(57)【要約】【課題】回収部における現像剤の満杯を精度良く判定し、多くの現像剤を回収部に回収させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１１の表面から除去されたトナーが回収される回収トナー容器８と、回収トナー容器８に対してトナーを一定量ずつ搬送する搬送手段であって、第１搬送スクリュー１と第２搬送スクリュー２から構成され、単位時間当たりのトナーの搬送量が搬送方向の上流に比べて下流で小さくなる搬送手段と、搬送手段が回収トナー容器８に搬送するトナーの搬送量に基づいて、回収トナー容器８内のトナーが満杯に達したことを判定する制御部２０を有する。【選択図】図１１
2018072410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面から除去された現像剤が回収される回収部と、
前記回収部に対して現像剤を一定量ずつ搬送する搬送手段であって、単位時間当たりの現像剤の搬送量が搬送方向の上流に比べて下流で小さくなる搬送手段と、
前記搬送手段が前記回収部に搬送する現像剤の搬送量に基づいて、前記回収部内の現像剤が所定量に達したことを判定する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の表面から除去された現像剤を一時的に滞留させる滞留部を備え、
前記搬送手段は、前記滞留部に滞留した現像剤を前記回収部に搬送することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記搬送手段は、搬送路に配置され、回転して螺旋状の羽根により現像剤を搬送する搬送スクリューを備え、
前記搬送スクリューは、前記搬送路が現像剤で満たされた状態で前記回収部に現像剤を搬送することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記搬送路は前記滞留部に配置され、前記滞留部に滞留された現像剤の量が所定以上になったときに前記搬送スクリューは前記回収部に現像剤を搬送することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記滞留部に滞留された現像剤の量を検知する検知部を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記搬送スクリューは複数で構成され、第１の搬送スクリューと、前記第１の搬送スクリューの搬送方向の下流側に配置され、前記第１搬送スクリューよりも回転速度が遅い第２の搬送スクリューを有することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記搬送スクリューは複数で構成され、第１の搬送スクリューと、前記第１の搬送スクリューの搬送方向の下流側に配置され、前記第１搬送スクリューよりも回転軸の径が大きい第２の搬送スクリューを有することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記搬送スクリューは複数で構成され、第１の搬送スクリューと、前記第１の搬送スクリューの搬送方向の下流側に配置され、前記第１搬送スクリューよりも前記羽根の直径が小さい第２の搬送スクリューを有することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記搬送スクリューは、搬送方向の上流から下流にかけて回転軸の径が大きくなることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記搬送スクリューは、搬送方向の上流から下流にかけて前記羽根のピッチが小さくなることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記搬送スクリューの一回転当たりの前記回収部に搬送する現像剤の体積をＶｐ、前記搬送スクリューの回転数をＲ、前記回収部の容積をＶとしたとき、
前記制御手段は、Ｒ≧Ｖ／Ｖｐとなったときに前記回収部が満杯に達したと判定することを特徴とする請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記回収部が満杯に達したと判定した場合、前記搬送スクリューによる現像剤の搬送を停止させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記回収部が満杯に達したと判定した場合、報知手段により前記回収部の満杯を報知させることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記回収部は、画像形成装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）などの画像形成装置に関し、特に画像形成の過程で排出されるトナーを回収する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム表面に形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付着させてトナー像を形成し、トナー像を記録媒体に転写して画像を形成する。一方、転写後においては、像担持体としての感光体ドラムや中間転写ベルトに残留したトナーをクリーニング部材により除去し、除去されたトナーは回収トナー容器（回収部）に回収される。
【０００３】
