JPH11265132A

JPH11265132A - 画像形成装置および現像装置

Info

Publication number: JPH11265132A
Application number: JP10088207A
Authority: JP
Inventors: Masuaki Saito; 益朗斎藤; Takeshi Nakagawa; 剛中川; Norihisa Hoshika; 令久星加; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林; Masahide Kinoshita; 正英木下; Kazunori Hashimoto; 和則橋本; Kazuhisa Kenmochi; 和久剱持; Yasunari Watanabe; 泰成渡邉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】特別な機構を設けることによる装置の複雑化
やコスト上昇を抑えつつ、非常にトナー消費量の少ない
特殊な使用条件に対して、的確な現像装置の寿命警告を
行う。【解決手段】光学方式のトナー残量検知手段６６、６
７と、画像濃度を検知するセンサ１０とを有し、画像濃
度の検出結果が所定の範囲から外れた場合、トナー消費
量の検出結果に優先して現像装置の寿命に関する信号を
出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリンタあ
るいは複写機などとされる電子写真方式あるいは静電記
録方式を利用した画像形成装置、および前記画像形成装
置に用いられ、像担持体上に画像を形成する現像装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数の現像カートリッジ（現像装
置）を備えたカラー画像形成装置においては、現像カー
トリッジのトナーが無くなり現像ができなくなると、現
像カートリッジを交換することになるが、複数の現像カ
ートリッジのうちのどれがトナー不足になったのかユー
ザーが判断するのは困難であり、また、一つの現像カー
トリッジのトナーがないまま画像形成を続けると、時
間、トナー、転写紙等の無駄になる。そこで現像カート
リッジに何らかのトナー残量検知手段を設けることが必
要になる。このような検知手段としては、従来から光学
方式の検知手段が用いられている。

【０００３】光学方式の検知手段には反射光と透過光を
利用するものがある。反射光を利用するものは、発光素
子（例えばＬＥＤ等）と光電変換素子である受光素子
（例えばフォトダイオード）を備えた検知手段を現像カ
ートリッジの一側に設け、その発光素子から発せられた
光で現像カートリッジの側面に設けられた窓を照射し
て、その反射光を受光素子で受光し、現像カートリッジ
のトナー収容室内のトナー残存量を検知するものであ
る。

【０００４】また、透過光を利用するものは、図１１に
示されるごとく、現像カートリッジ４００のトナー収容
室１０２の両側壁部に光が透過可能な検知窓１１５を設
け、さらに、一方の検知窓１１５の近傍に発光部１１６
を、他方の検知窓１１５の近傍に受光部１１７を設け、
トナー残量が減少し、攪拌羽根１１１により検知窓１１
５が清掃され、発光部１１６から発せられた光が受光部
１１７に届くとトナー残量の不足が検知され、現像カー
トリッジの寿命が判断される。

【０００５】この方式を用いると回転式の現像ユニット
を備えた画像形成装置でも、発光部か受光部のどちらか
をユニットの中心部に置き、もう一方をユニット外に設
置することにより一組のセンサーで複数の現像カートリ
ッジのトナー残量を検知すること、すなわち寿命を判断
することが可能である。

【０００６】一般に電子写真方式の画像形成装置では、
使用環境や、現像装置、感光ドラム（像担持体）の通紙
耐久による特性変動や、感光ドラムの製造時における感
度バラツキ、トナーの製造時における摩擦帯電特性のバ
ラツキ等により、印字画像の濃度特性に変動が生じる。

【０００７】これらの変化、変動特性を安定化させる努
力は日々行われているが、未だ十分ではない。特にカラ
ー画像形成装置において、ユーザーが所望の濃度および
カラーバランスを得るためには、イエロー（Ｙ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）４色の画像
形成条件を調整しなければならない。そこで、通常の画
像形成に先立って、感光ドラム１上に形成された検知用
画像（以下「パッチ」という）の光学特性を測定し、そ
の結果を基に、画像形成条件を制御している。

【０００８】具体的には、画像形成条件である現像バイ
アスを変化させながら、縦横の長さが１５ｍｍ×１５ｍ
ｍの正方形のベタパッチ（塗りつぶしパターン）を感光
ドラム上に複数形成し、前記パッチの光学特性としての
反射光量を従来知られた発光素子と受光素子からなる光
学センサー（濃度センサー）により検知し、検知結果か
らＣＰＵにて各々のパッチの濃度もしくはトナー乗り量
（重量）を算出し、所望の濃度域あるいはトナー重量が
得られる現像バイアスを算出している。

【０００９】このようにベタ画像の濃度（あるいはトナ
ー重量）を一定に制御する方法は、印字画像の色度を安
定させるために有効な手法であり、従来より広く知られ
ている。上述した制御は、本体の電源ＯＮ時、各カート
リッジ交換時、所定印字枚数毎、等に行われる。

