JP2022150378A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成に適さないトナーコンテナの使用を未然に防ぐ。【解決手段】画像形成装置１は、筐体４と、トナーコンテナ７と、ロック機構１８と、ロック制御部２０３と、制御部２０とを備える。トナーコンテナ７は、筐体４に対して取り外し可能に装着される。ロック機構１８は、トナーコンテナ７を筐体４にロックすることで、筐体４からトナーコンテナ７が取り外されることを規制する。ロック制御部２０３は、ロック機構１８を制御する。制御部２０は、トナーコンテナ７の筐体４への装着直後に筐体４の校正を行う。ロック制御部２０３は、制御部２０による校正の結果が正常である場合、トナーコンテナ７が筐体４にロックされるようにロック機構１８を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

用紙にトナー画像を印刷する画像形成装置は、トナーコンテナを備える。トナーコンテナには、トナーが収容されている。このような画像形成装置では、トナーコンテナ内のトナー残量がエンプティ（即ち空の状態）のトナー残量になると、トナーコンテナを新品のトナーコンテナに交換する必要がある。このため、トナーコンテナは、装置本体に対して取り外し可能に装着されている。

また、このような画像形成装置は、ロック機構を備える。トナーコンテナ内のトナーが沢山残っているときに、トナーコンテナが交換されることを規制するためである。

ロック機構は、トナーコンテナ内のトナー残量がエンプティのトナー残量より多いときは、トナーコンテナを装置本体にロックする。従って、装置本体からトナーコンテナが取り外されることが規制される。そして、ロック機構は、トナーコンテナ内のトナー残量がエンプティのトナー残量になると、ロックを解除する。従って、トナーコンテナの交換が可能になる。

このような画像形成装置に関する先行技術として、例えば特許文献１に記載の画像形成装置が知られている。

特開２００５－９１４６２号公報

例えば、トナーコンテナが長期間放置されると、内部のトナーの帯電性が低下して、品質が劣化する。劣化したトナーコンテナは画像形成に適さず、劣化したトナーコンテナが特許文献１に記載の画像形成装置に装着されると、トナーコンテナ内には十分なトナー残量があるため、トナーコンテナは、装置本体にロックされる。

特許文献１に記載の画像形成装置では、装着されたトナーコンテナのトナー残量がエンプティ未満になるまで、ロックを解除できないため、画像形成に適さないトナーコンテナが装着された状態が継続することになる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像形成に適さないトナーコンテナの使用を未然に防ぐことが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、装置本体と、トナーコンテナと、ロック機構と、ロック制御部と、校正部とを備える。前記トナーコンテナは、前記装置本体に対して取り外し可能に装着される。前記ロック機構は、前記トナーコンテナを前記装置本体にロックすることで、前記装置本体から前記トナーコンテナが取り外されることを規制する。前記ロック制御部は、前記ロック機構を制御する。前記校正部は、前記トナーコンテナの前記装置本体への装着直後に前記装置本体の校正を行う。前記ロック制御部は、前記校正部による前記校正の結果が正常である場合、前記トナーコンテナが前記装置本体にロックされるように前記ロック機構を制御する。

本発明によれば、画像形成に適さないトナーコンテナの使用を未然に防ぐことが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 制御部の構成図である。 本実施形態に係るトナーコンテナロック方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。

本実施形態に係る画像形成装置１は、トナーを用いて用紙に画像を形成する。画像形成装置１は、筐体４（装置本体）と、給紙カセット５と、複数のトナーコンテナ７と、画像形成部９と、定着部１１と、排紙トレイ１３と、給紙ローラー１４と、搬送ローラー対１５と、排紙ローラー対１６と、複数のトナー残量センサー１７と、複数のロック機構１８と、操作パネル１９と、制御部２０とを備える。

給紙カセット５、複数のトナーコンテナ７、画像形成部９、定着部１１、給紙ローラー１４、搬送ローラー対１５、排紙ローラー対１６、複数のトナー残量センサー１７、複数のロック機構１８、及び、制御部２０は、筐体４の内部に配置される。操作パネル１９は、例えば、筐体４の外面に配置される。排紙トレイ１３は、例えば、筐体４の上面に配置される。

給紙カセット５は、画像形成部９に用紙Ｐを供給する。給紙カセット５には、複数枚の用紙Ｐが積載されて収容される。給紙カセット５に収容された複数の用紙Ｐは、給紙ローラー１４によって１枚ずつ繰り出される。そして、繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラー対１５によって画像形成部９に搬送される。

