JPS59102264A - 画像形成装置の現像剤検出装置 - 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】 ■技術分野 本発明は、複写機、ファクシミリ等画像形成装置に関し
、特に画像形成時に使用する現像剤の有無検出に関する
。

■従来技術 ＰＩ）Ｃ複写機、静電記録方式のファクシミリ等では、
感光体、静電記録紙等の電荷担持体に所定の静電層ｆ象
を形成し、これに１−ナー等現像剤をイリ看させて可視
像を形成する。したがって、１−ナーは記録動作を行な
う毎に消費される。この種の装置では、一般に、現像剤
中の１−ナー濃度がＭくなると、又は所定量の記録を行
なうとトナーをトナーボトルから所定量補給するように
なっている。

現像器内部又はその近傍には、一般にトナ一旦を検出す
るセンサが備わっており、１〜ナーボトルに１−ナーが
無くなると、″１〜ナー無し″などと表示をしたり、連
続コピー動作の場合にはこれを中止したりする。

ところで、現像剤としては一般に２成分軸式トナーが用
いらｈる。この種の現像剤は、たとえば樹脂と着色剤で
構成される粉体トナーと、樹脂コートされた鉄粉等のキ
ャリアで構成される。粉体トナーは現像動作の度に消費
され、キャリアはそのまま現像器中に残る。したがって
、トナー濃度が低下して１〜ナーボトルがらトナーを補
給する場合には、キャリアとｉ〜ルナ−撹拌してこれら
が均一に混ざるようにする必要がある。

ところが、攪拌を行なうと、現像剤上面が平らでなくな
り、しかもその状態が周期的に変わる。したがって、現
像剤の景（上面の高さ）がそれを検出するセンサの検出
レベルぎりぎりであると、センサの出力レベルは、攪拌
動作に対応する周期で「１−ナー有」の状態と「１−ナ
ー無し」の状態を繰り返すことがある。このようになる
と、操作パネル上の″トナー無し″表示がめまぐるしく
変化（点滅）したり、像形成に十分な１−ナーが残って
いるにもかかわらず像形成動作か禁止されたりする。

■目的 本発明は、１−ナー残爪について確実な情報を出力する
現像剤検出手段を提供することを目的とする。

■構成 上記目的を達成するために本発明においては、時間をカ
ウントし、現像剤検出手段が″現像剤熱し″を時定時間
継続して出力すると、第１の信号を出力して″トナー無
し″等の警報表示２画像形成動作禁止などを行ない、所
定時間が経過する前に１−ナー有になると、カウントを
クリアして第１の信号を出力しない。これによれば、攪
拌により現像剤上面高さが変動して、現像剤検出手段か
ら誤って１−ナー無しに対応する信号が一時的に出力さ
れでも、所定時間が経過するまではトナー無しと判別し
ないので、誤動作を生ずる確率が極めて低くなる。

長時間トナー無しの状態が継続する場合には、現像剤濃
度が薄くなり記録像濃度が薄くなったり、またキャリア
の転写を生じて感光体、定着器等を破損する恐れがある
。そこで、本発明の１つの好ましい態様においては、現
像剤検出手段が長時間継続して１〜ナー無しを出力する
場合には、像形成プロセスを禁止する。

所定位置（ＴＪｉ像剤検出手段が検出する位置）での現
像剤上面の高さは攪拌機構の位置に応じて定まるので、
攪拌機構が１回転する間に現像剤検出、出力は変化する
可能性がある。また、攪拌機構が動作しない時の攪拌機
構停止位置は一定でないから、このときの現像剤検出手
段出力はあまり正確でない。そこで、本発明の１つの好
ましい態様においては、攪拌機構が動作しているときに
のみ時間のカラン１〜を行ない、この時間が、少なくと
も攪拌機構の１回転に要する時間よりも長い場合にトナ
ー無しと判別する。これにより、極めて正確に現像剤有
無を検出できる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図に、本発明を実施する一形式の複写機の概略構成
を示す。第１図を参照して説明する。１が原稿を乗せる
コンタクトガラスである。コンタクトガラス１の下方に
は光学走査系２が備わっており、　ＪＭ稿からの反射光
による像がこの光学走査系２を介して感光体ドラム３上
に結像される。感光体ドラム３は第１図では時計方向に
回転する。

