JP2005181444A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録剤容器内の記録剤残量を検知することによって、記録剤の状態（残量、補給の要否、固化、劣化等）を判定できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 記録剤は記録剤容器６０の中で第１室６０１から第２室６０２を経由して第３室６０３へ移動する。ＣＰＵは記録剤センサ８１，８２が検出した室６０１，６０２内夫々の透過光量に基づいて室６０１，６０２の記録剤の有無又は残量を検知し、例えば第１室６０１に記録剤があり第２室６０２に記録剤がない場合、記録剤は第１室６０１で固化していると判定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、記録剤容器から供給された記録剤を用いて画像を形成する画像形成装置に関する。

画像形成装置は、トナーのような記録剤を収容するための記録剤容器と、記録剤容器から供給された記録剤を用いて記録用紙のような記録材に画像を形成する画像形成手段とを備える（特許文献１，２参照）。記録剤容器が複数の室に区切られている場合、画像形成装置は、従来、記録剤容器内部の記録剤の有無又は残量を検知する検知手段を、一の室にのみ備えていた。
特開２００１−１００５０４号公報 特開平１０−３０１３８６号公報

記録剤容器内部で記録剤の固化（ブリッジ）が生じた場合、記録剤が記録剤容器から画像形成手段へ移動しなくなることがある。しかしながら、固化した記録剤の存在を検知手段が検知するため、画像形成装置は、記録剤容器に記録剤があると判定する。この結果、記録剤容器内部に記録剤があるにもかかわらず画像形成手段へ記録剤が供給されないことがあるという問題があった。

以上のようなことから、記録剤容器内部の記録剤の有無又は残量のみならず、記録剤の固化も検知可能な画像形成装置が望まれている。しかしながら、記録剤の固化を検知する手段を別途追加する場合、画像形成装置の構成が複雑になるという問題があった。

本発明は斯かる問題を解決するためになされたものであり、複数の室に区切られた記録剤容器に、記録剤の残量を検知する検知手段を複数備えることにより、記録剤の有無、記録剤残量の多寡、記録剤が固化しているか否か等の記録剤の状態を判定できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、一の検知手段の第１残量検知手段の検知結果と、他の検知手段の第２残量検知手段の検知結果とに基づいて、記録剤容器内の記録剤の状態を判定することにより、記録剤の状態を簡易な構成で判定できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、一の検知手段の第１残量検知手段に記録剤の残量を検知させ、他の検知手段の第１残量検知手段に記録剤の残量を検知させないことにより、記録剤の状態を更に簡易な構成で判定できる画像形成装置を提供することにある。

第１発明に係る画像形成装置は、複数の室に区切られた記録剤容器を備え、該記録剤容器から供給された記録剤を用いて画像を形成する画像形成装置において、前記記録剤容器の少なくとも２個の室に夫々設けてあり、該室の記録剤残量を検知する検知手段と、各検知手段が検知した記録剤残量に基づいて、記録剤容器内の記録剤の状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

第１発明にあっては、記録剤容器が複数の室に区切られている場合、一の室内の記録剤が他の室へ移動し、他の室内の記録剤が記録剤容器外部へ供給され、供給された記録剤を用いて画像が形成される。検知手段は、例えば記録剤の有無又は残量を検知するための一般的なセンサ（磁気センサ、光電センサ等）を用いて構成され、この検知手段が設けられている室の記録剤残量を検知する。判定手段は、例えば一般的な演算子を用いて構成され、検知手段が検知した記録剤残量に基づいて、記録剤容器内の記録剤の状態（記録剤の有無、残量の多寡、及び／又は記録剤が固化しているかいなか等）を判定する。この場合、一の室に記録剤が残っているにもかかわらず、他の室の記録剤がないと検知されたとき、判定手段は、一の室にて記録剤が固化していると判定する。

記録剤が固化しているか否かは、各室の記録剤の有無に基づいて判定可能である。しかしながら、記録剤の有無を判定するだけでは、画像形成装置は、記録剤がなくなるまで記録剤の補給のタイミングをユーザに報知することができず、記録剤が無くなる前に新たな記録剤を準備するようユーザに促してユーザの利便性を向上することができない。このため、少なくとも１個の検知手段が記録剤残量を精密に検知するよう構成されている必要がある。

第２発明に係る画像形成装置は、各検知手段は、該検知手段に対応する室の記録剤の残量を検知する第１残量検知手段と、前記室に所定量以上の記録剤が残っているか否かを検知する第２残量検知手段とを備え、前記判定手段は、一の検知手段の第１残量検知手段の検知結果と、他の検知手段の第２残量検知手段の検知結果とに基づいて、記録剤容器内の記録剤の状態を判定するようなしてあることを特徴とする。

第２発明にあっては、第１残量検知手段が室内の記録剤残量を精密に検知し、第２残量検知手段が室内の記録剤残量を大まかに（例えば記録剤の有無のみを）検知する。また、一の検知手段の第１残量検知手段の検知結果と、他の検知手段の第２残量検知手段の検知結果とに基づいて、記録剤容器内の記録剤の状態を判定する。複数の精密な検知結果に基づいた状態判定は煩雑であるが、精密な検知結果と大まかな検知結果とに基づいた状態判定は簡易であるため、検知手段全体の処理が、一の検知手段及び他の検知手段の全てが記録剤残量を精密に検知して、複数の精密な検知結果に基づいた判定を行なうよう構成されている場合の検知手段全体の処理に比べて簡易になる。

