JP7388209B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーなどの現像剤によって画像形成を行う画像形成装置において、現像剤および紙粉などの付着物を回収する収容体が付着物で満杯になっていることを検知する技術に関する。

従来、廃棄するトナーを収容する廃トナーボックスと、廃トナーボックスが満杯になったことを検知する満杯検知スイッチを備えた画像係止装置が知られている（特許文献１）。満杯検知スイッチの一端側は、廃トナーボックスの側面壁に設けられた電極に接続され、他端側は廃トナーボックスの側面壁に設けられた電極に接続されている。電極は、廃トナーボックスの外周壁に取り付けられており、ベルトクリーナを本体フレームの取り付け位置に装着すると、本体フレームに設けられた電極に対して、廃トナーボックス側の電極が接触する。そして、本体フレームに設けられた電極の電圧を検出することで、廃トナーボックスが満杯か否かを検出する。

特開２０１４-０８９４２２号公報

ところで、本願発明者らは、電極が形成されている基板がメッキされていることに着目し、画像を形成するときの画像形成装置の振動が、電極間の接触部分に与える影響について考えた。画像形成装置が振動すると、電極間の接触部分が擦れ合い、その接触部分における電極のメッキが剥がれる可能性がある。そして、電極のメッキが剥がれると、電極間の接触抵抗の上昇により電圧が上昇し、廃トナーボックスが満杯でないにも関わらず、廃トナーボックスが満杯であると誤検知することがあり得ることが分かった。

そこで、本発明は、収容体が付着物によって満杯であると誤検知し難い技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の一態様では、シートを搬送する搬送ベルトを有し、感光体に形成された現像剤像をシートに転写する転写部と、搬送ベルトに付着した付着物を吸引するための吸引電圧が生じており、吸引された付着物を回収する回収部材と、回収部材に、吸引電圧を生じさせるためのクリーニング電圧を供給するクリーニング電圧供給部と、第１接点を有し、回収部材によって回収された付着物を収容する収容体と、第１接点と接続する第２接点を有し、収容体が着脱可能に装着される装着部とを備える画像形成装置に関する。画像形成装置は、第１接点に第１端側で接続されており、収容体内の付着物の量が所定量よりも多い場合に、閉状態から開状態へと変化するスイッチと、吸引電圧を、スイッチの第２端側に供給する吸引電圧供給部と、第２接点に接続されており、第２接点の電圧に基づいて検出信号を生成する検出信号生成部と、検出信号に基づいて、収容体内の付着物の量が所定量よりも多いか否かを判定する判定部と、を備える。

一般的に、回収部材に生じる吸引電圧は、正側又は負側に高い電圧である。そこで、上記構成では、回収部材に生じる吸引電圧がスイッチの第２端側に供給される。このため、第１接点と第２接点との間に錆等が生じている場合でも、スイッチが閉状態であれば、第１接点には高電圧の吸引電圧が印加されるため、第１接点と第２接点との間の接点不良を生じにくくすることができる。これにより、収容体が付着物によって満杯であると誤検知されるのを抑制することができる。

本発明の一態様では、クリーニング電圧供給部は、回収部材に流れる電流を制御すべくクリーニング電圧を調整する定電流制御を行い、吸引電圧供給部は、スイッチの第２端側と回収部材との間に接続されており、吸引電圧に基づく高電圧を発生させる高電圧発生部を有し、スイッチが閉状態である場合に、高電圧をスイッチの第１端側に供給する。上記構成では、定電流制御により制御された電流が高電圧発生部に流れ、高電圧を発生する。この高電圧がスイッチを介して第１接点に供給される。これにより、検出信号生成部には、定電流制御された電流により電圧が安定した高電圧が供給されるため、第１接点と第２接点との間の接点不良を、いっそう生じにくくすることができる。

本発明の一態様では、回収部材は、第１ローラと、第１ローラとの間で、前記搬送ベルトを挟んだ状態で、互いの外周面が対向するように位置する第２ローラと、第２ローラとの間で、互いの外周面が対向するように位置する第３ローラと、により構成されており、吸引電圧供給部は、第２ローラとスイッチの第２端側とを接続する接続線である。上記構成では、吸引電圧を接続線によりスイッチの第２端側に供給することができるため、収容体内の付着物の量が所定量よりも多いか否かを判定するのに要する回路の大型化を防止することができる。

本発明の一態様では、スイッチが開状態である場合に、吸引電圧供給部により供給された吸引電圧をグランドに流すバイパス部を備える。上記構成では、スイッチが開状態である場合に、吸引電圧が画像形成装置内の回路に流れ込むことにより、回路の動作が不安定になることを防止することができる。

本発明の一態様では、回収部材に搬送ベルトの付着物を回収させるクリーニング動作を行わせるクリーニング動作実行部を備え、クリーニング電圧供給部は、クリーニング動作中は、回収部材に流れる電流が第１電流値となるように定電流制御を行い、クリーニング動作後又はクリーニング動作前の定期間に、回収部材に流れる電流の絶対値が第１電流値よりも大きな第２電流値となるように定電流制御を行う。一般的に、クリーニング動作が実行されることにより、収容体内の付着物が顕著に増加する。上記構成では、クリーニング動作後又はクリーニング動作前の判定期間において、回収部材に流れる電流の絶対値がクリーニング動作中に流れる第１電流値よりも大きな第２電流値となるように定電流制御が行われる。これにより、判定期間では、スイッチが開状態である場合の検出信号と、スイッチが閉状態である場合の検出信号の値とが大きく異なるため、収容体内の付着物の量が所定量よりも多いか否かを精度良く行うことができる。

