JP2005121952A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真技術を用いた画像形成装置に係り、特にトナーを収容するトナー容器が装置本体に着脱されるものであって、トナー容器が装填されていないことと装填されているトナー容器内のトナー残量を検出するためのホトインタラプタが設けられている画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE
トナーを収容するトナー容器が装填される装填室が装置本体に形成されていると共に、該装填室にトナー容器が装填されていないことと該装填室に装填されたトナー容器内のトナー残量を検出するためのホトインタラプタを備える画像形成装置が特許文献1に開示されている。 A loading chamber in which a toner container for storing toner is loaded is formed in the main body of the apparatus, the toner chamber is not loaded in the loading chamber, and the remaining amount of toner in the toner container loaded in the loading chamber is determined. An image forming apparatus provided with a photo interrupter for detection is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707.
この従来技術では、トナー容器の底部に2個の凹部を形成し、両凹部の一方にホトインタラプタの発光素子を収納し、他方に受光素子を収納して、これら発光素子と受光素子とを対向させ、両者の間に遮光物(トナー)がないことを検出することによりトナー容器が装填されていないことを検出し、発光素子から受光素子に直進する光がトナーにより遮光される状態に基づいてトナー残量が所定の警告値(ニアエンプティ)に達したか否かを判定している。
しかし、この従来技術によれば、発光素子と受光素子との配置がトナー容器の底部に形成された凹部内に限定されている上、発光素子と受光素子とを対向させる必要があるので、発光素子及び受光素子の配置並びにトナー容器の形状についての設計の自由度が著しく制限されるという課題がある。 However, according to this prior art, the arrangement of the light emitting element and the light receiving element is limited to the recess formed in the bottom of the toner container, and it is necessary to make the light emitting element and the light receiving element face each other. There is a problem that the degree of freedom in designing the arrangement of the elements and the light receiving elements and the shape of the toner container is significantly limited.
そこで、本発明は、この従来技術の課題を解消し、発光素子及び受光素子の配置並びにトナー容器の形状についての設計の自由度を著しく高めることができるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides an image forming apparatus capable of solving the problems of the prior art and significantly increasing the degree of freedom in designing the arrangement of the light emitting element and the light receiving element and the shape of the toner container. Objective.
この目的を達成するため、本発明は、ホトインタラプタを用いて装置本体内にトナー容器が装填されていないことを検出できると共に、装置本体内に装填されている上記トナー容器内のトナー残量を検出できるように構成された画像形成装置において、上記トナー容器の底部に、上記ホトインタラプタの発光素子から該トナー容器内に光を入射させる入射透光部及び/又は該トナー容器内から該トナー容器外に配置された上記ホトインタラプタの受光素子に光を出射させる出射透光部がその内面と上記底部の内面が面一になるように設けられると共に、該トナー容器内に、上記撹拌軸に支持されて、上記トナー容器の底部に設けられた入射透光部及び/又は出射透光部を清掃するワイパが設けられることを特徴とする技術的手段を採用する。 In order to achieve this object, according to the present invention, it is possible to detect that a toner container is not loaded in the apparatus main body using a photo interrupter, and to determine the remaining amount of toner in the toner container loaded in the apparatus main body. In the image forming apparatus configured to be able to detect, an incident translucent portion for allowing light to enter the toner container from the light emitting element of the photo interrupter and / or the toner container from the toner container to the bottom of the toner container An outgoing translucent part for emitting light to the light receiving element of the photo interrupter arranged outside is provided so that the inner surface thereof is flush with the inner surface of the bottom part, and is supported by the stirring shaft in the toner container. Further, a technical means is provided in which a wiper for cleaning the incident light transmitting portion and / or the outgoing light transmitting portion provided at the bottom of the toner container is provided.
本発明において、ホトインタラプタの発光素子は、特に限定されないが、装填されたトナー容器の入射透光部に効率よく出射光を入射させるために、入射透光部に対向する位置、即ち、発光素子の出射光軸が入射透光部に向く位置に配置することが好ましい。 In the present invention, the light-emitting element of the photointerrupter is not particularly limited, but in order to make the outgoing light efficiently enter the incident light-transmitting part of the loaded toner container, that is, the position facing the incident light-transmitting part, that is, the light-emitting element. It is preferable to arrange at a position where the outgoing optical axis of the first side faces the incident translucent part.
ここで、発光素子の出射光軸に入射透光部の外面が直交することは本発明に必須のことではないが、入射透光部での反射により発光素子から出射された光が散逸することを防止するために、発光素子の出射光軸に入射透光部の外面を直交させることが好ましく、外面と共に内面を直交させることが更に好ましい。 Here, it is not essential for the present invention that the outer surface of the incident light transmitting part is orthogonal to the outgoing optical axis of the light emitting element, but the light emitted from the light emitting element is dissipated by reflection at the incident light transmitting part. In order to prevent this, it is preferable to make the outer surface of the incident light transmitting portion orthogonal to the outgoing optical axis of the light emitting element, and it is more preferable to make the inner surface orthogonal to the outer surface.
