JP3514882B2 - 電子写真装置 - Google Patents

電子写真装置

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JP3514882B2
JP3514882B2 JP19778195A JP19778195A JP3514882B2 JP 3514882 B2 JP3514882 B2 JP 3514882B2 JP 19778195 A JP19778195 A JP 19778195A JP 19778195 A JP19778195 A JP 19778195A JP 3514882 B2 JP3514882 B2 JP 3514882B2
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浩二 猪原
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Fujitsu Peripherals Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置に関
し、より詳しくは転写後に感光体上に残留する廃トナー
をトナーホッパへ還流させて再度印刷に利用する電子写
真装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、複写機,ファクシミリ,プリン
タ等の電子写真装置においては、感光ドラム上にレーザ
光を照射することにより形成される静電潜像にトナーを
付着させてトナー像を形成し、このトナー像を印字媒体
に転写,定着することにより画像形成がなされるように
なっている。この画像形成過程において、感光ドラム上
に付着するトナーの一部(廃トナー)は印字媒体に転写
されずにその感光ドラム上に残留し、この感光ドラムに
隣接配置されるクリーナ部にて回収された後、廃トナー
搬送手段にて搬送され廃トナー回収容器に回収・廃棄さ
れる。この廃トナーの回収量は、感光ドラム上のトナー
の転写効率および非印字部のかぶり量で左右されるもの
であるが、トナー供給量の60〜90%にまで達するの
が普通である。
【0003】ところで、前述のような電子写真装置で
は、ランニングコストを抑えるために、クリーナ部で回
収される廃トナーをトナーホッパへ還流させ、未使用の
トナーと混合して再度現像器にて利用することが行われ
ている。例えば特開昭61−258276号公報におい
ては、回収トナー搬送経路先端に回収容器が設けられ、
この回収容器の上流側に設けられる分岐路の下方に閉止
板を介してトナーホッパが配置されてなる構成(特に、
この公報の第4図参照)の現像装置が提案されている。
【0004】一方、この種の電子写真装置においては、
印刷が行われる毎にトナーが消費されるが、トナーホッ
パ内に収納されているトナーが無くなることによる印刷
不能の事態を避けるために、装置パネル面等にトナーホ
ッパ内のトナーがエンプティ状態にあること(トナーエ
ンプティ)を表示したり、あるいはトナーホッパ内のト
ナー残量がエンプティに近い状態にあること(ニアエン
プティ)を表示することが行われている。なお、トナー
ホッパから現像器へのトナー補給のための制御方式とし
ては、現像剤中のトナー量もしくは感光体上の現像トナ
ー量を検知して補給を行う所謂トナー濃度制御方式が知
られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示されている現像装置では、廃トナー回収容器が
トナーホッパの下流側に配置されているために、この廃
トナー回収容器の交換を忘れてその廃トナー回収容器が
満杯状態になった場合に、この廃トナー回収容器の口部
から廃トナー搬送手段側へ廃トナーが溢れ出すこととな
り、廃トナー搬送手段が目詰まりを起こして装置破損を
引き起こすという問題点がある。
【0006】一方、この種従来の電子写真装置におい
て、廃トナーをトナーホッパへ還流させて再利用する場
合に、未使用のトナーを使用する標準モードであるか、
廃トナーを再利用する廃トナー利用モードであるかによ
ってトナーエンプティもしくはニアエンプティの検出時
期が異なるために、これらトナーエンプティもしくはニ
アエンプティの通知が正確に行われず、現像器内のトナ
ー量が不足して印刷不能を引き起こしたり、これとは反
対に、トナーホッパ内へのトナー補給時にそのトナーホ
