JP2015194645A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回収トナーボックスに回収トナーが満載になったことを従来よりも正確に把握できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ及び中間転写ベルト１６に転写後に残留する残留トナーを、ドラムクリーナ１５ａ〜１５ｄ及びベルトクリーナ１８が除去する。除去された残留トナーは、回収トナーボックス３０に回収トナーとして回収される。感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに転写後に残留するトナーの量感光体ドラム１１ｂ〜１１ｄに再転写されるトナーの量、及び中間転写ベルト１６に転写後に残留するトナーの量の合算値を、回収トナーの量として算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置に関する。

従来から、複数の感光体上に色成分毎のトナー像を形成し、これら複数のトナー像を中間転写体に重ねて転写してフルカラーのトナー像を形成し、当該フルカラーのトナー像を中間転写体から用紙等の記録媒体に一括して転写する画像形成装置が知られている。感光体及び中間転写体には、転写後にトナーが残留することがある。このような残留するトナー（以下、「残留トナー」という。）は、クリーナにより除去されて、「回収トナー」として画像形成装置内に設けられた回収容器に収容される。画像形成処理が繰り返し実行されることで、回収容器には回収トナーが堆積し、回収容器内の堆積量が所定量を越えるとサービスマンやユーザが回収容器を交換していた。

そのために、回収容器内に堆積された回収トナーの量を算出して回収容器に回収トナーが満載になっているか否かを検出する画像形成装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１には、回収トナーの堆積量を画像形成処理により消費したトナー量と転写効率とから算出し、回収容器内のトナーの堆積量が所定量を越えているか否かを判定する画像形成装置が記載されている。

特開２００３−３１６２２４号公報

カラー画像を形成する画像形成装置は、色成分毎に複数の画像形成部を備える。画像形成部は感光体上に色成分のトナー像を形成し、当該トナー像を中間転写体に転写する。中間転写体は、色成分毎のトナー像が重ねて転写されることによってフルカラーのトナー像が担持される。感光体から中間転写体へトナー像を転写するとき、感光体と中間転写体との間に転写電界を形成するため、転写電圧が印加される。

第１画像形成部によって形成された中間転写体上の第１のトナー像の上に第２画像形成部によって形成された第２のトナー像を重ねて転写する場合、中間転写体上の第１のトナー像のトナー粒子の電荷量が変化してしまう。これは、第２画像形成部の感光体と中間転写体との間に形成された転写電界が、中間転写体上の第１のトナー像のトナー粒子の電荷を変化させるからである。これにより、中間転写体上の第１のトナー像のトナー粒子が、中間転写体から第２画像形成部の感光体へ再転写してしまう可能性がある。中間転写体から第２画像形成部の感光体へ再転写されたトナー（以降、「再転写トナー」という。）は、第２画像形成部のクリーナにより除去されて回収容器に回収される。

従来、再転写トナーを回収容器に回収した場合のトナー量を考慮していなかった。そのため、例えば特許文献１の手法により回収トナー量を算出した場合、回収容器を交換するタイミングを高精度に検出することができない可能性があった。

本発明は、上記の問題を解決するために、回収容器内のトナーの堆積量を高精度に検出できる画像形成装置を提供する。

上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、各々にトナー像が形成される複数の感光体と、前記複数の感光体から前記トナー像が順次転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写体に前記トナー像が転写された後に前記複数の感光体の各々に残留したトナーを回収する第１回収手段と、前記記録媒体に前記トナー像が転写された後に前記中間転写体に残留したトナーを回収する第２回収手段と、前記第１回収手段、及び、前記第２回収手段により回収されたトナーを収容する回収容器と、前記転写体に前記トナー像が転写された後に前記複数の感光体の各々に残留するトナーの量を決定する第１決定手段と、前記感光体から前記中間転写体にトナー像が転写される際に、前記中間転写体から前記感光体に再転写されるトナーの量を決定する第２決定手段と、前記記録媒体に前記トナー像が転写された後に前記中間転写体に残留するトナーの量を決定する第３決定手段と、前記第１決定手段、前記第２決定手段、及び前記第３決定手段の各々で決定されたトナーの量から前記回収容器に回収されるトナーの量を決定する第４決定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、中間転写体から感光体に再転写されるトナーの量も考慮して回収容器に回収されるトナーの量を決定するために、回収容器に回収トナーが満載になったことを従来よりも正確に把握することができる。

画像形成装置の内部構成図。 制御部の構成例示図。 回収トナーボックスの内部構成図。 回収トナーボックスを交換するように促す表示の例示図。 （ａ）〜（ｅ）は残留トナーの除去の説明図。 （ａ）〜（ｃ）は算出テーブルの例示図。 トナーの使用量と露光量との関係を表す図。 回収トナーが満載であることを検知する処理を表すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は算出テーブルの例示図。

