JP2020008597A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トナーボトルの装着状態の誤検知による不要な警告表示を抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、装着部に装着されたトナーボトルの回転を検知する回転検知センサ203と、トナーボトルに取り付けられるメモリ223と通信する読取部224と、制御部700と、ディスプレイ707を備える。制御部700は、回転検知センサ203の検知結果と読取部224の通信状態とに応じて、トナーボトルが装着部に装着されているか否かを判断する。制御部700は、トナーボトルの交換条件が満たされていないときに、トナーボトルが装着部から取り外されたと判断すると、トナーボトルの再装着を促す警告画面をディスプレイ707に表示する。【選択図】図2
Description
本発明は、現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置に関し、特に現像剤を収容する収容容器が着脱可能な画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像を現像器内の現像剤を用いて現像することで画像を形成する。現像器は、内部に蓄積できる現像剤の量に限度がある。そのために現像剤を収容した収容容器が現像器への現像剤の補給に用いられる。収容容器は、画像形成装置に着脱可能である。画像形成装置は、装着された収容容器を回転させることで、収容容器から現像器に現像剤を適宜補給する。収容容器から現像器に補給される現像剤の量は、収容容器の回転状態に応じて変化する。補給する現像剤の量を適切に制御するために、収容容器の回転量に応じて収容容器の回転を制御する技術が検討されている。また、収容容器内に収容できる現像剤の量にも限度がある。収容容器内の現像剤がなくなると、収容容器から現像器への現像剤の補給ができなくなる。その場合、画像形成装置は、収容容器の交換をユーザに通知する。
ユーザは、収容容器内に現像剤が所定量以上あるにもかかわらず、収容容器を交換することがある。このような場合に、収容容器に現像剤が残っていることを警告する画面を表示する画像形成装置が提案されている(特許文献1)。この画像形成装置は、ユーザに対して収容容器が使用可能であることを通知することで、現像剤が残っている収容容器の不要な交換を抑制する。
また、収容容器の回転を検知するセンサ(以下、「回転検知センサ」という。)を利用して収容容器の取り出しを検知する方法が知られている。これは収容容器を取り出した場合に収容容器の回転検知センサの検出結果が変化することを利用した方法である。例えば、収容容器が装着されている場合、回転検知センサの検知結果がハイレベル、収容容器が取り外されている場合、回転検知センサの検知結果がローレベルとなる。このような回転検知センサの検知結果を表す出力信号の変化により、収容容器の装着状態が検知される。
回転検知センサを利用して収容容器の装着状態を検知する場合、例えばユーザが収容容器を手動で回した場合であっても回転検知センサの検知結果が変化して、収容容器の装着状態が誤検知されることがある。このような誤検知は、収容容器が装着されているにもかかわらずユーザに対して不要な警告表示を行う原因となる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、収容容器の装着状態の誤検知による不要な警告表示を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、感光体及び現像剤により前記感光体に画像を形成する現像手段を有する画像形成手段と、前記現像剤を前記現像手段に補給するための収容容器と、前記収容容器に取り付けられ、該収容容器に関する情報を記憶する記憶手段と、前記収容容器が着脱される装着部と、前記装着部に装着された前記収容容器を回転させることで前記収容容器から前記現像手段へ前記現像剤を補給させる駆動手段と、前記収容容器の所定部分を検知することで該収容容器の回転を検知する回転検知手段と、前記装着部に装着された前記収容容器に取り付けられる前記記憶手段と通信を行い、前記情報を管理する通信手段と、前記回転検知手段の検知結果と前記通信手段の通信状態とに応じて、前記収容容器が前記装着部に装着されているか否かを検知する装着状態検知手段と、前記装着部に装着された前記収容容器の交換条件が満たされているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記交換条件が満たされていると判定されておらず、且つ前記装着状態検知手段の検知結果が前記装着部から前記収容容器が取り出されたことを表す場合に、該収容容器の再装着を促すためのガイダンスを所定の表示手段に表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、収容容器の装着状態の誤検知による不要な警告表示を抑制することができる。
以下、図面を参照して、実施の形態を詳細に説明する。
(画像形成装置)
図1は、画像形成装置200の構成図である。画像形成装置200は、各々異なる色成分のトナー像を形成する4つの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが、中間転写ベルト7の回転方向に並んで配置される。画像形成部Paは有彩色であるイエローのトナー像を形成する。画像形成部Pbは有彩色であるマゼンタのトナー像を形成する。画像形成部Pcは有彩色であるシアンのトナー像を形成する。画像形成部Pdはブラックのトナー像を形成する。画像形成装置200には、現像剤としてのトナーを収容する収容容器であるトナーボトルTa、Tb、Tc、Tdが着脱自在に装着される。トナーボトルTaはイエローのトナーを収容する。トナーボトルTbはマゼンタのトナーを収容する。トナーボトルTcはシアンのトナーを収容する。トナーボトルTdはブラックのトナーを収容する。トナーボトルTa、Tb、Tc、Tdは、対応する色のトナー像を形成する画像形成部の現像器に現像剤であるトナーを補給する。
図1は、画像形成装置200の構成図である。画像形成装置200は、各々異なる色成分のトナー像を形成する4つの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが、中間転写ベルト7の回転方向に並んで配置される。画像形成部Paは有彩色であるイエローのトナー像を形成する。画像形成部Pbは有彩色であるマゼンタのトナー像を形成する。画像形成部Pcは有彩色であるシアンのトナー像を形成する。画像形成部Pdはブラックのトナー像を形成する。画像形成装置200には、現像剤としてのトナーを収容する収容容器であるトナーボトルTa、Tb、Tc、Tdが着脱自在に装着される。トナーボトルTaはイエローのトナーを収容する。トナーボトルTbはマゼンタのトナーを収容する。トナーボトルTcはシアンのトナーを収容する。トナーボトルTdはブラックのトナーを収容する。トナーボトルTa、Tb、Tc、Tdは、対応する色のトナー像を形成する画像形成部の現像器に現像剤であるトナーを補給する。
画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは同様の構成である。以下では、イエローのトナー像を形成する画像形成部Paについて説明し、他の画像形成部Pb、Pc、Pdの構成に関する説明を省略する。
画像形成部Paは、感光ドラム1a、帯電器2a、レーザ露光器3a、及び現像器100aを有する。感光ドラム1aは、金属ローラの表面に感光層を備えた感光体である。感光ドラム1aは、矢印A方向に回転する。帯電器2aは、感光ドラム1aの感光層を帯電させる。レーザ露光器3aは、帯電器2aによって帯電された感光ドラム1aの感光層をイエローの色成分画像データに基づいて露光する。これにより感光ドラム1aの表面にイエローの色成分の静電潜像が形成される。現像器100aは、現像剤(トナー)を蓄積する。現像器100aは、感光ドラム1aの表面に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像する。これにより感光ドラム1aにトナー像が形成される。現像器100aは、現像器100a内の現像剤(トナー)の量を検知するためのトナー濃度センサ80aを備える。現像器100a内のトナー量が所定量よりも減少したことをトナー濃度センサ80aが検知すると、イエローのトナーを収容するトナーボトルTaから現像器100aにイエローのトナーが補給される。
画像形成部Paは、感光ドラム1a、帯電器2a、レーザ露光器3a、及び現像器100aを有する。感光ドラム1aは、金属ローラの表面に感光層を備えた感光体である。感光ドラム1aは、矢印A方向に回転する。帯電器2aは、感光ドラム1aの感光層を帯電させる。レーザ露光器3aは、帯電器2aによって帯電された感光ドラム1aの感光層をイエローの色成分画像データに基づいて露光する。これにより感光ドラム1aの表面にイエローの色成分の静電潜像が形成される。現像器100aは、現像剤(トナー)を蓄積する。現像器100aは、感光ドラム1aの表面に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像する。これにより感光ドラム1aにトナー像が形成される。現像器100aは、現像器100a内の現像剤(トナー)の量を検知するためのトナー濃度センサ80aを備える。現像器100a内のトナー量が所定量よりも減少したことをトナー濃度センサ80aが検知すると、イエローのトナーを収容するトナーボトルTaから現像器100aにイエローのトナーが補給される。
画像形成部Paは、一次転写ローラ4aを備える。一次転写ローラ4aは、感光ドラム1aに形成されたトナー像を中間転写ベルト7に転写する。一次転写ローラ4aは、転写時に感光ドラム1aと中間転写ベルト7とを接触させて一次転写ニップ部T1aを形成する。感光ドラム1aに形成されたトナー像が一次転写ニップ部T1aを通過する間、一次転写ローラ4aは一次転写電圧が印加される。これにより感光ドラム1aのトナー像が中間転写ベルト7に転写される。画像形成部Paは、ドラムクリーナ6aを有する。ドラムクリーナ6aは、感光ドラム1aに残留したトナーを除去する。
