(57)【要約】【課題】トナー補給によるユーザの待ち時間を軽減する。【解決手段】いずれかの現像器について、トナーがエンプティとなったときに、待機中のジョブが無い場合には、全ての現像器へトナーを補給し、待機中のジョブがある場合には、現在エンプティの現像器及び次の画像形成ジョブでエンプティになる現像器に現像剤を補給する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成ジョブを実行する画像形成装置であって、
現像剤を収容する２以上の現像剤槽と、上記現像剤槽中の現像剤を用いて画像を現像する現像部と、を備える現像装置と、
画像データから、現像剤残量を取得する現像剤量取得部と、
上記現像剤槽に現像剤を補給する現像剤補給装置と、
いずれかの現像剤槽中の現像剤残量が所定量を下回った場合に、
待機中の画像形成ジョブがないときは、現在実行中の画像形成ジョブにおける現像終了後に、全ての現像剤槽へ現像剤を補給させ、
待機中の画像形成ジョブがあるときは、現在実行中の画像形成ジョブにおける現像終了後に、既に現像剤残量が所定量を下回っている上記現像剤槽、及び、次の画像形成ジョブ実行中に現像剤量が所定量を下回ると予測される現像剤槽に、現像剤を補給させるように、
上記現像剤補給装置の動作を制御する制御装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
上記現像装置は、上記現像剤槽が１の回転軸の周りに回転可能に配されているロータリー型現像装置である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記現像剤補給装置は、
現像剤を貯蔵する現像剤コンテナと、
上記現像剤タンクから現像剤を上記現像剤槽に搬送する搬送管と、
を備える請求項１又は２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、画像形成ジョブを実行する画像形成装置に関するものであり、特に、２以上の現像剤槽を備える現像装置と、現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置とを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、カラー画像等を現像するために、現像装置が複数の現像器を備える構成が知られている。
【０００３】
また、現像装置外のトナーコンテナから現像槽へ現像剤を補給する機構を備えた画像形成装置も提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術において、例えば現像器の配置等によっては、現像剤補給装置から現像装置への現像剤補給中には、現像動作が行えないことがあった。この場合、現像剤補給が終了するまでは、画像形成ジョブが実行できず、ユーザを待たせることとなる。
【０００５】
そこで、本発明は、ユーザを待たせる時間を短縮可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の画像形成装置は、画像形成ジョブを実行する画像形成装置であって、現像剤を収容する２以上の現像剤槽と、上記現像剤槽中の現像剤を用いて画像を現像する現像部と、を備える現像装置と、画像データから、現像剤残量を取得する現像剤量取得部と、上記現像剤槽に現像剤を補給する現像剤補給装置と、上記現像剤補給装置の動作を制御する制御装置と、を備える。上記制御装置は、いずれかの現像剤槽中の現像剤残量が所定量を下回った場合に、待機中の画像形成ジョブがないときは、現在実行中の画像形成ジョブにおける現像終了後に、上記現像剤補給装置に全ての現像剤槽へ現像剤を補給させ、待機中の画像形成ジョブがあるときは、現在実行中の画像形成ジョブにおける現像終了後に、既に現像剤残量が所定量を下回っている上記現像剤槽、及び、次の画像形成ジョブ実行中に現像剤量が所定量を下回ると予測される現像剤槽に、現像剤を補給させるように、上記現像剤補給装置の動作を制御するようになっている。
【０００７】
上記制御装置を備えることによって、上記画像形成装置では、１の現像剤槽へトナー補給を行うときに、他の現像剤槽へも併せて現像剤を補給することができる。よって、他の現像剤槽が空になるのを防ぎ、ユーザの待ち時間を短縮することが可能となる。
【０００８】
また、請求項２に記載するように、請求項１の画像形成装置において、上記現像装置は、上記現像剤槽が１の回転軸の周りに回転可能に配されているロータリー型現像装置であってもよい。
【０００９】
