JPH04301666A - トナ−残量検出方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトナ−残量検出方法に係
わり、特にトナ−貯蔵部またはトナ−撹拌部の筐体外側
にトナ−センサを配置し、トナ−センサ出力電圧により
トナ−エンプティ及びトナ−ニアエンプティを検出する
画像記録装置におけるトナ−残量検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プリンタや複写機においては、
感光ドラム上に光学的に印刷あるいは複写すべき画像に
応じた静電潜象を形成し、しかる後トナ−による現像、
トナ−像の記録紙への転写、定着を行って印刷、あるい
は複写を行う。図７はかかる電子写真プリンタの概略構
成図であり、１は感光ドラム、２は感光ドラム全面を一
様に帯電する帯電器、３は図示しないレ−ザダイオ−ド
から発生するレ−ザビ−ムＲＢを感光ドラム１の長手方
向（主走査方向）に走査する走査部であり、ポリゴンミ
ラ−３ａ、ｆθレンズ３ｂ、ミラ−３ｃ、シリンドリカ
ルレンズ３ｄ等を備えており、レ−ザビ−ムを主走査方
向に走査させながら、該レ−ザビ−ムを画像データに基
づいてオン・オフすることにより感光ドラム１上に静電
潜像を形成する。

【０００３】４は静電潜像をトナ−により現像する現像
器、５はトナ−像を記録紙に転写する転写用の帯電器、
６はトナ−を用紙に定着させる定着部、７は用紙搬送路
である。

【０００４】現像器４は、図８に示すように、トナ−Ｔ
Ｎを撹拌して摩擦帯電させる撹拌部４ａと、トナ−分離
部４ｂと、トナ−残量を検出するためのトナ−センサ４
ｃを有している。トナ−撹拌部材４ａ−１で撹拌され、
摩擦帯電されたトナ−ＴＮはトナ−分離部４ｂのマグネ
ットロ−ル４ｂ−１に供給される。そして、マグネット
ロ−ル４ｂ−１の回転によりトナ−ＴＮはその表面を搬
送され、ドクタ−ブレ−ド４ｂ−２にて高さを規制され
、マグネットロ−ルと対峙した感光ドラム１表面を擦る
。これにより、マグネットロ−ル４ｂ−１に印加された
バイアス電圧と感光ドラム１の表面電位との差により、
感光ドラム表面の静電潜像上にトナ−が移動してトナ−
像が形成される。

【０００５】トナ−センサ４ｃは図９（ａ）に示すよう
に、現像器フレ−ム４ａ−２のトナ−センサ突き当て部
４ａ−３に突き当てゝ固定され、トナ−残量を検出する
ようになっている。すなわち、現像器中のトナ−量が減
少すると鮮明な印刷が得られなくなるため、トナ−セン
サ４ｃによりトナ−残量を検出し、トナ−の補給あるい
は現像器の交換を指示するようになっている。

【０００６】このトナ−センサ４ｃは、図９（ｂ）に示
すように差動トランス構成になっており、駆動コイルＬ
１と、基準コイルＬ２と、検出コイルＬ３が同一コアに
巻かれ、駆動コイルＬ１には５００ＫＨｚの高周波信号
が印加されている。

【０００７】１．５成分の現像剤は磁性体である少量の
キャリアと磁性体であるトナ−の混合物であり、トナ−
が消費されて現像剤がトナ−センサ面より上にあるか下
にあるか、あるいはその近傍にあるかにより磁気抵抗が
変化し、検出コイルＬ３の出力電圧が図９（ｃ）に示す
ようにトナ−量に応じて変化する。すなわち、トナ−セ
ンサ出力電圧はトナ−量が多い場合ある値に安定してい
るが、トナ−の使用によりトナ−量が減少するとそれに
伴い、ある時点から低下を始め、トナ−がほとんど無く
なった場合トナ−センサ出力電圧は水平になる。

