JP2710780B2 - 複写機 - Google Patents

複写機

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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、その内部に封入されたトナーの特性が異な
るトナーカートリツジを択一的に使用可能な、更に詳し
くは、使用されるトナーの特性に応じて最適複写プロセ
ス条件を設定可能な複写機に関する。
〔従来技術〕
複写機はその使用目的により、コンパクトさが要求さ
れるもの、高速性が要求されるもの、低コストが要求さ
れるもの、低消費電力が要求されるもの等があり、複写
プロセスは上記要求に応じ、それぞれの方式が提案され
ている。また、現像プロセスも、大きく別けて１成分プ
ロセス、２成分プロセスの２つがあり、これも要求に応
じ適宜のものが採用されている。
そして例えば、２成分プロセスにおいて使用されるト
ナーとしては、無光沢トナー、又は低融点トナー、オイ
ルレストナー等の特殊トナーが知られており、それぞれ
のトナーに応じた複写プロセスが形づくられている。こ
こで参考までに述べると、上記無光沢トナーとは、その
成分組成においてカーボンとスチロール等の樹脂との混
合比、及びそれらの粒径分布の選択・設定によつて、定
着後のトナー表面状態に凹凸（所謂「なし地」）を残す
場合に用いられる。また、前記低融点トナーとは、カー
ボンと混合される樹脂を低融点樹脂に一部もしくは全部
置換することによつて作製されるもので、低消費電力が
要求される場合に使用される。更にまた、前記オイルレ
ストナーとは、定着ローラと複写紙との分離をスムーズ
にするため通常はシリコンオイル等を定着ローラに塗布
しているトナーに代替されるものであり、該オイルレス
トナーの樹脂としては、スチロール樹脂にポリプロピレ
ン樹脂等が混入されたものが用いられる。
上記のように、その目的に応じさまざまなトナーが使
用されるが、用いられるトナーの特性に応じ、最適複写
を得るための複写プロセス条件は各々異つたものとな
る。そこで従来は、その使用目的に合わせた或る特性の
トナーが１種決定されると、複写プロセスの条件はこれ
に合わせたものに設定・固定され、異種のトナーを、場
合、場合に応じて使い分けることが出来なかつた。よつ
て、一度機械を購入すると、その後使用目的或いは使用
条件が変つても、機械を他の機種に変換しない限り、そ
の使用目的等に変更・対応できないという問題があつ
た。
このため、１台の複写機で色や特性の異なる複数のト
ナーを択一的に使用可能とする試みもなされているが、
これらは、用いられるトナーに応じ、現像機、もしくは
放電器，現像機等を含むプロセスカートリツジを交換す
るようになつていた。このため、トナーカートリツジ以
外にも、複数の現像機又はプロセスカートリツジを予め
用意しなければならず、ユーザにとつてコスト的な負担
となる上、現像機もしくはプロセスカートリツジの保管
・廃棄もやつかいであるという問題があつた。
また、従前から複写機にトナーを補給するのにはトナ
ーカートリツジが用いられているが、これはあくまで同
じトナーの補給を前提としており、補給されたトナーが
どういう特性のものであるかを検知して、それに合わせ
て複写プロセス条件を設定・変更するものではなかつ
た。しかし、近年種々のトナーが開発されており、互い
に特徴は異なるも少量であれば混合して使用しても差し
つかえないもの（よつて、異種トナー交換時に過渡的に
混合しても差しつかえない）もあるが、何れにせよトナ
ーに合わせた最適プロセス条件は異なり、従前の複写機
では、異種トナーを収納したトナーカートリツジに単に
交換しただけでは、先のトナーと同じ１つのプロセス条
件でしか複写を行なうことが出来ないものであつた。
〔目的〕
従つて本発明の解決すべき技術的課題は、上述した従
来技術のもつ問題点の解消にあり、その目的とするとこ
ろは、さまざまな種類のトナーを使用目的に応じて選択
使用可能であつて、しかも、トナーカートリツジを交換
するだけで、用いるトナーの特性に合わせた最適複写プ
ロセス条件が自動設定できる複写機を提供することにあ
る。
〔構成〕
