JPH10260618A

JPH10260618A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10260618A
Application number: JP9085841A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Okada; 知幸岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】プリンタのトナー容器又はカートリッジ内の
トナー容器の満タンを検知した後、高精度にて残印字可
能枚数を算出することができ、低濃度の画像の場合には
多くの印字を行なうことができ、ユーザにとっては極め
て好便な画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー満タン検知手段がトナー満タンを
検知した後、画像印字比率及び／又は印字モードに応じ
て残印字可能枚数を示すカウント値をインクリメントし
所定の停止カウント値に達したとき、或は予め設定され
たカウント値をデクリメントし所定値、例えばゼロとな
ったとき本体の印字作動を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写装置、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファ
クシミリ装置及びワードプロセッサなどのような電子写
真画像形成装置に関するものであり、特に、少なくとも
クリーニング手段と、像担持体としての電子写真感光体
とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着
脱可能とした画像形成装置に好適に具現化し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た上述のような画像形成装置においては、像担持体とし
ての電子写真感光体及びこの電子写真感光体に作用する
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。このプロセス
カートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサー
ビスマンによらずユーザ自身で行なうことができるの
で、格段に操作性を向上させることができる。

【０００３】このプロセスカートリッジ方式の画像形成
装置において、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感光体から除去した現像
剤（トナー）は、電子写真感光体の寿命に見合って十分
に収納し得る容積のトナー容器内に蓄えられ、プロセス
カートリッジ交換時に取り除かれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の画
像形成装置では、感光体から除去したトナーがトナー容
器から溢れ出て装置本体内に飛散することを防止するた
めに、トナー容器内のトナーの量は、トナー満タン検知
手段によって常時監視されており、トナー容器内のトナ
ー量が所定量となった時、その旨を装置本体のオペレー
ションパネル又はコンピュータ上に直接表示してユーザ
にプロセスカートリッジの交換を警告し、装置の作動を
強制的に停止し、それ以降の印字が不可能とされる。

【０００５】上記説明は、プロセスカートリッジ方式と
される画像形成装置について説明したが、勿論、プロセ
スカートリッジ方式とはされていないプリンタなどの画
像形成装置についても同じことが言える。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の画像形成装置は、ユーザにとってみれば、トナー満
タンの警告と共に装置が突然に停止することとなり不都
合な場合があった。

【０００７】実際には、トナー満タンの警告を出した場
合であっても、トナー容器内には幾らかの量のトナーを
収容し得る余裕があり、警告後複数枚の印字が可能とさ
れている。

【０００８】従って、本発明の目的は、像担持体から除
去したトナーを収容するプリンタのトナー容器又はカー
トリッジ内のトナー容器の満タンを検知した後、印字す
る原稿の画像印字面積、即ち、画像濃度及び／又は印字
モードに応じて残印字可能枚数を示すカウント値をイン
クリメントし所定の停止カウント値に達したとき、或は
予め設定されたカウント値をデクリメントし所定値、例
えばゼロとなったとき本体の印字作動を停止するように
し、高精度にて残印字可能枚数を算出することができ、
低濃度の画像の場合には多くの印字を行なうことがで
き、ユーザにとっては極めて好便な画像形成装置を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体にトナー像を形成し、このトナー像を転写材に
転写して画像を得、像担持体に残留したトナーはクリー
ニング手段にて除去するようにした画像形成装置におい
て、前記クリーニング手段は、前記像担持体から除去し
たトナーを収容するクリーニング容器と、このクリーニ
ング容器に蓄積されたトナーの量を検知するトナー満タ
ン検知手段とを備え、前記トナー満タン検知手段がトナ
ー満タンを検知した後、画像印字比率及び／又は印字モ
ードに応じて残印字可能枚数を示すカウント値をインク
リメントし所定の停止カウント値に達したとき、或は予
め設定されたカウント値をデクリメントし所定値、例え
ばゼロとなったとき本体の印字作動を停止するようにし
たことを特徴とする画像形成装置である。

【００１０】本発明の一実施態様によれば、像担持体は
電子写真感光体であり、帯電された電子写真感光体にレ
ーザビームを照射することにより潜像を形成し、この潜
像を現像手段にてトナー像とするようにし、前記画像印
字比率は、レーザビームの点灯数をカウントすることに
より求められ、又、前記印字モードは、単色画像形成モ
ードと４色カラー画像形成モードとを有する。

【００１１】又、本発明の好ましい実施態様によれば、
トナー満タン検知手段は、クリーニング容器の壁面に対
向して配置された一対の検知窓と、この窓を清掃する清
掃羽根と、クリーニング容器の外側にそれぞれ検知窓を
介して対向する発光部及び受光部とを備え、更に好まし
くは、対向する検知窓の第１の検知窓が容器の上面に位
置し、第２の検知窓は容器の側面に位置し、前記清掃羽
根は回転しながら検知窓を清掃する。

