(57)【要約】【課題】精度良く廃トナーの量を検出する。【解決手段】画像形成装置１は、廃トナーＴを回収する廃トナー回収部２００と、廃トナー回収部２００が着脱可能に取り付けられる画像形成部１００とを備える。廃トナー回収部２００は、廃トナーを収容するトナー容器２１０と、廃トナーＴの偏りを均一化させるオーガー２２０とを備える。画像形成部１００は、オーガー２２０を駆動するオーガーモータ１１０と、オーガーモータ１１０の負荷を検出するトルクセンサ１２０と、状態検出部１４０とを備える。状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０で検出されたオーガーモータ１１０の負荷に基づいて、トナー容器２１０内における廃トナーＴの量を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃トナーを回収する廃トナー回収部と、記録媒体に画像を形成すると共に前記廃トナー回収部が着脱可能に取り付けられる画像形成部とを備える画像形成装置であって、
前記廃トナー回収部は、
前記廃トナーを収容するトナー容器と、
前記トナー容器内における前記廃トナーの偏りを均一化させる均一化機構と、
を備え、
前記画像形成部は、
前記均一化機構を駆動するモータと、
前記モータの負荷を検出する負荷検出部と、
前記負荷検出部で検出された前記モータの負荷に基づいて、前記トナー容器内における前記廃トナーの量を検出する状態検出部と、
を備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記状態検出部は、前記負荷検出部によって検出された前記モータの負荷が、予め定められた満タン閾値よりも大きい場合に、前記トナー容器が満タン状態であると判定する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記状態検出部は、前記負荷検出部によって検出された前記モータの負荷が、前記満タン閾値以下、且つ前記満タン閾値よりも小さい値である予め定められたニアエンド閾値よりも大きい場合に、前記トナー容器が前記満タン状態に近い状態であるニアエンド状態であると判定する、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成部は、前記記録媒体に画像を形成するときのドット数をカウントするドットカウント部を更に備え、
前記状態検出部は、前記ニアエンド状態であると判定してから前記ドットカウント部でカウントされたドット数の累積値が予め定められたドットカウント閾値以上である場合に、前記満タン状態であると判定する、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記状態検出部は、前記満タン状態又は前記ニアエンド状態であると判定したあと、前記負荷検出部によって検出された前記モータの負荷が前記ニアエンド閾値以下である場合に、前記ドットカウント部に対して前記ドット数のカウント値をリセットするリセット指示を行う、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記状態検出部は、前記負荷検出部によって検出された前記モータの負荷が、予め定められた未装着閾値以下の場合に、前記廃トナー回収部が前記画像形成部に未装着であると判定する、請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記状態検出部は、前記画像形成部における画像形成の動作中に、前記モータを作動させて前記廃トナーの量を検出する、請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記状態検出部は、前記画像形成部における画像形成の動作前に、前記モータを作動させて前記廃トナーの量を検出する、請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記状態検出部は、前記モータを作動させる際に、予め定められた所定時間毎に前記モータの回転方向を切り替える、請求項７又は８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】
画像形成装置では、感光体ドラム上等に不要なトナー（以下「廃トナー」という）が残存することがある。このため、画像形成装置は、このような廃トナーを回収して収容する廃トナー回収部を備えている。例えば、特許文献１には、廃トナー回収部内に収容された廃トナーの量を光学センサで検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４８８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された装置のように、光学センサを用いて廃トナー量を検出する場合、光学センサの周囲にのみ廃トナーが溜まっている場合など、誤検知をすることがある。このため、本技術分野では、精度良く廃トナーの量を検出することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の画像形成装置は、廃トナーを回収する廃トナー回収部と、記録媒体に画像を形成すると共に廃トナー回収部が着脱可能に取り付けられる画像形成部とを備える。廃トナー回収部は、廃トナーを収容するトナー容器と、トナー容器内における廃トナーの偏りを均一化させる均一化機構とを備える。画像形成部は、均一化機構を駆動するモータと、モータの負荷を検出する負荷検出部と、状態検出部とを備える。状態検出部は、負荷検出部で検出されたモータの負荷に基づいて、トナー容器内における廃トナーの量を検出する。
【０００６】
画像形成装置は、均一化機構によって廃トナーの偏りを抑制できる。ここで、廃トナーが少ない場合にはモータの負荷が小さくなり、廃トナーが多い場合には、均一化のために移動させる廃トナー量（均一化機構に接触する廃トナー量）が多くなることによってモータの負荷が大きくなる。画像形成装置は、廃トナー量に応じて変化するモータの負荷に基づいて、トナー容器内における廃トナーの量を検出する。すなわち、本発明における画像形成装置は、光学センサを用いた場合のように光学センサの周囲の廃トナーの状態による誤検知が生じない。従って、画像形成装置は、精度良く廃トナーの量を検出することができる。
