JPH0934237A

JPH0934237A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0934237A
Application number: JP7182673A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Kitayama; 邦彦北山; Atsutomo Yoshizawa; 敦朋吉澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-19
Also published as: JP3412972B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現像器にトナーを補給するホッパのトナー残
量センサに異常が生じた場合、異常を早期に察知する。
またホッパからのトナー補給精度を向上させる。【解決手段】現像器４ｄへトナーを補給する第１ホッ
パ１０１と第１ホッパ１０１へトナーを補給する第２ホ
ッパ１１１を備え、第１ホッパ１０１のトナー残量を検
知するセンサ１０３の出力に応じてホッパ１０１、１１
１の異常を検知する。また、ホッパ１１１の残留検知セ
ンサ１１３をホッパのかくはん部材の１１４のかくはん
領域の上方に設ける。

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
された静電像にトナー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】

【背景技術】従来現像器内のトナー量を所定量に保つた
めにトナー補給容器としてのホッパから現像器内へのト
ナー補給を制御する現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）が知
られている。トナー補給制御のために例えば現像器内の
トナーに光を照射してその反射光量を検知することによ
り現像器内のトナー量を検知する方法が知られている
が、現像器内のトナーが光を反射しにくい場合には、こ
の方法は適さない。

【０００３】一方、現像器内のトナー量を予測するため
に所定濃度に対応した基準トナー像としてのトナーパッ
チを像担持体等に形成し、このトナーパッチの濃度をセ
ンサで光学的に検知することが知られている。このよう
なトナーパッチの形成は、像担持体から転写材へトナー
パッチが転写されないようなタイミングで行なう必要が
ある。従って、連続コピーを行なうときには、１枚目の
画像形成前や最終枚目の画像形成の終了後に行なうのが
良い。連続コピーによる画像形成枚数が非常に多い場合
には、現像器内のトナー量の変動が大きくなることがあ
るのでコピー中でも所定数の画像形成のたびにコピーを
中断してトナーパッチを形成することが好ましい。中断
の頻度を低くするためには、前記所定数をできるだけ長
くするのが良い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように現像器
内のトナー量を光学的に検知するセンサを設けない場
合、トナーホッパ内にトナーの残量を検知するセンサを
設けると以下の問題があった。

【０００５】即ちトナーホッパ内のトナー残量検知セン
サがトナー無し状態においてもトナー有りと誤検知する
ことがあった。

【０００６】従って、ホッパ内のトナーが空となっても
現像器に対してトナーを補給することができなくなり、
トナーパッチを検知する方式において、連続コピー時比
較的多い所定数の画像形成のたびにしかトナーパッチを
形成しないため現像器内のトナーが減り、次にトナーパ
ッチを検知するまで画像劣化したコピーを多量に形成す
ることがあった。

【０００７】更に近年では、現像器を小さくして一度に
現像器へ補給するトナー量を少量とするために現像器へ
トナーを補給する第１ホッパと、この第１ホッパへトナ
ーを補給する第２ホッパを設けることが望まれていた。

【０００８】一方、第２ホッパから第１ホツパへのトナ
ー補給量、またホッパが単一の場合ホッパから現像器へ
のトナー補給量の補給精度の向上が望まれていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体に形
成される静電像をトナーによって現像する現像手段と、
前記現像手段へトナーを補給する第１のトナー補給容器
と、前記第１のトナー補給容器内のトナー量を検知する
検知手段と、前記検知手段の検知出力に応じて前記第１
のトナー補給容器へトナーを補給する第２のトナー補給
容器と、を有する画像形成装置において、前記検知手段
の検知出力に応じて異常を判断することを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、像担持体に形成される静
電像をトナーによって現像する現像手段と、前記現像手
段へトナーを補給するトナー補給容器と、前記トナー補
給容器内のトナーを攪拌する攪拌部材と、前記トナー補
給容器内のトナー量を検知する検知手段と、を有する画
像形成装置において、前記検知手段は、前記攪拌部材の
攪拌領域よりも上方に設けられることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】まず、図７を参照して本発明による画像形
成装置の一実施形態の全体構成について説明する。本実
施形態では４ドラム方式のディジタルフルカラー複写機
を示すが、本発明がモノクロ等の電子写真方式や静電記
録方式の他の種々の画像形成装置に等しく適用できるこ
とは言うまでもない。

