JPH11338325A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドラムカートリッジに収容された廃トナー量
を検知する廃トナー量検知機構を備えた画像形成装置に
おいて、廃トナー量検知に基づくドラムＣＲＧの交換を
適正に行う。 【解決手段】 プリント排紙枚数のカウントによりプリ
ント動作を停止する直前における廃トナー検知機構の受
光量の最大に変化する値を検知ホールドして、その値を
装置本体内の不揮発メモリ５に記憶し、ドラムＣＲＧ交
換後に再び廃トナー満量予告が検知された場合に、この
時点における受光量の最大に変化する絶対値レベルと第
１のしきい値とを比較し、かつ、前記絶対値レベルと装
置本体内の不揮発メモリ５に記憶してあるドラムＣＲＧ
交換前における受光量の最大に変化するレベルのホール
ド値との偏差を、第２のしきい値と比較し、いずれの比
較結果も所定値以下の場合には、廃トナー量検知機構を
構成する部品の故障あるいは該部品へのトナー付着であ
ると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザプリ
ンタなどの電子写真プロセス方式の画像形成装置に関
し、画像形成装置本体に着脱交換可能なドラムカートリ
ッジ内の廃トナー量を検出するための光透過式廃トナー
量検知機構に特徴を有する。

【０００２】

【従来の技術】まず図７に基づいて、従来の電子写真プ
ロセスを利用したカラーレーザープリンタ１１０の一例
について、その全体構成を概略的に説明する。

【０００３】図示していない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ＰＲＩＮＴ要求信号
が入力されると、このＰＲＩＮＴ信号に対応してプリン
タエンジン内部では、スキャナモータを起動後、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。

【０００４】プリント用紙はカセット給紙部１１１から
カセット給紙ローラ１１２かまたはマルチ手差し給紙部
１１３からマルチ手差し給紙ローラ１１４のいずれかか
ら、搬送ローラ１１５によって搬送され、プリンタエン
ジン内部に送り込まれる。

【０００５】プリント用紙はレジストローラ１１６で斜
行を矯正された後一旦停止する。ここで、用紙先端と画
像先端が一致するようにタイミングを計られて再び搬送
される。

【０００６】一方、帯電ローラ１５３によって一様に帯
電された感光ドラム１５４表面上に、光学ユニット１５
０から画像信号に応じて変調された半導体レーザ光量１
５１を照射して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クの各色毎に潜像を形成する。つぎに、各潜像は、カラ
ー現像装置１６０の各色現像器１１７Ｙ、１１７Ｍ、１
１７Ｃ、１１７Ｂｋによりトナー画像として現像化され
る。そしてトナー画像は一次転写部１１８において感光
ドラム１５４から転写ベルト１１９上に複数回転写さ
れ、転写ベルト１１９上に多色カラー画像が形成され
る。

【０００７】この転写ベルト１１９上の多色カラー画像
は、二次転写部１２０において、上記で説明したタイミ
ングにより搬送されてくるプリント用紙に転写ベルト１
１９から再転写される。その後、プリント用紙は転写搬
送ベルト１２１を経て定着部１２２に搬送され、ここで
多色カラー画像がプリント用紙上に定着される。定着後
のプリント用紙は排紙部１２３を通り排紙トレイ１２４
に出力される。

【０００８】以上のような画像形成装置における光透過
式を利用した廃トナー量検知機構の一例について、図８
により説明する。本例の廃トナー量検知機構は、感光ド
ラム１５４、帯電ローラ１５３、クリーニングローラ１
５５、および廃トナー容器１５６からなるドラムカート
リッジ（以下「ドラムＣＲＧ」という）２０６の近傍に
配置されている。

【０００９】図８において、廃トナー量検知機構は、光
を照射する発光素子２００、光を受ける受光素子２０
１、発光素子２００と受光素子２０１を保持するための
ホルダユニット２０２、および発光素子２００から照射
される光量をドラムＣＲＧ２０６に設けられた２つの検
知窓２０５を通して受光素子２０１に導くためのライト
ガイド２０３を備えている。

【００１０】また、ドラムＣＲＧ２０６の内部には、廃
トナー送りを行うと共に、検知窓２０５の内面に付着し
た廃トナーを拭くための検知窓拭きマイラ２０４が設け
られている。

【００１１】さらに、ドラムＣＲＧ２０６の内部には、
感光ドラム１５４に関係する固有な情報を記憶するドラ
ムメモリ２０７が搭載されており、メモリ内部について
は後で詳細に説明するが、予め書き込み済みの固有でか
つ読み出し専用の情報と、書き込み更新される情報とが
ある。

【００１２】ここで廃トナー量検知機構の検知システム
について簡単に動作の説明を行う。発光素子２００から
発光された光はライトガイド２０３を通してドラムＣＲ
Ｇ２０６の一方の検知窓２０５に入射する。ドラムＣＲ
Ｇ２０６内部の窓拭きマイラ２０４で検知窓２０５内面
に付着したトナーを拭き取ることにより、光がドラムＣ
ＲＧ２０６を通過して他方の検知窓２０５から出力され
る。

【００１３】出力された光は、受光素子２０１で検出さ
れる。検出するタイミングは検知窓２０５を透過してき
た光が受光素子２０１に入射を始めた時点を基準とし、
発光素子２００を点灯させている時間中に実際に検知窓
２０５から受光素子２０１に透過してきた受光量の時間
幅で定義される。この時間信号のパルス幅はドラムＣＲ
Ｇ２０６の内部の廃トナー量によって異なる。したがっ
て、廃トナー量はこのパルス幅時間信号によって判定す
ることができる。

