JPH10133466A

JPH10133466A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10133466A
Application number: JP8303748A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Iwata; 尚貴岩田; Kazuharu Semoto; 和治瀬本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体上に形成する潜像におけるトナー付着
予定部の画素数の積算値に基づいて、トナーホッパ内の
トナー残量を推定することにより、コストの高い特別な
センサを用いることなく、該ホッパへのトナーの補充時
期を決定できる複写機を提供する。【解決手段】感光体１上に潜像を形成する潜像形成手
段と、現像器４１及びトナーホッパ４２からなる現像装
置４とを備え、ホッパ４２に所定量のトナーを補充する
複写機において、上記潜像形成手段の画像データ処理装
置１０１で用いる画像データに基づいて、ホッパ４２に
トナーを補充した後に形成した潜像におけるトナー付着
予定部の画素数を積算し、その積算結果に基づいて、ホ
ッパ４２内のトナー残量を推定する制御装置１００を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、
像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持
体上の潜像をトナーにより現像する現像部及び該現像部
に補給するトナーを収容するトナー収容部を有する現像
手段とを備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

〔従来技術１〕従来、この種の画像形成装置としては、
トナー収容部へのトナー補充時期を決定するために現像
手段のトナー収容部内のトナー残量を検知するセンサー
を備えたものが知られている。例えば、特開平３−３９
７６５号公報では、トナー収容部の底部に取り付けた圧
電センサの発振周波数に基づいて、トナー収容部内のト
ナー残量を検知するものが開示されている。また、特開
平３−７７９７８号公報では、トナー収容部に取り付け
た透磁率センサの出力電圧に基づいて、トナー収容部内
の磁性トナー量を検知するものが開示されている。ま
た、特開平１−３１６７５号公報では、現像手段のトナ
ー収容部の壁部に光透過性の透明部分を設け、該透明部
分からトナー収容部内に光を入射したときの反射光や透
過光を検出する光センサの出力信号に基づいて、トナー
収容部内のトナー残量を検知するものが開示されてい
る。

【０００３】〔従来技術２〕また、従来、現像手段のト
ナー収容部から現像部へのトナー補給を制御するものと
して、所定のタイミング例えばある一定回数の画像形成
動作が終了したタイミングで、常に一定量のトナーを現
像部に補給するように制御するものや、所定のタイミン
グ（例えば１００回〜２００回の画像形成動作ごと）
に、実際の画像とは関係なく設定された基準濃度を有す
る制御基準画像（例えば黒ベタ画像）を像担持体上に形
成し、その制御基準画像の画像濃度の検知結果に基づい
て現像部内のトナー量を推定し、現像部へのトナー補給
を制御するものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

〔課題１〕ところが、上記従来技術１で示した画像形成
装置においては、トナー収容部内のトナー残量を検知す
るためにコストの高い特別なセンサを使用しなければな
らず、また、該センサを駆動するための電源や該センサ
の駆動制御及び出力信号処理等のためのソフトウェアを
備える必要があり、装置構成が複雑になってしまう。特
に、上記圧電センサや透磁率センサを用いた場合は、該
センサの検知面に接している部分にトナーが滞留すると
誤検知の原因となる。このため、常にトナーの流れが生
じる箇所にセンサを取り付ける必要が生じ、センサの設
置位置を自由に選ぶことができず、装置のレイアウト上
の設計自由度が低い。

【０００５】〔課題２〕また、上記従来技術２で示した
一定量のトナーを補給する画像形成装置においては、予
め想定している平均的な画像濃度とは異なる濃度を有す
る画像に対して画像形成動作を続けて行ったときに、画
像が極端に濃くなったり薄くなったりし、安定した画像
濃度が得られないおそれがあった。例えば、急に画像濃
度が濃い画像に対する画像形成操作を多数回行うと出力
画像の画像濃度が薄くなる傾向になる。また、その急に
薄くなった画像濃度に対処するための設定を行うと、現
像部に必要以上のトナーが補給され、画像濃度が濃くな
る傾向になるおそれがあった。また、上記従来技術２で
示した制御基準画像の検知結果に基づいてトナーを補給
する画像形成装置においては、制御基準画像の検知及び
その検知結果に基づいてトナー補給量の設定変更を行う
制御の間隔が画像形成動作１００回程度と比較的長いた
め、平均的な画像濃度とは異なる濃度を有する画像に対
する画像形成動作を続けて行ったときには、やはり画像
が極端に濃くなったり薄くなったりし、安定した画像濃
度が得られないおそれがあった。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その第１の目的は、コストの高い特別なセンサ
を用いることなく、トナー収容部内のトナー残量に基づ
いてトナー収容部へのトナーの補充時期を決定できる画
像形成装置を提供することである。

