JP2022191022A - トナー残量検出装置及び画像形成装置 - Google Patents
トナー残量検出装置及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022191022A JP2022191022A JP2021099626A JP2021099626A JP2022191022A JP 2022191022 A JP2022191022 A JP 2022191022A JP 2021099626 A JP2021099626 A JP 2021099626A JP 2021099626 A JP2021099626 A JP 2021099626A JP 2022191022 A JP2022191022 A JP 2022191022A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- electrode pair
- remaining amount
- bottle body
- bottle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
- G03G15/0848—Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
- G03G15/0856—Detection or control means for the developer level
- G03G15/086—Detection or control means for the developer level the level being measured by electro-magnetic means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/55—Self-diagnostics; Malfunction or lifetime display
- G03G15/553—Monitoring or warning means for exhaustion or lifetime end of consumables, e.g. indication of insufficient copy sheet quantity for a job
- G03G15/556—Monitoring or warning means for exhaustion or lifetime end of consumables, e.g. indication of insufficient copy sheet quantity for a job for toner consumption, e.g. pixel counting, toner coverage detection or toner density measurement
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
- G03G15/0865—Arrangements for supplying new developer
- G03G15/0867—Arrangements for supplying new developer cylindrical developer cartridges, e.g. toner bottles for the developer replenishing opening
- G03G15/087—Developer cartridges having a longitudinal rotational axis, around which at least one part is rotated when mounting or using the cartridge
- G03G15/0872—Developer cartridges having a longitudinal rotational axis, around which at least one part is rotated when mounting or using the cartridge the developer cartridges being generally horizontally mounted parallel to its longitudinal rotational axis
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/06—Developing structures, details
- G03G2215/066—Toner cartridge or other attachable and detachable container for supplying developer material to replace the used material
- G03G2215/0663—Toner cartridge or other attachable and detachable container for supplying developer material to replace the used material having a longitudinal rotational axis, around which at least one part is rotated when mounting or using the cartridge
