(57)【要約】【課題】補充容器を交換後、速やかにスタンバイ状態にすることができると共に、一つのセンサで現像剤の残量の予測と補充容器の着脱検知を行えるようにしてコスト低減を図ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、着脱可能に装着され、内部に収容された現像剤を該現像剤の残量に応じて回転数が変化する回転駆動機構４の駆動により貯蔵装置へ補充すると共に、回転駆動機構４の回転部に磁石１０ａが設けられた補充容器１と、該補充容器１に収容された現像剤の残量を予測する予測手段１０と、を備える。予測手段１０は、補充容器１の装着時に磁石１０ａに対向配置され、磁界で動作可能な非接触素子１０ｂと、該非接触素子１０ｂの動作に基づいて、補充容器１の着脱を検知すると共に、該補充容器１に収容された現像剤の残量を予測する第１の制御手段１０ｃと、を有する。【選択図】図５
2009103906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に現像剤を付着させる現像装置と、
該現像装置に供給する現像剤を貯蔵する貯蔵装置と
着脱可能に装着され、内部に収容された現像剤を該現像剤の残量に応じて回転数が変化する回転駆動機構の駆動により前記貯蔵装置へ補充すると共に、前記回転駆動機構の回転部に磁石が設けられた補充容器と、
該補充容器に収容された現像剤の残量を予測する予測手段と、を備え、
前記予測手段は、前記補充容器の装着時に前記磁石に接近して配置され、磁界で動作可能な非接触素子と、
該非接触素子の動作に基づいて、前記補充容器の着脱を検知すると共に、該補充容器に収容された現像剤の残量を予測する第１の制御手段と、を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記磁石は、前記回転駆動機構の回転羽に取り付けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の制御手段による前記現像剤の残量の予測結果に応じて、プリントカウンタ値を取得して、該プリントカウンタ値が予め定められた設定値に達している場合に現像剤が無いと判断して、該判断結果をユーザに通知する第２の制御手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の制御手段は、前記非接触素子に前記磁石が接近して該非接触素子がＯＦＦすることにより、前記補充容器が装着されたことを検知し、前記非接触素子から前記磁石が離れて該非接触素子がＯＮすることにより、前記補充容器が取り外されたことを検知する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項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、例えば、感光体等の像担持体上に形成した潜像を現像装置でトナー現像して画像を形成する電子写真装置等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体等の像担持体上に形成した潜像を現像装置でトナー現像して画像を形成する画像形成装置においては、画像形成プロセスの進行に伴い現像装置内のトナー（現像剤）は消費されていくので、トナーの補給が必要である。
【０００３】
現像装置内へのトナーの補給は、トナーを収納したトナー補充容器から現像装置内へトナーを移し換えることでなされる。
【０００４】
従来においては、トナー補充容器を交換後、速やかに画像形成が可能な状態（スタンバイ状態）にするために、トナー補充容器の着脱検知やトナー残量の検知する手段を設けた画像形成装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−３４７４９２号公報
【特許文献２】特開平１１−１４９２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来例では、トナー補充容器の着脱検知やトナー残量を検知するために複数のセンサを使用しており、コストがかかってしまう。