JP6047602B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、廃トナーボトルの着脱検知の技術に関する。

ドラム表面に付着したトナーを廃トナーとして廃トナーボトルに回収する機構を持つ画像形成装置には、廃トナーボトルが廃トナーで満杯になったことを検知する手段が設けられている。この廃トナーボトル満杯の検知方法として、廃トナーボトルの開口部を両側から挟むように発光部と受光部を配置し、発光部が発する光が廃トナーボトル内の廃トナー堆積により遮られ、受光部に光が入射されなくなることを検知し満杯を判断する方法がある。

このような光センサーを利用した満杯検知の場合、廃トナーボトル内部の廃トナーの堆積形状に影響されやすく、振動などにより堆積形状が変形した場合、遮光されていた光が、再び透過されてしまうことがある。このため、満杯検知後に、再び受光部が透過光を受光しても、満杯検知を維持する制御が行われる。しかしながら、廃トナーボトルが取り替えられたときには、当該満杯検知をリセットしなければならないため、このように光センサーを利用した満杯検知では、廃トナーボトルの廃トナー満杯検知を解除するためのトリガーが必要になる。

このトリガーとして廃トナーボトルを収める部位のカバー開閉検知を利用することが多いが、下記特許文献１には、コストダウン等の理由でカバー開閉検知の機構を省略し、代わりに廃トナーボトルの廃トナー満杯検知の機構を利用して廃トナーボトルの着脱検知を行い、それを廃トナーボトルの廃トナー満杯検知を解除するためのトリガーとする技術が開示されている。

特開２００２−２８７５９５号公報

上記特許文献１では、廃トナーボトルに向けて廃トナーを排出するクリーニング装置の廃トナー排出口を開閉するシャッターによる遮光を利用して廃トナーボトルの着脱検知を行っている。この場合、廃トナー満杯であるか、シャッターによる遮光であるかを判別するために、廃トナー満杯検知を解除するための光センサー信号（シャッターによる遮光時に出力される信号）と、廃トナー満杯検知を示す光センサー信号の出力を異ならせておく必要がある。例えば、廃トナー満杯検知を解除するための光センサー信号の出力値を、廃トナー満杯検知を示す光センサー信号の出力値よりも低くしておく必要がある。すなわち、廃トナー満杯検知を解除するための光センサー信号の閾値を、廃トナー満杯検知を示す光センサー信号の閾値よりも低い値に設定する必要がある。そのため、廃トナー満杯検知を示す光センサー信号であることを判別するために用いる閾値を高く設定せざるを得ない。廃トナー満杯検知を解除するための光センサー信号であるか、廃トナー満杯検知を示す光センサー信号であるかを正確に判別するためには、廃トナー満杯検知を解除するための光センサー信号の出力値とは明確に差を有するように、廃トナー満杯検知を示す光センサー信号であることを判別するために用いる当該閾値をより高い値に設定しておく必要がある。しかし、当該閾値を高く設定すればするほど満杯検知時の廃トナーの量は少なくなる。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、廃トナー満杯検知を解除するための光センサー信号、すなわち、シャッターによる遮光時に出力される信号であるか、廃トナー満杯検知を示す光センサー信号であるかの判別を必要とすることなく、廃トナーボトルの着脱検知を行うことで、廃トナーボトルの廃トナー満杯検知を示す光センサー信号であることを判別するために用いる閾値を高く設定する必要をなくすことを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、表面にトナー画像が現像される像担持体と、
前記像担持体から用紙に前記トナー画像を転写させる転写装置と、
前記像担持体の表面に残留したトナーを除去して廃トナー排出口から廃トナーを排出するクリーニング装置と、
透明部材により開口部が形成され、前記クリーニング装置から排出される廃トナーを該開口部から受け入れて内部に収容する着脱自在の廃トナーボトルと、
前記廃トナーボトルが取り付けられているときに前記廃トナーボトルの開口部を両側から挟む位置に配設された発光部及び受光部を有する光センサーと、
前記廃トナーボトルの着脱に連動してスライドするシャッターであって、前記クリーニング装置の廃トナー排出口を開閉する上面部材と、前記光センサーの光を透過及び遮断させる側面部材と、を有するシャッターと、
前記光センサーから出力される信号に基づいて、前記廃トナーボトルに収容される廃トナーの満杯検知及び前記トナーボトルの着脱検知を行う制御部と、を備え、
前記シャッターの側面部材に、前記シャッターのスライド方向に直交する方向に延びるスリットが形成されており、
前記制御部は、前記光センサーの信号に現れる前記スリットの透過光の波形パターンに基づいて前記廃トナーボトルの着脱検知を行うものである。

