JP2007086343A - 画像形成装置および廃トナーの警告方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 印字ジョブ途中の中断が回避できるように前もって満杯を予測し得る手法、廃トナーの満杯を精度よく検知して廃棄の頻度を低減できる手法、あるいはダウンタイムを低減するような警告報知を可能にする検知手法を提供する。
【解決手段】 像担持体上に形成した静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、前記トナーによる画像を記録部材上に転写する転写部と、転写後に前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを回収するクリーニング部と、回収された前記トナーをその内部に収容する廃トナー収容部と、前記廃トナー収容部に収容された前記トナーの量を３以上のレベルの何れかとして検知する廃トナー量検知部とを備える画像形成装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、画像形成装置および廃トナーの警告方法に関し、より詳細には廃トナー収容部に収容されたトナーの量の検知あるいは検知に基づく警告の報知を行う画像形成装置および廃トナーの警告方法に関する。

像担持体上に静電潜像を形成し、トナーを用いて現像を行い前記静電潜像に対応するトナー画像を形成し、形成したトナー画像を記録部材上に転写して出力する画像形成装置が知られている。その一例は、電子写真方式の複合機である。前記の画像形成装置で、記録部材にトナー画像を転写した後に若干のトナーが像担持体上に残る。そこで、像担持体上に次の静電潜像を形成する前に、残留したトナーをクリーニング部で回収する。回収されたトナーは、帯電しており、また紙粉などとともに回収されるので再使用することができない。そこで、回収されたトナーを廃トナーとして専用の容器に収容し、容器が満杯になる前に回収した廃トナーを廃棄するようにするものが多い。また、廃トナーの廃棄がしやすいように容器を着脱可能にして容器ごと交換可能にしたものが多い。

回収される廃トナーの量は画像のパターンやサイズ、像担持体の状態などに依存するので前記容器が満杯になったことを検知する検知機構を設けるものが多い。従来の検知機構として、廃トナーを収容する容器の重量を検知して、所定の重量に達したら廃トナーを廃棄するように使用者に対する警告を報知するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−２１２０５９号公報

従来の廃トナー検知手法および前記検知に基づく警告報知手法は、一連の印字ジョブの実行途中に満杯が検知された場合に、仕掛途中の印字ジョブが終了した後に印字ジョブを中断停止して廃トナーの廃棄を要求するか、あるいは印字ジョブが終了した後に廃トナーの廃棄を要求するようにしていた。しかし、多量の印字処理に対応したいわゆる高速機では、廃トナーの満杯を検知した後ジョブ終了までの印字枚数が多いケースがあり、このようなケースに対応するために余裕を持って満杯検知を行うようにすると少量のジョブが連続した場合は廃トナーの回収容器に十分な余裕があるにもかかわらず警告が報知されてしまう。その一方で、効率的な印字処理が期待される高速機ではジョブの中断をできるだけ回避して装置が処理を中断しているダウンタイムを低減したいという要求が強い。この観点からは、廃トナーの廃棄のためにジョブが中断することは不合理であり、ジョブの開始前に交換を促すことが求められる。

また、高速機においては廃トナーを廃棄する頻度を少なくするために容器の容量が大きく設定される。一例では、満杯状態で５ｋｇ程度の容量に設定される。このような画像形成装置では、従来のような重量を検知する機構では、容量の少ないものに比べて検知の誤差の重量が大きくなってしまう。

さらに、前述したダウンタイム低減の観点から、廃トナーの廃棄を求める警告は、ユーザーが他の処置を行っている際にまとめて行ってほしいという要求がある。

以上で述べたように、印字ジョブ途中の中断が回避できるように前もって満杯を予測し得る手法、廃トナーの満杯を精度よく検知して廃棄の頻度を低減できる手法、あるいはダウンタイムを低減するような警告報知を可能にする検知手法が望まれている。

この発明は、像担持体上に形成した静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、前記トナーによる画像を記録部材上に転写する転写部と、転写後に前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを回収するクリーニング部と、回収された前記トナーをその内部に収容する廃トナー収容部と、前記廃トナー収容部に収容された前記トナーの量を３以上のレベルの何れかとして検知する廃トナー量検知部とを備える画像形成装置を提供する。

また、異なる観点から、この発明は、像担持体上に形成した静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、前記トナーによる画像を記録部材上に転写する転写部と、転写後に前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを回収するクリーニング部と、回収された前記トナーをその内部に収容する廃トナー収容部とを備える画像形成装置において前記廃トナー収容部に収容された前記トナーの量の検知に基づく警告方法であって、収容された前記トナーの量を３以上のレベルの何れかとして検知する検知工程と、印字ジョブを実行する前に当該印字ジョブによって廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測する工程と、予測した前記トナーの量と前記検知工程の検知結果とに基づいて当該印字ジョブ中に前記廃トナー収容部が満杯になると判断した場合に印字ジョブの実行前に廃トナーの処置を要求する警告を発する工程とを備えることを特徴とする廃トナーの警告方法を提供する。

この発明の画像形成装置は、前記廃トナー収容部に収容された前記トナーの量を３以上のレベルの何れかとして検知する廃トナー量検知部を備えるので、前記トナーの量が満杯に達する以前に廃トナーのレベルを検知することができるので、多量の印字ジョブを実行する前に廃トナーの量が少なくてもそのレベルを検知して印字ジョブ実行途中の満杯を予測することが可能になり、予測に基づいて前もって警告を報知することにより印字ジョブの中断を回避することが可能になる。

あるいは、必要とされる精度に応じて検知のレベルの数を選択することにより精度のよい検知が可能になる。前記トナーの量を精度よく検知することによって、検知の誤差を少なくした分だけ満杯近くまで廃トナーを収容してから警告報知をすることが可能になる。従って、廃棄の頻度を少なくすることができる。

