(57)【要約】  【課題】  廃トナー容器に回収され、山状に堆積した廃トナーを振動によって平らにならしただけでは廃トナーに含まれる空気が多いため、この空気を抜く振動も与えることで廃トナー容器に収容できる廃トナーの量を増やすことができる画像形成装置を提供する。  【解決手段】  廃トナー容器５１を廃トナー容器収容部材５２に収容し、その周囲に第１の振動手段５４と第２の振動手段５５からなる廃トナー容器振動手段５３を設ける。第１の振動手段５４は廃トナー容器収容部材５２をモータ５４ａとカム５４ｂによって左方に移動させ、付勢手段５４ｃによって右方に付勢することによって廃トナーＴに水平方向に振動を与え、山状に堆積した廃トナーＴを平らにならす。第２の振動手段５５はモータ５５ａとカム５５ｂによって廃トナー収容部材５２に垂直方向に、第１の振動手段５４の振動よりも小さい振幅の振動を与え、廃トナーＴに含まれる空気を抜く。【選択図】      図２
2006119336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットから発生する廃トナーを収容する廃トナー容器と、前記廃トナー容器を振動させる廃トナー容器振動手段とを備えた画像形成装置において、
前記廃トナー容器は、上部に設けられた廃トナー回収口から前記廃トナーを落下させて収容するものであり、前記廃トナー容器振動手段は、前記収容された廃トナーを平らにならす第１の振動と、前記落下させられた廃トナーに含まれる空気を抜く第２の振動とが可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記廃トナー容器振動手段が、前記第１の振動をする第１の振動手段と、前記第２の振動をする第２の振動手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の振動は水平方向の振動であり、前記第２の振動は前記第１の振動よりも振幅が小さい垂直方向の振動であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像形成枚数の計数機を備え、画像形成枚数が所定の数に達する毎に前記トナー容器振動手段が所定の時間第１の振動をし、続いて所定の時間第２の振動をすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記廃トナー容器に収容された廃トナーの一部が所定の高さに達したことを検知する廃トナー検知センサと、前記廃トナー容器の交換を表示する表示装置とを備え、前記廃トナー検知センサが前記廃トナーを検知すると、前記廃トナー容器振動手段が所定の時間第１の振動、続いて所定の時間第２の振動をし、これらの所定の時間の経過後も前記廃トナー検知センサが前記廃トナーを検知していると、前記表示装置に廃トナー容器の交換を促す表示をすることを特徴とする請求項１〜４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトナーを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置において、一般に、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーによってトナー画像として顕像化し、このトナー画像を転写器によって用紙に転写し、定着装置によって定着する。感光体ドラムに形成されたトナー画像は、一部が用紙に転写されずに感光体ドラムに残るため、このトナーを廃トナーとしてクリーニング器によって感光体ドラムから除去し、廃トナー容器に回収している。
【０００３】
廃トナー容器の上方に設けられた廃トナー回収口から廃トナー容器の内部に落下した廃トナーは廃トナー回収口の下方を頂上として山状に堆積する。廃トナーの高さによって廃トナー容器が満杯になったことを検知する従来の画像形成装置においては、廃トナー容器にまだ廃トナーを収容する余地があるのに満杯として、使用者に廃トナー容器の交換を促していた。
【０００４】
そのため、特許文献１、特許文献２では、廃トナー容器を振動手段によって振動させ、山状に堆積された廃トナーを平らにならすことで廃トナー容器の余地が少なくなるまで廃トナーを収容して、廃トナー容器を効率よく利用できるトナー回収装置または画像形成装置が提案されている。
【特許文献１】特許２６５５８５４号公報（第２頁〜第３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−２１４９２５号公報（第８頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１で提案されたトナー回収装置および特許文献２で提案された画像形成装置では、満杯まで廃トナーを収容した廃トナー容器には一見するとほとんど余地がないように見えるが、微視的には廃トナーには粒子の間に隙間があり、空気が多く含まれており、まだ廃トナーを収容する余地が残っていた。
【０００６】
