JP5082592B2 - トナー回収容器及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー回収容器及びこれを備えた画像形成装置に関し、より特定的には、廃トナーを回収するトナー回収容器及びこれを備えた画像形成装置に関する。

トナーを用いた画像形成装置では、感光体上に形成されたトナー画像が転写ベルトに１次転写される。更に、転写ベルトに１次転写されたトナー画像は、紙等の記録媒体に２次転写される。この際、感光体及び転写ベルトには、転写されずに残った残トナーが発生し、該残トナーは、クリーナーにより取り除かれて、廃トナーとしてトナー回収容器に回収される。このようなトナー回収容器には、トナー回収容器の交換時期を通知するために、トナー回収容器に収納されている廃トナーの充填量を検知する検知機構が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、画像形成装置では、トナー回収容器が廃トナーで満杯状態（以下、フル状態と称す）になると、該トナー回収容器が交換されるまで、印刷ができない状態となる。例えば、コピー機のような画像形成装置では、該コピー機のサービスマンがトナー回収容器を交換するまで、新たな印刷を行うことができない。したがって、トナー回収容器は、フル状態を検知する直前の状態（ニアフル状態）を検知し、ニアフル状態からフル状態までの間に所定の枚数の印刷を行うことができるように構成されることが好ましい。

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、ニアフル状態を検知することは困難である。以下に説明する。該画像形成装置では、ドラムユニット内に収納された廃トナーの上面に、廃トナーセンサーアームの先端部が接触するように構成されている。廃トナーセンサーアームには、検知部が設けられており、廃トナーの上面が上昇すると、廃トナーセンサーアームが傾いて、検知部が廃トナーセンサーアームの近傍に設けられたフォトカプラの受光部を遮る。これにより、ドラムユニットの満杯状態を検知する。ところが、該画像形成装置では、廃トナーセンサーアームの可動範囲が狭いため、前記のようなニアフル状態を正確に検知することができない。
特開平５−１３４５８７号公報

そこで、本発明の目的は、廃トナーの充填量を正確に検知することができるトナー回収容器及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。

本発明は、トナーを回収するトナー回収容器において、トナーを収納する本体と、前記本体内において水平方向に延在する軸を有し、該軸を中心に回転することによりトナーを搬送する搬送手段と、前記本体に収納されているトナーの面に接触する接触部を有する検知部材と、を備え、前記接触部は、鉛直方向において、前記搬送手段の軸よりも上側と該軸の下側との間を移動でき、前記搬送手段の１回転中において、該搬送手段の軸から突出した部分と接触することにより上方向に持ち上げられた位置と、該搬送手段の軸から突出した部分と接触せずに下方向に下降した位置へと上下動し、前記検知部材は、１回転中において前記搬送手段の軸から突出した部分と接触していないときの該接触部の位置が該本体に収納されているトナーの量を示すこと、を特徴とする。

本発明によれば、接触部が、搬送手段の軸の上側と下側との間を移動することができるので、接触部の可動範囲を広く取ることができる。その結果、トナーの面が、軸の下側に位置している場合、軸と略同じ高さに位置している場合、軸よりも上側に位置している場合など、検知部材は、トナーの充填量の状態を複数通り示すことができる。

本発明において、前記搬送手段の軸よりも鉛直方向の上側において前記検知部材が軸支されていることにより、前記接触部が揺動運動できてもよい。
本発明において、前記接触部は、先端に切り欠き部が設けられた板部材であり、前記接触部の可動範囲の下端位置において、前記切り欠き部の中に位置する前記搬送手段の軸と、該切り欠き部の根元部分が接触してもよい。

本発明において、前記検知部材が軸支されている部分は、前記接触部よりも、トナーの搬送方向の上流側に位置していてもよい。

本発明によれば、検知部材が軸支されている部分が検知部材の接触部よりもトナーの搬送方向の上流側に位置しているので、軸支されている部分が接触部よりもトナーの搬送方向の下流側に位置している場合に比べて、トナー回収容器の容積を有効利用することができる。また、軸支されている部分よりもトナーの搬送方向の下流側において接触部が移動するので、軸支されている部分よりもトナーの搬送方向の上流側において接触部が移動する場合に比べて、検知部材が破損しにくくなる。

