JPS5944076A - トナ−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】 本発明は、複写機、ファクシミリ等１ヘナーを用いて現
像を行なう装置のトナー濃度および１〜す−切れを検出
する１−ナー検出装置に関する。

最近の複写ｉ等には、現像剤として２成分乾式トナーか
よく用いられる。この種の現像剤は、たどえは樹脂ど着
色剤で構成される粉体トナーと。

樹脂コー１−された鉄粉等のキャリアで構成される。

粉体１ヘ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。したがって現像動作をすると、
現像剤中の１ヘナ一濃度が低下する。一般には１ヘナー
タンクにトナーを蓄えておぎ、現像器中のトナー濃度を
検出してこれが所定以下であるとトナータンクから所定
基のトナーを補給して、現像剤中７のトナー濃度が下が
りすぎないように制御している。しかし１−ナータンク
内のトナーがなくなると、トナー濃度が低下しても補給
が行なわれないのでトナー濃度が除々に下がり、コピー
等の記録画像が薄くなる。またトナー＃度が低いと、キ
ャリアの転写が発生し、感光体や定着器を破損する恐れ
がある。このため従来より、１−す−切れを検出して、
トナーがなくなると１−ナーボ１−ルの交換等をオペレ
ータに知らせるようにしている。

ところがこの種の検出装置は比較的高ｆＩｌｌｉであり
、１−ナー濃度検出とトナー残量検出にそれぞれ独立し
たセンサをｍいると装置が大型でニス１−高になる。そ
こで、検出装置として１−ナー濃度センサを１つだけ設
けて、そのセンサが所定以下の濃度を検出するとトナー
を補給し、その１−チー補給時から次のトナー補給時ま
でに行なう記録の枚数（コピ一枚数）をカラン１〜し、
カラン１へした記録枚数からトナー切れを検知する方式
が用いられることがある。すなわちトナー残量が少なく
なると、１−ナー濃度低下に伴うトナー補給で１回に補
給されるトナーの短が少なくなり、その次にトナー補給
をするまでに行なう記録の枚数が少なくなるがら、枚数
カラン１−値が所定以下になったら１−す−切れと判断
する。

ところが、記録をする像の密度は原稿の種類によって大
きく異なり、像密度が変わると１〜ナーの消費量が変オ
）るため、１ヘナーが所定址補給される場合であっても
、各トナー補給間隔における枚数カウント値は原稿に応
して大きくばらつく。たとえば、像密度の高い原稿のコ
ピーを連続的に行なうと、ｉ〜ルナ−十分に残っている
場合でも１枚あたりのトナー消費量が多いため、枚数カ
ラン１−値が小さくなってトナーエンドを誤検出する可
能性があるし、像密度の低い原稿のコピーを連続的に行
なうと、１〜ナー残量が少ない場合でも１枚あたりのト
ナー消費量が少ないので枚数カウント値が大きくなって
トナーエンドを検出できないことがある。

またトナーＩＪＪれの状態になっても、装置の電源をオ
フにして再度電源をオンにすると、カラン１〜がクリア
されるため、それから所定のカラン１−を行なうまでは
１−す−切れにならず、その間所定より薄い濃度でコピ
ーが行なわれる。

本発明は、１つのセンサで原稿の種類にかかわらず常に
正確に１−ナー濃度とトナー残量を検出ｔうるＩ−ナー
検出装置を提供すぎことを第１の目的とし、トナー濃度
の設定を変えても特別な調整をすることなく、トナー濃
度が設定した濃度から大きく低下する前にトナー切れを
検知しうる１ヘナー検出装置を提供することを第２の目
的とする。

」二記の目的を達成するために本発明においては、トナ
ー濃度検出器と、定電圧電源等の基準レベル発生器のい
ずれかの出力に、濃度調整用のレベル調整器を接続し、
レベル調整器の、′１シカには更にレベルシフ１一手段
を接続して、第１の比較器にはトナー濃度検出器からの
信号又は基；＜６レベル発生器からの信号とレベル調整
器からの信号とをそれぞれ印加し、第２の比較器にはト
ナー濃度検出器からの信号又は基準レベル発生器かＩ）
の信号とレベルシフト手段を介したレベル調整器からの
信号とかそれぞれ印加する。

すなわち、たとえばトナー濃度検出器の出力信号を第１
の比較器および第２の比較器の一方の入力端に印加し、
レベル調整器の出力信号を第１の比較器のもう−・方の
入力端に印加し、レベルシフト手段を介したレベル調整
器からの信号を第２の比較器のもう一方の入力端に印加
して第１の比較器の出力を１−ナー濃度検出出力端とし
、第２の比較器の出力をトナー残量検出出力端とする。

