説明

画像形成装置

【課題】満杯の廃トナー収容室のトナーカートリッジを迅速かつ的確に交換する。
【解決手段】トナーを所定量収容する交換自在なトナーカートリッジ3と、トナー像を担持する感光体21と、感光体上に残留するトナーを回収するクリーニング装置26と、回収された廃トナーを格納する廃トナー収容器32と、廃トナー収容器交換制御部200と、廃トナー収容器交換指示報知手段206とを備え、廃トナー収容器交換制御部200は、トナーカートリッジ交換判定部201と、トナーカートリッジ交換本数カウンタ202と、廃トナー収容器交換判定部203と、廃トナー収容器交換指示部204とを有する。これにより、該当色のトナーカートリッジの廃トナー収容器の交換時期を、トナーカートリッジの交換本数により判定することにより、交換時期に達した廃トナー収容器を有するトナーカートリッジの新規のトナーカートリッジへの交換を使用者に促すことができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真方式のカラー電子写真プリンタや複写機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、現像剤として、例えば、トナーを用いて感光体を有する現像ユニットでカラートナー像を形成し、転写媒体上にトナー像を転写してカラー画像を形成するカラー電子写真プリンタにおいて、クリーニング装置により回収された感光体上の残留トナー(以下「廃トナー」という。)は、異なる色のトナーが混在したものであるので再利用することが困難である。そのため、廃トナーを回収して収容しておくための収容室が画像形成装置本体内に設けられている。
【0003】
係る廃トナー収容室は、例えば、以下の特許文献1に示すように、現像ユニットへの着脱が自在である現像剤を現像ユニットへ供給するトナーカートリッジ内に供給するトナーを収容しておく供給トナー収容室とは別に設けられ、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の現像ユニット毎に廃トナー収容を行うものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004―101592号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のカラー電子写真プリンタでは、例えば、転写媒体の搬送方向における最下流に配置されている現像ユニットの使用頻度が上流側のものに比べて低い場合、最下流の現像ユニットのトナーカートリッジ内には未使用の供給トナーが残っているので、係るトナーカートリッジの交換は促されない。一方、例えば、1色目のトナーを記録紙である転写媒体に転写した場合、2色目以降のトナーを転写媒体に転写する工程において、1色目のトナーが転写媒体から感光体に移ってしまう現象(以下、「逆転写」という。)により廃トナーは回収され続けるので、係るトナーカートリッジ内の廃トナー収容室は満杯となる。その結果、係るトナーカートリッジの廃トナーが回収することができなくなる等の課題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の画像形成装置は、現像剤を所定量収容する交換自在の現像剤収容器と、前記現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体上に残留する現像剤を廃棄現像剤として回収する現像剤回収部と、前記廃棄現像剤を格納する廃棄現像剤格納器と、前記廃棄現像剤格納器の交換の指示を制御する廃棄現像剤格納器交換制御部と、前記廃棄現像剤格納器交換制御部からの前記廃棄現像剤格納器の交換の指示を報知する交換報知手段とを備えている。
【0007】
ここで、前記廃棄現像剤格納器交換制御部は、前記現像剤収容器の交換を判断する交換判断部と、前記現像剤収容器の交換回数をカウントする交換カウント部と、前記交換回数が所定回数に達したか否かを判断する交換回数判断部と、前記交換回数判断部が前記交換回数が所定回数に達したと前記交換回数判断部が判断すると、前記交換回数判断部によって前記交換報知手段に前記廃棄現像剤格納器の交換の報知を指示する報知指示部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、該当色の現像剤収容器の廃棄現像剤格納器の交換時期を現像剤収容器の交換回数により判定することにしたので、交換時期に達した廃棄現像剤格納器を有する現像剤収容器の新規の現像剤収容器への交換を使用者に促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は本発明の実施例1における画像形成装置を示す概略の構成図である。
【図2】図2は図1の制御機構を示すブロック図である。
【図3】図3は図1の動作を示すフローチャートである。
【図4】図4は図1の変形例を示す画像形成装置の構成図である。