【０００７】また、その第２の目的は、通常時とは大き
く異なるトナー量を消費する画像形成動作を続けて行っ
たときでも安定した画像濃度を得ることができる画像形
成装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１の発明は、像担持体上に潜像を形成
する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像をトナーによ
り現像する現像部及び該現像部に補給するトナーを収容
するトナー収容部を有する現像手段とを備え、該トナー
収容部に所定量のトナーを補充する画像形成装置におい
て、上記潜像形成手段で用いる画像情報に基づいて、上
記トナー収容部にトナーを補充した後に形成した潜像に
おけるトナー付着予定部の画素数又は面積を積算し、そ
の積算結果に基づいて、上記トナー収容部内のトナー残
量を推定するトナー残量推定手段を設けたことを特徴と
するものである。

【０００９】この請求項１の画像形成装置では、像担持
体上に潜像を形成する潜像形成手段で用いる画像情報に
基づいて、現像手段のトナー収容部に所定量のトナーを
補充した後に形成した潜像におけるトナー付着予定部の
画素数又は面積を積算する。この積算結果に基づいて、
トナー収容部へのトナー補充量と単位面積当たり又は１
画素当たりのトナー付着量のデータとを用い、該トナー
収容部内のトナー残量を推定する。この推定結果から、
該トナー収容部にトナーを補充するか否かを決定するこ
とができる。

【００１０】また、請求項２の発明は、像担持体上に潜
像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像をト
ナーにより現像する現像部及び該現像部に補給するトナ
ーを収容するトナー収容部を有する現像手段と、該トナ
ー収容部のトナーを撹拌するトナー撹拌手段とを備えた
画像形成装置において、上記トナー収容部の内壁面に電
極を設け、上記トナー撹拌手段として、トナー撹拌動作
時に上記トナー収容部内のトナーによって上記電極との
接触が規制される程度の弾性を有する導電性部材を、該
トナー収容部内のトナー量が所定量以下のときに上記電
極に接触し得る位置に設け、上記トナー撹拌手段とし
て、上記トナー収容部内のトナー量が所定量以下のとき
に上記電極との間で電気的な導通状態となるように該電
極に対して接触可能な位置に、上記トナー収容部内の上
記所定量よりも多いトナーによって上記電極との接触が
規制される程度の弾性を有する導電性部材を設け、上記
導電性部材と上記電極との間の電気的な導通状態を検知
し、その導通状態に基づいて、該トナー収容部内のトナ
ー残量を推定するトナー残量推定手段を設けたことを特
徴とするものである。

【００１１】この請求項２の画像形成装置では、トナー
収容部のトナーが多いときは、トナー撹拌手段である弾
性を有する導電性部材がトナー収容部内のトナーによっ
てトナー収容部の内壁面の電極との接触が規制され、該
導電性部材と該電極との間に比較的高い電気抵抗を示す
トナーが介在する。このトナーの介在により、該導電性
部材が該電極に接触しないか、接触するにしてもその接
触が不十分となり、該導電性部材と該電極との間の電気
的な導通状態は比較的高い電気抵抗を示す状態になる。
一方、上記トナー収容部のトナーが所定量以下になり、
ほとんどなくなると、上記導電性部材が該トナー収容部
の内壁面の電極に十分に接触し、該導電性部材と該電極
との間の電気的な導通状態は良好な導通状態となる。し
たがって、上記導電性部材と上記トナー収容部の内壁面
の電極との間の電気的な導通状態を検知し、その検知結
果に基づいて、トナー収容部内のトナー残量を推定し、
該トナー収容部にトナーを補充するか否かを決定するこ
とができる。

【００１２】また、請求項３の発明は、像担持体上に潜
像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像をト
ナーにより現像する現像部及び該現像部に補給するトナ
ーを収容するトナー収容部を有する現像手段とを備えた
画像形成装置において、画像形成装置の外部から視認可
能な位置にトナー収容部を設け、該トナー収容部内のト
ナー量を観察するための透明材料からなる窓を、該トナ
ー収容部の壁の一部に形成したことを特徴とするもので
ある。

【００１３】この請求項３の画像形成装置では、ユーザ
が、現像手段のトナー収容部の壁の一部に形成した透明
材料からなる窓を通して、画像形成装置の外部から該ト
ナー収容部の内部を観察することにより、該トナー収容
部内のトナー残量を判断し、該トナー収容部にトナーを
補充するか否かを決定することができる。

【００１４】上記第２の目的の達成するために、請求項
４の発明は、像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段
と、該像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像部
及び該現像部に補給するトナーを収容するトナー収容部
を有する現像手段とを備えた画像形成装置において、上
記潜像形成手段で用いる画像情報に基づいて、上記現像
部へのトナー補給動作後に形成した潜像におけるトナー
付着予定部の画素数又は面積を積算し、その積算結果に
基づいて、該現像部へのトナー補給を制御するトナー補
給制御手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１５】この請求項４の画像形成装置では、像担持
体上に潜像を形成する潜像形成手段で用いる画像情報に
基づいて、現像手段の現像部へのトナー補給動作後に形
成した潜像におけるトナー付着予定部の画素数又は面積
を積算する。この積算結果に基づいて、上記現像部への
トナー補給動作後に行った画像形成動作によるトナー消
費量の合計を算出する。このトナー消費量に対応する量
のトナーを補給するように、現像部への次のトナー補給
を制御する。

