JPH0934331A

JPH0934331A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0934331A
Application number: JP7181691A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Kitayama; 邦彦北山; Sukeaki Tawara; 資明田原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 1997-02-07
Also published as: EP0754982B1; DE69637004T2; EP0754982A2; US5754916A; DE69637004D1; EP0754982A3

Abstract

(57)【要約】【課題】ホッパー内のトナー検知後のコピー回数を一
律とせず、検知後のコピー回数を増大させる。【解決手段】トナーセンサー７４からの出力に基づき
ホッパー７から現像器４へ供給されるトナー量に対応し
た値の積算を開始し、この積算値Ｓが所定値に達した
時、コピー動作を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像担持体上に形成さ
れた潜像に現像剤を付着させて可視像化する電子写真方
式や静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式や静電記録方式の
画像形成装置は、現像装置の一部としてトナーを貯蔵す
るトナーホッパーを具備している。このトナーホッパー
は一般に、現像器にトナーを搬送するスクリュー等の搬
送手段、容器内のトナーをほぐす攪拌手段、容器内のト
ナーの残量が少なくなったことを検知する残量検知セン
サ等により構成されている。トナーの消費によりトナー
の粉面が下がり残量検知センサが働くと「トナー無し」
表示を行い、次の複写を受けつけなくしている。

【０００３】そして、ホッパーに対してトナーボトル等
によりユーザーがトナーを補充することにより、再び複
写が可能な状態となる。連続複写中に残検センサが作動
した場合、複写動作を一旦中断し「トナー無し」を出す
方法と、現在に行なっている複写動作を終了させてから
「トナー無し」を出す方法と２つのやり方がある。この
２者においては、後者の方が望ましいのは言うまでもな
い。これを実施するためには、残検センサ下方に検知後
に補給可能なトナー量を所定量以上に確保する必要があ
る。この所定量は想定される最大トナー乗り量に最大設
定枚数をかけ合わせたものである。例えばフルカラー複
写機において最大トナー乗り量はＡ３サイズ紙、ベタ画
像（全画像域黒ｅｔｃ）とすると約１ｇであり、最大設
定枚数を９９枚とすると、所定量は約１００ｇと計算さ
れる。

【０００４】従って、残検センサ下方にトナー約１００
ｇの貯えを設ければ、複写動作の中断を避けることが可
能である。しかし、この複写機にソーターを接続し、排
紙積載容量を増やすことにより最大設定枚数を例えば９
９９枚とすると、約１０００ｇのトナーの貯えが必要と
なる。この量を容積に換算すると約２５００ｃｃとな
る。ここで、仮似残検センサ上のホッパーに対する補給
のための空間を２５００ｃｃとするとホッパーの容積は
１色につき５０００ｃｃ＝５ｌ（４色で２０ｌ）もの大
きなものとなり、装置の大型化を招くことになる。

【０００５】これを避けるため、連続複写中に残検セン
サが作動した場合は、検知時より複写枚数のカウントを
開始し、所定の枚数にて複写動作を中断することが一般
に行なわれている。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では以下に述べる欠点を有している。

【０００７】つまり、所定枚数ｘ（枚）は、残検センサ
下方に貯えるトナー量ｚ（ｇ）と消費量ｙ（ｇ／枚）と
を用いて、ｘ＝ｚ／ｙと設定されるが、この時、消費量
ｙは想定される最も高い値を用いるため、実際、消費量
が少い画像の複写の際は、まだトナーに余裕があり、中
断しなくても良い場合でも枚数により中断される事態が
生ずるという欠点がある。

【０００８】例えば、画像比率が１０％、Ａ３サイズの
場合、トナーの乗り量は約０．１ｇ／枚であり、センサ
下方のトナー量を１００ｇとすると１０００枚複写が可
能であり最大設定枚数が９９９枚ならば本来中断の可能
性は０％である。しかし、この場合、センサ下方のトナ
ー量が１００ｇであり、所定枚数が１００枚と設定され
るため、本来中断しなくても済むところが、中断の可能
性が発生する。現実的には、画像比率が低めの原稿の方
が多く、例えば比率が１０％ならば、検知後の複写可能
枚数（トナー量の点で）は、所定枚数の１０倍であり、
同じく２０％ならば５倍もあるわけで、この方式は、か
なり高い比率で中断の確率を高める結果をもたらしてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、像担持体上に形成された静電像をトナーによ
り現像する現像手段と、この現像手段にトナーを供給す
るためトナーを貯蔵するトナー貯蔵手段と、このトナー
貯蔵手段のトナーを検知するトナー検知手段と、を有す
る画像形成装置において、前記トナー検知手段からの出
力に基づき前記トナー貯蔵手段から前記現像手段へ供給
されるトナー量に対応した値の積算を開始し、この積算
値が予じめ設定された所定値に達した時、画像形成動作
を禁止することを特徴とするものである。

