JP2009080473A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加や構成の複雑化を招くことなく廃トナータンクの交換による装置のダウンタイムを発生させることなく最大充填量までの回収を行える構成からなる廃トナータンクを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】容器本体に回収された廃トナーの量が予め設定されている満杯時での充填量よりも少ない充填量に達したことを検知する廃トナー量検知手段２０２と、廃トナー量検知手段２０２からの検知結果の積算値を記録する記録手段、画素算出手段を備え、廃トナー量検知手段２０２、印刷枚数係数手段３０２がそれぞれ入力側に接続され、出力側に満杯警報手段が接続されている制御部３００を備え、制御部３００は、廃トナー量検知手段２０２による所定の充填量に達したことを検知すると、検知後における使用トナー量を前記画素算出手段、印刷枚数計数手段３０１から割り出して前記記録手段に積算し、積算した使用トナー量が満杯までの充填残量に達すると判断した場合に満杯警報を出力することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等を対象として、可視像処理後の廃トナーを回収する収容部を備えた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、収容部での堆積状況判別機構に関する。

周知のように、画像形成装置においては、潜像担持体として用いられる感光体上で画像に対応した静電潜像が形成されると、この静電潜像が現像装置から供給されるトナーにより可視像処理され、記録紙などに可視像が転写された後に可視像を定着して複写出力を得るようになっている。

画像形成装置には、単一色画像だけでなくフルカラー画像を含む複数色の画像を形成する場合もあり、この場合には、複数色の画像を重畳転写する必要がある。

一方、画像転写装置には、感光体のクリーニングあるいはフルカラー画像形成に用いられる転写体を対象としたクリーニングによる発生する未転写トナーを回収する廃トナータンクを装備する場合がある。

廃トナータンクは、内部に回収されるトナーが満杯状態となるとその交換が必要となる。このため、廃トナータンクの交換時期を正確に把握することが廃トナーの溢れによる装置内部の汚損防止を図るうえで必要となる。

従来、廃トナータンクの交換時期、いわゆる、満杯状態を判別して画像形成装置を自動的に停止するようにした構成としては次のものが提案されている。
廃トナータンクを透明体で構成し、その廃トナータンク内に充填される廃トナーの量に応じて変化する光の透過状態に基づき満杯であることを判断して画像形成装置を自動的に停止するようにした構成（例えば、特許文献１，２）。
廃トナータンク内の充填量を２段階に区別し、その段階の一つを満杯予告段階とし、段階の今一つを満杯警報段階としてそれぞれ検知できる２種類の検知センサを備え、１段階での検知が行われた場合に満杯予告の警報を行い、２段階での検知が行われると満杯警報を行うことで画像形成装置の自動停止を行うようにした構成（例えば、特許文献３）である。

実公平０５−０１５６０３号公報 実公平０５−３１３４３４号公報 特開平０５−１８８８３５号公報

しかし、特許文献１，２に開示されているような構成においては、廃トナータンク内で廃トナーが充満した場合に突然画像形成装置が停止してしまうことになり、ユーザ側に予備の廃トナータンクの準備がない場合には、画像形成処理が中断される時間が長くなる虞がある。

特許文献３に開示されている構成においては、２段階の検知方式を採用していることから、そのための構成として２種類の検知部を設置する必要がある。このため、検知部を設置するためのスペースの確保が必要となったり、装置構成が複雑化してしまう虞がある。特に複数種類の検知手段というように検知部の種類が増えると、保守点検や交換などの手間がかかることになり廃トナータンクの交換とは別の問題が発生することもある。

また、通常、廃トナータンクは、カスタマーエンジニア（ＣＥ）によってメンテナンス交換を行われることが多く、満杯時やニア満杯時にユーザから連絡があってもカスタマーエンジニアが即座に対応することができない場合がある。このため、カスタマーエンジニア（ＣＥ）は、定期訪問時などに廃トナータンクの容量を目分量で確認し、充填可能な残量を大まかに判断して次回の訪問時までに満杯となってしまうと判断した場合には廃トナータンクを交換するという手順を採ることが多い。このような手順によりユーザ側での画像形成処理の中断時間、いわゆるダウンタイムを少なくすることができる反面、次のような新たな問題が発生する。
つまり、カスタマーエンジニアによる訪問時点での判断により交換されないままとなっている場合には、廃トナータンクに対する充填許容量がユーザの作業量によって大きく異なることから、その余裕分まで見込んで交換してしまうと、充填許容量に残りが多くある場合でも交換してしまうこともあり、交換費用などの経済的なロスが発生する虞がある。

