(57)【要約】【課題】安定した精度でトナーの飛散を検知可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置から飛散した飛散トナーを吸入して他所に搬送する吸引ダクトと、吸引ダクト内を搬送される飛散トナーの量を測定するトナー飛散量測定装置３００と、を備え、トナー飛散量測定装置は、飛散トナーが搬送される場合における吸引ダクト内の空気圧の変化に応じた変形を電気的な抵抗値として出力するピエゾ抵抗体３１５を備えたカンチレバー３１１と、ピエゾ抵抗体が出力する抵抗値に基づいて飛散トナー量を導出する演算部３３１と、を備えた。【選択図】図５
2016080790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体が担持する静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、を備え、前記像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、
前記現像装置から飛散した飛散トナーを吸入して他所に搬送する吸引ダクトと、前記吸引ダクト内を搬送される前記飛散トナーの量を測定するトナー飛散量測定装置と、を備え、
前記トナー飛散量測定装置は、前記飛散トナーが搬送される場合における前記吸引ダクト内の空気圧の変化に応じた変形を電気的な抵抗値として出力するピエゾ抵抗体を備えたカンチレバーと、前記ピエゾ抵抗体が出力する抵抗値に基づいて前記飛散トナー量を導出する演算手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カンチレバーを所定の周波数にて振動させる振動手段を備え、前記演算手段は前記飛散トナーが搬送される場合における前記吸引ダクト内の空気圧の変化に応じた前記カンチレバーの振幅の変化に基づいて前記飛散トナー量を導出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】
気体中の粉体を捕捉する着脱自在なフィルター部材を前記カンチレバーよりも前記飛散トナー搬送方向上流側の前記吸引ダクトに備え、
前記演算手段は、前記吸引ダクトに前記フィルター部材を装着した状態、且つ、前記振動手段が前記カンチレバーを所定の周波数にて振動させたときの前記カンチレバーの振幅量を基準振幅量として取得すると共に、前記基準振幅量に対する前記カンチレバーの変形量から前記飛散トナー量を導出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】
複数の前記カンチレバーを前記飛散トナー搬送方向と交差する方向における前記吸引ダクトの断面内に短冊状に配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記カンチレバーの表面が撥水素材によりコーティングされていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
複数の前記カンチレバーが前記飛散トナー搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記演算手段が導出した前記飛散トナー量が所定のしきい値以上となった場合に所定のメッセージを外部に報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、像担持体が担持する静電潜像にトナーを付着させることによって潜像を現像する。潜像を現像する現像剤が劣化すると、トナーが未帯電となったり逆帯電状態となったりして、トナーが静電潜像に付着しなくなる。静電潜像に付着しないトナーは飛散して、記録媒体の白紙であるべき部分に付着して画像品質を低下させたり、現像装置から放出されることによって機内全体を汚染させる等の問題を発生させる。
そこで、飛散トナーによる各種の問題が発生する前にその兆候を検知して劣化した現像材を交換する必要がある。特許文献１には、光源と受光素子とによってトナーの飛散を光学的に検知する画像形成装置が記載されている。
