(57)【要約】【課題】コンパクトな構成でかつトナーの蓄積量を高精度に検知することが可能な廃トナーボックス，およびその廃トナーボックスを備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】廃トナーボックス８は，第１スクリュー１４と，第２スクリュー１５と，廃トナー蓄積量検知部１６とを有しており，廃トナーボックス８のケーシング１８にはトナーの流入口１７が設けられている。第１スクリュー１４および第２スクリュー１５には，スパイラル状の羽根２０が設けられている。さらに，第１スクリュー１４の羽根２０と第２スクリュー１５の羽根２０とは互いに逆巻となっており，第１スクリュー１４は，廃トナーを流入口１７側の端部からその反対側の端部に向けて搬送する機能を有している。一方，第２スクリュー１５は，廃トナーを第１スクリュー１４とは反対側の向きに搬送する機能を有している。【選択図】            図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーの蓄積量の検知に供する一対の光透過窓が設けられたトナー容器を備え，そのトナー容器内に廃トナーを蓄積する廃トナーボックスにおいて，
前記トナー容器内に，前記トナー容器内のトナーを往復移動させるトナーならし部材を備えることを特徴とする廃トナーボックス。
【請求項２】
請求項１に記載する廃トナーボックスにおいて，
前記トナーならし部材は，
前記トナー容器内のトナーを，廃トナーボックスの長手方向の一方の端部から他方の端部に搬送する第１スクリューと，
前記トナー容器内のトナーを，前記第１スクリューとは反対の向きに搬送する第２スクリューとを備えることを特徴とする廃トナーボックス。
【請求項３】
請求項１に記載する廃トナーボックスにおいて，
前記トナーならし部材は，平板状の部材であって，前記トナー容器内を廃トナーボックスの長手方向に往復移動するものであることを特徴とする廃トナーボックス。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する廃トナーボックスにおいて，
前記トナーならし部材は，前記トナー容器内のトナーの蓄積量が所定量以上のときに駆動されるものであることを特徴とする廃トナーボックス。
【請求項５】
トナー像を記録媒体に転写することによって画像を形成するとともに，転写後のトナーを回収することが可能な画像形成装置において，
トナーの蓄積量の検知に供する一対の光透過窓が設けられたトナー容器を備え，そのトナー容器内に廃トナーを蓄積する廃トナーボックスと，
前記トナー容器を貫通する光を検知することにより，前記トナー容器内のトナーの蓄積量を検知するトナー蓄積量検知部材とを有し，
前記廃トナーボックスは，前記トナー容器内に，前記トナー容器内のトナーを往復移動させるトナーならし部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，廃トナーを収容する廃トナーボックスおよびその廃トナーボックスを備えた画像形成装置に関する。さらに詳細には，満杯を検知することが可能な廃トナーボックス，およびその廃トナーボックスを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，電子写真方式の画像形成装置では，トナー像を感光体ドラム上に形成し，そのトナー像を記録用紙上に転写（あるいは一旦中間転写ベルト上に転写した後に記録用紙上に転写）し，これを加熱定着することにより画像を形成する。そして，このような画像形成装置では，感光体ドラム上のトナー像を記録用紙上あるいは中間転写ベルト上へ転写した後，次の画像形成に備えて感光体ドラムの表面上に残留したトナー（廃トナー）を掻き落として捕集する。捕集した廃トナーは，感光体ドラムの近傍に設置された廃トナーボックスに収容される。
【０００３】
また，廃トナーボックスには，廃トナーの満杯を検知するためのセンサ部（廃トナー蓄積量検知部）が設けられている。このトナー蓄積量検知部により，廃トナーボックスの交換時期を知ることができる。廃トナー蓄積量検知部としては，例えば廃トナーを収容するトナー容器に一対の光透過窓を設け，そのトナー容器を貫通する光の授受によって満杯を検知するものが実用化されている。
【０００４】
このトナー蓄積量検知部は，廃トナーボックス内の廃トナーの喫水線が乱れていると，廃トナーボックス内が満杯となる前，つまり収容スペースにまだ余裕がある段階で満杯を誤検知してしまうことがある。トナー蓄積量検知部が誤検知する要因としては，次のようなことが考えられる。例えば，廃トナーボックスがイメージングカートリッジ等のカートリッジに収容されている場合，ジャム処理の度にそのカートリッジが画像形成装置本体から着脱される。そして，そのカートリッジの着脱の際，廃トナーボックス内に蓄積された廃トナーが長手方向の一方の端部に著しく偏ってしまうことがある。この偏りによってトナーの蓄積量を検知するための光透過窓が塞がれてしまい，結果として満杯を誤検知してしまうのである。
