JP5377561B2

JP5377561B2 - 画像形成装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP5377561B2
Application number: JP2011082779A
Authority: JP
Inventors: 裕介板垣
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2031-04-04
Also published as: JP2012220522A; US20120251210A1; US8929755B2; CN102736474A; CN102736474B

Description

この発明は、廃トナー容器に廃トナーを収容する画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関する。

画像形成装置では、用紙に転写されずに感光体等に残存する廃トナーを、廃トナー容器に収容している。廃トナー容器の容量は有限であるので、廃トナーが満杯になる前に廃トナー容器を空のものに交換する必要がある。そのため、何らかの手段で廃トナー容器内の廃トナーの満杯を検知している。

特許文献１には、画像データの画素数をピクセルカウンタによりカウントし、廃トナー収容量センサにより廃トナー収容量が所定量であること（ニアエンド）を検知したとき、画素数の積算を開始し、積算値が所定値に達したときに、廃トナー収容量が満杯に到達したと判定する（本エンド）ことが記載されている。

特開２００３−２７１０２３号公報

上記従来の手法では、本エンドは画素数から廃トナー量を見積もって判定しており、廃トナー量を直接検知しているわけではないので、必ずしも正確ではない。特に、カラー画像に対応した画像形成装置で、色ごとに廃トナーを搬送して廃トナー容器に一括収容するタイプでは、特許文献１のように画像データの総画素数をパラメータとすると、色ごとにカウントした画素数ではないために、画像データを正確に反映したものではなくなる。

すなわち、図６（ａ）に示すように、トナーの使用頻度が一色に偏っている場合、廃トナー容器の満杯位置を超えて廃トナーがオーバーフローする危険性がある。また、図６（ｂ）に示すように、トナーの使用頻度が比較的平均している場合でも、現実にはまだ満杯まで余裕があるのに満杯と判定されてしまい、ユーザにとって煩雑な廃トナー容器の交換作業の回数を増やすことになる。

この発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、カラー画像に対応した画像形成装置において、廃トナー容器に収容された廃トナーの満杯を可能な限り正確に判定することを目的とする。

この発明の画像形成装置では、感光体に静電潜像として形成された画像データを複数色のトナーにより可視化し、用紙に転写することによりカラー画像を形成した後、感光体上に残留する廃トナーを廃トナー容器に回収する画像形成装置において、廃トナーを色ごとに搬送する複数の廃トナー搬送手段と、各前記廃トナー搬送手段により搬送された各廃トナーを一括収容する廃トナー容器と、前記廃トナー容器内の廃トナー量が満杯に近いニアエンドを検知するニアエンド検知手段と、前記画像データの画素数を色ごとにカウントするピクセルカウンタと、前記ニアエンド検知手段によりニアエンド検知後、前記ピクセルカウンタによりカウントされた前記画像データの色ごとの画素数を、画像形成の都度積算して記憶する積算画素数記憶手段と、前記廃トナー容器内の廃トナーを攪拌する廃トナー攪拌手段と、を備え、前記ニアエンド検知手段によりニアエンド検知後、前記廃トナー攪拌手段を停止させ、前記積算画素数記憶手段に記憶された色ごとの積算画素数が１つでも所定値に達したとき、前記廃トナー容器内の廃トナー量が満杯に到達した本エンドであると判定するようにしている。

この構成によると、色ごとにカウントした画素数を積算し、本エンドを判定するので、画像データを反映した適切な本エンド判定が行える。

この発明によると、カラー画像に対応した画像形成装置において、廃トナー容器に収容された廃トナーの満杯を可能な限り正確に判定することが出来る。

図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の廃トナー回収装置を示す正面側断面図である。図１（ｂ）は同廃トナー回収装置を示す概略側断面図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の廃トナー回収装置に関わる制御系統を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の廃トナー回収装置による本エンドの判定フローである。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の廃トナー回収装置による本エンド判定時の廃トナー容器内の状態の一例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の廃トナー回収装置による本エンドの判定フローの他の例である。図６（ａ）は従来の画像形成装置の廃トナー回収装置による本エンド判定時の廃トナー容器内の状態の一例を模式的に示す図である。図６（ｂ）は従来の画像形成装置の廃トナー回収装置による本エンド判定時の廃トナー容器内の状態の他の例を模式的に示す図である。

