JPH1124513A - トナー補給装置及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

トナー補給装置及び電子写真画像形成装置

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JPH1124513A
JPH1124513A JP9187382A JP18738297A JPH1124513A JP H1124513 A JPH1124513 A JP H1124513A JP 9187382 A JP9187382 A JP 9187382A JP 18738297 A JP18738297 A JP 18738297A JP H1124513 A JPH1124513 A JP H1124513A
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JP
Japan
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toner
toner cartridge
time
cartridge
driving
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Application number
JP9187382A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Goto
後藤  達也
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーカートリッジ内の攪拌搬送部材の駆動
時間を最適化することにより粗粒の発生等のトナーの劣
化を防止するとともに、モータによる消費電力の低減及
びモータ、ギア等の長寿命化を図る。 【解決手段】 トナーカートリッジ内のトナー残量が多
いときには短時間で供給動作を完了し、トナー残量が少
ないときには長時間かけて供給動作を実施しトナーを有
効に排出させる。トナー残量を把握する手段としては、
トナー供給用モータ1の総動作時間を積算すること、あ
るいは、トナー供給開始後にトナー残検24がトナー有
を再検知するまでに要する時間を計測することによって
推測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真複写機やプ
リンター等の画像形成装置にトナーを補給するためのト
ナー補給装置及び電子写真画像形成装置に関するもので
ある。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】本発明は後述の従来の
技術を更に発展させたものである。
【0003】本発明はトナーカートリッジからトナー収
容部へ排出する排出時間を可変とすることにより、トナ
ー収容部へ必要な量のトナーが供給されると共に、トナ
ーカートリッジの駆動手段が上記トナー収容部へのトナ
ー供給の間だけ運転するようにすることによりトナーの
ケーキング、粗粒化を防止され、電力消費が小さく、シ
ール部でのトナーもれ、粗粒の発生が少なく、またトナ
ーカートリッジの駆動手段の長寿命化を計れるトナー補
給装置及び電子写真画像形成装置を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明
はトナーを攪拌搬送するための攪拌搬送手段を有しトナ
ーを収納したトナーカートリッジと、前記攪拌搬送手段
を駆動するための駆動手段とトナーカートリッジから送
られるトナーを収容し現像手段にトナーを供給するため
のトナー収容部と、前記トナー収容部のトナー残量を検
知するための検知手段と、を有し、トナーカートリッジ
内のトナー量に応じて前記トナーカートリッジの駆動手
段の動作時間を可変としたことを特徴とするトナー補給
装置である。
【0005】本出願に係る第2の発明は上記トナーカー
トリッジの駆動手段の積算動作時間に対してトナーカー
トリッジの駆動手段の動作時間とトナーカートリッジか
らトナー収容部へのトナーの排出量との関係から求めら
れるルックアップテーブルと、トナーカートリッジが新
しく挿入されたことを検知する検知手段と、トナーカー
トリッジの駆動手段の積算動作時間をカウントするカウ
ント手段と、これらの情報を元にトナーカートリッジの
駆動手段の動作時間を制御する制御手段を有することを
特徴とする第1の発明に記載のトナー補給装置である。
【0006】本出願に係る第3の発明は前記ルックアッ
プテーブルはトナーカートリッジの駆動手段の積算動作
時間に対してトナーカートリッジの動作時間をトナーカ
ートリッジからトナー収容部への排出量がほぼ一定とな
るように定められていることを特徴とする第2の発明に
記載のトナー補給装置である。
【0007】本出願に係る第4の発明はトナーカートリ
ッジの駆動手段の駆動時間は前回サブホッパーを充填す
るために駆動した時間よりも前回の次の今回サブホッパ
ーを充填するために駆動する時間が長いことを特徴とす
る第1から第3の発明の何れか1つに記載のトナー補給
装置である。
【0008】本出願に係る第5の発明は上記トナーカー
トリッジの駆動手段の動作時間に応じて、該トナーカー
