JP2010152321A - 画像形成装置、トナーカートリッジ、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】トナーカートリッジを使用する画像形成装置において、画像形成装置側の内部環境の変化を許容できる範囲内に収めたまま画像形成できる技術を提供すること。
【解決手段】本発明は、トナーを収納するトナーカートリッジが着脱可能なカートリッジ装着部を備える画像形成装置を提供する。この画像形成装置は、トナーカートリッジに収められたトナーを利用して印刷媒体の表面に画像を印刷する画像形成部と、カートリッジ装着部に装着されたトナーカートリッジから、トルク情報を読み出すように構成された読み出し部と、読み出し部により読み出されたトルク情報に応じて、画像形成部により印刷される印刷媒体の単位時間当たりの印刷枚数を変更する制御部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置の制御に関する。

電子写真による画像形成においては、感光体ドラムや現像ドラムといった回転体の駆動が行われる。感光体ドラムを有するトナーカートリッジを使用する場合には、トナーカートリッジの駆動に要求される駆動トルクがトナーカートリッジの仕様に応じて相違するため、トナーカートリッジ側に駆動トルクに関する情報を格納してプリンタに利用可能とする技術も提案されている（特許文献１）。

しかし、特許文献１の技術は、トナーカートリッジの駆動に要求される駆動トルクに応じた駆動制御を実現するものの、駆動トルクに対応して記憶されている電流値をモータに出力して駆動制御を行うに過ぎず、この駆動に起因する画像形成装置側の内部環境の変化に対する考慮がなされていなかった。

特開２００８−７０６０５号公報

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するために完成されたものであって、トナーカートリッジを使用する画像形成装置において、画像形成装置側の内部環境の変化を許容できる範囲内に収めたまま画像形成できる技術を提供することを目的とする。

[適用例１]
トナーを収納するトナーカートリッジが着脱可能なカートリッジ装着部を備える画像形成装置であって、前記トナーカートリッジは、機械的に駆動されるカートリッジ機構部と、前記カートリッジ機構部の機械的駆動に使用されるトルクを表す情報を含むトルク情報を格納する記憶媒体と、を有し、前記画像形成装置は、さらに、前記トナーカートリッジに収められたトナーを利用して印刷媒体の表面に画像を印刷する画像形成部と、前記カートリッジ装着部に装着されたトナーカートリッジから、前記トルク情報を読み出すように構成された読み出し部と、前記読み出し部により読み出されたトルク情報に応じて、前記画像形成部により印刷される印刷媒体の単位時間当たりの印刷枚数を変更する制御部と、を備える画像形成装置。

適用例１の画像形成装置は、カートリッジ機構部の機械的駆動に使用されるトルクを表す情報を含むトルク情報に応じて、印刷媒体の単位時間当たりの印刷枚数を変更し、カートリッジ機構部の負荷に応じて適切な駆動制御を行うことができるので、駆動部が出力する単位時間当たりの出力エネルギー（仕事率）を適切な範囲に抑制することができる。

また、駆動部の単位時間当たりの出力エネルギーを適切な範囲としつつカートリッジ機構部の負荷に応じたトルクを出力することができるので、駆動部の仕様を変更することなくトルク負荷の大きなカートリッジ機構部を有するカートリッジの使用を実現することができる。逆に、駆動部の仕様に対して設計自由度を提供することもできる。ここで、「適切な範囲」とは、駆動部（モータや駆動回路）の出力制限（あるいは熱制限）や画像形成
装置の内部の温度環境といった種々の観点から決定することができる。以上、本発明の画像形成装置は、画像形成装置側の内部環境の変化を許容できる範囲内に収めたまま画像形成できる。

[適用例２]
請求項１記載の画像形成装置であって、前記画像形成部は、複数の印刷媒体に対して連続して画像を印刷するものであり、前記制御部は、前記読み出し部により読み出されたトルク情報に応じて、ある印刷媒体に印刷を開始してから次の印刷媒体へ印刷を開始するまでの時間を変更することにより、単位時間当たりの印刷枚数を変更する画像形成装置。

適用例２の画像形成装置は、ある印刷媒体に印刷を開始してから次の印刷媒体へ印刷を開始するまでの時間を変更ことができるので、駆動部が出力する単位時間当たりのエネルギーを適切な範囲に収めることができる。１枚の印刷媒体へ印刷を開始するまでの時間を変更する方法は、例えば、一旦停止を含むような間欠的な駆動や連続的に速度を変化させる駆動が利用可能である。

[適用例３]
請求項１または２に記載の画像形成装置であって、前記画像形成部は、複数の印刷媒体に対して連続して画像を印刷するものであり、前記制御部は、前記読み出し部により読み出されたトルク情報に応じて、前記複数の印刷媒体の各々の印刷にかかる時間を前記駆動部を制御して変更することによって単位時間当たりの印刷枚数を変更する画像形成装置。

適用例３の画像形成装置は、複数の印刷媒体の各々の画像形成の時間を変更することができるので、駆動部が出力する単位時間当たりのエネルギーを適切な範囲に収めることができる。なお、本構成は、上述のある印刷媒体に印刷を開始してから次の印刷媒体へ印刷を開始するまでの時間を変更する構成と組み合わせて適用することもできる。

