(57)【要約】【課題】トナーの残量を正確に検知できるトナー残量検知システムを提供する。【解決手段】発光素子から照射された光が現像器内を透過してトナーの残量により変化するトナー検知センサの受光素子の出力を取り込み（ＳＰ１）、現像部を＋側に移動させたときの受光量を判別し（ＳＰ２，ＳＰ３）、最大となる受光量を記憶する（ＳＰ４）。現像部を−側に移動させたときの受光量を判別し（ＳＰ５，ＳＰ６）、最大となる受光量を記憶する（ＳＰ７）。＋側の最大値と−側の最大値とを比較して、受光量の大きい側の位置を現像位置として決定する（ＳＰ８）。【選択図】図５
2008256864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーが収納される現像器と、トナーを検知するトナー検知センサとが相対的に移動可能に設けられたトナー残量検知システムであって、
前記トナー検知センサは、前記現像器内に光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射された光が前記現像器内を透過して前記トナーの残量により変化する光を検知する受光素子とを含み、さらに
前記受光素子の受光量が最大となるように、前記現像器と前記トナー検知センサとの相対位置を位置決めする位置決め手段とを備える、トナー残量検知システム。
【請求項２】
前記位置決め手段は、
前記現像器を移動させる移動手段と、
前記移動手段によって前記現像器を移動させて前記トナー検知センサに相対させたときの位置が、前記受光素子の受光量が最大になるように補正する補正手段とを含む、請求項１に記載のトナー残量検知システム。
【請求項３】
前記現像器は、カラー現像器であって、
前記トナー検知センサは、所定の位置に固定して１個設けられており、
前記現像器は、異なる色のそれぞれに対応して複数設けられ、前記異なる色を現像するごとに前記所定の位置で、前記トナー検知センサに相対するように前記位置決め手段によって位置決めされる、請求項１または２に記載のトナー残量検知システム。
【請求項４】
前記補正手段は、前記現像器を前記移動手段によって所定の方向およびそれに対する逆方向の少なくともいずれか一方に移動させたときの前記受光素子の出力が最大になる位置を前記所定の位置となるように補正する、請求項２または３に記載のトナー残量検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、カラー画像形成装置における現像器内のトナーの残量を検知するトナー残量検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置には、現像器内のトナーの残量を検知するために、例えば特開２０００−７５７４９号公報（特許文献１）に記載されているような、トナー残量検知装置が設けられている。このトナー残量検知装置は、トナー検知センサの発光素子の光を現像器内に透過させ、その光をプリズムなどの反射板で反射させてトナー検知センサの受光素子に導き、受光素子でその光を受光して電気信号に変換するように構成されている。透過された光は、トナーの残量により、光の強弱となり、それが電気信号の強弱として変換され、その電気信号と予め設定されたしきい値とを比較することにより、トナーの残量が検知される。
【特許文献１】特開２０００−７５７４９号公報（要約、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
カラー画像形成装置において、例えばロータリ型現像装置には、４色の色を現像する現像器が回転して所定の色となるように現像が行われる。上記トナー残量検知装置をロータリ型現像装置に取付けた場合は、プリズムは各現像器の回転体に取付けられ、発光素子と受光素子とを含むトナー検知センサは固定された現像位置に取付けられる。所定の色を現像するときには、対応する現像器のプリズムなどの光学系をトナー検知センサに対向する位置となるように停止させる必要がある。もし、トナー検知センサと光学系とがずれた位置で現像器が停止すると、トナーの残量を正確に検知することができない。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、トナーの残量を正確に検知できるトナー残量検知システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、トナーが収納される現像器と、トナーを検知するトナー検知センサとが相対的に移動可能に設けられたトナー残量検知システムであって、トナー検知センサは、現像器内に光を照射する発光素子と、発光素子から照射された光が現像器内を透過してトナーの残量により変化する光を検知する受光素子とを含み、受光素子の受光量が最大となるように、現像器とトナー検知センサとの相対位置を位置決めする位置決め手段とを備える。
