JPH02293886A - 廃トナーオーバーフロー検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の技術分野） 本発明は廃トナーのオーバーフロー検出装置に関する。

（従来の技術） 例えば、第７図に示すレーザープリンタにおいては，プ
リンタ本体ｌ２には給紙カセットが着脱自在に装填され
、給紙装置１から矢印Ａ方向に給送された記録紙２は、
レジストローラ対３によってタイミングをとられてドラ
ム上の感光体４からなる潜像担持体へ搬送される．感光
体４は、反時計方向に回転駆動され、その際帯電チャー
ジャ５によって表面を帯電され、レーザー光学系６から
のレーザー光Ｌを照射されて感光体上に静電潜像が形成
される．この潜像は現像装置７を通るときトナーによっ
て可視像化される。この可視像は転写・分離チャージャ
８により、感光体４へ搬送された記録紙２に転写され，
感光体４に密着した記録紙２は静電的に分離させられる
。その後記録紙２は定着装Ｉ！！９に搬送され，この定
着装置により記録紙２上の可視像は定着され，矢印Ｂ方
向の排紙部１０へ排出される．一方、可視像転写後の感
光体４はクリーニングブレードを有するクリーニング装
！１１によって残留トナーを除去され、この除去された
トナーはクリーニング装置１１に回収される。

上記クリーニング装置１１に回収された廃トナーは、時
間の経過とともに順次蓄積され、ついには廃トナータン
クがオーバーフローし、廃トナーの回収が不可能な状態
になる．このように廃トナーが廃トナータンクの容量を
越えた場合は、新たにクリーニング装置１１の廃トナー
タンクを交換する必要がある。

そこで、従来はオーバーフローの検出手段として、廃ト
ナータンク内のセンサーによって直接的に廃トナーの増
加を検出するようにしていた。

具体的には廃トナータンク内のトナー増加に伴う重量変
化の検出、廃トナーにより押し上げられるフィラーの検
出等が一般的である。廃トナーオーバーフロー検出に関
する従来技術の一例を以下にあげる。

廃トナータンク内に対向配置された受光素子と発光素子
を少なくとも２組設け、その１組は廃トナーがあらかじ
め設定された満たん量まで溜ったときに廃トナーによっ
て埋められる位置に配置し，ほかの１組は廃トナーが満
たん量まで溜っても廃トナーに埋められない位置に配置
し、上記各組の受光素子の出力の比もしくは差が予め設
定された値以上、あるいは以下になったときに廃トナー
タンクが廃トナーで満たされたことを検出する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記従来例では、廃トナータンク内に２組の検
出素子を必要としコスト高となるほか，正確にオーバー
フローを検出するには，その２組の検出素子の位置の設
定が可成り難しいという問題があった。

本発明は、このような直接検出方式による不具合いを解
消し，エンジンドライバにおいて，クリーニングされる
トナー量を予め演算し、廃トナーの増加を予測してオー
バーフローを自動検出することを目的とする。

（構成および作用） 本発明は上記目的を達成するため、コントローラーが生
成した黒ドット数をページ単位で計数するカウンター部
と、該黒ドット数の計数値をページ書込み終了と同時に
記憶する不揮発性メモリ部と，記録紙へのトナー転写率
を入力するデイップスイッチ部と、これら各部、レーザ
ーダイオードに対する光制御部，現像部及び前記コント
ローラーに対する制御部とを備え， １ドット書込みに必要なトナー量Ａ，現像ローラーの単
位時分回転当りの感光体ドラムに付着するトナー量Ｍ，
現像ローラの駆動モータの回転時間Ｔｍ、現像バイアス
の単位時分当りの感光体ドラムに付着するトナー量Ｂ、
その現像バイアス印加時間Ｔｂ．カウンター部の黒ドッ
ト数の計数値Ｎ，及びトナー転写率Ｅ（％）とから、廃
トナー容量Ｔを．　Ｔ＜（Ｍ−Ｔｍ＋Ｂ−Ｔｂ）＋Ｎ−
Ａ（１　−Ｅ／１００）により、 前記制御部で算出し，上式の条件が満足されたとき廃ト
ナーのオーバーフローとみなすことを特徴する． 本発明は、レーザーダイオードによって感光体に露光さ
れた１ドットの範囲に付着するトナーの量が一定である
とともに，転写チャージャによる転写後に感光体に残る
トナーが一定であることに着目してなされたものである
．即ち，クリーニング装置の廃トナータンク交換後から
の感光体上に露光された黒ドット数をカウンター部で計
数し、これを不揮発性メモリ部に記憶させ，その情報と
１ドット当たりのトナー使用量からトナーの感光体ドラ
ムへの全付着量を制御部で積算し、また、あらかじめ設
定されている感光体ドラムから記録紙へのトナーの転写
率からクリーニング装置によって除去される廃トナー量
を求め廃トナーオーバーフローを正確に検出するもので
ある。

