JP2013117558A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】より正確なトナー残量の管理が可能な画像形成装置を実現する。
【解決手段】設定情報記憶部77には、プロセスカートリッジのトナー量が満充填状態であることを示す第1初期値、ニアエンプティ状態であることを示す補正所定値、補給開始閾値、補給停止閾値、補正用閾値に関する情報を含む所定の設定情報が記録されている。第1センサ72は、プロセスカートリッジ内のトナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面を所定時間内に透過する光量に応じた検出信号を出力する構成である。制御部71は、トナーカートリッジ内のトナー量が不足して、トナーカートリッジからプロセスカートリッジへのトナー補給が行えない場合において、第1センサ72からの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す前記補正用閾値を下回ったことを検知すると、第1カウンタ73のカウント値を前記補正所定値に更新する。
【選択図】 図2
【解決手段】設定情報記憶部77には、プロセスカートリッジのトナー量が満充填状態であることを示す第1初期値、ニアエンプティ状態であることを示す補正所定値、補給開始閾値、補給停止閾値、補正用閾値に関する情報を含む所定の設定情報が記録されている。第1センサ72は、プロセスカートリッジ内のトナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面を所定時間内に透過する光量に応じた検出信号を出力する構成である。制御部71は、トナーカートリッジ内のトナー量が不足して、トナーカートリッジからプロセスカートリッジへのトナー補給が行えない場合において、第1センサ72からの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す前記補正用閾値を下回ったことを検知すると、第1カウンタ73のカウント値を前記補正所定値に更新する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、複写機,レーザープリンタ等の画像形成装置に関し、より詳細にはカートリッジで利用されるトナーの残量管理技術に関する。
複写機,レーザープリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、まず、帯電器によって帯電された感光ドラムの表面に、露光器から画像情報に基づいた光像が露光されることで潜像が形成され、現像器からトナーが供給されることで潜像がトナー像化される。そして、トナー像が記録紙に転写され、更に、熱と圧力が印加されることによりトナー像が定着される。
トナーが現像工程によって消費されるに応じて、トナー残量は低下していく。画像形成装置には、トナーをそのまま使い切った後に新たなカートリッジを装着する一回使い切り方式と、トナー残量が低下する都度にトナーを補給する逐次補給方式とが存在する。
また、画像形成装置には、使用されるトナーの種類に応じて、磁性成分を含む磁性二成分現像方式と、非磁性トナーを用いた非磁性一成分現像方式とが存在する。
非磁性一成分現像方式は、廃トナーを出さないクリーナレスの画像形成装置を構築できる点で優れている(例えば下記特許文献1参照)。一方で、現像ローラと感光体ドラムとがその表面を接して回転することで現像ローラから感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給することから、感光体ドラムや現像ローラや供給ローラ等の部品の寿命が二成分現像方式に比べて短い。このため、非磁性一成分方式を採用する画像形成装置は、従来、トナーを補給しない一回使い切りの現像装置として製品化されてきた。
ところで、現像ローラの素材はウレタン、NBR(Nitrile butadiene rubber)、シリコン、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)などが用いられる。近年、これらへの添加物やコーティングの改良により耐摩耗性の優れた高寿命の現像ローラが実用化されている。この高寿命の現像ローラをその寿命まで使うことを想定した場合、一回使い切りの現像装置では、その容器内に多量のトナーを格納しておくことになる。
この場合、多量のトナーが装填された容器をアジテータで回転させる必要があるため、大きな回転トルクが必要となり、トルク不足に陥るという課題や、非磁性一成分現像方式に特有の選択現像が顕著になるという課題が起こり得る。選択現像とは、新たなトナーカートリッジを装着した場合の初期と末期で、印字に利用されるトナーの粒径に差異が現れることに伴う画質の変化を指す。
このような課題を背景として、現像装置内のトナー量を既存の一回使い切りタイプと同量程度に留め、そのトナーがほぼ無くなる頃合に、新品のトナーを収容した補給カートリッジからそのトナーの全量を一度に現像装置に補給する全量補給方式が開発されている(例えば下記特許文献2参照)。
本件発明者は、非磁性一成分現像方式で、トナー残量検知センサの出力が設定した閾値を下回ると補給用のトナーカートリッジから現像装置側にトナー補給する都度補給方式を開発しており、光透過型センサによって現像装置内のトナー液面を検知する方式を採用した画像形成装置を提供している(下記特許文献3参照)。
特許文献3に記載のトナー残量検知方式は、現像装置の容器に透光面(透明窓部)を準備し、この透光面の内面を容器内で回転攪拌するアジテータで拭い取り、その際に透光面を透過する光を検知する構成である。かかる構成を採用することで、トナーが容器内の設定液面まで存在する場合には透光面を拭っても直ぐにトナーで埋められるため精度良くトナー残量を検知でき、また、逆にトナーが容器内にほとんど存在しないときには舞い上がったトナーで透光面を遮るということがほとんどないため、やはり精度よくトナー残量を検知できる。