【００１０】この濃度制御には、印字可能な色空間の広
さを決定するトナー像の最大濃度（Ｄｍａｘ）制御と、
正確な階調を表現するためにハーフトーン濃度を制御す
る中間調制御とがあり、一般に、これらを併用して良好
な画像を維持するようにしている。

【００１１】ここで、中間調制御とは、各色のトナーの
低濃度から最大濃度（Ｄｍａｘ）までのハーフトーン濃
度を検出し、その結果から画像信号に見合った画像濃度
が印字できるように、画像信号と画像濃度の関係を補正
（いわゆるガンマ（γ）補正）するものである。

【００１２】上記の画像濃度制御の一例として、感光ド
ラム上に作成したパッチの濃度を検出し、その値をもと
に現像バイアスまたは静電潜像を調整することにより、
最大濃度（Ｄｍａｘ）制御および中間調制御を行う方法
について、図１２のフローチャートにより説明する。

【００１３】はじめに、Ｄｍａｘ制御から説明する。ま
ず、感光ドラム上に最大濃度Ｄｍａｘに対応するパッチ
（例えば露光装置の最大露光）の静電潜像を作成し、こ
の潜像を現像カートリッジによって現像して、感光ドラ
ム上にＤｍａｘ制御用のパッチを形成する。このとき、
通常、パッチの潜像を感光ドラム上に複数個形成し、そ
れぞれ現像バイアスを変更しつつ現像する（Ｓ１０
１）。

【００１４】このようにして作成したパッチの濃度を感
光ドラムに隣接する濃度センサーによって検出する（Ｓ
１０２）。本例では、このパッチの検出値から規定濃度
かどうかを判断し（Ｓ１０３）、出力された画像の濃度
を一定とするような適切な現像バイアスを算出、決定し
て（Ｓ１０４）、この最適化された現像バイアスの使用
により濃度制御を行う。Ｓ１０３にて規定濃度でない場
合には制御エラー表示を行う（Ｓ１０５）。

【００１５】濃度検知後、上記のパッチは感光ドラムの
クリーナーによって清掃され、つぎの色のＤｍａｘ制御
に移る。上記の現像バイアスの最適化が４色の全てに対
して行われ、Ｄｍａｘ制御は終了する。

【００１６】つぎに、中間調制御の一例を説明する。中
間調制御でもＤｍａｘ制御と同じく、感光ドラム上に濃
度検出用のパッチが形成される（Ｓ１０６）。しかし、
Ｄｍａｘ制御とは異なり、中間調制御に用いられる複数
個のハーフトーンパッチは、各パッチの潜像電位がそれ
ぞれ変えられている。

【００１７】例えば、感光ドラム上に５つのパッチを形
成する場合、画像信号（入力信号）に対して露光信号
（例えばレーザードライバーへの信号など露光量を変え
る信号）をリニアに変化させた００ｈからＦＦｈ（Ｄｍ
ａｘ）までの２５６階調のうち、代表値として１０ｈ、
４０ｈ、８０ｈ、Ａ０ｈ，Ｆ０ｈ等の露光信号に対応し
た５つのハーフトーンパッチの静電潜像を作成する。

【００１８】この感光ドラム上に作成されたパッチの潜
像は、上記のＤｍａｘ制御によって最適化した現像バイ
アスにより現像し、得られたパッチの濃度を濃度センサ
ーによって検出する（Ｓ１０７）。この検出結果から、
現像されたパッチの濃度と入力されたパッチの画像信号
との差異が判断され、すなわち制御可能なプロフィール
かどうかが判断され（Ｓ１０８）、画像信号と露光信号
が直線関係となるようにその対応関係をガンマ補正する
（Ｓ１０９）。なお、Ｓ１０８にて制御可能なプロフィ
ールにないときには、制御エラー表示を行う（Ｓ１０
５）。

【００１９】上記のように濃度制御を行うことにより、
現像カートリッジの使い始めからトナーの残量が減少し
トナー残量警告が出るまで、安定した濃度の画像を出力
することが可能になる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多色画
像形成装置の場合、ユーザーにより出力する画像は千差
万別であり、自然画のような、全ての色トナーを均一に
しかも大量に消費する画像ばかりを出力する場合もあれ
ば、黒文字ばかりのドキュメントにワンポイントで会社
のロゴを入れるといった、カラートナーをほとんど消費
しない使い方をする場合もある。

【００２１】後者のようにある色のトナーをほとんど消
費しない場合、設計時に想定した画像出力枚数をはるか
に超えてもそのトナーが残っているため、現像カートリ
ッジの寿命警告は表示されないが、長期間の摺擦により
そのトナーが劣化し、そのトナーの現像工程時に非画像
部へ大量にトナーが現像される、いわゆるカブリという
現象が発生したり、最大濃度部へ十分にトナーが現像さ
れず、画像濃度薄を引き起こしたりする。

【００２２】このような状態でＤｍａｘ制御を行うと、
現像バイアスの変化に画像濃度が追従しなかったり、淡
いハーフトーンの１０ｈ等で、カブリにより高い濃度が
検知されるといったことが起こり、制御不能になってし
まう。

