JP2000132033A - クリーニング手段、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写残トナーを廃トナーとして回収するクリ
ーニングにおいて、廃トナーがクリーニング容器から溢
れ出したり、満量でないのに満量を検知して画像形成装
置を停止させたりすることを防止する。 【解決手段】 発光部５８Ａから受光部５８への光が、
スクリュー４８の回転中の３０秒以上連続して遮光され
た場合に、廃トナー満量とする。この計時時間は、１回
転の周期が１０秒の清掃羽根５６の３回転分である。電
源投入時に感光ドラム１５のユニットチェックで２秒
間、濃度制御で２０秒間、クリーニングで３秒間、感光
ドラム１５及びスクリュー４８が回転する。スクリュー
４８の回転時間はいずれも、廃トナー量を検知するため
の検知時間の３０秒間に満たない。そこで、不連続の検
知時間を継続として扱う。上述の２秒間のカウント履歴
を制御手段が保持し、２０秒間についても遮光時間が計
測されている場合には０秒からカウントせずに２秒から
スタートして遮光時間を連続したものとして判断する。
３秒間についても同様のカウンタ処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーによって画
像を形成する複写機、レーザビームプリンタ、ファクシ
ミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置（例
えば、複写機、レーザビームプリンタ）においては、電
子写真感光体及びこれに作用するプロセス手段を一体的
にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装
置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が広
く採用されている。

【０００３】このプロセスカートリッジは、クリーニン
グ手段による電子写真感光体のクリーニングによって生
じた廃現像剤（以下「廃トナー」という。）を収容する
回収容器を有する場合がある。この回収容器はプロセス
カートリッジと一体化されており、ユーザが任意に交換
可能であるため、回収容器内の廃トナーは交換時に溢れ
出ないようになっている。すなわち、回収容器内部は、
仕切りによっていくつかの小部屋に区画されており、廃
トナーは、これを回収容器に送り込む機構によって各小
部屋に順次に送り込まれる。このため、ユーザがプロセ
スカートリッジを着脱する際にも、廃トナーが回収容器
内で極端に偏ったりしないようになっている。

【０００４】回収容器の容量はプロセスカートリッジの
寿命に見合う充分な容量であるが、不適切な印字メディ
アなどによってジャムなどが多発する場合や、ユーザが
プロセスカートリッジの寿命を超えて大量の印字を強行
した場合など、廃トナーが容量が超える可能性も考えら
れるため、回収容器に廃トナー満量検知機能を備えるの
が適切であり、画像形成装置を良好に維持するために必
要である。

【０００５】廃トナー回収容器には、内部を透過できる
光透過性の窓が付いており、この窓からＬＥＤの光を入
射させ光学的に対向させた受光素子で光を検出する。回
収容器に廃トナーが一定量以上格納されると光の透過状
態が変化して光量が低下するか光の透過時間が減少す
る。これを検出することで廃トナー満量検知を行う方式
がある。

【０００６】このように廃トナーを送り込む機能を備え
たプロセスカートリッジでは、粉体である廃トナーを安
定して送り込むためその機能は秒単位のゆっくりした動
きである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなプロセスカートリッジにおいては、内部の廃トナ
ー量を検出するために、ある一定の時間をモニターしな
ければならず、廃トナー満量検知を報知するまでに時間
がかかってしまう。このため、上述のプロセスカートリ
ッジを備えた画像形成装置においては、廃トナー満量検
知を行う場合に検知時間に長い時間が必要となり、その
間、廃トナー送り込み機構の連続した動作が必要とな
る。したがって、例えば、廃トナーが満量に到達してい
た場合、このことが報知されるまでに時間がかかってし
まい、この間に、何枚もの転写材に対する画像形成が可
能となり、回収不能となった廃トナーが画像形成装置内
に散乱してしまうおそれがある。

【０００８】また、連続した長い検知時間が確保できな
い場合には、短い検知時間で機能させるしかなく、この
場合は検知精度が低下して廃トナーの偏りなどの具合で
廃トナーを検知する際の遮光時間が発生して、まだプロ
セスカートリッジが寿命に到達していないにもかかわら
ず、廃トナー満量で画像形成装置が停止してしまう誤検
知が発生するおそれがある。

【０００９】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、廃トナー満量の検知が遅れて回収不能となった
廃トナーがクリーニング容器から溢れたり、また、廃ト
ナーが満量になっていないにもかかわらず廃トナー満量
を検知して画像形成装置が停止されたりすることを防止
するようにしたクリーニング手段、及び画像形成装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明は、トナー像が他の部材に転写され
た後の像担持体表面に残ったトナーを廃トナーとして除
去し回収するクリーニング手段において、前記像担持体
表面から回収した廃トナーが蓄積されるクリーニング容
器と、蓄積された廃トナーを前記クリーニング容器全体
に送り込む廃トナー送り込み機構と、前記クリーニング
容器内の廃トナーの蓄積量検知を行う容量検知手段と、
を備え、該容量検知手段は、前記蓄積量検知に際し、前
記廃トナー送り込み機構の駆動を伴う所定の検知時間に
おける検知情報を必要とするとともに、該所定の検知時
間における検知情報を連続の検知時間で確保できない場
合には、該所定の検知時間よりも短い複数の不連続の検
知時間におけるそれぞれの検知情報を結合する、ことを
特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１のクリーニン
グ手段において、前記容量検知手段は、前記廃トナー送
り込み機構が停止されて前記蓄積量検知が停止されると
きの検知情報を保持し、前記廃トナー送り込み機構が再
駆動されて前記蓄積量検知が再開されるときには、前記
保持した検知情報に継続して蓄積量検知を行う、ことを
特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２のクリーニン
グ手段において、前記検知情報が、計数器によるカウン
ト情報である、ことを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３のクリーニン
グ手段において、前記検知情報の結合は、前記計数器の
停止、再開による前記カウント情報の積算によって行
う、ことを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、像担持体と、該像担持
体表面を帯電させる帯電手段と、帯電後の前記像担持体
表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像に
トナーを付着させてトナー像として現像する現像手段
と、前記トナー像を他の部材に転写させる転写手段と、
転写後に前記像担持体表面に残ったトナーを除去するク
リーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前
記クリーニング手段が、請求項１、２、３、又は４に記
載のクリーニング手段である、ことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１６】〈実施の形態１〉 ［画像形成装置の全体の説明］図１に、本発明に係る画
像形成装置の一例を示す。なお、同図に示す画像形成装
置は、プロセスカートリッジ方式の４色のフルカラーの
レーザビームプリンタであり、同図は、その概略構成を
示す縦断面図である。

