JPH09258620A

JPH09258620A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09258620A
Application number: JP8063277A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sakamoto; 雅司坂本; Hideo Kitakubo; 秀夫北久保; Tetsuya Onuki; 哲也大貫
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】専用の検出装置を設けることなく、正確に廃
トナーボトルの満杯を検知できるようにした画像形成装
置を提供すること。【解決手段】トナーホッパ２４に設けられたトナー補
給モータ２５のＯＮ時間（＝Ｍ）と、排紙センサ１４に
より検知される複写枚数（＝Ｐ）とがＲＡＭ４０に累積
記憶される。ＣＰＵ２２は、上記Ｍ、Ｐと、さらに、実
験的に決定された次の係数とを用いて、廃トナーの発生
量を算出する。Ａ：現像器４に補給される単位時間当りのトナー量Ｂ：１回のトナーパッチの形成に消費されるトナー量Ｔ：原稿画像に対応したトナー画像が用紙に転写される
割合（転写効率）こうして算出された廃トナー発生量が予め定めらた廃ト
ナーボトルの許容量に達すると、表示パネル２３１に廃
トナーボトル２１の交換を促すメッセージが表示され
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、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式の複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、トナー
を用いて画像形成が行われ、画像形成終了後に像担持体
上に残留するトナーは使用済みの廃トナーとして廃トナ
ーボトルに回収されている。

【０００３】従来より、この廃トナーボトルの満杯を検
知するための技術が各種提案されているが、廃トナーボ
トルの重量を測定するなどの直接的な方法は専用の検出
装置が必要であるため、間接的に廃トナーボトルの満杯
を検知する方法が好ましい。このような間接的に廃トナ
ーボトルの満杯を検知する方法として、例えば、特公平
４−６１３５１号公報には、トナー補給時間を積算して
この積算値から廃トナーボトルの満杯検知を行う技術が
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されるような従来の技術では、実際に発生する
廃トナーの量と、トナー補給時間を積算して算出された
廃トナーの量との間でズレが生じるという問題があっ
た。

【０００５】すなわち、上記公報に記載されるような従
来の画像形成装置に、例えば、安定した画像濃度を維持
するために、像担持体上にトナーのトナーパッチを形成
し、そのトナーパッチの濃度を測定し、測定値に基づい
て画像形成の濃度を自動的に調整する自動画像濃度制御
機構が設けられている場合、このトナーパッチの形成に
消費されるトナー量が考慮されていないため、実際に発
生する廃トナーの量とトナー補給時間を積算して算出さ
れた廃トナーの量との間でズレが生じていた。

【０００６】このような、原稿画像に対応した複数のト
ナー画像の像間に形成されるトナーパッチとしては、上
記の画像濃度検出用のもの以外にも、レーザーダイオー
ドを露光源として用いる電子写真装置におけるレーザー
ダイオードの自動出力調整のための発光の結果形成され
るトナーパターンや、電子写真プロセスの安定化・画像
ノイズ低減の為に作像される各種のトナーパッチ等があ
る。このようなトナーパッチは、記録媒体に転写され
ず、全て廃トナーとして回収されるため、実際に発生す
る廃トナーの量とトナー補給時間を積算して算出された
廃トナーの量との間のズレに与える影響が大きい。