【００２３】従来、このような状態になった場合、濃度
制御エラーとして警告を行っていたためユーザーは何が
故障したのか判らず、サービスマンを呼ばざるを得なか
った。

【００２４】トナー補給式の多色画像形成装置を用いた
フルカラーコピー機では、予めユーザーがディーラーと
メンテナンス契約を結ぶ方式であったため、サービスマ
ンが出動することは致命的問題にはならなかった。しか
し、カートリッジ（ＣＲＧ）方式のプリンターは、メン
テナンスを必要としないことを最大のセールスポイント
としてきたため、たとえごく一部の特殊なユーザーであ
っても、サービスマンを出動させることは市場での評価
を著しく損ねることになりかねない。

【００２５】当然のことながら、多色画像形成装置の設
計に際しては、このように様々な使用パターンを想定
し、十分なマージンを持たせているが、あまりに極端な
使い方に設計のターゲットを合わせることは、製品のオ
ーバースペックによるコスト上昇という、ユーザーにと
っても不利益な状態を招くため、あるレベルで割り切ら
ざるを得なかった。

【００２６】従って、本発明の目的は、特別な機構を設
けることによる装置の複雑化やコスト上昇を抑えつつ、
トナー消費量の非常に少ない特殊な使用条件に対して、
的確な現像装置の寿命警告を行うことが可能な画像形成
装置、および該画像形成装置に装着された現像装置を提
供することである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置および現像装置にて達成される。要約すれ
ば、本発明は、像担持体上に画像を形成する現像装置
と、該現像装置による画像の濃度を検知する手段と、前
記現像装置のトナー消費量を検出する手段とを有する画
像形成装置において、画像濃度の検出結果が所定の範囲
から外れた場合、トナー消費量の検出結果に優先して前
記現像装置の寿命に関する信号を出力することを特徴と
する画像形成装置である。

【００２８】本発明による他の態様によれば、像担持体
上に画像を形成する現像装置と、該現像装置による画像
の濃度を検知する手段と、前記現像装置のトナーの消費
量を検出する手段とを有する画像形成装置において、画
像濃度の検出結果が所定の範囲内の場合、トナー消費量
の検出結果に応じて前記現像装置の寿命に関する第１の
信号を出力し、画像濃度の検出結果が所定の範囲から外
れた場合、トナー消費量の検出結果に応じて前記現像装
置の寿命に関する第２の信号を出力することを特徴とす
る画像形成装置が提供される。

【００２９】また、本発明による他の態様によれば、像
担持体上に画像を形成する複数の現像装置と、各々の前
記現像装置による画像の濃度を検知する手段と、各々の
前記現像装置のトナー消費量を検出する手段とを有する
画像形成装置において、画像濃度の検出結果が所定の範
囲から外れた場合、トナー消費量の検出結果に優先して
前記現像装置の寿命に関する信号を出力することを特徴
とする画像形成装置が提供される。

【００３０】本発明による他の態様によれば、像担持体
上に画像を形成する複数の現像装置と、各々の前記現像
装置による画像の濃度を検知する手段と、各々の前記現
像装置のトナーの消費量を検出する手段とを有する画像
形成装置において、画像濃度の検出結果が所定の範囲内
の場合、消費量検出結果に応じて前記現像装置の寿命に
関する第１の信号を出力し、画像濃度の検出結果が所定
範囲内から外れた場合、トナー消費量検出結果に応じて
前記現像装置の寿命に関する第２の信号を出力すること
を特徴とする画像形成装置が提供される。

【００３１】上記発明において、前記トナーの消費量を
検出する手段は、前記現像装置の残りトナー量を検出す
る手段であることが好ましい。また、別の態様によれ
ば、前記トナーの消費量を検出する手段は、前記現像装
置の画像出力枚数に関する情報を記憶する記憶手段であ
ることが好ましい。さらに、前記トナーの消費量を検出
する手段は、画像情報中のドット数をカウントした値を
記憶する記憶手段であることが好ましい。

【００３２】さらに、本発明による他の態様によれば、
画像濃度検知手段を備えた画像形成装置本体に着脱可能
な現像装置において、画像出力枚数に関する情報を記憶
する記憶手段を有し、前記画像濃度検知手段からの画像
濃度の検出結果が所定の範囲から外れた場合、前記記憶
手段の情報に優先して現像装置の寿命に関する信号が出
力されることを特徴とする現像装置が提供される。

【００３３】また、本発明による他の態様によれば、画
像濃度検知手段を備えた画像形成装置本体に着脱可能な
現像装置において、画像情報中のドット数をカウントし
た値を記憶する記憶手段を有し、前記画像濃度検知手段
からの画像濃度の検出結果が所定の範囲から外れた場
合、前記記憶手段のカウント値に基づく情報に優先して
現像装置の寿命に関する信号が出力されることを特徴と
する現像装置が提供される。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
および現像装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００３５】実施例１本発明に係る第１実施例について図１〜図４により説明
する。