【００１４】すなわち、図９に示すように、廃トナー残
量が多いほど、マイラ２０４が撹拌しても検知窓２０５
付近はトナーで覆われているのでパルス幅信号の時間は
短い。他方、図１０のように、廃トナー残量が少ないほ
どパルス幅信号の時間は長くなる。

【００１５】図１１は、一例として発光タイミングと廃
トナー量の程度に応じた受光信号の検出サンプリングタ
イミングの関係を示すものである。図１１に示すレベル
１は廃トナー量が多い場合で、レベル３は廃トナー量が
少ない場合を示している。レベル２はレベル１とレベル
３の中間程度の廃トナー量を示している。検出は発光素
子の発光期間中にサンプリングしたパルス時間幅によっ
てなされる。

【００１６】実際の検出例としては、ＣＰＵ等によって
パルス時間幅受光信号と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。次いで、ＣＰＵは内部ＲＯＭなどに格納されている
廃トナー残量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
定時間以下となっている場合に廃トナー満量予告状態に
到達したと判断する。このような廃トナー満量予告状態
以後の動作については後で詳細に説明する。

【００１７】図１２に廃トナー量と受光検知されるパル
ス幅時間信号の関係を示す特性図の一例を示す。

【００１８】つぎにドラムＣＲＧ２０６に搭載されたド
ラムメモリ２０７について説明する。図１３にドラムメ
モリ２０７の内部に記憶されている内容の一例を示す。
この図で、ＬＯＴ−Ｎｏ、ドラムＩＤ番号、製造年月
日、メーカコード、寿命しきい値はメモリ２０７に予め
書き込まれている読み出し専用の内容を表している。そ
れ以外のドラム回転時間、ドラムＡＣバイアス印加時
間、累積排紙枚数カウント、廃トナー満量予告後の排紙
枚数カウントは書き込み読み出し領域の内容を表してい
る。

【００１９】これらのパラメータは、プリンタエンジン
にドラムＣＲＧ２０６を装着してプリント動作が実行さ
れるたびにエンジン内部の図示していない情報の検知に
基づいてカウント値が更新されるようになっている。こ
こで、ドラム回転時間、ドラムＡＣバイアス印加時間、
累積排紙枚数カウントはドラムの寿命を判定するための
パラメータである。

【００２０】これらのパラメータの運用例としては、プ
リント時に感光ドラムの回転時間と、帯電ＡＣバイアス
のドラムへの印加時間と、プリント排紙枚数とをカウン
トして書き込み記録を更新し、上記の累積更新情報をも
とに感光ドラムの寿命を判定するなどが考えられてい
る。

【００２１】つぎに、廃トナー満量予告後の排紙枚数に
ついて簡単に説明する。廃トナー量の検出はすでに説明
したように、前出の図８に示したような検知システムで
実施される。しかし、図１２に示した特性図からも明ら
かなように、トナーの流動性等から正確な検知は困難な
ので、検知レベルがある程度のしきい値付近に到達した
ならば廃トナー満量予告フラグを発生し報知することが
行われている。

【００２２】一方、プリンタエンジン本体内部は上記の
フラグを検知すると廃トナー満量予告後からのプリント
排紙枚数をカウントしてドラムメモリの「廃トナー満量
予告後の排紙枚数」の領域に記憶する。このカウント値
は一旦記録されると累積更新してゆくものであり、任意
にクリアできないシステムとなっている。そして、カウ
ント値と予めプリンタエンジン内部に設定されているし
きい値との比較から、カウント値がしきい値を超えた時
点で、廃トナーが満量状態と判断してオペレータコール
を報知し、プリント動作を停止するなどの処置がなされ
る。

【００２３】このように、ドラムＣＲＧにメモリを搭載
し、メモリに「廃トナー満量予告後のプリント排紙枚
数」をカウント更新記録して廃トナー満量を判定するよ
うなシステムのドラムメモリの「廃トナー満量予告後の
排紙枚数」の領域は、プリンタエンジン内部で廃トナー
満量予告になっているとカウントが記録され始めて、廃
トナー満量予告になっていない場合の記録領域は記録更
新されないような仕組みになっている。そして、ドラム
メモリの「廃トナー満量予告後の排紙枚数」のカウント
値が所定の値以上に達したかどうかをモニターし、カウ
ント値がしきい値を超えた時点で、廃トナーが満量状態
と判断してオペレータコールを報知してプリント動作を
停止するなどの処置がなされる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光透過
式廃トナー量検知機構を構成する発光素子または受光素
子のキャップ部や特にライトガイドの光入出力端面等に
は、ドラムＣＲＧからのトナー漏れや電子写真画像形成
プロセス過程で発生するトナー飛散等の影響により経時
変化が発生する。すなわち、図１４に示すように廃トナ
ー量検知機構における光経路のいずれかにトナーが付着
してしまう。その結果、光透過率がトナーの付着に反比
例して低下する。

【００２５】このようなことから従来例のように、廃ト
ナー満量予告検知によりドラムＣＲＧのメモリに「廃ト
ナー満量予告後のプリント排紙枚数」をカウント記録し
て、しきい値との比較により廃トナー満量を判定するよ
うなシステムではつぎのような問題があった。

【００２６】すなわち、廃トナー量検知機構を構成する
部品の発光素子または受光素子およびライトガイド等の
いずれかの部品が故障するか、または廃トナー量検知機
構における光経路のいずれかにトナーが付着する。そし
て、受光信号のレベルが低下しているこのような状態で
検知信号に基づいて廃トナー満量予告を誤検知した場合
であっても、ドラムメモリの「廃トナー予告後のプリン
ト排紙枚数」がカウント記録されてしまう。