しかし、飛散トナーの検出に光学的な検知手段を用いる場合、受光素子表面にトナーが付着すると検出光量自体が低下するため、長期に渡って検知精度を安定的に維持することが難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、安定した精度でトナーの飛散を検知可能な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】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体が担持する静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、を備え、前記像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、前記現像装置から飛散した飛散トナーを吸入して他所に搬送する吸引ダクトと、前記吸引ダクト内を搬送される前記飛散トナーの量を測定するトナー飛散量測定装置と、を備え、前記トナー飛散量測定装置は、前記飛散トナーが搬送される場合における前記吸引ダクト内の空気圧の変化に応じた変形を電気的な抵抗値として出力するピエゾ抵抗体を備えたカンチレバーと、前記ピエゾ抵抗体が出力する抵抗値に基づいて前記飛散トナー量を導出する演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、飛散トナーの検知にピエゾ抵抗体を備えたカンチレバーを用いるので、安定した精度でトナーの飛散を検知可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係るトナー飛散量測定装置を備える画像形成装置の要部の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るトナー飛散量測定装置を備える画像形成装置の要部の概略構成を示す図であり、（ａ）はタンデム型のフルカラー画像形成装置を示し、（ｂ）はリボルバタイプのフルカラー画像形成装置を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る吸引ダクトの内部を透視して示した斜視図である。
【図４】図３に示すセンサ部の拡大図である。
【図５】トナー飛散量測定装置の回路構成を示す図である。
【図６】カンチレバーの振動周波数と振幅との関係を示す図である。
【図７】自己検知型ＳＰＭプローブの一例を示した平面図である。
【図８】本発明の第三の実施形態に係る吸引ダクトの内部を透視して示した斜視図である。
【図９】本発明の第四の実施形態に係る吸引ダクトの内部を透視して示した斜視図である。
【図１０】カンチレバーが汚染された場合におけるカンチレバーの振動周波数と振幅との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【０００８】
〔画像形成装置〜１〕
本発明の一実施形態に係るトナー飛散量測定装置を備える画像形成装置の要部の概略構成について図１を参照して説明する。
画像形成装置１は、本体筐体内に、像担持体としての感光体２０と、感光体２０の周囲に順次配置された帯電部３０と、露光部４０と、現像部５０（現像装置）と、転写部６０と、ファーブラシ７０と、クリーニングブレード８０と、感光体除電部９０とを備えている。また、現像部５０と転写部６０との間には吸引ダクト１０が配置されている。
感光体２０は図１中の時計周りに回転し、帯電部３０が回転する感光体２０の表面を一様に帯電させる。露光部４０は、画像データに基づいて変調されたレーザー光を感光体２０に照射して静電潜像を形成する。現像部５０は、静電潜像を担持する感光体２０にトナーを付着させて現像する。
【０００９】
画像形成装置１は、複数枚の記録紙（記録媒体）を収納する給紙カセットを備えている。給紙カセット内の記録紙は、給紙ローラによりレジストローラ対へ１枚ずつ送り出される。そして、記録紙は、レジストローラ対によりタイミング調整された後、転写部６０と感光体２０との間に送り出される。
転写部６０においては、感光体２０と転写部６０との間に搬送されてきた記録紙に、感光体２０が担持するトナー画像を転写する。トナー画像の転写された記録紙は定着部に搬送される。
定着部は、内蔵ヒータにより所定の定着温度に加熱される定着ローラと、定着ローラに所定圧力で押圧される加圧ローラとを備え、転写部６０から搬送されてきた記録紙を加熱及び加圧して記録紙上のトナー画像を記録紙に定着させた後、排紙トレー上に排出する。
【００１０】
さらに画像形成装置１は、転写部６０においてトナー画像を記録紙に転写した後の感光体２０をさらに回転させ、ファーブラシ７０及びクリーニングブレード８０からなるクリーニング部にて、感光体の表面に残留するトナーを除去する。
その後、感光体２０は感光体除電部９０による除電により残留電位をキャンセルされ、次回の画像形成プロセスに供される。
吸引ダクト１０は、現像部５０の近傍であって、現像部５０と転写部６０との間に開口する吸引口１１を有する。吸引ダクト１０は、現像部５０から飛散した飛散トナーを吸引口１１から吸入して他所に搬送する。吸引ダクト１０の吸引方向下流側の適所には吸引ファンが設置され、飛散トナーを吸引口１１から吸引ダクト１０内に導入すると共に、飛散トナーを吸引ダクト１０の長手方向に搬送する気流を発生させる。吸引ダクト１０内には本発明の一実施形態に係るトナー飛散量測定装置（粉体飛散量測定装置）のセンサ部が設置される。トナー飛散量測定装置については後に詳しく説明する。
