JP2007163942A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消耗品の再充填を許容しながら、消耗品ユニットの適正な寿命を判断できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】消耗品を再充填可能な消耗品ユニットを本体に装着して使用する画像形成装置において、消耗品ユニットの個体毎に、消耗品が再充填されてからの消耗品の使用量の積算値である再生使用量を算出し、再生使用量が所定の上限値以上になったときに、当該消耗品ユニットが再生限度を超過していると判断する。
【選択図】図４

Description

本発明は画像形成装置に関する。

一般に、画像形成装置では、トナーなどの消耗品がトナーカートリッジのような消耗品ユニットに充填されて供給され、消耗品が空になったときは、消耗品ユニットの交換をユーザに要求するようになっている。

特許文献１に記載されている発明では、消耗品ユニットに記憶手段を設け、一度消耗品が空になったなら、記憶手段に空情報を書き込み、同じ消耗品ユニットに消耗品を再充填しても、画像形成装置が空情報を検出して消耗品ユニットの使用を許可しないようにしている。

しかしながら、近年、環境に対する配慮などから、消耗品をリサイクル（再生）する必要性が高まってきている。例えば、トナーを全て消費したトナーカートリッジにトナーを充填すれば再度使用することができる。しかしながら、トナーカートリッジは、トナー供給スクリュの駆動機構のような機械的な部分が摩耗するため、リサイクルの度に徐々に形成する画像の品質を劣化させる。

このような機械的部分の寿命により、一定回数のリサイクルを行ったトナーカットリッジは、リサイクルせずに廃棄することが望ましく、消耗品のリサイクルの回数を、管理することが望まれる。そこで、特許文献２に記載の発明は、消耗品ユニットにカウンタを設け、消耗品ユニットの再生回数をカウントすることで、一定の回数以上に再生された消耗品ユニットの使用を不可にしている。
特許第３４７６３９６号公報 特許第３５５８７７０号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、消耗品の再充填を許容しながら、消耗品ユニットの適正な寿命を判断できる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、消耗品を再充填可能な消耗品ユニットを本体に装着して使用する画像形成装置であって、前記消耗品ユニットの個体毎に、消耗品が再充填されてからの消耗品の使用量の積算値である再生使用量を算出し、前記再生使用量が所定の上限値以上になったときに、当該消耗品ユニットが再生限度を超過していると判断する。

この構成によれば、消耗品ユニットに再充填された消耗品の総量を把握し、消耗品ユニットの使用限度を見極めることができる。これによって、消耗品ユニットの寿命を適切に判断でき、印刷不良や画像形成装置の破損などの無用なトラブルを防止できる。

また、本発明の画像形成装置は、前記消耗品ユニットが空になったことを検出するエンプティ検出手段を有し、前記消耗品ユニットは、消耗品が空になったことがあることを示す再生情報を記憶する再生情報記憶手段と、前記積算使用量を記憶する再生使用量記憶手段とを有し、前記エンプティ検出手段が前記消耗品ユニットが空になったことを検出したときに、前記再生情報記憶手段に前記再生情報を記憶させ、前記再生情報記憶手段に再生情報が記憶されている場合にのみ、前記消耗品の使用量を前記再生使用量に加算するようにしてもよい。

この構成によれば、消耗品ユニットに再生情報と再生使用量とを記憶させることで、消耗品の使用量を消耗品ユニット毎に管理することができる。

また、本発明の画像形成装置において、前記再生情報記憶手段は、１度だけ書き込み可能なメモリからなり、前記再生使用量記憶手段は、何度でも書き換え可能なメモリからなってもよい。

この構成によれば、再生情報を１度だけ書き込み可能なメモリに記憶させるので、新品と再生品とを確実に区別できる。

また、本発明の画像形成装置において、前記消耗品ユニットは、消耗品の使用量の積算値であって、前記エンプティ検出手段が前記消耗品ユニットが空になったことを検出する度に初期値に戻される当座使用量を記憶する当座使用量記憶手段をさらに有してもよい。

