JPH0350538Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、像担持体と像担持体に付着した残留
トナーを除去するクリーニング装置を備えた電子
写真複写機や電子写真プリンタ等の画像形成装置
に関する。

〔従来技術〕 画像形成装置、例えば像担持体として感光体ド
ラムを用いた画像形成装置では、露光により形成
された感光体ドラム上の静電潜像を現像器により
顕像（トナー像）化し、このトナー像を転写紙に
転写することによつて転写紙に画像形成を行つて
いる。この転写はコロナ放電を使用した転写器で
行われているが、感光体ドラム上のトナーを完全
に転写紙に転写できない。このため、感光体ドラ
ム上には、転写器で完全に転写されなかつたトナ
ーが残留する。

従来、上述の残留トナーを除去する装置とし
て、磁気ブラシやブレードを残留トナーが付着し
た感光体ドラム面に摺擦または当接させ、感光体
ドラム上の残留トナーを静電吸着または掻き落し
方法で除去するクリーニング装置が実用化されて
いる。このようなクリーニング装置においては、
磁気ブラシやブレードで除去した残留トナー（廃
トナー）を留める容器や、残留トナーを処理する
機構を設けなければならない。

従来、このような廃トナーの収納、処理を行う
装置として、以下のような装置が考案されてい
る。

(イ) リサイクル機構を用いて、留まつた廃トナー
を再度現像器へ戻し再利用させる装置。

(ロ) 容器内の廃トナーの蓄積状態をフオトセンサ
等を用いて検知し、廃トナー量が所定以上容器
に留まると、これを報知する機構を設け、廃ト
ナーをユーザに廃棄してもらうもの。

(ハ) 廃トナーの容器が設けられたクリーニング装
置と共に感光体ドラム、現像器が一体化された
コピーキツトを定期的に交換するような画像形
成装置では、廃トナーの容器の容量を感光体ド
ラムの寿命等に対応させて予め設定し、コピー
キツトの交換の際自動的に廃トナーを廃棄する
機構（システム）。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、上述のようなクリーニング装置
内の廃トナー容器や廃トナーの処理機構において
は以下のような問題点を有している。

例えば(イ)の機構の場合、クリーニング装置と現
像器との間にリサイクルのための複雑な機構を設
けなければならず、クリーニング装置や現像器、
または画像形成装置自体が大型化すると共に、装
置のコストアツプや装置の故障率の増大等の問題
が発生する。

また、(ロ)の機構の場合、実際には廃トナー容器
に廃トナーが留まつていなくても、廃トナー容器
内が少し汚れただけでフオトセンサ等の検知機構
が誤動作してしまい、廃トナー量の正確な検知を
行うことができない。

さらに、(ハ)のシステムの場合、画像形成装置で
画像形成（例えば複写）する原稿の種類（例えば
黒部の多い原稿と白部の多い原稿）や画像形成装
置の使用環境（温度や湿度）等によつて、コピー
キツトの交換時期までに廃トナーの留まる量は異
なり、必ずしもコピーキツトの交換時期と予め設
定された廃トナー容器に廃トナーが所定量留まる
時間（時期）とは一致しない。従つて予め廃トナ
ー容器の容量を正しく設定することは困難であり
通常かなりの余裕を見込んで容量を設定するため
廃トナー容器が大型化する欠点を有した。

〔考案の目的〕

本考案は上記従来の欠点に鑑み、廃トナー容器
内の留まつた廃トナーの確実な検知を行うことを
可能とし、装置の大型化、コストアツプ、故障率
の増大を防止すると共に、廃トナー容器の容量に
無駄のない小型なクリーニング装置を提供するこ
とを目的とする。

〔考案の要点〕

本考案は上記目的を達成するために、画像形成
装置本体に対して着脱自在に構成されたクリーニ
ング装置において、像担持体表面より除去された
トナーを蓄積する廃トナー容器と、該廃トナー容
器内に揺動自在に支持された板部及び該板部に連
結された被吸引部とからなる可動部材と、前記廃
トナー容器外に前記被吸引部に対向して移動可能
に設けられた吸引部を有し前記吸引部が前記被吸
引部を磁力によつて吸引しながら移動することに
より前記可動部材に揺動力を与える駆動手段と、
前記廃トナー容器外より前記可動部材が揺動して
いるか否かを検出する検出手段とからなる廃トナ
ー量検出装置を備えたことを特徴とする。