本発明の目的は、上記従来の画像形成装置、特に、廃トナータンクの交換時期に関する問題に鑑み、部品点数の増加や構成の複雑化を招くことなく廃トナータンクの交換による装置のダウンタイムを発生させることなく、最大充填量までの回収を行える構成からなる廃トナータンクを備えた画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）像担持体と、該像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段とを有し、トナー画像の転写後に行われるクリーニング機構により回収された廃トナーが該クリーニング機構から投入される収容容器本体を備えた画像形成装置において、
前記容器本体に回収された廃トナーの量が予め設定されている満杯時での充填量よりも少ない充填量に達したことを検知する廃トナー量検知手段と、
前記廃トナー量検知手段、該廃トナー量検知手段からの検知結果の積算値を記録する記録手段、画素算出手段および印刷枚数係数手段がそれぞれ入力側に接続され、出力側に満杯警報手段が接続されている制御部とを備え、
前記制御部は、前記廃トナー量検知手段による所定の充填量に達したことを検知すると、検知後における使用トナー量を前記画素算出手段、印刷枚数計数手段から割り出して前記記録手段に積算し、積算した使用トナー量が満杯までの充填残量に達すると判断した場合に満杯警報を出力することを特徴とする画像形成装置。

（２）前記制御部は、前記記録手段に登録されている満杯までの使用トナー量と前記画素算出手段、印刷枚数係数手段から割り出された使用トナー量との合算値が満杯時の充填量に達すると判断した場合に満杯警報を出力することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記制御部は、前記廃トナー量検知手段による廃トナーの充填了量検知後において積算した使用トナー量が満杯までの充填残量若しくは満杯時の充填量に達すると判断した場合に、装置外に警報することを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。

（４）前記廃トナー量検知手段は、廃トナーの充填量増加を光学的に検知する構成が用いられていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。

（５）前記制御部は、満杯までの充填残量に達することあるいは満杯時での充填量に達すると判断した場合には、前記画像形成に用いられる手段を強制停止することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の画像形成装置。

（６）前記収容容器本体には、該本体の長手方向に軸線方向を有し、互いに軸線方向中央に向け回収される廃トナーを移動させることが可能なスクリューオーガが配置され、該軸線方向中央で廃トナーが盛り上がる位置には、廃トナーの盛り上がりに応じて充填量を検知可能な前記廃トナー量検知手段が配置されていることを特徴とする（１）または（４）に記載の画像形成装置。

（７）前記制御部は、前記廃トナー量検知手段による充填量の検知後、上記使用トナー量が前記満杯までの充填残量に相当していると判断した場合に、該充填残量に見合うトナー使用量の消費が可能な印刷枚数若しくは画素数の範囲で画像形成を継続させることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。

（８）前記像担持体およびこれに係る画像形成処理部材が纏めてケース内に収容されたプロセスカートリッジを用いることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載の画像形成装置。

本発明によれば、廃トナー量検知手段による充填量が検知された時点で満杯として判断するのではなく、その時点を基準として、満杯までの充填残量を割り出し、その充填残量に対する使用トナー量から生成される廃トナー量に基づき満杯判断を行う。これにより、廃トナー量検知手段による検知に基づき、その検知後の使用トナー量を充填残量あるいは満杯時での充填量と対比することで２段階の廃トナー満杯判断過程が設定されることになる。これにより、カスタマーエンジニア（ＣＥ）による交換準備期間が設定可能となり、ダウンタイムを低減することができる。しかも、交換時期の判別には必要最小限の検知手段を用いるだけで済むので、構成の複雑化や部品点数の増加によるコスト上昇を防止することが可能となる。

以下、図に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１に示されている画像形成装置は、複数色の画像形成が可能なカラープリンタを示している。なお、本発明は、画像形成装置としてプリンタに限らず、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機さらにはこれら各機能を複合させた装置を含むものである。

