(57)【要約】【課題】  装置の駆動モータの負荷変動を抑制して、駆動モータをコストアップすることなく現像剤としてのトナーの撹拌動作及び補給動作を行うモータを共通化する。そして、駆動モータの数やそれに付随する駆動機構を減らし、装置全体としてのコスト低減を実現し、かつモータの脱調や部材の破損を防止する画像形成装置を提供する。【解決手段】  複数の画像形成部を有する画像形成装置で、現像剤を補給するための複数のカートリッジと、複数の前記カートリッジから前記画像形成部に現像剤を補給する複数の補給部材と、複数の前記補給部材を駆動するための１つの駆動手段とを有し、前記カートリッジの収容する現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させて、複数の前記カートリッジから現像剤を補給する。【選択図】    図１Ａ
2008107813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像形成部を有する画像形成装置であって、
現像剤を補給するための複数のカートリッジと、
複数の前記カートリッジから前記画像形成部に現像剤を補給する複数の補給部材と、
複数の前記補給部材を駆動するための１つの駆動手段と、
前記カートリッジの収容する現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させて、複数の前記カートリッジから現像剤を補給する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、複数の前記カートリッジの前記補給部材を同じタイミングで駆動する場合に、前記カートリッジの収容する現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させ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】
前記制御手段は、複数の前記カートリッジうちのいずれかのカートリッジの現像剤の残量が予め決められた量またはそれ以上の場合には、現像剤の残量が予め決められた量またはそれ以上のカートリッジの補給部材を駆動させて、その他のカートリッジの補給部材を駆動しないように制御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】
前記制御手段は、全ての前記カートリッジの現像剤の残量が前記予め決められた量より少ない場合には、全ての前記カートリッジの前記補給部材を駆動するように制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、複数の前記カートリッジの現像剤の残量が多い順番で、前記補給部材を駆動するよう選択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６】
前記制御手段は、前記補給部材を駆動した場合に発生する負荷を算出し、算出した負荷が前記補給部材を駆動する駆動部の許容負荷より小さくなるように、前記補給部材を選択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】
前記カートリッジは、前記画像形成装置に対して着脱可能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８】
現像剤を収容する現像部を有する複数の画像形成部を有する画像形成装置であって、
現像剤を補給するための複数のカートリッジと、
複数の前記カートリッジから前記現像部に現像剤を補給する複数の補給部材と、
複数の前記補給部材を駆動するための１つの駆動手段と、
前記現像部の現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させて、複数の前記カートリッジから現像剤を補給する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、複数の前記カートリッジの前記補給部材を同じタイミングで駆動する場合に、前記現像部の収容する現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、複数の前記現像部の現像剤の残量が少ない画像形成部に対応する前記補給部材を優先して駆動するよう選択することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成部は、前記画像形成装置に対して着脱可能であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
現像剤を収容する複数の画像形成部を有する画像形成装置であって、
現像剤を補給するための複数のカートリッジと、
複数の前記カートリッジから前記画像形成部に現像剤を補給する複数の補給部材と、
複数の前記補給部材を駆動するための１つの駆動手段と、
前記画像形成部の現像剤の量と前記カートリッジの現像剤の残量とに応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させて、複数の前記カートリッジから現像剤を補給する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記画像形成部の現像剤の量に基づいて前記複数の補給部材の補給動作の優先度を設定し、かつ、前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて前記複数の補給部材のいずれを動作させるかを設定することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。ここで、画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像プロセスを用いた画像形成装置において、複数色のトナー像からなるフルカラー画像を形成するものとして、例えば図２に示すような構成が知られている。各色の現像手段８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）と第１の像担持体である感光体５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）及び前記感光体に作用するプロセス手段を、各色ごとの画像形成部（以下画像形成ステーションと言う）とする。それらを第２の像担持体（中間転写体とも言う）１２と対向して一列に配置し、各色のトナー像を第２の像担持体１２上に積層転写し、二次転写手段１８により記録材２上に一括転写する構成の画像形成装置がある。この方式では、カラー画像を形成する場合に単位時間あたりの画像形成枚数が多くすることが可能であるため、現在広く用いられている。
