JP5335546B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー容器に付加された情報を読み取る複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置としては、シリアル番号や適合機種等の情報が記録された情報記録部（例えば、バーコード等）を有するトナー容器が装着されたことに応じて、画像形成装置内部の光学センサが情報記録部を読み取る構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、画像形成装置は、光学センサにより読み取られた情報に基づき、トナー容器が画像形成装置に適合するものか否かを判別し、適合機種以外のトナーが使用された場合は動作を停止する。

画像形成装置は、機種によって機内温度が異なり、使用するトナーの軟化温度も異なる。このため、適合機種以外のトナーが使用されると、ブロッキング（トナーが固まる）等が発生し、画像品質が損なわれる可能性や、画像形成装置にダメージを与えてしまう可能性がある。

したがって、トナー容器の情報記録部を正確に読み取る必要がある。また、トナー容器が適合するにもかかわらず、読み取りエラーにより適合機種ではないと判断されることにより、画像形成装置が動作を停止することも避けなければならない。

特開２００３−２８０３４９号公報

しかしながら、回転するトナー容器の回転振れにより、光学センサと情報記録部との距離等が変動すると、受光光量の減少や、読み取り位置でのスポット径が変化し、読み取り分解能が低下するといった問題があった。

特に、トナー容器は、中にトナーを充填するために中空・薄肉であり、高精度に成型するのが難しく、また、使用される環境による形状の変化も出やすい。したがって、回転振れが大きく、誤読み取りや読み取りエラーを生じる可能性があった。

本発明の目的は、トナー容器の回転振れに影響されず、読み取り部と情報記録部の距離を一定に保つことができ、情報記録部の読み取りエラーを防止することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、トナー容器が回転可能に装着される画像形成装置であって、前記トナー容器の外周に形成された情報記録部の情報を読み取る読取手段と、前記トナー容器の外周に接触して前記トナー容器を位置決めする位置決め手段と、を備え、前記読取手段及び前記位置決め手段は、前記トナー容器の回転軸の法線方向における一直線上に配置されることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、トナー容器の回転振れに影響されず、トナー容器の外周に形成された情報記録部と、当該情報記録部の情報を読み取る読取手段との距離を一定に保つことができ、情報記録部の読み取りエラーを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部構成図である。 トナー容器８の外観斜視図である。 トナー容器８がホッパー部９に装着された状態を示す外観斜視図である。 トナー容器８及びホッパー部９と、トナー容器８を覆うように形成された本体の保持部Ａ（Ａ１、Ａ２）を示す外観斜視図である。 トナー容器８を図４のＳ方向から見た図である。 トナー容器８の回転振れの説明図である。 トナー容器８と読み取り部Ｂの正面配置図である。 トナー容器８と読み取り部Ｂの側面配置図である。 保持部Ａ２の第１の構成例を示す上面斜視図である。 保持部Ａ２の第２の構成例を示す上面斜視図である。 保持部Ａ２にトナー容器が保持された状態の外観斜視図である。 保持部Ａ２にトナー容器が保持された状態の正面図である。 トナー容器と読み取り部Ｂ、保持コロＡ５１の詳細を示す側面図である。 保持部Ａ２の保持コロＡ５１、Ａ５の汚れ具合を示す上面斜視図である。 図１４の下面斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、保持コロＡ５１と光学窓Ａ４の位置関係を示す保持部Ａ２の上面斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、保持コロＡ５１と光学窓Ａ４の位置関係を示す側面図である。 保持コロＡ５１と固定部Ａ９の関係を示す図である。 保持コロＡ５１と清掃部材Ａ１１の関係を示す図である。 第二接触コロＡ５５の移動前の状態を示す図である。 第二接触コロＡ５５の移動後の状態を示す図である。 保持コロＡ５１及び第二接触コロＡ５５と読み取り部Ｂの関係を示す外観斜視図である。

以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部構成図である。

図１において、複写機、プリンタ等の画像形成装置は、印字データに基づいて潜像生成部１で感光体２上に静電潜像を形成し、現像部３によりトナー像を形成する。このトナー像は、１次転写部２１により中間転写体４上に転写され、２次転写部５により、シート７に転写される。シート７上に転写されたトナー像は、定着部６によりシート７に定着され、図示せぬ排紙口から排出される。