トリッジ内のトナー残量の概略を表示する手段を有する
ことを特徴とする第1から第3の発明の何れか1つに記
載のトナー補給装置である。
【0009】本出願に係る第6の発明は前記ルックアッ
プテーブルにはトナーカートリッジ中のトナーの残りが
少なくなった状態のトナーカートリッジの駆動手段の積
算動作時間が示されており、前記制御手段はこの積算動
作時間と今回トナーカートリッジの駆動手段を駆動する
までのトナーカートリッジの駆動手段の積算動作時間を
比較して、前者の積算動作時間よりも後者の積算動作時
間が大きい場合にはトナーカートリッジ内のトナー残量
が少ないとの表示を行うことを特徴とする第4の発明に
記載のトナー補給装置である。
【0010】本出願に係る第7の発明は前記ルックアッ
プテーブルは制御手段中の記憶素子ROMに設けられて
いることを特徴とする第2から第6の発明の何れか1つ
に記載のトナー補給装置である。
【0011】本出願に係る第8の発明はトナーカートリ
ッジの駆動手段が動作を開始する時刻と、上記トナー収
容部のトナー残量を検知するための検知手段がトナー有
りを再検知する時刻とを計測する計測手段と、これらの
情報を元に以後のトナーカートリッジの駆動手段の動作
時間を制御する制御手段を有することを特徴とする第1
の発明に記載のトナー補給装置である。
【0012】本出願に係る第9の発明は前記時刻を計測
する計測手段が計測した検知時間の長さに応じてトナー
カートリッジの駆動手段の動作時間を長くすることを特
徴とする第8の発明に記載のトナー補給装置である。
【0013】本出願に係る第10の発明は前記トナーカ
ートリッジの駆動手段の動作時間は段階的に可変に制御
されることを特徴とする第2または第8の発明に記載の
トナー補給装置である。
【0014】本出願に係る第11の発明は前記トナー収
納部は一端側上部からトナーカートリッジよりトナー補
給を受けると共に一端側下部から現像手段へトナーを排
出する開口を有する横長の容器状であって、上記一端側
より横方向に中間部まで仕切りを有し、仕切り上に一端
側から他端側へトナーを移動させる部材と、仕切り下に
他端側から一端側へトナーを搬送する部材と、を有し、
トナーの残量を検知するための検知手段を一端側の仕切
りより上に有することを特徴とする第1の発明に記載の
トナー補給装置である。
【0015】本出願に係る第12の発明は前記トナーカ
ートリッジは横長円筒状の容器と、前記容器の中心にて
回転自在に支持された軸と、前記軸に取り付けられた攪
拌搬送羽根と、前記軸端に設けられ前記駆動手段と係脱
可能な受動側カップリングと、トナー収容部へトナーを
排出する開口を有することを特徴とする第1から第11
の発明の何れか1つに記載のトナー補給装置である。
【0016】本出願に係る第13の発明はトナーを攪拌
搬送するための攪拌搬送手段を有しトナーを収納したト
ナーカートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成す
る電子写真画像形成装置おいて、 a.電子写真感光体ドラムと、 b.前記電子写真感光体ドラム上の潜像をトナーを用い
て現像するための現像手段と、 c.トナーカートリッジを取り外し可能に装着するため
の装着手段と、 d.前記攪拌搬送手段を駆動するための駆動手段と、ト
ナーカートリッジから送られるトナーを収容し現像手段
にトナーを供給するためのトナー収容部と、前記トナー
収容部のトナー残量を検知するための検知手段と、を有
し、トナーカートリッジ内のトナー量に応じて前記トナ
ーカートリッジの駆動手段の動作時間を可変としたトナ
ー補給装置と、を有することを特徴とする電子写真画像
形成装置である。
【0017】
【従来の技術】従来、電子写真複写機やプリンター等の
画像形成装置には現像剤として微粉末のトナーが使用さ
れている。そして、画像形成装置本体の現像剤が消費さ
れた場合には、トナー補給容器(トナーカートリッジ)
を用いて画像形成装置へトナーを補給することが行われ
ている。
【0018】トナーは極めて微細な粉末であるため、ト
ナー補給作業時にトナーが飛散してオペレータや周囲を
汚すという問題があった。このため、トナーカートリッ
ジを画像形成装置本体の内部に据え置いて、小さな開口
部から少量ずつトナーを排出する方式が提案、実用され
ている。このような方式にあってはトナーは重力等の作
用で自然に排出させるのは困難であり、何らかのトナー
攪拌搬送手段が必要となる。
【0019】特公平7−113796に開示されている
トナーカートリッジは全体形状が横置きの略円筒形容器
であり、その一端部の円筒面には比較的小さなトナー排
出用の開口が設けられている。またこの容器内部には螺
旋状のトナー攪拌搬送部材が設けられ、容器の端部壁面
を貫通して容器外部より駆動を受けるようになってい
る。また攪拌部材の駆動側と反対側は自由端となってい
る。
【0020】一般に、このようなトナーカートリッジの
下方には、トナー収容部としてサブホッパーが設けら
れ、ここからさらに現像ユニットへとトナーが供給され
る。サブホッパーへのトナー供給はトナーカートリッジ
内のトナー攪拌搬送部材を回転駆動することによって行
なわれるが、その駆動タイミングとしては、画像形成動