【００１７】同図に示す画像形成装置は、画像形成装置
本体１３の内側に、像担持体としてドラム型の電子写真
感光体（以下「感光ドラム」という。）１５を備えてい
る。感光ドラム１５は、矢印１５方向に回転自在に支持
されている。感光ドラム１５の周囲には、その回転方向
に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（一次帯電手段）１７、
スキャナ部（露光手段）３０、現像手段、中間転写体
９、クリーニング手段６１が配設されている。また、転
写材２の搬送方向に沿って順に、給搬送手段、二次転写
ローラ（二次転写手段）１０、定着手段２５等が配設さ
れている。

【００１８】以下、上述の画像形成装置の各手段等の構
成を順次に詳述する。

【００１９】［像担持体ユニット］本実施の形態におい
て、像担持体ユニットとしてのドラムユニットは、プロ
セスカートリッジＢとして構成されており、感光ドラム
１５と、感光ドラム１５のホルダーを兼ねるクリーニン
グ容器１４とが一体的に構成されている。そして、この
プロセスカートリッジＢは、画像形成装置本体１３に対
して着脱自在に装着されており、感光ドラム１５の寿命
に合わせて簡単にユニット交換ができるように構成され
ている。

【００２０】感光ドラム１５は、例えば、アルミシリン
ダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ層）を塗布して構
成され、前述のクリーニング容器１４によって回転自在
に支持されている。

【００２１】感光ドラム１５の周囲には、クリーニング
ブレード１６や帯電ローラ１７が配置され、また感光ド
ラム１５の軸方向の一方の端部には、駆動モータ（不図
示）の駆動力が伝達され、これにより、感光ドラム１５
は、画像形成動作に応じて同図中の矢印Ｒ１５方向に回
転駆動される。

【００２２】［一次帯電手段］一次帯電手段は、接触帯
電方法を用いたものであり、導電性の帯電ローラ１７を
感光ドラム１５に当接させ、この帯電ローラ１７に帯電
バイアスを印加することによって感光ドラム１５の表面
を所定の極性、所定の電位に一様に帯電する。

【００２３】［露光手段］感光ドラム１５への露光は、
露光手段としてのスキャナ部３０によって行われる。す
なわち、画像信号がレーザダイオードに与えられると、
このレーザダイオードは画像信号に対応する画像光（レ
ーザビーム）をポリゴンミラー３１へ照射する。ポリゴ
ンミラー３１はスキャナモータ３１ａによって高速回転
され、このポリゴンミラー３１で反射された画像光は、
結像レンズ３２及び反射ミラー３３を介して、所定のプ
ロセススピードで回転している感光ドラム１５の表面を
走査して選択的に露光する。この結果、感光ドラム１５
表面における露光部分の電荷が除去されて感光ドラム１
５表面に静電潜像が形成される。

【００２４】［現像手段］現像手段は、上述の静電潜像
を可視像化するため、イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの各色の現像を可能とする、３個のカラーの現像
器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃと、１個のブラックの現像器
２１Ｂとを備えている。

【００２５】ブラックの現像器２１Ｂは固定現像器であ
り、感光ドラム１５に対向した位置に、現像スリーブ２
１ＢＳが感光ドラム１５に対し微小間隙をもって配置さ
れ、感光ドラム１５上の静電潜像を現像する。ブラック
の現像器２１Ｂは、容器内のトナーを送り機構（不図
示）によって送り込み、現像スリーブ２１ＢＳの外周面
に圧接された塗布ブレード２１ＢＢによって、図１中の
時計回りに回転する現像スリーブ２１ＢＳの外周面にト
ナーを薄層塗布し、かつトナーに電荷を付与（摩擦帯
電）する。また現像スリーブ２１ＢＳに現像バイアスを
印加することにより、感光ドラム１５上の静電潜像にブ
ラックのトナーを付着させてブラックのトナー像として
現像するものである。

【００２６】３個のカラー現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０
Ｃは、軸２２を中心として割り出し回転するロータリユ
ニットである現像ロータリ２３にそれぞれ着脱可能に搭
載されている。現像に際しては、イエロー、マゼンタ、
シアンの各現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃが現像ロータ
リ２３に搭載された状態で軸２２を中心に回転移動し、
感光ドラム１５上の静電潜像の現像に供される現像器
が、感光ドラム１５表面に対向した現像位置に停止し
て、現像スリーブが感光ドラム１５に対して微小間隙
（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決めさ
れた後、感光ドラム１５上の静電潜像にトナーを付着さ
せてトナー像として現像する。

