JP2010002771A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像器の交換の際に、補給したトナーが無駄になることを防止する画像形成装置を提供する。
【解決手段】非磁性一成分トナーを用いて用紙に印字する画像形成装置１０であって、トナーが収容されかつトナーを補給可能なトナーカートリッジ３８を備えた現像器１６と、現像器１６を駆動する駆動部５６と、駆動部５６を制御する制御部７０と、を有し、現像器１６の駆動時間又は用紙の印字枚数に基づいて現像器１６の製品寿命が尽きたと制御部７０により判断されたときに、トナーカートリッジ３８にトナーが残っている場合には、現像器１６の駆動が継続されるように、駆動部５６が制御部７０により制御される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、非磁性一成分トナーを用いる現像器を備えた画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置として、非磁性一成分トナー（以下、適宜「トナー」と略す。）を用いた現像方式のものが知られている。そして、現像器（現像ユニット）を構成するトナーカートリッジの内部のトナーが無くなると、一度に全量のトナーがトナーカートリッジに補給される。
特開平９−２６９６３１号公報

ところで、トナーカートリッジにトナーを補給した直後に、現像器の現像ローラの回転数が所定の回転数に至った場合には、現像器の製品寿命が報知される。この場合には、折角、新しいトナーを補給したにもかかわらず、新しい現像器と交換しなければならず、補給したトナーが全て無駄になる。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、現像器（現像ユニット）の交換の際に、補給したトナーが無駄になることを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。

本願第１発明は、非磁性一成分トナーを用いて用紙に印字する画像形成装置であって、前記非磁性一成分トナーが収容されかつ前記非磁性一成分トナーを補給可能なトナーカートリッジを備えた現像器と、前記現像器を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御するとともに、前記現像器の駆動時間又は用紙の印字枚数に基づいて前記現像器の製品寿命を判断する制御部と、を有し、前記制御部は、前記現像器の製品寿命が尽きたと判断したときに、前記トナーカートリッジに前記非磁性一成分トナーが残っている場合には、前記現像器の駆動が継続されるように前記駆動部を制御することを特徴とする。

本願第１発明によれば、現像器の駆動時間又は用紙の印字枚数に基づいて現像器の製品寿命が制御部により判断される。このため、ユーザは、制御部による現像器の製品寿命の判断結果をみて、現像器のトナーカートリッジに新しい非磁性一成分トナーを補給するか否かを判断することができる。この結果、現像器の製品寿命が尽きたときは、トナーカートリッジに非磁性一成分トナーを補給することを中止することにより、新しい現像器と交換した場合に、新しい非磁性一成分トナーを無駄にしてしまうことを防止できる。

特に、制御部により現像器の製品寿命が尽きたと判断されたときに、トナーカートリッジに非磁性一成分トナーが残っている場合には、現像器の駆動が継続されるように駆動部が制御部により制御される。これにより、トナーカートリッジに残留している非磁性一成分トナーを使い切ることができるため、トナーの無駄を排除することができる。

本願発明によれば、現像器（現像ユニット）の交換の際に、補給したトナーが無駄になることを防止できる。

次に、本発明の第１実施形態に係る定着装置及びこれを備えた画像形成装置について、図面を参照して説明する。

先ず、画像形成装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す正面断面図である。画像形成装置は、スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、主として、画像形成ユニット１２、露光ユニット１４、現像器（現像ユニット）１６、定着ユニット（定着装置）１８を備えており、各ユニットは、給紙カセット２０の上方に位置している。

ここで、画像形成装置１０による画像形成処理の概略について説明する。
給紙カセット２０から用紙が繰り込まれると、画像形成ユニット１２の感光ドラム２２に形成されたトナー画像が用紙上に転写される。次に、転写されたトナー画像が定着ユニット１８によって用紙上に定着される。そして、定着処理が完了した用紙は、主搬送路６０を経由して排出トレイ６２に排出される。

