JPH0678000B2

JPH0678000B2 - クリ−ニング装置の寿命表示装置

Info

Publication number: JPH0678000B2
Application number: JP60266740A
Authority: JP
Inventors: 健二五十嵐; 賢三伊藤
Original assignee: KASHIO DENSHI KOGYO KK; KASHIO KEISANKI KK
Current assignee: KASHIO DENSHI KOGYO KK; KASHIO KEISANKI KK
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1985-11-27
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPS62125384A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、電子写真プロセスを用いて画像をドットで印
字する電子写真プリンタ、更に詳しくはそのプリンタに
配設されるクリーニング装置の寿命を演算予測する寿命
表示装置に関する。

〔従来技術〕

電子写真プリンタは、例えば感光ドラム等の像担持体上
に画像データに基づいたトナー画像をドットで形成し、
このドット画像を転写紙上に転写するプロセス手段を有
する。転写を行う場合、全てのトナーが転写紙に転写さ
れず、一部のトナーが像担持体上に残留するため、この
残留トナーはクリーニング装置により除去回収される。
このような装置では、クリーニング装置内にトナーの貯
留部を設けて、この中に回収された廃トナーを貯えるた
め、その廃トナーの量を検知することが要求され、種々
の検知装置が提案されている。

例えば、廃トナー量を直接検知することは困難であるた
め、印字された転写紙の枚数をカウントし、このカウン
ト数に基づき大体の廃トナー量を推測するようにしたも
のが提案されている。また、廃トナー貯留部への廃トナ
ーの溜り具合を、フォトセンサ等を用いて監視するよう
にしたものも知られている。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、前者の転写紙の枚数をカウントする検知
装置では、画像の種類により転写紙への印字に使用され
るトナー量、即ち転写紙毎のドット数が異なるため、転
写紙毎に廃トナー量がばらつき、その廃トナー量を正確
に検知することができない。特に感光ドラムとクリーニ
ング装置等を一体化して画像形成ユニットとし、これを
装置本体に対して着脱自在に組み込んだ装置の場合、感
光ドラムの寿命時期と廃トナー貯留部が廃トナーで満た
される時期とを一致させ、この寿命時期が来たときに、
画像形成ユニットの交換時期であることを使用者に知ら
せることが望ましい。

しかし、上述の前者の検知装置にあっては、廃トナー量
を正確に検知できないため、感光ドラムの寿命時期より
もクリーニング装置の寿命時期が早まって、廃トナー貯
留部から廃トナーがあふれ出すような事態が生じる。こ
のような事態を未然に防止するには、廃トナー貯留部の
容積に相当の余裕を持たせて大きく設計する必要があ
る。そのためクリーニング装置が大型化し、更にはプリ
ンタ全体が大型化するという問題が生じる。

また、後者のフォトセンサを用いた検知装置であると、
フォトセンサがトナーや他のほこり等により汚れ易く、
廃トナー量を正確に検知することが困難である。そのた
め、この検知装置を上述の画像形成ユニットに使用して
も、やはり上記と同様の問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑み、クリーニング部のトナー貯
留部の容量とそのときまでの印字ドット数から、あと何
枚印字できるかを演算して表示することができ、それに
よってクリーニング部の残寿命を表示することができる
クリーニング装置の寿命表示装置を提供することを目的
とする。

