JP2007219454A - 廃トナー回収装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成ユニットを複数並列に配置してカラー画像を得る、タンデム方式の画像形成装置で生じた廃トナーを1つの廃トナー収納部材に均しながら回収する。飛散トナーによる満杯検知部の汚損を防止して、廃トナー収納部材の満杯を高い精度で検知して、廃トナー収納部材を有効使用する。
【解決手段】 第１の回収口３１Ｂから流入される廃トナー量を、トナーカートリッジからのトナー補給量から推定する。第１の回収口３１Ｂに流入される廃トナー量が所定量に達したら撹拌パドル３４を回転して廃トナーを均す。
【選択図】図１４

Description

本発明は複数色のトナーを重ね合わせてカラー画像を得る電子写真方式の複写機やプリンタ等にて、使用済みの廃トナーを回収する廃トナー回収装置及び画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置において、従来転写終了後に感光体に残留するトナーをブレード等のクリーニング装置で除去している。感光体から除去した残留トナーは、廃トナーとして廃トナーボックスに回収される。廃トナーボックスは、センサにて、廃トナーが満杯であることを検知されると、新たなものと交換していた。

一方近年、感光体を有する画像形成ユニットを複数並列に配置し、各感光体上にそれぞれ形成される複数色のトナー像を１枚のシート紙上に多重転写してカラー画像を得る、タンデム方式の画像形成装置が知られている。このようなタンデム方式の画像形成装置においては、感光体毎に残留トナーを生じる。更に中間転写ベルトを用いる場合には、中間転写ベルトにおいても残留トナーを生じる。このため従来、複数の感光体及び転写媒体に残留するトナーを1つの廃トナーボックスに回収して、山状に堆積される廃トナーをオーガにより崩して均す装置がある。（例えば特許文献１参照。）又従来、現像器内の現像剤の嵩を検出して現像ローラに現像剤をくみ上げるパドルの回転数を制御する装置がある。（例えば特許文献２参照。）
特開２００２−１４８８８４号公報(第５、６頁、図７、９、１０) 特開平８−３６２９４号公報（第４、５頁、図１）

しかしながら(特許文献１)は、オーガの制御に関して配慮するものではない。このような場合、従来は一般に所定の画像形成枚数に達すると、従ってオーガ等の均し部材を回転していた。このため画像濃度が薄いと、所定の画像形成枚数に達しても、廃トナーを均す必要を来たさない場合があった。それにもかかわらず、廃トナー機構の破損を防止し安全性を高めるために、均し部材の回転は、濃度の濃い画像により廃トナーが多く排出される場合を想定して設定されるのが一般的である。即ち均し部材は、廃トナーが多いことを想定して、頻繁に回転するよう設定される。しかも均し部材の回転時に、廃トナーボックス内には飛散トナーを生じてしまう。このため均し部材の回転頻度が高いと、廃トナーボックス内の飛散トナーも多くなる。

他方光学式センサを用いて廃トナーボックスの満杯検知を行う装置にあっては、満杯検知部が飛散トナーにより汚損されると、廃トナーボックスが満杯であると誤検知してしまう恐れがあった。このため光学式センサを用いる場合、廃トナーボックス内の飛散トナーを極力抑える必要がある。

このことから、廃トナーボックス内で廃トナーを良好に均す際に、飛散トナーの発生を極力少なくして、満杯検知部の汚れによる誤検知を防止することが望まれている。

そこで本発明は上記課題を解決するものであり、複数の画像形成ユニット或いは転写媒体で生じた廃トナーを1つの廃トナーボックスに回収する際に、廃トナーボックス内で廃トナーを確実に均して、廃トナー機構の安全性を高める。これと共に、廃トナーを均す際の飛散トナーの発生を極力少なくして、満杯検知部への飛散トナーの付着を原因とする誤検知を防止する。この結果、廃トナーボックスを有効に使用可能とする廃トナー回収装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するための手段として、像担持体周囲にトナー画像形成手段を配置してなる複数の画像形成ユニットの配列方向に延在して、廃トナーを収納する廃トナー収納部材と、前記廃トナー収納部材内にて回転可能に設けられ、前記廃トナーの量に応じて回転される均し部材とを設けるものである。

