JP3003433B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナーカートリッジ内
のトナー残量を検出することのできる電子写真装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置においては、トナー
カートリッジ５０内に収納されたトナー５１（図４に斜
線で図示する）の残量を検出するトナー残量検出機構が
備えられている。このトナー残量検出機構は、例えば、
図４に示すように、トナーカートリッジ５０のトナー５
１収納部の底部近傍に検出端子５２を配置すると共に、
感光体ドラム５３にトナー５１を搬送する現像シリンダ
５４に高圧電源５５を介して高電圧を一定時間印加し、
現像シリンダ５４と検出端子５２との間に現像剤がある
か否かによって変化する検出端子５２の電圧を検出し
て、検出された電圧が予め設定された基準電圧以下の場
合、トナー５１の残量が少ないと判断して警告を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ト
ナー残量検出機構では、トナー残量検出時にトナー残量
の多少にかかわらず高電圧が一定時間現像シリンダ５４
に印加される。感光体ドラム５３と現像シリンダ５４と
は、極僅かな隙間を隔てて配置されており、また、トナ
ー残量検出時には、感光体ドラム５３及び現像シリンダ
５４は停止状態にあるので、感光体ドラム５３の一部の
みがトナー残量検出時の一定時間帯電されることにな
り、感光体ドラム５３の一部分のみ疲労が早く進み、そ
の結果、印刷結果に悪影響を及ぼすという問題がある。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、トナー残量検出時における高電
圧印加時間を最小限にして、トナーカートリッジ内に収
納されている感光体等の部材の疲労を少なくすることが
でき、トナー残量の検出が行えると共に良好な印刷結果
が得られる電子写真装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電子写真装置は、トナーを内部に収納するト
ナーカートリッジに電圧を印加するとトナーカートリッ
ジ内のトナーの残量に応じた電圧を出力するトナー残量
検出手段を備え、所定時間経過しても前記トナー残量検
出手段からの出力電圧が基準電圧に達しない場合にトナ
ー残量が少ないことを警告する電子写真装置であって、
トナーカートリッジへ電圧を印加した後、前記トナー残
量検出手段からの出力電圧が前記所定時間内において前
記基準電圧に達した時点で前記トナーカートリッジへの
電圧の印加を停止し、または、前記トナー残量検出手段
からの出力電圧が前記基準電圧に達せずに前記所定時間
経過した時点で前記トナーカートリッジへの電圧の印加
を停止する電圧印加制御手段を備えている。

【０００６】

【作用】上記の構成を有する本発明の電子写真装置にお
いて、高圧電源がトナーカートリッジに高電圧を印加
し、検出端子が高電圧が印加されたときカートリッジ内
のトナー残量に応じた電圧を出力し、制御装置がトナー
残量検出時に高電圧を印加するとともに検出端子からの
出力電圧を検出し、所定時間内において検出電圧が予め
設定された基準電圧に達した時点で、トナーカートリッ
ジへの高電圧の出力を停止し、前記所定時間経過しても
検出電圧が基準電圧に達しない場合には、トナー残量が
少ないと判断して警告を行う。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１乃
至図３を参照して説明する。本実施例は本発明の電子写
真装置をレーザプリンタに適用したものである。

【０００８】図１はレーザプリンタの概略構成を示すも
のである。レーザプリンタは機体１内の下部に給紙装置
１１を備えており、印刷用紙Ｐは給紙装置１１の給紙ロ
ーラ１１ａによって画像形成部１５に向けて送り出され
る。給紙装置１１の用紙搬送方向下流側にはガイド１
２、用紙センサ１３、レジストローラ対１４が順次配置
されている。

【０００９】給紙ローラ１１ａによって給送された印刷
用紙Ｐは、ガイド１２に案内されつつレジストローラ対
１４に送られる。レジストローラ対１４は、用紙センサ
１３により印刷用紙Ｐの通過が検出された後、所定時間
経過すると回転を開始する。印刷用紙Ｐはレジストロー
ラ対１４の回転接触位置で斜行を矯正された後、レジス
トローラ対１４の回転動作に伴ってレジストローラ対１
４に挟まれながら用紙搬送方向下流側へと送り出され
る。