本発明によれば、現像剤などの付着物を収容する収容体が付着物によって満杯であると誤検知しにくい技術を提供することができる。

本発明の実施形態に係るレーザプリンタの縦断面構造の概略を示す図である。 廃トナー状態検知処理を行うための各部を説明する図。 クリーニング動作及び廃トナー状態検知処理の手順を説明するフローチャート。 クリーニング動作及び廃トナー状態検知処理を説明するタイミングチャート。 第２実施形態に係る廃トナー状態検知処理を行うための各部を説明する図。 第３実施形態に係る廃トナー状態検知処理を行うための各部を説明する図。 第４実施形態に係る廃トナー状態検知処理を行うための各部を説明する図。

＜第１実施形態＞
本発明の実施形態に係る画像形成装置について、レーザプリンタを例に説明する。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１は、レーザプリンタ１を側方から見た場合の内部断面図であり、図面上の右側を前、左側を後とし、手前側を左、奥側を右とした図である。なお、図１において図面上の上側を上とし、下側を下としている。

レーザプリンタ１は、給紙部１０と、画像形成部２０と、各部を収容する筐体２とを備えている。筐体２の前面にはフロントカバー２ａが、後面にはリアカバー２ｂがそれぞれ開閉可能に設けられている。また、筐体２の上面には、操作パネル６と、排紙トレイ５とが設けられている。筐体２の内部には、給紙部１０と、画像形成部２０とが設けられている。操作パネル６は、印刷機能、設定メニュー、各色トナーの残量、紙詰まりの発生などを表示する他、廃トナーＢＯＸ７１の交換、ワイヤの清掃を促すメッセージなどを表示する。また、操作パネル６は、印刷機能の選択や各種の設定を行う際の操作ボタンの役割をする。操作パネル６としては、液晶表示パネルまたは有機ＥＬパネルの表面にタッチセンサが設けられたものを用いることができる。操作パネル６は、報知装置の一例である。

給紙部１０は、シートＰを画像形成部２０に給紙する部分である。シートＰの定義には、紙製のシートの他、合成樹脂製のシートなど、現像剤像を転写可能なシートを含む。給紙部１０は、給紙トレイ１１と、給紙ローラ１２と、搬送ローラ１４と、レジストローラ１５とを備える。給紙トレイ１１は、筐体２の下方に着脱可能に装着されており、複数のシートＰを積層可能な状態で収容する。給紙トレイ１１は、Ａ４サイズのシートやＢ５サイズのシートなど、シート搬送方向の全長が異なる種々のシートＰを収容可能に構成されている。給紙ローラ１２は、給紙モータ（図示せず）によって回転駆動され、給紙トレイ１１に収容されている最上部のシートＰを搬送ローラ１４の方に搬送する。搬送ローラ１４は、給紙ローラ１２によって搬送されたシートＰを挾持しながらレジストローラ１５へ搬送する。レジストローラ１５は、搬送ローラ１４から搬送されたシートＰを挾持しながら画像形成部２０へ搬送する。搬送ローラ１４およびレジストローラ１５は、それぞれレジストモータ（図示せず）によって回転駆動される。

画像形成部２０は、筐体２の内部に配置されており、ドラムユニット３と、露光部４０と、転写部５０と、定着部６０とを備える。露光部４０は、筐体２内部の上方に配置されており、図示しないレーザ光源およびポリゴンミラーなどを備える。ドラムユニット３は、４つのプロセスカートリッジ３０を備える。各プロセスカートリッジ３０は、それぞれ構造は同じであり、前方に配置されたプロセスカートリッジ３０から順に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナーが収容されている。ドラムユニット３は、フロントカバー２ａを介して着脱可能に収容されている。転写部５０においてシートＰが紙詰まり（ジャム）した場合は、フロントカバー２ａを開放し、ドラムユニット３を前方へ引出すことにより、紙詰まり箇所にアクセス可能になっている。

プロセスカートリッジ３０の構成について説明する。プロセスカートリッジ３０は、感光ドラム３１と、帯電器３２と、トナーカートリッジ３３とを備える。トナーカートリッジ３３は、トナー収容室３３ａと、供給ローラ３３ｂと、現像ローラ３３ｆと、層厚規制ブレード３３ｄと、アジテータ３３ｅとを備える。トナー収容室３３ａには、現像剤であるトナーが収容されている。アジテータ３３ｅは、トナー収容室３３ａに収容されたトナーを撹拌する。この撹拌により、トナーは正帯電する。供給ローラ３３ｂは、トナー収容室３３ａ内のトナーを現像ローラ３３ｆの周面に供給する。現像ローラ３３ｆの周面に供給されたトナーは、層厚規制ブレード３３ｄによって所定の厚さに調整される。現像ローラ３３ｆを軸支するローラ軸（図示せず）には、現像電圧印加回路（図示せず）により、正の現像電圧が印加される。

現像ローラ３３ｆと対向して感光ドラム３１が設けられており、感光ドラム３１の周面近傍に帯電器３２が設けられている。帯電器３２は、ワイヤと、グリッド電極とを有するスコロトロン型の帯電器である。帯電電圧がワイヤに印加されると、感光ドラム３１との間に電位差が形成され、ワイヤと感光ドラム３１との間にコロナ放電が発生し、感光ドラム３１の表面が正帯電される。露光部４０は、印刷データに対応したレーザ光を感光ドラム３１の周面に出射する。感光ドラム３１の周面のうち、レーザ光が照射された領域の電位が低下し、その電位が低下した領域に静電潜像が形成される。つまり、感光ドラム３１の表面が露光される。現像ローラ３３ｆと、感光ドラム３１に形成された静電潜像との間に電位差が形成され、現像ローラ３３ｆに供給されたトナーが感光ドラム３１の静電潜像に移動し、その静電潜像の領域にトナーが担持され、現像剤像が担持される。つまり、現像される。