本発明によれば、複数の画像形成ユニットを配列してなるタンデム方式の画像形成装置において、複数の回収口から回収した廃トナーを均すための均し部材を回転し過ぎることが無い。従って廃トナー収納部材内での飛散トナーの発生を低減して、満杯検知部への飛散トナーの付着を防止できる。この結果、廃トナー収納部材の満杯を誤検知することがなく、高い精度で満杯を検知でき、廃トナーボックスの有効使用を得られる。

以下本発明の実施例について図１乃至図１４を用いて説明する。図１は、本発明の画像形成装置である４連タンデム方式のカラー複写機１のフロントカバー１ａを開けた概観斜視図であり、図２は、カラー複写機１の画像形成部７を示す概略構成図である。カラー複写機１は上方にスキャナ部２及び胴内排紙部３を備える。カラー複写機１は、転写媒体である中間転写ベルト１０の下側に沿って並列配置されるイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４組の画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋを備える。

各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋは、それぞれ像担持体である感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋを有している。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ周囲には、その矢印ｍ方向の回転方向に沿って帯電チャージャ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋ、現像部である現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋ、及び感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋを配置してなっている。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ周囲の帯電チャージャ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋから現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋにいたる間には、レーザ露光装置１７により露光々が照射される。

帯電チャージャ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋは、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ表面を例えば−７００Ｖ程度に一様に全面帯電する。現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋは、それぞれイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋに供給する。現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋは、濃度センサでトナー濃度を検知していて、トナー濃度を一定とするよう、補給部であるトナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋから、それぞれイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを補給される。

トナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋは、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋにトナーを補給する搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋを備える。搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋは、例えば１回転あたりのトナー補給量が０．０３５ｇというように設定されている。あるいは搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋは、例えば駆動モータを１秒駆動する間のトナー補給量が０．０３５ｇというように設定されている。

レーザ露光装置１７は、半導体レーザ素子から出射されたレーザビームを感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋの軸線方向に走査し、結像レンズ系を経て各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上に結像する。

中間転写ベルト１０は、耐熱性及び耐磨耗性の点から安定した材料である例えば半導電性ポリイミドで製造される。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ２１、従動ローラ２０及び、第1〜第４のテンションローラ２２〜２５により張架される。中間転写ベルト１０の感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋに対向する１次転写位置には、１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ及び１８Ｋにより１次転写電圧が印可され、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上のトナー像は中間転写ベルト１０に１次転写される。感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋは、１次転写終了後に感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上の残留トナーを廃トナーとして回収する。

中間転写ベルト１０の駆動ローラ２１により支持される２次転写位置には、２次転写ローラ２７が対向配置される。２次転写位置にあっては、例えば給紙部４から給紙されるシート紙Ｐ等を介して２次転写ローラ２７により２次転写電圧が印加され、中間転写ベルト１０上のトナー像はシート紙Ｐに２次転写される。中間転写ベルト１０の２次転写ローラ２７の下流にはベルトクリーナ１０ａが設けられる。ベルトクリーナ１０ａは、２次転写終了後に中間転写ベルト１０に残留するトナーを廃トナーとして回収する。

カラー複写機１の画像形成部７のフロントサイドであって、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋの下方、即ちレーザ露光装置１７のフロントサイドには、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋの配列方向に細長く延在してなる、廃トナー収納部材である廃トナーボックス３０が、交換可能に取着されている。廃トナーボックス３０は、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋの感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋ更にはベルトクリーナ１０ａで回収された廃トナーを収納する。廃トナーボックス３０は、満杯を検知して、満杯になったときには、新たなものと交換する。

図３に示す様に、廃トナーボックス３０の蓋部３０ａには、廃トナーを回収する第１〜第５の回収口３１Ｂ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋが形成される。第１の回収口３１Ｂは、ベルトクリーナ１０ａから排出される廃トナーを回収する。第２〜第５の回収口３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋは、感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋから排出される廃トナーをそれぞれ回収する。

蓋部３０ａは透明部材から形成されていて、その端部には、廃トナーボックス３０が満杯になったことを検知するための満杯検知部３７が突出形成されている。満杯検知部３７の外側には、図６に示す様に満杯検知部３７内に廃トナーが到達したことを検知する満杯センサであり、発光素子３８ａと受光素子３８ｂを有する透過型のフォトセンサ３８が取着されている。