上記は、カラーの画像形成装置を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。

現像部３でトナー像を形成するが、現像部３へのトナー供給は、画像形成装置に回転可能に装着されたトナー容器８から行われる。即ち、トナー容器８からホッパー部９へトナーが供給され、ホッパー部９に供給されたトナーはホッパー出口９１を介して現像部３に供給される。

以上が一般的な画像形成装置の構成であるが、上記した着脱可能なトナー容器８の例を図２に示す。

図２は、トナー容器８の外観斜視図である。

図２において、円筒状のトナー容器８は、内部に所定量のトナーが充填されており、回転することにより、内部のトナーを補給口８１へ搬送し、ホッパー部９へとトナーを補給する。

トナー容器８の外周には、らせん形状の溝８４が形成されており、トナー容器８を回転させることにより、内部のトナーを補給口８１方向に搬送することができる。図示しないが容器外周が平面であっても、容器内部にリブを形成して、同様にトナーを搬送することができることはいうまでもない。

また、図２に示すようにトナー容器８の外周に情報記録部Ｅ（本例ではバーコード）が構成されており、この情報記録部Ｅの情報を読取手段としての読み取り部Ｂで読み取る。図２の読み取り部Ｂは、反射型光学センサの例である。

図３は、トナー容器８がホッパー部９に装着された状態を示す外観斜視図である。

図２に示したトナー容器８は、図３に示すように、本体のホッパー部９に装着される。また、図３中の両矢印方向にトナー容器８が脱着される。更に、図３には、トナー容器８を回転させるモータ９３が示されている。

図４は、トナー容器８及びホッパー部９と、トナー容器８を覆うように形成された本体の保持部Ａ（Ａ１、Ａ２）を示す外観斜視図である。

図４のように、読み取り部Ｂの光線Ｂ１は、保持部Ａ２に形成された光線窓Ａ４を通過し、トナー容器８の情報記録部Ｅの情報を読み取る。なお、保持部Ａは、図中、実装上を考慮して、保持部Ａ１、Ａ２と２体構成で示しているが、これに限定されるものではない。

ところで、上記のように、情報記録部と読み取り部を、バーコードと反射型センサの組み合わせで説明しているが、情報記録部に磁性体、読み取り部に磁気センサを用いる等、上記に限定されるものではない。

図５は、トナー容器８を図４のＳ方向から見た図、図６は、トナー容器８の回転振れの説明図、図７は、トナー容器８と読み取り部Ｂの正面配置図、図８は、トナー容器８と読み取り部Ｂの側面配置図である。図９は、保持部Ａ２の第１の構成例を示す上面斜視図である。

図５では、トナー容器８は、外周を保持部Ａに構成された保持コロＡ５により保持され、加圧部Ａ６により、保持コロＡ５側に付勢されている様子を示している。なお、加圧部Ａ６は、必須構成ではないことは言うまでもない。

図５では、トナー容器８の外周８５は、真円筒形状を示しているが、実際は、図６の破線で示すように、成型等（内型と外型の偏芯等）の影響で、真円筒形状にするのは難しい。トナー容器８は、機種様々であるが、例えばφ１００の円筒径の場合は、数ｍｍの回転振れがある。

したがって、読み取り部Ｂを任意の位置に配置した場合、トナー容器８が図６の矢印方向（反時計周り方向）に回転すると、読み取り部Ｅからトナー容器８の外周までの距離ｇが変動する。これでは、読み取り部Ｂが光学センサの場合等は、受光光量の低下や読み取り位置（情報記録部の位置）でのスポット径が変動し、情報記録部Ｅ（バーコード等）の情報が読めなくなってしまう。

したがって、図７に示すように、少なくとも回転体である保持コロＡ５の１つ（保持コロＡ５１）に対して、読み取り部Ｅを、トナー容器８の回転軸８３の法線８６において、略同一線上に配置している。

また、トナー容器８の脱着動作で発生する振動等により、補給口８１に付着したトナーの塊が落下することがある。そこで、図７に示すように、トナー容器８の補給口８１の外周を重力方向に投影した領域８１ａの外側に読み取り部Ｂを配置することにより、落下したトナーにより、読み取り部Ｂが汚れることを回避している。

また、トナー容器８の回転中に、位置決め手段としての保持コロＡ５１にトナー容器８の外周が常に接するように構成している。また、読み取り部Ｂは、トナー容器８の長手方向において、保持コロＡ５１に近接した位置に設けられている。

