【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を採用した画像形成装置、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、トナーは画像形成によって消費される。トナー残量が適切でないと、画像濃度の低下やかすれ等の画像不良が引き起される。そこで、このようなトナーを使用する画像形成装置においては、トナーの残量を検知する手段を設け、該手段によってトナーが少なくなったことを検知した場合、あるいはトナーが無くなったことを検知した場合に、トナー補充をユーザに通知するようにしている。このトナー残量を検知する手段として、例えばトナー収容部にピエゾ等の圧電素子を用いて、この圧電素子の表面にトナーが存在するか否かを直接検知する方法や、フェライトコアを用いた磁性体センサを用いて、現像材中のキャリア量を基にその残量を検知する方法が用いられている。
【０００３】
また現像ユニットが可動式となっており、例えば複数の現像ユニットを感光体ドラムに対して回転移動し切換える構成を有する多色の画像形成装置においては、配線上の理由から前述のようなトナーセンサを設置できないことがある。そのような場合には、トナーの収容部やトナーの搬送経路上のトナーを、外部から光によって非接触で検知する方式が用いられている。この場合は、該トナー収容部やトナー搬送経路上に、トナー残量に応じて透過量が変化する光路を設け、そしてこの光路に光を照射する発光部と、該光路から透過された光を受光する受光部とを備えた光学式のセンサを用いて、該受光部に入射される光量に応じた出力信号を出力する該光学式のセンサの出力信号をもとに、トナー残量を検知する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのようにトナーの残量検知に光学式のセンサを用いる場合、センサに対する外乱および環境変動等の影響を受けやすい為、そのセンサの設計や配置位置あるいは配置精度等を十分に考慮しなくてはならない。例えば、センサや該センサの検知光路上にトナー汚れが生じたり、キズや割れが発生すると、実際にはトナーが無いにも関わらず、トナーが有ると誤検知してしまう不具合、また逆に実際にトナーが有るにも関わらずトナーが無いと誤検知してしまう不具合を引き起こす恐れがある。
【０００５】
例えばトナーを検知するための光路へトナーが付着してしまうと、トナーが無いにも関わらず、センサによりトナーが有ると誤検知する可能性がある。これはトナーによってセンサ表面や光路が遮へいされることによって、実際にトナーが有る場合と同じように、該光路からの透過光量すなわち受光光量が少なくなってしまうことが原因である。このような状態で装置を使用しつづけると、画像濃度の低下やかすれ等の画像不良に至る。またキャリアを含む２成分トナーの場合には、現像器内のトナーとキャリアのバランスが崩れてトナー飛散が更に増加してしまうという悪循環に陥ってしまう恐れも有る。しかしこのような不具合は、センサの配置位置や周辺のエアフローの最適化によって防ぐことができる。例えば、センサの配置位置はトナーが飛散しやすい現像ローラから十分に離れた位置に配置し、かつトナーがセンサへ浮遊しないようにエアフロー設計を行うことによって十分に回避することができる、更にセンサの検知面を装置に対して垂直方向に設けることによって、仮にセンサ付近にトナー飛散が発生しても、そのトナーがセンサに降り積もらないように設計することも効果的である。
【０００６】
一方で、実際にはトナーが有るにも関わらず、センサによりトナーが無いと誤検知してしまうケースとしては、例えばセンサ表面やトナーを検知するための光路にキズや破損が生じた場合、あるいはセンサとトナー検知面との位置関係が崩れてしまった場合や、センサの故障もしくはセンサと制御基板を繋ぐ信号線の断線等が原因として挙げられる。このような不具合は上記のような対策に関わらず突発的に生じてしまう為、何らかの手段で速やかに異常を検知する必要性がある。このような異常状態にて装置を使用しつづけると、トナーが十分に残っている状態にてトナー無し検知が発生してしまう不具合、これが悪化するとトナー補給表示が継続されて装置が停止してしまうといった不具合に至る。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー残量検知手段及びトナーの検知光路におけるキズや破損の発生、あるいはその他に起因するトナー残量検知手段の異常状態を検知することができる画像形成装置のトナー残量検知手段の異常検知方法及び、多色画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明は、現像器へトナーを補給するトナー容器と、前記トナー容器内のトナー残量を検知する残量センサと、前記トナー容器の装着の有無を検出する装着センサと、を有する画像形成装置において、
前記装着センサ及び前記残量センサの検知出力に基づいて前記残量センサが異常であることを判定可能に構成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明を適用した画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【００１１】
４０はカラー複写機の本体を示すものである。このカラー電子写真複写機本体の上部には、原稿４４を１枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置４１と、当該自動原稿搬送装置４１によって搬送される原稿４４の画像を読み取る原稿読取装置４２が配設されている。この原稿読取装置４２は、プラテンガラス４３上に載置された原稿４４を光源４５によって照明し、原稿４４からの反射光像を、光学ミラー４６、４７、４８及び、結像レンズ４９からなる縮小光学系を介して、ＣＣＤ等からなる画像読み取り素子５０上に走査露光して、この画像読み取り素子５０によって原稿４４の色材反射光像を所定のドット密度で読み取るようになっている。
【００１２】
上記原稿読取装置４２にて読み取られた原稿４４の色材反射光像は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のデータとして画像処理装置５１に送られ、この画像処理装置では、原稿４４のＲ、Ｇ、Ｂデータに対して、シェーディング補正、ガンマ補正、色空間処理等の画像処理が施される。
【００１３】
そして画像処理装置５１で所定の画像処理が施された画像データは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の画像データとして露光装置５に送られ、この露光装置５では、画像データに応じて、レーザ光による画像露光が行われる。
【００１４】
露光装置５による画像の露光は、感光体ドラム１に施される。ドラム１は図示しないモータで矢印Ａの方向に回転できるように設けられている。感光体１の周囲には、一次帯電器４、露光装置５、カラー現像ユニット７、白黒現像ユニット８、転写帯電器９、クリーナ装置６が配置されている。
【００１５】
画像の形成は、まず、帯電装置４に電圧を印加して感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、レーザースキャナからなる露光装置５は、画像データをもとに、帯電された感光体１上の画像部分が予定の露光部電位になるように露光を行い潜像が形成される。露光装置５は画像データに基づいてオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。
【００１６】
カラー現像ユニット７はフルカラー現像のための３台の現像装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、からなる。カラー現像装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、及び白黒現像装置８は、感光体１上の潜像をそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによってカラー現像ユニット７を矢印Ｒ方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体１に当接するように位置合わせされる。
【００１７】
感光体１上に現像された各色のトナー像は、転写装置９によって中間転写体としてのベルト２に順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。ベルト２を挟んで転写ベルト駆動ローラ１０と対向する位置にはベルトクリーナ１４が設けられていて、ベルト２上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。
【００１８】
ベルト２に転写されたトナー像は、さらに２次転写装置１５でシートに転写される。フルカラープリント時はベルト上で４色のトナーが重ね合わされた後、記録紙に転写される。上記記録紙は、記録紙カセット１６からピックアップローラ１７で搬送路に引き出され、搬送ローラ対１８及び、１９によってニップ部、つまり２次転写装置１５とベルト２との当接部に給送される。
