JP2004361544A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】書き込み回数に制約がなく、しかも主電源の遮断時にも寿命管理情報を更新して記憶手段に記憶できる構成とした画像形成装置の提供。
【解決手段】図1は画像形成装置が印字動作モードで運転中の24V電源と5V電源の主電源が遮断された場合の電圧特性である。時刻taで主電源が遮断(オフ)すると、24V電源は時刻tcで0Vになる。5V電源は、時刻tbから電圧の低下が開始して、時刻tcで0Vとなる。24V電源が定格電圧から10%低下の時刻は、電源遮断時のtaよりも遅れた時刻txとなる。このため、5V電源においては電圧低下を開始する時刻tbまでに、(tb−tx)の時間が存在する。この時間にFRAMに寿命管理情報の書き込みを行なう。24V電源の消費電流が少ない非印字動作モードではFRAMへの書き込みをしない。
【選択図】 図1
【解決手段】図1は画像形成装置が印字動作モードで運転中の24V電源と5V電源の主電源が遮断された場合の電圧特性である。時刻taで主電源が遮断(オフ)すると、24V電源は時刻tcで0Vになる。5V電源は、時刻tbから電圧の低下が開始して、時刻tcで0Vとなる。24V電源が定格電圧から10%低下の時刻は、電源遮断時のtaよりも遅れた時刻txとなる。このため、5V電源においては電圧低下を開始する時刻tbまでに、(tb−tx)の時間が存在する。この時間にFRAMに寿命管理情報の書き込みを行なう。24V電源の消費電流が少ない非印字動作モードではFRAMへの書き込みをしない。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、書き込み回数に制約がなく、しかも主電源の遮断時にも寿命管理情報を更新して記憶手段に記憶できる構成とした、画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トナーを使用して画像を形成する画像形成装置においては、トナー補給などのメンテナンスや画質の維持などの理由で、トナー消費量または残量を確認し、トナーカートリッジの寿命を管理している。その他、露光ユニットや帯電ユニット、定着ユニットなども交換可能なユニットとして寿命管理される場合がある。このような寿命管理情報はメモリに記憶されている。また、濃度調整などの装置の調整情報もメモリに記憶されている。
【0003】
画像形成装置における各種設定情報は、主電源遮断時にも消去されないように不揮発性メモリに記憶させておくことが望ましい。不揮発性メモリの中で、EEPROM(電気的消去書き込み可能なメモリ)は安価であるという利点がある。各種設定情報を、このようなEEPROMに記憶させることが特許文献1に記載されている。
【0004】
また、停電などの主電源遮断時には、EEPROMを用いたメモリに記憶されている寿命管理データが瞬時電圧の印加などにより破壊されたり、不正確なデータの書き込みがなされる場合がある。このような場合に対処するために、データを修復する画像形成装置用寿命管理装置を、本件出願人は特許文献2としてすでに開示している。
【0005】
この種の画像形成装置には、CPUなどの制御系部品に給電する制御系の5V電源、モータなどの駆動系部品に給電する駆動系の24V電源、定着ヒータに給電する100V電源の三系統の電源が備えられている。メインスイッチをオンにすると、前記各電源が活性化されて各部品が使用可能な状態となる。前記各種情報を記憶しているメモリは5V電源に接続されている。
【0006】
ところで、ユーザの多様な要請に対応するために、プリント機能を有する画像形成装置に、画像処理関連のユニットを増設して使用する機種が開発されている。このようなユニットとしては、例えば、画像形成された記録媒体を振り分けて排出するビンを備えたマルチビンユニットと称するユニットが用いられる場合がある。また、複数頁の画像形成された記録媒体をステイプル(閉じ針)で閉じ処理をして排出するために、ステイプラや排紙トレイを備えたフィニッシャと称するユニットが用いられる場合がある。プリント機能を有する画像形成装置に前記の増設ユニットを連結する場合には、これらの増設ユニットには、画像形成装置から電源が供給される。
【0007】
このような増設ユニットを設ける場合には、増設ユニットを動作させるための制御部や表示部、メモリなどの部材が必要となる。これらのメモリや表示部などの部品は、5V電源に接続される。このため、増設ユニットを設けた場合には、画像形成装置に設置した5V電源に接続される負荷が増大する。
【0008】
画像形成装置において、主電源が遮断された場合には、24V電源の電圧はある時間をかけて0Vに低下する。また、5V電源の電圧は、24V電源の電圧よりも時間的に遅れて低下するようにシーケンスが設定されている。そして、主電源が遮断されたことは、24V電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを電圧センサで検出することにより確認している。5V電源に接続されたメモリに対する主電源遮断時の情報の書き込み処理は、前記24V電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを検出してから、5V電源の電圧が低下する間の短時間に行なう必要がある。
【0009】
画像形成装置においても、近年の省エネの要請に対処するために、印字動作モードと非印字動作モード(待機モード)に切り替えて運転する機種が開発されている。画像形成装置を非印字動作モードで運転する際には、スキャナモータなどの電流容量の大きな部品は休止するので、24Vの電源にはファンなどの軽負荷のみが接続される。このために、非印字動作モードで運転中に主電源が遮断された場合には、24V電源の消費電流が少ないのでその電圧低下は緩やかな特性となる。ここで、画像形成装置に前記増設ユニットを設置して機能を拡張して使用する際には、前記のように5V電源に接続される負荷が多くなっている。したがって、画像形成装置を非印字動作モードで運転する際には、24V電源の消費電流は最小となるが、5V負荷は最大となる場合がある。
【0010】
図7は、画像形成装置が非印字動作モードで運転されている際に、主電源遮断となった場合の24V電源、および5V電源の電圧低下特性の例を示す特性図である。図7において、時刻taで主電源遮断(オフ)になったものとする。24V電源は、特性(A)のように時間とともに電圧が低下し、時刻tdで0Vになる。5V電源は、時刻taよりも遅れて時刻tbから電圧の低下が開始して、特性(B)のように時刻tcで0Vとなる。ここで、主電源遮断により24V電源が一定レベル低下したことを、例えば定格電圧の10%である2.4V減少して21.6Vを検知した時点に設定する。
【0011】
【特許文献1】
特許第2910821号公報
【特許文献2】
特開2000−172133号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、特許文献1においては、画像形成装置における各種設定情報をEEPROMに記憶させている。EEPROMには書き込み回数に制約があるので、特許文献1は、次のような処理を行なっている。すなわち、印字可能な作動モードにおいて設定情報を更新して揮発性メモリに記憶させ、作動モードから待機モードになるときに揮発性メモリに記憶した設定情報を不揮発性メモリ(EEPROM)に記憶させている。
【0013】
特許文献1では、このように不揮発性メモリの書き込み回数を制限しているが、停電などの突然の主電源遮断の際には、寿命管理情報などの必要な情報の更新が行えないという問題があった。また、不揮発性メモリの書き込み回数を制限するために特別な制御を必要としており、制御系の構成が複雑になるという問題があった。
【0014】
特許文献2には、不揮発性メモリを使用した場合において、主電源遮断時のデータ保護について記載されている。しかしながら、特許文献2においても不揮発性メモリとしてEEPROMを使用しているため、書き込み回数に制約があるという問題があった。また、電源遮断時のデータ保護も複雑な処理を必要としており、処理が煩雑になるという問題があった。
【0015】
24V電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを検出した際に、5V電源を一定時間保持するコンデンサを5V電源に接続すれば、主電源遮断の際にメモリに情報の書き込みを続行させることができる。しかしながら、安定した情報の書き込みを実行するためには、コンデンサの容量を大きくしなければならず、コストが高くなるという問題があった。
【0016】
特に、増設ユニットを画像形成装置に連結して非印字動作モードで運転中に主電源が遮断されると、図7のように、24V電源の電圧が一定レベル低下した21.6Vを検知した時点では、5V電源の電圧が低下を開始している。したがって、主電源遮断時にはメモリに寿命管理情報などの必要な情報の書き込みができなくなり、正確な寿命管理ができなくなるという問題があった。
【0017】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、書き込み回数に制約がなく、しかも主電源の遮断時にも寿命管理情報を更新してメモリに記憶できる構成とした、画像形成装置および画像形成方法の提供を目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、主電源の電圧から形成される駆動系電源および制御系電源と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、動作モードを印字動作モードと非印字動作モードに切り替える手段とを有すると共に、画像処理関連のユニットが増設可能な画像形成装置であって、前記増設されたユニットには電源が画像形成装置から供給され、前記制御系電源に前記交換可能なユニットの寿命管理情報を記憶するメモリを接続し、前記メモリへ書き込む寿命管理情報の更新を前記非印字動作モードの際に禁止する制御手段を設けたことを特徴とする。このように、駆動系電源の消費電流が少ない非印字動作モードで運転している際には、メモリに対する寿命管理情報の書き込みを禁止している。このため、画像形成装置の機能を拡張して増設ユニットを連結することにより制御系電源の負荷が増大した場合にも、寿命管理情報を支障なく更新することができる。また、主電源の遮断時に寿命管理情報を断絶させることがなく、寿命管理情報を正確に更新することができる。
【0019】
また、本発明は、前記メモリとして、強誘電体メモリ(FRAM)を用いたことを特徴とする。このように、寿命管理情報を不揮発性の強誘電体メモリ(FRAM)に記憶させているので、書き込み回数に制約がなく正確に寿命管理情報の更新を行うことができる。
【0020】
また、本発明は、前記主電源の遮断時に、前記駆動系電源の電圧低下を検出する手段を設け、前記電圧が所定レベルに低下したときから制御系電源の電圧が低下を開始するまでの時間内に前記メモリへの書き込み情報の更新を行なう制御手段を設けたことを特徴とする。このため、制御系電源に接続するコンデンサの容量を大きくすることなくなく、主電源の遮断時に寿命管理情報を更新することができる。このため、コストを低減することができる。
【0021】
また、本発明の前記画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリー現像ユニットとを備え、前記ロータリー現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリー現像ユニットを備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。
【0022】
また、本発明の前記画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、前記像担持体の周りに像担持体の回転方向に沿って配置され複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットとを備え、前記像担持体が所定の回転方向に回転することによって前記現像ユニットの異なる色のトナーが順次前記像担持体と対向し、前記像担持体と前記現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、像担持体の回転方向に沿って配置され複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットを備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。
