JPH11184231A - 紛状体補給装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コストを大幅に上昇させることなく、トナー検
出センサの精度をより向上させた紛状体補給装置の制御
方法を提供する。 【解決手段】センサ１２４に検出を行わせるステップ
と、センサ１２４がトナー無しと検出したときは、所定
時間経過後に、センサ１２４に再度検出を行わせるステ
ップと、センサ１２４が再度トナー無しと検出したとき
は、トナー収納容器２００からトナーを供給するステッ
プとからなるので、清掃兼攪拌部材１２２が、センサ１
２４の検出面に付着したトナーを除去した後に、空洞が
生じても、トナーが均一にならされるまでの所定時間待
つことによって、センサ１２４はより精度良くトナーの
残量を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば複写機等
の画像形成装置において、トナー等の紛状体を補給する
ための補給装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置においては、感
光ドラム上の潜像を現像するために現像剤すなわちトナ
ーが使用されている。一般的にトナーは、約１０ミクロ
ン程度の大きさの紛状体であり、樹脂と磁性体又は接着
剤とで構成されている。

【０００３】画像形成時に、トナーを電荷の蓄積した感
光ドラム上に付着し、その後画像形成体である紙にトナ
ーを転写し、かかるトナーを定着ローラを用いて紙上に
固着するようになっている。

【０００４】従って、トナーは形成される画像の量に応
じて減少する消耗品であり、適宜補給を行う必要があ
る。このような補給は、交換可能なボトル形状のトナー
収納容器を用いてなされることが多い。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】従来の画像形成装置において、トナーの補
給が必要とされた場合、一般的にはトナー収納容器内の
トナーを１本分、一度に供給することによって、その補
給を行っていた。しかしながら、かかる補給の態様で
は、ユーザーがトナー収納容器を開封し、かかるトナー
収納容器内のトナーを画像形成装置の補給口にそそぎ込
むという作業を行わなくてはならず、取り扱いに不便で
あると共に、ユーザーの手や補給口の周囲を汚す恐れが
あるという問題があった。

【０００６】そこで、トナー収納容器を装着自在な補給
装置を設けた画像形成装置が開発されるに至った。かか
る補給装置によれば、装着したトナー収納容器から画像
形成装置のトナー貯蔵部に、ユーザーの手を煩わせるこ
となくトナーを適宜補給することができる。

【０００７】図６は、かかるトナー補給装置の内部構造
を示す断面図である。図６において、紙面に垂直に延在
するボトル形状のトナー収納容器２００は、対応したく
ぼみを有するトナー補給装置１００の容器支持部１１０
に支持されている。容器支持部１１０の下方には、断面
が略Ｕ字形状のトナー貯蔵部１２０が形成されている。
トナー貯蔵部１２０内には、トナー収納容器２００から
補給されたトナーＴが堆積している。

【０００８】トナー貯蔵部１２０の側面には、トナー貯
蔵部１２０内におけるトナーＴの残量を検出するセンサ
１２４が配置されている。センサ１２４は、トナー貯蔵
部１２０の内方を向いた検出面１２４ａを有している。
更に、トナー貯蔵部１２０の中央には、駆動軸１２１に
取り付けられた板状の清掃部材１２２が、外部動力によ
り回転自在に配置されている。清掃部材１２２は、トナ
ー貯蔵部１２０内のトナーＴを攪拌する機能も有する。

【０００９】ところでセンサ１２４は圧電素子からな
り、その検出面に接するトナーＴを検出できるようにな
っている。従って、たとえトナーＴの堆積レベルがセン
サ１２４の下方にあったとしても、検出面にトナーＴが
少量付着しているだけで、センサ１２４は、トナーＴが
検出面のレベルを越える量だけ残存すると誤って検出し
てしまう。

