JP6188667B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを収容するトナー容器を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式によって印刷用紙に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置には現像装置が搭載されている。現像装置の内部にはトナーを含む現像剤が収容されている。現像装置は、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を前記現像剤に含まれるトナーによって現像する。像担持体に現像されたトナー像は、定着装置によって印刷用紙に定着される。定着後の像担持体上には、定着時に印刷用紙に転写しなかったトナーが残存している場合がある。そのため、従来、像担持体上の残存するトナーを除去して廃トナーとして回収する廃トナー回収装置が知られている（特許文献１参照）。

この種の廃トナー回収装置では、像担持体から除去された廃トナーは、廃トナー回収装置が備える廃トナー容器に収容される。廃トナー容器は画像形成装置に着脱可能に構成されている。廃トナー容器が廃トナーで満杯になると、廃トナー回収装置は重量センサーなどの検知センサーによって満杯であることを検知して、その旨をユーザーへ向けて報知する。ユーザーは、ユーザーは、前記報知を確認することによって、廃トナー容器の交換タイミングを把握できる。

特開平３−１０１７８６号公報

しかしながら、従来の廃トナー回収装置を有する画像形成装置では、廃トナー容器における廃トナーの貯留量の変動によって廃トナー容器が振動し、前記検知センサーからの出力が不安定になるという問題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、廃トナーが収容されるトナー容器の振動を抑制して、トナー容器内のトナーの貯留量の検知精度を向上させることが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、トナー容器と、装着部と、弾性部材と、変位量検知部と、貯留量判定部と、緩衝部材とを備える。前記トナー容器は、トナーの流出入が可能な開口部を端部に有する。前記装着部は、前記トナー容器を着脱可能に装着するものであり、前記トナー容器が装着された状態で外部から供給されたトナーを前記開口部から前記トナー容器の内部に案内する。前記弾性部材は、前記トナー容器と前記装着部との間に設けられ、前記トナー容器を弾性力によって支持するとともに前記トナー容器の重量に応じて伸縮する。前記変位量検知部は、前記トナー容器の重量が増加したことに伴い重力方向へ変位する前記トナー容器の変位量を検知する。前記貯留量判定部は、前記変位量検知部による検知結果に基づいて前記トナー容器内のトナーの貯留量を判定する。前記緩衝部材は、前記装着部と前記トナー容器との間に介在され、前記トナー容器の重量の変動により生じる前記トナー容器の前記重力方向の振動を緩衝する。

本発明によれば、廃トナーが収容されるトナー容器の振動を抑制して、トナー容器内のトナーの貯留量の検知精度を向上させることが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す図である。 図２は、図１の画像形成装置が備えるトナー補給装置を示す図である。 図３は、図１の画像形成装置が備える廃トナー収容部を示す図である。 図４は、図３の廃トナー収容部が備える廃トナーボトルの斜視図である。 図５は、図３の廃トナー収容部の部分拡大図である。 図６は、図３の廃トナー収容部の正面図である。 図７は、図１の画像形成装置が備える制御部の構成を示すブロック図である。 図８は、図７に示す制御部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について説明する。以下の説明では、画像形成装置１０が平坦面に設置された状態を基準として上下方向Ｄ１を定義する。また、画像形成装置１０に対して補給トナーボトル４１及び廃トナーボトル６１が挿入される側を手前側（正面側）として前後方向Ｄ２を定義する。また、画像形成装置１０を手前側（正面側）から見て左右方向Ｄ３を定義する。

［画像形成装置］
画像形成装置１０は、少なくとも印刷機能を備えた装置であり、例えば、カラープリンターである。画像形成装置１０は、トナーを含む現像剤を用いて、シート部材である印刷用紙に画像を印刷する。なお、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の具体例は、例えばプリンターや複写機、ファクシミリ、又は、これらの各機能を備えた複合機である。また、画像形成装置１０は、カラー画像を形成可能なものであるが、本発明の画像形成装置は、モノクロの画像を形成可能に構成されたものであってもよい。

図１に示されるように、画像形成装置１０は、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１０は、複数の画像形成部１〜４と、中間転写ユニット５と、露光装置１４と、二次転写装置１５と、定着装置１６と、ベルトクリーニング装置６（本発明の廃トナー回収部の一例）と、トナー補給装置４０と、タッチパネルや液晶表示部などを有する操作表示部９と、制御部８と、給紙トレイ１７と、排紙トレイ１８とを備えている。これらの構成要素は、画像形成装置１０の外部フレーム（不図示）や内部フレームなどを構成する筐体１１（本発明の装置本体の一例）に取り付けられている。

画像形成部１〜４は、並設された複数の感光体ドラム２１それぞれに色の異なるトナー像を所謂電子写真方式によって形成する。前記トナー像は、走行中（移動中）の中間転写ベルト５Ａに順次重ね合わさるように転写される。図１に示される例では、中間転写ベルト５Ａの移動方向（矢印１９方向）の下流側から順に、ブラック用の画像形成部１、イエロー用の画像形成部２、シアン用の画像形成部３、及びマゼンタ用の画像形成部４がその順番で一列に配置されている。

画像形成部１〜４それぞれは、トナー像を担持する感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２３（本発明の現像部の一例）、一次転写装置２４等を備えている。感光体ドラム２１の表面は帯電装置２２によって帯電され、露光装置１４によって帯電された感光体ドラム２１の表面が露光走査される。これにより、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。現像装置２３は、前記静電潜像をトナーによって現像する。そして、一次転写装置２４によって、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト５Ａに転写される。

