JPH11219017A - 画像形成装置のトナー量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定して精度よくトナー量の検出を行うこと
ができる画像形成装置のトナー量検出装置を提供する。 【解決手段】 受光素子２２に入射する光の受光信号の
最大ボトム値（最大光量値）をボトムホールド部３０で
ホールドして、このホールド値（最大光量値）を１００
％として任意のｘ（ｘ＜１００）％にしきい値を自動し
きい値設定部３１で設定することにより、受光信号とし
きい値の関係を常に一定に保つことができるので、光検
出経路にトナーが付着して受光量が低下した場合でも、
安定して精度よくトナー量の検出を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置のトナー残量検出や廃トナーの積算量検出を
行うトナー量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の電子写真プロセス方式
を利用した画像形成装置（図では、フルカラーモードの
レーザービームプリンタ）を示す概略構成図である。

【０００３】この画像形成装置は、装置本体（プリンタ
エンジン）１９内にドラム型の電子写真感光体（以下、
感光ドラムという）１、帯電ローラ２、露光装置（スキ
ャナ装置）３、現像装置４、中間転写体としての中間転
写ベルト５、２次転写ローラ７、搬送ガイド部材８、定
着装置９などを備えている。

【０００４】感光ドラム１は、アルミニウム製のドラム
基体（不図示）上に有機光導電体層（不図示）を有して
いる。感光ドラム１には駆動モータ（不図示）が接続さ
れており、感光ドラム１は駆動モータにより所定のプロ
セススピードで回転する。

【０００５】帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に対し
て所定の押圧力で圧接され、感光ドラム１の回転駆動に
伴い従動回転し、電源（不図示）から帯電ローラ２に対
して所定の帯電バイアスを印加して、感光ドラム１を所
定の極性、電位に帯電処理する。

【０００６】露光装置（スキャナ装置）３は、不図示の
レーザーダイオード、ポリゴンミラー、結像レンズ系、
及び反射ミラー３ａを備えており、画像信号が入力され
るとレーザーダイオードは、画像信号に対応する画像光
をポリゴンミラーへ照射する。高速回転するポリゴンミ
ラーで反射した画像光が結像レンズ系及び反射ミラー３
ａを介して、一定速度で回転する感光ドラム１の表面を
選択的に露光することにより、感光ドラム１表面に静電
潜像が形成される。

【０００７】現像装置４は、上記静電潜像を可視画像化
するための、イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４
Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｂｋを備えて
おり、イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シア
ン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｂｋには、それぞれス
リーブ４Ｙｓ、スリーブ４Ｍｓ、スリーブ４Ｃｓ、スリ
ーブ４Ｂｋｓが設けられている。

【０００８】イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４
Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｂｋは、画像
形成に際して現像ロータリー４Ａの回転に伴って回転
し、所定のスリーブ４Ｙｓ、スリーブ４Ｍｓ、スリーブ
４Ｃｓ、スリーブ４Ｂｋｓが感光ドラム１に対して３０
０μｍ程度の微小間隔を持って対向する。これにより、
所定のイエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シア
ン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｂｋが感光ドラム１対
向する現像位置に停止し、感光ドラム１上に可視画像を
形成する。

【０００９】中間転写ベルト５は、駆動ローラ５ａ、２
次転写対向ローラ５ｂ、テンションローラ５ｃにより支
持されており、適当なテンションが維持されるようにな
っている。感光ドラム１には中間転写ベルト５を介して
１次転写ローラ６が当接配置されている。

【００１０】次に、上記した画像形成装置の画像形成動
作について説明する。

【００１１】画像形成時には、不図示の外部ホストコン
ピュータからプリンタエンジンコントローラにプリント
要求信号が入力される。次に、このプリント信号に対応
して装置本体１９内部ではスキャナモータ（不図示）を
起動後にプリント開始準備動作を行い、スタンバイ状態
となるとプリント動作が開始される。

【００１２】用紙などの転写材Ｐは、カセット給紙部１
０からカセット給紙ローラ１１か、またはマルチ手差し
給紙部１２からマルチ手差し給紙ローラ１３のいずれか
から給紙され、搬送ローラ１４によって搬送される。そ
して、転写材Ｐはレジストローラ１６で斜行を矯正され
た後一旦停止する。ここで、転写材Ｐの先端と画像先端
が一致するようにタイミングが図られて再び搬送され
る。