ッパからトナーが溢れたりするという問題点がある。
【0007】本発明は、前述のような問題点を解消する
ためになされたもので、第1に、廃トナー回収容器の交
換を忘れた場合にも装置破損を回避することができるよ
うにすることを目的とし、また第2に、廃トナーを再利
用する場合にもトナーエンプティもしくはニアエンプテ
ィの通知を正確に行えるようにすることを目的とするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の第1の目的を達成
するために、第1の発明による電子写真装置は、図1
発明原理図に示されているように、転写後に感光体上に
残留する廃トナーをトナーホッパ1へ還流させる廃トナ
ー搬送手段2を備える電子写真装置において、前記廃ト
ナー搬送手段2における前記トナーホッパ1との接続部
の上流側にその廃トナー搬送手段2により搬送される廃
トナーを排出する廃トナー排出口3を設けるとともに、
この廃トナー排出口3に連通するように廃トナー回収容
器4を設け、かつ廃トナー回収容器4の存在の有無を検
出する回収容器検出スイッチ29および廃トナー排出口
3を開閉するシャッター5を設け、シャッター5は回収
容器検出スイッチ29が廃トナー回収容器4の存在を検
出したときに開作動することを特徴とするものである。
【0009】この第1の発明において、廃トナー搬送手
段2における廃トナー排出口3がシャッター5により閉
じられている状態では、廃トナーは廃トナー搬送手段2
により搬送されてトナーホッパ1へ供給され、このトナ
ーホッパ1で未使用のトナーと混合されて再度現像器へ
送られる。一方、廃トナー排出口3が開かれている状態
では、廃トナー搬送手段2により搬送される廃トナーは
その廃トナー排出口3から廃トナー回収容器4に排出さ
れて回収される。この場合、シャッター5の開放状態で
廃トナー回収容器4の交換を忘れてその廃トナー回収容
器4の口部から廃トナー搬送手段2側へ廃トナーが溢れ
出したとしても、この溢れ出した廃トナーはトナーホッ
パ1側へ搬送されて再利用されるだけであって、装置破
損を招くことがない。加えて、廃トナー回収容器のセッ
ト時に開くシャッターを設けることで、廃トナー回収容
器のセットを忘れてもトナーにより機内が汚れるのを防
止することができる。
【0010】次に、前述の第2の目的を達成するため
に、第2の発明による電子写真装置は、図2の発明原理
図に示されているように、前記シャッターに連動して、
このシャッターの開閉状態を検出する検出手段を設け、
前記トナーホッパから現像器へのトナーの補給回数に
もとづきそのトナーホッパ内のトナー残量がエンプティ
に近いニアエンプティ状態にあることを検出するニアエ
ンプティ検出手段と、前記検出手段により廃トナー利用
モードと判断した場合は、前記廃トナーのトナーホッパ
への還流量に応じてそのニアエンプティ検出手段による
ニアエンプティ状態の検出時期を補正するニアエンプテ
ィ検出時期補正手段とを備えることを特徴とするもので
ある。
【0011】この第2の発明においては、ニアエンプテ
ィ検出手段7により検出されるトナーホッパ内のトナー
残量状態の検出時期が廃トナーのトナーホッパ1への還
流量に応じて補正されることによって、未使用のトナー
を使用する標準モードであるか、廃トナーを再利用する
廃トナー利用モードであるかにかかわらずニアエンプテ
ィの検出時期の通知を正確に行うことができ、印刷不能
もしくはトナー補給時におけるトナーホッパからのトナ
ーの溢れの問題を解消することができる。
【0012】
【実施例】次に、本発明による電子写真装置の具体的実
施例について、図面を参照しつつ説明する。
【0013】図3には、本発明の一実施例に係る電子写
真装置の概略構成斜視図が示され、図4には、図3のA
−A線縦断面図が示されている。
【0014】本実施例の電子写真装置10においては、
矢印a方向に回転する感光ドラム11上に予め前帯電器
12によって静電帯電が施され、この帯電面に原稿反射
光等の光学的な画像情報が照射されて静電潜像が形成さ
れ、この静電潜像に現像器13にてトナーを付着させて
トナー像(可視画像)が形成される。続いて、このトナ
ー像は、転写帯電器14によって待機ローラ15から供
給される記録紙(図示せず)上に転写され、この転写
後、記録紙は分離帯電器16によって感光ドラム11か
