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JPH03198072A - Multicolor image forming device - Google Patents

Multicolor image forming device

Info

Publication number
JPH03198072A
JPH03198072A JP1340868A JP34086889A JPH03198072A JP H03198072 A JPH03198072 A JP H03198072A JP 1340868 A JP1340868 A JP 1340868A JP 34086889 A JP34086889 A JP 34086889A JP H03198072 A JPH03198072 A JP H03198072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image forming
piezo element
image
remaining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1340868A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuichi Tsukida
辰一 月田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP1340868A priority Critical patent/JPH03198072A/en
Publication of JPH03198072A publication Critical patent/JPH03198072A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Color Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent adhering of carrier to an image carrier due to decreasing of toner before it occurs by periodically cleaning a toner residue quantity detection part inside a toner residue quantity detecting means provided in the developing means with a cleaning member. CONSTITUTION:A piezo-oscillator 20, like a piezo element, is installed as the toner residue quantity detecting means, and when the toner exists on the upper surface of the piezo element 20, outputted voltage from the piezo element 20 cannot be obtained, but when the toner is consumed and the toner quantity inside the toner containing room 6 is decreased to an amount where there is none existant on the upper surface of the piezo element 20, outputted voltage from the piezo element can be obtained, and from the variation of this voltage value, the residue toner quantity in the toner constaining room 6 can be detected. Elastic members 22 are installed in both edge parts of a toner agitating stick 21 of a strip state with an axis 00' as a rotating axis, and the upper surface of the piezo element 20 is periodically cleaned along with the rotation of the toner agitating stick 21. Thus, decreasing of the toner can be detected with accuracy, and the carrier can be prevented from adhering before it occurs.

Description

【発明の詳細な説明】 の1 本発明は、電子写真式或は静電記録式の画像形成装置に
関するものであり、特に、1回の画像形成過程において
複数色の色刷り画像を形成することのできる多色画像形
成装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. The present invention relates to an electrophotographic or electrostatic recording image forming apparatus, and particularly to an image forming apparatus that is capable of forming a multicolor image in one image forming process. The present invention relates to a multicolor image forming apparatus that can perform multicolor image forming.

1迷」口支蓋 現在、コンピュータ、ファクシミリ、CAD等の情報機
器の端末装置のプリンタとして、電子写真式或は静電記
録式の画像形成装置が多く採用されている。特に、電子
写真式のプリンタにおいては、情報信号をレーザビーム
、LED、LCD等により静電潜像担持体としての感光
ドラム上に書き込み、これを現像装置により可視像化し
、その後、転写紙に転写、定着する工程により記録像が
得られるが、従来のプリンタにおいては、記録像は例え
ば黒色だけの1色であった。
At present, electrophotographic or electrostatic recording image forming apparatuses are often used as printers for terminal devices of information equipment such as computers, facsimiles, and CAD. In particular, in electrophotographic printers, information signals are written on a photosensitive drum as an electrostatic latent image carrier using a laser beam, LED, LCD, etc., this is made into a visible image by a developing device, and then transferred to transfer paper. A recorded image is obtained through the transfer and fixing process, and in conventional printers, the recorded image is of one color, for example, black.

しかしながら、最近では記録像がより明瞭となり且つ情
報の理解がより容易となる等の理由から、例えばフォー
マットの色と計算値やデータの値の色とが異なる色で表
現されたり、CADにより出力された図面の一部が異な
る色で出力される等、2色又はそれ以上の複数の色で区
別されることが望まれている。
However, in recent years, recorded images have become clearer and information has become easier to understand, so for example, the color of the format and the color of the calculated value or data value are expressed in different colors, or It is desired that the drawings be distinguished using two or more colors, such as outputting a part of a drawing in a different color.

このような多色記録を可能とする電子写真式画像形成装
置の中で、潜像形成手段、現像手段を2組有し、1回の
画像形成過程において2色の色刷り画像を形成する2色
電子写真装置の一例を第2図に示す。
Among electrophotographic image forming apparatuses capable of such multicolor recording, two-color image forming apparatuses have two sets of latent image forming means and developing means, and form two-color printed images in one image forming process. An example of an electrophotographic apparatus is shown in FIG.

第2図において、像担持体としての感光ドラム101は
、矢印Aの方向に回転し、潜像形成手段によって第1の
静電潜像が形成される。つまり、感光ドラム101は、
先ず、1次帯電器102によって一様に負に帯電された
後、第1の露光手段(図示せず)からのレーザビームし
1等によって第1の画像露光が行なわれる。この第1の
画像露光は、画像領域を露光するイメージ露光であり、
ネガの静電潜像を感光ドラム101上に形成する。この
静電潜像は、現像手段、即ち、第1の現像器103によ
って負に帯電した例えば赤色の有彩色トナーで反転現像
され、第1の可視像が得られる。
In FIG. 2, a photosensitive drum 101 serving as an image carrier rotates in the direction of arrow A, and a first electrostatic latent image is formed by a latent image forming means. In other words, the photosensitive drum 101 is
First, after being uniformly negatively charged by the primary charger 102, a first image exposure is performed using a laser beam 1 or the like from a first exposure means (not shown). This first image exposure is an image exposure that exposes an image area,
A negative electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 101. This electrostatic latent image is reversely developed by a developing means, that is, a first developing device 103, using negatively charged chromatic toner, for example, red, to obtain a first visible image.