しかし、本件発明者の鋭意研究により、特許文献3の構成においてもトナー残量の検知精度が低下してしまう状況が起こり得ることが分かった。この点につき以下において説明する。
現像装置側のカートリッジ(以下では、「プロセスカートリッジ」と呼び、適宜「P/C」と略記する。)内のトナー残量が所定の閾値を下回ると、補給用のカートリッジ(以下では、「トナーカートリッジ」と呼び、適宜「T/C」と略記する。)からトナー補給が行われる。ここで、T/C内に十分なトナー量が存在する場合、P/C側に所定のトナー量の補給を行うことができ、設定液面までトナー残量を復帰させることができる。しかしながら、T/C内のトナー残量がエンプティに近づいてくると、T/CからP/Cへのトナー補給動作が行われてもP/Cの設定液面までトナー残量を回復できない。
図5は、T/C10からP/C20にトナー補給を行う態様を模式的に示した概念的ブロック図である。図5において、第1センサ72がP/C20内のトナー残量をセンシングし、第2センサ74がT/C10内のトナー残量をセンシングしている。P/C20内のトナー残量が低下すると、搬送スクリュー13の運転が開始され、T/C10からP/C20へのトナー補給が行われる。
しかし、この搬送スクリュー13の動作によって実際にT/C10からP/C20へのトナー補給が開始されるのはT/C10内にトナーが存在する場合であり、T/C10内のトナー残量が不足している場合には当然ながらトナー補給は行われない。この場合、搬送スクリュー13を動作させてもP/C20内のトナー残量が上昇することはなく、印字に伴って更にトナー残量は低下する。しかし、P/C20内にトナーが残存している限りにおいては引き続き印字を行うことができる。
ところが、このP/C20内のトナー残量がエンプティに近づくと、もはや印字を行うことはできなくなる。利用者は現像装置の外側からはトナー残量がエンプティに近いことを認識することはできないため、装置側でその旨を利用者に対して認識させるべく警告表示などを行う必要がある。
ここで、特許文献3のように、透光面をP/C20のトナー貯留室の底面に設ける場合を想定する。底面に透光面が存在する場合には、トナー残量が限りなくエンプティに近づかない限り、透光面を光が透過する頻度は大幅には低下しない。この結果、利用者に対してトナーエンプティに近い旨の警告を表示する条件に達した後、かかる警告を行なうと、利用者は新たなトナーカートリッジを準備できるまでの期間、もはやかかる現像装置では印字ができなくなってしまうという問題が生じる。
つまり、現像装置としては、トナーカートリッジの交換が必要である旨の警告を行なってからであっても、一定枚数の印字が可能な程度のトナー量が残存していることが好ましい。トナー貯留室を極めて大きくした場合には、トナーが存在する領域の面積を広げることができるため、この問題を解消することが可能であるが、現像装置のサイズが大きくなるなど別の問題が発生する。
このような観点から、本発明者は、透光面の位置をトナー貯留室の底面より少し高い位置の側面に設けることを創意した。このような構成とすることで、トナーセンサによって同透光面を光が透過する頻度が低下したことを検知しても、トナー貯留室内における透光面より底面側には一定量のトナーを確保できる。よって、トナー交換の警告が表示された後であっても、新たなトナーカートリッジが準備できるまでの間、この現像装置を用いて一定枚数の印字を行うことができる。
しかしながら、本発明者は、透光面をトナー貯留室の側面に設置したことで更に別の新たな問題が発生することに想いを至った。その問題とは、アジテータによって光透過型センサの透光面の内面のトナーを拭い取ったとしても、透光面の内面が静電気を帯びているために現像装置内で舞い上がるトナーが直ぐに透光窓の内面に付着してしまうことで、P/C20内のトナー残量の検知精度が低下してしまうという点にある。
P/C内のトナー残量を、そのトナー量で現像し得る点灯ドット数(印字可能ドット数)に換算し、現像する度に点灯ドット数を減算して残りの印字可能量を管理する技術は既にある。光透過型センサによる方式の検知の安定性に鑑みて、トナーが補給されて現像装置内の設定液面を認識する度に印字可能ドット数をリセットすれば、実際のトナー残量と印字可能ドット数のズレを修正することができる。しかし、前述したように、T/C内のトナー残量がエンプティに近づき、トナー補給によってP/C内のトナー量を設定液面まで回復できなくなった後は、検知結果が安定しないため、印字可能ドット数から点灯ドット数を減算した結果でトナー残量を管理しなければならない。この結果、利用者に対しては印字可能ドット数が残っていると認識させながらも、現実にはトナーが残っていないという現象が起こるリスクを含んでいる。
本発明は、上記課題に鑑み、特にT/C内のトナー残量が低下した後においてもP/C内のトナー残量の検知を高精度で行うことを可能にした画像形成装置を実現することを目的とするものである。
上記課題を解決するための本発明に係る画像形成装置は、
制御部と、
トナー貯留室を有し、点灯ドット及び非点灯ドットで構成された入力画像データに基づき像担持体上に形成された静電潜像を、前記トナー貯留室内に収容されたトナーを消費して現像することで、トナー画像を形成するプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジに補給するためのトナーを収容するトナーカートリッジと、
前記トナー貯留室に収容されたトナー量に応じた検出信号を出力する第1センサと、
前記制御部からの制御信号に基づいてカウント値の書き換えが可能な第1カウンタと、