複数のトナーコンテナ７の各々は、複数色（例えばＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック））のトナーの各々を収容し、収容したトナーを画像形成部９に供給する。各トナーコンテナ７は、筐体４に対して取り外し可能に装着される。以後、各色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各々のトナーを収容したトナーコンテナ７をそれぞれ、トナーコンテナ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋとも記載する。

複数のトナー残量センサー１７の各々は、複数のトナーコンテナ７の各々に対応する。各トナー残量センサー１７は、対応するトナーコンテナ７内のトナー残量を検出する。各トナー残量センサー１７は、例えば透磁率センサーであり、トナーコンテナ７内のトナーの透磁率を検出することで、トナーコンテナ７内のトナー残量を検出する。以後、各トナーコンテナ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対応する各トナー残量センサー１７をそれぞれ、トナー残量センサー１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋとも記載する。

なお、本実施形態では、各トナー残量センサー１７は、筐体４に配置されるが、対応するトナーコンテナ７に配置されてもよい。

複数のロック機構１８の各々は、複数のトナーコンテナ７の各々に対応する。各ロック機構１８は、対応するトナーコンテナを筐体４にロック解除可能にロックする。このロックによって、トナーコンテナ７は、筐体４から取り外されることが規制される。以後、各トナーコンテナ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対応する各ロック機構１８をそれぞれ、ロック機構１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋとも記載する。なお、ロック機構１８の構成については、図２を参照して後述する。

画像形成部９は、トナーを用いて、画像データが表す画像を用紙Ｐに形成する。画像形成部９は、複数の画像形成ユニット９１と、中間転写ベルト９２と、駆動ローラー９３と、従動ローラー９４と、二次転写ローラー９５と、濃度センサー９６とを備える。

複数の画像形成ユニット９１の各々は、複数のトナーコンテナ７の各々に対応する。各画像形成ユニット９１には、対応するトナーコンテナ７からトナーが供給される。各画像形成ユニット９１は、画像データに基づいて、各色のトナー像を中間転写ベルト９２の表面に形成する。各色のトナー像は、中間転写ベルト９２上で重ねられる。その結果、中間転写ベルト９２の表面には、カラーのトナー像が形成される。

各画像形成ユニット９１は、感光体ドラム９１ａと、帯電装置９１ｂと、露光装置９１ｃと、現像装置９１ｄと、一次転写ローラー９１ｆと、クリーニング装置９１ｇとを備える。

感光体ドラム９１ａは、その表面に感光層を有する。帯電装置９１ｂは、感光体ドラム９１ａの表面を所定電位に均一に帯電させる。露光装置９１ｃは、帯電された感光体ドラム９１ａの表面にレーザー光を照射する。この結果、感光体ドラム９１ａの表面に、画像データが表す画像に対応する静電潜像が形成される。現像装置９１ｄは、トナーを用いて、感光体ドラム９１ａの表面の静電潜像をトナー像として現像する。

一次転写ローラー９１ｆは、感光体ドラム９１ａの表面のトナー像を中間転写ベルト９２の表面に転写する。一次転写ローラー９１ｆは、中間転写ベルト９２を介して感光体ドラム９１ａと圧接する。この圧接による圧接領域は、一次転写ニップ領域を形成する。一次転写ローラー９１ｆの表面には、一次転写電圧が印加される。その結果、感光体ドラム９１ａの表面のトナー像は、一次転写ニップ領域を通過したときに、一次転写ローラー９１ｆの静電引力によって中間転写ベルト９２に転写される。クリーニング装置９１ｇは、転写後の感光体ドラム９１ａの表面の残留トナーを除去する。

中間転写ベルト９２は、その表面のカラートナー像を、二次転写ローラー９５に搬送する。中間転写ベルト９２は、無端ベルトであり、駆動ローラー９３と従動ローラー９４とによって張架されて支持される。中間転写ベルト９２は、駆動ローラー９３の回転駆動によって周回移動される。この結果、中間転写ベルト９２の表面のトナー像は、二次転写ローラー９５に搬送される。

二次転写ローラー９５は、中間転写ベルト９２の表面のトナー像を用紙Ｐに転写する。二次転写ローラー９５は、中間転写ベルト９２を介して駆動ローラー９３と圧接する。この圧接による圧接領域は、二次転写ニップ領域を形成する。二次転写ローラー９５には、二次転写電圧が印加される。この結果、中間転写ベルト９２の表面のトナー像が、用紙Ｐと共に、二次転写ニップ領域を通過すると、二次転写ローラー９５の静電引力によって、トナー像が用紙Ｐに転写される。

