JP5264208B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを格納するホッパ（トナー収容部）を備える画像形成装置に関し、特にそのホッパへトナーを供給するトナーボトル（トナー補給容器）の交換、準備に関するものである。

軽印刷市場向け画像形成装置に対してのユーザの要望は、昼休み等の外出時間でも装置を停止することなく、稼動し続けることである。具体的には無人運転で連続２時間程度、稼動し続けるといった使用状況を実現したいという要望である。この要望に応じるためには、画像形成装置内に、多量のトナーを格納できることが必要である。
多量のトナーを格納する構成として、特許文献１で複数のトナーボトル（トナー補給容器）を画像形成装置に格納する構成が提案されている。
しかし、この複数のトナーボトルを画像形成装置に格納する構成は、各々のトナーボトルにトナーを攪拌、排出するためのモータ等の部品が必要になり、部品点数が増加するため、装置の大型化やコストの上昇を引き起こす原因となりうる。
この原因を解決する手段として、トナーを格納しておくホッパ部（トナー収容部）を大きくする構成が考えられる。この構成は複数のトナーボトルを格納する構成よりも部品点数が少なくなるため、シンプルであり、かつ、コストを抑えることができる。
特開平８−１３７２２７号公報

しかし、ホッパを大きくしていく時、ある容量からは、ホッパの大きさのみが大きくなり、ホッパのトナー容量が１本のトナーボトルの容量より多くなる。これは、人間がトナーボトルを持ち運ぶということを考慮に入れると、トナーボトルの大きさは限界があるためである。このような、トナーボトルよりも容量の多いホッパにトナーを補給するとき、ホッパに入っているトナー残量から判断して、１本のトナーボトルを交換するといった、従来のトナーボトルの交換方法では対応できない。

例えば、画像形成装置内のホッパのトナー残量が少ない時を想定すると、ユーザが１本のトナーボトルを交換したとしても、すぐに次のトナーボトルと交換する場合が考えられる。その場合、ユーザは予期せぬトナー交換を行うことになる。また、ユーザが１本のトナーボトルを交換したということで、長期的に画像形成装置から離れてしまうとすると、実際にはホッパ内にはトナーボトル１本分のトナーしかないため、そのトナー容量分のみしか画像形成装置は稼動できないといった問題がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、予期せぬトナー交換といったユーザの負荷を軽減し、トナーなしによる画像形成装置のダウンタイムを低減することのできる画像形成装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。

（１）トナーを収容する着脱可能なトナー補給容器と、前記トナー補給容器よりも収容できるトナー量が多く、前記トナー補給容器からトナーを補給されるトナー収容部と、前記トナー収容部内の所定位置のトナーの有無を検知する第一検知手段と、前記トナー収容部内の、前記第一検知手段により検知される位置よりも低い位置のトナーの有無を検知する第二検知手段と、前記第一検知手段による検知結果に基づいて前記トナー補給容器が空であると判断する判断手段と、前記判断手段により前記トナー補給容器が空であると判断してから前記第二検知手段によりトナー無しを検知するまでの間、トナーの消費量に基づいて交換のために準備すべき前記トナー補給容器の本数を算出する算出手段と、前記トナー補給容器の交換を促す表示を行うとともに、前記算出手段により算出した交換のために準備すべき前記トナー補給容器の本数を表示する表示部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、部品点数増加による、画像形成装置本体の大型化やコストの増大を防ぎつつ、トナーボトルの交換または準備を促す旨の表示をすることができる。これにより、予期せぬトナー交換といったユーザの負荷を軽減し、トナーなしによる画像形成装置のダウンタイムを低減することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は、実施例１である“画像形成装置”の内部構成を概略的に示す縦断面図である。
図１において、画像形成装置１００は、原稿の画像情報を読み取るスキャナ部１０１と、スキャナ部１０１により読み取った画像情報にもとづいてシートに画像を形成する画像形成部１０２と、シートを画像形成部１０２に供給するシートデッキ１０３とを備える。

