JP2003131539A

JP2003131539A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003131539A
Application number: JP2001332402A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Azuma; 正博我妻; Naoya Yamazaki; 直哉山▲崎▼; Shunichiro Shishikura; 俊一郎宍倉; Toru Yoshida; 徹吉田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーの残量が無いと誤検知されたときに生
じる残存トナーの無駄を回避する。【解決手段】現像器１２に設けられたトナーセンサ
が、トナーカートリッジ１４のトナー残量無を検知した
場合に、一時的に、駆動モータ２２ａが通常の回転数よ
りも大きな回転数で回転して、一時的にトナーの供給能
力を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー画像を形成
する画像形成装置に関し、特に、トナーカートリッジに
よってトナーが補給される画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば電子写真方式でトナー
画像を形成する、コピーやファックスなどといった画像
形成装置が知られており、この画像形成装置で消費され
るトナーは、トナーが充填されたトナーカートリッジが
挿入されることによって補給される。そして、そのトナ
ーカートリッジ内のトナーは、画像形成装置内に組み込
まれた、トナー画像を形成するためにトナーを消費する
消費機器に、モータの駆動力によって供給されることが
一般的である。

【０００３】このモータによるトナーの供給は、トナー
カートリッジの近傍や消費機器などに設けられたトナー
センサの出力によって制御されており、トナーセンサの
出力がトナーの不足や減少を示しているとモータが回転
してトナーが供給される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにトナーが供
給された結果、トナーカートリッジ内のトナー残量が０
となると、トナーセンサの出力は、トナーの不足や減少
を示し続けることとなる。その結果、モータの回転動作
が繰り返し実行されることとなり、モータの駆動音が騒
音の原因となる。近年、普及が進んでいるカラーコピー
などにおいては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラッ
クそれぞれの色トナーが用いられているので、各色トナ
ーそれぞれのトナーカートリッジから各色トナーを供給
するために４つのモータが備えられており、それらのモ
ータによる騒音が特に問題となる。

【０００５】このような騒音をおさえる技術として、例
えば特開昭６３−２１３８７８号公報には、トナーセン
サの出力に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残
量が０であることが検知された場合には、モータを停止
させるという技術が開示されている。

【０００６】しかし、トナー残量が０であることの検知
においては、例えば、トナーがトナーカートリッジから
消費機器へと移動する途中でトナーの空洞を生じ、その
空洞がトナーとともに移動して消費機器に到達したこと
等といった原因により、実際にはトナーカートリッジ内
にトナーが残っているにもかかわらず、トナー残量が０
であると誤検知される場合がある。このため、上記公報
に開示されている技術では、上述したように誤検知され
た場合に、トナーカートリッジ内に残っているトナーが
消費されずに無駄になるという問題がある。

【０００７】ここでは、モータの駆動力によってトナー
供給を行う画像形成装置を例示して説明したが、上述し
た問題は、モータ以外の動力源の力でトナー供給を行う
画像形成装置であっても一般的に生じ得る問題である。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、トナーの無駄
が回避される画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、表面にトナー画像が形成されてそ
のトナー画像を担持するトナー画像担持体と、内部に供
給されるトナーを用いてトナー画像担持体上にトナー画
像を形成する画像形成器と、画像形成器に供給されるト
ナーが内部に貯留されたトナーカートリッジと、トナー
カートリッジの外部に設置された、該トナーカートリッ
ジにおける残存トナーの有無を検知するトナー検知器
と、トナー検知器によって残存トナー有が検知されてい
る場合には、トナーカートリッジ内に貯留されているト
ナーをトナーカートリッジから画像形成器へ所定の供給
能力で供給し、トナー検知器によって残存トナー無が検
知された場合には、トナーの供給能力を、その所定の供
給能力よりも高い供給能力に一時的に高めるトナー供給
器とを備えたことを特徴とする。

【００１０】本発明の画像形成装置は、上記トナー供給
器が、モータを有する、そのモータの回転駆動力によっ
てトナーカートリッジから画像形成器へトナーを供給す
るものであるとともに、トナー検知器によって残存トナ
ー有が検知されている場合には、モータを第１の回転速
度で回転させてトナーを供給し、トナー検知器によって
残存トナー無が検知された場合に、モータの回転速度
を、第１の回転速度よりも高い第２の回転速度に一時的
に上げるものであることが好ましい。

