JP2005345773A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナー補給機構を利用することにより、簡単な読取手段で確実にトナーボトルに担持されている情報を読み取る。
【解決手段】 トナー補給のためのトナーボトルの回転運動によりバーコードの順次読取が出来るようにトナーボトルにバーコードを付与し、トナー補給時と逆方向にトナーボトルを回転させてバーコード読取を行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を合わせ持つ複合機等の画像形成装置に関し、特に、トナーボトルが担持する情報を読み取る技術に関する。

画像を形成する色剤であるトナーは画像形成により消費されるので、トナーが消費され無くなったときに、トナー容器の形態で補給が行われるのが一般的である。トナー容器の形態としては各種のものがあるが、ボトル形態のものが広く用いられている。

ボトル形態のトナー容器を用いる画像形成装置のトナー補給装置では、特許文献１、２に記載されているように、トナーボトルを回転させることにより、トナーボトルからトナーを排出させるトナー補給装置が開発されている。このようなトナー補給装置は、トナー補給時に、トナー容器の開閉を使用者が行うことなく、トナー容器を装着するのみでよいので、トナー補給時にトナー漏れやトナー飛散が起こることなく汚れが発生しない、トナーボトルに入った状態でトナーが画像形成装置内に収納されるので、トナーが湿気等の環境の影響受け難い等の利点を有する。

また、トナーボトルが画像形成装置に装着された状態で使用されるトナー補給装置には、トナーボトルに付されたレベル等に印刷された情報を読み取る事により、トナーに関する情報を装置に取り込むことが出来るという利点がある。このような情報としては、トナーの種類（色等）、使用される機種、メーカー、製造年月日、製造ロット、仕向地等がある。

トナーボトルに付されている情報を正しく読み取るために、トナーボトルから読み取った情報と参照用情報との合致を検査する適否識別部を備えた検出装置が特許文献３に開示されている。
特開平９−２１１９４７号公報 特開平１０−２６０５７４号公報 特開平６−３１６０６０号公報

特許文献３に記載されている適否識別には、トナーボトルに付されているパターンを読み取るパターン認識機能を持った読取手段及び識別手段が必要であり、また、特許文献３のように誤識別を防止するための工夫が必要であり、コストが高くなり、読取の精度を向上するには、更に高度な読取技術が必要になるという問題がある。

本発明は、トナーボトルを回転させてトナー補給を行うトナー補給機構を利用して、きわめて簡単な読取手段を用いて、高い読取精度が安定して維持される情報読取手段を有するトナー補給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。
１．
トナーボトルを回転させるボトル駆動手段、
トナーボトルの表面に設けられた一次元バーコードの順次読取をトナーボトルの回転時に行う反射型のバーコード読取手段及び、
該バーコード読取手段が読み取った情報を記憶する不揮発メモリを有することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記ボトル駆動手段は正逆回転駆動を行い、正方向の回転駆動によりトナーボトルからトナーが排出され、前記バーコード読取手段は逆方向の回転駆動時に前記順次読取を行うことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
前記ボトル駆動手段の前記逆方向の回転駆動により、前記バーコード読取手段による前記順次読取を行い、正規のトナーボトルが装着されたことが検知されたときは、前記ボトル駆動手段によりトナーボトルを前記正方向に回転駆動してトナー補給を行い、正規のトナーボトルでないものが装着されたことが前記バーコード読取手段により読み取られたときには、前記正方向の回転を行わず、正規のトナーボトルが装着されていない旨の表示を行う制御手段を有することを特徴とする前記２に記載の画像形成装置。
４．
トナーボトル内のトナー残量を検知する残量検知手段を有し、該残量検知手段によりトナー無しが検知され、且つ、画像形成装置が停止した状態から電源オンされ、画像形成装置を立ち上げたときに、トナーボトルを前記逆方向に回転駆動して、前記バーコード読取手段による前記順次読取を行い、停止前のトナーボトルと停止後のトナーボトルが同一であることが読み取られた場合には、トナー無しの表示を再度行い、同一でないときは、前記バーコード読取手段が停止後に読み取った情報を前記不揮発メモリに記憶させる制御手段を有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
５．
前記バーコード読取手段は、バーコードの白地肌を読み取ることにより、トナーボトルの装着・非装着を検知することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．
前記バーコード読取手段によりトナーボトルが抜かれたことが検知されたときに、内部カウンターをリセットし、所定枚数の画像形成後に装置を停止させる制御手段を有することを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。
７．
前記バーコード読取手段は、トナーボトル内のトナー残量を検知することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
８．
前記バーコード読取手段のオン・オフを制御する制御手段を有することを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

