JPH01297682A - トナー補給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、電子写真方式が採用された複写機、プリン
タ、ファクシミリ等画像形成装置のためのトナー補給装
置に関するものである。

〈従来の技術〉 電子写真方式が採用された画像形成装置では現像装置が
備えられ、該現像装置は、トナーによって静電潜像を可
視画像にする。現像装置内におけるトナー濃度を常に適
正に保つことは、良好な可視測像を形成するために不可
欠の事項である。そのため、昨今の画像形成装置、たと
えば複写機では、現像装置のトナー濃度を一定に保つよ
うに濃度制御がされていると共に、トナー濃度が予め定
められた濃度よりも薄くなった時に、表示器等でトナー
切れを報知するようにされている。そして、トナー切れ
の報知に基ずいて使用者が手作業でトナーを供給した時
には、現像濃度調整動作と称して、供給直後にトナーを
強制的に補給するようにされている（たとえば、特開昭
６０−２６３９７４号公報参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、使用者がトナー切れの報知によりトナーを供
給するのは、一般に、装置に画像形成処理を行なわせる
直前であることが多い。複写機を例にとれば、原稿をコ
ピーしようとして複写機に歩み寄った使用者は、トナー
切れ表示器が点灯しているのに気付き、トナーカートリ
ッジを交換する等により装置にトナーの供給を行なうの
が一般的だからである。

ところが、従来の装置では、上述のようにトナーの供給
を完了してたとえば保守用のドアを閉めると、ドアスイ
ッチのオンまたはオフに連動してトナーの強制補給が開
始され、それが終了するまではコピー開始信号が受付け
られなかった（特開昭６０−２６３９７４号公報第３頁
下欄参照）。

このため、使用者がたとえば１枚だけコピーを取りたい
ような場合でも、トナーの供給を行なうとトナーの強制
補給が終了するまでの間は複写機の傍で待機していなけ
ればならなかった。

一方、画像形成装置においてトナー切れの報知が行なわ
れるのは、トナー濃度が所定の基準値以下になった時で
あり、この基準値は、それ以上トナー濃度が薄くなると
現像に支障を生じる薄さの限界に比べるとかなり濃い目
の濃度にされている。

従って、通常は、トナー切れ報知が行なわれた後でも、
少しであれば画像形成処理を行なってもなんら問題はな
い。にも拘らず、従来の装置は上述のような構成である
ので、使用者は装置の傍で待機する必要があったのであ
る。

それ、ゆえに、この発明は、このような欠点を解消して
、使用者がトナー供給の手作業を行なった直後でも、画
像形成処理開始信号を受付けて、使用者を待機させずに
画像形成処理が行なえるようにトナーの補給ｍす御をす
るトナー補給装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 この発明は、電子写真方式によって形成された静電潜像
をトナーで可視画像に現像する現像装置と、該現像装置
内のトナー濃度を検出するトナーセンサと、画像形成処
理の開始信号を出力する開始信号出力手段とを含む画像
形成装置のためのトナー補給装置であって、 前記現像装置のトナー切れを報知すべき基準濃度データ
が記憶された記憶手段と、 前記開始信号出力手段から画像形成処理の開始信号が与
えられたとき、前記トナーセンサの出力を読込んで、前
記記憶手段に記憶された基準濃度データと比較する比較
手段と、 前記比較手段が、トナーセンサの検出濃度は基準濃度デ
ータより薄いと判別したときは、画像形成処理に先立っ
てトナー強制補給を行なうように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするトナー補給装置である。

また、上述のものにおいて、現像装置は、トナーおよび
キ某リアが混合された２成分系現像剤を使用するものを
採用できる。

く作用〉 開始信号出力手段（たとえば、複写機においてはプリン
トキー）から開始信号が与えられると、その信号が受付
けられ、それに応答して比較手段において現像装置のト
ナー濃度が判別される。そして、トナー濃度がトナー切
れを報知すべき基準濃度よりも薄ければ、制御手段は画
像形成処理に先立ってトナー強制補給制御を行ない、続
いて画像形成処理が実行される。

〈実施例〉 以下には、図面を参照して、この発明の一実施例につい
て詳細に説明をする。

なお、以下の実施例では、画像形成装置とじて電子写真
方式の複写機を例にとって説明する。しかしながら、こ
の発明は、複写機に限らず、電子写真方式のプリンタや
ファクシミリ等にも全（同様に適用できることを予め申
し述べておく。