【００２７】そのため、ドラムＣＲＧ内の廃トナー量が
満量でないにもかかわらず排紙枚数カウント値が更新さ
れて、カウントしきい値に到達すると、トナー満量状態
に到達していると判断してオペレータコールを検知後に
プリント動作も停止させてしまう。

【００２８】つまり、ドラムＣＲＧが使用可能な状態で
あるにもかかわらず、上記に示した廃トナー量検知機構
の構成部品のいずれかの不具合によって、使用可能なＣ
ＲＧドラムを使用不能にしてしまう可能性があった。

【００２９】また、ユーザが廃トナー満量状態を報知し
ているオペレータコールを認識した時点で、新品かまた
は他のプリンタ本体に装着使用中のドラムＣＲＧと交換
してプリント動作をつづけようとした場合にはつぎのよ
うな問題も発生する可能性があった。

【００３０】それは、廃トナー量検知機構を構成する部
品の故障か、または廃トナー量検知機構における光経路
のいずれかにトナーが付着したままの状態のため、検知
信号に基づいて廃トナー満量予告を判定する状況が、上
記の交換前の状態から継続しているために、再び新たに
装着されたドラムＣＲＧに対しても廃トナー満量予告と
判定されてしまうことである。

【００３１】したがって、新たに装着したドラムＣＲＧ
に対しても所定のプリント枚数排紙後に再びドラムＣＲ
Ｇを交換するようなことが繰り返される状況にある。そ
のため、最悪の場合には使用可能なドラムＣＲＧを複数
使用不能としてしまい、ユーザに多大な損失をもたらす
可能性もあった。

【００３２】図１５は、以上のことについて簡単にまと
めたフローチャートである。このフローチャートにおけ
る無限ループの部分が、上記で説明したような誤検知に
よる廃トナー満量オペレータコールを報知して、ドラム
ＣＲＧ交換を何度も繰り返す不具合が発生する可能性の
ある経路を示している。

【００３３】このような問題は、本来はドラムＣＲＧ内
の廃トナー量が満量になっていないにもかかわらず、廃
トナー満量をモニターするプリンタエンジン本体の廃ト
ナー量検知機構を構成する部品が故障するか、または廃
トナー量検知機構における光経路のいずれかにトナーが
付着して、受光信号レベルが低下したことによる受光誤
検知による。このように、上記のような無限ループが続
くと、まだ使えるのに使用不能となるドラムＣＲＧが増
えて行き、ユーザにも多大な損害を与えてしまう可能性
がある。

【００３４】そこで、今までこのような不具合に対する
対策としては以下のような手段が提案されている。すな
わち、廃トナー満量予告をした場合、この時点ではすぐ
に「廃トナー満量予告後のプリント排紙枚数」をドラム
メモリにカウント記録しないような条件判断を設けたこ
とである。

【００３５】ここで上記の条件判断について詳細に説明
する。まず、廃トナー満量予告検知時にドラムＣＲＧの
使用時間をモニター検知して、使用時間が所定しきい値
以下で新品に近いドラムＣＲＧであると判断した場合に
は、廃トナー容器に廃トナーが満量となっているはずが
ないと推測する。したがって、上記の廃トナー満量予告
検知は、廃トナー量検知機構を構成する部品が故障した
か、あるいは廃トナー量検知機構における光経路のいず
れかにトナーが付着して受光信号のレベルが低下してい
る状態によって発生しているものと判断する。

【００３６】そして、「廃トナー満量予告後のプリント
排紙枚数」をドラムメモリにカウント記録することは実
施せず、廃トナー検知故障のオペレータコールを報知す
るようにしたものである。

【００３７】上記の対策におけるドラムＣＲＧの使用状
態をモニターする手段として、図１３に示したドラムメ
モリの記憶内容を基に説明する。

【００３８】ドラムＣＲＧの使用状態は、図１３のドラ
ム回転時間、ドラムＡＣバイアス印加時間、累積排紙枚
数カウント等の更新記録情報をモニターすることにより
検知することが可能である。廃トナー満量オペレータコ
ールによりドラムＣＲＧが交換されてプリント動作を継
続する場合、上記のような条件判断を追加することによ
り、つぎに説明する点については対策が可能となる。

【００３９】つまり、廃トナー満量オペレータコールに
より使用時間の少ないドラムＣＲＧに交換された場合に
は、交換したドラムＣＲＧは使用時間が少ないことが検
知される。したがって、廃トナー満量予告が検知されて
も交換されたドラムＣＲＧが使用時間の少ないものであ
れば、廃トナー検知故障のオペレータコールを報知する
のでドラムＣＲＧ交換の無限ループは回避できる。

【００４０】また、この交換されたドラムＣＲＧのメモ
リに「廃トナー満量予告後の排紙枚数」をカウント記録
しないので交換ドラムＣＲＧも救済される。したがっ
て、ユーザへの損失も最小限にくい止められる。図１６
に以上のことに対して図１５との比較で改善した点を追
加した内容をフローチャートにまとめて示す。

