(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に現像器または現像器を有する画像形成プロセスカートリッジを着脱自在に備え、前記現像器にそれにトナーを補給するトナー補給容器を交換可能に設けてなり、前記現像器のトナーエンドを検知したとき、前記トナー補給容器の交換を報知する一方、前記現像器または前記プロセスカートリッジの保証寿命を設定して該保証寿命に到達したとき、その交換を報知する画像形成装置において、前記トナー補給容器の交換報知時、交換後の同トナー補給容器内のトナーを使い切る前に前記保証寿命に到達するとき、その旨を報知するとともに、その保証寿命に到達したとき前記現像器または前記プロセスカートリッジの交換を報知するか、その後にトナーエンドを検知したとき前記現像器または前記プロセスカートリッジの交換を報知するかを選択可能としてなる、画像形成装置。
【請求項２】
記録媒体への画像記録枚数をカウントしてそのカウント値が、設定した寿命枚数を越えたとき、前記保証寿命に到達したと判断する一方、トナーエンドを検知したときそれまでの画像記録枚数とトナー補給回数とから１回のトナー補給で画像記録可能な枚数を算出し、その算出した枚数をそれまでの画像記録枚数に加えた枚数が前記寿命枚数より大きいか否かによって交換後の前記トナー補給容器内のトナーを使い切る前に前記保証寿命に到達するか否か判断してなる、請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項３】
ある値をカウントしてそのカウント値が、設定した寿命カウント値を越えたとき、前記保証寿命に到達したと判断する一方、前記トナー補給容器の交換報知時、前記寿命カウント値を越えてから、交換後の同トナー補給容器内のトナーを使い切るまでのカウント値を表示してなる、請求項1、または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像器または前記プロセスカートリッジが引き続き使用可能か否かを判定するためのテスト画像記録モードを備えてなる、請求項1、２、または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成装置本体に着脱自在に備える現像器または現像器を有する画像形成プロセスカートリッジと、
その現像器に交換可能に設けてそれにトナーを補給するトナー補給容器と、
前記現像器のトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段と、
前記現像器または前記プロセスカートリッジの保証寿命への到達を検知する寿命検知手段と、
前記トナーエンド検知手段でトナーエンドを検知をしたとき、前記トナー補給容器の交換を報知する一方、前記寿命検知手段で保証寿命への到達を検知したとき前記現像器または前記プロセスカートリッジの交換を報知する報知手段と、
前記トナー補給容器の交換報知時、交換後の同トナー補給容器内のトナーを使い切る前に前記保証寿命に到達するか否かを判断し、到達すると判断したとき前記報知手段でその旨を報知させる判断手段と、
その判断手段でトナーを使い切る前に前記保証寿命に到達すると判断したとき、その保証寿命に到達したとき前記現像器または前記プロセスカートリッジの交換を報知するか、その後にトナーエンドを検知したとき前記現像器または前記プロセスカートリッジの交換を報知するかを選択する選択手段と、
を備えてなる、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
この発明は、複写機・プリンタ・ファクシミリやそれらの複合機などの画像形成装置に関する。詳しくは、そのうち特に、像担持体上に帯電・書込みを行って静電潜像を形成し、トナーを付着してその静電潜像を現像し、その現像により得た画像を転写して、用紙やカード等の記録媒体に記録を行う電子写真式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子写真式画像形成装置では、使用とともにトナーを消費し、現像器のトナーエンドを検知したときは、たとえば現像器に設けるトナー補給容器を新しいものと交換するなどして現像器にトナーを補給していた。
【０００３】
ところが、何度かトナー補給を繰り返すうちに、現像器または現像器を有するプロセスカートリッジの各部が徐々に劣化し、経時において画像品質が低下することとなる。この画像品質の低下がどの程度まで許容できるかは、各ユーザーによって相違する。
【０００４】
このため、従来は、ほとんどのユーザーが許容できる画像品質の段階で現像器またはプロセスカートリッジの保証寿命を設定し、その保証寿命となったとき交換を促す報知をしたり、装置本体の作動を停止したりし、画像品質が著しく低下する前に新しい現像器またはプロセスカートリッジと交換することとしていた。
【０００５】