【００１１】
〔画像形成装置〜２〕
次に、本発明の一実施形態に係るトナー飛散量測定装置を適用可能な他の画像形成装置の要部の概略構成について図２を参照して説明する。図２（ａ）はタンデム型のフルカラー画像形成装置１００の概略構成を示し、図２（ｂ）はリボルバタイプのフルカラー画像形成装置２００の概略構成を示したものである。なお、上述した本実施形態の画像形成装置１と同様の構成については説明を省略する。
【００１２】
図２（ａ）に示すように、タンデム型のフルカラー画像形成装置１００は、本体筐体内に、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）のトナー像を夫々形成する画像形成部１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋを有している。各画像形成部１０１は、図２（ａ）中の時計周りに回転駆動される像担持体１０２と、像担持体１０２の表面を一様に帯電する帯電部１０３と、像担持体１０２に静電潜像を形成する露光部１０４と、静電潜像を現像する現像部１０５と、中間転写部１０７にトナー像を転写後の像担持体１０２の表面をクリーニングするクリーニング部１０６と、を備えている。
画像形成部１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋは、中間転写部１０７の走行方向に沿って順に、タンデム型に配置されている。像担持体１０２が担持する各色トナー像は、図２（ａ）中の矢印方向に走行する中間転写部１０７に順次重ねて転写されて、中間転写部１０７にはカラー画像が形成される。中間転写部１０７が担持するカラー画像は、中間転写部１０７においてタイミングを合わせて搬送されてきた記録紙に転写される。
【００１３】
図２（ｂ）に示すように、リボルバ型のフルカラー画像形成装置２００は、１つの像担持体２０２と、像担持体２０２の周囲に順次配置されたクリーニング部２０１と、帯電部２０３と、露光部２０４とを備えている。更にフルカラー画像形成装置２００は、像担持体２０２の周囲にリボルバ状に配置されて。色毎に設けられた現像装置２０５Ｃ、２０５Ｍ、２０５Ｙ、２０５Ｋを備えている。夫々の現像装置２０５Ｃ、２０５Ｍ、２０５Ｙ、２０５Ｋは、像担持体２０２に対して接離可能に構成されており、像担持体２０２に接触した１の現像装置２０５のみが像担持体２０２表面の静電潜像を現像する。例えば、像担持体２０２の表面には、まずＣ用の静電潜像が形成され、Ｃ用の現像装置２０５ＣによってＣトナー像として現像された後、Ｃトナー像は中間転写部２０６に一次転写される。このとき、二次転写部２０７は中間転写部２０６から離間した位置にある。以降、Ｍ、Ｙ、Ｋ用の静電潜像の形成と現像が順次行われて、各色トナー像が順次中間転写部２０６に転写されることにより、中間転写部２０６にカラートナー像が形成される。中間転写部２０６が担持するカラートナー像は、二次転写部２０７においてタイミングを合わせて搬送されてきた記録紙に転写される。
上記フルカラー画像形成装置１００、２００においては、現像部の近傍であって、現像部と中間転写部との間に、図１に示したような吸引ダクト１０が配置される。吸引ダクト１０内には本発明の一実施形態に係るトナー飛散量測定装置（粉体飛散量測定装置）のセンサ部が設置される。トナー飛散量測定装置については後に詳しく説明する。
【００１４】
上述した各画像形成装置に搭載される部材の１つとしての像担持体には電子写真感光体を用いることができる。電子写真感光体はトナー画像を記録紙または中間転写部に転写するため、トナーに対して大きな付着力を持つことは好ましくない。電子写真感光体としては、導電性支持体上に少なくとも中間層と、感光層を有していれば、上記以外のその他の層が形成されていてもよい。
【００１５】
〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態に係るトナー飛散量測定装置の概略構成について説明する。図３は、本発明の第一の実施形態に係る吸引ダクトの内部を透視して示した斜視図である。図４は、図３に示すセンサ部の拡大図である。図５は、トナー飛散量測定装置の回路構成を示す図である。トナー飛散量測定装置は、吸引ダクト内に流入するトナー等の粉体の飛散量を測定する手段である。以下では、図１に示した画像形成装置１に設置した例により説明する。
【００１６】