【０００６】
好ましくは、位置決め手段は、現像器を移動させる移動手段と、移動手段によって現像器を移動させてトナー検知センサに相対させたときの位置が、受光素子の受光量が最大になるように補正する補正手段とを含む。
【０００７】
好ましくは、現像器は、カラー現像器であって、トナー検知センサは、所定の位置に固定して１個設けられており、現像器は、異なる色のそれぞれに対応して複数設けられ、異なる色を現像するごとに所定の位置で、トナー検知センサに相対するように位置決め手段によって位置決めされる。
【０００８】
好ましくは、補正手段は、現像器を移動手段によって所定の方向およびそれに対する逆方向の少なくともいずれか一方に移動させたときの受光素子の出力が最大になる位置を所定の位置となるように補正する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、受光素子の受光量が最大となるように、現像器とトナー検知センサとの相対位置を位置決めするようにしたので、トナーの残量を正確に検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、この発明の一実施形態に係るトナー残量検知システムを備えたカラー画像形成装置１０の一例を概略的に示す図である。図１において、カラー画像形成装置１０は、感光体ドラム１１と、レーザスキャニングユニット１２と、帯電部材１３と、ロータリ型現像装置１４とを含む。
【００１１】
現像装置１４は、各色に対応する現像器１４ａ〜１４ｄを有している。例えば、現像装置１４は、ブラック（ＢＫ）現像器１４ａと、マゼンタ（Ｍ）現像器１４ｂと、シアン（Ｃ）現像器１４ｃと、イエロー（Ｙ）現像器１４ｄとを含む。各色の現像器１４ａ〜１４ｄは、現像容器１５と、トナー供給ローラ１６と、現像ローラ１７とを有している。
【００１２】
現像装置１４は、駆動部（図示せず）からクラッチを介して駆動力が与えられて回転駆動され、各色の現像器１４ａ〜１４ｄの現像ローラ１７により、順次感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。感光体ドラム１１の周囲には、クリーニング用摺擦部材１８と、クリーニング装置１９とが配置されており、感光体ドラム１１に当接して中間転写ベルト２０が配置され、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１と１次転写ローラ２１とが対向している。
【００１３】
中間転写ベルト２０は、１次転写ローラ２１と、駆動ローラ２２と、従動ローラ２３との間に張り渡され、中間転写ベルト２０は矢印方向に回転駆動される。また、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ローラ２２と対向して２次転写ローラ２４が設けられている。感光体ドラム１１上のトナー像は、１次転写ローラ２１によって中間転写ベルト２０上に１次転写される。給紙カセット２５から給紙経路２６を介して記録用紙が、駆動ローラ２２と２次転写ローラ２４とのニップ部である２次転写位置に搬送され、２次転写位置で中間転写ベルト２０上のトナー像が用紙に２次転写される。その後、記録用紙は定着部２７に搬送され、ここで用紙上のトナー像が定着され、用紙は排紙経路２８を通って排紙トレイ２９に排紙される。
【００１４】
現像ローラ１７上のトナー層は、図示しない層厚規制部材によって層厚が規制されるとともに、摩擦帯電されて、現像ローラ１７によって感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。
【００１５】
現像器１４ａにトナーを補給する際には、現像装置１４を回転駆動して現像器１４ａを図１に示した補給パイプ３３の近傍であるトナー補給位置に位置づける。そして、補給パイプ３３の先端部が現像器１４ａの図示しない連結部に挿入されて、トナーがトナー室に補給される。
【００１６】
図２は図１に示した現像器の外観斜視図であり、図３はトナー検知センサと光路と反射鏡との構成を示す図である。
【００１７】