〔考案の実施例〕

以下本考案の実施例について図面を参照しなが
ら詳述する。

第２図は、本考案の画像形成装置の要部である
コピーキツトCKの断面図である。同図において、
感光体ドラム１を中心にして配設されたクリーニ
ング装置２、帯電器３、現像器４、が全て一体と
なりコピーキツトCKを構成しその近傍に転写器
５、分離器６が配設されている。また、感光体ド
ラム１の感光面１ａは、感光体ドラム１が１回転
する間に必ず１回通過する露光部７が存在する。
この露光部７には図示しない原稿からの光情報が
光照射（露光）されている。また、感光面１ａに
は露光前、帯電器３によつて一様な電荷が付与さ
れており、この露光により原稿に対応した静電潜
像が形成されている。感光面１ａに形成された静
電潜像は、感光体ドラム１の矢印方向の回転に従
つて現像器４内に設けられた現像ロール（スリー
ブ）４ａにより搬送される現像剤と摺擦する。現
像器４内には、トナーホツパ４ｂに蓄えられたト
ナーが補給ロール４ｃの働きにより適時補給さ
れ、常時適量のトナーで満たされている。このト
ナーは現像ロール４ａにより吸着搬送され、感光
面１ａと摺擦することにより、感光面１ａの静電
潜像は顕像化される。この顕像化されたトナー像
は転写器５により転写紙８に転写されるが、完全
に転写されなかつたトナーは感光面１ａに残留し
て感光体ドラム１の回転に従つてクリーニング装
置２に入る。クリーニング装置２はクリーニング
ケース９内に配置されたクリーニングブラシ１
０、回収ロール１１、ブレード１２及び廃トナー
容器１３で構成され、廃トナー容器１３は回収ロ
ール１１とブレード１２との接触点の下方に設け
られている。

クリーニングブラシ１０は導電性のパイプ１０
ａと、パイプ１０ａの外周面に導電性接着剤を介
して接合された導電性のフアーブラシ１０ｂから
なり、矢印方向に回転可能に構成されている。ま
た、回収ロール１１はアルミニユーム、ステンレ
ス等からなり、矢印方向に回転可能に構成されて
いる。さらに、ブレード１２は回収ロール１１の
周面に接触して設けられており、回収ロール１１
に一定の接触圧を加えるように構成されている。

一方、回収ロール１１の下方に位置する廃トナ
ー容器１３は第１図に示すような構成である。同
図は廃トナー容器１３の内部構造をわかり易くす
るため、クリーニング装置２の一部をＤ−D′（第
２図）で示す実線で破断した状態の斜視図であ
る。但し軸１４と軸２５は各々軸受け１４ｂ，２
５ｂを介して装置本体に設けられた図示しないフ
レームに取付けられ、さらに取付台１５もフレー
ムに取付けられている。

廃トナー容器１３の内部には軸１７が、廃トナ
ー容器１３の前、後側面１３ａ，１３ｂに設けら
れた穴部１３ｃ，１３ｄに遊嵌し掛け渡されてい
る。この軸１７が掛け渡された穴部１３ｃ，１３
ｄの位置は廃トナー容器１３の底面から予め設定
される所定距離ｌを有しており、軸１７に固定し
て取付けられた板１８の先端が廃トナー容器１３
の底面に接触しないように充分余裕をとつた距離
である。また、軸１７は廃トナー容器１３に対し
て穴部１３ｃ，１３ｄが遊嵌状態で取付けられて
いるため、軸１７は廃トナー容器１３に対してＢ
方向に自在に回転できる構成である。

また、この軸１７にはアーム１９も固定して取
付けられており、アーム１９は長さの異なる腕部
１９ａ，１９ｂで構成されている。この腕部１９
ａの先端には被吸引部としての磁石２０ａが取り
付けられ、腕部１９ｂの先端には磁石２０ｂが取
付けられている。このようにアーム１９は軸１７
に固定して取付けられ、同様に板１８も上述のよ
うに軸１７に固定して取付けられているため、ア
ーム１９に取付けられた磁石２０ａが矢印Ｂ方向
に回動を繰り返す（揺動する）と、通常（廃トナ
ーが少ない時）板１８も同様に揺動するように構
成されている。

また、廃トナー容器１３の内部には軸２６が設
けられている。この軸２６も廃トナー容器１３の
前、後側面１３ａ，１３ｂに設けられた穴部１３
ｅ，１３ｆに遊嵌し掛け渡されている。また軸２
６にはネジが切られたネジ部２６ａが形成され、
このネジ部２６ａには板状のストツパ２７が螺合
して設けられている。このネジ部２６ａが螺合す
るストツパ２７の穴部にもネジが切られており、
軸２６がＣ方向に回転するとストツパ２７がC′方
向に徐々に移動するように構成されている。