中間転写ベルト7は、二次転写対向ローラ8、従動ローラ17、第1テンションローラ18、及び第2テンションローラ19に掛け回されている。中間転写ベルト7は、二次転写対向ローラ8の回転駆動によって矢印B方向に回転する。画像形成部Paと同様にして画像形成部Pb〜Pcで形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト7の回転に応じて、順次、中間転写ベルト7に転写される。これにより中間転写ベルト7にはフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト7は、回転することで、転写されたトナー像を矢印B方向に搬送する。
中間転写ベルト7を挟んで二次転写対向ローラ8に対向する位置に二次転写ローラ9が配設される。二次転写対向ローラ8と二次転写ローラ9とは、二次転写ニップ部T2を形成する。二次転写ニップ部T2には、中間転写ベルト7と記録材Sとが挟まれる。二次転写対向ローラ8に二次転写電圧が印加されることで、二次転写ニップ部T2において、中間転写ベルト7のトナー像が記録材へ転写される。ベルトクリーナ11は、中間転写ベルト7上に残留したトナーを除去する。
記録材Sはカセット部60に格納されている。記録材Sは、給紙ローラ(不図示)により、カセット部60から給紙される。給紙された記録材Sは搬送ローラ61へ搬送される。搬送ローラ61は、カセット部60から給紙された記録材Sをレジストレーションローラ62に向けて搬送する。レジストレーションローラ62は、記録材Sの斜行補正等を行う。レジストレーションローラ62は、中間転写ベルト7上のトナー像が二次転写ニップ部T2に搬送されるタイミングに合わせて、記録材Sを二次転写ニップ部T2へ搬送する。
二次転写ニップ部T2でトナー像が転写された記録材Sは、定着器13へ搬送される。定着器13は、ヒータを有する定着ローラと加圧ローラとを備える。定着器13は、ヒータの熱と、定着ローラ及び加圧ローラの圧力と、によってトナー像を記録材Sに定着させる。トナー像が定着した記録材Sは、排紙ローラ64により画像形成装置200から排出される。以上のような画像形成動作により記録材Sに画像が形成された印刷物が生成される。
画像形成装置200は、不図示のパーソナルコンピュータやスキャナ等から取得する画像データに基づいて、以下のような画像形成動作を行う。画像形成動作について説明する。画像形成動作は、画像形成装置200に内蔵される制御部700により制御される。
画像形成動作を開始すると、感光ドラム1a、1b、1c、1dは矢印A方向へ回転を開始する。帯電器2a、2b、2c、2dは感光ドラム1a、1b、1c、1dの表面を一様に帯電する。レーザ露光器3a、3b、3c、3dは画像データに基づいて感光ドラム1a、1b、1c、1dを露光する。これにより、感光ドラム1a、1b、1c、1dに画像データに応じた各色成分の静電潜像が形成される。
現像器100a、100b、100c、100dは、感光ドラム1a、1b、1c、1d上の静電潜像を現像することで、感光ドラム1a、1b、1c、1d上に各色成分のトナー像を形成する。感光ドラム1a、1b、1c、1d上のトナー像は、感光ドラム1a、1b、1c、1dの回転に伴い、一次転写ニップ部T1a、T1b、T1c、T1dへ搬送される。一次転写ニップ部T1a、T1b、T1c、T1dにおいて、感光ドラム1a、1b、1c、1d上の各色成分のトナー像は、一次転写ローラ4a、4b、4c、4dにより中間転写ベルト7上へ転写される。これにより中間転写ベルト7上にフルカラーのトナー像が形成される。感光ドラム1a、1b、1c、1dに残留したトナーは、ドラムクリーナ6a、6b、6c、6dによって除去される。
記録材Sは、感光ドラム1a、1b、1c、1dへのトナー像の形成開始に合わせたタイミングでカセット部60から給紙される。給紙された記録材Sは、搬送ローラ61によりレジストレーションローラ62に向けて搬送される。レジストレーションローラ62は、中間転写ベルト7上のトナー像が記録材S上の所定の位置に転写されるように、記録材Sを二次転写ニップ部T2に搬送するタイミングを調整する。二次転写ニップ部T2において、二次転写ローラ9は中間転写ベルト7上のトナー像を記録材Sに転写させる。二次転写ニップ部T2において記録材Sに転写されずに中間転写ベルト7に残留したトナーは、ベルトクリーナ11によって除去される。
トナー像を担持した記録材Sは定着器13に搬送される。定着器13は未定着のトナー像を記録材Sに溶融定着させる。定着器13を通過した記録材Sは、排紙ローラ64によって画像形成装置200から排出される。画像形成装置200は、このような画像形成動作により、記録材Sに、画像データに基づく画像を形成した印刷物を生成する。
(制御部)
図2は、制御部700の構成図である。以降の説明において、色を区別するための符号a、b、c、dは、色を区別して説明する必要がない場合に省略する。例えば、トナーボトルTa、Tb、Tc、TdはトナーボトルTと記載される。現像器100a、100b、100c、100dは現像器100と記載される。画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは画像形成部Pと記載される。トナー濃度センサ80a、80b、80c、80dはトナー濃度センサ80と記載される。
図2は、制御部700の構成図である。以降の説明において、色を区別するための符号a、b、c、dは、色を区別して説明する必要がない場合に省略する。例えば、トナーボトルTa、Tb、Tc、TdはトナーボトルTと記載される。現像器100a、100b、100c、100dは現像器100と記載される。画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは画像形成部Pと記載される。トナー濃度センサ80a、80b、80c、80dはトナー濃度センサ80と記載される。
制御部700は、上記の画像形成部P、定着器13、トナー濃度センサ80の他に、操作部706、駆動モータ604、回転検知センサ203、扉開閉スイッチ27、読取部224が接続される。
制御部700は、CPU(Central Processing Unit)701、ROM(Read Only Memory)702、及びRAM(Random Access Memory)703を備えるコンピュータシステムである。CPU701は、ROM702に格納される各種処理を制御するための制御プログラムを、RAM703を作業領域に用いて実行することで、画像形成装置200の各部の動作を制御する。制御部700は、モータ駆動部704及びセンサ出力検知部705を備える。CPU701は、モータ駆動部704により駆動モータ604を制御する。CPU701は、センサ出力検知部705により回転検知センサ203の検知結果を取得する。
制御部700は、CPU(Central Processing Unit)701、ROM(Read Only Memory)702、及びRAM(Random Access Memory)703を備えるコンピュータシステムである。CPU701は、ROM702に格納される各種処理を制御するための制御プログラムを、RAM703を作業領域に用いて実行することで、画像形成装置200の各部の動作を制御する。制御部700は、モータ駆動部704及びセンサ出力検知部705を備える。CPU701は、モータ駆動部704により駆動モータ604を制御する。CPU701は、センサ出力検知部705により回転検知センサ203の検知結果を取得する。
トナー濃度センサ80は、例えば、現像器100内のトナー量に応じて変化する透磁率を表す信号を出力する。なお、トナー濃度センサ80は、現像器100内のトナー量を検知できるセンサであれば、どのような構成であってもよい。CPU701は、トナー濃度センサ80の出力信号を不図示の変換テーブルに基づいてトナー濃度に変換する。CPU701は、トナー濃度が目標濃度となるように、トナーボトルTから現像器100へのトナーの補給制御を行う。
操作部706は、ユーザインタフェースであり入力装置及び出力装置を備える。入力装置は、例えば各種キーボタン、タッチパネル等である。出力装置は、例えばタッチパネルのディスプレイ707である。操作部706は、キーボタンやタッチパネルを用いて入力されるユーザの指示をCPU701へ送信する。操作部706は、CPU701からの信号によって後述の警告画面や、未装着画面等の画面をディスプレイ707に表示する。操作部706は、CPU701からの信号によってユーザに画像形成装置200の状態を通知する。なお、出力装置は、例えば、ネットワークを介して画像形成装置200に通信可能に外部接続されたモニタであってもよい。
駆動モータ604は、トナーボトルTから現像器100にトナーを補給するために、トナーボトルTを回転させる駆動源である。モータ駆動部704は、駆動モータ604を制御する。そのためにモータ駆動部704は、駆動モータ604に供給する電流を制御する。駆動モータ604は、PWM(Pulse Width Modulation)制御される。CPU701は、時間当たりの電流の供給時間を示す制御値をPWM信号により設定する。CPU701は、PWM信号をモータ駆動部704に入力する。モータ駆動部704は、PWM信号に基づいて駆動モータ604に供給する電流量を制御する。本実施形態では、駆動モータ604としてDC(Direct Current)モータ(DCブラシモータ)を用いる。そのために駆動モータ604の回転速度及び回転駆動力は、駆動モータ604に供給される所定時間あたりの電流の時間割合に応じて決まる。