【００１６】また、請求項５の発明は、像担持体上に潜
像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像をト
ナーにより現像する現像部及び該現像部に補給するトナ
ーを収容するトナー収容部を有する現像手段と、該像担
持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備え
た画像形成装置において、上記転写材に転写されたトナ
ー像を読み取るトナー像読み取り手段と、該トナー像読
み取り手段で読み取った画像情報に基づいて、上記現像
部へのトナー補給動作後に形成した上記転写材上のトナ
ー像の画素数又は面積を積算し、その積算結果に基づい
て、該現像部へのトナー補給を制御するトナー補給制御
手段とを設けたことを特徴とするものである。

【００１７】この請求項５の画像形成装置では、トナー
像読み取り手段で読み取った転写材上のトナー像の画像
情報に基づいて、現像手段の現像部へのトナー補給動作
後に形成した上記転写材上のトナー像におけるトナー付
着部の画素数又は面積を積算する。この積算結果に基づ
いて、上記現像部へのトナー補給動作後に行った画像形
成動作によるトナー消費量の合計を算出する。このトナ
ー消費量に対応する量のトナーを補給するように、次の
現像部へのトナー補給を制御する。

【００１８】なお、像担持体上に潜像を形成する潜像形
成手段と、該像担持体上の潜像をトナーにより現像する
現像部及び該現像部に補給するトナーを収容するトナー
収容部を有する現像手段と、該像担持体上のトナー像を
転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置にお
いて、上記現像部へのトナー補給動作後に形成した潜像
におけるトナー付着予定部の画素数又は面積を積算する
とともに、上記転写材に転写されたトナー像のトナー付
着部の画素数又は面積を積算してもよい。この場合は、
両積算結果のいずれか一方に基づいて、上記現像部への
トナー補給動作後に行った画像形成動作によるトナー消
費量の合計を算出する。そして、上記両積算結果の差分
を算出し、この差分の値に基づいて、該差分が小さくな
るように上記トナー消費量の合計の算出値を修正し、こ
の修正後のトナー消費量に対応する量のトナーを補給す
るように、次の現像部へのトナー補給を制御する。この
ようなトナー補給制御を行うことにより、より安定した
画像濃度を得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
るデジタル方式の電子写真複写機（以下「複写機」とい
う）に適用した実施形態について説明する。

【００２０】〔実施形態１〕図１は、第１の実施形態に
係る複写機の概略構成図である。図１において、図示し
ない画像読み取り装置で読み取った原稿の画像情報がデ
ジタル信号（画像データ）に変換され、画像データ処理
部１０１に送られる。像担持体としての感光体１の表面
は帯電装置２により均一に帯電され、画像データ処理部
１０１からの光書き込み信号に基づいて露光装置３によ
り光露光を行い、感光体１上に静電ネガ潜像が形成され
る。上記帯電装置２、画像データ処理部１０１及び露光
装置３などにより潜像を形成する潜像形成手段が構成さ
れている。感光体１上の潜像は、現像手段としての現像
装置４により反転現像される。感光体１上のトナー像
は、転写手段としての転写装置５により搬送経路６上を
搬送されてきた転写材上に転写され、定着装置７により
転写材上に固定化される。そして、感光体１上の転写残
トナーは、クリーニング装置８により掻き落とされ、感
光体１表面が再び帯電され、画像形成に用いられる。

【００２１】図２は、本実施形態に係る複写機で用いる
ことができる現像装置４の概略構成図である。この現像
装置４は、トナーと鉄粉のキャリアとを混ぜ合わせた二
成分現像剤を用いて現像を行う現像方式を採用してお
り、現像部としての現像器４１とトナー収容部としての
トナーホッパとを有している。現像器４１の内部では、
トナーとキャリアが摩擦してキャリアにトナーが付着す
る。そして、磁石を内包した現像剤担持体としての現像
スリーブ４３上に、トナーが付着したキャリアによる磁
気ブラシが形成される。この磁気ブラシが感光体１と対
向する現像領域に搬送され、磁気ブラシのトナーによっ
て感光体１上の潜像が現像される。

【００２２】図３は、本実施形態に係る複写機で用いる
ことができる他の現像装置４の概略構成図である。この
現像装置４は、キャリアを含まないトナーのみからなる
１成分系現像剤を用いて現像を行う現像方式を採用して
いる。図３において、トナーホッパ４２内のトナーは、
トナー補給手段としての機能とトナー撹拌手段としての
機能を合わせ持ったアジテータ４５により現像器４１内
に送られる。現像器４１内のトナーは、トナー供給ロー
ラ４７により現像剤担持体としての現像ローラ４６側に
供給され、該ローラ４６、４７間で摩擦帯電されたトナ
ーが現像ローラ４６の表面に付着することにより、トナ
ー層が形成される。この現像ローラ４６上のトナー層
が、現像ローラの回転によって感光体１と対向する現像
領域に搬送され、このトナーによって感光体１上の潜像
が現像される。