本発明において、前記検知部材は、トナーの搬送方向の下流側に位置する前記搬送手段の端部近傍に配置されていてもよい。

トナーは、トナー回収容器内において、トナーの搬送方向の上流側から下流側へと充填されていく。そのため、検知部材は、トナーの搬送方向の下流側に配置されることにより、トナー回収容器の下流側までトナーが充填されない限り満杯状態を示さない。すなわち、トナー回収容器の容積を有効利用することが可能となる。

本発明において、前記搬送手段は、前記本体の上部に設けられていてもよい。これにより、トナー回収容器の容積を有効利用することができる。

本発明において、前記接触部は、前記搬送手段のトナーの搬送に連動して、往復運動を行ってもよい。

本発明は、画像形成装置に対しても適用可能であり、トナー回収容器と、前記搬送手段の１回転中において前記搬送手段の軸から突出した部分と接していないときの、該接触部の検出位置により前記本体に収納されているトナーの量を検知する制御部と、を備えていてもよい。

本発明において、光学素子を、更に備え、前記トナー回収容器の前記検知部材には、前記往復運動に連動して往復運動を行うスリットが形成されていてもよい。また、本発明において、前記制御部は、前記光学素子による前記搬送手段の１回転中における前記スリットの通過の有無、又は、通過のタイミングを検知することにより、前記本体に収納されているトナー量が該本体の容積に近いフル状態であること、及び、該フル状態よりも量が少ないニアフル状態であることを検知してもよい。

以下に、本発明の一実施形態に係るトナー回収容器及び画像形成装置の構成について図面を参照しながら説明する。

（画像形成装置の構成について）
図１は、該画像形成装置１の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、印刷ジョブを受付けて紙等の印刷媒体に画像を形成する機能を有し、印刷部２、給紙部１４、ＣＰＵにより構成される制御部１８、排紙トレイ２０及びトナー回収容器２５を備える。

給紙部１４は、複数種類のサイズの用紙を一枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１５及び給紙ローラ１６を含む。用紙トレイ１５は、印刷前の状態の複数種類の用紙が複数枚重ねて載置される。なお、図１中では、用紙トレイ１５は１つしか記載されていないが、実際には、それぞれの用紙の種類に対応する複数の用紙トレイ１５が設けられている。給紙ローラ１６は、用紙トレイ１５に載置された紙を一枚ずつ取り出す。

印刷部２は、給紙部１４から供給されてくる用紙に画像を印刷する画像印刷手段としての役割を果たし、画像形成ステーション３３（３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙ，３３Ｋ）、露光制御部３、１次転写ローラ８（８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ，８Ｋ）、転写ベルト１０、駆動ローラ１１、従動ローラ１２、転写ローラ１３、クリーニングブレード１７及び定着装置１９を含む。また、画像形成ステーション３３（３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙ，３３Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋ）、露光装置６（６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋ）、現像装置７（７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋ）及びクリーナー９（９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ，９Ｋ）を含む。

感光体ドラム４の周面は、帯電器５により帯電させられる。そして、露光装置６は、露光制御部３の制御により、感光体ドラム４の周面に対してレーザを照射する。これにより、感光体ドラム４の周面には静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された感光体ドラム４に対して、現像装置７の現像ローラがトナーを供給することにより、感光体ドラム４の周面にトナー画像が形成される。

前記トナー画像は、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に張り渡された転写ベルト１０に１次転写ローラ８により１次転写される。転写ベルト１０にトナー画像が転写された後に、感光体ドラム４の周面に残存した残トナーは、クリーナー９により回収される。

１次転写されたトナー画像は、転写ベルト１０が駆動させられることにより、転写ローラ１３まで搬送され、転写ローラ１３により、給紙部１４から搬送されてきた用紙に２次転写される。用紙にトナー画像が転写された後に、転写ベルト１０上に残存した残トナーは、クリーニングブレード１７により回収される。なお、クリーナー９及びクリーニングブレード１７により回収された残トナーは、図示されない搬送機構によりトナー回収容器２５に搬送される。トナー回収容器２５は、搬送されてきた残トナーを廃トナーとして収納する。