【0023】
また、本発明は、前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新することができる。
【0024】
また、本発明の画像形成方法は、少なくとも静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、画像処理関連の増設ユニットとを備えてなり、装置の動作モードを印字動作モードに設定して前記像担持体に画像形成を行なう段階と、制御系電源に接続されたメモリに非印字動作モードでは前記ユニットの寿命管理情報の書き込みを禁止する段階とからなることを特徴とする。このように、駆動系電源の消費電流が少なくなる非印字動作モードでは、メモリに寿命管理情報の書き込みを禁止しているので、主電源遮断時に寿命管理情報の更新が断絶されることはない。
【0025】
また、本発明の画像形成方法は、前記メモリとして強誘電体メモリ(FRAM)を用いたことを特徴とする。このように、強誘電体メモリ(FRAM)にユニットの寿命管理情報を記憶させているので、書き込み回数に制約がない。このため、メモリとしてEEPROMを用いた場合のように、書き込み回数を制限するための特別な制御を行なう必要がなく、制御系の構成を簡単にすることができる。
【0026】
また、本発明の画像形成方法は、さらに、駆動系電源の電圧が所定レベルに低下したことを検出して主電源の遮断を判定する段階を含み、前記主電源の遮断を判定した時点から制御系電源の電圧が低下するまでの期間内に、前記不揮発性メモリに前記寿命管理情報を書き込む段階とからなることを特徴とする。このため、停電などにより突発的に主電源が遮断された場合でも、寿命管理情報の更新を安定して行うことができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明に適用される画像形成装置の一実施形態を示す縦断側面図である。また、図3は図2の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像の形成や、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像の形成を行う。
【0028】
本発明の画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じて、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ11に与えられる。この際に、メインコントローラ11からエンジンコントローラ10に指令信号が送信される。この指令信号に応じてエンジンコントローラ10がエンジン部EGの各部を制御して、シートS(記録媒体)に画像信号に対応する画像を形成するものである。
【0029】
このエンジン部EGでは、「像担持体」として機能する感光体2が図2の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体2の周りにその回転方向D1に沿って、帯電ユニット3、ロータリー現像ユニット4およびクリーニング部5がそれぞれ配置されている。帯電ユニット3は帯電制御部103から帯電バイアスが印加されており、感光体2の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。
【0030】
そして、この帯電ユニット3によって帯電された感光体2の外周面に向けて露光ユニット6から光ビームLが照射される。この露光ユニット6は、露光制御部102から与えられる制御指令に応じて光ビームLを感光体2上に露光して、画像信号に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット6には、レンズ、ミラーなどの適宜の光学素子が設けられている。これらの画像形成に用いる帯電ユニット3、ロータリー現像ユニット4、露光ユニット6などの各ユニットは交換可能もしくはメンテナンス可能に構成されている。そして、それぞれのユニットの寿命管理情報が後述するFRAM107に記憶されている。
【0031】
ホストコンピュータなどの外部装置より、インターフェース112を介してメインコントローラ11のCPU111に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ10のCPU101が露光制御部102に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。この制御信号に応じて露光ユニット6から光ビームLが感光体2上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体2上に形成される。
【0032】
こうして形成された静電潜像はロータリ現像ユニット4によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、ロータリー現像ユニット4には、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム40、図示を省略する回転駆動部などの部材が設けられている。また、支持フレーム40に対して着脱自在に構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵する、イエロー用の現像器4Y、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびブラック用の現像器4Kを備えている。これらの各現像器4Y、4C、4M、4Kは、トナーカートリッジとして交換可能に装着されている。
【0033】
このロータリー現像ユニット4は、図3に示すように、現像器制御部104により制御されている。そして、この現像器制御部104からの制御指令に基づいて、ロータリー現像ユニット4が回転駆動される。また、これらの現像器4Y、4C、4M、4Kが選択的に感光体2と対向する所定の現像位置に位置決めされて、選択された色のトナーを感光体2の表面に付与する。これによって、感光体2上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【0034】
また、ロータリー現像ユニット4は、画像形成領域への画像形成に先立って、エンジンコントローラ10により各色のパッチ画像を形成する。パッチ画像には、べた画像のパッチ(Vdcパッチ)単独で、またはべた画像のパッチと細線パッチ(Eパッチ)が作成される。細線パッチは、例えば1ラインのパッチ画像を形成し、副走査方向に10ライン分画像を形成しないいわゆる「1オン10オフ」形式で作成される。
【0035】
また、メインコントローラ11は、濃度調整パターンを決定するために階調パッチの画像を形成する。階調パッチは、像担持体上に単色、または複数色の重ね合わせにより形成される。エンジンコントローラ10で作成されるパッチ画像と、メインコントローラ11で作成されるパッチ画像のトナー消費量を予めオフセット値として記憶手段に記憶させている。
【0036】
この画像形成装置においては、現像位置で当該位置に位置決めされた現像器(図2の例ではイエロー用現像器4Y)に設けられた現像ローラ44が感光体2と当接して、または所定のギャップを隔てて対向配置されている。この現像ローラ44は、その表面に摩擦帯電されたトナーを担持するトナー担持体として機能している。そして、現像ローラ44が回転することによって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体2との対向位置に、トナーが搬送される。
【0037】
ここで、現像器制御部104から直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアスが現像ローラ44に印加される。このような現像バイアスによって、現像ローラ44上に担持されたトナーは、感光体2の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体2上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【0038】
上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1において転写ユニット7の中間転写ベルト(中間転写部材)71上に一次転写される。転写ユニット7は、複数のローラ72〜75に掛け渡された中間転写ベルト71と、ローラ73を回転駆動することで中間転写ベルト71を所定の回転方向D2に回転させる駆動部(図示省略)とを備えている。さらに、中間転写ベルト71を挟んでローラ73と対向する位置には、該ベルト71表面に対して図示を省略した電磁クラッチにより、当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ78が設けられている。
【0039】
カラー画像をシートS(記録媒体)に転写する場合には、感光体2上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成する。そして、カセット8から取り出されて中間転写ベルト71と二次転写ローラ78との間の二次転写領域TR2に搬送されてくるシートS上に、カラー画像を二次転写する。また、こうしてカラー画像が形成されたシートSは定着ユニット9を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。ロータリー現像ユニット4は、同量の記録媒体に対して各色の画像形成を行う手段として用いられている。
【0040】
なお、中間転写ベルト71へトナー像を一次転写した後の感光体2は、図示を省略した除電手段によりその表面電位がリセットされる。さらに、感光体2の表面に残留したトナーがクリーニング部5により除去された後、帯電ユニット3により次の帯電を受ける。クリーニング部5により除去されたトナーは、図示を省略したトナータンクに回収される。
【0041】
また、ローラ75の近傍には、クリーナ76、濃度センサ60および垂直同期センサ77が配置されている。これらのうち、クリーナ76は図示を省略する電磁クラッチによってローラ75に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ75側に移動した状態でクリーナ76のブレードがローラ75に掛け渡された中間転写ベルト71の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト71の外周面に残留付着しているトナーを除去する。クリーナ76のブレードで除去されたトナーは、転写廃トナータンクに回収される。
【0042】
垂直同期センサ77は、中間転写ベルト(中間転写部材)71の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト71の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Vsyncを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Vsyncに基づいて制御される。さらに、濃度センサ60は、中間転写ベルト71の表面に対向して設けられており、濃度制御処理において、中間転写ベルト71の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。
【0043】
図3に示すように、各現像器(トナーカートリッジ)4Y、4C、4M、4Kには、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶する「記憶素子」であるメモリ91〜94がそれぞれ設けられている。さらに、各現像器4Y、4C、4M、4Kには、コネクタ49Y、49C、49M、49Kがそれぞれ設けられている。
【0044】
そして、必要に応じて、これらのコネクタ49Y、49C、49M、49Kが選択的に本体側に設けられたコネクタ108と接続される。このため、インターフェース105を介して、エンジンコントローラ10のCPU101と各メモリ91〜94との間でデータの送受を行って、該現像器(トナーカートリッジ)に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。