【００２３】上記図２又は図３に示すトナーホッパ４２
内には、トナーのみが収容されており、トナー補給手段
としての補給ローラ４４又はアジテータ４５が必要に応
じて回転駆動され、現像器４１内にトナーが補給され
る。このトナーホッパ４２内のトナーが無くなりトナー
エンド状態になると、新しいトナーを現像装置４の外部
から補充しなければならない。このトナーホッパ４２へ
のトナーの補充時期を判断するために、従来は、圧電セ
ンサ、透磁率センサ、光センサ等の高価なセンサを用い
ていた。

【００２４】本実施形態では、従来のように高価なセン
サを用いずにトナーホッパ４２へのトナーの補充時期を
判断するために、上記画像データ処理部１０１に保存さ
れている画像データに基づいて、トナーホッパ４４にト
ナーを補充した後に形成した潜像におけるトナー付着予
定部の画素数を積算し、その積算結果に基づいて、トナ
ーホッパ４４内のトナー残量を推定するトナー残量推定
手段を設けている。このトナー残量推定手段としては、
図１に示すように本複写機の制御装置１００を流用する
ことができる。

【００２５】本実施形態の複写機では、デジタルの画像
データに基づいて画像データ処理部１０１で生成された
光書き込み信号が露光装置３に送られ、レーザ光による
画像書き込みの最小単位である１ドットを１画素とし
て、感光体１上に潜像が形成される。制御装置１００で
は、トナーエンドとなったトナーホッパ４２に一定量の
トナーを補充した後、画像データ処理部１０１の画像デ
ータに基づいて、感光体１上に形成する潜像の画素のう
ちトナーが付着するトナー付着予定部の画素数を積算
し、その積算値からトナーホッパ４２内のトナー残量を
推定する。そして、この画素数の積算値が、トナー補充
量及び１画素当たりのトナー付着量から予め求められた
トナーエンドに対応する規定の画素数に達したときに、
トナーホッパ４２内にトナーが無くなったと推定する。（以下、余白）

【００２６】上記プリント１枚毎にトナー付着予定部の
画素数を積算する場合、露光装置３の光源で１画素（１
ドット）をフルパワーで書き込むときは１画素として、
ハーフトーンの部分などで光源のパワーを変化させて書
き込みを行ったときは、書き込み光のパワーに応じて１
／２画素、１／４画素に換算して積算するのが好まし
い。このように換算して積算することにより、トナーホ
ッパ４２内のトナー残量をより正確に推定することがで
きる。

【００２７】本複写機がトナーホッパ４２に補充するト
ナーが充填されているトナーボトル及び該トナーボトル
からトナーホッパ４２へトナーを補充するためのトナー
補充手段を備えている場合には、該トナー補充手段を制
御することにより該トナーボトルからトナーホッパ４２
に自動的にトナーを補充する。あるいは、複写機の操作
パネル等に、トナーホッパ４２がトナーエンド状態であ
りトナー補充が必要である旨の表示を行い、ユーザがこ
の表示を見て、トナーカートリッジからトナーホッパ４
２に所定量のトナーを補充する。

【００２８】以上、本実施形態によれば、画像データ処
理部１０１で用いる画像データに基づいて、トナーホッ
パ４２へのトナー補充量と単位面積当たり又は１画素当
たりのトナー付着量のデータとを用い、トナーホッパ４
２内のトナー残量を推定できるので、コストの高い特別
なセンサを用いることなく、トナーホッパ４２内のトナ
ー残量を推定し、トナーホッパ４２へのトナーの補充時
期を決定できる。また、従来の圧電センサや透磁率セン
サを用いた場合のようにセンサをトナーホッパ４２の特
定の位置に取り付ける必要もないので、装置のレイアウ
ト上の設計自由度が高い。

【００２９】上記図１に示す構成の複写機のより具体的
な実施例の結果は、次のとおりである。本実施例の複写
機では、図３の一成分現像方式を採用した現像装置を用
いた。感光体１を矢印方向に線速２００ｍｍ／ｓｅｃで
回転させ、感光体１の表面を帯電装置２で−８５０Ｖに
一様帯電した。そして、画像読み取り手段としての図示
しないＣＣＤスキャナで原稿の画像を読み取り、その読
み取りデータに基づいて生成した光書き込み信号を、画
像データ処理部１０１から露光装置３に送り、レーザ光
で光書き込みを行い、一様帯電された感光体１上に静電
潜像を形成した。レーザ光が照射された部分は電位が低
下し、ベタ画像部の電位は−１００Ｖであった。感光体
１上の静電潜像は、現像バイアス電圧５５０Ｖが印加さ
れた現像ローラ４６上のトナー層で現像した。現像装置
４の現像器４１には、アジテータ４５を回転させること
により、トナーホッパ４２から定期的にトナーを補給し
た。トナーホッパ４２がトナーエンドになったときは、
トナーカートリッジから約１５０ｇのトナーが補充され
る。

