JP2010281885A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一部分が大量に印字された場合や、キャリブレーションでパッチを大量に書いた場合等に生じる、廃トナー容器内の廃トナーに著しく偏りが発生した場合は、トナーを回収しきれず、廃トナー容器から溢れたり、まだ廃トナー容器に余裕があるのにも関わらず、廃トナー容器が満量と検知してしまう事があった。
【解決手段】 廃トナー容器内の廃トナーに偏りが生じたと判断した場合に、ユーザに廃トナー容器を攪拌させることを報知する構成を用いることによって、特別な部品や機構を必要とせずに、廃トナー容器から収容されたトナーを溢れさせずに、多くの廃トナーを収容することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レーザビームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置、及び画像形成装置本体に着脱可能な廃トナー回収手段に関するものである。

複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置において、一般に、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーによって、トナー画像として顕像化し、このトナー画像を転写器によって記録媒体に転写し、定着装置によって定着する。感光体ドラムに形成されたトナー画像は、一部が記録媒体に転写されずに感光体ドラムに残るため、このトナーを廃トナーとしてクリーニング器によって感光体ドラムから除去し、廃トナー容器に回収している。

また、複数の色のカートリッジを搭載したカラー画像形成装置では複数の色のトナーを合わせて転写させるために、キャリブレーションを行う必要がある。キャリブレーションは、一般的に中間転写体などの両端にパッチを形成して、この濃度を光学的に読み取り、その結果に基づいて、出力特性を更新する処理である。中間転写体に書かれたパッチは記録媒体に転写することなく、廃トナー容器に回収している。

廃トナー容器は満杯になった状態でプリントやキャリブレーションを続けた場合、トナーが回収しきれず、廃トナー容器から溢れてしまい、装置内を汚してしまう恐れがある。

廃トナー容器からトナーを溢れさせない手段として、下記特許文献１のように廃トナー容器に廃トナーの量を測定する廃トナー検知センサを設ける構成がある。これは図１（ａ）に示すように廃トナー容器に透過窓を設置し、トナー量が少ないと光検知部で光を検知でき、トナー量が多くなるとトナーが光を遮り、光検知部で光を検知できなくなる構成がある。しかし、この構成だと、一部分が大量に印字された場合や、キャリブレーションでパッチを大量に書いた場合、図１（ｂ）のように廃トナー容器に余裕があるのにも関わらず、廃トナー容器が満杯と検知してしまう事があった。

また、下記特許文献２のように廃トナー検知センサを設けず、ピクセルカウントによる印字率と、画像サイズと記録媒体サイズによって廃トナー量を算出し、その結果により処理を行う構成がある。しかし、この構成でも、一部分が大量に印字された場合や、キャリブレーションでパッチを大量に書いた場合、トナーが回収しきれず、廃トナー容器から溢れたり、図１（ｂ）のように廃トナー容器に余裕があるのにも関わらず、廃トナー容器が満杯と検知してしまう事があった。

これらの課題を解決するためには、下記特許文献３のように廃トナー容器を定期的に振動させることでトナーを平らにならす構成がある。

特開２０００−１３２０６７号公報 特開２００６−３３０４６０号公報 特開２００２−２１４９２５号公報

しかしながら、このような構成では、高価な部品や複雑な機構を必要として、コストアップは避けられなかった。

本課題を解決するために、一部分が大量に印字された場合や、キャリブレーションでパッチを大量に書いた場合等に生じる、廃トナー容器内の廃トナーに著しく偏りが発生した場合は、ユーザに廃トナー容器攪拌要求を報知することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明第１に係る発明は、
像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成し、前記静電潜像にトナーを供給する現像手段と、トナーを付着すべき画素である印字画素の数をカウントする印字画素カウント手段と、使用済みトナー（廃トナー）を所定の容量の容器内に回収する廃トナー回収手段と、画像形成ごとに累積加算される廃トナー量を記憶しておく廃トナー量記憶手段と、ユーザに前記廃トナー回収手段の攪拌を知らせる報知手段を有する画像形成装置において、前記廃トナー回収手段の廃トナーに偏りが生じた場合、ユーザに前記廃トナー回収手段を手動で攪拌することを報知することを特徴とする。

本発明の第２に係る発明は、
第１の発明の画像形成装置において、前記廃トナー偏り検知手段が偏りを検知した場合、ユーザに前記廃トナー回収手段を手動で攪拌することを報知するとともに、画像形成動作を禁止することを特徴とする。