【０００７】
状態検出部は、負荷検出部によって検出されたモータの負荷が、予め定められた満タン閾値よりも大きい場合に、トナー容器が満タン状態であると判定してもよい。この場合、画像形成装置は、負荷検出部によって検出されたモータの負荷と、満タン閾値とを比較することによって、満タン状態を判定できる。
【０００８】
状態検出部は、負荷検出部によって検出されたモータの負荷が、満タン閾値以下、且つ満タン閾値よりも小さい値である予め定められたニアエンド閾値よりも大きい場合に、トナー容器が満タン状態に近い状態であるニアエンド状態であると判定してもよい。この場合、画像形成装置は、負荷検出部によって検出されたモータの負荷と、満タン閾値及びニアエンド閾値とを比較することによって、ニアエンド状態を判定できる。
【０００９】
画像形成部は、記録媒体に画像を形成するときのドット数をカウントするドットカウント部を更に備える。状態検出部は、ニアエンド状態であると判定してからドットカウント部でカウントされたドット数の累積値が予め定められたドットカウント閾値以上である場合に、満タン状態であると判定してもよい。この場合、画像形成装置は、ドットカウント値を用いて精度良く満タン状態を判定できる。
【００１０】
状態検出部は、満タン状態又はニアエンド状態であると判定したあと、負荷検出部によって検出されたモータの負荷がニアエンド閾値以下である場合に、ドットカウント部に対してドット数のカウント値をリセットするリセット指示を行ってもよい。この場合、例えば、廃トナー回収部が交換されてモータの負荷が小さくなった場合に、ドットカウント部は、カウント値をリセットすることができる。
【００１１】
状態検出部は、負荷検出部によって検出されたモータの負荷が、予め定められた未装着閾値以下の場合に、廃トナー回収部が画像形成部に未装着であると判定してもよい。廃トナー回収部が未装着の場合、モータに均一化機構が接続されていないため、モータの負荷は小さい。従って、画像形成装置は、モータの負荷に基づいて、廃トナー回収容器の装着の有無を判定することができる。
【００１２】
状態検出部は、画像形成部における画像形成の動作中に、モータを作動させて廃トナーの量を検出してもよい。この場合、画像形成装置は、画像形成の動作中に、廃トナー回収部の状態を検出できる。
【００１３】
状態検出部は、画像形成部における画像形成の動作前に、モータを作動させて廃トナーの量を検出してもよい。この場合、画像形成装置は、画像形成を行う前に、廃トナー回収部の状態を検出できる。
【００１４】
状態検出部は、モータを作動させる際に、予め定められた所定時間毎にモータの回転方向を切り替えてもよい。これにより、画像形成装置は、トナー容器内の廃トナーの偏りをより一層抑制しつつ、精度良くモータの負荷を検出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、精度良く廃トナーの量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】廃トナー回収部周りの概略構成を示す図である。
【図３】オーガーが回転している状態を示す図である。
【図４】廃トナーが満タン状態の場合を示す図である。
【図５】印字枚数とオーガーモータのトルク値との関係、及び印字枚数とドットカウント値との関係を示す図である。
【図６】オーガーモータを正転及び逆転させた場合におけるトルク値を示す図である。
【図７】画像形成の動作前に廃トナー回収部の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】画像形成の動作前に廃トナー回収部の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】画像形成の動作中に廃トナー回収部の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】画像形成の動作中に廃トナー回収部の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】廃トナー回収部の変形例を示す図である。
【図１２】オーガーの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
（画像形成装置の全体構成）
まず、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明する。画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、画像形成部１００、及び廃トナー回収部２００を含んで構成されている。画像形成部１００は、用紙(記録媒体)Ｐに画像を形成する。画像形成部１００には、廃トナー回収部２００が着脱可能に取り付けられる。廃トナー回収部２００は、廃トナーを回収する。
【００１９】
より詳細には、画像形成部１００は、用紙Ｐを搬送する記録媒体搬送ユニット１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ユニット３０と、周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着ユニット５０と、を備えている。
【００２０】
記録媒体搬送ユニット１０は、画像が形成される用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラによりピックアップされて搬送される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して二次転写領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。
【００２１】