前記入力画像データの点灯ドット数を算定するドット数算定部と、
第1初期値、補正所定値、補給開始閾値、補給停止閾値、及び補正用閾値に関する情報を含む所定の設定情報が記録された設定情報記憶部と、を備え、
前記第1センサは、所定時間内に前記トナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面を透過する光量に応じた前記検出信号を出力する構成であり、
前記制御部は、
前記第1センサからの検出信号が前記補給開始閾値を下回ったことを検知すると、前記トナーカートリッジから前記プロセスカートリッジへのトナー補給の開始制御を行い、 前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が多いことを示す前記補給停止閾値を上回ったことを検知すると、前記トナー補給の停止制御を行うとともに前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が満充填状態であることを示す前記第1初期値に更新し、
印字によるトナー消費後に、前記第1カウンタのカウント値を前記ドット数算定部で算定された点灯ドット数に応じて更新し、
前記トナーカートリッジ内のトナー量が不足して前記トナー補給が行えない場合において、前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す前記補正用閾値を下回ったことを検知すると、前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量がニアエンプティ状態であることを示す前記補正所定値に更新することを特徴とする。
制御部と、
トナー貯留室を有し、点灯ドット及び非点灯ドットで構成された入力画像データに基づき像担持体上に形成された静電潜像を、前記トナー貯留室内に収容されたトナーを消費して現像することで、トナー画像を形成するプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジに補給するためのトナーを収容するトナーカートリッジと、
前記トナー貯留室に収容されたトナー量に応じた検出信号を出力する第1センサと、
前記制御部からの制御信号に基づいてカウント値の書き換えが可能な第1カウンタと、
前記入力画像データの点灯ドット数を算定するドット数算定部と、
第1初期値、補正所定値、補給開始閾値、補給停止閾値、及び補正用閾値に関する情報を含む所定の設定情報が記録された設定情報記憶部と、を備え、
前記第1センサは、所定時間内に前記トナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面を透過する光量に応じた前記検出信号を出力する構成であり、
前記制御部は、
前記第1センサからの検出信号が前記補給開始閾値を下回ったことを検知すると、前記トナーカートリッジから前記プロセスカートリッジへのトナー補給の開始制御を行い、 前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が多いことを示す前記補給停止閾値を上回ったことを検知すると、前記トナー補給の停止制御を行うとともに前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が満充填状態であることを示す前記第1初期値に更新し、
印字によるトナー消費後に、前記第1カウンタのカウント値を前記ドット数算定部で算定された点灯ドット数に応じて更新し、
前記トナーカートリッジ内のトナー量が不足して前記トナー補給が行えない場合において、前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す前記補正用閾値を下回ったことを検知すると、前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量がニアエンプティ状態であることを示す前記補正所定値に更新することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記特徴に加えて、
前記補正所定値は、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が、前記トナー貯留室内の前記透光面より低い高さ位置内にのみトナーが収容されている状態であることを示す値であることを特徴とする。
前記補正所定値は、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が、前記トナー貯留室内の前記透光面より低い高さ位置内にのみトナーが収容されている状態であることを示す値であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記特徴に加えて、
前記トナーカートリッジが、底面の高さ位置が前記トナー貯留室の底面よりも低くなるように前記トナー貯留室に隣接して配置されたバッファ用トナー貯留室を備え、
前記トナー貯留室内に収容されたトナー面の高さ位置が前記透光面よりも高い位置にある場合には、トナーの一部が前記トナー貯留室から前記バッファ用トナー貯留室内に落下するように前記バッファ用トナー貯留室が配置されていることを特徴とする。
前記トナーカートリッジが、底面の高さ位置が前記トナー貯留室の底面よりも低くなるように前記トナー貯留室に隣接して配置されたバッファ用トナー貯留室を備え、
前記トナー貯留室内に収容されたトナー面の高さ位置が前記透光面よりも高い位置にある場合には、トナーの一部が前記トナー貯留室から前記バッファ用トナー貯留室内に落下するように前記バッファ用トナー貯留室が配置されていることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記特徴に加えて、