図２に示すように、現像器１４ａには側壁１４ｆが設けられており、トナー検知センサ４３が側壁１４ｆに対向して、ある間隔を有して所定の位置に固定的に設けられている。トナー検知センサ４３は、図３に示すように、発光素子４４と、受光素子４５とを含む。現像装置１４ａには、光路４６と、反射鏡４８および光路４７および反射鏡４９が側壁１４ｆの近傍に設けられている。光路４６と、反射鏡４８と、光路４７と、反射鏡４９とは光学系として作動する。
【００１８】
光路４６は、一端が側壁１４ｆから露出して発光素子４４に対向してトナー室１５ａ内で第１の方向に延在するように設けられている。光路４７は、一端が側壁１４ｆから露出して受光素子４５に対向し、かつ光路４６に対して平行に延在するようにトナー室１５ａ内に設けられている。光路４６，４７の他端には、反射鏡４８，４９が、それぞれによって形成される光軸がトナー室１５ａの第１の方向に交差して対向するように設けられている。なお、反射鏡４８，４９に代えてプリズムやその他の反射手段を用いてもよい。
【００１９】
発光素子４４で発光された光は、光路４６の端面から入射され、反射鏡４８から反射され、トナー室１５ａ内のトナーを透過して反射鏡４９から光路４７を介して受光素子４５に入射される。トナー室１５ａ内のトナーの残量が多ければ、反射鏡４８から反射鏡４９に入射される光量が小さくなり、トナー残量が少なくなると、反射鏡４８から反射鏡４９に入射される光量が大きくなるので、受光素子４５の受光出力によりトナーの残量の検出が可能になる。
【００２０】
その他の現像器１４ｂ〜１４ｄにも同様にして、光路４６，４７と、反射鏡４８，４９とが設けられている。トナー検知センサ４３は、現像装置１４が回転して各現像器１４ａ〜１４ｄのいずれかが現像位置であるホームポジションにあるときに、発光素子４４と、受光素子４５とがその現像器の光路４６と光路４７とに対向してそれぞれの光軸が一致すると、対応する現像器のトナー残量を検知する。これにより、各現像器１４ａ〜１４ｄのそれぞれにトナー検知センサ４３を設けることなく、各現像器１４ａ〜１４ｄが回転する都度、１つのトナー検知センサ４３により、４つの現像器１４ａ〜１４ｄのトナーの残量を検出できる。
【００２１】
図４はこの発明の一実施形態に係るトナー残量検知システムのブロック図である。図４において、トナー残量検知システムは、発光素子制御部５１と、発光素子４４および受光素子４５を含むトナー検知センサ４３と、トナー有無判別手段、位置決め手段および補正手段として作動する受光素子制御部５２と、記憶部５３と、移動手段として作動する駆動部５４とを含む。なお、発光素子制御部５１および受光素子制御部５２は、カラー画像形成装置１０を制御する制御部（図示せず）に含まれている。
【００２２】
発光素子制御部５１は、発光素子４４を点灯させるための制御を行い、例えばパルス幅変調などにより発光素子４４を断続的にオン、オフさせる。受光素子制御部５２は、受光素子４５の受光出力を受けて受光出力のレベルを判別し、トナーの有無を判別する。
【００２３】
また、受光素子制御部５２は、受光素子４５の受光出力に基づいて、受光素子４５の受光量が最大となるように、各現像器１４ａ〜１４ｄとトナー検知センサ４３との相対位置を位置決めするために、受光素子４５の受光出力を記憶部５３に記憶させるとともに、移動手段として作動する駆動部５４を制御する。駆動部５４は各現像器１４ａ〜１４ｄのそれぞれが所定の現像位置に位置するように、順次回転させる。
【００２４】
図５はこの発明の一実施形態に係るトナー残量検知システムの初期調整時の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２５】
例えば、トナーの入っていない現像器１４ａをカラー画像形成装置１０に組み込んだ状態で、現像器１４ａを所定の位置であるデフォルトの位置に移動させる。発光素子制御部５１は、発光素子４４を点灯させる。発光素子４４が点灯すると、点灯された光が図３に示すように、現像器１４ａの光路４６と、反射鏡４８と、光路４７と、反射鏡４９とを介して受光素子４５に導かれて、受光素子４５により受光される。受光素子４５の受光出力は受光素子制御部５２に与えられる。
【００２６】
受光素子制御部５２は、ステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、受光素子４５の受光出力を取り込み、光路４６，４７と反射鏡４８，４９との透過率を測定する。受光素子４５の受光出力に基づいて、透過率が最大になる位置を現像器１４ａのホームポジションの現像位置とする。