- G03G2215/0665—Generally horizontally mounting of said toner cartridge parallel to its longitudinal rotational axis
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/08—Details of powder developing device not concerning the development directly
- G03G2215/0888—Arrangements for detecting toner level or concentration in the developing device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】ニアエンド時におけるトナー残量の検出精度の低下を抑制することが可能なトナー残量検出装置を提供する。【解決手段】トナー残量検出装置は、トナーを収容する筒形状のボトル本体（１３１）、及びボトル本体の軸方向の一端に取り付けられてボトル本体に収容されたトナーを排出するキャップ（１３２）を有するトナーボトル（１３０）を収容するトナー収容部と、トナー収容部に収容されたトナーボトル内のトナーの残量を検出するコントローラとを備え、トナー収容部は、ボトル本体を挟んで対面する第１電極対（１４５、１４６）と、第１電極対よりキャップに近い位置において、ボトル本体を挟んで対面する第２電極対（１４７、１４８）とを有し、コントローラは、第１電極対の間の静電容量値及び第２電極対の間の静電容量値の少なくとも一方に基づいて、ボトル本体に収容されたトナーの残量を検出する。【選択図】図４
Description
本発明は、トナー残量検出装置及び画像形成装置に関する。
画像形成装置の画像形成方式の１つとして、トナーボトルに収容されたトナーで感光体ドラムの表面に画像を現像し、感光体ドラム上に現像された画像を媒体に転写する電子写真方式が従来より知られている。
電子写真方式の画像形成装置において、トナーボトルを挟むように一対の電極を設け、トナーボトル内のトナー残量を電極間の静電容量値の変化として検出し、ボトル内のトナー残量を検出する技術がある（例えば、特許文献１～４を参照）。
しかしながら、特許文献１～４に記載の一対の電極は、トナーボトルの軸方向の全域に対面している。そのため、トナーボトル内のトナー残量が少ないとき（以下、「ニアエンド時」と表記する。）に、空気層の静電容量値の割合が相対的に大きくなって、トナー残量の検出精度が低下するという課題がある。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ニアエンド時におけるトナー残量の検出精度の低下を抑制することが可能なトナー残量検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、トナーを収容する筒形状のボトル本体、及び前記ボトル本体の軸方向の一端に取り付けられて前記ボトル本体に収容されたトナーを排出するキャップを有するトナーボトルを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部に収容された前記トナーボトル内のトナーの残量を検出するコントローラとを備えるトナー残量検出装置であって、前記トナー収容部は、前記ボトル本体を挟んで対面する第１電極対と、前記第１電極対より前記キャップに近い位置において、前記ボトル本体を挟んで対面する第２電極対とを有し、前記コントローラは、前記第１電極対の間の静電容量値及び前記第２電極対の間の静電容量値の少なくとも一方に基づいて、前記ボトル本体に収容されたトナーの残量を検出することを特徴とする。
本発明によれば、ニアエンド時におけるトナー残量の検出精度の低下を抑制することが可能なトナー残量検出装置を得ることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、画像形成装置１００の内部構成を示す概略図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、給紙トレイ１０１と、排紙トレイ１０２と、搬送部１１０と、画像形成部１２０とを主に備える。給紙トレイ１０１には、画像が形成される前の複数の用紙Ｍが積層された状態で収容される。排紙トレイ１０２には、画像が形成された用紙Ｍが収容される。
用紙Ｍは、搬送部１１０によって搬送され、画像形成部１２０によって画像が形成される媒体の一例である。用紙Ｍは、例えば、予め所定の大きさ（例えば、Ａ４、Ｂ５など）にカットされたカット紙でもよいし、長尺帯状の連帳紙でもよい。また、用紙Ｍは、紙に限定されず、ＯＨＰシートなどであってもよい。また、画像形成装置１００の内部には、用紙Ｍが搬送される空間である搬送路１０５が形成されている。搬送路１０５は、給紙トレイ１０１から画像形成部１２０を経て排紙トレイ１０２に至る経路である。
搬送部１１０は、搬送路１０５に沿って用紙Ｍを搬送する。具体的には、搬送部１１０は、給紙トレイ１０１に収容された用紙Ｍを、搬送路１０５に沿って画像形成部１２０の位置まで搬送する。また、搬送部１１０は、画像形成部１２０によって表面に画像が形成された用紙Ｍを、搬送路１０５に沿って排紙トレイ１０２に排出する。
搬送部１１０は、複数の搬送ローラ１１１、１１２を含む。搬送ローラ１１１、１１２は、例えば、モータの駆動力が伝達されて回転する駆動ローラと、駆動ローラに当接して従動する従動ローラとで構成される。そして、駆動ローラ及び従動ローラで用紙Ｍを挟持して回転することによって、搬送路１０５に沿って用紙Ｍが搬送される。
