JPH04127183A - トナー空検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置において
使用されるトナー空検知装置に関する。

〔従来の技術〕

トナー空検知装置には種々の方式があるが、その一つと
して圧電振動子を使用したものがある。

これは、圧電振動子を発振素子として使用するもので、
圧電振動子にトナーが接触すると圧電振動子に対する負
荷が重くなって発振出力が低下すること、或いは、発振
が停止することを検出してトナーの有無を検知するもの
である。

この圧電振動子をトナーセンサとして使用したトナー空
検知装置においては、現像機内にトナーと接触可能にト
ナーセンサを設けている。トナーが十分ある場合には、
トナーがトナーセンサに接触するため、トナーセンサの
出力がたとえばノ＼イレベルとなる。また、トナーがな
くなると、トナーがトナーセンサに接触しなくなるため
、トナーセンサの出力がたとえばローレベルとなる。し
たがって、トナーセンサの出力の高低を検出すれば、ト
ナーの有無を検知できる。なお、この場合検知精度を高
めるため、複数回ローレベルが検出されたときにトナー
がなくなったと見做す。

ところが、−旦トナーがトナーセンサに対して圧接状態
になると、トナーがトナーセンサの表面に付着し、現像
機内のトナーがなくなった場合でも、一部のトナーがト
ナーセンサの表面に付着したままとなってしまう。この
ため、実際にトナーが空になっているにも拘わらず、こ
れを検出できないという不都合が生じる。

そこで、このような不都合をなくすために、現像機内に
設けられたトナーを攪拌するアジテータを利用し、アジ
テータが１回転するごとにアジテータの一部に取り付け
られた清掃部材によりトナーセンサの表面に付着したト
ナーを削り落とすようにしている。

ところがこの場合、トナーが十分あったとしても、清掃
部材がトナーセンサの表面を通過する度に、トナーセン
サの表面近傍のトナーが清掃部材により一時的に取り除
かれた後に自重でトナーセンサの表面に戻るので、トナ
ーセンサから見た負荷が周期的に軽くなる。このため、
第６図（ａ）に示すように、実際にはトナーが十分ある
場合でも、トナ−センサからは、周期Ｔで周期的にトナ
ーなしの出力が発生することになり、正確にトナーの有
無を検知することができない。トナーなしの出力の輻Ｔ
１　　は、同図ら）に示すように、トナーの量が少なく
なるに従って広くなる。また、トナーがなくなると、同
図（Ｃ）に示すように、清掃部材がトナーセンサの表面
を通過する期間Ｔ、だけトナーありを示す出力が発生す
る。すなわち、清掃部材がトナーセンサの表面に摺接す
る度に、トナーセンサから見た負荷が重くなり、トナー
ありの状態と見做される。

そこで、従来のトナー空検知装置においては、同図（（
至）に示すような、装置内で周期的に発生するパルス、
たとえば、用紙の搬送経路に設けられた排紙センサの出
力を利用し、その立ち下がりのタイミングで、清掃部材
がトナーセンサの表面を通過している期間Ｔ２　及びそ
の直後の期間Ｔ１　からなる無効期間以外の期間、すな
わち、有効期間のトナーセンサの出力をサンプリングす
ることにより、清掃部材の影響を受けない出力を得るよ
うにしていた。

〔発胡が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のように排紙センサの出力に同期し
てサンプリングを行った場合、同一サイズの用紙を使用
して連続的に複写を行ったときに、用紙のサイズによっ
ては、同図（ｅ）に示すように、排紙センサの出力に基
づくサンプリングのタイミングとトナーセンサから周期
的にトナーなしの出力が発生するタイミングが複数回に
わたって一致する場合がある。このため、成る特定の状
況においては、実際にはトナーがあるにも拘わらずトナ
ーなしが検知されてしまい、正確にトナーの有無が検知
できないという問題があった。

本発明は、前記問題点を解決するために案出されたもの
であって、非同期の複数のパルス列でトナーセンサの出
力をサンプリングすることにより、どのような場合にお
いてもトナーの有無を正確に検知することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のトナー空検知装置は、現像機内に収容されるト
ナーに面してトナーセンサが設けられ該トナーセンサの
表面が清掃部材により周期的に清掃されるトナー空検知
装置において、互いに非同期の複数のパルス列を発生さ
せる手段と、前記複数のパルス列のそれぞれのパルス列
のタイミングで前記トナーセンサの出力をサンプリング
し各パルス列によりサンプリングされた前記トナーセン
サの出力がいずれも複数回連続してトナーなしを示した
ときに最終的にトナーなしを示す出力を発生させる手段
とを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、互いに非同期の複数のパルス列のそ
れぞれのパルス列のタイミングでトナーセンサの出力が
サンプリングされる。トナーセンサの出力には、清掃部
材がトナーセンサ位置を通過する度に発生する無効期間
が含まれているが、トナーセンサの出力は各パルス列間
では非同期的にサンプリングされるため、全てのサンプ
リングのタイミングが偶然に無効期間に一致する可能性
は非常に少なくなる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の特
徴を具体的に説明する。