本発明の第３に係る発明は、
第１の発明の画像形成装置において、前記廃トナー偏り検知手段が、前記印字画素カウント手段を少なくとも２ヶ所以上の領域に設け、領域毎に廃トナー量を前記廃トナー量記憶手段に記憶する構成で、前記廃トナー量記憶手段に記憶した廃トナー量が領域により大きく異なる場合、前記廃トナー回収手段の廃トナーに偏りが生じたと判断することを特徴とする。

本発明の第４に係る発明は、
像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成し、前記静電潜像にトナーを供給する現像手段と、廃トナーを所定の容量の容器内に回収する廃トナー回収手段と、前記廃トナー回収手段のトナー量を検知する廃トナー検知手段と、ユーザに前記廃トナー回収手段の攪拌を知らせる報知手段を有する画像形成装置において、前記廃トナー回収手段の廃トナーに偏りが生じた場合、ユーザに前記廃トナー回収手段を手動で攪拌することを報知することを特徴とする。

本発明の第５に係る発明は、
第４の発明の画像形成装置において、前記廃トナー偏り検知手段が偏りを検知した場合、ユーザに前記廃トナー回収手段を手動で攪拌することを報知するとともに、画像形成動作を禁止することを特徴とする。

本発明の第６に係る発明は、
第４の発明の画像形成装置において、前記廃トナー偏り検知手段が、前記廃トナー回収手段が少なくとも２ヶ所以上の領域の廃トナー量を検知でき、その検知結果より、廃トナー量が領域により大きく異なる場合、前記廃トナー回収手段の廃トナー量に偏りが生じたと判断することを特徴とする。

本発明の第７に係る発明は、
第２または第５の発明の画像形成装置において、廃トナー容器の着脱を検知する廃トナー容器検知手段を有する画像形成装置において、画像形成動作を禁止されている場合、ユーザが廃トナー容器を取り出し、手動で攪拌し、廃トナー容器を装着した事を検知する、または、新品の廃トナー容器を装着した事を検知することで画像形成動作の禁止を解除し、印字可能とすることを特徴とする。

本発明の第８に係る発明は、
第１または第４の発明の画像形成装置において、前記報知手段が報知内容を外部に表示する表示手段を有することを特徴とする。

本発明の第９に係る発明は、
第１または第４の発明の画像形成装置において、前記報知手段が音で報知する発音手段を有することを特徴とする。

本発明の第１０に係る発明は、
第１または第４の発明の画像形成装置において、前記報知手段が外部機器へ信号を送信する通信手段を有することを特徴とする。

以上説明しように本発明によれば、廃トナー容器に特別な部品や機構を必要とせずに、廃トナー容器から収容されたトナーを溢れさせずに、多くの廃トナーを収容することができる。

従来の廃トナー容器と廃トナー満量検知 本発明の第１の実施例に関する画像形成装置の断面図 本発明の第１の実施例の画像形成システムのブロック図 本発明の第１の実施例の廃トナー検知を説明するフローチャート 本発明の第１の実施例の画像形成装置で形成する画像 本発明の第１の実施例の動作禁止解除を説明するフローチャート 本発明の第２の実施例に関する画像形成装置の断面図 本発明の第２の実施例の画像形成装置で形成する画像

（実施例１）
本発明に基づく、画像形成装置の動作について図面を用いて説明する。本実施例は、一部分が大量に印字された場合に、これを検知し、ユーザに廃トナー容器内の廃トナーを攪拌させることを報知する例である。

図２は、本実施例の画像形成装置としてのレーザプリンタの断面図である。

２０１は、電子写真方式の画像形成装置である。

２０２は、画像形成装置２０１内の各部を回転駆動するためのメインモータである。

２０３は、画像を形成する記録媒体を収納するための給紙トレイである。

２０４は、給紙トレイ２０３に収納された記録媒体を１枚ずつピックアップするための給紙ローラであり、給紙ソレノイド２０６で伝達状態とすることでメインモータ２０２の駆動力から回転力が与えられる。

２０５は、分離パッドであり給紙ローラ２０４により給紙トレイ２０３からピックアップされた記録媒体が重送されないように１枚ずつに分離するためのものである。

２０７はプロセスカートリッジであり、感光ドラム２０８、転写ローラ２０９、帯電ローラ２１０、現像ローラ２１１、補給トナー容器２１２、廃トナー容器２１４等を１つにまとめたものである。これらはプリンタ本体から着脱可能な構成となっている。

