JPH09265234A - トナー残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナータンク内のトナー残量をトナーの空洞
等の影響を受けずに検出できるようにする。 【解決手段】 トナータンク２の内側に感知面を露出さ
せたセンサ５を配設する。センサ５の検知信号はモータ
１２の駆動時にトナー残量判定部２８に取り込まれる。
前記モータ１２に連動して回動する攪拌棒９には、セン
サ５の感知面を清掃するための清掃ブレードを設ける。
感知回数設定部２７には、トナー供給量指示パラメータ
の大小の傾向とは逆の傾向で回数が設定されていて、ト
ナー供給量指示パラメータに応答して前記回数をトナー
残量判定部２８に出力する。トナー残量判定部２８は、
感知回数設定部２７から入力された回数だけセンサ５の
検出信号を取り込み、この検知信号に基づいてトナー残
量を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー残量検知装
置に関し、特に、現像装置のトナー供給装置内のトナー
残量を正確に検知するためのトナー残量検知装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トナー残量検知装置の一例を説明する。
図４は、電子写真式の複写機、プリンタ、プロッタ等の
画像形成装置の現像部の要部構成を示す断面図である。
同図において、矢印Ａの方向に回転する感光ドラム３０
に対向して現像装置３１が配置されている。感光ドラム
３０の周囲には現像装置３１のほか、図示しない帯電
器、露光器、転写器等が配置される。現像装置３１の現
像タンク３２の上部に設けられたトナー供給装置３３か
らはトナーが供給され、このトナーと現像タンク３２内
のキャリアとが攪拌ロール３４で攪拌混合されて現像剤
となり、搬送ロール３５によって現像ロール３６側に搬
送される。搬送された現像剤は現像ロール３６に内蔵さ
れた磁石よって該現像ロール３６表面に吸着され、感光
ドラム３０の表面の静電潜像に付着して画像が現像され
る。

【０００３】前記トナーはトナー容器３７に収容されて
いて、通路３８を通ってトナー供給装置３３に落下す
る。通路３８からトナー供給装置３３に落下したトナー
は螺旋棒３９，４０で供給ロール４１上に均一に散布さ
れ、この供給ロール４１の回転に従って現像タンク３２
に供給される。

【０００４】なお、トナー容器３７にはトナーを攪拌お
よび移動させるための攪拌部材４２が設けられ、前記通
路３８には攪拌棒４３が設けられている。また、通路３
８にはトナー残量センサ４４が設けられ、通路３８内の
トナーの有無を検知する。このトナー残量センサ４４の
表面（感知面）にトナーが固着すると感知能力が低下す
るので、前記攪拌棒４３にトナー残量センサ４４の感知
面を清掃するための清掃部材４５が設けられている。

【０００５】前記トナー残量センサ４４は、その感知面
前面のトナーの有無によりトナー検知信号を出力する。
該検知信号は、例えばトナー有りのときは「ハイ」、ト
ナー無しのときは「ロー」である。そうして、該トナー
残量センサ４４の出力信号を予定回数（３以上の奇数）
分を読み込んでメモリに保持し、「ハイ」および「ロ
ー」のいずれが多いかでトナー有無を判定する。このよ
うにしてトナー残量を検出する画像形成装置の一例が、
発明協会公開技報９２−６１０７号に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のトナー検知
装置には次のような問題点がある。すなわち、前記トナ
ー検知装置では、清掃部材４５がトナー残量センサ４４
の感知面と接触しているときには正確な残量判定ができ
ないため、清掃部材４５の回転周期と同期しない時間に
トナー残量センサ４４の出力を取り込むようにしてい
る。また、清掃部材４５の動きによって発生するトナー
の空洞部分を検知することにより誤って「トナー無し」
の判定を行わないため、複数回の出力信号に基づいて判
定するようにしている。

【０００７】このような判定手法は、前記攪拌棒４３の
回転が一定のときには都合がよい。しかし、前記攪拌棒
４３は常に一定の周期で回転しているものばかりとは限
らない。例えばトナー供給装置３３と攪拌棒４３とが共
通の駆動源で駆動されるように構成されている画像形成
装置もある。この場合、例えばトナー供給装置が駆動さ
れると、これに応じて攪拌棒４３つまり清掃部材４５も
回動し、トナー供給装置が駆動されないと清掃部材４５
は回動しない。そして、トナー供給装置の駆動量つまり
供給ロール４１の１回の回動角度は、要求されたトナー
濃度に応じて、該要求濃度が高いときは大きく、要求濃
度が低いときは小さい。