搬送ローラ１１１は、画像形成部１２０より搬送方向の上流側に配置されている。搬送ローラ１１２は、画像形成部１２０搬送方向の下流に配置されている。但し、搬送ローラの設置位置は、図１の２箇所に限定されない。
画像形成部１２０は、搬送ローラ１１１、１１２の間において、搬送路１０５に対面して配置されている。画像形成部１２０は、搬送部１１０によって搬送された用紙Ｍの表面に画像を形成する。実施形態に係る画像形成部１２０は、搬送路１０５に沿って搬送される用紙Ｍに、電子写真方式で画像を形成する。
より詳細には、画像形成部１２０は、無端状移動手段である転写ベルト１２２に沿って各色の感光体ドラム１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃ、１２１Ｋ（以下、これらを総称して、「感光体ドラム１２１」と表記する。）が並べられた構成を備える。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙される用紙Ｍに転写するための中間転写画像が形成される転写ベルト１２２に沿って、この転写ベルト１２２の搬送方向の上流側から順に、複数の感光体ドラム１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃ、１２１Ｋが配列されている。
感光体ドラム１２１には、後述するトナーボトル１３０に収容されたトナーが供給される。そして、各色の感光体ドラム１２１の表面にトナーにより現像された各色の画像が、転写ベルト１２２に重ね合わせられて転写されることにより、フルカラーの画像が形成される。そして、転写ベルト１２２上に形成されたフルカラー画像は、搬送路１０５と最も接近する位置において、転写ローラ１２３で用紙Ｍに転写される。
さらに、画像形成部１２０は、転写ローラ１２３より搬送方向の下流側に配置された定着ローラ１２４を含む。定着ローラ１２４は、モータによって駆動される駆動ローラと、駆動ローラに当接して従動する従動ローラとを含む。そして、駆動ローラ及び従動ローラが用紙Ｍを挟持して回転する過程において、用紙Ｍを加熱したり押圧することによって、転写ローラ１２３によって転写された画像が用紙Ｍに定着する。
図２は、画像形成装置１００の外観斜視図である。図２に示すように、画像形成装置１００の正面には、開閉可能なカバー１０３が取り付けられている。そして、カバー１０３を開放すると、トナーボトル１３０を収容するトナー収容部１４０が露出する。なお、図２ではトナー収容部１４０を１つだけ図示しているが、画像形成装置１００は、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーボトル１３０それぞれを収容する４つのトナー収容部を備える。
次に、図３及び図４を参照して、トナーボトル１３０及びトナー収容部１４０について詳述する。図３は、トナーボトル１３０を収容したトナー収容部１４０の模式図である。図４は、トナーボトル１３０及び４つの電極１４５、１４６、１４７、１４８の配置を示す図である。
図３に示すように、トナーボトル１３０は、トナーを収容する円筒形状（筒形状）のボトル本体１３１と、ボトル本体１３１の先端（軸方向の一端）に取り付けられるキャップ１３２と、ボトル本体１３１の外周面に固定されたギヤ１３３とを主に備える。また、ボトル本体１３１は、キャップ１３２に対して相対回転可能に構成されている。また、ボトル本体１３１には、内周面から内側に突出し且つ螺旋状に延びる螺旋状突起１３４が形成されている。さらに、キャップ１３２には、ボトル本体１３１に収容されたトナーを排出する排出口が形成されている。
また、トナー収容部１４０は、トナーボトル１３０を支持する２つのガイド部１４１と、キャップ１３２に接続されてトナーボトル１３０内のトナーを画像形成部１２０に供給するホッパ１４２と、ギヤ１３３に噛合する駆動ギヤ１４３と、駆動ギヤ１４３を駆動する駆動モータ１４４とを主に備える。
トナーボトル１３０がトナー収容部１４０に収容されると、ボトル本体１３１がガイド部１４１に支持され、キャップ１３２の排出口がホッパ１４２に接続され、ギヤ１３３と駆動ギヤ１４３とが噛合する。そして、画像形成部１２０が画像を形成するとき、駆動モータ１４４が駆動する。
これにより、噛合した駆動ギヤ１４３及びギヤ１３３を通じて駆動モータ１４４の回転駆動力がボトル本体１３１に伝達され、ボトル本体１３１がキャップ１３２に対して回転する。その結果、ボトル本体１３１内のトナーは、螺旋状突起１３４に沿ってキャップ１３２に向けて移動し、キャップ１３２の排出口及びホッパ１４２を通じて画像形成部１２０に供給される。すなわち、ボトル本体１３１内のトナーは、画像形成部１２０で消費されることによって、徐々に減少する。
図４に示すように、トナー収容部１４０は、４つの電極１４５、１４６、１４７、１４８を備える。４つの電極１４５～１４８は、導電体（例えば、鉄）の板材で形成されている。４つの電極１４５～１４８は、ボトル本体１３１の側面に所定の間隔を隔てて対面している。また、４つの電極１４５～１４８は、ボトル本体１３１の軸方向に沿って延設されている。さらに、ボトル本体１３１の軸方向において、４つの電極１４５～１４８の長さは、同一に設定されている。
一対の電極１４５、１４６（以下、「第１電極対１４５、１４６」と表記することがある。）は、ボトル本体１３１を挟んで互いに対面している。本実施形態において、電極１４５はボトル本体１３１の上方に配置され、電極１４６はボトル本体１３１の下方に配置されている。また、ボトル本体１３１の軸方向において、一対の電極１４５、１４６は、一対の電極１４７、１４８よりキャップ１３２から離れた位置に配置されている。
