JP2902366B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像装置の本体部
に対してトナーカートリッジを着脱可能に装着するよう
にした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体を備える複写機、プリンター、フ
ァクシミリなどの各種画像形成装置においては、前記感
光体上に形成される静電潜像を現像するように現像装置
が設置されている。またこの現像装置には、新規トナー
を蓄えるトナーカートリッジが着脱可能に装着されてお
り、該現像装置のトナータンクに対して上記トナーカー
トリッジから新規トナーが補給されるようになってい
る。

【０００３】このときトナーカートリッジ内のトナーが
全て現像装置のトナータンク内に補給された場合には、
その後に残された空のトナーカートリッジが感光体クリ
ーニング機構の排トナー回収容器として用いられるよう
にしたものがある。一方現像装置内のトナーが消費され
て残存トナーが一定量以下になると、所定の制御機構に
よりトナーエンド表示が行われるとともに画像形成不可
状態に移行され画像形成工程か禁止されるようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような従
来の画像形成装置では、複写などの画像形成作業中にお
いて上述したトナーエンドが生じ、これにより画像形成
不可状態になった場合であっても、ドアの開閉を行うな
どによってトナー補給モードを複数回実施すれば若干枚
数の画像形成が可能となる。またメインスイッチをオン
・オフすれば、トナーエンド状態すなわち上述した画像
形成不可状態はクリアーされるようになっている。この
ため従来、トナーエンド時において生産性向上のために
トナーカートリッジを交換することなく上記各種手段に
よりトナーエンド状態を画像形成可能状態に復帰させる
ことが使用者によって善意または故意にしばしば行われ
ている。

【０００５】しかしながらこのような不完全な状態で画
像形成を実行すると、画像濃度の低下など画像品質が劣
悪化されてしまうおそれがあるとともに、キャリア飛散
などの不具合を生じることもあり問題になっている。ま
た空トナーカートリッジを感光体クリーニング機構の排
トナー回収容器として用いる装置では、新規トナーと回
収トナーとが混じることとなるとともに、回収機構に過
負荷を生じてダメージを与えることとなる。

【０００６】そこで本発明は、トナーエンド時の画像形
成による画像品質の劣悪化及びキャリア飛散などの不具
合を防止することができるとともに、空トナーカートリ
ッジを感光体クリーニング機構の排トナー回収機構とし
て用いる場合における新規トナーと回収トナーとの混じ
りおよび回収機構への過負荷を防止することができるよ
うにした画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、潜像担持体と、上記潜像担持体上の静電潜像
を現像する現像装置と、上記現像装置に装着しトナーを
上記現像装置に補給するカートリッジと、上記カートリ
ッジの装着の有無を検知するカートリッジ検知機構とを
備える画像形成装置において、上記潜像担持体上に形成
した画像の濃度を検知する画像濃度検知機構と、動作中
断データを格納可能な不揮発性メモリーとを有し、上記
現像装置のトナーエンド時には、上記カートリッジ検知
機構により上記カートリッジの装着が検知され、かつ装
着された上記カートリッジからトナーを補給して上記潜
像担持体上に形成された画像の濃度検知値が所定値に達
したことが上記画像濃度検知機構により検知されたとき
に、上記不揮発性メモリーの動作中断データをリセット
し画像形成可能状態に移行することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明において、現像装置が一旦トナーエンド
状態に移行されると、新たなトナーカートリッジが装着
されたことがトナーカートリッジ検知機構により検知さ
れ、かつ装着されたカートリッジからトナーを補給して
潜像担持体上に形成された画像の濃度検知値が所定値に
達したことが画像濃度検知機構により検知され、不揮発
性メモリーの動作中断データをリセットし画像形成可能
状態に移行するまで画像形成不可状態はそのままに維持
される。すなわち使用者は、トナーエンド時にトナーカ
ートリッジの交換を行うことなくトナーエンド状態を画
像形成可能状態に復帰させることはできず、また実際の
トナー補給が行われ、画像形成に適した状態にならなけ
ればトナーエンド状態を画像形成可能状態に復帰させる
ことはできないようになっている。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図６に示されるように、潜像担持体として
の感光体ドラム１は、図示を省略した駆動機構によって
反時計回りの方向へ回転駆動されている。この感光体ド
ラム１は例えば有機感光体（ＯＰＣ）から形成されてお
り、図示を省略した帯電チャージャーによって所定電位
に一様に初期帯電されるとともに、同じく図示を省略し
た露光光学系による光像の結像作用によって静電潜像が
形成されるようになっている。

