JP2018097099A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルターの目詰まりが発生する前に、貯留部がトナーで満たされた満杯状態を高い精度で検出する。【解決手段】画像形成装置１であって、飛散したトナーを含む空気からトナーを遠心分離するサイクロン部と、サイクロン部により分離されたトナーを貯留する貯留部と、サイクロン部によりトナーが分離された後の空気を通すフィルター部と、フィルター部を通った空気を排出するために空気の流れを発生させるファンと、ファンの回転速度の変化に基づいて、貯留部がトナーで満たされた満杯状態を検出する検出手段（制御部５０）と、画像形成を行う環境条件の変化に応じた空気の物性の変化に基づいて、ファンの回転速度を補正する補正手段（制御部５０）と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、トナーを用いて用紙に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。
この画像形成装置として、現像部で発生する飛散トナーを吸引してサイクロン部により遠心分離することで貯留部に回収し、遠心分離できないトナーをフィルターで捕集するトナー捕集部を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１６０８４３号公報

ところで、貯留部がトナーで満たされて満杯状態となると、トナーが巻き上がってフィルターに目詰まりが発生し、結果として画像形成装置内にトナーが飛散してしまう。そこで、上記特許文献１では、フィルターの目詰まりを検出する光学式のセンサーを搭載し、このセンサーにより目詰まりが検出されるとトナー捕集部の空気の流量を調整するようになっている。しかしながら、フィルターの目詰まりが発生してからではトナーの飛散を適正に抑制することができないため、フィルターの目詰まりが発生する前に貯留部の満杯状態を検出するのが望ましい。
ここで、貯留部に光学式のセンサーを搭載して貯留部の満杯状態を検出する構成も考えられるが、トナーを含有する空気によりセンサーの検出部が汚れてしまうため、精度のよい検出を行うことができないといった問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、フィルターの目詰まりが発生する前に、貯留部がトナーで満たされた満杯状態を高い精度で検出することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の画像形成装置は、
飛散したトナーを含む空気からトナーを遠心分離するサイクロン部と、
前記サイクロン部により分離されたトナーを貯留する貯留部と、
前記サイクロン部によりトナーが分離された後の空気を通すフィルター部と、
前記フィルター部を通った空気を排出するために空気の流れを発生させるファンと、
前記ファンの回転速度の変化に基づいて、前記貯留部がトナーで満たされた満杯状態を検出する検出手段と、
画像形成を行う環境条件の変化に応じた空気の物性の変化に基づいて、前記ファンの回転速度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記空気の物性は、空気の密度を含むことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記環境条件は、温度、気圧及び湿度のうち、少なくともいずれか一を含むことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記補正手段は、温度、気圧及び湿度のうち、空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に大きいものを用いて、前記ファンの回転速度を補正することを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記補正手段は、気圧及び湿度のうち、少なくとも一方に基づいて、前記ファンの回転速度を補正するための補正係数を調整することを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記補正手段は、前記ファンの回転時間を合計した合計回転時間に基づいて、前記ファンの回転速度を補正するための補正係数を調整することを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記補正手段は、前記ファンの補正後の回転速度を下記式（１）に従って算出することを特徴としている。

〔ω；ファンの補正後の回転速度、Ｃ_Ｔ；温度用補正係数、Ｔ；温度、ｅ；ファンの補正前の回転速度〕

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記補正手段は、前記画像形成装置の設置状態に基づいて、前記ファンの補正後の回転速度を算出するための基準となる回転速度を調整することを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置において、
前記補正手段は、前記画像形成装置による画像形成が行われる前の状態での前記ファンの回転速度に基づいて、前記ファンの補正後の回転速度を算出するための基準となる回転速度を調整することを特徴としている。

請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置において、
前記補正手段は、前記画像形成装置が設置された標高に基づいて、前記ファンの補正後の回転速度を算出するための基準となる回転速度を調整することを特徴としている。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記補正手段は、前記ファンを通過する空気の物性の変化に基づいて、前記ファンの回転速度を補正することを特徴としている。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記サイクロン部と前記貯留部と前記フィルター部とは一体となって形成され、前記画像形成装置の本体部に着脱自在に構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、フィルターの目詰まりが発生する前に、貯留部がトナーで満たされた満杯状態を高い精度で検出することができる。