しかしながら、保証寿命となったとき、直ちに現像器またはプロセスカートリッジを交換することとすると、現像器にトナーが残った状態で交換することとなり、それほど画像品質を問題としないユーザーにとっては、急激に画像品質が低下するわけではないから、不経済なことであった。
【０００６】
従来の画像形成装置の中には、トナー補給時、補給後のトナーを使い切る前に現像器またはプロセスカートリッジが保証寿命に到達すると思われるとき、画像品質を重視し、たとえば特開平４−５１２５９号公報に記載のように、トナー補給を行わずにその現像器またはプロセスカートリッジを新しいものと交換するものもあった。
【０００７】
また、経済性を重視し、特開平９−１９００６８号公報に記載のように、現像器またはプロセスカートリッジが保証寿命に到達するまでに消費するトナー量だけトナー補給するようにしたものもあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者では、いうまでもなく、なお十分に使用可能な現像器またはプロセスカートリッジを交換するから、不経済であった。後者では、たとえばトナー容量の異なるトナー補給容器を複数種準備しなければならず、コスト高となった。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、上述したような画像形成装置において、ユーザーが求める画像品質が個々で相違していることに鑑み、各ユーザーが自己の要求する品質を確保できる範囲でそれぞれ最大限に現像器またはプロセスカートリッジの使用を可能とし、経済性を高めることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に係る発明は、たとえば以下の図面を用いて説明する実施の形態のとおり、画像形成装置本体１０に現像器１４または現像器１４を有する画像形成プロセスカートリッジ３５を着脱自在に備え、前記現像器１４にそれにトナー２１を補給するトナー補給容器２５を交換可能に設けてなり、前記現像器１４のトナーエンドを検知したとき、前記トナー補給容器２５の交換を報知する一方、前記現像器１４または前記プロセスカートリッジ３５の保証寿命を設定して該保証寿命に到達したとき、その交換を報知する画像形成装置において、前記トナー補給容器２５の交換報知時、交換後の同トナー補給容器２５内のトナーを使い切る前に前記保証寿命に到達するとき、その旨を報知するとともに、その保証寿命に到達したとき前記現像器１４または前記プロセスカートリッジ３５の交換を報知するか、その後にトナーエンドを検知したとき前記現像器１４または前記プロセスカートリッジ３５の交換を報知するかを選択可能としてなる、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、たとえば以下の図面を用いて説明する実施の形態のとおり、記録媒体２９への画像記録枚数をカウントしてそのカウント値が、設定した寿命枚数を越えたとき、前記保証寿命に到達したと判断する一方、トナーエンドを検知したときそれまでの画像記録枚数とトナー補給回数とから１回のトナー補給で画像記録可能な枚数を算出し、その算出した枚数をそれまでの画像記録枚数に加えた枚数が前記寿命枚数より大きいか否かによって交換後の前記トナー補給容器２５内のトナー２１を使い切る前に前記保証寿命に到達するか否か判断してなる、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項1、または２に記載の画像形成装置において、たとえば以下の図面を用いて説明する実施の形態のとおり、ある値をカウントしてそのカウント値が、設定した寿命カウント値を越えたとき、前記保証寿命に到達したと判断する一方、前記トナー補給容器２５の交換報知時、前記寿命カウント値を越えてから、交換後の同トナー補給容器２５内のトナー２１を使い切るまでのカウント値を表示してなる、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項1、２、または３に記載の画像形成装置において、たとえば以下の図面を用いて説明する実施の形態のとおり、前記現像器１４または前記プロセスカートリッジ３５が引き続き使用可能か否かを判定するためのテスト画像記録モードを備えてなる、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、画像形成装置において、たとえば以下の図面を用いて説明する実施の形態のとおり、
画像形成装置本体１０に着脱自在に備える現像器１４または現像器１４を有する画像形成プロセスカートリッジ３５と、
その現像器１４に交換可能に設けてそれにトナー２１を補給するトナー補給容器２５と、
前記現像器１４のトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段３８と、
前記現像器１４または前記プロセスカートリッジ３５の保証寿命への到達を検知する寿命検知手段４２と、
前記トナーエンド検知手段３８でトナーエンドを検知をしたとき、前記トナー補給容器２５の交換を報知する一方、前記寿命検知手段４２で保証寿命への到達を検知したとき前記現像器１４または前記プロセスカートリッジ３５の交換を報知する報知手段４１と、
