JP2575404B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、たとえば、収納されている現像剤の濃度
を検知する濃度検知装置を有する現像装置が設けられた
レーザプリンタ、電子複写機等の画像形成装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、画像形成装置において、出荷時等において、基
準となる現像剤濃度の状態で、現像装置に設けられた濃
度検知装置による電圧値を基準電圧値として設定し、本
体に読込ませている。

以後、この状態にして現像剤濃度が低下すると、濃度
検知装置による電圧値が高くなり（トナー比濃度低
下）、所定の電圧値になるとトナーカートリッジよりト
ナー補給を開始し、トナーが撹拌され現像剤濃度が基準
値になると、トナー補給は停止する。

そして、上記トナー比濃度が所定の濃度まで薄くなっ
た時、つまりエンプティ検知レベルに達した時に、トナ
ーエンプティとしてトナーカートリッジの交換が要求さ
れ、その交換が行われる。

ところが、上記のようなトナーエンプティを検知する
濃度検知装置のエンプティ検知レベル（電圧値）は、上
記基準電圧値に一定（同一）の係数を乗算した値に対応
している。このため、各現像装置ごとの濃度検知装置の
検知特性が異なっているにもかかわらず、同一の係数を
用いてエンプティ検知レベルを算出しているため、トナ
ー比濃度が十分に濃いのにエンプティを検知したり、逆
にトナー比濃度が薄いのにエンプティを検知しなかった
りするという欠点があった。

すなわち、エンプティ検知を行なうトナー比濃度が一
定でなく、異なった現像装置ごとに、正確なトナーのエ
ンプティ検知を行なうことができないという欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、異なった現像手段ごとに、正確な現像剤
の空検知を行なうことができないという欠点を除去する
もので、異なった現像手段ごとに、正確な現像剤の空検
知を行なうことができる画像形成装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明の画像形成装置は、収納されている現像剤の
濃度を電圧値で検知する濃度検知手段を有する現像手段
が接合、離脱自在な構成としたものにおいて、上記新し
い現像手段の接合時に、上記濃度検知手段により検知し
た電圧値を基準電圧値と判断する第１の判断手段、上記
基準電圧値の変化に対応した種々の係数をあらかじめ記
憶している記憶手段、上記第１の判断手段により判断し
た基準電圧値に対応する係数を上記記憶手段から読出
し、その基準電圧値と係数とを乗算することにより空検
知電圧値を判断する第２の判断手段、上記濃度検知手段
により検知した電圧値と上記第１の判断手段により判断
した基準電圧値とを比較し、この比較結果により現像剤
の補給を判断する第３の判断手段、上記現像手段に補給
する現像剤が収納されている接合、離脱自在な構成の現
像剤補給部、上記第３の判断手段により補給の判断に応
じて、上記現像剤補給部から上記現像手段へ現像剤の補
給を行なう補給手段、および上記濃度検知装置による検
知電圧値が上記第２の判断手段で判断した空検知電圧値
に達した際に、上記現像剤補給部内の現像剤の空が検知
される検知手段から構成されている。

（作用） この発明は、現像手段ごとの基準電圧値、つまり濃度
検知装置の検知電圧値と現像剤の濃度との特性に対応し
て現像剤補給部の空検知電圧値を変更するようにしたも
のである。これにより、異なった現像手段ごとに、正確
な現像剤の空検知を行なうことができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第２図および第３図はこの発明の画像形成装置とし
てのレーザプリンタを備えた画像形成ユニット装置の外
観斜視図および内部構成を示す概略的縦断側面図であ
り、次のような構成となっている。

図中１は、画像形成装置としてのレーザプリンタであ
り、次のような構成となっている。

すなわち、図中５はレーザプリンタ１のプリンタ本体
であり、このプリンタ本体５の上面後部は一段高くなっ
ており、その上面中央部には排紙部としての凹部６が形
成されている。上記凹部６には、ジョガー７によって移
動可能に支持された排紙トレイ８が装着されているとと
もに、この凹部６の右側には操作パネルとしての操作盤
表示部９および操作盤スイッチ部（入力手段）10が、左
側には３つのICカード挿入口11…がそれぞれ配設された
状態となっている。

上記操作盤表示部９は、第４図（ａ）に示すように、
枚数、モード等を表示するLCD（液晶）表示器9aと各種
の状態をLED（発行ダイオード）で点灯表示する表示器9
b、…とから構成されている。上記表示器9b、…は、外
部機器とつながっているか否か、つまりオンライン、オ
フラインのモード、プリントレディ、印字データ転送
中、オペレータコール、サービスマンコール、マニュア
ル時を示すものによって構成されている。

