(57)【要約】【課題】誤検出を防止しつつ簡単な構成で廃棄トナー収容部の満杯を検出することのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置が、磁性体を含有する磁性トナーを用いて画像を形成する画像形成部から排出された前記磁性トナーを受け入れる開口３９３が上端部３９２に形成された廃棄トナー収容部３９の前記上端部３９２の両側であって前記開口３９３より低い予め定められた高さに配置された磁石７１及び磁気センサー７２を有しており、前記磁気センサー７２により検出される磁束密度に応じて前記廃棄トナー収容部３９が満杯であるか否かを判断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体を含有する磁性トナーを用いて画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部から排出された前記磁性トナーを受け入れる開口が上端部に形成された廃棄トナー収容部と、
前記開口より低い予め定められた高さにおいて前記上端部の両側に配置された磁石及び前記磁石により発生する磁力線の磁束密度を検出する磁気センサーと、
前記磁気センサーにより検出される磁束密度に応じて前記廃棄トナー収容部が満杯であるか否かを判断する満杯検出手段と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記磁石及び前記磁気センサーが、前記磁石及び前記磁気センサーの間まで前記磁性トナーが充満した場合に前記磁気センサーにより予め設定された閾値以上の磁束密度が検出され、前記磁石及び前記磁気センサーの間まで前記磁性トナーが充満していない場合には前記磁気センサーにより検出される磁束密度が前記閾値未満となる位置関係で配置され、
前記満杯検出手段が、前記磁気センサーにより前記閾値以上の磁束密度が検出された場合に前記廃棄トナー収容部が満杯であると判断する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記磁石が永久磁石である請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記上端部は、前記磁性トナーを収容する前記廃棄トナー収容部の本体部の上部に設けられ、前記本体部よりも水平断面の径が小さい請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記磁石が、前記上端部に近い極性がＮ極となるように配置されており、
前記磁気センサーが、前記磁石から前記磁気センサーに向かう方向の磁力線の磁束密度を検出するホール素子を含む請求項１〜４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、画像形成部から排出された廃棄トナーが収容される廃棄トナー収容部の満杯検出機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成部から排出された廃棄トナーが収容される廃棄トナー収容部の満杯検出機能を有する画像形成装置が知られている。例えば、廃棄トナー収容部内の廃棄トナー量は、廃棄トナー収容部の両側に配置された発光部及び受光部を有する光学式センサーの検出結果に応じて検出される。但し、光学式センサーを使用すると、外乱光又は廃棄トナー収容部の内壁のトナー汚れ等により誤検出が生じるおそれがある。
【０００３】
一方、光学式センサーを使用しない構成として、トナー量に応じて上下方向に変位する支持部材とその支持部材の位置を検出する磁気センサーとを使用する技術も知れられている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５５２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、廃棄トナー収容部内に上下方向に変位する支持部材を設けると廃棄トナー収容部の構成が複雑になり、その支持部材が正常に変位しなくなるおそれもある。
【０００６】