【００１９】
また、感光体１上に残留したトナーは予備清掃装置でトナーの帯電を、クリーニングしやすい状態にし、クリーナ装置６で除去・回収され、最後に、感光体１は除電装置（不図示）で一様に０ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。
【００２０】
トナー像が転写されたシートは、定着装置３に送給される。記録紙上のトナー像は、定着装置３で熱定着されて装置外へ排出される。定着装置３は、内部に発熱手段であるハロゲンヒータを有する２つのローラが、図示しない加圧機構によって互いに圧接しながら回転可能に配置されたローラ対として構成されている。
【００２１】
さて、上記カラー複写機の画像形成タイミングは、ベルト２上の所定位置を基準として制御されている。ベルト２はローラ１０、１１、１２、１３に張架されている。これらのうち、転写ベルト駆動ローラ１０は図示しない駆動源に結合されてベルト２を駆動する駆動ローラとして機能し、転写ベルトテンションローラ１１、１２はベルト２の張力を調節するテンションローラとして機能し、バックアップローラ１３は２次転写装置としての転写ローラ１５のバックアップローラとして機能する。
【００２２】
テンションローラ１２付近には、基準位置を検知する反射型センサ２０が配置されている。反射型センサ２０はベルト２の外周面端部に設けられた反射テープ等のマーキングを検知してＩ−ｔｏｐ信号を出力する。
【００２３】
前記感光体１の外周の長さとベルト２の周長は、１：ｎ（ｎは整数）で表される整数比になっている。このように設定しておくと、ベルト２が１周する間に、感光体１が整数回転し、ベルト１周前とまったく同じ状態に戻るため、中間転写ベルト２上に４色を重ね合わせる際に（ベルトは４周回る）、感光体１の回転ムラによる色ズレを回避することが可能である。
【００２４】
上記のような中間転写方式の画像形成装置においては、Ｉ−ｔｏｐ信号を検知したのち、所定時間経過後にレーザースキャナからなる露光装置５で露光を開始する。また、前述したとおり、ベルト２が１周する間に、感光体１が整数回転し、ベルト１周前とまったく同じ状態に戻るため、ベルト２上では常に同じ位置にトナー像が形成される。用紙サイズによって、トナー像サイズも変化するが、ベルト２上にはトナー像が絶対にのらない範囲が存在する。
【００２５】
次に、図２に本装置の制御系のブロック図を示す。
【００２６】
本装置は全て、システムコントローラ１０１によって統括的にコントロールしている。システムコントローラ１０１は、主に本装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、そして操作部１０２即ちユーザインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。システムコントローラ１０１の内部構成は、上述した役割を担うために、ＣＰＵ１０１ａを搭載しており、ＣＰＵ１０１ａは、同様にシステムコントローラ１０１に搭載したＲＯＭ１０１ｂに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行する。またその際、一次的または恒久的に保存することが必要な書換可能なデータを格納するために、ＲＡＭ１０１ｃも搭載している。ＲＡＭ１０１ｃには、例えば後述する高圧制御部１０５への高圧設定値、後述する各種データ、操作部１０２からの画像形成指令情報などを保存する。
【００２７】
操作部１０２とは、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得ることに加えて、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに示すためのデータを送出している。
【００２８】
本装置は、装置内部の各所にモータ、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷及び、フォトインターラプターやマイクロスイッチ等のセンサを配置している。つまり、モータの駆動や各ＤＣ負荷を適宜駆動させることで、転写材の搬送や各ユニットの駆動を行っており、その動作を監視しているものが各種センサである。そこでシステムコントローラ１０１は、各種センサ類１０９からの信号をもとに、モータ制御部１０７により各モータをコントロールさせると同時に、ＤＣ負荷制御部１０８により、クラッチ／ソレノイドを動作させて画像形成動作を円滑に進めている。また、高圧制御部１０５に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニット１０６を構成する各種帯電器である一次帯電器３１０、図示しない補助帯電器、転写帯電器、及び現像器内の現像ローラに適切な高圧を印可させている。更に前述した定着器３の定着ローラには、それぞれローラを加熱するためのヒータ１１１が内蔵されており、その各ヒータはＡＣドライバ１１０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。またこの際、各定着ローラにはその温度を測定するためのサーミスタ１０４が設けられ、Ａ／Ｄ１０３によって、各定着ローラの温度変化に応じたサーミスタ１０４の抵抗値変化を電圧値に変換した後、デジタル値としてシステムコントローラ１０１に入力される。この温度データをもとに前述のＡＣドライバ１１０を制御することになる。
【００２９】
次に本発明のトナー残量検知手段の異常検知の実施系の詳細について、図３、図４及び、図５、図６用いて説明する。
【００３０】
図３はカラー現像ユニット７の構成をブロック図にて表したものである。カラー現像ユニット７は、マゼンタ現像ユニット７Ｍ、シアン現像ユニット７Ｃ、イエロー現像ユニット７Ｙの３ユニットから構成されている。カラー現像ユニット７は、図示しないモータによって矢印方向に回転され、マゼンタ、シアン、イエローの現像ユニットが順番に、それぞれ感光体１に当接するように位置合わせされる。各色の現像ユニットには現像器５０４と、着脱可能に装着されたトナーカートリッジ５００を備えている。トナーカートリッジ５００は、該トナーカートリッジ５００上に設けられた補給口と、前記現像器５０４上に設けられた補給口とが連結されるように装着され、現像器５０４のトナーの消費に応じてトナーカートリッジ５００から適宜トナーが供給される。
【００３１】
トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１は内部に発光部と受光部を持つ光学式のセンサである。トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１は該発光部から、トナーカートリッジ５００の表面に設けられた反射部５０３に光を照射し、そこから反射して該トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１センサに戻ってくる光を内部の受光部で検知することによって、トナーカートリッジ５００の装着を検知している。トナーカートリッジ５００が未装着である場合には、該トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１センサから発せられた光は、反射部５０３が無いために殆ど戻らず、よって内部の受光部が検知する光量はトナーカートリッジ５００が有る場合に比べて非常に小さいものとなる。トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１はこの受光量に応じて出力を変化させるセンサである。システムコントローラ１０１は該トナーカートリッジ着脱センサ５０１の発光部の発光制御をおこなうとともに、該トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１より出力される検知信号を読み込み、該検知信号を基にしてトナーカートリッジ５００の着脱状態を認識している。本実施例ではトナーカートリッジ５００が、マゼンタ、シアン、イエローの３種類を有しているのに対して、トナーカートリッジ着脱センサ５０１は１つだけ備えている。これは、現像ユニット７が矢印方向へ回転移動して、各色のトナーカートリッジ５００が、トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１による検知ポジションへ到達した時に、順次検知を行うようにしているためである。
【００３２】