なお、画像形成装置１０において両面印刷処理が実行される場合には、一方の面の印刷処理を完了した用紙は、反転経路６４を経由して、画像形成ユニット１２に再供給される。そして、画像形成ユニット１２では、用紙の他方の面に画像形成プロセスが実行される。

画像形成ユニット１２は、トナー画像を形成するとともに、給紙カセット２０から繰り込まれる用紙上にトナー画像を転写させる要素である。この画像形成ユニット１２は、主として、感光体として使用されるアルミ基材に感光層を形成した感光ドラム２２と、感光ドラム２２の外周面に負の電荷を付与する帯電部２４と、クリーニング部２６と、を有する。

感光ドラム２２は、その外周面に光導電膜を有しており、電子写真の感光体として使用される。感光ドラム２２は、画像形成ユニット１２の下部付近に配設されている。また、感光ドラム２２は、その下側が外部に露出するようにフレーム２８に収容されている。したがって、感光ドラム２２につきフレーム２８から露出する部分と、現像器１６の現像ローラ４６、および転写ローラ６６とが当接することにより、トナー供給及び転写プロセスの実行が可能になる。

クリーニング部２６は、フレーム２８内に収容されており、感光ドラム２２から転写されずに残留するトナーをクリーニングブレード３０によって回収する。

帯電部２４は、感光ドラム２２の長手方向（前後方向）に沿って設けられており、感光ドラム２２に負の電荷を付与する鋸歯状電極（図示省略）を有する。これにより、鋸歯状電極に高電圧が印加されてコロナ放電が生ずると、感光ドラム２２の外周面には負の電荷が付与される。

露光ユニット１４は、略線状に配置された複数の発光部（例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ））３６を有する。露光ユニット１４は感光ドラム２２の斜め下方に配置それており、発光部３６からの光が感光ドラム２２に照射される。

これにより、用紙に印刷される画データに基づき、各発光部３６の点灯制御（露光処理）が実行されると、感光ドラム２２の外周面のうち発光部３６からの光が照射された部分の負の電荷が除去される。すなわち、感光ドラム２２の外周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。

現像器１６は、非磁性一成分トナー（以下、適宜、「トナー」と称する）を収容可能なトナーカートリッジ３８と、２本の攪拌部材４０、４２と、供給ローラ４４と、現像ローラ４６と、を有しており、感光ドラム２２の外周面にトナーを供給する。すなわち、供給ローラ４４と現像ローラ４６との摩擦帯電によりトナーに負の電荷が付与されるとともに、この負に帯電したトナーが、現像ローラ４６から感光ドラム２２の表面に供給される。

ここで、図２に示すように、トナーカートリッジ３８は、開口部が形成されたケース部５０と、ケース部５０の開口部を覆う蓋部５２と、を備えている。蓋部５２は、ケース部５０に対してビスなどの固着具により固定されている。このため、ケース部５０の内部に収容されていたトナーが無くなったときには、固着具を取り外して、蓋部５２を開けることにより、ケース部５０にトナーを補給することができる。

図３に示すように、トナーカートリッジ３８の近傍には、ケース部５０に収容されたトナーの残量を検出するトナー検出部５４が設けられている。このトナー検出部５４は、ケース部５０の残留トナーを検出するトナー濃度センサでもよく、また、新しいトナーがケース部５０に補給されてから、用紙が印字された枚数又は現像器１６の駆動時間をカウントして残留トナーを推定するものでもよい。なお、このトナー検出部５４によるトナーの検出結果は、検出信号として後述の制御部７０に対して出力される。

図１及び図２に示すように、現像ローラ４６は、静電潜像が形成された感光ドラム２２に対して、供給ローラ４４により供給されたトナー（負に帯電したトナー）を供給する。これにより、現像ローラ４６から感光ドラム２２に対して供給されるトナーは、感光ドラム２２の外周面のうち負の電荷が除去された部分に付着することになる。

図３に示すように、現像ローラ４６及び各攪拌部材４０、４２は、モータなどの駆動源（駆動部）７０により回転駆動される。また、駆動源５６は、制御部７０により駆動制御される。このため、駆動源５６は、制御部７０からの制御信号に基づいて駆動され、現像ローラ４６及び各攪拌部材４０、４２の駆動又は停止を実行する。

