JP2952902B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機，レーザプリンタ等の画像形成装置に
関し、特にトナー補給動作を改良した画像形成装置に関
する。

〔従来の技術〕

複写機の現像剤には一成分のものと二成分のものとが
ある。二成分の現像剤は相異する極性を有するトナーと
キャリアとからなり、着色剤たるトナーが感光体に吸着
され、感光体上の静電潜像が顕像化される。従ってキャ
リアは消耗しないが、トナーは常に消耗する。

従来の複写機においてはトナー容器でトナーが供給さ
れ、それが供給手段により現像装置に送られている。そ
してトナー容器中のトナーの有無を検出し、トナーがな
くなるとトナーエンプティランプが点灯し、操作者にト
ナーがないことを告知し、操作者によるトナー容器の交
換を促している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の複写機ではトナーエンプティラ
ンプが点灯しても、そのままコピー動作ができるように
なっており、トナーエンプティランプ点灯後にそのまま
連続してコピーを行うと、現像装置内のトナー濃度が徐
々に低下し、コピーの画像濃度が薄くなるという問題が
ある。この問題は直接トナー容器内のトナーの有無を検
出するのではなく、現像槽内のトナー濃度センサによっ
て間接的にトナー容器のトナーの有無を検出する場合、
実際にトナー容器内のトナーがなくなってからトナー濃
度が低下するまでに時間遅れがあるため、トナーエンプ
ティの検出が遅れ、トナーエンプティランプが点灯後に
コピーを連続して行うと、特に顕著に表れる。そして画
像濃度が薄くなってからトナー容器を交換し、通常のト
ナー補給動作によりコピーを行うと、トナー濃度が所定
濃度に達するまでの時間遅れにより、その間にコピーさ
れた最初の数枚のコピーの画像濃度が低く、画像品質が
悪くなるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、トナ
ーのトナー容器内での有無を検出すると共に現像装置内
でのトナー濃度を検出し、トナー容器内にトナーがな
く、またトナー濃度が所定値より低いとき、それらのこ
とを記憶し、新たにトナーを充填したトナー容器が装着
されたときに、記憶された情報に基づきトナーをトナー
濃度が回復するまで連続して補給することにより、画像
濃度が低くなってからトナー容器を交換した場合であっ
ても、適正な画像濃度を有する画像を得ることのできる
画像形成装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る画像形成装置は、本体に対して着脱自在
に装着したトナー容器からのトナーを現像剤供給手段に
より現像手段に供給し、供給されたトナーを含む現像剤
により感光体に形成された潜像を顕像化する画像形成装
置において、前記現像手段における現像剤に含まれるト
ナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記トナー
容器内のトナーの有無を検出する手段と、該トナーの有
無を検出する手段が前記トナー容器内にトナーがないと
判定している場合に検出されたトナー濃度が所定値より
低いとき、トナー容器交換後にトナー補給が必要である
ことを示す情報を記憶する記憶手段と、トナーを充填し
たトナー容器を前記本体に装着したとき、前記記憶手段
に格納された情報に基づき、前記現像手段に対してトナ
ーを所定量供給すべく前記現像剤供給手段を制御する手
段とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、トナー容器内のトナーがなくなる
と、それが検出され、その場合に現像手段内のトナー濃
度が所定値より低くなると、トナー補給に関する情報が
生成され、それが記憶手段に格納される。そしてトナー
を充填したトナー容器を装着した場合に前記記憶手段に
前記情報が格納されているとき、前記現像手段に対して
トナーを所定量供給すべく、前記現像剤供給手段を制御
する。

これによりトナーが通常の場合より多く現像手段に補
給され、現像手段内のトナー濃度が急速に高くなる。逆
にトナー容器内のトナーがエンプティであるが、現像手
段にトナーが所定値だけである場合は強制トナー補給を
するまでもなく、トナー容器を交換したときから直ちに
画像形成作業を再会することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明をその一実施例を示す図面に基づいて詳述
する。

第１図は本発明に係る画像形成装置たる複写機（以下
本発明装置という）の内部構造を示す概略縦断面図、第
２図は作像ユニットの着脱状態を示す複写機の略示斜視
図である。図においては１は複写機本体であり、該本体
１の上面にはガラス製の原稿台15が設けられている。原
稿台15上に載置された原稿は図示しないスキャンモータ
によって駆動される光学走査装置10で走査され、その像
が静電潜像として感光体ドラム２上に結像される。

光学走査装置10は露光ランプ９、可動ミラー17,18a,1
8b、レンズ８および固定ミラー19a,19b等の光学系から
構成され、この順で反射又は透過した原稿からの反射光
は感光体ドラム２を所定の露光位置Ｅで露光する。また
露光ランプ９及び可動ミラー18a,18bを取り付けた第２
スライダがスキャンモータにより矢符ｂ方向に移動す
る。このとき第１スライダは第２スライダの２倍の速度
で移動し、原稿を走査する。なお、第１図は第１スライ
ダ及び第２スライダが最大走査しているときの位置を示
している。

原稿台15上にはカバー16が背面側において上下回動可
能に枢支されており、正面側端部を上下動させることで
原稿台15の開閉が行われる。カバー16はこれを開放して
単葉又は製本されたブック原稿を原稿台15上に画像を下
向きにして載置し、次に閉止して原稿の複写を行わせ
る。