〔発明の要旨〕

本発明は上記目的を達成するために、像担持体と、該像
担持体上に画像を形成するプロセス手段と、画像形成
後、像担持体上に残留したトナーを除去回収するクリー
ニング手段とを有する電子写真ドットプリンタにおい
て、黒ドット印字数を累積計数する第１のカウンタ手段
と、１枚印字毎の黒ドット数を計数する第２のカウンタ
手段と、上記クリーニング手段の寿命容量を記憶する寿
命記憶手段と、該寿命記憶手段の記憶値から上記第１の
カウンタ手段の計数値を減算する減算手段と、該減算値
を上記第２のカウンタ手段の計数値で除算する除算手段
と、該除算値に基づき上記クリーニング手段の残寿命を
表示する表示手段とを設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第３図は、本発明の一実施例を示す概略構成図である。
同図において、像担持体である感光体ドラム１の感光面
1aは予め帯電器２により一様な電荷が付与される。光書
込み部３は液晶光シャッタ（図示せず）等を備え、記録
制御部４により駆動されて感光面1aにドットで光書込み
を行ない、静電潜像を形成する。この様にして形成され
た静電潜像は、現像器５でトナーにより現像され顕像化
される。さらにこのドット構成のトナー像は転写器６
で、給紙ロール７によりカセット８から搬出され待機ロ
ール９でタイミングを合せて搬入される転写紙に転写さ
れる。その転写紙は分離器10で分離された後、定着器11
を介して排紙ロール12により機外に搬出される。一方、
転写器６で完全に転写されなかったトナーは感光面1aに
残留している為、除電器13でトナーの電荷を中和し、ク
リーニング部14で上記残留トナーを回収する。この回収
されたトナーは廃トナーとして、上記クリーニング部14
に設けられた廃トナー貯留部14a内に貯溜される。その
後、感光面1aはイレーサ15により電荷が除去され、再度
の光書込みに備えて帯電器２により一様の電荷が付与さ
れる。

なお、上述した帯電器２、感光体ドラム１およびクリー
ニング部14は一体的な画像形成ユニット18を構成し、装
置本体に対して着脱自在に組込まれている。

また、詳しくは後述するが、上記記録制御部４から出力
された信号に基づき、第１のカウンタ回路が上述した画
像形成プロセスにおいて形成された画像を構成する黒ド
ットの数（以下、黒ドット印字数）を累積計数する。ま
た、第２のカウンタ回路が転写紙１枚毎の黒ドット印字
数を計数する。そして予めクリーニング部の許容回収ト
ナー量から定めた寿命容量を記憶しておき、この寿命容
量から上記第１のカウンタから出力される累積黒ドット
印字数を減算する。またこの減算値を上記第２のカウン
タ部から出力される一枚毎の黒ドット印字により除算す
ることによって、あと何枚印字が行えるかを予測し、こ
の残印字枚数を表示することでクリーニング装置の寿命
を表示する。

次に、上記記録制御部４の具体的な構成を説明する。こ
の記録制御部４は、第４図に示す制御回路と第５図に示
す制御回路からなる。まず、第４図の制御回路について
説明する。インターフェイス部19は外部のホストCPUか
らクロック信号、書込み有効信号等の各種上方や記録デ
ータ信号S₁の受信を行なう。タイミング制御部20は、前
記光書込み部３に設けられた液晶光シャッタの書込み周
期と記録データ信号S₁の受信とのタイミングを制御し、
インターフェイス部19に入力した記録データ信号S₁をシ
リアルな記録データ信号S₂に変換して第５図に示すシフ
トレジスタ21に出力する。また、発振器22の出力はタイ
ミング信号発生部23に入力され、転送クロック信号S₃、
ラッチ信号S₄、駆動パターン信号S₅が作成される。転送
クロック信号S₃、ラッチ信号S₄は、タイミング制御部20
を介してそれぞれ第５図に示すシフトレジスタ21、デー
タラッチ24に出力され、また駆動パターン信号S₅は、タ
イミング信号発生部23から直接光シャッタ駆動回路25に
出力される。次に、第５図に示す制御回路について説明
すると、シフトレジスタ21には、記録データ信号S₂が転
送クロック信号S₃に同期して入力することにより、ｎビ
ットの記録データが保持される。この記録データはラッ
チ信号S₄によりデータラッチ24に入力され、一ライン分
の記録データとして保持されるとともに、次の記録デー
タ信号S₂がシフトレジスタ21に入力される。次に、デー
タラッチ24に保持された一ライン分の記録データは光シ
ャッタ駆動回路25に入力される。この記録データと、複
数の駆動パターン信号S₅の中から選択された１つのパタ
ーン信号とにより、上述した液晶光シャッタ3aが駆動さ
れる。

この液晶光シャッタ3aが駆動されると、上述したように
感光面1aにはドットで静電潜像が形成され、その静電潜
像は現像器５によってトナー像として顕像化される。そ
の後、上記トナー像は、カセット８から供給された転写
紙上に転写される一方、その一部は残留トナーとしてク
リーニング部14によって回収される。