つまり、レベル調整器で、設定濃度に対応する第１の比
較レベルを第１の比較器に設定し、第１の比較レベルよ
りもレベルシフト手段の分だけ低い第２の比較レベルを
第２の比較器に設定して、トナー濃度検出器の出力信号
を第１のと較器および第２の比較器で比較し、第１の比
較器の出力信号に応じて１〜ナ一濃度を一定にするよう
にトナー供給を制御すれば、トナー濃度はレベル調整手
段の設定に応じた所定の状態に制御され、またトナー残
量が少なくなるとトナー供給量が少なくなって、トナー
濃度検出器の出力レベルが第２の比較レベルよりも低下
するときにトナー残量少を示す信号が出力さＦれる。本
発明によれば、レベルシフ１〜手段をレベル調整器に接
続するので、第２の比較レベルすなわちトナー残量少検
出レベルは第１の比較レベルとレベルシフ１一手段の特
性とで定まり、レベル調整器を動かして第１の比較レベ
ルすなわち設定濃度を変更する場合でも、それに応じて
第２の比較レベルも自動的に調整され、１〜ナ一残址少
判定レベルが適正なレベルに設定される。これにより、
たとえば像濃度を高めに設定すれば、トナー消費がはや
く進行するが、こＪし伴って１〜ナ一残鼠少判定レベル
が高く設定されるので、トナー量があまり減少しないう
ちに１−ナー残量少を検出し、トナーボ１ヘル等の交換
が遅れて像濃度が薄くなるのを防止しうる６ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１ａ
図に、本発明のトナー検出装置を備える一形式の複写装
置を側面からみた概略構成を示す。第１ａ図を参照して
説明する。１が〃に稿給紙機構、２が原稿搬送機構、３
が原稿ＪＪｌ：紙］−レイである。原稿４は原稿給紙機
構１かＣ）給紙され、原稿搬送機構２によりコンタク１
−ガラス５の上を通って原稿排紙１−レイ３まで搬送さ
れる。コンタクｈガラス５のｆ方には、照明灯６．第１
ミラー７゜第２ミラー８．レンズ９．第３ミラーＩＯお
よび第４ミラーｉｔでなる光学走査系が備わってしλ乞
。

記録紙は第１給紙力セツｌ−１２、第２給紙カセット１
３および給紙トレイ１４のいずれかから供給される。１
５が感光体ドラム、１６がクエンチングランプ、１７が
’ＩｔＦ電チャージャ、１８がイレースランプ、１つが
現像器、２０が転写前除電ランプ、２１が転写チャージ
ャ、２２が除電チヘ・−ジャ２３が分離爪、２４がクリ
ーニング機構、２５が定着器、２６がコピートレイであ
る。

第１ｂ凹ｊ’：、現像器１９を拡大して示す。第１ｂ図
を参照して現像器１９を説明する。まず構成を説明する
と、３１がトナータンク、３３が１−ナー補給ローラ、
：３４が汲み」―げスリーブ、３５が現像スリーブ、３
６がドクターブレード、３７がトナー濃度検出器（トナ
ー濃度検出手段）、３８がスクレーバ、４１が現像剤回
収口、　　３２．３９および４０がアジテータである。

この実施例で１よ、１−ナー濃度検出に透磁率検出方式
を採用し、現像には、順方向磁気ブラシ方式を採用しで
ある。

現像剤は樹脂コー１へされた鉄粉と１ヘナータンク３１
から供給される粉体１−ナーでな１）でｂする。鉄粉と
トナーとの摩擦により１−ナーは感光体ドラム１５と逆
極性に帯電する。現像剤は磁石の吸引カシこより汲み」
二げスリーブ３４１Ｈに吸若し、現像スｊＪ−ブ３５上
でドクターブレード３Ｇにより最適厚みに整えられた後
、感光体ドラム１５　ｊ・、の静ｔｌ々像を現像して顕
像化する。この現像工程番３よＩＪ現像剤中の１−ナー
が消費され、トナー濃度が低下する。現像工程を終了し
た現像剤は、トナー濃度検出器３７を通って現像器１９
の下部で回収され、アジテータ３９および４０で、補給
されるトナーとともに攪拌され均一に混合される。

