JP2024046815A - 画像形成装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において粉体収容容器から粉体が溢れることをより確実に抑制する。
【解決手段】記録媒体上に画像を形成する画像形成装置は、粉体収容容器と、駆動源３１と、第１の粉体量検知手段１１２と、第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１とを備える。粉体収容容器は、画像形成装置に対して交換可能に設けられており、画像形成で残った粉体としての廃棄トナーを収容する。駆動源３１は、粉体収容容器内で廃棄トナーを移動させる移動部材を駆動する。第１の粉体量検知手段１１２は、駆動源３１の負荷トルクに関する値に基づいて、粉体収容容器内の廃棄トナーの量を検知する。粉体量センサ２１は、第１の粉体量検知手段とは異なる種類のものであって、粉体収容容器内の廃棄トナーの量を検知する。
【選択図】図９

Description

本発明は、画像形成装置、方法およびプログラムに関する。

画像形成装置には、画像形成で残ったトナー（粉体）を回収する回収トナーボックス（粉体収容容器）が設けられている（例えば、特許文献１の段落［００５７］－［００５８］参照）。
この画像形成装置は、回収トナーボックス内が満載に近いことを検知するセンサを有している。回収トナーボックス内に現像剤が溜まってくると粉面が上がってゆき、粉面をセンサが検知したときに、回収トナーボックスが満載と判断される。

特開２０１９－１４８７７１号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の画像形成装置では、センサが故障、検知不良を発生すると、回収トナーボックス（粉体収容容器）から廃棄トナー（粉体）が溢れ、回収トナーボックスに接続された廃棄トナー経路が詰まる。この廃棄トナー経路の詰まりは、これを検出する手段が通常無く、広範囲に詰まりが拡大してから発見される。広範囲に拡大した廃棄トナー経路の詰まりは、廃棄トナー経路が画像形成装置内の深い位置に取り付けられている構成と合わせて、修理が困難な構成となっている。

本発明の目的は、画像形成装置において粉体収容容器から粉体が溢れることをより確実に抑制することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、前記画像形成装置に対して交換可能に設けられ、画像形成で残った粉体を収容する粉体収容容器と、前記粉体収容容器内で粉体を移動させる移動部材を駆動する駆動源と、前記駆動源の負荷トルクに関する値に基づいて、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第１の粉体量検知手段と、前記第１の粉体量検知手段とは異なる種類の、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第２の粉体量検知手段と、を備える、画像形成装置。

（２）前記第２の粉体量検知手段は、光学式センサである、前記（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記駆動源の負荷トルクに関する値は、前記駆動源へ供給される電気入力の値から求められる、前記（１）に記載の画像形成装置。

（４）前記電気入力の値は、電流値である、前記（３）に記載の画像形成装置。

（５）検知された前記粉体収容容器内の粉体の量に基づいて、前記粉体収容容器の交換指示を出す、前記（１）に記載の画像形成装置。

（６）前記交換指示は、前記第１の粉体量検知手段による検知結果、または前記第２の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出される、前記（５）に記載の画像形成装置。

（７）前記交換指示を出すタイミングは、前記交換指示が、前記第１の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出されるか、または前記第２の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出されるかによって異なる、前記（６）に記載の画像形成装置。

（８）前記第２の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出される前記交換指示の方が、前記第１の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出される前記交換指示よりも先に行われる、前記（７）に記載の画像形成装置。

（９）前記交換指示が前記第１の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出される場合、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定される、前記（６）に記載の画像形成装置。

（１０）前記新規の印刷ジョブを受け付けない状態は、前記粉体収容容器が交換された際に解除される、前記（９）に記載の画像形成装置。

（１１）前記駆動源の負荷トルクに関する値は、定められた区間に測定した前記駆動源の負荷トルクに関する値と、現在の前記駆動源の負荷トルクに関する値との差で求められる、前記（１）に記載の画像形成装置。

（１２）前記定められた区間に測定した前記駆動源の負荷トルクに関する値は、一定間隔で更新される、前記（１１）に記載の画像形成装置。

（１３）前記一定間隔は、印刷枚数または前記画像形成装置の稼働時間で設定される、前記（１２）に記載の画像形成装置。

（１４）前記定められた区間に測定した前記駆動源の負荷トルクに関する値は、前記粉体収容容器が交換された際に更新される、前記（１１）に記載の画像形成装置。

（１５）前記定められた区間に測定した前記駆動源の負荷トルクに関する値よりも、現在の前記駆動源の負荷トルクに関する値が一定値以上小さくなった場合、前記粉体収容容器の交換指示を出す、前記（１１）に記載の画像形成装置。

（１６）前記粉体収容容器の交換指示が出される場合、実行中の印刷ジョブが停止されるとともに、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定される、前記（１５）に記載の画像形成装置。

（１７）前記実行中の印刷ジョブの停止、および前記新規の印刷ジョブを受け付けない状態は、前記粉体収容容器が交換された際に解除される、前記（１６）に記載の画像形成装置。