【００１３】このカラー画像形成装置は、装置本体内に
例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色
の可視画像（トナー像）を形成することができる第１〜
第４の４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが直
線的に配列された構成を有し、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ
は像担持体としての専用の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１
ｃ及び１ｄをそれぞれ含む。各感光体ドラム１ａ〜１ｄ
は図示矢印方向に回転駆動され、その周囲にはそれぞれ
専用の画像形成プロセス手段である、例えば帯電手段２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、レーザスキャナ等の像露光手段
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、
４ｄ、及びクリーニング手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ等
が配設されている。

【００１４】また、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光体ド
ラム１ａ〜１ｄの下部には、記録材担持手段、本例では
無端移動する記録材担持ベルト８が周知の態様で複数の
ローラ間に架張されており、その内部には転写帯電手段
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配設されている。ま
た、記録材担持ベルト８の図において右方には給紙部
が、その反対側、即ち図において左方には定着手段７が
それぞれ配置されている。さらに、給紙部と記録材担持
ベルト８との間にはタイミングを取って記録材Ｐを送給
するための一対のレジストローラ１３が配置されてお
り、記録材Ｐは給紙部からレジストローラ１３を介して
記録材担持ベルト８上に送給、保持され、このベルト８
の図示矢印方向への移動に伴なって各画像形成部Ｐａ〜
Ｐｄの転写領域に順次に搬送される。

【００１５】上述の構成において、給紙部より送り出さ
れた記録材Ｐはレジストローラ１３にその先端を僅かに
挟まれたところでいったん停止し、第１の画像形成部Ｐ
ａの画像形成プロセスとタイミングを合わせられて送り
出され、記録材担持ベルト８上に給紙される。この第１
の画像形成部Ｐａでは帯電手段２ａによって一様に帯電
された感光体ドラム１ａに対してレーザビーム等により
原稿画像におけるイエロー成分色の画像情報を走査して
イエロー成分色の静電潜像が形成される。この静電潜像
は現像手段４ａにてイエロートナーが付着されてイエロ
ーの可視画像となる。

【００１６】一方、記録材Ｐは記録材担持ベルト８上に
担持されて搬送され、第１の画像形成部Ｐａの感光体ド
ラム１ａの下側の転写領域において転写帯電手段６ａの
作用により感光体ドラム１ａ上に形成されたイエローの
可視画像、即ちトナー像が記録材Ｐ上に転写される。こ
のようにイエロートナー像が記録材Ｐ上に転写されてい
る間に、第２の画像形成部Ｐｂではマゼンタ成分色の静
電潜像が形成され、この静電潜像が現像手段４ｂでマゼ
ンタトナー像とされ、記録材Ｐが第２の画像形成部Ｐｂ
の感光体ドラム１ｂの下側の転写領域に搬送されるとき
にはこのマゼンタトナー像が転写領域に移動し、転写帯
電手段６ｂの作用により記録材Ｐ上のイエロートナー像
の上に重なった状態で転写される。

【００１７】以下、第３、第４の画像形成部Ｐｃ、Ｐｄ
にても第１及び第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂと同様にシ
アン色、ブラック色の各トナー像が順次に形成され、記
録材担持ベルト８によって搬送される記録材Ｐ上に順次
にこれらのトナー像が多重転写される。

【００１８】かかる画像形成プロセスが終了すると、記
録材Ｐは記録材担持ベルト８より分離されて定着手段７
に送られ、ここで一括定着されることによって所望のフ
ルカラー画像が得られる。また、転写が終了した各画像
形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光体ドラム１ａ〜１ｄはクリーニ
ング手段５ａ〜５ｄで残留トナーが除去され、引き続き
行なわれる次の潜像形成に備える。

【００１９】イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色ともトナーとキャリア
とを備える２成分現像方式をとり、トナーとキャリアの
混合比を所定の比に保つための現像剤濃度制御装置（Ａ
ＴＲ）を有する。

【００２０】Ｙ、Ｍ、Ｃの画像形成ステーションでは、
潜像の現像により現像器４ａ、４ｂ、４ｃ内の変化した
トナー濃度を補正するために光ＡＴＲセンサ９ａ、９
ｂ、９ｃが各色の現像器に設けられ、その検知信号にも
とづき不図示のトナーホッパより現像器へトナーが補給
される。

【００２１】Ｙ、Ｍ、Ｃは上述したように、光ＡＴＲ方
式をとり、現像器内に濃度検知センサ（以下ＡＴＲセン
サ）を有している。光ＡＴＲ方式は、赤外光に対しトナ
ーが光を反射、キャリアが光を吸収する性質を利用し、
光照射による反射光量を検知している。Ｂｋはコストメ
リットの高いカーボントナーを用いている。カーボント
ナーは赤外光を吸収するため、この光ＡＴＲ方式を現像
器内で使用するのは適さない。