【００１１】また、本発明の画像形成装置は、上記トナ
ー供給器が、トナー検知器によって残存トナー有が検知
されている場合には、モータを第１の回転速度で回転さ
せてトナーを供給し、トナー検知器によって残存トナー
無が検知された場合に、モータの回転速度を、第１の回
転速度よりも高い第２の回転速度に上げ、その後もトナ
ー検知器によって残存トナー無が検知されている場合に
は、モータの回転速度を、第１の回転速度よりも低い第
３の回転速度に下げるものであることが好適でり、上記
トナー供給器が、トナー検知器によって残存トナー有が
検知されている場合には、モータを第１の回転速度で回
転させてトナーを供給し、トナー検知器によって残存ト
ナー無が検知された場合に、モータの回転速度を、第１
の回転速度よりも高い第２の回転速度に上げ、その後も
トナー検知器によって残存トナー無が検知されている場
合には、モータを停止させるものであることも好適であ
る。

【００１２】更に、本発明の画像形成装置は、上記トナ
ー供給器が、モータを有する、そのモータの間欠的な回
転による駆動力によってトナーカートリッジから画像形
成器へトナーを供給するものであるとともに、トナー検
知器によって残存トナー有が検知されている場合には、
そのモータを第１の持続時間ずつ間欠的に回転させてト
ナーを供給し、トナー検知器によって残存トナー無が検
知された場合に、モータの間欠的な回転の持続時間を、
第１の持続時間よりも長い第２の持続時間に一時的に延
ばすものであることも好適である。

【００１３】また、上記トナー供給器が、上記トナー検
知器によって残存トナー有が検知されている場合には、
上記モータを第１の持続時間ずつ間欠的に回転させてト
ナーを供給し、上記トナー検出器によって残存トナー無
が検知された場合に、上記モータの間欠的な回転の持続
時間を、第１の持続時間よりも長い第２の持続時間に延
ばし、その後もトナー検知器によって残存トナー無が検
知されている場合には、モータの持続時間をゼロ（停
止）、もしくは第１の持続時間よりも短い第３の持続時
間ずつ間欠的に回転させるものであることも好適であ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１５】図１は、本発明の画像形成装置の一実施形
態に相当するカラーコピー機を示す図である。

【００１６】このカラーコピー機１０には、感光ロール
１１と現像器１２とのセットが、シアン、マゼンタ、イ
エロー、ブラックの４色それぞれに対応して４セット備
えられている。感光ロール１１は、現像器１２によって
表面にトナー画像が形成されてそのトナー画像を担持す
るものであり、現像器１２は、内部に供給されるトナー
を用いて感光ロール１１上にトナー画像を形成するもの
である。

【００１７】また、このカラーコピー機１０では、トナ
ーセンサ１３が各セットの現像器１２に取り付けられて
おり、各セットの現像器１２に供給されるシアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラックの４色それぞれのトナーが貯
留されている４つのトナーカートリッジ１４が備えられ
ている。トナーセンサ１３は、現像器１２内のトナー濃
度を測定して測定信号を出力するものであり、トナーカ
ートリッジ１４から現像器１２へのトナー供給は、後述
するトナー供給器によって、測定信号の信号値に基づい
て実行される。また、トナーセンサ１３からの測定信号
に基づいて、トナーカートリッジ１４内の残存トナーの
有無も検知される。

【００１８】このカラーコピー機１０で原稿がコピーさ
れるときには、原稿台１５上に原稿が載せられてその原
稿の画像が読み取られる。読み取られた画像は、シア
ン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色に色分解さ
れ、その色分解された４色の画像がレーザ露光ユニット
１６によってレーザ光で感光ロール１１上に書き込まれ
る。感光ロール１１上に書き込まれた画像は静電潜像と
なり、現像器１２によってその静電潜像がトナーで現像
されてシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の
トナー画像が形成される。それらのトナー画像は、ベル
ト状の中間転写体１７に、順次に、重なり合うように転
写され、中間転写体１７上でカラー画像が形成される。
このカラー画像は、中間転写体１７の循環移動に伴って
転写器２０まで移動し、用紙トレイ１８から搬送路１９
上を搬送されてきたコピー用紙に転写される。カラー画
像を転写されたコピー用紙は、さらに搬送路１９上を搬
送されて行き、定着器２１による熱と圧力でカラー画像
が定着され、カラーコピー機１０の外へ搬出される。