（１８）前記移動部材は、回転可能であり、前記駆動源の負荷トルクに関する値は、前記移動部材が１回転する間に複数回行われる測定の結果に基づいて決定される、前記（１）に記載の画像形成装置。

（１９）前記駆動源は、前記粉体収容容器内に設けられた前記移動部材と、駆動連結部を介して連結されており、前記駆動連結部は、前記駆動源の負荷トルクが所定値以上になると、連結状態が外れる、前記（１）に記載の画像形成装置。

（２０）前記駆動源は、前記粉体収容容器内に設けられた前記移動部材と、駆動連結部を介して連結されており、前記駆動連結部は、前記駆動源側の第１連結部と、前記粉体収容容器側の第２連結部とを有し、前記第２連結部は、前記第１連結部よりも連結強度が小さい、請求項１に記載の画像形成装置。

（２１）画像形成装置に対して交換可能に設けられ、画像形成で残った粉体を収容する粉体収容容器と、前記粉体収容容器内で粉体を移動させる移動部材を駆動する駆動源と、を備える前記画像形成装置で使用される方法であって、前記駆動源の負荷トルクに関する値に基づいて、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第１の粉体量検知工程と、前記第１の粉体量検知工程とは異なる種類の、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第２の粉体量検知工程と、を含む方法。

（２２）画像形成装置に対して交換可能に設けられ、画像形成で残った粉体を収容する粉体収容容器と、前記粉体収容容器内で粉体を移動させる移動部材を駆動する駆動源と、を備える前記画像形成装置を制御するプログラムであって、前記駆動源の負荷トルクに関する値に基づいて、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第１の粉体量検知手順と、前記第１の粉体量検知手順とは異なる種類の、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第２の粉体量検知手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。

本発明によれば、画像形成装置において粉体収容容器から粉体が溢れることをより確実に抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 粉体収容容器を画像形成装置に対して着脱する様子を示す概略斜視図である。 粉体収容容器の構成を示す概略側断面図である。 図３中のＩＶ－ＩＶ線に沿う概略断面図である。 図３に示される移動部材を駆動する駆動源を含む駆動機構を示す概略斜視図である。 図５に示される駆動機構の駆動連結部の要部を示す概略斜視図である。 通常使用時における駆動連結部の状態を説明するための側面図である。 過負荷時における駆動連結部３２の状態を説明するための側面図である。 粉体収容容器内の廃棄トナーの量の監視に関する制御構成を示すブロック図である。 第１の粉体量検知手段による監視処理の内容を示すフローチャートである。 第２の粉体量検知手段としての粉体量センサによる監視処理の内容を示すフローチャートである。

各図において、共通する部材や同種の部材については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。なお、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜のため、変形または誇張して模式的に表す場合がある。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、画像形成装置１００は、制御部１１０、画像形成部１２０、定着部１３０、操作表示部１４０、画像読取部１７０、給紙搬送部１８０、および粉体収容容器１０を備える。

制御部１１０は、一般的なコンピュータと同様に各種のプログラムを適宜読み出して実行することにより、画像形成装置１００の種々の機能を実現する。

画像形成部１２０は、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１２１Ｙ、マゼンダ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１２１Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１２１Ｃ、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１２１Ｋを有する。
画像形成部１２１Ｙは、感光体ドラム１２５Ｙ、感光体ドラム１２５Ｙの周囲に配置された帯電部１２６Ｙ、現像部１２７Ｙ、ドラムクリーナ１２８Ｙ、および光書込部１２９Ｙを有している。画像形成部１２１Ｍ、１２１Ｃ、および１２１Ｋは、色の相違を除けば画像形成部１２１Ｙと同様の構成を有するため、それらの説明を省略する。また、以下の説明においては、特に区別が必要な場合を除き符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付さずに表記する。

定着部１３０は、ヒータを備えた加熱ローラ、定着ローラ、張架ローラ、およびこれらのローラに巻き回された定着ベルト等を備え、用紙Ｓ上に転写された画像を定着させる。

操作表示部１４０は、例えば液晶ディスプレイの表示面に、タッチセンサを重畳して配置させたものであり、操作画面や各種画像を表示したり、ユーザによる各種操作の入力を受けたりする。
画像読取部１７０は、原稿の画像を読み取る。読み取られた画像は、操作表示部１４０からの指示に応じて、画像形成部１２０により画像形成される。

給紙搬送部１８０は、搬送モータ（図示せず）により駆動される複数の搬送ローラ対を備える。給紙トレイ１８１の内部には多数の用紙Ｓが収納される。給紙トレイ１８１に収容されている用紙Ｓは、最上部から１枚ずつ送出され、画像形成部１２０へ向けて搬送される。このとき、レジストローラ対１８５に給紙された用紙Ｓが突き当てられて傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。