【０００３】
画像形成ステーションは、少なくともプロセスカートリッジ２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）を有している。また、画像形成ステーションにトナーを供給するためにトナーカートリッジ１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）と、トナー補給手段２３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とが設けられている。そして、プロセスカートリッジ内でのトナーの撹拌する攪拌部材の回転動作やトナーカートリッジからプロセスカートリッジへのトナー補給動作を行なうための補給手段駆動源（駆動部）としてモータを用いる構成がとられている。ここで、プロセスカートリッジ２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）は、第一の像担持体５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）を有する。また、像担持体を帯電する帯電手段７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）を有する。また、像担持体に現像剤としてのトナーを供給する現像手段８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）を有する。トナーカートリッジ１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）に収容される現像剤としてのトナーは、プロセスカートリッジにトナー補給手段２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）によって補給される。
【０００４】
画像形成装置に使用されるカートリッジは、画像形成装置の高速化に伴い、大量にプリントアウトを行うことが多くなるため、カートリッジに収容されるトナー容量が増大する傾向がある。そしてトナー容量の多いカートリッジは、トナーが凝集し、収容されるトナーの密度が３〜４割程度増大する現象（以下、パッキング現象という）が生じやすくなる。このパッキング現象が起こるのは、長期間使用されなかったり、また、カートリッジを輸送する際に同じ姿勢の状態で振動を受けたりすることによる。このようなパッキング現象が起きると、トナーを攪拌する攪拌部材やトナー補給手段２３の回転負荷が増大し、パッキングの状態によっては攪拌部材の回転が困難となり例えば攪拌部材自体が破損する可能性もある。又、駆動系であるモータが脱調する可能性も考えられる。ここで、密度とは単位体積あたりのトナー量を意味する。
【０００５】
この問題に対する解決策として、トナーを攪拌するアジテータを回転駆動するモータのイニシャル回転時に、モータの回転速度を通常回転速度より低い速度で攪拌部材をゆっくり回転させる装置が提案されている（特許文献１）。パッキング現象が発生している状態でも攪拌部材をゆっくり回転させることによって急激な負荷を加えることが無い。したがって、攪拌部材を破損したりモータの脱調をさせずにパッキングをゆっくりと解消することができる。
しかしながら、このようにイニシャル回転時に通常よりも低速とする場合、以下のような問題がある。すなわち、イニシャル回転時に異なるスピードでモータを回転させる特別の動作を行うための別の制御回路を設けたり、または、モータと攪拌部材との間の駆動伝達機構に変速機構を備える必要がある。このような構成を付加することは、装置全体のコストアップの要因となる。
【０００６】
一方、画像形成装置の高速化に伴い、装置を駆動する際の駆動音や、帯電部材である導電体ローラに印加された電圧（交流電圧成分）によって帯電部材等が振動して発生する振動音などが増加する。つまり、画像形成装置を高速化するとユーザにとって耳障りな騒音が増加するという問題が生じている。特に、画像形成装置の電源のオン時やカートリッジ装着時は、ユーザがプリンタ近傍にいるために、その際に発生する騒音について不快感を感じる可能性が考えられる。
【０００７】
以上のように、画像形成装置の高速化つまりプロセススピードの増加に伴って、画像形成装置における画像形成ステーション等を駆動するモータのトルクの増加、トルク増加に伴って動作時に発生する騒音は増加する傾向である。
【０００８】
この問題を解決するために、以下のような技術が知られている。特許文献２では、プロセスカートリッジ装着時等の初期動作において、普通紙等の通常良く使用される紙に画像を形成する画像形成モードにおけるプロセススピードより遅い、第２のプロセススピードで動作させている。すなわち、画像形成装置の電源がオンされたことを示す信号、プロセスカートリッジが装着されたことを示す信号、あるいはプロセスカートリッジに充填された現像剤の凝集度に応じた信号を検知する。そして、いずれかの前記信号を検知した場合に、プロセスカートリッジの初期動作が第２のプロセススピードで行われるように選択する。つまり、ユーザが装置の近くにいる可能性の高い、電源オン時やプロセスカートリッジ装着時のタイミングで駆動モータにかかる負荷を少なくする。これにより、モータの駆動音、上記の振動音等の騒音を少なくすることができる。
【０００９】
又、特許文献３によれば、負荷変動に応じてステッピングモータの駆動電流を切り替えることでモータの脱調を防止する構成がとられている。すなわち、画像形成装置の一部の機械要素を駆動するステッピングモータと、一部の機械要素を駆動する場合の負荷に応じてステッピングモータの駆動電流を切り換える切換手段とを備えている。
【特許文献１】特開平１−２９７６７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１８０２８公報
【特許文献３】特開２００２−３６９５８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前記カラー画像形成装置において、装置の小型化やコスト低減を目的とし、前記トナーを撹拌するトナー攪拌部材及びトナー補給手段の駆動源としてのモータを複数の画像形成ステーションで共通化する構成がとられることがある。このような場合には、駆動源であるモータと各機構の間に駆動の伝達の可否を選択できる構成を介することで、モータを１つにして、その一つのモータから複数のトナーの撹拌部材及びトナー補給手段を選択的に動作させる構成をとることになる。
