JP4627191B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤収納容器内に蓄えられているトナーの残量が過少状態になったときに、その旨の表示を行うトナー残量検知システムを備えた画像形成装置に関する。

一般に、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの各種画像形成装置には、現像剤収納容器内に蓄えられているトナーの残量を検出し、その検出したトナー残量が、予め設定された基準値を下回ったと判断したときに、上記現像剤収納容器内に蓄えられているトナーの残量が過少となっている旨の表示を表示部に行うトナー残量検知システムがしばしば設けられている。

このトナー残量検知システムについて、例えば下記特許文献１，２，３に記載されているように、現像剤収納容器内にアンテナ部を配置して残トナーの静電容量からトナー残量を検出するようにしたものが従来から知られている。このアンテナ部を用いたものでは、例えば図１０に示されているように感光ドラム等の像担持体１に近接するように配置された現像装置２のトナー収納容器２ａ内の現像スリーブ２ｂに対向するようにして、棒状のアンテナ部３がトナーＴｎの内部に埋設されるように配置されており、そのアンテナ部３に対して静電容量検出回路が３ａが接続されているとともに、上記現像スリーブ２ｂの電源２ｃから電圧を供給されるリファレンスコンデンサ３ｂにも静電容量検出回路３ｃが接続されている。そして、このコンデンサ３ｂ側の静電容量検出回路３ｃから出力される静電容量と、上述したアンテナ部３側の静電容量検出回路３ａから出力される静電容量とが、コンパレータ３ｄにおいて比較され、それらを比較した結果から上記トナー収納容器２ａ内におけるトナー残量が検出されるようになっている。

また、例えば下記の特許文献４のように、アンテナ部以外の検出機構で残トナーの静電容量を検知するようにしたものも提案されているが、いずれにしても、それら各種のトナー残量検知システムによって得られたトナー残量検出信号は、図示を省略した印字記録エンジン部側の印字制御手段（ＣＰＵ）４に受信され、その印字制御手段（ＣＰＵ）４によって画像形成工程の許可／不許可等が制御されるように構成されている。つまり、上述したトナー残量検知システムによって検出されたトナー残量が、予め設定された基準値を下回ったと判断されたときには、トナーの残量が過少となっている旨が、図示を省略した操作表示部に表示される。

ところが、このような従来のトナー残量検知システムにおいては、上述したようにアンテナ部３側からの検出信号と、電源２ｃ側からの検出信号との二つの検出信号が用いられており、これら両検出信号どうしの比較を行っている。しかしながら、これらの両検出信号の初期出力状態は、工場出荷時等における基板調整工程等によって変動を生じやすく、それらの両検出信号の差分に相当するトナー残量の検出に誤差が発生するおそれがある。例えば、上記両検出信号どうしの差分の初期設定が大き過ぎた場合には、トナー残量の過少表示が行われる前に、いわゆる白抜けと呼ばれる画像が出現してしまう。また、上記両検出信号どうしの差分の初期設定が小さ過ぎた場合には、トナー残量が十分な状態であるにもかかわらず、トナー残量の過少表示が行われてしまうことがある。

そのため従来においては、工場出荷時等において、上述したトナー残量に関する両検出信号の初期調整を厳密に管理することも行われているが、そのような厳密な調整工程を行うこととすると、装置全体の生産性を低下させるおそれがある。

特開２００１−２２８６９７号公報 特開２００３−１２２１０７号公報 特開２００４−０８６１７６号公報 特開２００３−１８６２９６号公報

そこで本発明は、トナー残量検知システムにおける初期調整を基本的に無くすことができるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる画像形成装置では、現像剤収納容器内に蓄えられているトナーの残量を検出し、その検出したトナー残量が過少状態になったときにトナー無し状態を検出するトナー残量検知システムを備えた画像形成装置において、前記トナー残量検知システムは、画像形成する記録紙の所定枚数にわたる前記現像剤収納容器内の残トナーに関する静電容量の変化を算出して相対的変化量とし、その所定枚数にわたって算出した相対的変化量を、前記所定枚数にわたる基準の相対的変化量と比較することにより前記現像剤収納容器内のトナーの有無状態を検出するように構成されている。