モータ駆動部704は、CPU701からENB信号(イネーブル信号)を取得する間、駆動モータ604に電流を供給することができる。つまりモータ駆動部704は、CPU701からENB信号を取得している間、駆動モータ604にPWM信号に応じた電流を供給して駆動モータ604を駆動する。モータ駆動部704により駆動モータ604が駆動されることで、トナーボトルTが回転駆動される。モータ駆動部704は、CPU701がENB信号を停止することで、駆動モータ604への電流の供給を停止する。これにより駆動モータ604が停止し、トナーボトルTの回転が停止する。
回転検知センサ203は、発光部と受光部とを備えた光学センサである。回転検知センサ203は、受光部が発光部からの受光量に応じた信号を出力する。トナーボトルTの所定領域が回転検知センサ203の検知位置を通過している間、受光部の受光量は閾値以上となる。トナーボトルTの所定領域以外の領域が回転検知センサ203の検知位置を通過している間、受光部の受光量は閾値未満に低下する。このようにトナーボトルTの所定領域が回転検知センサ203の検知位置を通過することで、回転検知センサ203は、トナーボトルTの回転を検知する。回転検知センサ203の具体的な構成は、後述する。
センサ出力検知部705は、回転検知センサ203から検知結果である出力信号を取得する。センサ出力検知部705は、回転検知センサ203から、受光量が閾値以上のときの出力信号を取得するとローレベルの信号を出力する。センサ出力検知部705は、回転検知センサ203から、受光量が閾値未満のときの出力信号を取得するとハイレベルの信号を出力する。即ち、センサ出力検知部705は、トナーボトルTの所定領域が回転検知センサ203の検知位置を通過している間にローレベルの信号を出力し、トナーボトルTの所定領域以外の領域が該検知位置を通過している間にハイレベルの信号を出力する。
読取部224は、画像形成装置200に装着されたトナーボトルTの補給情報を管理する。詳細は後述するが、トナーボトルTは、補給情報を保存するメモリ223が取り付けられる。読取部224は、メモリ223にアクセスして補給情報を読み取りCPU701へ送信する。また、読取部224は、CPU701から取得する補給情報をメモリ223に書き込むことができる。つまり読取部224は、メモリ223のリーダ/ライタとして機能する。補給情報は、例えばトナーボトルTに収容されるトナーの色、トナーボトルTの識別情報、トナーボトルTの製造番号、トナーボトルTの補給履歴等のトナーボトルTに関する情報を含む。トナーボトルTの補給履歴は、例えば、トナーボトルTの回転回数の情報を含む。CPU701は、センサ出力検知部705から出力される信号によりトナーボトルTの1回転を検知する度に、読取部224によってトナーボトルTの回転回数の情報を更新する。トナーボトルTは、累積された回転回数の情報を保存する。トナーボトルTは、1回転あたりの現像器100へのトナーの供給量が決まっている。そのためにトナーボトルTの回転回数は、トナーボトルTから現像器100へのトナーの補給回数に相当し、トナーの補給量を表す。
モータ駆動部704、センサ出力検知部705、回転検知センサ203、及び読取部224は色毎に設けられる。駆動モータ604は、色毎に設けられてもよいが、例えば複数のトナーボトルTを1つの駆動モータによって回転する構成でもよい。駆動モータ604からトナーボトルTへ駆動力を伝達可能な状態と、伝達不可能な状態とを制御するクラッチを用いることで、1つの駆動モータ604が複数のトナーボトルTを選択的に回転することができる。
扉開閉スイッチ27は、画像形成装置200の筐体に設けられる扉の開閉に応じて、開閉検知信号をCPU701へ送信する。開閉検知信号は、例えば、2値信号である。CPU701は、開閉検知信号に基づいて扉の開閉状態を検知する。例えば、開閉検知信号がローレベルであれば、CPU701は扉が閉状態であると判定する。開閉検知信号がハイレベルであれば、CPU701は扉が開状態であると判定する。図3により扉の開閉について説明する。
図3は、画像形成装置200の外観図である。図3では、画像形成装置200は、扉開閉スイッチ27により開閉が検知される扉26が開状態である。扉26が開状態であるときに、トナーボトルTが装着される装着部310が露出する。扉26は、トナーボトルTの着脱時にユーザにより開閉される。扉26は突起部26aを備える。扉26が閉じられた場合、突起部26aは扉開閉スイッチ27を押圧する。扉開閉スイッチ27は、扉26が閉じられて突起部26aによって押圧されると、ローレベルの開閉検知信号を出力する。扉開閉スイッチ27は、扉26が開けられて突起部26aによる押圧が解除されると、ハイレベルの開閉検知信号を出力する。なお、扉26は、装着部310のみを開閉する構成であってもよい。また、扉26は画像形成装置200の一側面の全体を開閉するように構成されてもよい。
(装着部)
図4は、装着部310の構成の説明図である。図4(a)は装着部310をトナーボトルTの装着方向正面から見た部分正面図である。図4(b)は装着部310の内部を説明するための斜視図である。トナーボトルTは、図4(b)に示すように、装着部310に対して矢印M方向に挿入される。矢印M方向は、画像形成装置200の感光ドラム1a、1b、1c、1dの回転軸方向と同方向である。トナーボトルTは、装着部310から取り外す際に、矢印M方向の反対方向に引き抜かれる。
図4は、装着部310の構成の説明図である。図4(a)は装着部310をトナーボトルTの装着方向正面から見た部分正面図である。図4(b)は装着部310の内部を説明するための斜視図である。トナーボトルTは、図4(b)に示すように、装着部310に対して矢印M方向に挿入される。矢印M方向は、画像形成装置200の感光ドラム1a、1b、1c、1dの回転軸方向と同方向である。トナーボトルTは、装着部310から取り外す際に、矢印M方向の反対方向に引き抜かれる。
装着部310は、駆動ギア300、回転規制部311、底部321、規制部312を備える。駆動ギア300は、装着部310に装着されたトナーボトルTに対して駆動モータ604からの回転駆動力を伝達する。トナーボトルTは、回転することでトナーを排出する。回転規制部311は、トナーボトルTの回転に応じて後述のトナーボトルTのキャップ部が回転することを規制する。規制部312は、トナーボトルTのキャップ部を係止することでキャップ部の回転軸線方向への移動を規制する。
底部321は、受入口313が形成されている。受入口313は、装着されたトナーボトルTのトナーの排出口と連通しており、トナーボトルTから排出されたトナーを受け入れる。トナーボトルTの排出口から排出されたトナーは、受入口313を通って現像器100へと供給される。本実施形態では、受入口313の直径がトナーボトルTの排出口の直径と同じであり、例えば、約2[mm]である。
底部321は、受入口313が形成されている。受入口313は、装着されたトナーボトルTのトナーの排出口と連通しており、トナーボトルTから排出されたトナーを受け入れる。トナーボトルTの排出口から排出されたトナーは、受入口313を通って現像器100へと供給される。本実施形態では、受入口313の直径がトナーボトルTの排出口の直径と同じであり、例えば、約2[mm]である。
(トナーボトル)
図5は、トナーボトルTの説明図である。図5(a)は、装着部310に装着されたトナーボトルTの外観図である。図5(b)及び図5(c)は、装着部310に装着されたトナーボトルTの内部構造の説明図である。トナーボトルTは、トナーを収容する収容部207、駆動モータ604から駆動ギア300を介して回転駆動力が伝達される駆動伝達部206、及びトナーを排出する構成を内包するキャップ部222を備える。キャップ部222は、内部に、トナーを排出する排出口211を有する排出部212、排出部212内のトナーを排出口211から排出するためのポンプ部210、及びポンプ部210を伸縮させる往復動部材213を備える。
図5は、トナーボトルTの説明図である。図5(a)は、装着部310に装着されたトナーボトルTの外観図である。図5(b)及び図5(c)は、装着部310に装着されたトナーボトルTの内部構造の説明図である。トナーボトルTは、トナーを収容する収容部207、駆動モータ604から駆動ギア300を介して回転駆動力が伝達される駆動伝達部206、及びトナーを排出する構成を内包するキャップ部222を備える。キャップ部222は、内部に、トナーを排出する排出口211を有する排出部212、排出部212内のトナーを排出口211から排出するためのポンプ部210、及びポンプ部210を伸縮させる往復動部材213を備える。
駆動伝達部206は、凸部220、被検知部221、及びカム溝214を有する。カム溝214は、駆動伝達部206の回転方向に、駆動伝達部206の一周に亘って形成されている。カム溝214、被検知部221、及び凸部220は一体に構成されており、駆動伝達部206として一体に回転する。駆動モータ604から駆動ギア300を介してトナーボトルTの駆動伝達部206に伝達される回転駆動力により、駆動伝達部206及び駆動伝達部206に連結された収容部207が回転する。
収容部207は、内部に向かって突出する窪部205が形成される。窪部205は、収容部207の外周を螺旋状に形成される。窪部205は、収容部207の回転に応じて収容部207内部のトナーを排出部212側へ搬送する。
収容部207は、内部に向かって突出する窪部205が形成される。窪部205は、収容部207の外周を螺旋状に形成される。窪部205は、収容部207の回転に応じて収容部207内部のトナーを排出部212側へ搬送する。
キャップ部222は、上記の通り装着部310によって回転が規制されており、装着時に駆動伝達部206が回転しても回転しない。排出口211、ポンプ部210、往復動部材213も、キャップ部222と同様に、回転しないように規制されている。そのために駆動伝達部206が回転しても、排出口211、ポンプ部210、往復動部材213は回転しない。
キャップ部222の内側には、回転規制溝が形成されている。回転規制溝は、駆動伝達部206が回転する際に往復動部材213が回転することを規制する。そのために往復動部材213は回転規制溝に係合される。往復動部材213は、ポンプ部210に接続され、不図示の爪部が駆動伝達部206のカム溝214に係合する。駆動伝達部206が回転することで、往復動部材213は、回転することを規制された状態でカム溝214に沿って移動する。これにより往復動部材213は、矢印X方向(トナーボトルTの長手方向)に往復動する。