廃トナーボックス３０の本体部３０ｂ内部には、図４に示す様に廃トナーボックス３０の長手方向全長に渡る均し部材である撹拌パドル３４が設けられる。撹拌パドル３４は、駆動軸であるシャフト３４ａにフィン３４ｂを取着してなる。撹拌パドル３４は、シャフト３４ａを駆動して回転することにより、第１〜第５の回収口３１Ｂ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋから流入され山状に堆積される廃トナーをフィン３４ｂで飛ばして、長手方向に渡り平らに均す。満杯検知部３７と対向する領域にて、撹拌パドル３４のシャフト３４ａには、満杯検知部３７に廃トナーを供給するための、細いフィン状の補助パドル４２が配置されている。

撹拌パドル３４は、例えばいずれかの回収口３１Ｂ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋから流入された廃トナーが予め設定した所定量に達すると、所定期間回転する。撹拌パドル３４の回転のタイミング及び回転量は各装置に応じて予め設定する。例えば、廃トナーボックス３０の形状（設計上廃トナー内の領域によってトナー収納容積にばらつきがある場合は、一般にトナー収納容積の小さい領域に廃トナーがたまり過ぎないように配慮する。）及び回収口３１Ｂ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋからの廃トナーの流入量（回収口毎に廃トナーの流入にばらつきがある場合は、一般に廃トナーの流入が多い回収口に廃トナーがたまり過ぎないように配慮する。）に応じて設定する。

本実施例の廃トナーボックス３０の形状は、第１の回収口３１Ｂの下方領域のトナー収納容量が小さい。しかも各色のトナーがほぼ均等に消費されるとすると、１次転写後の残留トナーが個々に流入される第２〜第５の回収口３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋへの廃トナーに比べて、２次転写後の残留トナーが流入される第１の回収口３１Ｂへの廃トナーの流入量が多い。従って本実施例においては、第１の回収口３１Ｂに流入される廃トナーが１６ｇに達したら、撹拌パドル３４を５秒間回転するように設定する。

次に、廃トナーボックス３０に流入される廃トナー量の検知について述べる。本実施例にあっては廃トナー量をセンサ等により直接測定して検知するのではなく、第１の方法あるいは第２の方法から推定して検知する。第１の方法は、トナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋから、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋに補給するトナー量から廃トナー量を推定する。第２の方法は、カラー複写機１に搭載される画素カウンタ（図示せず）のカウント値から廃トナー量を推定する。

まず第１の方法について述べる。第１の方法では、トナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋから、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋに補給するトナー量を、トナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋの搬送パドル（図示せず）の回転数、もしくは搬送パドルの駆動モータ（図示せず）の回転時間を検知して測定する。

搬送パドルの回転数は、搬送パドル一端の延長上にアクチュエータ（図示せず）を設けて、アクチュエータの回転をセンサで検知して得る。得られた搬送パドルの回転数に搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋの１回転あたりのトナー補給量０．０３５ｇを掛けることにより補給されたトナー量を算出する。例えば搬送パドル１０００回転であれば、補給トナーの量は３５ｇとなる。

他方搬送パドルの駆動モータの回転時間から測定する場合は、駆動モータの回転時間に搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋの１秒あたりのトナー補給量０．０３５ｇを掛けて、補給されたトナー量を算出する。例えば駆動モータを１０００秒回転すれば、補給トナーの量は３５ｇとなる。

この補給されたトナー量に対して、図５の（表１）に示す１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ及び１８Ｋによる感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋから中間転写ベルト１０への１次転写率及び中間転写ベルト１０からシート紙Ｐへの２次転写率を用いて、廃トナー量を推定する。推定により、第１の回収口３１Ｂに流入される廃トナー量が１６ｇに達したら撹拌パドル３４を５秒間回転する。

図５は、カラー複写機１が目標とする１次転写率あるいは２次転写率である。カラー複写機１は、中間転写ベルト１０の材料、トナー材料、１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋにより印加される１次転写電圧、２次転写ローラ２７により印加される２次転写電圧等を調整して１次転写率あるいは２次転写率が目標である図５に示す値となるようにする。即ち、イエロ（Ｙ）トナーの１次転写率を９６％、マゼンタ（Ｍ）トナーの１次転写率を９５％、シアン（Ｃ）トナーの１次転写率を９４％、ブラック（Ｋ）トナーの１次転写率を９４％、２次転写率を８８％となるようにする。