【００１０】即ち、本発明の目的は、トナー残検検知後
の許容枚数を一律とはせず、トナーの乗り量に応じて許
容枚数が増えるようにし、トータルとして複写動作中断
の確率を大幅に減らすことである。

【００１１】また、本発明の別の目的は、トナーセンサ
検知後、検知後許容枚数に到らずに複写が終了した場
合、まだトナーが有り複写が可能であるにもかかわらず
一律に次の複写を受け付けなくすることの不具合を解消
する点にある。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】本発明が適用できる画像形成装置は、例え
ば感光体、誘電体等の像担持体上に電子写真方式、静電
記録方式等によって静電潜像を形成し、この静電潜像を
現像装置によって現像して可視画像（トナー像）を形成
し、この可視画像を紙等の転写材（記録材）に転写し、
定着手段にて永久像にする構成のものであればよい。

【００１４】まず、図４を参照して本発明による画像形
成装置の一実施の形態の全体構成について説明する。

【００１５】図４において、感光体ドラム１は露光器２
で均一に除電を受け、一次帯電器３により均一に例えば
マイナスに帯電される。その後、レーザ光Ｌの照射を受
けて画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電
潜像は現像器４によって可視画像（トナー像）に現像さ
れる。このトナー像は２個のローラ５１、５２間に架張
され、図示矢印方向に無端駆動される転写材担持ベルト
５３上に保持された転写材Ｐに転写帯電器５４の作用に
より転写される。また、感光体ドラム１上に残った残留
トナーはその後クリーナ６がかき落とされる。

【００１６】さらに、潜像の現像により現像器４内の変
化したトナー濃度を補正するために、現像剤濃度制御装
置が設けられている。つまり、現像器４内には、例えば
光学方式の現像剤濃度センサ４１が設けられており、２
成分現像剤Ｄのトナーとキャリアの混合比を検知してい
る。検知信号はＣＰＵ９４に送られ、ＣＰＵ９４は検知
信号より必要なトナー補給量を計算し、スクリュー駆動
クラッチ７５を対応した時間作動させる。トナー貯蔵手
段であるトナーホッパー７内のトナー搬送手段であるト
ナー搬送スクリュー７２は、モータＭを駆動源としてク
ラッチ７５により駆動伝達されるもので、上記したクラ
ッチの作動時間だけ回転駆動し、トナーホッパー内のト
ナーＴを現像器４内に補給し、現像器４内のトナーの濃
度を一定に保つようにしている。

【００１７】図３はトナーホッパーの断面図である。ト
ナーホッパー７は、トナーＴを貯えるホッパー容器７
１、トナーを現像器に補給する上述した搬送スクリュー
７２、トナーをほぐし搬送スクリュー上流側にトナーを
攪拌、搬送する攪拌部材７３、トナーの粉面を検知する
トナー検知手段であるトナーセンサ７４等により構成さ
れている。

【００１８】ラインＡは、トナーセンサ７４が作動（検
知）する時の、トナーホッパー内のトナー粉面である。
また、ラインＢはホッパーが現像器に対して問題なく補
給できるか否かの境界を示すラインである。粉面がこの
ラインよりも下にある時は、攪拌部（攪拌部材７３の回
る領域）からスクリュー上部にトナーが安定して補給さ
れず、結果として、スクリューが駆動されているにもか
かわらずトナーが現像器に対し所望量補給されずに現像
器内の現像剤の濃度が低下するという事態に至る。

【００１９】従って、ホッパーに対してのトナー補給は
粉面がラインＢに到る前に行なわれなければならない。

【００２０】本実施の形態では、ラインＡ（検知面）か
らラインＢ（現像器への補給可能面）までのトナー量が
約１２０ｇになるように、トナーセンサの位置（高さ）
を定めている。そして実際にはトナーセンサが検知した
後、１００ｇ分のトナー補給が可能となるようにしてい
る。これを具現化するために、連続コピー中にトナーセ
ンサの検知が働くと、ホッパースクリューの駆動クラッ
チのＯＮ時間の積算を開始することを行なっている。
尚、連続コピーとは、１回の画像形成開始信号（コピー
ボタン等）により複数回画像形成を行なう場合を指す。
ホッパースクリューの補給能力が０．５ｇ／ｓｅｃの場
合１００ｇ補給するのに２００ｓｅｃかかる。クラッチ
ＯＮの積算値（時間）が予じめ設定された所定値である
２００ｓｅｃに到る前に連続コピーが終了した場合、コ
ピー終了とともに操作部（パネル等）に「トナー無し」
の表示を出しトナーボトルよりホッパーに対しトナー補
給を行ってもらうようユーザに促す。コピー終了よりも
先に積算時間が２００ｓｅｃに到った場合は、連続コピ
ーを一旦中断し、ホッパーへのトナー補給およびその後
に、コピーの再スタートを行ってもらうようユーザーに
促す。

