(57)【要約】【課題】廃トナーを回収する回収容器が満杯になる時期を精度良く予測し、高品質な画像を形成できる画像形成装置が求められている。【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング部材と、クリーニング部材により除去された廃現像剤を回収容器に回収する搬送部材とを有する１又は複数の画像形成ユニットと、少なくとも、各画像形成ユニットの搬送部材に駆動力を与える駆動部と、駆動部から出力される駆動力に係る物理量を測定する測定部と、測定部により測定された駆動力に係る物理量を記憶する記憶部と、記憶部に記憶されている各画像形成ユニットの駆動力に係る物理量に基づいて、各画像形成ユニットの回収容器の満杯時期に関する情報を予測する制御部とを備えることを特徴とする。【選択図】      図１
2017151205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材により除去された廃現像剤を収納する回収容器と、前記クリーニング部材により除去された廃現像剤を前記回収容器に回収する搬送部材とを有する１又は複数の画像形成ユニットと、
少なくとも、前記各画像形成ユニットの前記搬送部材に駆動力を与える駆動部と、
前記駆動部から出力される駆動力に係る物理量を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記駆動力に係る物理量を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている各画像形成ユニットの前記駆動力に係る物理量に基づいて、前記各画像形成ユニットの前記回収容器の満杯時期に関する情報を予測する制御部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記測定部が、所定時間毎に、前記駆動部が前記各画像形成ユニットに対する駆動トルクの値を測定し、
前記制御部が、前記各画像形成ユニットに対する駆動トルクの値の時系列変化に基づいて、前記各画像形成ユニットの前記回収容器の満杯時期に関する情報を予測する
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】
前記制御部が、予め設定された、前記各画像形成ユニットに対する駆動トルクと、前記各画像形成ユニットの前記回収容器に収容される廃現像剤量との相関関係を参照して、前記各画像形成ユニットの前記回収容器の満杯時期に関する情報を予測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】
前記測定部が、前記各画像形成ユニットを駆動する前記駆動部の電流値を用いて、前記各画像形成ユニットに対する駆動トルクの値を測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記測定部が、前記各画像形成ユニットを駆動する前記駆動部の電流波形を用いて、前記各画像形成ユニットに対する駆動トルクの値を測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
サーバとの間で情報の授受を行なう通信部をさらに備え、
前記制御部が、前記サーバから受信した前記回収容器の満杯時期に関する補正情報を用いて、対応する前記回収容器の満杯時期に関する情報を補正して、前記回収容器の満杯時期に関する情報を予測する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記測定部により測定された前記駆動力の物理量が、前記各画像形成ユニットの前記回収容器の満杯時期に関する情報に達したときに、前記回収容器の満杯を示す情報を出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記測定部により測定された前記駆動力の物理量が、前記各画像形成ユニットの前記回収容器の満杯時期に関する情報に達したときに、画像形成の動作を停止させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか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、画像形成装置に関し、例えば、像担持体の表面から回収した現像剤を収容する回収部を有する画像形成装置に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成ユニットは、転写後の像担持体（以下、感光体ドラムとも呼ぶ。）の表面に残留した現像剤（以下、トナーとも呼ぶ。）を除去するクリーニング手段として、感光体ドラムの表面に当接して残留トナーを掻き取るクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって除去されたトナー（以下、廃トナーという）を回収する回収容器と、廃トナーを回収容器まで搬送する廃トナー搬送部材とを有する。
【０００３】
そのような画像形成ユニットにおいて、回収容器の容量よりも多くの廃トナーが発生した場合、廃トナーが回収容器から溢れてしまうことがある。そして、回収容器から溢れた廃トナーにより、画像不良が生じてしまうおそれがある。
【０００４】
特許文献１の記載技術は、トナー収容室内のトナーの減少量と、感光体ドラムの露光部に供給される現像トナー量と、転写効率から廃トナー回収容器に回収された廃トナー量とを算出するにより、廃トナー回収容器が満杯であるか否かを判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７８４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現像トナー量や転写効率は、画像形成装置の使用する場所の温度、湿度や、トナーの劣化状況によって変動するため、正確に廃トナー量を算出することが困難である。
【０００７】
