废调色剂检测机构以及图像形成装置的制作方法

本发明涉及对安装在图像形成装置中的废调色剂容器内已装满废调色剂的情况进行检测的废调色剂检测机构、以及具备该废调色剂检测机构的图像形成装置。

背景技术：

在图像形成装置中以电子照相方式形成图像时形成于感光体上的调色剂像并不是100％被转印于纸张上，而是一部分成为废调色剂而残留于感光体上。废调色剂在接下来的带电工序前从感光体被拨落并被输送至废调色剂容器。图像形成装置具备对在废调色剂容器内已装满废调色剂的情况进行检测的废调色剂检测机构，在废调色剂检测机构检测到已装满废调色剂的装满状态时，督促废弃或者更换。

作为现有的废调色剂检测机构，存在具备伴随废调色剂容器内的废调色剂的收容量增加而旋转的浮动部件、与浮动部件连动地旋转的凸轮部件、以及被弹簧向上方施力的标志部件的机构(例如，日本特开平9－237020号公报)。

根据日本特开平9－237020号公报中记载的废调色剂检测机构，凸轮部件在周面上具备狭缝，标志部件具备抵接于凸轮部件的周面的突出部。凸轮部件根据废调色剂的收容量增加而与浮动部件一起旋转。若凸轮部件旋转至狭缝与突出部对置的位置，则标志部件因弹簧的弹力而上升并且突出部嵌入狭缝，从而标志部件的遮光部露出而显示废调色剂的装满状态。通过作用于标志部件的弹簧的弹力，而遮光部持续不断地显示装满状态。由于在废调色剂容器侧保持废调色剂的装满状态，所以无需在主体侧预先存储废调色剂的装满状态，由此减轻控制部的负担。

但是，日本特开平9－237020号公报中记载的废调色剂检测机构需要具备伴随在废调色剂容器内废调色剂的增加而旋转的浮动部件，从而存在废调色剂容器大型化的问题。另外，废调色剂容器内的废调色剂的高度不一样，因此通过浮动部件仅能够局部地检测废调色剂的高度，无法准确地检测废调色剂容器整体的废调色剂的回收量，在装满状态的检测中容易产生误差。并且，日本特开平9－237020号公报中记载的废调色剂检测机构是通过弹簧的弹力来维持基于标志部件的遮光部进行的装满状态的显示的机构，从而难以应对作用于大容量的调色剂回收容器的搅拌轴的大扭矩。此外，日本特开平9－237020号公报中记载的废调色剂检测机构无法容易地解除基于标志部件的遮光部进行的装满状态的显示，因此不适于废调色剂容器的重复利用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供废调色剂检测机构以及图像形成装置，不导致废调色剂容器的大型化，能够基于作用于搅拌轴的扭矩准确地检测废调色剂的装满状态，能够实现废调色剂容器的重复利用。

本发明的废调色剂检测机构设置于具备旋转供给部件、以及经由该旋转供给部件被供给旋转的搅拌轴的废调色剂容器。废调色剂检测机构具备传递部件以及标志部件。传递部件是将旋转供给部件的旋转传递至搅拌轴的机构。传递部件能够在搅拌轴的轴向上相对于旋转供给部件在最分离位置与最接近位置之间移动，并伴随着从最分离位置开始的旋转供给部件与搅拌轴之间的旋转差的增加而从最分离位置朝向最接近位置移动。另外，传递部件具有卡止部，该卡止部在最接近位置与旋转供给部件弹性地卡合而限制传递部件向最分离位置的移动。标志部件与传递部件从最分离位置向最接近位置的移动连动，从收纳于废调色剂容器的退避位置向从废调色剂容器露出的露出位置移动。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式的废调色剂检测机构的图像形成装置的简要结构的主视剖视图。

图2是具备该废调色剂检测机构的废调色剂容器的分解立体图。

图3A以及图3B是该废调色剂检测机构的主要部位的主视图以及主要部位的放大立体图。

图4A以及图4B是表示该废调色剂检测机构中的废调色剂的非装满状态以及装满状态的主剖视图。

具体实施方式

如图1所示，图像形成装置100具备图像形成部10、自动原稿读取部20以及原稿读取部30，根据图像数据在纸张上进行多色以及单色的图像形成处理。虽在图1中未图示，但在图像形成部10的前表面侧安装有具备本发明的实施方式的废调色剂检测机构的废调色剂容器。

