図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ1を示すものである。
このカラープリンタ1は、図示しない外部接続機器(パーソナルコンピュータなど)から入力される画像情報に基づいて4つの作像ユニット10Y、10M、10C、10Kによって個別に形成するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナー像を、中間転写機構20の中間転写ベルト21の表面に重ね合わせるように一次転写させた後、その中間転写ベルト21から記録媒体としての記録用紙P側に二次転写させることにより、いわゆるフルカラー画像を形成することが可能なものである。
上記作像ユニット10はいずれも、電子写真プロセスにより前記した4色の各トナー像をそれぞれ形成するものであり、画像形成装置本体1のほぼ中央部に水平状態に間隔をあけた状態で配設されている。また、各作像ユニット10はいずれも、基本的に、矢印A方向に所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光ドラム11と、この感光ドラム11の表面を一様に帯電するロール方式の帯電装置12と、帯電後の感光ドラム11の表面に画像情報に応じた光像を露光して静電潜像を形成する潜像形成装置としてのROS13と、その静電潜像を二成分現像剤Gにおける所定の色のトナーで現像する現像装置14と、その現像により形成されるトナー像を中間転写ベルト21に転写させるロール方式の転写装置15と、感光ドラム11の表面を清掃するドラム用クリーナ16とを同様に備えている。なお、各作像ユニット10は、プロセスカートリッジPCとして、カラープリンタ1に対して着脱自在に構成されている。
このうち帯電装置12は、その帯電ロールに図示しない電源装置から感光ドラム11の感光層表面を帯電させるための帯電電圧が印加されるようになっている。また、ROS13は、図示しない4つの半導体レーザから各色ごとに分解された画像信号に応じて発せられるレーザ光LB−Y,LB−M,LB−C,LB−Kを所定の光学系を介して回転多面鏡17に照射して偏向走査させた後、図示しない複数枚の反射ミラーを介して対向する各感光ドラム11上に斜め下方から走査露光するようになっている。
図中の符号18は、上記各レーザ光LBを収容密閉ボックス13aから透過出光させるための透明窓である。また、各現像装置14は、各色成分の非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤Gを使用して現像を行う二成分現像方式の現像装置であって後述するような構成からなるものである。しかも、各現像装置14はいずれも、補給用のトナーとキャリアとが収容されているトナー収容器としての着脱交換式のトナーカートリッジ19Y、19M、19C、19Kから後述する現像剤補給装置(70)によりトナー及びキャリアが適量ずつ補給されるようになっている。さらに、転写装置15(転写バイアスロール)には、図示しないバイアス電源から感光ドラム11上のトナー像の帯電極性とは逆極性の一次転写バイアスが印加されるようになっている。
このような各作像ユニット10においては、回転する感光ドラム11の表面が、帯電装置12によって所定の帯電電位に帯電処理された後、その帯電表面にROS13から色分解された画像信号に応じたレーザビームLBが走査露光されることによって所定の潜像電位からなる静電潜像が書きこまれ、しかる後、その潜像が現像装置14から現像バイアスの印加が印加された状態下で供給される二成分現像剤Gにおける各色のトナーにより現像されてトナー像となり、最後に、そのトナー像が感光ドラム11と転写装置15の間を通過する中間転写ベルト21の表面に静電的に順次一次転写されるようになっている。また、転写後の感光ドラム11の表面はドラム用クリーナ16のブレード等によって清掃される。
また、上記中間転写機構20は、図1に示すように、無端状の中間転写ベルト21を、二次転写用バックアップロール22や駆動ロール23を初めとする複数のロールに張架させ、その駆動ロール23の回転動力により矢印B方向に回転走行させるようになっている。また、中間転写ベルト21の各感光ドラム11と当接する位置と対向するベルト内周面の位置には、前記した転写装置15がそのベルト21を各感光ドラム11に圧接するようにそれぞれ配設されて各一次転写部を構成している。図1中の符号24は中間転写ベルト21の表面を清掃するベルト用クリーナである。この他、中間転写ベルト21の周囲には、そのベルト側端部に形成されるベルトホームマークを検知するベルトホームポジション検知装置や、そのベルト一側端部位置のベルト回転方向Bと直行する方向へのずれ(片寄りや蛇行)を検知するベルトウォーク検知装置などが配設されている。
さらに、上記バックアップロール22の対向位置には、中間転写ベルト21をそのロール22に押し当てる二次転写ロール30が配設されているとともに、バックアップロール22には図示しないバイアス電源からベルト21上のトナー像の帯電極性と同極性の二次転写バイアスが供給され、これにより二次転写部を構成している。図中の符号32は二次転写ロール30の表面を清掃するロール用クリーナである。
このような中間転写機構20の中間転写ベルト21に(多重)転写される前記トナー像は、そのベルト21の回転に伴ってバックアップロール22と対向して配置される二次転写ロール30と対向する二次転写部まで搬送される。そして、中間転写ベルト21上のトナー像は、このトナー像の作像および二次転写タイミングに合わせて用紙収容トレイ40から送出しロール41やレジストロール42等が配されてなる給紙路を通して二次転写部(の中間転写ベルト21と二次転写ロール30の間)まで搬送される所定サイズの記録用紙Pに対し、静電的に二次転写される。二次転写後の中間転写ベルト21に転写されず残留する残留トナーはベルト用クリーナ24により清掃除去される。図1中の矢付一点鎖線は記録用紙Pの搬送経路を示す。
