(57)【要約】  【課題】現像器にもトナーがない状態で、新たなトナーボトルを取り付けた場合、プリント可能な状態になるまでの時間を短くすることができる画像形成装置を提供する。  【解決手段】トナー補給ボトルが交換されると、現像器内のトナー濃度センサ及びトナー補給部のトナー量センサの出力信号が取り込まれ（ステップ１０１）、現像器内に十分なトナーがなく、トナー補給部の搬送筒体内にもトナーが残っていない場合には、トナー補給部の搬送スクリューが高速に回転する（ステップ１０４）。これにより、トナーがトナー補給ボトルから急速に現像器に供給されるので、速やかにプリント可能な状態とすることができる。一方、トナーが現像器内に十分ある場合、または、トナー補給部の搬送筒体内にトナーが残っている場合には、搬送スクリューが低速で回転する（ステップ１０５）。  【選択図】図４
2005308913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像器と、交換可能なトナー収容部からのトナーを上記現像器に供給するトナー供給部と、上記現像器におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、上記トナー供給部におけるトナー量を検出するトナー量検出手段と、上記トナー供給部におけるトナー搬送を制御する制御部とを備え、上記トナー濃度検出手段及びトナー量検出手段により検出されたトナー濃度及びトナー量の何れもが小さいとき、上記制御部が上記トナー供給部のトナー搬送速度を早くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、上記トナー濃度検出手段及びトナー量検出手段により検出されたトナー濃度及びトナー量の何れもが小さいとき、上記制御部が上記現像器内のトナー搬送速度も早くすることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に画像形成装置に設けられた現像装置のトナーが画像形成により消費されたとき、トナーを補給する補給機構を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機能、ファクシミリ機能、プリント機能、スキャナ機能等を有するデジタル複合機あるいは通常のファクシミリ装置等の画像形成装置は、電子写真方式を用いた画像形成手段を備え、感光体ドラムに形成したトナー画像を用紙に転写して定着し、記録紙上に画像を形成している。すなわち、感光体ドラムに対して帯電器、露光手段、現像器、転写器及びクリーニング装置を配置し、上記感光体ドラムに一様な帯電を行ってから露光手段により画像光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像により現像器からトナーを供給して、トナー画像として可視像化し、そのトナー画像を用紙に転写している。
【０００３】
このような画像形成装置では、感光体ドラムにトナーで画像形成を行うたびに、現像器内のトナーが消費されるので、トナー濃度センサでトナー濃度を検出し、消費されたトナーの不足分をトナー供給部によりトナーボトルから現像器の現像剤に補充することが行われており、トナーボトル内のトナーがなくなった場合には、トナーボトルを新しいものに交換している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置のトナー補給は、従来、上記のようにして行われているが、トナーボトルの交換時期が遅れ、現像器にもトナーがない状態で、新たなトナーボトルを取り付けてトナー補給を開始した場合、プリントできる状態になるまでに時間がかかるという問題があった。すなわち、現像器内にトナーがない場合には、プリントを行うことができず、また、トナー供給部の補給スクリューの回転が一定であるため、トナーがトナー供給部のトナー搬送部を経由し、現像器に到着するまでに時間がかかるためである。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、現像器にもトナーがない状態で、新たなトナーボトルを取り付けた場合、プリント可能な状態になるまでの時間を短く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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明の画像形成装置は、現像器と、交換可能なトナー収容部からのトナーを上記現像器に供給するトナー供給部と、上記現像器におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