ここで、回収トナー容器は、回収されたトナーで容器内部が満杯になると交換が必要になる。近年は画像形成装置の生産性の向上に伴って、回収されるトナーの単位時間当たりの発生量が増加傾向にあり、回収トナー容器の交換頻度を低下させるために回収トナー容器の大容量化が進んでいる。しかし、回収トナー容器の大容量化にもスペース的な限界があり、限られた容量でより多くのトナーを回収することが求められている。
【０００４】
そこで従来から、回収トナー容器に多くのトナーを回収するための構成が提案されている。例えば特許文献１では、回収トナー容器に回収されたトナー量を、画素情報と使用状況に応じて予測する。これによりトナー量の予測精度を向上させ、多くのトナーを回収トナー容器に回収する構成が記載されている。
【０００５】
また特許文献２では、トナーを回収トナー容器に回収する前にバッファ容器に滞留させ、バッファ容器に設けられた検知部によりトナー体積を検知する。その後、バッファ容器で検知された体積のトナーを回収トナー容器に搬送し、回収トナー容器への搬送回数に基づいて回収トナー容器内部のトナーの満杯の判定を行う。このような構成により、回収トナー容器内部でトナー量を検知する構成に比べて、多くのトナーを回収トナー容器に回収することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２７９８９号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成では、回収されるトナー量の予測精度を改善しているにとどまっており、正確に転写効率を見積もることができないため、精度良い満杯の判定は困難である。
【０００８】
また特許文献２の構成において、バッファ容器に滞留するトナーが有する電荷は、回収トナー容器で放置され空気中に電荷が放電された状態のトナーが有する電荷よりも多くなる。このため、バッファ容器で体積が測定されるトナーの嵩密度は、回収トナー容器内のトナーの嵩密度に比べて、嵩密度が低い状態となっている。従って、バッファ容器内に一時的に滞留したトナーは、回収トナー容器内で放置されて嵩密度が上昇して体積が小さく変化する。この結果、特許文献２の構成では、バッファ容器内のトナーの体積を基準にトナー量を制御するため、回収トナー容器内でトナーの体積が小さく変化して回収トナー容器内にトナーの堆積空間があるにも関わらず、回収トナー容器が満杯と判定してしまう。
【０００９】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、回収部における現像剤の満杯を精度良く判定し、多くの現像剤を回収部に回収させ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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置は、像担持体の表面から除去された現像剤が回収される回収部と、前記回収部に対して現像剤を一定量ずつ搬送する搬送手段であって、単位時間当たりの現像剤の搬送量が搬送方向の上流に比べて下流で小さくなる搬送手段と、前記搬送手段が前記回収部に搬送する現像剤の搬送量に基づいて、前記回収部内の現像剤が所定量に達したことを判定する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回収部における現像剤の満杯を精度良く判定し、多くの現像剤を回収部に回収させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】トナー回収機構の断面概略図である。
【図３】バッファ容器の上面方向の断面概略図である。
【図４】バッファ容器の正面方向の断面概略図である。
【図５】他の構成の最終搬送部の断面概略図である。
【図６】他の構成の最終搬送部の断面概略図である。
【図７】他の構成の最終搬送部の断面概略図である。
【図８】他の構成の最終搬送部の断面概略図である。
【図９】最終搬送部の断面概略図である。
【図１０】画像形成装置の制御系の一部の構成を示すブロック図である。
【図１１】回収トナー容器満杯判定シーケンスのフローチャートである。
【図１２】バッファ容器と回収トナー容器の断面概略図である。
【図１３】他の構成のバッファ容器と回収トナー容器の断面概略図である。
【図１４】バッファ容器と回収トナー容器の断面概略図である。
【図１５】回収トナー容器満杯判定シーケンスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
画像形成装置Ａは、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のトナー（現像剤）を中間転写ベルトに転写した後、シート（記録材）に画像を転写して画像を形成する中間転写タンデム方式、電子写真方式のカラー画像形成装置である。なお、以下の説明において、上記各色のトナーを使用する部材には添え字としてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付するものの、各部材の構成や動作は使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じであるため、区別を要する場合以外には添え字を適宜省略する。
【００１５】