このような構成を有する請求項１にかかる画像形成装置においては、記録紙の複数枚分にわたる残トナー静電容量の相対的変化量を算出して監視することによって、トナー残量に関する一つの検出信号における相対的変化に基づいてトナー残量の検出および過少表示が行われることが可能となり、従来のようなトナー残量に関する二つの検出信号どうしを比較することがなくなるため、検出出力を調整する工程が基本的に不要となる。

また、本発明の請求項２にかかる画像形成装置では、上記請求項１におけるトナー残量検知システムは、前記残トナー静電容量の相対的変化量が、予め設定した前記所定枚数にわたる基準の相対的変化量を上回っているときにトナー無し状態と判断するように構成されている。

このような構成を有する請求項２にかかる画像形成装置においては、トナー残量値の相対的変化量が比較的簡易な演算手順でしかも精度良く得られる。

さらに、本発明の請求項３にかかる画像形成装置では、上記請求項１におけるトナー残量検知システムは、現像剤収納容器内の残トナーに関する静電容量を画像形成する記録紙の一定枚数を一単位として算出し、その算出した記録紙の一定枚数を一単位とした画像形成動作を終了した時点ごとに前記一単位分の残トナーの静電容量を順次記憶していくとともに、その一単位分の残トナーの静電容量の相対的変化量を算出する記録紙に対応しなくなった残トナーの静電容量を順次消去するように構成されている。

このような構成を有する請求項３にかかる画像形成装置においては、トナー残量値を算出するにあたって、記録紙ごとの残トナーの静電容量の記憶容量が最小状態で済むこととなり、その結果、装置の低廉化および小型化が可能となる。

さらにまた、本発明の請求項４にかかる画像形成装置では、上記請求項１におけるトナー残量検知システムには、残トナーの静電容量の相対的変化量を算出する記録紙の所定枚数として、トナー残量が過少状態時に画像の白抜けを生じることがない範囲の枚数が設定されている。

このような構成を有する請求項４にかかる画像形成装置によれば、残トナーの静電容量の相対的変化量が、突発的な変化状態や誤検知状態のものを無視した状態で得られつつ、画像の白抜けを防止して良好な画像品質が維持されるようになっている。

以上述べたように請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、トナー残量を検出するにあたって、当該残トナーの静電容量における記録紙の所定枚数分にわたっての相対的変化量を算出するトナー残量検知システムを備えたことによって、トナー残量に関する一つの検出信号における相対的変化に基づいてトナー残量の検出および過少表示を行い、従来のようなトナー残量に関する二つの検出信号どうしを比較することをなくして検出出力を調整する工程を不要としたものであるから、トナー残量検知システムにおける初期調整を基本的に無くすことができ、トナー残量に関する表示を容易かつ高精度に行わせることができる。

また、本発明の請求項２にかかる画像形成装置は、上記請求項１におけるトナー残量検知システムを、記録紙の一単位分ごとの残トナー静電容量の相対的変化量が予め設定した基準の変化量を上回っているときにトナー無し状態と判断するように構成したことによって、トナー残量値の相対的変化量を比較的簡易な演算手順でしかも精度良く得られるようにしたものであるから、上述した効果を確実に得ることができる。

さらに、本発明の請求項３にかかる画像形成装置は、上記請求項１におけるトナー残量検知システムを、記録紙の一定枚数を一単位とした画像形成動作を終了した時点ごとに前記残トナーの静電容量を順次記憶していくとともに、その残トナーの静電容量の相対的変化量を算出する記録紙に対応しなくなった残トナーの静電容量を順次消去するように構成したことより、トナー残量値を算出するにあたって記録紙ごとの残トナーの静電容量の記憶容量が最小状態で済むようにしたものであるから、上述した効果に加えて、装置の低廉化および小型化を図ることができる。

さらにまた、本発明の請求項４にかかる画像形成装置は、上記請求項１におけるトナー残量検知システムに、残トナーの静電容量の相対的変化量を算出する記録紙の所定枚数として画像の白抜けを生じることがない範囲の枚数を設定して、残トナーの静電容量の相対的変化量を突発的な変化状態や誤検知状態のものを無視した状態で得つつ、画像の白抜けを防止して良好な画像品質を維持することを可能としたものであるから、画像形成性能を劣化させることなく上述した効果を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず図１に示されているように、画像形成装置の全体は、画像形成の各動作を実行する印字記録エンジン部１０と、その印字記録エンジン部１０における各種動作を制御するコントローラ部２０とから構成されており、上記コントローラ部２０に設けられた制御処理部２１からの各種制御信号が、上記印字記録エンジン部１０に送出されるようになっている。