前記トナー補給容器２５の交換報知時、交換後の同トナー補給容器２５内のトナー２１を使い切る前に前記保証寿命に到達するか否かを判断し、到達すると判断したとき前記報知手段４１でその旨を報知させる判断手段４０と、
その判断手段４０でトナー２１を使い切る前に前記保証寿命に到達すると判断したとき、その保証寿命に到達したとき前記現像器１４または前記プロセスカートリッジ３５の交換を報知するか、その後にトナーエンドを検知したとき前記現像器１４または前記プロセスカートリッジ３５の交換を報知するかを選択する選択手段４３・４４と、
を備えてなる、ことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明による電子写真式画像形成装置の概略構成を示す。図中符号１０は、画像形成装置本体である。装置本体１０のほぼ中央には、ドラム状の像担持体１２を回転自在に備える。
【００１６】
像担持体１２のまわりには、その矢示する回転方向に順に、ロール式の帯電器１３、現像器１４、ロール式の転写器１５、クリーニング器１６などを設ける。クリーニング器１６の上には書込み器１７を、また左には定着器１８を備えてなる。
【００１７】
現像器１４は、現像ケース２０内に一成分高抵抗現像剤であるトナー２１を収納してなる。現像ケース２０には、像担持体１２側に開口を設けてそこにスリーブ状の現像ローラ２２を回転自在に備える。現像ローラ２２には、現像バイアス電源２３からバイアス電圧を印加するとともに、外周に薄層化ブレード２４の先端を押し当てる。現像ケース２０には、またトナー補給容器２５を交換可能に設けてなる。
【００１８】
そして、画像を形成するときは、装置本体１０内に備える不図示のモータで像担持体１２を図中矢示方向に回転し、その回転にともない、帯電器１３で同像担持体１２の周面を一様に帯電し、次いで画像信号に基づき書込み器１７から発射したレーザ光Ｌをミラー２６で反射して同像担持体１２の周面に照射し、書込みを行って該像担持体１２上に静電潜像を形成する。
【００１９】
現像器１４では、装置本体１０側から伝達する駆動力で、不図示のトナー撹拌供給部材でトナー２１を撹拌しながら現像ローラ２２へと送り、その現像ローラ２２上に付着したトナー２１を薄層化ブレード２４で薄層化するとともに帯電して後、像担持体１２に付着して現像を行い、上述した像担持体１２上の静電潜像を可視像化する。
【００２０】
また同時に、像担持体１２の回転とともに給紙ローラ２７を回転して給紙カセット２８からシート状の記録媒体２９を順次繰り出し、ガイド部材３０で案内して不図示のレジストローラ間に突き当てて止め、像担持体１２上に形成した画像の先端にタイミングを合わせて同レジストローラを回転することにより像担持体１２と転写器１５間に送り込む。
【００２１】
このように像担持体１２と転写器１５間に送り込んだ記録媒体２９には、像担持体１２の回転とともに上記のように像担持体１２上に形成した画像を転写器１５により転写する。そして、転写後の記録媒体２５を排紙路３１を通して定着器１８へと入れ、そこで転写画像を定着して後、装置本体１０外へと排出する。
【００２２】
一方、画像転写後の像担持体１２は、回転とともに、クリーニング器１６のクリーニングブレード３２で周面上の残留トナー２１を除去する。除去したトナー２１は、クリーニングケース３３内に収納してなる。
【００２３】
ところで、このような画像形成装置では、メンテナンス時の便宜等を考え、上述した像担持体１２と帯電器１３と現像器１４とクリーニング器１６を所定の配置関係をもって組み付け、一括して図２に示すような一体の画像形成プロセスカートリッジ３５を形成する。そして、図１に示すように、支持部材３６上で確実に位置決めして装置本体１０内に着脱自在に備える。
【００２４】
さて、上述しなかったが、現像器１４の現像ケース２０内には、トナーエンド検知手段３８を設けてなる。このトナーエンド検知手段３８は、アンテナ方式で、トナー量によって現像ローラ２２とアンテナ間の静電容量が変化することを利用して現像ケース２０内のトナーエンドを検知するものである。
【００２５】
トナーエンド検知手段３８には、図３に示すように、信号処理手段４０を接続してなる。信号処理手段４０は、トナーエンド検知手段３８のアンテナに流れる電流を測定し、その測定値からトナーエンドとなったか否かを判断する。トナーエンドとなったと判断したときは、装置本体１０の正面表示部（報知手段）４１でトナー補給容器２５の交換を報知する。
【００２６】
この報知があったとき、ユーザーは、取り付けているトナー補給容器２５に代えて新しいトナー補給容器２５を取り付け、その図示しないシール部材を剥がすなどして封止を解除し、トナーを現像ケース２０内に補給する。
【００２７】
ところで、この信号処理手段４０は、プロセスカートリッジ３５が保証寿命に到達したことを検知する寿命検知手段４２にも接続してなる。寿命検知手段４２は、図示例では、像担持体１２の回転数を検知するものである。
