(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃トナー回収容器内の廃トナーを検知する廃トナー検知装置において、
前記廃トナー回収容器を支持するコイルバネと、
前記コイルバネの両端に交流電流を印加する交流手段と、
前記コイルバネによる電磁誘導を検知する検知用コイルと、
前記電磁誘導により検知用コイルに生じた起電力を検知する検知手段と、
前記起電力と、前記廃トナー回収容器内の廃トナーの量との関係を示した関係式を記憶する記憶手段と、
前記検知手段により検知された起電力と、前記関係式とに基づいて、現時点での廃トナーの量を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする廃トナー検知装置。
【請求項２】
前記コイルバネが、前記廃トナー回収容器を下方から支持し、
前記記憶手段が、前記検知用コイルに生じた起電力が増加すると、前記廃トナー回収容器内の廃トナーの量が増加する関係式を記憶する
請求項１に記載の廃トナー検知装置。
【請求項３】
前記算出手段により算出された廃トナーの量を、所定の操作部に表示して、当該廃トナーの量をユーザに知らせる報知手段を更に備える
請求項１又は２に記載の廃トナー検知装置。
【請求項４】
前記報知手段は、前記算出手段により算出された廃トナーの量と、予め設定された所定の閾値とを比較して、当該廃トナーの量が当該閾値以上である場合に、自装置に接続された画像形成装置の機能提供を停止させるとともに、前記操作部に、前記廃トナー回収容器を交換する旨の交換画面を表示して、当該廃トナー回収容器の交換をユーザに促す
請求項３に記載の廃トナー検知装置。
【請求項５】
請求項１−４のいずれか一項に記載の廃トナー検知装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃トナー検知装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、詳しくは、簡単な構成であるにも関わらず、廃トナーの量を検知することが可能な廃トナー検知装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に複写機等の画像形成装置には、トナー回収タンクが備えられており、記録紙（例えば、シート）に転写されずに像担持体（例えば、感光体ドラム）の表面に残存したトナーやその添加剤等といった残存物（以下、廃棄トナーと称することがある）がクリーナーにより除去され、トナー回収タンクに溜められるようになっている。そして、このトナー回収タンクが満杯になると、空のトナー回収タンクに交換する。
【０００３】
前記トナー回収タンクには、タンク内の廃棄トナーが満杯となったときに、これを検知する検知手段が設けられており、この検知手段の情報に基づいて使用者に満杯である旨が報知手段により報知され、又、画像形成動作を禁止するよう制御されている。仮に、画像形成動作を禁止せずに画像形成動作を続けると、廃棄トナーが溢れ、画像形成装置の故障を招く恐れがある。
【０００４】
又、トナー回収タンクの満杯情報が検知された場合に、直ちに画像形成装置の動作が停止すると、突然使用できなくなって使用者に過大な不便をかけることになる。そのため、トナー回収タンクが実際に満杯となるやや手前で満杯情報を検知し（以下、予備的満杯情報とする）、所定枚数の画像形成動作の後に停止するよう設定されている。
【０００５】
又、転写枚数は、生じる廃棄トナー量が反映されないことから、前記予備的満杯情報の検知後におけるトナー蓄積量を、下記の手段により予測して、満杯に至るまで画像形成動作を行う画像形成装置も提案されている。即ち、この画像形成装置では、トナーが所定量（トナー回収タンクが満杯に至るまでの余裕をもった量）に達したことを検出するトナー量検出手段を備え、このトナー量検出手段が検知してから、画像形成装置の発光手段の発光時間或いはトナー画像のドット数をカウントし、このカウント値が所定値に達したときに画像形成動作を禁止する制御を行う。更に、前記画像形成装置は、前記カウント値を、温度、湿度、若しくは装置の駆動時間に応じて補正して、所定値に達したときに画像形成動作を禁止する制御を行う。
【０００６】
しかしながら、前記トナー回収タンクの満杯情報（又は予備的満杯情報）の検知は、１つの検知手段により行われているから、仮に、この検知手段が誤検知すると、トナー回収タンクの容量に十分な余裕があるのにトナー回収タンクの交換を余儀なくされたり、或いはトナー回収タンクの満杯状態を超えて廃棄トナーが溢れる等の事態が危惧される。
【０００７】
このような問題を解決する技術として、特開２００２−２９６９８５号公報（特許文献１）には、トナー回収タンク内の残存物が所定量に達したことを重量により検知する第１の検知手段と、容量により検知する第２の検知手段とを有し、前記第１の検知手段からの情報を報知する第１の報知手段と、前記第２の検知手段からの情報を報知する第２の報知手段を備えた画像形成装置が開示されている。これにより、トナー回収タンクから廃棄トナーが溢れるという事態を生じさせずに、適切な時期にトナー回収タンクの交換等のメンテナンスを行うことができるとしている。