また、一の検知手段が第１残量検知手段のみを備え、他の検知手段が第２残量検知手段のみを備える場合、記録剤容器に補給される記録剤の量が変化したとき（例えば、記録剤容器が３個の室に区切られており、工場出荷時は２個の室が、その後は３個の室が、夫々満杯になるよう記録剤を補給されるようなとき）、記録剤の状態を正確に判定できないことがある。このため、各検知手段は第１残量検知手段及び第２残量検知手段の両方を備える。

第３発明に係る画像形成装置は、一の検知手段の第１残量検知手段に記録剤の残量を検知させ、他の検知手段の第１残量検知手段に記録剤の残量を検知させない手段を備えることを特徴とする。

第３発明にあっては、一の第１残量検知手段及び他の第１残量検知手段の一方のみが記録剤残量を精密に検知する。記録剤残量の精密な検知は煩雑であるが、記録剤残量の大まかな検知は簡易であるため、検知手段全体の処理が、一の第１残量検知手段及び他の第１残量検知手段の全てが記録剤残量を精密に検知するよう構成されている場合の検知手段全体の処理に比べて簡易になる。

第１発明の画像形成装置によれば、記録剤容器の少なくとも２個の室に夫々設けられ、記録剤残量を検知する複数の検知手段と、記録剤の固化を含む記録剤の状態を判定する判定手段とを備えるため、記録剤の固化を検知するための手段を別途設けることなく、記録剤の有無及び／又は残量の多寡のみならず、記録剤が固化しているか否かも判定することができる。

また、判定手段の判定結果に応じて、ユーザに対し、記録剤の状態を報知し、更に、適切な指示を与えるよう構成することもできる。この場合、例えば、「記録剤が残り少なくなりました。補給用の記録剤を準備してください」、「記録剤が完全になくなりました。
記録剤を補給してください」、「記録剤が内部で固化しています。記録剤容器を交換してください」等の文章を、画像形成装置が備える表示手段に表示することができる。この場合、ユーザの利便性を向上することができる。

また、第２発明の画像形成装置によれば、検知手段全体の処理を簡易にすることができるため、例えば検知手段の一部と判定手段とを画像形成装置のＣＰＵで兼用することができる。この結果、簡易な装置構成で記録剤の状態を判定することができる。

また、各検知手段は第１残量検知手段及び第２残量検知手段の両方を備えるため、記録剤容器への記録剤補給量の変化にも適宜対応することができる。

また、第３発明の画像形成装置によれば、検知手段全体の処理を更に簡易にすることができる。更に、一の第１残量検知手段と他の第１残量検知手段とを切り替えて用いることによって、複数の第１残量検知手段が、夫々の一部を兼用するよう構成できるため、更に簡易な装置構成で記録剤の状態を判定することができる等、本発明は優れた効果を奏する。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。本実施の形態においては、本発明の画像形成装置として電子写真方式の画像形成装置である複合機を例示するが、これに限るものではない。

図１は、本発明に係る画像形成装置である複合機１の構成を示すブロック図である。本実施の形態の複合機１は、制御中枢としてのプロセッサであるＣＰＵ１０がＲＯＭ２１に格納されているコンピュータプログラムに従って、原稿画像の読み取り、読み取った画像のコピー出力（プリントアウト）及びファクシミリ通信による送信、ファクシミリ通信により受信したデータのプリントアウト等の機能を実現する。また、複合機１は、ＣＰＵ１０が直接接続するシステムバス２０及びパネルバス３０と、ＣＰＵ１０が直接には接続していないローカルバス４０とを有する。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ２１、及び各種情報保持メモリとして使用されるＲＡＭ２２に、システムバス２０を介して接続され、更に、記録剤の状態（記録剤の有無、残量、固化、及び劣化）を検知するための状態検知部８に接続されている。

ＲＯＭ２１は、コンピュータプログラムのみならず、例えば後述する図５に示すテーブルのような各種のデータを記憶している。なお、ＲＯＭ２１の代わりにフラッシュメモリを用い、記憶してあるコンピュータプログラム及び／又は各種のデータを書き換え可能に構成しても良い。

システムバス２０には、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ２１及びＲＡＭ２２の他、ＵＳＢＩ／Ｆ２３、画像メモリ２４、ＮＣＵ２５及びモデム２６が接続され、パネルバス３０には操作パネル３１が接続されている。また、ローカルバス４０には、入力された画像データを記憶するイメージメモリ４１が接続されている。更に、システムバス２０とローカルバス４０との両方に、画像処理回路５０、第１ＣＯＤＥＣ（符号化・復号器）５１、第２ＣＯＤＥＣ５２、及びプリンタＩ／Ｆ５３が接続されている。更にまた、ＣＣＤ７１、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）７２、及びＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）７３がこの順に接続され、更にＡ／Ｄ変換器７３が画像処理回路５０に接続されている。また、プリンタＩ／Ｆ５３はプリンタ６に接続され、ＮＣＵ２５及びモデム２６は相互に接続されている。

モデム２６はファクシミリ通信が可能なファクシミリモデムで構成されている。ＮＣＵ２５は公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）とのアナログ回線の閉結及び開放の動作を行なうハードウェアであり、必要に応じてモデム２６を公衆電話交換網に接続し、他のファクシミリ装置との間のファクシミリ通信を制御する。

ＵＳＢＩ／Ｆ２３は複合機１（複合機１が備えるシステムバス２０）と外部の装置（例えば画像処理ソフトがインストールされているパーソナルコンピュータ）とのインタフェースである。

