画像形成装置
【課題】廃トナー容器が廃トナーで満杯になったことをより確実に判定することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】プリンター１は、トナーによる画像を被転写材に形成する画像形成部３０と、画像形成部３０から排出されたトナーを廃トナーとして回収する廃トナー容器２２と、廃トナー容器２２に回収された廃トナー２３の堆積量に応じた検出信号を出力する磁気センサー１００と、磁気センサー１００から出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり、且つ予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、廃トナー容器２２が満杯であると判定する判定部９１と、を備える。
【解決手段】プリンター１は、トナーによる画像を被転写材に形成する画像形成部３０と、画像形成部３０から排出されたトナーを廃トナーとして回収する廃トナー容器２２と、廃トナー容器２２に回収された廃トナー２３の堆積量に応じた検出信号を出力する磁気センサー１００と、磁気センサー１００から出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり、且つ予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、廃トナー容器２２が満杯であると判定する判定部９１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トナーを用いる電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム上にトナー像を形成し、このトナー像を用紙等の被転写材に転写させ、更に定着させることにより、画像を被転写材に形成する。このとき、被転写材に転写されなかったトナー（以下、「廃トナー」という）は、廃トナー容器に回収される。そして、廃トナー容器が廃トナーで満杯になると、廃トナーは、ユーザーにより装置本体から廃トナー容器ごと取り出され、廃棄又は再利用のための処理に回される。
【０００３】
このような廃トナー容器に関する従来技術として、廃トナー容器の開口部付近に光センサーを配置し、この光センサーの出力に基づいて廃トナー容器が満杯となったことを検知する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。また、トナー容器内に平面アンテナを設け、この平面アンテナの電極間における静電容量の変化を観測することにより、トナー容器内に収容されたトナーの残量を検知する画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５２２５２号公報
【特許文献２】特開２００２−３２８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１のように、廃トナーの位置の変化を光学的に検知する方式では、ＬＥＤ等の光源が必要となる。一方、特許文献２のように、廃トナーの増加による静電容量の変化を検知する方式では、光源が不要なため、光源の寿命を考慮する必要がないという利点がある。また、静電容量の変化を検知する方式では、廃トナー容器を光透過性の部材にしなくてもよいという利点もある。
【０００６】
しかし、磁気の変化を検知する方式において、磁気センサーの近傍に金属片や磁石等の磁性体が置かれた場合には、廃トナー容器が満杯になっていないにも関わらず、堆積した廃トナーの磁気に大きな変化が生じ、廃トナー容器が満杯であると誤判定されるおそれがある。
【０００７】
本発明は、廃トナー容器が満杯になったことをより確実に判定す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】
【０００８】
本発明は、トナーによる画像を被転写材に形成する画像形成部と、前記画像形成部から排出されたトナーを廃トナーとして回収する廃トナー容器と、前記廃トナー容器に回収された廃トナーの堆積量に応じた検出信号を出力する磁気センサーと、前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、前記廃トナー容器が満杯であると判定する制御部と、を備える画像形成装置に関する。
【０００９】
また、画像形成装置の前記制御部は、前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、前記廃トナー容器が満杯でないと判定することが好ましい。
【００１０】
また、画像形成装置は、使用者に対し情報を報知する報知部と、前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動しないことが前記判定部により判定された場合に、前記磁気センサー近傍の検査を促す情報を前記報知部に報知させる報知制御部と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、廃トナー容器が満杯になったことをより確実に判定することができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のプリンター１の全体構成を説明するための図である。
【図２】プリンター１における廃トナー回収機構２０の構成を示す概略断面図である。
【図３】プリンター１の機能構成を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は廃トナー容器２２が満杯となる前の状態を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は廃トナー容器２２が満杯となった時の状態を示す説明図である。
【図６】磁気センサー１００で検出される電圧波形を示す図である。
【図７】磁気センサー１００から出力される検出信号を示す図である。
【図８】判定部９１及び報知制御部９２が廃トナー容器２２の満杯を検知する動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の画像形成装置の一実施形態に係るプリンター１について説明する。まず、プリンター１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態におけるプリンター１の全体構成を説明するための図である。
図１に示すように、プリンター１は、用紙搬送部１０と、画像形成部３０と、定着部４０と、を備える。また、プリンター１は、後述する廃トナー回収機構２０を備える（図１には不図示）。
【００１４】
用紙搬送部１０は、第１送りローラー１１と、第２送りローラー１２と、レジストローラー対１３と、第１ローラー対１４と、第２ローラー対１５と、用紙排出部１６と、を備える。また、用紙Ｔが搬送される搬送路Ｌは、第１送りローラー１１又は第２送りローラー１２から画像形成部３０（後述の転写ニップＮ）までの第１搬送路Ｌ１と、画像形成部３０（後述の転写ニップＮ）から定着部４０までの第２搬送路Ｌ２と、定着部４０から用紙排出部１６までの第３搬送路Ｌ３と、定着部４０から排出された用紙Ｔをレジストローラー対１３に戻す第４搬送路Ｌ４と、を備える。
【００１５】
第１送りローラー１１は、給紙カセット１７に収容される用紙Ｔ（被転写材）を第１搬送路Ｌ１に供給する。第２送りローラー１２は、手差トレイ１８に載置される用紙Ｔを第１搬送路Ｌ１に供給する。レジストローラー対１３は、第１搬送路Ｌ１を搬送されてきた用紙Ｔを感光体ドラム３１と転写ローラー３８との間に形成される転写ニップＮに供給すると共に、感光体ドラム３１に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させるために、用紙Ｔの搬送又は用紙Ｔの搬送停止を行う。また、レジストローラー対１３は、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正を行う。
【００１６】
第１ローラー対１４は、第３搬送路Ｌ３に設けられ、定着部４０から排出された用紙Ｔを用紙排出部１６側に搬送する。第２ローラー対１５は、第１ローラー対１４により用紙排出部１６側に搬送された用紙Ｔを第４搬送路Ｌ４に搬入させる。用紙排出部１６は、トナー画像が定着された用紙Ｔをプリンター１の外部に排出する。用紙排出部１６におけるプリンター１の外側には、排紙集積部１９が形成される。排紙集積部１９には、用紙排出部１６から排出された用紙Ｔが積層して集積される。
【００１７】
画像形成部３０は、トナー画像を形成する部分である。画像形成部３０は、感光体ドラム３１と、帯電部３２と、レーザースキャナーユニット３３と、現像器３４と、除電器３５と、クリーニング部３６と、トナーカートリッジ３７と、転写ローラー３８と、を備える。
【００１８】
感光体ドラム３１は、トナー画像を形成するために、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム３１の周囲には、感光体ドラム３１の回転方向に沿って上流側から下流側へ順に、帯電部３２と、レーザースキャナーユニット３３と、現像器３４と、クリーニング部３６とが配置される。
【００１９】
帯電部３２は、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。レーザースキャナーユニット３３は、感光体ドラム３１の表面から離れて配置され、外部に配置される外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等）により送信された画像データに基づいて感光体ドラム３１の表面を走査露光する。これにより、感光体ドラム３１の表面には、露光された部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００２０】