【００４１】つまり、先の例ではドラムＣＲＧ交換後の
所定のタイミングで再び廃トナー満量予告を検知し、
「廃トナー予告後のプリント排紙枚数」等をドラムメモ
リにカウント記録して、廃トナー満量オペレータコール
を報知してプリンタエンジンを停止したが、このような
ドラムＣＲＧ交換となるような無限ループに対して、図
１６のフローチャートに示すように、ドラムＣＲＧ交換
後に廃トナー満量予告した場合にはドラムの使用状態を
モニターする条件判断が追加される。すると、交換され
たドラムＣＲＧの使用時間が比較的少ないドラムＣＲＧ
の場合には無限ループから抜けることが可能となり、新
規に購入交換したドラムＣＲＧを使用不能とするような
不具合を防ぐことが可能となる。しかしながら、交換さ
れたドラムＣＲＧの使用時間が比較的長い場合には相変
わらず図１６のように無限ループの交換を繰り返す可能
性がある。

【００４２】また、つぎのような問題もある。すなわ
ち、廃トナー満量予告において、プリントされる枚数が
同じであってもプリント画像内容や電子写真画像形成過
程での転写効率のバラツキによりトナーの消費も異なる
ので、ドラムＣＲＧに溜まる廃トナー量もそれに応じて
異なってしまう。

【００４３】さらに、廃トナー量検知機構を構成する部
品が正常で、廃トナー量検知機構における光経路にもト
ナーの付着がなく新品ドラムＣＲＧを用いてプリント動
作を続けた場合でも、廃トナー満量予告を検知するまで
のプリント枚数には大きな隔たりがあることが知られて
いる。

【００４４】この一例としてあるプリンタで実験した結
果によると、有効印字領域にべたで印字した場合とＸド
ットＹドットスペース印字（Ｘ、Ｙは任意の値）の転写
効率が悪い縦線印字の場合ではべた印字の方が約３倍程
度プリント排紙枚数が多かった。

【００４５】このようなことから、図１６で示したドラ
ムＣＲＧの使用時間が新しいかどうかの判断に対するし
きい値の設定は実際上かなり難しいことになる。そし
て、廃トナー満量予告時にドラムＣＲＧの使用状態をモ
ニターして廃トナー満量予告の原因が、廃トナー量検知
機構の検知を構成する部品故障とドラム使用時間が長く
ドラムＣＲＧが本当に交換時期にきているのかを判断す
ることを確実に実行しようとするとつぎのようなしきい
値になってしまう。

【００４６】しきい値設定の一例として、上記にて説明
した特殊印字をＡ４用紙に連続プリントした場合のプリ
ント可能枚数を５０００枚とすると、これよりも転写効
率の悪いＸドットＹドットスペース印字（Ｘ、Ｙは任意
の値）の最悪ケースでのプリント可能枚数は約１７００
枚となる。このようなことから、最悪ケースを考慮する
とドラムＣＲＧの使用時間の比較的新しいかどうかのし
きい値は１７００／５０００＝３３％に設定しなくては
ならないことになる。このようなしきい値にすれば、使
用時間が新品から３３％以内のドラムＣＲＧに対しては
図１５のフローチャートで無限ループになることを回避
することが可能であるが、使用時間が新品から３３％以
上使用時間たったドラムＣＲＧに対しては相変わらず効
果がない。

【００４７】このようにドラムＣＲＧの使用時間の比較
的新しいかどうかについて、最悪の場合を考慮してしき
い値を決定するとほとんど新品のドラムＣＲＧに交換さ
れた場合にしか対応できなかった。

【００４８】従って、本発明の主な目的は、ドラムカー
トリッジに収容された廃トナー量を検知する廃トナー量
検知機構を備えた画像形成装置において、廃トナー量検
知に基づくドラムカートリッジの交換を適正に行うこと
のできる画像形成装置を提供することである。

【００４９】本発明の他の目的は、ドラムカートリッジ
に収容された廃トナー量を検知する廃トナー量検知機構
を備えた画像形成装置において、中古のドラムカートリ
ッジと交換するに際しても、廃トナー量検知に基づくド
ラムカートリッジの交換を適正に行うことのできる画像
形成装置を提供することである。

【００５０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
少なくとも、静電潜像が形成される像担持体と、該像担
持体上の残留トナーを収容する廃トナー容器と、を一体
としたドラムカートリッジを画像形成装置本体に着脱自
在に装着し、前記廃トナー容器に対向配置された検知窓
に光を透過させることにより前記廃トナー容器内の廃ト
ナー量を検知する廃トナー量検知機構と、前記ドラムカ
ートリッジに搭載された不揮発メモリと、前記廃トナー
検知機構の検知信号により廃トナー量が所定量以上のと
きに廃トナー満量予告を行う手段と、前記廃トナー満量
予告後に、プリント排紙枚数をカウントし前記不揮発メ
モリにカウント値を更新記録する手段と、前記カウント
値がしきい値に到達したときに廃トナー満量を検知する
手段と、を有する画像形成装置において、前記プリント
排紙枚数のカウントによりプリント動作を停止する直前
における前記廃トナー検知機構の受光量の最大に変化す
る値を検知ホールドして、その値を前記画像形成装置本
体内の不揮発メモリに記憶し、ドラムカートリッジ交換
後に再び廃トナー満量予告が検知された場合に、この時
点における受光量の最大に変化する絶対値レベルと第１
のしきい値とを比較し、かつ、前記絶対値レベルと前記
画像形成装置本体内の不揮発メモリに記憶してあるドラ
ムカートリッジ交換前における受光量の最大に変化する
レベルのホールド値との偏差を、第２のしきい値と比較
し、いずれの比較結果も所定値以下の場合には、前記廃
トナー量検知機構を構成する部品の故障あるいは該部品
へのトナー付着であると判断することを特徴とする画像
形成装置である。

