(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に残存した残存物を除去するクリーナーと、この除去された残存物を回収し貯留するトナー回収タンクを備えた画像形成装置において、
前記トナー回収タンク内の前記残存物が予め定められた重量に達したことを検知する第１の検知手段と、
前記第１の検知手段によって予め定められた重量に達したことが検知された後に、予め定められた容量に達したことを検知する第２の検知手段と、
前記第１の検知手段からの情報を報知する第１の報知手段と、
前記第２の検知手段からの情報を報知する第２の報知手段とを備え、
前記第２の検知手段は、前記第１の検知手段によって予め定められた重量に達したことが検知された後にのみ作動される画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の検知手段は、光センサーである請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光センサーが前記トナー回収タンクの上方に位置している請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー回収タンクは上位置と下位置に移動可能であり、
前記第１の検知手段により前記残存物の予め定められた重量が検知されるとき、前記トナー回収タンクが下位置に移動し、
前記第２の検知手段は、前記トナー回収タンクが下位置のときに検知可能となるものである請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の様な、トナー回収タンクを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に複写機等の画像形成装置にはトナー回収タンクが備えられており、記録紙に転写されずに像担持体（例えば感光体ドラム）の表面に残存したトナーやその添加剤等といった残存物（以下、廃棄トナーと称することがある）がクリーナーにより除去され、上記トナー回収タンクに溜められる様になっている。そしてこのトナー回収タンクが満杯になると、空のトナー回収タンクに交換する。
【０００３】
トナー回収タンクには、タンク内の廃棄トナーが満杯となったときにこれを検知する検知手段が設けられており、この検知手段の情報に基づいて使用者に満杯である旨が報知手段により報知され、また画像形成動作を禁止するよう制御されている。仮に画像形成動作を禁止せずに画像形成動作を続けると、廃棄トナーが溢れ、画像形成装置の故障を招く恐れがあるからである。
【０００４】
なお、トナー回収タンクの満杯情報が検知されると直ちに画像形成装置の動作が停止されたのでは、突然使用できなくなって使用者に過大な不便をかけることになるから、トナー回収タンクが実際に満杯となるやや手前で満杯情報を検知し（以下、予備的満杯情報と称することがある）、所定枚数の画像形成動作の後に停止するよう設定されている。
【０００５】
また転写枚数では生じる廃棄トナー量が反映されないことから、上記予備的満杯情報の検知後におけるトナー蓄積量を下記の如く他の手段により予測して、満杯に至るまで画像形成動作を行い得るようにした画像形成装置も提案されている（特開平８−１１５０１４号公報や特開平８−３０１４９号公報）。この装置は、トナーが所定量（トナー回収タンクが満杯に至るまでの余裕をもった量）に達したことを検出するトナー量検出手段を備え、この検出手段が検知してから、画像形成装置の発光手段の発光時間或いはトナー画像のドット数をカウントし、このカウント値が所定値に達したときに画像形成動作を禁止する制御を行うというものであり、更に上記カウント値を、温度、湿度、若しくは装置の駆動時間で補正して、所定値に達したときに画像形成動作を禁止する制御を行うというものも示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の画像形成装置におけるトナー回収タンクの満杯情報（或いは予備的満杯情報）の検知は、１つの検知手段により行われているから、仮にこの検知手段が誤検知すると、トナー回収タンクの容量に十分な余裕があるのにトナー回収タンクの交換を余儀なくされたり、或いはトナー回収タンクの満杯状態を超えて廃棄トナーが溢れる等の事態が危惧される。