請求項１〜８のいずれかの発明により、トナーボトルに担持されている情報を簡単な読取手段を用いて正確に安定して読み取ることが出来るので、確実なトナー補給制御が行われる。しかも、このようなトナー補給制御装置をコストの上昇を伴うことなく実現できる。

請求項２又は請求項３の発明により、トナーボトルに担持されている情報を読み取るために、特別が装置を設けることがなく、また、該情報の読取のための操作を必要としないので、該情報の読取機能の付加によるコスト上昇や操作の複雑化がない。

請求項４の発明により、トナーボトルの交換を確実に検知することができる。

請求項５又は６の発明により、トナーボトルに担持されている情報の読取と、トナーボトルの装着検知とを一つの検知手段で行うので、トナー補給制御のための機構が簡略化され、コストの低減や作動の安定化が実現される。

請求項６の発明により、トナーボトルが抜き出されたときにも、装置が即時停止しないで、装置内に貯留されているトナーで可能枚数の画像形成を行った後に停止するので、ユーザフレンドリであり、且つ、一定した品質の画像を常に形成する画像形成装置が実現される。

請求項７の発明により、トナーボトルに担持されている情報の読取と、トナーボトル内のトナー残量の検知とを一つの検知手段で行うので、トナー補給制御のための機構が簡略化され、コストの低減や作動の安定化が実現される。
請求項８の発明により、トナーボトルの抜き出しの監視のように、常時作動状態を維持することが必要な機能のための電力の消費が低減される。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給部を示す図である。

図１において、１は現像器本体にトナーを補給するトナー補給部で、該トナー補給部１の上面にはトナー補給口２が設けられている。該トナー補給口２を設けたトナー補給部１の上面には段差部３を介して連続するラック４が水平状に設けられ、トナーを収容するトナーボトル５をほぼ水平に保持できるようになっている。

前記トナーボトル５は、トナーの収容室を形成する大径筒部５ａと、一側にトナー排出口６を有する小径筒部５ｂと、大径筒部５ａから小径筒部５ｂへと太さが変わる中間部５ｃとからなる。

前記トナーボトル５の周面にはスパイラル状の突条７が設けられ、該突条７はトナーボトル５を回転させると、内部に収納されているトナーを大径筒部５ａから小径筒部５ｂへ移動できるようになっている。また、小径筒部５ｂのトップ面には後記するロータ１１の２つの爪片１２が嵌入できる２つの凹溝８が設けられている。さらに、大径筒部５ａの尻面の中央にはトナーを収納させるときに開口できるキャップ９が圧入されている。なお、突条７は、トナーボトル５の内部に、すなわち、トナーの収容室を形成している壁から突出しているものである。従って、ＰＥＴ等の樹脂成形品で形成されているトナーボトル５の外面には、図示のように突条７は溝として形成される。

前記ラック４の端末部には、トナーボトル５の大径筒部５ａの尻面を小径筒部５ｂ側へ押圧できる押圧板１０が設けられている。該押圧板１０はハンドル（図示せず）の操作で前進移動する。即ち、押圧板１０を前記ハンドル操作で後退させた状態でトナーボトル５をラック４上に置き、ハンドル操作で押圧板１０を前進させると、トナーボトル５を正規位置へセットさせ、その位置を保てるようになっている。

前記トナーボトル５の正規の位置とは、トナーボトル５の小径筒部５ｂのトップ面に設けた凹溝８が対向するロータ１１に設けた爪片１２と係合するともに、該小径筒部５ｂの一側面に設けたトナー排出口６の周方向の回転時に前記トナー補給口２に合致できる位置をいう。

前記ロータ１１はボトル駆動手段としてのモータ１３にギア連繋されて回転するもので、その動力は爪片１２が係合する凹溝８を有するトップ面に伝えられ、これによってトナーボトル５は回転する。

