(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光面に静電潜像を担持する感光体と、
トナーを用いて前記静電潜像を現像する現像器と、
前記現像器にトナーを補給するトナーボトルと、
前記トナーボトルが排出するトナーを所定量収容してトナーを所定量計測し、前記所定量のトナーを前記現像器へ排出する計測部と、を備え、
前記計測部は、
トナーを前記所定量収容可能な第１収容部と、
前記第１収容部内のトナーが前記所定量に至ったか否かを検知するセンサと、
前記トナーボトル側から前記第１収容部内へのトナーの供給路を開閉する第１シャッターであって、前記第１収容部内のトナーが前記所定量に至ったことを前記センサが検知すると、前記トナーボトル側からの前記供給路を閉じる第１シャッターと、
前記第１収容部内から前記現像器側へのトナーの供給路を開閉する第２シャッターであって、前記第１収容部内のトナーが前記所定量に至ったことを前記センサが検知すると、前記現像器側への前記供給路を開ける第２シャッターと、を備える画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記計測部による前記現像器へのトナーの補給回数に基づいて、前記トナーボトル内のトナー残量を算出する残量算出部と、
前記残量算出部が算出するトナー残量に基づくトナー残量表示を行う表示部と、
を備える画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記残量算出部は、前記トナーボトルのトナー収容量をＡ、前記計測部が収容するトナーの前記所定量をＢ、前記計測部によるトナーの補給回数をＮ、前記トナーボトル内のトナーのニアエンプティ量をｒとすると、Ａ−ＮＢ＜ｒとなる場合にニアエンプティと判断し、前記表示部が前記トナーボトルがニアエンプティであることを示す表示を行う画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書に記載の実施形態は、トナーボトル内のトナー残量検知技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用いてシートに画像を形成する画像形成装置が知られる（例えば、特許文献１）。画像形成装置は、感光面上に静電潜像を担持する感光体と、トナーを用いて感光体上の静電潜像を現像する現像器と、現像器にトナーを供給する交換可能なトナーボトルとを備える。感光体は、トナー像を直接または間接的にシートに転写する。
【０００３】
画像形成装置では、トナーボトル内のトナーを該ボトル内のオーガスクリューを駆動させることによりボトル外へ排出する。ボトル外へ排出されたトナーは、トナー搬送路を自由落下し現像器に至る。画像形成装置において、トナーボトル内のトナー残量は、オーガスクリューの駆動時間の積算値に基づいて算出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０１０４５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、オーガスクリュー駆動時のトナー供給量は常に一定になるとは限らない。そのため、オーガスクリューの駆動時間の積算値に基づいて算出されるトナー残量の算出値は、大きな誤差が生じる場合がある。
【０００６】
この明細書は、トナーボトル内のトナー残量の算出値の正確性を向上できる技術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】
【０００７】
一般に、実施形態によれば、画像形成装置は、感光体と、現像器と、トナーボトルと、計測部とを備える。感光体は、感光面に静電潜像を担持する。現像器は、トナーを用いて静電潜像を現像する。トナーボトルは、現像器にトナーを補給する。計測部は、トナーボトルが排出するトナーを所定量収容してトナーを所定量計測し、所定量のトナーを現像器へ排出する。計測部は、トナーを所定量収容可能な第１収容部と、第１収容部内のトナーが所定量に至ったか否かを検知するセンサと、トナーボトル側から第１収容部内へのトナーの供給路を開閉する第１シャッターであって、第１収容部内のトナーが所定量に至ったことをセンサが検知すると、トナーボトル側からの供給路を閉じる第１シャッターと、第１収容部内から現像器側へのトナーの供給路を開閉する第２シャッターであって、第１収容部内のトナーが所定量に至ったことをセンサが検知すると、現像器側への供給路を開ける第２シャッターと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の機能ブロック図である。