図１に示す様に、画像形成装置Ａは、シートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部へシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部と、を備える。
【００１６】
画像形成部は、中間転写ベルト３１の水平部に直列状に並んで配置された像担持体としての感光体ドラム１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）と、感光体ドラム１１を帯電させる帯電ローラ１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）を備える。またクリーニングブレード１５（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）、レーザスキャナユニット１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）、現像装置１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）、中間転写ユニット３０を備える。
【００１７】
中間転写ユニット３０は、一次転写ローラ３５（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）、無端円筒状の中間転写ベルト３１（像担持体）、二次転写ローラ４１、二次転写対向ローラ３２、クリーニング装置１０１などを備えている。また中間転写ベルト３１は、二次転写対向ローラ３２、駆動ローラ３３、テンションローラ３４によって張架され、駆動ローラ３３から駆動力を受けて回転する。
【００１８】
次に、画像形成動作について説明する。まず図１０に示す制御部２０が画像形成ジョブ信号を受信すると、給紙カセット６１（６１ａ〜６１ｄ）に積載収納されたシートＳが給送ローラ７４（７４ａ〜７４ｄ）によりシート搬送路８１に搬送され、その後にシートＳはレジストローラ７５に搬送される。レジストローラ７５は、画像形成部の動作とタイミングを合わせた上で、画像形成部にシートＳを搬送する。
【００１９】
一方、画像形成部においては、まず感光体ドラム１１が帯電ローラ１２によって表面を帯電させられる。その後、不図示の外部機器等から送信された画像信号に応じてレーザスキャナユニット１３が感光体ドラム１１表面にレーザ光を照射し、感光体ドラム１１表面に静電潜像を形成する。この静電潜像を現像装置１４によってトナーを付着させて現像することにより感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。
【００２０】
感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１と一次転写ローラ３５から形成される一次転写部において、一次転写ローラ３５に一次転写バイアスが印加されることで中間転写ベルト３１にそれぞれ一次転写される。
【００２１】
その後、トナー画像は、中間転写ベルト３１の回転により二次転写ローラ４１と二次転写対向ローラ３２から形成される二次転写部に送られる。この二次転写部において、二次転写ローラ４１に二次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト３１上のトナー像がシートＳに転写される。
【００２２】
トナー像が転写されたシートＳは、定着装置９０に送られ、加熱、加圧されてトナー像がシートＳに定着された後、排紙搬送経路８２、反転搬送路８３、バッファ搬送路８４を通って排出トレイ６５に排出される。
【００２３】
また、一次転写後に感光体ドラム１１上に残ったトナーは、クリーニングブレード１５に掻き取られて除去される。同様に、二次転写後に中間転写ベルト３１上に残ったトナーは、クリーニング装置１０１に掻き取られて除去される。
【００２４】
＜トナー回収機構＞
次に、画像形成処理によって発生するトナーを回収するトナー回収機構の構成の概要について説明する。
【００２５】
図２は、トナー回収機構の断面概略図である。図２に示す様に、クリーニングブレード１５により掻き取られた感光体ドラム１１上のトナーは、まず第１クリーニング容器１６（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ）に堆積する。その後、第１クリーニング容器１６内において不図示の搬送スクリューにより感光体ドラム１１の回転軸方向に搬送され、縦パイプ２０３へ搬送される。また現像装置１４で発生した劣化トナーも縦パイプ２０３へ搬送される。
【００２６】
またクリーニング装置１０１により掻き取られた中間転写ベルト３１上のトナーも、同様に第２クリーニング容器３６に一時的に堆積した後、縦パイプ２０２に搬送される。
【００２７】
このようにして縦パイプ２０２、２０３に搬送されたトナーは、縦パイプ２０２、２０３を通過して横パイプ２０４内で合流し、横パイプ２０４内に配置された搬送スクリュー２０５によって排出パイプ２０１まで搬送される。その後、排出パイプ２０１を通過したトナーは、滞留部としてのバッファ容器２０６上部の開口からバッファ容器２０６内に落下して堆積収納される。
【００２８】
バッファ容器２０６内で一時的に滞留されたトナーは、バッファ容器２０６の下部に配置された最終搬送部２０８を通過した後、回収パイプ２０９を通過して、回収部としての回収トナー容器２００に回収される。
【００２９】