第２図に、第１ａ図の複写機の１〜ナー検出装置°の電
気回路を示す。第２図を参照して説明する。

前記の１−ナー濃度検出器３７は、中央番こ現像剤の通
路を設けた中空の電気コイル１−１である。すなわち、
現像剤の流れが一定であれば、この電気コイル■、ｌの
インダクタンスは現像剤の１〜ナ一濃度に比例するので
、この電気コイル■８、ｌを透磁率検出型の１−ナー濾
度検出器として使用しうる。電気コイルｌ、１は、コル
ピッツ発振回路として構成した第１の発振器ＯＳ　ＣＩ
に発振要素として接続し７である。したがって、トナー
濃度に対応する電気コイルＬ　］のインダクタンスに応
じて第１の発振器Ｏ８ＣＩの発振周波数が変わる。第２
の発振器０８Ｃ２は、０８Ｃ１と同様のコルピッツ回路
であり、インダクタンスが固定の電気コイル１５２を備
えている。発振器０８ＣＩおよび○ＳＣ２は、それぞれ
発振制御用のトランジスタＱ１およびＱ２を備えており
、１−ランジスタＱ１およびＱ２σ）制御入力端には、
非安定マルチバイブレータ回路で構成した第二０の発振
器０３Ｃ３から互し１に逆相の信号が印加される。つま
り、０８ＣＩと○ＳＣ２は交互に発振および発振停止を
繰り返す。第１の発振器ＯＳ　ＣＩおよび第２の発振器
ＯＳ　Ｏ２σ）出力信号はオアゲートＯＲに印加される
。オアゲ−ｌ−ＯＲの出力端には、周波数Ｆ１のＯ３Ｃ
］からの信号と周波数Ｆ２の０８Ｃ２からの信号が交互
に生し、これがスロープ検波器ｒ）　Ｅ　Ｔに印加され
る。スロープ検波器Ｄ　Ｅ　Ｔは、人力される信号の周
波数に応じた電圧を出力する。スロープ検波数ＤＥＴの
出力端には増幅器ＡＭＩを接続し、ＡＭｌの出力端には
同期クランパｃ　ｒ−ｐを接続し、同期クランパｃ　ｒ
、　ｐの出力端には増幅器ＡＭ３を接続しである。同期
クランパＣｒ、　Ｉ〕には発振器○ＳＣ３の信号を印加
してあり、（″、［、Ｉ〕は、第２の発振器０８Ｃ２が
発振しているときに、ＡＭ２に印加される信号レベルを
、所定の基べ０レベルとするようにクランプする。増幅
器ＡＭ２の出力レベルが、比較器ＣＰＩおよびＣＦ２の
−・方の比較入力端に印加される。比較器ＣＰＩのもう
−・方の入力端には、レベル調整手段すなわち可変ＪＩ
Ｌ抗器ＶＲを含む分圧回路から、所定の電圧＼’ｒｌが
印加される。比較器ＣＰ２のもう−・方の入力端には、
分圧回路からの電圧Ｖｒ２がシリコンダイオードＤｉを
介して印加される。シリコンダイオードＤＩの順方向電
圧は０．７Ｖ程度で一定であるので、比較器ＣＰ　２　
ニ印加される電圧Ｖ　ｒ　２はＶ　ｒ　１−０　、７程
度になる。分圧回路には、定電圧電源ＰＷから一定電圧
か印加されるので、電圧Ｖ　ｒ　］およびＶｒ２は可変
抵抗器Ｖ　’Ｒの設定で定まる一定電圧となる。

比較器ＣＰＩの出力信号は１−ナー濃度検出に使用され
、濃度検出レベルＶｒＯがスレッシュホールドレベルＶ
ｒｌよりも低くなるとｌ−チータンク３１内の１〜ナー
を所定計供給してＶｒＯ＞Ｖｒｌとなるように制御され
る。しかしトナータンク３１内の１−ナー足が減少する
と、所定の制御を行なっても所定量よりも少ない１−ナ
ーしか供給されなくなり、信号レベルＶｒＯは除々に低
下する。比較器ＣＰ２の出力信号は１ヘナー残量検出に
使用され、ＣＦ２の出力レベルがＶ　ｒＯ＜　Ｖ　ｒ２
を示すレベルに反転すると、ランプを点灯してトナーが
なくなったことをオペレータに知らせる。

１〜ナ一濃度すなわち記録像濃度は、可変抵抗器■Ｒを
調整すれば変更できる。ｖＲを調整して電圧Ｖ　ｒ　１
がＶｒｌ＋Ｖｘに変わると、電圧Ｖｒ２はＶ　ｒ　Ｚ　
十Ｖｘに変わるので、ＶｒｌとＶｒ２の差は変化しなし
１゜つまり像濃度を変えても、１−ナー濃度がそのとき
の設定像濃度に対して設定すべきｄｉｌｆ度から一定レ
ベル以上低下すると、トナー不足と判定する。