【００１０】そこで、センサ１２４の検出面１２４ａを
清掃する清掃部材１２２を設けている。すなわち駆動軸
１２１を回転させれば、検出面１２４ａ上を清掃部材１
２２が摺動する。かかる摺動により、検出面１２４ａの
表面に付着したトナーＴが払拭され、それによりセンサ
１２４の検出精度を向上させるようになっている。

【００１１】しかしながら、かかる清掃部１２２の動作
により、新たな問題が生じている。清掃部材１２２は検
出面１２４ａを下方から払拭するように、図６の矢印方
向（時計回り）に、回転する。従って清掃部材１２２の
清掃により、検出面１２４ａの表面に付着したトナーＴ
が払拭されたとしても、回転移動する清掃部材１２２に
排除されることにより、その下方にトナーＴの空洞Ｓが
生じてしまう恐れがある。

【００１２】かかる空洞Ｓが生じると、トナーＴの残量
は十分であっても、センサ１２４はトナーＴの残量が所
定レベル以下であると誤って検出する恐れがある。

【００１３】この問題を解決する一つの方策としては、
複数の光学的センサをトナー貯蔵部内に配置し、その検
出結果より総合的にトナー残量を判定することも考えら
れる。しかしながら、かかるセンサを複数設けることに
よりトナー補給装置、ひいては画像形成装置のコストを
上昇させることとなる。

【００１４】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、コストを大幅に上昇させることなく、トナー検出セ
ンサの精度をより向上させた紛状体補給装置の制御方法
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明の制御方法は、紛状体を貯蔵する貯蔵部と；
前記貯蔵部の所定レベルに配置された検出部を有し、前
記検出部に前記紛状体が接しているか否か検出するセン
サと；前記検出部に付着した前記紛状体を除去する除去
手段と；前記貯蔵部に紛状体を補給する補給手段とを有
する紛状体補給装置の制御方法であって、前記センサに
検出を行わせるステップと、前記検出部に前記紛状体が
接していないことを前記センサが検出したときは、所定
時間経過後に、前記センサに再度検出を行わせるステッ
プと、前記検出部に前記紛状体が接していないことを前
記センサが再度検出したときは、前記補給手段に、前記
貯蔵部へ前記紛状体を供給させるステップとからなるこ
とを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明の制御方法によれば、前記センサに検出
を行わせるステップと、前記検出部に前記紛状体が接し
ていないことを前記センサが検出したときは、所定時間
経過後に、前記センサに再度検出を行わせるステップ
と、前記検出部に前記紛状体が接していないことを前記
センサが再度検出したときは、前記補給手段に、前記貯
蔵部へ前記紛状体を供給させるステップとからなるの
で、前記除去手段が、前記検出部に付着した前記紛状体
を除去した後に、前記検出部近傍に前記紛状体が存在し
なくなったとしても、たとえば前記紛状体が均一になら
されるまでの所定時間待つことによって、前記センサは
より精度良く前記紛状体の残量を検出でき、その検出結
果に基づき、前記補給手段に、前記貯蔵部へ前記紛状体
を供給させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態
を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に
かかるトナー補給装置の一部を示す断面図である。図１
においては、図６の断面図に対して直角な方向（すなわ
ちトナー収納容器２００が左右に延在する方向）に断面
をとっている。トナー補給装置１００は、トナー収納容
器２００の容器支持部１１０と、容器支持部１１０の下
方に形成されたトナー貯蔵部１２０と、容器支持部１１
０及びトナー貯蔵部１２０の左方に設けられた駆動部１
３０と、トナー補給装置１００を制御するＣＰＵ１４０
とからなる。尚、トナー貯蔵装置１２０の下方には現像
器３００が設けられている。

【００１８】まずトナー収納容器について説明すると、
一部のみ示すボトル状のトナー収納容器２００は、円筒
状の本体２１０と環状のシャッタ部材２１５とからなっ
ている。本体２１０には、その外周に螺旋溝２１３が形
成されている。本体２１０の左方端における外周縁近傍
には一対の凹部２１１が形成され、更に同左方端近傍の
外周面には排出口２１２が形成されている。排出口２１
２は、トナー収納容器２００をトナー補給装置１００に
取り付ける前には、シャッタ部材２１５により密閉さ
れ、内部のトナーが不用意にこぼれないようになってい
る。