前記第1カウンタが、カウント値によって現時点における前記トナー貯留室に収容されたトナー量で印字可能な点灯ドット数を示すことを特徴とする。
前記第1カウンタが、カウント値によって現時点における前記トナー貯留室に収容されたトナー量で印字可能な点灯ドット数を示すことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記特徴に加えて、前記トナー貯留室内のトナーが非磁性一成分トナーであることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記特徴に加えて、
前記プロセスカートリッジは、前記トナー貯留室内のトナーを攪拌するためのアジテータを備え、
前記第1センサは、前記アジテータがトナーを攪拌している間に、前記透光面を透過する光を受光した頻度に応じた前記検出信号を出力する構成であることを特徴とする。
前記プロセスカートリッジは、前記トナー貯留室内のトナーを攪拌するためのアジテータを備え、
前記第1センサは、前記アジテータがトナーを攪拌している間に、前記透光面を透過する光を受光した頻度に応じた前記検出信号を出力する構成であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記特徴に加えて、
情報を表示するための処理を行う表示処理部を備え、
前記制御部は、前記トナーカートリッジ内のトナー量が不足して前記トナー補給が行えない場合において、前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す前記補正用閾値を下回ったことを検知すると、前記第1カウンタのカウント値を前記補正所定値に更新するとともに、前記表示処理部に対して前記トナーカートリッジの交換を促す情報の表示処理を行わせることを特徴とする。
情報を表示するための処理を行う表示処理部を備え、
前記制御部は、前記トナーカートリッジ内のトナー量が不足して前記トナー補給が行えない場合において、前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す前記補正用閾値を下回ったことを検知すると、前記第1カウンタのカウント値を前記補正所定値に更新するとともに、前記表示処理部に対して前記トナーカートリッジの交換を促す情報の表示処理を行わせることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、
非磁性一成分トナーを用いて印字を行う画像形成装置であって、
制御部と、
トナー貯留室を備え、点灯ドット及び非点灯ドットで構成された入力画像データに基づき像担持体上に形成された静電潜像を、前記トナー貯留室内に収容されたトナーを消費して現像することで、トナー画像を形成するプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジに補給するためのトナーを収容するトナーカートリッジと、
前記トナー貯留室に収容されたトナー量に応じた検出信号を出力する第1センサと、
前記制御部からの制御信号に基づいてカウント値の書き換えが可能な第1カウンタと、
前記入力画像データの点灯ドット数を算定するドット数算定部と、
第1初期値、補給開始閾値、及び補給停止閾値に関する情報を含む所定の設定情報が記録された設定情報記憶部と、を備え、
前記第1センサは、所定時間内に前記トナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面を透過する光量に応じた前記検出信号を出力する構成であり、
前記制御部は、
前記第1センサからの検出信号が前記補給開始閾値を下回ったことを検知すると、前記トナーカートリッジから前記プロセスカートリッジへのトナー補給の開始制御を行い、 前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が多いことを示す前記補給停止閾値を上回ったことを検知すると、前記トナー補給の停止制御を行うとともに前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が満充填状態であることを示す前記第1初期値に更新し、
印字によるトナー消費後に、前記第1カウンタのカウント値を前記ドット数算定部で算定された点灯ドット数に応じて更新することを特徴とする。
非磁性一成分トナーを用いて印字を行う画像形成装置であって、
制御部と、
トナー貯留室を備え、点灯ドット及び非点灯ドットで構成された入力画像データに基づき像担持体上に形成された静電潜像を、前記トナー貯留室内に収容されたトナーを消費して現像することで、トナー画像を形成するプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジに補給するためのトナーを収容するトナーカートリッジと、
前記トナー貯留室に収容されたトナー量に応じた検出信号を出力する第1センサと、
前記制御部からの制御信号に基づいてカウント値の書き換えが可能な第1カウンタと、
前記入力画像データの点灯ドット数を算定するドット数算定部と、
第1初期値、補給開始閾値、及び補給停止閾値に関する情報を含む所定の設定情報が記録された設定情報記憶部と、を備え、
前記第1センサは、所定時間内に前記トナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面を透過する光量に応じた前記検出信号を出力する構成であり、
前記制御部は、
前記第1センサからの検出信号が前記補給開始閾値を下回ったことを検知すると、前記トナーカートリッジから前記プロセスカートリッジへのトナー補給の開始制御を行い、 前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が多いことを示す前記補給停止閾値を上回ったことを検知すると、前記トナー補給の停止制御を行うとともに前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が満充填状態であることを示す前記第1初期値に更新し、
