JP2012083512A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃トナーの回収量が増加した場合でもトナーコンテナ内の廃トナー回収部が満杯となりにくく、ユーザの作業負担を極力軽減可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】クリーニング装置７により感光体ドラム１上から回収された廃トナーはバッファ容器２０を経由してトナーコンテナ５に貯留される。現像装置４内のトナー残量レベルがＬ１以下になった場合は、制御部９０はトナーコンテナ５内の補給トナーが空であると判断し、リーダ／ライタモジュール３０を用いてトナーコンテナ５に装着されているＩＣチップ２７への書き込みテストを実行する。制御部９０は書き込みテストが正しく成功したか否かを判断し、成功の場合はスパイラル駆動モータ３１に制御信号を送信し、第１スパイラル２３ａと共に第２スパイラル２３ｂを回転駆動し、バッファ容器２０からトナーコンテナ５への廃トナーの移送を開始する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特にトナー担持体表面から除去された残留トナーを回収して貯留する廃トナー回収容器の交換時の制御に関するものである。

コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤（以下、トナーという）が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置内のトナーによって可視化し、そのトナー像を直接、或いは中間転写体を介して記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。

このような画像形成装置においては、感光体ドラムや中間転写体表面の残留トナーを除去するためのクリーニング装置が搭載されており、従来、クリーニング装置によって除去された残留トナーは、廃トナー回収容器内へ貯留されていた。そして、廃トナー回収容器が満杯になると、ユーザに通知されて廃トナー回収容器の廃棄、交換が行われていた。

この廃トナー回収システムでは、廃トナー回収容器が満杯になるたびにサービスマンやユーザ自身が容器の交換を行わなければならず、装置の操作性、使用性において問題があった。また、廃トナー回収容器の交換頻度を減らすために大容量の廃トナー回収容器を配置した場合は画像形成装置の大型化に繋がるという問題点もあった。

そこで、廃トナー回収容器の交換時の作業負担を軽減するとともに、装置の小型化も実現する方法が種々提案されており、例えば特許文献１には、廃トナーを貯留する廃トナー回収部をトナーコンテナに一体化した構成が開示されている。この構成によれば、廃トナー回収容器の交換をコンテナ交換と同時に行うことができ、ユーザによる廃トナー回収容器の交換頻度を低減するとともに、廃トナー回収容器の配置スペースを設ける必要もなくなる。

特開２００６−１５４２５９号公報

しかしながら、特許文献１のようにトナーコンテナ内に廃トナー回収部を設ける構成では、トナーコンテナ内に補給トナーが残っているにも係わらず廃トナー回収部が満杯になってしまう場合がある。その場合、トナーコンテナ内に補給トナーを残した状態でトナーコンテナを交換する必要が生じ、トナーの無駄が発生するという問題点があった。

特に、低印字率の画像を頻繁に印字する場合に、現像剤担持体（現像ローラ）から静電潜像担持体（感光体ドラム）に飛翔して現像に用いられるトナーが少ないために現像装置内のトナー粒子の入れ替わりが少なく、トナーが過剰に帯電し、画像濃度低下やカブリが発生することがある。そこで、現像剤担持体上の劣化トナーを強制的に吐き出すことで劣化したトナーを画像形成に用いないようにする方法がとられている。この場合、トナーコンテナから現像装置に補給されるトナー量に対して回収される廃トナー量が増えるため、トナーコンテナ内の廃トナー回収部が満杯になり易い。