感光ドラム２０８は、図示しない高電圧電源から帯電電圧が印加される帯電ローラ２１０により所定電位に帯電され、またレーザスキャナユニット２１９によりレーザビームが照射され、高電圧電源から現像電圧が印加される現像ローラ２１１によりトナーが現像されるものである。このトナーは補給トナー容器２１２から補給される。トナー補給は図示しないが、トナー補給モータとトナー補給スクリューを用いて行われ、トナー補給量はトナー消費量に応じてスクリューの回転数を制御している。

転写ローラ２０９は、感光ドラム２０８上のトナー像を記録媒体に転写すべく高電圧電源から転写電圧が印加されるものである。この転写ローラ２０９で転写できなかったトナーはクリーニングブレード２１３で集め、廃トナー容器２１４に回収する。

２１５は、カートリッジ検知センサであり、プロセスカートリッジ２０７の着脱を検知している。

２１６は、定着ローラであり、内部に記録媒体上のトナー像を熱定着させるためのセラミックヒータを備える。そして、定着ローラ２１６は対向する位置に設けられた加圧ローラ２１７と接するニップ部において記録媒体上のトナー像を熱定着させる。

２１８は、排紙ローラであり定着ローラ２１６及び加圧ローラ２１７により加圧及び加熱されてトナー像が定着した記録媒体を排紙トレイ２２０に排出するものである。

なお、図２の斜線で示すように、感光ドラム２０７、加圧ローラ２１７、排紙ローラ２１８、給紙ローラ２０４はメインモータ２０２から駆動力が与えられて回転する。

画像形成装置には図示しない画素カウント手段があり、画素カウント手段は入力された画像データからトナーを付着すべき画素である印字画素のカウントを行う。この動作をピクセルカウントと称する。また、画像形成装置には図示しない印字率算出手段を有しており、ピクセルカウントによってカウントされた印字画素数が画像データ全体に占める割合である印字率を算出する。印字率の求め方は弊社出願の特開２００２−７２７７０に詳述されている。この印字率を求めることによってトナー消費量が算出できる構成となっており、トナー補給量の制御に利用される。

プロセスカートリッジ２０７には図示しない不揮発性メモリ３０９を設けており、プリント毎に累積される廃トナー量等を記憶している。

このような機構部を制御する制御系の回路構成のブロック図を図３に示す。図３において、３０１はホストコンピュータ等の外部機器３０２から送られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開するとともに、プリンタ内部情報を読み取りそれを表示するためのプリンタコントローラである。３０３はプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ３０１の指示にしたがってプリント動作制御するとともに、プリンタコントローラ３０１へプリンタ内部情報を報知するためのプリンタエンジン制御部である。３０４は帯電、現像、転写等各工程における各高圧出力制御をプリンタエンジン制御部３０３の指示にしたがっておこなう高圧制御部である。３０５はスキャナモータの駆動／停止、レーザビームの点灯をエンジン制御部３０３の指示にしたがって制御する光学系制御部である。３０６は定着ヒータへの通電の駆動／停止をプリンタエンジン制御部３０３の指示にしたがって行う定着器制御部である。３０７はカートリッジ検知センサ２１５の着脱状態をエンジン制御部３０３へ報知するセンサ入力部、３０８はプリンタエンジン制御部３０３の指示にしたがい、記録媒体搬送のためにモータ／ローラ等の駆動／停止を行う記録媒体搬送制御部で、図２のメインモータ２０２の駆動／停止の制御をつかさどるものである。３０９は不揮発性記憶部メモリであり、プリンタエンジン制御部３０３で算出した補給トナー残量、廃トナー量等の情報を記憶しておくために使用される。３１０は表示部であり、プリンタコントローラ３０１から送られるプリント状態、報知内容等の情報を表示している。

本実施例の廃トナー量検知方法を図４のフローチャートを用いて説明する。

まずはパソコンなどの外部機器から画像データを入力すると（Ｓ４０１）、トナーを付着すべき画素データに変換する（Ｓ４０２）。印字画像を横方向に３分割しそれぞれの面積Ａ１、Ａ２、Ａ３を計算する（Ｓ４０３）。今回の例では３分割にしたが、より細かく分割することも可能である。

