JP6516475B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複合機、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

画像形成装置は、感光体上に形成したトナー像を用紙等の記録媒体に転写することで画像形成処理を行う。感光体は、トナー像の転写後に転写されずに残留するトナー（以下、「残留トナー」という。）をクリーナにより除去される。除去された残留トナーは、回収トナーとして、画像形成装置内に着脱可能に設けられる回収トナーボックスに収容される。カラー画像を形成する画像形成装置は、複数の感光体を備え、一つの回収トナーボックスにすべての回収トナーを収容するように構成される。そのために、回収トナーボックスは、相応の容量が必要になる。回収トナーボックスは、回収トナーが満載になると取り替えられる。

特許文献１に開示される画像形成装置は、複数の回収トナーの受入口が設けられた回収トナーボックスを備える。複数の感光体毎に設けられる複数のクリーナの各々で回収された回収トナーは、各受入口から個別に落とし込まれる。回収トナーボックスは、回収トナーを満載したことを検知するために、光透過センサを備える。回収トナーボックス内の回収トナーが堆積して光透過センサの光を遮ることで、光透過センサの出力が変化する。これにより画像形成装置は、回収トナーボックスが回収トナーを満載したことを検知する。

特許文献２は、回収トナーボックス内の回収トナー量を二段階に区別するために、二つの検知センサを備えたトナー回収装置を開示する。トナー回収装置は、一つ目の検知センサが回収トナーを検知すると回収トナーの満載を予告し、二つ目の検知センサが回収トナーを検知すると回収トナーが満載になったことを報知して、画像形成装置の動作を自動的に停止する。特許文献３は、回収トナーボックス内の回収トナー量を、光透過センサで検知して回収トナーの満載を予告し、その後の画像形成処理による印刷枚数により回収トナーが満載になったことを推測して報知する画像形成装置を開示する。

特許第４０８５５７１号公報 特開平０５−１８８８３５号公報 特開２００９−８０４７３号公報

特許文献１は、回収トナーボックス内の回収トナーの満載を検知するのみで、満載の予告を行うことはない。特許文献２、３では、回収トナーが満載される前に予告を行い、回収トナーボックス内の回収トナーの充填率を推測する。

回収トナーボックスは、内部にスクリューを備える。回収トナーボックスは、スクリューにより回収トナーを搬送して均すことで、内部にできるだけ多くの回収トナーを詰め込むように構成される。従来の回収トナーボックスは、内部の回収トナーの状態を確認することができない。回収トナーの状態は、画像形成装置の使用状態や環境温度、湿度等により変化する。回収トナーの状態の変化により、スクリューに急激な負荷重がかかることで回収トナーの搬送効率が低下し、回収トナーボックス内の回収トナーの充填率が推測とは異なる場合がある。そのために、回収トナーの状態に応じて適切に回収トナーボックスの交換をユーザに促すことは重要である。

本発明は、上記の問題を解決するために、回収トナーボックス内の回収トナーの状態を予測して、適切なタイミングで回収トナーボックスの交換をユーザに促す画像形成装置を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体から前記トナー像を他の像担持体又は記録媒体に転写する転写部と、転写後に前記像担持体に残留するトナーを除去するクリーナと、前記クリーナにより除去された前記トナーを回収トナーとして収容し、内蔵するスクリューにより前記回収トナーが内部で搬送される回収トナーボックスと、前記回収トナーボックスに設けられて、前記回収トナーが満載されたことを検知する検知部と、前記トナー像を前記記録媒体に転写した枚数に基づいて、回収トナー量を検出する回収トナー量検出手段と、前記スクリューを駆動する回収トナーモータと、前記回収トナーモータの回転情報を取得する取得手段と、前記検知部が前記回収トナーが満載であることを検知すると、前記回収トナー量又は前記回転情報に応じて前記回収トナーボックスの状態を判断し、判断結果を所定の報知手段により報知する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知部により前記回収トナーが満載であることが検知された状態で前記回収トナー量に関する第１条件が満たされた場合に、前記回収トナーボックスが交換を行う必要のある状態と判断し、前記制御手段は、前記検知部により前記回収トナーが満載であることが検知された状態で前記回転情報に関する第２条件が満たされた場合に、前記回収トナーボックスが交換を行う必要のある前記状態と判断することを特徴とする。

本発明によれば、検出した回収トナー量又は駆動力に応じて回収トナーボックスの状態を判断し、判断結果に応じて報知を行うことで、適切なタイミングで回収トナーボックスの交換をユーザに促すことができる。

画像形成装置の構成図。 回収トナーボックスの断面図。 回収トナーボックスの透過図。 回収トナーが搬送される様子を表す図。 回収トナーが搬送される様子を表す図。 回収トナーが搬送される様子を表す図。 トナー検知センサの構成図。 トナー検知センサの回収トナー検知時の説明図。 制御部の構成図。 回転速度閾値テーブルの例示図。 ビデオカウント閾値テーブルの例示図。 回収トナーモータの回転速度と回収トナーの重量との関係を表す図。 スクリューのトルクと回収トナーの重量との関係を表す図。 回収トナーボックスの交換準備及び交換をユーザに報知する処理を表すフローチャート。 回収トナーボックスの交換準備及び交換をユーザに報知する処理を表すフローチャート。 制御部の構成図。 モータ電流値閾値テーブルの例示図。 回収トナーモータの駆動電流と、回収トナーの重量との関係を表す図。 回収トナーボックスの交換準備及び交換をユーザに報知する処理を表すフローチャート。