图像形成部10具有曝光单元1、显影器2、感光鼓3、清洁器4、充电器5、中间转印带单元6、二次转印带单元7、定影单元8、供纸盒9以及排纸托盘14等。图像形成部10在纸张上进行图像形成处理。

显影器2、感光鼓3、充电器5以及清洁器4分别配置于与黑色(K)、蓝绿色(C)、品红色(M)、黄色(Y)的各种颜色的彩色图像对应的四个图像工位。在各工位形成与各种颜色对应的四种潜像。

清洁器4具备排出调色剂的输送螺杆(未图示。)、以及配设有输送螺杆的导管4A，回收残留于感光鼓3的周面的废调色剂并将其经由导管4A排出。

充电器5是使感光鼓3的表面均匀地带电规定的电位的充电型充电器。

曝光单元1是具备激光射出部以及反射镜等的激光扫描单元(LSU)。曝光单元1利用与所输入的图像数据对应的激光来曝光感光鼓3，由此在感光鼓3的表面形成与图像数据对应的静电潜像。显影器2利用四种颜色(YMCK)的调色剂来显影形成于各个感光鼓3上的静电潜像。

中间转印带单元6配置于感光鼓3的上方，并具有中间转印带61、中间转印带驱动辊62、中间转印带从动辊63、中间转印辊64以及中间转印带清洁单元65。与YMCK的各种颜色对应地设置有四根上述中间转印辊64。中间转印带清洁单元65具备配设有排出废调色剂的输送螺杆的导管65A，从中间转印带61除去的废调色剂经由导管65A向废调色剂容器300(参照图2)排出。

供纸盒9层叠有图像形成所使用的纸张，并设置于图像形成部10的曝光单元1的下侧。还能够在手动供纸托盘91放置图像形成所使用的纸张。设置于图像形成部10的上方的排纸托盘14收纳经图像形成部10进行了图像形成处理的纸张。

二次转印带单元7具备二次转印带71以及二次转印辊72。二次转印辊72隔着二次转印带71以及中间转印带61以规定的夹持压力压接于中间转印带驱动辊62。

在图像形成部10设置有将供纸盒9或者手动供纸托盘91的纸张经由二次转印辊72、定影单元8向排纸托盘14输送的纸张输送路L。纸张输送路L是从供纸盒9或者手动供纸托盘91至排纸托盘14的输送路。拾取辊11A、11B、输送辊对12A、定位辊对13、二次转印辊72、定影单元8、输送辊对12B从上游侧朝向下游侧按该顺序配置于纸张输送路L。

在供纸盒9的端部附近具备拾取辊11A，该拾取辊11A从供纸盒9一张一张地拾取纸张并将其供给至纸张输送路L。在手动供纸托盘91的端部附近具备拾取辊11B，该拾取辊11B从手动供纸托盘91一张一张地拾取纸张并将其供给至纸张输送路L。

定位辊对13是暂时保持沿纸张输送路L输送的纸张的机构。而且，在使感光鼓3上的调色剂像的前端与纸张的前端对齐的时机将纸张向由夹住下游侧的中间转印带61的中间转印带驱动辊62以及二次转印辊72构成的辊对输送。

由夹住中间转印带61的中间转印带驱动辊62以及二次转印辊72构成的辊对是夹持输送纸张并将担载于中间转印带61上的调色剂像转印于纸张的打印面的辊对。

定影单元8配置于二次转印带单元7的上方，并具备定影辊81以及加压辊82。定影单元8通过在定影辊81与加压辊82之间夹住纸张并旋转，来加热以及加压纸张而使调色剂像定影于纸张。

如图2所示那样，本发明的实施方式的废调色剂检测机构200安装于废调色剂容器300的一方的侧面的外侧。如图2、图3A、图3B所示那样，废调色剂检测机构200具备搅拌轴210、从动齿轮220、第1凸轮230、第2凸轮240、传递部件250、传感器260、施力部件270以及标志部件280。此外，如图4A以及图4B所示那样，废调色剂检测机构200具备连结部件310。

