JP2008180779A - Image forming apparatus - Google Patents

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Minoru Wada
実 和田
Yoshihiro Yamagishi
義弘 山岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer and a printing machine, which can detect different levels of toner by one sensor and with which toner replenishment can be effectively performed. <P>SOLUTION: One photoelectric sensor 55 is provided to detect the quantity of toner in the developing device 10. The level of toner is detected from the detection signal of the sensor. The upper and lower threshold values are set so that replenishment of toner starts and stops. In addition, the threshold value equivalent to the level at which the replenishment stops is varied with time from the start of the replenishment. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, and a printing machine.

複写機等の画像形成装置は、感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置で現像剤であるトナーを用いて可視像化するようになっている。上記トナーは、使用により消耗されるので、適当な段階で補給する必要があるが、従来は、現像装置に設けられているトナーカートリッジを新しいものと交換することにより、トナーを補給するのが一般的であった。   An image forming apparatus such as a copying machine forms an electrostatic latent image on a photosensitive member, and the electrostatic latent image is visualized by a developing device using toner as a developer. Since the above toner is consumed by use, it is necessary to replenish it at an appropriate stage. Conventionally, it is common to replenish the toner by replacing the toner cartridge provided in the developing device with a new one. It was the target.

しかしながら、トナーカートリッジでトナーを補給する方式では、収容するトナー量を多くするとトナーカートリッジが大きくなるので、その分だけ必要スペースも大きくなり、現像装置や画像形成装置も大型化せざるを得ないという問題点があった。逆にトナーカートリッジを小さくすると、収容するトナー量が少なくなるので、頻繁に交換しなければならないという問題が生じる。これらの問題点を解決するものとして、下記特許文献1に記載のものが提案されている。   However, in the method of replenishing toner with a toner cartridge, if the amount of toner to be accommodated is increased, the toner cartridge becomes larger, so that the necessary space is increased accordingly, and the developing device and the image forming apparatus must be increased in size. There was a problem. On the other hand, if the toner cartridge is made smaller, the amount of toner to be stored becomes smaller, which causes a problem that it must be frequently replaced. As a solution to these problems, one described in Patent Document 1 below has been proposed.

上記特許文献1に記載のものは、画像形成装置に設けられている現像装置に、外部からトナーの充填が行えるトナー充填部を設けたもので、この充填部には、トナーを充填するための充填注入部材が挿入されるとき以外は閉塞状態を維持する弁構造と、トナーの残量及び満杯状態を検知するセンサを設けたものである。具体的には、トナーを所定方向に搬送する搬送スクリューの軸心位置を境にして、上側に満杯検知センサS1が設けられ、下側には残量検知センサS2が設けられていて、上記センサS2が所定トナー残量となったことを検知したときは、トナーの補給を開始し、上記センサS1が満杯を検知したときは、補給を停止するようになっている。
特開2003−223045号公報
In the above-mentioned Patent Document 1, a developing device provided in an image forming apparatus is provided with a toner filling portion that can be filled with toner from the outside. The filling portion is filled with toner. A valve structure for maintaining the closed state except when the filling injection member is inserted, and a sensor for detecting the remaining amount of toner and the full state are provided. More specifically, a full detection sensor S1 is provided on the upper side and a remaining amount detection sensor S2 is provided on the lower side with respect to the axial center position of the conveying screw that conveys toner in a predetermined direction. When it is detected that S2 has reached a predetermined amount of toner, toner supply is started, and when the sensor S1 detects fullness, supply is stopped.
JP 2003-223045 A

しかしながら、上記特許文献1に記載された発明のように、上下2個所にセンサを設けて、補給開始レベルと満杯レベルとをそれぞれ別のセンサで検出する構成では、上下のセンサを所定の間隔をおいて設置しなければならないので、そのためのスペースが必要であり、スペースが少ない小型の現像装置に適用するには不適であった。   However, as in the invention described in Patent Document 1, in the configuration in which sensors are provided in two upper and lower portions and the replenishment start level and the full level are detected by separate sensors, the upper and lower sensors are separated by a predetermined interval. Therefore, it is necessary to provide a space for that purpose, and is not suitable for application to a small-sized developing device with a small space.

例えば、1成分系のトナーを用いる現像装置では、現像装置自体が小型となるので、上下二つのセンサで上限レベルと下限レベルを検出する構成では、両センサを上下に配置させるには限界があり、下限レベルの検知位置が低くなり、残量検知時のトナー残量が非常に少なくなる。補給開始前のトナー残量が少なくなると、トナーを補給したときに、補給されたトナーが現像ローラ上に直行することになり、画像に筋状のムラが現れるという問題が生じる。また、現像ローラの近傍において、補給された新たなトナーの比率が高くなると、現像装置内に残留していたトナーが荷電不良になり、非画像領域にトナーがとぶ、いわゆるカブリが生ずるという問題があった。   For example, in a developing device that uses a one-component toner, the developing device itself is small. Therefore, in a configuration in which the upper limit level and the lower limit level are detected by two upper and lower sensors, there is a limit to disposing both the sensors above and below. The detection position of the lower limit level is lowered, and the remaining amount of toner when the remaining amount is detected becomes very small. When the remaining amount of toner before the start of replenishment is reduced, when the toner is replenished, the replenished toner goes directly onto the developing roller, causing a problem that streaky irregularities appear in the image. In addition, when the ratio of new toner replenished in the vicinity of the developing roller becomes high, the toner remaining in the developing device becomes poorly charged, and so-called fogging occurs in which the toner falls in the non-image area. there were.

