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発明の名称 画像形成装置及びその制御方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−10909(P2007−10909A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−190509(P2005−190509)
出願日 平成17年6月29日(2005.6.29)
代理人 【識別番号】100076428
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康徳
発明者 平 昌宣
要約 課題
サービスマンの巡回間隔より廃トナーの満タンを検出してから完全に満タンになって装置を使用禁止にする時間を大きくすることができる廃トナーの検出機能を備えた画像形成装置を提供する。

解決手段
本発明に係る画像形成装置は、廃トナー回収容器内の廃トナーの検出を行う廃トナー検出機能を有する画像形成装置であって、前記廃トナー回収容器に溜まった廃トナーの有無を検出し、検出値を出力する廃トナー検出手段と、前記画像形成装置の構成又は画像形成動作モードに応じて、前記廃トナー検出手段の検出レベルを変更する制御手段と、を備えることを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
廃トナー回収容器内の廃トナーの検出を行う廃トナー検出機能を有する画像形成装置であって、
前記廃トナー回収容器に溜まった廃トナーの有無を検出し、検出値を出力する廃トナー検出手段と、
前記画像形成装置の構成又は画像形成動作モードに応じて、前記廃トナー検出手段の検出レベルを変更する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記廃トナー検出手段が出力する検出値は、廃トナー回収容器に溜まった廃トナーの上面の高さレベルに応じて変化することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】
さらに、前記廃トナー検出手段が前記制御手段により決定された前記検出レベルに到達したことを検出した場合、廃トナーが満タンになったこと、前記廃トナー回収容器を交換すべきこと、又は廃トナーの回収を促すための報知を行う報知手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
さらに、前記廃トナー検出手段が前記制御手段により決定された前記検出レベルに到達したことを検出した後に画像形成された場合、この画像形成で発生した廃トナー積算値を算出する廃トナー積算手段と、
前記廃トナー積算手段による廃トナー積算値から前記検出レベル到達後の画像形成枚数を算出する画像形成枚数算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
さらに、前記廃トナー積算値が所定レベルに達した場合に、前記画像形成装置の使用を禁止する使用禁止手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
【請求項6】
廃トナー回収容器内の廃トナーの検出を行う廃トナー検出機能を有する画像形成装置の制御方法であって、
前記廃トナー回収容器に溜まった廃トナーの有無を検出し、検出値を出力する廃トナー検出工程と、
前記画像形成装置の構成又は画像形成動作モードに応じて、前記廃トナー検出工程における検出レベルを変更する制御工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項7】
前記廃トナー検出工程における前記検出値は、廃トナー回収容器に溜まった廃トナーの上面の高さレベルに応じて変化することを特徴とする請求項6記載の制御方法。
【請求項8】
さらに、前記廃トナー検出工程における前記検出値が前記制御工程で決定された前記検出レベルに到達した場合、廃トナーが満タンになったこと、前記廃トナー回収容器を交換すべきこと、又は廃トナーの回収を促すための報知を行う報知工程を備えることを特徴とする請求項6又は7に記載の制御方法。
【請求項9】
さらに、前記廃トナー検出工程における前記検出値が前記制御工程で決定された前記検出レベルに到達した後に画像形成された場合、この画像形成で発生した廃トナー積算値を算出する廃トナー積算工程と、
前記廃トナー積算工程で得られた廃トナー積算値から前記検出レベル到達後の画像形成枚数を算出する画像形成枚数算出工程と、
を備えることを特徴とする請求項6乃至8の何れか1項に記載の制御方法。
【請求項10】