第１図は本発明のトナー空検知装置が適用される複写機
の概略断面図である。

複写機は、画像形成部１．原稿読取部２及び給紙部３か
ら構成されている。

画像形成部１においては、ドラム状の感光体４の周囲に
、帯電器５．インターイメージランプ６゜現像機７．転
写コロトロン８．剥離コロトロン９゜清掃装置１０等が
順次配列されている。インターイメージランプ６と現像
機７との間の空間は、露光部１１となっている。

また、原稿読取部２においては、プラテンガラス１２の
下面に沿って移動し原稿の画像を走査する走査部材１３
が配置される。走査部材１３には、光源１３ａ、　ミラ
ー１３ｂ〜１３ｄが取り付けされており、光源１３ａか
らの光で原稿が照射され、原稿からの反射光は、ミラー
１３ｂ　〜１３ｄ１　レンズ１４、ミラー１５を介して
感光体４上に照射される。図中、光路りを一点鎖線で示
す。

また、給紙部３は、給紙トレイ１６．用紙繰り出し用半
月ローラ１７等を備えており、給紙トレイ１６内の記録
紙は、用紙繰り出し用半月ローラ１７により画像形成部
１方向に送り出される。

画像形成部１の用紙搬送経路に沿って用紙シュート１８
ａ、　１８ｂ、搬送ベルト１９．定着器２０等が配置さ
れている。用紙シ、　−）Ｈｌａ、　１８ｂには、用紙
を転写部へ搬送する搬送ローラ２１〜２３、用紙の通過
を検出する給紙センサ２４、用紙の進行を阻止するレジ
ゲート２５が設けられている。また、定着器２０の排出
側には、排紙センサ２６が設けられている。

上記現像機７においては、第２図に示すように、現像機
ハウジング２７内に、トナーカートリッジ２８゜中間ト
ナー溜め部２９及び磁気ロール３０が設けられており、
トナーカートリッジ２８及び中間トナー溜め部２９には
、それぞれ回転可能なアジテータ３１ａ。

３１１１が設けられている。中間トナー溜め部２９のア
ジテータ３１ｂ　の回転中心よりやや上方には、トナー
空検知を行うためのトナーセンサ３２が、トナーに対し
て対接可能に設けられている。また、磁気ロール３０の
表面に近接してトリマーブレード３３が配置されている
。

上記中間トナー溜め部２９のアジテータ３１ｂ　の−部
には、第３図に示すように、トナーセンサ３２のセンサ
面３２ａ　に摺接する１００　μｍ厚程度のポリエチレ
ンテレフタレートシート等からなる清掃部材３４が取り
付けられている。この清掃部材３４の摺接型３４ａ　は
、トナーセンサ３２のセンサ面３２ａ　の略全体に圧接
する寸法及び位置とされている。なお、トナーセンサ３
２は、従来例の項で述べたような、圧電振動子を使用し
た周知構造のもので、本実施例においては、トナーが存
在すると、すなわち、トナーセンサ３２から見た負荷が
重くなると、トナーセンサ３２の出力はハイレベルにな
るものとする。

このトナーセンサ３２の出力は、第４図に示すように、
給紙センサ２４．排紙センサ２６の出力とともに、マイ
クロコンピュータ３５に供給される。このマイクロコン
ピュータ３５には、各種の指示を入力するための操作パ
ネル３６、入力された指示を表示したり複写機の動作状
態を表示したりするための表示装置３７、画像形成部１
．原稿読取部２及び給紙部３のそれぞれにおいて各部材
の動作を制御するための画像形成部制御回路３８．原稿
読取部制御回路３９及び給紙部制御回路４０等が接続さ
れている。

次に、上述の複写機の動作について説明する。

たとえば、操作パネル３６から複写開始が指示されると
、まず、給紙部制御回路４０により給紙部３の半月ロー
ラ１７と回転駆動源（図示せず）との間に設けられ電磁
クラッチ（図示せず）　がオンとされ、半月ローラ１７
が回転を開始する。したがって、給紙トレイ１６内の用
紙が半月ローラ１７により送り出され、更に搬送ローラ
２１〜２３により用紙シニー）　１８ａ、　１８ｂを通
って転写部方向に搬送される。用紙の先端が給紙センサ
２４の位置に達すると、給紙センサ２４の出力がハイレ
ベルとなる。給紙センサ２４の出力は、マイクロコンピ
ュータ３５に供給されており、出力の立ち上がり（第５
図（ａ）時点ＴＡ参照）が検出されると、レジゲート２
５を閉じるとともに、半月ローラ１７の回転を停止させ
る。また、このとき、トナーセンサ３２の出力のレベル
を判別してその判別結果をマイクロコンピュータ３５に
内蔵されているメモリに格納する。用紙の先端がレジゲ
ート２５に突き当たると用紙の進行は停止する。