【００１１】
しかしながら、このようにモータを共有化する構成においては、同時に動作するトナー撹拌部材及びトナー補給手段の数や、カートリッジの状態によって、モータにかかる負荷の変動要因と変動幅がさらに広がる傾向が有る。つまり１つのモータが駆動する駆動対象が増加されるので負荷変動要因が増え、かつ、負荷変動幅がより増大することになる。従って、高い負荷に耐えうる性能のモータ、回転速度の変動や駆動電流の変動を許容できる性能のモータが要求される。しかしそのようなモータは高価であるため装置のコスト低減の妨げになるという問題がある。
【００１２】
従って、本発明の目的は、装置の駆動モータの負荷変動を抑制して、駆動モータをコストアップすることなく現像剤としてのトナーの撹拌動作及び補給動作を行うモータを共通化する。そして、駆動モータの数やそれに付随する駆動機構を減らし、装置全体としてのコスト低減を実現し、かつモータの脱調や部材の破損を防止する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、複数の画像形成部を有する画像形成装置であって、現像剤を補給するための複数のカートリッジと、複数の前記カートリッジから前記画像形成部に現像剤を補給する複数の補給部材と、複数の前記補給部材を駆動するための１つの駆動手段と、前記カートリッジの収容する現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させて、複数の前記カートリッジから現像剤を補給する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記制御手段は、複数の前記カートリッジの前記補給部材を同じタイミングで駆動する場合に、前記カートリッジの収容する現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させる。また、前記制御手段は、複数の前記カートリッジうちのいずれかのカートリッジの現像剤の残量が予め決められた量またはそれ以上の場合には、現像剤の残量が予め決められた量またはそれ以上のカートリッジの補給部材を駆動させて、その他のカートリッジの補給部材を駆動しないように制御する。また、前記制御手段は、全ての前記カートリッジの現像剤の残量が前記予め決められた量より少ない場合には、全ての前記カートリッジの前記補給部材を駆動するように制御する。また、前記制御手段は、複数の前記カートリッジの現像剤の残量が多い順番で、前記補給部材を駆動するよう選択する。また、前記制御手段は、前記補給部材を駆動した場合に発生する負荷を算出し、算出した負荷が前記補給部材を駆動する駆動部の許容負荷より小さくなるように、前記補給部材を選択する。また、前記カートリッジは、前記画像形成装置に対して着脱可能である。
【００１５】
又、本発明の画像形成装置は、現像剤を収容する現像部を有する複数の画像形成部を有する画像形成装置であって、現像剤を補給するための複数のカートリッジと、複数の前記カートリッジから前記現像部に現像剤を補給する複数の補給部材と、複数の前記補給部材を駆動するための１つの駆動手段と、前記現像部の現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させて、複数の前記カートリッジから現像剤を補給する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記制御手段は、複数の前記カートリッジの前記補給部材を同じタイミングで駆動する場合に、前記現像部の収容する現像剤の量に応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させる。また、前記制御手段は、複数の前記現像部の現像剤の残量が少ない画像形成部に対応する前記補給部材を優先して駆動するよう選択する。また、前記画像形成部は、前記画像形成装置に対して着脱可能である。
【００１７】
又、本発明の画像形成装置は、現像剤を収容する複数の画像形成部を有する画像形成装置であって、現像剤を補給するための複数のカートリッジと、複数の前記カートリッジから前記画像形成部に現像剤を補給する複数の補給部材と、複数の前記補給部材を駆動するための１つの駆動手段と、前記画像形成部の現像剤の量と前記カートリッジの現像剤の残量とに応じて、複数の前記補給部材を選択的に動作させて、複数の前記カートリッジから現像剤を補給する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
ここで、前記制御手段は、前記画像形成部の現像剤の量に基づいて前記複数の補給部材の補給動作の優先度を設定し、かつ、前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて前記複数の補給部材のいずれを動作させるかを設定する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、装置の駆動モータの負荷変動を抑制して、駆動モータをコストアップすることなく現像剤としてのトナーの撹拌動作及び補給動作を行うモータを共通化できる。そして、駆動モータの数やそれに付随する駆動機構を減らし、装置全体としてのコスト低減を実現し、かつモータの脱調や部材の破損を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。又、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００２１】
＜本実施形態の画像形成装置の構成例＞
図２は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置はカラーレーザプリンタである。
【００２２】
実施形態のカラーレーザプリンタは、画像形成ステーションにおいて画像信号に基づいて静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して可視画像を形成する。この可視画像を中間転写体上に重畳転写してカラー画像とし、更に、このカラー画像を記録媒体である記録材に二次転写し、ついでカラー可視画像を定着させるものである。
【００２３】