中間転写ユニット５は、中間転写ベルト５Ａ（本発明の像担持体の一例）と、駆動ローラー７Ａと、従動ローラー７Ｂとを有する。中間転写ベルト５Ａは、複数色のトナー像（本実施形態では４色）からなるトナー像を担持する。中間転写ベルト５Ａは、駆動ローラー７Ａ及び従動ローラー７Ｂによって回転駆動可能に支持されることにより、その表面が各感光体ドラム２１の表面に接しながら移動（走行）可能となる。中間転写ベルト５Ａが回転駆動されると、その表面が感光体ドラム２１と一次転写装置２４との間を通過する。その際に、複数の感光体ドラム２１に担持された各色のトナー像が重ね合わさるように順に中間転写ベルト５Ａに転写される。

中間転写ユニット５の上方に複数のトナー補給装置４０が設けられている。本実施形態では、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色に対応する４つのトナー補給装置４０が設けられている。トナー補給装置４０については後述する。

二次転写装置１５は、中間転写ベルト５Ａに転写されたトナー像を給紙トレイ１７から搬送されてきた印刷用紙に転写する。トナー像が転写された印刷用紙は、図示しない搬送部によって定着装置１６に搬送される。定着装置１６は、加熱ローラー１６Ａと加圧ローラー１６Ｂとを有する。定着装置１６は、トナー像が転写された印刷シートに対して熱と圧力を加えながら搬送する。これにより、トナー像が溶融して印刷シートに定着される。トナー像が定着された印刷シートは、更に下流側へ搬送されて、中間転写ユニット５の上方に配置されたトレイ状の排紙トレイ１８に排出されて保持される。

ベルトクリーニング装置６は、中間転写ベルト５Ａの表面に残存した廃トナーを除去して回収し、回収した廃トナーを後述の廃トナーボトル６１の内部に供給する。ベルトクリーニング装置６は、中間転写ユニット５の前方側に配置されている。ベルトクリーニング装置６は、クリーニング部材であるクリーニングローラー２５、スクリュー部材２６、トナーボックス２７、及び廃トナー収容部６０を備えている。クリーニングローラー２５は、従動ローラー７Ｂと対向するように配置されており、その表面が中間転写ベルト５Ａに接触している。クリーニングローラー２５の前後方向Ｄ２の長さは、中間転写ベルト５Ａとほぼ同じである。クリーニングローラー２５は、トナーボックス２７内で回転可能に支持されている。クリーニングローラー２５の支軸に回転駆動力が入力されることによってクリーニングローラー２５が回転する。

クリーニングローラー２５は、中間転写ベルト５Ａに接触した状態で回転されることにより、二次転写装置１５による転写後に中間転写ベルト５Ａの表面に残留したトナーを取り除く。以下、クリーニングローラー２５によって取り除かれたトナーを「廃トナー」と称する。前記廃トナーは、重力の作用又はクリーニングローラー２５の回転力によってトナーボックス２７に取り入れられて回収される。トナーボックス２７に回収された廃トナーは、スクリュー部材２６により搬送される。トナーボックス２７の底面の後端部側に排出口（不図示）が形成されている。スクリュー部材２６が回転されることにより、前記廃トナーがトナーボックス２７内を前記排出口へ向けて搬送される。

廃トナー収容部６０は、トナーボックス２７の下方に設けられている。前記排出口から廃トナーが排出されると、廃トナー収容部６０が有する廃トナーボトル６１内に廃トナーが案内されて貯留される。つまり、中間転写ベルト５Ａの表面に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置６によって回収されて廃トナーとして廃トナーボトル６１に収容される。なお、廃トナー収容部６０については後述する。

［トナー補給装置］
以下、図２を参照して、トナー補給装置４０について説明する。本実施形態では、画像形成装置１０は複数のトナー補給装置４０を備えるが、いずれも同じ構成である。図２に示されるように、トナー補給装置４０は、補給トナーボトル４１（本発明のトナー補給容器の一例）と、補給トナーボトル４１が装着される容器装着部４２とにより構成されている。なお、図２では、筐体１１にトナー補給装置４０が取り付けられた姿勢を基準にして、鉛直方向を上下方向Ｄ１とし、筐体１１に対する補給トナーボトル４１の着脱方向（挿抜方向）を前後方向Ｄ２とし、前記装着姿勢のときの前面から見て水平方向を左右方向Ｄ３としている。

補給トナーボトル４１は、現像装置２３にトナーを補給するものである。図２に示されるように、補給トナーボトル４１は、その端部に開口部５１を有する。補給トナーボトル４１は、前後方向Ｄ２に長い形状に形成されており、より詳細には、前後方向Ｄ２に長い円筒形状に形成されている。補給トナーボトル４１の内部はトナーを収容可能な収容空間である。補給トナーボトル４１の内部には、現像装置２３に補給するためのトナーが収容されている。補給トナーボトル４１の後方側は先細り形状に形成されており、その後端部にトナーの流出入が可能な開口部５１が設けられている。補給トナーボトル４１の前方側は閉塞されている。補給トナーボトル４１は、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ樹脂）などの合成樹脂によって構成されている。

補給トナーボトル４１は、内面に螺旋形状の山形の突出リブ５３（図２参照）が形成されている。突出リブ５３は補給トナーボトル４１の内面から補給トナーボトル４１の中心へ向けて突出している。突出リブ５３は、補給トナーボトル４１と一体に形成されている。そのため、補給トナーボトル４１の外周面おいて突出リブ５３に対応する位置には螺旋形状の溝が現れる。

