JP3700473B2

JP3700473B2 - トナーカートリッジの交換検知装置及びこれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP3700473B2
Application number: JP15142899A
Authority: JP
Inventors: 義行高島; 伸太郎金子
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP2000338768A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンター等の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジの交換検知装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、トナーカートリッジ交換の誤検知を防止可能としたトナーカートリッジの交換検知装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真方式を用いた複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光体ドラム上に原稿の画像に対応した静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像してトナー像とし、当該トナー像を転写用紙上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。上記感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像装置は、現像工程を繰り返すことによって、徐々にトナーが消費されるため、当該現像装置には、トナーカートリッジが装着されたトナーボックスからトナーを補給するようになっている。
【０００３】
また、上記トナーカートリッジが空となった場合には、当該トナーカートリッジからトナーボックスへトナーが補給されなくなるため、このトナーカートリッジからトナーボックスへトナーが補給されなくなったことを、トナー空センサーによって検知し、画像形成装置の操作パネルに設けられた表示部に、トナーがまもなく無くなる”トナーニアエンプティ”状態であることを表示し、ユーザーに新たなトナーカートリッジの注文等を促すように構成されている。そして、上記トナーボックス内のトナーがすべて補給された場合には、トナーが無い”トナーエンプティ”状態であることを表示するとともにマシンをシャットダウンし、ユーザーに新たなトナーカートリッジと交換することを促すメッセージを、画像形成装置の操作パネルに設けられた表示部に表示するようになっている。
【０００４】
ところで、最近の複写機やプリンター等の画像形成装置においては、マシンの状態を示す各情報を電話回線やＬＡＮ等の通信回線を介して、離れた場所で把握し管理する”ＥＰＳＶ”と呼ばれる機能を有しているものがある。このＥＰＳＶ機能を有する画像形成装置の中には、マシンの情報として、トナーカートリッジが交換されたことを情報として送信するものがある。
【０００５】
その際、従来の画像形成装置では、トナーカートリッジが交換されたことを示すトナーカートリッジ交換情報を送信するタイミングとして、トナーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解除された時点で、トナーカートリッジが交換されたという情報を送信するように構成されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記従来の画像形成装置の場合には、トナーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解除された時点で、トナーカートリッジが交換されたという情報を送信するように構成されていた。しかしながら、トナーニアエンプティ状態では、トナーカートリッジ内にまだトナーが残っていることがあり、トナーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ状態のときに、トナーカートリッジを新しいものと交換することなく、トナーカートリッジを振って再装着されることがある。すると、トナーカートリッジが新しいものと交換されていないにもかかわらず、トナーカートリッジ内に残っていたトナーが補給され、トナーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解除されてしまうため、トナーカートリッジが交換されたという誤情報が送信されてしまう場合があるという問題点があった。
【０００７】
また、上記従来の画像形成装置においては、トナーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ状態のときに、トナーカートリッジを振って再装着した場合以外であっても、何らかの操作のために画像形成装置のフロントカバーを開閉すると、当該フロントカバーを閉じた際の衝撃等によって、トナーカートリッジ内に残っていたトナーが補給され、トナーカートリッジが新しいものと交換されていないにもかかわらず、トナーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解除されてしまい、やはりトナーカートリッジが交換されたという誤情報が送信されてしまう場合があるという問題点があった。
【０００８】
