JP2009265369A - 画像形成装置、プロセスカートリッジ、トナー残量検知装置およびトナー残量検知手段。 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーボトルの回転に問題が生じても正確にトナー残存量を検知することができる、トナー残量検知装置、トナーボトルを提案する。
【解決手段】 トナーボトル１７は、突起３１とトナーを排出する排出部３２が設けられている。トナーボトル１７は、モータ２９による駆動力を受け回転する。トナーボトル１７近傍には、検知手段であるスイッチ３０が設けられている。スイッチ３０は、トナーボトル１７の回転により突起３１がスイッチ３０の対向する位置にきたときに突起３１がスイッチ３０に圧接する位置に設けられている。
トナーボトル１７の回転をスイッチ３０により検出し、制御回路によりトナーボトル１７の回転数をカウントしていく。制御回路によりトナーボトル１７の回転数を積算していき、トナー残存量を検知する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、画像形成装置のプロセスカートリッジにおけるトナーボトルのトナー残存量の検知技術に関する。

従来、トナーボトル内のトナー残量検知手段として、トナー補給信号にてトナー補給動作時間を積算し、このトナー補給動作時間よりトナーボトル内のトナー残量を推測していた。（特許文献１）
特開２００２−２６８３５９号公報

しかし、上記のようなトナー残量検知手段を用いてトナー残量を推測する場合、モータにかかるトルクの変化がトナーの残量の変化によるものでない時、例えば何らかのトラブルによりモータが回らなくなった時などの異常時においても、その時間をカウントしてしまい、トナー残量の推測に大きな誤差が生じてしまう。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、トナーボトルの回転に問題が生じても正確にトナー残存量を検知することができる、トナー残量検知装置及びトナーボトルを提案する。

上記目的を達成するために、本発明による画像形成装置は、感光体と、前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、前記帯電装置により帯電された前記感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像、転写することにより媒体上に画像を形成する画像形成部とを有し、回転するトナーボトルに設けられた突起を検知する検知手段と、前記検知手段によりトナーボトルの回転数をカウントし積算していく積算手段と、前記積算手段の積算値に基づいてトナー量を判別する判別手段と、を有することを特徴としている。

また、本発明によるプロセスカートリッジは、感光体と、前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、前記帯電装置によって帯電された感光体が部分的に露光されることにより形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置とを有し、回転するトナーボトルに設けられた突起を検知する検知手段と、前記検知手段によりトナーボトルの回転数をカウントし積算していく積算手段と、前記積算手段の積算値に基づいてトナー量を判別する判別手段と、を有することを特徴としている。

さらに、本発明によるトナー残量検知装置は、回転するトナーボトルに設けられた突起を検知する検知手段と、前記検知手段によりトナーボトルの回転数をカウントし積算していく積算手段と、前記積算手段の積算値に基づいてトナー量を判別する判別手段と、を有することを特徴としている。

またさらに、本発明によるトナー残量検知手段は、トナーボトルに設けられた突起を検知する検知手段を有するトナー残量検知装置のトナー残量検知手段において、前記検知手段は前記トナーボトルが回転すると前記トナーボトルに設けられた突起を検知し、検知手段によりトナーボトルの回転数をカウント積算しこの積算値によりトナー量を判別することを特徴としている。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲を限定するものではない。

〔実施例１〕
図１は、本発明の一実施の形態である画像形成装置本体を示す内部構成図である。図中１は画像形成装置本体で、画像形成装置本体１の下方には記録媒体２を格納した複数段の給紙カセット３、４が設けられている。記録媒体２は搬送系５を介して上方へ搬送される。搬送系５には記録媒体２をプロセスカートリッジ１Ａまで搬送する搬送ローラ６、レジストローラ７、定着装置８、画像記録を終えた記録媒体２を排紙トレイ９に排出する排紙ローラ１０が配設されている。

画像形成装置本体１内の中央部にはプロセスカートリッジ１Ａが画像形成装置本体１に対し着脱自在に設けられている。プロセスカートリッジ１Ａは回転自在に取り付けられた感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲部には矢印方向（反時計回り）に沿って、コロナ放電式の帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５及びクリーニング装置１６が配設されている。現像装置１４の上方にはトナーボトル１７が画像形成装置本体１に着脱自在に設けられている。

画像形成装置本体１の上域には原稿載置台１８が設けられており、原稿載置台１８の下方部には原稿載置台１８上の原稿を読取るスキャナ１９が設けられている。このスキャナ１９は、原稿に光を照射する光源２０と、原稿から反射される光を所定方向に反射させる第１の反射ミラー２１と、第１の反射ミラー２１から反射される光を順次反射させる第２及び第３の反射ミラー２２、２３と、第３の反射ミラー２３からの反射光を受光素子２５の結像面に結像するための集光レンズ２４と、集光レンズ２４により結像された光を受光する受光素子２５とを備える。