[適用例４]
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記制御部は、連続して出力された前記印刷処理媒体の数をカウントするとともに、前記カウントされた連続出力数が、許容された連続出力数として予め設定された許容連続印刷枚数を超過したときには、単位時間当たりの印刷枚数を減少させる画像形成装置。

適用例４の画像形成装置は、印刷処理媒体の連続出力数が予め設定された許容連続印刷枚数を超過したときには、単位時間当たりの印刷枚数を減少させることができるので、本発明を簡易に適用することができる。許容連続印刷枚数は、たとえばトルク情報に基づいて画像形成装置によって設定されるように構成してもよいし、あるいは許容連続印刷枚数の設定に使用可能なデータをカートリッジが有する記憶媒体に格納して、そのデータから設定されるように構成しても良い。

[適用例５]
請求項４記載の画像形成装置であって、前記制御部は、前記画像形成部により印刷される印刷媒体の移動速度である印刷速度を変更するものであり、前記画像形成装置は、第１印刷速度で印刷する標準印刷モードと、前記標準印刷モードよりも低速な第２印刷速度で印刷する低速印刷モードとを含む複数の印刷モードを有し、前記制御部は、前記標準印刷モードで印刷中に前記カウントされた連続出力数が、前記許容連続印刷枚数を超過したときには、印刷モードを前記標準印刷モードから前記低速モードに切り替える画像形成装置。

適用例５の画像形成装置は、比較的に低速な低速モードに印刷モードを切り替えることによって印刷速度を低下させることができるので、カートリッジ機構部の機械的駆動の過
剰な負荷を抑制しつつ印刷を継続することができる。

[適用例６]
適用例４または５の画像形成装置であって、前記制御部は、複数の印刷ジョブが入力されたときには、前記複数の印刷ジョブのうち連続して処理される印刷ジョブに跨って前記カウントを継続する画像形成装置。

適用例６の画像形成装置は、複数の印刷ジョブのうち連続して処理される印刷ジョブを跨って印刷処理媒体のカウントを継続するので、複数の印刷ジョブに跨って画像形成装置の内部に蓄積された熱を考慮して駆動部を制御することができる。本構成は、過剰な昇温が問題となる構成要素が熱容量の大きく冷却しにくい要素（たとえばモータ）である場合にも効果的に適用することができる。

[適用例７]
請求項４または５に記載の画像形成装置であって、前記制御部は、複数の印刷ジョブが入力されたときには、前記複数の印刷ジョブの各々を実行するたびに予め設定された時間だけ印刷処理を停止するとともに、前記カウントをクリアする画像形成装置。

適用例７の画像形成装置は、複数の印刷ジョブの各々が実行されるたびに予め設定された冷却時間だけ印刷処理を停止することができるので、複数の印刷ジョブを跨った熱の蓄積を抑制して各印刷ジョブにおける連続入力数の管理だけで過剰な昇温を抑制することができる。本構成も、過剰な昇温が問題となる構成要素が熱容量の大きく冷却しにくい要素である場合にも効果的に適用することができる。

[適用例８]
請求項４または５に記載の画像形成装置であって、前記制御部は、複数の印刷ジョブが入力されたときには、前記複数の印刷ジョブの各々を実行するたびに前記印刷処理媒体のカウントをクリアする画像形成装置。

適用例８の画像形成装置では、複数の印刷ジョブの各々が入力されるたびに印刷処理媒体のカウントがクリアされるので、たとえば過剰な昇温が問題となる構成要素が熱容量の小さな駆動回路において、印刷ジョブの終了毎に必然的に十分な停止時間が得られる場合に簡易かつ効果的に適用することができる。

[適用例９]
請求項４ないし８のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記画像形成装置は、前記トルク情報に応じて、前記画像形成時における前記画像形成装置の内部温度を推定する機能を有し、前記許容連続印刷枚数は、前記推定された内部温度に応じて決定される画像形成装置。

適用例９の画像形成装置は、トルク情報に応じて推定された内部温度に応じて許容連続印刷枚数を決定することができるので、温度計測を行うことなく駆動部が単位時間当たりに発生させるエネルギーに伴って生ずる熱に起因する過剰な昇温を抑制することができる。

[適用例１０]
請求項４ないし９のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記画像形成装置は、前記画像形成装置の内部温度を計測する機能を有し、前記許容連続印刷枚数は、前記計測された内部温度に応じて決定される画像形成装置。

適用例１０の画像形成装置は、実測された内部温度に応じて許容連続印刷枚数を決定することができるので、高い信頼性で過剰な昇温を抑制することができる。

[適用例１１]
請求項４ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記画像形成装置は、前記トナーカートリッジのトナー残量を決定する機能を有し、前記許容連続印刷枚数は、前記トナー残量に応じて決定される画像形成装置。

適用例１１の画像形成装置では、許容連続印刷枚数がトナー残量に応じて決定されるので、トナー残量に応じて変動するカートリッジの熱容量を考慮して駆動部をきめ細かく制御することができる。なお、「トナー残量の決定」は、たとえばカートリッジの内部におけるトナーの攪拌負荷や攪拌時の光の透過量、感光体にレーザーを露光する露光時間から画像形成に使用したトナー量の減算による推定といった種々の方法で行うことができる。