【００２２】従って、ＢＫは光ＡＴＲ方式と異なる方式
をとるのが良い。ＢＫのＡＴＲ方式を以下に説明する。
図６は潜像を形成するための画像処理部と第４画像形成
ステーション（Ｂｋ）をトナーホッパーも含めて示した
図である。（第１〜３ステーションは図より省略してあ
る。）図を用いて潜像形成について詳述する。まず、原
稿８０の画像がＣＣＤ８１により読み取られ、得られた
アナログ画像信号は増幅器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）８
３により例えば８ビット（０〜２５５階調）のディジタ
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８
９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１ｄ上に照射され、
静電潜像を形成することになる。

【００２３】さらに、潜像の現像により現像器４ｄ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８
３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
でビデオカウント数に変換してＣＰＵ９４に送る。ＣＰ
Ｕ９４はビデオカウント数を補給量に換算し、対応した
時間だけモータ１０４を駆動し、トナーＴを収容するト
ナー補給槽１０１内のトナー搬送スクリュー１０２を回
転駆動し、トナー補給槽１０１より現像器４ｄ内に適量
のトナーを補給し、現像器４ｄ内のトナー濃度を一定に
保つようにしている。

【００２４】しかしながら、上記したビデオカウント方
式は、予測補給であるため、ホッパー内のトナーの流動
性の変化などが原因でホッパーよりのトナー補給量が想
定した予測値よりずれると、現像器内の現像剤のトナー
濃度が初期設定値よりずれてしまう。

【００２５】この現像剤のトナー濃度のずれを補正する
ことを目的として、第２の現像剤濃度制御装置を設け、
上記ビデオカウント方式の第１の現像剤濃度制御装置と
併用している。この第２の現像剤濃度制御装置は、所定
のタイミングで作動されて感光体ドラム１ｄ上にレーザ
露光、現像を行ない、パッチ状の参照画像を形成し、こ
のパッチ状の参照画像のトナー濃度を光学的な検知手段
１０で検出してトナーが過補給であったのか、補給不足
であったのかを判断し、この判断に基づいてビデオカウ
ンタ９３からの次のビデオカウント数を補正し、ＣＰＵ
９４からのトナー補給信号の補正を行っている。

【００２６】検知手段１０は、トナー汚れ防止のために
転写位置よりも感光ドラム１ｄの移動方向下流側に設け
るのが好ましいが、転写位置よりもドラム１ｄの移動方
向上流側に設けることも可能である。

【００２７】感光ドラム上に参照画像を形成するタイミ
ングは転写材上に参照画像が転写されないタイミングで
ある。通常、装置へ１回の画像形成開始信号が入力する
（例えばコピーボタンを１回押す）ことによって連続的
に複数の画像形成を行なう。連続複写時には、１枚目の
画像形成が始まる前や最終枚目の画像形成の終了後に、
あるいは紙間（転写材と転写材の間）において参照画像
を形成するのが良い。しかし、転写ベルトを使用する系
では、紙間における参照画像形成に問題がある。つま
り、参照画像であるトナーの一部がベルトに転移し、ベ
ルトが一周した際に、次の転写材の裏汚れを引き起こす
という問題である。この問題を回避するために、参照画
像形成時（転写ニップ通過時）は、一度、感光ドラムと
転写ベルトを離間させるのが好ましい。離間動作は転写
ベルトを下げることにより行なわれる。この間は、Ｂｋ
だけでなく他の色の転写行程も行えなくなるため、連続
複写時においても画像形成は一時中断されることにな
る。

【００２８】このように上述のパッチ検ＡＴＲは、画像
形成動作の中断をともなうため、ひんぱんに行うことは
好ましくない。本実施形態では、連続コピー時転写材の
１００枚の間隔毎にパツチ検ＡＴＲを行うように設定し
ている。このように、パッチ検ＡＴＲにより濃度補正を
行う機構としているが、連続コピー時、パッチ検動作の
入らない１００枚分については、現像剤濃度の安定性は
ビデオカウント方式による予測補給の性能にのみ依存す
ることになり、結果として、トナーホッパーよりのトナ
ー補給量が高精度であることが求められる。

【００２９】ここで、具体的にどの程度の精度が要求さ
れるかについて説明する。最も補給精度が要求されるの
は最もトナー消費量（補給量）が多い場合である。つま
り、原稿画像がベタ画像（約１ｇ／枚）でかつ設定可能
な最大連続複写枚数分複写を行なう場合が最も厳しい条
件となる。また、トナー濃度の許容範囲が狭いほど補給
精度が厳しく要求される。最大連続複写枚数をパッチ検
間隔である１００枚とし、トナー濃度の許容範囲を±１
重量％とし、さらに現像器内の現像剤量を５００ｇとす
ると、トナー補給精度は±５％程度要求されることにな
る。