【００１２】本発明の他の態様によれば、少なくとも像
担持体とクリーニング手段とは一体に形成され、装置本
体に対して着脱自在とされたプロセスカートリッジとさ
れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１４】実施例１図１を参照すると、本発明の一実施例であるカートリッ
ジ方式の多色画像形成装置が例示される。

【００１５】［画像形成装置の全体の説明］まず、カラ
ー画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概
略説明する。図１は、カラー画像形成装置の一実施例で
あるカラーレーザープリンタの全体構成を示す。

【００１６】図１に示すように、カラーレーザープリン
タは、一定速度で回転する、電子写真感光体ドラムのよ
うな像担持体１５と固定の黒現像器２１Ｂと回転可能な
３つのカラー現像器２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍとからなる
画像形成部、及び画像形成部で現像され多重転写された
カラー画像を保持し給送部から給送された転写材２に更
に転写する中間転写体９とを具備し、カラー画像が転写
された転写材２を定着部２５へ搬送してカラー画像を転
写材２に定着し、排出ローラー３４、３５、３６によっ
て装置上面の排出部３７へ排出するものである。

【００１７】なお、回転可能なカラー現像器２０Ｙ、２
０Ｃ、２０Ｍ、及び固定の黒現像器２１Ｂはプリンタ本
体１３に対して個別に着脱可能に構成されている。

【００１８】次に上記プリンタの各部の構成について順
次詳細に説明する。

【００１９】［像担持体ユニット］本実施例で像担持体
ユニットであるドラムユニットは、プロセスカートリッ
ジＢとされ、感光体ドラム１５と、感光体ドラム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、プリンタ本体１３に対して着脱自在に支持され、感
光体ドラム１５の寿命に合わせて容易にユニット交換が
可能なように構成されている。

【００２０】本実施例に係る感光体ドラム１５は、アル
ミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成さ
れ、前述のようにクリーニング容器１４に回転自在に支
持されている。

【００２１】感光体ドラム１５の周面上には、クリーナ
ーブレード１６、一次帯電手段１７が配置され、また感
光体ドラム１５の一方端に図示しない駆動モーターの駆
動力を伝達することにより、感光体ドラム１５を画像形
成動作に応じて図中反時計回りに回転させる。

【００２２】［帯電手段］一次帯電手段１７は接触帯電
方法を用いたものであり、導電性ローラを感光体ドラム
１５に当接させ、この導電性ローラに電圧を印加するこ
とによって感光体ドラム１５の表面を一様に帯電させ
る。

【００２３】［露光手段］感光体ドラム１５への露光は
スキャナー部３０から行なわれる。即ち画像信号がレー
ザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオー
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へと照射する。

【００２４】ポリゴンミラー３１はスキャナーモーター
３１ａによって高速回転し、ポリゴンミラー３１で反射
した画像光が、結像レンズ３２及び反射ミラー３３を介
して一定速度で回転する感光体ドラム１５の表面を選択
的に露光し、その結果感光体ドラム１５上に静電潜像が
形成される。

【００２５】［現像手段］現像手段は、上記静電潜像を
可視像化するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの各色現像を可能とする３個の回転現像器２０
Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃと１個のブラック現像器２１Ｂとか
ら構成される。

【００２６】ブラック現像器２１Ｂは固定現像器であ
り、感光体ドラム１５に対向した位置に現像スリーブ２
１ＢＳが、感光体ドラム１５に対し微小間隔をもって配
置され、感光体ドラム１５にブラックトナーによる可視
像を形成する。

【００２７】ブラック現像器２１Ｂは容器内のトナーを
送り機構によって送り込み、現像スリーブ２１ＢＳの外
周に圧接された塗布ブレード２１ＢＢによって、図中時
計方向に回転する現像スリーブ２１ＢＳの外周にトナー
を薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与（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、感光体ドラム１５の静電潜像に対応して
トナー現像を行なうものである。

【００２８】３個の回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ
は、軸２２を中心として割り出し回転するロータリーユ
ニットである現像ロータリー２３に夫々着脱可能に保持
されている。

【００２９】画像形成に際しては、各現像器が現像ロー
タリー２３に保持された状態で軸２２を中心に回転移動
し、所定の現像器が、感光体ドラム１５に対向した位置
に止り、更に現像スリーブが感光体ドラム１５に対し微
小間隔（３００μｍ程度）をもって対向するように位置
決めされた後、感光体ドラム１５の静電潜像に対応して
可視像を形成する。

【００３０】カラー画像形成時には、中間転写体９の１
回転毎に現像ロータリー２３が回転しイエロー現像器２
０Ｙ、マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃ、次
いでブラック現像器２０Ｂの順で現像工程がなされる。