現像装置２０は、色ごとに４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを感光体ドラム４０に担持させる現像ローラ２１を備えている。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。そして、現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体ドラム４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。
【００２２】
転写ユニット３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒ２に搬送する。転写ユニット３０は、転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、感光体ドラム４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３１ｄと共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３と、を備えている。
【００２３】
転写ベルト３１は、懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにより循環移動する無端状のベルトである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から感光体ドラム４０を押圧するように設けられる。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３１ｄを押圧するように設けられる。
【００２４】
感光体ドラム４０は、色ごとに４個設けられている。各感光体ドラム４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体ドラム４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３と、が設けられている。
【００２５】
帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体ドラム４０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって感光体ドラム４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット４３は、感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に感光体ドラム４０上に残存するトナーを回収する。
【００２６】
定着ユニット５０は、転写ベルト３１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５２と、加熱ローラ５２を押圧する加圧ローラ５４と、を備えている。加熱ローラ５２及び加圧ローラ５４は円筒状に形成されており、加熱ローラ５２は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト３１に残存するトナーは、ベルトクリーニング装置によって回収される。
【００２７】
また、画像形成装置１には、定着ユニット５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６２，６４が設けられている。
【００２８】
続いて、画像形成装置１による印刷工程について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の画像形成制御部１５０は、給紙ローラを回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ４１により感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、露光ユニット４２により感光体ドラム４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。
【００２９】
現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体ドラム４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３１ｄと二次転写ローラ３３とが対向する二次転写領域Ｒ２において、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００３０】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット５０へ搬送される。用紙Ｐを加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ６２及び６４によって画像形成装置１の外部へ排出される。
【００３１】
（廃トナー回収部周りの構成）
次に、廃トナー回収部２００周りの構成を、図２を用いて説明する。図２に示すように、廃トナー回収部２００は、画像形成部１００の所定の部位に着脱可能に取り付けられる。廃トナー回収部２００は、トナー容器２１０、及びオーガー（均一化機構）２２０を備えている。トナー容器２１０には、導入孔２１０ａが５個設けられている。各導入孔２１０ａを介して、４個のクリーニングユニット４３によって回収された廃トナー、及び転写ベルト３１からベルトクリーニング装置によって回収された廃トナーがトナー容器２１０内にそれぞれ導入される。トナー容器２１０は、導入孔２１０ａを介して導入された廃トナーを収容する。
【００３２】
オーガー２２０は、トナー容器２１０内における廃トナーＴの偏りを均一化させる機構である。オーガー２２０は、軸部２２１、及び搬送翼２２２を有している。搬送翼２２２は、軸部２２１の外周面に設けられている。搬送翼２２２は、軸部２２１の長手方向に沿って配置された螺旋状の傾斜面を有している。オーガー２２０が軸部２２１を軸として回転することにより、搬送翼２２２は、軸部２２１の長手方向に沿って廃トナーＴを移動させることができる。すなわち、オーガー２２０は、トナー容器２１０内の廃トナーＴを均一化させることができる。軸部２２１の一方の端部はトナー容器２１０の外部に突出している。軸部２２１の一方の端部には、ギア２２３が取り付けられている。
【００３３】