突出リブ５３は、補給トナーボトル４１の内部のトナーを開口部５１側へ搬送する役割を担う。補給トナーボトル４１の開口部５１側には、駆動伝達部５５が装着されている。駆動伝達部５５は、モーターなどの駆動源から回転駆動力を受けて、補給トナーボトル４１に前記回転駆動力を伝達する。駆動伝達部５５は、補給トナーボトル４１の後端部に固定されている。駆動伝達部５５は、周面にギヤ５４が形成された環状の部材であり、中心部に貫通孔を有する。開口部５１は駆動伝達部５５の前記貫通孔に挿通されている。駆動伝達部５５よりも後方側に支持部５６が設けられている。支持部５６は容器装着部４２に設けられている。支持部５６の内部に開口部５１が挿入されている。支持部５６に開口部５１が挿入された状態で、補給トナーボトル４１が周方向に回動可能である。つまり、支持部５６は、補給トナーボトル４１の開口部５１側を回動可能に支持する。補給トナーボトル４１が容器装着部４２に装着された状態で、ギヤ５４にモーター１１５（図７参照）等の回転駆動力が伝達される。これにより、駆動伝達部５５から補給トナーボトル４１にその回転駆動力が伝達されて、補給トナーボトル４１は矢印Ｄ１１に示す第１回転方向へ回転する。つまり、補給トナーボトル４１は、現像装置２３にトナーを供給可能な状態で、その長手方向を回転中心として回転する。このように補給トナーボトル４１が回転することによって、突出リブ５３により押されつつトナーが開口部５１側（後方側）へ搬送される。

なお、ギヤ５４は、制御部８のモータードライバー１１０（図７参照）によって駆動制御されるモーター１１５（図４参照）に不図示の駆動伝達機構を介して連結されている。モーター１１５が回転駆動されることによって、前記第１回転方向の回転駆動力がギヤ５４に伝達される。

容器装着部４２は、支持台４２Ａを有する。支持台４２Ａは、補給トナーボトル４１の下半分の外周部分を支持するものであり、前後方向Ｄ２に長い形状に形成されている。図２には、支持台４２Ａだけが示されているが、容器装着部４２は、補給トナーボトル４１の上半分の外周部分を覆うカバー部（不図示）を有する。前記カバー部が支持台４２Ａに連結することにより、容器装着部４２は、補給トナーボトル４１の外周部分全体を覆うように補給トナーボトル４１を支持する。

トナー補給装置４０は、その後方側にトナー排出口５８を有する。トナー排出口５８は、補給トナーボトル４１に収容されたトナーを下方外側へ排出するためのものであり、容器装着部４２の支持台４２Ａに設けられている。補給トナーボトル４１から開口部５１を通じて流出したトナーは、支持部５６内を下方へ移動してトナー排出口５８に達して、図示しない搬送路を通って現像装置２３に搬送される。

［廃トナー収容部］
以下、図３乃至図６を参照して、廃トナー収容部６０について説明する。図３に示されるように、廃トナー収容部６０は、廃トナーボトル６１（本発明のトナー容器の一例）と、廃トナーボトル６１が装着される容器装着部６２（本発明の装着部の一例）とにより構成されている。なお、図３乃至図６では、筐体１１に廃トナー収容部６０が取り付けられた姿勢を基準にして、鉛直方向を上下方向Ｄ１とし、筐体１１に対する廃トナーボトル６１の着脱方向（挿抜方向）を前後方向Ｄ２とし、前記装着姿勢のときの前面から見て水平方向を左右方向Ｄ３としている。

廃トナーボトル６１は、ベルトクリーニング装置６から排出された廃トナーを収容するものである。図３に示されるように、廃トナーボトル６１は、前後方向Ｄ２に長い形状に形成されている。本実施形態では、廃トナーボトル６１は、トナー補給装置４０が備える補給トナーボトル４１と同じ形状である。したがって、廃トナーボトル６１は、その端部に、開口部５１と形状及び寸法が同じ開口部７１（図４参照）を有する。廃トナーボトル６１は、前後方向Ｄ２に長い形状に形成されており、より詳細には、前後方向Ｄ２に長い円筒形状に形成されている。このように、廃トナーボトル６１は、補給トナーボトル４１と同じ形状であるため、廃トナーボトル６１として、補給トナーボトル４１の空き容器を用いることができる。

廃トナーボトル６１の内部は廃トナーを収容可能な収容空間である。廃トナーボトル６１の内部には、中間転写ベルト５Ａから除去された廃トナーが収容される。廃トナーボトル６１の後方側は先細り形状に形成されており、その後端部にトナーの流出入が可能な開口部７１が設けられている。廃トナーボトル６１の前方側は閉塞されている。廃トナーボトル６１は、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ樹脂）などの合成樹脂によって構成されている。

廃トナーボトル６１は、内面に螺旋形状の山形の突出リブ７３（図５参照）が形成されている。突出リブ７３は、本発明の搬送部の一例である。突出リブ７３によって、 開口部７１から廃トナーボトル６１の内部に流入した廃トナーが開口部７１から遠ざかる方向（前方側）へ搬送可能となる。突出リブ７３は廃トナーボトル６１の内面から廃トナーボトル６１の中心へ向けて突出している。突出リブ７３は、廃トナーボトル６１と一体に形成されている。そのため、廃トナーボトル６１の外周面おいて突出リブ７３に対応する位置には螺旋形状の溝が現れる。

突出リブ７３は、廃トナーボトル６１の内部の廃トナーを開口部７１から遠ざかる方向、つまり、開口部７１から前方側へ搬送する役割を担う。廃トナーボトル６１の開口部７１側には、補給トナーボトル４１の駆動伝達部５５と同じ構成の駆動伝達部７５が装着されている。なお、図３では、駆動伝達部７５の一部だけが示されており、他の部分は容器装着部６２によって隠されている。駆動伝達部７５は、廃トナーボトル６１の後端部に固定されている。駆動伝達部７５は、周面にギヤ７４が形成された環状の部材であり、中心部に貫通孔を有する。開口部７１は駆動伝達部７５の前記貫通孔に挿通されている。