【００２１】以下、上記した内容の実際の動作を、図１
のフローチャートを用いて説明する。ユーザはコピー枚
数（設定枚数）Ｎを入力し、コピースタートキーを押し
てコピーをスタートさせる。１枚の画像形成処理する毎
に、トナーセンサの信号を確認し、トナー有りの場合、
コピーのカウンタ枚数Ｉが設定枚数Ｎに至ったかどうか
を判別する。至っていない場合、カウンタ枚数Ｉを１つ
進めて次の画像形成処理に入る。トナーセンサがトナー
無しを検知した場合、ホッパークラッチの積算を開始す
る。現像器へ供給されるトナー量に対応したスクリュー
の駆動時間である積算量Ｓ（初期値は０秒）は、その回
のクラッチのＯＮ時間ΔＳが足されて、新たな積算量と
なる。次に積算量Ｓが２００秒に至ったかどうかの判別
を行う。

【００２２】積算量が２００秒に至った場合、コピーの
中断動作を行う。そして「トナー無し」表示を操作部に
出すとともに、装置をコピー禁止状態（再スタートでき
ない、新たなコピーを受け付けない状態）にする。そし
てトナーが補給されることにより、トナーセンサ信号が
「無し→有り」に変わることにより、積算量のリセット
（Ｓを０秒にする）および、コピー禁止状態の解除を行
う。そしてユーザがスタートキー（コピーボタン）を押
して再スタートかけることにより、再び画像形成処理が
開始されるようになる。

【００２３】積算量Ｓが２００秒に至らない場合は、引
き続いてカウンタ枚数ＩがＮに至ったかどうかの判別を
行う。至っていない場合は、画像形成処理と積算量Ｓの
積算を繰り返す。

【００２４】カウンタ枚数Ｉが設定枚数Ｎに至ることに
より、次のＳｔｅｐに進む。ここでもう一度トナーセン
サ信号の識別を行い、トナー有りの場合、一連のフロー
を終了し、装置をスタンバイ状態（コピー受け付け可能
な状態）にする。

【００２５】トナー無しの場合は、「トナー無し」表示
を出すとともに、コピー禁止状態にする。この時は前述
と同様に、トナー補給によりセンサ信号がトナー無→有
に変化し、積算量のｒｅｓｅｔおよび装置がスタンバイ
状態になり、フローを終了する。

【００２６】なお、クラッチのＯＮ時間（スクリューの
駆動時間）と、スクリューの補給量とは線形な関係にあ
るものの実際には若干バラツキがあることを考慮し、検
知後１００ｇ補給可能のねらいに対し２０ｇマージンを
加えて、ラインＡ、Ｂ間のトナー量は上述した様に１２
０ｇと設定した。

【００２７】以上述べたように、検知後スクリューの駆
動時間を積算し、この積算量にてコピー継続の可否判断
を行う方式にすることで、トナー消費量の多いモードを
想定し、検知後の許容コピー枚数を一律に少くするとい
う事態を避けることができホッパー内のトナーを有効に
極力使い切ることができる。その結果、ホッパーへのト
ナー補給回数を少なくすることができ、連続コピーにあ
っては、連続コピー動作が中断される確率を減少するこ
とができる。

【００２８】（第２の実施の形態）本実施の形態は、第
１の実施の形態に示すフローチャートを一部変更したも
ので、基本的な装置構成は同様であり、異なる部分につ
いて以下に説明する。以下、図２を用いて説明する。第
１の実施の形態と異なる箇所は、図１のＪ部をなくし、
かわりにＫ部（図２）を入れた点である。第１の実施の
形態では、カウンタ枚数Ｉが設定枚数Ｎに至った後、つ
まりコピーが終了した後、トナーセンサをもう一度確認
し、トナー無しの場合、コピー禁止（次のコピーを受け
付けない状態）にしている。これにより、コピー中にセ
ンサが働き（積算が開始）、積算量が０でない場合、フ
ローが終了する以前に必ずトナー補給（および積算量の
ｒｅｓｅｔ）が行なわれるようにしている。