続いて、中間転写ベルト21からトナー像が転写された記録用紙Pは、二次転写部における中間転写ベルト21部分から自然に剥離された後、ロールニップ式の定着装置45に送られ、その定着装置45おける加熱ロール46と加圧ロール47で形成される定着ニップ部を通過することによりそのトナー像の熱定着処理がなされる。そして、この定着処理が終了した後の記録用紙Pは、排出ロール48等が配設されてなる排紙路を通して装置本体1の外(用紙排紙部)に排出される。
以上のプロセスを経ることにより、このカラープリンタによる記録用紙Pへのカラー画像の形成が行われる。ちなみに、このプリンタにおいては、例えば4つの作像ユニットのうちブラック用作像ユニット10Kのみを作動させることにより記録用紙Pに白黒画像を形成することも可能である。
また、このカラープリンタにおける各作像ユニット10で使用される現像装置14及び現像剤補給装置70は、以下のように構成されている。
まず、現像装置14は、図2〜図4に示すように、現像装置ハウジング50と、このハウジング50の感光ドラム11側に配設される現像ロール51と、この現像ロール51の後方下方側に配設され現像剤攪拌搬送手段としてのオーガー52,53と、このオーガー52,53により攪拌搬送される二成分現像剤Gを現像ロール51側に供給する現像剤供給手段としてのパドル54と、このバドル54から現像ロール51に磁気ブラシを形成した状態で供給されて搬送される二成分現像剤Gの層厚を規制するトリマー55とでその主要部が構成されている。なお、上記パドル54については、オーガー52から現像ロール51への現像剤Gの供給が可能な場合には特に設ける必要はない。
このうち現像ロール51は、非磁性導電材料からなる円筒状のスリープと、そのスリーブの中空内に配置されるマグネットロールとで構成されている。スリーブには、図示しない現像バイアス電源から所定の現像バイアス(例えば直流に交流を重畳した電圧)が印加されるようになっている。また、ハウジング50のオーガー52,53どうしの間となる部位には、仕切り板56がその両端部に通路57a,57bを形成するような状態で設けられている。図3,4中の符号50aは現像剤補給装置70から補給される現像剤を受け入れる現像剤受入部、50bは劣化した現像剤を少量ずつ溢れ出させるように排出して回収する、いわゆるトリクル現像方式の現像剤排出部を示す。
このような現像装置14では、そのハウジング50内に収容された二成分現像剤Gがオーガー52,53の回転駆動により攪拌されつつ通路72a,72bを通過しながら循環搬送される。この際、現像剤Gのトナーがキャリアと混合攪拌されることにより所定の極性に摩擦帯電される。続いて、現像装置14では、その現像剤Gが現像ロール51側にパドル54を介して供給されて磁気ブラシを形成した状態で担持され、その層厚がトリマー55の直下を通過することにより所定の厚さに規制される。そして、層厚規制後の現像剤Gは、現像ロール51の回転により感光ドラム11と対向する現像域に搬送されると、現像ロール14に印加されている現像バイアスにて形成される現像電界により、そのトナーのみが感光ドラム11の潜像部分に静電的に付着し、もって現像が行われるようになっている。
また、この現像装置14には、そのハウジング50内に収容されている二成分現像剤Gのトナー濃度(TC)を検出するトナー濃度検出手段としての磁気センサ60が設けられている。
この磁気センサ60は、ハウジング50内にある現像剤Gによる透磁率の変化を検知してトナー濃度を検出するタイプのものであり、本体部61と本体部61から突出するセンサ部62とを有する構造からなり、現像装置ハウジング50のオーガー53がある側の外壁部に取り付けられている。詳しくは、そのセンサ部62(検出面62a)がハウジングの内面50cとほぼ同一面となって露出した状態となるように取り付けられている。そして、この磁気センサ60によれば、二成分現像剤による透磁率の変化ひいてはトナー濃度の変化に応じたアナログ出力電圧がセンサ出力値として得られるようになっている。すなわち、図6に例示するように、トナーが十分にあってトナー濃度TCが高い場合には小さな出力電圧が得られ、反対にトナーが少なくなってトナー濃度TCが低い場合には大きな出力電圧が得られるものである。また、この磁気センサ60のセンサ出力値は、後述する制御装置(80)に入力されて所要の制御処理に使用されるようになっている。
一方、上記現像剤補給装置70は、前記したトリクル現像方式を採用している関係で現像装置14にトナー及びキャリア(以下「トナー等」という)を補給するタイプのものである。そして、この補給装置70は、前記トナーカートリッジ19を着脱可能に保持するホルダー71と、トナーカートリッジ19から排出されるトナー等を現像装置14の現像剤受容部50aに搬送する現像剤搬送パイプ72と、トナーカートリッジ19内で回転する図示しない現像剤攪拌搬送部材としてのアジテータと現像剤搬送パイプ72内で回転する図示しない現像剤搬送部材としてのオーガーやアジテータとに対して回転動力を伝えるための電動モータや駆動伝達ギア機構等が配設された駆動装置73とでその主要部が構成されている。
このうち、現像剤搬送パイプ72については、トナーカートリッジ19のトナー排出口がある端部側に配置される第1搬送パイプ72aと、この第1搬送パイプ72aの一端部と現像装置14の現像剤受容部50a(受入口)との間に配置される第2搬送パイプ72bとを組み合わせた構造になっている。図中の符号75は駆動装置73の回転動力を第1搬送パイプ72aのオーガーに伝達する駆動伝達軸、76は駆動伝達軸75と第1搬送パイプ72aのオーガーの間で回転動力を伝える駆動伝達ギア機構、77は第1搬送パイプ72aのオーガーの回転動力を第2搬送パイプ72bのアジテータに伝える駆動伝達ギア機構を示す。