本発明によれば、廃トナー満杯検知を解除するための光センサー信号、すなわち、シャッターによる遮光時に出力される信号であるか、廃トナー満杯検知を示す光センサー信号であるかの判別を必要とすることなく、廃トナーボトルの着脱検知を行えるため、廃トナーボトルの廃トナー満杯検知を示す光センサー信号であることを判別するために用いる閾値を高く設定する必要がなくなる。すなわち、本発明は、廃トナー満杯検知を解除するための光センサー信号の出力と、廃トナーボトルの廃トナー満杯検知を示す光センサー信号の出力に差異を設ける必要がなくなるので、廃トナーボトルの廃トナー満杯検知を示す光センサー信号であることを判別するために用いる閾値をより低く設定できる。このため、廃トナーボトルに収容する廃トナー量を多くすることができ、画像形成装置の稼働率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す左側面断面図である。 画像成形装置の主要内部構成を概略的に示す機能ブロック図である。 画像形成装置の左斜め上からの斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）は廃トナーボトルの開口部及び廃トナー排出口付近の機構を示す拡大斜視図である。 廃トナーボトルを取り出すときの光センサー信号の波形図である。 廃トナーボトルを取り付けるときの光センサー信号の波形図である。 （Ａ）（Ｂ）は廃トナーボトルの開口部及び廃トナー排出口付近の機構の別例を示す拡大斜視図である。 別例において廃トナーボトルを取り出すときの光センサー信号の波形図である。 別例において廃トナーボトルを取り付けるときの光センサー信号の波形図である。 画像形成装置における廃トナーボトルの着脱検知のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す左側面断面図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、プリンターである。本実施形態において、後述する手差しトレイ６５が配置された側（図１における右側）を画像形成装置１の前側とする。

図１に示すように、画像形成部は、感光体ドラム２と、帯電部１０と、レーザースキャナーユニット４と、現像装置１６と、トナーカートリッジ５と、トナー供給装置６と、転写ローラー８と、定着装置９と、ドラムクリーニング部１１とを備える。また、給排紙部は、給紙カセット５２と、手差しトレイ６５と、レジストローラー対８０と、用紙Ｔの搬送路Ｌとを備える。

感光体ドラム２は、円筒形状の部材からなり、像担持体として機能する。感光体ドラム２は、図１に対して垂直な回転軸を中心に回転可能な態様で筐体Ｍに配置される。感光体ドラム２の表面には、静電潜像が形成される。

帯電部１０は、感光体ドラム２の上方に配置される。帯電部１０は、感光体ドラム２の表面を一様に正（プラス極性）帯電させる。

レーザースキャナーユニット４は、ＰＣ（パーソナルコンピューター）等の外部機器から出力された画像情報に基づいて、感光体ドラム２の表面を走査露光する。レーザースキャナーユニット４により走査露光されることによって、感光体ドラム２の表面に帯電した電荷が除去される。これにより、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。

現像装置１６は、感光体ドラム２の前方（図１における右側）に配置される。現像装置１６は、感光体ドラム２に形成された静電潜像に単色（通常はブラック）のトナー画像を現像する。現像装置１６は、感光体ドラム２に対向配置可能な現像ローラー１７とトナー撹拌用の撹拌スパイラル１８とを有して構成される。