図５に示す転写率を有するカラー複写機１で、第１の回収口３１Ｂに流入される廃トナー量の推定値が１６ｇに達するにはイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の合計のトナー供給量が１４０ｇに達した時（例えば搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋが合計で４０００（１０００×４＝４０００）回転した時）となる。即ち図６の（表２）に示すように、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の全てのトナーが３５ｇずつ補給され、合計１４０ｇのトナーが補給されたとする。この場合、各トナーの３５ｇのトナー補給量に対する１次転写位置における転写トナー量は、イエロ（Ｙ）は３３．６０ｇ、マゼンタ（Ｍ）は３３．２５ｇ、シアン（Ｃ）は３２．９０ｇ、ブラック（Ｋ）は３２．９０ｇとなる。また１次転写位置における廃トナー量は、１次転写トナー量の残りであり、イエロ（Ｙ）は１．４０ｇ、マゼンタ（Ｍ）は１．７５ｇ、シアン（Ｃ）は２．１０ｇ、ブラック（Ｋ）は２．１０ｇとなる。

更に３５ｇのトナー補給量に対して２次転写位置における転写トナー量は、イエロ（Ｙ）は２９．５７ｇ、マゼンタ（Ｍ）は２９．２６ｇ、シアン（Ｃ）は２８．９５ｇ、ブラック（Ｋ）は２８．９５ｇとなる。２次転写位置における廃トナー量は、２次転写トナー量の残りで、イエロ（Ｙ）は４．０３ｇ、マゼンタ（Ｍ）は３．９９ｇ、シアン（Ｃ）は３．９５ｇ、ブラック（Ｋ）は３．９５ｇとなる。従って、２次転写位置におけるイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の廃トナーの総量は１５．９２ｇとなる。

即ち上記に示すように本実施例にあっては、いずれかのトナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋからのトナー補給量が合計で１４０ｇに達した場合（搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋが合計で４０００回転に達した場合）には、２次転写位置から廃トナーボックス３０に流入される廃トナーの総量は約１６ｇに達すると推定され、検知される。従っていずれかのトナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋからのトナー補給量の合計が１４０ｇに達した場合、撹拌パドル３４を５秒間回転して、廃トナーボックス３０内の廃トナーを均すこととなる。

次に画素カウンタのカウント値から廃トナー量を推定する第２の方法について述べる。第２の方法では、画素カウンタのカウント値及び、ユーザがコントロールパネル上等から設定した画像濃度により、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋで使用されるトナー量を求めて、廃トナー量を推定する。１カウントあたりのトナーの使用量を予め把握しておく。

例えば１カウント当たりのトナーの使用量が０．０３５ｇであれば、画素カウンタから得られたカウント値に１カウントあたりのトナーの使用量０．０３５ｇを掛ける。更に図７の（表３）に示す画像濃度毎の補正係数を掛けて、使用トナー量を補正する。図７に示すように普通濃度を基準値１とした場合に、画像濃度を薄くするに従い補正係数は０．９、０．８と低減され、使用トナー量は低減される。一方画像濃度を濃くするに従い補正係数は１．１、１．２と高くなり、使用トナー量は多くなる。

この画素カウンタのカウント値から得た使用トナー量は、第１の方法のトナー補給量に相当する。従って画素カウンタにより、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の合計のトナーの使用量が１４０ｇに達した場合には、２次転写位置から廃トナーボックス３０に流入される廃トナーの総量は約１６ｇに達すると推定される。従っていずれかのトナーの使用量の合計が１４０ｇに達した場合、撹拌パドル３４を５秒間回転して、廃トナーボックス３０内の廃トナーを均すこととなる。

次に、廃トナー量の補正について述べる。図５に示すカラー複写機１の転写率の目標値は、画像形成時の環境、転写ローラの転写バイアス値、用紙種類等により変動される。転写率が変動されると、上記第１の方法であるトナー補給量から推定される廃トナー量あるいは第２の方法であるトナーの使用量から推定される廃トナー量に対して、実際に生じる廃トナーは異なったものとなる。このため、画像形成時の環境、転写ローラの転写バイアス値、用紙種類等毎に、補正係数を求めて、撹拌パドル３４の回転を補正する。

