JP2008256864A - Residual toner amount detection system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、カラー画像形成装置における現像器内のトナーの残量を検知するトナー残量検知システムに関する。 The present invention relates to a toner remaining amount detection system that detects the remaining amount of toner in a developing device in a color image forming apparatus, for example.
カラー画像形成装置には、現像器内のトナーの残量を検知するために、例えば特開2000−75749号公報(特許文献1)に記載されているような、トナー残量検知装置が設けられている。このトナー残量検知装置は、トナー検知センサの発光素子の光を現像器内に透過させ、その光をプリズムなどの反射板で反射させてトナー検知センサの受光素子に導き、受光素子でその光を受光して電気信号に変換するように構成されている。透過された光は、トナーの残量により、光の強弱となり、それが電気信号の強弱として変換され、その電気信号と予め設定されたしきい値とを比較することにより、トナーの残量が検知される。
カラー画像形成装置において、例えばロータリ型現像装置には、4色の色を現像する現像器が回転して所定の色となるように現像が行われる。上記トナー残量検知装置をロータリ型現像装置に取付けた場合は、プリズムは各現像器の回転体に取付けられ、発光素子と受光素子とを含むトナー検知センサは固定された現像位置に取付けられる。所定の色を現像するときには、対応する現像器のプリズムなどの光学系をトナー検知センサに対向する位置となるように停止させる必要がある。もし、トナー検知センサと光学系とがずれた位置で現像器が停止すると、トナーの残量を正確に検知することができない。 In a color image forming apparatus, for example, in a rotary developing device, development is performed so that a developing device that develops four colors rotates to obtain a predetermined color. When the toner remaining amount detecting device is attached to the rotary type developing device, the prism is attached to the rotating body of each developing device, and the toner detecting sensor including the light emitting element and the light receiving element is attached to a fixed developing position. When developing a predetermined color, it is necessary to stop an optical system such as a prism of a corresponding developing unit so as to be in a position facing the toner detection sensor. If the developing device stops at a position where the toner detection sensor and the optical system are displaced, the remaining amount of toner cannot be detected accurately.
そこで、この発明の目的は、トナーの残量を正確に検知できるトナー残量検知システムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a toner remaining amount detection system capable of accurately detecting the remaining amount of toner.
この発明は、トナーが収納される現像器と、トナーを検知するトナー検知センサとが相対的に移動可能に設けられたトナー残量検知システムであって、トナー検知センサは、現像器内に光を照射する発光素子と、発光素子から照射された光が現像器内を透過してトナーの残量により変化する光を検知する受光素子とを含み、受光素子の受光量が最大となるように、現像器とトナー検知センサとの相対位置を位置決めする位置決め手段とを備える。 The present invention is a toner remaining amount detection system in which a developing device in which toner is stored and a toner detection sensor for detecting toner are relatively movable, and the toner detection sensor is disposed in the developing device. A light emitting element that irradiates the light, and a light receiving element that detects the light that is emitted from the light emitting element through the developing device and changes depending on the remaining amount of toner, so that the amount of light received by the light receiving element is maximized And a positioning means for positioning a relative position between the developing unit and the toner detection sensor.
好ましくは、位置決め手段は、現像器を移動させる移動手段と、移動手段によって現像器を移動させてトナー検知センサに相対させたときの位置が、受光素子の受光量が最大になるように補正する補正手段とを含む。 Preferably, the positioning unit corrects the moving unit that moves the developing unit, and the position when the developing unit is moved by the moving unit and is made to be relative to the toner detection sensor so that the amount of light received by the light receiving element is maximized. Correction means.
好ましくは、現像器は、カラー現像器であって、トナー検知センサは、所定の位置に固定して1個設けられており、現像器は、異なる色のそれぞれに対応して複数設けられ、異なる色を現像するごとに所定の位置で、トナー検知センサに相対するように位置決め手段によって位置決めされる。 Preferably, the developing device is a color developing device, and one toner detection sensor is fixedly provided at a predetermined position, and a plurality of developing devices are provided corresponding to each of different colors. Each time a color is developed, it is positioned by a positioning means at a predetermined position so as to face the toner detection sensor.
好ましくは、補正手段は、現像器を移動手段によって所定の方向およびそれに対する逆方向の少なくともいずれか一方に移動させたときの受光素子の出力が最大になる位置を所定の位置となるように補正する。 Preferably, the correction unit corrects the position where the output of the light receiving element is maximum when the developing unit is moved by the moving unit in at least one of the predetermined direction and the opposite direction to the predetermined direction. To do.