ら剥離されて図示されない定着器まで搬送されて定着さ
れる。この画像形成過程において、感光ドラム11上に
は転写しきれないトナーが残留する。この残留トナーは
分離帯電器16の下流側に配置されるクリーナーユニッ
ト17内のクリーニングブレード17aによって掻き落
とされる。なお、転写後の感光ドラム11上の潜像電荷
はクリーナーユニット17の下流側に配設される光除電
器18により除電される。
【0015】前記クリーナーユニット17において回収
された残留トナーは廃トナー搬送手段19によって現像
器13側へ還流され、この現像器13の上方に設けられ
ているトナー収納部としてのトナーホッパ20内に補給
されるようになっている。また、この廃トナー搬送手段
19におけるトナーホッパ20との接続部の上流側に
は、この廃トナー搬送手段19により搬送される廃トナ
ーを回収する廃トナー回収容器21が接続可能とされて
いる。
【0016】次に、廃トナー搬送手段19の末端部の詳
細構造を、図5(縦断面図)および図6(横断面図)を
参照しながら説明する。
【0017】この廃トナー搬送手段19は、終端部がト
ナーホッパ20の上部側壁に挿通固定される搬送管22
内に螺旋状の回転部材23が介挿されてなるものであ
る。こうして、この回転部材23を軸心回りに回転する
ことによって、クリーナーユニット17内の残留トナー
は搬送管22内を搬送されてその搬送管22の終端部に
形成される廃トナー排出口24からトナーホッパ20内
に落下供給されるようになっている。
【0018】前記搬送管22におけるトナーホッパ20
との接続部の上流側には廃トナー排出口25が形成さ
れ、この廃トナー排出口25に連通路26を介して前記
廃トナー回収容器21の口部が連通可能とされている。
また、この連通路26の途中にはその連通路26を開閉
するスライド式のシャッター27が介挿されている。こ
のシャッター27は、一端部(図5で左端部)に設けら
れる操作部を指でつまんで矢印b−c方向に操作するこ
とにより開状態(b方向)と閉状態(c方向)とを切替
え操作できるようにされている。なお、この切替え操作
は、このシャッター27の前面が図示されないカバーに
より覆われることによりそのカバーの隙間より手を挿入
して保守要員のみが行えるようにされている。
【0019】このシャッター27の他端部に対向する位
置にはマイクロスイッチよりなるモード検出スイッチ2
8が取り付けられ、このモード検出スイッチ28により
シャッター27が開状態にあるか閉状態にあるか、言い
換えれば標準モード(廃トナー回収モード)にあるか廃
トナー利用モードにあるかが検出されるようになってい
る。また、前記廃トナー回収容器21の側方にはその廃
トナー回収容器21の存在の有無を検出する回収容器検
出スイッチ29が取り付けられている。
【0020】前記トナーホッパ20内には、トナーのブ
リッジの発生を防止するための回転ベーン30が設けら
れるとともに、この回転ベーン30の下方にトナーホッ
パ20の下端開口を閉塞するスポンジローラ31が設け
られている。現像器13内のトナー濃度はその現像器1
3内に設けられているトナー濃度センサ32(図7参
照)により検出され、このトナー濃度センサ32により
検出されるトナー濃度が所定の下限値以下(出力電圧が
所定の上限値以上)になると、スポンジローラ31がト
ナー補給モータ33(図7参照)により回転されて、ト
ナーホッパ20内のトナーが現像器13内に供給され
る。また、このトナー供給によって現像器13内のトナ
ー濃度が所定の下限値を越える値(出力電圧が所定の上
限値未満)に回復すると、スポンジローラ31の回転が
停止されてトナーの供給が停止される。なお、トナーホ
ッパ20内のトナーは、このトナーホッパ20の上面に
載置されるトナーカートリッジからトナー補給口34を
介して補給される。
【0021】本実施例では、トナーホッパ20内のトナ
ー残量がエンプティに近いニアエンプティ状態にあるこ
とを検出するニアエンプティ検出手段と、トナーホッパ
20内のトナーがエンプティ状態にあること(トナーエ
ンプティ)を検出するエンプティ検出手段とが備えられ
ている。これらニアエンプティ検出手段およびエンプテ
ィ検出手段は、トナーホッパ20から現像器13へのト
ナー補給量をスポンジローラ31の回転数、言い換えれ
ばそのスポンジローラ31を駆動するトナー補給モータ