【００１０】レジストローラ対１４の用紙搬送方向下流
側には、対向して用紙経路を形成するガイド１６、感光
体ドラム２０と対向して印刷用紙Ｐが感光体ドラム２０
に密着するように印刷用紙Ｐを案内する転写前ローラ１
７が配置されており、印刷用紙Ｐはレジストローラ対１
４により送り出された後、前記ガイド１６及び転写前ロ
ーラ１７に案内されながら画像形成部１５へと給送され
る。

【００１１】機体１内部の左上部から略中央部には画像
形成部１５が配置されており、画像形成部１５は、ドラ
ム状に形成された感光体ドラム２０と、感光体ドラム２
０上に静電潜像を形成するために露光を行うスキャナユ
ニット２１と、露光によって形成された静電潜像にトナ
ー付着させてトナー像を形成する現像装置２２と、その
トナー像を印刷用紙Ｐに転写する転写帯電器１８、転写
後に印刷用紙Ｐを感光体ドラム２０から剥離するために
印刷用紙Ｐの除電を行う除電器１９とから構成されてい
る。この画像形成部１５に給送された印刷用紙Ｐは、感
光体ドラム２０上に形成されたトナー像が転写された状
態で送り出される。

【００１２】画像形成部１５の用紙搬送方向下流側に
は、搬送ガイド部２３、熱定着装置２４が順次配設され
ており、画像形成部１５から送り出された印刷用紙Ｐ
は、搬送ガイド部２３上を案内されながら熱定着装置２
４へと搬送される。熱定着装置２４の用紙搬送方向下流
側には、排紙部２７、排紙ローラ対２８が順次配設され
ており、熱定着装置２４から送り出された印刷用紙Ｐ
は、排紙部２７の有する用紙経路に従って排紙ローラ対
２８まで案内され、排紙ローラ対２８により機体１上部
に設けられた排紙トレイ２９上に送り出される。

【００１３】熱定着装置２４は、内部にハロゲンランプ
から構成されるヒータ２６を備えるヒートローラ２５
と、このヒートローラ２５に圧接するローラと、熱定着
装置２４の温度を検出する温度センサ（図示しない）か
ら構成され、ヒータ２６が点灯されることによりヒート
ローラ２５が温められる。

【００１４】前記熱定着装置２４近傍には、機体１内部
の温度が上昇してスキャナユニット２１等が異常動作し
ないように、温められた機体１内部の空気を機外へ排出
する冷却ファン３０が設けられている。

【００１５】トナーカートリッジ３２は、前記感光体ド
ラム２０、現像装置２２を内蔵すると共に、現像装置２
２側にトナー３２ｂ（図１に斜線で示す）を収納するト
ナータンク３２ａを備えている。トナータンク３２ａの
底部にはトナー残量を検出するための検出端子３１が配
設されている。そして、トナー残量の検出時には、後述
の高圧電源ユニット４１により現像装置２２に現像バイ
アスの交流成分が印加されると、検出端子３１にはトナ
ータンク３２ａ内のトナー３２ｂの残量に応じた電圧が
生じる。このトナーカートリッジ３２は機体１に対して
着脱自在に支持されており、機体１にはトナーカートリ
ッジ３２の有無を検出するカートリッジセンサ３３が設
けられている。

【００１６】次に、図２を参照して上記のように構成さ
れたレーザプリンタを制御する制御部の電気的構成につ
いて説明する。

【００１７】制御部の主体は制御装置４０であり、制御
装置４０はＣＰＵ、ＲＯＭ４０ａ、ＲＡＭ、内部タイマ
４０ｂ、Ａ／Ｄコンバーター及びそれらを接続するバス
等を備えたマイクロコンピュータから構成される。尚、
ＲＯＭ４０ａには、後述する基準電圧Ｖｒに関するデー
タが記憶されている。この基準電圧Ｖｒは、トナータン
ク３２ａ内のトナー３２ｂが所定量となったときに検出
端子３１に発生する電圧値である。また、内部タイマ４
０ｂは所定時間の計時を行うためのものである。

【００１８】制御装置４０には更にスキャナユニット２
１、高圧電源ユニット４１、ソレノイドクラッチ４２、
モータドライバ４４、ドライバ回路４５、用紙センサ１
３、冷却ファン３０、検出端子３１、カートリッジセン
サ３３、ビデオコントローラ回路基板４７が接続されて
いる。

