JP2006251067A - 画像形成装置及びトナー切れ検出処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 実質的にトナーがあるにもかかわらず、トナーカートリッジの交換等を促すメッセージが早めに表示される場合などに、トナーカートリッジの交換等がなされるのを防止して、残留トナーの有効利用を図ることできる画像形成装置等を提供する。
【解決手段】 トナー容器１１のトナーの有無を検知するトナー検知手段５８と、トナー検知手段の出力に基づいて、トナー切れか否かを判定するトナー切れ判定手段５１と、トナーの使用量に基づいて算出されたトナー容器のトナー残量を所定値と比較する比較手段５１を備えている。前記トナー切れ判定手段によりトナー切れと判定され、比較手段によりトナー残量が所定値よりも多いと判定されたときは、トナー容器１１を揺動させる操作を行うことを促すメッセージを表示手段５６２に表示する。
【選択図】 図８

Description

この発明は、トナー容器から供給されるトナーによって画像形成を行う複写機やプリンタなどの画像形成装置、およびトナー切れ検出処理プログラムに関する。

電子写真方式を用いた複写機やプリンタなどにおいては、トナーカートリッジのトナーがなくなると、トナーカートリッジから現像部のトナーボックスにトナーが供給されなくなってしまう。このため、一般的には、この状態をトナー検知センサによって検知し、操作パネルの表示部にトナーが間もなくなくなる「トナー切れニア状態」を表示し、ユーザに対して新たなトナーカートリッジを用意しておくことを促し、トナーカートリッジからトナーがすべて使われると、トナーがない「トナー切れ状態」を表示してユーザに新たなトナーカートリッジを交換することを促すようになっている。

ところが、「トナー切れニア状態」や「トナー切れ状態」のときに、ユーザがトナーカートリッジを外して振ってから再装着したり、あるいは何らかの操作のために装置のフロントカバーを開閉した際の衝撃などがあると、トナーカートリッジ内に僅かに残存していたトナーが現像部側に供給され、トナーカートリッジが新しいものと交換されていないにもかかわらず「トナー切れニア状態」あるいは「トナー切れ状態」が解除されてしまい、トナカートリッジが交換されたという誤情報が発生する。

これを防止するため、従来、「トナー切れニア状態」、あるいは「トナー切れ状態」から「トナーフル状態」に変化した後、トナー検知センサが「トナーフル状態」を検知した状態で現像部側に供給されたトナー量に相当するパラメータの積算値が所定値よりも大きくなった場合に、トナーカートリッジが交換されたと判別するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３８７６８号公報

ところが一般的に、画像形成装置では、トナーカートリッジの使用環境や保管状態によって該トナーカートリッジ内のトナーの締まり状態に変化が生じて、トナー切れを検出した時点での残留トナー量にばらつきが生じる。

そのため、従来の画像形成装置では、トナーカートリッジにまだ使用できる量のトナーが残存しているにもかかわらず、操作パネルの表示部にトナーカートリッジの交換を促すメッセージが早めに表示され、ユーザに対して費用面での負担を強いている。

また、残留トナーが多い場合には、所定プリント枚数より早めにトナー切れを表示するという問題（ユーザクレーム）もあった。

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、実質的にトナー量があるにもかかわらず、トナーカートリッジの交換等を促すメッセージが早めに表示される場合などに、トナーカートリッジの交換等がなされるのを防止して、残留トナーの有効利用を図ることできる画像形成装置、及び表示制御プログラムを提供することを課題としている。

上記課題は以下の手段によって解決される。
（１） トナー容器のトナーの有無を検知するトナー検知手段と、前記トナー検知手段の出力に基づいて、トナー切れか否かを判定するトナー切れ判定手段と、トナーの使用量に基づいて算出されたトナー容器のトナー残量を所定値と比較する比較手段と、前記トナー切れ判定手段によりトナー切れと判定され、かつ前記比較手段によりトナー残量が所定値よりも多いと判定されたときは、トナー容器を揺動させる操作を促すメッセージを表示する表示手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
（２）前記表示手段は、前記メッセージの表示後、トナー切れ判定手段によるトナー切れの判定が解消されたときは、トナー切れニア表示を行い、解消されなければトナー切れ表示を行う前項１に記載の画像形成装置。
（３）前記トナー容器は、画像形成装置に着脱可能なトナーカートリッジとして構成され、このトナーカートリッジは、前記トナーの使用量または残量に関する情報を画像形成が行われる毎に更新して記憶する記憶手段を備え、前記比較手段は、前記トナーカートリッジの記憶手段から読み出した情報に基づくトナー残量と所定値とを比較する前項１に記載の画像形成装置。
（４）トナー容器のトナーの有無を検知するトナー検知手段の出力に基づいて、トナー切れか否かを判定するステップと、トナーの使用量に基づいて算出されたトナー容器のトナー残量を所定値と比較するステップと、トナー切れと判定され、かつトナー残量が所定値よりも多いと判定されたときは、トナー容器を揺動させる操作を促すメッセージを、表示手段に表示させる制御ステップと、をコンピュータに実行させるための表示制御プログラム。
（５）前記制御ステップでは、前記メッセージの表示後、トナー切れの判定が解消されたときは、前記表示手段にトナー切れニア表示を行わせ、解消されなければトナー切れ表示を行わせる前項４に記載の表示制御プログラム。