このように、ユーザーがトナーカートリッジを新しいものと交換していないにもかかわらず、ＥＰＳＶ機能によってトナーカートリッジが交換されたという誤情報が送信されてしまうと、当該ＥＰＳＶ機能によってユーザーのトナーカートリッジの交換周期を管理したりする場合など、ユーザーのトナーカートリッジの交換周期が誤って認識されたり、不本位に予備のトナーカートリッジが自動的に発注されてしまったりするという問題点を有していた。
【０００９】
かかる問題点を解決するためには、トナーカートリッジが新しいものと交換されたか否かを検知する新たなセンサーを設けることも考えられるが、こうした場合には、新たなセンサーを設ける分だけ部品点数が増加し、コストアップにつながるという新たな問題点が生じる。
【００１０】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、部品点数の増加に伴うコストアップを招くことなく、トナーカートリッジが新しいものと交換されたか否かを正確に検知することが可能なトナーカートリッジの交換検知装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載の発明は、トナーカートリッジからトナーボックスにトナーを補給するとともに、当該トナーボックスから現像手段にトナーを補給するにあたり、前記現像手段に補給すべきトナーを収容したトナーカートリッジが交換されたか否かを検知するトナーカートリッジの交換検知装置において、
前記トナーカートリッジからトナーボックスに補給されるトナーの有無を検知するトナー空検知手段の検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、このトナー空検知手段が連続して当該トナーフル状態を検知した状態で、前記現像手段に補給されたトナー量に相当するパラメータの積算値が、所定値より大きくなった場合に、前記トナーカートリッジが交換されたと判別する判別手段を備えるように構成したものである。
【００１２】
なお、前記現像手段に補給されたトナー量に相当するパラメータとしては、例えば、現像手段にトナーを補給するトナーボックスのトナー補給モーターの駆動時間が用いられるが、これに限定されるものではなく、画像露光手段による画像露光の画素数や、画像が形成される転写用紙の枚数等を用いても良い。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、トナーカートリッジからトナーボックスにトナーを補給するとともに、当該トナーボックスから現像手段にトナーを補給し、前記現像手段によって潜像担持体上に形成された静電潜像を現像することにより画像を形成する画像形成装置において、
前記トナー補給手段に設けられ、前記トナーカートリッジからトナーボックスに補給されるトナーの有無を検知するトナー空検知手段と、前記トナー空検知手段の検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、このトナー空検知手段が連続して当該トナーフル状態を検知した状態で、前記現像手段に補給されたトナー量に相当するパラメータの積算値が、所定値より大きくなった場合に、前記トナーカートリッジが交換されたと判別する判別手段を備えるように構成したものである。
【００１５】
【実施の形態】
以下にこの発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係るトナーカートリッジの交換検知装置を適用した画像形成装置としてのデジタル複写機を示すものである。
【００１７】
図２において、１はデジタル複写機の本体を示すものであり、このデジタル複写機本体１の上部には、原稿２を１枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３と、当該自動原稿搬送装置３によって搬送される原稿２の画像を読み取る画像読取装置４が配設されている。この画像読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して読み取るように構成されている。
【００１８】
上記画像読取装置４によって読み取られた原稿２の画像情報は、図示しない一時記憶装置に記憶され、必要に応じてＩＰＳ（ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）１２によって所定の画像処理が施された後、この画像処理が施された画像情報に応じてＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）１３によって感光体ドラム１４上に画像露光が施され、静電潜像が形成される。上記ＲＯＳ１３は、画像情報に応じてレーザービームを出射する半導体レーザー１５と、当該半導体レーザー１５から出射されるレーザービームを走査するポリゴンミラー１６と、当該ポリゴンミラー１６によって走査されるレーザービームを、感光体ドラム１４上に露光するためのミラー１７、１８とから構成されている。上記感光体ドラム１４は、ＲＯＳ１３による画像露光に先立って、スコロトロンからなる一次帯電器１９によって、所定極性の所定の電位に一様に帯電された後、上述したように、ＲＯＳ１３によって原稿２の画像が露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１４上に形成された静電潜像は、現像装置２０によって現像されてトナー像となる。このトナー像は、転写コロトロン２１の帯電によって転写用紙２２上に転写されるとともに、当該トナー像が転写された転写用紙２２は、分離コロトロン２３の除電によって感光体ドラム１４から分離される。上記感光体ドラム１４からトナー像が転写される転写用紙２２は、複写機本体１の内部に複数配置された給紙カセット２４、２５、２６、２７のいずれかより、給紙ロール２８によって給紙され、搬送ロール２９及びプリレジロール３０を介して、レジストゲート３１まで一端搬送されて停止する。そして、上記転写用紙２２は、感光体ドラム１４の表面に形成されるトナー像と同期して開くレジストゲート３１を通過して、当該レジストゲート３１の下流側に配設されたレジストロール３２によって、感光体ドラム１４の表面まで搬送され、上述したように、当該感光体ドラム１４の表面に形成されたトナー像が転写された後、感光体ドラム１４の表面から分離される。