【０００７】
そこで本発明においては、廃棄トナーが溢れるということなく、トナー回収タンクを適切な時期に交換等のメンテナンスすることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体の表面に残存した残存物を除去するクリーナーと、この除去された残存物を回収し貯留するトナー回収タンクを備えた画像形成装置において、
前記トナー回収タンク内の前記残存物が予め定められた重量に達したことを検知する第１の検知手段と、
前記第１の検知手段によって予め定められた重量に達したことが検知された後に、予め定められた容量に達したことを検知する第２の検知手段と、
前記第１の検知手段からの情報を報知する第１の報知手段と、
前記第２の検知手段からの情報を報知する第２の報知手段とを備え、
前記第２の検知手段は、前記第１の検知手段によって予め定められた重量に達したことが検知された後にのみ作動されるものである。
【０００９】
従来ではトナー回収タンク内の残存物の検知が１つの検知手段で行われていたが、本発明では２つの検知手段を備えたから、トナー回収タンク内の残存物の検知をより確実に行うことができ、更に上記第１，第２の検知手段は、重量と容量というように種類の異なる情報に基づいているから、仮に一方の検知手段が何らかの原因で誤検知しても、他方の検知手段により検知することで補うことができる。従って画像形成動作の早期の停止や、廃棄トナーの溢れを防止することができる。
【００１０】
また、第１の検知手段が検知する残存物の予め定められた重量が検知された後に、第２の検知手段が検知する残存物の予め定められた容量が検知されるようにすることによって、先ず第１の検知手段が検知した後、ある程度の枚数の画像形成動作が行われ、その後第２の検知手段が検知するという２段階の検知となるから、第１段階目の第１の検知手段からの検知情報に基づいてトナー回収タンクの交換時期が近いことを予測でき、予め対応策の準備をしておくことができる。従来では満杯情報の後直ぐに画像形成動作が停止したり、また予備的満杯情報の後であってもあまり余裕がないから、トナー回収タンク交換等の対応策が間に合わずに停止に至るということが生じたが、上記本発明では時間的余裕が生まれるから、画像形成動作の停止に至ることが殆どなくなる。
【００１１】
上記対応策の準備として具体的には、サービスマンに知らせたり、空のトナー回収タンクを用意する等が挙げられる。また第１段階目の検知と第２段階目の検知の間に十分な期間があるように設定してあれば、サービスマンの定期点検の際に、第１段階目の検知に基づいてサービスマンがトナー回収タンクの交換を行う様にしても良く、この場合においては上記第１の報知手段による報知を使用者に分かる様にせずにサービスマンにのみ分かる様に構成しても良い。
【００１２】
そして第２段階目の検知がされれば、装置の故障防止の為に画像形成動作の停止を行うと良い。尚画像形成動作の停止は第２段階目の検知と同時に行うようにしても良いし、或いはトナー回収タンク満杯よりもやや手前で検知する構成とし、所定枚数の画像形成動作の後に停止するようにしても良い。
【００１３】
また本発明において、前記第２の検知手段が光センサーであることが好ましい。
【００１４】
この様に光センサーを用いれば、廃棄トナーが所定量に達したか否かの容量検知を容易にまた確実に行えるからである。具体的な構成としては、トナー回収タンクに透明の窓を設け、この窓への光の透過を上記光センサーで検知する構成等が考えられるが、仮に上記窓が汚れて誤検知することになっても、これはトナー回収タンクに余裕を残した状態での誤検知であって、トナーが溢れてしまう方の誤検知でないから、装置の故障を招かず望ましい。
【００１５】
更に本発明において、前記光センサーが前記トナー回収タンクの上方に位置していることが好ましい。
【００１６】
仮に上記光センサーがトナー回収タンクの下方に位置していると、降り注ぐトナーによって、積もっていたトナーが舞い上がり、これを上記光センサーが検知して満杯であると誤る恐れがあるが、上記の様に光センサーを上方に位置させることにより、舞い上がったトナーによる誤検知の恐れを低減できる。
【００１７】