次に、同様にして、感光ドラム101は、第2の潜像形
成手段及び第2の現像手段にて第2の可視像が形成され
る。即ち、感光ドラム101は、2次帯電器104によ
って再び一様に負に帯電された後、第2の露光手段(図
示せず)からのレーザビームし2等によって第2の画像
露光が行なわれる。この第2の画像露光は、上記第1の
画像露光と同様に、画像領域を露光するイメージ露光で
あり、ネガの静電潜像を感光ドラム101上に形成する
。この静電潜像は、第2の現像器105によって負に帯
電した黒色トナーで反転現像され、第2の可視像が得ら
れる。これによって、感光ドラム101上には多色記録
像が形成される。
Next, in the same manner, a second visible image is formed on the photosensitive drum 101 by the second latent image forming means and the second developing means. That is, after the photosensitive drum 101 is uniformly negatively charged again by the secondary charger 104, a second image exposure is performed by a laser beam 2 or the like from a second exposure means (not shown). . Similar to the first image exposure, this second image exposure is an image exposure that exposes an image area, and forms a negative electrostatic latent image on the photosensitive drum 101. This electrostatic latent image is reversely developed with negatively charged black toner by the second developing device 105 to obtain a second visible image. As a result, a multicolor recorded image is formed on the photosensitive drum 101.

その後、感光ドラム101上の多色記録像は。After that, the multicolor recorded image on the photosensitive drum 101.

転写帯電器106によって転写紙Pへ転写され、更に定
着器107によって定着される。なお、感光ドラム10
1上に残留したトナーは、クリーナ108によって感光
ドラム101上から除去される。
The image is transferred onto the transfer paper P by the transfer charger 106 and further fixed by the fixing device 107. Note that the photosensitive drum 10
The toner remaining on the photosensitive drum 101 is removed from the photosensitive drum 101 by a cleaner 108.

ところで、このような2色電子写真装置において、第1
色目の感光ドラム101上のトナー可視像は、感光ドラ
ム101鏡映力の作用で付着しているが、この付着が弱
いと第2色現像時に第1色目のトナーが第2現像器内に
混入してしまう問題がある。この問題を解決するために
、第1色現像は非磁性トナーと磁性粒子(キャリア)を
有する現像剤を用いた二成分磁気ブラシ現像法が適して
いるとされる。二成分磁気ブラシ現像法による場合は、
磁性トナーを用いた一成分現像法に比べ、トナーの電荷
量が高いため、感光ドラム101との鏡映力もそれだけ
強(働き、上述した問題が発生しにくいからである。ま
た、1色目のトナー像は、トナーの極性と同極性の再帯
電を受けるようにすれば、トナーの帯電量が増し、トナ
ー層と感光ドラム101との付着力が強くなり、第1色
目のトナーが第2現像器105内に混入することをより
効果的に防ぐことが可能である。
By the way, in such a two-color electrophotographic apparatus, the first
The toner visible image on the photosensitive drum 101 of a different color adheres to the photosensitive drum 101 due to the reflection force, but if this adhesion is weak, the toner of the first color may fall into the second developing device when developing the second color. There is a problem with mixing. In order to solve this problem, it is said that a two-component magnetic brush development method using a developer containing a non-magnetic toner and magnetic particles (carrier) is suitable for the first color development. When using two-component magnetic brush development method,
Compared to the one-component development method using magnetic toner, the amount of charge of the toner is higher, so the mirroring force with the photosensitive drum 101 is stronger, and the above-mentioned problem is less likely to occur. If the image is recharged with the same polarity as the toner, the amount of charge on the toner will increase, the adhesion between the toner layer and the photosensitive drum 101 will become stronger, and the toner of the first color will be transferred to the second developing device. 105 can be more effectively prevented from being mixed in.

次に、第2現像器105の現像法に関して言えば、これ
は感光ドラム101上の第1色目のトナー像を乱さない
ようにするために非接触現像法をとることが好ましく、
例えば磁性−成分トナーを用いたジャンピング現像法等
が適しているとされる。
Next, regarding the developing method of the second developing device 105, it is preferable to use a non-contact developing method so as not to disturb the first color toner image on the photosensitive drum 101.
For example, a jumping development method using a magnetic component toner is said to be suitable.

が       よ   と   る しかしながら、前記従来例のごとく現像方式として磁気
ブラシ現像法のような2成分現像法を用いる場合にあっ
ては、複数回の画像形成により現像器内のトナーが減少
し、T/C比、即ち、キャリアに対するトナーの重量比
が低下するにつれ、感光ドラム上へのキャリア付着が生
じ易くなり、良好な画像が得られなくなってしまう。
However, when a two-component developing method such as a magnetic brush developing method is used as the developing method as in the conventional example, the toner in the developing device decreases due to multiple image formations, and the T/ As the C ratio, that is, the weight ratio of toner to carrier decreases, carrier adhesion to the photosensitive drum becomes more likely to occur, making it impossible to obtain a good image.