あるいはまた、満杯前の廃トナーのレベルを検知することにより、満杯に近い状態でユーザーが他の処置を行っている際に廃トナー廃棄の警告を報知してまとめて処置を行わせ、ダウンタイムを低減することができる。

また、この発明の警告方法は、収容された前記トナーの量を３以上のレベルの何れかとして検知する検知工程と、印字ジョブを実行する前に当該印字ジョブによって廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測する工程と、予測した前記トナーの量と前記検知工程の検知結果とに基づいて当該印字ジョブ中に前記廃トナー収容部が満杯になると判断した場合に印字ジョブの実行前に廃トナーの処置を要求する警告を発する工程とを備えるので、多量の印字ジョブを実行する前に廃トナーの量が少なくてもそのレベルを検知して印字ジョブ実行途中の満杯を予測することが可能になり、予測に基づいて前もって警告を報知することにより印字ジョブの中断を回避することが可能になる。

前記廃トナー量検知部が、前記トナーの量を検知するレベルの間の幅が互いに異なる２以上の幅のいずれかに設定され、トナー量の多いレベルは少ないレベルよりもその幅が小さいかあるいは等しく設定されてなるものであってもよい。このようにすれば、前記トナーの量が満杯に近いときはより精度よく検知をして、精度のよい検知に基づいて警告報知や印字ジョブの中断処理を行うことによって、廃トナーが満杯になってクリーニング部からの搬送経路が詰まることのないように対処することができ、一方で前記トナーの量が少ない段階では検知部を必要以上に設けることなく構成を単純にすることができる。前述したように回収される廃トナーの量は画像のパターンやサイズその他の条件で変わるので、予測の精度が高くない。従って、満杯までに余裕のある状態では高い精度で検知を行っても予測の誤差の方が多くて検知精度に見合う結果が得られないからである。

前記廃トナー量検知部が、前記廃トナー収容部の内部であって最少レベルに対するトナーの堆積高さより低い位置に配置される通電電極と、前記通電電極に所定の電圧を印加する検知用電源と、前記通電電極に対向し、各レベルに対するトナーの堆積高さに応じてそれぞれ配置される検知電極と、前記トナーが前記検知電極の一を越える高さに堆積したときに前記トナーを介して当該検知電極と前記通電電極との間に流れる電流を検知するように各検知電極に対して配置される電極電流検知部とを有してなるものであってもよい。このようにすれば、電極と電源を用いた単純な構成によって前記トナー量の検知を実現することができる。

また、印字ジョブを実行する前に、当該印字ジョブによって印字すべき枚数を取得する印字枚数取得部と、当該印字ジョブによって廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測する廃トナー量予測部と、予測した前記トナーの量と前記廃トナー量検知部の検知に基づいて当該印字ジョブ中に前記廃トナー収容部が満杯になると判断した場合に当該印字ジョブの印字開始前に廃トナーの処置を要求する警告を発する警告制御部をさらに備えていてもよい。

さらに、前記廃トナー量予測部が、転写部で画像が転写された前記記録部材の枚数と当該記録部材へ画像を転写する前後で前記廃トナー量検知部によって検知された前記トナー量の履歴に基づいて前記記録部材一枚あたりの廃トナー量を求め、求めた廃トナー量と実行すべき印字ジョブにおける記録部材の枚数とに基づいて当該印字ジョブによって前記廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測ものであってもよい。このようにすれば、前記履歴に基づいてより正確に前記廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測することができる。

また、前記廃トナー量検知部が満杯のレベルあるいは満杯のレベルより所定の数だけ低いレベルを検知した場合に、画像形成装置に対してされた操作に応答して廃トナーの処置を要求する警告を報知する警告制御部をさらに備えていてもよい。このようにすれば、画像形成装置を操作するユーザーが近くに居るときに警告を報知して処置を促すことができる。

さらに、コピアとしての印字ジョブの開始指示を入力させるための操作パネルをさらに備え、前記警告制御部が、前記操作パネルを介して前記印字ジョブの開始指示が入力されたことを前記操作とし応答してもよい。

あるいは、ファックス送信処理の開始指示を入力させるための操作パネルをさらに備え、前記警告制御部が、前記操作パネルを介して前記ファックス送信処理の開始指示が入力されたことを前記操作とし応答してもよい。

あるいはまた、転写後の前記記録部材を排出する排紙部と、排出された前記記録部材を収容する排紙収容部と、排紙収容部に収容された前記記録部材が取り除かれたことを検知する記録部材除去検知部とをさらに備え、前記警告制御部が、前記記録部材除去検知部によって前記記録部材の除去が検知されたことを前記操作とし応答してもよい。

さらにまた、前記記録部材を前記転写部へ給送する給紙部と、給送すべき前記記録部材を予め収容する給紙トレイと、給紙トレイに前記記録部材が補給されたことを検知する記録部材補給検知部とをさらに備え、前記警告制御部が、前記記録部材補給検知部によって前記記録部材の補給が検知されたことを前記操作とし応答してもよい。

また、前記廃トナー量検知部が満杯あるいは満杯に近いレベルを検知した場合に、画像形成装置に対するユーザーの処置を要求すべき他の事象の発生に応答して廃トナーの処置を要求する警告を報知する警告制御部をさらに備えていてもよい。このようにすれば、画像形成装置に対するユーザーの処置を要求すべき他の事象が発生し、ユーザーが発生した事象に対して処置を行うことが予測されるときに警告を報知して、廃トナーの処置を合わせて行わせるように促すことができる。