また上記の様に光センサーを上方に位置させることで、前述の様に第１の検知手段が検知する残存物の所定量よりも、第２の検知手段が検知する残存物の所定量の方を多くする構成を実現することができる。
【００１８】
加えて本発明において、前記トナー回収タンクが上位置と下位置に移動可能であり、前記第１の検知手段により前記残存物の予め定められた重量が検知されるとき、前記トナー回収タンクが下位置に移動し、前記第２の検知手段が、前記トナー回収タンクが下位置のときに検知可能となるものであることが好ましい。
【００１９】
即ち第２の検知手段はトナー回収タンクが上位置のときには検知しない構成としたものであって、必ず第１の検知手段の検知が行われてから、第２の検知手段の検知が行われることになる。
【００２０】
第２の検知手段は容量の検知であるから、トナー回収タンク内で廃棄トナーが舞い上がる等していると、第２の検知手段は廃棄トナーが所定量に達したと誤検知する恐れがある。そして第２の検知手段により検知されると、トナー回収タンクはまだ十分な収容量を残した状態であるにもかかわらず、画像形成動作の停止に至ることになる。しかし上記の様に第１の検知手段の検知が行われてから、第２の検知手段の検知が行われる構成としたから、第２の検知手段の誤検知による早すぎる満杯情報を出さないようにすることができる。
【００２１】
尚廃棄トナー舞い上がり等による第２の検知手段の誤検知は、トナー回収タンクが下位置となり第２の検知手段が検知可能となったと同時に起こる可能性があるが、第１段階の廃棄トナー所定量に既に達しているから、かなりの量がトナー回収タンクに収容された後であり、早過ぎるという程ではない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
先ず本発明の一実施形態に係る画像形成装置としての複写機の全体について説明する。
【００２３】
図１は該複写機の一例を示す全体断面図である。
【００２４】
この複写機は、複写機本体の下部に配設された給紙部１００と、この給紙部１００の側方及び上方に配設された記録紙搬送部２００と、この記録紙搬送部２００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００よりも排出側に配設された定着部４００と、これらの画像形成部３００および定着部４００の上方に配設された光学系部材等からなる画像読取部５００を備えている。
【００２５】
給紙部１００は、４つの給紙トレイ１１１のうちの選択された給紙トレイ１１１から、円弧外周部を有する給紙ローラ１１２の回転動作によって給紙トレイ１１１の出口側（図１の右側）に記録紙１１５を送り出すとともに、給紙トレイ１１１の幅方向両端上部にそれぞれ設けられたさばき部によってさばくことにより、最上位置の記録紙１１５を１枚ずつ確実に記録紙搬送部２００に給紙するようになっている。
【００２６】
記録紙搬送部２００は、給紙部１００から給紙された記録紙１１５を、搬送ローラ対２０２およびレジストローラ対２０３によって画像形成部３００に向けて搬送し、さらに画像形成部３００から定着部４００において画像形成がなされた記録紙１１５を排出ローラ対２０５によって排出トレイ２０４上に排出するようになっている。
【００２７】
画像形成部３００は、回転可能に軸支された光導電性を有する感光体ドラム（像担持体）３０１と、この感光体ドラム３０１の周囲にその回転方向に沿って、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット３０４、転写ユニット３０５、クリーナー３０６および除電ユニット３０７を備えている。
【００２８】
上記帯電ユニット３０２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備え、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体ドラム３０１の表面に所定電位を与えるものである。露光ユニット３０３は、後述する画像読取部５００によって読み取られた原稿の画像データに基づいてレーザ発光器から出力されるレーザ光を、ポリゴンミラーおよび反射鏡を介して感光体ドラム３０１に照射することにより、感光体ドラム３０１表面の電位を選択的に減衰させて、この感光体ドラム３０１の表面に静電潜像を形成するものである。