(57)【要約】【課題】トナーボトル内のトナー少／トナー無し状態を、トナーボトル内のトナーを検出するトナーセンサ無しの簡単な構成にて検出することができ、更に、トナー詰まりの場合のエラー検出を即座に行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】ボトルモータ２０１によりトナーボトル１１３を回転させてトナーボトル１１３内のトナーを現像器１０４に補給する画像形成装置において、ボトルモータ２０１の回転状態を検出する回転状態検出部３０２と、回転状態検出部３０２により検出されたボトルモータ２０１の回転状態からトナーボトル１１３内のトナーの残量を判断するＣＰＵ３０１とを備える。【選択図】図３
2009258352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトルモータによりトナーボトルを回転させて前記トナーボトル内のトナーを現像器に補給する画像形成装置において、
前記ボトルモータの回転状態を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記ボトルモータの回転状態から前記トナーボトル内のトナーの残量を判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段により検出された前記ボトルモータの回転状態と予め設定されたしきい値を比較する比較手段を備え、
前記判断手段は、前記比較手段による比較結果に基づいて前記トナーボトル内のトナーの残量を判断することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記しきい値として、トナー少状態を判断する第１のしきい値とトナー無し状態を判断する第２のしきい値を有し、
前記判断手段は、前記比較手段による前記ボトルモータの回転状態と前記第１のしきい値及び第２のしきい値の比較結果に基づいて前記トナーボトル内のトナーの残量を判断することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記判断手段は、前記トナーボトル内が前記トナー無し状態と判断した場合に、前記ボトルモータの回転を停止するとともにトナー無しである旨をユーザーに通知し、前記トナーボトル内が前記トナー少状態と判断した場合に、トナー少状態である旨をユーザーに通知を行い、前記ボトルモータを一定時間回転させ、前記トナーボトル内に前記トナー少状態を超えてトナーがあると判断した場合に、前記ボトルモータを前記一定時間回転させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ボトルモータの回転状態を記憶する記憶手段を有し、
前記判断手段は、前記検出手段により検出された前記ボトルモータの回転状態が前記記憶手段に記憶されている直前に検出された前記ボトルモータの回転状態に対して変化がない場合は、正常にトナーが補給されていないと判断することを特徴とする請求項１乃至４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、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、トナー補給用ボトル内のトナー残量検出技術に特徴のある画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、現像剤として使用されるトナーの補給機構として、トナーボトルを用いた機構が使用されている。この機構を図２に示す。
【０００３】
図２は、従来の画像形成装置に搭載されるトナー残留検出・トナー補給機構の構成図である。
【０００４】
図２において、現像器１０４へのトナー補給の際には、制御部２０３がボトルモータ２０１を駆動させる。トナーボトル１１３は、ボトルモータ２０１からの駆動を、軸やギア等によって構成される伝達部材２０２を介して受けることで回転動作を行う。
【０００５】
ボトルモータ２０１と現像器１０４の間にはバッファ部１１４が配置してあり、トナーはこのバッファ部１１４を通過して現像器１０４へ搬送される。