【００２８】
クリーニングブレード３２や帯電器１３などが接触するから、像担持体１２の周面感光層は摩耗する。摩耗すると、帯電器１３で所定電位まで帯電させることができないから、画像品質が低下する。そこで、信号処理手段４０では、寿命検知手段４２からの検知信号を受けて像担持体１２の回転数を記憶し、像担持体１２の劣化の程度を判別してプロセスカートリッジ３５が保証寿命に到達したか否かを判断する。
【００２９】
保証寿命に到達したと判断したときは、正面表示部４１でプロセスカートリッジ３５の交換を表示する。
【００３０】
なお、この信号処理手段４０では、装置本体１０に接続しているコンピュータなどのホスト装置４３との通信も行う。
【００３１】
さて、図示のような画像形成装置にあっては、トナー補給容器２５の交換報知時、交換後のトナー補給容器２５内のトナー２１を使い切る前にプロセスカートリッジ３５が保証寿命に到達することもある。たとえばプロセスカートリッジ３５の保証寿命が記録媒体２９への画像記録枚数に換算すると、30,000枚であり、トナー補給容器２５のトナー容量が約3,000枚分であるとき、28,000枚記録媒体２９へ画像記録したところでトナーエンドとなることがある。
【００３２】
このような場合は、そのことを信号処理手段４０で判断し、以下の▲１▼ないし▲３▼を正面表示部４１で報知する。記録媒体２９に画像を記録して出力するなどして報知してもよい。
【００３３】
▲１▼  トナー補給容器２５を交換する必要があること。
▲２▼  約2,000枚の画像記録で、交換後のトナー補給容器２５内のトナー２１を使い切る前に、プロセスカートリッジ３５が保証寿命に到達すること。
▲３▼  プロセスカートリッジ３５の交換の報知を、保証寿命に到達したときとするか、それともその後にトナーエンドを検知したときとするか、ユーザー自身が選択すること。
【００３４】
ユーザーは、プロセスカートリッジ３５の交換の報知を、保証寿命に到達したときとするか、その後にトナーエンドを検知したときとするかを、正面表示部４１の操作部４４を操作したり、ホスト装置４３を操作したりして選択する。
【００３５】
なお、画像面積の大きな画像記録を続けた場合、プロセスカートリッジ３５の保証寿命に到達する前に再度トナーエンドを検知することもあるが、その際は同様に上記▲１▼ないし▲３▼の報知を行うようにする。
【００３６】
ところで、トナー補給容器２５のトナー容量が約3,000枚分といっても、それはあくまでも目安であり、出力する画像比率によって枚数に差を生ずることとなる。そこで、図示画像形成装置では、トナーエンドを検知したときそれまでの画像記録枚数とトナー補給回数とから１回のトナー補給で画像記録可能な枚数を算出し、その算出した枚数をそれまでの画像記録枚数に加えた枚数が寿命枚数より大きいか否かによって交換後のトナー補給容器２５内のトナーを使い切る前に保証寿命に到達するか否か判断してなる。
【００３７】
また、図示画像形成装置では、画像記録の枚数をカウントしてそのカウント値が、設定した寿命カウント値である30,000枚に達したとき、保証寿命に到達したと判断する。一方、トナー補給容器２５の交換報知時、その30,000枚の寿命カウント値に達してから交換後のトナー補給容器２５内のトナーを使い切るまでの枚数（この例では1,000枚）を正面表示部４１に表示するようにする。
【００３８】
さらに、図示画像形成装置では、プロセスカートリッジ３５は、像担持体１２、帯電器１３、現像器１４、クリーニング器１６を一体に構成してなる。その寿命は、像担持体１２の感光層の摩耗により帯電電位の低下が起きることとなったときとしている。
【００３９】
このことによる画像上の不具合は、書込み部分にトナーを付着する反転現像方式においては地肌部にトナーが付着してしまう地汚れ現象であり、非書込み部分にトナーを付着する正規現像方式においては画像濃度の低下である。
【００４０】
この現象に至るまでの余裕度を確認する手段として以下のテスト画像記録モードを備え、ユーザーが任意にそのテスト画像記録を行えるようにする。このテスト画像記録時には、帯電器１３に印加している電圧のDC成分の絶対値をテスト記録画像の先端から後端に向かって徐々に、または段階的に小さくしていくように制御する。
【００４１】
このような制御を行った場合、テスト記録画像は、たとえば反転現像方式の場合、画像後端に向かって次第に地汚れが濃くなっていく。しかし、像担持体１２の劣化が進み、帯電電位の低下が激しいものほど、より画像先端部の方から地肌汚れが目立つようになるため、先端部の地汚れしていない範囲が広いものほど像担持体１２の寿命に余裕があることとなる。
【００４２】
トナー補給容器２５の交換報知時、このテスト画像を記録して確認し、トナー補給してプロセスカートリッジ３５を継続使用するか否かの判断をより正確に行うことができる。
【００４３】
なお、テスト画像を記録した結果、どの程度になったときにプロセスカートリッジ３５を交換するかは、ユーザー独自の判断で行えばよいが、参考基準を提示しておくことが望ましい。