印字画像は図５のような片側寄せの画像とし、面積は縦Ｌｉを２５０ｍｍ、横Ｗｉを１１０ｍｍとする。したがって印字面積は以下のようになる。

Ａ１＝Ｌｉ１×Ｗｉ１＝０ｍｍ×０ｍｍ＝０ｍｍ^２
Ａ２＝Ｌｉ２×Ｗｉ２＝２５０ｍｍ×３８．１ｍｍ＝９５２５ｍｍ^２
Ａ３＝Ｌｉ３×Ｗｉ３＝２５０ｍｍ×７１．９ｍｍ＝１７９７５ｍｍ^２
そして感光ドラムに帯電させた後、印字画素データに基づきレーザをＯＮ／ＯＦＦさせ、感光ドラム上に静電潜像を形成させる（露光）。このとき、トナーを付着すべき画素データもあわせてカウント（ピクセルカウント）を行う。露光工程が終了した時点で、ピクセルカウントを終了し、ピクセルカウントの値と印字画像の面積から、印字率αを算出する（Ｓ４０４）。印字率は以下の式となる。

α＝（ピクセルカウント値）÷（画像データの全画素数）
αは０から１の範囲で、全く印字画素なく、すべて非印字画素の場合（いわゆる白紙）に０となり、すべて印字画素の場合（いわゆるベタ画像）に１となる。今回は一律α＝０．１とする。

その後、感光ドラム上の静電潜像は前述したプロセスに従い、現像、転写されていく。

感光ドラムには転写されなかった残留トナーが残り、廃トナーとしてクリーニングユニットで掻き落とされ、廃トナー容器に回収されることになる。ここで感光ドラム上のトナーが記録媒体に転写される割合を転写効率γと呼ぶ。感光ドラム上のすべてのトナーが記録媒体に転写された場合に転写効率は１となり、感光ドラム上の全てのトナーが転写されなかった場合に転写効率は０となる。この値は画像形成装置でそれぞれ異なる。転写効率γは、記録媒体の抵抗値によっても変わってくることが知られている。そこで、記録媒体の種類を何種類かに分類し、その種類に応じた転写効率を選択する構成とするとよい。今回は転写効率γ＝０．９５とする。

また、この例では長さＬｐ＝２９６．５ｍｍ、幅Ｗｐ＝２１０．５ｍｍの記録媒体を使用する。これより記録媒体サイズＢは以下のように計算される（Ｓ４０５）。

Ｂ＝Ｌｐ×Ｗｐ＝２９６．５ｍｍ×２１０．５ｍｍ＝６２４１３．２５ｍｍ^２
今回は印字画像が記録媒体内に全て収まる画像とする。

したがって、廃トナーとして回収される量Ｘは以下のように計算される（Ｓ４０６）。

Ｘ＝β×Ａ×α×（１−γ）
ここでβは、印字率１００％時の１ｍｍ^２当たりに消費されるトナー量でありβ＝０．０１ミリグラム／ｍｍ^２とする。なお、βは、画像形成装置によって変わるものであり、それぞれの画像形成装置に応じて設定されるものである。

今回の例では領域を３分割しているため、廃トナー量は以下のようになる。

Ｘ１＝０．０１×０×０．１×（１−０．９５）＝０ミリグラム
Ｘ２＝０．０１×９５２５×０．１×（１−０．９５）＝０．４７６２５ミリグラム
Ｘ３＝０．０１×１７９７５×０．１×（１−０．９５）＝０．８９８７５ミリグラム
また、今回の例では印字画像が記録媒体内に全て収まる画像としたが、エッジ・トゥー・エッジプリントや縁なしプリント等で記録媒体から印字画像がはみ出す場合、廃トナー量Ｘは以下のように計算される。

Ｘ＝β×Ｂ×α×（１−γ）＋β×（Ａ−Ｂ）×α
そして、ここで算出された廃トナー量Ｘは不揮発性メモリに累積加算されていく（Ｓ４０７）。累積廃トナー量は領域毎にそれぞれＹ１、Ｙ２、Ｙ３とする。

以下、プリントが行われる毎にこの処理が繰り返さる。不揮発性メモリに記憶されている累積廃トナー量Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の内、最大値をＹｍａｘ、最小値をＹｍｉｎとする。Ｙｍａｘが廃トナー容器の容量Ｚを３分割した容量の９０％以上となった時点（例えば、廃トナー容器Ｚの容量が９００グラムであればＹ３が２７０グラムとなった時点）で（Ｓ４０８）、廃トナー満量警告を表示部、または画像形成装置に接続された外部機器に表示させる（Ｓ４１２）。

これとともに、ＹｍａｘとＹｍｉｎの差が廃トナー容器の容量Ｚを３分割した容量の２０％以上ある場合（例えば、廃トナー容器の容量Ｚが９００グラム、Ｙ３が２７０グラムであればＹ１が２１０グラム以下の場合）は（Ｓ４０９）、廃トナー攪拌要求を同様に報知させる（Ｓ４１０）。