本発明の目的は、誤検出を防止しつつ簡単な構成で廃棄トナー収容部の満杯を検出することのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、画像形成部、廃棄トナー収容部、磁石、磁気センサー、及び満杯検出手段を備える。前記画像形成部は、磁性体を含有する磁性トナーを用いて画像を形成する。前記廃棄トナー収容部は、前記画像形成部から排出された前記磁性トナーを受け入れる開口が上端部に形成されている。前記磁石及び前記磁気センサーは、前記開口より低い予め定められた高さにおいて前記上端部の両側に配置されている。前記磁気センサーは、前記磁石により発生する磁力線の磁束密度を検出する。前記満杯検出手段は、前記磁気センサーにより検出される磁束密度に応じて前記廃棄トナー収容部が満杯であるか否かを判断する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、誤検出を防止しつつ簡単な構成で廃棄トナー収容部の満杯を検出することのできる画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る複合機の概略構成を示す模式断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る複合機における廃棄トナー収容部の満杯検出手法を説明するための図。
【図３】本発明の実施の形態に係る複合機における廃棄トナー収容部の満杯検出手法を説明するための図。
【図４】本発明の実施の形態に係る複合機における廃棄トナー収容部の満杯検出手法の他の例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１１】
＜複合機１０の概略構成＞
まず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る複合機１０の概略構成について説明する。
【００１２】
図１に示すように、前記複合機１０は、ＡＤＦ１、画像読取部２、画像形成部３、給紙カセット４、制御部５、操作表示部６、及びトナー検出部７などを備える。なお、前記複合機１０は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎず、プリンター、コピー機、及びファクシミリ装置なども本発明に係る画像形成装置に該当する。
【００１３】
前記ＡＤＦ１は、不図示のモーターで搬送ローラー１２各々を駆動させることにより、原稿載置部１１にセットされた原稿を前記画像読取部２による画像読取位置を通過させて排紙トレイ１３まで搬送する原稿自動送り装置である。
【００１４】
前記画像読取部２は、原稿台２１、光源ユニット２２、ミラー２３、２４、光学レンズ２５、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）２６などを備える画像読取手段である。前記原稿台２１は、前記画像読取部２の上面に設けられた原稿の載置部である。前記読取ユニット２２は、ＬＥＤ光源２２１及びミラー２２２を備え、不図示のモーターによって副走査方向（図１における左右方向）に移動可能である。前記ＬＥＤ光源２２１は、主走査方向（図１における奥行き方向）に沿って配列された多数の白色ＬＥＤを備える。前記ミラー２２２は、前記ＬＥＤ光源２２１から照射されて前記原稿台２１上の読取位置にある前記原稿の表面で反射した後の光を前記ミラー２３に向けて反射させる。そして、前記ミラー２２２で反射した光は、前記ミラー２３、２４によって前記光学レンズ２５に導かれる。前記光学レンズ２５は、入射した光を集光して前記ＣＣＤ２６に入射させる。前記ＣＣＤ２６は、前記光学レンズ２５から入射される光の受光量に応じた電気信号を前記原稿の画像データとして前記制御部５に入力する光電変換素子などを有する。
【００１５】
前記画像形成部３は、前記画像読取部２で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。具体的に、前記画像形成部３は、感光体ドラム３１、帯電装置３２、露光装置（ＬＳＵ）３３、現像装置３４、転写ローラー３５、クリーニング装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及び廃棄トナー収容部３９などを備える。そして、前記画像形成部３では、前記給紙カセット４から供給される紙などのシートに、磁性体を含有する磁性トナーを用いて画像を形成する画像形成処理が以下の手順で実行される。
【００１６】
まず、前記帯電装置３２によって前記感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、前記露光装置３３により前記感光体ドラム３１の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、前記感光体ドラム３１の表面に画像データに対応する静電潜像が形成される。そして、前記感光体ドラム３１上の静電潜像は前記現像装置３４によって磁性トナーにより現像（可視像化）される。なお、前記現像装置３４には、前記画像形成部３に着脱可能なトナーコンテナ３４Ａから磁性トナーが補給される。続いて、前記感光体ドラム３１に形成されたトナー像は前記転写ローラー３５によってシートに転写される。その後、シートに転写されたトナー像は、そのシートが前記定着ローラー３７及び前記加圧ローラー３８の間を通過する際に前記定着ローラー３７で加熱されて溶融定着する。