以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜画像形成装置の構成＞
図１は、画像形成装置の内部構成図である。画像形成装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して画像形成を行うプロセスユニットＰａ〜Ｐｄを備える。各プロセスユニットＰａ〜Ｐｄは、同様の構成を有する。以下、構成要素を色毎に区別する場合には、符号の後に「ａ〜ｄ」を付し、区別しない場合には符号の後に「ａ〜ｄ」を付さない。「ａ」がイエロー、「ｂ」がマゼンタ、「ｃ」がシアン、「ｄ」がブラックに対応する。例えばイエローのプロセスユニットは「プロセスユニットＰａ」と記載し、区別しない場合には「プロセスユニットＰ」と記載する。

プロセスユニットＰは、トナー像が形成される像担持体である感光体ドラム１１を備える。感光体ドラム１１は、図示しない駆動機構により、矢印Ａの方向に一定速度で回転する。感光体ドラム１１の周囲には、帯電ローラ１２、現像部１４、及びドラムクリーナ１５が設けられる。帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電させる。露光部１３は、帯電ローラ１２によって均一に帯電された感光体ドラム１１の表面を、画像データに基づいて変調されたレーザ光を用いて露光する。これによって感光体ドラム１１の表面に、画像データに基づく静電潜像が形成される。

現像部１４は、感光体ドラム１１上の静電潜像を、トナーとキャリアとを有する現像剤を用いて現像する。感光体ドラム１１上の静電潜像はトナー像として顕像化される。現像部１４ａはイエローのトナー像を形成する。現像部１４ｂはマゼンタのトナー像を形成する。現像部１４ｃはシアンのトナー像を形成する。現像部１４ｄはブラックのトナー像を形成する。

プロセスユニットＰの上部には、感光体ドラム１１に形成されたトナー像が転写される中間転写体として中間転写ベルト１６が設けられる。中間転写ベルト１６を挟んで感光体ドラム１１に対向する位置には、一次転写ローラ１７が設けられる。感光体ドラム１１のトナー像は、一次転写ローラ１７により中間転写ベルト１６に転写される。中間転写ベルト１６は、矢印Ｂの方向に一定速度で回転する。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上のトナー像が中間転写ベルト１６に重ねて順次転写されることによって、中間転写ベルト１６上にフルカラーのトナー像が担持される。中間転写ベルト１６に転写されずに、感光体ドラム１１に残留した残留トナーは、ドラムクリーナ１５により除去される。ドラムクリーナ１５により表面が清掃された感光体ドラム１１は、次の画像形成処理に備える。ドラムクリーナ１５は、除去した残留トナーを、回収トナーとして回収トナーボックス３０に排出する。

中間転写ベルト１６に転写されたトナー像は、転写部を構成する二次転写ローラ１９により用紙等の記録媒体に転写される。記録媒体は、給紙トレイに収容されており、給紙ローラ２０により１枚ずつ給紙トレイから二次転写ローラ１９へ向けて搬送される。二次転写ローラ１９によりトナー像が転写された記録媒体は、定着器２１に搬送される。記録媒体上のトナー像は、定着器２１により記録媒体に熱定着される。トナー像が熱定着された記録媒体は、定着器２１から排紙トレイ２２に排出される。

中間転写ベルト１６の周囲には、ベルトクリーナ１８が配置される。ベルトクリーナ１８は、二次転写ローラ１９による記録媒体への転写後に、中間転写ベルト１６に残留した残留トナーを除去する。ベルトクリーナ１８は、除去した残留トナーを、回収トナーとして回収トナーボックス３０に排出する。

＜制御部の構成＞
画像形成装置１０は、以上のような構成により画像形成処理を行う。画像形成処理は、制御部２３により動作が制御される。図２は、制御部２３の構成例示図である。制御部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２を備える。ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０１に格納されたコンピュータプログラムを実行することによって画像形成装置１０の各ユニットを制御する。ＲＡＭ１０２はシステムワークエリアに相当する。ＲＯＭ１０１には、後述する算出テーブルが保存される。ＲＡＭ１０２には画像データが保存される。

操作部１０４は液晶画面や各種ボタンを有する。操作部１０４はユーザからの指示を受け付けるユーザインタフェースである。画像形成部１０３、露光部１３、一次転写出力部１０５、及び二次転写出力部１０６は、ＣＰＵ１００の制御により、プロセスユニットＰ、露光部１３、中間転写ベルト１６、定着器２１、各種モータ、各種センサ等を制御する。露光部１３は、１回の画像形成におけるレーザ光の露光強度、及び、露光時間を制御する。一次転写出力部１０５は、感光体ドラム１１から中間転写ベルト１６へトナー像を転写する際、感光体ドラム１１、中間転写ベルト１６、及び一次転写ローラ１７の駆動を制御する。二次転写出力部１０６は、中間転写ベルト１６から記録媒体へトナー像を転写の際、中間転写ベルト１６、二次転写ローラ１９の駆動を制御する。