【０００５】
そこで，廃トナーの喫水線の安定化を図る技術として，廃トナーボックスの外部から振動あるいは衝撃を与えて廃トナーの喫水線をならす画像形成装置が提案されている（例えば，特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１１７４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来の画像形成装置には次のような問題があった。すなわち，特許文献１に示したように廃トナーボックスの外部から振動あるいは衝撃を与えるならし部材を設けると，装置自体が複雑かつ高価なものになってしまう。また，そのならし部材が装置全体のコンパクト化の妨げになってしまう。さらに，廃トナーボックスに対して振動や衝撃を与えると，騒音や画像の乱れの問題が生じてしまう。
【０００７】
また，廃トナーボックスには，感光体ドラム上の廃トナーに加え，中間転写ベルト上の廃トナーも併せて回収するものがある。そのような廃トナーボックスでは，中間転写ベルト上から捕集した廃トナーをトナー容器に設けられた流入口から流入させる。そのため，廃トナーが流入口近傍に著しく偏ってしまい，廃トナーボックスの満杯前に廃トナーの流入口が溢れてしまうことが考えられる。そこで，廃トナーの流入口近傍に蓄積した廃トナーを廃トナーボックスの長手方向に搬送する搬送部材（例えば，スクリュー）が設けられた廃トナーボックスが実用化されている。
【０００８】
この搬送部材が喫水線のならし機能を兼ねることによって廃トナーの偏りを解消させることも考えられるが，この従来の搬送部材はあくまでも流入口の詰まりの防止を目的としているため，廃トナーを一方に向けてしか搬送できない。そのため，例えば廃トナーボックスの着脱時に流入口の反対側の端部に廃トナーが偏ってしまった場合には，その喫水線をならすことができない。
【０００９】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，コンパクトな構成でかつトナーの蓄積量を高精度に検知することが可能な廃トナーボックス，およびその廃トナーボックスを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題の解決を目的としてなされた廃トナーボックスは，トナーの蓄積量の検知に供する一対の光透過窓とが設けられたトナー容器を備え，そのトナー容器内に廃トナーを蓄積する廃トナーボックスであって，トナー容器内に，トナー容器内のトナーを往復移動させるトナーならし部材を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
すなわち，本発明の廃トナーボックスは，クリーニングブレード等によって感光体ドラムの表面上あるいは中間転写ベルトの表面上から回収された廃トナーを収容するものである。この廃トナーボックスのトナー容器には光透過窓が設けられており，トナー容器内が満杯であるか否かを検知することができる。そして，本発明の廃トナーボックス内には，トナー容器内の廃トナーを廃トナーボックスの長手方向に往復移動させるトナーならし部材が設けられている。このトナーならし部材によって廃トナーが往復移動することから，廃トナーが廃トナーボックスのいずれの端部にも偏らない。すなわち，廃トナーボックスの着脱後であっても廃トナーをならすことができ，トナーの喫水線が安定する。そして，トナーの喫水線が安定することから，トナー蓄積量検知部の満杯の誤検知が抑制される。
【００１２】
また，このトナーならし部材は，例えばトナー容器内のトナーを，廃トナーボックスの長手方向の一方の端部から他方の端部に搬送する第１スクリューと，トナー容器内のトナーを，第１スクリューとは反対の向きに搬送する第２スクリューとを備えるものが該当する。すなわち，互いに反対の向きにトナーを搬送するスクリューを設けることによって，トナーを循環移動させることができる。また，トナー容器内を廃トナーボックスの長手方向に往復移動する平板状の部材であってもよい。いずれの部材であっても，トナー容器内に位置し，装置自体のコンパクト化を妨げるものではない。また，廃トナーボックスに振動や衝撃を与えるものではないため，騒音や画像の乱れの問題は生じない。
【００１３】