【００１９】図２は、上述した現像器１２の内部構造を
示す図である。

【００２０】現像器１２内には、内部に供給されたトナ
ーを螺旋状の羽で磁気キャリアと混ぜ合わせるオーガ１
２ａと、オーガ１２ａによって混ぜ合わされた磁気キャ
リアとトナーの混合物を磁力でくみ上げるマグロール１
２ｂが備えられている。このマグロールによってくみ上
げられた混合物は、マグロール１２ｂの回転に伴って、
上述した感光ロール１１の表面近傍を通過し、その感光
ロール１１上の静電潜像上にトナーが付着して静電潜像
が現像される。磁気キャリアと現像に使われなかったト
ナーは、マグロール１２ｂのさらなる回転に伴って現像
器内に回収されて、再びオーガ１２ａによって混ぜ合わ
される。

【００２１】この現像器１２のハウジングには、供給端
１２ｃが設けられており、この供給端１２ｃからトナー
が供給される。

【００２２】図３は、現像器にトナーを供給するトナー
供給器の構造を示す図である。

【００２３】この図３には、上述した４つの現像器１２
と、４つのトナーカートリッジ１４が示されており、ト
ナーカートリッジ１４内のトナーを現像器１２へと搬送
する搬送機構２２ｂと、その搬送機構２２ｂを駆動する
駆動モータ２２ａも示されている。この搬送機構２２ｂ
と駆動モータ２２ａとによって本発明にいうトナー供給
器が構成されている。また、駆動モータ２２ａは、トナ
ーカートリッジ１４に内蔵された螺旋状のアジテータ１
４ａを回転させて、トナーカートリッジ１４内のトナー
を、攪拌するとともに搬送機構２２ｂへと押し出す。

【００２４】この駆動モータ２２ａは、上述したトナー
センサからの測定信号がトナー濃度の不足を示すと、所
定の第１の回転速度（例えば１００ｒｐｍ）で所定の第
１の継続時間（例えば１分間）だけ回転してトナーを現
像器１２に供給する。その後、測定信号がトナー濃度の
充足を示している間は、駆動モータ２２ａは停止してお
り、測定信号がトナー濃度の不足を再度示すと、再度所
定の回転速度で所定の継続時間だけ回転してトナーを現
像器１２に供給する。このようなトナー供給器における
トナーの供給能力は、駆動モータ２２ａの回転数と、回
転の継続時間との積に比例することとなり、駆動モータ
２２ａの回転数を上げることや、回転の継続時間を延長
することによって供給能力を上げることができる。

【００２５】上述したようにトナーの供給が繰り返され
ることによりトナーカートリッジ１４内の残存トナーが
無くなると、駆動モータ２２ａが回転してもトナー濃度
が上昇せず、トナーセンサからの測定信号がトナー濃度
の不足を示し続けるようになる。つまり、測定信号がト
ナー濃度の不足を示し続けるたことによって、残存トナ
ー無が検知される。但し、搬送機構２２ｂ内をトナーが
搬送される途中で詰まったり、トナーの空洞が生じたり
といった場合にも、駆動モータ２２ａが回転してもトナ
ー濃度が上昇しないので、この場合には残存トナー無が
誤って検知されることとなる。

【００２６】本発明の画像形成装置としての特徴は、残
存トナー無が検知された時のトナー供給器の動作にあ
り、以下、この動作について説明する。

【００２７】図４は、残存トナー無が検知される時のト
ナー供給器の動作を表すフローチャートである。

【００２８】先ず、上述したトナー供給の動作が実行さ
れつつ、トナーセンサから出力された測定信号の信号値
が取得され（ステップＳ０１）、その信号値に基づい
て、上述したように、残存トナーが無くなったか否かが
判定される（ステップＳ０２）。残存トナーが有ると判
定された場合（ステップＳ０２：ＮＯ）には、上述した
トナー供給の動作が続けられ、測定信号の信号値取得が
繰り返される（ステップＳ０１）。