往復動部材213は、ポンプ部210に連結される。往復動部材213が往復動することで、ポンプ部210は伸長と圧縮とを繰り返す。すなわち、往復動部材213が矢印X方向に移動することで、ポンプ部210が伸長する。ポンプ部210が伸長することでトナーボトルT内の内圧が低下し、排出口211から空気が吸い込まれて、排出部212内のトナーがほぐされる。往復動部材213が矢印X方向と逆方向に移動することで、ポンプ部210が圧縮する。ポンプ部210が圧縮することでトナーボトルT内の内圧が上昇し、排出口211に堆積したトナーが排出口211から現像器100に供給される。つまり、駆動モータ604は、装着部310に装着されたトナーボトルTを回転させることでポンプ部210を伸縮させる駆動源として機能する。
キャップ部222には、トナーボトルTに関する情報(補給情報)を保存した上記のメモリ223が貼り付けられる。CPU701は、読取部224によりメモリ223と通信を行い、トナーボトルTの補給情報を読み取る。補給情報はトナーボトルTの識別情報を含む。例えば、CPU701は、メモリ223に保存された識別情報に基づいてトナーボトルTの識別処理を行う。さらに、補給情報にはトナーボトルTの回転回数の値が含まれる。CPU701は、トナーボトルTが所定数回転、例えば1/2回転する度に、読取部224により、メモリ223に記憶されたトナーボトルTの回転回数の情報を更新する。
キャップ部222は、排出口211を封止するシール部材222bを備える。シール部材222bにより排出口211が封止されることで、トナーボトルT内のトナーが排出口211から漏れ出すことを防止できる。シール部材222bは、トナーボトルTが装着部310に装着される際に除去される。シール部材222bが除去されることで、トナーボトルTの排出口211が開放される。
図5(b)は、トナーボトルTのポンプ部210が最大限伸長された状態を表す。図5(c)は、トナーボトルTのポンプ部210が最大限圧縮された状態を表す。ポンプ部210は、伸縮動作に伴って容積が可変する樹脂製の蛇腹状のポンプである。即ち、ポンプ部210は、「山折り」部と「谷折り」部とがトナーボトルTの長手方向に沿って交互に繰り返し並んで構成される。
本実施形態では、トナーボトルTが1回転する間にトナーの補給動作が2回行われる。1回の補給動作は、ポンプ部210が、最大圧縮された状態から始まり、伸張、圧縮を行い再度最大圧縮された状態で終了する。そのためにカム溝214は、2つのピーク部と2つの谷領域とが、谷→ピーク→谷→ピークの順に形成されている。往復動部材213が係合するカム溝214の位置が谷からピークへ変化する間に、ポンプ部210が最大限伸長する。往復動部材213が係合するカム溝214の位置がピークから谷へ変化する間に、ポンプ部210が最大限圧縮する。往復動部材213が係合しているカム溝214の位置が谷である場合、ポンプ部210は最大限圧縮した状態を維持する。
(回転検知センサ)
図6は、回転検知センサ203の説明図である。上記の通り、回転検知センサ203は、発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部と、を有する光学センサである。回転検知センサ203は、フラグ204により受光部の受光状態が変化することでトナーボトルTの回転を検知する。フラグ204は回転軸204aを中心に揺動する屈曲部材である。
図6は、回転検知センサ203の説明図である。上記の通り、回転検知センサ203は、発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部と、を有する光学センサである。回転検知センサ203は、フラグ204により受光部の受光状態が変化することでトナーボトルTの回転を検知する。フラグ204は回転軸204aを中心に揺動する屈曲部材である。
フラグ204は、屈曲部分が自重によってトナーボトルTの被検知部221に接触する。フラグ204の屈曲部分が被検知部221に接触している状態では、フラグ204の先端部である自由端は回転検知センサ203に接触しない。この状態では、回転検知センサ203の発光部からの光が遮蔽されず受光部に受光される。フラグ204は、駆動伝達部206の凸部220に接触すると、押し上げられて自由端が回転検知センサ203に接触する。この状態では、回転検知センサ203の発光部からの光が遮蔽されて受光部に受光されない。
このように回転検知センサ203は、フラグ204が凸部220に接触しているか否かを検知することができる。回転検知センサ203は、フラグ204と凸部220との接触を検知することで、トナーボトルTの回転位置(回転角度)を検知することができる。つまり回転検知センサ203は、トナーボトルTの凸部220がフラグ204に接触する回転位置を検知することができる。回転検知センサ203は、トナーボトルTの凸部220を所定部分として、トナーボトルTの回転を検知することができる。
図6(a)は、フラグ204が被検知部221に当接している状態を表す。被検知部221は、駆動伝達部206の凸部220が形成された領域と重り、且つ駆動伝達部206の回転方向において凸部220とは異なる領域である。この場合、フラグ204が回転検知センサ203の発光部の光を遮蔽しない。そのために受光部は発光部から発せられた光を受光する。受光部の受光光量は閾値以上となる。センサ出力検知部705は、受光部の受光光量が閾値以上であるためにローレベル(L)の信号を出力する。つまり、センサ出力検知部705は、フラグ204が被検知部221に接触している間、ローレベルの信号をCPU701に送信する。
図6(b)は、フラグ204が凸部220に当接している状態を表す。この場合、フラグ204が回転検知センサ203の発光部の光を遮蔽する。そのために受光部は発光部から発せられた光を受光しない。受光部の受光光量は閾値未満となる。センサ出力検知部705は、受光部の受光光量が閾値未満であるためにハイレベル(H)の信号を出力する。つまり、センサ出力検知部705は、フラグ204が凸部220に接触している間、ハイレベルの信号をCPU701に送信する。
CPU701は、センサ出力検知部705から取得する信号のレベルにより、凸部220の位置を検知する。これによりCPU701は、トナーボトルTの回転位相を検知することができる。センサ出力検知部705から出力される信号がハイレベルからローレベルへ変化した後に、トナーボトルTのポンプ部210は伸長を開始する。センサ出力検知部705から出力される信号がローレベルを維持している間、ポンプ部210は最大限伸長された状態を経て圧縮し始める。センサ出力検知部705から出力される信号がローレベルからハイレベルへ変化する前に、ポンプ部210は最大限圧縮された状態へ移行する。つまり、フラグ204が被検知部221に当接している間にポンプ部210は圧縮してトナーを現像器100へ供給する。
(回転速度制御)
本実施形態の駆動モータ604は、上記の通りDCモータ(DCブラシモータ)である。駆動モータ604がトナーボトルTを回転駆動する場合、トナーボトルTの回転速度は、トナーボトルTの重量に応じて変動する。トナーボトルTは、現像器100にトナーを補給することで、収容するトナー量が減少するために軽くなる。トナーボトルT内のトナー量が減少したにもかかわらず駆動モータ604が一定のPWM値に基づいてトナーボトルTを回転させた場合、トナーボトルTの回転速度は目標回転速度よりも速くなる。
本実施形態の駆動モータ604は、上記の通りDCモータ(DCブラシモータ)である。駆動モータ604がトナーボトルTを回転駆動する場合、トナーボトルTの回転速度は、トナーボトルTの重量に応じて変動する。トナーボトルTは、現像器100にトナーを補給することで、収容するトナー量が減少するために軽くなる。トナーボトルT内のトナー量が減少したにもかかわらず駆動モータ604が一定のPWM値に基づいてトナーボトルTを回転させた場合、トナーボトルTの回転速度は目標回転速度よりも速くなる。
トナーボトルTから現像器100に補給されるトナーの量(補給量)は、トナーボトルTの内圧が変化する速度に応じた量となることが実験によって判明している。つまり、トナーボトルTの重量が減少することによってトナーボトルTの回転速度が目標回転速度よりも速くなった場合、トナーボトルTの補給量が目標補給量よりも増加してしまう。また、単にトナーボトルTの回転速度が増加することで、トナーボトルTから1回に排出されて現像器100に補給されるトナー補給量が増加する。具体的には、トナーボトルTの回転速度が120[rpm]の場合のトナー補給量は、トナーボトルTの回転速度が30[rpm]の場合のトナー補給量に対して40[%]増加する。トナーボトルTから直接現像器100にトナーを補給する構成では、トナー補給量が40[%]変化した場合、印刷物の濃度が変化してしまう可能性がある。
本実施形態では、1回のトナー補給動作は、ポンプ部210が最大圧縮された状態で開始し、ポンプ部210が伸長した後に圧縮し、ポンプ部210が最大圧縮された状態で終了する。トナー補給量は、ポンプ部210が圧縮する際の回転速度の影響をうける。本実施形態のトナーボトルTは、ポンプ部210が圧縮を開始するまでに駆動モータ604が目標回転速度で安定するように、回転開始状態(すなわち、前回のトナー補給の回転停止状態)の位置が設計されている。さらに、本実施形態では、トナーボトルTの回転速度がフィードバック制御される。これによりトナーボトルTの重量の変化に応じたトナーボトルTの回転速度の変化が低減される。フィードバック制御を高精度に行うためには、制御部700がトナーボトルTの回転速度を高精度に測定することが重要である。