【００２７】カラー画像の画像形成時には、後述の中間
転写体９の１回転ごとに現像ロータリ２３が回転し、イ
エローの現像器２０Ｙ、マゼンタの現像器２０Ｍ、シア
ンの現像器Ｃ、次いでブラックの現像器２０Ｂの順で現
像工程がなされている。

【００２８】図１では、イエローの現像器２０Ｙが、感
光ドラム１５表面に対向した現像位置に位置決め静止し
ている状態を示している。イエローの現像器２０Ｙは容
器内のトナーを送り機構によって塗布ローラ２０ＹＲへ
送り込む。同図中の時計回りに回転する塗布ローラ２０
ＹＲ及び現像スリーブ２０ＹＳの外周面に圧接された塗
布ブレード２０ＹＢが、同図中の時計回りに回転する現
像スリーブ２０ＹＳの外周面にトナーを薄層塗布し、か
つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。静電潜像が形
成された感光ドラム１５と対向した現像スリーブ２０Ｙ
Ｓに、現像バイアスを印加することにより、感光ドラム
１５上の静電潜像にイエローのトナーを付着させてイエ
ローのトナー像として現像する。

【００２９】マゼンタの現像器２０Ｍ、シアンの現像器
２０Ｃについても上述のイエローの現像器２０Ｙの場合
と同様なメカニズムで現像を行う。

【００３０】なお、各現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの
各現像スリーブ２０ＹＳ、２０ＭＳ、２０ＣＳは、各現
像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃが現像位置に回転移動され
たとき、画像形成装置本体１３に設けられた各色現像用
の高圧電源（現像バイアス印加電源）及び駆動機構と接
続されるように構成されており、各色現像ごとに順次選
択的に現像バイアスが印加され駆動が伝達されるように
なっている。

【００３１】［中間転写体］本実施の形態における被転
写部材としての中間転写体９は、アルミシリンダ１２の
外周面を中抵抗スポンジや中抵抗ゴム等の弾性層１１で
覆った構成とされている。中間転写体９は、感光ドラム
１５に接触配置されて、感光ドラム１５との間に一次転
写ニップ部Ｔ１を構成する。また、中間転写体９は回転
自在に支持され、一体的に固定されたギヤ（不図示）に
駆動を受けることで回転するようになっている。中間転
写体９は、カラー画像形成時には各現像器により現像さ
れた感光ドラム１５上のトナー像が４回（Ｙ、Ｍ、Ｃ、
Ｂの４色の各トナー像）にわたり多重転写されるため、
感光ドラム１５のプロセススピード（周速度）と同期し
て、矢印Ｒ９方向に回転している。

【００３２】中間転写体９と上述の感光ドラム１５との
間には、一次転写バイアス印加電源（不図示）によって
一次転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム
１５上に順次に形成されたトナー像が、中間転写体９上
に順次に一次転写され、中間転写体９上で４色のトナー
像が重ね合わされる。

【００３３】［クリーニング手段］本発明に係るクリー
ニング手段６１は、現像手段によって感光ドラム１５に
現像されたトナー像が、中間転写体９に転写された後、
中間転写体９に転写されないで感光ドラム１５表面に残
ったトナー（転写残トナー）を除去して感光ドラム表面
をクリーニングするものである。感光ドラム１５表面か
ら除去された転写残トナーは、廃トナーとしてクリーニ
ング容器１４内に蓄えられる。本実施の形態では、図２
に示すように、感光ドラム１５表面の移動方向（矢印Ｒ
１５方向）についてのクリーニングブレード１６の上流
側にクリーニングローラ６０が設けられている。このク
リーニングローラ６０は、その表面が感光ドラム１５表
面の移動方向とは逆方向（矢印Ｒ６０方向）に移動し、
感光ドラム１５表面に摺擦するように構成されている。
クリーニング容器１４に蓄えられた廃トナーは、感光ド
ラム１５が寿命に達するよりも早くクリーニング容器１
４を満たすことはなく、したがって、クリーニング容器
１４は感光ドラム１５の寿命交換時に同時に一体で交換
処理される。

【００３４】なお、クリーニング手段６１については、
後に詳述する。

【００３５】［給搬送手段］給搬送手段は、図１に示す
ように、中間転写体９と二次転写ローラ１０との間に紙
等の転写材２を供給するものであり、複数枚の転写材２
を収納した給紙カセット１、給紙ローラ３、給送ローラ
４、重送防止のリタードローラ５、給紙ガイド６、搬送
ローラ７、及びレジストローラ８を主要構成部材として
構成されている。備えている。

【００３６】画像形成時には、給紙カセット１内の転写
材２は、画像形成動作に対応して回転する給紙ローラ３
によって給紙され、搬送ローラ４及びリタードローラ５
によって１枚ずつ分離給送され、さらに、給紙ガイド６
によってガイドされ、搬送ローラ７を経由してレジスト
ローラ８に至る。

【００３７】レジストローラ８は、画像形成動作中に、
転写材２を静止待機させる非回転の動作と、転写材２を
中間転写体９に向けて搬送する回転の動作とを所定のシ
ーケンスで行い、次工程である二次転写工程時の中間転
写体９上のトナー像と、転写材２との位置合わせを行う
ようにしている。

【００３８】［二次転写手段］二次転写手段は、揺動可
能な二次転写ローラ１０を備えている。二次転写ローラ
１０は、金属軸の外周面を円筒状の中抵抗発砲弾性体で
囲繞して構成したものであり、図１中のほぼ上下方向に
移動して、中間転写体９に対して接離するようになって
おり、また、駆動手段（不図示）によって回転駆動され
る。