【００３０】上記トナーホッパ４２へのトナー補充のタ
イミングは次の方法で決定した。本実施例の複写機の場
合、現像バイアス電圧５５０Ｖで現像した感光体１上の
ベタ画像におけるトナー付着量は０．７ｍｇ／ｃｍ²で
あった。そして、書き込み画素密度が４００dot／inch
であり、単位面積当たりの画素数は２４８００dot／ｃ
ｍ²となり、これにより１画素当たりのトナー付着量
（＝トナー消費量）を算出することができる。したがっ
て、約５．３×１０⁹個の画素を現像した時点で、トナ
ーホッパ４２に補充した１５０ｇのトナーを全て消費し
つくし、トナーホッパ４２内のトナーがほぼ無くなった
と推定し、トナーエンドとした。そして、再び１５０ｇ
入りのトナーカートリッジにより、トナーホッパ４２内
にトナーを補充する。このようにしてトナーの補充を繰
り返し、３万枚以上のプリントを行ったが、トナーエン
ドと判断したときのトナーホッパ４２内のトナー残量の
誤差は約２０〜３０ｇの範囲であり、良好な結果が得ら
れた。

【００３１】〔実施形態２〕図４（ａ）および（ｂ）
は、第２の実施形態に係る複写機における現像装置４の
トナーホッパ４２内部を示す部分断面図である。本実施
形態の複写機の全体構成及び動作は図１の構成と同じで
あるので、それらの説明は省略する。上記第１の実施形
態では静電潜像のトナー付着予定部における画素数を積
算してトナーホッパ４２内のトナー残量を推定している
が、本実施形態では、トナーホッパ４２内のアジテータ
４５とトナーホッパ４２の内壁面に設けた電極との間の
導通状態を検知し、その検知結果に基づいてトナーホッ
パ４２内のトナー残量を推定している。

【００３２】本実施形態では、図４（ａ）および（ｂ）
に示すように、トナーホッパ４２の内壁面に金属電極４
８を設け、該トナーホッパ４２内には、トナー撹拌手段
としてのアジテータ４５を設けている。このアジテータ
４５は、導電性の回転軸４５ａを中心に、表面に導電性
処理を施した羽根状の導電性部材４５ｂが回転し、導電
性部材４５ｂと上記金属電極４８との接触状態がトナー
ホッパ４２内のトナー量に応じて変化し得るように構成
されている。図４（ａ）に示すように、トナーホッパ４
２内にトナーＴが充分あるときは、アジテータ４５の弾
性を有する導電性部材４５ｂと金属電極４８との間にト
ナーＴが介在し、導電性部材４５ｂが金属電極４８に接
触することはない。しかし、図４（ｂ）に示すように、
トナーホッパ４２内のトナーＴが少なくなると、アジテ
ータ４５の導電性部材４５ｂとトナーホッパ４２内壁面
の金属電極４８とが接触し、アジテータ４５の回転軸４
５ａと金属電極４８との間で電気的な導通がとれるよう
になる。したがって、上記回転軸４５ａと金属電極４８
との間に適当な電圧を印加し、そこに流れる電流を検知
するという簡単な導通検知装置１０２を設け、その電流
検知結果を装置本体の制御装置１００に送り、トナーホ
ッパ４２内のトナー残量を推定することができる。この
ように本実施形態では、上記導通検知装置１０２および
制御装置１００により、トナー残量推定手段を構成して
いる。

【００３３】以上、本実施形態によれば、トナーホッパ
４２内に設けられた弾性を有する導電性部材４５ｂと該
トナーホッパ４２の内壁面の金属電極４８との間の電気
的な導通状態の検知結果に基づいて、トナーホッパ４２
内のトナー残量を推定できるので、コストの高い特別な
センサを用いることなく、トナーホッパ４２内のトナー
残量を推定し、トナーホッパ４２へのトナーの補充時期
を決定できる。また、従来の圧電センサや透磁率センサ
を用いた場合のようにセンサをトナーホッパ４２の特定
の位置に取り付ける必要もないので、装置のレイアウト
上の設計自由度が高い。

【００３４】本実施形態の複写機のより具体的な実施例
の結果は、次のとおりである。本実施例の複写機では、
図２又は図３のいずれの現像装置を適用しても、同様な
結果が得られた。アジテータ４５の羽根状の導電性部材
４５ｂとしては、カーボン分散処理により導電性となっ
た厚み０．３ｍｍのポリエステルフィルムを用いた。ま
た、樹脂で形成されたトナーホッパ４２の内壁面に、金
属電極４８を設けた。アジテータ４５の回転軸４５ａに
は、１００Ｖのバイアス電圧を印加した。トナーホッパ
４２内のトナーＴが多いときは、図４（ａ）に示すよう
にアジテータ４５の導電性部材４５ｂは金属電極４８と
接触しないか、又はエッジのみで接触する。一方、トナ
ーホッパ４２内のトナーＴがほとんどなくなると、図４
（ｂ）に示すように導電性部材４５ｂが金属電極４８に
面接触するようになる。この導電性部材４５ｂ自体の電
気抵抗は１０⁵Ωｃｍ程度であるため、エッジのみの接
触ではアジテータ４５と金属電極４８との導通はとれ
ず、上記面接触の場合のみ導通がとれる。この導通状態
を上記導通検知装置１０２で検知することにより、特別
なセンサを設けることなく、トナーホッパ４２内のトナ
ー残量を推定し、トナーホッパ４２内のトナーがなくな
ったこと（トナーエンド）を知ることができた。