図１において、画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫを並設したタンデム構造が採用されている。
図１に示す構成の画像形成装置１００は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成された可視像が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体（以下、転写ベルトという）１１に対して１次転写工程を介して順次転写され、その後、記録シートなどが用いられる記録紙Ｓに対して２次転写工程において一括転写されるようになっている。
本実施例における転写ベルトは、樹脂フィルムまたはゴムを基体としてループ状に形成された無端ベルトが用いられている。なお、転写ベルト１１は、展張面の一部にテンションローラ７４が設けられて弛みを防止されている。

各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されており、いま、ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０ＢＫを対象として説明すると、感光体ドラム２０ＢＫの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置３０ＢＫ，現像装置４０ＢＫ、１次転写ローラ１２ＢＫおよびクリーニング装置５０ＢＫが配置されている。帯電後に行われる書き込みは、後述するように、光走査装置８が用いられる。
本実施例においては、感光体ドラムおよびこれに対する画像形成処理を行う装置のうちで、光書き込みを行う光走査装置８以外の装置に相当する帯電装置３０，現像装置４０，クリーニング装置５０が纏めて一つのケースで構成されるプロセスカートリッジに収容されている。

転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成された可視像が、転写ベルト１１の同じ画像位置に重ねて転写されるようになっている。このため、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向して配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫによる電圧印加は、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。

各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。

画像形成装置１００は、各色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫを用いて画像形成処理を行う画像ステーションが構成され、前述したように、１次転写部には、転写ベルト１１及び１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫを備えた転写ベルトユニット１０が備えられ、２次転写部には、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである２次転写ローラ５が備えられている。
転写ベルト１１には、転写残トナーなどを除去するための中間転写ベルトクリーニング装置１３が設けられ、さらに、転写ベルト１１の下方には、４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光走査装置８が設けられている。
本実施例における光走査装置８は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、ミラーおよび回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂ（図１では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である）を出射して感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫに静電潜像を形成する構成とされている。

画像形成装置１００には、２次転写部に位置する２次転写ローラ５とこれに対峙する転写ベルト１１との間に向けて記録紙Ｓを搬送するための給送機構が設けられている。
給送機構は、記録紙Ｓを積載した給紙カセット６１Ａとを装備した給送装置６１と、給紙装置６１から搬送されてきた記録紙Ｓを画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、２次転写部に向けて繰り出すレジストローラ対４と、記録紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。

画像形成装置１００には、トナー像が転写された記録紙Ｓにトナー像を定着させるための定着ローラ６２およびこれに対向当接する加圧ローラ６３とを備えた熱ローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着済みの記録紙Ｓを画像形成装置１００の本体外部に排出する排紙ローラ７と、画像形成装置１００の本体上部に配設され排出ローラ７により画像形成装置１００の本体上面部が用いられる排紙トレイと、排紙トレイの下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫとが備えられている。

転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫの他に、転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２及び従動ローラ７３，テンションローラ７４を有しており、各プロセスカートリッジの感光体ドラムと対峙しながら移動することで順次、複数の色画像が重畳転写される。

従動ローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ７３には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫと、２次転写ローラ５と、クリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。

給紙装置６１は、画像形成装置１００の本体下部に有する空間部において着脱可能に配設されている給紙カセット６１Ａを備えており、最上位の記録紙Ｓの上面に当接する繰り出し手段としての給送ローラ３が配置されている。
給送ローラ３は、反時計回り方向に回転駆動されることにより、これと対峙する摩擦分離機と協働して最上位の記録紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。

定着装置６は、熱源を内部に有する定着ローラ６２と、定着ローラ６２に圧接された加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持した記録紙Ｓを定着ローラ６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を記録紙Ｓの表面に定着するようになっている。

転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト１１上の転写残トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。
クリーニング装置１３は、また転写ベルト１１から除去した転写残トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。なお、図１に示す構成の画像形成装置１００では、転写ベルト１１に対して各感光体ドラムで形成された画像を順次転写することで色画像が重畳されたものを２次転写ローラ５により記録紙Ｓに一括転写する方式であるが、これに代えて、転写ベルト１１に記録紙Ｓを担持し、この記録紙Ｓを各感光体ドラムに対峙させて各色の画像を直接記録紙Ｓ上で重畳する方式とすることも可能である。