【００３０】このため、トナーホッパーを直列２段構成
にし、下ホッパーの粉面高さを所定範囲内に制御するこ
とにより、トナーのかさ密度変化（流動性変動）を抑制
し補給精度の向上を計っている。

【００３１】発明者の行なった実験では、従来のトナー
ホッパー（単一のトナー槽を有するホッパー）の補給精
度が±２０〜３０％程度であるのに対し、本トナーホッ
パーは±５％程度となり飛躍的に精度が向上している。

【００３２】次に図６、図８を用いてトナーホッパーの
構成および動作説明を行なう。

【００３３】第１のトナー補給装置Ａは、トナーＴを収
容する第１のトナー容器１０１と、この容器内のトナー
Ｔを現像器４ｄへ搬送する第１の搬送スクリュー１０２
と、容器内のトナーＴの粉面（レベル面）を検知する粉
面検知センサ１０３等により構成されている。また、第
２のトナー補給装置Ｂは、トナーＴを貯蔵、収容するた
めに第１のトナー容器１０１よりもトナー容量の大きい
第２のトナー容器１１１と、この容器内のトナーを第１
のトナー補給装置Ａに搬送する第２の搬送スクリュー１
１２と、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（第２センサ）１１３と、容器内
のトナーをほぐす攪拌部材１１４等により構成されてい
る。図８に示すように攪拌部材１１４は、直径１．４ｍ
ｍの線状で軸１１６に回転可能に設けられる。また、軸
１１６にはセンサ１１３の検知の面を清掃するワイパー
１１７が回転可能に設けられる。

【００３４】次に、本実施例の動作について説明する。
複写行程が始まると、前述したようにビデオカウント数
に基づいてトナー補給時間が算出され、算出した時間の
間だけ第１のモータ１０４が駆動され、駆動伝達部材を
介して第１の搬送スクリュー１０２が回転駆動され、第
１のトナー容器１０１内に収容されたトナーＴの一部が
現像器４ｄへ搬送、補給される。

【００３５】現像器４４へトナーの補給を行なうことに
より第１のトナー容器１０１内のトナーＴの粉面は低下
する。それ故、粉面検知センサ（第１センサ）１０３が
粉面を検知したら、第２のトナー補給装置Ｂよりトナー
を所定量補給させる。例えば、粉面検知センサ１０３の
検知出力をＣＰＵに供給し、この制御回路から第２のモ
ータ１１５に駆動信号を送って第２のモータ１１５を所
定時間駆動し、第２の搬送スクリュー１１２を所定時間
回転駆動し、第２のトナー容器１１１内に収容されたト
ナーＴの所定量（少量）を第１のトナー補給装置Ａのト
ナー容器１０１内へ搬送、補給する。

【００３６】この動作を行なうことにより、第１のトナ
ー補給装置Ａのトナー容器１０１内のトナーＴの粉面の
高さをおおよそ一定に恒常的に保つことができる。

【００３７】これにより、第１のトナー容器１０１内の
下部のトナーが受ける圧力の変動が小さくなり、かさ密
度の変動も小さなものとなる。従って、高精度のトナー
補給が行なえる。

【００３８】上述した残量検知センサ１１３、粉面検知
センサ１０３が誤検知した場合について述べる。

【００３９】本実施形態においてトナー残検センサ（粉
面検知センサ）としては、圧電式の粉体レベルセンサを
用いている。この圧電式センサにおいては、センサ面が
打撃を受けることにより、圧電素子にクラックが入ると
いう故障がごくまれに発生している。この場合、発振不
良になるため、トナーが無い状態においてもトナー有り
というように誤検知する。

【００４０】また、トナーセンサ表面にトナーが付着す
ることにより粉面検知ができなくなることを防ぐため
に、センサーワイパーを設けて、センサ表面のトナーを
拭い去ることが好ましい。センサーワイパーは直径０．
３ｍｍ程度の線バネ材を使用するが、何らかの要因でワ
イパーが変形すると、清掃部材として機能せず、トナー
センサーは付着トナーによりトナー有りの状態のままに
なるというトラブルが、ごくまれに発生する。

【００４１】以上のように、圧電素子あるいはワイパー
に異常が発生すると、トナー有りの状態のままとなるた
め、ホッパ内のトナーの消費にしたがい、いずれホッパ
ー内はトナーが空となり、現像器に対してトナーを補給
することができなくなる。