一対の電極１４７、１４８（以下、「第２電極対１４７、１４８」と表記することがある。）は、ボトル本体１３１を挟んで互いに対面している。本実施形態において、電極１４７はボトル本体１３１の上方に配置され、電極１４８はボトル本体１３１の下方に配置されている。また、ボトル本体１３１の軸方向において、一対の電極１４７、１４８は、一対の電極１４５、１４６よりキャップ１３２に近い位置に配置されている。
図５は、画像形成装置１００（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral/Product/Printer）のハードウェア構成図である。図５に示されているように、画像形成装置１００は、コントローラ２１０、近距離通信部２２０、エンジン制御部２３０、操作パネル２４０、ネットワークＩ／Ｆ２５０を備えている。
これらのうち、コントローラ２１０は、コンピュータの主要部であるＣＰＵ２０１、システムメモリ（ＭＥＭ－Ｐ）２０２、ノースブリッジ（ＮＢ）２０３、サウスブリッジ（ＳＢ）２０４、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)２０６、記憶部であるローカルメモリ（ＭＥＭ－Ｃ）２０７、ＨＤＤコントローラ２０８、及び、記憶部であるＨＤ２０９を有し、ＮＢ２０３とＡＳＩＣ２０６との間をＡＧＰ(Accelerated Graphics Port)バス２２１で接続した構成となっている。
これらのうち、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置１００の全体制御を行う制御部である。ＮＢ２０３は、ＣＰＵ２０１と、ＭＥＭ－Ｐ２０２、ＳＢ２０４、及びＡＧＰバス２２１とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ－Ｐ２０２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)マスタ及びＡＧＰターゲットとを有する。
ＭＥＭ－Ｐ２０２は、コントローラ２１０の各機能を実現させるプログラムやデータの格納用メモリであるＲＯＭ２０２ａ、プログラムやデータの展開、及びメモリ印刷時の描画用メモリなどとして用いるＲＡＭ２０２ｂとからなる。なお、ＲＡＭ２０２ｂに記憶されているプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
ＳＢ２０４は、ＮＢ２０３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。ＡＳＩＣ２０６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ(Integrated Circuit)であり、ＡＧＰバス２２１、ＰＣＩバス２２２、ＨＤＤコントローラ２０８およびＭＥＭ－Ｃ２０７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ２０６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタ、ＡＳＩＣ２０６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）、ＭＥＭ－Ｃ２０７を制御するメモリコントローラ、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などを行う複数のＤＭＡＣ(Direct Memory Access Controller)、並びに、エンジン制御部２３０との間でＰＣＩバス２２２を介したデータ転送を行うＰＣＩユニットとからなる。なお、ＡＳＩＣ２０６には、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)のインターフェースや、ＩＥＥＥ１３９４(Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394)のインターフェースを接続するようにしてもよい。
ＭＥＭ－Ｃ２０７は、コピー用画像バッファ及び符号バッファとして用いるローカルメモリである。ＨＤ２０９は、画像データの蓄積、印刷時に用いるフォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。ＨＤ２０９は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがってＨＤ２０９に対するデータの読出又は書込を制御する。ＡＧＰバス２２１は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレータカード用のバスインタフェースであり、ＭＥＭ－Ｐ２０２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレータカードを高速にすることができる。
また、近距離通信部２２０には、近距離通信回路２２０ａが備わっている。近距離通信回路２２０ａは、ＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信回路である。さらに、エンジン制御部２３０には、搬送部１１０、画像形成部１２０、及び４つの電極１４５～１４８が接続されている。
コントローラ２１０は、エンジン制御部２３０を介して搬送部１１０及び画像形成部１２０を制御することによって、用紙Ｍに画像を形成する。また、コントローラ２１０は、第１電極対１４５、１４６の間の静電容量値Ｃ１及び第２電極対１４７、１４８の間の静電容量値Ｃ２を計測し、計測した静電容量値Ｃ１、Ｃ２の少なくとも一方に基づいてトナーボトル１３０内のトナー残量を検出する。トナー収容部１４０、４つの電極１４５～１４８、及びコントローラ２１０は、トナー残量検出装置を構成する。