図２は、画像形成装置１００の側壁の一部をなすカバー１００Ａを開放した状態を示す図であり、同図において、カバー１００Ａを開放すると、内装されている転写ベルトユニット１０および各プロセスカートリッジでの排出パイプ（便宜上、符号Ｐ１で示す）および廃トナータンク２００が外部に露呈し、これらユニットやプロセスカートリッジおよび廃トナータンク２００を交換やメンテナンスを行うことができる。

廃トナータンク２００は、図３に示すように回収された廃トナーを収容可能な収容容器本体２００Ａとこの容器本体２００Ａに接続された回収パイプ２００Ｂ，２００Ｃとで構成されている。

回収パイプ２００Ｂは、各プロセスカートリッジにおけるクリーニング装置からの廃トナーを導入するためのパイプであり、回収パイプ２００Ｃは転写ベルトユニットに設けられているクリーニング装置（図１において符号１３で示す部材）からの廃トナーを導入するためのパイプである。各プロセスカートリッジからの廃トナーを回収する回収パイプ２００Ｂには、各プロセスカートリッジから延長された排出パイプＰ１の接続口２００Ｂ１が設けられ、回収パイプ２００Ｃには転写ベルトユニット１０側のクリーニング装置１３からの排出パイプを接続可能な接続口２００Ｃ１が設けられている。

図４は、廃トナータンク２００の収容容器本体２００Ａの内部構造を説明するための透視図であり、収容容器本体２００Ａの内部には、該容器本体の長手方向に平行する軸線方向を有したスクリューオーガ２０１が配置されている。

スクリューオーガ２０１は、軸線方向中央を境にして螺旋方向が相対し、軸線方向中央に向けて廃トナーを移動させるリード方向が設定されている螺旋羽根２０１Ａ、２０１Ｂを備えている。

スクリューオーガ２０１は、軸線方向両端側で容器本体２００Ａに形成されている廃トナー導入口２００Ａ１から入り込む廃トナーを軸線方向中央に向け移動させるようになっており、軸線方向中央に堆積することでその部分を盛り上がらせるようになっている。廃トナーの導入口を容器本体の長手方向両端にそれぞれ設けることにより、クリーニング装置からの廃トナーを個々に導入することができ、これらクリーンニング装置からの廃トナーを纏めて移送する必要がないので、移送のための構成が大型化することを防止できる。

容器本体２００Ａにおける長手方向中央には、廃トナー量検知手段２０２が設けられている。
廃トナー量検知手段２０２は、図４の右下において軸線方向に沿った断面図として示すように、容器本体２００Ａに形成された検知開口２００Ａ２内に自由端を進入させたシリコンゴムなどの可撓性を有したフィラー２０２Ａと、フィラー２０２Ａを回動可能に支持する支軸２０２Ｂが支持されているブラケット２０２Ｃと、不動部に形成された開口部２０２Ａ２内で揺動可能なフィラー２０２Ａの自由端に設けてある検出突起２０２Ａ１の回動軌跡中に透過光学路を有するフォトセンサ２０２Ｄとで構成されている。

フォトセンサ２０２Ｄは、容器本体２００Ａ内の長手方向中央で堆積して盛り上がる廃トナーにより上昇する方向にフィラー２０２Ａが回動した場合を検知するために設けてある。このため、盛り上がった廃トナーにより押し上げられたフィラー２０２Ａの検出突起２０２Ａ１が光路を遮断すると、容器本体２００Ａ内に充填されて堆積する廃トナーの充填量が満杯時よりも少ないニア満杯位置にあることを検知できるようになっている。本実施例では、ニア満杯状態として、満杯状態での充填量の８０％に相当する場合を設定し、この場合に廃トナー量検知手段２０２から検知信号が出力されるようになっている。