【図5】図5は本発明の実施例2における制御機構を示すブロック図である。
【図6】図6は実施例2の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例1】
【0011】
(実施例1の構成)
図1は、本発明の実施例1における画像形成装置の概略を示す構成図である。
【0012】
この画像形成装置は、例えば、カラー電子写真プリンタであり、画像形成装置本体1を備えている。画像形成装置本体1は、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の現像剤であるトナーにより現像剤像であるトナー像を形成する各現像ユニット2(=2k,2y,2m,2c)と、各現像剤収容器である各色のトナーカートリッジ3(=3k,3y,3m,3c)と、記録媒体である転写媒体への転写ユニット4と、発光素子であるLED(Light Emitting Diode)により構成された露光装置であるLEDヘッド5(=5k,5y,5m,5c)と、転写媒体を収納・供給する給紙カセット6と、転写媒体にトナー像を定着させる定着ユニット7とを備えている。
【0013】
各現像ユニット2は、転写ユニット4に沿って転写媒体の供給側から排出側に向かって順次配列され、画像形成装置本体1に着脱自在にされている。各色のトナーカートリッジ3は、対応する各現像ユニット2の上部に位置し、各現像ユニット2に着脱自在にされている。
【0014】
各現像ユニット2は、いずれも同一の構造を有しており、像担持体である各感光体21(=21k,21y,21m,21c)と、各帯電ローラ22(=22k,22y,22m,22c)と、感光体21上の静電潜像にトナーを供給する各現像ローラ23(=23k,23y,23m,23c)と、現像ローラ23上にトナー層を形成する各現像ブレード24(=24k,24y,24m,24c)と、現像ローラ23にトナーを各搬送するトナー搬送ローラ25(=25k,25y,25m,25c)と、転写媒体に転写されなかった感光体21上の残留トナーである廃トナーを除去する現像剤回収部である各クリーニングブレード26(=26k,26y,26m,26c)と、各クリーニングプレード26によって除去された廃トナーを後述の廃トナー収容器を構成する各廃トナー収容部32(=32k,32y,32m,32c)まで搬送する不図示の搬送手段とをそれぞれ備えている。
【0015】
各トナーカートリッジ3は、未使用である供給トナーを収容する各供給トナー収容部31(=31k,31y,31m,31c)と、廃棄現像剤格納容器である廃トナー収容部32(=32k,32y,321m,32c)と、トナーカートリッジ内の未使用トナー量、収容した廃トナー量、あるいはトナーカートリッジ等のシリアルナンバー(以下「シリアルNo」という。)が記憶された各トナーカートリッジ情報記憶部33(=33k,33y,33m,33c)とを各々備えている。
【0016】
なお、各現像ユニット2、各トナーカートリッジ3等はいずれも画像形成装置本体1の交換ユニットであり、ユニットの構成部品が劣化したり、供給トナーが消費されたり、廃トナーで満杯になったとき、いずれもユニット毎交換することができる。
【0017】
図2は、図1の画像形成装置における制御機構を示すブロック図である。
画像形成装置本体1の制御部100には、廃棄現像剤格納器交換制御部である廃トナー収容器交換制御部200が設けられている。
【0018】
廃トナー収容器交換制御部200は、各トナーカートリッジ情報記憶部33からのデータを読み取り、トナーカートリッジ3が交換されたか否かを判断する交換判断部であるトナーカートリッジ交換判定部201と、交換されたトナーカートリッジの累積本数をカウントする交換カウント部であるトナーカートリッジ交換本数カウンタ202と、廃トナー収容器の交換を行うか否かを判定する交換回数判断部である廃トナー収容器交換判定部203と、廃トナー収容器交換判定部の結果に基づき廃トナー収容器交換指示報知手段206へ廃トナー収容器交換指示を促す報知指示部である廃トナー収容器交換指示部204と、トナーカートリッジ交換本数カウンタ202のデータ、及び画像形成装置本体1に装着されているトナーカートリッジのシリアルNoを記憶保持する不揮発性のメモリ205とにより構成されている。
【0019】
(実施例1の動作)
図1に示すように、画像形成動作が開始すると、各感光体21の表面は各帯電ローラ22により、例えば−600V前後に一様に帯電される。続いて、画像形成装置本体1側に設置された各LEDヘッド5により感光体上のトナー像を形成したい部分のみを露光し、その部分の表面電位を0V近くにする。これにより、感光体上に静電潜像が形成される。
【0020】
この静電潜像形成部は、各感光体21の回転によって各現像ローラ23の位置まで移動すると、各現像ローラ23の表面のマイナス電荷を帯びたトナーが先の各LEDヘッド5により露光された部分へと移動し、感光体表面にトナー像が形成される。