図７において、正面方向の加圧部Ａ６（加圧コロＡ６１と加圧バネＡ６２）を示している。また、図８では、トナー容器８の長手方向において、保持コロＡ５１と加圧部Ａ６が略同一位置に配置した様子を示している。これにより、上記のように、保持コロＡ５１はトナー容器８の外周８５と常に接することができる。

図９は、保持コロＡ５の配置例を示している。この図に示されるように、４つの保持コロＡ５（Ａ５１〜Ａ５４）が配置されている。このような場合には、トナー容器８は、必ず３点とは接触するが、トナー容器８の内部に充填されたトナーの位置等により、重量バランスはまちまちであるため、どの３点と接触するかは想定が難しい。

したがって、上記したように、加圧部Ａ６と保持コロＡ５１の配置を前述の位置にすることにより、必ずトナー容器８の外周８５と保持コロＡ５１は接触することになる。これと、読み取り部Ｂと保持コロＡ５１の配置で、読み取り部Ｂと情報記録部Ｅの距離も一定に保たれることになる。

なお、加圧部Ａ６は、前述のように保持コロＡ５が４つではない場合、例えばＡ５１、Ａ５２の２つと、補給口８１を支持する３点支持の場合等であっても構わない。

図１０は、保持部Ａ２の第２の構成例を示す上面斜視図、図１１は、保持部Ａ２にトナー容器が保持された状態の外観斜視図、図１２は、保持部Ａ２にトナー容器が保持された状態の正面図である。

保持コロＡ５１に加えて、保持コロＡ５１に対してトナー容器８の円周方向に隣接して設けられ、かつ保持コロＡ５１を基準として回動し、さらにトナー容器８の外周に接触するように配置された第二接触コロＡ５５が設けられている。

図１１に示すように、ホルダＡ８に第二位置決め手段としての第二接触コロＡ５５が構成され、ホルダＡ８は、保持コロＡ５１を回転中心として回動する。また、ホルダＡ８は、バネＡ７により、トナー容器８側に付勢されており、これにより、第二接触コロＡ５５がトナー容器８の外周８５に接触することになる。

また、図１２は、読み取り部ＢがホルダＡ８に構成されている様子を示している。つまり、第二接触コロＡ５５がトナー容器８の外周８５に追従するのと同時に、読み取り部Ｂも追従することになる。したがって、前述したように、保持コロＡ５１により、読み取り部Ｂとトナー容器８の外周８５の距離が一定に保たれたが、これに加えて、読み取り角度も、より一定に保たれることになる。

図１３は、トナー容器８と読み取り部Ｂ、保持コロＡ５１の詳細を示す側面図、図１４は、保持部Ａ２の保持コロＡ５１、Ａ５の汚れ具合を示す上面斜視図、図１５は、図１４の下面斜視図である。

図１３には、トナー容器８を本体から脱着するときの方向を両矢印で示しているが、本体の保持部Ａとトナー容器８の隙間Ａ１４（図５）には、補給口８１付近から飛散したトナーが少なからず浮遊若しくは堆積し、トナー容器８の外周８５に付着している。

このとき、トナー容器８を脱着する方向に移動させた場合、外周８５と接触している保持コロＡ５により、外周８５に付着したトナーがかきとられることになる。図１４には、かきとられて堆積したトナーを斜線領域Ｆで示している。

この場合、保持コロＡ５１の光学窓Ａ４方向には堆積したトナーが存在しないのは、以下の理由による。即ち、図１３、１４に示すように、保持コロＡ５１には、溝部Ａ５１ａ、溝部Ａ５１ａの一方側の接触部Ａ５１ｂ、溝部Ａ５１ａの他方側の非接触部Ａ５１ｃが形成されており、接触部Ａ５１ｂでかきとられたトナーは、溝部Ａ５１ａに落ち込むためである。

また、光学窓Ａ４側には、非接触部Ａ５１ｃが設けられており、軸部Ａ５１ｄと溝部Ａ５１ａに落ち込んだトナーを遮断して、保持コロＡ５１の回転を阻害することを防止している。なお、非接触部Ａ５１ｃはトナー容器８の外周８５と接触していないため、トナーをかきとることはないことは言うまでもない。

