JP2000347494A

JP2000347494A - 電子写真装置

Info

Publication number: JP2000347494A
Application number: JP11156072A
Authority: JP
Inventors: Tsunehide Takahashi; 恒秀高橋; Hajime Koyama; 一小山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】現像装置内のトナーの有無あるいは残量を、
低コストで正確に判断できる小型の電子写真装置を提供
する。【解決手段】発光手段５０と受光センサ５１を現像装
置を介して対向配置し、発光手段５０からの光を現像装
置に設けられた透過窓５から現像装置内に導く構成であ
り、光路内にアジテータ４３のような周期的に遮光する
遮光部材を設け、現像装置内を透過させた透過光を受光
センサ５１で検知し、受光センサ５１の出力で現像剤の
有無あるいは残量を判断する現像剤量判断手段を設け
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、プリンタ
ー、ファクシミリ等に用いられ、複数の色の現像剤によ
って画像形成を行うカラー電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、感光体上に形成された静電潜像に現像剤中のトナー
を吸着させてトナー像とし、このトナー像を転写媒体上
に転写し、加熱及び加圧により定着させて画像を形成す
る。静電潜像の現像は、現像剤を収容する現像装置によ
って行われるが、現像装置内に収容されている現像剤の
量に関する情報は、保守管理上重要である。例えば、ト
ナーカートリッジからトナーを補給する現像装置にあっ
ては、画像形成途中でトナーエンドとなった場合、トナ
ーカートリッジの予備がないと使用不能となってしま
う。

【０００３】このような事態を避けるための方法が、特
公平６２−５０２号公報、特開平６−１９３１４号公
報、特開平１０−１８６８２２号公報、特開平１０−２
８８８８４号公報及び特開平１０−１３３４６５号公報
に開示されている。特公平６２−５０２号公報に示され
る方法は、トナーエンドを検知する手段として、現像装
置内のトナーを搬送、攪拌するアジテータの駆動負荷ト
ルクを機械的に検出する方式のものであり、特開平６−
１９３１４号公報に示される方法は、現像剤を攪拌する
複数のアジテータの内、現像スリーブに最も近い最終の
アジテータ付近に現像剤の有無を検知する現像剤有無検
知手段を配置することにより、現像剤残量を多段階に検
知し、現像ローラへ搬送する現像剤の流量を均一に維持
するものである。

【０００４】また、特開平１０−１８６８２２号公報に
記載の方法は、トナーカートリッジを透過する光の透過
時間を計測してトナー残量を連続的に検出し、トナー満
担量に対するトナー残量を経時的な変化として表示する
ものである。同様に、特開平１０−２８８８８４号公報
に示される方法は、現像剤残量と亜現像剤残量検知手段
による残検出力パルス幅との関係を表すテーブルを予め
作成し、現像剤残量検知手段による残検出力パルスに基
づき現像剤残量を推測し、所定の値で「現像剤残量少」
の警告を発するものである。さらに、特開平１０−１３
３４６５号公報に示される方法は、発光センサと受光セ
ンサを用いて、現像装置内に充填された現像剤の有無を
検知し、動作が不必要な時、その発光センサと受光セン
サの電源をオフし、消費電力を低減させるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術では、機械的検出によって高精度を要求する
ことはできない。そこで、特殊なセンサーを使用する
と、コストの上昇を招くことになる。また、光の透過を
利用する方式では、粉体の濃度が高い場合、発光素子と
して高出力の素子を、また、受光素子として高性能な素
子を必要とし、信頼性が低下すると共に、コストが上昇
するという問題がある。

【０００６】本発明は、上記のような問題に鑑みて成さ
れたものであり、その目的は、現像装置内の現像剤の有
無あるいは残量を、低コストで正確に判断できる小型の
電子写真装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、請求項１に記載の発明は、色分けされた印字デ
ータに応じて静電潜像が形成される感光体と、両側面
の対向する位置に一対の透過窓を有し、内部に互いに
異なる色の現像剤が充填され、表面に現像剤を担持する
現像スリーブと、該現像スリーブを回転駆動する現像ス
リーブ駆動手段とを備え、前記感光体上の静電潜像を
現像する複数の着脱可能な現像装置と、前記現像装置を
介して前記一対の透過窓に一致する位置に対向配置され
た発光手段と該発光手段からの光を検知する受光センサ
と、対応する色の前記現像装置を現像開始時に前記感
光体に近接する現像位置に固定し、現像終了後に前記感
光体から離間させる現像装置接離手段とを有する電子写
真装置において、前記現像スリーブ駆動手段と前記発
光手段との間と、前記発光手段と前記受光センサとの間
と、前記現像スリーブ駆動手段と前記受光センサとの間
に前記現像スリーブの回転に同期して移動する遮光手段
を有し、前記受光センサの出力によって、現像剤の有
無又は残量を判断する現像剤量判断手段を備える電子写
真装置を提供する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、前記現像スリー
ブ駆動手段は、前記現像装置を前記現像位置に移動した
後、前記現像スリーブを回転駆動する請求項１に記載の
電子写真装置を提供する。