これは従来の単色電子写真装置においても問題ではあっ
たが、単色電子写真装置の場合、感光ドラム上に付着し
たキャリアは、転写紙に転写されるか、或はクリーナに
より感光ドラム上から除去される。そして、トナーの減
少した現像器にトナーを補給するか、或は、カートリッ
ジ化されている場合にはカートリッジを交換することに
より、引き続き良好な画像形成を行なうことが可能であ
った。
This was a problem in conventional monochrome electrophotographic devices, but in the case of monochrome electrophotographic devices, the carrier attached to the photosensitive drum is either transferred to transfer paper or removed from the photosensitive drum by a cleaner. Ru. Then, it was possible to continue forming good images by replenishing toner to a developing device that was depleted of toner, or by replacing the cartridge if the developing device was configured as a cartridge.

しかし、第2図に関連して説明した前記多色電子写真装
置にあっては、第1の現像器103により感光ドラム1
01上に付着せしめられたキャリアが、第2の現像器1
05の現像剤担持体としての現像スリーブ105a内の
マグネットにより引きつけられ、現像スリーブ105a
に付着してしまう。1度現像スリーブ105aに付着し
てしまったキャリアは簡単に除去することが困難であり
、今後、良好な画像が得られなくなってしまう。
However, in the multicolor electrophotographic apparatus described in connection with FIG.
The carrier deposited on the second developing device 1
The developing sleeve 105a is attracted by the magnet in the developing sleeve 105a as a developer carrier of 05, and the developing sleeve 105a is
It will stick to. Once the carrier has adhered to the developing sleeve 105a, it is difficult to easily remove it, making it impossible to obtain good images in the future.

このような問題に対処すべく、従来、第1の現像器10
3と第2の現像器105との間の感光ドラム101近傍
に、キャリア回収用マグネットローラ(図示せず)を配
設し、感光ドラム101上に付着したキャリアを除去す
る等の提案がなされている。
In order to deal with such problems, conventionally, the first developing device 10
Proposals have been made to dispose a carrier recovery magnetic roller (not shown) near the photosensitive drum 101 between the photosensitive drum 101 and the second developing device 105 to remove the carrier attached to the photosensitive drum 101. There is.

しかしながら、このような方式では装置が大きなものと
なってしまい、また感光ドラム101上に付着したキャ
リアを全て除去することは困難であった。
However, in such a method, the apparatus becomes large and it is difficult to remove all the carrier attached to the photosensitive drum 101.

従って、本発明の目的は、感光ドラムのような像担持体
上に付着したキャリアを回収するのではなく、像担持体
上へのキャリア付着の原因たる現像手段内のトナーの減
少を精度良く検知し、キャリア付着を未然に防止し、高
品質の画像を得ることのできる多色画像形成装置を提供
することである。
Therefore, the purpose of the present invention is not to collect carrier adhering to an image bearing member such as a photosensitive drum, but to accurately detect a decrease in toner in a developing means, which is the cause of carrier adhesion to an image bearing member. However, it is an object of the present invention to provide a multicolor image forming apparatus that can prevent carrier adhesion and obtain high quality images.

を   るだ の 上記目的は本発明に係る多色画像形成装置にて達成され
る。要約すれば本発明は、像担持体の周囲に潜像形成手
段及び現像手段を複数組配設し、前記潜像形成手段によ
って形成された潜像を前記現像手段の複数色の現像剤に
よって可視像化して多色記録像を形成し、該多色記録像
を転写材上に1回で転写する多色画像形成装置において
、前記現像手段の少なくとも1つは、非磁性トナーと磁
性粒子を有する現像剤を保有しており、該非磁性トナー
と磁性粒子を有する現像剤を保有した現像手段は、トナ
ーの残量を検知するトナー残量検知手段と、トナーを撹
拌し且つ前記トナー残量検知手段のトナー残量検知部を
周期的に清掃する清掃部材を有した回転稼動のトナー撹
拌手段とを具備し、前記清掃部材は、1回の画像形成過
程において少なくとも1回は前記トナー残量検知部を清
掃することを特徴とする多色画像形成装置である。
The above objects are achieved by a multicolor image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention includes a plurality of sets of latent image forming means and developing means arranged around an image carrier, and a latent image formed by the latent image forming means being developed by a plurality of color developers of the developing means. In a multicolor image forming apparatus that visualizes a multicolor recorded image and transfers the multicolor recorded image onto a transfer material at one time, at least one of the developing means is configured to generate a nonmagnetic toner and magnetic particles. The developing means includes a developer having non-magnetic toner and magnetic particles, and includes a remaining toner amount detecting means for detecting the remaining amount of toner, and a remaining toner amount detecting means for stirring the toner and detecting the remaining toner amount. a rotating toner stirring means having a cleaning member that periodically cleans the remaining toner amount detection section of the means, and the cleaning member detects the remaining toner amount at least once in one image forming process. This is a multicolor image forming apparatus characterized by cleaning the parts.

