JPH0614226B2 - トナ−補給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、電子写真複写機等の２成分現像剤を用いる
現像装置にトナーを補給するトナー補給装置に関する。

従来技術 電子写真複写機等の２成分現像剤を使用する現像装置に
おいては、その現像剤のトナー濃度を一定に保つよう
に、トナーを補給する必要がある。

その補給用のトナーの残量を検知する方法としては、例
えばトナー残量検知素子を用いてトナー補給装置におけ
るトナーホッパ（貯蔵器）内のトナー量を直接検知する
方法があるが、トナー残量検知素子の取付けや検知回路
の設置が必要となるため、装置が複雑になりコスト高と
なる欠点があった。

そこで簡便な方法として、トナー補給装置による補給動
作が所定時間或いは所定回数以上継続した時には、トナ
ーホッパ内のトナーがなくなったとみなして、トナーな
しの表示をする方法がある。

しかしながら、このような方法では、トナー補給量以上
にトナーを消費するコピー（例えば写真やネガ画像のコ
ピー）を多数枚続けた場合には、トナー補給が継続して
行なわれることになり、そのためホッパ内にトナーが十
分残っているにもかかわらず、補給するトナーがなくな
ったと誤検知してしまうことがある。

しかし、これを避けるために最大トナー消費量以上のト
ナーを補給すると、現像装置内の撹拌性能に限りがある
ため部分的にトナー過剰となり、画像のかぶりや機内へ
のトナー飛散等の不具合が生じる。

目 的 この発明は上述のような問題点に着目してなされたもの
であり、誤検知，撹拌不足等の問題が少なく、簡便で確
実にトナー補給及びトナーがなくなった時にその表示を
行なうことのできるトナー補給装置を提供することを目
的とする。

構 成 以下、この発明の構成を一実施例に基づいて説明する。

第１図は、この発明を適用した複写機の現像装置の概略
断面図であり、その構造及び動作を説明する。

現像装置１では、現像タンク２の下部に蓄えたキヤリア
及びトナーから成る２成分現像剤３を、それぞれ内部に
複数のマグネット５，７を固定した汲上スリーブ６及び
８によって汲上げて、内部に複数個のマグネット９を固
定設置した現像スリーブ１０に受渡す。

そして、現像スリーブ１０によって磁気ブラシを形成し
て現像剤を感光体ドラム１１に付着させ、そのトナーに
よって静電潜像を現像して顕像化した後、現像スリーブ
１０からトナー濃度の低下した現像剤をセパレータ１２
で分離して、トナー補給パイプ１３あるいは撹拌パイプ
１４に落下させる。

この時、トナー補給パイプ１３内に落下した現像剤は、
補給スクリユー１５によって搬送される補給用のトナー
と共に現像タンク２内へ戻される。

また、この現像装置１内には、現像スリーブ１０からセ
パレータ１２で分離された現像剤の一部を通過させてそ
のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部１６が設けら
れている。

このトナー濃度検出器１６は、内部に設けたコイル内を
流下する現像剤のトナー濃度の変化によって、そのコイ
ルのインピーダンスが変化することを利用した公知のも
のである。

なお、現像タンク２内へ落下した現像剤及びトナー補給
パイプ１３から補給されたトナーは、撹拌部材であるス
クリユーアジテータ１８によって均一に撹拌される。

次に、第２図を参照して現像タンク２内へトナーを補給
するトナー補給部の構造及び動作を説明する。

補給用トナー２０を貯蔵するトナーホッパ２１の下端に
側方へ曲った突出端部２１ａを設け、現像装置の前側板
２２と後側板２３との間に架設したトナー補給パイプ１
３の一端に連接させている。

