(57)【要約】      （修正有）【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】トナー収容部は現像器内に補給するトナーを収容する。メモリ６１は、トナー収容部のトナー残量と現像器へ一定量トナーを補給する際に必要な補給時間との関係を記憶している。トナー補給停止手段８２は現像器内のトナーの量が一定量以上になると補給を停止させる。補給時間検出手段８３はトナーの補給開始からトナー補給停止手段８２によって補給が停止されるまでの時間を検出する。トナー収容部のトナー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メモリ６１に記憶されたトナー収容部のトナー残量と現像器へ一定量トナーを補給する際に必要な補給時間との関係からトナー収容部に収容されているトナーの量を検出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像器と
前記現像器内に補給する現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の現像剤量と前記現像器への補給時間との関係を記憶する記憶部と、
前記現像器内への現像剤の補給を停止させる補給停止手段と、
現像剤の補給開始から前記補給停止手段によって補給が停止されるまでの時間を検出する補給時間検出手段と、
前記補給時間検出手段により検出された時間と前記記憶部に記憶された補給時間との関係に基づいて前記現像剤収容部内の現像剤の量を検出する現像剤収容部内の現像剤残量検出手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記補給停止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停止時期を検出する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
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現像剤を一定量補給する現像剤補給手段とをさらに備えた、
請求項１また２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記補給時期検出手段は直前の現像剤補給時から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３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記補給停止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１から４までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
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をさらに備えた、
請求項１から５までのいずれかに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、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に記載の画像形成装置は、現像器と、現像剤収容部と、記憶部と、補給停止手段と、補給時間検出手段と、現像剤収容部の現像剤残量検出手段とを備えている。現像剤収容部は現像器内に補給する現像剤を収容する。記憶部は現像剤収容部の現像剤残量と現像器へ一定量現像剤を補給する際に必要な補給時間との関係を記憶する。補給停止手段は現像器内の現像剤の量が一定量以上になると補給を停止させる。補給時間検出手段は現像剤の補給開始から補給停止手段によって補給が停止されるまでの時間を検出する。現像剤収容部の現像剤残量検出手段は補給時間検出手段により検出された時間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一定量現像剤を補給する際に必要な補給時間との関係に基づいて現像剤収容部に収容されている現像剤量を検出する。
【０００６】
ここで、現像器へ現像剤を補給するのに要する時間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、一定量（図５では１０ｇ）のトナーを現像器に補給するのに要する時間が短いが、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、一定量のトナーを現像器に補給するのに要する時間が長くなる。そこで、本発明はこの関係を利用して、現像器へ一定量の現像剤を補給するのに要する時間から現像剤収容部の現像剤残量を検出する。なお、ここでは、１０ｇのトナーを補給する場合を例示したが、２０ｇのトナーを補給する場合にも所定の関係がある。
【０００７】
この画像形成装置では、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、補給時間検出手段によってあらかじめ定められた所定量の現像剤を補給するのに要した時間を検出する。収容部現像剤残量検出手段によって、補給時間検出手段により検出された時間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。
【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を設ける必要が無くなる。
【０００９】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、補給停止手段は現像器内の現像剤の量を実測することで補給停止時期を検出する。
【００１０】
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、補給しすぎるのを防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、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剤を一定量補給する現像剤補給手段とをさらに備えている。
【００１２】
この画像形成装置は、補給時期検出手段によって現像器に現像剤を補給する時期を検出し、補給時期検出手段によって検出された補給時期に現像剤補給手段によって現像剤を現像器に補給する。
【００１３】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項３に記載の画像形成装置であって、補給時期検出手段は直前の現像剤補給時から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。
【００１４】
この画像形成装置では、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に用紙に形成した画像のドットをカウントして、そのカウント値を累積していく。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の現像剤消費量を検出する。現像剤補給時の現像剤量から現像剤消費量を差し引くことで現像器内の現像剤の量が検出でき、現像器内の現像剤の残量が一定以下になると現像剤の補給を行う。
【００１５】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１から４までのいずれかに記載の画像形成装置であって、補給停止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。
【００１６】
この画像形成装置では、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。
【００１７】
請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１から５までのいずれかに記載の画像形成装置であって、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をさらに備えている。
【００１８】
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】
【００１９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
画像形成部２は、トナー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。
【００２４】
感光体ドラム１１は、回転現像装置３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。
【００２５】
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とを有しており、このフレーム２８の回転軸を回転中心として回転する。
【００２６】
現像器１３は、トナー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。４つの現像器１３はほぼ同じ構成である。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にトナーを供給する。
【００２７】
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枚の平板と４枚の平板の側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枚の平板は、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（現像剤補給手段）とを備えている。
【００３４】