【００１９】トナー収納容器２００をトナー補給装置１
００にセットする場合、トナー収納容器２００を所定の
位置におき、不図示のレバーを回動させる。それによ
り、不図示のリンク機構を介して底部が押されることに
より、トナー収納容器２００は図１に示す設定位置へと
移動し、トナー収納容器２００の左方端は、容器支持部
１１０に支持される。かかる場合、容器支持部１１０に
形成されたフランジ１１１により、シャッタ部材２１５
のみが底部方向に向かって押され、排出口２１２を開放
する。尚、トナー収納容器２００の凹部２１１には、対
応する一対の凸部１１２が係合するようになっている。
凸部１１２は、フレームＦに対して回転自在に支持され
た駆動軸１１３に連結されており、かかる駆動軸１１３
が回転することにより、凸部１１２はトナー収納容器２
００の軸線回りに公転し、従ってトナー収納容器２００
は自転する。

【００２０】容器支持部１１０の下方に形成されたトナ
ー貯蔵部１２０を横断するように配置された駆動軸１２
１が、フレームＦに対して回転自在に支持されている。
駆動軸１２１には、２枚の板を重ねた清掃兼攪拌部材
（除去手段）１２２がビス止めされている。清掃兼攪拌
部材１２２は、たとえば金属等から形成された比較的剛
性の高い中央板１２２ａと、中央板１２２ａに重合する
ＰＥＴ等から形成された清掃攪拌板１２２ｂとからな
る。

【００２１】略Ｌ字形状であって可撓性を有する清掃攪
拌板１２２ｂは、中央板１２２ａよりも駆動軸１２１の
半径方向に大きく突出する清掃部１２２ｃと、清掃部１
２２ｃほど突出しない攪拌部１２２ｄとを有する。尚、
清掃攪拌部材１２２ｂには、多数の開口が設けられてお
り、トナーの攪拌性を向上させている。

【００２２】トナー貯蔵部１２０の下方には、細長い開
口１２０ａが形成され、更に開口１２０ａの下方には、
搬送スクリュウ１２３が回転自在に配置されている。搬
送スクリュウ１２３の下方には、トナーを現像器３００
に供給する供給口１２０ｂが形成されている。更に、ト
ナー貯蔵部１２０の中程には、トナーの残量を検出する
センサ１２４が配置されている。かかるセンサ１２４の
位置は、トナー貯蔵部１２０の容量との兼ね合いで、た
とえトナー収納容器２００が空になったとしても、その
位置まで堆積したトナーにより所定量の画像形成が可能
なように決定されている。センサ１２４はＣＰＵ１４０
に連結され、そこに検出信号を送信するようになってい
る。ＣＰＵ１４０は、たとえば液晶パネルからなる表示
装置１４０ａを駆動できるようになっている。

【００２３】駆動部１３０の上方にはモータＭが配置さ
れ、補給手段であるかかるモータＭと容器支持部１１０
の駆動軸１１３とは、歯車列１３１を介して動力伝達可
能に連結されている。一方モータＭは、トナー貯蔵部１
２０の駆動軸１２１と、歯車列１３２を介して動力伝達
可能に連結されている。更にモータＭはＣＰＵ１４０に
連結され、そこから駆動信号を受けるようになってい
る。尚、歯車列１３２及び歯車列１３３にはそれぞれワ
ンウェイクラッチ（不図示）が設けられ、モータＭが正
転する場合には、トナー収納容器２００のみが回転し、
モータＭが逆転する場合には、清掃兼攪拌部材１２２の
みが回転するようになっている。しかしながら、別個の
モータを用いて、トナー収納容器２００と、清掃兼攪拌
部材１２２とを独立に回転させるようにしても良い。