また、トナー補充容器の着脱を機構的に検知しているため機構が複雑となり、部材等のコストがかかってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、補充容器を交換後、速やかにスタンバイ状態にすることができると共に、一つのセンサで現像剤の残量の予測と補充容器の着脱検知を行えるようにしてコスト低減を図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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、像担持体に現像剤を付着させる現像装置と、該現像装置に供給する現像剤を貯蔵する貯蔵装置と、着脱可能に装着され、内部に収容された現像剤を該現像剤の残量に応じて回転数が変化する回転駆動機構の駆動により前記貯蔵装置へ補充すると共に、前記回転駆動機構の回転部に磁石が設けられた補充容器と、該補充容器に収容された現像剤の残量を予測する予測手段と、を備え、前記予測手段は、前記補充容器の装着時に前記磁石に接近して配置され、磁界で動作可能な非接触素子と、該非接触素子の動作に基づいて、前記補充容器の着脱を検知すると共に、該補充容器に収容された現像剤の残量を予測する第１の制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、補充容器を交換後、速やかにスタンバイ状態にすることができ、また、一つのセンサで現像剤の残量の予測と補充容器の着脱検知を行えるので、コスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態の一例である画像形成装置を説明するための概略断面図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、像担持体としての感光体１０１を有し、感光体１０１の表面に不図示の帯電器や露光装置等によって静電潜像を形成した後、該静電潜像に現像装置１０２によって現像剤を付着させて可視像を形成する。
【００１２】
可視像は、給紙カセット１０３に収納されて給紙ローラ１０５、搬送ローラ１０６、１０７等を介して感光体１０１に供給された転写材Ｓに、転写装置１０９によって転写される。
【００１３】
その後、この転写材Ｓは、排熱ファン１１３に近接して設けられた搬送手段によって定着装置１１１に搬送され、定着装置１１１において加熱及び加圧される。定着装置１１１により可視像が定着された転写材Ｓは、装置外部に排出され、画像形成が終了する。
【００１４】
なお、図１において、符号１０２ｂは、トナー（現像剤）を感光体１０１上の静電潜像に付着させるように現像装置１０２に配置された現像スリーブである。また、符号１１４は、画像形成装置１００の制御回路であり、装置全体の制御を行う。更に、符号１１５は、操作パネル等に設けた液晶式等の操作表示部である。
【００１５】
図２は、トナー補充容器１、貯蔵装置２及び現像装置１０２の紙面に平行な面に沿う断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１６】
図２及び図３に示すように、トナー補充容器１の内部には、トナーが収容されると共に、トナー排出スクリュー（回転駆動機構）４、及び電磁石１０ａが配置されている。電磁石１０ａは、トナー排出スクリュー４の回転部である回転羽に取り付けられる。
【００１７】
また、トナー補充容器１の長手方向（図３の左右方向）の側部には、補助部材６ａが突設されている。この補助部材６ａは、トナー補充容器１の装着時に、電磁石１０ａと後述するリードスイッチ１０ｂとが互いに接近して対向配置されるように、装置１００内に設けられた装着部６ｂに着脱可能に装着される。
【００１８】
トナー補充容器１は、装置１００内に装着された状態において、トナー補充口１ａを介して貯蔵装置２に連通する。トナーは、トナー補充容器１内のトナー排出スクリュー４が回転することで、補充口１ａを介して貯蔵装置２に供給される。
【００１９】
貯蔵装置２に補給されたトナーは、均し手段５によって長手方向（図３の左右方向）へ均一に均されながら補充口１ａ側の内壁（図３の右側の内壁）側から順次対向する内壁（図３の左側の内壁）側へ搬送される。
【００２０】
また、トナー排出スクリュー４は、装置１００内の不図示のＤＣモータによって駆動され、トナー補充容器１内のトナーの量に応じてトナー排出スクリュー４の回転数を変化させるようにＤＣモータが制御回路１１４によって制御される。
【００２１】
通常のコピー動作を行う場合は、トナー補充容器１から補充口１ａを介してトナーを貯蔵装置２に対して一定時間内に一定量を補給するようにトナー排出スクリュー４の回転数が制御される。
【００２２】
また、トナー排出スクリュー４は、貯蔵装置２にトナーを一定量供給する場合、トナー残量が多いときは、設定された一定の回転数で回転してトナーを貯蔵装置２に供給する。一方、トナー排出スクリュー４は、トナー残量が少ないときは、トナー補充容器１の奥側（図３の左側）からトナーを掻き出して貯蔵装置２に供給する。
【００２３】
このとき、トナーを掻き出すための時間が必要となり、設定された一定の回転数でトナー排出スクリュー４が回転すると時間がかかってしまう。そのため、トナー残量が少ない場合は、制御回路１１４は、トナー排出スクリュー４の回転数を高めるようにＤＣモータを制御して時間を短縮し、トナー残量が多いときと同じ時間でトナーを貯蔵装置２に供給できるようなっている。