画像メモリ２４は、入力された画像データ又はファクシミリ画像データを記憶する。画像メモリ２４が記憶する画像データは、ＵＳＢＩ／Ｆ２３を介して外部から受信した画像データ又は外部へ送信すべき画像データであり、画像メモリ２４が記憶するファクシミリ画像データは、ＮＣＵ２５経由でモデム２６が受信したファクシミリ画像データ、又はモデム２６、ＮＣＵ２５経由で外部へ送信すべきファクシミリ画像データである。なお、ＵＳＢＩ／Ｆ２３を介して外部から受信した画像データは、例えばシステムバス２０、第２ＣＯＤＥＣ５２、及びローカルバス４０を経由してイメージメモリ４１に入力される構成でも良い。

操作パネル３１は、複合機１を操作するために必要な文字キー、テンキー、短縮ダイヤルキー、ワンタッチダイヤルキー、各種のファンクションキー、ＬＣＤを利用した表示装置等を備えている。

ＣＣＤ７１、アナログフロントエンド７２、及びＡ／Ｄ変換器７３は、図示しない読取部（スキャナ）に備えられている。ＣＣＤ７１が原稿を読み取った信号は、アナログフロントエンド７２にてアナログ／デジタル変換の前処理を施され、Ａ／Ｄ変換器７３にてアナログ／デジタル変換されてから画像処理回路５０で処理されて、例えば白黒２値の画像データに変換される。変換後の画像データは画像処理回路５０からイメージメモリ４１へ出力される。

第１ＣＯＤＥＣ５１は、イメージメモリ４１に記憶された画像データ（例えばスキャナで原稿を読み取ってなる画像データ）をコーディング（符号化）してファクシミリ画像データとなし、その後に画像メモリ２４へ出力する。第２ＣＯＤＥＣ５２は、画像メモリ２４に記憶されたファクシミリ画像データ（例えばＮＣＵ２５及びモデム２６を介して外部から受信したファクシミリ画像データ）をデコーディング（復号）して、復号された画像データをイメージメモリ４１へ出力する。

プリンタＩ／Ｆ５３はシステムバス２０及びローカルバス４０とプリンタ６とのインタフェースであり、画像メモリ２４又はイメージメモリ４１に記憶された画像データはプリンタＩ／Ｆ５３を介してプリンタ６へ出力される。プリンタ６は、記録剤を用いて画像を形成する（プリントアウトする）画像形成手段であり、画像形成の際に、各種制御信号をＣＰＵ１０との間でプリンタＩ／Ｆ５３を介して入出力する。

図２は、複合機１が備える記録剤容器６０の内部構成を示す模式図である。記録剤容器６０はプリンタ６に備えられ、プリンタ６は、記録剤容器６０の他、供給ローラ６３及び感光体ドラム６４を備える。プリンタ６は、記録剤容器６０に収容してある記録剤を供給ローラ６３で感光体ドラム６４へ供給し、感光体ドラム６４上に形成された静電潜像に記録剤を選択的に吸着させて現像し、それを記録材である記録用紙上に転写した後に加熱・加圧して記録用紙上に定着させる。即ち、記録剤容器６０は感光体ドラム６４への記録剤の吸着を行なうための現像器を構成している。

記録剤容器６０は３個の室６０１，６０２，６０３に区切られており、第１室６０１には記録剤容器６０内へ記録剤を補給するための図示しない補給口が形成してあり、第３室６０３は、供給ローラ６３に対向配置されて供給ローラ６３に記録剤容器６０内の記録剤を密着させるための対向ローラ６２を備え、第２室６０２は第１室６０１及び第３室６０３の間に設けられている。記録剤容器６０はプリンタ６に対して着脱可能なユニットであり、記録剤容器６０内の記録剤残量が“０”になった場合、ユーザは記録剤容器６０を取り外して第１室６０１の補給口から記録剤を補給し、補給後に記録剤容器６０をプリンタ６に取り付けるか、又は、空の記録剤容器６０を新しい記録剤容器６０と交換する。このとき、記録剤容器６０は対向ローラ６２の周面が供給ローラ６３の周面に密着して、各ローラの回転軸が略平行になるように取り付けられる。

室６０１，６０２，６０３は、夫々所定量の記録剤が収容可能である。以下では、一の室に収容してある記録剤の残量がこの室の所定量に等しい場合、一の室の記録剤残量が１００％であるといい、一の室に収容してある記録剤の残量が“０”である場合、一の室の記録剤残量が０％であるという。

室６０１，６０２，６０３内には、パドル状のアジテータ６１１，６１２，６１３が備えられている。第１アジテータ６１１は矢符ａ方向に回転して第１室６０１に収容されている記録剤を撹袢し、撹袢された記録剤は白抜矢符ｂ方向に移動して第２室６０２に収容される。同様に、第２アジテータ６１２は第２室６０２内の記録剤を撹袢し、撹袢された記録剤は白抜矢符ｃ方向に移動して第３室６０３に収容され、更に、第３アジテータ６１３は第３室６０３内の記録剤を撹袢し、撹袢された記録剤は白抜矢符ｄ方向に移動し、対向ローラ６２及び供給ローラ６３を経由して感光体ドラム６４へ供給される。プリンタ６はアジテータ６１１，６１２，６１３を回転させる図示しないモータを備え、ＣＰＵ１０はプリンタＩ／Ｆ５３を介してモータへ所定の制御信号を送信することによってアジテータ６１１，６１２，６１３の回転／停止を制御する。

このような３個の室６０１，６０２，６０３に区切られた記録剤容器６０を用いる場合、複合機１の工場出荷時にプリンタ６に備えられている記録剤容器６０には、室６０２，６０３夫々の記録剤残量が１００％になるだけの量の記録剤（以下、出荷時記録剤という）が収容されている。また、工場出荷後に記録剤容器６０へ補給するための詰め替え用記録剤又は取り替え用の記録剤容器６０に収容されている記録剤は、室６０１，６０２，６０３夫々の記録剤残量が１００％になるだけの量の記録剤（以下、補給用記録剤という）である。