本発明は上記した目的を達成するために、内部のトナ
ーの特性を識別する識別情報が付された容器を現像ユニ
ットに装着して複写を行う複写機であって、前記容器の
識別情報を検出する検出手段と、該検出手段で検出され
た検出信号によって、前記現像ユニットに交換して新た
に装着された前記容器内のトナーが、先に前記現像ユニ
ットに供給されていたトナーと色違いのときにはトナー
の混合を禁止し、先に前記現像ユニットに供給されてい
たトナーと同色のときには前記トナーの特性毎に複写プ
ロセス条件を制御する制御手段を備えた、構成とされ
る。
また、望ましくは、前記現像ユニットに交換して新た
に装着された前記容器内のトナーの特性が、先に前記現
像ユニットに供給されていたトナーの特性と異なる際に
は、所定の複写処理枚数分遅れて複写プロセス条件を変
更するように、構成される。
本発明は上記した如くなっているので、特性が異なっ
ても混合が許容されるトナー同志、すなわち、同色であ
るも特性の異なるトナー同志の場合にはトナーの交換を
（過渡的・一時的な混合を）許容し、混合が許容されな
いトナー同志、すなわち、色違いの場合にはトナーの混
合を禁止するので、混合を許容されないトナー同志の混
合は確実に防止できるとともに、同色であるも特性の異
なるさまざまな種類のトナーを、使用目的に応じて選択
使用することが可能となる。しかも、特性の異なるさま
ざまな種類のトナーの選択使用を、トナーの入った容器
（トナーカートリッジ）を交換するだけで行えるので、
すなわち、軽量・小型で低価格の容器を交換するだけで
行えるので、さまざまな種類のトナーを用いるために複
数の現像機（現像器）あるいはプロセスカートリッジを
予め用意しておかなければならない従来の構成と較べる
と、ユーザにとっては格段にコスト負担が軽減されると
ともに、トナー容器の保管場所の確保も容易で、また、
その廃棄処理も比較的に容易なものとなって、省資源化
にも寄与する。
以下、本発明を第１図〜第10図に示した１実施例によ
つて説明する。なお、説明の便宜上該実施例において
は、使用されるトナーとして、一般的なトナーと他の特
殊トナー１種との２種類のトナーが、択一的に使用可能
とされた複写機について説明するが、本発明はこれに限
定されることなく、３種以上のトナーが択一的に使用可
能なものにも勿論適用できる。また、特殊トナーを使用
する場合、鉄粉等よりなるキヤリアとの帯電特性や、複
写紙との定着性等が一般的なトナーと異なるため、その
複写プロセス条件として、帯電電位，現像バイアス電
位，転写電流値，分離電流値，定着温度，又は定着ロー
ラー、加圧ローラニツプ圧等の変更が必要となるが、該
実施例においては、これらプロセス条件の１例として現
像バイアス電位，定着温度を取り上げている。
第１図は複写機の制御回路系を示すブロツク図であ
る。
同図において、１は、制御回路全体の主制御を司どる
例えば８ビツトのμCPU、２は操作部、３は操作部イン
ターフエース、４は、例えば後述する如き制御プログラ
グ及び固定データが記憶されているROM、５は、各種フ
ラグ、複写データ等が読み書きされるRAMで、バツクア
ツプ電源回路６によつてバツテリーバツクアツプされて
いる。７は、各種入出力装置とのインターフエースを行
なうI/Oインターフエースである。８は定着ヒータで、
ヒータ電源９に接続されていると共に、SSR10によつて
制御されて図示しない定着ローラを一定温度に加熱す
る。11は、上記SSR10を駆動するドライバーであり、定
着温度の制御値は前記I/Oインターフエース７から与え
られる。12は、後記する第２図にも示した現像スリーブ
で、現像バイアス電源13によつて供給され、特定バイア
ス電位が与えられる。この現像バイアスの制御値は４本
の信号線14により、前記I/Oインターフエース７から与
えられる。
15はI/Oインターフエースで、第２図に示し後記する
トナーカートリツジ24に付されたトナー種別を示す識別
情報を検知するカートリツジセンサ16からの信号線が接
続されていると共に、模式的に示した他の入力線17、他
の出力線18も接続されている。なお、上記カートリツジ
センサ16は、該実施例においては、発光・受光素子を備
えた反射型ホトインタラプタよりなつているが、他の光