現像ユニット３０４は、上記静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム３０１の表面にトナー像を形成するものである。転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１の表面のトナー像を記録紙１１５に転写するものである。この複写機においては、転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１から所定距離だけ離間した転写ローラによって構成されている。クリーナー３０６は、転写後の感光体ドラム３０１の表面に残留しているトナー等の残存物を除去するものである。除電ユニット３０７は、感光体ドラム３０１の表面の残留電荷を除去するものである。
【００２９】
定着部４００は、この画像形成部３００の記録紙搬送方向の下流側に配置され、画像形成部３００においてトナー像が転写された記録紙１１５を、加熱ローラ４０１およびこの加熱ローラ４０１に押し付けられる加圧ローラ４０２によって挟んで加熱し、記録紙１１５上にトナー像を定着させるものである。
【００３０】
画像読取部５００は、コンタクトガラス５０１上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、その反射光を反射鏡を介してＣＣＤラインセンサ等からなる光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取るものである。なお、露光ランプおよび反射鏡は走査動作部を形成しており、この走査動作部が、所定の速度で図１の左右方向に移動領域５０８を移動動作することにより、コンタクトガラス５０１上に載置された原稿の全面を走査し、原稿全面の画像を読み取ることができる様になっている。
【００３１】
図２は上記複写機における上記クリーナー３０６からトナー回収タンク１０に至るまでの構成を表した正面からの透視図であり、図３は側面から（図２に示す矢印Ａから）の透視図である。
【００３２】
クリーナー３０６の反感光体ドラム側にはスパイラル状の移送部３１６が設けられており、感光体ドラム３０１表面から取り除いた廃棄トナーを画像形成装置の背側（図２の奥側，図３の右側）に向けて送る様になっている。そして上記移送部３１６にはトナー搬送路３２６（縦搬送路３２６ａ，横搬送路３２６ｂ）が接続され、更にトナー搬送路３２６がトナー回収タンク１０の天井付近に取付けられており、上記廃棄トナーがトナー回収タンク１０内に次々と収容される様になっている。尚後述するように、トナー回収タンク１０は上位置と下位置に移動する構成であるから、トナー搬送路３２６とトナー回収タンク１０は完全に接続されておらず、トナー回収タンク１０の天井付近に横搬送路３２６ｂが移動可能に差し込まれた状態で取付けられている。尚トナー搬送路３２６とトナー回収タンク１０をフレキシブルチューブにより接続するようにしても良い。
【００３３】
上記トナー回収タンク１０はその底の一辺に形成された突出部１８に支軸１３が挿通されるようにして（図２の右側）複写機本体に取付けられており、この支軸１３を中心に揺動するようにトナー回収タンク１０が上位置（図２に２点鎖線で示す）と下位置（図２に実線で示す）に移動可能となっている。またタンク１０底の一辺に平行に通された支軸１３を中心として揺動するものであるから、トナー回収タンク１０は正面側／背面側方向に殆どブレず、複写機のタンク収容箇所の側壁等に引っ掛かって上位置／下位置の移動が阻害されるということがない。
【００３４】
またトナー回収タンク底部分には、上記支軸１３に対向する辺から延設する延出部１４が設けられており、この延出部１４の先端にコイルバネ１５の一端が取付けられ、このコイルバネ１５により吊り上げられてトナー回収タンク１０が上位置に位置するようになっている（図２，図４［第１の検知手段１１の検知法を説明する為の図であり、図２に示す第１の検知手段１１付近の拡大図に相当する］）。尚図中、１６はトナー回収タンク１０の取っ手である。
【００３５】
上記複写機における上記トナー回収タンク１０の延出部１４付近には、第１の検出手段１１が設けられており、上記延出部１４により第１の検出手段１１のスイッチを押すようになっている。
【００３６】