【００２４】次に、本実施の形態の動作につき、フロー
チャートを参照して説明する。図２は、本実施の形態の
動作を示すフローチャートである。図２のステップＳ１
０１において、まずＣＰＵ１４０が、センサ１２４から
の信号によりトナーが存在すると判断した場合、フロー
はリターンする。一方、ＣＰＵ１４０が、センサ１２４
からの信号によりトナーが存在しないと判断した場合、
続くステップＳ１０２において、ＣＰＵ１４０はモータ
Ｍを駆動して、清掃兼攪拌部材１２２を一定角度だけ回
転させる。この清掃兼攪拌部材１２２を回転させる回転
角度によって、トナー貯蔵部１２９内の安定するトナー
量を変化させることができる。たとえば、７０度乃至１
１０度の範囲で回転角度を変更すると、トナー量は１８
０ｇ乃至１５０ｇの範囲で変化する。ちなみに、本実施
の形態においては、かかる回転角度を９０度（トナー量
は１６０ｇ）に設定している。更に、続くステップＳ１
０３で所定時間待つ。

【００２５】ここで、清掃兼攪拌部材１２２を回転させ
る理由と、所定時間待つ理由とを説明する。図６に関連
して説明したように、センサ１２４がトナー無しと信号
を送信するのは、トナー貯蔵部１２０内のトナーの残量
が僅少になっている場合と、トナーの残量は十分である
が、清掃部１２２ｃが検出面を払拭した後に、センサ１
２４が清掃部材１２２ｃの下方の空洞（図６参照）を検
出してしまった場合とがある。従って、ステップＳ１０
１で検出したトナー無しがいずれの場合か判断する必要
がある。

【００２６】しかるに清掃兼攪拌部材１２２が、たとえ
ば図６に示す位置から９０度だけ回転すると、清掃兼攪
拌部材１２２の上面に載ったトナーはトナー貯蔵部１２
０内へ落下し、かつ攪拌部１２２ｄが、トナー貯蔵部１
２０内の右方（図１）を攪拌するためトナーは均一にな
らされて、センサ１２４の前方に形成された空洞が消滅
することとなるのである。よって、ステップＳ１０３で
待つ所定時間というのは、トナーがならされて空洞が消
えるまでの時間ということになる。

【００２７】更にステップＳ１０４において、ＣＰＵ１
４０が、センサ１２４からの信号によりトナーが存在す
ると判断した場合、トナー残量は十分であるので、フロ
ーはリターンする。一方、ＣＰＵ１４０が、センサ１２
４からの信号によりトナーが存在しないと判断した場
合、トナーの残量が不足していることを意味するので、
続くステップＳ１０５において、ＣＰＵ１４０はモータ
Ｍを駆動して、トナー収納容器２００を回転させる。

【００２８】トナー収納容器２００が回転すると、外周
の螺旋溝２１３によりトナーが逐次排出口２１２側へ押
しやられ、排出口２１２が下方を向く度にトナーがトナ
ー貯蔵部１２０に落下するようになっている。

【００２９】更にステップＳ１０６において、ＣＰＵ１
４０が、センサ１２４からの信号によりトナーが存在す
ると判断した場合、トナーの補給によりその残量が一定
レベルに達したことを意味するので、ステップＳ１０７
においてトナー収納容器２００の回転を止め、フローは
リターンする。一方、ＣＰＵ１４０が、センサ１２４か
らの信号によりトナーが存在しないと判断した場合、ト
ナー収納容器２００が空である恐れがある。そこで、続
くステップＳ１０８において、トナー収納容器２００を
駆動状態に維持したまま、容器内のトナーがすべて排出
されると考えられるＸ分だけ待つ。Ｘ分待っても、セン
サ１２４からの信号によりトナーが存在しないと判断し
た場合、ＣＰＵ１４０は、トナー収納容器２００が空で
あると判断して、ステップＳ１０９で、トナー収納容器
２００の駆動を停止し、表示装置１４０ａにトナー収納
容器の交換が必要である旨を表示させる。