本発明を適用した一実施形態の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図１の画像形成装置の機能的構成を示すブロック図である。 図１の画像形成装置に備わるトナー捕集部を模式的に示す図である。 トナー貯留量と現像風速及びファンの回転速度との対応関係を示す図である。 空気の密度の逆数の三乗根とファンの回転速度との対応関係を示す図である。 温度とファンの回転速度との対応関係を示す図である。 湿度とファンの回転速度との対応関係を示す図である。 標高とファンの回転速度との対応関係を示す図である。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。また、図２は、画像形成装置１の機能的構成を示すブロック図である。

本実施形態の画像形成装置１は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。

図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、例えば、外装を形成する略直方体状の装置本体部１Ａを有し、この装置本体部１Ａには、用紙収納部１０と、画像読取部２０と、画像形成部３０と、定着部４０と、制御部５０と、記憶部６０と、操作表示部７０と、測定部８０と、トナー捕集部１００とが設けられている。

用紙収納部１０は、画像形成装置１の下部に配置されており、用紙のサイズや種類に応じた複数のトレイ１１が設けられている。用紙は、トレイ１１から給紙されて搬送部１２に送られ、搬送部１２によって画像形成部３０及び定着部４０に搬送される。

画像読取部２０は、図示しない原稿搬送部により搬送された原稿又は原稿台２１に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。また、画像読取部２０は、Ａ／Ｄ変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施し、後述する制御部５０のＲＡＭ（図示略）に格納する。
なお、画像データは、画像読取部２０から出力されるデータに限定されず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピューターや他の画像形成装置などの外部装置から受信したものであってもよい。

画像形成部３０は、画像形成ジョブに基づいて用紙に画像形成を行う。
画像形成部３０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの色成分に各々対応する４組の画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋと、中間転写ベルト３３と、１次転写部３４と、２次転写ローラー３５とを備えている。

画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋの各々は、ドラム状の感光体３１、この感光体３１の周囲に配置された現像部３２、図示しない帯電部、露光部及びクリーニング部等を有している。

露光部は、帯電部により表面が帯電された感光体３１上にレーザー光を照射、露光することにより、感光体３１上に静電潜像を形成する。現像部３２は、露光された感光体３１上に現像ローラー３２ａにより所定の色（Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのいずれか）のトナーを供給し、感光体３１上に形成された静電潜像を現像する。

Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫに対応する４つの感光体３１上に各々Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのトナーで形成された画像（単色画像）は、各感光体３１から中間転写ベルト３３に転写される。中間転写ベルト３３は、複数の搬送ローラーに巻き回された無端ベルトであり、各搬送ローラーの回転に従って回転する。
中間転写ベルト３３の内周側における画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋの各感光体３１と対向する位置には、１次転写部３４が設けられている。この１次転写部３４は、中間転写ベルト３３にトナーと反対の極性の電圧を印加することで、感光体３１上に付着したトナーを中間転写ベルト３３に転写する。

そして、中間転写ベルト３３が回転駆動することで、中間転写ベルト３３の表面には、４つの画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋで形成されたトナー像が順次転写される。すなわち、中間転写ベルト３３上には、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫを色成分とするトナー像が重なり合いカラー画像が形成される。

中間転写ベルト３３の外周側にて対向する位置に２次転写ローラー３５が配設されている。この２次転写ローラー３５と中間転写ベルト３３とが接触するニップ部が転写位置であり、２次転写ローラー３５は、搬送部１２によって搬送されてきた用紙を中間転写ベルト３３に接触させて、中間転写ベルト３３の外周面上に形成されているトナー画像を用紙に転写する。

２次転写ローラー３５における用紙の排出側には、定着部４０が設けられている。
定着部４０は、加熱ローラー及び加圧ローラーからなる一対のローラーを備えている。用紙は、当該一対のローラーのニップ部を通ることにより熱と圧力が加えられ、用紙上に転写されたトナー像が溶融定着する。

また、４つの画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋの各現像部３２の上側には、それぞれ吸引ダクト３６が配設されている。つまり、４つの画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋに対応して４つの吸引ダクト３６、…が設けられている。各吸引ダクト３６は、対応する画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋで飛散したトナーを含むトナー含有空気が通る。

４つの吸引ダクト３６、…は、それぞれ共通ダクト３７に接続されている。共通ダクト３７は、上下方向に延びる中空の直方体状に形成され、トナー捕集部１００（詳細後述）を着脱自在な受け部の役割及び４つの吸引ダクト３６、…からトナー捕集部１００にトナー含有空気を導く役割を具備している。