また、本体１の正面側には第２図に示す如く正面カバ
ー110がその下面側において前後回動可能に枢支されて
おり、正面上部を前後動させることで、本体１の開閉が
行われ、後述する作動ユニット40の着脱が行われる。ま
たカバー110の開閉動作により本体１の電源がオン，オ
フされる。

感光体ドラム２は外周面に光導電層を有し、矢符で示
す反時計方向に回転駆動可能となっている。感光体ドラ
ム２の上方には帯電チャージ５が配置されており、感光
体ドラム２の表面に一定電位の電荷を付与する。

感光体ドラム２の周速度Ｖは一定であり、光学走査装
置10の第１スライダ及び第２スライダの移動速度は夫々
Ｖ及びV/2となっている。

感光体ドラム２の露光位置Ｅより回転方向下流側には
現像装置４が設けられている。現像装置４は磁気ブラシ
方式にて感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像を
トナー画像に顕像化する。感光体ドラム２の下方には転
写チャージャ６が設けられており、この転写チャージャ
６は、後述するカセット120から搬送されてくる複写紙
Ｐに対してその裏面から電界を付与し、現像装置４に感
光体ドラム２の表面に形成されたトナー画像を複写紙Ｐ
上に転写する。

転写チャージャ６の感光体ドラム２の回転方向にはク
リーニング装置３が設けられている。クリーニング装置
３は、ブレード方式にて感光体ドラム２の表面に残留し
たトナーを除去する。クリーニング装置３と帯電チャー
ジャ５との間にはイレーサランプ７が設けられている。
イレーサランプ７は、次回の複写処理に備えるため、光
照射にて感光体ドラム２の表面に残留した電荷を除去す
る。

また、感光体ドラム2,イレーサランプ7,現像装置4,ク
リーニング装置8,帯電チャージャ５は作像ユニット40と
して一体化されており、作像ユニット40は本体１に対し
着脱可能になっている。また、作像ユニット40内の現像
装置４の感光体ドラム２の反対側に対向して現像剤を搬
送する搬送コンベア12が配されている。搬送コンベア12
は後述する搬送羽根72を用い、その回転により現像剤を
撹拌すると共に磁気ブラシ方式の現像装置４に供給す
る。

作像ユニット40の上部には現像剤供給装置11が設けら
れている。現像剤供給装置11は搬送コンベア12に現像剤
を定量供給するものである。また、作像ユニット40には
トナーエンプティ，作像回数等の情報を記憶するE²PROM
（Electrically Erasable ＆ Programable ROM）203が
設けられていると共に搬送コンベア12の下方にはトナー
濃度を検出するトナー濃度とセンサ13が設けられてい
る。トナー濃度とはトナーとキャリアの構成比を示すも
のであり、磁気センサを用いたトナー濃度センサ13によ
り磁性体であるキャリアを検出し、構成比を検出する。

第３図はE²PROMのメモリ内容示す図であり、E²PROM20
3は2⁶（＝3F_H）のアドレス空間を有し、アドレス空間の
00〜01_Hを作像ユニット40の寿命を検出するために複写
毎にインクリメントする像形成カウンタのカウント値の
保持に、02_Hをトナーエンプティを検出するため、複写
時のトナー濃度が一定値以下のとき、カウントアップす
るトナーエンプティカウンタのカウント値の保持に、03
_Hをトナーエンプティフラグのエリアに、04_Hをトナーエ
ンプティフラグがセットされているときにトナー濃度が
４％以下であり、後述するトナー容器141交換後に強制
的にトナー補給が必要であることを示すトナー補給フラ
グのエリアに夫々用いている。また、特定のエリアには
出荷時に所定のデータを格納しており、そのデータの検
出により、作像ユニット40の使用，未使用を判定でき
る。

このように本実施例では像形成カウンタ、トナーエン
プティフラグ、トナーエンプティカウンタ及びトナー補
給フラグを作像ユニット40内に設けた不揮発メモリであ
るE²PROM 203に記憶しているので、一旦作像ユニット40
を本体１から取出した後、再度これを本体１に装着した
場合であっても、寿命、トナーエンプティ情報及びトナ
ー補給情報がリセットされず、保持される。

第４図は現像剤供給容器（以下トナー容器という）の
構造を示す斜視図、第５図は現像剤供給装置の構成を示
す縦断面図である。図において141はトナー容器であ
り、一端を開放し、他端を閉鎖した円筒体142と、この
円筒体142の開放部に着脱自在に設けた蓋150とからな
る。なお、円筒体142の他端側も蓋で閉鎖するようにし
てもよい。

円筒体142は、熱可塑製樹脂を用いてブロー成形によ
り一体的に形成したもので、内側に突出する突条143が
内周面に沿って螺旋条に形成され、突条143と突条143と
の間に螺旋溝144が形成されている。また、円筒体142の
開放側には、螺旋溝144の終端部145の近傍に開口部146
が設けてある。

蓋150は、内面を円筒体142の閉鎖側に向かって膨出
し、円筒体142の中心軸条に頂点を有する円錐状の規制
部151が設けてあり、蓋150の外面には中央に係合凹部15
2が設けてある。なお、規制部151は、半球状又は半楕円
球状としてもよい。