そして、転写ローラ５５に負極性の転写電流が出力（負極性の転写電圧が印加）されると、感光ドラム３１と搬送ベルト５３とによってニップされたシートＰに、感光ドラム３１の現像剤像がシートＰに転写される。つまり、印刷される。供給ローラ３３ｂおよび現像ローラ３３ｆは、それぞれプロセスモータ（図示せず）によって回転駆動される。感光ドラム３１と対向してクリーニングローラ３５が設けられている。クリーニングローラ３５は、感光ドラム３１を押圧し、感光ドラム３１の回転に伴って感光ドラム３１の周面をクリーニングする。

転写部５０は、ベルトユニットとも呼ばれ、給紙部１０よりも上方であって、ドラムユニット３よりも下方に配置されている。転写部５０は、駆動ローラ５１と、従動ローラ５２と、搬送ベルト５３と、４個の転写ローラ５５とを備える。駆動ローラ５１は、プロセスカートリッジ３０の後端下方に配置されており、従動ローラ５２は、プロセスカートリッジ３０の前端下方に配置されている。搬送ベルト５３は、ベルトを環状にして構成された無端ベルトであり、駆動ローラ５１と従動ローラ５２との間に掛け渡されている。駆動ローラ５１は、搬送モータ（図示せず）によって回転駆動される。

定着部６０は、相互に対向する定着ローラ６１および加圧ローラ６２を備える。転写部５０から定着部６０に搬送されたシートＰは、定着ローラ６１および加圧ローラ６２によって押圧され、シートＰに転写された現像剤像は、定着ローラ６１による加熱と、加圧ローラ６２による加圧とによってシートＰに熱定着される。定着ローラ６１には、定着ヒータ（図示せず）が内蔵されており、その定着ヒータによって定着ローラ６１が所定温度に加熱される。定着ローラ６１は、定着モータ（図示せず）によって回転駆動される。定着部６０を通過した（抜けた）シートＰは、定着部６０の上方に設けられた排紙ローラ６７によって、筐体２の上面に設けられた排紙トレイ５に排出される。排紙ローラ６７は、排紙モータ（図示せず）によって回転駆動される。排紙トレイ５は、排出されたシートＰを積層して収容可能に形成されている。

次に、搬送ベルト５３に付着したトナーおよび紙粉などの付着物を回収することにより、搬送ベルト５３をクリーニングするクリーニング動作について説明する。レーザプリンタ１は、クリーニング動作を実行するためのクリーニング機構７０を備えている。クリーニング機構７０は、廃トナーＢＯＸ７１と、バックアップローラ７２と、クリーニングローラ７３と、回収ローラ７４と、剥離ブレード７５とを備えている。クリーニングローラ７３および回収ローラ７４は、それぞれ廃トナーＢＯＸ７１の左右方向にて相対向する各側壁にそれぞれ軸支されており、廃トナーＢＯＸ７１と共に着脱可能に構成されている。各感光ドラム３１の外周面に付着したトナーや紙粉などの付着物の多くは、搬送ベルト５３に移動するため、搬送ベルト５３に付着した付着物を除去すると、各感光ドラム３１の外周面に付着している付着物が、搬送ベルト５３によって除去される。つまり、搬送ベルト５３をクリーニングすることにより、各感光ドラム３１をクリーニングすることができる。廃トナーＢＯＸ７１が収容体の一例であり、クリーニングローラ７３、回収ローラ７４および剥離ブレード７５の少なくとも何れか１つは、回収部材の一例である。

廃トナーＢＯＸ７１は、搬送ベルト５３から除去された付着物を収容する。廃トナーＢＯＸ７１は、合成樹脂により、平面視、扁平の箱状に形成されている。廃トナーＢＯＸ７１は、搬送ベルト５３の下部と、給紙トレイ１１の上部との間に配置されており、筐体２の内側に設けられた装着部２ｃに着脱可能に装着されている。たとえば、装着部２ｃは、筐体２の内側において左右方向にて相対向して配置された一対のフレーム、または、一対のステー、または、一対のアッセンブリなどであり、廃トナーＢＯＸ７１の左右方向にて相対向する側壁が、各装着部２ｃに着脱可能に装着されている。図１では、一方の装着部２ｃのみが図示されており、その装着部２ｃと相対向して設けられた他方の装着部は図示されていない。フロントカバー２ａを開放してドラムユニット３を前方へ引出すと、転写部５０を前方へ引出すことができる状態となり、転写部５０を前方へ引出すと、廃トナーＢＯＸ７１を装着部２ｃから外して前方へ取り出すことができる。

廃トナーＢＯＸ７１の天板７６には、開口部７６ａが形成されている。また、図２に示すように、廃トナーＢＯＸ７１を構成する壁には、第１電極Ｄ１と、第２電極Ｄ２と、第３電極Ｄ３とが設けられている。第１電極Ｄ１は、廃トナーＢＯＸ７１が装着される装着部２ｃ（図１）に設けられた装着部側第１電極２１と接離可能に電気的に接続されている。装着部側第１電極２１は、コイルスプリングなどの付勢部材（図示省略）によって第１電極Ｄ１を付勢している。第２電極Ｄ２は、装着部２ｃに設けられた装着部側第２電極２２と接離可能に電気的に接続されており、第３電極Ｄ３は、装着部２ｃに設けられた装着部側第３電極２３と接離可能に電気的に接続されている。第１電極Ｄ１は、第１接点の一例であり、装着部側第１電極２１は、第２接点の一例である。