【００１７】
一方、前記画像形成部３による前記画像形成処理後に前記感光体ドラム３１の表面に残存する前記磁性トナーは前記クリーニング装置３６によって除去される。そして、前記クリーニング装置３６により除去された前記磁性トナーは廃棄トナーとして排出され、前記廃棄トナー収容部３９に収容される。具体的に、前記クリーニング装置３６から排出される前記磁性トナーは、不図示のトナー排出経路においてスパイラル部材等の搬送部材の駆動により前記廃棄トナー収容部３９まで搬送される。
【００１８】
前記制御部５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭなどの制御機器を有するコンピューターである。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶手段である。前記ＲＡＭは揮発性の記憶手段、前記ＥＥＰＲＯＭは不揮発性の記憶手段である。前記ＲＡＭ及び前記ＥＥＰＲＯＭは、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。
【００１９】
そして、前記制御部５は、前記ＲＯＭに予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより前記複合機１０を統括的に制御する。なお、前記制御部５は、集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）などの電子回路で構成されたものであってもよく、前記複合機１０を統括的に制御するメイン制御部と別に前記画像形成部３などに設けられたエンジン制御部であってもよい。
【００２０】
前記操作表示部６は、前記制御部５からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレイなどの表示部と、ユーザー操作に応じて前記制御部５に各種の情報を入力するハードキー又はタッチパネルなどの操作部とを有する。
【００２１】
前記トナー検出部７は、前記廃棄トナー収容部３９の満杯を検出するために用いられる磁石７１及び磁気センサー７２を備える。前記磁石７１及び前記磁気センサー７２は、前記廃棄トナー収容部３９を支持する支持部（不図示）に配置されている。例えば、前記支持部（不図示）は、前記複合機１０の本体フレームの一部であり、前記廃棄トナー収容部３９は、前記複合機１０の本体フレームに固定され又は揺動可能に装着されている。なお、前記支持部（不図示）は、前記画像形成部３又は前記クリーニング装置３６などの筐体であってもよい。さらに、前記廃棄トナー収容部３９は、前記クリーニング装置３６における前記磁性トナーの排出口部により吊下げられた状態で支持されていてもよい。
【００２２】
ここに、図２は、前記トナー検出部７及び前記廃棄トナー収容部３９の概略構成を示す模式図である。図２に示すように、前記廃棄トナー収容部３９は、前記磁性トナーＴが収容される本体部３９１及び前記本体部３９１の上部に設けられた上端部３９２を有する樹脂製の容器であって、前記複合機１０に対して着脱可能である。また、前記上端部３９２の上面には、前記クリーニング装置３６から前記スクリュー部材（不図示）により排出された前記磁性トナーＴを受け入れる開口３９３が形成されている。なお、前記上端部３９２の水平断面の径は、前記本体部３９１の水平断面の径よりも小さく、前記本体部３９１には多量の前記磁性トナーＴが収容可能である。
【００２３】
そして、前記磁石７１及び前記磁気センサー７２は、前記開口３９３よりも低い予め定められた高さにおいて前記上端部３９２の両側に配置されている。即ち、前記磁気センサー７２の検出対象位置は、前記開口３９３よりも低い位置に定められており、前記磁気センサー７２は、後述するように前記廃棄トナー収容部３９内の前記磁性トナーＴが前記開口３９３まで満杯になる前に満杯状態を検出するために用いられる。
【００２４】
前記磁石７１は、永久磁石であり、前記上端部３９２側から見てＮ極、Ｓ極の順になるように配置されている。即ち、前記磁石７１は、前記上端部３９２に近い極性がＮ極となるように配置されている。これにより、前記上端部３９２では、前記磁石７１により前記磁石７１から前記磁気センサー７２に向かう方向に磁力線が発生する。また、前記磁石７１が永久磁石であるため、前記磁石７１に配線する必要がなく、前記磁気センサー７２への配線だけでよいため配線数が省減される。
【００２５】