【００３９】上述構成の転写ローラ１０は、中間転写体
９上に４色のトナー像が一次転写されている間、すなわ
ち中間転写体９が複数回、回転する間は、そのトナー像
を乱さないように、同図中の実線で示す下方の退避位置
に配置され、中間転写体９から離間されている。そし
て、中間転写体９上に対する４色のトナー像の一次転写
が終了した後、転写材２にこれらトナー像を二次転写す
るタイミングに合わせて、カム部材（不図示）により、
同図中の点線で示す上方の動作位置に配置されて二次転
写ニップ部Ｔ２を形成し、転写材２を中間転写体９に所
定の圧で押し付ける。このとき同時に転写ローラ１０に
は二次転写バイアス印加電源（不図示）によって二次転
写バイアスが印加され、これにより、中間転写体９上の
４色のトナー像が転写材２上に一括して二次転写され
る。

【００４０】上述の中間転写体９と転写ローラ１０と
は、それぞれが駆動されているため、両者に挟まれた状
態の転写材２は、二次転写工程が行われると同時に、同
図中の左方向に所定の速度で搬送され、次工程を行う定
着手段２５に向けて送られる。

【００４１】［定着手段］定着手段２５は、現像手段に
よって感光ドラム１５上に形成されて中間転写体９を介
して転写材２上に転写されたトナー像を定着させるもの
であり、図１に示すように、転写材２に熱を加えるため
の中空円筒状の定着ローラ２６と、転写材２を定着ロー
ラ２６に圧接するための中空円筒状の加圧ローラ２７
と、定着ローラ２６の内側に配置されたヒータ２８と、
加圧ローラ２７の内側に配置されたヒータ２９とを備え
ている。定着ローラ２６と加圧ローラ２７とは、回転駆
動されて両者の間に転写材２を挟持搬送しつつ、ヒータ
２８、２９からの熱によって加熱を行うことで、転写材
２表面にトナー像を溶融固着させて定着させる。

【００４２】以上で、画像形成装置の各手段等の構成に
付いての説明を終え、次に、画像形成動作に付いて説明
する。

【００４３】［画像形成動作］まず、給紙ローラ３を回
転して給紙カセット１内の転写材２を１枚分離し、レジ
ストローラ８へと搬送する。一方、感光ドラム１５及び
中間転写体９を、それぞれ所定のプロセススピードで矢
印Ｒ１５方向及び矢印Ｒ９方向に回転させる。感光ドラ
ム１５は、表面が一次帯電ローラ１７によって所定の極
性、所定の電位に均一に帯電された後、スキャナ部３０
からのレーザ露光を受けて静電潜像を形成する。

【００４４】(1) イエローのトナー像の形成 スキャナ部３０によりイエロー画像用のレーザ照射を行
い、感光ドラム１５上にイエロー用の静電潜像を形成す
る。この静電潜像の形成と同時にイエローの現像器２０
Ｙを駆動し、感光ドラム１５の帯電極性と同極性ではほ
ぼ同電位の電圧を印加してイエローのトナー像の現像を
行う。同時に現像位置の少し下流の一次転写ニップ部Ｔ
１で感光ドラム１５上のイエロートナーと逆極性の電圧
を印加して、感光ドラム１５からの中間転写体９への一
次転写を行う。

【００４５】イエロートナー像の中間転写体９への一次
転写が終了すると、現像ロータリ２３が図１中の時計回
りに回転し、次のマゼンタの現像器２０Ｍが回転移動
し、感光ドラム１５に対向した現像位置に位置決めされ
る。

【００４６】(2) マゼンタのトナー像の形成 次いで、同様にスキャナ部３０によりマゼンタ画像用の
レーザ照射がスタートされイエローと同様にして感光ド
ラム１５上に静電潜像が形成され、これが現像されてマ
ゼンタのトナー像となる。感光ドラム１５上のマゼンタ
のトナー像は、一次転写ニップ部Ｔ１で同様に中間転写
体９上に先のイエローのトナー像に重ねるようにして一
次転写される。マゼンタのトナー像の中間転写体９への
一次転写が終了すると、現像ロータリ２３が時計回りに
回転し、次のシアンの現像器２０Ｃが回転移動し、感光
ドラム１５に対向した現像位置に位置決めされる。

【００４７】(3) シアンのトナー像の形成 次いで、同様にスキャナ部３０によりシアン画像用のレ
ーザ照射がスタートされマゼンタと同様にして感光ドラ
ム１５上に静電潜像が形成され、これが現像されてシア
ンのトナー像となる。感光ドラム１５上のシアンのトナ
ー像は、一次転写ニップ部Ｔ１で同様に中間転写体９上
に先のイエロー、マゼンタの各トナー像に重ねるように
して一次転写される。シアンのトナーの中間転写体９へ
の一次転写が終了すると、現像ロータリ２３が図１中の
時計方向に６０度回転し、感光ドラム１５に対向した現
像位置にはカラーの現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃは存
在しなくなる。

【００４８】(4) ブラックのトナー像の形成 次いで、同様にスキャナ部３０によりブラック画像用の
レーザ照射がスタートされて静電潜像が形成され、つづ
いてこの静電潜像はブラックの現像器２１Ｂによりブラ
ックトナーが付着されてブラックのトナー像として現像
される。感光ドラム１５上のブラックのトナー像を一次
転写ニップ部Ｔ１で同様に中間転写体９上にさらに重ね
て一次転写する。

【００４９】以上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの順で感光ドラム１５上での静電潜像形成、現像、
及び中間転写体９へのトナー像の一次転写を繰り返し行
って、中間転写体９の表面にイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの４色のトナー像からなる合成トナー像を
形成する。