（補正要因１）
カラー複写機１に温湿度センサ（図示せず）を設け、検知結果に応じて補正をかけて、より正確に廃トナー量を推定する。温度変化による補正係数、湿度変化による補正係数、水蒸気圧変化による補正係数は、いずれも画像形成試験を行い、実際に生じた廃トナー量に基づいて求めた。いずれも搬送パドル回転数を補正する補正係数であり、基準条件を１とする。尚この補正係数は、搬送パドルの駆動モータの回転時間あるいは画素カウンタのカウント値を補正する補正係数でもある。補正係数は、例えばトナーカートリッジの搬送パドルが４０００回転したら撹拌パドル３４を１回５秒間回転するという、基準の閾値にかけられる。

温度による補正係数は、基準温度２０℃に対して環境温度を０℃〜３５℃まで変動したところ、搬送パドル回転数を補正する補正係数は、図８の（表４）に示すようになった。これをトナーカートリッジの搬送パドルの回転数の閾値４０００回転に掛けると、補正された搬送パドルの回転数の閾値は０℃では４０８０回、５℃では４０６０回、１０℃では４０４０回、１５℃では４０２０回、２５℃では３９８０回、３０℃では３９６０回、３５℃では３９４０回となる。従って、温度変化に応じた補正係数を掛けた搬送パドルの回転数に基づき、搬送パドルが閾値に達したら撹拌パドルを１回５秒間回転する。

湿度による補正係数は、基準湿度５０％に対して環境湿度を１０％〜８０％まで変動したところ、搬送パドル回転数を補正する補正係数は、図９の（表５）に示すようになった。これをトナーカートリッジの搬送パドルの回転数の閾値４０００回転に掛けると、補正された搬送パドルの回転数の閾値は１０％では４０８０回、２０％では４０６０回、３０％では４０４０回、４０％では４０２０回、６０％では３９８０回、７０％では３９６０回、８０％では３９４０回となる。従って、湿度変化に応じた補正係数を掛けた搬送パドルの回転数に基づき、搬送パドルが閾値に達したら撹拌パドルを１回５秒間回転する。

水蒸気圧による補正係数は、基準水蒸気圧２０ｍｍＨｇに対して水蒸気圧を１ｍｍＨｇ〜３５ｍｍＨｇまで変動したところ、搬送パドル回転数を補正する補正係数は、図１０の（表６）に示すようになった。これをトナーカートリッジの搬送パドルの回転数の閾値４０００回転に掛けると、補正された搬送パドルの回転数の閾値は１ｍｍＨｇでは４０８０回、５ｍｍＨｇでは４０６０回、１０ｍｍＨｇでは４０４０回、１５ｍｍＨｇでは４０２０回、２５ｍｍＨｇでは３９８０回、３０ｍｍＨｇでは３９６０回、３５ｍｍＨｇでは３９４０回となる。従って、水蒸気圧変化に応じた補正係数を掛けた搬送パドルの回転数に基づき、搬送パドルが閾値に達したら撹拌パドルを１回５秒間回転する。

（補正要因２）
又環境変化による転写率の変動を抑えて図５に示す目標値に近づけるため、例えば１次転写バイアスを変動させ、更に各バイアス値に応じて補正をかけてより正確に廃トナー量を推定する。各バイアス値での補正係数は、画像形成試験を行い、実際に生じた廃トナー量に基づいて求めた。（補正要因１）と同様、搬送パドル回転数を補正する補正係数であり、基準条件を１とする。尚この補正係数は、（補正要因１）と同様、搬送パドルの駆動モータの回転時間あるいは画素カウンタのカウント値を補正する補正係数でもある。補正係数は、トナーカートリッジの搬送パドルが４０００回転したら撹拌パドル３４を１回５秒間回転するという、基準の閾値にかけられる。

基準の１次転写バイアス２０００Ｖに対して、１次転写バイアスを５００Ｖ〜４０００Ｖ迄変動したところ、搬送パドル回転数を補正する補正係数は、図１１の（表７）に示すようになった。これをトナーカートリッジの搬送パドルの回転数の閾値４０００回転に掛けると、補正された搬送パドルの回転数の閾値は、５００Ｖでは３９４０回、１０００Ｖでは３９６０回、１５００Ｖでは３９８０回、２５００Ｖでは４０２０回、３０００Ｖでは４０４０回、３５００Ｖでは４０６０回、４０００Ｖでは４０８０回となる。従って水蒸気圧変化に応じた補正係数を掛けた搬送パドルの回転数に基づき、搬送パドルが閾値に達したら撹拌パドルを１回５秒間回転する。

