JP2010210789A - 回収量管理装置、画像形成装置、回収量管理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも定量の二成分現像剤を回収することで寿命となる現像剤回収容器を含み、経時的に寿命となる同一ユニット内の複数の消耗品の間の寿命時期の差を軽減する。
【解決手段】感光体ドラムの寿命は、直接画質に影響を及ぼす。廃トナーの回収量は、もともと絶対量が少なく、入替回収容器１１６に比べて寿命は長い。入替回収容器１１６は、全ての色の現像剤が集約されて回収されるため、廃トナー回収容器に比べて寿命が短い。この入替回収容器１１６の寿命が先にくると、前記感光体ドラム２８Ｙはまだ使える場合があり、廃トナー回収容器にも余裕がある可能性が高い。入替回収容器１１６において、これ以上回収できない、所謂限界を示す第１のしきい値よりも少ない第２のしきい値を設定し、回収量がこの第２のしきい値に到達した場合に、入替回収容器１１６の延命措置を行うようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、回収量管理装置、画像形成装置、回収量管理プログラムに関する。

現像剤としてトナーを用い、原画像に基づいて画像を形成する画像形成装置では、原画像（例えば、画像データ）に基づいて、感光体ドラムに静電潜像を形成した状態で、少なくともトナーを含む二成分現像剤を供給することでトナー像を生成する。

二成分現像剤は、トナーとキャリアで構成され、このような二成分現像剤を用いた現像装置では、トナーが現像処理動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像装置の貯留部に残る。

このため、現像装置内でトナーと共に攪拌のために循環される頻度が多くなり、キャリアが劣化する。

キャリアの劣化は、例えば、抵抗値及び現像剤の帯電性の低下が起き、現像性が過度に上がって、画像濃度が上昇したり、カブリが発生するといった画質低下の要因となる。

このため、トナー補給に際し、新しいキャリアを補填することで、画像濃度の安定を図っている。トナー補給やキャリアの補填は、現像装置の貯留部容量を増加させるため、貯留部では、攪拌のための二成分現像剤の循環に乗じて、余剰分を隔壁を上辺から溢れさせ回収容器に回収する。なお、このような二成分現像剤の補填及び回収により画質を安定させる方式を「トリクル現像方式」という場合があるため、以下、回収容器を「トリクル回収容器」という）。

トリクル回収容器に回収した二成分現像剤は、トリクル回収容器の回収量を認識して、適宜廃棄する必要がある。

このトリクル現像方式のためのトリクル回収容器は、所謂消耗品であり、画像形成装置においては、他の消耗品として感光体ドラムユニット、廃トナー回収容器等があり、消耗品の一括管理という観点から、トリクル回収容器は他の消耗品と一体化される場合があるが、これらの消耗品の交換時期（寿命）は統一されていないため、先に交換時期がきた消耗品に合わせて、ユニット全体を交換するようにしている。

参考技術として、廃トナーに対して、寿命に近いと検知された後、延命動作を行うことが特許文献１〜特許文献３に記載されている。

特許文献１では、回収トナーに軟化液を添加し、定着部の熱を利用して溶解し回収効率を上げることが提案されている。

また、特許文献２では、プロセスコントロールの条件（画像形成時の用紙間隔、基準画像の濃度判定等）を変更することが開示されている。

さらに、特許文献３では、プロセスコントロール自体の回数を減らすことが開示されている。

特開２００６−３０１１４４公報 特開２００７−２６４４８１公報 特開２００８−０８９７９５公報

本発明は、少なくとも定量の二成分現像剤を回収することで寿命となる現像剤回収容器を含み、経時的に寿命となる同一ユニット内の複数の消耗品の間の寿命時期の差を軽減することができる回収量管理装置、画像形成装置、回収量管理プログラムを得ることが目的である。

請求項１に記載の発明は、画像情報に基づいて像保持体上に形成された静電潜像を現像処理するために貯留部に貯留している、少なくともトナーを含む流動性のある二成分現像剤を、前記現像処理の状態に基づいて補給し、当該補給による余剰の前記二成分現像剤を回収する現像剤入替手段と、前記余剰の二成分現像剤を回収するための入替回収容器を含み、それぞれ予め交換寿命が定められた複数の交換部材が一体化された交換部材ユニットと、前記交換部材ユニットに組み込まれた、それぞれの交換部材の寿命を判定する寿命判定手段と、前記寿命判定手段において、前記入替回収容器の回収量が、限界を示す第１のしきい値よりも少ない第２のしきい値に到達した場合に、前記寿命判定手段における、他の交換部材の寿命の判定結果に基づいて、前記現像剤入替手段の入替率を定常時よりも軽減する入替率軽減手段と、を有している。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記入替率軽減手段が、前記現像処理の条件を変更することで、間接的に二成分現像剤の使用量を減らす。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記現像剤入替手段が、前記貯留部に予め設定した高さの隔壁を乗り越える二成分現像剤を入替回収容器へ案内する構成であり、前記入替率軽減手段が、二成分現像剤を、前記現像処理によって像保持体へ持ち出すことで、積極的に前記貯留部内の嵩を下げ、前記隔壁を乗り越える量を減らす。

