(57)【要約】      （修正有）【課題】トナーの入替え動作において、入替え量を抑え、ランニングコストを低減することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】現像器を有する画像形成ユニットと、現像器にトナーを供給するトナーカートリッジと、トナーカートリッジに付随して設けられ、予めトナー特性のデータが記憶される第1のメモリ３０と、トナーの使用量を求めるためのパラメータ値が検知されるトナー使用量検知機構と、画像形成ユニット内に設けられ、パラメータ値と、トナー入替え動作を行うトナー使用量の閾値と、が記憶される第2のメモリ２９と、パラメータ値に基づいて、トナー使用量を求め、このトナー使用量と閾値との比較を行い、トナー入替え動作の要否を判断し、特性データに基づき、トナー入替え動作を実行させる演算制御機構と、を備える。【選択図】図３
2011237791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像器を有する画像形成ユニットと、
前記現像器にトナーを供給するトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジに付随して設けられ、予め前記トナー特性のデータが記憶される第1のメモリと、
トナーの使用量を求めるためのパラメータ値が検知されるトナー使用量検知機構と、
前記画像形成ユニット内に設けられ、前記パラメータ値と、トナー入替え動作を行うトナー使用量の閾値と、が記憶される第2のメモリと、
前記パラメータ値に基づいて、トナー使用量を求め、このトナー使用量と前記閾値との比較を行い、前記トナー入替え動作の要否を判断し、前記特性データに基づき、前記トナー入替え動作を実行させる演算制御機構と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー特性は、帯電特性に影響するトナー物性であ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】
前記トナー特性のデータは、前記トナー特性に基づき区分された区分コードであ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】
画像形成ユニットにおいて、予めトナー特性のデータが記憶されたトナーを、トナーカートリッジより現像器に供給して、所定のプリント動作を行い、
前記トナーの使用量を求めるためのパラメータ値を検知し、
前記パラメータ値が、予め入力されたトナー入替え動作を行う前記パラメータの閾値に到達したとき、前記トナー入替え動作要と判断し、
前記トナー特性のデータに基づき、前記トナー入替え動作を実行する、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
前記トナー特性は、帯電特性に影響するトナー物性であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真の画像特性を安定させるために、トナー濃度センサ、光学センサ、温湿度センサ等からの情報に基づき、画像形成条件が制御される。
【０００３】
一方、現像器内のトナーが、コピーボリュームの割に、消費されていない場合や、トナーとキャリアとの撹拌時間が長くなる場合、トナー電荷の上昇により、画像濃度の低下、かぶり等の不具合が発生する。このような現象に対して、コピーカウンタ、現像器駆動カウンタ、画素カウンタ等から、一定期間に消費されたトナー量を推測する。推測されたトナー量と比較してトナーの入替え量が少ない場合、コピージョブ終了後、トナーを強制排出させている。このようにして、電荷の高いトナーを排出し、新しいトナーを補給することにより、安定した画像形成が可能となる。
【０００４】
しかしながら、このようなトナーの強制排出によれば、転写媒体に印字されないトナーを多量に廃棄することになり、トナーカートリッジの交換頻度が高くなるとともに、ランニングコストが高くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４１４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、トナーの入替え動作において、入替え量を抑え、ランニングコストを低減することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、画像形成装置が提供される。この画像形成装置においては、現像器を有する画像形成ユニットと、現像器にトナーを供給するトナーカートリッジと、トナーカートリッジに付随して設けられ、予めトナー特性のデータが記憶される第1のメモリと、トナーの使用量を求めるためのパラメータ値が検知されるトナー使用量検知機構と、画像形成ユニット内に設けられ、パラメータ値と、トナー入替え動作を行うトナー使用量の閾値と、が記憶される第2のメモリと、パラメータ値に基づいて、トナー使用量を求め、このトナー使用量と閾値との比較を行い、トナー入替え動作の要否を判断し、特性データに基づき、トナー入替え動作を実行させる演算制御機構と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、画像形成方法が提供される。この画像形成方法においては、画像形成ユニットにおいて、予めトナー特性のデータが記憶されたトナーを、トナーカートリッジより現像器に供給して、所定のプリント動作を行い、トナーの使用量を求めるためのパラメータ値を検知し、パラメータ値が、予め入力されたトナー入替え動作を行うパラメータの閾値に到達したとき、トナー入替え動作要と判断し、トナー特性のデータに基づき、トナー入替え動作を実行する、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る４連タンデムのカラープリンタである画像形成装置の構成図。
【図２】実施形態に係る画像形成ユニットの概略構成図。