、上記トナー供給部におけるトナー量を検出するトナー量検出手段と、上記トナー供給部におけるトナー搬送を制御する制御部とを備え、上記トナー濃度検出手段及びトナー量検出手段により検出されたトナー濃度及びトナー量の何れもが小さいとき、上記制御部が上記トナー供給部のトナー搬送速度を早くすることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、上記トナー濃度検出手段及びトナー量検出手段により検出されたトナー濃度及びトナー量の何れもが小さいとき、上記制御部が上記現像器内のトナー搬送速度も早くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る画像形成装置によれば、現像器のトナー濃度検出手段及びトナー供給部のトナー量検出手段により検出されたトナー濃度及びトナー量の何れもが小さいとき、トナー供給手段の搬送速度が早くされ、新たなトナーボトルへの交換時に現像器内にトナーがなければ、トナー供給部から急速にトナーが補給されるので、速やかにプリント可能な状態にすることができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の画像形成装置によれば、トナー濃度検出手段及びトナー量検出手段により検出されたトナー濃度及びトナー量の何れもが小さいとき、現像器内のトナー搬送速度も早くされるので、さらに速く画像形成装置をプリント可能な状態にすることができる。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明の画像形成装置を一例として、コピーモード、プリンタモード、ファックスモード等を有するデジタル複合機に適用した場合の実施例について、図面を用いて説明する。図１はデジタル複合機の制御系の構成を示す概略ブロック図であり、図に示すように、デジタル複合機はＣＰＵ１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３、表示・操作部４、読取部５、画像メモリ６、記録部７、コーデック８、モデム９、ネットワーク制御ユニットＮＣＵ１０、ＬＡＮインターフェース（Ｉ／Ｆ）１１、トナー濃度センサ１２及びトナー量センサ１３から構成され、各部がバス１４を介して接続されている。
【００１１】
ＣＰＵ１はバス１４を介してデジタル複合機のハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ２に記憶されたプログラムに基づいて各種のプログラムを実行する。ＲＯＭ２はデジタル複合機の動作に必要な種々のプログラムやトナー濃度の最小値Ｎmin、トナー量の最小量Ｍmin等を予め記憶し、ＲＡＭ３はＳＲＡＭ等で構成され、プログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。
表示・操作部４は、デジタル複合機の動作状態を表示したり、種々の機能の操作画面の表示を行う表示部と、デジタル複合機を操作するための複数のキーよりなり、種々の機能の選択や実行を行うことができる。
【００１２】
また、読取部５はオートドキュメントフィーダー（ＡＤＦ）やフラットベッドスキャナ（ＦＢＳ）等の読取り用原稿載置台を備え、ＣＣＤ等を利用したスキャナで原稿を読み取り、白黒２値に変換したドットイメージデータを出力し、画像メモリ６は、ＤＲＡＭ等を用いて構成され、送信すべきイメージデータまたは受信したイメージデータあるいはコピーすべきイメージデータを記憶する。
【００１３】
記録部７は、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーで現像して用紙に転写し、加熱定着させる電子写真方式のプリンタ装置であり、受信したデータ、コピー原稿データあるいは外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から送信されたプリントデータをプリントアウトする。この記録部７には現像器にトナーを補給するトナー補給部７ａが付設されている。
【００１４】
コーデック８は送信する画像情報を一定の符号化法によりデータ圧縮する一方、受信した画像データを復号して元の情報に復元するものである。モデム９はバス１４に接続されており、ファクシミリ通信が可能なファックスモデムとしての機能を有し、このモデム９は同様にバス１４に接続されたＮＣＵ１０と接続されている。ＮＣＵ１０はアナログ回線の閉結及び開放の動作を行うハードウェアであり、必要に応じてモデム９を電話回線に接続する。
【００１５】
