JP4576355B2

JP4576355B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4576355B2
Application number: JP2006124634A
Authority: JP
Inventors: 豊常井上; 裕久遠藤; 伸吾坂戸; 栄司丹村
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: JP2007298585A

Description

本発明は、プリンタおよびコピー機等の画像形成装置において、現像に関与する現像装置、特に現像器に現像剤を補給する補給装置を２個以上備える画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置は、一般的に、感光体ドラムと、感光体ドラム上に現像剤を付着させることで静電潜像を現像する現像器とを備える。

現像器は、その内部に現像剤を収容できる構造となっているが、近年、現像器を小型化すると共に、現像剤を現像器に補給するホッパを設けることが提案されている。

例えば、特許文献１には、ビデオカウント＋パッチ検知方式の画像形成装置で、現像器へトナーを補給する第１ホッパと、第１ホッパにトナーを供給する第２ホッパを設けることが記載されている。また、特許文献１では、第１ホッパおよび第２ホッパに対して、各ホッパ内のトナー量を検知する第１および第２センサをそれぞれ設けている。さらに、特許文献１では、第２センサの検知結果が第２ホッパ内にトナーが有ることを示しているにも関わらず、第１センサによってトナー無しが所定回数繰り返し検知された場合、第２センサの異常検知が起こっている、すなわち、第２ホッパ内に実際にはトナーが無いにも関わらず、第２センサは有るものと誤って検知している、と判断している。
特許第３４１２９７２号公報（２００３年３月２８日登録）

しかし、上記従来の技術では、第１センサが、第１ホッパにトナーが有るにも関わらず、トナー無しと誤って検知してしまったときには、第１ホッパに過剰にトナーが充填されてしまい、第１ホッパからのトナー漏れおよび装置の故障が起こることがある。

現像剤を検知するセンサは、その検知部分への現像剤の付着等で、実際はトナーが無いにも関わらず、検知結果がトナー有りを示すという検知異常が起こることが多い。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みたものであり、その目的は、このような現像剤の過充填を引き起こさず、現像剤センサの誤検知を検出する画像形成装置を実現することにある。

画像形成装置は、像担持体と、現像剤を収容可能な第一、第二、および第三現像剤槽と、上記第一現像剤槽から上記第二現像剤槽へ現像剤を搬送する第一搬送部と、上記第二現像剤槽から上記第三現像剤槽へ現像剤を搬送する第二搬送部と、上記第三現像剤槽から上記像担持体へ現像剤を搬送する第三搬送部と、上記第一現像剤槽内の現像剤を検知する第一センサと、上記第二現像剤槽内の現像剤を検知する第二センサと、上記第一センサの検知出力が現像剤有りを示す場合で、上記第一搬送部が所定時間動作したときに、上記第二センサの検知出力が現像剤量の増加を示さなければ、上記第二センサの検知異常であると判断する判断部と、を備える。

上記構成によると、第二センサが検知異常を起こしており、実際は第二現像剤槽内に現像剤が有るにも関わらず無いと検知してしまっていても、第二現像剤槽に過剰に現像剤を供給してしまうことはない。

なお、本発明で現像剤が“無い”とは、全く無い状態のみを意味するのではなく、現像剤量が所定値に満たない場合を含む。

また、本発明の画像形成装置は、像担持体と、現像剤を収容可能な第一、第二、および第三現像剤槽と、上記第一現像剤槽から上記第二現像剤槽へ現像剤を搬送する第一搬送部と、上記第二現像剤槽から上記第三現像剤槽へ現像剤を搬送する第二搬送部と、上記第三現像剤槽から上記像担持体へ現像剤を搬送する第三搬送部と、上記第一現像剤槽内の現像剤を検知する第一センサと、上記第二現像剤槽内の現像剤を検知する第二センサと、上記第三現像剤槽内の現像剤を検知する第三センサと、上記第一センサの検知出力が現像剤有りを示す場合で、上記第一搬送部が所定時間動作したときに、上記第二センサの検知出力が現像剤無しを示し、かつ、上記第二搬送部が所定時間動作することで上記第三センサの検知出力が現像剤量の増加を示せば、上記第二センサの検知異常であると判断する判断部と、を備える。