本発明において、ホトインタラプタの受光素子は、特に限定されないが、装填されたトナー容器の出射透光部からの出射光を効率よく受光するために、装填されたトナー容器の出射透光部から出射する光に対向させること、即ち、該受光素子の入射光軸が出射透光部の出射光軸と一致するように配置されることが好ましい。 In the present invention, the light-receiving element of the photointerrupter is not particularly limited, but is emitted from the light-transmitting portion of the loaded toner container in order to efficiently receive the light emitted from the light-transmitting portion of the loaded toner container. It is preferable that the light receiving element is disposed so that the incident optical axis of the light receiving element coincides with the outgoing optical axis of the outgoing light transmitting part.
しかし、発光素子と受光素子とを対向させる、即ち、発光素子の出射光軸と受光素子の受光光軸とを一致させることは本発明においては必須のことではなく、トナー残量が所定の警告値、即ち、ユーザにトナー容器の交換を勧奨すべき残量に減量したことを検出するために、入射透光部と出射透光部の配置は、その一方又は両方がトナー容器の底部に配置されていればよいのである。 However, it is not essential in the present invention that the light emitting element and the light receiving element are opposed to each other, that is, the light emitting element is aligned with the light receiving optical axis of the light receiving element. In order to detect the value, i.e., the user has recommended that the toner container be replaced, the amount of the incident light-transmitting portion and the light-emitting light-transmitting portion is arranged at the bottom of the toner container. It only has to be done.
ここで、本発明の理解を深めるために、本発明においてトナー容器が装填されていないこと(以下、不装填という。)を検出する原理と、装填されたトナー容器内のトナー残量が警告値以下に減量したことを検出する原理を説明する。 Here, in order to deepen the understanding of the present invention, the principle of detecting that the toner container is not loaded in the present invention (hereinafter referred to as non-loading) and the remaining amount of toner in the loaded toner container are warning values. The principle of detecting that the amount has been reduced will be described below.
まず、本発明は、発光素子の出射光の一部または全部が直接受光素子に向けられている場合と、発光素子の出射光が受光素子以外の方向に向けられている場合とに適用される。 First, the present invention is applied to a case where a part or all of the light emitted from the light emitting element is directed directly to the light receiving element and a case where the light emitted from the light emitting element is directed to a direction other than the light receiving element. .
発光素子の出射光の一部又は全部が受光素子に向けられている場合には、発光素子と受光素子との間にトナー容器が無い時(不装填)とある時とで受光素子の受光量が異なる。即ち、装填時にはトナーが充填されているトナー容器が発光素子から受光素子への光路を遮断するので受光素子の受光量が0となる状態が連続し、不装填時には発光素子から受光素子への光路を遮るものが無いので受光素子の受光量が最大値になる状態が連続する。 When a part or all of the light emitted from the light emitting element is directed to the light receiving element, the amount of light received by the light receiving element when there is no toner container (unloaded) between the light emitting element and the light receiving element. Is different. That is, the toner container filled with toner blocks the optical path from the light emitting element to the light receiving element when loaded, and thus the light receiving amount of the light receiving element continues to be zero, and when not loaded, the optical path from the light emitting element to the light receiving element Since there is nothing to block, the state where the amount of light received by the light receiving element reaches the maximum value continues.
そこで、本発明において、発光素子の出射光の一部又は全部が受光素子に向けられている場合には、この受光量が最大値になる状態が所定時間、例えば上記撹拌軸が1回転する時間以上連続することを検出することにより不装填を検出する方法が採用される。 Therefore, in the present invention, when a part or all of the light emitted from the light emitting element is directed to the light receiving element, the state in which the amount of received light reaches the maximum value is a predetermined time, for example, the time for which the stirring shaft rotates once. A method of detecting unloading by detecting the continuity as described above is adopted.
発光素子の出射光が受光素子に向けられていない時には、トナーが充填されているトナー容器が装填されているときには、発光素子の出射光の一部は入射透光部に接しているトナーに吸収され、残部がトナーから乱反射されて受光素子に受光される状態が連続し、トナー容器が装填されていないときには受光素子が受光しない状態が連続し、又は、上記装填室の壁面で反射した光を受光する状態が連続する。 When the light emitted from the light emitting element is not directed to the light receiving element, when a toner container filled with toner is loaded, a part of the light emitted from the light emitting element is absorbed by the toner in contact with the incident light transmitting portion. The remaining portion is irregularly reflected from the toner and is received by the light receiving element, and when the toner container is not loaded, the light receiving element is continuously not received, or the light reflected by the wall surface of the loading chamber is reflected. The state of receiving light continues.
そこで、本発明において、発光素子の出射光が受光素子に向けられていない場合には、受光素子が受光しない状態、又は、上記装填室の壁面で反射した光を受光する状態が所定時間、例えば上記撹拌軸が1回転する時間以上連続することを検出することにより不装填が検出される。 Therefore, in the present invention, when the light emitted from the light emitting element is not directed to the light receiving element, the state where the light receiving element does not receive light or the state where the light reflected by the wall surface of the loading chamber is received for a predetermined time, for example, Unloading is detected by detecting that the agitation shaft continues for more than one revolution.