請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記現像剤入替手段が、前記貯留部に予め設定した高さの隔壁を乗り越える二成分現像剤を入替回収容器へ案内すると共に、この隔壁の乗り越え量は、前記貯留部内の二成分現像剤の循環速度による表層面の波立ちに依存する構成であり、前記入替率軽減手段が、前記循環速度を定常状態よりも遅くすることで、前記隔壁を乗り越える量を減らす。

請求項５に記載の発明は、前記請求項１〜請求項４の回収量管理装置が搭載され、前記入替回収容器が、前記像保持体又は前記像保持体に付着した不要なトナーを回収する廃トナー回収容器の少なくとも何れか一方と一体化されて、前記交換部材ユニットが構成された画像形成装置である。

請求項６に記載の発明は、画像情報に基づいて像保持体上に形成された静電潜像を現像処理するために貯留部に貯留している、少なくともトナーを含む流動性のある二成分現像剤を、前記現像処理の状態に基づいて補給し、当該補給による余剰の前記二成分現像剤を回収する現像剤入替を実行し、前記余剰の二成分現像剤を回収するための入替回収容器を含み、それぞれ予め交換寿命が定められた複数の交換部材が一体化された交換部材ユニットに組み込まれた、それぞれの交換部材の寿命を判定し、前記寿命判定において、前記入替回収容器の回収量が、限界を示す第１のしきい値よりも少ない第２のしきい値に到達した場合に、前記寿命判定における、他の交換部材の寿命の判定結果に基づいて、前記現像剤入替率を定常時よりも軽減することを、コンピュータに実行させる回収量管理プログラムである。

請求項１記載の発明によれば、少なくとも定量の二成分現像剤を回収することで寿命となる現像剤回収容器を含み、経時的に寿命となる同一ユニット内の複数の消耗品の間の寿命時期の差を軽減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、間接的に二成分現像剤の使用量を減らすことができる。

請求項３に記載の発明によれば、二成分現像剤を像保持体へ持ち出すことで、貯留部内の嵩を下げることができる。

請求項４に記載の発明によれば、貯留部内の循環速度を遅くすることで、貯留部内の嵩を下げることができる。

請求項５記載の発明によれば、少なくとも定量の二成分現像剤を回収することで寿命となる現像剤回収容器を含み、経時的に寿命となる同一ユニット内の複数の消耗品の間の寿命時期の差を軽減することができる。

請求項６記載の発明によれば、少なくとも定量の二成分現像剤を回収することで寿命となる現像剤回収容器を含み、経時的に寿命となる同一ユニット内の複数の消耗品の間の寿命時期の差を軽減することができる。

本発明の実施形態に係るプリンタの概略図である。 本実施の形態に係るプリンタにおける制御ユニットのハード構成を示すブロック図である。 （Ａ）は画像形成ユニットの一部を構成する現像部の平面図、（Ｂ）は画像形成ユニットの一部を構成する現像部の正面図である。 本実施の形態に係る印刷管理制御部における、画像形成ユニットに組み込まれた感光体ドラム、廃トナー容器、入替回収容器のそれぞれ寿命判定を行うための制御を機能的に示したブロック図である。 本実施の形態に係る画像形成ユニットの寿命判定制御を示すフローチャートである。 第１の実施例に係るトナー濃度−密度特性図である。 第２の実施例に係るトナー濃度−排出開始現像剤重量特性図である。 第３の実施例に係る攪拌速度−排出開始現像剤重量特性図である。

図１には、画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。プリンタ１０は、フルカラー画像又は白黒画像を形成するデジタルプリンタである。

プリンタ１０内部の上方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーを収容するトナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが交換可能に設けられている。なお、以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）の各色に対応する部材の符号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付与して区別するが、区別の必要のない場合は、この色分けの符号を省略する。

トナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋには、それぞれトナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの一端が接続されている。なお、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、管状部材で構成されており、プリンタ１０の側面に沿って下方側へ向けられた配置となっているが、途中経路の図示は省略している。

また、プリンタ１０内部の中央には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの二成分現像剤に対応する４つの画像形成ユニット１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が、図１の正面視にて右斜め下方に向けて互いに一部を重ねた状態で配置されている。