画像形成部１００は、更に、オーガーモータ（モータ）１１０、トルクセンサ（負荷検出部）１２０、モータ制御部１３０、状態検出部１４０、及び画像形成制御部１５０を備えている。オーガーモータ１１０は、オーガー２２０を駆動する駆動源である。オーガーモータ１１０の回転軸にはギア１１１が取り付けられている。廃トナー回収部２００が画像形成部１００に取り付けられたときに、オーガーモータ１１０のギア１１１と、オーガー２２０のギア２２３とが噛み合う。
【００３４】
画像形成制御部１５０は、用紙Ｐに画像が形成されるように、画像形成部１００の各部の制御を行う。画像形成制御部１５０は、ドットカウント部１５１を含んでいる。ドットカウント部１５１は、用紙Ｐに画像を形成するときの画像のドット数をカウントする。
【００３５】
トルクセンサ１２０は、オーガーモータ１１０のトルク値（負荷）を検出する。本実施形態においてトルクセンサ１２０は、オーガーモータ１１０に入力される電力の電流値をオーガーモータ１１０のトルク値として検出する。ここで、例えば、図２及び図３に示すように、トナー容器２１０内の廃トナーＴが少ない場合にはオーガー２２０に接触する廃トナーＴが少ないため、オーガーモータ１１０のトルク値が小さくなる。すなわち、トルクセンサ１２０によって検出される電流値が小さくなる。例えば、図４に示すように、トナー容器２１０内の廃トナーＴが多い場合にはオーガー２２０に接触する廃トナーＴが多いため、オーガーモータ１１０のトルク値が大きくなる。すなわち、トルクセンサ１２０によって検出される電流値が大きくなる。
【００３６】
モータ制御部１３０は、状態検出部１４０からの指示に基づいて電力を供給することによってオーガーモータ１１０の動作を制御する。状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０で検出されたトルク値に基づいて、トナー容器２１０内における廃トナーＴの量（を検出する。また、状態検出部１４０は、モータ制御部１３０に対してオーガーモータ１１０の駆動及び駆動の停止を指示する。
【００３７】
次に、トナー容器２１０内の廃トナーＴの量に応じたトルクセンサ１２０のトルク値の変化について図５のグラフを用いて説明する。図５の横軸は印字枚数、縦軸はトルクセンサ１２０で検出されたトルク値を表している。なお、印字枚数の増加に従って、トナー容器２１０内に収容される廃トナーＴの量も増加する。
【００３８】
図５に示すように、トナー容器２１０内への廃トナーＴの導入が開始され、廃トナーＴがオーガー２２０に接触するまでは、オーガー２２０は空回りしている。すなわち、オーガー２２０を駆動するオーガーモータ１１０のトルク値は一定である。このため、トルクセンサ１２０によって検出されるトルク値も一定となる。トナー容器２１０内の廃トナーＴが増加し、オーガー２２０に廃トナーＴが接触すると、オーガーモータ１１０のトルク値も増加する。このため、トルクセンサ１２０によって検出されるトルク値が増加する。トルクセンサ１２０によって検出されるトルク値は、トナー容器２１０内に導入された廃トナーＴが増加するにしたがって増加する。オーガー２２０が埋まるまでトナー容器２１０内に廃トナーＴが導入されると、オーガーモータ１１０のトルク値が一定となる。このため、トルクセンサ１２０によって検出されるトルク値も一定となる。
【００３９】
ここで、図３に示すように、オーガー２２０によって廃トナーＴの均一化が開始された直後において、廃トナーＴが搬送翼２２２の１ピッチ分以上搬送されるまでは、搬送される廃トナーＴの量が少ないためにオーガーモータ１１０のトルク値が小さい。従って、図６に示すように、状態検出部１４０は、廃トナーＴが搬送翼２２２の１ピッチ分以上搬送されるように予め定められた駆動時間Ｔｗの間、オーガーモータ１１０を作動させる、そして、状態検出部１４０は、駆動時間Ｔｗの間にトルクセンサ１２０によって検出されたトルク値の最大値を、オーガーモータ１１０のトルク値として用いる。
【００４０】
また、状態検出部１４０は、図６に示すように、オーガーモータ１１０を正転させた場合のトルク値の最大値を、オーガーモータ１１０のトルク値として用いることができる。同様に、状態検出部１４０はオーガーモータ１１０を逆転させた場合のトルク値の最大値を、オーガーモータ１１０のトルク値として用いることができる。
【００４１】
図５に示すように、状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値に基づいて、廃トナーＴの量に応じた廃トナー回収部２００の種々の状態を判定する。具体的には、状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値が未装着閾値Ｉｂｔｈ以下の場合に、廃トナー回収部２００が未装着状態であると判定する。未装着閾値は、予め定められた値である。例えば、未装着閾値として、廃トナー回収部２００を画像形成部１００に未装着の状態でオーガーモータ１１０を作動させたときに、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値に基づいて設定された値を用いてもよい。
【００４２】
状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値が未装着閾値Ｉｂｔｈより大きく、且つ異常閾値Ｉｉｔｈ以下の場合に、廃トナー回収部２００が異常状態であると判定する。廃トナー回収部２００が異常状態の場合とは、例えば、オーガー２２０が途中で折れている場合等が挙げられる。例えば、異常閾値として、正常な廃トナー回収部２００をオーガーモータ１１０に装着した状態でオーガーモータ１１０を作動させたときに、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値に基づいて設定された値を用いてもよい。
【００４３】
状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値が異常閾値Ｉｉｔｈより大きく、且つニアエンド閾値Ｉｎｔｈ以下の場合に、廃トナー回収部２００が正常状態であると判定する。正常状態とは、トナー容器２１０内に廃トナーＴを収容するスペースが十分に残っている状態である。また、オーガー２２０が正常に作動可能な状態である。例えば、ニアエンド閾値として、オーガー２２０が廃トナーＴを常に搬送する状態まで廃トナーＴが溜まった状態のときにトルクセンサ１２０によって検出されたトルク値に基づいて設定された値を用いてもよい。