クリーニングローラ７３は、円柱形状であり、回転軸の延びる方向を搬送ベルト５３の幅方向に向けた状態で、廃トナーＢＯＸ７１内に回転可能に配置されている。具体的には、クリーニングローラ７３は、搬送ベルト５３の下方であって廃トナーＢＯＸ７１の開口部７６ａに配置されており、その周面を開口部７６ａから上方へ露出させている。クリーニングローラ７３の周面は、搬送ベルト５３の外周面と接触しており、その接触部分において搬送ベルト５３とは反対方向に回転する。クリーニングローラ７３は、金属性の本体と、この本体の外周面を覆う弾性層とを有している。弾性層は、たとえば、シリコーンからなる発泡材により形成されている。

バックアップローラ７２は、円柱形状であり、回転軸の延びる方向を搬送ベルト５３の幅方向に向けた状態で、クリーニングローラ７３と対向するようにして搬送ベルト５３の内側に配置されている。バックアップローラ７２の周面は、搬送ベルト５３の内周面と接触しており、その接触部分において搬送ベルト５３と同じ方向に回転する。バックアップローラ７２は、金属により形成されている。

回収ローラ７４は、円筒形状であって、回転軸の延びる方向を搬送ベルト５３の幅方向に向けた状態で、廃トナーＢＯＸ７１内に回転可能に配置されている。回収ローラ７４の回転軸は、クリーニングローラ７３の回転軸と相対向しており、外周面がクリーニングローラ７３の外周面と接触している。回収ローラ７４は、廃トナーＢＯＸ７１の内部において、その回転軸が、クリーニングローラ７３の回転軸よりも下方、かつ後方に配置されている。回収ローラ７４は、クリーニングローラ７３とは逆方向に回転する。回収ローラ７４は、金属により形成されている。

クリーニングローラ７３は、接続線Ｌ３により、第３電極Ｄ３に接続されている。回収ローラ７４は、接続線Ｌ２により、第２電極Ｄ２に接続されている。第２電極Ｄ２に接続された装着部側第２電極２２は、シグナルグランドＳＧに接続されている。バックアップローラ７２が第１ローラの一例であり、クリーニングローラ７３が第２ローラの一例であり、回収ローラ７４が第３ローラの一例である。

装着部側第２電極２２と装着部側第３電極２３とは、２つのツェナーダイオードＺ１，Ｚ２の直列接続体により接続されている。具体的には、ツェナーダイオードＺ１のアノードは、装着部側第２電極２２とシグナルグランドＳＧに接続されている。ツェナーダイオードＺ１のカソードは、ツェナーダイオードＺ２のアノードに接続されている。ツェナーダイオードＺ２のカソードは、装着部側第３電極２３に接続されている。

廃トナーＢＯＸ７１の天板７６には、回収ローラ７４の外周面に付着した付着物を剥離するための剥離ブレード７５が設けられている。剥離ブレード７５の基端は、廃トナーＢＯＸ７１の天板７６のうち、回収ローラ７４よりも後方の部分に配置されている。剥離ブレード７５の先端は、回収ローラ７４の下方に配置されており、回収ローラ７４の外周面と接触している。剥離ブレード７５は、薄板状に形成されており、可撓性を有する。剥離ブレード７５は、たとえば、軟質ウレタンなどの合成樹脂により形成されている。剥離ブレード７５の先端は、回収ローラ７４の外周面に付勢されており、回収ローラ７４の外周面に付着したトナーおよび紙粉などの付着物は、剥離ブレード７５の先端によって掻き落とされ、その掻き落とされた付着物は、廃トナーＢＯＸ７１の内部に落下する。廃トナーＢＯＸ７１の内部に落下した付着物は、廃トナーＢＯＸ７１の前方から後方に向けて徐々に堆積する。

バックアップローラ７２には、接続線Ｌ４を通じてクリーニング電圧供給部７７が接続されている。クリーニング電圧供給部７７は、バックアップローラ７２に供給するクリーニング電圧ＢＣＬＮを生成する回路である。クリーニング電圧供給部７７は、バックアップローラ７２と、電源７８のプラス端子との間に接続されている。本実施形態では、クリーニング電圧供給部７７は、スイッチング素子、及びスイッチング素子のデューティを制御するコントローラを備える昇圧回路であり、電源７８から供給される正極性の２４Ｖ電圧を昇圧してバックアップローラ７２に正極性のクリーニング電圧ＢＣＬＮを供給する。また、クリーニング電圧供給部７７は、各ローラ７２，７３，７４に流れるクリーニング電流を制御すべく、クリーニング電圧ＢＣＬＮを調整する定電流制御を行う。本実施形態では、クリーニング電圧供給部７７は、回収ローラ７４に流れる電流を検出電流として検出し、この検出電流が指令電流に近づくように、クリーニング電圧ＢＣＬＮを調整する。

クリーニング電圧供給部７７により、バックアップローラ７２にクリーニング電圧ＢＣＬＮが印加されると、各ローラ７２，７３，７４にクリーニング電流が流れ、吸引電圧が生じる。本実施形態では、バックアップローラ７２、クリーニングローラ７３、回収ローラ７４の順序で、電位が低くなる。そのため、搬送ベルト５３に付着しているトナーや紙粉等の付着物がクリーニングローラ７３に電気的に吸引される。また、クリーニングローラ７３に付着した付着物は、回収ローラ７４に電気的に吸引される。回収ローラ７４に付着したトナーは、剥離ブレード７５によって掻き落とされ、廃トナーＢＯＸ７１に収容される。

次に、廃トナーＢＯＸ７１に収容された付着物が満杯になったことを検出する廃トナー状態検知処理に関する構成を説明する。図２に示すように、レーザプリンタ１は、検出スイッチＳＷと、基板９０と、制御部８０とを備えている。

