画像形成装置
【課題】 本発明の画像形成装置は、トナー残量検出機構の検出誤差によりトナーの残量が十分でも印刷を停止してトナーカートリッジを交換することを防止できる画像形成装置の提供を目的とする。
【解決手段】 本発明の画像形成装置は、現像剤収納器内の現像剤の量を積算処理ドット数で記憶する記憶素子と、上位装置から受信した印刷データの印刷処理ドット数を計測する計測部と、前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部の内部に回転可能に設けられた攪拌部材と、前記攪拌部材の回転周期を測定するセンサー部材と、前記記憶素子、前記センサー部材、及び前記計測部を一定の条件で制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤が一定値以下であることを検知して、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の交換を促す報知を行うことを特徴とする。
【解決手段】 本発明の画像形成装置は、現像剤収納器内の現像剤の量を積算処理ドット数で記憶する記憶素子と、上位装置から受信した印刷データの印刷処理ドット数を計測する計測部と、前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部の内部に回転可能に設けられた攪拌部材と、前記攪拌部材の回転周期を測定するセンサー部材と、前記記憶素子、前記センサー部材、及び前記計測部を一定の条件で制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤が一定値以下であることを検知して、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の交換を促す報知を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、 上位装置等から入力された画像データに基づいて潜像担持体に形成された静電潜像を現像することにより可視化して記録媒体に印刷して出力する画像形成装置に使用される現像剤収納器であるトナーカートリッジの交換制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、及び電子写真カラー記録装置等の画像形成装置においては、帯電部材により均一に帯電された潜像担持体の表面を露光源により露光して静電潜像を形成し、トナー供給部材から現像剤であるトナーを供給された現像部材により静電潜像を現像することによりトナー画像を形成した後、 トナー画像を記録媒体に転写し定着する。
【０００３】
ここで、画像形成装置内の現像ユニットにはトナーカートリッジが装着され現像ユニット内にトナーが補給される。また、現像ユニット内部のトナー保持空間におけるトナー残量が一定値以下になると画像品質を維持することができなくなるため、 現像ユニット内に設けられたトナーを攪拌しながらトナーの残量を計測する攪拌部材の回転周期によってトナー残量を検知する画像形成装置がある(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６-２３５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の構成では、トナーの粉体特性に依存する点が大きく、装置内に収容されたトナーの残量が同じであっても、 例えば、トナー流動性のばらつきに起因して、トナーを攪拌しながらトナーの残量を計測する攪拌部材の回転周期が変化することから、 トナー残量検出の誤差が大きくなる問題が有った。
【０００６】
そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、トナー残量検出機構の検出誤差により装置内のトナーの残量が十分にもかかわらず印刷を停止してしまう問題を解決し、且つ、トナーカートリッジにトナーが残量した状態でトナーカートリッジを交換することを防止できる画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決すべく、本発明に係る画像形成装置は、現像剤収納器に収納された現像剤の量を積算処理ドット数で記憶する記憶素子と、上位装置から受信した印刷データの印刷処理ドット数を計測する計測部と、前記現像剤収納器から供給された前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部の内部に回転可能に設けられた攪拌部材と、前記攪拌部材の回転周期を測定するセンサー部材と、前記記憶素子、前記センサー部材、及び前記計測部を一定の条件で制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の交換を促す報知を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置によれば、ハード的な構成部材から成るトナー量検出機構に加え、トナー充填量に基づくドット充填量をトナーカートリッジの交換時期の判断基準として設けることにより、印刷においてトナーが過不足する不具合を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の画像形成装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の画像形成装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１０】
［第１の実施形態］
まず、本実施形態の画像形成装置１について説明する。図１に画像形成装置１の構成図を示す。画像形成装置１は、画像情報に基づいて記録媒体３に画像を印刷する。
【００１１】
画像形成装置１は、給紙カセット１１から記録媒体３を取り出して転写部３０内に設けられた転写ローラ３１に記録媒体３を搬送する給紙部１０、上位装置１００から受信した画像情報に基づいてトナー画像を形成する現像ユニット２０、現像ユニット２０で形成されたトナー画像を記録媒体３に転写する転写部３０、転写部３０で記録媒体３に転写されたトナー画像を融解及び加圧して定着させる定着部４０、及び定着部４０から排出された記録媒体３をスタッカ５５に排出する排出部５０から構成される。なお、画像形成装置１内には、トナーカートリッジ２４の交換に係る制御等を行う制御基板６０が設けられている。また、用紙搬送経路２は、給紙部１０、現像ユニット２０、転写部３０、定着部４０、及び排出部５０内において記録媒体３が搬送される略Ｓ字状の経路である。以下、用紙搬送経路２に配設された各構成部材について図１及び図２を参照しながら具体的に説明する。
【００１２】
給紙部１０は、給紙カセット１１から記録媒体３を取り出して転写部３０内に設けられた転写ローラ３１に記録媒体３を搬送する。また、給紙部１０は、ホッピングローラ１２、プレッシャローラ１３、及びレジストローラ１４から構成される。以下、給紙部１０を構成する各構成部材について具体的に説明する。記録媒体３は、モノクロ又はカラーの画像情報を現像させるための所定寸法の記録用紙であり、一般的には、再生紙、光沢紙、及び上質紙のような紙、若しくはＯＨＰフィルムからなる。また、給紙カセット１１は、複数枚の記録媒体３を積層して収納しておき、印刷が開始されると記録媒体３を画像形成装置１内に供給する。なお、給紙カセット１１は、画像形成装置１から脱着可能なように構成されている。また、ホッピングローラ１２は、給紙カセット１１に積層して収納した記録媒体３に対して圧接した状態で回転することにより給紙カセット１１から１枚ずつ取り出した記録媒体３を、後述するプレッシャローラ１３及びレジストローラ１４に供給する。また、プレッシャローラ１３及びレジストローラ１４は、搬送されてきた記録媒体３を挟むように対向して配設され、レジストローラ１４で加圧したプレッシャローラ１３を回転させることで、記録媒体３の斜行取り等を行いながら後述する転写部３０内に設けられた転写ローラ３１に記録媒体３を搬送する。
【００１３】
現像ユニット２０は、上位装置１００から受信した画像情報に基づいてトナー画像を形成する。図２に、現像ユニット２０の構成図を示す。現像ユニット２０は、画像情報に基づく静電潜像を担持する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の表面に電荷を蓄えさせる帯電部材２２と、画像情報に対応した光を感光体ドラム２１の表面に照射する画像形成装置１本体に設けられたＬＥＤヘッド２３と、現像剤であるトナーを収容する現像剤収納器であるトナーカートリッジ２４と、トナーを現像部材２６に供給するトナー供給部材２５と、感光体ドラム２１表面の静電潜像をトナーにより現像する現像部材２６と、現像部材２６に担持されたトナーの厚みが均一となるように規制する現像ブレード２７と、及び感光体ドラム２１に残留したトナーを除去するクリーニング部材２８から構成される。なお、現像ユニット２０は画像形成装置１に対して着脱可能に配設されている。
【００１４】
また、現像ユニット２０は、本発明に係るトナー残量検出機構として、現像剤収容部であるトナー保持空間２９内のトナーを攪拌して残量を検出するための攪拌部材７０と、攪拌部材７０に連結されたギア７１と、同様に攪拌部材７０に連結された軸受け７２と、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するためのセンサー７３と、同様にトナーの残量を検出するためのフォトカプラ７４と、積算処理ドット数を記憶するための図５及び図６等を参照しながら後述する記憶素子９０と、制御基板６０と記憶素子９０を接続する各部材からなる構成部材を有する。以下、現像ユニット２０を構成する構成部材について、まず、画像情報に基づいてトナー画像を形成する各構成部材について図１に加えて図２を参照しながら具体的に説明する。その後、本発明に係るトナー残量検出機構を構成する各構成部材について図１に加えて、図２乃至図９を適宜参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
画像情報に基づいてトナー画像を形成する構成部材である、現像ユニット２０内の感光体ドラム２１は、現像剤像が形成される潜像担持体であり、画像情報に基づく静電潜像を担持するために表面に電荷を蓄えることが可能なように構成されている。なお、感光体ドラム２１は、円筒形状部から成り、回転可能なように設けられている。また、感光体ドラム２１は、感光体ドラム２１の片側に図示しないギヤを有し、画像形成装置１内の図示せぬ回転駆動部から回動ギヤを介することにより回転駆動される。 この様な感光体ドラム２１は、アルミニウム等から成る導電性基層に光導電層と電荷輸送層からなる感光層を形成している。また、帯電部材２２は、図示せぬ電源を用いて感光体ドラム２１の表面に所定の正電圧又は負電圧を印加することにより、感光体ドラム２１の表面に対して一様に電荷を蓄えさせるためのものである。なお、帯電部材２２は、一定の圧力で感光体ドラム２１の表面に接触しながら回転可能なように設けられている。この様な帯電部材２２は、導電性の金属シャフトにシリコーン等の半導電性ゴムを被覆することで構成されている。また、ＬＥＤヘッド２３は、画像情報に対応した光を感光体ドラム２１の表面に照射して感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成することが可能なように構成されており、感光体ドラム２１の上方に位置するように画像形成装置１本体に設けられる。この様なＬＥＤヘッド２３は、複数のＬＥＤ素子、レンズアレイ、及びＬＥＤ駆動素子を組み合わせたものから構成されている。
【００１６】
また、画像情報に基づいてトナー画像を形成する構成部材である、現像ユニット２０内のトナーカートリッジ２４は、現像剤であるトナーを収納する現像剤収納器であり、トナー供給部材２５の上方に装着される。また、トナーカートリッジ２４は、例えば側面部が略円形状で記録媒体３Ａの搬送方向と垂直方向に長い矩形状部から形成される。また、トナーカートリッジ２４は、印刷によりトナーが消耗した時に交換するために着脱自在に構成されている。なお、トナーカートリッジ２４は、トナーカートリッジ２４の内にトナー貯蔵空間２４Ｄを有する。トナーカートリッジ２４を現像ユニット２０に装着した後、トナーカートリッジ２４に設けられた後述するレバー２４Ｃを所定の方向に回動させると、トナーカートリッジ２４内に配設された図示せぬシャッターが開口する。トナー貯蔵空間２４Ｄに貯蔵されているトナーは、開口したシャッターを通過して現像ユニット２０内の現像剤収容部であるトナー保持空間２９に供給される。また、トナー供給部材２５は、回転しながら現像部材２６に当接することで、現像部材２６にトナーを供給できるように設けられている。また、トナー供給部材２５は、トナー供給部材２５のシャフトに固定された図示せぬアイドルギヤを介して後述する現像部材２６に配設されたギヤから駆動を受けて従動することにより回転駆動される。この様なトナー供給部材２５は、例えば導電性を有する金属シャフトに発泡剤が添加されたゴムを被覆することで構成されている。また、現像部材２６は、現像部材２６のシャフトに固定された図示せぬギヤを介して感光体ドラム２１に配設されたギヤから駆動を受けて従動することにより回転駆動される。なお、現像部材２６は、回転しながらトナーを感光体ドラム２１に搬送し、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する。
【００１７】
また、現像部材２６は、現像部材２６のシャフトに固定された図示しないギヤを介して感光体ドラム２１に配設されたギヤから駆動を受けて従動することにより回転駆動される。この様な現像部材２６は、円筒形状部から成り、導電性を有する金属シャフトに半導電ウレタンゴム材等を被覆することで構成されている。また、現像ブレード２７は、その先端部が現像部材２６の表面に当接するように設けられ、トナー供給部材２５から現像部材２６の表面に供給された内、一定量を越えたトナーを掻き取ることで、現像部材２６の表面に形成されるトナーの厚みを常に均一となるように規制する。この様な現像ブレード２７は、ステンレス等の板状弾性部材で形成されている。また、クリーニング部材２８は、ゴム材等から成る円筒形状部から形成され、感光体ドラム２１上に形成されたトナー画像を記録媒体３Ａに転写した後に感光体ドラム２１に残留したトナーを除去するために、回転しながら感光体ドラム２１の表面に当接するように配設されている。
【００１８】