さらに、上下二つのセンサによって上限と下限を検出する構成では、補給されるトナーの比率を所定範囲内に納めて、上記ムラやカブリの問題を防止するため、両センサの間隔を小さくする必要があるが、1成分系の現像装置のように小型化した現像装置では、スペースが小さいため、上下二つのセンサを接近させて設けることができないという問題点があった。しかも二つのセンサを設けることは、それだけコストが高くなるという問題もあった。   Further, in the configuration in which the upper and lower limits are detected by two upper and lower sensors, it is necessary to reduce the interval between the two sensors in order to keep the ratio of the toner to be replenished within a predetermined range and prevent the above-described unevenness and fogging problems. However, in a developing device reduced in size, such as a one-component developing device, there is a problem that the upper and lower sensors cannot be provided close to each other because the space is small. Moreover, the provision of two sensors has a problem that the cost increases accordingly.

一方、トナー補給を行う場合、補給動作によって新しいトナーが入ってくることや、攪拌により、トナーの見かけ比重が変化することに起因して、現像装置内を通過する光量が補給時間にともなって変化し、満杯を検知するレベルに影響を与えるため、安定した少量トナー補給を実現することが難しかった。   On the other hand, when toner is replenished, the amount of light passing through the developing device changes with the replenishment time due to new toner entering by the replenishment operation and the apparent specific gravity of the toner changing due to stirring. However, since it affects the level at which fullness is detected, it has been difficult to achieve a stable and small amount of toner supply.

そこで、本発明は、例えば1成分系の現像装置のように小型の現像装置であっても、一つのセンサを設けるだけで、二つの異なるトナー量レベルを検知することができるようにして、適切なトナー補給を行うことができ、しかもトナーの追加補給量を少量にコントロールできて、追加補給時の帯電不良や筋状ムラ等が発生せず、良好な画像が得られる画像形成装置を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention is suitable to detect two different toner amount levels only by providing one sensor even in a small developing device such as a one-component developing device. Provided is an image forming apparatus that can perform a replenishment of toner and that can control the amount of replenishment of toner to a small amount and does not cause a charging failure or streak unevenness at the time of replenishment. The purpose is that.

本発明は、上記課題を解決するため、次のような構成を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.

すなわち、第1の本発明は、現像用のトナーを入れるホッパー部と、
前記ホッパー部の内部のトナーを攪拌する攪拌部材と、
前記ホッパー部の内部へトナーを補給するトナー補給装置と、
前記ホッパー部の内部のトナー量を検出する一つのセンサと、
前記センサからの検出信号が入力し、前記検出信号に基づいて前記トナー補給装置に補給指令及び補給停止指令を出力する制御装置とを備え、
前記制御装置には、トナー補給時に前記センサの検出信号に基づいてトナーが満杯状態であることを検知し、補給を停止するためのスレッショルド値が設定され、前記スレッショルド値は、少なくともトナー補給を開始してからの所定期間は、そのトナー補給の時間にともなって変化し、
前記制御装置は、トナー量が上限のレベルに達したことが検知されたときは、トナーの補給を停止させる画像形成装置である。
In other words, the first aspect of the present invention includes a hopper portion into which toner for development is placed,
A stirring member that stirs the toner inside the hopper,
A toner replenishing device for replenishing toner into the hopper,
One sensor for detecting the amount of toner inside the hopper,
A control device that receives a detection signal from the sensor and outputs a supply command and a supply stop command to the toner supply device based on the detection signal;
The control device detects that the toner is full based on the detection signal of the sensor at the time of toner replenishment, and sets a threshold value for stopping the replenishment, and the threshold value starts at least toner replenishment The predetermined period after that changes with the toner replenishment time,
The control device is an image forming device that stops toner supply when it is detected that the toner amount has reached an upper limit level.

また、第2の本発明は、制御装置には、トナー量が補給の必要な下限レベルであることを検知するためのスレッショルド値が設定され、
前記制御装置は、前記スレッショルド値に基づいてトナー量が少ないことが検知されたときにトナーの補給を開始させる上記第1の本発明の画像形成装置である。
According to the second aspect of the present invention, a threshold value for detecting that the toner amount is a lower limit level that needs to be replenished is set in the control device,
The control device is the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein replenishment of toner is started when it is detected that the toner amount is small based on the threshold value.

また、第3の本発明は、トナーの補給停止のための前記スレッショルド値が、トナー補給開始のための前記スレッショルド値よりもトナー有りの状態を検出し易く設定されている上記第1の本発明の画像形成装置である。   According to a third aspect of the present invention, the threshold value for stopping toner replenishment is set more easily to detect the presence of toner than the threshold value for starting toner replenishment. This is an image forming apparatus.