【０００８】
又、特開２０１０−１３４２６３号公報（特許文献２）には、前記トナー回収容器に設けられ該トナー回収容器がトナーで満杯になったときに接点が開放となるスイッチと、前記スイッチに接続された容器側コイルと、前記トナー回収容器を挿入する回収容器挿入口と、前記挿入口側に設けられた２つのコイルと、前記２つのコイルのうちの第１のコイルに電気信号を入力する発振回路と、前記２つのコイルのうちの第２のコイルの両端に印加される電圧を検出する検出回路を備えた電子写真装置が開示されている。当該電子写真装置では、前記トナー回収容器内のトナーが満杯でないときには、前記第１のコイルに入力された電気信号が相互インダクタンスにより前記容器側コイルに入力され、その容器側コイルに入力した電気信号が相互インダクタンスにより前記第２のコイルに入力されて、前記トナー回収容器が満杯となったことを検知する構成を採用する。これにより、トナー回収容器側に設けたトナー満杯を検出するセンサの信号を相互インダクタンスにより非接触で装置側に伝達するため、伝達部がトナーや紙粉等で汚れても伝達が可能であることにより、電極を使用した場合に必要となる清掃が不要又は清掃周期を大幅に延長することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２９６９８５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３４２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、二つの検知手段（センサ）を設ける必要があり、コストが掛かるという問題がある。更に、二つの検知手段のうち、一つは重量を検知する検知手段（バネ）であるが、そのバラツキは約１０％であり、誤検知の可能性が高いという問題がある。
【００１１】
又、前記特許文献２に記載の技術では、トナー回収容器内のトナーが満杯か、満杯でないかの２種類の検知であり、トナーの具体的な量まで検知することが出来ないという問題がある。
【００１２】
そして、更に、前記特許文献１又は２に記載の技術では、検知手段が基本的にオン／オフの２種類の検知であるため、検知（スイッチ）の切り替えが生じた際に、前記オン／オフが細かく繰り返される現象（チャタリング）などが生じることがあり、誤検知が生じる可能性が高いという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、簡単な構成であるにも関わらず、廃トナーの量を検知することが可能な廃トナー検知装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る廃トナー検知装置は、廃トナー回収容器内の廃トナーを検知する廃トナー検知装置を前提とし、下記の構成を採用する。
【００１５】
前記廃トナー検知装置は、前記廃トナー回収容器を支持するコイルバネと、前記コイルバネの両端に交流電流を印加する交流手段と、前記コイルバネによる電磁誘導を検知する検知用コイルとを備える。更に、前記廃トナー検知装置は、前記電磁誘導により検知用コイルに生じた起電力を検知する検知手段と、前記起電力と、前記廃トナー回収容器内の廃トナーの量との関係を示した関係式を記憶する記憶手段と、前記検知手段により検知された起電力と、前記関係式とに基づいて、現時点での廃トナーの量を算出する算出手段とを備える。
【００１６】
これにより、１つのセンサ（検知用コイル）により、廃トナーの量を算出することが可能となるため、部品点数を減少させ、構成を簡単にすることが可能となる。又、前記電磁誘導を利用して、廃トナー回収容器内の廃トナーの量を数値的に算出することが可能となるため、当該廃トナーについて詳細な情報を得ることが可能となる。更に、光センサを利用せず、前記電磁誘導を利用して廃トナーの量を算出する構成であるため、トナーの飛散によりコイルバネや検知用コイルが汚れたとしても、前記廃トナーの量を正確に算出することが可能となり、耐久性を高めることが可能となる。
【００１７】
又、前記コイルバネが、前記廃トナー回収容器を下方から支持し、前記記憶手段が、前記検知用コイルに生じた起電力が増加すると、前記廃トナー回収容器内の廃トナーの量が増加する関係式を記憶するよう構成することが出来る。
【００１８】
又、前記算出手段により算出された廃トナーの量を、所定の操作部に表示して、当該廃トナーの量をユーザに知らせる報知手段を更に備えるよう構成することが出来る。
【００１９】
又、前記報知手段は、前記算出手段により算出された廃トナーの量と、予め設定された所定の閾値とを比較して、当該廃トナーの量が当該閾値以上である場合に、自装置に接続された画像形成装置の機能提供を停止させるとともに、前記操作部に、前記廃トナー回収容器を交換する旨の交換画面を表示して、当該廃トナー回収容器の交換をユーザに促すよう構成することが出来る。
【００２０】
