(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容したトナーホッパーと、
前記トナーホッパー内の現像剤を攪拌し現像スリーブへ補給を行うアジテーターと、
前記トナーホッパー内の現像剤の残量を検知するための残量検知センサと、を有する現像手段を備えた画像形成装置において、
前記残量検知センサからのアナログ出力値をデジタル値に変換するＡＤ変換器と、
前記アジテーター１回転時間中における前記ＡＤ変換器のＨ、Ｌレベルで示す現像剤有無信号のうちの現像剤無信号の時間を検出する現像剤無時間検出手段と、
現像剤無信号を検出すると、前記アジテーターの回転速度を遅くする回転速度変動手段と、
前回と今回の現像剤無信号の検出時間を比較する比較手段と、
現像剤有信号と現像剤無信号との比率があらかじめ設定された値を超えた時に現像剤ニアエンドを検出し、かつ、前記比較手段による前回と今回の現像剤無信号の検出時間の差分値があらかじめ決められた値を超えたときは、エラーと認識して現像剤ニアエンドとはしない検出手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段が現像剤ニアエンドを検出した回数を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が現像剤ニアエンドを検出した回数が所定回数となった場合に現像剤ニアエンド状態であると決定する決定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性現像剤を収容した現像装置を有する複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に現像剤（トナー）残量の検知技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾式磁性トナーを現像剤として使用する電子写真方式の画像形成装置においては、トナー収容室内のトナー残量を検知する残量検知センサが設けられ、残量検知センサによってトナーニアエンドやトナーエンドが検知されると、操作表示部にその旨表示し、ユーザやサービスマンにトナーの補給を促すようになっている。
【０００３】
例えば、特開平９−２８１７８６号公報には、トナーを収納しているトナー収容室と、該トナー収容室内において回転され、該トナー収容室内のトナーを現像器に補給するアジテーターと、前記トナー収容室に取り付けられ、該トナー収容室内におけるトナーのトナー検出位置におけるトナーの厚さを検出するトナーセンサとを有し、該トナーセンサのアナログ出力電圧が、前記トナー収容室内の前記アジテーターの回転によって変動することを利用し、該アナログ出力電圧の変動よりトナーエンドを検知し、以てトナーセンサの出力特性の違いによるトナーエンド検知のばらつきを抑えることができるようにした技術が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、現像剤の残量を検知する従来の残量検知センサは、トナーの磁力量の大小によるアナログ出力電圧値でトナー残量を検知しており、アナログ出力電圧値での特定のスレッシュ電圧によりトナーエンドと判断していた。
【０００５】
しかし、この方法だとアジテーターの回転に変動があった場合、あるいはトナー消費量の多いハーフトーン画像やベタ画像を連続して出力された場合に、特にアナログ電圧値のばらつきが大きくなり、一定の残トナー量でトナーニアエンドとし、あるいはトナーエンドとすることが極めて困難であった。
【０００６】
本発明は、現像剤（トナー）の残量を正確に検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、現像剤を収容したトナーホッパーと、前記トナーホッパー内の現像剤を攪拌し現像スリーブへ補給を行うアジテーターと、前記トナーホッパー内の現像剤の残量を検知するための残量検知センサと、を有する現像手段を備えた画像形成装置において、前記残量検知センサからのアナログ出力値をデジタル値に変換するＡＤ変換器と、前記アジテーター１回転時間中における前記ＡＤ変換器のＨ、Ｌレベルで示す現像剤有無信号のうちの現像剤無信号の時間を検出する現像剤無時間検出手段と、現像剤無信号を検出すると、前記アジテーターの回転速度を遅くする回転速度変動手段と、