画像形成時の各装置の作用を説明する。
まず、原稿載置台１８に置かれた原稿を読み取る場合、原稿に光源２０から光が照射される。この光は原稿から反射され、第１の反射ミラー２１、第２の反射ミラー２２、第３の反射ミラー２３を介して受光素子２５に受光されて原稿像が読み取られる。ここで第１の反射ミラー２１は、図示しない駆動手段により図１の光源２０の下から原稿長手方向に移動し原稿を読み取る。その際、原稿と受光素子２５の結像面の距離である光路長を変化させないために第２の反射ミラー２２、第３の反射ミラー２３も移動する。

この読取り情報に基づき、露光装置１３よりレーザー光が感光体ドラム１１に照射される。感光体ドラム１１の表面は帯電装置１２により一様に帯電され、露光装置１３から画像情報により強度変調されたレーザービームが照射されることにより、感光体ドラム１１に複写すべき画像に相当する静電潜像が形成される。感光体ドラム１１上に形成された静電潜像は、現像装置１４で静電潜像と逆極性に帯電したトナーが付着され可視像となる。

そして静電潜像に付着されたトナーをプロセスカートリッジ１Ａの下方から搬送され、レジストローラ７で整位された記録媒体２に重ね、記録媒体２の裏側から転写装置１５によりトナーの帯電極性とは逆極性の電荷を記録媒体２に与え、静電力により記録媒体２に転写させる。トナーが転写された記録媒体２は定着装置８に搬送され、定着装置８により熱または圧力を加えられ、トナーが定着される。画像形成を終えた記録媒体２は、排紙ローラ１０を介し、排紙トレイ９に排出される。
一方転写されずに感光体ドラム１１上に残った残留トナーは、クリーニング装置１６で除去される。

次に、プロセスカートリッジ１Ａ中の帯電装置１２について説明する。
図２は、プロセスカートリッジ１Ａの断面図である。プロセスカートリッジ１Ａは、感光体ドラム１１と、帯電装置１２、現像装置１４、クリーニング装置１６で構成される。また、プロセスカートリッジは、画像形成装置本体１より取り外しが可能となっている。

次にトナー残量検知装置、トナーボトル１７、制御回路について図３乃至図５を用いて説明する。
トナーボトル１７には、突起３１とトナーを排出する排出部３２が設けられている。トナーボトル１７は、図示しないギア等の駆動伝達機構によりモータ２９と接続されていて、駆動伝達機構によりモータ２９の動力を受け回転する。図４（ｃ）に示すようにトナーボトル１７は、回転することによって、排出部３２が下部にきたときに排出部３２からトナーを排出することで現像装置１４にトナーを供給する。

トナーボトル１７近傍には、検知手段であるスイッチ３０が設けられている。スイッチ３０は、トナーボトル１７の回転により突起３１がスイッチ３０の対向する位置にきたときに突起３１がスイッチ３０に圧接する位置に設けられている。

画像形成装置本体１は、図３に示すように、判別手段であるＣＰＵ２６と、ＣＰＵ２６の動作手順を指定するプログラムを格納したＲＯＭ２７と、ＣＰＵ２６が必要に応じてデータの格納及び読出しを行うＲＡＭ２８と、トナーボトル１７の回転をカウントし積算する積算手段であるカウンタ３３と、トナーボトル１７の突起を検知して検知信号をＣＰＵ２６へ出力するスイッチ３０と、トナーボトル１７を回転させるモータ２９を駆動するモータドライバ３５とを備えている。

現像装置１４のトナー濃度検知装置３４の検知信号により、現像装置１４内のトナーの減少が確認されると、トナーボトル１７が回転し排出部３２よりトナーが落下し現像装置１４内にトナーが供給される。トナーボトル１７が回転すると、トナーボトル１７に設けられた突起３１がスイッチ３０に圧接する。スイッチ３０が押されることにより、トナーボトル１７の回転数がカウンタ３３によりカウントされる。トナーボトル１７が回転するごとに、回転数がカウントされ積算されていく。この積算されたデータにより、ＣＰＵ２６でトナー量を判別することでトナーボトル１７内のトナー残存量を把握できる。

このようにトナーボトル１７の回転数をカウントし積算することで、トナーボトル１７内のトナー残存量を正確に把握することができる。

ここで、本実施例のトナー残量検知装置において、トナーボトル１７の回転数に対するトナーボトル１７内のトナー残存量を表した図を図６に示す。また、本実施例のトナー残量検知装置と比較するため、従来のトナーボトルのトナー残存量の判別手段を用いた場合におけるトナー補給動作時間に対するトナーボトル内トナー残存量を表した図を、図７に示す。

図６、図７において印刷条件として印刷サイズＡ４、印字率６％とし、印刷方法は２枚間欠印刷と連続印刷を行い測定した。ここで２枚間欠印刷とは２枚印刷ジョブを送り２枚印刷をさせ、２枚印刷が終了したら再び２枚印刷ジョブを送る印刷方法とした。連続印刷は、絶え間なく印刷を続ける印刷方法とした。