又、前記廃トナー検知装置は、画像形成装置に適用することが出来る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の廃トナー検知装置及びこれを用いた画像形成装置によれば、簡単な構成であるにも関わらず、廃トナーの量を検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る廃トナー検知部を備えた複合機の内部の全体構成を示す概念図である。
【図２】本発明の複合機におけるクリーニングユニットから廃トナー回収容器に至るまでの構成を正面から示した透視図である。
【図３】本発明に係る操作部の全体構成を示す概念図である。
【図４】本発明に係る複合機及び廃トナー検知部の制御系ハードウェアの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態における複合機及び廃トナー検知部の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態の実行手順を示すためのフローチャートである。
【図７】本発明に係る廃トナー検知部における廃トナー回収容器内の廃トナーの量がゼロである場合の概念図である。
【図８】本発明に係る廃トナー検知部における廃トナー回収容器内の廃トナーの量が満杯である場合の概念図である。
【図９】本発明の実施形態のタッチパネル上に表示された初期画面の一例を示す図（図９（Ａ））と、本発明の実施形態のタッチパネル上に表示された交換画面の一例を示す図（図９（Ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る廃トナー検知装置を備えた画像形成装置の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。又、フローチャートにおける数字の前に付されたアルファベット「Ｓ」はステップを意味する。
【００２４】
＜画像形成装置及び廃トナー検知装置＞
以下に、本発明に係る廃トナー検知装置を備えた画像形成装置について説明する。
【００２５】
図１は、画像形成装置の概略模式図である。ただし、本発明に直接には関係しない各部の詳細は省略している。
【００２６】
尚、本発明の廃トナー検知装置が適用される画像形成装置は、例えばプリンタやスキャナ単体、あるいはプリンタ、コピー、スキャナ、ファックス等を備えた複合機等が該当し、コピーサービス、スキャナサービス、ファクシミリサービス、プリンタサービス等を備えた画像形成装置として機能する。以下に、例えばコピーサービスを利用する場合の複合機１００（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）の動作を簡単に説明する。
【００２７】
ユーザが、複合機１００を使用してコピー機能を実行する場合、原稿を複合機１００の上面に備えられている原稿台に載置する。続いて、ユーザがコピー機能に関連する設定条件を操作部１０１（タッチパネルを含む）から入力し、当該操作部１０１に設けられたスタートキーを押下して、複合機１００が印刷処理を開始する。
【００２８】
複合機１００が印刷処理を開始すると、画像読取部１０２において、光源１０３から照射された光が、前記原稿台に置かれた原稿に反射される。反射された光は、ミラー１０４、１０５、１０６によって撮像素子１０７に導かれる。導かれた光は前記撮像素子１０７により光電変換されて、前記原稿に対応する画像データが生成される。
【００２９】
さて、前記画像データをトナー像として転写する駆動部が画像形成部１０８である。前記画像形成部１０８には感光体ドラム１０９が備えられている。前記感光体ドラム１０９は、一定速度で所定の方向に回転し、その周囲には、回転方向の上流側から順に、帯電器１１０、露光ユニット１１１、現像器１１２、転写器１１３、クリーニングユニット１１４などが配置されている。
【００３０】
前記帯電器１１０は、前記感光体ドラム１０９の表面を一様に帯電させる。前記露光ユニット１１１は、帯電された前記感光体ドラム１０９の表面に、前記画像データに基づいてレーザーを照射し、静電潜像を形成する。前記現像器１１２は、搬送された静電潜像に、トナーを付着させてトナー像を形成する。形成されたトナー像は、前記転写器１１３により、記録媒体（例えば、シート）に転写される。前記クリーニングユニット１１４は、前記感光体ドラム１０９の表面に残された余分なトナー（即ち、廃トナー）を取り除く。これらの一連のプロセスは、前記感光体ドラム１０９が回転することにより実行される。
【００３１】
ここで、前記クリーニングユニット１１４は、図示しない廃トナー回収容器に接続されており、当該クリーニングユニット１１４により取り除かれた廃トナーが、当該廃トナー回収容器に収納されるようになっている。又、前記廃トナー回収容器は、図示しない廃トナー検知部により、内部の廃トナーの量が検知（算出）されるようになっている（後述する）。
【００３２】
さて、前記シートは、前記複合機１００に備えられた複数の給紙カセット１１５から搬送される。搬送される時は、前記シートはピックアップローラ１１６により何れか１つの前記給紙カセット１１５から搬送路へ引き出される。前記各給紙カセット１１５には、それぞれ異なる紙種のシートが収容されており、前記画像形成に関する設定に基づいてシートが給紙される。
【００３３】