[適用例１２]
適用例１１の画像形成装置であって、前記許容連続印刷枚数は、印刷ジョブが開始される毎に決定される画像形成装置。

適用例１２の画像形成装置では、許容連続印刷枚数が印刷ジョブ毎に決定されるので、単一の印刷ジョブで過度にトナーを使用した場合にも許容連続印刷枚数を適切に更新することができる。

なお、本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、たとえば画像形成方法、画像形成装置の機械的駆動制御を実現するプログラムやプログラム製品、あるいはプログラムを格納する記憶媒体を備えたカートリッジなどの種々の形態で実現することが可能である。

本発明によれば、トナーカートリッジを使用する画像形成装置において、画像形成装置側の内部環境の変化を許容できる範囲内に収めたまま画像形成できる。

本発明の実施例におけるプリンタ１の内部構成を表す概略断面図。 本発明の実施例における画像形成部１２０Ｋの構成を示す拡大図。 本発明の第１実施例におけるプリンタの機械駆動系統の構成を示す説明図。 本発明の第１実施例におけるトナー残量負荷トルクおよび機械駆動部２００の温度上昇の相互関係を示す２つのグラフＧ１、Ｇ２を示す説明図。 本発明の第１実施例における印刷処理のルーチンを示すフローチャート。 本発明の第２実施例における印刷処理のルーチンを示すフローチャート。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．本発明の実施例における画像形成装置の概略構成：
Ｂ．本発明の第１実施例における画像形成装置の機械的駆動制御：
Ｃ．本発明の第１実施例における印刷処理：
Ｃ−１．第１実施例の第１変形例：
Ｃ−２．第１実施例の第２変形例：
Ｄ．本発明の第２実施例における印刷処理：
Ｅ．変形例：
Ａ．本発明の実施例における画像形成装置の概略構成：
図１は、本発明の実施例におけるプリンタ１（特許請求の範囲に記載の「画像形成装置」の一例）の内部構成を表す概略断面図である。プリンタ１は、本実施例ではＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、およびＫ（ブラック）のトナーで画像を形成する電子写真方式のプリンタである。

プリンタ１は、給紙部１１０と、各色の画像形成部１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｋと、搬送機構１３０と、定着部１４０と、ベルトクリーニング機構１５０と、機械駆動部２００と、を備える。各色の画像形成部１２０Ｋ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃには、各色のトナーを供給するトナーカートリッジ１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙ、１７０Ｋが装着されている。本実施例の機械駆動部２００は、各色の画像形成部１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｋと、これらに装着されたトナーカートリッジ１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙ、１７０Ｋの機構部に動力を供給する。

給紙部１１０は、印刷用紙やＯＨＰシートといったシート材１１１を収容するトレイ１１２と、シート材１１１を１枚ずつ取り出すピックアップローラ１１３と、搬送機構１３０にシート材１１１を供給する給紙機構１１４とを備える。

搬送機構１３０は、各色の画像形成部１２０Ｋ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃに順にシート材１１１を搬送する機構である。搬送機構１３０は、駆動ローラ１３１および従動ローラ１３２と、その間に架け渡されたベルト１３３と、を備えている。

図２は、本発明の実施例における画像形成部１２０Ｋの構成を示す拡大図である。画像形成部１２０Ｋは、各色の画像形成部１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙとほぼ同一の構成を有するので、説明を分かりやすくするために画像形成部１２０Ｋを例にとって説明する。

画像形成部１２０Ｋは、感光体１２１Ｋと、感光体１２１Ｋの表面を帯電させる帯電器１２２Ｋと、感光体１２１Ｋの表面を露光して静電潜像を生成する露光装置１２３Ｋと、感光体表面に付着しているトナー像をシート材１１１へ転写する転写ローラ１２４Ｋと、を備えている。画像形成部１２０Ｋには、トナーカートリッジ１７０Ｋが装着されている。画像形成部１２０Ｋは、さらに、トナーカートリッジ１７０Ｋに備えられている不揮発性メモリ１７５Ｋに対する位置にと対向する位置に、不揮発性メモリ１７５Ｋから情報を読み出すリーダ１２５Ｋを備えている。

トナーカートリッジ１７０Ｋは、感光体１２１Ｋの表面に生成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像ローラ１７３Ｋと、現像ローラ１７３Ｋにトナーを補給する補給ローラ１７４Ｋと、トナーを攪拌するアジテータ１７２Ｋと、トナーを保持するトナーケース１７１Ｋと、不揮発性メモリ１７５Ｋと、を備えている。不揮発性メモリ１７５Ｋは、前述のリーダ１２５Ｋからの要求に応じて、不揮発性メモリ１７５Ｋに格納されている情報を出力するインターフェース回路（図示せず）を備えている。

感光体１２１Ｋの表面にトナー像を生成するプロセスは下記の通りである。まず、感光体１２１Ｋの表面を帯電器１２１Ｋで帯電させる。次に露光装置１２３Ｋを用いて生成したい画像に合わせて変調した光を感光体１２１Ｋの表面へ照射する。これにより感光体１２１Ｋの表面には生成したい画像に対応する電位分布、すなわち静電潜像が生成される。

次に、現像ローラ１７３Ｋにより、静電潜像にトナーを付着させる。その結果、感光体１２１Ｋの表面にトナー像が生成される。感光体１１２Ｋの表面に生成されたトナー像は、転写ローラによりシート材１１１の表面へ転写される。