（補正要因３）
廃トナー量は使用する用紙の種類によっても異なってくる。（一般に紙厚が厚くなるに従い廃トナー量が多くなる。）従って、使用する用紙の厚さに応じて予め補正係数を決めて補正をする。補正係数は、各用紙を用いて画像形成試験を行い実際に生じた廃トナー量に基づいて求めた。図１２の（表８）に示すように各補正係数は、薄紙では１．０５、普通紙では１．１０、厚紙１では１．１５、厚紙２では１．２０、厚紙３では１．２５、厚紙４では１．３０となる。

用紙の定義を図１３の（表９）に示す。薄紙は６４ｇ／ｍ^２以下、普通紙は６４〜１０５ｇ／ｍ^２、厚紙１は１０６〜１６３ｇ／ｍ^２、厚紙２は１６４〜２０９ｇ／ｍ^２、厚紙３は２０１〜２５６ｇ／ｍ^２、／ｍ^２、厚紙４は２５６ｇ／ｍ^２、以上とする。用紙の種類による本補正では、トナーカートリッジの搬送パドルの回転数、搬送パドルの駆動モータの回転時間あるいは画素カウンタのカウント値に対して補正係数をかける。例えば厚紙４の画像形成を行った場合に、搬送パドルを１回転するのに対して、実際には１．３回転分の廃トナーを生じる。

これら（補正要因１）〜（補正要因３）を組み合わせて考慮することも可能である。例えば、水蒸気圧２５ｍｍＨｇ（補正係数０．９９５）、厚紙４（補正係数１．３）で画像形成した場合、撹拌パドル３４を回転させるまでの、補正された搬送パドルの回転数の閾値は３９８０回転となる。更に用紙種類から、搬送パドルの１回転が実際には１．３回転分の廃トナーを生じるので、撹拌パドル３４を回転させるまでの、補正された搬送パドルの回転数の閾値は、３９８０／１．３＝３０６０回転となる。

次に作用について述べる。画像形成プロセスの開始により、スキャナやパソコン端末等から画像情報が入力されると各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋが回転され各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋにて、順次画像形成工程が実施される。イエロ（Ｙ）の画像形成ユニット１１Ｙでは感光体ドラム１２Ｙ表面が帯電チャージャ１３Ｙにより一様に帯電される。

次いで感光体ドラム１２Ｙは、露光位置１７Ｙにてイエロ（Ｙ）の画像情報に対応するレーザビームを照射されて静電潜像を形成される。更に感光体ドラム１２Ｙは、現像装置１４Ｙにてトナー像を形成される。更に感光体ドラム１２Ｙは、矢印ｓ方向に回転される中間転写ベルト１０と接触して１次転写ローラ１８Ｙによりトナー像を中間転写ベルト１０上に１次転写する。

このイエロ（Ｙ）のトナー像形成プロセスと同様にして、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー像形成プロセスを行う。各感光体ドラム１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１０上のイエロ（Ｙ）のトナー像が形成された同一位置に順次重ねて転写される。中間転写ベルト１０上には、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）を多重転写してなるフルカラートナー像が形成される。

この後中間転写ベルト１０に重ね合わされたフルカラートナー像は２次転写ローラ２７位置に達し、二次転写ローラ２７の転写バイアスにより、シート紙Ｐ上に一括２次転写される。次いでシート紙Ｐは定着工程を経てトナー像を完成される。定着後シート紙Ｐは、片面画像であればそのまま胴内排紙部３に排紙される。又両面画像あるいは多重プリントを行う場合は、再搬送ユニット（図示せず）を経て２次転写ローラ２７位置に再搬送される。

一方中間転写ベルト１０は、２次転写終了後、ベルトクリーナ１０ａにより残留トナーをクリーニングされる。又感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋは、トナー像を中間転写ベルト１０に１次転写した後、感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋにより残留トナーを除去され、次ぎの画像形成プロセス可能とされる。