また、これと並行して原稿読取部制御回路３９により原
稿読取部２による原稿の読取動作が開始されるとともに
、画像形成部制御口１３３８により、画像形成部１によ
る画像の形成が開始される。

・すなわち、感光体４の表面が、帯電器５により一様に
帯電された後、インターイメージランプ６からの光によ
り非画像部分の電荷が消去され、更に、原稿読取部２か
らの原稿光により感光体４が露光され静電潜像が形成さ
れる。この静電潜像は、現像機７においてトナーにより
現像され、感光体４上にトナー像が形成される。

この現像工程について説明する。

トナーカートリッジ２８内のトナーは、矢印方向に回転
するアジテータ３１ａ　により攪拌されながら中間トナ
ー溜め部２９に供給される。中間トナー溜め部２９のト
ナーは、更にアジテータ３１ｂ　で攪拌されながら磁気
ロール３０方向に搬送される。磁気ロール３０に付着し
たトナーは、トリマーブレード３３により厚みが調整さ
れたのち感光体４０表面に接触し現像が行われ、感光体
４上にトナー像が形成される。

中間トナー溜め部２９の側面にはトナーセンサ３２が設
けられており、現像機Ｔ内のトナーの有無が検知される
。すなわち、現像機７内に十分トナーがあるときは、ト
ナーセンサ３２のセンサ面３２ａ　がトナーと接触する
ため、トナーセンサ３２から見た負荷が重くなり出力は
ハイレベルとなる。また、トナーがなくなったときは、
トナーセンサ３２から見た負荷が軽くなり出力はローレ
ベルとなる。但し、実際には、従来例の項で述べたよう
に、アジテータ３１ｂ　に取り付けられた清掃部材３４
が、トナーセンサ３２のセンサ面３２ａ　に周期的に摺
接しながら一時的にトナーを除去するため、トナーセン
サ３２の出力は、トナーの有無に拘わらず、清掃部材３
４の通過中は常にハイレベル、通過直後は常にローレベ
ルとなる。すなわち、これらの期間は無効期間となる。

第５図（Ｃ）はトナーがなくなったときのトナーセンサ
３２の出力例を示している。

感光体４上に形成されたトナー像は、感光体４の回転に
従って転写コロトロン８の位置に至る。

これに同期してレジゲート２５が開かれ、感光体４上の
トナー像と位置合わせされた状態で用紙が転写部に送り
込まれる。したがって、用紙上には、原稿の画像に対応
したトナー像が転写される。このトナー像が転写された
用紙は、剥離コロトロン９により、感光体４０表面から
剥離され、搬送ベルト１９により定着器２０方向に搬送
される。また、用紙の後端が給紙センサ２４の位置を通
過すると、給紙センサ２４の出力はローレベルとなる。

給紙センサ２４の出力の立ち下がり（第５図時点Ｔ、参
照）が検出されると、用紙が最初の用紙である場合には
、用紙サイズを検出し、紙詰まり検知時間の設定を行う
とともに給紙タイミングの設定を行う。その後、次の用
紙の給紙を開始する。

また、用紙が最後の用紙である場合には、装置の動作を
停止させる。

用紙が定着器２０に至ると、用紙上のトナー像が用紙に
定着され、定着後の用紙は、排紙センサ２６位蓋を通過
して装置外に排出される。このとき、用紙の先端が排紙
センサ２６位置を通過すると排紙センサ２６の出力はハ
イレベル（第５図時点Ｔｃ　参照）となり、用紙の後端
が通過するとローレベル（同図時点Ｔ、参照）になる。

排紙センサ２６の出力の立ち下がりが検出されると、複
写機の総複写枚数を示すピリングカウンタがインクリメ
ントされるとともにトナーセンサ３２の出力レベルが判
別され、その判別結果がマイクロコンピユータ３５に内
蔵されているメモリに格納される。その後、装置の動作
停止処理が行われる。