【００４２】この事態に到った場合、前述したビデオカ
ウント方式＋パッチ検方式の装置では以下に述べる問題
が生じる。

【００４３】ビデオカウント＋パッチ検方式において
は、前述したように連続複写時、現像剤の濃度検知はパ
ッチ検出により所定間隔（転写材の１００枚間隔）でし
か行なわないため、ホッパーよりのトナー補給不良（不
足）が発生しても、装置は自己判断できない状態で次の
パッチ検出による濃度測定を待つことになる。この間
に、例えば画像ｄｕｔｙが高く、現像器のトナー消費量
が多い場合、現像剤の濃度が急激に落ち、画像劣化した
多量の画像形成を行なうことになる。また現像器内のト
ナー量が減ると、感光ドラムに対しキャリア付着が発生
するようになる。このとき形成された画像はトナー濃度
薄とキャリア付着による異常画像となり、また、キャリ
アが感光ドラムや転写材を介してクリーナブレードや定
着ローラにいくことにより、これらの部材の損傷を招く
にいたる。また、現像剤もキャリア付着により流出する
ことになると、トナーを補充するだけでは復帰しないた
め、現像剤を新しいものに変換することが余儀なくされ
る。

【００４４】なお、Ｙ、Ｍ、Ｃの現像器のホッパもＢｋ
と同様に２段のホッパを用い、上ホッパ、下ホッパのそ
れぞれにトナー量を検知するセンサを設けても良いが、
ホッパを１つだけとしても良い。しかしながら、たとえ
ホッパ（特にセンサ）に異常が発生しホッパからトナー
が補給されなくなったとしても、光ＡＴＲ方式で現像器
内のトナー濃度を検知することによって比較的早い時期
に異常を判断することができる。

【００４５】従って、画像劣下（画質低下）が比較的少
ない状態で、異常を判断することができ、サービスマン
によるメンテナンスを行うことができる。また、現像剤
もトナーを不足分補充するだけでそのまま使用すること
ができる。

【００４６】以上のように現像器内のトナー濃度を検知
するセンサをもたない場合には、トナーホッパの異常
（特に圧電素子やワイパーの異常）に対して早期にこれ
を検知することが望まれる。

【００４７】〈第１実施形態〉次にＢｋの現像装置の制
御について更に詳しく説明する。

【００４８】図１は連続コピー時の２つのスクリューの
動作を示すシーケンスチャート図である。転写材として
の紙はＡ３サイズであり１５ＣＰＭ（４ｓｅｃで１ｃｙ
ｃｌｅ）としている。図１（ａ）は補給量の最も多いベ
タ画像（画像形成可能領域の全面にトナーを付着させる
画像）を形成している場合であり、図１（ｂ）は画像ｄ
ｕｔｙが低く補給量の少ない場合を想定している。

【００４９】図１（ａ）にて、ビデオカウント量にもと
ずき第１スクリュー１０２は２ｓｅｃ回り約１ｇトナー
を補給する。第１センサ１０３は画像形成開始より１ｓ
ｅｃ後に所定量のトナーがあるかないかを検知し、トナ
ー無しと検知すれば第２スクリュー１１２を所定時間回
す。所定時間は１ｓｅｃとしている。第２スクリュー１
１２のトナー搬送能力は第１スクリュー１０２の１．５
倍としており、１ｓｅｃで約１．５ｇトナーが第１ホッ
パー１０１に補給される。第１スクリュー１０２が３回
（３ｓｅｃ）回り、第２スクリュー１１２が２回（２ｓ
ｅｃ）回るとともに３ｇ補給することになり、第１ホッ
パー１０１の出入り量がつり合う。このため第１センサ
１０３によりトナー有無判定は、時系列で、２回無１回
有を繰返すことを基調とする。実際には補給量にはバラ
ツキが生じるので、第１センサ１０３によるトナー無が
連続する回数は１〜４回。トナー有は１〜２回程度にな
ることが実験的に確認されている。図１（ｂ）に示すよ
うに第１ホッパー１０１への補給量が低い場合は、第１
センサ１０３の出力は、通常トナー有で、時々トナー無
しになるというものである。このことによりトナー無し
（第２ホッパへのトナー補給指示）が連続して５回以上
続くことは正常状態ではありえないと考えることができ
る。

【００５０】図１（ｃ）は第２ホッパー１１１のトナー
センサ（残検センサ）１１３が故障した異常時の場合の
チャート図である。残検センサ１１３は故障することに
よりトナー有と誤判定するため、第２ホッパー１１１内
のトナーは減っていき、粉面が第２スクリュー１１２に
近付くにつれ徐々に第２スクリュー１１２の搬送量が低
下していく。