【００１３】一方、感光ドラム１は駆動手段（不図示）
により所定のプロセススピードで回転駆動され、所定の
帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により所定の極
性、電位に帯電処理される。そして、帯電された感光ド
ラム１上に露光装置３によりレーザー光による画像露光
が与えられて、目的のカラー画像の第１の色成分像（例
えばイエロー成分像）に対応した静電潜像が形成され
る。そして、その静電潜像が現像装置４のイエロー現像
器４Ｙにより第１色であるイエロートナーにより現像さ
れる。

【００１４】感光ドラム１上に形成担持された前記第１
色のイエロートナー画像は、感光ドラム１と中間転写ベ
ルト５との間の転写ニップ（１次転写部）を通過する過
程で、１次転写ローラ６での圧力と１次転写ローラ６に
印加される１次転写バイアスにより形成される電界とに
よって、中間転写ベルト５に１次転写されていく。以
下、同様にしてマゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４
Ｃ、ブラック現像器４Ｂｋにより感光ドラム１上にそれ
ぞれ形成担持された第２色のマゼンタトナー画像、第３
色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が
順次中間転写ベルト５上に重畳転写され、目的のカラー
画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。

【００１５】そして、上述したタイミングにより転写材
Ｐが中間転写ベルト５と２次転写ローラ７との間の転写
ニップ（２次転写部）に給送される。この際、２次転写
ローラ７へ２次転写バイアスが印加され、中間転写ベル
ト５から転写材Ｐ上に合成カラートナー画像が転写され
る。

【００１６】合成カラートナー画像が転写された転写材
Ｐは搬送ガイド部材８によって定着装置９に搬送され、
定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂによる加熱、加圧によ
って転写材Ｐ上にカラー可視画像が永久固着される。こ
の転写材Ｐは、排出ローラ対１７ａ、１７ｂ、１７ｃを
介して排出トレイ１８上に排出される。

【００１７】上記した画像形成装置の装置本体１９に
は、現像装置４に用いられるトナー（イエロートナー、
マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー）の各
残量をそれぞれ独立して検出するトナー残量検出装置が
設けられている。

【００１８】図１１は、従来の光透過式のトナー残量検
出装置の一例を示す構成図である。このトナー残量検出
装置は、現像装置４のトナーカートリッジ（トナーＣＲ
Ｇ）２３近傍で装置本体１９側面に設けられている。

【００１９】この図において、２１は発光素子２０と受
光素子２２を実装しているユニット、２５、２６は発光
素子２０から照射される光の光量をトナーＣＲＧ２３の
窓２４ａ、２４ｂを通して受光素子２２に導くためのラ
イトガイドである。

【００２０】このトナー残量検出装置では、発光素子２
０から発光された光Ａは、ライトガイド内２５を通して
トナーＣＲＧ２３の窓２４ａに入射する。そして、トナ
ーＣＲＧ２３内部の撹拌板（図１２参照）２７で窓２４
ａ付近のトナーＴを掃き取ることにより、入射した光Ａ
はトナーＣＲＧ２３の内部を通過して窓２４ｂから出力
される。出力された光Ａは、ライトガイド２６を通して
受光素子２２に受光される。

【００２１】この際、受光信号の検出タイミングは、透
過してきた光Ａが受光素子２２に入射を始めた時点を基
準として、トナーがトナーＣＲＧ２３の撹拌で再び窓２
４ｂ付近を覆い、光Ａが透過しなくなるまでの時間幅で
定義される。この時間信号のパルス幅はトナーＣＲＧ２
３内部の残量トナーによって異なる。従って、トナー残
量はこのパルス幅時間信号によって判定する。

【００２２】すなわち、図１２（ａ）のようにトナー残
量が多い場合、撹拌板２７で撹拌しても窓２４ｂ付近は
トナーＴで覆われているのでパルス幅信号の時間は短く
なり、また、図１２（ｂ）のようにトナー残量が少ない
場合、窓２４ｂ付近は少ししかトナーＴで覆われていな
いのでパルス幅信号の時間幅は長くなる。