さらに、Ｙｍａｘが廃トナー容器の容量Ｚを３分割した容量の１００％以上となった時点（例えば、廃トナー容器の容量Ｚが９００グラムであればＹ３が３００グラム以上となった時点）で（Ｓ４１１）、廃トナー満量を同様に報知するとともに、これ以上のプリント動作は、ユーザが廃トナー容器を交換または、攪拌した後でないと行わないようにし、画像形成装置内外に廃トナーが溢れ出る事を防止する（Ｓ４１３）。

本実施例の廃トナー容器攪拌要求報知時の報知解除方法とプリント動作復帰方法を図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、画像形成装置本体からプロセスカートリッジを外したことを検知する（Ｓ６０１）と、廃トナー容器攪拌要求の報知を解除する（Ｓ６０２）。ユーザがプロセスカートリッジを振動させ、容器内の廃トナーを攪拌させた後、画像形成装置本体に装着させると、画像形成装置はプロセスカートリッジを検知する（Ｓ６０３）と、不揮発性メモリの廃トナー量を取得する（Ｓ６０４）。このとき、未使用のプロセスカートリッジを装着した場合は、不揮発性メモリの廃トナー量は０となっている。廃トナー量Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は攪拌された事で、以下の式に従い、平均化する（Ｓ６０５）。

Ｙ１＝Ｙ２＝Ｙ３＝（Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ３）／３
例えば、Ｙ１＝０グラム、Ｙ２＝１５０グラム、Ｙ３＝３００グラムであった場合、Ｙ１＝１５０グラム、Ｙ２＝１５０グラム、Ｙ３＝１５０グラムとなる。

平均化した廃トナー量の１つが廃トナー容器の容量Ｚを３分割した容量の９０％未満であった場合（Ｓ６０６）、プリント動作を復帰する（Ｓ６１０）。

また、平均化した廃トナー量の１つが廃トナー容器の容量Ｚを３分割した容量の９０％以上で１００％未満の場合、廃トナー満量警告を報知して（Ｓ６０８）、プリント動作を復帰する。

さらに、平均化した廃トナー量の１つが廃トナー容器の容量Ｚを３分割した容量の１００％以上であった場合（Ｓ６０７）、廃トナー満量を報知し、プリント動作停止を継続する（Ｓ６０９）。

以上説明したように、本実施例では印字画像サイズと、印字率、転写効率から廃トナー量を算出し、精度の高い廃トナー満量検知を行うことが可能となる。また、廃トナー容器攪拌要求を報知することで、廃トナー容器を効率的に使用することが可能となる。

（実施例２）
実施例１では印字画像が記録媒体に転写する例を示したが、カラー画像形成装置のキャリブレーションでは、すべてのトナーが廃トナー容器に回収される。本実施例では上記問題を鑑みた方式である。

図７は、本実施例の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの断面図である。

図７において、７０１、７０２、７０３、７０４はプロセスカートリッジであり、感光ドラム、帯電ローラ、現像ローラ等を１つにまとめたものである。これらはプリンタ本体から着脱可能な構成となっている。７０１がブラック（ＢＫ）、７０２がシアン（Ｃ）、７０３がマゼンダ（Ｍ）、７０４がイエロー（Ｙ）の色画像用である。便宜上、７０１のブラックについて説明をする。しかし、他の３色についても同様である。

まず感光ドラム７０５が矢印の方向に一定速度で回転駆動され、その表面は帯電装置として帯電ローラ７０９によって一様な電位に帯電される。次に光走査手段７１３から画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームを照射されることにより、走査露光が施され静電潜像が形成される。なお、光走査手段７１３はシアンとブラックの２つの感光ドラムを走査露光し、光走査手段７１４はマゼンダとイエローの２つの感光ドラムを走査露光する構成となっている。

感光ドラム７０５に形成された静電潜像は、現像ローラ７１５によって現像され、ブラックのトナー像として可視化される。現像ローラ７１５にはトナー補給容器７１９から随時、現像剤として、トナーが補給される構成となっている。トナー補給は図示しないトナー補給スクリューを用いて行われ、トナー消費量に応じてスクリューの回転数を制御することで制御されている。また、実施例１と同様にピクセルカウントによってカウントされた印字画素数が印字率を算出する。