ベルトクリーナ１０ａ及び感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋに回収された残留トナーである廃トナーは、夫々ベルトクリーナ１０ａの廃トナーの搬送機構３２及び感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋの廃トナーの搬送機構（図示せず）により、廃トナーボックス３０に搬送される。廃トナーボックス３０に搬送された廃トナーは、第１〜第５の回収口３１Ｂ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋから夫々、廃トナーボックス３０内に流入される。

これにより廃トナーボックス３０内の第１〜第５の回収口３１Ｂ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋの下方には、廃トナーが山状に堆積される。この山をくずして廃トナーボックス３０内の廃トナーを均すため撹拌パドル３４を回転する。但し撹拌時のトナー飛散を極力おさえて、満杯検知部３７が汚損されることを原因とする満杯誤検知を防止するため、図１４に示すフローチャートに従い、廃トナー量が所定値に達するのを待って撹拌パドル３４を回転する。

画像形成プロセスが開始されると、撹拌パドルを制御するため、ステップ２００にてトナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによるトナー補給量あるいは画素カウンタによるトナー使用量をカウント開始する。ステップ２０１にて、トナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋからのトナー補給量の合計あるいはいずれかの現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋで使用されるトナー量の合計が１４０ｇに達する（第１の回収口３１Ｂに流入される廃トナーが１６ｇに達する）のを比較する。

実際にステップ２０１では、トナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋの搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋに設けられるアクチュエータの回転をセンサで検知して、いずれかの搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋが合計で４０００回転する（環境条件、転写バイアス値あるいは用紙種類等による補正がある場合は、４０００回転に補正係数を掛けた回転数）のを比較する。

ステップ２０１で、１４０ｇに達する（搬送パドルが４０００回転あるいは、補正した回転数に達する）のを待ってステップ２０２に進む。ステップ２０２では、撹拌パドル３４を５秒間回転し、ステップ２０３に進む。ステップ２０３ではトナー補給量あるいはトナー使用量を０ｇにリセット（搬送パドル１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ及び１１５Ｋのアクチュエータの回転を検知するセンサをリセット）し、ステップ２００に戻る。

この結果、撹拌パドル３４は、廃トナーボックス３０内の第１の回収口３１Ｂに流入される廃トナーが約１６ｇ堆積されるのに応じて回転されることとなる。従って、廃トナー量が少ないにもかかわらず、撹拌パドル３４が回転されるのを防止でき、撹拌パドル３４を不要に回転することによる飛散トナーを防止できる。このように撹拌パドル３４を回転して、廃トナーボックス３０への廃トナーの回収テストをした。この結果廃トナーボックス３０が実質満杯になるまでフォトセンサ３８が誤検知により満杯検知してしまうことが無かった。

この実施例によれば、廃トナーボックス３０の第１の回収口３１Ｂに流入される廃トナー量が１６ｇに達したら撹拌パドル３４を５秒間回転し、山状であった廃トナーを平らに均している。従って、廃トナー量が少ないにもかかわらず、撹拌パドル３４を回転することによる、余分な飛散トナーを生じることが無い。この結果、満杯検知部３７への飛散トナーの付着を極力低減でき、飛散トナーの付着を原因とするフォトセンサ３８による満杯誤検知を防止でき、検知精度の向上による廃トナーボックスの有効使用を実現出来る。

又、トナーカートリッジ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋからのトナー補給量あるいは、画素カウンタのカウント値から得られるトナー使用量から推定して廃トナー量を検知することにより、廃トナーボックス３０に回収される廃トナー量を容易に把握可能となる。更に環境変化あるいは用紙種類等に応じて補正係数を求めて、搬送パドルの回転数の閾値を補正している。従って、より正確な
トナー補給量あるいはトナー使用量から推定して、より正確な廃トナー量を検知可能となる。

尚この発明は上記実施例に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能であり、例えば均し部材の回転制御は廃トナーボックスの形状あるいは画像形成装置の使用方法により、１次転写側から流入される廃トナー量あるいは２次転写側から流入される廃トナー量のいずれに応じて行っても良い。又均し部材を回転する閾値となる廃トナー量も、廃トナー機構が破損やロックを生じることなく、安全に駆動される範囲であれば限定されない。又均し部材の回転数や回転時間等も必要に応じて任意である。更に廃トナー量の検知は、流量計等を設けて、直接廃トナーボックスに流入される廃トナー量を測定する等任意である。