上記操作盤スイッチ部10は、第４図（ｂ）に示すよう
に、テンキー10a、オンライン、オフライン切換キー10
b、クリアキー10c、イエス（YES）キー10d、ノー（NO）
キー10e、排出（EXIT）キー10fなどによって構成されて
いる。また、上記テンキー10aの各キーは、コピー枚数
設定モード、ペーパソース給紙モード、印字中止紙排出
モード等を設定するキーにも用いられるようになってい
る。上記クリアキー10cはリセットキーとしても用いら
れ、イエスキー10dはエンターキーとしても用いられ、
ノーキー10eはネクストキー、インクリメントキーとし
ても用いられ、排出キー10fはESCキー、ディクリメント
キーとしても用いられるようになっている。

さらに、プリンタ本体５の前面には排紙トレイ12が、
また、後面側には手差しトレイ13が装着されている。

また、プリンタ本体５のほぼ中央部には、像担持体と
してのドラム状感光体15が設けられているとともに、そ
の周囲には第５図にも示すように帯電装置16,レーザ光
学系17,現像手段としての現像装置（現像器ユニット）1
8,転写装置19,剥離装置20,クリーナ手段としてのクリー
ニング装置（感光体ユニット）21,および除電装置22が
順次配置されている。

さらに、プリンタ本体５内には、感光体15と転写装置
19との間の画像転写部23を経て前方向に伸びる像支持体
搬送路24が形成されており、プリンタ本体５内の底部に
収納された給紙カセット25から給紙ローラ28および移送
ローラ29等を介して自動給紙された用紙Ｐ、手差しトレ
イ13から手差し供給された用紙Ｐを前記画像転写部23に
導くようになっている。

また、この像支持体搬送路24の画像転写部23の上流側
にはアライニングローラ対30が配置され、下流側には定
着装置31,排紙セレクタ32および排紙ローラ対33が配置
されている。

なお、像支持体搬送路24の終端側には、前記排紙セレ
クタ32により振分けられた用紙Ｐを排紙部としての前記
凹部６に導くべく排紙ロータ対34を備えた分岐搬送路35
が形成されている。

第２図に示す40は下部カバー,41はフロントカバー,42
は上部カバー,43は開閉自在な右カバー（扉）、44は左
カバー、45は右カバー開閉レバー,46は上部ユニット開
閉用レバーであり、第３図に示す47,48…,49は制御部を
構成する制御基板である。

しかして、画像形成動作にあたっては、感光体15が駆
動されるとともに帯電装置16の働きで一様に帯電され、
ついでレーザ光学系17により感光体15上に画像信号に対
応した露光が行われ静電潜像が形成される。ついで、こ
の感光体６上の静電潜像はトナーａとキャリアｂとから
なる二成分現像剤Ｄを使用する現像装置18により現像さ
れ、現像剤像として画像転写部23側に送込まれる。

一方、この現像剤像形成動作に同期して給紙カセット
25から取出された用紙Ｐ、あるいは手差しされた用紙Ｐ
がアライニングローラ対30を介して送り込まれ、予め感
光体15上に形成された上記現像剤像が転写装置19の働き
により用紙Ｐに転写される。ついで、用紙Ｐは剥離装置
20により感光体15より引き剥がされて像支持体搬送路24
を通過して定着装置31に送り込まれる。ここで現像剤像
が用紙Ｐに溶融定着された後、排紙セレクタ32により排
出方向が振分けられ上部の排紙トレイ８もしくは前部の
排紙トレイ12上に排出される。

なお、用紙Ｐ上に現像剤像を転写した後、感光体15上
に残った残留トナーは清掃装置21により清掃され、次の
コピー動作が可能な状態となる。

また、上記感光体15,クリーナ手段としてのクリーニ
ング装置21,および現像手段としての現像装置18は、第
６図から第９図に示すように、それぞれが現像ローラ59
の中心軸を両端に延長したシャフト部201、感光体15の
シャフト202を案内としてそれぞれの握りハンドル87、8
8により、スライドレール50,50を介してスライド自在に
支持されたガイドフレーム51に搭載され、第６図、第９
図に示すように右カバー43を開いた状態でガイドフルー
ム51を引き出すことによりこれらをプリンタ本体５の右
側部位に引き出せる構成となっている。

