JPH03225381A - トナーカートリッジの新旧判断装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、電子複写機やある種のプリンタあるいはファ
クシミリ装置のように感光体上に静電潜像を形成してト
ナーでこれを現像する画像形成装置に使用されるトナー
カートリッジの新旧を判別するための判断装置に関する
。

「従来の技術」 トナーカートリッジ内のトナーが残り少なくなったこと
を検出してこれを表示するようにした画像形成装置が従
来から存在している。このような装置では、検出時点で
直ちにトナーカートリッジを交換することも可能である
。しかしながら、検出が行われてからトナーが最終的に
無くなるまでにある程度の枚数の記録または複写が可能
であるのが通常なので、検出が行われた段階では単に警
告表示を行い、これから一定枚数を採った時点で最終的
にトナーカー）ＩＪッジの交換を行わせる方が使用者の
利益に合う。

そこで、従来からトナーカートリッジについて警告表示
と交換表示の２段階表示を行うようにした装置が存在し
ている。このような装置ではトナーカートリッジについ
て警告表示が出た時点で新たなトナーカー）　ＩＪッジ
を用意しておき、交換表示が出た時点でこれを新しいト
ナーカートリッジに交換するようになっている。また、
このような装置では一定枚数を計数するために不揮発性
メモリを備えており、複写機等の電源が途中でオフにな
っても計数値を保持するようになっている。

この装置では、−度トナーカートリッジの交換表示が行
われたら、新たに記録またはコピー（以下、単に印字と
いう。）ができなくなるようにすることが多い。これは
当然のことながら印字の際の画質を一定以上に維持する
要請のためである。

そこでこのような装置の多くは、前記した不揮発性メモ
リにはトナーカートリッジの交換表示がでた時点でこれ
に関するデータを格納しておき、このデータが消去ある
いはリセットされない限り、記録を開始させることがで
きないようにしている。

「発明が解決しようとする課題」 したがって従来のこのような装置では、新しいトナーカ
ートリッジに交換したら不揮発性メモリ内のデータをリ
セットする作業が必要であった。

すなわち、具体的には複写機等のカバーを開けてトナー
カートリッジの交換を行ったら、通常、複写機等の内部
に配置されたリセット用のボタンを使用者が押すように
なっていた。

このため、折角トナーカートリッジを新しいものに交換
してもリセット用のボタンを押すのを忘れると、再度複
写機等のカバーを開ける等によってボタンを押さなけれ
ばデータの消去あるいはリセットができないという問題
があった。

また、反対に使用者が勘違い等によって交換前のトナー
カートリッジのままでボタンを押すとトナーカートリッ
ジの交換を指示するデータが消去されてしまい、センサ
がトナーの無いことを検出した時点で警告表示がクリア
されることになった。

すでに説明したように警告表示が行われるとある程度の
記録が行われた後にトナーカートリッジの交換表示が行
われることが望ましい。ところが、警告表示を逐次クリ
アできるようにすると、結果的にトナーカートリッジの
寿命を不当に伸ばすことが可能になり、画質を低下させ
てしまうという問題があった。

このような問題を解決するために、トナーカートリッジ
にヒユーズを取り付けておき、複写機等がある段階に達
した時点でこれを溶断するようにした装置が存在する。

このような装置では、古いトナーカートリッジをそのま
使用した場合を容易に判別することができるが、ヒユー
ズの分だけ装置が高くなるという問題があった。

そこで本発明の目的は、複写機等に設置されているトナ
ーカートリッジ等が新しいかどうかを判別することので
きるトナーカートリッジの新旧判断装置を提供すること
にある。

「課題を解決するための手段」 本発明では、（ｉ）トナーカートリッジ内のトナーが所
定量以下であることを検出しトナーカートリッジの交換
が近づいたことを警告するためのトナー交換警告信号を
出力するトナーセンサと、（ｉｉ））ナー像の転写が行
われる用紙の数を計数するカウンタと、（ｉｉｉ））ナ
ーセンサがトナー交換警告信号を出力してからカウンタ
が所定の枚数をカウントするまでトナーセンサがトナー
交換警告信号を出力しないとき新しいトナーカー）　’
Ｊ　−／ジに交換されたことを判別する判別手段とをト
ナーカートリッジの新旧判断装置に具備させる。