【０００９】請求項３に記載の発明は、前記遮光手段
は、前記透過窓が回転半径内に配置されるように設置さ
れ、光を透過する窓を少なくとも１箇所有するギヤー又
はアジテータであり、前記現像装置の透過窓からの光
又は透過窓への光を現像スリーブに同期して周期的に遮
光する請求項１又は請求項２に記載の電子写真装置を提
供する。

【００１０】請求項４に記載の発明は、前記発光手段は
ＬＥＤであり、前記受光センサはフォトトランジスタで
あり、前記フォトトランジスタのエミッターをＧＮＤ
に接続し、前記フォトトランジスタのコレクターを抵抗
を介して電源に接続し、前記コレクターをコンパレータ
に接続し、前記コンパレータの出力をマイクロコンピュ
ータの入力ポートに接続し、前記入力ポートのレベルに
よって受光状態を判定する請求項１、請求項２又は請求
項３に記載の電子写真装置を提供する。

【００１１】請求項５に記載の発明は、前記発光手段は
ＬＥＤであり、前記受光センサはフォトトランジスタで
あり、前記フォトトランジスタのエミッターをＧＮＤ
に接続し、前記フォトトランジスタのコレクターを抵抗
を介して電源に接続し、前記コレクターをマイクロコン
ピュータのＡＤ変換入力に接続し、前記ＡＤ変換入力の
値によって受光又は非受光状態を判断する請求項１、請
求項２又は請求項３に記載の電子写真装置を提供する。

【００１２】請求項６に記載の発明は、前記現像剤量判
断手段は、前記受光センサの出力が基準電圧を超える回
数によって現像剤の有無を判断する請求項１、請求項
２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の電子写真
装置を提供する。

【００１３】請求項７に記載の発明は、前記現像剤量判
断手段は、前記受光センサの出力の最小値あるいは最大
値によって現像剤の有無又は残量を判断する請求項１、
請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の電
子写真装置を提供する。

【００１４】請求項８に記載の発明は、前記現像剤量判
断手段は、前記受光センサの出力の平均値によって現像
剤の有無又は残量を判断する請求項１、請求項２、請求
項３、請求項４又は請求項５に記載の電子写真装置を提
供する。

【００１５】請求項９に記載の発明は、前記現像剤量判
断手段は、前記現像スリーブの駆動を開始してから、該
現像スリーブが最大４回転する間に受光センサの出力で
現像剤の有無又は残量を判断する請求項１、請求項２、
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又
は請求項８に記載の電子写真装置を提供する。

【００１６】請求項１０に記載の発明は、前記現像装置
は、前記現像スリーブの回転速度を１／２以下に減速す
る現像スリーブ減速手段を備え、前記現像剤量判断手
段は、前記現像スリーブ減速手段によって前記現像スリ
ーブの回転速度を減速した後、現像剤の有無又は残量を
判断する請求項１，請求項２、請求項３、請求項４、請
求項５、請求項６、請求項７又は請求項８に記載の電子
写真装置を提供する。

【００１７】請求項１１に記載の発明は、前記現像剤量
判断手段は、前記現像装置の駆動を開始した直後の前記
受光センサの出力によって現像剤の有無又は残量を検出
する第１の現像剤量判断手段と、前記現像装置の駆動
後、現像剤攪拌完了状態の前記受光センサの出力によっ
て現像剤の有無又は残量を検出する第２の現像剤量判断
手段とから成り、前記第１の現像剤量判断手段で現像
剤量のエンドが近いことを判断し、前記第２の現像剤量
判断手段で現像装置の駆動又は停止を判断する請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項
６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の電子写真
装置を提供する。

【００１８】請求項１２に記載の発明は、前記現像剤量
判断手段は、前記現像スリーブの回転を１／２に減速し
た時の前記受光センサの出力によって現像剤の有無又は
残量を検出する第１の現像剤量判断手段と、前記現像装
置を通常の速度で駆動した後、現像剤攪拌完了状態の前
記受光センサの出力によって現像剤の有無又は残量を検
出する第２の現像剤量判断手段とから成り、前記第１
の現像剤量判断手段で現像剤量のエンドが近いことを判
断し、前記第２の現像剤量判断手段で現像装置の駆動又
は停止を判断する請求項１０に記載の電子写真装置を提
供する。