【０００７】本発明の目的は、上記のような問題を解決
し、簡素な構成でしかも正確に使用済みトナー量を検知
できるようにした画像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体
上に原稿画像に対応するトナー画像を形成するトナー画
像形成手段と、該トナー画像形成手段にトナーを補給す
るトナー補給手段と、前記像担持体上にトナーパッチを
形成するトナーパッチ形成手段と、トナー補給に要した
累積時間とトナーパッチの形成された累積回数とに基づ
いて使用済みトナー量を算出する算出手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の好
適な実施形態について説明する。図１は、本発明の一実
施形態であるデジタル電子写真複写機１００の断面図で
ある。図１に示すように、複写機１００の本体中央部に
は感光体ドラム１が設けられ、その周囲には、帯電チャ
ージャ２、レーザースキャナ３、現像器４、転写チャー
ジャ５、光学式の反射センサである画像濃度センサ６、
クリーナ７、およびイレーサランプ８が順次配置されて
いる。複写機１００の本体上部にはプラテンカバー１
７、原稿台ガラス１８、および原稿台ガラス１８上に載
置される原稿の画像読み取りを行うためのイメージリー
ダ１６が設けられている。イメージリーダの下方には、
定着ローラ１２、用紙の排出を検出する排紙センサ１
４、および排紙ローラ１３が設けられ、さらにその側方
に用紙排出口３１と排紙トレイ１５とが設けられてい
る。また、複写機１００の本体下部には、記録媒体であ
る用紙を収納する用紙カセット９が設けられており、用
紙カセット９の先端部から上方に向けて、複写機１００
の内部を略縦断するように用紙搬送路１９が設けられて
いる。なお、符号３０は、感光体ドラム１およびその周
囲に設けられたプロセス機器よりなる作像部を駆動する
ための駆動モータを示している。

【００１０】複写機１００の画像形成動作について簡単
に説明する。まず、イメージリーダ１６が原稿台ガラス
１８上に積置された原稿の画像を読み取る。一方、感光
体ドラム１が矢印ａ方向に回転を始め、帯電チャージャ
２により感光体ドラム１の表面が一様に帯電された後、
イメージリーダ１６の読み取った原稿画像データに基づ
いてレーザスキャナ３が発光することにより感光体ドラ
ム１上に静電潜像が形成される。そして、現像器４がト
ナーにより静電潜像を現像し、感光体ドラム１上に原稿
画像に対応したトナー画像が形成される。

【００１１】一方、用紙カセット９近傍に設けられた給
紙ローラ１０の回転により、用紙カセット９から用紙が
複写機本体内部に供給される。用紙は用紙搬送路１９を
通って感光体ドラム１近傍に設けられたタイミングロー
ラ１１に達して、一旦停止する。そして、タイミングロ
ーラ１１の回転により、感光体ドラム１上のトナー画像
と同期をとって感光体ドラム１と転写チャージャ５との
対向部に向けて用紙が送り込まれ、感光体ドラム１上の
トナー画像が用紙に転写される。

【００１２】トナー画像の転写された用紙は定着ローラ
１２に送り込まれ、用紙上のトナー画像を定着された
後、排紙センサ１４を通過して排紙ローラ１３により排
紙トレイ１５に排出される。なお、排紙センサ１４は、
後述するように、所定時間内に用紙の排出があったかど
うかを調べることにより、複写機内での紙詰まりの有無
を検知するのに利用される。

【００１３】図２は、現像器４へトナーを補給する構成
と感光体ドラム１上のトナーを回収する構成とを説明す
るための模式図である。図２に示すように、現像器４の
一端部には未使用のトナーを取り込むためのトナー取込
口４ａが設けられている。トナー取込口４ａの上方に
は、内部に未使用のトナーを収容したトナーホッパ２４
が設けられている。トナーホッパ２４には、トナー収容
室２７、トナー補給モータ２５、モータ２５に接続され
たスクリュー２６、およびトナー供給口２４ａが設けら
れており、トナー補給モータ２５が作動してスクリュー
２６を回転させることによりトナー収容室２７内のトナ
ーが押し出され、トナー供給口２４ａから現像器４のト
ナー取込口４ａにトナーが補給される。

【００１４】一方、クリーナ７の一端部には、感光体ド
ラム１から回収した残留トナーをクリーナ７の外へ排出
するためのトナー排出管７ａが設けられている。トナー
排出管７ａは、廃トナーボトル２１に接続された廃トナ
ーパイプ２０に挿入されており、クリーナ７により掻き
取られた感光体ドラム１上のトナーは、最終的に廃トナ
ーとして廃トナーボトル２１内に回収される。