回収トナー攪拌モータ４０は、給紙ローラ２０と、回収トナーボックス３０内に設けられた攪拌スクリューを駆動する。ＣＰＵ１００は、給紙ローラ２０を回転させて給紙トレイから記録媒体を給紙するために、回収トナー攪拌モータ４０を正回転させる。回収トナー攪拌モータ４０が正回転している間、攪拌スクリューは回転しない。一方、ＣＰＵ１００は、攪拌スクリューを回転するために、回収トナー攪拌モータ４０を逆回転させる。なお、回収トナー攪拌モータ４０が逆回転している間、給紙ローラ２０は回転しない。攪拌スクリューの回転駆動により、回収トナーボックス３０に収容されて堆積する回収トナーの剤面が均される。トナー量検知部３９は、回収トナーボックス３０内の回収トナーの量を検知する光学センサを備える。トナー量検知部３９は後述の回収トナーボックスの説明において詳細に説明する。

＜回収トナーボックス＞
図３（ａ）、（ｂ）は、回収トナーボックス３０の内部構成図である。上記の通り、回収トナーボックス３０は、回収トナーを収容する回収容器である。

回収トナーボックス３０は、画像形成装置１０の装着部に着脱可能に設けられる。回収トナーボックス３０は、画像形成装置１０の装着部に装着されて、ドラムクリーナ１５ａ〜１５ｄ、及び、ベルトクリーナ１８に接続される。回収トナーボックス３０は、回収トナーを収容する収容部３２、収容部３２内に堆積した回収トナーを攪拌し、収容部３２内の回収トナーの剤面を均す攪拌スクリュー３１、及び、トナー量検知部３９を備える。

収容部３２は、ドラムクリーナ１５ａ〜１５ｄ及びベルトクリーナ１８から排出された回収トナーを受け入れる受入口３７ａ〜３７ｄ、３８を備える。各受入口３７ａ〜３７ｄ、３８は、ドラムクリーナ１５ａ〜１５ｄ及びベルトクリーナ１８に対応して設けられる。受入口３７ａは、ドラムクリーナ１５ａから回収トナーを受け入れる。受入口３７ｂは、ドラムクリーナ１５ｂから回収トナーを受け入れる。受入口３７ｃは、ドラムクリーナ１５ｃから回収トナーを受け入れる。受入口３７ｄは、ドラムクリーナ１５ｄから回収トナーを受け入れる。受入口３８は、ベルトクリーナ１８から回収トナーを受け入れる。攪拌スクリュー３１は、回収トナーボックス３０を画像形成装置１０の装着部に装着した状態で、回転軸方向が水平ではない。これは、収容部３２内の回収トナーの剤面を攪拌スクリュー３１の軸線方向と略並行に均すことによって、水平方向に対して斜めに配置された受入口３７ａ〜３７ｄからトナーが溢れることを防止するためである。

装着部には入力ギアが設けられている。回収トナーボックス３０が装着部に装着された場合、攪拌スクリュー３１と一体に回転するスクリューフラグ３３は入力ギアに設けられたボスと係合する。攪拌スクリュー３１は、回収トナー攪拌モータ４０により、入力ギアに立てられたボスを介して回転駆動される。攪拌スクリュー３１は、回収トナーボックス３０内に所定量の回収トナーが堆積したと判定される度に回転駆動される。攪拌スクリュー３１の回転タイミングについては別途する。

トナー量検知部３９は、攪拌スクリュー３１によって搬送された回収トナーが流入する開口部３４、開口部３４から流入したトナーが堆積する透明部材で構成された検知収容部、及び、検知収容部に設けられた光学センサを備える。攪拌スクリュー３１は、回転することによって、収容部３２内に堆積した回収トナーを開口部３４へ向けて搬送する。収容部３２に堆積した回収トナーが開口部３４の高さまで到達すると、回収トナーが開口部３４からトナー量検知部３９の内部（検知収容部）に流入する。検知収容部に設けられた光学センサは、発光部と受光部を有し、受光部が検知収容部を介して発光部と対向する位置に設けられる。光学センサは受光部により受光された光量（光強度）に応じた信号値を出力する。検知収容部に流入したトナーが発光部から発せられた光を遮るほど堆積した場合、光学センサから出力された信号値は閾値未満となる。ＣＰＵ１００は、開口部３４から流入した回収トナーが一定量以上になったことを、光学センサの出力信号に基づいて検知する。

ＣＰＵ１００は、光学センサから出力された信号値（出力信号）が閾値未満ならば、操作部１０４の液晶画面に、ユーザに回収トナーボックス３０を交換するように促すメッセージを表示する（図４）。回収トナーボックス３０が交換され、光学センサから出力された信号値（出力信号）が閾値以上となった場合、ＣＰＵ１００は、回収トナーボックス３０が交換されたと判定する。その後、ＣＰＵ１００は前述のメッセージを非表示にする。