トナー飛散量測定装置３００は、現像部５０から飛散した飛散トナーの量を測定する装置である。トナー飛散量測定装置３００は、梁部３１３にピエゾ抵抗体３１５（検知用ピエゾ抵抗体）が一体化されたピエゾ内蔵型カンチレバー（以下、単に「カンチレバー」という）３１１を備えたセンサ部３１０と、センサ部３１０からの信号（カンチレバーの抵抗変化を示す信号）を処理して、吸引ダクト１０内を流れるトナーの量を導出する演算部３３１（演算手段）とを備えている。
センサ部３１０は吸引ダクト１０の内部に配置されている。センサ部３１０は、吸引ダクト１０の吸引方向（矢印A方向）と交差する方向（又は直交する方向）における断面内に短冊状、又は二次元マトリクス状に配置された複数のカンチレバー３１１を備える。カンチレバー３１１の梁部３１３の長手方向一端部（一部）は、吸引ダクト１０内に配置された支持部材３１９（支持手段）によって支持される。
支持部材３１９は、吸引ダクト１０の長手方向（吸引方向）と交差する（又は直行する）幅方向に張り渡されると共に直線的な形状を有した部材である。支持部材３１９の長手方向両端部は吸引ダクト１０内の適所に固定されている。支持部材３１９には、複数のカンチレバー３１１が所定の間隔にて配置されており、１つの支持部材３１９と１つの支持部材３１９が支持する複数のカンチレバー３１１とによって１つのカンチレバーユニット３２１を構成する。支持部材３１９には、夫々カンチレバー３１１が、その長手方向が支持部材３１９の長手方向と交差するように取り付けられている。
センサ部３１０は、複数のカンチレバーユニット３２１の支持部材３１９を互いに平行になるように配置することによって形成されている。
【００１７】
カンチレバー３１１は、その厚み方向（図５中左右方向）が吸引ダクト１０の長手方向（空気の吸引方向）に沿うように、言い換えれば、カンチレバー３１１の撓み方向が吸引ダクト１０の長手方向に沿うように吸引ダクト１０内に設置される。また、カンチレバー３１１は、吸引ダクト１０内の気体及び飛散トナーの流れを阻害しないように、互いに所定の間隔を開けて配置される。
本実施形態においてカンチレバー３１１は振動させた状態にて使用する。トナー飛散量測定装置３００は、カンチレバー３１１の振動状態の変化に基づいてトナーの飛散状態を検知する。
ところで、現像部５０の周辺には、図１に示す現像ローラ５１や感光体２０が回転することによって発生する周方向の気流が存在する。このため、カンチレバー３１１を現像部５０の周辺にオープンな状態で配置すると、カンチレバー３１１の振動状態が周方向の気流の影響を受けて変化し、トナー飛散量を正確に測定することができない虞がある。このような不具合を防止するため、本実施形態においてはセンサ部３１０を吸引ダクト１０内に配置している。
【００１８】
本実施形態においてセンサ部３１０に使用するカンチレバー３１１の振動状態の変化は、梁部３１３の表面に形成されたピエゾ抵抗体３１５が出力する抵抗値の変動を計測することにより評価できる。
本実施形態においては、センサ部にピエゾ内蔵型カンチレバーを用いることによって、カンチレバーの振動状態の変化の検出に光学系を組む必要がなくなるため、センサ部をコンパクトにできる。従って、現像部５０周辺の非常に狭い空間であっても、センサ部を配置することが可能となる。
また、ピエゾ内蔵型のカンチレバーは、一般的な原子間力顕微鏡で用いられる光テコ方式とは異なって振幅変化の検出にレーザー光を用いない。このため、感光体周辺へ配置する場合であっても設計上レーザー光の漏れ光や散乱光を考慮する必要はなく、設置の自由度が高まる。
【００１９】
カンチレバー３１１は所定の周波数にて振動させた状態にて使用する。トナー飛散量測定装置３００はカンチレバー３１１を所定の周波数及び振幅にて振動させる振動手段を備えている。振動手段は、カンチレバー３１１の固定側端部に配置された振動用ピエゾ抵抗体３１７と、振動用ピエゾ抵抗体３１７を駆動する振動回路３３３とを備える。
カンチレバー３１１の振動方法は一般的な原子間力顕微鏡の手法と同じである。カンチレバー３１１の固定側端部に設置した振動用ピエゾ抵抗体３１７に所定の電圧を印加して周期的に伸び縮みさせることで、カンチレバー３１１を振動させる。
【００２０】
図６は、カンチレバーの振動周波数と振幅との関係を示す図である。この図には、トナー飛散がない場合とトナー飛散がある場合の振動周波数と振幅の関係を夫々示している。
振動回路３３３は、カンチレバー３１１の寸法及び材質から決定される共振周波数に近い周波数帯においてカンチレバー３１１を振動させることが重要である。図６に示すように、共振周波数においてカンチレバーの振幅が最大になるため、飛散トナーの流入に伴うカンチレバーの振幅の変化が大きく現れることになり、検出精度が高まる。なお、トナー飛散検知時に使用する振動周波数を基準周波数と定義し、基準周波数におけるカンチレバーの振幅量であって、トナー飛散未発生時のものを基準振幅量と定義する。基準周波数は共振周波数に近い周波数帯から選択される。
