(57)【要約】【課題】トナーコンテナ内のトナー残量を正確に検出することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーコンテナ１００の不揮発性メモリ１０１には、トナー充填量ｍとしてトナー充填時に計測された実測値が記録され、さらに、トナーコンテナ１００から現像器１１０にトナーを供給する際のトナー供給量ｎ及びトナー供給回数ｉが記録されており、ＣＰＵ１０５は前記不揮発性メモリ１０１に記録されるトナー充填量ｍ、トナー供給回数ｉ、及びトナー供給量ｎを読み出し、トナーコンテナ１００内のトナー残量ｌを算出する。【選択図】  図２
2004246301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを用い画像データに対応するトナー像を形成する現像器を備えた画像形成装置であって、
トナーが封入されたトナーコンテナと、
前記トナーコンテナへのトナー充填時に計測されたトナーの充填量を特定するための充填量情報、並びに前記トナーコンテナから現像器にトナーが供給される際のトナーの供給量及び供給回数を特定するための供給量情報及び供給回数情報を記録する記録手段と、
前記現像器内のトナー残量が所定量以下であることを検出する検出手段と、
前記現像器内のトナー残量が所定量以下であることが前記検出手段により検出された場合、前記記録手段に記録される供給量情報に相当する量のトナーを前記現像器内に供給する供給手段と、
前記供給手段によるトナーの供給毎に、前記記録手段における供給回数情報を書き換える書き換え手段と、
前記記録手段における充填量情報、供給回数情報及び供給量情報に基づき、前記トナーコンテナ内のトナー残量を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置において、
前記供給手段による前記現像器に対するトナーの供給が終了するタイミングを検知する検知手段と、
トナーの供給が終了するタイミングが前記検知手段により検知された時点で、前記供給手段の駆動を停止させる供給制御手段とをさらに備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された画像形成装置において、
前記トナーコンテナを収容する画像形成装置本体を覆う開閉自在のカバーと、
前記カバーが開かれたことを認識する認識手段と、
前記認識手段によりカバーが開かれたことを認識した際に、前記トナーコンテナにおけるトナーを排出するための排出口付近のトナーを除去する除去手段とをさらに備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コピー、ＦＡＸ，プリンタ等の電子写真を利用した画像形成装置であって、特に画像形成に用いられるトナーが封入されたトナーコンテナを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コピー、ＦＡＸ，プリンタ等の画像形成装置において、トナーコンテナ内のトナー残量を検知し、トナーコンテナの交換時期をユーザに知らせることができる。トナーコンテナにはトナー充填量及びトナー使用量が記録される記憶手段が設けられており、現像器に対するトナーの供給毎にその供給量を加算していくことでトナーの総使用量を求め、当該トナーの総使用量が前記トナー充填量より大きくなった場合に、本体に設けられた表示手段によりトナー残量が無くなった旨を表示する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−６６９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナーコンテナを生産する際に用いられる一般的なトナー充填機では、トナー充填量がばらつくことがあるため、通常製品保証されているトナー充填量以上の量のトナーを充填することで、トナーコンテナの品質を保証している。一方、トナーコンテナの記憶手段に予め書き込まれているトナー充填量は固定値であり、実際のトナー充填量と異なるため、トナーコンテナ使用時のトナー残量を正確に求めることができないという問題点があった。
【０００５】
また、現像器に対するトナー供給機構として、トナーコンテナ内に設けられた搬送スクリューをトナー供給モータにより回転させることで現像器にトナー供給を行う。しかし、トナーコンテナが持つ負荷が少なくなった場合は、トナー供給モータを停止させた場合でも、搬送スクリューが慣性力で回ってしまい、トナーの供給量にばらつきが生じる場合がある。その結果、求めたトナー残量と実際のトナー残量の差が大きくなるという問題点があった。
【０００６】