【００２９】これに対し、本実施の形態は、コピー中に
センサが働き積算量Ｓが０＜Ｓ＜２００秒の状態で設定
枚数のコピーが終了した場合、コピー禁止状態ではな
く、コピーを受け付けれる状態（コピー許可状態）にし
ている。これにより、積算量Ｓが２００秒になるまで、
次の画像形成開始信号に対してもフルにコピーが可能に
なり、図３のラインＢに対してまだトナーに余裕がある
のにコピーが禁止されるという不具合が解消される。し
かし、同時に積算量Ｓが０でないために、次回以降のコ
ピー中に、コピーが中断される確率が増える。そこで、
本実施の形態では、以下に述べるように柔軟なフローを
提供する。以下、図２のＫ部に即して説明する。カウン
タ枚Ｉが設定枚数Ｎに至った後、積算量が０かどうかの
判別を行う。０秒のときは、そのまま終了し装置をスタ
ンバイ状態とする。０秒でない場合、操作部に「トナー
少ない」という旨の表示を出す。これは「トナーの残量
が少ないので、トナーを補給して下さい。なお、コピー
枚数が少ない場合はコピーが可能です。」等のようなイ
ンフォメーションで、トナー補給するしないにかかわら
ずコピーを可能としたものである。これを受けてユーザ
がトナーを補給する場合としない場合があるが、補給し
た場合（センサが無し→有り）、積算量Ｓをｒｅｓｅｔ
し、スタンバイに入る。補給しない場合はトナーセンサ
ーがトナー無しを検知した状態でスタンバイ状態とす
る。このように本実施の形態では上記の「トナー少な
い」表示にユーザーが遭遇した時、例えば、急ぎの少枚
数のコピーの場合、トナーを補給しないでコピーをとる
ことができるし、例えば枚数が多く一度装置から離れた
い場合は中断を避けるためにトナーを補給してからコピ
ーを開始する等のように、ユーザー側に選択の幅がで
き、ユーザーの状況の応じた柔軟な装置を提供すること
ができる。

【００３０】以上述べた様に第１の実施の形態は１回毎
のコピーまたは連続コピーの中断の確率を減らすという
目的に対して純粋に効果が有り、第２の実施の形態は更
にユーザーの要望に応じ柔軟な対応が図られるという効
果がある。つまり第２の実施の形態は、トナー無しによ
り一律にコピー禁止をするのではなく、トナーが少ない
という予告表示をすると共にコピー可とするので、例え
ばトナーボトルの備えがない場合、用意をする時間が与
えられる等のユーザーにとって優しい対応が図られると
いう効果がある。

【００３１】（第３の実施の形態）本実施の形態は、現
像剤濃度制御方式としてビデオカウント方式を用いた画
像形成装置に本発明を適用したものである。

【００３２】ビデオカウント方式は、ディジタル複写機
に適用できるもので以下図５を用いて説明する。

【００３３】図５において、まず、原稿８０の画像がＣ
ＣＤ８１により読み取られ、得られたアナログ画像信号
は像幅器８２で所定のレベルまで増幅され、アナログデ
ィジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）８３により例えば８ビ
ット（０〜２５５階調）のディシタル画像信号に変換さ
れる。次に、このディジタル画像信号はγ変換器（本例
では２５６バイトのＲＡＭで構成され、ルックアップテ
ーブル方式で濃度変換を行なう変換器）８４に供給され
てγ補正された後、ディジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ
変換器）８５に入力される。ここでディジタル画像信号
は再びアナログ画像信号に変換されてコンパレータ８７
の一方の入力に供給される。コンパレータ８７の他方の
入力には三角波発生回路８６から発生される所定周期の
三角波信号が供給されており、上記コンパレータ８７の
一方の入力に供給されたアナログ画像信号はこの三角波
信号と比較されてパルス幅変調される。このパルス幅変
調された２値化画像信号はレーザ駆動回路８８にそのま
ま入力され、レーザダイオード８９の発光のオン・オフ
制御用信号として使用される。レーザダイオード８９か
ら放射されたレーザ光は周知のポリゴンミラー９０によ
り主走査方向に走査され、ｆ／θレンズ９１、及び反射
ミラー９２を経て矢印方向に回転している像担持体たる
感光体ドラム１上に照射され、静電潜像を形成すること
になる。