操作パネル２４０は、現在の設定値や選択画面等を表示させ、操作者からの入力を受け付けるタッチパネル等のパネル表示部２４０ａ、並びに、濃度の設定条件などの画像形成に関する条件の設定値を受け付けるテンキー及びコピー開始指示を受け付けるスタートキー等からなる操作パネル２４０ｂを備えている。
ネットワークＩ／Ｆ２５０は、通信ネットワークを利用してデータ通信をするためのインターフェースである。近距離通信部２２０及びネットワークＩ／Ｆ２５０は、ＰＣＩバス２２２を介して、ＡＳＩＣ２０６に電気的に接続されている。コントローラ２１０は、ネットワークＩ／Ｆ２５０を通じて、外部装置に情報を送信し、外部装置から情報を受信することができる。
図６は、コントローラ２１０の機能ブロック図である。図６に示すように、コントローラ２１０は、静電容量計測部２６１と、閾値比較部２６２と、静電容量加算部２６３と、トナー残量検出部２６４とを含む。図６に示す各機能ブロック２６１～２６４は、コントローラ２１０内のＣＰＵ２０１が、ＨＤ２０９に記憶されているプログラムをＲＡＭ２０２ｂに展開し、演算実行することで実現される機能部である。
静電容量計測部２６１は、第１電極対１４５、１４６の間の静電容量値Ｃ１と、第２電極対１４７、１４８の間の静電容量値Ｃ２とを計測する。静電容量値の計測方法は一般的な方法でよいが、本実施形態では充電法（定電圧・電流を電極間に印加し、充電到達ポイントの時間と電圧・電流の関係から静電容量を測定する）により計測する。
閾値比較部２６２は、静電容量計測部２６１で形成された静電容量値Ｃ１、Ｃ２と、予め定められた閾値ＴＨ１、ＴＨ２とを比較する。閾値ＴＨ１は、第１電極対１４５、１４６で挟まれたボトル本体１３１の領域にトナーが収容されていない（すなわち、空気層のみ）場合の静電容量値である。閾値ＴＨ２は、第２電極対１４７、１４８で挟まれたボトル本体１３１の領域にトナーが収容されていない（すなわち、空気層のみ）場合の静電容量値である。ボトル本体１３１の軸方向において、第１電極対１４５、１４６及び第２電極対１４７、１４８の長さが同一の場合、閾値ＴＨ１、ＴＨ２は同一値に設定される。
静電容量加算部２６３は、静電容量計測部２６１によって計測された静電容量値Ｃ１、Ｃ２のうち、対応する閾値ＴＨ１、ＴＨ２以上の静電容量値のみを加算して、対象静電容量値Ｃを算出する。すなわち、対象静電容量値Ｃは、静電容量値Ｃ１と等しい場合、静電容量値Ｃ２と等しい場合、静電容量値Ｃ１、Ｃ２の和に等しい場合がある。
トナー残量検出部２６４は、静電容量加算部２６３によって算出された対象静電容量値Ｃに基づいて、トナー収容部１４０に収容されたトナーボトル１３０内のトナー残量を検出する。静電容量計測部２６１で計測される静電容量値Ｃ１、Ｃ２は、電極間の誘電率により変化するため、トナーボトル１３０内のトナー（空気に対して誘電率の高い）の量が多いほど、大きな値となる。そこで、トナー残量検出部２６４は、例えば、予めＨＤ２０９（メモリ）に記憶された静電容量値とトナー残量との対応関係に基づいて、対象静電容量値Ｃに対応するトナー残量を、現在のトナー残量として検出する。
そして、トナー残量検出部２６４は、検出したトナー残量をパネル表示部２４０ａに表示させる。トナー残量をパネル表示部２４０ａに表示させることは、トナー残量を出力することの一例である。但し、トナー残量を出力する具体的な方法は、前述の例に限定されず、ネットワークＩ／Ｆ２５０を通じて外部装置に送信してもよいし、トナー残量が所定の量未満の場合にスピーカから警告音を出力することでもよい。
次に、図４及び図７を参照して、トナー残量検出処理を説明する。図７は、トナー残量検出処理のフローチャートである。コントローラ２１０は、例えば、操作パネル２４０ｂを通じてオペレータの指示に従ってトナー残量検出処理を実行してもよいし、所定の時間間隔毎にトナー残量検出処理を繰り返し実行してもよい。また、コントローラ２１０は、各色のトナーボトル１３０それぞれについて、トナー残量検出処理を実行する。しかしながら、色毎の処理は共通するので、１色の処理について説明する。
まず、コントローラ２１０は、変数ｎ（＝１）及び対象静電容量値Ｃ（＝０）を初期化する（Ｓ７０１）。次に、コントローラ２１０の静電容量計測部２６１は、ｎ＝１のときのステップＳ７０２において、第１電極対１４５、１４６の間の静電容量値Ｃ１を計測する（Ｓ７０２）。
次に、コントローラ２１０の閾値比較部２６２は、ステップＳ７０２で算出された静電容量値Ｃ１と、対応する閾値ＴＨ１とを比較する（Ｓ７０３）。そして、静電容量値Ｃ１が閾値ＴＨ１以上の場合（Ｓ７０３：Ｙｅｓ）、コントローラ２１０の静電容量加算部２６３は、対象静電容量値Ｃに静電容量値Ｃ１を加算する（Ｓ７０４）。一方、静電容量値Ｃ１が閾値ＴＨ１未満の場合（Ｓ７０３：Ｎｏ）、ステップＳ７０４の処理は省略される。
次に、コントローラ２１０は、トナー収容部１４０が備える全ての電極対について、ステップＳ７０２～Ｓ７０４の処理を実行したか否かを判定する（Ｓ７０５）。そして、コントローラ２１０は、ステップＳ７０２～Ｓ７０４の処理を実行していない電極対があると判定した場合に（Ｓ７０５：Ｎｏ）、変数ｎに１を加算して（Ｓ７０６）、ステップＳ７０２～Ｓ７０４の処理を実行する。すなわち、コントローラ２１０は、トナー収容部１４０が備える全ての電極対について、ステップＳ７０２～Ｓ７０４の処理を実行する。