画像形成装置１００の筐体１０１の外側には、印刷後に出力された用紙Ｓを受ける排紙トレイ１８８が設けられている。
粉体収容容器１０は、画像形成で残ったトナーである廃棄トナー１３（粉体；図３参照、以下同様）を収容する。粉体収容容器１０の詳細については後述する。

画像形成装置１００の動作は、一般的な電子写真方式による画像形成動作であるので、詳細な説明は省略するが、概略以下の通りである。
画像形成装置１００は、光書込部１２９にて画像情報信号を感光体ドラム１２５の表面に書き込み、感光体ドラム１２５の表面に画像情報信号に基づく潜像を形成する。潜像は、現像部１２７の現像剤であるトナーにより現像され、感光体ドラム１２５の表面に可視画像であるトナー像が形成される。

各色のトナー像は、中間転写ベルト１２２上に順次重ねられて、２次転写ローラ１２３により用紙Ｓ上に転写される。画像が転写された用紙Ｓは、定着部１３０へ搬送されて、トナー像が用紙Ｓに定着され、排紙トレイ１８８に出力される。
感光体ドラム１２５の表面に残ったトナーは、ドラムクリーナ１２８によってかき取られ、廃棄トナー１３として、廃棄トナー経路９０を通じて粉体収容容器１０に収容される。また、中間転写ベルト１２２の表面に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーナ１２４によってかき取られ、廃棄トナー１３として、廃棄トナー経路９０を通じて粉体収容容器１０に収容される。

図２は、粉体収容容器１０を画像形成装置１００に対して着脱する様子を示す概略斜視図である。図３は、粉体収容容器１０の構成を示す概略側断面図である。図４は、図３中のＩＶ－ＩＶ線に沿う概略断面図である。

図２に示すように、粉体収容容器１０は、画像形成装置１００に対して交換可能に設けられている。粉体収容容器１０は、筐体１０１に開閉可能に設けられた扉１０２を開けた状態で、画像形成装置１００に対して着脱することができる。

図３、図４に示すように、粉体収容容器１０の一端部近傍には、粉体収集口１１が設けられている。粉体収集口１１は、廃棄トナー経路９０（図１参照）に接続されている。
図３に示すように、粉体収容容器１０の内部には、粉体収集口１１から略水平方向に廃棄トナー１３を移動させる移動部材１２が設けられている。移動部材１２は、粉体収容容器１０内の粉体収集口１１側の一端部から奥側の他端部付近まで延びている。移動部材１２は、コイル形状またはスクリュー形状であり、駆動源３１（図５参照）によって長手方向の中心を軸として回転する。

駆動源３１は、例えばＤＣブラシレスモータ等の電動モータである。移動部材１２は、回転によって、粉体収容容器１０の内部において粉体収集口１１から遠ざかる方向へ廃棄トナー１３を移動させる。つまり、本実施形態において、粉体収集口１１は、移動部材１２による廃棄トナー１３の移動方向とは逆方向の粉体収容容器１０の端部に配置されている。また、粉体収集口１１は、移動部材１２の上に配置されている。したがって、粉体収集口１１から入った多くの廃棄トナー１３を、粉体収容容器１０の内部において、粉体収集口１１から遠ざかる方向へ移動させることができる。これにより、粉体収容容器１０の内部において端から端まで廃棄トナー１３が蓄積するため、粉体収容容器１０の容量を有効利用できる。

図４に示すように、粉体収容容器１０の一側面には、センサ取り付け部１５が設けられている。センサ取り付け部１５は、粉体収容容器１０の一側面から突出した部分である。センサ取り付け部１５を設置している一側面は、移動部材１２による廃棄トナー１３の移動方向に沿う方向のいずれか一方の面である。センサ取り付け部１５は、粉体収容容器１０の内側から見るとくぼみになっている。センサ取り付け部１５には、くぼみの内部に廃棄トナー１３を取り入れるための開口１５ａが設けられている。

センサ取り付け部１５には、第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１が取り付けられる。粉体量センサ２１は、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３を直接感知することで、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量を検知する。粉体量センサ２１は、画像形成装置１００に固定されている。したがって、センサ取り付け部１５は、粉体収容容器１０が画像形成装置１００にセットされたときに、粉体量センサ２１の位置に合うように設けられている。

粉体量センサ２１は、本実施形態では光学式センサである。光学式センサは、光照射部からの光が受光部に到達するか否かにより、信号の出力状態が変化する。制御部１１０は、粉体量センサ２１からの信号によって、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３が例えば満載位置１３ａに達したか否かを判断できる。

センサ取り付け部１５は、画像形成装置１００に粉体収容容器１０が取り付けられたときに、粉体量センサ２１の光照射部と受光部との間に入る。センサ取り付け部１５は、光透過部材を有する。粉体量センサ２１の光照射部からの光は、センサ取り付け部１５の光透過部材を通して粉体収容容器１０の内部を通り、再び、光透過部材を通して粉体量センサ２１の受光部へ至る。したがって、粉体量センサ２１の光照射部からの光は、センサ取り付け部１５の内部に廃棄トナー１３があると遮られるように構成されている。

