JP2721366B2

JP2721366B2 - 画像形成装置のトナー濃度制御装置

Info

Publication number: JP2721366B2
Application number: JP63281827A
Authority: JP
Inventors: 清隆柴田; 隆雄市橋
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1988-11-08
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH02127675A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、画像形成装置のトナー濃度制御装置、特
に、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
濃度制御装置に関する。

〔従来の技術〕

潜像が形成される感光体と、前記感光体の潜像をトナ
ーによって現像する現像部とを備えた従来の画像形成装
置、例えば複写機には、一般にトナーとキャリアからな
る二成分現像剤が用いられる。前記現像部はトナー濃度
制御装置を有している。そして、トナー濃度制御装置と
して、現像部にトナーを補給するためのトナー補給部
と、現像部内のトナー濃度を検出するトナーセンサと、
感光体近傍に設置され温度を検出する温度センサと、補
給用トナーがエンプティになったことを知らせるための
トナーエンプティ表示とを備えたものが知られている。
トナーセンサとしては、現像部内のトナー濃度をインダ
クタンス変化によって検出し、これを電圧の変化として
出力するセンサが使用されている。このトナーセンサ
は、トナー濃度が低くなる程、出力値が高くなるという
性質を有している。

そのトナー濃度制御装置では、トナーセンサからの出
力値がトナー補給を行うべき値に達するとトナー補給部
を作動させ、該出力値が補給用トナーが全て消費された
と判断される値に達するとトナーエンプティ表示を行
う。これによって、現像部内のトナーが不足すればトナ
ーが補充され、補充用トナーも無くなればその旨が警告
されるようになっている。この場合、使用されているト
ナーセンサの性質上、第２図に破線で示すように温度が
上昇するとトナーセンサからの出力インダクタンスが上
昇する。そこで、トナーセンサの出力インダクタンスの
変化に合わせて、温度領域を例えば低温領域、中温領域
及び高温領域に分け、各温度領域毎に適切な制御を行う
べく制御レベルを３段階に設定している。なお、第２図
において、V_CLは低温領域におけるトナー補給レベル、V
_ELは低温領域におけるトナーエンプティレベル、V_CMは
中温領域におけるトナー補給レベル、V_EMは中温領域に
おけるトナーエンプティレベル、V_CHは高温領域におけ
るトナー補給レベル、V_EHは高温領域におけるトナーエ
ンプティレベルである。

ところで、そのトナー濃度制御装置において、たとえ
ば、温度が高温領域内にあった際にトナーセンサの出力
値がV_CHよりも僅かに低い状態（例えば第２図の点Ａ）
にあったとする。この状態から、温度が低下して中温領
域に入ったとすると（例えば第２図の点Ｂ）、現像器内
のトナー濃度に変化が無くてもトナーセンサの出力値は
V_EMを超え、トナー補給動作によってトナーの補充が可
能な状態であるにも拘らずトナーエンプティ表示が点灯
してしまう。

そこで、このようなトナー濃度制御装置では、高温領
域から中温領域に移行した直後の一定期間及び中温領域
から低温領域に移行した直後の一定期間においては、ト
ナーエンプティレベルの検知を無視し、トナーエンプテ
ィ表示を点灯させないように制御している。一方、その
一定期間内でもトナー補給動作に行われるので、トナー
センサの出力値はやがてトナーエンプティレベルより低
くなり、当該一定期間が経過した後にトナーエンプティ
表示が点灯することはない。なお、その一定期間の計算
は、高温領域から中温領域に移行した時点或いは中温領
域から低温領域に移行した時点でリセットされスタート
するタイマを用いて行うようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来のトナー濃度制御装置では、前記タイマによ
る一定期間の計測が終了する前に再び高温側の領域に温
度が移行し、再び低温側の領域に温度が移行した場合に
は、タイマは再びリセットされスタートしてしまう。し
たがって、その構成では、温度が、高温側の領域と低温
側の領域との間で微妙に何度も変化した場合や、高温側
の領域と低温側の領域との丁度中間となって所謂チャタ
リング状態となった場合等には、タイマが繰り返しリセ
ットされスタートしてしまい、トナーエンプティ表示は
いつまでもなされない。即ち、前記従来のトナー濃度制
御装置では、実際にトナーエンプティの状態となってし
まっても、その旨の表示がなされない場合が生じる。こ
のときには、トナーエンプティ表示がなされないまま、
画像濃度が著しく低下してしまう。また、場合によって
は、キャリア引き等を起こして、感光体ドラムを傷つけ
てしまう。