なお、トナー量検知部３９は、光学センサに代えて、超音波センサやインダクタンスセンサ等の非接触方式のセンサ、ピエゾセンサやプッシュスイッチを用いた接触方式のセンサを用いても良い。

回収トナーボックス３０を画像形成装置１０の装着部から取り外した場合、受入口３７ａ〜３７ｄと収容部３２とが、図示しない封止部材により封止される。封止部材は、トナー量検知部３９の開口部３４も封止する。開口部３４が封止されることで、回収トナーボックス３０が画像形成装置１０から取り外されているときに、トナー量検知部３９内部に回収トナーが流入してトナー量検知部３９が誤検知することを防止する。受入口３８は、図示しないシャッタにより封止される。

＜トナー除去＞
図５は、感光体ドラム１１及び中間転写ベルト１６に残留する残留トナーの除去を説明する図である。

図５（ａ）は、イエロー（Ｙ）のトナー像を中間転写ベルト１６に転写した状態を表す。感光体ドラム１１ａには、帯電ローラ１２ａ、露光部１３、及び現像部１４ａにより、イエローのトナー像が形成される。感光体ドラム１１ａに形成されたトナー像は、一次転写出力部１０５によりトナー像と逆極性の電圧が印加された一次転写ローラ１７ａにより、中間転写ベルト１６に転写される。感光体ドラム１１ａには、中間転写ベルト１６に転写されずにイエローの残留トナーが残留する。残留トナーは、ドラムクリーナ１５ａにより除去されて回収トナーボックス３０に回収される。

図５（ｂ）は、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を、中間転写ベルト１６上のイエローのトナー像に重ねて転写した状態を表す。以降、イエローのトナー像の上にマゼンタのトナー像が重ねて転写されたトナー像を重畳トナー像Ａと称す。感光体ドラム１１ｂには、帯電ローラ１２ｂ、露光部１３、及び現像部１４ｂにより、マゼンタのトナー像が形成される。感光体ドラム１１ｂに形成されたトナー像は、一次転写出力部１０５によりトナー像と逆極性の電圧が印加された一次転写ローラ１７ｂにより、中間転写ベルト１６に転写される。感光体ドラム１１ｂには、中間転写ベルト１６に転写されずにマゼンタのトナーが残留するとともに、中間転写ベルト１６上のイエローのトナー像の一部のトナー粒子が、中間転写ベルト１６から感光体ドラム１１ｂに再転写される。そのために、感光体ドラム１１ｂには、マゼンタの残留トナー、及び、イエローの再転写トナーが付着する。感光体ドラム１１ｂに付着する残留トナー、及び、再転写トナーは、ドラムクリーナ１５ｂにより除去されて回収トナーボックス３０に回収される。

図５（ｃ）は、シアン（Ｃ）のトナー像を、中間転写ベルト１６上の重畳トナー像Ａに重ねて転写した状態を表す。以降、重畳トナー像Ａの上にシアンのトナー像が重ねて転写されたトナー像を重畳トナー像Ｂと称す。感光体ドラム１１ｃには、帯電ローラ１２ｃ、露光部１３、及び現像部１４ｃにより、シアンのトナー像が形成される。感光体ドラム１１ｃに形成されたトナー像は、一次転写出力部１０５によりトナー像と逆極性の電圧が印加された一次転写ローラ１７ｃにより、中間転写ベルト１６に転写される。感光体ドラム１１ｃには、中間転写ベルト１６に転写されずにシアンのトナーが残留するとともに、中間転写ベルト１６上の重畳トナー像Ａの一部のトナー粒子（イエロー及びマゼンタ）が、中間転写ベルト１６から感光体ドラム１１ｃに再転写される。そのために、感光体ドラム１１ｃには、シアンの残留トナーと、イエロー、及び、マゼンタの再転写トナーとが付着する。感光体ドラム１１ｃに付着する残留トナー、及び、再転写トナーは、ドラムクリーナ１５ｃにより除去されて回収トナーボックス３０に回収される。

図５（ｄ）は、ブラック（Ｋ）のトナー像を、中間転写ベルト１６上の重畳トナー像Ｂに重ねて転写した状態を表す。感光体ドラム１１ｄには、帯電ローラ１２ｄ、露光部１３、及び現像部１４ｄにより、ブラックのトナー像が形成される。感光体ドラム１１ｄに形成されたトナー像は、一次転写出力部１０５によりトナー像と逆極性の電圧が印加された一次転写ローラ１７ｄにより、中間転写ベルト１６に転写される。感光体ドラム１１ｄには、中間転写ベルト１６に転写されずにブラックのトナーが残留するとともに、中間転写ベルト１６上の重畳トナー像Ｂの一部のトナー粒子（イエロー、マゼンタ及びシアン）が、中間転写ベルト１６から感光体ドラム１１ｄに再転写される。そのために、感光体ドラム１１ｄには、ブラックの残留トナーと、イエロー、マゼンタ、及びシアンの再転写トナーとが付着する。感光体ドラム１１ｄに付着する残留トナー、及び、再転写トナーは、ドラムクリーナ１５ｄにより除去される。除去された残留トナーは、回収トナーボックス３０に回収される。