現像器３４は、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する。除電器３５は、感光体の表面に光を照射することにより、転写が行われた後の感光体ドラム３１の表面を除電する（電荷を除去する）。
【００２１】
クリーニング部３６は、除電器３５によって感光体ドラム３１の表面が除電された後のその表面に残るトナーや付着物を廃トナーとして除去する。クリーニング部３６は、クリーニング筐体３６ｄと、清掃ローラー３６ａと、廃トナー搬送部材３６ｂと、を備える。清掃ローラー３６ａ及び廃トナー搬送部材３６ｂは、クリーニング筐体３６ｄの内部において、それぞれ感光体ドラム３１の軸線方向と平行な方向に延出して配置される。
【００２２】
清掃ローラー３６ａは、トナー画像の形成時、例えば、感光体ドラム３１と同じ方向に回転し、感光体ドラム３１の表面を擦って残トナーを取り除く。廃トナー搬送部材３６ｂは、清掃ローラー３６ａに隣接して配置されている。廃トナー搬送部材３６ｂは、スクリュー状、螺旋状の羽根等を備える。廃トナー搬送部材３６ｂは、トナー画像の形成時に回転し、清掃ローラー３６ａにより感光体ドラム３１から除去された廃トナーを、感光体ドラム３１と反対方向に向けて搬送する。この廃トナーは、最終的に、廃トナー容器２２（後述）に回収される。
【００２３】
トナーカートリッジ３７は、現像器３４に供給されるトナーを収容する。トナーカートリッジ３７と現像器３４とは、トナー供給路（図示せず）により接続されている。転写ローラー３８は、感光体ドラム３１との間に用紙Ｔを挟み込むことにより、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる。
【００２４】
定着部４０は、加熱回転体４１と、加圧回転体４２とを備える。加熱回転体４１と加圧回転体４２とは、トナー画像が転写された用紙Ｔを挟み込んで、トナーを溶融及び加圧し、そのトナーを用紙Ｔに定着させる。
【００２５】
次に、本実施形態のプリンター１における廃トナー回収機構２０について説明する。図２は、本実施形態のプリンター１における廃トナー回収機構２０の構成を示す概略断面図である。図２に示すように、廃トナー回収機構２０は、クリーニング部３６の下方に設けられている。
【００２６】
図２に示すように、クリーニング筐体３６ｄの底面には、穴部３６ｃが設けられている。穴部３６ｃは、クリーニング部３６から廃トナーを排出するための開口である。穴部３６ｃには、搬送管２１が接続されている。搬送管２１は、廃トナーをクリーニング部３６から廃トナー容器２２（後述）に搬送するための管である。搬送管２１は、上端側において穴部３６ｃと接続され、下端側において廃トナー容器２２と接続されている。
【００２７】
廃トナー容器２２は、クリーニング部３６から排出されたトナーを、廃トナーとして回収する容器である。廃トナー容器２２の上部には、首部２２ａが形成されている。首部２２ａには、搬送管２１の下端側が接続されている。
【００２８】
クリーニング部３６において、廃トナー搬送部材３６ｂにより感光体ドラム３１と反対方向に搬送された廃トナーは、穴部３６ｃから搬送管２１に向けて排出された後、搬送管２１から廃トナー容器２２の首部２２ａに向けて投入される。感光体ドラム３１から除去された廃トナーは、ほぼ粉体である。そのため、図２に示すように、廃トナー容器２２の首部２２ａに向けて投入された廃トナー２３は、廃トナー容器２２の内部において、搬送管２１の下方を頂点とするように山状に堆積する。
【００２９】
また、廃トナー容器２２の首部２２ａの外側には、磁気センサー１００が設けられている。磁気センサー１００は、廃トナー容器２２に回収された廃トナー２３の堆積量に応じた電圧波形を検出すると共に、その電圧波形を検出信号に変換して判定部９１（後述）に送信する。
【００３０】
次に、プリンター１の機能構成について説明する。図３は、プリンター１の機能構成を示すブロック図である。
プリンター１は、上述した構成要素（用紙搬送部１０、画像形成部３０、定着部４０及び磁気センサー１００）を備える。これらの構成要素については、その説明を省略する。プリンター１は、上述した機能構成に加えて、更に、操作部５０と、報知部としての表示部６０と、インターフェイス部７０と、記憶部８０と、制御部９０とを備える。
【００３１】
操作部５０は、複数のキー（不図示）を備える。操作部５０は、例えば、プリンター１の設定を変更する場合やジョブをリセットする場合等に操作される。操作部５０は、いずれかのキーが操作されることにより、このキーが操作されたことを表す信号を制御部９０へ送信する。
【００３２】
表示部６０は、プリンター１の機能等を表すアイコンやメッセージ（文字列）を表示可能な表示パネルにより構成される。表示部６０は、例えば、トナーカートリッジ３７に収容されるトナーの残量が少ないこと、給紙カセット１７内に用紙Ｔが収容されていないこと、廃トナー容器２２が満杯になったこと、磁気センサー１００の近傍を検査する必要があること等のメッセージを表示することができる。表示部６０におけるメッセージの表示（報知）は、後述する報知制御部９２（制御部９０）により制御される。
【００３３】
インターフェイス部７０は、プリンター１の外部に設置された外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等）に接続される。
【００３４】
記憶部８０は、ハードディスクや半導体メモリー等から構成される。記憶部８０は、上述した外部機器から送信された画像データを記憶する。また、記憶部８０は、プリンター１において利用される制御プログラム、及びこの制御プログラムによって利用されるデータ等を記憶する。
【００３５】
制御部９０は、用紙搬送部１０、画像形成部３０、定着部４０及び表示部６０等の動作を制御する。
ここで、制御部９０の基本的な機能（動作）について、用紙Ｔの片面にトナー画像を形成する場合を例として説明する。まず、制御部９０は、インターフェイス部７０を介して上記の外部機器から入力された画像データを記憶部８０に一時的に記憶させる。制御部９０は、記憶部８０に一時的に記憶された画像データに基づいて、用紙Ｔにトナー画像を形成するために、用紙搬送部１０と、画像形成部３０と、定着部４０とをそれぞれ制御する。すなわち、制御部９０は、第１送りローラー１１又は第２送りローラー１２を駆動させて、用紙Ｔを画像形成部３０に搬送させる。
【００３６】
また、制御部９０は、画像データに基づいて生成されたトナー画像を形成するためのデータをレーザースキャナーユニット３３に供給し、レーザースキャナーユニット３３から照射されるレーザー光により感光体ドラム３１に静電潜像を形成させる。制御部９０は、現像器３４より感光体ドラム３１にトナー画像を形成させ、このトナー画像を転写ローラー３８によって用紙Ｔに転写させる。
【００３７】
制御部９０は、加熱回転体４１が所定の温度に加熱されるよう制御して、その加熱回転体４１により用紙Ｔに転写されたトナー画像のトナーを溶融させると共に、加熱回転体４１に圧接される加圧回転体４２によりトナーを用紙Ｔに定着させる。更に、制御部９０は、トナー画像が定着された用紙Ｔを用紙搬送部１０により用紙排出部１６から排出させる。
【００３８】
また、制御部９０は、判定部９１と、報知制御部９２と、を備える（図３参照）。
判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つ予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、廃トナー容器２２が満杯であると判定する。
【００３９】
また、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ未満の場合、及び磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つ予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、廃トナー容器２２が満杯でないと判定する。
【００４０】
報知制御部９２は、プリンター１の状態等に応じて、表示部６０に各種メッセージを表示させる。報知制御部９２は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つ予め設定された許容範囲よりも変動しないことが判定部９１により判定された場合に、磁気センサー１００の近傍を検査する必要があることを知らせるメッセージを表示部６０に表示（報知）させる。
【００４１】
次に、判定部９１（制御部９０）において、廃トナー容器２２が満杯になったことを判定する場合の機能について説明する。
図４（Ａ）、（Ｂ）は、廃トナー容器２２が満杯となる前の状態を示す説明図である。図５（Ａ）、（Ｂ）は、廃トナー容器２２が満杯となった時の状態を示す説明図である。図４及び図５において、（Ａ）は廃トナー２３が山状に堆積した状態を示し、（Ｂ）は廃トナー２３の山が崩れた状態を示す。
【００４２】
図６は、磁気センサー１００で検出される電圧波形を示す図である。図７は、磁気センサー１００から出力される検出信号を示す図である。なお、図７に示す検出信号は、図６に示す電圧波形を所定の周期でサンプリングしたときのパルス波形を模式的に示している。