如图3A所示那样，搅拌轴210是与废调色剂容器300的内部的长度方向的大致整个区域相匹敌的长度的轴体，具备从周面突出的多个搅拌部件211，在废调色剂容器300内固定轴向的位置并被支承为自由旋转。若搅拌轴210旋转，则搅拌部件211抵接于废调色剂容器300内所存积的废调色剂，由此弄平废调色剂的表面。由此，在废调色剂容器300内的整个区域存积均匀的废调色剂。

如图2以及图3A所示那样，从动齿轮220是本发明的旋转供给部件，啮合于与图像形成装置100所具备的马达的旋转轴连结的未图示的驱动齿轮并旋转。如图3B所示那样，从动齿轮220在中心部具备圆筒状的突起部221。如图4A以及图4B所示那样，从动齿轮220以固定了轴向的位置的状态自由旋转地被支承于安装于废调色剂容器300的侧面并构成废调色剂容器300的一部分的盖290。

如图3A以及图3B所示那样，第1凸轮230是本发明的倾斜凸轮，配置于搅拌轴210的轴向上的搅拌轴210与从动齿轮220之间，并在中心部具备凹部232以及轴部231。凹部232呈向搅拌轴210侧敞开的圆筒状，并供搅拌轴210的圆柱状的端部嵌入。轴部231向从动齿轮220侧伸出并嵌入突起部221。搅拌轴210、第1凸轮230以及从动齿轮220相互配置于同轴上。

传递部件250呈圆板状，并配置于搅拌轴210的轴向上的第1凸轮230与从动齿轮220之间。传递部件250设置为：使作为本发明的凸轮从动件的第2凸轮240从第1凸轮230侧的侧面突出。传递部件250在从动齿轮220侧的侧面分别各两个地沿轴向伸出有卡止部251以及卡合部252。另外，传递部件250在中心部具备外嵌于轴部231的突起部254。突起部254外嵌于轴部231并滑动，由此传递部件250能够沿轴向移动。

第2凸轮240是具备与第1凸轮230的倾斜面抵接的倾斜面的倾斜凸轮。卡止部251以及卡合部252分别嵌入从动齿轮220的第1孔部222以及第2孔部223。如图4A以及图4B所示那样，卡止部251在敞开端具备沿径向突出的楔形的突起253。

在从动齿轮220的周向上，第2孔部223的宽度与卡合部252的宽度相等，通过卡合部252相对于第2孔部223的嵌入，从而传递部件250与从动齿轮220一体地旋转。

传递部件250在第2凸轮240的山部和谷部分别与第1凸轮230的谷部和山部对置的状态下位于最与从动齿轮220分离的最分离位置，在第2凸轮240的山部和谷部分别与第1凸轮230的山部和谷部对置的状态下位于最与从动齿轮220接近的最接近位置。

因此，传递部件250在第1凸轮230与第2凸轮240之间产生速度差时，在相互接触的凸轮面产生打滑，因此在最分离位置与最接近位置之间移动。此外，卡合部252在从传递部件250的最分离位置至最接近位置之间嵌入第2孔部223，传递部件250无论在哪个位置都与从动齿轮220一体地旋转。

卡止部251的突起253在传递部件250从最分离位置朝向最接近位置移动的期间，因卡止部251的弹性变形而沿径向位移并进入第1孔部222。在传递部件250到达最接近位置时，突起253因卡止部251的弹力而抵接于第1孔部222的外侧的周缘部。穿过了第1孔部222的突起253与第1孔部222的周缘部弹性地卡合，从而限制传递部件250向最分离位置的移动。

施力部件270对传递部件250朝向搅拌轴210施力。作为施力部件270，并不被特别限定，但在本实施方式中使用螺旋弹簧。

如图4A以及图4B所示那样，标志部件280在盖290中被支承为能够沿从动齿轮220的径向在盖290内的退避位置与从盖290露出的露出位置之间移动。

连结部件310将传递部件250的轴向的移动转换为径向的移动并传递至标志部件280。

传感器260作为一个例子为光传感器，光学地检测处于露出位置的标志部件280，并输出装满状态的检测信号。

在废调色剂容器300中的废调色剂的收容量较少而能够通过施力部件270的作用力使搅拌轴210自由旋转的状态下，如图4A所示那样，传递部件250位于最分离位置，从动齿轮220的旋转经由传递部件250传递至搅拌轴210，搅拌轴210与从动齿轮220等速地旋转。此时，第2凸轮240的山部和谷部分别与第1凸轮230的谷部和山部对置。

