領域Ｍの中心線50位置に対応して設けられ、例えばABS
樹脂等の非透過性の黒色部材で構成されている。そし
て、上記遮光突片30の先端は段差形状をもって形成さ
れ、高段差部31に至る長さ寸法は、回収トナー量が満杯
付近になったときのフロート部材20の位置を基準として
一方の光学式センサ12aの光路を遮断するように設定さ
れると共に、低段差部32に至る長さ寸法は、回収トナー
量が満杯になったときのフロート部材20の位置を基準と
して他方の光学式センサ12bの光路を遮断するように設
定されている。尚、上記高段差部31と低段差部32との間
の段差寸法ｄについては、一回の複写動作当りの回収ト
ナー量、複写動作速度、回収トナー量により押し上げら
れるフロート部材20の上昇速度及び複写機の月間予定コ
ピー枚数等を考慮して適宜選定される。

次に、この実施例に係る回収トナーの満杯検知装置の
作動について説明する。

今、第１図及び第２図に示すように、感光ドラム１上
の残留トナーがクリーニングブレード２で掻き落されて
トナー受け部材３上に落下しているとすると、トナー受
け部材３上のトナーはトナー搬送部材４を介してトナー
回収ボックス５内へ回収されていく。このとき、トナー
回収ボックス５内のトナーは次第に上昇していき、ある
程度時間が経過すると、上記トナーはフロート部材20の
下面に到達する。この後、更に上記トナーが上昇してい
くと、第１図及び第２図に仮想線で示すように、これに
追従して上記フロート部材20が上昇し、フロート部材20
上の遮光突片30がハウジング11内に突入配置される。そ
して、回収トナー量が満杯位置付近に達すると、上記遮
光突片30の高段差部31が一方の光学式センサ12aの光路
を遮ることになる。すると、光学式センサ12aの出力が
ハイレベルからローレベルへと変化するので、この出力
変化に基づいて例えば複写機本体のコントロールパネル
上のLED等からなる警告ランプ（図示せず）を点滅させ
るようにすれば、オぺレータに対し回収トナー量が満杯
位置に近づいたことを警告表示することが可能になる。
この後更に、回収トナーが増加し、回収トナー量が満杯
状態に達すると、上記遮光突片30の低段差部材32が他方
の光学式センサ12bの光路を遮断することになる。する
と、この光学式センサ12bの出力がハイレベルからロー
レベルへと変化するので、この出力変化によってトナー
の満杯状態が確実に検知されることになり、例えば上記
光学式センサ2bの出力変化に基づいて複写機の複写動作
を停止させるようにすれば、トナーが満杯状態に達した
状態で誤って複写動作を行い、回収トナーがトナー回収
ボックス５から溢れて複写機内を汚したり、クリーニン
グブレード２を汚してクリーニング不良を生じさせると
いう事態は有効に回避される。

また、上述したような検知動作過程においては、トナ
ー回収ボックス５内の浮遊トナーが上記ハウジング11の
内壁面に付着したとしても、光学式センサ12におけるト
ナーの段階的満杯検知信号を絶対的零レベルに予め設定
しておけば、上記付着トナーの存在によって上記光学式
センサ12が誤ってトナーの満杯状態を検知する事態は有
効に回避される。