【００１９】請求項１３に記載の発明は、前記現像装置
の感光体への接離状態を受光センサによって判断する現
像装置接離判断手段を備える請求項１、請求項２、請求
項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求
項８、請求項９、請求項１０、請求項１１又は請求項１
２に記載の電子写真装置を提供する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子写真装置の実
施形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の電子
写真装置の一実施形態であるカラーレーザープリンタを
示す概略構成図である。また、図１１はこのカラーレー
ザープリンタの電装の概要を示すブロック図である。こ
のカラーレーザープリンタは、無端状の感光体ベルト２
０が駆動ローラ１７、従動ローラ１８及びテンションロ
ーラ２７によって張架され、駆動ローラ１７によって回
転駆動されている。この感光体ベルト２０の周囲には、
スコロトロンチャージャ２１、レーザー光１９を感光体
ベルト２０に照射するための図示しないレーザー発生装
置、現像装置１、２、３、４、転写装置及び定着装置３
０が配設されている。図１１に示すように、スコロトロ
ンチャージャ２１のワイヤには高圧電源Ｃがグリッドに
は高圧電源Ｇが接続され、感光体ベルト２０はこのスコ
ロトロンチャージャ２１によって最適な電位に制御され
る。

【００２１】上記現像装置１、２、３、４は、それぞれ
異なる４色のトナーが充填され、第１の現像装置１、第
２の現像装置２、第３の現像装置３及び第４の現像装置
４が感光体ベルト２０に対し、並列配置されている。各
現像装置１、２、３、４は、ハウジング内に収容され、
感光体ベルト２０に対向する開口部に現像スリーブ６
ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが配設されている。図１２に示す
ように、現像スリーブ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、高圧
電源Ｄに接続され、バイアス電圧がかけられ、最適な現
像条件が得られるように制御される。各現像装置１、
２、３、４内の現像スリーブ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの
後方には、アジテータ及び複数のギヤ７、８、９、１
０、１１、１２が配置されている。アジテータは、図５
に示すように穴を開けたマイラーシート４３を軸４２に
接着し、その両端を堅い板材４０、４１で補強したもの
で、軸が回転することで現像剤を移動させる働きをす
る。現像装置１、２、３、４の両側面の現像装置底面に
近い位置には、透過窓５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが設けら
れている。図６は、現像装置の透過窓５周辺の概要であ
り、現像装置が現像位置に固定された状態を示す図であ
る。透過窓５は、現像装置の両側板の対向する位置に設
けられ、透明部材で塞がれている。透過窓５は、アジテ
ータ４４の回転半径の中にあり、また、アジテータ４４
を駆動するギヤ１０の回転半径の中にある。ギヤ１０
は、図４に示すように８本のリブで形成された８個の空
隙を有する。

【００２２】上記転写装置は、複数のローラによって張
架される転写ベルト２２、転写ローラ２３、クリーニン
グローラ２４及び紙転写ローラ２５から成り、転写ベル
ト２２の一部が感光体ベルト２０に接するように張架保
持されながら回転する。図１１に示すように、転写ロー
ラ２３は高圧電源Ｔ１に接続され、これにより、感光体
上の現像剤が適切に転写ベルト２２に移動するように制
御される。紙転写ローラ２５は高圧電源Ｔ２に接続さ
れ、これにより、転写ベルト２２上の現像剤が記録紙に
確実に移動するように制御される。クリーニングローラ
２４は高圧電源ＣＬに接続され、バイアス電圧がかけら
れている。記録紙への画像転写が終了すると、転写ベル
ト２２の表面に残った現像剤は、クリーニングローラ２
４によって回収される。また、転写装置の近傍には紙搬
送ローラ２６及び定着装置３０が備えられており、転写
ベルト２２に転写されたトナー像は、紙搬送ローラ２６
により搬送される転写紙に転写された後、定着装置３０
で加熱・加圧され、定着される。

【００２３】上記のカラーレーザプリンタでプリントを
行う場合、まず、感光体ベルト２０がスコロトロンチャ
ージャ２１で均一に帯電され、そこに第１の色の潜像が
レーザ１９で描き込まれ、第１の色に対応した第１の現
像装置１で現像される。現像された感光体ベルト２０上
の画像は、転写ローラ２３によって転写ベルト２２に移
し取られる。一方、感光体ベルト２０は再び均一に帯電
され、第２の色の潜像がレーザで描き込まれ、第２の現
像装置２で現像される。現像された画像は、転写ベルト
２２に重ねて移し取られる。同様にして第４の画像まで
転写ベルト上に重ね合わされた後、転写ベルト２２上の
画像は、紙搬送ローラ２６から送られてきた転写紙に移
し取られ、定着装置３０によって定着されプリントを終
了する。なお、上記のカラーレーザプリンタを黒白のみ
の画像用として用いる場合は、黒の現像剤が入った現像
装置のみを使用するように制御される。また、特別の色
用に用いる場合にも、４個の現像装置の内必要な現像装
置だけを使用するように制御される。