【0021】
一方、現像室内では、各トナー搬送ローラ25が各現像ローラ23と摩擦接触しながら回転することにより、各現像ローラ23の表面に所定量のトナーが供給される。続いて、各現像ブレード24は、摩擦帯電により電荷が付与された均一な厚さのトナー層を、各現像ローラ23の表面に形成する。その各現像ローラ23は、各感光体21に対して一定圧力で接触している。
【0022】
感光体表面に形成された既述のトナー像は、転写ユニット4により搬送された転写媒体に転写される。この際、転写媒体に転写されず、感光体上に残留したトナーと、転写媒体から逆転写により感光体上に付着した逆転写トナーとは、廃トナーとして各クリーニングブレード26により掻き取られる。続いて、この廃トナーは、不図示の廃トナー搬送手段により各廃トナー収容部32に搬送され、収容される。
【0023】
本実施例1の画像形成装置では、転写媒体に転写されたトナー量のうち約7%は次の現像ユニットにおいて逆転写トナーとなり、約4%は2つ後の現像ユニットにおいて逆転写トナーとなり、約1%は3つ後の現像ユニットにおいて逆転写トナーとなる。ここで、転写媒体に転写されたトナー量と逆転写トナー量との比を「逆転写効率」という。本実施例1では、逆転写効率は、各現像ユニット2を通過する度に7%→4%→1%と順次低下するものとして扱う。なお、逆転写効率は、画像形成装置や環境によって異なるため、実験等で予め逆転写効率を求めておく必要がある。
【0024】
このことから、転写工程の最下流に配置されたCの現像ユニット2は上流側に配置されているK,Y,Mの現像ユニット2からの逆転写を受けるので、最も廃トナーが溜まり易い。例えば、Cトナーが未使用で、K,Y,Mトナーが多使用されたとき、Cの廃トナー収容部32は未使用であるにもかかわらず満杯となる可能性がある。
【0025】
本実施例1では、該当色のトナーカートリッジの廃トナー収容部の交換時期は、上流側の色のトナーカートリッジが何本交換されたかによって判定するものである。なお、本実施例1では、廃トナー収容部の交換とは、廃トナー収容部を含むトナーカートリッジを交換することをいう。
【0026】
図3は、図1の画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
以下の説明では、トナーカートリッジ交換の際は、未使用トナーを使い切り、未使用トナーが空のエンプティカートリッジを未使用トナーが満充填された新品カートリッジと入れ替えるものとする。
【0027】
図3に示すように、ステップS1において、画像形成装置の電源がオンにされ、又は装置本体カバーが閉じられたときの装置の初期化動作(ステップS0)を受けて、廃棄現像剤格納器交換制御部である廃トナー収容器交換制御部200は、各色のトナーカートリッジ3にあるトナーカートリッジ情報記憶部33からトナーカートリッジのシリアルNoを読み込み、ステップS2へ進む。
【0028】
ステップS2において、トナーカートリッジ交換判定部201により、読み込まれたトナーカートリッジのシリアルNoと、各色においてステップS0以前に画像形成装置本体1に装着されメモリ205に保持されていたトナーカートリッジのシリアルNoとが比較され、シリアルNoが同一か否かによりトナーカートリッジ交換の有無が判定され、有りのとき(Y)にはすテープS3へ進み、無しのとき(N)にはステップS6へ進む。
【0029】
ステップS3において、廃トナー収容器交換制御部200は、メモリ205のトナーカートリッジのシリアルNoを書換え、ステップS4へ進む。ステップS4において、交換した色のトナーカートリッジに関し、トナーカートリッジ交換本数カウンタ202におけるカウント値のトナーカートリッジ交換本数NXx[但し、N=本数、X=K,Y,M(交換した色)、x=y,m,c(付属記号)]をインクリメント(NXx+1)し、ステップS5へ進む。ステップS5において、交換した色の上流トナーカートリッジ交換本数計算に用いるNXxをクリアした後、ステップS6へ進む。
【0030】
ステップS6,S7,S9では、廃トナー収容器交換判定部203が動作する。ステップS6において、次式に従い、各色の上流トナーカートリッジ交換本数計算が行われ、ステップS7へ進む。
Yn=NKy
Mn=NKm+NYm
Cn=NKc+NYc+NMc
【0031】
ステップS7において、ステップS6の計算結果に基づき、各色の廃トナー収容器交換判定基準となる所定の上流トナーカートリッジ交換基準本数Xn(但し、X=Y,M,C各色の上流トナーカートリッジ交換本数)と「X基準本数−1」との比較が行われる。この比較結果が「Xn≧X基準本数−1」のとき(Y)、即ち、各色の上流トナーカートリッジ交換本数が上流トナーカートリッジ基準交換本数より1本少ない本数に達したときには、ステップS8へ進み、比較結果が「Xn<X基準本数−1」のとき(N)には、ステップS9へ進む。本実施例1では、X基準本数はそれぞれ10とした。その根拠は後述する。