1遡1 次に、本発明に係る多色画像形成装置を図面に則して更
に詳しく説明する。
1 Retrospect 1 Next, the multicolor image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

本実施例にて、本発明は、第2図に関連して説明した2
色電子写真装置に具現化されるものとし、その全体構成
及び画像形成作用は従来と同様であるので、詳しい説明
は省略し、ここでは、簡単に説明するに留める。
In this embodiment, the present invention is explained in conjunction with FIG.
Since the present invention is implemented in a color electrophotographic apparatus, and its overall configuration and image forming operation are the same as those of the prior art, a detailed explanation will be omitted and only a brief explanation will be given here.

第1図には、本発明に従って構成される現像手段、即ち
、第1の現像器103の一実施例が拡大して図示される
0本実施例において、像担持体としての感光ドラム10
1は、矢印Aの方向に回転し、潜像形成手段(第2図に
おける1次帯電器102及び露光手段L1)により感光
ドラム1上に形成された静電潜像は、第1の現像器10
3により、例えば赤色トナーで可視像化される。
FIG. 1 shows an enlarged embodiment of a developing means constructed according to the present invention, that is, a first developing device 103. In this embodiment, a photosensitive drum 10 as an image carrier is shown.
1 rotates in the direction of arrow A, and the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 by the latent image forming means (primary charger 102 and exposure means L1 in FIG. 2) is transferred to the first developing device. 10
3, it is visualized with red toner, for example.

本実施例にて、第1の現像器103は、現像室3、矢印
Cの方向に回転する現像剤担持体としての現像スリーブ
103 a sマグネットロール103b、トナー収納
室6、磁性ブレード7、矢印りの方向に回転するトナー
撹拌棒8を備え、現像室3には赤色の非磁性トナー(粒
径略10μm) キャリアとしての磁性粒子(粒径略1
00μm)を有した現像剤が収納され、又、トナー収納
室6にはトナーのみが収納されている。
In this embodiment, the first developing device 103 includes a developing chamber 3, a developing sleeve 103 as a developer carrier rotating in the direction of arrow C, a magnet roll 103b, a toner storage chamber 6, a magnetic blade 7, and The developing chamber 3 contains red non-magnetic toner (particle size approximately 10 μm) and magnetic particles (particle size approximately 1 μm) as a carrier.
00 μm) is stored in the toner storage chamber 6, and only toner is stored in the toner storage chamber 6.

そして現像室3とトナー収納室6とは、トナーのみが通
過可能な網状部材9で仕切られており、前記静電潜像を
現像することで消費される現像室3内のトナーを補充す
べく、トナー収納室6内のトナーが徐々に現像室3に送
られる。
The developing chamber 3 and the toner storage chamber 6 are separated by a mesh member 9 through which only toner can pass, and the toner in the developing chamber 3 consumed by developing the electrostatic latent image is replenished. , the toner in the toner storage chamber 6 is gradually sent to the developing chamber 3.

更に、前記トナー収納室6の外壁の一部には透明な窓1
0が設けられ、その外側近傍には、トナー残量検知手段
としての発光素子11、例えばLEDと、例えばフォト
ダイオードの如き光電変換素子である受光素子12とが
配設されている。
Further, a transparent window 1 is provided in a part of the outer wall of the toner storage chamber 6.
0, and near the outside thereof, a light emitting element 11, such as an LED, as a toner remaining amount detection means, and a light receiving element 12, which is a photoelectric conversion element such as a photodiode, are arranged.

そして、発光素子11から発せられた光りは前記窓10
の部分に照射され、その反射光は前記受光素子12に至
る。
Then, the light emitted from the light emitting element 11 is transmitted to the window 10.
The reflected light reaches the light receiving element 12.

ここで、前記トナー収納室6内にトナーが充分収納され
ており、前記窓10の近傍にトナーが存在する場合には
前記反射光量が多(、フォトダイオードにより得られる
電流値も大きい。しかし、画像形成過程を多数回繰り返
すことによりトナーが消費されていき、前記トナー収納
室6内のトナー量が前記窓10の近傍にトナーが存在し
ない程度に減少した場合には前記反射光量が少なくなり
、フォトダイオードにより得られる電流値も小さくなる
。つまり、この電流値の変化により、前記トナー収納室
6内のトナーの残量を検知することが可能となる。この
トナー量の変化に伴う電流値の変化のようすを第3図に
示すが、トナー残量が略Ogに近づいた時点で電流値に
大きな変化が現われる。この変化を適確に検知すること
が可能であれば良いのだが、実際には窓10の内側面に
トナーが付着するなどの原因によって誤検知を引き起こ
すことが多々生じてしまう。
Here, when the toner is sufficiently stored in the toner storage chamber 6 and the toner is present near the window 10, the amount of reflected light is large (and the current value obtained by the photodiode is also large. However, When the toner is consumed by repeating the image forming process many times and the amount of toner in the toner storage chamber 6 decreases to such an extent that no toner exists near the window 10, the amount of reflected light decreases; The current value obtained by the photodiode also becomes smaller.In other words, this change in current value makes it possible to detect the remaining amount of toner in the toner storage chamber 6. The state of the change is shown in Figure 3, and a large change appears in the current value when the remaining amount of toner approaches approximately Og.It would be good if it were possible to accurately detect this change, but in reality In this case, false detections often occur due to causes such as toner adhering to the inner surface of the window 10.