スキャナ部１０１は、本、厚紙、カール紙等のブック原稿やシート状原稿等の原稿が載置されるプラテンガラス２０２と、プラテンガラス２０２に載置された原稿を押圧する開閉可能な原稿圧板２０３を備える。さらに、プラテンガラス２０２の下部を矢印ａ方向に駆動されながら原稿に光を照射することにより原稿を走査する走査系光源２０１と、原稿からの反射光を反射するミラー２０４と、ミラー２０４からの反射光を集光するレンズ２０５を備える。さらに、レンズ２０５により集光された反射光を受光して画像情報を後述する画像処理部２０８に出力する光電変換素子２０６と、光電変換素子２０６により出力された画像情報を処理して画像形成部１０２に出力する画像処理部２０８とを備える。

画像形成装置１００は、画像を形成するシートを収容するシートカセット１を備え、このシートカセット１は、給送ユニットＵ１および給送ユニットＵ２から構成される。上方の給送ユニットＵ１は、画像形成部１０２に着脱可能に取り付けられ、下方の給送ユニットＵ２は、シートデッキ１０３に着脱可能に取り付けられている。

給送ユニットＵ１および給送ユニットＵ２は、夫々下段カセット１ａおよび上段カセット１ｂの２個のシートカセットと、下段カセット１ａおよび上段カセット１ｂに収容されたシートを繰り出すピックアップローラ３と、ピックアップローラ３により繰り出されたシートを分離するフィードローラ４およびリタードローラ５と、フィードローラ４およびリタードローラ５により分離されたシートをレジストローラ１０６に搬送する搬送ローラ１０４、１０５とから構成される。

画像形成装置１００は、また、画像形成装置１００の外部に備えられると共にシートが積載される手差しトレイ１０と、手差しトレイ１０上に積載されたシートをレジストローラ１０６に搬送する手差し給紙ローラ１１とを備える。

画像形成部１０２は、画像処理部２０８から出力された画像情報にもとづいてレーザ光を射出するレーザスキャナ１１１と、レーザスキャナ１１１から射出されたレーザ光を後述する感光ドラム１１２に向けて照射する画像書き込み光学系１１３とを備える。さらに、画像書き込み光学系１１３により照射されたレーザ光に対応する潜像が形成される感光ドラム１１２と、感光ドラム１１２上に形成された静電潜像にトナーによりトナー画像を生成する現像器１１４とを備える。さらに、感光ドラム１１２の回転に同期して感光ドラム１１２にシートを搬送するレジストローラ１０６と、レジストローラ１０６により搬送されたシートの第１面に、感光ドラム１１２上に形成されたトナー画像を転写する転写帯電器１１５とを備える。

画像形成部１０２は、また、転写帯電器１１５によりトナー画像が転写されたシートを後述する定着装置１１８に搬送する搬送部１１７と、トナー画像が転写されたシートを加熱および加圧することによりシートにトナー画像を定着させる定着装置１１８を備える。さらに、定着装置１１８によりトナー画像が定着されたシートを画像形成装置１００の外部に排出する排出ローラ１１９と、排出ローラ１１９により排出されたシートを積載するソータ１２０とを備える。さらに、シートの両面に画像を形成する場合にシートを一時的に載置するシート両面トレイ１２１を備える。

シートの両面に画像を形成する場合、定着装置１１８によりトナー画像が定着されたシートは、排出ローラ１１９に狭持され、シートの後端が分岐点２０７を通過した時点で排出ローラ１１９を逆転することにより、シートはシート両面トレイ１２１上に載置される。次いで、シート両面トレイ１２１上に載置されたシートは、搬送ローラ１０４、１０５、およびレジストローラ１０６により感光ドラム１１２に搬送され、シートの第２面に第１面と同様に画像が形成され、ソータ１２０に排出、積載される。

画像形成装置１００は、画像処理部２０８から出力された画像情報がレーザスキャナ１１１に入力されたときは複写機として機能し、外部のコンピュータから出力された画像情報がレーザスキャナ１１１に入力されたときはプリンタとして機能する。また、画像形成装置１００は、他のファクシミリ装置から画像情報を受信し、画像処理部２０８から出力された画像情報を他のファクシミリ装置に送信することにより、ファクシミリ装置として機能する。