【0032】
ステップS8において、廃トナー収容器交換指示部204は、廃トナー収容器交換指示報知手段206へ廃トナー収容量ニアフル報知の情報送信を行い、ステップS9へ進む。ステップS9において、各色の上流トナーカートリッジ交換本数Xnが上流トナーカートリッジ基準交換本数Xに達したか否かの判定が行われ、達しているとき(Y)にはステップS10へ進み、達していないとき(N)には処理を終了する。ステップS10において、廃トナー収容器交換指示部204は、廃トナー収容器交換指示報知手段206へ廃トナー収容量フル(満充填)報知の情報送信を行い、処理を終了する。
【0033】
(トナーカートリッジ交換基準本数(10)の根拠)
本実施例1では、上流トナーカートリッジからの逆転写による廃トナー量のみで、該当トナーカートリッジの廃トナー収容器が満杯になるときの交換予測をしている。
ここで、本実施例1では、K,Y,M,Cの各新品トナーカートリッジのトナー封入量が200g、廃トナー量の容量が150gとして、X交換基準本数について、以下に考察する。
【0034】
前述したように、K,Y,M,Cの各トナーカートリッジ3は、転写媒体搬送方向において上流から順に並んでいる。1つ前の現像ユニットからの逆転写量は7%、2つ前の現像ユニットからの逆転写量は4%、3つ前の現像ユニットからの逆転写量は1%としたとき、一番廃トナー量の多くなるCトナーカートリッジの場合、Cトナーカートリッジで回収される廃トナー量は、以下のとおりである。
Mトナーカートリッジ1本あたり:200g×7%=14g
Yトナーカートリッジ1本あたり:(200g−14g)×4%=7.44g
Kトナーカートリッジ1本あたり:(200g−14g−7.44g)
×4%=1.79g
【0035】
このことから、Cトナーカートリッジの廃トナー収容器を満杯にし得るトナーカートリッジ最少交換本数は、Mトナーカートリッジが9本のとき、Cトナーカートリッジの廃トナー量が126g(=14g×9本))となり、Mトナーカートリッジが10本のとき、Cトナーカートリッジの廃トナー量が140g(=¥14g×10本))となり、Mトナーカートリッジが11本のとき、Cトナーカートリッジの廃トナー量が154g(=14g×11本))となる。
【0036】
このとき、K,Yトナーカートリッジが収容している各未使用トナーが減少し、各トナーカートリッジが交換寸前であったとすると、Mトナーカートリッジの廃トナー量にK,Yトナーカートリッジの廃トナー量を足し込む必要がある。そうすると、
140g+7.44g+1.79g<150g(廃トナー容量)
は、Mトナーカートリッジが10本のときに充たされる。従って、該当トナーカートリッジ交換基準本数はそれぞれ10本とした。
【0037】
なお、トナーカートリッジ交換基準本数は、画像形成装置の特性、使用条件、使用環境によって変わるため、各条件から適正値を決定すると良い。廃トナー収容量ニアフルや廃トナー収容量フルの情報は、廃トナー収容器交換指示報知手段206として、画像形成装置のオペレーションパネルに表示されても良いし、上位装置のパーソナルコンピュータ(以下「PC」という。)にメッセージを送信して表示されても良い。このとき、廃トナー収容量フル報知を行うタイミングは、前述のように、その色の未使用トナーが残存するにも拘らず同色のトナーカートリッジの廃トナー収容量フルが発生する可能性があるので、他色のトナーカートリッジエンプティ、つまりトナー終了の通知が次に発生すると同時に通達するのが好ましい。
【0038】
トナーカートリッジ交換本数カウンタ202によって計数されたNXxは、廃トナー収容器交換制御部200内のメモリ205に上書き保持される。
【0039】
一方で、トナーカートリッジ情報記憶部33に代えて、トナーカートリッジ内に残トナーを検出する残トナー検出手段を配置し、残トナー検出手段により残トナー量が少ないと判断された後、次に多いと判断されたその判断の変化のタイミングにより、トナーカートリッジ交換の有無を判定する構成としても良い。
【0040】
(実施例1の変形例)
図4は、本発明の実施例1における画像形成装置の変形例を示す画像形成装置の構成図であり、実施例1を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【0041】
本実施例1では、各色の廃トナー収容器32は各色のトナーカートリッジ3内に設けられている。しかし、図4の変形例に示すように、例えば、廃トナー収容器32はトナーカートリッジ3K等の特定のカートリッジのみに設ける構成とすることで、各色毎の廃トナー収容器32を設けない構成としても良い。即ち、廃トナー収容器32はKのトナーカートリッジの対応箇所のみに配置し、各色の現像ユニット2から排出される廃トナーは廃トナー搬送路28を介してこの廃トナー収容器32に搬送する構成としても良い。
【0042】