出荷時記録剤を用いる場合、工場出荷時に第１室６０１に記録剤が収容されていたとしても、アジテータ６１１，６１２，６１３の回転によって、略全部の記録剤が室６０２，６０３へ移動する。このため、第１アジテータ６１１が回転を続けていくと、第１室６０１の記録剤残量は略０％となり、第１室６０１に記録剤が残っているときは、残っている記録剤は固化した記録剤であることがわかる。

また、画像の形成に従って記録剤が消費され、第２室６０２の記録剤残量が略０％となったときは、第３室６０３に残っている記録剤だけでは記録剤の量が不十分であるため、記録剤容器６０に記録剤の補給が必要であることがわかる。

補給用記録剤を用いる場合、記録剤補給直後には室６０１，６０２，６０３の記録剤残量は夫々略１００％であるが、画像の形成に従って記録剤が消費され、通常は第１室６０１、第２室６０２の順に記録剤残量が略０％になる。このため、室６０１，６０２の記録剤残量が略０％であるとき、第３室６０３に残っている記録剤だけでは記録剤の量が不十分であるため、記録剤容器６０に記録剤の補給が必要であることがわかる。また、第１室６０１に記録剤が残っており第２室６０２の記録剤残量が略０％のときは、第１室６０１に残っている記録剤は固化した記録剤であることがわかる。

更に、第２室６０２に記録剤が残っており第１室６０１の記録剤残量が略０％のときは、室６０２，６０３に残っている記録剤は経時変化により劣化していることがある。このような記録剤は、例えばキャリアとトナーとの混合物を記録剤として用いている場合はトナーとキャリアとの混合比におけるキャリアの割合が過大であり、このような記録剤を用いることによって、形成される画像の画質が劣化する。このため、本実施の形態における複合機１は、第２室６０２に記録剤が残っており第１室６０１の記録剤残量が略０％のときは、ユーザに対して記録剤の劣化を報知する。

記録剤容器６０内の記録剤残量を検知するために、室６０１，６０２の底部には、記録剤センサ８１，８２が設けられている。記録剤センサ８１，８２の夫々は光電センサとしてのフォトインタラプタで構成してあり、アナログの電圧信号である検出信号を出力する。

第１記録剤センサ８１及び第１室６０１の構成と、第２記録剤センサ８２及び第２室６０２の構成とは略同様であるため、以下では第１記録剤センサ８１及び第１室６０１の構成について説明する。図３は、記録剤容器６０の第１室６０１及び第１記録剤センサ８１の構成を示す模式図であり、第１記録剤センサ８１及びこれが装着される部位近辺の第１室６０１を破断して示してある。

第１記録剤センサ８１には二つの凸部８１１，８１２が形成されており、一方の凸部８１１にはフォトインタラプタの発光部８１１ａが、他方の凸部８１２にはフォトインタラプタの受光部８１２ａが夫々内蔵されている。このような第１記録剤センサ８１は、常時その発光部８１１ａを発光させている。一方、第１室６０１の底部には、第１記録剤センサ８１の二つの凸部８１１，８１２が第１室６０１の外側から丁度収まるような内側への２ヶ所の凹部６０１ａ，６０１ｂが近接して形成されており、凹部６０１ａ，６０１ｂは少なくとも両者の対向部分が透明部材で形成されている。また、両凹部６０１ａ，６０１ｂ間の空隙６０１ｃを、回転する第１アジテータ６１１が通過するようになっている。

従って、第１アジテータ６１１の回転に伴って、空隙６０１ｃに存在していた記録剤が空隙６０１ｃから掻き出されることになる。しかし、記録剤が少なくとも両凹部６０１ａ，６０１ｂの第１室６０１内部への頂部以上に堆積している場合には、両凹部６０１ａ，６０１ｂ間の空隙６０１ｃは直ちに記録剤により埋められることになり、その間に要する時間は第１室６０１内部の記録剤残量に影響される。

一方、フォトインタラプタの発光部８１１ａから発せられた光は透明部材で形成されている両凹部６０１ａ，６０１ｂ間の空隙６０１ｃを介してフォトインタラプタの受光部８１２ａに受光されるが、その際の空隙６０１ｃにおける記録剤の存否を検出することになる。この受光部８１２ａの受光量（第１室６０１を透過した透過光量）に比例した電圧の信号が第１記録剤センサ８１の検出信号である。なお、発光部８１１ａが常時発光している構成に限らず、記録剤の状態を判定する場合に発光する構成であっても良い。

ところで、電子写真方式の画像形成装置にて用いられる記録剤には磁性記録剤と非磁性記録剤とがあり、磁性記録剤を用いる場合には磁気検出により、非磁性記録剤を対象とする場合には光電センサで記録剤容器６０内部の透過光量を検出することにより記録剤残量の検知が可能である（特許文献２参照）。本実施の形態においては、磁性記録剤でも非磁性記録剤でも検出可能な光電センサを記録剤センサとして用いている。なお、光電センサの代わりに圧力センサを用いても良い。

図４は、状態検知部８の構成を示すブロック図である。状態検知部８は、図２及び図３に示す室６０１，６０２夫々に設けられた記録剤センサ８１，８２を備える他、アナログスイッチで構成された切替部８３、出力ポート８４、Ａ／Ｄ入力ポート８５、及びリードポート８６，８７を備える。出力ポート８４、Ａ／Ｄ入力ポート８５、及びリードポート８６，８７夫々はＣＰＵ１０に接続されており、これらの夫々とＣＰＵ１０との間でデジタル信号の入出力が行なわれる。リードポート８６，８７には記録剤センサ８１，８２が一対一対応で接続されている。