上記構成によると、第一センサと第二センサの検知出力が矛盾し、どちらかで検知異常が起きていると考えられる場合、第二現像剤槽から下流の第三現像剤槽へと現像剤を搬送する動作を行い、第三現像剤槽で現像剤増加が検出されるか否かに基づいて、第一センサと第二センサのどちらで異常が起きているかを判断する。それゆえ、第二現像剤槽に現像剤供給動作を繰り返すことなく、どのセンサで検知異常が起きているのかを判断することができる。従って、第二現像剤槽への現像剤の過充填が起こりにくい。

また、画像形成装置は、像担持体と、現像剤を収容可能な第一、第二、および第三現像剤槽と、上記第一現像剤槽から上記第二現像剤槽へ現像剤を搬送する第一搬送部と、上記第二現像剤槽から上記第三現像剤槽へ現像剤を搬送する第二搬送部と、上記第三現像剤槽から上記像担持体へ現像剤を搬送する第三搬送部と、上記第一現像剤槽内の現像剤を検知する第一センサと、上記第二現像剤槽内の現像剤を検知する第二センサと、上記第一センサの検知出力が現像剤無しを示す場合で、上記第一搬送部が所定時間動作したときに、上記第二センサの検知出力が現像剤量の増加を示せば、上記第一センサの検知異常であると判断する判断部と、を備える。

上記構成によると、第一搬送部の動作に伴って第二センサが現像剤増加を検知すれば、第一センサと第二センサとで出力結果が矛盾しても、第一センサで検知異常が起きていると判断することができる。それゆえ、第二現像剤槽への現像剤の過充填が起こりにくい。

本発明の第一の画像形成装置は、第一センサの検知出力が現像剤有りを示す場合で、第一搬送部が所定時間動作したときに、第二センサの検知出力が現像剤量の増加を示さなければ、第二センサの検知異常であると判断する判断部を特に備える。

また、本発明の第二の画像形成装置は、第一センサの検知出力が現像剤有りを示す場合で、第一搬送部が所定時間動作したときに、第二センサの検知出力が現像剤無しを示し、かつ、第二搬送部が所定時間動作することで第三センサの検知出力が現像剤量の増加を示せば、第二センサの検知異常であると判断する判断部を特に備える。

また、本発明の第三の画像形成装置は、第一センサの検知出力が現像剤無しを示す場合で、第一搬送部が所定時間動作したときに、第二センサの検知出力が現像剤量の増加を示せば、第一センサの検知異常であると判断する判断部を特に備える。

本発明の画像形成装置は、以上の構成によって、第二現像剤槽に現像剤を過剰に充填することなく、つまり第二現像剤槽からのトナー漏れおよびそれに起因する装置の故障を起こすことなく、どのセンサで検知異常が起きているのか判断することができる。

本発明の現像装置およびそれを備える画像形成装置の構造の一例について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置１００の要部構成を示す断面図である。

画像形成装置１００は、トナー画像を形成する画像形成部（１〜６）、定着装置７、給紙カセット８、排紙部９、搬送ガイド１０、搬送ローラ１１…、表示入力部１２を備える。

画像形成部は、矢印方向に回転可能な感光体ドラム（像担持体）１を備え、さらに、感光体ドラム１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置２、レーザユニット３、現像装置４、転写装置５、およびクリーニング装置６を備える。

画像形成時には、帯電装置２が感光体ドラム１を一様に帯電させる。レーザユニット３は、図示しない制御部から送られる画像データに応じて、この帯電した感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。現像装置４は、トナーを感光体ドラム１上に供給することで、静電潜像をトナー画像として顕像化する。