また、回収容器に回収される廃トナーは、転写残トナーやカブリトナーのみでない。例えば、複数の画像形成ユニットを備える画像形成装置の場合、上流に位置している画像形成ユニットで用紙上に転写されたトナーの一部が、下流に位置している画像形成ユニットの感光体ドラムに付着し、廃トナーとして回収される。そのため、算出された廃トナー量と実際に回収容器に回収された廃トナー量とにずれが生じ、適切に回収容器が満杯になったことを予測することができないという問題も生じ得る。
【０００８】
そのため、廃トナーを回収する回収容器が満杯になる時期を精度良く予測し、高品質な画像を形成できる画像形成装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、以下の構成を有する。
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、（１）像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング部材と、クリーニング部材により除去された廃現像剤を収納する回収容器と、クリーニング部材により除去された廃現像剤を回収容器に回収する搬送部材とを有する１又は複数の画像形成ユニットと、（２）少なくとも、各画像形成ユニットの搬送部材に駆動力を与える駆動部と、（３）駆動部から出力される駆動力に係る物理量を測定する測定部と、（４）測定部により測定された駆動力に係る物理量を記憶する記憶部と、（５）記憶部に記憶されている各画像形成ユニットの駆動力に係る物理量に基づいて、各画像形成ユニットの回収容器の満杯時期に関する情報を予測する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る画像形成装置が、上記特徴を有することにより、物理的に測定した測定結果に基づいて、廃トナーを回収容器が満杯になる時期を精度よく予測でき、高品質な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す内部構成図である。
【図２】実施形態に係る各画像形成ユニットの内部構成を示す内部構成図である。
【図３】実施形態に係る各画像形成ユニットの駆動機構を示す構成図である。
【図４】実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る廃トナー容器のフル予測及びフル判断処理の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施形態に係る駆動規制機構部の動作を説明する説明図である。
【図７】廃トナー容器内に収容される廃トナー量と、画像形成ユニットに対する駆動トルクとの関係を示す関係図である。
【図８】実施形態に係る廃トナー容器のフル時期の予測処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係る記憶部に記憶される、画像形成ユニットに対する駆動トルクの履歴データを説明する説明図である。
【図１０】第２の実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
この実施形態は、電子写真方式を採用したカラープリンタに画像形成装置に本発明を適用する場合の実施形態を例示する。なお、この実施形態では、複数色の現像剤（以下、「トナー」とも呼ぶ。）を用いたカラープリンタに本発明を適用する場合を例示するが、モノクロプリンタにも適用できる。
【００１５】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す内部構成図である。
【００１６】
図１において、実施形態に係る画像形成装置１は、画像形成装置１で扱う複数色のトナー（例えば、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のトナー）のそれぞれを用いて画像を形成する画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄを有する。画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのそれぞれは、用紙Ｐの搬送路４に沿って、搬送路４の搬送方向に並べて設けられている。なお、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄは、画像形成装置１の本体から着脱可能な構造となっている。画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの詳細な説明は後述する。
【００１７】
また、画像形成装置１は、４個の画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの下方に、搬送路４の搬送方向に延びる環状の転写ベルト６を有する。転写ベルト６は、搬送ローラ７及び８によって駆動することにより、前方（すなわち、搬送方向の上流側）から後方（搬送方向の下流側）に用紙Ｐを搬送する。
【００１８】
さらに、画像形成装置１は、転写ベルト６の下方に、用紙Ｐを収容する用紙カセット９を有する。用紙Ｐは、この用紙カセット９からホッピングローラ１０により１枚ずつ搬送路４へと繰り出され、レジストローラ１１Ａ、１１Ｂによって転写ベルト６上を通過する。
【００１９】
さらに、画像形成装置１は、４個の画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのそれぞれの下方に、転写ベルト６の上面部分を間に挟んで４個の転写ローラ１２Ａ〜１２Ｄを有する。転写ローラ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれは、転写ベルト６上を通過するときに４個の画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのそれぞれにより現像された各色の現像剤像（以下、トナー像とも呼ぶ。）を用紙Ｐの上面に転写する。
【００２０】
なお、この実施形態では、画像形成装置１が、トナー像を直接用紙Ｐに転写する直接転写方式を採用する場合を例示する。しかし、転写方式は、中間転写ベルト及び二次転写ローラを備えて、それぞれのトナー像を中間転写ベルト上に逐次転写した後、中間転写ベルト上に積み重なったトナー像を用紙Ｐに転写する中間転写方式を採用してもよい。
