(57)【要約】【課題】画像形成装置に付属する廃トナー容器（現像剤容器）の大容量化に依ることなく、現像剤バッファ部を利用して廃トナー容器（現像剤容器）の長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体と、現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する画像形成装置で、装置本体に対し着脱可能なカートリッジであって、転写材に現像剤像が転写された後に像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、クリーニング手段で除去された現像剤を収容する現像剤バッファ部と、現像剤バッファ部から装置本体に備わる現像剤容器へ現像剤を搬送するために駆動する搬送部材と、を備えるカートリッジと、カートリッジの使用情報を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されたカートリッジの使用情報に基づいて、搬送部材の駆動を停止し、現像剤バッファ部への現像剤の収容を行う制御手段と、を有する。【選択図】 図１
2016053673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
を有する画像形成装置であって、
装置本体に対し着脱可能なカートリッジであって、転写材に現像剤像が転写された後に前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段で除去された前記現像剤を収容する現像剤バッファ部と、前記現像剤バッファ部から前記装置本体に備わる現像剤容器へ前記現像剤を搬送するために駆動する搬送部材と、を備えるカートリッジと、
前記カートリッジの使用情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記カートリッジの使用情報に基づいて、前記搬送部材の駆動を停止し、前記現像剤バッファ部への前記現像剤の収容を行う制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カートリッジは、前記像担持体を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記カートリッジは、プロセスカートリッジとして前記像担持体および前記現像剤担持体を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記憶手段は前記カートリッジに設けられ、前記制御手段は前記装置本体に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記憶手段には、前記カートリッジの使用情報として、現像剤残量が前記制御手段の閾値として記憶されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記憶手段には、前記カートリッジの使用情報として、前記像担持体の走行距離が前記制御手段の閾値として記憶されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記記憶手段には、前記カートリッジの使用情報として、前記現像剤担持体の走行距離が前記制御手段の閾値として記憶されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記閾値に達したときに、前記搬送部材の駆動を停止することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記憶手段には、前記カートリッジの使用情報として、前記カートリッジの寿命残量が所定値毎に記憶され、
前記制御手段は、前記所定値毎に前記現像剤バッファ部のカートリッジ寿命到達時までの現像剤量の予測を行い、前記現像剤バッファ部の空き容量より小さいと判断される場合に、前記搬送部材の駆動を停止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記カートリッジの寿命残量は、前記現像剤担持体の寿命残量であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記カートリッジの寿命残量は、前記像担持体の寿命残量であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記記憶手段には、前記現像剤量の予測を行うための転写効率が記憶されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記転写効率は、環境及び現像剤残量に応じて記憶されていることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記転写効率は、環境及び前記現像剤担持体の走行距離に応じて記憶されていることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記記憶手段には、紙１枚当たりの平均印字率が記憶されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記カートリッジは各色に対応して設けられ、各色のカートリッジの内１色でも前記搬送部材の駆動が停止された場合に、各色の前記搬送部材の駆動を停止することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記搬送部材は、前記現像剤バッファ部の内部に設けられることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記搬送部材は、前記像担持体の駆動系とは独立して駆動することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関し、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、転写後の像担持体に残留した現像剤である転写残トナーを像担持体から除去する。その後、転写残トナーをプロセスカートリッジに付属する搬送部材によって、画像形成装置に付属する廃トナー容器に搬送するものが知られている（特許文献１）。特許文献１には、転写残トナーをプロセスカートリッジから画像形成装置に付属する廃トナー容器に搬送する一形態として、ページ当たりの印字率及び使用環境によって、搬送部材の搬送速度を制御する構成を有するものが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８３４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した構成の画像形成装置では、プロセスカートリッジから画像形成装置に付属する廃トナー容器（現像剤容器）に転写残トナーを必要以上に搬送する為、画像形成装置に付属する廃トナー容器の長寿命化を行うことが難しかった。