作と常に同期して連続的に駆動されたりあるいはまた間
欠的であっても、あらかじめ定められたある一定時間を
繰り返し駆動するものであり、トナーカートリッジ内の
トナー量の多少にかかわらず同一条件で駆動されるよう
になっていた。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。
【0022】(実施の形態1)図13は本発明のトナー
補給装置を有する電子写真画像形成装置の縦断面図であ
る。
【0023】原稿101は原稿台ガラス102の上に置
かれ光学部103の複数のミラーとレンズにより感光体
ドラム104上に原稿の情報が結像するように配置され
る。給紙カセット105〜108に積載された用紙Pの
うち、不図示の操作部から使用者が入力した情報もしく
は原稿101の紙サイズから最適な給紙カセット105
〜108を用紙サイズ情報から選択する。そして給紙、
分離装置105A〜108Aの何れか1つにより搬送さ
れた1枚の用紙Pを搬送部109を経由してレジストロ
ーラ110まで搬送し、前記感光体ドラム104の回転
と光学部103のスキャンのタイミングとを同期させて
用紙Pを搬送する。転写、分離帯電器111,112で
感光体ドラム104上のトナー像を転写された用紙Pは
搬送部113により、搬送されて定着部114に到り、
定着部114で熱と圧力により、用紙P上のトナーを定
着させたあと 1)片面コピーの場合、排紙反転部115を通過し排紙
ローラ116により排紙トレー117へと排出される。 2)多重コピーの場合、排紙反転部115のフラッパー
118の制御により、用紙Pは再給紙搬送路119,1
20を搬送され、レジストローラ110まで達し、前記
と同様に画像形成、搬送、定着部を通り、今度は排紙ト
レー117上に排出される。 3)両面コピーの場合、排紙反転部115を通り、一
度、排紙ローラ116により用紙Pの一部を機外へ排出
し、用紙Pの終端がフラッパー118を通過し、排紙ロ
ーラ116に挟持させているタイミングに前記フラッパ
ー118を制御し前記排紙ローラ116を逆回転させ用
紙Pを再度機内へ搬送し再給紙搬送部119,120を
搬送され、レジストローラ110まで搬送し、前記と同
様に画像形成、搬送、定着部を通り今度は排紙トレー1
17上に排出される。
【0024】上記構成の電子写真画像形成装置におい
て、感光体ドラム104の回りには現像装置201とク
リーニング器202、一次帯電器203等の装置が配置
されている。現像装置201は原稿101の情報を光学
部103により感光体ドラム104に静電潜像として結
像した情報を顕在化するためにトナーを前記感光体ドラ
ム104上に吸着させるのにトナーを供給しており、前
記現像装置201にトナーを補給するためのトナーカー
トリッジ2が装置本体14に着脱可能に設けられてい
る。
【0025】上記において、現像装置201は感光体ド
ラム104と微小隙間(約300μm)をおいて現像ロ
ーラ201aを有し、現像に際しては、現像ブレード2
01bによってトナーに摩擦帯電電荷を与えると共に現
像ローラ201aに薄層のトナー層を形成し、感光体ド
ラム104との間に現像バイアスを加えることにより感
光体ドラム104上に潜像を現像する。
【0026】現像によって減少するトナーはトナー補給
装置100から補給される。トナー補給装置100内の
トナーがなくなると、図14、図15に示すように装置
本体124の前面上部角に設けた開口部122下縁に枢
着してある開閉部材121を開けるとトナーカートリッ
ジ2を取り外し可能に装着する装着手段であるホルダー
31が見える。このホルダー31に円筒形のトナーカー
トリッジ2を挿入するとホルダー31の長手方向に設け
たガイド手段に導かれてトナーカートリッジ2は挿入さ
れ、図1に示すように軸13に固定した受動側カップリ
ング15aが装置本体124に設けたカップリング15
と係合するようになっている。そして上記開閉部材12
1を閉めると電源スイッチが入り画像形成装置は駆動可
能となる。
【0027】図1は本発明に係るトナー補給装置100
の構成を示す断面図である。
【0028】トナーカートリッジ(図面中にはトナーC
RGと記す)2は、円筒状の密閉容器11の内側に容器
11中心において容器ふた11a及び軸受11bに回転
自在に支持される軸13にトナーの攪拌搬送羽根12が
固定され、容器11にトナーが所定量充填されている。
攪拌搬送羽根12はくし歯状に裁断したマイラーシート
を軸13に接着したものであり、軸13の図中右端に固
定された受動側カップリング15aはカップリング15
の爪に係脱可能に係合している。このトナーカートリッ
ジ2は横置きで用いられる。カップリング15はギア1
6と連結され駆動源となるモータ1のモータ軸に固定し
たギア1aがギア16と噛み合い、モータ1から駆動が
伝達されるように構成されている。カップリング15、
ギア16、ギア1a,モータ1は装置本体124側に設
けられている。
【0029】容器11の左端は把手11dと一体のふた
11cが嵌入固定されている。なお、軸13と容器11
の間には図示しないシール部材が設けられ容器11中の
トナーがもれ出ないようにしてある。