図５は、図３に示される移動部材１２を駆動する駆動源３１を含む駆動機構３０を示す概略斜視図である。図６は、図５に示される駆動機構３０の駆動連結部３２の要部を示す概略斜視図である。図７は、通常使用時における駆動連結部３２の状態を説明するための側面図である。図８は、過負荷時における駆動連結部３２の状態を説明するための側面図である。

図５に示すように、移動部材１２を駆動する駆動源３１を含む駆動機構３０は、駆動連結部３２を備えている。つまり、駆動源３１は、粉体収容容器１０内に設けられた移動部材１２と、駆動連結部３２を介して連結されている。駆動連結部３２は、駆動源３１側の第１連結部３３と、粉体収容容器１０側の第２連結部３４とを有している。

第１連結部３３は、駆動源３１の回転軸の回転がギア３５～３７を介して伝達される第１カップリング３８を備えている。第１カップリング３８の外周面にはギア３７に噛合するギア３９が形成されている。第２連結部３４は、第１カップリング３８と連結可能な第２カップリング４０を備えている。

図６に示すように、第１カップリング３８は、第１テーパ面４１ａを有する第１係合部４１を有している。第１カップリング３８は、ばね部材等の付勢部材４５によって第２カップリング４０側に付勢される。付勢部材４５の第１カップリング３８とは反対側の端部は、筐体１０１側に固定されている。第２カップリング４０は、第１テーパ面４１ａに当接した状態で回転力の伝達が可能な第２テーパ面４２ａを有する第２係合部４２を有している。第２係合部４２は、粉体収容容器１０に固定されたハウジング４３（図７参照）に、回転可能に支持されている。第２係合部４２の端部４４には、移動部材１２が固定されている。

図７に示すように、通常使用時においては、付勢部材４５によって第１カップリング３８が第２カップリング４０側に押圧されることで、第１カップリング３８と第２カップリング４０との連結状態が維持される。
一方、駆動源３１の負荷トルクが所定値以上になる過負荷時においては、図８に示すように、第２テーパ面４２ａから第１テーパ面４１ａへの反力が大きくなり、第１カップリング３８が図８中矢印Ａ方向に後退する。このため、第１カップリング３８と第２カップリング４０との連結状態が外れることになる。

図９は、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量の監視に関する制御構成を示すブロック図である。
図９に示すように、制御部１１０は、ＣＰＵとメモリ等の記憶部とを備えており、画像形成装置１００の各部の制御を行う。制御部１１０は、駆動源制御部１１１を介して、駆動源３１を制御する。具体的には、制御部１１０は、駆動源３１の目標回転速度の指令値を駆動源制御部１１１に出力し、駆動源制御部１１１は、目標回転速度の指令値に応じた電流を駆動源３１に供給する。
制御部１１０は、第１の粉体量検知手段１１２を備えている。第１の粉体量検知手段１１２の機能は、記憶部に記憶された所定のプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。第１の粉体量検知手段１１２は、駆動源３１へ供給される電流の値から、駆動源３１の負荷トルクに関する値を求め、駆動源３１の負荷トルクに関する値に基づいて粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量を検知する。
第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１によって検知された粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量に関する信号は、制御部１１０に入力される。
制御部１１０は、検知された粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量に基づいて、操作表示部１４０に粉体収容容器１０の交換を促すメッセージ等を表示させることで交換指示を出す、などの処理を行う。

次に、図１０、図１１を参照して、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量の監視に関する処理について説明する。図１０は、第１の粉体量検知手段１１２による監視処理の内容を示すフローチャートである。

図１０に示すように、制御部１１０の第１の粉体量検知手段１１２は、まず、電流更新タイマ（図示省略）がＴ１（ｓ）以上になったか否かを判断する（ステップＳ１１）。電流更新タイマがＴ１（ｓ）以上になった場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ１２に処理が進み、電流更新タイマがＴ１（ｓ）以上になっていない場合（ステップＳ１１でＮｏ）、ステップＳ１１の判断が繰り返される。電流更新タイマは、制御部１１０に内蔵されるタイマであり、ステップＳ１２に処理が進んだときにクリアされる。

ステップＳ１２では、第１の粉体量検知手段１１２は、駆動源３１へ供給される電流の値を記憶部に記録する。つまり、電流値は、一定時間Ｔ１（ｓ）毎に記録される。
ステップＳ１３では、第１の粉体量検知手段１１２は、現在の電流値の更新を行う。現在の電流値は、回転駆動のばらつきを抑えるため、最後に記録した電流値だけでなく、直近の時間Ｔ２［ｓ］の間の電流値を平均化して算出される。