上記コントローラ部２０の内部に設けられた制御処理部２１のＣＰＵ（中央演算装置）２１ａには、後述するようなトナー残量検知システムなどの各種制御プログラムが格納されたＲＯＭ２１ｂと、制御プログラム実行中の各種データなどを一時的に格納するＲＡＭ２１ｃとがそれぞれ接続されているが、このような制御処理部２１には、コピー（複写）機能に用いられるスキャナ部（原稿読取装置）２２、電話回線網からの画像データを受信するファクスモデム２３、および外部ホスト装置からの画像データを受信するプリンタインターフェース２４が接続されており、これら三種類の画像データ取込部２２，２３，２４の各々を通して、複数種類の画像データが上記制御処理部２１内に取り込まれるようになっている。これら三種類の画像データ取込部２２，２３，２４のそれぞれを通して取り込まれた画像データは、上記制御処理部２１に接続された画像メモリ２５に一旦格納されるようになっている。

また、上記制御処理部２１には、操作指令信号を出力するキー入力部２６が接続されているとともに、装置の動作状態や操作メッセージなどの表示を行う表示部２７が接続されている。そして、操作指令や受信内容に基づいて適宜に出力された画像データが前記画像メモリ２５に一旦格納された後、その画像データに基づくビデオ信号が各種制御信号とともに上記印字記録エンジン部１０側に送出されることによって適宜の画像形成動作（プリント動作）が実行されるが、その画像形成動作（プリント動作）中には、後述するようなトナー残量検知動作が実行される。

一方、前記印字記録エンジン部１０は、例えば図２に示されているような構成になされている。
上述したコントローラ部２０から送出される画像データや各種制御信号に従って、レーザスキャナユニット１１のポリゴンミラー１１ａが同期して回転駆動されることによって光変調情報１１ｂが発せられる。その光変調情報１１ｂは、プロセスカートリッジ１２内に設けられた像担持体としての感光ドラム１２ａ上に光スポットとして結像され、その光スポットがオン・オフされながら、上記感光ドラム１２ａの軸方向（主走査方向）に往復走査されることによって当該感光ドラム１２ａ上に形成画像に対応する静電潜像が形成される。そして、上記感光ドラム１２ａ上の静電潜像に対して、同じくプロセスカートリッジ１２内に一体的に設けられた現像装置１２ｂのトナー（現像剤）収納容器１２ｂ１内に蓄えられたトナーが、現像バイアスによって現像スリーブ１２ｂ２を通して供給されることにより未定着トナー像が感光ドラム１２ａ上に形成されるようになっている。

一方、装置下部側には、給紙カセット１３等の給紙部に蓄えられた記録紙Ｒが配置されており、その給紙カセット１３内の記録紙Ｒが、不図示の搬送モータから給紙クラッチを通して回転駆動される給紙ローラ１３ａにより引き出されていき、上記記録紙Ｒの先端部が図示を省略したＴＯＰセンサにより検出されることによって適宜のタイミングをとられながらレジストローラ１３ｂの搬送作用により、上述した感光ドラム１２ａと対面する転写領域に送り込まれるようになっている。

その感光ドラム１２ａの転写領域には、当該感光ドラム１２ａの表面に接触するようにして転写ローラ１４が接触・配置されており、その転写ローラ１４には高圧コントローラ部の制御下にある転写バイアスが印加され、その転写バイアスによって上記感光ドラム１２ａ上の未定着トナー像が記録紙Ｒ上に静電的に転写される。また、転写後において上記感光ドラム１２ａ上に残留するトナーは、当該感光ドラム１２ａの表面上に圧接するように配置されたクリーニングブレード１５ａの摺接力により掻き落とすようにして分離され、そのクリーニングブレード１５ａにより掻き落とされた廃トナーは、当該クリーニングブレード１５ａを保持しているクリーニングユニット１５に設けられた廃トナー収容部１５ｂ内に蓄えられる構成になされている。