この現像剤補給装置70では、後述するように前記磁気センサ60の検出情報等に基づく現像剤補給タイミングが到来すると、駆動装置73が始動してトナーカートリッジ19内のアジテータや現像剤搬送パイプ72a,72b内のオーガーやアジテータを回転駆動させ、これによりトナーカートリッジ19内のトナー等を現像剤搬送パイプ72a,72bを通して現像装置14の現像剤受入部50aまで送るようになっている。
そして、このプリンタにおいては、磁気センサ60からの検出情報等に基づく所要の制御が行われるようになっている。
図5は、その制御系の主な構成を示すブロック図である。図6中の符号80は、演算処理装置、制御プログラムや検出データが記憶されるメモリ等にて構成される制御装置である。この制御装置80には、各プロセスカートリッジPCに取り付けられるEEPROM10mや、各トナーカートリッジ19に取り付けられているEEPROM19mや、前記各現像装置14に取り付けられている磁気センサ60や、プリンタ本体1の電源のON/OFF動作切替を行う図示しない主電源スイッチ(SW)65や、プロセスカートリッジPCやトナーカートリッジ19の交換作業時にも開閉して使用される図示しない本体フロントドアの開動作時にON動作するインターロックスイッチ(扉スイッチ)66やなどが接続されており、これらの接続部品から制御処理に使用される所要の検出情報等が入力されるようになっている。
また、この制御装置80は、現像剤補給装置70の駆動系(駆動装置73)の動作を制御するドライバ81や、作像ユニット10や中間転写機構20の各構成部品の動作を総合的に制御する画像形成プロセスコントローラ82などと接続されており、これらの各接続先に制御装置80からの所要の制御信号等が出力されるようになっている。さらに、制御装置80は、ユーザによるプリント開始指示、プリント条件設定などの指示信号が集められるユーザーインターフェイス(UI)のコントローラ83と接続されている。また、このUIコントローラ83は、所要の表示が行われる液晶パネル、表示用ランプ等からなる表示部84と接続されており、その表示動作を制御するようになっている。
図6は、この制御装置80に予め設定されている閾値を説明するものである。このグラフは、縦軸にトナー濃度TCをとり、横軸に画像形成枚数PVとをとっている。トナー濃度TCの値としては、高いほうから順に、正常時の閾値(目標トナー濃度)と、閾値(EmpStratATC:トナーカートリッジ19のトナー空検知を実行するための閾値)と、閾値(Empty:トナーカートリッジ19が空であると判断する閾値:第一閾値)と、閾値(下限:トナー濃度TCが低下しプリント濃度も低下してしまうレベルとの閾値:第二閾値)とを有している。そして、トナー濃度TCが閾値(Empty)となる画像形成枚数から所定枚数(例えば5000枚)手前の枚数を寿命間近閾値(PreNear)とし、寿命間近閾値(PreNear)から所定枚数(例えば2000枚)画像形成後の枚数をトナーカートリッジライフ閾値としている。
以下、この制御装置80による制御動作を図7から図18に示すフローチャートを用いて説明する。
制御装置80は、磁気センサ60が検出するトナー濃度TCが正常(図6のステート0)であるか否かを判断する(図7のS101)。ここで、トナー濃度TCが異常値である場合には、後述する(*2)処理ステップへ進む。一方、トナー濃度TCが正常値である場合には、制御装置80は、プロセスカートリッジPC(フローチャート中では「PC」と略す)のEEPROM10mに記憶されているプロセスカートリッジPCの使用履歴を確認し、プロセスカートリッジPCが製品寿命か否かを判断する(図7のS102)。ここで、プロセスカートリッジPCが未だ寿命に達していない場合には、後述する(*3)処理ステップへ進む。
一方、プロセスカートリッジPCが寿命に達している場合には、制御装置80はインターロックスイッチ(扉スイッチ)66及び主電源スイッチ65を確認し、本体フロントカバーの開閉、主電源のオンオフが無いかを判断する(図7のS103)。ここで、カバーの開閉、主電源のオンオフがない場合には、後述する(*4)処理ステップへ進む。一方、カバーの開閉、主電源のオンオフがある場合には、制御装置80は、プロセスカートリッジPCのEEPROM10mと、トナーカットリッジ19のEEPROM19m内の情報を確認し、その情報を読み取る(図7のS104)。
そして、制御装置80は、EEPROM10m内に記憶されているシリアルナンバーから、そのプロセスカートリッジPCが交換されたか否かを判断する。ここで、プロセスカートリッジPCが交換されていないと判断される場合には、後述する(*5)処理ステップへ進む。一方、プロセスカートリッジPCが交換されてる場合には、制御装置80は、そのプロセスカートリッジPCが正規なプロセスカートリッジPCか否かを判断する(図7のS106)。ここで、正規なプロセスカートリッジPCでないと判断されると、制御装置80は「プロセスカートリッジPCが適切ではない旨」を表示部84に表示させ、画像形成を禁止する。