【００４４】
状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値がニアエンド閾値Ｉｎｔｈより大きく、且つ満タン閾値Ｉｆｔｈ以下の場合に、廃トナー回収部２００がニアエンド状態であると判定する。ニアエンド状態とは、トナー容器２１０内の廃トナーＴが満タン状態に近い状態である。例えば、例えば、満タン閾値として、トナー容器２１０内の廃トナーＴが満タン状態のときにトルクセンサ１２０によって検出されたトルク値に基づいて設定された値を用いてもよい。
【００４５】
状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値が満タン閾値Ｉｆｔｈよりも大きい場合に、廃トナー回収部２００が満タン状態であると判定する。満タン状態とは、トナー容器２１０内が廃トナーＴで満タンの状態である。
【００４６】
状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００がニアエンド状態であると判定してから、用紙Ｐに画像を形成するときのドット数の累積値がドットカウント閾値以上である場合に、廃トナー回収部２００が満タン状態であると判定する。状態検出部１４０は、用紙Ｐに画像を形成するときのドット数を、ドットカウント部１５１から取得することができる。ドットカウント閾値は、予め定められている。ドットカウント閾値は、ドット数に基づいて、ニアエンド状態から満タン状態になったことを判定するために用いられる。
【００４７】
状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００の状態の判定を、画像形成部１００における画像形成の動作前（印字前）、及び画像形成部１００における画像形成の動作中（印字中）に行う。まず、画像形成の動作前に状態検出部１４０が廃トナー回収部２００の状態を判定する手順について、図７及び図８のフローチャートに基づいて説明する。図７及び図８のフローチャートは、例えば、廃トナー回収部２００が画像形成部１００に取り付けられて廃トナー回収部２００を覆うカバーが閉じられたときに開始される。画像形成の動作前において状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００の状態が、未装着状態であるか、異常状態であるか、正常状態であるか、ニアエンド状態であるか、満タン状態であるかを判定する。
【００４８】
図７及び図８に示すように、状態検出部１４０は、モータ制御部１３０に指示を行ってオーガーモータ１１０を作動させる（Ｓ１０１）。状態検出部１４０は、判定に用いるトルク最大値、及び経過時間を計測する時間のカウンターを初期化する（Ｓ１０２）。状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたオーガーモータ１１０のトルク値を取得する（Ｓ１０３）。
【００４９】
状態検出部１４０は、取得されたトルク値が、Ｓ１０２でトルク最大値を初期化した以降に取得されたトルク値の中で最大であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。取得されたトルク値が最大でない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、状態検出部１４０は、Ｓ１０６の処理を行う。取得されたトルク値が最大である場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、取得されたトルク値をトルク最大値として記憶する（Ｓ１０５）。なお、状態検出部１４０は、図示しない記憶部を備えている。トルク最大値は、この記憶部に記憶される。
【００５０】
状態検出部１４０は、Ｓ１０２で時間のカウンターを初期化してからの経過時間が、予め定められた駆動時間Ｔｗを経過したか否かを判定する（Ｓ１０６）。駆動時間Ｔｗを経過していない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、状態検出部１４０は、Ｓ１０３の処理を行う。駆動時間Ｔｗを経過した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、オーガーモータ１１０の回転を反転させるようにモータ制御部１３０に指示をする（Ｓ１０７）。状態検出部１４０は、オーガーモータ１１０の反転が所定の回数繰り返し行われたか否かを判定する。反転が所定の回数行われていない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、状態検出部１４０は、Ｓ１０３の処理を行う。このように、Ｓ１０３からＳ１０８の処理を繰り返し行うことで、図６に示すように、オーガーモータ１１０を正転及び逆転させたときに検出されたトルク値の最大値をＳ１０５で記憶することができる。
【００５１】
状態検出部１４０は、Ｓ１０５で記憶したトルク最大値を、廃トナー回収部２００の状態の判定に用いる判定用トルク値Ｉｏｍとして設定する（Ｓ１０９）。状態検出部１４０は、判定用トルク値Ｉｏｍが未装着閾値Ｉｂｔｈよりも大きいか否かを判定する。判定用トルク値Ｉｏｍが未装着閾値Ｉｂｔｈよりも大きい場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、判定用トルク値Ｉｏｍがニアエンド閾値Ｉｎｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１１）。
【００５２】
判定用トルク値Ｉｏｍがニアエンド閾値Ｉｎｔｈよりも大きくない場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、状態検出部１４０は、判定用トルク値Ｉｏｍが異常閾値Ｉｉｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１２）。判定用トルク値Ｉｏｍが異常閾値Ｉｉｔｈよりも大きい場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００が正常状態であると判定する（Ｓ１１３）。