【００１０】さらに上記感光体ドラム１の近傍に配置さ
れている現像装置２の現像ケーシング２０１内には現像
剤担持体としての円筒状部材からなる現像スリーブ２０
２が設けられており、この現像スリーブ２０２の一部
は、上記現像ケーシング２０１に設けられている開口部
から感光体ドラム１側に向かって露出されている。現像
スリーブ２０２は、アルミニウムなどの非磁性体を中空
円筒状に形成してなるものであり、図示を省略した駆動
機構によって時計回りの方向へ回転駆動されているとと
もに、上記感光体ドラム１に対して一定のギャップをも
って対向するように配置されている。そしてこの現像ス
リーブ２０２と感光体ドラム１との対向部分にトナーの
移行領域すなわち現像領域が形成されるようになってい
る。

【００１１】一方上記現像スリーブ２０２の内部には、
現像磁石体２０３が設けられており、この現像磁石体２
０３の各磁極から発せられる磁力によって上記現像スリ
ーブ２０２の外表面上に磁性のキャリアとトナーとから
なる磁気ブラシが穂立ちされるようになっている。この
磁気ブラシの穂端部分は、上述した現像領域において感
光体ドラム１の表面に対し弾性的に接触されている。ま
た上記現像スリーブ２０２には、図示を省略した電源回
路から直流現像バイアス電圧が印加されており、この直
流現像バイアス電圧によって地肌汚れが防止されるとと
もに、形成画像の濃度調整が行われるようになってい
る。

【００１２】磁気ブラシを構成する現像剤は当初現像ケ
ーシング２０１内に蓄えられており、パドルホイール２
０４により撹拌されながら現像スリーブ２０２に汲み上
げられるようになっている。現像スリーブ２０２に汲み
上げられた現像剤は上述のように磁気ブラシとして現像
領域に搬送されていくが、その途中で、現像スリーブ２
０２に近接して配置されているプレドクター２０５およ
び現像ドクター２０６により磁気ブラシの穂切りが行わ
れ、これにより現像剤の量規制が行われるようになって
いる。

【００１３】前記プレドクター２０５および現像ドクタ
ー２０６によって現像スリーブ２０２から除去された余
剰現像剤は、プレドクター２０５および現像ドクター２
０６の内側湾曲面に沿って撹拌セパレーター２０７の傾
斜板に至り、さらに図７にも示されているように、上記
傾斜板に複数立設されているフィンの案内作用によって
横方向手前側に撹拌移動されながら前記パドルホイール
２０４の背後領域に戻されるように落下されている。ま
た上記傾斜板には複数の現像剤取り込み口が形成されて
おり、この現像剤取り込み口を通して落下された現像剤
がオーガ２０８の搬送作用によって横方向奥側に撹拌移
動され、反対の端部分からパドルホイール２０４の上方
領域に落下されるようになっている。

【００１４】また上記現像ケーシング２０１の後端部分
（図６左端部部分）には、トナータンク２１０が連設さ
れているとともに、このトナータンク２１０に対してト
ナーカートリッジ２１１が着脱可能に装着されており、
該トナーカートリッジ２１１のシャッターをスライド開
放させることによってトナーカートリッジ２１１内の新
規トナーがトナータンク２１０内に補給されるようにな
っている。トナータンク２１０内にはアジテーター２１
２が設けられており、このアジテーター２１２により撹
拌されたトナーが、トナータンク２１０の出口部分に設
けられているトナー補給ローラー２１３の回転搬送作用
によって必要量ずつ現像ケーシング２０１に供給される
ようになっている。上記トナー補給ローラー２１３は、
図示を省略したトナー補給ＣＬによって回転制御されて
いる。また現像ケーシング２０１に供給されたトナーは
現像アジテーター２１４の回転搬送作用によって前記パ
ドルホイール２０４に供給され、上述した各種撹拌作用
によってトナーと現像剤とが均一な現像剤濃度となるよ
うに撹拌されることとなる。