【0030】トナーカートリッジ2は、装置本体124
のホルダー31に対して脱着可能に構成され、トナーカ
ートリッジ2内のトナーが消費されて空になった場合に
はユーザーが新しいトナーカートリッジ2と交換する。
【0031】トナーカートリッジ2の下方にはトナーカ
ートリッジ2に平行してトナー収容部としてサブホッパ
ー3が配されている。サブホッパー3には水平方向の攪
拌羽根22が回転可能に軸支され、さらにその下方には
攪拌羽根22に平行して搬送スクリュー23がやはり回
転自在に軸支されている。攪拌羽根22及び搬送スクリ
ュー23の夫々の軸22a,23aは、ギア列25に連
結されており、ギア列25を駆動する図示しない駆動源
によって駆動を与えられる。
【0032】トナーカートリッジ2の一端部付近下部に
は下向きの開口14が設けられており、攪拌搬送羽根1
2が回転することによってトナーカートリッジ2内のト
ナーは徐々に移動し開口14より排出される。ホルダー
31とサブホッパー3にも開口26が開口14に対向し
て設けられており(サブホッパー3の開口は図を省略し
てある)、開口14より排出されたトナーは重力により
落下してサブホッパー3に収容されるようになる。サブ
ホッパー3は搬送スクリュー23の上方が仕切り28に
より空間的に仕切られており落下したトナーが直接スク
リュー23へ到達することはなく必ず攪拌羽根22によ
って攪拌されるように構成されている。攪拌羽根22は
回転により若干の搬送作用を生じるようなワイヤー状の
らせんが設けてあって、トナーは攪拌されつつも徐々に
図中右方向へ仕切り28上を移動するようになる。仕切
り28の最右端部まで移動すると、トナーは搬送スクリ
ュー23によって今度は図中左方向へ仕切り28の下を
搬送される。搬送スクリュー23の左端部近傍には開口
27が設けられており、ここから現像装置201に設け
たトナーホッパー201cへとトナーが供給される。
【0033】サブホッパー3の端壁21には残量センサ
24が設けられサブホッパー3内のトナーの有無を検知
する。残量センサ24は例えばピエゾ式センサでありセ
ンサ面近傍のトナーの有無によって出力電圧が変動する
ことを利用してトナー粉面の高さを検出するものであ
る。
【0034】また図2に示すようにトナーカートリッジ
2の挿入方向奥側端部にはフラッグ17が設けられ、ホ
ルダー31側にはフォトセンサ32が設けられている。
トナーカートリッジ2がホルダー31に装填された状態
ではフォトセン32はフラッグ17にしゃ光され、逆に
装填されない状態ではしゃ光されない。これによってト
ナーカートリッジ2が装填されているか否かを検知する
ことができる。
【0035】このようなトナー補給装置においてトナー
カートリッジ2から開口14,26を通じてサブホッパ
ー3へのトナー排出量の様子は図3に示したようにな
る。図3は横軸に新品のトナーカートリッジ2を最初に
駆動してトナー排出を開始してから積算動作時間T(s
ec)をとり、縦軸に、各積算動作時間Tにおける単位
時間当たりのトナー排出量V(g/sec)をとってそ
の関係を表わしたものである。図3からわかるように、
積算動作時間Tが少ないとき例えばT1 のときには、ト
ナーカートリッジ2の中にはトナーが多量に入ってお
り、このとき単位時間当りのトナー排出量V1 は非常に
多い。すなわち、トナーカートリッジ2の攪拌搬送羽根
12を比較的短時間駆動して回転させるだけで所定量の
トナーを排出させることができる。一方、積算動作時間
Tが多い例えばT2 のときにはトナーカートリッジ2の
中には少量のトナーしか残っておらずこのときの単位時
間当りのトナー排出量V2 は非常に少ない。すなわち、
トナーカートリッジ2の攪拌搬送羽根12を比較的長時
間駆動して回転させなければサブホッパー3を充填する
ための所定量のトナーを排出させることができない。
【0036】本発明においては、図4に示すようにトナ
ーカートリッジ2の有無を検知するフォトセンサ32及
びサブホッパー3内のトナー残量を検知する残量センサ
24及びトナーカートリッジ2の攪拌搬送羽根12を駆
動するモータ1の積算動作時間Tをカウントするカウン
タ35からの情報をもとに中央演算装置CPU36内で
演算処理を行ないその時点で最適な動作時間を決定す
る。
【0037】記憶素子ROM37には図5に示すような
横軸にモータ1の積算動作時間Tをとり、縦軸に残量セ
ンサ24がトナー無を検知してからモータ1が駆動して
サブホッパー3へトナーが充填されるまでの動作時間t
をとったルックアップテーブル38が記憶されている。
図5より明らかなようにサブホッパー3へトナーを充填
されるためのモータ1の動作時間は次第に増大する。即
ち、積算動作時間Tの増加につれてT−t曲線の微分値
は次第に増大する曲線である。従って、トナー供給のた
めに動作するモータ1の動作時間ti(ただしiは順序
数)は前回のモータ1の動作時間ti-1よりも今回のモ
ータ1の動作時間tiが大きくなるということが継起す
るものである。ルックアップテーブル38によれば積算
動作時間Tが少ないとき例えばT1 のときはトナーカー
トリッジ2の攪拌搬送羽根12を駆動する動作時間t1
は短かい時間に設定され積算動作時間Tが多いとき例え
