JP2008083587A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】清掃機構を備えなくとも容器満杯の誤検知を防止でき、ニアフル検出後に予告無く印刷が中断される不都合を回避できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】開口部近傍に透明または半透明の光透過部が形成され、記録媒体に転写されなかった廃棄トナーを落下回収する容器と、光透過部に検出光を照射し、透過した光量に基づいて前記容器の満杯を検出する廃棄トナー回収量検出手段を備えてなる画像形成装置であって、前記光透過部６がトナーの安息角θまたは安息角θ以上の傾斜面に形成され、前記廃棄トナー回収量検出手段１０に、透過光量に基づいて所定のトナー回収量を検出する第一回収量検出手段１１と、満杯を検出する第二回収量検出手段１２を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式を採用した画像形成装置やプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、開口部近傍に透明または半透明の光透過部が形成され、記録媒体に転写されなかった廃棄トナーを落下回収する容器と、光透過部に検出光を照射し、透過した光量に基づいて前記容器の満杯を検出する廃棄トナー回収量検出手段を備えてなる画像形成装置に関する。

特許文献１に記載されているように、廃棄トナー回収ボトルの開口部近傍に透明または半透明の光透過部を形成して、光透過部を挟んで発光素子と受光素子部を配置し、発光素子から照射された光が容器内に堆積した廃棄トナーに遮られて受光素子に到達しなくなった時点で、廃棄トナー回収ボトルが満杯であると判定する画像形成装置が提案されている。

しかし、容器に回収される廃棄トナーが飛散して光透過部に付着することにより発光素子からの照射光が遮られて、廃棄トナー回収ボトルが満杯であると誤判定される虞があったため、特許文献２では、像担持体から回収された廃トナーを収容するためのケーシングと、前記ケーシングに収容された廃トナー量を光の透過量に基づいて検出する検出手段と、前記検出光の透過部分及び／又は反射部分を清掃する清掃部材と、を備えたことを特徴とする廃トナー収容装置が提案されている。
特開２００２−２８７５９５号公報 特開平１０−１４３０３８号公報

しかしながら、特許文献２に記載された技術によれば、回転部材により透過板や反射板を清掃する複雑な清掃機構を備える必要があるために、構造が複雑でコストが嵩むという問題があった。

さらに、容器の満杯検出前にニアフル状態が検出されるように構成されているが、ニアフル状態が検出されてから容器が交換されるまでの間に大量に印刷を行う際に、印刷途中に廃棄トナーが満杯になると印字が中断されたまま放置される虞があるという問題もあった。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、清掃機構を備えなくとも容器満杯の誤検知を防止でき、ニアフル検出後に予告無く印刷が中断される不都合を回避できる画像形成装置を提供する点にある。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、開口部近傍に透明または半透明の光透過部が形成され、記録媒体に転写されなかった廃棄トナーを落下回収する容器と、光透過部に検出光を照射し、透過した光量に基づいて前記容器の満杯を検出する廃棄トナー回収量検出手段を備えてなる画像形成装置であって、前記光透過部がトナーの安息角または安息角以上の傾斜面に形成され、前記廃棄トナー回収量検出手段に、透過光量に基づいて所定のトナー回収量を検出する第一回収量検出手段と、満杯を検出する第二回収量検出手段を備えている点にある。

上述の構成によれば、落下回収される廃棄トナーの一部が堆積する角度に設定された前記光透過部に堆積する。落下回収される廃棄トナーの回収量が増加すると前記光透過部に堆積する堆積量も増加する正の相関関係にある。また、前記堆積量が増加すると前記光透過部での透過光量は低下する負の相関関係にある。従って、前記透過光量を検出することにより、回収量を検出することができるため、前記第一回収量検出手段で所定のトナー回収量、例えば、ニアフルであることや、前記第二回収量検出手段で前記満杯であることを検出することができる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、廃棄トナー回収量検出手段に、前記光透過部に照射される検出光の光量を第一光量と第一光量より強い第二光量に切り替える光量切替手段を備え、前記第一回収量検出手段は第一光量に対応して検出される透過光量に基づいて所定のトナー回収量を検出するとともに、前記第二回収量検出手段は第二光量に対応して検出される透過光量に基づいて満杯を検出する点にある。

上述の構成によれば、第一回収量検出手段でニアフルが検出されると、第一光量より大きな第二光量に検出光の光量が切替えることができる。前記光透過部に堆積する堆積量が所定の量以上を超えると、前記透過光量の低下変化が急激に小さくなるため、ニアフルから満杯へと回収量が変化することを精度よく検出することが困難である。そこで、ニアフルを検出すると光量を上げることにより、ニアフルから満杯となる変化を精度良く検出することができる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記第一回収量検出手段により所定のトナー回収量が検出された後に、過去の印刷履歴に基づいて前記容器が満杯となるまでの平均印刷枚数を算出する印刷枚数算出手段を備えている点にある。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記印刷枚数算出手段により算出された平均印刷枚数を残印刷可能枚数として表示する残印刷枚数表示手段を備えている点にある。

