JPH0348268A - 画像形成装置のトナー濃度検知装置 - 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〕 本発明は、トナコ濃度検知装置、特に、感光体に形成さ
れた潜像を現像部のトナーによって現像するＷ倣形成装
置のトナー濃度検知装置に関する．〔従来の技術〕 一般に、潜像が形成される感光体と、感光体をトナーに
よって現像する現像部とを備えた複写機は、トナー濃度
制１１１手段を有している．トナー濃度制御手段は、現
像部内のトナー濃度を検知し、現像部にトナーを自動的
に補給したり、トナー不足を表示したりする．この種の
トナー濃度制御手段としては、トナーを補給した際の初
期状態のトナーセンサの電圧値をトナー濃度制御用基準
値として使用する構或（実開昭５７−７４４４７号）や
、トナー濃度制御に温度補正を行う構或（特開昭５６−
１０１１６６号）が知られている。

このようなトナー濃度制御手段では、トナー濃度センサ
に基づくトナー濃度基準値に所定電圧値を加え、トナー
補給制御用の基準値とする．また、その基準値にさらに
所定電圧値を加え、補給用トナーも無くなったこと（す
なわちトナーエンプティ状態になったこと）を検知する
ための基準値とする。一方、このようなトナー濃度制御
手段は、制御用マイクロコンピュータへの入力電圧がた
とえば５Ｖに制限されるため、トナーセンサからの出力
電圧をその制限値以下に制限するリミッターを有してい
る。したがって、トナーセンサからリミッターを介して
制御部に人力される電圧はその制限値を越えず、これに
よって高電圧印加に基づく制御部の破壊が防止されてい
る． 〔発明が解決しようとする課題〕 前記従来の構戊において、トナー濃度制御用の基準値が
、比較的高くなる場合がある。この場合に、トナー濃度
制御用の基準値に所定電圧値を加えてトナー補給の基準
値とし、さらに所定電圧値を加えてトナーエンプティ検
出の基準値とすれば、計算上その値かり逅ツターでの上
限値以上になってしまうときがある。一方、トナー濃度
が極端に低下してトナーエンプティ状態となり、トナー
センサからの出力が５Ｖ以上になっても、制御部が受け
る電圧はりξツターの制限値以上にはならない．このよ
うな情況下では、リミッターの制限によって制御部が受
ける電圧値はトナーエンプティ検出の基準値に達するこ
とがなく、制御部ではトナーエンプティ状態が検出でき
なくなる。

本発明の目的は、トナー不足状態に対応する電圧値が制
御部の許容値以上になり、リミッターによる電圧制限に
よって制御部でトナー不足状態が検出できなくなるとい
う問題を解消することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るトナー濃度検知装置は、潜像が形成される
感光体と、感光体をトナーによって現像する現像部とを
備えた画像形成装置のトナー濃度検知装置である． この装置は、現像部内のトナー濃度変化を電圧変化とし
て出力するトナーセンサと、トナーセンサからの出力電
圧を制限値以下に制限するリミッターと、トナーが不足
していることを知らせるためのトナー不足表現手段と、
トナー不足表現手段を制御する制御部とを備えている。

前記制御部は、トナーセンサからの出力電圧がりξツタ
ーによる制限値以下の場合において出力電圧がトナー不
足値以上になったとき、またはその出力電圧が制限値に
達したとき、トナー不足表現手段を動作させる。

〔作用〕

本発明に係るトナー濃度検知装置では、画像形成装置の
現像部内のトナー濃度変化を、トナーセンサが電圧変化
として出力する。トナーセンサからの出力電圧は、りξ
ツターにより制限値以下に制限される。これにより、制
御部に過大な電圧が印加されることが防止される。

制御手段は、トナーセンサからの出力電圧が制限値以下
の場合において出力電圧がトナー不足値以上になったと
き（すなわちリミッターによる制限が行われていない範
囲内において、トナーセンサからの出力電圧がトナー不
足値以上になったとき）に、トナー不足表現手段を動作
させる。これにより、トナー不足表現手段は、トナーが
不足していることを知らせる． 一方、トナーセンサからの出力電圧が制限値を越えた場
合には、リミッターが働いて出力電圧を制限値に制限す
る．これにより、制御手段には制限値を越える電圧が印
加されることはなく、高電圧印加に基づく不具合は生じ
ない．さらに、この場合にも、制御手段はトナー不足表
現手段を動作させる．これにより、トナー不足表現手段
は、トナーが不足していることを知らせる。