印字によるトナー消費後に、前記第1カウンタのカウント値を前記ドット数算定部で算定された点灯ドット数に応じて更新することを特徴とする。
本発明の構成によれば、トナーカートリッジ内のトナー量が不足して前記トナー補給が行えない場合において、第1センサがトナーカートリッジ内のトナー量が補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す補正用閾値を下回ったことを検知すると、第1カウンタのカウント値が、ニアエンプティ状態であることを示す補正所定値に更新される。
トナーカートリッジからプロセスカートリッジへのトナー補給が行われなくなった後は、もはやトナーカートリッジ内のトナー量は低下の一途をたどる。そして、第1カウンタの値も、印字によるトナー消費後にドット数算定部で算定された点灯ドット数に応じて更新されるのみである。しかし、プロセスカートリッジ内のトナー量がある程度低下すると、トナーの巻き上げによって、トナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面上に静電気などに起因したトナー付着が生じ、これにより第1センサの検出精度が低下する。更には、点灯ドット数に基づくトナー消費量の推定精度も完全ではない。この結果、第1カウンタのカウント値が示すプロセスカートリッジ内のトナー量と、実際のトナー量との間に乖離が生まれる。
しかし、本装置のように、透光面をトナー貯留室の底面より高い位置に設けたことで、第1センサによる検出結果ではほとんどトナーが存在しないような状態であると判定された場合(補正用閾値を下回った場合)であっても、透光面よりも低い位置にはトナーが存在することとなる。そして、透光面より低い位置に貯留されたトナー量については、装置の設計時点において認識することができるため、予め設定情報記憶部において、定数である補正所定値として記憶しておくことができる。よって、この時点で第1カウンタを補正所定値に更新することで、それ以後の第1カウンタのカウント値は、プロセスカートリッジ内に残存しているトナー量を反映したものとなる。
そして、例えばこのタイミングでトナーカートリッジの交換を促す表示を行うとともに、このカウント値に基づくトナー残量、若しくは可能印字枚数を利用者に表示させることで、トナーカートリッジの交換時期が到来したことと同時に、まだいくらかは印字が可能であることを利用者に認識させることができる。そして、実際においても、透光面より低い位置にはトナーが存在しているため、この時点以後、所定枚数の印字が可能であり、直ちに印字不能になるという事態を避けることができる。
本発明に係る画像形成装置(以下、適宜「本装置」と略記する。)の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図は、あくまで模式的に示したものであり、例えば図面の寸法比は実際の寸法比と必ずしも一致しない。
〔全体構成〕
図1は、本装置1の内部構成を示した概略断面図の一例である。本装置1は、原稿読取部30で読み取った原稿の画像データに基づいて記録紙に画像形成などを行う複合機であり、その外形が本体ハウジング2により規定されている。本体ハウジング2内には、給紙部3、画像形成部4及び定着部5等が収容されている。
図1は、本装置1の内部構成を示した概略断面図の一例である。本装置1は、原稿読取部30で読み取った原稿の画像データに基づいて記録紙に画像形成などを行う複合機であり、その外形が本体ハウジング2により規定されている。本体ハウジング2内には、給紙部3、画像形成部4及び定着部5等が収容されている。
給紙部3は、記録紙を収容するための記録紙カセット31を備えており、当該記録紙カセット31内に設けられた支持板32上に、記録紙を積層した状態で収容できる構成である。支持板32は、その一端部に設けられた支軸33を中心に回転可能となっており、支軸33側とは反対側の端部が上方へ付勢されることにより、最上部の記録紙が給紙ローラ34に対して押圧される。この状態で給紙ローラ34が回転駆動されることにより、記録紙カセット31内に収容されている記録紙が、給紙ローラ34と分離パッド(不図示)により分離され、本体ハウジング2の内部に形成された搬送路6に1枚ずつ送り出される。
記録紙カセット31から搬送路6に送り出された記録紙は、当該搬送路6を通って画像形成部4側へ搬送される。そしてレジストローラ7によって、記録紙は画像形成部4の直前で一旦停止され、画像形成部4により記録紙に画像を形成するタイミングに合わせて、画像形成部4に送り出される。
画像形成部4は、感光体ドラム41を有し、その周囲に帯電器42、光書込みユニット43、現像装置44、転写器45及びクリーニング装置46を配置した構成となっており、電子写真方式により記録紙に画像を形成する。
円筒状の感光体ドラム41の表面には感光体が形成されており、画像形成時には、回転駆動される感光体ドラム41の表面が帯電器42により一様に、例えば負に帯電される。光書込みユニット43は、電話回線を介して受信したファクシミリ原稿の画像データや、原稿読取部20で読み取った画像データに対応して、LED(Light-Emitting Diode)又はレーザ光源から選択的に光を出力させる。帯電器42により一様に帯電された感光体ドラム41の表面には、光書込みユニット43から出力される光で露光されることにより、静電潜像が形成される。
静電潜像が形成された感光体ドラム41の表面には、現像装置44から供給されるトナーが付着することによりトナー像が形成され、当該トナー像が転写器45を用いて記録紙に転写される。転写後に感光体ドラム41の表面に残留したトナーは、クリーニング装置46により取り除かれる。転写器45によりトナー像が転写された記録紙は、搬送路6を通って定着部5へ搬送される。