現像器１６の近傍には、現像器１６により印字された用紙の印字枚数又は現像器１６の駆動時間をカウントするカウンタ５８が設けられている。このカウンタ５８によるカウント結果（カウント値）は、データ信号として、制御部７０に対して出力される。

ここで、制御部７０は、カウンタ５８のカウント結果に基づいて現像器１６の製品寿命を判断する。すなわち、制御部７０は、カウンタ５８のカウント結果と現像器１６の製品寿命との対応関係を示したテーブルを持っており、このテーブルに基づいて現像器１６の製品寿命を判断する。

また、制御部７０は、現像器１６の製品寿命が尽きたと判断したときに、トナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っている場合には、現像器１６の駆動が継続されるように駆動源５６を制御する。すなわち、制御部７０は、カウンタ５８からのデータ信号に基づいて現像器１６の製品寿命が尽きたと判断し、かつトナー検出部５４からの検出信号に基づいてトナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っていると判断した場合に、現像器１６を構成する現像ローラ４６及び各攪拌部材４０、４２などの回転駆動が継続されるように駆動源５６を制御する。なお、感光ドラム２２は、別の駆動源により回転駆動される。

また、制御部７０には、現像器１６の交換又はトナー補給を報知するアラーム６８が接続されている。現像器１６の準備、交換又はトナー補給が必要であると制御部７０が判断した場合には、制御部７０は、警告音が出力されるようにアラーム６８を制御する。

転写ローラ６６は、主搬送路６０を挟んで感光ドラム２２と逆側に配設されている。この転写ローラ６６にはバイアス電圧が印加されており、転写ローラ６６は正に帯電している。これにより、用紙が感光ドラム２２と転写ローラ６６との間を通過するときに、感光ドラム２２の外周面上の負に帯電したトナーは、転写ローラ６６側に移動しようとする。そのため、用紙には、感光ドラム２２のトナー画像が転写される。そして、トナー画像が転写された用紙は、定着ユニット１８に搬送される。

定着ユニット１８は、ヒートローラ７８と、プレスローラ８０と、を有している。ヒートローラ７８は熱伝導性のよい金属（例えば、アルミニウム又は鉄）によって形成されており、その内部にはハロゲンランプによって構成されるヒータ８２が配設されている。また、プレスローラ８０は、主搬送路６０を挟んでヒートローラ７８と逆側に配設されている。このプレスローラ８０は、シリコンゴムで形成されている。用紙がヒートローラ７８とプレスローラ８０のニップ部に搬送されると、この用紙がヒートローラ７８とプレスローラ８０により加熱及び加圧される。そして、転写されたトナー画像が用紙に焼き付けられて定着される。

次に、第１実施形態に係る画像形成装置１０の作用についてフローチャートに基づいて説明する。なお、図４のフローチャートは、画像形成装置１０の待機中を出発点として説明している。

図４に示すように、ユーザからの入力などにより印字信号が出力されたか否かが制御部７０により判断される（Ｓ１００）。印字信号が出力された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、現像器１６、感光ドラム２２の駆動が開始され、用紙への印字が開始される（Ｓ１２０）。

そして、制御部７０により現像器１６の製品寿命が尽きたか否かが判断される（Ｓ１４０）。制御部７０による現像器１６の寿命判断は、上述した通りであり、カウンタ５８からのデータ信号に基づいて現像器１６の製品寿命が判断される。

現像器１６の製品寿命が尽きたと判断された場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）には、アラーム６８から現像器１６の準備を報知する警告音が出力される（Ｓ１６０）。そして、制御部７０によりトナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っているか否かが判断される（Ｓ１８０）。

トナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っていないと判断された場合（Ｓ１８０：ＹＥＳ）には、制御部７０により制御されたアラーム６８から現像器１６の交換及びトナーの補給の両方を促す所定の警告音が出力される（Ｓ２００）。その後、現像器１６、感光ドラム２２の駆動が制御部７０により停止され（Ｓ２２０）、待機状態に戻る。