さらに、前記廃トナー積算値が所定レベルに達した場合に、前記画像形成装置の使用を禁止する使用禁止工程を備えることを特徴とする請求項9に記載の制御方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、廃トナー量を装置の構成や使用条件に応じて最適に検出することができるようにした廃トナー量検出機能を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年急速に普及しつつあるカラー複写機においては、小型化、高画質化がますます強く求められている。
【0003】
この要望に応える為に、像担持体である感光体ドラムを1つとし、且つ複数の現像器を回転体に搭載し、その回転体を回転駆動することで、所望の現像器を感光ドラムに対向する現像位置に移動させて現像を行う様にした、1ドラム回転体現像構成の画像形成装置が数多く提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0004】
これらの構成の特徴としては、回転体に現像器を搭載することによる省スペース化、感光ドラム上の現像位置が、色によらず常に一定であることによる色味の安定、1ドラム方式に起因する色ズレの減少などによる、高画質化などが挙げられる。
【0005】
また、高画質化のもう一つのアプローチとして、従来の、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色に加えて、色再現範囲を広げる目的などから、グリーンやブルー、レッド等の特色を追加する構成も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
他にも、画像の粒状感低減、及び光沢度向上の目的などから、薄いマゼンタやシアン、ブラックなどの、通常のトナーよりも淡いトナーを追加する構成、更には白色、透明のトナーなどを追加して画像形成を行う構成などが提案されている(例えば、特許文献4〜6参照)。
【0007】
一方、感光体ドラム及び中間転写ベルトから回収された廃トナーを廃トナー回収容器に蓄積し、蓄積された廃トナーの満タンを検知する構成も提案されている(例えば、特許文献7,8参照)。
【特許文献1】特開2002−178561号公報
【特許文献2】特開2003−058009号公報
【特許文献3】特開平06−233126号公報
【特許文献4】特開2000−98692号公報
【特許文献5】特開2002−108038号公報
【特許文献6】特開2002−148893号公報
【特許文献7】特開平11−288203号公報
【特許文献8】特開2000−259054号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述したように、高画質化の手法として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色に、他の色を加える、という構成が挙げられるが、同一の装置構成で、4色のトナーを搭載したものと、5色以上のトナーを搭載したものが想定される。
【0009】
また、前述の4色でフルカラー画像が作れる為、画像形成装置を使用するユーザーは、5色以上を使用して形成する高画質なフルカラー画像を必要とする場合と、4色のみで形成されるフルカラー画像を必要とする場合が混在することが想像される。
【0010】
このような状況にて、消費されるトナー量が装置の構成や動作モードによって異なってくるため、廃トナーの発生量が異なってくる。従って、同一の本体にて、装置の構成や動作モードによって廃トナーの満タンを検知してから実際満タンになって装置を使用できなくするまでにユーザーが画像形成できる枚数が異なってくる。このため、サービスマンが所定の巡回間隔で、廃トナー満タンを装置が判定し、その旨を表示してから、廃トナーが完全に満タンとなり、装置が使用禁止までのタイミングの検出するのが困難となる。
【0011】
そこで、上述した特許文献7、8では、装置によって廃トナーの満タンが検知されてから実際に使用禁止になるまでの間にできるだけ多くの枚数を取れるようにしている。そして、満タンを検知してから、実際に満タンになるまでに使用されるトナー量を印字濃度や使用履歴から算出し、画像形成できる枚数を最大限にするようにしている。
【0012】
特許文献7、8のいずれの提案も、装置による廃トナー満タン(が近いこと)の検出から完全に(実際に)満タンになるまでを正確に見積もることはできる。しかし、所定の巡回間隔で、廃トナーが満タン表示し、完全に使用禁止になる前に、サービスマンがその状態を発見することができない。つまり、例えば6色モードのように4色モードに比べて廃トナー量が多い場合には、装置によって廃トナーの満タンを検出してから完全に満タンになるまでの時間は短く、サービスマンがその状態を発見することが困難なのである。
【0013】