このように本発明は、廃トナーオーバーフロー検出のた
めの検出素子を直接に廃トナータンクに設けることなく
、制御部で演算処理し検出できるので、検出素子の位置
設定が容易で，かつコスト高とならない。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る．１３はコントローラで、図示せざるホストマシンか
ら送られて来る印字データをプリント可能な画像信号に
変換する。１４はエンジンドライバで、本発明に関連す
る部分のみを示す。１４１は給，排紙経路の選択、作像
シーケンス、エラー等の機械の状態を検出し制御するマ
イクロコンピュータ（Ｃ　Ｐ　Ｕ）であり、後述する廃
トナー容量Ｔの演算を行ない、廃トナーオーバーフロー
の検出を行なう。１４２は不揮発性メモリ部であって、
バッテリでバックアップされたＲＡＭ或いはＥＥＰＲＯ
Ｍ等が用いられる。１４３はカウンター部で、コントロ
ーラ１３が生成した黒ドット数をページ単位で計数し、
その計数値を不揮発性メモリ部１４２に格納する．１４
４はレーザーダイオード（ＬＤ）６０への画像信号を書
込み可能の状態に制御する光制御部、１４５はトナーの
転写率ＥｔｔＣＰＵ２Ｇへ入力するディップ（Ｄ　Ｉ　
Ｐ）スイッチで、予め設定された転写率Ｅが不揮発性メ
モリ部１４２に格納されていて、廃トナー蓄積量の計算
の際にＣＰＵ１４１で読込まれるが、転写率はレーザー
プリンタが置かれている環境条件、記録紙の種類によっ
て変化するため、本スイッチにより自由に設定できるよ
うになっている。なお、７０は現像ローラ、７１はその
駆動モータでＣＰＵ１４１でＯ　Ｎ／Ｏ　Ｆ　Ｆされる
．次に動作を説明するに先立ち、感光体ドラム４関係の
帯電，転写タイミングチャートを第２図で説明する．（
１）は時間（ＴＩＭＥ）の進み状態で，（２）は感光体
ドラム４を駆動するメインモータ（ＭＭ）（７）ＯＮ時
間、（３）ハ転写チャージ＋８（ＴＣＧ）のＯＮ時間、
（４）は帯電チャージャ５（ＭＣＧ）のＯＮ時間、（５
）は分離チャージ＋８（ＤＣＧ）（７）ＯＮ時間の各タ
イミングを示す．即ちメインモータ（ＭＭ）がＯＮＬ，
た後、Ｍ　Ｃ　ａ　（４）→Ｔ　Ｃ　Ｇ　（３）→ＤＣ
　Ｇ　（５）の動作が繰返される。

さて、第１図において光制御部１４４が出力する基準信
号（ＷＣＬＫ）は、コントローラ１３が出力する画像信
号（ＷＤＡＴＡ）の書込みの際に基準となる信号であり
，基準信号に同期した画像信号が第３図に示すようにコ
ントローラ１３から出力される．第３図において画像信
号（ＷＤＡＴＡ）が，真で黒■、偽で白■のパターンと
なる。即ち，画像信号が真の間で発生する基準信号に同
期して．ＬＤ６０がＯＮするので、画像信号が真の間■
における基準信号の計数値Ｎが、ＬＤから発せられる光
信号のドット数に等しくなるのでこれを用いる。