トナー収容部１５は、４つのトナーコンテナを有している。図４はトナー収容部１５の概略断面図である。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。
【００３５】
トナー補給装置１６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とを有する。
【００３６】
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。トナー供給時以外は、トナー供給部１９は現像器１３から離間した位置に配置される。
【００３７】
また、このカラープリンタ１は、図６のブロック図に示すように、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。
【００３８】
トナー収容部１５のトナー残量検出装置６０は、図６に示すように、メモリ６１（記憶部）と、トナー補給時期検出手段８１（補給時期検出手段）と、トナー補給停止手段８２（補給停止手段）と、補給時間検出手段８３と、トナー収容部のトナー残量検出手段８４（収容部現像剤残量検出手段）とを有している。
【００３９】
メモリ６１には、トナー収容部１５のトナー残量と現像器１３へ一定量のトナーを補給する際に必要な補給時間との関係が予め記憶されている。
【００４０】
トナー補給時期検出手段８１は、トナー補給時期を検出する。ここで、直前のトナー補給時から次のトナー補給までの間に消費されたトナー量が一定量（具体的には１０ｇ）になる時をトナー補給時期とする。ここで、直前のトナー補給時から次のトナー補給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、このカウント値を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の消費トナー量からトナー補給時期を算出する。
【００４１】
トナー補給停止手段８２は、トナー補給の際にトナー補給を停止させるための手段であって、現像器内の現像剤の量が一定量以上になるとトナー補給を停止させる。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とを有している。ここで、図３は発光部４１と受光部４２と光ガイド部材４３の配置などを示す図である。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。このトナー補給停止手段８２では、発光部４１が現像器１３内に発光し発光部が発光した光を受光部４２で受光しているが、トナー補給によって現像器１３内のトナー量が増加して発光部４１の光をトナーが遮るために受光部４２で光が受光できなくなるとトナー補給を停止させる。
【００４２】
補給時間検出手段８３は、トナー補給に要した時間、すなわちトナーの補給開始からトナー補給の停止までの時間を検出するための手段である。
【００４３】
トナー収容部のトナー残量検出手段８４は、トナー収容部１５のトナー残量を検出するための手段であって、図５に示すトナー収容部１５のトナー残量とトナー補給に必要な時間の関係からトナー収容部１５のトナー残量を検出する。具体的には、図５を参照して、トナー補給に２５秒かかる場合には、トナー収容部１５には５０ｇのトナーが収納されていると考えることができる。
【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、補給時間検出手段８３と連結され、トナー収容部１５の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）にその旨を表示する（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画像データが送信され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】
次に、トナー補給動作について説明する。
【００４７】
このカラープリンタ１では、トナー像を用紙に転写するのに伴って現像器１３内のトナーが減少する。現像器１３内のトナーが減少して、発光部４１の光が受光部４２で受光されると、トナー収容部１５内のトナーがトナー搬送部１８を通ってトナー供給部１９に搬送され、トナー供給部１９から現像器１３内にトナーが補給される。
【００４８】
図７に動作を示すフローチャートを示す。以下にこのフローチャートに基づいて動作を説明する。
【００４９】
電源が投入されると初期設定が行われる（Ｓ１）。具体的には、定着部４の加熱ローラの温度を上昇させることやメモリ６１から保存されているデータを読み込む。このデータには累積ドットカウント等が含まれている。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。
【００５０】
初期設定を行った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。累積ドットカウントから直前のトナー補給時からのトナー消費量を検出する（Ｓ４）。そして、この直前のトナー補給時からのトナー消費量に基づいてトナー補給をするかを判断する（Ｓ５）。次に、具体的にはトナー消費量が１０ｇ以上かどうかによってトナー補給を行うかどうかが判断される。トナー補給を行わない場合（Ｓ５のＮＯ）には、次の画像形成動作まで待機（Ｓ１３）する。
【００５１】
一方、トナー補給を行う場合（Ｓ５のＹＥＳ）にはトナー補給時期停止手段８１によってトナー補給動作が停止させられるまでトナーを補給する（Ｓ６）。すなわち、発光部４１の光をトナーによって遮られるために受光部４２で受光できなくなると、トナー補給を停止させる。このとき、補給時間検出手段８３によってトナー補給に要した時間を検出する（Ｓ７）。そして、このトナー補給に要した補給時間からトナー収容部１５のトナー残量を検出する（Ｓ８）。ここで、トナー補給時間とトナー収容部１５のトナー残量との間には図５のような関係が存在する。この関係からトナー補給時間に基づいてトナー収容部１５のトナー残量が検出される（Ｓ８）。例えば、前回の１０ｇのトナーを補給する間に２５秒要することがステップ７で検出された時には、トナー収容部１５内のトナー残量は５０ｇのトナーが存在していたことが検出できる。その後、累積ドットカウントをリセットし（Ｓ９）、トナー収容部１５のトナー残量からトナー収容部１５の取り替え時期かどうかが判断される（Ｓ１０）。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）。具体的には、トナー収容部１５のトナー残量が５０ｇ以下になるとトナー収容部１５の取り替え時期が近づいていることを表示し、トナー残量が所定の量以下になると、取り替え時期として警告する。ここでは、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。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組の発光部４１及び受光部４２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】
上記実施形態で示した数値は一例であり、使用するトナー収容部１５や現像器１３等の大きさや、構成により異なる物である。
【００５４】
［他の実施形態］
（ａ）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。
【００５５】
（ｂ）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。
【００５６】
（ｃ）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。
【００５７】
（ｄ）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。
【００５８】
（ｅ）上記実施形態では、トナー補給時期検出手段８１は、ドットカウントの累積に基づいて、消費トナー量からトナー補給時期を算出しているが、トナー補給時期を実測して求めてもよい。
【００５９】
（ｆ）上記実施形態では、トナー補給時に１０ｇのトナーを補給する場合について説明したが、本発明はこれに限られずに、２０ｇや３０ｇ等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【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】発光部４１と受光部４２と光ガイド４３の配置を示す図。
【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】動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６１】
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（現像剤収容器）
１６  トナー補給装置（現像剤補給手段）
４０  残量検出部
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（現像剤残量検出手段）
７０  報知装置
８１  トナー補給時期検出手段
８２  トナー補給停止手段
８３  補給時間検出手段
８４  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）
【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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【図６】
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【図７】
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