【００３５】〔実施形態３〕図５は、第３の実施形態に
係る複写機の概略構成図である。本実施形態に係る複写
機の全体構成及び動作は図１の構成と同じであるので、
同一部材などには同一符号を付し、それらの説明は省略
する。上記第１の実施形態では静電潜像のトナー付着予
定部における画素数を積算してトナーホッパ４２内のト
ナー残量を推定しているが、本実施形態では、ユーザが
トナーホッパ４２内を直接観察し、トナーホッパ４２内
のトナー残量を知ることができるように構成している。

【００３６】本実施形態では、図５に示すようにトナー
ホッパ４２の壁の一部に透明材料（例えば、透明樹脂）
からなる窓４９を形成し、この窓４９に隣接する装置本
体のケーシング２００に観察用開口（切り欠き）２０１
形成している。この窓４９および開口２０１を通して、
図中矢印Ａ方向から、ユーザがトナーホッパ４２内のト
ナー量を観察できるようになっている。

【００３７】以上、本実施形態によれば、コストの高い
特別なセンサやインジケータを用いることなく、ユーザ
は常にトナーホッパ４２内のトナー残量を知ることがで
きる。そして、トナーホッパ４２がトナーエンドになる
前に新しいトナーカートリッジを用意することができ、
複写機がトナーエンドで使用できなくなることがない。
また、トナーエンド時に画像が薄くなった場合でも、装
置の故障と誤解することもない。また、従来の圧電セン
サや透磁率センサを用いた場合のようにセンサをトナー
ホッパ４２の特定の位置に取り付ける必要もないので、
装置のレイアウト上の設計自由度が高い。

【００３８】〔実施形態４〕図６（ａ）は第４の実施形
態に係る複写機の機能ブロック図であり、図６（ｂ）は
同複写機における本発明の特徴部に係る制御のフローチ
ャートである。本実施形態に係る複写機の全体構成は図
１の構成と同じであるので、それらの説明は省略する。

【００３９】図６（ａ）において、原稿読取装置３０１
は、コピーする原稿の画像を読み取り、読み取った画像
情報をデジタルの画素に分解した画像データに変換し、
装置本体の制御装置３００に送る機能を有するものであ
る。例えば、ＣＣＤスキャナーおよび画像データ処理部
等により構成される。また、画像形成装置３０２は、上
記画像データに基づいて転写紙上に原稿に対応する画像
を形成するものであり、感光体、帯電装置、露光装置、
現像装置、転写装置等により構成される。また、トナー
補給装置３０３は、所定のタイミングで現像装置のトナ
ーホッパから現像器へトナーを補給するものであり、補
給ローラ等のトナー補給部材およびその駆動装置などに
より構成される。このトナー補給動作を行うタイミング
は、例えば１回のコピー動作が終了したときに設定した
り、所定枚数のコピーが終了したときに設定したりす
る。上記トナー補給装置３０３によるトナー補給量は、
例えば上記トナー補給部材の駆動時間を変えることによ
り、変化させることができる。また、出力画像読取装置
３０４は、転写紙上に形成された出力画像を読み取り、
読み取った画像情報をデジタルの画素に分解した画像デ
ータに変換し、装置本体の制御装置３００に送る機能を
有するものである。この出力画像読取装置３０４も、上
記原稿読取装置３０１と同様に、例えば、ＣＣＤスキャ
ナーおよび画像データ処理部等により構成することがで
きる。

【００４０】図６（ｂ）のフローチャートにおいて、ま
ず、原稿画像読み取り装置３０１で原稿の画像を読み取
り、デジタルの画像データに変換し、画像形成部３０２
及び制御装置３００に送る（ステップ１）。この画像デ
ータは、例えば一つの画像を微小画素に分解し、各画素
における濃度を２値あるいは多値（ハーフトーンの場
合）で表わしたものである。制御装置３００では、例え
ば２値の画像データの場合、多数の画素のうちトナーが
付着するトナー付着予定部の画素（有色画素）の数を積
算する（ステップ２）。多値の画像データの場合は、各
画素での濃度レベルを考慮して画素の数を積算する。次
に、上記トナー付着予定部の画素の積算値に基づいて、
その原稿画像のコピーに必要なトナー量（トナー使用予
測量）を算出する（ステップ３）。