回収トナー容器８は、画像形成装置Ａ本体（画像形成装置本体）に対して着脱可能に構成されており、回収トナー容器８内のトナーが満杯になると、ユーザによって新しい回収トナー容器８に取り換えられる。また画像形成装置Ａ本体には、回収トナー容器８が装着されていることを検知する回収トナー容器有無検知部２１０が設けられている。
【００３０】
＜滞留部＞
次に、回収トナー容器８に回収されるトナーを一時的に滞留させる滞留部としてのバッファ容器２０６の構成について説明する。
【００３１】
図３はバッファ容器２０６の上面方向の断面概略図であり、図４はバッファ容器２０６の正面方向の断面概略図である。図３、４に示す様に、バッファ容器２０６は、トナーを一時的に滞留させる堆積空間２２０と、バッファ容器２０６内のトナーを回収トナー容器８に搬送するための最終搬送部２０８で構成されている。
【００３２】
またバッファ容器２０６の側面には、バッファ容器２０６内のトナー量（現像剤量）を検知する粉面検知部２２１（検知部）が取り付けられている。粉面検知部２２１は、バッファ容器２０６内のトナーの粉面が粉面検知部２２１の検知面よりも高い位置にある場合にはＯＮになる。またバッファ容器２０６内のトナーの粉面を均一化させるための均一化部材２２２が設けられている。排出パイプ２０１から落下したトナーは、堆積空間２２０に堆積し、均一化部材２２２が不図示の回転駆動部により回転することで粉面が均一化される。
【００３３】
最終搬送部２０８は、第１搬送スクリュー１が配置された第１搬送路３と、第２搬送スクリュー２が配置された第２搬送路４を有する。また第１搬送路３は、第１搬送路３と第２搬送路４を連通させるための開口部５を有する。第１搬送スクリュー１と第２搬送スクリューは、回転することで回転軸に設けられた螺旋状の羽根によりトナーを搬送する。また第２搬送スクリュー２は、第１搬送スクリューよりもトナーの搬送方向の下流側に配置されている。また最終搬送部２０８は、第１搬送スクリュー１と第２搬送スクリュー２を駆動させる駆動部２５（図１０参照）を有する。
【００３４】
第１搬送スクリュー１の外径は１６ｍｍ、軸径６ｍｍ、羽根のピッチは１１.５ｍｍであり、第１搬送路３の直径は１８ｍｍである。また第２搬送スクリュー２の外径は１３ｍｍ、軸径６.８ｍｍ、羽根のピッチは９ｍｍであり、第２搬送路４の直径は１４.５ｍｍである。また第１搬送スクリュー１と第２搬送スクリュー２は、同一の駆動源で駆動されており、ギア比は２.１となっており、第１搬送スクリュー１は第２搬送スクリュー２よりも２.１倍回転速度が速い構成となっている。以上の構成により、スクリューの一回転当たりのトナーの搬送量は、第１搬送スクリュー１は１.６６［ｍｌ］、第２搬送スクリュー２は１.４３［ｍｌ］となる。
【００３５】
このような構成により、単位時間当たりのトナーの搬送量は、第１搬送スクリュー１に比べて第２搬送スクリュー２の方が小さくなる。つまり、最終搬送部２０８において、単位時間当たりのトナーの搬送量は、搬送方向の上流に比べて下流で小さくなる。このため、最終搬送部２０８において、トナーは圧縮されながら回収トナー容器８に搬送される。
【００３６】
このようにトナーを圧縮することで、トナーの持つ電荷は除去される。このため、最終搬送部２０８から回収トナー容器８に搬送されるトナーと、回収トナー容器８内で放置されて空気中に電荷が放電された状態のトナーとの嵩密度を近づけることができる。
【００３７】
その他、トナーを圧縮しながら搬送する構成としては、次のような構成が考えられる。すなわち、例えば図５に示す様に、第１搬送スクリュー１の回転軸の径が、第２搬送スクリュー２の回転軸の径よりも小さい構成が考えられる。また図６に示す様に、第１搬送路３及び第１搬送スクリュー１の羽根の直径が、第２搬送路４及び第２搬送スクリュー２の羽根の直径より大きい構成も考えられる。
【００３８】
また第１搬送スクリュー１と第２搬送スクリュー２の軸径、直径、スクリューピッチが一致し、第１搬送路３と第２搬送路４の直径が一致している場合、第１搬送スクリュー１の回転速度が第２搬送スクリュー２の回転速度より速い構成も考えらえる。また第１搬送スクリュー１の駆動部と第２搬送スクリュー２の駆動部は別駆動の場合、第１搬送スクリュー１を連続で駆動させ、第２搬送スクリュー２を間欠で駆動させる構成も考えらえる。
【００３９】
さらに、トナーを圧縮しながら搬送するためには、必ずしも複数の搬送スクリューで構成する必要はなく、１つの搬送スクリューで構成してもよい。この場合、例えば図７に示す様に、第２搬送スクリュー２の搬送方向の上流から下流にかけて回転軸の径が大きくなる構成や、図８に示す様に、搬送方向の上流から下流にかけて羽根のピッチが小さくなる構成が考えられる。
【００４０】
さらに、上に例示した構成の組み合わせでもよく、バッファ容器２０６から回収トナー容器８へトナーを搬送する過程で、単位時間当たりのトナーの搬送量が搬送方向の上流に比べて下流で小さくなる構成であればよい。しかし、トナーを圧縮しすぎると搬送スクリューへの過負荷が懸念されるため、本実施形態における圧縮率と同等の１．１６程度に圧縮率を設定するのが好ましい。
【００４１】
次に、圧縮されたトナーを一定量ずつ回収トナー容器８に搬送するための構成について説明する。
【００４２】
図９は、最終搬送部２０８の断面概略図である。図９に示す様に、第１搬送スクリュー１及び第２搬送スクリュー２により圧縮されながら搬送されるトナーは、回収パイプ２０９上部の開口部から落下して回収トナー容器８に回収される。
【００４３】