さらに、ユーザが紙詰まり時やメンテナンス等でトナーコンテナを本体から取り外す場合にも、トナーコンテナを取り外す際の振動によりトナーの排出口からトナーが飛散し、機内やプリント設置場所が汚れてしまう場合がある。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、トナーコンテナ内のトナー残量を正確に検出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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、トナーを用い画像データに対応するトナー像を形成する現像器を備えた画像形成装置であって、トナーが封入されたトナーコンテナと、前記トナーコンテナへのトナー充填時に計測されたトナーの充填量を特定するための充填量情報、並びに前記トナーコンテナから現像器にトナーが供給される際のトナーの供給量及び供給回数を特定するための供給量情報及び供給回数情報を記録する記録手段と、前記現像器内のトナー残量が所定量以下であることを検出する検出手段と、前記現像器内のトナー残量が所定量以下であることが前記検出手段により検出された場合、前記記録手段に記録される供給量情報に相当する量のトナーを前記現像器内に供給する供給手段と、前記供給手段によるトナーの供給毎に、前記記録手段における供給回数情報を書き換える書き換え手段と、前記記録手段における充填量情報、供給回数情報及び供給量情報に基づき、前記トナーコンテナ内のトナー残量を算出する算出手段とを備えた構成としたので、トナー充填量のばらつきが生じた場合でも正確なトナー残量を求めることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載された画像形成装置において、前記供給手段による前記現像器に対するトナーの供給が終了するタイミングを検知する検知手段と、トナーの供給が終了するタイミングが前記検知手段により検知された時点で、前記供給手段の駆動を停止させる供給制御手段とをさらに備えた構成としたので、前記現像器に対するトナー供給量のばらつきを防ぎ、正確なトナー残量を求めることができる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る画像形成装置は、請求項１または２に記載された画像形成装置において、前記トナーコンテナを収容する画像形成装置本体を覆う開閉自在のカバーと、前記カバーが開かれたことを認識する認識手段と、前記認識手段によりカバーが開かれたことを認識した際に、前記トナーコンテナにおけるトナーを排出するための排出口付近のトナーを除去する除去手段とをさらに備えた構成としたので、ユーザがトナーコンテナを本体から取り外す際、トナーが前記排出口から飛散し、装置内の用紙及び装置周辺が汚れるのを防ぐことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【００１２】
プリンタ１の本体１０に内蔵されるトナーコンテナのトナー残量が無くなった場合は、その旨表示パネル１２に表示され、ユーザはトップカバー１１を開き、トナーコンテナの交換をすることができる。
【００１３】
図２は図１に示すプリンタ１におけるトナー供給機構の構成を示す図である。
【００１４】
トナーコンテナ１００には不揮発性メモリ１０１が実装された基板が装着されており、トナーコンテナ１００がプリンタ本体１０に取り付けられると、トナーコンテナ１００の基板上の端子１１３が本体１０側の端子（図示省略）と接触する。トナーコンテナ１００は、トナーコンテナ１００に関する情報が予め書き込まれた不揮発性メモリ１０１を有し、本体１０内のＣＰＵ１０５は不揮発性メモリ１０１からトナーコンテナ１００に関する情報を読み出し、また更に情報を書き込むことができる。
【００１５】
ここで、トナーコンテナ１００に関する情報には、トナーコンテナ１００を識別するための識別情報、トナーコンテナ１００に充填されたトナーの充填量ｍ，前記トナーコンテナ１００から現像器１１０に対するトナーの供給量ｎ及び供給回数ｉを特定するための情報が含まれる。トナー充填量ｍは、トナーコンテナ１００を生産する業者がトナー充填を行った際に計測したものであり、トナーコンテナ１００内の実際のトナー充填量に対応する。例えば、トナーコンテナ１００の標準充填量が４００ｇである場合は、標準充填量に対して５パーセント程度のばらつきが生じ、実際は４００ｇ〜４２０ｇのトナーがトナーコンテナ１００に充填されている。本発明では、トナー充填量ｍとして実測値を用いることで、トナー残量ｌを正確に求めることができる。なお、ここではトナー充填量ｍの実測値を用いているが、それには限定されず、トナー充填量ｍに対応する印字可能枚数を不揮発性メモリ１０１に記録してもよい。
【００１６】
トナーセンサ１０９は、現像器１１０内のトナー残量ｌが所定量以下であることを検出した場合、ローレベルのセンサ信号を出力し、現像器１１０内のトナー残量ｌが所定量以下でない場合はハイレベルのセンサ信号を出力する。ＤＣモータドライバ回路１０６は、トナー供給モータ１０８の正転、逆転及び停止の制御を行う。搬送スクリュー１０２の回転により、トナーコンテナ１００内のトナーは排出口１１１から排出され、現像器１１０における供給口１１２から現像器１１０内部に供給される。具体的には、搬送スクリュー１０２の１回転による現像器１１０に対するトナーの供給量は、約５００ｍｇである。
【００１７】
フォトセンサ１０４はエンコーダ１０３の一回転を検知することにより、搬送スクリュー１０２の一回転を検知する。カバー開閉センサ１１４は、本体１０のトップカバー１１の開閉を検知するセンサである。