【００２４】各現像装置１、２、３、４を介して感光体
ベルト２０と対向する位置には、それぞれに対応する第
１のカム１３、第２のカム１４、第３のカム１５及び第
４のカム１６が配設され、これらのカム１３、１４、１
５、１６の回転によって、対応する現像装置１、２、
３、４が感光体ベルト２０側へ押し出されるように構成
されている。このような現像装置の感光体ベルトへの接
離は次のように行われる。４つの現像装置１、２、３、
４の内の１つが、対応するカムによって感光体ベルト２
０側に押し付けられ、他の現像装置は開放されている。
例えば、図３では第１のカム１３が第１の現像装置１に
押し付けられ、第１の現像装置１が感光体ベルト２０と
近接した現像位置に固定されている。現像位置に固定さ
れた第１の現像装置１では、第１の現像クラッチがＯＮ
となり、現像モータからの駆動を受け、現像スリーブの
軸に取り付けられたギヤ７が回転し、第１の現像スリー
ブ６が回転する。同時に伝達用のギヤ８、１１が回転
し、アジテータの軸に取り付けられたギヤ１０、１２が
回転する。ギヤ９はギヤ１０で駆動され、アジテータを
回転駆動する。

【００２５】図６に示すように、プリンタ本体の側板の
透過窓５と一致する位置には、発光手段５０と受光セン
サ５１が設置されている。図３に、受光センサとその後
段の回路例を示す。受光センサは４個のフォトトランジ
スタＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４をプリント基板に
取り付けたものである。第１の現像装置とＰＴ１、第２
の現像装置とＰＴ２、第３の現像装置とＰＴ３、第４の
現像装置とＰＴ４が対応している。受光センサは制御基
板にハーネスで接続される。制御基板では、ＰＴ１のエ
ミッタがグランドに、コレクタがダイオードＤ１０と抵
抗Ｒ１０を介して５Ｖ電源に接続され、また、コンパレ
ータＩＣ１０の反転入力端子８ピンに抵抗Ｒ１１を介し
て接続されるＩＣ１０の非反転入力９ピンは、５Ｖ電源
を抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１２で分圧した基準電圧が入力さ
れる。ＰＴ１は光を受けないと高抵抗で、光量が増すと
抵抗値が小さくなる。ＰＴ１のコレクターに接続される
抵抗Ｒ１０とＰＴ１の抵抗値による５Ｖ電源からＤ１０
の電圧降下分を差し引いた電圧を分圧した電圧が前記基
準電圧より小さくなると、ＩＣ１０の出力１４ピンはロ
ーレベルＬからハイレベルＨに変化する。ＩＣ１０の出
力はマイクロコンピュータＩＣ１の入力ポートに接続さ
れる。コンデンサＣ１０はノイズ吸収用であり、抵抗Ｒ
１４はプルアップ用である。ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４も
同様の構成であり、ＩＣ１のそれぞれの入力ポートに接
続される。なお、本実施形態では、コンパレータを介し
てＩＣ１に接続されるが、これをコンパレータを介さず
に、ＩＣ１のＡＤ変換入力に接続される構成としてもよ
い。

【００２６】図２は、発光手段とその関連回路を示す図
である。４個のＬＥＤ（ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ
４）と２個の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）とコンデンサ（Ｃ１）
がプリント基板に取り付けられたものである。発光手段
はハーネスで５Ｖ電源に接続される。ＬＥＤは２組ずつ
直列に接続され、アノード側が電流制限用の抵抗Ｒ１、
Ｒ２で５Ｖ電源に、カソード側がグランドに接続され
る。

【００２７】図７、図８、図９は、トナーエンドとする
トナー残量で下記条件下におけるフォトトランジスタ・
コレクタ端子波形である。コレクタ端子は透過光がない
時にハイレベル（４．５Ｖ）で、受光量が増えるほどロ
ーレベルとなる。前記のように、発光手段と受光センサ
の間にはギヤ等の遮光部分があるので、これら遮光部材
を駆動してからでないと、受光センサの出力をトナーの
有無又は残量判断のためには使用できない。図７は、現
像装置が駆動され、アジテータでトナーが十分攪拌され
た状態で顔料（染料）濃度の高いトナーを使用した場合
のコレクタ波形である。僅かではあるが、透過光を受け
たところと透過光を受けないところで約０．５Ｖの電圧
差が観察される。また、図８は、トナーが十分攪拌され
た状態で顔料（染料）濃度の薄いトナーを使用した場合
のコレクタ波形で、ギヤーあるいはアジテータで遮光さ
れた時にはハイレベルとなっているが、それ以外では透
過光を受け、ローレベル側に振れている。