前記構成からなるトナー容器141は、円筒体142の開口
部146を図示しないシールテープ等で覆い、トナーが装
填され、蓋10で密封される。なお、トナーに代えて、ト
ナーと磁性キャリアとからなる現像剤であるスタータを
装填してもよい。

次に、第５図において、160は、トナー容器141の保持
部、170は搬送部、180は駆動部である。

保持部160は一端を開放した円筒部161を有し、この円
筒部161の内径は前記円筒体142の外形よりも少し大きく
してある。また、円筒部161の開放側は内径を拡大して
案内部16としてあり、閉鎖側の中央には孔163が形成し
てある。そして、保持部160は、搬送部170に略水平状態
で支持される。

搬送部170は，前述した如く現像装置４に連結された
搬送コンベア12に搬送羽根172を設けたもので、前記搬
送羽根172は図示しないモータ等で回転駆動するように
してある。また、保持部160との接続部に落下口173が形
成されている。そして、円筒部161の落下口173を挟む奥
側と手前側の内周面とには、シール部材174,174が設け
てある。

駆動部180はモータ181を備え、その駆動軸182が円筒
部161の孔163に挿入してある。

以上の構成の現像剤供給装置11において、トナー容器
141は、第５図に示すように、開口部146のシールテープ
を剥がし、開口部146を上にした状態で、蓋150を有する
一端側より円筒部161に内装され、係合凹部152に駆動軸
182が嵌合され、この駆動軸182と円筒部161とによって
支持される。

保持部160に支持されたトナー容器141は、モータ181
の駆動に基づく駆動軸182の回転により、矢符ｃ方向に
回転される。

これにより、トナー容器141のトナーは、螺旋溝144に
沿って蓋側に移動する。そして、蓋150の規制部151とト
ナー容器141の内面の間の空間（以下「規制空間」とい
う。）143に運ばれると、該規制空間143では開放側に向
かうに従って空間断面積が縮小されているので、開放側
に向かう現像剤又はトナーの移動が規制され、開放側端
部に到達するトナー量が一定になる。

螺旋溝144に沿って開放側に到達したトナーは、トナ
ー容器141の回転とともに開口部146が下に位置したとき
に、該開口部146より落下口173を介して搬送コンベア12
に落下供給される。すなわち、トナーはトナー容器141
が一回転するごとに一定量づつ搬送コンベア12に供給さ
れる。そして、搬送コンベア12に供給されたトナーは、
搬送羽根172の回転に基づいて現像装置４に搬送され
る。

一方、第１図において120は複写紙Ｐを収納しておく
ためのカセットであり、本体１に対して着脱自在となっ
ており、そこには紙を送り出すための給紙ローラ31が備
えられている。また、給紙ローラ31はその内部に設けて
ある図示しないモータと連結されて回転駆動されるよう
になっている。カセット120より送り出された複写紙Ｐ
は中間ローラ32を経てタイミングローラ33に送られ、タ
イミングローラ33にて、タイミングをとって感光体ドラ
ム２と転写チャージャ６との間へ送り出される。

ここでトナー画像を転写された複写紙Ｐは搬送路22を
経て定着装置34へ送り込まれる。定着装置34は熱にてト
ナー画像を複写紙Ｐに対して溶融定着させる。像が定着
された複写紙Ｐは排紙トレー121へ排出される。

第６図は原稿台15の前部に備える操作パネルを示す平
面図である。操作パネル790の右隅には複写動作をスタ
ートさせるプリントキー71が、略中央には２個の７セグ
メントのLEDからなるコピー枚数の表示器72が夫々配さ
れている。

プリントキー71の左側に配されたテンキー80〜89は主
として複写部数の入力設定に使用する。90は置数解除用
及び複写中断のためクリアストップキー（C/Sキー）で
ある。また複写画像の濃度は表示器72の下方に配された
露光ポリューム92で連続的に設定可能である。露光ボリ
ューム92の左側には自動露光を行うか否かを選択する露
光の自動／手動切換キー93及び自動のとき点灯するLED9
4が配されている。

自動／手動切換キー94の上方には作像ユニット40の寿
命（＝作像回数）によりその交換を指示する作像ユニッ
ト交換表示LED 95が配され、その左側には紙詰まり又は
他の故障を表示するジャム／トラブル表示LED 96が配さ
れている。またその上方にはカセット120内に複写紙Ｐ
がないことを示すペーパエンプティLED 98及びトナー容
器141が空であることを示すトナーエンプティLED 99が
配置され、その左側には紙詰まりの部位を本体１、カセ
ット120の２つの部位に分けて表示するジャム表示器97
が配されている。またプリントキー71の上方にはトラブ
ル、ジャム等の間の複写禁止を表示する複写禁止LED 10
0及び各種複写待ちを表示する複写待ち表示LED 101が配
されている。

