JP7298408B2 - 容器装着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1ないし図3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。
次に、図4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4はトナー補給装置12を示す斜視図である。図5はトナーボトル31を示す斜視図である。
図5に示すように、各々のトナーボトル31(トナー容器)は、前後方向(軸方向)に延びてトナーを収容可能に形成されている。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。
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。図4に示すように、ユーザーは、補給側装着部30の補給用カバー37を開放して補給側開口部30A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(補給側開口部30A)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37を閉じる。
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。
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、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、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。
次に、図2、図3、図7ないし図10を参照して、容器装着装置の一例としての廃トナー回収装置13について説明する。図8は廃トナー回収装置13の前部であって、回収カバー62を閉じた状態を示す側面図である。図9は廃トナー回収装置13の前部であって、回収カバー62を開いた状態を示す側面図である。図10は、図2のX-X断面図である。
トナー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(図2参照)。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の回収側開口部60Aが形成されている。
図8および図9に示すように、回収カバー62は例えば合成樹脂で形成され、回収カバー62の下部は左右両側に延びた回転軸62Aを介して回収側装着部60(または装置本体2)に接続されている。回収カバー62は、回転軸62Aを中心に回動可能に設けられている。また、回収カバー62の後面右側には、アクチュエーター62Bが固定されている(図2および図3参照)。アクチュエーター62Bは、例えば、合成樹脂で矩形板状に形成され、回収カバー62に対して直交する姿勢で設けられている(図8および図9参照)。詳細は後述するが、回収カバー62によって回収側開口部60Aを閉じた状態で、アクチュエーター62Bの先端部は、回収ボトル61と変位センサー64との間に進入する(図10参照)。なお、アクチュエーター62Bは、回収カバー62と一体成型されてもよいし、回収カバー62とは別部品であってもよい。また、アクチュエーター62Bは、合成樹脂に限らず、金属製であってもよい。
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。
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。
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。
図2および図3、図8ないし図10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。
次に、変位センサー64を用いた各状態における静電容量の検出について説明する。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)は自由に設定することができる。
次に、図12を参照して、第2実施形態に係る廃トナー回収装置70について説明する。図12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、同様の説明は省略する。
次に、図13および図14を参照して、第3実施形態に係る廃トナー回収装置71について説明する。図13は廃トナー回収装置71の前部であって、回収カバー62を閉じた状態を示す側面図である。図14は廃トナー回収装置71の前部であって、回収カバー62を開いた状態を示す側面図である。
以上説明した第1~第3実施形態では、満杯検知用の変位センサー64,67を回収ボトル61の着脱検知や回収カバー62の開閉検知に兼用する等、本発明の特徴を廃トナー回収装置13に適用していたが、本発明はこれに限定されない。容器装着装置の他の例として、トナー補給装置12に本発明の特徴を適用してもよい(第4実施形態)。具体的には、トナーボトル31(補給用のトナー)の残量検知用の残量確認センサーを、トナーボトル31の着脱検知と、補給用カバー37の開閉検知に兼用してもよい。なお、本発明の特徴は、トナー補給装置12と廃トナー回収装置13との両方に採用されてもよい。また、第1~第3実施形態に係る廃トナー回収装置13,70,71の特徴を、第4実施形態に係るトナー補給装置12に適用してもよい。
12 トナー補給装置(容器装着装置)
13,70,71 廃トナー回収装置(容器装着装置)
30 補給側装着部(装着部)
30A 補給側開口部
31 トナーボトル(トナー容器)
32 容器本体
33 キャップ
36 連通口
37 補給用カバー(カバー)
60 回収側装着部(装着部)
60A 回収側開口部
61 回収ボトル(トナー容器)
62 回収カバー(カバー)
62B,62C アクチュエーター
64,67 変位センサー
65,68 送信電極
66,69 受信電極
Claims (6)
- トナーを収容するトナー容器と、
前記トナー容器が着脱可能に装着される装着部と、
前記装着部に装着された前記トナー容器に対向して配置され、前記トナー容器に収容された前記トナーに応じた静電容量を検出する変位センサーと、を備え、
前記装着部は、前記トナー容器を着脱するための開口部を開閉するカバーを有し、
前記開口部を閉じた状態の前記カバーの一部が前記変位センサーに対向して配置され、前記開口部を開いた状態の前記カバーの一部が前記変位センサーに対向する位置から離脱し、または、前記開口部を開いた状態の前記カバーの一部が前記変位センサーに対向して配置され、前記開口部を閉じた状態の前記カバーの一部が前記変位センサーに対向する位置から離脱し、
前記変位センサーは、
前記カバーが開き、且つ前記装着部から前記トナー容器が離脱した第1の状態と、
前記カバーが閉じ、且つ前記装着部から前記トナー容器が離脱した第2の状態と、
前記カバーが開き、且つ前記装着部に前記トナー容器が装着された第3の状態と、
前記カバーが閉じ、且つ前記装着部に前記トナー容器が装着された第4の状態と、の間で変化する静電容量を検出し、
前記第3の状態および前記第4の状態では、前記トナー容器に収容された前記トナーの量によって変化する静電容量を検出することを特徴とする容器装着装置。 - 前記カバーは、前記開口部を閉じた状態または前記開口部を開いた状態で、前記トナー容器と前記変位センサーとの間に進入する前記カバーの一部としてのアクチュエーターを有することを特徴とする請求項1に記載の容器装着装置。
- 前記変位センサーは、前記トナー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、
前記カバーの一部は、前記送信電極と前記受信電極の少なくとも一方に対向して配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の容器装着装置。 - 前記変位センサーは、前記トナー容器の一方の周面に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、
前記カバーの一部は、前記送信電極と前記受信電極の少なくとも一方に対向して配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の容器装着装置。 - 前記トナー容器は、
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、前記容器本体の内部に収容された前記トナーが前記連通口に向かって搬送される、または、前記連通口から前記容器本体の内部に導入された前記トナーが軸方向他方に向かって搬送されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の容器装着装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の容器装着装置を備えた画像形成装置。
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