JP5239641B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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例えば、特許文献1に記載されているように、現像装置内のトナーの有無あるいは残量を低コストで正確に判断するため、発光手段とこの発光手段からの光線を受光する受光センサからなるトナー残量検知手段を使用することが提案させている。そして、発光手段と受光センサを、現像装置を介して対向配置し、現像装置内を透過させた透過光を受光センサで検知し、受光センサの出力で現像剤の有無あるいは残量を判断する現像剤量判断手段を設ける構成が提案されている。
このような透過型フォトセンサによるトナー残量検出手段の動作不良によって、トナーエンドを検出できなくなった場合においても、信頼性の高いトナー残量検知を行うため、トナー残量検知センサと画素数のカウントによるトナー残量検知を併用する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、これらの不具合を解決し、簡単な構成でより確実に、二重チェックを可能とするトナー残量検知手段を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
また、請求項2の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記光検知手段の1個のみが前記1個のトナー補給装置の前記被検知部で遮光されたことを検知したときは、前記判定手段は、何れかの前記光検知手段に異常が生じたと判定することを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項3記載の画像形成装置において、前記所定時間は、画像形成装置の使用開始後の最初に前記第1の光検知手段によって1個の前記トナー補給装置の前記被検知部を検知したときに、前記第2の光検知手段による当該被検知部の検知と前記第1の光検知手段からの検知とのタイミングのずれを計測し、当該検知タイミングのずれに基づいて設定されることを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項記載の画像形成装置において、前記トナー補給装置の2個が前記光検知手段によって同時にトナーの残量が終期にあると判定された場合には、前記判定手段は、警告を表示すると共に、トナー消費量を減少させるモードで印字を行うことを特徴とする。
図1は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。画像形成装置の内部には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)用の像担持体であるドラム状の感光体1Y、1M、1C、1Kが並行して配設されている。すなわち、この画像形成装置は、タンデム型のカラーレーザー複写機である。これらの感光体1Y、1M、1C、1Kで形成されたそれぞれの色のトナー像は、支持ローラ3A、3Bに張架され矢印A方向に移送される無端状の搬送ベルト2上に支持されて矢印A方向に搬送される転写紙等の転写材P上に重ね合わせて転写され、4色トナー像となる。
画像形成装置の底部付近には、給紙ローラ4が設けられている。この給紙ローラ4が回転すると給紙カセット5から転写材Pが送り出される。給紙カセット5から送り出された転写材Pは、レジストローラ6に搬送され、レジストローラ6で一旦停止され、感光体1Y、1M、1C、1Kからのトナー像の転写タイミングを図って搬送ベルト2に搬送される。
搬送ベルト2の移送と共に搬送される転写材Pは、感光体1Y、1M、1C、1Kと転写ローラ7との転写ニップで転写ローラ7から転写バイアスが印加されることで、感光体1Y、1M、1C、1Kからそれぞれの色のトナー像が積重して転写される。このようにして、4色のトナー像が積重して転写されたカラートナー像が転写された転写材Pは、定着装置9に搬送される。定着装置9では、加熱及び加圧されて、カラートナー像が転写材P上に定着される。そして、定着装置9で定着処理が施された転写材Pは、排紙ローラ8から排紙スタック部Hに排紙される。
なお、感光体1Y、1M、1C、1Kに形成されたトナー像は、上述のように、転写材Pに転写される。転写後の感光体1Y、1M、1C、1Kの表面にはトナーが残っているため、クリーニング装置14によって感光体1Y、1M、1C、1Kの表面がクリーニングされる。そして、クリーニング装置14内に配設された潤滑剤塗布装置によって、感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に潤滑剤が塗布された後、図示しない除電器によって除電され、再度、帯電装置11によって一様帯電され、初期状態に戻る。