本画像形成装置は、画像形成部としての画像形成ステーション、露光手段としてスキャナ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、一次転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、中間転写体１２、給紙手段、二次転写手段１８、定着手段１３などによって構成されている。前記画像形成ステーションは、プロセスカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを含む。プロセスカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、現像色分並置した画像ステーション毎の像担持体としての感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、帯電手段としての帯電部（帯電器とも言う）７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、を有する。そして、プロセスカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、現像手段としての現像部（現像器とも言う）８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ、露光手段としてスキャナ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを含む。そして各プロセスカートリッジは、感光ドラム、帯電器、現像器が使用するにともなって劣化するため、画像形成装置に対して交換可能（着脱可能）な構成となっている。又、プロセスカートリッジに現像剤としてのトナーを供給するトナー補給手段２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋと、トナーを収容するトナー容器を含むトナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが画像形成装置に対して交換可能（着脱可能）になっている。各トナーカートリッジはトナーがなくなると交換される。
【００２４】
ここで、トナー補給手段２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを駆動させるモータは１つである。つまり全カートリッジを共通の１つのモータで駆動する。モータから不図示の駆動伝達機構を介してそれぞれのトナー補給手段に接続されている。そして、その駆動伝達機構によってトナー補給手段２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは夫々個別に選択的に駆動が可能な構成である。
【００２５】
（トナー補給手段の構成例）
図３は、トナー補給手段の概略構成を示す断面図である。
【００２６】
トナーカートリッジ１１及びプロセスカートリッジ２２はトナーを撹拌しつつ補給するための補給部材としてのトナー撹拌・補給スクリュー２４と、トナーカートリッジとプロセスカートリッジの間にはトナー補給シャッター２５を有する。そして、これらをモータによって駆動させることでトナー補給動作を実行する。
【００２７】
＜トナー補給制御のブロック構成例＞
図１Ａに、本実施形態に用いられるトナー補給に関する制御のブロック図を示す。
【００２８】
トナー補給の制御ブロックは、トナー補給制御部４０１、トナー残量検知部４０４、負荷トルク算出部４０５及びトナー補給手段駆動部４０６で構成される。トナー補給制御部４０１は、トナー補給要求決定部４０２及びトナー補給動作ステーション選択部４０３を有する。トナー補給要求決定部４０２は、各画像形成ステーションにおいてトナー補給が必要かを判断し、トナー補給動作ステーション選択部４０３は、トナー補給要求があるステーションに対して実際にトナー補給を許可するかどうかを選択する。トナー残量検知部４０４は、トナーカートリッジ１１のトナー残量を検知する検知部４０４ａと、プロセスカートリッジ２２トナー残量を検知する検知部４０４ｂとを含む。
【００２９】
検知部４０４ａ、４０４ｂは、各画像形成ステーション夫々のトナー残量を算出する構成になっており、負荷トルク算出部４０５についても、各画像形成ステーション夫々の負荷トルク量を算出する構成になっている。又、トナー補給手段駆動部４０６は、各画像形成ステーションのトナー補給手段２３に対する補給許可を受け、画像形成ステーション毎に独立で駆動信号を発する構成になっている。
【００３０】
トナー補給制御部４０１によって、各画像形成ステーションがトナー補給が必要かどうかを判断する。トナー補給が必要であれば、検知部４０４ａ，４０４ｂにより各カートリッジのトナー残量を参照する。続いてトナー補給要求がトナー補給動作ステーション選択部４０３に送られ、要求がある画像形成ステーションに対して実際に補給を許可するかを選択する。その際にカートリッジのトナー残量の情報や、トナー補給時の発生トルク量を、検知部４０４ａ，４０４ｂ及び負荷トルク算出部４０５より必要に応じて参照する。トナー補給動作ステーション選択部４０３より、トナー補給を許可するステーションの情報がトナー補給手段駆動部４０６に与えられる。トナー補給手段駆動部４０６においてトナー補給許可のステーションに対して駆動信号を発生させ、実際のトナー補給手段２３によるトナー補給動作が行われる。
【００３１】
（トナー残量の検知例）
トナー残量の検知の方法としては、光学式の検知方法として、カートリッジ内を光が透過する時間検知してトナー残量を検知する方法が知られている。この方法はトナー攪拌中に光をカートリッジ内に透過させ、一定周期で透過される光を読み取り、透過光を読み取った時間または透過光と非透過光の時間の比率により、カートリッジ内の残量を検知する手法である。
【００３２】
また、トナーカートリッジにおいてはトナー補給手段の動作回数（回転数や回転時間）、プロセスカートリッジにおいては、トナーカートリッジからのトナー補給量と画像形成時のトナー消費量を算出する。これらによって、カートリッジ内のトナー量を推定する方法もある。また、トナーカートリッジやプロセスカートリッジの内部に板金をつけて静電容量を測定してトナー残量を検知する方法もある。なお、精度よくトナー残量を検出するために、上記の手法を組み合わせたり選択して使用する場合もある。
【００３３】
＜トナー補給制御のハードウエア構成例＞
図１Ｂに、本実施形態のトナー補給制御を行うハードウエア構成例を示す。尚、図１Ｂには、本実施形態に関連の深い構成要素のみを示し、汎用のあるいは関連の薄い構成要素の図示は省略してある。
【００３４】
図１Ｂで、１００は、トナー補給制御を司る演算制御用のＣＰＵである（図１Ａでは４０１に対応する）。２００は、ＣＰＵ１００の動作手順のプログラムやトナー補給制御に使用される固定のパラメータを記憶するＲＯＭである。３００は、ＣＰＵ１００がＲＯＭ２００のプログラムをそのパラメータを使用しながらトナー補給制御を行う際に、一時記憶として使用されるＲＡＭである。