さらに、上述した転写作用によって未定着トナーを担持した記録紙Ｒは、上記プロセスカートリッジ１２の直上位置に近接配置された定着装置１６に向かって搬送される。上記定着装置１６には、加熱器としての定着ローラ１６ａ及び加圧ローラ１６ｂが設けられており、それら定着ローラ１６ａおよび加圧ローラ１６ｂにより加熱定着動作を行うことによって、上記記録紙Ｒ上の未定着トナーが加熱・融解され、その結果、上記記録紙Ｒ上にトナー像が固定され定着されるようになっている。このような加熱定着動作によってトナー像を固定された記録紙Ｒは、装置上部の排紙トレイ１７上に排出される。

このとき、上述した現像装置１２ｂのトナー収納容器１２ｂ１内に蓄えられたトナーの残量は、既に従来技術の欄で説明したようなトナー内部に埋設されたアンテナ部（図１０中の符号３参照）に誘起される電圧を取り出すことによって検出されるが、そのようなトナー残量の検出動作は、上記アンテナ部を含むトナー残量検知システムによって、画像形成動作（プリント動作）中、以下のようにして常時行われている。

すなわち、画像形成動作（プリント動作）中においてトナー残量検知システムの上記アンテナ部から出力されるアナログ検知信号は、例えば２ｍｓｅｃ〜３ｍｓｅｃ程度の微小間隔で常時サンプリングされており、それらのサンプリング信号ｘのうちの１００個分、つまり０．２ｓｅｃ〜０．３ｓｅｃが１ブロック区間として取り扱われている。そして、その１ブロック区間におけるサンプリング信号の平均値ｘ_ｋが算出され、記録紙一枚分の画像形成動作（プリント動作）を終了した時点ごとに、上記各サンプリング信号の平均値ｘ_ｋの記録紙一枚分に相当する個数分（ｘ_１，ｘ_２，・・・，ｘ_ｎ）の平均値Ｘ_ｋが算出される。これによって、例えば図３に示されているような記録紙Ｒの一枚ごとの平均アンテナ電圧信号（Ｘ_１，Ｘ_２，・・・，Ｘ_ｋ，・・・，Ｘ_ｎ）、すなわち一枚の記録紙Ｒをプリントした直後におけるトナー残量の静電容量に基づく平均トナー残量値が、記録紙Ｒごとに矩形状をなすようにしてそれぞれ得られる。

このようなトナー残量の静電容量に基づく平均トナー残量値としての平均アンテナ電圧信号（Ｘ_１，Ｘ_２，・・・，Ｘ_ｎ）を、記録紙Ｒの画像形成枚数（プリント枚数）との関係で大局的に見てみると、例えば図４に示されているような特性の曲線Ａで表され、そのときの横軸である記録紙Ｒの画像形成枚数（プリント枚数）が特定の枚数に達したところで、上述したトナー収納容器１２ｂ１内のトナー残量が急減し始めると、それに対応して、上述したトナー残量の静電容量に基づく平均トナー残量値である平均アンテナ電圧信号曲線Ａも急激に下降し始める。

このようなことから本実施形態におけるトナー残量検知システムにおいては、上述した平均アンテナ電圧信号曲線Ａの傾きθ、つまり各記録紙Ｒごとの平均トナー残量値の相対的変化量を、以下のようにして算出している。

すなわち図５に示されている実施形態では、まずプリント指示が出されることによって（ステップ１）、画像形成動作（プリント動作）が開始されると、それと同時に、トナー残量検知システムの上記アンテナ部（図１０中の符号３参照）からアンテナ電圧信号ｘが出力される（ステップ２）。そして、そのアンテナ電圧信号を用いて、上述したような各記録紙Ｒごとのトナー残量の静電容量に基づく平均トナー残量値である平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋ（Ｘ_１，Ｘ_２，・・・，Ｘ_ｎ）が、記録紙Ｒの一定枚数である一枚を一単位として算出される（ステップ３）。

これら記録紙Ｒの一枚ごとの一単位分の残トナー静電容量に相当する各平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋは、上述したコントローラ部２０の制御処理部２１に設けられたメモリ（ＲＡＭ）２１ｃ内に順次格納されていくが、そのときに本実施形態では、図６にも示されているように、現時点における最新の平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋから記録紙Ｒの所定枚数Ｐ枚分だけ過去に遡った範囲の平均アンテナ電圧信号（Ｘ_ｋ，Ｘ_ｋ−１，・・・，Ｘ_ｋ−ｐ）のみが上記メモリ２１ｃに記憶されるようになされており、最新の平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋが記憶されたと同時に、それより（Ｐ＋１）枚目だけ前の平均アンテナ電圧信号Ｘ_{ｋ−ｐ−１}が消去されるようになっている。