この変形例の場合、Kのトナーカートリッジを交換するためのトナーカートリッジ基準変換本数は、廃トナー収容器32に搬送される廃トナー量、即ち、既述の本実施例1に則して算出される各色の現像ユニット2から排出される廃トナーの総和と廃トナー収容器32の容量とから決定すれば良い。
【0043】
(実施例1の効果)
本実施例1によれば、該当色のトナーカートリッジ3の廃トナー収容部32の交換時期を、上流側の色のトナーカートリッジ3が何本交換されたかによって判定することにより、各廃トナー収容器32が満杯となる前にその旨を報知することが可能となる。しかも、光学センサ等の廃トナー量検出手段を設けることなく、画像形成装置の小型化やコストの低減化が達成できる。
【0044】
(実施例1の比較例)
従来例のカラー電子写真プリンタにおいては、最下流の現像ユニットの使用頻度が上流側のものに比べて低い場合、最下流の現像ユニットのトナーカートリッジは未使用トナーが残っているので、上流側の現像ユニットの逆転写による影響を受けて廃トナーで満杯となっても、迅速に新規のトナーカートリッジに交換することができない。しかし、図1に示す本実施例1では、該当色のトナーカートリッジ3の廃トナー収容室32の交換時期を上流側の色のトナーカートリッジ3の交換本数により判定するようにしたので、廃トナー収容室32が満杯となる前に新規のトナーカートリッジ3に交換することができる。
【実施例2】
【0045】
(実施例2の構成)
本発明の実施例2における画像形成装置の構造上の構成は、実施例1と同一なので説明を省略する。
【0046】
図5は、本発明の実施例2における制御機構を示すブロック図である。
画像形成装置本体1の制御部100には、実施例1に付加して、印刷した印字ドット数をカウントする印字ドット数カウンタ101が備えられている。又、廃トナー収容器交換判定部203により、廃トナー収容部内の廃トナー容量が算出され、廃トナー収容器32の交換を行うか否かが判定される構成になっている。その他の構成は、実施例1と同一である。
【0047】
(実施例2の動作)
各現像ユニット2のクリーニング装置26によって廃トナーとして回収される廃トナー量は、実施例1で説明した逆転写による廃トナー量と、その現像ユニットで残留した廃トナー量との和で表すことができる。
【0048】
実際には、画像形成に使用されるトナー量を100%とすると、転写媒体に転写されるトナー量がそのうち約90%、残り約10%が残留するトナー量とする。画像形成に使用されるトナー量と記録媒体である転写媒体に転写されるトナー量の比を「転写効率」といい、この場合は、転写効率90%である。本実施例2の説明では、4色の現像ユニットどれも転写効率90%として扱う。
【0049】
前述の逆転写トナーと転写残トナーとの和による廃トナー量は、各色の現像ユニットの配列順に考察すると、次の通りとなる。
【0050】
つまり、Kトナーの現像ユニット2での廃トナー量は、トナーの逆転写はないので、記録媒体に転写されず感光体21に残留するKトナーの量に等しい。本実施例2では転写効率は90%であるので、残留トナーは10%である。従って、Kトナーにおける現像ユニット2の廃トナー量は、画像形成に使用されるトナー量の10%である。
【0051】
Yトナーでの現像ユニット2の廃トナー量は、残留Yトナーの量と、逆転写されたKトナーの量との和に等しい。前述したように、逆転写効率は7%→4%→1%と逆転写を行う度に低下するが、Kトナーは、Yトナーの現像ユニット2の感光体21で初めて逆転写するので、その逆転写効率が7%である。従って、逆転写するKトナーの量は、
記録媒体上のKトナーの量×逆転写効率=0.9(90%)×7%=6.3%
となる。よって、Yトナーの現像ユ二ツト2における
廃トナー量=残留Yトナーの量+逆転写するKトナーの量
=10%+6.3%=16.3%
となる。
【0052】
Mトナーの現像ユニット2での廃トナー量は、残留Mトナーの量と、逆転写されたYトナーの量と、逆転写されたKトナーの量との和に等しい。Yトナーは、初めて逆転写するので、その逆転写効率が7%である。Kトナーは、2回目の逆転写であるので、その逆転写効率が4%である。従って、逆転写されるYトナーの量は、
記録媒体上のYトナーの量×逆転写効率=0.9×7%=6.3%
であり、逆転写されるKトナーの量は、記録媒体上の
Kトナーの量×逆転写効率=((0.9−0.063)×4%=3.3%
である。よって、Mトナーの現像ユニット2における
廃トナー量=残留マゼンタトナーの量+逆転写するYトナーの量
+逆転写するKトナーの量=10%+6.3%+3.3%=19.6%
となる。
【0053】
Cトナーの現像ユニットでの廃トナー量は、残留Cトナーの量と、逆転写されたMトナーの量と、逆転写されたYトナーの量と、逆転写されたKトナーの量との和に等しい。Mトナーは、初めて逆転写するので、逆転写効率が7%である。Yトナーは2回目の逆転写であるので、逆転写効率が4%である。Kトナーは、3回目の逆転写であるので、逆転写効率が1%である。従って、逆転写されるMトナーの量は、