【００４３】
図６において、符号１０１は廃トナー容器２２が満杯となる前に検出される電圧波形、符号１０２は廃トナー容器２２が満杯となった時に検出される電圧波形、符号１０３は磁気センサー１００の近傍に金属片や磁石等の磁性体がある場合（後述）に検出される電圧波形を示す。
【００４４】
図７において、符号２０１は廃トナー容器２２が満杯となる前に出力される検出信号、符号２０２は廃トナー容器２２が満杯となった時に出力される検出信号、符号２０３は磁気センサー１００の近傍に金属片や磁石等の磁性体がある場合に出力される検出信号を示す。図６及び図７は、トナー画像の形成が連続して行われ、廃トナー２３の堆積と崩れとが所定の時間間隔で発生した場合の電圧波形や検出信号を示す。
【００４５】
図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示すように、廃トナー容器２２の首部２２ａに向けて投入された廃トナー２３は、廃トナー容器２２の内部において、搬送管２１の下方を頂点とするように山状に堆積する。しかし、堆積した廃トナー２３の山は、プリンター１の振動や、新たに廃トナー２３が投入される等の要因により、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、頂点が崩れてしまう。廃トナー容器２２に回収された廃トナー２３は、山状の堆積と崩れとを繰り返しながら、やがて満杯となる。このような廃トナー２３の堆積と崩れが繰り返されると、廃トナー２３の堆積量も繰り返し変化（増減）する。廃トナー２３の堆積量が繰り返し変化すると、磁気センサー１００では、図６に示すように、周期的に変化する電圧波形が検出される。
【００４６】
廃トナー２３が満杯となる前は、図４に示すように、堆積した廃トナー２３と磁気センサー１００との距離が離れている。また、回収された廃トナー２３の体積も小さい。このため、図６に示すように、磁気センサー１００で検出される電圧波形１０１の電圧Ｖ（最大値）は、閾値電圧Ｖｔｈ未満となる。この場合、図７に示すように、磁気センサー１００から出力される検出信号２０１の電圧Ｖも閾値電圧Ｖｔｈ未満となる。閾値電圧Ｖｔｈは、廃トナー２３の満杯と判定するために設定された電圧値である。
【００４７】
一方、廃トナー２３が満杯となった時は、図５に示すように、堆積した廃トナー２３と磁気センサー１００との距離が近くなる。また、回収された廃トナー２３の体積も大きくなる。このため、図６に示すように、磁気センサー１００で検出される電圧波形１０２の電圧Ｖは、廃トナー２３が山状に堆積した時点で閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。この場合、図７に示すように、磁気センサー１００から出力される検出信号２０２の電圧Ｖも閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。
【００４８】
このように、廃トナー容器２２が満杯となる前は、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ未満となる。一方、廃トナー容器２２が満杯となった時には、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。従って、この時点で廃トナー容器２２が満杯であると判定することもできる。
【００４９】
しかし、磁気センサー１００の近傍に金属片や磁石等の磁性体が置かれた場合には、この磁性体の影響により、堆積した廃トナー２３の磁気に変化が生じる。このような磁気の変化が生じた場合に、廃トナー容器２２が満杯になっていないにも関わらず、図６に示すように、磁気センサー１００で検出される電圧波形１０３の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となることがある。この場合、図７に示すように、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号２０３の電圧Ｖも閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。
【００５０】
従って、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上の場合に、廃トナー容器２２が満杯であると判定すると、廃トナー容器２２が満杯でないのも関わらず、満杯であると誤判定するおそれがある。
【００５１】
そこで、本実施形態の判定部９１では、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動した場合に、廃トナー容器２２が満杯になったと判定する。
【００５２】
ここで、予め設定された許容範囲としては、例えば、図７に示す検出信号の最大電圧値から、その４０％〜６０％程度の電圧値までを設定することができる。例えば、図７において、検出信号の最大電圧値を５Ｖ（閾値電圧を４Ｖとする）とし、その５０％の電圧値までを許容範囲とした場合、５Ｖ〜２．５Ｖが許容範囲となる。従って、磁気センサー１００から出力された検出信号２０２の電圧Ｖが、最大電圧値の５Ｖから１．５Ｖに変動した場合には、検出信号２０２の電圧Ｖが、閾値電圧の４Ｖ以上となり、且つ許容範囲の５Ｖ〜２．５Ｖよりも変動したことになる。なお、上述した許容範囲は、磁気センサー１００の検出感度や、廃トナー２３の発生する磁力により適宜に設定することができる。
【００５３】
なお、磁気センサー１００から出力された検出信号が、予め設定された許容範囲よりも変動したか否かの判定は、例えば、次のような手法により実施することができる。
一つは、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった時点から、所定時間が経過する間に、予め設定された許容範囲よりも変動したか否かを判定するというものである。
【００５４】
この場合の所定時間は、一般的な使用状況において、廃トナー２３の堆積と崩れが発生する周期に基づいて設定することができる。この周期は、例えば、シミュレーションや統計的な処理により算出することができる。
【００５５】
もう一つは、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった時点から所定時間前まで遡り、その間に、予め設定された許容範囲よりも変動したか否かを判定するというものである。磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧に関するデータは、記憶部８０に時系列に記憶される。記憶部８０では、所定時間が経過した検出信号の電圧に関するデータを順次消去することにより、必要なデータのみを残すことができる。この場合、判定部９１は、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった時点から所定時間前まで遡って検出信号のデータを検査し、その間に、予め設定された許容範囲よりも変動していれば、廃トナー容器２２が満杯になったと判定する。
【００５６】
更に、上述した手法以外にも、例えば、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった時点において、廃トナー容器２２に意図的に振動を与えて、予め設定された許容範囲よりも変動するか否かを判定してもよい。
【００５７】
また、判定部９１は、図７に示すように、磁気センサー１００から出力された検出信号２０１の電圧Ｖが、閾値電圧Ｖｔｈを超えていない場合には、廃トナー容器２２が満杯になっていないと判定する。
【００５８】
一方、図７において、磁気センサー１００から出力された検出信号２０３のように、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上であっても、予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、磁気センサー１００の近傍に置かれた金属片や磁石等の磁性体の影響により、廃トナー２３の磁気に変化が生じたと考えられる。このような磁性体の影響による磁気の変化は定常的なものとなるため、時間経過に伴って大きく変動することは極めて少ない。従って、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上であっても、その電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、廃トナー容器２２が満杯になっていないと判定する。
【００５９】
上述したように、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定した許容範囲よりも変動した場合には、廃トナー２３の堆積と崩れとが繰り返し発生することにより廃トナー容器２２が満杯になったと考えられる。従って、このような場合に、判定部９１は、廃トナー容器２２が満杯になったと判定する。報知制御部９２は、判定部９１において、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定した許容範囲よりも変動したことが判定された場合に、廃トナー容器２２が満杯になったことを知らせるメッセージを表示部６０（図３参照）に表示させる。
【００６０】
一方、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ未満の場合は、廃トナー２３が磁気センサー１００に接近する位置まで堆積していないと考えられる。このため、判定部９１は、廃トナー容器２２が満杯になっていないと判定する。この場合に、メッセージは表示されない。