こうして形成されたトナー画像は、転写装置５によって用紙Ｐ上に転写される。転写装置５は、感光体ドラム１と、用紙Ｐを挟んで対向するように設けられる。転写装置５は、いわゆる静電転写を行うものであって、用紙Ｐの裏面（トナー画像が印刷される面とは逆の面）に放電することによって感光体ドラム１上のトナー画像を用紙Ｐ上に転写する。

クリーニング装置６は、転写後も感光体ドラム１上に残存するトナーを除去するブレードである。

定着装置７は、用紙Ｐ上に転写されたトナー画像を熱および圧力によって用紙Ｐ上に定着させるものである。

給紙カセット８は印刷前の用紙Ｐを収容し、排紙部９には印刷後の用紙Ｐが排出される。

搬送ガイド１０は、搬送ローラ１１と共に、給紙カセット８から画像形成部の転写装置５、次いで定着装置７に搬送し、最後に排紙部７２に排出するまで、用紙Ｐを搬送する部材である。

表示入力部１２は、液晶表示パネルおよび入力受付部を備える。液晶表示パネルは使用者に対して種々の情報を表示するものであり、入力受付部はキーを備えており、使用者からの指示を受け付け、この指示を画像形成装置１００の各部材に送信する。

なお、画像形成装置１００では、現像装置４以外の各部材として、従来の画像形成装置の部材を好適に利用することができる。

次に、現像部４の詳細について、図２を参照して説明する。図２は、現像部４の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、現像装置４は、コンテナ４１、ホッパ４２、現像器４３を備える。

コンテナ４１は、トナーを収容する第一トナー槽（第一現像剤槽）４１ａ、第一トナー槽４１ａ内のトナーをホッパ４２に搬送する第一搬送部４１ｂ、および第一トナー槽内のトナー量を検知する第一センサ４１ｃを備える。

ホッパ４２は、コンテナ４１から送られてきたトナーを収容する第二トナー槽（第二現像剤槽）４２ａ、第二トナー槽４２ａ内のトナーを現像器４３に搬送する第二搬送部４２ｂ、および第二トナー槽４２ａ内のトナー量を検知する第二センサ４２ｃを備える。

現像器４３は、ホッパ４２から送られてきたトナーを収容する第三トナー槽（第三現像剤槽）４３ａ、第三トナー槽４３ａ内のトナーを感光体ドラム１上に搬送する現像部（第三搬送部）４３ｂ、および第三トナー槽４３ａ内のトナー量を検知する第三センサ４３ｃを備える。

第一〜第三センサとして用いられるセンサの種類は特に限定されるものではない。また、トナー槽内のトナー量を直接検出するものであってもよいし、間接的に検出するものであってもよい。

例えば、第一センサ４１ｃとしては、圧電センサ、透磁率センサ、フォトセンサ、ドットカウンタ等を用いることができる。また、第二センサ４２ｃとしては、圧電センサ、透磁率センサ、フォトセンサ等を用いることができる。また、第三センサとしては、圧電センサ、透磁率センサ、フォトセンサ、ドラム上画像濃度測定装置、中間転写体のトナー濃度測定装置等を用いることができる。

第一センサ４１ｃ、第二センサ４２ｃ、第三センサ４３ｃによって測定された実測トナー量を、それぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３とする。

制御系１３は、制御部１３Ａ、判断部１３Ｂ、トナー量予測部１３Ｃを備える。

制御部１３Ａは、画像形成装置１００の各部材の動作を制御する部材である。特に、制御部１３Ａは、センサ群（４１ｃ、４２ｃ、４３ｃ）、判断部１３Ｂ、またはトナー量予測部１３Ｃ等からの出力信号等に基づいて、第一、第二搬送部および現像部（４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ）の動作を制御したり、表示入力部１２に各種情報を表示させたりすることができる。

判断部１３Ｂは、センサ群（４１ｃ、４２ｃ、４３ｃ）およびトナー量予測部１３Ｃからの信号等に基づいて、このセンサ群で検知異常が起きているか、および、このセンサ群のうち、どれで異常検知が起きているのかを判断する。

