JP5114580B2 - トナー搬送装置、トナー収納容器、画像形成装置及びトナー収納容器の過負荷判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、現像器にトナーを供給するトナー搬送装置、現像器に供給されるトナーを収容するトナー収納容器、これらのトナー搬送装置やトナー収納容器を備えた画像形成装置及びトナー収納容器の過負荷判定方法に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム等の表面に形成された静電潜像に現像器からトナーを供給することで、現像処理を行っている。また、このような現像処理に用いられるトナーは、搬送スクリュー等の搬送手段を用いてトナーコンテナ等のトナー収納容器から現像器に供給されている。

このような構成の画像形成装置においては、トナー収納容器の交換直後や画像形成動作を長期間行わなかった後に、トナー収納容器が過負荷状態になる場合がある。ここで、トナー収納容器の過負荷状態とは、運搬時における振動や保管時におけるトナーの自重等により、トナー収納容器内でトナーが凝縮してしまう状態のことである。このような状態でトナー収納容器から現像器へのトナーの供給を行おうとすると、搬送手段を駆動させる駆動モーターに過大な負荷トルクがかかり、駆動モーター等を破損させる虞がある。

そこで、このような事態を防止するため、駆動モーターに流れる電流を所定の回数及び時間で検出し、この検出された電流値が所定の閾値を超えている場合に、トナー収納容器が過負荷状態である旨の判定をして、駆動モーターを停止させる構成が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−１７３３６２号公報

ところが、駆動モーターに流れる電流は、例えばトナー収納容器内のトナー残量等によって大きく変動するため、トナー収納容器の過負荷状態が発生しているにも関わらず駆動モーターに流れる電流の検出値が閾値よりも小さくなり、トナー収納容器の過負荷状態を検知できない虞があった。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、トナー収納容器の過負荷状態を確実に検知することを目的とする。

本発明のトナー搬送装置は、トナーを収容する容器本体と、該容器本体に設けられてトナーを排出する排出口と、前記容器本体に回転可能に設けられて前記排出口に向けてトナーを搬送する搬送手段と、を有するトナー収納容器と、前記搬送手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の回転を検知する検知手段と、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信可能且つ前記検知手段から前記駆動手段の回転検知信号を受信可能な制御手段と、を有する駆動ユニットと、を備え、前記制御手段は、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信しないことを条件の一つとして、前記トナー収納容器が過負荷状態であると判定することを特徴とする。

このような構成を採用することにより、トナー収納容器内のトナー残量等の影響を受けることなく、駆動手段が回転しているか否かの判定を行うことが可能となる。そのため、駆動手段に流れる電流のみを検知するような場合と比較して、駆動手段が回転しているか否かをより確実に検知することが可能となる。

また、本発明のトナー搬送装置は、前記検知手段は、円周方向に複数のスリットが設けられた遮光部を有して前記駆動手段の回転に連動して回転するパルス板と、該パルス板の前記遮光部を挟んで対向配置される発光部及び受光部を備えたセンサーと、を備えていても良い。

このような構成を採用することにより、駆動手段が回転しているか否かを簡易な構成により確実に検知することが可能となる。また、発光部と受光部を近接させることが可能となるため、駆動手段の回転検知の確実性を一層向上させることが可能となる。

また、本発明のトナー搬送装置は、前記制御手段は、前記検知手段から受信する回転検知信号の累積回数に基づいて、前記トナー収納容器内のトナー残量を推測しても良い。

このような構成を採用することにより、検知手段から出力される回転検知信号を、トナー収納容器が過負荷状態であるかの判定及びトナー残量の推測に併用することが可能となり、回転検知信号の有用性を高めることが可能となる。

また、本発明のトナー搬送装置は、前記駆動手段に流れる過電流を検知する過電流検知手段を備え、前記制御手段は、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信せず、且つ、過電流検知信号を受信した場合に、前記トナー収納容器が過負荷状態であると判定し、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信せず、且つ、過電流検知信号を受信しない場合に、前記駆動手段が故障していると判定することを特徴とする。

このような構成を採用することにより、検知手段と過電流検知手段を併用することが可能となり、トナー収納容器が過負荷状態であるか否かをより確実に判定することが可能となる。また、トナー収納容器が過負荷状態であるか否かに加えて、駆動手段の故障が発生しているか否かを判定することが可能となり、不具合の原因をより細かく知ることが可能となる。

また、本発明のトナー収納容器は、トナーを収容する容器本体と、該容器本体に設けられてトナーを排出する排出口と、前記容器本体に回転可能に設けられて前記排出口に向けてトナーを搬送する搬送手段と、を有するトナー収納容器であって、前記搬送手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の回転を検知する検知手段と、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信可能且つ前記検知手段から前記駆動手段の回転検知信号を受信可能で、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信しないことを条件の一つとして、前記トナー収納容器が過負荷状態であると判定する制御手段と、を有する駆動ユニットに接続されていることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、トナー収納容器内のトナー残量等の影響を受けることなく、駆動手段が回転しているか否かの判定を行うことが可能となる。そのため、駆動手段に流れる電流のみを検知するような場合と比較して、駆動手段が回転しているか否かをより確実に検知することが可能となる。