また、第4の本発明は、補給時間が所定時間経過後は、トナーの補給停止のための前記スレッショルド値が、トナー補給開始のための前記スレッショルド値よりもトナー有りの状態を検出し易く設定されている上記第2又は第3の本発明の画像形成装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, after the replenishment time has elapsed, the threshold value for stopping toner replenishment is set to detect the toner present state more easily than the threshold value for starting toner replenishment. The image forming apparatus according to the second or third aspect of the present invention.

本発明に係る画像形成装置は、一つのセンサでトナー量を検出するが、検出信号を処理するスレッショルド値のうち、補給動作を停止するための上限スレッショルド値を、補給時間に伴って変化させるので、安定して満杯状態を検知することができ、補給量を少量化することが可能となる。   The image forming apparatus according to the present invention detects the amount of toner with one sensor, but among the threshold values for processing the detection signal, the upper threshold value for stopping the replenishment operation is changed according to the replenishment time. Thus, the full state can be detected stably, and the amount of replenishment can be reduced.

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。図1は、画像形成装置1の構成を表す模式図であり、機枠2の内部に回転ドラムからなる感光体3が設けられ、この感光体3に画像書き込み用のレーザースキャニングユニット4から画像信号が供給されるようになっている。感光体3の周囲には、感光体3を帯電させる帯電部材5、清掃部材6、摺接部材7等が設けられている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus 1. A photoconductor 3 including a rotating drum is provided inside a machine frame 2. Is to be supplied. Around the photosensitive member 3, a charging member 5, a cleaning member 6, a sliding contact member 7 and the like for charging the photosensitive member 3 are provided.

前記感光体3の外周面に臨むように、現像装置10が設けられている。図の現像装置10は、回転によって4色のトナーを交互に感光体3に供給するロータリー式現像装置であり、10a,10b,10c,10dの4つの区分(現像器)に分割されていて、それぞれの区分が異なる色の現像器となっている。この現像装置10には、トナー残量が所定の量となったときにトナー補給装置15からトナーが供給される。16は、トナー補給装置15に設けられた補給パイプである。なお、トナー補給装置15には、図示を省略したトナー搬送装置が設けられている。   A developing device 10 is provided so as to face the outer peripheral surface of the photoreceptor 3. The developing device 10 shown in the figure is a rotary developing device that alternately supplies four color toners to the photosensitive member 3 by rotation, and is divided into four sections (developing devices) 10a, 10b, 10c, and 10d. Each section is a different color developer. The developing device 10 is supplied with toner from the toner replenishing device 15 when the remaining amount of toner reaches a predetermined amount. Reference numeral 16 denotes a supply pipe provided in the toner supply device 15. The toner supply device 15 is provided with a toner transport device (not shown).

前記回転ドラムからなる感光体3に接するように中間転写ユニット20が設けられている。中間転写ユニット20は、矢印方向に循環移動する転写ベルト21を備え、その一方の端部には、転写部22が設けられている。中間転写ユニット20の下流側には、定着ユニット25が設けられている。なお、図1中の26は用紙カセット、28は排出ローラである。   An intermediate transfer unit 20 is provided so as to be in contact with the photoreceptor 3 formed of the rotating drum. The intermediate transfer unit 20 includes a transfer belt 21 that circulates in the direction of the arrow, and a transfer portion 22 is provided at one end thereof. A fixing unit 25 is provided on the downstream side of the intermediate transfer unit 20. In FIG. 1, 26 is a paper cassette, and 28 is a discharge roller.

この画像形成装置1は、回転ドラムからなる感光体3が帯電部材5によって帯電させられ、その外周面にレーザスキャニングユニットによって画像の書き込みが行われて、潜像が形成される。この潜像は、現像装置10によって現像されてトナーによる可視像となり、中間転写ベルト21に転写される。なお、ロータリー式の現像装置10は、所定のタイミングで回転しつつ、必要な色のトナー(4つに区分された各現像器に別々に保持されている)を感光体3に供給する。   In this image forming apparatus 1, a photosensitive member 3 composed of a rotating drum is charged by a charging member 5, and an image is written on the outer peripheral surface of the photosensitive member 3 by a laser scanning unit to form a latent image. The latent image is developed by the developing device 10 to become a visible image with toner, and is transferred to the intermediate transfer belt 21. The rotary developing device 10 supplies toner of the necessary color (held separately in each of the four developing devices) to the photoreceptor 3 while rotating at a predetermined timing.

中間転写ベルト21に転写された可視像は、用紙カセット26から所定のタイミングで送り出されてくる用紙に転写部22で転写されたのち、定着ユニット25で熱と加圧力を加えられて定着される。このようにして画像が形成された用紙は、排出ローラ28によって外部へ排出される。   The visible image transferred to the intermediate transfer belt 21 is transferred to a sheet fed from the sheet cassette 26 at a predetermined timing by the transfer unit 22 and then fixed by heat and pressure applied by the fixing unit 25. The The sheet on which the image is formed in this manner is discharged to the outside by the discharge roller 28.