【００１５】上記トナーカートリッジ２１１は、特に図
７に示されているように、トナータンク２１０に対して
横方向（図７左右方向）にスライド状に着脱されるよう
になされている。一方上記トナータンク２１０の奥側端
部部分には、トナーカートリッジ検知機構を構成するト
ナーカートリッジスイッチ２１５が配置されており、こ
のトナーカートリッジスイッチ２１５により上記トナー
カートリッジ２１１の装着の有無が検知されるようにな
っている。トナーカートリッジスイッチ２１５からの信
号は、後述する制御装置の入出力コントローラーに入力
されている。

【００１６】さらに図４に示されるように、前記感光体
ドラム１には、画像濃度制御装置を構成する画像濃度検
知機構のＰセンサー（光反射型フォトセンサー）３が対
向して配置されている。本実施例における上記Ｐセンサ
ー３は、図５に示されているように、発光素子としての
ＬＥＤ３０１と受光素子としてのフォトトランジスター
３０２とから構成されている。一方コンタクトガラス３
０３の一端部分の下部側には基準濃度板３０４が設置さ
れており、この基準濃度版３０４の光像が感光体ドラム
１上に露光されてＰセンサーパターンの静電潜像が感光
体ドラム１上に形成されるようになっている。このＰセ
ンサーパターンの静電潜像は前記現像装置２により現像
され、得られたＰセンサーパターンのトナー可視像に対
して上記Ｐセンサー３のＬＥＤ３０１からの検査光が照
射されるとともに、Ｐセンサーパターンからの反射光が
フォトトランジスター３０２に受けられることとなる。
さらにフォトトランジスター３０２からは、Ｐセンサー
パターンからの反射光に対応する信号がＯＰアンプ３０
５に向けて出力されるようになっている。

【００１７】このようなＰセンサー３からの出力信号は
メインコントロール部４のＡ／Ｄコンバーター４０１に
入力されているとともに、このＡ／Ｄコンバーター４０
１から画像濃度に対応する出力信号が入出力コントロー
ラーに出力されるようになっている。このようにして検
出されるＰセンサーパターンのトナー可視像のトナー濃
度は現像装置２内の現像剤中のトナー濃度として捕らえ
られ、それに基づいてトナー補給などの制御動作が行わ
れることとなる。

【００１８】具体的には、上記Ｐセンサーパターンのト
ナー可視像の前後におけるイレース領域から得られるセ
ンサー出力をＶSG、Ｐセンサーパターンのトナー可視像
から得られるセンサー出力をＶSPとするとき、図示を省
略したメイン制御部において所定値としての基準電圧Ｖ
SG／８と濃度検知値としてのＶSPとの比較が行われる。
そして例えばＶSG／８＜ＶSPのときにはトナー補給ＣＬ
がオンされてトナー補給が行われ、これにより現像剤濃
度が上げられることとなって感光体ドラム１上の上記Ｐ
センサーパターンのトナー可視像の濃度が一定に維持さ
れるようになっている。

【００１９】本実施例における複写装置の制御システム
が図２に示されている。本図に示されているように操作
部５に設けられている液晶表示制御ユニット５０１は、
文字パターンメモリー５０３およびグラフィックメモリ
ー５０４を制御するものであって、これら文字パターン
メモリー５０３およびグラフィックメモリー５０４に内
蔵されている定形パターンが液晶表示部５０２で表示さ
れるようになっている。またキー５０５からの入力信号
は、一端キーディスプレイコントローラー５０６を通し
てメインコントローラー部４内のＣＰＵ４０２に入力さ
れ、所定の表示を行うべく上記操作部５内のインターフ
ェース５０７を通して液晶表示制御ユニット５０１に対
して所定の出力が行われるようになっている。なお符号
４０３は制御用読出し専用メモリー（ＲＯＭ）を示して
いるとともに、符号４０４は不揮発性メモリー（ＲＡ
Ｍ）を示しており、符号４０５は入出力コントローラー
を示している。