シート材１１１に対して、Ｋ（ブラック）のトナー像のシート材１１への転写が完了し
た後、シート材１１１に対して、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、およびＣ（シアン）のトナーについても同様にトナー像が転写される。トナー像の転写がＫ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、およびＣ（シアン）の全てについて完了すると、シート材１１１上にはＫ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、およびＣ（シアン）の全ての色からなるトナー像が完成する。このトナー像はシート材１１１に静電気力で付着しているに過ぎないので、摩擦等によりすぐにはがれてしまう。そこで、シート材１１１は、トナー像をシート材１１１に定着させるために定着部１４０（図１）へと搬送される。

定着部１４０は、シート材１１１上のトナー像を加熱しながらシート材１１１表面に押し付ける圧力を加える。この処理によりトナー像はシート材１１１の表面に定着してはがれにくくなる。このようにして、熱と圧力による定着が完了すると、シート材１１１は、プリンタ１の上面に排出されて印刷が完了する。

Ｂ．本発明の第１実施例における画像形成装置の機械的駆動制御：
図３は、本発明の第１実施例におけるプリンタの機械駆動系統の構成を示す説明図である。機械駆動部２００は、プリンタ１の全体を制御する制御基板１００からの指令信号に応じて制御される。

機械駆動部２００は、駆動回路２１０、駆動モータ２２０、および温度センサ２３０を備える。駆動回路２１０は、制御基板１００からの指令信号に応じて、駆動モータ２２０を所定の速度で駆動するように制御する。駆動モータ２２０は、画像形成部１２０Ｋの感光体１２１Ｋと、トナーカートリッジ１７０Ｋの機構部と、に動力を供給する。一方、駆動ローラ１３１（図１）、ピックアップローラ１１３（図１）、および定着部１４０の機械的な駆動は図示しない他の機械駆動部によって駆動される。なお、シアン、マゼンタ、イエローの各色の構成は、ブラックと同様の構成を有しているので、説明を省略する。

トナーカートリッジ１７０Ｋの機構部は、感光体１２１Ｋに対して現像プロセスを実行するための現像ローラ１７３Ｋと、現像ローラ１７３Ｋにトナーを補給する補給ローラ１７４Ｋと、トナーを攪拌するアジテータ１７２Ｋと、を有している。トナーカートリッジ１７０Ｋの機構部は、たとえば新規に開発されたトナーの物性に応じて、その物性に適合するように設計されるので、駆動モータ２２０が出力する負荷トルクはカートリッジ毎に異なることが想定されている。

しかし、トナーカートリッジ側にとって適切なトルクは、必ずしも画像形成装置側にとって適切なトルクとは言えない場合があることが本願発明者によって見出された。たとえばトナーカートリッジ側にとって適切なトルクが画像形成装置側にとって過度に大きなトルクである場合があった。一方、本願発明者は、画像形成装置側にとって過度に大きなトルクであっても、制限された時間内に駆動を限定すれば運用が可能であることをも見出した。

図４は、本発明の第１実施例におけるトナー残量、負荷トルク、および機械駆動部２００の温度上昇の相互関係を示す２つのグラフＧ１、Ｇ２を示す説明図である。グラフＧ１は、トナー残量と負荷トルクの関係を示している。ここで、負荷トルクとは駆動モータ２２０の軸にかかる力に相当する。図４から明らかなように、トナー残量が多いほど、負荷トルクが大きくなる。これは、アジテータ１７２Ｋ（図２）でトナーを攪拌するための負荷が負荷トルクの中の大きな部分を占め、トナー残量が多いときほどトナーを攪拌するための負荷は大きくなるからである。グラフＧ２は、負荷トルクと機械駆動部２００の温度上昇の相互関係を示している。機械駆動部２００の温度上昇で用いられる温度とは、プリンタ１をセ氏２５度に設置した状態で連続印刷した場合の、駆動回路２１０において一定
となった（飽和となった）表面温度に相当する。グラフＧ２から、負荷トルクが大きいほど、温度上昇が大きいことがわかる。なお、グラフＧ１、Ｇ２では、負荷トルクと温度上昇は、いずれも最大値を「１」として正規化して表現されている。

図３の表１７５Ｋｔは、このような特性に基づいて設定されたデータを示している。このデータは、本実施例では、負荷トルクとともにトナーカートリッジ１７０Ｋが有する不揮発性メモリ１７５Ｋに格納されている。このデータは、プリンタ１において連続して印刷することができる枚数である許容連続印刷枚数と、トナー残量との関係を示している。具体的には、たとえばトナー残量が装着時の量の７０％であるときには、５０枚の印刷を連続して実行することができる。なお、表１７５Ｋｔに示すトナー残量は、プリンタ１に装着されている全てのトナーカートリッジのトナー残量の平均値を示している。

データの格納は、たとえばトナーカートリッジ１７０Ｋが装着を予定しているプリンタの種類ごとに行っても良い。データの格納方法は、たとえばトナー残量１００％に対して３０枚、８０％に対して５０枚というような形式で格納しても良い。

なお、「トナー残量」は、トナーの使用量によって決定する値なので（たとえばトナー残量はカートリッジ開封時のトナー量からトナーの使用量を減じた値としても定義可能）、トナーの使用量に相関を有する量をも含む広い意味を有している。また、トナー残量は、たとえばカートリッジ１７１Ｋの内部におけるトナーの攪拌負荷や攪拌時の光の透過量、画像形成に使用したトナー量の減算による推定といった種々の方法で決定することができる。