〔実施例〕

この発明を複写機に採用した場合の一例を第１図に示す
． 第１図において、複写機本体１ｌの上面には原稿台１２
が固定されており、原稿台１２の上部には原稿押え１３
が開閉自在に装着されている。複写機本体１１の図右側
には給紙カセッｌ−１４．　　１５が着脱自在に装着さ
れている。複写機本体１１の図左側には、複写済の用紙
が排出される排紙トレー１８が装着されている． 複写機本体１１の内部において、その上側には原稿読み
取りのための露光装置１９が設けられている。この露光
装置ｌ９は、光源．ミラー等から構威されている。また
、複写機本体１１の中央部には、静電潜像が形成される
感光体ドラム２０が配置されている。感光体ドラム２０
の周囲には、感光体ドラム２０を所定の電荷に帯電させ
る帯電装置２１、静電潜像を現像する現像装置２２、用
紙にトナー像を転写するための転写装置２３、感光体ド
ラム２０から用紙を分離するための用紙分離装置２４、
及び感光体ドラム２０上の残留トナーを除去するクリー
ニング装置２５が配置されている。給祇カセント１４．
１５と感光体ドラム２０等によって構威される画像形成
部との間及びその画像形戊部の下流側には、それぞれ、
用紙を搬送する給紙搬送ＮＩ２７及び排紙搬送路２８が
設けられている。徘祇搬送路２８と排祇トレー１８との
間には、搬送されてきた用紙上の転写像を定着する定着
装置３０が配置されている。

第２図に示すように、現像装置２２は、ケーシング３１
と、ケーシング３１の上部に配置されたトナーホッパ−
３２とを有している。ケーシング３１内には、攬拌ロー
ラ３３及び現像ローラ３４が配置されている。また、ケ
ーシング３１の上部には、ケーシング３ｌ内のトナー濃
度を検出するためのトナーセンサ３５が取りつけられて
いる．このトナーセンサ３５は、ケーシング３１内の現
像剤のトナー濃度をインダクタンス変化によって検出し
、電圧の変化として出力するセンサである。

トナーホッパ−３２内には補充用のトナーが収容されて
おり、トナーホッパ−３２の下部に設けられたトナー補
給ローラ３６が回転することによって、トナーが下方の
ケーシンク３１内に補充される．また、感光体ドラム２
０に隣接して、温度センサ３７が配置されている。この
温度センサ３７は、感光体ドラム２０の温度変化の測定
に使用されるとともに、トナーセンサ３５の温度補正に
も使用される。

また、この複写機は、第３図に示すような制御部４０を
備えている。制御部４０には、トナーセンサ３５、温度
センサ３７及び入力キー等の他の入力部が接続されてい
る。制御部４０とトナーセンサ３５との間には、リミッ
タ−３８が配置されている。このリミッタ−３８は、ト
ナーセンサ３５からの出力信号を受け、その出力電圧が
５ｖを越えて制御部４０に入力されないように働く。す
なわち、制御部４０では人力信号の許容電圧が５Ｖ以下
に設定されているので、それ以上の電圧値の信号が制御
部４０へ入力しないようにリミッタ−３８は｛肋く。し
たがって、トナーセンサ３５からの出力値が５Ｖ以上と
なっても、リミッタ−３８により制御部４０への入力電
圧は５Ｖに制限される。さらに、制御部４０には、複写
機本体１１の上端面に配置されたＬＥＤ等からなる表示
部４１、トナー補給ローラ３６を駆動するモータ等から
なるトナー補充部４２、及び感光体ドラム２０等を駆動
するためのモータ等からなるコピー動作部４３が接続さ
れている。この制御部４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ
等からなるマイクロコンピュータを備えており、複写機
を後述するように制御する。

次に、この実施例の動作を、第４Ａ図〜第４Ｄ図に示す
制御フローに従って説明する。

図示しないメインスイッチをＯＮすれば、まずステップ
Ｓｌにおいて、複写枚数を１に設定したり、表示部４ｌ
のトナーエンプティ表示ランプを消灯状態にセントした
りする初期設定が行われる。

初期設定が終わればステップＳ２に移行する。ステップ
Ｓ２では、プリントキーがオペレーターによって押され
たか否かを判断する。プリントキーが押されていなけれ
ばステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、メンテナンスの際に、サービスマン
によりシュミレーションキーが押されたか否かを判断す
る。シュミレーションキーが押されていなければステッ
プＳ４に移行する。ステップＳ４では、後述するトナー
濃度サブルーチンを実行する。そして、ステップＳ５で
は、他の入力キーが入力された場合に、それに応じた処
理を行う。

ステップＳ５での処理が終われば、再びステップＳ２に
戻る。すなわち、ステップＳ２及びステップＳ３での判
断がＹｅｓとなるまでは、ステップ３２〜ステップＳ５
の処理を繰り返す。