【図２】トナー搬送路および計測部を示す概略図である。
【図３】計測部の概略を示す斜視図である。
【図４】計測部の準備動作制御を示すフローチャートである。
【図５】トナー補給処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態の計測部の概略を示す斜視図である。
【図７】計測部によるトナーの計測動作を示す概略図である。
【図８】計測部によるトナーの計測動作を示す概略図である。
【図９】トナー補給処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態の計測部の変形例を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、画像形成装置１の機能ブロック図である。
画像形成装置１は、第１、第２シート積載部１１，１２、給紙部１３、シート搬送路１４、画像形成部２、定着器１５、表示部１６、操作入力部１７、制御部１８（残量算出部）を備える。
【００１０】
第１シート積載部１１は、画像形成部へ送るシートを積載する。
第２シート積載部１２は、画像形成部が画像を形成したシートを積載する。
給紙部１３は、シート搬送路１４へシートを給紙する。
シート搬送路１４は、シートを画像形成部２に送るとともに、画像形成部２が画像を形成したシートを第２シート積載部１２へ排出する。
【００１１】
定着器１５は、画像形成部２が画像を形成したシートを加熱押圧し、シートに画像を定着させる。
表示部１６は、タッチパネル等であり、画像形成装置１の設定情報や動作ステータス、ログ情報、ユーザへの通知を表示する。
操作入力部１７は、タッチパネルやハードキーであり、ユーザの操作入力を受け付けることにより、画像形成処理の開始等、画像形成装置１の機能動作の指示を受け付ける。
【００１２】
制御部１８は、プロセッサ、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、メモリ、およびＨＤＤ(Hard Disk Drive)を備え、画像形成装置１全体を制御する。プロセッサは、メモリやＨＤＤが格納するプログラムを実行することにより各種の機能を実現する。ＡＳＩＣは、特定の機能を実現するための専用の回路であり、プロセッサが実現する適宜の機能を担ってよい。
【００１３】
画像形成部２は、トナーを用いてシートに画像を形成する。画像形成部２は、レーザユニット２１、感光体２２、現像器２３、転写ベルト２４、トナーボトル２５、トナー搬送路２６、交換検知センサ２７、計測部３を備える。
レーザユニット２１は、感光体２２上の感光面を露光し、該感光面に静電潜像を形成する。
【００１４】
感光体２２の外周面はＯＰＣ(Organic Photo Conductor)等の感光面となっている。感光面には、レーザユニット２１により静電潜像が形成される。静電潜像は、現像器２３により現像されてトナー像となる。感光体２２は、トナー像を感光面にて担持し転写ベルト２４上に転写する。
【００１５】
現像器２３は、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を収容する。現像器２３は、トナーを用いて感光体２２上の静電潜像を現像する。現像器２３は、現像剤中のトナー濃度を検知するオートトナーセンサを備える。オートトナーセンサとしては、例えば透磁率の変化を検知する磁気型を用いることができる。
転写ベルト２４は、トナー像をシートに転写する。
【００１６】
トナーボトル２５は、トナーを収容する。トナーボトル２５は、現像器２３内のトナー濃度が低下すると、トナー濃度が閾値を上回るまで計測部３を介して現像器２３にトナーを補給する。これにより、現像器２３内のトナー濃度が一定に保たれる。
【００１７】
トナーボトル２５は、不図示のボトル筺体、排出開口部、オーガスクリュー、トナーモータを備える。ボトル筺体は、長手状であり、内部にトナーを収容する。排出開口部は、ボトル筺体の長手方向一端側にあり、トナーを現像器２３側に排出する。トナーモータは、オーガスクリューを回転させる。オーガスクリューは、ボトル筺体内にあり、回転することによりトナーを排出開口部へ搬送する。