Ｃ．本発明の第１実施例における印刷処理：
図５は、本発明の第１実施例における印刷処理のルーチンを示すフローチャートである。この印刷処理は、画像形成装置に接続されたＰＣ（図示せず）からの印刷データの送信や、プリンタ１に備えられた操作ボタン（図示せず）の指示により、プリンタ１に印刷ジョブが要求されたときに実行されるものである。ステップＳ１００では、プリンタ１は、単一の印刷ジョブを入力する。本実施例は、説明を分かりやすくするために単一の印刷ジョブが入力された場合を想定している。

ステップＳ２００では、プリンタ１は、許容連続印刷枚数ＡＣＰを設定する。許容連続印刷枚数ＡＣＰの設定は、４個のトナーカートリッジ１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙ、１７０Ｋの各々から読み出された許容連続印刷枚数とトナー残量とに基づいて行われる。具体的には、プリンタ１は、トナー残量の重み付け平均値を算出し、この重み付け平均値に応じてメモリ１７５Ｋの格納データ１７５ＫＴ（図３参照）を参照することによって、許容連続印刷枚数ＡＣＰを決定する。

重み付け平均値とは、たとえばトナーカートリッジ１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙ、１７０Ｋのうちブラックのトナーカートリッジ１７０Ｋのみが他の色のカートリッジよりも大きくて負荷トルクが２倍である場合に、トナーカートリッジ１７０Ｋの残量の重み付けを２倍としてトナー残量を決定する方法である。具体的には、重み付け平均値は、３個のトナーカートリッジ１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙの残量に重み付け値０．２を乗じて和を算出し、これにトナーカートリッジ１７０Ｋに重み付け値０．４を乗じて総和を算出することによって許容連続印刷枚数ＡＣＰを決定することができる。

例えば、トナーカートリッジ１７０Ｃのトナー残量ＴＣ＝９０％、１７０Ｍのトナー残量ＴＭ＝９０％、１７０Ｙのトナー残量ＴＹ＝７０％、１７０Ｋのトナー残量ＴＫ＝５０％だった場合は、トナー残量の重み付け平均値ＴＡは次式、
ＴＡ＝０．２ＴＣ＋０．２ＴＭ＋０．２ＴＹ＋０．４ＴＫ＝７０％
と計算でき、メモリ１７５Ｋの格納データ１７５ＫＴ（図３参照）を参照して、ＡＣＰ＝５０枚が求められる。

この許容連続印刷枚数ＡＣＰは、印刷ジョブが開始される毎にトナー残量を検出して計算しても良いし、あるいはプリンタ１の電源がオンされたときにトナー残量を検出して計算しても良い。前者は、印刷ジョブを開始するたびに、最新のトナー残量に適合するようにＡＣＰを更新することができるという利点を有し、後者は、トナーカートリッジ１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙ、１７０Ｋへのメモリのアクセス頻度を小さくすることができるという利点を有している。

さらに、許容連続印刷枚数ＡＣＰは、トナーカートリッジ１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙ、１７０Ｋの装着時（トナー残量＝１００％）の負荷トルクのみに基づいて決定するようにしてもよい。このように構成すれば、簡易に本発明を適用することができる。

ステップＳ３００では、プリンタ１は、連続印刷枚数ＣＰの値を０に初期化する。これにより、入力された印刷ジョブに応じて連続して印刷された枚数をカウントすることができる。

ステップＳ４００では、プリンタ１は、連続印刷枚数ＣＰが許容連続印刷枚数ＡＣＰを超過したか否かを決定する。ステップＳ４００において、連続印刷枚数ＣＰが許容連続印刷枚数ＡＣＰ以下のときには、処理がステップＳ６００に進められる。一方、連続印刷枚数ＣＰが許容連続印刷枚数ＡＣＰよりも大きいときには、処理がステップＳ５００に進められる。

ステップＳ５００では、プリンタ１は、低速設定処理を行う。低速設定処理とは、印刷媒体としての各シート材１１１への画像形成の「時間的間隔（インターバル）」と画像形成にかかる時間（画像形成時間）の少なくとも一方が標準速度よりも長くなるように設定する処理である。こうすれば、機械駆動部２００が出力する単位時間当たりのエネルギーを小さくすることができる。換言すれば、移動速度を小さくすることによって仕事率を過大とすることなく、負荷トルクの増大に対応して印刷処理を継続することができることになる。

なお、トナーカートリッジ１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙ、１７０Ｋは、摩擦負荷や慣性負荷に加えて、印刷速度に比例して大きくなる粘性負荷成分を持つので、現像ローラ１７３Ｋ等の各ローラやアジテータ１７２Ｋの回転数を小さくすれば機械駆動部２００の負荷トルクを小さくすることができる。

一方、ステップＳ６００では、プリンタ１は、標準速度設定処理を行うので、機械駆動部２００が出力可能な範囲では、速度を落とすことなく印刷処理を実行することができる。

ステップＳ７００では、プリンタ１は、1枚のシート材１１１に1枚分の画像を形成する1ページ印刷処理を行う。1ページ印刷処理が完了すると、処理がステップＳ８００に進められる。

