(57)【要約】【課題】一つの光学式センサによってそれぞれ現像剤の色が異なった現像器の現像剤の量を検出する場合に誤って検出するのを防止することにある。【解決手段】異なった色の現像剤をそれぞれ内部に有する複数の現像器１３を備えた現像装置に現像剤を補給するトナー補給装置１６であって、複数の現像器１３のそれぞれの現像剤残量を検出する検出手段３０と、現像器１３内の現像剤の量が減少した場合に現像剤を補給する現像剤補給手段と、現像器１３内の現像剤を満杯にした場合の高さ位置に配置された一組の発光部３１と受光部３２とを有し、受光部３２の受光量が所定の基準値以上の場合に現像剤補給手段による現像剤補給を終了させる補給完了手段と、複数の現像器１３の現像剤の色に応じて発光部３１の発光量を調整するパルス幅調整手段（ＰＷＭ）３５とを備えたトナー補給装置１６。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なった色の現像剤をそれぞれ内部に有する複数の現像器を備えた現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置であって、
前記複数の現像器のそれぞれの現像剤残量を検出する検出手段と、
前記現像器内の現像剤の量が減少した場合に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像器内の現像剤を満杯にした場合の高さ位置に配置された一組の発光部と受光部とを有し、前記受光部の受光量が所定の基準値以上の場合に前記現像剤補給手段による現像剤補給を終了させる補給完了手段と、
前記複数の現像器の現像剤の色に応じて前記発光部の発光量を調整する発光量調整手段とを備えた、
現像剤補給装置。
【請求項２】
前記発光部は、パルス幅調整手段（ＰＷＭ）を備えたＣＰＵとオペアンプとトランジスタとを有する第１回路と、前記第１回路に接続された発光素子と、前記発光素子に接続される第１電源とを有し、
前記調整手段は、前記発光部の第１回路によって前記発光素子の発光量を調整する、
請求項１に記載の現像剤補給装置。
【請求項３】
異なった色の現像剤をそれぞれ内部に有する複数の現像器を備えた現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置であって、
前記複数の現像器のそれぞれの現像剤残量を検出する検出手段と、
前記現像器内の現像剤の量が減少した場合に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像器内の現像剤を満杯にした場合の高さ位置に配置された一組の発光部と受光部とを有し、前記受光部の受光量が所定の閾値以上の場合に前記現像剤補給手段による現像剤補給を終了させる補給完了手段と、
前記複数の現像器の現像剤の色に応じて前記受光部の閾値を調整する閾値調整手段とを備えた、
現像剤補給装置。
【請求項４】
前記受光部は、コンパレータと閾値を調整するＣＰＵとを有する第２回路と、前記第２回路に接続された受光素子と、前記受光素子に接続された第２電源とを有し、
前記調整手段は、前記第２回路によって前記受光部の閾値を調整する、
請求項３に記載の現像剤補給装置。
【請求項５】
前記現像装置は回転式現像装置である、
請求項１から４のいずれかに記載の現像剤補給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤補給装置、特に、異なった色の現像剤をそれぞれ内部に有する複数の現像器を備えた現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、現像器を有し画像形成を行う画像形成部と、画像形成部で形成された画像を用紙に定着する定着部と、画像形成部に用紙を給紙する給紙部と、用紙を排出する排出部とを有する。このような画像形成装置では、画像形成部で給紙部から給紙された用紙に画像が形成され、定着部で画像が用紙に定着される。その後、排出部から用紙が排出される。ここで、現像器内の現像剤の量を光学式センサによって検出し、現像剤の量が少なくなると、操作者に現像剤補充を指示する画像形成装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、このように光学式センサを用いて現像剤の残量を調べる画像形成装置であって、それぞれ異なった色の現像剤を内部に有する複数の現像器が一つの軸の周りを回転する（回転現像方式）ようにした画像形成装置も存在する。
【特許文献１】特開平７−６４３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転現像方式であって、光学式センサによって現像剤残量を検出する画像形成装置においては、図５に示すように現像剤の色ごとに透過光波長に対応する透過率が異なるために、閾値や透過光波長の設定によって光学式センサは誤って検出する可能性がある。ここで、図５のＡ１はシアンのトナーの透過光波長に対する透過率を示し、Ｂ１はマゼンダのトナーの透過光波長に対する透過率を示し、Ｃ１はイエローのトナーの透過光波長に対する透過率を示している。
【０００５】