そして、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部（現像剤バッファ部）を設ける場合、プロセスカートリッジの寿命を通して、廃トナーバッファ部から画像形成装置に付属する廃トナー容器に転写残トナーを搬送し続けると、以下の課題があった。すなわち、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部（現像剤バッファ部）内のスペースを有効に活用することができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、画像形成装置に付属する廃トナー容器（現像剤容器）の大容量化に依ることなく、現像剤バッファ部を利用して廃トナー容器（現像剤容器）の長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する為に、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する画像形成装置であって、装置本体に対し着脱可能なカートリッジであって、転写材に現像剤像が転写された後に前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段で除去された前記現像剤を収容する現像剤バッファ部と、前記現像剤バッファ部から前記装置本体に備わる現像剤容器へ前記現像剤を搬送するために駆動する搬送部材と、を備えるカートリッジと、前記カートリッジの使用情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記カートリッジの使用情報に基づいて、前記搬送部材の駆動を停止し、前記現像剤バッファ部への前記現像剤の収容を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、本発明の目的は、画像形成装置に付属する廃トナー容器（現像剤容器）の大容量化に依ることなく、現像剤バッファ部を利用して廃トナー容器（現像剤容器）の長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を説明する図である。
【図２】第１の実施形態に係るプロセスカートリッジを説明する図である。
【図３】第１の実施形態に係る廃トナーバッファ部を説明する図である。
【図４】第１の実施形態に係る廃トナー搬送制御を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る廃トナー搬送制御を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における廃トナー搬送制御を説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における廃トナーバッファ部内の廃トナー予測量の推移を説明する図である。
【図８】第３の実施形態に係る廃トナー搬送制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
まず、本発明に係る電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）の一実施形態の全体構成について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置の断面図である。本実施形態の画像形成装置は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザービームプリンタである。
【００１１】
画像形成装置の装置本体１００は、複数の着脱可能で各色に対応したプロセスカートリッジとして、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する為の第１〜第４のプロセスカートリッジＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、Ｓｋ、を有する。本実施形態では、第１〜第４のプロセスカートリッジは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
【００１２】
尚、本実施形態では、第１〜第４のプロセスカートリッジの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特別に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表す為に符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。
【００１３】
本実施形態では、画像形成装置は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、すなわち、感光体としての感光体ドラム１０を有する。感光体ドラム１０は、図示矢印Ａ方向（時計方向）に図示しない駆動系（駆動源）により回転駆動される。
【００１４】
感光体ドラム１０の周囲には、帯電ローラ１１、及びスキャナユニット１３（露光装置）が配置されている。ここで、帯電ローラ１１は、感光体ドラム１０の表面を均一に帯電する帯電手段である。そして、スキャナユニット１３（露光装置）は、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１０上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段である。又、感光体ドラム１０の周囲には、現像ユニット２０（現像装置）及びクリーニング手段としてのクリーニングブレード２１０を含むクリーニングユニット１２（図２）が配置されている。
【００１５】
ここで、現像ユニット２０は、静電像をトナー像（現像剤像）として現像する現像手段である。又、クリーニングユニット１２（図２）は、転写後の感光体ドラム１０の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去する。さらに、４個の感光体ドラム１０に対向して、感光体ドラム１０上のトナー像を記録剤に転写する為の中間転写体としての中間転写ベルト３１が配置されている。
【００１６】
感光体ドラム１０の回転方向で、順に帯電ローラ１１による帯電位置、スキャナユニット１３による露光位置、現像ユニット２０による現像位置、中間転写ベルト３１へのトナー像の転写位置、クリーニングユニット１２によるクリーニング位置が設けられる。