前回と今回の現像剤無信号の検出時間を比較する比較手段と、現像剤有信号と現像剤無信号との比率があらかじめ設定された値を超えた時に現像剤ニアエンドを検出し、かつ、前記比較手段による前回と今回の現像剤無信号の検出時間の差分値があらかじめ決められた値を超えたときは、エラーと認識して現像剤ニアエンドとはしない検出手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、前記検出手段が現像剤ニアエンドを検出した回数を記憶する記憶手段と、前記記憶手段が現像剤ニアエンドを検出した回数が所定回数となった場合に現像剤ニアエンド状態であると決定する決定手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置に関する。
【００１４】
請求項１記載の発明においては、エラー検出の確率が減り、精度よく現像剤ニアエンドが検知される。また、現像剤無信号が検知された後、アジテーターの回転周期を長くすれば、残量検知センサの検知性能が向上し、延いてはニアエンド検知精度が向上する。
【００１５】
請求項２記載の発明においては、ニアエンドを検知した状態を、設定された回数検出して、請求項１記載の発明の検知精度をさらに高める。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は画像形成装置の作像部周りの構成図である。
感光体１の周囲には、電子写真プロセス順に、帯電ローラ２、光書き込み系３、現像スリーブ４、転写ローラ５、クリーニングブレード６が配置されている。
【００１８】
現像手段は、現像スリーブ４の他、トナーホッパー７、アジテーター９、攪拌部材１０を備えている。トナーホッパー７内には現像剤としてのトナー８が収容されている。またトナーホッパー７の下部には、弾性部材によりトナーホッパー７側に押し付けられた残量検知センサ１１が設けてあり、この残量検知センサ１１によりトナー８の残量を検知するようになっている。
【００１９】
帯電ローラ２によりマイナス帯電された感光体１面上に光書き込み系３によりレーザー光の書き込みを行って静電潜像を形成する。トナーホッパー７内のトナー８はアジテーター９と攪拌部材１０により現像スリーブ４へ供給されており、現像スリーブ４表面に所定の厚みを持つトナー層により静電潜像を現像してトナー像を得る。このトナー像は、転写ローラ５により記録紙に転写され、その後、感光体１の表面からクリーニングブレード６により転写残トナーを取り除く。
【００２０】
図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。
本画像形成装置は、残量検知センサ１１と、残量検知センサ１１からのアナログ出力値をデジタル値に変換するＡＤ変換器１２と、アジテーター９の１回転時間（タイマ１４により計測される）中におけるＡＤ変換器１２のＨ、Ｌレベルで示すトナー有無信号の比率によりトナーニアエンドを検出する検出手段１３とを備えている。
【００２１】
また本画像形成装置は、検出手段１３がトナーニアエンドを検出した回数を記憶する記憶手段１５と、その回数により初めてトナーニアエンド状態であると決定する決定手段１６とを備えている。
【００２２】
また本画像形成装置は、アジテーター１回転時間中におけるＡＤ変換器１２のＨ、Ｌレベルで示すトナー有無信号のうちのトナー無信号（Ｌ信号）の時間を検出するＬ信号時間検出手段１７と、前回と今回のＬ信号の検出時間を比較する比較手段１８とを備えている。また、Ｌ信号を検出後、Ｌ信号の検出時間の差分値によりアジテーター９の回転速度を変動させる回転速度変動手段１９を備えている。
【００２３】
なおここで、検出手段１３は、比較手段１８による検出時間の差分値とＨ、Ｌ信号の比率によりトナーニアエンドを検出する機能を持つ場合もある。同様に決定手段１６は、当該機能を有する検出手段１３の出力に基づいてトナーニアエンド状態であると決定する機能を有する場合もある。
【００２４】
図３、図４、図５は第１、第２、第３のセンサ出力波形図である。残量検知センサ１１はトナー８のある一定重量（トナーニアエンド状態時でのトナー重量）がもつ磁力量を検出し、その磁力量以下となった時にＡＤ変換器１２からＬ信号を発生させるようになっている。
【００２５】
