JP2011059296A

JP2011059296A - 画像形成装置

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Publication number: JP2011059296A
Application number: JP2009207865A
Authority: JP
Inventors: Yu Chikushima; 悠築島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: US8509651B2; JP4948582B2; US20110058825A1

Abstract

【課題】オペレータの確認無しに交換扉が開くことを防止する。
【解決手段】装置本体100に着脱可能に設けられ、現像剤を補給する複数のカートリッジ１と、該複数のカートリッジ１の各々に対応して装置本体100に設けられ、該複数のカートリッジ１を装置本体100に挿入するための複数の挿入口を、それぞれ独立して開閉する該複数のカートリッジ１内の現像剤量に関する情報を検知する残量検知手段となる現像剤無し検知部と、該複数の現像剤カートリッジ挿脱用扉２をロックするロック手段となるラッチと、現像剤無し検知部の検知結果に基いて、該ラッチによるロック解除に伴って現像剤カートリッジ挿脱用扉２の位置が閉じた位置から開く位置へ移動させる移動機構となるソレノイド手段と、を有する画像形成装置として構成したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

トナーを収容したトナーカートリッジを、装置本体に着脱可能に結合してトナーホッパー内にトナーを供給するトナー供給装置は、例えば、電子写真方式のプリンタや複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられている。電子写真方式の画像形成装置では、レーザビームで感光ドラム上に潜像を描画し、その潜像をトナーで現像するようにしており、その現像器には、感光ドラムの表面に吸着させるトナーを貯溜及び供給するためのトナーホッパーが設けられている。

現像に伴ってトナーホッパー内のトナーが消費されると、一般に画像形成装置と着脱可能に結合したトナーカートリッジからトナーホッパー内へトナーが供給される。

また、トナーカートリッジ内の現像剤の残量が少なくなったことをセンサ等により検知すると、ユーザにトナーカートリッジの交換を促すメッセージを表示し、さらに装置本体内のトナーが規定量を下回ると、プリントを停止する。その後トナーカートリッジを交換し、トナーホッパーへトナーの補給が可能になると、画像形成装置はプリント可能状態に復帰する。

複数のトナーカートリッジを有する画像形成装置では、各々のトナーカートリッジについて、残量が少なくなるとユーザに対して交換指示を出し、個別に交換可能とするのが一般的である。通常、全てのトナーカートリッジを同時に交換することは少なく、１つのトナーカートリッジのみを交換すればよい。しかし、前述のようにユーザ操作によってトナーカートリッジを交換可能な状態にする装置では、交換不要なトナーカートリッジを誤って交換してしまうという問題があった。

そこで、複数の現像容器を収納する現像器収納装置から任意の現像器を選択して画像形成装置まで自動で給送する、現像器自動交換装置の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、プロセスカートリッジや現像器、トナーカートリッジを、画像形成可能な位置から挿脱可能な位置へ移送し交換可能とする構成は、装置本体の大型化やメンテナンスに必要な空間の拡大につながり、好ましくない。

そこで、複数のトナーカートリッジ各々の取出口に扉を設け、交換が必要なトナーカートリッジに対応した扉のロックを解除し、自動で扉を開けることで、ユーザに交換すべきカートリッジを知らせる構成の提案がなされている。また、ロック手段を設けないで視覚的な情報を発する表示装置を各々のトナーカートリッジに設けることによって、ユーザにトナー無しを知らせることも開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０３−５０５６８号公報米国特許第６５６０４１６号明細書

しかしながら、特許文献２の構成では、以下のような課題がある。即ち、特許文献２の構成では、交換が必要なトナーカートリッジの扉がオペレータの確認なしに突然開く構成であるため、扉が開放された状態で一時的に据え置かれる可能性があり、好ましくない。

また、特許文献２に開示されているように、トナー無しのカートリッジに対応する扉を自動で開ける構成の代わりに、ロック手段を設けないで視覚的な情報を発する表示装置を設けることで、トナー無し状態を知らせる構成も考えれる。