トナー画像が転写された用紙は、定着装置１９に搬送される。定着装置１９は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる定着手段としての役割を果たす。排紙トレイ２０には、印刷済みの用紙が載置される。

（トナー回収容器の構成について）
以上のように構成された画像形成装置１において、以下に、トナー回収容器２５について図面を参照しながら説明する。図２は、トナー回収容器２５の外観斜視図である。図２中で、ｘ軸及びｚ軸は、水平方向に平行な軸であり、ｙ軸は、鉛直方向に平行な軸である。なお、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに直交する。図３は、トナー回収容器２５のｘｙ平面における断面構造図である。図４は、検知部材３５の外観斜視図である。

トナー回収容器２５は、図２に示すように、本体２７、シャッター２９、センサ窓３１及びギア３４を備え、更に、その内部に図３に示すように、搬送スクリュー２８及び検知部材３５を備える。トナー回収容器２５は、廃トナーを回収する役割を果たし、長手方向（ｘ軸方向）が図１の紙面に垂直な方向と一致する方向を向くように、画像形成装置１に対して取り付けられる。

本体２７は、ｘ軸方向に長手方向を有する樹脂製の容器であり、クリーナー９及びクリーニングブレード１７から搬送されてくる残トナーを廃トナーとして収納する。本体２７のｘ軸方向の負方向における端部の上面には、廃トナーの投入口である入り口Ｉが形成されている。この入り口Ｉの上には、該入り口Ｉを開閉するためのシャッター２９が設けられている。該シャッター２９は、図３の矢印ｄの方向にスライドすることができ、画像形成装置１にトナー回収容器２５が取り付けられたときは入り口Ｉを開け、画像形成装置１からトナー回収容器２５が取り外されたときには入り口Ｉを閉じる。

搬送スクリュー２８は、図３に示すように、本体２７の上部に取り付けられ、ｘ軸方向に延在する軸Ｓを中心として回転することにより、廃トナーをｘ軸の正方向に搬送して、廃トナーがトナー回収容器２５内で偏ることを防止する搬送手段としての役割を果たす。該搬送スクリュー２８は、羽根Ｗ１及び羽根Ｗ２を供えている。羽根Ｗ１と羽根Ｗ２とは、軸Ｓを挟んで互いに１８０度の角をなすように設けられる。該羽根Ｗ１と該羽根Ｗ２とは、廃トナーをｘ軸の正方向に送り出すための複数の小さな羽根がｘ軸方向に並ぶように設けられることにより構成されている。更に、羽根Ｗ１は、羽根Ｗ２よりもｘ軸方向の正方向に長く延在している。以下、この羽根Ｗ１が羽根Ｗ２よりも長く延在している部分を、延長部ＥＸと称す。

ギア３４は、搬送スクリュー２８の一端に取り付けられ、トナー回収容器２５が画像形成装置１に取り付けられたときに、該画像形成装置１に設けられたモーターなどの駆動手段（不図示）により回転させられる。これにより、搬送スクリュー２８は、回転運動をすることができる。

検知部材３５は、その先端部分において、本体２７に収納されている廃トナーの上面に接触する接触部Ｃを有し、接触部Ｃの位置により該本体２７内に収納されている廃トナーの量を示す役割を果たす。更に検知部材３５は、図４に示すように、検知板３６及び光検知部３９ａ，３９ｂを備える。検知部材３５は、図３及び図４に示すように、搬送スクリュー２８の軸Ｓよりもｙ軸方向の上側において、支点Ａを中心に揺動可能に軸支されている。

検知板３６は、図４に示すように、切り欠き部３７が形成された長方形状の板であり、該切り欠き部３７において軸Ｓを跨いでいる。該切り欠き部３７は、ｙ軸方向から見たときに、軸Ｓと重なるように形成される。更に、検知板３６は、支点Ａよりもｘ軸方向の正方向に設けられ、その先端に廃トナーの上面と接触する接触部Ｃを有している。そのため、搬送スクリュー２８の廃トナーの搬送運動に連動して、検知部材３５が揺動すれば、接触部Ｃは、ｙ軸方向において、軸Ｓよりも上側と該軸Ｓの下側との間を往復移動できる。すなわち、検知部材３５は、軸Ｓよりも下側に廃トナーの上面が存在するときの充填量と、軸Ｓよりも上側に廃トナーの上面が存在するときの充填量との両方を検知することができる。