【００６１】
更に、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となっても、その電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、磁気センサー１００の近傍に置かれた磁性体の影響により、堆積した廃トナー２３の磁気に大きな変化が生じたために検出信号の電圧Ｖが大きくなったと判定する。報知制御部９２は、判定部９１において、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しないことが判定された場合に、磁気センサー１００の近傍を検査することを促すメッセージを表示部６０に表示（報知）させる。
【００６２】
次に、本実施形態のプリンター１において、廃トナー容器２２が満杯になるのを検知する動作について説明する。図８は、判定部９１及び報知制御部９２が、廃トナー容器２２の満杯を検知する動作を示すフローチャートである。
図８のステップＳＴ１０１において、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号を取得する。
【００６３】
ステップＳＴ１０２において、判定部９１は、取得した検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上か否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、判定部９１により、検出信号の電圧Ｖ≧閾値電圧Ｖｔｈである（ＹＥＳ）と判定された場合には、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、判定部９１により、検出信号の電圧Ｖ＜閾値電圧Ｖｔｈである（ＮＯ）と判定された場合には、廃トナー容器２２が満杯になっていないため、本フローチャートの処理は終了する。
【００６４】
ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２でＹＥＳ）において、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが、予め設定された許容範囲よりも変動したか否かを判定する。このステップＳＴ１０３において、判定部９１により、検出信号の電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動した（ＹＥＳ）と判定された場合には、処理はステップＳＴ１０４へ移行する。また、ステップＳＴ１０３において、判定部９１により、検出信号の電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しない（ＮＯ）と判定された場合には、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。
【００６５】
ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３でＹＥＳ）において、判定部９１は、廃トナー容器２２が満杯になったと判定する。そして、報知制御部９２は、廃トナー容器２２が満杯であることを知らせるメッセージを表示部６０に表示させる。これにより、本フローチャートの処理は終了する。
【００６６】
ステップＳＴ１０５（ステップＳＴ１０３でＮＯ）において、判定部９１は、磁気センサー１００の近傍に置かれた磁性体の影響により、堆積した廃トナー２３の磁気に大きな変化が生じたと判定する。そして、報知制御部９２は、磁気センサー１００の近傍を検査することを促すメッセージを表示部６０に表示させる。これにより、本フローチャートの処理は終了する。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態のプリンター１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態のプリンター１において、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、廃トナー容器２２が満杯であると判定する。
【００６８】
磁気センサー１００から出力される検出信号が磁性体の影響を受けている場合、廃トナー２３の堆積と崩れとが繰り返し発生しても、検出信号の電圧Ｖはほとんど変動しない。しかし、磁気センサー１００から出力される検出信号が磁性体の影響を受けていない場合、廃トナー２３の堆積と崩れとが繰り返し発生することにより、検出信号の電圧Ｖは大きく変動する。
【００６９】
従って、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動したことを満杯の要件とすることにより、廃トナー容器２２の満杯をより確実に判定することができる。
【００７０】
また、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、廃トナー容器２２が満杯になっていないと判定する。従って、磁気センサー１００の近傍に置かれた磁性体の影響により、廃トナー容器２２が満杯になっていないにも関わらず、満杯であると誤判定することが少なくなる。
【００７１】
また、報知制御部９２は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しないことが判定部９１により判定された場合に、磁気センサー１００の近傍を検査することを促すメッセージを表示部６０に表示させる。
【００７２】
このため、ユーザーは、磁気センサー１００の近傍に金属片や磁石等の磁性体が置かれていることを容易に知ることができる。この後、ユーザーは、磁気センサー１００の近傍に置かれた磁性体を取り除くことにより、磁気センサー１００の本来の機能を回復させることができる。
【００７３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、種々の形態で実施することができる。
本実施形態で説明した報知部としての表示部６０は、表示パネルに各種のメッセージを表示する形態である。しかし、本発明の報知部は、この形態に限定されることはなく、例えば、ユーザーに対し情報をメッセージ音又は警告音により報知させる形態でもよいし、情報をランプの点滅／点灯により報知させる形態であってもよい。すなわち、報知部は、ユーザーに必要な情報を報知可能な機能を備えていればよく、その形態は本実施形態に限定されない。
【００７４】
本実施形態で説明したプリンター１は、モノクロプリンターである。しかし、本発明は、この形態に限定されることはなく、カラープリンターであってもよい。
本実施形態において使用されるトナーは、磁性トナーからなる磁性一成分現像剤でもよいし、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤でもよい。
【００７５】
また、本実施形態で説明したプリンター１は、感光体ドラム３１に形成されたトナー画像を直接に用紙Ｔに転写する形態（直接転写方式）である。しかし、本発明は、この形態に限定されることはなく、中間転写ベルトを介して用紙にトナー画像を転写する形態（間接転写方式）であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態で説明したプリンター１は、用紙Ｔの両面を印刷可能な形態である。しかし、本発明は、この形態に限定されることはなく、用紙の片面のみを印刷する形態であってもよい。
【００７７】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述したプリンター１に限定されることはない。すなわち、本発明に係る画像形成装置は、コピー機能、ファクシミリ機能、プリンター機能及びスキャナ機能を備える複合機であってもよく、ファクシミリであってもよい。
【００７８】
また、本発明に係る画像形成装置によってトナー画像が定着される被転写材は、用紙Ｔに限定されない。例えば、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）シート等のフィルムシートであってもよい。また、被転写材は、シート状のものに限定されることはなく、ロール状のものであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…プリンター（画像形成装置）、２０…廃トナー回収機構、２２…廃トナー容器、２３…廃トナー、３０…画像形成部、６０…表示部（報知部）、９０…制御部、９１…判定部、９２…報知制御部、１００…磁気センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トナーを用いる電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム上にトナー像を形成し、このトナー像を用紙等の被転写材に転写させ、更に定着させることにより、画像を被転写材に形成する。このとき、被転写材に転写されなかったトナー（以下、「廃トナー」という）は、廃トナー容器に回収される。そして、廃トナー容器が廃トナーで満杯になると、廃トナーは、ユーザーにより装置本体から廃トナー容器ごと取り出され、廃棄又は再利用のための処理に回される。
【０００３】