【００１９】
上記感光体ドラム１４の表面から分離された転写用紙２２は、定着器３３へと搬送され、当該定着器３３によって転写用紙２２上に熱及び圧力でトナー像が定着される。このトナー像が定着された転写用紙２２は、定着器３３の出口ロール３４によって、通常の片面複写の場合には、そのまま排出ロール３５により機外の排出トレイ３６上に排出される。また、両面複写の場合には、片面にトナー像が定着された転写用紙２２は、そのまま排出ロール３５によって機外に排出されずに、反転ゲート３７によって下向きに搬送方向が変更され、３つのロールが圧接されたトリロール３８及び反転ロール３９によって、反転通路４０へと一旦搬送される。そして、上記転写用紙２２は、今度は逆転する反転ロール３９及び両面ロール４１によって両面用通路４２へと搬送され、この両面用通路４２からプリレジロール３０を介して、レジストゲート３１まで一旦搬送されて停止し、上述したように、当該レジストゲート３１及びレジストロール３２によって、感光体ドラム１４上のトナー像と同期して搬送され、トナー像の転写・定着工程が行われた後、排出ロール３５によって排出トレイ３６上に排出される。
【００２０】
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１４の表面は、クリーニング装置４３によって残留トナーや紙粉等が除去され、次の画像形成工程に備える。
【００２１】
図３は上記の如く構成されるデジタル複写機の画像形成部を拡大して示したものである。
【００２２】
感光体ドラム１４は、スコロトロンからなる一次帯電器１９によって、所定極性の所定の電位に一様に帯電された後、当該感光体ドラム１４の表面には、ＲＯＳ１３によって原稿２の画像が走査露光され、静電潜像が形成される。この感光体ドラム１４上に形成された静電潜像は、現像装置２０によって現像されてトナー像となり、このトナー像は、転写前帯電器４４による補助帯電を受けた後、前述したように、所望の給紙カセット２４〜２７から給紙・搬送される転写用紙２２上に、転写コロトロン２１の帯電によって転写されるとともに、当該トナー像が転写された転写用紙２２は、分離コロトロン２３の除電によって感光体ドラム１４上から分離される。この感光体ドラム１４上から分離された転写用紙２２は、定着器３３へ搬送され、当該定着器３３によってトナー像が定着されて、片面複写の場合には、そのまま排出トレイ３６上に排出され、両面複写の場合には、裏面への画像形成工程が繰り返される。
【００２３】
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１４の表面は、クリーニング装置４３のクリーニングブラシ４５等によって残留トナーや紙粉等が除去された後、イレーズランプ４６による露光を受け、残留電荷が消去されて、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００２４】
図４は上記現像装置２０を示すものである。
【００２５】
この現像装置２０は、図４に示すように、黒色のトナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤５６を有する現像装置にて形成されており、その構造は、二成分系の現像剤５６を収容した現像装置ハウジング５２と、上記現像装置ハウジング５２の感光体ドラム１４側に配設される現像ロール５３と、この現像ロール５３の背面側に配設される現像剤搬送用パドル５７と、この現像剤搬送用パドル５７の背面側に配設される現像剤搬送兼攪拌用オーガ５４、５５と、現像ロール５３により搬送される現像剤５６を層厚規制するブレード６０と、で構成されている。この場合、上記現像ロール５３は、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等の非磁性導電性部材からなる現像スリーブ５８と、その内部に固定状態に配置されたマグネットロール５９から構成されている。
【００２６】
また、上記現像装置２０の内部には、当該現像装置２０とは別体に構成されたトナー補給手段としてのトナーボックスから、トナー補給用のモータを回転駆動することにより、図示しない補給用のオーガによって、トナーが現像剤搬送兼攪拌用オーガ５５の一端部側に供給されるようになっている。
【００２７】
図５は上記の如く構成されるデジタル複写機のフロントカバーは閉じているが、プロセス部を透視した状態を示す外観斜視図である。なお、この図５に示すデジタル複写機では、自動原稿搬送装置３の代わりに、通常のプラテンカバーが取り付けられている。
【００２８】
上記デジタル複写機本体１の内部には、感光体ドラム１４を保持したドラムユニット６０が設けられており、このドラムユニット６０は、メンテナンス時や交換時等に、感光体ドラム１４を手前側に引き出すことによって、当該感光体ドラム１４の交換が可能なように取り付けられている。また、デジタル複写機本体１の内部には、感光体ドラム１４及び現像装置２０の手前側に、トナーカートリッジ６２が装着されたトナー補給手段としてのトナーボックス６１が、その一端部を支点として略９０度手前側に回動自在に取り付けられている。