ばT2 のときはトナーカートリッジ2の攪拌搬送羽根1
2を駆動する動作時間t2 は長い時間に設定される。
【0038】又上述より明らかなように、トナーカート
リッジ2内のトナー残量はモータ1の積算動作時間Tま
たは動作時間tに従って減少していくのでCPU36は
これら時間Tまたはtに基づいてトナー残量を演算し、
トナーカートリッジ内トナー残量表示器39に表示する
(図4参照)。この値は間接にトナー残量を演算するも
のであるから概略の値である。
【0039】次に具体的な制御フローについて図6を用
いて説明する。
【0040】ステップS1で図示しない画像形成装置本
体の電源が最初にONされると、まずステップS2でフ
ォトセンサ32がトナーカートリッジ(トナーCRG)
2が装填されているか否かを検知する。トナーカートリ
ッジ2が検知されない場合には図示しない表示手段を用
いてトナーカートリッジ2の挿入をうながす表示がユー
ザーに対して示されステップS2−1でトナーカートリ
ッジ2が挿入されるかあるいはまたはじめからトナーカ
ートリッジ2か装填されている場合にはその存在がフォ
トセンサ32によって検知され次のステップS3に進
む。
【0041】ステップS3で新品のトナーカートリッジ
2(トナーがフル充填されているトナーカートリッジ
2)に対して攪拌搬送羽根12を駆動するモータ1の積
算動作時間Tをカウントするカウンタ35の値がリセッ
トされ積算動作時間T=0が入力される。
【0042】次にステップ4でサブホッパー3内のトナ
ー残量を検知する残量センサ24がトナーの有無を検知
し、トナー粉面高さがトナーカートリッジ2からトナー
を供給する必要のある高さまで低下しているか否かを判
断する。トナー残量が充分であると判断された場合には
ステップS4−1へ進み画像形成装置によって通常のプ
リント動作が実施されプリント動作完了後再びトナー残
量を検知するルーチンに回帰する。この間に画像形成装
置の本体電源のOFF/ONが行なわれた場合にもやは
り同様にトナー残量を検知するルーチンに回帰する。
【0043】通常のプリント動作が数回実施されると、
その間にサブホッパー3内のトナーは消費され、残量セ
ンサ24がトナー無を検知し、サブホッパー3内のトナ
ーが不足していると判断される。するとステップS5へ
進みトナーカートリッジ2の攪拌搬送羽根12を駆動す
るモータ1かONとなりトナーカートリッジ2からサブ
ホッパー3へのトナー供給が開始される。
【0044】同時にステップS6でモータ1を駆動して
いる間の総時間数をカウンタ35がカウントしステップ
S7で積算動作時間Tを算出する。さらにCPU36は
ルックアップテーブル38を参照して、積算動作時間T
に対応するサブホッパー3にトナーが充填される最適の
動作時間tを求める。
【0045】モータ1はONされた時刻から起算して上
記動作時間tだけ動作した後にステップS8でOFFさ
れてトナー供給動作が完了する。またこの間にカウンタ
35にはT+tの値が入力され次回のトナー供給動作に
備えられる。
【0046】トナー供給動作が完了すると再び残量セン
サ24がトナーの有無を検知する。ステップS9でトナ
ー無ではないと検知されれば、ステップS4−1へ戻り
通常のプリント動作に復帰する。しかしながらトナー無
であると検知されればトナー供給動作を実施したにもか
かわらず実際にはトナーが供給されなかったとして、ト
ナーカートリッジ内のトナーがすでに全て排出され空に
なったと判断しステップ10でトナーカートリッジ内ト
ナー残量表示器39を用いてトナーカートリッジを新し
いものに交換するよう促す表示がユーザーに対して示さ
れている。ステップS2−1で新しいトナーカートリッ
ジ2が装填されると再びステップS2でフォトセンサ3
2によって存在を検知されるとともにステップS3でカ
ウンタ35の値がリセットされ積算動作時間T=0が入
力され前述したのと同様の動作を練り返すようになる。
【0047】上述したように、モータ1の積算動作時間
Tに対応した最適の動作時間tだけ、トナー供給動作を
実施することにより、本発明の目的は達成させられる。
【0048】さらに本発明においては図7に示すように
カウンタ35がカウントしたモータ1の積算動作時間T
が、所定の時間T3 よりも小さいか否かをステップS6
−1で判定する。時間T3 は図5に示したルックアップ
テーブル38においてトナー供給動作のためのモータ1
の動作時間をt3 だけ必要とするような積算動作時間T
3 であって、このときのトナーカートリッジ2内のトナ
ー残量はかなり少なくなってきており、トナーの排出量
も低下して動作時間t 3として長い時間を要するように
なっている。ここでT≦T3 である場合には図6で示し
たフローと同様にそのままステップ7へ進みモータ動作
時間tの算出を実施する。
【0049】一方、T≦T3 でない場合即ちT>T3
場合にはトナーカートリッジ2内のトナー残量が少なく
なり空に近くなってきた状態であると判断しステップS
6−2でトナーカートリッジ内トナー残量表示器39を
用いてトナーカートリッジ2内のトナー残量が少なくな
っている旨をユーザーに対して示し、新しいトナーカー
トリッジ2の準備を促すようにする。