このような廃トナー容器に関する従来技術として、廃トナー容器の開口部付近に光センサーを配置し、この光センサーの出力に基づいて廃トナー容器が満杯となったことを検知する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。また、トナー容器内に平面アンテナを設け、この平面アンテナの電極間における静電容量の変化を観測することにより、トナー容器内に収容されたトナーの残量を検知する画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５２２５２号公報
【特許文献２】特開２００２−３２８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１のように、廃トナーの位置の変化を光学的に検知する方式では、ＬＥＤ等の光源が必要となる。一方、特許文献２のように、廃トナーの増加による静電容量の変化を検知する方式では、光源が不要なため、光源の寿命を考慮する必要がないという利点がある。また、静電容量の変化を検知する方式では、廃トナー容器を光透過性の部材にしなくてもよいという利点もある。
【０００６】
しかし、磁気の変化を検知する方式において、磁気センサーの近傍に金属片や磁石等の磁性体が置かれた場合には、廃トナー容器が満杯になっていないにも関わらず、堆積した廃トナーの磁気に大きな変化が生じ、廃トナー容器が満杯であると誤判定されるおそれがある。
【０００７】
本発明は、廃トナー容器が満杯になったことをより確実に判定す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】
【０００８】
本発明は、トナーによる画像を被転写材に形成する画像形成部と、前記画像形成部から排出されたトナーを廃トナーとして回収する廃トナー容器と、前記廃トナー容器に回収された廃トナーの堆積量に応じた検出信号を出力する磁気センサーと、前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、前記廃トナー容器が満杯であると判定する制御部と、を備える画像形成装置に関する。
【０００９】
また、画像形成装置の前記制御部は、前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、前記廃トナー容器が満杯でないと判定することが好ましい。
【００１０】
また、画像形成装置は、使用者に対し情報を報知する報知部と、前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動しないことが前記判定部により判定された場合に、前記磁気センサー近傍の検査を促す情報を前記報知部に報知させる報知制御部と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、廃トナー容器が満杯になったことをより確実に判定することができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のプリンター１の全体構成を説明するための図である。
【図２】プリンター１における廃トナー回収機構２０の構成を示す概略断面図である。
【図３】プリンター１の機能構成を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は廃トナー容器２２が満杯となる前の状態を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は廃トナー容器２２が満杯となった時の状態を示す説明図である。
【図６】磁気センサー１００で検出される電圧波形を示す図である。
【図７】磁気センサー１００から出力される検出信号を示す図である。
【図８】判定部９１及び報知制御部９２が廃トナー容器２２の満杯を検知する動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の画像形成装置の一実施形態に係るプリンター１について説明する。まず、プリンター１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態におけるプリンター１の全体構成を説明するための図である。
図１に示すように、プリンター１は、用紙搬送部１０と、画像形成部３０と、定着部４０と、を備える。また、プリンター１は、後述する廃トナー回収機構２０を備える（図１には不図示）。
【００１４】
用紙搬送部１０は、第１送りローラー１１と、第２送りローラー１２と、レジストローラー対１３と、第１ローラー対１４と、第２ローラー対１５と、用紙排出部１６と、を備える。また、用紙Ｔが搬送される搬送路Ｌは、第１送りローラー１１又は第２送りローラー１２から画像形成部３０（後述の転写ニップＮ）までの第１搬送路Ｌ１と、画像形成部３０（後述の転写ニップＮ）から定着部４０までの第２搬送路Ｌ２と、定着部４０から用紙排出部１６までの第３搬送路Ｌ３と、定着部４０から排出された用紙Ｔをレジストローラー対１３に戻す第４搬送路Ｌ４と、を備える。
【００１５】
第１送りローラー１１は、給紙カセット１７に収容される用紙Ｔ（被転写材）を第１搬送路Ｌ１に供給する。第２送りローラー１２は、手差トレイ１８に載置される用紙Ｔを第１搬送路Ｌ１に供給する。レジストローラー対１３は、第１搬送路Ｌ１を搬送されてきた用紙Ｔを感光体ドラム３１と転写ローラー３８との間に形成される転写ニップＮに供給すると共に、感光体ドラム３１に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させるために、用紙Ｔの搬送又は用紙Ｔの搬送停止を行う。また、レジストローラー対１３は、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正を行う。
【００１６】
第１ローラー対１４は、第３搬送路Ｌ３に設けられ、定着部４０から排出された用紙Ｔを用紙排出部１６側に搬送する。第２ローラー対１５は、第１ローラー対１４により用紙排出部１６側に搬送された用紙Ｔを第４搬送路Ｌ４に搬入させる。用紙排出部１６は、トナー画像が定着された用紙Ｔをプリンター１の外部に排出する。用紙排出部１６におけるプリンター１の外側には、排紙集積部１９が形成される。排紙集積部１９には、用紙排出部１６から排出された用紙Ｔが積層して集積される。
【００１７】
画像形成部３０は、トナー画像を形成する部分である。画像形成部３０は、感光体ドラム３１と、帯電部３２と、レーザースキャナーユニット３３と、現像器３４と、除電器３５と、クリーニング部３６と、トナーカートリッジ３７と、転写ローラー３８と、を備える。
【００１８】
感光体ドラム３１は、トナー画像を形成するために、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム３１の周囲には、感光体ドラム３１の回転方向に沿って上流側から下流側へ順に、帯電部３２と、レーザースキャナーユニット３３と、現像器３４と、クリーニング部３６とが配置される。
【００１９】
帯電部３２は、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。レーザースキャナーユニット３３は、感光体ドラム３１の表面から離れて配置され、外部に配置される外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等）により送信された画像データに基づいて感光体ドラム３１の表面を走査露光する。これにより、感光体ドラム３１の表面には、露光された部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００２０】
現像器３４は、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する。除電器３５は、感光体の表面に光を照射することにより、転写が行われた後の感光体ドラム３１の表面を除電する（電荷を除去する）。
【００２１】
クリーニング部３６は、除電器３５によって感光体ドラム３１の表面が除電された後のその表面に残るトナーや付着物を廃トナーとして除去する。クリーニング部３６は、クリーニング筐体３６ｄと、清掃ローラー３６ａと、廃トナー搬送部材３６ｂと、を備える。清掃ローラー３６ａ及び廃トナー搬送部材３６ｂは、クリーニング筐体３６ｄの内部において、それぞれ感光体ドラム３１の軸線方向と平行な方向に延出して配置される。
【００２２】
清掃ローラー３６ａは、トナー画像の形成時、例えば、感光体ドラム３１と同じ方向に回転し、感光体ドラム３１の表面を擦って残トナーを取り除く。廃トナー搬送部材３６ｂは、清掃ローラー３６ａに隣接して配置されている。廃トナー搬送部材３６ｂは、スクリュー状、螺旋状の羽根等を備える。廃トナー搬送部材３６ｂは、トナー画像の形成時に回転し、清掃ローラー３６ａにより感光体ドラム３１から除去された廃トナーを、感光体ドラム３１と反対方向に向けて搬送する。この廃トナーは、最終的に、廃トナー容器２２（後述）に回収される。
【００２３】
トナーカートリッジ３７は、現像器３４に供給されるトナーを収容する。トナーカートリッジ３７と現像器３４とは、トナー供給路（図示せず）により接続されている。転写ローラー３８は、感光体ドラム３１との間に用紙Ｔを挟み込むことにより、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる。
【００２４】
定着部４０は、加熱回転体４１と、加圧回転体４２とを備える。加熱回転体４１と加圧回転体４２とは、トナー画像が転写された用紙Ｔを挟み込んで、トナーを溶融及び加圧し、そのトナーを用紙Ｔに定着させる。
【００２５】