本発明の課題は、一つの光学式センサによってそれぞれ現像剤の色が異なった現像器の現像剤の量を検出する場合に誤って検出するのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る現像剤補給装置は、異なった色の現像剤をそれぞれ内部に有する複数の現像器を備えた現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置であって、検出手段と、現像剤補給手段と、補給完了手段と、発光量調整手段とを有する。検出手段は複数の現像器のそれぞれの現像剤残量を検出する。現像剤補給手段は現像器内の現像剤の量が減少した場合に現像剤を補給する。補給完了手段は、現像器内の現像剤を満杯にした場合の高さ位置に配置された一組の発光部と受光部とを有し、受光部の受光量が所定の基準値以上の場合に現像剤補給手段による現像剤補給を終了させる。発光量調整手段は複数の現像器の現像剤の色に応じて前記発光部の発光量を調整する。
【０００７】
この現像剤補給装置では、現像器内の現像剤の残量が減少すると現像剤を補給する。このときに、現像器内の現像剤の色に応じて発光部の発光量を調整し、受光部の受光量が所定の基準値以上になったところで現像剤の補給を終了する。
【０００８】
ここでは、異なった色の現像剤を内部に有する複数の現像器を一組の発光部と受光部とでトナー残量を検出する場合に、現像器内の現像剤の色に応じて発光部の発光量を調整しているために、発光部と受光部との間のトナーの有無を誤って検出するのを防止することができる。このために、トナー補給後のトナー量を精度良く管理することができる。
【０００９】
請求項２に係る現像剤補給装置は、請求項１に記載の現像剤補給装置であって、発光部は、パルス幅調整手段（ＰＷＭ）を備えたＣＰＵとオペアンプとトランジスタとを有する第１回路と、第１回路に接続された発光素子と、発光素子に接続された第１電源とを有し、調整手段は、発光部の第１回路によって発光素子の発光量を調整する。
【００１０】
この現像剤補給装置では、ＣＰＵからパルス幅を調整した交流電圧が出力され、オペアンプを介してトランジスタに電圧を印可する。トランジスタに印可された電圧が一定以上の場合には第１電源から電流が流れて発光素子が発光する。
【００１１】
ここでは、発光部の発光量をＣＰＵのパルス幅調整手段（ＰＷＭ）によって調整できる。
【００１２】
請求項３に係る現像剤補給装置は、異なった色の現像剤をそれぞれ内部に有する複数の現像器を備えた現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置であって、検出手段と、現像剤補給手段と、補給完了手段、閾値調整手段とを備えている。検出手段は、一組の発光部と受光部を有し、複数の現像器のそれぞれの現像剤残量を検出する。現像剤補給手段は、現像器内の現像剤の量が減少した場合に現像剤を補給する。補給完了手段は、現像器内の現像剤を満杯にした場合の高さ位置に配置された一組の発光部と受光部とを有し、受光部の受光量が所定の閾値以上の場合に現像剤補給手段による現像剤補給を終了させる。閾値調整手段は、複数の現像器の現像剤の色に応じて受光部の閾値を調整する。
【００１３】
この現像剤補給装置では、現像器内の現像剤の残量が減少すると現像剤を補給する。このときに、現像器内の現像剤の色に応じて受光部の閾値を調整し、受光部の受光量が所定の基準値以上になったところで現像剤の補給を終了する。
【００１４】
ここでは、異なった色の現像剤を内部に有する複数の現像器を一組の発光部と受光部とでトナー残量を検出する場合に、現像器内の現像剤の色に応じて受光部の閾値を調整しているために、発光部と受光部の間のトナーの有無を誤って検出するのを防止することができる。このために、トナー補給後のトナー量を精度良く管理することができる。
【００１５】
請求項４に係る現像剤補給装置は、請求項１に記載の現像剤補給装置であって、受光部は、コンパレータと閾値を調整するＣＰＵとを有する第２回路と、第２回路に接続された受光素子と、受光素子に接続された第２電源とを有し、調整手段は、第２回路によって受光部の閾値を調整する。
【００１６】
この現像剤補給装置では、受光素子が光を受光すると第２電源から電圧が出力され、コンパレータに電圧が印可される。コンパレータの電圧が一定以上の場合にはＣＰＵに電流が入力される。
【００１７】
ここでは、ＣＰＵによって閾値を調整することができる。
【００１８】
請求項５に係る現像剤補給装置は、請求項１から４のいずれかに記載の現像剤補給装置であって、複数の現像器を備えた現像装置は回転自在のフレームに支持された回転現像装置である。
【００１９】
ここでは、複数の現像器は回転現像装置であるために、複数の現像器を配置するスペースが小さくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、一つの光学式センサによってそれぞれ現像剤の色が異なった現像器の現像剤の量を検出する場合に誤って検出するのを防止することができる。