特に本実施形態においては、上述したトナー残量の静電容量に基づく平均トナー残量値としての平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋのメモリ２１ｃへ格納される所定枚数Ｐは１０枚に設定されている。これは、所定数枚（１０枚）分に相当する平均トナー残量値を用いることによって、現像装置１２ｂの交換や環境変化などのような突発的な変化や誤検知分を無視するためのものであって、特に、上述した所定枚数Ｐを１０枚に設定したのは、後述するようなトナー残量の過少状態の表示が行われてから白抜けを生じないでプリントすることができる枚数の上限が１０枚程度であるからである。

このような理由から、現時点における最新の平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋから記録紙Ｒの１０枚分だけ過去に遡った平均アンテナ電圧信号（Ｘ_ｋ，Ｘ_ｋ−１，・・・，Ｘ_ｋ−１０）が、上記メモリ２１ｃから前述した制御処理部２１内に読み込まれていき、その制御処理部２１において、記録紙Ｒの１０枚分に相当する平均アンテナ電圧信号（Ｘ_ｋ，Ｘ_ｋ−１，・・・，Ｘ_ｋ−１０）についての近似曲線が算出されるとともに、その近似曲線の傾きθが算出されることによって上述した平均アンテナ電圧信号曲線（図４参照）の傾きＹ_ｋを得る（ステップ４）。

この平均アンテナ電圧信号曲線の傾きＹ_ｋは、上述した現像装置１２ｂ内の現時点におけるトナー残量の相対的変化量を表すものとなるが、その傾きＹ_ｋが、予め設定された基準値Ｙ_Ｃと図示を省略したコンパレータにより比較される（ステップ５）。その結果、現時点における平均アンテナ電圧信号曲線の傾きＹ_ｋが基準値Ｙ_Ｃを上回っている場合には、トナー残量の相対的変化量が急速に減少していると判断されることから、トナー残量が過少となっている旨の表示、例えば「トナー無し」あるいは「ＴＯＮＥＲ ＥＭＰＴＹ」などの表示が前述した表示部２７に出される（ステップ６）。また、現時点における平均アンテナ電圧信号曲線の傾きＹ_ｋが、上述した基準値Ｙ_Ｃを下回っていると判断されたときには、トナー残量が過少となっている旨の表示は行われない（ステップ７）。

このように本実施形態においては、現像装置１２ｂ内のトナー残量が、当該トナー残量に関する一つの検出信号である平均アンテナ電圧信号曲線の傾きＹ_ｋ、すなわちトナー残量自体の相対的変化に基づいて検出され、トナー残量の過少表示が行われるため、従来のようなトナー残量に関する二つの検出信号どうしを比較することがなく、検出出力を調整する工程が基本的に不要となる。

このとき本実施形態では、トナー残量の相対的変化量として、記録紙Ｒの所定数枚（１０枚）分にわたって算出した平均アンテナ電圧信号曲線Ａの傾きＹ_ｋを用いていることから、トナー残量の相対的変化が、傾きの算出という比較的簡易な演算手順で得られる。しかも、そのトナー残量の相対的変化を所定数枚（１０枚）の記録紙Ｒにわたって算出することから、現像装置１２ｂの着脱や環境の変化などのような突発的な変化状態や誤検知状態のものを無視した状態で、平均トナー残量値の相対的変化量が精度良く得られるとともに、そのときのトナー残量の相対的変化量を算出する記録紙Ｒの所定枚数として、画像の白抜けを生じることがない程度の枚数が設定されていることから、画像の品質が良好な状態に維持されるようになっている。

さらに本実施形態は、記録紙Ｒの一単位分である一枚に対する画像形成動作を終了した時点ごとにトナー残量を順次記憶していくとともに、そのトナー残量の相対的変化量を算出する記録紙Ｒに対応しなくなったトナー残量を順次消去するように構成されていることから、トナー残量を算出するにあたって記憶容量が最小状態で済むこととなり、その結果、装置の低廉化および小型化が可能となる。