画像形成ユニット１２は、感光体２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）を備えている。感光体２８の周囲には、感光体２８の表面に接触して感光体２８を一様に帯電する帯電装置の一例としての帯電ロールと、前述の露光光Ｌにより感光体２８上に形成された静電潜像を各色の二成分現像剤（トナーとキャリア）で現像する現像部３１（３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ）と、転写後の感光体２８の表面に光を照射して除電を行う除電装置の一例としてのイレーズランプと、除電後の感光体２８の表面を清掃するクリーニングユニットとが設けられている。

二成分現像剤は、非磁性タイプのトナーと、磁性を有するキャリアとが混合されたものである。ここで、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの他端が、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの貯留部１１０（図３参照）にそれぞれ接続されており、各色のトナー及び少量のキャリアが各画像形成ユニット１２に供給されるようになっている。なお、トナーとキャリアの配合率は、プリンタ１０の処理仕様によって異なるが、トナー：キャリア＝９：１程度である。一方、もともと、現像部３１内の存在する二成分現像剤のトナーとキャリアの配合率は、プリンタ１０の処理仕様によって異なるが、トナー：キャリア＝１：９程度である。

各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの上方には、転写部１４が設けられている。転写部１４は、中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に配置され、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの各トナー像を中間転写ベルト１６に多重転写させる４つの一次転写部材としての一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、中間転写ベルト１６上で重ねられたトナー像を、記録用紙Ｐに転写させる二次転写ロール２０とを有している。

中間転写ベルト１６は、図示しないモータで駆動される駆動ロール２２と、中間転写ベルト１６の張力を調整するテンションロール２４と、二次転写ロール２０と対向配置されたバックアップロール２６とで構成されるローラ群に、一定の張力で巻き掛けられており、駆動ロール２２により、図１の矢印Ｘ方向（反時計回り方向）に周回駆動されるようになっている。

一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、中間転写ベルト１６を挟んでそれぞれの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）と対向配置されている。また、一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性（本実施形態では一例として正極性）の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。なお、二次転写ロール２０も、給電ユニットによって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が付与されるようになっている。

また、中間転写ベルト１６の駆動ロール２２が設けられている位置の外周面には、クリーニング装置３０が設けられている。クリーニング装置３０は、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４を備えており、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４によって、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

さらに、テンションロール２４と、バックアップロール２６との間の中間転写ベルト１６の外側近傍には、温度センサ１１２及び湿度センサ１１４が取り付けられ、機内、特に画像形成ユニット１２の周辺近傍の温度及び湿度を計測する。この温度センサ１１２及び湿度センサ１１４は、機内の様々な温度又は湿度制御の要素に共用される。

プリンタ１０の記録用紙Ｐの搬送経路と反対側の側面近傍には、プリンタ１０の各部の駆動制御を行う制御ユニット３６が設けられている。また、画像形成ユニット１２の下側には、帯電された感光体２８の表面に各色に対応した露光光Ｌ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ）を照射して静電潜像を形成する露光ユニット４０が設けられている。

露光ユニット４０は、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに共通の１つのユニットで構成されており、４つの半導体レーザ（図示省略）を各色の色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザから露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光ユニット４０は、各画像形成ユニット１２毎に個別に設けてもよい。

また、露光ユニット４０は、矩形のフレーム３８で密閉されており、内部には、各露光光Ｌを主走査方向に走査するためのｆθレンズ（図示省略）及びポリゴンミラー４２が設けられている。フレーム３８の上面には、４本の露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８に向けて出射するためのガラス窓４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋが設けられている。

ここで、露光ユニット４０の半導体レーザから出射された露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫはポリゴンミラー４２に照射され、このポリゴンミラー４２から反射した光がｆθレンズを介して偏向走査される。ポリゴンミラー４２で偏向走査された露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、結像レンズ及び複数枚のミラーからなる光学系（図示省略）を介して、感光体２８上の露光ポイントに走査露光される。

一方、露光ユニット４０の下側には、記録用紙Ｐが収納された給紙カセット４６が配置されている。また、給紙カセット４６の端部から鉛直方向上方には、記録用紙Ｐを搬送する用紙搬送路５０が設けられている。

用紙搬送路５０には、記録用紙Ｐを給紙カセット４６から送り出す給紙ロール４８と、記録用紙Ｐを１枚ずつ給紙させる用紙分離搬送用のロール対５２と、中間転写ベルト１６上の画像の移動タイミングと記録用紙Ｐの搬送タイミングを合わせる用紙先端位置合わせロール５４とが設けられている。ここで、給紙カセット４６から給紙ロール４８によって順次送出された記録用紙Ｐは、用紙搬送路５０を経由して、間欠的に回転する用紙先端位置合わせロール５４によって中間転写ベルト１６の二次転写位置まで一旦搬送され、停止される。