トナーボトル５の回転によりボルト内に収納されているトナーは周面のスパイラル状の突条７の作用で大径筒部５ａから小径筒部５ｂへ移動し、遂には、小径筒部５ｂの一側に設けた排出口６より排出してトナー補給口２から漸次、トナー補給部１へ補給されることとなる。

前記トナーボトル５の小径筒部５ｂには、その一側に設けた排出口６より排出するトナーを、前記トナー補給部１のトナー補給口２へ確実に導くためのシール部材１４が摺接嵌合できるようになっている。モータ１３が正逆回転し、トナーボトル５はモータ１３により正逆回転駆動される。

図２はシール部材１４とトナーボトル５の結合を示す図である。前記シール部材１４は、一側に設けたトナー通孔１５が前記トナー補給部１の上面のトナー補給口２に合致するように支持枠１６によりトナー補給部１上に設置される。該支持枠１６はＵ状の下枠１６ａと、扁平な上枠１６ｂとでシール部材１４を上下より挟持固定でき、該シール部材１４がトナーボトル５の回転に追従して回転することがないように安定的に保持するためのものである。

前記シール部材１４を支持枠１６で安定的に保持できるようにするための補助手段として、図２に示すように、支持枠１６の上枠１６ｂの内面に突子１６ｂ′を設け、該突子１６ｂ′をシール部材１４の上面に設けた受け孔１４′に嵌入させるように構成している（図２（ｂ）参照）。

なお、前記シール部材１４を支持枠１６で安定的に保持するために必要があれば、Ｕ状の下枠１６ａとシール部材１４との間に両面接着テープ（図示せず）を介装したり、Ｕ状の下枠１６ａとシール部材１４との間に入れ子状の突起と凹部（図示せず）を形成してもよいことは勿論である。

前記シール部材１４の形態を図３に示す。即ち、前記トナー通孔１５を一側に有する発泡ウレタンのような弾性があって滑り性の良好な素材からなるリング部材１４ａの外周に、ＰＥＴ材料のような薄肉にして強靱な外皮部材１４ｂを嵌着したものを利用すると、シール性能と形体安定性において良好である。前記シール部材１４にはトナー通孔１５を設ける。

トナー補給時には、モータ１３からギア連繋されているロータ１１が回転すると、その動力を受けてトナーボトル５が回転し、胴内に収納しているトナーをスパイラル状の突条７の作用で大径筒部５ａから小径筒部５ｂへと移動させ、該小径筒部５ｂに設けたトナー排出口６より排出させてトナー補給部１の補給口２へと漸次補給する。

この場合、前記シール部材１４はトナーボトル５とは連れ廻りせず、しかもトナーボトル５が周方向に摺接回転して小径筒部５ｂに設けたトナー排出口６がシール部材１４の下面に設けたトナー通孔１５に合致したときに、トナー排出口６及びトナー通孔１５を通してトナー補給部１の補給口２へ確実に補給されるる。

図４は本発明において用いられるトナーボトル検知部を示し、図４（ａ）は回転軸方向から見た図、図４（ｂ）は回転軸に直行する方向から見た図である。トナーボトル５は円筒状であり、画像形成装置の回転駆動手段としてのモータ１３により矢印のように正逆回転し、大直筒部５ａに設けられた螺旋状の突起（容器内壁において突出している）７によりトナーを左方向に搬送し、小径筒部５ｂの排出口からトナーが排出される。トナーボトル５の大径筒部５ａには、回転方向に一次元バーコードＢＣが並ぶように、バーコードラベルＲＢが接着される。

ＬＥＤからなる発光素子ＲＳａとホトトランジスタからなる受光素子ＲＳｂで構成される反射型読取手段としての反射型センサＲＳにより前記一次元バーコードＢＣを読み取る。反射型センサＲＳは静止しており、トナーボトル５の回転により、図５にＷで示すように走査が行われ、一次元バーコードＢＣが読み取られる。

一次元バーコードＢＣには、トナーの種類（色等）、使用される機種、メーカー、製造年月日、製造ロット、仕向地等の情報が記録されている。

反射型センサＲＳには、前記のように一元バーコードＢＣを読み取る他に、バーコードＢＣを担持するラベルＲＢの白色地肌を読み取って、トナーボトル５の有無を検知する機能とトナーボトル５内のトナー残量を検知する機能を持たせることが出来る。