ステップＳ８００では、プリンタ１は、連続印刷枚数のインクリメント処理（ＣＰ＝ＣＰ＋１）を行う。

ステップＳ９００では、プリンタ１は、Ｓ１００で入力されたジョブに含まれる1ペー
ジ印刷処理がすべて完了したか否かを判断する。具体的には、印刷すべき次のページが残
っているか否かに基づいて判断される。次のページが残っているときには、処理がステップＳ４００に戻される。一方、次のページの印字データが残っていないときには、プリンタ１は、印刷処理を終了する。

このように、第１実施例の印刷処理方法では、カートリッジ機構部の機械的駆動に使用されるトルクを表す情報を含むトルク情報に応じて、単位時間当たりの印刷処理媒体の移動速度である印刷速度を抑制（制限）し、カートリッジ機構部の負荷に応じて適切な駆動制御を行うことができるので、駆動部の負荷を適切な範囲に制限することができる。

これにより、駆動部の負荷を適切な範囲としつつカートリッジ機構部の負荷に応じたトルクを出力することができるので、駆動部の仕様を変更することなくトルク負荷の大きなカートリッジ機構部を有するカートリッジの使用を実現することができる。逆に、駆動部の仕様に対して設計自由度を提供することもできる。ここで、「適切な範囲」とは、駆動部（モータや駆動回路）の出力（あるいは温度）や画像形成装置の内部の温度といった種々の値を、良好な画像形成動作が可能な状態に保てる範囲を言う。

なお、第１実施例の印刷処理方法では、トナーカートリッジに収容されているトナー残量に応じて、連続印字枚数を変更するので、トルク情報に対して常に一定の駆動制御を行う従来技術（特許文献１）とは異なり、トナー残量に応じてカートリッジの負荷トルクが変化した場合であっても、画像形成装置内の内部環境が適切な範囲になるように調整して、印刷を行うことができる。

Ｃ−１．第１実施例の第１変形例：
上述の第１実施例では、単一の印刷ジョブが入力されることを想定しているが、複数の印刷ジョブが入力されたときにも同様に処理することができる。このようにすれば、複数の印刷ジョブの各々が入力されるたびに印刷処理媒体のカウントがクリアされるので、たとえば複数の印刷ジョブを跨った熱の蓄積を考慮する必要がないくらい熱容量の小さな駆動回路２１０（たとえば集積回路）が熱環境の標定となっている場合において、すみやかに複数のジョブを処理することができるので、本願発明を簡易かつ効果的に適用することができる。

一方、熱容量の大きな駆動モータ２２０（たとえば集積回路）が熱環境の標定となっている場合においては、複数の印刷ジョブが入力されたときには、複数の印刷ジョブの各々が入力されるたびに、予め設定された冷却時間だけ印刷処理を停止するとともに、前記カウントをクリアするように構成してもよい。

具体的には、連続して処理される印刷ジョブについては、印刷ジョブの入力（Ｓ１００）の後に冷却処理を挿入するように構成することができる。冷却処理とは、予め設定された所定の時間だけ機械駆動部２００を停止して、機械駆動部２００を冷却する処理である。このようにすれば、複数の印刷ジョブを跨った熱の蓄積を抑制して各印刷ジョブにおける連続入力数の管理だけで過剰な昇温を抑制することができる。

Ｃ−２．第１実施例の第２変形例：
さらに、複数の印刷ジョブが入力されたときには、複数の印刷ジョブのうち連続して処理される印刷ジョブに跨って連続印刷枚数のカウント処理を継続するように構成しても良い。具体的には、連続して処理される印刷ジョブについては、連続印刷枚数ＣＰの値の初期化（ステップＳ３００）をスキップするように構成することができる。

こうすれば、複数の印刷ジョブのうち連続して処理される印刷ジョブを跨って印刷処理媒体のカウントを継続するので、複数の印刷ジョブに跨って蓄積された熱を考慮して駆動
部を制御することができる。本構成は、過剰な昇温が問題となる構成要素が熱容量の大きく冷却しにくい要素（たとえば駆動モータ２２０）である場合にも効果的に適用することができる。

Ｄ．本発明の第２実施例における印刷処理：
図６は、本発明の第２実施例における印刷処理のルーチンを示すフローチャートである。第２実施例のフローチャートは、低速設定処理（ステップＳ５００）が冷却処理（ステップＳ５００ａ）に置き換えられるとともに、連続印刷枚数ＣＰの値を初期化する処理（ステップＳ６００）が追加されている点で第１実施例のフローチャートと相違する。さらに、標準速度設定処理（ステップＳ６００）は、低速設定処理（ステップＳ５００）の置き換えにともなって削除されている。

冷却処理とは、予め設定された所定の時間だけ機械駆動部２００を停止して、機械駆動部２００を冷却する処理である。これにより、プリンタ１は、許容連続印刷枚数ＡＣＰとして設定された枚数（たとえば５０枚）の連続印刷が再び可能となるので、冷却処理が完了すると、連続印刷枚数ＣＰの値を初期化されて処理がステップＳ７００に進められることになる（ステップＳ６００）。

このように、第２実施例の印刷処理方法では、複数の印刷ジョブの各々の完了毎に予め設定された冷却時間だけ印刷処理を停止することができるので、複数の印刷ジョブを跨った熱の蓄積を抑制して各印刷ジョブにおける連続出力数の管理だけで過剰な昇温を抑制することができる。