【００１７】
尚、本実施形態では、現像ユニット２０は、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーを用いる。又、本実施形態では、現像ユニット２０は、トナー担持体（現像剤担持体）としての現像ローラ２１（後述）を感光体ドラム１０に対して接触させて反転現像を行うものである。
【００１８】
即ち、本実施形態では、現像ユニット２０は、感光体ドラム１０の帯電極性と同極性（本実施形態では負極性）に帯電したトナーを、感光体ドラム１０上で露光されることにより電荷が減衰した部分（画像部、露光部）に付着させる。これにより、感光体ドラム１０上の静電像が現像される。
【００１９】
本実施形態では、カートリッジとして各色用のプロセスカートリッジは全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。
【００２０】
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト３１は、全ての感光体ドラム１０に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト３１は、複数の支持部材（駆動ローラ３３、二次転写対向ローラ３２、従動ローラ）に掛け渡されている。中間転写ベルト３１の内周面側には、各感光体ドラム１０に対向する様に、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ３５が併設されている。
【００２１】
一次転写ローラ３５は、中間転写ベルト３１を感光体ドラム１０に向けて押圧し、中間転写ベルト３１と感光体ドラム１０とが接触する一次転写部Ｎ１にニップ（一次転写ニップ）を形成する。そして、一次転写ローラ３５に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。
【００２２】
これによって、感光体ドラム１０上のトナー像が中間転写ベルト３１状に転写（一次転写）される。又、中間転写ベルト３１の外周面側において、二次転写対向ローラ３２に対向する位置に、二次転写手段としての二次転写ローラが配置されている。二次転写ローラは中間転写ベルト３１を介して二次転写対向ローラ３２に圧接し、中間転写ベルト３１と二次転写ベルトとが接触する二次転写部Ｎ２にニップ（二次転写ニップ）を形成する。
【００２３】
そして、二次転写ローラに、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト３１上のトナー像が記録材に転写（二次転写）される。一次転写ローラ３５と二次転写ローラとは同様の構成を有する。
【００２４】
画像形成時には、先ず、感光体ドラム１０の表面が帯電ローラ１１によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット１３から発せれた画像情報に応じたレーザー光によって、帯電した感光体ドラム１０の表面が走査露光され、感光体ドラム１０上に画像情報に従った静電像が形成される。次いで、感光体ドラム１０上に形成された静電像は、現像ユニット２０によって、トナー像として現像される。
【００２５】
感光体ドラム１０上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ３５の作用によって中間転写ベルト３１上に転写（一次転写）される。例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４のプロセスカートリッジＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト３１上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。
【００２６】
その後、中間転写ベルト３１の移動と同期が取られて記録材が二次転写部Ｎ２へと搬送される。そして、記録材を介して中間転写ベルト３１に当接している二次転写ローラの作用によって、中間転写ベルト３１上の４色トナー像は、一括して記録材上に二次転写される。トナー像が転写された記録材（転写材）は、定着手段としての定着装置に搬送される。定着装置において記録材に熱及び圧力を加えられることで、記録材にトナー像が定着される。
【００２７】
又、一次転写工程後に感光体ドラム上に残留した一次転写残トナーは、クリーニングユニット１２（図２）によって除去され、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部（現像剤バッファ部）２２０（図２）に回収される。又、二次転写工程後に中間転写ベルト３１上に残留した二次転写残トナーは、クリーニング装置（不図示）によって清掃され、画像形成装置に付属する廃トナー容器３４に搬送される。
【００２８】
（プロセスカートリッジ）
次に、本実施形態の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジの全体構成について説明する。図２は、感光体ドラム１０の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施形態のプロセスカートリッジの断面図である。尚、本実施形態では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジの構成及び動作は実質的に同一である。
【００２９】
プロセスカートリッジは、感光体ドラム１０等を備えた感光体ユニットと、現像ローラ２１等を備えた現像ユニット、プロセスカートリッジの使用情報を記憶する記憶手段としてのメモリ２３０（図２）とを有する。
【００３０】
感光体ユニットは、感光体ユニット内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体を有する。クリーニング枠体には、図示しない軸受を介して像担持体としての感光体ドラム１０が回転可能に取り付けられている。感光体ドラム１０は、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力を受けることによって、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。
【００３１】