また、ＬＡＮインターフェース１１はＬＡＮ（Local Area Network）に接続され、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からの信号やデータをＬＡＮを介して受信する一方、ＬＡＮに対して信号やデータを送信するものであり、信号変換やプロトコル変換などのインターフェース処理を実行する。一方、トナー濃度センサ１２は記録部７に装備された現像器内のトナー濃度を検出し、トナー量センサ１３はトナー補給部７ａが備えているトナー搬送路のトナー量を検出する。
【００１６】
デジタル複合機は上記のような構成を備えており、ファクシミリ送信時には、原稿の画像データが読取部５で読み取られ、コーデック８で圧縮されて画像メモリ６に蓄積される。この圧縮された画像データが画像メモリ６から読み出されてモデム９で変調され、ＮＣＵ１０から公衆電話回線を通して通信相手先に送信される。また、ファクシミリ受信時には、受信した画像データがモデム９で復調され、画像メモリ６に蓄積された後、コーデック８で復号されて記録部７により印刷される。
【００１７】
次に、上記の記録部７及びトナー補給部７ａの詳細について、図２の現像機構の側面図及び図３の現像器の平面図を用いて説明する。
記録部７には、図２に示すように、現像器２１、感光体ドラム２２、トナー補給部７ａ等が設けられている。現像器２１にはその底部に沿って、トナー補給部７ａから補給されたトナーを現像器２１内の現像剤と混合撹拌する、２つの搬送スクリュー２３、２４と、トナーとキャリアからなる現像剤を撹拌しながら現像剤担持体としての現像ドラム２６の表面に供給する撹拌パドル２５と、感光体ドラム２２に現像剤を供給する現像ドラム２６と、この現像ドラム２６の表面に保持される現像剤の量を一定とするために現像ドラム２６の表面から余分の現像剤を掻き落すためのドクターブレード２７等が内蔵されている。
【００１８】
図３に示すように、搬送スクリュー２３、２４は同形状に構成されており、各搬送スクリュー２３、２４には軸芯方向における一側端部から他側端部に向けて螺旋状のスクリュー羽根２３ａ、２４ａが植設されている。また、搬送スクリュー２３と２４の間には仕切部材３０が設けられており、この仕切部材３０の長手方向両側方には、連通口３１、３２が形成されている。現像剤は、この連通口３１、３２を介して搬送スクリュー２３、２４により矢印ａ方向、続いて矢印ｂ方向に繰り返し搬送される。
また、現像器２１内の底部には、搬送スクリュー２３における送り方向下流側の端部の下方に、現像器２１内における現像剤中のトナー成分の濃度を検出する、例えば、磁気センサ等のトナー濃度センサ１２が設けられている。
【００１９】
一方、トナー補給部７ａはトナー補給ボトル２８と搬送筒体２９によって構成され、トナー補給ボトル２８の搬出部２８ａには搬送スクリュー２８ｂが設けられ、搬送筒体２９にも搬送スクリュー２９ｂが内蔵されている。
また、搬送筒体２９のトナー排出口近傍に搬送筒体２９内のトナー量を検出するトナー量センサ１３が設けられている。このトナー量センサ１３は搬送スクリュー２９ｂの非駆動時に搬送筒体２９内のトナーの量を検知するものであり、透磁率センサや、超音波センサ、光検出センサ等任意のセンサを使用することが可能である。
【００２０】
現像機構は以上のように構成されており、画像形成でトナーが使用されて、トナー濃度センサ１２により、現像器２１内の現像剤中のトナー成分濃度が所定値以下になったことが検出されると、トナー補給部７ａから適正量のトナーが現像器２１内に補充されるようになっている。
すなわち、ＣＰＵ１がトナー濃度センサ１２の検知信号によって補給時間を決定し、トナー補給部７ａから適正量のトナーを現像器２１内に補充することにより、トナー成分の濃度が一定に保たれるように制御する。
【００２１】
このトナー補給時には、トナー補給ボトル２８の撹拌体２８ｃにより搬出部２８ａからトナーが搬送スクリュー２８ｂに供給され、この搬送スクリュー２８ｂによって搬送されたトナーが、さらに、搬送筒体２９内の搬送スクリュー２９ｂによって搬送されて現像器２１の搬送スクリュー２３上に落下する。
現像器２１に供給されたトナーは、現像剤と撹拌されながら矢印ａ方向、続いて矢印ｂ方向に搬送され、この搬送中に現像剤が現像ドラム２６側に向かって拡散され、拡散された現像剤が撹拌パドル２５によりさらに撹拌されて現像ドラム２６に供給される。
【００２２】
次に、トナー補給ボトル２８内のトナーがなくなり、トナー補給ボトル２８を交換した場合の作用について、図４に示すフローチャートにより説明する。なお、この処理はＲＯＭ２に記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵ１によって実行される。