トナー残量検知センサ５０２も、トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１と同様に、内部に受光部と発光部を有する光学式のセンサである。トナー残量検知センサ５０２は内部の発光部から、トナーカートリッジの内部を通る光路５０２ａへと光を照射し、該光路からトナー残量検知センサ５０２へ戻ってくる光を内部の受光部にて検出する。よってトナーカートリッジの壁面には、トナー残量検知手段からの発光された光を、トナーカートリッジ内の光路へ入射させるための入射面および、トナーカートリッジ内の光路を通過して、トナー残量検知手段へ戻る光を通過させる入射面とを備えている。本実施系のトナーカートリッジでは、上記のそれぞれの入射面は同一面上に配置されている。また内部に設けた光路とは、トナー量に応じて透過量が変化するように構成されている。例えば、トナーカートリッジ５００にトナーが充填されている場合には、トナーカートリッジ５００の内部に設けられた該光路はトナーによって遮へいされ、該光路からの受光光量は低下する。一方、トナーカートリッジ５００内のトナー残量が減少するに従って、光路５０２ａを遮へいしていたトナー密度が疎になるために光の透過量が増加し、よってトナー残量検知センサ５０２へ戻ってくる透過光、すなわち受光量が大きくなる。トナー残量検知センサ５０２は、このようにしてトナーの残量に応じた検知信号を出力する光学式のセンサである。このトナー残量検知手段からの発光される光は、トナーによって光が吸収されにくい赤外発光領域の波長を使用している。
【００３３】
また本実施例ではトナーカートリッジ５００が、マゼンタ、シアン、イエローの３種類を有しているのに対して、トナー残量検知センサ５０２は１つだけ備えているが、これはトナーカートリッジ着脱検知センサ５０１と同様に、現像ユニット７が矢印方向へ回転移動して、各色のトナーカートリッジ５００が、トナー残量検知センサ５０２による検知ポジションへ到達した時に、順次検知を行うようにしているためである。
【００３４】
システムコントローラ１０１は該トナー残量検知センサ５０２の発光部の発光制御をおこなうとともに、該トナー残量検知センサ５０２より出力される検知信号を読み込み、該検知信号を基にしてトナーカートリッジ５００内のトナー残量状態を認識している。
【００３５】
図４は、トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１と、トナー残量検知センサ５０２の出力関係を示した表である。ここで本発明ではトナーカートリッジ着脱検知センサ５０１を基準にして、トナー残量検知センサ５０２の異常検知を行っている。この理由としては、トナー残量検知センサ５０２はトナーの残量に応じて検知信号を出力する高感度なセンサであるため、外乱に対して影響を受けやすいのに対して、トナーカートリッジ着脱検知センサ５０１は反射板の有無のみを検知するセンサであり、比較的外乱にも強い安定した出力が得られるためである。さて図４の如く、トナーカートリッジ脱着検知センサ５０１によってトナーカートリッジ５００の装着を検知している場合には、トナー残量検知センサ５０２の出力信号に従って、トナーカートリッジ５００内のトナー残量の検知を行う。
トナーカートリッジ５００内のトナー残量と、トナー残量検知センサ５０２との関係を図５に示す。トナー残量検知センサ５０２は０Ｖから電源電圧レベルＶ２までの範囲で、受光量に応じて出力電圧を出力する。本例のトナーカートリッジ５００には、最初約１５０ｇのトナーが充填されている。この時はトナーカートリッジ５００の内部に設けられた光路がトナーによって遮へいされているため、該光路からトナー残量検知センサ５０２に戻る光が殆ど無く、図５のＶ１のように低い電圧となる。この状態はトナー残量が少なくなるまで続き、トナーが消費されてトナー残量検知センサ５０２による検知光路上のトナー密度が減少すると出力電圧が上がる。出力電圧がＶＡを超えると画像形成装置は操作部１００等のユーザインターフェイスへトナー残量が少ないことを通知する。即ちＶＡとは、トナー残量が少なくなったと判断する為の基準電圧値である。従って図４の如く、トナーカートリッジ脱着検知センサ５０１によってトナーカートリッジ５００の装着を検知している場合に、トナー残量検知センサ５０２の出力信号がＶＡに達していない場合にはトナー有りと判断し、一方トナー残量検知センサ５０２の出力信号がＶＡ以上である場合にはトナー無しと判断する。トナー無し時の制御動作について以下に説明する。トナー残量検知センサ５０２の出力値がＶＡを超えてトナー無しを検知すると、システムコントローラ１０１はジョブ毎に得られる画像信号からトナーの消費量を予測演算するカウントモードを実行する。この画像信号のカウント値が、予め定められた許容トナー消費量相当のカウント値に到達した時点で装置を強制的に停止させ、トナーカートリッジが交換されるまでジョブを受け付けないようにする。このようにして現像器内のトナー残量を常に適正に保ち、かすれ等の画像不良の無い良好な画像を提供できるようにしている。なお本実施例では、トナーカートリッジ内のトナー残量が約１０ｇまで減少した時点で、トナー残量検知センサ５０２がスライスレベル電圧Ｖ２に至るように設計されており、更に画像信号のカウント値により５ｇ相当のトナーが消費された時点で装置を停止するようにしている。本例におけるトナー残量検知センサ５０２は、トナーカートリッジ５００内のトナー残量が減少するに従って、該トナー残量検知センサ５０２の出力が大きくなるセンサとしているが、これとは逆にトナー残量が減少するに従って、該トナー残量検知センサ５０２の出力が小さくなるセンサを用いて、スライスレベル電圧ＶＡを設定しても構わない。なお同図中のＶＢは後述するトナー残量検知センサ５０２の異常状態を判別する為の、もう１つの基準電圧値である。
【００３６】
さて図４の如く、トナーカートリッジ脱着検知センサ５０１によってトナーカートリッジ５００が未装着であることを検知した場合には、トナー残量検知センサ５０２の出力信号をもとに、該トナー残量検知センサ５０２の異常検知を行う。ここでトナー残量検知センサ５０２は前述のように、トナーカートリッジ５００内に設けられた光路へと光を照射し、該光路から戻る透過光を検出している。
その為、トナーカートリッジ５００が未装着である場合には、トナー残量検知センサ５０２から発せられた光は、前述の光路が形成され無いために殆どトナー残量検知センサ５０２へ戻らず、よって内部の受光部が検知する光量は非常に小さいものとなる。よってこの時のトナー残量検知センサ５０２の出力は、トナーカートリッジ５００内にトナーが充填されている状態と同様に低い出力値となり、図５におけるＶＢ以下の電圧値に本来なる。即ちＶＢとは、トナー残量検知センサ５０２の異常を検知するための基準電圧値である。
【００３７】
このようにトナーカートリッジ５００が未装着であり、かつトナー残量検知センサ５０２の出力信号が基準電圧値ＶＢに達していない場合には、トナー残量検知センサ５０２が正常であり、またトナーカートリッジ５００が未装着であると判断されるので、操作部１００等のユーザインターフェイからトナーカートリッジ装着を要求する旨を通知する。なおこの装着通知はトナーカートリッジ５００が装着されるまで表示しつづける。
【００３８】
一方トナーカートリッジ５００が未装着であり、かつトナー残量検知センサ５０２の出力信号が基準電圧値ＶＢ以上である場合には、トナー残量検知センサ５０２の異常であると判断する。この時には、センサ表面やトナーを検知するための光路にキズや破損、あるいはセンサとトナー検知面との位置関係が崩れ、センサの故障もしくはセンサと制御基板を繋ぐ信号線の断線等の不具合が発生している。このような状態で画像形成装置を使用しつづけると、トナーが十分に残っている状態にてトナー無し検知が発生してしまう不具合、これが悪化するとトナー補給表示が継続されて装置が停止してしまうといった不具合に至ってしまう。よって上述のようにしてトナー残量検知センサ５０２の異常を検知した場合には操作部１００等のユーザインターフェイス上にトナー残量検知センサ５０２の異常を通知し装置を停止させる。
【００３９】
図６は、トナー残量検知センサ５０２からの出力電圧と、上述の基準電圧値と比較する回路のブロック図である。トナー残量検知センサ５０２からの出力電圧はシステムコントローラ１０１へ入力されると共に、比較器１１３へ入力される。比較器１１３にて、トナー残量検知センサ５０２からの出力電圧と比較される基準値ＶＡおよび基準値ＶＢは、Ｄ／Ａコンバータ１１２によって設定される。
ここで図５のようにＶＡに対してＶＢを高い電圧に設定したがこれに限定されるものではなく、装置の条件にあわせて、ＶＡとＶＢを同一レベルの設定電圧としても、またにＶＡに対してＶＢを低い電圧に設定しても良い。
【００４０】
Ｄ／Ａコンバータ１１２はシステムコントローラ１０１からの制御信号に基づいて、トナー残量を検知する際にはＶＡの電圧値に、またトナー残量検知センサ５０２の異常検知シーケンスを行う際にはＶＢの電圧値を設定する。比較器１１１３はトナー残量検知センサ５０２からの出力電圧とＶＡおよびＶＢに対する比較結果をシステムコントローラ１０１に出力する。
【００４１】