そこで、本発明では、廃トナー容器振動手段で、内部に山状に堆積された廃トナーを平らにならす第１の振動と、廃トナーに含まれる空気を抜く第２の振動を廃トナー容器に与えることにより、廃トナー容器に収容できる廃トナーを増やした画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために本発明は、画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットから発生する廃トナーを収容する廃トナー容器と、前記廃トナー容器を振動させる廃トナー容器振動手段とを備えた画像形成装置において、前記廃トナー容器は、上部に設けられた廃トナー回収口から前記廃トナーを落下させて収容するものであり、前記廃トナー容器振動手段は、前記収容された廃トナーを平らにならす第１の振動と、前記落下させられた廃トナーに含まれる空気を抜く第２の振動とが可能であることを特徴としている。
【０００８】
この構成によると、廃トナー回収口から廃トナー容器に落下して山状になった廃トナーを第１の振動によって平らにならすことで廃トナー容器の上部まで均一に廃トナーを行き渡らせ、廃トナーを効率よく収容することができる。また、第２の振動によって廃トナーに含まれる空気を抜くことで廃トナーの密度を上げ、廃トナー容器により多くの廃トナーを収容することができる。
【０００９】
（２）また本発明は、前記廃トナー容器振動手段が、前記第１の振動をする第１の振動手段と、前記第２の振動をする第２の振動手段とからなることを特徴としている。
【００１０】
この構成によると、振動手段を２箇所に設け、各々の振動方向を異なるようにすることができるため、例えば第１の振動手段は廃トナーの山をならすのに適した水平方向の振動を側面から、第２の振動手段は廃トナーに含まれる空気を抜くのに適した垂直方向の振動を底面中央部から与えることができ、廃トナー容器により多くの廃トナーを収容することができる。
【００１１】
（３）また本発明は、前記第１の振動は水平方向の振動であり、前記第２の振動は前記第１の振動よりも振幅が小さい垂直方向の振動であることを特徴としている。
【００１２】
この構成によると、第１の振動により廃トナーの山をならし、また、それより振幅の小さい第２の振動により廃トナーの粒子をほぼその場で回転させ、粒子間の隙間を小さくすることによって、廃トナーに含まれる空気を抜くことができる。また、第２の振動が垂直方向の振動であり、廃トナーの自重によってより多くの空気を抜くことができるため、廃トナー容器により多くの廃トナーを収容することができる。
【００１３】
（４）また本発明は、画像形成枚数の計数機を備え、画像形成枚数が所定の数に達する毎に前記トナー容器振動手段が所定の時間第１の振動をし、続いて所定の時間第２の振動をすることを特徴としている。
【００１４】
この構成によると、用紙に所定の枚数画像を形成する毎にトナー容器振動手段が第１の振動および第２の振動をするため、常時振動する場合と比べて振動による騒音を少なくすることができる。また、廃トナーの山をならしてから廃トナーに含まれる空気を抜くため、山をならす際に廃トナーに含まれる空気も抜くことができるため、廃トナー容器により多くの廃トナーを収容することができる。
【００１５】
（５）また本発明は、前記廃トナー容器に収容された廃トナーの一部が所定の高さに達したことを検知する廃トナー検知センサと、前記廃トナー容器の交換を表示する表示装置とを備え、前記廃トナー検知センサが前記廃トナーを検知すると、前記廃トナー容器振動手段が所定の時間第１の振動、続いて所定の時間第２の振動をし、これらの所定の時間の経過後も前記廃トナー検知センサが前記廃トナーを検知していると、前記表示装置に廃トナー容器の交換を促す表示をすることを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、廃トナータンクが満杯に近づくと、廃トナーの山をならし、含まれる空気を抜く作業を繰り返すため、廃トナーに含まれる空気をより多く抜くことができ、廃トナー容器により多くの廃トナーを収容することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、廃トナー容器振動手段の第１の振動により廃トナー容器に収容された廃トナーの山をならし、第２の振動により廃トナーに含まれる空気を抜いて廃トナーの密度を上げることができるため、廃トナー容器により多くの廃トナーを収容することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の画像形成装置の実施の形態に係るプリンタ１の概略構成図、図２は廃トナー容器５１および廃トナー容器振動手段５３の概略構成図、図３は廃トナー容器５１の垂直断面図にして廃トナーＴが山状に堆積し、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知していない状態のもの、図４は廃トナー容器５１の垂直断面図にして廃トナーＴが山状に堆積し、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知している状態のもの、図５は廃トナー容器５１の垂直断面図にして廃トナーＴがならされ、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知していない状態のもの、図６は廃トナー容器５１の垂直断面図にして廃トナーＴがならされ、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知している状態のものである。