二次転写ロール２０の上方には、定着装置６０が設けられている。定着装置６０は、加熱された加熱ロール６２と、この加熱ロール６２に圧接された加圧ロール６４とを備えている。ここで、二次転写ロール２０によって各色のトナー像が転写された記録用紙Ｐは、加熱ロール６２と加圧ロール６４との圧接部で熱及び圧力により定着され、記録用紙Ｐの搬送方向下流側に設けられた排出装置の一例としての排紙ロール６６によって、プリンタ１０の上部に設けられた排出部６８に排出されるようになっている。また、トナー像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト１６の表面は、クリーニング装置３０によって残留トナーや紙粉等が除去される。

図２に示される如く、制御ユニット３６は、メインコントロール部７０を含んでいる。メインコントロール部７０は、ＣＰＵ７２、ＲＡＭ７４、ＲＯＭ７６、Ｉ／Ｏ（入出力部）７８、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス８０を有している。

Ｉ／Ｏ７８には、前記プリンタ１０における搬送系や、画像形成のための走査露光系、現像系等の各処理系を制御し、管理するための印刷制御管理部８８が接続されている。

より詳細には、印刷制御管理部８８には、搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８が接続され、各部の制御を管理している。

印刷制御管理部８８は、Ｉ／Ｏ７８ではなく、直接バス８０に接続された構成であってもよい。また、ここでは、印刷に関する制御を印刷制御管理部８８に集約する構成としたが、当該制御をメインコントロール部７０で実行する構成であってもよい。

また、Ｉ／Ｏ７８には、ＵＩ（ユーザ・インターフェイス）８２が接続されている。ＵＩ８２は、ユーザーからの入力指示を受け付け、かつユーザーへ画像処理に関する情報を報知する役目を有している。さらに、Ｉ／Ｏ７８には、ハードディスク８４が接続されている。また、Ｉ／Ｏ７８は、Ｉ／Ｆ８６を介して通信回線網９０に接続されている。

図３（Ａ）及び（Ｂ）は、画像形成ユニット１２Ｙの一部を構成する現像部３１Ｙが示されている。

現像部３１Ｙは、前記トナー供給路１３Ｙから供給される二成分現像剤を貯留する受け皿状の貯留部１１０が設けられている。

貯留部１１０には、その長手方向（感光体２８の軸線方向）が軸線となるように、一対のスパイラルオーガ１１８、１２０が取り付けられている。一対のスパイラルオーガ１１８、１２０は、軸棒の周面に渦巻き状の羽根が取り付けられた形状であり、回転することで、二成分現像剤をスクリューコンベア方式で前記軸線方向へ流動させる役目を有している（図３（Ａ）の鎖線矢印参照）。図３（Ａ）に示される如く、二成分現像剤は、平面視で輪状（陸上競技場等のトラック状）に流動するように貯留部１１０が２室構成となっている。

すなわち、一対のスパイラルオーガ１１８、１２０は、それぞれ流動促進方向が相反する方向となっており、貯留部１１０内で、二成分現像剤が循環され、攪拌される。

貯留部１１０の長手方向の一端部には、隔壁部１２２が設けられている。図３（Ｂ）に示される如く、この隔壁部１２２の高さ寸法は、貯留部１１０の開口縁までの高さ寸法よりも低く設定されている。

ここで、前記スパイラルオーガ１１８、１２０の駆動により、二成分現像剤が循環流動している場合、当該二成分現像剤の表層部は隔壁部１２２よりも低いため、隔壁部１２２を乗り越えることはない。ところが、トナー供給路１３から二成分現像剤が補給されると、当然、貯留部１１０に貯留される二成分現像剤が増量する。この結果、増量分が、隔壁部１２２を乗り越えることになる。

貯留部１１０において、二成分現像剤が、循環しながら、補給された増量分だけ排出される動作は、貯留部１１０に滞留している劣化した二成分現像剤（トナーとキャリア）と、新たに補給された二成分現像剤（トナーとキャリア）とが混ざり合い、かつ排出されることになるため、補給動作に応じて、徐々に貯留部１１０内の二成分現像剤の劣化度合いを緩和することになる。

前記隔壁部１２２を乗り越えて、溢れ出た二成分現像剤（以下、現像部３１Ｙに貯留される二成分現像剤と区別する場合に「入替現像剤」という）は、回収案内路１２４を通って、入替回収容器１１６へ案内されるようになっている。

ここで、本実施の形態では、イエローを担当する画像形成ユニット１２Ｙにのみ入替回収容器１１６が取り付けられ、それぞれの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの貯留部１１０の隔壁１２２を乗り越えた二成分現像剤が集約して回収される構成となっている。なお、その他の構成については、他の色も同一であるので、画像形成ユニット１２Ｙのみ説明し、その他の色の構成の説明は省略する。

