JPS6381495A - 電子写真装置におけるトナ−ボトル内のトナ−量の検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） プリンターやファクシミリ装置等に用いられる電子写真
装置に関するものである。

（従来の技術） プリンタやファクシミリ装置等に用いられる電子写真装
置は画像から検知される現像画素に応じて供給用のトナ
ーボトル内のトナーが感光体上に現像されて現像トナー
画像を造り該現像トナー画像を記録紙上に転写し、さら
に、この転写時に記録紙に転写されずに感光体上に残留
する残留トナーをブレード等によって廃棄用のトナーボ
トルにかきとるものである。

したがって、このような電子写真装置にはトナー不足に
よる現像不良や廃棄トナーのあふれ出しを防ぐ為に、前
記供給用のトナーボトルのトナー不足や廃棄用のトナー
ボトルの満杯状態を検出する検出装置を設け、この検出
装置からのトナーの過不足信号を電子写真装置本体制御
部に出力して本体を停止したり、あるいは、状態表示す
る等の対策を講じている。

また、この検出装置の検出方式としては、一般に、リミ
ットスイッチや圧力センサーを用いてトナーボトル内の
トナーの重量を検出する重量検出方式や磁気式、光学式
あるいは超音波式のトナー感知器を用いてトナーボトル
内のトナーのレベルを検出するレベル検出方式がある。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、電子写真装置に使用されるトナーは軽量な粉
体（かさ密度二０．３〜０．　５ｇ／ａ＋ｆ）である為
にトナーボトル内のトナー量の差による重量差が小さく
かつトナーボトル内においてトナーが部分的に溜るので
レベルも一定しない、さらには、廃棄トナーは帯電して
いる為にトナーボトル内の周壁に付着する等して均一に
溜らず重量やレベルが一定しない。

以上のような理由から記従来の技術における重量検出や
レベル検出方式では正確なトナー量を検出することが困
難であった。

（問題点を解決するための手段） 画像から検知される現像画素に応じて供給用のトナーボ
トル内のトナーが感光体上に現像されて現像トナー画像
を造り該現像トナー画像を記録紙上に転写する電子写真
装置であって、前記転写時に記録紙に転写されずに感光
体上に残留する残留トナーをブレード等によって廃棄用
のトナーボトルにかきとるものにおいて、前記現像画素
の現像画素数を計数する計数手段と、前記トナーボトル
の容量および前記現像トナー画像が記録紙へ転写する転
写効率を数値入力する入力手段と、前記計数手段からの
計数データおよび入力手段からの入力データよりトナー
ボトル内のトナー量の過不足を算定し、かつ、この算定
結果をトナー量の過不足信号として外部へ出力する演算
処理手段とから電子写真装置におけるトナーボトル内の
トナー量を検出する装置に係る。

（作用） 前記現像画素の現像画素数を計数する計数手段と前記ト
ナーボトルの容量および前記現像トナー画像が記録紙へ
転写する転写効率を数値入力する入力手段と前記計数手
段からの計数データおよび入力手段からの入力データよ
りトナーボトル内のトナー量の過不足を算定し、かつ、
この算定結果をトナー量の過不足信号として外部へ出力
する演算処理手段とから電子写真装置におけるトナーボ
トル内のトナー量を検出する。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に沿って説明する。

本例は前記演算処理手段をマイクロコンピュータによっ
て行わせた例である。

本例は第１図に示し、電子写真装置部ｌは画像処理部２
とマイクロコンピュータ部３と転写装置部５とからなっ
ている。

画像処理部２は検知手段２ａと画像処理用のホストコン
ピュータ２ｂとからなり、検知手段２ａは目的の画像Ａ
から画素パターン２ｃを検知しホストコンピュータ２ｂ
に出力するものであり、該ホストコンピュータ２ｂは入
力された画素パターン２ｃから現像画素２ｄを造りマイ
クロコンピュータ部３へ出力している。マイクロコンピ
ュータ部３は検出装置６と制御装置７とからなっている
。

検出装置６は前記入力された現像画素データ２ｄから現
像画素数を計数する計数手段８と、トナーボトルの容量
Ｙおよび後述の転写効率Ｚを入力する入力手段９と、こ
の計数手段８および入力手段９からのデータｘ、　ｙ、
　ｚより後述の演算方式を用いて満杯状態を算定し、か
つ、該算定結果すなわち、トナー量の過不足を過不足信
号１０ａとして外部へ出力する演算処理手段１０とから
なっており、該演算処理手段１０は演算部１０ｂと必要
なデータの入出力を行う入出力部１０ｃとからなってい
る。