一方、正規なプロセスカートリッジPCであると判断されると、制御装置80は、新たに装着されたプロセスカートリッジPCが既に寿命に達しているか否かを判断する(図7のS108)。ここで、プロセスカートリッジPCが寿命に達していると判断される場合には、制御装置80は画像形成を禁止するとともに、プロセスカートリッジPCの交換要請表示を表示部84に表示させる(図7のS109)。一方、プロセスカートリッジPCが寿命に達していないと判断される場合には、制御装置80はトナーカットリッジ19が交換されているか否かを判断する(図7のS110)。ここで、トナーカートリッジ19を交換していると判断される場合には、後述する(*7)処理ステップへと進む。一方、トナーカートリッジ19を交換していないと判断される場合には、後述する(*8)処理ステップへと進む。
(*8)処理ステップとしては、まず制御装置80は、EEPROM10m内に記憶されている使用履歴からプロセスカートリッジPCが新品か否かを判断する(図8のS201)。プロセスカートリッジPCが新品であると判断される場合には、後述するプロセスカートリッジPCのリカバリー動作(1)を行う(図8のS202)。一方、プロセスカートリッジPCが新品ではないと判断される場合には、後述するプロセスカートリッジPCのリカバリー動作(2)を行う(図8のS208)。なお、これらリカバリー動作(1)、(2)中には画像形成は禁止される。
リカバリー動作(1)が終了すると、制御装置80は磁気センサ60からの出力を確認し(図8のS204)、現像装置14内のトナー濃度TCが正常範囲内か否かを判断する(図8のS205)。ここで、トナー濃度TCが正常範囲内である場合には、制御装置80は、プロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とし、EEPROM10mの使用履歴を「新品」から「非新品」へと書き換え、EEPROM10mにプロセスカートリッジPCが交換されたことを書き込む(図8のS207)。一方、トナー濃度TCが正常範囲内にない場合には、制御装置80は、磁気センサ60の故障であると判断する(図8のS206)。
リカバリー動作(2)が終了すると、制御装置80はEEPROM10mの使用履歴を確認し、そのプロセスカートリッジPCが寿命間近か否かを判断する(図8のS209)。ここで、寿命間近であると判断されると、制御装置80はプロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とするとともに、UIコントローラ83を介して表示部84に「プロセスカートリッジPCの寿命が間近である」旨を表示させる(図8のS211)。一方、寿命間近ではないと判断されると、制御装置80はプロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とする(図8のS210)。
(*7)処理ステップとしては、まず制御装置80はEEPROM19mのシリアルナンバーなどを確認することで、トナーカートリッジ19が正規品であるか否かを判断する(図9のS301)。ここで、正規品でないと判断される場合には、制御装置80は、UIコントローラ83を介して表示部84に「トナーカートリッジが適切でない旨」を表示させ、プロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を禁止する(図9のS302)。一方、正規品であると判断される場合には、制御装置80は、EEPROM10m内に記憶されている使用履歴からプロセスカートリッジPCが新品か否かを判断する(図9のS303)。プロセスカートリッジPCが新品であると判断される場合には、後述するプロセスカートリッジPCのリカバリー動作(1)を行う(図9のS304)。なお、リカバリー動作(1)中には画像形成は禁止される。
リカバリー動作(1)が終了すると、制御装置80は磁気センサ60からの出力を確認し(図9のS305)、現像装置14内のトナー濃度TCが正常範囲内か否かを判断する(図9のS306)。ここで、トナー濃度TCが正常範囲内である場合には、制御装置80は、プロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とし、EEPROM10mの使用履歴を「新品」から「非新品」へと書き換え、EEPROM10mにプロセスカートリッジPCが交換されたことを書き込む(図9のS308)。一方、トナー濃度TCが正常範囲内にない場合には、制御装置80は、磁気センサ60の故障であると判断する(図9のS307)。
一方、図9のS303において、プロセスカートリッジPCが新品ではないと判断される場合には、制御装置80は、磁気センサ60からの出力を確認し、トナー濃度TCが正常範囲内であるか否かを判断する(図9のS309)。ここで、トナー濃度TCが正常範囲内であると判断される場合には、後述するプロセスカートリッジPCのリカバリー動作(2)を行う(図9のS312)。一方、トナー濃度TCが正常範囲内にないと判断される場合には、EEPROM19mの使用履歴を確認し、トナーディスペンスモータの累積駆動時間は寿命間近閾値前であるか否かを判断する(図9のS310)。ここで、トナーカートリッジ19が寿命であると判断される場合には、制御装置80は、画像形成プロセスコントローラ82に制御命令を発することで画像形成を禁止するとともに、UIコントローラ83を介して表示部84に「トナーカットリッジ交換要請」を表示させる(図9のS311)。一方、トナーディスペンスモータ累積駆動時間が寿命間直閾値まで達していない場合には、後述するリカバリー動作(2)を行う(図9のS312)。なお、リカバリー動作(2)中には画像形成は禁止される。
リカバリー動作(2)が終了すると、制御装置80はEEPROM10mの使用履歴を確認し、そのプロセスカートリッジPCが寿命間近か否かを判断する(図9のS313)。ここで、寿命間近であると判断されると、制御装置80はプロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とするとともに、UIコントローラ83を介して表示部84に「プロセスカートリッジPCの寿命が間近である」旨を表示させる(図9のS315)。一方、寿命間近ではないと判断されると、制御装置80はプロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とする(図9のS314)。