【００２１】
画像形成装置１は、転写ベルト６の後方（搬送方向の下流側）に、定着器１３を有する。定着器１３は、用紙Ｐの上面に移されたトナー像を、加熱及び加圧により用紙Ｐの上面に定着させる。なお、定着方式は、特に限定されるものではなく、発熱体等の熱源を内包する加熱ローラと加圧ローラとにより用紙Ｐ上のトナー像を定着するローラ方式であってもよいし、定着ローラと加圧ローラとの間に定着ベルトを用いてトナー像を用紙Ｐ上に定着するベルト方式であってもよい。
【００２２】
その後、排出ローラ１４Ａ及び１４Ｂ、排出ローラ１５Ａ及び１５Ｂのそれぞれは、トナー像が定着された用紙Ｐを、画像形成装置１の天板部に設けられたスタッカ１６に排出する。
【００２３】
図２は、実施形態に係る各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの内部構成を示す内部構成図である。
【００２４】
各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄは、基本的には同様の構成を備えている。そのため、図２では、画像形成ユニット３と表記して、画像形成ユニット３の内部構成を詳細に説明する。
【００２５】
図２において、画像形成ユニット３は、像担持体としての感光体ドラム２０、現像部材としての現像ローラ２１、供給部材としての供給ローラ２２、現像剤容器としてのトナー容器２３、帯電部材としての帯電ローラ２４、規制ブレード２５、現像剤除去部材としてのクリーニングブレード２６、回収容器としての廃トナー容器２７、廃現像剤搬送部材としての搬送部材２８１及び２８３、露光装置としての露光部２９を有する。
【００２６】
なお、図２に示すように、トナーを収容するトナーカートリッジ２７１は、未使用のトナーを収容するトナー容器２３と、廃トナーを回収する廃トナー容器２７とを有している場合を例示する。すなわち、トナーカートリッジ２７１の内部には、トナーカートリッジ２７１の内部空間を区分する仕分部材２７２が設けられており、一方の空間がトナー容器２３として利用されて、他方の空間が廃トナー容器２７として利用される。
【００２７】
また、トナーカートリッジ２７１は、画像形成ユニット３本体から着脱可能な構造となっている。
【００２８】
感光体ドラム２０は、露光部２９により露光されて形成された静電潜像を担持するものであり、現像ローラ２１によりトナーが静電潜像に移されて静電潜像を可視化し、現像剤像としてのトナー像を形成する。
【００２９】
現像ローラ２１は、感光体ドラム２０に対向して配置されており、供給ローラ２２により移されたトナーを、感光体ドラム２０の表面に形成された静電潜像に移すものである。これにより、静電潜像が現像されて、静電潜像が可視化される。
【００３０】
供給ローラ２２は、現像ローラ２１に対向して配置されており、トナー容器２３に収容されているトナーを、現像ローラ２１の表面に移すものである。
【００３１】
帯電ローラ２４は、感光体ドラム２０に対向して配置されており、感光体ドラム２０の表面を一様に帯電するものである。
【００３２】
規制ブレード２５は、現像ローラ２１の表面に接触しており、供給ローラ２２から現像ローラ２１の表面に移されたトナーの薄層の高さを規制するものである。
【００３３】
クリーニングブレード２６は、転写後の感光体ドラム２０の表面に残留している転写残トナーを、感光体ドラム２０の表面から除去するものである。クリーニングブレード２６により除去されたトナー（これを、廃トナーとも呼ぶ。）は、感光体ドラム２０の下方に落ち、後述する搬送部材２８１により廃トナー容器２７に搬送される。
【００３４】
搬送部材２８１及び２８３は、クリーニングブレード２６により感光体ドラム２０の表面から除去された廃トナーを、廃トナー容器２７に搬送する。搬送部材２８１及び２８３を含む廃トナーの搬送機構の詳細な構成は図示しないが、例えば、搬送部材２８１が、感光体ドラム２０の下方に落ちた廃トナーを、廃トナー容器２７に向けて送り出していく。
【００３５】
露光部２９は、画像データに基づく光を感光体ドラム２０の表面に照射して、感光体ドラム２０の表面に静電潜像パターンを形成するものである。露光部２９は、例えば、露光手段としてＬＥＤヘッドを搭載するＬＥＤ方式を採用してもよいし、また例えばレーザ方式を採用してもよい。この実施形態では、ＬＥＤ方式を採用した露光部２９を想定して説明する。
【００３６】
図３は、実施形態に係る各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの駆動機構を示す構成図である。
【００３７】
図３において、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの駆動機構は、駆動部としてのドラムモータ１７、駆動力伝達機構部９８、駆動規制機構部９７Ａ〜９７Ｄ、ドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄを有する。
【００３８】
ドラムモータ１７は、後述する駆動制御部５４（図４参照）の駆動制御を受けて、感光体ドラム２０を駆動するための駆動力を駆動力伝達機構部９８に与えるものである。ドラムモータ１７の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ドラムモータ１７は、駆動制御部５４（図４参照）から所定の電流値の電流が流れることで電磁力が発生し、軸受１７１が回転し、駆動力としての回転力を駆動力伝達機構部９８に与える。
【００３９】
駆動力伝達機構部９８は、ドラムモータ１７の軸受１７１からの駆動力を、画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのそれぞれのドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄに伝達する。駆動力伝達機構部９８は、例えば、複数のギア等を有して構成されており、複数のギア間で駆動力を伝達可能な機構となっている。
【００４０】
ドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄのそれぞれは、駆動力伝達機構部９８とかみ合っており、駆動力伝達機構部９８からの駆動力を、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄを構成する各構成部材に与えるものである。より具体的には、各ドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄは、少なくとも、搬送部材２８１及び２８３が廃トナーを廃トナー容器２７に搬送する際に、搬送部材２８１及び２８３を駆動する。
【００４１】
各駆動規制機構部９７Ａ〜９７Ｄは、駆動力伝達機構部９８から各ドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄに与えられる駆動力を規制するものである。つまり、各駆動規制機構部９７Ａ〜９７Ｄは、駆動力伝達機構部９８から各ドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄへの駆動力の伝達を規制する。
【００４２】
各駆動規制機構部９７Ａ〜９７Ｄは、例えば、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄ自体を上方に移動させて、各ドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄと駆動力伝達機構部９８との間を離間させる画像形成ユニット離間機構部を適用できる。画像形成ユニット離間機構部としての各駆動規制機構部９９Ａ〜９９Ｄは、４個の画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのうち、いずれか１個の画像形成ユニットのみを駆動力伝達機構部９８から駆動力が伝達されるようにし、残りの３個の画像形成ユニットについて各駆動力伝達機構部９８から離間させることができる。
【００４３】
なお、この実施形態では、各駆動規制機構部９７Ａ〜９７Ｄは、各画像形成ユニット離間機構部である場合を例示するが、駆動力伝達機構部９８から各ドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄへの駆動力の伝達を規制できるものを広く適用でき、例えば、駆動力伝達機構部９８と各ドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄとの間の駆動力を遮断するクラッチ等としてもよい。
【００４４】
図４は、実施形態に係る画像形成装置１の制御系の構成を示すブロック図である。
【００４５】
図４において、画像形成装置１は、操作部５０、表示部５１、制御部５２、モータ駆動トルク検出部５３、駆動制御部５４、定着制御部５５、露光制御部５６、電圧制御部５７、ドラムモータ１７を有する。
【００４６】
また、制御部５２は、画像出力部５２１、廃トナーフル予測部５２２、記憶部５２３、測定部としての計測部５２４を有する。
【００４７】
操作部５０は、利用者操作による情報の入力を受け付けるものであり、例えば、操作ボタン、タッチパネル形式の操作ボタン等を適用できる。
【００４８】
表示部５１は、画像形成装置１の状態を表示したり、機能選択画面を表示したり、選択された機能の操作画面を表示したり、操作部５０を通じて入力された情報を表示したりするものである。表示部５１は、液晶ディスプレイ等を適用できる。
【００４９】
制御部５２は、画像形成装置１の各種機能を司るものである。制御部５２のハードウェア構成は図示しないが、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース部等を有する装置を適用でき、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納される処理プログラム（例えば、廃トナーフル予測処理プログラム）を実行することにより、画像形成装置１の各種処理が実現される。なお、例えば、廃トナーフル予測処理プログラムが画像形成装置１にインストールされることにより構築できるものであってもよい。
【００５０】
制御部５２は、例えばパーソナルコンピュータ等の上位装置又は操作部５０から印刷指示を受けると、入力された画像データを画像出力部５２１に与えて、画像出力部５２１に印刷指示を行なう。
【００５１】
画像出力部５２１は、印刷指示を受けると、入力された画像データを露光制御部５６に与えると共に、定着制御部５５、露光制御部５６、電圧制御部５７及び駆動制御部５４に印刷動作を指示する。
【００５２】
露光制御部５６は、画像出力部５２１からの画像データを、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの露光部２９に与えて、露光制御を行なうものである。
【００５３】
定着制御部５５は、画像出力部５２１からの印刷指示により、定着器１３の定着動作を制御するものである。
【００５４】
電圧制御部５７は、画像出力部５２１からの印刷指示により、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの各構成部材の電圧制御を行なうものである。
【００５５】
駆動制御部５４は、画像出力部５２１からの印刷指示により、ドラムモータ１７に電流を流して、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの感光体ドラム２０の駆動制御を行なうものである。
【００５６】
モータ駆動トルク検出部５３は、ドラムモータ１７の駆動時に、ドラムモータ１７の電流値又は電流波形を検出するものである。
【００５７】
計測部５２４は、モータ駆動トルク検出部５３により検出されたドラムモータ１７の駆動時の電流値又は電流波形に基づいて、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの駆動トルクを計測するものである。つまり、計測部５２４は、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのドラム駆動ギア９９Ａ〜９９Ｄに駆動力を伝達する際のドラムモータ１７の駆動トルクを計測する。