一方、Ｓ１４０において、現像器１６の製品寿命が尽きていないと判断された場合（Ｓ１４０：ＮＯ）には、制御部７０によりトナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っているか否かが判断される（Ｓ２４０）。トナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っていないと判断された場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）には、制御部７０により出力制御されたアラーム６８からトナーの補給のみを促す所定の警告音が出力される（Ｓ２６０）。これにより、ユーザは、トナーカートリッジ３８のケース部５０に新しいトナーを補給する。その後、現像器１６、感光ドラム２２の駆動が制御部７０により停止され（Ｓ２２０）、待機状態に戻る。

また、Ｓ２４０において、トナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っていると判断された場合（Ｓ２４０：ＮＯ）には、用紙への印字が終了したか否かが制御部７０により判断される（Ｓ２８０）。用紙への印字が終了したと判断された場合（Ｓ２８０：ＹＥＳ）には、現像器１６、感光ドラム２２の駆動が制御部７０により停止され（Ｓ２２０）、待機状態に戻る。このとき、Ｓ２８０において、用紙への印字が終了していないと判断された場合（Ｓ２８０：ＮＯ）には、Ｓ１４０に移行する。

ここで、Ｓ１８０において、トナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っていると判断された場合（Ｓ１８０：ＮＯ）には、Ｓ２８０の直前に移行し、現像器１６による印字処理が継続される。そして、Ｓ２８０において、制御部７０により印字終了か否かが判断される。換言すれば、現像器１６の製品寿命が尽きた場合でも、トナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが存在していれば、現像器１６が駆動し続けるように、制御部７０は駆動源５６を制御する。これにより、現像器１６の製品寿命が尽きていても、現像器１６による印字処理が継続される。

以上のように、本実施形態の画像形成装置１０によれば、現像器１６の駆動時間又は用紙の印字枚数に基づいて現像器１６の製品寿命が判断され、また、トナー検出部５４によりトナーカートリッジ３８のケース部５０のトナーの有無が判断される。そして、現像器１６の製品寿命が尽きた場合、トナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが無い場合には、アラーム６８により所定の警告音が出力される。これにより、ユーザは、アラーム６８の警告音を聞いて、現像器１６自体を交換し、あるいは現像器１６のトナーカートリッジ３８のケース部５０に新しい非磁性一成分トナーを補給する。

ここで、現像器１６の製品寿命が尽きたときに、トナーカートリッジ３８のケース部５０にトナーが残っていれば、駆動源５６は制御部７０により駆動制御されて、現像器１６が駆動し続ける。このため、現像器１６による印字処理が継続される。これにより、トナーカートリッジ３８のケース部５０のトナーが無くなるまで（トナーを使い切るまで）、現像器１６による印字処理が継続可能になる。この結果、現像器１６の製品寿命と判断された場合に、トナーカートリッジ３８のケース部５０のトナーを無駄にしてしまうことを防止できる。加えて、現像器１６の交換時において、古いトナーカートリッジ３８のケース部５０に残っている残トナーを新しい現像器１６のトナーカートリッジ３８に入れ替える作業が省略できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像器（現像ユニット）の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の作用を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１６ 現像器
３８ トナーカートリッジ
５６ 駆動源（駆動部）
７０ 制御部

Claims (1)

1. 非磁性一成分トナーを用いて用紙に印字する画像形成装置であって、
   前記非磁性一成分トナーが収容されかつ前記非磁性一成分トナーを補給可能なトナーカートリッジを備えた現像器と、
   前記現像器を駆動する駆動部と、
   前記駆動部を制御するとともに、前記現像器の駆動時間又は用紙の印字枚数に基づいて前記現像器の製品寿命を判断する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記現像器の製品寿命が尽きたと判断したときに、前記トナーカートリッジに前記非磁性一成分トナーが残っている場合には、前記現像器の駆動が継続されるように前記駆動部を制御することを特徴とする画像形成装置。
   

Images