これらの検出方式のうち、もっとも効率が良いのは、発光素子の出射光の全部を受光素子に向け、受光素子が連続して受光する状態を検出することにより不装填を検出する方法である。 Of these detection methods, the most efficient is a method of detecting unloading by directing all of the light emitted from the light emitting element to the light receiving element and detecting the state in which the light receiving element continuously receives light.
本発明においては、これらの検出方法の中から選択された1方法を実施するために、上記受光素子の受光状態が所定時間以上一様に連続することを検出することによりトナー容器が装填されていないことを検出する不装填検出部が設けられることを特徴とする構成が採用されるのである。 In the present invention, in order to carry out one method selected from these detection methods, the toner container is loaded by detecting that the light receiving state of the light receiving element continues uniformly for a predetermined time or more. A configuration characterized in that a non-load detection unit for detecting absence is provided.
なお、本発明においては、必要に応じて、不装填の検出が例えばメンテナンスカバーが閉じられた時以後の所定時間内だけ行われるように不装填検出部の動作時間を制限することができる。 In the present invention, if necessary, the operation time of the non-load detection unit can be limited so that detection of non-load is performed only for a predetermined time after the maintenance cover is closed, for example.
又、本発明においては、必要に応じて、不装填検出部が不装填を検出したときに、この不装填をユーザやユーザの委託を受けた管理者に報知する不装填警報手段や、画像形成装置の画像形成動作を禁止する画像形成禁止手段を設けることも可能である。 In the present invention, if necessary, when the non-load detection unit detects non-load, a non-load alarm means for notifying the user or a manager entrusted by the user, or image formation It is also possible to provide image formation prohibiting means for prohibiting the image forming operation of the apparatus.
本発明においてトナー残量を検出する原理は、発光素子の出射光の一部又は全部が向けられている場合でも、発光素子の出射光が受光素子に向けられていない場合でも同じである。 In the present invention, the principle of detecting the remaining amount of toner is the same whether a part or all of the emitted light from the light emitting element is directed or when the emitted light from the light emitting element is not directed to the light receiving element.
即ち、発光素子はトナー内を照明する光源として作用し、受光素子はトナー内の照明光のうち出射透光部から出射される光を受光するのであり、トナー容器内のトナーは発光素子からトナー容器内への入射光路を開閉するシャッタ、又はトナー容器内から受光素子への出射光路を開閉するシャッタ、もしくはこれらのシャッタを兼ねるシャッタとして作用する。 In other words, the light emitting element acts as a light source for illuminating the inside of the toner, the light receiving element receives light emitted from the light transmitting portion of the illumination light in the toner, and the toner in the toner container is transferred from the light emitting element to the toner. It functions as a shutter that opens and closes an incident light path into the container, a shutter that opens and closes an outgoing light path from the toner container to the light receiving element, or a shutter that also serves as these shutters.
トナーのシャッタ作用について更に詳しく説明すると、以下の通りである。 The shutter action of toner will be described in more detail as follows.
撹拌軸に支持されたワイパが上記トナー容器の底部に設けた透光部の内面を清掃する時にワイパが向かっている方向ではトナーの密度が一定以上に保持されるが、ワイパが通り過ぎたところではトナーの密度が疎になる。トナー残量が所定値以下に少なくなると、ワイパが通り過ぎたところにトナーが途絶える部分がでる。 When the wiper supported by the stirring shaft cleans the inner surface of the translucent part provided at the bottom of the toner container, the toner density is maintained above a certain level in the direction in which the wiper is facing. The toner density is sparse. When the remaining amount of toner decreases below a predetermined value, a portion where the toner is interrupted appears where the wiper passes.
そのため、トナー残量が所定値以下に少なくなると、ワイパが通り過ぎた後にできるトナーが途切れた部分から光が透過することができ、光がトナーで遮断される状態とトナーが途絶えて光が透過する状態とが撹拌軸の回転周期と同じ周期で交互に繰り返される。 Therefore, when the remaining amount of toner becomes less than a predetermined value, light can be transmitted from a portion where the toner is formed after the wiper passes, and the light is blocked by the toner and the toner is interrupted and the light is transmitted. The state is repeated alternately at the same cycle as the rotation cycle of the stirring shaft.
受光素子にはこのトナーのシャッタを通過した光が受光され、受光素子がパルス信号を生成することになるが、このパルス信号の波形はトナー残量により変化する。例えばパルス高さはパルス信号が出るようになってからトナー残量がある値に減量するまではトナー残量が減少するにつれ高くなり、やがて所定値に安定する。又、パルス高さが所定値に安定した後は、所定値のパルス高さが連続する時間(高値時間)がトナー残量の減少につれ長くなる。この他にもパルス信号の立下特性がトナー残量に対応して変化する。 The light that has passed through the toner shutter is received by the light receiving element, and the light receiving element generates a pulse signal. The waveform of the pulse signal varies depending on the remaining amount of toner. For example, the pulse height increases as the remaining amount of toner decreases until the remaining amount of toner is reduced to a certain value after the pulse signal is output, and eventually stabilizes at a predetermined value. Further, after the pulse height is stabilized at the predetermined value, the time during which the predetermined pulse height continues (high time) becomes longer as the remaining amount of toner decreases. In addition, the falling characteristic of the pulse signal changes in accordance with the remaining amount of toner.