搬送路に引き出された前記シートは、搬送ローラ１１７やレジストローラ１１８により感光体ドラム１０９と転写器１１３の間に送り込まれる。送り込まれると、前記シートは前記転写器１１３により前記トナー像が転写され、定着装置１２０に搬送される。又、搬送ローラ１１７に搬送されるシートは、複合機１００の側面に備えられた手差しトレイ１１９から搬送される場合もある。
【００３４】
前記トナー像が転写されたシートが、前記定着装置１２０に備えられた加熱ローラ１２１と加圧ローラ１２２の間を通過すると、前記トナー像に熱と圧力が印加されて、可視像がシートに定着される。
【００３５】
前記可視像がシートに定着されて画像形成が終了し、当該シートは印刷物として複合機１００の側壁に設けられた排紙トレイ１２３に積載され、収容される。
【００３６】
前記手順により、複合機１００はコピー機能をユーザに提供する。又、複合機１００が他の機能を提供する場合は、前記画像読取部１０２と前記画像形成部１０８とが駆動して提供する。
【００３７】
図２は、本発明の複合機１００におけるクリーニングユニット１１４から廃トナー回収容器に至るまでの構成を正面から示した透視図である。
【００３８】
クリーニングユニット１１４は、廃トナー移送部２０１と、廃トナー縦搬送路２０２と、廃トナー横搬送路２０３とを介して廃トナー回収容器２０４に接続されている。
【００３９】
前記廃トナー移送部２０１は、前記クリーニングユニット１１４が取り除いた廃トナーを廃トナー縦搬送路２０２に搬送する。又、前記廃トナー縦搬送路２０２では、搬送された廃トナーが自重により下方へ落下することで、当該廃トナーを搬送する。更に、前記廃トナー横搬送路２０３では、スパイラル羽などの搬送手段を用いて、上方から落下した廃トナーを前記廃トナー回収容器２０４に案内し、当該廃トナーを当該廃トナー回収容器２０４に次々と収納するよう構成されている。
【００４０】
ここで、前記廃トナー回収容器２０４の上方に接続された廃トナー横搬送路２０３は、当該廃トナー回収容器２０４に完全に接続しておらず、例えば、当該廃トナー回収容器２０４の上方部に適当な開口部が設けられ、当該開口部に当該廃トナー横搬送路２０３の一端部が所定のクリアランスを設けて差し込まれ、挿通可能になるように構成されている。又、前記クリアランスにより、前記廃トナー回収容器２０４が、所定の距離だけ上下方向に移動したとしても、前記廃トナー横搬送路２０３の一端部が当該廃トナー回収容器２０４の上方部の開口部から外れないように構成されている。尚、前記距離は、後述するコイルバネの両端の長さの伸縮距離に対応する。
【００４１】
前記複合機１００の外部（側面）には、前記廃トナー回収容器２０４が、当該外部から取り外し可能となるように開放部が設けられており、当該開放部を介して、前記廃トナー回収容器２０４が前記複合機１００の内部に取り付けられる（設置される）。前記設置された廃トナー回収容器２０４の下方には、廃トナー検知部２０５が予め設けられており、当該廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量を検知（算出）する。
【００４２】
前記廃トナー検知部２０５は、コイルバネ２０６と、電流電源２０７と、検知用コイル２０８と、検知回路２０９と、算出回路２１０とから構成される。
【００４３】
前記コイルバネ２０６は、前記設置された廃トナー回収容器２０４を下方から支持する。前記コイルバネ２０６の上端部には、前記廃トナー回収容器２０４の底面を位置決めする正面断面視でコの字状の皿２１１が設けられる。前記コイルバネ２０６は、例えば、前記皿２１０の下面の四隅にそれぞれ設けられており、特定のコイルバネ２０６ａ、例えば、複合機１００の装置内部側で、電源近傍のコイルバネ２０６ａには、その両端に、交流電流を印加する交流電源２０７が接続されている。これにより、特定のコイルバネ２０６ａには、交流電流が絶えず印加（入力）され、自身の長さに応じた交番磁界（電磁界、磁束を含む）を発生することになる。
【００４４】
又、前記検知用コイル２０８は、例えば、前記コイルバネ２０６ａから発生した電磁界によって電磁誘導が生じる所定の距離に設けられており、前記コイルバネ２０６ａによる交番磁界を検知することが出来る。更に、前記検知回路２０９は、前記検知用コイル２０８の両端に接続され、前記電磁誘導により当該検知用コイル２０８に生じた起電力を検知する。そして、前記算出回路２１０は、前記検知回路２０９が検知した起電力と、所定のメモリに記憶された関係式とに基づいて前記廃トナー回収容器２０４における現時点の廃トナーの量を算出する。算出された廃トナーの量は、複合機１００の操作部１０１に送信され、当該操作部１０１の画面に表示される（後述する）。
【００４５】
図３は、複合機１００に備えられた操作部１０１の外観の一例を示す図である。ユーザは、前記操作部１０１を用いて、上述のような機能提供についての設定条件等を入力する。設定条件の入力等が行なわれる際に、前記操作部１０１に備えられたタッチパネル３０１、タッチペン３０２、操作キー３０３が用いられる。
【００４６】