廃トナーボトル６１は、容器装着部６２に装着された状態で、ギヤ７４にモーター１１５（図７参照）等の回転駆動力が伝達される。このときにギヤ７４には、補給トナーボトル４１の前記第１回転方向（矢印Ｄ１１参照）とは反対の第２回転方向（矢印Ｄ２１参照）の回転駆動力が伝達される。このような回転駆動力が伝達されると、廃トナーボトル６１は、矢印Ｄ２１に示す前記第２回転方向へ回転する。つまり、廃トナーボトル６１は、容器装着部６２に装着されて廃トナーを開口部７１に流入可能な状態で、前記第１回転方向とは反対の前記第２回転方向（矢印Ｄ２１参照）へ回転する。これにより、廃トナーボトル６１内の廃トナーは、突出リブ７３により押されつつ開口部７１から遠ざかる方向（前方側）へ搬送される。

なお、ギヤ７４は、制御部８のモータードライバー１１０（図７参照）によって駆動制御されるモーター１１５（図４参照）に不図示の駆動伝達機構を介して連結されている。モーター１１５が回転駆動されることによって、前記第２回転方向の回転駆動力がギヤ７４に伝達される。

容器装着部６２は、廃トナーボトル６１を着脱可能に構成されている。容器装着部６２に廃トナーボトル６１が装着された状態で、容器装着部６２は、ベルトクリーニング装置６から排出された廃トナーを開口部７１から廃トナーボトル６１の内部に案内することができる。廃トナーボトル６１は、容器装着部６２から取り外すことができ、必要に応じて容器装着部６２に装着することができる。具体的には、廃トナーボトル６１が廃トナーで満杯又は予め定められた規定量（満杯量）以上の量になると、廃トナーボトル６１はユーザーによって取り外される。そして、空の廃トナーボトル６１がユーザーによって取り付けられる。

容器装着部６２は、トナーガイド部７６と、収容フレーム８１（本発明の容器収容部の一例）と、支持フレーム８２（本発明の容器支持部の一例）と、を有する。

収容フレーム８１は、廃トナーボトル６１の下半分の外周部分を支持する支持台８１Ａと、廃トナーボトル６１の上半分の外周部分を覆う上カバー部８１Ｂとを有する。支持台８１Ａは、前後方向Ｄ２に長い形状に形成されている。支持台８１Ａの長手方向の両端それぞれには、廃トナーボトル６１の外周面に当接する円弧形状の軸受け（不図示）が設けられている。前記軸受けに廃トナーボトル６１が支持されることにより、廃トナーボトル６１が支持台８１Ａにおいて回転可能となる。上カバー部８１Ｂは、支持台８１Ａの上側に被せられて支持台４２Ａに連結される。各部材の連結は、例えば、スナップフィットなどの周知の機構が適用可能である。上カバー部８１Ｂの下側面は、廃トナーボトル６１に沿うように円弧面に形成されている。上カバー部８１Ｂが支持台８１Ａに連結されることにより、上カバー部８１Ｂと支持台８１Ａとの間に廃トナーボトル６１を収容可能な収容空間が形成される。つまり、収容フレーム８１は、前記収容空間に廃トナーボトル６１を収容した状態で、前後方向Ｄ２を回動軸として廃トナーボトル６１を回転可能に支持する。

支持台８１Ａの後端部は、支持フレーム８２に連結されている。支持台８１Ａの後端部に回動支持部８６が設けられている。支持台８１Ａは、回動支持部８６によって、支持フレーム８２に対して回動可能に支持されている。つまり、回動支持部８６は、支持台８１Ａを含む収容フレーム８１を支持フレーム８２に対して回動可能に支持するものである。

トナーガイド部７６は、容器装着部６２の後端部に設けられている。トナーガイド部７６は、駆動伝達部７５よりも後方側に設けられている。トナーガイド部７６の内部に開口部７１が挿入されている。トナーガイド部７６の上面７６Ａには、ベルトクリーニング装置６の排出口に連結されるトナー流入口７８が設けられている。トナー流入口７８は、上面７６Ａから上方へ延びる管状の部材である。トナー流入口７８に廃トナーは流入される。トナーガイド部７６の内部には、トナー流入口７８から開口部７１にトナーを案内する搬送路（不図示）が形成されており、廃トナーは、この搬送路を通って開口部７１に案内されて、廃トナーボトル６１の内部に流入する。トナーガイド部７６の後端部は、画像形成装置１０の筐体１１の内部フレームなどに係合されて支持される。

支持フレーム８２は、収容フレーム８１の支持台８１Ａの底部を支持するものであり、ボトムプレート８２Ａと、サイドフレーム８２Ｂ（本発明の対向部の一例）とを有する。ボトムプレート８２Ａは、前後方向Ｄ２に長い板形状に形成されている。ボトムプレート８２Ａの前端部には固定用のブラケット８３が設けられている。ブラケット８３が筐体１１の内部フレームなどにビス等で固定される。

図６に示されるように、サイドフレーム８２Ｂは、収容フレーム８１の右側部８１Ｃに対向する位置に設けられている。サイドフレーム８２Ｂは、板金部材によってボトムフレーム８２Ａと一体に形成されている。サイドフレーム８２Ｂはボトムフレーム８２Ａに対して垂直であり、ボトムフレーム８２Ａから上方へ延びている。サイドフレーム８２Ｂの上端部にはブラケット８４が設けられている。ブラケット８４が筐体１１の内部フレームなどにビス等で固定される。