検出スイッチＳＷは、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯になった場合に、閉状態から開状態に変化する。本実施形態では、検出スイッチＳＷは、廃トナーＢＯＸ７１内に収容されており、第１端が第１電極Ｄ１に接続されており、第２端が接触抵抗Ｒ４を介して第２電極Ｄ２に接続されている。検出スイッチＳＷは、１組のスイッチ電極と、スイッチ電極間の接点を閉状態とする付勢姿勢、及び接点を開状態とする開放姿勢との間で変化するスイッチカムとを有している。廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯でない場合、スイッチカムが付勢姿勢を維持することにより、スイッチ電極間の接点を閉状態（即ち、検出スイッチＳＷの閉状態）とする。一方、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯となる場合、スイッチカムが開放姿勢となることにより、スイッチ電極間の接点を開状態（即ち、検出スイッチＳＷの開状態）とする。

基板９０は、給紙部１０及び画像形成部２０が有する電気的負荷に供給する電圧を生成する回路が実装されている。また、基板９０は、廃トナー状態検知処理に関する部位として、高電圧発生部９１と、検出信号生成部９２が実装されている。なお、基板９０は、上述したクリーニング電圧供給部７７が実装されていてもよい。

高電圧発生部９１は、検出スイッチＳＷの第２端側に印加される高電圧Ｖｈを発生させる。本実施形態では、高電圧発生部９１はツェナーダイオードＺ３を有している。ツェナーダイオードＺ３のカソードは、第２電極Ｄ２及び装着部側第２電極２２を介して、回収ローラ７４に接続された接続線Ｌ２に接続されており、アノードはシグナルグランドＳＧに接続されている。具体的には、ツェナーダイオードＺ３は、装着部側第２電極２２とシグナルグランドＳＧとを接続する接続線Ｌ５上において、ツェナーダイオードＺ１のアノードの接続点とシグナルグランドＳＧとの間に直列接続されている。バックアップローラ７２にクリーニング電圧ＢＣＬＮが印加されている状態では、高電圧発生部９１は、回収ローラ７４の吸引電圧により、ツェナーダイオードＺ３に電流が流れ高電圧Ｖｈを発生させる。本実施形態では、接続線Ｌ２及び高電圧発生部９１が吸引電圧供給部の一例である。なお、高電圧発生部９１は、ツェナーダイオードＺ３に代えて抵抗を有していてもよいし、ツェナーダイオードＺ３と抵抗とを共に有していてもよい。

検出信号生成部９２は、装着部側第１電極２１に接続されており、第１電極Ｄ１及び装着部側第１電極２１に生じる高電圧Ｖｈを用いて、検出信号ＦＢを生成する。検出信号生成部９２は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、及びコンデンサＣ１を有している。第２抵抗Ｒ２の一端は、装着部側第１電極２１に接続されている。第２抵抗Ｒ２の他端は、第１抵抗Ｒ１の一端に接続されており、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２とは直列接続体を構成している。第２抵抗Ｒ２の抵抗値は、第１抵抗Ｒ１の抵抗値よりも十分に大きな値である。第３抵抗Ｒ３は、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２との接続点に一端が接続され、他端は接続線Ｌ１に接続されている。コンデンサＣ１は、一端が接続線Ｌ１に接続され、他端がシグナルグランドＳＧに接続されている。上記構成の検出信号生成部９２では、装着部側第１電極２１の高電圧Ｖｈは、分圧比（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））に応じて分圧され、検出信号ＦＢとして第３抵抗Ｒ３の他端から出力される。このとき、第２抵抗Ｒ２の抵抗値は、第１抵抗Ｒ１の抵抗値よりも十分に大きいため、検出信号ＦＢは、装着部側第１電極２１の高電圧Ｖｈよりも小さな値となる。

制御部８０は、ＣＰＵ８１と、記憶部８２とを備えている。記憶部８２には、制御部８０が廃トナー状態検知処理を実行するためのコンピュータプログラム８３が記憶されている。制御部８０の入力ポートＰ１は、検出信号生成部９２の第３抵抗Ｒ３に接続された接続線Ｌ１に接続されている。廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯になっていない場合、検出スイッチＳＷが閉状態であるため、高電圧発生部９１に生じた高電圧Ｖｈを分圧比により分圧した検出信号ＦＢが制御部８０の入力ポートＰ１に生じる。一方、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯になると、検出スイッチＳＷが閉状態から開状態へと変化する。このため、第１電極Ｄ１及び装着部側第１電極２１には、高電圧Ｖｈが生じず、制御部８０の入力ポートＰ１の電圧が０Ｖ付近まで低下する。つまり、制御部８０は、入力ポートＰ１の電圧に基づいて、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯になっているか否かを判断することができる。制御部８０は、検出信号ＦＢが、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯になったことを示す電圧になると、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯になったことを報知する。たとえば、操作パネル６に「収容体が満杯になりました。」というメッセージを表示することにより、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯になったことを報知する。

なお、検出スイッチＳＷが開状態である場合、高電圧発生部９１に生じる高電圧Ｖｈは接続線Ｌ５に接続されたシグナルグランドＳＧを通じて低下する。本実施形態では、ツェナーダイオードＺ３及び接続線Ｌ５がバイパス部の一例である。

＜廃トナー状態検知処理＞
次に、制御部８０が実行する廃トナー状態検知処理について図３を用いて説明する。図３の処理は、例えば、所定周期で制御部８０により実行される処理であるため、主体の記載を省略する。

ステップＳ１１において、レーザプリンタ１が起動しているか否かを判断する。レーザプリンタ１が起動していないと判断した場合、図３の処理を一旦終了する。一方、ステップＳ１１で、レーザプリンタ１が起動していると判断すると、ステップＳ１２では、クリーニング動作の開始タイミングであるか否かを判断する。クリーニング動作の開始タイミングではないと判断した場合、図３の処理を一旦終了する。