トナー補給装置13Y、13M、13C、13Kは、収容されているトナーが相違するのみで基本構造は同一なので、トナー補給装置13Yを例に説明する。
図2は、トナーTがトナー補給装置内に満杯状態のトナー補給装置13Yの断面構造を示し、(A)は、トナー補給装置13Yの長手方向(前記搬送ベルト2の移送方向Aに対して直交方向)の断面図で、(B)は、図2(A)のA−A線上で切断した断面図である。
図3は、トナーTがトナー補給装置内でニアエンド状態のトナー補給装置13Yの断面構造を示し、(A)は、トナー補給装置13Yの長手方向(前記搬送ベルト2の移送方向Aに対して直交方向)の断面図で、(B)は、図3(A)のB−B線上で切断した断面図である。
トナー収容部15aの底部には、トナー収容部15a内に収容されている補給用トナーTを現像装置12Yに供給する供給口15cが設けられている。そして、この供給口15cには、図示しない開閉機構によって開閉される開閉蓋が取り付けられており、この開閉蓋の開閉によって、補給用トナーTが現像装置12Yに必要量だけ落下、供給されるようになっている。そして、トナー補給装置13Y内の図示しないパドルが回転することによりトナー補給装置13内のトナーTが15cを介して現像装置12Y内に補給される。
現像装置12Yは、図1に示すように、トナーを収容する容器であるトナー収容部12Yaを有しており、このトナー収容部12Yaには感光体1Y上にトナーを付与するための現像ローラ12Ybと、現像ローラ12Ybにトナーを供給するためのトナー供給ローラ12Tcと、トナー収容部71内のトナーを攪拌するための図示しないトナー攪拌部材とが設けられている。
一方、トナー量検知レバー16の他端には、被検知部である遮光板16cが取り付けられており、トナー残量検知子16bの上下動と連動して、下降、上昇するようになっている。そして、図2(B)に示すように、遮光板16cが所定高さまで上昇したときに、被検知部収容部15bを透過する光検知手段17の受光光線18を遮光板16cが遮断してトナー収容部15a内のトナー残量が終期に近づいた(ニアエンド状態)ことを検知可能となっている。
従って、図2(A)及び(B)で示すように、トナー収容部15a内のトナーT量が満杯の状態の場合には、トナー残量検知子16bが上昇しており、それに伴い、遮光板16cが下降して受光光線18を遮断しないため、受光手段17bが受光光線18を受光してハイレベルの検知出力を出力する。
他方、図3(A)で示すように、トナー収容部15a内のトナー残量がニアエンド状態になると、トナー残量検知子16bの下降と共に遮光板16cは上昇し、図3(B)で示すように、遮光板16cは、受光光線18を遮光し、受光手段17bの検知出力をローレベルに変化させる。
本実施形態に係るトナー残量検知手段においては、上記のように、トナーTが消費されニアエンド状態になるとトナー残量検知子16bの位置の移動に伴って遮光板16cの位置が変化し、赤外線からなる受光光線18を遮光してトナー残量がニアエンドに達したことを検知可能となっている。トナー残量の検知方法は、上記の構成に限らず、ニアエンド時以外に受光光線18が遮光され、ニアエンド時に受光光線18が透過する構成であっても良い。また、発光手段17aが発する受光光線18は赤外線に限らず、可視光等の他の光線であっても良い。
即ち、図4に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容したトナー補給装置13Y、13M、13C、13Bに対してそれぞれのトナー残量を検知する光検知手段17A、17B、17C、17Dが使用されており、各光検知手段17A、17B、17C、17Dの発光手段17Aa、17Ba、17Ca、17Daから放射された受光光線18A、18B、18C、18Dがトナー補給装置13Y、13M、13C、13Bのそれぞれ1個を透過し、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbでそれぞれのトナー補給装置13Y、13M、13C、13B内のトナー残量を検知するようになっている。
従って、発光手段17Aa、17Ba、17Ca、17Daや、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Db等が1個故障しただけで故障した光検知手段17A、17B、17C、17Dで検知されるトナー補給装置13Y、13M、13C、13Bのトナー残量を適切に検知することができなくなる。その結果、トナー残量がない状態で画像形成を行うことになり、異常画像が形成されてしまう問題があった。なお、図4中符号19は、受光光線18A、18B、18C、18Dを反射するミラーである。