一方、トナーコンテナ内に補給トナーが残っている状態で廃トナー回収部が満杯となる現象を防止するためには、廃トナー回収部もそれに見合うだけの容積を確保する必要が生じ、トナーコンテナの大型化に繋がる。トナーコンテナが大型化すると、画像形成装置の省スペース化の妨げとなり、トナーコンテナを形成する樹脂量も多くなるためトナーコンテナ廃棄時の環境負荷も大きくなる。また、特許文献１のように、廃トナー回収部内の廃トナーを圧縮する手段を有する構成であっても、ある程度の初期容積は必要であり、トナーコンテナの構造が複雑化してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑み、トナーコンテナから現像装置に補給されるトナー量に対して廃トナーの回収量が増加した場合でもトナーコンテナ内の廃トナー回収部が満杯となりにくく、ユーザの作業負担を極力軽減可能な画像形成装置を提供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は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に供給するための未使用のトナーが収容されるトナー容器と、前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、該クリーニング手段と前記トナー容器とに連結され、前記クリーニング手段により除去された廃トナーを前記トナー容器へ移送する廃トナー移送手段と、該廃トナー移送手段の途中に設けられ、廃トナーを一時的に貯留するバッファ容器と、前記トナー容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、該トナー残量検知手段の検知結果に応じて前記廃トナー移送手段の駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記トナー残量検知手段により前記トナー容器が空になっていないと判断した場合には前記バッファ容器へ廃トナーを貯留し、前記トナー残量検知手段により前記トナー容器内のトナーが空になったことを検知した時点で前記バッファ容器から前記トナー容器への廃トナーの移送を開始する画像形成装置である。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー容器に搭載される不揮発性の記憶手段に対し情報の読み出し及び書き込みを行うリーダ／ライタモジュールが設けられており、前記制御手段は、前記リーダ／ライタモジュールにより前記記憶手段に書き込まれた廃トナーの移送情報に基づいて前記バッファ容器から前記トナー容器への廃トナーの移送を行うかどうかを判断することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記バッファ容器から前記トナー容器への廃トナーの移送を行う前に、前記記憶手段に書き込みテストを実行し、前記書き込みテストが成功した場合は前記トナー容器への廃トナーの移送を行い、前記書き込みテストが成功しなかった場合は前記バッファ容器への廃トナーの貯留を継続することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記トナー容器への廃トナーの移送情報が前記記憶手段に書き込まれていない場合に限り、前記トナー容器から前記現像装置へのトナー供給を許可することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記バッファ容器の容量は、前記トナー容器に収容されているトナーの容量よりも大きいことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記バッファ容器は、画像形成装置本体に対し着脱可能に設けられていることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記バッファ容器の容量は、前記トナー容器に収容されているトナーの容量よりも小さく、前記バッファ容器の満杯を検知する満杯検知手段が設けられていることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー容器の交換の要否を通知する通知手段が設けられており、前記制御手段は、前記トナー容器への廃トナーの移送が完了したとき、前記通知手段を用いて前記トナー容器の交換を促す通知を行うことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記トナー容器への廃トナーの移送開始後、移送が完了する前に前記トナー容器が交換されたとき、前記通知手段を用いて交換前の前記トナー容器に戻すことを要求する通知を行うことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体にトナーを供給する現像装置が設けられており、前記トナー容器は、前記現像装置にトナーを供給するトナーコンテナであることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー容器は、前記像担持体にトナーを供給する現像装置と、該現像装置にトナーを供給するトナー収納部とが一体化された現像カートリッジであることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー残量検知手段は、前記現像装置内のトナー残量レベルを検知するトナー残量センサであり、前記制御手段は、前記トナー残量センサの検知結果に基づいて前記トナー容器内のトナー残量を推定することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、トナー容器内のトナーが空になった時点でバッファ容器からトナー容器内に廃トナーが移送されるため、トナー容器内に廃トナー回収用のスペースを設ける必要がなくなり、トナー容器の構成が簡単になるとともに、補給トナーの収容スペースを全て廃トナー回収用のスペースとして利用できる。従って、廃トナー回収用のスペースを設ける場合に比べてトナー容器の容量を大きくする必要もなく、画像形成装置の小型化、省スペース化にも寄与する。また、トナー容器を形成するための樹脂材料も少なくなるためトナー容器廃棄時の環境負荷も低減することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、トナー容器に不揮発性の記憶手段を搭載するとともに、記憶手段に書き込まれた廃トナーの移送情報に基づいてバッファ容器からトナー容器への廃トナーの移送を行うかどうかを判断することにより、記憶手段が破損したトナー容器や、記憶手段を有しないトナー容器に廃トナーが移送され、中に新たなトナーが入っているのか廃トナーが入っているのかが不明となる事態を防止することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、制御手段は、バッファ容器からトナー容器への廃トナーの移送に先立って実行される書き込みテストが成功した場合はトナー容器への廃トナーの移送を行い、書き込みテストが成功しなかった場合はバッファ容器への廃トナーの貯留を継続することにより、トナー容器への廃トナーの移送前にトナー容器の状態を確認して不具合の発生を確実に防止することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の画像形成装置において、トナー容器への廃トナーの移送情報が記憶手段に書き込まれていない場合に限り、トナー容器から現像装置へのトナー供給を許可することにより、廃トナーが移送された使用済みのトナー容器が再度装着された場合に、現像装置への廃トナーの供給を確実に防止することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、バッファ容器の容量を、トナー容器に収容されているトナーの容量よりも大きくすることにより、トナー容器内のトナーが空になる前にバッファ容器が満杯となるおそれがなく、バッファ容器の満杯を検知するセンサが不要になるとともにバッファ容器を交換する必要もないため、ユーザの作業負担が一層軽減される。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、バッファ容器を画像形成装置本体に対し着脱可能とすることにより、バッファ容器が満杯となったときにバッファ容器を交換することができる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成の画像形成装置において、バッファ容器の容量をトナー容器に収容されているトナーの容量よりも小さくするとともに、バッファ容器の満杯を検知する満杯検知手段を設けることにより、画像形成装置の小型化、省スペース化を図るとともに、バッファ容器のオーバーフローを防止することができる。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第１乃至第７のいずれかの構成の画像形成装置において、トナー容器への廃トナーの移送が完了したとき、通知手段を用いてトナー容器の交換を促す通知が行われるため、トナー容器の交換忘れを防止することができる。