オペレーターが複写を行うためにプリントキーを押せば
、プログラムはステップＳ２からステップＳ６に移行し
．第４Ｂ図に示す複写動作サブルーチンを実行する．第
４Ｂ図において、ステップＳ７では感光体ドラム２０を
回転させたり、露光装２１９を始動させたりすることに
よって、コピー動作を開始する。ステップＳ８では、後
述するトナー濃度サブルーチンを実行する。ステップＳ
８での処理が終わればステップＳ９に移行し、コピー動
作の際に必要とされる他のサブルーチンを実行する．そ
して、ステップ３１０でコピー動作が終了したか否かを
判断する．コピー動作が終了していなければ、再びステ
ップＳ８に戻る．すなわち、複写機がコピー動作を行っ
ている間は、ステップＳ８及びステップＳ９での処理が
繰り返される．コピー動作が終了すれば、ステップＳＩ
Ｏから第４Ａ図のメインルーチンに戻る。

次に、ステップＳ４及びステップＳ８において実行され
るトナー濃度サブルーチンについて説明する。第４Ｃ図
において、ステップＳｌｌでは、温度センサ３７により
温度測定が行われる．次に、ステップＳ１２では、トナ
ー補充制御基準値と、トナーエンプティ制御基準値とが
演算される．この演算は、概念的には第５Ａ図及び第５
Ｂ図に示すグラフにしたがって実行される． 第５Ａ図及び第５Ｂ図において、横軸はステップＳｌｌ
で測定される温度、縦軸はトナーセンサ３５の出力電圧
値である．また、図中のＸは、後述するシξユレーショ
ンサブルーチンにおいて設定されたトナーセンサ３５の
初期電圧値である．そして、実線は、初期電圧値に所定
電圧値を加えて得られた電圧値ｙを通るトナー補充制御
パターンである．また、破線は、電圧値ｙに所定電圧値
ｂをさらに加えて得られた電圧値２を通るトナーエンブ
ティ制御パターンである。これらパターンの形状はあら
かじめ実験的に得られたものであり、低温側の一定部分
と高温側の一定部分との間に挟まれた温度範囲が通常の
使用温度範囲である．また、このパターンのグラフ上の
上下位置は、初期電圧値Ｘによって決定されるものであ
る。なお、このパターンは、制御部４０のＲＯＭに記憶
されている。

ここで仮に、ステップ３１１で測定された温度がｔ，で
あるとする。この場合において、制御パターンが第５Ａ
図のときには、第５Ａ図に示す電圧値ｙ１及び電圧値ｚ
１がトナー補充制？１１基準値及びトナーエンプティ制
御基準値となる．また、制御パターンが第５Ｂ図の場合
には、第５Ｂ図に示す電圧値ｙｌ及び電圧値Ｚｌがそれ
ぞれ制御基準値となる。

ステップＳ１３では、トナーセンサ３５で得られた電圧
値が、トナー補充制′４Ｂ基準値（１１圧値ｙ１）以上
であるか否かを判断する。トナーセンサ３５による測定
値が制御基準値を越えていればステップＳ１４に移行す
る．ステップＳ１４では、トナー補充部４２を駆動し、
トナーホッパ−３２からケ・−シング３１内にトナーの
補充を開始する。

次に、ステップ５１５では、トナーセンサ３５の測定値
がトナーエンプティ制御基準値（電圧値２ｌ）以上であ
るか否かを判断する．測定値がトナ−エンブティ制御基
準値以上であればステップ３１６に移行する．ステップ
３１６では、表示部４１のトナーエンプティ表示ランプ
を点灯させる。

一方、ステップＳ１５において、判断がＮｏであれば、
ステップ３１７に移行する。ステップＳ１７では、リミ
ッタ−３８を介して制御部４０に入力されたトナーセン
サ３５からの出力電圧値が５Ｖに達しているか否かを判
断する。この電圧値が５ｖに達していれば、ステップＳ
１６に移行してトナーエンブティ表示ランプを点灯させ
る。一方、ステップＳ１７での判断がＮｏであれば、ス
テップ３１Ｂに移行する．ステップ３１８では、トナー
エンブティ表示ランプを消灯する。