【００１９】
図１に示すように、プリンタ１の本体２の内部には、制御装置３、給紙部１０、画像形成ユニット２０および定着装置３０が設けられている。制御装置３は画像形成動作や用紙搬送動作などプリンタ１全体の動作を制御するものである。
【００２０】
給紙部１０は給紙カセット１１および給紙ローラ１２からなる。給紙カセット１１は用紙Ｐを収容するものであり、本体２の下部に配設されている。用紙Ｐは、ここから給紙ローラ１２により１枚ずつ用紙搬送路１３へ送り出され、搬送ローラ１４、レジストローラ１５によって画像形成ユニット２０に搬送される。
【００２１】
画像形成ユニット２０は、感光体ドラム２１と、その周囲に配設された帯電器２２、ＬＥＤプリントヘッド２３、現像器２４、転写ローラ２５およびクリーニング器２６とを備える。現像器２４の上方には、現像器２４にトナーを供給するトナーカートリッジ２７が設けられており、トナーがなくなると取り外して新しいものと交換できるようになっている。
【００２２】
使用者が、本体２に直接またはネットワークを経由して接続された図示しない外部コンピュータから画像形成の指示を出すと、制御装置３がこの指示を受けて画像形成ユニット２０を動作させる。感光体ドラム２１は時計回りに回転し、まず帯電器２２により感光体ドラム２１の表面は均一に帯電される。次に、多数のＬＥＤを備えるＬＥＤプリントヘッド２３から感光体ドラム２１の表面にＬＥＤ光が照射されて、用紙Ｐに形成される画像の部分又は前記画像以外の部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。そして現像器２４によって感光体ドラム２１上の静電潜像にトナーが供給され静電潜像が顕像化する。
【００２３】
感光体ドラム２１がさらに回転し、トナー画像が転写ローラ２５と対向する位置に来たときに、それに合わせて感光体ドラム２１と転写ローラ２５との間にレジストローラ対５２ｂによって待機していた用紙Ｐが搬送されてくる。このとき転写ローラ２５にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることによって、感光体ドラム２１上のトナー画像が用紙Ｐ上に転写される。
【００２４】
感光体ドラム２１上の用紙Ｐに転写されなかった残留トナーは、クリーニング器２６に設けられたブレード２６ａによって廃棄トナーとして感光体ドラム２１上から掻き取られ、クリーニング器２６内部に設けられたスクリュー２６ｂによって図１の紙面手前方向に搬送される。廃トナーを収容する廃トナー容器５１の上部にはクリーニング器２６の図１の紙面手前側の端部に設けられた開口部とつながる廃トナー回収口５１ａが設けられており、廃トナーはここから廃トナー容器５１に収容される。
【００２５】
一方トナー画像が転写された用紙Ｐは定着ローラ３１と加圧ローラ３２とが圧接してなる定着装置３０に搬送され、ここでトナー画像は加熱・加圧されて用紙Ｐに定着する。
【００２６】
その後用紙Ｐは搬送ローラ４２により用紙搬送路４１を搬送され、排出ローラ４３によって、本体２上部に設けられた用紙排出トレイ４４に排出される。
【００２７】
本発明の実施形態において、廃トナー容器５１は、図２に示すように上部の開いた箱状の廃トナー容器収容部材５２に収容されており、この廃トナー容器収容部材５２の外壁近傍には廃トナー容器振動手段５３が配置されている。また、廃トナー容器５１に収容された廃トナーの一部が所定の高さに達したことを検知する廃トナー検知センサ５６が設けられている。
【００２８】
廃棄トナー容器振動手段５３は、第１の振動手段５４および第２の振動手段５５からなり、いずれもカム機構を備えるものである。第１の振動手段５４はモータ５４ａ、カム５４ｂおよび引張コイルバネ５４ｃからなり、第２の振動手段５５はモータ５５ａおよびカム５５ｂからなる。
【００２９】
第１の振動手段５４のモータ５４ａは軸を垂直にして本体２に取り付けられ、カム５４ｂは、モータ５４ａの軸に取り付けられており、モータ５４ａが回転するとカム５４ｂが廃棄トナー容器収容部材５２の側面に接触して、廃棄トナー容器収容部材５２および廃トナー容器５１を図面左方向に動かすように本体２に配置されている。また、引張コイルバネからなる付勢手段５４ｃは、廃棄トナー容器収容部材５２の外壁と本体２の内壁に設けられた突起２ａとを接続しており、廃棄トナー容器収容部材５２を図１の右方向に付勢している。このように、第１の振動手段５４は、カム５４ｂが連続して回転することによって廃棄トナー容器収容部材５２および廃棄トナー容器５１を図２において左右方向に水平に振動させる。