【００３１】図１では、イエローの回転現像器２０Ｙ
が、プロセスカートリッジＢに対向した位置に位置決め
静止している状態を示している。回転現像器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。図中時計方向に回転する塗布ローラ２０ＹＲ
及び現像スリーブ２０ＹＳの外周に圧接されたブレード
２０ＹＢが、図中時計方向に回転する現像スリーブ２０
ＹＳの外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を
付与（摩擦帯電）する。

【００３２】潜像が形成された感光体ドラム１５と対向
した現像スリーブ２０ＹＳに、現像バイアスを印加する
ことにより、潜像に応じて感光体ドラム１５上にトナー
現像を行なう。

【００３３】マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０
Ｃについても上記と同様なメカニズムでトナー現像が行
なわれる。

【００３４】また各回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ
の各現像スリーブ２０ＹＳ、２０ＭＳ、２０ＣＳは、各
現像器が現像位置に回転移動されたとき、プリンタ本体
１３に設けられた各色現像用高圧電源、および駆動と接
続されており、各色現像毎に順次選択的に電圧が印加さ
れ駆動が伝達される。

【００３５】［中間転写体］中間転写体９は、カラー画
像形成動作時には各現像器により可視化された感光体ド
ラム１５上のトナー画像を４回（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂの４色
の各画像）にわたり多重転写を受けるため、感光体ドラ
ム１５の外周速度と同期して図中時計回りに回転してい
る。また、多重転写を受けた中間転写体９は、電圧を印
加された転写ローラ１０によって転写材２を挟み込み搬
送することにより、転写材２に中間転写体９上の各色ト
ナー像を同時多重転写する。

【００３６】本実施例に係る中間転写体９は、アルミシ
リンダー１２の外周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
回転自在に支持され、一体的に固定されたギヤ（図示せ
ず）に駆動を受けて回転する。

【００３７】［クリーニング手段］クリーニング手段
は、現像手段によって感光体ドラム１５に可視像化され
たトナーが、中間転写体９に転写された後、感光体ドラ
ム１５上に残ったトナーをクリーニングするものであ
り、クリーニングされた、即ち、感光体ドラム１５から
除去したトナー、所謂、廃トナーをクリーニング容器１
４に蓄える。

【００３８】本実施例では、図２に示すように、感光体
ドラム１５の周面の移動方向に関し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
る。このクリーニングローラ６０は、感光体ドラム１５
の周面の移動方向と逆向きに摺擦するように周面が移動
しながら回転している。

【００３９】クリーニング容器１４に蓄えられるトナー
の量は、通常、感光体ドラム１５の寿命より早くクリー
ニング容器１４を満たすことはなく、従って、クリーニ
ング容器１４は感光体ドラム１５の寿命交換時に同時に
一体で交換処理される。クリーニング容器１４の構成
は、後で詳細に説明する。

【００４０】［給紙部］給紙部は、画像形成部へ転写材
２を給送するものであり、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、及びレジストロ
ーラ８から主に構成される。

【００４１】画像形成時には給紙ローラ３が、画像形成
動作に応じて回転し、給紙カセット１内の転写材２を１
枚ずつ分離給送すると共に、給紙ガイド６によってガイ
ドし、搬送ローラ７を経由してレジストローラ８に至
る。

【００４２】画像形成動作中にレジストローラ８は、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
ケンスで行ない、次工程である転写工程時の画像と転写
材２との位置合わせを行なう。

【００４３】［転写部］転写部は、揺動可能な転写ロー
ラ１０からなっており、転写ローラ１０は、金属軸を中
抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図中上下に移動可能で且
つ駆動を有する。

【００４４】中間転写体９上に４色のトナー像を形成し
ている間、即ち中間転写体９が複数回回転する間は、そ
の画像を乱さぬように、転写ローラ１０は図中実線で示
す下方に位置し中間転写体９とは離れている。

【００４５】中間転写体９上に４色のトナー像を形成し
終わった後、転写ローラ１０は、転写材２にカラー画像
を転写するタイミングに合わせて、図示しないカム部材
により図中細線で示す上方位置にあって転写材２を介し
て中間転写体９に所定の圧で押付けられる。この時同時
に転写ローラ１０にはバイアスが印加され、中間転写体
９上のトナー画像が転写材２に転写される。

【００４６】中間転写体９と転写ローラ１０とは、夫々
駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材２は
転写工程が行なわれると同時に、図中左方向に所定の速
度で搬送され、次工程を行なう定着部２５に向けて送ら
れる。

【００４７】［定着部］定着部２５は、現像手段２０、
２１により形成されたトナー画像を中間転写体９を介し
て転写材２上に形成したトナー画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
定着ローラ２６と転写材２を定着ローラ２６に圧接する
ための加圧ローラ２７とからなり、発熱源でもある。即
ち、各ローラ２６、２７は中空ローラで、その内部に夫
々ヒーター２８、２９を有し、回転駆動され同時に転写
材２を搬送するよう構成されている。