以上、ブラックの場合を説明した。他の色についても同様の処理が行われ、感光ドラム７０２にはシアンのトナー像が、感光ドラム７０３にはマゼンダのトナー像が、感光ドラム７０４にはイエローのトナー像が形成される。可視化された４色のトナー像は、転写装置として１次転写ローラ７２３、７２４、７２５、７２６により、一定速度で搬送される中間転写ベルト（以下、ＩＴＢ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｂｅｌｔと略す）７２７上に、ぴったり重なるように転写（一次転写）されていく。すなわち、最初にイエローのトナー像がＩＴＢ７２７上に転写され、その上にマゼンダ、さらにその上にシアン、さらにその上にブラックというように順次重なるようにトナー像が転写され、カラートナー像がＩＴＢ７２７上に形成される。

本実施形態に関わるＩＴＢは周長約１０００ｍｍのシームレス樹脂ベルトで形成され、駆動ローラ７２８、２次転写対向ローラ７２９、テンションローラ７３０の３点軸で張架されている。

カラー画像が形成されたＩＴＢ７２７は図の矢印の方向に回転、搬送されていく。一方、カセット７３１内の記録媒体は、ピックアップローラ７３２によって、２次転写ローラ７３３の位置で、ＩＴＢ７２７上に形成されたカラートナー像とちょうどタイミングが合うように１枚づつ給紙及び搬送される。

給紙、搬送された記録媒体は、フィードローラ７３４、リタードローラ７３５、搬送ローラ７３６等によって搬送され、２次転写ローラ７３３によってＩＴＢ７２７に所定の圧力で押し付けられる。このとき２次転写ローラ７３３には高圧電圧が印加され、ＩＴＢ７２７上のカラートナー像が記録媒体に転写（２次転写）される。

その後、記録媒体は定着器７３７によってトナー像を熱と圧力で画像として定着され、排紙トレイ７３８上に排出される。

ＩＴＢ７２７には記録媒体に転写せずに残留したトナーが残る。その残留トナーを清掃するのがクリーニングユニット７３９である。クリーニングユニット７３９内部にはクリーニングブレード７４０があり、ＩＴＢ７２７に所定の角度、及び所定の圧力が押し当てられている。このクリーニングブレード７４０がＩＴＢ７２７と接する部分で残留トナーは掻き落とされ、ＩＴＢ７２７は清掃される。クリーニングブレード７４０により掻き落とされたトナーは廃トナーとしてクリーニングユニット７３９下部に配置された廃トナー容器７４１に送られ回収される。廃トナー容器検知センサ７４２は廃トナー容器７４１の着脱を検知している。

以上がカラーレーザプリンタの構成と画像形成プロセスの概略である。

キャリブレーション動作を行うときは以下の処理を行う。

各カートリッジの感光ドラムにパッチ画像を形成する。各カートリッジがＩＴＢ７２７上に画像を形成する。形成した画像は図８のような両端にパッチを描いた画像とする。図示しない発光手段はＩＴＢ７２７上を照らし、受光手段は反射された光量を検知している。トナーが載っていないベルト上を照射する場合は、乱反射が少なく光量は高くなる。トナーが載っているベルト上を照射する場合は、乱反射が多く光量が低下する。この検知方法より各カートリッジにおける画像形成の出力特性を変更している。ＩＴＢ７２７上に転写されたトナーは２次転写ローラで転写されず、すべて廃トナー容器に回収される。

本実施例の廃トナー量検知方法は実施例１と同様に図３のフローチャートを用いる。

まずはキャリブレーション処理を指示すると、予め記憶させておいたキャリブレーションに使用する印字画像を取得する。印字画像を横方向に３分割しそれぞれの面積Ａ１、Ａ２、Ａ３を計算する。印字画像は図８のような両端寄せの画像とし、面積は縦Ｌｉを５００ｍｍ、横Ｗｉを１０ｍｍの画像を両端に描く。したがって印字面積は以下のようになる。

Ａ１＝Ｌｉ１×Ｗｉ１＝５００ｍｍ×１０ｍｍ＝５０００ｍｍ^２
Ａ２＝Ｌｉ２×Ｗｉ２＝０ｍｍ×０ｍｍ＝０ｍｍ^２
Ａ３＝Ｌｉ３×Ｗｉ３＝５００ｍｍ×１０ｍｍ＝５０００ｍｍ^２
そして感光ドラムに帯電させた後、印字画素データに基づきレーザをＯＮ／ＯＦＦさせ、感光ドラム上に静電潜像を形成させる（露光）。このとき、トナーを付着すべき画素データもあわせてカウント（ピクセルカウント）を行う。露光工程が終了した時点で、ピクセルカウントを終了し、ピクセルカウントの値と印字画像の面積から、印字率αを算出する。今回は印字率α＝０．８とする。