【０００６】
バッファ部１１４内にはトナーセンサ２０４が配置されており、バッファ部１１４内のトナー量信号を制御部２０３へ伝達している。バッファ部１１４のトナーは、ホッパーモータ２０５により攪拌部材２０６を回転させることにより、下部に配置されている現像器１０４へ搬送される。
【０００７】
現像器１０４内には、現像対象にトナーを付着させる現像ローラ２０９があり、現像モータ２０８を駆動させることで、現像ローラ２０９が回転動作を行い、搬送されてきたトナーを現像ローラ２０９へ均一に塗布する。
【０００８】
また、現像器１０４内には、トナーセンサ２０７が配置されており、現像器１０４内のトナー量信号を制御部２０３へ伝達している。
【０００９】
現像器１０４内のトナーセンサ２０７によって検出されたトナー無し情報により、制御部２０３は、現像器１０４へのトナー補給動作を実行する。
【００１０】
ところで、トナーセンサ２０４は、トナー量が少なくなった状態（トナー少状態）及びトナーが全く無い状態（トナー無し状態）を検出し、ユーザーへこの情報を伝えるために存在するものであり、トナーが十分にある状態を常に把握している必要は無い。そのため、トナーセンサ無しでもトナー少／トナー無し状態を検出することが望まれていた。
【００１１】
特許文献１には、ホッパーモータの回転数を検出し、トナーの消費量を算出することでホッパー内のトナー残量を検出する技術が提案されている。
【００１２】
図７は、上記従来例のトナー残量検出装置の制御ブロック図である。
【００１３】
図７において、トナー残量検出装置は、トナー量初期値設定手段７０１、ボトルモータ回転数検出部７０２及びトナー残量算出手段７０３を備える。
【００１４】
まずボトルを装着した後、ユーザー操作によって初期トナー量情報Ｖｐを登録する。新品のトナーボトルであれば、予め規定されている最大値Ｖｏが自動的にＶｐとしてセットされる。
【００１５】
更に、補給動作の際、ボトルモータの回転数検出をボトルモータ回転数検出部７０２により行い、この回転数Ｒによって消費されたトナー量を算出する。そして初期トナー量情報と消費されたトナー量の差分  Ｖｒ＝Ｖｐ−ｋ×Ｒ  （ｋ：モータ単位回転数当たりのトナー消費量係数）が残っているトナー量として認識される。
【特許文献１】特開２０００−００３１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、図７に示す従来の方式では、
・トナー残量を算出するため、既に使用されたトナーボトル内のトナー量初期値を検出する手段が必要となり、またその場合の登録にユーザー操作が必要となる。
・トナー詰まりにより正常にトナーが搬送されない場合でもボトルは回転可能なため、エラー検出に時間がかかる、という問題が考えられる。
【００１７】
本発明の目的は、トナーボトル内のトナー少／トナー無し状態を、トナーボトル内のトナーを検出するトナーセンサ無しの簡単な構成にて検出することができ、更に、トナー詰まりの場合のエラー検出を即座に行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、ボトルモータによりトナーボトルを回転させて前記トナーボトル内のトナーを現像器に補給する画像形成装置において、前記ボトルモータの回転状態を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記ボトルモータの回転状態から前記トナーボトル内のトナーの残量を判断する判断手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像形成装置によれば、トナーボトル内のトナー少／トナー無し状態を、トナーボトル内のトナーを検出するトナーセンサ無しの簡単な構成にて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】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００２２】
図１において、感光ドラム１０１は、光の照射によって電気的特性が変化する光半導体層が形成されており、画像形成動作中は定速回転を行う。画像形成動作は以下に示すステップに従って行われる。