【００２３】図１３は、上記発光素子２０の発光タイミ
ングとトナー残量の程度に応じた受光素子２２の受光信
号と、受光信号の検出サンプリングタイミングの関係を
示した図である。

【００２４】この図において、受光信号のレベル１はト
ナー残量が多い場合を示し、受光信号のレベル３はトナ
ー残量が少ない場合を示している。また、受光信号のレ
ベル２はレベル１及び３の中間程度のトナー残量を示し
ている。受光信号は、発光素子２０の発光期間中にサン
プリングしたパルス時間幅によって検出される。

【００２５】実際の検出例としては、ＣＰＵ等の検出装
置によってパルス時間幅受光信号と予め設定した固定の
しきい値を比較して、しきい値以上の受光強度信号の時
間幅をＡ／Ｄポートから検知する。そして、ＣＰＵは内
部ＲＯＭ等に格納されているトナー有無判定のためのし
きい値と検出した信号の時間幅とを比較する。そして、
検出した信号の時間幅が一定時間以上となるとトナー無
状態に到達したと判断する。その結果として、オペレー
タコールの指示を行い、操作パネル（不図示）の表示等
を通してユーザに報知等を行う。上述した従来例におけ
る残量トナーと受光検知されるパルス幅時間信号の関係
は、例えば図１４のようになっている。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の画像形成装置のトナー残量検出装置では、発光素子
２０または受光素子２２のキャップ部や特にライトガイ
ド２５、２６の光入出力端面等には、トナーＣＲＧ２３
からのトナー漏れや電子写真画像形成プロセス過程での
トナー飛散等の影響による経時変化によって、図１５に
示すようにホルダ２１、ライトガイド２５、２６、トナ
ーＣＲＧ２３の光通路のいずれかにトナーＴが付着して
しまう。そのため、光透過率がトナーＴの付着に反比例
して低下する。

【００２７】従って、上述した従来例のようなしきい値
が固定で受光信号を検知する構成では、最悪の場合トナ
ーＣＲＧ２３の内部にはトナー残量がほとんどないにも
関わらず、受光素子２２の光信号が検知されない場合が
発生してしまう危険性があった。以下、この現象を図１
６を参照して説明する。

【００２８】図１６に示すように、通常、軽い汚れ具合
の受光信号だと、まだ固定しきい値に対して下回る検知
信号（図のａは通常時の受光信号、ｂは軽い汚れ時の受
光信号）となっているので、トナー有無のための判定パ
ルス幅信号が発生される。

【００２９】しかしながら、経時変化等によって重い汚
れ具合の受光信号（図中のｃ）に変化する従い、固定し
きい値に対して検知信号が下回らないようになってくる
のでトナー有無のための判定パルス幅信号が発生されな
くなってくる。

【００３０】このため、トナーＣＲＧにトナーがほぼ無
くなっているのにも関わらず、トナー無状態を検知でき
なくなり誤動作してしまう。また、画像形成動作途中に
このような状況が発生すると、ユーザにトナー無状態を
警告表示することができないために、画像品質が低下て
しまうことにもなる。

【００３１】また、装置本体の寿命から換算して、上記
のような経時変化による汚れを予め見積もって発光素子
の光量値か、または受光素子の感度を上げておくような
手段も考えられるが、トナー飛散や漏れ量の最悪条件下
での見積もりが困難であり、また、光透過経路を構成す
る発光素子と受光素子、ライトガイド等の光軸に対する
取り付け精度を考慮すると、量産段階での実現が不可能
となってしまう。

【００３２】そこで、本発明は、光透過経路中にトナー
飛散やトナー汚れ等が発生した場合でも、安定して精度
よくトナー量を検出することができる画像形成装置のト
ナー量検出装置を提供することを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に用い
られるトナー量を光学的に検出するトナー量検出装置に
おいて、トナーを収納する容器の光が透過可能な部分に
光を入射する発光手段と、前記容器内を透過した光を受
光する受光手段と、前記容器内のトナー量に応じて変化
する前記受光手段の受光信号の最大に変化した付近のレ
ベル値を保持する保持手段と、前記保持手段で保持した
前記受光信号のレベル値に対して所定の割合となるレベ
ルに前記受光信号に対するしきい値を設定するしきい値
設定手段と、前記しきい値設定手段で設定したしきい値
と前記受光信号とに基づいて前記容器内のトナー量を検
出する検出手段と、を有することを特徴としている。