【０００８】従って、トナ−多い時と、殆ど無くなった
時のトナ−センサ出力電圧の間に、予めニアエンプティ
検出電圧Ｅｎｅｐまたはエンプティ検出電圧Ｅｅｍｐあ
るいは両方を設定しておき、センサ出力電圧Ｅｓとニア
エンプティ検出電圧Ｅｎｅｐ及びエンプティ検出電圧Ｅ
ｅｍｐとの大小を比較することにより、トナ−残量が少
なくなったこと（トナ−ニアエンプティ）及びトナ−が
殆ど無くなったこと（トナ−エンプティ）を検出でき、
警報することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トナ−セン
サの出力電圧特性は、調整バラツキや感度バラツキによ
り一定の特性を示さない。尚、調整バラツキとはトナ−
センサの、磁気抵抗センス部に可変コアを使用して出力
調整を行った場合のバラツキである。このため、トナ−
センサの出力電圧特性は、（１）　感度バラツキが最大
で、調整バラツキが最大の場合には図１０の特性Ａとな
り、（２）　感度バラツキが最大で、調整バラツキが最
小の場合には図１０の特性Ｂとなり、（３）　感度バラ
ツキが最小で、調整バラツキが最大の場合には図１０の
特性Ｃとなり、（４）　感度バラツキが最小で、調整バ
ラツキが最小の場合には図１０の特性Ｄとなる。

【００１０】しかし、トナ−センサの出力電圧特性が感
度や、調整によりばらつくと、トナ−センサ電圧Ｅｓが
、ニアエンプティ検出電圧Ｅｎｅｐ以下となってトナ−
ニアエンプティを警報するトナ−量及びエンプティ検出
電圧Ｅｅｍｐ以下となってトナ−エンプティを警報する
トナ−量が、出力電圧特性Ａ〜Ｄにより大幅に変化する
問題が生じる。すなわち、同じトナ−量での印字枚数が
異なってしまう問題がある。

【００１１】又、トナ−ニアエンプティとトナ−エンプ
ティの両方を検出する場合には、あらゆるトナ−センサ
の出力電圧特性を考慮してニアエンプティ検出電圧Ｅｎ
ｅｐとエンプティ検出電圧Ｅｅｍｐを設定する必要があ
る。すなわち、感度及び調整バラツキが共に最小のトナ
−センサの出力電圧特性Ｄが示す電圧値Ｅ１以下となる
ようにニアエンプティ検出電圧Ｅｎｅｐを決定し、調整
バラツキが最大のトナ−センサの出力電圧特性Ａ，Ｃが
示す電圧値Ｅ２以上となるようにエンプティ検出電圧Ｅ
ｅｍｐを決定する必要がある。このため、ニアエンプテ
ィ検出電圧Ｅｎｅｐとエンプティ検出電圧Ｅｅｍｐが接
近し、トナ−ニアエンプティからトナ−エンプティにな
る迄の時間が短くなる問題がある。すなわち、トナ−ニ
アエンプティ警報が出力されたらオペレ−タは補充又は
交換用トナ−を用意し、トナ−エンプティ警報が出力さ
れた時補充又は交換を行うのであるが、補充又は交換用
トナ−の手配が間にあわず、記録できなくなる危険があ
る。

【００１２】以上から本発明の目的は、トナ−センサに
感度バラツキや調整バラツキがあって出力電圧特性が一
定にならなくても、トナ−ニアエンプティ警報時及びト
ナ−エンプティ警報時におけるトナ−量のバラツキを抑
えることができるトナ−残量検出方法を提供することで
ある。

【００１３】本発明の別の目的は、トナ−ニアエンプテ
ィとトナ−エンプティの両方を検出する場合、トナ−ニ
アエンプティからトナ−エンプティになるまでの時間が
短くなるのを防止できるトナ−残量検出方法を提供する
ことである。

【００１４】本発明の更に別の目的は、簡単にトナ−ニ
アエンプティ検出電圧とトナ−エンプティ検出電圧を設
定できるトナ−残量検出方法を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。１は感光ドラム、４は現像器、４ａはトナ−
撹拌部、４ｂはトナ−分離部、４ｃはトナ−センサ、１
３はトナ−センサ出力電圧をＡＤ変換するＡＤ変換器、
１５はトナ−ニアエンプティ検出電圧やトナ−エンプテ
ィ検出電圧Ｅｅｍｐを設定すると共に、トナ−残量監視
制御を行う信号処理部である。