33の回転数(もしくは通電時間)に比例するトナー補
給回数のカウント値から得るように構成されている。し
たがって、このトナー補給回数が所定値に達したことが
それらニアエンプティ検出手段およびエンプティ検出手
段により検出されると、例えば図示されない操作パネル
に設けられているニアエンプティ警告灯もしくはトナー
エンプティ警告灯が点滅あるいは点灯され、ユーザーに
対して警告を与えるようになっている。
【0022】また、本実施例では、シャッター27の閉
操作によって廃トナーをトナーホッパ20に還流させる
廃トナー利用モードの場合に、この廃トナーのトナーホ
ッパ20への還流量に応じて、ニアエンプティ検出手段
によりニアエンプティ状態が検出されるまでのトナー補
給回数を標準モード(廃トナーを利用しないモード)に
比べて多くするように補正し、これによって廃トナー利
用モードであってもニアエンプティの検出時期の通知を
正確に行うことができるようにされている。
【0023】次に、本実施例のトナー補給制御の手順を
図7に示されるブロック図を参照しながら図8に示され
るフローチャートによって説明する。
【0024】S1〜S3:トナー濃度センサ32の出力
電圧(TCV)を検出してその検出信号をメカコントロー
ラユニット35内の中央処理装置(CPU)36に取り
込む。この中央処理装置36では、検出された出力電圧
(TCV)が最適トナー濃度制御基準値(本実施例では
2.5v)以上となったときにモータドライバ37を介
してスポンジローラ31を回転させるトナー補給モータ
33を駆動させる。このトナー補給モータ33の駆動に
よりトナー補給回数のカウント値Nを1だけ加算する。
なお、この中央処理装置36にはカウンタメモリ36a
が内蔵されている。
【0025】S4〜S7:現在までのトナー補給回数N
が予め設定されているニアエンプティ通知までのトナー
補給回数Cn に達すれば、トナーを補給するとともにニ
アエンプティ表示を行い、トナー補給が所定回数(本実
施例では30回)だけ連続して行われたときにはトナー
エンプティ表示を行う。
【0026】S8:トナーエンプティまでのトナー補給
回数を基に、次回のニアエンプティ通知までのトナー補
給回数Cn+1 を決定するために(トナー補給回数学習機
能)、この次回のニアエンプティ通知までのトナー補給
回数Cn+1 を次式によって演算する。 Cn+1 =(Nn +Nn-1 )/2−D ここで、Nn は今回のトナーエンプティ時のトナー補給
回数であり、Nn-1 は前回のトナーエンプティ時のトナ
ー補給回数である。また、Dはニアエンプティからトナ
ーエンプティまでのトナー補給回数である。
【0027】S9〜S10:廃トナー利用モードのとき
には、次回のニアエンプティ通知までのトナー補給回数
n+1 を、設定値に所定の補正値E(>1)を乗算する
ことにより求める。一方、標準モードのときにはトナー
補給回数Cn+1 をそのままにしてステップS1へ戻る。
ここで、この補正値Eとしては、本実施例では1.3の
数値が用いられる。なお、廃トナー利用モードであるか
否かは廃トナー利用モード切替スイッチ38が操作され
ているか否かによって判断される。この廃トナー利用モ
ード切替スイッチ38としては、コントローラボード上
のモード切替用のディップスイッチ等であっても良い
し、操作パネルにてユーザーが選択できる選択スイッチ
であっても良いし、あるいは前記回収容器検出スイッチ
29の作動時に自動的に廃トナーを回収する標準モード
とし、非作動時に廃トナー利用モードとするようにモー
ド切替えを行うようなものであっても良い。
【0028】次に、本発明の他の実施例を図9によって
説明する。この実施例においては、連通路26に介挿さ
れるシャッター27に指示板39が取り付けられるとと
もに、本体フレーム側にその指示板39により指示され
る目盛板40が取り付けられている。こうして、シャッ
ター27を操作するオペレータは目盛板40の目盛りを
見ることでそのシャッター27の開口率が読み取れるよ
うになっている。この読み取られた開口率は操作パネル
からメカコントローラユニット35にマニュアル入力さ
れる。一方、メカコントローラユニット35内の中央処
理装置36においては、この入力されたシャッター27
の開口率、言い換えれば廃トナーの利用率を加味して前
記補正値Eを演算するようにされている。
【0029】この補正値Eは、この廃トナー利用率のみ