また、本発明の画像形成装置は、上記したいずれかのトナー搬送装置又はトナー収納容器を備えていることを特徴とする。

また、本発明のトナー収納容器の過負荷判定方法は、駆動手段により回転されてトナーを搬送する搬送手段を備えたトナー収納容器の過負荷判定方法であって、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信するステップと、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信しないことを条件の一つとして、前記トナー収納容器が過負荷状態であると判定するステップと、を備えていることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、トナー収納容器内のトナー残量等の影響を受けることなく、駆動手段が回転しているか否かの判定を行うことが可能となる。そのため、駆動手段に流れる電流のみを検知するような場合と比較して、駆動手段が回転しているか否かをより確実に検知することが可能となる。

本発明のトナー搬送装置及び画像形成装置は、トナー収納容器の過負荷状態を確実に検知することを可能とする。

本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターの構成の概略を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー搬送装置と現像器の接続を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、カバーを取り外したトナーコンテナの平面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナに設けられたギア機構を示す背面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、コンテナ駆動ユニットを示す正面側からの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、コンテナ駆動ユニットを示す背面側からの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、コンテナ駆動ユニットの内部に設けられたギア機構を示す底面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナの過負荷判定処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー残量推測処理を示すフローチャートである。 他の異なる実施形態における検知手段を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るカラープリンターの構成を示すブロック図である。

＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて画像形成装置としてのカラープリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターの構成の概略を示す模式図である。

カラープリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には転写紙（図示せず）を収納した給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上端には排紙トレイ４が設けられている。

プリンター本体２の上部には、像担持体としての中間転写ベルト５が複数のローラー間に架設され、中間転写ベルト５の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器１０が配置され、中間転写ベルト５の下部に沿って複数の画像形成部６が設けられている。各画像形成部６は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して設けられている。各画像形成部６には、感光体ドラム７が回転可能に設けられており、感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、現像器１１と、一次転写部１２と、クリーニング装置１３と、除電器１４とが、一次転写のプロセス順に配置されている。

現像器１１の下部には一対の攪拌ローラー１５が設けられ、攪拌ローラー１５の上方には磁気ローラー１６が設けられ、磁気ローラー１６の上方には現像ローラー１７が設けられている。現像器１１の上方にはトナー搬送装置１８が設けられている。このトナー搬送装置１８の詳細については後述する。

プリンター本体２の一側（図面上右側）には、転写紙の搬送経路２０が設けられている。搬送経路２０の上流端には給紙部２１が設けられ、搬送経路２０の中流部には中間転写ベルト５の他端（図面上右端）に二次転写部２２が設けられ、搬送経路２０の下流部には定着部２３が設けられ、搬送経路２０の下流端には排紙口２４が設けられている。

次に、このような構成を備えたカラープリンター１の画像形成動作について説明する。

カラープリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着部２３の温度設定等の初期設定が実行される。そして、カラープリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器１０からのレーザー光（矢印Ｐ参照）により感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１１がトナーにより対応する色のトナー像に現像する。このトナー像は、一次転写部１２において中間転写ベルト５の表面に一次転写される。以上の動作を各画像形成部６が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト５上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム７上に残留したトナー及び電荷は、クリーニング装置１３及び除電器１４によって除去される。

一方、給紙部２１によって給紙カセット３又は手指しトレイ（図示せず）から取り出された転写紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部２２へと搬送され、二次転写部２２において、中間転写ベルト５上のフルカラーのトナー像が転写紙に二次転写される。トナー像を二次転写された転写紙は、搬送経路２０を下流側へと搬送されて定着部２３に進入し、この定着部２３において転写紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙口２４から排紙トレイ４に排出される。

次に、図２〜図７を用いて、トナー搬送装置１８の構成について説明する。以下、便宜上、図２における左手前側をトナー搬送装置１８の正面側として説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー搬送装置と現像器の接続を示す斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、カバーを取り外したトナーコンテナの平面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナに設けられたギア機構を示す背面図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、コンテナ駆動ユニットを示す正面側からの斜視図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、コンテナ駆動ユニットを示す背面側からの斜視図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、コンテナ駆動ユニットの内部に設けられたギア機構を示す底面図である。

図２に示すように、トナー搬送装置１８は、現像器１１の上方に設けられたトナー収納容器としてのトナーコンテナ２５と、このトナーコンテナ２５の長さ方向一端（本実施形態では後端）に接続されたコンテナ駆動ユニット２６と、を備えている。

トナーコンテナ２５には、例えば磁性トナー及びキャリアにより構成される２成分現像剤（以下、単に「トナー」と称する）が収納されている。トナーコンテナ２５は、プリンター本体２に設けられたトナーコンテナ装着部（図示せず）に着脱可能に装着されており、トナーを使い切った時には、必要に応じて交換できるようになっている。