なお、現像装置44は、非磁性一成分現像方式を採用しており、トナー貯留室49・50、アジテータ51・52、供給ローラ53、現像剤担持体としての現像ローラ54を備える。アジテータ51は回転駆動され、これによってトナーをトナー貯留室49内で攪拌させている。同様に、アジテータ52は回転駆動され、これによってトナーをトナー貯留室50内で攪拌させている。また、供給ローラ53も回転駆動されて、現像ローラと規制ブレードとの接触部においてトナーを摩擦帯電させ、現像ローラ54上にトナーを吸着させるように構成されている。なお、トナー貯留室50は、バッファ用のトナー貯留室を構成している。
定着部5には、所定の温度に加熱される加熱ローラ18と、当該加熱ローラ18に対して所定の圧力で接する加圧ローラ19とが備えられている。トナー像が転写された記録紙は、加熱ローラ18と加圧ローラ19の間を通過することによりトナーが定着された後、排出ローラ8を介して、本体ハウジング2の外部に形成された排出トレイ9上に排出される。
本実施形態では、トナーが内部に収容されたトナーカートリッジ10を現像装置44に取り付けることにより、現像装置44内にトナーを供給することができるようになっている。トナーカートリッジ10は、現像装置44に対して着脱自在に構成されており、トナー貯留室11、トナー貯留室11内のトナーを撹拌するためのアジテータ12、及びトナー貯留室11内のトナーを現像装置44に移送するための搬送スクリュー13を備えている。この搬送スクリュー13は、他の搬送系や画像形成部から独立したモータであるTPモータによって駆動される。
上述した画像形成部4の構成のうち、例えば、感光ドラム41、帯電器42、現像装置44、及びクリーニング装置46が、プロセスカートリッジ20として一体にまとめられて構成される。このプロセスカートリッジ20は、画像形成部4に対して着脱自在に設けられており、例えば現像剤や感光ドラム41の寿命が到来したときに、本装置1から取り外して新品と交換できる。
本明細書では、以下において、トナーカートリッジ10を「T/C10」、プロセスカートリッジ20を「P/C20」と適宜略記する。なお、ここでいう「プロセスカートリッジ」は、この分野で用いられる用語である「ドラムカートリッジ」を含む概念である。
〔制御機構の構成〕
次に、本装置1における制御機構につき説明する。図2に示すように、本装置1は、制御部71を内部に備えている。この制御部71は、与えられる情報に基づき、必要に応じて所定の演算処理を行って出力する機能を有しており、CPU,メモリその他のハードウェア及びソフトウェアで構成される。
次に、本装置1における制御機構につき説明する。図2に示すように、本装置1は、制御部71を内部に備えている。この制御部71は、与えられる情報に基づき、必要に応じて所定の演算処理を行って出力する機能を有しており、CPU,メモリその他のハードウェア及びソフトウェアで構成される。
P/C20には、当該P/C20内に貯留されているトナー残量をセンシングし、当該トナー残量に応じた検出信号を出力する第1センサ72、現時点においてP/C20内に貯留されているトナー残量によって印字し得ると予想されるドット数が記録される第1ドットカウンタ73(「第1カウンタ」に対応)を備えている。同様に、T/C10には、当該T/C10内に貯留されているトナー残量をセンシングし、当該トナー残量に応じた検出信号を出力する第2センサ74、現時点においてT/C10内に貯留されているトナー残量によって印字し得ると予想されるドット数が記録される第2ドットカウンタ75を備えている。
なお、本実施形態では、第1ドットカウンタ73がP/C20に備えられ、第2ドットカウンタ75がT/C10に備えられるものとして説明するが、いずれのドットカウンタも、制御部71による読み書き可能な構成であれば、その配置場所は限定されない。
また、本装置1は、光書込みユニット43によって露光を行う対象となる画像データのドット数を算定するドット数算定部76、本装置1における所定の設定情報が記録される設定情報記憶部77、及び表示手段(不図示)等に情報を表示させるための処理を行う表示処理部78を備える。
第1ドットカウンタ73、及び第2ドットカウンタ75は、制御部71からの変更指示があるまではカウント値を保持可能な構成であり、制御部71からカウント値の変更指示が与えられると、その指示に応じたカウント値に書き換えられる。これら両カウンタは、カウンタ回路でアナログ的に数値の記憶を行う構成としても構わないし、不揮発性メモリでディジタルデータとして数値の記憶を行う構成としても構わない。
設定情報記憶部77は、本装置1に固有の設定情報を記録する記憶手段であり、例えば不揮発性メモリで構成される。ここでいう「設定情報」には、P/C20内にトナーがほぼ満充填状態にあるときに印字し得る点灯ドット数に対応する所定値(以下、「第1初期値」と呼ぶ。)、T/C10内にトナーがほぼ満充填状態にあるときに印字し得る点灯ドット数に対応する所定値(以下、「第2初期値」と呼ぶ。)が含まれる。
また、この設定情報には、第1センサ72で検出されたP/C20内のトナー残量と対比するための複数の閾値に関する情報、及び第1ドットカウンタのカウント値を修正するための情報が含まれる。この複数の閾値についての説明は後述する。
なお、この設定情報記憶部77は、本装置1の本体に備えられていても構わないし、P/C20やT/C10のチップとして備えられていても構わない。無論、双方に備えられていても構わない。