【００３６】まず、図１により本実施例のカラー画像形
成装置について説明する。同図において、像担持体であ
る感光ドラム１は、不図示の駆動手段によって図示矢印
方向に駆動され、一次帯電器２により一様に帯電され
る。次いで、露光装置５からイエロー（Ｙ）の画像模様
に従ったレーザー光Ｌが感光ドラム１に照射され、感光
ドラム１上に潜像が形成される。

【００３７】さらに感光ドラム１が矢印方向に進むと、
回転支持体９により支持された４個の現像装置４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄのうちイエロートナーが入った現像装置
４ａが感光ドラム１に対向するように回転し、高圧電源
１３から現像バイアスを印加することにより、感光ドラ
ム１上の潜像を現像し、可視化する。

【００３８】中間転写ベルト８は感光ドラム１と略等速
で図示矢印方向に回転しており、感光ドラム１上に形成
担持されたトナー画像を一次転写ローラ８ａに印加され
る一次転写バイアスによって、中間転写ベルト８の外周
面に一次転写する。

【００３９】以上の工程をイエロー色（Ｙ）、マゼンタ
色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）、黒色（Ｋ）について行うこ
とによって中間転写ベルト８上には複数色のトナー像が
形成される。つぎに、所定のタイミングで転写材カセッ
ト１７内から転写材Ｐが給紙される。同時に二次転写ロ
ーラ８ｂに二次転写バイアスが印加され、中間転写ベル
ト８から転写材Ｐへトナー画像が転写される。

【００４０】さらに転写材Ｐは、搬送ベルト１８によっ
て定着装置７まで搬送され溶融固着されることにより、
カラー画像が得られ、ついでトレイ３４上に排出され
る。

【００４１】また、中間転写ベルト８上の転写残トナー
は中間転写ベルトクリーナー８ｃにより清掃される。一
方、感光ドラム１上の転写残トナーは公知のブレード手
段のクリーニング装置６によって清掃される。

【００４２】なお、帯電ローラ２、感光ドラム１および
クリーニング装置６は一体の感光ドラムカートリッジ１
００をなし、装置本体に対して脱着可能な構成とされ、
また４色の現像装置４ａ〜４ｄはそれぞれ現像カートリ
ッジとして、回転支持体９に脱着可能に支持されてい
る。

【００４３】つぎに、図２により本実施例の現像装置お
よびそのトナー残量センサについて説明する。

【００４４】現像装置すなわち現像カートリッジ４は、
現像剤（トナー）を収容するトナー収容室４２内にトナ
ーを攪拌する攪拌羽根４１、トナーを担持し、矢印Ｂ方
向に回転して感光ドラム１にトナーを搬送する現像剤担
持体である現像スリーブ５０、矢印Ｃ方向に回転して現
像スリーブ５０にトナーを供給する供給ローラ５２、お
よび現像スリーブ５０に担持されるトナーの層厚を規制
するトナー層厚規制部材である規制ブレード５３を備え
ている。

【００４５】上記構成において、トナー収容室４２内の
トナーは、矢印Ｄ方向に回転する攪拌羽根４１によって
攪拌されつつ供給ローラ５２側に搬送され、さらに供給
ローラ５２によって現像スリーブ５０に供給される。現
像スリーブ５０に供給されたトナーは、規制ブレード５
３にその層厚すなわち搬送量を規制され、現像領域６３
にて感光ドラム１に供給される。現像スリーブ５０に担
持されたトナーのうち、現像に供されなかったトナーは
供給ローラ５２によって剥ぎ取られ、トナー収容室４２
内に戻される。

【００４６】なお、現像カートリッジ４には、開口部か
らのトナー漏れを防止するためのスクイシート４８、お
よび現像カートリッジ４が取り外されたときに現像スリ
ーブ５０を保護するための遮蔽部材４４が設けられてい
る。

【００４７】さらに現像カートリッジ４には、トナー収
容室４２の両側壁部に光が透過可能な検知窓４５ａ、４
５ｂが設けられており、さらに、一方の検知窓４５ａの
近傍に発光部６６が、他方の検知窓４５ｂの近傍に受光
部１１７が設けられている。そして、トナーが消費され
てトナー残量が減少し、攪拌羽根４１により検知窓４５
ａ、４５ｂが清掃され、発光部１１６から発せられた光
が受光部１１７に届くとトナー残量の不足が検知され
る。

【００４８】つぎに、本実施例における現像カートリッ
ジの寿命検知制御について、図３のフローチャートを参
照して説明する。

【００４９】本実施例のカラー画像形成装置において
も、従来例と同様に、光学式のトナー残量検出を行う。
また、現像バイアスの強度を変化させながら一定の潜像
条件のパッチを現像し（Ｓ１）、最適な現像バイアスを
決定するＤｍａｘ制御を行う。すなわち、パッチの濃度
を検出し（Ｓ２）、規定濃度かどうかを判断し（Ｓ
３）、所望の濃度域あるいはトナー重量が得られる現像
バイアスを算出する（Ｓ４）。Ｓ３にて、パッチ濃度が
規定濃度にないときには、制御エラー表示（Ｓ５）を行
う。