学センサ，磁気センサ，スイツチ式センサ，電気抵抗式
センサ等の適宜のセンサが、識別情報の種別に応じて用
い得、必要に応じ多値情報を出力させることもある。19
はA/Dコンバータで、定着ローラの表面温度を検出する
サーミスタ20と該サーミスタ20と抵抗値変化を電圧値に
変換するための分圧抵抗21とからなる温度検出回路22に
接続されている。
第２図は、該実施例による複写機の現像ユニツト23部
分の断面図である。
同図において、12,13は前記した現像スリーブ及び現
像バイアス電源である。24は、トナーが封入されるトナ
ーカートリツジ（以下単にカートリツジ24と称す）で、
現像ユニツト23に対して着脱自在とされている。即ち、
カートリツジ24は、その下面両サイドの突部を現像ユニ
ツト23のガイド部25に係合・案内され、紙面表側から裏
面へと（手前から奥方へと）スライドして挿入され、装
着完了後、カートリツジ24の底板24aのみを手前に引出
すことによつて、カートリツジ24内のトナーを現像ユニ
ツト23に供給するようになつている。このカートリツジ
24の適宜部位には、その内部のトナーの特性（種別）を
表わす識別情報が印されており、カートリツジ24の装着
時においてオペレータが前記底板24aを引出す前に、前
記カートリツジセンサ16がこれを検知するようになつて
いる。該実施例においては、使用されるトナーは前述し
たように一般適なトナー１種と特殊トナー１種の２種類
であるため、一般的なトナーを封入したカートリツジ24
の被検出部位は無印とすることによつてこれを識別情報
とし、他方、特殊トナーを封入したカートリツジ24の被
検出部位には、例えば第３図示のように、反射シール26
を貼付することによつてこれを識別情報としている。な
お、例えば第４図示のように、リードスイツチよりなる
カートリツジセンサ27を用いた場合には、特殊トナーを
封入したカートリツジ24の被検出部のみに小磁石28を識
別情報として埋設しておけば良い。
また、第２図において、29は、前記カートリツジ24か
ら供給されたトナーを一時貯蔵するトナーホツパー、30
は、トナーホツパー29からのトナーを後段へ一定量づつ
補給するトナー補給ローラ、31は、トナーとキヤリアを
混合すると共に、これを前記現像スリーブ12へ搬送する
パドルホイールであり、トナーとキヤリアが混合された
現像剤によつて、感光体ドラム32上の潜像が現像される
ようになつている。
第５図〜第８図は、前記ROM4に記憶した制御プログラ
ムの１例を示すフローチヤートであり、第５図は、カー
トリツジセンサ24（又は27）の入力レベル変化をコピー
スタート時に検出するフローを示している。第５図にお
いて、S1はコピースタート指令がなされたか否かを判別
するステツプ、S2は、S1でＹであつた時カートリツジセ
ンサのレベルを入力するステツプ、S3はレベル変化があ
つたかどうかを判別するステツプで、前に入力してあつ
たレベルと新らたに入力されたカートリツジセンサのレ
ベルとを比較し、レベル変化有か否かを判別する。S4
は、ステツプS3でレベル変化が有つた場合、レベル変化
フラグFLCGをセツトするステツプ、S5は、デイレイカウ
ンタCDLYをリセツトするステツプである。
第６図は、前記レベル変化フラグFLCGがセツトされた
際に、前記デイレイカウンタCDLYをカウントアツプし、
CDLYが一定値になつた時点で、FLCG及びCDLYをリセツト
するフローを示している。同図において、S11は、レベ
ル変化フラグFLCGがセツトされているか否かを判別する
ステツプ、S12は、S11でＹであつた時ペーパー排出がな
されたか否かを判別するステツプで、コピー紙の排出セ
ンサーからの信号に基づき行なわれる。S13は、デイレ
イカウンタCDLYのカウントアツプのステツプで、コピー
紙が１枚排出される毎にCDLYを１つづつカウントアツプ
する。S14は、CDLYが予め定められた一定値DDLY（該実
施例においては、一定値DDLYを、現像ユニツト23内の残
存旧トナーが新トナーに所定量とつて変わるコピー枚数
としている）となつたかどうかを判別するステツプ、S1
5は、S14でＹであつた時、前記レベル変化フラグFLCG並
びにデイレイカウンタCDLYを共にリセツトするステツプ