共通ダクト３７の４つの画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋと対向する側面には、吸引ダクト３６を接続可能な４つの連通口（図示略）が設けられている。一方、共通ダクト３７の４つの画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋと対向する側と反対側の面には、トナー捕集部１００の流入口１０１（図３参照）が接続される接続口３７ａが設けられている。

また、共通ダクト３７に装着されたトナー捕集部１００の上方には、ファンＦが配設されている。ファンＦは、共通ダクト３７からトナー捕集部１００の内部を経て当該画像形成装置１の外部に排出される空気の流れを発生させる。具体的には、共通ダクト３７からトナー捕集部１００の内部へ流れた空気は流出口１０６（図３参照）から出て、その後、ファンＦを通って当該画像形成装置１の外部へ排出される。
また、ファンＦは、回転速度（単位時間あたりの回転数）を算出するためのパルス信号を制御部５０に出力する。

制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。制御部５０のＣＰＵは、記憶部６０に記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って、画像形成処理やトナー捕集処理などの各種処理を実行する。
なお、トナー捕集処理については後述する。

記憶部６０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や半導体の不揮発性メモリー等で構成されている。
記憶部６０には、制御部５０で実行されるシステムプログラムや処理プログラムを始めとする各種プログラム、これらのプログラムの実行に必要なデータが記憶されている。

操作表示部７０は、表示画面を備え、画面上に各種情報の表示を行う表示部、及びユーザーによる各種指示の入力に使用される操作部を備えている。

測定部８０は、当該画像形成装置１により画像形成を行う際の環境条件を測定する。具体的には、測定部８０は、温度センサー８１と、気圧センサー８２と、湿度センサー８３とを備えている。そして、測定部８０は、温度センサー８１により検出された温度に係る検出信号を制御部５０に出力し、また、気圧センサー８２により検出された気圧に係る検出信号を制御部５０に出力し、また、湿度センサー８３により検出された湿度に係る検出信号を制御部５０に出力する。
温度センサー８１、気圧センサー８２及び湿度センサー８３は、例えば、画像形成部３０の所定位置、より具体的には、４組の画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋの上方に配設されている。
なお、温度センサー８１、気圧センサー８２及び湿度センサー８３の配設位置は、ファンＦを通過する空気の物性（例えば、空気の密度等）の変化に対して影響する環境条件の変化を適正に測定可能な位置であれば適宜任意に変更可能である。

次に、トナー捕集部１００について、図３を参照して説明する。
図３は、トナー捕集部１００を模式的に示す図である。なお、図３中において、空気の流れを模式的に一点鎖線で表している。

図３に示すように、トナー捕集部１００は、例えば、外形が略直方体状に形成され、装置本体部１Ａの共通ダクト３７に対して着脱自在に構成されている。また、トナー捕集部１００は、流入口１０１と、サイクロン部１０２と、貯留部１０３と、空気流路部１０４と、フィルター部１０５と、流出口１０６とを具備している。

流入口１０１は、共通ダクト３７を通過してきたトナー含有空気を受け入れる受入口である。
トナー捕集部１００を共通ダクト３７に装着すると、流入口１０１は、共通ダクト３７の接続口３７ａに対向する。これにより、サイクロン部１０２は、流入口１０１を介して共通ダクト３７の内部空間に連通される。

サイクロン部１０２は、共通ダクト３７を通過し、流入口１０１を介して流入されるトナー含有空気からトナーを遠心分離する。サイクロン部１０２は、円筒状に形成されており、軸方向が上下方向（重力が作用する方向）と一致している。このように、軸方向を上下方向に一致させた配置は、トナー含有空気からトナーを分離するには最適の配置である。

サイクロン部１０２に流入されたトナー含有空気は、サイクロン部１０２の内周の接線方向に進む。これにより、サイクロン部１０２の内部には、空気が旋回する旋回流れが発生する。
旋回流れにあるトナーは、物体が円運動することで作用する遠心力により半径方向に移動するため、大部分のトナーが空気から分離（遠心分離）される。分離されたトナーは、自重によって下方に落下し、貯留部１０３内に貯留される。一方、空気は、サイクロン部１０２の円筒部分の下端側から当該サイクロン部１０２の内側に流入し、サイクロン部１０２の上側に設けられた空気流路部１０４の流入部１０４ａに入る。