図１５は、図１４を下から見た図であるが、保持コロＡ５１は、本体の保持部Ａ２に軸部Ａ５１ｄで嵌合している様子を示している。

なお、光学窓Ａ４部にかきとられたトナーが堆積するような場合には、光学窓Ａ４部からトナーが落下し、読み取り部Ｂが光学窓Ａ４部の下方に配置されていると、読み取り部Ｂにもトナーが堆積する可能性がある。そのため、光路が塞がれ、読み取りエラーの原因になるので、これを回避する配置とする。

図１６は、保持コロＡ５１と光学窓Ａ４の位置関係を示す保持部Ａ２の上面斜視図である。

図１６（ａ）は、トナー容器８が装着されている状態であり、光学窓Ａ４が開放されていることから、読み取り部Ｂは読み取り可能である。トナー容器８を脱すると、トナー容器８により、保持コロＡ５１は、図１６（ｂ）の位置に移動し、光学窓Ａ４を塞ぐ。つまり、読み取り部Ｂを覆うことになる。

前述した通り、保持コロＡ５１は、トナー容器８の外周８５と接しているため、この接触によっても移動できるが、図１７（ａ）に示すように、トナー容器８の外周８５に移動部（図中はリブ）８７を設けている。

図１７は、保持コロＡ５１と光学窓Ａ４の位置関係を示す側面図である。

図１７（ａ）は、トナー容器８が装着された状態である。つまり、図１６（ａ）と同じ状態である。この状態から、トナー容器８を図の矢印方向に脱すると、保持コロＡ５１は、移動部８７と係合し光学窓Ａ４の方向に移動する。この状態は、図１６（ｂ）と同じ状態である。

このように、移動部８７により、保持コロＡ５１はトナー容器８の脱動作と連動して移動可能である。これにより、保持コロＡ５１は光学窓Ａ４を早く塞ぐことが可能となる。これにより、読み取り部Ｂの遮断を早くできることになる。

また、図１６（ｂ）には、固定部Ａ９が示されている。つまり、トナー容器８を脱する動作で、補給口８１から大量のトナーが落下した場合には、保持コロＡ５１にも飛散したトナーが付着する可能性がある。このとき、保持コロＡ５１が回転すると、表面に付着したトナーが光学窓Ａ４を通過して、読み取り部Ｂを汚す可能性がある。そこで、図の通り、保持コロＡ５１が回転しないように、固定部Ａ９を設けている。

図１８にもこの状態を示している。保持コロＡ５１が回転する場合としては、トナー容器８を脱するときの振動や脱した状態で本体を移動させたときの振動等がある。これらの振動で保持コロＡ５１が回転しない程度の保持力が必要な場合には、固定部Ａ９は、板バネやＰＥＴシートのような弾性部材で足りる。

つまり、移動部８７で保持コロＡ５１を図１６（ｂ）の状態（光学窓Ａ４を塞いでいる状態）に強制的に移動させるが、このとき、保持コロＡ５１自身で、固定部Ａ９を押しのけるように構成する。図１６（ｂ）の状態では、固定部Ａ９の弾性力で保持コロＡ５１の回転が規制される。なお、上記例は一例であり、これに限定されるものではない。

次に、トナー容器８が装着される場合、図１７（ｂ）に示される矢印方向にトナー容器８が装着される。このとき、保持コロＡ５１は、移動部８７と係合し光学窓Ａ４を開放する方向に移動する。

図１６（ｂ）には、乗り上げ部Ａ１０が示されており、保持コロＡ５１が移動するには、これを乗り上げる必要がある。つまり、トナー容器８の外周８５と保持コロＡ５１の接触部Ａ５１ｂの接触のみでは、保持コロＡ５１は移動しないようになっている。

トナー容器８を装着する過程において、トナー容器８が移動部８７と係合するまでは保持コロＡ５１は、光学窓Ａ４を塞いでいる。したがって、装着操作の過程で、できるだけ長く光学窓Ａ４を塞いでいることが可能となり、読み取り部Ｂを汚れからより長く保護することが可能となる。

次に図１９は、トナー容器８の装着状態での保持コロＡ５１と清掃部材Ａ１１（ＰＥＴシート等）の関係を示している。清掃部材Ａ１１は、保持コロＡ５１の表面に当接させている。

トナー容器８の脱着操作で補給口８１から大量のトナーが落下した場合等に、清掃部材Ａ１１で、保持コロＡ５１の表面に付着したトナーＡ１３をかきとる。つまり、図１６（ｂ）の状態では、保持コロＡ５１の一定の面が汚れることになるが、図１６（ａ）では、保持コロＡ５１が回転するため、汚れた面が移動する。