【００５０】つぎに、Ｄｍａｘ制御により決定した現像
バイアス設定を用い、潜像の設定を数段階に変えながら
ハーフトーンパッチを作成し（Ｓ６）、ハーフトン濃度
の制御を行う。

【００５１】すなわち、上記パッチの濃度を検出し（Ｓ
７）、制御可能なプロフィールかどうかを判断し（Ｓ
８）、制御可能な場合にはγ補正を行う（Ｓ９）。

【００５２】上記のＤｍａｘ制御は、本来、ベタ画像の
濃度を適正化するために行うものであるが、ベタ画像は
ある一定の濃度に達すると、それ以上潜像を高濃度側に
変化させても濃度が追従しなくなるため、ベタ画像でＤ
ｍａｘ制御を行うとかえって精度が悪くなってしまう。

【００５３】そこで、本実施例でＤｍａｘ制御を行うと
きは、現像バイアスの強度に対する画像の濃度変化がリ
ニアな中間調の潜像を用いた。具体的には、定着後の画
像の光学濃度が１．０程度となる９０ｈの潜像である。

【００５４】図４には、通常の状態の現像装置に加え、
カブリが非常に多い現像装置と、最大濃度が低い現像装
置をモデル的に作成し、潜像設定に対する濃度検知セン
サー上でのパッチ濃度（共に８ビットデータを１０進数
に変換した値）を計測した結果が示される。

【００５５】現像装置は使用パターンによって特性が様
々に変化するが、代表的な特性を再現させるために、カ
ブリの多い現像装置はベタ白画像を５０００枚出力して
トナーを強制的に劣化させて作成した。また、濃度の低
い現像装置は現像スリーブ上のトナーコート量を通常の
０．６ｍｇ／ｃｍ² に対し、現像ブレード先端の自由長
を詰めて０．３ｍｇ／ｃｍ² まで低めることによって作
成した。

【００５６】図４から明らかなように、正常な現像装置
は、潜像が００ｈの時はバックグラウンドの濃度のみが
存在し、そこから潜像の変化に応じて濃度が上昇してい
き、十分な濃度に達してからはほとんど濃度が変化しな
い。

【００５７】一方、カブリが多い現像装置は潜像が００
ｈであってもすでに画像濃度が高く、中間調制御を行っ
ても１０ｈ等の非常に淡いハーフトーンは再現できない
ことが分かる。

【００５８】また、最大濃度が低い現像装置の場合、８
０ｈからＡ０ｈにかけての中間調の濃度は再現している
が、それ以上潜像を変化させていっても、濃度が伸びて
いかず、十分な最大濃度が得られない。

【００５９】上記の後者二つの場合はどちらも現像バイ
アスの強度を変えたり、潜像の設定を変えても正常な現
像装置と同じ画像に修正することは不可能であるため、
濃度制御エラーとなる。

【００６０】濃度制御エラーは、現像装置だけが要因で
なく他の感光ドラム等が原因でも起こりうる。例えば、
感光ドラムの帯電器が接点不良になると、感光ドラム上
に下地となるベタ白部が作れず、全面がベタ画像もしく
はハーフトーン状に画像が存在する状態となり、現像バ
イアスや潜像の設定にパッチの濃度が追従しなくなる。
このような現像装置以外の要素が原因となる場合は、Ｄ
ｍａｘ制御の時点でエラーとなるか、もしくは複数の現
像装置が同時にエラーとなるため、現像装置の寿命とは
区別できる。

【００６１】そこで、現像装置の劣化による寿命の判断
は、Ｄｍａｘ制御が正常に行われたときに、ハーフトー
ン制御により得られた、１０ｈ、４０ｈ、８０ｈ、Ｆ０
ｈのデータのプロフィールと、予めＣＰＵに記憶された
プロフィールを比較することで行うことができる。

【００６２】すなわち、図３のフローチャートにおい
て、Ｓ８にてハーフトーンパッチの濃度が制御不可能な
プロフィールの場合、上記比較を行うことにより、エラ
ーでない現像装置があるかどうかを判断し（Ｓ１０）、
ある場合にはエラー現像装置の寿命すなわち交換を表示
し（Ｓ１１）、また、ない場合には、制御エラーの表示
を行う（Ｓ５）。

【００６３】以上述べてきたような構成とすることで、
特別な機構を設けることなく、特殊な使い方による現像
装置の寿命の判断が個々の現像装置について可能とな
り、コストアップや装置の複雑化を招くことなく、多色
画像形成装置の信頼性が向上する。

【００６４】実施例２つぎに、本発明の第２の実施例について図５〜図７によ
り説明する。なお、本実施例のカラー画像形成装置の全
体的構成および機能は、第１実施例と同様であり、した
がって、異なる部分について詳細に説明する。なお、本
実施例は、現像装置の寿命判断をより確実なものとする
ために、現像装置に画像出力枚数の記憶手段を搭載した
ことを特徴とする。