上述したように、支持台８１Ａの後端部に回動支持部８５が設けられており、回動支持部８５はボトムプレート８２Ａの後端部に連結されている。このため、収容フレーム８１は、ボトムプレート８２Ａに対して回動支持部８５を回動支点として回動可能である。本実施形態では、回動支持部８５を回動支点として、収容フレーム８１の前端部がボトムプレート８２Ａに対して上下方向Ｄ１へ変位可能となる。

図５に示されるように、廃トナー収容部６０は、コイルバネ９１（本発明の弾性部材の一例）を有する。コイルバネ９１は、廃トナーボトル６１と容器装着部６２との間に設けられている。より詳細には、コイルバネ９１は、収容フレーム８１の支持台８１Ａの底部と支持フレーム８２のトムプレート８２Ａとの間に介在されている。コイルバネ９１は、廃トナーボトル６１において開口部７１から最も離れた位置、つまり、容器装着部６２の前端側に配置されている。コイルバネ９１の下端はボトムプレート８２Ａに取り付けられており、上端は支持台８１Ａに取り付けられている。これにより、収容フレーム８１は、内部に廃トナーボトル６１を収容した状態で、コイルバネ９１の上下方向Ｄ１の弾性力によってボトムプレート８２Ａ上に支持されている。言い換えると、廃トナーボトル６１は、コイルバネ９１によって弾性的に支持されている。このため、廃トナーボトル６１に廃トナーが流入して廃トナーの貯留量が増加すると、増加した重量に応じてコイルバネ９１が収縮し、収容フレーム８１の支持台８１Ａが下方へ変位することになる。また、仮に廃トナーボトル６１の廃トナーの貯留量が減少すると、減少した重量に応じてコイルバネ９１が伸張し、収容フレーム８１の支持台８１Ａが上方へ変位することになる。なお、コイルバネ９１は、弾性部材の単なる一例である。したがって、廃トナーボトル６１を弾性的に支持可能な部材であれば、コイルバネ９１に代えて適用可能である。

また、図６に示されるように、廃トナー収容部６０は、緩衝部材９３を有する。緩衝部材９３は、容器装着部６２に設けられている。緩衝部材９３は、廃トナーボトル６１内の廃トナーの増加によって廃トナーボトル６１の重量が変動した場合に生じる重力方向（上下方向Ｄ１）の振動を緩衝する役割を有するものである。具体的には、緩衝部材９３は、サイドプレート８２Ｂと収容フレーム８１の右側部８１Ｃとの間に設けられている。緩衝部材９３は、サイドプレート８２Ｂ及び右側部８１Ｃそれぞれに当接した状態で設けられている。本実施形態では、廃トナーボトル６１がコイルバネ９１によって支持フレーム８２に対して支持されているため、廃トナーボトル６１の重量が変動したときにコイルバネ９１が伸縮を繰り返すことにより、収容フレーム８１及び廃トナーボトル６１に上下方向Ｄ１の振動が発生する。この振動は、後述する変位量検知部１００による検知精度を低下させる要因である。そのため、緩衝部材９３が容器装着部６２と廃トナーボトル６１との間に介在されている。この緩衝部材９３は、サイドプレート８２Ｂ及び右側部８１Ｃの前端部に配置されている。緩衝部材９３によって、上下方向Ｄ１の振動が緩衝される。緩衝部材９３としては、上下方向Ｄ１の振動を吸収又は軽減可能な部材であればよく、例えば、ゴムやシリコンなどの弾性部材やスポンジなどで構成された部材が考えられる。

このように、容器装着部６２に緩衝部材９３が設けられているため、廃トナーボトル６１に廃トナーが収容されたときに、廃トナーボトル６１における廃トナーの貯留量の変動によって廃トナーボトル６１が振動しようとしても、緩衝部材９３がその振動を吸収して緩衝する。このため、後述する変位量検知部１００から出力される検知信号が不安定にならず、その結果、前記検知信号によって判定される廃トナーの貯留量の判定処理の精度が向上する。

図５に示されるように、廃トナー収容部６０は、変位量検知部１００を有する。変位量検知部１００は、容器装着部６２に設けられている。変位量検知部１００は、廃トナーが廃トナーボトル６１に流入して廃トナーボトル６１の重量が増加したことに伴い、その重力方向へ変位する廃トナーボトル６１の変位量を検知する。変位量検知部１００は、具体的には、移動片１０１と、光センサー１０２（本発明の信号出力部の一例、図７参照）とにより構成されている。移動片１０１及び光センサー１０２は、共に、ボトムフレーム８２Ａの上面に設けられている。なお、図５では、光センサー１０２がブラケット８６によって隠されているため、図示されていない。

移動片１０１は、廃トナーボトル６１が前記重力方向（下方）へ変位するとともに前記重力方向へ移動する。移動片１０１は、具体的には、前後方向Ｄ２に延びるアーム状の部材であって、その後端部がブラケット８６に回転可能に支持されている。ブラケット８６は、ボトムフレーム８２Ａから上方へ立設する前後方向Ｄ２に延びる板部材である。このブラケット８６に回転軸８６Ａが設けられており、この回転軸８６Ａに移動片１０１の後端が回転可能に支持されている。移動片１０１は、図示しないバネ部材によって上方へ付勢されており、収容フレーム８１の支持台８１Ａの底面に当接している。なお、移動片１０１は前記バネ部材で付勢された構成に限られない。例えば、移動片１０１の前端が支持台８１Ａの底面に連結された構成であってもよい。