（１）帯電：帯電器（帯電ローラ）１０２により感光ドラム１０１の光半導体層を均一に帯電させる。
（２）レーザ露光：感光ドラム１０１に向けて、レーザ光学系１０３により画像パターン（静電潜像）を照射する。
（３）現像：現像器１０４により、静電潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成する。
（４）転写：転写ローラ１０５により記録材（以下、記録紙とする）上にトナー像を転写させる。
（５）定着：定着装置１０６により、記録紙の加熱及び加圧を行い、トナー像を記録紙上に定着させ、記録紙が排紙トレイ１０７上に排紙される。
（６）クリーニング：記録紙上に転写し切らずに感光ドラム１０１上に残ったトナーをブレード１０８によりかき落す。
【００２３】
上記ステップに従って画像形成動作が行われる。尚、記録紙は、給紙カセット１０９または手差しトレイ１１０に積載され、給紙ローラ１１１または搬送ローラ１１２により、ドラム面に搬送される（図中破線部Ａ）。
【００２４】
ここで、トナーは、トナーボトル１１３よりバッファ部１１４を経由して現像器１０４に搬送される。
【００２５】
図３は、図１の画像形成装置に搭載されるトナー残留検出・トナー補給機構の第１の実施の形態に係る制御ブロック図である。
【００２６】
以下、その構成を動作と併せて説明する。
【００２７】
図３において、ボトルモータ２０１は、制御部２０３上のＣＰＵ３０１からの駆動信号によって回転動作を行う。このボトルモータ２０１に連動してトナーボトル１１３が回転し、この回転によってバッファ部１１４へのトナー補給が行われる。
【００２８】
ボトルモータ２０１からは回転状態を表す信号（ＦＧ信号）が周期的に発生しており、この信号は、制御部２０３上の回転状態検出部３０２に伝達される。ここで、回転状態の周期（ＦＧ周期）を検出し、回転状態比較部３０３にて回転周期“Ｔ”と、予め設定されている周期との比較を行う。
【００２９】
ここで比較する周期とは、予め実験的に算出された値であり、例えば、トナー少／トナー無し状態となる場合のトナーボトル１１３の重さにて回転動作をさせた場合の回転状態となる。
【００３０】
この周期の比較結果はＣＰＵ３０１へ伝達され、この結果によりトナー少／トナー無し状態が確認された場合には、ユーザーインターフェース３０４上にその旨を表示させ、ユーザーへ通知を行う。
【００３１】
図３において、回転状態検出部３０２は、ボトルモータ２０１の回転状態を検出する検出手段として機能する。また、ＣＰＵ３０１は、検出手段により検出されたボトルモータ２０１の回転状態からトナーボトル内のトナーの残量を判断する判断手段として機能する。
【００３２】
また、回転状態比較部３０３は、回転状態検出部３０２により検出されたボトルモータ２０１の回転状態と予め設定されたしきい値を比較する比較手段として機能する。ＣＰＵ３０１は、回転状態比較部３０３による比較結果に基づいてトナーボトル内のトナーの残量を判断する。
【００３３】
図４は、図３のトナー残留検出・トナー補給機構によって実行されるトナー残留検出・トナー補給の手順を示すフローチャートである。
【００３４】
本処理は、図３における制御部２０３の制御の下に実行される。
【００３５】
図４において、トナー補給を開始すると（ステップＳ４０１）、ＣＰＵ３０１からボトルモータ２０１に対して駆動信号が伝達され、ボトルモータ２０１が回転を開始する（ステップＳ４０２）。
【００３６】
ボトルモータ２０１は、回転を開始すると回転状態を回転状態検出部３０２に対して出力する。ここでは、回転状態検出部３０２は、パルス周期“Ｔ”を検出することとする（ステップＳ４０３）。回転状態検出部３０２は、検出された回転状態の周期やスピード・電流を確認し、回転状態比較部３０３へ状態を伝達する。
【００３７】
回転状態比較部３０３は、回転状態検出部３０２により検出された回転状態（周期“Ｔ”）を２つのしきい値と比較する。ここで、２つのしきい値を“Ａ”・“Ｂ”とし、“Ａ”はトナー少状態での回転状態周期、“Ｂ”はトナー無し状態での回転状態周期とする。このしきい値は予め実験的に算出される値である。