入替回収容器１１６は、箱形で予め定められた一定の容積の空間部１２６が形成されている。入替回収容器１１６には、その長手方向一方側の側壁に開口部１２８が設けられ、前記回収案内路１２４と連通している。このため、回収案内路１２４に案内されてきた入替現像剤が、前記開口部１２８を介して前記空間部１２６に流入し、蓄積されるようになっている。

空間部１２６の天井面の近傍には、スクリューコンベア１３０が取り付けられている。スクリューコンベア１３０は、その一端部が前記開口部１２８と対向し、他端部が長手方向他方側の側壁に対向している。

スクリューコンベア１３０は図示しない駆動手段の駆動力で回転し、開口部１２８から流入した入替現像剤を空間部１２６の奥側（図３（Ｂ）の右端部側）へ流動することを促進する。このため、入替現像剤は、開口部１２８近傍で目詰まりを起こすことなく、空間部１２６の容積に見合った量の入替現像剤を蓄積する。

ところで、入替回収容器１１６の空間部１２６の容積は、当然定められている。このため、入替回収容器１１６に、空間部１２６に蓄積される入替現像剤の蓄積量を検出する必要があり、その手段としては、入替回収容器センサ１４２（図４参照）を設けるが一般的である。

また、その他の手段としては、前記トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１Ｃ、１３Ｋから前記貯留部１１０に補給する補給量に応じて、隔壁部１２２から溢れることに着目し、二成分現像剤の補給量に基づいて、入替回収容器１１６の回収状態（入替現像剤の蓄積量）を認識するようにしてもよい。

ここで、画像形成ユニット１２Ｙにおいては、前述した入替回収容器１１６を含み、その他、感光体ドラム２８Ｙや図示は省略したが廃トナー容器が一体となって形成されている。

一体となった画像形成ユニット１２Ｙは、最先に寿命或いは寿命間近に到達した部材に応じて交換する必要がある。なお、以下において、単に「寿命」とした場合は、「寿命間近」を含むものとする。

この画像形成ユニット１２Ｙであれば、入替回収容器１１６の回収量、感光体ドラム２８Ｙの画像形成処理実行量（例えば、プリントボユーム（ＰＶ）量）、廃トナー容器の回収量（例えば、廃トナー容器センサ１４０（図４参照））が、それぞれ独立して監視され、それぞれ独立した寿命判定がなされる。

この場合、感光体ドラムの寿命は、直接画質に影響を及ぼすため、最も重要である。また、廃トナーの回収量は、感光体ドラム２８Ｙ上の余剰のトナーであるため、もともと絶対量が少なく、かつ各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ毎に設けられているため、入替回収容器１１６に比べて寿命は長い。これに対して、入替回収容器１１６は、全ての色の現像剤が集約されて回収されるため、廃トナー回収容器に比べて寿命が短い。

この入替回収容器１１６の寿命が先にくると、前記感光体ドラム２８Ｙはまだ使える場合があり、廃トナー回収容器にも余裕がある可能性が高い。

そこで、本実施の形態では、入替回収容器１１６の寿命判定を２段階とした。すなわち、入替回収容器１１６において、これ以上回収できない、所謂限界を示す第１のしきい値よりも少ない第２のしきい値を設定し、回収量がこの第２のしきい値に到達した場合に、入替回収容器１１６の延命措置を行うようにした。

なお、この第１のしきい値と第２のしきい値は、第１のしきい値が「寿命」と第２のしきい値「寿命間近」と考えてもよいし、第１のしきい値が「寿命」と「寿命間近」を含み、第２のしきい値が新たに設定した「延命切替時期」としてもよい。

また、延命措置は、自動的に実行してもよいし、手動で実行するようにしてもよいが、本実施の形態では、手動で実行する場合を示す。

図４は、印刷制御管理部８８における、画像形成ユニット１２Ｙに組み込まれた感光体ドラム２８Ｙ、廃トナー容器、入替回収容器１１６のそれぞれ寿命判定を行うための制御を機能的に示したブロック図である。なお、このブロック図は、あくまでも機能別に分類したものであり、印刷制御管理部８８のハード構成を限定するものではない。

印刷制御管理部８８には、画像形成実行制御部１３２が設けられ、前記搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８がそれぞれ接続されている。