次に、本発明に係るトナー残量検出機構の構成部材である、現像ユニット２０内の攪拌部材７０、センサー部材であるセンサー７３及びフォトカプラ７４等について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２に現像ユニット２０の構成図を、図３に攪拌部材７０の斜視図を示す。攪拌部材７０は、現像ユニット２０内に設けられたトナー保持空間２９内の下部であって、トナー供給部材２５に隣接した位置に配設されている。なお、攪拌部材７０は、トナー保持空間２９内のトナーを攪拌するためのトナー攪拌部材であり、且つ、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するトナー残量検出部材である。このため、まず、トナー保持空間２９内のトナーを攪拌するトナー攪拌に係る構造について説明し、次に、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するトナー残量検出に係る構造について説明する。
【００１９】
まず、トナー保持空間２９内のトナーを攪拌するトナー攪拌に係る構造について説明する。攪拌部材７０は、棒状の鉄系素材から成り、コの字型形状から形成される。この様な攪拌部材７０は、コの字型形状の両端に設けられた回転中心部７０Ａを中心軸として回転駆動させることで、コの字型形状の先端に設けられた攪拌部７０Ｂによりトナー保持空間２９内のトナーを攪拌させる。また、攪拌部材７０の両端の回転中心部７０Ａには、それぞれギア７１と軸受け７２が連結されている。なお、攪拌部材７０は、攪拌部材７０の一端に連結されたギア７１を介してトナー供給部材２５に配設されたギヤから駆動を受けて従動することにより回転駆動される。また、攪拌部材７０の他端に連結された軸受け７２はギア７１の回転に従動する。
【００２０】
次に、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するトナー残量検出に係る構造について説明する。ギヤ７１は、損拌部材２７に当接して回転駆動させる駆動伝達面７１Ａを有する。なお、駆動伝達面７１Ａには、攪拌部材７０に係る回転動作の一部において重量による自由落下が可能となる切り欠きが設けられている。また、トナー保持空間２９の下方であって攪拌部材７０に近接する位置に、トナー残量検出に係る部材である略棒状から成るセンサー７３が配設されている。この様なセンサー７３は、回転中心部７３Ａを中心軸として一定の範囲内において回動駆動に設けられ、センサー７３の一端部である一定の磁力を帯びた応答部７３Ｂとセンサー７３の他端部である検出部７３Ｃを有する。また、センサー７３の下方に、トナー残量検出に係る部材であるフォトカプラ７４が配設されている。このようなフォトカプラ７４は、一端から信号光が出射され対面する他端に配設された検出器により信号光を受光する構造となっている。
【００２１】
上述した構成において、攪拌部材７０が回転中心部７０Ａを中心軸として回転すると、攪拌部材７０の先端部である攪拌部７０Ｂに、センサー７３の一端部である応答部７３Ｂが引き付けられる。具体的には、攪拌部材７０の回転動作に伴い、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂの回転軌道において、攪拌部７０Ｂがセンサー７３の応答部７３Ｂに対して一定範囲以内に近接すると、センサー７３が回転中心部７３Ａを中心に回動することにより、センサー７３の応答部７３Ｂが攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂに引き付けられる。また、攪拌部材７０の回転動作に伴い、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂの回転軌道において、センサー７３の応答部７３Ｂと攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂ間の距離が一定間隔以上に離れると、センサー７３が回転中心部７３Ａを中心に回動することにより、応答部７３Ｂは自重により元の位置に戻る。なお、センサー７３の他端部である検出部７３Ｃは、センサー７３の応答部７３Ｂが攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂに引き付けられている間は、検出部７３Ｃがフォトカプラ７４内から離脱することにより、フォトカプラ７４の信号光は遮光されない状態になる。同様に、センサー７３の他端部である検出部７３Ｃは、センサー７３の応答部７３Ｂが攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂに引き付けられていない間は、検出部７３Ｃがフォトカプラ７４内に進入することにより、フォトカプラ７４の信号光は遮光された状態になる。当該信号光は図示せぬ配線により制御基板６０に入力される。また、フォトカプラ７４の信号光が検出部７３Ｃにより遮光されない状態では、図示せぬ配線により制御基板６０にＬＯＷ出力時間として入力される。なお、制御基板６０において、フォトカプラ７４からのＬＯＷ出力時間が、一定時間内に閾値以上の出力が所定回数以上継続的に検出されると、トナーが少なくなったと認識され後述する制御処理を開始する。
【００２２】
具体的に、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するトナー残量検出に係る構造について、トナー保持空間２９内のトナーの残量が少ない場合と、トナー保持空間２９内のトナーの残量が多い場合に、場合分けして説明する。まず、トナー保持空間２９内のトナーの残量が少ない場合について説明する。トナー保持空間２９内の攪拌部材７０は、図２で示す時計回りに一定速度で回転駆動するギア７１に付勢されることにより、回転中心部７０Ａを中心軸として回転する。しかし、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂが、時計で示す０時の角度を超えてギア７１から付勢されると、ギア７１の駆動伝達面７１Ａから攪拌部材７０の回転中心部７０Ａが離脱することにより、攪拌部材７０は回転中心部７０Ａを中心としてトナーがある位置まで回転しながら自由落下する。なお、攪拌部材７０が回転しながら自由落下した後の一定領域においてのみ、センサー７３の応答部７３Ｂが攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂに引き付けられて、検出部７３Ｃがフォトカプラ７４内から離脱することにより、フォトカプラ７４の信号光は遮光されない。従って、トナー保持空間２９内のトナーの残量が少ない程、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂが回転しながら自由落下した後に一定領域に滞在する時間が増えることから、フォトカプラ７４で信号光が遮光されない時間が長くなる。次に、トナー保持空間２９内のトナーの残量が多い場合について説明する。トナー保持空間２９内のトナーの残量が多い程、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂが回転しながら自由落下した後に一定領域に滞在する時間が減少することから、フォトカプラ７４で信号光が遮光される時間が長くなる。上述した通り、フォトカプラ７４で遮光されない信号光のＬＯＷ出力時間に変換して制御基板６０で検出することにより、トナー保持空間２９内のトナーの残量を計測することができる。
【００２３】
次に、本発明に係るトナー残量検出機構の構成部材である、現像ユニット２０内のトナーカーリッジ２４、及び、トナーカートリッジ２４に設けられた記憶素子９０等について、図４乃至図９を適宜参照しながら説明する。
【００２４】
トナーカートリッジ２４の斜視図を図４に示す。また、トナーカートリッジ２４に設けられた記憶素子９０を接合した基板９２の上面図を図５に、同様に側面図を図６に、同様に底面図を図７に示す。また、現像ユニット２０にトナーカートリッジ２４を着脱する状態の斜視図を図８に、現像ユニット２０の裏面の斜視図を図９に示す。トナーカートリッジ２４の長手方向端面部には、ポケット部２４Ａがトナーカートリッジ２４に一体成形されている。当該ポケット部２４Ａには、記憶素子９０、及び、記憶素子９０と導通を有する後述するコンタクト９１を有する基板９２が実装される。同様に、トナーカートリッジ２４の長手方向端面部には、規制リブ２４Ｂがトナーカートリッジ２４に一体成形されている。当該規制リブ２４Ｂは、トナーカートリッジ２４を現像ユニット２０に装着した時に、現像ユニット２０の筐体に一体形成されたリブ８０と係合する。同様に、トナーカートリッジ２４のポケット部２４Ａが形成された他端部にはレバー２４Ｃが配設されている。トナーカートリッジ２４を現像ユニット２０に装着した後、当該レバー２４Ｃを所定の方向に回動させると、トナーカートリッジ２４内に配設された図示せぬシャッターが開口し、トナーカートリッジ２４内のトナーが現像ユニット２０に供給され、且つ、トナーカートリッジ２４が現像ユニット２０に固定される。この様に、規制リブ２４Ｂとリブ８０が係合した状態でレバー２４Ｃを所定の方向に回動させることにより、トナーカートリッジ２４が上方に持ち上がりトナーカートリッジ２４が現像ユニット２０から離脱することを規制する。
【００２５】
また、記憶素子９０は、基板９２に実装されて基板９２に設けられたスルーホールにより基板９２の裏面側に設けられたコンタクト９１と導通している。なお、現像ユニット２０には、トナーカートリッジ２４に実装された基板９２に設けられたコンタクト９１に対応する、コネクタ９３である９３Ａ及び９３Ｂが設けられている。コネクタ９３Ａ及び９３Ｂは、図示しない基板及び線材により図２に示すコンタクト９５にそれぞれ接続されてる。また、コンタクト９５は、コンタクト９５に対応した位置に配設された図２に示すコネクタ９６により、図示しない線材により制御基板６０に接続されている。現像ユニット２０に設けられたコネクタ９３は図示しない基板及び線材を介して、コンタクト９５に接続される。記憶素子９０の構造については後述する。
【００２６】
次に、画像形成装置１に設けられた転写部３０について説明する。転写部３０は、現像ユニット２０で形成されたトナー画像を記録媒体３に転写する。また、転写部３０は、転写ローラ３１から構成される。転写ローラ３１は、感光体ドラム２１の下方に位置し、転写ローラ３１と感光体ドラム２１により記録媒体３を挟むように当接した状態で回転可能に設けられている。この様な転写ローラ３１には、トナーの帯電とは逆極性のバイアス電圧が供給され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー画像を記録媒体３に転写する。
【００２７】
定着部４０は、転写部３０で記録媒体３に転写されたトナー画像を融解及び加圧して定着させる。また、定着部４０は、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２から構成される。以下、定着部４０を構成する各構成部材について具体的に説明する。定着ローラ４１と加圧ローラ４２は、転写ローラ３１から搬送されてきた記録媒体３を挟むように対向して配設され、記録媒体３に転写されたトナー画像を定着させる。具体的には、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は表面が弾性体で円筒形状部から形成され、円筒形状部の内部にそれぞれハロゲンランプ等のヒータが配設されている。このような定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は記録媒体３上に弱い静電気力だけで付着しているトナー画像を融解した上で、加圧ローラ４２の加圧力によりトナー画像を記録媒体３に定着させる。なお、加圧ローラ４２は、定着ローラ４１の回転に付勢されることで従動する。
【００２８】
排出部５０は、定着部４０から排出された記録媒体３をスタッカ５５に排出する。また、排出部５０は、搬送ローラ５１、搬送コロ５２、排出ローラ５３、排出コロ５４、及びスタッカ５５から構成される。以下、排出部５０を構成する各構成部材について説明する。搬送ローラ５１及び搬送コロ５２は、定着部４０から搬送されてきた記録媒体３を挟むように対向して配設され、搬送ローラ５１の回転に従動させて搬送コロ５２を回転させることにより、記録媒体３を排出ローラ５３及び排出コロ５４に搬送する。また、排出ローラ５３及び排出コロ５４は、搬送ローラ５１及び搬送コロ５２から搬送されてきた記録媒体３を挟むように対向して配設され、排出ローラ５３の回転に従動させて排出コロ５４を回転させることにより記録媒体３をスタッカ５５に排出する。また、スタッカ５５は、画像情報が印刷された記録媒体３Ｂを積載して収容する収納スペースである。
【００２９】
次に、画像形成装置１の制御について説明する。図１０に画像形成装置１の構成を示すブロック図を示す。以下、図１０を参照しながら具体的に説明する。
【００３０】
画像形成装置１は、マイクロプロセッサ、比較部１１０Ａ、判断部１１０Ｂ、及び入出力ポート等から構成される制御部１１０を設けており、制御部１１０から画像形成装置１に指令を出すことにより画像情報を記録媒体３に印刷し、且つ、トナーカートリッジ２４の交換時期を報知する一連のプロセスを制御する。また、制御部１１０は、Ｉ／Ｆ部１１１、表示パネル１１２、モータ１１３、電圧設定部１１４、計測部であるカウント部１１５、タイマ１１６、記憶素子９０、ＬＥＤヘッド２３、及びフォトカプラ７４と相互に接続している。以下、制御部１１０と相互に接続している各構成部材について具体的に説明する。但し、図１乃至図１０を参照しながら前述した各構成部材については説明を省く。
【００３１】
制御部１１０内に設けられた比較部１１０Ａは、後述するカウント値及びフォトカプラ７４のＬＯＷ出力時間と閾値とを比較する。また、制御部１１０内に設けられた判断部１１０Ｂは、カウント値、ＬＯＷ出力時間、及び閾値との比較結果等に基づき、トナーカートリッジ２４に係る交換準備、交換表示、及び印刷の停止の可否などの判断を行う。また、画像形成装置１の制御に関し、Ｉ／Ｆ部(インターフェイス部)１１１は、ホストコンピュータ等の上位装置１００から印刷データ及び制御コマンド等を受信する。また、表示パネル１１２は、画像形成装置１に設けられた図示せぬ表示部であって、制御部１１０からの指令に基づいて、画像形成装置１に係る印刷状態、印刷条件、トナーカートリッジ２４の交換、及びエラーに係る警告等を、画像形成装置１のユーザに表示することにより報知する。また、モータ１１３は、制御部１１０からの指令に基づいて、給紙部１０、現像ユニット２０、転写部３０、定着部４０、及び排出部５０内の各駆動部材及び各搬送部材を回転駆動させる。