要するに、トナー残量が所定値以下になると現れるパルス信号の周期は一定であるが、その波形はトナー残量に対応して変化するので、上記警告値の時の波形を記憶手段に記憶させておき、実際に受光素子が生成するパルス信号の波形と記憶させてある警告値の時の波形とを比較することによりトナー残量が警告値以下であることを検出することができる。 In short, the period of the pulse signal that appears when the remaining amount of toner becomes a predetermined value or less is constant, but the waveform changes corresponding to the remaining amount of toner, so the waveform at the time of the warning value is stored in the storage means. In addition, it is possible to detect that the remaining amount of toner is below the warning value by comparing the waveform of the pulse signal actually generated by the light receiving element with the stored waveform at the warning value.
そこで、本発明においては、トナー残量が所定の警告値であるときに受光素子が生成する信号の波形を記憶する記憶手段と、受光素子が生成する信号の波形と記憶手段の波形とを比較して、装填されたトナー容器内のトナー残量が警告値以下であることを検出する警告値検出部とが設けられていることを特徴とする構成が採用される。 Therefore, in the present invention, the storage means for storing the waveform of the signal generated by the light receiving element when the remaining amount of toner is a predetermined warning value, and the waveform of the signal generated by the light receiving element and the waveform of the storage means are compared. Thus, a configuration is adopted in which a warning value detection unit for detecting that the remaining amount of toner in the loaded toner container is equal to or less than the warning value is provided.
そして、本発明において、入射透光部と出射透光部との一方又は両方が上記トナー容器の底部に配置されること、即ち、上記トナーのシャッタがトナー容器の底部に配置されることは、トナー残量の検出に好適である上、警告値を小さく設定し、交換時にトナー容器に残留させるトナーを少量にして、資源の浪費を減少させる上できわめて有利になる。 In the present invention, one or both of the incident translucent part and the outgoing translucent part are disposed at the bottom of the toner container, that is, the toner shutter is disposed at the bottom of the toner container. In addition to being suitable for detection of the remaining amount of toner, the warning value is set small, and the amount of toner remaining in the toner container at the time of replacement is reduced, which is extremely advantageous in reducing waste of resources.
もちろん、本発明において、警告値検出手段が不装填を検出したことをユーザやユーザの委託を受けた管理者にこのことを報知する残量警報手段や、画像形成装置の画像形成動作を禁止する画像形成禁止手段を設けることができる。 Of course, in the present invention, the remaining amount warning means for notifying the user and the administrator entrusted by the user that the warning value detecting means has detected non-loading, and the image forming operation of the image forming apparatus are prohibited. Image formation prohibiting means can be provided.
ところで、本発明において、上記発光素子は装填されたトナー容器内を照明する光源として作用すればよいので、発光素子の出射光軸を受光素子に向けること、即ち、発光素子を受光素子に対向させることは必要ではなく、又、発光素子と受光素子とを対向させる場合に、両者の間に光の直進を妨げる撹拌軸が存在しても何ら問題はない。 By the way, in the present invention, the light emitting element only has to act as a light source for illuminating the inside of the loaded toner container. Therefore, the light emitting element is directed to the light receiving element, that is, the light emitting element is opposed to the light receiving element. It is not necessary, and when the light emitting element and the light receiving element are opposed to each other, there is no problem even if there is a stirring shaft that prevents the light from going straight between them.
なぜならば、受光素子が検出する光はこの照明光であり、受光素子が出射透光部から受光するという来歴以外に受光素子が受光する光の来歴は問題ではないからである。 This is because the light detected by the light receiving element is this illumination light, and the history of the light received by the light receiving element is not a problem other than the history that the light receiving element receives light from the outgoing light transmitting portion.
もっとも、本発明において、発光素子と受光素子とを対向させる必要がないとは、これらを入射透光部と出射透光部を挟んで対向させることを排除することではなく、むしろ、トナー容器の不装填の検出においても、トナー残量の検出においても、両者の間での光の散逸による損失を少なくする上で入射透光部と出射透光部とを挟んで両者を対向させることは好ましいとされる。 However, in the present invention, the fact that the light emitting element and the light receiving element do not need to face each other does not exclude the fact that they face each other with the incident light transmitting part and the output light transmitting part sandwiched therebetween. In both the detection of unloading and the detection of the remaining amount of toner, it is preferable that the two are opposed to each other with the incident light-transmitting portion and the output light-transmitting portion sandwiched between them in order to reduce the loss due to light dissipation between them. It is said.
ところで、本発明においては、上記入射透光部及び/又は出射透光部がトナー容器の底部に配置されるとは、トナー容器の底部に入射透光部が配置される場合と、出射透光部が配置される場合と、入射、出射両透光部が配置される場合とがあるという意味であり、入射、出射両透光部を底部に設ける場合には、入射、出射両透光部を互いに他方と連続させてもよい。 By the way, in the present invention, the incident translucent part and / or the outgoing translucent part are arranged at the bottom of the toner container. The incident translucent part is arranged at the bottom of the toner container and the outgoing translucent part. This means that there are cases where both the incident and exit translucent parts are arranged. When both the incident and exit translucent parts are provided at the bottom, both the incident and exit translucent parts are provided. May be continuous with each other.