一方、画像を現像するためのトナーは、使用によって消耗するので、現像装置10内におけるその残量が所定量となったときに、補給装置15によって補給される。この補給量は、上記筋状のムラやカブリが生じないように、ある程度少なくするのが好ましい。具体的には、例えば、古いトナー40gに対し、新しいトナー5g程度とするのが好ましい。図2は、上記現像装置10の一つの区分10aを拡大して表すもので、この現像装置10aには、トナーを入れるホッパー部30と、該ホッパー部30のトナーを現像ローラ31側に供給する攪拌部材40と、ホッパー部30から供給されたトナーを現像ローラ31へ供給する供給ローラ32と、現像ローラ31のトナーを規制するとともに帯電する規制部材34が設けられている。35は、現像後のトナーが現像装置に戻る部分をシールし、トナーのこぼれを防止するシール部材である。   On the other hand, since the toner for developing the image is consumed by use, it is replenished by the replenishing device 15 when the remaining amount in the developing device 10 reaches a predetermined amount. This replenishment amount is preferably reduced to some extent so as not to cause the streaky unevenness and fog. Specifically, for example, it is preferable to use about 5 g of new toner with respect to 40 g of old toner. FIG. 2 is an enlarged view of one section 10a of the developing device 10. In this developing device 10a, a hopper portion 30 for supplying toner and the toner in the hopper portion 30 are supplied to the developing roller 31 side. A stirring member 40, a supply roller 32 that supplies toner supplied from the hopper 30 to the developing roller 31, and a regulating member 34 that regulates and charges the toner of the developing roller 31 are provided. Reference numeral 35 denotes a seal member that seals a portion where the developed toner returns to the developing device and prevents toner spillage.

ホッパー部30内には、図3に示すように、上記攪拌部材40が設けられている。攪拌部材40は、攪拌部材軸41を備え、回転しながらトナーを攪拌するもので、該攪拌部材軸41には、窓42a付きの攪拌羽根42が設けられている。攪拌部材40による攪拌によって、粉状のトナーの一部が舞い上がり、センサ55の光通過量に影響を与える。このため、透過する光の濃淡によりトナーの量を一つのセンサで検知することができるのである。攪拌部材40の上側には、清掃用の回転円盤45が設けられていて、該回転円盤45には、直径方向の両位置から突出する左右一対の棒状部材46,46が設けられている。これら一対の棒状部材46,46には、薄いフィルムからなる光ガイド清掃部材47,47が取り付けられている。現像装置へのトナー補給制御が開始されると、この回転円盤45が所定方向に回転し、清掃部材47が後述の光ガイドの表面を清掃する。   As shown in FIG. 3, the stirring member 40 is provided in the hopper portion 30. The stirring member 40 includes a stirring member shaft 41 and stirs toner while rotating. The stirring member shaft 41 is provided with a stirring blade 42 with a window 42a. By stirring by the stirring member 40, a part of the powdery toner rises and affects the amount of light passing through the sensor 55. For this reason, the amount of toner can be detected by one sensor based on the density of transmitted light. On the upper side of the stirring member 40, a cleaning rotary disk 45 is provided, and the rotary disk 45 is provided with a pair of left and right rod-like members 46 and 46 protruding from both diametrical positions. Light guide cleaning members 47 and 47 made of a thin film are attached to the pair of rod-like members 46 and 46. When toner supply control to the developing device is started, the rotating disk 45 rotates in a predetermined direction, and the cleaning member 47 cleans the surface of the light guide described later.

上記清掃用の回転円盤45が設けられているレベル、すなわち、前記攪拌軸部材41よりもやや上方の、ホッパー部30内の左右両側位置に一対の光ガイド部材50が設けられている。図4は、これらの配置を表すものである。光ガイド部材50は、透明なアクリル樹脂で構成されるもので、発光側光ガイド部材51と、受光側光ガイド部材52からなり、現像装置10の側面の外側には、光電センサ55を構成する発光素子56と受光素子57が設けられている。発光素子56から発せられた光は、発光側光ガイド部材51を通ってその先端部に達し、その傾斜した先端部から直角に屈曲してホッパー部30内を横切ったのち、受光側光ガイド部材52を通って受光素子57に入射する。   A pair of light guide members 50 are provided at the level at which the rotary disk 45 for cleaning is provided, that is, slightly above the agitation shaft member 41, at both left and right positions in the hopper 30. FIG. 4 shows these arrangements. The light guide member 50 is made of a transparent acrylic resin, and includes a light emitting side light guide member 51 and a light receiving side light guide member 52, and a photoelectric sensor 55 is formed outside the side surface of the developing device 10. A light emitting element 56 and a light receiving element 57 are provided. The light emitted from the light emitting element 56 passes through the light emitting side light guide member 51 to reach the tip, bends at right angles from the inclined tip and crosses the hopper 30, and then receives the light receiving side light guide member. The light enters the light receiving element 57 through 52.