光センサー１０２（図７参照）は、移動片１０１の移動位置に応じた検知信号を出力するものである。光センサー１０２は、例えば、発光素子（発光部）及び受光素子（受光部）を有する透過型のフォトインターラプタである。前記発光素子は、移動片１０１の移動経路へ向けて光を出射するフォトダイオードなどである。前記受光素子は、前記発光素子からの光を受けて前記検知信号を出力するフォトトランジスタなどである。光センサー１０２は、前記発光素子と前記受光素子との間に検知空間に移動片１０１が進入可能なように配置されている。光センサー１０２から出力される検知信号は制御部８の信号処理部１１１に入力される。制御部８は、入力された検知信号に基づいて、廃トナーボトル６１内の廃トナーの貯留量を判定する。

前記検知空間に移動片１０１が進入していない状態で、光センサー１０２からの出力信号（検知信号）は、ＨＩＧＨレベルとなる。また、前記検知空間に移動片１０１が進入すると、その進入度合いに応じて、前記発光素子から前記受光素子に到達する光の量が減少する。このとき、光センサー１０２から出力される出力信号のレベルも徐々に低下する。そして、移動片１０１が前記検知空間に完全に進入すると、光センサー１０２からの出力信号は、ＬＯＷレベルとなる。

本実施形態では、例えば、廃トナーボトル６１が空の場合に移動片１０１が光センサー１０２の前記検知空間に進入しないように、コイルバネ９１のバネ常数や位置が定められており、移動片１０１及び光センサー１０２の位置が定められている。言い換えると、廃トナーボトル６１に廃トナーが収容されると、移動片１０１が光センサー１０２の前記検知空間に進入する。また、廃トナーボトル６１に１００％の廃トナーが収容されたときに、移動片１０１が光センサー１０２の前記検知空間に完全に進入するように、コイルバネ９１のバネ常数や位置が定められており、移動片１０１及び光センサー１０２の位置が定められている。

支持フレーム８２には、前カバー部９４（図３参照）が設けられている。支持フレーム８２の前端部に前カバー部９４は取り付けられている。なお、図３では、前カバー部９４が二点鎖線で示されている。前カバー部９４は、例えば、支持フレーム８２のサイドフレーム８２Ｂに設けられた回転軸によって回動可能に支持されている。本実施形態では、前カバー部９４は、収容フレーム８１に廃トナーボトル６１が収容された状態で、収容フレーム８１の前方側の開口を開閉する。

また、容器装着部６２には、前カバー部９４の開閉を検知するための開閉検知部１０４（本発明の収容検知部の一例、図７参照）が設けられている。開閉検知部１０４としては、例えば、サイドプレート８２Ｂに設けられたリミットスイッチや、フォトインターラプタ、前カバー部９４の回転軸に設けられたロータリーエンコーダーなどが適用可能である。開閉検知部１０４は、後述の制御部８とともに、容器装着部６２の収容フレーム８１に廃トナーボトル６１が収容されているかどうかを判定する用途に用いられる。言い換えると、開閉検知部１０４は、容器装着部６２における廃トナーボトル６１の有無を検知する役割を有する。容器装着部６２に廃トナーボトル６１が装着されて、その後に前カバー部９４が開姿勢から閉姿勢にされると、開閉検知部１０４が作動して、制御部８の信号処理部１１１に、前カバー部９４が閉じられたことを示す信号が出力される。制御部８は、この信号を受信することによって、収容フレーム８１に廃トナーボトル６１が収容されていると判定する。ここで、前記開姿勢は、前カバー部９４が収容フレーム８１の前方側の開口から離反して前記開口を開けたときの姿勢であり、前記閉姿勢は、前カバー部９４が収容フレーム８１の前方側の開口を閉塞したときの姿勢である。

なお、前記開閉検知部１０４に代えて、反射型の光センサーや磁気センサーなどを用いて、収容フレーム８１に収容された廃トナーボトル６１の有無を直接に検知する構成が適用されてもよい。

［制御部８］
制御部８は、画像形成装置１０を統括的に制御するものであり、図７に示されるように、ＣＰＵ８Ａと、ＲＯＭ８Ｂと、ＲＡＭ８Ｃとからなる演算部１０９、モータードライバー１１０、及び信号処理部１１１などを有している。演算部１０９は、ＣＰＵ８ＡによってＲＯＭ８Ｂに格納された所定のプログラムにしたがった各種処理を実行する。具体的には、演算部１０９は、変位量検知部１００による検知結果に基づいて廃トナーボトル６１内の廃トナーの貯留量を判定する処理、操作表示部９の表示部に廃トナー貯留量を表示する処理、容器装着部６２における廃トナーボトル６１が交換されたことを判定する処理などを行う。このような演算部１０９は、本発明の貯留量判定部、及び交換判定部の一例である。

モータードライバー１１０、信号処理部１１１は、例えば、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路や内部メモリーなどで構成されている。なお、モータードライバー１１０及び信号処理部１１１は、例えば、ＣＰＵ８Ａによって所定のプログラムが実行されることで実現されてもよい。

モータードライバー１１０はモーター１１５に電気的に接続されている。モータードライバー１１０は、演算部１０９からの指示信号に基づいて、モーター１１５を駆動制御する。これにより、不図示の駆動伝達機構を介して第１回転方向の回転駆動力がギヤ５４に伝達され、第２回転方向の回転駆動力がギヤ７４に伝達される。