【0045】
なお、この実施形態では本体側コネクタ108と各現像器側のコネクタ49K等とが機械的に嵌合することで相互にデータ送受を行っているが、例えば無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行うようにしてもよい。また、各現像器4Y、4C、4M、4Kに固有のデータを記憶するメモリ91〜94は、電源オフ状態や該現像器が本体から取り外された状態でもそのデータを保存できる不揮発性メモリであることが望ましい。
【0046】
また、図2では記載を省略しているが、この画像形成装置では図3に示すような表示部12が設けられている。そして、必要に応じCPU111から与えられる制御指令に応じて所定のメッセージを表示することで、必要な情報をユーザに対し報知する。例えば、装置の故障や紙詰まり等の異常が発生したときにはその旨をユーザに知らせるメッセージを表示する。また、いずれかの現像器内のトナー残量が所定値以下まで低下したときには、当該現像器の交換が近づいたことを報知するメッセージを表示する。
【0047】
この表示部12としては、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置を用いることができるが、これ以外に、必要に応じて点灯あるいは点滅する警告ランプを用いてもよい。さらに、メッセージを表示することで視覚によりユーザに報知する以外に、予め録音された音声メッセージやブザー等の音声による警報装置を用いたり、これらを適宜組み合わせて使用してもよい。
【0048】
コントローラ11には、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を記憶するために、画像メモリ113が設けられている。符号106は、CPU101が実行する演算プログラムやエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのROMである。また符号107は、トナーカートリッジ、その他の交換可能なユニットの寿命管理情報や濃度調整などの各種調整情報が記憶される不揮発性のFRAM(Ferroelectric Ramdom Access Memory:強誘電体メモリ)である。
【0049】
上記のように構成された画像形成装置において、各現像器(トナーカートリッジ)4Y、4M、4C、4Kそれぞれについて、トナー残量が求められている。この種の画像形成装置においては、同じ装置に、トナー収容量が多い大容量のトナーカートリッジと、トナー収容量が少ない小容量のトナーカートリッジの2種類の異なる容量のトナーカートリッジを交換して装着できる機種が開発されている。このような場合には、大容量または小容量のトナーカートリッジのトナー収容量に応じてその寿命が相違する。すなわち、トナーカートリッジの交換時期と判定されるトナー残量の所定値が、同色に対して大容量または小容量のトナーカートリッジでそれぞれ異なる値に設定される。
【0050】
図4は、本発明の電源と制御部との接続構成を部分的に示すブロック図である。図3と対応する部分には同じ符号を付している。図4において、11はメインコントローラ、10はエンジンコントローラ、50は画像形成装置のエンジン機構部、70は電源である。メインコントローラ11には、CPU111、画像メモリ113、ハードディスク114、スイッチ61が設けられている。スイッチ61はリレーまたは電子スイッチが使用される。このスイッチ61はCPU111の信号で開閉して、5V電源を画像メモリ113とハードディスク114に接続、遮断する。CPU111には常時5V電源の電流が供給されている。
【0051】
エンジンコントローラ10には、CPU101、スイッチ63、64、FRAM107、モータ駆動回路、ソレノイド駆動回路109、トライアック(SSR)110設けられている。スイッチ63、64もリレーまたは電子スイッチが使用され、CPU101の信号で開閉する。スイッチ63は、24V電源をモータ駆動回路、ソレノイド駆動回路109に接続、遮断する。スイッチ64は、100V電源をトライアック(SSR)110に接続、遮断する。CPU101には常時5V電源からの電流が供給されている。
【0052】
このように、メインコントローラ11のCPU111とエンジンコントローラのCPU101は常時5V電源からの電流が供給されているので、待機モードが設定された場合でも相互に通信可能である。すなわち、マスターとしての機能を有するメインコントローラ11のCPU111は、スレーブとしての機能を有するエンジンコントローラ10のCPU101に対してデータ処理のコマンドを送信する。これに対して、エンジンコントローラ10のCPU101はステータス情報をCPU111に返送する。
【0053】
電源70には、制御系の5Vの電源71、駆動系の24Vの電源72、100Vの電源73の三系統の電源が設置されている。各電源は、メインコントローラ11、エンジンコントローラ10の所定の部品に必要な電力を供給する。また、複合機としての機能が増設された場合、すなわち、コピー、スキャナ、ファクシミリなどを実行するユニットが増設された場合には、当該ユニットに対しても電源70からの各電源が接続される。これらの各電源の電圧は、同じ主電源の電圧から電圧変換手段を用いて形成されている。したがって、主電源が遮断されると5V、24V、100Vの各電源も遮断される。
【0054】
また、24V電源72には、主電源遮断時に電圧低下を検出する電圧センサ74が設けられている。電圧センサ74の信号はCPU101に入力される。CPU101は、電圧センサ74からの信号により、図1に示すように24V電源の電圧が21.6Vに低下したことを判定する。そして、FRAM107に対して主電源遮断時の寿命管理情報の書き込み制御を行なう。この際の制御については、図1により後述する。
【0055】
画像形成装置のエンジン機構部50には、ロータリ現像部回転用の駆動モータ51、冷却ファン52、ソレノイド53が設けられている。エンジン機構部50に設けられているこれらの部品に対しては、24V電源からの電力を給電する。また、定着ヒータ54にはトライアック(SSR)110を介して100V電源の電力が供給される。なお、5V電源は、図4には図示されていないが、この外に、濃度センサなどの各種センサ、表示部などの部材にも接続されている。
【0056】
メインコントローラ11は、外部コンピュータからの印刷指令信号を一定時間受信しない場合には、タイマーなどである時間印刷動作をしていなかったものと判断する。この場合には、メインコントローラ11自らの判断で「休止指示(待機モード設定指示)」コマンドをエンジンコントローラ10に対して発行する。メインコントローラ11は自らに待機モード、すなわち非印字動作モードを設定すると共に、エンジンコントローラに対しても非印字動作モードを設定し、両者が非印字動作モード状態となる。
【0057】
外部コンピュータからの印刷指令信号がメインコントローラ11に入力された場合には、非印字動作モードから通常モード(印字動作モード)に復帰する。すなわち、メインコントローラ11は、画像形成装置の動作モードを印字動作モードと非印字動作モード(待機モード)に切り替える手段として機能している。エンジンコントローラ10は、メインコントローラ11からの前記印字動作モード指令信号に基づいてエンジン各部を制御する。また、エンジンコントローラ10のCPU101は、画像形成装置が非印字動作モードで運転中には、FRAM107に対する寿命管理情報の書き込みを禁止する制御手段として機能している。
【0058】
図5は、本発明の画像形成装置に増設ユニットを設置して機能を拡張した場合の構成を示す概略の構成図である。図5において、画像形成装置80には、隣接配置されるフィニッシャ90と、この画像形成装置80の上方位置に配置されたマルチビンユニット140と、画像形成装置80の下方位置に配置されたオプション給紙カセット87の各ユニットが増設されている。
【0059】
この画像形成装置80は、図2の画像形成装置と同様に、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を用紙に印字する。また、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を用紙に印字する。図5に示すように、ケース内部には、現像ユニット81、感光体ユニット82、露光ユニット83、転写ユニット84、定着ユニット85および給排紙ユニット86が設けられている。
【0060】
この感光体ユニット82は、同図紙面において反時計方向に回転可能な感光体82a(像担持体)を備えている。さらに感光体82aの周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ88、現像手段としての現像ユニット81Y、81C、81M、81K、およびクリーニング部89がそれぞれ配置されている。そして、帯電ローラ88によって帯電された感光体82aの外周面に向けて露光ユニット83からレーザ光が照射されて、後述するように装置外部から与えられる画像形成指令に対応する静電潜像が形成される。
【0061】
現像ユニット81Y、81C、81M、81Kは、複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットとして構成される。そして、前記像担持体が所定の回転方向に回転することによって前記現像ユニットの異なる色のトナーが順次前記感光体82a(像担持体)と対向し、前記像担持体と前記現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成する。このように、感光体82aは、静電潜像を担持可能に構成された像担持体として機能している。
【0062】
このようにして形成された静電潜像は、現像ユニット81によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像ユニット81として、イエロー用の現像ユニット81Y、シアン用の現像ユニット81C、マゼンタ用の現像ユニット81M、およびブラック用の現像ユニット81Kがこの順序で感光体82aに沿って配置されている。これらの現像ユニット81Y、81C、81M、81Kは、それぞれ感光体82aに対して接離自在に構成されている。そして、エンジンコントローラからの指令に応じて、上記4つの現像ユニット81Y、81M、81C、81Kの中で一の現像ユニットが選択的に感光体82aに当接して感光体82a上の静電潜像を顕在化する。このように感光体ユニット82は、画像形成指令に対応するトナー像を感光体82a上に形成する。
【0063】
現像ユニット81により現像されたトナー像は、ブラック現像81Kとクリーニング部89との間に位置する一次転写領域で、転写ユニット84の中間転写ベルト131上に一次転写される。 この転写ユニット84は、複数のローラと、これらローラに掛け渡された中間転写ベルト131と、この中間転写ベルト131に転写された中間トナー像を用紙に二次転写する二次転写ローラ132とを備えている。
【0064】
そして、カラー画像を用紙に転写する場合には、感光体82a上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト131上に重ね合わせてカラー像を形成する。それとともに、給排紙ユニット86の給紙部121によって、カセット122、手差しトレイ123あるいはオプション給紙カセット87から用紙を取出して二次転写領域に搬送する。そして、この用紙に、カラー像を二次転写してフルカラー画像を得る。
【0065】
また、モノクロ画像を用紙に転写する場合には、感光体82a上にブラックトナー像のみを中間転写ベルト131上に形成し、カラー画像の場合と同様にして二次転写領域に搬送されてきた用紙に転写してモノクロ画像を得る。このように、この実施形態では、中間転写ベルト131が本発明の「像担持体」として機能し、感光体ユニット82、露光ユニット83および転写ユニット84によって用紙に画像を形成する画像形成手段が構成されている。
【0066】