(*5)処理ステップとしては、まず制御装置80は、EEPROM19m内の記憶されているシリアルナンバーから、トナーカットリッジ19が交換されているか否かを判断する(図10のS401)。ここで、トナーカートリッジ19が交換されていない場合には、制御装置80は、画像形成プロセスコントローラ82に制御命令を発して、画像形成を禁止する(図10のS402)。この画像形成の禁止(S402)は、(*4)処理ステップでもある。
一方、トナーカートリッジ19が交換されている場合には、制御装置80は、トナーカットリッジ19が正規品であるか否かを判断する(図10のS403)。ここで、トナーカートリッジ19が正規品でない場合には、制御装置80は、画像形成プロセスコントローラ82に制御命令を発して、画像形成を禁止するとともに、UIコントローラ83を介して「トナーカートリッジが適切でない」旨を表示部84に表示させる(図10のS404)。一方、トナーカートリッジ19が正規品である場合には、制御装置80は、そのまま待機する(図10のS405)。
(*3)処理ステップとしては、まず制御装置80はフロントカバーの開閉、主電源のオンオフの有無を判断する(図11のS501)。ここで、これらカバーの開閉、主電源のオンオフが無い場合には、制御装置80は、そのままの状態で(図10のS510)ステップS100から再び制御動作を行う。一方、これらカバーの開閉、主電源のオンオフが在る場合には、制御装置80は、プロセスカートリッジPCのEEPROM10mと、トナーカットリッジ19のEEPROM19m内の情報を確認し、その情報を読み取る(図11のS502)。
そして、制御装置80は、EEPROM10m内に記憶されているシリアルナンバーから、そのプロセスカートリッジPCが交換されたか否かを判断する。ここで、プロセスカートリッジPCが交換されていないと判断される場合には、後述するS504ステップへ進む。一方、プロセスカートリッジPCが交換されていると判断される場合には、制御装置80は、そのプロセスカートリッジPCが正規なプロセスカートリッジPCか否かを判断する(図11のS508)。ここで、正規なプロセスカートリッジPCでないと判断されると、制御装置80は「プロセスカートリッジPCが適切でない旨」を表示部84に表示させ、画像形成を禁止する(図11のS509)。一方、正規なプロセスカートリッジPCであると判断されると、制御装置80は、(*6)処理ステップを介して、プロセスカートリッジPCが寿命に達しているか否かを判断する(図7のS108)。
プロセスカートリッジPCが交換されていないと判断される場合には(図11のS503)、制御装置80は、EEPROM19m内の記憶されているシリアルナンバーから、トナーカットリッジ19が交換されているか否かを判断する(図11のS504)。ここで、トナーカートリッジ19が交換されていない場合には、制御装置80は、そのままの状態で(図10のS510)ステップS100から再び制御動作を行う。一方、トナーカートリッジ19が交換されている場合には、制御装置80は、トナーカットリッジ19が正規品であるか否かを判断する(図11のS505)。ここで、トナーカートリッジ19が正規品でない場合には、制御装置80は、画像形成プロセスコントローラ82に制御命令を発して、画像形成を禁止するとともに、UIコントローラ83を介して「トナーカートリッジが適切でない」旨を表示部84に表示させる(図11のS506)。一方、トナーカートリッジ19が正規品である場合には、制御装置80は、そのまま画像形成可能な状態で待機する(図11のS507)。
(*2)処理ステップとしては、まず制御装置80は、磁気センサ60の出力がエンプティレベルか否かを判断する(図12のS601)。ここで、エンプティレベルにない場合には、制御装置80は、(*9)処理ステップ、図11のS510、(*1)処理ステップを介して、そのままの状態で(図10のS510)ステップS100から再び制御動作を行う。一方、エンプティレベルにある場合には、EEPROM19mの使用履歴を確認し、トナーディスペンスモータの累積駆動時間は寿命間近閾値前であるか否かを判断する(図12のS602)。ここで、閾値前でない場合には、後述の処理ステップ(*11)に進む。一方、閾値前である場合には、後述のトナー増量動作(1)を行う(図12のS603)。その後、制御装置80は磁気センサ60からの出力を確認し(図12S604)、現像装置14内のトナー濃度TCが正常範囲内か否かを判断する(図12のS605)。ここで、トナー濃度TCが正常範囲内である場合には、制御装置80は、画像形成スキップを停止して、画像形成を再開する(図12のS607)。一方、トナー濃度TCが正常範囲内でない場合には、制御装置80は、ディスペンスモータの故障として画像形成を禁止する(図12のS606)。
(*11)処理ステップとしては、制御装置80は、トナーカートリッジのエンプティ処理を行う(図13のS701)。次に、制御装置80は、プロセスカートリッジPCのEEPROM10mに記憶されているプロセスカートリッジPCの使用履歴を確認し、プロセスカートリッジPCが製品寿命か否かを判断する(図13のS702)。ここで、プロセスカートリッジPCが未だ寿命に達していない場合には、後述する(*12)処理ステップへ進む。一方、プロセスカートリッジPCが寿命に達している場合には、制御装置80はインターロックスイッチ(扉スイッチ)66及び主電源スイッチ65を確認し、本体フロントカバーの開閉、主電源のオンオフが無いかを判断する(図13のS703)。ここで、カバーの開閉、主電源のオンオフがない場合には、後述する(*13)処理ステップへ進む。一方、カバーの開閉、主電源のオンオフがある場合には、制御装置80は、プロセスカートリッジPCのEEPROM10mと、トナーカットリッジ19のEEPROM19m内の情報を確認し、その情報を読み取る(図13のS704)。