【００３８】
尚、トナーボトル内のトナーの残量が多い場合にはトナーボトルの回転が遅くなり、トナーボトル内のトナーの残量が少ない場合にはトナーボトルの回転が速くなる。また、ボトルモータ２０１の回転が速いと周期“Ｔ”は小さい値となり、ボトルモータ２０１の回転が遅いと周期“Ｔ”は大きな値となる。
【００３９】
まず、回転状態比較部３０３は、回転状態周期のしきい値“Ａ”と周期“Ｔ”を比較し（ステップＳ４０４）、周期“Ｔ”がしきい値“Ａ”以上の場合は、トナーが十分にあるという判断となり、ＣＰＵ３０１はトナー補給を継続する（ステップＳ４０８）。
【００４０】
一方、周期“Ｔ”がしきい値“Ａ”未満の場合には、トナー少状態以下であることが確認され、次いで、回転状態比較部３０３は、周期“Ｔ”としきい値“Ｂ”との比較を行う（ステップＳ４０５）。
【００４１】
周期“Ｔ”がしきい値“Ｂ”以上の場合は、トナー少状態であることが確認されるが、この段階ではまだトナー補給が可能である。そこで、ＣＰＵ３０１はボトル内のトナー残量が少ない状態である旨をユーザーインターフェース３０４上に表示させ、ユーザー通知を行う（ステップＳ４０７）。
【００４２】
その後、ＣＰＵ３０１は補給動作を継続し（ステップＳ４０８）、現像器１０４へのトナー補給が終了したらボトルモータ２０１の回転を停止して、本処理を終了する。
【００４３】
周期“Ｔ”がしきい値“Ｂ”未満の場合には、トナーが無くなったとの判断となり、ＣＰＵ３０１はボトルモータ２０１の回転を停止し、トナーボトル内のトナーが無くなった旨をユーザーインターフェース３０４上に通知する（ステップＳ４０６）。
【００４４】
以上のような構成にて、バッファ部１１４におけるトナーセンサ２０４が無くても、トナーボトル１１３内におけるトナー少／トナー無し状態を検出することが可能である。しかし、補給時にトナーが搬入口で固着してしまうような場合には、いくら補給動作を行ってもトナーがバッファ部１１４へ搬送されないが、本構成ではトナーセンサが無いためにトナー無しから有りの状態への推移が確認できないという状態が起こり得る。そこで、図５のような構成にてエラー検出を行うことが可能である。
【００４５】
図５は、図１の画像形成装置に搭載されるトナー残留検出・トナー補給機構の第２の実施の形態に係る制御ブロック図である。
【００４６】
図５に示す第２の実施の形態では、図３に示す第１の実施の形態の構成に加えて、制御部２０３上に、回転状態検出部３０２で検出された回転状態の値（ＦＧ周期）を保存する記憶部５０１が追加されている。
【００４７】
この記憶部５０１には、１つ前のボトルモータ２０１の回転状態情報が保存されており、この１つ前の情報と今回得られた情報とを回転状態比較部３０３にて比較する。
【００４８】
そして、今回得られた回転情報が１つ前の回転情報に対して変化していない場合には、トナーボトル１１３内のトナーが減っていない、即ち、トナー詰まりが発生していると判断する。そして、この情報をＣＰＵ３０１からユーザーインターフェース３０４へ伝達し、ユーザーへ通知する。このフローを図６に示す。
【００４９】
図６は、図５のトナー残留検出・トナー補給機構によって実行されるトナー残留検出・トナー補給の手順を示すフローチャートである。
【００５０】
本処理は、図５における制御部２０３の制御の下に実行される。
【００５１】
図６において、トナー補給を開始すると（ステップＳ６０１）、制御部２０３からの駆動信号によりボトルモータ２０１が回転を開始し（ステップＳ６０２）、ボトルモータ２０１の回転状態を回転状態検出部３０２にて検出する（ステップＳ６０３）。
【００５２】
回転状態比較部３０３は、回転状態検出部３０２により検出された周期“Ｔ”をしきい値“Ａ”と比較する（ステップＳ６０４）。そして、周期“Ｔ”がしきい値“Ａ”未満であると判断された場合は、回転状態比較部３０３は、回転状態検出部３０２により検出された周期“Ｔ”をしきい値“Ｂ”と比較する（ステップＳ６０５）。そして、周期“Ｔ”がしきい値“Ｂ”以上であると判断された場合は、ＣＰＵ３０１は、ボトル内のトナー残量が少ない状態である旨をユーザーインターフェース３０４より行う（ステップＳ６０７）。