ステップＳ１４では、第１の粉体量検知手段１１２は、駆動源３１の負荷トルクに関する値を計算する。駆動源３１の負荷トルクに関する値は、現在の駆動源３１の負荷トルクに関する値としての現在の電流値から、定められた区間に測定した駆動源３１の負荷トルクに関する値としてのベース電流値を差し引いて求められる。

本実施形態では、ベース電流値は、基準となる電流値であり、一定の条件下で更新される。具体的には、ベース電流値は、例えば印刷枚数または画像形成装置１００の稼働時間等で設定される一定間隔で更新されるように構成されている。また、ベース電流値は、粉体収容容器１０が交換された際に更新されるように構成されている。

ステップＳ１５では、第１の粉体量検知手段１１２は、ステップＳ１４で求められた駆動源３１の負荷トルクに関する値が異常値であるか否かを判断する。具体的には、駆動源３１の負荷トルクに関する値が所定の上限値以上となった場合、または一定値以上小さくなった場合には、異常値であると判断される。駆動源３１の負荷トルクに関する値が、異常値である場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、ステップＳ１６に処理が進み、異常値でない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、ステップＳ１１に処理が戻る。

ステップＳ１６では、第１の粉体量検知手段１１２は、負荷トルク異常処理を行う。具体的には、駆動源３１の負荷トルクに関する値が所定の上限値以上となった場合、第１の粉体量検知手段１１２は、粉体収容容器１０の交換指示を出す。また、第１の粉体量検知手段１１２は、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定する。
一方、駆動源３１の負荷トルクに関する値が一定値以上小さくなった場合、第１の粉体量検知手段１１２は、粉体収容容器１０の交換指示を出す。また、第１の粉体量検知手段１１２は、実行中の印刷ジョブを停止するとともに、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定する。

図１１は、第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１による監視処理の内容を示すフローチャートである。
図１１に示すように、制御部１１０は、粉体量センサ２１からの信号によって、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の満載を検知したか否かを判断する（ステップＳ２１）。満載が検知された場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、ステップＳ２２に処理が進み、満載が検知されなかった場合（ステップＳ２１でＮｏ）、ステップＳ２１の判断が繰り返される。

ステップＳ２２では、制御部１１０は、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の満載を検知してから、所定の猶予期間が経過したか否かを判断する。猶予期間は、例えば印刷枚数または画像形成装置１００の稼働時間等で設定され得る。所定の猶予期間が経過した場合（ステップＳ２２でＹｅｓ）、ステップＳ２４に処理が進み、所定の猶予期間が経過していない場合（ステップＳ２２でＮｏ）、ステップＳ２３に処理が進む。

ステップＳ２３では、制御部１１０は、第１の満載処理が行う。具体的には、制御部１１０は、粉体収容容器１０の交換指示を出し、ステップＳ２１に処理を戻す。
ステップＳ２４では、制御部１１０は、第２の満載処理が行う。具体的には、制御部１１０は、粉体収容容器１０の交換指示を出すとともに、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定する。

前記した本実施形態において、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置１００は、粉体収容容器１０と、駆動源３１と、第１の粉体量検知手段１１２と、第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１とを備える。粉体収容容器１０は、画像形成装置１００に対して交換可能に設けられており、画像形成で残った粉体としての廃棄トナー１３を収容する。駆動源３１は、粉体収容容器１０内で廃棄トナー１３を移動させる移動部材１２を駆動する。第１の粉体量検知手段１１２は、駆動源３１の負荷トルクに関する値に基づいて、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量を検知する。粉体量センサ２１は、第１の粉体量検知手段１１２とは異なる種類のものであって、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量を検知する。

本実施形態では、第１の粉体量検知手段１１２と、第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１との２つの異なる種類の手段を用いて粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量を検知することができる。このため、粉体量センサ２１が故障等の不具合を起こしたとしても、第１の粉体量検知手段１１２によって粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量を検知できる。つまり、粉体収容容器１０が廃棄トナー１３で満載になることを検出できない事態の発生をより低減できる。
したがって、本実施形態によれば、画像形成装置１００において粉体収容容器１０から廃棄トナー１３が溢れることをより確実に抑制することができる。これにより、粉体収容容器１０に接続された廃棄トナー経路９０の詰まりも抑制できる。

また、本実施形態では、第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１は、光学式センサである。この構成では、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３を光学的に検知する光学式センサによって、簡易な構成で粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量をより確実に検知することができる。

また、本実施形態では、駆動源３１の負荷トルクに関する値は、駆動源３１へ供給される電気入力の値から求められる。この構成では、駆動源３１の負荷トルクに関する値の算出に電気入力の値を使うため、第１の粉体量検知手段１１２として新たなセンサを特に準備する必要がない。これにより、コスト増大の抑制、および省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態では、駆動源３１の負荷トルクに関する値の算出に使う電気入力の値は、電流値である。この構成では、駆動源３１へ供給される電流の値から駆動源３１の負荷トルクを判断することで構成を簡素化できる。なお、電気入力の値として、電圧値を使用することも可能である。