【００５８】
記憶部５２３は、計測部５２４により計測された各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄに駆動力を伝達する際のドラムモータ１７の駆動トルクに関する情報を、画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄ毎に記憶する記憶領域である。
【００５９】
廃トナーフル予測部５２２は、記憶部５２３に記憶されている各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの駆動トルクに関する情報に基づいて、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの廃トナー容器２７が満杯（フル）となる時期を予測するものである。廃トナーフル予測部５２２による予測方法の詳細な説明は動作の項で詳細に説明する。
【００６０】
廃トナーフル予測部５２２は、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの廃トナー容器２７が満杯になる時期に近づいた場合、表示部５１に廃トナー容器２７の満杯時期が近い旨を表示する。なお、表示方法は、例えば、満杯に近づいたトナーの色（トナーカートリッジの色）を含むメッセージを表示部５１に表示するようにしてもよいし、ＬＥＤ等の報知手段を発光又は点滅させるようにしてもよい。
【００６１】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、実施形態に係る画像形成装置１における印刷動作と、廃トナーフル予測処理の動作とを、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６２】
まず、画像形成装置１における印刷動作を、図１〜図４を用いて説明する。
【００６３】
上位装置又は操作部５０を通じて印刷指示が制御部５２に入力されると、制御部５２の画像出力部５２１は、駆動制御部５４、定着制御部５５、露光制御部５６及び電圧制御部５７に対して、印刷動作を指示する。
【００６４】
印刷工程において、電圧制御部５７から各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの帯電ローラ２４に帯電電圧が印加され、帯電ローラ２４が感光体ドラム２０の表面を一様に帯電させた後、露光制御部５６からの指示に従い、露光部２７が画像パターンに基づく光を感光体ドラム２０の表面に向けて照射する。これにより、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの感光体ドラム２０の表面には静電潜像パターンが形成される。
【００６５】
また、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄにおいて、供給ローラ２２がトナー容器２３に収容されているトナーを現像ローラ２１に供給する。規制ブレード２５は現像ローラ２１の表面と接触しており、規制ブレード２５が現像ローラ２１の表面のトナー層の高さを規制して、現像ローラ２１の表面にトナー薄層が形成される。
【００６６】
ここで、現像ローラ２１の表面上のトナー薄層の高さを均一に形成し、トナー薄層中のトナーの帯電量を所定の値とするため、電圧制御部５７から供給ローラ２２及び規制ブレード２５に、所定値の供給電圧及び規制ブレード電圧が印加される。
【００６７】
電圧制御部５７から現像ローラ２１に現像電圧が印加され、現像ローラ２１の表面にあるトナーが、感光体ドラム２０の表面に形成されている静電潜像パターンに移される。これにより、感光体ドラム２０の表面の静電潜像が可視化されて、感光体ドラム２０の表面にはトナー像が形成される。
【００６８】
次に、電圧制御部５７から各転写ローラ１２Ａ〜１２Ｄに転写電圧が印加され、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの感光体ドラム２０の表面上のトナー像が、用紙Ｐの上面に転写される。そして、トナー像を担持している用紙Ｐが定着器１３に搬送され、定着器１３により、トナー像が用紙Ｐに定着する。
【００６９】
トナー像が定着された用紙Ｐは、排出ローラ１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂによって、スタッカ１６上に排出されて印刷動作が完了する。
【００７０】
また、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄにおいて、転写後の感光体ドラム２０の表面には転写残トナーがある。
【００７１】
ここで、転写後に感光体ドラム２０の表面に残ったトナー（転写残トナー）は、例えば、感光体ドラム２０の表面に形成される静電潜像の領域以外（すなわち、非露光領域）に付着し、画像形成に使用されることのないトナーなどを含むものである。
【００７２】
クリーニングブレード２６は、感光体ドラム２０の表面上の転写残トナーを除去し、除去されたトナーは廃トナーとして、搬送部材２８１及び２８３により、廃トナー容器２７に搬送される。
【００７３】
次に、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの廃トナー容器２７のフル状態となる時期を予測するフル予測処理の動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７４】
図５は、実施形態に係る廃トナー容器のフル予測及びフル判断処理の動作を示すフローチャートである。
【００７５】
まず、制御部５２は、所定時間毎に（Ｓ１０１）、複数の画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのそれぞれに対するドラムモータ１７の駆動トルクの計測指示を行なう。
【００７６】