前項（１）に記載の発明によれば、トナー検知手段による物理的なトナーの有無検知に基づいて、トナー切れか否かが判定される。また、トナーの使用量に基づいて算出されたトナー容器のトナー残量が所定値と比較される。そして、トナー切れと判定され、かつトナー残量が所定値よりも多いと判定されたときは、トナー容器を揺動させる操作を行うことを促すメッセージが表示手段に表示される。

つまり、トナー切れと判定されてもトナー残量が所定値よりも多ければ、未だ使用可能なトナーが残留していると考えられることから、トナー容器を揺動させる操作をユーザに促すメッセージを表示させる。これにより、トナー容器の使用環境や保管状態によってトナーの締まり状態に変化が生じて、実質的にトナー量があるにもかかわらず、トナーカートリッジの交換等を促すメッセージが早めに表示されてトナーカートリッジの交換等がなされるのを防止することができ、残留トナーの有効利用を図ることできる。

前項（２）の発明によれば、トナー容器を揺動操作を促すメッセージの表示後、例えばユーザがトナー容器を振る等の操作を行うことによりトナー切れの判定が解消されたときは、トナー切れニア（ニアエンプティともいう）表示がなされ、解消されなければトナー切れ（エンプティともいう）表示がなされるから、ユーザは、トナーがまだ残留しているのか、本当にトナーがなくなっているのかを、確認することができる。

前項（３）の発明によれば、トナー容器は、画像形成装置本体に着脱可能なトナーカートリッジとして構成され、このトナーカートリッジは、前記トナーの使用量または残量に関する情報を画像形成が行われる毎に更新して記憶する記憶手段を備え、前記比較手段は、前記トナーカートリッジの記憶手段から読み出した情報に基づくトナー残量と所定値とを比較するから、前項（１）の構成を容易に実現できる。

前項（４）の発明によれば、トナー検知手段による物理的なトナーの有無検知に基づいて、トナー切れか否かを判定し、トナーの使用量に基づいて算出されたトナー容器のトナー残量を所定値と比較し、トナー切れと判定されかつトナー残量が所定値よりも多いと判定されたときは、ユーザに対してトナー容器を揺動させる操作を促すメッセージを表示手段に表示させる処理を、コンピュータが実行することにより、残留トナーの有効利用を図ることできる。

前項（５）の発明によれば、制御ステップにおいて、前記メッセージの表示後、トナー切れの判定が解消されたときは、前記表示手段にトナー切れニア表示を行わせ、解消されなければトナー切れ表示を行わせる処理を、コンピュータが実行することにより、ユーザは、トナーがまだ残留しているのか、本当にトナーがなくなっているのかを、確認することができる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるトナー容器としてのトナーカートリッジを示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３はトナーカートリッジにおける補給管付近の縦断面図である。

図１〜図３において、このトナーカートリッジ１では、トナーＴを収容する容器１１は、図示しない画像形成装置本体に対する挿脱方向へ長い長箱状に形成されており、内部には、トナーＴを搬送する搬送羽根１２ａをもったスクリュー１２が配置されている。また、容器１１の長手方向の一端部には、トナー供給口１４を有し、外周壁が透光性材で構成された補給管１５が設けられている。

このトナーカートリッジ１では、画像形成装置本体側のモータ（図示せず）によりスクリュー１２を３０〜５０ｒｐｍ程度で回転駆動することにより、トナーＴがトナー供給口１４へ向けて搬送され、プリント部５９（図５）における現像部（図示せず）にトナーＴを供給するようになっている。