【0050】これによりユーザーはトナーカートリッジ
2が完全に空になる以前にトナー残量が少ないことを認
知でき事前に新しいトナーカートリッジ2への交換準備
を行なうことが可能となる。
【0051】次に他の実施の形態に関する具体的な制御
フローについて図9を用いて説明する。
【0052】ステップR1で画像形成装置本体124の
電源がONされるとステップR2で残量センサ24がト
ナーの有無を検知し、トナー粉面の高さがトナーカート
リッジ2からトナーを供給する必要のある高さまで低下
しているか否かを判断する。トナー残量が充分であると
判断された場合にはステップR2−2へ進み画像形成装
置によって通常のプリント動作が実施され、プリント動
作終了後再びトナー残量を検知するルーチンに回帰す
る。
【0053】通常のプリント動作が数回実施されるとそ
の間にサブホッパー3内のトナーは消費され、残量セン
サ24がトナー無を検知し、サブホッパー3内のトナー
が不足していると判断される。するとステップR3でト
ナーカートリッジ2の攪拌搬送羽根12を駆動するモー
タ1がONとなりトナーカートリッジ2からサブホッパ
ー3へのトナー供給が開始される。
【0054】この直後からステップR4で残量センサ2
4はトナーの有無の検知を続行する。トナーが供給され
ることによりいずれ残量センサ24はトナー有を検知す
るようになる。この過程でステップR5でCPU36は
図8に示すようにモータ1がONされた時刻から起算し
て残量センサ24がトナー有を検知した時刻までに要し
た時間ts を算出する。
【0055】図10は、このときのサブホッパー3内の
トナーの粉面高さの様子を示したものである。粉面41
は残量センサ24がトナー無を検知したときの粉面高さ
を表わしている。ここからモータ1がONとなってトナ
ーが供給され、L1 だけの容量のトナーが供給されたと
ころで粉面高さは粉面42となり残量センサ24はトナ
ー有を検知する。
【0056】トナーカートリッジ2内にトナーが多量に
入っているときには単位時間あたりのトナー排出量は多
いので短かい時間ts で容量L1 のトナーが供給され、
逆にトナーカートリッジ2内にトナーが少ししか入って
いないときには単位時間あたりのトナー排出量は少ない
ので長い時間ts をかけて容量L1 のトナーが供給され
ることになる。
【0057】また粉面43はトナーの供給が完了したと
きに想定される粉面高さであり粉面42からさらに容量
2 だけトナーが供給された状態である。ここでL2
a×L1 (a定数)であるとすれば容量L2 を供給する
ために要する時間tT はほぼtT =a×ts と計算され
る。CPU36は時間tT を算出し、モータ1の動作時
間として時間ts +tT だけモータ1を動作させた後に
モータ1をOFFさせる制御を行なう。ここでトナー供
給動作は完了し通常のプリント動作へ復帰する。
【0058】図11に示すようにモータ1がONしてか
ら残量センサ24がトナー有を検知するまでの時間ts
と、この時間ts 後に容量L2 のトナーをトナーカート
リッジ2からトナーホッパー3へ送り出すためのモータ
1の運転時間Tt は前述のようにtT =a×ts で直線
的に比例する。
【0059】従ってモータ1がONしてから残量センサ
24がトナー有を検知するまでの時間ts までの時間と
した場合におけるモータ1の総運転時間ts +tT の関
係は図5、図11を参照して図12に示すようになる。
【0060】このようにしてトナーカートリッジ2から
サブホッパー3へのトナー排出量が多い場合には短時間
でトナー供給動作を完了し、またトナーカートリッジ2
からサブホッパー3へのトナー排出量が少ない場合には
長時間かけてトナー供給動作を実施できるようになる。
【0061】さらにステップR6で時間ts が所定の時
間tLim よりも大きい場合には、ステップR7でトナー
カートリッジ2内のトナー残量が極めて少ないために容
量L1 を排出するのにかなりの時間を要しているものと
して、表示器39を用いてトナーカートリッジ2内まト
ナー残量が少なくなっている旨をユーザーに対して示
し、新しいトナーカートリッジ2の準備を促すようにす
る。
【0062】ステップ6でts <tLim の場合はステッ
プ8へ進みモータ1の動作時間ts+tT を算出してモ
ータ1をts +tT 駆動後ステップ9へ進みモータ1を
停止しステップR2−2へ戻り通常プリントと動作可能
となる。
【0063】またステップR4でトナーカートリッジ2
内のトナーが完全に空となった場合には残量センサ24
は永久にトナー無を検知する。そこでステップR10で
CPU36はモータ1をOFFしてトナー供給動作を完
了してステップR11でやはり図示しない表示手段を用
いてトナーカートリッジ2が空になった旨をユーザーに
対して示し新しいトナーカートリッジへの交換を促すよ
うにする。
【0064】なお、本発明に於いてCPU36により算
出されるトナー供給動作時間tは、無段階に変化して設
定されるものに限定されるものではなく図16、図17
に示すように複数段に区切られて、段階的に変化するも
のであっても構わない。図16は図5の曲線を基準にし
て複数段階にトナー供給動作時間tを制御するためのル