【００３０】図３は、センサ１２４と、容器駆動手段で
ある凸部１１２と、清掃兼攪拌部材１２２の動作をシー
ケンスで表した図である。センサ１２４がトナー無しを
検出し（図３（ａ））、その後清掃兼攪拌部材１２２を
回転駆動させても（図３（ｃ））、依然としてセンサ１
２４がトナー無しを検出した場合、凸部１１２を回転駆
動することにより、トナー収納容器２００を回転させる
（図３（ｂ））。その後、センサ１２４がトナー有りを
検出すれば、凸部１１２の回転駆動を停止させるように
なっている。以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、ＣＰＵ１４０の制御を変更するだけで、トナー残量
の有無を精度良く検出することができる。

【００３１】次に、本実施の形態の変形例を説明する。
図４，５は、本変形例を示す図２，３と同様な図であ
る。上述した実施の形態においては、清掃兼攪拌部材１
２２は、トナー収納容器２００又は搬送スクリュウ１２
３と別個に駆動できるような構成としているが、本変形
例においては、清掃兼攪拌部材１２２をトナー収納容器
２００又は搬送スクリュウ１２３のいずれかと共に回転
するような駆動形態としている。

【００３２】より具体的には、本変形例においては、図
１のモータＭにより、トナー収納容器２００と清掃兼攪
拌部材１２２が駆動される。ここで、トナー収納容器２
００と清掃兼攪拌部材１２２は、それぞれモータＭから
歯車列１３１，１３２を介して駆動されるようになって
いる。一方モータＭ２により、搬送スクリュウ１２３と
清掃兼攪拌部材１２２が駆動されるようになっている。
ここで、搬送スクリュウ１２３と清掃兼攪拌部材１２２
は、モータＭから歯車列１３３により駆動されるように
なっている。清掃兼攪拌部材１２２と各歯車列との間に
はワンウエイクラッチ（不図示）が設けられており、歯
車列１３２からの駆動力と、歯車列１３３からの駆動力
とが拮抗しないようにしている。すなわち、清掃兼攪拌
部材１２２は、搬送スクリュウ１２３の回転時及びトナ
ー収納容器２００の回転時のいずれにも連動して回転す
ることとなる。現像器３００にトナーを供給する際に清
掃兼攪拌部材１２２も駆動するのは、搬送スクリュウ１
２３の回転によってトナー貯蔵部１２０内のトナーに空
洞が生じることを防止するためである。

【００３３】図４を用いて説明すると、ＣＰＵ１４０
が、センサ１２４からの信号によりトナーが存在しない
と判断した場合（ステップＳ１０１）、ステップＳ１０
２’にて、モータＭを回転させることにより、トナー収
納容器２００と清掃兼攪拌部材１２２を一定角度回転さ
せる（図５（ｂ）、（ｃ））。尚、モータＭを回転させ
たときのトナー収納容器２００と清掃兼攪拌部材１２２
との回転比率を０．５以上程度に設定しないと、トナー
収納容器２００から供給するトナーの量と、その攪拌頻
度とのバランスが悪くなる。

【００３４】そこで、トナー収納容器２００が２０ｒｐ
ｍで回転するときは、清掃兼攪拌部材１２２は１５ｒｐ
ｍで回転するように歯車列１３１，１３２のギヤ比を設
定している。尚、搬送スクリュウ１２３が３０ｒｐｍで
回転するときは、清掃兼攪拌部材１２は４ｒｐｍで回転
するように、歯車列１３２，１３３のギヤ比を設定して
いる。

【００３５】ステップＳ１０２’以降のステップは、上
述の実施の形態と同様であるが、上述した理由により清
掃兼攪拌部材１２２は、ステップＳ１０５でトナー収納
容器２００と共に回転する（図５（ｂ）、（ｃ））。か
かる変形例によれば、上述した実施の形態と同様な効果
の他、モータＭを正・逆転させて駆動する必要がなくな
り、駆動系が単純化されてコスト的に有利となる。