【００１８】
図３は図２に示す搬送スクリュー１０２の構成を示す拡大図である。図４は図２に示すエンコーダ１０３及びフォトセンサ１０４の断面図である。図５はフォトセンサ１０４から出力されるエンコーダ信号を説明するためのタイムチャートである。図３乃至図５を用いて、トナーの供給処理時における搬送スクリュー１０２、エンコーダ１０３、及びフォトセンサ１０４の動作を説明する。
【００１９】
搬送スクリュー１０２を矢印方向に回転させると、トナーコンテナ１００内のトナーはトナー供給管１５０の切欠部１５１からトナー供給管１５０内部に供給され、さらに切欠部１５２を介して現像器１１０に供給される。一方、搬送スクリュー１０２を反対方向に回転させると、トナー供給管１５０内部のトナーは逆流する。
【００２０】
フォトセンサ１０４には、その一端にＬＥＤ（図示省略）が設けられており、ＬＥＤの対向位置にフォトトランジスタ（図示省略）が設けられている。ＬＥＤからの照射光は、エンコーダ１０３の回転に伴い、エンコーダ１０３の開口Ａ、Ｂは通過し、それ以外の部分では遮断される。フォトトランジスタは、ＬＥＤからの照射光を開口Ａ，Ｂを介して受光した場合はハイレベルのエンコーダ信号を出力し、エンコーダ１０３に遮られ受光しない場合はローレベルのエンコーダ信号を出力する。
【００２１】
ｔ１の時点で、トナーセンサ１０９が現像器１１０内のトナー量が所定量以下であると判断した場合は、ＣＰＵ１０５の制御により、搬送スクリュー１０２による現像器１１０に対するトナー供給が開始し、同時にエンコーダ１０３が矢印方向に回転する。エンコーダ１０３の開口部Ａがフォトセンサ１０４間を通過するｔ１からｔ２までの間、及びエンコーダ１０３の開口部Ｂがフォトセンサ１０４間を通過するｔ３からｔ４までの間は、フォトセンサ１０４はハイレベルのエンコーダ信号を出力し、それ以外の期間はローレベルのエンコーダ信号を出力する。さらに、トナー供給の終了時点ｔ５では、エンコーダ１０３が一回転し、開口部Ａが元の位置に戻るため、フォトセンサ１０４から出力されるエンコーダ信号はローレベルからハイレベルに切り替わる。ＣＰＵ１０５は、このエンコーダ信号の変化を検出した時点で、トナーの供給処理が終了したことを検知し、搬送スクリュー１０２の回転を停止するための制御を行う。
【００２２】
なお、ここではエンコーダ１０３の開口Ａ，Ｂによりエンコーダ１０３が１回転したことを検知し、その時点でトナーの供給を終了しているが、これに限定せず、エンコーダ１０３の穴の数を増やし、トナーの供給量をより細かく制御してもよい。
【００２３】
図６は図２に示すトナー供給機構の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
電源立ち上がり時のイニシャル処理シーケンスにおいて、ＣＰＵ１０５は不揮発性メモリ１０１からトナー充填量ｍ、トナー供給回数ｉ及びトナー供給量ｎを読み出し、不揮発性メモリ１０７に書き込む（ステップＳ１）。ここで、トナー供給回数ｉの値が０であれば未使用のトナーコンテナ１００であることを示す。
次いで、トナーコンテナ１００におけるトナー残量ｌを下記式で求め（ステップＳ２）、この演算結果を、プリンタ本体１０の表示パネル１２に表示させる（ステップＳ３）。
【００２５】
ｌ＝（（ｍ−（ｉ×ｎ））／ｍ）×１００
トナーセンサ１０９から出力されるセンサ信号を受信し、現像器１１０のトナー残量ｌが残り少ないエンプティ状態であるか否かを判定する（ステップＳ４）。センサ信号がローレベルである場合は、現像器１１０がエンプティ状態であると判断し、ＤＣモータドライバ回路１０６を介してトナー供給モータ１０８を駆動させ、搬送スクリュー１０２を回転させることにより、現像器１１０に対するトナー供給処理を開始する（ステップＳ５）。センサ信号がハイレベルである場合は、現像機１１０にはトナーが十分残っており、トナー供給は必要がないと判断し、処理を終了する。
【００２６】
現像器１１０に対するトナー供給処理中、フォトセンサ１０４からエンコーダ信号を受信し、エンコーダ信号によりエンコーダ１０３が一回転したことを検出するまでトナーの供給を行う（ステップＳ５、Ｓ６）。エンコーダ１０３が一回転することによりエンコーダ信号がローレベルからハイレベルに変化する時点を検出し、その時点でトナーの供給が終了したこを判断し、ＤＣモータドライバ回路１０６を介してトナー供給モータ１０８に対しブレーキ制御を行い、搬送スクリュー１０２の回転を停止する（ステップＳ７）。
【００２７】
搬送スクリュー１０２の回転が停止したことを確認するために、エンコーダ信号が所定期間ハイレベルであるか否かを確認する（ステップＳ８）。エンコーダ信号が所定期間ハイレベルである場合は、不揮発性メモリ１０７におけるトナー供給回数ｉをインクリメントし（ステップＳ９）、さらに、不揮発性メモリ１０１のトナー供給回数ｉをインクリメントする（ステップＳ１０）。所定期間内にエンコーダ信号がハイレベルからローレベルに切り替わった場合は、搬送スクリュー１０２の回転が停止していないものと判断し、エラーシーケンス処理に進む（ステップＳ１１）。