トナーカートリッジ５は、現像装置１６に供給されるトナーを収容する。トナー供給装置６は、トナーカートリッジ５に収容されたトナーを、現像装置１６に供給する。

ドラムクリーニング部１１は、感光体ドラム２の後方（図１における左側）に配置され、クリーニング装置として機能する。ドラムクリーニング部１１は、感光体ドラム２の表面に残存したトナーや付着物を除去するとともに、除去されたトナー等（廃トナー）を廃トナーボトル１２へ排出する。

転写ローラー８は、感光体ドラム２の表面に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる転写装置として機能する。転写ローラー８には、不図示の電圧印加手段により、感光体ドラム２に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させるための転写バイアスが印加される。

用紙Ｔは、感光体ドラム２と転写ローラー８とによって挟み込まれ、感光体ドラム２の表面（トナー画像が現像された側）に押し当てられる。このようにして転写ニップＮが形成され、感光体ドラム２に現像されたトナー画像は、用紙Ｔに転写される。

定着装置９は、用紙Ｔに転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融させて、用紙Ｔに定着させる。定着装置９は、加熱ローラー９ａと、加熱ローラー９ａに圧接される加圧ローラー９ｂと、を備える。

カセット給紙部５１の給紙カセット５２は、載置板６０に用紙Ｔが積層された状態で、用紙Ｔが収容される。カセット給紙部５１は、載置板６０に載置された用紙Ｔを取り出す前送りコロ６１と、用紙Ｔを１枚ずつ搬送路Ｌに送り出すローラー対６３とからなる重送防止機構を備える。

カセット給紙部５１又は手差し給紙部６４と排紙部５０との間には、用紙Ｔを搬送する搬送路Ｌが形成される。搬送路Ｌは、カセット給紙部５１から第１合流部Ｐ１までの第１搬送路Ｌ１と、第１合流部Ｐ１からレジストローラー対８０までの第２搬送路Ｌ２と、レジストローラー対８０から転写ローラー８までの第３搬送路Ｌ３と、転写ローラー８から定着装置９までの第４搬送路Ｌ４と、定着装置９から分岐部Ｐ３までの第５搬送路Ｌ５と、分岐部Ｐ３から排紙部５０までの第６搬送路Ｌ６と、手差しトレイ６５から第１合流部Ｐ１までの第７搬送路Ｌ７と、を有する。

第１合流部Ｐ１は、カセット給紙部５１から用紙Ｔを搬送する第１搬送路Ｌ１と、手差しトレイ６５から用紙Ｔを搬送する第７搬送路Ｌ７との合流部である。

第２搬送路Ｌ２の途中には、第２合流部Ｐ２が配置される。さらに、搬送路Ｌは、分岐部Ｐ３から第２合流部Ｐ２までの戻し搬送路Ｌｂを有する。第２合流部Ｐ２は、第２搬送路Ｌ２と戻し搬送路Ｌｂとの合流部である。

転写ローラー８における用紙Ｔの搬送方向の上流側（図１における右側）には、レジストローラー対８０が配置される。

戻し搬送路Ｌｂは、用紙Ｔの両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面（非印刷面）を感光体ドラム２に対向させるために設けられる搬送路である。

筐体Ｍの前面側（図１における右側）の手差し給紙部６４は、用紙載置部である手差しトレイ６５と、給紙ローラーである給紙コロ６６とを備える。

排紙部５０における開口側には、排紙集積部Ｍ１が形成される。排紙集積部Ｍ１には、排紙部５０から排紙された、所定画像が転写された用紙Ｔが積層して集積される。

次に、画像形成装置１のハードウェア構成を説明する。図２は画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。

画像形成装置１は、制御ユニット１００、光センサー１９、画像形成部２１、画像メモリー２２、操作部２３、及びネットワークインターフェイス部２４等を備える。

光センサー１９は、後述するように、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知のために設けられたセンサーである。

画像形成部２１は、ネットワーク接続されたコンピューター２００から受信した印刷デ
ータ等の画像形成を行う。

画像メモリー２２は、画像形成部２１のプリント対象となるデータを一時的に保存する領域である。

操作部２３は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者からの指示を受け付ける。

ネットワークインターフェイス部２４は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、当該ネットワークインターフェイス部２４に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内のコンピューター２００等と種々のデータの送受信を行う。