【００２７】
すなわち、ステップＳＰ２において、駆動部５４により現像器１４ａをデフォルトの位置から所定の方向として＋側に移動させる。ここで＋側とは、図１に示すロータリ型現像装置１４の各現像器１４ａ〜１４ｄを切換えるために回転させる例えば時計方向を示し、−側とはその逆方向の反時計方向を示すものとする。ステップＳＰ３において、受光素子４５の受光量が増加したか否かを判別し、増加していればステップＳＰ２において、現像器１４ａをさらに＋側にわずかに移動させる。ステップＳＰ３において、受光量が増加したか否かを判別する。この動作を繰り返し、現像器１４ａを例えば図１において＋側に移動させたときの受光量が最大になる位置を求める。ステップＳＰ３において、受光量がそれ以上増加しないことを判別すると、ステップＳＰ４において、そのときの受光素子４５の出力を記憶部５３に記憶する。
【００２８】
ステップＳＰ５において、現像器１４ａをデフォルトの位置から−方向に移動させる。ステップＳＰ６において、受光量が増加したか否かを判別し、増加していればステップＳＰ５に戻り、現像器１４ａをわずかに−側に移動させる。再びステップＳＰ６において、受光量が増加したか否かを判別する。この動作を繰り返し、現像器１４ａを−側に移動させたときの受光量が最大になる位置を求める。ステップＳＰ６において受光量が増加しなくなったことを判別すると、受光量が最大になったものと判別し、ステップＳＰ７において、そのときの受光素子４５の出力を記憶部５３に記憶させる。ステップＳＰ８において、記憶部５３に記憶した受光素子４５の＋側における受光出力の最大値と、−側における受光出力の最大値とを比較し、受光出力の大きい方の位置を現像器１４ａのホームポジションの位置として決定する。
【００２９】
なお、現像器１４ａをデフォルトの位置から＋側および−側の少なくともいずれか一方に移動させたときに、受光素子４５の出力がピークになる位置を現像位置となるように補正してもよい。すなわち、例えば＋側に移動させたときに受光出力が多くなれば、受光出力のピーク値が＋側に存在することになるため、−側での検知を省略してもよい。逆に、受光量が小さくなる場合には、受光出力のピーク値が−側に存在するため、＋側での検知を省略すれば、検知時間を短縮できる。
【００３０】
上述のごとく、この実施形態によれば、現像器１４ａを駆動部５４によって＋方向および−方向に移動させたときの受光素子４５の出力が最大になる位置を現像位置となるように補正することができる。その結果、トナー検知センサ４３と現像器１４ａの光路４６，４７とを正確に対向させることができ、それぞれの光軸がずれることがないので、トナーの残量の有無を正確に検知できる
他の現像器１４ｂ〜１４ｄを現像位置に移動させる場合も同様の制御を行うことにより、それぞれの位置においてトナー検知センサ４３によりトナーの残量の有無を正確に検知できる。
【００３１】
なお、上述の説明では、ロータリ型現像装置１４を有するカラー画像形成装置にこの発明を適用した場合について説明したが、タンデム型現像装置を有するカラー画像形成装置にこの発明を適用してもよい。
【００３２】
さらに、カラー画像形成装置として、カラー複写機やカラープリンタなどを適用することができる。
【００３３】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の一実施形態に係るトナー残量検知装置を備えたカラー画像形成装置の一例を概略的に示す図である。
【図２】図１に示した現像器の外観斜視図である。
【図３】トナー検知センサと光路と反射鏡との構成を示す図である。
【図４】この発明の一実施形態に係るトナー残量検知システムのブロック図である。
【図５】この発明の一実施形態に係るトナー残量検知システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１０  カラー画像形成措置、１４  ロータリ型現像装置、１４ａ〜１４ｄ  現像器、１５ａ  トナー室、４３  トナー検知センサ、４４  発光素子、４５  受光素子、４６，４７  光路、４８，４９  反射鏡、５１  発光素子制御部、５２  受光素子制御部、５３  記憶部、５４  駆動部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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