【００４１】一方、画像形成部３０２では、帯電、露
光、現像、転写などの画像形成動作が実行され、画像の
形成された転写紙が出力される（ステップ４）。この転
写紙上の出力画像を出力画像読み取り装置３０４で読み
取り、その画像データを制御装置３００に送る。制御装
置３００では、上記出力画像の画像データに基づいて、
トナーが付着しているトナー付着部の画素数を積算し、
この積算値から画像形成で用いたトナー使用量を算出す
る（ステップ５）。そして、上記ステップ３で算出した
トナー使用予測量との差分を算出する。この差分の値を
考慮して、上記トナー使用予測量又は出力画像から求め
たトナー使用量に基づいて、画像形成動作で実際に消費
された消費トナー量を算出（推定）する（ステップ
６）。例えば、上記差分によりトナー使用予測量のほう
が多いと判断した場合は、上記トナー使用予測量又は出
力画像から求めたトナー使用量よりも少ない量を、実際
に消費された消費トナー量として算出（推定）する。逆
に、上記差分によりトナー使用予測量のほうが少ないと
判断した場合は、上記トナー使用予測量又は出力画像か
ら求めたトナー使用量よりも多い量を、実際に消費され
た消費トナー量として算出（推定）する。次に、上記算
出した消費トナー量に基づいてトナーホッパから現像器
へのトナー補給量の設定を必要に応じて修正する（ステ
ップ７）。例えば、上記消費トナー量が予め想定したト
ナー量よりも多いときは、トナー補給量を多くするよう
に修正する。そして、この必要に応じて修正したトナー
補給量だけ現像器にトナーを補給するように制御装置３
００でトナー補給装置３０３を制御する。

【００４２】以上、本実施形態によれば、各コピー動作
毎に、現像画像から求めたトナー使用予測量又は出力画
像から求めたトナー使用量に基づいてトナー補給量の設
定を修正し、現像装置のトナーホッパから現像器にトナ
ーを補給しているので、通常時とは大きく異なるトナー
量を消費する画像形成動作を続けて行ったときでも安定
した画像濃度を得ることができる。

【００４３】なお、上記実施形態では、原稿画像に加え
て転写紙上の出力画像も読み取り、各画像から求めたト
ナー使用量の差分を考慮して、上記消費トナー量を算出
しているが、上記出力画像の読み取り装置３０４は必ず
しも設ける必要がなく、原稿画像の画像データから求め
たトナー使用予測量を、その原稿のコピー動作で消費さ
れた消費トナー量として用い、トナー補給装置３０３の
制御を行ってもよい。また、上記トナー使用量の差分を
考慮せずに、出力画像の画像データから求めたトナー使
用量を、その原稿のコピー動作で消費された消費トナー
量として用い、トナー補給装置３０３の制御を行っても
よい。

【００４４】また、上記第１の実施形態乃至第４の実施
形態では、複写機の場合について説明したが、本発明
は、ホストコンピュータなどから送られてきた画像デー
タに基づいて画像を形成するプリンター等にも適用でき
るものである。

【００４５】また、上記第１の実施形態乃至第４の実施
形態では、原稿などの画像情報に基づいてトナー付着予
定部の画素数及びその積算値を用いているが、その画素
数に代えて、原稿などの画像の面積及びその積算値を、
トナーホッパ内のトナー残量の推定や現像器での消費ト
ナー量の算出に用いてもよい。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、トナー収容部
に所定量のトナーを補充した後に形成した潜像における
トナー付着予定部の画素数又は面積を積算した積算結果
に基づいて、トナー収容部内のトナー残量を推定できる
ので、コストの高い特別なセンサを用いることなく、ト
ナー収容部内のトナー残量を推定し、トナー収容部への
トナーの補充時期を決定できるという効果がある。

【００４７】請求項２の発明によれば、トナー収容部内
に設けられた弾性を有する導電性部材と該トナー収容部
の内壁面の電極との間の電気的な導通状態の検知結果に
基づいて、該トナー収容部内のトナー残量を推定できる
ので、コストの高い特別なセンサを用いることなく、ト
ナー収容部内のトナー残量を推定し、トナー収容部への
トナーの補充時期を決定できるという効果がある。

【００４８】請求項３の発明によれば、ユーザが、現像
手段のトナー収容部の壁の一部に形成した透明材料から
なる窓を通して、画像形成装置の外部から該トナー収容
部の内部を観察することにより、該トナー収容部内のト
ナー残量を判断できるので、コストの高い特別なセンサ
を用いることなく、トナー収容部へのトナーの補充時期
を決定できるという効果がある。また、ユーザが常にト
ナー収容部内のトナー残量を判断できるので、トナー収
容部がトナーエンドになる前に予め新しいトナーを用意
でき、トナーエンドで装置が使用できなくなる事態を回
避できるという効果がある。更に、出力画像の画像濃度
が薄くなった場合に、装置の故障なのかあるいはトナー
収容部のトナーエンドなのかをユーザが判断できるとい
う効果がある。