【００３２】
制御部１１０と接続した電圧設定部１１４は、制御部１１０からの指令に基づいて、各駆動部材及び各搬送部材に印加する電圧値を設定する。また、カウント部１１５は、計測部であり、制御部１１０からの指令に基づいて、ホストコンピュータ等の上位装置１００から受信した印刷用データからＬＥＤヘッド２３で露光するドット数をカウントした後に、制御部１１０にて後述する積算処理ドット数Ｄ１、積算処理ドット数Ｄ２、積算処理ドット数Ｄ３として積算し、当該処理ドット数値と各閾値との比較、及び、記憶素子９０への各積算処理ドット数の格納を行う。また、タイマ１１６は、制御部１１０からの指令に基づいて、画像形成装置１内の各構成部材を制御するタイミングを制御する。また、記憶素子９０は、制御部１１０からの指令に基づいて、前述した閾値、積算処理ドット数Ｄ１、積算処理ドット数Ｄ２、及び積算処理ドット数Ｄ３を格納する。
【００３３】
次に、本実施形態の画像形成装置１に係る印刷動作について説明する。図１１に画像形成装置１に係る印刷動作の流れを示すフローチャートを示す。
【００３４】
ホストコンピュータ等の上位装置１００から印刷データを受信した制御部１１０は、画像生成装置１を駆動して印刷を開始することで、印刷動作に係るシーケンスを開始する。次に、印刷処理を実施すると、カウント部１１５は、制御部１１０からの指令に基づいて、上位装置１００から受信した印刷用データからＬＥＤヘッド２３で露光する印刷処理ドット数をカウントした後に、積算処理ドット数Ｄ１に加算する。なお、画像形成装置１に設けられた制御基板６０には、トナーカートリッジ２４が現像ユニット２０に装着された時点で読み込まれて記憶素子９０に記憶されたトナーカートリッジ２４が装着されてからの積算処理ドット数Ｄ１が格納されている(Ｓ１)。次に、カウント部１１５は、当該積算処理ドット数Ｄ１をトナーカートリッジ２４に実装された記憶素子９０に書き込む。なお、積算処理ドット数Ｄ１は、 記憶素子９０に書き込まれた識別情報が新しくなった場合に、記憶素子９０に書き込まれた積算処理ドット数を読み込むことにより置き換えられ、識別情報が従来と同一の場合には、印刷処理に従ってドット数が順次積算される。(Ｓ２)。
【００３５】
制御部１１０から制御基板６０に指令を出して、現像ユニット２０内に設けられたフォトカプラ７４で検出したＬＯＷ出力時間を確認し、閾値である３００ｍｓｅｃ/パルス以上の場合(Ｙｅｓ)には手順５に進み、３００ｍｓｅｃ/パルス未満の場合(Ｎｏ)には手順４に進む(Ｓ３)。次に、手順４に進んだ場合、カウント部１１５では、積算処理ドット数Ｄ２は加算せずに、シーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する(Ｓ４)。次に、手順５に進んだ場合、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２に１を加算して当該ドット数を記憶素子９０に書き込む(Ｓ５)。次に、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２を確認し、積算処理ドット数Ｄ２が１０以上の場合(Ｙｅｓ)には手順７に進み、積算処理ドット数Ｄ２が１０未満の場合(Ｎｏ)にはシーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する(Ｓ６)。次に、手順７に進んだ場合、カウント部１１５は、トナー保持空間２９に収容されているトナー量が少ないと認識し、積算処理ドット数Ｄ２の計数を開始する。具体的には、上位装置１００から受信した印刷用データからＬＥＤヘッド２３で露光する印刷処理ドット数をカウントした後に、積算処理ドット数Ｄ２に加算する(Ｓ７)。次に、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２と閾値Ｔ１を比較し、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ１以上の場合(Ｙｅｓ)には手順１０に進み、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ１未満の場合(Ｎｏ)には手順９に進む。なお、閾値Ｔ１は予め任意に設定しておく(Ｓ８)。
【００３６】
手順９に進んだ場合、カウント部１１５では、積算処理ドット数Ｄ３は加算せずに、シーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する。すなわち、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ１未満の場合には、トナーカートリッジ２４の交換準備を知らせるメッセージを表示せず、 印刷を継続し、且つ、フォトカプラ７４に係るＬＯＷ出力時間に基づくトナー残量の監視を続けることにより、トナー残量の検出精度を向上させる(Ｓ９)。次に、手順１０に進んだ場合、制御部１１０からの指令に基づいて、画像形成装置１のユーザに対して、図示せぬＬＣＤ等の表示パネル１１２にトナーカートリッジ２４の交換準備を知らせるメッセージを表示する(Ｓ１０)。次に、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ３の計数を開始する。具体的には、上位装置１００から受信した印刷用データからＬＥＤヘッド２３で露光する印刷処理ドット数をカウントした後に、積算処理ドット数Ｄ３に加算する(Ｓ１１)。次に、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ３と交換準備期間として予め定めた一定の閾値Ｔ２を比較し、積算処理ドット数Ｄ３が閾値Ｔ２以上の場合(Ｙｅｓ)には手順１３に進み、積算処理ドット数Ｄ３が閾値Ｔ２未満の場合(Ｎｏ) にはシーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する。なお、閾値Ｔ２は予め任意に設定しておく(Ｓ１２)。
【００３７】
カウント部１１５は、前期交換準備期間として予め定めた一定の印刷処理を完了した時点で、制御基板６０内のメモリに記憶された積算処理ドット数Ｄ１とドット充填量を比較し、積算処理ドット数Ｄ１がドット充填量以上の場合(Ｙｅｓ)には手順１４に進み、積算処理ドット数Ｄ１がドット充填量未満の場合(Ｎｏ) にはシーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する。なお、ドット充填量は、トナーカートリッジ２４に充填されているトナー量により規定され、印刷データに係る印刷が可能なドット数のことである。具体的には、ＩＳＯで定義された印刷パターンを３０００枚印刷できる仕様のトナーカートリッジ２４に係るドット充填量は、ＩＳＯに基づくパターン３０００枚分のドット数が書き込まれている。また、画像形成装置１に設けられた制御基板６０には、トナーカートリッジ２４が現像ユニット２０に装着された時点で読み込まれた、記憶素子９０に記憶されたトナーカートリッジ２４に係るドット充填量が格納されている(Ｓ１３)。次に、カウント部１１５は、トナーカートリッジ２４に実装された記憶素子９０にトナーが空である旨の情報フラグを書き込む(Ｓ１４)。次に、制御部１１０からの指令に基づいて、画像形成装置１の印刷を停止し、画像形成装置１のユーザに対して図示せぬＬＣＤ等の表示パネル１１２にトナーカートリッジ２４の交換を促すメッセージを表示した後、印刷動作に係るシーケンスを終了する(Ｓ１５)。
【００３８】
次に、図１１を参照しながら説明した本発明に係る画像形成装置１に係る印刷動作の具体例として、積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラ７４で検出するトナー消費量の見積値が多いと判断された場合、及び、積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラ７４で検出するトナー消費量の見積値が少ないと判断された場合における、印刷動作に係る時間に対するトナー量について、具体的に説明する。
【００３９】
まず、積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラ７４で検出するトナー消費量の見積値が多いと判断された場合における、時間に対するトナー量を、図１２を参照しながら説明する。なお、表１に、図１２中に記載した各記号の説明を示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
Ｌ０は、Ｌａ１とＬｂ１との間に位置すると解される。また、Ｌｂ１で、闘値が１０回以上継続した場合、α１にて積算処理ドット数Ｄ２の計数が開始される。また、Ｌｂ１'は、閾値が１０回以上継続した後でも、フォトカプラ７４でトナー量を検出する場合の参考線である。本発明では、Ｌｃ１が閾値であるＴａ１に達すると、時刻ｔ１２にてトナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージを表示パネル１１２に表示する。また、Ｔａ１以降では、積算処理ドット数Ｄ３に基づくトナー消費量の見積値Ｌｄ１が計数され、積算処理ドット数Ｄ１及び積算処理ドット数Ｄ３がそれぞれ閾値以上となるトナー量Ｔａｅの場合に、時刻ｔ１ｅにて印刷が停止される。例えば、Ｌｂ１'にて閾値であるＴａｅに達すると判断した場合、印刷が停止されるトナー量Ｔａｅに連する時刻ｔ１ｅに対して、時刻ｔ１２よりも早い時刻ｔ１１にてトナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージを表示パネル１１２に表示する。上述した条件では、真のトナー消費量Ｌ０で検討した場合において、Ｌｂ１'にてトナーカートリッジ２４の交換準備を促すと、トナー残量がより多い状態でトナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージを表示パネル１１２に表示することになるため、ユーザに対する報知時期が早過ぎてしまう。
【００４２】
次に、積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラ７４で検出するトナー消費量の見積値が少ないと判断された場合における、時間に対するトナー量を、図１３を参照しながら説明する。なお、表２に、図１３中に記載した各記号の説明を示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
Ｌｂ２にて、闘値が１０回以上継続した場合、α２にて積算処理ドット数Ｄ２の計数が開始される。ここで、Ｌｂ２'とＬｃ２とを比較すると、真のトナー消費量Ｌ０に対して、トナーカートリッジ２４の交換を促すための閾値であるＴｂ１に達する時刻はＬｃ２の方が近い。また、トナー量Ｔｂｅに達する時刻についてＬｄ２とＬｂ２'とを比較すると、Ｌｂ２'に係る時刻t２ｅ'はt２ｅよりもＬ０から遠い。したがって、 トナーが無くなりトナーカートリッジ２４の交換が必要であっても印刷が停止されず、且つ、トナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージが表示パネル１１２に表示されないことからユーザに対して報知されない。また、t２１とt２２とを比較すると、t２２はt２１よりも遅い。したがって、真のトナー消費量Ｌ０に応じて、トナー量が少ないことに起因して記録媒体３に生じる印字かすれなどの不具合が発生する直前に、トナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージが表示パネル１１２に表示されることから、ユーザがトナーカートリッジ２４の交換準備に必要な時間が十分に確保することができない。
【００４５】
以上、第１の実施形態によれば、攪拌部材７０、センサー７３、及びフォトカプラ７４等の所謂ハード部材から成るトナー量検出機構に加え、トナー充填量に基づくドット充填量をトナーカートリッジ２４の交換時期の判断基準として設けているため、印刷においてトナーが過不足する不具合が発生せず、且つ、トナーカートリッジ２４に係る印刷可能枚数の公称値以上は印刷を行うことができる。すなわち、トナーのロット間における製造バラツキ等に起因して流動性が高いトナーを用いた場合、印刷密度が高い印刷をより多く実行することにより現像ユニット２０内でトナーの流動性が想定値よりも低下しなかった場合、又は、画像形成装置１の使用環境等によりトナーの流動性が高くなることによりトナー量が少ないと検出してしまう場合等において、現像ユニット２０内にトナーが十分に残っているにもかかわらず印刷を停止して、ユーザにトナーカートリッジ２４の交換を促すことを防止できる。
【００４６】
また、第１の実施形態によれば、トナーカートリッジ２４に実装された記憶素子９０に記憶されたドット充填量のみに基づいてトナー残量を判断して印刷を停止する場合においても、現像ユニット２０に係る現像部材２６の製造ばらつき等に起因した印刷濃度ばらつきによりトナー消費量が相対的に少ない現像ユニット２０を使用している場合や、ユーザーがトナーを補充することによりトナーが多く残った状態で印刷を停止してしまう場合等においても、印刷中にトナーが過不足する不具合が発生しない。さらに、トナーカートリッジ２４の交換準備表示はトナー量検出機構の検出時を基準に行われ、例えばユーザが新しいトナーカートリッジ２４を購入する等により予め予め定めた交換準備期間よりも長くなることはあるが、短くなることはないことから、新しいトナーカートリッジ２４を準備することができず印刷を行うことができなくなることを防止できる。
【００４７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、第２の実施形態においては、トナー供給部材２５及び現像部材２６に印加する電圧値を変更することによりトナーの消費量を調整することが可能であることに特徴を有し、それ以外の画像形成装置に係る構成は、第１の実施形態で述べた画像形成装置１の構成と同様である。そこで、本実施形態では、第１の実施形態と異なる構成を中心にして具体的に説明する。
【００４８】