【００１５】また、図２に示すように、画像濃度センサ
６、排紙センサ１４、およびトナー補給モータ２５は中
央処理装置（ＣＰＵ）２２に接続され、ＣＰＵ２２によ
り駆動制御されるとともに、その出力がＣＰＵ２２によ
り検知されている。排紙センサ１４、トナー補給モータ
２５、およびＣＰＵ２２は後述するように、トナー補給
量および廃トナー発生量を間接的に検知する機構を構成
している。また、ＣＰＵ２２には後述する操作パネル２
３が接続されている。

【００１６】画像濃度センサ６は、感光体ドラム１上に
形成されるトナーパッチの濃度を検出してＣＰＵ２２に
出力する。ＣＰＵ２２は画像濃度センサ６の出力に応じ
てトナー補給モータ２５を所定時間回転させ現像器４に
トナー補給を行い、画像形成が一定の濃度で行われるよ
うに調整する。

【００１７】また、排紙センサ１４は、排紙ローラ１３
に向けて送られる用紙後端の通過を検出し、ＣＰＵ２２
に出力する。ＣＰＵは排紙センサ１４からの出力により
１枚の画像形成が終了したことを検知する。

【００１８】図３は、感光体ドラム１上にトナーパッチ
が形成される様子を示した模式図である。原稿画像に対
応した一つの画像５０が形成された後、ＣＰＵ２２がレ
ーザスキャナ３が駆動制御して露光が行われ、これが現
像器４により現像されて、図３に示すように、感光体ド
ラム１の中央部にトナーパッチが形成される。図３に示
すように、本実施形態においては、原稿画像に対応した
一つのトナー画像５０の形成が終了するたびにトナーパ
ッチ６０が形成される。図１および図２に示した画像濃
度センサ６は、トナーパッチ６０が形成される位置に対
向するように設けられている。なお、符号７０は、レー
ザスキャナ３の出力を自動調整するために、像間におい
て１ライン分レーザスキャナ３が発光することにより形
成されるスリット状のトナーパターンを示している。こ
うして感光体ドラム１上に形成されたトナーパッチは、
原稿画像に対応したトナー画像形成により生じる残留ト
ナーと同様にクリーナ７により掻き取られ、最終的に廃
トナーボトル２１へ回収される。

【００１９】図４は、複写機１００の上面に設けられた
操作パネル２３の模式図である。図４に示すように、操
作パネル２３上には、各種のメッセージを表示する表示
パネル２３１と、複写を指示するためのコピーキー２３
２と、複写枚数等の数値を入力するためのテンキー２３
３と、濃度調整キー２３４と、倍率調整キー２３５と、
用紙サイズ選択キー２３６と、入力した数値をクリアす
るクリアキー２３７と、複写動作を中止するためのスト
ップキー２３８と、設定された複写条件を初期化するた
めのリセットキー２３９とを備えている。

【００２０】図５は、表示パネル２３１の行う表示例を
示している。図５（ａ）は、待機状態における表示の一
例であり、複写濃度、複写倍率、用紙サイズ、および現
在複写可能状態であることを表示している。図５（ｂ）
は、廃トナーボトルが満杯になった場合の表示例であ
り、廃トナーボトルが満杯であることを知らせるととも
に、廃トナーボトルを新しいものと交換するように促す
メッセージを表示している。図５（ｃ）は、紙詰まりが
発生した場合の表示例であり、紙詰まりの発生を知らせ
るとともに、詰まった用紙を取り除くように促すメッセ
ージを表示している。なお、図５（ｂ）、（ｃ）におい
ては、それぞれ、廃トナーの満杯および紙詰まり発生を
知らせるとともに、図５（ａ）で行われていたような複
写条件の表示を消すことにより、複写禁止状態であるこ
とを操作者に知らせている。