この構成によれば、消耗品の満量から消耗品の当座使用量を減算して、消耗品ユニットが空、或いは、空に近いことを認知できる。

また、本発明の画像形成装置は、前記消耗品ユニットが空になったことを検出するエンプティ検出手段を有し、前記消耗品ユニットは、新品時からの消耗品の累積使用量を記憶する累積使用量記憶手段と、前記エンプティ検出手段が最初に前記消耗品ユニットが空になったことを検出したときの前記累積使用量の値を記憶する１次使用量記憶手段とを有し、前記前記再生使用量は、前記累積使用量から前記１次使用量を減じて算出してもよい。

この構成によれば、消耗品ユニットの消耗品の累積使用量から、最初に空になるまでの使用量、つまり、新品時に充填されていた消耗品の量を差し引くことで、再充填された消耗品の量を算出でき、消耗品ユニットの寿命を適切に管理できる。

また、本発明の画像形成装置において、前記消耗品はトナーであり、前記消耗品の使用量は、前記消耗品ユニットから前記本体に供給したトナーの量であってもよい。

この構成によれば、画像形成装置において、最も交換頻度の高い消耗品であり、印刷の品質に影響を及ぼすトナーを供給するトナーカートリッジの寿命を適正に管理することができるので、画像形成装置の印刷品質を良好に保つことができる。

また、本発明の画像形成装置において、前記エンプティ検出手段は、トナー濃度センサであり、検出したトナー濃度が所定の値以下であるとき、前記消耗品ユニットが空であると判断してもよい。

この構成によれば、トナーカートリッジが空になったことを確実に検出でき、トナーカートリッジの寿命を適切に管理できる。

以上のように、本発明によれば、再生使用量によって消耗品ユニットの寿命を管理するので、画像形成装置の印刷品質を良好に保ち、トラブルを防止できる。

これより、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー（消耗品）によって画像を形成する４つの現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、転写ベルト３と、各現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが形成したトナー画像を静電力で転写ベルト３にそれぞれ転写する１次転写ローラ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、転写ベルト３に転写されたトナー画像を記録紙Ｓに静電力で転写する２次転写ローラ５と、加熱することで記録紙Ｓにトナー画像を定着させる定着器６と、各現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを供給するトナーカートリッジ（消耗品ユニット）７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋとを有している。

トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、それぞれ、製造時に情報が記録され、書き換え不能なＲＯＭ領域と、一度だけ書き換えることができるＯＴＰ領域と、何度でも書き換え可能なＲ／Ｗ領域とからなるメモリ８を有している。

現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、回転するドラム状の感光体９と、感光体９を帯電させる帯電器１０と、帯電した感光体９を露光して静電潜像を形成する露光器１１と、静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像器１２と、現像器１２内に収容された現像剤のトナー濃度を計測するトナー濃度センサ（エンプティ検出手段）１３と、感光体９の表面のトナーを掻き落とすクリーナ１４とを有している。尚、トナー濃度センサ１４は、感光体９に形成されたトナー像の濃度を計測するものであってもよい。

転写ベルト３は、駆動される駆動ローラ１５と、自由ローラ１６と、張力を与えるテンションローラ１７とに掛け渡されて、駆動ローラ１５によって矢印方向に回動する。また、画像形成装置１は、転写ベルト３の表面に残留するトナーを除去するクリーナユニット１８が設けられている。

記録紙Ｓは、給紙部１９に供給され、供給ローラ２０で１枚ずつ送り出され、搬送ローラ２１で２次転写ローラ５に搬送され、定着器６を通って排紙部２２に排出される。

図２に、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋのメモリ８のアドレスマッピングを示す。メモリ８は、例えば、００ｈから３Ｆｈまでのアドレスを有し、各アドレスは、それぞれ８ビットの情報を記憶可能である。各アドレスに記憶する情報（データ）は、図示するように予め定められている。

メモリ８は、３種類の属性の異なる記憶素子で構成されている。アドレス００ｈから１Ｆｈまでは、製造時に書き込まれ、画像形成装置１が書き込みできずに読み出しのみ可能なリードオンリーメモリで構成されている（ＲＯＭ領域）。アドレス２０ｈから２Ｆｈまでは画像形成装置１が自由に書き換え可能なＲＡＭなどのメモリで構成されている（Ｒ／Ｗ領域）。アドレス３０ｈから３Ｆｈまでは、画像形成装置１が一度だけ書き込み可能なワンタイムプログラマブルメモリで構成されている（ＯＴＰ領域）。