図５（ｅ）は、中間転写ベルト１６から記録媒体にフルカラーのトナー像が転写された後の状態を表す。中間転写ベルト１６には、記録媒体に転写されずに各色のトナーが残留する。中間転写ベルト１６に残留する残留トナーは、ベルトクリーナ１８により除去されて回収トナーボックス３０に回収される。

＜トナー量の算出テーブル＞
本実施形態では、回収トナーボックス３０内に回収されて堆積する回収トナーのトナー量（堆積量）を図６の算出テーブルを用いて算出する。算出テーブルは、例えばＲＯＭ１０１に保存される。

図６（ａ）は、感光体ドラム１１に形成されたトナー像に使用されるトナー量に対する、感光体ドラム１１の残留トナーの割合を表す残留トナー算出テーブルである。残留トナー算出テーブルは、感光体ドラム１１に担持されたトナーの量と、感光体ドラム１１から中間転写ベルト１６に転写されたトナーの量との割合（一次転写効率）に基づいて作成される。残留トナー算出テーブルは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ毎に予め定められ、ＲＯＭ１０１に格納されている。図６（ａ）では、イエロー及びブラックの感光体ドラム１１ａ、１１ｄから中間転写ベルト１６への一次転写効率が９５［％］であり、残留トナー算出テーブルの値は５．００［％］である。マゼンタ及びシアンの感光体ドラム１１ｂ、１１ｃから中間転写ベルト１６への一次転写効率が９５．５［％］であり、残留トナー算出テーブルの値は４．５０［％］である。つまり、感光体ドラム１１ａ、１１ｄは、トナー像の５．００［％］のトナーが残留トナーとなり、感光体ドラム１１ｂ、１１ｃは、トナー像の４．５０［％］のトナーが残留トナーとなる。

図６（ｂ）は、感光体ドラム１１に形成されたトナー像に使用されるトナー量に対する、再転写トナーのトナー量の割合を表す再転写トナー算出テーブルである。再転写トナー算出テーブルは、一次転写効率、及び、再転写率に基づいて作成される。再転写率とは、所定のプロセスユニットによって中間転写ベルト１６に転写された所定のトナー量に対する、中間転写ベルト１６から他のプロセスユニットに再転写されたトナー量の割合である。本実施形態では予め一律２［％］に定められている。例えば、イエローのトナーが中間転写ベルト１６から感光体ドラム１１ｂに再転写される割合は、イエローの一次転写効率が９５［％］であるために、９５［％］＊２［％］＝１．９［％］となる。また、イエローのトナーが中間転写ベルト１６から感光体ドラム１１ｃに再転写される割合は、（９５［％］−１．９［％］）＊２［％］＝１．８６［％］となる。以下、同様の計算により、図６（ｂ）の再転写トナー算出テーブルの各値を算出することができる。

図６（ｃ）は、感光体ドラム１１に形成されたトナー像に使用されるトナー量に対する、中間転写ベルト１６の残留トナーの割合を表すトナー量算出テーブルである。トナー量算出テーブルは、一次転写効率、再転写率、及び二次転写効率に基づいて作成される。二次転写効率とは、中間転写ベルト１６に形成されたトナー像から記録媒体に転写されるトナーの割合を表し、本実施形態では予め９５［％］に定められている。例えば、シアンは、感光体ドラム１１ｃに４．５［％］残留し、感光体ドラム１１ｄに１．９１［％］が再転写する。そのために、記録媒体への転写時に、中間転写ベルト１６には１００［％］−４．５［％］−１．９１［％］＝９３．５９［％］のシアンのトナーが存在する。二次転写効率が９５［％］であるので、記録媒体へは約８８．９１［％］のシアンのトナーが転写され、中間転写ベルト１６には４．６８［％］のシアンのトナーが残留する。他の色についても同様の計算により算出される。

＜回収トナーボックスに堆積するトナーの量の算出＞
回収トナーボックス３０に堆積するトナーのトナー量Ｘは、感光体ドラム１１に残留するトナー量と、再転写により他の感光体ドラム１１に付着するトナー量と、中間転写ベルト１６に残留するトナー量との総和である。以下、感光体ドラム１１に残留するトナー量を「残留トナー量Ｘ１」、再転写により他の感光体ドラム１１に付着するトナー量を「再転写トナー量Ｘ２」、中間転写ベルト１６に残留するトナー量を「残留トナー量Ｘ３」とする。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーを１００［ｍｇ］ずつ使用して画像を形成した場合を例に、回収トナーボックス３０に回収されるトナーの総量Ｘを算出すると、以下のようになる。