駆動モータ604は、回転開始から目標回転速度に到達するまでに時間がかかる。さらに、駆動モータ604は、ENB信号の停止から回転停止するまでにも時間がかかる。従って制御部700は、駆動モータ604が目標回転速度で安定しているタイミングを検知して、回転速度を測定する必要がある。上記したように、本実施形態の駆動モータ604は、ポンプ部210が圧縮を開始するまでに目標回転速度で安定するように設計されている。よって、制御部700は、ポンプ部210が圧縮しているタイミングでトナーボトルTの回転速度を測定する。
図7は、駆動モータ604の回転速度の制御処理を表すフローチャートである。この処理では、駆動モータ604が目標回転速度で回転するように制御される。この処理は、トナーボトルTから現像器100にトナーを補給する際に実行される。制御部700は、トナー補給指示に基づいてこの処理を実行する。トナー補給指示は、例えばトナー濃度センサ80により検知された現像器100内のトナー量が所定量よりも低下した場合に発生する。
トナー補給指示を取得したCPU701は、駆動モータ604を制御してトナーボトルTの回転を開始する(S100)。CPU701は、RAM703に記憶されたPWM値を制御値としてモータ駆動部704に設定するとともに、ENB信号をモータ駆動部704へ送信する。ENB信号を取得したモータ駆動部704は、PWM値に応じた電流を供給して駆動モータ604を駆動する。これにより駆動モータ604は、トナーボトルTの回転を開始する。なお、RAM703にPWM値が記憶されていない場合、CPU701は、例えば、PWM値として所定の初期値を設定する。
トナーボトルTが回転を開始すると、CPU701は、センサ出力検知部705からローレベルの信号を取得するまで待機する(S101:F)。つまりCPU701は、フラグ204が被検知部221に当接するまで待機する。センサ出力検知部705からローレベルの信号を取得すると(S101:T)、CPU701は、所定のクロック信号に応じたカウントを開始する(S102)。CPU701は、センサ出力検知部705からハイレベルの信号を取得するまで待機する(S103:F)。つまりCPU701は、フラグ204が凸部220に当接するまで待機する。
センサ出力検知部705が出力する信号がローレベルからハイレベルに変化することで、CPU701は、ハイレベルの信号を取得する(S103:T)。ハイレベルの信号を取得したCPU701は、カウントを停止する(S104)。CPU701は、カウント結果であるカウント値TnをRAM703に記憶させる。CPU701は、S101〜S104の処理により、センサ出力検知部705からローレベルの信号が出力されていた期間(カウント値Tn)を計測することになる。センサ出力検知部705から出力された信号がローレベルである期間は、トナーボトルTの回転に伴ってフラグ204が被検知部221に当接していた期間に相当する。
センサ出力検知部705の出力がローレベルからハイレベルに変化することにより、CPU701は補給動作が1回(1ブロック)行われたと判定する。そのためにCPU701は、トナーボトルTの回転を停止する(S105)。CPU701は、モータ駆動部704へのENB信号の送信を停止する。これによりモータ駆動部704は、トナーボトルTの回転駆動を停止する。
CPU701は、RAM703に記憶されたカウント値Tnを取得する(S106)。上記の通りカウント値Tnは、トナーボトルTが回転する間に回転検知センサ203により被検知部221が検知された時間に相当する。回転検知センサ203により被検知部221が検知された時間は、ポンプ部210が伸縮している時間に相当する。これは、トナーボトルTから現像器100にトナーを補給する補給動作が行われた時間に相当する。
CPU701は、カウント値Tnに基づいてRAM703に記憶されているPWM値を補正し、回転速度の制御処理を終了する(S107)。PWM値の補正は以下のように行われる。CPU701は、まず、カウント値Tnから今回の補給動作の回転速度V(n)を求める。カウント値Tnは、フラグ204が被検知部221に当接していた時間を示す。被検知部221の周長は既知であるため、CPU701は、カウント値Tnに基づいて今回の補給動作の回転速度V(n)を求めることができる。CPU701は、回転速度V(n)を用い、以下の式によりPWM値の補正値D(n+1)を算出する。
D(n+1)=D(n)+Ki*(Vtgt−V(n))
D(n)は現在のPWM値(すなわちS100の処理で設定されたPWM値)、Kiは所定の比例定数、Vtgtは目標回転速度である。
D(n)は現在のPWM値(すなわちS100の処理で設定されたPWM値)、Kiは所定の比例定数、Vtgtは目標回転速度である。
PWM値の補正値D(n+1)は、次回の補給動作の際に使用される。つまり、CPU701は、ポンプ部210が伸縮する時間を計測し、計測結果に基づいて次にトナーボトルTを回転駆動させるときの回転速度のフィードバック制御を行う。
フラグ204が凸部220に押し上げられるタイミングは、ポンプ部210の圧縮の終了タイミングに対応する。つまり、制御部700は、回転方向における凸部220の前端部の検知結果を回転速度の計測時間の終了と補給動作の終了との両方を示す指標として使用している。これにより、駆動伝達部206に設けられている凸部220の構成を簡易にすることができるとともに、CPU701の制御も簡易にすることができる。
以上のようにCPU701は、駆動モータ604の回転速度を制御するPWM値を、トナーボトルTの被検知部221が検知される時間に基づいて補正する。これにより、トナーボトルTの回転速度が目標回転速度に制御される。そのため、トナーボトルTのトナー補給量が安定する。
(駆動モータの回転速度の推移)
図8は、駆動モータ604の回転速度の制御処理時のタイミングチャートである。図8は、PWM値、センサ出力検知部705の出力信号、駆動モータ604の回転速度、カウント値Tn、補給動作を開始させるスタートトリガ、カウント開始を示すカウント開始トリガ、補給動作を終了させるストップトリガのタイミングチャートを表す。
図8は、駆動モータ604の回転速度の制御処理時のタイミングチャートである。図8は、PWM値、センサ出力検知部705の出力信号、駆動モータ604の回転速度、カウント値Tn、補給動作を開始させるスタートトリガ、カウント開始を示すカウント開始トリガ、補給動作を終了させるストップトリガのタイミングチャートを表す。
CPU701は、トナーボトルTから現像器100にトナーを補給する場合、時刻t0においてスタートトリガを出力する。CPU701は、スタートトリガに応じてENB信号をモータ駆動部704へ送信する。モータ駆動部704は、ENB信号に応じて、PWM値(図8においてはD(n)[%])に基づく駆動モータ604に電流を供給する時間の制御を開始する。さらに、CPU701は、スタートトリガに応じてカウント値Tnを「0」にリセットする。時刻t0の処理は、図7のS100の処理に相当する。
駆動モータ604の回転速度は、モータ駆動部704により回転駆動が開始されることで増加する。このときセンサ出力検知部705は、ハイレベルの信号を出力している。つまり、トナーボトルTのポンプ部210は最大限圧縮された状態である。
時刻t1では、センサ出力検知部705の出力がハイレベルからローレベルに変化する。CPU701は、センサ出力検知部705の出力のハイレベルからローレベルへの変化に応じてカウント開始トリガを出力する。これにより、カウント値Tnが増加し始める。センサ出力検知部705がローレベルの信号を出力している間に、ポンプ部210は伸縮する。時刻t1の処理は、図7のS101、S102の処理に相当する。
時刻t2では、センサ出力検知部705の出力信号がローレベルからハイレベルに変化する。センサ出力検知部705の出力のローレベルからハイレベルへの変化に応じて、CPU701はストップトリガを出力する。CPU701は、ストップトリガに応じてENB信号のモータ駆動部704への送信を停止する。CPU701は、ストップトリガによりカウント値Tnのカウントを停止する。モータ駆動部704は、ENB信号の停止により、駆動モータ604の回転駆動を停止する。このとき、トナーボトルTのポンプ部210は最大限圧縮している。CPU701は、モータ駆動部704により駆動モータ604の回転駆動を停止することにより、ポンプ部210が伸長を開始する前に、トナーボトルTの回転駆動を停止させる。時刻t2の処理は、図7のS103〜S105の処理に相当する。
(トナーボトルの交換検知)
トナーボトルTが所定の回転角度で装着部310に装着されると、フラグ204が凸部220に押し上げられる状態となる。つまり、ユーザがトナーボトルTを所定の回転角度で装着部310に装着した場合、回転検知センサ203が出力する信号はローレベルからハイレベルへ変化する。そのため、CPU701は、回転検知センサ203の出力に基づいて、画像形成装置200の装着部310にトナーボトルTが所定の回転角度で装着されたか否かを判定することができる。
トナーボトルTが所定の回転角度で装着部310に装着されると、フラグ204が凸部220に押し上げられる状態となる。つまり、ユーザがトナーボトルTを所定の回転角度で装着部310に装着した場合、回転検知センサ203が出力する信号はローレベルからハイレベルへ変化する。そのため、CPU701は、回転検知センサ203の出力に基づいて、画像形成装置200の装着部310にトナーボトルTが所定の回転角度で装着されたか否かを判定することができる。
図9は、トナーボトルTを交換する際の扉開閉スイッチ27及び回転検知センサ203の各出力信号の出力タイミングの説明図である。図9により、画像形成装置200の装着部310にトナーボトルTが装着されているか否かを判定する動作について説明する。
図9において、トナー補給動作を実行していない場合、トナーボトルTはホームポジション(HP)で停止している。ホームポジションでは、フラグ204がトナーボトルTの凸部220によって押し上げられる。そのためにセンサ出力検知部705はハイレベルの回転検知信号を出力する。扉26が開放されていなければ、扉開閉スイッチ27の出力信号である開閉検知信号はローレベルである。