なお、入射透光部と出射透光部を共に容器の底部に設ける場合には、発光素子からトナー容器への光の入射とトナー容器から受光素子への光の出射を同期させることが好ましく、このために、両透光部を撹拌軸の軸方向に並べ、両透光部を同時に清掃する共通のワイパ又は両透光部を個別にかつ同時に清掃する2個のワイパを設けたり、ワイパの回転方向に位置を異ならせた透光部を個別に、かつ同時に清掃する2個のワイパを設けたりすることが好ましい。 In the case where both the incident translucent part and the outgoing translucent part are provided at the bottom of the container, it is preferable to synchronize the incidence of light from the light emitting element to the toner container and the emission of light from the toner container to the light receiving element, For this purpose, both light-transmitting parts are arranged in the axial direction of the stirring shaft, and a common wiper that cleans both light-transmitting parts simultaneously or two wipers that clean both light-transmitting parts individually and simultaneously are provided. It is preferable to provide two wipers for individually and simultaneously cleaning the translucent portions whose positions are different in the rotation direction.
又、本発明において、必要に応じて、上記警告値検出部によりトナー残量が警告値以下であることが検出された時にユーザ又はユーザの委託を受けた管理者にこのことを報知する残量警報手段を設けたり、上記警告値検出部によりトナー残量が警告値以下であることが検出された時に画像形成装置の画像形成動作を禁止する画像形成禁止手段を設けたりすることは可能である。 In the present invention, if necessary, the remaining amount for notifying the user or an administrator entrusted by the user when the warning value detecting unit detects that the remaining amount of toner is equal to or less than the warning value. It is possible to provide an alarm unit or an image formation prohibiting unit that prohibits the image forming operation of the image forming apparatus when the warning value detecting unit detects that the toner remaining amount is equal to or less than the warning value. .
ところで、上述したように、本発明においては、入射透光部及び出射透光部の配置については、トナー容器の底部に入射透光部及び/又は出射透光部が設けられることに由来する制限以外には何もなく、この制限の範囲内では、入射透光部の位置、出射透光部の位置及びこれらの相対位置を、撹拌軸の軸方向にも、撹拌軸の回転方向にも自由に設計することができるので、設計の自由度が従来技術に比べて著しく大幅に高められる。 By the way, as described above, in the present invention, the arrangement of the incident light transmitting part and the outgoing light transmitting part is limited due to the incident light transmitting part and / or the outgoing light transmitting part being provided at the bottom of the toner container. Within this limit, the position of the incident light transmitting part, the position of the outgoing light transmitting part, and their relative positions can be freely set both in the axial direction of the stirring shaft and in the rotational direction of the stirring shaft. Therefore, the degree of freedom of design can be remarkably increased as compared with the prior art.
上記発光素子の位置及び方向については、このように従来技術に比べて配置についての設計の自由度が格段に高い入射透光部に光を出射できる位置及び方向であることが必要であるという内在的な制限がある以外、入射透光部に対する位置及び向きが具体的に限定されることはなく、又、上述したように、上記受光素子との相対位置や向きについての制限がないので、発光素子の配置についての設計の自由度は、位置についても、方向についても、上述した入射透光部それらより高められ、従来技術に比べると一層大幅に高められる。 As for the position and direction of the light emitting element, it is necessary that the position and direction be such that light can be emitted to the incident translucent part, which has a remarkably high degree of design freedom in arrangement as compared with the prior art. There is no specific limitation on the position and orientation with respect to the incident translucent part, except for certain restrictions, and as described above, there is no restriction on the relative position and orientation with respect to the light receiving element. The degree of design freedom regarding the arrangement of the elements is higher than those of the above-described incident light transmitting portions in terms of both the position and the direction, and is further greatly increased as compared with the prior art.
上記受光素子の配置についての設計の自由度も同様である。 This also applies to the degree of freedom in designing the arrangement of the light receiving elements.
更に、上記トナー容器の形状については、底部の内面が該底部に配置される入射透光部及び/又は出射透光部の内面と面一にされるという制限以外はないので、その設計の自由度は上記従来技術のそれに比べて著しく大幅に高められ、例えば上記ホトインタラプタを用いない機種に適用されるトナー容器と同形状に形成してトナー容器の融通性を高めることができる。 Further, the shape of the toner container is not limited except that the inner surface of the bottom portion is flush with the inner surface of the incident light transmitting portion and / or the outgoing light transmitting portion disposed on the bottom portion. The degree can be remarkably increased as compared with that of the prior art. For example, the toner container can be formed in the same shape as a toner container applied to a model that does not use the photo-interrupter, thereby increasing the flexibility of the toner container.
特に、本発明において、トナー容器の底部を一様な断面形状が撹拌軸の軸方向に連続する樋形など、簡素でトナーの撹拌の妨げになる突起がない形状に形成すると、トナー容器を安価にできると共に、トナーの撹拌に要するエネルギの消費量を削減することができる。 In particular, in the present invention, if the bottom of the toner container is formed into a shape that is simple and does not have a protrusion that hinders stirring of the toner, such as a bowl having a uniform cross-sectional shape continuous in the axial direction of the stirring shaft, the toner container can be made inexpensive. In addition, the amount of energy consumed for stirring the toner can be reduced.