【００３０】
また、第２の振動手段５５のモータ５５ａは軸を水平にして本体２に取り付けられ、カム５５ｂはモータ５５ａの軸に取り付けられており、モータ５５ａが回転するとカム５５ｂが廃棄トナー容器収容部材５２の底面に接触して、廃棄トナー容器収容部材５２を垂直に持ち上げるように本体２に配置されている。カム５５ｂに持ち上げられた廃トナー容器収容部材５２および廃トナー容器５１は、カム５５ｂが回転するに従って重力によって元の位置に下がる。このように、第２の振動手段は、カム５５ｂが連続して回転することによって、廃棄トナー容器収容部材５２および廃棄トナー容器５１を垂直方向に振動させる。この第２の振動手段５５による廃棄トナー容器収容部材５２および廃棄トナー容器５１の振動の振幅は第１の振動手段５４による振動の振幅よりも小さく設定されている。
【００３１】
廃トナー検知センサ５６は、廃トナー容器５１の上部に設けられた反射板５６ａと、発光部と受光部を有する光反射型のセンサ５６ｂとからなる。センサ５６ｂは制御装置３と接続されており、センサ５６ｂからの信号は制御装置３に伝わる。廃トナー容器５１に収容された廃トナーＴの量が少ない状態では、図３に示すようにセンサ５６ｂが反射板５６ａに反射した発光部からの光を受光部で検知するため、廃トナー検知センサ５６は廃トナーＴを検知していないこととなり、制御装置３はセンサ５６ｂから発光部の光を受光部で検知したという信号を受け、廃トナーＴは所定の高さに達していないと判断する。
【００３２】
一方、廃トナー容器５１に収容された廃トナーＴの量が増え、図４に示すようにセンサ５６ｂが反射板５６ａに反射した光を全く検知することができなければ、廃トナー検知センサ５６は廃トナーＴを検知したこととなり、制御装置３はセンサ５６ｂから発光部の光を受光部で検知しなかったという信号を受け、廃トナーＴが所定の高さに達したものと判断する。
【００３３】
本実施形態において、プリンタ１を使用して用紙Ｐに画像を形成する毎に廃トナーＴが発生し、この廃トナーＴは廃トナー回収口５１ａから廃トナー容器５１内部に落下する。廃トナー容器５１内部に落下し、収容された廃トナーＴは図３、図４に示すように廃トナー回収口５１ａの下方を頂上とする山状に堆積する。
【００３４】
制御装置３は画像を形成した用紙Ｐの枚数を計数しており、５００枚画像を形成する毎に廃トナー容器振動手段５３を動作させ、廃トナー容器５１に第１の振動手段５４によって１分間水平方向に振動を与えて山状に堆積した廃トナーＴをならし、続いて第２の振動手段５５によって１分間垂直方向に振動を与えて廃トナーＴに含まれる空気を抜く。これを繰り返して、廃トナー容器５１に収容された廃トナーＴの密度を高める。廃トナーＴの粒子は、第１の振動手段５４の振動では大きく移動するが、前述したように第２の振動手段５５の振動は第１の振動手段５４の振動よりも振幅が小さいため、第２の振動手段５５の振動ではほぼその場で回転して姿勢を変化させ、粒子間の隙間が小さくなり、廃トナーＴに含まれる空気が抜ける。また第２の振動手段５５の振動方向は垂直方向であるため、廃トナーＴの自重によっても粒子間の隙間を小さくし、空気を抜く効果がある。
【００３５】
廃トナーＴの量が増え、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知すると、制御装置３は画像を形成した用紙Ｐの枚数によらず廃トナー容器振動手段５３を動作させ、廃トナー容器５１に第１の振動手段５４により３分間水平方向に振動を与え、続いて第２の振動手段５５により３分間垂直方向に振動を与える。
【００３６】
これによって、廃トナーＴが平らにならされ、空気が抜けて図５のような状態となり、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知しなくなると、廃トナー容器５１は引き続き使用可能な状態となる。引き続き用紙Ｐに画像を形成し、廃トナーＴの量が増えて再び廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知すると、同じ動作を繰り返す。
【００３７】
ここで、廃トナー容器振動手段５３によって振動を与えている途中で廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知しなくなった場合は、その時点で廃トナー容器振動手段５３の動作を停止させてもよい。これにより、廃トナー容器振動手段５３の動作によって発生する騒音を最小限とすることができる。
【００３８】
また、廃トナー容器振動手段５３を動作させる時間や用紙Ｐの枚数の間隔、第１の振動および第２の振動の振幅や振動方向は、廃トナー容器５１の大きさや、プリンタ１で取り扱える用紙の大きさによって適当に変更することができる。
【００３９】
一方、廃トナー容器振動手段５３に上記の動作をさせてもそれ以上空気が抜けず、図６のような状態で廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知し続けている場合、制御装置３は本体２の上部に設けられた図示しない表示部に、使用者に対して満杯になった廃トナー容器５１の交換を促す表示をする。