【００２８】ところで、顔料濃度の高いトナーを使用し
た場合でも、発光手段に超高輝度ＬＥＤ等を用い、前記
汎用ＬＥＤの数倍の発光光量とすれば、図７と略同じ波
形を得ることができる。この場合、光によるトナーの疲
労等、ＬＥＤのコスト上昇を伴う副作用も大きくなると
いう問題がある。また、汎用ＬＥＤを用い、フォトトラ
ンジスタを高性能化することも考えられるが、その場
合、外来ノイズの影響を大きく受けることになり、その
対策のために回路が複雑になったり、受光部の機構が複
雑になり、コストアップや信頼性の低下という問題が生
じる。図９は、顔料濃度の高いトナーを使用した場合
で、現像装置が駆動された直後のコレクタ波形である。
初期には顔料濃度が高くても、図７と略同等のコレクタ
波形が得られ、時間が経つと変化が小さくなっている。
つまり、トナーが攪拌されて現像装置内を浮遊するまで
は、たとえ顔料濃度が高いトナーでも、汎用ＬＥＤを用
いた回路で十分トナーエンドを検出できることを示して
いる。このことから、このタイミングで検出判定すれ
ば、トナーに限らず容器内のどのような粉体でもその有
無を検出できることがわかる。また、図示しないが、浮
遊するトナーの密度はトナー残量に応じて変化し、それ
に伴ってコレクタ波形も変化するため、顔料濃度の高い
トナーでも、検出目標とするトナー残量のさらに半分以
下になれば、浮遊するトナー密度が低下し、現像装置を
駆動中であってもほぼ図８に示す波形が得られる。した
がって、現像装置を駆動した直後に現像剤のエンドが近
いことを判断し、現像装置を駆動した状態で最終的な判
断を行うことができるので、エンドの予告と真のエンド
を確実にすることができる。これらの波形は図３のコン
パレータに接続され、ハイレベルＨ又はローレベルＬの
整形された波形となる。上記の方法と異なり、トナー残
量がパルス幅に応じて変化することや検出信号の電圧レ
ベルが変化することによりトナー残量を検出する技術で
は、顔料濃度の高いトナーの残量を検出することはでき
ない。

【００２９】受光センサのレベル変化で判断する場合
は、受光センサの出力をコンパレータを使わず直接マイ
コンのＡＤ変換入力に接続する構成とする。また、出力
の平均値を得るには、マイコンのＡＤ変換入力の演算で
直接平均値を求めるか、あるいはＡＤ変換入力前に積分
回路を付加する構成とする。図１１の電装の概要を示す
ブロック図を用いて説明する。マイコンピュータ（図３
のＩＣ１）を中心とした周辺回路からなるメイン制御ユ
ニットＭＣＵは、感光体ベルト２０、転写ベルト２２を
駆動するベルトモータＢＭ、現像装置１、２、３、４を
駆動する現像モータＤＭ、紙搬送ローラ２６、定着装置
３０を駆動する搬送モータＰＭ、現像装置の現像スリー
ブの駆動を断続する現像クラッチＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ
３、ＤＣ４、現像装置を現像位置に接離する接離クラッ
チＣＣ１２、ＣＣ３４、高圧電源、現像装置のセットの
有無と現像剤の空を検出するための発光手段ＬＤと０受
光センサＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４及びヒータ制
御を制御する。図示しないが、ＭＣＵは他に、レーザ書
き込みの制御等の機能を有する。定着ローラのヒータＨ
ＥＡＴは、サーミスタＴＨで温度を検出し、ヒータ制御
により所定の温度になるように制御される。

【００３０】図１０に現像剤のニアエンドを判断するサ
ブルーチン、エンドを判断するサブルーチン及び現像装
置のセットの有無を判断するサブルーチンをフロー図で
示す。図１０において、「ＤＭ：ＯＮ」で現像モータ
（図１１中のＤＭ）をＯＮする。次に、「ＣＣ１２：Ｏ
Ｎ」で第１の現像装置が現像位置に移動するように、カ
ム（図１中の１３）を接離クラッチ（図１１中のＣＣ１
２）で回転させ、同時に現像クラッチをＯＮしてスリー
ブを回転させ、その直後に受光センサがローレベルＬを
検出するかどうかを確認する。Ｌが検出されたら現像剤
のエンドが近いと判断し、ニアエンドのフラグｆｎｅａ
ｒを立てるか又はそのままサブルーチンから抜ける。ｆ
ｎｅａｒが立つと、図示しないメインのフローで現像剤
がそろそろ無くなるので準備するように表示し、さらに
必要に応じて画像濃度を下げて、残った現像剤を効率よ
く使うように制御を切り替える。ここで、ｆｎｅａｒを
立てるかどうかの判断には、Ｌが所定の時間内に所定の
回数検出されるかどうかで判断する、所定の時間内の平
均値から判断する、あるいはＬレベルの最小値が所定の
値以下かどうかで判断する構成があり、現像剤の特性や
装置の特徴により使い分けられる。この場合の所定の時
間は、現像装置が駆動されてから現像剤の飛散の影響が
出る前までの、現像スリーブの最初の４回転までとす
る。現像剤の飛散は現像スリーブの回転速度に影響さ
れ、回転速度が半分以下になると急激に現像剤の飛散が
減少するので、現像装置の駆動速度を半分以下に落と
し、そのときの受光センサの出力で判断することもでき
る。この結果は、前記現像装置を駆動した直後の判断結
果に置き換えられる。現像装置を現像位置に移動する前
は、発光手段と受光センサが現像装置によって遮光され
る。そのため、受光センサの出力がＨであれば、現像装
置がセットされていると判断してフラグｆｄｓｅｔを立
て、サブルーチンから抜ける。