第７図は本発明の複写機の制御回路の構成を示すブロ
ック図であり、複写機制御用のマイクロコンピュータ
（以下CPUという）200が備えられている。CPU 200には
操作パネル70のキー群及び各種センサ類のスイッチ部か
らなるスイッチマトリックス201及び複写枚数の表示部7
2、各種表示用のLED 94〜101が接続されている。また、
複写動作及び操作動作制御用の出力ボート部には、メイ
ンモータ27、図示しない現像モータ、タイミングローラ
クラッチ、帯電チャージャ５、転写チャージャ６等の機
器の夫々の駆動回路（図示せず）が接続されている。さ
らにチップセレクト端子CS1,CS2、シリアルクロック端
子SCK、データ入出力端子SI,SOは本体側に設けられ、モ
ード情報、枚数情報等の各種情報を記憶するE²PROM 202
と作像ユニット40に設けられた作像ユニット40の状態を
示す情報を記憶したE²PROM 203の対応する端子に接続さ
れている。さらにまた、本体１の制御プログラム及び本
体１の状態を示すフラグを一時的に格納するRAM204が接
続されている。

次に第８図〜第16図のフローチャートを参照してCPU
200による制御手順について説明する。なお、フローチ
ャートの説明の前に、そこで使用するオンエッジ及びオ
フエッジという用語を定義する。

オンエッジとは、スイッチ、センサ、信号等の状態が
オフ状態からオン状態へ変化したとき、この状態変化を
オンエッジと定義する。

オフエッジとは、スイッチ、センサ、信号等の状態が
オン状態からオフ状態へ変化したとき、この状態変化を
オフエッジと定義する。

第８図は本発明装置のメインフローのフローチャート
であり、このフローチャートに沿って全体の概略動作を
説明する。

まず、電源がオンされると、CPU 200のリセットが解
除され、初期化される（ステップ＃１）。次にE²PROM 2
02,203の初期設定を行う（ステップ＃２）。この初期設
定とはE²PROM 202,203の接続チェック及びE²PROM 202,2
03に格納されたデータを読み出すことである。E²PROMの
初期設定が終了すると、E²PROM 202,203から読み出した
データを用いて複写機の動作モードを設定する（ステッ
プ＃３）。例えば作像ユニット40が未使用の場合E²PROM
202の所定のエリアの特定データの検出により現像剤
（スタータ）セットモードになる。

次にCPU 200の外部に接続された操作パネル70上の各
キー，スイッチ及び各センサ類の状態を読み取る入力処
理、CPU 200のアナログ入力端子のレベルを読み取るた
めのA/D入力処理及びCPU 200の出力端子のレベル設定を
行うための出力処理等の各種入出力処理が行われる（ス
テップ＃４）。次にE²PROM 202,203に対する読み出し，
書き込みの処理のサーブルーチンを実行する（ステップ
＃５）。E²PROM 202,203に対する読み出し／書き込み処
理は、各制御プログラムのE²PROM 202,203の読み書きが
必要なときに行われる。これが終わると、ステップ＃６
で操作パネル70のキーの入力判定と各キーに対する制御
上の処理を行う操作パネルキー入力処理が行われる。

次にステップ＃７で操作パネル70の表示器72の表示内
容を設定するための表示データの作成を行う。それが終
了すると複写機本体１での紙詰まり，定着装置34の温度
異常等のトラブルの発生の有無を調べ（ステップ＃
８）、トラブルが生じた場合は、以下の制御を行わず、
メインルーチンのタイムアップまで待機する。トラブル
が生じていない場合は、作像ユニット40周りの感光体ド
ラム2,現像装置４等の各機器の制御を行う。（ステップ
＃９）。なお、このサブルーチンではE²PROMイニシャル
設定サブルーチン（ステップ＃２）でトナー補給フラグ
がセットされたと判断されると、容器交換時のトナー補
給の制御が行われる。これが終了するとトナーの濃度を
検出し、その濃度制御を複写サイクルの所定のタイミン
グで行うトナー濃度制御を実行し（ステップ＃10）、続
いてコピー中のトナー濃度が低くなった場合にトナー補
給を行う通常のトナー補給制御サブルーチンが実行され
る（ステップ＃11）。

次にステップ＃12でメインルーチンの１ループの所定
時間が経過したか否かで判定され、経過するまで待機
し、経過すとステップ＃４に戻る。

次に各サブルーチンのうち、本発明に関連する部分の
サブルーチンを説明する。

第９図はステップ＃２のE²PROMイニシャル設定サブル
ーチンの手順を示すフローチャートである。最初に本体
１に設けられたE²PROM 202の所定のアドレスの読み書き
テストを行い（ステップ＃201）、次に作像ユニット40
に設けられたE²PROM 203の所定のアドレスの読み書きテ
ストを行う（ステップ＃202）。これらのテストによりE
²PROM 202,203の接続状態の異常の有無を検出する。次
にE²PROM 202の前記アドレスと異なる第２のアドレス
（例えば像形成カウンタのアドレス）のデータを読み出
して、そのデータの内容に基づきE²PROM 202のイニシャ
ルチェックを行う（ステップ＃203）。E²PROM 202がイ
ニシャルのとき、ステップ＃204でE²PROM 202に初期デ
ータを書き込む。イニシャルではないとき、E²PROM 202
に格納された各種モード及びフラグのデータを読み出
し、RAM 204に書き込む（ステップ＃205）。次にステッ
プ＃203と同様にして作像ユニット40に搭載されたE²PRO
M 203のイニシャルチェックを行う（ステップ＃206）。
E²PROM 203がイニシャルのとき、ステップ＃208でE²PRO
M 203に初期データを書込む。またE²PROM 203がイニシ
ャルではないときは、E²PROM 203に格納された現像装置
４の寿命，トナーエンプティフラグ等の情報を読み出
し、RAM 204に書き込む（ステップ＃208）。