ユーザがデジタル複合機のトナー補給容器交換用カバーを開け、トナー補給ボトル２８を取り換えた後、カバーを閉めると、ＣＰＵ１はトナー濃度センサ１２及びトナー量センサ１３の出力信号を取り込む（ステップ１０１）。
【００２３】
次に、ＣＰＵ１は取り込んだトナー濃度センサ１２の出力から現像器２１内のトナー濃度がＲＯＭ２に記憶されたトナー濃度Ｎminより小さいか否かを判別することにより、現像器２１内にトナーがあるか否かを判別する（ステップ１０２）。現像器２１内に十分なトナーがない場合には、次にＣＰＵ１は、取り込んだトナー量センサ１３の出力から搬送筒体２９内のトナー量がＲＯＭ２に記憶された最小量Ｍminより小さいか否かを判別することにより、搬送筒体２９内にトナーが残っているか否かを判別する（ステップ１０３）。
【００２４】
そして、搬送筒体２９内にもトナーが残っていない場合には、ＣＰＵ１は図示しないモータを制御することにより、搬送スクリュー２８ｂ、２９ｂを高速に回転させる（ステップ１０４）。これにより、トナーがトナー補給ボトル２８から急速に現像器２１に供給されるので、速やかにプリント可能な状態とすることができる。そして、トナー濃度センサ１２の検知信号の値、すなわち、現像器２１内のトナー濃度に応じて決定される補給時間が経過すると、搬送スクリュー２８ｂ、２９ｂの回転を停止し、プログラムを終了する。
【００２５】
一方、ステップ１０２において、トナーが現像器２１内に十分あると判別した場合、または、ステップ１０３において、搬送筒体２９内にトナーが残っていると判別した場合には、ＣＰＵ１は図示しないモータを制御することにより、搬送スクリュー２８ｂ、２９ｂを低速で回転させる（ステップ１０５）。これにより、トナーはトナー補給ボトル２８からゆっくりと現像器２１に供給され、現像器２１内のトナー濃度に応じて決定される補給時間が経過すると、搬送スクリュー２８ｂ、２９ｂの回転を停止し、プログラムを終了する。
【００２６】
以上のように、現像器２１に設けられたトナー濃度センサ及びトナー補給部７ａに設けられたトナー量センサにより検出されたトナー濃度及びトナー量の何れもが小さいとき、搬送スクリュー２８ｂ、２９ｂが高速に回転されるので、新たなトナーボトルへの交換時に現像器２１内及びトナー補給部の搬送筒体２９内にトナーがなければ、急速にトナーが補給され、デジタル複合機を速やかにプリント可能な状態にすることができる。
【００２７】
なお、上記の実施例では、トナーの高速補給時に搬送スクリュー２８ｂ、２９ｂを高速回転したが、このとき現像器２１の搬送スクリュー２３、２４及び撹拌パドル２５も高速回転するようにすることも可能であり、このようにすれば、さらに早くプリント可能な状態とすることができる。
また、上記の実施例では、現像器内に２つの搬送スクリューを設けた例を説明したが、この搬送スクリューの数は２つに限定されるものではなく、１つまたは３つ以上であってもよく、また、上記の実施例では、トナー濃度センサを現像器の搬送スクリューの端部の下方に設けたが、トナー補給部からのトナーの供給口の下方以外であれば、どこに設けてもよい。
【００２８】
さらに、上記の実施例では、本発明の画像形成装置を複写機能、ファクシミリ機能、プリント機能、スキャナ機能等を有するデジタル複合機に適用した例を説明したが、本発明の画像形成装置は、通常のファクシミリ装置やプリンタにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の画像形成装置を実施したデジタル複合機の概略ブロック図である。
【図２】デジタル複合機の現像機構の詳細を示す図である。
【図３】現像器の詳細構造を示す図である。
【図４】トナー補給ボトル交換時の作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１  ＣＰＵ
２  ＲＯＭ
３  ＲＡＭ
４  表示・操作部
５  読取部
６  画像メモリ
７  記録部
７ａ  トナー補給部
８  コーデック
９  モデム
１０  ＮＣＵ
１１  ＬＡＮ  Ｉ／Ｆ
１２  トナー濃度センサ
１３  トナー量センサ
１４  バス
２１  現像器
２２  感光体ドラム
２３、２４、２８ｂ、２９ｂ  搬送スクリュー
２５  撹拌パドル
２６  現像ドラム
２７  ドクターブレード
２８  トナー補給ボトル
２８ａ  搬出部
２８ｃ  撹拌体
２９  搬送筒体
【図１】
2005308913.tif 000003
【図２】
2005308913.tif 000004
【図３】
2005308913.tif 000005
【図４】
2005308913.tif 000006