画像形成実行制御部１３２には、感光体ドラム寿命判定部１３４、廃トナー容器寿命判定部１３６、入替回収容器寿命判定部１３８がそれぞれ接続されている。

また、現像制御部１０４には、廃トナー容器センサ１４０と入替回収容器センサ１４２とが接続されている。廃トナー容器センサ１４０は、少なくとも廃トナー容器の回収量が限界（寿命）となったときに定常時と異なる信号を出力する。また、入替回収容器センサ１４２は、少なくとも入替回収容器センサ１４２の回収量が限界となったとき（第１のしきい値）、並びにこの第１のしきい値よりも回収量が少ない第２のしきい値に、定常時と異なる信号を出力する。なお、この信号は、回収量が第１のしきい値よりも第２のしきい値に必ず先に到達するため、その信号をカウントしていれば、両者は同一種類の信号であってもよい。

感光体ドラム寿命判定部１３４は、画像形成実行制御部１３２からプリントボリュームＰＶ）情報を受け取るようになっている。なお、ＰＶはＪＩＳ規格のＡ４サイズ換算での画像形成処理量である。このため、感光体ドラム寿命判定部１３４は、感光体ドラム２８Ｙの使用状況を認識し、寿命情報Ａを寿命情報収集部１４４へ送出する。

廃トナー容器寿命判定部１３６は、画像形成実行制御部１３２から廃トナー容器センサ１４０の出力値を受けとるようになっている。このため、廃トナー容器寿命判定部１３６は、廃トナー容器センサ１４０からの信号を解析し、寿命情報Ｂを寿命情報収集部１４４へ送出する。

入替回収容器寿命判定部１３８は、画像形成実行制御部１３２から入替回収容器センサ１４２の出力値を受けとるようになっている。このため、入替回収容器寿命判定部１３８は、入替回収容器センサ１４２からの信号を解析し、寿命情報Ｃを寿命情報収集部１４４へ送出する。

寿命情報収集部１４４では、収集された寿命情報Ａ、寿命情報Ｂ、寿命情報Ｃを解析して、それぞれが寿命になったか（×）否か（○）を決定し、当該決定情報を現状認識部１４６へ送出する。なお、前記寿命情報Ｃは、前記第２のしきい値で（×）とする。

現状認識部１４６では、決定情報（○）又は（×）の組み合わせが予めマップ化されている。本実施の形態では、（○）か（×）かの二択で、消耗品が３種類であるため、２の３乗通り（２^３＝８通り）がある。なお、一般化すれば、選択数がｎ、種類がｍであれば、組合わせは、ｎのｍ乗通り（ｎ^ｍ通り）となる。

現状認識部１４６では、寿命情報収集部１４６から送られる決定情報に基づいて、対応を決める。

本実施の形態では、感光体ドラム２８Y、廃トナー容器が寿命に達しておらず、入替回収容器１１６のみが第２のしきい値に達した場合、延命措置対象とする。

現状認識部１４６は、報知制御部１４８に接続されており、現状認識部１４６で認識した現状に基づく情報をＵＩ８２を用いて報知する。このとき、前記感光体ドラム２８Y、廃トナー容器が寿命に達しておらず、入替回収容器１１６のみが第２のしきい値に到達している場合は、さらに、延命措置を行うか否かの判断をユーザーに委ねるべく、その旨のメッセージを報知する。

ユーザーはこのメッセージを見て、ＵＩ８２を操作して、延命措置を実行するか否かを指示する。

ＵＩ８２は、入力状態判定部１５０に接続されている。この入力情報判定部１５０では、前記延命措置を実行するか否かを判定し、延命措置を実行する指示があった場合は、延命措置実行指示部１５２を介して、画像形成実行制御部１３２に対して延命措置の実行を指示する。

延命措置としては、以下の態様が考えられる。
（延命措置１） 画像形成条件（すなわち、露光量、現像バイアス、処理速度等を含むプロセスコントロール）を変更する。
（延命措置２） 現像部の目標トナー濃度を下げる。
（延命措置３） キャリア現像されるまで帯電バイアスを上げる。
（延命措置４） 現像部に貯留する現像剤の嵩を下げる。
（延命措置５） 非画像形成時にトナーを感光体ドラムへ吐き出す。
（延命措置６） 非画像形成時にキャリア現像する。
（延命措置７） 現像部の攪拌周期を長くする（攪拌速度を遅くする）。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

（画像形成手順）
画像データは、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、露光ユニット４０に順次出力される。露光ユニット４０では、各色の色材階調データに応じて各露光光Ｌを出射して、各感光体２８に走査露光を行い、潜像（静電潜像）が形成される。

感光体２８上に形成された静電潜像は、現像部によって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として顕在化される（現像）。そして、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８上に順次形成された各色のトナー像は、４つの一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって中間転写ベルト１６上に順次多重転写される。