上述の構成によると、使用者に印刷可能な枚数を目安として通知することで、前記画像形成装置が印刷処理実行中に停止することを回避することができる。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第三または第四の特徴構成に加えて、印刷要求枚数が前記印刷枚数算出手段により算出された平均印刷枚数より多いときに警告メッセージを表示する警告手段を備えている点にある。

上述の構成によると、使用者に前記画像形成装置の状態を表示することで、廃棄トナーを回収する容器の交換が必要な時期を正確に通知することができる。

本発明によれば、清掃機構を備えなくとも容器満杯の誤検知を防止でき、ニアフル検出後に予告無く印刷が中断される不都合を回避できる画像形成装置を提供することができるようになった。

以下に、電子写真方式による画像形成装置の実施形態について説明する。

前記画像形成装置Ａは、図１に示すように、廃棄トナー回収部１を備えて構成されている。

前記廃棄トナー回収部１は、図２に示すように、スクリュー搬送器３と、廃棄トナーを落下回収する容器４と、透明または半透明な部材で形成された光透過部６と、前記光透過部６の近傍に配置されたフォトセンサユニット７と、前記容器４内の廃棄トナー回収量を検出する廃棄トナー回収量検出手段１０とを備えて構成されている。

前記スクリュー搬送器３は、転写用紙への転写動作後に感光体ドラムから付着した廃棄トナーを掻き取るブレードを備えたクリーニング部材と、掻き取られた廃棄トナーを回収する廃棄トナー回収部と、前記廃棄トナー回収部の内部に設けられたスクリューからなる搬送部材とで構成されている。前記搬送部材が回転することにより、前記廃棄トナーは、前記廃棄トナー回収部材の他端に設けられた開口部２へ搬送され、前記容器４へ落下回収される。

前記光透過部６は、図３（ａ）、及び、図３（ｂ）に示すように、前記開口部２の直下に形成され、前記開口部２より落下回収される廃棄トナーの一部Ｂが落下せず堆積するように安息角θの傾斜面に形成されている。従って、開口部２より落下回収される廃棄トナーの一部Ｂが堆積し、回収量に応じて次第に堆積量が増すようになる。

前記フォトセンサユニット７は、図３（ａ）に示すように、赤外発光ダイオードを用いた発光素子７ａと、受光素子７が前記光透過部６を挟んで、対向配置されるように構成されている。前記フォトセンサユニット７は、前記受光素子７ｂが外部からの光、または、反射光等を受光しないよう回りを遮光部材７ｃで覆うよう構成されている。

前記廃棄トナー回収量検出手段１０は、前記フォトセンサユニット７より前記光透過部６に照射された透過光量に基づいて前記容器４が所定の回収量であるニアフル、または、満了であるフルであることを検出する。

前記廃棄トナー回収量検出手段１０は、図４に示すように、透過光量に基づいてニアフルを検出する第一回収量検出手段１１と、フルを検出する第二回収量検出手段１２と、光量を切替える光量切替手段１３とを備えて構成されている。

前記第一回収量検出手段１１は、前記発光素子７ａより照射される第一光量に基づいて、ニアフルを検出する。

前記第二回収量検出手段１２は、前記発光素子７ａより照射される第二光量に基づいてフルを検出する。

前記光量切替手段１３は、前記第一回収検出手段１１でニアフルが検出されると、前記発光素子７ａに流れる電流を増加させ光量を第一光量である１５[ｍＷ／ｓｒ]から第二光量である３０[ｍＷ／ｓｒ]に切替える。

前記容器４に蓄積される廃棄トナー回収量は、前記光透過部６に堆積する廃棄トナー回収量と正の相関関係を有する。また、前記光透過部６に堆積する廃棄トナー回収量は前記フォトユニット７で検出される透過光量と負の相関関係を有する。よって、前記廃棄トナー回収量は、図５（ａ）、及び、図５（ｂ）に示すように、透過光量に反比例する。

前記発光素子７ｂから弱い光量である第一光量で照射された場合、図５（ａ）に示すように、廃棄トナー回収量が増加すると、透過光量は減少する。このとき、廃棄トナー回収量がニアフルからフルとなる近傍（ニアフル領域）から透過光量の変化が急激に小さくなる。よって、透過光量の変化でニアフルからフルを制度よく検出することができない虞がある。