上記のトナー残量検知センサ５０２の異常検知シーケンスを図７に基づいてさらに詳述する。まず画像形成装置に電源が投入されて制御フローがスタートすると、マゼンタ、シアン、イエローの順番に、各色のトナーカートリッジ５００をトナーカートリッジ脱着検知センサ５０１による検知位置まで移動させて、トナーカートリッジ５００の装着状態を確認する（ステップＳ１）。以下マゼンタ現像ユニットを例に説明する。マゼンタトナーカートリッジ５００Ｍが装着されていると判断された場合には、次に通常どおりマゼンタカートリッジのトナー残量検知を行う。まず、マゼンタカートリッジ５００Ｍ内のトナー残量を、トナー残量検知センサ５０２によって検知するための検知位置まで移動させて（ステップＳ２）、トナー残量検知センサ５０２の出力信号に基づいてマゼンタカートリッジ５００Ｍ内のトナーの残量を検知する。（ステップＳ３）。ここで本実施例にあげた画像形成装置では、トナーカートリッジ脱着検知センサ５０１による検知位置と、トナー残量検知センサ５０２による検知位置とは同一の位置としているので、ステップＳ２において現像ユニットの回転移動は実際には行われない。しかしトナーカートリッジ脱着検知センサ５０１による検知位置と、トナー残量検知センサ５０２による検知位置とが異なる構成の装置である場合には、ステップＳ２にて現像ユニットの回転移動が必要になる。さてステップＳ３において、トナー残量検知センサ５０２により、トナーカートリッジ５００Ｍ内のトナー残量が充足していると判断された場合には、そこでマゼンタトナーカートリッジ５００Ｍの装着検知および残量検知を終了する。またステップＳ３において、トナーカートリッジ５００Ｍ内のトナー残量が不足していると判断された場合には、操作部１００等のユーザインターフェイスに、マゼンタトナーカートリッジ５００Ｍの交換を促す表示を行い（ステップＳ４）、ジョブ毎に得られる画像信号からトナーの消費量を予測演算する画像信号カウントモードに入る（ステップＳ５）。そして画像信号の累計カウント値Ｎが、トナーの消費許容量として予め定められた所定のカウント値Ｍに到達したか否かを、システムコントローラ１０１によって判断し（ステップＳ６）、画像信号の累計カウント値Ｎが、まだ所定値Ｍに到達していなければ、まだマゼンタトナーカートリッジ５００Ｍが使用可能と判断し、マゼンタトナーカートリッジ５００Ｍの装着検知および残量検知を終了する。なおマゼンタトナーカートリッジ５００Ｍの交換表示は、マゼンタトナーカートリッジ５００Ｍが交換されるまで表示を続ける。
【００４２】
一方ステップＳ６において、画像信号のカウント値Ｎが所定値Ｍに到達している場合には、マゼンタトナーカートリッジ５００Ｍが交換されるまで装置を停止させてその表示を続ける（ステップＳ７）。ステップＳ７において、マゼンタトナーカートリッジ５００Ｍの交換がなされたと判断された時点で交換表示を止めて装置を復帰させて、以上でマゼンタトナーカートリッジ５００Ｍの装着検知および残量検知を終了する。なお交換がなされたか否かは、トナー残量検知センサ５０２の信号に基に、システムコントローラ１０１によって判断される。
【００４３】
さてステップＳ２において、マゼンタトナーカートリッジ５００Ｍが未装着であると判断された場合には、次にトナー残量検知センサ５０２の出力信号をもとに、該トナー残量検知センサ５０２の異常検知を行う。まず、マゼンタカートリッジ５００Ｍ内のトナー残量を、トナー残量検知センサ５０２によって検知するための検知位置まで移動させ（ステップＳ８）、トナー残量検知センサ５０２による検知信号が予め定められた基準値ＶＢと比較される（ステップＳ９）。ここでトナーカートリッジ５００が未装着である場合には、トナー残量検知センサ５０２から発せられた光は、前述の光路が形成され無いために殆どトナー残量検知センサ５０２へ戻らず、トナー残量検知センサ５０２が検知する光量は非常に小さいものとなるので、該トナー残量検知センサ５０２の出力は、トナーカートリッジ５００内にトナーが充填されている状態と同様に低い出力値となり、基準値ＶＢ未満の電圧値になるはずである。
【００４４】
ステップＳ９において、このようにトナーカートリッジ５００が未装着であり、かつトナー残量検知センサ５０２から基準値ＶＢ以上であると判断された場合には、トナーカートリッジ５００が未装着であると判断し（ステップＳ１０）、操作部１００等のユーザインターフェイからトナーカートリッジ装着を要求する旨を通知する（ステップＳ１１）。なおこの装着通知はトナーカートリッジ５００が装着されるまで表示しつづけ、この間装置は停止される（ステップＳ１２）。
【００４５】
これに対して、ステップＳ９において、トナーカートリッジ５００が未装着であるにも関わらず、トナーが充填時と同様に低い出力値にならずに、トナーが無い状態と同等の高い出力値、即ち基準値ＶＢ以上の電圧値となってしまっている場合には、トナー残量検知センサ５０２の異常であると判断し（ステップＳ１３）、異常シーケンスに移行する。図８に示す異常シーケンスは画像形成装置における各種異常状態を検知した場合に実効されるシーケンスである。まず装置の各種負荷をオフにして（ステップＳ１０１）、操作部１００等のユーザインターフェイス上にトナー残量検知センサ５０２の異常を通知し（ステップＳ１０２）装置を緊急停止させる。
【００４６】
以下マゼンタ現像ユニット７Ｍを例に説明したが、シアン現像ユニット７Ｃ、イエロー現像ユニット７Ｙについても順次同様のシーケンスを行う。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のよれば、残量センサが異常であるか否かを簡単な構成で検知することができる。
【００４８】
従って、トナー容器内にトナーが十分に残っているにも関わらずトナー無しと判断されてしまうといった不具合を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を利用したディジタル複写機の縦断面図である。
【図２】本発明を利用したディジタル複写機の制御系ブロック図である。
【図３】本発明実施例装置の概略図である。
【図４】本発明実施例装置のトナーカートリッジ着脱検知センサと、トナー残量検知センサの出力関係を示す図である。
【図５】本発明実施例装置のトナーカートリッジ５００内のトナー残量と、トナー残量検知センサ５０２との関係を示す図である。
【図６】本発明実施例装置のトナー残量検知センサ５０２と基準値とを比較する回路のブロック図である。
【図７】本発明実施例装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明実施例装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 転写ベルト
３ 定着装置
４ １次帯電器
５ 露光装置
６ クリーナ装置
７ カラー現像ユニット
８ 白黒現像装置
９ 転写帯電器
１０ 転写ベルト駆動ローラ
１１ 転写ベルトテンションローラ
１２ 転写ベルトテンションローラ
１３ 転写ベルトバックアップローラ
１４ ベルトクリーナ
１５ 転写ローラ
１６ 記録紙カセット
１７ ピックアップローラ
１８ 搬送ローラ
１９ 搬送ローラ
２０ 反射型センサ
４０ カラー電子写真複写機
４１ 自動原稿搬送装置
４２ 原稿読取装置、
４３ プラテンガラス
４４ 原稿
４５ 光源
４６ 光学ミラー
４７ 光学ミラー
４８ 光学ミラー
４９ 結像レンズ
５０ 画像読み取り素子
５１ 画像処理装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus employing an electrophotographic method or an electrostatic recording method, and more particularly to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a copying machine or a printer, toner is consumed by image formation. If the amount of remaining toner is not appropriate, image defects such as a decrease in image density and blurring are caused. Therefore, an image forming apparatus using such a toner is provided with a unit for detecting the remaining amount of toner, and when the unit detects that the toner is low, or when it detects that the toner is exhausted. Next, the user is notified of toner replenishment. As a means for detecting the remaining amount of toner, for example, a method of directly detecting whether or not toner is present on the surface of the piezoelectric element by using a piezoelectric element such as a piezo in the toner storage section, or a method using a ferrite core. A method of detecting the remaining amount based on the amount of carrier in a developer using a body sensor has been used.