【００４８】トナー像を保持した転写材２は、定着ロー
ラ２６と加圧ローラ２７とにより搬送されると共に、熱
及び圧力を加えられることによりトナーが転写材２に定
着される。

【００４９】［画像形成動作］次に上記のように構成さ
れた装置の画像形成動作について説明する。

【００５０】先ず、給紙ローラ３を回転して給紙カセッ
ト１内の転写材２を一枚分離し、レジストローラ８へと
搬送する。一方、感光体ドラム１５及び中間転写体９は
各々外周速度、即ちプロセス速度で図示矢印方向へ回転
する。帯電手段１７によって表面を均一に帯電された感
光体ドラム１５はレーザー露光を受け画像形成を行な
う。

【００５１】１：イエロー画像の形成スキャナー部３０によりイエロー画像のレーザー照射を
行ない、感光体ドラム１５上にイエロー潜像を形成す
る。この潜像形成と同時にイエロー現像器２０Ｙを駆動
し感光体ドラム１５の帯電極性と同極性で略同電位の電
圧を印加してイエロー現像を行なう。同時に現像部の少
し下流の第１転写位置Ｔ１で感光体ドラム１５上のイエ
ロートナーと逆特性の電圧を印加して一次転写を行な
う。

【００５２】イエロートナーの中間転写体９への転写が
終了すると、現像ロータリー２３が図中時計方向に回転
し、次のマゼンタ現像器２０Ｍが回転移動し、感光体ド
ラム１５に対向した位置に位置決めさせる。

【００５３】２：マゼンタ画像の形成次いで、同様にスキャナー部３０によりマゼンタ画像の
レーザー照射がスタートされイエローと同様にして感光
体ドラム１５上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、
感光体ドラム１５上のマゼンタトナー像を第１転写位置
Ｔ１で同様に中間転写体９上に転写する。マゼンタトナ
ーの中間転写体９への転写が終了すると、現像ロータリ
ー２３が時計方向に回転し次のシアン現像器２０Ｃが回
転移動し、感光体ドラム１５に対向した位置に位置決め
させる。

【００５４】３：シアン画像の形成次いで、同様にスキャナー部３０によりシアン画像のレ
ーザー照射がスタートされマゼンタと同様にして感光体
ドラム１５上の潜像にシアントナー像が現像され、感光
体ドラム１５上のシアントナー像を第１転写位置Ｔ１で
中間転写体９上にイエロー、マゼンタの各トナー像に重
ねて転写する。シアントナーの中間転写体９への転写が
終了すると、現像ロータリー２３が図中時計方向に６０
度回転し感光体ドラム１５に対向した位置にはカラー現
像器２０は存在しない。

【００５５】４：ブラック画像の形成次いで、同様にスキャナー部３０によりブラック画像の
レーザー照射がスタートされ、次いでブラック現像器２
１ｂによりブラックトナーが現像され、感光体ドラム１
５上のブラックトナー像を第１転写位置Ｔ１で中間転写
体９上に更に重ねて転写する。

【００５６】以上イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クの順で潜像形成及び現像及び中間転写体９へのトナー
転写を重ねて４回順次行ない、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種のトナーか
らなるフルカラーの画像を形成する。

【００５７】ブラックトナーの中間転写体９への転写が
終了する前に、即ち４回目ブラックトナーの第１転写を
終えフルカラー画像を形成した中間転写体９の画像先端
が第２転写部Ｔ２へ到達する前に、先述のレジストロー
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。上記４回の中間転写体９上への各
色画像形成時には下方に待機し中間転写体９とは非接触
状態であった転写ローラ−１０を同時に上方へカム（図
示せず）で移動させ、転写材２を中間転写体９の第２転
写部Ｔ２で圧接すると同時に転写ローラ１０にトナーと
逆特性のバイアスを印加することで、中間転写体９上の
フルカラー画像を転写材２に一気に４色同時転写する。

【００５８】第２転写部Ｔ２を経た転写材２は、中間転
写体９から剥離されて定着部２５へ搬送され、トナー定
着を行なった後、排出ローラ対３４、３５、３６を介し
て本体上部の排出トレイ３７上へ画像面を下向きにして
排出され、画像形成動作を終了する。

【００５９】［クリーニング手段］次に、図２及び図３
を参照して、クリーニング手段のクリーニング容器１４
について更に詳しく説明する。

【００６０】クリーニング容器１４内には容器をクリー
ニング室４３とトナー蓄積室４４とに２分する仕切り部
材４１が設けられている。仕切り部材４１近傍には回転
するスクリュー４５Ａが配置され、スクリュー４５によ
ってトナーは感光体ドラム１５の長手方向に平行の方向
に移動する。スクリュー４５の搬送終端付近の仕切り部
材４１に開口部４６を有し、この開口部４６付近にスク
リュー４５の外周を囲うように或る一定の長さの圧力壁
４２を有している。