そこで、前記発光素子７ｂから強い光量である第二光量で照射することで、図５（ｂ）に示すように、前記光透過部６に堆積した回収された廃棄トナーの一部が増加し、弱い光量で適確にフルを検知することができない場合であっても、ニアフルからフルまでの透過光量の変化量を大きくすることができるため、より高い精度に検出することができる。

さらに、前記画像形成装置Ａは、図４に示すように、フルとなるまでの平均印刷枚数を算出する印刷枚数算出手段１４と、残印刷可能枚数を表示する残印刷枚数表示手段１５と、フルとなるまでの平均印刷枚数より前記画像形成装置Ａの使用者が入力した印刷枚数が多いとき警告を表示する警告手段１６と表示部９を備えて構成されている。

前記印刷枚数算出手段１４は、ニアフルが検出された後に、前回廃棄トナーを回収する容器が交換されてから（廃棄トナー回収量が０の状態から）ニアフルとなる間に印字された累積印刷枚数と廃棄トナーの回収量などの過去の印刷履歴に基づいて、前記容器４がフルとなるまでの平均印刷枚数を算出する。

前記残印刷表示手段１５は、前記印刷枚数算出手段１４より算出された、フルとなるまでの平均印刷枚数を残印刷可能枚数として、前記表示部９に表示する。このとき、残印刷可能枚数は、算出された平均印刷枚数にも誤差が生じるため前後２０枚程度を残印刷可能枚数として表示するように構成されている。

前記警告手段１６は、前記画像形成装置Ａの使用者の入力により要求される印刷要求枚数が前記平均印刷枚数より多い場合、または、前記残印刷表示手段１５により前記表示部９に表示された残印刷可能枚数より多い場合、前記表示部に警告を促すメッセージを表示するように構成されている。

以下に、前記画像形成装置Ａの廃棄トナー回収量の検出の動作について、図６、図７、及び、図８を用いてフローチャートに基づき説明する。

図６に示すように、前記画像形成装置Ａにより、印刷処理が開始されると（ＳＡ１）、前記発光素子７ａが前記光量切替手段によって、第一光量で駆動される（ＳＡ２）。この間、前記第一回収量検出手段１１は、前記フォトセンサユニット７で透過光量を検出する（ＳＡ３）。尚、このタイミングで前記印刷枚数算出手段１４により、前記容器４が交換されて（廃棄トナーが容器に無い状態）からの累積印刷枚数がカウントアップされる（ＳＡ４）。前記第一回収量検出手段１１は、検出された前記透過光量が予め設定されたニアフルに対応する光量レベルにあるか否かを判別する（ＳＡ５）。前記透過光量が前記光量レベル以上であれば、前記画像形成装置Ａはニアフルフラグをセットし（ＳＡ６）、処理を終了する。

図７に示すように、前記画像形成装置Ａにより、印刷処理が開始されると（ＳＢ１）、前記画像形成装置Ａは、ニアフルフラグがセットされていることを確認する（ＳＢ２）。ニアフルフラグがセットされていると、前記発光素子７ａが前記光量切替手段によって、第二光量で駆動される（ＳＢ３）。この間、前記第一回収量検出手段１１は、前記フォトセンサユニット７で透過光量を検出する（ＳＢ４）。尚、このタイミングで印刷枚数算出手段１４により、前記容器４が交換されて（廃棄トナーが容器に無い状態）からの累積印刷枚数がカウントアップされる（ＳＢ５）。前記第二回収量検出手段１２は、検出された前記透過光量が予め設定されたフルに対応する光量レベルにあるか否かを判別する（ＳＢ６）。

検出された前記透過光量が予め設定されたフルに対応する光量レベル以上場合（ＳＢ６／Ｙｅｓ）、前記画像形成装置Ａは印刷処理を中止する（ＳＢ７）。尚、このタイミングで前記画像形成装置Ａはニアフルをリセットする（ＳＢ８）。ニアフルがリセットされると、前記警告表示手段１６は、「容器を交換してください」という容器交換メッセージを表示する（ＳＢ９）。尚、このタイミングで前記印刷枚数算出手段１４により、前記容器４が交換されて（廃棄トナーが容器に無い状態）からの累積印刷枚数カウントはリセットされ（ＳＢ１０）、終了する。

検出された前記透過光量が予め設定されたフルに対応する光量レベル以下の場合（ＳＢ６／Ｎｏ）、前記印刷枚数算出手段１４は、累積印刷枚数に基づいて、前記容器４がフルとなるまでの平均印刷枚数を算出する（ＳＢ１１）。前記残印刷枚数表示手段１５は、前記平均印刷枚数に前後２０枚の誤差を加算した枚数を印刷可能枚数として前記表示部９に表示する（ＳＢ１２）。

