JPH10301385A - 画像形成装置におけるトナー残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー残量検出に際し、準不足状態から正常
状態に移行する回数に応じて残量状態表示を適切に行
い、トナーの流動性が劣化した場合にはトナー残量の誤
判定をしにくく、トナーの流動性が良好である場合には
残量状態表示の変動が少なくユーザーにとって使い勝手
のよいトナー残量検出装置を提供する。 【解決手段】 ステップＳ１において、トナー攪拌動作
中でなければ、トナー交換時の初期化処理を実行し（ス
テップＳ１０からステップＳ１３）、攪拌動作中であれ
ば、トナー表示制御処理を実行する（ステップＳ１２か
らＳ７）。エンプティー、ニアをともに非検知の状態で
（ステップＳ３、Ｓ４）、カウンタ値が１５に達してな
い場合（ステップＳ５）、ニアを非表示にするとともに
（ステップ７）、前回の状態がニアなら（ステップＳ
５）、カウント値に１を加算する（ステップＳ６）。ニ
アが検知されたとき、あるいはニアが検知されなくとも
カウンタ値が１５に達しているときはニアを表示する
（ステップＳ９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電したトナーを
用いて電子写真方式により画像を形成する画像形成装置
の技術分野に属し、特に、トナーカートリッジ内のトナ
ーの残量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から画像形成装置においては、現像
に用いられるトナーを貯留するためのトナーカートリッ
ジを着脱可能としたものが多く、一定期間使用後にトナ
ーが減少するので、トナーカートリッジを着脱し、トナ
ーを交換する必要があった。このため、ユーザーがトナ
ー交換時期を判断することを可能とするため、トナー残
量検出装置を設け、トナーの残量を表示することが多く
行われていた。また、このような表示では、残量の正確
な量を知ることまでは要求されず、一般には、トナー残
量が十分に残っている正常状態であるか、交換すべき程
度に減少している不足状態であるか、近々交換時期を迎
える程度に減少している準不足状態であるかを知ること
ができれば十分であった。

【０００３】この種のトナー残量検出装置としては、例
えば、トナーカートリッジの下端に設けた溝をワイパに
より周期的に掃引し、この溝の光の通過の有無を検知
し、トナーが溝から除かれ、再び溝を満たすまでの時間
を測定する方法が知られていた。この時間はトナー残量
が多い場合には短くなることから、所定の基準時間との
比較によりトナー残量の検出をすることが可能となるも
のである。

【０００４】また、トナー残量の状態を検出するための
段階は前述したように３段階程度と少なく設定する場合
には、各検出段階を状態移行する際に、検出状態が定ま
らず変動するので、いったん準不足状態や不足状態に移
行した後は、それよりも以前の状態に戻さないよう残量
表示を行うのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のトナー残量検出方法によれば、電源投入直後
や、トナー交換直後など、トナーの流動性が悪くなって
いる場合には問題があった。即ち、前述の例において、
ワイパにより溝を掃引した場合、トナーの流動性が悪い
と、再びトナーが溝を満たすまでに時間を要し、まだト
ナー残量が十分ある場合でも、トナーが減少したかの様
に誤って状態表示をするおそれがある。例えば、トナー
交換時などに、トナー残量が十分あるにもかかわらず、
準不足状態との表示を行うような場合である。この場
合、トナーを使用していくことで、トナーの流動性が向
上すると、通常の検出状態となるが、前述したように既
になされた状態表示は戻さないことから、適切なトナー
残量表示を実現することが困難であった。

【０００６】また、このような誤判定を回避するため
に、例えば、トナー残量の判定結果が準不足状態から、
正常状態に移行する場合、いったんトナーの準不足状態
の表示を解除し、再び正常状態の表示を行うのは、トナ
ー残量判定結果がトナーの流動性の変化により変わるた
め、十分な準不足状態の表示がされないまま、不足状態
の表示が突然されるということが懸念され、ユーザーに
とっては使い勝手の上から問題がある。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされ、トナーの流動性の変化にかかわらず、常に適
切なトナー残量検出を行うことが可能な画像形成装置に
おけるトナー残量検出装置を提供することを課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のトナー
残量検出装置は、上記課題を解決するために、現像室に
供給するトナーを貯留するトナーカートリッジと、前記
トナーカートリッジ内のトナーの残量を検出するトナー
残量検出手段と、前記トナー残量検出手段により検出さ
れたトナーの残量に応じて、トナー残量が十分である正
常状態と、トナー残量が交換が必要な程度まで不足して
いる不足状態と、トナー残量が前記不足状態よりは多い
ものの十分ではない準不足状態とのいずれの残量状態で
あるかを判定する残量状態判定手段と、前記残量状態判
定手段により判定された残量状態から表示内容を決定す
る表示制御手段と、前記表示制御手段により決定された
表示内容を表示する表示手段と、を備え、前記表示制御
手段は、前記残量状態判定手段の判定結果をそのまま表
示するが、前記残量状態判定手段の判定結果が準不足状
態から正常状態に移行する回数が、電源投入後又は前記
トナーカートリッジの交換後から通算して一定回数に達
し、準不足状態となった後は、表示内容を正常状態から
準不足状態に戻さないよう制御を行うことを特徴とす
る。