【００６１】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とによって感光体ド
ラム１５のクリーニングを行なっている。本実施例で
は、クリーニング容器１４内にクリーニングローラ６０
が感光体ドラム１５に当接し感光体ドラム１５と摺擦す
るようにカウンター方向に回転している。開口部４６の
下方にはスクイシート１８を或る角度で感光体ドラム１
５に当接させている。

【００６２】感光体ドラム１５上のトナーはこの当接し
たスクイシート１８をすり抜けクリーニング室４３内に
入り込んでくる。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
により容器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によって容器後
方に送り出される。

【００６３】尚、本実施例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
ーニングを行なっている場合は、クリーニングローラ６
０の代わりに送り羽根や撹拌部材によって後方に送り込
む構成としても良い。

【００６４】回転するスクリュー４５で構成される現像
剤搬送手段付近まで達すると、トナーは、スクリュー４
５の回転によって感光体ドラム１５の長手方向と平行に
運ばれる。スクリュー４５の回動範囲に接するような形
状で、尚かつクリーニング容器１４を２分する仕切り部
材４１の開口部４６はスクリュー４５の搬送方向の終端
でクリーニングプロセス範囲１６ａよりも外側に位置し
ており、スクリュー４５の外周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
くなり仕切り部材４１の開口部４６よりトナー蓄積室４
４へ確実に入っていく。尚、螺旋状のスクリュー４５
は、本実施例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はなく、螺旋状であればどのよ
うな形態でも良い。例えば、スプリングコイルなどの金
属でできていても良い。

【００６５】クリーニング室４３には何時も少量のトナ
ーは存在するが、クリーニング部に過度の粉圧を掛ける
程ではないので、何時も安定したクリーニングを提供で
きる。

【００６６】更に、スクリュー４５の搬送手段を圧力壁
４２が或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１３を使用中、例えば他
のユニット交換装置や本体１３の清掃時に装置本体１３
から着脱しても、トナー蓄積室４４内に堆積したトナー
がクリーニング室４３に逆流しクリーニング部に多量に
かかることはなく、確実なクリーニングを保証できる。

【００６７】更に、高寿命な感光体ドラム１５即ち電子
写真感光体ドラムに対応して増加する感光体ドラムから
除去したトナー、所謂廃トナーも確実に貯留することが
でき、更にプリント枚数が極端に高い高寿命の感光体ド
ラム１５の使用期間が終わり、取外すときも、トナーは
クリーニング容器１４内に蓄えられているので、手で汚
すことなく、ユーザが容易に交換できる。

【００６８】本実施例では、トナー蓄積室４４内のトナ
ー搬送手段にスクリュー４８を用い、搬送方向がクリー
ニング室４３のスクリュー４５の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より送られ
たトナーは前述の搬送手段により、順次トナー蓄積室４
４に送り込まれ堆積する。トナー蓄積室内４４にスクリ
ュー４８を配置し、堆積したトナーがスクリュー４８に
達すると、搬送力が生じ、スクリュー４８の回転軸方向
へトナーをトナー蓄積室４４全体に送り込む。この結
果、高寿命の感光体ドラム１５に対して生じるトナーを
十分トナー蓄積室４４内に収納できる。

【００６９】更に、図５に示すように、トナー蓄積室４
４内の螺旋形状を任意の位置でメイン搬送方向とは逆向
きの搬送力を生じるように一定長さの螺旋形状部５２を
一箇所以上複数設けることもできる。このような構成に
すると、逆螺旋形状部５２ではメイン搬送方向とは逆向
きにトナーを押し戻そうとする搬送力が生じる。この結
果、逆螺旋形状部５２開始位置を中心に送られてきたト
ナーは軸方向から半径方向へ膨らみ始める。半径方向に
膨らんでいくトナーが逆螺旋部形状よりも大きくなる
と、順方向螺旋形状にトナーが掛かり再びクリーニング
容器１４の長手順搬送方向へトナーを送り始める。又、
次の逆螺旋形状部５２開始位置にトナーが達すると、同
様にその点を中心にトナー溜りが発生する。このように
して逆螺旋形状部５２を設けることでより効率的にトナ
ー蓄積室４４内にトナーを蓄積することができる。

【００７０】加えて、トナー蓄積室４４内部にはスクリ
ュー４８の回転軸に直交するように複数のトナー室仕切
りリブ５３を設け、トナー容器１４を細かく小室に分割
することができる。トナー仕切りリブ５３は容器１４下
面より突出していても良いし、又、クリーニング室４３
とトナー蓄積室４４に分割している容器仕切り部材４１
と一体に構成しても良い。更に、クリーニング容器１４
上面の容器蓋５０と一体で構成しても良い。