また、トナー補給制御が開始に伴い、新たに補給されるトナーが、光ガイド清掃部材47と発光側光ガイド部材51及び受光側光ガイド部材52との間に入り込み、清掃部材47の回転により光ガイド部材50の表面が摩擦清掃されて、光ガイド部材50の表面に付着した古いトナーは取り除かれる。   As the toner replenishment control is started, newly replenished toner enters between the light guide cleaning member 47, the light emitting side light guide member 51, and the light receiving side light guide member 52. The surface of the guide member 50 is frictionally cleaned, and the old toner adhering to the surface of the light guide member 50 is removed.

上記発光素子56と受光素子57は、制御装置60に接続されている。制御装置60では、受光素子57から供給される受光量を電圧で表すアナログ信号をデジタル信号に変換する。トナーは粉体であるから撹拌すると、発光側光ガイド部材50から受光側光ガイド部材51への光の通路をさえぎって、清掃部材47の通過直後に光が通過する動作を繰り返し、光の透過量に濃淡の変化を与える。このため、受光素子57の受光量を表す電圧が波状にアナログ変化することになる。トナー量が多いと、光が透過しにくくなるため、受光素子57の電圧は低くなる。逆に、トナー量が少ないと、光が透過しやすくなるため、受光素子57の電圧は高くなる。そこで、トナー量制御のための適当なスレッショルド値を電圧の値に対応させて制御装置60のメモリに設定して、デジタル信号化するのである。このスレッショルド値としては、基本的には、トナー補給の上限(満杯状態)を表すレベル1と、トナー補給を開始すべき下限を表すレベル2にそれぞれ対応させて、2種の値を設定しておく。つまり、実際のトナーのレベルが高いときは、スレッショルド値は低く、実際のトナーのレベルが低いときは、スレッショルド値は高いという関係にある。但し、後述するように、光ガイド清掃部材47、47の摩擦清掃機能を考慮する場合、トナーのレベルとスレッショルド値の関係を逆転させる場合もある(図6参照)。   The light emitting element 56 and the light receiving element 57 are connected to the control device 60. The control device 60 converts an analog signal representing the amount of light received from the light receiving element 57 as a voltage into a digital signal. Since the toner is powder, when it is agitated, the light passage from the light-emitting side light guide member 50 to the light-receiving side light guide member 51 is interrupted, and the operation of light passing immediately after passing through the cleaning member 47 is repeated. Gives the amount of light and shade change. For this reason, the voltage representing the amount of light received by the light receiving element 57 changes in an analog manner in a wave shape. If the amount of toner is large, light does not easily pass through, so the voltage of the light receiving element 57 becomes low. Conversely, when the amount of toner is small, light is easily transmitted, and thus the voltage of the light receiving element 57 becomes high. Therefore, an appropriate threshold value for controlling the toner amount is set in the memory of the control device 60 in correspondence with the voltage value and converted into a digital signal. As the threshold value, basically, two values are set corresponding to level 1 indicating the upper limit (full state) of toner supply and level 2 indicating the lower limit to start toner supply. deep. That is, when the actual toner level is high, the threshold value is low, and when the actual toner level is low, the threshold value is high. However, as will be described later, when considering the friction cleaning function of the light guide cleaning members 47, 47, the relationship between the toner level and the threshold value may be reversed (see FIG. 6).

なお、センサ55の位置や、トナーの補給開始のレベルと補給を停止すべき満杯レベルは、機種等に応じて最も好ましい値に設定すればよい。そして、スレッショルド値は、実際にこれらのレベルが検出されるような値としておけばよい。   The position of the sensor 55, the toner replenishment start level, and the full level at which replenishment should be stopped may be set to the most preferable values according to the model and the like. The threshold value may be set to such a value that these levels are actually detected.

図5は、上記センサ55の検出に基づいてトナーを補給するための制御を表すフローチャートであり、この図5にしたがって、トナー補給制御について説明する。この実施形態では、センサ55が常時駆動されているわけではなく、印字中(現像中)(ST1)にトナー消費量が第2の所定量に達した(ST4)時点でセンサ55を駆動して、トナー残量を検出する。まず、印字による印字率を積算し(ST2)、これに基づいてトナーの消費量を算出する(ST3)。算出されたトナー消費量が所定の値(レベル2)に達したか否かを判断し(ST4)、Noなら再度スタートに戻り、Yesならトナーの補給制御を開始する。   FIG. 5 is a flowchart showing control for replenishing toner based on the detection of the sensor 55. The toner replenishment control will be described with reference to FIG. In this embodiment, the sensor 55 is not always driven. When the toner consumption amount reaches the second predetermined amount (ST4) during printing (development) (ST1), the sensor 55 is driven. , Detecting the remaining amount of toner. First, the printing rate by printing is integrated (ST2), and based on this, the toner consumption is calculated (ST3). It is determined whether or not the calculated toner consumption has reached a predetermined value (level 2) (ST4). If No, the process returns to the start, and if Yes, toner replenishment control is started.