第３図に、本発明のもう１つの実施例を示す。

第３図を参照して説明すると、この実施例では、定電圧
電源１〕Ｗの出力レベルをそのまま比較器ＣＰ１および
Ｃ’Ｐ２に印加し、増幅器ΔＭ２出力の１−ナー濃度検
出信号を、可変抵抗器ＶＲを含む分圧回路すなわちレベ
ル調整手段を介して比較器ＣＰｌおよびＣＦ２に印加し
ている１、また、レベルシフト手段として、抵抗器Ｒ１
およびＲ２で構成した分圧回路を用いている。したがっ
て電圧ＶｒｌとＶｒ２との関係は ＶｒＬ＝Ｖｒ２　Ｈ＋’（２／　（Ｒｌ　−ｌ−１’１
．２　）となる。つまり、トナー残量検出１ノベルは、
そのときの１〜ナ一濃度検出レベルに対して所定比率だ
け異なる値になる。したがってこの実施例でも、可変抵
抗器ＶＲＩの設定すなわち記録濃度の設定を変えると、
それに応じて１〜ナー残量検出レベルが自動的に適正値
に設定される。

以」−のとおり本発明によれば、１つの検出器で、１−
ナー濃度と１−ナー残量の検出を行ないうる。しかも、
記録濃度の設定を変えてキハ自動的に１−ナー残址検出
レベルが更新されるので、像濃度の設定にかかわＣ，ず
、像濃度が設定値から少しでも低下したら１−ナー残量
少と判定して１−ナーボ１−ル等の交換をオペレータに
報知し、濃度設定と異なる濃度で記録が行なわれるのを
防ＩＦ、シうる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の１−ナー検出装置を備える一形式の
複写機の概略構成を示す側面図、第１ｂ図目第１ａ図の
現像Ｊ！＋　１９を示す拡大側面図、第２図は第１ａ図
の装置の１〜ナ一検出部の電気回路を示すブロック図で
ある。第３図は本発明のもう１つの実施例の１〜ナ一検
出部の電気回路を示すブロック図である。 １：原稿給紙機構　　　　２：原稿搬送機構３：原稿排
紙トレイ　　　　４：原稿 ５：コンタク１ヘガラス　　６：照明灯７：第１ミラー
　　　　　　８：第２ミラー９；レンズ　　　　　　　
　Ｊ５：感光体ドラム１６：クエンチングランプ １７：帯電チャージャ　　１８：イレーズランプ１９：
現像器　　　　２０：転写面除電ランプ２１：転写チャ
ージャ　　３１：１−チータンク３３：トナー補給ロー
ラ ３４　：　’ｔ＆み」二げスリーブ゛　３５：現像スリ
ーブ３６：ドクターブレード ３７：トナー濃度検出器（１−ナーｌ農度検出手段）３
８：スクレーバ　　　　４１：呪縁剤回収［１３２，３
９，４０：アジテータ ｐｗ：定電圧電源、（基準レベル発生手段）■Ｒ：可変
抵抗器（レベル調整手段） Ｄｌ：シリコンダイオード（レベルシフ１一手段）Ｒ１
，Ｒ２：抵抗器（レベルシフ１一手段）ＣＰｌ：第１の
比較器（第１のレベル比較手段）ＣＦ２：第２の比較器
（第２のレベル比較手段）Ｏ８ＣＩ　、○ＳＣ２，○Ｓ
Ｃ３：発振Ｈｊ９ＤＥＴ＝スロープ検波器　ｃ　ｒ−、
Ｐ：同期クランパＡＭＩ、ＡＭ２：増幅器 特許出願人　株式会Ｉ１１　　リコー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１−ナー濃度検出手段； 基準レベル発生手段； １ヘナ一濃度検出手段および基準レベル発生手段の少な
   くとも一方に接続したレベル調整手段；レベル調整手段
   に接続したレベルシフ１一手段； １−ナー濃度検出手段からの信号レベルもしくは基準レ
   ベル発生手段からの信号レベルと、レベル調整手段から
   の信号レベルとを比較する第１のレベル比較手段；およ
   び トナー濃度検出手段からの信号レベルもしくは基準レベ
   ル発生手段からのイδ号レベルと、レベルシフト手段か
   らの信号レベルとを比較する第２のレベル比較手段； を備えるｉ〜ルナ−出装置。
2. （２）トナー濃度検出手段は、１〜ナ一根度に応じてイ
   ンタフタンスが変化する電気コイルを接続した発振回路
   を備える、前記特許請求の範囲第（］）項記載の１−ナ
   ー検出装置。
3. （３）レベル調整手段は、可変抵抗器を備える分圧回路
   である。前記特許請求の範囲第（１）項記載のトナー検
   出装置。