空気流路部１０４は、サイクロン部１０２に連通する流入部１０４ａと、流入部１０４ａに連通するフィルター配設部１０４ｂと、フィルター配設部１０４ｂに連通する流出部１０４ｃとを具備している。
流入部１０４ａは、Ｕ字型のパイプ状に形成されており、サイクロン部１０２から流入される空気を上下反転させてフィルター配設部１０４ｂに導く。

フィルター配設部１０４ｂには、トナーをろ過するフィルター部１０５が配設されている。
フィルター部１０５は、サイクロン部１０２を通過した空気に含まれる僅かなトナーを捕集するものであり、これにより、フィルター部１０５を通過した空気が清浄される。
このフィルター部１０５は、空気が通過する方向にフィルターを複数枚重ねて配置すると、空気の清浄効果が増すため好ましい。例えば、フィルター部１０５には、トナー防塵フィルター、オゾン触媒フィルター、トナー防塵フィルター等が所定の配置で並べられている。

フィルター配設部１０４ｂのフィルター部１０５を通過した空気は、フィルター配設部１０４ｂの上側に設けられた流出部１０４ｃに流入し、この流出部１０４ｃの空気の流れ方向下流側（サイクロン部１０２と反対側）に形成されている流出口１０６からファンＦ側に流出される。
このように、各吸引ダクト３６で吸引された空気は、共通ダクト３７、流入口１０１、サイクロン部１０２、流入部１０４ａ、フィルター配設部１０４ｂ（フィルター部１０５）、流出部１０４ｃ及び流出口１０６を通過し、その後、ファンＦも通過して画像形成装置１の外部へ排気される。

上記したトナー捕集部１００は、サイクロン部１０２と貯留部１０３とフィルター部１０５とが一体となって形成され、例えば、貯留部１０３がトナーで満たされた満杯状態となった場合等に、これらサイクロン部１０２と貯留部１０３とフィルター部１０５とが一体的に交換可能となっている。

＜トナー捕集処理＞
次に、制御部５０により実行されるトナー捕集処理について、図４（ａ）〜図８を参照して詳細に説明する。
図４（ａ）は、トナー貯留量と現像風速との対応関係を示す図であり、また、図４（ｂ）は、トナー貯留量とファンＦの回転速度との対応関係を示す図である。
ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）にあっては、温度20℃、湿度50％、気圧1002hPaの条件下において、トナー含有空気中のトナーが貯留部１０３に貯留されて回収される割合（サイクロン部１０２のトナーの分離効率）が98％となるようにファンＦの回転速度が設定されている。すなわち、トナー含有空気中の2％のトナーは、貯留部１０３に貯留されずにフィルター部１０５により捕集（ろ過）されることとなる。
なお、貯留部１０３がトナーで満たされる満杯状態を700[g]としているが、一例であってこれに限られるものではなく、適宜任意に変更可能である。また、図４（ａ）にあっては、吸引ダクト３６を通過する空気（トナー含有空気）の風速（現像風速）は、トナー貯留量が0[g]の状態での風速を100として正規化したものである。

図４（ａ）に示すように、サイクロン部１０２のトナーの分離効率が高いと、フィルター部１０５の目詰まりが生じ難いために、貯留部１０３がトナーで満たされる満杯状態となるまでは、現像風速の低下が生じ難い。
しかしながら、貯留部１０３がトナーで満たされて満杯状態となると、貯留部１０３のトナーが巻き上がってフィルター部１０５に目詰まりが発生してしまい、この結果、現像風速が低下し、画像形成装置１内にトナーが飛散してしまう。このため、画像形成装置１内へのトナーの飛散を抑制する上では、貯留部１０３が満杯状態となった後に発生するフィルター部１０５の目詰まりをセンサーにより検出するのではなく、フィルター部１０５の目詰まりが発生する前に貯留部１０３の満杯状態を検出する必要がある。