ステップＳ１２において、クリーニング動作の開始タイミングであると判断すると、ステップＳ１３でクリーニング動作を実行する。具体的には、クリーニング電圧供給部７７に、クリーニング電圧ＢＣＬＮをバックアップローラ７２に印加させる。本実施形態では、クリーニング電圧供給部７７が定電流制御を実行するための指令電流Ｉｃ＊を、指令電流Ｉ１＊に設定する。これにより、搬送ベルト５３に付着している付着物がクリーニングローラ７３に電気的に吸引される。また、クリーニングローラ７３に付着した付着物は、回収ローラ７４に電気的に吸引された後、剥離ブレード７５によって掻き落とされ、廃トナーＢＯＸ７１に収容される。

ステップＳ１４では、入力ポートＰ１の電圧変動を検知するタイミング、即ち、廃トナー状態検知処理の実行タイミングであるか否かを判断する。本実施形態では、クリーニング動作が終了した後における所定の判定期間Ｔｄを、廃トナー状態検知処理の実行タイミングとしている。これは、クリーニング動作が実行されることにより、廃トナーＢＯＸ７１内の付着物が顕著に増加するためである。ステップＳ１４で、入力ポートＰ１の電圧変動を検知するタイミングではないと判断した場合、図３の処理を一旦終了する。この場合、印刷などの通常動作を実行する。

ステップＳ１４で、入力ポートＰ１の電圧変動を検出するタイミングであると判断すると、ステップＳ１５で、クリーニング電圧供給部７７に指示する指令電流Ｉｃ＊を、指令電流Ｉ１＊から、この指令電流Ｉ１＊よりも大きな判定用指令値Ｉ２＊に変更する。これにより、クリーニング電圧供給部７７は、回収ローラ７４に流れるクリーニング電流が判定用指令値Ｉ２＊となるように、バックアップローラ７２に供給するクリーニング電圧ＢＣＬＮを調整する。

ステップＳ１６では、入力ポートＰ１により受信された検出信号ＦＢが電圧判定値ＴＨ１よりも高いか否かを判断する。電圧判定値ＴＨ１は、検出スイッチＳＷが開状態である場合に、検出信号生成部９２により生成される検出信号ＦＢから定められた値であり、例えば、０Ｖである。検出信号ＦＢが電圧判定値ＴＨ１よりも高いと判断した場合、廃トナーＢＯＸ７１は付着物で満杯になってはいないため、図３の処理を一旦終了する。一方、検出信号ＦＢが電圧判定値ＴＨ１以下であると判断した場合、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯になったことを報知する。例えば、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯であることを示す満杯報知信号を操作パネル６へ出力し、操作パネル６に「収容体が満杯になりました。」などのメッセージを表示する。ステップＳ１８では、レーザプリンタ１の通常動作を停止させる。つまり、レーザプリンタ１の通常動作を停止させ、ユーザに廃トナーＢＯＸ７１が満杯になったことを報知し、廃トナーＢＯＸ７１の交換を促す。なお、ステップＳ１７において、制御部８０は、レーザプリンタ１を制御する外部のコンピュータや携帯端末などの端末装置に、廃トナーＢＯＸ７１が付着物で満杯であることを通知してもよい。ステップＳ１８を終了すると、図３の処理を一旦終了する。

ステップＳ１３がクリーニング動作実行部の一例であり、ステップＳ１６が判定部の一例である。

次に、図４を用いて、廃トナー状態検知処理の開始タイミングを説明する。図４（ａ）は、バックアップローラ７２の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。図４（ｂ）は、クリーニング電圧供給部７７の指令電流Ｉｃ＊の推移を示すタイミングチャートである。図４（ｃ）は、検出信号ＦＢの推移を示すタイミングチャートである。

時刻ｔ１で、クリーニング動作の開始タイミングとなることで、指令電流Ｉｃ＊が指令電流Ｉ１＊に設定されている。その後の時刻ｔ２で、バックアップローラ７２，クリーニングローラ７３及び回収ローラ７４の回転駆動が開始され、クリーニング動作が開始される。その後の時刻ｔ３で、クリーニング動作の終了タイミングとなる。

クリーニング動作が停止された時刻ｔ３後、廃トナー状態検知処理を実行する判定期間Ｔｄとなるため、指令電流Ｉｃ＊が指令電流Ｉ１＊から判定用指令値Ｉ２＊に変更されている。図４（ｃ）において、実線で示す検出信号ＦＢは、検出スイッチＳＷが閉状態を維持した場合（即ち、廃トナーＢＯＸ７１の満杯検知がされていない場合）の検出信号ＦＢを示している。判定期間Ｔｄでの検出信号ＦＢは、クリーニング動作中の検出信号ＦＢよりも電圧が高くなっている。実線で示される検出信号ＦＢは電圧判定値ＴＨ１よりも高い値であるため、廃トナーＢＯＸが満杯となったことが報知されない。一方、廃トナーＢＯＸ７１が満杯であるため検出スイッチＳＷが開状態になると、検出信号ＦＢは０付近となる（図中破線で示すＦＢ）。この場合、検出信号ＦＢが電圧判定値ＴＨ１以下であるため、廃トナーＢＯＸが満杯となったことが報知される。その後の時刻ｔ４では、廃トナー状態検知処理の終了タイミングとなることにより、指令電流Ｉｃ＊が減少する。