ここで第２搬送路４がトナーで満ちた状態でトナーが搬送される場合、第２搬送スクリュー２を１回転させると、第２搬送スクリュー２の羽根１ピッチ分の体積（図９に示すＶｐ）のトナーが回収トナー容器８に搬送される。このため、第２搬送路４を満たした状態で、第２搬送スクリュー２を駆動させることで、第２搬送スクリュー２の回転数に応じて一定量（一定の体積）ずつ回収トナー容器８にトナーを搬送することができる。従って、第２搬送スクリュー２の回転数に応じて、回収トナー容器８に搬送されるトナーの量を制御することができる。以下、このように第２搬送路４が満ちた状態でトナーを一定量ずつ回収トナー容器８に搬送することを定量排出と称する。
【００４４】
定量排出を行う際に、第２搬送路４をトナーで満ちた状態で第２搬送スクリュー２を駆動させるため、第１搬送スクリュー１と第２搬送スクリュー２は、粉面検知部２２１がＯＮになり、バッファ容器２０６内のトナーが所定以上になったときに駆動が開始される。これにより最終搬送部２０８にトナーが満ちた状態、つまり第１搬送路３と第２搬送路４がトナーで満ちた状態で第２搬送スクリュー２の駆動が開始され、圧縮されたトナーを定量排出することができる。
【００４５】
＜制御部＞
次に、画像形成装置Ａの制御部の構成、特にトナー回収機構に関連する制御部の構成について説明する。
【００４６】
図１０は、画像形成装置Ａの制御系の一部の構成を示すブロック図である。図１０に示す様に、画像形成装置Ａは各種の制御を行う制御部２０を備える。制御部２０は、メモリ２２、駆動制御部２３、演算部２４を備える。
【００４７】
演算部２４は、各種の制御に必要な演算を行う。メモリ２２には各種の制御に必要な設定値等が記録されており、必要に応じて制御部２０により呼び出される。駆動制御部２３は、第１搬送スクリュー１、第２搬送スクリュー２を駆動させる駆動部２５を制御する。
【００４８】
また制御部２０には、粉面検知部２２１、回収トナー容器有無検知部２１０が接続されている。このため、制御部２０は、粉面検知部２２１、回収トナー容器有無検知部２１０の検知結果に基づいて、駆動部２５等を制御することができる。
【００４９】
また制御部２０には、操作パネル２１（報知手段）が接続されている。ユーザは、操作パネル２１を操作することで画像形成ジョブを実行可能であり、制御部２０は操作パネル２１からの信号を受けて画像形成装置Ａの各種デバイスを動作させる。また操作パネル２１には、各種の情報が表示される。
【００５０】
＜回収トナー容器満杯判定シーケンス＞
次に、上述した構成により、回収トナー容器８の満杯を判定する回収トナー容器満杯判定シーケンスについて、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５１】
まずシーケンスが開始されると、制御部２０は、回収トナー容器８の交換の有無について判定を行う（Ｓ１）。この判定は、ユーザが操作パネル２１で回収トナー容器８交換完了の操作をして判定する方法や、回収トナー容器８に新旧被検知部を設け、装置本体側に回収トナー容器８の新旧検知部を設けて、その検知結果に基づいて交換の有無を判定する方法等が考えられる。
【００５２】
次に、回収トナー容器８が交換され、新しい回収トナー容器８が入っていると判定された場合、第２搬送スクリュー２の総回転数ＮＡ、画像形成枚数ＮＢ、搬送スクリュー２の駆動停止を判定するフラグＦの値をリセットする（Ｓ２）。
【００５３】
次に、回収トナー容器有無検知部２８により回収トナー容器８が画像形成装置Ａ本体に装着されているか否かを検知し（Ｓ３）、装着されている場合には第２搬送スクリュー２の総回転数ＮＡが許容回転数ＮＡ−ＭＡＸ未満か否かを判定する（Ｓ４）。この許容回転数ＮＡ−ＭＡＸは次のように算出される。すなわち、回収トナー容器８内のトナー堆積可能体積である回収トナー容器８の容積をＶ［Ｌ］、第２搬送スクリュー２が１回転したときに回収トナー容器８に搬送されるトナーの体積（１ピッチ分の体積）をＶｐ［Ｌ］とする。このとき、新しい回収トナー容器８が装着されてから回収トナー容器８が満杯になるまでに第２搬送スクリュー２が回転可能な回数が許容回転数ＮＡ−ＭＡＸであり、ＮＡ−ＭＡＸ＝Ｖ／Ｖｐで表される。なお、回転数の数値は自然数である。
【００５４】
ここで総回転数ＮＡが許容回転数ＮＡ−ＭＡＸ未満と判定された場合、回収トナー容器８は満杯でない。このため、次に制御部２０は、粉面検知部２２１によりバッファ容器２０６内のトナーの粉面が粉面検知部２２１の高さ未満か否かを判定する（Ｓ５）。ここで粉面検知部２２１がＯＮでない場合、最終搬送部２０８はトナーで満たされていないため、第１搬送スクリュー１及び第２搬送スクリュー２を駆動させず、ステップＳ１に戻って上記工程を繰り返す。
【００５５】
画像形成時には、常にバッファ容器２０６内にトナーが投下されている。従って、画像形成動作が続けられると、粉面検知部２２１より上にトナーの粉面がきて粉面検知部２２１がＯＮになる。制御部２０は、粉面検知部２２１のＯＮを判定した場合（Ｓ５）、フラグＦの確認を行い（Ｓ６）、フラグＦが立っていない場合には第１搬送スクリュー１と第２搬送スクリュー２を４０回転させる（Ｓ７）。これにより第２搬送スクリュー２の４０回転分の体積のトナーが回収トナー容器８に搬送される。その後、第２搬送スクリュー２の総回転数ＮＡに４０回転分を加算し（Ｓ８）、再度ステップＳ１に戻る。
【００５６】