第２の実施形態に係る画像形成装置について、第１の実施形態において前述した画像形成装置１と比較しながら、具体的に説明する。第１の実施形態において前述した画像形成装置１では、特に現像部材２６の製造ばらつきに起因してトナー濃度が濃くなる場合、すなわち、トナーをより多く消費する現像ユニット２０を使用する場合には、トナー量が実際に少なくなっていても、記憶素子９０から読み込んだドット充填量に到達していない場合には、トナーカートリッジ２４の交換準備を必要とする旨のメッセージは表示パネル１１２に表示されるが、印刷は停止されないことから、現像ユニット２０内のトナーが不足する可能性が有る。通常は、印字かすれが発生するトナー残量に対して、一定のマージン量を付加した状態でトナー残量少を検出するようトナー量検出機構は構成されているものの、マージン量以上にトナーを消費すれば印字かすれが発生する。そこで、第２の実施形態においては、トナー量検出機構がトナー少を検出し、その後の印刷によりトナー少が確定され、次に積算ドット処理数とドット充填量を比較する処理において、ドット充填量と積算ドット処理数の差分が、予め設定した一定値以上となる場合に、トナーの消費が多いため印字かすれ発生する可能性が有ると判断して、 その後の印刷時にトナー供給部材２５又は現像部材２６に印加するバイアス値の設定を変更することにより、トナー消費に係る調整を行うことに特徴を有する。
【００４９】
次に、本実施形態の画像形成装置に係る印刷動作について説明する。図１４に画像形成装置に係る印刷動作の流れを示すフローチャートを示す。
【００５０】
ホストコンピュータ等の上位装置１００から印刷データを受信した制御部１１０は、画像生成装置１を駆動して印刷を開始することで、印刷動作に係るシーケンスを開始する。なお、第２の実施形態における画像形成装置の印刷動作に係る手順２１乃至手順３２は、図１１を参照しながら前述した第１の実施形態における画像形成装置１の印刷動作に係る手順１乃至手順１２とそれぞれ同様である。次に、手順３２から手順３３に進んだ場合、カウント部１１５は、ドット充填量から積算処理ドット数Ｄ１を引いた値と予め定めた後述する閾値Ａとを比較し、ドット充填量から積算処理ドット数Ｄ１を引いた値が閾値Ａ以下の場合(Ｙｅｓ)には手順３６に進み、閾値Ａを越えている場合(Ｎｏ)には手順３４に進む(Ｓ３３)。次に、手順３４に進んだ場合、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２と予め定めた閾値Ｔ３とを比較し、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ３以上の場合(Ｙｅｓ)には手順３８に進み、閾値Ｔ３未満の場合(Ｎｏ)には手順３５に進む(Ｓ３４)。
【００５１】
手順３５に進んだ場合、トナー供給部材２５及び現像部材２６に印加するバイアス値を変更して、その後の印刷を継続する。ＳＢはトナー供給部材２５に対して印刷時に印加するバイアス値、ＤＢは現像部材２６に対して印刷時に印加するバイアス値である。通常の印刷を実行する場合には、ＳＢ＝−５００Ｖ及びＤＢ＝−３００Ｖであるが、ＳＢ＝−４００Ｖ及びＤＢ＝−２５０Ｖに変更する。なお、通常は、潜像を書き込まれた部分の感光体ドラム２１に帯電している−３０Ｖから−５０Ｖ程度の表面電位とＤＢの差分が大きい程、現像部材２６に担持されたトナーは、潜像が書き込まれた感光体ドラム２１に移動しやすくなるため、感光体ドラム２１に付着するトナーの量が多くなる。また、ＤＢとＳＢの差分が大きい程、トナー供給部材２５から現像部材２６にトナーが移動しやすくなるため、現像部材２６に付着するトナーの量が多くなる。すなわち、上述したバイアス値の差分が小さくなるように設定を変更することにより、感光体ドラム２１上に担持されて現像されるトナー量が減少することでトナー消費が抑制される。なお、バイアス値の設定変更によりトナーの消費量がどの程度変わるかについては、トナーを含む現像ユニット２０を構成する各部材の特性によって決まることから、上述した各設定の変更値は一例である(Ｓ３５)。
【００５２】
手順３３から手順３６に進んだ場合、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２と予め設定した閾値Ｔ４を比較し、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ４以下の場合(Ｙｅｓ)には手順３７に進み、閾値Ｔ４を越えている場合(Ｎｏ)にはシーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する(Ｓ３６)。なお、第２の実施形態における画像形成装置の印刷動作に係る手順３７乃至手順３９は、図１１を参照しながら前述した第１の実施形態における画像形成装置１の印刷動作に係る手順１３乃至手順１５とそれぞれ同様である。
【００５３】
上述したシーケンスの内、第２の実施形態に特有の部分について、具体例を用いて説明する。トナーカートリッジ２４の交換準備期間として予め定めた印刷処理中に想定されるトナーの消費量を５ｇとして、トナー量が少ないことを検出した時に現像ユニット２０に残留しているトナー量からトナーカートリッジ２４の交換準備中に消費するトナー量を引いた印刷停止時における想定トナー残量と印字かすれ限界トナー残量との差分、所謂マージントナー量を１０ｇとする。この場合、１０ｇ消費分の想定処理ドット数とすると、例えばドット充填量と積算処理ドット数の差分が９ｇ相当分のドット差分であった場合は、そのままバイアス設定変更は行わず印刷を継続し、結果としてマージントナー量を４ｇ程度又は少し上回った分のトナーを消費し、トナー交換のため印刷を停止する。この場合、まだ印字かすれ限界トナー残量には至っていないことから印字かすれは発生しない。また、上記差分が１０ｇ相当以上であった場合は、トナー供給部材２５又は現像部材２６に印加するバイアス値の変更を実施することにより、トナー消費量を抑えた上で印刷を継続する。但し、積算処理ドット数Ｄ２、所謂トナー少を確定してからの積算処理ドット数が、上記交換準備分５ｇとマージン分１０ｇの和である１５ｇを越えるような場合には、印字かすれが発生する可能性が大きいと判断して、 記憶素子９０へ空フラグを書き込み、且つ、印刷の停止処理を行う。ドット充填量と積算処理ドット数Ｄ１の差分が１０ｇ相当分未満となった場合においても、 積算処理ドット数Ｄ２が前記交換準備分５ｇとマージン分１０ｇの和１５ｇを越えるような場合は印字かすれが発生する可能性が大きいと判断して、記憶素子９０に空フラグ書き込み、且つ、印刷の停止処理を行う。
【００５４】
以上、第２の実施形態によれば、トナー量検出機構がトナー少を検出し、その後の印刷によりトナー少が確定され、次に積算ドット処理数とドット充填量を比較する処理において、ドット充填量と積算ドット処理数の差分が、予め設定した一定値以上となる場合に、トナーの消費が多いため印字かすれ発生する可能性が有ると判断して、 その後の印刷時にトナー供給部材２５又は現像部材２６に印加するバイアス値の設定を変更することにより、トナー消費に係る調整を行う。従って、現像ユニット２０内にトナーが残留しているにもかかわらず印刷を停止し、ユーザーにトナーカートリッジ２４の交換を促す報知を行うことを防止することができ、且つ、現像ユニット２０内のトナーが不足することにより印字かすれが発生することを防止できる。
【００５５】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、画像形成装置をそれぞれ電子写真式のモノクロプリンタとして説明したが、本実施形態の画像形成装置を、カラープリンタ、インクジェットプリンタ、ドットマトリクスプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ装置などに設けても良い。また、本発明においては、現像ユニット２０に対してトナーカートリッジ２４を着脱することが可能な構成として説明したが、トナーカートリッジ２４を現像ユニット２０内に一体化する構成としても良い。また、本発明に係る画像形成装置をカラープリンタとして構成する場合には、ブラック色、イエロー色、マゼンタ色、及びシアン色の４色に対応する画像情報を現像する４つの現像ユニット２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、及び２０Ｃを画像形成装置内にそれぞれ配設するが、ブラック色を除いた３色に対応する３つの現像ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、及び２０Ｃを画像形成装置内にそれぞれ配設しても良い。同様に、それぞれブラック色に対応する画像情報を現像する２つの現像ユニット２０Ｋを画像形成装置内にそれぞれ配設しても良い。このように、現像ユニット２０の個数、現像ユニット２０の色の組み合わせ、配設位置等は限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、複数の現像ユニット２０を画像形成装置に配設する場合には、現像ユニット２０の下部に記録媒体３を搬送するための転写ベルトを設ける構成とする。また、本発明においては、ＥＥＰＲＯＭ等の接触通信を行う画像形成装置として説明したが、ＲＦＩＤ等の非接触通信を行う画像形成装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態の画像形成装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の画像形成装置内に設けられた現像ユニットを示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の現像ユニット内に設けられた攪拌部材を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のトナーカートリッジを示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のトナーカートリッジに設けられた記憶素子を接合した基板を示す上面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のトナーカートリッジに設けられた記憶素子を接合した基板を示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のトナーカートリッジに設けられた記憶素子を接合した基板を示す底面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の現像ユニットにトナーカートリッジを着脱する状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の現像ユニットの裏面を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の画像形成装置の制御を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の画像形成装置に係る印刷動作の流れを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態の画像形成装置に係る印刷動作において積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラで検出するトナー消費量の見積値が多い場合における時間に対するトナー量を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の画像形成装置に係る印刷動作において積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラで検出するトナー消費量の見積値が少ない場合における時間に対するトナー量を示す模式図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の画像形成装置に係る印刷動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１ 画像形成装置
２ 用紙搬送経路
３，３Ａ，３Ｂ 記録媒体
１０ 給紙部
１１ 給紙カセット
１２ ホッピングローラ
１３ プレッシャローラ
１４ レジストローラ
２０，２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ 現像ユニット
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電部材
２３ ＬＥＤヘッド
２４ トナーカートリッジ
２４Ａ ポケット部
２４Ｂ 規制リブ
２４Ｃ レバー
２４Ｄ トナー貯蔵空間
２５ トナー供給部材
２６ 現像部材
２７ 現像ブレード
２８ クリーニング部材
２９ トナー保持空間
３０ 転写部
３１ 転写ローラ
４０ 定着部
４１ 定着ローラ
４２ 加圧ローラ
５０ 排出部
５１ 搬送ローラ
５２ 搬送コロ
５３ 排出ローラ
５４ 排出コロ
５５ スタッカ
６０ 制御基板
７０ 攪拌部材
７０Ａ 回転中心部
７０Ｂ 攪拌部
７１ ギア
７１Ａ 駆動伝達面
７２ 軸受け
７３ センサー
７３Ａ 回転中心部
７３Ｂ 応答部
７３Ｃ 検出部
７４ フォトカプラ
８０ リブ
９０ 記憶素子
９１ コンタクト
９２ 基板
９３ コネクタ
９４ 基板
９５ コンタクト
９６ コネクタ
１００ 上位装置
１１０ 制御部
１１０Ａ 比較部
１１０Ｂ 判断部
１１１ Ｉ／Ｆ部
１１２ 表示パネル
１１３ モータ
１１４ 電圧設定部
１１５ カウント部
１１６ タイマ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、 上位装置等から入力された画像データに基づいて潜像担持体に形成された静電潜像を現像することにより可視化して記録媒体に印刷して出力する画像形成装置に使用される現像剤収納器であるトナーカートリッジの交換制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、及び電子写真カラー記録装置等の画像形成装置においては、帯電部材により均一に帯電された潜像担持体の表面を露光源により露光して静電潜像を形成し、トナー供給部材から現像剤であるトナーを供給された現像部材により静電潜像を現像することによりトナー画像を形成した後、 トナー画像を記録媒体に転写し定着する。
【０００３】
ここで、画像形成装置内の現像ユニットにはトナーカートリッジが装着され現像ユニット内にトナーが補給される。また、現像ユニット内部のトナー保持空間におけるトナー残量が一定値以下になると画像品質を維持することができなくなるため、 現像ユニット内に設けられたトナーを攪拌しながらトナーの残量を計測する攪拌部材の回転周期によってトナー残量を検知する画像形成装置がある(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６-２３５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の構成では、トナーの粉体特性に依存する点が大きく、装置内に収容されたトナーの残量が同じであっても、 例えば、トナー流動性のばらつきに起因して、トナーを攪拌しながらトナーの残量を計測する攪拌部材の回転周期が変化することから、 トナー残量検出の誤差が大きくなる問題が有った。
