(57)【要約】【課題】一つの現像剤残量検出部によって、現像器の現像剤補給時期と現像剤収容部の現像剤の残量とを検出することができるようにすることにある。【解決手段】トナー収容部１５から現像器１３にトナーが一定期間補給される画像形成装置のトナー収容部１５のトナー残量検出装置６０であって、メモリ６１と、補給量検出手段６２と、トナー収容部１５のトナー残量検出手段６３とを備えている。メモリ６１は、トナー収容部１５のトナー残量と現像器１３へのトナー補給量との関係を記憶している。補給量検出手段６２はトナー収容部１５から現像器１３に補給された補給量を検出する。トナー収容部１５のトナー残量検出手段６３は補給量検出手段６２により検出された補給量からメモリ６１に記憶されたトナー収容部１５のトナー残量と現像器１３へのトナー補給量との関係からトナー収容部１５に収容されているトナーの量を検出する。【選択図】図１
2007206244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤収容部から現像器に現像剤が一定期間補給される画像形成装置の現像剤収容部の現像剤残量検出装置であって、
前記現像剤収容部の現像剤残量と前記現像器への現像剤補給量との関係を記憶する記憶部と、
前記現像剤収容部から前記現像器に補給された補給量を検出する補給量検出手段と、
前記補給量検出手段により検出された補給量から前記記憶部に記憶された現像剤収容部の現像剤残量と前記現像器への現像剤補給量との関係に基づいて前記現像剤収容部に収容されている現像剤の量を検出する収容部現像剤残量検出手段と、
を備えた現像剤収容部の現像剤残量検出装置。
【請求項２】
前記補給量検出手段は直前の現像剤補給から次の現像剤補給までの間に消費した現像剤の量を直前の現像剤補給から次の現像剤補給までの間に形成した画像のドットカウントを行うことで検出する、請求項１に記載の現像剤収容部の現像剤残量検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像剤収容部の現像剤残量検出装置と、
前記現像器に前記現像剤収容部から現像剤を補給する時期を検出する補給時期検出手段と、
前記補給時期検出手段によって検出した補給時期に前記現像器に前記現像剤収容部の現像剤を一定期間補給する現像剤補給手段とを備えた、
現像剤補給装置。
【請求項４】
前記補給時期検出手段は前記現像器内の現像剤の量を実測することで補給時期を検出する、請求項３に記載の現像剤補給装置。
【請求項５】
前記補給時期検出手段は前記現像器内に配置された発光部と受光部とを含んでいる、請求項３または４に記載の現像剤補給装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の現像剤収容部の現像剤残量検出装置と、
前記現像剤収容部の現像剤残量検出装置の検出結果に応じて前記現像剤収容部内に現像剤を補給する時期を報知する又は前記現像剤収容部の取り替え時期を報知する報知手段と、
を備えた報知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤残量検出装置、特に、現像器の外部に備えられている現像剤収容部から現像器に現像剤が補給される画像形成装置の現像剤収容部の現像剤残量検出装置に関する。また、本発明は現像剤残量検出装置を備えた現像剤補給装置に関する。さらに、本発明は現像剤収容部内に現像剤を補給する時期を報知する又は現像剤収容部の取り替え時期を報知する報知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー像を用紙に転写する画像形成装置には、内部に現像剤を収納し画像を形成する現像器と、現像器内に補給するための現像剤を収納する現像材剤収容部とを備えたものがある。このような画像形成装置では、現像剤収容部と現像器とにそれぞれの現像剤の量を検出する現像剤残量検出部が設けられている（特許文献１参照）。ここで、このような画像形成装置に用いられる現像剤収容部には、現像剤を現像器に補給して内部の現像剤の量が減少すると、現像剤収容部に現像剤を補給することができる、又は現像剤収容部を取り替えることができるものが存在する。
【特許文献１】特開平０９−２６９６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の画像形成装置では、現像剤収容部と現像器との両方に現像剤残量検出部を配置しなければならないために高価になる。また、２つの現像剤残量検出部を配置するためのスペースが必要となる。
【０００４】