ここで、図４（ｂ）に示すように、サイクロン部１０２のトナーの分離効率が98％では、画像形成装置１により画像形成が行われる前の新品状態でのファンＦの回転速度は、8870[rpm]である。
画像形成装置１により画像形成が開始され、貯留部１０３にトナーが貯留されていくとともにフィルター部１０５によりトナーが捕集されていくと、ファンＦを通過する空気の流量が減少していくため、所定の電圧で駆動しているファンＦは、回転負荷の減少に伴い、回転速度が上昇する。そして、貯留部１０３がトナーで満たされた満杯状態でのファンＦの回転速度は、8970[rpm]となる。また、貯留部１０３が満杯状態となった後は、貯留部１０３のトナーが巻き上がってフィルター部１０５に目詰まりが発生し、ファンＦの回転速度は急激に上昇する。
すなわち、貯留部１０３の満杯状態でのファンＦの回転速度は、新品状態でのファンＦの回転速度に対して、僅かに100[rpm]、約1.1％高速となっているだけである。このため、ファンＦの回転速度の変化から貯留部１０３の満杯状態を検出する上では、高い精度が求められ、特に、ファンＦを通過する空気の物性（例えば、空気の密度）を考慮する必要があると考えられる。

ファンＦの回転速度に対する空気の物性の影響について、図５を参照して説明する。
図５は、空気の密度の逆数の三乗根とファンＦの回転速度との対応関係を示す図である。
具体的には、図５は、湿度50％、気圧1002hPaの条件下において、温度を調整することで空気の密度を変化させた場合のファンＦの回転速度の測定結果であり、空気の密度の逆数の三乗根とファンＦの回転速度との関係を直線近似して求めたものである。
なお、ファンＦは、画像形成装置１により画像形成が行われる前の新品状態のものである。

図５に示すように、空気の密度が小さくなるにつれて（空気の密度の逆数の三乗根が大きくなるにつれて）、所定の電圧で駆動しているファンＦは、回転負荷の減少に伴って回転速度が上昇する。
ここで、空気の密度は、例えば、温度、気圧及び湿度等によって変化するため、ファンＦの回転速度に対する温度、気圧及び湿度の各々の影響について、以下に検討する。

先ず、ファンＦの回転速度に対する温度の影響について、図６を参照して説明する。
図６は、温度とファンＦの回転速度との対応関係を示す図である。
具体的には、図６は、湿度50％、気圧1002hPaの条件下において、温度を変化させた場合のファンＦの回転速度の測定結果であり、温度とファンＦの回転速度との関係を直線近似して求めたものである。
なお、ファンＦは、画像形成装置１により画像形成が行われる前の新品状態のものである。

図６に示すように、温度が高くなるにつれて、空気の体積の増加に伴い密度が小さくなるため、所定の電圧で駆動しているファンＦは、回転負荷の減少に伴って回転速度が上昇する。

次に、ファンＦの回転速度に対する湿度の影響について、図７を参照して説明する。
図７は、湿度とファンＦの回転速度との対応関係を示す図である。
具体的には、図７は、温度20℃、気圧1002hPaの条件下において、湿度を変化させた場合のファンＦの回転速度の測定結果であり、湿度とファンＦの回転速度との関係を直線近似して求めたものである。
なお、ファンＦは、画像形成装置１により画像形成が行われる前の新品状態のものである。

図７に示すように、湿度が高くなるにつれて、空気中の水の分子の比率の増加（例えば、窒素分子、酸素分子等の他の成分の比率の減少）に伴い空気の密度が小さくなるため、所定の電圧で駆動しているファンＦは、回転負荷の減少に伴って回転速度が上昇する。

次に、ファンＦの回転速度に対する気圧の影響について、図８を参照して説明する。
ここで、気圧と標高とは相関関係があるため、標高とファンＦの回転速度との対応関係を図８に示す。
具体的には、図８は、温度20℃、湿度50％の条件下において、画像形成装置１が設置される位置の標高を変化させた場合のファンＦの回転速度の測定結果であり、標高とファンＦの回転速度との関係を直線近似して求めたものである。
なお、ファンＦは、画像形成装置１により画像形成が行われる前の新品状態のものである。

図８に示すように、標高が高くなる（気圧が低下する）につれて、空気の体積の増加に伴い密度が小さくなるため、所定の電圧で駆動しているファンＦは、回転負荷の減少に伴って回転速度が上昇する。

このように、例えば、温度、気圧及び湿度等の環境条件の変化に応じて空気の密度が変化し、ファンＦの回転速度に影響するため、当該ファンＦの回転速度の変化から貯留部１０３の満杯状態を検出する上では、画像形成装置１により画像形成を行う際の環境条件についても考慮する必要がある。
そこで、制御部５０は、トナー捕集処理にて、画像形成を行う環境条件の変化に応じた空気の物性の変化に基づいて、検出されるファンＦの回転速度を補正し、ファンＦの補正後の回転速度に基づいて、貯留部１０３がトナーで満たされた満杯状態を検出する。このトナー捕集処理にて、制御部５０は、検出手段、補正手段として機能する。