制御部71は、各ドットカウンタ73及び75のカウント値の書き換えの他、第1センサ72の検出結果に基づいてTPモータ80の制御を行う。このTPモータ80の制御を介して搬送スクリュー13の動作制御が行われ、これによって、T/C10からP/C20へのトナー補給の開始/停止制御が行われる構成である。また、制御部71は、これらのドットカウンタの値に基づいて、トナーが不足したことを示すアラーム出力や、表示手段にトナー残量の%表示をさせるための制御を行う。更に、制御部71において、図1に示した各機構の駆動制御を行うものとして構わない。
〔トナー残量のセンシング方法〕
図3は、P/C20が備えるトナー貯留室49、50近傍を拡大した模式図である。本実施形態では、P/C20は、2つのトナー貯留室49及び50を備えており、トナー貯留室50はトナー貯留室49よりも鉛直方向に対して下段に位置している。また、トナー貯留室49の底面近くに位置する側面の一部分には透光面93が設けられており、第1センサ72によって透光面93からトナー貯留室49内に光を透過させることで、同内のトナー残量をセンシングできるように構成されている。
図3は、P/C20が備えるトナー貯留室49、50近傍を拡大した模式図である。本実施形態では、P/C20は、2つのトナー貯留室49及び50を備えており、トナー貯留室50はトナー貯留室49よりも鉛直方向に対して下段に位置している。また、トナー貯留室49の底面近くに位置する側面の一部分には透光面93が設けられており、第1センサ72によって透光面93からトナー貯留室49内に光を透過させることで、同内のトナー残量をセンシングできるように構成されている。
なお、本装置1においては透光面93をトナー貯留室49の底面ではなく、底面より少し高い場所に位置する側面に設けている。これは、第1センサ72によってP/C20内のトナー残量がエンプティに近づいたこと(ニアエンプティ状態にあること)を検出した後であっても、更に一定量のトナー残量を確保することを意図したものである。
上記のような構成とすることで、第1センサ72によってP/C20内のトナー残量がエンプティに近いことを検出した時点においても、トナー貯留室49内の透光面93より低い位置、並びにトナー貯留室50内には一定量のトナーを確保できる。これにより、利用者に対してT/C10の交換を警告した後であっても、残存するトナーによって一定枚数の印字が確保される。なお、利用者に対するT/C10の交換の警告は、制御部71が表示処理部78に対して、警告に関する情報を表示させる処理を行わせる制御を行うものとしてよい。
特に、図3に示したように、第1センサ72によってトナー残量を検知する対象となるトナー貯留室49よりも下流側(転写器45側)に、バッファ用のトナー貯留室50を設け、このトナー貯留室50をトナー貯留室49の側面に設けられた透光面93の高さ位置よりも低い位置に設けることで、上記の効果を更に高めることができる。このバッファ用のトナー貯留室50は、底面の高さ位置がトナー貯留室49の底面よりも低くなるようにトナー貯留室49に隣接して配置されている。そして、トナー貯留室49内に収容されたトナー面の高さ位置が透光面93よりも高い位置にある場合には、トナーの一部がトナー貯留室49からバッファ用のトナー貯留室50内に落下する構成である。
次に、P/C20を例にとり、第1センサ72がP/C20内のトナー残量をセンシングする方法の一例について説明する。第2センサ74がT/C10内のトナー残量をセンシングする方法も同様の方法で行われるものとして構わない。
図4は、図3内の矢印d1方向にトナー貯留室49を見たときの第1センサ72周辺の構成を示す模式図である。トナー貯留室49の側面に設けられた透光面93を両側から挟むようにして、第1センサ72としての発光素子101及び受光素子102が備えられる。すなわち、本実施形態において、第1センサ72はフォトインタラプタとして構成されている。発光素子101と受光素子102の間にトナー91等の障害物が存在しない場合は、発光素子101からの放射光が受光素子102に入射する。発光素子101が発光する光がトナー91によって遮られる度合いに基づいてトナー残量が検出される。
より具体的には、アジテータ51を1回転させる間に、所定のタイミング間隔(例えば10ms間隔)で受光素子102が光を検出できているかの確認を行う。一例として、アジテータ51を1回転させる間に、110回の前記確認動作を行うものとすることができる。発光素子101は、例えばLEDで構成され、センシング動作が行われている間は、常時発光しているものとしてよい。アジテータ51が回転することで、トナー貯留室49内のトナー91が撹拌される。トナー91が十分存在している場合には、アジテータ51がトナー貯留室49内の透光面93に付着するトナーを掻き取ってもすぐに落下するトナーによって遮光されて、受光素子102は、110回の全てにおいて光を検出することができない。逆に、トナー91が完全に存在しない場合には、アジテータ51によって遮光される分を除いて、ほぼ110回に近い回数だけ光が検出される。トナー91の量がある程度存在する場合には、アジテータ51によってトナー貯留室49内の透光面93からトナーは掻き取られる(WIPE)ことで、トナー91が発光素子101からの光を遮ったり、遮らなかったりする。つまり、受光素子102が、光を検出したりしなかったりすることになる。
実際には、受光素子102が検出する光の量が、所定の閾値を下回っていれば光が検出できなかった(L)とし、前記閾値を上回っていれば光が検出できた(H)とすればよい。この方法により、アジテータ51が1回転する間、つまりここでは110回のうちの「L」と「H」の回数が算定される。そして、全体の回数に対する「L」の割合或いは「H」の割合に応じて、トナー残量を判定する。より好ましくは、アジテータ51が複数回回転する期間にわたってこのような処理を行うことで、トナー残量を判定することができる。実際の構成では、第1センサ72から送られるデータ(受光量)に基づいて、制御部71が演算処理を行うことで、P/C20内のトナー残量を算定する構成とすることができる。