トナー残量検知は、画像形成工程の実行中、すなわち、矢印Ｗ１の方向にトナーボトル５を回転駆動して行われる。このトナーボトル５の回転により、反射型センサＲＳはラベル７のないトナーボトル５の部分からの反射光を検知する。トナーボトル５内のトナー量が少なくなると、反射光の量やスペクトルが変化するので、トナー残量が検知される。すなわち、黒トナーの場合には、トナー残量が少なくなると、反射光量が増加し、色トナーの場合は、トナー残量が少なくなると反射光のスペクトルが変化するので、反射型センサＲＳはこれらの変化を検知してトナー残量が少なくなったことを検知する。

反射型センサＲＳはまた、装着されたトナーボトルが、正規のものか否かを検知することができる。すなわち、一次元バーコードＢＣには、トナーが正規のものであることを示す情報が記録されており、この情報のないものは正規のトナーでないとすることができる。

図６は本発明の実施の形態における制御系のブロック図である。制御手段としてのＣＰＵ１００はＲＯＭ１０１に記憶されているプログラムに従って作動し、トナーボトル５を回転駆動するモータ１３を制御し、表示部１０４に表示を行う。１０２はＣＰＵ１００が使用するＲＡＭ、１０３は不揮発メモリである。

制御手段１００はトナー補給時にモータ１３を回転させ、トナーボトル５を図４のＷ１方向に回転させて、トナーをトナーボトル５から排出してトナー補給を行う。また、制御手段１００はモータ１３を逆方向に回転させ、トナーボトル５を図４の矢印Ｗ２のように回転させる。トナーボトル５の矢印Ｗ２方向の回転では、トナーは排出されず、制御手段１００はモータ１０５の逆回転時に、反射型センサＲＳの出力を読み取り、一次元バーコードＢＣを読み取る。

読み取った情報は不揮発メモリ１０３に記憶される。

図７は本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給制御のフローチャートである。図７に示すトナー補給制御は、トナーボトル５内のトナー残量が少なくなって、トナーボトル５の交換が必要とＣＰＵ１００が判断し、表示部１０４にトナー交換表示が行われた状態で画像形成装置が停止し、画像形成装置が再起動した状態である。従って、図７の制御が開始する状態では、表示部１０４にトナーボトル５の交換を促す表示が行われている。なお、トナー残量の検知には前記に説明した残量検知手段が用いられるが、周知の任意のトナー残量検知手段を用いることができる。

ステップＳ１において、トナーボトル５の到着を有無が検知される。この検知は前記に説明した検知手段により、トナーボトル無しの状態からトナーボトル有りの状態に切り替わったことを検知して行われるが、周知の任意の検知手段により行うことができる。トナーボトル５の装着が検知されると（Ｓ１のｙｅｓ）、トナーボトル５を矢印Ｗ２方向に回転させ、一次元バーコードＢＣの読取が行われる（Ｓ２、Ｓ３）。バーコード読取の結果、装着されたトナーボトルが正規のものでないときは、その旨表示して終了する（Ｓ４のｎｏ、Ｓ５）。正規のボトルの場合は、装着されているトナーボトルが前のものと同一か否かを検査し同一の場合には（Ｓ６のｙｅｓ）、検知されたトナーボトル５は前のものであって、交換された新しいトナーボトル５ではないので、表示部１０４にボトル交換の表示を行う開始状態に戻る。ステップＳ６の判断で、同一でないときは、新しいトナーボトル５が装着されているので、該新しいトナーボトル５の情報、すなわち、新しいトナーボトルのバーコード情報を不揮発メモリ１０３に記憶させて終了する（Ｓ７）。なお、新しいトナーボトルが装着された状態では、現像装置からのトナー補給信号により、制御手段１００は、トナーボトル５を図４のＷ１方向に回転させてトナー補給を行う。