前記タッチパネル３０１には、上述した設定条件を入力する機能と、入力された設定条件等を表示する機能とが兼ね備えられている。即ち、タッチパネル３０１上に表示された画面内の設定項目キー等を押下することによって、当該設定項目キー等に関連付けられた設定条件の入力が行われる。又、設定条件が入力された設定項目キー等は、その背景色を白色からグレー色へ変更してタッチパネル３０１上に表示されるため、ユーザによって随時視認される。更に、前記画面内に、前記廃トナー検知部２０５により検知された廃トナーの量が表示される場合もある。そして、複合機１００に、廃トナーが満杯である旨のエラー、廃トナー回収容器を交換する旨のエラーが発生した場合、タッチパネル３０１には、ユーザに対してエラー等を知らせるための画面（例えば、交換画面）が表示される。表示された画面に従って、ユーザはエラーに対応することが出来る。
【００４７】
タッチパネル３０１の近傍には、タッチペン３０２が備えられており、ユーザがそのタッチペン３０２の先をタッチパネル３０１に接触させると、タッチパネル３０１下方に設けられた接触センサが接触先を検知する。そのため、タッチペン３０２の接触により、キーボード画面のキーの押下や所定の手書き情報の入力が可能である。
【００４８】
更に、タッチパネル３０１近傍には、所定数の操作キー３０３が設けられ、例えば、テンキー３０４、スタートキー３０５、クリアキー３０６、ストップキー３０７、リセットキー３０８、電源キー３０９が備えられている。
【００４９】
次に、図４を用いて、複合機１００の制御系ハードウェアの構成を説明する。図４は、複合機における制御系ハードウェアの概略構成図である。ただし、本発明に直接には関係しない各部の詳細は省略している。
【００５０】
複合機１００の制御回路は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）４０４、各駆動部に対応するドライバ４０５を内部バス４０６によって接続している。前記ＣＰＵ４０１は、例えば、ＲＡＭ４０３を作業領域として利用し、前記ＲＯＭ４０２、ＨＤＤ４０４等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて前記ドライバ４０５と図示しない操作部１０１からのデータや指示を授受し、前記図１に示した各駆動部の動作を制御する。又、前記駆動部以外の後述する各手段（図５に示す）についても、前記ＣＰＵ４０１がプログラムを実行することで当該各手段を実現する。
【００５１】
又、制御回路の内部バス４０６には、内部インターフェイス４０７も接続されており、当該内部インターフェイス４０７は、廃トナー検知部２０５の制御回路と複合機１００の制御回路とを接続する。
【００５２】
廃トナー検知部２０５の制御回路には、内部バス４１２に、内部インターフェイス４０８、ＣＰＵ４０９、ＲＯＭ４１０、ＲＡＭ４１１、交流電源２０７、検知回路２０９を備える。前記交流電源２０７には、上述したコイルバネ２０６ａが接続されているとともに、前記検知回路２０９には、上述した検知用コイル２０８が接続されている。前記ＣＰＵ４０９は、前記複合機１００の制御回路から命令信号を受けると、前記交流電源２０７や前記検知回路２０９を起動する。又、前記ＣＰＵ４０９は、上述した算出回路２１０として機能し、前記検知回路２０９から検知された起電力を用いて廃トナーの量を算出する。前記ＲＯＭ４１０には、前記廃トナーの量を算出するために必要なデータ（関係式など）が予め記憶されている。更に、前記ＣＰＵ４０９は、前記内部インターフェイス４０８を介して、前記複合機１００の制御回路に廃トナーの量などの電気信号を送信する。尚、前記ＣＰＵ４０９、ＲＯＭ４１０、ＲＡＭ４１１の機能も上記と同様であり、後述する各手段（図５に示す）についても、前記ＣＰＵ４０９がプログラムを実行することで当該各手段を実現する。前記ＲＯＭ４１０には、以下に説明する各手段を実現するプログラムやデータが記憶されている。
【００５３】
＜本発明の実施形態＞
次に、図５、図６を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。図５は、本発明の複合機及び操作部の機能ブロック図である。図６は、本発明の実行手順を示すためのフローチャートである。
【００５４】
先ず、ユーザが、複合機１００の電源を投入すると（図６：Ｓ１０１）、当該複合機１００が起動し、表示受付手段５０１が、コピー機能に関する設定条件を入力可能な操作画面（例えば、初期画面）をタッチパネル３０１上に表示するとともに、機能提供手段５０２が、画像形成可能な状態に移行する。
【００５５】
又、複合機１００の廃トナー検知部２０５が起動し、当該廃トナー検知部２０５の交流手段５０３（交流電源２０７）が、廃トナー回収容器２０４を下方から支持するコイルバネ２０６ａの両端に交流電流を流し（図６：Ｓ１０２）、更に、当該廃トナー検知部２０５の検知手段５０４（２０９）が、検知用コイル２０８に発生する起電力の検知を開始する。
【００５６】
ここで、前記コイルバネ２０６ａの両端に交流電流が流れると、当該コイルバネ２０６ａに所定の電磁界が発生する。一方、前記コイルバネ２０６ａに発生する電磁界によって電磁誘導（相互誘導）が生じる所定の位置（例えば、数ｍｍ−数十ｍｍなど）に前記検知用コイル２０８が予め設けられている。そのため、前記コイルバネ２０６ａに電磁界が発生すると、前記電磁誘導により前記検知用コイル２０８に起電力が発生する。