また、請求項３に記載するように、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、上記現像剤補給装置は、現像剤を貯蔵する現像剤コンテナと、上記現像剤タンクから現像剤を上記現像剤槽に搬送する搬送管と、を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、画像形成装置において、１の現像剤槽へトナー補給を行うときに、他の現像剤槽へも併せて現像剤を補給することができる。よって、他の現像剤槽が空になるのを防ぎ、ユーザの待ち時間を短縮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】
【００１１】
本発明の実施の一形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の要部構成を示す正面図である。以下では、画像形成装置１００としてロータリー式のカラープリンタを例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１２】
本実施形態の画像形成装置１００は、図１に示すように、ハウジング１０１を備えると共に、ハウジング１０１内に、トナー（現像剤）によって画像を現像する画像形成部１０、用紙Ｐ上に現像後の画像を転写する二次転写部１１、用紙Ｐ上に画像を定着させる定着部１２、用紙Ｐを収容する用紙収容部１３、用紙収容部１３から二次転写部１１及び定着部１２に順に用紙Ｐを搬送し、最終的にハウジング１０１外に用紙Ｐを排出する用紙搬送部１４等を備える。
【００１３】
画像形成部１０は、矢印で示す方向に回転可能な感光体ドラム（像担持体）１を備えると共に、感光体ドラム１の周囲に、その回転方向に沿って、感光体ドラム１を一様に帯電させる帯電ローラ２、帯電した感光体ドラム１上に光を照射することで静電潜像を形成するレーザユニット３、静電潜像を現像剤で現像する現像装置４、感光体ドラム１上のトナー像を一次転写する中間転写装置５、一次転写後の感光体ドラム１上の残留トナーを除去するクリーニング装置６を備える。
【００１４】
感光体ドラム１は、静電潜像を担持可能であればよく、その構成は特に限定されるものではない。感光体ドラム１としては、従来の電子写真方式の画像形成装置に利用されてきた感光体ドラムを好適に利用することができる。
【００１５】
帯電ローラ２は、図示しない電圧印加部から電圧を印加され、感光体ドラム１に摺接することで、感光体ドラム１表面を、トナーと同極性に一様に帯電させる。本実施形態ではトナー及び感光体ドラム１は正極性に帯電するものとする。なお、帯電ローラ２に代えて、感光体ドラム１表面を帯電させることができる従来公知の帯電部材を適宜用いることができる。
【００１６】
レーザユニット３は、レーザ光源及び可動のミラー等を備える。レーザユニット３は、画像データに基づいて、レーザ光源からの光により、帯電ローラ２によって帯電された感光体ドラム１の表面を除電することで静電潜像を形成する。
【００１７】
現像装置４は、所謂ロータリー式の現像装置であって、現像器４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）と、４つの現像器４１を保持して回転可能な回転体４０と、を備える。各現像器４１は、それぞれ、異なる色のトナーを感光体ドラム１に供給することで、異なる色のトナー像を作成することができる。現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンダ、シアン、及びブラックの４つの色のトナーにより画像を現像する。現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構造は略同一であるので、特に区別しないときは、「現像器４１」として表示する。
【００１８】
回転体４０は、感光体ドラム１の回転軸に平行な回転軸４７を備え、４つの現像器４１を回転軸４７の周囲に配するように保持する。現像装置４は図示しない回転駆動機構を備えており、現像時には、この回転駆動機構が回転体４０を回転させることで、４つの現像器４１が現像位置に順次配される。現像位置とは、現像器４１の現像ローラ４４が、感光体ドラム１に対して一定のギャップを持って対向する位置である。
【００１９】
現像器４１の詳細については、図２を参照して後述する。
【００２０】
中間転写装置５は、矢印方向に移動可能な中間転写ベルト（中間転写体）５１、感光体ドラム１との間に中間転写ベルト５１を挟むように設けられた中間転写ローラ５２、中間転写ベルト５１の移動方向において二次転写部１１より下流に設けられたクリーニング部材５３を備える。