【００４０】
従来の画像形成装置においては、廃トナー検知センサが山状に堆積した廃トナーを検知した時点で廃トナー容器の交換を使用者に促していたため、交換された廃トナー容器にはまだ廃トナーＴを収容する余地があり、廃トナー容器を十分に利用していなかった。そのため、山状の廃トナーを平らにならす振動を与えて廃トナー容器の余地を少なくするようにして廃トナーを収容するものが既に提案されている。しかし、上記のように構成することにより、廃トナー容器５１に収容された廃トナーＴを平らにならし、さらに廃トナーＴに含まれる空気を抜くことによって廃トナーＴの密度を高めることができるため、廃トナーＴを平らにならすが空気を抜かない場合と比べて廃トナー容器５１に収容できる廃トナーＴの量を多くすることができる。
【００４１】
また、本発明の実施形態において、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知するまでは廃トナー容器振動手段５３を動作させず、廃トナーＴを検知して初めて動作させてもよい。
【００４２】
例えば上記の場合での廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知した後と同様に、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知すると、制御装置３は廃トナー容器振動手段５３を動作させ、廃トナー容器５１に第１の振動手段５４により３分間水平方向に振動を与え、続いて第２の振動手段５５により３分間垂直方向に振動を与える。
【００４３】
この振動によって、廃トナーＴがならされ、含まれる空気が抜けて図５のような状態となり、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知しなくなると、廃トナー容器５１は引き続き使用可能な状態となる。さらに、用紙Ｐに画像を形成することによって廃トナーＴが増加し、再び廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知すると同じ動作を繰り返す。廃トナー容器振動手段５３に上記の動作をさせてもそれ以上空気が抜けず、６のような状態で廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知し続けている場合、制御装置３は本体２の上部に設けられた表示部に、使用者に対して廃トナーＴが満杯になった廃トナー容器５１の交換を促す表示をする。
【００４４】
このように動作させることによって、廃トナー検知センサ５６が廃トナーＴを検知するまでは廃トナー容器振動手段５３による騒音が発生することがなくなる。また、廃トナー検知センサ５６が増加した廃トナーＴを検知して、廃トナー容器振動手段５３を動作させることを繰り返すことになり、廃トナーＴに含まれる空気も十分に抜けるため、廃トナーＴを平らにならすが空気を抜かない場合と比べて廃トナー容器５１に収容できる廃トナーＴの量を多くすることができる。また、廃トナー容器振動手段５３を制御するために画像を形成した用紙Ｐの枚数を計数する必要がなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る廃トナー容器の振動手段は、複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれらの複合機など、トナーを用いる電子写真方式の画像形成装置全般に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態に係るプリンタの概略構成図
【図２】廃トナー容器および廃トナー容器振動手段の概略構成図
【図３】廃トナー容器の垂直断面図にして廃トナーが山状に堆積し、廃トナー検知センサが廃トナーを検知していない状態のもの
【図４】廃トナー容器の垂直断面図にして廃トナーが山状に堆積し、廃トナー検知センサが廃トナーを検知している状態のもの
【図５】廃トナー容器の垂直断面図にして廃トナーがならされ、廃トナー検知センサが廃トナーを検知していない状態のもの
【図６】廃トナー容器の垂直断面図にして廃トナーがならされ、廃トナー検知センサが廃トナーを検知している状態のもの
【符号の説明】
【００４７】
１    プリンタ
３    制御装置
２０    画像形成ユニット
５１    廃トナー容器
５３    廃トナー容器振動手段
５４    第１の振動手段
５５    第２の振動手段
Ｔ    廃トナー
【図１】
2006119336.tif 000003
【図２】
2006119336.tif 000004
【図３】
2006119336.tif 000005
【図４】
2006119336.tif 000006
【図５】
2006119336.tif 000007
【図６】
2006119336.tif 000008