トナーコンテナ２５は、上面が開口された箱型形状の容器本体としてのコンテナ本体２７と、このコンテナ本体２７の上面を覆うカバー２８と、を備えている。

図３に示されるようにコンテナ本体２７の底壁２９の前部には排出口３０が穿設され、この排出口３０は、プリンター本体２に略鉛直姿勢で設置されたパイプ３１（図２参照）を介して、現像器１１の内部と接続されている。排出口３０は、トナーコンテナ２５をプリンター本体２に装着していない状態において、レバー（図示せず）と接続された回転式のシャッター（図示せず）により閉止されている。そして、トナーコンテナ２５がプリンター本体２に装着されることでレバーのロックが解除された後、ユーザーのレバー操作に連動してシャッターが回転して、排出口３０が開放されるように構成されている。なお、本実施形態ではこのように回転式のシャッターを用いているが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ２５がプリンター本体２に装着されるのに連動して排出口３０を開放するスライド式のシャッターを用いても良い。

コンテナ本体２７には、排出口３０の上方に、搬送手段としての搬送スクリュー３２が回転可能に設けられている。搬送スクリュー３２は、コンテナ本体２７の前後両側壁３３、３４に長さ方向両端部が軸支された回転軸３５と、この回転軸３５の外周に同心で設けられたスパイラルフィン３６と、回転軸３５の長さ方向一端（本実施形態では後端）に設けられた搬送ギア３７（図４参照）と、を備えている。

コンテナ本体２７には、搬送スクリュー３２の上部一側（本実施形態では上部左側）に第１攪拌手段としての第１攪拌パドル３８が回転可能に設けられ、搬送スクリュー３２の上部他側（本実施形態では上部右側）に第２攪拌手段としての第２攪拌パドル４０が回転可能に設けられている。各攪拌パドル３８、４０には、長方形の枠板状を成す支持枠４１が軸方向に沿って設けられている。支持枠４１には、半円弧状を成す複数の攪拌部材４２ａ、４２ｂが前後方向に連続して取り付けられている。支持枠４１の軸方向中央に設けられた各攪拌部材４２ａは、全体が略同一幅で形成されているのに対して、支持枠４１の前後両側に設けられた各攪拌部材４２ｂは、中央部から両端部に向かってテーパー状に拡径するように形成されている。第１攪拌パドル３８の後端部には第１攪拌ギア４３が設けられ、第２攪拌パドル４０の後端部には第２攪拌ギア４４が設けられている。

図４に示されるように、コンテナ本体２７の後側壁３４には後面カバー４５が取り付けられている。なお、図４において、後面カバー４５は一部のみが表示されている。後側壁３４の下部中央付近には、搬送ギア３７及び第１攪拌ギア４３と噛合する第１アイドルギア４６が設けられている。本実施形態では、第１アイドルギア４６と搬送ギア３７の歯数比が、３：２に設定されている。第１アイドルギア４６にはコンテナ側ジョイント部４７が設けられている。第１アイドルギア４６及び第２攪拌ギア４４には、第１アイドルギア４６と同一の形状及び大きさで形成された第２アイドルギア４８が噛合している。コンテナ本体２７の後側壁３４には、上部中央と左下端部に、円筒状を成す一対の嵌合筒部５０が設けられている。

カバー２８は、コンテナ本体２７に対して超音波溶着されている。カバー２８の後壁５１には４角形状の突起５２が設けられ、この突起５２にはＩＣタグ５３（ＲＦＩＤタグ）が貼着されている。ＩＣタグ５３の詳細は後述する。

コンテナ駆動ユニット２６は、プリンター本体２の後部に配置されており、トナーコンテナ２５に対して着脱可能に設けられている。図５、図６に示されるように、コンテナ駆動ユニット２６は、このコンテナ駆動ユニット２６の外枠を成すフレーム部材５４と、このフレーム部材５４の一側（本実施形態では左側）に略鉛直姿勢で固定された駆動手段としての駆動モーター５５と、フレーム部材５４の他側（本実施形態では右側）において前後方向に軸支された出力軸５６と、出力軸５６の後端に設けられた検知手段５７と、を備えている。

フレーム部材５４の前面５８にはトナーコンテナ２５の突起５２と対応する位置に基板取付部６０が設けられ、この基板取付部６０に基板６１（ＲＦＩＤ基板）が取り付けられている。そして、トナーコンテナ２５をプリンター本体１に装着した状態で、基板６１とＩＣタグ５３が対向するように構成されている。基板６１の詳細は後述する。フレーム部材５４の前面５８には、トナーコンテナ２５の各嵌合筒部５０と対応する位置に嵌合突起６３が設けられており、トナーコンテナ２５をプリンター本体２に装着した際には、各嵌合筒部５０と各嵌合突起６３が嵌合するように構成されている。フレーム部材５４の下部中央には、挿通穴６４が水平方向に穿設されている。