【０００９】請求項１に記載のトナー残量検出装置によ
れば、以下の状態の改善を図ることができる。即ち、電
源投入時やトナー交換時など、トナーカートリッジを長
時間保存した場合、トナーカートリッジ内のトナーの流
動性が劣化している。そのような状態でトナー残量検知
を行うと、トナー残量が多いにもか変わらず、準不足状
態を表示することがある。しかしながら、この場合は、
準不足状態から正常状態に移行する回数のカウントの開
始直後であり、まだ所定の設定値に達していない。従っ
て、状態表示の移行は自由であり、いったん準不足状態
に移行後であっても、正常状態に戻ることも可能である
のでトナー残量が十分あるのに誤って準不足状態と表示
されにくい。一方、トナーが使用により流動性が良好に
なった場合は、当初準不足状態から正常状態への移行は
あるものの、カウント値が所定の値を越えれば、この移
行はされなくなるので、残量状態表示の短期変動を回避
でき、不足状態に移行するまでに準不足状態の表示され
る時間を十分に確保し、使い勝手の向上を図ることがで
きる。

【００１０】請求項２に記載のトナー残量検出装置は、
前記トナーカートリッジは、着脱可能であり、下部に凹
部が形成され、前記凹部にはトナーを蓄える溝が形成さ
れており、 前記トナー残量検出手段は、前記溝を周期
的に掃引するためのワイパと、前記溝内のトナーの有無
を検出するトナー有無検出手段と、前記溝内のトナーの
有無の時間的変化に基づいて前記トナー残量を判定する
手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載のトナー残量検出装置によ
れば、着脱可能なトナーカートリッジであって、下部に
設けた溝をワイパで周期的に掃引し、この溝のトナーの
有無の時間変化から、トナー残量を判定するトナー残量
検出装置においても、トナーの流動性の良否にかかわら
ず、誤りが少なく使い勝手の良いトナー残量検出が可能
となる。

【００１２】請求項３に記載のトナー残量検出装置は、
前記トナー有無検出手段は、前記トナーカートリッジの
下部に配置され、光源部と受光部とを有するトナーセン
サであり、前記光源部と前記受光部との間の光軸が、前
記溝を通過するように配置されていることを特徴とす
る。

【００１３】請求項３に記載のトナー残量検出装置によ
れば、光センサを前記ワイパと溝によるトナー残量の判
定に用いた場合においても、トナーの流動性の良否にか
かわらず、誤りが少なく使い勝手の良いトナー残量検出
が可能となる。

【００１４】請求項４に記載のトナー残量検出装置は、
前記トナーカートリッジ内部に、トナーを撹拌するため
に回転制御される撹拌体が設けられ、前記ワイパは、前
記撹拌体の一部に設けられていることを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載のトナー残量検出装置によ
れば、前記ワイパをトナーカートリッジ内の攪拌体に取
り付け、攪拌体とともに回転可能な構造にした場合にお
いても、トナーの流動性の良否にかかわらず、誤りが少
なく使い勝手の良いトナー残量検出が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面を用いて説明する。なお、以下に示す実
施の形態は、いわゆるレーザプリンタについて本発明を
適用した場合の実施の形態である。

【００１７】（Ｉ）全体構成及び動作 始めに、実施形態に係るレーザプリンタの全体構成につ
いて、図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は実
施形態に係るレーザプリンタの外観斜視図であり、図２
はその中央部の縦断面図である。

【００１８】図１及び図２に示すように、実施形態のレ
ーザプリンタ１は、本体ケース２と、当該本体ケース２
の後部上面に設けられた第１給紙トレイユニット３及び
第２給紙トレイユニット４と、本体ケース２内に設けら
れた用紙搬送機構５と、形成手段としてのスキャナユニ
ット６と、プロセスユニット７と、定着手段としての定
着ユニット８と、第１給紙トレイユニット３、第２給紙
トレイユニット４、用紙搬送機構５、現像装置としての
プロセスユニット７及び定着ユニット８等を駆動するた
めの本体ケース２の正面左端側部分に収容された駆動ユ
ニット（図示を省略する。）等を含んで構成されてい
る。

【００１９】また、本体ケース２の前部上面部にはレー
ザプリンタ１の内部を開放可能なトップカバー１０と、
排紙トレイ１１とが設けられている。このうち、排紙ト
レイ１１は、図２に実線で示す閉位置から鎖線で示す開
位置へ切り換え自在であり、開位置のときには記録済の
用紙を受けて蓄積するトレイとして機能する。