また複写機のトナー回収タンク１０収納箇所における上方の位置には、第２の検知手段（光センサー）１２が設けられている（図２，図５［第２の検知手段１２の検知法を説明する為の図であり、該第２の検知手段１２及びトナー回収タンク１０を上方から見た図である］）。一方トナー回収タンク１０における上記光センサー１２に対向した位置には、検知窓１７が設けられており、この検知窓１７は透明の合成樹脂製（或いはガラス製）であり、光センサー１２の発光部１２ａからの光を透過できるようになっている。この検知窓１７を透過した光は、光センサー１２の受光部１２ｂで検知できるようになっている。
【００３７】
次に動作について説明する。
【００３８】
トナー回収タンク１０内の廃棄トナーが少ないときは、図２，４に２点鎖線で示す様にトナー回収タンク１０は上位置となっており、上記延出部１４は上がった状態で、第１の検知手段１１のスイッチを押している。
【００３９】
またトナー回収タンク１０は上述の様に支軸１３を中心に揺動するように上位置と下位置に移動するものであるから、トナー回収タンク１０の上方部分では横方向に移動することとなり、トナー回収タンク１０が上位置にあるとき、図２に２点鎖線で示す様に図示例ではタンク１０上方は右側に位置している。従って図５に２点鎖線で示す様に、トナー回収タンク１０の検知窓１７は光センサー１２から外れて位置し、タンク１０内の廃棄トナー量について光センサー１２による検知を行わない状態となっている。
【００４０】
次第に廃棄トナーが溜まり、第１段階目の所定量に達すると、この廃棄トナーの重さによって上記コイルバネ１５が伸び、トナー回収タンク１０が下位置となると共に上記延出部１４が下がり（矢印Ｂ）、上記第１の検知手段１１のスイッチを離す。このスイッチが離れた情報に基づいて第１の報知手段（図示せず）により警告を発する（例えば複写機の操作パネルに、トナー回収タンク交換時期が近い旨を表示する）。この時点ではトナー回収タンク１０が満杯になるまでに十分な余裕があるから、空のトナー回収タンク１０の準備やサービスマンを呼ぶといったことを、ゆとりを持って行うことができる。例えば第１の検知手段１１による検知の所定量と第２の検知手段による検知の所定量の差を、５万枚程度のコピーできるように設定しても良く、この場合は標準的な使用で約１ヶ月の猶予期間がある。
【００４１】
またトナー回収タンク１０が下位置になると、トナー回収タンク１０の上方では横方向に移動することとなり（図２では右から左側に移動）、図５に実線で示す様にトナー回収タンク１０の検知窓１７が光センサー１２の検知箇所に位置し、光センサー１２による検知可能な状態となる。
【００４２】
更に廃棄トナーがトナー回収タンク１０内に蓄積され、検知窓１７の位置まで溜まると、内部の廃棄トナーによって検知窓１７における光の透過が妨げられ、光センサー１２が第２段階目の所定量になったことを検知する。
【００４３】
この第２段階目の検知情報に基づいて第２の報知手段（図示せず）により警告を発する（例えば複写機の操作パネルに、トナー回収タンクを交換すべき旨を表示する）と共に、複写機の画像形成動作を停止する。尚第２段階目の検知の為の残存物の所定量を満杯から少々手前に設定し、第２段階目の検知の後、所定枚数の画像形成動作を可能とし、その後に停止するよう設定しても良い。また上記例示の様に複写機の操作パネルが、第１の報知手段と第２の報知手段の両方を兼ね備えた構成とする他、第１，第２の報知手段を別々の表示パネルに表示する様に構成しても良く、或いは一方（または両方）の報知手段を警告音によるものとしても良い。
【００４４】
この様に第１の検知手段１１で検知し、その後更に廃棄トナーが溜まってから第２の検知手段（光センサー）１２で検知するという２段階で検知するようにしたから、第１段階目の検知（第１の検知手段１１による検知）から第２段階目の検知（光センサー１２による検知）までの間に、ゆとりを持ってトナー回収タンク１０交換の為の準備をすることができ、従って準備が間に合わないといった事態を避けられ、画像形成動作の停止に至ることがほぼ無くなる。
【００４５】