【００３４】また、前記検出手段は、前記しきい値設定
手段で設定したしきい値と前記受光信号との、比較によ
り生成されるパルス時間幅に応じて前記容器内のトナー
量を検出することを特徴としている。

【００３５】また、前記トナーは、イエロートナー、マ
ゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーであり、
前記検出手段は、前記イエロートナー、マゼンタトナ
ー、シアントナー、ブラックトナーの各量を、それぞれ
独立して検出することを特徴としている。

【００３６】また、前記保持手段は、画像形成装置の画
像形成シーケンスにおける所定のタイミングを基準に生
成されるサンプリング信号に基づいて、前記容器内のト
ナー量に応じて変化する前記受光手段の受光信号の最大
に変化した付近のレベル値をサンプリングして保持する
ことを特徴としている。

【００３７】また、前記トナーが色画像生成用トナーと
黒画像生成用トナーの成分が異なる場合に、前記検出手
段は、それぞれの前記トナーに対して前記受光信号のし
きい値を同じにし、前記パルス時間幅のしきい値を異な
る値に設定して、それぞれのトナー量を検出することを
特徴としている。

【００３８】また、前記トナーが色画像生成用トナーと
黒画像生成用トナーの成分が異なる場合に、前記検出手
段は、それぞれの前記トナーに対して前記受光信号のし
きい値を異なる値に設定し、前記パルス時間幅のしきい
値を同じにして、それぞれのトナー量を検出することを
特徴としている。

【００３９】また、電子写真方式を用いた画像形成装置
に用いられるトナー量を光学的に検出するトナー量検出
装置において、トナーを収納する容器の光が透過可能な
部分に光を入射する発光手段と、前記容器内を透過した
光を受光する受光手段と、前記容器内のトナー量に応じ
て変化する前記受光手段の受光信号の最大に変化した付
近のレベル値を保持する保持手段と、前記保持手段で保
持したレベル値が所定の目標値に到達するよう、前記レ
ベル値と前記目標値の差に応じて前記発光手段の発光量
を制御する制御手段と、を有することを特徴としてい
る。

【００４０】（作用）本発明の構成によれば、受光手段
の受光信号のしきい値を、受光信号の最大に変化した付
近のレベル値に対して所定の割合となるレベルに設定す
ることにより、受光信号とそのしきい値の関係が常に一
定になることによって、常に安定したトナー検出信号を
得ることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００４２】〈実施の形態１〉図１は、本実施の形態に
係る画像形成装置（図では、フルカラーモードのレーザ
ービームプリンタ）のトナー量検出装置を示す構成図で
ある。本実施の形態ではトナー残量検出に適用した例で
あり、各トナー（イエロートナー、マゼンタトナー、シ
アントナー、ブラックトナー）の量をそれぞれ独立して
検出する。

【００４３】本実施の形態の画像形成装置は図１０に示
した従来例の画像形成装置と同様であり、本実施の形態
ではその説明は省略する。

【００４４】本実施の形態の光透過式のトナー残量検出
装置では、図１に示すように受光素子２２で検出される
光検出経路（図１１に示した発光素子２０からライトガ
イド２５、窓２４ａ，ｂ、ライトガイド２６、受光素子
２２までの経路）を通して入射する光の受光信号（光検
出信号）の最大ボトム値（最大光量値）付近のレベル値
をホールドするボトムホールド部３０と、ボトムホール
ド部３０でホールドされたレベル値に応じて所定の割合
関係となるようなレベルにしきい値を設定する自動しき
い値設定部３１と、受光信号レベルとしきい値のレベル
を比較して比較結果の信号を出力するコンパレータ波形
整形部３２と、コンパレータ波形整形部３２から入力さ
れる信号からトナー量を検出する検出部３３を備えてい
る。なお、発光素子２０から出射した光が受光素子２２
に入射するまでの構成及び動作は図１１に示した従来例
と同様であり、本実施の形態ではその説明は省略する。