【００４４】
像担持体１２以外の構成部品がプロセスカートリッジ３５の寿命を決定するときは、その構成部品の劣化に併せてテスト画像の記録の仕方を設定することもできる。
【００４５】
たとえばクリーニングブレード３２の場合、像担持体１２への当接エッジの摩耗によりトナーがクリーニングブレード３２をすり抜けて画像上に汚れとなって現われる。この現象を事前にチェックする方法として、像担持体１２上に転写しないトナー像を形成し、その直後にテスト画像記録モードで白紙画像を記録すれば、過剰なトナーに対してクリーニング不良を発生することから、事前にクリーニングブレード３２の摩耗を知ることができる。
【００４６】
また、帯電器１３の場合は、その汚れによって帯電電位むらが発生することが考えられるが、この現象に対してはテスト画像記録モードで現像バイアスを変化させてハーフトーン画像を出力すれば、電位むらを画像の濃度むらに置き換えて検出することができる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態では、現像器１４を有するプロセスカートリッジ３５を装置本体１０に対して着脱自在に備える画像形成装置に適用した場合について説明した。しかし、現像器を用いてプロセスカートリッジを構成せず、装置本体に対して現像器自体を着脱自在に備える画像形成装置にも、同様に適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
したがって、請求項１ないし５に係る発明によれば、画像品質の低下を危惧するユーザーにあっては、保証寿命に到達したとき現像器またはプロセスカートリッジの交換を報知するようにし、多少の画像品質の低下をおそれるよりも経済性を重視するユーザーにあっては、保証寿命に到達して後にトナーエンドを検知したとき現像器またはプロセスカートリッジの交換を報知するようにする。
【００４９】
これにより、ユーザーが求める画像品質が個々で相違していることに鑑み、各ユーザーが自己の要求する品質を確保できる範囲でそれぞれ最大限に現像器またはプロセスカートリッジの使用を可能とし、経済性を高めることができる。
【００５０】
請求項２に係る発明によれば、トナーエンドを検知したときそれまでの画像記録枚数とトナー補給回数とから１回のトナー補給で画像記録可能な枚数を算出し、その算出した枚数をそれまでの画像記録枚数に加えた枚数が寿命枚数より大きいか否かによって交換後のトナー補給容器内のトナーを使い切る前に保証寿命に到達するか否か判断するから、加えて、ユーザーのそれまでの使用状況に応じてある程度の確度をもってトナーを使い切る前に保証寿命に到達するか否かを判断することができる。
【００５１】
請求項３に係る発明によれば、ある値をカウントしてそのカウント値が、設定した寿命カウント値を越えたとき、保証寿命に到達したと判断するとき、トナー補給容器の交換報知時、寿命カウント値を越えてから、交換後の同トナー補給容器内のトナーを使い切るまでのカウント値を表示するから、加えて、ユーザーはその表示を参考に、保証寿命に到達したとき現像器またはプロセスカートリッジの交換を報知するか、保証寿命に到達して後にトナーエンドを検知したとき現像器またはプロセスカートリッジの交換を報知するかを選択することができる。
【００５２】
請求項４に係る発明によれば、現像器またはプロセスカートリッジが引き続き使用可能か否かを判定するためのテスト画像記録モードを備えるから、加えて、実際にテスト画像を記録して画像品質の低下の度合いを確認し、保証寿命に到達したとき現像器またはプロセスカートリッジの交換を報知するか、保証寿命に到達して後にトナーエンドを検知したとき現像器またはプロセスカートリッジの交換を報知するかを選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による電子写真式画像形成装置の概略構成図である。
【図２】その画像形成装置で用いる画像形成プロセスカートリッジの斜視図である。
【図３】そのプロセスカートリッジ部分の拡大概略構成図である。
【符号の説明】
１０  画像形成装置本体
１２  像担持体
１３  帯電器
１４  現像器
１５  転写器
１６  クリーニング器
２０  現像ケース
２１  トナー
２２  現像ローラ
２４  薄層化ブレード
２５  トナー補給容器
２９  記録媒体
３２  クリーニングブレード
３３  クリーニングケース
３５  画像形成プロセスカートリッジ
３６  支持部材
３８  トナーエンド検知手段
４０  信号処理手段（判断手段）
４１  正面表示部（報知手段）
４２  寿命検知手段
４３  ホスト装置（選択手段）
４４  操作部（選択手段）
【図１】
0003724777.tif 000002
【図２】
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【図３】
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