廃トナー量検出手段２０２は、図５に示す制御部３００に接続されて、容器本体２００Ａ内での廃トナーの満杯予測判別に用いられるようになっている。
図５において制御部３００は、画像形成処理のシーケンス制御に用いられる制御部であり、図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して本実施例に関係するものとして、入力側には廃トナーの充填量を検知する廃トナー量検知手段（図５では、便宜上、廃トナー充填量検知センサと表現している）２０２、表示部を備えた操作パネル３０１および印刷枚数計数手段３０２が接続され、出力側には、前記操作パネル３０１の表示部およびサービスセンターなどに設けられている警報部３０３が通信回線などを介して接続されている。

制御部３００には、廃トナー量検知手段２０２からの検知信号の入力履歴を登録可能な記録手段（メモリ）と、画素情報を積算する画素算出手段および印刷枚数計数手段が備えられている。記録手段（メモリ）には、前記入力履歴だけなく、トナー使用量を割り出す際に用いられる画素情報と印刷枚数とがマップとして登録されている。つまり、マップは、画素情報に基づく一枚あたりのトナー使用量と印刷枚数とを用いてそれらの積算に基づくトナー使用量の総和とが関係づけられており、トナー使用量の総和から実験等により求めた廃トナー量が登録されている。従って、トナーの使用量を算出することで廃トナーの充填量を割り出せるようになっている。

制御部３００では、廃トナー量検知手段２０２からの検知信号が入力されると、入力履歴を参照し、入力履歴がない場合には、新規の検知であるとして、ニア満杯状態を警報しながら、そのまま画像形成処理を継続させることができる。

一方、制御部３００において廃トナー量検知手段２０２からの入力履歴がある場合には、検知信号の入力後におけるトナー使用量を、画素算出手段および印刷枚数計数手段３０２から割り出し、満杯に至るまでの間の充填残量と使用トナー量からの廃トナー量とを対比して充填残量に達する、換言すれば、充填残量がなくなる時点を警報するようになっている。また、制御部３００では、画像形成毎の画素情報を積算しておき、廃トナー量検知手段２０２からの検知信号が入力された場合に積算された画素情報の積算値に基づく使用トナー量と、前述した充填残量に対応した画素情報および印刷枚数に基づく使用トナー量との合算値が満杯時での使用トナー量に達すると判断した場合を対象として警報するようにもなっている。つまり、充填残量のみを重視して検知後の画像形成条件に基づく満杯状態を予測して警報する場合と、積算されたトナー使用量と充填残量に対応するトナー使用量とを合わせた量が満杯に相当していることを判断して警報する場合とが選択できるようになっている。
いずれの場合にも、充填残量が割り出されることが前提となっており、充填残量がなくなるまでの間の期間を演算処理により割り出すことにより、満杯に至るまでの間に、廃トナータンクの交換準備期間などを設定することができる。これにより、不意の稼働停止を避けると共に、交換時期の適正化により画像形成装置のダウンタイムを低減できることになる。

本実施例は以上のような構成であるから、図６，７に示すフローチャートに基づき制御部３００の作用を説明すると次の通りである。
本実施例では、制御部３００において、廃トナータンク２００の交換時期に関する警報を、廃トナー量検知手段２０２からの検知信号の入力とこれに基づく満杯時までの充填残量の割り出しによって行うことにより、残量検知部材の使用数を少なくしている。

前記警報は、サービスセンタのカスタマーエンジニアと画像形成装置のユーザとの両者にそれぞれ行うようになっており、カスタマーエンジニアはその警報に基づき交換の準備を行うことができ、ユーザへの警報は、廃トナータンクが満杯になるとする予測警報と満杯となった場合の自動停止を行うようになっている。

図６において、画像形成装置の始動時あるいはカバーの開閉動作終了時には、イニシャライズ処理が実行され（Ｓ０），この処理中において、制御部３００では、廃トナー量検知手段２０２の入力履歴が確認される（Ｓ１）。

廃トナー量検知手段２０２の作動に基づき、廃トナータンク２００内の充填量が満杯時の８０％に達したかどうかが判別され（Ｓ２），達していない場合には、画像形成処理が継続され、達していると判別した場合には、ステップＳ１において入力履歴がないことを確認しているので、新規履歴として登録し、ニア満杯状態であることをサービスセンターのカスタマーエンジニアに警報する（Ｓ３）。
この場合の判別は、廃トナー量検知手段２０２が満杯状態よりも少ないニア満杯状態（満杯時の８０％）の時に廃トナー量検知手段が作動した場合に相当しており、交換時期が近いとしてサービスセンタの警報部３０３に判別結果を送信する。サービスセンターでは、交換時期の警報を確認することで廃トナータンク２００を交換するための準備を行う手順が採られる。