【００５０】ブラックトナー像の中間転写体９への一次
転写が終了する前に、すなわち、４色目のブラックのト
ナー像の一次転写を終えて合成トナー像が形成された中
間転写体９の合成トナー像先端が二次転写部Ｔ２へ到達
する前に、前述のレジストローラ８で待機させておいた
転写材２をタイミングを合わせて搬送スタートする。上
述の４回の中間転写体９上への各トナー像の一次転写時
には下方に待機し中間転写体９とは非接触状態であった
二次転写ローラ１０を同時に上方へカム（不図示）で移
動させ、転写材２を中間転写体９の二次転写ニップ部Ｔ
２で圧接すると同時に転写ローラ１０にトナーと逆極性
の二次転写バイアスを印加することで、中間転写体９上
の合成トナー像を転写材２に一括して４色同時に二次転
写する。

【００５１】合成トナー像の二次転写後の転写材２は、
中間転写体９表面から剥離されて定着手段２５へ搬送さ
れ、ここで表面に合成トナー像が溶融固着されてカラー
画像として定着される。定着後の転写材２は、排出ロー
ラ３４、３５、３６を介して画像形成装置本体１３上面
の排出トレイ３７上へカラー画像を下向きにした状態で
排出され、これにより、画像形成動作が終了する。

【００５２】以上で、画像形成装置の構成及び動作につ
いての説明を終える。

【００５３】次に、図２、図３を参照して、クリーニン
グ手段６１及びそのクリーニング容器１４についてさら
に詳述する。図２は、感光ドラム１５の軸に直交する方
向の縦断面図、また、図３は水平断面図である。

【００５４】クリーニング容器１４内には、これをクリ
ーニング室４３と廃トナー蓄積室４４とに２分する仕切
部材４１が設けられている。仕切部材４１近傍にはスク
リュー４５が回転自在に配置されており、このスクリュ
ー４５によって廃トナーは感光ドラム１５の長手方向と
平行な方向に移動される。スクリュー４５の搬送終端付
近の仕切部材４１には、開口部４６（図３参照）が設け
てあり、この開口部４６付近にスクリュー４５の外周を
囲むようにある一定の長さの圧力壁４２が形成されてい
る。

【００５５】クリーニング室４３は、クリーニングブレ
ード１６とクリーニングローラ６０とによって感光ドラ
ム１５表面のクリーニングを行っている。本実施の形態
では、クリーニングローラ６０は、クリーニング容器１
４内において、感光ドラム１５表面に当接しこれに摺擦
するようにカウンタ方向（矢印Ｒ６０方向）に回転して
いる。開口部４６の下方にはフィルム状の掻き取りシー
ト１８が所定の角度で感光ドラム１５表面に当接されて
いる。

【００５６】感光ドラム１５上の転写残トナーは、この
当接された掻き取りシート１８を擦り抜けてクリーニン
グ室４３内に入り込んでくる。転写残トナーはクリーニ
ングローラ６０によって掻き落とされ、最終的にクリー
ニングブレード１６によりクリーニング容器１４内部に
掻き落とされる。クリーニング後に堆積したトナーはク
リーニングローラ６０によってクリーニング容器後方に
送り出される。

【００５７】なお、本実施の形態ではクリーニングロー
ラ６０を用いているが、クリーニングブレード１６のみ
でクリーニングを行っている場合は、クリーニングロー
ラ６０の代わりに送り羽根や攪拌部材によって後方に送
り込む機構としてもよい。

【００５８】感光ドラム１５表面から掻き落とされた転
写残トナー、つまり廃トナーは、スクリュー４５で構成
される廃トナー搬送手段付近まで達すると、このスクリ
ュー４５の回転によって感光ドラム１５の長手方向と平
行に運ばれる。スクリュー４５の回転範囲に接するよう
な形状で、かつクリーニング容器１４を２分する仕切部
材４１の開口部４６は、スクリュー４５の搬送方向の終
端で、かつクリーニングプロセス範囲１６ａ（図３参
照）よりも外側に位置しており、スクリュー４５の外側
を囲むように圧力壁４２があるので、送られたトナーは
圧力壁４２内で粉圧が高くなり、仕切部材４１の開口部
４６から廃トナー蓄積室４４へ確実に入っていく。な
お、螺旋状のスクリュー４５は、本実施の形態では、モ
ールドで一体に作製されているが、これに限定されるも
のでなく、螺旋状であれば、どのような形態でもよい。
例えば、スプリングコイルなどの金属で形成するように
してもよい。

【００５９】クリーニング室４３には、いつも少量のト
ナーは存在するが、クリーニング部に過度の粉圧をかけ
る程度ではないので、いつも安定したクリーニングを提
供できる。

【００６０】また、廃トナー搬送手段であるスクリュー
４５を圧力壁４２がある一定の長さだけ囲っているの
で、逆流防止手段となり、プロセスカートリッジＢをそ
の使用中に、例えば他のユニット交換や画像形成装置本
体１３の清掃等のために、画像形成装置本体１３から抜
取った場合でも、トナー蓄積室４４内に堆積した廃トナ
ーがクリーニング室４３に逆流しクリーニングブレード
１６やクリーニングローラ６０に多量にかかることはな
く、確実なクリーニングを保証できる。

【００６１】さらに、高寿命な感光ドラム（電子写真感
光体）１５に対応して増加する廃トナーも確実に貯留す
ることができ、しかも、画像形成枚数（プリント枚数）
が極端に多い高寿命の感光ドラム１５の使用期間が終わ
り、取り外すときも、廃トナーはクリーニング容器１４
に蓄えられているので、手を汚すことなく、ユーザが簡
単に交換できる。