【００３５】
ＲＯＭ２００には、以下で示すフローチャートに相当するトナー補給制御プログラム２１０が記憶されている。かかるトナー補給制御プログラム２１０には、トナー残量検知モジュール２１１、負荷トルク算出モジュール２１２、補給ステーション選択モジュール２１３、補給手段駆動モジュール２１４などが含まれる。又、ＲＯＭ２００には、ステーション選択のために使用されるパラメータ２２０が記憶されている。ステーション選択パラメータ２２０には、例えば、駆動ステーションの上限数２２１（実施形態１で使用）、トナー残量閾値２２２（実施形態２で使用）が含まれる。又、トナー残量／負荷トルク・テーブル２２３（実施形態３で使用）、負荷トルク上限値（実施形態３及び４で使用）、ステーション優先順位２２５（実施形態４で使用）が含まれる。
【００３６】
ＲＡＭ３００には、制御パラメータとして、トナー補給要求ステーション３０１、トナー補給実行ステーション３０２、駆動ステーション数３０３（実施形態１で使用）、負荷トルク積算値３０４（実施形態３及び４で使用）が記憶される。又、各色単位のカートリッジ・データ３１０として、例えば、Ｙカートリッジ３２０の補給要求フラグ／実行フラグ３２１、トナーカートジッシ残量３２２、プロセスカートリッジ残量３２３、算出負荷トルク３２４が保持される。尚、Ｍカートリッジ・データ３３０以下の説明は省略する。 
４００は、トナー補給制御に使用される情報を入力する入力インタフェースである。入力インタフェース４００を介して、トナーカートリッジの検知部４０４ａからのトナー残量値、プロセスカートリッジの検知部４０４ｂからのトナー残量値、トナー補給のタイミングを制御する信号が入力される。トナー補給タイミング信号としては、例えば図５のように、画像形成処理の終了を示す信号が使用される。
【００３７】
５００は、トナー補給制御のための制御信号を出力する出力インタフェースである。出力インタフェース５００を介して、全色のトナー補給手段が共有する駆動モータを制御するモータ駆動信号、各トナー補給手段２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋの補給動作を許可する許可信号を出力する。
【００３８】
ＣＰＵ１００は、入力インタフェース４００を介して得たトナー残量のデータに基づき、ＲＯＭ２００に格納されたプログラムとパラメータに従って、ＲＡＭ３００をワークエリアとして使用し、駆動するトナー補給手段を選択する。出力インタフェース５００を介して、選択されたトナー補給手段を駆動する。
【００３９】
［実施形態１のトナー補給制御］
本実施形態の画像形成装置は、画像形成を行う毎に各画像形成ステーションにおいてトナーを補給するかどうかを判断する。
【００４０】
複数の画像形成ステーションに対してトナー補給が必要と判断した場合は、更に次のような判断をする。(1)トナー補給が必要な画像形成ステーションの数が同時に駆動可能な数以下であれば、全ての画像形成ステーションにおいてトナー補給を許可する選択信号を発しトナー補給動作を実行する。一方、(2)トナー補給が必要なステーションの数が同時に駆動可能な数より多数であれば、トナー補給が必要なステーションの中から駆動可能な数だけ選択する。そして、選択した画像形成ステーションにおいてトナー補給を許可する選択信号を発してトナー補給動作を実行する。トナー補給が必要と判断したがトナー補給を実行できなかったステーションは、次回の画像形成時に再びトナー補給の実行を要求する。
【００４１】
本実施形態では全てのステーションに対するトナー補給が、共通の１つのモータによって駆動される構成である。本実施形態では、同時に２つの画像形成ステーションでトナー補給が可能であるとしている。なお同時にトナー補給が可能な画像形成ステーションの数はモータの能力などの条件で変更可能である。画像形成ステーションでトナー像の形成が完了した後、トナー補給を開始するタイミングで、プロセスカートリッジに対してトナー補給が必要かどうかを、トナー残量あるいは画像形成時のトナー消費量によって判断する。
【００４２】
例えば、プロセスカートリッジ７Ｋにのみについてトナー補給動作が必要な場合、トナー補給動作を実施するステーションは１つであるので、プロセスカートリッジ７Ｋにおいてトナー補給動作が行われる。
【００４３】
また、３つのプロセスカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃに対してトナー補給が必要な場合、同時に補給動作が可能なのは２つの画像形成ステーションであるので、このうち２つのプロセスカートリッジ７Ｙ、７Ｍに対してトナー補給動作が行われる。プロセスカートリッジ７Ｃに対しては、次の画像形成においてトナー補給が必要と判断され、その他に新たにトナー補給が必要なプロセスカートリッジがあれば、そのカートリッジと共にトナー補給が実行される。
【００４４】
（実施形態１の動作手順例）
図４に、本実施形態におけるトナー補給動作手順例のフローチャートを示す。
【００４５】
トナー補給開始時（Ｓ１０１）に、トナー補給が必要な画像形成ステーションを判断し（Ｓ１０２）、トナー補給が必要な画像形成ステーションの数が同時に実行可能な数以下であるかどうか判断する（Ｓ１０３）。トナー補給が必要な画像形成ステーションの数が同時実行可能な数以下であれば、それらの全てにおいてトナー補給動作を許可する（Ｓ１０５）。一方、トナー補給が必要なステーションの数が同時に実行可能な数よりも多数の場合、トナー補給が必要なプロセスカートリッジから、同時に実行可能な数分だけトナー補給動作を行うステーションを選択し、トナー補給を許可する（Ｓ１０４）。
【００４６】
トナー補給の許可の判断が終わった後、トナー補給許可を与えられたステーションに対してトナー補給が実行される（Ｓ１０６）。
【００４７】
トナー補給が実行されなかったステーションは次回の画像形成時に再びトナー補給が必要と判断され、トナー補給を実行する。
【００４８】
（実施形態１の動作タイミング例）
図５に、本実施形態におけるトナー補給動作のタイミングチャートを示す。
画像形成終了後に各画像形成ステーションについてトナー補給が必要か判断し、トナー補給要求が発行される（Ｓ５０１〜Ｓ５０３）。次いで、トナー補給要求に対し、トナー補給を許可するステーションを同時に駆動可能な数だけ選択し、Ｍａｇｅｎｔａ及びＹｅｌｌｏｗステーションにトナー補給許可を発行する（Ｓ５０４，Ｓ５０５）。発行されたトナー補給許可に対してトナー補給動作を実行する（Ｓ５０６，Ｓ５０７）。
【００４９】