図２は、図１における現像器１１４の構成を示す図である。
現像器１１４は、図２に示すように、トナーを収容する着脱可能なトナーボトル１３０（トナー補給容器）と、現像部１５０と、トナーボトル１３０に収容されたトナーを現像部１５０に搬送する、トナーボトルよりも収容できるトナー量が多いホッパ１３３（トナー収容部）とを備える。

ホッパ１３３は、ホッパ１３３内部のトナー残量を検知する、ホッパ上残量検知センサ１３４およびホッパ下残量検知センサ１３５（センサ部）とを備える。さらに、回転することによりホッパ１３３から現像部１５０にトナーを搬送するホッパ搬送スクリュー１３９とを備える。

現像部１５０は、現像部１５０内部のトナーの有無を検出する現像部トナー残量検知センサ１３６を備える。

現像器１１４は、また、トナーボトル１３０に接続され、トナーボトル１３０を回転駆動するボトルモータ１３１と、ホッパ搬送スクリュー１３９を回転駆動するホッパモータ１３２を備える。

ボトルモータ１３１は、トナーボトル１３０を回転駆動することにより、トナーボトル１３０内のトナーをホッパ１３３に落下させる。ホッパモータ１３２は、ホッパ搬送スクリュー１３９を回転駆動する。

図３は、画像形成装置の操作部の外観と、その操作部での表示内容を決定する制御部のブロック構成とを示す図である。
ホッパ上残量検知センサ１３４およびホッパ下残量検知センサ１３５は、トナーの残量を検知して、トナー検知信号をトナーボトル交換制御部３０８（制御手段）に出力する。
トナーボトル交換制御部３０８は、ホッパ上残量検知センサ１３４およびホッパ下残量検知センサ１３５から送られたトナー検知信号にもとづき、残量判断部３０９（検知部）でトナー残量を判断する。そして、その判断結果に応じて、本数算出部３１０（決定部）で必要なトナーボトルの本数を算出（決定）（何本準備する必要があるかを決定）する。
メモリ３１１は、トナー補給に関する表示情報を記憶している。本数算出部３１０で本数算出結果が求まると、メモリ３１１からトナー補給に関する表示情報を読み出し、液晶タッチパネルディスプレイ３０７（表示手段）に対して、トナーボトル交換に関する表示制御を行う。

液晶タッチパネルディスプレイ３０７に隣接してハード操作部３１２が配設される。ハード操作部３１２において、３０１はリセットキーであり、リセットキー３０１が操作されることで、コピー動作の終了ならびに設定の初期化を行う。３０２はストップキーであり、ストップキー３０２が操作されることで、コピー動作の終了を行う。３０３はスタートキーであり、スタートキー３０３が操作されることで、コピー動作の開始を行う。３０４はテンキーであり、テンキー３０４が操作されることで、置数の入力を行う。３０６はクリアキーであり、クリアキー３０６が操作されることで、置数のクリアを行う。３０５はＩＤキーであり、ＩＤキー３０５が操作されることで、暗証番号の入力画面への切り替えを行う。

以上の構成を持つ画像形成装置において行われる、トナーボトル交換制御について、図４ａ、図４ｂ、図５、図６、図７、図８を参照して説明する。
図４ａ、図４ｂは、図２に示す現像器１１４において実行されるトナーボトル交換制御のフローチャートである。このフローの処理は、トナーボトル交換制御部３０８内の不図示のＣＰＵ（制御手段）によって行われる。
図４ａにおいて、まず始めに変数の初期化を行う（ステップ４００、以下Ｓ４００のように略記する）。ここで、変数Ｚは交換、準備が必要なトナーボトルの本数のことであり、変数Ｙはビデオカウンタ（画像形成情報）の積算値のことである。また、変数Ａはビデオカウンタの積算値の閾値に利用するものであり、本実施例では、図５に示すように、ホッパ１３３内のトナーの上層部とホッパ上残量検知センサ１３４までの空間に入るトナー容量に相当し、トナーボトル１本の半分の容量に設定している。