さらに、前記記録部材の紙詰まりを検知する紙詰まり検知部をさらに備え、前記警告制御部が、前記紙詰まり検知部によって紙詰まりが検知されたことを前記他の事象として応答してもよい。

さらにまた、前記記録部材を前記転写部へ給送する給紙部と、給送すべき前記記録部材を予め収容する給紙トレイと、給紙トレイに前記記録部材がない状態を検知する用紙切れ検知部とをさらに備え、前記警告制御部が、前記用紙切れ検知部によって前記記録部材がない状態が検知されたことを前記他の事象として応答してもよい。

あるいはまた、転写後の前記記録部材を排出する排紙部と、排出された前記記録部材を収容する排紙収容部と、前記排紙収容部に収容された前記記録部材が満杯になったことを検知する満杯検知部とをさらに備え、前記警告制御部が、前記満杯検知部によって前記記録部材の満杯が検知されたことを前記他の事象として応答してもよい。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。以下の説明により、この発明をよりよく理解することが可能であろう。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。

（画像形成装置の構成例）
図３は、本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。

本画像形成装置は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対してモノクロ画像を形成するものである。そして、図示すように、露光ユニット１、現像器２、感光体３、帯電器４、クリーナユニット５、定着ユニット６と、用紙搬送路７、給紙トレイ８および排紙トレイ９等より構成されている。

帯電器４は、感光体３ドラムの表面を所定の電位に均一に帯電させるための、帯電手段であり図３に示すようにチャージャー型の帯電器４が用いられているが、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器４１を用いる事もある。

露光ユニット１は、図３に示すようにレーザ照射部１１および反射ミラー１２を備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。更に、本装置は高速印字処理を行う為に、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用している。そして帯電器４によって均一に帯電された感光体３に入力された画像データに応じて露光することにより、感光体３の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。
前記現像部としての現像器２は感光体３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものである。

クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。回収されたトナー（廃トナー）は、廃トナー搬送路５１（後述の図２参照）を経て廃トナー容器５２に収容される。

前記廃トナー収容部としての廃トナー容器５２は、その内部に収容された廃トナーの量を検知するための廃トナー検知部を有し、画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成される。廃トナー容器５２は画像形成装置の手前側から奥行き一杯に挿入された位置で、廃トナー搬送路５１の一旦から落下するトナーを受け、落下したトナーをその内部に収容する。廃トナー検知部の検知信号は、廃トナー容器５２の奥側の側壁に取り付けられた図示しないコネクタの端子に導かれる。廃トナー容器５２が画像形成装置本体に挿入されたとき、前記端子は画像形成装置側に取り付けられたコネクタの端子と嵌合する。前記検知信号は、前記コネクタの端子を経て図示しない制御基板に導かれる。前記制御基板は、画像形成装置の動作を制御し、さらに前記廃トナー検知部からの信号に基づいて廃トナー容器５２内に収容されて堆積する廃トナーの量を検知し、検知した廃トナーの量に応じて図示しない操作パネルの表示部に廃トナー容器５２の交換を促す警告を表示するよう制御する。

前記制御基板は、マイクロコンピュータ、ＣＰＵが実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、ＣＰＵにワークエリアを提供するＲＡＭ、制御データを保持する不揮発性メモリ、前記廃トナー検知部やサーミスター６１２など画像形成装置各部の検知手段からの信号が入力される入力回路、画像形成装置の各部の機構を動作させるためのアクチュエータやモータ、さらにレーザ照射部１１などの負荷を駆動する出力回路を含んで構成される。

上述の様に感光体３上で顕像化された静電像は搬送される用紙上に転写機構１０（本装置では転写ベルトユニット）で、静電像が有する電荷の逆極性の電界が転写機構１０から印加される事で、用紙上に転写される。例えば、静電像が（―）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は（＋）極性となる。

本装置の転写機構１０は、駆動１０１、従動ローラ１０２及び他のローラで架橋され、所定の抵抗値（１×１０⁹〜１×１０¹³Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１０３が配置され、前記感光体３と転写ベルト１０３の接触部１０４には前記駆動、従動ローラとは異なった導電性で転写電界を印加する事が可能な弾性導電性ローラ１０５が配置されている。転写機構１０で用紙上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送される事で未定着トナーが溶融され用紙上に定着される。

定着ユニット６は、加熱ローラ６１、加圧ローラ６２を備えており、加熱ローラ６１の外周部には用紙剥離爪６１１、ローラ表面温度検出部材６１２（サーミスター）、ローラ表面クリーニング部材６１３が配置され、内周部には加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源６１４を有している。他方、加圧ローラ６２は、ローラの両端部で前記加熱ローラ６１に対し所定圧量で加圧ローラ６２が圧接する事が可能な加圧部材６２１が配置され、さらに加圧ローラ６２の外周には加熱ローラの外周と同様に用紙剥離爪６２２、ローラ表面のクリーニング部材６２３が配置されている。このような定着ユニット６は、前記加熱ローラ６１と加圧ローラ６２の圧接部６００（定着ニップ部と呼ばれる。）において、搬送される用紙上の未定着トナーを加熱ローラ６１表面の温度での溶融と、圧接力での用紙上への投鋲作用で未定着トナーを用紙上に定着する。

給紙トレイ８は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、本装置では、画像形成部の下側、および側壁面に設けられている。本装置は、高速印字処理を行う事を目的とする為、画像形成部の下方に配置される給紙トレイ８は定型サイズを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８を配置している。他方、装置の側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１、並びに主として不定型サイズの印字等に用いる手差しトレイ８２が配置されている。

排紙トレイ９は、装置の手差しトレイ８２とは反対側の側面に配置されているが、排紙トレイ９に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）、複数段排紙トレイをオプションとして配置する事も可能な構成となっている。