ならず、印字率(=トナー補給回数/印刷枚数×J,J
は係数)および通紙率(=用紙通紙枚数/感光ドラム回
転時間×K,Kは係数)等を加味して演算されるのが望
ましい。これは、感光ドラム上の非印字部にも幾分トナ
ーが付着しているので、印刷モード(連続印刷もしくは
間欠印刷)によっては回収トナー量に変動が生じ、また
用紙通紙枚数によっても同様の変動が生じるからであ
る。これら廃トナー利用率,印字率,通紙率を加味した
E値の演算式は次式で与えられる。 E=1.0+0.3F+0.5G+0.2H+0.1I ここで、Fは廃トナー利用モードか否かを表す変数(廃
トナー利用モードのときF=1,標準モードのときF=
0)、Gは廃トナー利用率を表す変数(0〜1の値をと
り、標準モードのときG=0)、Hは印字率を表す変数
(0〜1の値をとり、標準モードのときH=0)、Iは
通紙率を表す変数(0〜1の値をとり、標準モードのと
きI=0)である。
【0030】なお、前述の説明では、目盛板40の目盛
りにより開口率を検出するものとしたが、シャッター2
7に位置を決定するノッチ等を設けて検出するようにし
ても良い。また、本実施例では、シャッター27の開口
率(廃トナー利用率)を操作パネルからマニュアル入力
する場合について説明したが、この開口率を検出するス
イッチ等の検出手段を設けてその検出出力にもとづき自
動入力する実施例も可能である。
【0031】また、本実施例では、搬送管22の途中に
廃トナー排出口を一つだけ設けるものを説明したが、図
10に示されるように、搬送管22の途中に二つの廃ト
ナー排出口41,42を互いに位相をずらせて設けると
ともに、各廃トナー排出口41,42のそれぞれにスラ
イド式のシャッター43,44を設けるようにし、これ
ら各廃トナー排出口41,42を1本の連通路45にて
連通させて廃トナー回収容器21に接続するようにする
実施例も可能である。このような構成によれば、一方の
シャッター43もしくは44が全開のときにも搬送管2
2内のトナーTの一部をトナーホッパ20側へ搬送する
ことができ、これら二つのシャッター43,44の開度
を適宜調整することで所望の開口率を得ることができ
る。なお、図10に示される例のように1本の連通路4
5を設ける代わりに、各廃トナー排出口41,42を別
々の廃トナー回収容器に連通させるようにすることもで
きる。また、この廃トナー排出口は三つ以上設けても良
いのは勿論である。
【0032】前記各実施例においては、シャッターを手
動操作により開閉させるものとしたが、所定位置に廃ト
ナー回収容器21がセットされて回収容器検出スイッチ
29が操作されたときに、自動的にシャッターを開作動
させて廃トナー利用モードから標準モードに切替えるよ
うにすることもできる。このように廃トナー回収容器2
1のセット時に開くシャッターを設けることで、廃トナ
ー回収容器21のセットを忘れてもトナーにより機内が
汚れるのを防止することができる。
【0033】前述の標準モードと廃トナー利用モードと
の切替えが頻繁に行われると、ニアエンプティの通知時
期の演算が正確に行われず、トナーホッパ20へのトナ
ー補給時にそのトナーホッパ20からトナーが溢れ出す
恐れがある。したがって、このモード切替えはカウンタ
値をリセットしたとき、言い換えればトナーエンプティ
時のみに行われるのが望ましい。こうすることでニアエ
ンプティの通知を安定して行うことができる。
【0034】前述の実施例において、トナー補給回数に
もとづきトナーホッパ内のトナーの残量を検出するニア
エンプティ検出手段およびエンプティ検出手段を設ける
のに加えて、このトナーホッパ内の所定部にそのトナー
ホッパ内のトナーが所定レベル以下になったことを検出
するエンプティセンサを設けることもできる。そして、
このエンプティセンサにより検出されるニアエンプティ
通知時期と前述の中央処理装置36により演算されるニ
アエンプティ通知時期とのいずれか早い方の通知時期を
採用することで、より正確かつ確実にニアエンプティ通
知時期を警告することができる。また、このように二重
にニアエンプティの検出を行うことで、エンプティセン
サが例えばトナー付着障害で作動しない場合でもニアエ
ンプティ検出に支障を来すことがない。
【0035】前述の実施例では、廃トナー利用モードに
おいてニアエンプティ通知時期を変更するものについて