【００１６】

【作用】トナ−センサ４ｃの出力電圧特性に基づいてト
ナ−センサ毎にトナ−エンプティ検出電圧Ｅｅｍｐ（Ｅ
ｅｍｐ′）を信号処理部１５に設定し、信号処理部１５
はトナ−センサ出力電圧Ｅｓとトナ−エンプティ検出電
圧Ｅｅｍｐ（Ｅｅｍｐ′）の大小に基づいてトナ−エン
プティを検出して警報ＥＡＬを発する。又、同様に出力
電圧特性に基づいてトナ−センサ毎にトナ−ニアエンプ
ティ検出電圧Ｅｎｅｐ（Ｅｎｅｐ′）を設定し、トナ−
センサ出力電圧Ｅｓと該トナ−ニアエンプティ検出電圧
Ｅｎｅｐ（Ｅｎｅｐ′）の大小に基づいてトナ−ニアエ
ンプティを検出して警報ＮＡＬを発する。

【００１７】このようにトナ−センサ毎にトナ−エンプ
ティ検出電圧Ｅｅｍｐ（Ｅｅｍｐ′）を設定するから、
トナ−センサの出力電圧特性がＡ〜Ｄに示すように一定
にならなくても、トナ−エンプティ警報時におけるトナ
−量のバラツキを抑えることができ、同様にトナ−ニア
エンプティ警報時のトナ−量のバラツキを減少できる。 又、トナ−エンプティ検出電圧Ｅｅｍｐ（Ｅｅｍｐ′）
とトナ−ニアエンプティ検出電圧Ｅｎｅｐ（Ｅｎｅｐ′
）の差を従来に比べて大きくでき、トナ−ニアエンプテ
ィからトナ−エンプティになるまでの時間を長くできる
。

【００１８】更に、トナ−撹拌部４ａを取り外した状態
でトナ−センサ４ｃの出力電圧を測定し、その電圧値に
第１の特定値Ｓ１を加算した値をトナ−エンプティ検出
電圧Ｅｅｍｐ（Ｅｅｍｐ′）とし、前記電圧値に第２の
特定値Ｓ２（＞Ｓ１）を加算した値をトナ−ニアエンプ
ティ検出電圧Ｅｎｅｐ（Ｅｎｅｐ′）とするようにすれ
ば、自動的に各検出電圧を設定することができる。

【００１９】又、トナ−センサ出力電圧を表示器に表示
するようにすれば、手動でも簡単にキ−ボ−ド等から各
検出電圧を設定できる。すなわち、トナ−センサが故障
して交換した場合でも新トナ−センサに応じた各検出電
圧を容易に再設定することができる。

【００２０】

【実施例】全体の構成 図２は本発明に係わる現像器の実施例構成図であり、図
１と同一部分には同一符号を付している。

【００２１】１は感光ドラム、４は現像器、１１は撹拌
部材を回転するプロセスモ−タ、１２はプロセスモ−タ
の回転速度を検出して一定速度になったとき速度一定信
号ＣＶＥを出力する速度検出部、１３はトナ−センサ出
力をＡＤ変換するＡＤ変換器、１４はトナ−センサ出力
電圧をデジタル表示するＬＣＤ表示器、１５はトナ−エ
ンプティ検出電圧Ｅｅｍｐやトナ−ニアエンプティ検出
電圧Ｅｎｅｐを設定すると共に、トナ−残量監視制御を
行う信号処理部、１６はプリンタの操作部である。

【００２２】現像器４において、４ａは撹拌部であり、
プロセスモ−タ１１により回転する撹拌部材４ａ−１で
トナ−容器４ａ−２内のトナ−ＴＮを撹拌するもの、４
ｂはトナ−分離部でありトナ−ＴＮを感光ドラム１に導
くマグネットロ−ル４ｂ−１と高さ規制用のドクタ−ブ
レ−ド４ｂ−２を有するもの、４ｃはトナ−残量に応じ
た電圧Ｅｓを出力するトナ−センサである。