従って、本実施例においてはトナー撹拌棒8の先端部に
、透明な弾性部材14、例えばウレタンゴムが取り付け
られ、これにより前記窓lOの内側面をトナー撹拌棒8
の回転に伴い、周期的に清掃するよう構成されている。
Therefore, in this embodiment, a transparent elastic member 14, for example, urethane rubber, is attached to the tip of the toner stirring rod 8, so that the inner surface of the window 1O is moved by the toner stirring rod 8.
The device is configured to periodically clean the device as the device rotates.

この構成における前記受光素子12の出力電流の変化に
ついて、トナー収納室6内にトナーがほとんど無い状態
を例にとって、第4図を参照しつつ説明する。
Changes in the output current of the light receiving element 12 in this configuration will be explained with reference to FIG. 4, taking as an example a state in which there is almost no toner in the toner storage chamber 6.

先ず、窓10を弾性部材14で清掃した直後には殆んど
反射光が得られないために、電流値は小さく(第4図、
部位15)、弾性部材14が再び窓10に近づくにつれ
て窓10の部分にトナーを運んできて反射光が多く得ら
れるようになり、電流値は大きくなる(第4図、部位1
6)。
First, immediately after cleaning the window 10 with the elastic member 14, almost no reflected light is obtained, so the current value is small (Fig. 4,
As the elastic member 14 approaches the window 10 again, more toner is brought to the window 10, more reflected light is obtained, and the current value increases (Fig. 4, part 1).
6).

以下に、本構成におけるトナー残量検知方法を第5図及
び第6図により説明する。
The method for detecting the remaining amount of toner in this configuration will be explained below with reference to FIGS. 5 and 6.

なお、本実施例において2色電子写真装置は、1回の画
像形成過程に4秒を要し、トナー撹拌棒8の回転周期は
2.5秒に設定されているものとする。この時のトナー
残量検知手段の光電変換素子12の出力電流の変化の一
例が、第6図(イ)に示される。
In this embodiment, it is assumed that the two-color electrophotographic apparatus requires 4 seconds for one image forming process, and the rotation period of the toner stirring rod 8 is set to 2.5 seconds. An example of a change in the output current of the photoelectric conversion element 12 of the remaining toner amount detecting means at this time is shown in FIG. 6(A).

先ず、受光素子12に照射された反射光りにより検出さ
れた電流は、増幅器17により増幅された後、積分器1
8により、画像形成開始時点1+からトナー撹拌棒8の
回転1周期2.5秒分だけ積分される(第6図(イ)に
おける斜線部分)。
First, the current detected by the reflected light irradiated on the light receiving element 12 is amplified by the amplifier 17 and then passed through the integrator 1.
8, one rotation period of the toner stirring rod 8 is integrated for 2.5 seconds from the image formation start time 1+ (the shaded area in FIG. 6(a)).

次に、この積分値は比較器19により、予め設定された
基準値20と比較され、積分値が基準値よりも大きけれ
ばトナー有りと判断し、また、積分値が基準値に等しい
か、或は基準値よりも小さければトナー無しと判断し、
ユーザにトナー無しを知らせる。
Next, this integral value is compared with a preset reference value 20 by a comparator 19, and if the integral value is larger than the reference value, it is determined that toner is present, and whether the integral value is equal to the reference value or not. If it is smaller than the standard value, it is determined that there is no toner,
Inform the user that there is no toner.

本発明によれば、1回の画像形成過程において、常にト
ナー撹拌棒8が1回以上回転し、且つトナー撹拌棒8の
回転1周期分の受光素子12の出力を積分しているため
に、第6図(ロ)(ハ)に示すように画像形成開始時点
t1におけるトナー撹拌棒8の位置が異なる場合であっ
ても同じ積分値が得られ、従って、間欠的に作動する場
合においても常に安定した検知が可能となる。
According to the present invention, in one image forming process, the toner stirring rod 8 always rotates at least once and the output of the light receiving element 12 for one rotation period of the toner stirring rod 8 is integrated. As shown in FIGS. 6(B) and 6(C), even if the position of the toner stirring rod 8 at the image formation start time t1 is different, the same integral value is obtained. Stable detection becomes possible.

また、本発明によれば、受光素子12からの出力を積分
しているために、受光素子12から出力されるある一時
点における電流値を直ちに検出値とする場合に比べ、検
出誤差を小さくすることが可能となる。
Further, according to the present invention, since the output from the light receiving element 12 is integrated, the detection error is reduced compared to the case where the current value outputted from the light receiving element 12 at a certain point is immediately taken as the detected value. becomes possible.