トナー補給制御に際しては、センサ55によって検出されたトナー残量が印字を行うに十分であるか否か(レベル2よりも大きいか否か)を判断し(ST31)、トナー残量が印字に十分な量であると判断されれば印字動作を行う。このトナー残量が十分であるか否かは、受光センサ57の電圧と補給開始用のスレッショルド値(レベル1対応)とを対比することにより判断できる。なお、上記算出消費量が所定の量に達したにもかかわらず、センサによるトナー残量がレベル2以上と判断された場合は、所定の追加消費を行ってから再度トナー補給制御を開始する。   In the toner replenishment control, it is determined whether or not the remaining amount of toner detected by the sensor 55 is sufficient for printing (whether it is greater than level 2) (ST31), and the remaining amount of toner is sufficient for printing. If it is determined that the amount is sufficient, a printing operation is performed. Whether or not the remaining amount of toner is sufficient can be determined by comparing the voltage of the light receiving sensor 57 with the threshold value for starting replenishment (corresponding to level 1). When the calculated consumption amount reaches a predetermined amount, but the remaining amount of toner by the sensor is determined to be equal to or higher than level 2, predetermined additional consumption is performed and toner supply control is started again.

トナー残量が補給を開始すべきレベル(レベル2)である場合は、現像装置のロータリーを回転させ、補給対象の現像器(例えば10a)を補給位置に移動させる(ST32)。ついで補給パイプ16を当該現像器10aに挿入する(ST33)。この状態で、補給パイプ16内に設けられているスクリュー、コンテナ等を駆動し、トナー補給を開始する(ST35)。   If the remaining amount of toner is at the level at which replenishment should be started (level 2), the rotary of the developing device is rotated, and the replenishment target developer (for example, 10a) is moved to the replenishment position (ST32). Next, the supply pipe 16 is inserted into the developing device 10a (ST33). In this state, the screw, container and the like provided in the supply pipe 16 are driven to start toner supply (ST35).

補給開始から所定時間が経過したらトナー量が満杯状態(レベル1)となったか否かを判断し(ST36)、満杯状態となっていない場合は、補給を継続する。また、満杯状態となったことが検出された場合は、トナー補給を停止し(ST37)、前記算出された消費量をリセット(ST38)するとともに、補給対象現像器を停止(ST39)して、補給パイプ16を当該現像器から抜き取る(ST40)。これでトナー補給制御が終了する。   When a predetermined time has elapsed from the start of replenishment, it is determined whether or not the toner amount has become full (level 1) (ST36). If not, replenishment is continued. If it is detected that the toner is full, the toner supply is stopped (ST37), the calculated consumption is reset (ST38), and the replenishment target developer is stopped (ST39). The supply pipe 16 is extracted from the developing device (ST40). This completes the toner supply control.

現像器内のトナーの量がトナー補給を開始すべき量(レベル2)であるか、補給を停止すべき満杯状態(レベル1)であるかは、センサ55を構成する受光素子57の電圧を、デジタル化するために制御装置60に設定されているスレッショルド値によって検知される。この実施形態では、スレッショルド値はレベル1用とレベル2用の2種類が設定されていて、それぞれのレベルを検知するが、補給を停止すべき量を表すレベル1を検知するためのスレッショルド値を、レベル2を検知するためのスレッショルド値よりも、トナーの存在を検出し易いように設定しておくのが好ましい。つまり、前者の値(レベル1を検知するためのスレッショルド値)を後者の値(レベル2を検知するためのスレッショルド値)よりも大きく設定しておく。これは、トナー補給時に前記光ガイド清掃部材47,47が光ガイド部材50の表面を清掃することによる光量の変化に対応するためである。すなわち、光ガイド部材50の表面には古いトナーが付着するため、光の透過量が低減するが、光ガイド清掃部材47,47がこの表面を清掃することによって、光の透過量が次第に増大し、たとえトナーのレベルが同じであっても、補給を開始した直後よりも受光素子の出力電圧が上昇するからである。図6は、レベル1とレベル2に対応するスレッショルド値の関係を表すものである。尚、トナーの満杯を検知する電圧値は、一定時間(実施例では20秒)経過後に安定する。安定するまでの期間におけるスレッショルド値の変化については、後述する。   Whether the amount of toner in the developing device is an amount to start toner supply (level 2) or a full state to stop supply (level 1) depends on the voltage of the light receiving element 57 constituting the sensor 55. Detected by the threshold value set in the control device 60 for digitization. In this embodiment, two types of threshold values for level 1 and level 2 are set, and each level is detected, but the threshold value for detecting level 1 representing the amount for which supply should be stopped is set. It is preferable that the threshold value for detecting level 2 is set so that the presence of toner can be detected more easily. That is, the former value (threshold value for detecting level 1) is set larger than the latter value (threshold value for detecting level 2). This is because the light guide cleaning members 47 and 47 correspond to a change in the light amount caused by cleaning the surface of the light guide member 50 when the toner is replenished. That is, since old toner adheres to the surface of the light guide member 50, the light transmission amount is reduced. However, the light guide cleaning members 47 and 47 clean the surface to gradually increase the light transmission amount. This is because even if the toner level is the same, the output voltage of the light receiving element is higher than immediately after the start of replenishment. FIG. 6 shows the relationship between the threshold values corresponding to level 1 and level 2. Note that the voltage value for detecting toner fullness is stabilized after a certain time (20 seconds in the embodiment) has elapsed. The change in the threshold value during the period until stabilization will be described later.