前記のように、トナーボトル５に接着されたラベルＲＢの白地を反射型センサＲＳで検知することにより、トナーボトル５の装着・非装着を検知することが出来るが、トナーボトル５が装置から抜かれたときの画像形成装置の安全制御にこの機能を利用することができる。トナーボトル５が抜かれた場合にも、現像装置及びトナー補給部には、なお、トナーが存在するので、画像形成装置をトナーボトルの抜き出し時に即時停止する必要はない。しかしながら、トナーボトルの抜き出し後に画像形成工程が長く続行されるとトナー不足となる。本発明によれば、トナーボトル５の抜き出し後に、所定枚数の画像形成を許容し、所定枚数の画像形成後に装置を停止させている。

図８はこのような安全制御の場合のフローチャートである。

ステップＳ１０において、トナーボトルの抜き出しを検知する。この検知は反射型センサＲＳでラベルＲＢの白自を検知することにより行われる。トナーボトル５を、反射型センサＲＳがラベルＲＢを検知しうる状態で常に一定角度位置で停止させ、トナーボトル５が抜き出された時に、反射型センサＲＳが作動するように構成することにより、前記の検知が行われる。なお、このような反射型センサＲＳによるトナーボトル５の抜き出し監視は、反射型センサＲＳを一定時間間隔で作動させることにより、少ない消費電力で実行可能となる。また、画像形成工程の実行中にトナーボトル５が抜き出された場合には、反射型センサＲＳからラベルＲＢの検知による所定周期の検知信号が出力されなくなったことにより検知することができる。

トナーボトル５が抜き出されたことが検知検知されたとき（Ｓ１０のｙｅｓ）、カウンターをリセットし、表示部１０４に警告表示を行う（Ｓ１１）。カウンターは、トナーボトル毎の画像形成枚数をカウントするものであり、トナーボトル５内のトナー残量検知と前記カウンターのカウント値とからトナーボトルの交換時期を検知する。

警告表示（Ｓ１１）とともに所定枚数の画像形成を行った後に（Ｓ１２）、画像形成装置を停止させ（Ｓ１３）終了する。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給部を示す図である。 シール部材とトナーボトルの結合を示す図である。 シール部材の形態を示す図である。 本発明において用いられるトナーボトル検知部を示す図である。 バーコードの読取を示す図である。 本発明の実施の形態における制御系のブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給制御のフローチャートである。 トナーボトルが抜き出された時の停止制御のフローチャートである。

符号の説明

５ トナーボトル
１３ モータ
ＢＣ バーコード
ＲＳ 反射型センサ
１００ ＣＰＵ
１０３ 不揮発メモリ

Claims (8)

1. トナーボトルを回転させるボトル駆動手段、
   トナーボトルの表面に設けられた一次元バーコードの順次読取をトナーボトルの回転時に行う反射型のバーコード読取手段及び、
   該バーコード読取手段が読み取った情報を記憶する不揮発メモリを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ボトル駆動手段は正逆回転駆動を行い、正方向の回転駆動によりトナーボトルからトナーが排出され、前記バーコード読取手段は逆方向の回転駆動時に前記順次読取を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ボトル駆動手段の前記逆方向の回転駆動により、前記バーコード読取手段による前記順次読取を行い、正規のトナーボトルが装着されたことが検知されたときは、前記ボトル駆動手段によりトナーボトルを前記正方向に回転駆動してトナー補給を行い、正規のトナーボトルでないものが装着されたことが前記バーコード読取手段により読み取られたときには、前記正方向の回転を行わず、正規のトナーボトルが装着されていない旨の表示を行う制御手段を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. トナーボトル内のトナー残量を検知する残量検知手段を有し、該残量検知手段によりトナー無しが検知され、且つ、画像形成装置が停止した状態から電源オンされ、画像形成装置を立ち上げたときに、トナーボトルを前記逆方向に回転駆動して、前記バーコード読取手段による前記順次読取を行い、停止前のトナーボトルと停止後のトナーボトルが同一であることが読み取られた場合には、トナー無しの表示を再度行い、同一でないときは、前記バーコード読取手段が停止後に読み取った情報を前記不揮発メモリに記憶させる制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記バーコード読取手段は、バーコードの白地肌を読み取ることにより、トナーボトルの装着・非装着を検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記バーコード読取手段によりトナーボトルが抜かれたことが検知されたときに、内部カウンターをリセットし、所定枚数の画像形成後に装置を停止させる制御手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記バーコード読取手段は、トナーボトル内のトナー残量を検知することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記バーコード読取手段のオン・オフを制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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