この場合、ロック手段がないため、ユーザが誤って扉を開いてしまい、画像形成が止まってしまう場合があった。また、表示部を複数設けなければならずコストアップしてしまう。また、コストアップ防止の為に複数の表示装置をなくす一方、交換不要なトナーカートリッジを交換させないように各々の扉にロック装置を設ける構成では、ロックが解除された扉をユーザが捜すような無駄な作業を行うことになってしまう。

そこで本発明の目的は、オペレータの確認無しに交換扉が開くことを防止しながら、表示装置を各カートリッジに対応して設けなくても、オペレータが交換すべきカートリッジを容易に判別可能な画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、装置本体に着脱可能に設けられ、現像剤を補給する複数のカートリッジと、前記複数のカートリッジの各々に対応して装置本体に設けられ、前記複数のカートリッジを装置本体に挿入するための複数の挿入口を、それぞれ独立して開閉する複数の第１の扉と、前記複数の第１の扉の各々を覆うように開閉可能に設けられた第２の扉と、前記複数のカートリッジ内の現像剤量に関する情報を検知する残量検知手段と、前記複数の第１の扉をロックするロック手段と、前記残量検知手段の検知結果に基いて、前記複数のカートリッジのうち交換が必要なカートリッジに対応する前記第１の扉のみロックを解除するように前記ロック手段を制御するコントローラと、前記ロック手段によるロック解除に伴って前記第１の扉の位置が閉じた位置から開く位置へ移動させる移動機構と、を有する画像形成装置であることを特徴とする。

本発明によれば、各カートリッジに対応して複数の表示装置を設けなくても、交換が必要なカートリッジを容易に判別可能としながら、交換すべきカートリッジ以外のカートリッジを誤って交換することを抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態における画像形成装置の斜視説明図である。現像剤カートリッジ交換用扉を開いて、現像剤カートリッジを画像形成装置に装着する様子を示す斜視説明図である。現像剤カートリッジ挿脱用扉の斜視説明図である。現像剤カートリッジ挿脱用扉の係止装置の係合状態を示す部分断面図である。現像剤カートリッジ挿脱用扉の係止装置の不係合状態を示す部分断面図である。現像剤カートリッジの交換手順を示すフローチャートである。外扉に開閉検知手段を設けた場合の現像剤カートリッジの交換手順を示すフローチャートである。画像形成装置の構成を示す断面模式図である。外扉の開閉検知手段を示す斜視説明図である。

以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものではない。

図１は本発明の実施の形態を示す画像形成装置（以下、「装置本体」ともいう）の斜視説明図、図２は外扉102および現像剤カートリッジ挿脱用扉２を開いて、現像剤カートリッジ１を画像形成装置本体100に装着する様子を示す斜視説明図である。また図３は現像剤カートリッジ挿脱用扉２を開いた状態の斜視説明図、図４は係止装置の係合状態の部分断面図、図５は係止装置の不係合状態の部分断面図である。

図２に示す現像剤供給装置12は、現像装置14本体に補給するための現像剤を充填した複数の現像剤カートリッジ１を各々選択的に画像形成装置本体100内（画像形成装置本体内）に着脱可能に装着する構成とされる。電子写真方式で画像を形成する画像形成装置本体100は、図８に示すように、静電潜像を担持する像担持体となる感光ドラム13（13Ｋ，13Ｃ，13Ｍ，13Ｙ）を有する。そして、該感光ドラム13上（像担持体上）の静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像手段となる現像装置14（14Ｋ，14Ｃ，14Ｍ，14Ｙ）を有する。そして、該現像装置（現像装置本体）14に現像剤を供給する現像剤供給装置12と、該現像装置14で形成されたトナー像を被転写体Ｐに転写する転写手段となる転写装置15等を有して構成される。