制御ユニット１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成され、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。制御ユニット１００は、制御部１０１を備える。

制御部１０１は、光センサー１９、画像形成部２１、画像メモリー２２、操作部２３、ネットワークインターフェイス部２４等と接続され、これら各部の駆動制御、用紙の搬送制御及び画像形成制御を行う。

特に、制御部１０１は、光センサー１９の信号に基づいて、廃トナーボトル１２の廃トナーの満杯検知及び廃トナーボトル１２の着脱検知を行う。

次に、画像形成装置１の廃トナー回収について説明する。図３は、画像形成装置１の左斜め上からの斜視図である。

画像形成装置１において、筐体Ｍの左側面に開閉可能な側面カバーＭ２が設けられている。廃トナーボトル１２は、ドラムクリーニング部１１の下方に取り付けられ、ドラムクリーニング部１１から排出される廃トナーを回収する。廃トナーボトル１２は、側面カバーＭ２を開いて機内から取り出し、又は、機内に取り付けることができる。

図４（Ａ）（Ｂ）は、廃トナーボトル１２の開口部及び廃トナー排出口付近の機構を示す拡大斜視図である。ドラムクリーニング部１１は、廃トナーを外部へ排出するための、上下方向に延びる廃トナー排出口１１Ａを有する。一方、廃トナーボトル１２は、上部に、廃トナーを受け入れる開口部１２Ａを有する。

廃トナーボトル１２が取り付けられている場合、図４（Ａ）に示したように、ドラムクリーニング部１１の廃トナー排出口１１Ａと廃トナーボトル１２の開口部１２Ａとが上下方向に重なって、廃トナーボトル１２は、ドラムクリーニング部１１の廃トナー排出口１１Ａから排出される廃トナーを受け入れて内部に収容することができる。

廃トナー排出口１１Ａの下方に、廃トナーボトル１２の廃トナーの満杯を検知するための光センサー１９が設けられている。当該光センサー１９は、例えば、画像形成装置１の装置本体１Ａ（図１）に取り付けられている。光センサー１９は、発光部１９Ａ及び受光部１９Ｂを有する。発光部１９Ａ及び受光部１９Ｂは、廃トナー排出口１１Ａの下方に配設されている。発光部１９Ａ及び受光部１９Ｂは、廃トナーボトル１２が取り付けられて開口部１２Ａが廃トナー排出口１１Ａの下部にあるときに（図４（Ａ））、廃トナーボトル１２の開口部１２Ａを両側から挟む位置に固定して配設されている。

開口部１２Ａは、少なくとも光センサー１９の発光部１９Ａ及び受光部１９Ｂに挟まれる部分が光透過性を有する素材、例えば、透明な素材により形成されている。発光部１９Ａから出力された光は開口部１２Ａを通って受光部１９Ｂに入射される。このとき、廃トナーボトル１２に収容された廃トナーが、発光部１９Ａから発光された光が受光部１９Ｂに向かう光路上まで達していなければ、発光部１９Ａから出力された光は廃トナーによっては遮られず、減衰せずに受光部１９Ｂに入射される。なお、廃トナーが上記光路上まで達しているときに、廃トナーボトル１２に収容された廃トナーが満杯状態であるものとする。一方、廃トナーボトル１２の廃トナーが開口部１２Ａまで堆積しているような満杯状態の場合には、発光部１９Ａから出力された光は堆積した廃トナーで減衰して受光部１９Ｂに入射される。制御部１０１は、受光部１９Ｂが上記発光部１９Ａから発光する光を受光していれば、廃トナーが上記光路上まで達しておらず廃トナーは満杯状態ではないと検知し、受光部１９Ｂが上記発光部１９Ａから発光する光を受光していなければ、廃トナーが上記光路上まで達しており廃トナーは満杯状態であると検知する。