そして、制御装置80は、EEPROM10m内に記憶されているシリアルナンバーから、そのプロセスカートリッジPCが交換されたか否かを判断する(図13のS705)。ここで、プロセスカートリッジPCが交換されていないと判断される場合には、後述する(*14)処理ステップへ進む。一方、プロセスカートリッジPCが交換されている場合には、制御装置80は、そのプロセスカートリッジPCが正規なプロセスカートリッジPCか否かを判断する(図13のS706)。ここで、正規なプロセスカートリッジPCでないと判断されると、制御装置80は「プロセスカートリッジPCが適切でない旨」を表示部84に表示させ、画像形成を禁止する(図13のS707)。一方、正規なプロセスカートリッジPCであると判断されると、制御装置80は、感光体ドラム11のドラムサイクルが寿命に達しているか否かを判断する(図13のS708)。ここで、プロセスカートリッジPCが寿命に達していると判断される場合には、制御装置80は画像形成を禁止するとともに、プロセスカートリッジPCの交換要請表示を表示部84に表示させる(図13のS709)。一方、プロセスカートリッジPCが寿命に達していないと判断される場合には、制御装置80はトナーカットリッジ19が交換されているか否かを判断する(図13のS710)。ここで、トナーカートリッジ19を交換していると判断される場合には、後述する(*16)処理ステップへと進む。一方、トナーカートリッジ19を交換していないと判断される場合には、後述する(*17)処理ステップへと進む。
(*17)処理ステップとしては、まず制御装置80は、EEPROM10m内に記憶されている使用履歴からプロセスカートリッジPCが新品か否かを判断する(図14のS801)。プロセスカートリッジPCが新品であると判断される場合には、後述するプロセスカートリッジPCのリカバリー動作(1)を行う(図14のS802)。一方、プロセスカートリッジPCが新品ではないと判断される場合には、磁気センサ60からの情報により、制御装置80はトナー濃度TCが正常範囲内であるか否かを判断する(図14のS808)。ここで、トナー濃度TCが正常範囲内にない場合には、制御装置80は画像形成を禁止するとともに、トナーカートリッジ19の交換要請を表示部84に表示させる(図14のS809)。一方、トナー濃度TCが正常範囲内にある場合には、後述するプロセスカートリッジPCのリカバリー動作(2)を行う(図14のS810)。なお、これらリカバリー動作(1)、(2)中には画像形成は禁止される。
リカバリー動作(1)が終了すると、制御装置80は磁気センサ60からの出力を確認し(図14のS804)、現像装置14内のトナー濃度TCが正常範囲内か否かを判断する(図14のS805)。ここで、トナー濃度TCが正常範囲内である場合には、制御装置80は、プロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とし、EEPROM10mの使用履歴を「新品」から「非新品」へと書き換え、EEPROM10mにプロセスカートリッジPCが交換されたことを書き込む(図14のS807)。一方、トナー濃度TCが正常範囲内にない場合には磁気センサ60の故障であると判断する。
リカバリー動作(2)が終了すると、制御装置80はEEPROM10mの使用履歴を確認し、そのプロセスカートリッジPCが寿命間近か否かを判断する(図14のS811)。ここで、寿命間近であると判断されると、制御装置80はプロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とするとともに、UIコントローラ83を介して表示部84に「プロセスカートリッジPCの寿命が間近である」旨を表示させる(図14のS813)。一方、寿命間近ではないと判断されると、制御装置80はプロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とする(図14のS812)。
(*16)処理ステップとしては、まず制御装置80はEEPROM19mのシリアルナンバーなどを確認することで、トナーカートリッジ19が正規品であるか否かを判断する(図15のS901)。ここで、正規品でないと判断される場合には、制御装置80は、UIコントローラ83を介して表示部84に「トナーカートリッジが適切でない」旨を表示させ、プロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を禁止する(図15のS902)。一方、正規品であると判断される場合には、制御装置80は、EEPROM10m内に記憶されている使用履歴からプロセスカートリッジPCが新品か否かを判断する(図15のS903)。プロセスカートリッジPCが新品であると判断される場合には、後述するプロセスカートリッジPCのリカバリー動作(3)を行う(図9のS304)。なお、リカバリー動作(3)中には画像形成は禁止される。