【００２０】上述の構成のうち、スキャナユニット６と
プロセスユニット７と定着ユニット８とが実際に記録を
行うプリント機構部を構成する。

【００２１】このうち、プロセスユニット７は、ケーシ
ング２４内に、感光ドラム２５、帯電器２６、現像ロー
ラ２７、転写手段としての転写ローラ２８、クリーニン
グローラ２９等を収容して本体ケース２内の所定部位に
着脱可能なカートリッジ構造となっている。

【００２２】更に、第１給紙トレイユニット３は、本体
ケース２の後端付近部分の上面部に固定的に設けられて
おり、第２給紙トレイユニット４は、本体ケース２のう
ちの第１給紙トレイユニット３の前面の上面部に着脱可
能に設けられている。

【００２３】一方、用紙搬送機構５は、第１給紙トレイ
ユニット３又は第２給紙トレイユニット４から択一的に
給紙された用紙をプロセスユニット７へ搬送するための
もので、第１給紙トレイユニット３の下端側に設けられ
た一対の送りローラ１２Ａ及び１２Ｂと、第２給紙トレ
イユニット４の下端前面に設けられたレジストローラ１
３Ａ及び１３Ｂとを備える。これらのうち、送りローラ
１２Ａが駆動側ローラであり、送りローラ１２Ｂが従動
ローラである。また、レジストローラ１３Ａが駆動側ロ
ーラであり、レジストローラ１３Ｂが従動ローラであ
る。

【００２４】また、第１給紙トレイユニット３からレジ
ストローラ１３Ａ及び１３Ｂに至る用紙搬送路１４は、
第２給紙トレイユニット４の下面に沿って延びる下面側
搬送路１４Ａを含み、第２給紙トレイユニット４を本体
ケース２から取り外した状態では、下面側搬送路１４Ａ
が外部に開放状態となる。

【００２５】更に、第１給紙トレイユニット３から給紙
された用紙は、送りローラ１２Ａ及び１２Ｂで送り駆動
されて下面側搬送路１４Ａを通ってレジストローラ１３
Ａ及び１３Ｂに到達し、レジスト後に送り駆動されてプ
ロセスユニット７に搬送される。

【００２６】一方、第２給紙トレイユニット４から給紙
された用紙は、レジストローラ１３Ａ及び１３Ｂに到達
し、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット７に
搬送される。

【００２７】次に、第１給紙トレイユニット３について
詳細には、当該第１給紙トレイユニット３は、複数の用
紙Ｐを後方上がり傾斜状に収容可能なトレイケース３６
と、トレイケース３６の底部に設けられた用紙Ｐの下面
側を受ける用紙受け板３７と、用紙受け板３７を前方に
付勢する圧縮コイルスプリング３８と、用紙受け板３７
の前側に対向し且つトレイケース３６の下端付近におい
て回動可能に取り付けられて所定角度開閉可能なトレイ
カバー３９と、トレイカバー３９の開作動に連動する用
紙受け板３７を圧縮コイルスプリング３８の付勢力に抗
して後方へリリースさせるリリース機構４０と、給紙ロ
ーラ４１等により構成されている。

【００２８】更に、第２給紙トレイユニット４は、複数
の用紙Ｐを後方上がり傾斜状に収容可能なトレイケース
５６と、トレイケース５６の底部に設けられた用紙Ｐの
下面側を受ける用紙受け板５７と、用紙受け板５７を前
方に付勢する圧縮コイルスプリング５８と、用紙受け板
５７の前側に対向し且つトレイケース５６の下端付近に
おいて回動可能に取り付けられて所定角度開閉可能なト
レイカバー５９と、トレイカバー５９の開作動に連動す
る用紙受け板５７を圧縮コイルスプリング５８の付勢力
に抗して後方へリリースさせるリリース機構６０と、給
紙ローラ６１等により構成されている。なお、第２給紙
トレイユニット４の前面には、手差しにより用紙Ｐを供
給するための手差し用給紙口８０が設けられている。

【００２９】次に、プロセスユニット７についてより具
体的に説明すると、当該プロセスユニット７は、スキャ
ナユニット６に設けられた後述するレーザ光学系により
記録すべき画像データに従って感光ドラム２５の表面に
形成された静電潜像に対してトナーを供給することによ
り潜像のトナー現像を行うためのユニットである。

【００３０】すなわち、プロセスユニット７は、感光ド
ラム２５とその上面に接触する転写ローラ２８、感光ド
ラム２５の下方に配置されたスコロトロン型等の帯電器
２６、給紙方向において感光ドラム２５よりも上流側に
配置された現像ローラ２７及びトナー供給ローラ３１を
備える現像装置、更にその上流部に配置されたトナー貯
留部としての着脱可能なトナーカートリッジ３０、感光
ドラム２５よりも給紙方向において下流側に配置された
クリーンニングローラ２９等から構成されている。