又、感光体ユニットには、感光体ドラム１０の周面上に接触する様に、帯電ローラ１１、クリーニング部材１２が配置されている。又、クリーニング部材１２によって感光体ドラム１０の表面から除去された転写残トナーを一時的に収容する廃トナーバッファ部が、クリーニング枠体内に形成されている。クリーニング部材１２によって感光体ドラム１０の表面から除去された転写残トナーは、詳しくは後述する様に、クリーニング枠体内に形成される廃トナーバッファ部内に一時貯留される。クリーニング枠体内に形成される廃トナーバッファ部内に貯留されたトナーを、以下、廃トナーと呼ぶ。
【００３２】
又、クリーニング枠体には、帯電ローラ１１軸受が取り付けられている。ここで、帯電ローラ１１軸受は、帯電ローラ１１の回転中心と感光体ドラム１０の回転中心とを通る線に沿って、移動可能に取り付けられている。帯電ローラ１１の回転軸は、帯電ローラ１１軸受に回転可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ１１軸受は、付勢手段としての帯電ローラ１１加圧バネ（不図示）により感光体ドラム１０に向かって付勢される。
【００３３】
一方、現像ユニットは、現像枠体内に形成された、現像室及びトナー収納室を有する。現像室には、現像ローラ２１及び供給ローラ２２が設けられている。現像ローラ２１は、感光体ドラム１０に対向して接触し図示矢印Ｄ方向（反時計方向）に回転する現像剤担持体（トナー担持体）として機能する。本実施形態では、現像ローラ２１と感光体ドラム１０とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施形態では下から上に向かう方向）に移動する様にそれぞれ回転する。
【００３４】
又、現像ユニットには、図示矢印Ｅ方向（反時計方向）に回転する現像剤供給部材としての現像剤供給ローラ２２（以下、供給ローラ）が配置されている。ここで、供給ローラ２２は、現像ローラ２１の周面上に接触する。本実施形態では、供給ローラ２２と現像ローラ２１とは、対向部（接触部）において互いの表面が逆方向に移動する様にそれぞれ回転する。供給ローラ２２は、現像ローラ２１上にトナーを供給すると共に、現像に供されずに現像ローラ２１上に残留したトナーを現像ローラ２１上から剥ぎ取る作用を成す。
【００３５】
又、現像ユニットには、供給ローラ２２によって現像ローラ２１上に供給されたトナーの層厚を規制する現像剤供給部材としての現像ブレード（不図示）が、現像ローラ２１の周面上に接触する位置に設けられている。現像枠体内に形成された現像剤収納室としてのトナー収納室は、現像室の下方に配置されており、現像剤としての非磁性一成分現像剤、即ち、トナーが収納されている。
【００３６】
現像室とトナー収納室との間には、トナーが通過する為の開口部を有する隔壁が設けられている。ここで、開口部は、トナー収納室の上方に設けられている。又、トナー収納室内には、現像枠体に回転自在に支持されたトナー搬送部材２４が設けられている。また、トナー収納室には、画像形成装置に付属する光センサにより、トナー収納室内のトナー量検知を行う為に、光を透過できるように導光部材が配接されている。一方、プロセスカートリッジの使用状況を記憶する記憶装置には、使用環境、印刷枚数、紙１枚当たりの平均印字率、トナー残量（現像剤残量）、感光ドラム１０寿命、現像ローラ寿命等が記憶される。
【００３７】
（廃トナー搬送部材）
次に、本実施形態におけるプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー搬送部材について詳しく説明する。図３は、感光体ドラムの長手方向（回転軸線方向）に沿って見たプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の断面図である。尚、本実施形態では、廃トナーの種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の構成及び動作は実質的に同一である。
【００３８】
プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の内部には、廃トナー搬送部材として廃トナー搬送スクリュー２３が設置されている。廃トナー搬送スクリュー２３は、感光ドラム１の駆動系とは独立した駆動手段としての駆動モータ（不図示）を各色独立に持ち、駆動モータの駆動力を受けることによって、回転駆動される。そして、廃トナー搬送スクリュー２３の回転駆動により、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部に落下した転写残トナーは、画像形成装置に付属する現像剤容器である廃トナー容器３００（図３）に搬送される。
【００３９】
（廃トナー搬送制御）
次に、本実施形態における廃トナー搬送制御について詳しく説明する。図４は、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量の通紙時の推移を表す図である。図４に示されているデータは、ここまで説明してきた本実施形態のプロセスカートリッジを用いて、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下において、印字率５％パターンの横線画像を１枚間欠で行ったときのものである。尚、図４の縦軸は、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量を表し、横軸は、印刷枚数を表す。又、本実施形態におけるプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内に収容できる最大の廃トナー量は、３０ｇである。
【００４０】
また、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内に配設される廃トナー搬送スクリューの駆動速度は、紙１枚当たりの転写残トナー量が最も多い場合でもプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部から溢れない速度に設定している。つまり、ベタ黒を印字し続けた場合においても、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内に配設される廃トナーバッファ部内からトナーが溢れることのない十分な速度で回転駆動している。
【００４１】
（比較例における廃トナー搬送制御）
まず、本実施形態との比較を行う比較例として、プロセスカートリッジの寿命がくるまで、廃トナー搬送スクリュー２３を画像形成中、駆動し続ける場合の廃トナー搬送制御について説明する。図４中、破線が廃トナー搬送スクリュー２３を画像形成中、駆動し続ける場合のプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量の通紙時の推移を表す。
【００４２】