リカバリー動作(3)が終了すると、制御装置80は磁気センサ60からの出力を確認し(図15のS905)、現像装置14内のトナー濃度TCが正常範囲内か否かを判断する(図15のS906)。ここで、トナー濃度TCが正常範囲内である場合には、制御装置80は、プロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を可能とし、EEPROM10mの使用履歴を「新品」から「非新品」へと書き換え、EEPROM10mにプロセスカートリッジPCが交換されたことを書き込む(図15のS908)。一方、トナー濃度TCが正常範囲内にない場合には、制御装置80は、磁気センサ60の故障であると判断する(図15のS907)。
一方、図15のS903において、プロセスカートリッジPCが新品ではないと判断される場合には、制御装置80は、EEPROM19mの使用履歴から、トナーカートリッジ19のディスペンスモータの累積時間がトナーカートリッジライフ閾値を超えるか否かを判断する(図15のS909)。ここで、累積時間がトナーカートリッジ閾値を超えている場合には、制御装置80は画像形成を禁止し、表示部84へトナーカートリッジ19の交換要請を表示する(図15のS910)。一方、累積時間がトナーカートリッジ閾値を越えてない場合には、後述の(*18)処理ステップへと進む。
(*14)処理ステップとしては、まず制御装置80は、EEPROM19m内の記憶されているシリアルナンバーから、トナーカットリッジ19が交換されているか否かを判断する(図16のS1001)。ここで、トナーカートリッジ19が交換されていない場合には、制御装置80は、画像形成プロセスコントローラ82に制御命令を発して、画像形成を禁止する(図16のS1002)。この画像形成の禁止(S1002)は、(*13)処理ステップでもある。一方、トナーカートリッジ19が交換されている場合には、制御装置80は、トナーカットリッジ19が正規品であるか否かを判断する(図16のS1003)。ここで、トナーカートリッジ19が正規品でない場合には、制御装置80は、画像形成プロセスコントローラ82に制御命令を発して、画像形成を禁止するとともに、UIコントローラ83を介して「トナーカートリッジが適切でない」旨を表示部84に表示させる(図16のS1004)。一方、トナーカートリッジ19が正規品である場合には、制御装置80は、そのまま待機する(図16のS1005)。
(*12)処理ステップとしては、まず制御装置80はフロントカバーの開閉、主電源のオンオフの有無を判断する(図17のS1101)。ここで、これらカバーの開閉、主電源のオンオフが無い場合には、制御装置80は、そのままの状態で画像形成を禁止する(図17のS1110)。一方、これらカバーの開閉、主電源のオンオフが在る場合には、制御装置80は、プロセスカートリッジPCのEEPROM10mと、トナーカットリッジ19のEEPROM19m内の情報を確認し、その情報を読み取る(図17のS1102)。
そして、制御装置80は、EEPROM19m内に記憶されているシリアルナンバーから、そのプロセスカートリッジPCが交換されたか否かを判断する(図17のS1103)。ここで、プロセスカートリッジPCが交換されていないと判断される場合には、後述するS1106ステップへ進む。一方、プロセスカートリッジPCが交換されていると判断される場合には、制御装置80は、そのプロセスカートリッジPCが正規なプロセスカートリッジPCか否かを判断する(図17のS1104)。ここで、正規なプロセスカートリッジPCでないと判断されると、制御装置80は「プロセスカートリッジPCが適切でない」旨を表示部84に表示させ、画像形成を禁止する(図17のS1105)。一方、正規なプロセスカートリッジPCであると判断されると、制御装置80は、(*15)処理ステップを介して、プロセスカートリッジPCが寿命に達しているか否かを判断する(S708)。
プロセスカートリッジPCが交換されていないと判断される場合には(図17のS1103)、制御装置80は、EEPROM19m内の記憶されているシリアルナンバーから、トナーカットリッジ19が交換されているか否かを判断する(図17のS1106)。ここで、トナーカートリッジ19が交換されていない場合には、制御装置80は、EEPROM19mの使用履歴から、トナーカートリッジ19のディスペンスモータの累積時間がトナーカットリッジライフ閾値を超えるか否かを判断する(図17のS1109)。ここで、累積時間がトナーカートリッジライフ閾値を超えている場合には、制御装置80は画像形成を禁止し、表示部84へトナーカートリッジ19の交換要請を表示する(図17のS1110)。一方、累積時間がトナーカットリッジライフ閾値を越えてない場合には、後述の(*20)処理ステップへと進む。
一方、トナーカートリッジ19が交換された場合には、制御装置80はEEPROM19mのシリアルナンバーなどを確認することで、トナーカートリッジ19が正規品であるか否かを判断する(図17のS1107)。ここで、正規品でないと判断される場合には、制御装置80は、UIコントローラ83を介して表示部84に「トナーカートリッジエラー」を表示させ、プロセスコントローラ82に対して制御命令を発することで画像形成を禁止する(図17のS1108)。一方、正規品であると判断される場合には、後述する(*19)処理ステップへと進む。
(*18)(*19)処理ステップとしては、まず制御装置80は、EEPROM19mの使用履歴から、トナーカートリッジ19のディスペンスモータの累積時間が0か否かを判断する(図18のS1201)。ここで、累積時間が0ではないと判断される場合には、制御装置80は、トナーカートリッジ19のディスペンスモータの累積時間がトナーカットリッジライフ閾値を超えるか否かを判断する(図18のS1202)。ここで、累積時間がトナーカットリッジライフ閾値を超えている場合には、制御装置80は画像形成を禁止し、表示部84へトナーカートリッジ19の交換要請を表示する(図18のS1203)。一方、累積時間がトナーカットリッジライフ閾値を越えてない場合には、後述のステップS1204へと進む。