また、転写ユニット84によってトナー像が転写された用紙は、給排紙ユニット86の給紙部121によって所定の給紙経路に沿って二次転写領域の下流側に配設された定着ユニット85に搬送され、搬送されてくる用紙上のトナー像を用紙に定着する。そして、当該用紙はさらに給紙経路に沿って排紙部124に搬送される。
【0067】
この排紙部124は2つの排紙経路124a、124bを有している。一方の排紙経路124aは、定着ユニット85から標準排出トレイに導入される。他方の排紙経路124bは、排紙経路124aとほぼ平行に、再給紙部125とマルチビンユニット140との間に延長している。これらの排紙経路124a、124bに沿って3組のローラ対R1〜R3が設けられている。これらのローラ対は、定着済みの用紙を標準排出トレイ、フィニッシャ90あるいはマルチビンユニット140に向けて排出するために使用される。また、用紙のもう一方面側にも画像を形成するため、すなわち用紙の両面に画像を形成するために再給紙部125側に搬送する際に使用される。
【0068】
再給紙部125は、図5に示すように、排紙部124から反転搬送されてきた用紙を再給紙経路に沿って給紙部121のゲートローラ対126に搬送するものである。再給紙経路に沿って配設された3つの再給紙ローラ対Ra,Rb,Rcで構成されている。このように、排紙部124から搬送されてきた用紙を再給紙経路に沿ってゲートローラ対126に戻すことによって給紙部121において用紙の非画像形成面が中間転写ベルト121を向いて当該面に画像を二次転写可能となる。
【0069】
次に、フィニッシャ90の構成について図5を参照しながら、簡単に説明する。このフィニッシャ90の側面部には、画像形成装置80から排出される用紙を受け入れるための排紙口(図示省略)が設けられている。また、この排紙口の近傍には、用紙にパンチ孔を穿設するためのパンチ部93が設けられており、必要に応じて用紙に対してパンチ孔を穿設する。
【0070】
そして、フィニッシャ90内に搬入された用紙はノンソート用トレイ94に搬送されるか、あるいは搬送機構95によって中間トレイ91に搬送される。この中間トレイ91は画像形成装置80から搬入されてきた用紙を一時的に収納するものである。中間トレイ91に所定枚数の用紙が収納されると、それらの用紙からなる用紙束に対して必要に応じてステイプラ96によるステイプル処理を施した後、メイントレイ92に排出するように構成されている。
【0071】
次に、マルチビンユニット140の構成について説明する。マルチビンユニット140は、画像形成装置80の排紙部(搬送手段)124によってユニット内に搬送されてきた画像形成済みの用紙を搬送する共通搬送路141を有している。そして、この共通搬送路141に対して互いに異なる分岐位置で分岐し、10個のビンB1〜B10が垂直方向にスタック配置されている。なお、この実施形態では、共通搬送路141の上流側にビンB10が配置されるとともに、下流側(図面上では上方側)に進むにしたがってビンB9〜B1がこの順序で配列されている。
【0072】
また、各分岐位置に1対1で対応して用紙の排出先を切り換える分岐爪(図示を省略)が揺動自在に設けられている。そして、マルチビンユニットコントローラの排出先切換制御部によって、分岐爪のそれぞれを揺動位置決めすることで、共通搬送路141に沿って搬送されてくる用紙を、複数段設けられたビンB1〜B10の中で一のビンに選択的に排出する。
【0073】
近年では、このマルチビンユニットをメールボックスとして用いることも行われている。この場合、各ビンは個人専用の出力ビンとして割り当てられる。画像形成装置が受信した画像形成指令に個人の宛先識別情報が含まれていた場合、より具体的には、ヘッダ部に出力先のビン番号を含む画像データがホストコンピュータなどの外部装置から送られてきた場合には、画像形成装置は指定されたビン番号のビンに画像形成された用紙を排出する。これにより、個人宛の用紙が他人宛の用紙と混在することがなく、しかも、自分宛の用紙を容易に見つけだすことができるようになる。さらに、マルチビンユニットをメールボックスとして用いることは、ネットーワークを構成して複数人で1台の画像形成装置を共有する場合、特に有用となる。
【0074】
図6は、図5に示した画像形成装置に増設ユニットを連結した場合の電気的構成を示すブロック図である。図6に示すように、画像形成装置80内にメインコントローラ11とエンジンコントローラ10とが設けられている。画像形成装置80は、図4に示したような電源70を有しており、必要に応じて5V電源、24V電源、100V電源の各電源を、フィニッシャ90、マルチビンユニット140およびオプション給紙カセット87に供給する。
【0075】
メインコントローラ11は、CPU、画像メモリおよび通信インターフェースなどを備えている。ホストコンピュータ150から画像形成指令(印字要求内容を示す信号)を受信すると、画像形成装置80の各部の動作指示に適した形式のジョブデータ(印字情報)に変換し、エンジンコントローラ10に送信する。 ジョブデータを受信したエンジンコントローラ10は、CPU、ROM、RAMおよび通信インターフェースなどを備えており、ジョブデータに応じて画像形成装置80の各部を制御している。なお、RAMに代えてFRAMを用いることもできる。
【0076】
また、これに対応して、エンジンコントローラ10はシリアル通信によって、フィニッシャコントローラ90aに種々の制御信号などを与える。また、マルチビンユニットコントローラ140aに種々の制御信号を与える。さらに、オプション給紙カセットコントローラ87aに種々の制御信号を与えることで、フィニッシャ90、マルチビンユニット140およびオプション給紙カセット87の各部を制御して画像形成指令に対応する印字処理を実行する。これらの各コントローラは5V電源に接続される。なお、フィニッシャ90、マルチビンユニット140およびオプション給紙カセット87には、用紙を搬送するための駆動系が設けられており、これらの駆動系には24V電源が接続される。
【0077】
本発明においては、画像形成装置にフィニッシャ、マルチビンユニット、オプション給紙カセットなどの増設ユニットを連結可能な構成としている。これらの増設ユニットには、図4で示したような前記画像形成装置の電源70から電力を供給している。このため、5V電源に接続される負荷が増大する。なお、図5で説明したような増設ユニットは、図2で示した現像ロータリーを有する画像形成装置においても適宜設置することができる。したがって、現像ロータリーを有する画像形成装置においても、増設ユニットを連結すると5V電源に接続される負荷が増大する。
【0078】
本発明においては、寿命管理情報などを書き込むメモリとして、書き込み回数に制約がないFRAMを使用する。このため、主電源遮断時などのように突発的な事態が発生した場合でも寿命管理情報の更新を行なうことができる。また、画像形成装置が非印字動作モードの際には、24V電源の消費電流が少なくなるので、寿命管理情報などはメモリへの書き込みを禁止している。
【0079】
画像形成装置がプリント動作モードで運転中、すなわち、スキャナモータなどが動作しており、24V電源の消費電流が多くなる期間に前記情報のFRAMへの書き込みを行なう。したがって、容量が大きなコンデンサを5V電源に接続しなくても、主電源遮断時の寿命情報の書き込みができるので、寿命管理情報を更新する際コストを低減することができる。
【0080】
図1は、本発明の実施形態において、主電源遮断となった場合の24V電源、および5V電源の電圧低下特性の例を示す特性図である。図1は、画像形成装置が印字動作モードで運転中の特性である。図1において、時刻taで主電源が遮断(オフ)されたものとする。24V電源は、特性(C)のように時間とともに電圧が低下し、時刻tcで0Vになる。
【0081】
5V電源は、時刻taよりも遅れて時刻tbから電圧の低下が開始して、特性(B)のように時刻tcで0Vとなる。なお、主電源遮断の時刻taから5V電源の電圧が低下を開始する時刻tbまでの時間は、図7で示した非印字動作モードの場合と、図1の印字動作モードで運転中の場合では、CPUは稼動し続けているのでほぼ同一の時間である。
【0082】
ここで、印字動作モードで運転中には、24V電源は消費電流が大きいため、図7の特性と比較して主電源遮断時の電圧低下速度が速くなる。24V電源の電圧が、定格電圧から10%低下した際の時刻は、主電源遮断時のtaよりも僅かに遅れた時刻txとなる。このため、5V電源においては、電圧低下を開始する時刻tbまでに、(tb−tx)の時間が存在する。この時間は、数ms〜10ms程度である。
【0083】
本発明の画像形成装置は、図7で説明した非印字動作モードで運転中にはメモリに対する寿命管理情報の書き込みを禁止している。しかしながら、図1に示すように印字動作モードにおいては、24V電源の電圧が一定レベルに低下したことにより主電源遮断を検出してから、5V電源の電圧が低下を開始するまでの間に所定の時間が得られている。この時間内に、前記エンジンコントローラのCPU101は、寿命管理情報などの情報をFRAM107に書き込むように制御する。したがって、図1の例では、主電源遮断の際にも、寿命管理情報などの必要な情報をメモリに書き込み処理することができる。
【0084】
本発明においては、図2で説明したようなロータリー現像ユニットと中間転写部材を備えた画像形成装置や、図5で示したような構成の現像ユニットと中間転写部材を備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。また、画像形成装置の機能を拡張して増設ユニットを連結するために5V電源の負荷が増大した場合にも、寿命管理情報を支障なく更新することができる。なお、FRAMに寿命管理情報を書き込んでいるので、メモリとしてEEPROMを用いた場合のように、書き込み回数を制限するための特別な制御を行なう必要がなく、制御系の構成を簡単にすることができる。
【0085】
上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置を対象としている。本発明は、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【0086】
以上の説明では、駆動系の電源電圧を24V、制御系の電源電圧を5Vとしている。しかしながら、モータなどの駆動系部品に接続される駆動系の電源電圧は、24V以外の電圧を設定することができる。また、CPUなどの制御系部品に接続される制御系の電源電圧は、5V以外の電圧を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す特性図である。
【図2】画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。
【図3】図2の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図5】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図6】図5の制御部を示すブロック図である。
【図7】従来例の特性図である。
【符号の説明】
2…感光体(像担持体)、4C、4K、4M、4Y…現像器(トナーカートリッジ)、44…現像ローラ(トナー担持体)、10…エンジンコントローラ、11…メインコントローラ、70…電源、80…画像形成装置、87…オプション給紙カセット、90…フィニッシャ、101…エンジンコントローラのCPU、107…メモリ(FRAM)、111…メインコントローラのCPU、140…マルチビンユニット
【発明の属する技術分野】
この発明は、書き込み回数に制約がなく、しかも主電源の遮断時にも寿命管理情報を更新して記憶手段に記憶できる構成とした、画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トナーを使用して画像を形成する画像形成装置においては、トナー補給などのメンテナンスや画質の維持などの理由で、トナー消費量または残量を確認し、トナーカートリッジの寿命を管理している。その他、露光ユニットや帯電ユニット、定着ユニットなども交換可能なユニットとして寿命管理される場合がある。このような寿命管理情報はメモリに記憶されている。また、濃度調整などの装置の調整情報もメモリに記憶されている。
【0003】