【００３６】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。たとえば、本実施の形態によれば、清
掃兼攪拌部材を回転することにより、トナー貯蔵部内に
生じるトナーの空洞を消滅させるようにしているが、ト
ナー貯蔵部に振動を与える他の手段を用いて、その空洞
を消滅させるようにしても良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明の制御方法によれば、前記センサ
に検出を行わせるステップと、前記検出部に前記紛状体
が接していないことを前記センサが検出したときは、所
定時間経過後に、前記センサに再度検出を行わせるステ
ップと、前記検出部に前記紛状体が接していないことを
前記センサが再度検出したときは、前記補給手段に、前
記貯蔵部へ前記紛状体を供給させるステップとからなる
ので、前記除去手段が、前記検出部に付着した前記紛状
体を除去した後に、前記検出部近傍に前記紛状体が存在
しなくなったとしても、たとえば前記紛状体が均一にな
らされるまでの所定時間待つことによって、前記センサ
はより精度良く前記紛状体の残量を検出でき、その検出
結果に基づき、前記補給手段に、前記貯蔵部へ前記紛状
体を供給させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかるトナー補給装置の断面図
である。

【図２】本実施の形態の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】センサ１２４と、容器駆動手段である凸部１１
２と、清掃兼攪拌部材１２２の動作をシーケンスで表し
た図である。

【図４】変形例にかかる図２と同様な図である。

【図５】変形例にかかる図３と同様な図である。

【図６】トナー補給装置の内部構造を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１１０ トナー収納容器の容器支持部 １２０ トナー貯蔵部 １２２ 清掃兼攪拌部材 １２４ センサ １３０ 駆動部 １４０ ＣＰＵ ２００ トナー収納容器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紛状体を貯蔵する貯蔵部と；前記貯蔵部
   の所定レベルに配置された検出部を有し、前記検出部に
   前記紛状体が接しているか否か検出するセンサと；前記
   検出部に付着した前記紛状体を除去する除去手段と；前
   記貯蔵部に紛状体を補給する補給手段とを有する紛状体
   補給装置の制御方法であって、 前記センサに検出を行わせるステップと、 前記検出部に前記紛状体が接していないことを前記セン
   サが検出したときは、所定時間経過後に、前記センサに
   再度検出を行わせるステップと、 前記検出部に前記紛状体が接していないことを前記セン
   サが再度検出したときは、前記補給手段に、前記貯蔵部
   へ前記紛状体を供給させるステップとからなることを特
   徴とする紛状体補給装置の制御方法。
2. 【請求項２】 前記紛状体補給装置は、前記貯蔵部内に
   おける紛状体を攪拌する攪拌装置を更に有しており、 前記所定時間とは、前記除去手段が、前記検出部に付着
   した前記紛状体を除去した以降、前記攪拌装置が前記貯
   蔵部内における紛状体を攪拌するまでの時間であること
   を特徴とする請求項１記載の紛状体補給装置の制御方
   法。
3. 【請求項３】 前記紛状体補給装置は、前記貯蔵部内に
   おける紛状体を攪拌する攪拌装置を更に有しており、 前記所定時間とは、前記除去手段が、前記検出部に付着
   した前記紛状体を除去した以降、前記攪拌装置が前記貯
   蔵部内における紛状体を攪拌し、更に前記貯蔵部内の前
   記紛状体が均一にならされるまでの時間であることを特
   徴とする請求項１記載の紛状体補給装置の制御方法。
4. 【請求項４】 前記攪拌装置は前記清掃手段と一体とな
   っており、前記貯蔵部内で回転する羽根を有し、前記羽
   根は前記センサの検出部を払拭し、同時に前記紛状体を
   攪拌するようになっていることを特徴とする請求項２又
   は３記載の紛状体補給装置の制御方法。