感光体ドラムから除去された転写残トナーは、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部に1０ｇ溜まるまで、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内を長手方向にほとんど動かない。これは、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内に配設される廃トナー搬送スクリュー２３の軸中心付近まで廃トナーが溜まらなければ、羽根で廃トナーが撹拌された時に搬送方向下流の隣の羽根の部分まで廃トナーが動くことができないからである。
【００４３】
プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内に配設される廃トナー搬送スクリュー２３の軸中心部付近まで廃トナーが溜まると、搬送方向下流へのトナーの動きが生まれる。そして、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナーは、本体に付属する廃トナー容器へ搬送される。
【００４４】
画像形成中に廃トナー搬送スクリューを駆動し続けているので、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内には、廃トナー搬送が始まる量である１０ｇをキープしたまま、プロセスカートリッジは寿命に到達する。従って、プロセスカートリッジの寿命に到達した際のプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内には、１０ｇの廃トナーしか存在しない。
【００４５】
（本実施形態における廃トナー搬送制御）
次に、プロセスカートリッジの寿命がゼロに近づいてバッファ部を廃トナーで満たすべく、プロセスカートリッジの使用状況に応じて、制御手段（ＣＰＵ）１５０（図１）を用いた廃トナー搬送制御を行う本実施形態について説明する。本実施形態では、プロセスカートリッジに配接されている記憶装置に記憶されているトナー量情報に基づいて、廃トナー搬送制御を行う。具体的には、廃トナー搬送制御の閾値となるトナー残量を２０％（印刷枚数８０００枚）とする。
【００４６】
図５は、本実施形態における廃トナー搬送制御を表すフローチャートである。尚、本実施形態において、トナー量の検知を光センサを用いて行っているが、印刷物のピクセルカウント情報を用いても良く、同様の制御を行うことが可能である。図５で、先ず、印刷ジョブが画像形成装置に送られると、ステップS１００でトナー残量が２０％未満かどうか判断する。トナー残量が２０％以上であれば、次の印刷ジョブで再びステップS１００を行う。そして、トナー残慮が２０％未満であれば、ステップS１０１に進み、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。
【００４７】
図４中、実線は、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の廃トナー搬送をトナー残量が残２０％になった時に停止させた場合の、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の廃トナー量の通紙での推移を表す。トナー残量が２０％に到達するまでは、上記で比較例として説明した廃トナー搬送制御と同様に、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量は、１０ｇをキープし続ける。
【００４８】
そして、トナー残量が２０％未満になり廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止した後からは、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の廃トナー量は増え続け、トナー残量０％到達時に廃トナーバッファ部は、３０ｇ溜まった状態になる。つまり、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内は、廃トナーで満たされた状態になる。
【００４９】
この制御をすることにより、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内のスペースを有効に活用することが可能となる。すなわち、プロセスカートリッジから本体に付属する廃トナー容器に搬送する廃トナー量をプロセスカートリッジ１本当たり２０ｇ減らすことができるため、本体に付属する廃トナー容器の寿命を延ばすことできる。
【００５０】
（変形例）
尚、廃トナー搬送制御は、トナー残量だけでなく、像担持体である感光ドラムやトナー担持体である現像ローラ等の寿命残量を用いても行うことができる。すなわち、プロセスカートリッジの使用状況を記憶する記憶手段に、プロセスカートリッジ内のトナー残量、像担持体の走行距離、トナー担持体の走行距離のいずれかを閾値として記憶し、該閾値に達したとき廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。これにより、プロセスカートリッジの寿命が終了（トナー残量０％）するとき、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内が、廃トナーで満たされている状態とすることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、廃トナー搬送部材を画像形成中に駆動し続ける（連続駆動する）としたが、廃トナー搬送部材を画像形成中に間欠駆動させた場合においても同様の効果が得られる。
【００５２】
《第２の実施形態》
第１の実施形態では、廃トナー搬送制御を行う為に、プロセスカートリッジに配接されている記憶装置に記憶されているトナー残量情報に基づいて、一意的に、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー搬送部材の駆動を停止した。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、プロセスカートリッジの使用状況からプロセスカートリッジ寿命到達時までのプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量を予測し、予測結果に応じて廃トナー搬送駆動を停止する点のみである。
【００５３】
その他の廃トナー搬送の構成、画像形成装置の構成に関しては、第１の実施形態と同様なのでここでは説明を割愛し、廃トナー搬送制御のうち、プロセスカートリッジの使用状況からプロセスカートリッジ寿命到達時までの廃トナー量予測に関する部分のみ説明する。