本実施例のトナー残量検知装置を用いた場合は、図６に示すように、２枚間欠印刷を行った場合と連続印刷を行った場合で誤差が少なく、精度よくトナー残存量が検知できている。
一方、図７の従来のトナー残量検知手段では、２枚間欠印刷を行った場合と連続印刷を行った場合とで誤差が多いのが確認できる。

従来のトナー残存量検知手段のように、トナー補給動作時間からトナー残存量を検知するのではなく、本実施例のようにトナーボトル１７の回転数からトナー残存量を検知することにより、トナーボトル１７のトルクの変化などトナーボトル１７の動作に問題が生じた場合においても精度よくトナー残存量を検知することができる。

本実施例では図４に示すようにトナーボトル１７の排出部３２近傍に突起３１を設け、突起３１が回転したときに突起３１がスイッチ３０に圧接する位置にスイッチ３０を設けた。しかし、突起３１を設ける位置はトナーボトル１７上であれば任意の位置に設けてよい。また、スイッチ３０も突起３１を設けた位置に合わせて、突起３１の回転した場合にスイッチ３０に圧接する位置に設ければよい。

また、本実施例ではトナーボトル１７の回転数をカウントするためにメカニカルなスイッチを用いたが、トナーボトル１７の回転数をカウントできるものであればこれに限らない。

本実施例のトナー残量検知装置では、突起３１が設けられている。この突起３１を用いることで、トナーボトル１７が正規品か否かの検知も行うことができる。
例えば、本実施例では突起３１は１つであったが、突起を２つ、３つと設け、それぞれの突起の設ける位置をトナーボトル１７上の任意の位置に配置することで、所定の位置に突起がない場合は非正規品であると判別することができる。

本発明の一実施の形態である画像形成装置本体を示す内部構成図。 プロセスカートリッジの断面図。 本発明の一実施の形態であるトナー残量検知装置における制御回路のブロック図。 本発明の一実施の形態であるトナーボトルの回転によりトナーが供給されることを説明する図。 本発明の一実施の形態であるトナーボトルに設けられた突起によりスイッチを押圧することを説明する図。 本発明のトナー残量検知装置を用いた場合のトナーボトル内のトナー残量の関係を示す図。 従来のトナー残量検知手段を用いた場合のトナーボトル内のトナー残量の関係を示す図。

符号の説明

１ 画像形成装置本体
１−Ａ プロセスカートリッジ
２ 記録媒体
３ カセット
４ カセット
５ 搬送系
６ 搬送ローラ
７ レジストローラ
８ 定着装置
９ 排紙トレイ
１０ 排紙ローラ
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 転写装置
１６ クリーニング装置
１７ トナーボトル
１８ 原稿載置台
１９ スキャナ
２０ 光源
２１ 第１の反射ミラー
２２ 第２の反射ミラー
２３ 第３の反射ミラー
２４ 集光レンズ
２５ 受光素子
２６ ＣＰＵ
２７ ＲＯＭ
２８ ＲＡＭ
２９ モータ
３０ スイッチ
３１ 突起
３２ 排出部
３３ カウンタ
３４ トナー濃度検知装置
３５ モータドライバ

Claims (7)

1. 感光体と、
   前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置により帯電された前記感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、
   前記静電潜像を現像、転写することにより媒体上に画像を形成する画像形成部とを有し、
   回転するトナーボトルに設けられた突起を検知する検知手段と、
   前記検知手段によりトナーボトルの回転数をカウントし積算していく積算手段と、
   前記積算手段の積算値に基づいてトナー量を判別する判別手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検知手段はメカニカルなスイッチであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 感光体と、
   前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置によって帯電された感光体が部分的に露光されることにより形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置とを有し、
   回転するトナーボトルに設けられた突起を検知する検知手段と、
   前記検知手段によりトナーボトルの回転数をカウントし積算していく積算手段と、
   前記積算手段の積算値に基づいてトナー量を判別する判別手段と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 前記検知手段はメカニカルなスイッチであることを特徴とする請求項３記載のプロセスカートリッジ。
5. 回転するトナーボトルに設けられた突起を検知する検知手段と、
   前記検知手段によりトナーボトルの回転数をカウントし積算していく積算手段と、
   前記積算手段の積算値に基づいてトナー量を判別する判別手段と、
   を有することを特徴とするトナー残量検知装置。
6. 前記検知手段はメカニカルなスイッチであることを特徴とする請求項１記載のトナー残量検知装置。
7. トナーボトルに設けられた突起を検知する検知手段を有するトナー残量検知装置のトナー残量検知手段において、
   前記検知手段は前記トナーボトルが回転すると前記トナーボトルに設けられた突起を検知し、検知手段によりトナーボトルの回転数をカウント積算しこの積算値によりトナー量を判別することを特徴とするトナー残量検知手段。

Images