廃トナー量検知手段２０２からの検知信号が入力されると、それ以降で形成される画像に対応した画素情報が積算されて使用トナー量として記録手段に登録される（Ｓ４，Ｓ５）。

一方、入力履歴が既に登録されている場合および画素情報の積算値が記録手段に登録されると、満杯に至る充填残量分に対する現時点でのトナー使用量が割り出されて廃トナータンク２００内での廃トナーの充填量が所定の量に達しているかどうかが判別される（Ｓ６）。つまり、廃トナー量検知手段２０２からの検知信号が入力された後は、それ以降で形成される画像の画素情報が逐一記録手段に積算され、満杯に至るまでの間の充填残量を基準として、満杯以前の充填量が満杯状態にさらに近づいている状態であるモアニア満杯状態（満杯時の９５％）であるかどうかを判別する。
モアニア満杯状態（ニア状態からさらに満杯に近づく状態）の判別は、検知信号入力後に行われる画像形成毎に登録される画素情報の積算値が予め設定されているモアニア満杯状態時での設定値に達しているかどうかにより判別される。

ステップＳ６においてモアニア満杯状態であることが判別されると、操作パネル３０１の表示部においてモアニア満杯状態、つまり、満杯状態が近いことをメッセージとして表示する（Ｓ７）。

表示後において満杯に至るまでの間は画像形成が可能であるので、画像形成が行われる毎に印刷枚数を積算して記録手段に登録し（Ｓ８，Ｓ９）、満杯に至るまでの間の充填残量、つまり満杯状態の９５％に対する満杯までの充填残量分と印刷枚数から得られる使用トナー量との対比を行う。

印刷枚数の積算値は記録手段に登録され、その登録値が所定数に達したかどうかが判断され（Ｓ１０），所定数に達した場合には、満杯状態に達したとして画像形成装置の自動的に強制的に停止させる（Ｓ１１）
なお、印刷枚数を基準としてのみでなく、その印刷に際しての形成条件となる画素情報も合わせて積算して両者の積算値から得られる使用トナー量を充填残量と対比するようにすれば、満杯に至るまでの時期および満杯時を正確に把握することができ、稼働停止までに無駄な時間、つまり、実際にはまだ使用できるのにもかかわらず、不用意に停止してしまうという事態を避けることができる。

なお、図７は、図６に示したモアニア満杯状態判別後の処理として、印刷枚数に代えて画素情報の積算値を用いる場合を示している。なお、図７において図６に示した処理を同じ内容のステップは、符号に「’（ダッシュ）」を付けて表示する。

図７において、モアニア満杯状態を表示した後、満杯状態までの画像形成を行う場合に画像形成毎に画素情報を積算し（Ｓ４０）、積算値を記録手段に登録しておき、その積算値が所定の値に達したかどうかを判別し（Ｓ１０’）、所定の値に達した場合には、図６に示した場合と同様に、強制的に画像形成装置を自動停止させる（Ｓ１１’）。

このように強制的な自動停止を行うことで、廃トナーが廃トナータンクから溢れたりすることがないので、廃トナータンク周辺部の汚染を防止できる。

本発明者は、本実施例による画像形成装置を用いて実通紙評価を行ったところ、図８に示す結果を得た。
図８に示す評価は、廃トナー重量の検知および通知が確実に動作するかどうかで判定した。

評価に際しての実験条件は次の通りである。廃トナー量検知手段２０２での検知充填量（ニア満杯時）として、満杯時の８０％を設定し、モアニア満杯時での充填量を満杯時の９５％に設定している。