すなわち、制御部５０は、検出制御プログラムに従って、貯留部１０３がトナーで満たされた満杯状態を検出する。
具体的には、制御部５０は、ファンＦから出力されて入力されるパルス信号に基づいて、当該ファンＦの回転速度（単位時間あたりの回転数）を所定の時間間隔で算出し、算出されたファンＦの回転速度の変化に基づいて、貯留部１０３の満杯状態を検出する。
例えば、図４（ｂ）に示したように、温度20℃、湿度50％、気圧1002hPaの条件下において、画像形成装置１により画像形成が行われる前の新品状態でのファンＦの回転速度（8870[rpm]）を基準回転速度とし、この基準回転速度に対してファンＦの回転速度が約1.1％高速（例えば、ファンＦの回転速度が8870[rpm]から8970[rpm]等）となると、貯留部１０３がトナーで満たされた満杯状態であると検出する。

また、制御部５０は、補正制御プログラムに従って、ファンＦの回転速度を補正する。
具体的には、制御部５０は、画像形成を行う際の環境条件として、温度、気圧及び湿度のうち、少なくともいずれか一の変化に応じた空気の密度の変化に基づいて、ファンＦの回転速度を補正する。例えば、制御部５０は、測定部８０から出力されて入力された温度に係る検出信号、気圧に係る検出信号、湿度に係る検出信号等に基づいて、ファンＦの補正後の回転速度（ω）を下記式（２）に従って算出する。

ここで、Ｃは補正係数を表し、Ｔは温度を表している。

また、制御部５０は、気圧及び湿度のうち、少なくとも一方に基づいて、ファンＦの回転速度を補正するための補正係数（Ｃ）を調整する。具体的には、制御部５０は、補正係数（Ｃ）を下記式（３）に従って算出する。

ここで、ＷはファンＦの消費電力を表し、ｋはファンＦの抵抗等により変化する定数を表し、Ｒは気体定数を表し、Ｐは大気圧を表し、Ｐ_ｗ０（Ｔ）は飽和水蒸気圧を表し、ＲＨは相対湿度を表している。

このように、制御部５０は、上記した式（２）及び式（３）に従って、画像形成を行う際の環境条件として、温度、気圧及び湿度の変化に応じた空気の物性（例えば、空気の密度等）の変化を考慮し、ファンＦの補正後の回転速度（ω）を算出する。

なお、制御部５０は、画像形成を行う際の環境条件として、必ずしも温度、気圧及び湿度の全てを用いる必要はなく、温度、気圧及び湿度のうち、空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に大きいものを用いて、ファンＦの回転速度を補正してもよい。
すなわち、制御部５０は、ファンＦの回転速度と温度との対応関係（図６参照）、ファンＦの回転速度と湿度との対応関係（図７参照）、ファンＦの回転速度と標高（気圧）との対応関係（図８参照）を参照し、近似直線の傾きが相対的に大きいもの（例えば、温度）を空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に大きいものとして選択する。つまり、近似直線の傾きが温度に比べて相対的に小さい湿度や気圧等は、空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に小さいため、演算内容を簡略化して負荷の軽減を図る上では考慮する必要性が低いと考えられる。

以下に、画像形成を行う際の環境条件として、温度の変化を基準としてファンＦの回転速度を簡易的に補正する手法について説明する。
制御部５０は、当該画像形成装置１の設置状態に基づいて、ファンＦの補正後の回転速度（ω）を算出するための基準となる基準回転速度を調整する。具体的には、制御部５０は、例えば、20℃での基準回転速度を、サイクロン部１０２のトナーの分離効率が98％となる場合における新品状態でのファンＦの回転速度（8870[rpm]）とする。このとき、制御部５０は、画像形成装置１が設置された位置での標高（気圧）を考慮し、例えば、標高が高くなるほど（気圧が低くなるほど）高速にするように基準回転速度を調整してもよい。
また、制御部５０は、20℃での基準回転速度、ファンＦの回転速度と温度との対応関係（図６参照）に基づいて温度用補正係数Ｃ_Ｔを算出する。そして、制御部５０は、ファンＦから出力されて入力されるパルス信号に基づいて算出される当該ファンＦの回転速度を20℃基準となるように、下記式（１）に従って補正する。