次に、本実施形態のプリンター１における廃トナー回収機構２０について説明する。図２は、本実施形態のプリンター１における廃トナー回収機構２０の構成を示す概略断面図である。図２に示すように、廃トナー回収機構２０は、クリーニング部３６の下方に設けられている。
【００２６】
図２に示すように、クリーニング筐体３６ｄの底面には、穴部３６ｃが設けられている。穴部３６ｃは、クリーニング部３６から廃トナーを排出するための開口である。穴部３６ｃには、搬送管２１が接続されている。搬送管２１は、廃トナーをクリーニング部３６から廃トナー容器２２（後述）に搬送するための管である。搬送管２１は、上端側において穴部３６ｃと接続され、下端側において廃トナー容器２２と接続されている。
【００２７】
廃トナー容器２２は、クリーニング部３６から排出されたトナーを、廃トナーとして回収する容器である。廃トナー容器２２の上部には、首部２２ａが形成されている。首部２２ａには、搬送管２１の下端側が接続されている。
【００２８】
クリーニング部３６において、廃トナー搬送部材３６ｂにより感光体ドラム３１と反対方向に搬送された廃トナーは、穴部３６ｃから搬送管２１に向けて排出された後、搬送管２１から廃トナー容器２２の首部２２ａに向けて投入される。感光体ドラム３１から除去された廃トナーは、ほぼ粉体である。そのため、図２に示すように、廃トナー容器２２の首部２２ａに向けて投入された廃トナー２３は、廃トナー容器２２の内部において、搬送管２１の下方を頂点とするように山状に堆積する。
【００２９】
また、廃トナー容器２２の首部２２ａの外側には、磁気センサー１００が設けられている。磁気センサー１００は、廃トナー容器２２に回収された廃トナー２３の堆積量に応じた電圧波形を検出すると共に、その電圧波形を検出信号に変換して判定部９１（後述）に送信する。
【００３０】
次に、プリンター１の機能構成について説明する。図３は、プリンター１の機能構成を示すブロック図である。
プリンター１は、上述した構成要素（用紙搬送部１０、画像形成部３０、定着部４０及び磁気センサー１００）を備える。これらの構成要素については、その説明を省略する。プリンター１は、上述した機能構成に加えて、更に、操作部５０と、報知部としての表示部６０と、インターフェイス部７０と、記憶部８０と、制御部９０とを備える。
【００３１】
操作部５０は、複数のキー（不図示）を備える。操作部５０は、例えば、プリンター１の設定を変更する場合やジョブをリセットする場合等に操作される。操作部５０は、いずれかのキーが操作されることにより、このキーが操作されたことを表す信号を制御部９０へ送信する。
【００３２】
表示部６０は、プリンター１の機能等を表すアイコンやメッセージ（文字列）を表示可能な表示パネルにより構成される。表示部６０は、例えば、トナーカートリッジ３７に収容されるトナーの残量が少ないこと、給紙カセット１７内に用紙Ｔが収容されていないこと、廃トナー容器２２が満杯になったこと、磁気センサー１００の近傍を検査する必要があること等のメッセージを表示することができる。表示部６０におけるメッセージの表示（報知）は、後述する報知制御部９２（制御部９０）により制御される。
【００３３】
インターフェイス部７０は、プリンター１の外部に設置された外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等）に接続される。
【００３４】
記憶部８０は、ハードディスクや半導体メモリー等から構成される。記憶部８０は、上述した外部機器から送信された画像データを記憶する。また、記憶部８０は、プリンター１において利用される制御プログラム、及びこの制御プログラムによって利用されるデータ等を記憶する。
【００３５】
制御部９０は、用紙搬送部１０、画像形成部３０、定着部４０及び表示部６０等の動作を制御する。
ここで、制御部９０の基本的な機能（動作）について、用紙Ｔの片面にトナー画像を形成する場合を例として説明する。まず、制御部９０は、インターフェイス部７０を介して上記の外部機器から入力された画像データを記憶部８０に一時的に記憶させる。制御部９０は、記憶部８０に一時的に記憶された画像データに基づいて、用紙Ｔにトナー画像を形成するために、用紙搬送部１０と、画像形成部３０と、定着部４０とをそれぞれ制御する。すなわち、制御部９０は、第１送りローラー１１又は第２送りローラー１２を駆動させて、用紙Ｔを画像形成部３０に搬送させる。
【００３６】
また、制御部９０は、画像データに基づいて生成されたトナー画像を形成するためのデータをレーザースキャナーユニット３３に供給し、レーザースキャナーユニット３３から照射されるレーザー光により感光体ドラム３１に静電潜像を形成させる。制御部９０は、現像器３４より感光体ドラム３１にトナー画像を形成させ、このトナー画像を転写ローラー３８によって用紙Ｔに転写させる。
【００３７】
制御部９０は、加熱回転体４１が所定の温度に加熱されるよう制御して、その加熱回転体４１により用紙Ｔに転写されたトナー画像のトナーを溶融させると共に、加熱回転体４１に圧接される加圧回転体４２によりトナーを用紙Ｔに定着させる。更に、制御部９０は、トナー画像が定着された用紙Ｔを用紙搬送部１０により用紙排出部１６から排出させる。
【００３８】
また、制御部９０は、判定部９１と、報知制御部９２と、を備える（図３参照）。
判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つ予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、廃トナー容器２２が満杯であると判定する。
【００３９】
また、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ未満の場合、及び磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つ予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、廃トナー容器２２が満杯でないと判定する。
【００４０】
報知制御部９２は、プリンター１の状態等に応じて、表示部６０に各種メッセージを表示させる。報知制御部９２は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つ予め設定された許容範囲よりも変動しないことが判定部９１により判定された場合に、磁気センサー１００の近傍を検査する必要があることを知らせるメッセージを表示部６０に表示（報知）させる。
【００４１】
次に、判定部９１（制御部９０）において、廃トナー容器２２が満杯になったことを判定する場合の機能について説明する。
図４（Ａ）、（Ｂ）は、廃トナー容器２２が満杯となる前の状態を示す説明図である。図５（Ａ）、（Ｂ）は、廃トナー容器２２が満杯となった時の状態を示す説明図である。図４及び図５において、（Ａ）は廃トナー２３が山状に堆積した状態を示し、（Ｂ）は廃トナー２３の山が崩れた状態を示す。
【００４２】
図６は、磁気センサー１００で検出される電圧波形を示す図である。図７は、磁気センサー１００から出力される検出信号を示す図である。なお、図７に示す検出信号は、図６に示す電圧波形を所定の周期でサンプリングしたときのパルス波形を模式的に示している。
【００４３】
図６において、符号１０１は廃トナー容器２２が満杯となる前に検出される電圧波形、符号１０２は廃トナー容器２２が満杯となった時に検出される電圧波形、符号１０３は磁気センサー１００の近傍に金属片や磁石等の磁性体がある場合（後述）に検出される電圧波形を示す。
【００４４】
図７において、符号２０１は廃トナー容器２２が満杯となる前に出力される検出信号、符号２０２は廃トナー容器２２が満杯となった時に出力される検出信号、符号２０３は磁気センサー１００の近傍に金属片や磁石等の磁性体がある場合に出力される検出信号を示す。図６及び図７は、トナー画像の形成が連続して行われ、廃トナー２３の堆積と崩れとが所定の時間間隔で発生した場合の電圧波形や検出信号を示す。
【００４５】
図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示すように、廃トナー容器２２の首部２２ａに向けて投入された廃トナー２３は、廃トナー容器２２の内部において、搬送管２１の下方を頂点とするように山状に堆積する。しかし、堆積した廃トナー２３の山は、プリンター１の振動や、新たに廃トナー２３が投入される等の要因により、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、頂点が崩れてしまう。廃トナー容器２２に回収された廃トナー２３は、山状の堆積と崩れとを繰り返しながら、やがて満杯となる。このような廃トナー２３の堆積と崩れが繰り返されると、廃トナー２３の堆積量も繰り返し変化（増減）する。廃トナー２３の堆積量が繰り返し変化すると、磁気センサー１００では、図６に示すように、周期的に変化する電圧波形が検出される。
【００４６】
廃トナー２３が満杯となる前は、図４に示すように、堆積した廃トナー２３と磁気センサー１００との距離が離れている。また、回収された廃トナー２３の体積も小さい。このため、図６に示すように、磁気センサー１００で検出される電圧波形１０１の電圧Ｖ（最大値）は、閾値電圧Ｖｔｈ未満となる。この場合、図７に示すように、磁気センサー１００から出力される検出信号２０１の電圧Ｖも閾値電圧Ｖｔｈ未満となる。閾値電圧Ｖｔｈは、廃トナー２３の満杯と判定するために設定された電圧値である。
【００４７】