以上に説明したように、本発明によれば、1個のホトインタラプタで不装填の検出と、トナー残量の検出、特に、トナー残量が警告値以下であることの検出ができる上、発光素子と受光素子の配置についての設計の自由度が格段に高くなる効果を得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to detect non-loading with a single photo interrupter, to detect the remaining amount of toner, in particular, to detect that the remaining amount of toner is below a warning value, and to emit light. It is possible to obtain an effect that the degree of freedom in designing the arrangement of the element and the light receiving element is remarkably increased.
又、本発明によれば、トナー容器の形状の設計の自由度が高くなるという効果を得ることができ、この効果により、他機種に用いるトナー容器と同形状に形成してトナー容器の融通性を高めることができる効果や、例えばトナー容器の底部を撹拌軸の軸方向に一様な断面形状が連続する樋形のように簡素な形状に形成して、トナー容器を安価に形成することができる効果や、上記樋形のようにトナー容器の底部をトナー容器内に突出する突起物のない形状に形成して、トナーの撹拌に要するエネルギの消費量を削減することができる効果を得ることができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to obtain the effect that the degree of freedom in designing the shape of the toner container is increased. Due to this effect, the toner container can be formed in the same shape as the toner container used in other models. The toner container can be formed at a low cost by forming the bottom of the toner container into a simple shape such as a bowl having a uniform cross-sectional shape continuous in the axial direction of the stirring shaft. To obtain an effect that can reduce the amount of energy required for stirring the toner by forming the bottom of the toner container into a shape without protrusions protruding into the toner container as in the above-mentioned bowl shape Can do.
本発明の一実施例に係る画像形成装置を図面に基づいて具体的に説明すれば、以下のとおりである。 An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
図1は本発明の構成図であり、図2は本発明の縦断正面図である。この図2に示すように、この画像形成装置の装置本体1内の下部には給紙トレイ2を収容するトレイ収納部3が設けられ、例えば装置本体1の正面(紙面の手前)側に設けた図示しないメンテナンスカバーを開いて、上記トレイ収納部3に、枚葉状の用紙を収納した給紙トレイ2が抜差しされるようにしている。
FIG. 1 is a block diagram of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal front view of the present invention. As shown in FIG. 2, a
トレイ収納部3内の一側部、例えば右側部には、給紙トレイ2から用紙を1枚ずつ取出すピックアップ装置4が設けられ、このピックアップ装置4で取り出された用紙を反転させて装置本体1の反対側、例えば左側に搬送し、更に、装置本体1の上部に設けた排紙トレイ5に再反転させて排出する搬送装置6が設けられる。
A
搬送装置6で装置本体1内を一側部から反対側に搬送する用紙には、その搬送経路の上側に、搬送方向に順に横に並べたマゼンタ色用現像器7m、黄色用現像器7y、シアン色用現像器7c及び黒色用現像器7bにより、順次マゼンタ色画像、黄色画像、シアン色画像及び黒色画像が重畳して現像され、定着器8でこれらの画像からなるカラー画像が定着される。
For paper that is transported from one side to the other side in the
各現像器7m、7y、7c、7bの上側には、それぞれトナーカートリッジと呼ばれるトナー容器9m、9y、9c、9bが装填される装填室10m、10y、10c、10bが設けられ、上記メンテナンスカバーを開いて、各装填室10m、10y、10c、10bにトナーが充填されているトナー容器9m、9y、9c、9bが装填され、あるいはトナー残量が警告値以下になったトナー容器9m、9y、9c、9bが取り出される。
Above the developing
なお、マゼンタ色用トナー容器9mにはマゼンタ色トナーが、黄色用トナー容器9yには黄色トナーが、シアン色用トナー容器9cにはシアン色トナーが、黒色用トナー容器9bには黒色トナーがそれぞれ充填される。
The