一方、トナーカートリッジ19のディスペンスモータの累積時間が0である場合、(*20)処理ステップの場合には、制御装置80は、警告を解除して画像形成を可能とし、表示部84のトナー表示を更新し、後述する(図21参照)トナー増量モード(2)を開始する(図18のS1204)。そして、ディスペンスモータの駆動時間が所定時間経過するまでトナー増量モード(2)を行った後、制御装置80は、トナー増量モード(2)を終了する。
図19は、プロセスカートリッジPCのリカバリー動作を説明するものである。図19(a)は、リカバリー動作(1)を説明するものである。このリカバリー動作(1)は、新品の現像装置14内に保管されている現像剤を、現像装置内(現像ロール)に均一にならすためのものである。EEPROM10mから、帯電電位、条件、ATC(auto toner control:自動トナー制御)補正情報等を読み取り、これらの設定値を更新する。そして、通常の画像形成と同様に、各バイアス電圧を印加しつつ感光体ドラム10や現像ロールを回転させ、現像ロール上に形成される現像剤層の形成し、安定化させる。また、現像装置14内のオーガー52,53を回転駆動して攪拌し、現像剤の偏りを解消する。このように、一定時間(t1)現像剤層を安定化させる動作を行った後、磁気センサ60からのトナー濃度を計測し、トナー濃度が正常範囲内であることを確認し、終了する。
図19(b)は、リカバリー動作(2)を説明するものである。このリカバリー動作(2)は、新品ではない現像装置14内の現像剤の偏りを解消するためのものである。まずEEPROM10mから、帯電電位、条件、ATC(auto toner control:自動トナー制御)補正情報等を読み取り、これらの設定値を更新する。そして、通常の画像形成と同様に各バイアス電圧を印加しつつ感光体ドラム10や現像ロールを回転させ、現像ロール上に形成される現像剤層の形成し、安定化させる。また、現像装置14内のオーガー52,53を回転駆動して攪拌し、現像剤の偏りを解消する。このように、一定時間(t2)現像剤層を安定化させる動作を行った後、磁気センサ60からのトナー濃度を計測し、トナー濃度が正常範囲内であることを確認し、終了する。
ここで、リカバリー動作(1)では、新品の現像装置14内で別梱包されている現像剤を現像ロール上に層形成するため、比較的長い時間継続する。一方、リカバリー動作(2)は、EEPROM10mに「新品」である情報が書き込まれているプロセスカートリッジPCに交換された場合のリカバリー動作である。このリカバリー動作(2)では、既に現像ロール上には層形成されているため、現像装置14内の現像剤の偏りを直す程度であり、その継続時間は比較的短い(t2<t1)。
図19(c)は、リカバリー動作(3)を説明するものである。このリカバリー動作(3)は、トナーカートリッジ19が空か空に近い状態で、プロセスカートリッジPCとトナーカートリッジ19が同時に交換された場合のリカバリー動作である。このリカバリー動作(3)は、EEPROM10mから、帯電電位、条件、ATC(auto toner control:自動トナー制御)補正情報を読み取り、これらの設定値を更新する。そして、通常の画像形成と同様に、各バイアス電圧を印加しつつ感光体ドラム10や現像ロールを回転させ、現像ロール上に形成される現像剤層の形成し、安定化させる。このように、一定時間(t3≒t1)現像剤層を安定化させる動作を行った後、磁気センサ60からのトナー濃度を計測し、トナー濃度が正常範囲であることを確認し、終了する。
図20は、トナー増量動作(1)を説明するものである。トナー増量動作(1)では、新品のトナーカートリッジ19に交換直後に画像形成を可能とするとともに、トナー濃度TCが閾値(TC下限)にまで低下した場合の動作を説明するものである。図20(a)は、ディスペンスモータが一定時間駆動後にトナー濃度TCが低下してしまった場合を説明するものである。この場合には、トナー濃度TCが回復するまで、一旦画像形成をスキップする。その画像形成をスキップしている間は、現像装置14内にトナーを補給するとともに、現像装置14内の現像剤を撹拌し、トナー濃度TCを計測することを繰り返す。一方、図20(b)は、一定時間ディスペンスしている最中に画像形成が行なわれ、その画像形成中にトナー濃度TCが低下してしまった場合を説明するものである。この場合には、トナー濃度TCが回復するまで、一旦画像形成をスキップする。
図21は、トナー増量動作(2)を説明するものである。トナー増量動作(2)では、新品のトナーカートリッジ19に交換後の動作を説明するものである。図21(a)は、トナーカートリッジ19を交換しても直ちには画像形成が実施されない場合を示している。このような場合には、トナーの増量を行ないつつ、画像形成を受け付けている(第一モード)。図21(b)は、トナーカートリッジ19を交換直後に画像形成が実施された場合を示している。このような場合には、画像形成後でもディスペンスモータが所定の駆動時間駆動していなかった場合には、プリント終了後も継続してディスペンスモータを駆動する。図21(c)は、トナーカートリッジ19交換直後に画像形成が実施され、さらに画像形成がリスタートされた場合を示している。このような場合には、トナーの増量を行ないつつ、画像形成を行なう。また、トナーの増量が終了しても、画像形成により失われるトナーを補給するため、一定タイミングで現像装置14内のトナー濃度TCを計測し、通常のディスペンス動作を行っている。
1…カラープリンタ、80…制御装置、79…現像剤補給装置、10…作像ユニット、84…表示部、14…現像装置、60…磁気センサ、19…トナーカートリッジ、19m…EEPROM、10m…EEPROM