シャッター２０は、図略のバネ等によって廃トナーボトル１２の取り出し方向に付勢されている。これにより、廃トナーボトル１２が取り出されている場合には、シャッター２０は廃トナー排出口１２Ａの真下へ移動し、廃トナー排出口１１Ａはシャッター２０の上面部材２０Ａによって塞がれる（図４（Ｂ））。

例えば、装置本体１Ａの予め定められた位置に配置される廃トナーボトル１２がこの配置位置から取り出されて、廃トナーボトル１２がドラムクリーニング部１１の廃トナー排出口１１Ａの下方位置から移動して外れた場合、廃トナー排出口１１Ａから廃トナーが機内に漏れるおそれがある。そこで、シャッター２０を設けて、廃トナーボトル１２が取り出されている場合、図４（Ｂ）に示したように、シャッター２０が廃トナー排出口１１Ａを塞いで、廃トナーが機内に漏れないようになっている。

一方、廃トナーボトル１２を取り付ける際、廃トナーボトル１２の開口部１２Ａがシャッター２０に当接して、シャッター２０が廃トナーボトル１２の取り付け方向へ押し込まれる。このように、シャッター２０は廃トナーボトル１２の着脱に連動して、廃トナーボトル１２の取り出し／取り付け方向にスライドする。

シャッター２０は、側面部材２０Ｂを有する。このため、廃トナーボトル１２が取り出される場合（図４（Ｂ））、シャッター２０の側面部材２０Ｂは、廃トナー排出口１１Ａの真下へ移動して、光センサー１９の光を遮断する。

一方、廃トナーボトル１２が取り付けられている場合（図４（Ａ））、シャッター２０が奥へ押し込まれることでシャッター２０の側面部材２０Ｂは光センサー１９の発光部１９Ａ及び受光部１９Ｂの光線軸から外れ、発光部１９Ａの光は廃トナーボトル１２の透明の開口部１２Ａを透過して、受光部１９Ｂに到達する。制御部１０１は、このような受光部１９Ｂが当該受光に応じて出力する信号を受信するか否かに基づいて、廃トナーボトル１２の着脱を検知する。

ただし、廃トナーボトル１２の廃トナーが満杯の状態でも光センサー１９の信号が遮断されるため、本実施形態に係る画像形成装置１では、シャッター２０の側面部材２０Ｂにシャッター２０のスライド方向に直交するスリット２０Ｃを設け、廃トナー満杯状態と区別できるようにしている。スリット２０Ｃは、廃トナーボトル１２の取り出し方向における側面部材２０Ｂの幅において、中心部よりも、当該幅方向端部側に偏った位置に形成されている。本実施形態ではスリット２０Ｃは、側面部材２０Ｂにおいて、廃トナーボトル１２が取り外される方向側に偏った位置に形成されている。

図５は、廃トナーボトル１２を取り出すときの光センサー１９の信号の波形図である。廃トナーボトル１２が取り出される場合、シャッター２０が取り出し方向へスライドする。このとき、光センサー１９の光がシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されている間は光センサー１９の受光レベルは例えば最小値であるものとすると、光センサー１９の光線軸がスリット２０Ｃに差し掛かると光センサー１９の光を遮る障害物がなくなり、光センサー１９の光が透過して光センサー１９の受光レベルは最大値となる。その後、スリット２０Ｃが通過して光センサー１９の光が再びシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されると光センサー１９の受光レベルは最小値となる。

図６は、廃トナーボトル１２を取り付けるときの光センサー１９の信号の波形図である。廃トナーボトル１２が取り付けられる場合、シャッター２０が取り付け方向へスライドする。このとき、光センサー１９の光がシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されている間は光センサー１９の受光レベルは最小値であるが、光センサー１９の光線軸がスリット２０Ｃに差し掛かると光センサー１９の光を遮る障害物がなくなり、光センサー１９の光が透過して光センサー１９の受光レベルは最大値となる。このとき、スリット２０Ｃは、側面部材２０Ｂにおいて、廃トナーボトル１２が取り外される方向側に偏った位置に形成されているため、廃トナーボトル１２が一定速度で取付方向に移動したとすると、光センサー１９の受光レベルが最大値となることを示す波形は、廃トナーボトル１２の移動開始時点から、廃トナーボトル１２を取り出すときと比較して遅く発生する。その後、スリット２０Ｃが通過して光センサー１９の光が再びシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されると光センサー１９の受光レベルは最小値となる。