【００５７】
前記検知用コイル２０８に起電力が発生すると、前記検知手段５０４がそれを検知し（図６：Ｓ１０３）、その旨を算出手段５０５に通知する。当該通知を受けた算出手段５０５は、記憶手段５０６を参照する（図６：Ｓ１０４）。
【００５８】
前記記憶手段５０６には、前記検知用コイル２０８に発生した起電力と、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量との関係を示す関係式が記憶されている。
【００５９】
ここで、前記関係式は、前記コイルバネ２０６ａが前記廃トナー回収容器２０４を支持する方向により適宜変更されるものの、例えば、図７、図８に示すように、前記コイルバネ２０６ａが前記廃トナー回収容器２０４を下方から支持する場合、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が少ないと、前記コイルバネ２０６ａの両端の長さが長くなり、前記起電力が小さくなる。又、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が多いと、前記コイルバネ２０６ａの両端の長さが短くなり、前記起電力が大きくなる。そのため、この場合には、前記関係式として、前記検知用コイル２０８に発生した起電力が増加すると、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が増加する関係式が記憶される。
【００６０】
具体的には、前記関係式は、コイルバネ２０６ａの種類、検知用コイル２０８の種類、廃トナー回収容器２０４の大きさ、交流手段５０３の交流電流の値などに応じて適宜変更されるものの、例えば、次式のように与えられる。
【００６１】
｜ｅ｜＝Ａ×Ｖ＾０．５・・・（１）
ここで、｜ｅ｜は検知用コイル２０８に発生する起電力の絶対値（Ｖ）、Ａは比例係数（Ｖ／％）、Ｖは、廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量の満杯を１００％とした場合の現時点の廃トナーの量（％）である。この関係式（１）のＡには、特定の数値が予め代入される。前記Ａは、例えば、廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量Ｖがゼロ（０％）の場合の起電力の絶対値｜ｅ０｜（Ｖ）と、廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量Ｖが満杯（１００％）の場合の起電力の絶対値｜ｅ１００｜（Ｖ）とを前記関係式（１）に代入することにより、算出される。
【００６２】
尚、上述した前記関係式（１）の算出方法については、後述する。
【００６３】
さて、前記関係式（１）を参照した算出手段５０５は、現実に検知手段５０４により検知された起電力の絶対値｜ｅ｜を当該関係式（１）に代入して、廃トナーの量Ｖを算出し（図６：Ｓ１０５）、その旨を報知手段５０７に通知する。当該通知を受けた報知手段５０７は、前記算出された廃トナーの量Ｖと、予め設定された所定の閾値（１００％）とを比較して、現時点の廃トナーの量Ｖが当該閾値以上となるか否かを判定する（図６：Ｓ１０６）。
【００６４】
ここで、前記判定の結果、前記廃トナーの量Ｖ（例えば、２０％）が前記閾値（１００％）未満である場合（図６：Ｓ１０６ＮＯ）、前記報知手段５０７は、複合機１００の表示受付手段５０１を介して、前記操作部１０１のタッチパネル３０１に表示された初期画面に、前記廃トナーの量Ｖ（２０％）を表示し、当該廃トナーの量Ｖをユーザに知らせる（図６：Ｓ１０７）。
【００６５】
前記初期画面９００には、図９（Ａ）に示すように、コピー機能の設定条件を入力するための設定項目キー９０１の他に、先ほど算出された廃トナーの量９０２（２０％）が、当該初期画面９００の右下部に表示される。
【００６６】
これにより、前記電磁誘導を利用して、廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量を数値的に算出することが可能となるため、当該廃トナーについて詳細な情報を得ることが可能となる。特に、従来であれば、廃トナーの量が満杯か、そうでないかの２つの状態のみしか知ることが出来なかったにも関わらず、本発明では、ユーザは、廃トナーの量を具体的な数値として認識することが出来るため、廃トナー回収容器２０４の交換時期を前もって知ることが可能となる。更に、本発明では、１つのセンサ（検知用コイル２０８）により、廃トナーの量を算出することが可能となるため、部品点数を減少させ、構成を簡単にすることが可能となる。
【００６７】
又、本発明では、光センサを利用せず、前記電磁誘導を利用して廃トナーの量を算出する構成であるため、トナーの飛散によりコイルバネ２０６ａや検知用コイル２０８が汚れたとしても、前記廃トナーの量を正確に算出することが可能となり、耐久性を高めることが可能となる。
【００６８】