[0003]
Further, in a multi-color image forming apparatus having a structure in which a developing unit is movable, for example, a configuration in which a plurality of developing units are rotated with respect to a photosensitive drum and switched, a toner sensor as described above is used for wiring reasons. May not be installed. In such a case, a method is used in which the toner on the toner storage section or the toner transport path is detected in a non-contact manner by external light. In this case, an optical path whose transmission amount changes in accordance with the remaining amount of toner is provided on the toner storage unit and the toner transport path, and a light emitting unit that irradiates the optical path with light, and a light that is transmitted from the optical path, Using an optical sensor having a light receiving unit for receiving light, the remaining amount of toner is detected based on the output signal of the optical sensor that outputs an output signal corresponding to the amount of light incident on the light receiving unit. There is a way to do that.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an optical sensor is used for detecting the remaining amount of toner as described above, the sensor is susceptible to disturbances and environmental fluctuations. Therefore, it is not necessary to sufficiently consider the design, arrangement position, and arrangement accuracy of the sensor. Not be. For example, if toner contamination or scratches or cracks occur on the sensor or on the detection optical path of the sensor, there is a problem that the toner is erroneously detected as being present even though the toner is actually absent. However, there is a possibility that a malfunction may be erroneously detected that there is no toner despite the presence of toner.
[0005]
For example, if toner adheres to the optical path for detecting toner, there is a possibility that a sensor may erroneously detect that toner is present, despite the absence of toner. This is because the amount of light transmitted from the optical path, that is, the amount of light received from the optical path is reduced by blocking the sensor surface and the optical path by the toner, as in the case where toner is actually present. If the apparatus is continuously used in such a state, an image defect such as a decrease in image density or blurring occurs. Further, in the case of a two-component toner containing a carrier, there is a possibility that the balance between the toner and the carrier in the developing device is lost and the toner scattering is further increased, thereby causing a vicious cycle. However, such a problem can be prevented by optimizing the arrangement position of the sensor and the airflow around the sensor. For example, the position of the sensor can be sufficiently avoided by arranging the sensor at a position sufficiently distant from the developing roller where the toner is liable to scatter, and designing the air flow so that the toner does not float on the sensor. By providing the detection surface in a direction perpendicular to the apparatus, it is effective to design so that even if toner scattering occurs near the sensor, the toner does not accumulate on the sensor.
[0006]
On the other hand, as a case where the sensor erroneously detects that there is no toner in spite of the fact that toner is actually present, for example, when the surface of the sensor or the optical path for detecting the toner is damaged or damaged, or Causes include a case where the positional relationship between the sensor and the toner detection surface is broken, a failure of the sensor, a break in a signal line connecting the sensor to the control board, and the like. Since such a problem occurs suddenly regardless of the above-described countermeasures, it is necessary to detect the abnormality promptly by some means. If the apparatus is continued to be used in such an abnormal state, the detection of the absence of toner occurs in a state where the toner is sufficiently left, and if the state deteriorates, the toner supply display is continued and the apparatus stops. It leads to such a defect.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a toner remaining amount detecting unit and a toner remaining amount detecting unit caused by occurrence of scratches or breakage in a toner detection optical path or other causes. An object of the present invention is to provide an abnormality detection method of a toner remaining amount detection unit of an image forming apparatus capable of detecting an abnormal state and a multicolor image forming apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a toner container for replenishing toner to a developing device, a remaining amount sensor for detecting a remaining amount of toner in the toner container, and a mounting for detecting whether or not the toner container is mounted. And an image forming apparatus having a sensor.
The apparatus is characterized in that it is possible to determine that the remaining amount sensor is abnormal based on the detection outputs of the mounting sensor and the remaining amount sensor.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0010]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus to which the present invention has been applied.
[0011]
Reference numeral 40 denotes a main body of the color copying machine. On the upper part of the color electrophotographic copying machine main body, there is provided an automatic document feeder 41 for automatically feeding the documents 44 one by one in a separated state, and an image of the document 44 fed by the automatic document feeder 41 is read. A document reading device 42 is provided. The document reading device 42 illuminates a document 44 placed on a platen glass 43 with a light source 45 and reduces a reflected light image from the document 44 by optical mirrors 46, 47, 48 and an imaging lens 49. Scanning exposure is performed on an image reading element 50 such as a CCD via an optical system, and the color reading light image of the document 44 is read at a predetermined dot density by the image reading element 50.
[0012]
The color material reflected light image of the document 44 read by the document reading device 42 is sent to the image processing device 51 as data of three colors of R (red), G (green), and B (blue). The processing device performs image processing such as shading correction, gamma correction, and color space processing on the R, G, and B data of the document 44.
[0013]
The image data subjected to the predetermined image processing by the image processing device 51 is sent to the exposure device 5 as Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) image data. In the device 5, image exposure with laser light is performed according to the image data.
[0014]
The exposure of the image by the exposure device 5 is performed on the photosensitive drum 1. The drum 1 is provided so as to be rotatable in the direction of arrow A by a motor (not shown). Around the photoconductor 1, a primary charger 4, an exposure device 5, a color developing unit 7, a black and white developing unit 8, a transfer charger 9, and a cleaner device 6 are arranged.
[0015]
In forming an image, first, a voltage is applied to the charging device 4 so that the surface of the photoconductor 1 is uniformly negatively charged at a predetermined charging portion potential. Subsequently, the exposure device 5 including a laser scanner performs exposure so that the charged image portion on the photoconductor 1 has a predetermined exposure portion potential based on the image data, thereby forming a latent image. The exposure device 5 forms a latent image corresponding to an image by turning on and off based on the image data.