である。
第７図は、レベル変化フラグFLCGの値（セツト状態
“1"、リセツト状態 により、前記現像バイアス電源13による現像バイアス値
を決定するコード、即ち、現像バイアス値決定コードC
BISの値を決定するフローを示しており、CBISは前記第
１図の４本の信号線14に対応している。図中、S21はF
LCGの値が か否かを判別するステツプで、Ｙの時には、カートリツ
ジセンサ16の出力レベル“1"（ON）であるか否かを判別
するステツプS22に進み、Ｎの時にはカートリツジセン
サ16の出力レベルが （OFF）であるか否かを判別するステツプS25に進む。S2
3は、S22でＹの時に現像バイアス決定値コードCBISをC0
で補正したCBIS＋C0とするステツプ、S26は、S25でＹの
時に同じく現像バイアス決定値コードCBISをC0で補正し
たCBIS＋C0とするステツプ、S24は、CBISを出力するス
テツプを示している。このフローにおいて、FLCGがリセ
ツトされていると、CBISの値は、カートリツジセンサの
レベルが の時には、基本的に図示せぬ他のフローで決定されるC
BISの値がそのまま出力され、カートリツジセンサのレ
ベルが“1"の時にはCBIS＋C0が出力される。但し、FLCG
がセツトされていると、この関係は逆転され、現像バイ
アス値の変更が一定コピー枚数分遅延されることを示し
ている。
第８図は、FLCGの値により定着ローラのコントロール
温度、即ち定着コントロール温度DFTMを制御するフロー
を示している。図中、S31はFLCGの値が か否かを判別するステツプで、Ｙならステツプ32に進
み、Ｎからステツプ35に進む。S32は、カートリツジセ
ンサの出力レベルが“1"（ON）であるか否かを判別する
ステツプで、Ｙなら、DFTMをDFTM1とするステツプS33に
進み、Ｎなら、DFTMを とするステツプS34に進む。S35は、カートリツジセンサ
の出力レベル“0"（OFF）であるか否かを判別するステ
ツプで、Ｙなら、DFTMをDFTM1とするステツプS36に進
み、Ｎなら、DFTMを とするステツプS37に進む。このフローにおいて、FLCG
がリセツトされていると、DFTMの値は、カートリツジセ
ンサの出力レベルが の時には、基本的に一定値 で与えられ、カートリツジセンサの出力レベルが“1"の
時には、DFTM1で与えられる。但し、FLCGがセツトされ
ていると、この関係は逆転され、定着温度の変更が一定
コピー枚数分遅延することを示している。
第９図は、上述したプロセス条件変更の遅延を概念的
に示すタイミングチヤートで、カートリツジセンサの出
力レベル変化に対し、プロセス条件（パラメータ）の変
更は一定遅延DDLY（一定枚数のコピー）があることを示
している。
即ち、トナーが異種のものに変更される際、この変更
初期には前記現像ユニツト23内には、前のトナーが残つ
ており、これを回収するのは大変煩雑であるのでこれを
使い切るようにされる。このためトナー変更初期には、
例えば特性１のトナー（元のトナー）と特性２のトナー
（新しいトナー）とが混合されることになるが、前記一
定遅延DDLYによつて、例えばDDLYに達するまでは元のト
ナーに合つた元のプロセス条件をとり、DDLYを超えると
新しいトナーに合わせたプロセス条件をとるようにされ
る。第10図は、特性1,2のトナーの混合状態をDDLYとの
関係で模式的に示すもので、同図においてはカートリツ
ジ交換から特性１と特性２のトナーとの混合割合が50％
づつになるC50の時点までを、DDLYとしているが、DDLY
は交換されるトナー条件等によつて任意に変更できる。
なお、上述してきた実施例においては、２種類のトナ
ーを使い分けるものについて説明したが、前記カートリ
ツジセンサの出力を多値出力とし、３種以上の多数のト
ナーを使い分けるようにすることが出来るものは当業者
には自明であろう。第11図はｎ種のトナーを使い分ける
フローの１例を示しており、同図において、CS＝1,2,…
……ｎはカートリツジセンサのトナー種別識別出力を示
し、Ｃ′,D′はCBIS,DFTMを記憶しておくもので、前記
した遅延期間中に前のカートリツジのトナー条件
（CBIS,DFTM）で制御する際に使用される。例えば、ト