ックアップテーブルである。図17は図12の曲線を基
準にし複数段階にサブホッパーへトナーを充填するのに
要するモータの総運転時間ts+tTを求めるようにした
ものである。
【0065】
【発明の効果】上述のように本願発明によればトナーカ
ートリッジ内のトナー量に応じてトナーカートリッジの
駆動手段の動作時間を可変としたことにより、トナー収
容部に必要とされるほぼ一定量のトナーを排出できる。
また必要だけトナー収容部へトナーを送る間だけトナー
駆動手段が駆動されるため、トナーの圧縮によるケーキ
ングが生じない。又、トナーの粗粒化が生じない。トナ
ーカートリッジの駆動手段を駆動するための電力消費量
が小さくなる。トナーを圧縮することがないのでトナー
補給装置のシール部からのトナーもれ、シール部でのト
ナー粗粒の発生がなく、トナーカートリッジの駆動手段
の運転時間が現象するため、この駆動手段の寿命が長く
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の係るトナー補給装置の構成を示す縦断
面図である。
【図2】トナーカートリッジとホルダーの後部を示す側
面図である。
【図3】本発明に係るトナーカートリッジからの排出量
を示す線図である。
【図4】実施の形態1に係る制御手段のブロック図であ
る。
【図5】実施の形態1に係る制御手段のルックアップテ
ーブルである。
【図6】実施の形態1に係る制御手段のフローチャート
である。
【図7】実施の形態1に係る制御手段のフローチャート
の部分である。
【図8】実施の形態2に係る制御手段のブロック図であ
る。
【図9】実施の形態2に係る制御手段のフローチャート
である。
【図10】実施の形態2に係る制御手段のサブホッパー
内の粉面を表わす図である。
【図11】サブホッパーへトナーを充填動作において残
量センサがトナー有を検知するまでの運転時間と、更に
サブホッパーを充填するに要する運転時間の関係を示す
線図である。
【図12】残量センサがトナー有を検知するまでの運転
時間とトナー補給時間の関係を示す線図である。
【図13】電子写真画像形成装置の縦断面図である。
【図14】図11の外観の斜視図である。
【図15】図14においてトナー容器の装着を示す斜視
図である。
【図16】実施の形態1の変形例で段階的ルックアップ
テーブルである。
【図17】残量センサがトナー有を検知するまでの運転
時間とトナー補給時間の関係が段階的な場合の線図であ
る。
【符号の説明】
T…積算動作時間 V…単位時間当りのトナー排出量 t…空のサブホッパーへトナーが充填されるまでのモー
タの動作時間 tm…モータが動作を開始する時刻 ts…残量センサーがトナー有を検知する時刻 1…モータ 1a…ギア 2…トナーカートリッジ(トナーCRG) 3…サブホッパー 11…容器 11a…容器ふた 11b…軸 11c…
ふた 11d…把手 12…攪拌搬送羽根 13…軸 14…開口 15…カップリング 15a…受動側カップリング 16…ギア 17…フラグ 21…端壁 22…攪拌羽根 22a…軸 23…搬送スクリュー 23a…軸 24…残量センサ 25…ギア列 26…開口 27…開口 28…仕切り 31…ホルダー 32…フォトセンサ 35…カウンタ 36…CPU 37…ROM 38…ルックアップテーブル 39…トナー残量表示器 41…粉面 42…粉面 43…粉面 100…トナー補給装置 101…原稿 102…原稿台ガラス 103…光学部 104…感光体ドラム 105…給紙カセット 105A…給紙分離装置 106…給紙カセット 106A…給紙分離装置 107…給紙カセット 107A…給紙分離装置 108…給紙カセット 108A…給紙分離装置 109…搬送部 110…レジストローラ 111…転写帯電器 112…分離帯電器 113…搬送部 114…定着部 115…排紙反転部 116…排紙ローラ 117…排紙トレー 118…フラッパー 119,120…再給紙搬送路 121…開閉部材 122…開口部 124…装置本体 201…現像装置 201a…現像ローラ 201b…
現像ブレード 201c…トナーホッパー 202…ク
リーニング器 203…一次帯電器

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トナーを攪拌搬送するための攪拌搬送手
    段を有しトナーを収納したトナーカートリッジと、前記
    攪拌搬送手段を駆動するための駆動手段と、トナーカー
    トリッジから送られるトナーを収容し現像手段にトナー
    を供給するためのトナー収容部と、前記トナー収容部の
    トナー残量を検知するための検知手段と、を有し、トナ
    ーカートリッジ内のトナー量に応じて前記トナーカート
    リッジの駆動手段の動作時間を可変としたことを特徴と
    するトナー補給装置。
  2. 【請求項2】 上記トナーカートリッジの駆動手段の積
    算動作時間に対してトナーカートリッジの駆動手段の動
    作時間とトナーカートリッジからトナー収容部へのトナ
    ーの排出量との関係から求められるルックアップテーブ
    ルと、トナーカートリッジが新しく挿入されたことを検