【０００８】すなわち、トナーをごく少量しか供給しな
い場合は清掃部材４５も少ししか動かず、トナーを多量
に供給する場合は清掃部材４５は大きく動く。したがっ
て、トナー供給量が少ない場合は、トナー残量センサ４
４の検知信号を２回分読み込む間、清掃部材４５が感知
面の前面に位置していることがある。そうすると、トナ
ー残量センサ４４で清掃部材４５が検知され、実際には
トナーがないにもかかわらずトナーが有ると判定され
る。

【０００９】一方、トナーの空洞部分は清掃部材４５に
対してその回転方向直後にできることが多く、清掃部材
４５の動きが少ないと、トナー残量センサ４４の感知面
の前面にできた空洞部分がトナー残量センサ４４の検知
信号を２回分読み込む間、そのまま変化しない。そうす
ると、トナー残量センサ４４で空洞が検知され、実際に
はトナーがあるにもかかわらずトナーがないと判定され
る。

【００１０】このように、トナー供給装置３３と攪拌棒
４３とが共通の駆動源で駆動されるように構成されてい
る画像形成装置に従来の検知方法を採用すると、正確に
トナー有無を検知することができない。

【００１１】本発明は、上記問題点を解消し、攪拌棒と
ともに動作する清掃部材の回動角度が変化しても、この
清掃部材の動きに影響を受けることなく正確にトナー残
量を判定することができるトナー残量検出装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、トナー供給量指示パラメ
ータに応じた量のトナーを１回の動作毎にトナータンク
から現像タンクに供給するトナー供給手段を有する現像
装置のトナー残量検出装置において、前記トナータンク
の内側に感知面を露出させて配設され、かつ、前記トナ
ー供給手段の動作時に検出信号を取り込むトナー感知手
段と、前記トナー感知手段の感知面を清掃するため前記
トナー供給手段に連動して動作する清掃手段と、多いト
ナー供給量を示す前記トナー供給量指示パラメータには
少ない回数を、少ないトナー供給量を示す前記トナー供
給量指示パラメータには多い回数をそれぞれ対応して設
定した感知回数設定手段と、前記トナー供給量指示パラ
メータに基づき、前記感知回数設定手段を参照して得ら
れた感知回数だけ前記トナー感知手段の検出信号を取り
込み、この検知信号に基づいてトナー残量を判定する判
定手段とを具備した点に特徴がある。

【００１３】この特徴によれば、トナー残量の判定手段
では、トナー残量判定のもとになるトナー感知手段の検
知信号をトナー供給量指示パラメータに応じて設定され
ている回数分だけ取り込み、この検知信号に基づいてト
ナー残量を判定する。ここで、前記回数は、前記パラメ
ータによって指示されたトナー供給量の多少とは逆の傾
向で設定されているため、清掃手段の動作が大きいとき
は少ない数の検知信号に基づいて、清掃手段の動作が小
さいときは多い数の検知信号に基づいて、それぞれトナ
ー残量が判定される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図２は本発明の一実施形態に係る現像
装置の正面断面図、図３は同側面断面図である。図２お
よび図３において現像装置１はトナータンク２と現像剤
タンク３とからなる。トナータンク２の壁４にはトナー
残量センサ（以下「センサ」という）５が取り付けら
れ、その感知面がトナータンク２の内面に突き出してい
る。該センサ５としてはトナーが磁性か非磁性かにかか
わらず使用できる圧電素子方式のものが好ましい。該圧
電方式のセンサでは、感知面に設けられた圧電素子の発
振出力が感知面の前面におけるトナーの有無によって変
化する。したがって、この発振出力がしきい値より高い
か低いかによりトナーの有無を検知できる。

【００１５】トナータンク２には、さらに前記壁４およ
び該壁４に対向する壁６に軸７，８で回転自在に支持さ
れた攪拌棒９が設けらる。軸８の一端は壁６に支持され
る一方、他端はブラケット１０に回転自在に支持され
る。軸８には歯車１１が固定され、該歯車１１はモータ
１２の軸に固定された小歯車１３が噛合っていて、該モ
ータ１２の動力が軸８に伝達される。

【００１６】また、トナータンク２と現像剤タンク３と
は固定プレート１４と１５とによって区切られていて、
これらの固定プレート１４と１５との間には可動プレー
ト１６が挟まれている。この可動プレート１６にはピン
１７が立設されていてこのピン１７はロッド１８に係合
している。ロッド１８は壁６に対して矢印Ａの方向に往
復動自在に支持されていて、前記ピン１７の係合部の反
対の端部は円筒カム１９の溝と係合してカムフォロアと
なっている。該円筒カム１９は軸２０によって壁６とブ
ラケット１０とで回転自在に支持されており、該軸２０
に固定された歯車２１は前記モータ１２の小歯車１３と
噛合っている。すなわち、円筒カム１９は攪拌棒９と共
通の駆動源によって回動される。