そして、このトナー補給パイプ１３及びトナーホッパ２
１の突出端部２１ａ内を貫通して補給スクリユー１５を
設けている。

トナー補給パイプ１３の上部には現像剤流入用の多数の
透孔１３ａが列設され、下部にも現像剤及び補給トナー
流出用の多数の透孔１３ｂが列設されている。

一方、トナーホッパ２１の下方には、トナー補給モータ
２４をトナーホッパ２１の側面に取付けたプレート２５
に固定して設けており、上述の補給スクリユー１５をプ
レート２５より突出させてその突出端に歯車２６を取付
け、このモータ２４の回転軸２４ａに取付けた歯車２７
と噛み合わせている。

したがって、トナー補給モータ２４を駆動すれば、歯車
２７，２６を介して補給スクリユー１５が回転し、トナ
ーホッパ２１内のトナー２０をトナー補給パイプ１３へ
送出し、さらに図で左方へ搬送する。このトナー補給モ
ータ２４の駆動は後述するトナー補給・トナーエンド表
示制御回路３３によって制御される。

そして、トナー補給パイプ１３内を搬送されたトナー
は、第１図のセパレータ１２の開口から落下してトナー
補給パイプ１３の上部に形成された透孔１３ａから流入
する現像剤と混じり合って、下部に形成された透孔１３
ｂから流出して、現像タンク２内へ補給される。

なお、トナー補給パイプ１３の後側板２３に近い端部の
下面には大径の孔１３ｃを形成し、端部にトナーや現像
剤が滞留しないようにしている。

第３図は、この発明を適用した複写機の制御系を示すブ
ロツク図である。

主制御回路３０は複写機全体を制御する回路であり、マ
イクロコンピユータ等によって構成され、コピー動作の
ための各モータ，クラッチ，ランプ，センサ等の外部制
御部３１、コピー枚数セットやコピースタート等の各種
操作及び第４図に例示するようなトナーエンド表示を含
む各種表示を行なう操作表示部３２、及びトナー補給・
トナーエンド表示制御回路３３と夫々信号のやりとりを
行なっている。

トナー補給・トナーエンド表示制御回路３３は、トナー
濃度検出器１６からの検出出力に基づいてトナー濃度を
判定し、そのトナー濃度に応じてトナー補給モータ２４
の駆動及びその時間又は回転数を制御するトナー補給制
御手段の役目と、補給すべきトナーがなくなった時にそ
れを検出して、主制御回路３０を通じて操作表示部３２
にトナーがないことを表示させるトナーエンド表示制御
手段としての役目を果す回路であり、やはりマイクロコ
ンピユータを使用して構成することができる。

次に、第５図のフローチヤートによって、このトナー補
給・トナーエンド表示制御回路３３の動作をさらに詳し
く説明する。

先ず、ステップ１でトナー濃度検出器１６からの検出出
力によるトナー濃度ＴＣ_Ｘと、トナー補給の必要がない
適正なトナー濃度に相当する第１の所定レベルＴＣ_１と
を比較し、ＴＣ_Ｘ≧ＴＣ_１であればトナー補給を行なわ
ない。すなわち、トナー補給モータ２４を駆動しない。

トナー濃度ＴＣ_Ｘが第１の所定レベルＴＣ_１以上でなく
なった時には、ステップ２へ進んでその時点からの経過
時間ＴＹが予じめ設定した変化率測定時間Ｔ_１になった
か否かを判断し、Ｔ_１になるまではステップ３で第１の
所定量だけトナーを補給し、ステップ１へ戻る。

ステップ２で、経過時間ＴＹが変化率測定時間Ｔ_１にな
ったと判断すると、ステップ４へ進んでその時間Ｔ_１間
のトナー濃度ＴＣＸの変化率ΔＴＣ_１を算出して記憶し
た後、ステップ５で経過時間ＴＹのタイマをリセットす
る。

そして、ステップ６でその時検出されるトナー濃度ＴＣ
Ｘを第１の所定レベルＴＣ_１より低い第２の所定レベル
ＴＣ_２（ＴＣ_２＜ＴＣ_１）と比較する。その結果、ＴＣ
_Ｘｘ≧ＴＣ_２であればステップ３へ進んで第１の所定量
のトナー補給を継続し、その後ステップ１へ戻る。