【図３】実施形態に係るトナー入替え動作の制御が行われる構成部分のブロック図。
【図４】実施形態に係るトナー入替え動作の制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に本実施形態の画像形成装置の一例として、４連タンデムのカラープリンタである画像形成装置の構成図を示す。図１に示すように、中間転写ベルト10の搬送方向（矢印方向）に沿って、転写媒体12上に中間転写ベルト10上の画像を転写するための二次転写ローラ11、およびイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成ユニット20Y、20M、20C、および20Kが配置されている。
【００１２】
画像形成ユニット20Y、20M、20C、および20Kは、像坦持体である感光体21Y、21M、21C、および21Kを備える。さらに、各感光体の周囲に、帯電手段としての帯電器22Y、22M、22C、および22Kと、現像部材である現像ローラなどを有し、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー粒子とキャリア粒子からなる現像剤がそれぞれ収められた現像装置23Y、23M、23C、および23Kと、転写手段としての一次転写ローラ24Y、24M、24C、および24Kと、クリーナユニット25Y、25M、25C、および25Kを備える。これらは、それぞれ対応する感光体21Y、21M、21C、および21Kの回転方向に沿って配置される。
【００１３】
各１次転写ローラ24Y、24M、24C、および24Kは、中間転写ベルト10の内側に配設され、対応する感光体21Y、21M、21C、および21Kとの間で中間転写ベルト10を狭持する。露光装置26Y、26M、26C、26Kは、それぞれ帯電器22Y、22M、22C、22Kと現像器23Y、23M、23C、23Kとの間の感光体21Y、21M、21C、21Kの外周面上に、露光ポイントが形成されるように配置される。中間転写ベルト10の外側には、二次転写ローラ11が接触するように配置される。
【００１４】
このように構成される画像形成装置により、以下のようにプリント動作が行われる。画像形成ユニット20Yでトナー画像が形成される。画像形成ユニット20Yでのトナー画像形成のタイミングに合わせて、画像形成ユニット20M、20C、20Kでも同様のプロセスが行われる。画像形成ユニット20M、20C、20Kの感光体上に形成されたマゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像についても中間転写ベルト10上に順次１次転写される。
【００１５】
転写媒体Pは、カセット（図示せず）から搬送され、中間転写ベルト10上のトナー画像に、タイミングに合わせて、アライニングローラ（図示せず）によって中間転写ベルト10に送り出される。
【００１６】
二次転写ローラ11には、電源（図示せず）によってトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（＋）が印加されている。その結果、中間転写ベルト10上のトナー画像は、中間転写ベルト10と二次転写ローラ11との間で形成される転写電界によって転写媒体12上に転写される。転写媒体12上に転写されたトナーを定着させるための定着器（図示せず）が配設されており、定着器に転写媒体12を通過させることによって、定着画像が得られる。
【００１７】
なお、ここではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色順で画像形成ユニットが並んでいる例を挙げて説明したが、この色順は特に限定されるものではない。
【００１８】
図２に、上述のように構成され、画像が形成される画像形成装置における画像形成ユニットの概略構成図を示す。なお、画像形成ユニット20Y、20M、20C、および20Kは、同様の構成である。
【００１９】
図２に示すように、感光体21の周囲に、帯電器22、現像器23、クリーニングユニット25が配置されている。現像器23には、トナーカートリッジ27が装着されている。さらに、印刷枚数、出力ピクセルなどをカウントする印刷カウンタ28A、トナーカートリッジの駆動時間をカウントするトナー補給駆動カウンタ28B、及び現像器23の駆動時間をカウントする現像器駆動カウンタ28cが設置されている。
【００２０】
さらに、画像形成ユニット20本体には、印刷カウンタ28A、トナー補給駆動カウンタ28B、現像器駆動カウンタ28Cの値と、トナー入替え動作の要否を判断するための閾値が記憶されるメモリ29が設けられている。
【００２１】
トナーカートリッジ27には、予めトナーカートリッジ27に格納されたトナーの製造ロットの特性データが記憶されたメモリ30が設けられている。なお、メモリ30は、必ずしもトナーカートリッジ27に取り付けられる必要はない。トナーカートリッジ27と現像器等から構成される現像ユニットの一体型ユニットであれば、一体型ユニットに取り付けられていてもよい。また、メモリ30は分離されて、別途画像形成ユニットに装着されてもよい。
【００２２】
これら画像形成ユニットの各構成部分は、これらを制御する演算制御機構（図示せず）とそれぞれ接続されている。
【００２３】
このような画像形成ユニットにおいて、以下のようにして、強制トナー補給動作の制御が行われる。図３に、トナー入替え動作の制御が行われる構成部分のブロック図を示す。図３に示すように、演算制御機構あるＣＰＵ31が、画像形成ユニット20本体のメモリ29と接続されている。メモリ29は、印刷カウンタ28A、トナー補給駆動カウンタ28B、現像器駆動カウンタ28cと接続されている。
【００２４】