駆動モーター５５は、ＤＣブラシモーターである。なお、他の異なる実施形態では、ＤＣブラシモーターの代わりに、ＤＣブラシレスモーターやステッピングモーター等、任意のモーターを駆動モーター５５として使用することが可能である。駆動モーター５５には、下方に向かってモーター軸６５が設けられ、モーター軸６５にはウォーム６６が固定されている。図７に最も良く示されるように、ウォーム６６は、フレーム部材５４に軸支されたウォームギア６７の大径部６８と噛合し、ウォームギア６７の小径部７０は、出力軸５６と回転一体に設けられた出力ギア７１と噛合している。そして、駆動モーター５５が回転すると、この回転が、ウォーム６６、ウォームギア６７及び出力ギア７１を介して出力軸５６に伝達され、出力軸５６が回転するように構成されている。

出力軸５６は、コイルスプリング６９によって前方に付勢されている。出力軸５６の前部は、挿通穴６４に貫挿されており、出力軸５６の前端には、駆動ユニット側ジョイント部７２が設けられている。駆動ユニット側ジョイント部７２は、トナーコンテナ２５の第１アイドルギア４６に設けられたコンテナ側ジョイント部４７と対応する位置に設けられており、トナーコンテナ２５をプリンター本体２に装着するのに連動して、コンテナ側ジョイント部４７が駆動ユニット側ジョイント部７２と係合し、出力軸５６の回転をトナーコンテナ２５の第１アイドルギア４６に伝達可能となる。

図６に示されるように、検知手段５７は、出力軸５６の後端に出力軸５６と回転一体に設けられたパルス板７３と、このパルス板７３の上部においてフレーム部材５４に固定されたセンサー７４と、を備えている。パルス板７３は、出力ギア７１と一体に設けられている（図７参照）。パルス板７３の外周には、後方に向かってフランジ状に突出する遮光部７５が設けられ、この遮光部７５には、円周方向に１２個のスリット７６が等間隔に設けられている。

センサー７４は、いわゆるＰＩセンサー（Photo Interrupter Sensor）であって、パルス板７３の径方向において遮光部７５よりも内側に設けられた発光部７７と、パルス板７３の径方向において遮光部７５よりも外側に設けられた受光部７８とを備えている。発光部７７と受光部７８は、遮光部７５を挟んで対向配置されており、パルス板７３が回転すると、発光部７７から受光部７８に至る検出光路が遮光部７５及びスリット７６によって開閉され、この開閉を検知することで、パルス板７３の回転を検知できるようになっている。また、パルス板７３は、駆動モーター５５及び搬送スクリュー３２の回転に連動して回転するため、パルス板７３の回転を検知することで、駆動モーター５５及び搬送スクリュー３２の回転を検知することが可能となる。

なお、本実施形態では、パルス板７３に１２個のスリット７６が設けられているため、パルス板７３が１回転する間に１２回のパルスがセンサー７４によって検知される。また、出力軸５６に連結された第１アイドルギア４６と搬送スクリュー３２に設けられた搬送ギア３７の歯数比が、前述の如く３：２に設定されているため、搬送スクリュー３２が１回転する間に出力軸５６は２／３回転し、これに伴って８回のパルスがセンサー７４によって検知される。

次に、図８を用いて、カラープリンター１の制御システムについて説明する。図８は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターの構成を示すブロック図である。

カラープリンター１には、制御手段としてのＣＰＵ７９が設けられている。ＣＰＵ７９は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部８０と接続されており、記憶部８０に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、ＣＰＵ７９がカラープリンター１の各部の制御を行うように構成されている。

ＣＰＵ７９は、プリンター本体２に設けられた操作表示部８１と接続されている。操作表示部８１には、例えば、スタートキー、ストップ／クリアキー、電源キー、テンキー、タッチパネル等の操作キーが設けられ、ユーザーが各操作キーを操作すると、その操作指示がＣＰＵ７９に出力されるように構成されている。また、ＣＰＵ７９から出力される信号に基づいて、例えばエラーメッセージやトナー残量等の各種の情報が操作表示部８１に表示されるように構成されている。

ＣＰＵ７９は前述した検知手段５７と接続されており、検知手段５７が検知した駆動モーター５５及び搬送スクリュー３２の回転検知信号（以下、単に「回転検知信号」と称する。）が、検知手段５７からＣＰＵ７９に出力されるように構成されている。

ＣＰＵ７９は、モーター駆動部８２に接続されており、ＣＰＵ７９からの駆動指令信号に基づいて、モーター駆動部８２から駆動モーター５５に電流が流されることで、駆動モーター５５のモーター軸６５が回転するように構成されている。モーター駆動部８２は、例えば、トランジスタや抵抗によって構成される従来公知のモーター駆動回路により構成することが可能である。

ＣＰＵ７９は、前記の如くコンテナ駆動ユニット２６に設けられた基板６１（ＲＦＩＤ基板）と接続されている。基板６１は、前述の如く基板６１と対向してトナーコンテナ２５に貼着されたＩＣタグ５３（ＲＦＩＤタグ）との間で、以下のようにして無線通信を行う。

