JPH0239178A - 画像形成装置のトナーエンド検出機構 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、現像装置のトナー蓄積部に蓄えられたトナー
の残量を検出するようにした画像形成装置のトナーエン
ド検出機構に関する。

［従来の技術］ 一般に、乾式複写機、プリンターなど感光体を用いる各
種画像形成装置においては、一定方向に搬送駆動される
感光体の一様帯電表面に対して画像情報に対応するドツ
トが書き込み装置から照射露光され静電潜像が形成され
る。さらに現像装置のトナー蓄積部に蓄えられたトナー
が所定の現像バイアス下で上記静電潜像に対し供給され
ることにより現像が行なわれ、可視像としてのトナー画
像が得られるようになっている。

上記現像装置のトナー蓄積部に蓄えられたトナーは時間
の経過にしたがって順次消費され、ついにはなくなって
しまい現像不可能なトナーエンドの状態になる。そこで
上記のような各種画像形成装置には、現像装置における
トナーエンドを検知する機構が設けられており、トナー
が不足したときには現像装置のトナー蓄積部内に新たな
トナーが補給されるようになっている。

従来のトナーエンド検出機構としては、トナー蓄積部内
に設置されているセンサーによってトナーの減少を直接
的に知る方式が一般に用いられている。具体的な例とし
て特公昭６０−３４７４９号公報に記載されているトナ
ー残量検知装置においては、トナーを介在させつつ現像
ローラーに対面する検知電極が設けられているとともに
トナーの不足状態を検出して動作する検知部が上記検知
電極に接続されることによってトナーの残量が検知され
るようにしている。さらに他のトナーエンド検出機構と
しては、トナー蓄積部としてのトナータンク内に設けら
れているアジテータ−に負荷されるトルクの変化に基づ
いてトナー残量を検知するものや、トナータンク内に設
けられている超音波センサーによりトナー残量を検知す
るものなどがある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらこのような従来の各種トナーエンド検出機
構は構造が複雑である上に、種々の条件で検出値に誤差
を生じる可能性が大きいという問題がある。

そこで本発明は、簡易な構造でしかも正確にトナーエン
ドを検出することができるようにした画像形成装置のト
ナーエンド検出機構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］ 上記目的を達成するため請求項の１に記載された発明は
、画像情報に対応するドツトを感光体上に露光して静電
潜像を形成し、現像装置のトナー蓄積部に蓄えられたト
ナーを上記静電潜像に供給してトナー画像を得るように
した画像形成装置のトナーエンド検出機構において、上
記感光体表面上に露光されるドツト数の計数手段と、こ
の計数手段におけるドツト数の計数値を記憶するメモリ
ー手段と、該メモリー手段に記憶されているドツト数の
計数値に基づいて前記トナー蓄積部内のトナー残量を検
知する演算手段とを有してなる構成を備えている。

また請求項の２に記載された発明は、画像情報に対応す
るドツトを一定方向に搬送駆動される感光体上に露光し
て静電潜像を形成し、現像装置のトナー蓄積部に蓄えら
れたトナーを所定の現像バイアス下で上記静電潜像に供
給してトナー画像を得るようにした画像形成装置のトナ
ーエンド検出機構において、上記感光体表面上に露光さ
れるドツト数の計数手段と、この計数手段におけるドツ
ト数の計数値を記憶するとともに前記感光体の駆動時間
および現像バイアスの印加時間を計測して記憶するメモ
リー手段と、該メモリー手段に記憶されているドツト計
数値および時間計測値に基づいて前記トナー蓄積部内の
トナーエンドを検知する演算手段とを有してなる構成を
備えている。

［作　　用コ 上記請求項の１に記載された構成を備える手段において
は、計数手段によって感光体表面」二に露光されるドツ
ト数がカウントされるとともに、そのカウント値がメモ
リー手段に記憶され、メモリー手段におけるドツトのカ
ウント計数値と１ドツトを構成するのに必要なトナー消
費量とが演算手段において積算されてトナー消費量が演
算され、この演算値に基づいてトナー蓄積部内のトナー
残量およびトナーエンドが検知されるようになっている
。

請求項の２に記載された構成を備える手段においては、
計数手段によって感光体表面上に露光されるドツト数が
カウントされるとともに、そのカウント値がメモリー手
段に記憶され、メモリー手段におけるドツトのカウント
計数値と１ドツトを構成するのに必要なトナー消費量と
が演算手段において積算されて画像形成動作によるトナ
ー消費量が演算される。さらに上記メモリー手段には感
光体の屏動時間および現像バイアスの印加時間が記憶さ
れ、このメモリー手段における感光体駆動時間および現
像バイアス印加時間が単位時間あたりのトナー消費量と
演算手段において積算されて画像形成動作に付随するト
ナー消費量が演算される。そして上記画像形成動作によ
るトナー消費量と画像形成動作に付随するトナー消費量
とが加算され、この加算値に基づいてトナー蓄積部内の
トナー残量およびトナーエンドが検知されるようになっ
ている。