【０００６】
そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、トナー残量検出機構の検出誤差により装置内のトナーの残量が十分にもかかわらず印刷を停止してしまう問題を解決し、且つ、トナーカートリッジにトナーが残量した状態でトナーカートリッジを交換することを防止できる画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決すべく、本発明に係る画像形成装置は、現像剤収納器に収納された現像剤の量を積算処理ドット数で記憶する記憶素子と、上位装置から受信した印刷データの印刷処理ドット数を計測する計測部と、前記現像剤収納器から供給された前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部の内部に回転可能に設けられた攪拌部材と、前記攪拌部材の回転周期を測定するセンサー部材と、前記記憶素子、前記センサー部材、及び前記計測部を一定の条件で制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の交換を促す報知を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置によれば、ハード的な構成部材から成るトナー量検出機構に加え、トナー充填量に基づくドット充填量をトナーカートリッジの交換時期の判断基準として設けることにより、印刷においてトナーが過不足する不具合を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の画像形成装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の画像形成装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１０】
［第１の実施形態］
まず、本実施形態の画像形成装置１について説明する。図１に画像形成装置１の構成図を示す。画像形成装置１は、画像情報に基づいて記録媒体３に画像を印刷する。
【００１１】
画像形成装置１は、給紙カセット１１から記録媒体３を取り出して転写部３０内に設けられた転写ローラ３１に記録媒体３を搬送する給紙部１０、上位装置１００から受信した画像情報に基づいてトナー画像を形成する現像ユニット２０、現像ユニット２０で形成されたトナー画像を記録媒体３に転写する転写部３０、転写部３０で記録媒体３に転写されたトナー画像を融解及び加圧して定着させる定着部４０、及び定着部４０から排出された記録媒体３をスタッカ５５に排出する排出部５０から構成される。なお、画像形成装置１内には、トナーカートリッジ２４の交換に係る制御等を行う制御基板６０が設けられている。また、用紙搬送経路２は、給紙部１０、現像ユニット２０、転写部３０、定着部４０、及び排出部５０内において記録媒体３が搬送される略Ｓ字状の経路である。以下、用紙搬送経路２に配設された各構成部材について図１及び図２を参照しながら具体的に説明する。
【００１２】
給紙部１０は、給紙カセット１１から記録媒体３を取り出して転写部３０内に設けられた転写ローラ３１に記録媒体３を搬送する。また、給紙部１０は、ホッピングローラ１２、プレッシャローラ１３、及びレジストローラ１４から構成される。以下、給紙部１０を構成する各構成部材について具体的に説明する。記録媒体３は、モノクロ又はカラーの画像情報を現像させるための所定寸法の記録用紙であり、一般的には、再生紙、光沢紙、及び上質紙のような紙、若しくはＯＨＰフィルムからなる。また、給紙カセット１１は、複数枚の記録媒体３を積層して収納しておき、印刷が開始されると記録媒体３を画像形成装置１内に供給する。なお、給紙カセット１１は、画像形成装置１から脱着可能なように構成されている。また、ホッピングローラ１２は、給紙カセット１１に積層して収納した記録媒体３に対して圧接した状態で回転することにより給紙カセット１１から１枚ずつ取り出した記録媒体３を、後述するプレッシャローラ１３及びレジストローラ１４に供給する。また、プレッシャローラ１３及びレジストローラ１４は、搬送されてきた記録媒体３を挟むように対向して配設され、レジストローラ１４で加圧したプレッシャローラ１３を回転させることで、記録媒体３の斜行取り等を行いながら後述する転写部３０内に設けられた転写ローラ３１に記録媒体３を搬送する。
【００１３】
現像ユニット２０は、上位装置１００から受信した画像情報に基づいてトナー画像を形成する。図２に、現像ユニット２０の構成図を示す。現像ユニット２０は、画像情報に基づく静電潜像を担持する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の表面に電荷を蓄えさせる帯電部材２２と、画像情報に対応した光を感光体ドラム２１の表面に照射する画像形成装置１本体に設けられたＬＥＤヘッド２３と、現像剤であるトナーを収容する現像剤収納器であるトナーカートリッジ２４と、トナーを現像部材２６に供給するトナー供給部材２５と、感光体ドラム２１表面の静電潜像をトナーにより現像する現像部材２６と、現像部材２６に担持されたトナーの厚みが均一となるように規制する現像ブレード２７と、及び感光体ドラム２１に残留したトナーを除去するクリーニング部材２８から構成される。なお、現像ユニット２０は画像形成装置１に対して着脱可能に配設されている。
【００１４】
また、現像ユニット２０は、本発明に係るトナー残量検出機構として、現像剤収容部であるトナー保持空間２９内のトナーを攪拌して残量を検出するための攪拌部材７０と、攪拌部材７０に連結されたギア７１と、同様に攪拌部材７０に連結された軸受け７２と、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するためのセンサー７３と、同様にトナーの残量を検出するためのフォトカプラ７４と、積算処理ドット数を記憶するための図５及び図６等を参照しながら後述する記憶素子９０と、制御基板６０と記憶素子９０を接続する各部材からなる構成部材を有する。以下、現像ユニット２０を構成する構成部材について、まず、画像情報に基づいてトナー画像を形成する各構成部材について図１に加えて図２を参照しながら具体的に説明する。その後、本発明に係るトナー残量検出機構を構成する各構成部材について図１に加えて、図２乃至図９を適宜参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
画像情報に基づいてトナー画像を形成する構成部材である、現像ユニット２０内の感光体ドラム２１は、現像剤像が形成される潜像担持体であり、画像情報に基づく静電潜像を担持するために表面に電荷を蓄えることが可能なように構成されている。なお、感光体ドラム２１は、円筒形状部から成り、回転可能なように設けられている。また、感光体ドラム２１は、感光体ドラム２１の片側に図示しないギヤを有し、画像形成装置１内の図示せぬ回転駆動部から回動ギヤを介することにより回転駆動される。 この様な感光体ドラム２１は、アルミニウム等から成る導電性基層に光導電層と電荷輸送層からなる感光層を形成している。また、帯電部材２２は、図示せぬ電源を用いて感光体ドラム２１の表面に所定の正電圧又は負電圧を印加することにより、感光体ドラム２１の表面に対して一様に電荷を蓄えさせるためのものである。なお、帯電部材２２は、一定の圧力で感光体ドラム２１の表面に接触しながら回転可能なように設けられている。この様な帯電部材２２は、導電性の金属シャフトにシリコーン等の半導電性ゴムを被覆することで構成されている。また、ＬＥＤヘッド２３は、画像情報に対応した光を感光体ドラム２１の表面に照射して感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成することが可能なように構成されており、感光体ドラム２１の上方に位置するように画像形成装置１本体に設けられる。この様なＬＥＤヘッド２３は、複数のＬＥＤ素子、レンズアレイ、及びＬＥＤ駆動素子を組み合わせたものから構成されている。
【００１６】
また、画像情報に基づいてトナー画像を形成する構成部材である、現像ユニット２０内のトナーカートリッジ２４は、現像剤であるトナーを収納する現像剤収納器であり、トナー供給部材２５の上方に装着される。また、トナーカートリッジ２４は、例えば側面部が略円形状で記録媒体３Ａの搬送方向と垂直方向に長い矩形状部から形成される。また、トナーカートリッジ２４は、印刷によりトナーが消耗した時に交換するために着脱自在に構成されている。なお、トナーカートリッジ２４は、トナーカートリッジ２４の内にトナー貯蔵空間２４Ｄを有する。トナーカートリッジ２４を現像ユニット２０に装着した後、トナーカートリッジ２４に設けられた後述するレバー２４Ｃを所定の方向に回動させると、トナーカートリッジ２４内に配設された図示せぬシャッターが開口する。トナー貯蔵空間２４Ｄに貯蔵されているトナーは、開口したシャッターを通過して現像ユニット２０内の現像剤収容部であるトナー保持空間２９に供給される。また、トナー供給部材２５は、回転しながら現像部材２６に当接することで、現像部材２６にトナーを供給できるように設けられている。また、トナー供給部材２５は、トナー供給部材２５のシャフトに固定された図示せぬアイドルギヤを介して後述する現像部材２６に配設されたギヤから駆動を受けて従動することにより回転駆動される。この様なトナー供給部材２５は、例えば導電性を有する金属シャフトに発泡剤が添加されたゴムを被覆することで構成されている。また、現像部材２６は、現像部材２６のシャフトに固定された図示せぬギヤを介して感光体ドラム２１に配設されたギヤから駆動を受けて従動することにより回転駆動される。なお、現像部材２６は、回転しながらトナーを感光体ドラム２１に搬送し、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する。
【００１７】
また、現像部材２６は、現像部材２６のシャフトに固定された図示しないギヤを介して感光体ドラム２１に配設されたギヤから駆動を受けて従動することにより回転駆動される。この様な現像部材２６は、円筒形状部から成り、導電性を有する金属シャフトに半導電ウレタンゴム材等を被覆することで構成されている。また、現像ブレード２７は、その先端部が現像部材２６の表面に当接するように設けられ、トナー供給部材２５から現像部材２６の表面に供給された内、一定量を越えたトナーを掻き取ることで、現像部材２６の表面に形成されるトナーの厚みを常に均一となるように規制する。この様な現像ブレード２７は、ステンレス等の板状弾性部材で形成されている。また、クリーニング部材２８は、ゴム材等から成る円筒形状部から形成され、感光体ドラム２１上に形成されたトナー画像を記録媒体３Ａに転写した後に感光体ドラム２１に残留したトナーを除去するために、回転しながら感光体ドラム２１の表面に当接するように配設されている。
【００１８】
次に、本発明に係るトナー残量検出機構の構成部材である、現像ユニット２０内の攪拌部材７０、センサー部材であるセンサー７３及びフォトカプラ７４等について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２に現像ユニット２０の構成図を、図３に攪拌部材７０の斜視図を示す。攪拌部材７０は、現像ユニット２０内に設けられたトナー保持空間２９内の下部であって、トナー供給部材２５に隣接した位置に配設されている。なお、攪拌部材７０は、トナー保持空間２９内のトナーを攪拌するためのトナー攪拌部材であり、且つ、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するトナー残量検出部材である。このため、まず、トナー保持空間２９内のトナーを攪拌するトナー攪拌に係る構造について説明し、次に、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するトナー残量検出に係る構造について説明する。
【００１９】
まず、トナー保持空間２９内のトナーを攪拌するトナー攪拌に係る構造について説明する。攪拌部材７０は、棒状の鉄系素材から成り、コの字型形状から形成される。この様な攪拌部材７０は、コの字型形状の両端に設けられた回転中心部７０Ａを中心軸として回転駆動させることで、コの字型形状の先端に設けられた攪拌部７０Ｂによりトナー保持空間２９内のトナーを攪拌させる。また、攪拌部材７０の両端の回転中心部７０Ａには、それぞれギア７１と軸受け７２が連結されている。なお、攪拌部材７０は、攪拌部材７０の一端に連結されたギア７１を介してトナー供給部材２５に配設されたギヤから駆動を受けて従動することにより回転駆動される。また、攪拌部材７０の他端に連結された軸受け７２はギア７１の回転に従動する。
【００２０】
次に、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するトナー残量検出に係る構造について説明する。ギヤ７１は、損拌部材２７に当接して回転駆動させる駆動伝達面７１Ａを有する。なお、駆動伝達面７１Ａには、攪拌部材７０に係る回転動作の一部において重量による自由落下が可能となる切り欠きが設けられている。また、トナー保持空間２９の下方であって攪拌部材７０に近接する位置に、トナー残量検出に係る部材である略棒状から成るセンサー７３が配設されている。この様なセンサー７３は、回転中心部７３Ａを中心軸として一定の範囲内において回動駆動に設けられ、センサー７３の一端部である一定の磁力を帯びた応答部７３Ｂとセンサー７３の他端部である検出部７３Ｃを有する。また、センサー７３の下方に、トナー残量検出に係る部材であるフォトカプラ７４が配設されている。このようなフォトカプラ７４は、一端から信号光が出射され対面する他端に配設された検出器により信号光を受光する構造となっている。
【００２１】