【００５３】
状態検出部１４０は、前回行った判定処理で記憶した廃トナー回収部２００の状態（前回の処理においてＳ１１６で記憶した状態）が、正常状態であったか否かを判定する（Ｓ１１４）。正常状態でない場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、状態検出部１４０は、ドットカウント部１５１に対してドット数のカウント値をリセットする旨のリセット指示を行う。ここで、正常状態でない場合（Ｓ１１４：ＮＯ）とは、廃トナー回収部２００の状態がニアエンド状態又は満タン状態等の状態から正常状態となった場合である。すなわち、廃トナー回収部２００の交換が行われた場合である。
【００５４】
状態検出部１４０は、判定した廃トナー回収部２００の状態を記憶部に記憶する（Ｓ１１６）。廃トナー回収部２００の状態が判定された後、状態検出部１４０は、モータ制御部１３０に指示を行ってオーガーモータ１１０の駆動を停止させて、廃トナー回収部２００の判定処理を終了する（Ｓ１１７）。
【００５５】
判定用トルク値Ｉｏｍが異常閾値Ｉｉｔｈよりも大きくない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００が異常状態であると判定する（Ｓ１１８）。Ｓ１１８の処理の後、状態検出部１４０は、Ｓ１１７の処理を行う。前回行った判定処理で記憶した廃トナー回収部２００の状態が正常状態であった場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、Ｓ１１７の処理を行う。
【００５６】
判定用トルク値Ｉｏｍがニアエンド閾値Ｉｎｔｈよりも大きい場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、判定用トルク値Ｉｏｍが満タン閾値Ｉｆｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１９）。判定用トルク値Ｉｏｍが満タン閾値Ｉｆｔｈよりも大きくない場合（Ｓ１１９：ＮＯ）、状態検出部１４０は、前回行った判定処理でニアエンド状態であると判定（Ｓ１２１）してからのドット数の累積値がドットカウント閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。ドットカウント閾値以上でない場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００が依然としてニアエンド状態であると判定する。ニアエンド状態であると判定した後、状態検出部１４０は、Ｓ１１６の処理を行う。
【００５７】
判定用トルク値Ｉｏｍが満タン閾値Ｉｆｔｈよりも大きい場合（Ｓ１１９：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００が満タン状態であると判定する（Ｓ１２２）。満タン状態であると判定した後、状態検出部１４０は、Ｓ１１６の処理を行う。前回行った判定処理でニアエンド状態であると判定してからのドット数の累積値がドットカウント閾値以上である場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、Ｓ１２２の処理を行う。
すなわち、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００がニアエンド状態から満タン状態になったと判定する。
【００５８】
判定用トルク値Ｉｏｍが未装着閾値Ｉｂｔｈよりも大きくない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００が画像形成部１００に未装着状態であると判定する（Ｓ１２３）。未装着状態であると判定した後、状態検出部１４０は、Ｓ１１７の処理を行う。
【００５９】
状態検出部１４０は、上述したように廃トナー回収部２００の状態を判定した後、判定結果を表示部等に表示する。これにより、画像形成装置１の利用者は、廃トナー回収部２００の状態を把握することができる。
【００６０】
次に、画像形成の動作中（印字中）に状態検出部１４０が廃トナー回収部２００の状態を判定する手順について、図９及び図１０のフローチャートに基づいて説明する。図９及び図１０のフローチャートは、画像形成部１００による画像形成が開始されたときに開始される。画像形成の動作中において状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００の状態が、正常状態であるか、ニアエンド状態であるか、満タン状態であるかを判定する。
【００６１】
なお、図９及び図１０に示すＳ２０１からＳ２０６の処理は、図７及び図８を用いて説明したＳ１０１からＳ１０６の処理と同様であり、説明を省略する。図７及び図８に示すように、駆動時間Ｔｗを経過した場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、Ｓ２０５で記憶したトルク最大値を、廃トナー回収部２００の状態の判定に用いる判定用トルク値Ｉｏｍとして設定する（Ｓ２０７）。状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００の状態が既にニアエンド状態であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。ここで、状態検出部１４０は、画像形成の動作中に繰り返し廃トナー回収部２００の状態判定を行う。状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００の状態が既にニアエンド状態であるか否かを判定する際に、今回行う状態判定の直前に行われた状態判定の結果を用いる。既にニアエンド状態である場合とは、今回行う状態判定の直前に行われた状態判定においてニアエンド状態であると判定（Ｓ２１５）されている場合である。また、既にニアエンド状態である場合とは、図７及び図８を用いて説明した画像形成の動作前に行った判定において、廃トナー回収部２００がニアエンド状態であると判定（Ｓ１２１）されている場合である。