更に、検知部材３５の支点Ａを挟んで検知板３６の反対側には、図３に示すように、光検知部３９ａ，３９ｂが設けられている。該光検知部３９ａ，３９ｂは、本体２７のｘ軸方向の正方向の端部近傍においてｙ軸方向に突出した凸部４５内において、揺動する。光検知部３９ａと光検知部３９ｂとの間には、スリット４４が形成されている。光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４の揺動は、透明部材からなるセンサ窓３１を介して、トナー回収容器２５の外部から観察できるようになっている。

フォトセンサ５０は、図４に示すように、センサ窓３１（図4では不図示）を介して光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４をｙ軸方向の上下方向から挟むように画像形成装置１側に設けられ、光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４の動きを検知する光学素子である。なお、図４では、フォトセンサ５０は、宙に浮いた状態で記載されているが、実際には、画像形成装置１に固定されている。図１に示す制御部１８は、この光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４の動きに基づいて、トナー回収容器２５の廃トナーの充填量を検知する。

（トナー回収容器の動作について）
以上のように構成されたトナー回収容器２５について、以下にその動作について図面を参照しながら説明する。図５は、トナー回収容器２５の廃トナーの充填量が少ない状態（以下、エンプティ状態と称す）における検知部材３５の動きを示した図である。図６及び図７は、トナー回収容器２５の廃トナーの充填量が満杯状態の直前の状態（以下、図６の状態を第１のニアフル状態、図７の状態を第２のニアフル状態と称す）における検知部材３５の動きを示した図である。図８は、トナー回収容器２５の廃トナーの充填量が満杯状態（以下、フル状態と称す）における検知部材３５の動きを示した図である。なお、本実施形態では、エンプティ状態とは、軸Ｓよりも廃トナーの上面がｙ軸方向のはるか下側に位置しているときの状態をさす。第１のニアフル状態とは、軸Ｓのｙ軸方向の少し下側に廃トナーの上面が位置しているときの状態をさす。第２のニアフル状態とは、軸Ｓと廃トナーの上面とが略一致しているときの状態をさす。フル状態とは、軸Ｓよりも廃トナーの上面がｙ軸方向の上側に位置しているときの状態をさす。

また、図９は、エンプティ状態、第１のニアフル状態、第２のニアフル状態及びフル状態が検出されるときにフォトセンサ５０が出力する信号の波形を示した図である。具体的には、図９（ａ）は、エンプティ状態においてフォトセンサ５０が出力する波形であり、図９（ｂ）は、第１のニアフル状態においてフォトセンサ５０が出力する波形であり、図９（ｃ）は、第２のニアフル状態においてフォトセンサ５０が出力する波形であり、図９（ｄ）は、フル状態においてフォトセンサ５０が出力する波形である。

以下に説明するトナー回収容器２５の動作では、制御部１８は、廃トナーの充填量を検知する際に、搬送スクリュー２８を回転させる。この搬送スクリュー２８の回転に連動して、検知部材３５が揺動することにより、光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４が揺動する。このときにフォトセンサ５０から出力されてくる信号波形に基づいて、制御部１８は、トナー回収容器２５がエンプティ状態、第１のニアフル状態、第２のニアフル状態又はフル状態のいずれであるのかを判定する。なお、制御部１８は、例えば、画像形成装置１において印刷が行われて、感光体ドラム４及び転写ベルト１０に残トナーが発生した際に、搬送スクリュー２８を回転させる。

（エンプティ状態の検出について）
エンプティ状態の検出について、図５及び図９（ａ）を参照しながら説明する。エンプティ状態の場合には、図５に示すように、廃トナーの上面Ｔは、軸Ｓよりもｙ軸方向のはるか下側に位置している。そのため、廃トナーの上面Ｔは、図５中では図示されていない。