画像形成装置における各種設定情報は、主電源遮断時にも消去されないように不揮発性メモリに記憶させておくことが望ましい。不揮発性メモリの中で、EEPROM(電気的消去書き込み可能なメモリ)は安価であるという利点がある。各種設定情報を、このようなEEPROMに記憶させることが特許文献1に記載されている。
【0004】
また、停電などの主電源遮断時には、EEPROMを用いたメモリに記憶されている寿命管理データが瞬時電圧の印加などにより破壊されたり、不正確なデータの書き込みがなされる場合がある。このような場合に対処するために、データを修復する画像形成装置用寿命管理装置を、本件出願人は特許文献2としてすでに開示している。
【0005】
この種の画像形成装置には、CPUなどの制御系部品に給電する制御系の5V電源、モータなどの駆動系部品に給電する駆動系の24V電源、定着ヒータに給電する100V電源の三系統の電源が備えられている。メインスイッチをオンにすると、前記各電源が活性化されて各部品が使用可能な状態となる。前記各種情報を記憶しているメモリは5V電源に接続されている。
【0006】
ところで、ユーザの多様な要請に対応するために、プリント機能を有する画像形成装置に、画像処理関連のユニットを増設して使用する機種が開発されている。このようなユニットとしては、例えば、画像形成された記録媒体を振り分けて排出するビンを備えたマルチビンユニットと称するユニットが用いられる場合がある。また、複数頁の画像形成された記録媒体をステイプル(閉じ針)で閉じ処理をして排出するために、ステイプラや排紙トレイを備えたフィニッシャと称するユニットが用いられる場合がある。プリント機能を有する画像形成装置に前記の増設ユニットを連結する場合には、これらの増設ユニットには、画像形成装置から電源が供給される。
【0007】
このような増設ユニットを設ける場合には、増設ユニットを動作させるための制御部や表示部、メモリなどの部材が必要となる。これらのメモリや表示部などの部品は、5V電源に接続される。このため、増設ユニットを設けた場合には、画像形成装置に設置した5V電源に接続される負荷が増大する。
【0008】
画像形成装置において、主電源が遮断された場合には、24V電源の電圧はある時間をかけて0Vに低下する。また、5V電源の電圧は、24V電源の電圧よりも時間的に遅れて低下するようにシーケンスが設定されている。そして、主電源が遮断されたことは、24V電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを電圧センサで検出することにより確認している。5V電源に接続されたメモリに対する主電源遮断時の情報の書き込み処理は、前記24V電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを検出してから、5V電源の電圧が低下する間の短時間に行なう必要がある。
【0009】
画像形成装置においても、近年の省エネの要請に対処するために、印字動作モードと非印字動作モード(待機モード)に切り替えて運転する機種が開発されている。画像形成装置を非印字動作モードで運転する際には、スキャナモータなどの電流容量の大きな部品は休止するので、24Vの電源にはファンなどの軽負荷のみが接続される。このために、非印字動作モードで運転中に主電源が遮断された場合には、24V電源の消費電流が少ないのでその電圧低下は緩やかな特性となる。ここで、画像形成装置に前記増設ユニットを設置して機能を拡張して使用する際には、前記のように5V電源に接続される負荷が多くなっている。したがって、画像形成装置を非印字動作モードで運転する際には、24V電源の消費電流は最小となるが、5V負荷は最大となる場合がある。
【0010】
図7は、画像形成装置が非印字動作モードで運転されている際に、主電源遮断となった場合の24V電源、および5V電源の電圧低下特性の例を示す特性図である。図7において、時刻taで主電源遮断(オフ)になったものとする。24V電源は、特性(A)のように時間とともに電圧が低下し、時刻tdで0Vになる。5V電源は、時刻taよりも遅れて時刻tbから電圧の低下が開始して、特性(B)のように時刻tcで0Vとなる。ここで、主電源遮断により24V電源が一定レベル低下したことを、例えば定格電圧の10%である2.4V減少して21.6Vを検知した時点に設定する。
【0011】
【特許文献1】
特許第2910821号公報
【特許文献2】
特開2000−172133号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、特許文献1においては、画像形成装置における各種設定情報をEEPROMに記憶させている。EEPROMには書き込み回数に制約があるので、特許文献1は、次のような処理を行なっている。すなわち、印字可能な作動モードにおいて設定情報を更新して揮発性メモリに記憶させ、作動モードから待機モードになるときに揮発性メモリに記憶した設定情報を不揮発性メモリ(EEPROM)に記憶させている。
【0013】
特許文献1では、このように不揮発性メモリの書き込み回数を制限しているが、停電などの突然の主電源遮断の際には、寿命管理情報などの必要な情報の更新が行えないという問題があった。また、不揮発性メモリの書き込み回数を制限するために特別な制御を必要としており、制御系の構成が複雑になるという問題があった。
【0014】
特許文献2には、不揮発性メモリを使用した場合において、主電源遮断時のデータ保護について記載されている。しかしながら、特許文献2においても不揮発性メモリとしてEEPROMを使用しているため、書き込み回数に制約があるという問題があった。また、電源遮断時のデータ保護も複雑な処理を必要としており、処理が煩雑になるという問題があった。
【0015】
24V電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを検出した際に、5V電源を一定時間保持するコンデンサを5V電源に接続すれば、主電源遮断の際にメモリに情報の書き込みを続行させることができる。しかしながら、安定した情報の書き込みを実行するためには、コンデンサの容量を大きくしなければならず、コストが高くなるという問題があった。
【0016】
特に、増設ユニットを画像形成装置に連結して非印字動作モードで運転中に主電源が遮断されると、図7のように、24V電源の電圧が一定レベル低下した21.6Vを検知した時点では、5V電源の電圧が低下を開始している。したがって、主電源遮断時にはメモリに寿命管理情報などの必要な情報の書き込みができなくなり、正確な寿命管理ができなくなるという問題があった。
【0017】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、書き込み回数に制約がなく、しかも主電源の遮断時にも寿命管理情報を更新してメモリに記憶できる構成とした、画像形成装置および画像形成方法の提供を目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、主電源の電圧から形成される駆動系電源および制御系電源と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、動作モードを印字動作モードと非印字動作モードに切り替える手段とを有すると共に、画像処理関連のユニットが増設可能な画像形成装置であって、前記増設されたユニットには電源が画像形成装置から供給され、前記制御系電源に前記交換可能なユニットの寿命管理情報を記憶するメモリを接続し、前記メモリへ書き込む寿命管理情報の更新を前記非印字動作モードの際に禁止する制御手段を設けたことを特徴とする。このように、駆動系電源の消費電流が少ない非印字動作モードで運転している際には、メモリに対する寿命管理情報の書き込みを禁止している。このため、画像形成装置の機能を拡張して増設ユニットを連結することにより制御系電源の負荷が増大した場合にも、寿命管理情報を支障なく更新することができる。また、主電源の遮断時に寿命管理情報を断絶させることがなく、寿命管理情報を正確に更新することができる。
【0019】
また、本発明は、前記メモリとして、強誘電体メモリ(FRAM)を用いたことを特徴とする。このように、寿命管理情報を不揮発性の強誘電体メモリ(FRAM)に記憶させているので、書き込み回数に制約がなく正確に寿命管理情報の更新を行うことができる。
【0020】
また、本発明は、前記主電源の遮断時に、前記駆動系電源の電圧低下を検出する手段を設け、前記電圧が所定レベルに低下したときから制御系電源の電圧が低下を開始するまでの時間内に前記メモリへの書き込み情報の更新を行なう制御手段を設けたことを特徴とする。このため、制御系電源に接続するコンデンサの容量を大きくすることなくなく、主電源の遮断時に寿命管理情報を更新することができる。このため、コストを低減することができる。
【0021】
また、本発明の前記画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリー現像ユニットとを備え、前記ロータリー現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリー現像ユニットを備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。
【0022】
また、本発明の前記画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、前記像担持体の周りに像担持体の回転方向に沿って配置され複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットとを備え、前記像担持体が所定の回転方向に回転することによって前記現像ユニットの異なる色のトナーが順次前記像担持体と対向し、前記像担持体と前記現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、像担持体の回転方向に沿って配置され複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットを備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。
【0023】
また、本発明は、前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新することができる。
【0024】
また、本発明の画像形成方法は、少なくとも静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、画像処理関連の増設ユニットとを備えてなり、装置の動作モードを印字動作モードに設定して前記像担持体に画像形成を行なう段階と、制御系電源に接続されたメモリに非印字動作モードでは前記ユニットの寿命管理情報の書き込みを禁止する段階とからなることを特徴とする。このように、駆動系電源の消費電流が少なくなる非印字動作モードでは、メモリに寿命管理情報の書き込みを禁止しているので、主電源遮断時に寿命管理情報の更新が断絶されることはない。
【0025】
また、本発明の画像形成方法は、前記メモリとして強誘電体メモリ(FRAM)を用いたことを特徴とする。このように、強誘電体メモリ(FRAM)にユニットの寿命管理情報を記憶させているので、書き込み回数に制約がない。このため、メモリとしてEEPROMを用いた場合のように、書き込み回数を制限するための特別な制御を行なう必要がなく、制御系の構成を簡単にすることができる。
【0026】
また、本発明の画像形成方法は、さらに、駆動系電源の電圧が所定レベルに低下したことを検出して主電源の遮断を判定する段階を含み、前記主電源の遮断を判定した時点から制御系電源の電圧が低下するまでの期間内に、前記不揮発性メモリに前記寿命管理情報を書き込む段階とからなることを特徴とする。このため、停電などにより突発的に主電源が遮断された場合でも、寿命管理情報の更新を安定して行うことができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明に適用される画像形成装置の一実施形態を示す縦断側面図である。また、図3は図2の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像の形成や、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像の形成を行う。
【0028】