なお、この４０回転という数値は、粉面検知部２２１がＯＮになってから第２搬送スクリュー４０回転分の体積のトナーが回収トナー容器８に搬送されたときに、最終搬送部２０８より上部にトナーの粉面があることを保証する回転数である。この回転数は、第２搬送スクリュー２が駆動している間に最終搬送部２０８より上部にトナーの粉面があることを保証する回転数であれば４０回転に限られない。
【００５７】
このような工程が繰り返されると、第２搬送スクリュー２の総回転数ＮＡが増加していき、回収トナー容器８にトナーが堆積していく。そして総回転数ＮＡと許容回転数ＮＡ−ＭＡＸが一致したとき、制御部２０は回収トナー容器８の満杯（回収部内の現像剤が所定量以上）と判定する（Ｓ４）。制御部２０は、回収トナー容器８の満杯を判定すると、操作パネル２１に回収トナー容器８の満杯及び交換依頼メッセージを表示させる（Ｓ９）。また第２送スクリュー２の駆動停止を判定するフラグＦを立てる（Ｓ１０）。
【００５８】
以上説明した構成によれば、トナーを圧縮してトナーの電荷を除去し、回収トナー容器８に搬送されるトナーと回収トナー容器８内で放置されるトナーとの嵩密度を近づけるとともに、圧縮されたトナーを一定量ずつ回収トナー容器８に搬送することができる。そして第２搬送スクリュー２による回収トナー容器８へのトナーの搬送量に基づいて回収トナー容器８内のトナー量を制御することで、予測されたトナー量ではなく、実際のトナー量に基づいて回収トナー容器８におけるトナーの満杯を判定することができる。従って、回収トナー容器８におけるトナーの満杯を精度良く判定することができ、回収トナー容器８に多くのトナーを回収することができる。
【００５９】
次に、回収トナー容器８の満杯を判定した後の制御について説明する。
【００６０】
回収トナー容器８の満杯を判定した後、制御部２０は、粉面検知部２２１がＯＮか否かを再度判定する（Ｓ５）。その後、粉面検知部２２１がＯＮになってバッファ容器２０６内のトナーの粉面が粉面検知部２２１の高さになるまで上記同様の工程が繰り返される（Ｓ１〜Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１０）。
【００６１】
次に、粉面検知部２２１のＯＮが判定されると、制御部２０はフラグＦの確認を行う（Ｓ６）。ここで、既にステップＳ１０においてフラグＦが立っている。このため、Ｆ＝０ではないと判定し、次のステップＳ１１に移る。
【００６２】
ステップＳ１１では、画像形成枚数ＮＢが許容画像形成枚数ＮＢ−ＭＡＸに達しているか否かを判定する。許容画像形成枚数ＮＢ−ＭＡＸについて説明する。まず画像形成処理に用いられるトナーの体積情報である作画用トナー量Ｇ、制御用トナー量Ｐ、画像安定用トナー量Ｈ、及び、予想される転写効率Ｋｐに基づいて、バッファ容器２０６に搬送されるトナーの体積の予測値Ｖｔを次の式１により算出する。ここで作画用トナー量Ｇとは、ユーザが指定する画像情報に基づいて形成されるトナー画像の作像に用いられるトナーの体積である。また制御用トナー量Ｐは、パッチ画像を形成し、そのパッチ画像の濃度から画像形成時の画像の色味を調整する制御を行う際のパッチ画像の作像に用いられるトナーの体積である。また画像安定用トナー量Ｈは、また現像装置１４から縦パイプ２０３を介して排出される劣化トナーの体積である。
【００６３】
Ｖｔ＝Ｇ×Ｋｐ＋Ｐ＋Ｈ・・・（１）
【００６４】
そして、このように算出された予測値Ｖｔが、バッファ容器２０６内におけるトナーが堆積可能な空間の体積と一致するときの画像形成枚数を許容画像形成枚数ＮＢ−ＭＡＸとする。ここで、画像形成枚数ＮＢが許容画像形成枚数ＮＢ−ＭＡＸに達していない場合、バッファ容器２０６内はトナーで満たされていないと予測される。つまりステップＳ６においてバッファ容器２０６内のトナーの粉面高さは粉面検知部２２１以上であることが検知されているものの、それよりも上部のトナーが堆積可能な空間（図１２の斜線部）全てにトナーが満たされていないと予測される。このため、画像形成枚数ＮＢに１枚加算し（Ｓ１２）、フラグＦをリセットする（Ｓ１３）。その後、ステップ１に戻って、画像形成枚数ＮＢと許容画像形成枚数ＮＢ−ＭＡＸが一致するまで画像形成を行う。
【００６５】
画像形成枚数ＮＢと許容画像形成枚数ＮＢ−ＭＡＸが一致した場合（Ｓ１１）、バッファ容器２０６はトナーで満たされていると予測される。従って、バッファ容器２０６からトナーが溢れることを防止するために画像形成を停止させ（Ｓ１５）、シーケンスを終了する。
【００６６】
なお、上記ステップＳ１１では、バッファ容器２０６に２つ目の粉面検知部を設けて、その検知結果に基づいて画像形成を停止させる構成にしてもよい。すなわち、図１３に示す様に、粉面検知部２２１よりも上部のトナーが堆積可能な空間の最上部近傍に第２粉面検知部２２４を設ける。そして、第２粉面検知部２２４の高さまでトナーの粉面が達した時に、バッファ容器２０６がトナーで満ちたと判定して画像形成を停止させる。これにより、予測されたトナー量ではなく、粉面検知による実際のトナー量に基づいて画像形成を停止させることができ、より正確なタイミングで画像形成を停止させることができる。
【００６７】
また、回収トナー容器８が画像形成装置Ａ本体に装着されていない場合（Ｓ３）、操作パネル２１上に回収トナー容器８の装着依頼メッセージを表示し（Ｓ９）、フラグＦを立てた後（Ｓ１０）、回収トナー容器８が満杯と判定された後と同様の制御を行う。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置Ａの第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