交換検知センサ２７は、トナーボトル２５が正規の位置にあるか否かを検知する、すなわちトナーボトル２５の交換を検知する。
【００１８】
図２は、トナー搬送路２６および計測部３を示す概略図である。
トナー搬送路２６は、通路であり、トナーボトル２５が排出するトナーを現像器２３に送る。
計測部３は、トナー搬送路２６の途中にある。
【００１９】
図３は、計測部３の概略を示す斜視図である。
計測部３は、トナーボトル２５から現像器２３へのトナーの補給時に、トナーボトル２５が排出するトナーを所定量収容してトナーを所定量計測し、前記所定量のトナーを現像器２３へ排出する。すなわち、計測部３は、トナーボトル２５から現像器２３へのトナーの補給時に、トナーボトル２５からのトナーを所定量収容する毎に現像器２３へトナーを排出する。これにより、本実施形態では、計測部３の排出回数を積算することにより、トナーボトル２５によるトナーの補給量を従来よりも正確に算出でき、トナーボトル２５内のトナー残量を従来よりも正確に算出できる。
【００２０】
計測部３は、収容部３１（第１収容部）、第１、第２トナー検知センサ３２，３３、第１、第２シャッター３４，３５を備える。
収容部３１は、トナーを所定量以上収容可能である。収容部３１は、トナーボトル２５側にある第１壁面３１１と、現像器２３側にある第２壁面３１２とを備える。第１壁面３１１には、トナーボトル２５側から収容部３１内へのトナーの供給路である第１開口部３１３がある。第２壁面３１２には、収容部３１内から現像器２３側へのトナーの供給路である第２開口部３１４がある。
【００２１】
第１トナー検知センサ３２は、収容部３１内にトナーが所定量あるか否かを検知する。第１トナー検知センサ３２は、前記検知が可能であればどのような構成のものでもよい。例えば、第１トナー検知センサ３２は、収容部３１内のトナー面が所定の高さにあるか否かを検知する。この第１トナー検知センサ３２は、透過型であり、所定の高さ位置に水平に光を射出する光射出部と、収容部３１の壁面において、光射出部に対向して設けられる透過窓と、透過窓を介して光射出部からの光を受光する受光部とを備える。そして、第１トナー検知センサ３２は、受光部の受光強度が閾値以下であることで、トナー面が所定の高さにあることを検知する。
【００２２】
第２トナー検知センサ３３は、収容部３１内にトナーがあるか否かを検知する。第２トナー検知センサ３３は、第１トナー検知センサ３２より下方にあり、第２壁面３１２に近い位置にある。第２トナー検知センサ３３も、第１トナー検知センサ３２と同様、透過型であってもよい。
【００２３】
第１シャッター３４は、不図示の駆動機構によりスライド移動し、トナーボトル２５側から収容部３１内へのトナーの供給路である第１開口部３１３を開閉する。第１シャッター３４は、第１トナー検知センサ３２が収容部３１内のトナーが所定量に至ることを検知すると第１開口部３１３を閉じる。
【００２４】
第２シャッター３５は、不図示の駆動機構によりスライド移動し、収容部３１内から現像器２３側へのトナーの供給路である第２開口部３１４を開閉する。第２シャッター３５は、トナーボトル２５から現像器２３へのトナーの補給時に、第１トナー検知センサ３２が収容部３１内のトナーが所定量に至ることを検知すると第２開口部３１４を開ける。
【００２５】
図４は、トナーボトル２５を新しいものに交換した際の制御部１８による計測部３の準備動作制御を示すフローチャートである。
制御部１８は、トナーボトル２５の交換を交換検知センサ２７が検知した際に、収容部３１内にトナーがあるか否かを第２トナー検知センサ３３により確認する（Ａｃｔ１１）。制御部１８は、収容部３１内にトナーがある場合（Ａｃｔ１１：ＹＥＳ）、第１シャッター３４側を閉じるとともに、第２シャッター３５側を開け、収容部３１内のトナーを現像器２３へ排出する（Ａｃｔ１２）。
【００２６】
制御部１８は、トナーボトル２５の交換を検知した際に収容部３１内のトナーが無い場合（Ａｃｔ１１：ＮＯ）、および収容部３１内のトナーを排出したことにより収容部３１内のトナーが無くなったことを確認した場合（Ａｃｔ１３：ＹＥＳ）、トナーボトル２５側の第１シャッター３４を開けるとともに、現像器２３側の第２シャッター３５を閉じる。そして、制御部１８は、トナーモータを駆動し、トナーボトル２５から計測部３へトナーを排出する（Ａｃｔ１４）。
【００２７】