【００５４】
図６は、本実施形態における廃トナー搬送制御を表すフローチャートである。尚、本実施形態では、プロセスカートリッジの寿命到達時までの廃トナー量の予測を、プロセスカートリッジに配接される記憶装置に記憶されている現像ローラ寿命情報に基づいて実行する。尚、現像ローラ寿命を、現像ローラの総回転数、もしくは現像ローラの走行距離とした。これは、現像ローラの回転により、トナーが現像ブレードや供給ローラと摺擦されてトナーの劣化が進行し、この結果、画像弊害が発生するからである。
【００５５】
（予測のタイミング）
本実施形態では、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量（現像剤量）の予測を、現像ローラ寿命残量が５％短くなる度に実行する。すなわち、現像ローラ寿命残量が１００％から５％づつ低下した値を予測閾値とする。具体的には、一回目のプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量の予測は、現像ローラ寿命の残量が９５％に到達した際に行う。そして、二回目の予測を現像ローラ寿命の残量が、９０％に到達した際に行い、現像ローラ寿命の残量が５％に到達するまで、廃トナー量の予測を行う。
【００５６】
図６に示す様に、まず、ステップS２００で現像ローラ寿命の残量がプロセスカートリッジ寿命到達時までの廃トナー量の予測を行う閾値に達していれば、ステップS２０１に進む。一方、現像ローラ寿命の残量がプロセスカートリッジ寿命到達時までの廃トナー量の予測を行う閾値に達していなければ、次のジョブで再びステップS２００を行う。
【００５７】
（予測量と、駆動停止の適否判断）
次に、ステップＳ２０１において、予測する時点から現像ローラ寿命の残量が０％に達するまでの廃トナー量を予測する。そして、この廃トナー量がプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の空き容量に溜められる廃トナー量よりも少なければステップS２０２に進む。そして、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内に配設される廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。予測量が、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の空き容量に溜められる廃トナー量よりも多ければ、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止せずに、次のジョブで再びステップS２００を行う。
【００５８】
（予測の具体化）
プロセスカートリッジの廃トナー量の予測には、プロセスカートリッジの予測時点の使用状況についての情報を用いて、以下の計算式から求める。
【００５９】
予測時点から現像ローラ寿命の残量０％までの廃トナー量＝  予測するまでに行われた印刷の平均印字率×（１−転写効率）
尚、本実施形態では、廃トナーバッファ部内の廃トナーを予測するにあたり、プロセスカートリッジに付属する記憶装置にプロセスカートリッジの使用状況が現像ローラ寿命残量毎（現像ローラの総回転数毎、もしくは現像ローラの走行距離毎）に記憶されている。具体的には、環境及びトナーの残量（劣化具合）に応じた転写効率が、境及びトナーの残量（劣化具合）に応じて異なる値として、プロセスカートリッジに付属する記憶装置に記憶されている。
【００６０】
（廃トナーバッファ部内の空き容量と、廃トナー予測量）
また、本実施形態のプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の空き容量は、印字率に依らず、廃トナーを２０ｇ溜められる容積である。すなわち、紙１枚当たりの転写残トナー量が最も多い場合、つまりベタ黒を印字し続けた場合においても、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内に配設される廃トナーバッファ部内からトナーが溢れることがない。装置本体に備わる廃トナー容器へ転写残トナーを搬送するために駆動する廃トナー搬送スクリュー２３が、十分な速度で回転駆動しているからである。
【００６１】
図７に、本実施形態における廃トナー搬送制御を行った場合のプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー予測量の推移を示す。図７に示されているデータは、第１の実施形態で説明したプロセスカートリッジを用いて、温度２３℃で湿度５０％の環境下において、印字率２．５％パターンの横線画像を１枚間欠で行った時のものである。
【００６２】
なお、図７中の破線は、廃トナー搬送制御を行うトナー残量閾値を２０％とする第１の実施形態で廃トナー搬送制御を行った場合のプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量の推移を表す。図７中の破線で示される様に、印字率２．５％の場合、２５００枚通紙することで、廃トナー容器へ廃トナー搬送ができる１０ｇに達する。そして、トナー残量閾値２０％に到達するまで、廃トナー搬送スクリューを駆動し続ける。
【００６３】
しかしながら、印字率が低い為に、トナー残量閾値２０％に到達する前に、現像ローラ寿命０％となり、プロセスカートリッジの寿命に到達する。すなわち、トナー残量の減少速度は第１の実施形態より遅くなる一方、現像ローラ寿命の減少速度は、第１の実施形態と同様であり、トナー残量閾値２０％に到達する前に現像ローラ寿命０％に到達してしまう。つまり、印字率が低い場合、プロセスカートリッジの寿命は、現像ローラ寿命で決まることになる。この為、印字率が低い場合、廃トナー搬送スクリューを停止することができず、プロセスカートリッジ内の廃トナーバッファ部に廃トナーを溜めることができない。
【００６４】
図７中の実線は、通紙枚数７５００枚（現像ローラ寿命残量４０％）になった時点で、廃トナー搬送スクリューを停止した本実施形態の廃トナー搬送制御を行った場合のプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量の推移を表す。本実施形態では、通紙枚数７５００枚になった時点で、プロセスカートリッジ寿命到達時までの廃トナー量の予測を行ない、廃トナーバッファ部への転写残トナーの収容が許容されると判断されて、廃トナー搬送スクリューを停止した。本実施形態では、現像ローラ寿命残量０％時に、廃トナーバッファ部内は、廃トナーで満たされた状態になる。
【００６５】