Ｅ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。特に、上記各実施例における構成要素中の独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。さらに、独立請求項に記載された要素についても、本願明細書に開示された範囲で独立請求項に記載されていない要素と適宜入れ替えが可能である。

さらに、上述の実施例において、上述の利点や効果の各々の全てが本願発明の必須の構成要件につながるものではなく、本願発明は、上述の利点や効果の各々を簡易に実現させる設計自由度を与えるものであって、少なくとも一つの利点あるいは効果を実現させるものであれば良い。

Ｅ−１．第１変形例：上述の各実施例では、トナー残量から直接的に許容連続印刷枚数ＡＣＰが決定されているが、たとえばトナー残量を使用して画像形成装置の内部温度（たとえば機械駆動部２００の温度）を推定し、推定された内部温度に応じて許容連続印刷枚数ＡＣＰが決定されるように構成しても良い。

具体的には、不揮発性メモリ１７５Ｋ（図３）に、トナー残量と負荷トルクの関係を示すデータ（図４のグラフＧ１）と負荷トルクと機械的駆動部の温度上昇の関係を示すデータ（図４のグラフＧ２）と、機械的駆動部の温度上昇と連続印字枚数の関係を示すデータとを予め記憶しておく。こうすれば、画像形成装置は、これらのデータに基づいてトナー残量から内部温度を推定し、この推定された内部温度に応じて許容連続印刷枚数を決定することができる。

こうすれば、トナー残量から直接的に許容連続印刷枚数ＡＣＰが決定できない場合にも、トルク情報に応じて推定された内部温度に応じて許容連続印刷枚数を決定することがで
きるので、温度計測を行うことなく駆動部が単位時間当たりに発生させるエネルギーに伴って生ずる熱に起因する過剰な昇温を抑制することができる。ただし、たとえば温度センサ２３０（図３）を使用して機械駆動部２００の温度実測を行えば、実測された内部温度に応じて許容連続印刷枚数を決定することができるので、高い信頼性で過剰な昇温を抑制することができる。

Ｅ−２．第２変形例：上述の各実施例では、電子回路や制御基板を使用した制御回路が例示されているが、各制御系の実装は、これを実現する電子回路やコンピュータ（ＣＰＵ、メモリ、ソフトウェア）、あるいは、これらの組み合わせによって実現することができる。印刷処理を実行するプログラムは、予め画像形成装置のメモリに記憶されていてもよいし、トナーカートリッジの不揮発性メモリに記憶され、あるいはインターネットを介してダウンロード可能となっていることが好ましい。こうすれば、必要に応じて画像形成装置にインストールできるように構成することができる。

Ｅ−３．第３変形例：上述の各実施例では、複数のトナーカートリッジを備える画像形成装置が例示されているが、１つのトナーカートリッジを備える画像形成装置においても、本発明が適用可能である。

Ｅ−４：第４変形例：上述の各実施例では、駆動モータ２２０は、画像形成部１２０Ｋの感光体１２１Ｋと、トナーカートリッジ１７０Ｋの機構部に動力を供給する。一方、駆動ローラ１３１（図１）、ピックアップローラ１１３（図１）、および定着部１４０の機械的な駆動は図示しない他の機械駆動部によって駆動されることが例示されている。

しかしながら、本発明は、このような構成に限られず、たとえばこれらの全ての機構部を機械的に１つのモータで制御可能である画像形成装置にも適用可能である。このような画像形成装置おいては、不揮発性メモリ１７５Ｋに記憶されるトルク情報に、トナーカートリッジの機構部を駆動するためのトルク情報に加えて、たとえば駆動ローラ１３１、ピックアップローラ１１３、および定着部の少なくとも一つを駆動するためのトルク情報を含ませることで、本発明が適用可能である。

１…プリンタ
１００…制御基板
１１０…給紙部
１１１…シート材
１１２…トレイ
１１３…ピックアップローラ
１１４…給紙機構
１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｋ…画像形成部
１２１Ｋ…感光体
１２２Ｋ…帯電器
１２３Ｋ…露光装置
１２４Ｋ…転写ローラ
１２５Ｋ…リーダ
１３０…搬送機構
１３１…駆動ローラ
１３２…従動ローラ
１３３…ベルト
１４０…定着部
１５０…ベルトクリーニング機構
１７０Ｃ、１７０Ｍ、１７０Ｙ、１７０Ｋ…トナーカートリッジ
１７１Ｋ…トナーケース
１７２Ｋ…アジテータ
１７３Ｋ…現像ローラ
１７４Ｋ…補給ローラ
１７５Ｋ…不揮発性メモリ
２００…機械駆動部
２１０…駆動回路
２２０…駆動モータ
２３０…温度センサ
ＣＰ…連続印刷枚数
ＡＣＰ…許容連続印刷枚数

Claims (14)