【００６２】本実施の形態では、廃トナー蓄積室４４内
に、廃トナー送り込み機構としてスクリュー４８を用い
ている。これにより廃トナーの送り方向は、クリーニン
グ室４３のスクリュー４５による搬送方向とは長手方向
の逆方向になっている。クリーニング室４３から送られ
た廃トナーは前述のスクリュー４５により、順次に廃ト
ナー蓄積室４４に送り込まれ堆積する。堆積した廃トナ
ーがスクリュー４８に達すると、スクリュー４８は、こ
の廃トナーに搬送力を付与し、回転軸方向へ搬送して、
廃トナー蓄積室４４全体に送り込む。この結果、高寿命
の感光ドラム１５に対して生じる廃トナーを十分、廃ト
ナー蓄積室４４内に収納することが可能となる。

【００６３】図４に、図３とは別のクリーニング容器１
４の例を示す。このクリーニング容器１４は、図３のも
のの廃トナー蓄積室４４を小室４４Ｅに区切り、さら
に、廃トナー満タン検知手段（容量検知手段）６２を設
けて構成したものである。

【００６４】図４に示すクリーニング容器１４は、廃ト
ナー蓄積室４４を、スクリュー４８の軸に交差する方向
の３枚の廃トナー室仕切リブ５３により、スクリュー４
８の軸方向に沿って大きさがほぼ等しい４個の小室４４
ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄに区画したものである。そ
して、これら４個の小室のうちの、スクリュー４８によ
る廃トナーの搬送方向についての最下流側の小室４４ｄ
（図４では左端側）に、廃トナー満タン検知手段６２を
配置している。

【００６５】この廃トナー満タン検知手段６２は光学的
に満タン検知を行うものであり、図２に示すように、小
室４４ｄの上面と後面とに、相互に対向する光透過窓、
すなわち満タン検知光透過窓５４、５５を配置してい
る。プロセスカートリッジＢ外部の発光部５８Ａと受光
部５８Ｂとにより、この小室４４ｄに光を透過させ廃ト
ナーの有無を検知する。本実施の形態にて、前述の廃ト
ナー搬送手段としてのスクリュー４８を用いることで、
最下流側の小室４４ｄに最終的に廃トナーが搬入されて
くる。

【００６６】小室４４ｄに蓄積された廃トナーが満タン
検知光透過窓５４、５５に到達すると発光部５８Ａから
発生された光は、廃トナーによって遮断され、受光部５
８Ｂでは光が検知されずに満タン状態と判断される。こ
の情報は、画像形成装置本体１３に伝えられ、オペレー
ションパネル又はコンピュータ上に直接表示され、ユー
ザに廃トナー蓄積室４４の満タンを伝える。この時点で
はまだクリーニング室４３内は廃トナーで完全には満た
されてはいないのでクリーニング不良を起こすことはな
い。

【００６７】このように廃トナーの移動経路についての
最下流部に廃トナー満タン検知手段６２を設置すること
で、感光ドラム１５の寿命にかかわらず、廃トナーでク
リーニング容器１４内が一杯になってクリーニング不良
が発生し、画像形成装置本体１３にトナーが漏れて画像
形成装置本体１３を故障に導くのを有効に防止すること
ができる。

【００６８】本実施の形態では、廃トナー満タン検知手
段６２において、満タン検知光透過窓５４、５５は、回
転する清掃羽根５６によって清掃される。この清掃羽根
５６の回転方向は、先に小室４４ｄの上面側の満タン検
知光透過窓５４から清掃し、その後、後面側の満タン検
知光透過窓５５を拭うように、矢印ｃ方向に設定されて
いる。さらに、清掃羽根５６によって掻き払われたトナ
ーが流れ込まないように満タン検知光透過窓５４、５５
の両側に逆流防止用の満タン検知リブ５７（図４参照）
が配置され、廃トナーが堆積して、満タン検知光透過窓
５４、５５の位置に達しても、はじめは清掃羽根５６に
よって払拭されるため、光を透過することができる。な
お、満タン検知は、発光部５８Ａからの光が清掃羽根５
６に穿孔した光透過孔５６ａを透過した状態、つまり、
発光部５８Ａからの光が清掃羽根５６によって遮断され
ない位置に清掃羽根５６を配置した状態で行うものとす
る。

【００６９】以上説明したように、本実施の形態のクリ
ーニング容器１４の構成とクリーニング室４３、廃トナ
ー蓄積室４４内の廃トナーの搬送方法により、高寿命の
プロセスカートリッジＢの性質を満たす大容量の廃トナ
ーを蓄積することができ、実際に（実質的に）満タンに
なったときには、これを検知できるので、安全性の高い
プロセスカートリッジＢを提供することができる。

【００７０】図５に、図４に示すカートリッジ容器１４
におけるスクリュー４８の一部に反転部５２を設けた例
を示す。同図に示すように、スクリュー４８における各
小室の下流側に対応する部分に長さＬの反転部５２を設
けている。このような反転部５２を設けてこの反転部５
２で廃トナーの搬送方向を逆にすることにより、各小室
において廃トナーをよく攪拌することができるので、各
小室において廃トナーを均した状態で収納することが可
能となる。なお、反転部５２の長さＬは、反転部以外の
部分の長さよりも短く設定する。

【００７１】次に、廃トナー満タン検知手段６２につい
てさらに説明する。

【００７２】図６に、廃トナー満タン検知手段６２の具
体的回路構成の一例を示す。本実施の形態では、発光部
５８Ａには発光素子としてＬＥＤを、また、受光部５８
Ｂには受光素子としてフォトトランジスタ（ＰＴｒ）を
用いる例を示すが、これに限定されるものではない。