第２図は、複写機の作像機構の概略構成を示す図である
。複写機は、円筒状の感光体ドラム１を備えており、こ
の感光体ドラム１の表面に電子写真方式によって静電潜
像が形成される。より具体的に言えば、感光体ドラム１
はその表面に光半導体層（図示せず）が備えられていて
、画像形成時には、矢印Ａ１方向に一定速度で回転され
る。この時、感光体ドラム１の表面に対向された帯電チ
ャージャ２によるコロナ放電で、感光体ドラム１表面の
光半導体層が一定のたとえば正電位に帯電され、帯電さ
れた光半導体層が光３で露光されることによって光像に
応じて露光部の電荷が除去され、そこに正極性の静電潜
像が形成される仕組みである。露光用の光３は、図示し
ない原稿を照明する照明装置、反射鏡および集光レンズ
等からなる光学系から与えられてもよいし、原稿情報が
ディジタル信号化され、その信号によって駆動される半
導体レーザ等から与えられてもよい。

電子写真方式によって形成された静電潜像は、現像装置
４によって、トナーで可視画像にされる。

この実施例においては、現像装置４は、次のような構成
になっている。

現像装置４は、ハウジング５およびそのハウジング５に
連結されたホッパ６を備えている。ハウジング５内には
、混合ローラ７、攪拌ロータ８、現像マグネットローラ
９および仕切板１０等が設けられ、ホッパ６の内底部に
はトナー補給ローラ１１が設けられている。この現像装
置４は、トナーおよびキャリアからなる２成分系現像剤
を使用するもので、トナー補給ローラ１１が回転される
ことによってホッパ６内に貯留されたトナーがハウジン
グ５内へ供給される。ハウジング５内では、混合ローラ
フによってホッパ６から供給されるトナーとハウジング
５内のキャリアとが混合される。

攪拌ロータ８はトナーとキャリアとを攪拌により摩擦帯
電させるもので、トナーは負極性に、キャリアは正極性
に帯電される。現像マグネットローラ９は磁力によって
キャリアを吸着して搬送するものであるが、キャリアと
トナーとは互いに逆極性に帯電されて引合っているので
、キャリアと一緒にトナーも搬送される。これら混合ロ
ーラ７、攪拌ロータ８および現像マグネットローラ９は
、複写機のメインモータ１７（後述する）によって連動
して回転される。一方、トナー補給ローラ１１は、トナ
ー補給モータ１８（後述する）によってトナーを補給す
べき場合にだけ間欠的に回転される。

そして、現像マグネットローラ９によって搬送されるト
ナーは、感光体ドラム１表面に形成されている前記正極
性の静電潜像に吸引され、キャリアはそのままハウジン
グ５内に残る。なお、第２図のハウジング５内における
黒塗り矢印は、ハウジング５内におけるトナーおよびキ
ャリアの大まかな流れを表わしている。

以上のような仕組みであるので、現像が繰返されている
内に、やがてはホッパ６内のトナーが無くなり、ハウジ
ング５内のトナー濃度が薄くなって行く。（なお、キャ
リア量は一定である。）そこで、ハウジング５内のトナ
ー濃度の変化を検出するために、ハウジング５にはトナ
ーセンサ１２が組込まれている。

第３図は、トナーセンサ１２の出力の一例を表わすグラ
フである。

第３図および第２図を参照して説明すると、トナーセン
サ１２はハウジング５内におけるトナー濃度（具体的に
は、（トナー）／（トナー＋キャリア）の重量パーセン
ト）に反比例する電圧を出力する。よって、常には、こ
の出力電圧が予め定められた適正なトナー濃度に対応す
る正規レベル電圧（たとえば２．８Ｖ）からずれないよ
うに、トナー補給ローラ１１を回転させてホッパ６内の
トナーをハウジング５内へ補給するよう制御されている
。（第３図■参照） ところが、ホッパ６内のトナーが無くなると、トナー補
給ローラ１１をいくら回転させてもハウジング５内にト
ナーは補給されず、トナーセンサ１２の出力電圧は次第
に上昇する。（第３図■参照）　そして、トナーセンサ
１２の出力電圧が、予め定められたエンプティ表示電圧
（たとえば３゜５Ｖ）に達したとき（第３図■参照）、
表示ランプまたは報知ブザー等によって、ホッパ６にト
ナーを供給すべき旨を使用者に知らせるようにされてい
る。

第４図は、この実施例の制御回路の構成を示すブロック
図である。制御回路はワンチップマイクロコンピュータ
１３を中心に構成されている。ワンチップマイクロコン
ピュータ１３にはメモリエリア１４が含まれていて、当
該メモリエリア１４には、トナーセンサ１２の出力電圧
と比較すべき上述した正規レベル電圧（たとえば２．８
Ｖ）およびエンプティ表示電圧（たとえば３．５Ｖ）が
、少なくとも記憶されている。