次にホッパ１３３へトナーを補給するか否かを、ホッパ上残量検知センサ１３４（センサ部であり第１の閾値）の状態で判別する（Ｓ４０１）。ホッパ上残量検知センサ１３４の状態がオンの時、ホッパ１３３には十分のトナーが有るため、トナーを補給しない。ホッパ上残量検知センサ１３４の状態がオフのとき（第１の閾値を下まわった場合）、ボトルモータ１３１を所定時間駆動し（Ｓ４０２）、ホッパ１３３へトナーを供給する。

次に、トナーボトル１３０が空であるか否かを判定するため、もう一度ホッパ上残量検知センサ１３４の状態を判別する（Ｓ４０３）。ホッパ上残量検知センサ１３４の状態がオンならば、トナーボトル１３０にトナーが有るとみなしＳ４０１に戻る。ホッパ上残量検知センサ１３４の状態がオフならば、トナーボトル１３０が空であると判断する（Ｓ４０３）。

Ｓ４０３で、トナーボトルが空であると判断したとき、変数Ｚを１にして（Ｓ４０４）、液晶タッチパネルディスプレイ３０７に、変数Ｚの値から、トナーボトル１３０一本を交換する必要性を知らせるメッセージ６０１を表示する（Ｓ４０５）。このメッセージ例を図６に示す。この時点もしくはこれ以降で、トナーボトル１３０が交換されれば、Ｓ４００に戻る（Ｓ４０６）。

以下、トナーボトル１３０の交換がなされずに、画像形成動作が継続されるとしたときの処理を述べる。
ホッパ１３３内のトナーが無くなったか否かを、ホッパ下残量検知センサ１３５（センサ部であり第２の閾値）の状態で判別する（Ｓ４０７）。Ｓ４０７の判別の結果、ホッパ下残量検知センサ１３５の状態がオンの時は、ホッパ内にトナーが有ると判断し、Ｓ４０８に移る。
Ｓ４０８では、Ｓ４０３でトナーボトル１３０が空であると判断した時点から、ビデオカウンタ（出力画像１枚に存在する全ドット分足し合わせたもの、記録される画像のドットの積算値）を積算する。そして、ビデオカウンタ積算値であるＹが変数Ａ（本実施例では５０００とする）を超えたか否かを判別する（Ｓ４０８）。

Ｓ４０８の判別の結果、ビデオカウンタの積算値Ｙが変数Ａを超えていないと検出されたときは、ビデオカウンタの積算値を更新し、および画像形成動作を継続し（Ｓ４１２）、Ｓ４０６に戻る。Ｓ４０８の判別の結果、ビデオカウンタの積算値Ｙが所定値Ａを超えたと検出されたときは、交換が必要なトナーボトルの本数Ｚをインクリメントする（Ｓ４０９）。

次に、Ｓ４１０でビデオカウンタの積算値Ｙを０にクリアし、変数Ａの値をαに変更する。ここで、αはトナーボトル１本分の容量である。これは、２本目のトナーボトルの交換は、トナーボトル内のトナー量がある量になったところ（本実施例ではトナーボトル容量の半分のところ）で交換の必要があると判断する。しかし、３本目以降は、２本目のトナーボトル内に残っているトナー（α−Ａ）と、変数Ａとの足し合わせ、つまり、トナーボトル１本分のトナー量のところで、交換の必要があると判断するためである。そして、液晶タッチパネルディスプレイ３０７に、変数Ｚの値から、トナーボトル１３０、Ｚ本を準備する必要性を知らせるメッセージ７０１を表示する（Ｓ４１１）。このメッセージ例を図７に示す。
Ｓ４０７の判別の結果、ホッパ下残量検知センサ１３５がオフのときは、ホッパ内のトナーが無くなったと判断し、交換が必要なトナーボトルの本数Ｚに定数ＭＡＸを代入する（Ｓ４１３）。ここで、定数ＭＡＸはホッパ１３３に入る最大トナーボトル数のことである。本実施例ではＭＡＸは２に設定してある。そして、液晶タッチパネルディスプレイ３０７に、変数Ｚの値から、トナーボトル１３０、Ｚ本を交換する必要性を知らせるメッセージ８０１を表示し（Ｓ４１４）、画像形成動作を禁止し（Ｓ４１５）、本処理を終了する。このメッセージ例を図８に示す。