【００２１】図６は、複写機１００の制御回路図であ
る。図６に示すように、この電子回路は、ＣＰＵ２２
に、ＲＡＭ４０、画像濃度センサ６、排紙センサ１４、
表示パネル２３１およびコピーキー２３２を含む操作パ
ネル２３、イメージリーダ１６、レーザスキャナ３、ト
ナー補給モータ２５、作像部を駆動するための駆動モー
タ３０、および、その他の入出力が接続されてなるもの
である。

【００２２】ＣＰＵ２２は、トナー補給モータ２５のＯ
Ｎ時間を計測しＲＡＭ４０上に累積記憶させるととも
に、排紙センサ１４により検知される複写枚数もＲＡＭ
４０上に累積記憶させる。ここで前者の値をＭ、後者の
値をＰとする。

【００２３】ＣＰＵ２２は、上記Ｍ、Ｐの値と、さら
に、予め実験的に決定された次の係数とを用いて、消費
されたトナーの量を算出する。

【００２４】Ａ：トナー補給モータ２５の回転により現
像器４に補給される単位時間当りのトナー量Ｂ：一つのトナーパッチを形成するのに消費されるトナ
ー量Ｔ：像担持体に形成される原稿画像に対応したトナー画
像が用紙に転写される割合（転写効率）以下、廃トナー発生量の具体的な算出方法について説明
する。

【００２５】トナーホッパ２４から現像器４に補給され
るトナーの累積量は「Ａ×Ｍ」で表される。現像器３に
補給されたトナーのうち、トナーパッチ形成のために消
費されるトナーの累積量は「Ｂ×Ｐ」で表される。した
がって、原稿複写のための画像形成に消費されたトナー
の累積量は「Ａ×Ｍ−Ｂ×Ｐ」となる。原稿画像に対応
して形成されたトナー画像は転写効率Ｔで用紙に転写さ
れる。すなわち、廃トナーとなる割合は「１−Ｔ」であ
るから、原稿複写によって発生する廃トナーの累積量は
「（Ａ×Ｍ−Ｂ×Ｐ）×（１−Ｔ）」となる。したがっ
て、廃トナーの総量の累積値は、全てが廃トナーとなる
前述のトナーパッチに使用されるトナーの累積量「Ｂ×
Ｐ」を加えた「｛（Ａ×Ｍ−Ｂ×Ｐ）×（１−Ｔ）｝＋
（Ｂ×Ｐ）」で表される。

【００２６】なお、上記の各係数は環境条件等に依存し
て変化することがあるので、本実施形態においては、操
作パネル２３上のキーを用いて適宜変更できるようにし
てある。具体的には、テンキー２３３の特定の２つのキ
ーを同時に押すことにより、図７に示すようなメンテナ
ンスモードに入り、このモードにおいてテンキー２３３
を操作することにより、係数Ａ、Ｂ、Ｔを変更できるよ
うにしてある。同様の理由で、廃トナー許容量も変更可
能としても良い。

【００２７】ＣＰＵ２２は、こうして算出した廃トナー
量（以下、Ｙとする）が、予め、環境条件による転写効
率の変動やトナー補給量のバラツキ等を考慮して定めら
れたマージン分や、廃トナーボトル２１を交換する際の
ハンドリング性等を考え合わせて決定された廃トナー許
容量（以下、Ｋとする）に達すると廃トナーボトル２１
が満杯であると判断し、操作パネル２３の表示パネル２
３１に廃トナーボトル２１の交換を促す表示を行わせ
る。

【００２８】図８はＣＰＵ２２の行う一連の複写処理の
流れを示すフローチャートである。図８に示すように、
複写条件の設定後、操作者によりコピーキー２３２がＯ
Ｎされて複写が開始されると、まず、現在紙詰まりが発
生している状態であるかどうかが確認される（ステップ
Ｓ１００）。紙詰まり発生状態である場合はプリント動
作を行わずそのまま処理を終了する。紙詰まり発生状態
でない場合、ステップＳ１０４に進む。