この発明の目的は、トナーエンプティレベルの検知を
一定期間無視してトナーエンプティ表示を点灯させない
ように制御している場合であっても、実際にトナーエン
プティの状態になり画像濃度が著しく低下してしまうこ
と及びキャリア引き等により感光体ドラムが損傷してし
まうことを確実に防止することのできるトナー濃度制御
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る画像形成装置のトナー濃度制御装置
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
制御装置である。第１図に示すように、このトナー濃度
制御装置は、トナーセンサと、温度センサと、トナー補
給部と、トナーエンプティ表示手段と、第１トナー制御
手段と、第２トナー制御手段と、トナーエンプティ表示
制限手段と、トナーエンプティ絶対表示手段とを備えて
いる。

前記トナーセンサは、現像部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。前記温度センサは、現像部近
傍に設置され温度を検出するセンサである。前記トナー
補給部は、現像部にトナーを補給するための補給部であ
る。前記トナーエンプティ表示手段は、現像部内の現像
部のトナー濃度が減少し補給用トナーが全て消費された
ことを知らせるためのものである。

前記第１トナー制御手段は、温度センサに基づく温度
が低温側のときに有効となり、トナーセンサからの出力
値がトナー補給を行うべき第１トナー制御値に達すると
トナー補給部を作動させ、該出力値が補給用トナーが全
て消費されたと判断される第１トナーエンプティ値に達
すると前記トナーエンプティ表示手段を作動させる手段
である。前記第２トナー制御手段は、温度センサに基づ
く温度が高温側のときに有効となり、トナーセンサから
の出力値がトナー補給を行うべき第２トナー制御値に達
すると前記トナー補給部を作動させ、該出力値が補給用
トナーが全て消費されたと判断される第２トナーエンプ
ティ値に達するとトナーエンプティ表示手段を作動させ
る手段である。前記トナーエンプティ表現制御手段は、
温度センサに基づく温度が高温側から低温側に移行した
ときに一定時間作動し、トナーセンサからの出力値が第
１トナーエンプティ値に達していたとしてもトナーエン
プティ表示手段を作動させないように第１トナー制御手
段を制限する手段である。前記トナーエンプティ絶対表
示手段は、トナーセンサに基づく出力値が、温度センサ
に基づく温度に関係なく補給用トナーが全て消費された
と判断される値に達した場合に、トナーエンプティ表示
制限手段による制限に拘らずトナーエンプティ表示手段
を作動させる手段である。

〔作用〕

この発明に係る画像形成装置のトナー濃度制御装置で
は、トナーセンサが、現像部内のトナー濃度をインダク
タンス変化によって検出し、これを電圧の変化として出
力する。また、温度センサが、現像部近傍の温度を検出
する。

ここで、温度センサに基づく温度が高温側のときに
は、トナーセンサからの出力値がトナー補給を行うべき
第２トナー制御値に達すると、第２トナー制御手段がト
ナー補給部を作動させ、現像部にトナーが補給される。
また、トナーセンサからの出力値が補給用トナーが全て
消費されたと判断される第２トナーエンプティ値に達す
ると、第２トナー制御手段がトナーエンプティ表示手段
を作動させ、オペレータに現像部内の現像剤のトナー濃
度が減少し補給用トナーが全て消費されたことを知らせ
る。

一方、温度センサに基づく温度が低温側のときには、
トナーセンサからの出力値がトナー補給を行うべき第１
トナー制御値に達すると、第１トナー制御手段がトナー
補給部を作動させ、現像部にトナーが補給される。ま
た、トナーセンサからの出力値が補給用トナーが全て消
費されたと判断される第１トナーエンプティ値に達する
と、第１トナー制御手段がトナーエンプティ表示手段を
作動させ、オペレータに現像部内の現像剤のトナー濃度
が減少し補給用トナーが全て消費されたことを知らせ
る。

但し、温度センサに基づく温度が低温側のときであっ
ても、高温側から低温側に移行した場合の一定時間内に
は、トナーエンプティ表現制限手段が、トナーセンサか
らの出力値が第１トナーエンプティ値に達していたとし
てもトナーエンプティ表示手段を作動させないように、
第１トナー制御手段を制限する。これによって、トナー
エンプティの状態でないにも拘わらずその旨がオペレー
タに知らされてしまうことが防止される。

