(57)【要約】【課題】強制トナー補給動作の誤作動を防ぎ、不要な補給動作を抑え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、現像器内のトナー残量を検知するトナー残量センサと、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、トナーカートリッジに設けられ、予めニアエンプティ状態を示すパラメータの閾値が入力される第1のメモリと、検知されたパラメータ値と閾値との比較と、トナー残量センサで検知されたトナー残量と、に基づき、強制トナー補給動作の要否を判断し、画像形成ユニットを制御する制御機構と、を備える。【選択図】図３
2011232737.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、
前記現像器内のトナー残量を検知するトナー残量センサと、
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、
前記トナーカートリッジに設けられ、予めニアエンプティ状態を示す前記パラメータの閾値が入力される第1のメモリと、
検知された前記パラメータ値と前記閾値との比較と、前記トナー残量センサで検知されたトナー残量と、に基づき、強制トナー補給動作の要否を判断し、前記画像形成ユニットを制御する制御機構と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１のメモリにおいて、前記パラメータ値が前記閾値に到達した第１のエンプティ情報と、第１のトナー残量に到達した第２のエンプティ情報と、前記第１のトナー残量よりエンプティ状態に近い第２のトナー残量に到達した第３のエンプティ情報と、が記憶され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】
前記制御機構は、少なくとも前記第１及び第３のエンプティ情報に基づき、前記画像形成ユニットにおけるプリント停止の要否を判断することを特徴とする請求項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、トナーカートリッジより現像器にトナーを供給して、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、予め入力されたニアエンプティ状態を示す前記パラメータの閾値に到達したとき、第１のエンプティ情報を記憶し、
前記現像器内のトナー残量が第１のトナー残量に到達したとき、第2のエンプティ情報を記憶し、
前記現像器内のトナー残量が前記第１のトナー残量よりエンプティ状態に近い第2のトナー残量に到達したとき、第３のエンプティ情報を記憶し、
それぞれ記憶された前記第１−３のエンプティ情報に基づき、強制トナー補給動作の要否を判断する、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
少なくとも前記第１及び第３のエンプティ情報に基づき、前記画像形成ユニットにおけるプリント停止の要否を判断す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】
通常、電子写真方式の画像形成装置において、現像器にトナー残量センサが配置されている。トナー残量センサにより、現像器内のトナーエンプティ情報が得られ、トナーエンプティが確定すると、電源ON後のウォーミングアップ実行時にトナーカートリッジより強制トナー補給が行われる。
【０００３】
従って、現像器内のトナーエンプティが確定すると、トナーカートリッジ内のトナーがない状態でトナーカートリッジを交換しないまま電源をOFFした場合でも、強制トナー補給が行われ、不要な補給動作による感光体のライフ低減につながる。また、スリープモード（省電力モード）からの復帰時にも、再度強制トナー補給が行われるため、不要な補給動作によりプリント動作は停止され、ユーザに操作を待たせる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９１５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、強制トナー補給動作の誤作動を防ぎ、不要な補給動作を抑え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】
【０００６】
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、現像器内のトナー残量を検知するトナー残量センサと、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、トナーカートリッジに設けられ、予めニアエンプティ状態を示す前記パラメータの閾値が入力される第1のメモリと、検知されたパラメータ値と閾値との比較と、トナー残量センサで検知されたトナー残量と、に基づき、強制トナー補給動作の要否を判断し、画像形成ユニットを制御する制御機構と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
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、トナーカートリッジより現像器にトナーを供給して、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、予め入力されたニアエンプティ状態を示すパラメータの閾値に到達したとき、第1のエンプティ情報を記憶し、現像器内のトナー残量が第１のトナー残量に到達したとき、第２のエンプティ情報を記憶し、現像器内のトナー残量が第１のトナー残量よりエンプティ状態に近い第２のトナー残量に到達した時、第３のエンプティ情報を記憶し、