このようにしておくと、トナー補給量を少なくすることができ、追加補給を行った場合も、現像装置における帯電不良や筋状ムラの発生を抑制して、良好な画像を得ることができる。即ち、この様にしなければ、トナーのレベルが低くなっていないのにも関わらず、光ガイド清掃部材47,47の表面が磨かれることのみによって、受光素子57の受光量が増加して、検知される電圧が高くなり、トナーのレベルが「低い」と誤判断させてしまうからである。   By doing so, the amount of toner replenishment can be reduced, and even when additional replenishment is performed, it is possible to suppress the occurrence of charging defects and streak unevenness in the developing device and obtain a good image. That is, if this is not done, the amount of light received by the light receiving element 57 is increased only by polishing the surfaces of the light guide cleaning members 47 and 47 even though the toner level is not lowered. This is because the applied voltage becomes high and the toner level is erroneously determined to be “low”.

上記の説明では、トナーの満杯を検知する電圧値が安定した後(図6で示す補給開始後20秒後)のレベル1とレベル2に対応するスレッショルド値の関係を中心に説明した。   In the above description, the relationship between the threshold values corresponding to level 1 and level 2 after the voltage value for detecting toner full is stabilized (20 seconds after the start of replenishment shown in FIG. 6) has been mainly described.

次に、補給開始から所定時間T(図示例では20秒)経過するまでの期間におけるレベル1に対応するスレッショルド値の変化を中心に説明する。尚、本発明の「補給時間が所定時間経過後」の一例としては、図6の実線と点線がクロスした時点以降が該当する。   Next, the change in the threshold value corresponding to level 1 in the period from the start of replenishment to the elapse of a predetermined time T (20 seconds in the illustrated example) will be mainly described. An example of the “replenishment time after a predetermined time” according to the present invention corresponds to the time after the time when the solid line and the dotted line in FIG. 6 cross each other.

図6は、これら二つのスレッショルドを表すもので、満杯(補給を停止するレベル)を検知する上限スレッショルドH1は、図の実線で示すように、補給時間とともに変化するように設定されている。すなわち、補給開始から所定時間T(図示例では20秒)は、スレッショルド値(V)が0から1.5まで直線的に上昇し、その後は一定に維持される。また、補給が必要なレベル(「空検知レベル」という)は、図の破線で示すように、一定(図示す例では0.5V)に維持される。   FIG. 6 shows these two thresholds, and the upper limit threshold H1 for detecting fullness (level at which replenishment is stopped) is set so as to change with the replenishment time, as shown by the solid line in the figure. That is, for a predetermined time T (20 seconds in the illustrated example) from the start of replenishment, the threshold value (V) rises linearly from 0 to 1.5 and thereafter remains constant. Further, the level requiring replenishment (referred to as “empty detection level”) is maintained constant (0.5 V in the illustrated example) as indicated by the broken line in the figure.

受光素子57の受光量は、上記清掃部材47によって光ガイド部材の表面が清掃されること等の影響で、補給動作の開始とともに、徐々に変化(通常は上昇)する傾向があるが、これに応じてこのように、上限検知用のスレッショルド値を補給開始から時間とともに変化するように設定しておけば、受光量が変化しても安定して検知することができるのである。   The amount of light received by the light receiving element 57 tends to gradually change (usually increases) with the start of the replenishment operation due to the effect that the surface of the light guide member is cleaned by the cleaning member 47, etc. Accordingly, if the threshold value for detecting the upper limit is set so as to change with time from the start of replenishment, it is possible to detect stably even if the amount of received light changes.

具体例を挙げれば、例えば発光素子26の信号が、現像器内を光が透過した場合に最大3.2Vの信号が得られるように設定した場合、スレッショルド値レベルを一定(1.0V)で補給制御を行うと、補給量は5〜10gの範囲で推移し、補給量を5g以下で制御することは難しい。しかしながら、図6に示すように、スレッショルドを制御することにより、補給量は2〜4gの範囲まで下げることができると同時に、補給ミスを低減させることができるのである。   As a specific example, for example, when the signal of the light emitting element 26 is set so that a maximum signal of 3.2 V can be obtained when light passes through the developing device, the threshold value level is constant (1.0 V). When supply control is performed, the supply amount changes in the range of 5 to 10 g, and it is difficult to control the supply amount at 5 g or less. However, as shown in FIG. 6, by controlling the threshold, the replenishment amount can be lowered to a range of 2 to 4 g, and at the same time, replenishment errors can be reduced.

尚、補給時間が所定時間経過(図6では、約7秒)した後は、トナー補給の開始を判断するための下限スレッショルド値よりも、トナー補給開始後の前記上限スレッショルド値のほうが、トナーの存在を検知し易く設定しておくのが好ましい。スレッショルド値の関係を上記のようにしておくと、追加補給を行った場合も、新しいトナーを補給しすぎることを防止出来、現像装置における帯電不良や筋状ムラの発生を抑制して、良好な画像を得易いのである。   After the replenishment time has elapsed (approximately 7 seconds in FIG. 6), the upper threshold value after the start of toner replenishment is greater than the lower threshold value for determining the start of toner replenishment. It is preferable to set the presence easily. If the relationship between the threshold values is as described above, it is possible to prevent excessive supply of new toner even when additional replenishment is performed, and to suppress the occurrence of charging defects and streak unevenness in the developing device. It is easy to obtain an image.