本発明の画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じて、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ11に与えられる。この際に、メインコントローラ11からエンジンコントローラ10に指令信号が送信される。この指令信号に応じてエンジンコントローラ10がエンジン部EGの各部を制御して、シートS(記録媒体)に画像信号に対応する画像を形成するものである。
【0029】
このエンジン部EGでは、「像担持体」として機能する感光体2が図2の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体2の周りにその回転方向D1に沿って、帯電ユニット3、ロータリー現像ユニット4およびクリーニング部5がそれぞれ配置されている。帯電ユニット3は帯電制御部103から帯電バイアスが印加されており、感光体2の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。
【0030】
そして、この帯電ユニット3によって帯電された感光体2の外周面に向けて露光ユニット6から光ビームLが照射される。この露光ユニット6は、露光制御部102から与えられる制御指令に応じて光ビームLを感光体2上に露光して、画像信号に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット6には、レンズ、ミラーなどの適宜の光学素子が設けられている。これらの画像形成に用いる帯電ユニット3、ロータリー現像ユニット4、露光ユニット6などの各ユニットは交換可能もしくはメンテナンス可能に構成されている。そして、それぞれのユニットの寿命管理情報が後述するFRAM107に記憶されている。
【0031】
ホストコンピュータなどの外部装置より、インターフェース112を介してメインコントローラ11のCPU111に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ10のCPU101が露光制御部102に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。この制御信号に応じて露光ユニット6から光ビームLが感光体2上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体2上に形成される。
【0032】
こうして形成された静電潜像はロータリ現像ユニット4によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、ロータリー現像ユニット4には、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム40、図示を省略する回転駆動部などの部材が設けられている。また、支持フレーム40に対して着脱自在に構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵する、イエロー用の現像器4Y、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびブラック用の現像器4Kを備えている。これらの各現像器4Y、4C、4M、4Kは、トナーカートリッジとして交換可能に装着されている。
【0033】
このロータリー現像ユニット4は、図3に示すように、現像器制御部104により制御されている。そして、この現像器制御部104からの制御指令に基づいて、ロータリー現像ユニット4が回転駆動される。また、これらの現像器4Y、4C、4M、4Kが選択的に感光体2と対向する所定の現像位置に位置決めされて、選択された色のトナーを感光体2の表面に付与する。これによって、感光体2上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【0034】
また、ロータリー現像ユニット4は、画像形成領域への画像形成に先立って、エンジンコントローラ10により各色のパッチ画像を形成する。パッチ画像には、べた画像のパッチ(Vdcパッチ)単独で、またはべた画像のパッチと細線パッチ(Eパッチ)が作成される。細線パッチは、例えば1ラインのパッチ画像を形成し、副走査方向に10ライン分画像を形成しないいわゆる「1オン10オフ」形式で作成される。
【0035】
また、メインコントローラ11は、濃度調整パターンを決定するために階調パッチの画像を形成する。階調パッチは、像担持体上に単色、または複数色の重ね合わせにより形成される。エンジンコントローラ10で作成されるパッチ画像と、メインコントローラ11で作成されるパッチ画像のトナー消費量を予めオフセット値として記憶手段に記憶させている。
【0036】
この画像形成装置においては、現像位置で当該位置に位置決めされた現像器(図2の例ではイエロー用現像器4Y)に設けられた現像ローラ44が感光体2と当接して、または所定のギャップを隔てて対向配置されている。この現像ローラ44は、その表面に摩擦帯電されたトナーを担持するトナー担持体として機能している。そして、現像ローラ44が回転することによって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体2との対向位置に、トナーが搬送される。
【0037】
ここで、現像器制御部104から直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアスが現像ローラ44に印加される。このような現像バイアスによって、現像ローラ44上に担持されたトナーは、感光体2の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体2上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【0038】
上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1において転写ユニット7の中間転写ベルト(中間転写部材)71上に一次転写される。転写ユニット7は、複数のローラ72〜75に掛け渡された中間転写ベルト71と、ローラ73を回転駆動することで中間転写ベルト71を所定の回転方向D2に回転させる駆動部(図示省略)とを備えている。さらに、中間転写ベルト71を挟んでローラ73と対向する位置には、該ベルト71表面に対して図示を省略した電磁クラッチにより、当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ78が設けられている。
【0039】
カラー画像をシートS(記録媒体)に転写する場合には、感光体2上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成する。そして、カセット8から取り出されて中間転写ベルト71と二次転写ローラ78との間の二次転写領域TR2に搬送されてくるシートS上に、カラー画像を二次転写する。また、こうしてカラー画像が形成されたシートSは定着ユニット9を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。ロータリー現像ユニット4は、同量の記録媒体に対して各色の画像形成を行う手段として用いられている。
【0040】
なお、中間転写ベルト71へトナー像を一次転写した後の感光体2は、図示を省略した除電手段によりその表面電位がリセットされる。さらに、感光体2の表面に残留したトナーがクリーニング部5により除去された後、帯電ユニット3により次の帯電を受ける。クリーニング部5により除去されたトナーは、図示を省略したトナータンクに回収される。
【0041】
また、ローラ75の近傍には、クリーナ76、濃度センサ60および垂直同期センサ77が配置されている。これらのうち、クリーナ76は図示を省略する電磁クラッチによってローラ75に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ75側に移動した状態でクリーナ76のブレードがローラ75に掛け渡された中間転写ベルト71の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト71の外周面に残留付着しているトナーを除去する。クリーナ76のブレードで除去されたトナーは、転写廃トナータンクに回収される。
【0042】
垂直同期センサ77は、中間転写ベルト(中間転写部材)71の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト71の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Vsyncを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Vsyncに基づいて制御される。さらに、濃度センサ60は、中間転写ベルト71の表面に対向して設けられており、濃度制御処理において、中間転写ベルト71の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。
【0043】
図3に示すように、各現像器(トナーカートリッジ)4Y、4C、4M、4Kには、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶する「記憶素子」であるメモリ91〜94がそれぞれ設けられている。さらに、各現像器4Y、4C、4M、4Kには、コネクタ49Y、49C、49M、49Kがそれぞれ設けられている。
【0044】
そして、必要に応じて、これらのコネクタ49Y、49C、49M、49Kが選択的に本体側に設けられたコネクタ108と接続される。このため、インターフェース105を介して、エンジンコントローラ10のCPU101と各メモリ91〜94との間でデータの送受を行って、該現像器(トナーカートリッジ)に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。
【0045】
なお、この実施形態では本体側コネクタ108と各現像器側のコネクタ49K等とが機械的に嵌合することで相互にデータ送受を行っているが、例えば無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行うようにしてもよい。また、各現像器4Y、4C、4M、4Kに固有のデータを記憶するメモリ91〜94は、電源オフ状態や該現像器が本体から取り外された状態でもそのデータを保存できる不揮発性メモリであることが望ましい。
【0046】
また、図2では記載を省略しているが、この画像形成装置では図3に示すような表示部12が設けられている。そして、必要に応じCPU111から与えられる制御指令に応じて所定のメッセージを表示することで、必要な情報をユーザに対し報知する。例えば、装置の故障や紙詰まり等の異常が発生したときにはその旨をユーザに知らせるメッセージを表示する。また、いずれかの現像器内のトナー残量が所定値以下まで低下したときには、当該現像器の交換が近づいたことを報知するメッセージを表示する。
【0047】
この表示部12としては、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置を用いることができるが、これ以外に、必要に応じて点灯あるいは点滅する警告ランプを用いてもよい。さらに、メッセージを表示することで視覚によりユーザに報知する以外に、予め録音された音声メッセージやブザー等の音声による警報装置を用いたり、これらを適宜組み合わせて使用してもよい。
【0048】
コントローラ11には、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を記憶するために、画像メモリ113が設けられている。符号106は、CPU101が実行する演算プログラムやエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのROMである。また符号107は、トナーカートリッジ、その他の交換可能なユニットの寿命管理情報や濃度調整などの各種調整情報が記憶される不揮発性のFRAM(Ferroelectric Ramdom Access Memory:強誘電体メモリ)である。
【0049】