ここで、Ｃ_Ｔは温度用補正係数を表し、Ｔは温度を表し、ｅはファンＦの補正前の回転速度を表している。

また、制御部５０は、上記式（３）に従って算出される補正係数（Ｃ）についても同様に、気圧及び湿度のうち、例えば、空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に大きいもの（例えば、気圧）のみを用いて、補正係数（Ｃ）を算出してもよい。具体的には、制御部５０は、例えば、気圧が高くなるほど値が小さくなるように補正係数（Ｃ）を算出する。

以上のように、本実施形態の画像形成装置１によれば、画像形成を行う環境条件（例えば、温度、気圧及び湿度等）の変化に応じた空気の物性（例えば、空気の密度等）の変化に基づいて、検出されるファンＦの回転速度を補正するので、画像形成装置１により画像形成を行う際の環境条件の変化によって、ファンＦの回転速度に影響する空気の物性が変化しても、当該空気の物性の変化を考慮してファンＦの回転速度を適正に補正することができる。特に、ファンＦを通過する空気の物性の変化に基づいて、ファンＦの回転速度をより適正に補正することができる。
そして、ファンＦの補正後の回転速度（ω）に基づいて、貯留部１０３がトナーで満たされた満杯状態を検出することで、フィルター部１０５の目詰まりが発生する前に、貯留部１０３の満杯状態を高い精度で検出することができる。すなわち、従来のように、フィルター部１０５の目詰まりが発生したことをセンサーにより検出するのではなく、フィルター部１０５の目詰まりが発生する前に、貯留部１０３の満杯状態を高い精度で検出することで、貯留部１０３が満杯状態となった後に貯留部１０３のトナーが巻き上がって当該画像形成装置１内にトナーが飛散してしまうことを適正に抑制することができる。

また、例えば、ファンＦの回転速度を補正するための補正係数（Ｃ）及び温度（Ｔ）に基づいて、ファンＦの補正後の回転速度（ω）を適正に算出することができ、この補正係数（Ｃ）については、気圧や湿度に基づいて適正に調整することができる。すなわち、画像形成を行う環境条件として、温度、気圧及び湿度の全ての変化に応じた空気の物性（例えば、空気の密度等）の変化を考慮してファンＦの回転速度を適正に補正することができ、フィルター部１０５の目詰まりが発生する前に、貯留部１０３の満杯状態の検出をより高い精度で行うことができる。

また、例えば、ファンＦの回転速度を補正するための温度用補正係数（Ｃ_Ｔ）、温度（Ｔ）及びファンＦの補正前の回転速度（ｅ）に基づいて、ファンＦの補正後の回転速度（ω）を適正に算出することができる。すなわち、画像形成を行う環境条件として、温度、気圧及び湿度のうち、空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に大きいもの（例えば、温度）を用いて、ファンＦの回転速度を補正することができ、これにより、空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に大きいものを基準としてファンＦの回転速度を簡易的に補正することができる。さらに、空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に小さいものを除外することで、演算内容を簡略化して負荷の軽減を図ることができる。

また、例えば、画像形成装置１による画像形成が行われる前の新品状態でのファンＦの回転速度や画像形成装置１が設置された標高等の当該画像形成装置１の設置状態を考慮し、ファンＦの補正後の回転速度（ω）を算出するための基準となる回転速度を適正に調整することができる。

また、サイクロン部１０２と貯留部１０３とフィルター部１０５とは一体となって形成され、画像形成装置１の装置本体部１Ａに着脱自在に構成されているので、例えば、貯留部１０３が満杯状態となった場合等に、これらサイクロン部１０２と貯留部１０３とフィルター部１０５とが一体的に交換可能となり、当該交換の際の手間の軽減及びコストの低減を図ることができるだけでなく、貯留部１０３に貯留されているトナーが画像形成装置１内に飛散してしまうことを適正に抑制することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。
例えば、上記実施形態にあっては、ファンＦの回転速度を補正する際に、当該ファンＦの回転時間を合計した合計回転時間を考慮してもよい。すなわち、例えば、ファンＦの回転軸の摩耗等により回転抵抗が増大していくため、制御部５０は、ファンＦの合計回転時間に基づいて、ファンＦの回転速度を補正するための補正係数（Ｃ）や温度用補正係数（Ｃ_Ｔ）が大きくなるように調整してもよい。