制御部１８は、計測部３にトナーが所定量排出されたことを第１トナー検知センサ３２が検知すると（Ａｃｔ１５：ＹＥＳ）、トナーモータの駆動を停止し、トナーボトル２５から計測部３へのトナーの排出を停止する。また、制御部１８は、トナーボトル２５側の第１シャッター３４を閉じ、計測部３を所定量のトナーを収容した待機状態にする（Ａｃｔ１６）。
【００２８】
図５は、制御部１８によるトナーボトル２５から現像器２３へのトナー補給処理を示すフローチャートである。
計測部３は、上記のようにして所定量のトナーを収容した待機状態になっているものとする。
制御部１８は、前記のようなトナーボトル２５の交換時（計測部３を待機状態にした後）に、または画像形成装置１の印刷ジョブ中、あるいは印刷ジョブの合間の画像形成装置１のレディ状態時に、現像器２３内のトナー濃度が閾値を下回ることをオートトナーセンサが検知すると（Ａｃｔ２１：Ｙｅｓ）、現像器２３側の第２シャッター３５を開け、計測部３により現像器２３へトナーを所定量排出する（Ａｃｔ２２）。
【００２９】
制御部１８は、計測部３内からトナーが所定量排出されたことを第２トナー検知センサ３３が検知すると（Ａｃｔ２３：ＹＥＳ）、トナー補給回数を１カウントアップする（Ａｃｔ２４）。制御部１８は、再びトナーボトル２５側の第１シャッター３４を開け現像器２３側の第２シャッター３５を閉じる。そして、制御部１８は、トナーモータを駆動してトナーボトル２５から計測部３へトナーを排出する（Ａｃｔ２５）。
【００３０】
制御部１８は、計測部３にトナーが所定量排出されたことを第１トナー検知センサ３２が検知すると（Ａｃｔ２６：ＹＥＳ）、トナーモータの駆動を停止してトナーボトル２５から計測部３へのトナーの排出を停止する。制御部１８は、トナーボトル２５側の第１シャッター３４を閉じ、計測部３を所定量のトナーを収容した待機状態にする（Ａｃｔ２７）。
【００３１】
制御部１８は、現像器２３内のトナー濃度が閾値を上回り、トナー濃度が規定の状態に回復するまで（Ａｃｔ２８：ＮＯ）、Ａｃｔ２２〜Ａｃｔ２８を繰り返す。すなわち、制御部１８は、トナーボトル２５からのトナーを計測部３によって所定量ずつ計測し、該所定量のトナーを現像器２３へ補給することを、トナー濃度が規定の状態に回復するまで繰り返す。
【００３２】
制御部１８は、トナーボトル２５のトナー収容量をＡ、計測部３が収容するトナーの所定量をＢ、計測部３による現像器２３へのトナーの補給回数をＮとすると、トナーボトル２５内のトナー残量をＡ−ＮＢにより算出する。制御部１８は、算出したトナー残量に基づいて表示部１６にトナー残量を表示する（Ａｃｔ２９）。
【００３３】
なお、トナー残量の表示方法は、適宜でよい。制御部１８は、例えば、トナーボトル２５内のトナー残量が僅かとなる所定のトナー量であるニアエンプティ量をｒとすると、Ａ−ＮＢ＞ｒの場合、すなわちトナーボトル２５内のトナー残量がニアエンプティ量まで減らない場合、表示部１６に何も表示しなくてもよい。制御部１８は、Ａ−ＮＢ＜ｒの場合、すなわちトナーボトル２５内のトナー残量がニアエンプティ量まで減った場合、トナーボトル２５内のトナー残量が僅かであることを表示部１６に表示してもよい。
制御部１８は、トナー残量の閾値を複数設け、トナー残量を細かく表示してもよい。
また、制御部１８は、トナーボトル２５が新しいものに交換されると、トナーの補給回数Ｎをゼロに戻す。
【００３４】
制御部１８は、トナーボトル２５から排出されるトナーの計測時に（Ａｃｔ２２〜Ａｃｔ２８：ＮＯ）、計測部３にトナーが所定量排出されたことを第１トナー検知センサ３２によって所定時間以内に検知できない場合（Ａｃｔ３０：ＹＥＳ）、トナーボトル２５内のトナーが空であるトナーエンプティと判断する。この場合、制御部１８は、トナーボトル２５がトナーエンプティであることを表示部１６に表示する（Ａｃｔ３１）。なお、前記所定時間は、自由に設定可能である。
【００３５】
以上のように、本実施形態では、トナーボトル２５から現像器２３へトナーを補給する際に、計測部３によりトナーを所定量ずつ測りながら現像器２３へ補給する。従って、本実施形態は、現像器２３へのトナーの補給量を従来よりも正確に算出でき、これによりトナーボトル２５内のトナー残量を従来よりも正確に算出できる。
【００３６】
（第２実施形態）
図６は、計測部３Ａの概略を示す斜視図、図７、図８は、計測部３Ａによるトナーの計測動作を示す概略図である。