以上説明した本実施形態では以下の効果を奏することができる。廃トナーＢＯＸ７１は、第１電極Ｄ１により、装着部２ｃの装着部側第１電極２１に接続されている。検出スイッチＳＷは、第１電極Ｄ１に第１端側で接続されており、廃トナーＢＯＸ７１内の付着物の量が所定量よりも多い場合に、閉状態から開状態へと変化する。回収ローラ７４は、接続線Ｌ２を通じて第２電極Ｄ２に接続されており、吸引電圧に基づく高電圧Ｖｈが検出スイッチＳＷの第２端側に供給される。制御部８０は、検出信号生成部９２により生成された検出信号ＦＢが電圧判定値ＴＨ１以下である場合に廃トナーＢＯＸ７１が付着物により満杯であることを判定する。これにより、廃トナーＢＯＸ７１の第１電極Ｄ１と装着部側第１電極２１との間に錆等が生じている場合でも、検出スイッチＳＷが閉状態であれば、第１電極Ｄ１と装着部側第１電極２１との間に吸引電圧に応じた高電圧Ｖｈが印加されているため、第１電極Ｄ１と装着部側第１電極２１との間の接点不良を生じにくくすることができる。

・クリーニング電圧供給部７７は、各ローラ７２，７３，７４に流れるクリーニング電流を制御すべく、クリーニング電圧ＢＣＬＮを調整する定電流制御を行う。高電圧発生部９１は、検出スイッチＳＷの第２端側に直列接続されており、検出スイッチＳＷが閉状態である場合に、検出スイッチＳＷの第１端側に吸引電圧に応じた高電圧Ｖｈを発生させる。これにより、検出スイッチＳＷの第２端に接続された第１電極Ｄ１に定電流制御された安定的な高電圧Ｖｈを供給することができるため、第１電極Ｄ１と装着部側第１電極２１との間の接点不良をいっそう抑制することができる。

・検出スイッチＳＷが開状態である場合に、高電圧発生部９１により生成された高電圧ＶｈをシグナルグランドＳＧに流す。これにより、検出スイッチＳＷが開状態となった場合でも、高電圧Ｖｈが基板９０上の他の回路に流れ込むのを防止することができ、基板９０を安定して動作させることができる。

・クリーニング電圧供給部７７は、クリーニング動作中は、各ローラ７２，７３，７４に流れるクリーニング電流が指令電流Ｉ１＊に制御されるように定電流制御を行い、クリーニング動作後の判定期間Ｔｄでは、各ローラ７２，７３，７４に流れるクリーニング電流が指令電流Ｉ１＊よりも大きな判定用指令値Ｉ２＊に制御されるように定電流制御を行う。これにより、廃トナー状態検知処理中は、検出スイッチＳＷの閉状態での検出信号ＦＢと、開状態での検出信号ＦＢとが大きく異なるため、廃トナー状態の誤検知をいっそう抑制することができる。

＜第１実施形態の変形例＞
・検出スイッチＳＷの第２端側にバックアップローラ７２の吸引電圧を供給してもよい。この場合、バックアップローラ７２と第２電極Ｄ２とを接続線Ｌ２により接続すればよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明を行う。第２実施形態において、第１実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、クリーニングローラ７３の吸引電圧を、検出スイッチＳＷの第２端側に供給する。即ち、本実施形態では、第１実施形態と比べて、吸引電圧の供給源となるローラが異なる。図５に示すように、検出スイッチＳＷの第２端側に接続された接触抵抗Ｒ４は、接続線Ｌ６を介してクリーニングローラ７３の回転軸に接続されており、クリーニングローラ７３の吸引電圧が供給される。第２電極Ｄ２は、接続線Ｌ７を介して回収ローラ７４に接続されている。本実施形態では、接続線Ｌ６が吸引電圧供給部の一例である。

バックアップローラ７２にクリーニング電圧ＢＣＬＮが供給された状態では、クリーニングローラ７３の吸引電圧が接続線Ｌ６を通じて検出スイッチＳＷの第２端側に供給される。廃トナーＢＯＸ７１が付着物により満杯となっておらず、検出スイッチＳＷが閉状態であれば、第１電極Ｄ１及び装着部側第１電極２１には吸引電圧が供給される。そのため、検出信号生成部９２は、装着部側第１電極２１に供給された吸引電圧を用いて検出信号ＦＢを生成する。

以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。検出スイッチＳＷの第２端側に電圧を発生させるために新たな回路を設ける必要がないため、基板９０の体格の増加を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明を行う。第３実施形態において、第１実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、バックアップローラ７２、クリーニングローラ７３及び回収ローラ７４に生じる電圧の極性が第１実施形態と異なる。図６に示すように、検出スイッチＳＷの第２端側に接続された第２電極Ｄ２は、接続線Ｌ１１を介してバックアップローラ７２に接続されている。装着部側第２電極２２は、シグナルグランドＳＧに接続されている。電源７８のマイナス端子には、接続線Ｌ１２を介して回収ローラ７４が接続されている。電源７８のプラス端子は接地されている。装着部側第３電極２３は、ツェナーダイオードＺ１，Ｚ２を介して電源７８のマイナス端子に接続されている。ツェナーダイオードＺ１，Ｚ２は順方向接続されており、ツェナーダイオードＺ１のアノードが電源７８のマイナス端子に接続され、ツェナーダイオードＺ２のカソードが装着部側第３電極２３に接続されている。これにより、電源７８からクリーニング電圧ＢＣＬＮが供給されることにより、回収ローラ７４、クリーニングローラ７３、バックアップローラ７２の順序で、電位が低くなる。

検出信号生成部９２では、第６抵抗Ｒ６が第２抵抗Ｒ２に直列接続されて直列接続体を構成している。第６抵抗Ｒ６の第２抵抗Ｒ２に接続される側の端と反対側の端には、直流電圧源９５が接続されている。第６抵抗Ｒ６と第２抵抗Ｒ２との接続点には、第３抵抗Ｒ３が接続されている。直流電圧源９５により供給される電圧の絶対値は、バックアップローラ７２の吸引電圧の絶対値よりも十分に低い電圧である。