【００２９】
図６は上記の如く構成されるデジタル複写機のフロントカバーを開いた状態で、尚かつ、トナーカートリッジ及びトナーボックスを取り外した状態を示す側面図である。
【００３０】
図６において、６０は上述したように感光体ドラム１４が取り付けられたドラムユニットを示すものであり、この感光体ドラム１４の側方には、現像装置２０が配設されている。この現像装置２０は、当該現像装置２０の背面側に設けられた本体ガイド部６３を、デジタル複写機本体１側に設けられた現像装置ガイド部６４に沿わせて脱着するようになっている。上記現像装置２０の位置決めは、図示しないリアフレームに設けられた位置決め用の孔に、現像装置２０の背面側に突設された図示しないスタッドを嵌合するとともに、複写機本体１のフロント側のフレームに突設された位置決め部材としての２本の現像装置位置決め用のスタッド６５、６６に、現像装置２０のフロント側の上部に設けられた位置決め部材の２つの孔６７、６８を嵌合することによって行われる。その際、上記デジタル複写機本体１のリアフレームに設けられた高さ位置決め用の孔と、現像装置２０のフロント側に設けられた位置決め部材の２つの孔６７、６８は、複写機本体１の水平方向に沿った長孔となっており、現像装置２０は、これらの長孔６７、６８に沿って感光体ドラム１４と接離する方向にスライド可能となっている。なお、上記２本の現像装置位置決め用のスタッド６５、６６のうち、一方のスタッド６５には、現像装置２０の脱落を防止するため、スクリュー６５ａが締結されるようになっている。また、他方のスタッド６６は、スタッド６５よりも長く形成されており、後述するように、トナーボックスの高さ方向の位置決め部材としての機能をも兼ねるように構成されている。
【００３１】
また、上記現像装置２０は、最適な画像を得るために、感光体ドラム１４の表面と所定の間隙を設けてセットされ、又、当該現像装置２０や感光体ドラム１４のメンテナンスや交換等のため、これら現像装置２０や感光体ドラム１４を脱着する際には、次に述べるように、トナーボックス６１の回動動作に連動する連動機構６９によって、感光体ドラム１４から離間する方向にスライドし、当該現像装置２０や感光体ドラム１４の脱着を可能としている。
【００３２】
この現像装置２０に装着されるトナーボックス６１は、図６及び図７に示すように、複写機本体１のフロント側フレーム７０の水平板部７１、７２に設けられた回動軸７３、７４を中心にして、回動自在に複写機本体１に取り付けられており、トナーカートリッジ６２を交換する際や、現像装置２０や感光体ドラム１４を脱着する際に、複写機本体１に対して開閉可能となっている。上記トナーボックス６１の下端部に設けられた回動軸７４には、ギア７５が一体的に取り付けられており、このギア７５は、隣接するギア７６に噛合されている。また、上記ギア７６に一体的に設けられたカサバギア７７は、複写機本体１のフロント側フレーム７０の垂直板部７８に回動自在に取り付けられたカサバギア７９に噛合されており、このカサバギア７９には、ギア８０が一体的に取り付けられているとともに、当該ギア８０は、ギア８１に噛合されている。このギア８１は、図８に示すように、現像装置２０の背面側に沿って平行に配設されたクランクシャフト８２の端部に取り付けられており、クランクシャフト８２のクランク部８３には、現像装置２０の背面側に突設されたシャフトガイド部材８４が挿通されている。そして、上記トナーボックス６１を９０度回動させることによって、ギア７５、７６、７７、７９、８０、８１を介して、クランクシャフト８２が１８０度回転し、現像装置２０を図６に示すように感光体ドラム１４に最も近接した現像位置から、感光体ドラム１４から最も離間した引き出し位置へと移動させることが可能なように構成されている。
【００３３】
上記現像装置２０の後方には、図６に示すように、シャフトガイド部材８４が取り付けられた枠体８５が設けられており、この枠体８５は、現像装置２０のスライド方向と同一方向に移動可能となっている。この現像装置２０の後方に設けられた枠体８５のガイド部６４と現像装置２０に設けられたガイド部６３とは、前述したように、互いに係合するように配置されているため、枠体８５と現像装置２０は、感光体ドラム１４と接離する水平方向に一体となってスライドするようになっている。上記クランクシャフト８２は、図８に示すように、現像装置２０側のシャフトガイド部材８４に対応した部分がクランク形状に形成されており、図６に示すように、シャフトガイド部材８４の長孔８６にクランクシャフト８２のクランク部８３が挿通されている。そして、上記の如くトナーボックス６１の回動に伴ってクランクシャフト８２が回転することにより、シャフトガイド部材８４を介して枠体８５がスライドするとともに、現像装置２０も同時にスライドするようになっている。
【００３４】
その結果、トナーボックス６１をセットした状態では、最適な画像を得るための位置まで現像装置２０を感光体ドラム１４側にスライドさせ、又、トナーボックス６１を開いた状態では、現像装置２０や感光体ドラム１４を脱着可能な位置まで、現像装置２０をスライドさせるように、トナーボックス６１、クランクシャフト８２及び枠体８５は配置されている。
【００３５】
また、上記現像装置２０と感光体ドラム１４の軸方向の両端部には、図６に示すように、それぞれ押し付け部８７、８８が固定した状態で設けられており、現像装置２０を感光体ドラム１４側にスライドさせることにより、両者の押し付け部８７、８８が互いに当接して最適な現像装置２０の現像ロール５３と感光体ドラム１４とのスペースを得るようになっている。なお、上記現像装置２０を安定した状態で感光体ドラム１４に押しつけるために、シャフトガイド部材８４の内部には、ばね８９が挿入されている。