[0016]
The color developing unit 7 includes three developing devices 7Y, 7M, and 7C for full-color development. The color developing devices 7Y, 7M, 7C, and the black-and-white developing device 8 develop the latent image on the photoconductor 1 with Y, M, C, and K toners, respectively. When developing the toner of each color, the color developing unit 7 is rotated in the direction of arrow R by a motor (not shown), and the developing device of the color is aligned so as to contact the photoconductor 1.
[0017]
The toner images of each color developed on the photoreceptor 1 are sequentially transferred to the belt 2 as an intermediate transfer body by the transfer device 9, and the toner images of four colors are superimposed. A belt cleaner 14 is provided at a position facing the transfer belt driving roller 10 with the belt 2 interposed therebetween, and residual toner on the belt 2 is scraped off by a blade.
[0018]
The toner image transferred to the belt 2 is further transferred to a sheet by the secondary transfer device 15. During full-color printing, four color toners are superimposed on a belt and then transferred to recording paper. The recording paper is drawn out of the recording paper cassette 16 into a transport path by a pickup roller 17 and is fed by a pair of transport rollers 18 and 19 to a nip portion, that is, a contact portion between the secondary transfer device 15 and the belt 2. .
[0019]
The toner remaining on the photoreceptor 1 is charged by a preliminary cleaning device to make the toner easy to clean, and is removed and collected by a cleaner device 6. Finally, the photoreceptor 1 is removed by a static eliminator (not shown). In this way, the charge is removed to around 0 volts in preparation for the next image forming cycle.
[0020]
The sheet on which the toner image has been transferred is fed to the fixing device 3. The toner image on the recording paper is heat-fixed by the fixing device 3 and discharged out of the device. The fixing device 3 is configured as a roller pair in which two rollers each having a halogen heater serving as a heating unit are rotatably arranged while being pressed against each other by a pressing mechanism (not shown).
[0021]
The image forming timing of the color copying machine is controlled based on a predetermined position on the belt 2. The belt 2 is stretched around rollers 10, 11, 12, and 13. Of these, the transfer belt drive roller 10 is coupled to a drive source (not shown) to function as a drive roller for driving the belt 2, and the transfer belt tension rollers 11, 12 function as tension rollers for adjusting the tension of the belt 2. The backup roller 13 functions as a backup roller for the transfer roller 15 as a secondary transfer device.
[0022]
A reflection type sensor 20 for detecting a reference position is arranged near the tension roller 12. The reflection sensor 20 detects a marking on a reflection tape or the like provided at the end of the outer peripheral surface of the belt 2 and outputs an I-top signal.
[0023]
The outer peripheral length of the photoconductor 1 and the peripheral length of the belt 2 are in an integer ratio represented by 1: n (n is an integer). With this setting, the photoconductor 1 rotates an integer while the belt 2 makes one revolution, and returns to the same state as before the one revolution of the belt, so that when the four colors are superimposed on the intermediate transfer belt 2, In this case (the belt makes four revolutions), it is possible to avoid color shift due to uneven rotation of the photoconductor 1.
[0024]
In the image forming apparatus of the intermediate transfer system as described above, after detecting the I-top signal, the exposure is started by the exposure device 5 including a laser scanner after a lapse of a predetermined time. Further, as described above, while the belt 2 makes one rotation, the photoconductor 1 rotates an integer and returns to the same state as before the one rotation of the belt, so that a toner image is always formed on the belt 2 at the same position. Although the toner image size changes depending on the paper size, there is a range on the belt 2 where the toner image never falls.
[0025]
Next, FIG. 2 shows a block diagram of a control system of the present apparatus.
[0026]
This apparatus is entirely controlled by a system controller 101. The system controller 101 mainly plays a role of driving each load in the apparatus, collecting and analyzing information of sensors, and exchanging data with the operation unit 102, that is, the user interface. The internal configuration of the system controller 101 includes a CPU 101a in order to fulfill the above-described role, and the CPU 101a performs a predetermined image forming sequence according to a program stored in a ROM 101b similarly mounted on the system controller 101. Executes various sequences. At that time, a RAM 101c is also provided to store rewritable data that needs to be temporarily or permanently stored. The RAM 101c stores, for example, a high-voltage set value to the high-voltage control unit 105 described later, various data described later, image forming command information from the operation unit 102, and the like.
[0027]
The operation unit 102 obtains information such as a copy magnification and a density set value set by a user, and also stores information on the state of the image forming apparatus, for example, information on the number of images formed, whether or not an image is being formed, and occurrence of a jam. And data for indicating the location and the like to the user.
[0028]
In this device, a motor, a DC load such as a clutch / solenoid, and sensors such as a photo interrupter and a micro switch are arranged at various places inside the device. In other words, the transfer of the transfer material and the driving of each unit are performed by appropriately driving the motor and each DC load, and various sensors monitor the operation. Therefore, the system controller 101 controls each motor by the motor control unit 107 based on the signals from the various sensors 109, and at the same time, operates the clutch / solenoid by the DC load control unit 108 to smoothly perform the image forming operation. It is proceeding. Also, by sending various high-voltage control signals to the high-voltage control unit 105, a primary charger 310, which is various chargers constituting the high-voltage unit 106, an auxiliary charger (not shown), a transfer charger, and a developing roller in the developing device To a suitable high pressure. Further, each of the fixing rollers of the fixing device 3 has a built-in heater 111 for heating the roller, and each heater is ON / OFF controlled by an AC driver 110. At this time, each fixing roller is provided with a thermistor 104 for measuring its temperature. The A / D 103 converts a change in the resistance value of the thermistor 104 according to a change in temperature of each fixing roller into a voltage value. It is input to the system controller 101 as a digital value. The above-described AC driver 110 is controlled based on the temperature data.
[0029]
Next, details of the system for performing the abnormality detection of the toner remaining amount detecting means of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5, and 6. FIG.
[0030]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the color developing unit 7. The color developing unit 7 includes three units: a magenta developing unit 7M, a cyan developing unit 7C, and a yellow developing unit 7Y. The color developing unit 7 is rotated in the direction of the arrow by a motor (not shown), and the magenta, cyan, and yellow developing units are sequentially positioned so as to abut the photoconductor 1. Each color developing unit includes a developing unit 504 and a detachably mounted toner cartridge 500. The toner cartridge 500 is mounted so that a supply port provided on the toner cartridge 500 and a supply port provided on the developing device 504 are connected to each other. The toner is supplied from the cartridge 500 as appropriate.
[0031]
The toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 is an optical sensor having a light emitting unit and a light receiving unit inside. The toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 irradiates light from the light emitting section to a reflection section 503 provided on the surface of the toner cartridge 500, and internally reflects light returning from the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 sensor. , The mounting of the toner cartridge 500 is detected. When the toner cartridge 500 is not mounted, the light emitted from the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 hardly returns due to the absence of the reflection portion 503, and thus the amount of light detected by the internal light receiving portion is equal to or smaller than the toner cartridge. This is much smaller than the case where there are 500. The toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 is a sensor that changes the output according to the amount of received light. The system controller 101 controls the light emission of the light emitting unit of the toner cartridge attachment / detachment sensor 501, reads a detection signal output from the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501, and determines the attachment / detachment state of the toner cartridge 500 based on the detection signal. It has recognized. In the present embodiment, the toner cartridge 500 has three types of magenta, cyan, and yellow, whereas only one toner cartridge attachment / detachment sensor 501 is provided. This is because when the developing unit 7 rotates in the direction of the arrow and the toner cartridges 500 of the respective colors reach the detection positions of the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501, the detection is sequentially performed.