第7図を参照して、本発明に係る他の実施例を説明する
。本実施例においては、1回の画像形成過程に4秒を要
し、トナー撹拌棒8の回転周期が1.5秒とされる。即
ち、1回の画像形成過程においてトナー撹拌棒8が2回
転以上回転するよう設定されている。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, one image forming process takes 4 seconds, and the rotation period of the toner stirring rod 8 is 1.5 seconds. That is, the toner stirring rod 8 is set to rotate two or more times during one image forming process.

第7図は、本実施例におけるトナー残量検知方法におい
て、トナー残量検知手段の受光素子12の出力電流の変
化の一例を示す。
FIG. 7 shows an example of a change in the output current of the light receiving element 12 of the remaining toner amount detection means in the remaining toner amount detection method in this embodiment.

先ず、画像形成開始後であって、トナー撹拌棒8の先端
部に具備されている弾性部材14が窓10を清掃した時
点tx、tsから一定時間経過後、例えば1秒後の時点
t2°  t3°における、受光素子12に照射された
反射光りにより検出される電流値P、Qを検知する。
First, after the start of image formation and after a certain period of time has elapsed from the time tx, ts when the elastic member 14 provided at the tip of the toner stirring rod 8 cleans the window 10, a time t2° t3, for example, one second later. The current values P and Q detected by the reflected light irradiated onto the light receiving element 12 are detected at .

なお、前記時刻ts、tsを検知する方法の一例として
、以下のような方法がある。即ち、第7図(イ)のごと
き出力変形を微分回路により微分せしめると、第7図(
ロ)のごとき微分波形が得られる。つまり、前記弾性部
材14が窓lOを清掃した瞬間にあっては、微分値は著
しく減少する。従って、この減少した瞬間をtg、ja
とすれば良い。そのために、前記微分値を予め設定した
閾値Sと比較し、前記微分値が閾値S以下になった時点
なti、jsとする。
Note that the following method is an example of a method for detecting the times ts and ts. That is, if the output deformation shown in Fig. 7 (a) is differentiated by a differentiating circuit, the output deformation shown in Fig. 7 (a) is differentiated using a differentiating circuit.
A differential waveform like (b) is obtained. That is, at the moment when the elastic member 14 cleans the window 10, the differential value decreases significantly. Therefore, we define this reduced moment as tg, ja
It's fine if you do this. For this purpose, the differential value is compared with a preset threshold value S, and the time point when the differential value becomes equal to or less than the threshold value S is determined as ti,js.

次に、先に検知された電流値P、Qは、各々増幅器17
により増幅された後、これらの平均値を算出し、この平
均値は比較器19により、予め設定された基準値20と
比較され、平均値が基準値よりも大きければトナー有り
と判断し、また、平均値が基準値に等しいか、或は基準
値よりも小さければトナー無しと判断し、ユーザにトナ
ー無しを知らせる。
Next, the previously detected current values P and Q are respectively input to the amplifier 17.
After amplification, the average value of these is calculated, and this average value is compared with a preset reference value 20 by a comparator 19. If the average value is larger than the reference value, it is determined that toner is present, and , if the average value is equal to the reference value or smaller than the reference value, it is determined that there is no toner, and the user is notified that there is no toner.

このように平均値をとることにより、受光素子12から
出力される成る一時点における電流値を直ちに検出値と
する場合に比べ、検出誤差を小さくすることが可能とな
る。
By taking the average value in this manner, it is possible to reduce the detection error compared to the case where the current value at one point outputted from the light receiving element 12 is immediately taken as the detected value.

第8図は、本発明に係る他の実施例を示す。第8図で第
1図と共通の部材には同符号を付しである。
FIG. 8 shows another embodiment according to the invention. Components in FIG. 8 that are common to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

本実施例においては、トナー残量検知手段としてピエゾ
素子のごとき圧電振動子20が配設されている。そして
、トナー収納室6内にトナーが充分収納されており、前
記ピエゾ素子20の上面にトナーが存在する場合には、
ピエゾ素子20からの出力電圧は得られない、しかし画
像形成過程を多数回繰り返すことによりトナーが消費さ
れ、トナー収納室6内のトナー量がピエゾ素子20の上
面に存在しない程度に減少すると、ピエゾ素子20から
出力電圧が得られるようになる。
In this embodiment, a piezoelectric vibrator 20 such as a piezo element is provided as a toner remaining amount detection means. If toner is sufficiently stored in the toner storage chamber 6 and toner is present on the top surface of the piezo element 20,
No output voltage is obtained from the piezo element 20, but when the toner is consumed by repeating the image forming process many times and the amount of toner in the toner storage chamber 6 decreases to the extent that it does not exist on the top surface of the piezo element 20, the piezo element 20 An output voltage can now be obtained from the element 20.

つまり、この電圧値の変化により、トナー収納室6内の
トナーの残量を検知することが可能となる。このトナー
量の変化に伴う電圧値の変化のようすを第9図に示す。
In other words, it is possible to detect the remaining amount of toner in the toner storage chamber 6 based on this change in voltage value. FIG. 9 shows how the voltage value changes as the toner amount changes.