    知する検知手段と、トナーカートリッジの駆動手段の積
    算動作時間をカウントするカウント手段と、これらの情
    報を元にトナーカートリッジの駆動手段の動作時間を制
    御する制御手段を有することを特徴とする請求項1に記
    載のトナー補給装置。
  3. 【請求項3】 前記ルックアップテーブルはトナーカー
    トリッジの駆動手段の積算動作時間に対してトナーカー
    トリッジの動作時間をトナーカートリッジからトナー収
    容部への排出量がほぼ一定となるように定められている
    ことを特徴とする請求項2に記載のトナー補給装置。
  4. 【請求項4】 トナーカートリッジの駆動手段の駆動時
    間は前回サブホッパーを充填するために駆動した時間よ
    りも前回の次の今回サブホッパーを充填するために駆動
    する時間が長いことを特徴とする請求項1から3の何れ
    か1つに記載のトナー補給装置。
  5. 【請求項5】 上記トナーカートリッジの駆動手段の動
    作時間に応じて、該トナーカートリッジ内のトナー残量
    の概略を表示する手段を有することを特徴とする請求項
    1から3の何れか1つに記載のトナー補給装置。
  6. 【請求項6】 前記ルックアップテーブルにはトナーカ
    ートリッジ中のトナーの残りが少なくなった状態のトナ
    ーカートリッジの駆動手段の積算動作時間が示されてお
    り、前記制御手段はこの積算動作時間と今回トナーカー
    トリッジの駆動手段を駆動するまでのトナーカートリッ
    ジの駆動手段の積算動作時間を比較して、前者の積算動
    作時間よりも後者の積算動作時間が大きい場合にはトナ
    ーカートリッジ内のトナー残量が少ないとの表示を行う
    ことを特徴とする請求項4に記載のトナー補給装置。
  7. 【請求項7】 前記ルックアップテーブルは制御手段中
    の記憶素子ROMに設けられていることを特徴とする請
    求項2から6の何れか1つに記載のトナー補給装置。
  8. 【請求項8】 トナーカートリッジの駆動手段が動作を
    開始する時刻と、上記トナー収容部のトナー残量を検知
    するための検知手段がトナー有りを再検知する時刻とを
    計測する計測手段と、これらの情報を元に以後のトナー
    カートリッジの駆動手段の動作時間を制御する制御手段
    を有することを特徴とする請求項1に記載のトナー補給
    装置。
  9. 【請求項9】 前記時刻を計測する計測手段が計測した
    検知時間の長さに応じてトナーカートリッジの駆動手段
    の動作時間を長くすることを特徴とする請求項8に記載
    のトナー補給装置。
  10. 【請求項10】前記トナーカートリッジの駆動手段の動
    作時間は段階的に可変に制御されることを特徴とする請
    求項2または8に記載のトナー補給装置。
  11. 【請求項11】 前記トナー収納部は一端側上部からト
    ナーカートリッジよりトナー補給を受けると共に一端側
    下部から現像手段へトナーを排出する開口を有する横長
    の容器状であって、上記一端側より横方向に中間部まで
    仕切りを有し、仕切り上に一端側から他端側へトナーを
    移動させる部材と、仕切り下に他端側から一端側へトナ
    ーを搬送する部材と、を有し、トナーの残量を検知する
    ための検知手段を一端側の仕切りより上に有することを
    特徴とする請求項1に記載のトナー補給装置。
  12. 【請求項12】 前記トナーカートリッジは横長円筒状
    の容器と、前記容器の中心にて回転自在に支持された軸
    と、前記軸に取り付けられた攪拌搬送羽根と、前記軸端
    に設けられ前記駆動手段と係脱可能な受動側カップリン
    グと、トナー収容部へトナーを排出する開口を有するこ
    とを特徴とする請求項1から11の何れか1つに記載の
    トナー補給装置。
  13. 【請求項13】 トナーを攪拌搬送するための攪拌搬送
    手段を有しトナーを収納したトナーカートリッジを着脱
    可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置
    において、 a.電子写真感光体ドラムと、 b.前記電子写真感光体ドラム上の潜像をトナーを用い
    て現像するための現像手段と、 c.トナーカートリッジを取り外し可能に装着するため
    の装着手段と、 d.前記攪拌搬送手段を駆動するための駆動手段と、ト
    ナーカートリッジから送られるトナーを収容し現像手段
    にトナーを供給するためのトナー収容部と、前記トナー
    収容部のトナー残量を検知するための検知手段と、を有
    し、トナーカートリッジ内のトナー量に応じて前記トナ
    ーカートリッジの駆動手段の動作時間を可変としたトナ
    ー補給装置と、を有することを特徴とする電子写真画像
    形成装置。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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