カンチレバーを基準周波数にて振動させているときに吸引ダクト１０内に飛散したトナーが流入すると、吸引ダクト１０内の空気圧が飛散トナー量に応じて変化し、カンチレバー３１１の振幅量がトナー飛散のない状態における基準振幅量に比べて低下する。振幅量の低下はピエゾ抵抗体３１５の抵抗値の変化として現れる。従って、ピエゾ抵抗体３１５の抵抗値を検出することにより、搬送路内のトナー飛散量を計測することができる。
【００２１】
＜ピエゾ内蔵型カンチレバー＞
本実施形態のセンサ部３１０を構成するピエゾ内蔵型カンチレバーについては、例えばＳＰＭプローブを用いることができる。ＳＰＭプローブの概略構成と作用について図７を参照して説明する。図７は、自己検知型ＳＰＭプローブの一例を示した平面図である。
自己検知型ＳＰＭプローブ７００は、カンチレバー７０２と、カンチレバー７０２の表面に配置されたピエゾ抵抗体７２２、７２４（検知用ピエゾ抵抗体）とを備えている。カンチレバー７０２は、吸引ダクト１０内を飛散トナーが搬送される場合における吸引ダクト内の空気圧の変化に応じて搬送方向に撓み変形し、ピエゾ抵抗体７２２、７２４の電気的な抵抗値を変動させる。自己検知型ＳＰＭプローブ７００は、この抵抗値をカンチレバー７０２の変形量として検出するものである。
自己検知型ＳＰＭプローブ７００は、カンチレバー７０２を支持部７０４によって支持した構成である。カンチレバー７０２の基端部には、支持部７０４に向かって略平行に延在する２つの連結部７０６、７０８を有し、カンチレバー７０２は連結部７０６、７０８において支持部７０４と連結されている。
【００２２】
カンチレバー７０２の基端部から連結部７０６、７０８を介して支持部７０４の一部に至る部位には、概略Ｌ字状にピエゾ抵抗体７２２、７２４が形成されている。なお、以下ではピエゾ抵抗体７２２、７２４が形成されている部分を含む特定部位を屈曲部と表現する。カンチレバー７０２及びピエゾ抵抗体７２２、７２４は、カンチレバー７０２の長手方向（図中上下方向）にカンチレバー７０２の幅方向中央部を通る線を中心軸として、両対称に形成される。
ピエゾ抵抗体７２２、７２４上および支持部７０４上には、絶縁層が形成されている。
【００２３】
絶縁層上には、配線としての導電層７２６、７２８が形成されている。導電層７２６、７２８は、ピエゾ抵抗体７２２、７２４の抵抗値を読み出すための配線である。導電層７２６、７２８は、カンチレバー７０２の基端部から連結部７０６、７０８を通過して支持部７０４まで形成されている。導電層７２６、７２８の一端は、カンチレバー７０２の基端部に位置するピエゾ抵抗体７２２、７２４と重なる部位に夫々配置され、導電層７２６、７２８の他端は、ピエゾ抵抗体７２２、７２４とは重ならない支持部７０４上に夫々配置されている。
導電層７２６の一端には、下層に位置するピエゾ抵抗体７２２と導電層７２６とを電気的に接続するメタルコンタクト部７４２が形成されている。同様に、導電層７２８の一端には、下層に位置するピエゾ抵抗体７２４と導電層７２８とを電気的に接続するメタルコンタクト部７４４が形成されている。
【００２４】
更に絶縁層上には、配線としての導電層７３２、７３４が形成されている。導電層７３２、７３４は、ピエゾ抵抗体７２２、７２４の抵抗値を読み出すための配線である。導電層７３２、７３４の一端は、支持部７０４に位置するピエゾ抵抗体７２２、７２４と重なる部位に夫々配置され、導電層７３２、７３４の他端は、ピエゾ抵抗体７２２、７２４とは重ならない支持部７０４上に夫々配置されている。
導電層７３２の一端には、下層に位置するピエゾ抵抗体７２２と導電層７３２とを電気的に接続するメタルコンタクト部７３６が形成されている。同様に、導電層７３４の一端には、下層に位置するピエゾ抵抗体７２４と導電層７３４とを電気的に接続するメタルコンタクト部７３８が形成されている。
【００２５】
従って、各導電層７２６、７３２の他端からは、ピエゾ抵抗体７２２の抵抗値の変化を読み出すことができ、各導電層７２８、７３４の他端からは、ピエゾ抵抗体７２４の抵抗値の変化を読み出すことができる。
この自己検知型ＳＰＭプローブ７００では、カンチレバー７０２と支持部７０４とが２つの連結部７０６、７０８によって連結されている。ピエゾ抵抗体７２２、７２４は、カンチレバー７０２から支持部７０４にかけて連結部７０６、７０８を介して形成されている。連結部７０６、７０８においてピエゾ抵抗体７２２、７２４を細く形成することができるため、２つのピエゾ抵抗体間において、カンチレバー７０２の捩れにより生じる両屈曲部の変位差を示す抵抗値差が、顕著にかつ正確に現れる。