図４（Ａ）に示すように、ボトル本体１３１の内部空間のうち、第１電極対１４５、１４６に挟まれた領域、及び第２電極対１４７、１４８に挟まれた領域の両方にトナーが存在している場合、対象静電容量値Ｃは静電容量値Ｃ１、Ｃ２の和に一致する。一方、図４（Ｂ）に示すように、第１電極対１４５、１４６に挟まれた領域にトナーが存在せず、第２電極対１４７、１４８に挟まれた領域にトナーが存在する状態になる（すなわち、ニアエンド時）と、対象静電容量値Ｃは静電容量値Ｃ２に一致する。なお、図４では、トナーをドットハッチングで示している。
すなわち、コントローラ２１０は、第１電極対１４５、１４６の間の静電容量値Ｃ１が閾値ＴＨ１未満の場合に、第２電極対１４７、１４８の間の静電容量値Ｃ２に基づいて、トナーの残量を検出する。一方、コントローラ２１０は、第１電極対１４５、１４６の間の静電容量値Ｃ１が閾値ＴＨ１以上の場合に、第１電極対１４５、１４６の間の静電容量値Ｃ１と、第２電極対１４７、１４８の間の静電容量値Ｃ２との和に基づいて、トナーの残量を検出する。
次に、トナー収容部１４０が備える全ての電極対に対するステップＳ７０２～Ｓ７０４の処理が終了すると（Ｓ７０５：Ｙｅｓ）、コントローラ２１０のトナー残量検出部２６４は、対象静電容量値Ｃに基づいてトナーボトル１３０内のトナー残量を検出する（Ｓ７０７）。そして、コントローラ２１０は、ステップＳ７０７で検出したトナー残量をパネル表示部２４０ａに表示する（Ｓ７０８）。
上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。
上記の実施形態によれば、図４（Ｂ）に示すニアエンド時において、第２電極対１４７、１４８の間の静電容量値Ｃ２に基づいてトナー残量を検出する。このように、空気層のみを挟んだ第１電極対１４５、１４６の間の静電容量値Ｃ１を用いずにトナー残量を検出することによって、Ｓ／Ｎ比が向上する。その結果、ニアエンド時におけるトナー残量の検出精度の低下を抑制することができる。
また、上記の実施形態によれば、ボトル本体１３１の軸方向において、電極１４５～１４８の長さを同一にすることによって、構成部品を共通化できるので、製造コストを抑制することができる。また、電気力線密度のばらつきが少なくなる。但し、電極１４５～１４８の長さは異なっていてもよい。図８は、変形例に係る電極１４５～１４８の構成を示す図である。
図８（Ａ）に示すように、ボトル本体１３１の軸方向において、第２電極対を構成する一対の電極１４７、１４８の長さを、第１電極対を構成する一対の電極１４５、１４６の長さより長くしてもよい。トナーボトル１３０の交換時期が近づいたときに、トナー残量の検出精度が高いのが望ましい。そのため、第１電極対１４５、１４６及び第２電極対１４７、１４８の長さを変える場合は、第２電極対１４７、１４８を短くするのが望ましい。この場合、閾値ＴＨ１、ＴＨ２は異なる値（ＴＨ１＞ＴＨ２）となる。
トナー残量５０ｇ時において、トナー部角度θ＝２０°になるように分布することが分かっている。そこで、一般的なトナーボトルの形状（例えば、長さ４０ｃｍ／直径７ｃｍ）の場合、ニアエンド時のトナー分布は排出口からトナーボトル回転軸方向に１０ｃｍまでの範囲となる。したがって、電極１４５、１４６の長さを３０ｃｍ、電極１４７、１４８の長さを１０ｃｍとすることで、ニアエンド時におけるトナー残量の検出精度を向上させることができる。
また、図８（Ｂ）に示すように、第１電極対を構成する一方の電極１４６と、第２電極対を構成する一方の電極１４８とを、互いに接続（共通化）してもよい。これにより、画像形成装置１００の部品点数を削減することができる。なお、図８の例では、下側の電極１４６、１４８を接続（共通化）した例を説明したが、上側の電極１４５、１４７を接続（共通化）してもよい。
なお、図４及び図８では、電極対の数を２つとしたが、トナー収容部１４０が備える電極対の数は、３つ以上であってもよい。また、図４及び図８の例では、電極対を構成する一対の電極を上下方向に対向配置した例を説明したが、一対の電極の配置は前述の例に限定されず、左右方向に対向配置してもよい。さらに、図８（Ｂ）において、電極１４５を省略してもよい。
上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC（Application Specific Integrated Circuit）、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
１００ ：画像形成装置
１０１ ：給紙トレイ
１０２ ：排紙トレイ
１０３ ：カバー
１０５ ：搬送路
１１０ ：搬送部
１１１，１１２ ：搬送ローラ
１２０ ：画像形成部
１２１Ｃ，１２１Ｋ，１２１Ｍ，１２１Ｙ ：感光体ドラム
１２２ ：転写ベルト
１２３ ：転写ローラ
１２４ ：定着ローラ
１３０ ：トナーボトル
１３１ ：ボトル本体
１３２ ：キャップ
１３３ ：ギヤ
１３４ ：螺旋状突起
１４０ ：トナー収容部
１４１ ：ガイド部
１４２ ：ホッパ
１４３ ：駆動ギヤ
１４４ ：駆動モータ
１４５，１４６，１４７，１４８ ：電極
２０１ ：ＣＰＵ
２０２ａ ：ＲＯＭ
２０２ｂ ：ＲＡＭ
２０６ ：ＡＳＩＣ
２０８ ：ＨＤＤコントローラ
２０９ ：ＨＤ
２１０ ：コントローラ
２２０ ：近距離通信部
２２０ａ ：近距離通信回路
２２１ ：ＡＧＰバス
２２２ ：ＰＣＩバス
２３０ ：エンジン制御部
２４０ ：操作パネル
２４０ａ ：パネル表示部
２４０ｂ ：操作パネル
２５０ ：ネットワークＩ／Ｆ
２６１ ：静電容量計測部
２６２ ：閾値比較部
２６３ ：静電容量加算部
２６４ ：トナー残量検出部
１０１ ：給紙トレイ
１０２ ：排紙トレイ
１０３ ：カバー
１０５ ：搬送路
１１０ ：搬送部
１１１，１１２ ：搬送ローラ