中間転写ベルト１６上に多重転写された各色のトナー像は、二次転写ロール２０によって、搬送されてきた記録用紙Ｐ上に二次転写される。そして、記録用紙Ｐ上の各色のトナー像が定着装置６０で定着され、定着後の記録用紙Ｐは、排出トレイ６８に排出される。

トナー像の転写工程が終了した後の感光体２８の表面は、クリーニングユニット７６によって残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置３０で除去される。

（寿命判定）
図５は、現像ユニット１２Ｙにおける寿命判定制御を示すフローチャートである。

ステップ２００では、入替回収容器１１６は、第２のしきい値を超えたか否かが判断され、否定判定された場合は、ステップ２０２へ移行して感光体ドラム２８Ｙは寿命間近であるか否かが判断される。このステップ２０２で否定判定された場合は、ステップ２０４へ移行して廃トナー容器は寿命間近であるか否かが判断される。このステップ２０４で否定判定された場合は、全ての消耗品が寿命間近に至っていないと判断し、このルーチンは終了する。

また、ステップ２０２で肯定判定、或いはステップ２０４で肯定判定された場合は、何れか１つであっても、寿命間近である旨の報知を実行し（ステップ２０５）、このルーチンは終了する。画像形成ユニット１２Ｙが単体ユニットであるため、何れか先に寿命間近になった時点で、即交換を必要とする（図４の現状認識部１４６参照）。

前記ステップ２００で肯定判定されると、ステップ２０６へ移行する。ステップ２０６では、感光体ドラム２８Ｙは寿命間近であるか否かが判断される。このステップ２０６で否定判定された場合は、ステップ２０８へ移行して廃トナー容器は寿命間近であるか否かが判断される。このステップ２０８で否定判定された場合は、全ての消耗品が寿命間近に至っていないと判断し、ステップ２１０へ移行する。

また、ステップ２０６で肯定判定、或いはステップ２０８で肯定判定された場合は、何れか１つであっても、寿命間近である旨の報知を実行し（ステップ２０５）、このルーチンは終了する。画像形成ユニット１２Ｙが単体ユニットであるため、何れか先に寿命間近になった時点で、即交換を必要とする（図４の現状認識部１４６参照）。

ステップ２１０では、入替回収容器１１６のみが寿命間近であるため（図４の現状認識部１４６における、Ａが○、Ｂが○、Ｃが×の状態）、ＵＩ８２に対して、延命可能である旨の報知を指示すると共に、延命するか否かの指示を入力する旨の報知を指示し、ステップ２１２へ移行する。

ステップ２１２では、指示入力があったか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ２１４へ移行して延命モードが指示されたか否かを判断する。

このステップ２１４で否定判定された場合は、延命の必要がないため、ステップ２０５へ移行して、寿命間近である旨の報知を指示し、このルーチンは終了する。

一方、ステップ２１４で肯定判定されると、ステップ２１６へ移行して延命モードの実行を指示して、このルーチンは終了する。

延命モードに入ると、入替回収容器１１６への単位回収量が定常時よりも軽減するため、他の消耗部材（感光体ドラム２８Ｙ、廃トナー容器）が寿命となるまで、或いは、入替回収容器１１６が第１のしきい値を超えるまで画像形成処理が継続可能となる。

（第１の実施例）
以下に、本実施の形態に係る延命モードの第１の実施例を示している。第１の実施例では、トナー濃度を当初目標時よりも下げ、貯留部１１０内の現像剤の嵩を下げることで達成している。

図６に示される如く、当初目標時のトナー濃度は８％であり、延命モードに入るとトナー濃度を６％に下げる。

この結果、現像剤の嵩密度が上がるため、その分、表層面の高さ（嵩）が低くなり、隔壁１２２を乗り越えにくくなり、入替回収容器１１６（図３参照）へ送り出される量が軽減される。

（第２の実施例）
以下に、本実施の形態に係る延命モードの第２の実施例を示している。第２の実施例では、トナー濃度を当初目標時よりも下げ、貯留部１１０における隔壁１２２からの乗り越えが開始されるまでの重量を増やすことで達成している。

図７に示される如く、当初目標時のトナー濃度は８％であり、延命モードに入るとトナー濃度を６％に下げる。

この結果、貯留部１１０に貯留される現像剤の量が増えるため、その分、隔壁１２２（図３参照）を乗り越える時期が遅くなり、入替回収容器１１６へ送り出される量が軽減される。

（第３の実施例）
以下に、本実施の形態に係る延命モードの第３の実施例を示している。第３の実施例では、貯留部１１０（図３参照）におけるスパイラルオーガ１１８、１２０の回転速度を下げ、貯留部１１０における現像剤の表層面の波立ちを減らし、隔壁１２２からの乗り越えにくくすることで達成している。