更に、この発明では、トナーセンサに基づく出力値
が、温度センサに基づく温度に関係なく補給用トナーが
全て消費されたと判断される程度に低下した場合には、
トナーエンプティ表現制限手段による制限に拘らず、ト
ナーエンプティ絶対表示手段がトナーエンプティ表示手
段を作動させる。即ち、たとえトナーエンプティ表現制
限手段がトナーエンプティ表示手段を作動させないよう
に第１トナー制御手段を制限していても、極端にトナー
濃度が低下した場合には、トナーエンプティの状態であ
ることがオペレータに確実に知らされる。これによっ
て、画像濃度の著しい低下及びキャリア引き等による感
光体ドラムの損傷を確実に防止することができる。

〔実施例〕

この発明を複写機に採用した場合の一例を第３図に示
す。

第３図において、複写機本体11の上面には原稿台12が
固定されており、原稿台12の上部には原稿押さえ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
紙カセット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
レイ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
19は、光源，ミラー等から構成されている。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。給紙カセット14,15と感光体ドラム20等によって構
成される画像形成部との間及びその画像形成部の下流側
には、それぞれ、用紙を搬送する給紙搬送器27及び排紙
搬送路28が設けられている。排紙搬送路28と排紙トレイ
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４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、攪拌ローラ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31内のトナー濃度を検出するため
のトナーセンサ35が取り付けられている。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
ーが収納されるようになっており、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グ31内に補充されるよう
になっている。また、感光体ドラム20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ようになってい
る。

また、この複写機は、第５図に示すように、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。
更に、制御部40には、複写機本体11の上端面に配置され
たランプ等からなる表示部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から接続されている。この制御部40は、CPU,ROM,RA
M等から構成されており、複写機を後述するように制御
する。

次に、この実施例の作用を、第6A図〜第6C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すると、まずステップ
S1において、複写用紙供給側を給紙カセット14に設定す
る等の初期設定が行われる。そして、ステップS2におい
て、オペレータによるキー入力を待つ。

キー入力があれば、ステップS3に移行する。ステップ
S3では、入力キーがコピーキーか否かを判断する。入力
キーがコピーキーでなければ、ステップS4に進み、入力
キーに応じた他の処理を行う。

ステップS3において、入力キーがコピーキーであれ
ば、第6B図のステップS5に移行する。ステップS5では、
コピー動作部43に対してコピー動作を開始させる。次
に、ステップS6では、温度センサ37からの入力に基づい
て、感光体ドラム20近傍の雰囲気が例えば10℃未満（低
温）であるか否かを判断する。10℃以上であれば、ステ
ップS7に移行する。ステップS7では、温度センサ37から
の入力に基づいて、感光体ドラム20近傍の雰囲気が例え
ば30℃以上（高温）であるか否かを判断する。30℃以上
であれば、ステップS8に移行する。

ステップS8では、トナーセンサ35からの入力に基づい
て、現像装置22にトナーを補充するべきか否かを判断す
る。即ち、トナーセンサ35からの出力が、第２図のV_CH
（高温領域におけるトナー補給レベル）に達しているか
否かを判断する。V_CHに達していなければ、ケーシング3
1内にはトナーが充分あるので、第6B図の処理を終え第6
C図のステップS23に移行する。ステップS8において、ト
ナーセンサ35の出力がV_CHに達している場合には、ステ
ップS9に移行する。ステップS9では、トナー補給部42を
一定期間駆動することによって、トナーホッパ32からケ
ーシング31にトナーを補充する。次に、ステップS10に
おいて、トナーエンプティの状態か否かを判断する。即
ち、トナーセンサ35からの出力が、第２図のV_EH（高温
領域におけるトナーエンプティレベル）に達しているか
否かを判断する。V_EHに達していなければ、トナーホッ
パ32内のトナーが無くなったとはまだ考えられないの
で、第6C図のステップS23に移行する。ステップS10にお
いて、トナーセンサ35の出力がV_EHに達している場合に
は、第6C図のステップS21に移行する。