ここで、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄに対するドラムモータ１７の駆動トルクの計測処理は、上述した印刷工程が実行されていないタイミングで実施される。測定回数ｎとする。
【００７７】
また、印刷工程を実施していないタイミングであれば、図５に例示するように、所定時間毎に駆動トルクの計測処理を行なうようにしてもよい。これ以外に、例えば、駆動トルクの計測処理は、画像形成装置１の電源ＯＮ時やカートリッジ２７１の交換時等に行なうようにしてもよい。なお、所定時間は、予め設定された時間であってもよいし、適宜変更できるようにしてもよい。
【００７８】
制御部５２から駆動トルクの計測処理が指示されると、各駆動規制機構部９７Ａ〜９７Ｄは、４個の画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのうち、いずれか１個の画像形成ユニットのみに、ドラムモータ１７から駆動力が伝達されるように動作する。
【００７９】
また、各駆動規制機構部９７Ａ〜９７Ｄは、４個の画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの全てに対して、ドラムモータ１７の駆動トルクを個別に計測するために、駆動力が伝達される画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄを順番に切り替えるように動作する。
【００８０】
図６は、実施形態に係る駆動規制機構部９７Ａ〜９７Ｄの動作を説明する説明図である。
【００８１】
図６では、４個の画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄのうち、画像形成ユニット３Ａに対するドラムモータ１７の駆動トルクを計測する場合を例示している。
【００８２】
この場合、画像形成ユニット３Ａのみに、ドラムモータ１７からの駆動力が伝達されるように、駆動規制機構部９７Ｂ〜９７Ｄのそれぞれが各画像形成ユニット３Ｂ〜３Ｄを上方に移動させ、画像形成ユニット３Ｂ〜３Ｄのドラム駆動ギア９９Ｂ〜９９Ｄを、駆動力伝達機構部９８から離間させる。これにより、３個の画像形成ユニット３Ｂ〜３Ｄが駆動力伝達機構部９８から離間し、画像形成ユニット３Ａのみが駆動力伝達機構部９８にかみ合う状態となる。
【００８３】
その後、駆動制御部５４がドラムモータ１７に電流を流して、ドラムモータ１７が駆動し、ドラムモータ１７からの駆動力が画像形成ユニット３Ａのみに伝達される。
【００８４】
また、モータ駆動トルク検出部５３は、ドラムモータ１７に流れる電流値又は電流波形を検出する（Ｓ１０３）。より具体的には、ドラムモータ１７が直流モータである場合、モータ駆動トルク検出部５３はドラムモータ１７に流れる直流電流の電流値を検出する。また、ドラムモータ１７が交流又は同期モータである場合、モータ駆動トルク検出部５３はドラムモータ１７に流れる電流波形を検出する。
【００８５】
計測部５２４は、モータ駆動トルク検出部５９により検出された電流値又は電流波形に基づいて、画像形成ユニット３Ａに対するドラムモータ１７の駆動トルクを計測し（Ｓ１０４）、計測した駆動トルクをＴｎとして記憶する（Ｓ１０５）。
【００８６】
なお、上記の例では、画像形成ユニット３Ａに対するドラムモータ１７の駆動トルクの計測及び記憶する場合を例示したが、駆動力伝達手段５８から離間させる画像形成ユニットを順番に切り替えながら、上述した手順を繰り返し、他の画像形成ユニット３Ｂ〜３Ｄに対する駆動トルクを計測し記憶する。
【００８７】
次に、廃トナーフル予測部５２２は、記憶部５２３に記憶されている各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄに対する駆動トルクの履歴データに基づいて、各廃トナー容器２７の満杯時期ｆ及び基準トルクＴｆを予測する（Ｓ１０６）。つまり、廃トナーフル予測部５２２は、駆動トルクＴｎと基準トルクＴｆとを比較し、Ｔｎ≧Ｔｆである場合（Ｓ１０７）、廃トナー容器２７が満杯であると判定し、そうでない場合（Ｓ１０７）、廃トナー容器２７が満杯でないと判定する。
【００８８】
ここで、廃トナーフル予測部５２２による廃トナーフル時期予測方法の基本的な技術的概念を、図７を参照して説明する。
【００８９】
図７は、廃トナー容器２７内に収容される廃トナー量と、画像形成ユニット３に対する駆動トルクとの関係を示す関係図である。図７では、縦軸は駆動トルクを示し、横軸は廃トナー量を示している。
【００９０】
図７に示すように、画像形成ユニット３において、初期段階では、廃トナー容器２７における廃トナー量が一定量になるまでの間、トナー容器２３内に収容されているトナー量の減少や、ローラ部材等の摩擦等の影響により、画像形成ユニット３の駆動トルクは減少する。
【００９１】
その後、廃トナー容器２７内の廃トナー量が増加するに従い、画像形成ユニット３の駆動トルクが増加していく。すなわち、廃トナー容器２７内の廃トナー量の増加に伴い、搬送部材２８１及び２８３の駆動に係る負荷が大きくなるため、駆動トルクが増加する。
【００９２】
最終的に、図７に示すように、廃トナー容器が満杯になると、画像形成ユニット３に対する駆動トルクが急激に増加する。
【００９３】
ここで、駆動トルクが増加する傾向や、廃トナー容器２７が満杯となる廃トナー量は、搬送部材の形状や配置、トナーの種類、廃トナー容器２７の容積に依存する。そのため、予め、画像形成装置１に使用される画像形成ユニット３と同一の構造の画像形成ユニットを用いて、駆動トルクが増加する傾向や廃トナー容器２７が満杯になる廃トナー量を確認しておく必要がある。
【００９４】
上記のように、廃トナー容器２７内に収容される廃トナー量と、画像形成ユニット３に対する駆動トルクとには、所定の関係がある。
【００９５】
そこで、廃トナーフル予測部５２２は、記憶部５２３に記憶されている、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄに対する駆動トルクに関する情報に基づいて、廃トナー容器２７が満杯になる時期を予測する。
【００９６】
図８は、実施形態に係る廃トナー容器２７のフル時期の予測処理の動作を示すフローチャートである。