また，本発明の廃トナーボックスのトナーならし部材は，トナー容器内のトナーの蓄積量が所定量以上のときに駆動されることとするとよりよい。すなわち，トナー容器が満杯となるまでには時間がかかる。そのため，ならす必要がある状態になるまでの間，トナーならし部材は動作しないことが好ましい。よって，トナー容器内のトナーの蓄積量が所定量以上になったとき，例えば満杯時の８０％の段階からトナーならし部材を動作させることで，消費電力の軽減を図ることができる。さらには，軸受の磨耗を防ぐことができ，軸受構成の低コスト化が可能になる。
【００１４】
また，本発明の画像形成装置は，トナー像を記録媒体に転写することによって画像を形成するとともに，転写後のトナーを回収することが可能な画像形成装置であって，トナーの蓄積量の検知に供する一対の光透過窓が設けられたトナー容器を備え，そのトナー容器内に廃トナーを蓄積する廃トナーボックスと，トナー容器を貫通する光を検知することにより，トナー容器内のトナーの蓄積量を検知するトナー蓄積量検知部材とを有し，廃トナーボックスは，トナー容器内に，トナー容器内のトナーを往復移動させるトナーならし部材を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると，トナーならし部材によって廃トナーボックス内の廃トナーが往復移動することから，一方の端部に廃トナーが偏ることが抑制される。また，トナーならし部材はトナー容器内に収容されていることから，コンパクトな構成によって廃トナーをならすことができる。従って，コンパクトな構成でかつトナーの蓄積量を高精度に検知することが可能な廃トナーボックス，およびその廃トナーボックスを備えた画像形成装置が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明に係る廃トナーボックスを具体化した実施の形態について図面に基づいて説明する。本形態は，４サイクル方式のカラープリンタに装着される廃トナーボックスに本発明を適用したものである。
【００１７】
本形態のカラープリンタ１００は，図１に示すように感光体ドラム１と，帯電器２と，露光器３と，現像ユニット４と，中間転写ベルト５と，給紙ローラ６と，定着器７と，廃トナーボックス８とを有している。この他，感光体ドラム１用のクリーニングブレード９と，中間転写ベルト５用のクリーニングブレード１０とを有している。また，本形態のカラープリンタ１００では，感光体ドラム１，帯電器２，クリーニングブレード９，および廃トナーボックス９によってドラムカートリッジを構成している。
【００１８】
感光体ドラム１は，図１の矢印方向に回転可能に設けられている。現像ユニット４は，回転可能に設けられた現像ロータリを備え，現像ロータリには，４色の現像カートリッジ４Ｙ（イエロー），４Ｍ（マゼンタ），４Ｃ（シアン），４Ｋ（ブラック）が装填されている。また，現像ロータリも回転可能に設けられている。そして，画像形成時には，現像ロータリが回転することにより，指定された現像色に対応する現像カートリッジが感光体ドラム１と対向する。
【００１９】
カラープリンタ１００は，次の手順によってカラー画像を形成する。まず，帯電器２により，感光体ドラム１の表面が帯電される。次に，露光器３により，帯電された感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。次に，現像ユニット４により，指定された現像色の現像カートリッジにて現像動作が行われる。次に，感光体ドラム１上に現像されたトナー像が中間転写ベルト５上に転写される（１次転写）。そして，これまでの動作がＹＭＣＫの色ごとに行われ，中間転写ベルト５上に４色のトナー像が重ね合わせられる。すなわち，中間転写ベルト５上にカラー画像が形成される。カラー画像が形成されると，給紙ローラ６によって記録紙が搬送される。そして，中間転写ベルト５上のカラー画像は，転写ローラによって記録紙上に転写される（２次転写）。記録紙上に転写されたカラー画像は，定着器７によって記録紙上に定着され，カラープリンタ１００から排紙される。
【００２０】
また，カラープリンタ１００は，１次転写した後，次の画像形成に備えて以下の動作を行う。すなわち，感光体ドラム１上には，１次転写した後，転写されなかったトナーが廃トナーとなって残留する。この廃トナーは，クリーニングベルト９によって感光体ドラム１の表面から掻き落とされ，廃トナーボックス８内に落下する。これにより，１次転写での廃トナーが捕集される。
【００２１】