そしてステップ＃209でトナー補給フラグがセットさ
れているか否かをチェックし、セットされているときは
トナー補給モードリクエストフラグをセットし、セット
されていないときはそのままメインルーチンに戻る。

第10図はE²PROMの読み出し／書き込み処理サブルーチ
ンを示すフローチャートであり、ステップ＃501〜同＃5
03で各制御プログラムにデータの書き込み命令がある場
合は、それを検出してデータを書き込み、その後それを
再度読み出して、書き込み用のデータと比較し、書き込
みが正しく行われたか否かをチェックする。

次に作像ユニット周りの制御の手順について説明す
る。第11図（ａ）〜（ｆ）はこのサブルーチンを示すフ
ローチャートである。このサブルーチンでは0_H〜24_Hの1
8のステートに分けて作像ユニット周りの機器の制御を
行う。

ステート＝0_Hでは後述するコピー開始チェックサブル
ーチンによりコピー開始してよいか否かをチェックし、
開始してよい場合、ステートを1_Hにセットし、タイミン
グローラを停止し、メインモータをオンするタイマをセ
ットする。またコピー開始チェックサブルーチンでトナ
ー補給モードと判定される。ステート＝20_Hにセットさ
れる。次のステート＝1_Hではメインモータの起動制御を
行い、ステート＝2_Hでは転写チャージャ６及び露光ラン
プ９のオン、給紙ローラ31による給紙許可を行う。

ステート＝3_Hでは給紙の確認及びトナー濃度チェック
要求をセットし、ステート＝4_Hで走査開始用のタイマを
セットし、ステート＝5_Hでは帯電チャージャ５をオン
し、トナー濃度チェックフラグをセットする。そしてス
テート＋6_Hで転写チャージャ６に送られる複写紙中の後
端を検出し、ステート＝7_Hでタイムアップ後走査終了を
確認し、帯電チャージャ５をオフする。ステート＝8_Hで
は走査終了が確認されると走査終了フラグをリセット
し、露光ランプ９をオフする。

ステート＝9_Hでは後述するコピー停止チェックサブル
ーチンによりコピー停止チェックを行い、コピー停止の
とき、即ちキャリィフラグがセットされているときは露
光ランプ９をオフし、コピー停止ではないとき、即ちキ
ャリィフラグがクリアされているときはスキャンが終了
したか否かにより、終了していないときは、露光ランプ
９をオンし、ステート＝3_Hに戻り、次の走査を行う。ス
テート＝A_H〜D_Hでは各種停止作業を行う。特にステート
＝A_Hでは光学走査装置10がホーム位置（第１図右側）に
あるとき、ステート＝C_Hではメインモータが停止するま
で、夫々第12図に示すコピー開始チェックサブルーチン
によりコピー開始チェックを行い、コピー動作を常に監
視している。

第11図（ｅ），（ｆ）は本発明の要旨たるトナー補給
モードに関するフローチャートであり、トナー補給モー
ドの開始が検知されると、ステート＝20_Hのステップ＃9
01でタイムアップ後、E²PROM 203上のトナー補給フラグ
をクリアし（ステップ＃902）、補給用のモータ181をオ
ンさせる（ステップ＃903）。次にインターバル用のタ
イマをセットし、ステートを１インクリメントし（ステ
ップ＃904）、リターンする。ステート＝21_Hではステッ
プ＃911でタイムアップ後（ステップ＃911）、トナー濃
度チェックリクエストフラグをセットし（ステップ＃91
2）、次に搬送コンベア12による撹拌時間をセットし、
ステートを１インクリメントし（ステップ＃913）、リ
ターンする。

ステート＝22_Hでは、タイムアップ後（ステップ＃92
1）、トナー低濃度フラグがセットされているか否かを
チェックし（ステップ＃922）、フラグがセットされて
いるときはトナー補給カウンタを１インクリメントし
（ステップ＃923）、次にトナー補給カウンタのカウン
ト値が31か否かをチェックし（ステップ＃924）、カウ
ント値が31より小さいときにはステートを１インクリメ
ントし、インターバル用のタイマをセットし（ステップ
＃925）、リターンする。また補給回数が31回になった
ときは、タイマをセットし（ステップ＃926）、トナー
補給カウンタをクリアし（ステップ＃927）、ステート
を24_Hにセットする（ステップ＃928）。

一方、ステップ＃922でトナー低濃度フラグがセット
されていないときは、E²PROM 203のトナーエンプティ検
出カウンタをクリアし（ステップ＃929）、次にトナー
補給カウンタのカウント値が０か否か、即ちまだ１回も
補給していないか否かを検出し（ステップ＃930）、１
回も補給していない場合（＝０）、後述するステート＝
24_Hのステップ＃942に進む。また１回でも補給している
場合はステップ＃926に戻り、補給されたトナーを撹拌
するためのタイマーをセットしてステート24_Hに進む。

