(57)【要約】【課題】トナーボトルやトナーホッパーなどのトナー収納容器内のトナー残量が所定量になったことを高精度で検知し、使用者に対して、トナーボトルの交換準備や補充トナーの準備を適確に指示する画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーボトル７２を挟んで対向するようにフォトセンサの発光部Ｓ１と受光部Ｓ２とを配置する。そして、フォトセンサＳ１，Ｓ２をトナー移動方向と略平行に移動可能に設ける。フォトセンサＳ１，Ｓ２をトナー供給口７２３ａに近づけると、トナー残量の検知時期が遅くなり、トナー供給口７２３ａから遠ざけると、トナー残量の検知時期が早くなる。フォトセンサＳ１，Ｓ２を移動させることによりトナー残量の検知時期を調整し、トナーボトル７２内のトナー残量が所定量になったことを高精度で検知する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー収納容器と、前記トナー収納容器内のトナー残量を検知する移動可能な検知手段とを備え、
前記検知手段を移動させることによって、トナー残量の検知時期の調整を可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段を支持すると共に移動可能な支持手段をさらに備える請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記支持手段が、レール状部材又は軸状部材に沿って移動可能なものである請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記レール状部材又は前記軸状部材に所定間隔で形成された凹部又は凸部に、前記支持手段に形成された凸部又は凹部を係合させることによって、前記支持手段を前記レール状部材又は前記軸状部材に固定する請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記支持手段が駆動手段によって移動する請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー収納容器の長手方向の一方端側にトナー供給口を形成し、他方端側に前記トナー収納容器を上方に付勢する付勢手段を設けて、前記トナー収納容器内のトナー残量が少なくなると、前記他方端側が上がって前記トナー収納容器が傾斜するようにし、前記検知手段として前記トナー収納容器の傾きを検知するものを用いる請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー収納容器内のトナー残量が所定量以下となったことを前記検知手段が検知すると、その旨を表示する表示手段をさらに備える請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記検知手段が、フォトセンサ又はリードスイッチである請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記検知手段が、前記トナー収納容器との接触を検知する接点スイッチである請求項６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、より詳細には、トナー収納容器内のトナー残量を検知する検知手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやプリンタ、複写機及びこれらの複合機などの画像形成装置では、感光体表面に形成された静電潜像をトナーによって現像装置で現像し、現像されたトナー像を用紙等に転写し、加熱・加圧して定着させている。このようにトナーは画像形成に伴って消費されるので、現像装置へトナーを逐次補給する必要がある。現像装置へのトナー補給は、例えば、トナーボトルやトナーホッパーなどから行われる。そして、トナーボトル内のトナーが無くなると、新しいトナーボトルに交換する。また、トナーホッパー内のトナーが無くなると、ホッパーにトナーを補充する。
【０００３】
通常、トナーボトルやトナーホッパーのトナー量が残り少なくなると、トナーボトルの交換準備や補充トナーの準備が表示部等に表示される（ニアエンプティ表示）。この表示を見て使用者は新しいトナーボトルや補充トナーの準備を行う。トナー残量の検知は、フォトセンサやリードスイッチなどの検知手段によって行われる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平6-3957号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、検知手段の取付け位置精度や装置本体の寸法精度等に起因して、検知手段の検知精度にばらつきが不可避的に生じる。