なお、受光部１９Ｂにおいては、開口部１２Ａ内にトナーがない状態で開口部１２Ａを透過して発光部１９Ａからの光を受光する場合の受光部１９Ｂの受光量Ａと、開口部１２Ａ内のトナーにより光路が干渉された状態又は遮断に近い状態で開口部１２Ａを透過して受光する場合の受光部１９Ｂの受光量Ｂと、シャッター２０の側面部材２０Ｂにより光路が遮断された状態における受光部１９Ｂの受光量Ｃと、スリット２０Ｃから開口部１２Ａを透過せずに直接に発光部１９Ａからの光を受光する場合の受光部１９Ｂの受光量Ｄは、互いに相違する。

このため、図５のような波形パターンが現れたとき、例えば、受光量Ｂから受光量Ｃへの変化時点から受光レベル最大値（受光量Ｄ）発生までの時間に基づいて、制御部１０１は、廃トナーボトル１２が取り出されたことを検知することができる。また、図６のような波形パターンが現れたとき、受光レベル最大値（受光量Ｄ）が終了してから受光量Ａに変化した時点までの時間に基づいて、制御部１０１は、廃トナーボトル１２が装着されたことを検知することができる。これにより、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知を行うための光センサー１９を用いて、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知の閾値を高くすることなく廃トナーボトル１２の着脱検知を行うことができる。

すなわち、廃トナー満杯検知を解除するための光センサー１９の受光レベルと、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知を示す光センサー１９の受光レベルに差異を設ける必要がなくなるので、例えば、当該受光レベルに基づいて、廃トナー満杯を検知するための閾値と、シャッター２０の側面部材２０Ｂにより光路が遮断されたことを検知するための閾値とを同じ値にすることも可能になる。これにより、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯を検知するために用いる閾値をより低い値に設定できる。このため、廃トナーボトル１２に収容する廃トナー量を多くすることができ、画像形成装置１の稼働率を向上させることができる。

図７（Ａ）（Ｂ）は、廃トナーボトル１２の開口部及び廃トナー排出口付近の機構の別例を示す拡大斜視図である。図７（Ａ）（Ｂ）に示す構成では、図４（Ａ）（Ｂ）に示した構成とは異なり、シャッター２０の側面部材２０Ｂに幅広のスリット２０Ｃ及び幅狭のスリット２０Ｄが並んで形成されている。

図８は、別例において廃トナーボトル１２を取り出すときの光センサー１９の信号の波形図である。廃トナーボトル１２が取り出される場合、シャッター２０が取り出し方向へスライドする。このとき、光センサー１９の光がシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されている間は光センサー１９の受光レベルが例えば最小値であるものとすると、光センサー１９の光線軸がまず幅狭のスリット２０Ｄに差し掛かり、光センサー１９の受光レベルは最大値となる。そして、幅狭のスリット２０Ｄが通過して光センサー１９の光が再びシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されると光センサー１９の受光レベルは最小値となる。次に、光センサー１９の光線軸が幅広のスリット２０Ｃに差し掛かり、光センサー１９の受光レベルは再び最大値となる。その後、幅広のスリット２０Ｃが通過して光センサー１９の光が再びシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されると光センサー１９の受光レベルは再び最小値となる。