【００１９】高圧電源ユニット４１は、現像装置２２、
転写帯電器１８、除電器１９にそれぞれ接続され、制御
装置４０によって制御可能な複数の高電圧を発生し、各
装置に応じた電圧を供給する。特に、トナー残量検出時
には、制御装置４０からの信号によって高圧電源ユニッ
ト４１は現像装置２２に高電圧（現像バイアスの交流成
分）を印加する。

【００２０】モータドライバ４４はメインモータ４３を
ドライブする回路であり、メインモータ４３にはギヤを
介して給紙ローラ１１ａ、感光体ドラム２０、排紙ロー
ラ２８、ヒートローラ２５がそれぞれ接続されており、
やはり制御装置４０によって各々の制御が可能となって
いる。また、メインモータ４３にはソレノイドクラッチ
４２を介してレジストローラ対１４が接続されており、
そのソレノイドクラッチ４２の接続・解離は制御装置４
０によって制御される。

【００２１】ドライバ回路４５はヒータ２６に電力を供
給する回路であり、制御装置４０は熱定着装置２４に設
けられている温度センサ（図示しない）が検出した温度
に基づいて、ドライバ回路４６を介してヒータ２６への
電力の供給・遮断を行う。

【００２２】用紙センサ１３は装着された箇所に印刷用
紙Ｐが搬送されたとき、制御装置４０に対して信号を送
出するものである。制御装置４０はその信号を受信する
と、前記ソレノイドクラッチ４２を接続して、メインモ
ータ４３の回転をレジストローラ１４に伝達し、レジス
トローラ１４を回転させる。

【００２３】冷却ファン３０は制御装置４０によって制
御され、印刷時に回転され、待機時には停止される。検
出端子３１は、トナー残量検出時に電圧が発生し、その
電圧により制御装置４０はトナー残量が所定量以上か否
かを判断する。カートリッジセンサ３３は、トナーカー
トリッジ３２が機体１に装着されているか否かを検出
し、その旨を表す信号を制御装置４０に出力する。

【００２４】ビデオコントローラ回路基板４７は外部機
器４８から転送された文字データや制御データ等から印
刷データを作成し、印刷開始指令と共に制御装置４０に
送信する。制御装置４０は、送信された印刷データに基
づいてスキャナユニット２１等の制御を行う。

【００２５】以上のように構成されたレーザプリンタの
トナー残量検出処理について、図３に示すフローチャー
トを参照しつつ説明する。なお、以下においてＳｉ（ｉ
＝１、２、３、・・・・・）はフローチャートの各ステ
ップを表わす。

【００２６】レーザプリンタの電源が投入されると、制
御装置４０によって所定の初期設定が行われ、その後、
図３に示すトナー残量検出処理が制御装置４０によって
実行される。

【００２７】このトナー残量検出処理においては、ま
ず、カートリッジセンサ３３の出力信号に基づいて、機
体１内にトナーカートリッジ３２が装着されているか否
かが判断され（Ｓ１）、トナーカートリッジ３２が装着
されていない旨の信号がカートリッジセンサ３３から出
力されていると（Ｓ１：ＮＯ）、トナーカートリッジ３
２が装着されていないことが使用者に視覚的または聴覚
的に警報され、トナー残量検出処理が終了する。

【００２８】トナーカートリッジ３２が装着されている
旨の信号がカートリッジセンサ３３から出力されている
と（Ｓ１：ＹＥＳ）、高圧電源ユニット４１により現像
バイアス（交流成分）が現像装置２２に印加され（Ｓ
２）、内部タイマ４０ｂにより所定時間の計時が開始さ
れる（Ｓ３）。

【００２９】次に、検出端子３１に発生している電圧が
検出されて（Ｓ４）、この検出電圧Ｖｓが制御装置４０
のＲＯＭ４０ａに記憶されているデータの示す基準電圧
Ｖｒ以上であるか否かが判断される（Ｓ５）。

【００３０】検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒ以上であれば
（Ｓ５：ＹＥＳ）、トナータンク３２ａ内にトナー３２
ｂが所定量以上あると判断され、トナーエンプティの警
告が行われることなく、高圧電源ユニット４１による現
像装置２２への現像バイアス（交流成分）の出力が停止
され（Ｓ９）、内部タイマ４０ｂの計時も停止され（Ｓ
１０）、トナー残量検出処理が終了する。