メモリ８のアドレス００ｈから１Ｆｈまでには、当該トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの型式を示す機種識別コード、充填されているトナーの色を示すカラー識別コード、充填されているトナーの量を示す充填量識別コードなどが記憶されている。

メモリ８のアドレス２０ｈから２Ｆｈまでには、主に、トナー供給スクリュの回転回数などのプリント（画像形成）中の一時的な情報が書き込まれる。その中の１つのアドレスには、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが再充填されたトナーを供給した量を示す再生使用量のカウント値が書き込まれ、他のアドレスには、エンプティ処理が解除される度に初期値にリセットされる当座使用量のカウント値が書き込まれる。

メモリ８のアドレス３０ｈから３Ｆｈまでアドレスの１つには、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが過去に空（エンプティ）になったことがあるか否かを示す再生情報が書き込まれる。再生情報は、新品時は全てのビットが「１」であるが、エンプティになったときに、画像形成装置１によって「０」に書き換えられる。

さらに、図３に、画像形成装置１における、トナー残量の判定の流れを示す。画像形成装置１は、ステップＳ１で画像形成（プリント）動作を行った後、ステップＳ２において当座使用量にトナー補給モータの回転回数に相当する数だけ加算する。そして、ステップＳ３において、当座使用量が、ニアエンプティ閾値以上であるときは、ステップＳ４において、トナーの残量が少ないことを示す「ニアエンプティ」の表示をしてユーザに対して告知する。

次に、「ニアエンプティ」であるかどうかに拘わらず、ステップＳ５に進み、トナー濃度センサ１３によってトナー濃度を検出する。そして、ステップＳ６においてトナー濃度が所定の閾値以下である場合、さらに、ステップＳ７において、当座使用量を確認する。当座使用量が、トナーの推定残量がエンプティ閾値以下であれば「トナーエンプティ」であると判断し、ステップＳ８において「トナーエンプティ」である旨の警告表示を行い、プリント動作を禁止する。

ステップＳ６においてトナー濃度が所定の低下閾値以下であるにも拘わらず、ステップＳ７において当座使用量がエンプティ閾値より大きければ、トナーが残っているのに何らかの異常でトナー濃度が低下した「トナー濃度異常低下」であると判断し、ステップＳ９において「トナー濃度異常低下」の警告表示を行う。

図４に、再生使用量のカウント値および当座使用量のカウント値の推移を示す。図に示すエンプティ処理は、図３のステップＳ８でプリント動作を禁止してから、ユーザが、空になったと判断されたトナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋを交換することで、トナー濃度センサ１３がトナーが空でなくなったことを検出したときに、再びプリント動作を可能にする処理である。エンプティ処理において、画像形成装置１は、トナーが空でなくなったことを検出すると、メモリ８のＲ／Ｗ領域の当座使用量のカウント値を「０」にリセットし、ＯＴＰ領域の再生情報を「０」に書き換える。

これによって、当座使用量は、プリント枚数にともなって増加し、エンプティ処理の度にリセットされる。

また、画像形成装置１は、再生情報が「０」である場合のみ、プリント動作の度に、再生使用量のカウント値にトナー消費量に相当する値を加算する。よって、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが新品であるときは再生情報が「０」でないので、再生使用量は「０」のままであり、一度エンプティ処理がなされて以後、再生使用量はトナー消費量に比例して増加していく。

画像形成装置１は、再生使用量の値が所定の再生使用量上限値以上であれば、当該トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋを寿命を終えた再生限度超過品であるものと判断し、警告表示をする。

図４では、エンプティ処理時の当座使用量がばらついているが、これは、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋをリサイクルするときは、再充填されるトナーの量にバラツキが生じやすいことによる。画像形成装置１では、再生使用量を積算してカウントすることで、再充填されるトナーの量にバラツキが生じても、再充填されたトナーの消費量を適切に把握することができ、再生後のトナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの累積稼働量が再生の限度に達しているか否かを判断することができる。