また、本発明の第９の構成によれば、上記第８の構成の画像形成装置において、トナー容器への廃トナーの移送開始後、移送が完了する前にトナー容器が交換されたときは、通知手段を用いて交換前のトナー容器に戻すことを要求する通知が行われるため、バッファ容器に廃トナーが残った状態でトナー容器が交換されてしまい、バッファ容器を効率的に使用できなくなる事態を防止することができる。

また、本発明の第１０の構成によれば、上記第１乃至第９のいずれかの構成の画像形成装置において、トナー容器を、現像装置にトナーを供給するトナーコンテナとすることにより、未使用のトナーを使い切った後のトナーコンテナを廃トナー回収容器として利用することができる。

また、本発明の第１１の構成によれば、上記第１乃至第９のいずれかの構成の画像形成装置において、トナー容器を、像担持体にトナーを供給する現像装置と、該現像装置にトナーを供給するトナー収納部とが一体化された現像カートリッジとすることにより、未使用のトナーを使い切った後の現像カートリッジのトナー収納部を廃トナー回収容器として利用することができる。

また、本発明の第１２の構成によれば、上記第１０又は第１１の構成の画像形成装置において、トナー残量検知手段として、現像装置内のトナー残量レベルを検知するトナー残量センサを用い、トナー残量センサの検知結果に基づいてトナー容器内のトナー残量を推定することにより、トナー容器内のトナー残量を検知するセンサを別途設ける必要がないため、画像形成装置の低コスト化に有利となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図 本発明の画像形成装置における廃トナーの移送経路を示す概略図 本発明の画像形成装置の制御経路を説明するためのブロック図 本発明の画像形成装置に用いられるメッセージ格納テーブルの構成例を示す図 本発明の画像形成装置における廃トナー移送制御を示すフローチャート

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンタ）１００では、プリント動作を行う場合、装置本体内の画像形成部Ｐにおいて、不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像の電位が低減された箇所にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ（トナー容器）５から行われる。そして、このような画像形成装置１００では、感光体ドラム（像担持体）１を図１において時計回りに回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（時計回り）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラ６、クリーニング装置７、及び除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に、帯電電荷を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や、帯電時のオゾンの発生が少なく高解像度の画像が得られる有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。

帯電部２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電部２として、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で帯電部材に電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤（以下、単にトナーともいう）が現像装置４に収容されている。転写ローラ６は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に転写する。クリーニング装置７は、感光体ドラム１の長手方向に線接触するクリーニングローラやブレード材等を備えており、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１の表面に残った残留トナーを除去する。

そして、予め入力された画像データに基づいて露光ユニット３が感光体ドラム１上にレーザビーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。

上記のようにトナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラ対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部Ｐにおいて転写ローラ６により感光体ドラム１表面のトナー像が用紙上に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部８に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部８を通過した用紙は、排出ローラ対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。

図２は、本発明の画像形成装置における廃トナーの移送経路を示す概略図である。クリーニング装置７は、摺擦ローラ１６、クリーニングブレード１７を有している。摺擦ローラ１６は感光体ドラム１に所定の圧力で圧接されており、図示しない駆動手段により感光体ドラム１との当接面において感光体ドラム１と同一方向に回転駆動される。

感光体ドラム１表面の、摺擦ローラ１６との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード１７が感光体ドラム１に当接した状態で固定されている。クリーニングブレード１７の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム１への食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム１の仕様に応じて適宜設定される。