【００３１】また、現像装置の現像室（トナー供給ロー
ラ３１、現像ローラ２７、後述の上オーガ７１及び下オ
ーガ７０等を含む部分をいう。以下同じ。）内におい
て、トナー供給ローラ３１の上方には、一対の下オーガ
７０及び上オーガ７１が回転可能に配置されている。下
オーガ７０は、トナーカートリッジ３０からトナー供給
口３０Ａ（トナーカートリッジ３０のほぼ中央位置に形
成された孔とケーシング２４に形成された孔とにより構
成される。）を経て現像室内に供給されたトナーを、ト
ナー供給ローラ３１の上方でトナー供給ローラ３１の両
端部方向に搬送する機能を担い、また、上オーガ７１
は、トナー供給ローラ３１の両端側からトナー供給口３
０Ａに向かってトナーを搬送する機能を担う。このよう
に、下オーガ７０及び上オーガ７１を介してトナー供給
口３０Ａから現像室側に供給されたトナーは、トナー供
給ローラ３１の上方でその両端方向に搬送循環されるも
のであり、当該トナーは、搬送循環されている間にトナ
ー供給ローラ３１に付着しつつ供給されていく。更に、
本実施形態では、上記上オーガ７１と下オーガ７０との
間に夫々のオーガの回転軸と平行な方向にオーガ仕切板
７２を設け、上記上、下オーガと相まって、トナー搬送
の機能を促進する。

【００３２】また、トナーカートリッジ３０内の攪拌体
９２に設けられたセンサワイパ９２Ａと、トナーカート
リッジ３０の下部に配置されたトナーセンサ９０の作用
により、トナーカートリッジ３０のトナーの残量を検出
する。このトナー残量の検出に関する詳細な構成、機能
については後述する。

【００３３】現像ローラ２７の上方側でケーシング２４
の下面には、Ｌ字型のブレード固定部材３３Ａによりブ
レード３３が固定されている。このブレード３３はトナ
ー供給ローラ３１から現像ローラ２７に供給されたトナ
ーを所定の極性に帯電させるとともにトナー層の層厚を
所定の厚さに規制するためのものである。

【００３４】更に、感光ドラム２５の外周面には、帯電
器２６にて形成された帯電層に対してスキャナユニット
６からレーザビームを走査しつつ照射することにより記
録すべき画像データに対応した静電潜像が形成される。
このとき、トナーカートリッジ３０内のトナーは、攪拌
体９２により攪拌されてトナー供給口３０Ａから放出さ
れた後、トナー供給ローラ３１を介して現像ローラ２７
の外周面に担持され、ブレード３３によってトナー層の
厚さが規制される。これにより、感光ドラム２５に形成
された静電潜像は、現像ローラ２７によってトナーが付
着することにより顕像化され、転写ローラ２８と感光ド
ラム２５の間を通る用紙Ｐに転写される。その後、感光
ドラム２５上に残った残トナーはクリーニングローラ２
２上で電気的に一旦保持された後、用紙Ｐに対する画像
の記録を行わない所定のタイミング（例えば、搬送され
てくる用紙Ｐと次の用紙Ｐとの間等）にて感光ドラム２
５上に電気的に戻され、更に現像ローラ２７に担持され
て現像室内に回収される。

【００３５】次に、スキャナユニット６について説明す
る。

【００３６】図２に示すように、スキャナユニット６は
公知のレーザ光学系を備えており、入力された記録すべ
き画像データに基づいてレーザ光学系のスキャニングを
行って感光ドラム２５の表面に静電潜像を形成するユニ
ットである。

【００３７】より具体的には、スキャナユニット６は、
上記プロセスユニット７の下方に配置されており、スキ
ャナユニット６の上面には、スキャナカバー４５が取り
付けられている。このスキャナカバー４５は本体ケース
２における底板部４６の給紙方向上流側に開口部の殆ど
を被覆して固定されている。そして、露光ユニットとし
てのスキャナユニット６は、スキャナカバー４５の下面
側に、半導体レーザ等のレーザ発光部（図示を省略す
る。）、スキャナモータ４７、ポリゴンミラー２０、レ
ンズ２２及び反射鏡２１、２３等が配置されてなり、レ
ーザ光は、スキャナカバー４５によって感光ドラム２５
の回転軸線に沿って延びるように形成された横長のスキ
ャナ孔４８にはめ込まれたガラス板４９を通過して感光
ドラム２５の外周面に照射される。これにより、画像デ
ータに従って感光ドラム２５の外周面に静電潜像が露光
形成される。このようにしてスキャナユニット６のレー
ザ光学系により感光ドラム２５に形成された静電潜像に
対して上記プロセスユニット７を介してトナーが供給さ
れ、静電潜像のトナー現像が行われる。