本発明は上術の問題点に鑑みてなされたものであり、サービスマンの巡回間隔より廃トナーの満タンを検出してから完全に満タンになって装置を使用禁止にする時間を大きくすることができる廃トナーの検出機能を備えた画像形成装置を提供する。これは、装置の構成又は動作モードによって発生する廃トナーの発生量が異なったとしても対応できるものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、廃トナー回収容器内の廃トナーの検出を行う廃トナー検出機能を有する画像形成装置であって、前記廃トナー回収容器に溜まった廃トナーの有無を検出し、検出値を出力する廃トナー検出手段と、前記画像形成装置の構成又は画像形成動作モードに応じて、前記廃トナー検出手段の検出レベルを変更する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【0015】
また、本発明による制御方法は、廃トナー回収容器内の廃トナーの検出を行う廃トナー検出機能を有する画像形成装置の制御方法であって、前記廃トナー回収容器に溜まった廃トナーの有無を検出し、検出値を出力する廃トナー検出工程と、前記画像形成装置の構成又は画像形成動作モードに応じて、前記廃トナー検出工程における検出レベルを変更する制御工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
以上の構成により、廃トナーの満タン(に近い状態)を検出する検出レベルを、装置の構成、動作モードに応じて決定する。これにより、装置の構成、動作モードに関わらずサービスマンが所定の巡回間隔で、廃トナーの(実際の)満タン状態を装置が使用できなくなる前に発見することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
<実施形態>
以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態について詳細に説明する。
【0018】
図2にはフルカラー画像形成装置の概略断面図を示す。本例は上部にデジタルカラー画像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有する、ドラム、ロータリー現像構成、及び中間転写構成を有するフルカラー画像形成装置である。
【0019】
リーダ部において読み取った原稿は、(図示しない)レーザー出力部にて各色毎(各色ステーション毎)の光信号に変換される。そして、光信号に変換されたレーザー光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び折り返しミラーを経てそれぞれの感光ドラム1の面に露光される。
【0020】
感光ドラムの周りには、帯電器、現像ロータリー4内に構成された各々の現像器(4a,4b,4c,4d,4e,4f)、クリーニング装置が配置される。感光ドラム上の露光については、現像ロータリーを回転させて現像器をその都度切り替える行程を必要色の分繰り返すことで各色現像する。そして各色現像の都度、中間転写ベルト5の上にトナー像を転写し、必要色、中間転写ベルト5を必要回数回転させることで、中間転写ベルト上に画像を重ね合わせた後、用紙への画像転写部6に画像面は移動(搬送)される。
【0021】
尚、本実施形態の画像形成装置は、通常のフルカラー複写機で用いられる、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナーに加えて、淡いマゼンタと淡いシアンの2色を加えた、6色による画像形成装置である。そのため、画像形成装置は、現像器及びトナーカートリッジ2a,2b,2c,2d,2e,2fが6個有る構成となっている。
【0022】
淡いマゼンタと淡いシアンを加えた目的は、淡いことを利用した、ハーフトーン部の画像の粒状感を低減すること、及び安定してハーフトーン部を形成することなどによる。
【0023】
用紙は、カセット10a,10b,10c,或いはマルチ手差し11より繰り出し、搬送され、レジストローラ7で斜行補正及びタイミング取りを行った後、画像転写部6に向けて搬送される。
【0024】
その後、画像転写部6にて、同様に移動(搬送)されてきた中間転写体上のトナー像と画像転写部6の転写位置にて接触し、用紙上に転写される。
【0025】
画像転写部6を抜けた用紙は、定着部8にて、用紙上のトナー像を熱定着し、排出或いは両面画像形成行程に向かう。
【0026】
図3に、廃トナーの有無を検知するセンサ402からの出力を受ける制御系のブロック図を示す。制御基板301には画像形成装置の駆動部を制御するCPU302が搭載されている。廃トナーボトル401の近傍に配設された廃トナー検知センサ402がCPU302のA/D入力部303に接続されている。図3には、磁気センサを用いた構成を一例として記載しているが、先述したとおり、光学式や超音波方式等のセンサであってもよい。この場合、センサの種類に応じた回路構成となる。
【0027】