その後、感光ドラム上の静電潜像は前述したプロセスに従い、現像、転写されていく。

感光ドラムには転写されなかった残留トナーが残り、廃トナーとしてクリーニングユニットで掻き落とされ、廃トナー容器に回収されることになる。今回はトナーが記録媒体に転写されないため、転写効率γ＝０とする。

したがって、今回の例では廃トナー量は以下のようになる。

Ｘ１＝０．０１×５０００×０．８×（１−０）＝４０ミリグラム
Ｘ２＝０．０１×０×０．９×（１−０）＝０ミリグラム
Ｘ３＝０．０１×５０００×０．８×（１−０）＝４０ミリグラム
今回の例では廃トナー量を計算したが、キャリブレーション時に形成する画像は変わらないので、キャリブレーション時に使用される廃トナー量を予め記憶しておいても良い。

以上のように廃トナー量を求め、実施例１と同様の処理で廃トナー偏り検知と廃トナー攪拌要求報知を行う。

（実施例３）
実施例１では、記録媒体のサイズはユーザが指定したサイズとした。しかしながら、ユーザが正しく記録媒体のサイズを指定しなかった場合には、記録媒体に転写されない部分が出て、廃トナー量の計算が合わなくなるという問題がある。本実施例では、記録媒体のサイズを自動的に検知可能なメディアサイズ検知センサを画像形成装置に設け、このメディアサイズ検知センサの検知結果に基づいて、形成した画像が記録媒体に転写するか否かを判断する構成とした。この実施例によれば、ユーザに手を煩わすことなく、記録媒体に転写されない廃トナー量を計算でき、前述した問題は回避されることになる。

（実施例４）
実施例１では、記録媒体の種類はユーザが指定した種類とした。しかしながら、ユーザが正しく記録媒体の種類を指定しなかった場合、あるいは指定し忘れた場合には転写効率が正しく選択されず、廃トナー量の計算が合わなくなるという問題がある。本実施例では、記録媒体の種類を自動的に検知可能なメディア検知センサを画像形成装置に設け、このメディア検知センサの検知結果に基づいて転写効率を決める構成とした。この実施例によれば、ユーザの手を煩わすことなく、確実に記録媒体に合った転写効率が選択されるため、前述した問題は回避されることになる。

メディア検知センサによっては、厚紙、薄紙、ＯＨＴといったメディアの種類の判別をし、それぞれの種類に応じた転写効率を選択する方法でもよいし、また、例えば記録媒体の反射強度、透過光強度、表面の凹凸度といった物理量を検知可能なメディア検知センサも存在する。このようなメディア検知センサを用いた場合にはそれらの物理量に応じて転写効率を分類する方法でも良い。

（実施例５）
実施例１では、廃トナー量を計算から求めていた。しかしながら、廃トナー容器をユーザが正しく攪拌しないで、画像形成装置本体に装着した場合、正しく、廃トナー量を検知できない場合がある。本実施例では、廃トナー容器内に廃トナー量を検知できる廃トナー検知センサを設け、廃トナー検知センサの検知結果に基づいて廃トナー量の偏りを報知する構成とした。この実施例によれば、確実に廃トナー量を検知でき、廃トナー容器を効率的に使用することが可能となる。

廃トナー検知センサによっては、光検知部を複数有することにより、廃トナー容器内の廃トナー量を検知する方法や、電波を発振し、その反射により、廃トナー容器内の廃トナー量を検知する方法などが存在する。このような廃トナー検知センサを用い、廃トナー容器内の廃トナーの偏りを検知する方法でも良い。