残留トナー量Ｘ１は、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの各々について、図６（ａ）のテーブルを参照して以下のように算出される。なお、以下の説明において（）内のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表す。
Ｘ１（Ｙ）：１００［ｍｇ］＊５．００／１００＝５．０［ｍｇ］
Ｘ１（Ｍ）：１００［ｍｇ］＊４．５０／１００＝４．５［ｍｇ］
Ｘ１（Ｃ）：１００［ｍｇ］＊４．５０／１００＝４．５［ｍｇ］
Ｘ１（Ｋ）：１００［ｍｇ］＊５．００／１００＝５．０［ｍｇ］
Ｘ１＝Ｘ１（Ｙ）＋Ｘ１（Ｍ）＋Ｘ１（Ｃ）＋Ｘ１（Ｋ）＝１９［ｍｇ］

このように感光体ドラム１１ａ〜１１ｄには、合計１９［ｍｇ］の残留トナーが残留する。

再転写トナー量Ｘ２は、図６（ｂ）のテーブルを参照して以下のように算出される。
Ｘ２（Ｙ）：１００［ｍｇ］＊１．９／１００
＋１００［ｍｇ］＊１．８６／１００
＋１００［ｍｇ］＊１．８２／１００＝５．５８［ｍｇ］
Ｘ２（Ｍ）：１００［ｍｇ］＊１．９１／１００
＋１００［ｍｇ］＊１．８７／１００＝３．７８［ｍｇ］
Ｘ２（Ｃ）：１００［ｍｇ］＊１．９１／１００＝１．９１［ｍｇ｝
Ｘ２（Ｋ）：０［ｍｇ］
Ｘ２：Ｘ２（Ｙ）＋Ｘ２（Ｍ）＋Ｘ２（Ｃ）＋Ｘ２（Ｋ）＝１１．２７［ｍｇ］

このように感光体ドラム１１ｂ〜１１ｄには、合計１１．２７［ｍｇ］のトナーが再転写される。

残留トナー量Ｘ３は、図６（ｃ）のテーブルを参照して以下のように算出される。
Ｘ３（Ｙ）：１００［ｍｇ］＊４．４７／１００＝４．４７［ｍｇ］
Ｘ３（Ｍ）：１００［ｍｇ］＊４．５９／１００＝４．５９［ｍｇ］
Ｘ３（Ｃ）：１００［ｍｇ］＊４．６８／１００＝４．６８［ｍｇ］
Ｘ３（Ｋ）：１００［ｍｇ］＊４．７５／１００＝４．７５［ｍｇ］
Ｘ３：Ｘ３（Ｙ）＋Ｘ３（Ｍ）＋Ｘ３（Ｃ）＋Ｘ３（Ｋ）＝１８．４９［ｍｇ］

このように中間転写ベルト１６には、１８．４９［ｍｇ］の残留トナーが残留する。

回収トナーボックス３０に堆積する回収トナーの総量Ｘは、これらの総和であるので、以下のように算出される。
Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＝４８．７６［ｍｇ］

＜トナー使用量＞
図７は、画像形成時に使用するトナーの使用量ＣＴと露光部１３による露光量との関係を表す図である。本実施形態では、露光量は、露光部１３により照射されたレーザ光の露光強度と露光時間に基づいて算出される。露光量は、最大出力で、Ａ４サイズの記録媒体の全面を走査する時間だけレーザ光を照射したときを１００［％］として表す。例えば、Ａ３サイズの記録媒体の全面に最大出力でレーザ光を照射した場合、照射時間がＡ４サイズの記録媒体の２倍になるために、露光量は２００［％］になる。Ａ４サイズの記録媒体の全面に最大出力の１／４の強度でレーザ光を照射した場合、露光量は２５［％］になる。本実施形態では、露光量が１００［％］のときのトナーの使用量ＣＴが１００［ｍｇ］とする。使用量ＣＴと露光量との関係は、図７に示すように比例関係となる。

＜回収トナーボックス満載検知処理＞
以上のような構成の画像形成装置１０において、回収トナーボックス３０に回収された回収トナーの堆積量が所定量に達したことを検知する処理について、図８のフローチャートにより説明する。

ＣＰＵ１００は、画像形成処理を開始する（Ｓ９００）。ＣＰＵ１００は、画像形成処理による露光部１３からのレーザ光の露光量に基づいて、感光体ドラム１１に形成されるトナー像に用いられるトナーの使用量ＣＴを算出する。ＣＰＵ１００は、算出した使用量ＣＴをＲＡＭ１０２に保存する（Ｓ９０１）。ＣＰＵ１００は、使用量ＣＴに基づいて、ＲＯＭ１０１に保存される図６（ａ）の残留トナー算出テーブルを参照して、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに残留する残留トナー量Ｘ１を算出する（Ｓ９０２）。ＣＰＵ１００は、算出した残留トナー量Ｘ１をＲＡＭ１０２に保存する。

続いてＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０１に保存される図６（ｂ）の再転写トナー算出テーブルを参照して、各感光体ドラム１１ｂ〜１１ｄに再転写されたトナーの総量である再転写トナー量Ｘ２を算出する（Ｓ９０３）。ＣＰＵ１００は、算出した再転写トナー量Ｘ２をＲＡＭ１０２に保存する。続いてＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０１の保存される図６（ｃ）のトナー量算出テーブルを参照して、中間転写ベルト１６に残留する残留トナー量Ｘ３を算出する（Ｓ９０４）。ＣＰＵ１００は、算出した残留トナー量Ｘ３をＲＡＭ１０２に保存する。

ＣＰＵ１００は、算出した残留トナー量Ｘ１、再転写トナー量Ｘ２、及び残留トナー量Ｘ３から総和（総量Ｘ）を算出して、算出結果をＲＡＭ１０２に保存する（Ｓ９０５）。ＣＰＵ１００は、総量Ｘを累積した累積値ＭｉｘをＲＡＭ１０２に保存する。ＣＰＵ１００は、画像を形成する度に、ステップＳ９０５において総量Ｘが算出され、前回算出した累積値Ｍｉｘに新たに算出した総量Ｘを加算することによって累積値Ｍｉｘを更新する（Ｓ９０６）。ＣＰＵ１００は、このように残留トナー量Ｘ１、再転写トナー量Ｘ２、残留トナー量Ｘ３、及び総和（総量Ｘ）を決定する。

ＣＰＵ１００は、累積値Ｍｉｘを更新した後に、累積値Ｍｉｘが第１閾値を超えているか否かを確認する（Ｓ９０７）。第１閾値は、連続して画像形成処理が行われた際に、回収トナーボックス３０に堆積したトナーが受入口３７ａ〜３７ｄ、３８から溢れ出ないように予め設定されている値である。本実施形態では、２．０［ｇ］である。ＣＰＵ１００は、累積値Ｍｉｘが第１閾値を超えている場合（Ｓ９０７：Y）、攪拌スクリュー３１により収容部３２内部を攪拌して、収容した回収トナーの剤面を均す（Ｓ９０８）。攪拌後にＣＰＵ１００は、累積値Ｍｉｘの値をゼロに設定する（Ｓ９０９）。

累積値Ｍｉｘが第１閾値を超えていない場合（Ｓ９０７：N）、又は、累積値Ｍｉｘの値をゼロに設定した後、ＣＰＵ１００は、回収トナーボックス３０に所定量以上の回収トナーが収容されているか否かを確認する（Ｓ９１０）。ＣＰＵ１００は、トナー量検知部３９の検知結果により、回収トナーが所定量以上であるか否かを確認する。

ＣＰＵ１００は、回収トナーボックス３０に収容された回収トナーが所定量に満たないと判断した場合（Ｓ９１０：N）、画像データに含まれる全ての画像を形成したか否かを判定する（Ｓ９１８）。全ての画像を形成していない場合（Ｓ９１８：N）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９００の処理に移行する。

ＣＰＵ１００は、回収トナーボックス３０に収容された回収トナーが所定量以上であると判断した場合（Ｓ９１０：Y）、回収トナーボックス３０が回収トナーを満載しているか否かの判断を行う。そのためにＣＰＵ１００は、ステップ９０５で算出したトナー量Ｘを積算する満載検知カウンタＦをＲＡＭ１０２に保存する。満載検知カウンタＦは、回収トナーが所定量以上である場合にのみ、ステップＳ９０５で算出されたトナー量Ｘが加算されて更新される値である。ＣＰＵ１００は、満載検知カウンタＦを更新してＲＡＭ１０２に保存する（Ｓ９１１）。

ＣＰＵ１００は、満載検知カウンタＦが第２閾値を超えているか否かを確認する（Ｓ９１２）。第２閾値は、トナー量検知部３９により回収トナーボックス３０に収容された回収トナーが所定量以上であることを検出した後に、回収トナーボックス３０に収容可能なトナー量として予め設定される値である。本実施形態では、２０［ｇ］である。満載検知カウンタＦが第２閾値を超えている場合（Ｓ９１２：Y）、ＣＰＵ１００は、回収トナーボックス３０が回収トナーを満載していると判断する。この場合、ＣＰＵ１００は、画像形成処理を停止する（Ｓ９１３）。

画像形成処理を停止したＣＰＵ１００は、図４に示す、ユーザに回収トナーボックス３０を交換するように促す表示を表示部に表示させる（Ｓ９１４）。これにより、ＣＰＵ１００は、ユーザに回収トナーボックス３０の交換を通知する。ユーザがこの通知に応じて回収トナーボックス３０を交換すると、ＣＰＵ１００は、トナー量検知部３９の検知結果によりこれを確認する（Ｓ９１５：Y）。ＣＰＵ１００は、回収トナーボックス３０の交換を確認後に、回収トナーボックス３０の交換の通知を終了して（Ｓ９１６）、満載検知カウンタＦをゼロクリアする（Ｓ９１７）。