【００３８】次に、プロセスユニット７に搬送された用
紙Ｐに対しては、プロセスユニット７内で感光ドラム２
５に形成された静電潜像に対応するトナー画像が転写さ
れ、この後、定着ユニット８に搬送される。この定着ユ
ニット８は、用紙Ｐに転写されているトナーを当該用紙
Ｐに加熱により定着させるもので、加熱ローラ３４と、
当該加熱ローラ３４に押圧されている押圧ローラ３５
と、加熱ローラ３４と押圧ローラ３５の下流側に設けら
れ、用紙Ｐを本体ケース２の外部に排出する一対の排出
ローラ１５Ａ及び１５Ｂとを含んでいる。

【００３９】なお、図２においては、レジストローラ１
３Ａ及び１３Ｂより給紙方向下流側の排紙トレイ１１ま
での間における用紙Ｐの経路Ｒが破線で示されている。

【００４０】（II）トナー残量検出の構成及び機能 次に、プロセスユニット３におけるトナーカートリッジ
３０周辺の構成について図３及び図４に基づき説明す
る。図３はプロセスユニット３の側断面図、図４はトナ
ーカートリッジ３０の水平断面図である。トナーカート
リッジ３０は現像室にトナーを供給するためのトナーを
貯留し、着脱可能に装着された二重円筒状となってい
る。トナーカートリッジ３０内部には、トナーを攪拌す
るための攪拌体９２が回転可動に収容されている。攪拌
体９２は回転軸９２Ｃがトナーカートリッジ３０の長手
方向に平行に支持されるとともに、中心部のＰＥＴフィ
ルムからなる羽根９２Ｂと側方部の回転軸９２Ｃと一体
成形された羽根９２Ｄが設けられ、回転軸９２Ｃが回転
することによりトナーカートリッジ３０内のトナーを十
分に攪拌できる構造となっている（図４）。中心部の羽
根９２Ｂは主にカートリッジ３０内のトナーをトナー供
給口３０Ａから現像室へ送りだす作用を行い、左右一対
の側方部の羽根９２Ｄは、カートリッジ３０内の端部付
近のトナーを中央側へ寄せ集める作用を行う。また、攪
拌体９２の中央位置には、羽根９２Ｂと反対方向に配置
されたセンサワイパ９２Ａが羽根９２Ｂと一体に形成さ
れ、回転軸９２Ｃの回転により、攪拌体９２と連動して
トナーカートリッジ３０内を回転するようになっている
（図４）。

【００４１】一方、トナーカートリッジ３０の筐体３０
Ｂの中央位置には、凹部９３が形成され、更に、凹部９
３の中央位置には溝９４が設けられ、センサワイパ９２
Ａの回転により、溝内部のトナーがかき取られるような
構造となっている（図４）。

【００４２】また、トナーカートリッジ３０の下部に
は、一対の光源部及び受光部を有するトナーセンサ９０
が、傾斜板９２の上に斜めに固定され（図３）、トナー
カートリッジ３０の筐体３０Ｂに設けられた凹部９３に
納まる配置で、光源部及び受光部が設けられ、かつ、そ
の光軸が溝９４を通過するように配置されている。

【００４３】従って、トナーカートリッジ３０にトナー
が十分存在する場合に、センサワイパ９２Ａにより溝９
４がかき取られる前は、溝９４の中のトナーがトナーセ
ンサ９０の光軸を遮るので、受光部は光を検知しない。
一方、攪拌体９２の回転により、センサワイパ９２Ａが
溝９４の内部のトナーをかき取ると、トナーセンサ９０
の光軸は遮られず、受光部が光を検知する。従って、ト
ナーセンサ９０により、溝９４内部のトナーの有無を検
出することができる。また、センサワイパ９２Ａの通過
により、一時的に溝９４内部のトナーがなくなるが、周
囲のトナーが凹部９３を越え流入したり、攪拌体９２の
羽根９２Ｂから攪拌中のトナーが落下するなどして、再
び溝９４はトナーで満たされる。通常、トナーカートリ
ッジ３０内のトナーが多いほど、センサワイパ９２Ａの
通過から、溝９４に再びトナーが満たされるまでの時
間、即ちトナーセンサ９０が光を検知している時間は、
短くなることから、この時間幅を常時モニタすることで
トナーカートリッジ３０内部のトナー残量を判断するこ
とが可能となる。センサワイパ９２Ａは攪拌体９２に連
動して、回転するので、攪拌体９２の回転周期に合わせ
て、かかる時間幅の判定を行う処理を設けることで、ト
ナー攪拌中のトナー残量の変動に従って、トナー残量検
出を行うことができる。

【００４４】本実施例では、トナー残量としてはフル、
ニア、エンプティーの３段階の検出を行っている。ここ
で、フルとはトナー残量が十分である正常状態を表し、
エンプティーとはトナー残量が交換が必要な程度まで不
足している不足状態を表し、ニアとはトナー残量がエン
プティよりは多いものの十分ではない準不足状態を表
す。この３段階の検出状態は、図１の本体ケース２の上
部の表示部２Ａで表示される。フル表示はユーザーにト
ナー残量がまだ十分にあることを知らせるものであり、
エンプティー表示はユーザーにトナーの交換を促すもの
である。一方、ニア表示はユーザーにエンプティ状態が
近いことの注意を喚起するものである。