説明したが、この廃トナー利用モードにおいて例えば現
像バイアス電圧等のプロセス条件を変更するようにする
のが好ましい。こうすることで、各モードでの印字変動
を抑えて印字品質を一定に保つことができる。
【0036】
【発明の効果】以上に説明したように、第1の発明によ
れば、ユーザーニーズに応じて廃トナー回収モードと廃
トナー利用モードとを選択可能にすることができる。こ
の場合、シャッターの開放状態で廃トナー回収容器の交
換を忘れても装置破損を回避することができる。また、
第2の発明によれば、廃トナー回収モードであるか、廃
トナー利用モードであるかにかかわらずニアエンプティ
の検出時期の通知を正確に行うことができ、印刷不能も
しくはトナー補給時におけるトナーホッパからのトナー
の溢れの問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、第1の発明による電子写真装置の発明
原理図である。
【図2】図2は、第2の発明による電子写真装置の発明
原理図である。
【図3】図3は、本発明の一実施例に係る電子写真装置
の概略構成斜視図である。
【図4】図4は、図3のA−A線縦断面図である。
【図5】図5は、本実施例の電子写真装置の要部縦断面
図である。
【図6】図6は、本実施例の電子写真装置の要部横断面
図である。
【図7】図7は、トナー補給制御ブロック図である。
【図8】図8は、トナー補給制御の手順を示すフローチ
ャートである。
【図9】図9は、他の実施例の電子写真装置の要部縦断
面図である。
【図10】図10(a)は、廃トナー排出口構造の変形
例を示す断面図,図10(b)は(a)のX−X線断面
図,図10(c)は(a)のY−Y線断面図である。
【符号の説明】
1,20 トナーホッパ 2,19 廃トナー搬送手段 3,25,41,42 廃トナー排出口 4,21 廃トナー回収容器 5,27,43,44 シャッター 6,13 現像器 7 ニアエンプティ検出手段 8 ニアエンプティ検出時期補正手段 10 電子写真装置 11 感光ドラム 31 スポンジローラ 33 トナー補給モータ 35 メカコントローラユニット
フロントページの続き (72)発明者 猪原 浩二 兵庫県加東郡社町佐保35番(番地なし) 富士通周辺機株式会社内 (72)発明者 岡林 太志 兵庫県加東郡社町佐保35番(番地なし) 富士通周辺機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−258276(JP,A) 特開 平7−56429(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 21/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】転写後に感光体上に残留する廃トナーをト
    ナーホッパへ還流させる廃トナー搬送手段を備える電子
    写真装置において、 前記廃トナー搬送手段における前記トナーホッパとの接
    続部の上流側に設けられ、前記廃トナー搬送手段により
    搬送される廃トナーを排出する廃トナー排出口と、 前記 廃トナー排出口に連通するように設けられる廃トナ
    ー回収容器と、 前記廃トナー回収容器の存在の有無を検出する回収容器
    検出スイッチと、 前記 廃トナー排出口を開閉するシャッターとから構成さ
    れ、 前記シャッターは前記回収容器検出スイッチが前記廃ト
    ナー回収容器の存在を検出したときに開作動する ことを
    特徴とする電子写真装置。
  2. 【請求項2】 前記シャッターに連動して、このシャッ
    ターの開閉状態を検出する検出手段と、 前記トナーホッパから現像器へのトナーの補給回数にも
    とづきそのトナーホッパ内のトナー残量がエンプティに
    近いニアエンプティ状態にあることを検出するニアエン
    プティ検出手段と、前記検出手段により廃トナー利用モードと判断した場合
    は、 前記廃トナーのトナーホッパへの還流量に応じてそ
    のニアエンプティ検出手段によるニアエンプティ状態の
    検出時期を補正するニアエンプティ検出時期補正手段と
    を備えることを特徴とする請求項1記載の電子写真装
    置。
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