２０１ 画像形成装置
２０２ メインモータ
２０３ 給紙トレイ
２０４ 給紙ローラ
２０５ 分離パッド
２０６ 給紙ソレノイド
２０７ プロセスカートリッジ
２０８ 感光ドラム
２０９ 転写ローラ
２１０ 帯電ローラ
２１１ 現像ローラ
２１２ 補給トナー容器
２１３ クリーニングブレード
２１４ 廃トナー容器
２１５ カートリッジ検知センサ
２１６ 定着ローラ
２１７ 加圧ローラ
２１８ 排紙ローラ
２１９ レーザスキャナユニット
２２０ 排紙トレイ
３０９ 不揮発性メモリ
７０１ プロセスカートリッジ（ブラック）
７０２ プロセスカートリッジ（シアン）
７０３ プロセスカートリッジ（マゼンダ）
７０４ プロセスカートリッジ（イエロー）
７０５ 感光ドラム（ブラック）
７０６ 感光ドラム（シアン）
７０７ 感光ドラム（マゼンダ）
７０８ 感光ドラム（イエロー）
７０９ 帯電ローラ（ブラック）
７１０ 帯電ローラ（シアン）
７１１ 帯電ローラ（マゼンダ）
７１２ 帯電ローラ（イエロー）
７１３ 光走査手段（シアン、ブラック）
７１４ 光走査手段（イエロー、マゼンダ）
７１５ 現像ローラ（ブラック）
７１６ 現像ローラ（シアン）
７１７ 現像ローラ（マゼンダ）
７１８ 現像ローラ（イエロー）
７１９ トナー補給容器（ブラック）
７２０ トナー補給容器（シアン）
７２１ トナー補給容器（マゼンダ）
７２２ トナー補給容器（イエロー）
７２３ 転写ローラ（ブラック）
７２４ 転写ローラ（シアン）
７２５ 転写ローラ（マゼンダ）
７２６ 転写ローラ（イエロー）
７２７ ＩＴＢ
７２８ 駆動ローラ
７２９ ２次転写対向ローラ
７３０ テンションローラ
７３１ 給紙カセット
７３２ ピックアップローラ
７３３ ２次転写ローラ
７３４ フィードローラ
７３５ リタードローラ
７３６ 搬送ローラ
７３７ 定着器
７３８ 排紙トレイ
７３９ クリーニングユニット
７４０ クリーニングブレード
７４１ 廃トナー容器
７４２ 廃トナー容器検知センサ

Claims (10)

1. 像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成し、前記静電潜像にトナーを供給する現像手段と、トナーを付着すべき画素である印字画素の数をカウントする印字画素カウント手段と、使用済みトナー（廃トナー）を所定の容量の容器内に回収する廃トナー回収手段と、画像形成ごとに累積加算される廃トナー量を記憶しておく廃トナー量記憶手段と、前記廃トナー回収手段の廃トナーの偏りが生じたことを検知する廃トナー偏り検知手段と、ユーザに前記廃トナー回収手段の攪拌を知らせる報知手段を有する画像形成装置において、前記廃トナー偏り検知手段が偏りを検知した場合、ユーザに前記廃トナー回収手段を手動で攪拌することを報知することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記廃トナー偏り検知手段が偏りを検知した場合、ユーザに前記廃トナー回収手段を手動で攪拌することを報知するとともに、画像形成動作を禁止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. 前記廃トナー偏り検知手段が、前記印字画素カウント手段を少なくとも２ヶ所以上の領域に設け、領域毎に廃トナー量を前記廃トナー量記憶手段に記憶する構成で、前記廃トナー量記憶手段に記憶した廃トナー量が領域により大きく異なる場合、前記廃トナー回収手段の廃トナーに偏りが生じたと判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成し、前記静電潜像にトナーを供給する現像手段と、廃トナーを所定の容量の容器内に回収する廃トナー回収手段と、前記廃トナー回収手段のトナー量を検知する廃トナー検知手段と、前記廃トナー回収手段の廃トナーの偏りが生じたことを検知する廃トナー偏り検知手段と、ユーザに前記廃トナー回収手段の攪拌を知らせる報知手段を有する画像形成装置において、前記廃トナー偏り検知手段が偏りを検知した場合、ユーザに前記廃トナー回収手段を手動で攪拌することを報知することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記廃トナー偏り検知手段が偏りを検知した場合、ユーザに前記廃トナー回収手段を手動で攪拌することを報知するとともに、画像形成動作を禁止することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記廃トナー偏り検知手段が、前記廃トナー回収手段が少なくとも２ヶ所以上の領域の廃トナー量を検知でき、その検知結果より、廃トナー量が領域により大きく異なる場合、前記廃トナー回収手段の廃トナー量に偏りが生じたと判断することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 廃トナー容器の着脱を検知する廃トナー容器検知手段を有する画像形成装置において、画像形成動作を禁止されている場合、ユーザが廃トナー容器を取り出し、手動で攪拌し、廃トナー容器を装着した事を検知する、または、新品の廃トナー容器を装着した事を検知することで画像形成動作の禁止を解除し、印字可能とすることを特徴とする請求項２、請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記報知手段が報知内容を外部に表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１、請求項４、に記載の画像形成装置。
9. 前記報知手段が音で報知する発音手段を有することを特徴とする請求項１、請求項４に記載の画像形成装置。
10. 前記報知手段が外部機器へ信号を送信する通信手段を有することを特徴とする請求項１、請求項４に記載の画像形成装置。

Images