【００４５】この３段階の状態を判定するためには、前
述したトナー攪拌中にトナーセンサ９０がトナーが溝９
４にないこと、即ち光が遮断されている時間幅を検出
し、この時間幅が所定の設定時間Ｔ１の範囲内であれば
フルとし、Ｔ１を越え所定の設定時間Ｔ２の範囲内であ
ればニアとし、Ｔ２をも越えればエンプティーとするよ
うな処理を設ければよい。また、時間幅がＴ１、Ｔ２を
越え、いったんニア、エンプティーとなった直後は、時
間幅の値が境界にあることから、トナー残量が、ニアと
フルの判定状態及びフルとニアの判定状態を行き来する
こととなる不具合が生じる。これを回避するためには、
いったんニア、エンプティの状態になった場合、以後、
トナー残量が増える判定状態には移行せず、ニア、エン
プティーの判定状態を解除しないことが望ましい。

【００４６】しかし、この際問題となるのは、トナーを
長期間保存した後や、トナーカートリッジ３０の交換直
後など、トナーの流動性が劣化している場合である。こ
のような場合、センサワイパ９２Ａにより溝９４内部の
トナーをかき取った後に、トナーが溝９４に直ちに戻る
ことができず、再び満たされるまでには、トナーの流動
性が良好な場合に比べ、時間を要する。このため、前述
の検出時間幅が長くなり、トナー残量が実際よりも少な
いかのように誤検出されるされるおそれがある。

【００４７】即ち、本来フルが表示されるべきところ、
ニアが表示されたり、本来ニアが表示されるべきとこ
ろ、エンプティーが表示されるなどの不具合が生ずる。
従って、攪拌初期においてトナーの流動性が悪い場合に
おいて、十分トナー残量があるのにニアを表示したり、
ある程度トナー残量があるのにエンプティを表示するな
どの状態となり、適切なトナー残量表示が行えなくなる
問題がある。

【００４８】本実施例は、このような問題を、以下に述
べるような処理によって、解決を図っている。図５は、
本実施例によるトナー残量検出装置のブロック図であ
る。図５において、ＣＰＵ１０１は、残量状態の判定処
理及び表示制御処理を行う。ＣＰＵ１０１にはプログラ
ムと固定データを格納するＲＯＭ１０２と、ワークデー
タを格納するＲＡＭ１０３とが接続される。また、ＣＰ
Ｕ１０１は、インターフェース１０４を介し、各部との
データの入出力が行われる。インタフェース１０４に
は、トナーセンサ９０の検出レベル、カバー開閉スイッ
チ１０６の開閉状態を示す信号が入力され、ＣＰＵ１０
１には２値データとして入力される。また、インターフ
ェース１０４は、感光ドラム等を動かすモータ１０８を
駆動するためのドライバ１０７の駆動信号、表示用ＬＥ
Ｄ１０９の制御信号が出力され、ＣＰＵ１０１がこれら
の制御を行う。

【００４９】次に、図５のＣＰＵ１０１が行う残量状態
の判定処理及び表示制御処理について、図６により説明
する。図６は本実施例の印字途中におけるトナーセンサ
９０の出力の時間的変化を示すものである。図６におい
て、Ｌ１は溝９４にトナーがない場合のトナーセンサ９
０の出力であり、Ｌ３は溝９４にトナーが満たされてい
る場合のトナーセンサ９０の出力である。また、Ｌ２は
トナーセンサ出力の判定しきい値で、Ｌ２より小さけれ
ばトナーなしと判断し、Ｌ２より大きければトナーあり
と判断する。また、Ｔは攪拌体９２及びセンサワイパ９
２Ａの回転周期であり、本実施例では約０．７秒であ
る。溝９４のトナーの掃引はこの各周期の間に１回づつ
行われる。また、ｔは各周期でセンサワイパ９２Ａが溝
９４を掃引した後にトナーなしと検知する時間幅であ
る。この時間幅ｔを測定することで、トナーの残量状態
を判断することができる。ｔが設定時間Ｔ１より小さけ
ればフルとし、Ｔ１からＴ２の範囲内であればニアと
し、Ｔ２を越えればエンプティーと判断する。ここで、
前述したような表示制御を行う必要から、判定がニアか
らフルに移行する回数をカウントし、このカウント値が
所定の設定回数となるまでは、表示もニアを解除しフル
を表示するように制御する。一方、カウント値が所定の
設定回数を越えた場合は、判定がニアからフルに移行し
ても、表示はニアの解除をせず、ニアのまま保つように
する。図６では、このカウント値の設定をＮ回としてい
る。まず、印字途中の印字枚数Ｋ枚目において、カウン
ト値がＮ−１回である場合、最初はニア判定の状態か
ら、図６の３周期目にフル判定がされ、カウント値が、
Ｎとなる。従って、この際はまだニア表示を解除し、フ
ル表示が行われる。一方、印字枚数Ｋ＋１枚目において
は、図６の７周期目に再びニア判定からフル判定に移行
しているが、ニア表示の解除は行わず、ニア表示が保た
れる。これ以降も、カウント値がリセットされない限り
同様である。なお、カウント値は電源投入時とトナー交
換時にリセットされるが、詳細は後述する。また、本実
施例ではＮとして１５に定めている。例えば、長時間保
存したトナーカートリッジを使用する場合など、初期の
トナーの流動性が悪い場合の不具合を回避するためには
十分な値である。