クリーニング装置（クリーニング手段）７により感光体ドラム１上から回収された廃トナーはバッファ容器２０を経由してトナーコンテナ５に貯留される仕組みになっている。クリーニング装置７とバッファ容器２０との間には第１廃トナー移送パイプ２１が連結され、バッファ容器２０とトナーコンテナとの間には第２廃トナー移送パイプ２２が連結されている。第１廃トナー移送パイプ２１、第２廃トナー移送パイプ２２内には、それぞれ第１スパイラル２３ａ、第２スパイラル２３ｂがスパイラル駆動モータ３１（図３参照）により回転可能に配置されている。第１廃トナー移送パイプ２１、第２廃トナー移送パイプ２２、及び第１スパイラル２３ａ、第２スパイラル２３ｂは、クリーニング装置７により除去された廃トナーをトナーコンテナ５へ移送する廃トナー移送手段を構成する。

バッファ容器２０の近傍には、バッファ容器２０内に貯留される廃トナー量が満杯であるか否かを検出する満杯検知センサ２５が設けられている。満杯検知センサ２５の種類は特に限定されないが、バッファ容器２０は、満杯となった後は廃棄、交換されるため、容器の外部から廃トナー量を検知可能な方法が好ましい。例えば、廃トナー量の増加に伴う透磁率の変化を透磁率センサで検知する方法や、バッファ容器２０を揺動可能な台座上に載置するとともに、バッファ容器２０の重量変化による台座の揺動をＰＩ（フォトインタラプタ）センサを用いて検知する方法等が挙げられる。

バッファ容器２０の容量を有効利用するためには、満杯検知センサ２５はバッファ容器２０内に隙間なく廃トナーが充填された状態を検知する必要がある。そのため、例えば満杯検知センサ２５が透磁率センサの場合、図２のようにバッファ容器２０の第１廃トナー移送パイプ２１の連結される側と反対側（図２ではバッファ容器２０の左側面）の上部に対向配置することが好ましい。

トナーコンテナ５の側面には、ＩＣチップ（ＩＣタグ）２７が装着されている。画像形成装置１００側にはＩＣチップ２７に対し情報の読み取り及び書き込みを行うリーダ／ライタモジュール３０が設けられており、本発明においては、リーダ／ライタモジュール３０でＩＣチップ２７に記憶された各種情報の読み取りや書き換えを行う無線自動識別（Radio Frequency Identification、以下ＲＦＩＤという）を、トナーコンテナ５に廃トナーが戻されたか否かの判別に利用している。

また、現像装置４内にはトナー残量センサ２９が配置されている。トナー残量センサ２９としては、現像装置４内におけるトナーの透磁率を検出する透磁率センサが用いられる。本実施形態においては、トナー残量センサ２９によりトナーの透磁率を検出し、その検出結果に相当する電圧値を後述する制御部９０（図３参照）に出力するよう構成されており、制御部９０によってトナー残量センサ２９の出力値からトナー残量が決定されるようになっている。センサ出力値はトナー残量に応じて変化し、磁性を帯びたトナー残量が多いほど出力値が高くなり、トナー残量が少ないほど出力値が低くなる。制御部９０は、決定されたトナー残量に応じてトナー供給モータ３３（図３参照）に制御信号を送信し、トナーコンテナ５のトナー供給ローラ５ａを所定時間駆動させて現像装置４内に所定量のトナーを供給する。

なお、トナー残量センサ２９としては、上記の透磁率センサの他、検知面に圧力が加わったことを電気信号として取り出す圧電センサや、トナーの圧力によって回動する検知フィラと、検知フィラの回動によって光路が開放または遮断されることを検知する検知センサ（フォトインタラプタ）とを有する光学式センサ等を用いることもできる。

図３は、本発明の画像形成装置の制御経路を説明するためのブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御手段は複雑なものとなる。そこで、ここではトナーコンテナ５及びバッファ容器２０への廃トナーの移送切換、並びにトナーコンテナ５及びバッファ容器２０の交換時期通知制御に必要となる部分を重点的に説明する。また、既に説明した部分については説明を省略あるいは簡略化する。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（CentralProcessing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部５０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ９５を少なくとも備えている。

ＲＯＭ３２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御に必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＯＭ９２には、トナーコンテナ５或いはバッファ容器２０の状態別に複数のメッセージを格納するメッセージ格納テーブルが備えられている。

メッセージ格納テーブルの構成例を図４に示す。メッセージ格納テーブルには装置の状態に応じた種々の文字メッセージがデータ化されて格納されている。ここでは、ユーザによる交換作業を促す交換表示１〜４の４種類のメッセージデータが格納されている。ＣＰＵ９１は、満杯検知センサ２５、トナー残量センサ２９、リーダ／ライタモジュール３０からの検知信号に基づいてメッセージデータを選択し、操作部５０内の液晶表示部５１に表示する。