図２は、図３の画像形成装置において、画像形成のために感光体３の周囲に配置される各部を模式的に示す説明図である。図２では、図面を見易くするために廃トナー容器５２をクリーナユニット５の左側に配置している。しかし、図３に示す画像形成装置において、廃トナー容器５２は給紙トレイ８の右側に配置され、廃トナー搬送路５１は、図示されないが画像形成装置の奥側でクリーナユニット５と廃トナー容器５２との間に配置される。

（廃トナー収容部、廃トナー量検知部の構成）
図１は、図３の廃トナー収容部としての廃トナー容器５２と廃トナー量検知部との詳細を示す説明図である。図１に示すように、画像形成装置への廃トナー容器５２の装着位置を規定するために、受け台５４が画像形成装置のフレームに固定されている。受け台５４は、上側に凹の形状を有し、その側壁が廃トナー容器５２の左右方向の位置を規制する。また、廃トナー容器５２が画像形成装置の手前側から奥一杯に挿入されたとき、奥行き方向の停止位置を規制するように奥側にも図示しない側壁が設けられている。廃トナー容器５２が奥行き方向一杯に挿入された正規の装着位置で、廃トナー容器５２の上部に設けられたトナー受け口５３が廃トナー搬送路５１の終端の直下に位置し、廃トナー搬送路５１を搬送されて前記終端から落下する廃トナーは、受け口５３を経て廃トナー容器５２の内部に収容される。

前述の正規の装着位置で廃トナー搬送路５１の終端と廃トナー容器５２のトナー受け口５３とが嵌合するような機構を設けてもよい。また、廃トナー容器５２が画像形成装置から取り出されたときにトナー受け口５３の開口を覆い、内部のトナーが漏れないようにするシャッター機構が廃トナー容器５２に設けられていてもよい。これらの機構として種々の具体的態様が考えられるが、そのような機構を設計することは当業者にとって容易であり、しかも本願発明の本質ではないのでここではこれ以上の詳細な説明はしない。

廃トナー容器５２の内部には通電電極５６が設けられており、その表面の一部は廃トナー容器５２の内部に堆積した廃トナーと接するように露出している。通電電極５６は、廃トナーの最少レベルを検知するために配置される検知電極５７１よりも低い位置に設けられる。例えば、トナー容器５２の底部に設けられていてもよい。

通電電極５６は、廃トナー容器５２の奥側の側壁に設けられる図示しないコネクタの端子のひとつに接続される。廃トナー容器５２が前述した正規の装着位置にあるとき、当該端子は画像形成装置本体側の対応する端子と嵌合し、嵌合した端子を経て画像形成装置側に設けられた検知用電源５５の出力に接続される。検知用電源５５は、通電電極５６に直流電圧を印加するための電源であり、その出力の一例は７００Ｖの直流電圧である。ただし、出力はこれに限定されるものではなく、交流電圧であってもよく、電圧値が異なってもよい。

さらに、廃トナー容器５２の内部には、通電電極５６と対向して６個の検知電極５７１〜５７６が配置される。検知電極５７１〜５７６は、検知すべき廃トナーの堆積高さ、即ち廃トナー量の各レベルに対応する高さに配置される。また、検知電極５７１〜５７６はそれぞれ廃トナー容器５２の奥側の側壁に設けられる図示しない前記コネクタ内の互いに異なる端子の何れかに接続されており、廃トナー容器５２が前述の正規の装着位置にあるとき、各端子は画像形成装置本体側の対応する端子とそれぞれ嵌合し、嵌合した端子を経て画像形成装置側に設けられた電極電流検知部５８１〜５８６の何れかを介して接地される。

また、検知電極５７１〜５７６の表面の一部は廃トナー容器５２の内部に堆積した廃トナーと接するように露出している。廃トナー容器５２がカラの状態では、通電電極５６と検知電極５７１〜５７６は空気を隔てて対向する。検知用電源５５から通電電極５６に電圧が印加されても各検知電極５７１〜５７６との間は導通せず、従って、いずれの検知電極にも電流は流れない。廃トナー容器５２の内部に廃トナーが堆積していき、廃トナーの堆積高さが検知電極５７１の高さに達すると、通電電極５６と検知電極５７１との間はトナーが充満された状態になる。これによって通電電極５６と検知電極５７１との間に微小な電流が流れる。一般に、トナーは絶縁物とされているが、その抵抗率は１０¹²〜¹⁴程度である。この範囲の抵抗率のものは一般に絶縁体に分類されるが、絶縁体としては抵抗率が小さいほうである。従って、通電電極に７００Ｖ程度の電圧を通電電極に印加すれば、検知可能な程度の微小な電流が検知電極に流れる。電流の値は通電電極と検知電極との距離、廃トナーの密度、電極間の実効断面積に影響する廃トナー容器の形状に依存する。一例として、検知電極に流れる電流が、数十マイクロアンペア程度の大きさであれば、電流検出用の抵抗器と、電流が流れたときに抵抗器の両端に生じる電位差を検知する差動増幅器とを用いて電極電流検知部５８１を構成することができる。そして、前記差動増幅器の出力電圧をＡ／Ｄ変換器を用いてデジタル変換することにより、前記制御基板のマイクロコンピュータは検知電極５７１に流れる電流を検知することができる。電極電流検知部５８２〜５８６についても前記電極電流検知部５７１と同様の構成をとればよい。

通電電極５７１に流れる電流は、当該電極に対応する電極電流検知部５８１によって検知される。他の検知電極５７２〜５７６と通電電極との間は、なお一部が空気で隔てられているので、検知電極５７２〜５７６には電流が流れない。