一方、給紙系は２段になっており、給紙力セソ１−４．
５のいずれか選択されたものから給紙コロ６又は７によ
り記録紙の給紙が行なわれる。給紙された紙は、レジス
トローラ８と先端折り曲げローラ９の間を通って感光体
ドラム３に導びかれる。

感光体ドラム３の周囲には、帯電チャージャ１０゜イレ
ーサ、現像器１２．転写前除電ランプ＆Ｐセンサ、転写
チャージャ１４．分離チャージャ１５゜分雛爪１６等が
配置されている。

概略のコピープロセスを説明すると、感光体ドラム３は
、帯電チャージャｌＯにより一様の電位に帯電し、原稿
からの反射光の照射を受けると、その光強度に応じて表
面電位が変化し、これにより静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は、現像器１２を通ると１−ナーにより可視
化される。給紙された記録紙は、感光体ドラム３の回転
に応じた所定のタイミングでレジス１−ローラ８によっ
て送られ、このｊ・ナー像が形成された感光体ドラム３
の表面に重なる。この後、転写チャージャ１４に所定の
電圧が印加され、これによってトナー像は感光体ドラム
３から記録紙側に転写する。更に、分離チャージャ１５
によって、トナー像が転写された記録紙は感光体ドラム
３から分離して搬送ベルト１９に向かう。そして、記録
紙はヒータを内蔵した定着ローラ２０を通ってトナー像
を定着し、排紙ローラ２１を介してコピーｌ−レイ２２
に向かう。

第２ａ図および第２ｂ図に、第１図の複写機の現ｆ争器
１２近傍を拡大して示す。第２ａ図および第２ｂ図を参
照して説明する。３０がトナータンク、３１が現像タン
クである。［−ナータンク３０の出口にはトナー補給ロ
ーラ３２が備わっており、このローラ３２が回動するこ
とにより、トナータンク３０から現像タンク３１に所定
爪の１〜ナーが補給される。現像タンク３１内には、ト
ナー３３をＩＸ′ｌ拌する攪拌羽根３４．現像スリーブ
３５．現像剤流れ規制部材３６．ドクタープレー１−３
７等が備わっている。この例では攪拌羽根３４および現
像スリーブ３５は特訓方向に回動するようになっている
。３８が、３３２像剤の有焦を検出する現像剤検出器で
ある。ここで用いている現像ダｆｌＪ検出器３８は、第
３図に示すような永久磁石ＭＧとリードスインチＬＳで
なる透磁率検出タイプのものである。ｇｌｌススリーブ
３５内部には、３極のマヅネッ１へとそれを保持するマ
グネットホルダ３９とが備わっている。

現像スリーブ３５が時計方向に回動すると、第２ａ図に
示すように現像剤が左側に集中するが、攪拌羽根３４が
回動すると、第２ｂ図に示すようにこの現像剤の亮さの
高い部分がかき落とされて右側に運ば九る。したがって
現像剤検出器３８は、第２ａ図に示すような状態では、
現像剤無しに対応する信号レベルを出力し、第２ｂ図に
示すような状態では現祿剤有に対応する信号レベルを出
力する。つまり現像剤量がこの程度に減少すると、現像
スリーブ３５と攪拌羽根３４の動作に同期して、現像剤
検出器３８は現像剤無しレベルと現像剤量レベルを交互
に出力する。

第３図に、第１図の装置の概略（１４成を示す。第３図
を参照して説明すると、制御を行なうマイクロコンピュ
ータユニットＣＰＵはマイクロプロセッサＭＰＵ、動作
プログラムデータおよび定数データを格納した読み出し
専用メモリＲＯＭ、読み書きメモリＲＡへ１．タイマ＋
　　Ｉ／○ポー１−等でなっ°Ｃおり、このＩ１０ポー
トに各種ユニッ１−が接続されている。

光学系制御ユニットは、光学走査系２を往復走査駆動す
る制御系と変倍機構を駆動する制御系を備えており、所
定の指示があると光学系走査又は変倍モータ駆動を行な
う。

露光ランプ制御ユニツ１−は、露光指示がある場合にラ
ンプが所定強度の光を発するように自動制御する回路で
あり、印加電力を制御する位相制御回路を１ｍえている
。

ヒータ制御ユニッ１〜は、定着ローラ２０を加熱するヒ
ータの制御および感光体トラム３を加熱するヒータのｉ
ｆ、！Ｉ　ａｌを行なう＠路であり、これらが常に所定
温度となるように制御する。