【００２９】ステップＳ１０４では、廃トナー発生量を
表すＹの値と、廃トナーボトルのトナー収容許容量に相
当するトナー量を表すＫの値が比較される。ＹがＫより
小さくない場合、廃トナーボトル２１が満杯であると判
断して、表示パネル２３１に廃トナーボトルが満杯であ
る旨の表示を行う。なお、既に、廃トナーボトル満杯の
表示が行われている場合は、そのまま処理を終える（ス
テップＳ１３２、Ｓ１３４）。ステップＳ１０４で、Ｙ
がＫより小さい場合、廃トナーボトル２１はまだ満杯で
ないと判断し、ステップＳ１０６に進む。

【００３０】ステップＳ１０６〜ステップＳ１１２にお
いては、イメージリーダ１６による原稿画像の読み取
り、駆動モータ３０のＯＮ、レーザスキャナ３の出力調
整、および、原稿画像に基づくトナー画像形成・用紙へ
の転写・定着よりなる一連の複写動作が行われる。続く
ステップＳ１１４においては、感光体ドラム１上への画
像濃度検出用トナーパッチの形成が行われる。

【００３１】次に、ステップＳ１１６において、排紙セ
ンサ１４が所定時間内に用紙後端を検出したかどうかが
判断される。検出しない場合、紙詰まりが発生したもの
と判断し、ステップＳ１３０において表示パネル２３１
上に紙詰まりが発生した旨の表示を行い、処理を終了す
る。検出した場合、ステップＳ１１８で、ＲＡＭ４０に
記憶されている変数Ｐがインクリメントされ、ステップ
Ｓ１２０に進む。こうしてＲＡＭ４０に記憶されている
変数Ｐにトナーパッチ形成回数が累積してカウントされ
る。

【００３２】ステップＳ１２０では、画像濃度検出セン
サ６の出力と所定値との比較が行われ、画像濃度検出セ
ンサ６の出力が予め定められた基準値より小さい場合、
画像濃度が十分でないと判断し、ステップＳ１２２にお
いて、ＲＡＭ４０に記憶されている変数Ｍに今回のトナ
ー補給モータ２５の作動時間を加え、ステップＳ１２６
に進む。ステップＳ１２０において、画像濃度検出セン
サ６の出力が基準値より小さくない場合、画像濃度は十
分であると判断し、ステップＳ１２６に進む。

【００３３】ステップＳ１２６においては、設定された
複写動作が全て終了したかどうかが判断され、全て終了
している場合は、ステップＳ１２８において作像部駆動
モータをＯＦＦし、処理を終了する。全て終了していな
い場合は、ステップＳ１０４に戻り処理を継続する。

【００３４】紙詰まりの原因となった用紙が取り除かれ
た場合、また、廃トナーボトル２１が新しいものに交換
された場合には、ＣＰＵ２２は、表示パネル２３１の表
示を図５（ａ）に示されるような待機状態を示す表示に
戻し、また、複写禁止状態を解除して、複写可能状態に
切り換えるように制御を行う。

【００３５】このように、本実施形態においては、トナ
ー補給モータ２５が作動した累積時間と排紙センサ１４
により検出された複写枚数の累積値とに基づいて廃トナ
ー量を算出するようにしたので、正確に廃トナー発生量
を検知することができ、例えば、操作者による画像形成
装置の使用環境、すなわち、画像濃度の大小、画像面積
の大小等が異なっていても、算出した廃トナー量と実際
に発生する廃トナー量とのズレが大きくなるというおそ
れがない。また、正確に廃トナー発生量を検知すること
ができるので、廃トナーボトルのトナー収容の許容量を
小さく設定する必用がなく、廃トナーボトルの交換頻度
を小さくすることができる。