電極電流検知部５８１〜５８６の検知信号は、前記制御基板に入力される。前記マイクロコンピュータは電源電流検知部５８１〜５８６の検知結果を認識する。即ち、前記マイクロコンピュータは、検知電極５７１にのみ電流が流れ、検知電極５７２〜５７６に電流が流れない状態を認識する。この状態が廃トナー量の最少レベルに対応する。

さらに廃トナーが堆積すると、やがて廃トナーの堆積高さが検知電極５７２に達し、検知電極５７２にも電流が流れる。この状態が廃トナー量の第２のレベルに対応する。以降、廃トナーの堆積量が増えていくにつれて検知電極５７３、５７４、５７５の順に電流が流れる。

廃トナーの堆積高さが検知電極５７６に達すると、検知電極５７６にも電流が流れ、廃トナー量の最大のレベルとして検知される。これは、廃トナー容器５２が満杯であることを示す。これ以上の廃トナーが廃トナー容器５２に堆積していくとやがて廃トナー受け口５３の高さを超えてしまい、廃トナーが廃トナー搬送路５１中に溜まって廃トナー搬送路５１をロックさせてしまう危険性がある。そこで、前記マイクロコンピュータは、満杯のレベルに対応する検知電極５７６が通電した場合は、画像形成装置の印字ジョブを中断し、それ以上廃トナーが回収されないように制御する。

ここで、検知電極５７１と５７２との高さの差をｄ１で示している。また、検知電極５７２と５７３、５７３と５７４、５７４と５７５、５７５と５７６の高さの差をそれぞれｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５で示している。この実施形態では、各検知電極の間隔は、ｄ１＝ｄ２＝ｄ３、ｄ４＝ｄ５の関係にあり、かつｄ３＞ｄ５の関係にある。即ち、トナー量が最も多いレベルとその下のレベルとの幅ｄ５は、それよりトナー量の少ないレベルｄ４と等しいが、さらにトナー量の少ないレベルｄ３、ｄ２、ｄ１よりもその幅が小さい関係にある。換言すれば、廃トナー量を検知するレベルの間の幅が互いに異なる２の幅のいずれかに設定され、トナー量の多いレベルは少ないレベルよりもその幅が小さいかあるいは等しく設定される。

前述した通電電極と検知電極とは異なる態様として、次のような構成が考えられる。図４は、図１に示す構成例とは異なる通電電極と検知電極との態様を示す説明図である。図４で、通電電極５７６は廃トナー容器５２のひとつの側壁上に配置され、検知電極５７１〜５７６は、対向する側壁上に配置される。このようにすれば、各検知電極５７１〜５７６の面積が広くとれるので、大きな電流が各検知電極５７１〜５７６に流れる。

（廃トナー量のレベルに応じた処理）
この実施の形態において、前記マイクロコンピュータは、廃トナー量を多段階のレベルとして検知し、検知した廃トナー量のレベルに応じて次のように制御を行う。まず、前記マイクロコンピュータは、印字ジョブを実行する前に、当該印字ジョブによって廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測する。一例では、廃トナー容器５２に収容し得る廃トナーの量は、質量で５ｋｇ程度である。Ａ４サイズの用紙に画像を印字する場合の標準的なトナーの使用量を１．５ｇとすると、図３に示す画像形成装置で大容量給紙カセット８１にＡ４サイズの用紙をトレイ容量の８０００枚充填して印字を開始し、用紙切れになるまでに回収される廃トナー量は、トナーの転写効率が８０％の場合、
１．５×（１００−８０）／１００×８０００＝２４００（ｇ）＝２．４（ｋｇ）
である。従って、大容量給紙カセット８１の用紙を使い切る程度の多量の印字を処理する印字ジョブの場合、当該印字ジョブを実行すると廃トナー容器５２の容量の約半分に相当する量の廃トナーが回収される。このような印字ジョブを前提にすると、廃トナー容器５２の交換頻度はかなり高いものになる。交換頻度を下げるには廃トナー容器５２の容量を大きくすればよいが、満杯状態で５ｋｇを超えてしまうと、廃トナー容器５２の着脱や交換の作業が使用者にとって扱いにくいものになる。

一方、多量の印字を効率的に処理することが要求される高速機では、ジョブの中断をできるだけ回避したいという要求が強いことは前述したとおりである。この観点から、廃トナー容器５２が印字ジョブ途中で満杯になることをできるだけ回避するような制御を行うことが好ましい。これを実現するためには、使用者が印字ジョブ開始を指示する時点で、印字ジョブ途中に廃トナー容器５２が満杯になると予想される場合、印字ジョブの指示を受領して印字を開始する前に開始を指示した使用者に廃トナー容器５２の交換を促す警告を報知すればよい。印字ジョブの開始を指示した直後は、指示をした使用者が操作画面上のメッセージを認識する可能性が極めて高く、従って廃トナーの処置が迅速に行われる可能性が高いからである。一旦印字が開始された後は、使用者や他の人が画像形成装置の傍かにいない可能性が高い。特に、多量の印字を行う印字ジョブは処理に時間を要するので、前記使用者が操作画面の傍から離れたり、他の事柄に注意を向けてしまったりする可能性が高い。従って、印字途中に廃トナーの満杯が検知されても、迅速な処理が行われずに印字ジョブが中断したままで放置される可能性が高い。しかし、廃トナー容器５２が満杯になるまでに十分な余裕があるにもかかわらず印字ジョブの開始前に廃トナー交換の警告を報知すると使用者からの苦情の原因となる。

そこで、廃トナー容器５２が満杯になる前から廃トナー容器５２に収容された廃トナーの量を検知し、検知した廃トナー量と印字ジョブの実行によって回収される廃トナーの量から印字開始指示を受けたときに廃トナー交換の警告を報知するかどうかを判断するように制御すれば、廃トナー容器５２の交換作業を無駄に行うことがなく、しかも印字ジョブ途中で廃トナーが満杯で停止する事態の発生を低減できるので、使用者にとって便宜である。