以下に、本実施形態の現像剤供給装置12における現像剤カートリッジ１の交換手順について、黒色の現像剤カートリッジ１を交換する場合を例に、図６に示すフローチャートに沿って説明する。画像形成のプロセス（ステップ601）に伴い、現像剤カートリッジ１内の現像剤が略全量消費される（ステップ602）。そうすると、画像形成装置本体100内に設けられた各々の現像剤カートリッジ１内（現像剤カートリッジ内）の現像剤が略全量消費されたことを残量検知手段となる現像剤無し検知部21によって検知する。これにより、現像剤カートリッジ１内の現像剤が無くなったことが検知される（ステップ603）。そして、液晶パネルなどの表示手段101により、その旨がユーザに知らされる（ステップ604）。表示手段101は前記現像剤無し検知部21によって現像剤カートリッジ１内の現像剤が略全量消費されたことを検知すると、該現像剤カートリッジ１の交換が必要であることを表示する。

装置本体100は、画像形成装置本体100に設けられ、各々の現像剤カートリッジ１を装置本体100に挿入するための複数の挿入口16をそれぞれ独立して開閉し得る複数の第１の扉となる現像剤カートリッジ挿脱用扉２を有する。複数の現像剤カートリッジ挿脱用扉２は図２に示すブラック用扉２Ｋ、シアン用扉２Ｃ、マゼンダ用扉２Ｍ、イエロー用扉２Ｙからなる。そして各現像剤カートリッジ挿脱用扉２の各係止手段となる複数の係止装置10を解除することによって、各現像剤カートリッジ挿脱用扉２を開放可能にする。図３において、現像剤カートリッジ挿脱用扉２には、フック２ａが設けられ、これと係合するロック手段となるラッチ３が、装置本体100に設けられた軸受部材４（図４参照）に対し、回動自在に設けられている。ロック手段となるラッチ３は第１の扉となる現像剤カートリッジ挿脱用扉２をロックする。ラッチ３はバネ５（図４参照）によって、常時、図４の矢印Ａ方向の回動傾向を付与され、図４に示す係止位置に維持している。また、装置本体100の所定箇所に取着した移動機構となるソレノイド手段６と連結し、図４の矢印Ｂ方向にスライドするリンク７が装置本体100に設けられている。コントローラとなる制御部11によりソレノイド手段６を付勢すると、リンク７がリンク戻しバネ８に抗してスライドし、前記ラッチ３の端部を押圧して、バネ５の作用に抗して図５に示す不係合位置に回動せしめる。これにより、ラッチ３はフック２ａと離間し、現像剤カートリッジ挿脱用扉２は開放可能となる。即ち、本実施形態では、係止手段となる係止装置10は、現像剤カートリッジ挿脱用扉２と係合してその開閉を阻止するソレノイド手段６で作動する。現像剤カートリッジ挿脱用扉２は図示しない付勢手段により常時、開放方向の回動傾向が付与されており、ラッチ３とフック２ａとが不係合になると自動的に開くよう設けられている。しかし、画像形成装置本体100に設けられ、複数の現像剤カートリッジ挿脱用扉２の全体を覆うように開閉自在に設けた第２の扉となる外扉102が閉じられた状態では、現像剤カートリッジ挿脱用扉２は外扉102に支持されて閉じたまま維持される。なお、現像剤カートリッジ挿脱用扉２に回動傾向を付与する手段は、自重によるものであっても、バネ等の付勢手段によるものであっても良い（ステップ605）。

なお、コントローラとなる制御部11は、前記現像剤無し検知部21により検知した検知結果としての現像剤無し検知情報に基づいて現像剤カートリッジ１内に現像剤が残っていて交換が不要と判断する。そして、交換不要なときは、外扉102の開閉状態および開閉動作によらず、係止手段となる係止装置10により現像剤カートリッジ挿脱用扉２を係止して開閉を阻止する。そして、前記現像剤無し検知部21により検知した現像剤無し検知情報に基づいて現像剤カートリッジ１内の現像剤が略全量消費されたことを検知すると、該現像剤カートリッジ１に対応した係止装置10による該現像剤カートリッジ挿脱用扉２だけの係止を解除する。即ち、コントローラとなる制御部11は残量検知手段となる現像剤無し検知部21の検知結果に基いてロック手段となるラッチ３を制御する。そして、複数の現像剤カートリッジ１のうち交換が必要なカートリッジ１に対応する第１の扉となる現像剤カートリッジ挿脱用扉２のみロックを解除するようにラッチ３を制御する。そして、移動機構となるソレノイド手段６はロック手段となるラッチ３によるロック解除に伴って第１の扉となる現像剤カートリッジ挿脱用扉２の位置が閉じた位置から開く位置へ移動させる。