【００３６】なお、本実施形態においては、廃トナーボ
トルの廃トナー収容許容量に達した時点で廃トナーボト
ルの満杯の表示と複写の禁止を行っているが、廃トナー
ボトルの廃トナー収容許容量に達する前に、複写の禁止
は行わずに廃トナーボトルの満杯が近いことを警告する
行うようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、トナー補給に要した累積時間とトナーパッチが形成
された累積回数とに基づいて使用済みトナー量を算出す
るようにしたので、簡素な構成でしかも正確に使用済み
トナー量が検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタル電子写真複写機の概略断面図である。

【図２】現像器へのトナーを補給する構成および感光体
ドラム上のトナーを回収する構成を示す模式図である。

【図３】画像濃度検出用のトナーパッチとレーザースキ
ャナ自動出力調整により形成されるトナーパターンが感
光体ドラム上に形成される様子を示す図である。

【図４】操作パネルの模式図である。

【図５】表示パネルの表示例を示す図である。

【図６】複写機の制御回路のブロック図である。

【図７】廃トナー発生量の算出を行うのに用いる係数を
変更する際の表示パネルの表示例を示す図である。

【図８】ＣＰＵの行う複写処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電チャージャ３レーザスキャナ４現像器５転写チャージャ６画像濃度センサ７クリーナ９用紙カセット１０給紙ローラ１２定着ローラ１３排紙ローラ１４排紙センサ２０廃トナーパイプ２１廃トナーボトル２２中央処理装置（ＣＰＵ）２３操作パネル２４トナーホッパ２５トナー補給モータ３０作像部駆動モータ５０原稿画像に対応したトナー画像領域６０画像濃度検出用トナーパッチ７０レーザスキャナ出力調整によるトナーパターン２３１表示パネル２３２コピーキー２３３テンキー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体上に原稿画像に
対応するトナー画像を形成するトナー画像形成手段と、
該トナー画像形成手段にトナーを補給するトナー補給手
段と、前記像担持体上にトナーパッチを形成するトナー
パッチ形成手段と、トナー補給に要した累積時間とトナ
ーパッチの形成された累積回数とに基づいて使用済みト
ナー量を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記像担持体上のトナーを回収して所定
容量の容器内に収容するトナー回収手段と、前記算出手
段の算出値が該容器に収容されるトナーの許容量に達し
た場合にこれを報知する報知手段をさらに備えた請求項
１の画像形成装置。
【請求項３】前記算出手段の算出値が前記容器に収容
されるトナーの許容量に達した場合に前記トナー画像形
成手段による画像形成を禁止する請求項２の画像形成装
置。
【請求項４】前記トナーパッチの画像濃度の測定を行
う画像濃度測定手段をさらに備えた請求項１の画像形成
装置。
【請求項５】前記トナー補給手段が前記画像濃度測定
手段の測定値に基づいて補給動作を行う請求項４の画像
形成装置。
【請求項６】前記トナーパッチの形成は所定回数の画
像形成毎に行われ、前記算出手段は、画像形成回数をカ
ウントすることにより、トナーパッチ形成回数を検知す
る請求項１の画像形成装置。
【請求項７】前記像担持体上に形成された原稿画像に
対応するトナー画像を記録媒体に転写する転写手段をさ
らに備え、前記算出手段がさらに前記トナー補給手段に
より補給される単位時間当りのトナー量と、一つのトナ
ーパッチの形成に消費されるトナー量と、原稿画像に対
応するトナー画像が記録媒体に転写される割合とに基づ
いて使用済みトナー量を算出する請求項１の画像形成装
置。
【請求項８】トナー補給手段により補給される単位時
間当りのトナー量、一つのトナーパッチの形成に消費さ
れるトナー量、原稿画像に対応するトナー画像が記録媒
体に転写される割合の中の少なくとも一つを変更する変
更手段をさらに備えた請求項７の画像形成装置。