Ｆ７−　作パネルユニットは、各種キースイッチの読み
取り回路および表示器ドラ−１１回路を備えている。

表示器ドライブ回路には、″１−ナー無し″表示用の発
光ダイオ−＋：　Ｌ　ＪΣ１．″マシンビジー″表示用
の発光ダイオードＬＥ２等が接続されている。

ソレノイトドライバユニソ１−およびリレードライバユ
ニツ（〜は、それぞれ各種クラッチ駆動ソレノイド、リ
レー等を駆動する多数のドライブ回路でなっている。

現像バイアス電源ユニットは、現像バイアス電極に印加
する電圧を発生する回路であり、制御入力信号に応じた
ステップ電圧設定およびオン／オフ制御を行なう。

チャージャ用電源ユニットは、帯電チャージャ１０、転
写チャージャ１４２分離チャージャ１５等の電極にそれ
ぞれ印加する高電圧を発生する回路であり、制御入力信
号に応じてオン／オフ制御を行なう。

レジス１ヘローラ８の近傍２分前チャージャ１５の近傍
、排紙ローラ２１の近傍等にそれぞれ設けである紙検知
用のフォ１〜センサなど各種のセンサ類は、アナログ信
号を所定レベルの２値信号に変換するために各々の比較
器を介してＩ１０ポー１−に接続しである。

現像剤検出器３８等のスイソヂ類は、プルアップした多
数の抵抗器等でなるインタフェース回路を介してＩ１０
ポー１−に接続しである。

第４ａ図にマイクロコンピュータ二二ツ１〜ＣＰＵの概
略動作を示す。第４ａ図を参照して説明する。まず電源
がオンになると、初期化を行なう。

すなわちこの例ではスタックポインタＳＰの内容を１０
　Ｆ　８　Ｈに設定し、３１５５　（ＲＡＭ、タイマ、
Ｉ１０ポート）を所定の動作モートに設定し、Ｒ，Ａ　
Ｍの内容をクリアし、各種フラグを初期状態に設定する
。次いで、エラーチェックサブルーチン、ステータ１ス
出カサブルーチン、表示すブルーチンおよびスター１〜
チエツクサブルーチンでなる処理ループの動作を繰り返
す。表示すブルーチンは各種レジスタおよびフラグの内
容に茫づいて所定の表示器を付勢する処理ルーチンであ
り、スタートチェックサブルーチンは、操作パネル上の
キーの状態をチェックし、プリントスタート等の指示が
あるかどうかをチェックする処理ルーチンである。

第４ｂ図に、第４ａ図のエラーチェックサブルーチンの
処理動作を示す。第４１）図を参照して説明する。この
処理は、各部の状態チェック処理でなっている。すなわ
ち、ポーズスイッチチェック、○ＰＣ（感光体ドラム３
）位置カウンタチェック。

給紙トレイカバーチェック、現（ｇ４引き出しチェツタ
、定着器チェック、ジャムチェック、＆０紙１−レイチ
ェック、オペレーションスイッチチェック。

主走査エラーチェック等は無条件で行ない、さらに、メ
インモータを駆動している時には、タイミングパルス（
感光体ドラムの回転に同期して出力される）のエラーチ
ェック、１−ナーエンドチェックおよびレジス１−タイ
ミングチェックを行ない、メインモータが停止している
時には、回収トナーオーバーチェック、ｏｐｃセッ１−
チェック、ヒータウオームアツプチェックおよび電源制
御を行なう。

第４ｂ図のトナーエンドチェック処理動作を、第４ｃ図
に示す。なお、この処理動作は所定時間毎に縁り返し実
行される。第４ｃ図を参照して説明する。１−ナーエン
ドチェノクは、現像剤検出器３８の出力レベルをチェッ
クして行なう。１〜ナーエンドでなければ、１−ナーエ
ンドフラグおよび（・ナーエンドビジーフラグをリセッ
１−シ、トナーエンｊくカウンタおよび１〜ナーエンド
ビジーカウンタの内容をクリアする。