【００２０】このような実施例装置においては図３に示
されるトナーエンド検知が行われる。ます各ステップに
おけるデータＤ０、Ｄ１およびＴは、トナーカートリッ
ジの交換時にリセットされるデータであって、何れも前
記不揮発性メモリー（ＲＡＭ）４０４に格納されるよう
になっている。このうちタイマーＴは、トナー補給ＣＬ
のオン時間を計時するタイマー値であり、カウントアッ
プの結果が所定のタイムＴ0以上となったときにデータ
Ｄ０がセットされるようになっている。そしてトナータ
ンク２１０内に１本分のトナーカートリッジ２１１のト
ナーを充填し、トナー補給ローラー２１３を連続回転さ
せることによりトナータンク２１０内の残存トナーをな
くすのに要する時間をｔとすると、上記所定のタイムＴ
0に対して、Ｔ0＜ｔとなるように設定されている。

【００２１】Ｐセンサーによる画像濃度検知は複写動作
時において実行される。検知結果がＶSG／８＜ＶSPのと
きには（ステップ１）データＤ０が確認され（ステップ
２）、データＤ０がリセットされるとトナー補給ＣＬが
オンされてトナー補給ローラーが回転駆動され（ステッ
プ３）、これによりトナーがトナータンク２１０内に補
給されることとなる。このときトナー補給ＣＬオンに連
動してタイマーＴがカウントアップされる（ステップ
４）。つぎにタイマーＴは、Ｔ0と比較され（ステップ
５）、Ｔ≧Ｔ0であるならば「ニアエンド」表示が表示
部に点灯され（ステップ６）、かつデータＤ０がセット
される（ステップ７）。そしてデータＤ０セットのとき
にはデータＤ１が確認され（ステップ８）、データＤ１
がセットされたときには複写動作が中断されて「中断」
の表示が表示部に行われる（ステップ９）。データＤ１
がリセットされたときには（ステップ１０）トナー補給
動作が実行される（ステップ１１）。

【００２２】トナーエンド後のトナー補給モードおよび
画像濃度検知モードが図１に示されている。すなわち前
述したようにデータＤ０、Ｄ１のセット時にはトナーエ
ンドが検知されて複写動作が中断されることとなるが、
このトナーエンド検知後においては「トナーエンド」表
示が表示部に行われ（ステップ１）、使用者に対してト
ナーカートリッジ２１１の交換が催促される。トナーカ
ートリッジ２１１の交換がトナーカートリッジスイッチ
２１５の反転によって確認されると（ステップ２）現像
装置２が駆動される（ステップ３）。そしてこれと同時
にトナー補給ＣＬがオンされてトナー補給が開始される
（ステップ３）。

【００２３】これについでＰセンサーパターン作成のた
めに処理Ａが以下のように実行される（ステップ４）。 感光体ドラム回転 露光ランプ点灯 帯電チャージャオン Ｐセンサーパターンの領域以外のイレースのためにイ
レーサー点灯 現像装置２による現像 Ｐセンサーパターン検知 クリーニングユニットでのクリーニング クリーニング後の除電オン

【００２４】つぎに以下のような検知制御動作が行われ
る。先ずＰセンサーパターンのトナー可視像から得られ
るセンサー出力をＶSPとＰセンサーパターンのトナー可
視像の前後におけるイレース領域から得られるセンサー
出力ＶSGとが比較され、 ＶSG／８＜ＶSP の場合には（ステップ５）、再度上記トナー補給モード
およびＰセンサーパターン作成が実行される。一方、 ＶSG／８≧ＶSP の場合には、現像装置２が停止されて上記処理Ａが終了
され（ステップ６）、最後にデータＤ０、Ｄ１の動作中
断データがリセットされて複写可能状態に移行される。
そしてこれと同時に表示部に「複写可能」の表示が行わ
れる（ステップ７）。