ユーザが前記表示手段101の指示に従って、外扉102を開けると（ステップ606）、現像剤カートリッジ挿脱用扉２は自動的に開放される（ステップ607）。これにより、外扉102を開けると、該現像剤カートリッジ挿脱用扉２が一緒に開くことで、該現像剤カートリッジ１の交換を可能にする。そして、図３の現像剤カートリッジ挿脱用扉２の開閉を検知する開閉検知手段９によって、現像剤カートリッジ挿脱用扉２を開いたことを検知して（ステップ608）、ソレノイド手段６を滅勢する。これにより、リンク７がリンク戻しバネ８によってスライドしてラッチ３の端部から離間し、ラッチ３はバネ５によって図４の矢印Ａ方向へ回転することによって再び係止位置に戻る（ステップ609）。

ユーザは外扉102の開放動作に伴って現像剤カートリッジ挿脱用扉２が開放されると、装置本体100に装着されている現像剤カートリッジ１を取り出す。そして、新しい現像剤カートリッジ１を挿入して（ステップ610）、現像剤カートリッジ挿脱用扉２を閉じ（ステップ611）、次いで外扉102を閉じる（ステップ612）。このとき、現像剤カートリッジ挿脱用扉２の回動に伴って、前記フック２ａは係止位置にあるラッチ３をバネ５の作用に抗して回転せしめる。そして、フック２ａが係止位置に達すると、ラッチ３がバネ５の作用によって再び係止位置に戻り、ラッチ３とフック２ａとが係合して現像剤カートリッジ挿脱用扉２は開放不能となる（図５参照）。

なお、外扉102を開放しても自動的に開放されない他の現像剤カートリッジ挿脱用扉２をユーザが開けようと試みても、ラッチ３とフック２ａとが係合して現像剤カートリッジ挿脱用扉２が係止されているため開放不可能である。また交換可能な現像剤カートリッジ１に対応した現像剤カートリッジ挿脱用扉２のみを自動的に開放状態とするとともに、現像剤カートリッジ挿脱用扉２に把手部を備えず、開放する手段を設けないことで、ユーザに交換不可能であることを視覚的に示すことができる。

前記現像剤カートリッジ挿脱用扉２の開閉検知手段９が現像剤カートリッジ挿脱用扉２が閉じられたことを検知する（ステップ613）。そうすると、装置本体100は不図示の現像剤排出手段によって、現像剤カートリッジ１から装置本体100内の現像剤ホッパー（不図示）へ現像剤の供給を再開し、装置本体100はプリント可能な状態へと復帰する（ステップ614）。

以上に述べた構成とすることにより、現像剤カートリッジ１内に現像剤が残っており、交換が不要な時には、現像剤カートリッジ挿脱用扉２を係止して開閉を阻止する。そして、現像剤カートリッジ１内の残現像剤量が少なくなり、交換が必要になると、その現像剤カートリッジ１に対応した前記現像剤カートリッジ挿脱用扉２のみを開閉可能とする。このため、ユーザが誤って交換不要な現像剤カートリッジ１を交換するといった不都合を未然に防止することができる。