第9図にて理解されるように、トナー残量が略Ogに近
づいた時点で電圧値に大きな変化が現われる。この変化
を適確に検知することが可能であれば良いのだが、実際
にはピエゾ素子20の上面にトナーが付着するなどして
しまいよ、誤検知を引き起こすことが多々生じてしまう
As can be understood from FIG. 9, a large change appears in the voltage value when the remaining amount of toner approaches approximately Og. It would be good if it were possible to accurately detect this change, but in reality, toner may adhere to the top surface of the piezo element 20, which often causes false detection.

このために、本実施例においては第10図に示すような
軸00°を回転軸とした矩形状のトナー撹拌棒21の両
端部に弾性部材22、例えばウレタンゴムが配設されて
おり、これにより前記ピエゾ素子20の上面をトナー撹
拌棒21の回転に伴ない、周期的に清掃する。この構成
における前記ピエゾ素子20の出力電圧の変化について
、トナー収納室6内にトナーが殆んど無い状態を例に、
第11図を参照しつつ説明する。
For this purpose, in this embodiment, elastic members 22, such as urethane rubber, are provided at both ends of a rectangular toner stirring rod 21 whose rotation axis is 00° as shown in FIG. The upper surface of the piezo element 20 is periodically cleaned as the toner stirring rod 21 rotates. Regarding the change in the output voltage of the piezo element 20 in this configuration, take as an example a state where there is almost no toner in the toner storage chamber 6.
This will be explained with reference to FIG.

先ず、ピエゾ素子20の上面を弾性部材21で清掃した
直後には、前記ピエゾ素子20の上面にトナーが存在し
ないために電圧値は太き((第11図、部位23)、弾
性部材21が再びピエゾ素子20に近づくにつれてその
上面にトナーを運んできて電圧値は略Oになる(第11
図、部位24)。
First, immediately after cleaning the top surface of the piezo element 20 with the elastic member 21, since there is no toner on the top surface of the piezo element 20, the voltage value is large ((part 23 in FIG. 11)), and the elastic member 21 As it approaches the piezo element 20 again, the toner is carried to the top surface of the piezo element 20, and the voltage value becomes approximately O (11th
Figure, part 24).

今、本実施例の2色電子写真装置は、1回の画像形成過
程に4秒を要し、トナー撹拌棒21の回転周期は3秒に
設定されているものとする。又、ピエゾ素子20の出力
電圧は、第5図に示すような構成の回路にて、増幅器1
7により増幅された後、積分器18により画像形成開始
時点からトナー撹拌棒21の回転1周期3秒分だけ積分
される。そしてこの積分値は比較器19により予め設定
された基準値20と比較され、積分値が基準値よりも小
さければトナー有りと判断し、また積分値が基準値に等
しいか、或は基準値よりも大きければトナー無しと判断
し、ユーザにトナー無しを知らせる。
Now, assume that the two-color electrophotographic apparatus of this embodiment requires 4 seconds for one image forming process, and the rotation period of the toner stirring rod 21 is set to 3 seconds. In addition, the output voltage of the piezo element 20 is determined by the amplifier 1 in a circuit configured as shown in FIG.
After being amplified by step 7, the integrator 18 integrates one cycle of rotation of the toner stirring rod 21 for 3 seconds from the start of image formation. This integral value is then compared with a preset reference value 20 by a comparator 19, and if the integral value is smaller than the reference value, it is determined that toner is present, and if the integral value is equal to the reference value or is less than the reference value. If it is also large, it is determined that there is no toner, and the user is notified that there is no toner.

本実施例に示すようなトナー撹拌棒21を用いることに
より、トナー撹拌棒21の回転周期を速めることな(、
ピエゾ素子面を清掃する周期を速めることが可能となり
、1回の画像形成過程に要する時間が短い多色画像形成
装置への適用が容易となる。
By using the toner stirring rod 21 as shown in this embodiment, the rotation period of the toner stirring rod 21 is not increased (
It becomes possible to speed up the period of cleaning the piezo element surface, and the present invention can be easily applied to a multicolor image forming apparatus in which the time required for one image forming process is short.