ＩＣタグ５３は、不揮発性のメモリーを備えており、このメモリーには、例えば、搬送スクリュー３２の回転数、型番、製造年月日、シリアル番号、使用履歴、トナーの色等のトナーコンテナ２５に関する情報が格納されている。基板６１は、ＣＰＵ７９からの信号に基づいて、ＩＣタグ５３のメモリーに格納された情報を読み出し、ＣＰＵ７９に出力する機能を備えている。ＣＰＵ７９は、基板６１によって読み出されたトナーコンテナ２５に関する情報に基づいて、各種判定（例えば、トナーコンテナ２５が純正品であるか否かの判定）を行い、必要に応じて、操作表示部８１に判定結果を表示させる。一方で、基板６１は、各種情報をＩＣタグ５３に書き込む機能も備えており、例えば、検知手段５７からＣＰＵ７９に出力された回転検知信号の回数が、基板６１によりＩＣタグ５３に書き込まれる。以上の如く、基板６１は、ＩＣタグ５３に対するリーダーライターとしての機能を備えている。

なお、トナーコンテナ２５がプリンター本体２から取り外されると、トナーコンテナ２５に関する情報はＣＰＵ７９内から消去されるが、ＩＣタグ５３内の不揮発性のメモリーには保持される。そして、同一のトナーコンテナ２５が再度プリンター本体２に装着されると、ＩＣタグ５３のメモリーに保持されたトナーコンテナ２５に関する情報が基板６１によって読み出されてＣＰＵ７９に出力され、ＣＰＵ７９内においてトナーコンテナ２５に関する情報が復元されるように構成されている。

上述の如く構成されたものにおいて、トナー搬送装置１８から現像器１１にトナーを供給する動作について説明する。

前記した画像形成動作が行われて現像器１１内のトナーが消費されると、トナーコンテナ２５から現像器１１へのトナーの供給が必要か否かの判定を、ＣＰＵ７９が行う。この判定は、例えば、検知手段５７からの回転検知信号を用いてＣＰＵ７９が算出したトナー消費量に基づいて行われても良い。また、現像器１１内に設けられたトナーセンサー（図示せず）からのトナー濃度又はトナー量に関する信号を用いてＣＰＵ７９が算出したトナー消費量に基づいて行われても良い。また、現像された画像のドット数からＣＰＵ７９が算出したトナー消費量に基づいて行われても良い。

上記した判定の結果、現像器１１へのトナーの供給が必要であるとＣＰＵ７９が判定すると、ＣＰＵ７９からモーター駆動部８２に対して駆動指令信号が出力され、モーター駆動部８２から駆動モーター５５に電流が流れて、駆動モーター５５のモーター軸６５が回転する。このモーター軸６５の回転は、ウォーム６６、ウォームギア６７及び出力ギア７１を介して出力軸５６に伝達され、出力軸５６が回転する。この出力軸５６の回転は、駆動ユニット側ジョイント部７２及びコンテナ側ジョイント部４７を介して第１アイドルギア４６に伝達される。

これにより、図４に示されるように、駆動モーター５５の回転に伴って第１アイドルギア４６が一方向（図面上時計回り）に回転する。これに連動して、第１アイドルギア４６と噛合する搬送ギア３７が他方向（図面上反時計回り）に回転し、搬送スクリュー３２も他方向に回転する。これに伴って、トナーコンテナ２５内に収容されたトナーが、排出口３０からパイプ３１を介して現像器１１に搬送され、現像器１１にトナーが供給される。

また、上記した第１アイドルギア４６の回転に伴って、この第１アイドルギア４６と噛合する第１攪拌ギア４３が他方向に回転し、第１攪拌パドル３８も他方向に回転する。同時に、第１アイドルギア４６と噛合する第２アイドルギア４８が他方向に回転し、この第２アイドルギア４８と噛合する第２攪拌ギア４４が一方向に回転し、第２攪拌パドル４０が一方向に回転する。この各攪拌パドル３８、４０の回転に伴って、トナーコンテナ２５内に収容されたトナーが、攪拌されつつ搬送スクリュー３２の方向へと搬送される（図３、図４の点線矢印Ｘ参照）。

次に、トナーコンテナ２５の交換直後や画像形成動作を長期間行わなかった後等に、ＣＰＵ７９によりトナーコンテナ２５の過負荷状態を判定する方法について、主に図９を用いて説明する。図９は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナの過負荷判定処理を示すフローチャートである。

まず、ＣＰＵ７９は、モーター駆動部８２に対して駆動指令信号を送信する（Ｓ１０１）。モーター駆動部８２は、ＣＰＵ７９からの駆動指令信号を受信すると、駆動モーター５５に電流を流す。トナーコンテナ２５が過負荷状態でない場合には、この電流によって駆動モーター５５のモーター軸６５が回転し、このモーター軸６５の回転が出力軸５６に伝達されて、出力軸５６及びパルス板７３が回転する。このパルス板７３の回転に伴って、発光部７７から受光部７８に至る検出光路が遮光部７５及びスリット７６によって開閉され、この開閉を検知手段５７のセンサー７４が検知し、検知手段５７からＣＰＵ７９に回転検知信号が送信される。ＣＰＵ７９は、モーター駆動部８２に駆動指令信号を送信後、所定時間（例えば２００ｍｓ）内に回転検知信号を検知手段５７から受信した場合（Ｓ１０２）には、トナーコンテナ２５が過負荷状態でないと判定し、通常のトナー供給動作を行う（Ｓ１０３）。