【００５１】この場合、第１センサ１０３がトナー無し
を検知し第２スクリュー１１２を駆動させても第２スク
リュー１１２からの補給量が少なく追いつかなくなり、
連続的に第１センサ１０３はトナー無し判定を繰り返す
ことになる。本実施形態では第１センサ１０３によるト
ナー無しの検出が連続した７回目に異常と判定し、次の
画像形成の中断動作に入る。また異常と判定することに
より装置の表示部等でホッパの異常をユーザ、サービス
マンに警告する。実際には装置内に給紙中の紙は全て排
出しなければならないので複雑な動作となるがここでは
省略する。

【００５２】また、トナーセンサやワイパーの異常の他
に、かくはん部材１１４の組付けミスや破損等が生じた
場合も同様に、第２ホッパー１１１の補給不良に至り、
異常検知がされることで、これらの不具合が発見可能と
なる。

【００５３】ここで重要なのは、異常と判定するまでの
間（この場合第１センサ１０３によるトナー無しの検出
が７回連続するまでの７枚のコピーの間）に、第１ホッ
パ１０１より現像器４ｄへのトナー補給量が低下し現像
剤の濃度低下を引き起こさないことである。このため第
１ホッパ１０１の容量は、７枚分の最大トナー量（約７
ｇ）よりも多いトナー量を貯えるようにし、第１ホッパ
ー１０１が空になる前に異常検知が働くようにする。

【００５４】上述したように、第２ホッパ１１１のトナ
ーセンサ１１３の故障（あるいはセンサワイパの変形
等）が生じても、現像器４ｄに対する補給不良が生ずる
前に異常を検知することができ、前述した画像劣化の生
じた画像の出力を多量に行ったり、キャリア付着等のト
ラブルを未然に回避できる。また、異常の原因をホッパ
ーに特定できるため、サービスマンは現像器４ｄやＡＴ
Ｒの異常を疑わなくて済むため、サービスの時間、労力
を大幅に軽減できる。

【００５５】〈第２実施形態〉第１実施形態では第２ホ
ッパ１１１のセンサ１１３の異常の場合に関して述べた
が、本例では第１ホッパ１０１のセンサ部１０３に異常
が発生した場合について述べる。

【００５６】図２は、図１と同様式のフローチャートで
ある。図２は、コピーが２〜３枚目の時に、何らかの異
常、例えばセンサ１０３面へのトナーの付着がひどくな
りワイパーの払拭能力を超えてしまった等の異常が発生
したことを想定したものである。図２に示すように第１
センサ１０３はトナー有りと判断したままで第２ホッパ
１１１に対して補給指示がでないため、第１ホッパ１０
１内のトナーは徐々に空に近付いている状態である。こ
のまま、この状態が続くとやはり現像剤の濃度低下トラ
ブルが発生する。

【００５７】ここで正常時の動作をふり返る。図１の
（ａ）、（ｂ）を見てわかるように補給ｄｕｔｙが低い
場合は対１センサの１０３の判別としてトナー無しが出
る頻度は低くなる。しかし、どんなに補給ｄｕｔｙが低
くても、補給を行なっている限り第１ホッパ１０１内の
粉面は低くなるので、いつかはトナー無しを検知するも
のである。粉面の低下量は当然第１スクリュー１０２よ
りのトナー補給量に比例する。また、第２スクリュー１
１２が駆動され第２ホッパ１１１よりトナーが補給され
ると粉面は第１センサ１０３の高さを中心とした所定の
範囲内に復帰する。従って第２ホッパ１１１よりのトナ
ー補給が行なわれなくなってからの粉面の低下量を、第
１スクリュー１０２のトナー搬送量より推測することに
より、粉面が異常に低下している、つまり第１センサ１
０３に異常が発生し、第２ホッパ１１１からのトナー補
給が行なわれなくなっていることを検知できる。