濃度センサー９６は、各画像形成ユニット９１よりも下流側において中間転写ベルト９２に対向して配置されており、中間転写ベルト９２に形成されたトナー像の濃度を測定する。なお、濃度センサー９６は、感光体ドラム９１ａ上のトナー像の濃度を測定するものでもよく、また、用紙Ｐ上に定着されたトナー像の濃度を測定するものでもよい。

定着部１１は、用紙Ｐを加熱及び加圧することで、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させる。この結果、用紙Ｐに画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、排紙ローラー対１６によって排紙トレイ１３に排出される。

操作パネル１９には、画像形成装置１を操作するための各種の操作が入力される。各種の操作には、ロック解除操作が含まれる。ロック解除操作は、各トナーコンテナ７に対する各ロック機構１８のロックを解除するための操作である。

操作パネル１９は、例えばタッチパネルであり、表示部１９ａと、操作入力部１９ｂとを備える。

表示部１９ａは、例えば液晶表示装置であり、操作入力画面を表示する。操作入力画面は、各種の操作を入力するための画面である。操作入力部１９ｂは、例えばタッチセンサーであり、表示部１９ａに対するタッチ位置を検出する。タッチ位置は、使用者が、表示部１９ａの画面をタッチ操作した位置である。従って、使用者は、表示部１９ａに表示された操作入力画面に対してタッチ操作することで、操作入力が可能である。

制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサー２００と、半導体メモリー及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶部３００とを備える。記憶部３００は、制御プログラムを記憶している。プロセッサー２００は、制御プログラムを実行することによって、画像形成装置１の各部（複数のトナーコンテナ７、画像形成部９、定着部１１、給紙ローラー１４、搬送ローラー対１５、排紙ローラー対１６、ロック機構１８及び操作パネル１９）を制御する。なお、制御部２０の構成については、図３を参照して後述する。

例えば、制御部２０は、複数のトナー残量センサー１７の各々が検出したトナー残量に基づいて、ロック機構１８を制御する。具体的には、制御部２０は、複数のトナー残量センサー１７の各々が検出したトナー残量が閾値以上であるか否かを判定する。制御部２０は、検出したトナー残量が閾値（エンプティ）以上である場合は、トナー残量センサー１７に対応するロック機構１８がトナーコンテナ７を筐体４にロックするように、ロック機構１８を制御する。ここで、エンプティは、閾値の一例であり、トナーコンテナ７が空の状態に相当する値である。

他方、制御部２０は、複数のトナー残量センサー１７の各々が検出したトナー残量がエンプティ未満である場合は、操作パネル１９に入力されたロック解除操作に応じて、トナー残量センサー１７に対応するロック機構１８のロックが解除されるように、ロック機構１８を制御する。

従って、トナーコンテナ７内のトナー残量がエンプティ未満のトナー残量である場合は、操作パネル１９にロック解除操作を入力することで、トナーコンテナ７に対するロック機構１８のロックを解除することができる。この結果、必要に応じて、トナーコンテナ７を新規のトナーコンテナに交換することができる。

以上のように、画像形成装置１によれば、トナーが沢山残っているトナーコンテナ７の交換を規制しつつ、トナーコンテナ内のトナー残量がエンプティ未満のトナー残量であるときは、必要に応じてトナーコンテナ７を交換することが可能である。

次に、図１及び図２を参照して、ロック機構１８の構成について説明する。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。

筐体４は、収容凹部４２を備える。収容凹部４２は、トナーコンテナ７を収容する空間を有する。収容凹部４２は、筐体４の側面４４に設けられる。収容凹部４２は、開口４３を有する。開口４３は、収容凹部４２の開放面であり、トナーコンテナ７を出し入れするための開口である。開口４３は、側面４４に設けられる。開口４３から収容凹部４２内にトナーコンテナ７が収容される。この結果、筐体４にトナーコンテナ７が装着される。

ロック機構１８は、ロックカバー１８１と、駆動部１８２とを備える。

ロックカバー１８１は、収容凹部４２の開口４３を開閉する。ロックカバー１８１は、例えば矩形の平板状である。ロックカバー１８１は、回動軸線Ｌを中心に回動可能に筐体４に支持される。回動軸線Ｌは、例えば、ロックカバー１８１の主面１８１ａの下端側に位置し、且つ主面１８１ａの左右方向（即ち図２の紙面垂直方向）に沿って伸びている。また、回動軸線Ｌは、例えば、開口４３よりも下側に位置する。