本発明の課題は、一つの現像剤残量検出部によって、現像器の現像剤補給時期と現像剤収容部の現像剤の残量とを検出することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る現像剤収容部の現像剤残量検出装置は、現像剤収容部から現像器に現像剤が一定期間補給される画像形成装置の現像剤収容部の現像剤残量検出装置であって、記憶部と、補給量検出手段と、収容部現像剤残量検出手段とを備えている。記憶部は、現像剤収容部の現像剤残量と現像器への現像剤補給量との関係を記憶している。補給量検出手段は現像剤収容部から現像器に補給された補給量を検出する。収容部現像剤残量検出手段は補給量検出手段により検出された補給量から記憶部に記憶された現像剤収容部の現像剤残量と現像器への現像剤補給量との関係から現像剤収容部に収容されている現像剤の量を検出する。
【０００６】
ここで、現像器への現像剤補給量と現像剤収容部の現像剤残量とは、例えば図５に示すような一定の関係がある。すなわち、現像剤収容部（図５では収容容器）内の現像剤残量（トナー残量）が多い場合は、単位時間当たりの現像剤補給量（トナー補給量）は多いが、現像剤収容部内の現像剤残量（トナー残量）が少なくなると、単位時間当たりの現像剤補給量は少なくなっている。そこで、本発明はこの関係を利用して、一定期間の現像器への現像剤補給量から現像剤収容部の現像剤残量を検出する。
【０００７】
この現像剤収容部の現像剤残量検出装置では、画像形成動作によって現像器内の現像剤が消費されると、現像剤収容部の現像剤が現像器に補給される。そして、補給量検出手段によって、あらかじめ定められた期間の間に現像剤補給手段によって補給された現像剤の量が検出される。この補給された現像剤の量から現像剤収容部の現像剤残量が検出される。
【０００８】
ここでは、現像剤の補給量から現像剤収容部の現像剤残量を検出するために、現像剤収容部に残量を検出するためのセンサーなどを配置する必要が無くなる。また、センサーを配置するスペースが不要になる。
【０００９】
請求項２に記載の現像剤収容部の現像剤残量検出装置は、請求項１に記載の現像剤収容部の現像剤残量検出装置であって、補給量検出手段は直前の現像剤補給から次の現像剤補給までの間に消費した現像剤の量を直前の現像剤補給から次の現像剤補給までの間に用紙に形成した画像のドットカウントを行うことで検出する。
【００１０】
この現像剤収容部の現像剤残量検出装置では、直前の現像剤補給を行ったときから次の現像剤補給の時まで用紙に形成した画像のドットをカウントして、ドットカウントを累積していく。この累積したドットカウントに基づいて直前の現像剤補給から次の現像剤補給までの間の現像剤消費量を検出する。
【００１１】
ここでは、現像剤の消費量が直前に一定期間の間に補給した現像剤の補給量と同じ量であることから、現像材の消費量を検出することで直前に行った現像剤の補給の補給量を検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の現像剤補給装置は、請求項１又は２に記載の現像剤収容部の現像剤残量検出装置と、現像器に現像剤収容部から現像剤を補給する時期を検出する補給時期検出手段と、補給時期検出手段によって検出した補給時期に現像器に現像剤収容部の現像剤を一定期間補給する現像剤補給手段とをさらに備えている。
【００１３】
この現像剤補給装置では、現像器内の現像剤が減少すると補給時期検出手段によって現像剤補給時期が検出され、現像剤補給手段によって現像剤収容部から現像器に一定期間現像剤が補給される。
【００１４】
請求項４に記載の現像剤補給装置は、請求項３に記載の現像剤補給装置であって、補給時期検出手段は現像器内の現像剤の量を実測することで補給時期を検出する。
【００１５】
ここでは、現像器内の現像剤の量を実測するために現像器内の現像剤残量を高い精度で検出できる。
【００１６】
請求項５に記載の現像剤補給装置は、請求項３または４に記載の現像剤補給装置であって、補給時期検出手段は現像器内に配置された発光部と受光部とを含んでいる。
【００１７】
この現像剤補給装置では、発光部が発光した光を受光部で受光することによって発光部と受光部の間に現像剤が存在するかを検出することができる。
【００１８】
請求項６に記載の報知装置は、請求項１または２に記載の現像剤収容部の現像剤残量検出装置と、現像剤収容部の現像剤残量検出装置の検出結果に応じて現像剤収容部内に現像剤を補給する時期を報知する又は現像剤収容部の取り替え時期を報知する報知手段とを備えている。
【００１９】
ここでは、現像剤収容部内に現像剤を補給する時期又は現像剤収容部の取り替え時期を操作者に報知することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、一つの現像剤残量検出部によって、現像器の現像剤補給時期と現像剤収容部の現像剤の残量とを検出することができるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［構成］
図１は本発明の一実施形態が採用された画像形成装置であるカラープリンタ１を示す。なお、この図１は各構成要素の配置を示すための模式図であり、各部の詳細は省略して示している。