【００２８】
さらに、ユーザが操作部（図示省略）を用いてプリント命令を入力し、プリントが実行された場合でも、印字動作中にステップＳ２からステップＳ１０の処理を行い、トナー残量ｌの検出を行う。また、印字動作中に不揮発性メモリ１０１のトナー供給回数ｉをインクリメントする場合は、ノイズなどで正常に書き込めない場合があるので、印刷処理終了後不揮発性メモリ１０１からトナー供給回数ｉを読み出し、当該トナー供給回数ｉと不揮発性メモリ１０７におけるトナー供給回数ｉを比較し、一致しない場合は不揮発性メモリ１０１におけるトナー供給回数ｉを再度インクリメントする。
【００２９】
また、ユーザが紙詰まりやメンテナンス等で本体１０のトップカバー１１を開き、トナーコンテナ１００を取り外す場合がある。この場合、ＣＰＵ１０５はカバー開閉センサ１１４によりトップカバー１１が開いたことを検知し、ＤＣモータドライバ回路１０６を介してトナー供給モータ１０８を逆転させ、搬送スクリュー１０２を逆転させる。これにより、トナーコンテナ１００の排出口１１１付近のトナーを除去することができ、排出口１１１からトナーが飛散するのを防止することできる。
【００３０】
このように、本発明の画像形成装置によれば、不揮発性メモリ１０１には、トナー充填量ｍとしてトナー充填時に計測された実測値が記録されており、当該トナー充填量ｍ、トナー供給回数ｉ、及びトナー供給量ｎからトナー残量ｌを求めるので、トナー充填量ｍのばらつきに関係なく正確なトナー残量ｌを求めることができる。また、エンコーダ信号に基づき搬送スクリュー１０２が一回転したことを検出した時点で、搬送スクリュー１０２に対しブレーキ制御を行うので、トナー供給量ｎのばらつきを防ぎ、より正確なトナー残量ｌを求めることができる。
【００３１】
また、カバー開閉センサ１１４によりトップカバー１１が開いたことを検知した場合は、搬送スクリュー１０２を逆転させるので、トナーコンテナ１００の排出口１１１付近のトナーを除去することができる。これにより、ユーザがトナーコンテナ１００を取り外す際に、トナーが排出口１１１から飛散し、装置内の用紙及び装置周辺が汚れるのを防ぐことができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、トナー残量ｌを数字で表しているが、これに限らず、例えば、当該トナー残量ｌを棒グラフで表示したり、トナー残量ｌに応じて表示パネル１２の発行色を変化させることも可能である。
【００３３】
また、プリンタ本体１０の表示パネル１２にトナー残量ｌを表示しているが、当該トナー残量ｌをインターフェイスを介してプリンタ１に接続されるホストコンピュータに送信し、ホストコンピュータ側のディスプレイに表示させてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、トナーを用い画像データに対応するトナー像を形成する現像器を備えた画像形成装置であって、トナーが封入されたトナーコンテナと、前記トナーコンテナへのトナー充填時に計測されたトナーの充填量を特定するための充填量情報、並びに前記トナーコンテナから現像器にトナーが供給される際のトナーの供給量及び供給回数を特定するための供給量情報及び供給回数情報を記録する記録手段と、前記現像器内のトナー残量が所定量以下であることを検出する検出手段と、前記現像器内のトナー残量が所定量以下であることが前記検出手段により検出された場合、前記記録手段に記録される供給量情報に相当する量のトナーを前記現像器内に供給する供給手段と、前記供給手段によるトナーの供給毎に、前記記録手段における供給回数情報を書き換える書き換え手段と、前記記録手段における充填量情報、供給回数情報及び供給量情報に基づき、前記トナーコンテナ内のトナー残量を算出する算出手段とを備えた構成としたので、トナー充填量のばらつきが生じた場合でも正確なトナー残量を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すプリンタにおけるトナー供給機構の構成を示す図である。
【図３】図２に示す搬送スクリューの構成を示す拡大図である。
【図４】図２に示すエンコーダ及びフォトセンサの断面図である。
【図５】図２に示すフォトセンサから出力されるエンコーダ信号を説明するためのタイムチャートである。
【図６】図２に示すトナー供給機構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】
１００  トナーコンテナ
１０１  不揮発性メモリ
１０３  エンコーダ
１０４  フォトセンサ
１０５  ＣＰＵ
１０６  ＤＣモータドライバ回路
１０７  不揮発性メモリ
１０８  トナー供給モータ
１０９  トナーセンサ
１１０  現像器
【図１】
2004246301.tif 000003
【図２】
2004246301.tif 000004
【図３】
2004246301.tif 000005
【図４】
2004246301.tif 000006
【図５】
2004246301.tif 000007
【図６】
2004246301.tif 000008