さらに、図８に示すように、前記画像形成装置Ａの使用者が印刷枚数を入力すると（ＳＣ１）、入力された印刷枚数が、前記平均印刷枚数、または、残印刷可能枚数よりも多ければ（ＳＣ２）、前記警告手段１６は、「容器を交換してください。コピー途中で停止することがあります。」という警告メッセージを表示し（ＳＢ１０）、終了する。

以下に、別実施形態について説明する。

上述の実施形態では、前記光透過部６は、前記開口部２より落下回収される廃棄トナーが安息角θとなるよう傾斜面に形成されたものを説明したが、開口部２から落下回収される廃棄トナーの一部が堆積し、前記フォトセンサユニット７で前記光透過部６の透過光量を測定できる角度であれば、例えば、前記光透過部６の側壁が垂直であってもよく、さらに、前記光透過部は安息角の近傍の角度で設計することができる。

上述の実施形態では、透過光量に基づいて前記容器４のフルを検出する光源として前記発光素子７ａに赤外発光ダイオードを用いた一組のフォトセンサユニット７を説明したが、透過光量を測定できるものであれば、光源はこれに限るものでない。

さらに、第一光量及び第二光量を１５[ｍＷ／ｓｒ]及び３０[ｍＷ／ｓｒ]に設定したものを説明したが、ニアフル及びフルを検出するために可能な光量であり、第一光量より第二光量が強くなるものであれば、前記光透過部６の側壁の角度や、透明度などに応じて適宜設定することができる。

上述の実施形態では、前記第一回収検出手段１１でニアフルが検出されると、前記赤外発光ダイオードに流れる電流値を変えて光量を第一光量であるから第二光量に切替える光量切替手段１３を備えたものを説明したが、第一光量と第二光量が同じであっても、ニアフル及びフルを検出するために可能な光量あれば、一定の光量（第一光量と第二光量が同じ）でニアフル及びフルを検出することができる。

上述の実施形態では、残印刷可能枚数は、算出された平均印刷枚数にも誤差が生じるため前後２０枚程度を残印刷可能枚数として表示するように構成を説明したが、前後２０枚に限定するものではなく、各画像形成装置により種類、特性、または、処理能力に応じて適宜設定することができる。

尚、上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることはいうまでもない。

本発明における画像形成装置の要部説明図 廃棄トナー回収部の説明図 廃棄トナー回収部の要部説明図 画像形成装置のシステムブロック図 （ａ）は透過光量と廃棄トナー回収量の特性図、（ｂ）は光量切替時の同特性図 ニアフル状態になるまでの説明に用いるフローチャート フル状態になるまでの説明に用いるフローチャート 警告メッセージ表示の説明に用いるフローチャート

符号の説明

１：廃棄トナー回収部
２：開口部
３：スクリュー搬送器
４：容器
６：光透過部
７：フォトセンサユニット
７ａ：発光素子
７ｂ：受光素子
９：表示部
１０：廃棄トナー回収量検出手段
１１：第一回収量検出手段
１２：第二回収量検出手段
１３：光量切替手段
１４：印刷枚数算出手段
１５：残印刷枚数表示手段
１６：警告手段
Ａ：画像形成装置

Claims (5)

1. 開口部近傍に透明または半透明の光透過部が形成され、記録媒体に転写されなかった廃棄トナーを落下回収する容器と、光透過部に検出光を照射し、透過した光量に基づいて前記容器の満杯を検出する廃棄トナー回収量検出手段を備えてなる画像形成装置であって、
   前記光透過部がトナーの安息角または安息角以上の傾斜面に形成され、前記廃棄トナー回収量検出手段に、透過光量に基づいて所定のトナー回収量を検出する第一回収量検出手段と、満杯を検出する第二回収量検出手段を備えている画像形成装置。
2. 廃棄トナー回収量検出手段に、前記光透過部に照射される検出光の光量を第一光量と第一光量より強い第二光量に切り替える光量切替手段を備え、前記第一回収量検出手段は第一光量に対応して検出される透過光量に基づいて所定のトナー回収量を検出するとともに、前記第二回収量検出手段は第二光量に対応して検出される透過光量に基づいて満杯を検出する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第一回収量検出手段により所定のトナー回収量が検出された後に、過去の印刷履歴に基づいて前記容器が満杯となるまでの平均印刷枚数を算出する印刷枚数算出手段を備えている請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記印刷枚数算出手段により算出された平均印刷枚数を残印刷可能枚数として表示する残印刷枚数表示手段を備えている請求項３記載の画像形成装置。
5. 印刷要求枚数が前記印刷枚数算出手段により算出された平均印刷枚数より多いときに警告メッセージを表示する警告手段を備えている請求項３または４記載の画像形成装置。
   
   

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