さらに、軸２６の一端と軸２６の一端が挿入さ
れている穴部１３ｅとの間にはカツプリング２８
ａが設けられている。このカツプリング２８ａは
後述するカツプリング２８ｂと凹凸が一致して係
合するような形状に構成されている。

一方、このような構成の廃トナー容器１３が組
み込まれたクリーニング装置１を有するコピーキ
ツトCKを画像形成装置本体に装着する際には、
本体側に設けられた不図示のスライドレールに沿
つて矢印Ａ方向にスライドさせながらセツトする
ように構成されている。このようにしてコピーキ
ツトCKが画像形成装置本体に装着されると、前
述の図示しないフレームに取付けられた軸１４の
中心１４ｄと廃トナー容器１３内の軸１７の中心
１７ａとが一致するように構成されている。ま
た、軸２５の中心２５ｄと軸２６の中心２６ｂも
一致するように構成されている。

また、バネ２５ｃにより付勢力を受けているカ
ツプリング２８ｂと軸２６の先端に位置するカツ
プリング２８ａとはコピーキツトCKが本体装置
内に装着されると係合する。

一方、軸１４に固定して取付けられたアーム１
４ｃの長さは上述のアーム１９の腕１９ａの長さ
と同一であり、従つて、アーム１４ｃの先端に設
けられた吸引部としての磁石１４ｄと腕１９ａの
先端に設けられた磁石２０ａの各軸１４，１７か
らの距離は同一である。

軸１４は軸受け１４ｂを介してフレームに取付
けられており、ギア１４ａには装置本体の図示し
ない回転機構から駆動力が伝達される。ギア１４
ａの回転速度は、例えば感光体ドラム１が１回転
するごとにギア１４ａも１回転する程度の速度で
回転している。また、ギア１４ａには画像形成動
作中回転力が伝達されている。

また、軸２５にもギア２５ａを介して回転力が
装置本体から伝達されている。しかし、このギア
２５ａの回転速度は極めて低速である。例えば画
像形成（プリント）が300〜500枚行われる毎にギ
ア２５ａは１回転する程度の速度である。この減
速比は図示しない減速機構により予め感光体ドラ
ム１の寿命に合わせて設定されている。

フレームに固定して取付けられた取付台１５に
はリードスイツチ１５ａが取付けられている。リ
ードスイツチ１５ａと前述のアーム１９に取付け
られた磁石２０ｂとの位置関係は、板１８が廃ト
ナー容器１３内で垂直下方に位置した状態（第１
図に示す状態）である時、リードスイツチ１５ａ
は廃トナー容器１３の後側面１３ｂを介して磁石
２０ｂに対向する位置に設けられている。

以上のような機構構成を有するクリーニング装
置に対して、画像形成装置本体には図示しない個
所に第３図に示す制御回路が設けられている。こ
の制御回路には上述のリードスイツチ１５ａも接
続されており、さらに制御回路は制御部２１、コ
ンパレータ２２，トランジスタ２３，２４等で構
成されている。制御部２１は、画像形成装置の他
のプロセス制御も行う回路であるが、本考案の要
部であるクリーニング装置１内の廃トナー量検知
のみの制御回路に関して説明する。

制御部２１は画像形成装置が複写動作状態にあ
る時、ハイ信号をトランジスタ２３のベースへ出
力する。トランジスタ２３のコレクタには電圧
Vccが印加されており、上述のハイ信号がトラン
ジスタ２３に入力するとトランジスタ２３はオン
状態となり、トランジスタ２３のエミツタに接続
されている抵抗R₂を介してコンパレータ２２の
非反転入力（以下＋入力で示す）端子に一定の電
圧を印加する。このコンパレータ２２の＋入力端
子に電圧を印加する際、抵抗R₂とコンパレータ
２２の＋入力端子との接続点にはコンデンサC₁
が接続されているため、＋入力端子に印加される
電圧は抵抗R₂とコンデンサC₁との時定数により
徐々に電圧が上昇する。

一方、この徐々に上昇する電圧は抵抗R₁を介
してトランジスタ２４のエミツタにも印加されて
いる。このトランジスタ２４は、前述のリードス
イツチ１５ａがオフすると抵抗R₆を介して接地
電圧がトランジスタ２４ベースに印加されオン状
態となる。トランジスタ２４がオン状態になると
上述の徐々に上昇する電圧は抵抗R₁、トランジ
スタ２４を介して略接地電圧まで降下する。従つ
て、リードスイツチ１５ａがオン・オフ動作を繰
り返すとコンパレータ２２の＋入力端子の電圧は
所定電圧以上に上昇しない。