この発明によれば、受光素子の受光量が最大となるように、現像器とトナー検知センサとの相対位置を位置決めするようにしたので、トナーの残量を正確に検知できる。 According to the present invention, since the relative position between the developing device and the toner detection sensor is positioned so that the amount of light received by the light receiving element is maximized, the remaining amount of toner can be accurately detected.
図1は、この発明の一実施形態に係るトナー残量検知システムを備えたカラー画像形成装置10の一例を概略的に示す図である。図1において、カラー画像形成装置10は、感光体ドラム11と、レーザスキャニングユニット12と、帯電部材13と、ロータリ型現像装置14とを含む。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a color
現像装置14は、各色に対応する現像器14a〜14dを有している。例えば、現像装置14は、ブラック(BK)現像器14aと、マゼンタ(M)現像器14bと、シアン(C)現像器14cと、イエロー(Y)現像器14dとを含む。各色の現像器14a〜14dは、現像容器15と、トナー供給ローラ16と、現像ローラ17とを有している。
The developing
現像装置14は、駆動部(図示せず)からクラッチを介して駆動力が与えられて回転駆動され、各色の現像器14a〜14dの現像ローラ17により、順次感光体ドラム11上にトナー像を形成する。感光体ドラム11の周囲には、クリーニング用摺擦部材18と、クリーニング装置19とが配置されており、感光体ドラム11に当接して中間転写ベルト20が配置され、中間転写ベルト20を挟んで感光体ドラム11と1次転写ローラ21とが対向している。
The developing
中間転写ベルト20は、1次転写ローラ21と、駆動ローラ22と、従動ローラ23との間に張り渡され、中間転写ベルト20は矢印方向に回転駆動される。また、中間転写ベルト20を挟んで駆動ローラ22と対向して2次転写ローラ24が設けられている。感光体ドラム11上のトナー像は、1次転写ローラ21によって中間転写ベルト20上に1次転写される。給紙カセット25から給紙経路26を介して記録用紙が、駆動ローラ22と2次転写ローラ24とのニップ部である2次転写位置に搬送され、2次転写位置で中間転写ベルト20上のトナー像が用紙に2次転写される。その後、記録用紙は定着部27に搬送され、ここで用紙上のトナー像が定着され、用紙は排紙経路28を通って排紙トレイ29に排紙される。
The
現像ローラ17上のトナー層は、図示しない層厚規制部材によって層厚が規制されるとともに、摩擦帯電されて、現像ローラ17によって感光体ドラム11上の静電潜像が現像される。 The toner layer on the developing roller 17 is regulated in thickness by a layer thickness regulating member (not shown) and is frictionally charged, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 is developed by the developing roller 17.
現像器14aにトナーを補給する際には、現像装置14を回転駆動して現像器14aを図1に示した補給パイプ33の近傍であるトナー補給位置に位置づける。そして、補給パイプ33の先端部が現像器14aの図示しない連結部に挿入されて、トナーがトナー室に補給される。
When replenishing toner to the developing
図2は図1に示した現像器の外観斜視図であり、図3はトナー検知センサと光路と反射鏡との構成を示す図である。 FIG. 2 is an external perspective view of the developing unit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the toner detection sensor, the optical path, and the reflecting mirror.
図2に示すように、現像器14aには側壁14fが設けられており、トナー検知センサ43が側壁14fに対向して、ある間隔を有して所定の位置に固定的に設けられている。トナー検知センサ43は、図3に示すように、発光素子44と、受光素子45とを含む。現像装置14aには、光路46と、反射鏡48および光路47および反射鏡49が側壁14fの近傍に設けられている。光路46と、反射鏡48と、光路47と、反射鏡49とは光学系として作動する。
As shown in FIG. 2, the developing
光路46は、一端が側壁14fから露出して発光素子44に対向してトナー室15a内で第1の方向に延在するように設けられている。光路47は、一端が側壁14fから露出して受光素子45に対向し、かつ光路46に対して平行に延在するようにトナー室15a内に設けられている。光路46,47の他端には、反射鏡48,49が、それぞれによって形成される光軸がトナー室15aの第1の方向に交差して対向するように設けられている。なお、反射鏡48,49に代えてプリズムやその他の反射手段を用いてもよい。
The
発光素子44で発光された光は、光路46の端面から入射され、反射鏡48から反射され、トナー室15a内のトナーを透過して反射鏡49から光路47を介して受光素子45に入射される。トナー室15a内のトナーの残量が多ければ、反射鏡48から反射鏡49に入射される光量が小さくなり、トナー残量が少なくなると、反射鏡48から反射鏡49に入射される光量が大きくなるので、受光素子45の受光出力によりトナーの残量の検出が可能になる。
The light emitted from the
その他の現像器14b〜14dにも同様にして、光路46,47と、反射鏡48,49とが設けられている。トナー検知センサ43は、現像装置14が回転して各現像器14a〜14dのいずれかが現像位置であるホームポジションにあるときに、発光素子44と、受光素子45とがその現像器の光路46と光路47とに対向してそれぞれの光軸が一致すると、対応する現像器のトナー残量を検知する。これにより、各現像器14a〜14dのそれぞれにトナー検知センサ43を設けることなく、各現像器14a〜14dが回転する都度、1つのトナー検知センサ43により、4つの現像器14a〜14dのトナーの残量を検出できる。
Similarly, the other developing