また光センサー１２は検知窓１７まで廃棄トナーが溜まったか否かを検知する容量の検知であるが、仮に光センサー１２が常に検知可能な状態の場合、検知窓１７が汚れていると誤検知する恐れがあり、すると第１の検知手段による検知より前に、光センサー１２が誤検知し、まだトナー回収タンク１０に十分に収容能力が残っているのに画像形成動作を停止（或いは所定枚数動作後に停止）という事態に至る。しかし上記実施形態のように第１の検知手段１１が廃棄トナー所定量を未検知のとき、即ちトナー回収タンク１０が上位置のときには、光センサー１２が検知しない状態としたから、上記のような検知窓１７の汚れによる誤動作の恐れがない。
【００４６】
なお仮に第１，第２の検知手段がいずれもバネによる重さの検知とし、バネの弾性力の違いによって２段階に検知することも考えられるが、バネの場合は製造上、その弾性力にバラツキを生じ易く、一般に約１０％のバラツキを生じるから、バネの弾性力が弱い方にばらついていれば安全な方向へのバラツキであるものの、強い方にばらついていると、トナー回収タンク内に所定量以上の廃棄トナーが溜まっても、タンクが下位置とならず、満杯状態を超えて廃棄トナーが溢れることとなり、複写機を壊してしまう恐れがある。従って第２の検知手段としては上記実施形態の如く光センサー等の容量による検知が良い。
【００４７】
また仮に第１，第２の検知手段がいずれも光センサーによる検知であると、第２段階目の光センサー及びトナー回収タンク側の検知窓よりも、第１段階目の光センサー及び検知窓を下側に設ける必要があり、しかも第１段階目と第２段階目の検知間隔に十分な余裕を与えるとすると、かなり下側に設けることとなる。そしてこの様に下側であると、タンク内の廃棄トナー上に降り注ぐ廃棄トナーによって廃棄トナーが舞い上がり、上記検知窓が汚れて誤検知する恐れが高い。従って第１の検知手段は上記実施形態の如く、重さによる検知（コイルバネの伸びによって重さを知覚）であるのが良い。
【００４８】
尚第２の検知手段であれば比較的高い位置に光センサー及び検知窓を設けることができ、この様に高い位置であれば、廃棄トナー舞上がりの影響を受け難く、検知窓が汚れ難い。
【００４９】
この様に上記実施形態では重量による検知と容量による検知の２種類の検知であるから、廃棄トナー溢れを起こさずに、適切な時期にトナー回収タンクの交換等のメンテナンスをすることができる。
【００５０】
以上の様に、本発明に係る画像形成装置に関して、例を示す図面を参照しつつ具体的に説明したが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５１】
例えば上記実施形態では上記第１の検知手段１１をトナー回収タンク１０の底近傍に設けたが、これに限るものではなく、トナー回収タンク１０の上方の位置に設けても良い。
【００５２】
また上記実施形態では第１の検知手段による検知が行われる前は、第２の検知手段が検知しない状態となる例を示したが、これに限らず、常に第２の検知手段も検知可能な構成であっても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上の様に本発明に係る画像形成装置によれば、トナー回収タンクから廃棄トナーが溢れるという事態を生じさせずに、適切な時期にトナー回収タンクの交換等のメンテナンスを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る画像形成装置としての複写機の一例を示す全体断面図。
【図２】  実施形態の複写機におけるクリーナーからトナー回収タンクに至るまでの構成を表した正面からの透視図。
【図３】  実施形態の複写機におけるクリーナーからトナー回収タンクに至るまでの構成を表した側面からの透視図。
【図４】  図２に示す第１の検知手段付近の拡大図。
【図５】  図２，３に示す第２の検知手段及びトナー回収タンクを上方から見た図。
【符号の説明】
１０  トナー回収タンク
１１  第１の検知手段
１２  光センサー（第２の検知手段）
１２ａ  発光部
１２ｂ  受光部
１３  支軸
１４  延出部
１５  コイルバネ
１６  取っ手
１７  検知窓
１８  突出部
３０１  感光体ドラム
３０６  クリーナー
３１６  移送部
３２６  トナー搬送路
【図１】
0003708448.tif 000002
【図２】
0003708448.tif 000003
【図３】
0003708448.tif 000004
【図４】
0003708448.tif 000005
【図５】
0003708448.tif 000006