上記の実施形態においては、現像剤カートリッジ挿脱用扉２の係止装置10が現像剤無し検知部21により検知した現像剤無し検知情報に基づいて各々の現像剤カートリッジ挿脱用扉２をそれぞれ独立して開閉可能に係止／解除を行う場合について述べた。他に、外扉102に図９に示すような外扉開閉検知手段となる開放検知手段20を設けても同様の効果が得られる。尚、図９に示す２Ｋはブラックトナー用の現像剤カートリッジ挿脱用扉である。この場合の交換手順のフローチャートを図７に示す。図７のフローチャートは前述した図６のフローチャートと比較して現像剤カートリッジ挿脱用扉２が外扉102に衝突することが無く衝撃音が発生しないため有利である。

画像形成装置本体100により電子写真方式で画像を形成する画像形成プロセス（ステップ701）に伴い、現像剤カートリッジ１内の現像剤が略全量消費される（ステップ702）。すると、装置本体100内に設けられた現像剤カートリッジ１内の現像剤が略全量消費されたことを検知する現像剤無し検知部21によって、現像剤カートリッジ１内の現像剤が無くなったことが検知される（ステップ703）。そして、液晶パネルなどの表示手段101により、その旨がユーザに知らされる（ステップ704）。ユーザが指示に従って外扉102を開放し（ステップ705）、図示しない外扉開閉検知手段により外扉102の開放を検知すると（ステップ706）、現像剤カートリッジ挿脱用扉２を不係合として自動的に開放する（ステップ707）。

即ち、本実施形態では外扉102の開閉を検知する外扉開閉検知手段となる開放検知手段20を備える。そして、前記現像剤無し検知部21によって現像剤カートリッジ１内の現像剤が略全量消費されたことを検知し、かつ、外扉102を開けたことを開放検知手段20で検知する。すると、コントローラとなる制御部11は、係止手段となる係止装置10による該現像剤カートリッジ１に対応した現像剤カートリッジ挿脱用扉２だけの係止を解除して自動で開け、該現像剤カートリッジ１の交換を可能にする。

図３の現像剤カートリッジ挿脱用扉２の開閉検知手段９によって、現像剤カートリッジ挿脱用扉２を開いたことを検知して（ステップ708）、ソレノイド手段６を滅勢する。これにより、リンク７がリンク戻しバネ８によってスライドしてラッチ３の端部から離間し、ラッチ３はバネ５によって図４の矢印Ａ方向へ回転することによって再び係止位置に戻る（ステップ709）。

ユーザが装置本体100に装着されている現像剤カートリッジ１を取り出し、新しい現像剤カートリッジ１を挿入して（ステップ710）、現像剤カートリッジ挿脱用扉２を閉じ（ステップ711）、次いで外扉102を閉じる（ステップ712）。このとき、現像剤カートリッジ挿脱用扉２の回動に伴って、前記フック２ａは係止位置にあるラッチ３をバネ５の作用に抗して回転せしめ、フック２ａが係止位置に達する。すると、ラッチ３がバネ５の作用によって再び係止位置に戻り、ラッチ３とフック２ａとが係合して現像剤カートリッジ挿脱用扉２は開放不能となる（図５参照）。

前記現像剤カートリッジ挿脱用扉２の開閉検知手段９が現像剤カートリッジ挿脱用扉２が閉じられたことを検知する（ステップ713）。そうすると、装置本体100は不図示の現像剤排出手段によって、現像剤カートリッジ１から装置本体100内の現像剤ホッパー（不図示）へ現像剤の供給を再開し、装置本体100はプリント可能な状態へと復帰する（ステップ714）。即ち、本実施形態では、第２の扉となる外扉102の開閉を検知する開閉検知手段９を有する。そして、コントローラとなる制御部11は、残量検知手段となる現像剤無し検知部21の検知結果に基いて外扉102が開かれたことを検知した後に第１の扉となる現像剤カートリッジ挿脱用扉２のロックを解除する。

また、本実施形態では現像剤カートリッジ挿脱用扉２の係止装置10の解除を行う手段にソレノイド手段６を用いた場合について述べた。係止装置10の駆動方式はこれに限定されるものではない。例えば係止手段となる係止装置10は、現像剤カートリッジ挿脱用扉２と係合してその開閉を阻止する画像形成装置本体100を駆動する図示しない回転駆動手段によって駆動される構成とすることが出来る。そして、このような回転駆動手段によってラッチ３とフック２ａとの係合を解除するような構成でも同様の効果は得られ、適用可能であることは言うまでもない。