すなわち本発明では、警告表示の開始時点から所定の枚
数の記録が行われるまでトナーセンサの出力を監視し、
この区間でトナーセンサの出力が出なかった場合にのみ
そのトナーカートリッジが新しいものと判別し、トナー
カートリッジのリセットを行うようにしている。

「実施例」 以下、実施例につき本発明の詳細な説明する。

レーザビームプリンタの概要 第２図は、本実施例でトナーカートリッジの新旧判断装
置を使用した画像形成装置としてのレーザビームプリン
タの概略構成を表わしたものである。

このレーザビームプリンタ１１は、レーザ走査装置１２
を備えている。レーザ走査装置１２には、画信号に応じ
てレーザ光を変調して出力する半導体レーザ１３が配置
されている。この半導体レーザ１３から射出されたレー
ザビームはポリゴンミラー１４に入射し、この回転に応
じて偏向される。

偏向されたレーザビームはｆθレンズ１５を通過した後
、ミラー１６．１７によって進行方向を変えられ、この
レーザ走査装置１２から出力される。

レーザ走査装置１２の下方には、定速で回転する感光体
ドラム１９が配置されている。レーザ走査装置１２から
出力されたレーザビームは、この感光体ドラム−１９の
所定の露光位置２１をその軸方向すなわち主走査方向に
繰り返し走査する。この露光位置２１よりもわずかに手
前には、感光体１’ラム１９に対向してチャージコロト
ロン２２が配置されており、感光体ドラム２１の表面を
一様に帯電させるようになっている。この帯電後の感光
体ドラム２１にレーザビームが照射されることで、ドラ
ム表面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。

この静電潜像は、露光位置よりも下流側のドラム表面で
トナーカートリッジ２４内の現像機構によって現像され
る。このトナーカートリッジ２４内には、トナーを磁気
的に穂立ちさせて静電潜像の現像を行うための現像ロー
ル２５や、カートリッジ内のトナーを現像ロール２５に
供給するためのトナー供給機構２６等の部品が配置され
ている。トナーカートリッジ２４内には、所定の現像バ
イアスが印加されている。この交換自在のトナーカート
リッジ２４の底部に対応する所定位置には磁気センサ２
７が配置されており、カートリッジ内のトナーが残り少
なくなるとこれを検出するようになっている。

トナーカー）　ＩＪッジ２４の現像機構の現像によって
形成されたトナー像は、感光体ドラム１９の回転によっ
てトランスファコロトロン２８に対向する位置まで移動
し、ここで記録用紙（普通紙）に静電的に転写されるこ
とになる。なお、本実施例で使用されているチャージコ
ロトロン２２およヒトランスファコロトロン２８は、単
線のコロトロンワイヤをアースと電圧印加端子の間に張
りわたした構造となっている。

次に、記録用紙の搬送径路について簡単に説明する。図
示しない記録用紙は、このレーザビームプリンタ１１の
下部に着脱自在に配置されたカセットトレイ３１に積層
されるようになっている。

カセットトレイ３１の最上層に配置された記録用紙は、
半月状の形状をした半月ロール３２によってトレイ外に
送り出される。半月ロール３２の代わりにリタード・ロ
ール等の他の手段が用いられることもある。

送り出された記録用紙は破線で示した径路を搬送ロール
３３によって進行し、レジスト・ロール３４の先端に到
達した時点でその進行を一旦停止させる。この後、感光
体ドラム１９の回転位置と同期をとって図示しない電磁
クラッチがレジスト・ロール３４の回転を開始させ、記
録用紙が一定した速度でかつ安定して搬送を開始される
。このようにして、記録用紙は所望のタイミングで感光
体ドラム１９とトランスファコロトロン２８の間を通過
する。この通過の時点だけ、トランスファコロトロン２
８は放電を行い、これによって感光体ドラム１９上のト
ナー像が静電的にトランスファコロトロン２８方向に吸
引され、記録用紙上にトナー像の転写が行われる。転写
の行われた記録用紙は、トランスファコロトロン２８の
下流側に配置された図示しない除電針によってその背面
から除電され、ドラム表面から剥離される。剥離された
記録用紙は、その緊張を解くために所定の長さの搬送路
上を搬送された後、ヒートロール６とプレッシャロール
８の対から成る定着装置に運ばれる。定着装置では記録
用紙が所定幅でニップしているヒートロール６とプレッ
シャロール８の間を通過する。このとき、記録用紙にお
けるトナー像の転写された側がヒートロール６側となり
、プレッシャロール８は記録用紙をヒートロール６に押
し付けて効率的な熱伝達を可能にする。ヒートロール６
は高温の一定した温度に制御されている。