信号処理部１１１は、入力された信号を演算部１０９で処理可能な信号に変換する。具体的には、信号処理部１１１は、入力された光センサー１０２からの検知信号を、廃トナーボトル６１内の廃トナー貯留量に応じた信号に変換して演算部１０９に送出する。演算部１０９のＲＯＭ８Ｂには、入力された検知信号の信号レベルと、その信号レベルに対応する貯留量を示す情報とが対応付けられたルックアップテーブルが格納されている。前記信号を受けた演算部１０９は、ルックアップテーブルを参照して、検知信号に応じた貯留量を判定する。この場合、演算部１０９は、判定した貯留量を示す情報を操作表示部９の液晶表示部に出力する。前記貯留量を示す情報として、本実施形態では、演算部１０９は、廃トナーボトル６１が空の状態から満杯になるまでの貯留量の変化を１０段階目盛りで区分けされたインジケーターを前記液晶表示部に表示出力する。

また、信号処理部１１１は、入力された開閉検知部１０４からの信号を中継して演算部１０９に送出する。演算部１０９は、前記信号を受けて、前カバー部９４の開閉状態を判定する。

次に、図８のフローチャートを参照して、制御部８によって実行される各種の処理について説明する。図中のＳ１１、Ｓ１２、・・・は処理手順（ステップ）の番号を表している。各ステップにおける処理は、制御部８によって、より詳細には演算部１０９のＣＰＵ８ＡがＲＯＭ８Ｂ内のプログラムを実行することにより行われる。

制御部８は、信号処理部１１１に光センサー１０２から入力された検知信号を取得する（Ｓ１１）と、検知信号のレベルに応じたインジケーターを操作表示部９に出力して、液晶表示部に表示させる（Ｓ１２）。これにより、操作表示部９の液晶表示部に、廃トナーボトル６１内の廃トナーの貯留量を示すインジケーターが表示される。例えば、前記検知信号が前記ＨＩＧＨレベルである場合は、廃トナーの貯留量がゼロを示すインジケーター、つまり、目盛り表示無しのインジケーターが表示される。また、前記検知信号が半分の貯留量を示すレベルである場合は、１０段階目盛りのうちの半分が点灯色のインジケーターが表示される。また、前記検知信号が前記ＬＯＷレベルである場合は、廃トナーの貯留量が満杯を示すインジケーター、つまり、全ての目盛りが点灯色のインジケーターが表示される。

次のステップＳ１３では、制御部８は、前記検知信号がＬＯＷレベルかどうかを判定する。つまり、前記検知信号がＬＯＷレベルのときは、廃トナーボトル６１の廃トナーの貯留量が満杯であるため、当該判定処理は、廃トナーボトル６１の廃トナーの貯留量が満杯かどうかを判定する処理である。ステップＳ１３で前記検知信号がＬＯＷレベルと判定されると、制御部８は、廃トナーボトル６１の交換をユーザーに促す交換メッセージを操作表示部９の液晶表示部に表示する（Ｓ１４）。

ユーザーが前記交換メッセージを確認すると、ユーザーは、装着されている満杯の廃トナーボトル６１を、交換用の空の廃トナーボトル６１に交換する。このとき、画像形成装置１０の前面パネル（不図示）を開けてから、容器装着部４２の前カバー部９４を開けて、収容フレーム８１の前方側の開口を開放する。そして、満杯の廃トナーボトル６１を取り出して、交換用の空の廃トナーボトル６１を収容フレーム８１に挿入する。その後に前カバー部９４が閉じられる。本実施形態では、前記交換メッセージが表示されると、ユーザーが上述の交換作業を行うことに着目して、交換がなされたときの開閉検知部１０４からの検知結果と、廃トナーボトル６１に収容されている廃トナーの貯留量とに基づいて、廃トナーボトル６１の交換が行われたかどうかを判定している。

具体的には、次のステップＳ１５において、制御部８は、開閉検知部１０４からの信号に基づいて、前カバー部９４が前記閉姿勢から前記開姿勢にされたかどうかを判定する。つまり、前カバー部９４が開けられたかどうかが判定される。本実施形態では、上述したように、前カバー部９４が開けられたことをもって、廃トナーボトル６１が収容フレーム８１から抜き出されて容器装着部６２に存在していない（廃トナーボトル６１無し）と判定する。そして、続いて、ステップＳ１６において、制御部８は、開閉検知部１０４からの信号に基づいて、前カバー部９４が前記開姿勢から前記閉姿勢にされたかどうかを判定する。つまり、前カバー部９４が閉じられたかどうかが判定される。本実施形態では、上述したように、前カバー部９４が閉じられたことをもって、廃トナーボトル６１が収容フレーム８１に挿入されて容器装着部６２に存在している（廃トナーボトル６１有り）と判定する。ここで、前カバー部９４が開けられてから閉じられるまでに予め定められた交換必要時間以上が経過した場合は、エラーメッセージを表示したり、あるいは前記交換メッセージを再度表示するようにしてもよい。

次のステップＳ１７では、制御部８は、前記検知信号を取得して、その信号レベルが予め定められた基準値以上であるかどうかを判定する。この判定は、廃トナーボトル６１内の廃トナーの貯留量が所定の基準量以下であるかどうかを判定するための処理である。ここで、前記基準値として、例えば、廃トナーボトル６１が空であることを示す信号レベル（例えばＨＩＧＨレベル）が好ましい。この場合、前記基準量はゼロである。あるいは、満杯を示すＬＯＷレベル以外の信号レベルを前記基準値として適用してもよい。この場合、満杯以外の任意の量が前記基準量である。なお、前記信号レベルが前記基準値以上であることは、廃トナーボトル６１には、廃トナーを収容可能なスペースがあることを意味する。