また、上記感光体15とクリーニング装置21とはユニッ
ト化されていてガイドフレーム51に対して一体に、ま
た、現像装置18は単独で着脱できる構成である。そし
て、現像装置18については、プリンタ本体５に対して水
平状態に装着されるようになっている。

上記現像装置18は、第５図に詳図するような構成とな
っている。

すなわち、この現像装置18は現像機構部55と現像剤撹
拌部56からなっている。

上記現像機構部55は、現像装置本体57の開口部58に対
向して配置された現像ローラ59と、この現像ローラ59の
表面に形成された現像剤磁気ブラシＤ′の感光体15との
摺接部すなわち現像部60よりも上流側に設けられ現像剤
磁気ブラシＤ′の厚みを規制するドクタ61と、現像部60
よりも下流側に設けられ現像ローラ59の表面に形成され
た現像剤磁気ブラシＤ′を剥離して現像剤撹拌部56に導
くスクレーパ62を有している。また、現像剤撹拌部56
は、現像ローラ59の配置部の後方に形成された現像剤収
容部63に収容された現像剤搬送オーガとしての第１、第
２の現像剤撹拌体64,65（第10図参照）とを有してい
る。

また、前記現像ローラ59は、複数の磁極部89を有した
磁気ロール59aと、この磁気ロール59aに外嵌されて時計
方向に回転する非磁性スリーブ59bとから構成されてい
る。

また、現像装置本体57の現像剤撹拌部56と対向する位
置には現像剤受入部としてのトナー受入部66が形成され
ており、後述する現像剤補給手段150の現像剤補給用カ
ートリッジ（現像剤補給部）としてのトナーカートリッ
ジ67から補給されたトナーａおよび現像剤戻し手段とし
てのトナー戻し手段68を介してクリーニング装置21から
戻されたトナーａを受入れるようになっている。

また、スクレーパ62と対向する位置には現像剤濃度を
検知する現像剤濃度検知器70が設けられており、この現
像剤濃度検知器70からの検知信号としての電圧変換値に
よりトナーカートリッジ67内に組込まれた現像剤補給部
材としてのトナー補給軸71を必要に応じて（プリンタ本
体５とは別駆動により）分散駆動するようになってい
る。

しかして、非磁性スリーブ59bの表面には各磁極部か
ら発生した磁力線により現像剤Ｄが穂立ってブラシ状に
吸着して現像剤磁気ブラシＤ′が形成され、この現像剤
磁気ブラシＤ′がスリーブ59bの回転により現像部60に
順次搬送され、磁気ブラシＤ′中のトナーａが感光体15
上の静電潜像に付着して現像することになる。

一方、現像剤収納部63内に配設された現像剤撹拌体6
4、65の回転により現像剤Ｄが撹拌されたトナーａとキ
ャリアｂとの摩擦帯電を良好に行なわせるようになって
いる。上記現像剤撹拌体64、65の構成を第10図および第
11図により説明する。第10図は現像剤収納部63内の現像
剤Ｄの流れＢを示している。また、第11図には現像剤撹
拌体64、65のみを示している。

すなわち、トナー補給口66から補給されたトナーａ
は、平板状Ｕターン羽根204により、撹拌体64側に送ら
れ、搬送羽根205によりすみやかに搬送され、途中の撹
拌羽根69により十分撹拌され、平板状のＵターン羽根20
4′により撹拌体65側に送られる。その後、中央部の外
形の小さい羽根74上で現像剤Ｄの流れを変化させる。こ
の流れを利用して後述する濃度検知を行なうようになっ
ている。上記現像剤撹拌体64、65は、現像装置18つまり
現像器ユニットに対して水平に設けられており、現像剤
Ｄの搬送に悪影響（傾斜による搬送異常）を与えないよ
うになっている。上記現像剤撹拌体64の上記トナー補給
口66に対応する付近には、トナー検知の遅れとトナーづ
まりとを防止するために、撹拌羽根を設けずに搬送羽根
のみを設けるようになっている。

ここで、現像剤濃度検知および制御について説明す
る。まず、現像装置18には、第12図に示すように、装置
の新、旧または装置の製造番号を認識させる手段として
の基板39と濃度検知装置70が接続されている。新しい現
像装置18の場合について説明する。あらかじめ現像剤Ｄ
は一定濃度であり、本体５の装着した時、上記基板39に
より、新、旧の認識を行い、新と認識されたときのみ本
体５の記憶装置（図示しない）にて、現像装置18の本体
内の使用カウントをリセットする。その後、現像剤Ｄの
濃度一定状態のまま本体のみ駆動を開始し、現像剤Ｄの
流れが安定した状態になる。約２分後に濃度検知装置70
より本体５の記憶装置（図示しない）に電圧変換された
電圧値（基準農置に対応するイニシャル電圧値）が読込
まれる。このとき、読込まれた電圧値により、この現像
装置18の濃度制御が開始される。