【００５０】次に、本実施例の具体的な動作について、
図７のフローチャートに基づき説明する。本フローチャ
ート処理は、インターバルタイマによって約６０ｍｓ毎
に呼ばれるサブルーチンとして、実行されるものであ
る。

【００５１】まず、ステップＳ１でトナーカートリッジ
３０の攪拌体９２が攪拌動作中であるかどうか判断する
（ステップＳ１）。この際、図５において、ＣＰＵ１０
１はモータ１０８のドライバ１０７をＣＰＵ１０１自身
が制御していることから、この判断をすることができ
る。攪拌動作中でなければ、以下の処理を行う。

【００５２】ステップＳ１０では、カバーの開閉状態を
判断する。この判断は、図５において、カバー開閉スイ
ッチ１０６の状態信号から判断できる。カバーが閉まっ
ている場合は、処理を終了するが、カバーが開いている
場合は、トナーカートリッジ３０の交換があったかどう
かを判断する。即ち、ステップＳ１１において、トナー
センサ９０の検出信号をモニタし、出力変化がなければ
処理を終了するが、一時的に出力変化があった場合に
は、トナーカートリッジ３０が交換されたものと判断
し、次の処理へ進む。つまり、トナーカートリッジ３０
が交換される場合は、カバーがオープンされた状態で、
まず、プロセスユニット７が取り出されるので、トナー
センサ９０は、受光部が光を検知する状態となり、次い
で、新たなトナーがトナーカートリッジ３０が装着され
たプロセスユニット７が装置内にセットされたとき、ト
ナーセンサ９０の受光部は光を検知しなくなる。従っ
て、トナーセンサ９０の検出信号をモニタすることによ
りトナーカートリッジ３０の交換を検知できる。

【００５３】ステップＳ１２ではニアからフルへの判定
移行回数のカウンタ値をクリアし、ゼロとする。これに
よりトナーの流動性が悪いトナーカートリッジ３０交換
直後におけるニア解除が可能となり、ニア誤判定を回避
できる。

【００５４】なお、このカウンタ値のクリアは、図７で
は表されてないが、電源投入後の初期設定の段階におい
ても行われる。

【００５５】ステップＳ１３では表示用ＬＥＤ１０９の
表示状態をニアを非表示に設定する。

【００５６】次に、ステップＳ１において、攪拌動作中
であれば、以下の処理を行う。

【００５７】ステップＳ２では、エンプティーを検知し
ているかどうかを判断する。この判断はトナーセンサ９
０により溝９４内部のワイパ９２Ａ掃引時の光の通過時
間が設定値Ｔ２を越えたことで判断できる。エンプティ
ーを検知した場合は、エラー処理を実行する（ステップ
Ｓ８）。

【００５８】エンプティーを検知していない場合は、ス
テップＳ３で、ニアを検知しているかどうかを判断す
る。この判断はトナーセンサ９０の前記光の通過時間が
設定値Ｔ１からＴ２の範囲内にあることで判断できる。

【００５９】ニアも検知していない場合は、ステップＳ
４において、ニアからフルへの判定移行回数のカウンタ
値の内容を読み、１５に達しているかどうかを判断す
る。１５に達していれば、ステップＳ９で表示用ＬＥＤ
１０９の表示状態をニアを非表示に設定し、処理を終了
する。１５に達していなければ、ステップＳ５において
前回呼出時にニアであったかどうか判断し、ニアであっ
た場合は、ステップＳ６において、ニアからフルへの判
定移行回数のカウンタ値に１を加算する。ニアでなかっ
た場合は、カウンタ値への加算は行わない。

【００６０】ステップ７では、表示用ＬＥＤ１０９の表
示状態をニアを非表示に設定し、処理を終了する。

【００６１】

【発明の効果】請求項１に記載のトナー残量検出装置
は、電源投入時やトナー交換時など、トナーカートリッ
ジ内のトナーの流動性が劣化した場合でも、いったん準
不足状態に移行後であっても、これを解除し正常状態に
戻すことが可能であり、トナー残量が十分あるのに誤っ
て準不足状態と表示されにくくなる。また、トナーの流
動性が良好な場合には、準不足状態を解除せず正常状態
へ移行させないように動作するので、残量状態表示の短
期変動がなく、使い勝手の向上を図ることができる。