また、本実施形態では、検知された粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量に基づいて、粉体収容容器１０の交換指示が出される。この構成では、粉体収容容器１０の満載を検出した場合には交換指示を出すことで、粉体収容容器１０を適切に交換できるため、粉体収容容器１０の容量を無駄なく活かすことができる。

また、本実施形態では、粉体収容容器１０の交換指示は、第１の粉体量検知手段１１２による検知結果、または第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１による検知結果に基づいて出される。この構成では、交換指示を出すのは、第１の粉体量検知手段１１２による検知結果に基づいて満載を検出したとき、または粉体量センサ２１による検知結果に基づいて満載を検出したときのいずれであってもよい。これにより、粉体収容容器１０の交換をより確実に行うことができる。

また、本実施形態では、粉体収容容器１０の交換指示を出すタイミングは、交換指示が、第１の粉体量検知手段１１２による検知結果に基づいて出されるか、または第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１による検知結果に基づいて出されるかによって異なるように設定される。この構成では、粉体収容容器１０の交換指示を出すタイミングを、目的に応じて時期をずらして複数設定することが可能となる。これにより、粉体収容容器１０の交換指示をより的確に出すことができる。

また、本実施形態では、第２の粉体量検知手段としての粉体量センサ２１による検知結果に基づいて出される交換指示の方が、第１の粉体量検知手段１１２による検知結果に基づいて出される交換指示よりも先に行われるように設定される。この構成では、例えば正常な状態においては、粉体量センサ２１による検知結果に基づいて交換指示を出し、正常でない何らかの状態においては、第１の粉体量検知手段１１２による検知結果に基づいて交換指示を出すことができる。ここで、正常でない何らかの状態とは、粉体量センサ２１の故障、粉体量センサ２１による検知を避けるようにして粉体収容容器１０内に廃棄トナー１３が溜まった場合等である。正常な状態において粉体量センサ２１による満載検出よりも第１の粉体量検知手段１１２による満載検出を後に行う理由は、駆動源３１の負荷トルクの上昇が駆動源３１等の駆動機構３０の寿命に影響するためである。特に、駆動源３１の負荷トルクに関する値は、駆動源３１自体のばらつきや経時変化によって変動する。したがって、粉体収容容器１０の意図しない早期交換を防止するためには、駆動源３１の負荷トルクに関する値の、交換指示についての閾値を、変動分も考慮した上で高めに設定する必要がある。

また、本実施形態では、粉体収容容器１０の交換指示が第１の粉体量検知手段１１２による検知結果に基づいて出される場合、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定される。この構成では、第１の粉体量検知手段１１２による検知結果に基づいて交換指示が出される状況においては駆動源３１等の駆動機構３０が或る程度の負荷を受けているため、これ以上の負荷を受けるのを防止することができる。

また、本実施形態では、新規の印刷ジョブを受け付けない状態は、粉体収容容器１０が交換された際に解除される。駆動源３１の負荷トルクの上昇は、粉体収容容器１０の交換でリセットされる。そこで、本実施形態では、粉体収容容器１０の交換と連動して、新規の印刷ジョブの受付け禁止を解除することで、駆動源３１等の駆動機構３０に与える負荷を低減しつつ、新規の印刷ジョブを実行可能となる。

また、本実施形態では、駆動源３１の負荷トルクに関する値は、定められた区間に測定した駆動源３１の負荷トルクと、現在の駆動源３１の負荷トルクに関する値との差で求められる。駆動源３１の負荷トルクの値は駆動源３１自体にも個体差があるため、個体差をキャンセルする仕組みがあるとよい。そこで、本実施形態では、駆動源３１の負荷トルクに関する値として、ベースとなる値を予め測定し、これと現在の値との差分を算出して用いることで、駆動源３１自体の個体差の影響を受けないようにすることができる。

また、本実施形態では、定められた区間に測定した駆動源３１の負荷トルクに関する値としてのベース電流値は、一定間隔で更新される。駆動源３１の負荷トルクの値は長期的に経時変化する可能性があるため、経時変化をキャンセルする仕組みがあるとよい。そこで、本実施形態では、一定間隔おきに、ベースとなる値を更新することで、駆動源３１の経時変化の影響を受けないようにすることができる。

また、本実施形態では、ベース電流値が更新される一定間隔は、印刷枚数または画像形成装置１００の稼働時間で設定される。この構成では、ベースとなる値の更新時期の間隔を、駆動源３１の経時変化に対応した間隔に容易に設定することができる。