トナーボトルTを交換する場合について、図9(a)により説明する。ユーザは扉26を開放する。扉26が開状態になることで、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルになる。ユーザがトナーボトルTを装着部310から取り出すことで、センサ出力検知部705の出力信号(回転検知信号)はハイレベルからローレベルに変化する。これは、トナーボトルTが取り外されることで、フラグ204の自由端が自重によって発光部と受光部との間の位置から退避するためである。フラグ204の自由端が発光部と受光部との間の位置から退避することで、回転検知センサ203の発光部の光が遮られなくなり、センサ出力検知部705の出力信号がローレベルになる。
その後、ユーザが装着部310に新たなトナーボトルTを所定の回転角度で装着した場合、センサ出力検知部705の出力信号はハイレベルになる。ユーザが扉26を閉じることで、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号はローレベルになる。
その後、ユーザが装着部310に新たなトナーボトルTを所定の回転角度で装着した場合、センサ出力検知部705の出力信号はハイレベルになる。ユーザが扉26を閉じることで、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号はローレベルになる。
このようなトナーボトルTの交換処理により、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルの間(扉26が開状態)、センサ出力検知部705の出力信号(回転検知信号)がハイレベルからローレベルに変化する。また、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルの間(扉26が開状態)、センサ出力検知部705の出力信号(回転検知信号)がローレベルからハイレベルに変化する。扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルの間に、センサ出力検知部705の出力信号(回転検知信号)がハイレベル→ローレベル→ハイレベルに変化することで、CPU701は、トナーボトルTが一旦抜き取られた後に装着されたと判定することができる。
しかし、トナーボトルTが装着部310に装着されたまま手で回転された場合、図9(a)の場合と同様に、センサ出力検知部705はローレベルの回転検知信号を出力する。そのためにCPU701は、トナーボトルTが装着部310から取り出されたのか、手で回転させたのかを判別することができない。
本実施形態では、扉開閉スイッチ27がハイレベルの開閉検知信号を出力している間、読取部224によりトナーボトルTのメモリ223から情報を読み取るための通信を行うことで、トナーボトルTの取り出し或いは回転を区別する。通信タイミングや取り出し判定の詳細については後述する。
本実施形態では、扉開閉スイッチ27がハイレベルの開閉検知信号を出力している間、読取部224によりトナーボトルTのメモリ223から情報を読み取るための通信を行うことで、トナーボトルTの取り出し或いは回転を区別する。通信タイミングや取り出し判定の詳細については後述する。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223との通信状態のみで、トナーボトルTを装着部310から取り出したか否かを判定することも可能である。しかし、途中で通信が正常にできない状態になった場合、トナーボトルTを取り出したことを検知することができなくなってしまう。
本実施形態では、CPU701は、トナーボトルTの取り出しを、回転検知センサ203の出力信号(回転検知信号)と、読取部224とメモリ223との通信状態と、を合わせて判定する。このような判定により、CPU701は、トナーボトルTが取り出されたこと、即ちトナーボトルTの装着状態検知を正常に行うことが可能となる。
本実施形態では、CPU701は、トナーボトルTの取り出しを、回転検知センサ203の出力信号(回転検知信号)と、読取部224とメモリ223との通信状態と、を合わせて判定する。このような判定により、CPU701は、トナーボトルTが取り出されたこと、即ちトナーボトルTの装着状態検知を正常に行うことが可能となる。
また、図9(b)に示すように、センサ出力検知部705の出力信号(回転検知信号)がローレベルの状態で扉26が閉じられる可能性がある。これは、例えばトナーボトルTが装着部310に装着されないまま扉26が閉じられた場合である。また、トナーボトルTが装着部310に正しく装着されていない(所定の回転角度で装着されない)場合も同様な出力信号(回転検知信号)となる。そのためにCPU701は、扉開閉スイッチ27及び回転検知センサ203の出力信号が図9(b)に示すような波形の場合、トナーボトルTが装着部310に装着されているか否かを判定できない。
本実施形態の画像形成装置200は、扉開閉スイッチ27及び回転検知センサ203が図9(b)に示すような出力信号を出力した場合、トナーボトルTの有無を検知するために、駆動モータ604によってトナーボトルTを回転させる。トナーボトルTが装着部310に装着されていれば、回転により、トナーボトルTの凸部220が回転検知センサ203で検知される。つまり、CPU701は駆動モータ604にトナーボトルTを回転させる。CPU701は、回転検知センサ203の出力信号(回転検知信号)がローレベルからハイレベルに変化した場合、トナーボトルTが装着部310に装着されていると判定することができる。
(画面表示)
図10は、操作部706のディスプレイ707に表示される画面の例示図である。
図10(a)は、トナーボトルTにトナーが所定量以上残っている状態でトナーボトルTが装着部310から取り出されたことに応じてディスプレイ707に表示される警告画面を例示する。この警告画面には、取り出されたトナーボトルT内のトナーの色に関する情報及び取り出されたトナーボトルTを装着部310に再装着するようにユーザに促すためのメッセージが含まれる。この警告画面は、ユーザが誤って交換不要なトナーボトルTを交換してしまうことを抑制する。この警告画面は、装着部310から取り出されたトナーボトルTの再装着をユーザに促すためのガイダンスに相当する。なお、本実施形態の画像形成装置200は、トナーボトルT内のトナーの量が所定量未満であればトナーボトルTが装着部310から取り出されても警告画面を表示しない。
図10は、操作部706のディスプレイ707に表示される画面の例示図である。
図10(a)は、トナーボトルTにトナーが所定量以上残っている状態でトナーボトルTが装着部310から取り出されたことに応じてディスプレイ707に表示される警告画面を例示する。この警告画面には、取り出されたトナーボトルT内のトナーの色に関する情報及び取り出されたトナーボトルTを装着部310に再装着するようにユーザに促すためのメッセージが含まれる。この警告画面は、ユーザが誤って交換不要なトナーボトルTを交換してしまうことを抑制する。この警告画面は、装着部310から取り出されたトナーボトルTの再装着をユーザに促すためのガイダンスに相当する。なお、本実施形態の画像形成装置200は、トナーボトルT内のトナーの量が所定量未満であればトナーボトルTが装着部310から取り出されても警告画面を表示しない。
図10(b)は、トナーボトルTにトナーが所定量以上残っている状態で別のトナーボトルT’に交換されたことに応じてディスプレイ707に表示される警告画面を例示する。この警告画面には、トナーが所定量以上残っている状態で交換されたトナーボトルT内のトナーの色に関する情報及び装着部310に装着されたトナーボトルT’を前回取り出したトナーボトルTに交換するようにユーザに促すためのメッセージが含まれる。この警告画面は、交換されたトナーボトルTにトナーが所定量以上残っていることをユーザに報知することができる。そのためにこの警告画面は、トナーの無駄な廃棄を抑制することができる。
なお、CPU701は、トナーボトルTが装着部310に装着された後、トナーボトルTの識別情報をメモリ223から取得する。CPU701は、取得した識別情報をRAM703に記憶する。CPU701は、トナーが所定量以上残っている状態でトナーボトルTが取り出された後に、装着部310に装着されたトナーボトルT’の識別情報と、RAM703に記憶された識別情報とを比較する。これによりCPU701は、別のトナーボトルT’が装着されたことを検知することができる。識別情報が異なる場合にCPU701は、トナーボトルTにトナーが所定量以上残っている状態で別のトナーボトルT’に交換されたことを判定できる。
図10(c)は、トナーボトルTが装着部310に装着されていない状態で扉26が閉じられたことに応じてディスプレイ707に表示される未装着画面を例示する。未装着画面には、トナーボトルTを装着部310に装着することをユーザに促すためのメッセージを含む。
(画面表示制御)
CPU701は、画像形成装置200の主電源がオンされた後、読取部224を用いて装着部310に装着されたトナーボトルTのメモリ223から補給情報を取得する。CPU701は補給情報をRAM703に記憶する。
CPU701は、画像形成装置200の主電源がオンされた後、読取部224を用いて装着部310に装着されたトナーボトルTのメモリ223から補給情報を取得する。CPU701は補給情報をRAM703に記憶する。
トナーボトルT内のトナー量が所定量以上で且つ扉開閉スイッチ27の検知結果(開閉検知信号)がローレベルからハイレベルに変化した場合、CPU701は、画面表示制御処理を開始する。CPU701は、例えば、トナーボトルT内のトナー量が所定量以上であるか否かを、トナーボトルTの回転回数に基づいて判定する。つまり、CPU701はトナーボトルTの回転回数が所定回数未満であれば、トナーボトルT内のトナー量が所定量以上であると判定する。本実施形態のトナーボトルTは、1回の補給動作で排出するトナー量が一定である。そのためにCPU701は、トナーボトルTの回転回数に基づいてトナーボトルT内のトナーの残量を判定することができる。CPU701は、装着部310に装着されたトナーボトルTが交換条件を満たしているか否かを判定する。CPU701は、例えば、トナーボトルTの回転回数が所定回数以上であれば交換条件が満たされていると判定する。CPU701は、トナーボトルTの回転回数が所定回数未満であれば交換条件が満たされていないと判定する。