この状態で、記録用紙上のトナー像は用紙面に熱定着さ
れる。

定着装置の出口側には定着後の記録用紙の搬送路を切り
換えるための切換弁３８が用意されている。この切換弁
３８の切換作業によって、定着後の記録用紙はそのまま
直進して第１の排出方向３９に排出されるか、装置内を
逆コ字状に搬送されて第１の排出方向３９とほぼ逆方向
の第２の排出方向４１にレーザビームプリンタ１１の上
部から排出される。このように排出方向を２種類選択す
ることができるようにしたのは、記録面を上にして排出
するか下にして排出するかの選択を可能にするためであ
る。第２の排出方向４１を選んで記録面を下にして排出
すると、１ページずつ順に印刷したものを排出された順
序のままステープラで綴じることができる。

ところで、記録用紙に転写されなかったトナー像は、ト
ランスファコロトロン２８０更に下流側に配置されたク
リーニング装置４３によってドラム表面から除去される
。クリーニング装置４３には、ドラム表面からトナーを
削りとるためのブレード４４や、ブレード４４の下に堆
積したトナー粒子を後方の格納場所に退避させるための
回転体４５が配置されている。

トナーカートリッジの新旧判断装置の構成第１図は、こ
のレーザビームプリンタの回路構成の要部としてトナー
カートリッジの新旧判断装置の回路部分を表わしたもの
である。

このレーザビームプリンタは各種制御を行うためにＣＰ
Ｕ　（中央処理装置〉　５１を搭載しており、トナーカ
ートリッジの新旧判断装置もこのＣＰＵ５１を共用して
いる。ＣＰＵ５１はバス５２を介して次の各部と接続さ
れている。

（ｉ）ＲＯＭ５３　：　）ナーカートリッジの新旧判断
装置の判別動作を行うためのプログラムが格納されたリ
ード・オンリ・メモリである。

（ｉｉ）ＲＡＭ５４　：各種データを一時的に格納する
ためのランダム・アクセス・メモリである。

（ｉｉｉ　＞警告カウンタ５５：トナーが残り少なくな
った状態で警告を開始してからレーザビームプリンタを
シャットダウンするまでの管理に使用されるカウンタで
ある。本実施例では警告力ワンタ５５に所定の時点で正
の数値Ａをセットしてこれを“０”まで減算するように
なっている。数値Ａは本実施例では“１００”となって
いる。

（ｉｖ）新旧判別用カウンタ５６：トナーカートリッジ
２４が新しいかどうかの判別に使用されるカウンタであ
る。本実施例では所定の時点で数値Ｂをセットしてこれ
を“０”まで減算するようになっている。数値Ｂは数値
Ａよりも大きな値であり、本実施例では“２００”とな
っている。本実施例の警告カウンタ５５および新旧判別
用カウンタ５６は例えば電池によってバックアップされ
たＲＡＭから成る不揮発性メモリで構成されており、電
源が途中で遮断されてもカウント値を保持するようにな
っている。

（ｖ）磁気センサ２７：本実施例では磁性トナーを使用
しているので、磁気センサ２７を用いてこの検出を行い
、検出が行われなくなった時点でトナーが残り少ないこ
とを判別する。第２図で了解されるように、本実施例で
使用されるトナーカートリッジ２４はトナー供給機構２
６を用いて現像ロール２５にトナーを供給している。し
たがって、第２図で示した磁気センサ２７がトナーを検
知しなくなってもトナーカートリッジ２４内にはその窪
んだ部分にトナーが残存しており、これらをまだ現像ロ
ール２５に供給することが可能である。

そこで本実施例の装置では、磁気センサ２７がトナーを
検知しなくなった時点でトナーが無くなることを単に警
告し、これから所定枚数のコピーがとれることを約束し
ている。