この状態で、再度、図１６（ｂ）の状態になった場合には、汚れた面が光学窓Ａ４と一致することになると、読み取り部Ｂを汚してしまうことになる。したがって、前述のように、図１６（ａ）の状態で保持コロＡ５１を清掃しておくのが好ましい。

次に、図１０で説明した第二接触コロＡ５５を持つ構成について説明する。

図２０は、第二接触コロＡ５５の移動前の状態を示す図、図２１は、第二接触コロＡ５５の移動後の状態を示す図、図２２は、保持コロＡ５１及び第二接触コロＡ５５と読み取り部Ｂの関係を示す外観斜視図である。

図２０は、トナー容器８が装着された状態であり、図示のように、ホルダＡ８の第二接触コロＡ５５の軸受け部Ａ８１は、第二接触コロＡ５５が移動できる構成になっている。つまり、トナー容器８を脱した状態においては、図２１に示すように、第二接触コロＡ５５は、保持コロＡ５１側に移動し、読み取り部Ｂの光路を塞ぐ構成になっている。図２２にも、前述の様子が示されている。

これにより、トナー容器８を脱する動作で、トナー飛散が生じた場合でも、読み取り部Ｂを飛散トナーから保護することが可能となる。トナー容器８を装着する動作においては、第二接触コロＡ５５はトナー容器８に付勢される構成になっているため、自ずと図２０の状態に戻ることになる。

また、バネＡ７によりホルダＡ８は、トナー容器８側に付勢されているが、トナー容器８が脱された状態でも、所定以上は入り込まないようにストッパＡ８２が設けられている（図１１）。

なお、図２０の例の場合も、前述したように、保持コロＡ５１や第二接触コロＡ５５に付着したトナーを図示せぬ清掃部で清掃することにより、コロに付着したトナーが読み取り部Ｂに回り込むことを防止することは可能である。

本実施の形態では、トナー容器８を脱着しているが、トナー容器８の外周に移動部（リブ）８７を構成しているような場合でも、図５に示すように、保持部Ａとトナー容器８との隙間Ａ１４の範囲でトナー容器８は動くことができる。また、加圧部Ａ６がある場合でも、加圧部Ａ６は、加圧バネＡ６２で付勢されており、退避することもできるため、脱着操作は問題ないことは言うまでもない。

８ トナー容器
８１ 補給口
８３ 回転軸
８４ 溝
８５ 外周
８６ 法線
８７ 移動部
Ａ（Ａ１、Ａ２） 保持部
Ａ５ 保持コロ
Ａ５１ 保持コロ
Ａ５１ａ 溝部
Ａ５１ｂ 接触部
Ａ５１ｃ 非接触部
Ａ５５ 第二接触コロ
Ａ６ 加圧部
Ａ１１清掃部材
Ｂ 読み取り部
Ｅ 情報記録部

Claims (7)

1. トナー容器が回転可能に装着される画像形成装置であって、
   前記トナー容器の外周に形成された情報記録部の情報を読み取る読取手段と、
   前記トナー容器の外周に接触して前記トナー容器を位置決めする位置決め手段と、を備え、
   前記読取手段及び前記位置決め手段は、前記トナー容器の回転軸の法線おいて、略同一線上に配置されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記位置決め手段に対して前記トナー容器の円周方向に隣接して設けられ、かつ前記位置決め手段を基準として回動し、さらに前記トナー容器の外周に接触するように配置された第二位置決め手段を備え、
   前記読取手段は、前記第二位置決め手段の動作に連動するように構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記位置決め手段は、溝部が形成されており、溝部の一方側は、前記トナー容器と接触する接触部を持ち、他方側は、前記トナー容器と接触しない非接触部を持ち、
   前記読取手段は、前記溝部に対して、前記非接触部の側に配置されることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記位置決め手段は、前記トナー容器の脱着動作に連動して移動可能であり、脱動作により前記読取手段を覆うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記位置決め手段は回転体であり、
   前記位置決め手段が前記読取手段を覆っている状態では、前記位置決め手段が回転しないように固定する固定手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記位置決め手段は回転体であり、
   前記位置決め手段が前記読取手段を覆っていない状態において、前記位置決め手段を清掃する清掃部材を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記第二位置決め手段は、前記トナー容器の脱着動作に連動して移動可能であり、脱動作により前記読取手段を覆うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。