一方、前述のようにトレイの全ての用紙を使い切るほど多量の印字を行う印字ジョブでなく、それよりも少量の印字を行う印字ジョブを繰り返して回収された廃トナーが堆積して満杯に近づいた場合、廃トナー容器５２に堆積した廃トナー量を精度よく検知し、印字ジョブの実行によって廃トナー容器５２が満杯になるか否かを正確に予測することが好ましい。換言すれば、廃トナー容器５２が満杯になるまでの余裕が少ないときは、余裕が多いときよりも満杯になるまでに実際に印字できる枚数と印字開始前の予測枚数との絶対誤差を少なくし得る。予測枚数の絶対値が少ないので、誤差の絶対値も少なくし得るということである。前記の誤差は、第１の要因として廃トナー容器の余裕を検知する精度、即ち検知のレベルの粗さに依存する。第２に、実際に印字する画像の印字率と、予測に用いる１頁当たりの印字率の基準値との差異に依存する。第３に、感光体の疲労度合いや環境条件によるカブリの多少の差異に依存する。そこで、正確な予測を実現するためには、廃トナー容器５２に収容されている廃トナーの量を精度よく検知すること、即ち検知レベルを十分に細かく設定すればよい。図１で、ｄ５、ｄ４をｄ１〜ｄ３よりも小さく設定しているのは、このためである。

ｄ１〜ｄ３をｄ５（もしくはｄ４）と同じように小さく設定した場合、同じ範囲を検知するために検知電極の数を増やす必要があるが、前述のように印字率やカブリの状態によって予測に誤差が生じるので、検知電極の数を増やしたからといって予測精度が上がるとは限らない。従って、満杯に近い状態は、カラに近い状態よりもレベルの幅を小さくすることが好ましい。この実施の形態ではレベルの幅はｄ１〜ｄ３の幅とｄ４ならびにｄ５の幅との２種類であるが、２種類に限定されるものではなくこれより多くてもよい。

図５は、前記マイクロコンピュータが、印字ジョブ開始の指示を受領したときに廃トナー容器５２の廃トナー量の検知結果と受領した印字ジョブの情報とに基づいて廃トナーの交換を要求する警告を報知するか否かの判定を行う処理の手順を示すフローチャートである。図５に示すように、前記マイクロコンピュータは、印字ジョブ開始の指示を受領すると（ステップＳ１０１）、受領した印字ジョブの内容から印字枚数Ｐを取得する（ステップＳ１０３）。

さらに、前記マイクロコンピュータは、印字枚数一枚当たりの廃トナー回収量を基準値Ｒとして取得する（ステップＳ１０５）。前記基準値は、予め定められてＲＯＭに格納された所定の値であってもよいが、過去に画像が転写された用紙枚数と当該転写の前後で前記廃トナー量検知部によって検知されたトナー量の履歴に基づいて決定した値であってもよい。前記基準値は、制御基板上の前記不揮発性メモリに格納されて保持されてもよい。履歴の期間を適当に選択すると、例えば、感光体が劣化してカブリの多い場合と少ない場合との１頁当たりの廃トナー回収量の差異が的確に履歴に反映されるので、画像形成装置の状態に応じてより正確に印字用紙一枚当たりの廃トナー回収量をより精度よく予測することができる。

続いて、前記マイクロコンピュータは、現在の廃トナー収容量Ｈ０を取得する（ステップＳ１０７）。収容量は、電極電流検知部５８１〜５８６の検知結果に基づいて得られる６段階のレベルの何れかに対応する収容量である。そして、開始指示を受領した印字ジョブを実行した後の廃トナーの収容量Ｈ１を次の計算式によって予測する（ステップＳ１０９）。
Ｈ１＝Ｈ０＋Ｒ×Ｐ
そして、予測した廃トナー収容量Ｈ１が、廃トナー容器５２の満杯レベルを超えないか否かを判断する（ステップＳ１１１）。満杯レベルを超えない場合は、印字をスタートする（ステップ１１９）が、満杯レベルを超える場合は、表示部に廃トナー容器５２の交換を促すメッセージを表示して待機する（ステップＳ１１３）。

そして、廃トナー容器５２が交換されたことを検知したら（ステップＳ１１５）、メッセージを消去して印字をスタートする（ステップＳ１１７）。廃トナー容器５２が交換されたことは、例えば、廃トナー容器５２の奥側の側壁に取り付けられた図示しない前記コネクタが抜き差しされたことを前記マイクロコンピュータが認識できるように配線をすればよい。

また、前記マイクロコンピュータは、廃トナー量が満杯あるいは満杯に近い状態になると、使用者が画像形成装置の近くに居ると判断した場合に廃トナー容器５２の交換を要求するメッセージを図示しない操作パネルに表示する。前記警告は、たとえばポップアップメッセージとして前記操作パネルの表示画面に表示し、使用者が廃トナー容器５２を着脱したことを検知したときに前記ポップアップメッセージを消去するようにしてもよい。この場合、廃トナー搬送路５１のロックを回避するために、印字ジョブの実行中であればしかかりの印字終了後に印字を停止し、廃トナー容器５２の交換を緊急度の高い処理として要求する。そのため、ポップアップメッセージが消去されるまで印字が再開できないようにしてもよい。このような緊急度の高い処理の場合、ユーザーが画像形成装置の近くに居るときにのみポップアップメッセージを表示する。ユーザーが画像形成装置の近くに居るとの判断は、例えば、操作パネルのキーが操作されたこと、カラの給紙トレイに用紙８が補給されたこと、あるいは排紙トレイ９から用紙が取り除かれたことなどで判断してもよい。