若随着废调色剂容器300中的废调色剂的收容量增加，作用于搅拌轴210的旋转的负荷(扭矩)增加，从而搅拌轴210与从动齿轮220产生旋转差，则在与从动齿轮220一体地旋转的第2凸轮240和与搅拌轴210一体地旋转的第1凸轮230之间产生打滑。

若在第1凸轮230与第2凸轮240之间产生打滑，则第2凸轮240的山部和谷部分别从第1凸轮230的谷部和山部沿周向分离，从而传递部件250克服施力部件270的作用力而朝向最接近位置移动。

接着，基于图4A以及图4B对废调色剂检测机构200的动作进行说明。此外，在图4A以及图4B中示出了作为本发明的主要特征结构的部分，并省略设置于传递部250的卡合部252。

若废调色剂检测机构200的搅拌轴210旋转，则搅拌部件211与废调色剂容器300所存积的废调色剂接触而弄平表面。因此，搅拌轴210的旋转扭矩的大小与废调色剂容器300内的废调色剂的存积量存在关系。在废调色剂容器300中的废调色剂的存积量为少量时，与搅拌部件211接触的废调色剂不妨碍搅拌部件211的旋转，从而搅拌轴210顺畅地旋转。

此时，如图4A所示那样，传递部件250位于最分离位置，连结部件310使标志部件280位于盖290内的退避位置。因此，传感器260不检测标志部件280，不输出表示装满状态的检测信号。

若废调色剂容器300内的废调色剂接近装满状态，则搅拌部件211所接触的废调色剂的量增加，因此搅拌部件211的旋转被废调色剂妨碍。而且，搅拌部件211欲拨弄开废调色剂，搅拌轴210的旋转扭矩缓缓增大，施加于第1凸轮230的负荷增大。因此，第1凸轮230的旋转相对于第2凸轮240的旋转缓缓变慢而产生打滑。

因此，若废调色剂容器300装满，则搅拌部件211被废调色剂阻碍，从而旋转扭矩变为最大，搅拌轴210的旋转停止。此时，如图4B所示那样，传递部件250到达最接近位置，连结部件310使标志部件280位于盖290外的露出位置。因此，传感器260检测标志部件280，并输出表示装满状态的检测信号。

如图4B所示那样，若传递部件250达到最接近位置，则突起253与第1孔部222的外侧的外缘部卡合，从而限制传递部件250向朝向搅拌轴210的方向的移动。连结部件310使标志部件280持续位于露出位置，因此传感器260持续输出表示装满状态的检测信号。此外，传感器260所输出的检测信号被传递至图像形成装置100。

图像形成装置100能够构成为基于从传感器260传递的检测信号，例如从图像形成装置100的控制部向服务中心进行通知。若这样地构成，则即便服务人员不去访问用户的所在地并更换容器等，也能够自动地向用户配送新的容器。

另外，本发明的废调色剂检测机构200如上述那样具备传感器260。因此，一旦检测到装满废调色剂之后，例如，即使在短暂的期间不使用图像形成装置100而在废调色剂容器300内以装满的状态存积的废调色剂因自重而沉降，导致从外观看起来还能够向废调色剂容器300追加存积废调色剂的情况下，该废调色剂容器300也无法回收更多的废调色剂。因此，能够高精度地检测装满状态。

另外，通过取下盖290，能够容易地访问与从动齿轮220的第1孔部222的外缘部弹性地卡合的卡止部251的突起253，从而服务人员能够使用工具容易地解除卡止部251相对于第1孔部222的外缘部的卡合。因此，能够从装满状态的废调色剂容器300废弃废调色剂，由此能够重复利用废调色剂容器300。

[第2实施方式]

作为第2实施方式，能够将第1凸轮230或者第2凸轮240的任一方构成为抵接于另一方的倾斜面的突起。

[第3实施方式]

作为第3实施方式，能够使从动齿轮220的颜色与卡止部251或卡合部252的颜色不同。通过该结构，容易识别哪一个为卡止部251，因此能够高效地进行废调色剂容器300的重复利用的回收作业。

另外，上述的实施方式的说明全部为例示，应被考虑为并不受限制。本发明的范围并不由上述的实施方式表示，而由权利要求书表示。并且，本发明的范围意图包括与权利要求书均等的意思以及权利要求书范围内的全部变更。