このようにして、第１の所定量ずつトナーの補給を行な
っている間中、変化率測定時間Ｔ_１ごとにトナー濃度の
変化率を算出してその記憶値を更新している。

ステップ６の判断でトナー濃度ＴＣＸが第２の所定レベ
ルＴＣ_２以上でなくなると、ステップ７へ進んで第１の
所定量よりも多い第２の所定量のトナーを補給する。そ
して、その補給開始時点からの経過時間ＴＸが変化率測
定時間Ｔ_１（ステップ２のＴ_１と同じ）になると、ステ
ップ８からステップ９へ進んで、その時間Ｔ_１間のトナ
ー濃度の変化率ΔＴＣ_２を算出して記憶する。

そして、ステップ１０で、第１の所定量でのトナー補給
時に最後に記憶したトナー濃度変化率ΔＴＣ_１とステッ
プ９で記憶したトナー濃度変化率ΔＴＣ_２とを比較し
て、両者が相遠していればステップ６へ戻るが、両者が
略等しければ補給すべきトナーがなくなったと判断し
て、ステップ１１で第３図の主制御回路３０に信号を送
って、操作表示部３２に第４図に示したようなトナーエ
ンド表示を行なわせると同時にコピー動作を停止させ、
コピースタートキーを赤に点灯してコピー開始を禁止す
る。

すなわち、ステップ６の判断がＮＯになるのはトナー濃
度が低下している場合であるが、補給すべきトナーがあ
れば、トナー補給量が第１の所定量から第２の所定量に
増加すると、１回のトナー補給量が増加した分だけ単位
時間当りのトナー補給量も増加し、１枚のコピー作成に
よって低下するトナー濃度変化率（この場合低下率）が
小さくなるはずであるから、ΔＴＣ_１＞ΔＴＣ_２にな
る。

しかしながら、補給すべきトナーがない時はいずれの補
給時にもトナーが補給さないので、第１のトナー補給量
も第２のトナー補給量も共に零になり、単位時間当りの
第１，第２のトナー補給量も零になって、コピー作成に
よってトナーが消費される分だけトナー濃度が低下し、
その変化率は略一定になるから、ΔＴＣ_１ΔＴＣ_２に
なる。

ところで、トナー補給の第２の所定量は、第１図の現像
装置１における撹拌限界以下の量でなければならないの
で、トナー消費量の多いコピーを行なっている場合には
トナー濃度が回復しないことがある。

このような場合を考慮して、第５図のステップ１０以降
に追加動作を付加した異なる実施例のフローチヤートの
要部を第６図及び第７図に示す。

第６図では、ステップ１０の判断でＮＯの時、すなわち
補給すべきトナーがある時には、ステップ１２で第２の
所定量でのトナー補給開始後の経過時間ＴＸが予め設定
した所定時間Ｔ_３になったか否かを判断し、所定時間Ｔ
_３になるまでは第５図のステップ６に戻り、ＴＣＸ≧Ｔ
Ｃ_２になるまで第２の所定量ずつのトナー補給を続け
る。

経過時間ＴＸが所定時間Ｔ_３以上になると、コピー速度
を通常の速度より遅くして、第２の所定量のトナー補給
をステップ１４でトナー濃度ＴＣＸが第２の所定レベル
ＴＣ_２以上になったと判断するまで行なう。

また、第７図のフローでは、上述の場合と同様にステッ
プ１２で第２の所定量ずつのトナー補給時間が所定時間
Ｔ_３以上になった時、ステップ１５でコピーの作像動作
を停止して、第２の所定量のトナー補給を所定時間Ｔ_４
だけ行なう。ステップ１６では、この作像動作停止時間
ＴＺが所定時間Ｔ_４以上になったか否かの判断を行なっ
ている。