【００２２】
このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータなどに接続されており、コンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。
【００２３】
カラープリンタ１は、画像情報に基づいてトナー画像を形成する画像形成部２と、画像形成部２で形成されたトナー画像を用紙に定着する定着部４と、画像形成部２と定着部４とに用紙を搬送する用紙搬送部５と、用紙搬送部５に給紙する給紙部６と、トナー画像が定着された用紙を排出する排出部７と、画像形成部２にトナーを補給するトナー補給部２２とを有している。
【００２４】
画像形成部２は、トナー画像を形成するための部分であって、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１１と、トナー画像を形成するための回転現像装置３０と、画像情報に基づいて感光体ドラム１１表面を走査露光するレーザユニット１２とを備える。
【００２５】
感光体ドラム１１は、回転現像装置３０に隣接するように設けられ、その回転軸は図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。感光体ドラム１１の上部には、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電するための帯電ローラが設けられている。
【００２６】
回転現像装置３０は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの色のトナーが収納されている４つの現像器１３と、４つの現像器１３を支持するフレーム２８とを有し、フレーム２８の回転軸を回転中心として回転する。
【００２７】
現像器１３は、トナー画像を現像するための部分であって、それぞれ円柱を円周方向に４等分したような形状である。ここで、図２に現像器１３の断面図を示す。現像器１３は内部に現像ローラ１４とトナー供給ローラ２５とを有しており、トナー供給ローラ２５によって現像ローラ１４にトナーが供給され、現像ローラ１４から感光体ドラム１１にトナーが供給される。
【００２８】
フレーム２８は、４つの現像器１３を支持するための部材であって、４つの平板部と４つの平板部の軸方向両端部に設けられた一対の円板とによって構成されている。４つの平板部は、回転軸から放射状に延びており、円周方向に４等分された４つの区画を形成している。
【００２９】
レーザユニット１２は、レーザ光を感光体ドラム１１に照射するためのものであって、感光体ドラム１１の上方で、かつ４つの現像器１３とは感光体ドラム１１を挟んで逆側に配置されている。
【００３０】
定着部４は、画像形成部２で形成された画像を用紙に定着するための部分であって、加圧ローラと加熱ローラとを有している。
【００３１】
用紙搬送部５は、画像形成部２や定着部４に用紙を搬送するための部分であって、給紙部６から排出部７まで延びている。
【００３２】
給紙部６は、印刷を行うための用紙が収納されている部分であって、給紙カセットや用紙搬送部５に用紙を給紙するためのローラ等を有している。また、給紙部６は、このカラープリンタ１の下部に配置されている。
【００３３】
排出部７は、画像が定着された用紙が用紙搬送部５を通って排出される部分であり、このカラープリンタ１の上面に配置されている。
【００３４】
トナー補給部２２は、現像器１３にトナーを補給するための部分であって、内部に補給用のトナーを収納するトナー収容部１５と、トナー収容部１５のトナーを現像器１３に補給するトナー補給装置１６とを備えている。
【００３５】
トナー収容部１５は、４つのトナーコンテナを有している。４つのトナーコンテナはそれぞれ同様の形状であって、図４に示すように、第１トナー収容室１５ａと、第１トナー収容室１５ａに連結され第１トナー収容室１５ａからのトナーが搬送される第２トナー収容室１５ｂとを有している。第１トナー収容室１５ａは、それぞれの色のトナーが収納されており、内部にトナー撹拌部材１７が設けられている。第２トナー収容室１５ｂは、下部に開口が設けられており、この開口によって第２トナー収容室１５ｂのトナーを後述するトナー搬送部１８に供給する。
【００３６】
トナー補給装置１６（現像剤補給手段）は、現像器１３にトナーを補給するためのものであって、トナーを搬送するためのトナー搬送部１８と、トナーを補給するためのトナー供給部１９と現像器１３内のトナー残量を検出するための残量検出部４０とを有する。
【００３７】
トナー搬送部１８は、パイプ状の部材であって、内部にトナーを搬送するためのスクリューが配置されている。また、トナー搬送部１８はトナー収容部１５のトナーをトナー供給部１９に搬送するための部材である。トナー供給部１９は、筒状の部材であって、先端に開口を備えている。この開口にはシャッタ機構が設けられており、トナー供給時のみシャッタ機構が開くようになっている。トナー補給の際にはトナー供給部１９を現像器１３内に移動させてトナーを補給する。