それぞれ記憶された第１−３のエンプティ情報に基づき、強制トナー補給動作の要否を判断する、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る実施形態に係る画像形成装置の構成図。
【図２】実施形態に係る実施形態に係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。
【図３】実施形態に係る強制トナー補給動作の制御が行われる構成部分のブロック図。
【図４】実施形態に係る強制トナー補給動作の制御のフローチャート。
【図５】実施形態に係る４連タンデムのカラープリンタにおける各画像形成ユニットの状態と画像形成装置の動作のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
転写媒体12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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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20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、及び20Kは、同様の構成である。
【００１８】
図２に示すように、感光体21の周囲に、帯電チャージャ22、現像器23、クリーニングユニット25等が配置されている。現像器23には、現像器23に収容された現像剤のトナー残量を検知するトナー濃度センサなどのトナー残量センサ27が設置され、トナーカートリッジ28が装着されるとともに、トナーカートリッジ駆動時間カウンタ29が設置されている。なお、トナーカートリッジ駆動時間カウンタ29を設けているが、駆動時間のカウンタに限定されるものではなく、プリント枚数、出力ピクセル、トナーカートリッジの回転回数等、トナーの使用量を推定できるように、トナーの使用量に基づいた値が検知される機構であればよい。
【００１９】
さらに、画像形成ユニット20本体と、トナーカートリッジ28には、それぞれトナーエンプティ情報等を記憶するメモリ30a、30bが設けられている。そして、これら画像形成ユニットの各構成部分は、これらを制御、操作する制御操作系（図示せず）とそれぞれ接続されている。
【００２０】
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、強制トナー補給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、制御操作系であるＣＰＵ31が、画像形成ユニット20本体のメモリ30a、トナー残量センサ27、及び駆動時間カウンタ29と接続されている。
【００２１】
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、画像形成ユニット20を含む画像形成装置を操作するとともに、ＣＰＵ31の要求に応じて、画像形成ユニット20本体の状態に基づき、ニアエンプティ状態、トナーカートリッジ交換、プリント停止などのメッセージを表示する表示部33、トナーカートリッジ28のメモリ30bと、現像器23等画像形成ユニット20内の各機器と接続されている。
【００２２】
表１に本体(画像形成ユニット)側のメモリ30a、表２にトナーカートリッジ側のメモリ30bにおけるアドレスと情報内容の対応表を示す。
【表１】
2011232737.tif 000003
【表２】
2011232737.tif 000004
【００２３】
表１に示すように、本体側のメモリ30aには、アドレス毎に、識別コードが入力されるエリア(A001)、トナーカートリッジ28側のメモリ30bからのニアエンプティ閾値等が書き込まれるエリア(A002)、駆動時間カウンタ29からのカウンタ値のエリア(A003)が設けられている。
【００２４】
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30bには、アドレス毎に、識別コード(B001)とともに、予め設定されたニアエンプティ閾値(B002)が入力される。なお、ニアエンプティ閾値は、カートリッジ情報として入力されていてもよく、それに基づいてＣＰＵ31側でニアエンプティ閾値を算出してもよい。
【００２５】
さらに、本体側のメモリ30aからの駆動時間カウンタ値が書き込まれるエリア(B003)、駆動時間カウンタ29からカウンタ値に基づきＣＰＵ31にて推定される第1のエンプティ情報が書き込まれるエリア(B004)、トナー残量センサ27により検知される第2のエンプティ情報が書き込まれるエリア(B005)、トナー残量センサ27により検知される現像器23内の第3のエンプティ情報が書き込まれるエリア(B006)がそれぞれ設けられている。
【００２６】
このような構成により、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６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30aのA001と、メモリ30bのB001に入力された識別コードを照合し(Act 2)、一致した場合に以下の動作が行われる。一致しない場合、本実施形態の機能をOFF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。
【００２７】