【００２９】上記ステップＳ０２で、残存トナーが無い
と判定された場合（ステップＳ０２：ＹＥＳ）には、上
述した第１の回転数（例えば１００ｒｐｍ）よりも大き
な第２の回転数（例えば２００ｒｐｍ）で、上述した所
定の第１の継続時間だけ駆動モータが回転する（ステッ
プＳ０３）。上記ステップＳ０２での判定が誤検知であ
った場合には、このように大きな回転数で駆動モータが
回転することによってトナーの供給能力が上がって、ト
ナー詰まりなどが解消する可能性が高い。その後に、ト
ナーセンサから出力された測定信号の信号値がトナー濃
度の回復を示しているか否かが判定され（ステップＳ０
４）、トナー濃度の回復を示している場合には、上述し
たトナー供給の動作に戻る。

【００３０】このステップＳ０４における判定で、測定
信号の信号値がトナー濃度の回復を示していないと判定
された場合には、駆動モータの回転数が、上述した第１
の回転数よりも小さい第３の回転数に設定されて、上述
したトナー供給の動作が続けられる。このように、駆動
モータの回転数が小さい回転数に設定されると、駆動モ
ータによる騒音がおさえられる。また、小さい回転数
で、上述したトナー供給の動作が続けられることによ
り、誤検知の原因となるトナーの空洞などが上記ステッ
プＳ３の動作でも解消されていなかった場合における救
済が図られることとなる。

【００３１】次に、この図４に示す動作とは異なる動作
を行う、本発明の別の実施形態について説明する。この
別の実施形態の機械的な構造は、上述した実施形態の構
造と同一であり、重複説明は省略する。

【００３２】図５は、本発明の別の実施形態において残
存トナー無が検知される時のトナー供給器の動作を表す
フローチャートである。

【００３３】上述した図４に示す動作と同様に、ここで
も、先ず、上述したトナー供給の動作が実行されつつ、
トナーセンサから出力された測定信号の信号値が取得さ
れ（ステップＳ１１）、その信号値に基づいて、上述し
たように、残存トナーが無くなったか否かが判定される
（ステップＳ１２）。残存トナーが有ると判定された場
合（ステップＳ１２：ＮＯ）には、上述したトナー供給
の動作が続けられ、測定信号の信号値取得が繰り返され
る（ステップＳ１１）。

【００３４】上記ステップＳ１２で、残存トナーが無い
と判定された場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）には、上
述した第１の継続時間（例えば１分間）よりも十分に長
い第２の継続時間（例えば２分間）の間、上述した所定
の回転数で駆動モータが回転する（ステップＳ１３）。
上記ステップＳ１２での判定が誤検知であった場合に
は、このように長い継続時間だけ駆動モータが回転する
ことによってトナーの供給能力が上がって、トナー詰ま
りなどが解消する可能性が高い。その後に、トナーセン
サから出力された測定信号の信号値がトナー濃度の回復
を示しているか否かが判定され（ステップＳ１４）、ト
ナー濃度の回復を示している場合には、上述したトナー
供給の動作に戻る。

【００３５】本実施形態では、このステップＳ１４にお
ける判定で、測定信号の信号値がトナー濃度の回復を示
していないと判定された場合には、駆動モータが停止さ
れる（ステップＳ１５）。このように駆動モータが停止
されると、騒音はもはや生じることがない。

【００３６】また、更に別の実施形態では、図６に示し
たように、ステップＳ１４における判定で測定信号の信
号値がトナー濃度の回復を示さない場合に、駆動モータ
の駆動時間を短くして（ステップＳ１５’）騒音を低減
させてもよい。

【００３７】なお、上記説明のトナー供給器は、駆動モ
ータの回転数を上げるか、あるいは、駆動モータの回転
の継続時間を延長することによりトナー供給の供給能力
を上げるが、本発明にいうトナー供給器は、駆動モータ
の回転数を上げるとともに駆動モータの回転の継続時間
も延長することによりトナー供給の供給能力を上げるも
のであってもよい。

【００３８】また、上記説明したトナーセンサによって
測定されるトナー濃度は、トナーカートリッジにおける
残存トナーの有無を検知するために用いられるのみなら
ず、トナー供給の要不要を判断するためにも用いられる
が、本発明にいうトナー検知器は、トナーカートリッジ
における残存トナーの有無を検知するための専用の検知
器であってもよい。