以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の画像形成装置１００の構成図である。画像形成装置１００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１１１を備える。感光体ドラム１１１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１１１の周囲には、帯電ローラ１１２、現像部１１４、及びドラムクリーナ１１５が設けられる。帯電ローラ１１２は、感光体ドラム１１１の表面を均一に帯電させる。露光部１１３は、帯電ローラ１１２によって均一に帯電された感光体ドラム１１１の表面を、画像データに基づいて変調されたレーザ光により露光する。これにより、感光体ドラム１１１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１１４は、感光体ドラム１１１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１１１上の静電潜像はトナー像として顕像化される。現像部１１４ａはイエローのトナー像を形成する。現像部１１４ｂはマゼンタのトナー像を形成する。現像部１１４ｃはシアンのトナー像を形成する。現像部１１４ｄはブラックのトナー像を形成する。

各プロセスユニットＰの上部には、感光体ドラム１１１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１１６が設けられる。中間転写ベルト１１６も像担持体の一例である。中間転写ベルト１１６を挟んで感光体ドラム１１１に対向する位置には、一次転写ローラ１１７が設けられる。感光体ドラム１１１と一次転写ローラ１１７とは、転写部を構成する。感光体ドラム１１１のトナー像は、一次転写ローラ１１７により中間転写ベルト１１６に転写される。中間転写ベルト１１６は、図１中反時計回りに一定速度で回転する。各感光体ドラム１１１ａ〜１１１ｄ上のトナー像が中間転写ベルト１１６に重ねて順次転写されることによって、中間転写ベルト１１６上にフルカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルト１１６への転写後に感光体ドラム１１１に残留する残留トナーは、ドラムクリーナ１１５により除去される。ドラムクリーナ１１５により表面が清掃された感光体ドラム１１１は、次の画像形成処理に備える。ドラムクリーナ１１５は、除去した残留トナーを、回収トナー搬送経路１３１を通して搬送し、回収トナーとして回収トナーボックス１３０に排出する。

中間転写ベルト１１６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１１９により用紙等の記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐは、給紙トレイに収容されており、給紙ローラ１２０により１枚ずつ二次転写ローラ１１９へ向けて搬送される。給紙ローラ１２０から二次転写ローラ１１９までの間の搬送経路上には、レジストローラ１２１が設けられる。レジストローラ１２１は、記録媒体Ｐの斜行等を補正し、中間転写ベルト１１６に形成されたトナー像が転写部まで搬送されるタイミングに合わせて、記録材Ｐを二次転写ローラ１１９まで搬送する。二次転写ローラ１１９は、中間転写ベルト１１６に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する。二次転写ローラ１１９による転写後に中間転写ベルト１１６の表面に残留する残留トナーは、中間転写ベルト１１６の周囲に設けられるベルトクリーナ１１８により除去される。ベルトクリーナ１１８は除去した残留トナーを、回収トナー搬送経路１３１を通して搬送し、回収トナーとして回収トナーボックス１３０に排出する。

二次転写ローラ１１９によりトナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着器１４０に搬送される。定着器１４０は、記録媒体Ｐ上にトナー像を熱定着する。トナー像が熱定着された記録媒体Ｐは、定着器１４０から排紙ローラ１２２により画像形成装置１００の外部に排出される。

定着器１４０と排紙ローラ１２２との間には、反転フラッパ１２３が設けられる。記録媒体Ｐの両面に画像形成を行う場合、一面への画像形成が終了した記録媒体Ｐは、反転フラッパ１２３により、反転ローラ１２４側へ搬送される。反転ローラ１２４は、記録媒体Ｐを両面ローラ１２５に搬送する。両面ローラ１２５は、合流部１２６を介してレジストローラ１２１まで記録媒体Ｐを搬送する。反転ローラ１２４及び両面ローラ１２５により、記録媒体Ｐは、画像形成された面が反転して、再度、転写部に搬送される。

搬送経路においてレジストローラ１２１の上流側にレジ前センサ１２７が設けられ、両面ローラ１２５の下流側に両面センサ１２８が設けられる。レジ前センサ１２７及び両面センサ１２８は、いずれも光学式センサであり、搬送経路を搬送される記録媒体Ｐを検知する。

図２は、回収トナーボックス１３０の断面図である。図３は、回収トナーボックス１３０の透過図である。

回収トナーボックス１３０は、例えば樹脂製の長方体形状の容器である。回収トナーボックス１３０は、画像形成装置１００に着脱可能である。回収トナーボックス１３０は、長手方向が図１の奥行き方向に向くように、画像形成装置１００に装着される。回収トナーボックス１３０は、上面壁部に回収トナーの流入口となる上向きの開口部１３２を有する。開口部１３２は、回収トナーボックス１３０の画像形成装置１００への着脱に連動して開閉するシャッタを備え、画像形成装置１００から脱装されたときに閉じるようになっている。回収トナーボックス１３０は、長手方向に延びるスクリュー１３３を内蔵する。回収トナーボックス１３０の開口部１３２とは逆の端には、回収トナーを検知するトナー検知センサ１３５が設けられる。