制御装置７は後述の光書込器を制御するもので制御ＰＪ
　７　ａと該制御部によって制御されるパターンジェネ
レータ７ｂ、ページメモリ７ｃ、バッファ７ｄとからな
っており、パターンジェネレータ７ｂはホストコンピュ
ータ２ｂから入力された現像画素データ２ｄかも記録紙
１枚分のパターンデータ７ｅを造り、これをページメモ
リ７Ｃに出力し、このページメモリ７Ｃは人力されたパ
ターンデータ７ｅより光書込器が一度に書込みのできる
分量のデータ７ｆをバッファ７ｄに出力し、バッファ７
ｄは入力されたデータ７ｆを後述の光書込器に出カフｇ
している。

転写装置部５は、円筒状の感光体１１、該感光体１１の
円周面１１ａを負電荷１２に帯電する主帯電器１３、前
記バッファ７ｄからのデータ７ｅに応じて潜像１２ａを
感光体に書込む光書込器１４、該潜像にトナーを供給し
て現像トナー画像１２ｂを造る現像ローラ１５、該現像
ローラに供給するトナーを貯える供給用トナーボトル１
６、現像トナー画像１２ｂを記録紙１７へ転写する転写
帯電器１８、転写されずに残留した残留トナー１２ｃを
かき取るブレード１９、かき取られた廃棄トナー１２ｄ
を収容する廃棄用トナーボトル２０、転写された転写画
像１２ｅを記録紙１７に固定する熱定着装置２１および
除電ランプ２２とからなっている。

次に、前記転写装置部の転写プロセスを説明するととも
に該転写プロセスより滴杯状態トナーボルト内のトナー
量の過不足を算定する演算方程式感光体１１は時計方向
に回転しながら主帯電器１３によってその表面に負電荷
１２（正電荷でも良い、）が帯電せしめられ、さらに、
光書込器１４が制御部７からの出カフｇに対応して潜像
を書き込む、この潜像は光書込器１４の書込みによって
感光体内部から発生する光電子が前記負電荷を中和せし
めて周囲の負電荷に対して高電位となっている部分であ
り、現像ローラ１５に弱電気力で付着されたトナーが近
づくとこの高電位部分、すなわち潜像に静電気力が強く
作用してトナーが吸着され現像トナー画像１２ｂが造ら
れる。

ここにおいて、この静電気力によって決められる吸着率
をｆ□とすると現像トナー画像１２ｂを造るトナー量Ｇ
は Ｇ＝ｆ１・Ｘ・・・・・・・・（１） で表わされる。

よって供給用トナーボトル１６の容量をＹｌとするとこ
の供給用トナーボトル１６のトナー不足状態は Ｙ１≦Ｇ・・・・・・・・・・（２） Ｙ工≧ｆ１・Ｘ・・・・・・（３） で表わされる。

ところで吸着率ｆ１は機械特有の値であるが転写回数に
関係なくほぼ一定の値で、かつ、１に近い値であること
から本実施例では定数１として取り扱う、すると第３式
は Ｙ１≦Ｘ・・・・・・・・・・（４） となる。

つづいて、前記感光体上の現象トナー画像１２ｂは転写
帯電器Ｉ８によって高電位側となった記録紙１７へ飛び
出し、衝突、付着して転写画像１２ｅを造る。

ところで、感光体上には転写されずに残留した残留トナ
ー１２ｃが付着しているのであるから、記録紙への転写
分を転写効率Ｚとしてこの残留トナー量Ｈを求めると、 Ｈ＝Ｇ−Ｇ−Ｚ・・・−・・・・（５）すなわち。

Ｈ＝（１−Ｚ）・Ｇ・・・・・・（６）となる。

ところで、この残留トナー１２ｃはブレード１９によっ
てかき取られ廃棄トナー１２ｄとして廃棄トナーボトル
に収容されるのであるからブレードのかき増率をｆ２と
して廃棄トナー量Ｉを求めると Ｉ＝ｆ２・Ｈ・・・・・・・・（７） となる。

ここで、この第７式に第１式および第６式を代入すると
第７式は Ｉ＝ｆ２・（１−Ｚ）・Ｘ・・・・（８）となる。

ところで、かき増率ｆ２は機械特有の値であるが、転写
回数に関係なくほぼ一定の値で、がっ、１に近い値であ
ることから本実施例では定数１として取り扱う、すると
第８式は Ｉ−（１−Ｚ）・Ｘ・・・・・・　（９）となる。