【００４５】自動しきい値設定部３１は、図２に示すよ
うにボトムホールド部３０でホールドした受光素子２２
で検出される受光信号（光検出信号）の最大ボトム値
（最大光量値）を１００％として任意のｘ（ｘ＜１０
０）％（例えば７０％）にしきい値を設定して、コンパ
レータ波形整形部３２で波形整形し検知信号として出力
する。ボトムホールド部３０は、受光素子２２に入射す
る光の受光量に応じて受光素子２２で検出される光検出
信号の最大ボトム値（最大光量値）を自動追従し、自動
しきい値設定部３１は、この最大ボトム値（最大光量
値）に対して上記した任意のしきい値を設定する。

【００４６】そして、ＣＰＵ等の検出部３３内のＲＯＭ
等に格納されているトナー有無判定のためのしきい値と
検出した前記検知信号の時間幅とを比較する。そして、
検出した検知信号のパルス時間幅が一定時間以上となる
とトナー無状態に到達したと判断して、オペレータコー
ルの指示を行い、操作パネル（不図示）の表示等を通し
てユーザにトナー残量がないことを報知する。

【００４７】このように、本実施の形態では、受光素子
２２に入射する光の受光量（受光信号）の最大ボトム値
（最大光量値）をホールドして、このホールド値（最大
光量値）を１００％として任意のｘ（ｘ＜１００）％に
しきい値を設定することにより、受光信号としきい値の
関係を常に一定に保つことができるので、上記光検出経
路（発光素子２０からライトガイド２５、窓２４ａ，
ｂ、ライトガイド２６、受光素子２２までの経路）にト
ナーが付着して受光量が低下した場合でも、高精度にト
ナー有無のための判定パルス幅信号を生成することがで
きる。

【００４８】従って、現像装置による現像プロセス時に
おいて、トナーの無状態を安定して精度よく検出してユ
ーザにトナー無状態を警告表示し、画像不良の発生を防
止することができる。

【００４９】また、本実施の形態では、受光信号のボト
ム値をホールドする構成であったが、回路構成によって
は受光信号のピーク値をホールドするようにしてもよ
い。

【００５０】〈実施の形態２〉図３は、本実施の形態に
係る画像形成装置のトナー量検出装置を示す構成図であ
る。なお、図１に示したトナー残量検出装置と同一部分
には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００５１】本実施の形態は、実施の形態１のボトムホ
ールド部３０の代わりにボトムサンプルホールド部３４
を設けた構成であり、他の構成は実施の形態１と同様で
ある。

【００５２】ボトムサンプルホールド部３４は、図４に
示すように外部のサンプリング信号発生部（不図示）か
らのサンプリング信号に応答して受光素子２２の受光信
号の最大ボトム値（最大光量値）付近のレベルをサンプ
リングしてホールドする。上記サンプリング信号は、画
像形成装置の画像形成シーケンスのタイミングで上述し
た発光素子２０（図１１参照）の発光制御と同期して、
受光信号のレベルが安定するタイミング（図中の同期信
号のＯＮから時間ｔ）で生成される。他の動作は実施の
形態１と同様である。

【００５３】このように、本実施の形態では、サンプリ
ング信号に応答して受光素子２２の受光信号の最大ボト
ム値（最大光量値）付近のレベルをサンプリングしてホ
ールドすることにより、実施の形態１で得られる効果以
外に受光信号の過渡的な状態での誤検知ホールドするよ
うなことを防ぐことができる。

【００５４】〈実施の形態３〉図５は、本実施の形態に
係る画像形成装置のトナー量検出装置を示す構成図であ
る。なお、図１に示した実施の形態１のトナー量検出装
置と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略
する。

【００５５】本実施の形態は、ボトムサンプルホールド
部３４にセレクタ３５を接続した構成であり、他の構成
は実施の形態１、２と同様である。

【００５６】セレクタ３５は、外部のトナー識別部（不
図示）から入力されるトナー識別信号に基づいて、外部
のサンプリング信号発生部（不図示）から入力されるサ
ンプリング信号１またはサンプリング信号２を選択して
ボトムサンプルホールド部３４にサンプリング信号を出
力する。