【００３８】
残量検出部４０（現像剤補給時期検出手段）は、図３に示すように、発光部４１と、受光部４２と、光ガイド部材４３とを備えている。ここで、図３は残量検出部４０の概略図である。発光部４１は、現像器１３内部に光を照射する部材であって、カラープリンタ１の外枠に支持されている。受光部４２は、発光部４１の光を受光するための部分であって、発光部４１と並んで配置されている。光ガイド部材４３は、発光部４１の光を受光部４２に導くための部材であって、各現像器１３の容器本体の壁面に配置されている。ここで、このカラープリンタ１では、発光部４１と受光部４２の間にトナーが存在しており、発光部４１と受光部４２との間で光を遮断している場合にはトナーが一定量以上存在するためにトナー補給を行わない。一方、発光部４１の光を受光部４２で受光する場合には、発光部４１と受光部４２の間に光を遮断するトナーは存在せず、トナー残量が一定以下であるためにトナー補給を行う。
【００３９】
また、このカラープリンタ１は、トナー収容部１５のトナー残量検出装置６０と、トナー収容部１５の取り替えを報知するための報知装置７０とをさらに有している。
【００４０】
トナー残量検出装置６０は、図６に示すように、メモリ６１と、補給量検出手段６２と、トナー収容部１５のトナー残量検出手段６３（現像剤収容部の現像剤残量検出手段）とを有する。ここで、図６はトナー残量検出装置６０の構成を示すブロック図である。
【００４１】
メモリ６１は、トナー収納部１５のトナー残量とトナー補給装置１６によるトナー補給量との関係等を記憶する部分である。
【００４２】
補給量検出手段６２はトナー補給装置１６によって補給したトナー量を検出する。ここで、現使用時の直前のトナー補給時から次のトナー補給時までの間に消費されたトナー量が、直前のトナー補給時から次のトナー補給時までの間に消費されたトナーの量であることから、直前のトナー補給時に補給したトナー量は、直前のトナー補給時から次のトナー補給時までの間に消費されたトナー量を消費することによって検出することができる。そして、この直前のトナー補給時から次のトナー補給時までの間に消費されたトナー量は、直前のトナー補給時から次のトナー補給時までの間の画像形成動作によって形成された画像のドットをカウントし、累積していくことで算出することができる。このように、累積ドットカウントに基づいて、直前のトナー補給時から次のトナー補給時までの間の消費トナー量、すなわちトナー補給量を算出する。
【００４３】
トナー収容部１５のトナー残量検出手段６３は、トナー収容部１５のトナー残量をトナー補給量から検出する。具体的には、トナー収容部１５のトナー残量とトナー補給量には図５に示すような関係があり、この関係に基づいてトナー補給量からトナー収容部のトナー残量を検出する。さらに具体的には、例えばトナーが６０秒で１５ｇ補給された場合には、図５からトナー収容部１５に５０ｇのトナーが存在することがわかる。
【００４４】
報知装置７０は、トナー収容部１５のトナー残量が一定以下になるとトナー収容部１５の取り替えを報知するための装置である。この報知装置７０は、トナー収容部１５のトナー残量検出装置６３と連結され、トナー収容部１５にトナー残量が無くなると操作者にこれを報知するためにこのカラープリンタ１の表示部（図示せず）にその旨が表示する（報知手段）。
【００４５】
［動作］
カラープリンタ１では、外部に接続されたコンピュータなどからの画像データを受信し、この画像データに基づいて画像形成部２で画像が形成される。画像形成部２で形成された画像は用紙に転写され、定着部４で用紙に定着される。画像が定着された用紙は排出部７から排出される。
【００４６】
図７に主にトナー補給動作に着目したフローチャートを示す。
【００４７】
電源が投入されると、初期設定を行う（Ｓ１）。具体的には、メモリ６１に保存されている累積ドットカウントの読み込みや定着部４の加熱ローラの温度を上昇させる等の処理を実行する。ここで、累積ドットカウントとは画像形成された画像のドット数を累積したものであり、電源投入の以前に画像形成を行っている場合には累積ドットカウントをメモリ６１に記憶している。
【００４８】
初期設定の後に画像形成命令がなされると、画像形成動作がなされ（Ｓ２）形成する画像のドットをカウントする（Ｓ３）。ここでカウントしたドット数を累積ドットカウントに加えて画像形成動作後の累積ドットカウントを算出する（Ｓ４）。その後、トナー補給時期か否かが判断される。具体的には、発光部４１が現像器１３内に発光し、発光部４１が発光した光を受光部４２で受光できるかによってトナー補給時期かどうかを判断する（Ｓ５）。発光部４１が発光した光を受光部４２で受光できない場合（Ｓ５のＮＯ）には、トナー補給時期ではないと判断して次の画像形成動作まで待機する（Ｓ１３）。