まず、初期状態では、図５（ａ）に示すように、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。このとき、図４に示すように、切り欠き部３７の中に軸Ｓが位置するようになり、接触部Ｃは、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置するようになる。これにより、光検知部３９ａは、図３のセンサ窓３１の右端に位置する。そして、光検知部３９ｂは、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間を遮る。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ１に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が４５度回転する。このとき、図５（ｂ）に示すように、延長部ＥＸにより検知板３６の下面がｙ軸方向の上方向に持ち上げられる。これにより、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間にスリット４４が位置するようになり、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間は開通する。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ２に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が更に４５度回転する。このとき、図５（ｃ）に示すように、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、軸Ｓと同じ高さになるまで上昇する。このとき、光検知部３９ａは、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間を遮る。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ３に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。このとき、図５（ｄ）に示すように、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。これにより、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、延長部ＥＸの上面と同じ高さになるまで上昇する。このとき、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間は、開通している。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ４に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。検知部材３５は、自重により支点Ａ を中心に回転し、接触部Ｃは、図５（ｃ）に示すように、軸Ｓと同じ高さになるまで下降する。このとき、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間に、光検知部３９ａが位置し、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間が遮られる。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ５に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が４５度回転する。このとき、図５（ｂ）に示すように、接触部Ｃは、延長部ＥＸにより支えられた状態でｙ軸方向の下方向に下降する。これにより、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間にスリット４４が位置するようになり、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間は開通する。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ６に示すように、ハイレベルの信号が出力される。なお、ここでは、図５（ｂ）を援用して説明を行ったが、実際には、羽根Ｗ１が検出板３６よりも手前に位置している。

最後に、搬送スクリュー２８が４５度回転する。このとき、検知部材３５は、図５（ａ）に示す状態に戻る。このとき、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ７に示すように、ローレベルの信号が出力される。

以上のように、エンプティ状態の検出時には、搬送スクリュー２８が１回転する間に、フォトセンサ５０が出力する信号は、ローレベル、ハイレベル、ローレベル、ハイレベル、ローレベル、ハイレベル、ローレベルの順に変化する。制御部１８は、このような信号の変化を検出した場合には、トナー回収容器２５が、エンプティ状態であると判定する。

（第１のニアフル状態の検出について）
第１のニアフル状態の検出について、図６及び図９（ｂ）を参照しながら説明する。第１のニアフル状態の場合には、図６に示すように、廃トナーの上面Ｔは、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。

まず、初期状態では、図６（ａ）に示すように、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。このとき、図４に示すように、切り欠き部３７の中に軸Ｓが位置するようになり、接触部Ｃは、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置するようになる。ただし、軸Ｓのｙ軸方向の少し下側に廃トナーの上面Ｔが位置しているので、図６（ａ）に示すように、接触部Ｃは、図５（ａ）のように下がりきる前に、廃トナーの上面Ｔに接触する。そのため、図６（ａ）に示す接触部Ｃの位置は、図５（ａ）に示す接触部Ｃの位置よりも、ｙ軸方向において上方向に位置する。これにより、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間にスリット４４が位置するようになり、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間は開通する。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ１に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が更に９０度回転する。このとき、図６（ｂ）に示すように、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、軸Ｓと同じ高さになるまで上昇する。このとき、光検知部３９ａは、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間を遮る。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ３に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。このとき、図６（ｃ）に示すように、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。これにより、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、延長部ＥＸの上面と同じ高さになるまで上昇する。このとき、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間は、開通している。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ４に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。検知部材３５は、自重により支点Ａを中心に回転し、接触部Ｃは、図６（ｂ）に示すように、軸Ｓと同じ高さになるまで下降する。このとき、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間に、光検知部３９ａが位置し、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間が遮られる。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ５に示すように、ローレベルの信号が出力される。

最後に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。このとき、検知部材３５は、図６（ａ）に示す状態に戻る。このとき、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ７に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

以上のように、第１のニアフル状態の検出時には、搬送スクリュー２８が１回転する間に、フォトセンサ５０が出力する信号は、ハイレベル、ローレベル、ハイレベル、ローレベル、ハイレベルの順に変化する。制御部１８は、このような信号の変化を検出した場合には、トナー回収容器２５が、第１のニアフル状態であると判定する。