この現像装置は、1つ(1組)のセンサを用いて、二つの異なるトナーレベルを検知することが可能であり、スペースに乏しい小型の現像装置の場合も、このセンサで2段階のトナー残量を検出し、印字不良や、画像不良等を生じないように、トナー補給制御を効果的に実施することが可能である。なお、以上の説明では、ロータリ式の現像装置を例にとって説明したが、ロータリ式ではないものにおいても同様である。また、トナーとして1成分系のトナーを使用する現像装置を例にとって説明したが、2成分系の現像装置についても同様に適用できることは言うまでもない。   This developing device can detect two different toner levels using one (one set) sensor. Even in a small-sized developing device with little space, this sensor can store two levels of toner. It is possible to effectively perform toner replenishment control so as to detect the amount and prevent printing defects and image defects. In the above description, the rotary type developing device has been described as an example, but the same applies to a non-rotary type developing device. Further, the developing device using a one-component toner as the toner has been described as an example, but it goes without saying that the present invention can be similarly applied to a two-component developing device.

本発明の画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等として採用することができる。   The image forming apparatus of the present invention can be employed as a copying machine, a printer, a facsimile, or the like.

本発明の一実施の形態である画像形成装置の構成を模式的に表す断面図Sectional drawing which represents typically the structure of the image forming apparatus which is one embodiment of this invention 本実施の形態の画像形成装置における現像装置の拡大断面図Enlarged sectional view of the developing device in the image forming apparatus of the present embodiment 本実施の形態における現像装置の要部の拡大斜視図Enlarged perspective view of the main part of the developing device in the present embodiment 本実施の形態における現像装置の平面図Plan view of the developing device in the present embodiment 本実施の形態におけるトナー補給制御を表すフローチャート図Flowchart diagram illustrating toner supply control in the present embodiment 本実施の形態におけるスレッショルド値の設定例を説明する図The figure explaining the example of a setting of the threshold value in this Embodiment

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
2 機枠
3 感光体
5 帯電部材
10 現像装置
15 補給装置
20 中間転写ユニット
55 センサ
56 発光素子
57 受光素子
60 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Machine frame 3 Photoconductor 5 Charging member 10 Developing apparatus 15 Replenishment apparatus 20 Intermediate transfer unit 55 Sensor 56 Light emitting element 57 Light receiving element 60 Control apparatus

Claims (4)

現像用のトナーを入れるホッパー部と、
前記ホッパー部の内部のトナーを攪拌する攪拌部材と、
前記ホッパー部の内部へトナーを補給するトナー補給装置と、
前記ホッパー部の内部のトナー量を検出する一つのセンサと、
前記センサからの検出信号が入力し、前記検出信号に基づいて前記トナー補給装置に補給指令及び補給停止指令を出力する制御装置とを備え、
前記制御装置には、トナー補給時に前記センサの検出信号に基づいてトナーが満杯状態であることを検知し、補給を停止するためのスレッショルド値が設定され、前記スレッショルド値は、少なくともトナー補給を開始してからの所定期間は、そのトナー補給の時間にともなって変化し、
前記制御装置は、トナー量が上限のレベルに達したことが検知されたときは、トナーの補給を停止させる画像形成装置。
A hopper that holds toner for development;
A stirring member that stirs the toner inside the hopper,
A toner replenishing device for replenishing toner into the hopper,
One sensor for detecting the amount of toner inside the hopper,
A control device that receives a detection signal from the sensor and outputs a supply command and a supply stop command to the toner supply device based on the detection signal;
The control device detects that the toner is full based on the detection signal of the sensor at the time of toner replenishment, and sets a threshold value for stopping the replenishment, and the threshold value starts at least toner replenishment The predetermined period after that changes with the toner replenishment time,
The control device is an image forming apparatus that stops toner supply when it is detected that the toner amount has reached an upper limit level.
制御装置には、トナー量が補給の必要なレベルであることを検知するためのスレッショルド値が設定され、
前記制御装置は、前記スレッショルド値に基づいてトナー量が少ないことが検知されたときにトナーの補給を開始させる請求項1に記載の画像形成装置。
The control device is set with a threshold value for detecting that the toner amount is at a level that requires replenishment,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control device starts toner supply when it is detected that the toner amount is small based on the threshold value.
トナーの補給停止のための前記スレッショルド値が、トナー補給開始のための前記スレッショルド値よりもトナー有りの状態を検出し易く設定されている請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the threshold value for stopping toner replenishment is set to detect a toner present state more easily than the threshold value for starting toner replenishment. 補給時間が所定時間経過後は、トナーの補給停止のための前記スレッショルド値が、トナー補給開始のための前記スレッショルド値よりもトナー有りの状態を検出し易く設定されている請求項2又は3に記載の画像形成装置。   The threshold value for stopping toner supply after the replenishment time has elapsed is set to detect the state of toner more easily than the threshold value for starting toner supply. The image forming apparatus described.
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