また、上記実施形態にあっては、空気の物性として、空気の密度を用いたが、一例であってこれに限られるものではなく、例えば、空気の粘度等適宜任意に変更可能である。
さらに、ファンＦの回転速度を補正する際の基準となる空気の物性の変化は、必ずしもファンＦを通過する空気の物性の変化である必要はない。例えば、ファンＦ近傍の空気の物性の変化であってもよいし、吸引ダクト３６や共通ダクト３７を通る空気の物性の変化であってもよいし、当該画像形成装置１の内部或いは外部の空気の物性の変化であってもよい。

また、上記実施形態にあっては、ファンＦの補正後の回転速度（ω）を算出する際に演算式を用いるようにしたが、一例であってこれに限られるものではなく、例えば、ファンＦの補正後の回転速度（ω）と温度、気圧及び湿度等の各種の環境条件とが対応付けられたテーブル（図示略）を用いてもよい。

さらに、画像形成装置１の構成は、上記実施形態に例示したものは一例であり、これに限られるものではない。例えば、４つの画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋは、必ずしも全てが搭載されている必要はなく、少なくともいずれか一が搭載されていればよい。また、４つの画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋの全てを画像形成に用いない場合には、使用されない画像形成ユニットに対応する吸引ダクト３６を所定の封止部材（図示略）により封止するようにしてもよい。
さらに、トナー捕集部１００は、サイクロン部１０２と貯留部１０３とフィルター部１０５とが別体で形成されていてもよく、この場合には、サイクロン部１０２、貯留部１０３及びフィルター部１０５の各々を個別に交換可能となる。

くわえて、上記実施形態にあっては、検出手段及び補正手段としての機能が、制御部５０のＣＰＵにより所定のプログラム等が実行されることにより実現されるようにしたが、所定のロジック回路により実現されてもよい。

１ 画像形成装置
１Ａ 装置本体部
３０ 画像形成部
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ 画像形成ユニット
４０ 定着部
５０ 制御部
６０ 記憶部
７０ 操作表示部
８０ 測定部
８１ 温度センサー
８２ 気圧センサー
８３ 湿度センサー
１００ トナー捕集部
１０２ サイクロン部
１０３ 貯留部
１０５ フィルター部
Ｆ ファン

Claims (12)

1. 飛散したトナーを含む空気からトナーを遠心分離するサイクロン部と、
   前記サイクロン部により分離されたトナーを貯留する貯留部と、
   前記サイクロン部によりトナーが分離された後の空気を通すフィルター部と、
   前記フィルター部を通った空気を排出するために空気の流れを発生させるファンと、
   前記ファンの回転速度の変化に基づいて、前記貯留部がトナーで満たされた満杯状態を検出する検出手段と、
   画像形成を行う環境条件の変化に応じた空気の物性の変化に基づいて、前記ファンの回転速度を補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記空気の物性は、空気の密度を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記環境条件は、温度、気圧及び湿度のうち、少なくともいずれか一を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記補正手段は、温度、気圧及び湿度のうち、空気の密度の変化に対して影響する度合が相対的に大きいものを用いて、前記ファンの回転速度を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記補正手段は、気圧及び湿度のうち、少なくとも一方に基づいて、前記ファンの回転速度を補正するための補正係数を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記補正手段は、前記ファンの回転時間を合計した合計回転時間に基づいて、前記ファンの回転速度を補正するための補正係数を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記補正手段は、前記ファンの補正後の回転速度を下記式（１）に従って算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
   

   

   〔ω；ファンの補正後の回転速度、Ｃ_Ｔ；温度用補正係数、Ｔ；温度、ｅ；ファンの補正前の回転速度〕
8. 前記補正手段は、前記画像形成装置の設置状態に基づいて、前記ファンの補正後の回転速度を算出するための基準となる回転速度を調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記補正手段は、前記画像形成装置による画像形成が行われる前の状態での前記ファンの回転速度に基づいて、前記ファンの補正後の回転速度を算出するための基準となる回転速度を調整することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記補正手段は、前記画像形成装置が設置された標高に基づいて、前記ファンの補正後の回転速度を算出するための基準となる回転速度を調整することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記補正手段は、前記ファンを通過する空気の物性の変化に基づいて、前記ファンの回転速度を補正することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記サイクロン部と前記貯留部と前記フィルター部とは一体となって形成され、前記画像形成装置の本体部に着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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