あるいは、使用者の処置を要求する他の事象、例えば、紙詰まりや印字すべき用紙を給紙する給紙トレイ８の用紙切れ状態、排紙トレイ９の満杯状態が発生したことに応じて前記ポップアップメッセージを表示してもよい。前記他の事象によって印字ジョブが中断され、その復旧処置を使用者が行うために画像形成装置の近くに来ることが予測されるので、そのときに廃トナー容器５２を交換させるためである。

図６は、廃トナー容器５２が満杯直前のレベルであることを検知したときに、前記マイクロコンピュータが警告を表示する処理の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、前記マイクロコンピュータは、所定時間ごとに廃トナー容器５２に堆積した廃トナーの量を検知する（ステップＳ２０１）。前記廃トナー量の検知は、例えば、図４の検知要電源５５をオンして電圧を出力させ、通電電極５６に電圧を印加して各検知電極２７１〜２７６に電流が流れるか否かを電極電流検知部５８１〜５８６の検知結果から得、廃トナー量のレベルとして検知する。

例えば、前記マイクロコンピュータは、検知電極２７５に電流が流れたときに満杯に近い状態（ニアー満杯状態）であるとして、使用者が近くに居ると判断した場合にのみ警告を表示する。このため、電極電流検知部２８５が電流を検知したか否かを判断する（ステップＳ２０３）。電流を検知しなかったときは、廃トナー容器５２が満杯になるまでには余裕があると判断し（ステップＳ２０５）、次の検知のタイミングまで待機する。

一方、電極電流検知部２８５が電流を検知したときは、廃トナー容器５２がニアー満杯状態であると判定し（ステップＳ２０７）、次に画像形成装置が待機中か印字ジョブの実行中かを判定する（ステップＳ２０９）。印字ジョブ実行中であれば、廃トナー容器５２が満杯になるまでには余裕があると判断し（ステップＳ２０５）、次の検知のタイミングまで待機する。印字ジョブ実行中は、ニアー満杯状態でなく、満杯状態で印字を停止させるように制御するからである。

前記ステップＳ２０９の判定で、印字ジョブの実行中でないと判断した場合、前記マイクロコンピュータは、操作画面のキー入力がされたかどうかを判定する（ステップＳ２１１）。キー入力があった場合、ルーチンは後述するステップＳ２１７へ進む。キー入力がなかった場合、続いて給紙トレイ８に用紙が補給されたかどうかを判定する（ステップＳ２１３）。用紙が補給された場合、ルーチンは後述するステップＳ２１７へ進む。用紙が補給されなかった場合、続いて、排紙トレイ９から用紙が取り除かれたか否かを判定する（ステップＳ２１５）。用紙が取り除かれなかった場合、ルーチンは何もせずに終了し、次の検知タイミングを待つ。

一方、排紙トレイ９から用紙が取り除かれた場合、操作画面のキー入力がされた場合、あるいは給紙トレイ８に用紙が補給された場合、ルーチンはステップＳ２１７へ進み、表示部に廃トナー容器５２の交換を要求するメッセージを表示する。そして、廃トナー容器５２が交換されたことを検知するまで待つ（ステップＳ２１９）。廃トナー容器５２が交換されたら、前記メッセージを消去し（ステップＳ２２１）、次の検知タイミングを待つ。ここで、フローを理解しやすくするために廃トナー容器５２の交換を待つ間は、処理をループさせているが、実際の制御ソフトでは、ループ中他の処理が全くされなくなるのを回避するために他のポーリングルーチンで廃トナー容器５２の交換を監視してメッセージを消去するようにしてもよい。

最後に、前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得ることは明らかである。そのような変形例は、この発明の特徴及び範囲に属さないと解釈されるべきものではない。本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更とが含まれることが意図される。

図３の廃トナー容器５２と廃トナー検知部との詳細を示す説明図である。 図３の画像形成装置において、画像形成のために感光体３の周囲に配置される各部を模式的に示す説明図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。 図１に示す構成例とは異なる通電電極と検知電極との態様を示す説明図である。 ジョブ開始の指示を受領したときに廃トナー量の検知結果と受領した印字ジョブの情報とに基づいて警告を報知するか否かの判定を行う処理の手順を示すフローチャートである。 廃トナー容器５２が満杯直前のレベルであることを検知したときに、前記マイクロコンピュータが警告を表示する処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 露光ユニット、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）
２ 現像器
３ 感光体
４ 帯電器
５ クリーナユニット
６ 定着ユニット
７ 用紙搬送路
８ 給紙トレイ
９ 排紙トレイ
１０ 転写機構、転写ベルトユニット
１１ レーザ照射部
１２ 反射ミラー
５１ 廃トナー搬送路
５２ 廃トナー容器
５３ トナー受け口
５４ 受け台
５５ 検知用電源
５６ 通電電極
５７ 画像形成装置、フレーム
６１ 加熱ローラ
６２ 加圧ローラ
７１ レジストローラ
７２ 剥離爪
８１ 大容量給紙カセット
８２ 手差しトレイ
１０１ 駆動ローラ
１０２ 従動ローラ
１０３ 転写ベルト
１０４ 接触部
１０５ 弾性導電性ローラ
５７１〜５７６ 検知電極
５８１〜５８６ 電極電流検知部
６００ 圧接部、定着ニップ部
６１１、６２２ 用紙剥離爪
６１２ 温度検出部材、サーミスター
６１３、６２３ クリーニング部材
６１４ 熱源
６２１ 加圧部材

Claims (15)