【００９７】
図８は、ｎ回目のフル時期予測処理における動作を示している。ｎ＝１の場合（Ｓ２０１）、処理はＳ２０３に移行する。
【００９８】
図８において、ｎ＝１でない場合、廃トナーフル予測部５２２は、まず、測定した駆動トルクＴｎと、記憶部５２３に記憶されている最小駆動トルクＴｍｉｎとを比較する（Ｓ２０２）。
【００９９】
駆動トルクＴｎが最小駆動トルクＴｍｉｎ以下となっている場合、測定回数ｎを最小駆動トルク測定回数ａ（図９参照）として（Ｓ２０３）、また、駆動トルクＴｎを最小駆動トルクＴｍｉｎとして（Ｓ２０４）、記憶部５２３に記憶する。最小駆動トルクＴｍｉｎを用いて、廃トナー容器２７が満杯となりうると予測される時点での駆動トルクＴｆを算出する（Ｓ２０５）。ここで、この実施形態では、規定の駆動トルクＴｆは以下の式（１）で算出する。
Ｔｆ＝１．２×Ｔｍｉｎ    …（１）
【０１００】
なお、駆動トルクＴｆの算出方法は、式（１）に限定されるものではない。なぜなら、駆動トルクの増加傾向や、廃トナー容器２７が満杯となる廃トナー量および駆動トルクは、搬送部材の形状や配置、トナーの種類、廃トナー容器２７の容積に依存するからである。
【０１０１】
そのため、予め、画像形成装置１に使用される画像形成ユニット３と同一の構造の画像形成ユニットを用いて、駆動トルクが増加する傾向や廃トナー容器２７が満杯になる廃トナー量および駆動トルクを確認しておく必要がある。従って、図６に例示する、廃トナー容器２７における廃トナー量と、駆動トルクとの関係に基づいて、駆動トルクの最小値Ｔｍｉｎと規定の駆動トルクＴｆとの関係式を求めることが望まれる。
【０１０２】
駆動トルクＴｎが最小駆動トルクＴｍｉｎ以下となっていない場合（Ｓ２０２）、かつ、Ｔｍｉｎが記憶されて以降、３回以上、駆動トルクの測定が行われている場合（Ｓ２０７）、駆動トルクの履歴データに基づいて、駆動トルクＴｎがＴｆを超えると予想される廃トナーフル予想測定回数ｆを算出する（Ｓ２０７）。なお、駆動トルクＴｎが、Ｔｍｉｎが記憶されてから３回未満であるときには、処理を終了する。
【０１０３】
図９は、実施形態に係る記憶部５２３に記憶される、画像形成ユニット３に対する駆動トルクの履歴データを説明する説明図である。
【０１０４】
図９では、縦軸は駆動トルクを示し、横軸は計測回数（すなわち、駆動トルク測定回数）を示している。
【０１０５】
なお、図９では、減少傾向にある駆動トルクの値を三角形プロットで示し、増加傾向にある駆動トルクの値を円形プロットで示している。
【０１０６】
また、図９では、所定時間毎に、計測部５２４が画像形成ユニット３に対する駆動トルクを計測した場合を例示している。しかし、横軸を日時情報等の時間情報としてもよい。その場合、例えば、トナーカートリッジ２７１の交換時期を基準（すなわち「時間情報：０」）として、時系列による駆動トルクの変化状況としてもよい。これにより、所定時間毎に、駆動トルクを計測できなかった場合でも、画像形成ユニット３に対する駆動トルクの変化を認識できる。
【０１０７】
図９に示すように、記憶部５２３に記憶される画像形成ユニット３に対する駆動トルクの変化は、初期段階では、駆動トルクの値が減少する。その後、駆動トルクの値が増加に変化すると、駆動トルクの増加傾向（すなわち、図９の増加傾向段階での傾き）に基づいて、廃トナー容器２７が満杯となる予測時期ｆを算出する。
【０１０８】
図５に戻り、今回計測した画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄに対するドラムモータ１７の駆動トルクの値がＴｆ（例えば式（１）参照）を超える場合、すなわち、予測した駆動トルクの増加傾向に基づいて、廃トナー容器２７が満杯と判断される基準（すなわち、駆動トルクＴｆ）を超える駆動トルクが測定された場合（Ｓ１０７；ＹＥＳ）、制御部５２は、当該画像形成ユニット３の廃トナー容器２７は満杯と判断し、制御部５２は警告出力画面を表示部５１に出力したり、必要に応じて、画像形成動作を停止したりする（Ｓ１０８）。
【０１０９】
また、今回計測した画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄに対するドラムモータ１７の駆動トルクの値がＴｆを超えていない場合（Ｓ１０７；ＮＯ）、測定回数ｎと満杯予測時期ｆとを比較する（Ｓ１０９）。
【０１１０】
ここで、例えば、測定回数ｎ以降の２回目の測定で満杯予測時期ｆに達すると予測された場合（Ｓ１１０）、制御部５２は、逐次表示部５１に廃トナー容器２７が満杯に近い旨を表示させ（Ｓ１１１）、使用者にトナーカートリッジ２７１の交換を促す。そして、処理はＳ１０１に移行する。一度廃トナー容器２７が満杯に近いと判断した以降は、トナーカートリッジ２７１が交換されるまでは、測定回数ｎと満杯予測時期ｆとの比較を行わない。
【０１１１】
測定回数ｎ以降の２回目の測定で満杯予測時期ｆに達すると予測されていない場合、又は、一度廃トナー容器２７が満杯に近いと判断されている場合、処理はＳ１０１に移行する。
【０１１２】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、この実施形態によれば、廃トナー容器内の廃トナー量に起因して変化する物理量の測定に基づいて廃トナー容器の満杯時期を予測するため、精度良く満杯時期を予測することが可能となる。
【０１１３】
（Ｂ）第２の実施形態
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成及び動作
次に、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態を、図面を用いて説明する。
【０１１４】
上述した第１の実施形態では、画像形成装置１自身が、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの廃トナー容器２７の満杯時期を予測する場合を例示した。
【０１１５】