このようにすれば、時間あたりのトナー消費量が減少あ
るいは無くなって、第２の所定量でのトナー補給が行な
われるので、トナー濃度が濃くなって速やかに第２の所
定レベル以上に回復する。

ところで、トナー補給時の第１の所定量Ｑ_１と第２の所
定量Ｑ_２（Ｑ_２＞Ｑ_１）は、１回のトナー補給周期（例
えば連続コピーの周期に相当する）内で第２図のトナー
補給モータ２４を駆動する時間又はその回転数によって
設定することができる。

すなわち、第２の所定量Ｑ_２で補給する時は、第１の所
定量Ｑ_１で補給する時よりも１回のトナー補給周期内で
のトナー補給モータ２４の駆動時間を長くするか、回転
数を多くする。

また、上述の実施例では、トナー濃度の変化率ΔｔＴＣ
_１，ΔＴＣ_２を単位時間（変化率測定時間Ｔ_１）当りの
トナー濃度検知出力の変化によって算出したが、単位コ
ピー枚数（例えば１枚）当りのトナー濃度検知出力の変
化によって算出するようにしてもよい。

効 果 以上説明してきたように、この発明によるトナー補給装
置は、現像タンク内の現像剤のトナー濃度に応じて適量
のトナーを補給することができ、トナーホッパにトナー
がなくなった時には簡便な手段でトナーなしの表示を行
なうことができる。

しかも、トナー補給過剰による撹拌不足が発生したり、
補給すべきトナーが残っているのにトナーなしの誤表示
がなされるようなことが殆んどなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した複写機の現像装置の一例
を示す概略断面図、 第２図は、同じくそのトナー補給部の構造を示す断面
図、 第３図は、この発明を適用した複写機の制御系を示すブ
ロツク図、 第４図は、トナーエンド表示の一例を示す図、 第５図は、第３図におけるトナー補給・トナーエンド表
示制御回路の動作を示すフローチヤート図、 第６図及び第７図は、それぞれ第５図の動作フローに追
加する異なる動作フローを示す部分的フローチヤート図
である。 １……現像装置、２……現像タンク ３……２成分現像剤、１３……トナー補給パイプ １５……補給スクリユー １６……トナー補給モータ、２０……補給用トナー ２１……トナーホッパ、２４……トナー補給モータ ３０……主制御回路、３２……操作表示部 ３３……トナー補給・トナーエンド表示制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーとキヤリアを混合した２成分現像剤
   を使用する現像装置内の現像剤のトナー濃度を検出する
   トナー濃度検出手段と、前記現像装置にトナーを補給す
   るトナー補給手段と、該補給手段に補給すべきトナーが
   ないことを表示するトナーエンド表示手段と、前記トナ
   ー濃度検出手段によつて検出されるトナー濃度が第１の
   所定レベル以上の時はトナーを補給せず、この第１の所
   定レベルとそれより低い第２の所定レベルとの間の時に
   は１回に第１の所定量だけトナーを補給し、前記第２の
   所定レベルに満たない時には１回に第１の所定量より多
   い第２の所定量だけトナーを補給するように前記トナー
   補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記第１の
   所定量トナーを補給する状態の時に、単位時間毎又は単
   位コピー枚数毎にその前後におけるトナー濃度の変化率
   を算出し記憶して順次その記憶を更新し、前記第２の所
   定量トナーを補給する状態の時に、単位時間毎又は単位
   コピー枚数毎にその前後におけるトナー濃度の変化率を
   算出し、後者のトナー濃度変化率と前者の最後に記憶し
   たトナー濃度変化率とを比較して、両変化率が略等しく
   なつた時に前記トナーエンド表示手段に補給すべきトナ
   ーがないことを表示させるトナーエンド表示制御手段と
   からなることを特徴とするトナー補給装置。