トナー量予測部１３Ｃは、コンテナ４１からホッパ４２、ホッパ４２から現像器４３、および現像器４３から感光体ドラム１へのトナー搬送量を、各搬送部（４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ）の搬送速度および搬送時間に基づいて予測することができる。さらには、トナー量予測部１３Ｃは、このトナー搬送量の予測値に基づいて、第一〜第三トナー槽（４１ａ、４２ａ、４３ａ）内のトナー量Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を予測することができる。このようなトナー量予測部１３Ｃとしては、いわゆるドットカウントが利用される。

例えば、第二センサ４２ｃにおいて検知異常が発生すると、第二トナー槽４２ａに十分な量のトナーが入っているにも関わらず、第二センサ４２ｃの検知結果は“トナー無し”を示すことがある。そこで、画像形成装置１００は、例えば以下〔１〕〜〔３〕欄で述べる動作を行うことができる。

〔１〕実施形態１
センサ異常を検知する動作の一例として、本実施形態では、画像形成装置１００が図３のフローチャートに示す一連の動作を行う。なお、本実施形態では、画像形成装置１００は、第三センサ４３ｃを備える必要はない。

図３に示すように、現像動作中、第二センサ４２ｃの検知結果がトナー無し（Ｍ２＜Ｌ２）となると、一連の動作が開始される。

ここで、第一センサ４１ｃの検知結果もトナー無しとなると（ステップＳ１０１でＮｏ）、制御部１３Ａは表示入力部１２によって、トナーコンテナを交換すべきである旨の表示を行い（ステップＳ１０２）、センサ異常の検知動作を終了する。この後、第三トナー槽４３ａ内にトナーが残っている間、画像形成装置１００は画像形成を続けるようになっていてもよい。

一方、第一センサ４１ｃの検知結果がトナー有りであったとき（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、これらの検知出力を受け取った制御部１３Ａは、第一搬送部４１ｂを駆動し、第二トナー槽４２ａ内へのトナー供給動作を実行する。そして、予測トナー量Ｐ２（または第二センサ４２ｃ以外のセンサの検知トナー量）が、第二トナー槽４２ａ内のトナー量の上限値Ｈ２に達したとき、この結果を受け取った制御部１３Ａは、第一搬送部４１ｂの動作を停止させる（ループｉ、ステップＳ１０３）。なお、トナー量予測部１３Ｃは第一搬送部４１ｂの動作時間を測定する装置であって、ループｉでの第一搬送部４１ｂの駆動時間が予め設定されている所定時間に達したところで、制御部１３Ａにその旨を通知するものであってもよい。

ステップＳ１０３終了後に第二センサ４２ｃの検知結果がトナー有りとなれば（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、異常はないものとして現像動作が継続される。

一方、ステップＳ１０４で第二センサ４２ｃの検知結果がトナー無しであるとき（ステップＳ１０４でＮｏ）、判断部１３Ｂは第二センサ４２ｃが異常であると判断する（ステップＳ１０５）。そして、制御部１３Ａは、表示入力部１２に第二センサ４２ｃで検知異常が起きていることを表示させる（ステップＳ１０６）。さらに制御部１３Ａは、これ以上トナーを供給しないように第一搬送部４１ｂを制御してもよい。

なお、第二センサ４２ｃはトナーの有無だけでなく、トナー量の変化（例えばＴ／Ｃ（トナー／キャリア））を検出可能なものであってもよい。その場合、ステップＳ１０３からＳ１０５の代わりに、第一搬送部４１ｂを所定時間駆動し、その後第二センサ４２ｃにおいてトナー量の増加が検出されなければ、判断部１３Ｂが第二センサ４２ｃの異常であると判断するようにしてもよい。なお、この場合の“所定時間”とは、第二センサ４３ｃがトナー量の変化が検出するのに十分な時間を意味する。

本処理では、第一センサ４１ｃでなく第二センサ４２ｃの検知異常であると判断する。それゆえ、第二トナー槽４２ａに過剰にトナーが供給されることがないので、トナーの過充填によるトナーあふれおよび故障といった不具合が起きにくい。