ステップＳ１３において判断がＮｏであれば、ステップ
３１９に移行する．ステップＳ１９では、トナーホッパ
−３２からのトナー補充を停止する。

そして、ステップ３１８に移行してトナーエンプティ表
示ランプを消灯する． ここで、仮に、制御パターンが第５Ｂ図に示す実線及び
破線であり、しかも温度センサ３７による測定温度がＴ
以上であったとする．この場合には、トナーエンプティ
制御のパターンが破線に示すパターンであっても、リミ
ッター３８によって制御部４０に入力される電圧は５ｖ
を越えることはない。たとえば、ステップＳｌｌにおい
て測定された温度がｔ８であったとする．この場合には
、たとえトナーセンサ３５からの出力電圧が破線で示す
トナーエンプティ制御基準値に達していたとしても、ス
テップＳ１５での判断はＮｏとなり、プログラムはステ
ップ３１７に移行する．ところが、りξツタ−３８から
の出力電圧は５■に達しているので、ステップ５１７で
の判断はＹｅｓとなり、ステップ３１６においてトナー
エンプティ表示ランプが点灯する．すなわち、トナーセ
ンサ３５における初期電圧値Ｘが第５Ｂ図のように高く
、その結果トナーエンブティ制御のパターン（破線）が
制御部４０における許容電圧値（５Ｖ）を越えてしまう
場合であっても、確実にトナーエンプティ表示ランプが
点灯することになる．したがって、トナーセンサ３５に
おける初期電圧値が高い場合にトナーエンプティ表示ラ
ンプが点灯しなくなるという問題は解消され、オペレー
ターは確実にトナーが無くなったことを知ることができ
る． 次に、第４Ａ図において、メンテナンス時にサービスマ
ンがトナーを補充し、シミュレーション動作を行うため
にシミュレーシタンキーを押したとする．この場合には
、プログラムはステップＳ３からステップＳ２０に移行
し、シミュレーションサブルーチンが実行される．第４
Ｄ図に示すシミュレーションサブルーチンでは、ステッ
プＳ２ｌにおいてトナーセンサ３５の初期値を設定しな
おすか否かが判断される．初期値の再設定が不要である
とサービスマンが指令した場合にはステップＳ２２に移
行する．ステップＳ２１において、トナーセンサ３５の
初期値の再設定が必要であるとサービスマンが指令した
場合にはステップＳ２３に移行する．この指令は、たと
えば複写機本体１１の上端面に配置されたキーボードか
ら入力される． ステップ３２３ではトナー補充時におけるトナーセンサ
３５の値が読み込まれる．この場合には、同時に温度セ
ンサから温度も読み込まれ、それによって制御の基準と
なる初期値（第５Ａ図及び第５Ｂ図の電圧値Ｘ）が決定
される．ステップＳ２３での処理が終わればステップＳ
２２に移行する．ステップＳ２２では、他のシ逅ユレー
ションを実行する．すべてのシミュレーシゴン動作が終
われば第４Ａ図のメインルーチンに戻る．そして、ステ
ップＳ２３で読み込まれた初期値に基づいて、第５Ａ図
や第５Ｂ図に示されたような制御パターンが決定される
ことになる． なお、上述の実施例では、トナーエンプティ状態となっ
た場合に単にその旨の表示を行うだけであるが、それに
限られることはなく、トナーエンプティ状態の場合に複
写動作を停止させる構成としてもよい。また、単にトナ
ーエンプティ表示を行うだけのモードと機械停止を含め
て行うモードとの間です切替え得るようにしてもよい。

この切替えは、たとえば第４Ａ図のステップＳ２２にお
いて、メンテナンスの際にサービスマンによって行われ
る． 〔発明の効果〕 本発明に係るトナー濃度検知装置では、トナーセンサか
らの出力電圧がリミッターによる制限値以下の場合にお
いて出力電圧がトナー不足値以上になったとき、または
出力電圧が制限値に達したときに、トナー不足表現手段
を動作させる制御部を設けている．したがって、本発明
によれば、制御部の受ける電圧かりよツターによって制
限されたとしても、トナー不足表現手段が確実に動作す
るようになる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面概略図、第２図はそ
の現像装置部分の縦断面概略図、第３図はその制御部の
概略ブロック図、第４Ａ図，第４Ｂ図．第４Ｃ図．第４
Ｄ図はその制御フローチャート、第５Ａ図．第５Ｂ図は
それぞれ別の制御パターンを示すグラフである． ２０・・・感光体ドラム、２２・・・現像装置、３５・
・・トナーセンサ、 ３８・・・りξンター ４ ｌ・・・表示部．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）潜像が形成される感光体と、前記感光体をトナー
   によって現像する現像部とを備えた画像形成装置のトナ
   ー濃度検知装置であって、 前記現像部内のトナー濃度変化を電圧変化として出力す
   るトナーセンサと、 前記トナーセンサからの出力電圧を制限値以下に制限す
   るリミッターと、 トナーが不足していることを知らせるためのトナー不足
   表現手段と、 前記出力電圧が前記制限値以下の場合において前記出力
   電圧がトナー不足値以上になったとき、または前記出力
   電圧が前記制限値に達したとき、前記トナー不足表現手
   段を動作させる制御部と、を備えた画像形成装置のトナ
   ー濃度検知装置。