続いて、図５に、本発明の第２実施形態における、再生使用量のカウント値および当座使用量のカウント値の推移を示す。本実施形態の機械的な構成は、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

本実施形態において、当座使用量は、減算カウンタによって表される。また、本実施形態では、当座使用量のカウント値のみによって、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋのトナーがなくなったこと（トナーエンプティ）を判断する。つまり、当座使用量は、新品時およびエンプティ処理時には、所定の初期値にセットされ、プリント枚数に応じて減少し、当座使用量が「０」以下になったときにトナーエンプティと判断される。

本実施形態は、当座使用量を積算するのに減算カウンタを用いているが、積算値を知ることができる他の如何なる手段を用いてもよい。また、再生使用量も、減算カウンタや他の手段で表してもよいことは言うまでもない。

さらに、図６に、本発明の第３実施形態のメモリ８’のアドレスマッピングを示す。メモリ８’のＲ／Ｗ領域には、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの新品時からの現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋへのトナー供給量に相当する累積使用量Ｃが記録され、さらに、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが最初にエンプティ処理されたときの累積使用量のカウント値である１次使用量Ｃｅが記録される。

本実施形態において、画像形成装置１は、再生使用量Ｃｒを累積使用量Ｃから１次使用量Ｃｅを差し引いた値として算出する。そして、図７に示すように、累積使用量Ｃが増加し、再生使用量Ｃｒが所定の上限値Ｃｒｍａｘ以上になったとき、当該トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが再生限度を過ぎた寿命品であることを警告表示する。

本発明の実施形態の画像形成装置の概略図。 図１の画像形成装置のメモリマッピングを示す表。 図１の画像形成装置のトナーエンプティ判断の流れ図。 図１の画像形成装置のカウント値の推移を示すグラフ。 第２実施形態の画像形成装置のカウント値の推移を示すグラフ。 第３実施形態の画像形成装置のメモリマッピングを示す表。 図６の画像形成装置かかるカウント値の推移を示すグラフ。

符号の説明

１ 画像形成装置
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ トナーカートリッジ（消耗品ユニット）
８，８’ メモリ（記憶手段）
１３ トナー濃度センサ（エンプティ検出手段）

Claims (7)

1. 消耗品を再充填可能な消耗品ユニットを本体に装着して使用する画像形成装置であって、
   前記消耗品ユニットの個体毎に、消耗品が再充填されてからの消耗品の使用量の積算値である再生使用量を算出し、
   前記再生使用量が所定の上限値以上になったときに、当該消耗品ユニットが再生限度を超過していると判断することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記消耗品ユニットが空になったことを検出するエンプティ検出手段を有し、
   前記消耗品ユニットは、消耗品が空になったことがあることを示す再生情報を記憶する再生情報記憶手段と、
   前記積算使用量を記憶する再生使用量記憶手段とを有し、
   前記エンプティ検出手段が前記消耗品ユニットが空になったことを検出したときに、前記再生情報記憶手段に前記再生情報を記憶させ、
   前記再生情報記憶手段に再生情報が記憶されている場合にのみ、前記消耗品の使用量を前記再生使用量に加算することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記再生情報記憶手段は、１度だけ書き込み可能なメモリからなり、
   前記再生使用量記憶手段は、何度でも書き換え可能なメモリからなることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記消耗品ユニットは、消耗品の使用量の積算値であって、前記エンプティ検出手段が前記消耗品ユニットが空になったことを検出する度に初期値に戻される当座使用量を記憶する当座使用量記憶手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記消耗品ユニットが空になったことを検出するエンプティ検出手段を有し、
   前記消耗品ユニットは、新品時からの消耗品の累積使用量を記憶する累積使用量記憶手段と、
   前記エンプティ検出手段が最初に前記消耗品ユニットが空になったことを検出したときの前記累積使用量の値を記憶する１次使用量記憶手段とを有し、
   前記前記再生使用量は、前記累積使用量から前記１次使用量を減じて算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記消耗品はトナーであり、前記消耗品の使用量は、前記消耗品ユニットから前記本体に供給したトナーの量であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記エンプティ検出手段は、トナー濃度センサであり、検出したトナー濃度が所定の値以下であるとき、前記消耗品ユニットが空であると判断することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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