図９は、別例において廃トナーボトル１２を取り付けるときの光センサー１９の信号の波形図である。廃トナーボトル１２が取り付けられる場合、シャッター２０が取り付け方向へスライドする。このとき、光センサー１９の光がシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されている間は光センサー１９の受光レベルは最小値であるが、光センサー１９の光線軸がまず幅広のスリット２０Ｃに差し掛かり、光センサー１９の受光レベルは最大値となる。そして、幅広のスリット２０Ｃが通過して光センサー１９の光が再びシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されると光センサー１９の受光レベルは最小値となる。次に、光センサー１９の光線軸が幅狭のスリット２０Ｄに差し掛かり、光センサー１９の受光レベルは再び最大値となる。その後、幅狭のスリット２０Ｄが通過して光センサー１９の光が再びシャッター２０の側面部材２０Ｂで遮断されると光センサー１９の受光レベルは再び最小値となる。

廃トナーボトル１２が取り付けられている状態において、光センサー１９の信号に図８のような波形パターン、すなわち、先に幅狭のスリット２０Ｄに対応して通過した光の受光に基づく波形が発生する波形パターンが現れたとき、制御部１０１は、廃トナーボトル１２が取り出されたことを検知することができる。一方、廃トナーボトル１２が取り出されている状態において、光センサー１９の信号に図９のような波形パターン、すなわち、先に幅広のスリット２０Ｃに対応して通過した光の受光に基づく波形が発生する波形パターンが現れたとき、制御部１０１は、廃トナーボトル１２が取り付けられたことを検知することができる。これにより、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知を行うための光センサー１９を用いて、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知の閾値を高くすることなく廃トナーボトル１２の着脱検知を行うことができる。

特に、図７の別例では、シャッター２０の側面部材２０Ｂに互いに幅の異なるスリット２０Ｃ及び２０Ｄを設けたことにより、廃トナーボトル１２の取り付け時と取り出し時とで光センサー１９の信号に異なる波形パターンが現れるため、シャッター２０のスライド方向、すなわち、廃トナーボトル１２の取り付け又は取り外しを正しく識別することができる。

次に、画像形成装置１における廃トナーボトル１２の着脱検知処理について説明する。図１０は、画像形成装置１における廃トナーボトル１２の着脱検知のフローチャートである。

廃トナーボトル１２に廃トナーが溜まり、制御部１０１が光センサー１９の信号に基づいて廃トナー満杯を検知すると（Ｓ１）、制御部１０１は、廃トナーボトル１２の取り出しを検知するために、光センサー１９の発光部１９Ａを制御して、発光部１９Ａを定期的に点灯（パルス点灯）させる（Ｓ２）。このように発光部１９Ａを連続点灯ではなく定期的に点灯させる理由は、発光部１９Ａの寿命を延ばすためである。

なお、発光部１９Ａの点灯周期は、シャッター２０がスライドしてスリット２０Ｃ及び２０Ｄにおいて光センサー１９の光が透過する時間よりも十分に短くすることが望ましい。これは、光センサー１９の信号に現れるスリット２０Ｃ及び２０Ｄの透過光の波形パターンと発光部１９Ａのパルス点灯とを区別して、廃トナーボトル１２の着脱誤検知を防止するためである。

制御部１０１は、光センサー１９の信号において廃トナーボトル１２の取り出し時を示す上述したいずれかの波形パターンを検知しない間はステップＳ２へ戻り（Ｓ３でＮＯ）、当該波形パターンを検知すると（Ｓ３でＹＥＳ）、廃トナーボトル１２が取り出されたことを検知する（Ｓ４）。

その後、制御部１０１は、光センサー１９の信号において廃トナーボトル１２の取り付け時を示す上述したいずれかの波形パターンを検知するまで待機し（Ｓ５でＮＯ）、当該波形パターンを検知すると（Ｓ５でＹＥＳ）、廃トナーボトル１２が取り付けられたことを検知する（Ｓ６）。

次に、制御部１０１は、光センサー１９の信号に基づいて、取り付けられた廃トナーボトル１２の廃トナーが満杯かどうかを判断し、もし廃トナーが満杯であればステップＳ２へ戻る（Ｓ７でＹＥＳ）。この場合、制御部１０１は、表示部４７３（図１，図２）に、廃トナーボトル１２の交換を促すメッセージを表示させるようにしてもよい。