印字率２．５％の場合、通紙枚数４５００枚（現像ローラ寿命残量６４％）になった時点で、現像ローラ寿命残量０％になるまでのプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナーの予測量が、以下のようになる。すなわち、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部に溜めることができる廃トナー量よりも少なくなる。ここで、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。
【００６６】
こうすることで、現像ローラ寿命残量０％時にプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部には廃トナーが３０ｇ溜まっている。つまり、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内は、廃トナーで満たされた状態になる。
【００６７】
尚、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止した後も、現像ローラ寿命残量がプロセスカートリッジ寿命到達時までの廃トナー量の予測を行う閾値に達した場合（現像ローラ寿命残量が１００％から５％づつ低下した値となる場合）、上記予測を行う。そして、この予測量がプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の空き容量に溜められる廃トナー量よりも少なければ、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止したままにする。また、予測量が、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部の空き容量に溜められる廃トナー量よりも多ければ、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を再度駆動させる。
【００６８】
本実施形態の制御にすることで、トナー残量閾値でプロセスカートリッジが寿命に到達しない場合においても、現像ローラ寿命残量毎にプロセスカートリッジの寿命到達時点までの廃トナー量を予測できる。これにより、プロセスカートリッジの寿命到達時にプロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部をトナーで満たすことが可能となる。すなわち、本実施形態の様に、現像ローラ寿命残量情報に基づいて廃トナー搬送制御を行うことで、プロセスカートリッジの使用状況によらず、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部のスペースを有効活用することが可能となる。
【００６９】
そして、上記制御にすることにより、プロセスカートリッジから廃トナー容器に搬送する廃トナー量をプロセスカートリッジ１本当たり２０ｇ減らすことが可能となり、廃トナー容器の寿命を延ばすことが可能となる。
【００７０】
尚、本実施形態では、プロセスカートリッジの廃トナー量を予測する計算式に、環境及びトナー残量に応じた転写効率を用いたが、プロセスカートリッジの寿命に関連し以下のような計算式を用いることもできる。
【００７１】
予測時点から現像ローラ寿命の残量０％までの廃トナー量＝  予測するまでに行われた印刷の平均印字率×現像ローラ寿命残量
（変形例）
なお、所定値毎に記憶されるプロセスカートリッジの寿命残量として、現像ローラ寿命残量の替りに感光ドラム等の寿命残量を用いることもできる。
【００７２】
《第３の実施形態》
第１の実施形態では、廃トナー搬送制御を行う為に、プロセスカートリッジに配接されている記憶装置に記憶されているトナー残量情報に基づいて、一意的に、廃トナー搬送部材の駆動を停止した。また、第２の実施形態では、廃トナー搬送制御を行う為に、プロセスカートリッジに配接されている記憶装置に記憶されている現像ローラ寿命情報に基づいて、廃トナー量を予測しバッファ部空き容量との大小関係を基に、廃トナー搬送部材の駆動を停止した。
【００７３】
本実施形態が第１、第２の実施形態と異なる点は、各色のプロセスカートリッジの内１色でも廃トナー搬送部材の駆動停止条件を満たした場合に、廃トナー搬送部材の駆動を停止するという点である。その他の廃トナー搬送の構成、画像形成装置の構成に関しては、第１の実施形態と同様なので、ここでは説明を割愛し、廃トナー搬送制御のうち、廃トナー搬送部材の駆動停止に関する部分についてのみ説明する。
【００７４】
図８は、本実施形態における廃トナー搬送制御を表すフローチャートである。本実施形態では、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止するか否かの判断に、トナー残量情報を用いる。まず、ステップS３００で、各色のうちイエローのプロセスカートリッジのトナー残量が廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する閾値（２０％）に達したかどうかを判断する。そして、イエローに関する閾値（２０％）に達している場合は、ステップS３０４で廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。
【００７５】
また、イエローに関する閾値（２０％）に達していない場合は、ステップS３０１で、マゼンタのプロセスカートリッジのトナー残量が廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する閾値に達したかどうかを判断する。そして、マゼンタに関する閾値（２０％）に達している場合は、ステップS３０４で、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。
【００７６】
また、マゼンタに関する閾値（２０％）に達していない場合は、ステップS３０２で、シアンのプロセスカートリッジのトナー残量が廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する閾値（２０％）に達したかどうかを判断する。そして、シアンに関する閾値（２０％）に達している場合は、ステップS３０４で廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。
【００７７】