駆動部１８２は、ロックカバー１８１を回動軸線Ｌを中心に回動させる。駆動部１８２は、例えば、収容凹部４２の下側に配置される。駆動部１８２は、駆動棒１８２ａを有する。駆動棒１８２ａの先端は、ロックカバー１８１の連結点Ｐｏに連結される。連結点Ｐｏは、ロックカバー１８１において、回動軸線Ｌよりも下側に位置する。

駆動部１８２は、駆動棒１８２ａを駆動部１８２から押し出すことで、ロックカバー１８１を閉方向に回動させる。この結果、ロックカバー１８１が開口３２を閉じることで、収容凹部４２内のトナーコンテナ７が筐体４にロックされる。また、駆動部１８２は、駆動棒１８２ａを駆動部１８２内に引き込むことで、ロックカバー１８１を開方向に回動させる。この結果、ロックカバー１８１が開口３２を開くことで、収容凹部４２内のトナーコンテナ７に対してロックが解除される。このように、トナーコンテナ７に対するロックは、ロックカバー１８１の開閉と連動する。

次に、図３を参照して、制御部２０の構成について説明する。図３は、制御部２０の構成図である。

制御部２０は、判定部２０１と、表示制御部２０２と、ロック制御部２０３とを備える。

判定部２０１は、複数のトナー残量センサー１７の各々に対し、トナー残量センサー１７が検出したトナー残量がエンプティ以上であるか否かを判定する。

表示制御部２０２は、表示部１９ａの表示を制御する。表示制御部２０２は、トナー残量センサー１７が検出したトナー残量がエンプティ未満であると判定部２０１が判定した場合は、ロック解除用の操作入力画面を表示部１９ａに表示する。ロック解除用の操作入力画面は、トナー残量センサー１７に対応するロック機構１８のロックを解除するロック解除操作を入力するための画面である。

従って、トナーコンテナ７が空である場合は、ロック解除用の操作入力画面に対してロック解除操作を入力することで、トナーコンテナ７に対するロック機構１８のロックを解除することが可能である。

他方、表示制御部２０２は、トナー残量センサー１７が検出したトナー残量がエンプティ以上であると判定部２０１が判定した場合は、ロック解除用の操作入力画面を表示部１９ａに表示しない。ロック解除用の操作入力画面は、トナー残量センサー１７に対応するロック機構１８のロックを解除するためのロック解除操作を入力するための画面である。

従って、トナーコンテナ７内のトナー残量が空ではない場合は、トナーコンテナ７に対するロック機構１８のロックを解除するための操作入力画面が表示されないため、トナーコンテナ７に対するロック機構１８のロックを解除することができない。

ロック制御部２０３は、複数のロック機構１８を制御する。詳しくは、ロック制御部２０３は、トナー残量センサー１７が検出したトナー残量がエンプティ以上であると判定部２０１が判定した場合は、トナー残量センサー１７に対応するロック機構１８がトナーコンテナ７を筐体４にロックするように、ロック機構１８を制御する。

また、ロック制御部２０３は、表示部１９ａに表示されたロック解除用の操作入力画面にロック解除操作が入力されたときは、ロック機構１８のロックが解除されるように、ロック機構１８を制御する。従って、対応するトナーコンテナ７を新品のトナーコンテナに交換することが可能になる。

他方、ロック制御部２０３は、ロック解除用の操作入力画面にロック解除操作が入力されないときは、ロック機構１８がトナーコンテナ７をロックするように、ロック機構１８を制御する。従って、ロック解除操作が入力されないロック機構１８に対応するトナーコンテナ７は、ロックされたままであるため、新品のトナーコンテナに交換することはできない。

ロックが解除されたトナーコンテナ７が筐体４から取り外され、新品のトナーコンテナ７が筐体４に装着されると、トナー残量センサー１７は、新品のトナーコンテナ７内のトナー残量を検出する。判定部２０１は、トナー残量センサー１７が検出したトナー残量がエンプティ以上であるか否かを判定する。

また、トナーコンテナ７が筐体４に装着されてから、ロック機構１８がトナーコンテナ７を筐体４にロックするまでの間に、画像形成装置１の校正（キャリブレーション）が行われ、キャリブレーション結果に応じて、トナーコンテナ７を筐体４にロックするか否かが判定される。