【００３６】
図９は上記現像装置２０にトナーを補給するトナーボックス６１を示すものである。
【００３７】
このトナーボックス６１は、図９に示すように、現像装置２０の一側にあって上端部が現像装置の側方に位置する高さまで設けられており、このトナーボックス６１は、その一端に設けられた回動軸７３、７４により水平面内で回動可能となっている。そして、上記トナーボックス６１に装着されたトナーカートリッジ６２を交換する際は、複写機本体１の前面に設けられたフロントカバーを開けて、トナーボックス６１を露出させるとともに、トナーボックス６１を回動軸７３、７４を中心として９０度回動させてトナーカートリッジ６２を交換するようになっている。
【００３８】
図９において、９０はトナーボックス本体であり、その上部には、トナーを収容したトナーカートリッジ６２が載置状態に配設されている。このトナーカートリッジ６２の内部には、収容されたトナー９１を所定のタイミングで攪拌することにより、トナー９１のブロッキング等を防止するとともに、トナーをトナー供給口６２ａへ搬送する攪拌搬送手段としてのコイル状のアジテータ９２が回転可能に設けられている。
【００３９】
また、トナーボックス本体９０の底部には、図９乃至図１１に示すように、断面Ｕ字形状の３つの筒状案内部９３ａ、９３ｂ、９３ｃが設けられており、これらの筒状案内部９３ａ、９３ｂ、９３ｃの内部には、トナーを搬送するオーガ９４ａ、９４ｂ、９４ｃが回転可能に設けられている。これらのオーガ９４ａ、９４ｂ、９４ｃによって搬送されるトナーは、筒状案内部９３ｂの底面に設けられたトナー排出口９５を介して、現像装置２０の外部に突出した補給部のトナー補給口９６内に供給される。そして、この補給部のトナー補給口９６内に供給されたトナーは、補給部内に設けられたオーガ５５によって現像装置２０の内部に搬送され、現像工程に使用されるようになっている。
【００４０】
更に、上記トナーカートリッジ６２の内部に設けられたコイル状のアジテータ９２は、図１２に示すように、第１の駆動モーター１０５によって回転駆動されるようになっており、トナーボックス本体９０内の筒状案内部９３ａ、９３ｂ、９３ｃに設けられたオーガ９４ａ、９４ｂ、９４ｃは、第２の駆動モーター１０６によって図示しないギアを介して回転駆動されるようになっている。
【００４１】
上記トナーボックス６１のトナー排出口９５には、図１３及び図１４に示すように、スライドシャッター９７が設けられ、トナーボックス６１を複写機本体１にセットすることによって、現像装置２０のフロント側に突出したシャッター押し付け部９８が、スライドシャッター９７のガイド部９９を押圧し、スライドシャッター９７が開くように構成されている。また、トナーボックス６１を開くことで、図１４に示すように、現像装置２０のシャッター押し付け部９８がスライドシャッター９７のガイド部９９から離れ、ばね１００によりスライドシャッター９７は戻され、トナー排出口９５は閉じた状態となる。現像装置２０のトナー補給口９６には、図１５に示すように、トナー補給口９６の周縁を囲むようにウレタン１０１が貼られており、その上にはＰＥＴフィルムシール１０２が貼られている。上記ＰＥＴフィルムシール１０２とスライドシャッター９７は、ウレタン１０１をつぶしながら、ＰＥＴフィルムシール１０２と接触しており、トナーボックス６１のトナー排出口９５と現像装置のトナー補給口９６は密閉され、トナーの漏れを防ぐようになっている。なお、トナー補給口９６の位置がばらつきによりずれても、ウレタン１０１が変形するので密閉状態を保つことができる。
【００４２】
また、この実施の形態では、図７に示すように、トナーボックス６１の現像装置２０側の側面に、平板状の高さ方向位置決め部材１０３が設けられている。この高さ方向位置決め部材１０３の下面は、現像装置２０の位置決めスタッド６６の上側水平接面に面一であるように設定され、トナーボックス６１をデジタル複写機本体１にセットすると、高さ方向位置決め部材１０３が現像装置２０の位置決めスタッド６６上に載るように構成されている。上記現像装置２０の位置決めスタッド６６は、先端に行くに従って細くなるようにテーパがついており、トナーボックス６１がトナーカートリッジ６２の重みで下方に下がった時や、変形によって下がった時もスムーズにトナーボックス６１の高さ位置決め部材１０３が、現像装置２０の位置決めスタッド６６上に載るようになっている。
【００４３】
ところで、この実施の形態１に係るデジタル複写機では、現像装置に補給すべきトナーを収容したトナーカートリッジが交換されたか否かを検知するトナーカートリッジの交換検知装置が用いられている。
【００４４】
この実施の形態１では、トナー補給手段に設けられ、トナーカートリッジから補給されるトナーの有無を検知するトナー空検知手段と、前記トナー空検知手段の検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、このトナー空検知手段が連続して当該トナーフル状態を検知した状態で、前記現像手段に補給されたトナー量に相当するパラメータの積算値が、所定値より大きくなった場合に、前記トナーカートリッジが交換されたと判別する判別手段を備えるように構成されている。
【００４５】
すなわち、この実施の形態１では、図１１に示すように、トナーボックス本体９０のトナーカートリッジ６２からトナーが落下する位置に、トナーカートリッジ６２から補給されるトナーの有無を検知するトナー空検知手段としてのトナー空センサー１０７が設けられている。
【００４６】
図１はこの実施の形態１に係るトナーカートリッジの交換検知装置が適用されたデジタル複写機の制御回路を示すブロック図である。