また、シアンに関する閾値（２０％）に達していない場合は、ステップS３０３でブラックのプロセスカートリッジのトナー残量が廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する閾値（２０％）に達したかどうかを判断する。そして、ブラックに関する閾値（２０％）に達している場合は、ステップS３０４で廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。また、ブラックに関する閾値（２０％）に達していない場合は、次の印刷ジョブで再びステップS３００を行う。
【００７８】
尚、トナー残量が０％になり、廃トナーバッファ部が満たされたプロセスカートリッジが新しいプロセスカートリッジに交換されると、再度廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を開始する。
【００７９】
また、上記の様にトナー残量２０％に到達したプロセスカートリッジ１本をトリガーとして、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する場合、トリガーとなったプロセスカートリッジのトナー残量が０％に到達した時に、以下のようにする。即ち、残りの３本のプロセスカートリッジの内１本でも廃トナー搬送スクリュー２３駆動の停止条件であるトナー残量２０％になっている場合は、トナー残量閾値を変更し、廃トナー搬送スクリュー２３を駆動させ続ける。
【００８０】
具体的には、例えば、イエローのプロセスカートリッジのトナー残量が２０％、マゼンタのプロセスカートリッジのトナー残量が４０％となり廃トナー搬送スクリューを停止した場合、次のようになる。即ち、イエローのプロセスカートリッジのトナー残量０％に到達した時に、マゼンタのプロセスカートリッジのトナー残量は２０％となる。この時、イエローのプロセスカートリッジの廃トナーバッファ部はトナーで満たされて交換される。そして、残りの３本のプロセスカートリッジは、廃トナーバッファ部内をトナーで満たした状態で、トナー残量２０％となり、廃トナースクリュー２３駆動停止の閾値に達する。
【００８１】
この状態で、廃トナー搬送スクリュー２３を停止すると、イエロー以外のプロセスカートリッジから廃トナーが溢れてしまい画像弊害を起こしてしまう。そこで、本実施形態では、マゼンタのプロセスカートリッジの廃トナースクリュー２３の駆動を停止する条件であるトナー残量閾値を２０％から１８％へ変更し、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナーを本体に付属する廃トナー容器へ送る。
【００８２】
こうすることで、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部内の廃トナー量は、廃トナー搬送スクリュー２３で搬送できない１０ｇまで減少させることができる。そして、トナー残量閾値１８％に到達した時に廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。上記制御にすることにより、プロセスカートリッジから画像形成装置に付属する廃トナー容器に搬送する廃トナー量をプロセスカートリッジ１本当たり２０ｇ減らすことが可能となる。この結果、廃トナー容器の寿命を延ばすことが可能となる。
【００８３】
尚、本実施形態における廃トナー搬送制御は、トナー残量だけでなく、第１の実施形態の変形例のように、感光ドラムや現像ローラ等の寿命を用いても行うことができる。また、第２の実施形態のように、現像ローラや感光ドラムの寿命情報により、プロセスカートリッジの寿命到達時までの廃トナー量を予測し、廃トナー搬送部材の駆動を停止するか否かの判断をすることも可能である。
【００８４】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、カートリッジとしてプロセスカートリッジについて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、現像装置を分離した感光体カートリッジ（感光ドラム１、クリーニングユニット１２を含む）を用いる場合や、クリーニングユニット１２をカートリッジとして用いる場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１・・感光体ドラム、１２・・クリーニングユニット、２１・・現像ローラ、２３・・廃トナー搬送スクリュー、１００・・装置本体、１５０・・ＣＰＵ、２１０・・クリーニングブレード、２２０・・廃トナーバッファ部、２３０・・メモリ、３００・・廃トナー容器
【図１】
2016053673.tif 000003
【図２】
2016053673.tif 000004
【図３】
2016053673.tif 000005
【図４】
2016053673.tif 000006
【図５】
2016053673.tif 000007
【図６】
2016053673.tif 000008
【図７】
2016053673.tif 000009
【図８】
2016053673.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月24日(2014.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８３４４０号公報
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
しかしながら、上述した構成の画像形成装置では、プロセスカートリッジから画像形成装置に付属する廃トナー容器（現像剤容器）に転写残トナーを搬送し続ける為、画像形成装置に付属する廃トナー容器の長寿命化を行うことが難しかった。そして、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部（現像剤バッファ部）を設ける場合、プロセスカートリッジの寿命を通して、廃トナーバッファ部から画像形成装置に付属する廃トナー容器に転写残トナーを搬送し続けると、以下の課題があった。すなわち、プロセスカートリッジに付属する廃トナーバッファ部（現像剤バッファ部）内のスペースを有効に活用することができなかった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図５は、本実施形態における廃トナー搬送制御を表すフローチャートである。尚、本実施形態において、トナー量の検知を光センサを用いて行っているが、印刷物のピクセルカウント情報を用いても良く、同様の制御を行うことが可能である。図５で、先ず、印刷ジョブが画像形成装置に送られると、ステップS１００でトナー残量が２０％未満かどうか判断する。トナー残量が２０％以上であれば、次の印刷ジョブで再びステップS１００を行う。そして、トナー残量が２０％未満であれば、ステップS１０１に進み、廃トナー搬送スクリュー２３の駆動を停止する。