【００２４】
図４は、同じ量のトナーを貯蔵装置２に供給する場合のトナー排出スクリュー４の回転数とトナー残量との関係を示すグラフ図である。
【００２５】
図４から判るように、トナー排出スクリュー４は、トナー補充容器１のトナー残量が多い場合は、回転数を低くし、少ない場合は、回転数を高くして、一定時間内に一定量のトナーを貯蔵装置２に供給するように制御される。
【００２６】
次に、図５を参照して、トナー補充容器１内のトナー量を予測するトナー残量予測回路（予測手段）１０について説明する。
【００２７】
トナー残量予測回路１０は、リードスイッチ（非接触素子）１０ｂ、及び磁石検知制御回路（第１の制御手段）１０ｃを備える。ここで、本実施形態では、トナー残量予測回路１０は、トナー補充容器１の着脱の検知とトナー残量の予測とを行なう。
【００２８】
リードスイッチ１０ｂは、磁界で動作可能な非接触素子であり、トナー補充容器１の装着時に、トナー排出スクリュー４の回転羽に取り付けられた電磁石１０ａと対向するように、トナー補充容器１の外側位置に設置される。
【００２９】
磁石検知制御回路１０ｃは、リードスイッチ１０ｂのＯＮ／ＯＦＦ動作に応じて所定の処理を実行する。
【００３０】
図５（ａ）は、トナー補充容器１の補助部材６ａが装置１００内に設けられた装着部６ｂに装着された状態を示す図である。
【００３１】
図５（ａ）においては、電磁石１０ａがリードスイッチ１０ｂに接近して、リードスイッチ１０ｂがＯＦＦとなり、磁石検知制御回路１０ｃはトナー補充容器１が装着されたことを検知して、装置１００の制御回路１１４へ送信する。
【００３２】
また、トナー補充容器１が装置１００から取り外された場合は、電磁石１０ａがリードスイッチ１０ｂから離れてリードスイッチ１０ｂがＯＮとなり、磁石検知制御回路１０ｃはトナー補充容器１が外されたことを検知し、装置１００の制御回路１１４へ送信する。
【００３３】
図６は、トナー残量予測回路１０によるトナー残量予測動作について説明するためのタイムチャート図である。
【００３４】
まず、トナー補充容器１の補助部材６ａが装置１００内に設けられた装着部６ｂに装着された場合は、上述したように、図５（ａ）の状態となり、リードスイッチ１０ｂは、ＯＦＦとなる。
【００３５】
コピー動作が開始されると、トナー排出スクリュー４が、図５（ｂ）の矢印方向に回転し始める。すると、トナー排出スクリュー４の回転羽に取り付けられ電磁石１０ａも回転し、リードスイッチ１０ｂから離れて、リードスイッチ１０ｂがＯＦＦ→ＯＮとなる。また、トナー排出スクリュー４の回転羽が一周すると、電磁石１０ａは図５（ａ）の位置に戻り、リードスイッチ１０ｂはＯＮ→ＯＦＦとなる。
【００３６】
このような動作において、トナー排出スクリュー４の１回転中にリードスイッチ１０ｂがＯＮからＯＦＦするまでの時間を磁石検知制御回路１０ｃで測定して所定の記憶領域に記憶する。
【００３７】
例えば、図６（ａ）において、磁石検知制御回路１０ｃは、トナー排出スクリュー４の１回転中にリードスイッチ１０ｂがＯＮからＯＦＦするまでの時間Ｔ１を測定して所定の記憶領域に記憶する。また、磁石検知制御回路１０ｃは、予め記憶されている時間Ｔ０の間にＴ１が何回繰り返されたかをカウントし、該カウント値Ｃ１を予め記憶されているカウント値Ｃと比較する。
【００３８】
ここで、上述したように、トナー補充容器１内のトナー残量が少ない場合は、画像形成装置１００の制御回路１１４は、トナー排出スクリュー４の回転数を高めるようにＤＣモータを制御して時間を短縮する。
【００３９】
従って、図６（ｂ）に示すように、磁石検知制御回路１０ｃによって測定される、トナー排出スクリュー４の１回転中にリードスイッチ１０ｂがＯＮからＯＦＦするまでの時間Ｔ１は短くなり、Ｔ０時間でのカウント数、即ちカウント値Ｃ１が増える。
【００４０】
そして、カウント値Ｃ１が予め記憶されているカウント値Ｃを超えると、磁石検知制御回路１０ｃは、装置１００の制御回路１１４に対してトナー無しの予測結果を指示する。このように、本実施形態では、トナー排出スクリュー４の回転数によってトナー残量無しを予測することができる。
【００４１】
一方、画像形成装置１００の制御回路（第２の制御手段）１１４は、磁石検知制御回路１０ｃからトナー無しの予測結果の指示を受け取ると、プリントカウンタ値を取得して、該プリントカウンタ値が予め定められた設定値に達しているか否かを判断する。
【００４２】
そして、制御回路１１４は、該プリントカウンタ値が予め定められた設定値に達していると判断した場合は、トナー残量が無いと最終的に判断し、トナー残量が無いことを操作表示部１１５等に表示（通知）して、ユーザに対してトナー補充容器１の交換を促す。
【００４３】