【００６５】本実施例のカラー画像形成装置を示す図５
において、中間転写ベルト８の近傍には、印字枚数をカ
ウントする計数手段であるカウンター１１が配置され、
ＣＰＵ１２と接続されている。

【００６６】また、図６に示すように、本実施例の現像
装置４内には本実施例の特徴部分である記憶手段１１６
が設けられている。記憶手段１１６としては、情報を記
憶保持するものならば特に制限はないが、例えばＲＡＭ
や、書き換え可能なＲＯＭ等の電気的な記憶手段、磁気
的記憶媒体や磁気バブルメモリ、光磁気メモリ等の磁気
的記憶手段、また、検知コマなどの機械的手段などが使
用される。本実施例においては取り扱い易さやコストの
面からＮＶ（ＮｏｎＶｏｌａｔｉｌｅ）ＲＡＭを使用し
た。

【００６７】従来例で述べたごとく、現像装置の寿命は
光学式のトナー残量検知手段等で判断するのが一般的あ
るが、光学式のトナー残量検知手段では、多段階でのキ
メ細かい寿命警告が困難である。

【００６８】そこで、本実施例では、現像装置にＲＡＭ
７０を搭載し、現像装置単体での画像出力枚数をカウン
ター１１で計数してその結果をＲＡＭ７０に記憶させる
ことで、光学式のトナー残量検知手段１０の検知結果に
ＲＡＭ７０の情報を加味して、正確な寿命警告を行う構
成とした。

【００６９】具体的には、光学式のトナー残量検出手段
で検出するしきい値を、画像比率４％で印字した場合、
残りのトナーで１０００枚印字できるポイントとし、そ
の時点からの現像装置単体の印字枚数を現像装置内のＲ
ＡＭ７０に記憶させ、その情報を読み出すことで、それ
ぞれの現像装置の印字可能残数を表示できる構成とし
た。

【００７０】図７のフローチャートを参照してさらに説
明すると、トナー残量検出を開始して（Ｓ２１）、トナ
ー残量が規定量以上かどうかを判断する（Ｓ２２）。規
定量以上の場合には制御を終了し、規定量以下の場合に
は現像装置４内のＲＡＭ７０から印字枚数のデータを読
み出し（Ｓ２３）、１０００枚以上印字したかどうかを
判断する（Ｓ２４）。１０００枚以内の場合には残り印
字枚数を表示し（Ｓ２５）、１０００枚を超えた場合に
は現像装置の寿命すなわち交換を表示する（Ｓ２６）。

【００７１】以上の構成とすることで、トナー残量のし
きい値に達した後の、現像装置の印字可能枚数は非常に
正確に表示することが可能になる。しかしながら、第１
実施例で述べたように、トナー残量がしきい値まで減少
するまでにトナーが劣化してしまった場合は、いつまで
もトナーの残量の警告を行うことができない。

【００７２】そこで、本実施例では、ＲＡＭ使用による
非常に正確な現像装置の寿命警告手段に加え、第１実施
例と同様な現像装置の寿命検出手段を備えることで、特
殊な使用条件による現像装置の寿命まで判断することを
可能にした。

【００７３】さらに、本実施例では、現像装置内のＲＡ
Ｍにトータルの画像出力枚数を記憶させ、濃度制御不能
な現像装置が現像装置の劣化によるものか、他の異常に
よるものかを判断する構成とした。すなわち、濃度制御
に異常が検出されたとき、異常の発生した現像装置の画
像出力枚数を参照し、現像装置の劣化が避けられない枚
数まで出力していた場合は、現像装置の異常として警告
する構成とした。

【００７４】本実施例では４％の画像比率での標準的な
印字枚数を５０００枚とし、濃度異常の原因を現像装置
の劣化であると判断する枚数を７０００枚とした。

【００７５】上記のように本実施例の現像装置寿命判断
の流れは、図８のフローチャートに示すように、第１実
施例にて説明したＤｍａｘ制御および中間調制御を行う
中で（Ｓ１〜Ｓ９）、Ｓ８にて、ハーフトーンパッチの
濃度が制御可能なプロフィールでない場合には、エラー
現像装置の画像出力枚数が規定値（７０００枚）内かど
うかを判断し（Ｓ３１）、規定値以上であるときにはエ
ラー現像装置の寿命を警告し（Ｓ３２）、規定値以下の
場合には制御エラーを表示する（Ｓ５）構成とした。

【００７６】以上のように構成することで、ユーザーの
様々な画像形成装置の使用条件に対応し正確なトナー残
量検出と、現像装置の劣化による寿命の判断を行うこと
が可能になる。

【００７７】実施例３つぎに、本発明の第３実施例について図９および図１０
により説明する。本実施例は、現像装置の寿命に関する
情報を複数段階で表示する手段を有した画像形成装置に
関するものである。