【００３１】一方、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒよりも
小さいと（Ｓ５：ＮＯ）、内部タイマ４０ｂが所定時間
を計時したかどうかが判断されて（Ｓ７）、所定時間の
計時が終了していなければ（Ｓ７６：ＮＯ）、再び検出
端子３１の電圧が検出され（Ｓ４）、検出電圧Ｖｓが基
準電圧Ｖｒ以上であるか否かが判断される（Ｓ５）。内
部タイマが所定時間の計時を終了していれば（Ｓ６：Ｙ
ＥＳ）、トナータンク３２ａ内のトナー３２ｂが所定量
よりも少なくなったと判断されて、その旨を示すトナー
エンプティの警告がブザーや表示パネル等により聴覚的
または視覚的に行われる（Ｓ８）。その後、高圧電源ユ
ニット４１による現像装置２２への現像バイアス（交流
成分）の出力が停止され（Ｓ９）、内部タイマ４０ｂの
計時も停止され（Ｓ１０）、トナー残量検出処理が終了
する。

【００３２】このトナー残量検出処理は、電源投入直後
以外に、１ページの印刷終了毎や印刷を行っていない待
機時もに実行される。

【００３３】以上のように、本実施例におけるレーザプ
リンタは、トナーカートリッジ３２内のトナー残量検出
時に現像装置２２に高電圧が所定時間印加され、その所
定時間内に検出されたトナー残量が予め設定された基準
量よりも多いと判断された場合、その時点で現像装置２
２への高電圧の印加が停止される。所定時間が経過して
も検出されたトナー残量が基準量よりも少ない場合に
は、ブザーや液晶パネル等でその旨を示すトナーエンプ
ティの警告が行われる。このことにより、感光体ドラム
２２への高電圧の印加時間を最小限にすることができ、
感光体ドラム２２の疲労を少なくすることができる。

【００３４】尚、現像装置２２、検出端子３１、制御装
置４０、高圧電源ユニット４１により本発明のトナー残
量検出手段が構成され、制御装置４０により本発明の電
圧印加制御手段が構成される。

【００３５】本発明は、レーザプリンタ以外のＬＥＤプ
リンタ、液晶プリンタ、電子写真方式の複写機やファク
シミリ装置等、トナーを利用して印刷を行うものに適応
できることは言うまでもない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の電子写真装置によれば、トナー残量検出手段から
の出力電圧が所定時間内において基準電圧に達した時点
で、または、トナー残量検出手段からの出力電圧が基準
電圧に達せずに前記所定時間経過した時点で、電圧印加
制御手段がトナーカートリッジへの電圧の印加を停止し
ているので、トナーが残っている場合には、前記所定時
間経過する前にトナーカートリッジへの電圧の印加が停
止され、トナー残量検出時における高電圧印加時間を最
小限にすることができる。そのため、トナーカートリッ
ジ内に収納されている感光体等の部材の疲労を少なくす
ることができ、トナー残量の検出が行えると共に良好な
印刷結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のレーザプリンタの概略構成を示す断
面図である。

【図２】レーザプリンタの電気構成を示すブロック図で
ある。

【図３】レーザプリンタの動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】従来の電子写真装置の構成の一部を示す断面図
である。

【符号の説明】

２２ 現像装置 ３１ 検出端子 ３２ トナーカートリッジ ４０ 制御装置 ４１ 高圧電源ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーを内部に収納するトナーカート
   リッジに電圧を印加するとトナーカートリッジ内のトナ
   ーの残量に応じた電圧を出力するトナー残量検出手段を
   備え、所定時間経過しても前記トナー残量検出手段から
   の出力電圧が基準電圧に達しない場合にトナー残量が少
   ないことを警告する電子写真装置において、 前記トナーカートリッジへ電圧を印加した後、前記トナ
   ー残量検出手段からの出力電圧が前記所定時間内におい
   て前記基準電圧に達した時点で前記トナーカートリッジ
   への電圧の印加を停止し、または、前記トナー残量検出
   手段からの出力電圧が前記基準電圧に達せずに前記所定
   時間経過した時点で前記トナーカートリッジへの電圧の
   印加を停止する電圧印加制御手段を備えたことを特徴と
   する電子写真装置。