一方、廃棄用トナーボトルの容量をＹ２とすると廃棄用
トナーボトルが廃棄トナーによって過剰な状態というの
は Ｙ２≦工・・・・・・・・・・（１０）で表わされる。

よって上記演算方程式第４式および第１０式を演算処理
部６に用いてトナーボトルのトナーの過不足状態を算定
し供給用トナーボトルのトナー不足信号および廃棄用ト
ナーボトルの満杯信号として外部へ出力する。

なお、必要に応じて、トナーボトルの容量ＹｌｌＹ２の
データを小さく設定するか、機械固有の値（６０％〜７
５％）の転写効率Ｚを大きく設定する等して前記ｆ１お
よびｆ２の定数分を調整したり、いくぶんかの安全率を
見込む二とが出来る。

ところで、前記演算方程式を用いて演算処理を行う周期
については、トナーボトルの容量Ｙおよび転写効率Ｚは
予め入力されている一定のデータを用いるのであるが、
現像画素数Ｘは現像画素データ１０ｄが入出力部１０ｃ
から計数手段８へ入力される毎に逐次計上されて増加し
ているので、この増加に合せて演算をリアルタイムで行
なうことも可能であるが転写１回分すなわち用紙１枚ご
とに演算を行うバッチ処理にすれば演算処理手段６が必
要とする処理時間が非常に短かくなるので、本例のよう
に前記演算部Ｊｏｂと制御部７を１つのマイクロコンピ
ュータ部、すなわち１つの中央処理装置で行わせること
が充分可能となる。

なお、本実施例では供給用トナーボトルのトナー不足信
号の検出と廃棄用トナーボトルの満杯信号の両方の検出
を行う検出装置の例を示したが、必要に応じてどちらか
一方のみを行う検出装置としても良いことはもちろんで
あって、供給用トナーボトルのトナー不足信号の検出の
みを行う場合は当然廃棄用のトナーボトルの容量や転写
効率等は必要せず、また、廃棄用トナーボトルの満杯信
号の検出のみを行う場合は当然供給用トナーボトルの容
量等は必要としない。

（発明の効果） 前記従来の技術におけるトナー型皿やレベルを検出する
方式の検出装置ではなく、前記現像画素の現像画素数を
計数する計数手段と前記トナーボトルの容量および転写
効率を数値入力する入力手段とこれら計数手段および入
力手段からの入力データよりトナーボトル内のトナー量
の過不足を算定し、かつ、この算定結果を外部へ出力す
る演算処理手段とから電子写真装置におけるトナーボト
ル内のトナー量を検出するので、トナーボトル内のトナ
ーの重量やレベルに左右されない正確な検出ができ、さ
らにトナーに接触する検出器を必要としないので、コン
パクトで故障も少ない低価格な検出装置となり、また、
保全の範囲も少なく、かつ、検出精度の調整もデータの
変更によって容易に出来る検出装置となる優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電子写真装置部の構成図
である。 １・・・・・・電子写真装置部、６・・・・・・検出装
置、８・・・・・・計数手段、９・・・・・・人力手段
、１０・・・・・・演算処理手段、１０ａ・・・・・・
過不足信号、１６・・・・・・供給用トナーボトル、１
７・・・・・・記録紙、２０・・・・・・廃棄用トナー
ボトル、Ｘ・・・・・・現像画素数、Ｙ・・・・・・ト
ナーボトル容量、Ｚ・・・・・・転写効率、Ａ・・・・
・・画像。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像から検知される現像画素に応じて供給用のト
   ナーボトル内のトナーが感光体上に現像されて現像トナ
   ー画像を造り該現像トナー画像を記録紙上に転写する電
   子写真装置であって、前記転写時に記録紙に転写されず
   に感光体上に残留する残留トナーをブレード等によって
   廃棄用のトナーボトルにかきとるものにおいて、前記現
   像画素の現像画素数を計数する計数手段と、前記トナー
   ボトルの容量および前記現像トナー画像が記録紙へ転写
   する転写効率を数値入力する入力手段と、前記計数手段
   からの計数データおよび入力手段からの入力データより
   トナーボトル内のトナー量の過不足を算定し、かつ、こ
   の算定結果をトナー量の過不足信号として外部へ出力す
   る演算処理手段とからなることを特徴とする電子写真装
   置におけるトナーボトル内のトナー量の検出装置。