【００７８】図９には、現像装置の寿命を１０段階で表
示するメーターが示されるが、画像形成装置本体に表示
部を設けたり、テストプリントに印字したり、プリンタ
ーにおいては、ユーザーが画像情報を送出するパソコン
等の、プリンターの設定を行う画面に表示するものであ
る。光学式等の直接的に現像装置のトナー残量を計る方
式では、このような細かい検知は困難であるが、第２実
施例で述べたような現像装置に搭載した記憶手段に画像
情報中の各色のドット数をカウントした値を記憶させる
ことにより、細かいトナー残量を計算し表示することが
できる。

【００７９】図９において、各ドットはそれぞれ、グリ
ーン（Ｇｒｅｅｎ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、レッ
ド（Ｒｅｄ）に点灯し、トナーを消費するに従い、図中
上からドットが消えていくものとする。

【００８０】グリーンのドットが点灯している間はトナ
ーが十分ある状態で、イエローとレッドのみが点灯する
Ｌｅｖｅｌ１の状態は現像装置の寿命予告とし、レッド
のみが点灯するＬｅｖｅｌ２の状態を現像装置の寿命に
達したと警告する。

【００８１】上記のように、トナーの使用量を詳細に計
測し、現像装置の寿命に関する情報を表示する場合であ
っても、画像形成装置の使用環境等の条件によりトナー
の劣化の状態は異なるため、前述したように、トナーが
十分にあるグリーンの領域で濃度制御エラーが発生する
場合もある。

【００８２】そこで本実施例では、トナー残量の検出と
濃度制御を図１０のフローチャートに示すように行い、
トナー残量に加えてトナーの劣化の状態も加味して、現
像装置の寿命を正確に判断する構成とした。

【００８３】以下、図１０のフローチャートに沿って本
実施例における現像装置の寿命判断について説明する。

【００８４】まず、現像装置に搭載した記憶手段からト
ナー使用量に関する情報を取り出し、トナー残量の計算
を行い（Ｓ４１）、その結果に応じて、現像装置の寿命
警告範囲以下かどうかの判断を行い（Ｓ４２）、警告範
囲以下の場合には現像装置の寿命を警告する（Ｓ４
３）。

【００８５】警告範囲以上の場合には、さらに寿命予告
範囲以下かどうかを判断し（Ｓ４４）、寿命予告範囲以
下の場合には寿命予告を表示する（Ｓ４５）。

【００８６】つぎに、第１実施例にて説明したように、
Ｄｍａｘ制御および中間調制御を行い（Ｓ４６〜Ｓ５
１）、濃度プロフィールが制御可能かどうかを判断する
（Ｓ５２）。

【００８７】制御不能のプロフィールであったときに
は、すべての現像装置が制御不能なプロフィールかどう
かを判断し（Ｓ５３）、前実施例と同様に全ての現像装
置が制御不能であった場合は、現像装置の寿命とは別の
原因であると判断し、制御ミラーを表示する（Ｓ５
４）。

【００８８】さらに、本実施例では、制御不能現像装置
の制御範囲からのオーバーした値に応じ、現像装置の寿
命の判断を２段階で行う構成とした。

【００８９】すなわち、オーバーした値が光学濃度でΔ
０．２以内かどうかを判断し（Ｓ５５）、Δ０．２以内
であった場合は、ユーザーの判断によってはまだ現像装
置を使える状態であるものとして、現像装置の寿命予告
を行う（Ｓ５６）。

【００９０】一方、Δ０．２以上の場合は現像装置が使
用に耐えない状態であると判断し、現像装置の寿命警告
を行う（Ｓ５７）。

【００９１】なお、上記寿命予告（Ｓ５６）および寿命
警告（Ｓ５７）の後、あるいはＳ５２にて制御可能なプ
ロフィールであった場合にはγ補正を行い（Ｓ５８）、
制御を終了する。

【００９２】このように構成することで、トナーの残量
はグリーンの表示範囲内であってもトナーが劣化してい
た場合は、イエローやレッドに表示がジャンプして、ユ
ーザーに対し正確に現像装置の状態を知らせることが可
能になる。

【００９３】以上の構成により、現像装置の寿命の予測
が非常にしやすくなり、余裕をもって交換の準備を行う
ことができるため、特にネットワーク環境等で、画像形
成装置を複数のユーザーが同時に使用する場合に、トラ
ブルの放置を未然に防ぐことが可能になるという利点を
有する。

【００９４】なお、トナー残量の検出方法として、第１
実施例の光学方式によるものと、第２実施例のカウント
方式によるものの２つを組み合わせて判断するような方
式についても、本発明のように濃度検知結果を反映させ
る方法を同様に用いることができる。

【００９５】上記実施例においては、本発明が複数の現
像装置を備えた画像形成装置に適用された場合について
説明したが、本発明は、上記実施例と同様の画像濃度制
御等を行う、単一の現像装置を備えた画像形成装置にも
適用することができる。