記録媒体上のMトナーの量×逆転写効率=0.9×7%=6.3%
であり、逆転写されるYトナーの量は、
記録媒体上のYトナーの量×逆転写効率=(0.9−0.063)×4%=3.3%
であり、逆転写されるKトナーの量は、
記録媒体上のKトナーの量×逆転写効率=(0.9−0.063−0.033)
×1%=0.8%
である。よって、Cトナーの現像ユニットにおける
廃トナー量=残留シアントナーの量+逆転写するMトナーの量
+逆転写するYトナーの量+逆転写するKトナーの量
=10%+6.3%+3.3%+0.8%=20.5%
となる。
【0054】
前述の計算により求めた各現像ユニット2の廃トナー量を、実測した各現像ユニット2の廃トナーの量とともに表1に示す。計算値と実測値とがほぼ一致していることが分かる。
【0055】
【表1】









【0056】
以上の説明では、廃トナー量算出の計算では、各色毎の転写残トナー量が含まれており、これは全4色それぞれ同量のトナーを使用して画像形成を行ったときに、それぞれの廃トナー収容部32に残留する廃トナー量を示している。一般の画像形成では、ある色をまったく用いずに印刷されることも多々あり、このことからそれぞれの色の転写残トナー量を除外して考慮すると、各色の廃トナー収容部32において上流にある他色現像ユニット2から影響を受ける最大廃トナー量は下記で表される。
Kトナー:0%
Yトナー:6.3%
Mトナー:9.6%
Cトナー:10.5%
【0057】
これは、例えばCトナーをまったく使用しなかったとしても、K、Y、Mトナーをそれぞれ100gずつ使用したときには、C現像ユニット2の廃トナーが10.5g溜まることを示している。前述のように所定量の未用トナーを封入したトナーカートリッジ3は交換可能なので、K、Y、Mトナーのトナーカートリッジ3ばかりを数多く使用したときには、Cの廃トナー収容部32が満杯になってしまうことが容易に理解できる。
【0058】
本実施例2は、該当色の廃トナー収容部32の廃トナー収容量を、該当色のトナーカートリッジより転写媒体の搬送方向上流側の色のトナーカートリッジ3が何本交換されたかにより算出することによって、該廃トナー収容部32の交換時期を判定するものである。さらにいうと、逆転写量は上流の色から7%→4%→1%と順次低下するので、何色のトナーカートリッジ3が何本交換されたかによって該当色の廃トナー収容部32の廃トナー収容量を算出する。つまり、各色のトナーカートリッジ交換本数に重み付けを行うことにより具体的な廃トナー収容量の算出を行うものとする。
【0059】
なお、本実施例2では、廃トナー収容部32の交換とは、廃トナー収容部32を含むトナーカートリッジ3を交換することをいう。廃トナー収容部32が交換されると、該当の廃トナー収容量はリセットされ、そこから新たなる廃トナー量算出が始まる。
【0060】
図6は、本発明の実施例2の動作を示すフローチャートであり、実施例1を示す図3中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【0061】
廃トナー収容部32の廃トナー量算出の仕方と、該廃トナー収容部32の交換指示を報知するまでの動作とを、図6に基づき説明する。
【0062】
実施例1では、説明簡略化のためにトナーカートリッジ交換の際は必ず、新品(未使用トナー満充填されたもの)と入れ替えるものとした。本実施例2では、途中まで使用した中古トナーカートリッジへの交換でも良いものとして説明を行う。又、新品トナーカートリッジの未使用トナー満充填量は、各色とも100gとして廃トナー量算出式を表した。
【0063】
先ず、ステップS21において、画像形成装置の電源がオンにされるか、又は装置本体カバーが閉じられたときの動作(ステップS20)を受けて、廃トナー収容器交換制御部200は、各色のトナーカートリッジ3にあるトナーカートリッジ情報記憶部33からトナーカートリッジのシリアルNoと廃トナー収容器内にある既存廃トナー量Wx0(但し、x=K,Y,M,C交換した各色トナーカートリッジ内にある廃トナー量(g))とを読み込み、ステップS22へ進む。新品トナーカートリッジの場合は、Wx0=0である。
【0064】
ステップS22において、トナーカートリッジ交換判定部201により、読み込まれたトナーカートリッジのシリアルNoと、各色においてステップS20以前に画像形成装置本体1に装着されメモリ205に保持されていたトナーカートリッジのシリアルNoとが比較され、シリアルNoが同一か否かによりトナーカートリッジ交換の有無が判定され、交換有りのとき(Y)にはステープS23へ進み、交換無しのとき(N)にはステップS26へ進む。
【0065】