一方、廃トナーが満杯でなければ（Ｓ７でＮＯ）、制御部１０１は、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知を解除する（Ｓ８）。このように廃トナーボトル１２の取り付け検知後に廃トナーの満杯検知を行う理由は、例えば、取り外された廃トナーボトル１２が再び取り付けられるといったように、必ずしも新しい廃トナーボトル１２が取り付けられるとは限らないからである。そのような事態に対応するために、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知の解除前に、取り付けられた廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知を行っている。

上記のように、本実施形態によれば、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知を行うための光センサー１９を用いて、廃トナーボトル１２の廃トナー満杯検知の閾値を高くすることなく廃トナーボトル１２の着脱検知を行うことができる。これにより、廃トナー満杯検知の解除に係る光センサー１９の信号の閾値を満杯検知の閾値よりも低い値に設定しなくてもよくなり、満杯検知時の廃トナーの量を多くすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、シャッター２０の側面部材２０Ｂに３つ以上のスリットを形成してもよい。また、例えば、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてプリンターを用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、他の電子機器、例えば、コピー機、ファクシミリ装置、複合機等の他の画像形成装置でもよい。

また、図１乃至図１０を用いて上記実施形態により示した構成は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム（像担持体）
８ 転写ローラー（転写装置）
１１ ドラムクリーニング部（クリーニング装置）
１１Ａ 廃トナー排出口
１２ 廃トナーボトル
１２Ａ 開口部
１９ 光センサー
１９Ａ 発光部
１９Ｂ 受光部
２０ シャッター
２０Ａ 上面部材
２０Ｂ 側面部材
２０Ｃ スリット（幅広のスリット）
２０Ｄ スリット（幅狭のスリット）
１０１ 制御部

Claims (1)

1. 表面にトナー画像が現像される像担持体と、
   前記像担持体から用紙に前記トナー画像を転写させる転写装置と、
   前記像担持体の表面に残留したトナーを除去して廃トナー排出口から廃トナーを排出するクリーニング装置と、
   透明部材により開口部が形成され、前記クリーニング装置から排出される廃トナーを該開口部から受け入れて内部に収容する着脱自在の廃トナーボトルと、
   前記廃トナーボトルが取り付けられているときに前記廃トナーボトルの開口部を両側から挟む位置に配設された発光部及び受光部を有する光センサーと、
   前記廃トナーボトルの着脱に連動してスライドするシャッターであって、前記クリーニング装置の廃トナー排出口を開閉する上面部材と、前記光センサーの光を透過及び遮断させる側面部材と、を有するシャッターと、
   前記光センサーから出力される信号に基づいて、前記廃トナーボトルに収容される廃トナーの満杯検知及び前記トナーボトルの着脱検知を行う制御部と、を備え、
   前記シャッターの側面部材に、前記シャッターのスライド方向に直交する方向に延びるスリットが形成されており、
   前記制御部は、前記光センサーの信号に現れる前記スリットの透過光の波形パターンに基づいて前記廃トナーボトルの着脱検知を行い、
   更に、前記制御部は、
   前記開口部内のトナーにより前記発光部から前記受光部までの光路が干渉された状態又は遮断に近い状態で前記開口部を透過して前記発光部からの光を受光する場合の前記受光部の受光量から、前記シャッターの前記側面部材により前記光路が遮断された状態における前記受光部の受光量に変化した時点から、
   前記スリットから前記開口部を透過せずに直接に前記発光部からの光を受光する場合の前記受光部の受光量に変化した時点までの時間に基づいて、
   前記廃トナーボトルが取り外されたことを判断し、
   更に、前記スリットから前記開口部を透過せずに直接に前記発光部からの光を受光する場合の前記受光部の受光量から、前記シャッターの前記側面部材により前記光路が遮断された状態における前記発光部の受光量に変化した時点から、
   前記開口部内にトナーがない状態で前記開口部を透過して前記発光部からの光を受光する場合の前記受光部の受光量に変化した時点までの時間に基づいて、
   前記廃トナーボトルが装着されたことを判断する画像形成装置。

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