本発明の画像形成装置は、感光体に静電潜像として形成された画像データを複数色のトナーにより可視化し、用紙に転写することによりカラー画像を形成した後、感光体上に残留する廃トナーを色ごとに搬送し、廃トナー容器内に一括回収するように構成される。以下、本発明をタンデム方式のフルカラー複写機に応用した場合を例にして図面を参照しながら説明する。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すような廃トナー回収装置１００を備える。すなわち、廃トナー回収装置１００は、大きく、同図に示すように廃トナー搬送機構１Ａ〜１Ｄ、廃トナー容器２、および廃トナー攪拌機構３を備える。

廃トナー搬送機構１Ａ〜１Ｄは、廃トナーを色ごとに搬送するように構成される。本実施の形態では、添え字“Ａ”がブラック、“Ｂ”はシアン、“Ｃ”はマゼンタ、“Ｄ”はイエローのトナーに対応しているものとする。具体的には、各廃トナー搬送機構１Ａ〜１Ｄは、図１（ｂ）に示すように、不図示の感光体のクリーニング装置に一端（図１（ｂ）では右端）直結され直線状に延びる筒状の搬送路１３、搬送路１３内に軸方向に挿入されて回転自在に設けられた搬送スクリュー１２、および搬送スクリュー１２を回転駆動する搬送モータ１１を有する。

搬送路１３の他端（図１（ｂ）では左端）にはトナー排出口１３１が下部に開口している。各廃トナー搬送機構１Ａ〜１Ｄの搬送路１３は、図１（ａ）に示すように、水平方向に並んで配置される。したがって、トナー排出口１３１も、色ごとに、廃トナー容器２内で水平方向に並んでいる。

以上の廃トナー搬送機構１Ａ〜１Ｄの構成で、搬送モータ１１により搬送スクリュー１２が回転されると、図１（ｂ）の右から左へ廃トナーが搬送され、トナー排出口１３１から廃トナーが廃トナー容器２内に落下する。これにより、感光体上に残留する廃トナーを色ごとに搬送され、廃トナー容器２内に収容される。つまり、廃トナーの搬送は色ごとに行われるが、廃トナーの回収は廃トナー容器２内に一括して収容されるようになっている。

廃トナー攪拌機構３は、廃トナー容器２内に収容された廃トナーを攪拌するように構成される。具体的には、図１（ａ）に示すように、廃トナー攪拌機構３は、廃トナー容器２内に回転自在に設けられた攪拌スクリュー３２、および攪拌スクリュー３２を回転駆動する攪拌モータ３１を有する。

以上の廃トナー攪拌機構３の構成で、攪拌モータ３１により攪拌スクリュー３２が回転されると、廃トナー容器２内に溜まった廃トナーが攪拌され、トナー排出口１３１から落下する各色のトナーが均一に混合される。これにより、堆積した廃トナーの上面が均一にならされるため、トナー排出口１３１の直下近傍に廃トナーが盛り上がることがない。

図２は上述した廃トナー回収装置１００に関わる制御系統を示すブロック図である。図２に示すように、ＣＰＵなどで構成される制御部５は、画像積算部５１Ａ〜５１Ｄ、攪拌モータ駆動部５２、ニアエンド判定部５３、積算画素数比較部５４、本エンド判定部５５、および搬送モータ駆動部５６Ａ〜５６Ｄを有する。

画素数積算部５１Ａ〜５１Ｄは、ピクセルカウンタ４Ａ〜４Ｄがそれぞれ接続されている。ピクセルカウンタ４Ａ〜４Ｄは、画像データ８の画素数を色ごとにカウントする。画素数積算部５１Ａ〜５１Ｄは、ピクセルカウンタ４Ａ〜４Ｄによりカウントされた画像データ８の色ごとの画素数を、画像形成の都度積算するように構成される。