ステップS23において、廃トナー収容器交換制御部200は、メモリ205のトナーカートリッジのシリアルNoを書換え、ステップS24へ進む。ステップS24において、交換した色のトナーカートリッジに関し、トナーカートリッジ交換本数カウンタ202におけるカウント値NXx[但し、N=本数、X=K,Y,M(交換した色)、x=y,m,c(付属記号)]をインクリメント(NXx+1)し、ステップS25へ進む。ステップS25において、交換した色のトナーカートリッジの廃トナー量計算に用いる変数Tx(但し、x=k,y,m,c各色の電源オンからの使用トナー量(g))及びNXxをクリアした後、ステップS26へ進む。
【0066】
ステップS26、S27,S29では、廃トナー収容器交換判定部203が動作する。ステップS26において、次式に基づき、各色の廃トナー量計算が行われ、ステップS27へ進む。
WK=Wk0+0.1Tk
Wy=Wy0+0.1Ty+6.3NKy
Wm=Wm0+0.1Tm+6.3NYm+3.3NKm
Wc=Wc0+0.1Tc+6.3NMc+3.3NYc+0.8NKc
但し、Wx中のx=K,Y,M,C各色の電源オンからの使用トナー量(g)
【0067】
ここで、各色で使用したトナー量Txは、そのトナーカートリッジが印刷に要した印字ドット数を累積カウントする印字ドット数カウンタ101により求められ、トナーカートリッジが交換されてから、又は、画像形成装置本体の電源がオンされてから、のどちらか近々のときからの累積印字ドット数とする。
【0068】
ステップS27において、ステップS26の計算結果に基づき、各色の廃トナー量Wxと所定の廃トナー量基準値Wfとの比較を行い、例えば、各色の廃トナー量Wxが廃トナー量基準値wfの90%に達しているときには(Wx≧0.9Wf)、ステップS28へ進み、そうでないときには(Wx<0.9Wf)、ステップS29へ進む。ステップS28において、廃トナー収容器交換指示部204は、廃トナー収容器交換指示報知手段206へ廃トナー収容量ニアフル報知の情報送信を行い、ステップS29へ進む。
【0069】
ステップS29において、例えば、各色の廃トナー量Wxが廃トナー量基準値wfの100%に達しているときには(Wx≧9Wf)、ステップS30へ進み、そうでないときには(Wx<Wf)、処理を終了する。ステップS30において、廃トナー収容器交換指示部204は、廃トナー収容器交換指示報知手段206へ廃トナー収容量フル(満充填)報知の情報送信を行い、処理を終了する。
【0070】
廃トナー収容量ニアフルやフル(満充填)の廃トナー収容器交換指示報知手段206として、画像形成装置のオベレーションパネルに表示されても良いし、上位装置のPCに表示されても良い。このとき、廃トナー収容量フル報知を行うタイミングは、前述のように、その色の未使用トナーがまだ残存するにも拘らず同色のトナーカートリッジの廃トナー収容量フルが発生する可能性があるので、他色のトナーカートリッジエンプティ(未使用の残トナー無し)が次に発生すると同時に通達するのが好ましい。
【0071】
又、ステップS26〜S30までのステップは定期的に行うものとし、例えば、印刷動作10枚おき、あるいは印刷動作1ジョブ毎等の単位で、廃トナー量の算出、比較判定、報知を繰り返すものとする。さらには、廃トナー収容器交換制御部200によりこの定期動作の度に算出されたWx(x=k,y,m,c)は、Wx0(但し、x=k,y,m,c)としてその都度、各トナーカートリッジ3内のトナーカートリッジ情報記憶部33に上書き保持され、NXxとTxは、廃トナー収容器交換制御部200内のメモリ205に上書き保持される。
【0072】
(実施例2の変形例)
本実施例2では、各色の廃トナー収容器32は各色のトナーカートリッジ3内に設けられている。しかし、実施例1と同様、各廃トナー収容器32は、各トナーカートリッジ3外に設けられていても良く、又、各色毎に廃トナー収容器32を設ける必要もない。この変形例の場合でも、前述した転写残と逆転写に基づく廃トナー量算出は可能である。
【0073】
(実施例2の効果)
本実施例2によれば、各色毎の現像ユニット2の廃トナー量を、各色のトナーカートリッジ3の交換本数から求めた逆転写量及び各色毎の転写残量に基づき算出することにより、各廃トナー収容室である各廃トナー収容器32が満杯となる前にその旨を報知することが可能となる。
【0074】
又、トナーカートリッジ3内部のトナーカートリッジ情報記憶部33に廃トナー収容量を記憶することにより、途中まで使用した中古トナーカートリッジへ交換したときでも、継続して廃トナー量の管理をすることができる。
【0075】
(実施例1、2の他の変形例)
本実施例1、2では画像形成装置をカラー電子写真プリンタとして説明したが、本発明は、ファクシミリ装置、複写機、及びそれらを複合的に持つ複合機(MFP)等の画像形成装置にも適用できる。
【符号の説明】
【0076】
1 画像形成装置本体
2 現像ユニット
3 トナーカートリッジ
4 転写ユニット
5 LEDヘッド
6 給紙セット
7 定着ユニット
21 感光体
22 帯電ローラ
23 現像ローラ
24 現像ブレード
25 トナー搬送ローラ
26 クリーニングブレード
31 供給トナー収容部