【００７３】図６の回路において、ＣＰＵ７０の出力ポ
ートからのＬＥＤオン（ＬＥＤ ＯＮ）信号が「ロウ
（ｌｏｗ）」になると、トランジスタＱ₁ がターンオン
し、抵抗Ｒ₁ により定められた電流Ｉ_F がＬＥＤに流
れ、発光状態となる。この光がフォトトランジスタＰＴ
ｒに入射すると、フォトトランジスタＰＴｒとダーリン
トン接続されたトランジスタＱ₂ によって増幅された電
流Ｉ_L が流れる。この出力電流Ｉ_L によりフォトトラン
ジスタＱ₂ の出力信号端子に電圧が現れる。この出力信
号はＰＴＳＮＳ端子を介してＣＰＵ７０のＡ／Ｄ入力ポ
ートに入力される。

【００７４】本実施の形態では、クリーニング容器１４
内の廃トナー量を廃トナー満タン検知手段６２によって
検知する場合は、上述のように、満タン検知光透過窓５
４、５５が、回転する清掃羽根５６によって清掃される
ので、廃トナー満タン検知手段６２からの検出電圧の変
化が現れる。また、この検出電圧の波形は、クリーニン
グ容器１４内の廃トナー量により変化する。実験によっ
て得られた適当なしきい値電圧Ｖthを設定し、検出電圧
の波形がこのしきい値電圧Ｖth以下、すなわち光の透過
している時間を計測してあらかじめ定めた時間以下の透
過状態になった場合か、又は、しきい値電圧Ｖth以上が
継続する時間を計測してあらかじめ定めた時間以上の遮
光状態になった場合にクリーニング容器１４内の廃トナ
ー量が満量になったと判断する方式が簡便である。

【００７５】図７のフローチャートを参照して本実施の
形態を説明する。画像形成装置の電源投入状態において
は、感光ドラム１５は駆動、停止を不連続に繰り返す
（Ｓ１）。感光ドラム１５が停止中の場合は、カウンタ
を停止させ現状を保持する（Ｓ２）。一方、感光ドラム
１５が駆動中の場合は、廃トナー満タン検知手段６２に
よる廃トナー検知が有効であり、遮光状態の判別フロー
へ進む（Ｓ３）。遮光状態の判別で、遮光状態でない場
合にはカウンタをリセットする（Ｓ４）。一方、遮光状
態の場合は、カウンタをインクリメントする（Ｓ５）。

【００７６】そして、カウンタの値が所定の値（既定
値）に達した場合、これを廃トナー満量と判断する。一
方、所定の値に達していない場合には、Ｓ１に戻る。

【００７７】本実施の形態においては、遮光時間を測定
して連続する遮光時間が３０秒間以上の場合に廃トナー
満量としている。この計時時間はクリーニング容器１４
内に配置してある清掃羽根５６の１回転の周期が１０秒
であることと、実験から３回以上の連続した遮光時間の
ときに満量とするのが適当であることとによるものであ
る。１回転又は２回転の場合には、例えばユーザが現像
容器１４を含む感光ドラムユニットを画像形成装置本体
１３に対して着脱した際に、クリーニング容器１３内の
トナーが偏ってしまい定常状態と異なる状態になり検知
精度が低下することが起こりうる。これに対し、４回転
以上の場合、仮に既に廃トナーが満量である感光ドラム
１５を画像形成装置本体１３に装着した場合でも、検知
が完了まで時間がかかってしまい、画像形成装置の印字
速度によるが、何枚もの転写材２に印字をした後でない
と検知が不可能であり、場合によっては廃トナーがクリ
ーニング容器１４から溢れ出してしまって画像形成装置
本体１３内に散乱するおそれがある。このような理由か
ら、検知時間は短い方が望ましく、かつ、前述のように
不安定要素による誤検知を起こさないためには複数の回
転数が望ましい。

【００７８】上述のようにして、クリーニング容器１４
内の廃トナー量が満量になったと判断された時点におい
ても、クリーニング容器１４内には、まだ幾分かの量の
廃トナーをさらに受け入れる空間が存在している。した
がって、本発明によれば、クリーニング容器１４内の廃
トナー量が満量になったと判断されたとき、直ちに画像
形成装置本体１３の動作を停止することはしないで、さ
らに印字可能な転写材２の枚数（残印字可能枚数）を表
示するためのカウント数を設定し、それをカウンタに表
示してユーザに報知する。そして、ユーザが印字を行う
たびにカウンタの数値を減算しカウンタ表示がゼロにな
った時点で画像形成装置本体１３の動作を停止する。又
は、廃トナーの満量を検知したとき、残印字可能枚数を
表示する停止カウント数を設定してユーザに知らせると
ともに、印字を行うたびにカウンタの数値を加算し、こ
のカウンタ表示が停止カウント数設定値を超えたとき、
画像形成装置本体１３の動作を停止することもできる。

【００７９】本実施の形態についてさらに詳述する。

【００８０】電源投入時に画像形成装置は各ユニットチ
ェック、クリーニングをなどを行うイニシャライズを行
う。このイニシャライズシーケンスにおいても感光ドラ
ム１５は何回転かの回転を行う。本実施の形態では、感
光ドラム１５のユニットチェックで２秒間、濃度制御で
２０秒間、クリーニングで３秒間回転する。したがって
イニシャライズシーケンス中の合計２５秒間に感光ドラ
ム１５が回転することになる。