【００５１】前記廃トナー量検知機構を構成する部品の
故障あるいは該部品へのトナー付着であると判断した場
合に、前記ドラムカートリッジに搭載された不揮発メモ
リに廃トナー予告後のプリント排紙枚数をカウント記憶
することを禁止することが好ましい。前記廃トナー量検
知機構を構成する部品の故障あるいは該部品へのトナー
付着であると判断した場合に、廃トナー検知故障ステー
タスを報知することが好ましい。前記廃トナー量検知機
構を構成する部品の故障あるいは該部品へのトナー付着
であると判断した場合に、プリント動作を停止させるこ
とが好ましい。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。なお、つぎにする
実施例の説明では、本発明は、前出の図１０に示した電
子写真画像形成装置に具現化されるものとする。したが
って、電子写真画像形成装置の全体的構成および機能の
説明については省略し、本発明の特徴部分について説明
する。また、前出と同一の機能を有する部材には同一符
号を付し、その説明を省略する。

【００５３】まず、本発明に係る廃トナー量検知機構を
備えた画像形成装置の一実施例について、図１のブロッ
ク図を基に詳細に説明する。なお、図１には、装置本体
内における制御部１０が示され、廃トナー量検知システ
ムに係る主な構成要素が示されている。

【００５４】制御部１０には、ボトムホールド部１、自
動しきい値設定部２、コンパレータ波形整形部３、パル
ス幅サンプリング部４、不揮発メモリ５、不揮発メモリ
書き込み読み出し制御部６、廃トナー満量予告判定部
７、およびドラムメモリ書き込み読み出し制御部８など
が設けられており、受光素子２０１をも含んでいる。

【００５５】ボトムホールド部１は、発光素子２００か
ら照射された光がドラムＣＲＧ２０６の検知窓２０５を
通って受光素子２０１で検出される受光信号の最大ボト
ム値付近のレベルをホールドする。本構成による受光量
は、ドラムＣＲＧ２０６の内部に廃トナー量が少なく
て、受光量の検出経路の発光素子２００および受光素子
２０１やライトガイド２０３等にトナーが付着していな
い場合にはボトムホールド部１の検知レベルが大きくな
る。

【００５６】自動しきい値設定部２は、ボトムホールド
部１でホールドされたレベルに応じて所定の割合関係と
なるようにボトムレベルに対してしきい値を設定する。
このことに関して、図２に一例を示すと、ボトムホール
ドレベルを１００％とした場合のしきい値はＸ％のレベ
ルに設定するものである。

【００５７】コンパレータ波形整形部３は、受光検出レ
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。

【００５８】図２には、このような自動しきい値設定部
２と、コンパレータ波形整形部３と、パルス幅サンプリ
ング部４における、受光検知パルス幅信号とこのパルス
信号の幅をサンプリング検知するタイミングの一般的な
関係が示されている。図２ではしきい値よりも受光検出
レベルが下回った区間を出力信号としてコンパレータ波
形整形部３から取り出すようなタイミング図で示してあ
るが、特に論理の符号等には制約はなく回路構成によっ
ては符号が逆になることがあってもよい。

【００５９】また、上記のホールドは受光信号のボトム
値をホールドする場合を例に説明したが、回路構成によ
っては受光信号のピーク値をホールドしても同じ様な検
出が可能である。したがって、ホールド値は受光信号の
ピークレベルであってもよく、受光信号が最大に変化し
た付近のレベルをホールドできればよい。

【００６０】不揮発メモリ５は、プリンタエンジン内部
のさまざまな制御パラメータを記憶または更新し、書き
換えるためのものである。特に本実施例の図１では、廃
トナー満量予告報知後のプリント排紙枚数カウントによ
るしきい値に到達することにより廃トナー満量と判断し
た時点での廃トナー量検知受光信号のボトムレベルを記
憶するための書き込みと、廃トナー満量予告検知時にこ
の時点の廃トナー量検知受光信号のボトムと比較するた
めに記憶してある上記ドラムＣＲＧ交換前の時点に検出
したボトム値の読み出しとが行われる。

【００６１】不揮発メモリ５の書き込み・読み出し制御
部６は、特に図１では上記の説明にある図示していない
廃トナー関係のドラムＣＲＧ交換情報と廃トナー満量情
報から制御動作を行うが、図に示していない様々な制御
情報により他の複数制御パラメータの書き込みおよび読
み出し制御をも行うものである。

【００６２】廃トナー満量予告判定部７は、まず最初に
パルス幅サンプリング部４で受光信号の波形整形パルス
幅の区間のサンプリングにより検出されたカウント値に
よりドラムＣＲＧの廃トナー容器に堆積した廃トナー量
を推定する。本実施例では、廃トナー量が廃トナー容器
内部に少ない方がカウント値が少なくなる。このような
推定の結果、廃トナーが廃トナー容器内部に所定以上堆
積したと判断されるならば、以下に説明するような廃ト
ナー満量予告の判定を行う。

【００６３】すなわち、廃トナー満量予告検知時点の受
光信号ボトムホールド値の絶対レベルと、さらにこの絶
対レベルと不揮発メモリ５から読み出したドラムＣＲＧ
交換前の受光信号ボトム値の偏差をモニターして、いず
れの値も所定値以下の場合には廃トナー量検知機構を構
成する部品のいずれかの劣化または不良、あるいはトナ
ーの付着による受光量低下によるものと判断して廃トナ
ー満量予告は無効にする。このような判定に至る過程に
ついては後で詳細に説明する。

【００６４】一方、廃トナー満量予告判定部７で判定が
有効と判断された場合には、判定以降のプリント動作に
おいてドラムメモリ書き込み・読み出し制御部８を通し
て、ドラムメモリ１１の廃トナー満量予告後のプリント
排紙枚数カウント値書き込み領域にプリント排紙される
枚数をカウント記録する。