回収トナー搬送経路１３１を搬送された回収トナーは、開口部１３２を通って回収トナーボックス１３０内に収容される。スクリュー１３３は、回転することで収容された回収トナーを回収トナーボックス１３０の長手方向に搬送して均す。図４、図５、図６は、回収トナーがスクリュー１３３により長手方向に搬送される様子を表す図である。

図４に示すように、回収トナー搬送経路１３１を搬送された回収トナーＴは、開口部１３２を通って回収トナーボックス１３０内に収容される。回収トナーＴは、開口部１３２の下側近辺に堆積する。スクリュー１３３が回転すると、堆積する回収トナーＴが回収トナーボックス１３０の長手方向に搬送される（図５）。スクリュー１３３は、返しの箇所を備えており、長手方向に一定の位置まで搬送された回収トナーＴが回収トナーボックス１３０内で広がるように構成される。更に回収トナーＴの回収が進むと、図５の状態から図６の状態まで遷移する。

図６の状態になると、トナー検知センサ１３５に回収トナーＴが堆積する。図７は、トナー検知センサ１３５の構成図である。トナー検知センサ１３５は、筒状であり、発光部１３７及び受光部１３８を備える。発光部１３７から発せられた光は、光路１３６を通って、受光部１３８で受光される。光路１３６は、トナー検知センサ１３５の筒内部を通る。筒内部に回収トナーＴが堆積していない状態では、受光部１３８が発光部１３７から発せられた光を受光することができる。筒内部に回収トナーＴが堆積すると、発光部１３７から発せられた光が回収トナーＴにより遮られて、受光部１３８が受光できなくなる。図８は、この状態を表す。受光部１３８の受光状態により、トナー検知センサ１３５は、回収トナーボックス１３０内に回収トナーＴが満載されているかを検知することができる。受光部１３８が受光しないとき、トナー検知センサ１３５は回収トナーＴが満載されていることを検知する。

図９は、このような画像形成装置１００の動作を制御する制御部の構成図である。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２００がＲＯＭ（Read Only Memory）２０１からコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。ＲＯＭ２０１は、回収トナーボックス１３０の交換時期を算出するための各種テーブルを記憶する。図１０、図１１は、ＲＯＭ２０１に記憶されるテーブルの例示図である。
図１０は、回転速度閾値テーブルの例示図である。回転速度閾値テーブルは、スクリュー１３３を駆動する回収トナーモータ２０６の回転速度に応じて、回収トナーボックス１３０の状態（エラー、交換準備、交換）を判断するための回転速度の基準値を示す。
図１１は、ビデオカウント閾値テーブルの例示図である。ビデオカウント閾値テーブルは、ビデオカウント値に対応する回収トナー量に応じて回収トナーボックス１３０の状態（交換準備、交換）を判断するための回収トナー量の基準値を示す。ビデオカウント値は、画像形成した記録媒体Ｐの枚数と１回の画像形成で転写するトナー量を表す画像ＤＵＴＹとから算出される。制御部は、この他にＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）２０２を備える。ＥＥＰＲＯＭ２０２は、画像ＤＵＴＹや、回収トナーの量の積算値等を記憶する。

ＣＰＵ２００には、表示部２０３、トナー検知センサ１３５、モータドライバ２０５、回転速度検知部２０７、及び回収トナー量検出部２０８が接続される。モータドライバ２０５及び回転速度検知部２０７は、回収トナーモータ２０６に接続される。

表示部２０３は、ユーザに対して各種メッセージの表示を行う。本実施形態では、表示部２０３は、ＣＰＵ２００の判断結果に応じた回収トナーボックス１３０の交換準備や交換を促すメッセージ、エラーの表示を行う。トナー検知センサ１３５は、上記の通り発光部１３７及び受光部１３８を備え、回収トナーボックス１３０に収容された回収トナーの検知を行う。回収トナー量検出部２０８は、画像形成した記録媒体Ｐの枚数と画像ＤＵＴＹとにより、ビデオカウント値を検出する。回収トナー量検出部２０８は、ビデオカウント値により回収トナー量を算出してＥＥＰＲＯＭ２０２に記憶する。画像形成した記録媒体Ｐの枚数は、図示しないカウンタによりカウントされてＥＥＰＲＯＭ２０２に記憶される。

モータドライバ２０５は、ＣＰＵ２００から入力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号等の制御信号により、ブラシレスモータで構成される回収トナーモータ２０６を駆動制御する。回収トナーモータ２０６は、スクリュー１３３を回転駆動して、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴを搬送する。回転速度検知部２０７は、回収トナーモータ２０６の回転速度を検知する。回転速度検知部２０７は、エンコーダ等で構成される。回転速度検知部２０７は、検知した回転速度をＣＰＵ２００に入力する。回転速度は、回収トナーモータ２０６の駆動力を表しており、回収トナーＴの重量により変動する。回転速度検知部２０７は、回転速度を検知することで駆動力検知を行う。ＣＰＵ２００は、回転速度と、回転速度閾値テーブルとを比較して、比較結果に応じて回収トナーボックス１３０の状態（エラー、交換準備、交換）を判断する。