一方、廃トナー２３が満杯となった時は、図５に示すように、堆積した廃トナー２３と磁気センサー１００との距離が近くなる。また、回収された廃トナー２３の体積も大きくなる。このため、図６に示すように、磁気センサー１００で検出される電圧波形１０２の電圧Ｖは、廃トナー２３が山状に堆積した時点で閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。この場合、図７に示すように、磁気センサー１００から出力される検出信号２０２の電圧Ｖも閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。
【００４８】
このように、廃トナー容器２２が満杯となる前は、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ未満となる。一方、廃トナー容器２２が満杯となった時には、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。従って、この時点で廃トナー容器２２が満杯であると判定することもできる。
【００４９】
しかし、磁気センサー１００の近傍に金属片や磁石等の磁性体が置かれた場合には、この磁性体の影響により、堆積した廃トナー２３の磁気に変化が生じる。このような磁気の変化が生じた場合に、廃トナー容器２２が満杯になっていないにも関わらず、図６に示すように、磁気センサー１００で検出される電圧波形１０３の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となることがある。この場合、図７に示すように、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号２０３の電圧Ｖも閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。
【００５０】
従って、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上の場合に、廃トナー容器２２が満杯であると判定すると、廃トナー容器２２が満杯でないのも関わらず、満杯であると誤判定するおそれがある。
【００５１】
そこで、本実施形態の判定部９１では、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動した場合に、廃トナー容器２２が満杯になったと判定する。
【００５２】
ここで、予め設定された許容範囲としては、例えば、図７に示す検出信号の最大電圧値から、その４０％〜６０％程度の電圧値までを設定することができる。例えば、図７において、検出信号の最大電圧値を５Ｖ（閾値電圧を４Ｖとする）とし、その５０％の電圧値までを許容範囲とした場合、５Ｖ〜２．５Ｖが許容範囲となる。従って、磁気センサー１００から出力された検出信号２０２の電圧Ｖが、最大電圧値の５Ｖから１．５Ｖに変動した場合には、検出信号２０２の電圧Ｖが、閾値電圧の４Ｖ以上となり、且つ許容範囲の５Ｖ〜２．５Ｖよりも変動したことになる。なお、上述した許容範囲は、磁気センサー１００の検出感度や、廃トナー２３の発生する磁力により適宜に設定することができる。
【００５３】
なお、磁気センサー１００から出力された検出信号が、予め設定された許容範囲よりも変動したか否かの判定は、例えば、次のような手法により実施することができる。
一つは、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった時点から、所定時間が経過する間に、予め設定された許容範囲よりも変動したか否かを判定するというものである。
【００５４】
この場合の所定時間は、一般的な使用状況において、廃トナー２３の堆積と崩れが発生する周期に基づいて設定することができる。この周期は、例えば、シミュレーションや統計的な処理により算出することができる。
【００５５】
もう一つは、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった時点から所定時間前まで遡り、その間に、予め設定された許容範囲よりも変動したか否かを判定するというものである。磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧に関するデータは、記憶部８０に時系列に記憶される。記憶部８０では、所定時間が経過した検出信号の電圧に関するデータを順次消去することにより、必要なデータのみを残すことができる。この場合、判定部９１は、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった時点から所定時間前まで遡って検出信号のデータを検査し、その間に、予め設定された許容範囲よりも変動していれば、廃トナー容器２２が満杯になったと判定する。
【００５６】
更に、上述した手法以外にも、例えば、磁気センサー１００から判定部９１に出力される検出信号が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった時点において、廃トナー容器２２に意図的に振動を与えて、予め設定された許容範囲よりも変動するか否かを判定してもよい。
【００５７】
また、判定部９１は、図７に示すように、磁気センサー１００から出力された検出信号２０１の電圧Ｖが、閾値電圧Ｖｔｈを超えていない場合には、廃トナー容器２２が満杯になっていないと判定する。
【００５８】
一方、図７において、磁気センサー１００から出力された検出信号２０３のように、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上であっても、予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、磁気センサー１００の近傍に置かれた金属片や磁石等の磁性体の影響により、廃トナー２３の磁気に変化が生じたと考えられる。このような磁性体の影響による磁気の変化は定常的なものとなるため、時間経過に伴って大きく変動することは極めて少ない。従って、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上であっても、その電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、廃トナー容器２２が満杯になっていないと判定する。
【００５９】
上述したように、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定した許容範囲よりも変動した場合には、廃トナー２３の堆積と崩れとが繰り返し発生することにより廃トナー容器２２が満杯になったと考えられる。従って、このような場合に、判定部９１は、廃トナー容器２２が満杯になったと判定する。報知制御部９２は、判定部９１において、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定した許容範囲よりも変動したことが判定された場合に、廃トナー容器２２が満杯になったことを知らせるメッセージを表示部６０（図３参照）に表示させる。
【００６０】
一方、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ未満の場合は、廃トナー２３が磁気センサー１００に接近する位置まで堆積していないと考えられる。このため、判定部９１は、廃トナー容器２２が満杯になっていないと判定する。この場合に、メッセージは表示されない。
【００６１】
更に、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となっても、その電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、磁気センサー１００の近傍に置かれた磁性体の影響により、堆積した廃トナー２３の磁気に大きな変化が生じたために検出信号の電圧Ｖが大きくなったと判定する。報知制御部９２は、判定部９１において、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しないことが判定された場合に、磁気センサー１００の近傍を検査することを促すメッセージを表示部６０に表示（報知）させる。
【００６２】
次に、本実施形態のプリンター１において、廃トナー容器２２が満杯になるのを検知する動作について説明する。図８は、判定部９１及び報知制御部９２が、廃トナー容器２２の満杯を検知する動作を示すフローチャートである。
図８のステップＳＴ１０１において、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号を取得する。
【００６３】
ステップＳＴ１０２において、判定部９１は、取得した検出信号の電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ以上か否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、判定部９１により、検出信号の電圧Ｖ≧閾値電圧Ｖｔｈである（ＹＥＳ）と判定された場合には、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、判定部９１により、検出信号の電圧Ｖ＜閾値電圧Ｖｔｈである（ＮＯ）と判定された場合には、廃トナー容器２２が満杯になっていないため、本フローチャートの処理は終了する。
【００６４】
ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２でＹＥＳ）において、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが、予め設定された許容範囲よりも変動したか否かを判定する。このステップＳＴ１０３において、判定部９１により、検出信号の電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動した（ＹＥＳ）と判定された場合には、処理はステップＳＴ１０４へ移行する。また、ステップＳＴ１０３において、判定部９１により、検出信号の電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しない（ＮＯ）と判定された場合には、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。
【００６５】
ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３でＹＥＳ）において、判定部９１は、廃トナー容器２２が満杯になったと判定する。そして、報知制御部９２は、廃トナー容器２２が満杯であることを知らせるメッセージを表示部６０に表示させる。これにより、本フローチャートの処理は終了する。
【００６６】
ステップＳＴ１０５（ステップＳＴ１０３でＮＯ）において、判定部９１は、磁気センサー１００の近傍に置かれた磁性体の影響により、堆積した廃トナー２３の磁気に大きな変化が生じたと判定する。そして、報知制御部９２は、磁気センサー１００の近傍を検査することを促すメッセージを表示部６０に表示させる。これにより、本フローチャートの処理は終了する。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態のプリンター１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態のプリンター１において、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、廃トナー容器２２が満杯であると判定する。
【００６８】
磁気センサー１００から出力される検出信号が磁性体の影響を受けている場合、廃トナー２３の堆積と崩れとが繰り返し発生しても、検出信号の電圧Ｖはほとんど変動しない。しかし、磁気センサー１００から出力される検出信号が磁性体の影響を受けていない場合、廃トナー２３の堆積と崩れとが繰り返し発生することにより、検出信号の電圧Ｖは大きく変動する。
【００６９】
従って、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動したことを満杯の要件とすることにより、廃トナー容器２２の満杯をより確実に判定することができる。
【００７０】
また、判定部９１は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、廃トナー容器２２が満杯になっていないと判定する。従って、磁気センサー１００の近傍に置かれた磁性体の影響により、廃トナー容器２２が満杯になっていないにも関わらず、満杯であると誤判定することが少なくなる。
【００７１】
また、報知制御部９２は、磁気センサー１００から出力された検出信号の電圧Ｖが予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、且つその電圧Ｖが予め設定された許容範囲よりも変動しないことが判定部９１により判定された場合に、磁気センサー１００の近傍を検査することを促すメッセージを表示部６０に表示させる。
【００７２】
このため、ユーザーは、磁気センサー１００の近傍に金属片や磁石等の磁性体が置かれていることを容易に知ることができる。この後、ユーザーは、磁気センサー１００の近傍に置かれた磁性体を取り除くことにより、磁気センサー１００の本来の機能を回復させることができる。
【００７３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、種々の形態で実施することができる。
本実施形態で説明した報知部としての表示部６０は、表示パネルに各種のメッセージを表示する形態である。しかし、本発明の報知部は、この形態に限定されることはなく、例えば、ユーザーに対し情報をメッセージ音又は警告音により報知させる形態でもよいし、情報をランプの点滅／点灯により報知させる形態であってもよい。すなわち、報知部は、ユーザーに必要な情報を報知可能な機能を備えていればよく、その形態は本実施形態に限定されない。
【００７４】
本実施形態で説明したプリンター１は、モノクロプリンターである。しかし、本発明は、この形態に限定されることはなく、カラープリンターであってもよい。
本実施形態において使用されるトナーは、磁性トナーからなる磁性一成分現像剤でもよいし、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤でもよい。
【００７５】
また、本実施形態で説明したプリンター１は、感光体ドラム３１に形成されたトナー画像を直接に用紙Ｔに転写する形態（直接転写方式）である。しかし、本発明は、この形態に限定されることはなく、中間転写ベルトを介して用紙にトナー画像を転写する形態（間接転写方式）であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態で説明したプリンター１は、用紙Ｔの両面を印刷可能な形態である。しかし、本発明は、この形態に限定されることはなく、用紙の片面のみを印刷する形態であってもよい。
【００７７】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述したプリンター１に限定されることはない。すなわち、本発明に係る画像形成装置は、コピー機能、ファクシミリ機能、プリンター機能及びスキャナ機能を備える複合機であってもよく、ファクシミリであってもよい。
【００７８】
また、本発明に係る画像形成装置によってトナー画像が定着される被転写材は、用紙Ｔに限定されない。例えば、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）シート等のフィルムシートであってもよい。また、被転写材は、シート状のものに限定されることはなく、ロール状のものであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…プリンター（画像形成装置）、２０…廃トナー回収機構、２２…廃トナー容器、２３…廃トナー、３０…画像形成部、６０…表示部（報知部）、９０…制御部、９１…判定部、９２…報知制御部、１００…磁気センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーによる画像を被転写材に形成する画像形成部と、
前記画像形成部から排出されたトナーを廃トナーとして回収する廃トナー容器と、
前記廃トナー容器に回収された廃トナーの堆積量に応じた検出信号を出力する磁気センサーと、
前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、前記廃トナー容器が満杯であると判定する判定部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、前記廃トナー容器が満杯でないと判定する、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
使用者に対し情報を報知する報知部と、
前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動しないことが前記判定部により判定された場合に、前記磁気センサー近傍の検査を促す情報を前記報知部に報知させる報知制御部と、
を備える請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナーによる画像を被転写材に形成する画像形成部と、
前記画像形成部から排出されたトナーを廃トナーとして回収する廃トナー容器と、
前記廃トナー容器に回収された廃トナーの堆積量に応じた検出信号を出力する磁気センサーと、
前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動した場合には、前記廃トナー容器が満杯であると判定する判定部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動しない場合には、前記廃トナー容器が満杯でないと判定する、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
使用者に対し情報を報知する報知部と、
前記磁気センサーから出力された検出信号が予め設定された閾値以上となり且つ予め設定された許容範囲よりも変動しないことが前記判定部により判定された場合に、前記磁気センサー近傍の検査を促す情報を前記報知部に報知させる報知制御部と、
を備える請求項２に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２５２９５（Ｐ２０１３−２５２９５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３１８４（Ｐ２０１１−１６３１８４）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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