更に、この実施例において、最大サイズの複写用紙
（A3版）より小さい使用頻度の高いサイズの複写用紙
（A4版）に対して複写動作を行うと、感光ドラム１上の
実質的潜像形成領域Ｍが最大潜像形成領域M_maxより狭く
なるが、感光ドラム１上の不要な潜像を消去するイレー
ズ装置がないタイプにあっては、原稿カバー（図示せ
ず）を閉じないで複写操作を行うと、実質的潜像形成領
域Ｍの外側の領域がべた黒像として現像され、このべた
黒像に対応した残留トナーがトナー回収ボックス５内に
回収される。このとき、実質的潜像形成領域Ｍの外側に
おいて回収されるトナー量が実質的潜像形成領域Ｍ内の
回収トナー量に比べて多いため、上記実質的潜像形成領
域Ｍの外側での回収トナーＴ′が上記フロート部材20の
自由吊下げ位置に早く到達することになるが、上記フロ
ート部材20は潜像形成領域Ｍの外側に面して配置されて
いないため、上記回収トナーＴ′によって上記フロート
部材20が直接的に上昇することはなく、しかも、極端に
傾斜配置されることもない。また、上記フロート部材20
は潜像形成領域Ｍに対応したある程度の大きさをもって
構成されているので、潜像形成領域Ｍ内で局部的なトナ
ー分布の片寄りがあったとしても、上記フロート部材20
はその自重によって局部的に片寄ったトナー分布を周囲
に分散させる働きをする。従って、上記フロート部材20
は、実質的潜像形成領域Ｍに対応した回収トナーＴのみ
に追従して略平行に順次上昇することになり、実質的潜
像形成領域Ｍにおける回収トナーの満杯状態が段階的に
正確に検知される。

更にまた、この実施例においては、回収トナーの満杯
量を感光ドラム１の寿命に対応させて予め設定しておけ
ば、トナーの段階的満杯検知信号に基づいてユニットの
交換表示を行なうことが可能になるため、トナー回収装
置、クリーニング手段、感光ドラム１等を個々的に保守
点検する必要がなくなり、複写機等の部品の保守点検作
業が簡略化される。

また、この実施例においては、上記フロート部材20は
その長手方向両側を可撓性シート21で吊り下げ支持され
ているので、この可撓性シート21は回収トナーのフロー
ト部材20への乗上げを防止するシール部材としても機能
している。尚、フロート部材20の幅方向両側を上述した
ような可撓性シートで吊下げ支持するようにすれば、フ
ロート部材20の幅方向周縁のシール性をより向上させる
ことができる。この場合、フロート部材20の幅方向寸法
をある程度短寸に設定したとしても、フロート部材20の
幅方向両端縁から回収トナーがフロート部材20上へ乗上
げる事態は有効に回避されることになる。

◎比較例 第５図において、回収トナーの満杯検知装置は、実施
例１と異なり、二組の光学式センサ12（具体的には12
c、12d）を上下方向に偏位させて配設し、各光学式セン
サ12の光路を先端に段差部が形成されていない遮光突片
30で段階的に遮断するようにしたものであり、下側の光
学式センサ12cを回収トナーの満杯位置の近傍位置を検
知するために用いると共に、上側の光学式センサ12dを
回収トナーの満杯位置を検知するために用いるようにし
たものである。

このタイプにおいて、各光学式センサ12の発光素子1
3、受光素子14を上下方向に並列配置することが各素子
の大きさからみて困難な場合には、小径の光ファイバ等
を用いて発光部及び受光部を構成するようにすることが
必要である。

◎変形例 上記実施例においては、フロート部材20を可撓性シー
ト21を介して吊下げ支持しているが、これに限定される
ものでなく、例えば第６図に示すように、トナー回収ボ
ックス５の上部内壁に一対の合成樹脂等からなる支持片
25を下方に向けて突設し、この支持片25の先端部を夫々
内側に折曲し、この折曲部26に対しフロート部材20を載
置するようにしてもよいし、第７図に示すように、トナ
ー回収ボックス５の底部から支持板27を立設し、この支
持板27の所定の部位に段部28を設け、この段部28に上記
フロート部材20を載置するようにしてもよい。

また、上記実施例にあっては、センタレジストレーシ
ョンタイプの複写機に用いられる回収トナーの満杯検知
装置が示されているが、所謂コーナレジストレーション
タイプの複写機においても同様に適用される。この場合
において、第８図に示すように、使用頻度の高い潜像形
成領域（例えばA4版紙サイズに対応した領域）Ｍに対応
した範囲でフロート部材20を配設するようにすれば、上
記実施例と同様に、実質的潜像形成領域Ｍに対応した回
収トナーの満杯状態を段階的且つ正確に検知することが
可能になる。