【００５７】ボトムサンプルホールド部３４は、図６
（ａ）、（ｂ）（（ａ）はカラー画像の現像用のノンマ
グトナー、（ｂ）は白黒画像の現像用のマグトナー）に
示すように外部のサンプリング信号発生部（不図示）か
らのサンプリング信号１、２に応答して受光素子２２の
受光信号の最大ボトム値（最大光量値）付近のレベルを
サンプリングしてホールドする。上記サンプリング信号
１、２は、画像形成装置の画像形成シーケンスのタイミ
ングで上述した発光素子２０（図１１参照）の発光制御
と同期して、受光信号のレベルが安定するタイミング
（図中の同期信号のＯＮから時間ｔ１、ｔ２）で生成さ
れる。他の動作は実施の形態１、２と同様である。な
お、一般的にトナーの種類が異なるとトナーの撹拌スピ
ードも異なるので、受光信号の波形も異なる。

【００５８】ところで、このようにカラー画像のように
複数のトナーを使用して画像を生成する場合には、トナ
ーの挙動により検出特性も異なることが一般的である。
従って、本実施の形態のような場合に、トナー残量を検
出判定する方法としては以下の２通りが考えられる。

【００５９】すなわち、設定するパラメータが、受光量
のピーク値に対して所定の割合比で設定する受光量比較
しきい値ＲＴｈと、検出パルス時間幅に対する判定しき
い値ＪＴｈの２通りあるからである。図７、８を参照し
てこの２通りについて説明する。

【００６０】第１のケースは、図７（ａ）、（ｂ）に示
すように、トナーの種類（（ａ）はカラー画像の現像用
のノンマグトナー、（ｂ）は白黒画像の現像用のマグト
ナー）によって受光量比較しきい値ＲＴｈを同じ値に設
定し、判定しきい値ＪＴｈを異なる値に設定するもので
ある。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）で、ボトムサンプ
ルホールド部３４でホールドした受光素子２２で検出さ
れる受光信号（光検出信号）の最大ボトム値（最大光量
値）を１００％として任意のｘ（ｘ＜１００）％に受光
量しきい値を同じ値に設定し、受光信号のパルス幅時間
ｔ１、ｔ２をトナーの種類（ノンマグトナーとマグトナ
ー）によって異なる値（ｔ１≠ｔ２）にする。

【００６１】これは、受光量比較しきい値ＲＴｈを同じ
に設定した場合、一般的にはマグトナーとノンマグトナ
ーでトナー撹拌速度が異なっているので、トナーの残量
が同じ重量であってもパルス幅時間が異なることに関係
する。

【００６２】このように、第１のケースでは、判定しき
い値ＪＴｈを異なる値に設定することで、トナーの撹拌
速度の違い等による影響を吸収して判定することができ
る。

【００６３】一方、第２のケースは、図８（ａ）、
（ｂ）に示すように、トナーの種類（（ａ）はカラー画
像の現像用のノンマグトナー、（ｂ）は白黒画像の現像
用のマグトナー）によって受光量比較しきい値ＲＴｈを
異なる値に設定し、判定しきい値ＪＴｈを同じ値に設定
するものである。すなわち、図８（ａ）、（ｂ）で、ボ
トムサンプルホールド部３４でホールドした受光素子２
２で検出される受光信号（光検出信号）の最大ボトム値
（最大光量値）を１００％としたときに、トナーの種類
（ノンマグトナーとマグトナー）によって異なる任意の
値ｘ１、ｘ２（ｘ１≠ｘ２＜１００）％に受光量しきい
値を設定し、受光信号のパルス幅時間ｔ３をトナーの種
類（ノンマグトナーとマグトナー）によらず同じ値（ｔ
３）にする。

【００６４】このように、第２のケースでは、受光量比
較しきい値を異なる値に設定することで、トナーの撹拌
速度の違い等による影響を吸収することができるので、
トナーの残量が同じ重量の場合にパルス幅時間を同じに
設定することが可能となる。よって、このような場合に
は、マグトナーとノンマグトナーで判定しきい値ＪＴｈ
を同じ値に設定して判定することが可能となる。