本実施例ではトナー残量を判断する残量判断部として、ビデオカウンタの積算値を利用したが、ボトルモータ１３１の駆動時間やホッパ下残量検知センサ１３５、またその組み合わせでも可能であり、限定するものではない。

以上説明したように、本実施例によれば、部品点数増加による、画像形成装置本体の大型化やコストの増大を防ぎつつ、トナーボトルの交換または準備を促す旨の表示をすることできる。これにより、予期せぬトナー交換といったユーザのストレスを軽減し、トナーなしによる画像形成装置のダウンタイムを低減することができる。

実施例２である“画像形成装置”について説明する。

本実施例の構成は、基本的に実施例１の構成と同じであり、本実施例の説明においては、実施例１の構成と同一部分には実施例１の説明を援用し、異なる部分だけを説明する。
本実施例では、図２のホッパ上残量検知センサ１３４とホッパ下残量検知センサ１３５の間に入るトナー容量はトナーボトル２本未満になっている。

画像形成装置の操作部の外観と、その操作部での表示内容を決定する制御部のブロック構成は、基本的に図３と同じである。違いは、本数算出部が無いことである。そのため、メモリ３１１からトナー補給に関する表示情報を読み出すときには、後述する図９ｂのフローのメッセージ表示ステップ（Ｓ９０４、Ｓ９０９、Ｓ９１２）に応じて読み出している。

トナーボトル交換制御について、図９ａ、図９ｂ、図１０、図１１、図１２を参照して説明する。
図９ａにおいて、まず始めに変数の初期化を行う（Ｓ９００）。ここで、変数Ｙはビデオカウンタの積算値のことであり、変数Ａはビデオカウンタの積算値の閾値に利用するものである。本実施例でも、変数Ａは、図５に示すように、ホッパ１３３内のトナーの上層部とホッパ上残量検知センサ１３４までの空間に入るトナー容量に相当し、トナーボトル１本の半分の容量に設定している。

次にホッパ１３３へトナーを補給するか否かを、ホッパ上残量検知センサ１３４の状態で判別する（Ｓ９０１）。ホッパ上残量検知センサ１３４の状態がオンの時、ホッパ１３３には十分のトナーがあるため、トナーを補給しない。ホッパ上残量検知センサ１３４の状態がオフのとき、ボトルモータ１３１を所定時間駆動し（Ｓ９０２）、ホッパ１３３へトナーを供給する。

次に、トナーボトル１３０が空であるか否かを判定するため、もう一度ホッパ上残量検知センサ１３４の状態を判別する（Ｓ９０３）。ホッパ上残量検知センサ１３４の状態がオンならば、トナーボトル１３０にトナーが有るとみなしＳ９０１に戻る。ホッパ上残量検知センサ１３４の状態がオフならば、トナーボトル１３０が空であると判断する（Ｓ９０３、第１の閾値を下まわった場合）。

Ｓ９０３で、トナーボトルが空であると判断したとき、液晶タッチパネルディスプレイ３０７に、トナーボトル１３０の交換を知らせるメッセージ１００１を表示する（Ｓ９０４）。このメッセージ例を図１０に示す。この時点もしくはこれ以降で、トナーボトル１３０が交換されれば、Ｓ９００に戻る（Ｓ９０５）。

以下、トナーボトル１３０の交換がなされずに、画像形成動作が継続されるとしたときの処理を述べる。
ホッパ１３３内のトナーが無くなったか否かを、ホッパ下残量検知センサ１３５の状態で判別する（Ｓ９０６）。Ｓ９０６の判別の結果、ホッパ下残量検知センサ１３５の状態がオンの時は、ホッパ内にトナーが有ると判断し、Ｓ９０７に移る。
Ｓ９０７では、Ｓ９０３でトナーボトル１３０が空であると判断した時点から、ビデオカウンタ（出力画像１枚に存在する全ドット分足し合わせたもの）を積算する。そして、ビデオカウンタ積算値であるＹが変数Ａ（本実施例では５０００とする）を超えたか否かを判別する（Ｓ９０７）。