例えば、満杯検知センサ２５によりバッファ容器２０の満杯が検知されたときは、ユーザにバッファ容器２０の交換を要求する「バッファ容器を交換してください。」というメッセージ（交換表示１）が選択される。また、トナー残量センサ２９により検知される現像装置４内のトナー残量レベルが所定値Ｌ１以下となった場合は、トナーコンテナ５内のトナーは空になったものの、現像装置４内にはまだトナーが残存しているため、しばらくは画像形成が可能である。そこで、「トナーが残り少なくなりました。トナーコンテナの交換をお勧めします。」というメッセージ（交換表示２）が選択される。

また、現像装置４内のトナー残量レベルが所定値Ｌ２以下（Ｌ１＞Ｌ２）となった場合は、現像装置４内の残存トナーもほとんど無くなった状態である。そこで、トナーコンテナ５の交換を要求する「トナーが無くなりました。トナーコンテナを交換してください。」というメッセージ（交換表示３）が選択される。さらに、廃トナーの移送開始後、移送が完了する前にトナーコンテナ５が交換された場合は、「元のトナーコンテナに交換して下さい。」というメッセージ（交換表示４）が選択される。

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９５を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号が、Ｉ／Ｆ９５を通じてＣＰＵ９１に送信される。例えば、満杯検知センサ２５、トナー残量センサ２９、及びリーダ／ライタモジュール３０からの検知信号は、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）９５を介して制御部９０内のＣＰＵ９１に送信される。なお、バッファ容器２０、トナーコンテナ５への廃トナーの回収切換制御の内容は後述する。

操作部５０には、液晶表示部５１、各種の状態を示すＬＥＤ５２が設けられており、プリンタ１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。プリンタ１００の各種設定はパソコンのプリンタドライバから行われる。

その他、操作部５０には、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。

リーダ／ライタモジュール３０は、トナーコンテナ５が画像形成装置１００内に収容された状態（図２の状態）でトナーコンテナ５のＩＣチップ２７と対峙するようになっている。ＩＣチップ２７のメモリにデータを書き込む場合には、リーダ／ライタモジュール３０は書き込み命令およびデータを含んだ電磁波を発生させ、ＩＣチップ２７はこの電磁波を得て起動され、書き込み命令に従ってメモリへのデータの書き込みが行われる。また、ＩＣチップ２７のメモリからデータを読み出す場合には、リーダ／ライタモジュール３０は読み出し命令を含んだ電磁波を発生させ、ＩＣチップ２７はこの電磁波を得て起動され、読み出し命令に従ってメモリに記憶されたデータをリーダ／ライタモジュール３０に送信する。

スパイラル駆動モータ３１は、制御部９０からの制御信号によりクリーニング装置７からバッファ容器２０へ廃トナーを搬送する第１スパイラル２３ａ、バッファ容器２０からトナーコンテナ５へ廃トナーを搬送する第２スパイラル２３ｂを回転駆動するものである。第２スパイラル２３ｂはクラッチ３２を介してスパイラル駆動モータ３１に連結されており、クラッチ３２を接続または遮断することで第２スパイラル２３ｂを第１スパイラル２３ａとは独立して回転または停止できるようになっている。

図５は、本発明の画像形成装置の廃トナー移送手順を示すフローチャートである。図１〜図４を参照しながら、図５のステップに従いバッファ容器２０及びトナーコンテナ５への廃トナー回収時の制御について説明する。

ユーザにより印字が開始されると、トナー残量センサ２９により検知される現像装置４内のトナー残量レベルに応じてトナー供給モータ３３が駆動され、トナーコンテナ５から新たなトナーが供給される。また、スパイラル駆動モータ３１により第１スパイラル２３ａは常に回転駆動しており、第２スパイラル２３ｂはクラッチ３２の遮断により停止しているため、クリーニング装置７により感光体ドラム１上から回収された廃トナーはバッファ容器２０に貯留される。そして、トナーコンテナ５内のトナーが空になると、トナーコンテナ５から現像装置４へのトナー供給が停止するため、現像装置４内のトナー残量レベルが低下し始める。