次のステート＝23_Hでは、ステップ＃931でタイマカウ
ントを行い、カウントアップするまで、ステップ＃933
でモータ181の出力を係脱する図示しないトナー補給ク
ラッチをオンし、メインルーチンに戻り、タイムアップ
後ステップ＃932でそれをオフする。次にステップ＃934
でトナー濃度チェックリクエストフラグをセットし、ト
ナー補給クラッチをオフするタイマをセットし（ステッ
プ＃935）、ステートを22_Hに戻し（ステップ＃930）、
メインルーチンに戻る。

トナー補給が31回になったか又はトナー濃度が高くな
った場合にステート＝24_Hへ進む。このステートのステ
ップ＃941でタイマがタイムアップすると、動作中にフ
ラグをクリアし（ステップ＃942）、トナー補給リクエ
ストフラグをクリアし（ステップ＃943）、SD12動作、
即ちステート＝C_Hの機械停止動作のルーチンへと進む。

以上説明した如く、ステート＝20_H〜24_Hでは、強制的
にトナーの補給を行っている。そしてトナーの補給と撹
拌とを所定回数繰返すか、又はその間に現像装置４内の
トナー濃度が所定値より高くなることを検出するまでト
ナー補給を行うようになっている。このことによりトナ
ーエンプティ検出時にトナーの濃度が４％以下となり、
トナーが低濃度となった場合にトナー容器141の交換の
ためカバー110を開き電源をオフし、トナーの入った新
しいトナー容器141を現像剤供給装置11に取り付け、カ
バー110を閉め、電源がオンしたときは、その後にこれ
らのステートで所定量のトナーを補給するか、又は所定
濃度になるまでトナーを補給するので、トナー容器141
交換後の最初のコピー時であっても低濃度の複写が行わ
れることがなくなり、ミスコピーを防止できる。

次に前述のステート＝0_H、ステートA_H,C_Hで行うコピ
ー開始チェックサブルーチンについて説明する。第12図
に示すコピー開始チェックサブルーチンでは最初にステ
ップ＃951でコピー開始フラグをチェックし、コピー開
始フラグがセットされているときは、ステートを1_Hにセ
ットする（ステップ＃952）、これにより、次からはス
テートは1_Hから始まるようになる。次に動作中フラグを
セットし（ステップ＃953）、分岐判断に用いるキャリ
ィフラグをセットし（ステップ＃954）、元に戻る。

またステップ＃951でコピー開始フラグがセットされ
ていないときは、ウォーミングアップ中か否かをチェッ
クし（ステップ＃955）、ウォーミングアップ中のとき
は定着装置34の保護のため動作せず、そのまま元に戻
り、ウォーミングアップ中ではないときはトナー補給モ
ードリクエストがセットされているか否か、即ちトナー
補給セットフラグがセットされ、トナー補給モードの動
作要求があるか否かをチェックし（ステップ＃956）、
トナー補給モードリクエストフラグがセットされていな
ければキャリィフラグをクリアし（ステップ＃957）、
メインルーチンに戻る。またトナー補給モードリクエス
トフラグがセットされているときは、前述したステート
＝20_Hからのトナー補給モードを実行すべくステート20_H
にセットし（ステップ＃958）、ステップ＃953に移る。

トナー補給モードリクエストフラグとは後述するトナ
ー濃度検出制御サブルーチン（ステップ＃10）のステッ
プ＃1020でトナーエンプティを検出した場合にトナー濃
度が４％以下のときセットされるトナー補給フラグがセ
ットされているか否かを、電源オン時のE²PROMイニシャ
ル設定サブルーチン（ステップ＃２）のステップ＃209
でチェックし、強制的にトナーを補給するためにステッ
プ＃210でセットされるフラグである。即ち本発明の要
旨であるトナーエンプティを検出した場合にトナー濃度
が４％以下のとき、これによりトナー容器141交換後の
次の電源オン時に強制っ的にトナーの補給を行うことを
実現している。

次に第13図に示すコピー停止チェックサブルーチンに
ついて説明する。最初にステップ＃961でコピー開始フ
ラグがセットされているか否かをチェックし、セットさ
れていないときは、コピーを停止しなければいけないの
で、動作中フラグをクリアし（ステップ＃962）、キャ
リィフラグをセットして（ステップ＃963）元のルーチ
ンに戻る。またコピー開始フラグがセットされていると
きは、コピー動作を続行するため、キャリィフラグをク
リアして元のルーチンに戻る。なおここでキャリィフラ
グは元のルーチンにおいてコピー続行／停止の判定の指
標として用いられる。

次にメインルーチンのステップ＃10のトナー濃度検出
制御サブルーチンについて説明する。第14図はこのサブ
ルーチンのフローチャートであり、通常のコピー時にお
いては、現像装置４内のトナー濃度の検出を行い、内部
のトナー濃度を一定に制御するための指標を得るもので
ある。ここではステート０と１とに分けて制御を行って
おり、ステート０で検出のための準備を行い、ステート
１で実験の検出動作を行っている。