図4はこの発明の一実施形態に係るトナー残量検知システムのブロック図である。図4において、トナー残量検知システムは、発光素子制御部51と、発光素子44および受光素子45を含むトナー検知センサ43と、トナー有無判別手段、位置決め手段および補正手段として作動する受光素子制御部52と、記憶部53と、移動手段として作動する駆動部54とを含む。なお、発光素子制御部51および受光素子制御部52は、カラー画像形成装置10を制御する制御部(図示せず)に含まれている。
FIG. 4 is a block diagram of a toner remaining amount detection system according to an embodiment of the present invention. 4, the toner remaining amount detection system includes a light emitting
発光素子制御部51は、発光素子44を点灯させるための制御を行い、例えばパルス幅変調などにより発光素子44を断続的にオン、オフさせる。受光素子制御部52は、受光素子45の受光出力を受けて受光出力のレベルを判別し、トナーの有無を判別する。
The light emitting
また、受光素子制御部52は、受光素子45の受光出力に基づいて、受光素子45の受光量が最大となるように、各現像器14a〜14dとトナー検知センサ43との相対位置を位置決めするために、受光素子45の受光出力を記憶部53に記憶させるとともに、移動手段として作動する駆動部54を制御する。駆動部54は各現像器14a〜14dのそれぞれが所定の現像位置に位置するように、順次回転させる。
In addition, the light receiving
図5はこの発明の一実施形態に係るトナー残量検知システムの初期調整時の動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation at the time of initial adjustment of the toner remaining amount detection system according to the embodiment of the present invention.
例えば、トナーの入っていない現像器14aをカラー画像形成装置10に組み込んだ状態で、現像器14aを所定の位置であるデフォルトの位置に移動させる。発光素子制御部51は、発光素子44を点灯させる。発光素子44が点灯すると、点灯された光が図3に示すように、現像器14aの光路46と、反射鏡48と、光路47と、反射鏡49とを介して受光素子45に導かれて、受光素子45により受光される。受光素子45の受光出力は受光素子制御部52に与えられる。
For example, in a state in which the developing
受光素子制御部52は、ステップ(図示ではSPと略称する)SP1において、受光素子45の受光出力を取り込み、光路46,47と反射鏡48,49との透過率を測定する。受光素子45の受光出力に基づいて、透過率が最大になる位置を現像器14aのホームポジションの現像位置とする。
In step (abbreviated as SP in the drawing) SP1, the light receiving
すなわち、ステップSP2において、駆動部54により現像器14aをデフォルトの位置から所定の方向として+側に移動させる。ここで+側とは、図1に示すロータリ型現像装置14の各現像器14a〜14dを切換えるために回転させる例えば時計方向を示し、−側とはその逆方向の反時計方向を示すものとする。ステップSP3において、受光素子45の受光量が増加したか否かを判別し、増加していればステップSP2において、現像器14aをさらに+側にわずかに移動させる。ステップSP3において、受光量が増加したか否かを判別する。この動作を繰り返し、現像器14aを例えば図1において+側に移動させたときの受光量が最大になる位置を求める。ステップSP3において、受光量がそれ以上増加しないことを判別すると、ステップSP4において、そのときの受光素子45の出力を記憶部53に記憶する。
That is, in step SP2, the driving
ステップSP5において、現像器14aをデフォルトの位置から−方向に移動させる。ステップSP6において、受光量が増加したか否かを判別し、増加していればステップSP5に戻り、現像器14aをわずかに−側に移動させる。再びステップSP6において、受光量が増加したか否かを判別する。この動作を繰り返し、現像器14aを−側に移動させたときの受光量が最大になる位置を求める。ステップSP6において受光量が増加しなくなったことを判別すると、受光量が最大になったものと判別し、ステップSP7において、そのときの受光素子45の出力を記憶部53に記憶させる。ステップSP8において、記憶部53に記憶した受光素子45の+側における受光出力の最大値と、−側における受光出力の最大値とを比較し、受光出力の大きい方の位置を現像器14aのホームポジションの位置として決定する。
In step SP5, the developing
なお、現像器14aをデフォルトの位置から+側および−側の少なくともいずれか一方に移動させたときに、受光素子45の出力がピークになる位置を現像位置となるように補正してもよい。すなわち、例えば+側に移動させたときに受光出力が多くなれば、受光出力のピーク値が+側に存在することになるため、−側での検知を省略してもよい。逆に、受光量が小さくなる場合には、受光出力のピーク値が−側に存在するため、+側での検知を省略すれば、検知時間を短縮できる。
Note that when the developing
上述のごとく、この実施形態によれば、現像器14aを駆動部54によって+方向および−方向に移動させたときの受光素子45の出力が最大になる位置を現像位置となるように補正することができる。その結果、トナー検知センサ43と現像器14aの光路46,47とを正確に対向させることができ、それぞれの光軸がずれることがないので、トナーの残量の有無を正確に検知できる
他の現像器14b〜14dを現像位置に移動させる場合も同様の制御を行うことにより、それぞれの位置においてトナー検知センサ43によりトナーの残量の有無を正確に検知できる。
As described above, according to this embodiment, the position at which the output of the
なお、上述の説明では、ロータリ型現像装置14を有するカラー画像形成装置にこの発明を適用した場合について説明したが、タンデム型現像装置を有するカラー画像形成装置にこの発明を適用してもよい。
In the above description, the case where the present invention is applied to the color image forming apparatus having the rotary developing