ところで、前記判定の結果、前記廃トナーの量Ｖ（例えば、１００％）が前記閾値（１００％）以上である場合（図６：Ｓ１０６ＹＥＳ）、前記報知手段５０７は、複合機１００の停止手段５０８にその旨を通知する。当該通知を受けた停止手段５０８は、複合機１００の機能提供手段５０２に機能提供を停止するように制御する（図６：Ｓ１０８）。
【００６９】
例えば、前記停止手段５０８が、前記機能提供手段５０２を画像形成可能な状態から停止状態へ移行させたり、前記機能提供手段５０２に供給される電力を停止したりして、その機能提供を停止する。
【００７０】
これにより、前記廃トナー回収容器２０４内に廃トナーが満杯であるにも関わらず、コピー機能などの機能提供が行われて、廃トナーが満杯の廃トナー回収容器２０４に更に廃トナーが収納される事態を防止する。
【００７１】
又、前記報知手段５０７は、前記表示受付手段５０１を介して、前記タッチパネル３０１上に、廃トナー回収容器２０４を交換する旨の交換画面を表示して、当該廃トナー回収容器２０４の交換をユーザに促す（図６：Ｓ１０９）。
【００７２】
前記交換画面９０３には、図９（Ｂ）に示すように、廃トナー回収容器内の廃トナーが満杯である旨のメッセージ９０４と、複合機の機能を停止した旨のメッセージ９０５と、管理者又はサービスマンに連絡するように促す旨のメッセージ９０６と、管理者又はサービスマンの連絡先９０７とが表示される。
【００７３】
これにより、ユーザは、廃トナー回収容器２０４内の廃トナーが満杯であることを確認するとともに、廃トナー回収容器２０４を新たな廃トナー回収容器に交換するために、管理者又はサービスマンに簡単に連絡することが可能となる。
【００７４】
このように、本発明に係る廃トナー検知部２０５は、前記廃トナー回収容器２０４を支持するコイルバネ２０６ａと、前記コイルバネ２０６ａの両端に交流電流を印加する交流手段５０３（２０７）と、前記コイルバネ２０６ａによる電磁誘導を検知する検知用コイル２０８とを備える。更に、廃トナー検知部２０５は、前記電磁誘導により検知用コイル２０８に生じた起電力を検知する検知手段５０４（２０９）と、前記起電力と、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量との関係を示した関係式（１）を記憶する記憶手段５０６と、前記検知手段５０４により検知された起電力と、前記関係式（１）とに基づいて、現時点での廃トナーの量を算出する算出手段５０５とを備える。
【００７５】
これにより、１つのセンサ（検知用コイル２０８）により、廃トナーの量を算出することが可能となるため、部品点数を減少させ、構成を簡単にすることが可能となる。又、前記電磁誘導を利用して、廃トナー回収容器内の廃トナーの量を数値的に算出することが可能となるため、当該廃トナーについて詳細な情報を得ることが可能となる。更に、光センサを利用せず、前記電磁誘導を利用して廃トナーの量を算出する構成であるため、トナーの飛散によりコイルバネや検知用コイルが汚れたとしても、前記廃トナーの量を正確に算出することが可能となり、耐久性を高めることが可能となる。
【００７６】
ところで、上述した前記関係式（１）は、以下のように算出される。
【００７７】
即ち、前記電磁誘導（相互誘導）により検知用コイル２０８に発生する起電力ｅは、通常、次式のように与えられる。
【００７８】
ｅ＝−Ｍ×（ｄＩ／ｄｔ）・・・（２）
ここで、Ｍは相互インダクタンス（Ｈ）、Ｉはコイルバネに流れる電流（Ａ）、ｔは時間（ｓ）である。
【００７９】
一方、前記相互インダクタンスＭは、通常、次式のように与えられる。
【００８０】
Ｍ＝ｋ（Ｌ１×Ｌ２）＾（１／２）・・・（３）
ここで、ｋは結合係数（−）、Ｌ１は検知用コイル２０８の自己インダクタンス（Ｈ）、Ｌ２はコイルバネ２０６ａの自己インダクタンス（Ｈ）である。
【００８１】
ところで、前記コイルバネ２０６ａの自己インダクタンスＬ２は、当該コイルバネ２０６ａの両端の長さＬを考慮すると、通常、次式のように与えられる。
【００８２】
Ｌ２＝（Ｋ×μ０×π×ａ２×Ｎ２）／Ｌ・・・（４）
ここで、Ｋは長岡係数（−）、μ０は真空時の透磁率（Ｈ／ｍ）、ａはコイルバネ２０６ａの半径（ｍ）、Ｎはコイルバネ２０６ａの巻き数（−）、Ｌはコイルバネ２０６ａの両端の長さ（ｍ）である。
【００８３】
そして、前記コイルバネ２０６ａの両端の長さＬは、図７に示すように、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量Ｖがゼロ（０％）である場合に最も長く（Ｌ０）、図８に示すように、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が満杯（１００％）である場合に最も短くなる（Ｌ１００）。そのため、前記コイルバネ２０６ａの両端の長さＬが、単純に廃トナーの量Ｖに対して反比例の関係であると仮定すると、前記コイルバネ２０６ａの両端の長さＬは、次式のように与えられる。
【００８４】
Ｌ＝Ｂ／Ｖ・・・（５）
ここで、Ｂは比例係数（ｍ／％）である。上述した関係式（２）−（５）をそれぞれ代入し、起電力ｅを絶対値とすると、前記関係式（１）が算出される。
【００８５】