切替部８３は２個の入力端子８３ａ，８３ｂと１個の出力端子８３ｃとを備え、第１入力端子８３ａ又は第２入力端子８３ｂから入力されたアナログ信号が出力端子８３ｃから出力されるように構成されている。入力端子８３ａ，８３ｂには記録剤センサ８１，８２が一対一対応で接続され、出力端子８３ｃにはＡ／Ｄ入力ポート８５が接続されている。

また、切替部８３は出力ポート８４に接続されており、第１入力端子８３ａと第２入力端子８３ｂとの切り替えは、ＣＰＵ１０が切替用の制御信号を切替部８３へ出力ポート８４を介して出力することによって行なわれる。即ち、切替部８３の切り替えはＣＰＵ１０が制御する。ＣＰＵ１０は、工場出荷直後（出荷時記録剤の場合）は第２入力端子８３ｂ側に切り替えておき、一度でも補給が行なわれた後（補給用記録剤の場合）は第１入力端子８３ａ側に切り替えておく。なお、ユーザが出荷時記録剤を用いるか補給用記録剤を用いるかを操作パネル３１に入力し、このときの入力内容に応じてＣＰＵ１０が切り替える構成でも良い。

ＣＰＵ１０は、出荷時記録剤に関する記録剤の状態判定を行なう。この場合、ＣＰＵ１０に制御されて切替部８３が第２入力端子８３ｂ側（第２室６０２側）に切り替えられ、このとき、第２記録剤センサ８２の検出信号が出力端子８３ｃからＡ／Ｄ入力ポート８５へ出力される。また、ＣＰＵ１０は、補給用記録剤に関する記録剤の状態判定を行なう。
この場合、ＣＰＵ１０に制御されて切替部８３が第１入力端子８３ａ側（第１室６０１側）に切り替えられ、このとき、第１記録剤センサ８１の検出信号が出力端子８３ｃからＡ／Ｄ入力ポート８５へ出力される。

第１室６０１に設けられている第１記録剤センサ８１、切替部８３、Ａ／Ｄ入力ポート８５、第１リードポート８６、及びＣＰＵ１０の構成と、第２室６０２に設けられている第２記録剤センサ８２、切替部８３、Ａ／Ｄ入力ポート８５、第２リードポート８７及びＣＰＵ１０の構成は類似しているため、以下では、主に第１記録剤センサ８１に関する構成について説明する。

第１記録剤センサ８１は、第１室６０１内（具体的には空隙６０１ｃ）を透過した透過光量に比例したアナログの検出信号を出力する。出力された検出信号は切替部８３の第１入力端子８３ａ及び第１リードポート８６へ出力される。更に、切替部８３が第１入力端子８３ａ側に切り替えられている場合、検出信号は出力端子８３ｃを経由してＡ／Ｄ入力ポート８５へ出力される。

Ａ／Ｄ入力ポート８５はＡ／Ｄ変換器で構成されており、入力されたアナログの検出信号を、“０”以上“１”以下の値を有するデジタルの検出信号に変換してＣＰＵ１０へ出力する。第１記録剤センサ８１は連続的に検出信号を出力しているため、ＣＰＵ１０は連続的に検出信号を入力される。

第１室６０１内で第１アジテータ６１１が回転することによって第１室６０１内の記録剤が撹袢され、このため空隙６０１ｃに存在する記録剤の量が変化し、空隙６０１ｃに存在する記録剤の量の変化に応じて、第１記録剤センサ８１が出力する検出信号の値も変化する。ＣＰＵ１０は、自身に入力される検出信号の値の時間変化を求め、求めた検出信号の時間変化に基づいて、第１室６０１内の記録剤残量を算出する。この場合、ＣＰＵ１０は、自身に入力されるクロック信号の個数、又は図示しないタイマが計時する時間に基づいて、検出信号の値の時間変化を求める。

以下では、第１記録剤センサ８１の受光部８１２ａは、透過光量が多い場合に低い電圧を、透過光量が少ない場合に高い電圧を出力するように、例えば透過光量に反比例した電圧の信号を出力するように構成されているとするものとする。また、第１記録剤センサ８１の二つの凸部８１１，８１２間に何も存在しない場合（例えば記録剤容器６０が取り外されている場合）、透過光量は１００％、デジタルの検出信号の値は“０”であるとし、凸部８１１，８１２間が遮蔽されている場合（例えば空隙６０１ｃを第１アジテータ６１１が通過している場合）、透過光量は０％、デジタルの検出信号の値は“１”であるとする。

第１記録剤センサ８１が検出する透過光量は、第１アジテータ６１１が両凹部６０１ａ，６０１ｂ間の空隙６０１ｃを通過する間は略０％にまで減少するが、それ以外においては記録剤残量に左右される。この記録剤残量による透過光量の多寡及び変化は、切替部８３が第１入力端子８３ａ側に切り替えられている場合、以下のような幾つかの状態に分類できる。

第１室６０１の記録剤残量が略１００％である状態では、第１アジテータ６１１による記録剤の撹拌によっても透過光量はほとんど変化せず、透過光量は常時略０％に維持される。このため、Ａ／Ｄ入力ポート８５からＣＰＵ１０へ出力される検出信号の値は常時略“１”である。つまり、“１”の値を有する検出信号の入力が常に継続されている場合、ＣＰＵ１０は、第１室６０１の記録剤残量が略１００％であると検知する。