検知精度にばらつきがあると、例えば、トナーボトルやトナーホッパーにまだ充分にトナーが存在するにもかかわらず、ニアエンプティ表示がなされることがある。また逆に、トナーボトルやトナーホッパーにトナーがほとんど無い状態であるにもかかわらず、ニアエンプティ表示がなされず、トナーが完全に無くなるまでに、新しいトナーボトル等の準備が間に合わないことがある。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナーボトルやトナーホッパーなどのトナー収納容器内のトナー残量が所定量になったことを高精度で検知することができ、使用者に対して、トナーボトルの交換準備や補充トナーの準備を適確に指示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】
前記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、トナー収納容器と、前記トナー収納容器内のトナー残量を検知する移動可能な検知手段とを備え、前記検知手段を移動させることによって、トナー残量の検知時期の調整を可能としたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記検知手段を支持すると共に移動可能な支持手段をさらに備えるようにしてもよい。
【０００９】
前記支持手段としては、レール状部材又は軸状部材に沿って移動可能なものが好ましい。また、前記レール状部材又は前記軸状部材に所定間隔で凹部又は凸部を形成するとともに、前記支持手段に凸部又は凹部を形成し、これらを係合させることによって、前記支持手段を前記レール状部材又は前記軸状部材に固定するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記支持手段が駆動手段によって移動するようにしてもよい。
【００１１】
前記トナー収納容器の長手方向の一方端側にトナー供給口を形成し、他方端側に前記トナー収納容器を上方に付勢する付勢手段を設けて、前記トナー収納容器内のトナー残量が少なくなると、前記他方端側が上がって前記トナー収納容器が傾斜するようにし、前記検知手段として前記トナー収納容器の傾きを検知するものを用いてもよい。ここで、傾きを検知する手段として、前記トナー収納容器との接触を検知する接点スイッチを用いてもよい。
【００１２】
そしてまた、前記トナー収納容器内のトナー残量が所定量以下となったことを前記検知手段が検知すると、その旨を表示する表示手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１３】
前記検知手段として、フォトセンサ又はリードスイッチを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置では、トナー収納容器内のトナー残量を検知する検知手段を移動可能としたので、各装置ごとにトナー残量の検知時期を調整でき、トナー収納容器内のトナー残量が所定量になったことを高精度で検知することができ、使用者に対して、トナーボトルの交換準備や補充トナーの準備を適確に指示できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概説図である。
【図２】トナーボトル及びサブホッパーの斜視図である。
【図３】トナーボトル及びフォトセンサの取付位置を説明する図である。
【図４】フォトセンサを移動手段例を示す斜視図である。
【図５】フォトセンサを他の移動手段例を示す平面図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示すサブホッパーの概略断面図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示すトナーボトル周辺の概説図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１７】
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図を示す。画像形成装置の装置本体１は、主に原稿画像を読み取るイメージリーダ部１０と、読み取った画像を印刷するプリンタ部２０とから構成される。イメージリーダ部１０は、不図示の原稿ガラス板の上に載置された原稿を、スキャナを移動して読み取る公知のものである。原稿画像は、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の三色に色分解されて、不図示のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサにより電気信号に変換され、Ｒ・Ｇ・Ｂの画像データが得られる。
【００１８】
イメージリーダ部１０で得られた各色成分ごとの画像データは、制御部３０において各種処理が行われた上、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換される。