【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、図３に示す画像形成部２にトナーを補給するトナー補給装置１６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４つの現像器１３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、４つの現像器１３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】
４つの現像器１３は、円柱を円周方向に４等分したような形状であって、回転枠２８に支持されて、全体が回転自在となっている。また、現像器１３は、図２に示すように、内部にトナーを撹拌するためのトナー撹拌部材１８と、トナーを感光体ドラム１１に供給するための現像ローラ１４と、現像ローラ１４にトナーを供給するトナー供給ローラ１７とを有している。トナー撹拌部材１８は現像器１３内のトナーを撹拌するための部材である。現像ローラ１４は、感光体ドラム１１にトナーを供給するための部材であって、感光体ドラム１１に近接するように配置されている。トナー供給ローラ１７は、現像ローラ１４にトナーを供給するための部材であって、現像ローラ１４よりも現像器１３の内部に現像ローラ１４に接触するように配置されている。４つの現像器１３には、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。
【００２７】
レーザユニット１２は、レーザ光を感光体ドラム１１に照射して静電潜像を形成するためのものであって、感光体ドラム１１の上方で、かつ感光体ドラム１１を挟んで４つの現像器１３の逆側に配置されている。
【００２８】
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。
【００２９】
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まで延びて設けられている。
【００３０】
給紙部６は、印刷を行うための用紙を給紙するための部分であって、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。
【００３１】
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。
【００３２】
トナー補給装置１６は、図３に示すようにトナー補給量を検出する検出手段３０を含む制御部２０（ＣＰＵ）と、発光部３１と、発光部３１で発光した光を受光する受光部３２と、トナーを内部に収容するトナー収容部１５と、トナー収容部１５のトナーを搬送するトナー搬送部３３と、トナーを補給するトナー補給パイプ３４とを有する。ここで、直近のトナー補給時からの画像形成を行った画像のドット数を累積して現像器１３内に残留するトナーの残量の理論値を検出する検出手段３０と、現像器１３内のトナーの色に応じて交流電圧のパルス幅を調整するパルス幅調整手段（ＰＷＭ）３５（発光量調整手段）と、現像器１３内のトナーの色に応じて受光部３２の閾値を調整する閾値調整手段（Ａ／Ｄ）３６と、トナー補給によって現像器１３内のトナーが満杯になった場合に補給を終了する補給完了手段４５とは制御部２０によって実行される。
【００３３】
ここで、各色のトナーの透過率と透過光波長との関係は図５に示すような関係があり、このように各色で透過光波長に応じた透過率が異なるために、同じ波長で発光部３１が発光した光を受光部３２で検出すると、トナーの色によって誤って検出する可能性がある。例えば、トナーが発光部３１と受光部３２の間に存在するのに、トナーの透過率が高いためにトナーが存在しないように判断する可能性がある。
【００３４】
発光部３１は、図４に示すパルス幅調整手段（ＰＷＭ）３５とオペアンプ３７とトランジスタ３８とを有する回路と、発光素子３９と、第１電源４０とを備えている。パルス幅調整手段（ＰＷＭ）３５から、出力された交流電圧はオペアンプ３７の＋入力から入力され、オペアンプ３７で＋入力からのパルスと−入力から入力される電圧との差が所定の倍率で増幅される。その後、トランジスタ３８に一定以上の電圧が印可された場合には第１電源４０から電流が流れ発光素子（ＬＥＤ）３９が点灯する。
【００３５】
受光部３２は、図３及び図４に示すように、コンパレータ４１を有する回路と、受光素子４２と、第２電源４３とを備えている。発光部３１からの光を受光素子４２で受光すると第２電源４３から電流が流れ、コンパレータ４１の−入力から入力される。ＣＰＵのＡ／Ｄ３６からコンパレータ４１の＋入力に一定電流が流れ、−入力の電圧と＋入力の電圧との差が所定の倍率で増幅されてＣＰＵに入力される。なお、発光部３１及び受光部３２は、現像器１３内の現像剤を満杯にした場合の高さ位置に配置されている。
【００３６】
トナー収容部１５は、それぞれの色のトナーが収納された箱状のコンテナが４つ並べられて構成されている。
【００３７】
トナー搬送部３３は、トナー収容部１５のトナーをトナー補給パイプ３４に搬送するための部材であって、制御部２０に接続されている。
【００３８】
トナー補給パイプ３４は、トナー搬送部３３から搬送されたトナーを現像器１３に補給するための部材であって、制御部２０に接続されている。
【００３９】
［動作］