図4に、廃トナーボトル401と廃トナーセンサ402の配置、廃トナーの位置404とセンサ402の出力の関係を示す。図4(a)に示すとおり、廃トナーボトル401には上方の口から廃トナーが入り、404のように堆積していく。廃トナー404を検出するセンサ402は廃トナーボトル401の側壁に接触するように配設され、センサ402の検出面403は廃トナーボトルの401の外壁に最も接触するように向けられる。図4(b)には、センサ402の検出面403と廃トナー404の堆積した上面との距離Lとセンサ402の出力の関係を示す。本実施形態では、センサ402に磁気センサを用いた場合を説明する。センサ402の検出面から廃トナー404の上面の距離Lが大きくなるほど、センサ402の出力は小さくなる。逆に距離Lが小さくなるほど、センサ402の出力場大きくなる。この他にも光学式、超音波方式を用いてよい。その場合は、配置やセンサ出力は個々の特性に応じて決まる。
【0028】
図1は、装置の構成や動作モードの違い応じた廃トナーの検出レベルの決定の方法に関するものである。
【0029】
まず装置の構成や動作モードの違いにより廃トナーの発生が異なることを説明する。例えば、図2において説明した装置では、本体は共通のままでトナーの種類を、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの4色を搭載した経済的なものや、さらにライトシアン、ライトマゼンダを追加した高画質タイプのものが存在する。
【0030】
4色の装置と6色の装置では、画像形成に使用するトナー量や画質調整時に使用するトナーの量が異なってくるため、発生する廃トナーの量も使用量に応じて異なる(一般的に、6色のほうが多い)。
【0031】
また、動作モードにおいては、例えば、6色の装置において、4色モードと6色モードでは、上記と同様に廃トナーの量が変わる。
【0032】
したがって、装置の構成や動作モードによって、廃トナーが満タンになりそうな状態を検出・報知してから満タンになり、装置が使用できなくなるまで、ユーザーが画像を出力できる枚数は異なってくる。
【0033】
一般的に、満タンを検知してから実際に満タンになって装置を使用禁止にするまでの枚数をサービスマンの巡回する間隔で装置が使用される予定枚数より多く設定している。ただし、その設定する量は廃トナーボトルを最大限に使用するのが望ましいので、その設定量をあまり大きくしない方がよい。
【0034】
例えば、同一のプラットフォームで構成された4色の装置と6色の装置において従来の装置のように満タンの検出を同一のレベルで実施したとする。そのレベルを4色の装置を基準にして決定した場合、6色の装置においては、1枚あたりの廃トナー量が多い。このことから、満タンを検知してから実際に満タンになって装置を使用禁止にする枚数が少なくなり、想定しているサービスマンの巡回する前に、廃トナーが満タンとなり、装置が使用禁止になる可能性がある。
【0035】
逆に、レベルを6色の装置を基準にして決定した場合、4色の装置においては、1枚当たりの廃トナー量が少ないことから、満タンを検知してから実際に満タンになって装置を使用禁止にする枚数が多くなる。すなわち、まだ廃トナーを入れることができるにもかかわらず、サービスマンは廃トナーボトルの交換をしなければならなくなる。
【0036】
そこで次に述べる方法で満タンになりそうな状態を検出することで、この課題を解消することが可能となる。
【0037】
まず、4色の装置と6色の装置を例にあげて説明する。
【0038】
図1(a)は6色の装置の廃トナー検出レベルを示す図であり、図1(b)は4色の装置の廃トナー検出レベルを示す図である。
【0039】
図中のLevel Aは6色の装置の廃トナーが満タンになりそうな状態を検出する検出レベル、Level Bは4色の装置の廃トナーが満タンになりそうな状態を検出する検出レベル、Level Cは廃トナー満タンのレベルである。
【0040】
X1はLevel AからLevel Cまでの廃トナーを積載することができる高さ、X2はLevel BからLevel Cまでの廃トナーを積載することができる高さである。
【0041】
サービスマンの巡回間隔から想定される、廃トナーセンサが廃トナーを検知・報知してから満タンと判断し、装置を停止させる。停止までの枚数をP、6色の装置の1枚当たりの廃トナー発生量をR6、4色の装置における1枚当たりの廃トナー発生量をR4、ボトル断面積Sとすると、
X1=P*R6/S
X2=P*R4/S
にて求められる。
【0042】
こうして求められるX1,X2に対応するセンサ検出面403からトナー堆積面からの距離はそれぞれL1,L2で示すと、図1(c)のグラフからわかるように、検出電圧はそれぞれV1,V2となる。
【0043】
CPU302のA/D入力が,6色の装置にてV1に、4色の装置にてV2に達した場合に、それぞれの装置の廃トナーボトルが満タンになったことを、ユーザーに報知し、ボトルの交換や廃トナーの回収を促すようなメッセージを装置の表示部(不図示)に行う。
【0044】
したがって、6色の装置は検出レベルをV1,4色の装置の検出レベルをV2とすることで、どちらの装置においても、いずれの装置も、廃トナーボトルを最大限に使用でき、サービスマンの巡回間隔で廃トナーボトルの満タンを検出することができる。