また、本実施形態では、定められた区間に測定した駆動源３１の負荷トルクに関する値としてのベース電流値は、粉体収容容器１０が交換された際に更新される。粉体収容容器１０が交換された場合には、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３の量が減少し、粉体収容容器１０の内部の移動部材１２等の駆動機構３０も交換されるため、駆動源３１の負荷トルクの値は当然ながら変化する。そこで、本実施形態では、粉体収容容器１０の交換に合わせてベースとなる値を更新することで、粉体収容容器１０の交換の影響を受けないようにすることができる。また、画像形成装置１００の電源が停止している間は粉体収容容器１０の交換を認識することができないため、電源投入をトリガとしてベースとなる値の更新を行う構成も取り得る。

また、本実施形態では、定められた区間に測定した駆動源３１の負荷トルクに関する値よりも、現在の駆動源３１の負荷トルクに関する値が一定値以上小さくなった場合、粉体収容容器１０の交換指示が出される。粉体収容容器１０の交換が無い場合、粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３は増える一方なので、駆動源３１の負荷トルクの値は通常上昇していく。しかし、駆動源３１の負荷トルクの値が減少に転じた場合には駆動機構３０に破損等の不具合が生じた可能性がある。そこで、本実施形態では、駆動源３１の負荷トルクの値が一定値以上減少した場合には粉体収容容器１０の交換指示を出すことで、不具合を迅速に解消することが可能となる。

また、本実施形態では、現在の駆動源３１の負荷トルクに関する値が小さくて粉体収容容器１０の交換指示が出される場合、実行中の印刷ジョブが停止されるとともに、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定される。ここで想定される不具合は、廃棄トナー１３を移動させる移動部材１２の破損等により、駆動源３１からの駆動力の伝達が切断された場合である。この場合、例えば廃棄トナー１３を移動させる移動部材１２が破損した状態では、粉体収容容器１０に接続された廃棄トナー経路９０の詰まりが一気に進行するおそれがある。そこで、本実施形態では、実行中の印刷ジョブを速やかに停止し、新規の印刷ジョブも受付け不可にすることで、被害を拡大させないようにすることができる。

また、本実施形態では、実行中の印刷ジョブの停止、および前記新規の印刷ジョブを受け付けない状態は、粉体収容容器１０が交換された際に解除される。粉体収容容器１０の交換によって駆動機構３０の破損等の不具合は解消する。そこで、本実施形態では、粉体収容容器１０の交換と連動して、実行中の印刷ジョブの停止、新規の印刷ジョブの受付け禁止を解除することで、駆動機構３０の破損等の不具合を解消しつつ、印刷ジョブが実行可能となる。

また、本実施形態では、移動部材１２は、回転可能であり、駆動源３１の負荷トルクに関する値は、移動部材１２が１回転する間に複数回行われる測定の結果に基づいて決定される。粉体収容容器１０内の廃棄トナー１３を動かす移動部材１２が例えばスクリュー等の回転可能な部材である場合、移動部材１２が１回転する間で負荷トルクの値が増減する。本実施形態では、移動部材１２が１回転する間に何回か測定を行い、複数回の測定結果に基づいて、例えば平均化処理を行うことにより駆動源３１の負荷トルクに関する値を決めることで、安定した値を得ることができる。なお、負荷トルクの測定値に対してローパスフィルタをかけて高周波成分をカットすることで、安定した値を得ることも可能である。

また、本実施形態では、駆動源３１は、粉体収容容器１０内に設けられた移動部材１２と、駆動連結部３２を介して連結されており、駆動連結部３２は、駆動源３１の負荷トルクが所定値以上になると、連結状態が外れる。画像形成装置１００は、駆動源３１を本体側に置き、交換時に廃棄されてしまう粉体収容容器１０側には駆動機構３０のうちの最低限の部材のみを配置する構成が多い。そこで、本実施形態では、駆動連結部３２に所定値以上の負荷トクルがかかった際に連結状態が外れる構成とすることで、本体側の駆動機構３０との連結が切断され、本体側の駆動機構３０を破損から守ることができる。ここで、本体とは、筐体１０１および該筐体１０１内に設置される主要部品をいう。

なお、駆動連結部３２が、駆動源３１側の第１連結部３３と、粉体収容容器１０側の第２連結部３４とを有していて、第２連結部３４は第１連結部３３よりも連結強度が小さくなるように構成されていてもよい。この構成では、駆動源３１を画像形成装置１００の本体側に置く構成では、粉体収容容器１０側の第２連結部３４を駆動源３１側の第１連結部３３よりも意図的に弱い強度に設定される。したがって、過負荷時には、例えば移動部材１２の連結部分等の第２連結部３４が破損することになる。これにより、本体側の駆動機構３０との連結が切断され、本体側の駆動機構３０を破損から守ることができる。また、粉体収容容器１０を交換することで、第２連結部３４の破損部品毎入れ替えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。また、前記した実施形態の構成の一部について、追加、削除、置換をすることができる。

例えば、粉体量センサ２１は複数個設けられていてもよい。また、粉体量センサ２１としては、光学式センサに限定されるものではなく、例えば磁気センサ等の他のセンサが使用され得る。
また、画像形成装置１００は、前記した実施形態ではタンデム型カラー画像形成装置であるが、これに限定されるものではなく、例えば、白黒対応のドラム式画像形成装置であってもよい。