1. トナーを収納するトナーカートリッジが着脱可能なカートリッジ装着部を備える画像形成装置であって、
   前記トナーカートリッジは、機械的に駆動されるカートリッジ機構部と、前記カートリッジ機構部の機械的駆動に使用されるトルクを表す情報を含むトルク情報を格納する記憶媒体と、を有し、
   前記画像形成装置は、さらに、
   前記トナーカートリッジに収められたトナーを利用して印刷媒体の表面に画像を印刷する画像形成部と、
   前記カートリッジ装着部に装着されたトナーカートリッジから、前記トルク情報を読み出すように構成された読み出し部と、
   前記読み出し部により読み出されたトルク情報に応じて、前記画像形成部により印刷される印刷媒体の単位時間当たりの印刷枚数を変更する制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記画像形成部は、複数の印刷媒体に対して連続して画像を印刷するものであり、
   前記制御部は、前記読み出し部により読み出されたトルク情報に応じて、ある印刷媒体に印刷を開始してから次の印刷媒体へ印刷を開始するまでの時間を変更することにより、単位時間当たりの印刷枚数を変更する画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置であって、
   前記画像形成部は、複数の印刷媒体に対して連続して画像を印刷するものであり、
   前記制御部は、前記読み出し部により読み出されたトルク情報に応じて、前記複数の印刷媒体の各々の印刷にかかる時間を前記駆動部を制御して変更することによって単位時間当たりの印刷枚数を変更する画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、連続して出力された前記印刷処理媒体の数をカウントするとともに、前記カウントされた連続出力数が、許容された連続出力数として予め設定された許容連続印刷枚数を超過したときには、単位時間当たりの印刷枚数を減少させる画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記画像形成部により印刷される印刷媒体の移動速度である印刷速度を変更するものであり、
   前記画像形成装置は、第１印刷速度で印刷する標準印刷モードと、前記標準印刷モードよりも低速な第２印刷速度で印刷する低速印刷モードとを含む複数の印刷モードを有し、
   前記制御部は、前記標準印刷モードで印刷中に前記カウントされた連続出力数が、前記許容連続印刷枚数を超過したときには、印刷モードを前記標準印刷モードから前記低速モードに切り替える画像形成装置。
6. 請求項４または５に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、複数の印刷ジョブが入力されたときには、前記複数の印刷ジョブのうち連続して処理される印刷ジョブに跨って前記カウントを継続する画像形成装置。
7. 請求項４または５に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、複数の印刷ジョブが入力されたときには、前記複数の印刷ジョブの各々を実行するたびに予め設定された時間だけ印刷処理を停止するとともに、前記カウントをクリアする画像形成装置。
8. 請求項４または５に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、複数の印刷ジョブが入力されたときには、前記複数の印刷ジョブの各々を実行するたびに前記印刷処理媒体のカウントをクリアする画像形成装置。
9. 請求項４ないし８のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記画像形成装置は、前記トルク情報に応じて、前記画像形成時における前記画像形成装置の内部温度を推定する機能を有し、
   前記許容連続印刷枚数は、前記推定された内部温度に応じて決定される画像形成装置。
10. 請求項４ないし９のいずれかに記載の画像形成装置であって、
    前記画像形成装置は、前記画像形成装置の内部温度を計測する機能を有し、
    前記許容連続印刷枚数は、前記計測された内部温度に応じて決定される画像形成装置。
11. 請求項４ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置であって、
    前記画像形成装置は、前記トナーカートリッジのトナー残量を決定する機能を有し、
    前記許容連続印刷枚数は、前記トナー残量に応じて決定される画像形成装置。
12. 請求項１１記載の画像形成装置であって、
    前記許容連続印刷枚数は、印刷ジョブが開始される毎に決定される画像形成装置。
13. 画像形成装置にトナーを供給するトナーカートリッジであって、
    機械的に駆動されるカートリッジ機構部と、
    前記カートリッジ機構部の機械的駆動に使用されるトルクを表す情報を含むトルク情報を格納する記憶媒体と、
    前記画像形成装置からの要求に応じて、前記トルク情報を出力するインターフェース回路と、
    を備え、
    前記画像形成装置は、前記トナーカートリッジに収められたトナーを利用して印刷媒体の表面に画像を印刷する画像形成部と、前記カートリッジ装着部に装着されたトナーカートリッジから、前記トルク情報を読み出すように構成された読み出し部と、前記読み出し部により読み出されたトルク情報に応じて、前記画像形成部により印刷される印刷媒体の単位時間当たりの印刷枚数を変更する制御部と、
    を備えるトナーカートリッジ。
14. 画像形成装置に機械的な駆動制御を実行させるコンピュータプログラムであって、
    画像形成装置は、
    トナーを収納し、機械的に駆動されるカートリッジ機構部と、前記カートリッジ機構部の機械的駆動に使用されるトルクを表す情報を含むトルク情報を格納する記憶媒体とを有するトナーカートリッジが着脱可能なカートリッジ装着部と、
    前記トナーカートリッジに収められたトナーを利用して印刷媒体の表面に画像を印刷する画像形成部と、
    前記カートリッジ装着部に装着されたトナーカートリッジから、前記トルク情報を読み出すように構成された読み出し部と、
    制御部と、
    を備え、
    前記コンピュータプログラムは、
    前記カートリッジ装着部に装着されたトナーカートリッジから、前記トルク情報を読み出す読み出し機能と、
    前記読み出し機能により読み出されたトルク情報に応じて、前記画像形成部により印刷
    される印刷媒体の単位時間当たりの印刷枚数を変更する制御機能と、
    を前記画像形成装置に実現させるプログラムを含むコンピュータプログラム。