【００３１】なお、本実施形態では、上記のようにニア
エンドとエンドを判断する構成としたが、さらに、図１
０のセットとして示すように、現像装置を駆動している
時の受光センサの出力から、現像剤が現像動作を継続で
きないレベルになったかどうかを判断する構成を加える
こともできる。現像装置の駆動中受光センサがＬになれ
ば現像剤禁止のフラグｆｅｎｄを立てる。現像スリーブ
を現像剤が空の状態で回転させると現像装置の表面を傷
つけることになるが、ｆｅｎｄのフラグが立つと、図示
しないメインのフローで現像装置の駆動を停止するよう
に制御され、同時に現像剤の補給を要求する表示を行
う。また、コンパレータを用いず、ＡＤ変換器に直接入
力する場合も、フローは全く同じにすることができる
が、光を受けたかどうかの電圧レベルをどこにするか自
由に設定できるので、より細かい制御が可能である。さ
らに、本実施形態は、光を受けた時に受光センサがＬと
なる構成であるが、受光時にＨとなる回路構成も可能で
ある。また、上記の実施形態は、カラープリンターに適
用したものであるが、複写機はプリンターに原稿を読み
取るスキャナーを付加した構成であるので、上記の技術
をそのまま複写機に適用することができる。さらに、上
記の技術は、粉体の飛散の影響を受けない時に検出する
構成であることから、容器内に収容された粉体が逐次減
少するような装置であれば、トナーに限定されずその粉
体の残量あるいは有無を検出できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子写真
装置は次のような効果を有する。請求項１に記載の電子
写真装置は、現像装置を介して対向する位置に発光手段
と受光センサを設置し、現像装置に設けた透過窓を通じ
て発光手段からの光を受光センサで検知し、この受光セ
ンサの出力を現像剤量判断手段により判断することで、
現像剤の有無あるいは残量を簡単な構成により低コスト
で実現することができる。請求項２に記載の電子写真装
置は、現像装置を現像位置に固定してから現像スリーブ
を回転させることにより、駆動と同時に受光センサの出
力を判断することが可能となり、現像剤の飛散の影響が
大きくなる前に現像剤の残量あるいは有無の確実な判断
を行うことができる。請求項３に記載の電子写真装置
は、遮光手段を現像装置に不可欠のギヤやアジテータで
兼用させ、この遮光手段を現像剤の有無あるいは残量を
判断するための光路内に設けることで、現像剤の有無あ
るいは残量を簡単な構成による小型の装置により、低コ
ストで検出することができる。請求項４に記載の電子写
真装置は、検出回路をＬＥＤとフォトトランジスタとコ
ンパレータで構成し、フォトトランジスタの出力をコン
パレータを介してマイクロコンピュータに接続すること
により、現像剤の変動を早期に検出でき、また、現像剤
による透過窓の汚れ、あるいは外来ノイズに関わらず、
現像剤の有無あるいは残量を常に確実に検出することが
できる。請求項５に記載の電子写真装置は、検出回路を
ＬＥＤとフォトトランジスタで構成し、コンパレータを
使用しないため、低コストを実現できる。また、フォト
トランジスタの出力を直接ＡＤコンバータの入力に接続
するので、判断レベルを自由に設定することが可能であ
り、回路の経時的な特性変化や透過窓の透過率の変化に
応じて判断レベルを変更し、レベルの変化で現像剤量の
変化を検出することができ、高性能が要求される装置へ
の対応が可能である。請求項６に記載の電子写真装置
は、光の透過を複数回確認して現像剤の有無を判断する
ので、受光センサへのノイズの注入による誤検知のない
確実な判断ができる。請求項７に記載の電子写真装置
は、透過光が得られた時の受光センサの最小値あるいは
最大値によって現像剤の有無あるいは残量を判断するの
で、検出値にバラツキが生じても確実な判断を行うこと
ができる。請求項８に記載の電子写真装置は、受光セン
サの平均値によって現像剤の有無あるいは残量を判断す
るので、受光センサの出力にノイズが発生したり、ある
いはアジテータの動きが変動しても、誤差を吸収し確実
な判断ができる。請求項９に記載の電子写真装置は、現
像装置の駆動後、現像スリーブが４回転するまでの、現
像剤の飛散の影響が大きくなる前に現像剤の有無あるい
は残量を判断するので、正確な判断が可能である。請求
項１０に記載の電子写真装置は、現像装置の駆動速度を
１／２以下に落としてから受光センサの出力で現像剤の
有無あるいは残量を判断するので、現像剤の飛散の影響
を小さくして確実に判断することができる。請求項１１
及び請求項１２に記載の発明は、１組の発光手段と受光
センサによって現像剤のニアエンドとエンドを判断する
ことができる。すなわち、受光センサ出力でニアエンド
を検出して現像剤が少なくなったことを各種制御機構あ
るいは使用者に知らせることができるので、補給用の現
像剤を準備したり、現像剤の使用量を節約するモードに
切り替えることが可能となる。また、現像装置の駆動時
の受光センサ出力から真の現像剤エンドを検出できるの
で、現像剤エンド後の現像装置の動作を停止し破損を防
止できる。さらに、使用者に現像剤の補給あるいは交換
を要求できるので、低コストで操作性が良く、且つ信頼
性の高い電子写真装置を提供することができる。請求項
１３に記載の発明は、現像剤の有無あるいは残量を判断
する手段が現像装置の離接を判断する機能を兼ねるた
め、簡単な構成で小型の電子写真装置を低コストで提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーレーザプリンタを示す概略構成
図である。