また、第１室６０１の記録剤残量が略０％である状態では、透過光量は第１アジテータ６１１が空隙６０１ｃを通過した場合に略０％にまで減少するが、それ以外においては略１００％になる。このため、Ａ／Ｄ入力ポート８５からＣＰＵ１０へ出力される検出信号の値は、第１アジテータ６１１の空隙６０１ｃ通過時のみ略“１”であり、それ以外は略“０”である。つまり、第１アジテータ６１１の空隙６０１ｃ通過後から空隙６０１ｃ進入までの時間より適宜短い時間を所定時間とし、“０”の値を有する検出信号のＣＰＵ１０への入力が所定時間以上継続される場合、ＣＰＵ１０は、第１室６０１の記録剤残量が略０％であると検知する。

更に、記録剤残量が０％と１００％との中間量である場合は、第１アジテータ６１１による記録剤の撹拌に伴って、第１アジテータ６１１が両凹部６０１ａ，６０１ｂ間の空隙６０１ｃを通過して記録剤が掻き出された直後には第１室６０１の空隙６０１ｃ間に記録剤が存在しない時間が生じる。この時間は第１室６０１内の記録剤残量に略対応するため、この時間を計時することにより、ＣＰＵ１０は、第１室６０１内の記録剤残量を検知する。

以上のような場合、例えば、検出信号の時間変化のパターンと第１室６０１の記録剤残量との関係をテーブルとしてＲＯＭ２１に予め記憶させておく必要がある。このとき、ＣＰＵ１０は、入力される検出信号の時間変化を求め、求めた時間変化のパターンとＲＯＭ２１に記憶されたパターンとを比較し、最も類似したパターンに対応する記録剤残量を第１室６０１の記録剤残量とする。なお、類似のパターンを複数選択し、選択したパターン夫々に対応する記録剤残量の平均値を第１室６０１の記録剤残量としても良い。

又は、所定の値を有する検出信号の継続時間と第１室６０１の記録剤残量との関係を関数としてＲＯＭ２１に予め記憶させておく必要がある。このとき、ＣＰＵ１０は、入力される検出信号の継続時間を計時し、計時した継続時間をＲＯＭ２１に記憶された関数に代入して、第１室６０１の記録剤残量を算出する。

なお、第１室６０１の記録剤残量は、特許文献２に開示されている画像形成装置と同様の構成及び方法を用いて求めても良い。

切替部８３にて第１記録剤センサ８１の検出信号の出力と第２記録剤センサ８２の検出信号の出力とを切り替えているため、ＣＰＵ１０は、第１室６０１の記録剤残量及び第２室６０２の記録剤残量の内の一方のみを求める。また、ＲＯＭ２１には、所定の第１残量及び第２残量が予め記憶してある。この第１残量（第２残量）は、第１室６０１（第２室６０２）に関する略０％の記録剤残量である。なお、第１残量及び第２残量は同一の値でも異なる値でも良い。

第１室６０１の記録剤残量を求めた場合、ＣＰＵ１０は求めた記録剤残量が第１残量以上であるか否かを判定し、第１残量以上である場合は、第１室６０１に記録剤が残っていると判定し、第１残量未満である場合は、第１室６０１の記録剤残量が略０％であると判定する。同様に、第２室６０２の記録剤残量を求めた場合、ＣＰＵ１０は求めた記録剤残量が第２残量以上であるか否かを判定する。

第１リードポート８６は、入力されたアナログの検出信号（即ち電圧信号）を、所定電圧を示す電圧信号（以下、所定電圧信号という）と比較する。この所定電圧信号は予め第１リードポート８６に設定され、第１室６０１の記録剤残量が第３残量（例えば略０％）であって第１アジテータ６１１が空隙６０１ｃを通過していない場合に第１記録剤センサ８１が出力する検出信号に略等しい。第１リードポート８６は、検出信号と所定電圧信号との比較結果に基づいて第１室６０１の記録剤残量が第３残量以上であるか否かを検知し、第３残量以上であることを検知した場合に、デジタル信号である警告信号をＣＰＵ１０へ出力する。

このような第１リードポート８６は、例えば基準電圧発生器と比較器とタイマとを備える。基準電圧発生器は所定電圧信号を発生し、第１リードポート８６に入力された電圧信号と基準電圧発生器が発生させた所定電圧信号とが比較器へ出力される。

比較器は、入力された電圧信号が所定電圧信号以上である場合、ハイレベルの信号をタイマへ出力する。タイマには予め所定時間が設定されており、タイマはハイレベルの信号が入力された場合に計時を開始し、入力されたハイレベルの信号の持続時間を計時して、計時結果が所定時間以上に達した場合に、ＣＰＵ１０へ警告信号を出力する。また、比較器は、入力された電圧信号が所定電圧信号未満である場合、ローレベルの信号をタイマへ出力する。タイマはローレベルの信号が入力された場合は計時を終了して計時結果を“０”に戻す。

第１室６０１の記録剤残量が減少するに伴って、所定電圧信号未満の電圧信号が継続的に比較器へ入力されるようになり、このため、比較器からタイマに入力されるハイレベルの信号の持続時間が減少する。第１室６０１の記録剤残量が第３残量である場合にタイマに入力されるハイレベルの信号の持続時間を予めタイマに設定しておくことによって、第１リードポート８６は、第１室６０１の記録剤残量が第３残量以上である（この場合、略０％より多い、即ち第１室６０１に記録剤が残っている）ことを検知した場合にＣＰＵ１０へ警告信号を出力する。このようにして、第１記録剤センサ８１及び第１リードポート８６は、第１室６０１に第３残量以上の記録剤が残っているか否か、即ち、第１室６０１内の記録剤の有無を検知する。