トナー補給が許可されなかったＣｙａｎステーションについては、次の画像形成終了後に、再びトナー補給要求が発行される（Ｓ５０８）。新たに発行された補給要求（Ｓ５０９）と共に、再びトナー補給を許可するステーションを同時に駆動可能な数だけ選択し、Ｃｙａｎ及びＢｌａｃｋステーションにトナー補給許可を発行する（Ｓ５１０，Ｓ５１１）。そして、トナー補給を実行する（Ｓ５１２、Ｓ５１３）。
【００５０】
（実施形態１の効果）
以上の制御を行うことにより、同時にトナー補給が行われるステーションを一定数以下に抑えることで負荷トルクの増加を抑制することが可能となる。
【００５１】
［実施形態２のトナー補給制御］
実施形態１では、各カートリッジの状態に関係なくトナー補給を同時に駆動する数を一定に制限することによって、負荷トルクの増加を抑制を行った。しかしながら、トナー補給動作によって発生する負荷トルクは補給動作の対象となるカートリッジの状態により変化する。
【００５２】
本実施形態では、発生する負荷トルクが大きい可能性がある新品カートリッジ装着後の一定期間あるいはトナーカートリッジのトナー残量が一定以上の場合に、トナー補給動作時に発生する負荷トルクに対しトナー補給動作に制限をかける。かかる処理により、負荷トルクの増加を抑制する。
【００５３】
一例として、トナー残量が９０％以下になるまで通常より高い負荷トルクがかかるものと考える。この条件で、トナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの残量が７０％、トナーカートリッジ１１Ｋが装着直後で残量１００％であるとする。この場合、トナーカートリッジ１１Ｋよりトナー補給動作を行う時には、他のステーションによるトナー補給動作を許可しないよう制御する。
【００５４】
（実施形態２の動作手順例）
本実施形態の処理手順例のフローチャートを、図６に示す。
【００５５】
補給動作の開始時（Ｓ６０１）に、残量が９０％以上のトナーカートリッジによる補給動作が行われるかをチェックする（Ｓ６０２）。残量９０％以上のトナーカートリッジによるトナー補給が行われるのであれば、その中から１つのステーションを選択してトナー補給動作を許可し、その他のステーションのトナー補給を許可しない（Ｓ６０３）。一方、トナー補給を実行するトナーカートリッジに残量９０％以上のものが含まれていない場合は、全てのトナー補給動作を許可する（Ｓ６０４）。
【００５６】
トナー補給を許可するステーションの選択が終了すると、トナー補給を許可されたステーションに対してのみトナー補給を行う（Ｓ６０５）。
【００５７】
トナー補給を許可するステーションの選択は、１回の補給動作ごとにローテーションさせることで、各ステーションが平等にトナー補給の機会を与えることが可能となる。つまり、例えば、カートリッジ１１Ｋと１１Ｙと１１Ｍとが残量９０％以上の場合は、１１Ｋ→１１Ｙ→１１Ｍ→１１Ｋ…というように順番をローテーションする。
【００５８】
（実施形態２の他の動作手順例）
本実施形態では残量９０％以上のトナーカートリッジを含む画像形成ステーションのトナー補給要求がある場合にのみ、トナー補給を許可するステーションを選択する制御を実行する構成とした。しかし、残量が一定以上のトナーカートリッジが存在する場合、当該ステーションのトナー補給動作の有無に関わらず、トナー補給を許可する画像形成ステーションをトナー補給を実行する毎に設定する構成でもよい。この場合、常に同時にトナー補給を実行するステーション数が一定以下となるよう制御することで、負荷トルクの増加に対して、より簡単な制御で同様の効果を得ることが可能である。
【００５９】
本実施形態におけるトナー補給動作に関わるフローチャートを図７に示す。尚、図６との相違は、ステップＳ７０２での判断基準のみである。つまり図６の残量が９０％以上のトナーカートリッジによる補給動作が行われるかをチェックする（Ｓ６０２）を、残量が一定以上のトナーカートリッジが存在するかをチェックする（Ｓ７０２）としている。その他のステップは共通するので説明は省略する。
【００６０】
（実施形態２の効果）
以上の制御により、負荷トルクが増加する可能性があるトナーカートリッジ装着直後、あるいはトナーカートリッジ内のトナー残量が一定以上ある場合、トナー補給の同時駆動を制限することで、負荷トルクの増加を抑制することが可能となる。
【００６１】
［実施形態３のトナー補給制御］
実施形態２では、トナーカートリッジの残量に応じてトナー補給を制限するかどうかを決定した。本実施形態では、トナーカートリッジのトナー残量によってトナー補給時に発生する負荷トルクを、モータが許容できる最大負荷トルクに占める割合として定量化する。これにより、より柔軟に負荷トルクの変化に対応する制御を行う。
【００６２】
本実施形態における画像形成装置は、以下のようにトナー残量を許容負荷トルクに対応させる。トナーカートリッジトナー残量９０％以上の場合、当該ステーションでのトナー補給動作時に発生する負荷トルクがモータの許容負荷トルクに対して７０％とする。トナー残量９０％未満７０％以上で発生する負荷トルクが、モータの許容負荷トルクに対して５０％とする。トナー残量７０％未満５０％以上で発生する負荷トルクが、モータの許容負荷トルクに対して３０％とする。トナー残量５０％未満で発生する負荷トルクが、モータの許容負荷トルクに対して２０％とする。列挙すると以下のとおりである。
【００６３】
トナー残量９０％以上              ：  モータ許容負荷トルク７０％
トナー残量９０％未満〜７０％以上  ：  モータ許容負荷トルク５０％
トナー残量７０％未満〜５０％以上  ：  モータ許容負荷トルク３０％
トナー残量５０％未満              ：  モータ許容負荷トルク２０％
例えば、トナーカートリッジ１１Ｙの残量は４０％、トナーカートリッジ１１Ｍの残量は４５％、トナーカートリッジ１１Ｃの残量は４０％、トナーカートリッジ１１Ｋの残量は７５％となっている画像形成装置において、以下のように制御する。
【００６４】
この場合、１１Ｙにおけるトナー補給でかかる負荷トルクは許容値に対して２０％、１１Ｍにおいては２０％、１１Ｃにおいては２０％、１１Ｋにおいては５０％の負荷トルクがそれぞれ発生する。全てのステーションで同じタイミングでトナー補給が必要と判断した場合において、トナー補給を実施するステーションを以下のように決定する。
【００６５】