最初にステップ＃1001でステート分岐のチェックを行
い、ステートが０のときは、トナー濃度チェックリクエ
ストがされているか否かをトナー濃度チェックリクエス
トフラグのセットにより検出し（ステップ＃1002）、リ
クエストがされていなければ何もせずメインルーチンに
戻り、リクエストがされているときは、ステップ＃1003
でトナー濃度チェックリクエストフラグをクリアする。
続いてステップ＃1004で正常な濃度である６％検出カウ
ンタの値を８にセットし、ステップ＃1005でトナー濃度
が低すぎることを示す４％検出カウンタの値を８にセッ
トし、ステップ＃1006で検出回数カウンタの値を16にセ
ットする。６％又は４％検出カウンタは、次のステート
１においてトナー濃度の検出を行ったときに、トナー濃
度が低いと検出されるごとに減算されるカウンタであ
り、最終的に０になっていると、総合的にトナー濃度が
低いと判定する。また検出回数カウンタはトナー濃度の
レベルを判断する回数を示すカウンタであり、レベルを
判断するごとにこのカウンタを減算していく。そして検
出回数カウンタが０になったとき、即ち16回トナー濃度
の濃度検出を行ったときに、６％又は４％検出カウンタ
が０になっているか否か、即ち８回以上トナー濃度が低
いと判断したか否かによりトナー濃度が低いか否かを判
断するものである。そしてこれらのカウンタのセットが
終わると次のステートに進むため、ステートを１インク
リメントする（ステップ＃1007）。

ステート１では、まず検出回数カウンタを１デクリメ
ントし、その結果が０か否かを判定し（ステップ＃100
8）、検出回数カウンタが０でないとき、即ち16回の検
出が終了していないといは、ステップ＃1022のトナー濃
度チェックサブルーチンに進む。検出回数カウンタが０
のとき、即ちトナー濃度を16回検出したときは、６％検
出カウンタが０か否か、即ちトナー濃度が低濃度か否か
をチェックする（ステップ＃1009）。検出カウンタが０
のとき、即ち低濃度のときはトナー低濃度フラグをセッ
トする（ステップ＃1010）。また０でなはないとき、即
ちトナー濃度が高いときはステップ＃1016に進み、トナ
ーエンプティ検出カウンタを０にセットし、E²PROM 203
にそのカウント値を書込む（ステップ＃1017）。

一方ステップ＃1010でトナー低濃度フラグがセットさ
れると、つぎにトナー補給モードか否かをトナー補給モ
ードリクエストフラグにより判断し（ステップ＃101
1）、トナー補給モードでないときは、トナー補給回数
をセットし（ステップ＃1012）、トナーエンプティ検出
カウンタをカウントアップする（ステップ＃1013）。ト
ナーエンプティ検出カウンタはトナーエンプティか否か
を検出するカウンタであり、トナー濃度が６％より低い
状態で15回のコピーが連続して行われたとき、トナーエ
ンプティと判断する。次にステップ＃1014で、カウント
アップされたトナーエンプティ検出カウンタのカウント
値が15より大きいか否かが判定され、大きいときはトナ
ーエンプティと判断し、トナーエンプティフラグをセッ
トし（ステップ＃1015）、前述したステップ＃1016〜ス
テップ＃1017を行う。

一方、ステップ＃1011でトナー補給のモードのときは
ステップ＃1021に進み、ステップ＃1014でトナーエンプ
ティ検出カウンタのカウント値が15より小さいときは何
も処理せず、ステップ＃1017に進む。

ステップ＃1017でE²PROM 203にトナーエンプティ検出
カウンタの値を書込むと、トナーエンプティフラグがセ
ットされているか否かを判定し（ステップ＃1018）、セ
ットされているときは４％検出カウンタの値が０か否
か、即ち、トナー濃度が４％以下か否かがチェックされ
（ステップ＃1019）、トナー濃度が４％以下のときは、
トナー補給フラグをセットし（ステップ＃1020）、ステ
ートを０に戻し（ステップ＃1021）、処理を終了し、メ
インルーチンに戻る。このトナー補給フラグのセットは
電源オン時のトナー強制補給を判断するために用いられ
る。またステップ＃1018でトナーエンプティフラグがセ
ットされていないとき、又はステップ＃1019でトナー濃
度が４％以上のときは、ステップ＃1012にスキップす
る。

次に第15図に示すトナー濃度チェックサブルーチンに
ついて説明する。このサブルーチンではトナー濃度セン
サ13からの出力電圧が所定の閾値より高いか否かにより
トナー濃度が６％又は４％より低いか否かを判断してい
る。このトナー濃度センサはトナー濃度の増加に応じて
出力電圧が減少するので、検出された出力電圧が第１の
閾値より高いときトナー濃度が６％以下と判断し、第１
の閾値より高い第２の閾値より高いとき４％以下と判断
する。まずステップ＃1023でトナー濃度が６％以下か否
かをチェックし、６％より大きいときは何もせずメイン
ルーチンにリターンする。６％以下のときは６％検出カ
ウンタの値が０か否かをチェックし（ステップ＃102
4）、０ではないとき、即ち６％以下と決定していない
ときは、６％検出カウンタの値を１デクリメントする
（ステップ＃1025）。０のとき、即ち８回以上６％以下
と判定されたときは、６％以下であると決定されている
のでステップ＃1025をスキップする。次にステップ＃10
26でトナー濃度が４％以下か否かをチェックし、４％よ
り大きいときは何もせずリターンし、４％以下のときは
４％検出カウンタの値が０か否かをチェックする（ステ
ップ＃1027）。０ではないとき、即ち４％以下と決定し
ていないときは、４％カウンタの値を１デクリメントし
（ステップ＃1027）、メインルーチンにリターンし、０
のとき、即ち４％以下と決定しているときはステップ＃
1028をスキップし、メインルーチンにリターンする。