〔２〕実施形態２
上記実施形態１では、第一センサ４１ｃの異常である場合も、第二センサ４２ｃの異常として検知される。そこで、第一センサ４１ｃまたは第二センサ４２ｃのどちらで異常が起きているのか、より厳密に判断するため、画像形成装置１００は、図４に示す処理動作を行うものであってもよい。

図４に示すように、本実施形態では、動作開始からステップＳ２０４までは上記実施形態１の動作開始からステップ１０４までと同様の動作を行う。

ステップＳ２０４でＮｏ（Ｍ２＜Ｌ２）の場合、制御部１３Ａは、検知トナー量Ｍ３（または予測トナー量Ｐ３）が下限値Ｌ３を下回るまで、現像部４３ｂを駆動し、現像動作を継続する（ループｉｉ、ステップＳ２０５）。

その後、制御部１３Ａは第二搬送部４２ｂを駆動することで、第三現像槽４３ａ内の予測トナー量Ｐ３が上限値Ｈ３に達するまで、第二搬送部４２ｂを駆動し続ける（ループｉｉｉ、ステップＳ２０６）。

ステップＳ２０６後、ステップＳ２０７で第三センサ４３ｃの検知結果がトナー有り（Ｍ３≧Ｌ３）であれば、第二トナー槽４２ａから第三トナー槽４３ａへトナーが搬送されていることになるので、判断部１３Ｂは第二センサ４２ｃが異常であると判断し、表示入力部１３に第二センサ４２ｃが異常であることを表示させる。また、ステップＳ２０８で第二センサの異常と判断された場合は、制御部１３Ａは、第一搬送部４１ｂの動作を停止させてもよい。

また、ステップＳ２０６後、第三センサ４３ｃの検知結果がトナー無し（Ｍ３＜Ｓ３）となれば、第一トナー槽４１ａから第二トナー槽４２ａへトナーが搬送されていないことになるので、判断部１３Ｂは第一センサ４２ｃの異常であると判断し、制御部１３Ａは表示入力部１３に第一センサ４１ｃが異常であることを表示させる。

なお、本実施形態では、第三センサ４３ｃは圧電センサ、透磁率センサ、フォトセンサ等、トナー量を直接測定するものであることが好ましい。

また、ステップＳ２０５は、検知トナー量Ｍ３または予測トナー量Ｐ３が上限値Ｈ３未満となるまで、現像動作を継続するものであってもよい。

また、第三センサ４３ｃはＴ／Ｃの変化を検出可能なものであってもよい。その場合、ステップＳ２０５〜２０９は次のような動作としてもよい。すなわち、第三トナー槽４３ａ内の検知または予測トナー量（Ｍ３またはＰ３）がその上限値（満杯量）を下回るまで現像動作を継続する。そして、第二搬送部４２ｂを所定時間駆動し、その後第三センサ４３ｃにおけるＴ／Ｃがトナー量の増加を示せば、第二センサ４２ｃの異常、示さなければ第一センサ４１ｃの異常であると、判断部１３Ｂが判断する。なお、この場合の“所定時間”とは、第三センサ４３ｃがトナー量の変化を検出するのに十分な時間を意味する。

〔３〕実施形態３
画像形成装置１００は、図５に示す処理動作を行うものであってもよい。

本実施形態では、第一センサ４１ｃでトナー無しが検出された場合で（Ｍ１＜Ｌ１）、第二センサ４２ｃでトナー有りが検出されたとき（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、第二トナー槽４２ａ内の予測トナー量Ｐ２が下限値Ｌ２を下回るまで、現像動作（ループｉｉ）およびホッパ４２ａから現像器４３へのトナー補給（ループｉｉｉ）を継続する（ループｉｖ、ステップＳ３０２）。