【００１９】
画像データは、制御部３０内の画像メモリ３２に各再現色ごとに記憶され、位置ズレ補正のための補正を受けた後、記録シートの供給と同期して１走査ラインごとに読み出され、発光ダイオードの駆動信号となる。
【００２０】
記録シートは、給紙トレイ６１から一枚づつ給紙ローラ６２で取り出され、後述の中間転写ベルト５３とタイミングを合わせて送られる。
【００２１】
中間転写ベルト５３は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２の間に張設され、従動ローラ５２が不図示のスプリングで図１の左方向へ付勢されることにより、中間転写ベルト５３に張力が与えられている。そして、装置本体制御部３１で制御される転写モータ５４によって駆動ローラ５１が反時計方向に回転する。中間転写ベルト５３にはポリカーボネート、ポリイミド、ポリイミドアミドなどの樹脂材料が使用される。
【００２２】
中間転写ベルト５３の下方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の作像部４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋが所定間隔で配置されている。そして、各作像部の感光体ドラムと、中間転写ベルト５３を挟んで対向する位置に、転写ローラ４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋが配置されている。感光体ドラム表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５３が感光体ドラムと転写ローラとの間を通過する時に中間転写ベルト５３上に１次転写される。そして、給紙トレイ６１から引き出された記録シートが、破線Ａで示す搬送経路を通って、中間転写ベルト５３と２次転写ローラ５５とのニップ部を通過する際に、中間転写ベルト５３のトナー像が記録シート上に２次転写される。その後、記録シートは定着部６３へ搬送され、ここで加熱・加圧されてトナー像が記録シートに定着される。そして、トナー像が定着された記録シートは装置外部へ排出される。一方、中間転写ベルト５３上の残留トナーは転写ベルトクリーナー１０１で回収され廃トナーボックス１０２に蓄えられる。
【００２３】
作像部４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの各現像ユニットには、各色トナーを一定量補給するサブホッパー７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋ（以下、「サブホッパー７０」と総称することがある）が設けられており、ここからジョイント７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｋを介して各現像ユニットに供給される。サブホッパー７０の上方には、トナーボトル７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ（以下、「トナーボトル７２」と総称することがある）が着脱自在に設けられている。サブホッパー７０内のトナー残量が少なくなると、トナーボトル７２からサブホッパー７０にトナーが供給される。トナーボトル７２内のトナーがなくなると、新しいトナーボトル７２と交換される。
【００２４】
図２に、サブホッパー７０とトナーボトル７２の斜視図を示す。トナーボトル７２は、トナーを収納しているボトル部７２２と、供給口７２３ａ（図３に図示）が外周面に形成されたキャップ部７２３と、供給口７２３ａを開閉するシャッター部７２５とを有する。ボトル部７２２とキャップ部７２３とは相対的に回転可能に取り付けられている。キャップ部７２３の正面側にはトナーボトル７２を回転させるツマミ７２４が形成されている。
【００２５】
トナーボトル７２の裏面側には、ボトル部７２２を回転させる回転駆動手段７２１が設けられている。回転駆動手段７２１でボトル部７２２を回転させると、ボトル部７２２内に収納されたトナーは、ボトル部７２２の周面に形成された螺旋状溝７２７によって、キャップ部７２３の供給口７２３ａに導かれる。そして、トナーは供給口７２３ａからサブホッパー７０に落下供給される。
【００２６】
図３に、トナーボトル７２内のトナー残量を検知するセンサの取付例を示す。この図に示すセンサは分離型のフォトセンサであって、トナーボトル７２を挟んで対向するように発光部Ｓ１と受光部Ｓ２とが配置されている。なお、トナーボトル７２のボトル部７２２は透光性の部材で構成されている。トナーボトル７２内の、フォトセンサの取付位置にトナーが存在する場合は、トナーによってフォトセンサの発光部Ｓ１からの光が遮られ受光部Ｓ２で受光されないが、フォトセンサの取付位置にトナーがない場合は、フォトセンサの発光部Ｓ１からの光が受光部Ｓ２で受光される。受光部Ｓ２で受光されると、トナーボトル７２内のトナー残量が少ないと判断して、装置本体１の表示部６４（図１に図示）に、新しいトナーボトルの準備や交換を促す表示が行われる。