マイクロコンピュータ１３には入出力インターフェイス
１５を介してトナーエンプティを表示するための表示部
１６が接続され、また、複写機のメインモータ１７およ
びトナー補給ローラ１１（第２図参照）を駆動するため
のトナー補給モータ１８が接続されている。また、コピ
ー開始を指示するためのプリントキー１９の信号および
トナーセンサ１２の出力がアナログ／ディジタル変換器
２０でディジタル信号に変換され、入出力インターフェ
イス１５を介してマイクロコンピュータ１３へ与えられ
るようになっている。

なお、この実施例では、ワンチップマイクロコンピュー
タ１３は、現像装置のトナー補給制御だけでなく、複写
機全体の動作も制御するものである。

第１図は、第４図の制御回路の制御動作を表わすフロー
チャートである。

次に、第１図ないし第４図を参照して、この実施例の制
御動作について説明をする。

マイクロコンピュータ１３は、プリントキー１９が押圧
されたことを判別すると（ステップＳｌ）、メインモー
タ１７を駆動させて感光体ドラム１ならびに現像装置４
の混合ローラ７、攪拌ロータ８および現像マグネットロ
ーラ９の回転を開始させる（ステップＳ２）。

そして、たとえば２秒経過するのを待ってから（ステッ
プＳ３）、トナーセンサ１２の出力を読込み、メモリエ
リア１４に記憶されたエンプティ表示電圧とトナーセン
サ１２から読込んだ電圧とを比較することにより、トナ
ーエンプティか否かを判別する（ステップＳ４）。この
場合、トナーセンサの出力を読込むまでに２秒待つのは
、現像装置４のハウジング５内におけるトナーとキャリ
アとが充分に混合・攪拌されるのを待って、トナーセン
サ１２の出力電圧を安定させるためである。

従って、この待機時間は上述の２秒に限られるわけでは
なく、適当な秒数であればよい。

ステップＳ４において、メモリエリア１４に記憶された
エンプティ表示電圧とトナーセンサ１２の出力電圧とを
比較した結果、トナーセンサ１２の出力電圧の方が小さ
い場合（第３図の■または■の場合）、マイクロコンピ
ュータ１３はトナーエンプティではないと判別し、コピ
ープロセス制御を実行しくステップＳ６）、該コピープ
ロセス制御が終了するとメインモータ１７を停止する（
ステップＳ７）。

ステップＳ４において、メモリエリア１４に記憶された
エンプティ表示電圧よりもトナーセンサ１２の出力電圧
の方が大きい場合（第３図■の場合）、マイクロコンピ
ュータ１３はトナーエンプティであると判別して、コピ
ープロセス制御に先立ちトナーの強制補給のためのサブ
ルーチンを実行する（ステップＳ５）。そして、その終
了に続いてコピープロセスを実行しくステップＳ６）、
その後メインモータを停止する（ステップＳ７）。

よって、この実施例によれば、コピーをしようとする使
用者が保守用ドアを開いてコピー前にトナーカートリッ
ジを交換し、保守用ドアを閉じても、複写機はトナーの
強制補給状態にはならず、プリントキー１９の操作が受
付けられる。そして、現像装置のトナー濃度が判別され
、トナーを補給する必要があればコピーに先立ってトナ
ーの強制補給が行なわれる。よってコピーが始まるまで
たとえば１２０秒〜２１０秒程程度時間（トナー強制補
給文ブルーチンが完了するまでの時間）を要するが、そ
れが終った後に自動的にコピープロセスが始まる。それ
ゆえ、使用者はプリントキー１９を押圧した後、複写機
の傍で待機する必要はなく、そこを離れることができる
という利点がある。

上述のステップＳ５におけるトナー強制補給のサブルー
チンでは、たとえば第５図のような制御内容が実行され
る。

第５図を参照して説明すると、マイクロコンピュータ１
３はメモリエリア１４のワークエリア（図示せず）を用
いてたとえば２１０秒タイマＡをセットする（ステップ
５２１）。このタイマＡは、このサブルーチンがなんら
かの原因により回り続けるのを防止して、トナーの過補
給がされるのを防ぐためのものである。

次いで、マイクロコンピュータ１３は５秒タイマＢをセ
ットする（ステップ５２２）。このタイマＢは、後述す
るように、トナーカートリッジが交換された否かを判別
するためのものである。

上記２つのタイマＡ、Ｂをセットした後、マイクロコン
ピュータ１３の制御は、当初はステップ５２３−３２４
→Ｓ２５→Ｓ２６へと進む。なぜなら制御開始直後は２
１０秒タイマＡおよび５秒タイマＢはタイマアップして
おらず、トナーセンサ１２の出力電圧はエンプティ表示
電圧よりも大きいからである。