更に、この実施例においては、可撓性シート21として
極めて薄いフィルムを用いているため、フロート部材20
吊下げ作業時において扱い難いという問題が生ずるが、
第３図に仮想線で示すように、例えば可撓性シート21を
50μｍ程度の厚みのポリエチレンテレフタレートフィル
ム又はポリプロピレンフィルムで構成し、その一部に切
込み29を設けるようにすれば、フロート部材20吊下げ作
業時において扱い易くなると共に、可撓性シート21の撓
み変形代を充分に確保することが可能である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、トナーボックス内にトナー
量に応じて上下動するフロート部材を設け、このフロー
ト部材に非透過性の遮光突片を設けると共に、回収トナ
ー量に応じてフロート部材が上昇した際に前記遮光突片
にて光学式センサの光路を遮ることにより回収トナーの
満杯状態を検知するようにしたので、フロート部材の存
在により、トナーボックス内のトナー量に応じた変化を
正確に取出すと共に回収トナーの浮遊を抑えることがで
き、しかも、遮光突片による光路の遮断という形式にて
光学式センサの検知動作を安定させることができる。こ
のため、光学式センサによる回収トナーの満杯状態を正
確に検知することができる。

更に、本発明にあっては、遮光突片に上下及び左右に
ずらされた複数の被検知部を設け、この複数の被検知部
を光学式センサにて段階的に検知するようにしたので、
回収トナーの満杯状態ばかりでなく、満杯状態に近い旨
をも検知することが可能である。このため、オペレータ
に回収トナーの満杯タイミングを予測させることが可能
になり、突然の回収トナーの満杯状態によって複写機等
の複写動作に支障をきたすという事態を有効に防止する
ことができる。

特に、本発明においては、前記遮光突片の複数の被検
知部が上下及び左右にずらされているので、例えば、回
収トナーの満杯状態の検知位置と満杯状態に近い旨の検
知位置とが短い間隔であっても、回収トナーの満杯状
態、あるいは、満杯状態に近い旨を極めて正確に検知す
ることができ、満杯状態の誤検知を確実に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る回収トナーの満杯検知装置の実
施例１を示す断面説明図、第２図は第１図中II-II線断
面図、第３図は実施例１におけるフロート部材の支持構
造を示す要部斜視図、第４図は実施例１に係るフロート
部材の大きさ、配設位置を示す説明図、第５図はこの発
明に係る回収トナーの満杯検知装置の比較例を示す要部
説明図、第６図及び第７図はフロート部材の支持構造の
変形例を示す説明図、第８図はフロート部材の配設位置
の変形例を示す説明図、第９図は従来における回収トナ
ーの満杯検知装置の一例を示す断面説明図である。 ［符号の説明］ （１）……感光ドラム（潜像担持体） （２）……クリーニングブレード（クリーニング手段） （５）……トナー回収ボックス （10）……開口、（11）……ハウジング （12、12aないし12d）……光学式センサ （13）……発光素子、（14）……受光素子 （20）……フロート部材、（21）……可撓性シート （30）……遮光突片、（31）……高段差部 （32）……低段差部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クリーニング手段で清掃された潜像担持体
   上の回収トナーをトナー搬送手段によりトナー回収ボッ
   クス内に回収するようにしたトナー回収装置に対して設
   けられる回収トナーの満杯検知装置において、 トナーボックス内に設けられ、前記トナー回収ボックス
   内のトナー量に応じて上下動するフロート部材と、 前記フロート部材に設けられ、上下及び左右にずらされ
   た複数の被検知部を有する非透過性の遮光突片と、 前記非透過性の遮光突片の複数の被検知部に対向する発
   光部及び受光部からなる複数の検知部が設けられ、回収
   トナー量に応じてフロート部材が上昇した際に遮光突片
   の複数の被検知部で複数の検知部の光路が段階的に順次
   遮断され、回収トナーの満杯状態を段階的に検知する光
   学式センサと、 を有することを特徴とする回収トナーの満杯検知装置。