第４図は上記基準信号の計数を行なうカウンター部１４
３の一回路例図を示す．図に示すように本例では６個の
カウンターＩＣ（１）〜（６）でなり、カウンターＩＣ
（１）のイネーブル端子（Ｅ）に前記画像信号（ＷＤＡ
ＴＡ・・・第３図）を入力し，後のカウンターＩＣ＜２
）〜（６）のイネーブル端子（Ｅ）には、１つ前のカウ
ンターＩＣからのリップルキャリー信号（計数値が最大
になると、真になるＲＣ）が入力される。

また、夫々のクロック端子（ＣＬＫ）には前記基準信号
（ＷＣＬＫ）が入力され、６個のカウンターＩＣを順次
に接続することにより、２の２４乗回まで画像信号（Ｗ
ＤＡＴＡ）が、真の間■に発生する基準信号の数を計数
することができる。なお，計数値をクリアするため、Ｃ
ＰＴｌ４１からのクリア（ｃ　Ｌ　Ｅ　Ａ　Ｒ）信号が
各カウンターＩＣのクリア端子（ＣＬＲ）に接続されて
いる。

次に第１図の動作を第５図及び第６図のフローチャート
により説明する。第５図はプリントを開始してから廃ト
ナーオーバーフローを検出し，新たにクリーニング装置
の廃トナータンクを交換するまでの場合を示し、第６図
は現像ローラの駆動モータ（同図（Ａ））と現像バイア
ス印加（同図（Ｂ））の時間カウントルーチンを示すフ
ローチャートである． プリントが開始するとの、光制御部１４４に入力される
画像信号（ＷＤＡＴＡ）は，ＬＤ６０の制御を行なうＬ
Ｄドライバへ入力されると同時に力・ウンタ一部１４３
に入力され，画像信号が真の間■（第３図の■）に発生
する基準信号（ｒτＴ）■（第３図の■）の計数を開始
し■、プリントが終了する■までの黒ドット数（Ｎ）（
第３図の■）を計数する。

例えば，３００ｄｐｉの画素密度をもつレーザプリンタ
の場合、８．５　Ｘ　１４インチのサイズであるリーガ
ルサイズであっても，書込み可能な最大ドット数は．　
１０７１万個なので，カウンター部１４３の最大計数値
（１６８０万個）を越えることはない。

次にプリントが終了すると■，エンジンドライバ１４内
のＣ　Ｐ　Ｕ　１４１はカウンター部１４３から黒ドッ
ト数の計数値Ｎを読取り、１ドットを構成するのに必要
なトナー量（Ａ）と積算（Ｎ　−　Ａ）ｔ，て，不揮発
性メモリ部１４２に記憶加算する■。また、ＣＰＵ１４
１はクリア（ＣＬＥＡＲ）信号を真にして，各カウンタ
ーＩＣ（１）〜（５）（第４図）の計数値をクリアする
■． このようにプリント動作が行なわれる度に、計数及び記
憶加算が行なわれる． また、感光体ドラム４の露光された部分を現像するトナ
ーの他に駆動モータ７１が回転し、現像ローラ７０と感
光体ドラム４が回転し、両者が接触することによって僅
かに感光体ドラムに付着するトナーの量及び現像ローラ
に現像バイアスが印加されることによって感光体ドラム
に付着するトナーの量も無視できない。

本実施例ではこれを考慮し，駆動モータ７１の１分間回
転当たりに感光体ドラムに付着するトナー量を（Ｍ）、
現像バイアスの１分間回転当りに感光体ドラムに付着す
るトナーの量を（Ｂ）とすると、ＣＰＵ１４１は、駆動
モータ７１の回転時間Ｔｍ及び現像バイアス印加時間Ｔ
ｂを，不揮発性メモリ部１４２の別領域に記憶加算して
いて（第６図の０），１分間経過するごとに（第６図の
０），上記トナー量（Ｍ）及び（Ｂ）を不揮発性メモリ
部１４２の計数領域に加算する（第６図の■）。