【００３４】潜像の現像により現像器４内の変化したト
ナー濃度を補正するために、ビデオカウント方式の現像
剤濃度制御装置が設けられており、画素毎のディジタル
画像信号の出力レベルを積算し、トナーを予測補給して
いる。即ち、アナログーディジタル変換器８３によりデ
ィジタル信号に変換された画像信号を画素毎にその出力
レベルを積算し、これをビデオカウンタ９３でビデオカ
ウンタ９３でビデオカウント数に変換してＣＰＵ９４に
送る。ＣＰＵ９４はビデオカウント数を補給量に換算
し、ホッパースクリューの駆動クラッチ７５を対応した
時間作動させ、トナーホッパー７より現像器４に適量の
トナーを補給し、現像器４内のトナー濃度を一定に保つ
ようにしている。このようにビデオカウント値が現像器
へ供給されるトナー量に対応した値となっている。

【００３５】本実施の形態においても、第１及び第２の
実施の形態と同じく図３に示すトナーホッパーが用いら
れる。

【００３６】第１、第２の実施の形態がトナーセンサ検
知後に積算する量として、スクリュー（クラッチ）の駆
動時間を用いたのに対し、本実施の形態では、積算する
量としてビデオカウント量を用い、その積算量が予じめ
設定された所定量（ビデオカウント値）と比較される点
が異なるところで、他は第１、第２の実施の形態と同じ
であり、従ってその動作説明については省略する。

【００３７】このように本実施の形態によっても前述し
た第１、第２の実施の形態と同様の効果を奏することが
できる。

【００３８】また本実施の形態は、すでに設けられてい
るビデオカウンタを用いて積算を行うので、新たにカウ
ンタを増設する必要がなく、装置構成を簡略化するとい
う利点を有する。

【００３９】尚、前述した第１、第２の実施の形態は、
スクリューの駆動時間を積算する形態なので、適用可能
な画像形成装置としてアナログ式（原稿の反射光を直接
露光光とする方式）／ディジタル式を問わないという利
点を有する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、トナー
検知後の画像形成許容回数を一律とはせずに、トナー貯
蔵手段のトナー消費量を推測積算し、この積算値が所定
値に達した時、画像形成動作を禁止することにより、ト
ナーの乗り量の少ないものほど許容画像形成回数が増
え、結果として画像形成動作中断の確率を大幅に減少す
るという効果がある。

【００４１】また、画像形成終了後、トナー貯蔵手段内
のトナー粉面がトナー検知手段の検知面よりも下で現像
器への安定補給が可能な粉面よりも上である場合は、ユ
ーザーに対し残トナー量が少ないことを知らせると共
に、トナー補給をするしないにかかわらず次の複写を受
け付け可能な状態にすることで、例えばトナーボトルの
備えがない場合でも画像形成を行うことができ、トナー
ボトルを準備する猶予が提供できる等、ユーザーにとっ
て柔軟な対応が図られるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するフローチ
ャート。

【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するフローチ
ャート。

【図３】トナーホッパーの断面図。

【図４】本発明の第１及び第２の実施の形態が適用され
る画像形成装置の概略図。

【図５】本発明の第３の実施の形態が適用される画像形
成装置の概略図。

【符号の説明】

１像担持体４現像器７トナーホッパー７２スクリュー７４トナーセンサー７５スクリュー駆動クラッチ９３ビデオカウンタＳ積算量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に形成された静電像をトナー
により現像する現像手段と、この現像手段にトナーを供
給するためトナーを貯蔵するトナー貯蔵手段と、このト
ナー貯蔵手段のトナーを検知するトナー検知手段と、を
有する画像形成装置において、前記トナー検知手段からの出力に基づき前記トナー貯蔵
手段から前記現像手段へ供給されるトナー量に対応した
値の積算を開始し、この積算値が予じめ設定された所定
値に達した時、画像形成動作を禁止することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記トナー貯蔵手段から前記現像手段へ
トナーを搬送する搬送手段を有し、前記トナー量に対応
した値は前記搬送手段の駆動時間であることを特徴とす
る請求項１の画像形成装置。
【請求項３】静電像はデジタル信号に基づき形成さ
れ、前記トナー量に対応した値はデジタル信号から得ら
れるビデオカウント値であることを特徴とする請求項１
の画像形成装置。
【請求項４】連続画像形成中は前記積算値が前記所定
値に達するまで画像形成動作の中断が禁止されることを
特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項５】前記トナー量に対応した値の積算が開始
され、この積算値が前記所定値に達する前に画像形成動
作が終了した時、トナーに関する情報を表示すると共に
画像形成動作を許可することを特徴とする請求項１の画
像形成装置。