【図２】図１に示すカラーレーザプリンタに用いられる
発光手段とその関連回路を示す図である。

【図３】図１に示すカラーレーザプリンタに用いられる
受光センサとその後段の回路を示す図である。

【図４】図１に示すカラーレーザプリンタに用いられる
アジテータ駆動用のギヤーを示す概略図である。

【図５】図１に示すカラーレーザプリンタに用いられる
アジテータを示す概略断面図である。

【図６】図１に示すカラーレーザープリンタに用いられ
る現像装置が現像位置に固定された状態で、発光手段、
受光センサ、透過窓及びアジテータの位置関係を示す概
略部分断面図である。

【図７】図１に示すカラーレーザプリンタで顔料濃度の
高いトナーを使用し、トナーが十分攪拌された状態での
コレクタ波形を示す図である。

【図８】図１に示すカラーレーザプリンタで顔料濃度の
低いトナーを使用し、トナーが十分攪拌された状態での
コレクタ波形を示す図である。

【図９】図１に示すカラーレーザプリンタで、顔料濃度
の高いトナーを使用した場合の、現像装置の駆動直後に
おけるコレクタ波形を示す図である。

【図１０】本発明のカラーレーザプリンタで、現像剤の
ニアエンド、現像剤のエンド及び現像装置のセットの有
無を判断するサブルーチンを示すフロー図である。

【図１１】本発明のカラーレーザプリンタの電装を示す
概略ブロック図である。

【符号の説明】

１第１の現像装置２第２の現像装置３第３の現像装置４第４の現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ透過窓６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ現像スリーブ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、１
０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１２ａ、１２ｂ、１２
ｃ、１２ｄギヤー８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１
１ｄ伝達用ギヤー１３第１のカム１４第２のカム１５第３のカム１６第４のカム１７駆動ローラ１８従動ローラ１９レーザ光２０感光体ベルト２１スコロトロンチャージャ２２転写ベルト２３転写ローラ２４クリーニングローラ２５紙転写ローラ２６紙搬送ローラ２７テンションローラ３０定着装置４０、４１板材４２軸４３マイラーシート４４アジテータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色分けされた印字データに応じて静電潜
像が形成される感光体と、両側面の対向する位置に一
対の透過窓を有し、内部に互いに異なる色の現像剤が
充填され、表面に現像剤を担持する現像スリーブと、該
現像スリーブを回転駆動する現像スリーブ駆動手段とを
備え、前記感光体上の静電潜像を現像する複数の着脱
可能な現像装置と、前記現像装置を介して前記一対の
透過窓に一致する位置に対向配置された発光手段と該発
光手段からの光を検知する受光センサと、対応する色
の前記現像装置を現像開始時に前記感光体に近接する現
像位置に固定し、現像終了後に前記感光体から離間させ
る現像装置接離手段とを有する電子写真装置において、前記現像スリーブ駆動手段と前記発光手段との間と、前
記発光手段と前記受光センサとの間と、前記現像スリー
ブ駆動手段と前記受光センサとの間に前記現像スリーブ
の回転に同期して移動する遮光手段を有し、前記受光
センサの出力によって、現像剤の有無又は残量を判断す
る現像剤量判断手段を備えることを特徴とする電子写真
装置。
【請求項２】前記現像スリーブ駆動手段は、前記現像
装置を前記現像位置に移動した後、前記現像スリーブを
回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の電子写
真装置。
【請求項３】前記遮光手段は、前記透過窓が回転半径
内に配置されるように設置され、光を透過する窓を少な
くとも１箇所有するギヤー又はアジテータであり、前記現像装置の透過窓からの光又は透過窓への光を現像
スリーブに同期して周期的に遮光することを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の電子写真装置。