光」狙Ω」L果 以上説明したように、本発明に係る多色画像形成装置は
、現像手段に設けたトナー残量検知手段内のトナー残量
検知部を清掃部材にて周期的に清掃するように構成し、
かつ清掃部材は、1回の画像形成過程において少な(と
も1回はトナー残量検知部を清掃することとなり、その
ために1回の画像形成過程において少な(とも1回は現
像手段内のトナーの残量を検知することが可能となり、
例えば普段は黒色トナーのみを用いるモノクロの画像形
成が主であり、赤色トナーをも用いる2色画像の形成は
数回に1回の割合であるような、赤色トナーを保有する
第1の現像器が間欠的に作動する場合にあっても、トナ
ーの残量を確実に検知することが可能となり、トナーの
減少による像担持体上へのキャリア付着を未然に防止す
ることが可能となり、常に高品質の多色画像を得ること
ができる。
As described above, the multicolor image forming apparatus according to the present invention periodically cleans the remaining toner amount detecting section in the remaining toner amount detecting means provided in the developing means with a cleaning member. Configure it to
In addition, the cleaning member cleans a small amount of toner in the developing means (at least once in one image forming process; It becomes possible to detect the remaining amount,
For example, a first developing device containing red toner, which usually mainly forms monochrome images using only black toner, and forms two-color images using red toner only once every few times. Even when the toner operates intermittently, it is possible to reliably detect the remaining amount of toner, and it is possible to prevent carrier from adhering to the image carrier due to a decrease in toner. You can get quality multicolor images.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に係る多色画像形成装置の一実施例を
示す部分詳細構成図である。 第2図は、本発明を具現化し得る2色電子写真装置の概
略構成図である。 第3図は、反射光を利用したトナー残量検知出力を示す
図である。 第4図は、反射光と撹拌棒を利用したトナー残量検知出
力を示す図である。 第5図は、反射光と撹拌棒を利用したトナー残量検知構
法を実施する電気回路のブロック図である。 第6図は、本発明に従って構成されるトナー残量検知出
力を示す一例図である。 第7図は、本発明に従って構成されるトナー残量検知出
力を示す他の実施例の図である。 第8図は、本発明に係る多色画像形成装置の他の実施例
の部分構成図である。 第9図は、ピエゾを利用したトナー残量検知出力を示す
図である。 第10図、撹拌棒の一実施例の斜視図である。 第11図は、ピエゾと撹拌棒を利用したトナー残量検知
出力を示す図である。 8.21:トナー撹拌棒 lO:透明窓 11:発光素子 12:受光素子 20:ピエゾ素子 101:像担持体 102.104:帯電器 第 図 第2図 第3図 トナー残量(9) 第4図 第5図 第6図 1−−2.5秒−m− 時間 第7図 第8図 第9図 トナー残量(9) 第10図 第11図 回転周期
FIG. 1 is a partial detailed configuration diagram showing an embodiment of a multicolor image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a two-color electrophotographic apparatus that can embody the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the remaining toner amount detection output using reflected light. FIG. 4 is a diagram showing the remaining toner amount detection output using reflected light and a stirring rod. FIG. 5 is a block diagram of an electric circuit implementing a method for detecting the amount of remaining toner using reflected light and a stirring rod. FIG. 6 is an example diagram showing the remaining toner amount detection output configured according to the present invention. FIG. 7 is a diagram of another embodiment showing the remaining toner amount detection output constructed according to the present invention. FIG. 8 is a partial configuration diagram of another embodiment of the multicolor image forming apparatus according to the present invention. FIG. 9 is a diagram showing the remaining toner amount detection output using a piezo. FIG. 10 is a perspective view of one embodiment of a stirring bar. FIG. 11 is a diagram showing the toner remaining amount detection output using a piezo and a stirring rod. 8.21: Toner stirring rod lO: Transparent window 11: Light emitting element 12: Light receiving element 20: Piezo element 101: Image carrier 102.104: Charger Figure 2 Figure 3 Toner remaining amount (9) 4th Figure 5 Figure 6 Figure 1--2.5 seconds-m- Time Figure 7 Figure 8 Figure 9 Toner remaining amount (9) Figure 10 Figure 11 Rotation period

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)像担持体の周囲に潜像形成手段及び現像手段を複数
組配設し、前記潜像形成手段によって形成された潜像を
前記現像手段の複数色の現像剤によって可視像化して多
色記録像を形成し、該多色記録像を転写材上に1回で転
写する多色画像形成装置において、前記現像手段の少な
くとも1つは、非磁性トナーと磁性粒子を有する現像剤
を保有しており、該非磁性トナーと磁性粒子を有する現
像剤を保有した現像手段は、トナーの残量を検知するト
ナー残量検知手段と、トナーを撹拌し且つ前記トナー残
量検知手段のトナー残量検知部を周期的に清掃する清掃
部材を有した回転稼動のトナー撹拌手段とを具備し、前
記清掃部材は、1回の画像形成過程において少なくとも
1回は前記トナー残量検知部を清掃することを特徴とす
る多色画像形成装置。
1) A plurality of sets of latent image forming means and developing means are disposed around the image bearing member, and the latent image formed by the latent image forming means is visualized by a plurality of color developers of the developing means to produce a multicolored image. In a multicolor image forming apparatus that forms a color recorded image and transfers the multicolor recorded image onto a transfer material at one time, at least one of the developing means contains a developer having a nonmagnetic toner and magnetic particles. The developing means, which has a developer having non-magnetic toner and magnetic particles, includes a remaining toner amount detecting means for detecting the remaining amount of toner, and a toner remaining amount detecting means for stirring the toner and detecting the remaining toner amount by the toner remaining amount detecting means. a rotating toner stirring means having a cleaning member that periodically cleans the detection section, the cleaning member cleaning the remaining toner amount detection section at least once in one image forming process; A multicolor image forming device featuring:
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5784669A (en) * 1995-10-03 1998-07-21 Ricoh Company Ltd. Toner replenishing device for an image forming apparatus
JP2009122429A (en) * 2007-11-15 2009-06-04 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
JP2012177860A (en) * 2011-02-28 2012-09-13 Brother Ind Ltd Image forming apparatus
US8861992B2 (en) 2011-02-28 2014-10-14 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming device with cartridge replacement alert system

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