上記のように構成された画像形成装置において、各現像器(トナーカートリッジ)4Y、4M、4C、4Kそれぞれについて、トナー残量が求められている。この種の画像形成装置においては、同じ装置に、トナー収容量が多い大容量のトナーカートリッジと、トナー収容量が少ない小容量のトナーカートリッジの2種類の異なる容量のトナーカートリッジを交換して装着できる機種が開発されている。このような場合には、大容量または小容量のトナーカートリッジのトナー収容量に応じてその寿命が相違する。すなわち、トナーカートリッジの交換時期と判定されるトナー残量の所定値が、同色に対して大容量または小容量のトナーカートリッジでそれぞれ異なる値に設定される。
【0050】
図4は、本発明の電源と制御部との接続構成を部分的に示すブロック図である。図3と対応する部分には同じ符号を付している。図4において、11はメインコントローラ、10はエンジンコントローラ、50は画像形成装置のエンジン機構部、70は電源である。メインコントローラ11には、CPU111、画像メモリ113、ハードディスク114、スイッチ61が設けられている。スイッチ61はリレーまたは電子スイッチが使用される。このスイッチ61はCPU111の信号で開閉して、5V電源を画像メモリ113とハードディスク114に接続、遮断する。CPU111には常時5V電源の電流が供給されている。
【0051】
エンジンコントローラ10には、CPU101、スイッチ63、64、FRAM107、モータ駆動回路、ソレノイド駆動回路109、トライアック(SSR)110設けられている。スイッチ63、64もリレーまたは電子スイッチが使用され、CPU101の信号で開閉する。スイッチ63は、24V電源をモータ駆動回路、ソレノイド駆動回路109に接続、遮断する。スイッチ64は、100V電源をトライアック(SSR)110に接続、遮断する。CPU101には常時5V電源からの電流が供給されている。
【0052】
このように、メインコントローラ11のCPU111とエンジンコントローラのCPU101は常時5V電源からの電流が供給されているので、待機モードが設定された場合でも相互に通信可能である。すなわち、マスターとしての機能を有するメインコントローラ11のCPU111は、スレーブとしての機能を有するエンジンコントローラ10のCPU101に対してデータ処理のコマンドを送信する。これに対して、エンジンコントローラ10のCPU101はステータス情報をCPU111に返送する。
【0053】
電源70には、制御系の5Vの電源71、駆動系の24Vの電源72、100Vの電源73の三系統の電源が設置されている。各電源は、メインコントローラ11、エンジンコントローラ10の所定の部品に必要な電力を供給する。また、複合機としての機能が増設された場合、すなわち、コピー、スキャナ、ファクシミリなどを実行するユニットが増設された場合には、当該ユニットに対しても電源70からの各電源が接続される。これらの各電源の電圧は、同じ主電源の電圧から電圧変換手段を用いて形成されている。したがって、主電源が遮断されると5V、24V、100Vの各電源も遮断される。
【0054】
また、24V電源72には、主電源遮断時に電圧低下を検出する電圧センサ74が設けられている。電圧センサ74の信号はCPU101に入力される。CPU101は、電圧センサ74からの信号により、図1に示すように24V電源の電圧が21.6Vに低下したことを判定する。そして、FRAM107に対して主電源遮断時の寿命管理情報の書き込み制御を行なう。この際の制御については、図1により後述する。
【0055】
画像形成装置のエンジン機構部50には、ロータリ現像部回転用の駆動モータ51、冷却ファン52、ソレノイド53が設けられている。エンジン機構部50に設けられているこれらの部品に対しては、24V電源からの電力を給電する。また、定着ヒータ54にはトライアック(SSR)110を介して100V電源の電力が供給される。なお、5V電源は、図4には図示されていないが、この外に、濃度センサなどの各種センサ、表示部などの部材にも接続されている。
【0056】
メインコントローラ11は、外部コンピュータからの印刷指令信号を一定時間受信しない場合には、タイマーなどである時間印刷動作をしていなかったものと判断する。この場合には、メインコントローラ11自らの判断で「休止指示(待機モード設定指示)」コマンドをエンジンコントローラ10に対して発行する。メインコントローラ11は自らに待機モード、すなわち非印字動作モードを設定すると共に、エンジンコントローラに対しても非印字動作モードを設定し、両者が非印字動作モード状態となる。
【0057】
外部コンピュータからの印刷指令信号がメインコントローラ11に入力された場合には、非印字動作モードから通常モード(印字動作モード)に復帰する。すなわち、メインコントローラ11は、画像形成装置の動作モードを印字動作モードと非印字動作モード(待機モード)に切り替える手段として機能している。エンジンコントローラ10は、メインコントローラ11からの前記印字動作モード指令信号に基づいてエンジン各部を制御する。また、エンジンコントローラ10のCPU101は、画像形成装置が非印字動作モードで運転中には、FRAM107に対する寿命管理情報の書き込みを禁止する制御手段として機能している。
【0058】
図5は、本発明の画像形成装置に増設ユニットを設置して機能を拡張した場合の構成を示す概略の構成図である。図5において、画像形成装置80には、隣接配置されるフィニッシャ90と、この画像形成装置80の上方位置に配置されたマルチビンユニット140と、画像形成装置80の下方位置に配置されたオプション給紙カセット87の各ユニットが増設されている。
【0059】
この画像形成装置80は、図2の画像形成装置と同様に、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を用紙に印字する。また、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を用紙に印字する。図5に示すように、ケース内部には、現像ユニット81、感光体ユニット82、露光ユニット83、転写ユニット84、定着ユニット85および給排紙ユニット86が設けられている。
【0060】
この感光体ユニット82は、同図紙面において反時計方向に回転可能な感光体82a(像担持体)を備えている。さらに感光体82aの周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ88、現像手段としての現像ユニット81Y、81C、81M、81K、およびクリーニング部89がそれぞれ配置されている。そして、帯電ローラ88によって帯電された感光体82aの外周面に向けて露光ユニット83からレーザ光が照射されて、後述するように装置外部から与えられる画像形成指令に対応する静電潜像が形成される。
【0061】
現像ユニット81Y、81C、81M、81Kは、複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットとして構成される。そして、前記像担持体が所定の回転方向に回転することによって前記現像ユニットの異なる色のトナーが順次前記感光体82a(像担持体)と対向し、前記像担持体と前記現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成する。このように、感光体82aは、静電潜像を担持可能に構成された像担持体として機能している。
【0062】
このようにして形成された静電潜像は、現像ユニット81によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像ユニット81として、イエロー用の現像ユニット81Y、シアン用の現像ユニット81C、マゼンタ用の現像ユニット81M、およびブラック用の現像ユニット81Kがこの順序で感光体82aに沿って配置されている。これらの現像ユニット81Y、81C、81M、81Kは、それぞれ感光体82aに対して接離自在に構成されている。そして、エンジンコントローラからの指令に応じて、上記4つの現像ユニット81Y、81M、81C、81Kの中で一の現像ユニットが選択的に感光体82aに当接して感光体82a上の静電潜像を顕在化する。このように感光体ユニット82は、画像形成指令に対応するトナー像を感光体82a上に形成する。
【0063】
現像ユニット81により現像されたトナー像は、ブラック現像81Kとクリーニング部89との間に位置する一次転写領域で、転写ユニット84の中間転写ベルト131上に一次転写される。 この転写ユニット84は、複数のローラと、これらローラに掛け渡された中間転写ベルト131と、この中間転写ベルト131に転写された中間トナー像を用紙に二次転写する二次転写ローラ132とを備えている。
【0064】
そして、カラー画像を用紙に転写する場合には、感光体82a上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト131上に重ね合わせてカラー像を形成する。それとともに、給排紙ユニット86の給紙部121によって、カセット122、手差しトレイ123あるいはオプション給紙カセット87から用紙を取出して二次転写領域に搬送する。そして、この用紙に、カラー像を二次転写してフルカラー画像を得る。
【0065】
また、モノクロ画像を用紙に転写する場合には、感光体82a上にブラックトナー像のみを中間転写ベルト131上に形成し、カラー画像の場合と同様にして二次転写領域に搬送されてきた用紙に転写してモノクロ画像を得る。このように、この実施形態では、中間転写ベルト131が本発明の「像担持体」として機能し、感光体ユニット82、露光ユニット83および転写ユニット84によって用紙に画像を形成する画像形成手段が構成されている。
【0066】
また、転写ユニット84によってトナー像が転写された用紙は、給排紙ユニット86の給紙部121によって所定の給紙経路に沿って二次転写領域の下流側に配設された定着ユニット85に搬送され、搬送されてくる用紙上のトナー像を用紙に定着する。そして、当該用紙はさらに給紙経路に沿って排紙部124に搬送される。
【0067】
この排紙部124は2つの排紙経路124a、124bを有している。一方の排紙経路124aは、定着ユニット85から標準排出トレイに導入される。他方の排紙経路124bは、排紙経路124aとほぼ平行に、再給紙部125とマルチビンユニット140との間に延長している。これらの排紙経路124a、124bに沿って3組のローラ対R1〜R3が設けられている。これらのローラ対は、定着済みの用紙を標準排出トレイ、フィニッシャ90あるいはマルチビンユニット140に向けて排出するために使用される。また、用紙のもう一方面側にも画像を形成するため、すなわち用紙の両面に画像を形成するために再給紙部125側に搬送する際に使用される。
【0068】
再給紙部125は、図5に示すように、排紙部124から反転搬送されてきた用紙を再給紙経路に沿って給紙部121のゲートローラ対126に搬送するものである。再給紙経路に沿って配設された3つの再給紙ローラ対Ra,Rb,Rcで構成されている。このように、排紙部124から搬送されてきた用紙を再給紙経路に沿ってゲートローラ対126に戻すことによって給紙部121において用紙の非画像形成面が中間転写ベルト121を向いて当該面に画像を二次転写可能となる。
【0069】
次に、フィニッシャ90の構成について図5を参照しながら、簡単に説明する。このフィニッシャ90の側面部には、画像形成装置80から排出される用紙を受け入れるための排紙口(図示省略)が設けられている。また、この排紙口の近傍には、用紙にパンチ孔を穿設するためのパンチ部93が設けられており、必要に応じて用紙に対してパンチ孔を穿設する。
【0070】
そして、フィニッシャ90内に搬入された用紙はノンソート用トレイ94に搬送されるか、あるいは搬送機構95によって中間トレイ91に搬送される。この中間トレイ91は画像形成装置80から搬入されてきた用紙を一時的に収納するものである。中間トレイ91に所定枚数の用紙が収納されると、それらの用紙からなる用紙束に対して必要に応じてステイプラ96によるステイプル処理を施した後、メイントレイ92に排出するように構成されている。
【0071】
次に、マルチビンユニット140の構成について説明する。マルチビンユニット140は、画像形成装置80の排紙部(搬送手段)124によってユニット内に搬送されてきた画像形成済みの用紙を搬送する共通搬送路141を有している。そして、この共通搬送路141に対して互いに異なる分岐位置で分岐し、10個のビンB1〜B10が垂直方向にスタック配置されている。なお、この実施形態では、共通搬送路141の上流側にビンB10が配置されるとともに、下流側(図面上では上方側)に進むにしたがってビンB9〜B1がこの順序で配列されている。