【００２３】信号処理部１５はマイコン構成になってお
り、プロセッサ１５ａ、各種データを記憶するデータメ
モリ１５ｂ、プログラムメモリ（図示せず）等を備えて
いる。尚、データメモリ１５ｂにおけるＥｅｍｐはトナ
−エンプティ検出電圧、Ｅｎｅｐはトナ−ニアエンプテ
ィ検出電圧、Ｓ１はトナ−エンプティ検出電圧を自動設
定するための第１の特定値、Ｓ２はトナ−ニアエンプテ
ィ検出電圧を自動設定するための第２の特定値である。

【００２４】検出電圧の設定制御 図３はトナ−エンプティ検出電圧Ｅｅｍｐとトナ−ニア
エンプティ検出電圧Ｅｎｅｐを自動設定する制御の流れ
図である。

【００２５】検出電圧の設定に際して、まずカ−トリッ
ジ構成のトナ−撹拌部ユニットをプリンタ本体から取り
外す。

【００２６】図４はプリンタ本体からドラムユニット１
′と、トナ−撹拌部を含む現像器ユニット４′を取り外
した場合の斜視図であり、トナ−センサ４ｃの先端部が
露出している。トナ−センサ４ｃの近辺に金属部品が無
い場合は、トナ−がほとんど無くなった時のセンサ出力
電圧とトナ−撹拌部ユニット４′を取り外した時のセン
サ出力電圧はほぼ等しい。

【００２７】ついで、操作部１６よりトナ−エンプティ
及びトナ−ニアエンプティ検出電圧の設定を指示すると
（ステップ１０１）、信号処理部１５のプロセッサ１５
ａはトナ−センサ４ｃの出力電圧ＥｓをＡＤ変換器１３
を介して読み取る（ステップ１０２）。

【００２８】しかる後、プロセッサ１５ａはデータメモ
リ１５ｂに予め記憶されている第１、第２の特定値Ｓ１
，Ｓ２を用いて次式 Ｅｓ＋Ｓ１→Ｅｅｍｐ Ｅｓ＋Ｓ２→Ｅｎｅｐ によりトナ−エンプティ検出電圧Ｅｅｍｐとトナ−ニア
エンプティ検出電圧Ｅｎｅｐを演算し、データメモリ１
５ｂに記憶すれば検出電圧設定処理が終了する（ステッ
プ１０３）。

【００２９】図５はトナ−エンプティ検出電圧とトナ−
ニアエンプティ検出電圧の説明図である。感度バラツキ
が最大で、調整バラツキが最大の特性Ａ及び感度バラツ
キが最小で、調整バラツキが最大の特性Ｃの場合には、
トナ−エンプティ検出電圧及びトナ−ニアエンプティ検
出電圧はそれぞれＥｅｍｐ，Ｅｎｅｐとなり、感度バラ
ツキが最大で、調整バラツキが最小の特性Ｂ及び感度バ
ラツキが最小で、調整バラツキが最小の特性Ｄの場合に
は、トナ−エンプティ検出電圧及びトナ−ニアエンプテ
ィ検出電圧はそれぞれＥｅｍｐ′，Ｅｎｅｐ′となる。

【００３０】トナ−残量検出制御 図６は本発明のトナ−残量検出処理の流れ図であり、ト
ナ−サンプリング周期は撹拌周期の整数倍である１．２
秒、サンプリング回数は２００回／１．２秒である。

【００３１】信号処理部１５のプロセッサ１５ａは、常
時プロセスモ−タ１１の回転速度が一定になったか監視
しており（ステップ２０１）、一定速度信号ＣＶＥが回
転速度検出部１２から出力され、かつサンプリング時刻
になると、データメモリ１５ｂに記憶されているエンプ
ティカウンタＴＮＥＭＰＣ（初期値はゼロ）が０かチェ
ックする（ステップ２０２）。

【００３２】初期時には必ずエンプティカウンタは０で
あるから「ＹＥＳ」となり、ＡＤ変換器１３の出力Ａを
ＡＤＣＲ及びＴＮＳＢＵＦとして、データメモリ１５ｂ
に記憶する（ステップ２０３，２０４）。