【００６５】〈実施の形態４〉図９は、本実施の形態に
係る画像形成装置のトナー量検出装置を示す構成図であ
る。なお、図１に示した実施の形態１のトナー量検出装
置と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略
する。

【００６６】本実施の形態は、ボトムホールド部３０と
発光素子２０間に光量制御部３６を設けた構成であり、
光量制御部３６はボトムホールド部３０のホールド信号
と目標値との偏差に基づいて、発光素子２０と受光素子
２２との間でフィードバック制御することにより、ボト
ムホールド部３０のボトムホールド信号が目標値になる
ように発光素子２０の発光量を制御するようにした。

【００６７】このように、本実施の形態では、光量制御
部３６によりボトムホールド部３０のボトムホールド信
号が目標値になるように発光素子２０の発光量を可変さ
せることによっても、実施の形態１と同様の効果を得る
ことができる。

【００６８】また、本実施の形態では、ボトムホールド
信号により発光素子２０の発光量の制御を行う構成であ
ったが、これに限定されるものではなく、実施の形態
２、３で述べたボトムサンプルホールド信号を用いるこ
ともできる。

【００６９】また、上述した各実施の形態では、トナー
ＣＲＧ内部の残量トナーの検出について主に説明した
が、像形成後に残った廃トナーの積算量の検出の場合に
も、トナーの積算量光透過により同様に検出できる。

【００７０】なお、トナー残量の検知と同様にして廃ト
ナーの積算量を検出した場合に、コンパレータ波形整形
出力のパルス時間幅は、トナー残量の検出の場合とは逆
に廃トナーが積算するに従い廃トナー容器を透過する光
が少なくなるので、パルス時間幅は狭くなる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
光手段の受光信号のしきい値を、受光信号の最大に変化
した付近のレベル値に対して所定の割合となるレベルに
設定することにより、受光信号とそのしきい値の関係が
常に一定になることによって、発光手段、受光手段及び
その光路中のいずれかに漏れや飛散によってトナーが付
着して光量が低下した場合でも、常に安定したトナー検
出信号を得ることができる。

【００７２】また、受光手段の受光信号の最大に変化し
た付近のレベルを保持したレベル値が所定の目標値に到
達するよう、レベル値と目標値の差に応じて発光手段の
発光量をフィードバック制御することにより、受光信号
のレベルが常に一定になることによって、発光手段、受
光手段及びその光路中のいずれかにトナー漏れやトナー
飛散によってトナーが付着して光量が低下した場合で
も、常に安定したトナー検出信号を得ることができる。

【００７３】従って、本発明のトナー量検出装置を、ト
ナー残量検出或は廃トナー積算量検出に適用することに
より、常に安定してトナー残量検出或は廃トナー積算量
を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置のト
ナー量検出装置を示す構成図。

【図２】本発明の実施の形態１における受光信号のしき
い値と出力信号を示す図。

【図３】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置のト
ナー量検出装置を示す構成図。

【図４】本発明の実施の形態２における受光信号とサン
プリング信号のタイミング関係を示す図。

【図５】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置のト
ナー量検出装置を示す構成図。

【図６】（ａ）はノンマグトナーを用いた場合の本発明
の実施の形態３における受光信号とサンプリング信号の
タイミング関係を示す図、（ｂ）はマグトナーを用いた
場合の本発明の実施の形態３における受光信号とサンプ
リング信号のタイミング関係を示す図。

【図７】（ａ）はノンマグトナーを用いた場合の本発明
の実施の形態３における受光信号のしきい値と出力信号
を示す図、（ｂ）はマグトナーを用いた場合の本発明の
実施の形態３における受光信号のしきい値と出力信号を
示す図。

【図８】（ａ）はノンマグトナーを用いた場合の本発明
の実施の形態３における受光信号のしきい値と出力信号
を示す図、（ｂ）はマグトナーを用いた場合の本発明の
実施の形態３における受光信号のしきい値と出力信号を
示す図。

【図９】本発明の実施の形態４に係る画像形成装置のト
ナー量検出装置を示す構成図。

【図１０】従来の画像形成装置を示す概略構成図。

【図１１】従来の画像形成装置のトナー量検出装置を示
す構成図。

【図１２】（ａ）は従来のトナー量検出装置のトナー充
満状態における光透過を示す説明図、（ｂ）は従来のト
ナー量検出装置のトナー空付状態における光透過を示す
説明図。