【００８１】しかしながら、それぞれの回転時間は、前
述した廃トナー量を検知するために必要な検知時間の３
０秒間に足りない。

【００８２】そこで、不連続の検知時間を継続として扱
う方法を実施する。つまり最初のユニットチェック時の
２秒間で遮光時間が計測された場合はその２秒間のカウ
ント履歴を画像形成装置本体１３に設置されている制御
手段８０が保持する。次いで濃度制御実行中の２０秒間
も遮光時間が計測されている場合には０秒からカウント
せずに２秒からスタートして遮光時間を連続したものと
して判断する。同様にクリーニング時の３秒間について
も同様のカウンタ処理を行うものである。

【００８３】仮に、このような処理を行わない場合、印
字状態のように感光ドラム１５が長時間連続して回転す
る場合以外は廃トナー満量検知が行えないか、又は廃ト
ナー検知に費やす検知時間を短くする方法を採用するか
である。前者では仮に１枚の印字に感光ドラムが１０秒
間回転する画像形成装置である場合に、１枚だけの印字
もありうることから１０秒間以上の検知を行う方式にす
ると、廃トナー満量時を正確に検知できなくなる可能性
がある。さらに、印字を何枚も行ってからでなければ検
知できない検知方式では、廃トナーが満量になった感光
ドラム１５を画像形成装置に装着した場合に、ユーザが
繰り返し再起動で使用して廃トナーが画像形成装置本体
１３内に散乱するおそれもある。一方、後者の場合は前
述のように検知自体の不安定要素が残るため検知精度が
低下してしまう。

【００８４】本実施の形態においては、イニシャライズ
シーケンスで２５秒間の検知が終了しており、初期状態
から廃トナーが満量なっている感光ドラム１５を画像形
成装置本体１３に装着した場合においても、１枚目の印
字開始から５秒後には廃トナー満量が検知されることに
なる。したがって、例えば、上述のイニシャライズシー
ケンス内での感光ドラム１５の回転時間をもう５秒間延
ばせばイニシャライズ終了時に既に検知完了して印字の
不許可状態にすることも容易に可能となる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
廃トナー満量検知に必要な所定の検知時間を短時間のう
ちに確保することができるので、クリーニング容器が実
際に廃トナーで満量になったにもかかわらず、廃トナー
満量が遅れたために廃トナーがクリーニング容器から溢
れ出してしまうことや、所定の検知時間が確保できない
ために実際にはクリーニング容器が満量でないにもかか
わらずその満量を検知して画像形成装置が停止されてし
まうこと等を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図２】プロセスカートリッジの構成を示す縦断面図。

【図３】プロセスカートリッジの構成を示す横断面図。

【図４】廃トナー蓄積室が複数の小室に区画され、さら
に、最下流側の小室に廃トナー満タン検知手段が装着さ
れたプロセスカートリッジを示す横断面図。

【図５】図４に示すプロセスカートリッジにおけるスク
リューの一部を変更したプロセスカートリッジのを示す
横断面図。

【図６】廃トナー満量検知にしようとする回路構成を示
す図。

【図７】廃トナー満量検知におけるカウンタ処理を示す
フローチャート。

【符号の説明】

９ 転写手段（中間転写体） １３ 画像形成装置本体 １４ クリーニング容器 １５ 像担持体（感光ドラム） １７ 帯電手段（帯電ローラ） ２１Ｂ 現像手段（ブラックの現像器） ２１Ｃ 現像手段（シアンの現像器） ２１Ｍ 現像手段（マゼンタの現像器） ２１Ｙ 現像手段（イエローの現像器） ３０ 露光手段（スキャナ部） ４８ 廃トナー送り込み機構（スクリュー） ６１ クリーニング手段 ６２ 容量検知手段（廃トナー満タン検知手段） ８０ 制御手段８０

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像が他の部材に転写された後の像
   担持体表面に残ったトナーを廃トナーとして除去し回収
   するクリーニング手段において、 前記像担持体表面から回収した廃トナーが蓄積されるク
   リーニング容器と、 蓄積された廃トナーを前記クリーニング容器全体に送り
   込む廃トナー送り込み機構と、 前記クリーニング容器内の廃トナーの蓄積量検知を行う
   容量検知手段と、を備え、 該容量検知手段は、 前記蓄積量検知に際し、前記廃トナー送り込み機構の駆
   動を伴う所定の検知時間における検知情報を必要とする
   とともに、 該所定の検知時間における検知情報を連続の検知時間で
   確保できない場合には、該所定の検知時間よりも短い複
   数の不連続の検知時間におけるそれぞれの検知情報を結
   合する、 ことを特徴とするクリーニング手段。
2. 【請求項２】 前記容量検知手段は、前記廃トナー送り
   込み機構が停止されて前記蓄積量検知が停止されるとき
   の検知情報を保持し、前記廃トナー送り込み機構が再駆
   動されて前記蓄積量検知が再開されるときには、前記保
   持した検知情報に継続して蓄積量検知を行う、 ことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング手段。
3. 【請求項３】 前記検知情報が、計数器によるカウント
   情報である、 ことを特徴とする請求項２に記載のクリーニング手段。
4. 【請求項４】 前記検知情報の結合は、前記計数器の停
   止、再開による前記カウント情報の積算によって行う、 ことを特徴とする請求項３に記載のクリーニング手段。
5. 【請求項５】 像担持体と、該像担持体表面を帯電させ
   る帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を
   形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させ
   てトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を
   他の部材に転写させる転写手段と、転写後に前記像担持
   体表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段と、
   を備えた画像形成装置において、 前記クリーニング手段が、請求項１、２、３、又は４に
   記載のクリーニング手段である、ことを特徴とする画像
   形成装置。