【００６２】
廃トナー回収部２００の状態が既にニアエンド状態ではない場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、状態検出部１４０は、判定用トルク値Ｉｏｍがニアエンド閾値Ｉｎｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０９）。判定用トルク値Ｉｏｍがニアエンド閾値Ｉｎｔｈよりも大きい場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、判定用トルク値Ｉｏｍが満タン閾値Ｉｆｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２１４）。判定用トルク値Ｉｏｍが満タン閾値Ｉｆｔｈよりも大きくない場合（Ｓ２１４：ＮＯ）、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００の状態がニアエンド状態であると判定する（Ｓ２１５）。状態検出部１４０は、画像形成部１００による印字（画像形成の動作）が終了したか否かを判定する（Ｓ２１１）。例えば、画像形成制御部１５０は、印字が終了した場合には、状態検出部１４０に通知する。状態検出部１４０は、画像形成制御部１５０からの通知の結果に基づいて、印字が終了したか否かを判定することができる。印字が終了した場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、モータ制御部１３０に指示を行ってオーガーモータ１１０の駆動を停止させて、廃トナー回収部２００の判定処理を終了する（Ｓ２１２）。
【００６３】
印字が終了していない場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、状態検出部１４０は、オーガーモータ１１０の回転を反転させるようにモータ制御部１３０に指示をする（Ｓ２１３）。Ｓ２１３の処理の後、状態検出部１４０は、Ｓ２０２の処理を行う。すなわち、状態検出部１４０は、例えばオーガーモータ１１０を正転させて廃トナー回収部２００の状態を判定した後、オーガーモータ１１０を逆転させて、再度、廃トナー回収部２００の状態を判定する。
【００６４】
判定用トルク値Ｉｏｍがニアエンド閾値Ｉｎｔｈよりも大きくない場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００が正常状態であると判定する（Ｓ２１０）。Ｓ２１０の処理の後、状態検出部１４０は、Ｓ２１１の処理を行う。
【００６５】
廃トナー回収部２００の状態が既にニアエンド状態である場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、ニアエンド状態であると判定された以降のドット数を累積加算する（Ｓ２１６）。ここで、ニアエンド状態であると判定された以降とは、廃トナー回収部２００の状態が初期化された後、最初にニアエンド状態であると判定された以降のことである。また、状態検出部１４０は、ドット数を、ドットカウント部１５１から取得することができる。
【００６６】
状態検出部１４０は、ドット数の累積値がドットカウント閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２１７）。ドット数の累積値がドットカウント閾値以上である場合（Ｓ２１７：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、廃トナー回収部２００が満タン状態であると判定する（Ｓ２１８）。廃トナー回収部２００が満タン状態であるため、状態検出部１４０は、画像形成制御部１５０に対して画像形成を停止（印字停止）する旨の指示を行う（Ｓ２１９）。Ｓ２１９の処理の後、状態検出部１４０は、Ｓ２１２の処理を行う。
【００６７】
ドット数の累積値がドットカウント閾値以上でない場合（Ｓ２１７：ＮＯ）、状態検出部１４０は、トルク増加傾きを算出する。トルク増加傾きとは、画像形成毎（印字毎）のトルク値の増加分をドットカウント値の増加分で除して得られる傾きである。状態検出部１４０は、画像形成毎のトルク値の増加分を、トルクセンサ１２０の検出結果に基づいて取得する。状態検出部１４０は、画像形成毎のドットカウント値の増加分を、ドットカウント部１５１から取得する。
【００６８】
状態検出部１４０は、トルク増加傾きが、予め定められた基準値以下であるか否かを判定する（Ｓ２２１）。トルク増加傾きが基準値以下である場合（Ｓ２２１：ＮＯ）、状態検出部１４０は、Ｓ２１８の処理を行う。ここで、トルク増加傾きが基準値以下である場合とは、画像形成を行って廃トナーが増えたにも関わらず、オーガーモータ１１０のトルクが増加しない場合である。すなわち、既にオーガー２２０が埋まっている状態（満タン状態）であると考えられる。このため、状態検出部１４０は、トルク増加傾きが基準値以下である場合には、廃トナー回収部２００が満タン状態であると判定する。トルク増加傾きが基準値以下でない場合（Ｓ２２１：ＹＥＳ）、状態検出部１４０は、Ｓ２１４の処理を行う。
【００６９】
状態検出部１４０は、上述したように廃トナー回収部２００の状態を判定した後、判定結果を表示部等に表示する。これにより、画像形成装置１の利用者は、廃トナー回収部２００の状態を把握することができる。
【００７０】
本実施形態は以上のように構成され、画像形成装置１の廃トナー回収部２００は、オーガー２２０を回転させることによって廃トナーＴの偏りを抑制できる。ここで、廃トナーＴが少ない場合にはオーガー２２０を駆動するオーガーモータ１１０の負荷が小さくなる。廃トナーＴが多い場合には、均一化のために移動させる廃トナーＴ量が多くなることによってオーガーモータ１１０の負荷が大きくなる。画像形成装置１は、廃トナーＴの量に応じて変化する画像形成部１００の負荷に基づいて、トナー容器２１０内における廃トナーＴの量を検出する。すなわち、画像形成装置１は、光学センサを用いた場合のように光学センサの周囲の廃トナーの状態による誤検知が生じない。従って、画像形成装置１は、精度良く廃トナーの量を検出することができる。