（第２のニアフル状態の検出について）
第２のニアフル状態の検出について、図７及び図９（ｃ）を参照しながら説明する。第２のニアフル状態の場合には、図７に示すように、廃トナーの上面Ｔは、軸Ｓの近傍に位置している。

まず、初期状態では、図７（ａ）に示すように、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。ただし、第２のニアフル状態では、廃トナーの上面Ｔは、軸Ｓの近傍に位置しているので、図７（ａ）に示すように、接触部Ｃは、図５（ａ）のように下がりきる前に、廃トナーの上面Ｔに接触する。そのため、図７（ａ）に示す接触部Ｃの位置は、図５（ａ）に示す接触部Ｃの位置よりも、ｙ軸方向において上側に位置する。これにより、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間に光検知部３９ａが位置するようになり、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間は遮られる。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｃ）の時刻ｔ１に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が更に９０度回転する。接触部Ｃは、図７（ａ）の状態において既に軸Ｓと同じ高さに位置しているので、図７（ｂ）の状態においても、同様に軸Ｓと同じ高さに位置する。このとき、光検知部３９ａは、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間を遮る。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｃ）の時刻ｔ３に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。このとき、図７（ｃ）に示すように、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。これにより、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、延長部ＥＸの上面と同じ高さになるまで上昇する。このとき、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間は、開通している。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｃ）の時刻ｔ４に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。検知部材３５は、自重により支点Ａを中心に回転し、接触部Ｃは、図７（ｂ）に示すように、軸Ｓと同じ高さになるまで下降する。このとき、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間に、光検知部３９ａが位置し、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間が遮られる。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｃ）の時刻ｔ５に示すように、ローレベルの信号が出力される。

最後に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。このとき、検知部材３５は、図７（ａ）に示す状態に戻る。このとき、フォトセンサ５０からは、図９（ｃ）の時刻ｔ７に示すように、ローレベルの信号が出力される。

以上のように、第２のニアフル状態の検出時には、搬送スクリュー２８が１回転する間に、フォトセンサ５０が出力する信号は、ローレベル、ハイレベル、ローレベルの順に変化する。制御部１８は、このような信号の変化を検出した場合には、トナー回収容器２５が、第２のニアフル状態であると判定する。

（フル状態の検出について）
フル状態の検出について、図８及び図９（ｄ）を参照しながら説明する。フル状態の場合には、図８（ａ）に示すように、廃トナーの上面Ｔは、羽根Ｗ２の上面と略同じ高さに位置している。

図８（ａ）に示すように、廃トナーの上面Ｔは、羽根Ｗ２の上面と略同じ高さに位置している。そのため、接触部Ｃは、搬送スクリュー２８が１回転している間、略同じ高さを維持する。そして、この間、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間は開通しており、フォトセンサ５０は、図９（ｄ）に示すように、ハイレベルの信号を出力し続ける。

以上のように、フル状態の検出時には、搬送スクリュー２８が１回転する間に、フォトセンサ５０は、ハイレベルの信号を出力し続ける。制御部１８は、ハイレベルの信号を検出し続けた場合には、トナー回収容器２５が、フル状態であると判定する。

（効果）
以上のように、トナー回収容器２５によれば、接触部Ｃが、軸Ｓの上側と下側との間を移動することができるので、接触部Ｃの可動範囲を広く取ることができる。その結果、廃トナーの上面Ｔが、軸Ｓの下側に位置している場合、軸Ｓと略同じ高さに位置している場合、軸Ｓよりも上側に位置している場合など、検知部材３５は、廃トナーの充填量の状態を複数通り示すことができる。その結果、制御部１８が、トナー回収容器２５に収納された廃トナーの充填量を正確に判定できるようになる。

また、トナー回収容器２５によれば、切り欠き部３７が軸Ｓを跨ぐように形成されているので、検知部材３５の先端の接触部Ｃが、軸Ｓよりも下側まで移動することができるようになる。その結果、制御部１８は、軸Ｓよりも下側に廃トナーの上面Ｔが位置している状態を検知することができるようになり、トナー回収容器２５が満杯状態に近づいたことを早い段階からユーザに通知することができるようになる。