１０ 粉体収容容器
１２ 移動部材
１３ 廃棄トナー（粉体）
２１ 粉体量センサ（第２の粉体量検知手段）
３１ 駆動源
３２ 駆動連結部
３３ 第１連結部
３４ 第２連結部
９０ 廃棄トナー経路
１００ 画像形成装置
１１０ 制御部
１１２ 第１の粉体量検知手段
Ｓ 用紙（記録媒体）

Claims (22)

1. 記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像形成装置に対して交換可能に設けられ、画像形成で残った粉体を収容する粉体収容容器と、
   前記粉体収容容器内で粉体を移動させる移動部材を駆動する駆動源と、
   前記駆動源の負荷トルクに関する値に基づいて、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第１の粉体量検知手段と、
   前記第１の粉体量検知手段とは異なる種類の、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第２の粉体量検知手段と、
   を備える、画像形成装置。
2. 前記第２の粉体量検知手段は、光学式センサである、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動源の負荷トルクに関する値は、前記駆動源へ供給される電気入力の値から求められる、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記電気入力の値は、電流値である、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 検知された前記粉体収容容器内の粉体の量に基づいて、前記粉体収容容器の交換指示を出す、請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記交換指示は、前記第１の粉体量検知手段による検知結果、または前記第２の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出される、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記交換指示を出すタイミングは、前記交換指示が、前記第１の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出されるか、または前記第２の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出されるかによって異なる、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第２の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出される前記交換指示の方が、前記第１の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出される前記交換指示よりも先に行われる、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記交換指示が前記第１の粉体量検知手段による検知結果に基づいて出される場合、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定される、請求項６に記載の画像形成装置。
10. 前記新規の印刷ジョブを受け付けない状態は、前記粉体収容容器が交換された際に解除される、請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記駆動源の負荷トルクに関する値は、定められた区間に測定した前記駆動源の負荷トルクに関する値と、現在の前記駆動源の負荷トルクに関する値との差で求められる、請求項１に記載の画像形成装置。
12. 前記定められた区間に測定した前記駆動源の負荷トルクに関する値は、一定間隔で更新される、請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記一定間隔は、印刷枚数または前記画像形成装置の稼働時間で設定される、請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記定められた区間に測定した前記駆動源の負荷トルクに関する値は、前記粉体収容容器が交換された際に更新される、請求項１１に記載の画像形成装置。
15. 前記定められた区間に測定した前記駆動源の負荷トルクに関する値よりも、現在の前記駆動源の負荷トルクに関する値が一定値以上小さくなった場合、前記粉体収容容器の交換指示を出す、請求項１１に記載の画像形成装置。
16. 前記粉体収容容器の交換指示が出される場合、実行中の印刷ジョブが停止されるとともに、新規の印刷ジョブを受け付けない状態に設定される、請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記実行中の印刷ジョブの停止、および前記新規の印刷ジョブを受け付けない状態は、前記粉体収容容器が交換された際に解除される、請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 前記移動部材は、回転可能であり、
    前記駆動源の負荷トルクに関する値は、前記移動部材が１回転する間に複数回行われる測定の結果に基づいて決定される、請求項１に記載の画像形成装置。
19. 前記駆動源は、前記粉体収容容器内に設けられた前記移動部材と、駆動連結部を介して連結されており、
    前記駆動連結部は、前記駆動源の負荷トルクが所定値以上になると、連結状態が外れる、請求項１に記載の画像形成装置。
20. 前記駆動源は、前記粉体収容容器内に設けられた前記移動部材と、駆動連結部を介して連結されており、
    前記駆動連結部は、前記駆動源側の第１連結部と、前記粉体収容容器側の第２連結部とを有し、
    前記第２連結部は、前記第１連結部よりも連結強度が小さい、請求項１に記載の画像形成装置。
21. 画像形成装置に対して交換可能に設けられ、画像形成で残った粉体を収容する粉体収容容器と、前記粉体収容容器内で粉体を移動させる移動部材を駆動する駆動源と、を備える前記画像形成装置で使用される方法であって、
    前記駆動源の負荷トルクに関する値に基づいて、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第１の粉体量検知工程と、
    前記第１の粉体量検知工程とは異なる種類の、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第２の粉体量検知工程と、を含む方法。
22. 画像形成装置に対して交換可能に設けられ、画像形成で残った粉体を収容する粉体収容容器と、前記粉体収容容器内で粉体を移動させる移動部材を駆動する駆動源と、を備える前記画像形成装置を制御するプログラムであって、
    前記駆動源の負荷トルクに関する値に基づいて、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第１の粉体量検知手順と、
    前記第１の粉体量検知手順とは異なる種類の、前記粉体収容容器内の粉体の量を検知する第２の粉体量検知手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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