このようにして加算及び記憶，演算が行なわれ不揮発性
メモリ部１４２に記憶されているトナーの総使用量の値
，即ち前記トナー量（Ａ），（Ｍ），（Ｂ）、時間（Ｔ
ｍ），　（Ｔｂ）、計数値（Ｎ）のほか，感光体ドラム
４上の静電潜像を記録紙２に転写する際の転写率Ｅ（％
）で算出された値の和である下式に示す総廃トナー量Ｔ
が、廃トナータンクの容量を越えると■、ＣＰＵ１４１
は廃トナーオーバーフローとみなす■、即ち，Ｔく（（
Ｍ−Ｔｍ＋Ｂ・Ｔｂ）＋Ｎ−Ａ（１−Ｅ／１００）の条
件が満されたときが廃トナーオーバーフローである． これにより、ＣＰＵは表示部にオーバーフロー表示を行
ない、オペレータはクリーニング装置１１の廃トナータ
ンクを交換する［相］と，それを検出したＣＰＵは，不
揮発性メモリ部に格納されていた値及びカウンター部の
カウンターＩＣの値をクリアし０、新たに計数を開始す
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、機械本体に、廃トナーオ
ーバーフロー検出装置を実装させる事なく、エンジンド
ライバ内で廃トナーの蓄積量を知ることができ，大幅な
コストダウンとなる．画像単位によるトナー消費量のカ
ウントにより廃トナーオーバーフロー状態になるのを監
視しているので，正確かつ確実に廃トナーオーバーフロ
一情報を知ることができメンテナンスを行う上で非常に
効果的となる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は感光体ドラム関係の帯電，転写・分離タイミング
チャート，第３図は基準信号と画像信号のタイミングチ
ャート、第４図は第１図のカウンター部１４３の一回路
例図、第５図はプリント開始，廃トナーオーバーフロー
検出，クリーニング装置交換までのフローチャート，第
６図は現像ローラの駆動モータと現像バイアスの時間カ
ウントルーチンのフローチャート、第７図は本発明の実
施されるレーザープリンタの構造を示す断面略図である
。 ４　・・・感光体ドラム、　５　・・・帯電チャージャ
，　７・・・現像装置、　８・・・転写・分離チャージ
ャ、１１・・・クリーニング装置、ｌ２・・・プリンタ
本体、ｌ３・・・コントローラ、　ｌ４・・・エンジン
ドライバ，６０・・・　レーザーダイオード（Ｌ　Ｄ）
、　７０・・・現像ローラ、７１・・・駆動モータ、１
４１・・・マイクロコンピュータ（Ｃ　Ｐ　Ｕ）、１４
２・・・不揮発性メモリ部、１４３・・・カウンター部
，１４４・・・光制御部、１４５・・・ディップスイッ
チ（Ｄ　Ｉ　Ｐ）。 特許出願人　株式会社　リ　コ　ー ＯＯ （Ａ） 第 図 （Ｂ） 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コントローラーが生成した黒ドット数をページ単位で計
   数するカウンター部と、該黒ドット数の計数値をページ
   書込み終了と同時に記憶する不揮発性メモリ部と、記録
   紙へのトナー転写率を入力するディップスイッチ部と、
   これら各部、レーザーダイオードに対する光制御部、現
   像部及び前記コントローラーに対する制御部とを備え、 １ドット書込みに必要なトナー量Ａ、現像ローラーの単
   位時分回転当りの感光体ドラムに付着するトナー量Ｍ、
   現像ローラの駆動モータの回転時間Ｔｍ、現像バイアス
   の単位時分当りの感光体ドラムに付着するトナー量Ｂ、
   その現像バイアス印加時間Ｔｂ、カウンター部の黒ドッ
   ト数の計数値Ｎ、及びトナー転写率Ｅ（％）とから、廃
   トナー容量Ｔを、Ｔ＜（Ｍ・Ｔｍ＋Ｂ・Ｔｂ）＋Ｎ−Ａ
   （１−Ｅ／１００）により、 前記制御部で算出し、上式の条件が満足されたとき廃ト
   ナーのオーバーフローとみなすことを特徴する廃トナー
   オーバーフロー検出装置。