前記スクリュー１２の一端側は、前記補給管１５内まで延出されており、その延出部の一部には、搬送羽根１２ａのない部位があり、その部分には、図３に示すように、可撓性の回転摺接片としてのフィルムシート１３が取り付けられている。

このフィルムシート１３は、前記スクリュー１２の回転に伴って回転して補給管１５の内壁に摺接して内壁を清掃するようになっている。また、トナー供給口１４には、本体への脱着操作に応じて開閉するシャッター１６が設けられている。

画像形成装置本体側には、図４に示すように、補給管１５の突出部２０を挟んで互いに対向する一対の発光器１８および受光器１９が設けられている。

発光器１８は、補給管１５の突出部２０の内部へ向けて光（以下、「検出光」という）を出射するように配置されている。発光器１８および受光器１９は、前記トナーカートリッジ１内のトナーＴがなくなったことを検知する検知センサとして機能し、検出光が前記突出部２０を透過して受光器１９で受光される透過形光検知部５８（図５）を構成している。

但し、容器１１の内部にトナーＴが多量にあるときには、発光器１８からの検出光が突出部２０内に進入してもトナーＴにより遮光されるので、受光器１９で検出光を検知することはない。

なお、受光器１９の出力信号は、トナー切れ検出信号として、制御部３０に入力されるようになっている。

制御部３０は、受光器１９の出力信号に基づいて、後述するように容器１１のトナー切れを判定する機能を有している。

前記トナーカートリッジ１には、カバー１７の内側に、製品情報記憶用の記憶素子３１を有した基板３２が取り付けられている。そして、画像形成装置本体にトナーカートリッジ１をセットすると、装置側の接点（図示せず）を介して上記の記憶素子３１と制御部３０が電気的に接続されるように構成されている。

前記記憶素子３１には、トナーカートリッジ１が新品かどうかや、トナー残量（使用量）などの情報が入力されており、その情報は、プリント動作毎に確認されるとともに、順次書き換えられるようになっている。

図５は、この発明の画像形成装置の電気構成を示すブロック図である。

図５において、この画像形成装置は、ＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１のバス５２に接続されたＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４の他に、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部５５と、操作パネル５６と、前記記憶素子３１と、前記トナー切れ検知部５８と、プリント部５９とを備えている。

前記ＣＰＵ５１は、画像形成装置の全体動作を統括制御する他に、トナー切れ検知部５８の出力に基づいてトナー切れかどうかを判定する機能や、トナーカートリッジ１におけるトナー容器１１のトナーＴの残量（使用量）を、予め設定されている所定値と比較する機能を有している。そして、判定結果や比較結果に応じて、後述する表示部５６２に所定の表示を行わせる。この点については後述する。

前記ＲＯＭ５３は、ＣＰＵ５１の動作プログラム等が格納されており、また、ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５１が行う制御動作の作業領域を担うものである。

前記ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４により前記制御部３０が構成されている。

前記操作パネル５５は、ユーザが各種入力や選択を行うために使用するキーボード部５６１と、ユーザに対する各種メッセージなどを表示可能な、ＬＣＤなどからなる表示部５６２とを備えている。

前記トナー切れ検知部５８は、トナーカートリッジ１の容器１１内のトナーＴの有無を検知するものであり、前記発光器１８および受光器１９によって構成されている。

前記記憶素子３１は、前記スクリュー１２の回転駆動時間に対応するトナーカートリッジ１の使用時間から計算されたトナー残量（使用量）情報等を、逐次書き換えて記憶するものである。

このトナー残量情報は、トナーカートリッジ１の駆動時間Ｔ（ｓｅｃ）に単位時間当たりのトナー補給量ｍ（ｇ／ｓｅｃ）を積算した値を、新品時のトナー充填量Ｍ（ｇ）から引算した値を、割合表示に換算したものであり、次式のように表される。

｛（Ｍ−ｍ×Ｔ）／Ｍ｝×１００〔％〕
例えば、トナー残量が２０％ということは、充填量Ｍ（ｇ）の８０％のトナーがが現像部側に供給されたことを意味する。

なお、記憶素子３１には、前記式で示される残量割合が記憶されていても良いし、トナー充填量Ｍ、トナーカートリッジ１の駆動時間Ｔ、単位時間当たりのトナー補給量ｍを記憶させておき、これらをＣＰＵ５１が読み出して計算することによりトナー残量割合を求めても良い。