【００２１】
一次転写時には、中間転写ローラ５２の表面電位は、感光体ドラム１の表面電位と逆極性に設定される。この中間転写ローラ５２の表面電位によってトナー像が感光体ドラム１から中間転写ベルト５１に一次転写される。上記現像装置４による現像および中間転写ローラ５２による一次転写が、４色のトナーについて順次実行されることで、中間転写ベルト５１上に４色のトナー像が重ね合わされる。
【００２２】
クリーニング装置６は、一次転写後に感光体ドラム１上に残留するトナーを除去する。クリーニング装置６については、ブレード状、ロールブラシ状等、適宜その形態を変更することができる。
【００２３】
上述のように中間転写ベルト５１上で重ねられたトナー像は、二次転写部１１により、用紙搬送部１４の搬送する用紙Ｐへ転写される。その後、定着部１２が、熱圧着によって用紙Ｐ上にトナー像を定着させる。
【００２４】
図１に示すように、画像形成装置１００は、トナー補給装置２０をさらに備える。トナー補給装置２０は、４色のトナーをそれぞれ収容する４つのトナーコンテナ２１（２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ）と、各トナーコンテナから色の対応する現像器４１へ、トナーを送る４つのノズル（搬送管）２２（２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ）とを備える。現像器４１が回転移動するのに対して、トナー補給装置２０の位置は固定されている。
【００２５】
本実施形態では特に、トナー補給装置２０は、４つの現像器４１のうち現像位置にある現像器のトナー槽４３へ、トナーを補給するようになっている。つまり、現像位置とトナー補給位置とが一致する。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、トナー補給位置は現像位置と異なっていてもよい。
【００２６】
満杯検知センサ６０は、現像器４１内のトナーの満杯を検知することができる光透過型のセンサユニットである。満杯検知センサ６０の詳細については後述する。
【００２７】
＜２．現像器４１＞
図１にさらに図２を併せて参照して、現像器４１の構成について説明する。図２は、現像器４１の要部構成を示す断面図である。
【００２８】
図１及び図２に示すように、現像器４１はそれぞれ、現像器本体４２、トナー槽（現像剤槽）４３、現像ローラ４４、供給ローラ４５、規制部材４６、シール部材４９、トナー撹拌部材４８、第１ライトガイド８１、第２ライトガイド８２、弾性部材９、及び図示しないライトガイドのクリーニング装置等を備える。
【００２９】
トナー槽４３は現像器本体４２内に設けられ、トナーを収容することができる。本実施形態では、トナーとして特に非磁性一成分トナーを用いるが、これ以外のトナーを用いることもできる。
【００３０】
現像ローラ４４は、回転軸を介して現像器本体４２に対して回転可能に取り付けられており、画像形成時にはトナー槽４３内のトナーを感光体ドラム１上に搬送する。つまり、現像ローラ４４は、トナーを感光体ドラム１上に供給して画像を現像する、現像部として機能する。
【００３１】
供給ローラ４５は、現像器本体４２の内部で、現像ローラ４４とトナー撹拌部材４８との間に、回転可能に装着されている。供給ローラ４５は、現像ローラ４４と接触するように設けられ、ウレタン等からなるスポンジ状のローラである。供給ローラ４５は回転することにより、現像ローラ４４にトナーを供給することができる。
【００３２】
規制部材４６は、現像ローラ４４に付着するトナーの量を規制すると共に、トナーを帯電させることができる。
【００３３】
シール部材４９は、現像器本体４２と現像ローラ４４との間に設けられ、現像ローラ４４に現像後も残留するトナーが現像器本体４２内に戻ることを防ぐようになっている。
【００３４】
撹拌部材４８は、断面形状がＴ字形状であって、トナー槽４３中に回転可能に設けられ、トナーを供給ローラ４５に送るための部材である。
【００３５】
弾性部材９は、トナー槽４３に対して現像器４１の回転軸とは逆側に配されており、トナー槽４３を現像器本体４２の外部から遮断する。弾性部材９は、４つの現像器４１にそれぞれ１つずつ設けられており、各弾性部材９には、トナー補給装置２０のノズル２２を挿入するための切込みである補給口９１が設けられている。
【００３６】
弾性部材９は、トナー槽４３中のトナーが補給口９１から流出しないように、また、ノズル２２を挿入することが可能であるように、適度な弾性を備えていればよい。このような弾性部材としては、例えばウレタンを用いることができる。なお、補給口９１には、本実施形態のような切込み以外に、弁等、トナー流出を防ぐと共にトナー補給を可能とする構造を適宜採用することができる。