前記磁気センサー７２は、前記磁石７１により発生し、前記磁石７１から前記磁気センサー７２に向かう方向の磁力線の磁束密度（磁場）を検出するホール素子を含み、前記磁束密度の大きさに応じた検出信号（電圧レベル）を前記制御部５に入力する。このように、前記磁気センサー７２として一方向の磁力線の磁束密度を検出可能なホール素子を用いることにより安価な構成で前記廃棄トナー収容部３９の満杯検出機能を具現することができる。
【００２６】
なお、前記磁気センサー７２は、前記磁石７１により発生する磁力線の磁束密度を検出することができればホール素子を用いたものに限らない。また、前記磁気センサー７２は、前記磁石７１から前記磁気センサー７２に向かう方向に発生する磁力線、及び前記磁気センサー７２から前記磁石７１に向かう方向に発生する磁力線の両方の磁束密度を検出可能な構成であってもよい。
【００２７】
そして、前記制御部５は、前記磁気センサー７２により検出された前記磁束密度に応じて前記廃棄トナー収容部３９が満杯であるか否かを判断する。ここに、係る処理を実行するときの前記制御部５が満杯検出手段の一例である。
【００２８】
具体的に、前記磁石７１及び前記磁気センサー７２は、前記磁石７１及び前記磁気センサー７２の間まで前記磁性トナーＴが充満した場合に、予め設定された閾値以上の磁束密度が前記磁気センサー７２によって検出され、前記磁石７１及び前記磁気センサー７２の間まで前記磁性トナーＴが充満していない場合には前記磁気センサー７２により検出される磁束密度が前記閾値未満となる位置関係で配置されている。そして、前記制御部５は、前記磁気センサー７２によって検出される磁束密度が前記閾値以上である場合に、前記廃棄トナー収容部３９が満杯であると判断する。
【００２９】
以下、図２及び図３を参照しつつ、前記トナー検出部７を用いた前記廃棄トナー収容部３９の満杯検出手法について説明する。
【００３０】
まず、図２に示すように、前記廃棄トナー収容部３９内の磁性トナーＴが、前記上端部３９２まで達していない場合を考える。この場合、前記磁石７１から空気を介して前記磁気センサー７２に達する磁力線の磁束密度は小さい。前記複合機１０では、このときに前記磁気センサー７２で検出される前記磁束密度が前記閾値未満となる位置関係で前記磁石７１及び前記磁気センサー７２が配置されている。そのため、この状態では、前記磁気センサー７２で検出される前記磁束密度が前記閾値未満であり、前記制御部５は前記廃棄トナー収容部３９が満杯でないと判断する。
【００３１】
次に、図３に示すように、前記廃棄トナー収容部３９内の磁性トナーＴが、前記上端部３９２まで達して前記磁石７１及び前記磁気センサー７２の間に充満した場合を考える。この場合、前記磁石７１及び前記磁気センサー７２の間に介在する前記磁性トナーＴがヨーク（継鉄）として作用する。そのため、前記磁石７１から前記磁気センサー７２に達する磁力線が増加し、前記磁気センサー７２で検出される磁束密度が大きくなる。前記複合機１０では、このときに前記磁気センサー７２で検出される前記磁束密度が前記閾値以上となる位置関係で前記磁石７１及び前記磁気センサー７２が配置されている。そのため、この状態では、前記磁気センサー７２で検出される前記磁束密度が前記閾値以上となり、前記制御部５は前記廃棄トナー収容部３９が満杯であると判断する。
【００３２】
なお、前記制御部５は、前記廃棄トナー収容部３９が満杯であると判断した場合、例えば前記操作表示部６にその旨を示すエラー信号又は交換通知などを表示させることが考えられる。これにより、ユーザーに前記廃棄トナー収容部３９内の前記磁性トナーの廃棄、又は前記廃棄トナー収容部３９の交換を促すことができる。また、前記制御部５は、前記廃棄トナー収容部３９が満杯であると判断した場合、前記画像形成部３による画像形成処理の実行を禁止することも考えられる。これにより、前記廃棄トナー収容部３９から前記磁性トナーが溢れること、又は前記画像形成部３に続く前記トナー排出経路（不図示）に前記磁性トナーが詰まること等が防止される。
【００３３】
以上説明したように、前記複合機１０では、前記制御部５が、前記磁石７１及び前記磁気センサー７２を用いて前記廃棄トナー収容部３９が満杯であるか否かを判断する。そのため、透過型の光センサーを用いる場合のように、外乱光又は前記廃棄トナー収容部３９の汚れ等に起因する誤検出が防止される。また、前述の従来技術のようにトナー量に応じて上下方向に変位する支持部材などを前記廃棄トナー収容部３９に設ける必要がないため、前記複合機１０の構成を簡素化することができ、前記可動部材の不具合に起因する前記廃棄トナー収容部３９の満杯検出漏れも防止される。さらに、前記廃棄トナー収容部３９の満杯検知に光センサーを用いる場合には発光部及び受光部各々に配線する必要があるが、前記複合機１０では、前記磁気センサー７２だけに配線すればよいため配線数を省減することも可能である。なお、前記配線数の省減を考慮せずに前記磁石７１として電磁石を用いることも他の実施形態として考えられる。