まず、トナーカートリッジ１１Ｋでのトナー補給を許可する。続いて、トナーカートリッジ１１Ｃ、１１Ｍの順でトナー補給を許可していく。この時点で、許容される負荷トルクに対して発生する負荷トルクの割合は９０％となる。続いてトナーカートリッジ１１Ｙによるトナー補給を許可した場合、発生する負荷トルクは１１０％となり、許容される負荷トルク量を超えてしまう。このため１１Ｙによるトナー補給は許可せず、トナーカートリッジ１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍにおけるトナー補給を許可して実行する。
【００６６】
（実施形態３の動作手順例）
図８に、本実施形態におけるトナー補給動作についてのフローチャートを示す。
【００６７】
トナー補給開始時（Ｓ８０１）に、まず全ての画像形成ステーションのトナー補給を不許可に設定する（Ｓ８０２）。そして、トナー補給の要求がある画像形成ステーションから１つを選択する（Ｓ８０４）。なお選択は、画像形成ステーションに対応するトナーカートリッジ１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙの順番で行なわれる。その画像形成ステーションのトナーカートリッジの残量から発生する負荷トルク量を求める。算出された負荷トルク量を現在トナー補給を許可されている画像形成ステーションにおいて発生する負荷トルク量の合計に加え（Ｓ８０５）、許容可能な負荷トルク量と比較する（Ｓ８０６）。
【００６８】
許容可能な負荷トルク量以下であれば、その画像形成ステーションのトナー補給動作を許可する（Ｓ８０７）。許容可能な負荷トルク量より大きければ、その画像形成ステーションのトナー補給動作を許可しない。以上をトナー補給要求がある全ての画像形成ステーションに対して順に行い（Ｓ８０８）、全ての画像形成ステーションのトナー補給の可否が決定された後、許可された画像形成ステーションにおいてトナー補給を実行する（Ｓ８０９）。
【００６９】
本実施形態ではＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に判断しているが、選択の方法をこの順番に限定するものではない。例えば、同時に実行できる画像形成ステーション数が最大になるように画像形成ステーションを選択するなど優先順位を動的に変更する方法を用いることも可能である。
【００７０】
（実施形態３の効果）
本実施形態の特徴は、選択された画像形成ステーションにおいて同時にトナー補給動作を実行した際に、モータの許容出来る負荷トルクの最大値よりも発生する負荷トルクが常に小さくなるようにトナー補給動作を選択できることである。
【００７１】
［実施形態４のトナー補給制御］
実施形態１、２、３では、プロセスカートリッジのトナー残量については考慮せずにトナー補給を選択的に許可することによって、負荷トルクの増加を抑制した。しかしながら、本実施形態では、トナーカートリッジの残量が多く負荷トルクの増加の可能性がある場合でも、プロセスカートリッジ内のトナーが極端に少ないものが存在する時がある。この時にトナー補給が遅れると、当該ステーションにおいて形成されるトナー像の濃度が薄くなったりいするなどの影響が発生する可能性がある。そのため、トナー残量が少ないプロセスカートリッジに対して優先的にトナーを補給しなければならない。
【００７２】
そこで、本実施形態では、同時に複数のステーションでトナー補給動作が必要とされた場合、プロセスカートリッジのトナー残量の少ないステーション順にトナー補給を許可する制御を実施する。なお、本実施形態の画像形成装置は、プロセスカートリッジのトナー残量が検知可能な構成となっている。
【００７３】
前記実施形態３の例と同様に、トナーカートリッジ１１Ｙの残量は４０％、１１Ｍの残量は４５％、１１Ｃの残量は４０％、１１Ｋの残量は７５％となっているとする。この場合、１１Ｙにおけるトナー補給でかかる負荷トルクは許容値に対して２０％、１１Ｍにおいては２０％、１１Ｃにおいては２０％、１１Ｋにおいては５０％の負荷トルクがそれぞれ発生する。
【００７４】
ここで、本実施形態では、さらに、本実施形態ではプロセスカートリッジ２２Ｙのトナー残量が５０％、２２Ｍのトナー残量が７０％、２２Ｃのトナー残量が２０％、２２Ｋのトナー残量が８０％であるとする。
【００７５】
なお、本実施形態におけるプロセスカートリッジのトナー残量と画像形成ステーションの補給動作の優先度について図１０に示す。図１０では、トナー残量が最も少ないプロセスカートリッジ２２Ｃの優先度を最も高くしている。そして、その後は２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｋの順になっている。
【００７６】
全ての画像形成ステーションで同時に補給動作が要求された場合に、例えば、図１０に示すような順番でトナー補給動作の実行の可否を判断する。この優先度は、プロセスカートリッジ内のトナー残量に応じて変更及び更新されて、トナー補給要求があった場合にＣＰＵ１００によって参照される。
【００７７】
この条件で、全てのステーションがトナー補給が必要と判断した場合において、トナー補給を実施するステーションを以下のように決定する。
【００７８】
まず、トナー残量が最も少ないプロセスカートリッジ２２Ｃにトナーカートリッジ１１Ｃからのトナー補給を許可する。続いてプロセスカートリッジのトナー残量の少ない順に、トナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍの順でトナー補給を許可していく。この時点で、許容される負荷トルクに対して発生する負荷トルクの割合は６０％となる。
【００７９】
続いてトナーカートリッジ１１Ｋによるトナー補給を許可した場合、発生する負荷トルクは１１０％となり、許容される負荷トルク量を超えてしまう。このため１１Ｋによるトナー補給は許可せず、トナーカートリッジ１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｍにおけるトナー補給を許可して実行する。
【００８０】
つまり、本実施形態では、トナーカートリッジ内のトナー残量に基づく負荷トルクとプロセスカートリッジ内のトナー残量に基づく補給の優先度との両方を考慮してトナー補給動作を行なう。
【００８１】
（実施形態４の動作手順例）
図９に、本実施形態におけるトナー補給動作についてのフローチャートを示す。前記実施形態３との違いは、トナー補給を許可する優先順位をプロセスカートリッジのトナー残量で決定することである。
【００８２】