図１２は、回収トナーモータ２０６の回転速度と、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴの重量との関係を表す図である。回収トナーモータ２０６の回転速度は、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴが平均重量Ｅ１［ｇ］に到達するまで、一定速度に制御される。この速度は、平均回転数Ｎ１［ｒｐｍ］である。平均重量Ｅ１［ｇ］は、回収トナーＴが満載の状態であり、表示部２０３に回収トナーボックス１３０の交換を促すメッセージが表示されるときの回収トナーＴの重量である。回収トナーＴの重量は、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴの密度により変化する。回収トナーＴの密度は、画像形成装置１００の使用状態や環境温度、湿度等により変化する。そのために、回収トナーＴの重量は、想定と異なる場合がある。回収トナーＴの重量が想定よりも重い場合、回収トナーＴの回収トナーボックス１３０への充填率が想定より大きくなることで、回収トナーモータ２０６の回転速度が減少する。例えば、回収トナーＴの重量が平均重量Ｅ１［ｇ］よりも重い最大重量Ｅ２［ｇ］になると、回収トナーモータ２０６の回転速度が最低回転数Ｎ２［ｒｐｍ］に低下する。これは、スクリュー１３３のトルクが、回収トナーＴの平均重量Ｅ１［ｇ］から最大重量Ｅ２［ｇ］になることで急激に増加するためである。図１３は、スクリュー１３３のトルクと回収トナーＴの重量との関係を表す図であり、回収トナーＴの平均重量Ｅ１［ｇ］から最大重量Ｅ２［ｇ］に変化することでスクリュー１３３のトルクが急激に増加する様子を表す。

そのために、回収トナー量検出部２０８の検出結果のみならず、回収トナーモータ２０６の回転速度を検知することで、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴを推定して、回収トナーＴの充填率を正確に予測することができる。制御部は、充填率に応じて、ユーザに対して回収トナーボックス１３０の交換準備及び交換を促すメッセージを適切なタイミングで通知することができる。

図１４は、回収トナーボックス１３０の交換準備及び交換をユーザに報知する処理を表すフローチャートである。本実施形態では、ユーザに対するこれらの報知は表示部２０３へのメッセージの表示により行うが、ランプの点灯による報知、音声による報知等の所定の方法により行ってもよい。

画像形成装置１００が画像形成処理を開始すると、ＣＰＵ２００は、トナー検知センサ１３５が回収トナーＴを検知するか否かにより、回収トナーボックス１３０に回収トナーＴが満載されているかを判断する（Ｓ３００）。ＣＰＵ２００は、この判断を画像形成処理中に継続して行う。

トナー検知センサ１３５が回収トナーＴを検知しない場合、ＣＰＵ２００は、回収トナーボックス１３０内に回収トナーＴが満載されていないと判断して（Ｓ３００：N）、ビデオカウント値Ｃｍを「０」に初期化する（Ｓ３１１）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していれば（Ｓ３１１：Y）、ＣＰＵ２００は、トナー検知センサ１３５の検知結果により、回収トナーボックス１３０に回収トナーＴが満載されているかの判断を繰り返し行う（Ｓ３００）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していなければ（Ｓ３１１：N）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。

トナー検知センサ１３５が回収トナーＴを検知する場合、ＣＰＵ２００は、回収トナーボックス１３０内に回収トナーＴが満載されていると判断して（Ｓ３００：Y）、回収トナー量検出部２０８によるビデオカウント値Ｃｍのカウントを開始する（Ｓ３０１）。ＣＰＵ２００は、ビデオカウント値ＣｍをＲＯＭ２０１が記憶するビデオカウント閾値テーブル（図１１参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、ビデオカウント値Ｃｍが回収トナーボックス１３０の交換準備を通知する基準となるビデオカウント値Ｃｎｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ３０２）。ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｎｆ以上であれば（Ｓ３０２：Y）、ＣＰＵ２００は、表示部２０３に「回収トナーボックスの交換準備をしてください」というメッセージを表示する（Ｓ３０５）。

ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｎｆ未満であれば（Ｓ３０２：N）、ＣＰＵ２００は、回収トナー量検出部２０８により画像形成した記録媒体Ｐの枚数と画像ＤＵＴＹとから算出される値を、ビデオカウント値Ｃｍに加算する（Ｓ３０３）。ＣＰＵ２００は、回転速度検知部２０７が検知した回収トナーモータ２０６の回転速度ＮｍをＲＯＭ２０１が記憶する回転速度閾値テーブル（図１０参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、回転速度Ｎｍが回収トナーボックス１３０の交換準備を通知する基準となる回転速度Ｎｎｆ以下であるか否かを判断する（Ｓ３０４）。回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｎｆ以下であれば（Ｓ３０４：Y）、ＣＰＵ２００は、表示部２０３に「回収トナーボックスの交換準備をしてください」というメッセージを表示する（Ｓ３０５）。回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｎｆより速ければ（Ｓ３０４：N）、ＣＰＵ２００は画像形成装置１００が画像形成処理を継続しているか否かを判断する（Ｓ３１２）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続している場合（Ｓ３１２：Y）、ＣＰＵ２００は、再度、ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｎｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ３０２）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していない場合（Ｓ３１２：N）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。