次に、ステップS7で、感光体ドラム20近傍つまり現像
装置22近傍の雰囲気が30℃未満であったとすると、ステ
ップS11に移行する。ステップS11では、現像装置22近傍
の雰囲気が高温領域から中温領域に移行したところか否
かを判断する。高温領域から中温領域に移行したのであ
れば、ステップS12に移行し、タイマをリセットしてス
タートさせる。このタイマは、高温領域から中温領域に
移行した直後の一定期間ｔ及び中温領域から低温領域に
移行した直後の一定期間ｔにおいて、トナーエンプティ
の検知を無視し、トナーエンプティ表示を行わせないよ
うに制御するためのものである。ステップS11におい
て、現像装置22近傍の雰囲気が高温領域から中温領域に
移行したところでなければ、ステップS12の処理は行わ
ず、そのままステップS13に移行する。

ステップS13では、トナーセンサ35からの入力に基づ
いて、現像装置22にトナーを補充するべきか否かを判断
する。即ち、トナーセンサ35からの出力が、第２図のV
_CM（中温領域におけるトナー補給レベル）に達している
か否かを判断する。V_CMに達していなければ、ケーシン
グ31内にはトナーが充分あるので、第6B図の処理を終え
第6C図のステップS23に移行する。ステップS13におい
て、トナーセンサ35の出力がV_CMに達している場合に
は、ステップS14に移行する。ステップS14では、トナー
補充部42を駆動することによって、トナーホッパ32から
ケーシング31にトナーを補充する。次に、ステップS15
において、トナーエンプティの状態か否かを判断する。
即ち、トナーセンサ35からの出力が、第２図のV_EM（中
温領域におけるトナーエンプティレベル）に達している
か否かを判断する。V_EMに達していなければ、トナーホ
ッパ32内のトナーが無くなったとはまだ考えられないの
で、そのまま第6C図のステップ23に移行する。ステップ
S16において、トナーセンサ35の出力がV_EMに達している
場合には、第6C図のステップS21に移行する。

次に、ステップS6で、感光体ドラム20近傍の雰囲気が
10℃未満であったとすると、ステップS16に移行する。
ステップS16では、現像装置22近傍の雰囲気が中温領域
から低温領域に移行したところか否かを判断する。中温
領域から低温領域に移行したのであれば、ステップS17
に移行し、前記タイマをリセットしてスタートさせる。
ステップS16において、現像装置22近傍の雰囲気が中温
領域から低温領域に移行したところでなければ、ステッ
プS17の処理は行わず、そのままステップS18に移行す
る。

ステップS18では、トナーセンサ35からの入力に基づ
いて、現像装置22のトナーを補充するべきか否かを判断
する。即ち、トナーセンサ35からの出力が、第２図のV
_CL（低温領域におけるトナー補給レベル）に達している
か否かを判断する。V_CLに達していなければ、ケーシン
グ31内にはトナーが充分あるので、第6B図の処理を終え
第6C図のステップ23に移行する。ステップS18におい
て、トナーセンサ35の出力がV_CLに達している場合に
は、ステップS19に移行する。ステップS19では、トナー
補充部42を駆動することによって、トナーホッパ32から
ケーシング31にトナーを補充する。次に、ステップS20
において、トナーエンプティの状態か否かを判断する。
即ち、トナーセンサ35からの出力が、第２図のV_EL（低
温領域におけるトナーエンプティレベル）に達している
か否かを判断する。V_ELに達していなければ、トナーホ
ッパ32内のトナーが無くなったとはまだ考えられないの
で、第6C図のステップS23に移行する。ステップS20にお
いて、トナーセンサ35の出力がV_ELに達している場合に
は、第6C図のステップS21に移行する。

第6C図のステップS21では、ステップS12またはステッ
プS17でリセットされスタートしたタイマが起動中か否
かを判断する。当該タイマがタイムアップして起動を停
止した場合には、ここでの判断はNoとなる。即ち、より
高温側の領域からより低温側の領域に移行してから一定
時間ｔが経過した場合には、ステップS22に移行する。
ステップS22では、表示部41に対してトナーエンプティ
の表示を行わせる。これによって、オペレーターは、現
像装置22のトナーホッパ32内のトナーが無くなったこと
を知る。一方、当該タイマが起動している間は、ステッ
プS21での判断はYesとなり、ステップS24に移行する。

ステップS24では、トナーセンサ35からの出力が、第
２図のV_EAに達しているか否かを判断する。ここで、V_EA
とは、温度センサ37に基づく温度に関係なく補給用トナ
ーが全て消費されたと判断される出力値である。なお、
この実施例の場合には、一般として、V_EAがV_EHと同じ値
に設定されている。ステップS24で、トナーセンサ35か
らの出力がV_EAに達していない場合には、画像濃度の著
しい低下やキャリア引き等による感光体ドラムの損傷が
発生するまでにはまだ到っていないと考えられるので、
トナーエンプティ表示をしないままステップS23に移行
する。