また，カラープリンタ１００は，２次転写した後，次の画像形成に備えて以下の動作を行う。すなわち，中間転写ベルト５上には，２次転写した後，転写されなかったトナーが廃トナーとなって残留する。この廃トナーは，クリーニングベルト１０によって中間転写ベルト５の表面から掻き落とされる。掻き落とされた廃トナーは，不図示の搬送手段によって廃トナーボックス８に向けて搬送され，廃トナーボックス８の長手方向の端部に設けられた流入口から廃トナーボックス８内に落下する。これにより，２次転写での廃トナーが捕集される。なお，クリーニングベルト１０によって掻き落とされたトナーの搬送手段は公知の手段であり，説明を省略する。
【００２２】
続いて，廃トナーボックス８について，図２乃至図４を基に説明する。廃トナーボックス８は，図２に示すようなドラムカートリッジ１１の構成品であり，カラープリンタ１００本体に対して着脱可能になっている。廃トナーボックス８は，感光体ドラム１と対面して，その長手方向に沿って配置されている。
【００２３】
廃トナーボックス８は，第１スクリュー１４と，第２スクリュー１５と，廃トナー蓄積量検知部１６と，ケーシング１８とを有している。さらに，ケーシング１８にはトナーの流入口１７が設けられている。具体的に流入口１７は，図３に示すようにケーシング１８の上面であって，長手方向の一方の端部付近に設けられている。さらに流入口１７は，第１スクリュー１４の上方に位置している。この流入口１７を介して中間転写ベルト５上の廃トナーが運ばれるため，流入口１７の下方ではより多くの廃トナーが蓄積される。
【００２４】
第１スクリュー１４および第２スクリュー１５には，スパイラル状の羽根２０が設けられている。さらに，図４に示すように第１スクリュー１４の羽根２０と第２スクリュー１５の羽根２０とは互いに逆巻となっている。すなわち，第１スクリュー１４は，廃トナーを主として流入口１７側の端部からその反対側の端部に向けて搬送する機能を有している。一方，第２スクリュー１５は，廃トナーを第１スクリュー１４とは反対側の向きに搬送する機能を有している。
【００２５】
さらに，第１スクリュー１４の羽根２０は，幾つかの部位に分断されており，そのうち搬送方向の最下流の部位についてはそれ以外の部位に対して逆巻きとなっている。また，第２スクリュー１５の羽根２０についても，幾つかの部位に分断されており，そのうち搬送方向の最下流の部位についてはそれ以外の部位に対して逆巻きとなっている。これにより，廃トナーボックス８の端部に廃トナーが溜まらないようになっている。さらに，第２スクリュー１５については，その位置がトナーの流入口１７に近く，廃トナーが溜まり易いため，第１スクリュー１４よりも逆巻範囲が大きくなっている。
【００２６】
また，第１スクリュー１４の搬送方向の下流側に蓄積された廃トナーは，第２スクリュー１５によって流入口１７側の端部に向けて搬送される。また一方，第２スクリュー１５の搬送方向の下流側に蓄積された廃トナーは，第１スクリュー１４によって流入口１７側の端部とは反対側の端部に向けて搬送される。これにより，図４に示すように廃トナーボックス８内で廃トナーが循環する。これにより，廃トナーが端部に偏ることなく，廃トナーの喫水線がならされる。
【００２７】
なお，第１スクリュー１４，第２スクリュー１５ともに，羽根２０がない部位（平坦部２１）が存在する。この平坦部２１により，廃トナーの搬送過多を抑制している。
【００２８】
また，廃トナー蓄積量検知部１６としては，公知の手段を利用する。例えば，図５に示すように，廃トナーボックス８のケーシング１８に一対の光透過窓３１，３２を設ける。この他，発光素子３３と，発行素子３３からの光を受光する受光素子３４と，光透過窓３１，３２にそれぞれ設置された導光部材３５，３６とを設ける。発光素子３３および受光素子３４は，公知のデバイスを使用すればよい。また，発光素子３３からの光を受光素子３４に導く導光部材３５，３６は，反射板等を利用して所望の場所に導光することとしてもよい。導光部材３５，３６の材料は，光を透過するものであればよく，例えばポリスチレンが該当する。これらの部材は，ドラムカートリッジ１１に組み込まれたものであってもよいし，カラープリンタ１００本体に組み込まれた部品であってもよい。
【００２９】
図５に示した廃トナー蓄積量検知部１６は，発光素子３３からの光を受光素子３４にて受光することにより廃トナーボックス８の満杯を検知している。すなわち，満杯の時にはトナーによって光透過窓３１，３２が塞がれるため，光の授受が行われない。一方，満杯でない時には，光の授受が行われる。この違いによって廃トナーボックス８の満杯を判断することができる。
【００３０】
また，光透過窓３１，３２に隣接する第２スクリュー１５には，光透過窓３１，３２を清掃する清掃部材を取り付けることが好ましい。すなわち，光透過窓３１，３２に付着した廃トナーを掻き落とすことで，トナーの満杯の誤検知を抑制することができる。
【００３１】