［実　施　例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第６図には本発明を適用してなるレーザープリンターが
表わされている。本図に示されるようにプリンター本体
１のほぼ中央部分には、矢印方向に回転駆動される静電
潜像担持体としての感光体ドラム２が配置されている。

この感光体ドラム２゜の周囲には回転方向に沿って、該
感光体ドラム２の表面を一様に帯電させる帯電チャージ
ャー３、帯電された感光体ドラム２に画像情報を書き込
んで静電潜像を形成するレーザー光学系４、感光体ドラ
ム２上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を
行ない可視像を得る現像装置５、現像により得られた可
視像を給紙機構６から送られて来る記録用紙に写し取る
転写チャージャー７、転写後感光体ドラム２の表面上に
残留するトナーを除去するクリーニング装置８などの装
置が順に配置されている。

上記現像装置５においては現像剤を担持する現像ローラ
ー５ａが設けられているとともに、給紙機構６において
は、記録用紙を蓄える給紙カセット１１がプリンター本
体１の一端部に着脱自在に装着されており、この給紙カ
セット１１から送り出しローラー１２により引き出され
た記録用紙はレジストローラ一対１３を通して転写部に
送り込まれるようになっている。また転写部を通過する
ことによってトナー可視（ｍが転写された記録用紙は定
着装置１４に送り込まれて定着作用が施された後、プリ
ンター本体１の他端側に設置されている排紙トレイ１５
に送り出されるようになっている。

第３図には本発明の一実施例におけるトナーエンド検出
装置が表わされている。エンジンドライ／＜ＰＣＢ２１
は通紙および作像シーケンスを制御しあるいはエラーな
ど機械の状態を検知する機能を備えている。このエンジ
ンドライバＰＣＢ　２１内に設けられているＣ：ＰＵ２
２からの信号は光制御部２３に受けられて該光制御部２
３が作動されるようになっているとともに、上記光制御
部２３から出力される信号は前記レーザー光学系４に設
けられているレーザーダイオード（ＬＤ）２４に受けら
れている。また上記ＣＰＵ２２に対しては。

バッテリーバックアップされているＲＡＭあるいはＥＥ
ＰＲＯＭなどからなる不揮発性メモリー２５および上記
レーザーダイオード（ＬＤ）２４の点灯回数をカウント
するカウンター回路を備えてなる計数部としてのカウン
タ一部２６がそれぞれ接続されている。上記カウンタ一
部２６は、前記感光体ドラム２の表面上に露光されるド
ツト数をページ単位でカウントする機能を有するととも
に、上記不揮発性メモリー２５は、上記カウンタ一部２
６においてカウントされたページ単位のドツト数を各ペ
ージ画像の書き込みが終了された時点で蓄積する機能を
有している。そして上記不揮発性メモリー２５には、前
記現像装置５に新たなトナーが補給された直後からの総
ドツト数が記憶されるようになっている。

ホストコンピューターから送られてくる印字データを印
字可能な信号に変換するコントローラーＰＣＢ２７は上
記ＣＰＵ２２に接続されている。

上記コントローラーＰＣＢ２７からは上記光制御部２３
に対して画像信号および画像制御信号が発せられている
。また前記感光体ドラム２および現像装置５の現像ロー
ラー５８を回転駆動させる駆動モーター２８および上記
現像ローラー５８に付設されている現像バイアス印加回
路に対しては、前記ＣＰＵ２２から制御信号が発せられ
ている。

画像信号と基準信号との関係を第４図により説明する。

まず信号Ｗ　ＣＬ　Ｋは、両像信号書き込みの際に光制
御部２３から出力される基準信号であり、この基準信号
ＷＣＬＫに同期するようにして画像信号−ＷＤＡ’ｌ’
ＥがコントローラーＰＣＢ　２７から出力される。上記
画像信号Ｗ　Ｄ　Ａ　ＴＥは、真で思パターン（■）、
偽で自パターン（■）となる。すなわち画像信号Ｗ　Ｄ
　Ａ　ＴＥが真の間に発生される基準信号ＷＣＬＫに同
期してレーザーダイオード（ＬＤ）２４がオンされる。