また、前記クリーニング装置21は、第５図に示すよう
な構成となっている。

すなわち、図中75は、感光体15に対向する部分に開口
部76を有したクリーニング装置本体であり、このクリー
ニング装置本体75内にクリーニングブレード77が収容さ
れた状態となっている。

このクリーニングブレード77は、支軸78により回転自
在、かつ付勢体としての錘り79により常時第５図の状態
において反時計方向に付勢されたブレードホルダ80によ
り上端部が保持されており、その下端部先端は感光体15
の周面に圧接した状態となっている。

そして、感光体15に付着してきた残存トナーａを、こ
のクリーニングブレード77により掻き落すようになって
いる。

また、上記開口部76の下端開口縁部には回収ブレード
81が装着されていて、上記クニーニングブレード77によ
り掻き落されたトナーａをクニーニング装置本体75内に
回収するようなっている。

また、クニーニング装置本体75内の底部には、クニー
ニング装置本体75内のトナーａを現像剤戻し手段として
のトナー戻し手段68に受渡すべく外部に突出したトナー
放出部83に移送するトナー回収オーガ82が配置されてい
る。

一方、第９図に示すように、右カバー43の内側には、
前記クリーニング装置21で回収したトナーａの現像装置
18に戻すトナー戻し手段68が取付けられた状態となって
いる。

なお、第９図に示すように、右カバー43にはトナー戻
し手段68の駆動手段107,現像剤補給手段としてのトナー
補給手段150,ガイド部材122,安全スイッチ動作用爪123,
カバーロック爪124,感光体および現像装置の位置決め用
のガイド部材125等が取付けられている。

なお、第９図に示す190は現像装置のトナー受入口66
を開閉するスライドシャッタであり、右カバー43を閉じ
た時、トナー放出部91により押されてスライドしトナー
受入口66を開放するようなっている。また、191は現像
装置18と、感光体15とクリーニング装置21とのユニット
装置の着脱自在に搭載するスライドレール51を引出すた
めの把手である。

なお、上記トナー戻し手段68等は、特願昭61−165666
号に説明されているので、ここでは詳細な説明を省略す
る。

第13図は電気回路の要部を示すものである。すなわ
ち、全体を制御する制御回路120、制御用のプログラム
が記憶されているROM121、データ変更時に照合される暗
証番号（ID番号）、現像装置18に対するデータとしての
認識番号、使用カウント数、基準電圧値、濃度制御範
囲、および用紙Ｐに対するデータとしてのトップマージ
ン、レフトマージン、ペーパタイプ等が記憶され、不揮
発性のRAMで構成される記憶回路122、上記基板39と濃度
検知装置70とを有する現像装置18を駆動する駆動回路12
3、図示しない外部機器から供給される印字データ、上
記操作盤スイッチ部10の設定内容、あるいは上記基板39
からの認識番号を受入れたりする入力ポート124、上記
操作盤表示部９に表示内容を出力したり、トナー補給用
のモータ（図示しない）を駆動する駆動回路125に駆動
信号を出力したり、上記トナー補給軸71を駆動する駆動
回路129に駆動信号を出力したりする出力ポート126、上
記濃度検知装置70からの濃度信号をディジタル値に変換
するA/Dコンバータ127および上記制御回路120と上記ROM
121、記憶回路122、入力ポート124、出力ポート126、A/
Dコンバータ127を接続するバス128によって構成されて
いる。

上記トップマージンは、印字する際の用紙Ｐの印字開
始位置データであり、レフトマージンは用紙Ｐの両サイ
ドの位置決めをするための横方向の印字位置合せ用のデ
ータであり、ペーパタイプ使用する国によって異なる用
紙のサイズ（A4サイズ、レター型）を示すデータであ
り、それらはユーザによって変更されない重要なデータ
となっている。