以下、上記廃トナー量の検知のための基本的な考え方に
ついて具体例をあげて説明する。

まず、上記液晶光シャッタ3aが例えば、240ドット/inch
の解像度で印字するものとした場合、その1mmあたりの
ドット印字数は9.45ドット/mmとなる。したがって、A4
サイズの転写紙（210mm×297mm）の全面に印字を行った
場合、その黒ドット印字数は（210×9.45）×（297×9.
45）≒557万個になる。しかし、通常の印字では、用紙
面積の約5.5％が黒印字部分と概算できるので、平均し
て557万×0.055≒306000個の黒ドットが印字されると考
えることができる。

また、感光面1aに形成されたトナー像が転写紙上に転写
される際の転写率は、一般に約80％であると実験的に確
認されているので、残りの約20％のトナーは廃トナーと
して廃トナー貯留部14aに回収されることになる。一
方、上述した約5.5％の黒印字部分を持つA4サイズの画
像を印字した場合、約50mgのトナーが消費されることが
実験的に確認されている。従って、A4サイズの転写紙１
枚に印字する毎に、上記50mgのトナーの約20％、すなわ
ち10mgのトナーが廃トナーとして回収される。よって、
黒ドット印字数と廃トナー量とは正確に対応し、例えば
約306000個の黒ドットがカウントされた場合は、廃トナ
ー量が10mgであるということを正確に知ることができ
る。

そこでもし、廃トナー貯留部14aが廃トナーで満たされ
る時期を感光体ドラム１の寿命時期と一致させたい場合
は、上記寿命時期を勘案して廃トナー貯留部14aの容積
を設定しなければならない。そこで、上記寿命時期をA4
サイズの転写紙の印字枚数に換算して7000枚とすると、
最大約7000×10mg＝70gの廃トナーを貯留できるだけの
容積を廃トナー貯留部14aに設ければよい。従って、ト
ナーの重量体積比を0.3g/cm³とした場合は、容積を70/
0.3≒230cm³に設定すればよいが、安全率をとって300cm
³程の容積にすればよい。

上記のような設定では、上記時期に至るまでの総黒ドッ
ト印字数は、前述の計算から約306000×7000≒22億個と
なる。従って、感光体ドラム１およびクリーニング部14
を含む画像形成ユニット18の交換時期は、画像形成ユニ
ット18が装置本体に装着されてから黒ドット印字数が22
億個累積計数された時である。

次に、上述したような考え方に基づく本発明の具体的な
回路構成を第１図に示す。同図において、アンド回路26
には、第４図に示した記録データ信号S₂およびクロック
信号S₆が入力されている。上記記録データ信号S₂には、
第２図に示すように、印字すべき画像の白部分および黒
部分に応じて液晶光シャッタ3aを開閉させる為の白黒情
報がシリアルデータとして含まれている。すなわち、Ｈ
レベルの部分が画像の黒部分と対応し、Ｌレベルの部分
が白部分と対応する。上記クロック信号S₆は、液晶光シ
ャッタ3aの実際の開閉のタイミングと同期した一定周期
のパルスで構成されており、その１パルスで１ドットの
黒または白の印字が行われる。従って、アンド回路26か
らは、黒ドットで印字が行われるごとに１個のパルスが
出力される。

アンド回路26で出力されたパルスは2¹¹分周回路27に導
かれ、ここで2¹¹に分周される。即ち、アンド回路26か
らパルスが2¹¹（＝2048）個出力されるごとに、2¹¹分周
回路27の出力パルスが１周期を終える。

2¹¹分周回路27の出力信号は第１のカウンタ回路28及び
第２のカウンタ回路29に送られる。第１のカウンタ回路
28は、21桁のフリップフロップQ₁〜Q₂₁で構成された２
進カウンタである。2¹¹分周回路27の出力信号は、初段
のフリップフロップQ₁のクロック端子に入力し、その出
力は次段のフリップフロップQ₂のクロック端子に入力し
ている。同様にして、フリップフロップQ_n（ｎ＝0,1,2,
・・・,19）の出力は、その次段のフリップフロップQ
_n-1のクロック端子に入力している。更に、各フリップ
フロップQ₁〜Q₂₁のＪ端子およびＫ端子には、電源から
一定の電圧（V_DD）がダイオードD₁を介して印加されて
いる。このような第１のカウンタ回路28においては、上
記2¹¹分周回路27から出力されたパルスがＨからＬに立
下がった時点でカウントアップされ、2²⁰個目の上記パ
ルスの立下がりで20段目のフリップフロップQ₂₀（不図
示）の出力が立下がる。この立下がりにより、最終段の
フリップフロップQ₂₁の出力がＨレベルに切換わる。