【００３３】ついで、エンプティカウンタを＋１カウン
トアップし（ＴＮＥＭＰＣ＋１）、エンプティカウンタ
が２００以上か、すなわちサンプリング平均化周期１．
２秒になったチェックし（ステップ２０５，２０６）、
２００以上でなければ最初に戻り、ステップ２０１以降
の処理を繰り返す。

【００３４】一方、ステップ２０２において、初期時で
なければエンプティカウンタは０でないから、サンプリ
ング時刻にＡＤ変換器１３の出力Ａを読み取りＡＤＣＲ
とすると共に、次式 Ａ←Ａ＋ＴＮＳＢＵＦ ＴＮＳＢＵＦ←Ａ／２ により、トナ−残量を示す値ＴＮＳＢＵＦを更新する（
ステップ２０７）。

【００３５】ついで、エンプティカウンタの＋１歩進す
ると共に２００以上になったチェックし（ステップ２０
５、２０６）、２００以下であれば以後２００以上にな
る迄、ステップ２０１→２０７→２０５→２０６を繰り
返す。

【００３６】そして、エンプティカウンタＴＮＥＭＰＣ
≧２００となれば、ステップ２０６において「ＹＥＳ」
となる。 ＴＮＥＭＰＣ≧２００となれば、トナ−残量を示す値Ｔ
ＮＳＢＵＦが設定されているニアエンプティ検出電圧Ｅ
ｎｅｐより小さいかチェックし（ステップ２０８）、大
きければニアフラグＳＴＮＲ（初期値は０）をクリアす
ると共にトナ−エンドフラグＳＴＥＮＤ（初期値は０）
をクリアし、エンプティカウンタＴＮＥＭＰＣを０にク
リアして始めに戻り、ステップ２０１以降の処理を繰り
返す（ステップ２０９〜２１１）。

【００３７】記録が行われてトナ−が減少してゆき、ト
ナ−残量を示す値ＴＮＳＢＵＦがニアエンプティ検出電
圧Ｅｎｅｐより小さくなると、ステップ２０８において
「ＹＥＳ」となり、ニアフラグＳＴＮＲを”１”にセッ
トし、トナ−ニアエンプティの警報ＮＡＬを出力して装
置の表示部に表示する（ステップ２１２）。

【００３８】ついで、プロセッサはＴＮＳＢＵＦがエン
プティ検出電圧Ｅｅｍｐより小さいかチェックし（ステ
ップ２１３）、大きければステップ２１０以降の処理を
繰り返す。トナ−が補給されることなく、記録が更に行
われて、トナ−残量を示す値ＴＮＳＢＵＦがエンプティ
検出電圧Ｅｅｍｐより小さくなると、ステップ２１３に
おいて「ＹＥＳ」となり、トナ−エンドフラグＳＴＥＮ
Ｄを”１”にセットし、トナ−エンプティの警報ＥＡＬ
を出力して装置の表示部に表示する（ステップ２１４）
。

【００３９】以後、エンプティカウンタＴＮＥＭＰＣを
０にクリアして（ステップ２１５）、始めに戻りステッ
プ２０１以降の処理を繰り返す。

【００４０】以上では、トナ−が殆ど無い状態における
トナ−センサ出力電圧に基づいてトナ−エンプティ検出
電圧及びトナ−ニアエンプティ検出電圧を設定した場合
であるが、トナ−が満杯の場合におけるトナ−センサ出
力電圧をも考慮してトナ−エンプティ検出電圧及びトナ
−ニアエンプティ検出電圧を決定することもでき、かか
る場合には、警報発生時におけるトナ−量のバラツキを
より小さくすることができる。

【００４１】又、以上では、トナ−撹拌ユニット内のト
ナ−残量を検出する場合であるが、トナ−貯蔵部内のト
ナ−残量を検出する場合にも適用でき、この場合にはト
ナ−貯蔵部ユニットを取り除き、取り除いた状態でトナ
−センサ出力電圧を測定し、該測定電圧に基づいて各検
出電圧を設定する。