本発明においては、このような問題を解決するために、発光手段17Aa、17Ba、17Ca、17Daから放射された受光光線18A、18B、18C、18Dがトナー補給装置13Y、13M、13C、13Bのそれぞれ2個を透過し、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbでトナー補給装置13Y、13M、13C、13Bのトナー残量を検知するようにしている。そのため、仮に、1組の発光手段と受光手段が故障したとしても故障の発見を即座に判定可能となり、その結果、画像形成処理を適切に中断させることが可能となっている。
図6は、図5の被検知部収容部のニアエンド位置にある遮光板と受光光線との配置関係を模式的に示す断面図である。図7は、本発明による一実施形態に係る判定装置のブロック図である。なお、図5中、符号19は、受光光線18A、18B、18Cを反射するミラーである。
図5、図6に示すように、本実施形態に係るトナー残量検知手段においては、1組の発光手段と受光手段で検知する受光光線1本で2個のトナー補給装置13Y、13M、13C、13Bを検知可能となるように光検知手段17A、17B、17C、17Dが配設されている。即ち、受光光線18Aは、トナー補給装置13Yと13Mを、受光光線18Bは、トナー補給装置13Cと13Bを、受光光線18Cは、トナー補給装置13Mと13Cを、受光光線18Dは、トナー補給装置13Yと13Bを検知可能としている。従って、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbでの検知パターンを判定することによって、どのトナー補給装置がニアエンド状態かを判定することが可能となる。
[表1]
この表から明らかなように、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbの検知パターン(●印)から、どのトナー補給装置がニアエンド状態になっているかを判定することが可能となる。
このような判定結果に基づき、図7に示す判定装置によって、判定手段20から画像形成装置の図示しないパネルに「○○色の補給トナーがなくなっているので交換してください」、「光検知手段が故障していますので、修理を依頼してください」等のメッセージを表示し、使用者に喚起を促すことが可能となる。即ち、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbからの検知出力を判定手段20に入力し、これらの検知出力に基づいて判定手段20においてで上記表1で示すテーブルを用いて、どの色のトナー補給装置の交換が必要かを判定することが可能となる。
この判定結果に基づいて、前記パネル等の表示手段21で交換を必要とするトナー補給装置を表示して使用者の注意喚起を引き起こすことが可能となる。また、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbの1個のみの検知出力が検出されない場合には、判定手段20で光検知手段17A、17B、17C、17Dのどれかが故障していると判断して表示手段21でその旨を表示して使用者の注意喚起を引き起こすことが可能となる。
なお、上記表示手段としては、画像形成装置のパネルでの文字表示に限らず、音声、ブザーでの警告やランプの点滅等によって使用者に注意喚起を引き起こすものであれば充分である。
なお、本実施形態においては、3個以上のトナー補給装置が同時にニアエンド状態になったときには、どの色のトナー補給装置がニアエンドになっているかは正確に検知することはできないが、一般に各色のトナー消費量には差があり、3個以降が同時にニアエンド状態になる割合は非常に低く、また既に1個目、2個目のニアエンドを検知している状態であり、これらのトナー補給装置を交換することにより解消されるため、実使用においては大きな支障にはならない。
また、本実施形態においては、前述のように、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbの1個のみが検知した場合には、故障と判断するようにしているが、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbの2個での検知において、第1の検知出力と第2の検知出力にタイミングのずれが発生し、1個の検知出力と間違って判定される場合がある。このような誤判定を防止するために、本実施形態においては、第1の検知出力を検知してから所定時間内に第2の検知出力が発生するか否かを判断して誤判定を防止するようにしている。このような誤判定を防止するための対策について、図8及び図9に基づいて説明する。
図9は、第1及び第2の受光手段で検知される検知出力の波形図で第2の受光手段が故障したことを示す図である。図8及び図9中符号1で示す波形は、第1の受光手段の波形図、符号2で示す波形は、第2の受光手段の波形図を示している。