【図１３】従来のトナー量検出装置の発光タイミングと
受光信号の検出サンプリングタイミングの関係を示す
図。

【図１４】従来のトナー量検出装置の残量トナーと受光
検知されるパルス幅の関係を示す図。

【図１５】従来のトナー量検出装置の光路中にトナーが
付着した状態を示す図。

【図１６】従来のトナー量検出装置の光路中に付着した
トナーの付着量に応じた受光信号と検出パルス幅信号の
関係を示す図。

【符号の説明】

２０ 発光素子（発光手段） ２２ 受光素子（受光手段） ３０ ボトムホールド部（保持手段） ３１ 自動しきい値設定部（しきい値設定手段） ３２ コンパレータ波形整形部 ３３ 検出部（検出手段） ３４ ボトムサンプルホールド部 ３５ セレクタ ３６ 光量制御部（制御手段）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式を用いた画像形成装置に用
   いられるトナー量を光学的に検出するトナー量検出装置
   において、 トナーを収納する容器の光が透過可能な部分に光を入射
   する発光手段と、 前記容器内を透過した光を受光する受光手段と、 前記容器内のトナー量に応じて変化する前記受光手段の
   受光信号の最大に変化した付近のレベル値を保持する保
   持手段と、 前記保持手段で保持した前記受光信号のレベル値に対し
   て所定の割合となるレベルに前記受光信号に対するしき
   い値を設定するしきい値設定手段と、 前記しきい値設定手段で設定したしきい値と前記受光信
   号とに基づいて前記容器内のトナー量を検出する検出手
   段と、を有する、 ことを特徴とする画像形成装置のトナー量検出装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記しきい値設定手段
   で設定したしきい値と前記受光信号との、比較により生
   成されるパルス時間幅に応じて前記容器内のトナー量を
   検出する、 請求項１記載の画像形成装置のトナー量検出装置。
3. 【請求項３】 前記トナーは、イエロートナー、マゼン
   タトナー、シアントナー、ブラックトナーであり、前記
   検出手段は、前記イエロートナー、マゼンタトナー、シ
   アントナー、ブラックトナーの各量を、それぞれ独立し
   て検出する、 請求項１記載の画像形成装置のトナー量検出装置。
4. 【請求項４】 前記保持手段は、画像形成装置の画像形
   成シーケンスにおける所定のタイミングを基準に生成さ
   れるサンプリング信号に基づいて、前記容器内のトナー
   量に応じて変化する前記受光手段の受光信号の最大に変
   化した付近のレベル値をサンプリングして保持する、 請求項１記載の画像形成装置のトナー量検出装置。
5. 【請求項５】 前記トナーが色画像生成用トナーと黒画
   像生成用トナーの成分が異なる場合に、前記検出手段
   は、それぞれの前記トナーに対して前記受光信号のしき
   い値を同じにし、前記パルス時間幅のしきい値を異なる
   値に設定して、それぞれのトナー量を検出する、 請求項２または３記載の画像形成装置のトナー量検出装
   置。
6. 【請求項６】 前記トナーが色画像生成用トナーと黒画
   像生成用トナーの成分が異なる場合に、前記検出手段
   は、それぞれの前記トナーに対して前記受光信号のしき
   い値を異なる値に設定し、前記パルス時間幅のしきい値
   を同じにして、それぞれのトナー量を検出する、 請求項２または３記載の画像形成装置のトナー量検出装
   置。
7. 【請求項７】 電子写真方式を用いた画像形成装置に用
   いられるトナー量を光学的に検出するトナー量検出装置
   において、 トナーを収納する容器の光が透過可能な部分に光を入射
   する発光手段と、 前記容器内を透過した光を受光する受光手段と、 前記容器内のトナー量に応じて変化する前記受光手段の
   受光信号の最大に変化した付近のレベル値を保持する保
   持手段と、 前記保持手段で保持したレベル値が所定の目標値に到達
   するよう、前記レベル値と前記目標値の差に応じて前記
   発光手段の発光量を制御する制御手段と、を有する、 ことを特徴とする画像形成装置のトナー量検出装置。