さらに、カラー画像形成装置として、カラー複写機やカラープリンタなどを適用することができる。 Further, a color copying machine, a color printer, or the like can be applied as the color image forming apparatus.
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
10 カラー画像形成措置、14 ロータリ型現像装置、14a〜14d 現像器、15a トナー室、43 トナー検知センサ、44 発光素子、45 受光素子、46,47 光路、48,49 反射鏡、51 発光素子制御部、52 受光素子制御部、53 記憶部、54 駆動部。 10 color image forming measures, 14 rotary developing device, 14a to 14d developing device, 15a toner chamber, 43 toner detection sensor, 44 light emitting element, 45 light receiving element, 46, 47 optical path, 48, 49 reflecting mirror, 51 light emitting element control Part, 52 light receiving element control part, 53 memory | storage part, 54 drive part.
Claims (4)
前記トナー検知センサは、前記現像器内に光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射された光が前記現像器内を透過して前記トナーの残量により変化する光を検知する受光素子とを含み、さらに
前記受光素子の受光量が最大となるように、前記現像器と前記トナー検知センサとの相対位置を位置決めする位置決め手段とを備える、トナー残量検知システム。 A toner remaining amount detection system in which a developing device in which toner is stored and a toner detection sensor for detecting toner are relatively movable,
The toner detection sensor includes: a light emitting element that emits light into the developing unit; and a light receiving element that detects light that is irradiated from the light emitting element through the developing unit and changes according to the remaining amount of toner. And a positioning means for positioning a relative position between the developing device and the toner detection sensor so that the amount of light received by the light receiving element is maximized.
前記現像器を移動させる移動手段と、
前記移動手段によって前記現像器を移動させて前記トナー検知センサに相対させたときの位置が、前記受光素子の受光量が最大になるように補正する補正手段とを含む、請求項1に記載のトナー残量検知システム。 The positioning means includes
Moving means for moving the developing device;
2. The correction unit according to claim 1, wherein a position when the developing unit is moved by the moving unit and is moved relative to the toner detection sensor includes a correction unit that corrects the received light amount of the light receiving element to be maximum. Toner level detection system.
前記トナー検知センサは、所定の位置に固定して1個設けられており、
前記現像器は、異なる色のそれぞれに対応して複数設けられ、前記異なる色を現像するごとに前記所定の位置で、前記トナー検知センサに相対するように前記位置決め手段によって位置決めされる、請求項1または2に記載のトナー残量検知システム。 The developing device is a color developing device,
One toner detection sensor is fixed at a predetermined position, and one toner detection sensor is provided.
The developing device is provided in a plurality corresponding to each of different colors, and is positioned by the positioning means at the predetermined position so as to face the toner detection sensor every time the different colors are developed. The toner remaining amount detection system according to 1 or 2.
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WO2016090981A1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-16 | 珠海艾派克微电子有限公司 | Imaging box |
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- 2007-04-03 JP JP2007097768A patent/JP2008256864A/en not_active Withdrawn
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