そこで、印字中に現像装置４内のトナー残量レベルがＬ１以下となったか否かが判断される（ステップＳ１）。トナー残量レベルがＬ１よりも高い場合はトナー残量センサ２９の検知結果に基づいてトナーコンテナ５から適量のトナーが供給されているため、印字を継続して行うとともに、廃トナーをバッファ容器２０に継続して貯留する。トナー残量レベルがＬ１以下になった場合は、トナーコンテナ５からのトナー供給が行われていないため、制御部９０はトナーコンテナ５内の補給トナーが空であると判断し、リーダ／ライタモジュール３０を用いてトナーコンテナ５に装着されているＩＣチップ２７への書き込みテストを実行する（ステップＳ２）。

具体的には、ＩＣチップ２７に書き込まれる廃トナーの移送が開始されたことを示すフラグをＦ１、廃トナーの移送が完了したことを示すフラグをＦ２とし、Ｆ１、Ｆ２を初期値（＝０）からＦ１＝１、Ｆ２＝１に変更する。そして、変更が正しく行われたことを確認すると、Ｆ１、Ｆ２を再び初期値（＝０）に戻す。

制御部９０は書き込みテストが正しく成功したか否かを判断し（ステップＳ３）、成功の場合はクラッチ３２に制御信号を送信してクラッチ３２を遮断状態から接続状態に切り換えることにより、既に回転している第１スパイラル２３ａと共に第２スパイラル２３ｂを回転駆動し、バッファ容器２０からトナーコンテナ５への廃トナーの移送を開始するとともに、廃トナーの移送を開始したことを示すフラグＦ１を初期値（＝０）からＦ１＝１に変更する（ステップＳ４）。廃トナーの移送を開始した後は、廃トナーが現像装置４に補給されるのを防止するため、新たなトナーコンテナ５に交換されるまでトナー供給モータ３３の駆動を停止する。

次に、廃トナーの移送が完了すると、廃トナーの移送が完了したことを示すフラグＦ２を初期値（＝０）からＦ２＝１に変更し、フラグＦ１を初期値（＝０）に戻す（ステップＳ５）。そして、トナーコンテナ５の交換を促す交換表示２をメッセージ格納テーブルから選択し、液晶表示部５１に表示する（ステップＳ６）。

その後、さらに印字が継続して行われ、現像装置４内のトナー残量レベルがＬ２以下となったか否かが判断される（ステップＳ７）。トナー残量レベルがＬ２よりも高い場合は印字を継続する。トナー残量レベルがＬ２以下になった場合は、印字を強制終了して画像形成装置１００の駆動を停止するとともに、トナーコンテナ５の交換を要求する交換表示３をメッセージ格納テーブルから選択し、液晶表示部５１に表示する（ステップＳ８）。

一方、ＩＣチップ２７が破損している場合やトナーコンテナ５がＩＣチップを有さない場合など、ステップＳ３において書き込みテストが正しく成功しなかった場合は、トナーコンテナ５内に廃トナーを移送すると、そのトナーコンテナ５が画像形成装置１００に再度装着された場合に廃トナーが入っているのか新たなトナーが入っているのかが区別できなくなる。そこで、制御部９０はバッファ容器２０からの廃トナーの移送を行わず、廃トナーをバッファ容器２０に貯留したままにしておく。そして、満杯検知センサ２５によりバッファ容器２０が満杯であるか否かを判断する（ステップＳ９）。バッファ容器２０が満杯になっている場合はバッファ容器２０の交換を要求する交換表示１をメッセージ格納テーブルから選択し、液晶表示部５１に表示する（ステップＳ１０）。

その後、書き込みテストが成功した場合と同様に、トナーコンテナ５の交換を促す交換表示２を液晶表示部５１に表示し（ステップＳ６）、トナー残量レベルがＬ２以下となった場合は画像形成装置１００の駆動を停止するとともに、トナーコンテナ５の交換を要求する交換表示３を液晶表示部５１に表示する（ステップＳ７、Ｓ８）。

なお、図５のフローチャートには図示していないが、ステップＳ４で廃トナーの移送が開始された後、ステップＳ５で廃トナーの移送が完了するまでの間にトナーコンテナ５が交換された場合は、バッファ容器２０に廃トナーが残った状態で新たなトナーコンテナ５が装着されてしまい、バッファ容器２０を効率的に使用できなくなる。そこで、元のトナーコンテナ５への交換を要求する交換表示４を液晶表示部５１に表示する。

また、満杯検知センサ２５はバッファ容器２０が満杯であるか否かを常に検知しており、印字中にバッファ容器２０の満杯を検知した場合は画像形成装置１００の駆動を停止してバッファ容器２０の交換を要求する交換表示１を液晶表示部５１に表示する。