図8に示すように、第1の受光手段、例えば17Abで遮光板16cによる受光光線18Aが遮光されると符号1で示すように、ハイレベルからローレベルに出力が変化して検知信号Xを検知してトナー補給装置13Yがニアエンド状態になっていることを検知する。この場合に、第2の受光手段17Dbにおいても符号2で示す検知出力波形において、ハイレベルからローレベルに出力が変化した検知出力Yが出力するが、検知信号XとYとの間にわずかなタイミングのずれZを発生する。
このタイミングのずれZを考慮しないとXの信号のみを検知したため、故障と判定される可能性がある。そのため、図8で示すように、Y信号を含む所定の時間幅Wの範囲内に、Y信号を検知するか否かによって、故障の有無を判定するようにしている。
従って、図9に示すように、Wの時間内にY信号を検知しないときには、第2の光検知手段17Dに故障が生じたものと判定している。従って、故障の判定をより確実に行うことが可能となる。
以上のように、本実施形態においては、受光光線18A、18B、18C、18Dがトナー補給装置13Y、13M、13C、13Bのそれぞれ2個を透過し、受光手段17Ab、17Bb、17Cb、17Dbでトナー補給装置13Y、13M、13C、13Bのトナー残量を検知するようにしているので、容易かつ確実に、簡単な構成で二重チェックを行いながらトナー残量の検知を行うことが可能となる。
なお、本実施形態においては、トナー補給装置13Y、13M、13C、13Bの配置順をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順にしているが、このような配置順は、これに限定されることなく、他の配置順であっても構わない。
Claims (5)
- 表面に静電潜像が形成される複数の感光体と、当該複数の感光体表面に形成された静電潜像に異なる色のトナーを供給してそれぞれの色のトナー像化する複数の現像装置と、当該複数の現像装置にそれぞれの色のトナーを補給する複数のトナー補給装置と、当該複数のトナー補給装置内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段とを備えた画像形成装置において、
前記トナー残量検知手段は、発光手段と、当該発光手段から放射された光線を受光する受光手段からなる光検知手段を有し、当該光検知手段は、前記受光手段によって受光される各受光光線が前記トナー補給装置の2個をそれぞれ透過するように配設され、
前記トナー補給装置内のトナーの残量が終期に近づいた時に、前記受光光線を遮光する被検知部を当該トナー補給装置内に備え、2個の前記光検知手段の前記発光手段から放射された2本の前記受光光線が1個の前記トナー補給装置の前記被検知部によって遮光されたことを検知して当該トナー補給装置内のトナー残量が終期に近づいたことを判定する判定手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記光検知手段の1個のみが前記1個のトナー補給装置の前記被検知部で遮光されたことを検知したときは、前記判定手段は、何れかの前記光検知手段に異常が生じたと判定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2記載の画像形成装置において、
2個の前記光検知手段として、第1の光検知手段及び第2の光検知手段を備え、
前記1個のトナー補給装置の前記被検知部を前記第1の光検知手段及び前記第2の光検知手段で検知したときに、前記第1の光検知手段が前記トナー補給装置の前記被検知部を検知して検知出力を出力してから所定時間内に前記第2の光検知手段からの検知出力を検知しない場合に、前記第1の光検知手段及び前記第2の光検知手段の何れかに異常が生じたと前記判定手段は判定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3記載の画像形成装置において、
前記所定時間は、画像形成装置の使用開始後の最初に前記第1の光検知手段によって1個の前記トナー補給装置の前記被検知部を検知したときに、前記第2の光検知手段による当該被検知部の検知と前記第1の光検知手段からの検知とのタイミングのずれを計測し、当該検知タイミングのずれに基づいて設定されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載の画像形成装置において、
前記トナー補給装置の2個が前記光検知手段によって同時にトナーの残量が終期にあると判定された場合には、前記判定手段は、警告を表示すると共に、トナー消費量を減少させるモードで印字を行うことを特徴とする画像形成装置。
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