一方、コンパレータ２２の反転入力（以下−入
力で示す）端子には、抵抗R₃，R₄で電圧Vccが
分割されて、所定の基準電圧が印加されている。
コンパレータ２２では−入力端子に入力する基準
電圧と＋入力端子に入力する電圧とを比較し、＋
入力端子に入力する電圧値が−入力端子に入力す
る電圧値より高くなるとコンパレータ２２の出力
はロー信号からハイ信号に変わる。従つて、制御
部２１の入力にはプルアツプ抵抗R₅を介してハ
イ信号が入力し、制御部２１に上述のハイ信号が
入力することにより、廃トナー容器１３に後述す
る所定量の廃トナーが留まつたことを検出する。

以上のような機構構成及び回路構成を有する画
像形成装置において、以下に本考案の要部である
廃トナー容器１３に留まつた廃トナーが所定量以
上に達した時これを検出する検出動作を説明す
る。

前述のように残留トナーが付着した感光体ドラ
ム１の感光面１ａはクリーニング装置２内に入る
と、フアーブラシ１０ｂと摺擦する。この摺擦に
より、感光面２ａ上の残留トナーはフアーブラシ
１０ｂにより払い落されると同時に、フアーブラ
シ１０ｂに図示しない接続線により印加されてい
るバイアス電圧により静電吸着される。このよう
にしてフアーブラシ１０ｂに吸着した残留トナー
はその回転に従つて回収ロール１１との接触点ま
で運ばれる回収ロール１１はフアーブラシ１０ｂ
との接触点においてこれと逆方向に回転し、さら
にフアーブラシ１０ｂに印加されているバイアス
電圧と同極性でかつこれよりも高いバイアス電圧
が図示しない接続線により印加されている。従つ
て、フアーブラシ１０ｂに保持された残留トナー
は回収ロール１１のバイアス電圧による静電吸引
力とフアーブラシ１０ｂとの物理的摺擦力により
回収ロール１１側へ吸着される。回収ロール１１
へ吸着した残留トナーはブレード１２によつて落
とされ、廃トナー容器１３に堆積される。

一方、軸１４は画像形成動作が開始すると同時
にギア１４ａから伝達される回転力により回転し
ている。この軸１４の回転により磁石１４ｄも回
転し、この磁石１４ｄの回転により磁石２０ａも
磁力により磁石１４ｄと同方向（B₂方向）へ移
動する。この時、廃トナー１６が少なければ軸１
７はB₂方向へ回転を始めるが、磁石１４ｃと２
０ａとの磁力の強さと、板１８に働く重力及び板
１８の回転移動に対する廃トナーの圧力が増加す
ると磁石１４ｄと磁石２０ａの吸着が解除され軸
１７は停止する。その後板１８の重力により逆の
B₁方向へ回転し、順次、軸１７はB₂方向、B₁方
向への移動を繰り返す（揺動する）。この間、磁
石２０ｂも同様にB₁，B₂方向への移動を繰り返
し、磁石２０ｂの磁力によりリードスイツチ１５
ａをオン・オフさせる。このリードスイツチ１５
ａのオン・オフ動作はコンパレータ２２の＋入力
端子の電圧上昇を押さえ、制御部２１には常にロ
ー信号が入力するように働く。

従つて、廃トナー容器１３に堆積される廃トナ
ー１６が少ない時は、制御部２１にはロー信号が
入力し、制御部２１では外部へ何らの報知も行わ
ない。

一方、画像形成動作を行い長期間経過すると、
廃トナーの量が増し、板１８のB₂方向への移動
は廃トナーによつて阻止されるようになる。従つ
て、軸１７の揺動範囲も徐々に狭まる。

さらに、廃トナーの量が増加し、予め設定され
た所定の廃トナー量に達すると、軸１７は廃トナ
ーの圧力によりB₁，B₂方向に移動できなくなる。
画像形成動作が行われているにもかかわらず軸１
７がこのように停止すると、リードスイツチ１５
ａは閉状態となり、コンパレータ２２からハイ信
号が制御部２１に出力される。制御部２１ではハ
イ信号が入力すると廃トナー容器１３に所定量堆
積したと判断して、コピーキツトCKを交換する
ように外部に報知信号（発光またはブザー音等）
を送出する。また、この報知と同時に画像形成動
作を停止する。