前記プリント部５９は、ネットワークを介して接続された外部端末（ＰＣ）１０００などから送信されたプリントデータなどを印字するものである。

つぎに、制御部３０によるトナー切れの判定動作を説明する。

前記トナーカートリッジ１の容器１１内のトナー残量が多いときには、前述のように受光器１９が検出光を受光することはない。従ってこの状態では、図６に示すように、受光器１９の出力信号はオフであり続ける。

トナーカートリッジ１の容器１１内のトナーＴのほとんどが消費されてくると、搬送羽根１２ａより送られてくるトナー量が減少し、フィルムシート１３が突出部２０の内面を拭き払ったときに、発光器１８からの検出光が前記突出部２０を横断して受光器１９で受光される。このため、受光器１９の出力信号がオンとなる。したがって、この状態では、図７に示すように、受光器１９の出力信号にピークが現れる。ピークは、攪拌羽根１２ａが１回転する間に１つ現れる。

制御部３０は、このピークをカウントしており、そのカウント値が所定の値（例えば、連続して３回オン信号がカウントされる場合）に達すると、トナーカートリッジ１のトナー切れであると判定する。

次に、制御部３０のＣＰＵ５１が行うトナー切れ検出処理を、図８のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１０１では、トナーカートリッジ（図ではＴＣと略記する）１の記憶素子３１からトナーの残量情報やエンプティ情報などのデータを読み出し、ステップＳ１０２で、トナー残量が新品時のトナー充填量（以下フル状態ともいう）の２０％以下か否かを判断する。

トナー残量がフル状態の２０％以下である場合は（ステップＳ１０２でＹＥＳの場合）、ステップＳ１０３で、トナー切れが近いと判断し、操作パネル５６の表示部５６２に「ニアエンプティ」の警告表示をしてユーザに警告したのち、ステップＳ１０４に進む。トナー残量がフル状態の２０％以下でなければ（ステップＳ１０２でＮＯの場合）、そのままステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４でプリント動作を開始させたのち、ステップＳ１０５で、前述した方法によりトナー切れかどうかを判定する。トナー切れと判定されなければ（ステップＳ１０５でがＮＯの場合）、ステップＳ１１１で、プリント終了か否かを判断し、プリント終了でなければ（ステップＳ１１１でＮＯの場合）、ステップＳ１０５とステップＳ１１１の判断を繰り返す。プリントが終了すると（ステップＳ１１１でＹＥＳの場合）、本処理を終了する。

ステップＳ１０５で、トナー切れと判定されると（ステップＳ１０５でＹＥＳ場合）、ステップＳ１０６でプリント動作を停止した後、ステップＳ１０７で記憶素子３１に記憶されたトナー残量情報を再度読み出し、ステップＳ１０８で、トナー残量が５％以下であるか否かを判断する。トナー残量が５％以下である場合（ステップＳ１０８でＹＥＳの場合）、ステップＳ１０９では、操作パネル５６の表示部５６２に「トナー切れ状態」を示すメッセージを警告表示させて終了する。

トナー残量が５％以下でなければ（ステップＳ１０８の判定がＮＯ）、ステップＳ１１０では、トナーカートリッジ１１内に未だ使える程度のトナーＴが残留していると判断して、「トナーカートリッジ１を一度振ってみて再度装着してください」などのトナー切れ解消の操作を促すメッセッジーを操作パネル５６の表示部５６２に表示させて終了する。

ユーザが、操作パネル５６の表示部５６２に表示されたトナー切れ表示（ステップＳ１０９）を見て、トナーカートリッジを新品と交換し、あるいはトナーカートリッジを振る旨の操作を促す表示（ステップＳ１１０）を見て、トナーカートリッジを振った後、再装着すると、図９に示したトナー切れ表示解除処理が実行される。この処理は、トナーカートリッジの新品交換時あるいは再装着時に、画像形成装置のカバー（前ドア）を開閉したときや、電源投入時に実行される。

前記トナーカートリッジの記憶部３１には、トナーカートリッジ１が新品のものか、あるいは使用済みのものかなどの情報が入力されており、上記トナー切れ表示解除処理は、前記記憶素子３１の記憶情報を確認することにより開始される。

すなわち、ステップＳ２０１で、トナーカートリッジ１の記憶素子３１の情報を読み出したのち、ステップＳ２０２で、トナーカートリッジ１が使用済みか否かを判断し、使用済みのものでない場合、つまり新品であれば（ステップＳ２０２でＮＯの場合）、ステップＳ２０６でトナー切れの表示を解除し、ステップＳ２１０でプリント動作待機状態とした後、本処理終了する。