また、トナー回収容器２５によれば、廃トナーの充填量を検出する際に、接触部Ｃが上下運動を行うので、制御部１８は、廃トナーの正確な充填量を判定できる。以下に詳しく説明する。

廃トナーは、粉体である。そのため、搬送スクリュー２８の回転時に、廃トナーが検知部材３５の上に載ってしまったり、接触部Ｃが廃トナーの上面Ｔの中に埋もれてしまったりする。これらの場合、制御部１８は、廃トナーの上面Ｔの正確な位置を検出することができない。そこで、トナー回収容器２５では、廃トナーの充填量の検知の際に、搬送スクリュー２８の回転に連動させて、接触部Ｃを上下動させている。これにより、検知部材３５上に載っている廃トナーが振り落とされると共に、接触部Ｃが廃トナーの上面Ｔに埋もれていたとしてもいったん廃トナーの上面Ｔから抜き出されて該上面Ｔに接触するようになる。その結果、制御部１８が、廃トナーの正確な充填量を判定できる。

また、トナー回収容器２５では、接触部Ｃの往復運動に連動してスリット４４が往復運動し、該スリット４４の往復運動をフォトセンサ５０により検知している。スリット４４の往復運動の振幅は、廃トナーの充填量によって異なるので、フォトセンサ５０の発光部ａと受光部ｂとの間をスリット４４が通過する回数も、廃トナーの充填量によって異なる。そのため、制御部１８は、フォトセンサ５０から出力される信号を解析して、スリット４４の通過回数をカウントすることにより、廃トナーの充填量を判定することが可能となる。

また、トナー回収容器２５によれば、入り口Ｉが廃トナーの搬送方向の上流側に位置し、検知部材３５が廃トナーの搬送方向の下流側に位置する。廃トナーは、トナー回収容器２５内において、廃トナーの搬送方向の上流側から下流側へと充填されていく。そのため、検知部材３５が、廃トナーの搬送方向の下流側に配置されることにより、制御部１８は、トナー回収容器２５の下流側まで廃トナーが充填されない限りフル状態を検出しない。すなわち、トナー回収容器２５の容積を有効利用することが可能となる。

更に、検知部材３５の接触部Ｃが支点Ａよりも廃トナーの搬送方向の下流側に位置しているので、接触部Ｃが支点Ａよりも廃トナーの搬送方向の上流側に位置している場合よりも、トナー回収容器２５の容積を有効利用することができる。また、支点Ａよりも廃トナーの搬送方向の下流側において接触部Ｃが上下方向に往復運動を行うので、支点Ａよりも廃トナーの搬送方向の上流側において接触部Ｃが上下方向に往復運動を行う場合に比べて、検知部材３５が破損しにくくなる。

また、搬送スクリュー２８が、本体２７のｙ軸方向の上側に取り付けられているので、トナー回収容器２５の容積をより有効利用することができる。更に、検知部材３５は、本体２７の上面に設けられた凸部４５内に設けられる。そのため、搬送スクリュー２８が本体２７の上面近傍に取り付けられたとしても、検知部材３５を搬送スクリュー２８よりもｙ軸方向の上側に取り付けることが可能となる。これにより、トナー回収容器２５は、搬送スクリュー２８を本体２７の上面に近づけて配置すると共に該搬送スクリュー２８の下側に検知部材３５を配置した場合や、搬送スクリュー２８を本体２７の上面から少し離して配置すると共に該搬送スクリュー２８の上側に検知部材３５を配置した場合に比べて、容積をより有効利用することができる。

（変形例）
なお、トナー回収容器２５において、搬送スクリュー２８は１つだけ設けられているが、該搬送スクリュー２８は、複数設けられていてもよい。

また、トナー回収容器２５において、検知板３６は、長方形状の板に切り欠き部３７が設けられているものとしたが、該検知板３６の形状はこれに限らない。検知板３６は、図１０に示すようにＬ字状であってもよい。図１０は、軸Ｓの延在方向から変形例に係る検知板３６を見た図である。この場合、検知板３６は、Ｌ字を上下反転させた状態で、軸Ｓに引っ掛けられるようにして配置される。