【００６５】そして、この記録されたカウント値は定期
的に廃トナー満量検知部９でモニターされ、排紙カウン
ト値が所定値に達した時点でドラムＣＲＧの廃トナー容
器内部は廃トナー満量状態に達したと判断し、廃トナー
満量状態の報知を行うと共にプリンタエンジンの動作を
停止させる。

【００６６】さらに、本実施例では、この時点の受光信
号のボトムホールド値をドラムＣＲＧ交換前の廃トナー
検知信号レベルとして、不揮発メモリ書き込み・読み出
し制御部６を通してプリンタエンジン１０内部にある不
揮発メモリ５に記憶する。

【００６７】つぎに、上記の廃トナー量検知機構を構成
する部品のいずれかの劣化または不良、あるいはトナー
の付着による受光量低下による廃トナー満量予告の判定
が無効と判断されるに至る過程について説明する。

【００６８】まず、図３により廃トナー量と受光信号の
関係を説明する。ドラムＣＲＧの廃トナー容器に廃トナ
ー量が少ない場合は廃トナー容器内部を透過する光量が
多いので、受光信号は波形１のようなパルス幅の広い信
号となる。それ故に、図１のパルス幅サンプリング部で
のパルス幅の検出カウント値は大きい値を示す。反対
に、廃トナー容器内部に廃トナー量が多い場合には廃ト
ナー容器内部を透過する光量が少ないので、受光信号は
波形２のようなパルス幅の狭い信号となる。

【００６９】さらに図４により発光素子または受光素子
の特性劣化かまたは光経路を構成する部品（発光素子、
受光素子、ライトガイド等）にトナー付着している程度
の違いと受光信号の関係を説明する。図４ではドラムＣ
ＲＧの廃トナー容器内部に堆積している廃トナー量は同
じ条件での相対関係を示している。

【００７０】まず、Δ０は廃トナー検知が正常で実施で
きるかどうかの目安の検知しきい値を表している。この
Δ０は基準レベルからの偏差で示されている。図４で
は、ドラムＣＲＧの廃トナー容器内の堆積している廃ト
ナー量が同一条件であって、Δ１＜Δ０＜Δ２＜Δ３と
なっているので、Δ３が廃トナー容器内部を通って受光
素子に入射する光量が一番多いことを表している。逆
に、Δ１は受光素子に入射する光量が一番少ないことを
表し、さらに検知しきい値Δ０よりも少ないので、検知
不可能なことも意味している。

【００７１】Δ２はΔ０とΔ３の中間のレベルなので、
検知可能なレベルではあるが、正常なときのΔ３と比べ
るとやや受光量低下していることを表している。

【００７２】一方、図４をパルス幅の観点から見ると、
レベルΔ２からΔ３の間でほぼ同じ様な幅を表してい
る。すなわち、検知しきい値Δ０を超えるような受光量
がある場合には従来のようにパルス幅のカウント値だけ
で廃トナー量を判断すると、検知しきい値Δ０以上の受
光量が検知できているときのΔ２からΔ３におけるパル
ス幅カウント値はほぼ同じ値となってしまう。

【００７３】実際には図２のように、パルス幅検知のし
きい値はボトム値のＸ％に自動追従するように構成され
ているので、Δ１の場合でもΔ２やΔ３の受光レベル時
のパルス幅に近いカウント値が得られてしまう。

【００７４】したがって、上記の説明からパルス幅のカ
ウント値だけでは受光量低下の程度は判断不可能である
が、受光信号のボトムホールド値を比較すればΔ１から
Δ３で基準値からの偏差に大幅な違いがあるので、受光
量低下の程度が判断できる。

【００７５】以上のことをふまえてドラムＣＲＧ交換前
後での廃トナー量検知レベルの違いから廃トナー量検知
機構がどのような状態にあるのかをまとめたものが図５
である。

【００７６】図５において、（１）正常状態について
は、廃トナー量受光検知の絶対値レベルが大きく、しき
い値Δ００を大幅に上回る受光量が得られている。ま
た、ドラムＣＲＧ交換前後での受光量偏差Δ１１も偏差
しきい値Δｋに対して小さいので、廃トナー量検知機構
を構成する部品も正常で、トナー付着も問題ないレベル
であると判断できる。

【００７７】しかし、（２）不具合状態の場合は、廃ト
ナー量検知の絶対値レベルがドラムＣＲＧ交換前後のい
ずれにおいても小さく、しきい値Δ００を大幅に下回る
程の受光量しか得られない。また、ドラムＣＲＧ交換前
後での受光量偏差Δ２２も偏差しきい値Δｋに対して小
さいので、廃トナー量検知機構を構成する部品の故障か
またはトナー付着によって受光量低下になっているもの
と判断できる。

【００７８】この他に、（３）判定不能状態と、（４）
交換前ドラムＣＲＧ不良の場合には、ドラム交換前後で
の受光量偏差Δ３３、Δ４４が偏差しきい値Δｋに対し
て大きいので何かの不具合が発生した結果と推定でき
る。しきい値Δ００よりも受光レベルが小さくなる要因
としては、廃トナー量検知機構を構成する部品の故障か
またはトナー付着による光量低下、あるいはドラムＣＲ
Ｇの検知窓の不具合によるものなどいくつか想定でき
る。