現像剤検出器３８が″現像剤無し″レベルを出力すると
、１ヘナーエンドフラグをチェックする。初回では、１
−ナーエンドフラグが”　ｏ　”にリセットされている
ので、（−ナーエンドカウンタを１つカウントアンプす
る。現像剤検出器３８の出力が現像剤無しレベルの状態
を継続すると、この処理を行なう毎にトナーエンドカウ
ンタがカウントアツプる。１−ナーエンドカウンタの内
容が所定値Ｎになると、トナーエンドフラグをＩＴ　Ｉ
　ＴＪにセラ１へし、次回のチェックで１−ナーエンド
表示（ＬＥ　］点灯）を行なう。この実施例では、所定
値Ｎを、攪拌羽根３４が１回転する間に１−ナーエンド
チェックルーチンを実行する回数の２倍に設定してあり
，この値はＲＯＭ　（８　３　５　５）に定数データと
して格納しである。

現像剤検出器３８が、更に″現像剤無し″レベルの出力
を持続すると、この処理を行なう毎にトナーエンドビジ
ーカウンタを１つカウントアツプする。

このカウンタの内容が所定値１’Ｊ　２になると、１−
ナーエンドビジーフラグを”　１　”にセラ１へして次
回のトナーエンドチェックでマシンビジー表示（ＬＥ２
．ザυｎを行なう。この実施例では、所定値Ｎ２を、ｊ
胃性羽根３４が１回転する間に１〜ナーチエツクルーチ
ンを実行する回数の２０倍に設定してあり、この値はＲ
ＯＭに定数データとして格納しである。

現像剤の爪が１５２　ａ図および第２ｂ図に示す程度に
減少すると、攪拌羽根３４および現像スリーブ３５の回
動に伴って現像剤検出器３８の出力レベルが変動するが
、一般にこの周期は攪拌羽根３４の回転周期と一致する
ので、現像剤検出器３８の出力レベルが″現像剤無しく
減少）″になってから、トナーチェックルーチンをＮ回
実行する前に、すなわち１−ナーエンドカウンタの内容
がＮと一致する前に現（９を剤険出器３８の出力レベル
が″現像剤有″に変わるので、トナーエンドカウンタは
クリアされ、Ｎまで達しない。したがって、ｉ〜ルナ−
エンド表示されない。

現ｍ＋剤が更に減少して、第２ｂ図の状態でも現像剤検
出器が″８２像剤無り、（減少）″を出力し、攪拌羽Ｍ
１３４が２回転する間に一度も″現像剤有″レベルが出
力されないと、トナーエンドカウンタのイ直がＮに達し
、１−ナーエンドか表示される。１−ナーエンドの表示
をした後でも、現（？Ｕ剤検出器３８の出力が″現像剤
有″に戻ると１ヘナーエンドフラグ、トナーエンドビジ
ーフラグ、１−ナーエンドカウンタおよびトナーエン１
−ビジーカウンタはクリアさｈるので表示もクリアされ
る。しかしこの場合に、再度、現像剤検出器３８の出力
が″現像剤無し″になっても、１−ナーエンドカウンタ
かＮになるまではトナーエン１−か表示されないので、
トナーエン１−表示かめまくるしく変わることはない。

トナーエンドが表示されてもトナーが補給されない場合
には、トナーエンドフラグがｌ　”にセノ１〜された状
態でトナーエンドビジーカウンタのカウントアツプを続
け、所定時間（Ｎ２）を経過すると１〜ナーエン１へビ
ジーフラグをセン１−シて、マシンビジー表示を行なう
。また後述するように、１ヘナーエン１−ビジーフラグ
を七ソ１−することにより。

次回のプリン１−動作を禁止する。

第４ｄ図に、第４ａ図のステータス出力サブルーチンの
概略動作を示す。第４ｄ図を参照して説明する。エラー
チェックルーチンでトナー切九、ジャム等のエラーがな
い場合にはプリントキーを押すと、プリントフラグをセ
ットしてコピープロセスをスター１−する。すなわち、
メインモータ、露光ランプ　；ｊｊｉ：化チャージャ１
０．転写チャージャ１４、分能チャージャ１５等をオン
にセントし、光学系制御ユニットにスキャナ（光学走査
系）スター１−信号を出力する。

給紙クラッチをオンして給紙コロ６又は７を駆動し、レ
ジス１−ローラ８まで記録紙を給紙する。感光体ドラム
３の位置に対応するタイミングパルスのカラン１〜値が
所定の値になると、レジストローラクラッチをオンして
レジストローラ８を駆動するとともに給紙を終了する。