また、屈曲部におけるピエゾ抵抗体７２２、７２４の抵抗値変化を、支持部７０４上に導かれた配線としての導電層７２６、７３２、７２８、７３４から読み出すことができ、それら抵抗値の変化からカンチレバー７０２の捩れ量を検出することができる。
【００２６】
＜トナー飛散量測定装置の演算処理＞
センサ部３１０からの信号（抵抗値を示す信号）を処理する演算部３３１について説明する。
演算部３３１は内部に、予め設定されたプログラムに従って制御動作を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、各種プログラムや固定データを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵの作業エリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）とを有している。ＲＯＭには、カンチレバーに内蔵されたピエゾ抵抗体の抵抗値とトナー飛散量との関係がテーブル等の形式により記憶されている。
例えば図７に示す自己検知型ＳＰＭプローブ７００の導電層から読み出された抵抗値は、演算部３３１に入力される。演算部３３１は、ＲＯＭに記憶されたテーブルを参照して、導電層から読み出された抵抗値からトナー飛散量を導出する。
【００２７】
制御部は、演算部３３１の演算により求められたトナー飛散量に基づいて画像形成装置１の各部の動作を制御する。例えば演算部３３１の導出によりトナー飛散が検知された場合、或いは飛散トナー量が所定のしきい値以上となった場合に、制御部は画像形成装置１に設けられた液晶パネル（報知手段）に現像材の交換等を促すメッセージを表示させるように制御する。なお、各種のメッセージやエラーが発生した旨を外部に報知する上記報知手段は、音による報知を行うスピーカや、光による報知を行うランプ等としてもよい。
【００２８】
＜効果＞
近年、ピエゾ内蔵型カンチレバー（又は、自己検知カンチレバー）と呼ばれるカンチレバーが実用化されてきている。ピエゾ内蔵型カンチレバーは、表面にピエゾ抵抗体が形成されたカンチレバーである。ピエゾ内蔵型カンチレバーは、ピエゾ抵抗体の抵抗値の変動を計測することによってカンチレバーの撓み量を検出する。
本実施形態においては、現像部から飛散したトナーを吸入して他所に搬送する吸引ダクト内にピエゾ内蔵型カンチレバーを設置した。トナー飛散量測定装置は、吸引ダクト中を舞うトナー量に応じて変化する空気圧を、カンチレバーの撓み変化（即ち、振幅変化）として検知し、トナー飛散量を計測する。このようにトナー飛散量を光学的に検知するのではなく、圧力変化として検知するのであれば、トナーの汚染による検知精度の低下を避けられる。
また、カンチレバー自体の寸法はマイクロスケールであり、その他の配線・設置機構を含めてもコンパクトに設計できる為、現像器周りの狭い空間に設置するセンサとして好適である。
【００２９】
〔第二の実施形態〕
本発明の第二の実施形態に係るトナー飛散量測定装置について説明する。本実施形態においては、カンチレバーの表面が撥水素材によりコーティングされている点に特徴がある。
上述の通り、トナー飛散量測定装置３００のセンサ部３１０は吸引ダクト１０内に設置されるため、カンチレバー３１１の表面はトナーによって汚染されやすい状態にある。トナーによるカンチレバー３１１表面の汚染があまりに進行すると、カンチレバー３１１が撓みにくくなり、飛散トナーの検知感度が低下するという問題がある。
そこで、本実施形態においては、カンチレバー３１１の表面をフッ素系材料等の撥水素材によりコーティングしてカンチレバー３１１表面へのトナー付着を防止し、経時で安定した飛散トナーの検知感度を維持する。
【００３０】
〔第三の実施形態〕
本発明の第三の実施形態に係るトナー飛散量測定装置について説明する。図８は、本発明の第三の実施形態に係る吸引ダクトの内部を透視して示した斜視図である。本実施形態においては、複数のセンサ部をトナーの搬送方向に沿って配置した点に特徴がある。
トナー飛散量測定装置３００は、吸引ダクト１０内に配置された第一センサ部３１０ａと、第一センサ部３１０ａよりもトナー搬送方向下流側に配置された第二センサ部３１０ｂとを備えている。第一センサ部３１０ａと第二センサ部３１０ｂは図４に示したセンサ部３１０と同一の構成である。このように、本実施形態に係るトナー飛散量測定装置３００においては、複数のカンチレバー３１１がトナー搬送方向の位置を異ならせて配置されている。より正確には複数のカンチレバー３１１によって構成されるセンサ部３１０ａ、３１０ｂがトナー搬送方向の位置を異ならせて配置されている。