[0032]
Similarly to the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501, the toner remaining amount detection sensor 502 is an optical sensor having a light receiving unit and a light emitting unit inside. The toner remaining amount detection sensor 502 emits light from an internal light emitting unit to an optical path 502a passing through the inside of the toner cartridge, and detects light returning from the optical path to the toner remaining amount detection sensor 502 by an internal light receiving unit. I do. Therefore, on the wall surface of the toner cartridge, the light emitted from the toner remaining amount detecting means is incident on the optical path in the toner cartridge and the light passing through the optical path in the toner cartridge. And an incident surface for transmitting light returning to the light source. In the toner cartridge of the present embodiment, the respective incident surfaces are arranged on the same surface. The optical path provided inside is configured such that the transmission amount changes in accordance with the toner amount. For example, when the toner cartridge 500 is filled with toner, the optical path provided inside the toner cartridge 500 is blocked by the toner, and the amount of light received from the optical path decreases. On the other hand, as the amount of remaining toner in the toner cartridge 500 decreases, the density of the toner blocking the optical path 502a decreases, so that the amount of transmitted light increases. Light, that is, the amount of received light increases. The toner remaining amount detection sensor 502 is an optical sensor that outputs a detection signal according to the remaining amount of toner in this way. The light emitted from the toner remaining amount detecting means uses a wavelength in an infrared light emitting region where light is not easily absorbed by the toner.
[0033]
Further, in this embodiment, the toner cartridge 500 has three types of magenta, cyan, and yellow, while only one toner remaining amount detection sensor 502 is provided. This is because, similarly to 501, when the developing unit 7 rotates in the direction of the arrow and the toner cartridges 500 of the respective colors reach the detection positions of the remaining toner detection sensor 502, the detection is sequentially performed.
[0034]
The system controller 101 controls the light emission of the light emitting unit of the toner remaining amount detection sensor 502, reads a detection signal output from the toner remaining amount detection sensor 502, and, based on the detection signal, outputs the toner in the toner cartridge 500. Recognizes the remaining battery level.
[0035]
FIG. 4 is a table showing the output relationship between the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 and the toner remaining amount detection sensor 502. Here, in the present invention, the abnormality detection of the toner remaining amount detection sensor 502 is performed based on the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501. The reason is that the toner remaining amount detection sensor 502 is a highly sensitive sensor that outputs a detection signal according to the remaining amount of toner, and thus is easily affected by disturbance. Reference numeral 501 denotes a sensor that detects only the presence or absence of a reflection plate, because a stable output that is relatively resistant to disturbance is obtained. As shown in FIG. 4, when the mounting of the toner cartridge 500 is detected by the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501, the remaining amount of toner in the toner cartridge 500 is detected according to the output signal of the toner remaining amount detection sensor 502. .
FIG. 5 shows the relationship between the remaining amount of toner in the toner cartridge 500 and the remaining toner detection sensor 502. The toner remaining amount detection sensor 502 outputs an output voltage in a range from 0 V to the power supply voltage level V2 according to the amount of received light. The toner cartridge 500 of this embodiment is initially filled with about 150 g of toner. At this time, since the optical path provided inside the toner cartridge 500 is blocked by the toner, there is almost no light returning from the optical path to the toner remaining amount detection sensor 502, and the voltage becomes low as indicated by V1 in FIG. This state continues until the remaining amount of toner decreases, and when the toner is consumed and the toner density on the optical path detected by the remaining toner detection sensor 502 decreases, the output voltage increases. When the output voltage exceeds VA, the image forming apparatus notifies the user interface such as the operation unit 100 that the remaining amount of toner is small. That is, VA is a reference voltage value for determining that the remaining amount of toner is low. Therefore, as shown in FIG. 4, when the toner cartridge 500 is detected by the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 and the output signal of the toner remaining amount detection sensor 502 does not reach VA, it is determined that toner is present. On the other hand, if the output signal of the remaining toner detection sensor 502 is equal to or greater than VA, it is determined that there is no toner. The control operation when there is no toner will be described below. When the output value of the toner remaining amount detection sensor 502 exceeds VA and detects the absence of toner, the system controller 101 executes a count mode for predicting and calculating the toner consumption amount from an image signal obtained for each job. When the count value of the image signal reaches a count value corresponding to a predetermined allowable toner consumption, the apparatus is forcibly stopped, and the job is not accepted until the toner cartridge is replaced. In this way, the remaining amount of toner in the developing device is always kept appropriate, and a good image free from image defects such as blurring can be provided. In this embodiment, when the remaining amount of toner in the toner cartridge is reduced to about 10 g, the toner remaining amount detecting sensor 502 is designed to reach the slice level voltage V2, and furthermore, 5 g is determined by the count value of the image signal. The apparatus is stopped when a considerable amount of toner is consumed. In the present embodiment, the remaining toner detection sensor 502 is a sensor in which the output of the remaining toner detection sensor 502 increases as the remaining toner in the toner cartridge 500 decreases. The slice level voltage VA may be set using a sensor in which the output of the remaining toner amount detection sensor 502 decreases as the amount decreases. VB in the figure is another reference voltage value for determining an abnormal state of the toner remaining amount detection sensor 502 described later.
[0036]
As shown in FIG. 4, when it is detected that the toner cartridge 500 is not mounted by the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501, the toner remaining amount detection sensor 502 is output based on the output signal of the toner remaining amount detection sensor 502. Abnormality is detected. Here, as described above, the toner remaining amount detection sensor 502 irradiates light to an optical path provided in the toner cartridge 500 and detects transmitted light returning from the optical path.
For this reason, when the toner cartridge 500 is not mounted, the light emitted from the toner remaining amount detection sensor 502 hardly returns to the toner remaining amount detection sensor 502 because the above-described optical path is not formed. Is very small. Therefore, the output of the toner remaining amount detection sensor 502 at this time has a low output value as in the state where the toner is filled in the toner cartridge 500, and is essentially a voltage value equal to or lower than VB in FIG. That is, VB is a reference voltage value for detecting abnormality of the remaining toner detection sensor 502.
[0037]
As described above, when the toner cartridge 500 is not mounted and the output signal of the toner remaining amount detection sensor 502 does not reach the reference voltage value VB, the toner remaining amount detection sensor 502 is normal and the toner cartridge 500 Is determined to be not mounted, the user interface of the operation unit 100 or the like notifies the user that mounting of the toner cartridge is requested. It should be noted that this attachment notification is kept displayed until the toner cartridge 500 is attached.
[0038]
On the other hand, when the toner cartridge 500 is not mounted and the output signal of the toner remaining amount detecting sensor 502 is equal to or higher than the reference voltage value VB, it is determined that the toner remaining amount detecting sensor 502 is abnormal. At this time, the surface of the sensor or the optical path for detecting the toner may be damaged or damaged, or the positional relationship between the sensor and the toner detection surface may be broken, causing a malfunction such as a sensor failure or a disconnection of a signal line connecting the sensor and the control board. are doing. If the image forming apparatus continues to be used in such a state, the detection of the absence of toner occurs in a state where the toner is sufficiently left, and if the state becomes worse, the toner supply display is continued and the apparatus stops. It leads to such a problem. Therefore, when the abnormality of the toner remaining amount detection sensor 502 is detected as described above, the abnormality of the toner remaining amount detection sensor 502 is notified on a user interface such as the operation unit 100 and the apparatus is stopped.