一方、以上の動作とは別に感光体ドラム１の回
転（画像形成動作）によつてギア２５ａは前述の
ように低速で回転している。この回転により、軸
２５も回転を続け、徐々にストツパ２７をC′方向
へ移動する。さらに軸２５が回転し、ストツパ２
７が板１８の一側端部１８ａに達すると、ストツ
パ２７は板１８の揺動を停止させる。従つて、廃
トナー容器１３内の廃トナーが所定量に達してい
ないため、板１８が揺動可能であつても板１８の
揺動をストツパ２７は停止させる。しかも、スト
ツパ２７が板１８の一側端部１８ａに達する時の
感光体ドラム１の回転数は、感光体ドラム１の予
め設定された寿命回転数である。従つて、この機
構により感光体ドラム１が寿命に達すると、板１
８（軸１７）の揺動を停止し、前述と同様にリー
ドスイツチ１５ａを閉状態とし、制御部２１から
外部に廃トナー容器を含むコピーキツトの交換を
行うように報知信号を送出する。

以上のようにして感光体ドラム１が寿命に達し
たことを確実に検出できる。また、廃トナーが廃
トナー容器１３内に所定量堆積したことを検出す
れば、従来のようにフオトセンサ等で廃トナー量
を検出する場合に比べて正確に所定量に達した廃
トナーを検出することができる。また、従来のよ
うに複雑なリサイクル機構を設ける必要もない。
さらに、廃トナーの検出は実際に廃トナー容器１
３に堆積する廃トナーを検知するため、廃トナー
容器１３の容量設定も原稿の濃度や画像形成装置
の使用状態を予め考慮しなくても良い。従つて、
廃トナー容器１３の容量設定を容易に行うことが
できる。

なお、本考案の実施例は以上に限るわけではな
く、軸１７に取付けるアーム１９に換えて、磁石
１５ａと対応する位置に同心円状に磁石を有する
円板形状の部材を固定して取付けてもよい。ま
た、リードスイツチ１５ａに換えてホール素子等
を使用して磁石２０ｂ（軸１７）の揺動を検出し
ても良い。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように本考案によれば、廃
トナー容器内にトナーが充満しない状態では自由
に揺動出来る板に揺動力を与える駆動機構とし
て、廃トナー容器外部より磁気的吸引力にて容器
内部の板を移動させる構成を採用し、また、前記
板の揺動の有無検知に応じて廃トナーの満杯を検
知する検知手段としても、前記板に連動する磁石
の移動によつて生じる磁界の変化を検出するセン
サーを画像形成装置本体側に設けたので、これら
の駆動機構や検知手段を廃トナー容器内部に連通
させる必要が無くなり、廃トナー容器の封止性を
向上させると共に廃トナー容器の加工を容易にす
ることが出来た。また、廃トナー容器内を揺動す
る板の揺動／停止を検出してトナーの充満を検知
する検知方法を採用しても、容器内外の連結構造
が無い為、クリーニング装置を画像形成装置本体
から容易に着脱出来るように構成することが可能
となつた。

そして、廃トナーの処理時期が確実にわかるた
め、廃トナーが廃トナー容器から溢れ出る心配の
ない画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の画像形成装置に用いられてい
る廃トナー容器とその付近部材の構成図、第２図
は本考案の画像形成装置を示す断面図、第３図は
本考案の画像形成装置の一部の制御回路図であ
る。 １……クリーニング装置、２……感光体ドラ
ム、９……クリーニングケース、１０ａ……パイ
プ、１０ｂ……フアーブラシ、１１……回収ロー
ル、１２……ブレード、１３……廃トナー容器、
１４，１７，２５，２６……軸、１４ａ，２５ａ
……ギア、１４ｂ，２５ｂ……軸受、１４ｃ，１
９……アーム、１４ｄ，２０ａ，２０ｂ……磁
石、１５……取付台、１５ａ……リードスイツ
チ、１８……板、１９ａ，１９ｂ……腕部、２１
……制御部、２２……コンパレータ、２３，２４
……トランジスタ、２５ｃ……バネ、２６ａ……
ネジ部、２７……ストツパ、２８ａ，２８ｂ……
カツプリング、R₁〜R₆……抵抗、C₁……コンデ
ンサ、CK……コピーキツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 画像形成装置本体に対して着脱自在に構成され
   たクリーニング装置において、像担持体表面より
   除去されたトナーを蓄積する廃トナー容器と、該
   廃トナー容器内に揺動自在に支持された板部及び
   該板部に連結された被吸引部とからなる可動部材
   と、前記廃トナー容器外に前記被吸引部に対向し
   て移動可能に設けられた吸引部を有し前記吸引部
   が前記被吸引部を磁力によつて吸引しながら移動
   することにより前記可動部材に揺動力を与える駆
   動手段と、前記廃トナー容器外より前記可動部材
   が揺動しているか否かを検出する検出手段とから
   なる廃トナー量検出装置を備えたことを特徴とす
   るクリーニング装置。