一方で、トナーコンテナ２５が過負荷状態である場合には、駆動モーター５５に過大な負荷トルクがかかっており、モーター駆動部８２から駆動モーター５５に電流を流しても、駆動モーター５５のモーター軸６５が回転しない。そのため、検知手段５７からＣＰＵ７９に回転検知信号が送信されることもなく、ＣＰＵ７９は、モーター駆動部８２に駆動指令信号を送信後、所定時間内に駆動モーター５５の回転検知信号を受信しない（Ｓ１０２）。この場合、ＣＰＵ７９は、トナーコンテナ２５が過負荷状態であると判定し、この判定結果を操作表示部８１に出力して、操作表示部８１に「トナーコンテナを取り出し、よく振って再装着して下さい」等の注意表示を表示させる。同時に、ＣＰＵ７９は、モーター駆動部８２に駆動停止信号を送り、駆動モーター５５を停止させる（Ｓ１０４）。

本実施形態では上述の如く、検知手段５７によって駆動モーター５５の回転を検知する構成を採用しているため、トナーコンテナ２５内のトナー残量等の影響を受けることなく、駆動モーター５５が回転しているか否かの判定を行うことが可能となる。そのため、駆動モーター５５に流れる電流のみを検知するような場合と比較して、駆動モーター５５が回転しているか否かをより確実に検知することが可能となる。

また、上記した検知手段５７を、パルス板７３とセンサー７４により構成しているため、駆動モーター５５が回転しているか否かを簡易な構成により確実に検知することが可能となる。また、発光部７７と受光部７８を近接させることが可能となるため、駆動モーター５５の回転検知の確実性を一層向上させることが可能となる。

次に、ＣＰＵ７９によりトナーコンテナ２５内のトナー残量を推測する方法について、主に図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の第１の実施形態に係るカラープリンター１において、トナー残量推測処理を示すフローチャートである。

上記のようにトナーコンテナ２５から現像器１１へのトナーの供給が行われると、駆動モーター５５の回転が搬送スクリュー３２に伝達されて搬送スクリュー３２が回転する（Ｓ２０１）。この搬送スクリュー３２の回転に連動して、出力軸５６に設けられたパルス板７３も回転する。このパルス板７３の回転に伴って、発光部７７から受光部７８に至る検出光路が遮光部７５及びスリット７６によって開閉され、この開閉をセンサー７４が検知することで、検知手段５７による搬送スクリュー３２の回転の検知が行われる（Ｓ２０２）。本実施形態では、前述の如くパルス８回分が搬送スクリュー３２の１回転分に相当するため、センサー７４は、搬送スクリュー３２の１／８回転毎に、パルスを検知する。

検知手段５７は、上記のようにして搬送スクリュー３２の回転を検知すると、回転検知信号をＣＰＵ７９へと出力する（Ｓ２０３）。ＣＰＵ７９は、この検知手段５７から出力される回転検知信号の回数に基づいて、トナーコンテナ２５内のトナー残量を推測する。このトナー残量の推測について、２ｋｇのトナーを収容したトナーコンテナ２５において、搬送スクリュー３２が４万回転するとトナーが空になる場合を例に説明する。

本実施形態では前述の如く、搬送スクリュー３２の１回転がパルス８回分に相当するため、搬送スクリュー４万回転はパルス３２万回分に相当し、この３２万回という数値が、例えば、ＩＣタグ５３内のメモリー、記憶部８０又はその他の記憶手段に閾値として格納されている。ＣＰＵ７９は、検知手段５７から回転検知信号が出力されると、この回転検知信号の累積回数を上記した閾値と比較して、回転検知信号の累積回数が閾値を超えているか（又は閾値以上であるか）の判定を行う（Ｓ２０４）。この判定の結果、回転検知信号の累積回数が閾値を超えていないとＣＰＵ７９が判定した場合には、ＣＰＵ７９はトナー残量が足りていると推測し、これに伴って、Ｓ１０１〜Ｓ１０４のステップが繰り返される。

一方で、上記した判定の結果、回転検知信号の累積回数が閾値を超えているとＣＰＵ７９が判定した場合には、ＣＰＵ７９は、トナー残量が足りていないと推測し、上記した判定結果を操作表示部８１に出力し、例えば、「トナーエンプティ」、「トナーがありません」又は「トナーを交換して下さい」等のトナーエンド表示を操作表示部８１に表示させて、トナーコンテナ２５の交換をユーザーに促す（Ｓ２０５）。

本実施形態ではこのように、検知手段５７から出力される回転検知信号の回数に基づいて、トナーコンテナ２５内のトナー残量を推測している。このような構成を採用することにより、トナーコンテナ２５が過負荷状態であるかの判定及びトナーコンテナ２５内のトナー残量の推測に回転検知信号を併用することが可能となり、回転検知信号の有用性を高めることが可能となる。