上記制御回路120は、現像装置18の基板39から供給さ
れる認識番号（あるいは新、旧を示す情報）を、現実設
定されている現像装置18の認識番号として記憶回路122
に記憶するものであり、新たな（別な）認識番号が供給
された場合、現像装置18の交換つまり新しい現像装置18
が設定されたと判定するようになっている。また、上記
制御回路120は、現像装置18の交換つまり新しい現像装
置18が設定されたと判断した場合、その新しい現像装置
18から読取った電圧値を、適正現像剤濃度（基準濃度）
に対応する基準電圧値（イニシャル電圧値）として上記
記憶回路122に設定するようなっている。さらに、上記
制御回路120は、現像装置18の交換つまり新しい現像装
置18が設定されたと判断した場合、記憶回路122による
基準電圧範囲と現像装置18の濃度検知装置70からの電圧
値とを比較し、所定の電圧値の範囲（1.0V〜3.0V）外の
場合、正常な画像の形成が不可能と判断し、その旨（つ
まり読込んだ電圧値が適正範囲内にないため、適正濃度
での画像形成を行なうことができないという案内）を操
作盤表示部９で表示するとともに、本体５の起動を停止
するものである。

また、上記制御回路120は、上記イニシャル電圧値ご
との上記濃度検知装置70からの電圧値（トナー比濃度）
に応じた補給回数および補給時間を判断し、この判断結
果に応じた補給処理を行なうものである。上記濃度検知
装置70による検知電圧値の読取りタイミングは、各用紙
Ｐのアライニングスタート時（給紙開始時）である。

上記補給時間と補給回数とは、イニシャル電圧値の変
化に伴って異なったものとなっている（第14図参照）。

すなわち、Ａ＝イニシャル電圧値（基準値:2.03Vの場
合）、Ｂ＝トナー比濃度（読取値）とすると、Ａ＞Ｂの
場合、補給なしであり、Ａ＞Ｂ＞1.12Aの場合、0.2sec
間の１回補給であり、1.12A＜Ｂ＜1.25Aの場合、0.2sec
間と0.45sec間の２回補給であり、1.25A＜Ｂ＜1.38Aの
場合、0.2sec間と0.45sec間と0.75sec間の３回補給であ
り、1.38A＜Ｂの場合、0.2sec間と0.45sec間と0.75sec
間と1.2sec間の４回補給である。

ただし、Ｂの値が大きくなるにしたがって、トナー比
濃度が薄くなるようなっている。

たとえば、第14図に示すように、イニシャル電圧値
（基準値;A）が1.56Vの状態において、読取値（トナー
比濃度;B）が1.56V以下の場合、補給なしを判断し、読
取値が1.56V〜1.79Vの場合、0.2secの１回の補給動作を
判断し、読取値が1.79V〜2.01Vの場合、0.2secと0.45se
cの２回の補給動作を判断し、読取値が2.01V〜2.3Vの場
合、0.2sec、0.45secおよび0.75secの３回の補給動作を
判断し、読取値が2.3V〜2.54Vの場合、0.2sec、0.45se
c、0.75secおよび1.2secの４回の補給動作（第15図参
照）を判断するようになっている。上記補給動作と補給
動作の間の間隔は1.0secとなっている。

また、他のイニシャル電圧値の場合も、上記同様に読
取値に対応した補給回数が選択されるようになってい
る。

また、上記制御回路120は、イニシャル電圧値による
制御範囲が1.5V〜2.5Vの間であり、読取値が1.0V〜3.0V
の範囲外の場合、適正濃度での画像の形成が不可能と判
断するものである。

さらに、上記制御回路120は、上記読取値が所定電圧
値（エンプティ検知レベル）以上となった場合、プリエ
ンプティを検知するものである。上記プリエンプティを
検知するエンプティ検知レベルは、イニシャル電圧値の
変化に応じて異なったものとなっている。たとえば、第
14図および第17図に示すように、イニシャル電圧値が1.
56Vの状態（ａ）で、読取値が2.54V以上となった場合、
プリエンプティを判断し、イニシャル電圧値が2.03Vの
状態（ｂ）で、読取値が3.02V以上となった場合、プリ
エンプティを判断し、イニシャル電圧値が2.5Vの状態
（ｃ）で、読取値が3.375V以上となった場合、プリエン
プティを検知するようになっている。

上記エンプティ検知レベル（空検知電圧値）は、上記
イニシャル電圧値が判断された際に、制御回路120によ
ってそのイニシャル電圧値に対応する係数をROM121から
読出し、この読出した係数とイニシャル電圧値とを乗算
することにより、算出されるようになっており、この算
出結果としてのエンプティ検知レベルは記憶回路122に
記憶されるようなっている。