【００４７】
図１において、１１０はデジタル複写機の画像形成動作を制御するとともに、トナー空センサー１０７の検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、このトナー空センサー１０７が第２の駆動モーター１０６の駆動中に連続して当該トナー有りを検知した状態で、現像装置２０にトナーを補給するトナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間の積算値が、所定時間Ｔより大きくなった場合に、トナーカートリッジ６２が交換されたと判別する判別手段としての機能を兼ねた制御手段としてのＣＰＵ、１１１は第２の駆動モーター１０６の駆動時間を積算し、トナーニアエンプティ状態になると積算時間がリセットされるカウンタ、１０５はトナーカートリッジ６２内に設けられたオーガ９２を回転駆動する第１の駆動モータ、１０６はトナーボックス６２内に設けられたオーガ９４ａ、９４ｂ、９４ｃを回転駆動する第２の駆動モータ、１０７はトナーボックス６１に設けられたトナー空センサーをそれぞれ示すものである。なお、上記カウンタ１１１は、ＣＰＵ１１０で実行されるソフトウエアーのプログラムで構成してもよい。
そして、上記ＣＰＵ１１０は、トナーカートリッジ６２の交換情報としてトナーニアエンプティ状態が解除され、トナーフル状態でトナー補給モーターとしての第２の駆動モータ１０６の駆動時間を積算し、この第２駆動モータ１０６の駆動時間の積算時間が、一定時間Ｔ以上となったときに、トナーカートリッジ６２の交換情報を電話回線やＬＡＮ等の通信回線を介して送信するように構成されている。
【００４８】
ここで、上記一定時間Ｔの値は、下記の式で決定される。
Ｔ≒（Ａ＋Ｂ）／Ｃ
Ａ：トナーニアエンプティ後にトナーボックス６１から排出可能なトナー量（ｍｇ）
Ｂ：トナーニアエンプティ時におけるトナーカートリッジ６２内の最大トナー残量（ｍｇ）
Ｃ：トナーディスペンスレート（ｍｇ／ｓ）
【００４９】
このように、上記一定時間Ｔは、トナーニアエンプティ時に、トナーカートリッジ６２を新たなものと交換することなく、既使用のトナーカートリッジ６２及びトナーボックス９０からトナーを補給可能な第２の駆動モーター１０６の最大駆動時間の積算値に、略等しい値に設定されている。しかし、この一定時間Ｔを大きく設定しすぎると、トナーカートリッジ６２の交換情報を送信するタイミングが遅れてしまうので望ましくない。
【００５０】
一例としては、上記トナーニアエンプティ後にトナーボックス６１から排出可能なトナー量Ａが６０ｇ、トナーニアエンプティ時におけるトナーカートリッジ６２内の最大トナー残量Ｂが１５ｇ、トナーディスペンスレートＣが１５０ｍｇ／ｓｅｃに設定され、一定時間Ｔは、５００ｓｅｃに設定される。
【００５１】
トナーニアエンプティとは、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時に、トナー空センサー１０７がトナー無しを連続してＡｓｅｃ（例えば、１０ｓｅｃ）検知した場合を言い、この状態では、基本的にトナーボックス９０内のトナー分だけ画像形成が可能である。
【００５２】
また、トナーエンプティとは、トナーニアエンプティからＢｓｅｃ（例えば、５００ｓｅｃ）までトナー補給モーター１０６を駆動し、トナーボックス６１内の補給可能なトナーがなくなった場合を言い、この状態では、マシンがシャットダウンされる。
【００５３】
さらに、トナーニアエンプティ解除とは、トナーエンプティ状態でトナー空センサー１０７がトナー有りを連続してＣｓｅｃ（例えば、２ｓｅｃ）検知した場合を言う。
【００５４】
又、トナーフルの状態とは、トナーニアエンプティまたはトナーエンプティでは無い状態を言う。
【００５５】
以上の構成において、この実施の形態に係るデジタル複写機では、次のようにして、部品点数の増加に伴うコストアップを招くことなく、トナーカートリッジが新しいものと交換されたか否かを正確に検知することが可能となっている。
【００５６】
すなわち、この実施の形態１に係るデジタル複写機では、図２及び図３に示すように、原稿２の画像の複写工程が繰り返されると、現像装置２０内のトナーが徐々に消費されるが、この現像装置２０には、トナーボックス９０からトナーが所定のタイミングで補給される。
【００５７】
上記トナーボックス６１は、図５に示すように、トナーを収容したトナーカートリッジ６２を備えており、当該トナーボックス６１には、トナーカートリッジ６２からトナーが供給されるようになっている。
【００５８】
上記トナーボックス６１のトナー落下位置には、図１１に示すように、トナー空センサー１０７が設けられており、このトナー空センサー１０７によってトナーの有無が検知される。上記トナーボックス６１には、図９に示すように、トナー空センサー１０７がトナー無しをＤｓｅｃ（例えば、０．５ｓｅｃ）検知すると、トナーカートリッジ６２内に設けられたオーガ９２を所定時間だけ回転駆動することにより、当該トナーカートリッジ６２からトナー供給口６２ａを介してトナーが供給される。
【００５９】
そして、上記トナーカートリッジ６２からトナーボックス６１にトナーが徐々に供給され、トナーカートリッジ６２内のトナー残量が少なくなると、トナーカートリッジ６２内のオーガ９２を所定時間だけ回転駆動しても、トナーボックス６１内にトナーが供給されなくなる。すると、上記トナーボックス６１内に設けられたトナー空センサー１０７は、図１６に示すように、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６を所定時間だけ駆動しても、トナー空センサー１０７がトナー無しを上記所定時間連続してＡｓｅｃ（例えば、１０ｓｅｃ）検知し、トナーニアエンプティ状態となる。