[0039]
FIG. 6 is a block diagram of a circuit that compares the output voltage from the toner remaining amount detection sensor 502 with the above-described reference voltage value. The output voltage from the toner remaining amount detection sensor 502 is input to the system controller 101 and also to the comparator 113. The reference value VA and the reference value VB, which are compared with the output voltage from the toner remaining amount detection sensor 502 by the comparator 113, are set by the D / A converter 112.
Here, as shown in FIG. 5, VB is set to a higher voltage than VA. However, the present invention is not limited to this. VB may be set to a lower voltage.
[0040]
Based on a control signal from the system controller 101, the D / A converter 112 uses the voltage value of VA when detecting the remaining amount of toner, and the VB value when performing the abnormality detection sequence of the toner remaining amount detection sensor 502. Set the voltage value. The comparator 1113 outputs to the system controller 101 a comparison result between the output voltage from the toner remaining amount detection sensor 502 and VA and VB.
[0041]
The abnormality detection sequence of the toner remaining amount detection sensor 502 will be described in more detail with reference to FIG. First, when the power is turned on to the image forming apparatus and the control flow starts, the toner cartridge 500 of each color is moved to the detection position of the toner cartridge detachment detection sensor 501 in the order of magenta, cyan, and yellow, and the toner cartridge 500 is mounted. The state is confirmed (step S1). Hereinafter, a magenta developing unit will be described as an example. If it is determined that the magenta toner cartridge 500M is mounted, the remaining amount of toner in the magenta cartridge is detected as usual. First, the remaining amount of toner in the magenta cartridge 500M is moved to a detection position for detection by the remaining toner amount detection sensor 502 (step S2). The remaining amount of toner is detected. (Step S3). Here, in the image forming apparatus described in the present embodiment, since the detection position by the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 and the detection position by the toner remaining amount detection sensor 502 are the same, the rotational movement of the developing unit is determined in step S2. Is not actually done. However, when the detection position of the toner cartridge attachment / detachment detection sensor 501 is different from the detection position of the toner remaining amount detection sensor 502, the developing unit needs to be rotated in step S2. If it is determined in step S3 that the remaining toner amount in the toner cartridge 500M is sufficient by the remaining toner amount detection sensor 502, the detection of the attachment and the remaining amount of the magenta toner cartridge 500M are terminated. If it is determined in step S3 that the remaining amount of toner in the toner cartridge 500M is insufficient, a message prompting replacement of the magenta toner cartridge 500M is displayed on a user interface such as the operation unit 100 (step S4). Then, an image signal count mode for predicting and calculating the toner consumption from the image signal obtained for each job is entered (step S5). The system controller 101 determines whether or not the total count value N of the image signal has reached a predetermined count value M which is predetermined as a toner consumption allowable amount (step S6), and the total count value of the image signal is determined. If N has not yet reached the predetermined value M, it is determined that the magenta toner cartridge 500M is still usable, and the mounting detection and the remaining amount detection of the magenta toner cartridge 500M are terminated. The display for replacing the magenta toner cartridge 500M is continued until the magenta toner cartridge 500M is replaced.
[0042]
On the other hand, if the count value N of the image signal has reached the predetermined value M in step S6, the apparatus is stopped and the display is continued until the magenta toner cartridge 500M is replaced (step S7). In step S7, when it is determined that the magenta toner cartridge 500M has been replaced, the replacement display is stopped and the apparatus is returned, and the mounting detection and the remaining amount detection of the magenta toner cartridge 500M are completed. Whether or not replacement has been performed is determined by the system controller 101 based on a signal from the remaining toner amount detection sensor 502.
[0043]
If it is determined in step S2 that the magenta toner cartridge 500M is not mounted, the abnormality detection of the remaining toner detection sensor 502 is performed based on the output signal of the remaining toner detection sensor 502. . First, the remaining amount of toner in the magenta cartridge 500M is moved to a detection position for detection by the remaining toner detection sensor 502 (step S8), and the detection signal from the remaining toner detection sensor 502 is set to a predetermined reference value VB. Is compared with (step S9). Here, when the toner cartridge 500 is not mounted, the light emitted from the toner remaining amount detection sensor 502 hardly returns to the toner remaining amount detection sensor 502 because the above-described optical path is not formed. Since the amount of light detected by the detection sensor 502 is very small, the output of the toner remaining amount detection sensor 502 has a low output value as in the state where the toner is filled in the toner cartridge 500, and the reference value VB It should be less than the voltage value.
[0044]
In step S9, when the toner cartridge 500 is not mounted and the toner remaining amount detection sensor 502 determines that the toner cartridge 500 is not less than the reference value VB, it is determined that the toner cartridge 500 is not mounted ( In step S10, a user interface such as the operation unit 100 is notified of a request to mount a toner cartridge (step S11). Note that this mounting notification is kept displayed until the toner cartridge 500 is mounted, during which the apparatus is stopped (step S12).
[0045]
On the other hand, in step S9, despite the fact that the toner cartridge 500 is not mounted, the output value is not as low as when the toner is filled, but the output value is as high as when there is no toner, that is, the reference value. If the voltage value is equal to or greater than the value VB, it is determined that the toner remaining amount sensor 502 is abnormal (step S13), and the process proceeds to an abnormal sequence. The abnormal sequence shown in FIG. 8 is a sequence executed when various abnormal states in the image forming apparatus are detected. First, the various loads of the apparatus are turned off (step S101), and an abnormality of the toner remaining amount detection sensor 502 is notified on a user interface of the operation unit 100 or the like (step S102), and the apparatus is urgently stopped.
[0046]
Hereinafter, the magenta developing unit 7M has been described as an example, but the same sequence is sequentially performed for the cyan developing unit 7C and the yellow developing unit 7Y.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to detect whether or not the remaining amount sensor is abnormal with a simple configuration.
[0048]
Therefore, it is possible to effectively prevent a problem that it is determined that there is no toner even though a sufficient amount of toner remains in the toner container.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view of a digital copying machine using the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram of a digital copying machine using the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an output relationship between a toner cartridge attachment / detachment detection sensor and a remaining toner amount detection sensor of the apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a remaining amount of toner in a toner cartridge 500 and a remaining amount detection sensor 502 of the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a circuit for comparing a remaining toner amount detection sensor 502 of the apparatus according to the embodiment of the present invention with a reference value.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Transfer belt
3 Fixing device
4 Primary charger
5 Exposure equipment
6 cleaner device
7 Color development unit
8 Black and white developing device
9 Transfer charger
10 Transfer belt drive roller
11 Transfer belt tension roller
12 Transfer belt tension roller
13 Transfer belt backup roller
14 Belt cleaner
15 Transfer roller
16 Recording paper cassette
17 Pickup roller
18 Transport rollers
19 Transport roller
20 Reflection type sensor
40 color electrophotographic copier
41 Automatic Document Feeder
42 document reading device,
43 Platen glass
44 manuscript
45 light source
46 Optical mirror
47 Optical mirror
48 Optical mirror
49 Imaging lens
50 Image reading element
51 Image processing device