また、検知板３６は、切り欠き部３７を有さない長方形状の板であってもよい。この場合、図１１に示すように、長方形状の検知板３６は、軸Ｓの側方に配置される。図１１は、軸Ｓの延在方向から変形例に係る検知板３６を見た図である。

なお、検知板３６の運動は、揺動運動でなくてもよく、例えば、ｙ軸方向の上下運動であってもよい。

なお、トナー回収容器２５では、スリット４４は、一箇所だけ形成されているが、スリット４４の数はこれに限らない。スリット４４の数が多くなれば、廃トナーの充填量をより多くの段階で検出することができる。

画像形成装置の全体構成を示した図である。 トナー回収容器の外観斜視図である。 トナー回収容器のｘｙ平面における断面構造図である。 検知部材の外観斜視図である。 エンプティ状態における検知部材の動きを示した図である。 第１のニアフル状態における検知部材の動きを示した図である。 第２のニアフル状態における検知部材の動きを示した図である。 フル状態における検知部材の動きを示した図である。 エンプティ状態、第１のニアフル状態、第２のニアフル状態及びフル状態が検出されるときにフォトセンサが出力する信号の波形を示した図である。 軸の延在方向から変形例に係る検知板を見た図である。 軸の延在方向から変形例に係る検知板を見た図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２５ トナー回収容器
２７ 本体
２８ 搬送スクリュー
２９ シャッター
３１ センサ窓
３５ 検知部材
３６ 検知板
３７ 切り欠き部
３９ａ，３９ｂ 光検知部
４４ スリット
４５ 凸部
５０ フォトセンサ
Ａ 支点
Ｃ 接触部
ＥＸ 延長部
Ｉ 入り口
Ｓ 軸
Ｔ 廃トナーの上面
Ｗ１，Ｗ２ 羽根

Claims (9)

1. トナーを回収するトナー回収容器において、
   トナーを収納する本体と、
   前記本体内において水平方向に延在する軸を有し、該軸を中心に回転することによりトナーを搬送する搬送手段と、
   前記本体に収納されているトナーの面に接触する接触部を有する検知部材と、
   を備え、
   前記接触部は、鉛直方向において、前記搬送手段の軸よりも上側と該軸の下側との間を移動でき、前記搬送手段の１回転中において、該搬送手段の軸から突出した部分と接触することにより上方向に持ち上げられた位置と、該搬送手段の軸から突出した部分と接触せずに下方向に下降した位置へと上下動し、
   前記検知部材は、１回転中において前記搬送手段の軸から突出した部分と接触していないときの該接触部の位置が該本体に収納されているトナーの量を示すこと、
   を特徴とするトナー回収容器。
2. 前記搬送手段の軸よりも鉛直方向の上側において前記検知部材が軸支されていることにより、前記接触部が揺動運動できること、
   を特徴とする請求項１に記載のトナー回収容器。
3. 前記接触部は、先端に切り欠き部が設けられた板部材であり、
   前記接触部の可動範囲の下端位置において、前記切り欠き部の中に位置する前記搬送手段の軸と、該切り欠き部の根元部分が接触すること、
   を特徴とする請求項２に記載のトナー回収容器。
4. 前記検知部材が軸支されている部分は、前記接触部よりも、トナーの搬送方向の上流側に位置していること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のトナー回収容器。
5. 前記検知部材は、トナーの搬送方向の下流側に位置する前記搬送手段の端部近傍に配置されていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のトナー回収容器。
6. 前記搬送手段は、前記本体の上部に設けられていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトナー回収容器。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のトナー回収容器と、
   前記搬送手段の１回転中において前記搬送手段の軸から突出した部分と接していないときの、該接触部の検出位置により前記本体に収納されているトナーの量を検知する制御部と、
   を備えていること、
   を特徴とする画像形成装置。
8. 光学素子を、
   更に備え、
   前記トナー回収容器の前記検知部材には、前記往復運動に連動して往復運動を行うスリットが形成されていること、
   を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記光学素子による前記搬送手段の１回転中における前記スリットの通過の有無、又は、通過のタイミングを検知することにより、前記本体に収納されているトナー量が該本体の容積に近いフル状態であること、及び、該フル状態よりも量が少ないニアフル状態であることを検知すること、
   を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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