上述した構成において、攪拌部材７０が回転中心部７０Ａを中心軸として回転すると、攪拌部材７０の先端部である攪拌部７０Ｂに、センサー７３の一端部である応答部７３Ｂが引き付けられる。具体的には、攪拌部材７０の回転動作に伴い、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂの回転軌道において、攪拌部７０Ｂがセンサー７３の応答部７３Ｂに対して一定範囲以内に近接すると、センサー７３が回転中心部７３Ａを中心に回動することにより、センサー７３の応答部７３Ｂが攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂに引き付けられる。また、攪拌部材７０の回転動作に伴い、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂの回転軌道において、センサー７３の応答部７３Ｂと攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂ間の距離が一定間隔以上に離れると、センサー７３が回転中心部７３Ａを中心に回動することにより、応答部７３Ｂは自重により元の位置に戻る。なお、センサー７３の他端部である検出部７３Ｃは、センサー７３の応答部７３Ｂが攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂに引き付けられている間は、検出部７３Ｃがフォトカプラ７４内から離脱することにより、フォトカプラ７４の信号光は遮光されない状態になる。同様に、センサー７３の他端部である検出部７３Ｃは、センサー７３の応答部７３Ｂが攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂに引き付けられていない間は、検出部７３Ｃがフォトカプラ７４内に進入することにより、フォトカプラ７４の信号光は遮光された状態になる。当該信号光は図示せぬ配線により制御基板６０に入力される。また、フォトカプラ７４の信号光が検出部７３Ｃにより遮光されない状態では、図示せぬ配線により制御基板６０にＬＯＷ出力時間として入力される。なお、制御基板６０において、フォトカプラ７４からのＬＯＷ出力時間が、一定時間内に閾値以上の出力が所定回数以上継続的に検出されると、トナーが少なくなったと認識され後述する制御処理を開始する。
【００２２】
具体的に、トナー保持空間２９内のトナーの残量を検出するトナー残量検出に係る構造について、トナー保持空間２９内のトナーの残量が少ない場合と、トナー保持空間２９内のトナーの残量が多い場合に、場合分けして説明する。まず、トナー保持空間２９内のトナーの残量が少ない場合について説明する。トナー保持空間２９内の攪拌部材７０は、図２で示す時計回りに一定速度で回転駆動するギア７１に付勢されることにより、回転中心部７０Ａを中心軸として回転する。しかし、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂが、時計で示す０時の角度を超えてギア７１から付勢されると、ギア７１の駆動伝達面７１Ａから攪拌部材７０の回転中心部７０Ａが離脱することにより、攪拌部材７０は回転中心部７０Ａを中心としてトナーがある位置まで回転しながら自由落下する。なお、攪拌部材７０が回転しながら自由落下した後の一定領域においてのみ、センサー７３の応答部７３Ｂが攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂに引き付けられて、検出部７３Ｃがフォトカプラ７４内から離脱することにより、フォトカプラ７４の信号光は遮光されない。従って、トナー保持空間２９内のトナーの残量が少ない程、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂが回転しながら自由落下した後に一定領域に滞在する時間が増えることから、フォトカプラ７４で信号光が遮光されない時間が長くなる。次に、トナー保持空間２９内のトナーの残量が多い場合について説明する。トナー保持空間２９内のトナーの残量が多い程、攪拌部材７０の攪拌部７０Ｂが回転しながら自由落下した後に一定領域に滞在する時間が減少することから、フォトカプラ７４で信号光が遮光される時間が長くなる。上述した通り、フォトカプラ７４で遮光されない信号光のＬＯＷ出力時間に変換して制御基板６０で検出することにより、トナー保持空間２９内のトナーの残量を計測することができる。
【００２３】
次に、本発明に係るトナー残量検出機構の構成部材である、現像ユニット２０内のトナーカーリッジ２４、及び、トナーカートリッジ２４に設けられた記憶素子９０等について、図４乃至図９を適宜参照しながら説明する。
【００２４】
トナーカートリッジ２４の斜視図を図４に示す。また、トナーカートリッジ２４に設けられた記憶素子９０を接合した基板９２の上面図を図５に、同様に側面図を図６に、同様に底面図を図７に示す。また、現像ユニット２０にトナーカートリッジ２４を着脱する状態の斜視図を図８に、現像ユニット２０の裏面の斜視図を図９に示す。トナーカートリッジ２４の長手方向端面部には、ポケット部２４Ａがトナーカートリッジ２４に一体成形されている。当該ポケット部２４Ａには、記憶素子９０、及び、記憶素子９０と導通を有する後述するコンタクト９１を有する基板９２が実装される。同様に、トナーカートリッジ２４の長手方向端面部には、規制リブ２４Ｂがトナーカートリッジ２４に一体成形されている。当該規制リブ２４Ｂは、トナーカートリッジ２４を現像ユニット２０に装着した時に、現像ユニット２０の筐体に一体形成されたリブ８０と係合する。同様に、トナーカートリッジ２４のポケット部２４Ａが形成された他端部にはレバー２４Ｃが配設されている。トナーカートリッジ２４を現像ユニット２０に装着した後、当該レバー２４Ｃを所定の方向に回動させると、トナーカートリッジ２４内に配設された図示せぬシャッターが開口し、トナーカートリッジ２４内のトナーが現像ユニット２０に供給され、且つ、トナーカートリッジ２４が現像ユニット２０に固定される。この様に、規制リブ２４Ｂとリブ８０が係合した状態でレバー２４Ｃを所定の方向に回動させることにより、トナーカートリッジ２４が上方に持ち上がりトナーカートリッジ２４が現像ユニット２０から離脱することを規制する。
【００２５】
また、記憶素子９０は、基板９２に実装されて基板９２に設けられたスルーホールにより基板９２の裏面側に設けられたコンタクト９１と導通している。なお、現像ユニット２０には、トナーカートリッジ２４に実装された基板９２に設けられたコンタクト９１に対応する、コネクタ９３である９３Ａ及び９３Ｂが設けられている。コネクタ９３Ａ及び９３Ｂは、図示しない基板及び線材により図２に示すコンタクト９５にそれぞれ接続されてる。また、コンタクト９５は、コンタクト９５に対応した位置に配設された図２に示すコネクタ９６により、図示しない線材により制御基板６０に接続されている。現像ユニット２０に設けられたコネクタ９３は図示しない基板及び線材を介して、コンタクト９５に接続される。記憶素子９０の構造については後述する。
【００２６】
次に、画像形成装置１に設けられた転写部３０について説明する。転写部３０は、現像ユニット２０で形成されたトナー画像を記録媒体３に転写する。また、転写部３０は、転写ローラ３１から構成される。転写ローラ３１は、感光体ドラム２１の下方に位置し、転写ローラ３１と感光体ドラム２１により記録媒体３を挟むように当接した状態で回転可能に設けられている。この様な転写ローラ３１には、トナーの帯電とは逆極性のバイアス電圧が供給され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー画像を記録媒体３に転写する。
【００２７】
定着部４０は、転写部３０で記録媒体３に転写されたトナー画像を融解及び加圧して定着させる。また、定着部４０は、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２から構成される。以下、定着部４０を構成する各構成部材について具体的に説明する。定着ローラ４１と加圧ローラ４２は、転写ローラ３１から搬送されてきた記録媒体３を挟むように対向して配設され、記録媒体３に転写されたトナー画像を定着させる。具体的には、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は表面が弾性体で円筒形状部から形成され、円筒形状部の内部にそれぞれハロゲンランプ等のヒータが配設されている。このような定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は記録媒体３上に弱い静電気力だけで付着しているトナー画像を融解した上で、加圧ローラ４２の加圧力によりトナー画像を記録媒体３に定着させる。なお、加圧ローラ４２は、定着ローラ４１の回転に付勢されることで従動する。
【００２８】
排出部５０は、定着部４０から排出された記録媒体３をスタッカ５５に排出する。また、排出部５０は、搬送ローラ５１、搬送コロ５２、排出ローラ５３、排出コロ５４、及びスタッカ５５から構成される。以下、排出部５０を構成する各構成部材について説明する。搬送ローラ５１及び搬送コロ５２は、定着部４０から搬送されてきた記録媒体３を挟むように対向して配設され、搬送ローラ５１の回転に従動させて搬送コロ５２を回転させることにより、記録媒体３を排出ローラ５３及び排出コロ５４に搬送する。また、排出ローラ５３及び排出コロ５４は、搬送ローラ５１及び搬送コロ５２から搬送されてきた記録媒体３を挟むように対向して配設され、排出ローラ５３の回転に従動させて排出コロ５４を回転させることにより記録媒体３をスタッカ５５に排出する。また、スタッカ５５は、画像情報が印刷された記録媒体３Ｂを積載して収容する収納スペースである。
【００２９】
次に、画像形成装置１の制御について説明する。図１０に画像形成装置１の構成を示すブロック図を示す。以下、図１０を参照しながら具体的に説明する。
【００３０】
画像形成装置１は、マイクロプロセッサ、比較部１１０Ａ、判断部１１０Ｂ、及び入出力ポート等から構成される制御部１１０を設けており、制御部１１０から画像形成装置１に指令を出すことにより画像情報を記録媒体３に印刷し、且つ、トナーカートリッジ２４の交換時期を報知する一連のプロセスを制御する。また、制御部１１０は、Ｉ／Ｆ部１１１、表示パネル１１２、モータ１１３、電圧設定部１１４、計測部であるカウント部１１５、タイマ１１６、記憶素子９０、ＬＥＤヘッド２３、及びフォトカプラ７４と相互に接続している。以下、制御部１１０と相互に接続している各構成部材について具体的に説明する。但し、図１乃至図１０を参照しながら前述した各構成部材については説明を省く。
【００３１】
制御部１１０内に設けられた比較部１１０Ａは、後述するカウント値及びフォトカプラ７４のＬＯＷ出力時間と閾値とを比較する。また、制御部１１０内に設けられた判断部１１０Ｂは、カウント値、ＬＯＷ出力時間、及び閾値との比較結果等に基づき、トナーカートリッジ２４に係る交換準備、交換表示、及び印刷の停止の可否などの判断を行う。また、画像形成装置１の制御に関し、Ｉ／Ｆ部(インターフェイス部)１１１は、ホストコンピュータ等の上位装置１００から印刷データ及び制御コマンド等を受信する。また、表示パネル１１２は、画像形成装置１に設けられた図示せぬ表示部であって、制御部１１０からの指令に基づいて、画像形成装置１に係る印刷状態、印刷条件、トナーカートリッジ２４の交換、及びエラーに係る警告等を、画像形成装置１のユーザに表示することにより報知する。また、モータ１１３は、制御部１１０からの指令に基づいて、給紙部１０、現像ユニット２０、転写部３０、定着部４０、及び排出部５０内の各駆動部材及び各搬送部材を回転駆動させる。
【００３２】
制御部１１０と接続した電圧設定部１１４は、制御部１１０からの指令に基づいて、各駆動部材及び各搬送部材に印加する電圧値を設定する。また、カウント部１１５は、計測部であり、制御部１１０からの指令に基づいて、ホストコンピュータ等の上位装置１００から受信した印刷用データからＬＥＤヘッド２３で露光するドット数をカウントした後に、制御部１１０にて後述する積算処理ドット数Ｄ１、積算処理ドット数Ｄ２、積算処理ドット数Ｄ３として積算し、当該処理ドット数値と各閾値との比較、及び、記憶素子９０への各積算処理ドット数の格納を行う。また、タイマ１１６は、制御部１１０からの指令に基づいて、画像形成装置１内の各構成部材を制御するタイミングを制御する。また、記憶素子９０は、制御部１１０からの指令に基づいて、前述した閾値、積算処理ドット数Ｄ１、積算処理ドット数Ｄ２、及び積算処理ドット数Ｄ３を格納する。
【００３３】
次に、本実施形態の画像形成装置１に係る印刷動作について説明する。図１１に画像形成装置１に係る印刷動作の流れを示すフローチャートを示す。
【００３４】
ホストコンピュータ等の上位装置１００から印刷データを受信した制御部１１０は、画像生成装置１を駆動して印刷を開始することで、印刷動作に係るシーケンスを開始する。次に、印刷処理を実施すると、カウント部１１５は、制御部１１０からの指令に基づいて、上位装置１００から受信した印刷用データからＬＥＤヘッド２３で露光する印刷処理ドット数をカウントした後に、積算処理ドット数Ｄ１に加算する。なお、画像形成装置１に設けられた制御基板６０には、トナーカートリッジ２４が現像ユニット２０に装着された時点で読み込まれて記憶素子９０に記憶されたトナーカートリッジ２４が装着されてからの積算処理ドット数Ｄ１が格納されている(Ｓ１)。次に、カウント部１１５は、当該積算処理ドット数Ｄ１をトナーカートリッジ２４に実装された記憶素子９０に書き込む。なお、積算処理ドット数Ｄ１は、 記憶素子９０に書き込まれた識別情報が新しくなった場合に、記憶素子９０に書き込まれた積算処理ドット数を読み込むことにより置き換えられ、識別情報が従来と同一の場合には、印刷処理に従ってドット数が順次積算される。(Ｓ２)。
【００３５】
制御部１１０から制御基板６０に指令を出して、現像ユニット２０内に設けられたフォトカプラ７４で検出したＬＯＷ出力時間を確認し、閾値である３００ｍｓｅｃ/パルス以上の場合(Ｙｅｓ)には手順５に進み、３００ｍｓｅｃ/パルス未満の場合(Ｎｏ)には手順４に進む(Ｓ３)。次に、手順４に進んだ場合、カウント部１１５では、積算処理ドット数Ｄ２は加算せずに、シーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する(Ｓ４)。次に、手順５に進んだ場合、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２に１を加算して当該ドット数を記憶素子９０に書き込む(Ｓ５)。次に、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２を確認し、積算処理ドット数Ｄ２が１０以上の場合(Ｙｅｓ)には手順７に進み、積算処理ドット数Ｄ２が１０未満の場合(Ｎｏ)にはシーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する(Ｓ６)。次に、手順７に進んだ場合、カウント部１１５は、トナー保持空間２９に収容されているトナー量が少ないと認識し、積算処理ドット数Ｄ２の計数を開始する。具体的には、上位装置１００から受信した印刷用データからＬＥＤヘッド２３で露光する印刷処理ドット数をカウントした後に、積算処理ドット数Ｄ２に加算する(Ｓ７)。次に、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２と閾値Ｔ１を比較し、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ１以上の場合(Ｙｅｓ)には手順１０に進み、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ１未満の場合(Ｎｏ)には手順９に進む。なお、閾値Ｔ１は予め任意に設定しておく(Ｓ８)。