トナー補給開始時（Ｓ９０１）に、まず全ての画像形成ステーションのトナー補給を不許可に設定する（Ｓ９０２）。そして、トナー補給の要求がある画像形成ステーションのプロセスカートリッジのトナー残量を算出する（Ｓ９０４）。そして、未選択のステーションのうち、トナー残量の最も少ない画像形成ステーションを選択する（Ｓ９０５）。つまり、この選択はプロセスカートリッジのトナー残量が少ない順番に１つずつ行なわれる。その画像形成ステーションのトナーカートリッジの残量から発生する負荷トルク量を求めて、算出された負荷トルク量を現在トナー補給を許可されている画像形成ステーションにおいて発生する負荷トルク量の合計に加える（Ｓ９０６）。
【００８３】
許容可能な負荷トルク量と比較する（Ｓ９０７）。許容可能な負荷トルク量以下であれば、その画像形成ステーションのトナー補給動作を許可する（Ｓ９０８）。許容可能な負荷トルク量より大きければその画像形成ステーションのトナー補給動作を許可しない。以上をトナー補給要求がある全ての画像形成ステーションに対して行い（Ｓ９０９）、全ての画像形成ステーションのトナー補給の可否が決定された後、許可された画像形成ステーションにおいてトナー補給を実行する（Ｓ９１０）。
【００８４】
（実施形態４の効果）
以上の制御により、プロセスカートリッジ内のトナーが不足しないようにしながら、トナー補給の同時実行に対して制限を与えることが可能となる。従って、形成されるトナー像への影響を低減しつつトナー補給の同時実行時にも負荷トルクの増加を抑制することが可能となる。
【００８５】
なお、本実施形態では全ての画像形成ステーションに対して同時にトナー補給要求がある場合について説明したが、トナー補給要求が全ての画像形成ステーションに対してでない場合でも適用可能である。
【００８６】
尚、上記実施形態１乃至４は、それぞれ独立して説明したが、これら実施形態１乃至４を組合せた例や、他の条件を追加した例も可能であり、これらも本発明に含まれる。
【００８７】
又、本発明は、複数の機器(例えばコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００８８】
又、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体（又は記憶媒体）を用いても達成される。この場合、この記録媒体をシステムあるいは装置に供給し、システムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成される。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【００８９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される。また、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９０】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
又、自装置にセットされたＣＤ−ＲＯＭ、或いは、インターネット等の外部供給源から、前述した実施形態の機能を実現する為のプログラムデータを、自装置のメモリにダウンロードする。これにより、前述した実施形態の機能が実現されるような形態も本発明に包含される。
【００９１】
本発明を上記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１Ａ】本実施形態に係るトナー補給制御に関するブロック図である。
【図１Ｂ】本実施形態に係るトナー補給制御を実現するハードウエア構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置であるレーザビームプリンタの構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係るトナー補給unit手段の構成例を示す図である。
【図４】実施形態１における動作手順例を示すフローチャートである。
【図５】実施形態１における動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】実施形態２における動作手順例を示すフローチャートである。
【図７】実施形態２における高負荷のカートリッジが存在する場合に、常時トナー補給を制限する場合の動作手順例を示すフローチャートである。
【図８】実施形態３における動作手順例を示すフローチャートである。
【図９】実施形態４における動作手順例を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態４におけるトナー補給動作の優先度を示す図である。  本実施形態に係るトナー補給制御に関するブロック図である。
【符号の説明】
【００９３】
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  感光ドラム、感光ベルト（像担持体）
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ  一次転写ローラ（一次転写手段）
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  一次帯電器（帯電手段）
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ  現像器（現像手段）
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  スキャナ（露光手段）
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ  トナーカートリッジ
１２  中間転写ベルト（中間転写体）
１３  定着手段
１８  二次転写手段
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ  プロセスカートリッジ
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ  トナー補給手段
２４  トナー撹拌・補給スクリュー
２５  トナー補給シャッター
【図１Ａ】
2008107813.tif 000003
【図１Ｂ】
2008107813.tif 000004
【図２】
2008107813.tif 000005
【図３】
2008107813.tif 000006
【図４】
2008107813.tif 000007
【図５】
2008107813.tif 000008
【図６】
2008107813.tif 000009
【図７】
2008107813.tif 000010
【図８】
2008107813.tif 000011
【図９】
2008107813.tif 000012
【図１０】
2008107813.tif 000013