攪拌モータ駆動部５２は上述した廃トナー攪拌機構３の攪拌モータ３１の動作を制御する。

ニアエンド判定部５３は廃トナー容器２内の廃トナー量が満杯に近いニアエンドに達したか否かを判定し、画素数積算部５１Ａ〜５１Ｄおよび攪拌モータ駆動部５２を制御する。

具体的には、上記攪拌モータ３１のモータ軸に作用するトルクを検知するトルク検知器３１により、所定値以上のトルクが検知されると、ニアエンド判定部５３はニアエンドに達したと判定し、攪拌モータ駆動部５２を制御して攪拌モータ３１を停止させる。これにより、ニアエンドに達した後は、廃トナー容器２内の廃トナーの攪拌が止まり、以降本エンドに達するまで各トナー搬送機構３のトナー排出口１３１から落下した廃トナーがそれぞれのトナー排出口１３１の直下近傍に堆積されるようになる（図４参照。）。

また、ニアエンド判定部５３はニアエンドに達したと判定すると、画素素積算部５１Ａ〜５１Ｄによる色ごとの画像データ８の画素数の積算を開始する。積算された画素数は各積算画素数メモリ６Ａ〜６Ｄに記憶され、画像形成の都度更新される。

トルク検知器７は、本発明のニアエンド検知手段の一例であるが、ニアエンド検知手段は、これに限られない。例えば、廃トナー容器２内に堆積された廃トナーの上面高さを光学的に検知するセンサで構成することも可能である。

搬送モータ駆動部５６Ａ〜５６Ｄは上述した廃トナー搬送機構１Ａ〜１Ｄの搬送モータ１１の動作を制御する。

積算画素数比較部５４は、積算画素数メモリ６Ａ〜６Ｄに記憶された色ごとの積算画素数を所定値と比較し、その結果を本エンド判定部５５に出力する。

本エンド判定部５５は、廃トナー容器２内の廃トナー量が満杯に到達した本エンドであるか否かを判定し、その結果に応じて搬送モータ駆動部５６Ａ〜５６Ｄを制御する。具体的には、積算画素数比較部５４により、色ごとの積算画素数が１つでも所定値に達したことが出力されると、廃トナー容器２内の廃トナー量が満杯に到達した本エンドであると判定し、搬送モータ駆動部５６Ａ〜５６Ｄを制御して各廃トナー搬送機構１Ａ〜１Ｄの搬送モータ１１を停止させる。これにより、本エンドに達した後は、廃トナー容器２内への廃トナーの搬送が止まり、以降は廃トナーが収容されなくなる。なお、このタイミングで画像形成装置の表示手段等を用いて廃トナー容器２の交換をユーザに促すサインが出され、廃トナー容器の交換がなされるまで、新たな画像データの入力を受け付けないように画像形成装置は待機状態に維持される。

上記の本エンド判定の流れを図３のフローチャートによりまとめると、ニアエンド後に、画像データが入力されると（Ｓ１）、色ごとに画素数がカウントされ（Ｓ３）、色ごとに画素数が積算され（Ｓ４）、色ごとの積算画素数のいずれかが所定値に達したとき、廃トナー容器２内の廃トナー量が満杯の到達した本エンドであると判定される（Ｓ４）。

この結果、図４に示すように、廃トナー容器２のあらかじめ定められた満杯位置に、本エンド判定時の廃トナーのピーク位置を近づけることが可能となる。

本実施の形態によると、色ごとにカウントした画素数を積算し、本エンドを判定するので、画像データを反映した適切な本エンド判定が行える。すなわち、廃トナー容器２に収容された廃トナーの満杯を可能な限り正確に判定することが出来る。