【００５３】
ステップＳ６０７でユーザー通知が行われた場合、又は、ステップＳ６０４で周期“Ｔ”がしきい値“Ａ”以上と判断された場合は、回転状態比較部３０３は周期“Ｔ”と記憶部５０１に記憶された直前の周期とを比較する（ステップＳ６０８）。そして、直前の周期と比較して変化が無いようであれば、トナー補給が進んでいないと考えられることから、ＣＰＵ３０１はトナー補給動作異常を検出する（ステップＳ６０９）。ステップＳ６０８にて直前の周期と比較して変化が有る判断された場合は、ＣＰＵ３０１はボトルモータ２０１の回転状態を記憶部５０１に記憶させる（ステップＳ６１０）。
【００５４】
その後、ＣＰＵ３０１はトナー補給動作が所定時間経過したかを判断し（ステップＳ６１１）、経過した場合には、正常に補給動作を終了（ステップＳ６１２）し、本処理を終了する。トナー補給動作が所定時間経過していない場合には、ＣＰＵ３０１はトナー補給を継続するため、ステップＳ６０２に戻り、ボトルモータ２０１の回転を継続する。
【００５５】
また、ステップＳ４０５において周期“Ｔ”がしきい値“Ｂ”未満であると判断された場合、ＣＰＵ３０１は、ボトルモータ２０１の回転を停止するとともに、ボトル内のトナーが無くなった旨をユーザーインターフェース３０４上に通知する（ステップＳ６０６）。
【００５６】
図６において、ＣＰＵ３０１は、回転状態検出部３０２により検出されたボトルモータ２０１の回転状態が記憶部５０１に記憶されている直前に検出されたボトルモータ２０１の回転状態に対して変化がない場合は、正常にトナーが補給されていないと判断する。
【００５７】
上記のように、ＣＰＵ３０１は、ボトルモータ２０１の一定時間回転後に、周期“Ｔ”と１つ前の周期を比較し、変化があるか確認することで、トナーが正常に補給されているかを確認する。
【００５８】
ボトルモータ２０１の回転情報が回転周期情報であった場合、トナー補給が行われてトナーボトル１１３内にトナーが少なくなれば回転周期が早くなる（小さくなる）はずである。従って、回転周期が早くなっていなければトナーが無くなっていない、即ち、補給が正常に行われていないことを示している。
【００５９】
そのため、ここで回転周期が小さい値となっていない場合には、エラーを検出し、ユーザーインターフェース３０４上にこの旨を表示させる。
【００６０】
以上の処理により、バッファ部１１４にトナーセンサ２０４が無い構成でもトナー少／トナー無し状態を検出し、更にトナー詰まりによるエラー検出も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】従来の画像形成装置に搭載されるトナー残留検出・トナー補給機構の構成図である。
【図３】図１の画像形成装置に搭載されるトナー残留検出・トナー補給機構の第１の実施の形態に係る制御ブロック図である。
【図４】図３のトナー残留検出・トナー補給機構によって実行されるトナー残留検出・トナー補給の手順を示すフローチャートである。
【図５】図１の画像形成装置に搭載されるトナー残留検出・トナー補給機構の第２の実施の形態に係る制御ブロック図である。
【図６】図５のトナー残留検出・トナー補給機構によって実行されるトナー残留検出・トナー補給の手順を示すフローチャートである。
【図７】従来例のトナー残量検出装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０４  現像器
１１３  トナーボトル
１１４  バッファ部
２０１  ボトルモータ
２０３  制御部
３０１  ＣＰＵ
３０２  回転状態検出部
３０３  回転状態比較部
３０４  ユーザーインターフェース
５０１  記憶部
【図１】
2009258352.tif 000003
【図２】
2009258352.tif 000004
【図３】
2009258352.tif 000005
【図４】
2009258352.tif 000006
【図５】
2009258352.tif 000007
【図６】
2009258352.tif 000008
【図７】
2009258352.tif 000009