（ｖｉ）警告表示ランプ５７：トナーが残り少なくなっ
たことを警告するための表示ランプである。

（Ｖ■）トナー無し表示ランプ５８：トナーが無くなっ
たことが原因でレーザビームプリンタがシャットダウン
したときこれを表示するためのランプである。なお、警
告表示ランプ５７とトナー無し表示ランプ５８は共にオ
ペレータに装置の状態を知らせるためのものである。し
たがって、液晶等の他の視覚的な表示手段を用いたもの
であっても可能であり、ランプ５７．５８を必ずしも必
要としないことはもちろんである。同様にブザー等の聴
覚に訴えるものをこれらのランプ５７．５８の代わりに
使用することも可能である。

（ｖｉｉｉ）排紙センサ５９：ヒートロール６を通過し
て排出される記録用紙の枚数を計数するためにこれらの
記録用紙の通過を検出するセンサである。

第３図はトナーカートリッジの新旧判断装置の動作の様
子を表わしたものである。

第１図に示したＣＰＵ５１はまずステップ■でトナー無
しの警告が行われている状態であるかどうかの判別を行
う。トナー無しの警告中でなければ（Ｎ）、磁気センサ
２７がトナーを検知しているかどうかを判別する（ステ
ップ■）。トナーが検知されている状態では（Ｎ）　、
ＣＰＵ５１は印字作業において排紙センサ５９が記録用
紙の検出を行うたびに警告カウンタ５５および新旧判別
用カウンタ５６の計数値を１ずつカウントダウンする（
ステップ■）。このようなカウントダウンは磁気センサ
２７によるトナー無しが検知されるまで繰り返されるこ
とになる（ステップ■、■）。

トナーカートリッジ２４がずっと使われてきてトナーが
消耗し、磁気センサ２７が初めてトナー無しを検知した
ものとする（ステップ■；Ｙ）。

この時刻にＣＰＵ５１は新旧判別用カウンタ５６の計数
値がＭＯ”であるかどうかの判別を行う（ステップ■）
。新旧判別用カウンタ５６には数値Ｂがセットされてお
らず、この状態では計数値“０”を保持している（Ｙ）
。したがって、ＣＰＵ５１は警告カウンタ５５に数値Ａ
をセットしくステップ■）、警告表示ランプ５７０点灯
を開始させる（ステップ■）。

この警告が行われた後、オペレータは所定の時点でトナ
ーカートリッジ２４を交換するか作業の終了や開始等に
伴ってレーザビームプリンタの電源をオフ・オンするこ
とが想定される。このような場合の゛制御を次に説明す
る。

この警告状態で（ステップ■；Ｙ）　、ＣＰＵ５１はレ
ーザビームプリンタの図示しないトップパネルがトナー
カートリッジ２４の交換のために開閉されたか、あるい
はプリンタの電源が一度オフされたかの監視を行ってい
る（ステップ■）。

そして、これらのいずれかが行われた場合には（Ｙ）、
再度、磁気センサ２７の検出出力を調べてトナーカート
リッジ２４にトナーが有るかどうかを確認する（ステッ
プ■）。この点検時点で磁気センサ２７がトナーを検知
すれば（Ｙ）、新旧判別用カウンタ５６に数値Ｂをセッ
トする（ステップ■）。数値Ｂをセットしたのは、この
数値が“０”に減少するまでの間に磁気センサ２７がト
ナーを検知することがなければ、トナーカートリッジ２
４が新しいものに交換されたものと判別するためである
。そこで、数値Ｂの値は、例えば数値“２００”とか数
値“３００”のようにある程度大きな値であることが望
ましい。

新旧判別用カウンタ５６に数値Ｂをセットしたら、新し
いトナーカートリッジ２４がプリンタにセフ）された可
能性があるので、とりあえずトナー無しの警告表示を終
了させる（ステ・ノブ０）。

そして、トナー無しが再び検知されるまで（ステップ■
）、印字が行われるたびに警告カウンタ５５および新旧
判別用カウンタ５６のカウント値を１ずつ減算させる制
御を繰り返す（ステップ■、■）。そして、磁気センサ
２７がトナー無しを検知したる（ステップ■；Ｙ）　、
ＣＰＵ５１はこのときの新旧判別用カウンタ５６のカウ
ント値を読み取って、これが“０″まで減算されている
か否かの判別を行う（ステップ■）。“０″にまで減算
されている場合については、新しいトナーカートリッジ
２４を長く使用した場合であり、最初に説明した通りで
ある（ステップ■、■）。