【００４９】また、請求項１、２又は３の発明によれ
ば、従来の圧電センサや透磁率センサを用いた場合のよ
うにセンサをトナー収容部の特定の位置に取り付ける必
要もないので、装置のレイアウト上の設計自由度が高い
という効果がある。

【００５０】請求項４の発明によれば、像担持体上に潜
像を形成する潜像形成手段で用いる画像情報に基づい
て、現像手段の現像部へのトナー補給動作後に行った画
像形成動作によるトナー消費量の合計を算出し、このト
ナー消費量に対応する量のトナーを補給するように次の
トナー補給を制御できるので、通常時とは大きく異なる
トナー量を消費する画像形成動作を続けて行ったときで
も安定した画像濃度を得ることができるという効果があ
る。

【００５１】請求項５の発明によれば、トナー像読み取
り手段で読み取った転写材上のトナー像の画像情報に基
づいて、上記現像部へのトナー補給動作後に行った画像
形成動作によるトナー消費量の合計を算出し、このトナ
ー消費量に対応する量のトナーを補給するように次のト
ナー補給を制御できるので、通常時とは大きく異なるト
ナー量を消費する画像形成動作を続けて行ったときでも
安定した画像濃度を得ることができるという効果があ
る。

【００５２】また、上記請求項１、２又は４の発明をデ
ジタルの画像形成装置に適用した場合には、上記潜像形
成手段に用いる画像データを上記画素の積算に利用でき
るため、トナー残量推定手段又はトナー補給制御手段に
おける画素の積算のために、画像処理を行って画像デー
タを生成したりする必要が無くなり、より簡単な装置構
成となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る複写機の概略構成図。

【図２】同複写機の現像装置の概略構成図。

【図３】変形例に係る現像装置の概略構成図。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係る複
写機における現像装置のトナーホッパ内部を示す部分断
面図。

【図５】第３の実施形態に係る複写機の概略構成図。

【図６】（ａ）は第４の実施形態の複写機における本発
明に係る機能ブロック図。（ｂ）は同複写機の本発明に
係る制御のフローチャート。

【符号の説明】

１感光体２帯電装置３露光装置４現像装置５転写装置４１現像器４２トナーホッパ４３現像スリーブ４４補給ローラ４５アジテータ４５ａ回転軸４５ｂ導電性部材４６現像ローラ４７トナー供給ローラ４８金属電極４９窓１００制御装置１０１画像データ処理装置１０２導通検知装置２００ケーシング２０１開口（切り欠き）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段
と、該像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像部
及び該現像部に補給するトナーを収容するトナー収容部
を有する現像手段とを備え、該トナー収容部に所定量の
トナーを補充する画像形成装置において、上記潜像形成手段で用いる画像情報に基づいて、上記ト
ナー収容部にトナーを補充した後に形成した潜像におけ
るトナー付着予定部の画素数又は面積を積算し、その積
算結果に基づいて、上記トナー収容部内のトナー残量を
推定するトナー残量推定手段を設けたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段
と、該像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像部
及び該現像部に補給するトナーを収容するトナー収容部
を有する現像手段と、該トナー収容部のトナーを撹拌す
るトナー撹拌手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー収容部の内壁面に電極を設け、上記トナー撹拌手段として、上記トナー収容部内のトナ
ー量が所定量以下のときに上記電極との間で電気的な導
通状態となるように該電極に対して接触可能な位置に、
上記トナー収容部内の上記所定量よりも多いトナーによ
って上記電極との接触が規制される程度の弾性を有する
導電性部材を設け、上記導電性部材と上記電極との間の電気的な導通状態を
検知し、その導通状態に基づいて、該トナー収容部内の
トナー残量を推定するトナー残量推定手段を設けたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段
と、該像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像部
及び該現像部に補給するトナーを収容するトナー収容部
を有する現像手段とを備えた画像形成装置において、画像形成装置の外部から視認可能な位置にトナー収容部
を設け、該トナー収容部内のトナー量を観察するための透明材料
からなる窓を、該トナー収容部の壁の一部に形成したこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段
と、該像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像部
及び該現像部に補給するトナーを収容するトナー収容部
を有する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記潜像形成手段で用いる画像情報に基づいて、上記現
像部へのトナー補給動作後に形成した潜像におけるトナ
ー付着予定部の画素数又は面積を積算し、その積算結果
に基づいて、該現像部へのトナー補給を制御するトナー
補給制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段
と、該像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像部
及び該現像部に補給するトナーを収容するトナー収容部
を有する現像手段と、該像担持体上のトナー像を転写材
に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記転写材に転写されたトナー像を読み取るトナー像読
み取り手段と、該トナー像読み取り手段で読み取った画像情報に基づい
て、上記現像部へのトナー補給動作後に形成した上記転
写材上のトナー像の画素数又は面積を積算し、その積算
結果に基づいて、該現像部へのトナー補給を制御するト
ナー補給制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成
装置。