一方、図７に示されている実施形態は、トナー残量の相対的変化量を算出する記録紙Ｒの所定枚数として２枚が設定されたものである。すなわち、同図に示されているように、まずプリント指示が出されることによって（ステップ１）、画像形成動作が開始されると同時に、トナー残量検知システムからアンテナ電圧信号が出力され（ステップ２）、そのアンテナ電圧信号から、上述したような平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋが記録紙Ｒの一枚ごとに算出される（ステップ３）。その平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋは、上述したコントローラ部２０の制御処理部２１に設けられたメモリ（ＲＡＭ）２１ｃ内に順次格納されていくこととなるが、本実施形態では、図８にも示されているように、現時点における最新の平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋから過去に遡った２枚の記録紙Ｒ分に相当する平均アンテナ電圧信号（Ｘ_ｋ，Ｘ_ｋ−１）のみが記憶されており、それより以前の平均アンテナ電圧信号Ｘ_{ｋ−ｐ−２}は順次消去されるようになっている。

次いで、現時点における最新の平均アンテナ電圧信号Ｘ_ｋを含む過去２枚分の記録紙Ｒに相当する平均アンテナ電圧信号（Ｘ_ｋ，Ｘ_ｋ−１）が上記メモリ２１ｃから制御処理部２１内に読み込まれ、それら記録紙Ｒの２枚分に相当する平均アンテナ電圧信号（Ｘ_ｋ，Ｘ_ｋ−１）の近似曲線の傾きが算出されることによって、上述した平均アンテナ電圧信号曲線（図４参照）の傾きＹ_ｋが得られるようになっている（ステップ４）。

この平均アンテナ電圧信号曲線の傾きＹ_ｋは、現時点におけるトナー残量の相対的変化量を表すものであるが、その傾きＹ_ｋが、予め設定した基準値Ｙ_Ｃと図示を省略したコンパレータにより比較され（ステップ５）、現時点における平均アンテナ電圧信号曲線の傾きＹ_ｋが基準値Ｙ_Ｃを上回ってトナー残量の相対的変化量が急速に減少していると判断されたときには、トナー残量減少の判定データ（ｎ，１）が他のメモリ２１ｄ内に格納されるとともに、現時点における平均アンテナ電圧信号曲線の傾きＹ_ｋが上述した基準値Ｙ_Ｃを下回っていると判断されたときには、トナー残量十分の判定データ（ｎ，０）が上記他のメモリ３３内に格納される。

このとき本実施形態では、例えば図９に示されているように、現時点における最新の判定データ（ｎ，１ｏｒ０）から過去に遡って記録紙Ｒのｑ枚分に相当する判定データ（ｎ−ｑ−１，１ｏｒ０）までがメモリ３３内に記憶されており、それより以前の判定データ（ｎ−ｑ−２，１ｏｒ０）は、順次消去されるようになっている。

本実施形態においては、上記判定データ（ｎ，１ｏｒ０）が記憶されている枚数分は１０枚に設定されている。これは前述した実施形態と同様であって、所定数枚（１０枚）分に相当する判定データを参照することにより突発的な変化や誤検知分を無視することができるようにしたものであり、特に１０枚に設定したのは、トナー残量が過少である旨の表示が行われてから１０枚程度のプリント動作が、画像に白抜けを生じない枚数の上限であるからである。

このような理由から、現時点における最新の判定データ（ｎ，１ｏｒ０）から過去に遡って記録紙Ｒのｑ枚目に相当する判定データ（ｎ−ｑ−１，１ｏｒ０）までが、上記メモリ３３から制御処理部２１内に読み込まれるが、その記録紙Ｒの過去ｑ枚目に相当する判定データ（ｎ−ｑ−１，１ｏｒ０）までの全てのデータが、上述した基準値Ｙ_Ｃを連続して上回り、トナー残量の相対的変化量が明らかに急減状態にあると判断されたときには（図７中のステップ６のＹｅｓ）、トナーの残量が過少となっている旨の表示、例えば「ＴＯＮＥＲ ＥＭＰＴＹ」などの表示が表示部２７に行われる（ステップ７）。また、記録紙Ｒのｑ枚（１０枚）分に相当する判定データ（ｎ−ｑ−１，１ｏｒ０）のいずれかが基準値Ｙ_Ｃを下回っており、トナー残量の相対的変化量が急減状態にはないと判断されたときには（ステップ６のＮｏ）、トナーの残量が過少となっている旨の表示は行われない（ステップ８）。