ステップＳ３０２後、または第二センサ４２ｃでトナー無しが検知されたとき（ステップＳ３０１でＮｏ）は、第二トナー槽４２ａ内の予測トナー量Ｐ２が上限値Ｈ３に達するまでの所定の時間、第一搬送手段４１ｂを駆動する（Ｓ３０３）。

ステップＳ３０３後、第二センサ４２ｃの検知結果がトナー有り（Ｍ２≧Ｌ２）であれば（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、判断部１３Ｂは第一センサ４１ｃの異常であると判断する（ステップＳ３０５）。そして、制御部１３Ａが表示入力部１２にセンサ異常が発生したことを表示させる（ステップＳ３０６）。

一方、ステップ３０４でＮｏであれば、制御部１３Ａは、表示入力部１２に第一トナー槽４１ａの交換が必要であることを表示させる。

第一〜第三搬送部（４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ）の搬送速度が一定であれば、上記〔１〕〜〔３〕欄で説明した動作において、トナー量予測部１３Ｃは単に各搬送部の駆動時間を計測する装置であってもよい。この場合、トナー量予測部１３Ｃの測定結果が所定の時間に達したところで、各トナー槽内のトナー量が下限値に達したものとみなす。なお、この「所定時間」は、各搬送部のトナー搬送速度から容易に算出可能である。

また、本発明は、内部に収容したトナーを下記第二ホッパに補給する第一ホッパと、第一ホッパ内のトナー量を検知する第一センサと、内部に収容したトナーを現像器に補給する第二ホッパと、第二ホッパ内のトナー量を検知する第二センサと、現像器内のトナー量を検知する第三センサとを備え、次の（１）〜（３）のいずれか１つの構成を備える画像形成装置として実施することもできる。
（１）第二センサの検知結果がトナー無し、第一センサの検知結果がトナー有りを示し、所定期間、第二センサの検知結果がトナー無しを示すと、第二センサの検知異常であると判断する判断部を備える画像形成装置。
（２）第二センサの検知結果がトナー無し、第一センサの検知結果がトナー有りを示し、所定期間、第三センサの検知結果がトナー有りから無しにならない場合、第二センサの検知異常であると判断する判断部を備える画像形成装置。
（３）第一センサの検知結果がトナー無しを示し、所定期間、第二センサの検知結果がトナー有りから無しにならない場合、第一センサの検知異常となる画像形成装置。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の断面図である。図１に示す画像形成装置の現像装置、制御系、表示装置を示すブロック図である。図１に示す画像形成装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１に示す画像形成装置の動作の他の例を示すフローチャートである。図１に示す画像形成装置の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００画像形成装置
１感光体ドラム
１２表示入力部
４現像装置
１３制御系
１３Ａ制御部
１３Ｂ判断部
１３Ｃトナー量予測部
４１コンテナ
４１ａ第一トナー槽
４１ｂ第一搬送部
４１ｃ第一センサ
４２ホッパ
４２ａ第二トナー槽
４２ｂ第二搬送部
４２ｃ第二センサ
４３現像器
４３ａ第三トナー槽
４３ｂ現像部（第三搬送部）
４３ｃ第三センサ

Claims

像担持体と、
現像剤を収容可能な第一、第二、および第三現像剤槽と、
上記第一現像剤槽から上記第二現像剤槽へ現像剤を搬送する第一搬送部と、
上記第二現像剤槽から上記第三現像剤槽へ現像剤を搬送する第二搬送部と、
上記第三現像剤槽から上記像担持体へ現像剤を搬送する第三搬送部と、
上記第一現像剤槽内の現像剤を検知する第一センサと、
上記第二現像剤槽内の現像剤を検知する第二センサと、
上記第三現像剤槽内の現像剤を検知する第三センサと、
上記第一センサの検知出力が現像剤有りを示す場合で、上記第一搬送部が所定時間動作したときに、上記第二センサの検知出力が現像剤無しを示し、かつ、上記第二搬送部が所定時間動作することで上記第三センサの検知出力が現像剤量の増加を示せば、上記第二センサの検知異常であると判断する判断部と、
を備える画像形成装置。