【0072】
また、各分岐位置に1対1で対応して用紙の排出先を切り換える分岐爪(図示を省略)が揺動自在に設けられている。そして、マルチビンユニットコントローラの排出先切換制御部によって、分岐爪のそれぞれを揺動位置決めすることで、共通搬送路141に沿って搬送されてくる用紙を、複数段設けられたビンB1〜B10の中で一のビンに選択的に排出する。
【0073】
近年では、このマルチビンユニットをメールボックスとして用いることも行われている。この場合、各ビンは個人専用の出力ビンとして割り当てられる。画像形成装置が受信した画像形成指令に個人の宛先識別情報が含まれていた場合、より具体的には、ヘッダ部に出力先のビン番号を含む画像データがホストコンピュータなどの外部装置から送られてきた場合には、画像形成装置は指定されたビン番号のビンに画像形成された用紙を排出する。これにより、個人宛の用紙が他人宛の用紙と混在することがなく、しかも、自分宛の用紙を容易に見つけだすことができるようになる。さらに、マルチビンユニットをメールボックスとして用いることは、ネットーワークを構成して複数人で1台の画像形成装置を共有する場合、特に有用となる。
【0074】
図6は、図5に示した画像形成装置に増設ユニットを連結した場合の電気的構成を示すブロック図である。図6に示すように、画像形成装置80内にメインコントローラ11とエンジンコントローラ10とが設けられている。画像形成装置80は、図4に示したような電源70を有しており、必要に応じて5V電源、24V電源、100V電源の各電源を、フィニッシャ90、マルチビンユニット140およびオプション給紙カセット87に供給する。
【0075】
メインコントローラ11は、CPU、画像メモリおよび通信インターフェースなどを備えている。ホストコンピュータ150から画像形成指令(印字要求内容を示す信号)を受信すると、画像形成装置80の各部の動作指示に適した形式のジョブデータ(印字情報)に変換し、エンジンコントローラ10に送信する。 ジョブデータを受信したエンジンコントローラ10は、CPU、ROM、RAMおよび通信インターフェースなどを備えており、ジョブデータに応じて画像形成装置80の各部を制御している。なお、RAMに代えてFRAMを用いることもできる。
【0076】
また、これに対応して、エンジンコントローラ10はシリアル通信によって、フィニッシャコントローラ90aに種々の制御信号などを与える。また、マルチビンユニットコントローラ140aに種々の制御信号を与える。さらに、オプション給紙カセットコントローラ87aに種々の制御信号を与えることで、フィニッシャ90、マルチビンユニット140およびオプション給紙カセット87の各部を制御して画像形成指令に対応する印字処理を実行する。これらの各コントローラは5V電源に接続される。なお、フィニッシャ90、マルチビンユニット140およびオプション給紙カセット87には、用紙を搬送するための駆動系が設けられており、これらの駆動系には24V電源が接続される。
【0077】
本発明においては、画像形成装置にフィニッシャ、マルチビンユニット、オプション給紙カセットなどの増設ユニットを連結可能な構成としている。これらの増設ユニットには、図4で示したような前記画像形成装置の電源70から電力を供給している。このため、5V電源に接続される負荷が増大する。なお、図5で説明したような増設ユニットは、図2で示した現像ロータリーを有する画像形成装置においても適宜設置することができる。したがって、現像ロータリーを有する画像形成装置においても、増設ユニットを連結すると5V電源に接続される負荷が増大する。
【0078】
本発明においては、寿命管理情報などを書き込むメモリとして、書き込み回数に制約がないFRAMを使用する。このため、主電源遮断時などのように突発的な事態が発生した場合でも寿命管理情報の更新を行なうことができる。また、画像形成装置が非印字動作モードの際には、24V電源の消費電流が少なくなるので、寿命管理情報などはメモリへの書き込みを禁止している。
【0079】
画像形成装置がプリント動作モードで運転中、すなわち、スキャナモータなどが動作しており、24V電源の消費電流が多くなる期間に前記情報のFRAMへの書き込みを行なう。したがって、容量が大きなコンデンサを5V電源に接続しなくても、主電源遮断時の寿命情報の書き込みができるので、寿命管理情報を更新する際コストを低減することができる。
【0080】
図1は、本発明の実施形態において、主電源遮断となった場合の24V電源、および5V電源の電圧低下特性の例を示す特性図である。図1は、画像形成装置が印字動作モードで運転中の特性である。図1において、時刻taで主電源が遮断(オフ)されたものとする。24V電源は、特性(C)のように時間とともに電圧が低下し、時刻tcで0Vになる。
【0081】
5V電源は、時刻taよりも遅れて時刻tbから電圧の低下が開始して、特性(B)のように時刻tcで0Vとなる。なお、主電源遮断の時刻taから5V電源の電圧が低下を開始する時刻tbまでの時間は、図7で示した非印字動作モードの場合と、図1の印字動作モードで運転中の場合では、CPUは稼動し続けているのでほぼ同一の時間である。
【0082】
ここで、印字動作モードで運転中には、24V電源は消費電流が大きいため、図7の特性と比較して主電源遮断時の電圧低下速度が速くなる。24V電源の電圧が、定格電圧から10%低下した際の時刻は、主電源遮断時のtaよりも僅かに遅れた時刻txとなる。このため、5V電源においては、電圧低下を開始する時刻tbまでに、(tb−tx)の時間が存在する。この時間は、数ms〜10ms程度である。
【0083】
本発明の画像形成装置は、図7で説明した非印字動作モードで運転中にはメモリに対する寿命管理情報の書き込みを禁止している。しかしながら、図1に示すように印字動作モードにおいては、24V電源の電圧が一定レベルに低下したことにより主電源遮断を検出してから、5V電源の電圧が低下を開始するまでの間に所定の時間が得られている。この時間内に、前記エンジンコントローラのCPU101は、寿命管理情報などの情報をFRAM107に書き込むように制御する。したがって、図1の例では、主電源遮断の際にも、寿命管理情報などの必要な情報をメモリに書き込み処理することができる。
【0084】
本発明においては、図2で説明したようなロータリー現像ユニットと中間転写部材を備えた画像形成装置や、図5で示したような構成の現像ユニットと中間転写部材を備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。また、画像形成装置の機能を拡張して増設ユニットを連結するために5V電源の負荷が増大した場合にも、寿命管理情報を支障なく更新することができる。なお、FRAMに寿命管理情報を書き込んでいるので、メモリとしてEEPROMを用いた場合のように、書き込み回数を制限するための特別な制御を行なう必要がなく、制御系の構成を簡単にすることができる。
【0085】
上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置を対象としている。本発明は、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【0086】
以上の説明では、駆動系の電源電圧を24V、制御系の電源電圧を5Vとしている。しかしながら、モータなどの駆動系部品に接続される駆動系の電源電圧は、24V以外の電圧を設定することができる。また、CPUなどの制御系部品に接続される制御系の電源電圧は、5V以外の電圧を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す特性図である。
【図2】画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。
【図3】図2の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図5】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図6】図5の制御部を示すブロック図である。
【図7】従来例の特性図である。
【符号の説明】
2…感光体(像担持体)、4C、4K、4M、4Y…現像器(トナーカートリッジ)、44…現像ローラ(トナー担持体)、10…エンジンコントローラ、11…メインコントローラ、70…電源、80…画像形成装置、87…オプション給紙カセット、90…フィニッシャ、101…エンジンコントローラのCPU、107…メモリ(FRAM)、111…メインコントローラのCPU、140…マルチビンユニット
Claims (9)
- 主電源の電圧から形成される駆動系電源および制御系電源と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、動作モードを印字動作モードと非印字動作モードに切り替える手段とを有すると共に、画像処理関連のユニットが増設可能な画像形成装置であって、前記増設されたユニットには電源が画像形成装置から供給され、前記制御系電源に前記交換可能なユニットの寿命管理情報を記憶するメモリを接続し、前記メモリへ書き込む寿命管理情報の更新を前記非印字動作モードの際に禁止する制御手段を設けたことを特徴とする、画像形成装置。
- 前記メモリとして、強誘電体メモリ(FRAM)を用いたことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記主電源の遮断時に、前記駆動系電源の電圧低下を検出する手段を設け、前記電圧が所定レベルに低下したときから制御系電源の電圧が低下を開始するまでの時間内に前記メモリへの書き込み情報の更新を行なう制御手段を設けたことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の画像形成装置において、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリー現像ユニットとを備え、前記ロータリー現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
- 前記請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の画像形成装置において、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、前記像担持体の周りに像担持体の回転方向に沿って配置され複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットとを備え、前記像担持体が所定の回転方向に回転することによって前記現像ユニットの異なる色のトナーが順次前記像担持体と対向し、前記像担持体と前記現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
- 前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする、請求項4または請求項5に記載の画像形成装置。
- 少なくとも静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、画像処理関連で増設されたユニットとを備えてなり、装置の動作モードを印字動作モードに設定して前記像担持体に画像形成を行なう段階と、制御系電源に接続されたメモリに非印字動作モードでは前記ユニットの寿命管理情報の書き込みを禁止する段階とからなることを特徴とする、画像形成方法。
- 前記メモリとして強誘電体メモリ(FRAM)を用いたことを特徴とする、請求項7に記載の画像形成方法。
- さらに、駆動系電源の電圧が所定レベルに低下したことを検出して主電源の遮断を判定する段階を含み、前記主電源の遮断を判定した時点から制御系電源の電圧が低下を開始するまでの時間内に、前記交換可能なメモリに前記寿命管理情報を書き込む段階とからなることを特徴とする、請求項7または請求項8に記載の画像形成方法。
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