1. 像担持体上に形成した静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、
   前記トナーによる画像を記録部材上に転写する転写部と、
   転写後に前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを回収するクリーニング部と、
   回収された前記トナーをその内部に収容する廃トナー収容部と、
   前記廃トナー収容部に収容された前記トナーの量を３以上のレベルの何れかとして検知する廃トナー量検知部とを備える画像形成装置。
2. 前記廃トナー量検知部が、前記トナーの量を検知するレベルの間の幅が互いに異なる２以上の幅のいずれかに設定され、トナー量の多いレベルは少ないレベルよりもその幅が小さいかあるいは等しく設定されてなる請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記廃トナー量検知部が、前記廃トナー収容部の内部であって最少レベルに対するトナーの堆積高さより低い位置に配置される通電電極と、
   前記通電電極に所定の電圧を印加する検知用電源と、
   前記通電電極に対向し、各レベルに対するトナーの堆積高さに応じてそれぞれ配置される検知電極と、
   前記トナーが前記検知電極の一を越える高さに堆積したときに前記トナーを介して当該検知電極と前記通電電極との間に流れる電流を検知するように各検知電極に対して配置される電極電流検知部とを有してなる請求項１記載の画像形成装置。
4. 印字ジョブを実行する前に、当該印字ジョブによって印字すべき枚数を取得する印字枚数取得部と、
   当該印字ジョブによって廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測する廃トナー量予測部と、
   予測した前記トナーの量と前記廃トナー量検知部の検知に基づいて当該印字ジョブ中に前記廃トナー収容部が満杯になると判断した場合に当該印字ジョブの印字開始前に廃トナーの処置を要求する警告を発する警告制御部をさらに備える請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記廃トナー量予測部が、転写部で画像が転写された前記記録部材の枚数と当該記録部材へ画像を転写する前後で前記廃トナー量検知部によって検知された前記トナー量の履歴に基づいて前記記録部材一枚あたりの廃トナー量を求め、求めた廃トナー量と実行すべき印字ジョブにおける記録部材の枚数とに基づいて当該印字ジョブによって前記廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測する請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記廃トナー量検知部が満杯のレベルあるいは満杯のレベルより所定の数だけ低いレベルを検知した場合に、画像形成装置に対してされた操作に応答して廃トナーの処置を要求する警告を報知する警告制御部をさらに備える請求項１記載の画像形成装置。
7. コピアとしての印字ジョブの開始指示を入力させるための操作パネルをさらに備え、
   前記警告制御部が、前記操作パネルを介して前記印字ジョブの開始指示が入力されたことを前記操作とし応答する請求項６記載の画像形成装置。
8. ファックス送信処理の開始指示を入力させるための操作パネルをさらに備え、
   前記警告制御部が、前記操作パネルを介して前記ファックス送信処理の開始指示が入力されたことを前記操作とし応答する請求項６記載の画像形成装置。
9. 転写後の前記記録部材を排出する排紙部と、
   排出された前記記録部材を収容する排紙収容部と、
   排紙収容部に収容された前記記録部材が取り除かれたことを検知する記録部材除去検知部とをさらに備え、
   前記警告制御部が、前記記録部材除去検知部によって前記記録部材の除去が検知されたことを前記操作とし応答する請求項６記載の画像形成装置。
10. 前記記録部材を前記転写部へ給送する給紙部と、
    給送すべき前記記録部材を予め収容する給紙トレイと、
    給紙トレイに前記記録部材が補給されたことを検知する記録部材補給検知部とをさらに備え、
    前記警告制御部が、前記記録部材補給検知部によって前記記録部材の補給が検知されたことを前記操作とし応答する請求項６記載の画像形成装置。
11. 前記廃トナー量検知部が満杯あるいは満杯に近いレベルを検知した場合に、画像形成装置に対するユーザーの処置を要求すべき他の事象の発生に応答して廃トナーの処置を要求する警告を報知する警告制御部をさらに備える請求項１記載の画像形成装置。
12. 前記記録部材の紙詰まりを検知する紙詰まり検知部をさらに備え、
    前記警告制御部が、前記紙詰まり検知部によって紙詰まりが検知されたことを前記他の事象として応答する請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記記録部材を前記転写部へ給送する給紙部と、
    給送すべき前記記録部材を予め収容する給紙トレイと、
    給紙トレイに前記記録部材がない状態を検知する用紙切れ検知部とをさらに備え、
    前記警告制御部が、前記用紙切れ検知部によって前記記録部材がない状態が検知されたことを前記他の事象として応答する請求項１１記載の画像形成装置。
14. 転写後の前記記録部材を排出する排紙部と、
    排出された前記記録部材を収容する排紙収容部と、
    前記排紙収容部に収容された前記記録部材が満杯になったことを検知する満杯検知部とをさらに備え、
    前記警告制御部が、前記満杯検知部によって前記記録部材の満杯が検知されたことを前記他の事象として応答する請求項１１記載の画像形成装置。
15. 像担持体上に形成した静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、前記トナーによる画像を記録部材上に転写する転写部と、転写後に前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを回収するクリーニング部と、回収された前記トナーをその内部に収容する廃トナー収容部とを備える画像形成装置において前記廃トナー収容部に収容された前記トナーの量の検知に基づく警告方法であって、
    収容された前記トナーの量を３以上のレベルの何れかとして検知する検知工程と、
    一連の印字ジョブを実行する前に当該印字ジョブによって廃トナー収容部に収容されるトナーの量を予測する工程と、
    予測した前記トナーの量と前記検知工程の検知結果とに基づいて当該印字ジョブ中に前記廃トナー収容部が満杯になると判断した場合に印字ジョブの実行前に廃トナーの処置を要求する警告を発する工程とを備えることを特徴とする廃トナーの警告方法。