複数のカンチレバー３１１をトナー搬送方向の位置を異ならせて配置することで、一部のカンチレバー３１１の破損や性能劣化が発生した際にも、他の正常なカンチレバーを用いて継続的に飛散トナーを検知し続けることができる。
【００３１】
〔第四の実施形態〕
本発明の第四の実施形態に係るトナー飛散量測定装置について説明する。上記トナー飛散量検知装置においては、カンチレバーの表面がトナーで汚染されたり、カンチレバーが部分的に破損してしまう場合がありうる。このような場合は、トナー飛散が発生していなくても、カンチレバーの共振周波数が変化してしまい、トナー飛散量の計測感度が変化してしまう。そこで、以下においては、カンチレバーの振幅量に関する基準値を取得する実施形態を説明する。
図９は、本発明の第四の実施形態に係る吸引ダクトの内部を透視して示した斜視図である。
カンチレバーの振幅量の基準値を取得するにあたり、まず、吸引ダクト１０内への飛散トナーの流入を阻止する必要がある。吸引ダクト１０は、トナー等、気体中の粉体を捕捉して気流のみを通過させる着脱自在なフィルター部材１３を備える。フィルター部材１３は、少なくともセンサ部３１０よりも飛散トナー搬送方向上流側、例えば吸引口１１に配置される。
フィルター部材１３は、例えば網目のサイズを１μｍ以下とすることによって、トナーを捕捉し気流のみを通過させることができる。
【００３２】
図１０は、カンチレバーが汚染された場合におけるカンチレバーの振動周波数と振幅との関係を示す図である。仮に、カンチレバー３１１の表面がトナー等によって汚染されてカンチレバー３１１全体としての質量が増加した場合は、図示するように、トナー飛散がない状態であっても、トナー汚染がない初期状態（未汚染）のカンチレバーに比して振幅量が低下する。
そこで、本実施形態においては、吸引口１１に一時的にフィルター部材１３を装着して飛散トナーの吸引ダクト１０への流入を阻止した状態で、カンチレバー３１１の基準振幅量の測定を実施する。
基準振幅量を測定する場合は、ユーザー又はサービマンが吸引口１１にフィルター部材１３を装着した後に、例えば操作部から基準値測定コマンドを実行する。基準値測定コマンドが実行された場合、振動回路３３３はカンチレバー３１１を基準周波数、言い換えれば当初の共振周波数に近い帯域の周波数にて振動させる。演算部３３１はカンチレバー３１１の振幅量を導出し、測定によって得られた値を新たな基準振幅量として記憶する。その後、ユーザー又はサービマンがフィルター部材１３を取り外し、通常通りに使用する。新たな基準振幅量よりもカンチレバー３１１の振幅量が低下した場合には当該低下量に基づいてトナー飛散が発生したこと、及び飛散トナー量を正確に計測できる。
仮に、トナー飛散量を光学的に検知する場合は、受光素子表面にトナーが付着して汚染されてしまうと検出光量自体が低下するため、新たな基準値を求め、その差分との関係からトナー飛散量を求めても、検知精度を維持することはできない。
【００３３】
〔実施態様例とその効果〕
以上説明した本発明は、電子写真分野やレーザービームプリンタ等に用いられる静電潜像を現像する画像形成装置全般に適用できるものであり、夫々以下の実施態様にて実施可能である。
【００３４】
＜第一の実施態様＞
本態様は、静電潜像を担持する像担持体（感光体２０）と、像担持体が担持する静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置（現像部５０）と、を備え、像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に記録する画像形成装置１であって、現像装置から飛散した飛散トナーを吸入して他所に搬送する吸引ダクト１０と、吸引ダクト内を搬送される飛散トナーの量を測定するトナー飛散量測定装置３００と、を備え、飛散トナーが搬送される場合における吸引ダクト内の空気圧の変化に応じた変形を電気的な抵抗値として出力するピエゾ抵抗体３１５を備えたカンチレバー３１１と、ピエゾ抵抗体が出力する抵抗値に基づいて飛散トナー量を導出する演算手段（演算部３３１）と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、飛散トナーの検知にピエゾ抵抗体を備えたカンチレバーを用いるので、長期に渡って安定した精度でトナーの飛散を検知可能となる。
【００３５】
＜第二の実施態様＞
本態様は、カンチレバー３１１を所定の周波数にて振動させる振動手段（振動用ピエゾ抵抗体３１７と振動回路３３３）を備え、演算手段（演算部３３１）は飛散トナーが搬送される場合における吸引ダクト１０内の空気圧の変化に応じたカンチレバーの振幅の変化に基づいて飛散トナー量を導出することを特徴とする。
本態様によれば、カンチレバーの振幅の低下量に基づいて飛散トナー量を検知できる。
【００３６】