よってマイクロコンピュータ１３はトナー補給モータ１
８によってトナー補給ローラ１１を回転させて、使用者
によってホッパ６に供給されたトナーをハウジング５内
へ補給する（ステップ５２６）。そしてトナーセンサ１
２の出力の変化を調べる（ステップ５２７）。このトナ
ーセンナ１２の出力変化は、ステップＳ２３→Ｓ２４→
Ｓ２５→Ｓ２６と制御が行なわれた後のトナーセンサ１
２の出力電圧を読込んで保持し、続いてステップＳ２３
→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２６と制御を繰返し行なった後の
トナーセンサ１２の出力電圧を読込んで、前回読込んだ
出力電圧と今回読込んだ出力電圧との大小を比較し、前
回の電圧データに比べて今回の電圧データが変化してい
るか否かで判別する。そして、トナーセンサ１２の出力
電圧がある一定値以上変化していれば、制御はステップ
Ｓ２２へ進み５秒タイマＢをリセットして同様の制御を
繰返す。

ステップＳ２７において、トナーセンサ１２の出力が変
化していない場合は、ステップ８２３からステップＳ２
７の制御が繰返され、５秒経過してタイマＢがタイムア
ツプしたときは、トナーカートリッジが交換されなかっ
たと判断してトナー補給を終える（ステップＳ２４．８
２９）。

一方、ステップＳ２５において、トナーセンサ１２の出
力電圧がエンプティ表示電圧よりも小さくなった場合、
たとえば２秒の遅延時間を待って（ステップ５２８）、
トナー補給を終了する（ステップ５２９）。この遅延時
間は、第３図に■で示されるように、トナーセンサ１２
の出力電圧がトナーエンプティ表示電圧よりも小さくな
っても、しばらくの間トナー補給を続けなければトナー
センサ１２の出力電圧が正規レベル電圧まで達しないこ
とを考慮したものである。

また、ステップ８２３において２１０秒タイマＡがタイ
マアップした場合は、マイクロコンピュータ１３は直ち
にトナー補給を終了させる（ステップ５２９）。

〈発明の効果〉 以上にように、この発明によれば、使用者がトナーカー
トリッジを交換する等によってトナーの供給を行なって
も、直ちにトナーの強制補給が実行されるわけではなく
、プリントキーのオン等による画像形成処理の開始信号
が受付けられて、トナー濃度が確認され、トナー濃度が
適正な濃度であれば画像形成処理が実行されるので、使
用者の待ち時間を少なくできる。

また、画像形成処理の前にトナー強制補給を行なう場合
において、既に画像形成処理の開始信号が受付けられて
いるので、トナー強制補給が終了した後自動的に画像形
成処理に移る。よって、使用者は装置の傍でじっと待機
する必要がなくなる。

以上のように、使い勝手が良く効果的にトナー補給制御
のできるトナー補給装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る装置の制御内容を
表わすフローチャートである。 第２図は、この発明が適用された複写機の作像機構の構
成概略図である。 第３図は、トナーセンサの出力電圧の変化の一例を示す
図である。 第４図は、この発明の一実施例に係る制御回路の構成ブ
ロック図である。 第５図は、トナー強制補給サブルーチンを表わすフロー
チャートである。 図において、４・・・現像装置、５・・・ハウジング、
６・・・ホッパ、１１・・・トナー補給ローラ、１２・
・・トナーセンサ、１３・・・ワンチップマイクロコン
ピュータ、１４・・・メモリエリア、１９・・・プリン
トキー、を示す。 （ほか２名） 第１図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子写真方式によって形成された静電潜像をトナー
   で可視画像に現像する現像装置と、該現像装置内のトナ
   ー濃度を検出するトナーセンサと、画像形成処理の開始
   信号を出力する開始信号出力手段とを含む画像形成装置
   のためのトナー補給装置であつて、 前記現像装置のトナー切れを報知すべき基準濃度データ
   が記憶された記憶手段と、 前記開始信号出力手段から画像形成処理の開始信号が与
   えられたとき、前記トナーセンサの出力を読込んで、前
   記記憶手段に記憶された基準濃度データと比較する比較
   手段と、 前記比較手段が、トナーセンサの検出濃度は基準濃度デ
   ータより薄いと判別したときは、画像形成処理に先立っ
   てトナー強制補給を行なうように制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするトナー補給装置。 ２、請求項第１項記載のトナー補給装置において、 前記現像装置は、トナーおよびキャリアが混合された２
   成分系現像剤を使用するものである。