上記各イニシャル電圧値ごとのエンプティ検知レベル
を決定する係数のテーブルは、あらかじめROM121に記憶
されており、たとえば第16図に示すように、イニシャル
電圧値が1.56の場合、その係数としては1.58が対応し、
イニシャル電圧値が2.03の場合、その係数としては1.48
が対応し、イニシャル電圧値が2.5の場合、その係数と
しては1.35が対応するようになっている。

また、上記制御回路120は、上記プリエンプティを検
知した場合、プリエンプティ解除処理を行い、この処理
を行なってもプリエンプティを検知している際、トナー
エンプティを判断し、トナーカートリッジ67の交換要求
を操作盤表示部９で行なうものである。

上記プリエンプティ解除処理は、まず、トナー補給軸
71を12秒間駆動することによりトナー補給を行なう。次
に、トナー撹拌体64、64を回転することにより、現像剤
Ｄの撹拌を開始する。そして、この撹拌している状態
で、90秒経過しても濃度検知装置70の電圧値がエンプテ
ィ解除レベル以下にならない場は、トナーエンプティと
判断し、撹拌動作を停止し、トナーカートリッジ67の交
換要求を操作盤表示部９で行なう。また、上記撹拌して
いる状態で、濃度検知装置70の電圧値がエンプティ解除
レベル以下になった場合、さらに90秒撹拌動作を行なっ
た後、処理を終了する。

上記制御回路120は、上記トナーカートリッジ67の交
換要求の後、カバー43が閉じられ、電源スイッチ（図示
しない）が投入された場合、新しいトナーカートリッジ
67がセットされたと判断し、トナーエンプティ解除処理
を行なうものである。

また、上記制御回路120は、上記トナーカートリッジ6
7の交換後、トナーエンプティ解除処理を行い、この処
理を行なってもトナーエンプティを検知している際、新
しいトナーカートリッジ67に交換されていないと判断
し、再度トナーカートリッジ67の交換要求を操作盤表示
部９で行なうものである。

上記トナーエンプティ解除処理は、まず、トナー補給
軸71を12秒間駆動することによりトナー補給を行なう。
次に、トナー撹拌体64、64を回転することにより、現像
剤Ｄの撹拌を開始する。そして、この撹拌している状態
で、90秒経過しても濃度検知装置70の電圧値エンプティ
解除レベル以下にならない場合、トナーエンプティと判
断し、撹拌動作を停止し、トナーカートリッジ67の交換
要求を操作盤表示部９で行なう。また、上記撹拌してい
る状態で、濃度検知装置70の電圧値がエンプティ解除レ
ベル以下になった場合、さらに90秒撹拌動作を行なった
後、処理を終了する。

上記エンプティ解除レベルＣは、第18図に示すよう
に、エンプティレベルの約70％の値となっており、イニ
シャル電圧値Ａ、エンプティレベルＢに対して、「Ａ＋
（Ｂ−Ａ）×0.7」の関係となっている。たとえば、イ
ニシャル電圧値Ａが1.56V、エンプティレベルＢが2.54V
の場合、エンプティ解除レベルＣは2.218Vとなってお
り、イニシャル電圧値Ａが2.03V、エンプティレベルＢ
が3.0Vの場合、エンプティ解除レベルＣは2.709Vとなっ
ている。

これにより、第18図に示すように、トナーエンプティ
時、あるいはトナーカートリッジ67の交換時に、トナー
補給している状態での濃度検知装置の電圧値は、ヒステ
リシスを持って変化しているため、トナー比濃度が濃く
なっても、忠実には現われないようになっている。これ
を補うために、上記エンプティ解除レベルＣを設定し、
プリエンプティ解除処理時に、この値よりの濃度検知装
置70の読取値が低く（トナー比濃度が濃く）なった場合
に、トナーが補給されたと判断し、プリエンプティ、あ
るいはトナーエンプティを解除するようになっている。

次に、上記のような構成において、第１図に示すフロ
ーチャートを参照しつつ、現像装置18が交換された際の
動作を説明する。たとえば今、操作盤表示部９により、
現像装置の交換が指示された場合、新しい現像装置18の
上述した設定方法によりセットし、電源スイッチ（図示
しない）を投入する。すると、制御回路120はエンジン
のウォーミングアップを行なう。たとえばヒータの暖
め、メインモータオン、チャージャの検出、ミラーモー
タの立上がりチェック、現像装置18内の現像剤Ｄの撹拌
等を行なう。ついて、制御回路120は現像装置18の基板3
9から供給される認識番号と記憶回路122に記憶されてい
る認識番号とを比較することにより、新たな（新品の）
現像装置18のセットを判断する。