第１実施形態ではバッファ容器２０６に粉面検知部を配置した。本実施形態では、図１４に示す様に、バッファ容器２０６に粉面検知部を配置せず、回収トナー容器８に粉面検知部３００を配置する構成である。
【００７０】
以下、本実施形態の回収トナー容器満杯判定シーケンスを図１５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７１】
図１５に示す様に、まず第１実施形態のシーケンスと同様に、回収トナー容器８の交換の有無を判定し（Ｓ５１）、交換された場合には第２搬送スクリュー２の総回転数ＮＡ、画像形成枚数ＮＢ、フラグＦ、フラグＦａの値をリセットする（Ｓ５２）。なお、フラグＦａについては後述する。
【００７２】
次に、回収トナー容器８の装着の有無を検知し（Ｓ５３）、回収トナー容器８が装着されている場合、回収トナー容器８内のトナー粉面が粉面検知部３００の高さまで達しているか否かを、粉面検知部３００がＯＮか否かを検知して判定する（Ｓ５４）。
【００７３】
ここでトナー粉面が粉面検知部３００の高さまで達していない場合、第１搬送スクリュー１と第２搬送スクリュー２を駆動させて回収トナー容器８にトナーを排出させ（Ｓ５５）、最終搬送部２０８にトナーが空になった状態でステップＳ１へ戻る。この工程が繰り返されることにより、回収トナー容器８内にトナーが蓄積されていく。
【００７４】
次に粉面検知部３００がＯＮを検知した後、制御部２０は、第２搬送スクリュー２の総回転数ＮＡが許容回転数ＮＡ−ＭＡＸ未満か否かを判定する（Ｓ５６）。ここで総回転数ＮＡが許容回転数ＮＡ−ＭＡＸ未満の場合、フラグＦが立っているか否かを判定し（Ｓ５７）、フラグＦが立っていない場合にはフラグＦａが立っているか否かを判定する（Ｓ５８）。
【００７５】
次に、フラグＦａについて説明する。前述した通り、回収トナー容器８内のトナーの粉面が粉面検知部３００の高さまで達するまでは第２搬送スクリュー２により回収トナー容器８にトナーが排出され続けるため、最終搬送部２０８は空の状態となっている。このため、第１実施形態と同様に定量排出を行うためには、次の状態になっている必要がある。
【００７６】
すなわち、最終搬送部２０８を満たすトナーの体積ＶＢＫ、搬送スクリュー２が４０回転したときに回収トナー容器８に搬送されるトナーの体積ＶＢＴの合計をバッファ容器２０６に溜める必要がある。なお、図１４において、体積ＶＢＫはバッファ容器２０６内において線Ｖよりも下部に堆積するトナーの体積として示され、体積ＶＢＴは線Ｖと線Ｗの間のトナーの体積として示される。またバッファ容器２０６内において、線Ｗより上部のトナーが堆積可能な空間の体積を体積ＶＢＪとする。
【００７７】
また体積ＶＢＫと体積ＶＢＴの合計のトナーがバッファ容器２０６内に溜められた状態で第２搬送スクリュー２が４０回転すると、トナーのバッファ容器２０６内のトナーの体積は体積ＶＢＫまで減少する。このため、次回の定量排出までに体積ＶＢＴのトナーをバッファ容器２０６に溜める必要がある。このように最初の定量排出時と、２回目以降の定量排出時とで、バッファ容器２０６内に蓄積させる必要があるトナーの体積は、体積ＶＢＫ＋体積ＶＢＴから体積ＶＢＫに変化する。このようにバッファ容器２０６に蓄積させるトナーの体積の差を判定するのがフラグＦａである。つまりフラグＦａが立っていない場合にはバッファ容器２０６に体積ＶＢＫ＋体積ＶＢＴのトナーを蓄積させる必要があり、フラグＦａが立っている場合にはバッファ容器２０６内に体積ＶＢＴのトナーを蓄積させる必要がある。
【００７８】
回収トナー容器８が交換された後、まだ１度も定量排出が行われていない段階では、フラグＦａは立っていない。このため、バッファ容器２０６内に体積ＶＢＫ＋体積ＶＢＴのトナーが滞留しているかを判定すべく、画像形成枚数ＮＢが許容画像形成枚数ＮＢＫ＋ＮＢＴ以上か否かを判定する（Ｓ９）。
【００７９】
次に許容画像形成枚数ＮＢＫとＮＢＴについて説明する。前述した通り、画像形成に際してバッファ容器２０６に搬送されるトナーの体積の予測値Ｖｔと、バッファ容器２０６内のトナーが堆積可能な空間の体積とが一致するときの画像形成枚数は、許容画像形成枚数ＮＢ−ＭＡＸで表される。一方、許容画像形成枚数ＮＢＫは、予測値Ｖｔと体積ＶＢＫ（図１４参照）とが一致するときの画像形成枚数である。また許容画像形成枚数ＮＢＴは、予測値Ｖｔと体積ＶＢＴ（図１４参照）とが一致するときの画像形成枚数である。さらに後述する許容画像形成枚数ＮＢＪは、予測値Ｖｔと体積ＶＢＪ（図１４参照）とが一致するときの画像形成枚数である。
【００８０】
ここで画像形成枚数ＮＢが許容画像形成枚数ＮＢＫ＋ＮＢＴ未満の場合、バッファ容器２０６内には体積ＶＢＫ＋体積ＶＢＴのトナーが滞留していないと予測される。このため、画像形成枚数ＮＢに１を加算し（Ｓ６０）、ステップＳ５１に戻る。その後、画像形成を続けて、画像形成枚数ＮＢが許容画像形成枚数ＮＢＫ＋ＮＢＴ以上になったとき（Ｓ５９）、体積ＶＢＫ＋体積ＶＢＴのトナーがバッファ容器２０６に滞留したと判定してフラグＦａを立てる（Ｓ６１）。
【００８１】
フラグＦａが立てられた後、制御部２０は、第１搬送スクリュー１及び第２搬送スクリュー２を４０回転させる（Ｓ６２）。これにより、回収トナー容器８には第２搬送スクリュー２の４０回転分の体積のトナーが搬送され、一方でバッファ容器２０６内のトナーの粉面は図１４に示す線Ｗから線Ｖまで下がる。その後、第２搬送スクリュー２の総回転数ＮＡに４０回転を加算し（Ｓ６３）、画像形成枚数ＮＢをリセットし（Ｓ６４）、ステップＳ５１へ戻る。