このように本実施形態においても、上述した実施形態と同様に、トナー残量値自体の相対的変化、つまり平均アンテナ電圧信号曲線の傾きＹ_ｋに基づいて検出されることとなり、従来のようなトナー残量の基準値を用いることなくトナー残量の検出および過少状態の表示が行われるため、検出出力を調整する工程が不要になるものであるが、特に本実施形態では、トナー残量値の相対的変化の算出が、記録紙Ｒの２枚分のトナー残量に基づいて行われるため、極めて簡易な演算手順でトナー残量が得られる。

さらにまた本実施形態では、２枚の記録紙Ｒにわたって算出したトナー残量の相対的変化量である傾きＹ_ｋを、基準値Ｙ_Ｃを上回った回数分だけ一時的に記憶するように構成されていることから、トナー残量を算出するにあたって、最小の記憶容量で済むこととなり、装置の低廉化および小型化が可能となる。

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。

以上述べた本発明にかかる排紙装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置を始めとして、その他の多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。

本発明の一実施形態におけるトナー残量検知システムを含む制御装置の概略構造を表した模式的ブロック線図である。 画像形成工程を行う印字記録エンジン部の全体構造例を表した縦断面説明図である。 トナー残量検知システムからのアンテナ電圧信号を記録紙ごとに平均化した平均アンテナ電圧信号の分布状態を模式的に表した線図である。 トナー残量検知システムにより得られるトナー残量の全体的推移を模式的に表した線図である。 本発明の一実施形態におけるトナー残量の検知手順を表したフロー図である。 図５の実施形態におけるトナー残量データ（平均アンテナ電圧信号）のメモリ内への格納状態を表した模式図である。 本発明の他の実施形態におけるトナー残量の検知手順を表したフロー図である。 図７の実施形態におけるトナー残量データ（平均アンテナ電圧信号）のメモリ内への格納状態を表した模式図である。 図７の実施形態におけるトナー残量の判定データのメモリ内への格納状態を表した模式図である。 一般のトナー残量検知システムの概略構成を表した縦断面説明図である。

符号の説明

３ アンテナ部（トナー残量検知システム）
１０ 印字記録エンジン部
１２ プロセスカートリッジ
１２ａ 感光ドラム（像担持体）
１２ｂ 現像装置
１２ｂ１ トナー（現像剤）収納容器
１２ｂ２ 現像スリーブ
１３ 給紙カセット
１４ 転写ローラ
２０ コントローラ部
２１ 制御処理部
Ｒ 記録紙
Ｘ_１，Ｘ_２，・・・，Ｘ_ｎ 平均トナー残量値（平均アンテナ電圧信号）
Ａ 平均アンテナ電圧信号曲線

Claims (4)

1. 現像剤収納容器内に蓄えられているトナーの残量を検出し、その検出したトナー残量が過少状態になったときにトナー無し状態を検出するトナー残量検知システムを備えた画像形成装置において、
   前記トナー残量検知システムは、画像形成する記録紙の所定枚数にわたる前記現像剤収納容器内の残トナーに関する静電容量の変化を算出して相対的変化量とし、その所定枚数にわたって算出した相対的変化量を、前記所定枚数にわたる基準の相対的変化量と比較することにより前記現像剤収納容器内のトナーの有無状態を検出するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー残量検知システムは、前記残トナー静電容量の相対的変化量が、予め設定した前記所定枚数にわたる基準の相対的変化量を上回っているときにトナー無し状態と判断するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー残量検知システムは、前記現像剤収納容器内の残トナーに関する静電容量を画像形成する記録紙の一定枚数を一単位として算出し、その算出した記録紙の一定枚数を一単位とした画像形成動作を終了した時点ごとに前記一単位分の残トナーの静電容量を順次記憶していくとともに、
   その一単位分の残トナーの静電容量の相対的変化量を算出する記録紙に対応しなくなった残トナーの静電容量を順次消去するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記トナー残量検知システムには、前記残トナーの静電容量の相対的変化量を算出する記録紙の所定枚数として、トナー残量が過少状態時に画像の白抜けを生じることがない範囲の枚数が設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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