【００３６】
手順９に進んだ場合、カウント部１１５では、積算処理ドット数Ｄ３は加算せずに、シーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する。すなわち、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ１未満の場合には、トナーカートリッジ２４の交換準備を知らせるメッセージを表示せず、 印刷を継続し、且つ、フォトカプラ７４に係るＬＯＷ出力時間に基づくトナー残量の監視を続けることにより、トナー残量の検出精度を向上させる(Ｓ９)。次に、手順１０に進んだ場合、制御部１１０からの指令に基づいて、画像形成装置１のユーザに対して、図示せぬＬＣＤ等の表示パネル１１２にトナーカートリッジ２４の交換準備を知らせるメッセージを表示する(Ｓ１０)。次に、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ３の計数を開始する。具体的には、上位装置１００から受信した印刷用データからＬＥＤヘッド２３で露光する印刷処理ドット数をカウントした後に、積算処理ドット数Ｄ３に加算する(Ｓ１１)。次に、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ３と交換準備期間として予め定めた一定の閾値Ｔ２を比較し、積算処理ドット数Ｄ３が閾値Ｔ２以上の場合(Ｙｅｓ)には手順１３に進み、積算処理ドット数Ｄ３が閾値Ｔ２未満の場合(Ｎｏ) にはシーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する。なお、閾値Ｔ２は予め任意に設定しておく(Ｓ１２)。
【００３７】
カウント部１１５は、前期交換準備期間として予め定めた一定の印刷処理を完了した時点で、制御基板６０内のメモリに記憶された積算処理ドット数Ｄ１とドット充填量を比較し、積算処理ドット数Ｄ１がドット充填量以上の場合(Ｙｅｓ)には手順１４に進み、積算処理ドット数Ｄ１がドット充填量未満の場合(Ｎｏ) にはシーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する。なお、ドット充填量は、トナーカートリッジ２４に充填されているトナー量により規定され、印刷データに係る印刷が可能なドット数のことである。具体的には、ＩＳＯで定義された印刷パターンを３０００枚印刷できる仕様のトナーカートリッジ２４に係るドット充填量は、ＩＳＯに基づくパターン３０００枚分のドット数が書き込まれている。また、画像形成装置１に設けられた制御基板６０には、トナーカートリッジ２４が現像ユニット２０に装着された時点で読み込まれた、記憶素子９０に記憶されたトナーカートリッジ２４に係るドット充填量が格納されている(Ｓ１３)。次に、カウント部１１５は、トナーカートリッジ２４に実装された記憶素子９０にトナーが空である旨の情報フラグを書き込む(Ｓ１４)。次に、制御部１１０からの指令に基づいて、画像形成装置１の印刷を停止し、画像形成装置１のユーザに対して図示せぬＬＣＤ等の表示パネル１１２にトナーカートリッジ２４の交換を促すメッセージを表示した後、印刷動作に係るシーケンスを終了する(Ｓ１５)。
【００３８】
次に、図１１を参照しながら説明した本発明に係る画像形成装置１に係る印刷動作の具体例として、積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラ７４で検出するトナー消費量の見積値が多いと判断された場合、及び、積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラ７４で検出するトナー消費量の見積値が少ないと判断された場合における、印刷動作に係る時間に対するトナー量について、具体的に説明する。
【００３９】
まず、積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラ７４で検出するトナー消費量の見積値が多いと判断された場合における、時間に対するトナー量を、図１２を参照しながら説明する。なお、表１に、図１２中に記載した各記号の説明を示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
Ｌ０は、Ｌａ１とＬｂ１との間に位置すると解される。また、Ｌｂ１で、闘値が１０回以上継続した場合、α１にて積算処理ドット数Ｄ２の計数が開始される。また、Ｌｂ１'は、閾値が１０回以上継続した後でも、フォトカプラ７４でトナー量を検出する場合の参考線である。本発明では、Ｌｃ１が閾値であるＴａ１に達すると、時刻ｔ１２にてトナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージを表示パネル１１２に表示する。また、Ｔａ１以降では、積算処理ドット数Ｄ３に基づくトナー消費量の見積値Ｌｄ１が計数され、積算処理ドット数Ｄ１及び積算処理ドット数Ｄ３がそれぞれ閾値以上となるトナー量Ｔａｅの場合に、時刻ｔ１ｅにて印刷が停止される。例えば、Ｌｂ１'にて閾値であるＴａｅに達すると判断した場合、印刷が停止されるトナー量Ｔａｅに連する時刻ｔ１ｅに対して、時刻ｔ１２よりも早い時刻ｔ１１にてトナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージを表示パネル１１２に表示する。上述した条件では、真のトナー消費量Ｌ０で検討した場合において、Ｌｂ１'にてトナーカートリッジ２４の交換準備を促すと、トナー残量がより多い状態でトナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージを表示パネル１１２に表示することになるため、ユーザに対する報知時期が早過ぎてしまう。
【００４２】
次に、積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラ７４で検出するトナー消費量の見積値が少ないと判断された場合における、時間に対するトナー量を、図１３を参照しながら説明する。なお、表２に、図１３中に記載した各記号の説明を示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
Ｌｂ２にて、闘値が１０回以上継続した場合、α２にて積算処理ドット数Ｄ２の計数が開始される。ここで、Ｌｂ２'とＬｃ２とを比較すると、真のトナー消費量Ｌ０に対して、トナーカートリッジ２４の交換を促すための閾値であるＴｂ１に達する時刻はＬｃ２の方が近い。また、トナー量Ｔｂｅに達する時刻についてＬｄ２とＬｂ２'とを比較すると、Ｌｂ２'に係る時刻t２ｅ'はt２ｅよりもＬ０から遠い。したがって、 トナーが無くなりトナーカートリッジ２４の交換が必要であっても印刷が停止されず、且つ、トナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージが表示パネル１１２に表示されないことからユーザに対して報知されない。また、t２１とt２２とを比較すると、t２２はt２１よりも遅い。したがって、真のトナー消費量Ｌ０に応じて、トナー量が少ないことに起因して記録媒体３に生じる印字かすれなどの不具合が発生する直前に、トナーカートリッジ２４の交換準備を促すメッセージが表示パネル１１２に表示されることから、ユーザがトナーカートリッジ２４の交換準備に必要な時間が十分に確保することができない。
【００４５】
以上、第１の実施形態によれば、攪拌部材７０、センサー７３、及びフォトカプラ７４等の所謂ハード部材から成るトナー量検出機構に加え、トナー充填量に基づくドット充填量をトナーカートリッジ２４の交換時期の判断基準として設けているため、印刷においてトナーが過不足する不具合が発生せず、且つ、トナーカートリッジ２４に係る印刷可能枚数の公称値以上は印刷を行うことができる。すなわち、トナーのロット間における製造バラツキ等に起因して流動性が高いトナーを用いた場合、印刷密度が高い印刷をより多く実行することにより現像ユニット２０内でトナーの流動性が想定値よりも低下しなかった場合、又は、画像形成装置１の使用環境等によりトナーの流動性が高くなることによりトナー量が少ないと検出してしまう場合等において、現像ユニット２０内にトナーが十分に残っているにもかかわらず印刷を停止して、ユーザにトナーカートリッジ２４の交換を促すことを防止できる。
【００４６】
また、第１の実施形態によれば、トナーカートリッジ２４に実装された記憶素子９０に記憶されたドット充填量のみに基づいてトナー残量を判断して印刷を停止する場合においても、現像ユニット２０に係る現像部材２６の製造ばらつき等に起因した印刷濃度ばらつきによりトナー消費量が相対的に少ない現像ユニット２０を使用している場合や、ユーザーがトナーを補充することによりトナーが多く残った状態で印刷を停止してしまう場合等においても、印刷中にトナーが過不足する不具合が発生しない。さらに、トナーカートリッジ２４の交換準備表示はトナー量検出機構の検出時を基準に行われ、例えばユーザが新しいトナーカートリッジ２４を購入する等により予め予め定めた交換準備期間よりも長くなることはあるが、短くなることはないことから、新しいトナーカートリッジ２４を準備することができず印刷を行うことができなくなることを防止できる。
【００４７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、第２の実施形態においては、トナー供給部材２５及び現像部材２６に印加する電圧値を変更することによりトナーの消費量を調整することが可能であることに特徴を有し、それ以外の画像形成装置に係る構成は、第１の実施形態で述べた画像形成装置１の構成と同様である。そこで、本実施形態では、第１の実施形態と異なる構成を中心にして具体的に説明する。
【００４８】
第２の実施形態に係る画像形成装置について、第１の実施形態において前述した画像形成装置１と比較しながら、具体的に説明する。第１の実施形態において前述した画像形成装置１では、特に現像部材２６の製造ばらつきに起因してトナー濃度が濃くなる場合、すなわち、トナーをより多く消費する現像ユニット２０を使用する場合には、トナー量が実際に少なくなっていても、記憶素子９０から読み込んだドット充填量に到達していない場合には、トナーカートリッジ２４の交換準備を必要とする旨のメッセージは表示パネル１１２に表示されるが、印刷は停止されないことから、現像ユニット２０内のトナーが不足する可能性が有る。通常は、印字かすれが発生するトナー残量に対して、一定のマージン量を付加した状態でトナー残量少を検出するようトナー量検出機構は構成されているものの、マージン量以上にトナーを消費すれば印字かすれが発生する。そこで、第２の実施形態においては、トナー量検出機構がトナー少を検出し、その後の印刷によりトナー少が確定され、次に積算ドット処理数とドット充填量を比較する処理において、ドット充填量と積算ドット処理数の差分が、予め設定した一定値以上となる場合に、トナーの消費が多いため印字かすれ発生する可能性が有ると判断して、 その後の印刷時にトナー供給部材２５又は現像部材２６に印加するバイアス値の設定を変更することにより、トナー消費に係る調整を行うことに特徴を有する。
【００４９】
次に、本実施形態の画像形成装置に係る印刷動作について説明する。図１４に画像形成装置に係る印刷動作の流れを示すフローチャートを示す。
【００５０】
ホストコンピュータ等の上位装置１００から印刷データを受信した制御部１１０は、画像生成装置１を駆動して印刷を開始することで、印刷動作に係るシーケンスを開始する。なお、第２の実施形態における画像形成装置の印刷動作に係る手順２１乃至手順３２は、図１１を参照しながら前述した第１の実施形態における画像形成装置１の印刷動作に係る手順１乃至手順１２とそれぞれ同様である。次に、手順３２から手順３３に進んだ場合、カウント部１１５は、ドット充填量から積算処理ドット数Ｄ１を引いた値と予め定めた後述する閾値Ａとを比較し、ドット充填量から積算処理ドット数Ｄ１を引いた値が閾値Ａ以下の場合(Ｙｅｓ)には手順３６に進み、閾値Ａを越えている場合(Ｎｏ)には手順３４に進む(Ｓ３３)。次に、手順３４に進んだ場合、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２と予め定めた閾値Ｔ３とを比較し、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ３以上の場合(Ｙｅｓ)には手順３８に進み、閾値Ｔ３未満の場合(Ｎｏ)には手順３５に進む(Ｓ３４)。
【００５１】
手順３５に進んだ場合、トナー供給部材２５及び現像部材２６に印加するバイアス値を変更して、その後の印刷を継続する。ＳＢはトナー供給部材２５に対して印刷時に印加するバイアス値、ＤＢは現像部材２６に対して印刷時に印加するバイアス値である。通常の印刷を実行する場合には、ＳＢ＝−５００Ｖ及びＤＢ＝−３００Ｖであるが、ＳＢ＝−４００Ｖ及びＤＢ＝−２５０Ｖに変更する。なお、通常は、潜像を書き込まれた部分の感光体ドラム２１に帯電している−３０Ｖから−５０Ｖ程度の表面電位とＤＢの差分が大きい程、現像部材２６に担持されたトナーは、潜像が書き込まれた感光体ドラム２１に移動しやすくなるため、感光体ドラム２１に付着するトナーの量が多くなる。また、ＤＢとＳＢの差分が大きい程、トナー供給部材２５から現像部材２６にトナーが移動しやすくなるため、現像部材２６に付着するトナーの量が多くなる。すなわち、上述したバイアス値の差分が小さくなるように設定を変更することにより、感光体ドラム２１上に担持されて現像されるトナー量が減少することでトナー消費が抑制される。なお、バイアス値の設定変更によりトナーの消費量がどの程度変わるかについては、トナーを含む現像ユニット２０を構成する各部材の特性によって決まることから、上述した各設定の変更値は一例である(Ｓ３５)。