【００５８】図３は上記制御を行なうためのフローチャ
ートであり、以下説明する。外部からの画像形成開始信
号の入力（コピーボタンＯＮ等）によりコピーをスター
トし、画像形成が始まる。第１ホッパー１０１からのト
ナー補給量自体は測定できないので相関する値として第
１ホッパー１０１の第１スクリュー１０２の駆動時間の
積算を行う。補給量をＳとし、補給時間ΔＳを加算して
いく。そして積算量が所定値（ここでは１４ｓｅｃ）に
なった時に異常と判断する。この部分は後述する。積算
量が所定値より小さい場合第１トナーセンサ１０１で所
定量のトナーのあり又はなしを検出し、トナー無し検出
の場合、積算量をリセットし、トナー有りの検出の場合
リセットせず次に進む。連続コピーが終了するまでこの
ルーチンを繰り返す。図４は、このフローにもとづく積
算量の変化を、正常時（ベタ画像の場合、ｄｕｔｙの低
い場合）と異常時について示したものである。積算量
は、ベタ画像の場合０〜４ｓｅｃの間でｄｕｔｙの低い
画像の場合、０〜３ｓｅｃの間で揺動を繰り返してい
る。これは、第１スクリュー１０２からの補給により第
１ホッパ１０１内の粉面が低下しても、センサ１０３の
トナー無し検知により第２ホッパ１１１からトナーが供
給されて粉面が元の範囲に戻されるのと類似したもので
ある。図４（ｃ）に示すように第１センサ１０３が異常
でリセットがかからないと積算量はどんどん増えてい
く。この時は、積算量に比例して粉面が異常に低下して
いる場合なので、積算量が所定値（１４ｓｅｃ）になつ
た時に異常と判断し、コピー動作を停止し、装置の表示
部にエラー表示を出す。所定値は、第１実施形態におい
て連続７枚目でエラーを検知したのに合わせて、ベタ画
像７枚分を換算した１４ｓｅｃとした。なお、実施形態
１で述べたように実験結果によるとベタ画像時トナー有
りが連続する回数は１〜２回程度であるので、２回連続
するとして積算量は６ｓｅｃであり、所定値１４ｓｅｃ
で比較して充分に小さな値であるので、誤って異常検知
が作動する恐れはない。

【００５９】以上より、本実施形態においてもトナーセ
ンサ部１０３の異常が発生しても未然にトラブルを防止
できる。

【００６０】なお、第１の実施形態は第２ホッパ１１１
の異常を、第２の実施形態は第１ホッパ１０１の異常そ
れぞれ検知できるものである。通常、２つのセンサが同
時に故障することは確率的にほとんどありえないので、
この２つの実施形態を両方実施することにより、抜けの
ない対策が計られることになる。

【００６１】なお、本実施形態では積算量としてスクリ
ュー１０２の駆動時間を用いたがビデオカウント量を用
いても良い。

【００６２】次に第１、第２実施形態において第２ホッ
パ１１１におけるセンサ１１３の位置の好ましい実施形
態について説明する。図５は、第２ホッパ１１１から第
１ホッパ１０１へのトナー補給量の経時変化を表わすグ
ラフである。領域ｕ１は第２ホッパ１１１の粉面高さが
かくはん部材１１４によるかくはん部Ｖよりも上方にあ
る時の第１ホッパ１０１へのトナー補給量で、領域ｖ１
は粉面高さがかくはん部Ｖにある時の第１ホッパ１０１
へのトナー補給量である。ここでかくはん部Ｖとは図６
に示すかくはん部材１１４の回転軌跡の最上位置よりも
下方の領域をさしている。ホッパの粉面高さを示す図６
の領域Ｕ，Ｖは、それぞれ補給量グラフ（図５）のｕ
１，ｖ１に対応した領域である。図５からわかるように
領域ｕ１において第１ホッパ１０１へのトナー補給量は
そこそこ安定しているものの粉面がかくはん部に入った
領域ｖ１では補給量は増加している。粉面が領域Ｖにあ
る時にトナー補給量が増えるのは、上からのトナーの圧
力のない状態でかくはん部材１１４を回すことによりト
ナーがよりよくほぐれることと、粉面より空気をとりこ
みやすいことの２点の結果としてトナーの流動性が増加
したためと考察される。

【００６３】前述したようにビデオカウント方式を用い
てトナーを補給する系ではトナーの補給精度を向上する
ことは現像剤の濃度を安定させるためにきわめて重要な
事柄である。残検センサ１１３の位置を図６に示すよう
にかくはん領域Ｖよりも上方に配設し、粉面が領域Ｖに
入るのを避ける。その結果トナー補給量は図５のように
領域ｕ１だけとなり安定したものとなる。補給精度とし
ては、領域ｕ１及びｖ１ではレンジで約１０％のものが
領域ｕ１だけとすれば約６％と向上する。