【００７１】このように、トナー蓄積室４４をトナー室
仕切りリブ５３で区切ることでトナーは確実にスクリュ
ー４８の上流より貯留される。そのため各小室において
十分に効率的にトナーを貯留した後に、下流側の小室に
蓄積し始めるので、全体の容器容量に対し効率的にトナ
ーを蓄積することができる。更に、仮にユーザがプロセ
スカートリッジＢを装置本体１３から着脱してもそれぞ
れのトナー室仕切りリブ５３により逆流防止効果がより
一層高められ、その結果、高寿命感光体ドラム１５を有
するプロセスカートリッジＢが安定して提供できる。

【００７２】更に、本実施例では、トナー室仕切りリブ
５３によって区切られた小室の内、最下流の小室４４Ｅ
にトナー満タン検知手段が配置されている。このトナー
満タン検知手段は光学的に満タン検知を行なうものであ
り、トナー蓄積容器の上面と後方側面に対向する光透過
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によりこの小室に光
を透過させトナーの有無を検知する。本実施例にて、前
述のトナー搬送手段を用いることで、この小室４４Ｅに
は最終的にトナーが搬入されてくる。

【００７３】満タン検知窓部５８Ａ、５８Ｂに蓄積した
トナーが到達すると外部からの光はトナーによって遮断
され、受光部では光が検知されずに満タン状態と判断さ
れる。装置本体１３にこの情報は伝えられ、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
ーにトナー容器満タンを伝える。この時点ではまだクリ
ーニング室４３内はトナーで完全には満たされていない
のでクリーニング不良を起こすことはない。

【００７４】このように最下流部に満タン検知手段を設
置することで、感光体ドラム１５の寿命に拘らず、トナ
ーでクリーニング容器１４内が一杯になりクリーニング
不良を発生し、装置本体１３にトナーが漏れ、装置本体
１３を故障に導くのを防ぐことができる。

【００７５】満タン検知手段に関し、本実施例では、満
検光透過窓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の回転方向は先に容器透
過上面の満検光透過窓５４から清掃し、その後側面満検
光透過窓５５を拭く容器回転方向ｃのようになってい
る。更に、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検光透過窓の両側に逆流防止用の
満検リブ５７が配置され、満検光透過窓位置にトナーが
堆積して満検光透過窓に達しても初めは清掃羽根５６に
よって光を透過することができる。

【００７６】以上説明したように、本実施例のクリーニ
ング容器１４の構成とクリーニング室４３、トナー蓄積
室４４内の搬送方法により、高寿命のプロセスカートリ
ッジＢの性能を満たす大容量のトナーを蓄積し、万が一
満タンになったときには検知できる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。［トナー満タン検知手段］次に、トナー満タン検知手段
について更に説明する。

【００７７】図６に、トナー満タン検知手段の具体的回
路構成の一実施例を示す。本実施例では、発光部には発
光素子としてＬＥＤを、受光部には受光素子としてフォ
トトランジスタを用いる場合を示すが、これに限定され
るものではない。

【００７８】図６の回路において、コントロールＣＰＵ
の出力ポートからのＬＥＤＯＮ信号がＨｉ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ＰＴ１に入射すると、フォトトラン
ジスタＰＴ１とダーリントン接続されたトランジスタＱ
２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の出力信号端子に電圧が
現われる。この出力信号はＰＴＳＮＳ端子を介してコン
トロールＣＰＵのＡ／Ｄ入力ポートに入力される。

【００７９】本発明では、トナー容器１４内のトナー量
を満タン検知手段にて検知する場合は、上述のように、
満検光透過窓５４、５５が回転する清掃羽根５６によっ
て清掃されるので、満タン検知手段からの検出電圧の変
化が、図７のように現われる。又、この検出電圧の波形
は、トナー容器１４内のトナー量により変化する。実験
によって得られた適当な閾値電圧（Ｖ_TH）を設定し、検
出電圧がこの閾値電圧以上となったとき、トナー容器１
４内のトナー量が満タンになったと判断する。このと
き、測定された検出電圧をＡ／Ｄコンバータでデジタル
値に変換し、ＣＰＵでの演算により閾値レベル以上かど
うかを判定する。又、このとき上記検出電圧を、アナロ
グ比較回路により閾値判定を行ない、結果をＣＰＵのデ
ジタル入出力ポートに入力することも可能である。

【００８０】上述のようにして、トナー容器内のトナー
量が満タンになったと判断された時点において、トナー
容器１４内には、幾らかのトナーを更に受け入れる空間
が存在している。従って、本発明によれば、トナー容器
内のトナー量が満タンになったと判断されたとき、直ち
に装置本体の作動を停止することはせず、更に印字可能
な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、ユーザが印字を行なう度にカウンタの数値を減算
し、カウンタ表示が所定値、例えばゼロとなった時点で
本体装置の作動を停止する。又は、トナー満タンを検知
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共に、印字を行なう度にカウ
ンタの数値を加算し、このカウンタ表示が停止カウント
数設定値を越えた時、本体装置の作動を停止することも
できる。更に、本発明を実施例について詳しく説明す
る。