【００６２】請求項２に記載のトナー残量検出装置は、
着脱可能なトナーカートリッジであって、下部に設けた
溝をワイパで周期的に掃引し、この溝のトナーの有無の
時間変化から、トナー残量を判定するトナー残量検出装
置においても、トナーの流動性の劣化した場合には誤判
定が少なく、トナーの流動性が良好な場合には、残量状
態表示の短期変動がなく、使い勝手の向上を図ることが
できる。

【００６３】請求項３に記載のトナー残量検出装置は、
トナーセンサを前記ワイパと溝によるトナー残量の判定
に用いたトナー残量検出装置においても、トナーの流動
性の劣化した場合には誤判定が少なく、トナーの流動性
が良好な場合には、残量状態表示の短期変動がなく、使
い勝手の向上を図ることができる。

【００６４】請求項４に記載のトナー残量検出装置は、
前記ワイパをトナーカートリッジ内の攪拌体に取り付
け、攪拌体とともに回転可能な構造にしたトナー残量検
出装置においても、トナーの流動性の劣化した場合には
誤判定が少なく、トナーの流動性が良好な場合には、残
量状態表示の短期変動がなく、使い勝手の向上を図るこ
とができる。

【００６５】以上の結果、本発明により、良好なトナー
残量検出が可能な画像形成装置におけるトナー残量検出
装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザプリンタの外観を示す斜視図である。

【図２】レーザプリンタにおける側断面図である。

【図３】プロセスユニットの側断面図である。

【図４】トナーカートリッジの水平断面図である。

【図５】トナー残量検出のブロック図である。

【図６】トナーセンサ出力の時間変化を示す図である。

【図７】トナー残量検出処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１…レーザプリンタ ２…本体ケース ２Ａ…本体ケースの表示部 ３…第１給紙トレイユニット ４…第２給紙トレイユニット ５…用紙搬送機構 ６…スキャナユニット ７…プロセスユニット ８…定着ユニット １０…トップカバー １１…排紙トレイ １４…用紙搬送路 ２５…感光ドラム ２６…帯電器 ２７…現像ローラ ２８…転写ローラ ２９…クリーニングローラ ３０…トナーカートリッジ ３１…トナー供給ローラ ３３…ブレード ３４…加熱ローラ ３５…押圧ローラ ７０…下オーガ ７１…上オーガ ７２…オーガ仕切板 ７３…サイドシール部材 ７４…支持板 ７５…ユニットフレーム ８０…手差し給紙口 ９０…トナーセンサ ９１…トナーセンサ設置用傾斜板 ９２…攪拌体 ９２Ａ…攪拌体のセンサワイパ ９３…トナーカートリッジの凹部 ９４…トナーカートリッジの溝 Ｐ…用紙 Ｒ…経路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像室に供給するトナーを貯留するトナ
   ーカートリッジと、 前記トナーカートリッジ内のトナーの残量を検出するト
   ナー残量検出手段と、 前記トナー残量検出手段により検出されたトナーの残量
   に応じて、トナー残量が十分である正常状態と、トナー
   残量が交換が必要な程度まで不足している不足状態と、
   トナー残量が前記不足状態よりは多いものの十分ではな
   い準不足状態とのいずれの残量状態であるかを判定する
   残量状態判定手段と、 前記残量状態判定手段により判定された残量状態から表
   示内容を決定する表示制御手段と、 前記表示制御手段により決定された表示内容を表示する
   表示手段と、を備え、 前記表示制御手段は、前記残量状態判定手段の判定結果
   をそのまま表示するが、前記残量状態判定手段の判定結
   果が準不足状態から正常状態に移行する回数が、電源投
   入後又は前記トナーカートリッジの交換後から通算して
   一定回数に達し、準不足状態となった後は、表示内容を
   準不足状態から正常状態に戻さないよう制御を行うこと
   を特徴とする画像形成装置におけるトナー残量検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記トナーカートリッジは、着脱可能で
   あり、下部に凹部が形成され、前記凹部にはトナーを蓄
   える溝が形成されており、 前記トナー残量検出手段は、前記溝を周期的に掃引する
   ためのワイパと、前記溝内のトナーの有無を検出するト
   ナー有無検出手段と、前記溝内のトナーの有無の時間的
   変化に基づいて前記トナー残量を判定する手段と、を備
   えることを特徴とする請求項１記載のトナー残量検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記トナー有無検出手段は、前記トナー
   カートリッジの下部に配置され、光源部と受光部とを有
   するトナーセンサであり、 前記光源部と前記受光部との間の光軸が、前記溝を通過
   するように配置されていることを特徴とする請求項２記
   載のトナー残量検出装置。
4. 【請求項４】 前記トナーカートリッジ内部に、トナー
   を撹拌するために回転制御される撹拌体が設けられ、前
   記ワイパは、前記撹拌体の一部に設けられていることを
   特徴とする請求項３記載のトナー残量検出装置。