【００４９】
一方、発光部４１の光を受光部４２で受光できる場合（Ｓ５のＹＥＳ）には、トナー補給時期であると判断して３０秒間トナー補給を行う（Ｓ６）。トナー補給（Ｓ６）後は、前回のトナー補給時から今回のトナー補給時までに消費されたトナー量を累積ドットカウントから検出する（Ｓ７）。ここで、トナー補給を行う際の現像器１３内のトナー残量は一定であることから、前回のトナー補給時から今回のトナー補給時までの間に消費されたトナー消費量は、前回に補給したトナー補給量に相当する。そして、トナー補給量とトナー収容部１５のトナー残量との間には図５に示すような関係が存在する。この関係からトナー補給量に基づいて、前回のトナー補給時におけるトナー収容部１５のトナー残量が検出される（Ｓ８）。この後累積ドットカウントをリセットする（Ｓ９）。
【００５０】
例えば、トナー補給量が１５（ｇ／ｍｉｎ）の時、すなわち前回の３０秒間のトナー補給時において７．５ｇのトナーが補給されたことがステップ７で検出された時には、トナー収容部１５に５０ｇのトナーが存在していたことが検出できる。以上の処理を理解の便宜のために模式的に示したのが図８である。
【００５１】
このようにしてトナー収容部１５のトナー残量を検出すると、トナー収容部１５のトナー残量からトナー収容部１５の取り替え時期かを判断する（Ｓ１０）。具体的には、トナー補給量が８（ｇ／ｍｉｎ）の以下の場合はトナー取り替え時期とする。トナー収容部１５の取り替え時期ではない場合（Ｓ１０のＮＯ）には次の画像形成動作まで待機する（Ｓ１３）。トナー収容部１５の取り替え時期である場合（Ｓ１０のＹＥＳ）には、報知装置７０が、カラープリンタ１の図示しない表示部に、トナー収容部１５の取り替え時期である旨の表示を行って報知する（Ｓ１１）。取り替え時期を報知した後にトナー収容部１５の取り替えを認知する（Ｓ１２）と、次の画像形成動作まで待機する（Ｓ１３）。
【００５２】
ここでは、１つの残量検出部４０によって現像器１３内のトナー残量とトナー収容部１５のトナー残量とを検出することができ、報知装置７０によってトナー収容部１５の取り替え時期を認知することができる。
【００５３】
［他の実施形態］
上記実施形態では、報知装置７０は表示部に取り替え時期である旨の表示を行うことで報知を行ったが、本発明はこれに限らずに、ランプや音によって報知しても良い。また、本発明は上記実施形態で例示したカラープリンタ１には限られず、複合機や複写機などであっても良い。さらに、上記実施形態では、一組の発光部４１と受光部４２とを用いたが本発明ではこれに限られず、振動センサーや他の実測方法であっても良い。上記実施形態では、トナー収容部１５の取り替え時期になると報知装置７０によって報知するようにしたが、トナー収容部１５の取り替え時期の少し前のタイミング（例えば、トナー補給量が１５（ｇ／ｍｉｎ））で取り替え時期が近づいていることを報知するようにしても良い。この場合には、取り替え時期が近づいていることを前もって知ることができるため、取り替え時期に備えて取り替えようのトナー収容部１５等を用意することもできる。さらに、上記実施形態では、トナー収容部１５の取り替えを行うようにしたが、トナー収容部１５にトナーを補給するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】カラープリンタ１の全体概略図。
【図２】現像器１３の断面図。
【図３】残量検出部４０を示す図。
【図４】トナー収容部１５の概略図。
【図５】トナー補給量とトナー収容部１５のトナー残量との関係を示す図。
【図６】トナー残量検出装置６０のブロック図。
【図７】主にトナー補給動作に着目した動作を示すフローチャート。
【図８】トナー補給動作時に着目した動作を模式的に示した図。
【符号の説明】
【００５５】
１  カラープリンタ（画像形成装置）
１３  現像器
１５  トナー収容部（現像剤収容部）
１６  トナー補給装置（現像剤補給手段）
４０  残量検出部（トナー補給時期検出手段）
４１  発光部
４２  受光部
６０  トナー収容部のトナー残量検出装置（現像剤収容部の現像剤残量検出装置）
６１  メモリ（記憶部）
６２  補給量検出手段
６３  トナー収容部のトナー残量検出手段（収容部現像剤残量検出手段）
７０  報知装置
【図１】
2007206244.tif 000003
【図２】
2007206244.tif 000004
【図３】
2007206244.tif 000005
【図４】
2007206244.tif 000006
【図５】
2007206244.tif 000007
【図６】
2007206244.tif 000008
【図７】
2007206244.tif 000009
【図８】
2007206244.tif 000010