【００８１】実施例１本発明者らの実験、研究によれば、Ａ４サイズの転写材
に標準画像（ドット数４％の画像）をプリント（印字）
した場合には、像担持体から除去したトナー量、所謂廃
トナー量は約０．０２ｇ発生することが分かっている。
従って、例えば、トナー容器１４内にトナー満タン検知
後更に１０ｇのトナーを収容し得るだけの空き領域が残
存しているとすれば、トナー満タン検知後の残印字可能
枚数は、標準画像（ドット数４％の画像）で５００枚で
ある。

【００８２】従って、本発明によれば、トナー容器内の
トナー量が満タンになったと判断されたとき、停止カウ
ント数を、例えば上述のように５００に設定し、標準画
像（ドット数４％の画像）のプリントが１枚される毎に
カウンタの数値を１だけ加算し、カウンタ数値が５００
を越えた時点で本体の作動を停止する。勿論、トナー容
器内のトナー量が満タンになったと判断されたとき、停
止カウント数を、例えば上述のように５００に設定し、
標準画像（ドット数４％の画像）のプリントが１枚され
る毎にカウンタの数値を１だけ減算し、カウンタ数値が
所定値、例えばゼロとなった時点で本体の作動を停止す
ることも可能である。

【００８３】勿論、ユーザは常に標準画像のプリントを
するとは限らない。例えば、ベタ画像（ドット数１００
％の画像）を印字した場合は、標準画像の約２５倍の、
所謂廃トナー量が発生する。つまり、もしベタ画像のみ
を印字した場合には、トナー容器１４の残存空間は、Ａ
４で２０枚のプリントにて満タンとなる。

【００８４】従って、カウンタへの加算値（カウントイ
ンクリメント値）は、印字した画像の面積、即ち、ドッ
ト比率に応じて変えるのが好適である。つまり、本実施
例でカウントインクリメント値は、表１に示すように設
定した。尚、画像の面積、即ち、ドット比率は、プリン
トに際しての露光手段のレーザーダイオードの点灯数を
カウントし、コントローラにて演算することにより、求
めることができる。

【００８５】

【表１】

【００８６】図８を参照して、本実施例を更に説明す
る。トナー検知手段によりトナー容器内のトナー量が満
タンになったと判断されたとき、その旨をユーザに報知
すると共に、停止カウント数を所定の値、例えば５００
に設定し、表示する（ステップ１）。

【００８７】トナー満タン検知後にプリントを行ない印
字コマンドが実行されると（ステップ２）、ホストコン
トローラにて画像印字の面積比（ドット比率）が演算さ
れる（ステップ３）。この得られた画像印字の面積比に
応じ、上記表１に示すようなカウント値判別テーブルを
参照してカウント数が選択され（ステップ４）、そのカ
ウント数だけカウンタをインクリメントする（ステップ
５）。このカウンタの数値は、カウンタに表示される
（ステップ６）と共に、先に設定された停止カウント数
と比較される（ステップ７）。その結果、このカウンタ
の値が設定値を越えた時点で、トナー満タンをユーザに
報知する（ステップ８）と共に、本体の作動を停止する
（ステップ９）。

【００８８】実施例２実施例１では、画像印字比率に応じてカウントインクリ
メントを変えるものとしたが、印字モードの差により、
即ち、単色画像印字か、多色画像印字かにても発生す
る、所謂廃トナー量は異なる。従って、印字モードの違
いにより、カウンタへのカウントインクリメント値を異
ならせるのが好ましい。本実施例におけるカウントイン
クリメント値は、表２に示すように設定することができ
る。

【００８９】

【表２】

【００９０】図９を参照して、本実施例を更に説明す
る。トナー検知手段によりトナー容器内のトナー量が満
タンになったと判断されたとき、その旨をユーザに報知
すると共に、停止カウント数を所定の値、例えば５００
に設定し、表示する（ステップ１）。

【００９１】トナー満タン検知後にプリントを行ない印
字コマンドが実行されると（ステップ２）、印字モード
を判別し（ステップ３）、上記表２に示すようなカウン
ト値判別テーブルを参照して印字モードに応じたカウン
ト数が選択され（ステップ４）、そのカウント数だけカ
ウンタをインクリメントする（ステップ５）。このカウ
ンタ数値は、カウンタに表示される（ステップ６）と共
に、先に設定された停止カウント数と比較される（ステ
ップ７）。その結果、カウンタの数値が設定値を越えた
時点で、トナー満タンをユーザに報知する（ステップ
８）と共に、本体の作動を停止する（ステップ９）。

【００９２】実施例３実施例１では画像印字比率に応じて、実施例２では印字
モードの違いによりカウントインクリメントを変えるも
のとしたが、この両方を採用することもできる。例え
ば、カウントインクリメント値は、表３に示すように設
定することができる。