【００３７】
＜３．満杯検知センサ６０＞
第１ライトガイド８１及び第２ライトガイド８２、並びに満杯検知センサ６０について、図３をさらに参照して説明する。図３は、回転体４０の回転軸４７に平行な平面における現像器４１の断面図である。
【００３８】
図３に示すように、満杯検知センサ６０は光源６１及び受光部６２を備える。
【００３９】
第１ライトガイド８１及び第２ライトガイド８２は、現像器本体４２外からトナー槽４３内まで連続するように設けられており、透光性を有している。第１ライトガイド８１は、光源６１からの光をトナー槽４３内に導く。そして、第１ライトガイド８１によって導かれた光は、トナー槽４３内を通って、第２ライトガイド８２により受光部６２に導かれる。
【００４０】
＜４．制御系＞
図４は、画像形成装置１００の要部構成を示す機能ブロック図である。図４には特に、トナー補給に関連する構成が描かれている。
【００４１】
図４に示すように、画像形成装置１００は、上述の構成に加えて、ＣＰＵ（central processing unit）７０、ＲＯＭ（read only memory）７１、ＲＡＭ（random access memory）７２、スキャナ７４、通信部７５、操作盤７３等を備える。画像形成装置１００内の各部は、バス１０２によって接続されている。
【００４２】
ＣＰＵ７０は、画像形成装置１００内の各部を制御したり、各種演算を行ったりする。ＣＰＵ７０の各機能は、ＲＯＭ７１内に格納されたプログラムをＣＰＵ７０が読み出して実行することによって実現される。ＲＡＭ７２は、データを一時的に記憶したり、ＣＰＵ７０の作業領域として機能したりする。
【００４３】
スキャナ７４及び通信部７５は、外部から画像データを受け取るための画像データ受付部の一例である。スキャナ７４は原稿上の画像を読み取って、画像データを取得する。通信部７５は、ＰＣ（Personal Computer）等の外部装置から送信される画像データを受け取ることができる。
【００４４】
操作盤７３は、タッチパネル及びハードキー等を備え、これらの部材を介してユーザから種々の指示を受け付ける。つまり、操作盤７３は指示受付部として機能する。より具体的には、操作盤７３は、画像形成ジョブの実行指示をユーザから受け付けるジョブ受付部として機能する。上述の通信部７５も、ＰＣ等の外部装置を介して画像形成ジョブを受け付け可能であるので、ジョブ受付部の１つとして機能し得る。
【００４５】
＜５．トナー補給＞
トナー補給動作の制御について、図５及び図６を参照して説明する。図５はトナー補給時の画像形成装置１００内の信号の流れを示す図面であり、図６はトナー補給動作の制御の流れを示すフローチャートである。
【００４６】
図５に示すジョブ管理部１０３は、上述の操作盤７３又は通信部７５等が受け付けたジョブを管理する。ドットカウンタ１０４は、スキャナ７４又は通信部７５が得た画像データに基づいて、この画像データに沿って画像形成を行うときに必要なトナー量を算出する。トナー残量取得部１０５は、ドットカウンタ１０４の算出結果に基づいて、各現像器４１のトナー槽４３内のトナー残量を算出する。トナー補給制御部１０６は、トナー補給装置２０によるトナー補給動作を制御する。ジョブ管理部１０３、ドットカウンタ１０４、トナー残量取得部１０５、トナー補給制御部１０６は、本実施形態では、ＣＰＵ７０がプログラムを実行することにより実現されるものとする。
【００４７】
図６に示すように、トナー残量取得部１０５により、いずれかの現像器４１のトナー残量が所定値以下（エンプティ）になったことが検出されると（ステップＳ１でＹｅｓ）、トナー補給制御部１０６は、現在実行中の画像形成ジョブ以外に、待機中の画像形成ジョブが存在するかどうか、ジョブの受付状況をジョブ管理部１０３から取得する。
【００４８】
受け付け中の次の画像形成ジョブが存在しなければ（ステップＳ２でＮｏ）、トナー補給制御部１０６は、現在実行中の画像形成ジョブが終了した後、全ての現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、及び４１Ｋにトナーを補給するように、トナー補給装置２０を動作させる（ステップＳ３）。
【００４９】