これらのトナー容器9m、9y、9c、9bは、色が異なるトナーを収容することを除けば、すべて同様に構成されるので、これらの構成について黒色用トナー容器9bを例にとって、図1に基づいて説明する。
These
トナー容器9bは、トナーを撹拌するための撹拌軸11と、トナー及び該撹拌軸11を収納する殻体12と、殻体12から上記現像器7bへのトナー供給量を制御するための供給ローラ13を備える。
The
上記殻体12は、その底部が上記撹拌軸11の軸方向に半円形の断面形状が一様に連続する樋形に形成される。
The bottom of the
この殻体12は、合成樹脂からなり、上面が開放され、両端が閉塞された溝形の実体14と、この実体14の上面を閉塞する蓋体からなる頂部15とで構成され、所定量のトナーを実体14に充填した後、実体14を頂部15で容易には開蓋できないように密閉する。
The
上記頂部15には、例えば軸方向一端部に、例えば透明アクリル樹脂からなる出射透光部16が設けられ、上記撹拌軸11を挟んでこの出射透光部16と反対側の殻体12の部分、即ち、トナー容器9bの底部17にも同様に透明アクリル樹脂からなる入射透光部18が形成される。
The
なお、入射、出射両透光部18、16は以外のトナー容器9bの大部分は不透明に形成しているが、トナー容器9b全体を透明に形成してもよい。
Although most of the
両透光部16、18の上記撹拌軸11の軸方向への位置関係は特に限定されず、互いに異なる位置に配置してもよいが、この実施例では、トナー容器9b内での反射による光の損失をできるだけ少なくするために両者を軸方向の同じ位置、例えばトナー容器9bの手前側端部に配置している。
The positional relationship in the axial direction of the agitating
又、この実施例では、頂部15に出射用透光部16を設けているが、後述するように、ホトインタラプタ20bの発光素子21bの出射光軸と受光素子22bの受光光軸を一致させる必要がないので、出射用透光部16を殻体12の側壁部に設けたり、底部17に例えば入射用透光部18と撹拌軸11の軸方向に並べて設けたりしてもよい。
In this embodiment, the
上記撹拌軸11には、例えば合成樹脂シートからなるワイパ19が固定され、撹拌軸11を回転させることにより、このワイパ19が底部17の透光部18の内側面を間欠的に清掃する。
A
ところで、図1と図2に示すように、上記充填室10b内には、例えばトナー容器9bの外側で、該トナー容器9bの底部17に形成された透光部18の近傍にこの透光部18に対向してホトインタラプタ20bの発光素子21bが配置され、該発光素子21bから出射された光線を上記透光部18に入射させるようにしている。
By the way, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the filling
又、上記トナー容器9bの外側で、該トナー容器9bの頂部15に形成された透光部16の近傍にこの透光部16に対向してホトインタラプタ20bの受光素子22bが配置され、該透光部16から射出する光の一部分を上記受光素子22bに入射させるようにしている。
A
ここで、上記発光素子21bは、装置本体1の電源がオンであり、かつ、装置本体1の正面に設けたメンテナンスカバーが閉じられている間中、底部17の透光部18に向かって光を出射するようにしている。
Here, the
図3は上記受光素子22bが生成する信号の形態を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the form of a signal generated by the
もし、トナー容器9bが装填されていなければ、受光素子22bは発光素子21bが発射する光線を何ら妨げられることなく受光し、図3(A)に示すように高値が連続する直流信号を生成することになる。
If the
なお、受光素子22bは発光素子21bから直線的に入射する光だけでなく、発光素子21bから出射され、上記装填室10bの内面で反射された光も受光するので、発光素子21bの出射光軸と受光素子22bの入射光軸とは一致させる必要はないが、この実施例では、発光素子21bから受光素子22bまでの間での光損失を最小にするために、両者を一致させている。
The
上記発光素子21bと受光素子22bは、上記装填室10bに装填されたトナー容器9bの両透光部16、18を結ぶ直線の延長上に配置され、トナーを充填されたトナー容器9bが装填されていれば、発光素子21bが出射する光線がトナー容器9b内のトナーにより遮断されるので、図3(B)に示すように受光素子22bの出力は0になる。
The
トナー容器9b内のトナーが消費されてトナー残量が一定値以下になると、撹拌軸11の回転によりワイパ19が底部の透光部18の内面を清掃した後に、トナーが該透光部18を覆うまでに発光素子21bから発射された光線が受光素子22bに受光される時間が生じるようになるので、受光素子22bは撹拌軸11が一回転する周期でパルス信号を生成するようになる。
When the toner in the
このパルス信号の立上特性はトナー残量に関係なくほぼ一定であるが、トナー残量が減少するにつれ高値が連続する時間が長くなり、トナー残量が所定の警告値まで減量すると、例えば図3(C)に示す波形になる。 The rise characteristic of this pulse signal is almost constant regardless of the remaining amount of toner, but as the remaining amount of toner decreases, the time during which the high value continues increases and the remaining amount of toner decreases to a predetermined warning value. The waveform is as shown in 3 (C).