本発明の実施例のカラー複写機のフロンとカバーを開けた状態を示す外観斜視図である。 本発明の実施例の画像形成部を示す概略説明図である。 本発明の実施例の廃トナーボックスを示す斜視図である。 本発明の実施例の廃トナーボックスの本体部を示す斜視図である。 本発明の実施例の１次転写率および２次転写率を示す表１である。 本発明の実施例のトナー補給量に対する転写トナー量及び廃トナー量を示す表２である。 本発明の実施例の使用トナー量の画像濃度補正係数を示す表３である。 本発明の実施例の温度変動による搬送パドル回転数の補正係数を示す表４である。 本発明の実施例の湿度変動による搬送パドル回転数の補正係数を示す表５である。 本発明の実施例の水蒸気圧変動による搬送パドル回転数の補正係数を示す表６である。 本発明の実施例の１次転写バイアス変動による搬送パドル回転数の補正係数を示す表７である。 本発明の実施例の用紙種類による搬送パドル回転数の補正係数を示す表８である。 本発明の実施例の用紙の定義を示す表９である。 本発明の実施例の撹拌パドルの制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１…カラー複写機
２…スキャナ部
３…胴内排紙部
４…給紙部
７…画像形成部
１０…中間転写ベルト
１０ａ…ベルトクリーナ
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ…画像形成ユニット
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ…感光体ドラム
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ…トナーカートリッジ
１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋ…搬送パドル
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ…感光体クリーニング装置
１７…レーザ露光装置
３０…廃トナーボックス
３１Ｂ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ…第１〜第５の回収口
３４…撹拌パドル
３４ａ…シャフト
３７…満杯検知部
３８…フォトセンサ

Claims (12)

1. 像担持体周囲にトナー画像形成手段を配置してなる複数の画像形成ユニットの配列方向に延在して、廃トナーを収納する廃トナー収納部材と、
   前記廃トナー収納部材内にて回転可能に設けられ、前記廃トナーの量に応じて回転される均し部材とを具備することを特徴とする廃トナー回収装置。
2. 前記廃トナー収納部材は、前記像担持体に生じる廃トナー及び前記像担持体に形成されるトナー像が転写される転写媒体に生じる廃トナーを、収納することを特徴とする請求項１記載の廃トナー回収装置。
3. 前記トナー画像形成手段は、前記像担持体にトナーを付与する現像部を具備し、
   前記廃トナーの量を、前記現像部に補給されるトナーの量から検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の廃トナー回収装置。
4. 前記補給されるトナーの量は、前記現像部に前記トナーを補給する補給部の搬送パドルの回転数から検知することを特徴とする請求項３記載の廃トナー回収装置。
5. 前記補給されるトナーの量は、前記現像部に前記トナーを補給する補給部の搬送パドルの回転時間から検知することを特徴とする請求項３記載の廃トナー回収装置。
6. 前記廃トナーの量を、前記像担持体に形成する画素数をカウントする画素カウンタのカウント数から検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の廃トナー回収装置。
7. 像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段を配置してなる複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットの配列方向に延在して、廃トナーを収納する廃トナー収納部材とを有する画像形成装置において、
   前記廃トナー収納部材は、前記廃トナー収納部材内にて回転可能に設けられ、前記廃トナーの量に応じて回転される均し部材を具備することを特徴とする画像形成装置。
8. 前記廃トナー収納部材は、前記像担持体に生じる廃トナー及び前記像担持体に形成されるトナー像が転写される転写媒体に生じる廃トナーを、収納することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記トナー画像形成手段は、前記像担持体にトナーを付与する現像部を具備し、
   前記廃トナーの量を、前記現像部に補給されるトナーの量から検知することを特徴とする請求項７または請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記補給されるトナーの量は、前記現像部に前記トナーを補給する補給部の搬送パドルの回転数から検知することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記補給されるトナーの量は、前記現像部に前記トナーを補給する補給部の搬送パドルの回転時間から検知することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
12. 前記像担持体に形成する画素数をカウントする画素カウンタを更に有し、
    前記廃トナーの量を、前記画素カウンタのカウント数から検知することを特徴とする請求項７または請求項８記載の画像形成装置。

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