本実施形態では、トナーコンテナ２５の過負荷判定処理において、トナーコンテナ２５が過負荷状態であるとＣＰＵ７９が判定した場合に、操作表示部８１に注意表示を出すと共に駆動モーター５５を停止させているが（図９のＳ１０４参照）、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ２５が過負荷状態であるとＣＰＵ７９が判定した場合に、ＣＰＵ７９が上記した過負荷状態を解除させるためのリトライ制御を行っても良い。このリトライ制御は、例えば、ＣＰＵ７９からモーター駆動部８２への駆動指令信号に基づいて、駆動モーター５５が各攪拌パドル３８、４０を繰り返し正逆回転させることで行っても良い。また、トナーコンテナ２５が過負荷状態であるとＣＰＵ７９が判定した場合に、ＰＨＳ通信等を用いて、カラープリンター１の外部に設けられたコンピューター（例えば、故障管理用ホストコンピューター）にＣＰＵ７９から信号を送り、故障を通報しても良い。

本実施形態では、パルス板７３の外周にフランジ状の遮光部７５を設けると共に、パルス板７３の径方向において遮光部７５の内側と外側にセンサー７４の発光部７７と受光部７８を配置したが、他の異なる実施形態では、図１１に示されるように、パルス板７３の外径部を遮光部７５とすると共に、パルス板７３の幅方向の一側と他側にセンサー７４の発光部７７と受光部７８を配置しても良い。このように、パルス板７３の形状及びセンサー７４の配置は、製品のレイアウト等に応じて適宜変更することが可能である。

本実施形態では、パルス板７３に１２個のスリット７６を設けたが、他の異なる実施形態では、図１１に示されるように、パルス板７３に８個のスリット７６を設けても良い。このように、スリット７６の個数は、搬送スクリュー３２とパルス板７３を接続するギアの減速比や必要とされる検知精度等に応じて、適宜変更することが可能である。

本実施形態では、パルス板７３を出力軸５６と同軸上に設けたが、他の異なる実施形態では、パルス板７３を搬送スクリュー３２と同軸上に設けても良いし、他の異なる軸と同軸上に設けても良い。即ち、パルス板７３は、駆動モーター５５から搬送スクリュー３２に至る回転伝達機構のどこに配置されていても良い。本実施形態では、検知手段５７としてパルス板７３とセンサー７４を用いたが、他の異なる実施形態では、磁気式ロータリーエンコーダー、ブラシ式ロータリーエンコーダー等の他の検知手段５７を用いても良い。

本実施形態では、搬送手段として搬送スクリュー３２を用いたが、他の異なる実施形態では、ローラー状の部材を搬送手段として用いても良いし、排出口３０を開閉するシャッターを駆動モーター５５と接続して搬送手段としても良い。本実施形態では、攪拌手段として攪拌パドルを用いたが、他の異なる実施形態では、スクリュー状の部材を攪拌手段として用いても良い。

本実施形態ではトナーパイプ３１を介してトナーコンテナ２５と現像器１１を接続する構成について説明したが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ２５を現像器１１に対して直接着脱する構成を採用しても良い。

本実施形態では、トナーコンテナ２５内のトナーが無くなった場合に、ＣＰＵ７９が操作表示部８１にトナーエンド表示をさせる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、上記したトナーエンド表示に加えて、トナーコンテナ２５内のトナー残量が僅かになった場合に、例えば「トナーが残りわずかです」といったニアエンド表示をＣＰＵ７９が操作表示部８１に表示させても良い。また、ＣＰＵ７９が操作表示部８１にトナー残量を段階的に表示させても良い。この場合には、記憶部８１やＩＣタグ５３内のメモリー等の記憶手段に、各段階ごとの閾値を記憶させておく必要がある。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係るカラープリンターの構成を示すブロック図である。

本実施形態のカラープリンター１は、上記した第１の実施形態の構成に加えて、過電流検知手段としての過電流検知回路８３を備えている。過電流検知回路８３は、駆動モーター５５及びＣＰＵ７９に接続されており、駆動モーター５５に流れる電流（以下、「駆動電流」と称する。）が、閾値（例えば、０．３Ａ又は０．９Ａ）を超える場合（又は閾値以上となる場合）、ＣＰＵ７９に過電流検知信号を送信するように構成されている。過電流検知回路８３は、例えば、駆動電流検知用の抵抗と、この抵抗によって検知された電流の値を閾値と比較する比較器と、を備えた従来公知の回路により構成される。なお、上記した駆動電流の閾値は、トナーコンテナ２５の容量等に応じて決定されており、記憶部８０、ＩＣタグ５３内のメモリー又はその他の記憶手段に記憶されている。

ＣＰＵ７９は、モーター駆動部８２に対して駆動指令信号を送信した後、検知手段５７から所定時間内に回転検知信号を受信した場合には、駆動モーター５５が過負荷状態でないと判定する。この点は、第１の実施形態と同様である。