＜第三の実施態様＞
本態様は、気体中の粉体を捕捉する着脱自在なフィルター部材１３をカンチレバー３１１よりも飛散トナー搬送方向上流側の吸引ダクト１０に備え、演算手段（演算部３３１）は、吸引ダクトにフィルター部材を装着した状態、且つ、振動手段（振動用ピエゾ抵抗体３１７と振動回路３３３）がカンチレバーを所定の周波数にて振動させたときのカンチレバーの振幅量を基準振幅量として取得すると共に、基準振幅量に対するカンチレバーの変形量から飛散トナー量を導出することを特徴とする。
本態様においては、フィルター部材を装着することで、吸引ダクト内に飛散トナーが存在しない環境を一時的に作り出す。従って、カンチレバーの表面がトナーで汚染されたり、カンチレバーが部分的に破損した場合等であっても、新たな基準振幅量を取得することができる。新たな基準振幅量よりもカンチレバーの振幅量が低下した場合には当該低下量に基づいてトナー飛散が発生したこと、及びトナー飛散量を正確に計測できる。
【００３７】
＜第四の実施態様＞
本態様は、複数のカンチレバー３１１を飛散トナー搬送方向と交差する方向における吸引ダクト１０の断面内に短冊状に配置したことを特徴とする。
通常、飛散トナーは吸引ダクトの断面内に平均的に存在するわけではなく、断面内にムラがある状態にて搬送される。本態様によれば、複数のカンチレバーを吸引ダクトの断面内に短冊状に配置するので、吸引ダクト内全体の飛散トナー量を把握できる。
【００３８】
＜第五の実施態様＞
本態様は、カンチレバーの表面が撥水素材によりコーティングされていることを特徴とする。
トナーがカンチレバーに接触すると、カンチレバーの表面がトナーによって汚染されて、カンチレバーの検知感度が低下する。本態様によれば、カンチバーの表面を撥水素材によりコーティングしたことで、カンチレバー表面にトナーが付着しにくくなり、経時で安定した検知性能を維持できる。
【００３９】
＜第六の実施態様＞
本態様は、複数のカンチレバーが飛散トナーの搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする。
本態様によれば、一箇所のカンチレバーが故障しても、故障していない他所のカンチレバーを用いてトナー飛散量を計測できる。
【００４０】
＜第七の実施態様＞
本態様は、演算手段が導出した飛散トナー量が所定のしきい値以上となった場合に所定のメッセージを外部に報知する報知手段を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、トナー飛散量測定装置３００によって正確に検知された飛散トナーの発生に基づいて、現像剤の交換等の各種の情報をユーザー又はサービスマン等に知らせることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…画像形成装置、１０…吸引ダクト、１１…吸引口、１３…フィルター部材、２０…感光体、３０…帯電部、４０…露光部、５０…現像部、５１…現像ローラ、６０…転写部、７０…ファーブラシ、８０…クリーニングブレード、９０…感光体除電部、１００…フルカラー画像形成装置、１０１…画像形成部、１０２…像担持体、１０３…帯電部、１０４…露光部、１０５…現像部、１０６…クリーニング部、１０７…中間転写部、２００…フルカラー画像形成装置、２０１…クリーニング部、２０２…像担持体、２０３…帯電部、２０４…露光部、２０５…現像装置、２０６…中間転写部、２０７…二次転写部、３００…トナー飛散量測定装置、３１０…センサ部、３１１…カンチレバー、３１３…梁部、３１５…（検知用）ピエゾ抵抗体、３１７…振動用ピエゾ抵抗体、３１９…支持部材、３２１…カンチレバーユニット、３３１…演算部、３３３…振動回路、７００…自己検知型ＳＰＭプローブ、７０２…カンチレバー、７０４…支持部、７０６…連結部、７２２、７２４…（検知用）ピエゾ抵抗体、７２６、７２８、７３２、７３４…導電層、７３６、７３８、７４２、７４４…メタルコンタクト部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２００６−３６０１公報
【図１】
2016080790.tif 000003
【図２】
2016080790.tif 000004
【図３】
2016080790.tif 000005
【図４】
2016080790.tif 000006
【図５】
2016080790.tif 000007
【図６】
2016080790.tif 000008
【図７】
2016080790.tif 000009
【図８】
2016080790.tif 000010
【図９】
2016080790.tif 000011
【図１０】
2016080790.tif 000012