本実施形態によれば、現像剤カートリッジ挿脱用扉２および外扉102は、図１及び図２に示すジャム処理用扉103や作像部のメンテナンス用扉104と個別に設けている。このため、これらの扉103，104を開けることによって、装置本体100のプリント動作を停止する必要がない。従って、黒色以外の現像剤カートリッジ１について現像剤無しを検知し、ユーザが外扉102を開けて該現像剤カートリッジ１の交換を行う間も、黒色現像剤による画像形成およびそのプリントが可能である。

即ち、黒色の現像剤カートリッジ１を除くその他色の現像剤カートリッジ１の少なくとも１つについて、前記現像剤無し検知部21によって現像剤が略全量消費されたことを検知する。そして、ユーザが外扉102を開け、現像剤カートリッジ挿脱用扉２が開いて、現像剤カートリッジ１の交換を行う間も、画像形成装置本体100は画像形成動作を停止せずに、黒色の現像剤のみを用いて画像形成動作を実施することができる。

さらに、装置本体100内に大容量の現像剤ホッパー（不図示）を備え、画像形成に要する現像剤を貯蔵可能とすることにより、外扉102および現像剤カートリッジ挿脱用扉２が開放される。そして、現像剤カートリッジ１を交換する間も装置本体100をプリント可能に保つことができる。即ち、画像形成装置本体100の画像形成動作中にも現像剤カートリッジ１の交換ができる。なお、大容量の現像剤ホッパーを備える場合でも、現像剤カートリッジ１内の現像剤に加え、現像剤ホッパー内の現像剤も略全量消費した後には、装置本体100はプリントを停止することは言うまでもない。

本実施形態では、図２に示すように、現像剤カートリッジ挿脱用扉２および外扉102を画像形成装置本体100の側面に配置し、現像剤カートリッジ１を該画像形成装置本体100の側面から対向面側（図２の紙面手前側から奥側）に向かって挿脱する。また、現像剤カートリッジ挿脱用扉２は開放用の把手部を備えない構成とした。

本発明の活用例として、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像剤カートリッジを着脱自在に設けた画像形成装置に適用出来る。

１ …現像剤カートリッジ
２ …現像剤カートリッジ挿脱用扉（第１の扉）
３ …ラッチ（ロック手段）
６ …ソレノイド手段（移動機構）
10 …係止装置
11 …制御部(コントローラ）
16 …挿入口
21 …現像剤無し検知部（残量検知手段)
100 …画像形成装置本体
102 …外扉（第２の扉）

Claims

装置本体に着脱可能に設けられ、現像剤を補給する複数のカートリッジと、
前記複数のカートリッジの各々に対応して装置本体に設けられ、前記複数のカートリッジを装置本体に挿入するための複数の挿入口を、それぞれ独立して開閉する複数の第１の扉と、
前記複数の第１の扉の各々を覆うように開閉可能に設けられた第２の扉と、
前記複数のカートリッジ内の現像剤量に関する情報を検知する残量検知手段と、
前記複数の第１の扉をロックするロック手段と、
前記残量検知手段の検知結果に基いて、前記複数のカートリッジのうち交換が必要なカートリッジに対応する前記第１の扉のみロックを解除するように前記ロック手段を制御するコントローラと、
前記ロック手段によるロック解除に伴って前記第１の扉の位置が閉じた位置から開く位置へ移動させる移動機構と、を有する画像形成装置。
前記第２の扉の開閉を検知する開閉検知手段を有し、前記コントローラは、前記残量検知手段の検知結果に基いて前記第２の扉が開かれたことを検知した後に前記第１の扉のロックを解除することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記残量検知手段の検知結果に基いて、カートリッジの交換が必要であることを示す表示手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
画像形成動作中にも前記現像剤カートリッジの交換ができることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。