【００４２】更に、以上では、自動的にトナ−エンプテ
ィ検出電圧及びトナ−ニアエンプティ検出電圧を設定し
た場合であるが、トナ−撹拌部ユニットを取り外した状
態でトナ−センサ４ｃの出力電圧をＬＣＤ表示器１４に
表示し、該表示を見てオペレ−タが操作部１６より各検
出電圧Ｅｅｍｐ，Ｅｎｅｐを設定するように構成するこ
ともできる。

【００４３】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するもので
はない。

【００４４】

【発明の効果】以上本発明によれば、トナ−センサ毎に
トナ−エンプティ検出電圧及び又はトナ−ニアエンプテ
ィ検出電圧を設定するから、トナ−センサの出力電圧特
性がバラツキにより一定にならなくても、トナ−エンプ
ティ警報時及びトナ−ニアエンプティ警報時におけるト
ナ−量のバラツキを抑えることができ、しかもトナ−エ
ンプティ検出電圧とトナ−ニアエンプティ検出電圧の差
を従来に比べて大きくでき、トナ−ニアエンプティから
トナ−エンプティになるまでの時間を長くできる。

【００４５】又、本発明によれば、トナ−撹拌部ユニッ
トを取り外した状態でトナ−センサの出力電圧を測定し
、その電圧値に第１の特定値Ｓ１を加算した値をトナ−
エンプティ検出電圧とし、第２の特定値Ｓ２を加算した
値をトナ−ニアエンプティ検出電圧とするように構成し
たから、自動的に、あるいは電圧測定器のみあれば簡単
な操作でトナ−エンプティ検出電圧、トナ−ニアエンプ
ティ検出電圧を設定することができる。

【００４６】更に本発明によれば、トナ−センサ出力電
圧を表示器に表示するように構成したから、電圧測定器
が無くても手動で、簡単にキ−ボ−ドから各検出電圧を
設定できる。すなわち、トナ−センサが故障して交換し
た場合でも新トナ−センサに応じたトナ−エンプティ、
トナ−ニアエンプティ検出電圧を容易に設定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例構成図である。

【図３】本発明の検出電圧設定制御の流れ図である。

【図４】撹拌部ユニットを取り外した時のプリンタ本体
の斜視図である。

【図５】本発明の検出電圧設定の説明図である。

【図６】トナ−残量検出制御の流れ図である。

【図７】電子写真プリンタの概略構成図である。

【図８】現像器の構成図である。

【図９】トナ−センサの説明図である。

【図１０】トナ−センサにバラツキがある場合の出力電
圧特性図である。

【符号の説明】

４・・現像器 ４ａ・・トナ−撹拌部 ４ｃ・・トナ−センサ １３・・ＡＤ変換器 １５・・信号処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナ−貯蔵部またはトナ−撹拌部の筐
   体外側にトナ−センサを配置し、トナ−センサ出力電圧
   によりトナ−エンプティまたはトナ−ニアエンプティあ
   るいは両者を検出する画像記録装置におけるトナ−残量
   検出方法において、トナ−センサの出力特性を測定し、
   該出力特性に基づいてトナ−センサ毎にトナ−エンプテ
   ィ検出電圧またはトナ−ニアエンプティ検出電圧あるい
   は両者を設定し、トナ−センサ出力電圧とトナ−エンプ
   ティ検出電圧の大小、またはトナ−センサ出力電圧とト
   ナ−ニアエンプティ検出電圧の大小、又は両方の大小に
   基づいてトナ−エンプティまたはトナ−ニアエンプティ
   又は両者を検出することを特徴とするトナ−残量検出方
   法。
2. 【請求項２】　　トナ−貯蔵部又はトナ−撹拌部を取り
   外した状態でトナ−センサの出力電圧を測定し、その電
   圧値に第１の特定値を加算した値をトナ−エンプティ検
   出電圧とし、前記電圧値に第２の特定値を加算した値を
   トナ−ニアエンプティ検出電圧とすることを特徴とする
   請求項１記載のトナ−残量検出方法。
3. 【請求項３】　　トナ−センサ出力電圧を表示器に表示
   することを特徴とする請求項１または請求項２記載のト
   ナ−残量検出方法。