【００７９】このような推定に対して、（３）判定不能
状態の場合は上記複数の可能性のある要因から特定する
ことは難しい。しかし、（４）交換前ドラム不良の場合
にはドラムＣＲＧ交換後の受光レベルがしきい値Δ００
よりも大幅に超えるほどまで達しているので、ドラムＣ
ＲＧ交換前の受光量低下の原因が交換する前のドラムＣ
ＲＧに何らかの不具合があったものと推定できる。

【００８０】以上のことをまとめたものを図６のフロー
チャートに示す。ここで図中の経路Ａについて補足説明
する。この経路は、図５に示したようにドラムＣＲＧ交
換前後の受光信号ボトム値の偏差を比較した結果、これ
らボトム値の偏差が所定以上の開きがあった場合に適用
される経路である。しかし、（４）交換前ドラムＣＲＧ
不良と判定されるような場合には、不良と判断したドラ
ムＣＲＧは交換前のＣＲＧであり、現判定時点に対して
装着されているドラムＣＲＧからは所定以上の受光レベ
ルが得られている。したがって、通常の廃トナー満量予
告経路に移り、ドラムメモリへの排紙枚数カウント動作
するものである。

【００８１】一方、（３）判定不能状態となった場合
は、上記（４）交換前ドラムＣＲＧ不良の場合と異な
り、現判定時点での装着されているドラムＣＲＧからは
所定以上の受光レベルが得られていないので、この原因
が廃トナー量検知機構を構成する部品の故障かまたはト
ナー付着によるものなのか、またはドラムＣＲＧが原因
なのかについて判断がつかない。

【００８２】したがって、とりあえずこの場合には、現
時点で受光している信号が正しいと認識して廃トナー満
量予告モードに移り、所定のプリント用紙を排紙後廃ト
ナー満量とし、ドラムＣＲＧ交換のオペレータコールを
行う。そして、再び廃トナー満量予告の検知フラグが発
生した場合には、新しく装着したドラムＣＲＧからの受
光信号ボトムの絶対値と、判定不能となった交換前のド
ラムＣＲＧからの受光信号ボトム値から、上記で説明し
た判定処理フローにしたがって、判断される。

【００８３】すなわち、再び、廃トナー満量予告の検知
フラグが発生した時点の受光信号ボトムの絶対値がしき
い値Δ００以下で、交換前のドラムＣＲＧ装着時の受光
信号ボトム値との偏差が所定値以下の場合には、廃トナ
ー量検知機構を構成する部品の故障かトナー付着による
ものと判断して、廃トナー検知故障のステータスを発生
できる。またもしも、この時点の受光信号ボトムの絶対
値がしきい値Δ００以上得られていた場合には、交換前
のドラムＣＲＧが不良と判断できる。

【００８４】このように、（３）判定不能状態になった
場合には、原因が不明のまま新しいドラムＣＲＧととり
あえず交換するモードが１回は発生してしまうが、従来
の図１５、図１６のフローチャートのように無限に交換
するようなループは存在しなくなる。

【００８５】上記のように本実施例においては、廃トナ
ー満量予告が検知された時点で、この発生原因について
以下のように確認する。すなわち、検知時点の受光量の
ピークまたはボトムホールドの絶対値と、このホールド
値とプリンタエンジン内の不揮発性メモリに記憶してあ
るドラムＣＲＧ交換前の受光量ピークまたはボトムホー
ルド値との偏差から、廃トナー満量予告が廃トナー量検
知機構を構成する部品の故障か、またはトナー付着によ
る受光量低下が原因で発生していないか、あるいはドラ
ムＣＲＧの検知窓の汚れによる受光量低下が原因で発生
していないかを判定するシーケンスを追加することによ
り、上記発生原因を確認することができる。

【００８６】そして、上記シーケンスを追加したことに
より、下記のような効果を得ることができる。

【００８７】（１）ドラムＣＲＧに搭載するドラムメモ
リの記憶内容をドラムＣＲＧに固有なパラメータとし、
かつこのドラムメモリへの書き込み・読み出しを可能と
し、ドラムＣＲＧの廃トナー容器内部の廃トナー量をモ
ニター検知して、所定以上の廃トナー量が検知されとき
に、廃トナー満量予告と判断し、この検知以降のプリン
ト排紙枚数をカウントして、上記のドラムメモリに記録
したカウント値が所定値以上に到達したならば、廃トナ
ー容器内部の廃トナー量は満量状態にあると判断するよ
うなシステムにおいて、廃トナー量検知機構を構成する
部品の故障か、あるいはトナー付着による受光量低下が
原因で廃トナー満量予告を判断した場合には、廃トナー
検知故障と判断するので、ドラムメモリにプリント排紙
枚数をカウントして記録し、カウントしきい値に到達し
てしまうようなことがなくなる。

【００８８】（２）廃トナー満量ステータスが発生後、
交換されるドラムＣＲＧが使用時間の比較的少ない新品
同様のドラムＣＲＧに限定しなくとも、廃トナー満量予
告の誤検知に伴う廃トナー満量判定とドラムＣＲＧの交
換を無限に繰り返すようなフローが発生しない。すなわ
ち、最低１回のドラムＣＲＧ交換で、廃トナー検知光量
が小さい場合には、廃トナー量検知機構を構成する部品
の故障か、またはトナー付着による受光量低下が原因な
のか、あるいは、ドラムＣＲＧの検知窓の汚れによる受
光量低下なのかを確実に識別できる。

【００８９】（３）上記の（１）と（２）から、プリン
タの信頼性を向上させることができる。また、使用可能
なドラムＣＲＧを使用不能としてしまうような不具合の
発生を防止できる。さらに、ユーザーへのドラムＣＲＧ
交換に要する費用負担が発生しない。