【００１７】前記固定プレート１４，１５には多数の孔
１４ａ，１５ａが設けられ、可動プレート１６にも孔１
６ａが設けられている。前記孔１４ａ，１５ａと孔１６
ａとの位置関係は、次のように設定されている。前記円
筒カム１９によってロッド１８が往復動して可動プレー
ト１６が一端（図中左端）に移動したときに、前記孔１
６ａは孔１４ａとが一致し、可動プレート１６が他端
（図中右端）に移動したときには、孔１６ａは前記１５
ａと一致するように設定する。

【００１８】現像タンク３には現像剤攪拌ロール２２と
現像ロール２３が設けられる。なお、現像剤攪拌ロール
２２および現像ロール２３は周知の構成であるため、図
２では図示を省略する。また、攪拌棒９にはセンサ５の
感知面に付着したトナーが固着しないように感知面を払
拭する清掃ブレード２４が設けられている。なお、符号
Ｖは清掃ブレード２４の回転方向の後方に形成される空
洞を示すものである。

【００１９】以上の構成により、円筒カム１９が回動し
て可動プレート１６が左に移動するとトナータンク２の
トナーが固定プレート１４の孔１４ａを介して可動プレ
ート１６の孔１６ａに落下し、次に可動プレート１６が
右に移動すると孔１６ａと孔１５ａが一致して、孔１６
ａ内のトナーが固定プレート１６の孔１６ａを介して現
像タンク３に落下する。

【００２０】こうして、可動プレート１６の往復動によ
ってトナーがトナータンク２から現像タンク３に供給さ
れるが、このトナー供給量は要求される濃度によって指
示されるトナー供給指示量パラメータ（以下、単に「パ
ラメータ」という）で決定される。すなわち、モータ１
２は、パラメータが大きい場合は、その駆動時間を長く
し、パラメータが小さい場合は、その駆動時間を短くす
るように制御される。

【００２１】続いて、トナー残量検出装置の要部機能を
説明する。図１（ａ）の機能ブロック図において、パラ
メータ入力部２５からは所望の濃度に応じてパラメータ
が入力される。このパラメータはトナー供給量指示部２
６に入力され、該トナー供給量指示部２６はパラメータ
に応じて決定される時間だけモータ１２に駆動信号を出
力する。なお、この駆動信号は、予め設定した間隔で出
力される。例えば１０秒毎に１回出力される。モータ１
２はこの駆動信号に応答して前記円筒カム１９および攪
拌棒９を回動させる。前記パラメータとモータ１２の駆
動時間の関係は予めテーブルとして設定し、トナー供給
量指示部２６に記憶させておくのがよい。該テーブルの
一例を図１（ｂ）に示す。

【００２２】また、前記パラメータは感知回数設定部２
７にも入力され、該感知回数設定部２７は、該パラメー
タに対応する回数ｎをトナー残量判定部２８に出力す
る。前記回数ｎはパラメータが大きいほど小さい値を、
パラメータが小さいほど大きい値をとるように設定す
る。このパラメータと回数ｎとの関係は予めテーブルと
して設定し、感知回数設定部２７に記憶させておくのが
よい。該テーブルの一例を図１（ｃ）に示す。

【００２３】センサ５による検知信号はトナー残量判定
部２８に入力される。センサ５は予め設定した「トナー
有り状態」を検出すると「ハイ」信号を出力し、予め設
定した「トナー無し状態」を検出すると「ロー」信号を
出力するように構成する。該トナー残量判定部２８に
は、トナー供給量指示部２６からの駆動信号が入力さ
れ、この駆動信号をトリガとして、感知回数設定部２７
から読み出された回数ｎ分だけセンサ５の出力を読み込
む。すなわち、トナー残量判定部２８はモータ１２が駆
動されている間にｎ回だけセンサ５の検知信号を読み込
む。

【００２４】前記トナー残量判定部２８はセンサ５の検
知信号を読み込むと、ｎ回読まれた検知信号がすべて
「ハイ」信号か、すべて「ロー」信号かを判断する。そ
して、「ハイ」信号および「ロー」信号のいずれかがｎ
回連続したならばその値を、該センサ５の真の出力値と
判断する。「ハイ」信号がｎ回連続していれば「トナー
有り」と判定し、「ロー」信号がｎ回連続していれば
「トナー無し」の判定結果を出力する。これら、「トナ
ー有り」または「トナー無し」の判定結果は、次に逆の
判定結果がでるまでは変更しないように保持する。