上述のように、本実施例においては、給紙センサ２４の
出力のパルス列の立ち上がりのタイミング（時点ＴＡ）
　　と排紙センサ２６の出力のパルス列の立ち下がりの
タイミング（時点ＴＤ）　でトナーセンサの出力のレベ
ルを判別している。このとき、いずれのタイミングにお
いても、複数回たとえば３回連続してローレベルが検出
されたときのみ、最終的な空トナーの表示を行う。すな
わち、マイクロコンピュータ３５のメモリ内に立ち上が
りのタイミング用のカウンタと立ち下がりのタイミング
用のカウンタとを設け、各タイミング毎にトナーセンサ
の出力のレベルを判別し、連続してローレベルであると
きは、対応するカウンタをインクリメントし、−回でも
ハイレベルになったときは両カウンタをリセットする（
第５図時点ＴＦ参照）そして、両カウンタの値がいずれ
も３になったとき（時点Ｔ□参照）のみ、トナーが空に
なった見做し、表示装置３７にトナーがなくなった旨の
表示を行うとともに、必要に応じて複写機の動作を停止
させる。

このとき、給紙センサ２４は、−旦レジゲート２５で停
止する用紙の通過を検出するのに対し、排紙センサ２６
は、定着器２０から連続的に排出される用紙の通過を検
出しているので、給紙センサ２４から得られる出力のパ
ルス列と排紙センサ２６から得られる出力のパルス列は
非同期となる。すなわち、第５図（ａ）、（社）に示す
ように、位相及び周期の双方が異なっている。しかも、
出力の立ち上がりのタイミングと立ち下がりのタイミン
グを利用しているので、両タイミングの相関関係は一層
少なくなる。したがって、現像機７内にトナーがある状
態において、給紙センサ２４の出力の立ち上がりのタイ
ミングが、トナーセンサ３２がローレベルになっている
短い無効期間に一致し、しかも、排紙センサ２６の出力
の立ち下がりのタイミングが同じくこの無効期間に一致
するという可能性は非常に小さくなる。

したがって、同一サイズの用紙に対して連続して複写を
行うような場合でも、゛用紙のサイズに拘わらず常に正
確にトナーの有無を検知することができ、トナーが未だ
あるにも拘わらず、トナー切れが表示されるような不都
合がなくなる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、非同期である複
数のパルス列のタイミングに基づいてトナーセンサの出
力をサンプリングし、トナーの有無を判別しているので
、トナーセンサの出力に周期的に含まれる無効期間とサ
ンプリングのタイミングが一致する可能性が極めて少な
くなる。したがって、トナーの有無が誤って検出される
ような不都合がなくなる。

【図面の簡単な説明】

１１図は本発明のトナー空検知装置が適用される複写機
の概略断面図、第２図は同複写機の現像機部分の断面図
、第３図はトナーセンサと清掃部材との関係を示す断面
図、第４図は複写機の制御回路の概略を示すブロック図
、第５図は本実施例のトナー空検知ＩＭｆにおけるトナ
ー空検知動作を説明するためのタイミングチャート、第
６図は従来のトナー空検知装置におけるトナー空検知動
作を説明するためのタイミングチャートである。 １：画像形成り　　　　　２：原稿読取部３：給紙部　
　　　　　　４：感光体 ５：帯電器 ６：インターイメージランプ ７：現像機　　　　　　　８：転写コロトロン９：剥離
コロトロン　　　１０：清掃装置１１：露光部　　　　
　　　１２ニブラテンガラス１３：走査部材　　　　　
　１３ａ：光源１３ｂ、　１３ｃ、　１３ｄ：ミラー　
　　１４：レンズ１５：ミラー　　　　　　　１６：給
紙トレイ１７：用紙繰り出し用半月ローラ １８ａ、　１８ｂ：用紙シー−）１９：搬送ヘルド２０
：定着器　　　　　　　２１．２２．２３　：搬送ロー
ラ２４：給紙センサ　　　　　２５：レジゲート２６：
排紙サンセ　　　　　２７：現像機ハウジング２８：ト
ナーカートリッジ　２９：中間トナー溜め部３０：磁気
ｏ　−ル３１ａ、　３１ｂ：アジテータ３２：トナーセ
ンサ　　　　３２ａ：センサ面３３ニトリマーブレード
　　３４：清掃部材３４ａ：摺接型 ３５：マイクロコンピュータ ３６：操作パネル　　　　　３７：表示装置３８二画像
形成部制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、現像機内に収容されるトナーに面してトナーセンサ
   が設けられ該トナーセンサの表面が清掃部材により周期
   的に清掃されるトナー空検知装置において、互いに非同
   期の複数のパルス列を発生させる手段と、前記複数のパ
   ルス列のそれぞれのパルス列のタイミングで前記トナー
   センサの出力をサンプリングし各パルス列によりサンプ
   リングされた前記トナーセンサの出力がいずれも複数回
   連続してトナーなしを示したときに最終的にトナーなし
   を示す出力を発生させる手段とを設けたことを特徴とす
   るトナー空検知装置。