次に第16図に示すトナー補給制御サブルーチン（ステ
ップ＃11）について説明する。このサブルーチンはコピ
ー動作中の通常のトナー補強動作を制御するものであ
り、トナー補給条件が成立すると、トナー補給動作と補
給されたトナーの撹拌動作とを所定回数繰返す。

最初にステップ＃1101でトナー補給モードがリクエス
トされているか否かをチェックし、トナー補給モードリ
クエストフラグがセットされているときは、このサブル
ーチンではトナー補給動作を行わず、メインルーチンに
リターンし、セットされていないときは普通のトノー補
給を行うとために次のステップ＃1102に進み、制御ステ
ートの状態をチェックする。ステート＝０のときはステ
ップ＃1103でトナー補給回数がセットされているか否か
をチェックし、セットされているときはステップ＃1104
でトナー補給クラッチをオンにする。そして補給用のタ
イマをセットし、ステートを１インクリメントし（ステ
ップ＃1105）、メインルーチンに戻る。トナー補給回数
がセットされていないときは何も処理せずリターンす
る。

ステート＝１ではタイムアップまで何も処理せず、タ
イムアップ後（ステップ＃1106）、トナー補給クラッチ
をオフし、（ステップ＃1107）、撹拌用のタイマをセッ
トし（ステップ＃1108）、ステートを１インクリメント
して（ステップ＃1109）、リターンする。

次のこのステート＝２ではタイムアップまで何にも処
理せず、タイムアップ後（ステップ＃1110）、補給回数
を１デクリメントし（ステップ＃1111）、ステートを０
にセットし（ステップ＃1112）、リターンする。

なお、本実施例では容器内のトナーの有無、即ちトナ
ーエンプティをトナー濃度センサの出力により間接的に
判断しているが、本発明はこれうに限るものではなく、
容器からのトナー供給の直接監視、又は容器の重量の測
定法の他の手段によりトナーエンプティを検出してもよ
いことは言うまでもない。

また本実施例ではトナー補給フラグによりトナー容器
交換時のトナー補給動作の要否を判断しているが、本発
明はこれに限るものではなく、トナーエンプティに関す
るフラグ及びトナー濃度が４％以下であることを示すフ
ラグを記憶手段たるE²PROMに格納し、それらのフラグの
セット、リセットによりトナー補給動作の要否を判断し
てもよい。

さらに本実施例ではカバーの閉会によりで電源のオン
のとき、トナー容器の交換を検出し、トナー補給動作の
チェックを行ったが、本発明はこれに限るもではなく、
トナー容器の交換を直接検出してトナー補給動作のチェ
ックを行なってもよいことは言うまでもない。

〔効果〕

以上説明したとおり、本発明においては、トナー容器
内のトナーがないときに現像手段内のトナー濃度が低濃
度（例えば４％以下）のときにトナー補給の情報である
トナー補給フラグをセットし、これを記憶手段に格納
し、トナー容器を交換したときにトナー補給フラグに基
づきトナーが迅速に補給されるので、交換時の最初から
適正な濃度の画像を得ることができる。またトナー容器
にトナーがない場合であっても現像手段にはトナーが存
在し、強制トナー補給が必要ではない場合は、直ちに画
像形成の再開が可能となる等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置である複写機の構造
を示す概略縦断面図、第２図は作像ユニットの着脱状態
を示す複写機の略示斜視図、第３図は作像ユニット内の
E²PROMのメモリ内容を示す図、第４図は現像剤供給容器
の構成を示す斜視図、第５図は現像剤供給装置の構成を
示す縦断面図、第６図は操作パネルを示す平面図、第７
図は制御回路の構成を示すブロック図、第８〜第16図は
CPUによる複写動作の制御手順を説明するフローチャー
トである。 １……複写機本体、２……感光体、４……現像装置、11
……現像剤供給装置、13……トナー濃度センサ、40……
作像ユニット、141……現像剤供給容器、200……CPU、2
03……E²PROM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北河 恒夫 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭63−212970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−105172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−78579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−96047（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−101949（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体に対して着脱自在に装着したトナー容
   器からのトナーを現像剤供給手段により現像手段に供給
   し、供給されたトナーを含む現像剤により感光体に形成
   された潜像を顕像化する画像形成装置において、 前記現像手段における現像剤に含まれるトナー濃度を検
   出するトナー濃度検出手段と、 前記トナー容器内のトナーの有無を検出する手段と、 該トナーの有無を検出する手段が前記トナー容器内にト
   ナーがないと判定している場合に検出されたトナー濃度
   が所定値より低いとき、トナー容器交換後にトナー補給
   が必要であることを示す情報を記憶する記憶手段と、 トナーを充填したトナー容器を前記本体に装着したと
   き、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記現像
   手段に対してトナーを所定量供給すべく前記現像剤供給
   手段を制御する手段と を備えることを特徴とする画像形成装置。