これに対して新旧判別用カウンタ５６のカウント値が“
０”に減算される前にトナー無しが検知された場合には
くステップ■；Ｎ）、トナー無しの警告が行われたにも
かかわらずトナーカートリッジ２４の交換が行われなか
った場合に相当する。

そこで、この場合には警告カウンタ５５のカウント値が
チエツクされ（ステップ０）、これが“０”まで減算さ
れていれば（Ｙ）、トナー無しが検知されてから数値Ａ
に相当する枚数の印字が行われてトナーカートリッジ２
４内のトナーが完全に無くなる可能性が高くなっている
。そこで、印字の品質を保持するためにレーザビームプ
リンタをシャットダウンの状態に移行させ、印字作業を
禁止させることになる（ステップ＠）。このシャソトダ
ウンの状態で、ＣＰＵ５１はトナー無し表示ランプ５８
を点灯させ、オペレータにトナーカートリッジ２４の変
換を指示することになる。

一方、ステップ■の段階で警告カウンタ５５のカウント
値がまだ“０″になっていない場合には（Ｎ）、トナー
無しの警告表示が行われている状態ではあるが（ステッ
プ■）、計数値が“０”に減算するまでは印字動作が可
能である（ステップ■、■、■、■、■、■、■）。こ
れは、トナーカートリッジ２４内のトナーが少なくなっ
たことが磁気センサ２７によって最初に検知された後も
一定枚数Ａの記録用紙に対して印字を確保することで、
この間にトナーカートリッジ２４の購入等を可能にさせ
るためである。

なお、トナーカートリッジ２４内のトナーが少なくなり
始めた時点では磁気センサ２７がトナー無しを検知した
り、トナー有りを検知するといった不安定な状態がしば
らく続くことになる。このような場合にはステップ■で
トナー有りと検知されるケースが生じるが、このたびに
ステップ■で新旧判別用カウンタ５６に数値Ｂをセット
することになるので、この数値Ｂが“０”に減算される
前にトナー無しが検知されることになり、警告カウンタ
５５の計数値に応じてシャットダウン等の制御が行われ
ることになる。

以上説明したように本実施例では２種類のカウンタを使
用してトナーカートリッジの管理を行ったので、単にト
ナーカートリッジの新旧判別が可能になるばかりでなく
、トナーの残量が少なくなった後も一定枚数だけ使用を
継続させることができ、トナーカートリッジの経済性を
高めることができる。

「発明の効果」 このように本発明によれば、トナーが残り少なくなった
ことが検出された時点から所定枚数以内の印字作業中に
再び同様の検出が行われるかどうかをもってトナーカー
トリッジの新旧判断を行うことにしたので、トナーカー
トリッジ自体に新旧を判別させるためのヒユーズや識別
用の回路装置を使用する必要がなく、装置を安価に製作
することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのもので、この
うち第１図はトナーカートリッジの新旧判断装置の回路
構成を示すブロック図、第２図はこの装置を使用したレ
ーザビームプリンタの概略構成図、第３図はトナーカー
トリッジの新旧判断装置の判断制御の流れを示す流れ図
である。 ２４・・・・・・トナーカートリッジ、２７・・・・・
・磁気センサ、５１・・・・・・ＣＰｔＪ。 ５３・・・・・・ＲＯＭ。 ５６・・・・・・新旧判別用カウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トナーカートリッジ内のトナーが所定量以下であること
   を検出しトナーカートリッジの交換が近づいたことを警
   告するためのトナー交換警告信号を出力するトナーセン
   サと、 トナー像の転写が行われる用紙の数を計数するカウンタ
   と、 前記トナーセンサがトナー交換警告信号を出力してから
   カウンタが所定の枚数をカウントするまでトナーセンサ
   がトナー交換警告信号を出力しないとき新しいトナーカ
   ートリッジに交換されたことを判別する判別手段 とを具備することを特徴とするトナーカートリッジの新
   旧判断装置。