ステップＳ３０５で表示部２０３にメッセージを表示したＣＰＵ２００は、ビデオカウント値Ｃｍをビデオカウント閾値テーブル（図１１参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、ビデオカウント値Ｃｍが回収トナーボックス１３０の交換を通知する基準となるビデオカウント値Ｃｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ３０６）。ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｆ以上であれば（Ｓ３０６：Y）、ＣＰＵ２００は、画像形成装置１００による画像形成処理を中断する（Ｓ３０９）。

ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｆ未満であれば（Ｓ３０６：N）、ＣＰＵ２００は、回収トナー量検出部２０８により画像形成した記録媒体Ｐの枚数と画像ＤＵＴＹとから算出される値を、ビデオカウント値Ｃｍに加算する（Ｓ３０７）。ＣＰＵ２００は、回転速度検知部２０７が検知した回収トナーモータ２０６の回転速度ＮｍをＲＯＭ２０１が記憶する回転速度閾値テーブル（図１０参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、回転速度Ｎｍが回収トナーボックス１３０の交換を通知する基準となる回転速度Ｎｆ以下であるか否かを判断する（Ｓ３０８）。回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｆ以下であれば（Ｓ３０８：Y）、ＣＰＵ２００は、画像形成装置１００による画像形成処理を中断する（Ｓ３０９）。

回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｆより速ければ（Ｓ３０８：N）、ＣＰＵ２００は画像形成装置１００が画像形成処理を継続しているか否かを判断する（Ｓ３１３）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続している場合（Ｓ３１３：Y）、ＣＰＵ２００は、再度、ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ３０６）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していない場合（Ｓ３１３：N）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。

ステップＳ３０９で画像形成装置１００による画像形成処理を中断したＣＰＵ２００は、表示部２０３に「回収トナーボックスの交換をしてください」というメッセージを表示する（Ｓ３１０）。このメッセージは、新規の回収トナーボックス１３０に取り替えられるまで継続して表示される。

なお、トナー検知センサ１３５が回収トナーＴを検知せず、回収トナーモータ２０６の回転速度が図１０の回転速度閾値テーブルに示す回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］未満になる場合がある。回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］は、回収トナーモータ２０６または回収トナーボックス１３０に異常が生じたと判断されるときの値である。この異常は、例えば、回収トナーＴが回収トナーボックス１３０内で偏在することでスクリュー１３３に異常なトルクが生じたときに発生する。この場合、ＣＰＵ２００は、表示部２０３にエラーが発生したことを表すメッセージを表示する。

［第２実施形態］
図１５は、回収トナーボックス１３０の交換準備及び交換をユーザに報知する処理を表す第２実施形態のフローチャートである。第２実施形態の画像形成装置１００及び制御部は、第１実施形態と同様の構成であるので説明を省略する。本実施形態では、ユーザに対するこれらの報知は表示部２０３へのメッセージの表示により行うが、ランプの点灯による報知、音声による報知等の所定の方法により行ってもよい。

画像形成装置１００が画像形成処理を開始すると、ＣＰＵ２００は、トナー検知センサ１３５が回収トナーＴを検知するか否かにより、回収トナーボックス１３０に回収トナーＴが満載されているかを判断する（Ｓ４００）。ＣＰＵ２００は、この判断を画像形成処理中に継続して行う。

トナー検知センサ１３５が回収トナーＴを検知しない場合、ＣＰＵ２００は、回収トナーボックス１３０内に回収トナーＴが満載されていないと判断して（Ｓ４００：N）、ビデオカウント値Ｃｍを「０」に初期化する（Ｓ４１６）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していれば（Ｓ４１１：Y）、ＣＰＵ２００は、トナー検知センサ１３５の検出結果により、回収トナーボックス１３０に回収トナーＴが満載されているかの判断を繰り返し行う（Ｓ４００）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していなければ（Ｓ４１１：N）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。

トナー検知センサ１３５が回収トナーＴを検知している場合、ＣＰＵ２００は、回収トナーボックス１３０内に回収トナーＴが満載されていると判断して（Ｓ４００：Y）、ビデオカウント値Ｃｍのカウントを開始する（Ｓ４０１）。ＣＰＵ２００は、ビデオカウント値ＣｍをＲＯＭ２０１が記憶するビデオカウント閾値テーブル（図１１参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｎｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ４０２）。

ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｎｆ未満であれば（Ｓ４０２：N）、ＣＰＵ２００は、回収トナー量検出部２０８により画像形成した記録媒体Ｐの枚数と画像ＤＵＴＹとから算出される値を、ビデオカウント値Ｃｍに加算する（Ｓ４０３）。ビデオカウント値を更新したＣＰＵ２００は、画像形成装置１００が画像形成処理を継続しているか否かを判断する（Ｓ４１２）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続している場合（Ｓ４１２：Y）、ＣＰＵ２００は、再度、ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｎｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ４０２）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していない場合（Ｓ４１２：N）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。

ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｎｆ以上であれば（Ｓ４０２：Y）、ＣＰＵ２００は、回転速度検知部２０７が検知した回収トナーモータ２０６の回転速度ＮｍをＲＯＭ２０１が記憶する回転速度閾値テーブル（図１０参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｎｆ以下であるか否かを判断する（Ｓ４０４）。回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｎｆより速ければ（Ｓ４０４：N）、ＣＰＵ２００は画像形成装置１００が画像形成処理を継続しているか否かを判断する（Ｓ４１３）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していない場合（Ｓ４１３：N）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。画像形成装置１００が画像形成処理を継続している場合（Ｓ４１３：Y）、ＣＰＵ２００は、再度、回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｎｆ以下であるか否かを判断する（Ｓ４０４）。

回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｎｆ以下であれば（Ｓ４０４：Y）、ＣＰＵ２００は、表示部２０３に「回収トナーボックスの交換準備をしてください」というメッセージを表示する（Ｓ４０５）。メッセージの表示後にＣＰＵ２００は、ビデオカウント値Ｃｍをビデオカウント閾値テーブル（図１１参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ４０６）。

ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｆ未満であれば（Ｓ４０６：N）、ＣＰＵ２００は、回収トナー量検出部２０８により画像形成した記録媒体Ｐの枚数と画像ＤＵＴＹとから算出される値を、ビデオカウント値Ｃｍに加算する（Ｓ４０７）。ビデオカウント値を更新したＣＰＵ２００は、画像形成装置１００が画像形成処理を継続しているか否かを判断する（Ｓ４１４）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続している場合（Ｓ４１４：Y）、ＣＰＵ２００は、再度、ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ４０６）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していない場合（Ｓ４１４：N）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。

ビデオカウント値Ｃｍがビデオカウント値Ｃｆ以上であれば（Ｓ４０６：Y）、ＣＰＵ２００は、回転速度検知部２０７が検知した回収トナーモータ２０６の回転速度ＮｍをＲＯＭ２０１が記憶する回転速度閾値テーブル（図１０参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、回転速度Ｎｍが回収トナーボックス１３０の交換を通知する基準となる回転速度Ｎｆ以下であるか否かを判断する（Ｓ４０８）。回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｆ以下であれば（Ｓ４０８：Y）、ＣＰＵ２００は、画像形成装置１００による画像形成処理を中断する（Ｓ４０９）。

回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｆより速ければ（Ｓ４０８：N）、ＣＰＵ２００は画像形成装置１００が画像形成処理を継続しているか否かを判断する（Ｓ４１５）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続している場合（Ｓ４１５：Y）、ＣＰＵ２００は、再度、回転速度Ｎｍが回転速度Ｎｆ以下であるか否かを判断する（Ｓ４０８）。画像形成装置１００が画像形成処理を継続していない場合（Ｓ４１５：N）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。

ステップＳ４０９で画像形成装置１００による画像形成処理を中断したＣＰＵ２００は、表示部２０３に「回収トナーボックスの交換をしてください」というメッセージを表示する（Ｓ３１０）。このメッセージは、新規の回収トナーボックス１３０に取り替えられるまで継続して表示される。

第１実施形態及び第２実施形態では、回収トナー量検出部２０８のみならず、回収トナーモータ２０６の回転速度を検知することで、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴの充填率を正確に予測することができる。制御部は、充填率に応じて、ユーザに対して回収トナーボックス１３０の交換準備及び交換を促すメッセージを適切なタイミングで通知することができる。

［第３実施形態］
図１６は、第３実施形態の制御部の構成図である。第３実施形態の画像形成装置１００は、第１実施形態と同様の構成であるので説明を省略する。第３実施形態の制御部は、第１実施形態の制御部（図９参照）と比較して、回転速度検知部２０７がモータ電流値検知部２０９に置き換わった構成である。またＲＯＭ２０１には、モータ電流値閾値テーブルが記憶される。図１７は、モータ電流値閾値テーブルの例示図である。モータ電流値閾値テーブルは、スクリュー１３３を駆動する回収トナーモータ２０６の駆動電流に応じて、回収トナーボックス１３０の状態（エラー、交換準備、交換）を判断するための電流値の基準値を示す。

モータ電流値検知部２０９は、回収トナーモータ２０６の駆動電流の電流値を検出する。駆動電流は、回収トナーモータ２０６の駆動力を表しており、回収トナーＴの重量により変動する。モータ電流値検知部２０９は、駆動電流の電流値を検出することで駆動力検知を行う。図１８は、回収トナーモータ２０６の駆動電流と、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴの重量との関係を表す図である。