１２０ ：画像形成部
１２１Ｃ，１２１Ｋ，１２１Ｍ，１２１Ｙ ：感光体ドラム
１２２ ：転写ベルト
１２３ ：転写ローラ
１２４ ：定着ローラ
１３０ ：トナーボトル
１３１ ：ボトル本体
１３２ ：キャップ
１３３ ：ギヤ
１３４ ：螺旋状突起
１４０ ：トナー収容部
１４１ ：ガイド部
１４２ ：ホッパ
１４３ ：駆動ギヤ
１４４ ：駆動モータ
１４５，１４６，１４７，１４８ ：電極
２０１ ：ＣＰＵ
２０２ａ ：ＲＯＭ
２０２ｂ ：ＲＡＭ
２０６ ：ＡＳＩＣ
２０８ ：ＨＤＤコントローラ
２０９ ：ＨＤ
２１０ ：コントローラ
２２０ ：近距離通信部
２２０ａ ：近距離通信回路
２２１ ：ＡＧＰバス
２２２ ：ＰＣＩバス
２３０ ：エンジン制御部
２４０ ：操作パネル
２４０ａ ：パネル表示部
２４０ｂ ：操作パネル
２５０ ：ネットワークＩ／Ｆ
２６１ ：静電容量計測部
２６２ ：閾値比較部
２６３ ：静電容量加算部
２６４ ：トナー残量検出部
Claims (6)
- トナーを収容する筒形状のボトル本体、及び前記ボトル本体の軸方向の一端に取り付けられて前記ボトル本体に収容されたトナーを排出するキャップを有するトナーボトルを収容するトナー収容部と、
前記トナー収容部に収容された前記トナーボトル内のトナーの残量を検出するコントローラとを備えるトナー残量検出装置であって、
前記トナー収容部は、
前記ボトル本体を挟んで対面する第１電極対と、
前記第１電極対より前記キャップに近い位置において、前記ボトル本体を挟んで対面する第２電極対とを有し、
前記コントローラは、前記第１電極対の間の静電容量値及び前記第２電極対の間の静電容量値の少なくとも一方に基づいて、前記ボトル本体に収容されたトナーの残量を検出することを特徴とするトナー残量検出装置。 - 前記コントローラは、前記第１電極対の間の静電容量値及び前記第２電極対の静電容量値のうち、予め定められた閾値以上の静電容量値の和に基づいて、トナーの残量を検出することを特徴とする請求項１に記載のトナー残量検出装置。
- 前記ボトル本体の軸方向において、前記第１電極対の長さと、前記第２電極対の長さとは、同一であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー残量検出装置。
- 前記ボトル本体の軸方向において、前記第２電極対の長さは、前記第１電極対の長さより短いことを特徴とする請求項１または２に記載のトナー残量検出装置。
- 前記第１電極対を構成する一方の電極と、前記第２電極対を構成する一方の電極とは、互いに接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトナー残量検出装置。
- 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトナー残量検出装置と、
前記トナーボトル内のトナーを用いて媒体に画像を形成する画像形成部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021099626A JP2022191022A (ja) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | トナー残量検出装置及び画像形成装置 |
| US17/806,297 US11774878B2 (en) | 2021-06-15 | 2022-06-10 | Amount-of-remaining-toner detecting device, image forming apparatus, method for detecting amount of remaining toner, and non-transitory recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021099626A JP2022191022A (ja) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | トナー残量検出装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022191022A true JP2022191022A (ja) | 2022-12-27 |
Family
ID=84389830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021099626A Pending JP2022191022A (ja) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | トナー残量検出装置及び画像形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11774878B2 (ja) |
| JP (1) | JP2022191022A (ja) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2128676C (en) | 1993-09-08 | 1997-12-23 | John D. Sotack | Capacitive sensor |
| US5987269A (en) * | 1998-02-13 | 1999-11-16 | Hewlett-Packard Company | Toner quantity measuring technique in an electrophotographic printer |