【００６４】なお、上述した残検センサ１１３の位置の
設定については上記の２段形のホッパーに限定されるも
のではなく、通常の単１槽のトナーホッパーにも適用可
能である。また、光ＡＴＲ方式においても、ホッパーよ
りのトナー補給精度の向上が計られれば、補給量過多の
際生じる濃度のリップルや、補給量が少なめの際生じる
濃度の低め安定現象に対して改善がなされるので、上述
した残検センサ１１３の位置設定が好ましい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、トナー補
給容器（特にセンサ部）の異常時、現像器へのトナー補
給不良が発生する前に異常が検知できるので画像および
画像形成装置にダメージを与えないという効果がある。
また、トラブルの原因をトナー補給容器に特定できるた
め、メンテナンスの負荷が軽減できる。

【００６６】またトナー補給容器からのトナー補給精度
が向上し現像剤の濃度が一層安定するという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態を説明するシーケンスチャート
図。

【図２】第２の実施形態を説明するシーケンスチャート
図。

【図３】第２の実施形態を説明するフローチャート図。

【図４】第２の実施形態を説明する積算量を示すグラ
フ。

【図５】ホッパからの補給量を示すグラフ。

【図６】潜像形成および第４画像形成ステーションを示
す模式図。

【図７】画像形成装置の断面図。

【図８】第１及び第２ホッパの拡大図。

【符号の説明】

Ａ第１のトナー補給装置Ｂ第２のトナー補給装置１０２第１スクリュー１１２第２スクリュー１０３第１トナーセンサ１１３第２トナーセンサ４ｄＢｋ現像器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に形成される静電像をトナーに
よって現像する現像手段と、前記現像手段へトナーを補
給する第１のトナー補給容器と、前記第１のトナー補給
容器内のトナー量を検知する検知手段と、前記検知手段
の検知出力に応じて前記第１のトナー補給容器へトナー
を補給する第２のトナー補給容器と、を有する画像形成
装置において、前記検知手段の検知出力に応じて異常を判断することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記装置は、前記第２のトナー補給容器
内のトナー量を検知する第２の検知の手段を有し、前記
前者の検知手段が前記第１のトナー補給容器内のトナー
量が所定値より小さいことを連続的に所定回数検知する
とき異常と判断することを特徴とする請求項１の画像形
成装置。
【請求項３】前記前者の検知手段が前記第１のトナー
補給容器内のトナー量が前記所定値より小さいことを連
続的に検知するのが前記所定回数より小さいとき、前記
第２のトナー補給容器から前記第１のトナー補給容器へ
のトナー補給が行なわれることを特徴とする請求項２の
画像形成装置。
【請求項４】前記第１のトナー補給容器から前記現像
手段へ補給されるトナー量に相関する値の積算量に基づ
いて異常を判断することを特徴とする請求項１の画像形
成装置。
【請求項５】前記積算量が所定値より小さく、前記検
知手段が前記第１のトナー補給容器内のトナー量が所定
値より小さいことを検知するとき前記積算量はリセット
され、前記積算量が所定値以上であるとき異常と判断す
ることを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】前記トナー量に相関する値は、前記第１
のトナー補給容器から前記現像手段へトナーを搬送する
トナー搬送部材の駆動時間に基づくことを特徴とする請
求項４又は５の画像形成装置。
【請求項７】前記トナー量に相関する値は、前記静電
像を形成する画像情報に基づくことを特徴とする請求項
４乃至６の画像形成装置。
【請求項８】前記装置は、前記トナー補給容器内のト
ナー量を検知する第２の検知手段を有することを特徴と
する請求項４乃至７の画像形成装置。
【請求項９】前記装置は、所定濃度に対応して形成さ
れた基準トナー像を検知する検知手段を有し、この検知
手段の検知出力に応じて前記第２のトナー補給容器から
前記第１のトナー補給容器へトナーを補給することを特
徴とする請求項１乃至８の画像形成装置。
【請求項１０】前記装置へ１回の画像形成開始信号が
入力されることによって連続的に複数の画像形成を行な
うとき複数の所定数の画像形成が行なわれる毎に前記基
準トナー像は形成されることを特徴とする請求項９の画
像形成装置。
【請求項１１】前記装置は、前記第２のトナー補給容
器内のトナーを攪拌する攪拌部材を有し、前記第２の検
知手段は、前記攪拌部材の攪拌領域よりも上方に設けら
れることを特徴とする請求項２又は８の画像形成装置。
【請求項１２】像担持体に形成される静電像をトナー
によって現像する現像手段と、前記現像手段へトナーを
補給するトナー補給容器と、前記トナー補給容器内のト
ナーを攪拌する攪拌部材と、前記トナー補給容器内のト
ナー量を検知する検知手段と、を有する画像形成装置に
おいて、前記検知手段は、前記攪拌部材の攪拌領域よりも上方に
設けられることを特徴とする画像形成装置。