回収トナーモータ２０６の駆動電流は、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴの平均重量Ｅ１［ｇ］に到達するまで、緩やかに増加する。平均重量Ｅ１［ｇ］に到達したときの駆動電流は、平均電流値Ａ１［ｍＡ］である。平均重量Ｅ１［ｇ］は、表示部２０３に回収トナーボックス１３０の交換を促すメッセージが表示されるときの回収トナーＴの重量である。回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴの密度は、上記の通り、画像形成装置１００の使用状態や環境温度、湿度等により変化する。そのために、回収トナーＴの重量は、想定と異なる場合がある。回収トナーＴの重量が想定よりも重い場合、回収トナーＴの回収トナーボックス１３０への充填率が想定より大きくなることで、回収トナーモータ２０６の駆動電流が急激に増加する。例えば、回収トナーＴの重量が平均重量Ｅ１［ｇ］よりも重い最大重量Ｅ２［ｇ］になると、回収トナーモータ２０６の駆動電流が最大電流値Ａ２［ｍＡ］に増加する。これは、図１３に示す通り、スクリュー１３３のトルクが、回収トナーＴの平均重量Ｅ１［ｇ］から最大重量Ｅ２［ｇ］になることで急激に増加するためである。そのために、この区間のばらつきを減少させることで、回収トナーＴの搬送を行うスクリュー１３３のトルクを維持して、搬送力を維持することが重要である。

図１９は、回収トナーボックス１３０の交換準備及び交換をユーザに報知する処理を表す第３実施形態のフローチャートである。図１４に示す第１実施形態のフローチャートとの比較では、ステップＳ５０１〜Ｓ５０３、Ｓ５０５〜Ｓ５０７、Ｓ５０９〜Ｓ５１３の処理が、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３、Ｓ３０５〜Ｓ３０７、Ｓ３０９〜Ｓ３１３の処理に相当する。これらの処理については説明を省略する。

ステップＳ５０３でビデオカウント値Ｃｍを更新したＣＰＵ２００は、モータ電流値検知部２０９が検出した回収トナーモータ２０６の駆動電流の電流値ＡｍをＲＯＭ２０１が記憶する電流値閾値テーブル（図１７参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、電流値Ａｍが回収トナーボックス１３０の交換準備を通知する基準となる電流値Ａｎｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ５０４）。電流値Ａｍが電流値Ａｎｆ以上であれば（Ｓ５０４：Y）、ＣＰＵ２００は、表示部２０３に「回収トナーボックスの交換準備をしてください」というメッセージを表示する（Ｓ５０５）。電流値Ａｍが電流値Ａｎｆ未満であれば（Ｓ５０４：N）、ＣＰＵ２００は画像形成装置１００が画像形成処理を継続しているか否かを判断する（Ｓ５１２）。

ステップＳ５０７でビデオカウント値Ｃｍを更新したＣＰＵ２００は、モータ電流値検知部２０９が検出した回収トナーモータ２０６の駆動電流の電流値ＡｍをＲＯＭ２０１が記憶する電流値閾値テーブル（図１７参照）と比較する。ＣＰＵ２００は、電流値Ａｍが回収トナーボックス１３０の交換を通知する基準となる電流値Ａｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ５０８）。電流値Ａｍが電流値Ａｆ以上であれば（Ｓ５０８：Y）、ＣＰＵ２００は、画像形成装置１００による画像形成処理を中断する（Ｓ５０９）。その後、ＣＰＵ２００は、表示部２０３に「回収トナーボックスを交換してください」というメッセージを表示する（Ｓ５１０）。電流値Ａｍが電流値Ａｆ未満であれば（Ｓ５０８：N）、ＣＰＵ２００は画像形成装置１００が画像形成処理を継続しているか否かを判断する（Ｓ５１３）。

なお、トナー検知センサ１３５が回収トナーＴを検知せずに、回収トナーモータ２０６の駆動電流が図１０の電流値閾値テーブルに示す電流値Ａｅ［ｍＡ］未満になることがある。電流Ａｅ［ｍＡ］は、回収トナーモータ２０６または回収トナーボックス１３０に異常が生じたと判断されるときの値である。この異常は、例えば、回収トナーＴが回収トナーボックス１３０内で偏在することでスクリュー１３３に異常なトルクが生じたときに発生する。この場合、ＣＰＵ２００は、表示部２０３にエラーが発生したことを表すメッセージを表示する。

第３実施形態では、回収トナー量検出部２０８のみならず、回収トナーモータ２０６の駆動電流を検知することで、回収トナーボックス１３０内の回収トナーＴの充填率を正確に予測することができる。制御部は、充填率に応じて、ユーザに対して回収トナーボックス１３０の交換準備及び交換を促すメッセージを適切なタイミングで通知することができる。

１００…画像形成装置、１３０…回収トナーボックス、１３３…スクリュー、１３５…トナー検知センサ、１３７…発光部、１３８…受光部、２００…ＣＰＵ、２０１…ＲＯＭ、２０２…ＥＥＰＲＯＭ、２０３…表示部、２０５…モータドライバ、２０６…回収トナーモータ、２０７…回転速度検知部、２０８…回収トナー量検出部、２０９…モータ電流値検知部

Claims (10)

1. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体から前記トナー像を他の像担持体又は記録媒体に転写する転写部と、
   転写後に前記像担持体に残留するトナーを除去するクリーナと、
   前記クリーナにより除去された前記トナーを回収トナーとして収容し、内蔵するスクリューにより前記回収トナーが内部で搬送される回収トナーボックスと、
   前記回収トナーボックスに設けられて、前記回収トナーが満載されたことを検知する検知部と、
   前記トナー像を前記記録媒体に転写した枚数に基づいて、回収トナー量を検出する回収トナー量検出手段と、
   前記スクリューを駆動する回収トナーモータと、
   前記回収トナーモータの回転情報を取得する取得手段と、
   前記検知部が前記回収トナーが満載であることを検知すると、前記回収トナー量又は前記回転情報に応じて前記回収トナーボックスの状態を判断し、判断結果を所定の報知手段により報知する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記検知部により前記回収トナーが満載であることが検知された状態で前記回収トナー量に関する第１条件が満たされた場合に、前記回収トナーボックスが交換を行う必要のある状態と判断し、
   前記制御手段は、前記検知部により前記回収トナーが満載であることが検知された状態で前記回転情報に関する第２条件が満たされた場合に、前記回収トナーボックスが交換を行う必要のある前記状態と判断することを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記取得手段は、前記回転情報として前記回収トナーモータの回転速度を取得し、
   前記制御手段は、前記回転速度に応じて前記回収トナーボックスの状態を判断し、
   前記制御手段は、前記回転速度に応じて前記第２条件が満たされたか否かを判断することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記回転速度に応じて前記回収トナーボックスの状態を判断するための回転速度の基準値を記憶する記憶手段を備えており、
   前記制御手段は、前記回転速度と前記記憶手段に記憶した前記回転速度の基準値とを比較して、前記回収トナーボックスの状態を判断し、
   前記制御手段は、前記回転速度が前記基準値以下の場合に前記第２条件が満たされたと判断することを特徴とする、
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記記憶手段は、前記回収トナーボックスの交換準備を行う状態を表す第１の回転速度の基準値と、交換を行う状態を表す第２の回転速度の基準値と、エラーの状態を表す第３の回転速度の基準値とを記憶しており、
   前記制御手段は、前記取得手段で取得した前記回転速度と前記第１の回転速度の基準値、前記第２の回転速度の基準値、及び前記第３の回転速度の基準値とを比較して、比較結果に応じて前記回収トナーボックスが交換準備を行う状態か、交換を行う状態か、或いはエラーの状態かを判断し、
   前記制御手段は、前記回転速度が前記第２の回転速度の前記基準値以下の場合に前記第２条件が満たされたと判断することを特徴とする、
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記取得手段は、回転情報として前記回収トナーモータの駆動電流を取得し、
   前記制御手段は、前記駆動電流に応じて前記回収トナーボックスの状態を判断し、
   前記制御手段は、前記駆動電流に基づいて前記第２条件が満たされたか否かを判断することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記駆動電流の電流値に応じて前記回収トナーボックスの状態を判断するための前記駆動電流の基準値を記憶する第２の記憶手段を備えており、
   前記制御手段は、前記駆動電流の電流値と前記第２の記憶手段に記憶した前記駆動電流の基準値とを比較して、前記回収トナーボックスの状態を判断し、
   前記制御手段は、前記駆動電流が前記基準値以下の場合に前記第２条件が満たされたと判断することを特徴とする、
   請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記第２の記憶手段は、前記回収トナーボックスの交換準備を行う状態を表す第１の駆動電流の基準値と、交換を行う状態を表す第２の駆動電流の基準値と、エラーの状態を表す第３の駆動電流の基準値とを記憶しており、
   前記制御手段は、前記取得手段で取得した前記駆動電流と前記第１の駆動電流の基準値、前記第２の駆動電流の基準値、及び前記第３の駆動電流の基準値とを比較して、比較結果に応じて前記回収トナーボックスが交換準備を行う状態か、交換を行う状態か、或いはエラーの状態かを判断し、
   前記制御手段は、前記駆動電流が前記第２の駆動電流の前記基準値以下の場合に前記第２条件が満たされたと判断することを特徴とする、
   請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記回収トナー量に応じて前記回収トナーボックスの状態を判断するための回収トナー量の基準値を記憶する第３の記憶手段を備えており、
   前記制御手段は、前記回収トナー量と前記第３の記憶手段に記憶した前記回収トナー量の基準値とを比較して、前記回収トナーボックスの状態を判断し、
   前記制御手段は、前記回収トナー量が前記回収トナー量の前記基準値以上の場合に前記第１条件が満たされたと判断することを特徴とする、
   請求項１〜７のいずれか１項記載の画像形成装置。
9. 前記第３の記憶手段は、前記回収トナーボックスの交換準備を行う状態を表す第１の回収トナー量の基準値と、交換を行う状態を表す第２の回収トナー量の基準値とを記憶しており、
   前記制御手段は、前記回収トナー量検出手段で検出した前記回収トナー量と前記第１の回収トナー量の基準値及び前記第２の回収トナー量の基準値とを比較して、比較結果に応じて前記回収トナーボックスが交換準備を行う状態か、交換を行う状態かを判断し、
   前記制御手段は、前記回収トナー量が前記第２の回収トナー量の前記基準値以上の場合に前記第１条件が満たされたと判断することを特徴とする、
   請求項８記載の画像形成装置。
10. １回の画像形成で転写するトナー量を記憶する第４の記憶部を備えており、
    前記回収トナー量検出手段は、前記１回の画像形成で転写するトナー量及び前記トナー像を前記記録媒体に転写した枚数に基づいて前記回収トナー量を算出することを特徴とする、
    請求項１〜９のいずれか１項記載の画像形成装置。