なお、第１リードポート８６は、例えば比較器と基準電圧発生器とを備え、所定電圧信号以上の検出信号が入力された場合に、検出信号の持続時間を計時することなく、警告信号をＣＰＵ１０へ出力しても良い。この場合、ＣＰＵ１０は、警告信号が入力されたタイミングと第１アジテータ６１１の回転のタイミングとに基づいて、第１アジテータ６１１が空隙６０ｃを通過してから所定の時間が経過した後に入力された警告信号を受理し、それ以外に入力された警告信号を無視するよう構成しても良い。この場合、第１アジテータ６１１の影響、又は第１アジテータ６１１（第２アジテータ６１２）が空隙６０ｃを通過して撹袢された記録剤が一時的に空隙６０ｃから掻き出されたことによる影響が排除される。

ここで、第２リードポート８７について説明する。第２リードポート８７は、検出信号と所定電圧信号との比較結果に基づいて第２室６０２の記録剤残量が第４残量（例えば略０％）以下であるか否かを検知し、第４残量以下であることを検知した場合に、デジタル信号である警告信号をＣＰＵ１０へ出力する。このような第２リードポート８７は、例えば第１リードポート８６と同様の構成であるが、この場合、比較器は、入力された電圧信号が所定電圧信号以下であるとき、ハイレベルの信号をタイマへ出力し、入力された電圧信号が所定電圧信号超過であるとき、ローレベルの信号をタイマへ出力する。

ＣＰＵ１０は、第１リードポート８６及び第２リードポート８７の両方から警告信号を入力されるが、出荷時記録剤の場合は第２リードポート８７からの警告信号を無視し、補給用記録剤の場合は第１リードポートからの警告信号を無視する。

以上のように、第１記録剤センサ８１、Ａ／Ｄ入力ポート８５、第１リードポート８６、及びＣＰＵ１０は一の検知手段として機能する。この内、第１記録剤センサ８１、Ａ／Ｄ入力ポート８５、及びＣＰＵ１０は、第１室６０１の記録剤の残量を検知するために一の検知手段が備える第１残量検知手段として機能し、第１記録剤センサ８１及び第１リードポート８６は、第１室６０１に所定量以上の記録剤が残っているか否か（この場合、記録剤の有無）を検知するための第２残量検知手段として機能する。同様に、第２記録剤センサ８２、Ａ／Ｄ入力ポート８５、及びＣＰＵ１０は、他の検知手段が備える第１残量検知手段として機能し、第２記録剤センサ８２及び第２リードポート８７は他の検知手段が備える第２残量検知手段として機能する。

切替部８３は、一の検知手段の第１残量検知手段に記録剤の残量を検知させ、他の検知手段の第１残量検知手段に記録剤の残量を検知させない手段として機能し、このため、一の検知手段と他の検知手段との間でＡ／Ｄ入力ポート８５が共有されている。

また、ＣＰＵ１０は、判定手段としても機能する。図５は、ＲＯＭ２１に記憶してあるデータの一例を示す模式図である。図中２１１，２１２は、出荷時記録剤，補給用記録剤に関する状態判定を行なう場合にＣＰＵ１０が参照するデータテーブルを示しており、データテーブル２１１，２１２は、予めＲＯＭ２１に記憶してある。

出荷時記録剤に関する状態判定を行なう場合、ＣＰＵ１０はデータテーブル２１１を参照する。第１室６０１の記録剤の有無を検知する第１リードポート８６からＣＰＵ１０に警告信号が入力されたとき（図中「警告信号有」）、ＣＰＵ１０は、第１室６０１で記録剤が固化していると判定する（図中「記録剤固化」）。このとき、第２室６０２の記録剤残量は考慮する必要がない。また、ＣＰＵ１０に警告信号が入力されておらず（図中「警告信号無」）、しかもＣＰＵ１０が第２室６０２の記録剤残量が第２残量未満であると判定したとき（図中「第２残量未満」）、ＣＰＵ１０は、記録剤容器６０に収容されている記録剤残量が不十分であり、記録剤の補給が必要であると判定する（図中「補給必要」）。

以上のような場合、ＣＰＵ１０は、操作パネル３１に所定のメッセージ（「記録剤が固化しています」、「記録剤を補給してください」等）を表示させる。このとき、複合機１は、ＣＰＵ１０の制御によって、記録剤容器６０に記録剤が補給されるまで、新たな画像形成を禁止される。このため、ユーザは記録剤容器６０に記録剤を補給するか、記録剤容器６０を新たな記録剤容器６０に取り替える。

更にまた、ＣＰＵ１０に警告信号が入力されておらず（「警告信号無」）、しかもＣＰＵ１０が第２室６０２の記録剤残量が第２残量以上であると判定したとき（図中「第２残量以上」）、ＣＰＵ１０は、記録剤容器６０に、検知した記録剤残量（十分な量、又は十分ではないが即刻補給する必要はない量）の記録剤が残っていると判定する（図中「十分量〜僅少」）。なお、記録剤が僅少である場合、ＣＰＵ１０は操作パネル３１に所定のメッセージ（例えば「記録剤が残り少なくなりました」）を表示させる。このとき、ユーザは記録剤容器６０に補給すべき記録剤又は新たな記録剤容器６０を準備する。

補給用記録剤に関する状態判定を行なう場合、ＣＰＵ１０はデータテーブル２１２を参照する。第２室６０２の記録剤の有無を検知する第２リードポート８７からＣＰＵ１０に警告信号が入力され（図中「警告信号有」）、ＣＰＵ１０が第１室６０１の記録剤残量が第１残量以上であると判定したとき（図中「第１残量以上」）、ＣＰＵ１０は、第１室６０１で記録剤が固化していると判定する（図中「記録剤固化」）。また、ＣＰＵ１０に警告信号が入力され（「警告信号有」）、しかもＣＰＵ１０が第１室６０１の記録剤残量が第１残量未満であると判定したとき（図中「第１残量未満」）、ＣＰＵ１０は、記録剤容器６０に収容されている記録剤残量が不十分であり、記録剤の補給が必要であると判定する（図中「補給必要」）。