図７はトナー残量予測回路１０の動作例を説明するためのフローチャート図、図８は制御回路１１４の動作例を説明するためのフローチャート図である。
【００４４】
まず、図７を参照して、トナー残量予測回路１０の動作例を説明する。
【００４５】
ステップＳ１では、電磁石１０ａがリードスイッチ１０ｂに接近してリードスイッチ１０ｂがＯＦＦとなると、磁石検知制御回路１０ｃは、トナー補充容器１が装着されたことを検知して、装置１００の制御回路１１４へ送信する。
【００４６】
ステップＳ２では、磁石検知制御回路１０ｃは、トナー補充容器１内のトナー排出スクリュー４が回転に合わせて時間Ｔ１をカウントしてそのカウント値Ｃ１を不図示の記憶領域に記録していく。
【００４７】
次に、ステップＳ３では、磁石検知制御回路１０ｃは、カウント値Ｃ１の記録開始からの時間Ｔが予め決められた時間Ｔ０になったか否かを判断し、Ｔ＝Ｔ０の場合は、カウント値Ｃ１と予め記憶されているカウント値Ｃとを比較する（ステップＳ４）。
【００４８】
そして、カウント値Ｃ１がカウント値Ｃを超えた場合は、磁石検知制御回路１０ｃは、トナー無しと判断し、判断結果を制御回路１１４へ指示する（ステップＳ５）。
【００４９】
次に、図８を参照して、制御回路１１４の動作例を説明する。
【００５０】
まず、ステップＳ１１では、制御回路１１４は、磁石検知制御回路１０ｃからトナー補充容器１が装着された旨の検知信号を受信すると、ステップＳ１２でコピーを開始すると共に、ステップＳ１３でＤＣモータを制御してトナー排出スクリュー４の回転を開始する。
【００５１】
次に、ステップＳ１４では、制御回路１１４は、磁石検知制御回路１０ｃからトナー無しの予測結果の指示があるか否かを判断し、トナー無しの予測結果の指示がある場合は、プリントカウンタ値を取得する（ステップＳ１５）。
【００５２】
次に、ステップＳ１６では、制御回路１１４は、取得したプリンタカウンタ値が予め設定された設定値に達しているか否かを判断し、達していない場合は、ステップＳ１４に戻り、達している場合は、ステップＳ１７に進む。
【００５３】
ステップＳ１７では、制御回路１１４は、操作表示部１１５に「トナー無し」の表示を行ない、ユーザに対してトナー補充容器１の交換を促す。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、トナー補充容器１を交換したときに、画像形成装置１００の制御回路１１４でトナー補充容器１の交換を確認することができるので、トナー補充容器１を交換後、速やかにスタンバイ状態にすることができる。
【００５５】
また、一つのセンサでトナーの残量の予測とトナー補充容器１の着脱検知を行うことができるので、コスト低減を図ることができる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態の一例である画像形成装置を説明するための概略断面図である。
【図２】トナー補充容器、貯蔵装置及び現像装置の紙面に平行な面に沿う断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】同じ量のトナーを貯蔵装置に供給する場合のトナー排出スクリューの回転数とトナー残量との関係を示すグラフ図である。
【図５】トナー補充容器内のトナー量を予測するトナー残量予測回路を説明するための図であり、（ａ）はトナー補充容器が装着された状態、（ｂ）はトナー補充容器が取り外された状態である。
【図６】トナー残量予測回路によるトナー残量予測動作について説明するためのタイムチャート図である。
【図７】トナー残量予測回路の動作例を説明するためのフローチャート図である。
【図８】制御回路の動作例を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５８】
１            トナー補充容器
１ａ          補充口
２            貯蔵装置
４            トナー排出スクリュー
５            均し手段
１０          トナー残量予測回路
１０ａ        電磁石
１０ｂ        リードスイッチ
１０ｃ        磁石検知制御回路
１００        画像形成装置
１０１        感光体
１０２        現像装置
１０２ａ      現像容器
Ｔ            トナー
【図１】
2009103906.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009103906.tif 000007
【図６】
2009103906.tif 000008
【図７】
2009103906.tif 000009
【図８】
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