計測部３Ａは、不図示の駆動機構により中心軸を中心に回転駆動される円柱部３６と、円柱部の外周面に前記中心軸方向に延びトナーを所定量収容可能な凹状の収容部３１Ａ（第２収容部）と、円柱部３６の外周面を覆う壁面部３７（図７）とを備える。
【００３７】
壁面部３７は、図７に示すように、第１、第２開口部３７１，３７２を備える。第１開口部３７１は、トナーボトル２５内と連通しており、トナーボトル２５からのトナーを収容部３１Ａへ供給するためのものである。第２開口部３７２は、トナー搬送路２６を介して現像器２３内と連通しており、収容部３１Ａが収容するトナーを現像器２３側へ送るためのものである。
【００３８】
制御部１８は、通常時において、収容部３１Ａをトナーボトル２５内に連通する図７の位置に位置づけ、計測部３Ａを待機状態にしている。
制御部１８は、トナーボトル２５の交換を検知すると、円柱部３６を回転させ、収容部３１Ａを現像器２３内に連通する図８の位置を通過させることで、収容部３１Ａ内のトナーを現像器２３側へ排出し、収容部３１Ａ内を空にする。その後、制御部１８は、収容部３１Ａがトナーボトル２５内に連通する図７の位置で円柱部３６の回転を停止させ、計測部３Ａを待機状態にする。
【００３９】
図９は、制御部１８によるトナーボトル２５から現像器２３へのトナー補給処理を示すフローチャートである。
制御部１８は、現像器２３内のトナー濃度が閾値を下回ると（Ａｃｔ４１：Ｙｅｓ）、トナーモータを駆動し、トナーボトル２５からトナーを排出する（Ａｃｔ４２）。
【００４０】
同時に、制御部１８は、円柱部３６を回転させ、収容部３１Ａによりトナーを所定量ずつ測りながら現像器２３へ補給する（Ａｃｔ４３）。
制御部１８は、現像器２３内のトナー濃度が規定の状態に回復するまで（Ａｃｔ４４：ＮＯ）、Ａｃｔ４６：ＮＯ、Ａｃｔ４２、Ａｃｔ４３を繰り返す。
【００４１】
制御部１８は、円柱部３６の回転数により、計測部３による現像器２３へのトナー補給回数Ｎを算出する。制御部１８は、第１実施形態と同様、計測部３によるトナー補給回数Ｎに基づいてトナーボトル２５内のトナー残量を算出し、算出したトナー残量に基づいて表示部１６にトナー残量を表示する（Ａｃｔ４５）。トナーボトル２５内のトナー残量が僅か（Ａ−ＮＢ＜ｒ）になれば、制御部１８が、トナーボトル２５がトナーエンプティであることを表示してもよいことは、第１実施形態と同様である。
【００４２】
また、制御部１８は、トナーを所定量ずつ計測しながら現像器２３へ補給する際に（Ａｃｔ４２〜Ａｃｔ４４）、現像器２３内のトナー濃度が所定時間経ても増大しない場合（Ａｃｔ４６：Ｙｅｓ）、トナーボトル２５がトナーエンプティであることを表示部１６に表示する（Ａｃｔ４７）。
【００４３】
本実施形態でも、トナーボトル２５からのトナーを計測部３により所定量ずつ測りながら現像器２３へ補給するので、トナーボトル２５内のトナー残量を従来よりも正確に算出できる。
【００４４】
図１０は、変形例の計測部３Ｂを示す概略正面図である。
なお、図１０に示すように、収容部３１Ｂは、円柱部３６の外周面に周方向において等間隔に複数設けられていてもよい。
【００４５】
（変形例）
前記実施形態における各処理の順序は、前記実施形態で例示した順序と異なっていてもよい。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００４６】
１…画像形成装置、３…計測部、１４…シート搬送路、１６…表示部、１８…制御部（残量算出部）、２２…感光体、２３…現像器、２５…トナーボトル、３１…収容部（第１収容部）、３１Ａ…収容部（第２収容部）、３２…第１トナー検知センサ（センサ）、３４…第１シャッター、３５…第２シャッター、３６…円柱部、３７…壁面部、３７１…第１開口部、３７２…第２開口部。
【図１】
0005818829.tif 000002
【図２】
0005818829.tif 000003
【図３】
0005818829.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005818829.tif 000006
【図６】
0005818829.tif 000007
【図７】
0005818829.tif 000008
【図８】
0005818829.tif 000009
【図９】
0005818829.tif 000010
【図１０】
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