ナー１からトナー２へと変更した場合、☆１のステツプ
で、Ｃ′,D′に入力しておいたCBIS1とDBIS1を、☆2,☆
３のステツプで、CBIS,DBISに入力するようにされる。
また、前記した一定遅延DDLYは、特性１→特性２、特
性２→特性３、特性２→特性１等のトナーの変更種別形
態に応じ各々最適のものをケーススタデイして用意して
おくことも出来る。例えば、ａが一般的なトナーで、ｂ
がオイルレストナーである場合、ａ→ｂの変更である際
には、定着ローラへのシリコンオイルの供給をａが殆ん
どなくなるまで続ける必要があり、ｂ→ａのときはａが
加わると直ぐにシリコンオイルの供給を開始する必要が
あり、このような条件に合わせて、DDLYab,DDLYbaを適
正値に設定しておくようにされる。これは、前記第５図
のフローにおけるステツプS33でＹとなつた次に、DDLY
←DDLYmn（但し、DDLYmnは、特性ｍのトナーから特性ｎ
のトナーへの変更時の遅延コピー枚数）を追加すること
で実現される。
更にまた、色違いのトナー同志などトナー種別によつ
ては混合を許されないものがある。このような場合に
は、これを認知・識別してユーザ（オペレータ）が新ら
たなカートリツジ24を装着し前記底板24aを引出す前
に、これを警告するようにされる。これは元のカートリ
ツジ内のトナー種別“CSOLD"を記憶しておき、新らたな
カートリツジの識別情報を検知して新トナー種別“CS
NEW"が判明した時点で、CSOLDとCSNEWとを比較し、トナ
ーOLD→トナーNEWの変更が許されるかどうかを判断する
ルーチンを追加すれば良く、例えば第11図のフローのス
タートの次にこれを追加しておけば良い。勿論、考え得
るトナー同志の組合せの可否を予め記憶しておく必要は
ある。そして、新，旧のトナーの混合が許されないと判
断されると、前記操作部２の表示器、或いは信号音発生
器等によつて、警告を発し、オペレータに新しいカート
リツジへの交換を中止させるようにされる。なお、カー
トリツジの交換は複写機のカバーを開くことによつて行
なうが、この際保安の目的で高圧電源は切れるが、制御
系のDC電源は生きているので、警告動作に何等支障がな
い。なおまた、表示器はオペレータに見えないこともあ
るので、ブザー音等の警告音を必ず発生させることが望
ましい。
なお、前述した各フロー、識別情報の付与手法並びに
検出手法等は、ほんの１例であつて本発明の精神を逸脱
しない範囲で種々の変更が考えうるところである。
〔効果〕
以上のように本発明によれば、特性が異なっても混合
が許容されるトナー同志、すなわち、同色であるも特性
の異なるトナー同志の場合にはトナーの交換を（過渡的
・一時的な混合を）許容し、混合が許容されないトナー
同志、すなわち、色違いのトナー同志の場合にはトナー
の混合を禁止するので、混合を許されないトナー同志の
混合は確実に防止できるとともに、同色であるも特性の
異なるさまざまな種類のトナーを、使用目的に応じて選
択使用することが可能となる。しかも、特性の異なるさ
まざまな種類のトナーの選択使用を、トナーの入った容
器（トナーカートリッジ）を交換するだけで行えるの
で、すなわち、軽量・小型で低価格の容器を交換するだ
けで行えるので、さまざまの種類のトナーを用いるため
に複数の現像機（現像器）あるいはプロセスカートリツ
ジを予め用意しておかなければならない従来の構成と較
べると、ユーザにとっては格段にコスト負担が軽減され
るとともに、トナー容器の保管場所の確保も容易で、ま
た、その廃棄処理も比較的に容易なものとなって、省資
源化にも寄与する。
また、複写プロセス条件の変更に一定の遅延をもたせ
るようにしているので、トナーの変更過渡期の複写プロ
セス条件の不一致を可及的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第10図は本発明の１実施例に係り、第１図は制
御回路系を示すブロツク図、第２図は複写機の現像ユニ
ツトの断面図、第３図はカートリツジセンサと識別情報
との関係を示す説明図、第４図は他の実施態様によるカ
ートリツジセンサと識別情報との関係を示す説明図、第
５図〜第８図は各々制御プログラムの１例を示すフロー