トナーボトルTの回転回数が所定回数未満でトナーボトルTの交換条件が満たされていない場合の画面表示制御処理について説明する。この場合、表示される警告画面は図10(a)に示した画面となる。図11は、ディスプレイ707への警告画面の表示制御処理を表すフローチャートである。図11では、図10(a)の警告画面を表示するか否かが判定される。図12は、警告画面の表示状態の説明図である。
CPU701は、扉26が開状態であるか否かを判定する(S200)。CPU701は、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルであるか否かにより、扉26の開状態を判定する。CPU701は、扉26が開状態、即ち扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルになるまで待機する(S200:F)。扉26が開状態で扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルになった場合(S200:T)、CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223との通信を開始する。CPU701は、回転検知センサ203の出力信号(回転検知信号)の変化を検知するために、現在の回転検知センサ203の出力信号を、前回出力値としてRAM703に記憶する(S202)。CPU701は、回転検知センサ203の前回出力値がローレベルであるか否かを判定する(S203)。
前回出力値がハイレベルの場合(S203:F)、CPU701は、現在の回転検知センサ203の出力信号がローレベルであるか否かを判定する(S220)。現在の回転検知センサ203の出力信号がハイレベルの場合(S220:F)、CPU701は、トナーボトルTが装着状態であると判断し(S226)、警告画面を非表示とする(S227)。現在の回転検知センサ203の出力信号がローレベルの場合(S220:T)、CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信可能状態であるか否かを判定する(S221)。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信可能であると判定した場合(S221:T)、CPU701は、トナーボトルTが装着されている状態で回転検知センサ203の出力信号に変化があったと判定する(S224)。CPU701は、トナーボトルTがユーザによって回転されたと判断し、警告画面を非表示とする(S225)。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信不可能であると判定した場合(S221:F)、CPU701は、トナーボトルが装着されていない状態で、回転検知センサ203の出力信号に変化があったと判定する(S222)。CPU701は、トナーボトルTがユーザによって取り出されたと判断し、図10(a)に例示する警告画面をディスプレイ707に表示する(S223)。
前回出力値がローレベルの場合(S203:T)、CPU701は、現在の回転検知センサ203の出力信号がローレベルであるか否かを判断する(S204)。現在の回転検知センサ203の出力信号がハイレベルの場合(S204:F)、CPU701は、トナーボトルTが装着状態であると判定する(S210)。この場合、CPU701は、警告画面を非表示とする(S211)。現在の回転検知センサ203の出力信号がローレベルの場合(S204:T)、CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信可能状態であるか否かを判定する(S205)。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信可能であると判定した場合(S205:T)、CPU701は、回転検知センサ203の出力信号に変化はないが、トナーボトルTが装着されている状態であると判定する(S208)。これは、前述のようにトナーボトルTの回転角度が所定の回転角度と異なっている場合に該当する。CPU701は、トナーボトルTが装着状態である判断し、警告画面を非表示とする(S209)。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信不可能であると判定した場合(S205:F)、CPU701は、回転検知センサ203の出力信号に変化はないが、トナーボトルが装着されていないと判定する(S206)。これは、トナーボトルTの回転角度が所定の回転角度と異なっている状態でトナーボトルTが取り出された場合に該当する。CPU701は、トナーボトルTがユーザによって取り出されたと判断し、図10(a)に例示する警告画面をディスプレイ707に表示する(S207)。
CPU701は、警告画面の表示/非表示を判定した後に、現在の回転検知センサ203の出力信号(回転検出信号)を前回出力値としてRAM703に記憶する(S230)。CPU701は、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベル、つまり扉26が開状態であればS203〜S231の処理を繰り返し行う(S231:F)。CPU701は、扉26が閉じられるまでS203〜S231の処理を繰り返し行うことになる。CPU701は、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がローレベル、つまり扉26が閉じられた場合に、読取部224とトナーボトルTのメモリ223との通信を終了する(S231:T、S232)。通信の終了により、ディスプレイ707への警告画面の表示制御処理が終了する。
このように、回転検知センサ203の出力信号(回転検知信号)と、読取部224とトナーボトルTのメモリ223との通信状態と、を組み合わせることで、CPU701は、トナーボトルTの装着状態や回転、取り出しを正確に判断することが可能となる。これにより、トナーボトルTが装着部310に装着されていることを検知するための新たなセンサを追加することなく、またトナーボトルTが装着されている状態にも関わらず、警告画面が不要に表示されることを抑制することが可能となる。
図13は、ディスプレイ707への警告画面の表示制御処理を表す別のフローチャートである。この処理は、図11と同様に、トナーボトルTの交換条件が満たされていない場合の画面表示制御処理である。図13では、図10(a)の警告画面を表示するか否かが判定される。図12は、警告画面の表示状態の説明図である。上記の図11の処理では、扉26が開いている場合、CPU701は、トナーボトルTのメモリ223との通信を継続するために、不要に通信を行うことになってしまう。図13の処理では、通信をできるだけ抑えた処理を実現する。
CPU701は、扉26が開状態であるか否かを判定する(S300)。CPU701は、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルであるか否かにより、扉26の開状態を判定する。CPU701は、扉26が開状態、即ち扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルになるまで待機する(S300:F)。扉26が開状態で扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベルになった場合(S300:T)、CPU701は、図11のS202の処理と同様に、現在の回転検知センサ203の出力信号を、前回出力値としてRAM703に記憶する(S301)。CPU701は、回転検知センサ203の前回出力値がローレベルであるか否かを判定する(S302)。
前回出力値がハイレベルの場合(S302:F)、CPU701は、現在の回転検知センサ203の出力信号がローレベルであるか否かを判定する(S320)。現在の回転検知センサ203の出力信号がハイレベルの場合(S320:F)、CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信中であれば、通信を終了する(S327)。CPU701は、トナーボトルTが装着状態であると判断し(S328)、警告画面を非表示とする(S329)。
現在の回転検知センサ203の出力信号がローレベルの場合(S320:T)、CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223との通信を開始する(S321)。CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信可能状態であるか否かを判定する(S322)。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信可能であると判定した場合(S322:T)、CPU701は、トナーボトルTが装着されている状態で回転検知センサ203の出力信号に変化があったと判定する(S325)。CPU701は、トナーボトルTがユーザによって回転されたと判断し、警告画面を非表示とする(S326)。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信不可能であると判定した場合(S322:F)、CPU701は、トナーボトルが装着されていない状態で、回転検知センサ203の出力信号に変化があったと判定する(S323)。CPU701は、トナーボトルTがユーザによって取り出されたと判断し、図10(a)に例示する警告画面をディスプレイ707に表示する(S324)。