上記の制御を行うことにより、トナーコンテナ５内の補給トナーが現像装置４に供給されるまでは廃トナーはバッファ容器２０に貯留され、トナーコンテナ５内の補給トナーが空になった時点でバッファ容器２０からトナーコンテナ５内に廃トナーが移送される。これにより、トナーコンテナ５内に廃トナー回収用のスペースを設ける必要がなくなり、トナーコンテナ５の構成が簡単になるとともに、補給トナーの収容スペースを全て廃トナー回収用のスペースとして利用できる。従って、廃トナー回収用のスペースを設ける場合に比べてトナーコンテナ５の容量を大きくする必要もなく、画像形成装置の小型化、省スペース化にも寄与するとともに、トナーコンテナ５を形成するための樹脂材料も少なくなるためトナーコンテナ廃棄時の環境負荷も低減することができる。

また、バッファ容器２０は第１廃トナー移送パイプ２１、第２廃トナー移送パイプ２２を介してクリーニング装置７及びトナーコンテナ５と連結されるため、バッファ容器２０を画像形成装置１００の空きスペースに自由に配置することができる。

また、バッファ容器２０の容量をトナーコンテナ５に収容されている補給トナーの容量以上にしておけば、仮に低印字率の画像の印刷を頻繁に行うユーザであって劣化トナーの吐き出し回数が多く、補給トナーのほぼ全量が廃トナーとしてバッファ容器２０に回収されたとしても、補給トナーがトナーコンテナ５に残った状態でバッファ容器２０が満杯になることはない。従って、満杯検知センサ２５を設ける必要がなくなるとともに、バッファ容器２０を交換する必要もなくなる。

一方、上記実施形態のように満杯検知センサ２５を設けた場合は、バッファ容器２０の容量を小さくできるため、バッファ容器２０の交換は必要となるが、画像形成装置１００の小型化、省スペース化に寄与することができる。

また、トナーコンテナ５から現像装置４にトナーを供給するトナー供給モータ３３の駆動は、トナー残量センサ２９により検知された現像装置４内のトナー残量レベルに基づく制御部９０からの供給命令と、トナーコンテナ５に廃トナーの移送が行われたという情報がＩＣチップ２７に書き込まれていない（Ｆ１≠１、且つＦ２≠１）条件とのアンド条件で行われる。そのため、例えば廃トナーが移送された後のトナーコンテナ５が画像形成装置１００に再度装着されたとしても、廃トナーが現像装置４に供給されるおそれはない。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、現像装置４内のトナー残量センサ２９により検知される現像装置４内のトナー残量レベルに基づいてトナーコンテナ５内に新たなトナーが残っているか否かを判断しているが、例えばトナーコンテナ５内のトナー残量を直接検知する構成としても良い。その場合、トナーコンテナ５から現像装置４へのトナー補給量（トナー供給モータ３３の積算回転数）に基づいてトナーコンテナ５内に新たなトナーが残っているか否かを判断することもできる。

また、上記実施形態では磁性を帯びたトナー成分のみからなる一成分現像剤を用いる場合を例に挙げて説明したが、磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を用いる場合にも全く同様に適用することができる。

また、上記実施形態では、操作部５０の液晶表示部５１に文字メッセージを表示してバッファ容器２０、トナーコンテナ５の交換時期等の通知を行うこととしたが、例えば文字メッセージデータに代えて音声メッセージデータをメッセージ格納テーブルに格納しておき、制御部９０により選択された音声メッセージを用いて通知する構成としても良い。

また、本発明は図１に示したようなモノクロプリンタに限られるものではなく、タンデム式またはロータリー方式のカラー複写機及びプリンタ、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、廃トナーの回収機構を有する種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。例えばカラー画像形成装置の場合、感光体ドラム上から回収される廃トナーと、中間転写体（像担持体）上から回収される廃トナーを一旦バッファ容器に貯留し、各色のトナーコンテナのうち、空になったトナーコンテナに廃トナーを優先的に移送するように制御すれば良い。

さらに、上記実施形態ではトナーコンテナ５を廃トナー回収容器として利用したが、現像装置とトナー収納部とが一体となった現像カートリッジを用いる場合、現像カートリッジ内のトナーが空になったと判断した時点で現像カートリッジ内に廃トナーを移動し、現像カートリッジを交換するようにしても良い。