【0045】
さらには、動作モードの差異(4色モードや6色モード)についても同様に考えることができる。
【0046】
装置を使用禁止にするまでに廃トナーをためるボトルの容量をBV,各シートごとまたはジョブごとに発生する廃トナー量をRn(nは整数、画像形成したシート数またはジョブ数を示す)とする。この場合廃トナー累積量はΣRn、平均廃トナー量は ΣRn/nとなり、廃トナー残容量はBV−ΣRnとなるので、廃トナーが満タンになるまでに画像形成できる枚数は、
(BV−ΣRn)/(ΣRn/n)
となる。
【0047】
従って、廃トナーセンサが廃トナーを検知・報知してから満タンと判断し、装置を停止させるまでの枚数Pとマージン分αとこの値を同一にするように設定すれば、サービスマンの巡回間隔で廃トナーの満タンを検出できることになる。
【0048】
P+α=(BV−ΣRn)/(ΣRn/n) (式1)
そして、式1から求められる廃トナー発生量は、
ΣRn=n×BV/(P+α+n) (式2)
となり、これに対応するセンサ出力が検出された場合に、廃トナーボトルが満タンであることの報知をする(図5参照)。
【0049】
図6に廃トナーの満タンを検知するフローチャートを示す。
【0050】
画像形成されると(S601)、廃トナーセンサの出力が(式2)で求められる廃トナー量に相当するセンサ出力値に達したかを確認する(S602)。達していなければ、画像形成シート毎またはジョブ毎に発生した廃トナー量Rnを積算し(S603)、画像形成枚数またはジョブ数nを積算する(S604)。
【0051】
画像形成のたびに、S601からS604までを実行し、S602にて廃トナーセンサの出力が所定の値に達したことを検知した後は、廃トナー満タンを不図示の表示部に表示し、残りの廃トナー容量Pがいっぱいになったかどうかを監視する。画像形成されると(S606)、廃トナー満タン報知後の廃トナーの積算値ΣRmが容量Pに達したかどうか監視する(S607)。達していなければ、廃トナー満タン報知後の廃トナー量Rmを積算し(S608)、廃トナー満タン報知後の画像形成枚数またはジョブ数mを積算する(S609)。画像形成のたびに、S606からS609までを実行する。
【0052】
本構成では、次に述べるステップは基本的には無いが、廃トナー満タン報知後の使用頻度、条件が著しく変化し、発生する廃トナー量が増えた場合は、サービスマンが巡回するまでにいっぱいになってしまう。これを想定して、S607にて廃トナー満タン報知後の廃トナーの積算量ΣRmが容量Pに達したら、装置の使用を禁止し(S610),サービスマンへの報知を促すメッセージを不図示の表示部に表示する(S611)。
【0053】
以上に述べたとおり、廃トナーの満タンを検出する検出レベルを、装置の構成、動作モードに応じて決定することで、装置の構成、動作モードに関わらずサービスマンが所定の巡回間隔で、廃トナーの満タンを装置が使用できなくなる前に発見することができる。
【0054】
<その他の実施形態>
本発明では、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。
【0055】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれている。
【0056】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含む。
【0057】
また、上記実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードがネットワークを介して配信されることにより、システム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はCD−RW、CD−R等の記憶媒体に格納される。そのシステム又は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本実施形態による廃トナーの検出状態図である。
【図2】本実施形態によるフルカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図3】本実施形態の画像形成装置における廃トナーセンサと制御系のブロック図である
【図4】従来の廃トナーボトルと廃トナーセンサの配置図および廃トナーの位置とセンサ出力の関係図である。
【図5】本実施形態における廃トナー量と廃トナーセンサ出力の関係図である。
【図6】廃トナー満タン検知の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【0059】
1 ドラム
301 制御基板
302 CPU
303 A/D入力部
401 廃トナーボトル
402 廃トナーセンサ
403 センサ検出部
404 廃トナー




 

 


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