なお，第１スクリュー１４および第２スクリュー１５は，常時動作していなければならないものではない。すなわち，廃トナーボックス８内に廃トナーが殆ど蓄積していない場合には，各スクリューが回転しても空回りとなる。さらに，廃トナーボックス８内が満杯となるまでには時間がかかる。そのため，各スクリューは，満杯が近づいたときから駆動されることが好ましい。例えば，蓄積した廃トナーの頂上が両スクリューのいずれか一方の位置まで達した段階から駆動させることとするとよい。また，廃トナーの蓄積量が満杯時の８０％を越えたら駆動させることとしてもよい。このような制御を行うことで，消費電力の低減を図ることができる。
【００３２】
また，トナーを搬送する手段は，スクリューに限るものではない。例えば，図６に示すように平板状のならし板２５がガイド部材２３，２４に沿って廃トナーボックス８の長手方向に往復移動するものであってよい。この場合，廃トナーボックス８内に蓄積された廃トナーがならし板２５の下端の高さを越えた段階で，ならし板２５が長手方向に往復運動を開始することとするとよりよい。
【００３３】
以上詳細に説明したように本形態の廃トナーボックス８では，第１スクリュー１４および第２スクリュー１５により，廃トナーボックス８内に蓄積したトナーを循環移動させている。この循環移動によってトナーの喫水線がならされ，流入口１７側の端部とその反対側の端部とのいずれにも廃トナーの偏りが生じない。そのため，廃トナーの効率的な収容が可能となるとともに，廃トナーの満杯の検知が安定する。また，第１スクリュー１４および第２スクリュー１５は廃トナーボックス８内に収容されているため，廃トナーボックス８自体はコンパクトな構成である。さらに，廃トナーボックス８の外部から振動や衝撃を与える構成ではないため，構成が簡素であり画像の乱れも生じない。従って，コンパクトな構成でかつトナーの蓄積量を高精度に検知することが可能な廃トナーボックス，およびその廃トナーボックスを備えた画像形成装置が実現している。
【００３４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，トナーを搬送する手段は，スクリュー形状に限らず，トナーを搬送できる形状であればよい。例えば，パドル形状，ブラシ形状，ローラ形状であってもよい。
【００３５】
また，本実施の形態のカラープリンタでは，廃トナーボックス８がドラムカートリッジ１１の一部を構成しているが，これに限るものではない。例えば，現像ユニット等とともにイメージングカートリッジを構成するものであってもよい。
【００３６】
また，実施の形態ではカラープリンタに本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち，複写機，スキャナ，ＦＡＸあるいはワードプロセッサ等であっても適用可能である。また，カラー機に限定するものではなく，モノクロ機であっても適用可能である。さらに，タンデム方式の画像形成装置であっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施の形態に係るカラープリンタの機器構成を示す図である。
【図２】ドラムカートリッジおよび廃トナーボックスの機器構成を示す図である。
【図３】廃トナーボックス内のイメージを示す斜視透視図である。
【図４】廃トナーボックス内のトナーの流れを示す図である。
【図５】トナー蓄積量検知部の概略構成を示す図である。
【図６】廃トナーボックスの変形例を示す斜視透視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      感光体ドラム
５      中間転写ベルト
８      廃トナーボックス（廃トナーボックス）
９      感光体ドラム用のクリーニングブレード
１０    中間転写ベルト用のクリーニングブレード
１１    ドラムカートリッジ
１４    第１スクリュー（トナーならし部材，第１スクリュー）
１５    第２スクリュー（トナーならし部材，第２スクリュー）
１６    廃トナー蓄積量検知部
１７    流入口（流入口）
１８    ケーシング（トナー容器）
２５    ならし板（トナーならし部材）
３１    光透過窓（光透過窓）
３２    光透過窓（光透過窓）
１００  カラープリンタ（画像形成装置）
【図１】
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【図２】
2006098743.tif 000004
【図３】
2006098743.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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