【００９３】

【表３】

【００９４】本実施例では、先に説明した実施例１及び
実施例２のシーケンスが採用される。例えば、図９に示
すシーケンスにて、トナー満タン検知後にプリントを行
ない印字コマンドが実行されると、図８に示すように、
ホストコントローラにて画像印字の面積比が演算され
る。更に、印字モードを判別し、上記表３に示すカウン
ト値判別テーブルに従って、カウント数が選択され、そ
のカウント数だけカウンタをインクリメントする。この
カウンタ数値は、カウンタに表示されると共に、先に設
定された停止カウント数と比較される。このカウンタの
数値が設定値を越えた時点で、トナー満タンをユーザに
報知すると共に本体の作動を停止する。

【００９５】上記各実施例では、レーザ点灯カウントは
コントローラで行ない、その決定もコントローラで行な
う方法について説明した。しかしながら、本発明によれ
ば、このように、コントローラから画像印字比率情報を
もらってそれに基づいてインクリメント値を決定する方
法のほかに、画像印字比率をエンジンで算出してインク
リメント値を決定することもできる。このようなエンジ
ンがカウントする方法としては、レーザ駆動信号のＯＮ
状態をモニターしてそのカウントから印字比率を求める
方法や、ＦＩＦＯを用意して信号のＯＮ状態をカウント
するなどが考えられる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トナー満タン検知手段がトナー満タンを検知した後、画
像印字比率及び／又は印字モードに応じて印字可能枚数
を示すカウント値をインクリメントし所定の停止カウン
ト値に達したとき、或は予め設定されたカウント値をデ
クリメンとし所定の値、例えばゼロとなったとき本体の
印字作動を停止するように構成されるので、トナー満タ
ンを検知した後、高精度にて残印字可能枚数を算出する
ことができ、低濃度の画像の場合には多くの印字を行な
うことができ、ユーザにとっては極めて好便である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例に係るカラー
レーザープリンタの構成を示す縦断面図である。

【図２】図１のカラーレーザープリンタに使用するプロ
セスカートリッジの構成を示す縦断面図である。

【図３】図２のプロセスカートリッジを上方より見た断
面図である。

【図４】図２のプロセスカートリッジを上方より見た他
の実施例の断面図である。

【図５】図２のプロセスカートリッジを上方より見た他
の実施例の断面図である。

【図６】トナー満タン検知手段に使用する回路構成の一
実施例を示す回路図である。

【図７】トナー満タン検知手段にて検出される検出電圧
波形の変動を示す図である。

【図８】トナー満タン検知後、装置本体停止に至る作動
シーケンスを示す図である。

【図９】トナー満タン検知後、装置本体停止に至る他の
作動シーケンスを示す図である。

【符号の説明】

９中間転写体１３装置本体（プリンタ本体）１４クリーニング容器１５像担持体（感光体ドラム）１７一次帯電手段２０、２１現像手段３０スキャナー５４、５５満検光透過窓５６窓清掃羽根５８Ａ発光部５８Ｂ受光部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体にトナー像を形成し、このトナ
ー像を転写材に転写して画像を得、像担持体に残留した
トナーはクリーニング手段にて除去するようにした画像
形成装置において、前記クリーニング手段は、前記像担持体から除去したト
ナーを収容するクリーニング容器と、このクリーニング
容器に蓄積されたトナーの量を検知するトナー満タン検
知手段とを備え、前記トナー満タン検知手段がトナー満タンを検知した
後、画像印字比率及び／又は印字モードに応じて残印字
可能枚数を示すカウント値をインクリメントし所定の停
止カウント値に達したとき、或は予め設定されたカウン
ト値をデクリメンとし所定値となったとき本体の印字作
動を停止するようにしたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】像担持体は電子写真感光体であり、帯電
された電子写真感光体にレーザビームを照射することに
より潜像を形成し、この潜像を現像手段にてトナー像と
するようにし、前記画像印字比率は、レーザビームの点
灯数をカウントすることにより求められる請求項１の画
像形成装置。
【請求項３】前記印字モードは、単色画像形成モード
と４色カラー画像形成モードとを有する請求項１又は２
の画像形成装置。
【請求項４】トナー満タン検知手段は、クリーニング
容器の壁面に対向して配置された一対の検知窓と、この
窓を清掃する清掃羽根と、クリーニング容器の外側にそ
れぞれ検知窓を介して対向する発光部及び受光部とを備
えている請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成
装置。
【請求項５】対向する検知窓の第１の検知窓が容器の
上面に位置し、第２の検知窓は容器の側面に位置し、前
記清掃羽根は回転しながら検知窓を清掃する請求項４の
画像形成装置。
【請求項６】少なくとも像担持体とクリーニング手段
とは一体に形成され、装置本体に対して着脱自在とされ
たプロセスカートリッジである請求項１〜５のいずれか
の項に記載の画像形成装置。