結局、2¹¹分周回路27と第１のカウンタ回路28とをシリ
アルに接続したことにより、アンド回路26から出力され
るパルスを累積計数することができ、これら全体では2
³¹（≒22億）個のパルスをカウントできる。

従ってアンド回路26から出力されるパルスの数は、黒ド
ット印字数に対応するので、第１のカウンタ回路28は黒
ドット印字数を累積計数することができる。この計数値
は最終段のフリップフロップQ₂₁の出力で見ることがで
き、上述の如く全体でアンド回路26の出力を2³¹分周
し、また2¹¹分周回路27により2¹¹分周しているので、2
³¹÷2¹¹＝1048576という定数になる。この定数は廃トナ
ーの回収許容量、即ち許容ドット印字数であり、104857
6でA4サイズの用紙7000万に相当する。従って、１枚当
たりは約150となり、この定数は転写紙１枚当りの画像
濃度定数となる。また2¹¹分周回路27、第１のカウンタ
回路28全体では2³¹（≒22億）個の黒ドット印字数を計
数することができる。アンド回路26から2³¹個のパルス
が出力されると、第１のカウンタ回路28の最終段のフリ
ップフロップQ₂₁からＨレベルの信号が出力され、この
Ｈ信号が寿命信号としてプリンタ制御回路17に出力され
る。また第１のアクンタ回路28により計数した黒ドット
印字数は、バスラインＡにより減算回路30に出力され
る。このように、第１のカウンタ回路28により１個の画
像形成ユニットにより形成された全ての黒ドット印字数
を計数することができ、上述の廃トナーの許容量までの
定数1048576まで累積計数することができる。

第２のカウンタ回路29は、フリップフロップQ₂₂からQ₃₂
までをシリアルに接続した11桁のカウンタ回路であり、
その基本構成は上述の第１のカウンタ回路28と同様であ
る。また第２のカウンタ回路29は、第１のカウンタ回路
28と同様に2¹¹分周回路27の出力によって駆動され、ア
ンド回路26から出力される信号により黒ドット印字数を
計数する。なお、2¹¹分周回路の出力は、標準印字濃度
を5.5％とした場合、150カウントとなる。仮に最大濃度
を標準濃度の10倍の55％としても150×10＝1500カウン
トの出力が第２のカウンタ回路29に出力されることにな
る。従って、第２のカウンタ回路29としては、2¹¹のカ
ウント機能があれば充分であり、11桁のカウンタ回路に
より構成すればよい。第２カウンタ回路29の各フリップ
フロップのリセット端子該は、プリンタ制御回路17か
ら出力されるクリア信号Ａによってリセットされる。ク
リア信号Ａは転写紙１枚の印字が終了したときに出力さ
れる。従って、第２のカウンタ回路29は転写紙１枚の印
字が終了するとリセットされるので、転写紙１枚毎の黒
ドット印字数を計数する。第２のカウンタ回路29により
計数した転写紙１枚分の黒ドット印字数は、バスライン
Ｂを通して除算回路31に出力される。このように、第１
のカウンタ回路28では黒ドット印字数を累積計数し、ま
た第２のカウンタ回路29は転写紙１枚毎の黒ドット印字
数を計数する。

第１のカウンタ回路28で累積計数した黒ドット印字数
は、上述の如く減算回路30に出力される。減算回路30は
内部に記憶部を有し、上述の寿命黒ドット印字数2³¹を2
¹¹で割った定数1048576、即ちクリーニング部に寿命容
量を記憶している。そして、この数から転写紙１枚印字
される毎に第１のカウンタ回路28により累積計数した数
を減算し、その減算した出力S₇を除算回路31に出力す
る。従って、減算回路30は寿命印字数からそのときまで
印字を行った累積数を減算するので、その出力は残りの
許容黒ドット印字数である。