【００６０】
このトナーニアエンプティ状態となると、ＣＰＵ１１０は、図１に示すように、図示しない操作パネルの表示部に、トナーカートリッジ６２を新たなものと交換することを促すメッセージを表示する。ユーザーは、このトナーカートリッジ６２を新たなものと交換することを促すメッセージを見て、トナーニアエンプティ状態の間、又はトナーエンプティ状態となったときに、トナーカートリッジ６２を新たなものと交換する作業を行なう。トナーカートリッジ６２が新たなものと交換されたと見なされる場合、例えばデジタル複写機のフロントカバーの開閉動作に伴って、第１の駆動モーター１０５が所定時間だけ駆動され、トナーカートリッジ６２からトナーボックス６１にトナーが補給され、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーフル状態に変化する。
【００６１】
すると、ＣＰＵ１１０は、図１６に示すように、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーニアエンプティからトナーフル状態に変化すると、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間をカウンタ１１１によって積算する動作を開始する。そして、上記ＣＰＵ１１０は、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間の積算値が、一定時間Ｔより大きくなったことを判別すると、トナーカートリッジ６２が交換されたとして、トナーカートリッジ６２の交換情報を通信回線を介して、ＥＰＳＶ機能に基づいて送信するようになっている。
【００６２】
一方、上記の如くトナーニアエンプティ状態となると、ＣＰＵ１１０は、図示しない操作パネルの表示部に、トナーカートリッジ６２を新たなものと交換することを促すメッセージを表示するが、ユーザーは、このトナーカートリッジ６２を新たなものと交換する代わりに、当該トナーカートリッジ６２内に残っているトナーを有効に利用するため、使用中のトナーカートリッジ６２を振って、再度トナーボックス６１に装着して使用する場合がある。
【００６３】
この場合には、図１７に示すように、使用中のトナーカートリッジ６２からトナーボックス６１にトナーが補給され、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーフル状態に変化する。
【００６４】
すると、ＣＰＵ１１０は、図１７に示すように、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーニアエンプティ状態からトナーフル状態に変化すると、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間をカウンタ１１１によって積算する。しかし、トナーカートリッジ６２が新たなものと交換されていない場合には、トナーカートリッジ６２内に残ったトナー、及びトナーボックス６１から補給されるトナーの量は、最大でも一定値以下に限られるため、トナー空センサー１０７のトナーフル状態は、一定時間Ｔを越えて連続することがない。そのため、上記トナー空センサー１０７のトナーフル状態は、一定時間Ｔが経過する以前に、トナーニアエンプティ状態に変化し、ＣＰＵ１１０は、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーフル状態からトナーニアエンプティ状態に変化すると、カウンタ１１１のカウント値をリセットする。
【００６５】
また、上記トナー空センサー１０７の検知状態がトナーニアエンプティ状態となると、ＣＰＵ１１０は、図示しない操作パネルの表示部に、トナーカートリッジ６２を新たなものと交換することを促すメッセージを表示する。
【００６６】
ユーザーは、このトナーカートリッジ６２を新たなものと交換することを促すメッセージを見て、トナーニアエンプティ状態の間、又はトナーエンプティ状態となったときに、今度はトナーカートリッジ６２を新たなものと交換する作業を行なうことになる。トナーカートリッジ６２が新たなものと交換されると、デジタル複写機のフロントカバーの開閉動作に伴って、第１の駆動モーター１０５が所定時間だけ駆動され、トナーカートリッジ６２からトナーボックス６１にトナーが補給され、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーフル状態に変化する。
【００６７】
すると、ＣＰＵ１１０は、図１７に示すように、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーニアエンプティ状態からトナーフル状態に変化すると、再度、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間をカウンタ１１１によって積算する。そして、上記ＣＰＵ１１０は、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間の積算値が、一定時間Ｔより大きくなったことを判別すると、トナーカートリッジ６２が交換されたとして、はじめてトナーカートリッジ６２の交換情報を通信回線を介して、ＥＰＳＶ機能に基づいて送信するようになっている。
【００６８】