ステップS24で、トナーセンサ35からの出力がV_EAに達
している場合には、画像濃度の著しい低下やキャリア引
き等による感光体ドラムの損傷が発生する可能性がある
ので、ステップS22に移行してトナーエンプティ表示を
再び行った後にステップS23に移行する。このように、
タイマが起動中であっても、画像濃度の著しい低下やキ
ャリア引き等による感光体ドラムの損傷が発生する可能
性がある場合には、トナーエンプティ表示を行うので、
トナーエンプティの状態であることがオペレータに確実
に知らされる。これによって、画像濃度の著しい低下及
びキャリア引き等による感光体ドラムの損傷を確実に防
止することができる。

ステップS23では、コピー動作の終了を判断する。コ
ピー動作が終了すれば、ステップS23から第6A図のステ
ップS2に戻る。

コピー動作が終了していなければ第6B図のステップS6
に移動して、以下トナー濃度制御を繰返す。

なお、前記実施例では、温度制御を３段階に分けて行
ったが、それに限られることはなく、２段階或いは４段
階以上の場合でも本発明を同様に実施できる。また、前
記実施例では、トナーエンプティの場合には単にその旨
の表示を行うだけであるが、それに限られることはな
く、トナーエンプティの場合は複写機の動作を停止させ
る構成を採用することもできる。

〔発明の効果〕

この発明に係るトナー濃度制御装置によれば、温度セ
ンサに基づく温度に関係なく補給用トナーが全て消費さ
れたと判断される程度にトナーセンサに基づく出力値が
低下した場合には、トナーエンプティ表現制限手段によ
る制限に拘らず、トナーエンプティ絶対表示手段がトナ
ーエンプティ表示手段を作動させる。したがって、この
発明によれば、トナーエンプティレベルの検知を一定期
間無視してトナーエンプティ表示を点灯させないように
制御している場合であっても、画像濃度の著しい低下及
びキャリア引き等による感光体ドラムの損傷を確実に防
止することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は温度
とトナーセンサの出力との関係を示すグラフ、第３図は
本発明を採用した複写機の一例を示す縦断面概略図、第
４図はその現像器の縦断面概略図、第５図はその制御部
のブロック図、第6A図ないし第6C図はその制御フローチ
ャートである。 20…感光体ドラム、22…現像装置、32…トナーホッパ、
35…トナーセンサ、37…温度センサ、41…表示部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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
のトナー濃度制御装置であって、前記現像部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トナーセ
ンサと、前記現像部近傍に設置され温度を検出する温度センサ
と、前記現像部にトナーを補給するためのトナー補給部と、前記現像部内の現像剤のトナー濃度が減少し補給用トナ
ーが全て消費されたことを知らせるためのトナーエンプ
ティ表示手段と、前記温度センサに基づく温度が低温側のときに有効とな
り、前記トナーセンサからの出力値がトナー補給を行う
べき第１トナー制御値に達すると前記トナー補給部を作
動させ、該出力値が補給用トナーが全て消費されたと判
断される第１トナーエンプティ値に達すると前記トナー
エンプティ表示手段を作動させる第１トナー制御手段
と、前記温度センサに基づく温度が高温側のときに有効とな
り、前記トナーセンサからの出力値がトナー補給を行う
べき第２トナー制御値に達すると前記トナー補給部を作
動させ、該出力値が補給用トナーが全て消費されたと判
断される第２トナーエンプティ値に達すると前記トナー
エンプティ表示手段を作動させる第２トナー制御手段
と、前記温度センサに基づく温度が高温側から低温側に移行
したときに一定時間作動し、前記トナーセンサからの出
力値が第１トナーエンプティ値に達していたとしても前
記トナーエンプティ表示手段を作動させないように前記
第１トナー制御手段を制限するトナーエンプティ表示制
限手段と、前記トナーセンサに基づく出力値が、前記温度センサに
基づく温度に関係なく補給用トナーが全て消費されたと
判断される絶対エンプティ値に達した場合に、トナーエ
ンプティ表示制限手段による制限に拘らず前記トナーエ
ンプティ表示手段を作動させるトナーエンプティ絶対表
示手段と、を備えた画像形成装置のトナー濃度制御装置。