トナーニアエンド状態とは、トナー残量が少なくなった時の第一警告であり、現像方式にもよるが第一警告時からさらに記録紙１００枚出力させても画像かすれが発生しない状態をいう。
【００２６】
従って、残量検知センサ１１付近のトナー量が十分ある時には、Ｌ信号は発生せずにアジテーター９の回転周期に関わらずＨ信号のままとなっている（図３）。
【００２７】
トナー８が使用されるにつれてアジテーター９が残量検知センサ１１付近を通過し、トナー８をかき取った時に設定磁力量以下となり、アジテーター９の回転周期でＬ信号が発生する（図４）。
【００２８】
つまり、アジテーター９の回転周期＝Ｈ信号検出時間＋Ｌ信号検出時間となる。従って、アジテーター９の回転周期におけるＬ信号の検出時間の割合（Ｈ信号の検出時間とＬ信号の検出時間の比率）があらかじめ設定された値を超えた時に検出手段１３によりトナーニアエンドを検出する（図５）。
【００２９】
ニアエンドを検出してからも残量検知センサ１１と現像スリーブ４間にスペースがあるため即座に画像がかすれるわけではない。スペースが取れない場合には、トナーニアエンドとするアジテーター９の回転周期におけるＬ信号の検出時間の割合を小さくすることで対応がとれる。
【００３０】
図６は本発明の制御例を示すフローチャートである。トナー８が使用されることによりＡＤ変換器１２からＬ信号が検出され（Ｓ１）、あらかじめ設定されていたＬ信号の検出時間以上になった時に（Ｓ２でＹ）、トナーニアエンド検出となる。その検出を１カウントとし、記憶手段（検出カウンタ）５に記憶し（Ｓ３）、その検出があらかじめ決められた回数以上となった時に（Ｓ４でＹ）、初めて決定手段１６によりトナーニアエンド状態とする。
【００３１】
図７は第４のセンサ出力波形図である。アジテーター９の回転周期におけるＡＤ変換器１２のＬ信号の時間をＬ信号時間検出手段１７で検出し、その検出時間を記憶手段１５に記憶しておき、新たなＬ信号時間が前回の値の決められた増加量を含めたＬ信号時間を超えたと比較手段１８で判断された場合、その値はエラー値と認識させて、その値でトナーニアエンドとはしない。また、過去の増加量の平均増加量と比較させて判断させてもよい。
【００３２】
図８は第５のセンサ出力波形図である。トナー８が使用されることによりＡＤ変換器１２からＬ信号が検出されるとアジテーター９の回転速度のみを回転速度変動手段１９により遅くし、回転周期を長くさせる。
【００３３】
回転周期が長くなることでトナー８が減少してきたときには攪拌能力も少なくて済み、かつ残量検知センサ１１の検知誤差が少なくなり、ニアエンド検出精度が向上する。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、エラー検出の確率が減り、精度よく現像剤ニアエンドを検知することができる。また、現像剤無信号が検知された後、アジテーターの回転周期を長くすれば、残量検知センサの検知性能を向上させ、延いてはニアエンド検知精度を向上させることができる。
【００３７】
請求項２記載の発明によれば、ニアエンドを検知した状態を、設定された回数検出して、請求項１記載の発明の検知精度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の作像部周りの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。
【図３】第１のセンサ出力波形図である。
【図４】第２のセンサ出力波形図である。
【図５】第３のセンサ出力波形図である。
【図６】本発明の制御例を示すフローチャートである。
【図７】第４のセンサ出力波形図である。
【図８】第５のセンサ出力波形図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電ローラ
３  光書き込み系
４  現像スリーブ
５  転写ローラ
６  クリーニングブレード
７  トナーホッパー
８  トナー
９  アジテーター
１０  攪拌部材
１１  残量検知センサ
１２  ＡＤ変換器
１３  検出手段
１４  タイマ
１５  記憶手段
１６  決定手段
１７  Ｌ信号時間検出手段
１８  比較手段
１９  回転速度変動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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