【００５２】
手順３３から手順３６に進んだ場合、カウント部１１５は、積算処理ドット数Ｄ２と予め設定した閾値Ｔ４を比較し、積算処理ドット数Ｄ２が閾値Ｔ４以下の場合(Ｙｅｓ)には手順３７に進み、閾値Ｔ４を越えている場合(Ｎｏ)にはシーケンスを終了して、次の印刷が実行されるまで待機する(Ｓ３６)。なお、第２の実施形態における画像形成装置の印刷動作に係る手順３７乃至手順３９は、図１１を参照しながら前述した第１の実施形態における画像形成装置１の印刷動作に係る手順１３乃至手順１５とそれぞれ同様である。
【００５３】
上述したシーケンスの内、第２の実施形態に特有の部分について、具体例を用いて説明する。トナーカートリッジ２４の交換準備期間として予め定めた印刷処理中に想定されるトナーの消費量を５ｇとして、トナー量が少ないことを検出した時に現像ユニット２０に残留しているトナー量からトナーカートリッジ２４の交換準備中に消費するトナー量を引いた印刷停止時における想定トナー残量と印字かすれ限界トナー残量との差分、所謂マージントナー量を１０ｇとする。この場合、１０ｇ消費分の想定処理ドット数とすると、例えばドット充填量と積算処理ドット数の差分が９ｇ相当分のドット差分であった場合は、そのままバイアス設定変更は行わず印刷を継続し、結果としてマージントナー量を４ｇ程度又は少し上回った分のトナーを消費し、トナー交換のため印刷を停止する。この場合、まだ印字かすれ限界トナー残量には至っていないことから印字かすれは発生しない。また、上記差分が１０ｇ相当以上であった場合は、トナー供給部材２５又は現像部材２６に印加するバイアス値の変更を実施することにより、トナー消費量を抑えた上で印刷を継続する。但し、積算処理ドット数Ｄ２、所謂トナー少を確定してからの積算処理ドット数が、上記交換準備分５ｇとマージン分１０ｇの和である１５ｇを越えるような場合には、印字かすれが発生する可能性が大きいと判断して、 記憶素子９０へ空フラグを書き込み、且つ、印刷の停止処理を行う。ドット充填量と積算処理ドット数Ｄ１の差分が１０ｇ相当分未満となった場合においても、 積算処理ドット数Ｄ２が前記交換準備分５ｇとマージン分１０ｇの和１５ｇを越えるような場合は印字かすれが発生する可能性が大きいと判断して、記憶素子９０に空フラグ書き込み、且つ、印刷の停止処理を行う。
【００５４】
以上、第２の実施形態によれば、トナー量検出機構がトナー少を検出し、その後の印刷によりトナー少が確定され、次に積算ドット処理数とドット充填量を比較する処理において、ドット充填量と積算ドット処理数の差分が、予め設定した一定値以上となる場合に、トナーの消費が多いため印字かすれ発生する可能性が有ると判断して、 その後の印刷時にトナー供給部材２５又は現像部材２６に印加するバイアス値の設定を変更することにより、トナー消費に係る調整を行う。従って、現像ユニット２０内にトナーが残留しているにもかかわらず印刷を停止し、ユーザーにトナーカートリッジ２４の交換を促す報知を行うことを防止することができ、且つ、現像ユニット２０内のトナーが不足することにより印字かすれが発生することを防止できる。
【００５５】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、画像形成装置をそれぞれ電子写真式のモノクロプリンタとして説明したが、本実施形態の画像形成装置を、カラープリンタ、インクジェットプリンタ、ドットマトリクスプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ装置などに設けても良い。また、本発明においては、現像ユニット２０に対してトナーカートリッジ２４を着脱することが可能な構成として説明したが、トナーカートリッジ２４を現像ユニット２０内に一体化する構成としても良い。また、本発明に係る画像形成装置をカラープリンタとして構成する場合には、ブラック色、イエロー色、マゼンタ色、及びシアン色の４色に対応する画像情報を現像する４つの現像ユニット２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、及び２０Ｃを画像形成装置内にそれぞれ配設するが、ブラック色を除いた３色に対応する３つの現像ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、及び２０Ｃを画像形成装置内にそれぞれ配設しても良い。同様に、それぞれブラック色に対応する画像情報を現像する２つの現像ユニット２０Ｋを画像形成装置内にそれぞれ配設しても良い。このように、現像ユニット２０の個数、現像ユニット２０の色の組み合わせ、配設位置等は限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、複数の現像ユニット２０を画像形成装置に配設する場合には、現像ユニット２０の下部に記録媒体３を搬送するための転写ベルトを設ける構成とする。また、本発明においては、ＥＥＰＲＯＭ等の接触通信を行う画像形成装置として説明したが、ＲＦＩＤ等の非接触通信を行う画像形成装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態の画像形成装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の画像形成装置内に設けられた現像ユニットを示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の現像ユニット内に設けられた攪拌部材を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のトナーカートリッジを示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のトナーカートリッジに設けられた記憶素子を接合した基板を示す上面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のトナーカートリッジに設けられた記憶素子を接合した基板を示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のトナーカートリッジに設けられた記憶素子を接合した基板を示す底面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の現像ユニットにトナーカートリッジを着脱する状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の現像ユニットの裏面を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の画像形成装置の制御を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の画像形成装置に係る印刷動作の流れを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態の画像形成装置に係る印刷動作において積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラで検出するトナー消費量の見積値が多い場合における時間に対するトナー量を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の画像形成装置に係る印刷動作において積算処理ドット数Ｄ１によるトナー消費量の見積値よりもフォトカプラで検出するトナー消費量の見積値が少ない場合における時間に対するトナー量を示す模式図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の画像形成装置に係る印刷動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１ 画像形成装置
２ 用紙搬送経路
３，３Ａ，３Ｂ 記録媒体
１０ 給紙部
１１ 給紙カセット
１２ ホッピングローラ
１３ プレッシャローラ
１４ レジストローラ
２０，２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ 現像ユニット
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電部材
２３ ＬＥＤヘッド
２４ トナーカートリッジ
２４Ａ ポケット部
２４Ｂ 規制リブ
２４Ｃ レバー
２４Ｄ トナー貯蔵空間
２５ トナー供給部材
２６ 現像部材
２７ 現像ブレード
２８ クリーニング部材
２９ トナー保持空間
３０ 転写部
３１ 転写ローラ
４０ 定着部
４１ 定着ローラ
４２ 加圧ローラ
５０ 排出部
５１ 搬送ローラ
５２ 搬送コロ
５３ 排出ローラ
５４ 排出コロ
５５ スタッカ
６０ 制御基板
７０ 攪拌部材
７０Ａ 回転中心部
７０Ｂ 攪拌部
７１ ギア
７１Ａ 駆動伝達面
７２ 軸受け
７３ センサー
７３Ａ 回転中心部
７３Ｂ 応答部
７３Ｃ 検出部
７４ フォトカプラ
８０ リブ
９０ 記憶素子
９１ コンタクト
９２ 基板
９３ コネクタ
９４ 基板
９５ コンタクト
９６ コネクタ
１００ 上位装置
１１０ 制御部
１１０Ａ 比較部
１１０Ｂ 判断部
１１１ Ｉ／Ｆ部
１１２ 表示パネル
１１３ モータ
１１４ 電圧設定部
１１５ カウント部
１１６ タイマ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤収納器に収納された現像剤の量を積算処理ドット数で記憶する記憶素子と、
上位装置から受信した印刷データの印刷処理ドット数を計測する計測部と、
前記現像剤収納器から供給された前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の内部に回転可能に設けられた攪拌部材と、
前記攪拌部材の回転周期を測定するセンサー部材と、
前記記憶素子、前記センサー部材、及び前記計測部を一定の条件で制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の交換を促す報知を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の印刷動作を停止することを報知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の印刷動作を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、初期の積算処理ドット数、前記積算処理ドット数、及び前記印刷処理ドット数に基づいて印刷動作を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像剤像が形成される潜像担持体と、
現像剤により前記潜像担持体に静電潜像を現像する現像部材と、
前記現像部材に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像部材及び前記現像剤供給部材に電圧を供給する電圧設定部とを更に有し、
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像部材に印加する電圧値を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤供給部材に印加する電圧値を変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記記憶素子は、前記現像剤収納器に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像剤収納器に収納された現像剤の量を積算処理ドット数で記憶する記憶素子と、
上位装置から受信した印刷データの印刷処理ドット数を計測する計測部と、
前記現像剤収納器から供給された前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の内部に回転可能に設けられた攪拌部材と、
前記攪拌部材の回転周期を測定するセンサー部材と、
前記記憶素子、前記センサー部材、及び前記計測部を一定の条件で制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の交換を促す報知を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の印刷動作を停止することを報知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤収納器の印刷動作を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、初期の積算処理ドット数、前記積算処理ドット数、及び前記印刷処理ドット数に基づいて印刷動作を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像剤像が形成される潜像担持体と、
現像剤により前記潜像担持体に静電潜像を現像する現像部材と、
前記現像部材に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像部材及び前記現像剤供給部材に電圧を供給する電圧設定部とを更に有し、
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像部材に印加する電圧値を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記センサー部材により前記現像剤収容部の内部の前記現像剤が一定値以下であることを検知すると、前記積算処理ドット数及び前記印刷処理ドット数に基づき前記現像剤収納器に収納された前記現像剤が閾値以下になると、前記現像剤供給部材に印加する電圧値を変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記記憶素子は、前記現像剤収納器に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−４４２６５（Ｐ２０１０−４４２６５Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０８９９６（Ｐ２００８−２０８９９６）
【出願日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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