このカラープリンタ１では、画像形成部２で外部のコンピュータ等から送られてきた画像データの画像が給紙部６から搬送された用紙に形成される（Ｓ１）。その後、定着部４で用紙に画像が定着されて排出部７から排出される。このような画像形成動作がなされると、形成された画像のドット数がカウントされ（Ｓ２）、直近のトナー補給時からのドットを累積した累積値に今回の画像のドット数が加算される。このようなドットの累積値からトナー消費量を検出でき、トナー補給時のトナー量からこのトナー消費量を差し引くことでトナー残量を検出できる。その後、トナー残量に基づいてトナー補給を行うかどうか判断する（Ｓ３）。トナー補給を行わない場合には、次の画像形成動作まで待機する（Ｓ１０）。トナーの補給を行う場合（Ｓ３のＹＥＳ）には、発光部３１の発光量を現像器１３のトナーの色に応じて調整する（Ｓ４）。具体的には、図７に示すようにＹの発光量（電流）を３０（ｍＡ）とし、Ｍの発光量（電流）を３０（ｍＡ）とし、Ｃの発光量（電流）を４０（ｍＡ）とし、Ｋの発光量（電流）を５０（ｍＡ）とする。発光部３１の発光量調整（Ｓ４）後にトナー補給装置１６によってトナー補給を行う（Ｓ５）。現像器１３内にトナーを補給して受光部３２の受光量が所定の基準値を超えるまで、トナー補給を繰り返す（Ｓ６のＮＯ）。基準値を超えた場合（Ｓ６のＹＥＳ）にはトナー補給を終了し（Ｓ７）（補給完了手段４５）、ドット数の累積値をリセットして（Ｓ８）次の画像形成動作まで待機する（Ｓ９）。
【００４０】
図４に示す発光部３１及び受光部３２の動作について説明する。ＣＰＵのパルス幅調整手段（ＰＷＭ）３５によって現像器１３内のトナーの色に応じてパルス幅を調整された交流電圧が、ＣＰＵから出力される。ＣＰＵから出力された交流電圧がオペアンプ３７の＋入力に印可され、オペアンプ３７で増幅されてトランジスタ３８に印可される。このときにトランジスタ３８に印可された電圧が一定以上の場合には第１電源４０から電流が流れる。発光素子３９は第１電源４０からの電流によって発光させられ、電流の一部がオペアンプ３７の−入力に入力される。その後、オペアンプ３７では、＋入力の電圧と−入力の電圧の差を増幅した電圧がトランジスタ３８に印可される。このようにして、発光素子３９は発光する。発光素子３９の光は受光素子４２によって受光され、受光素子４２に光が受光されると第２電源４３から電流が流れる。第２電源４３からの電流はコンパレータ４１の−入力に入力され、ＣＰＵのＡ／Ｄ３６から＋入力に一定の電流が入力される。コンパレータ４１の−入力の電圧と＋入力の電圧の差を増幅した電圧がＣＰＵに印可される。ＣＰＵに印可された電圧が一定以上の場合には、トナー補給動作を完了する。
【００４１】
ここでは、一組の発光部３１と受光部３２とによって複数の現像器１３の満杯を検知する場合に、現像器１３内のトナーの色に応じて発光部３１の発光量を調整するために受光部３２が誤って発光部３１の光を検出するのを防止できる。このために、トナー補給されるトナー量を精度良く検出できる。
【００４２】
［他の実勢形態］
上記実施形態では、現像器１３内のトナーの色に応じて発光部３１の発光量を調整したが、本発明は受光部３２の閾値を調整しても良い。具体的には、発光部の発光量２４（ｍＷ／ｓｒ）の場合には、図８に示すようにＹのトナーの閾値を１．８（Ｖ）に設定し、Ｍのトナーの閾値を２．０（Ｖ）に設定し、Ｃのトナーの閾値を１．０（Ｖ）に設定し、Ｋのトナーの閾値を０．５（Ｖ）に設定する。これは、発光部３１の発光量２４（ｍＷ／ｓｒ）の場合には、現像器内にトナーが存在しない状態でＹは２．０（Ｖ）、Ｍは２．２（Ｖ）、Ｃは１．３（Ｖ）、Ｋは０．７（Ｖ）の電圧を受光部のＣＰＵで検出するために設定した閾値である。また、発光部３１の発光量及び受光部３２の閾値の両方を調整しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】カラープリンタ１の概略図。
【図２】現像器１３の断面図。
【図３】制御ブロック図。
【図４】発光部３１及び受光部３２を示した図。
【図５】各色のトナーの透過率と透過光波長を示した図。
【図６】トナー補給装置の動作を示すフローチャート。
【図７】発光部３１の発光量に対する受光部３２の検出する電圧を示す図。
【図８】受光部の閾値を示す図。
【符号の説明】
【００４４】
１  カラープリンタ
２  画像形成部
４  定着部
５  用紙搬送部
６  給紙部
７  排出部
１３  現像器
１６  トナー補給装置
２０  制御部
３０  検出手段
３１  発光部
３２  受光部
３３  トナー搬送部
３４  トナー補給パイプ
３５  パルス幅調整手段
３６  Ａ／Ｄ
３７  オペアンプ
３８  トランジスタ
３９  発光素子
４０  第１電源
４１  コンパレータ
４２  受光素子
４３  第２電源
【図１】
2007121961.tif 000003
【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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【図８】
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