【００２５】このように、本実施形態では、清掃ブレー
ド２４の後にできた空洞は、次に清掃ブレード２４が戻
ってきたときにはつぶされるので、空洞によりセンサ５
が何度も連続して誤検知信号を出力することは回避され
る。特に、パラメータが小さい時、つまり清掃ブレード
２４の回動量が小さい時ほど、センサ５の出力信号をト
ナー残量判定部２８で多数回読み込むようにした。した
がって、空洞による誤検知が起きる機会をより一層、低
減させることができる。

【００２６】なお、前記トナー残量検出装置は、ＣＰＵ
やＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置を有するマイクロコ
ンピュータによって実現できる。また、パラメータ入力
部２５はキーボードやスイッチ等による手入力手段でも
よいし、トナー濃度を自動的に検出してこの検出された
濃度に基づいてパラメータを出力するように設定したパ
ラメータ・テーブルを記憶したＲＯＭまたはＲＡＭで構
成してもよい。

【００２７】トナー濃度を自動的に検出する手段として
は、感光ドラム上に形成されたトナー濃度を検出する方
法と、前記現像タンク３内の現像剤のトナー濃度を検出
する方法とが知られる。この方法では、感光ドラム上に
濃度検出用のソリッド・パッチを疑似的に作成し、この
ソリッド・パッチの反射光を光センサによって受光し、
基準値と比較して濃度を判定する。例えば、この方法は
特開昭５９−２０４８５４号公報に開示されている。ま
た、後者の方法では、現像タンク内のキャリアの充填密
度によって透磁率が変化するのに鑑み、この透磁率を検
出することによってトナー濃度を自動的に検出する。こ
うして得られた濃度の判定結果に基づいて、濃度が低い
場合には大きいパラメータを出力し、濃度が高い場合に
は小さいパラメータを出力するように前記パラメータ・
テーブルを設定すればよい。

【００２８】以上は、センサ５が圧電方式のものに関し
て説明したが、本発明ではこの圧電方式のものに限ら
ず、例えば磁性１成分トナーの残量を検出するものとし
て、トナーの量に応じて変化する磁気抵抗の大小でトナ
ー量を検知するように構成したセンサを使用することも
できる。要は、攪拌棒と同期して回動する清掃部材でセ
ンサ４の感知面が清掃されるように構成された現像装置
で清掃部材や該清掃部材によって形成される空洞の影響
を受けずにトナー残量を判定する場合に本発明を適用す
ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、トナー残量の判定手段のため、トナ
ー感知手段（センサ）の検知信号をトナー供給量を指示
するパラメータに応じて設定されている回数分だけ取り
込み、この検知信号に基づいてトナー残量を判定する。
前記回数は、パラメータによって指示されたトナー供給
量の多少とは逆の傾向で設定されているため、清掃手段
の動作が大きいときは少ない数の検知信号に基づいて、
清掃手段の動作が小さいときは多い数の検知信号に基づ
いて、それぞれトナー残量が判定される。

【００３０】この結果、センサの前面に形成されるおそ
れがあるトナーの空洞が長い間残っている事態や、セン
サの前面に清掃部材が長い間とどまるのを防止できるの
で、これら空洞や清掃部材に影響されず、トナータンク
内のトナー残量を確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るトナー残量検出装置
の要部機能を示すブロック図ならびにトナー供給量指示
部および感知回数設定部に記憶されたテーブルの一例を
示す図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る現像装置の正面断面
図である。

【図３】 本発明の実施形態に係る現像装置の側面断面
図である。

【図４】 従来の現像装置の側面断面図である。

【符号の説明】

１…現像装置、 ２…トナータンク、 ３…現像タン
ク、 ５…トナー残量センサ、 ９…攪拌棒、 １２…
モータ、 ２５…パラメー指示部、 ２６…トナー供給
量指示部、 ２７…感知回数設定部、 ２８…トナー残
量判定部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー供給量指示パラメータに応じた量
   のトナーを１回の動作毎にトナータンクから現像タンク
   に供給するトナー供給手段を有する現像装置のトナー残
   量検出装置において、 前記トナータンクの内側に感知面を露出させて配設さ
   れ、かつ、前記トナー供給手段の動作時に検出信号を取
   り込むトナー感知手段と、 前記トナー感知手段の感知面を清掃するため前記トナー
   供給手段に連動して動作する清掃手段と、 多いトナー供給量を示す前記トナー供給量指示パラメー
   タには少ない回数を、少ないトナー供給量を示す前記ト
   ナー供給量指示パラメータには多い回数をそれぞれ対応
   して設定した感知回数設定手段と、 前記トナー供給量指示パラメータに基づき、前記感知回
   数設定手段を参照して得られた感知回数だけ前記トナー
   感知手段の検出信号を取り込み、この検知信号に基づい
   てトナー残量を判定する判定手段とを具備したことを特
   徴とするトナー残量検出装置。