なお、初めに積算画素数が所定値に達した色がブラック以外のとき、本エンド検知後もブラックの積算画素数が前記所定値に達するまでは、継続してブラックのトナーによる単色の画像形成を可能とするようにしても良い。具体的には、図５のフローに示すように、初めに積算画素数が所定値に達した色がブラック以外のとき（Ｓ５の否定判定）、画像データが入力されると（Ｓ６）、モノクロ画像か否かをピクセルカウンタ４Ａ〜４Ｄにより判定し（Ｓ７）、モノクロ画像であれば（Ｓ７の肯定判定）、ブラックの画素数をカウントして積算する（Ｓ８、Ｓ９）。そして、ブラックの積算画素数が前記所定値に達するまではＳ６に戻り、ブラックのトナーによる単色の画像形成が継続される。Ｓ７でモノクロ画像でない、すなわちカラー画像であることが判定されると（否定判定）、画像形成を中止する（Ｓ１１）。

図５の例によると、廃トナー容器２の交換時期を若干延ばすことが可能となる。なお、図５の例に追加して、初めに積算画素数が所定値に達した色がブラックのとき、本エンド検知後もブラック以外の積算画素数が前記所定値に達するまでは、継続してブラック以外のトナーによるカラーの画像形成を可能とするようにしても構わない。

上記実施形態では、ピクセルカウントにより色ごとの画素数をカウントするようにしたが、印字率に応じて段階的にカウントする画素数をあらかじめ設定しておいても良い。これによると、色ごとのピクセルカウンタが不要となり、印字率を求めるための全画素数をカウントするピクセルカウンタが１つあれば足りるので、装置の低コスト化が図られる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ〜１Ｄ…廃トナー搬送機構
２…廃トナー容器
３…廃トナー攪拌機構
ピクセルカウンタ…４Ａ〜４Ｄ
１００…廃トナー回収装置

Claims

感光体に静電潜像として形成された画像データを複数色のトナーにより可視化し、用紙に転写することによりカラー画像を形成した後、感光体上に残留する廃トナーを廃トナー容器に回収する画像形成装置において、
廃トナーを色ごとに搬送する複数の廃トナー搬送手段と、
各前記廃トナー搬送手段により搬送された各廃トナーを一括収容する廃トナー容器と、
前記廃トナー容器内の廃トナー量が満杯に近いニアエンドを検知するニアエンド検知手段と、
前記画像データの画素数を色ごとにカウントするピクセルカウンタと、
前記ニアエンド検知手段によりニアエンド検知後、前記ピクセルカウンタによりカウントされた前記画像データの色ごとの画素数を、画像形成の都度積算して記憶する積算画素数記憶手段と、
前記廃トナー容器内の廃トナーを攪拌する廃トナー攪拌手段と、
を備え、
前記ニアエンド検知手段によりニアエンド検知後、前記廃トナー攪拌手段を停止させ、前記積算画素数記憶手段に記憶された色ごとの積算画素数が１つでも所定値に達したとき、前記廃トナー容器内の廃トナー量が満杯に到達した本エンドであると判定する画像形成装置。
前記廃トナー搬送のトナー排出口は、廃トナー容器内で水平方向に並んで配置される請求項１に記載の画像形成装置。
初めに積算画素数が前記所定値に達した色がブラック以外のとき、本エンド検知後もブラックの積算画素数が前記所定値に達するまでは、継続してブラックのトナーによる単色の画像形成を可能とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
感光体に静電潜像として形成された画像データを複数色のトナーにより可視化し、用紙に転写することによりカラー画像を形成した後、感光体上に残留する廃トナーを色ごとに搬送し、廃トナー攪拌手段を備える廃トナー容器内に一括回収する画像形成装置の制御方法において、
前記廃トナー容器内の廃トナー量が満杯に近いニアエンドを検知するステップと、
ニアエンド検知後、前記廃トナー攪拌手段を停止させるステップと、
ニアエンド検知後、前記画像データの色ごとの画素数を、画像形成の都度積算するステップと、
色ごとの積算画素数のいずれかが所定値に達したとき、前記廃トナー容器内の廃トナー量が満杯の到達した本エンドであると判定するステップと、
を有する画像形成装置の制御方法。
初めに積算画素数が前記所定値に達したトナーがブラック以外のとき、本エンド検知後もブラックの積算画素数が前記所定値に達するまでは、継続してブラックのトナーによる単色の画像形成を可能とする請求項４に記載の画像形成装置の制御方法。