この判断により、制御回路120は現像装置18内の現像
剤Ｄを２分間、撹拌する。この撹拌後、濃度検知装置70
から供給される電圧値を複数回読取り、その平均値を濃
度レベルと判断し、この濃度レベル（読取値）が所定の
基準範囲としての3.0V〜1.0Vの範囲内にあるか否かを判
断する。

この判断の結果、範囲外の場合、制御回路120は正常
な画像の形成が不可能と判断し、その旨（読込んだ電圧
値が適正範囲内にないため、適正濃度での画像形成を行
なうことができないという案内）を操作盤表示部９で表
示するとともに、本体５の起動を停止する。

また、上記所定の範囲内の場合、制御回路120はその
読込んだ濃度検知装置70から供給される電圧値（トナー
比濃度；読取値）をイニシャル電圧値（基準電圧値）と
して記憶回路122に記憶する。また、制御回路120は上記
イニシャル電圧値に対応する係数をROM121から読出し、
そのイニシャル電圧値と係数とを乗算した乗算結果をエ
ンプティ検知レベル（空検知電圧値）として、記憶回路
122に記憶する。また、制御回路120は上記現像装置18の
基板39から供給される認識番号で記憶回路122の記憶内
容を更新する。さらに、制御回路120は記憶回路122に記
憶されている現像装置18の使用カウント数をクリアす
る。この後、制御回路120はメインモータ（図示しな
い）をオフし、待機状態となる。

以後、画像形成が行なわれるごとに、濃度検知装置70
から供給される電圧値（読取値）と、上記記憶回路122
に記憶されているイニシャル電圧値とを比較し、この比
較結果に対応した濃度制御が行わなれる。

この濃度制御動作について第20図に示すフローチャー
トを参照しつつ説明する。たとえば、制御回路120は、
用紙Ｐのアライニングスタート時、濃度検知装置70から
供給される電圧値（読取値；トナー比濃度）を読取り、
この読取ったトナー比濃度が濃度制御範囲内であるか否
かを判断する。この判断結果が、濃度制御範囲外たとえ
ばオーバトナーの場合、制御回路120は操作盤表示部９
で現像装置18の交換を要求する。

上記判断の結果、濃度制御範囲内の場合、制御回路12
0は読取値とイニシャル電圧値とを比較し、読取値がイ
ニシャル電圧値よりも小さい場合、トナー比濃度が適正
であると判断し、処理を終了し、読取値がイニシャル電
圧値よりも大きい場合、トナー比濃度が薄いと判断し、
次の処理に進む。トナー比濃度が薄いと判断した場合、
制御回路120は読取値とエンプティレベルとを比較し、
読取値が上記記憶回路122に記憶されているエンプティ
検知レベルに達していない場合、あるいは読取値がエン
プティ検知レベルに達したのが５回未満の場合、読取値
とイニシャル電圧値との差に対応した補給回数、補給時
間のトナー補給処理を行なう。また、読取値がエンプテ
ィ検知レベルに５回連続して達した場合、制御回路120
はプリエンプティを検知し、プリエンプティ解除処理を
行なう。すなわち、トナー補給軸71を12秒間駆動するこ
とによりトナー補給を行なう。次に、トナー撹拌体64、
64を回転することにより、現像剤Ｄの撹拌を開始する。
そして、この撹拌している状態で、90秒経過しても濃度
検知装置70の電圧値がエンプティ解除レベル以下になら
ない場合、トナーエンプティつまりトナーカートリッジ
67が空になってトナー補給がてきなかったと判断し、撹
拌動作を停止し、トナーカートリッジ67の交換要求を操
作盤表示部９で行なう。また、上記撹拌している状態
で、濃度検知装置70の電圧値がエンプティ解除レベル以
下になった場合、トナーエンプティを解除し、さらに90
秒撹拌動作を行なった後（トナー比濃度が均一になるよ
うに撹拌した後）、処理を終了する。

上記トナーカートリッジ67の交換要求により、オペレ
ータは、電源をオフするとともに、カバー43を開け、ト
ナーカートリッジ67を新しいものに交換する。この後、
オペレータはカバー43を閉じ、電源をオンする。する
と、制御回路120はトナーカートリッジ67の交換を判断
し、第19図のフローチャートに示すようなトナーエンプ
ティ解除処理を行なう。