除算回路31では、この残りの許容ドット印字数の出力S₇
を第２のカウンタ回路29から出力される転写紙１枚の黒
ドット印字数で割算を行い、その出力S₈を表示制御回路
32に出力する。このことは、残りの許容ドット印字数を
今印字された転写紙１枚のドット印字数で割算を行った
ので、あと何枚の転写紙を印字できるかを演算すること
になる。例えば、第１のカウンタ回路28の出力が524288
であれば、上述の定数1048576の1/2であるため、廃トナ
ー容量は許容量の1/2になっている。またこのとき、第
２のカウンタ29の出力が標準濃度より濃い200である
と、残りの印字できる転写紙の枚数は（1048576÷52428
8）÷200＝2600枚となる。つまり、同様の濃度で継続印
字を行えば、あと約2600枚の印字が可能となる。

除算回路31の演算結果の信号S₈は、表示制御回路32に出
力され、同制御回路32の駆動により表示器33で表示され
る。表示器33としては、７セグメントの表示素子を用い
た数値表示でもよいし、バーグラフ式のアナログ表示等
でもよい。

また、上述の第１のカウンタ回路28は、バックアップ電
池34を備えており、電源V_Dが遮断した場合は自動的にバ
ックアップ電池34からダイオードD₂を通して第１のカウ
ンタ回路28に給電される。これにより電源が切られた以
前の計数値は、第１のカウンタ回路28に保持されるの
で、次に電源を投入して印字動作を再開すれば、その後
の計数値はそのまま以前の計数値に加算される。またク
リア信号Ｂは、廃トナー貯留部14aを含む画像形成ユニ
ットが交換された時に出力されるので、新品の画像形成
ユニットを装着した時には第１のカウンタ回路28は計数
値がゼロである。なお、第２のカウンタ回路29は、転写
紙１枚の黒ドット印字数を計数するので、バックアップ
電池は不要である。また、減算回路S₇の出力がゼロにな
った時には印字を阻止する機能を持たせることも可能で
ある。

実施例では、液晶光シャッタを用いたプリンタを例にと
って説明したが、本発明はこれに限ることなく、例え
ば、レーザ、発光ダイオード、マルチスタイラス等のド
ットプリンタにも使用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、第１のカウンタ回
路により黒ドット印字数を累積計数して予め記憶したク
リーニング部の寿命容量から減算し、この減算結果を第
２のカウンタ回路により計数した転写紙１枚毎の黒ドッ
ト印字数で除算したので、あと何枚印字が行えるかを予
測表示することができる。従って、残りの印字可能枚数
を表示することにより、クリーニング部の寿命がどれく
らいあるかを使用者に知らせることができる。また、寿
命枚数を表示できるので、従来のような回収トナーが貯
留からあふれ出すというような事態を未然に防止するこ
とができる。更にそのような事態を考慮してクリーニン
グ部の容積に余裕を持たせることが不要になるので、ク
リーニング部の小型化が可能となり、延いてはプリンタ
全体の小型化も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は黒ドット印字数を計数するための入力信号の波
形図、第３図はプリンタの概略構成図、第４図及び第５図はそれぞれ記録制御部のブロック図で
ある。１……感光体ドラム、３……光書込み部、 3a……液晶光シャッタ、４……記録制御部、５……現像器、 14……クリーニング部、 14a……廃トナー貯留部、 17……プリンタ制御回路、 26……アンド回路、 27……2¹¹分周回路、 28……第１のカウンタ回路、 29……第２のカウンタ回路、 30……減算回路、 31……除算回路。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−106477（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−174366（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−76349（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体上に画像を形成す
るプロセス手段と、画像形成後、像担持体上に残留した
トナーを除去回収するクリーニング手段とを有する電子
写真ドットプリンタにおいて、黒ドット印字数を累積計
数する第１のカウンタ手段と、１枚印字毎の黒ドット数
を計数する第２のカウンタ手段と、上記クリーニング手
段の寿命容量を記憶する寿命記憶手段と、該寿命記憶手
段の記憶値から上記第１のカウンタ手段の計数値を減算
する減算手段と、該減算値を上記第２のカウンタ手段の
計数値で除算する除算手段と、該除算値に基づき上記ク
リーニング手段の残寿命を表示する表示手段とを設けた
ことを特徴とするクリーニング装置の寿命表示装置。