| JP2004286792A (ja) | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Konica Minolta Holdings Inc | 画像形成装置 |
| JP6463063B2 (ja) | 2014-10-02 | 2019-01-30 | キヤノン株式会社 | 現像剤容器、カートリッジ、及び、画像形成装置 |
| JP2018066789A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | キヤノンファインテックニスカ株式会社 | 画像形成装置、及びそのトナー量の検出方法 |
| JP6922412B2 (ja) * | 2017-05-24 | 2021-08-18 | 株式会社リコー | 粉体量検知装置及び画像形成装置 |
| JP7116913B2 (ja) | 2018-07-30 | 2022-08-12 | 株式会社リコー | 粉体補給装置及び画像形成装置 |
| JP2020034780A (ja) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| JP7205361B2 (ja) | 2019-04-17 | 2023-01-17 | 株式会社リコー | トナー量検出装置、トナー量検出方法、トナー量検出プログラム |
-
2021
- 2021-06-15 JP JP2021099626A patent/JP2022191022A/ja active Pending
-
2022
- 2022-06-10 US US17/806,297 patent/US11774878B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220397853A1 (en) | 2022-12-15 |
| US11774878B2 (en) | 2023-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8532508B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method for forming an image at different image forming speeds | |
| EP2645173B1 (en) | Image forming apparatus capable of printing long sheets | |
| JP5934683B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| EP3309621B1 (en) | An image forming apparatus and a recording medium | |
| US8774660B2 (en) | Image forming apparatus capable of printing long sheets | |
| JP2022191022A (ja) | トナー残量検出装置及び画像形成装置 | |
| US10234785B2 (en) | Charging device and image forming device including the same | |
| JP2013238769A (ja) | 画像形成装置 | |
| US20140093259A1 (en) | Image Forming Apparatus | |
| JP2022136710A (ja) | トナー残量検出装置及び画像形成装置 | |
| US10895829B1 (en) | Image forming apparatus | |
| US10802425B2 (en) | Image forming apparatus | |
| US20190324394A1 (en) | Image forming apparatus, recording medium, and control method | |
| CN111447335B (zh) | 图像形成装置 | |
| US9020381B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP2012063603A (ja) | 画像形成装置および画像形成方法、並びに画像形成プログラム | |
| JP2012194409A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2023015579A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP6746878B2 (ja) | 電荷制御装置、画像形成装置及び画像形成システム | |
| JP5514757B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2013205463A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2012098473A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2008083470A (ja) | 画像形成装置、および画像形成装置のコンピュータに実行させるプログラム | |
| JP2009080402A (ja) | トナー補給装置 | |
| JP2017068239A (ja) | 画像形成装置及びプリントシートの作成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240227 |