トナーカートリッジ１が使用済みのものであれば（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０３で、トナー補給確認動作モードにして本体駆動によりトナーカートリッジを数回転駆動させる。そして、ステップＳ２０４で、その時の受光部１９の出力信号を検出してトナー切れか否かを判定する。

ユーザがトナーカートリッジ１を振るなどしたことにより、トナー切れの判定が解消されると（ステップＳ２０４でＮＯの場合）、ステップＳ２０７で、トナーカートリッジ１を振ることを促す旨のメッセージ表示を解除して、「ニアエンプティ状態」を再表示し、ステップＳ２０８でプリント待機状態としたのち、本処理を終了する。

一方、トナー切れの判定が解消されなければ（ステップＳ２０４でＹＥＳの場合）、ステップＳ２０５では、トナーが残存していないものと判断して、トナーカートリッジ１の交換表示（トナー切れ警告表示）を操作パネル５６の表示部５６２に表示させ、ステップＳ２０９でプリント禁止としたのち、本処理を終了する。

このように、この実施の形態では、環境変化などでトナーＴの締まり状態等に変化が生じてトナー切れと判定されたとしても、トナーの使用量に基づいて算出されたトナー残量が所定量存在する場合には、トナーカートリッジ１を振って再装着することをユーザに促すことで、トナーカートリッジ１の容器１１内のトナーＴを十分使用できることになり、ユーザの費用負担が低減される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、トナー容器が画像形成装置本体に対して脱着可能なカートリッジとして構成された場合を示したが、これに限らない。また、トナーＴは、一成分でも二成分系でもよい。

また、制御部３０におけるトナー切れの判定は、前記トナー切れ検知部５８からの出力信号のピークをカウントする方法によって行われるものとしたが、他の判定方法であってもよい。また、トナー切れ警告表示を行わせる場合とトナーカートリッジを振る操作を促す旨の表示を行わせる場合とのトナー残量の割合の臨界値が５％である場合を示したが、１０％でも良く、あるいは他の数値であっても良い。

この発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるトナーカートリッジを示す外観斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 トナーカートリッジの補給管付近を示す縦断面図である。 トナーカートリッジの補給管の大径部の横断面図である。 画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 トナー残量が充分ある状態での受光器の出力信号示す図である。 トナー残量がほとんどない状態での受光器の出力信号を示す図である。 トナー切れ検出処理を示すフローチャートである。 トナー切れ表示の解除処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ トナーカートリッジ
１１ トナー容器
３０ 制御部（トナー切れ判定手段、比較手段）
３１ 記憶素子
１８ 発光器
１９ 受光器
５１ ＣＰＵ
５８ トナー切れ検知部
５６２ 表示部
Ｔ トナー

Claims (5)

1. トナー容器のトナーの有無を検知するトナー検知手段と、
   前記トナー検知手段の出力に基づいて、トナー切れか否かを判定するトナー切れ判定手段と、
   トナーの使用量に基づいて算出されたトナー容器のトナー残量を所定値と比較する比較手段と、
   前記トナー切れ判定手段によりトナー切れと判定され、かつ前記比較手段によりトナー残量が所定値よりも多いと判定されたときは、トナー容器を揺動させる操作を促すメッセージを表示する表示手段と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記表示手段は、前記メッセージの表示後、トナー切れ判定手段によるトナー切れの判定が解消されたときは、トナー切れニア表示を行い、解消されなければトナー切れ表示を行う請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー容器は、画像形成装置に着脱可能なトナーカートリッジとして構成され、このトナーカートリッジは、前記トナーの使用量または残量に関する情報を画像形成が行われる毎に更新して記憶する記憶手段を備え、
   前記比較手段は、前記トナーカートリッジの記憶手段から読み出した情報に基づくトナー残量と所定値とを比較する請求項１に記載の画像形成装置。
4. トナー容器のトナーの有無を検知するトナー検知手段の出力に基づいて、トナー切れか否かを判定するステップと、
   トナーの使用量に基づいて算出されたトナー容器のトナー残量を所定値と比較するステップと、
   トナー切れと判定され、かつトナー残量が所定値よりも多いと判定されたときは、トナー容器を揺動させる操作を促すメッセージを、表示手段に表示させる制御ステップと、
   をコンピュータに実行させるためのトナー切れ検出処理プログラム。
5. 前記制御ステップでは、前記メッセージの表示後、トナー切れの判定が解消されたときは、前記表示手段にトナー切れニア表示を行わせ、解消されなければトナー切れ表示を行わせる請求項４に記載のトナー切れ検出処理プログラム。
   

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