具体的には、現像装置４の図示しない回転駆動機構が、回転体４０を回転させることで、例えばイエローの現像器４１Ｙをトナー補給位置に配置する。トナー補給装置２０は、ノズル２２Ｙを現像器４１Ｙの補給口９１に差し込み、トナーコンテナ２１Ｙから現像器４１Ｙへトナーを送り込む。満杯検知センサ６０により満杯が検知されると、トナー補給制御部１０６はトナー補給装置２０にトナー補給動作を終了させる。以上の補給動作が、各現像器４１について行われる。
【００５０】
なお、各現像器４１についてトナー補給動作を行う順序は特に限定されるものではない。例えば、現在エンプティになっている現像器４１からトナー補給を始めて、隣の現像器４１へと順にトナーを補給してもよいし、現在トナー補給位置（本実施形態では現像位置）にある現像器４１からトナー補給を始めてもよい。
【００５１】
上述したように、満杯検知センサ６０がトナー満杯を検知すると、トナー補給制御部１０６は、各現像器４１についてのトナー補給動作を終了させるので、たとえステップＳ３を実行するとしても、満杯の現像器４１については、トナー補給動作は実質的には実行されない。
【００５２】
一方、既に次の画像形成ジョブが受け付けられている場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、いずれの現像器４１についても、トナー残量取得部１０５により取得されたトナー残量情報が、次の画像形成ジョブ実行中にエンプティになることを示すものでなければ（ステップＳ４でＮｏ）、現在エンプティとなっている現像器４１（ステップＳ１でエンプティであると判断された現像器４１）のみにトナーを補給する（ステップＳ５）。
【００５３】
いずれかの現像器４１についてトナー残量取得部１０５により取得されたトナー残量情報が、次の画像形成ジョブ実行中にエンプティになることを示すものであれば（ステップＳ４でＹｅｓ）、現在エンプティとなっている現像器４１だけでなく、次の画像形成ジョブでエンプティになると予測される現像器４１についても、トナー補給を行う（Ｓ６）。
【００５４】
例えば、画像形成ジョブ中に、トナー残量取得部１０５がイエローの現像器４１Ｙについて取得したトナー残量が、エンプティになったとする（ステップＳ１でＹｅｓ）。このとき、待機中の画像形成ジョブがあり（ステップＳ２でＹｅｓ）、かつ、トナー残量取得部１０５が次の画像形成ジョブ実行におけるトナーの予測消費量から、ブラックの現像器４１Ｋのトナー残量が、次の画像形成ジョブ実行中にエンプティになる予測される場合は、イエローの現像器４１Ｙ及びブラックの現像器４１Ｋに、イエローのトナー及びブラックのトナーが、それぞれ補給される。
【００５５】
１の現像器４１にトナーを補給しているときには、回転体４０を回転させることができないので、トナー補給中は現像を実行することができない。しかし、本実施形態の画像形成装置１００は、トナーがエンプティになるのを待たずにトナー補給を行うようになっているので、トナー補給中は画像形成が実行できない場合であっても、１の画像形成ジョブが終了してから待機中の画像形成ジョブを実行するまでの間、トナー補給を行うことで、ユーザを待たせる時間を短くすることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、実行中の画像形成ジョブが終了した後、次の画像形成ジョブを開始するまでの間にトナー補給を実行するものとしたが、現像動作が終了していれば、画像形成ジョブの終了を待たずに、つまり印刷後の用紙の排出を待たずに、トナー補給を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置１００の要部構成を示す正面図。
【図２】現像器４１の要部構成を示す断面図。
【図３】満杯検知センサ６０及び第１ライトガイド８１及び第２ライトガイド８２の構成を示す図面。
【図４】画像形成装置１００の要部構成を示すブロック図。
【図５】トナー補給時の信号の流れを示す図面。
【図６】トナー補給動作の制御の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５８】
１００    画像形成装置
２０      トナー補給装置
２１      トナーコンテナ
２２      ノズル
４        現像装置
４０      回転体
４１      現像器
４３      トナー槽（現像剤槽）
４４      現像ローラ（現像部）
【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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【図６】
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