Ｓ９０７の判別の結果、ビデオカウンタの積算値Ｙが変数Ａを超えていないと検出されたときは、ビデオカウンタの積算値を更新し、および画像形成動作を継続し（Ｓ９１０）、Ｓ９０５に戻る。Ｓ９０７の判別の結果、ビデオカウンタの積算値Ｙが所定値Ａを超えたと検出されたとき（第２の閾値を下まわった場合）は、液晶タッチパネルディスプレイ３０７に、トナーボトル１３０の交換と次の追加のトナーボトル１３０の準備が必要であることを知らせるメッセージ１１０１を表示する（Ｓ９０９）。このメッセージ例を図１１に示す。

Ｓ９０６の判別の結果、ホッパ下残量検知センサ１３５がオフのとき（第３の閾値を下まわった場合）は、ホッパ内のトナーが無くなったと判断する。そして、液晶タッチパネルディスプレイ３０７に、トナーが無くなったことと、トナーボトル１３０の交換と次のトナーボトル１３０が必要になることを知らせるメッセージ１２０１を表示し（Ｓ９１２）、画像形成動作を禁止し（Ｓ９１３）、本処理を終了する。このメッセージ例を図１２に示す。

本実施例２でもトナー残量を判断する残量判断部として、ビデオカウンタの積算値を利用したが、ボトルモータ１３１の駆動時間やホッパ下残量検知センサ１３５やホッパ搬送スクリュー１３９の駆動時間またその組み合わせでも可能であり、限定するものではない。

以上説明したように、本実施例により、実施例１と同様の効果を得ることができる。

実施例１である画像形成装置の内部構成を概略的に示す縦断面図 実施例１におけるホッパとその周辺の構成を示す図 実施例１における操作部の概観と、操作部での表示内容を決定する制御部の構成とを示すブロック図 実施例１の処理を示すフローチャートその１ 実施例１の処理を示すフローチャートその２ ビデオカウンタの積算値の閾値に利用する、変数Ａの決定方法を示す図 実施例１におけるメッセージ例を示す図 実施例１におけるメッセージ例を示す図 実施例１におけるメッセージ例を示す図 実施例２の処理を示すフローチャートその１ 実施例２の処理を示すフローチャートその２ 実施例２におけるメッセージ例を示す図 実施例２におけるメッセージ例を示す図 実施例２におけるメッセージ例を示す図

符号の説明

１３０ トナーボトル
１３３ ホッパ
１３４ ホッパ上残量検知センサ
１３５ ホッパ下残量検知センサ
３０８ トナーボトル交換制御部
３０９ 残量判断部
３１０ 本数算出部

Claims (6)

1. トナーを収容する着脱可能なトナー補給容器と、
   前記トナー補給容器よりも収容できるトナー量が多く、前記トナー補給容器からトナーを補給されるトナー収容部と、
   前記トナー収容部内の所定位置のトナーの有無を検知する第一検知手段と、
   前記トナー収容部内の、前記第一検知手段により検知される位置よりも低い位置のトナーの有無を検知する第二検知手段と、
   前記第一検知手段による検知結果に基づいて前記トナー補給容器が空であると判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記トナー補給容器が空であると判断してから前記第二検知手段によりトナー無しを検知するまでの間、トナーの消費量に基づいて交換のために準備すべき前記トナー補給容器の本数を算出する算出手段と、
   前記トナー補給容器の交換を促す表示を行うとともに、前記算出手段により算出した交換のために準備すべき前記トナー補給容器の本数を表示する表示部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー補給容器を駆動する駆動手段を備え、
   前記判断手段は、前記第一検知手段によりトナー無しを検知した場合に、前記駆動手段を駆動して前記トナー補給容器から前記トナー収容部にトナーを補給させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判断手段は、前記駆動手段を駆動して前記トナー補給容器から前記トナー収容部にトナーを補給させたあとに、前記第一検知手段によりトナー無しを検知した場合には、前記トナー補給容器が空であると判断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記判断手段は、前記第二検知手段によりトナー無しを検知した場合、画像形成動作を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記トナーの消費量は、記録される画像のドットの積算値であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記トナーの消費量は、トナー補給容器を駆動するモータの駆動時間であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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