尚、前記関係式（５）は、特に、コイルバネ２０６ａの種類、検知用コイル２０８の種類、廃トナー回収容器２０４の大きさ、交流手段５０３の交流電流の値などに応じて変更されうる関係式である。
【００８６】
ところで、本発明の実施形態では、前記コイルバネ２０６ａが前記廃トナー回収容器２０４を下方から支持する場合であり、前記関係式（１）として、前記検知用コイル２０８に発生した起電力が増加すると、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が増加する関係式（１）が前記記憶手段５０６に記憶される構成を採用したが、他の構成でも構わない。
【００８７】
例えば、前記コイルバネ２０６ａが前記廃トナー回収容器２０４を上方から支持する場合、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が少ないと、前記コイルバネ２０６ａの両端の長さが短くなり、前記起電力が大きくなる。又、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が多いと、当該廃トナーの量の自重により、前記コイルバネ２０６ａの両端の長さが長くなり、前記起電力が小さくなる。そのため、この場合は、前記関係式（１）として、前記検知用コイル２０８に発生した起電力が増加すると、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が減少する関係式（１）が前記記憶手段５０６に記憶される。又、他の構成であっても構わない。
【００８８】
又、本発明の実施形態では、前記報知手段５０７が、一の閾値（１００％）を利用して、前記廃トナー回収容器２０４内の廃トナーの量が満杯か否かを判定するよう構成したが、本発明では、当該廃トナーの量を検知（算出）することが出来ることから、当該報知手段５０７が、複数の閾値（例えば、８０％、９０％、１００％など）を利用して、前記廃トナーの量を段階的に判定し、それに対応した表示を行なうよう構成しても構わない。例えば、第一の閾値として８０％を、第二の閾値として１００％を採用し、前記廃トナーの量が第一の閾値以上となると、前記報知手段５０７が、廃トナー回収容器２０４の交換時期が近い旨の画面を表示し、前記廃トナーの量が第二の閾値以上となると、前記報知手段５０７が、前記交換画面を表示するよう構成しても構わない。
【００８９】
又、本発明の実施形態では、前記廃トナーの量が所定の閾値（１００％）未満の場合、前記報知手段５０７が、当該廃トナーの量を前記初期画面（の一部）に常時表示するよう構成したが、他の構成でも構わない。例えば、前記初期画面から、複合機１００のメンテナンスに関連するシステムメニュー画面に移行した場合に、前記報知手段５０７が、当該システムメニュー画面（の一部）に、前記廃トナーの量を表示するよう構成しても構わない。
【００９０】
又、本発明の実施形態では、前記コイルバネ２０６ａや前記検知用コイル２０８の構成について前記電磁誘導が生じれば、特に限定する必要がないものの、例えば、磁束の大きさや起電力の大きさを向上させたい場合に、前記コイルバネ２０６ａや前記検知用コイル２０８のコイルの半径を大きくしたり、コイルの巻き数を増やしたり、鉄心などのコアを内部に挿入したりしても構わない。
【００９１】
又、本発明の実施形態では、複数のコイルバネ２０６で前記廃トナー回収容器２０４を支持するよう構成したが、当該廃トナー回収容器２０４の大きさやコイルバネ２０６の強度によるものの、一のコイルバネ２０６でも構わない。
【００９２】
又、本発明の実施形態に係る廃トナー検知部２０５では、複合機１００のコピー機能の処理に関して採用したが、例えば、ファクシミリ受信機能、プリント機能等に対しても採用できる。更に、本発明の実施形態では、廃トナー検知部２０５を複合機１００に適用した場合について説明したが、廃トナー検知部２０５を備えた各種画像形成装置、各種画像処理装置等に適用しても、同一の作用効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法は、複合機はもちろん、複写機、プリンタ等に有用であり、簡単な構成であるにも関わらず、廃トナーの量を検知することが可能な廃トナー検知装置及びこれを用いた画像形成装置として有効である。
【符号の説明】
【００９４】
１００  複合機
１０１  操作部
２０４  廃トナー回収容器
２０５  廃トナー検知部
２０６ａ  コイルバネ
２０８  検知用コイル
５０１  表示受付手段
５０２  機能提供手段
５０３（２０７）  交流手段
５０４（２０９）  検知手段
５０５（２１０）  算出手段
５０６  記憶手段
５０７  報知手段
５０８  停止手段
【図１】
0005535995.tif 000002
【図２】
0005535995.tif 000003
【図３】
0005535995.tif 000004
【図４】
0005535995.tif 000005
【図５】
0005535995.tif 000006
【図６】
0005535995.tif 000007
【図７】
0005535995.tif 000008
【図８】
0005535995.tif 000009
【図９】
0005535995.tif 000010