したがって画像信号ＷＤＡＴＥが真の間（■）における
基準信号ＷＣＬＫのカウント値はレーザーダイオード（
ＬＤ）２４から発せられる光信号のドツト数に等しいこ
ととなる。

つぎに第５図には前記カウンタ一部２６の回路例が示さ
れている。カウンターＩＣ（１）のイネーブル端子（Ｅ
）には前記画像信号Ｗ　Ｄ　Ａ　Ｔ　ＩΣが入力されて
おり、カウンターＩＣ（２）以降の各イネーブル端子（
Ｅ）にはその−っ前のカウンターＩＣ（Ｎ−１）から出
力されるリップルキャリー信号（ＲＣ）が入力されてい
る。このリップルキャリー信号（ＲＣ）はカウント値が
最大になると真になるようになっている。また各カウン
ターＩＣのクロック端子（ＣＬＫ）には上記基準信号Ｗ
ＣＬＫが入力されている。このような状態で６個のカウ
ンターＩＣが接続されることによって画像信号Ｗ　Ｄ　
Ａ　Ｔ　Ｅが真の間に発生される基準信号Ｖｉ／ＣＬＫ
の数を２の２４乗回までカウントすることができるよう
になっている。またカウント値をクリアーさせるために
、市記ＣＰＵから発せられるＣＬＥＡＲ信号が各カウン
タＩＣのクリア端子（ＣＬ　Ｒ）に入力されている。

第１図および第２図には、プリントを開始してからトナ
ーエンドを検知し新たにトナーを補給するまでの手順が
表わされている。第１図においてプリントが開始される
と（ステップ■）、光制御部２３に入力される画像信号
ＷＤＡＴＥがレーザーダイオード（ＬＤ）２４を制御す
るＬＤドライバに入力されると同時に、カウンタ一部２
６に入れられ画像信号ＷＤＡＴＥが真の間（ステップ■
）に発生される基準信号ＷＣＬＫ　（ステップ（■）の
数のカウントが開始される（ステップ■）。そしてプリ
ントが終了されるまでの間（ステップ■）のドッｌ−数
がカウントされることとなる。例えば３００ｄｐｉの画
素密度を持つレーザープリンターの場合、８．５インチ
本１４インチのサイズのり一ガルサイズであっても書き
込み可能な最大ドツト数は１０７１万個であるので、カ
ウンタ一部２６におけるカウンター回路の最大カウント
値である１６８０万個を越えることはない。プリントが
終了されると（ステップ■）、エンジンドライバｌ）　
ＣＢ　２１内のＣＰＵ２２によってカウンター部２６に
おけるカウント値Ｎが読み取られ、この読み取りカウン
ト値Ｎが１ドツトを構成するのに必要なトナー消費量Ａ
と積算される。この積算演算値はエンジンドライバＰＣ
Ｂ２１内の不揮発性メモリー２５に画像形成によるトナ
ー消費量として記憶加算される（ステップ■）。このと
き前記ＣＰＵ２２によってＣＬＥＡＲ信号が真にされ、
これにより各カウンターＩＣの値がクリアーされる（ス
テップ■）。

プリント動作が行なわれるごとに上記のようなカウント
および演算、記憶が行なわれることによって、計数手段
としてのカウンタ一部２６におけるドツトのカウント計
数値と１ドツトを構成するのに必要なトナー消費量とが
ｆ！算されでｉｉ＃像形成動作によるトナー消費量すな
わちトナー蓄＋ｌｔ部内のトナー残量が演算され検知さ
れるようになっている。

さらに上記のような画像形成動作に伴うトナー消費量が
演算されるほかに、該画像形成動作に付随するトナー消
費量が演算される。すなわち感光体ドラム２と現像ロー
ラー５ａとの接触によって感光体ドラム２の表面にわず
かに付着されるトナーの消費量および現像ローラー５８
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
２の表面の未露光領域に付着される１−ナーの消費量が
演算される。ここで感光体ドラム駆動用のモーター２８
の一分間当りのトナー消費量をＭ、現像バイアスの一分
間当りのトナー消費量をＢとするとき、第２図に示され
るように、まず６’Ｂ記ＣＰＵ２２は感光体ドラム駆動
モーター２８の回転時間（ＴＭ）および現像バイアスの
印加時間（ＴＢ）が不揮発性メモリー２５の別領域に記
憶加算される（ステップＱ）とともに、−分間経過され
るごとに（ステップ０１）上記感光体ドラム駆動用のモ
ーター２８の一分間当りのトナー消費ｆｆ１Ｍおよび現
像バイアスの一分間当りのトナー消費ｉＢが、前記不揮
発性メモリー２５のカウンター領域に加算されて（ステ
ップＯ）、画像形成動作に付随するトナー消費量が演算
される。