【００２７】
本発明の画像形成装置では、このフォトセンサをトナー移動方向（図３の左右方向）と略平行に移動可能に設けている。フォトセンサをトナー供給口７２３ａに近づけると、トナー残量の検知時期が遅くなり、トナー供給口７２３ａから遠ざけると、トナー残量の検知時期が早くなる。このように、フォトセンサを移動させることによりトナー残量の検知時期を調整でき、トナーボトル７２内のトナー残量が所定量になったことを高精度で検知することができるようになり、使用者に対して、トナーボトルの交換準備を適確に指示できるようになる。
【００２８】
フォトセンサを移動可能に取り付ける方法としては、特に限定はなく、従来公知の方法を用いることができる。また、フォトセンサは手動で移動させてもよいし、駆動手段によって移動させてもよい。
【００２９】
図４に、フォトセンサＳ１を手動によって移動させる場合の実施形態例を示す。この図に示す実施形態例では、フォトセンサＳ１を支持板（支持手段）８ａに取り付け、支持板８ａを移動可能としたものである。支持板（支持手段）８ａは、長方形状の基板８１と、基板８１の向かい合う両辺から垂直に延出した２つの側板８２，８３とを有し、側板８２の外側面にフォトセンサＳ１が取り付けられている。もう一つの側板８３の外側面には、支持板８ａの移動方向と平行に突条８３１が形成され、装置本体１に形成された細長いガイド孔９２に移動可能に係合されている。また、側板８３の下面には凸部（不図示）が形成されている。装置本体１に形成されたレール状部材９１に所定間隔で形成された凹部９１１に側板８３の凸部を係合させることによって、支持板８ａは装置本体１に位置決め固定される。フォトセンサＳ１を取り付けた支持板８ａを移動させる場合は、支持板８ａを持ち上げて側板８３の凸部（不図示）とレール状部材９１の凹部９１１との係合を解除し、所望の位置に支持板８ａを移動させた後、側板８３の凸部（不図示）をレール状部材９１の凹部９１１に係合させればよい。
【００３０】
トナーボトル７２を挟んで向かい側に配置するフォトセンサＳ２も、同様の構造によって移動可能に設けられる。このように、本実施形態によれば、レール状部材９１に形成された凹部９１１に、支持板８ａの凸部（不図示）を係合させて支持板８ａを位置決め固定するので、分離型のフォトセンサの発光部Ｓ１と受光部Ｓ２とを対向位置に正確に取り付けることができるようになる。
【００３１】
また、フォトセンサの他の取付け形態として、装置本体１及び支持板８ａの一方に所定間隔で穴部を形成し、他方に突起を形成し、突起を穴部に差し入れることによって、支持板８ａを位置決め固定するようにしてもよい。
【００３２】
図５に、フォトセンサＳ１をモータ（駆動手段）によって移動させる場合の実施形態例を示す。この図に示す実施形態例では、フォトセンサＳ１を支持板（支持手段）８ｂに取り付け、支持板８ｂをモータによって移動させるものである。支持板は、長方形状の基板８４と、基板８４の向かい合う両辺から垂直に延出した２つ側板８５，８６とを有し、基板８４の外側面にフォトセンサＳ１が取り付けられている。２つの側板８５，８６に形成された孔に軸部材９３が挿通され、２つの側板８５，８６に内側に接するようにＥリング９４ａ，９４ｂが軸部材９３に取付けられている。軸部材９３の、２つの側板８５，８６の間にはラック９５が固定されている。そして、モータによって回転駆動するピニオン９６がラック９５に歯合している。
【００３３】
フォトセンサＳ１を取り付けた支持板８ｂを移動させる場合は、モータによってピニオン９６を正・逆回転させて軸部材９３を軸方向に移動させて、軸部材９３に固定されている支持板８ｂを移動させればよい。なお、支持板８ｂの移動量を精密に制御する場合には、モータとピニオン９６との間に駆動伝達用のギア列を適宜設けてもよい。
【００３４】
図６に、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態例を示す。この図に示す実施形態は、トナー収納容器がサブホッパー７０である場合の実施形態である。サブホッパー７０内には、トナーの上面レベルを検出するフロート部材７０４が、軸７０４ａを中心として揺動自在に設けられている。そして、フロート部材７０４の下方には撹拌軸と共に回転するカム７０２が設けられており、カム７０２の回転によってフロート部材７０４は上下揺動する。不図示の現像ユニット内のトナー濃度が低くなると、所定のトナー濃度となるようにサブホッパー７０の補給ローラ７０３が回転して現像ユニットにトナーが補給される。