【００８２】
上記した工程が繰り返されて、再度ステップＳ５８に達したとき、フラグＦａは立った状態となっている。このため、次に画像形成枚数ＮＢが許容画像形成枚数ＮＢＴ以上か否かを判定する（Ｓ６５）。なお、この段階においては、バッファ容器２０６内のトナーの体積は、少なくても体積ＶＢＫ以上である。換言すれば、トナー粉面の高さが図１４に示す線Ｖ以上の状態にある。
【００８３】
ここで画像形成枚数ＮＢが許容画像形成枚数ＮＢＴ未満の場合、バッファ容器２０６内のトナーの体積は、体積ＶＢＫ＋体積ＶＢＴよりも少ないと予測される。つまり図１４に示す線Ｗまでトナーの粉面が達していないと予測される。このため、画像形成枚数ＮＢに１を加算し（Ｓ６０）、ステップＳ１に戻る。
【００８４】
一方、画像形成枚数ＮＢが許容画像形成枚数ＮＢＴ以上の場合、バッファ容器２０６内のトナーの体積は、体積ＶＢＫ＋体積ＶＢＴ以上と予測される。このため、第１搬送スクリュー１及び第２搬送スクリュー２を４０回転させて（Ｓ６２）、バッファ容器２０６内のトナーを回収トナー容器８に定量排出する。その後、第２搬送スクリューの総回転数ＮＡに４０回転を加算し（Ｓ６３）、ステップ１に戻る。
【００８５】
このような工程が繰り返されると、第２搬送スクリュー２の総回転数ＮＡが増加していき、回収トナー容器８にトナーが堆積していく。そして総回転数ＮＡと許容回転数ＮＡ−ＭＡＸが一致したとき、制御部２０は回収トナー容器８の満杯（回収部内の現像剤が所定量以上）と判定する（Ｓ５６）。制御部２０は、回収トナー容器８の満杯を判定すると、操作パネル２１に回収トナー容器８の満杯及び交換依頼メッセージを表示させる（Ｓ６６）。また第２送スクリュー２の駆動停止を判定するフラグＦを立てる（Ｓ６７）。
【００８６】
以上説明した構成によれば、トナーを圧縮してトナーの電荷を除去し、回収トナー容器８に搬送されるトナーと回収トナー容器８内で放置されるトナーとの嵩密度を近づけることができる。また粉面検知部３００がＯＮになった後、圧縮されたトナーを一定量ずつ回収トナー容器８に搬送することができる。そして第２搬送スクリュー２による回収トナー容器８へのトナーの搬送量に基づいて回収トナー容器８内のトナー量を制御することで、予測されたトナー量ではなく、実際のトナー量に基づいて回収トナー容器８におけるトナーの満杯を判定することができる。従って、回収トナー容器８におけるトナーの満杯を精度良く判定することができ、回収トナー容器８に多くのトナーを回収することができる。
【００８７】
回収トナー容器８の満杯を判定した後の制御については、第１実施形態の制御とほぼ同様である。すなわち、制御部２０はフラグＦの確認を行い（Ｓ５７）、既にステップＳ６７においてフラグＦが立っていため、ステップＳ６８に移る。その後、ステップＳ６８において、画像形成枚数ＮＢと許容画像形成枚数ＮＢＴ＋ＮＢＪとが一致しているか否かを判定する。
【００８８】
ここで許容画像形成枚数ＮＢＴ＋ＮＢＪより画像形成枚数ＮＢが小さい場合、バッファ容器２０６内はトナーで満たされていないと予測される。このため、画像形成枚数ＮＢに１枚加算し（Ｓ６９）、フラグＦをリセットする（Ｓ７０）。その後、ステップ１に戻って、画像形成枚数ＮＢと許容画像形成枚数ＮＢＴ＋ＮＢＪが一致するまで画像形成を行う。
【００８９】
画像形成枚数ＮＢと許容画像形成枚数ＮＢＴ＋ＮＢＪが一致した場合（Ｓ６８）、バッファ容器２０６はトナーで満たされていると予測される。従って、バッファ容器２０６からトナーが溢れることを防止するために画像形成を停止させ（Ｓ７２）、シーケンスを終了する。
【００９０】
また回収トナー容器８が画像形成装置Ａ本体に装着されていない場合（Ｓ５３）、操作パネル２１上に回収トナー容器８の装着依頼メッセージを表示し（Ｓ７１）、フラグＦを立てた後（Ｓ６７）、回収トナー容器８が満杯と判定された後と同様の制御を行う。
【符号の説明】
【００９１】
１…第１搬送スクリュー（搬送手段）
２…第２搬送スクリュー（搬送手段）
８…回収トナー容器（回収部）
１１…感光体ドラム（像担持体）
２０…制御部２０（制御手段）
２１…操作パネル（報知手段）
３１…中間転写ベルト（像担持体）
２０６…バッファ容器（滞留部）
Ａ…画像形成装置
【図１】
2018072410.tif 000003
【図２】
2018072410.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018072410.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018072410.tif 000008
【図７】
2018072410.tif 000009
【図８】
2018072410.tif 000010
【図９】
2018072410.tif 000011
【図１０】
2018072410.tif 000012
【図１１】
2018072410.tif 000013
【図１２】
2018072410.tif 000014
【図１３】
2018072410.tif 000015
【図１４】
2018072410.tif 000016
【図１５】
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