【００２５】このように本実施例においては、現像装置
２が一旦トナーエンド状態に移行されると、新たなトナ
ーカートリッジ２１１が装着されたことがトナーカート
リッジ検知機構により検知され、かつトナー補給が行わ
れた後に検出される画像濃度が所定値以上に達するまで
画像形成不可状態はそのままに維持される。すなわち使
用者は、トナーエンド時にトナーカートリッジ２１１の
交換を行うことなくトナーエンド状態を画像形成可能状
態に復帰させることはできず、また実際のトナー補給が
行われなければトナーエンド状態を画像形成可能状態に
復帰させることはできないようになっている。

【００２６】また本実施例では、トナーカートリッジ２
１１内のトナーが全て現像装置２のトナータンク２１０
内に補給された場合に、その後に残された空トナーカー
トリッジ２１１が感光体クリーニング機構の排トナー回
収容器として用いられるように構成されている。そして
トナーカートリッジ検知機構により空トナーカートリッ
ジ２１１の装着が行われていないことが検知された場合
には、空トナーカートリッジ２１１の装着が検知される
まで画像形成不可状態が維持されるとともに、トナーカ
ートリッジのセットを催促する表示が行われるようにな
っている。

【００２７】したがって現像装置２のトナータンク２１
０に対しトナーカートリッジ２１１から新規トナーが補
給され、それにより空になったトナーカートリッジ２１
１がその後も取り外されることなくそのまま装着されて
いることがトナーカートリッジ検知機構により検知され
ない限り、画像形成不可状態はそのままに維持される。
すなわち使用者は、空トナーカートリッジ２１１を不要
なものと錯誤して装置から外してしまうことはできない
ようになっている。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、現像装置の
トナーエンド時には、カートリッジ検知機構によりカー
トリッジの装着が検知され、かつ装着されたカートリッ
ジからトナーを補給して潜像担持体上に形成された画像
の濃度検知値が所定値に達したことが画像濃度検知機構
により検知されたときに、不揮発性メモリーの動作中断
データをリセットし画像形成可能状態に移行するので、
ドアの開閉やメインスイッチのオン・オフによりトナー
が補給されなくとも画像形成可能状態に移行するという
ことがなく、画像品質の劣悪化を防止することができ、
潜像担持体上の画像濃度を検知するので、トナー補給後
の最初の画像形成から確実に良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における制御装置によるトナ
ーエンドリセット手順を表したフロー図である。

【図２】本発明の一実施例における制御装置の構成を表
したブロック線図である。

【図３】トナーエンド検知手順を表したフロー図であ
る。

【図４】Ｐセンサー検知機構の概略を表した側面説明図
である。

【図５】Ｐセンサー検知機構の概略を表したブロック線
図である。

【図６】本発明を適用する画像形成装置に設けられる現
像装置の一例を表した側面説明図である。

【図７】図６に示した現像装置の一部を拡大して表した
外観斜視説明図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 現像装置 ３ Ｐセンサー ２０２ 現像スリーブ ２０５ 現像ドクター ２１０ トナータンク ２１１ トナーカートリッジ ２１５ トナーカートリッジスイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体と、上記潜像担持体上の静電潜
   像を現像する現像装置と、上記現像装置に装着しトナー
   を上記現像装置に補給するカートリッジと、上記カート
   リッジの装着の有無を検知するカートリッジ検知機構と
   を備える画像形成装置において、上記潜像担持体上に形
   成した画像の濃度を検知する画像濃度検知機構と、動作
   中断データを格納可能な不揮発性メモリーとを有し、上
   記現像装置のトナーエンド時には、上記カートリッジ検
   知機構により上記カートリッジの装着が検知され、かつ
   装着された上記カートリッジからトナーを補給して上記
   潜像担持体上に形成された画像の濃度検知値が所定値に
   達したことが上記画像濃度検知機構により検知されたと
   きに、上記不揮発性メモリーの動作中断データをリセッ
   トし画像形成可能状態に移行することを特徴とする画像
   形成装置。