図６に示したフローチャートに基づく手順により、モアニア満杯状態判断後の実印刷可能枚数を１０Ｋ枚とし、使用機械としては、（株）リコー製のｉｍａｇｉｏ ＭＰＣ４５００改造機を用い、通紙条件としてＡ４／画像面積率５％画像／２枚毎間欠給送／フルカラー１００％で満杯検知が働き改造機が強制停止するまで実施した。評価から、約１３０Ｋ枚で廃トナー量検知手段による検知信号が出力され、その後、約１５０Ｋ枚でモアニア満杯状態の判別結果が見られ、１６０Ｋ枚を超えた時点で操作パネルの表示部にて満杯状態を警報する結果が得られ、画像形成動作が停止された。
最後の時点で廃トナータンクを確認したところ、内部はほぼ満杯に達するまで廃トナーが充填されており、有効な廃トナー満杯予測検知が行われたことを確認できた。また評価結果から、満杯状態に対しニア満杯状態およびモアニア満杯状態検知のタイミングは、ほぼねらい通りの値を示していることが確認でき、検知のための機械的な動作部分を少なくしても有効な満杯予測検知が行えることがわかる。

本発明による画像形成装置の全体構成を示す模式図である。 図１に示した画像形成装置における側部のカバーを開放した状態を示す外観図である。 本発明による画像形成装置に用いられる廃トナータンクへの廃トナーの回収経路を説明するための図である。 図３に示した廃トナータンク内部の構成を説明するための図である。 本発明による画像形成装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。 図５に示した制御部の一態様を説明するためのフローチャートである。 図５に示した制御部の他の態様を説明するためのフローチャートである。 本発明による画像形成装置での廃トナー回収に係る評価実験結果を示す表図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
２００ 廃トナータンク
２００Ａ 収容容器本体
２０１ スクリューオーガ
２０１Ａ、２０１Ｂ 螺旋羽根
２０２ 廃トナー量検知手段
３００ 画素積算手段を備えた制御部
３０１ 表示部を備えた操作パネル
３０２ 印刷枚数計数手段
３０３ サービスセンタに設けた警報部

Claims (8)

1. 像担持体と、該像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段とを有し、トナー画像の転写後に行われるクリーニング機構により回収された廃トナーが該クリーニング機構から投入される収容容器本体を備えた画像形成装置において、
   前記容器本体に回収された廃トナーの量が予め設定されている満杯時での充填量よりも少ない充填量に達したことを検知する廃トナー量検知手段と、
   前記廃トナー量検知手段、該廃トナー量検知手段からの検知結果の積算値を記録する記録手段、画素算出手段および印刷枚数計数手段がそれぞれ入力側に接続され、出力側に満杯警報手段が接続されている制御部とを備え、
   前記制御部は、前記廃トナー量検知手段による所定の充填量に達したことを検知すると、検知後における使用トナー量を前記画素算出手段、印刷枚数係数手段から割り出して前記記録手段に積算し、積算した使用トナー量が満杯までの充填残量に達すると判断した場合に満杯警報を出力することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記記録手段に登録されている満杯までの使用トナー量と前記画素算出手段、印刷枚数係数手段から割り出された使用トナー量との合算値が満杯時の充填量に達すると判断した場合に満杯警報を出力することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記廃トナー量検知手段による廃トナーの充填了量検知後において積算した使用トナー量が満杯までの充填残量若しくは満杯時の充填量に達すると判断した場合に、装置外に警報することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記廃トナー量検知手段は、廃トナーの充填量増加を光学的に検知する構成が用いられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、満杯までの充填残量に達することあるいは満杯時での充填量に達すると判断した場合には、前記画像形成に用いられる手段を強制停止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記収容容器本体には、該本体の長手方向に軸線方向を有し、互いに軸線方向中央に向け回収される廃トナーを移動させることが可能なスクリューオーガが配置され、該軸線方向中央で廃トナーが盛り上がる位置には、廃トナーの盛り上がりに応じて充填量を検知可能な前記廃トナー量検知手段が配置されていることを特徴とする請求項１または４に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記廃トナー量検知手段による充填量の検知後、上記使用トナー量が前記満杯までの充填残量に相当していると判断した場合に、該充填残量に見合うトナー使用量の消費が可能な印刷枚数若しくは画素数の範囲で画像形成を継続させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体およびこれに係る画像形成処理部材が纏めてケース内に収容されたプロセスカートリッジを用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。

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