チヤート図、第９図はプロセス条件変更の遅延を概念的
に示すタイミングチヤート図、第10図はトナー交換過渡
期の状態を示す模式図、第11図は本発明の他の実施例に
よる制御プログラムの１例を示すタイミングチヤート図
である。 １……μCPU、２……操作部、３……操作部インターフ
エース、４……ROM、５……RAM、６……バツクアツプ電
源回路、７……I/Oインターフエース、８……定着ヒー
タ、９……ヒータ電源、10……SSR、11……ドライバ
ー、12……現像スリーブ、13……現像バイアス電源、14
……信号線、15……I/Oインターフエース、16……カー
トリツジセンサ（ホトインタラプタ）、17……他の入力
線、18……他の出力線、19……A/Dコンバータ、20……
サーミスタ、21……分圧抵抗、22……温度検出回路、23
……現像ユニツト、24……カートリツジ（トナーカート
リツジ）、24a……底板、25……ガイド部、26……反射
シール（識別情報）、27……カートリツジセンサ（リー
ドスイツチ）、28……小磁石（識別情報）、29……トナ
ーホツパー、30……トナー補供ローラ、31……パドルホ
イール、32……感光体ドラム。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−209770（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−282855（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−41159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−173482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−211479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−174785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−52878（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−170757（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−102256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−232569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−223765（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−193261（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−123658（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内部のトナーの特性を識別する識別情報が
    付された容器を現像ユニットに装着して複写を行う複写
    機であって、前記容器の識別情報を検出する検出手段
    と、該検出手段で検出された検出信号によって、前記現
    像ユニットに交換して新たに装着された前記容器内のト
    ナーが、先に前記現像ユニットに供給されていたトナー
    と色違いのときにはトナーの混合を禁止し、先に前記現
    像ユニットに供給されていたトナーと同色のときには前
    記トナーの特性毎に複写プロセス条件を制御する制御手
    段を備えることを特徴とする複写機。
  2. 【請求項２】請求項１記載の複写機において、前記制御
    手段は、前記現像ユニットに交換して新たに装着された
    前記容器内のトナーの特性が、先に前記現像ユニットに
    供給されていたトナーの特性と異なる際には、所定の複
    写処理枚数分遅れて複写プロセス条件を変更することを
    特徴とする複写機。
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