【００９０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、プリント排紙枚数のカウントによりプリント
動作を停止する直前における廃トナー検知機構の受光量
の最大に変化する値を検知ホールドして、その値を画像
形成装置本体内の不揮発メモリに記憶し、ドラムカート
リッジ交換後に再び廃トナー満量予告が検知された場合
に、この時点における受光量の最大に変化する絶対値レ
ベルと第１のしきい値とを比較し、かつ、前記絶対値レ
ベルと前記画像形成装置本体内の不揮発メモリに記憶し
てあるドラムカートリッジ交換前における受光量の最大
に変化するレベルのホールド値との偏差を第２のしきい
値と比較し、いずれの比較結果も所定値以下の場合に
は、前記廃トナー量検知機構を構成する部品の故障ある
いは該部品へのトナー付着であると判断することによ
り、廃トナー量検知に基づくドラムカートリッジの交換
を適正に行うことができ、また、中古のドラムカートリ
ッジの交換に際してもこれを適正に行うことができる。
したがって、画像形成装置の信頼性を向上させることが
でき、使用可能なドラムカートリッジを使用不能として
しまうような不具合の発生を防止でき、それによって、
ユーザーへのドラムカートリッジ交換に要する無益な費
用負担の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】受光パルス幅検知の波形図である。

【図３】廃トナー堆積と受光信号パルス幅の関係を示す
説明図である。

【図４】受光信号の光量バラツキを示す波形図である。

【図５】ドラムＣＲＧ交換前後における正常状態
（１）、不具合状態（２）、判定不能状態（３）、およ
び交換前ＣＲＧ不良状態（４）の受光量の様子を示す波
形図である。

【図６】本実施例における制御のシーケンスを示すフロ
ーチャートである。

【図７】本発明が具現化される従来の画像形成装置の一
例を示す構成図である。

【図８】従来の光透過式廃トナー量検出機構の一例を示
す構成図である。

【図９】図８の廃トナー量検出機構における廃トナー満
量状態を示す説明図である。

【図１０】図８の廃トナー量検出機構における廃トナー
空付近状態を示す説明図である。

【図１１】図８の廃トナー量検出機構における廃トナー
量検出タイミングを示す図である。

【図１２】図８の廃トナー量検出機構における廃トナー
量と検出信号の関係を示す図である。

【図１３】従来のドラムＣＲＧメモリの記憶内容の一例
を示すメモリマップである。

【図１４】図８の廃トナー量検出機構にトナーが付着し
た状態を示す説明図である。

【図１５】従来の廃トナー検知量システムの流れを示す
フローチャートである。

【図１６】図１５の流れを改善したフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ ボトムホールド部 ２ 自動しきい値設定部 ５ 不揮発メモリ ６ 不揮発メモリ書き込み読み出し制御部 ７ 廃トナー満量予告判定部 ８ ドラムメモリ書き込み読み出し制御部 ９ 廃トナー満量検知部 １１ ドラムメモリ（不揮発メモリ） １５４ 感光ドラム（像担持体） １５６ 廃トナー容器 ２００ 発光素子 ２０１ 受光素子 ２０５ 検知窓 ２０６ ドラムカートリッジ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、静電潜像が形成される像担
   持体と、該像担持体上の残留トナーを収容する廃トナー
   容器と、を一体としたドラムカートリッジを画像形成装
   置本体に着脱自在に装着し、前記廃トナー容器に対向配
   置された検知窓に光を透過させることにより前記廃トナ
   ー容器内の廃トナー量を検知する廃トナー量検知機構
   と、前記ドラムカートリッジに搭載された不揮発メモリ
   と、前記廃トナー検知機構の検知信号により廃トナー量
   が所定量以上のときに廃トナー満量予告を行う手段と、
   前記廃トナー満量予告後に、プリント排紙枚数をカウン
   トし前記不揮発メモリにカウント値を更新記録する手段
   と、前記カウント値がしきい値に到達したときに廃トナ
   ー満量を検知する手段と、を有する画像形成装置におい
   て、 前記プリント排紙枚数のカウントによりプリント動作を
   停止する直前における前記廃トナー検知機構の受光量の
   最大に変化する値を検知ホールドして、その値を前記画
   像形成装置本体内の不揮発メモリに記憶し、ドラムカー
   トリッジ交換後に再び廃トナー満量予告が検知された場
   合に、この時点における受光量の最大に変化する絶対値
   レベルと第１のしきい値とを比較し、かつ、前記絶対値
   レベルと前記画像形成装置本体内の不揮発メモリに記憶
   してあるドラムカートリッジ交換前における受光量の最
   大に変化するレベルのホールド値との偏差を、第２のし
   きい値と比較し、いずれの比較結果も所定値以下の場合
   には、前記廃トナー量検知機構を構成する部品の故障あ
   るいは該部品へのトナー付着であると判断することを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記廃トナー量検知機構を構成する部品
   の故障あるいは該部品へのトナー付着であると判断した
   場合に、前記ドラムカートリッジに搭載された不揮発メ
   モリに廃トナー予告後のプリント排紙枚数をカウント記
   憶することを禁止することを特徴とする請求項１の画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 前記廃トナー量検知機構を構成する部品
   の故障あるいは該部品へのトナー付着であると判断した
   場合に、廃トナー検知故障ステータスを報知することを
   特徴とする請求項１の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記廃トナー量検知機構を構成する部品
   の故障あるいは該部品へのトナー付着であると判断した
   場合に、プリント動作を停止させることを特徴とする請
   求項１の画像形成装置。