具体的には、制御部２０は、トナーコンテナ７の筐体４への装着直後に画像形成装置１のキャリブレーションを行う。例えば、キャリブレーションにおいて、制御部２０は、所定の電圧が現像装置９１ｄに印加されるように制御する。所定の電圧が印加された現像装置９１ｄは、トナー像を現像する。濃度センサー９６は、現像装置９１ｄによって現像されたトナー像の濃度を測定する。

制御部２０は、濃度センサー９６によって測定されたトナー像の濃度を取得し、トナー像の濃度が所定の濃度以上である場合、キャリブレーション結果が正常であると判定する。一方、制御部２０は、トナー像の濃度が所定の濃度未満である場合、キャリブレーション結果が異常であると判定する。

ロック制御部２０３は、制御部２０によるキャリブレーションのキャリブレーション結果を取得する。ロック制御部２０３は、キャリブレーション結果が正常である場合、トナーコンテナ７が筐体４にロックされるようにロック機構１８を制御する。

一方、ロック制御部２０３は、キャリブレーション結果が異常である場合、トナーコンテナ７が筐体４にロックされないようにロック機構１８を制御する。

このように、トナーコンテナ７が筐体４にロックされる前にキャリブレーションを行うことで、例えば、内部のトナーの帯電性が低下していたり、品質が劣化して、用紙Ｐに形成された画像の濃度が薄くなる等、画像形成には適さない状態の新品のトナーコンテナ７が筐体４に装着され、判定部２０１がトナーコンテナ７のトナー残量をエンプティ以上であると検出してトナーコンテナ７が筐体４にロックされ、トナー残量がエンプティ未満になるまで、ロックが解除されずに画像形成に適さないトナーコンテナ７が使用されることを未然に防ぐ。

次に、図４を参照して、本実施形態に係るトナーコンテナロック方法について説明する。図４は、本実施形態に係るトナーコンテナロック方法を示すフローチャートである。

トナーコンテナ７が筐体４に装着されると（ステップＳ１１）、制御部２０は、画像形成装置１のキャリブレーションを行う（ステップＳ１２）。

ロック制御部２０３は、制御部２０によるキャリブレーションのキャリブレーション結果に応じて、トナーコンテナ７を筐体４にロックするか否かを判定される（ステップＳ１３）。

キャリブレーション結果が正常である場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、判定部２０１がトナー残量センサー１７によって検出されたトナー残量がエンプティ以上であると判定すると、ロック制御部２０３は、トナーコンテナ７が筐体４にロックされるようにロック機構１８を制御する（ステップＳ１４）。

一方、キャリブレーション結果が異常である場合（ステップＳ１３でＮｏ）、ロック制御部２０３は、トナーコンテナ７が筐体４にロックされないようにロック機構１８を制御する（ステップＳ１５）。画像形成装置１において、新たなトナーコンテナ７が筐体４に装着される（ステップＳ１１）。

本実施形態において、濃度センサー９６によって測定されたトナー像の濃度をキャリブレーション結果として用いる構成としたが、トナー像の濃度以外の要素をキャリブレーション結果として用いる構成であってもよい。

以上、図面（図１～図４）を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

１ ：画像形成装置
４ ：筐体
７、７Ｃ、７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ ：トナーコンテナ
１７、１７Ｃ、１７Ｋ、１７Ｍ、１７Ｙ ：トナー残量センサー
１８、１８Ｃ、１８Ｋ、１８Ｍ、１８Ｙ ：ロック機構
２０ ：制御部
９６ ：濃度センサー
２０３ ：ロック制御部

Claims (3)

1. 装置本体と、
   前記装置本体に対して取り外し可能に装着されたトナーコンテナと、
   前記トナーコンテナを前記装置本体にロックすることで、前記装置本体から前記トナーコンテナが取り外されることを規制するロック機構と、
   前記ロック機構を制御するロック制御部と、
   前記トナーコンテナの前記装置本体への装着直後に前記装置本体の校正を行う校正部と
   を備え、
   前記ロック制御部は、前記校正部による前記校正の結果が正常である場合、前記トナーコンテナが前記装置本体にロックされるように前記ロック機構を制御する、画像形成装置。
2. 画像形成装置は、前記装置本体において形成されたトナー像の濃度を測定する濃度センサーを更に備え、
   前記校正部は、前記濃度センサーによって測定された前記濃度に基づいて、前記装置本体が正常であるか異常であるかを前記校正の結果として判定する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記校正部は、前記濃度センサーによって測定された前記濃度が閾値以上である場合、前記装置本体が正常であると判定する、請求項２に記載の画像形成装置。

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