一方で、ＣＰＵ７９は、モーター駆動部８２に対して駆動指令信号を送信した後、検知手段５７から所定時間内に回転検知信号を受信しない場合には、２通りの判断を行う。即ち、検知手段５７から所定時間内に回転検知信号を受信できず、且つ、過電流検知回路８３からの過電流検知信号を受信した場合には、ＣＰＵ７９は、駆動モーター５５が過負荷状態であると判定する。一方で、検知手段５７から所定時間内に回転検知信号を受信できず、且つ、過電流検知回路８３からの過電流検知信号を受信しない場合には、ＣＰＵ７９は、駆動モーター５５の故障が発生していると判定する。なお、駆動モーター５５の「故障」とは、駆動モーター５５自体に不具合が生じている場合の他、例えば、駆動モーター５５の配線が断線している場合等を含んでいる。

このように、検知手段５７と過電流検知回路８３を併用することで、トナーコンテナ２５が過負荷状態であるか否かをより確実に判定することが可能となる。また、トナーコンテナ２５が過負荷状態であるか否かに加えて、駆動モーター５５の故障が発生しているか否かを判定することが可能となり、不具合の原因をより細かく知ることが可能となる。

第１、第２の実施形態では、タンデム式のカラープリンター１に本発明を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ロータリー式のカラープリンター、モノクロプリンター、複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の他の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

１ カラープリンター（画像形成装置）
１８ トナー搬送装置
２５ トナーコンテナ（トナー収納容器）
２７ コンテナ本体（容器本体）
３０ 排出口
３２ 搬送スクリュー（搬送手段）
５５ 駆動モーター（駆動手段）
５７ 検知手段
７３ パルス板
７４ センサー
７５ 遮光部
７６ スリット
７７ 発光部
７８ 受光部
７９ ＣＰＵ（制御手段）
８３ 過電流検知回路（過電流検知手段）

Claims (6)

1. トナーを収容する容器本体と、該容器本体に設けられてトナーを排出する排出口と、前記容器本体に回転可能に設けられて前記排出口に向けてトナーを搬送する搬送手段と、を有するトナー収納容器と、
   前記搬送手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の回転を検知する検知手段と、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信可能且つ前記検知手段から前記駆動手段の回転検知信号を受信可能な制御手段と、を有する駆動ユニットと、
   前記制御手段に接続された操作表示部と、
   前記駆動手段に流れる過電流を検知する過電流検知手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信せず、且つ、過電流検知信号を受信した場合に、前記トナー収納容器がトナーの凝縮による過負荷状態であると判定し、この判定結果を前記操作表示部に出力して、該操作表示部に注意表示を表示させ、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信せず、且つ、過電流検知信号を受信しない場合に、前記駆動手段が故障していると判定することを特徴とするトナー搬送装置。
2. 前記駆動ユニットには、前記駆動手段の回転が伝達されて回転する出力軸が設けられ、該出力軸の回転が前記搬送手段に伝達されて該搬送手段が回転するように構成され、
   前記検知手段は、
   前記出力軸と回転一体に設けられ、円周方向に複数のスリットが設けられた遮光部を有して前記駆動手段の回転に連動して回転するパルス板と、
   該パルス板の前記遮光部を挟んで対向配置される発光部及び受光部を備えたセンサーと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
3. 前記制御手段は、前記検知手段から受信する回転検知信号の累積回数に基づいて、前記トナー収納容器内のトナー残量を推測することを特徴とする請求項１又は２に記載のトナー搬送装置。
4. トナーを収容する容器本体と、該容器本体に設けられてトナーを排出する排出口と、前記容器本体に回転可能に設けられて前記排出口に向けてトナーを搬送する搬送手段と、を有するトナー収納容器であって、
   前記搬送手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の回転を検知する検知手段と、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信可能且つ前記検知手段から前記駆動手段の回転検知信号を受信可能で、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信せず、且つ、過電流検知信号を受信した場合に、前記トナー収納容器がトナーの凝縮による過負荷状態であると判定し、この判定結果を操作表示部に出力して、該操作表示部に注意表示を表示させ、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信せず、且つ、過電流検知信号を受信しない場合に、前記駆動手段が故障していると判定する制御手段と、を有する駆動ユニットに接続されていることを特徴とするトナー収納容器。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナー搬送装置又は請求項４に記載のトナー収納容器を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 駆動手段により回転されてトナーを搬送する搬送手段を備えたトナー収納容器の過負荷判定方法であって、
   前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信するステップと、
   前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信せず、且つ、過電流検知信号を受信した場合に、前記トナー収納容器がトナーの凝縮による過負荷状態であると判定し、この判定結果を操作表示部に出力して、該操作表示部に注意表示を表示させ、前記駆動手段に対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に前記駆動手段の回転検知信号を受信せず、且つ、過電流検知信号を受信しない場合に、前記駆動手段が故障していると判定するステップと、を備えていることを特徴とするトナー収納容器の過負荷判定方法。