すなわち、トナー補給軸71を12秒間駆動することによ
りトナー補給を行なう。次に、トナー撹拌体64、64を回
転することにより、現像剤Ｄの撹拌を開始する。そし
て、この撹拌している状態で、90秒経過しても濃度検知
装置70の電圧値がエンプティ解除レベル以下にならない
場合、トナーエンプティつまり新しいトナーカートリッ
ジ67がセットされなかったと判断し、撹拌動作を停止
し、再び、トナーカートリッジ67の交換要求を操作盤表
示部９で行なう。また、上記撹拌している状態で、濃度
検知装置70の電圧値がエンプティ解除レベル以下になっ
た場合、トナーエンプティを解除し、さらに90秒撹拌動
作を行なった後（トナー比濃度が均一になるように撹拌
した後）、処理を終了する。

上記したように、現像装置ごとのイニシャル電圧値、
つまり濃度検知装置の検知電圧値とトナー比濃度との特
性に対応してエンプティ検知レベルを変更するようにし
たものである。これにより、異なった現像装置ごとに、
正確なトナーエンプティの判定を行なうことができる。

また、現像装置がごとに対応したトナーエンプティに
対する制御を行なうことにより、薄い画像の形成を防止
することができ、画像形成品質の向上が図れる。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明よれば、異なった現像手
段ごとに、正確な現像剤の空検知を行なうことができる
画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は現像
装置交換時の動作を説明するためのフローチャート、第
２図は画像形成装置を備えた画像形成ユニット装置の外
観斜視図、第３図は同じく概略的縦断側面図、第４図は
操作盤表示部の構成を示す図、第５図は画像形成装置の
主要部の構成を示す構成説明図、第６図はスライドレー
ルに受け皿を取付けた状態を説明するための図、第７図
は現像装置の装置状態を説明するための図、第８図はク
リーナ装置の装着状態を説明するための図、第９図はカ
バーを開いた状態の概略的斜視図、第10図は現像装置内
の現像剤の流れおよび撹拌羽根を示す図、第11図は現像
装置内の撹拌羽根の構成を示す図、第12図は現像装置の
外観図、第13図は電気回路の要部の構成を示すブロック
図、第14図はイニシャル電圧値と濃度読取装置の読取値
との関係を説明するための図、第15図は分散補給動作の
タイミングを説明するための図、第16図はイニシャル電
圧値と係数との関係を説明するための図、第17図はイニ
シャル電圧値ごとのエンプティ検知レベルを説明するた
めの図、第18図はエンプティ解除レベルを説明するため
の図、第19図はトナーエンプティ解除処理を説明するた
めのフローチャート、第20図はプリエンプティ解除処理
を含む濃度制御動作を説明するためのフローチャートで
ある。 ５……装置本体、９……操作盤表示部、18……現像装置
（現像手段）、39……基板、46……カバー、64、64……
トナー撹拌体、67……トナーカートリッジ（現像剤補給
部）、70……濃度検知装置（濃度検知手段）、71……ト
ナー補給軸、Ｄ……現像剤、120……制御回路、12……R
OM（記憶手段）、122……記憶回路、123、125、129……
駆動回路。

フロントページの続き (72)発明者 小原 直志 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝柳町工場内 (72)発明者 石田 候二 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝自 動機器エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−215572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−252570（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−215573（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】収納されている現像剤の濃度を電圧値で検
   知する濃度検知手段を有する現像手段が接合、離脱自在
   な構成とした画像形成装置において、 上記新しい現像手段の接合時に、上記濃度検知手段によ
   り検知した電圧値を基準電圧値と判断する第１の判断手
   段と、 上記基準電圧値の変化に対応した種々の係数をあらかじ
   め記憶している記憶手段と、 上記第１の判断手段により判断した基準電圧値に対応す
   る係数を上記記憶手段から読出し、その基準電圧値と係
   数と乗算することにより空検知電圧値を判断する第２の
   判断手段と、 上記濃度検知手段により検知した電圧値と上記第１の判
   断手段により判断した基準電圧値とを比較し、この比較
   結果により現像剤の補給を判断する第３の判断手段と、 上記現像手段に補給する現像剤が収納されている接合、
   離脱自在な構成の現像剤補給部と、 上記第３の判断手段により補給の判断に応じて、上記現
   像剤補給部から上記現像手段へ現像剤の補給を行なう補
   給手段と、 上記濃度検知装置による検知電圧値が上記第２の判断手
   段で判断した空検知電圧値に達した際に、上記現像剤補
   給部内の現像剤の空が検知される検知手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。