なお、本発明に必須のことではないが、上記ワイパ19は底部以外に設けられた出射透光部16も清掃するようにしている。
Although not essential to the present invention, the
ところで、図1に示すように、この画像形成装置には、受光素子22bから与えられる信号に基づいて、トナー容器9bが装填されていないことを検出する不装填検出部23bが設けられると共に、装填されたトナー容器9b内のトナー残量が所定の警告値に減量した時に受光素子22bが生成する信号波形を記憶させた記憶手段(テーブル)24と、この記憶手段24が記憶している信号波形と上記受光素子が生成している信号波形とを比較して、例えば高値時間が警告値の信号波形のそれより以上に長いことを検出することによりトナー残量が所定の警告値以下であることを検出する警告値検出部25bが設けられている。
By the way, as shown in FIG. 1, the image forming apparatus is provided with a non-load detecting
又、この画像形成装置には、例えば上記不装填検出部23bにより受光素子22bから与えられる信号が連続して高値信号であることが検出されると、この検出以後連続点灯され、上記警告値検出部25bによりトナー残量が警告値以下であることが検出されたときに点滅を開始する、例えばLEDからなる不装填、残量兼用警報手段26bと、この警報手段26bの作動を停止させるリセットスイッチ27bとを備える。
Further, in this image forming apparatus, for example, when the
なお、トナー容器9bが不完全に装填室10bに装填された状態では、トナー容器9bが妨げとなってメンテナンスカバーを完全に閉じられないようにしている。
When the
この実施例によれば、例えば黒色用トナー容器9bが装填されずにメンテナンスカバーが閉じられ、かつ電源スィッチがオンされている状態になれば、上記警報手段26bが点灯され、オペレータがリセットスイッチ27bを操作して上記警報手段26bを消灯させるまでその点灯が連続する。
According to this embodiment, for example, when the
又、装填されている黒色用トナー容器9bのトナー残量が警告値以下になると上記警報手段26bの点滅が開始され、オペレータがリセットスィッチ27bを操作して上記警報手段26bの点滅を停止させるまでその点滅が繰り返される。
When the remaining amount of toner in the loaded
ところで、図4の回路ブロック図に示すように、他の各色用にもそれぞれ発光素子21m、21y、21cと受光素子22m、22y、22cからなるホトインタラプタ20m、20y、20cが設けられ、各色用の不装填検出部23m、23y、23cが設けられる。
By the way, as shown in the circuit block diagram of FIG. 4,
又、上記記憶手段24には各色用の警告値における各色用受光素子22m、22y、22c、22bの信号波形が記憶させてある。
The storage means 24 stores the signal waveforms of the
更に、他の各色用の警告値判定部25m、25y、25c、25bと、不装填、残量警報手段26m、26y、26cと、リセットスイッチ27m、27y、27cが設けられる。
Further, warning
上記他の各色用の回路は、各色用ごとに、上述した黒色用の不装填検出部23b、残量判定手段25b、不装填、残量兼用警報手段26b及びリセットスイッチ27bと同様に構成され、各色ごとに独立して作用する。
The circuit for each of the other colors is configured for each color in the same manner as the black
このように構成すれば、対応する色ごとに、1個のホトインタラプタ20m、20y、20c、20bでトナー容器9m、9y、9c、9bが装填されていないことを検出してユーザに警報を与えることができると共に、装填されているトナー容器9m、9y、9c、9b内のトナー残量が警告値以下に減量したことを検出してユーザに警報を与えることができる。
If comprised in this way, it will detect that the
加えて、ホトインタラプタ20m、20y、20c、20bの発光素子21m、21y、21c、21bと受光素子22m、22y、22c、22bは、それぞれ入射透光部18と受光透光部16に対向させてあればよいので、発光素子21m、21y、21c、21b及び受光素子22m、22y、22c、22bの配置の自由度を著しく高めることができる効果を得ることができる。
In addition, the light-emitting
その上、各色用のトナー容器9m、9y、9c、9bの底部が軸方向に一様な断面形状が連続する樋形に形成されているので、トナー容器9m、9y、9c、9bの形状が簡素で、トナー容器9m、9y、9c、9bを安価にできる効果と共に、トナーの撹拌に対する抵抗が減少し、エネルギ消費量を削減できる効果を得ることができる。
In addition, since the bottoms of the
1 装置本体
9b トナー容器
9c トナー容器
9m トナー容器
9y トナー容器
11 撹拌軸
15 頂部
16 出射透光部
17 底部
18 入射透光部
19 ワイパ
20b ホトインタラプタ
20c ホトインタラプタ
20m ホトインタラプタ
20y ホトインタラプタ
21b 発光素子
21c 発光素子
21m 発光素子
21y 発光素子
22b 受光素子
22c 受光素子
22m 受光素子
22y 受光素子
23b 不装填検出部
23c 不装填検出部
23m 不装填検出部
23y 不装填検出部
24 記憶手段
25b 警告値検出部
25c 警告値検出部
25m 警告値検出部
25y 警告値検出部
26b 不装填、残量兼用警報手段
26c 不装填、残量兼用警報手段
26m 不装填、残量兼用警報手段
26y 不装填、残量兼用警報手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記トナー容器の底部に、ホトインタラプタの発光素子から該トナー容器内に光を入射させる入射透光部及び/又は該トナー容器内から該トナー容器外に配置された上記ホトインタラプタの受光素子に光を出射させる出射透光部がその内面と上記底部の内面が面一になるように設けられると共に、該トナー容器内に、上記撹拌軸に支持されて、上記トナー容器の底部に設けられた入射透光部及び/又は出射透光部を清掃するワイパが設けられることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus configured to detect that a toner container is not loaded in the apparatus main body using a photo interrupter and to detect a remaining amount of toner in the toner container loaded in the apparatus main body ,
Light is incident on the bottom of the toner container from the light-emitting element of the photo interrupter to the incident light transmitting part and / or the light receiving element of the photo interrupter arranged outside the toner container from the toner container. Is provided so that the inner surface thereof and the inner surface of the bottom portion are flush with each other, and the incident light provided in the bottom portion of the toner container is supported by the stirring shaft in the toner container. An image forming apparatus comprising a wiper for cleaning the light transmitting portion and / or the light emitting transparent portion.
Priority Applications (1)
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2003
- 2003-10-17 JP JP2003357682A patent/JP2005121952A/en active Pending
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