像を転写された紙が排紙されると、プリンｉ−終了フラ
グをセットする。

これにより次回のステータス出力処理において、連続コ
ピーの場合にはコピーカウンタをデククメン１−シてコ
ピープロセスを再開し、１枚コピーの場合にはコピープ
ロセスを終了させる。ジャムが発生すると直ぢにメイン
モータ、ｎ光ランプ、チャージャ等をオフし、光学系を
ホーム位置に戻し、コピープロセスに関するフラグ類を
リセッ１−（コピー禁止状態にセソ１−）する。

トナーエンドカウンタがＮに達しトナーエンドが表示さ
れる場合、コピーカウンタをクリアし、通常の処理を続
行する。すなわち、連続コピーにセットされている場合
でも、その後はプリントスター１〜ギーが抑さ２しても
１枚コピー動作を行なって処理を終了する。また、この
状態が長く続いて！−す〜エン１−ビジーフラグが”　
１　″にセントされると、プリントスター１−指示キャ
ンセルにセントしてエラーフラグをクリアする。プリン
トスタートキャンセルにセットされると、プリン１−ス
ター１−キースイッチの操作は無効になり、１−ナーエ
ンドおよびマシンビジーが表示された状態で、トナーが
補給されるまでコピーできなくなる。

上記実施例では複写機について説明したが、静電記録方
式のファクシミリでも同様に本発明を実施しうる。上記
実施例では、マイクロコンピュータで時間のカウントお
よび判別を行なっているが、カウンタ、比較器、ラッチ
等通常の論理回路を用いても実施例と同様に本発明を実
施しうる。

■効果 以」二のとおり、本発明によれば現像剤検出器が所定時
間継続的に現像剤無しく減少）を検出する場合にのみ現
像剤検出器とするので、動作が硲実で検出精度が高い（
ｇＰ、俄剤無しを検出する場合の現像剤残量が一定であ
る）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する一形式の複写機の４１１１略
構成を示す側面図である。 第２ａ図および第２ｂ図は第１図の装置の現像器近傍を
示す拡大側面図である。 第３図は第１図の装置の電気回路の概略を示すブロック
図である。 第４ａ図、第４ｂ図、第４ｃ図および第４ｄ図は、第３
図のマイクロコンピュータユニツ１〜ＣＰＵの概略動作
を示すフローチャー１−である。 ｌ：コンタクトガラス　２：光学走査系３：感光体ドラ
ム　　　４，５：給紙カセット６．７：給紙コロ　　　
８ニレジストローラ９：先端折り曲げローラ １０：帯電チャージャ　１２：現像器 １４：転写チャージャ　１５：分ＦＪｉＣチャージャ１
６　：　分１’ｉｌｔ爪１９　：　ＩｆＱ送へ）Ｉｉ　
上２０：定着ローラ　　　２１：排紙ローラ３０：１−
ナータンク ３１：現像タンク（現像剤容器） ３２：トナー補給ローラ ３３：１−ナー ３４：ｊη拌羽根（１１２拌機構） ３５：現像スリーブ（現像剤担持体） ３７：ドクタープレー１− ３８：現像剤検出器（現像剤検出手段）３９：マグネッ
１−ホルダ ｃｐｕ　：マイクロコンピュータユニツｌ−（判別手段
）特許出願人　株式会社　リコー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体；現像
   剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤容器； 前記現像剤容器内の現像剤を攪拌する（覧拌機措； 前記現像剤容器内の所定位置の現像剤有無を検出する現
   像剤検出手段；および 現像剤検出手段が現像剤無しレベルを所定時間継続して
   出力すると第１の信号を出力する判別手段； を備える画像形成装置の現像剤検出装置。
2. （２）判別手段は、現像剤検出手段が現像剤有レベルに
   なると、時間カランｌ−をクリアするとともに第１の信
   号の出力をキャンセルする、前記特許請求の範囲第（１
   ）項記載の画像形成装置の現像剤検出装置。
3. （３）判別手段は、現像剤検出手段の現像剤無しレベル
   出力か、前記所定時間より更に所定時間継続すると、少
   なくとも像形成プロセスのスタートを禁止する前記特許
   請求の範囲第（２）項記載の画像形成装置の現像剤検出
   装置。
4. （４）前記所定時間は、（ね拌椴イ１守か作動している
   時間であり　ｍ拌機構の１回転に要する時間もしくはそ
   れ以上である、前記特六′１請求の範囲第（１）項、第
   （２）項又は第（３）項記載の画像形成装置の現像剤検
   出装置。