前記検知信号の信号レベルが前記基準値以上である場合、制御部８は、廃トナーボトル６１が交換されたと判定する。この場合、制御部８は、ステップＳ１１以降の手順に従った処理を繰り返す。一方、前記検知信号の信号レベルが前記基準値未満である場合、制御部８は、廃トナーボトル６１が交換されていないと判定する。この場合、制御部８は、ステップＳ１４に戻り、前記交換メッセージを再び表示させる処理を行う。

このように、制御部８によって図８に示すフローチャートに従った処理が行われるため、前記交換メッセージが表示された後の交換作業が行われたかどうか、つまり、廃トナーボトル６１が交換されたかどうかを確実に判定することができる。

なお、上述の実施形態では、変位量検知部１００の光センサー１０２として透過型のフォトインターラプタを例示したが、反射型のフォトリフレクタを適用してもよい。なお、フォトリフレクタを適用した場合は、フォトインターラプタとは信号レベルが逆の信号が出力されるため、制御部８による各処理の判定基準は、その信号レベルに応じて変更される。

また、上述の実施形態では、複数のトナー補給装置４０を備える構成について例示した。しかし、複数のトナー補給装置４０のうち、例えばブラックトナー用のトナー補給装置４０の補給トナーボトル４１が他のものよりも容量が大きく形成されている場合は、廃トナーボトル６１は、ブラックトナー用の補給トナーボトル４１と同じ形状に形成されることが好ましい。この場合、ブラックトナー用の補給トナーボトル４１の空き容器を廃トナーボトル６１として転用することにより、廃トナーの交換タイミングを延ばすことができる。

６：ベルトクリーニング装置
８：制御部
１０：画像形成装置
４０：トナー補給装置
４１：補給トナー容器
４２：容器装着部
５１：開口部
６０：廃トナー収容部
６１：廃トナーボトル
７１：開口部
８１：収容フレーム
８２：支持フレーム
９１：コイルバネ
９３：緩衝部材
１００：変位量検知部
１０１：移動片
１０２：光センサー
１０４：開閉検知部

Claims (13)

1. トナーの流出入が可能な開口部を端部に有するトナー容器と、
   前記トナー容器を着脱可能に装着し、前記トナー容器が装着された状態で外部から供給されたトナーを前記開口部から前記トナー容器の内部に案内する装着部と、
   前記トナー容器と前記装着部との間に設けられ、前記トナー容器を弾性力によって支持するとともに前記トナー容器の重量に応じて伸縮する弾性部材と、
   前記トナー容器の重量が増加したことに伴い重力方向へ変位する前記トナー容器の変位量を検知する変位量検知部と、
   前記変位量検知部による検知結果に基づいて前記トナー容器内のトナーの貯留量を判定する貯留量判定部と、
   前記装着部と前記トナー容器との間に介在され、前記トナー容器の重量の変動により生じる前記トナー容器の前記重力方向の振動を緩衝する緩衝部材と、を備える画像形成装置。
2. 前記トナー容器は、一方向に長い形状に形成されており、その長手方向の一方の端部に前記開口部が設けられており、
   前記装着部は、前記長手方向を回転軸として前記トナー容器を回転可能に収容する容器収容部、及び前記容器収容部の底部を支持する容器支持部を有し、
   前記弾性部材は、前記容器収容部の底部と前記容器支持部との間に設けられている請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記容器支持部は、前記容器収容部の側部に対向する対向部を有し、
   前記緩衝部材は、前記対向部と前記側部との間に介在し、前記対向部及び前記側部それぞれに当接する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記弾性部材は、前記トナー容器において前記開口部から最も離れた位置に設けられている請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記容器収容部における前記トナー容器の有無を検知する収容検知部と、
   前記貯留量判定部により判定される前記貯留量と前記収容検知部による検知結果とに基づいて前記容器収容部に収容されていた前記トナー容器が空の前記トナー容器に交換されたと判定する交換判定部と、を更に備える請求項２から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記収容検知部による検知結果が前記トナー容器無しから前記トナー容器有りに変化し、その後に前記貯留量判定部によって前記トナー容器の前記貯留量が所定の基準量以下であると判定された場合に、前記交換判定部は前記トナー容器が空の前記トナー容器に交換されたと判定する請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記変位量検知部は、前記トナー容器が前記重力方向へ変位するとともに前記重力方向へ移動する移動片と、前記移動片の移動位置に応じた検知信号を出力する信号出力部とを有する請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記信号出力部は、前記移動片の移動経路へ向けて光を出射する発光部と、前記発光部からの光を受けて前記検知信号を出力する受光部とを有する請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体の表面に残存した廃トナーを除去して回収し、回収した廃トナーを前記トナー容器の前記開口部から前記トナー容器の内部に供給する廃トナー回収部を更に備える請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記開口部から前記トナー容器の内部に供給されたトナーを前記開口部から遠ざかる方向へ搬送する搬送部を更に備える請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記トナー容器は一方向に長い円筒形状に形成されており、前記搬送部は、前記トナー容器の内面に形成された螺旋形状の突出リブである請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 像担持体の表面にトナー像を形成する現像部と、
    前記装置本体に着脱可能に設けられ、前記現像部で用いられるトナーを前記現像部に供給するためのトナー補給容器と、を更に備え、
    前記トナー容器は、前記トナー補給容器の空き容器である請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記トナー補給容器が前記現像部にトナーを供給可能な状態で前記トナー補給容器は内部のトナーが前記開口部へ移動可能な第１回転方向へ回転され、前記トナー容器が前記装着部に装着されてトナーを流入可能な状態で当該トナー容器は前記第１回転方向とは反対の第２回転方向へ回転される請求項１２に記載の画像形成装置。

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