【請求項４】前記発光手段はＬＥＤであり、前記受光
センサはフォトトランジスタであり、前記フォトトランジスタのエミッターをＧＮＤに接続
し、前記フォトトランジスタのコレクターを抵抗を介し
て電源に接続し、前記コレクターをコンパレータに接続
し、前記コンパレータの出力をマイクロコンピュータの
入力ポートに接続し、前記入力ポートのレベルによって
受光状態を判定することを特徴とする請求項１、請求項
２又は請求項３に記載の電子写真装置。
【請求項５】前記発光手段はＬＥＤであり、前記受光
センサはフォトトランジスタであり、前記フォトトランジスタのエミッターをＧＮＤに接続
し、前記フォトトランジスタのコレクターを抵抗を介し
て電源に接続し、前記コレクターをマイクロコンピュー
タのＡＤ変換入力に接続し、前記ＡＤ変換入力の値によ
って受光又は非受光状態を判断することを特徴とする請
求項１、請求項２又は請求項３に記載の電子写真装置。
【請求項６】前記現像剤量判断手段は、前記受光セン
サの出力が基準電圧を超える回数によって現像剤の有無
を判断することを特徴とする請求項１、請求項２、請求
項３、請求項４又は請求項５に記載の電子写真装置。
【請求項７】前記現像剤量判断手段は、前記受光セン
サの出力の最小値あるいは最大値によって現像剤の有無
又は残量を判断することを特徴とする請求項１、請求項
２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の電子写真
装置。
【請求項８】前記現像剤量判断手段は、前記受光セン
サの出力の平均値によって現像剤の有無又は残量を判断
することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、
請求項４又は請求項５に記載の電子写真装置。
【請求項９】前記現像剤量判断手段は、前記現像スリ
ーブの駆動を開始してから、該現像スリーブが最大４回
転する間に受光センサの出力で現像剤の有無又は残量を
判断することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求
項８に記載の電子写真装置。
【請求項１０】前記現像装置は、前記現像スリーブの
回転速度を１／２以下に減速する現像スリーブ減速手段
を備え、前記現像剤量判断手段は、前記現像スリーブ減速手段に
よって前記現像スリーブの回転速度を減速した後、現像
剤の有無又は残量を判断することを特徴とする請求項
１，請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項
６、請求項７又は請求項８に記載の電子写真装置。
【請求項１１】前記現像剤量判断手段は、前記現像装
置の駆動を開始した直後の前記受光センサの出力によっ
て現像剤の有無又は残量を検出する第１の現像剤量判断
手段と、前記現像装置の駆動後、現像剤攪拌完了状態の
前記受光センサの出力によって現像剤の有無又は残量を
検出する第２の現像剤量判断手段とから成り、前記第１の現像剤量判断手段で現像剤量のエンドが近い
ことを判断し、前記第２の現像剤量判断手段で現像装置
の駆動又は停止を判断することを特徴とする請求項１、
請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、
請求項７、請求項８又は請求項９に記載の電子写真装
置。
【請求項１２】前記現像剤量判断手段は、前記現像ス
リーブの回転を１／２に減速した時の前記受光センサの
出力によって現像剤の有無又は残量を検出する第１の現
像剤量判断手段と、前記現像装置を通常の速度で駆動し
た後、現像剤攪拌完了状態の前記受光センサの出力によ
って現像剤の有無又は残量を検出する第２の現像剤量判
断手段とから成り、前記第１の現像剤量判断手段で現像剤量のエンドが近い
ことを判断し、前記第２の現像剤量判断手段で現像装置
の駆動又は停止を判断することを特徴とする請求項１０
に記載の電子写真装置。
【請求項１３】前記現像装置の感光体への接離状態を
受光センサによって判断する現像装置接離判断手段を備
えることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、
請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、
請求項９、請求項１０、請求項１１又は請求項１２に記
載の電子写真装置。