これに対して、第２の実施形態では、画像形成装置１が、サーバ７０に対して各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄに対するドラムモータ１７の駆動トルクに関する情報を送信し、サーバ７０が各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの廃トナー容器２７の満杯時期を予測し、サーバ７０が、画像形成装置１に対して廃トナー満杯予測に関する情報を送信する。
【０１１６】
図１０は、第２の実施形態に係る画像形成装置１の制御系の構成を示す構成図である。
【０１１７】
図１０において、第２の実施形態に係る画像形成装置１は、操作部５０、表示部５１、制御部５２、モータ駆動トルク検出部５３、駆動制御部５４、定着制御部５５、露光制御部５６、電圧制御部５７、ドラムモータ１７に加えて、通信部５８を有する。また、制御部５２は、第１の実施形態と同様に、画像出力部５２１、廃トナーフル予測部５２２、記憶部５２３、計測部５２４を有する。
【０１１８】
通信部５８は、サーバ７０との間で情報を授受するものである。通信部５８は、廃トナーフル予測部５２２により求められた各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの廃トナー容器２７の廃トナー満杯時期に関する情報（例えば、駆動トルクＴｆを含む情報）を送信する。
【０１１９】
ここで、廃トナー満杯時期に関する情報とは、廃トナー満杯時期の算出に必要な情報であり、例えば、各画像形成ユニット３の構造に関する情報（例えば、廃トナー容器２７の容量、搬送部材２８１及び２８３の種類に関する情報、トナーカートリッジ２７１の品番等のいずれか又は全部を含む情報）、使用するトナーに関する情報（例えば、トナーの色、トナー種類を示す品番等のいずれか又は全部を含む情報）、駆動トルクの値の推移データ等を含む。
【０１２０】
また、通信部５８は、サーバ７０から、各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの廃トナー容器２７の満杯時期に関する補正情報を受信し、その補正情報を制御部５２に与える。
【０１２１】
制御部５２は、サーバ７０からの廃トナー満杯時期に関する補正情報を取得すると、補正情報を適応するため、自身で算出した各画像形成ユニット３の満杯時期を示す駆動トルクＴｆの値を、その補正情報である駆動トルクＴｆの値に更新する。これにより、サーバ７０により算出された駆動トルクＴｆの値を用いて、廃トナー容器２７の満杯時期を認識できる。
【０１２２】
サーバ７０は、１又は複数の画像形成装置１と情報通信を行なうものであり、各画像形成装置１に搭載される各画像形成ユニット３の廃トナー満杯時期に関する情報を、画像形成装置１毎に管理する。例えば、サーバ７０は、各画像形成装置１から各種情報を取得して、各画像形成装置１から得た情報に基づいて、各画像形成装置１の画像形成に関する情報を制御するサーバ（例えばクラウドサーバ）を適用できる。
【０１２３】
サーバ７０は、各画像形成装置から取得した各画像形成ユニット３の廃トナー容器２７の満杯時期に関する情報に基づいて、各廃トナー容器の満杯時期に関する情報を補正する補正部７１を有する。
【０１２４】
補正部７１は、各画像形成装置１に搭載される各画像形成ユニット３Ａ〜３Ｄの構造に関する情報に基づいて、各廃トナー容器２７の満杯時期に関する情報を求める。これにより、より精度の高い駆動トルクＴｆの値を算出できる。
【０１２５】
例えば、各画像形成ユニット３の構造や、使用するトナーに関する情報等により、各画像形成ユニット３に対するドラムモータ１７の駆動トルクの推移に変更が生じ得る。そこで、サーバ７０の補正部７１が、より高精度の駆動トルクＴｆを算出し、この駆動トルクＴｆを各画像形成装置１に送信することで、各画像形成装置１は、より精度高く廃トナー満杯時期を認識できる。
【０１２６】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
以上のように、この実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて以下の効果を奏する。
【０１２７】
第２の実施形態によれば、画像形成装置とクラウドサーバを接続することで、廃トナー容器が満杯になる時期を予測する基準に常に最新の補正を適応することができ、予測の精度をより高くすることが可能である。
【０１２８】
（Ｃ）他の実施形態
上述した実施形態においても、種々の変形実施形態を言及したが、本発明は、以下の変形実施形態にも適用できる。
【０１２９】
上記各実施の形態においては、画像形成装置として電子写真プリンタを例にして説明したが、これ以外にも例えば、画像形成装置として複写機、ファクシミリ装置、複合機等にも本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１…画像形成装置、３（３Ａ〜３Ｄ）…画像形成ユニット、２０…感光体ドラム、２１…現像ローラ、２２…供給ローラ、２３…トナー容器、２４…帯電ローラ、２５…規制ブレード、２６…クリーニングブレード、２７…廃トナー容器、２８１及び２８３…搬送部材、２９…露光部、９８…駆動力伝達機構部、９７Ａ〜９７Ｄ…駆動規制機構部、９９Ａ〜９９Ｄ…ドラム駆動ギア、
５０…操作部、５１…表示部、５２…制御部、５２１…画像出力部、５２２…廃トナーフル予測部、５２３…記憶部、５２４…計測部、５３…モータ駆動トルク検出部、５４…駆動制御部、５５…定着制御部、５６…露光制御部、５７…電圧制御部、５８…通信部、１７…ドラムモータ。
【図１】
2017151205.tif 000003
【図２】
2017151205.tif 000004
【図３】
2017151205.tif 000005
【図４】
2017151205.tif 000006
【図５】
2017151205.tif 000007
【図６】
2017151205.tif 000008
【図７】
2017151205.tif 000009
【図８】
2017151205.tif 000010
【図９】
2017151205.tif 000011
【図１０】
2017151205.tif 000012