以上のような場合、ＣＰＵ１０は、操作パネル３１に所定のメッセージ（「記録剤が固化しています」、「記録剤を補給してください」等）を表示させる。このとき、複合機１は、記録剤容器６０に記録剤が補給されるまで、新たな画像形成を行なわない。このため、ユーザは記録剤容器６０に記録剤を補給するか、記録剤容器６０を新たな記録剤容器６０に取り替える。

更にまた、ＣＰＵ１０に警告信号が入力されておらず（図中「警告信号無」）、しかもＣＰＵ１０が第１室６０１の記録剤残量が第１残量以上であると判定したとき（図中「第１残量以上」）、ＣＰＵ１０は、記録剤容器６０に、検知した記録剤残量（十分な量、又は十分ではないが即刻補給する必要はない量）の記録剤が残っていると判定する（図中「十分量〜僅少」）。なお、記録剤が僅少である場合、ＣＰＵ１０は操作パネル３１に所定のメッセージ（例えば「記録剤が残り少なくなりました」）を表示させる。このとき、ユーザは記録剤容器６０に補給すべき記録剤又は新たな記録剤容器６０を準備する。

更にまた、ＣＰＵ１０に警告信号が入力されておらず（「警告信号無」）、しかもＣＰＵ１０が第１室６０１の記録剤残量が第１残量未満であると判定したとき（図中「第１残量未満」）、ＣＰＵ１０は、第２室６０２に記録剤が残っているが、残っている記録剤は劣化している可能性があると判定する（図中「記録剤劣化」）。この場合、ＣＰＵ１０は、操作パネル３１に所定のメッセージ（例えば「記録剤が劣化しています」）を表示させる。このとき、ユーザは画質の劣化を承知の上で画像形成を行なうか、劣化した記録剤を廃棄して記録剤容器６０に記録剤を補給するか、記録剤容器６０を新たな記録剤容器６０に取り替える。

以上のような複合機１は、簡易な構成であり、記録剤の状態（有無、残量、固化、及び劣化）を判定して、ユーザに対し、記録剤の状態を報知する。また、出荷時記録剤と補給用記録剤とは異なるが、切替部８３の切り替え、及び記録剤の状態判定時に参照するデータテーブル２１１，２１２の変更によって、ＣＰＵ１０が、記録剤の状態を正確に判定する。

また、複合機１は２個の記録剤センサ８１，８２を備えているが、Ａ／Ｄ入力ポートは１個であるため複合機１のコスト上昇が抑制される。

なお、本実施の形態においては出荷時記録剤と補給用記録剤とが異なる場合を例示したが、夫々が同じ量でも良い。例えば、補給用記録剤に関する記録剤の状態判定のみを行なう状態検知部８は、切替部８３、出力ポート８４、及び第１リードポート８６を備える必要がなく、第１記録剤センサ８１と、これに接続されているＡ／Ｄ入力ポート８５とＣＰＵ１０とで一の検知手段を構成し、第２記録剤センサ８２と第２リードポート８７とで他の検知手段を構成する。即ち、第１室６０１内の記録剤残量を精密に検知し、第２室６０２内の記録剤残量を大まかに検知して、２個の検知手段の検知結果に基づき、ＣＰＵ１０がテーブル２１２を参照して記録剤の状態を判定する。

また、第３室６０３にも記録剤センサを設けて第２室６０２内の記録剤の固化を検知するよう構成しても良い。更に、記録剤センサ８１，８２は、透過光量が多い場合に高い電圧を、透過光量が少ない場合に低い電圧を出力するように構成されていても良い。

本発明に係る画像形成装置である複合機の構成を示すブロック図である。 本発明に係る複合機が備える記録剤容器の内部構成を示す模式図である。 本発明に係る複合機が備える記録剤容器及び記録剤センサの構成を示す模式図である。 本発明に係る複合機が備える状態検知部の構成を示すブロック図である。 本発明に係る複合機が備えるＲＯＭに記憶してあるデータの一例を示す模式図である。

符号の説明

１０ ＣＰＵ（判定手段，第１残量検知手段）
６０ 記録剤容器
６０１ 第１室
６０２ 第２室
６０３ 第３室
８１ 第１記録剤センサ（第１残量検知手段，第２残量検知手段）
８２ 第２記録剤センサ（第１残量検知手段，第２残量検知手段）
８３ 切替部
８５ Ａ／Ｄ入力ポート（第１残量検知手段）
８６ 第１リードポート（第２残量検知手段）
８７ 第２リードポート（第２残量検知手段）

Claims (3)

1. 複数の室に区切られた記録剤容器を備え、該記録剤容器から供給された記録剤を用いて画像を形成する画像形成装置において、
   前記記録剤容器の少なくとも２個の室に夫々設けてあり、該室の記録剤残量を検知する検知手段と、
   各検知手段が検知した記録剤残量に基づいて、記録剤容器内の記録剤の状態を判定する判定手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 各検知手段は、
   該検知手段に対応する室の記録剤の残量を検知する第１残量検知手段と、
   前記室に所定量以上の記録剤が残っているか否かを検知する第２残量検知手段と
   を備え、
   前記判定手段は、
   一の検知手段の第１残量検知手段の検知結果と、他の検知手段の第２残量検知手段の検知結果とに基づいて、記録剤容器内の記録剤の状態を判定するようなしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 一の検知手段の第１残量検知手段に記録剤の残量を検知させ、他の検知手段の第１残量検知手段に記録剤の残量を検知させない手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
   

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