【００９６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置および現像装置によれば、画像濃度の検
出結果が所定の範囲から外れた場合、トナー消費量の検
出結果に優先して現像装置の寿命に関する信号を出力す
ることにより、装置の複雑化やコストアップなしに、現
像装置の正確な寿命を検知することができ、画像形成装
置のユーザビリティーを向上させることが可能になっ
た。

【００９７】また、画像濃度の検出結果が所定の範囲内
の場合、トナー消費量の検出結果に応じて現像装置の寿
命に関する第１の信号を出力し、画像濃度の検出結果が
所定の範囲から外れた場合、トナー消費量の検出結果に
応じて前記現像装置の寿命に関する第２の信号を出力す
ることにより、より正確に現像装置の寿命を検知するこ
とができ、上記と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る画像形成装置を示す構成図で
ある。

【図２】第１実施例の現像装置およびトナー残量検出手
段を示す構成図である。

【図３】第１実施例における現像装置の寿命判断の流れ
を説明するためのフローチャートである。

【図４】第１実施例に係る露光データと検知データとの
関連を示すグラフである。

【図５】第２実施例に係る画像形成装置を示す構成図で
ある。

【図６】第２実施例に係る現像装置を示す構成図であ
る。

【図７】第２実施例に係るトナー残量検出の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図８】第２実施例に係る現像装置の寿命警告判断の流
れを説明するためのフローチャートである。

【図９】本発明の第３実施例に係る現像装置の寿命表示
部を示す説明図である。

【図１０】第３実施例に係る動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１１】従来の現像装置の一例およびその近傍を示す
説明図である。

【図１２】従来の濃度制御の一例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）４現像カートリッジ（現像装置）１０濃度センサ（画像濃度検知手段）６６発光部（トナー消費量検出手段）６７受光部（トナー消費量検出手段）７０ＮＶＲＡＭ（記憶手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林哲也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者木下正英東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者橋本和則東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者剱持和久東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者渡邉泰成東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に画像を形成する現像装置
と、該現像装置による画像の濃度を検知する手段と、前
記現像装置のトナー消費量を検出する手段とを有する画
像形成装置において、画像濃度の検出結果が所定の範囲から外れた場合、トナ
ー消費量の検出結果に優先して前記現像装置の寿命に関
する信号を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】像担持体上に画像を形成する現像装置
と、該現像装置による画像の濃度を検知する手段と、前
記現像装置のトナーの消費量を検出する手段とを有する
画像形成装置において、画像濃度の検出結果が所定の範囲内の場合、トナー消費
量の検出結果に応じて前記現像装置の寿命に関する第１
の信号を出力し、画像濃度の検出結果が所定の範囲から
外れた場合、トナー消費量の検出結果に応じて前記現像
装置の寿命に関する第２の信号を出力することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項３】像担持体上に画像を形成する複数の現像
装置と、各々の前記現像装置による画像の濃度を検知す
る手段と、各々の前記現像装置のトナー消費量を検出す
る手段とを有する画像形成装置において、画像濃度の検出結果が所定の範囲から外れた場合、トナ
ー消費量の検出結果に優先して前記現像装置の寿命に関
する信号を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】像担持体上に画像を形成する複数の現像
装置と、各々の前記現像装置による画像の濃度を検知す
る手段と、各々の前記現像装置のトナーの消費量を検出
する手段とを有する画像形成装置において、画像濃度の検出結果が所定の範囲内の場合、消費量検出
結果に応じて前記現像装置の寿命に関する第１の信号を
出力し、画像濃度の検出結果が所定範囲内から外れた場
合、トナー消費量検出結果に応じて前記現像装置の寿命
に関する第２の信号を出力することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項５】前記トナーの消費量を検出する手段は、
前記現像装置の残りトナー量を検出する手段であること
を特徴とする請求項１から４のいずれかの項の画像形成
装置。
【請求項６】前記トナーの消費量を検出する手段は、
前記現像装置の画像出力枚数に関する情報を記憶する記
憶手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれ
かの項の画像形成装置。
【請求項７】前記トナーの消費量を検出する手段は、
画像情報中のドット数をカウントした値を記憶する記憶
手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれか
の項の画像形成装置。
【請求項８】画像濃度検知手段を備えた画像形成装置
本体に着脱可能な現像装置において、画像出力枚数に関する情報を記憶する記憶手段を有し、
前記画像濃度検知手段からの画像濃度の検出結果が所定
の範囲から外れた場合、前記記憶手段の情報に優先して
現像装置の寿命に関する信号が出力されることを特徴と
する現像装置。
【請求項９】画像濃度検知手段を備えた画像形成装置
本体に着脱可能な現像装置において、画像情報中のドット数をカウントした値を記憶する記憶
手段を有し、前記画像濃度検知手段からの画像濃度の検
出結果が所定の範囲から外れた場合、前記記憶手段のカ
ウント値に基づく情報に優先して現像装置の寿命に関す
る信号が出力されることを特徴とする現像装置。