満載検知カウンタＦが第２閾値以下の場合（Ｓ９１２：N）又は満載検知カウンタＦのゼロクリア後、ＣＰＵ１００は、最後の記録媒体への画像形成処理が終了しているか否かを確認する（Ｓ９１８）。終了していない場合（Ｓ９１８：N）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９００の処理に戻り、最後の記録媒体への画像形成処理が終了するまで処理を繰り返す。

なお、再転写トナーのトナー量は、画像形成装置１０の設置されている場所の温度や湿度等の環境条件により変化することが知られている。本実施形態では、図６に示す算出テーブルを用いて回収されるトナー量を算出する例を示したが、環境条件に応じて算出テーブルを変更してもよい。例えば、図９は、再転写が発生しやすい低温環境（室温「１０℃」以下）に画像形成装置１０が設置された場合の算出テーブルの例である。この場合、再転写率が３［％］である。ＲＯＭ１０１に、このような算出テーブルを環境条件に応じて複数保存しておき、対応する環境条件に応じて切り替えて用いることで、更に精度よく回収トナーボックス３０に堆積するトナー量を把握することができる。この場合、環境条件を検知する環境検知センサを画像形成装置１０に設けておき、その検知結果に応じて使用する算出テーブルを選択する。

以上のような処理により、再転写されたトナー量も考慮した回収トナーボックス３０に堆積するトナー量の算出が可能になる。そのために、回収トナーボックス３０内に収容された回収トナーの量を精度よく把握することが可能となり、ユーザは、回収トナーボックス３０に回収トナーが満載になったことを正確に知ることができるようになる。

１０…画像形成装置、１１ａ〜１１ｄ…感光体ドラム、１２ａ〜１２ｄ…帯電ローラ、１３…露光部、１４ａ〜１４ｄ…現像部、１５ａ〜１５ｄ…ドラムクリーナ、１６…中間転写ベルト、１７ａ〜１７ｄ…一次転写ローラ、１８…ベルトクリーナ、１９…二次転写ローラ、２０…給紙ローラ、２１…定着器、２２…排紙トレイ、３０…回収トナーボックス、３１…攪拌スクリュー、３４…開口部、３７ａ〜３７ｄ，３８…受入口、３９…トナー量検知部、４０…給紙モータ、１００…ＣＰＵ、１０１…ＲＯＭ、１０２…ＲＡＭ、１０３…画像形成部、１０４…操作部、Ｐ…プロセスユニット

Claims (5)

1. 各々にトナー像が形成される複数の感光体と、
   前記複数の感光体から前記トナー像が順次転写される中間転写体と、
   前記中間転写体に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記転写体に前記トナー像が転写された後に前記複数の感光体の各々に残留したトナーを回収する第１回収手段と、
   前記記録媒体に前記トナー像が転写された後に前記中間転写体に残留したトナーを回収する第２回収手段と、
   前記第１回収手段、及び、前記第２回収手段により回収されたトナーを収容する回収容器と、
   前記転写体に前記トナー像が転写された後に前記複数の感光体の各々に残留するトナーの量を決定する第１決定手段と、
   前記感光体から前記中間転写体にトナー像が転写される際に、前記中間転写体から前記感光体に再転写されるトナーの量を決定する第２決定手段と、
   前記記録媒体に前記トナー像が転写された後に前記中間転写体に残留するトナーの量を決定する第３決定手段と、
   前記第１決定手段、前記第２決定手段、及び前記第３決定手段の各々で決定されたトナーの量から前記回収容器に回収されるトナーの量を決定する第４決定手段と、を備えることを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記第２決定手段は、各感光体から前記中間転写体へ転写される前記トナー像のトナー量の割合を表す一次転写効率、及び前記中間転写体から前記感光体に再転写されるトナー量の割合を表す再転写率に応じて、前記再転写されるトナーの量を決定することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 環境条件を検知する環境検知手段と、
   前記再転写率を前記環境条件に応じて複数保存する保存手段と、を更に備えており、
   前記第２決定手段は、前記環境検知手段による検知結果に応じて、前記再転写されるトナーの量を決定に用いる再転写率を前記保存手段から選択することを特徴とする、
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記回収容器に収容した前記トナーの量が第１の所定量を超えたことを検知するトナー量検知手段と、
   前記トナー量検知手段が前記回収容器に収容する前記トナーの量が前記第１の所定量を超えたことを検知した後に前記第４決定手段で決定した前記トナーの量を積算した値が、第２の所定量を超えた場合に、前記回収容器が回収したトナーを満載していると判断する制御手段と、を更に備えることを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記回収容器に収容された前記トナーを攪拌して剤面を均す攪拌スクリューを更に備えており、
   前記制御手段は、前記第４決定手段で決定した前記トナーの量の累積値が第３の所定量を超えたときに、前記攪拌スクリューを動作させることを特徴とする、
   請求項４記載の画像形成装置。

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