【００３５】
フロート部材７０４は、サブホッパー７０内のトナーの上面レベルに応じて上下動する。フロート部材７０４の自由端側には磁石（検知手段）７０４ｂが設けられている。また、サブホッパー７０の内側面にはリードスイッチ（検知手段）Ｓ３が配置されている。サブホッパー７０内にトナーが十分にある場合には、磁石７０４ｂは上方に位置するので、リードスイッチＳ３はＯＦＦを維持する’（図６（ａ））。一方、サブホッパー７０内のトナー量が少なくなると、トナーの上面が低下し、磁石７０４ｂが下方に下がる（同図（ｂ））。すると、リードスイッチＳ３がＯＮとなり、トナーホッパー７０内のトナー残量が少ないと判断して、装置本体１の表示部６４（図１に図示）に補充トナーの準備を促す表示が行われる。
【００３６】
前記実施形態と同様に、本発明の画像形成装置では、このリードスイッチＳ３をトナー移動方向（上下方向）と略平行に移動可能に設けている。リードスイッチＳ３を下方に移動させると、トナー残量の検知時期が遅くなり、上方に移動させると、トナー残量の検知時期が早くなる。このようにリードスイッチＳ３を移動させることによって、トナー残量の検知時期を調整でき、サブホッパー７０内のトナー残量が所定量になったことを高精度で検知することができるようになる。
【００３７】
リードスイッチＳ３の移動機構としては、前記実施形態で示したものと同様の機構がここでも用いることができる。
【００３８】
図７に、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示す。この図に示す実施形態は、トナーボトル７２内のトナー残量を接点スイッチ（検知手段）Ｓ４で検知する形態である。この図のトナーボトル７２は、図３に示したトナーボトルと同様に、ボトル部７２２が回転すると、トナーボトル７２内のトナーは螺旋状溝７２７に案内されて、キャップ部７２３の供給口７２３ａに導かれてサブホッパー等へ供給される。一方、トナーボトル７２の後端側の下部には、付勢手段としての押しバネ８７が設けられており、トナーボトル７２を常に上方に付勢している。また、トナーボトル７２の後端側の上方には、接点スイッチＳ４が設けられている。
【００３９】
トナーボトル７２内にトナーが充分に存在する場合には、トナーボトル７２及びトナーの重量によって、押しバネ８７の付勢力に抗してトナーボトル７２は略水平状態を維持する（図７（ａ））。トナーボトル７２内のトナー残量が少なくなるにつれて、押しバネ８７の付勢力でトナーボトル７２は徐々に上方に持ち上げられる。そして、トナーボトル７２内のトナー残量が所定量以下になると、トナーボトル７２の後端部が接点スイッチＳ４に当接して接点スイッチＳ４がＯＮとなる（同図（ｂ））。接点スイッチＳ４がＯＮになると、トナーボトル７２内のトナー残量が少ないと判断して、装置本体１の表示部６４（図１に図示）に、新しいトナーボトルの準備や交換を促す表示が行われる。
【００４０】
接点スイッチＳ４は、トナー移動方向（図７の左右方向）と略平行に移動可能であり、接点スイッチＳ４をトナー供給口７２３ａに近づけると、トナー残量の検知時期が遅くなり、トナー供給口７２３ａから遠ざけると、トナー残量の検知時期が早くなる。接点スイッチＳ４を上下方向に移動させても同様にトナー残量の検知時期を調整できる。このように、接点スイッチＳ４を移動させることによりトナー残量の検知時期を調整でき、トナーボトル７２内のトナー残量が所定量になったことを高精度で検知することができるようになり、使用者に対して、トナーボトルの交換準備を適確に指示できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の画像形成装置では、各装置ごとにトナー残量の検知時期を調整できる。これにより、トナー収納容器内のトナー残量が所定量になったことを高精度で検知することができ有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１    装置本体
Ｓ１    フォトセンサの発光部
Ｓ２    フォトセンサの受光部
Ｓ３    リードスイッチ
Ｓ４    接点スイッチ
６４    表示部
７２    トナーボトル
８ａ，８ｂ    支持板
８１，８４    基板
８２，８５    側板
８３，８６    側板
８７    押しバネ（付勢手段）
９１    レール状部材
９３    軸部材
９５    ラック
９６    ピニオン
７２３ａ    供給口
９１１    凹部
【図１】
2011170218.tif 000003
【図２】
2011170218.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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