さらに、ＣＰＵ31は、有線又は無線通信による送受信部32を介して、トナーカートリッジ27のメモリ30と接続されるとともに、トナーカートリッジ駆動モータ33など、画像形成ユニット20の各構成部分を含む画像形成装置を制御する。なお、ＣＰＵ31は、一体化されている必要はなく、トナーカートリッジ駆動モータ33を駆動させるためのモータドライバ、メモリ29からのデータを処理するＡＳＩＣ、メモリ30からのデータを処理するＡＳＩＣ等と分離されていてもよい。また、メモリ29を内蔵していてもよい。
【００２５】
表１に本体側のメモリ29、表２にトナーカートリッジ側のメモリ30におけるアドレスと情報内容の対応表を示す。
【表１】
2011237791.tif 000003
【表２】
2011237791.tif 000004
【００２６】
表１に示すように、本体側のメモリ29には、アドレス毎に、識別コードが入力されるエリア(A001)、後述するトナー特性区分コードに応じてトナー入替え量を選択するデータ選定コードが入力されるエリア(A002)、トナーカートリッジ27側のメモリ30からの特性区分コードが書き込まれる書き込みエリア(A003)、トナー入替え動作を行った履歴を書き込むトナーリフレッシュ履歴書き込みエリア(A004)が設けられている。モノクロモード、カラーモードでのそれぞれの印刷カウンタ値が書き込まれる印刷カウンタ値書き込みエリア(A005,A006)が設けられている。
【００２７】
ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各トナーカートリッジの駆動時間のカウンタ値が書き込まれるトナー補給駆動カウンタ値書き込みエリア(A007-A010)、各現像器の駆動時間のカウンタ値が書き込まれる現像器駆動カウンタ値の書き込みエリア(A011-A014)が設けられている。これらのカウント値は、それぞれトナーの使用量を求めるためのパラメータ値である。
【００２８】
さらに、それぞれトナー入れ変え動作を実行する閾値である、印刷カウンタ閾値の書き込みエリア(A015)、トナー補給駆動カウンタ28B、現像器駆動カウンタ28cで検知されるパラメータ値より求められるトナー使用量の閾値であるトナーリフレッシュ閾値書き込みエリア(A016)が設けられている。
【００２９】
また、表２に示すように、トナーカートリッジ27側のメモリ30には、アドレス毎に、識別コード(B001)が入力されたエリア、トナー特性であるトナー抵抗値に基づき区分された区分コードが入力されたエリアが設けられている。なお、トナー特性としては、トナー抵抗値の他、帯電量、粒径等を用いることができる。また、特性値自体が入力され、ＣＰＵ31で区分してもよく、トナー入替え量の区分コードとして入力されていてもよい。
【００３０】
このような構成により、以下のようにしてトナー入替え動作の制御が行われる。図４にフローチャートを示す。図４に示すように、プリントを開始するにあたり、電源をＯＮする、又はトナーカートリッジを入れ替える等でフロントカバーを開閉する(Act 1)。メモリ29のA001と、メモリ30のB001に入力された識別コードが一致するかどうかを判断し(Act 2)、一致した場合、画像形成装置本体におけるトナー入替え動作（トナーリフレッシュ）機能が有効であるかどうかを判断する(Act 3)。有効である場合、以下の動作が行われる。識別コードが一致しない場合、及びトナー入替え動作機能が無効である場合、機能を停止したプリント動作を行うか、トナーカートリッジを入れ替える。
【００３１】
B002に書き込まれている区分コードを、送受信部32を介してＣＰＵ31に読み込み、A002の対応する制御コードを選択し、A003に書き込む(Act 4)。これにより、画像形成装置本体がReady状態となり、印刷ジョブが行われる(Act 5)。
【００３２】
印刷ジョブが終了した後、A005、A006に書き込まれた印刷カウンタ値が、A015に書き込まれた印刷カウンタ閾値に到達しているかどうか判断する(Act 6)。
【００３３】
印刷カウンタ閾値に到達している場合、A007-A010に書き込まれたトナー補給駆動カウンタ値、A011-A014に書き込まれた現像器駆動カウンタ値より、トナー使用量が求められる(Act 7)。求められたトナー使用量が、A016に書き込まれたトナーリフレッシュ閾値に到達しているかどうかを判断する(Act 8)。
【００３４】
トナーリフレッシュ閾値に到達している場合、A003に書き込まれた制御コードに基づき、トナー入替え動作を実行する(Act 9)。A004に実行履歴を書き込み(Act 10)、印刷カウンタ28A、トナー補給駆動カウンタ28B、現像器駆動カウンタ28cのカウンタ値をリセットする(Act 11)。
【００３５】
このように、トナー入替え動作において、これまで一定量のトナーを排出・供給していたのに対し、トナーの例えば帯電特性に合わせた排出量（供給量）となるように制御することができ、トナーの使用量を抑えることが可能となる。
【００３６】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
【００３７】
これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００３８】
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３９】
１０…中間転写ベルト、１１…二次転写ローラ、１２…転写媒体、２０…画像形成ユニット、２１…感光体、２２…帯電器、２３…現像装置、２４…一次転写ローラ、２５…クリーナユニット、２６…露光装置、２７…トナーカートリッジ、２８Ａ…印刷カウンタ、２８Ｂ…トナー補給駆動カウンタ、２８Ｃ…現像器駆動カウンタ、２９、３０…メモリ、３１…ＣＰＵ、３２…送受信部、３３…トナーカートリッジ駆動モータ。
【図１】
2011237791.tif 000005
【図２】
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【図３】
2011237791.tif 000007
【図４】
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