上記構成では、廃トナーＢＯＸ７１が付着物により満杯となっておらず検出スイッチＳＷが閉状態である場合、装着部側第１電極２１には、直流電圧源９５からの電圧とバックアップローラ７２の吸引電圧との電圧差に応じた電圧が印加される。そのため、検出信号ＦＢは、この電圧差に応じた電圧を検出信号生成部９２の分圧比により分圧した値となる。一方、廃トナーＢＯＸ７１が付着物により満杯となることにより検出スイッチＳＷが開状態となった場合、検出信号ＦＢは、直流電圧源９５から供給される電圧値となる。これにより、制御部８０は入力ポートＰ１に生じる検出信号ＦＢの値により、廃トナーＢＯＸ７１が付着物により満杯となっているか否かを判定することができる。

以上説明した本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、第３実施形態と異なる構成を主に説明を行う。第４実施形態において、第３実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、第３実施形態と異なり、クリーニングローラ７３から供給される吸引電圧により、検出スイッチＳＷの第２端側に高電圧が生じる。図７に示すように、検出スイッチＳＷの第２端側に接続された接触抵抗Ｒ４は、接続線Ｌ１３を介して、クリーニングローラ７３の回転軸に接続され、クリーニングローラ７３からの吸引電圧が供給される。第２電極Ｄ２は、接続線Ｌ１４を介してバックアップローラ７２に接続されている。

上記構成では、廃トナーＢＯＸ７１が満杯となっておらず、検出スイッチＳＷが閉状態である場合、検出信号ＦＢは、直流電圧源９５からの電圧とクリーニングローラ７３の吸引電圧との電圧差に応じた電圧を検出信号生成部９２の分圧比により分圧した値となる。一方、廃トナーＢＯＸ７１が付着物により満杯となることにより検出スイッチＳＷが開状態となった場合、検出信号ＦＢは、直流電圧源９５から供給された電圧の電圧値となる。これにより、制御部８０は入力ポートＰ１に生じる検出信号ＦＢの値に応じて、廃トナーＢＯＸ７１が付着物により満杯となっているか否かを判定することができる。

以上説明した本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜その他の実施形態＞
本実施形態は、その要旨を変更しない範囲で、様々な変形例が存在する。
・制御部８０は、クリーニング処理の開始タイミングの前に、廃トナー状態検知処理を実行してもよい。

・制御部８０は、判定期間において、検出信号ＦＢの絶対値が所定の電圧判定値以下である場合に、廃トナーＢＯＸ７１内の付着物の量が所定量よりも多いことを判定してもよい。

・制御部８０が、検出信号生成部の機能を有していてもよい。この場合において、入力ポートＰ１と装着部側第１電極２１とが接続されていればよい。判定部は、制御部８０以外の部位により実現されてもよい。

・画像形成装置は、レーザプリンタ以外にも、レーザプリンタ、スキャナ装置、及びＦＡＸ装置の機能を複合した複合機であってもよい。

１…レーザプリンタ、２ｃ…装着部、２１…装着部側第１電極、３１…感光ドラム、５３…搬送ベルト、７０…クリーニング機構、７１…収容体、７２…バックアップローラ、７３…クリーニングローラ、７４…回収ローラ、８０…制御部、９２…検出信号生成部、Ｄ１…第１電極、ＳＷ…検出スイッチ、Ｌ２…接続線

Claims (5)

1. シートを搬送する搬送ベルトを有し、感光体に形成された現像剤像を前記シートに転写する転写部と、
   前記搬送ベルトに付着した付着物を吸引するための吸引電圧が生じており、吸引された前記付着物を回収する回収部材と、
   前記回収部材に、前記吸引電圧を生じさせるためのクリーニング電圧を供給するクリーニング電圧供給部と、
   第１接点を有し、前記回収部材によって回収された前記付着物を収容する収容体と、
   前記第１接点と接続する第２接点を有し、前記収容体が着脱可能に装着される装着部と、
   前記第１接点に第１端側で接続されており、前記収容体内の前記付着物の量が所定量よりも多い場合に、閉状態から開状態へと変化するスイッチと、
   前記吸引電圧を、前記スイッチの第２端側に供給する吸引電圧供給部と、
   前記第２接点に接続されており、前記第２接点の電圧に基づいて検出信号を生成する検出信号生成部と、
   前記検出信号に基づいて、前記収容体内の前記付着物の量が前記所定量よりも多いか否かを判定する判定部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記クリーニング電圧供給部は、前記回収部材に流れる電流を制御すべく前記クリーニング電圧を調整する定電流制御を行い、
   前記吸引電圧供給部は、
   前記スイッチの第２端側に接続されており、前記吸引電圧に基づく高電圧を発生させる高電圧発生部を有し、
   前記スイッチが閉状態である場合に、前記高電圧を前記スイッチの第１端側に供給する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回収部材は、
   第１ローラと、
   前記第１ローラとの間で、前記搬送ベルトを挟んだ状態で、互いの外周面が対向するように位置する第２ローラと、
   前記第２ローラとの間で、互いの外周面が対向するように位置する第３ローラと、
   により構成されており、
   前記吸引電圧供給部は、前記第２ローラと前記スイッチの第２端側とを接続する接続線である請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記スイッチが開状態である場合に、前記吸引電圧供給部により供給された前記吸引電圧をグランドに流すバイパス部を備える請求項１～３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記回収部材に前記搬送ベルトの前記付着物を回収させるクリーニング動作を行わせるクリーニング動作実行部を備え、
   前記クリーニング電圧供給部は、
   前記クリーニング動作中は、前記回収部材に流れる電流が第１電流値となるように定電流制御を行い、
   前記クリーニング動作後又は前記クリーニング動作前の判定期間に、前記回収部材に流れる電流の絶対値が前記第１電流値よりも大きな第２電流値となるように定電流制御を行う請求項１～４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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