図８に示される如く、標準速度よりも１段階低速にする。

この結果、貯留部１１０に貯留される現像剤の表層面の最大高さが低くなるため、その分、隔壁１２２を乗り越えにくくなり、入替回収容器１１６へ送り出される量が軽減される。

Ｐ 記録用紙
１０ プリンタ（画像形成装置）
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ 画像形成ユニット（交換部材ユニット）
１３ トナー供給路（補給手段）
２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ 感光体
３６ 制御ユニット
４０ 露光ユニット
７０ メインコントロール部
７２ ＣＰＵ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ Ｉ／Ｏ
８８ 印刷制御管理部
１００ 搬送制御部
１０２ 走査露光制御部
１０４ 現像制御部（現像剤入替手段、入替率軽減手段）
１０６ 転写制御部
１０８ 定着制御部
１１２ 温度センサ
１１４ 湿度センサ
１１６ 入替回収容器
１１０ 貯留部
１１８、１２０ スパイラルオーガ（循環手段）
１２２ 隔壁部（隔壁部材）
１２４ 回収案内路
１２６ 空間部１２６
１１６ 回収容器
１２８ 開口部
１３０ スクリューコンベア
１３２ 画像形成実行制御部
１３４ 感光体ドラム寿命判定部（寿命判定手段）
１３６ 廃トナー容器寿命判定部（寿命判定手段）
１３８ 入替回収容器寿命判定部（寿命判定手段）
１４０ 廃トナー容器センサ
１４２ 入替回収容器センサ
１４４ 寿命情報収集部
１４６ 現状認識部
１４８ 報知制御部
１５０ 入力状態判定部
１５２ 延命措置実行指示部

Claims (6)

1. 画像情報に基づいて像保持体上に形成された静電潜像を現像処理するために貯留部に貯留している、少なくともトナーを含む流動性のある二成分現像剤を、前記現像処理の状態に基づいて補給し、当該補給による余剰の前記二成分現像剤を回収する現像剤入替手段と、
   前記余剰の二成分現像剤を回収するための入替回収容器を含み、それぞれ予め交換寿命が定められた複数の交換部材が一体化された交換部材ユニットと、
   前記交換部材ユニットに組み込まれた、それぞれの交換部材の寿命を判定する寿命判定手段と、
   前記寿命判定手段において、前記入替回収容器の回収量が、限界を示す第１のしきい値よりも少ない第２のしきい値に到達した場合に、前記寿命判定手段における、他の交換部材の寿命の判定結果に基づいて、前記現像剤入替手段の入替率を定常時よりも軽減する入替率軽減手段と、
   を有する回収量管理装置。
2. 前記入替率軽減手段が、前記現像処理の条件を変更することで、間接的に二成分現像剤の使用量を減らす請求項１記載の回収量管理装置。
3. 前記現像剤入替手段が、前記貯留部に予め設定した高さの隔壁を乗り越える二成分現像剤を入替回収容器へ案内する構成であり、
   前記入替率軽減手段が、二成分現像剤を、前記現像処理によって像保持体へ持ち出すことで、積極的に前記貯留部内の嵩を下げ、前記隔壁を乗り越える量を減らす請求項１記載の回収量管理装置。
4. 前記現像剤入替手段が、前記貯留部に予め設定した高さの隔壁を乗り越える二成分現像剤を入替回収容器へ案内すると共に、この隔壁の乗り越え量は、前記貯留部内の二成分現像剤の循環速度による表層面の波立ちに依存する構成であり、
   前記入替率軽減手段が、前記循環速度を定常状態よりも遅くすることで、前記隔壁を乗り越える量を減らす請求項１記載の回収量管理装置。
5. 前記請求項１〜請求項４の回収量管理装置が搭載され、前記入替回収容器が、前記像保持体又は前記像保持体に付着した不要なトナーを回収する廃トナー回収容器の少なくとも何れか一方と一体化されて、前記交換部材ユニットが構成された画像形成装置。
6. 画像情報に基づいて像保持体上に形成された静電潜像を現像処理するために貯留部に貯留している、少なくともトナーを含む流動性のある二成分現像剤を、前記現像処理の状態に基づいて補給し、当該補給による余剰の前記二成分現像剤を回収する現像剤入替を実行し、
   前記余剰の二成分現像剤を回収するための入替回収容器を含み、それぞれ予め交換寿命が定められた複数の交換部材が一体化された交換部材ユニットに組み込まれた、それぞれの交換部材の寿命を判定し、
   前記寿命判定において、前記入替回収容器の回収量が、限界を示す第１のしきい値よりも少ない第２のしきい値に到達した場合に、前記寿命判定における、他の交換部材の寿命の判定結果に基づいて、前記現像剤入替率を定常時よりも軽減することを、コンピュータに実行させる回収量管理プログラム。

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