第１図に戻り、上述したようなカウント動作および記憶
・演算動作が行なわれて不揮発性メモリー２５にトナー
の総消費量が記憶されることとなり、そのトナー総消費
量の値がトナーカートリッジのトナー消費量を越えると
（ステップ■）、上記ＣＰＵ２２においてトナーエンド
とみなされる（ステップ■）。ここでトナーカートリッ
ジのトナー量をＴとするとき、以下の条件が満たされた
ときがトナーエンドである。すなわち、Ｔ＜Ｍ＊ＴＭ＋
Ｂ＊ＴＭ＋ＮＡ トナーカートリッジが交換されてトナーの補給が行なわ
れると（ステップ［相］）、それを検知した上記ＣＰＵ
２２によって不揮発性メモリー２５の値およびカウンタ
ーＩＣの値がクリアーされた上で（ステップ０）、新た
なカウントが開始されるようになっている。

［発明の効果］ 以上述べたように請求項の１に記載された発明は、画素
単位によるトナー消費量のカウントによってエンジンド
ライバー内でトナーの残量およびトナーエンドの監視が
行なわれるように、感光体表面上に露光されるドツト数
の計数手段と、この計数手段におけるドツト数の計数値
を記憶゛するメモリー手段と、該メモリー手段に記憶さ
れているドツト数の計数値に基づいて前記トナー蓄積部
内の］・ナー残量を検知する演算手段とを有してなるか
ら、従来のようなトナーエンド検知装置を実装すること
なく簡易な構造でしかも正確にトナーエンドを検出する
ことができ、メンテナンスを簡略化することができると
ともに、大幅なコストダウンを実現することができる。

また請求項の２に記載された発明は、画素単位による１
−ナー消費量のカウントによってエンジンドライバー内
でトナーの残量およびトナーエンドの監視が行なわれる
ように、感光体表面上に露光されるドツト数の計数手段
と、この計数手段におけるドツト数の計数値を記憶する
とともに市記感光体の駆動時間および現像バイアスの印
加時間を計」りして記憶するメモリー手段と、該メモリ
ー手段に記憶されているドツト計数値および時間計測値
に基づいて面記トナー蓄積部内のトナーエンドを検知す
る演算手段とを有してなるから、上記請求項の１に記載
された発明の効果に加えて、より一層正確なトナーエン
ドの検出動作を実現させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例におけるトナー
エンド検知機構による検知手順を表わしたメインフロー
図およびサブフロー図、第３図は本発明の一実施例にお
ける制御回路を表わしたブロック線図、第４図は画像情
報信号の処理動作を表わしたタイミング図、第５図は本
発明の一実施例におけるトナーエンド検知機構のカウン
ター回路を表わしたブロック線図、第６図は本発明を適
用した画像形成装置の一例としてのレーザープリンター
を表わした縦断面説明図である。 ２・・・感光体ドラム、２５・・・不揮発性メモリー２
６・・・カウンタ一部。 （ばか１名） 処 イ ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像情報に対応するドットを感光体上に露光して静
   電潜像を形成し、現像装置のトナー蓄積部に蓄えられた
   トナーを上記静電潜像に供給してトナー画像を得るよう
   にした画像形成装置のトナーエンド検出機構において、
   上記感光体表面上に露光されるドット数の計数手段と、
   この計数手段におけるドット数の計数値を記憶するメモ
   リー手段と、該メモリー手段に記憶されているドット数
   の計数値に基づいて前記トナー蓄積部内のトナー残量を
   検知する演算手段とを有してなることを特徴とする画像
   形成装置のトナーエンド検出機構。 ２、画像情報に対応するドットを一定方向に搬送駆動さ
   れる感光体上に露光して静電潜像を形成し、現像装置の
   トナー蓄積部に蓄えられたトナーを所定の現像バイアス
   下で上記静電潜像に供給してトナー画像を得るようにし
   た画像形成装置のトナーエンド検出機構において、上記
   感光体表面上に露光されるドット数の計数手段と、この
   計数手段におけるドット数の計数値を記憶するとともに
   前記感光体の駆動時間および現像バイアスの印加時間を
   計測して記憶するメモリー手段と、該メモリー手段に記
   憶されているドット計数値および時間計測値に基づいて
   前記トナー蓄積部内のトナーエンドを検知する演算手段
   とを有してなることを特徴とする画像形成装置のトナー
   エンド検出機構。