【００３９】また、上記説明では、トナーセンサが現像
器に取り付けられているが、本発明にいうトナー検知器
は、トナーカートリッジの外部であれば、上述した搬送
機構の途中などに設けられてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、トナーの無駄が回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当する
カラーコピー機を示す図である。

【図２】現像器の内部構造を示す図である。

【図３】現像器にトナーを供給するトナー供給器の構造
を示す図である。

【図４】残存トナー無が検知される時のトナー供給器の
動作を表すフローチャートである。

【図５】本発明の別の実施形態において残存トナー無が
検知される時のトナー供給器の動作を表すフローチャー
トである。

【図６】本発明のさらに別の実施形態において残存トナ
ー無が検知される時のトナー供給器の動作を表すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１０カラーコピー機１１感光ロール１２現像器１２ａオーガ１２ｂマグロール１２ｃ供給端１３トナーセンサ１４トナーカートリッジ１４ａアジテータ１５原稿台１６レーザ露光ユニット１７中間転写体１８用紙トレイ１９搬送路２０転写器２１定着器２２ａ駆動モータ２２ｂ搬送機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宍倉俊一郎神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者吉田徹神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内Ｆターム(参考） 2H027 DA38 DD02 DE01 DE07 DE09 EA06 EC06 EC10 EC20 ED10 EE03 EE04 EE07 EF06 2H077 AA02 AB03 AB15 AC02 AD06 BA02 BA08 DA16 DA36 DA51 DA82 DB03 DB14 DB18 DB21 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にトナー画像が形成されてそのト
ナー画像を担持するトナー画像担持体と、内部に供給されるトナーを用いて前記トナー画像担持体
上にトナー画像を形成する画像形成器と、前記画像形成器に供給されるトナーが内部に貯留された
トナーカートリッジと、前記トナーカートリッジの外部に設置された、該トナー
カートリッジにおける残存トナーの有無を検知するトナ
ー検知器と、前記トナー検知器によって残存トナー有が検知されてい
る場合には、前記トナーカートリッジ内に貯留されてい
るトナーを該トナーカートリッジから前記画像形成器へ
所定の供給能力で供給し、前記トナー検知器によって残
存トナー無が検知された場合には、該トナーの供給能力
を、該所定の供給能力よりも高い供給能力に一時的に高
めるトナー供給器とを備えたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】前記トナー供給器が、モータを有する、
そのモータの回転駆動力によって前記トナーカートリッ
ジから前記画像形成器へトナーを供給するものであると
ともに、前記トナー検知器によって残存トナー有が検知
されている場合には、該モータを第１の回転速度で回転
させてトナーを供給し、前記トナー検知器によって残存
トナー無が検知された場合に、該モータの回転速度を、
第１の回転速度よりも高い第２の回転速度に一時的に上
げるものであ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】前記トナー供給器が、前記トナー検知器
によって残存トナー有が検知されている場合には、前記
モータを第１の回転速度で回転させてトナーを供給し、
前記トナー検知器によって残存トナー無が検知された場
合に、前記モータの回転速度を、前記第１の回転速度よ
りも高い第２の回転速度に上げ、その後も前記トナー検
知器によって残存トナー無が検知されている場合には、
前記モータの回転速度を、前記第１の回転速度よりも低
い第３の回転速度に下げるものであることを特徴とする
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記トナー供給器が、前記トナー検知器
によって残存トナー有が検知されている場合には、前記
モータを第１の回転速度で回転させてトナーを供給し、
前記トナー検知器によって残存トナー無が検知された場
合に、前記モータの回転速度を、前記第１の回転速度よ
りも高い第２の回転速度に上げ、その後も前記トナー検
知器によって残存トナー無が検知されている場合には、
前記モータを停止させるものであることを特徴とする請
求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記トナー供給器が、モータを有する、
そのモータの間欠的な回転による駆動力によって前記ト
ナーカートリッジから前記画像形成器へトナーを供給す
るものであるとともに、前記トナー検知器によって残存
トナー有が検知されている場合には、該モータを第１の
持続時間ずつ間欠的に回転させてトナーを供給し、前記
トナー検知器によって残存トナー無が検知された場合
に、該モータの間欠的な回転の持続時間を、前記第１の
持続時間よりも長い第２の持続時間に一時的に延ばすも
のであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。