A002にB002のニアエンプティ閾値情報を書き込む(Act 3)。B006-B008のエンプティ情報を確認し(Act 4)、エンプティ情報が書き込まれていない場合、画像形成装置本体がReady状態となる(Act 5)。
【００２８】
この状態で、上述のようにプリント動作が行われる(Act 6)。駆動時間カウンタ29より、A003に駆動時間カウンタ値が書き込まれた後、さらにB003に書き込まれ、記憶される(Act 7)。記憶されたB003(A003)の値と、B002(A002)の値を比較する(Act 8)。B003(A003)の値が、B002(A002)の値を超えている場合、B004に第1のエンプティ情報を書き込み、記憶されるとともに、表示部33において、トナーの残りが少なくなった旨のメッセージの表示（以下トナーニアエンプティ表示）を行う(Act 9)。
【００２９】
次いで、トナー残量センサ27により検知された値と、例えば現像器23内のトナー残量が残り少ないと判断される第1の閾値とを比較し(Act 10)、検知された値が第1の閾値を超えている（第1の閾値よりトナー残量が少ない）場合、B005に第2のエンプティ情報を書き込み、記憶されるとともに、表示部33において、トナーを交換する旨のメッセージの表示（以下トナー交換表示）を行う(Act 11)。
【００３０】
さらに、トナー残量センサ27により検知された値と、第1の閾値よりトナー残量が少ない状態である、例えば現像器23内のトナー残量がほぼゼロとなると判断される第2の閾値とを比較する(Act 12)。検知された値が第2の閾値を超えている（第2の閾値よりトナー残量が少ない）場合、B006に第3のエンプティ情報を書き込むとともに、トナー交換表示を行う(Act 13)。
【００３１】
このようにしてB004-B006に書き込まれたエンプティ情報を統合し、以下のように強制トナー補給動作停止及びプリンタ停止の要否（動作停止の要否）を判断する(Act 14)。これまで、トナー残量センサ26のみによって(B005,B006)強制トナー補給動作の要否が判断されていたが、本実施形態においては、駆動時間カウンタ値に基づいた第1のエンプティ情報を加えて判断されることにより、誤動作が防止できる。
【００３２】
表３に第1-3のエンプティ情報(B004-B006)の組合せパタンと、表示部33におけるメッセージ及び画像形成装置の動作の対応表を示す。
【表３】
2011232737.tif 000005
【００３３】
表３に示すように、第1のニアエンプティ情報(B004)があれば、ニアエンプティのメッセージが表示され(Act 9)、第2、第3のニアエンプティ情報(B005,B006)の少なくともいずれかがあれば、トナー交換表示が行われる(Act 11,13)。
【００３４】
さらに、第1のニアエンプティ情報(B004)があるときに限り、第2、第3のニアエンプティ情報(B005,B006)の少なくともいずれかがあれば、強制トナー補給動作を停止し(Act 15)、トナーカートリッジの交換を行う(Act 16)。第3のニアエンプティ情報(B006)がある場合、キャリア付着等の画像不具合を発生させないために、表示部33において、プリント動作停止メッセージを表示し、プリント動作停止を行う(Act 17)。第1のニアエンプティ情報(B004)がなければ、強制トナー補給を行う(Act 18)。
【００３５】
図５に、４連タンデムのカラープリンタにおける各画像形成ユニットの状態と画像形成装置の動作を示す。イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの画像形成ユニットにおいて、プリント動作が停止されたとき（表３におけるNo.７、８の状態）、カラーモードでのプリント動作は停止される。
【００３６】
このとき、ブラックの画像形成ユニットにおいて、プリント動作が停止されていなければ、モノクロモードでのプリント動作は停止されない。ブラックの画像形成ユニットにおいて、プリント動作が停止された場合、モノクロモードでのプリント動作は停止される。
【００３７】
このように、強制トナー補給動作の誤作動を抑制することができるため、ユーザの待ち時間を短縮できるとともに、不要な補給動作が行われないため、感光体の駆動時間（走行距離）を低減でき、感光体ライフを向上させることが可能となる。
【００３８】
さらに、これらのトナーエンプティ情報に基づき、トナーカートリッジのサプライのオーダー情報を発信したり、第２、第３のトナー補給装置を設けてこれらを稼働させることができる。これらのトナーエンプティ情報に基づき、画像処理パラメータ、画像形成条件の少なくともいずれかを制御し、トナー消費を抑えることにより、トナーカートリッジのライフを延長させることができる。さらに、これらのトナーエンプティ情報に基づき、警告印字を行うことも可能である。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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】
【００４２】
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…トナー残量センサ、２８…トナーカートリッジ、２９…トナーカートリッジ駆動時間カウンタ、３０ａ、３０ｂ…メモリ、３１…ＣＰＵ、３２…送受信部、３３…表示部
【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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