【００７１】
また、例えば、光学センサを用いて廃トナーＴの量を検出する場合には、センサ検出用の空間をトナー容器２１０内に設けて、その空間内に入り込んだ廃トナーＴの量を検出している。これに対し、本実施形態における画像形成装置１は、このようなセンサ検出用の空間をトナー容器２１０内に設ける必要が無いので、トナー容器２１０の小型化を図ることができる。
【００７２】
状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値が満タン閾値よりも大きい場合に、トナー容器２１０が満タン状態であると判定する。この場合、画像形成装置１は、トルクセンサ１２０によって検出されたオーガーモータ１１０のトルク値（負荷）と、満タン閾値とを比較することによって、満タン状態を判定できる。
【００７３】
状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたトルク値が満タン閾値以下、且つニアエンド閾値よりも大きい場合に、ニアエンド状態であると判定する。この場合、画像形成装置１は、トルクセンサ１２０によって検出されたオーガーモータ１１０のトルク値（負荷）と、満タン閾値及びニアエンド閾値とを比較することによって、ニアエンド状態を判定できる。
【００７４】
状態検出部１４０は、ニアエンド状態であると判定してからのドット数の累積値が予め定められたドットカウント閾値以上である場合に、満タン状態であると判定する。この場合、画像形成装置１は、オーガーモータ１１０のトルク値に基づいて満タン状態を判定することに加えて、ドットカウント値を用いても精度良く満タン状態を判定できる。
【００７５】
画像形成装置１は、満タン状態又はニアエンド状態であると判定したあと、オーガーモータ１１０のトルク値がニアエンド閾値以下である場合に、ドット数のカウント値をリセット。この場合、例えば、廃トナー回収部２００が交換されてオーガーモータ１１０の負荷が小さくなった場合に、画像形成装置１は、カウント値をリセットすることができる。
【００７６】
状態検出部１４０は、トルクセンサ１２０によって検出されたオーガーモータ１１０のトルク値（負荷）が、未装着閾値以下の場合に、廃トナー回収部２００が画像形成部１００に未装着であると判定する。廃トナー回収部２００が未装着の場合、オーガーモータ１１０にオーガー２２０が接続されていないため、オーガーモータ１１０の負荷は小さい。従って、画像形成装置１は、オーガーモータ１１０の負荷に基づいて、廃トナー回収部２００の装着の有無を判定することができる。このように、廃トナー回収部２００の装着の有無を判定するためのセンサを別途設ける必要が無い。
【００７７】
状態検出部１４０は、画像形成部１００における画像形成の動作中（印字中）に、オーガーモータ１１０を作動させて廃トナーＴの量を検出する。この場合、画像形成装置１は、画像形成の動作中に、廃トナー回収部２００の状態を検出できる。
【００７８】
状態検出部１４０は、画像形成部１００における画像形成の動作前（印字前）に、オーガーモータ１１０を作動させて廃トナーＴの量を検出する。この場合、画像形成装置１は、画像形成を行う前に、廃トナー回収部２００の状態を検出できる。
【００７９】
状態検出部１４０は、オーガーモータ１１０を作動させる際に、予め定められた駆動時間Ｔｗ毎にオーガーモータ１１０の回転方向を切り替える。これにより、画像形成装置１は、トナー容器２１０内の廃トナーＴの偏りをより一層抑制しつつ、精度良くオーガーモータ１１０の負荷を検出することができる。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、廃トナー回収部２００に設けられるオーガー２２０は一本に限定されない。具体的には図１１に示す廃トナー回収部２００Ａのように、トナー容器２１０内の廃トナーＴの偏りを均一化させる機構として、オーガー２２０Ａ及びオーガー２２０Ｂを備えていてもよい。また、廃トナー回収部には３つ以上のオーガーが設けられていてもよい。また、廃トナーＴを均一化させる機構として、オーガー２２０を例に挙げたが、オーガーモータ１１０によって駆動される構成であれば、オーガー２２０等以外の機構であってもよい。
【００８１】
また、図１２に示すオーガー２２０Ｃのように、軸部２２１の外周面に、傾斜面の向きが互いに異なる搬送翼２２２Ａと搬送翼２２２Ｂとが設けられていてもよい。ここで、軸部２２１の外周面を周方向に２等分したときの一方の領域を第１領域、他方の領域を第２領域とする。搬送翼２２２Ａは、軸部２２１の外周面における第１領域に複数設けられている。搬送翼２２２Ｂは、軸部２２１の外周面における第２領域に複数設けられている。図１２のオーガー２２０Ｃをオーガーモータ１１０によって回転させた場合、図２等に示すオーガー２２０と比べて廃トナーＴをより一層撹拌しつつ、効率よく廃トナーＴを均一化させることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１…画像形成装置、１００…画像形成部、１１０…オーガーモータ（モータ）、１２０…トルクセンサ（負荷検出部）、１４０…状態検出部、１５１…ドットカウント部、２００…廃トナー回収部、２１０…トナー容器、２２０…オーガー（均一化機構）、Ｐ…用紙（記録媒体）、Ｔ…廃トナー。
【図１】
2017102155.tif 000003
【図２】
2017102155.tif 000004
【図３】
2017102155.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017102155.tif 000009
【図８】
2017102155.tif 000010
【図９】
2017102155.tif 000011
【図１０】
2017102155.tif 000012
【図１１】
2017102155.tif 000013
【図１２】
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