前回出力値がローレベルの場合(S302:T)、CPU701は、現在の回転検知センサ203の出力信号がローレベルであるか否かを判断する(S303)。現在の回転検知センサ203の出力信号がハイレベルの場合(S303:F)、CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信中であれば、通信を終了する(S310)。CPU701は、トナーボトルTが装着状態であると判断する(S311)。CPU701は、警告画面を非表示とする(S312)。
現在の回転検知センサ203の出力信号がローレベルの場合(S303:T)、CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223との通信を開始する(S304)。CPU701は、読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信可能状態であるか否かを判定する(S305)。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信可能であると判定した場合(S305:T)、CPU701は、回転検知センサ203の出力信号に変化はないが、トナーボトルTが装着されている状態であったと判定する(S308)。これは、前述のようにトナーボトルTの回転角度が所定の回転角度と異なっている場合に該当する。CPU701は、トナーボトルTが装着状態である判断し、警告画面を非表示とする(S309)。
読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信不可能であると判定した場合(S305:F)、CPU701は、回転検知センサ203の出力信号に変化はないが、トナーボトルが装着されていないと判定する(S306)。これは、前述のようにトナーボトルTの回転角度が所定の回転角度と異なっている状態でトナーボトルTが取り出された場合に該当する。CPU701は、トナーボトルTがユーザによって取り出されたと判断し、図10(a)に例示する警告画面をディスプレイ707に表示する(S307)。
CPU701は、警告画面の表示/非表示を判定した後に、現在の回転検知センサ203の出力信号を前回出力値としてRAM703に記憶する(S330)。CPU701は、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がハイレベル、つまり扉26が開状態であればS302〜S331の処理を繰り返し行う(S331:F)。CPU701は、扉26が閉じられるまでS302〜S331の処理を繰り返し行うことになる。CPU701は、扉開閉スイッチ27の開閉検知信号がローレベル、つまり扉26が閉じられた場合に、読取部224とトナーボトルTのメモリ223との通信を終了する(S331:T、S232)。通信の終了により、ディスプレイ707への警告画面の表示制御処理が終了する。
このように、図13の処理では、回転検知センサ203の出力信号がローレベルの場合のみ、読取部224とトナーボトルTのメモリ223とが通信を開始する。これにより、図11の処理の場合に比較して、不要な通信を抑えて、トナーボトルTの装着状態や回転、取り出しを検知することが可能となる。また、図11の処理と同様の効果も得られる。即ち、トナーボトルTが装着部310に装着されていることを検知するための新たなセンサを追加することなく、またトナーボトルTが装着されている状態にも関わらず、警告画面が不要に表示されることを抑制することが可能となる。
図11及び図13の処理では、CPU701は、警告画面を、表示から所定時間経過するとディスプレイ707から消去する。CPU701は、警告画面の表示後に扉26が閉じられず(図11のS231:F、図13のS331:F)、再度トナーボトルTが装着部310から取り出されていると判断した場合、警告画面をディスプレイ707に再表示する。
また、CPU701は、警告画面に応じてトナーボトルが再装着された場合に、該トナーボトルが元のトナーボトルであるか否かを確認する。CPU701は、読取部224により再装着されたトナーボトルのメモリ223から補給情報を取得する。CPU701は、前回の装着時に取得した補給情報に含まれる識別情報と、今回取得した補給情報に含まれる識別情報とを比較することで、再装着されたトナーボトルが元のトナーボトルであるか否かを確認する。再装着されたトナーボトルが元のトナーボトルとは異なる場合、CPU701は、図11、図13で表示する警告画面とは異なる他の警告画面をディスプレイ707に表示する。本実施形態では、この場合、図10(b)に例示する警告画面が表示される。
画像形成装置200のCPU701は、トナーボトルTの回転回数以外の条件をトナーボトルTの交換条件としてもよい。例えば、トナーボトルTが回転しても現像器100内のトナー量が所定量以上とならない場合、CPU701は交換条件が満たされたと判定してもよい。
Claims (13)
- 感光体及び現像剤により前記感光体に画像を形成する現像手段を有する画像形成手段と、
前記現像剤を前記現像手段に補給するための収容容器と、
前記収容容器に取り付けられ、該収容容器に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記収容容器が着脱される装着部と、
前記装着部に装着された前記収容容器を回転させることで前記収容容器から前記現像手段へ前記現像剤を補給させる駆動手段と、
前記収容容器の所定部分を検知することで該収容容器の回転を検知する回転検知手段と、
前記装着部に装着された前記収容容器に取り付けられる前記記憶手段と通信を行い、前記情報を管理する通信手段と、
前記回転検知手段の検知結果と前記通信手段の通信状態とに応じて、前記収容容器が前記装着部に装着されているか否かを検知する装着状態検知手段と、
前記装着部に装着された前記収容容器の交換条件が満たされているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記交換条件が満たされていると判定されておらず、且つ前記装着状態検知手段の検知結果が前記装着部から前記収容容器が取り出されたことを表す場合に、該収容容器の再装着を促すためのガイダンスを所定の表示手段に表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする、
画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記ガイダンスを消去した後、前記収容容器の着脱時に開閉される扉が閉じられずに前記装着部に装着された収容容器が取り出された場合、前記ガイダンスを前記表示手段に再表示することを特徴とする、
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記ガイダンスを消去した後、前記装着部に装着された収容容器が元の収容容器であるか否かを確認し、前記装着された収容容器が前記元の収容容器とは異なる場合に前記ガイダンスとは異なる他のガイダンスを前記表示手段に表示することを特徴とする、
請求項1又は2記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記装着部に装着された収容容器に取り付けられる記憶手段から取得した情報と、元の収容容器に取り付けられる記憶手段から取得した情報とにより、前記装着部に装着された収容容器が元の収容容器であるか否かを確認することを特徴とする、
請求項3記載の画像形成装置。 - 前記収容容器は、前記現像剤を収容する収容部と前記収容部の内圧を変化させるポンプ部とを備え、前記駆動手段により回転させられることで、前記ポンプ部が伸縮して前記収容部から前記現像手段に現像剤を補給することを特徴とする、
請求項1〜4のいずれか1項記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記装着部に装着された前記収容容器の回転速度が目標回転速度となるように、前記回転検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする、
請求項1〜5のいずれか1項記載の画像形成装置。 - 前記回転検知手段は、前記収容容器の回転方向で前記所定部分と異なる他の部分を検知し、
前記制御手段は、前記回転検知手段により前記他の部分が検知されている時間に基づいて、前記駆動手段を制御するための制御値を補正することを特徴とする、
請求項6記載の画像形成装置。 - 前記駆動手段は、DCモータであり、
前記制御手段は、前記制御値に応じて前記DCモータに供給する電流を制御することを特徴とする、
請求項7記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記回転検知手段により前記所定部分が検知された状態で前記駆動手段を停止することを特徴とする、
請求項1〜8のいずれか1項記載の画像形成装置。 - 前記装着状態検知手段は、前記回転検知手段により前記収容容器の前記所定部分が検知されていないときに、前記収容容器が前記装着部に装着されているか否かを検知することを特徴とする、
請求項1〜9のいずれか1項記載の画像形成装置。 - 前記装着状態検知手段は、前記回転検知手段の検知結果が変化しないときに、前記通信手段の通信状態に応じて前記収容容器が前記装着部に装着されているか否かを検知することを特徴とする、
請求項1〜10のいずれか1項記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記回転検知手段が前記収容容器の前記所定部分を検知していない場合に、前記装着状態検知手段が前記装着部に前記収容容器が装着されていると判断すると前記ガイダンスを非表示にすることを特徴とする、
請求項1〜11のいずれか1項記載の画像形成装置。 - 前記判定手段は、前記収容容器に収容される前記現像剤の量に応じて前記収容容器の交換条件が満たされているか否かを判定することを特徴とする、
請求項1〜12のいずれか1項記載の画像形成装置。
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