【００３４】
［他の実施形態］
ここに、図４は、前記トナー検出部７の他の例を示す図である。図４に示す例では、前記磁石７１が、前記上端部３９２側から見てＳ極、Ｎ極の順になるように配置されている。即ち、前記磁石７１は、前記上端部３９２に近い極性がＳ極となるように配置されている。これにより、前記上端部３９２では、前記磁石７１により発生する磁力線の方向が図３に示した前記トナー検出部７の構成とは逆方向になる。そして、前記複合機１０には、前記磁気センサー７２に代えて、前記磁石７１に向かう方向（図４における右方向）の磁力線の磁束密度を検出する磁気センサー７３が設けられる。前記磁気センサー７３は、前記磁気センサー７２と同様に磁力線の磁束密度を検出するホール素子を含み、前記磁束密度の大きさに応じた検出信号を前記制御部５に入力する。このように構成された前記複合機１０においても、前記磁石７１及び前記磁気センサー７３の間まで前記磁性トナーＴが充満したときに磁力線が増加し、前記磁気センサー７３で前記閾値以上の磁束密度が検出される。従って、前記制御部５は、前記磁石７１及び前記磁気センサー７３を用いて前記廃棄トナー収容部３９が満杯であるか否かを判断することが可能である。
【００３５】
なお、前記磁気センサー７３は、前記磁気センサー７２が単に表裏面逆の状態で配置されたものであってもよい。また、前記磁気センサー７３は、前記磁気センサー７３から前記磁石７１に向かう方向に発生する磁力線、及び前記磁石７１から前記磁気センサー７３に向かう方向に発生する磁力線の両方の磁束密度を検出可能な構成であってもよい。前記トナー検出部７で用いられる前記磁気センサー７２又は前記磁気センサー７３は、前記磁石７１により発生する磁力線の向きを検出する必要はなく、前記磁石７１により発生する磁力線の磁束密度を検出可能なセンサーであればよい。例えば、前記磁気センサー７２又は前記磁気センサー７３は、磁気インピーダンス素子又はファラデー素子を用いて磁束密度を検出するセンサーであることが考えられる。なお、このように前記磁気センサー７２が磁束密度の向きに関係なく磁束密度を検出する構成であれば、前記磁石７１の向きに関係なく同じ前記磁気センサー７２を用いることができる。
【００３６】
また、前記磁石７１は、前記廃棄トナー収容部３９に設けられていてもよい。これにより、例えば、前記制御部５が、前記廃棄トナー収容部３９の前記複合機１０に対する着脱時に前記磁気センサー７２で検出される磁束密度の変化に応じて前記廃棄トナー収容部３９の着脱状態を検出することが可能となる。即ち、前記磁気センサー７２を、前記廃棄トナー収容部３９の着脱検知と前記廃棄トナー収容部３９の満杯検知とに併用することが可能である。
【００３７】
また、前記廃棄トナー収容部３９の前記複合機１０に対する装着時の向きに表裏がある場合、前記廃棄トナー収容部３９の表裏面が逆の状態で装着される可能性がある。これに対し、前記廃棄トナー収容部３９が正しく設置された場合に、前記磁石７１及び前記磁気センサー７２が前記上端部３９２を挟む位置となるように前記磁石７１が前記廃棄トナー収容部３９に内蔵された構成が考えられる。この場合、前記磁気センサー７２が双方向の磁力線の磁束密度を検出可能であれば、前記廃棄トナー収容部３９が表裏逆向きで装着された場合に、前記磁石７１が前記磁気センサー７２に近接する。そこで、前記制御部５が、前記画像形成部３による画像形成処理が実行されていないときに前記磁気センサー７２で検出される磁束密度が前記閾値以上に変化したことを条件に前記廃棄トナー収容部３９の装着状態の異常を検出することが考えられる。
【符号の説明】
【００３８】
１０：複合機
１  ：ＡＤＦ
２  ：画像読取部
３  ：画像形成部
３１：感光体ドラム
３２：帯電装置
３３：露光装置
３４：現像装置
３５：転写ローラー
３６：クリーニング装置
３７：定着ローラー
３８：加圧ローラー
３９：廃棄トナー収容部
３９１：収容部
３９２：上端部
３９３：開口
４  ：給紙カセット
５  ：制御部
６  ：操作表示部
７  ：トナー検出部
７１：磁石
７２：磁気センサー
７３：磁気センサー
【図１】
2014215512.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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