このように、上記実施の形態１では、トナーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解除されたときに、トナーカートリッジ６２が交換されたという情報を送信するのではなく、ＣＰＵ１１０は、トナーボックス６１に設けられたトナー空センサー１０７の検知状態が、トナーニアエンプティ、トナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間を積算し、トナーニアエンプティ状態になると積算時間をリセットして、当該積算時間が一定時間Ｔより大きくなった場合に、トナーカートリッジ６２が交換されたと判別し、トナーカートリッジ６２の交換情報を送信するようになっている。
【００６９】
そのため、上記デジタル複写機では、トナーニアエンプティ状態となった場合に、トナーカートリッジ６２を新たなものと交換することなく、トナーカートリッジ６２を振って再度装着して使用したときでも、誤ってトナーカートリッジ６２の交換情報が送信されることがなく、トナーカートリッジ６２が新しいものと交換されたか否かを正確に検知することが可能となる。
【００７０】
また、この実施の形態では、トナーカートリッジ６２の交換のみを検知する新たなセンサー等を設ける必要がないので、部品点数の増加に伴うコストアップを招くことがなく、トナーカートリッジが新しいものと交換されたか否かを正確に検知することができる。
【００７１】
なお、前記実施の形態１では、現像手段に補給されたトナー量に相当するパラメータとして、現像装置２０にトナーを補給するトナーボックス６１のトナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ＲＯＳ１３による画像露光の画素数や、画像が形成される転写用紙２２の枚数等を用いるように構成しても良い。
【００７２】
【発明の効果】
以上のとおり、この発明によれば、部品点数の増加に伴うコストアップを招くことなく、トナーカートリッジが新しいものと交換されたか否かを正確に検知することが可能なトナーカートリッジの交換検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係るトナーカートリッジの交換検知装置を適用した画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係るトナーカートリッジの交換検知装置を適用した画像形成装置としてのデジタル複写機を示す構成図である。
【図３】図３はデジタル複写機の画像形成部を示す構成図である。
【図４】図４は現像装置を示す構成図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係るトナーカートリッジの交換検知装置を適用した画像形成装置としてのデジタル複写機を示す外観斜視図である。
【図６】図６はデジタル複写機の現像装置の接離機構を示す構成図である。
【図７】図７はデジタル複写機の現像装置の接離機構を示す構成図である。
【図８】図８はデジタル複写機の現像装置の接離機構を示す構成図である。
【図９】図９はトナー補給手段を示す構成図である。
【図１０】図１０はトナーカートリッジを示す断面図である。
【図１１】図１１はトナーボックスを示す平面図である。
【図１２】図１２はトナー補給手段を示す縦断面図である。
【図１３】図１３は現像装置とトナーボックスとの接続部を示す底面図である。
【図１４】図１４は現像装置とトナーボックスとの接続部を示す底面図である。
【図１５】図１５は現像装置とトナーボックスとの接続部を示す側面図である。
【図１６】図１６はトナー空センサーの検知状態及びトナー補給モーターの駆動時間を積算するカウントを示すタイミングチャートである。
【図１７】図１７はトナー空センサーの検知状態及びトナー補給モーターの駆動時間を積算するカウントを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
２０：現像装置、６１：トナーボックス、６２：トナーカートリッジ、１０６：第２の駆動モーター、１０７：トナー空センサー、１１０：ＣＰＵ（判別手段）、１１１：カウンタ。

Claims

トナーカートリッジからトナーボックスにトナーを補給するとともに、当該トナーボックスから現像手段にトナーを補給するにあたり、前記現像手段に補給すべきトナーを収容したトナーカートリッジが交換されたか否かを検知するトナーカートリッジの交換検知装置において、
前記トナーカートリッジからトナーボックスに補給されるトナーの有無を検知するトナー空検知手段の検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、このトナー空検知手段が連続して当該トナーフル状態を検知した状態で、前記現像手段に補給されたトナー量に相当するパラメータの積算値が、所定値より大きくなった場合に、前記トナーカートリッジが交換されたと判別する判別手段を備えたことを特徴とするトナーカートリッジの交換検知装置。
トナーカートリッジからトナーボックスにトナーを補給するとともに、当該トナーボックスから現像手段にトナーを補給し、前記現像手段によって潜像担持体上に形成された静電潜像を現像することにより画像を形成する画像形成装置において、
前記トナー補給手段に設けられ、前記トナーカートリッジからトナーボックスに補給されるトナーの有無を検知するトナー空検知手段と、前記トナー空検知手段の検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、このトナー空検知手段が連続して当該トナーフル状態を検知した状態で、前記現像手段に補給されたトナー量に相当するパラメータの積算値が、所定値より大きくなった場合に、前記トナーカートリッジが交換されたと判別する判別手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。