本発明は、トナー担持体表面から除去された残留トナーを回収してトナーコンテナ内に貯留する画像形成装置に利用可能であり、トナー残量検知手段によりトナーコンテナが空になったことを検知するまではバッファ容器へ廃トナーを貯留し、トナー残量検知手段によりトナーコンテナ内のトナーが空になったことを検知した時点でバッファ容器からトナーコンテナへの廃トナーの移送を開始するものである。

これにより、トナーコンテナ内に廃トナー回収用のスペースを設ける必要がなくなり、トナーコンテナの構成が簡単になるとともに、補給トナーの収容スペースを全て廃トナー回収用のスペースとして利用できる。従って、廃トナー回収用のスペースを設ける場合に比べてトナーコンテナの容量を大きくする必要もなく、コンパクトで操作性に優れた画像形成装置を提供することができる。また、トナーコンテナを形成するための樹脂材料も少なくなるためトナーコンテナ廃棄時の環境負荷も低減することができる。

１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像装置
５ トナーコンテナ（トナー容器）
７ クリーニング装置（クリーニング手段）
２０ バッファ容器
２１ 第１廃トナー移送パイプ（廃トナー移送手段）
２２ 第２廃トナー移送パイプ（廃トナー移送手段）
２３ａ 第１スパイラル（廃トナー移送手段）
２３ｂ 第２スパイラル（廃トナー移送手段）
２５ 満杯検知センサ
２７ ＩＣチップ（記憶手段）
２９ トナー残量センサ（トナー残量検知手段）
３０ リーダ／ライタモジュール
３１ スパイラル駆動モータ
３３ トナー供給モータ
５０ 操作部
５１ 液晶表示部（通知手段）
９０ 制御部（制御手段）
１００ 画像形成装置
Ｐ 画像形成部

Claims (12)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   該像担持体に供給するための未使用のトナーが収容されるトナー容器と、
   前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、
   該クリーニング手段と前記トナー容器とに連結され、前記クリーニング手段により除去された廃トナーを前記トナー容器へ移送する廃トナー移送手段と、
   該廃トナー移送手段の途中に設けられ、廃トナーを一時的に貯留するバッファ容器と、
   前記トナー容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、
   該トナー残量検知手段の検知結果に応じて前記廃トナー移送手段の駆動を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記トナー残量検知手段により前記トナー容器が空になっていないと判断した場合には前記バッファ容器へ廃トナーを貯留し、前記トナー残量検知手段により前記トナー容器内のトナーが空になったことを検知した時点で前記バッファ容器から前記トナー容器への廃トナーの移送を開始することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー容器に搭載される不揮発性の記憶手段に対し情報の読み出し及び書き込みを行うリーダ／ライタモジュールが設けられており、前記制御手段は、前記リーダ／ライタモジュールにより前記記憶手段に書き込まれた廃トナーの移送情報に基づいて前記バッファ容器から前記トナー容器への廃トナーの移送を行うかどうかを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。
3. 前記制御手段は、前記バッファ容器から前記トナー容器への廃トナーの移送を行う前に、前記記憶手段に書き込みテストを実行し、前記書き込みテストが成功した場合は前記トナー容器への廃トナーの移送を行い、前記書き込みテストが成功しなかった場合は前記バッファ容器への廃トナーの貯留を継続することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記トナー容器への廃トナーの移送情報が前記記憶手段に書き込まれていない場合に限り、前記トナー容器から前記現像装置へのトナー供給を許可することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記バッファ容器の容量は、前記トナー容器に収容されているトナーの容量よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記バッファ容器は、画像形成装置本体に対し着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記バッファ容器の容量は、前記トナー容器に収容されているトナーの容量よりも小さく、前記バッファ容器の満杯を検知する満杯検知手段が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記トナー容器の交換の要否を通知する通知手段が設けられており、前記制御手段は、前記トナー容器への廃トナーの移送が完了したとき、前記通知手段を用いて前記トナー容器の交換を促す通知を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記トナー容器への廃トナーの移送開始後、移送が完了する前に前記トナー容器が交換されたとき、前記通知手段を用いて交換前の前記トナー容器に戻すことを要求する通知を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記像担持体にトナーを供給する現像装置が設けられており、前記トナー容器は、前記現像装置にトナーを供給するトナーコンテナであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記トナー容器は、前記像担持体にトナーを供給する現像装置と、該現像装置にトナーを供給するトナー収納部とが一体化された現像カートリッジであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記トナー残量検知手段は、前記現像装置内のトナー残量レベルを検知するトナー残量センサであり、前記制御手段は、前記トナー残量センサの検知結果に基づいて前記トナー容器内のトナー残量を推定することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の画像形成装置。

Images