32 廃トナー収容部
33 トナーカートリッジ情報記憶部
200 廃トナー収容器交換制御部
201 トナーカートリッジ交換判定部
202 トナーカートリッジ交換本数カウンタ
203 廃トナー収容器交換判定部
204 廃トナー収容器交換指示部
205 メモリ
206 廃トナー収容器交換指示報知手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
現像剤を所定量収容する交換自在の現像剤収容器と、
前記現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体と、
前記像担持体上に残留する現像剤を廃棄現像剤として回収する現像剤回収部と、
前記廃棄現像剤を格納する廃棄現像剤格納器と、
前記廃棄現像剤格納器の交換の指示を制御する廃棄現像剤格納器交換制御部と、
前記廃棄現像剤格納器交換制御部からの前記廃棄現像剤格納器の交換の指示を報知する交換報知手段とを備え、
前記廃棄現像剤格納器交換制御部は、
前記現像剤収容器の交換を判断する交換判断部と、
前記現像剤収容器の交換回数をカウントする交換カウント部と、
前記交換回数が所定回数に達したか否かを判断する交換回数判断部と、
前記交換回数判断部が前記交換回数が所定回数に達したと前記交換回数判断部が判断すると、前記交換回数判断部によって前記交換報知手段に前記廃棄現像剤格納器の交換の報知を指示する報知指示部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
請求項1記載の画像形成装置は、更に、転写媒体を搬送し、前記像担持体に担持されている前記現像剤像を前記転写媒体に転写する転写ユニットを備え、
前記転写ユニットは、前記像担持体と接触する位置に配設されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
前記現像剤収容器と前記像担持体と前記現像剤回収部とが現像剤像形成部を形成し、
前記画像形成装置は、前記現像剤像形成部を少なくとも1つ備えることを特徴とする請求項1又2記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記現像剤収容器と前記廃棄現像剤格納器とは一体に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記画像形成装置は、更に、
複数の前記現像剤像形成部と、
1つの前記廃棄現像剤格納器と、
各前記現像剤像形成部から前記廃棄現像剤格納器へ前記廃棄現像剤を搬送する廃棄現像剤搬送路とを備えることを特徴とする請求項3又は4記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記交換判断部は、更に、
前記現像剤収容器の交換を判断する現像剤収容器交換判断部を有し、
前記現像剤収容器交換判断部は、複数の前記現像剤像形成部のうちの少なくとも1つ以上の前記現像剤収容器の現像剤を消費したと判断すると、前記廃棄現像剤格納器の交換の指示を報知することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記廃棄現像剤格納器交換制御部は、前記現像剤収容器の交換回数から求めた廃棄現像剤格納量が所定量に達したか否かを判断する廃棄現像剤格納量判断部を有し、
前記廃棄現像剤格納量判断部が前記廃棄現像剤格納量が所定量に達したと判断すると、前記報知指示部は、前記交換報知手段に廃棄現像剤格納器交換の報知を指示することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記廃棄現像剤格納量判断部による前記廃棄現像剤格納量の判断は、複数種類の前記現像剤収容器の配置位置により、それぞれの現像剤収容器交換回数に重み付けをつけることで行われることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記廃棄現像剤格納器は、内部に収容している廃棄現像剤格納量をデータとして保持する記憶部を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記現像剤は、トナーであり、
前記像担持体は、感光体であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記現像剤回収部は、クリーニング装置又はクリーニングブレード゛であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−243911(P2010−243911A)
【公開日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−94160(P2009−94160)
【出願日】平成21年4月8日(2009.4.8)
【出願人】(591044164)株式会社沖データ (2,444)
【Fターム(参考)】