以下では、全体の回数に対する「L」の割合、すなわち実際に光が検出できた回数の割合を「遮光率」と規定する。つまり、「遮光率」が低いほどトナー残量が少なく、「遮光率」が高いほどトナー残量が多いことを意味する。
なお、ここで説明したセンシング方法は、あくまで一例であり、他の方法を用いてトナー残量のセンシングを行うことも可能である。
〔制御内容〕
制御部71によって行われる制御内容につき、説明する。図5は、T/C10からP/C20へのトナー補給の説明を行うための概念的ブロック図である。また、図6は、本装置1における第1センサ72によって検出される遮光率の経時的な変化を概念的に示すグラフである。図6に示されるグラフは、P/C20内のトナー残量の経時的な変化に対応している。
制御部71によって行われる制御内容につき、説明する。図5は、T/C10からP/C20へのトナー補給の説明を行うための概念的ブロック図である。また、図6は、本装置1における第1センサ72によって検出される遮光率の経時的な変化を概念的に示すグラフである。図6に示されるグラフは、P/C20内のトナー残量の経時的な変化に対応している。
制御部71は、第1センサ72の検出結果に基づき、遮光率が所定の補給開始閾値C2を下回れば、TPモータ80を回転駆動させて搬送スクリュー13を回転させ、T/C10内のトナーをP/C20内へと移送させる。
逆に、この遮光率が前記補給開始閾値C2よりも大きい所定の補給停止閾値C1を上回れば、制御部71がTPモータ80を停止させて搬送スクリュー13を停止させ、T/C10からP/C20へのトナーの移送を停止させる。そして、制御部71は、第1ドットカウンタ73のカウント値を前記第1初期値にリセットする。例えば、第1ドットカウンタが印字のたびにインクリメントされるアップカウンタである場合には、前記第1初期値を最小値(又はそれに近い値)とし、逆に印字のたびにデクリメントされるダウンカウンタである場合には、前記第1初期値を最大値(又はそれに近い値)とすればよい。以下では、第1ドットカウンタがダウンカウンタであるものとして説明する。
なお、遮光率が所定の補給開始閾値を下回るとは、トナー残量が所定の補給開始閾値よりも少ないのと等価である。同様に、遮光率が所定の補給停止閾値を上回るとは、トナー残量が所定の補給停止閾値よりも多いのと等価である。
また、遮光率に代えて、アジテータ51が1回転又は複数回転する間に検出された「H」の回数、又は「L」の回数に応じて、制御部71がTPモータ80の駆動/停止制御を行うものとしてもよい。また、全体の回数に対する「H」の割合、すなわち実際に光が検出されなかった回数の割合である「透過率」によってTPモータ80の駆動/停止制御を行う構成としても構わない。
第1ドットカウンタが第1初期値にリセットされた後は、再び印字によってP/C20内のトナー量が減少する。例えば、印字が完了する都度、ドット数算定部76は入力画像データに基づき点灯ドット数を算定し、算定されたドット数に応じて制御部71が第1ドットカウンタ73のカウント値を減少させる。
また、T/C10からP/C20へのトナー補給が行われた際には、制御部71は、前述したように第1ドットカウンタ73のカウント値を第1初期値に設定するとともに、T/C10内の第2ドットカウンタ75のカウント値を、補給量に応じて減少させる。トナー補給量については、一例として、TPモータ80の連続運転時間に基づいて算定することができる。
更に、T/C10が新しいカートリッジに交換されると、制御部71は、第2ドットカウンタ75のカウント値を前記第2初期値に更新する。なお、新しいT/C10の第2ドットカウンタが予め第2初期値に設定された状態で、この新しいT/C10自体に設けられている場合には、第2初期値に更新する動作は不要である。この場合、設定情報記憶部77において第2初期値に関する情報を記憶しておく必要はない。
このように、印字に伴って、P/C20の第1ドットカウンタ73のカウント値は減少し、T/C10からのトナー補給に伴って同カウンタ73のカウント値は第1所定値にリセットされる。また、P/C20へのトナー移送に伴ってT/C10の第2ドットカウンタ75のカウント値は減少し、新たなT/C10に交換されることで同カウンタ75のカウント値は第2初期値にリセットされる。
ところで、前述のように、遮光率が所定の補給開始閾値を下回ると、搬送スクリュー13が動作する。しかし、この搬送スクリュー13の動作によって実際にT/C10からP/C20へのトナー補給が開始されるのはT/C10内にトナーが存在する場合であり、T/C10内のトナー残量が不足している場合には当然ながらトナー補給は行われない。この場合、搬送スクリュー13を動作させても遮光率が上昇することはなく、印字に伴って更に遮光率は低下をする。この場合、もはや搬送スクリュー13を動作させても意味がないので、制御部71はT/C10内のトナー残量が不足していることを認識すると、搬送スクリュー13の運転を停止させる制御を行う構成としている。
なお、T/C10内のトナー残量が不足していることについては、第2センサ74からのセンシング情報に基づいて制御部71が認識する構成とすることができる。また、第2センサ74を備えない構成であっても、搬送スクリュー13の運転を開始してから所定時間が経過してもP/C20の遮光率が前記補給開始閾値を依然として下回っていることをもって制御部71がT/C10内のトナー残量が不足していることを認識する構成とすることができる。
この点につき、図6を参照して説明する。時刻t1で遮光率がC1に到達したためトナー補給が停止し、その後印字によってP/C20内のトナー量が減少する。時刻t2にて遮光率がC2に到達したため、制御部71はTPモータ80の運転を開始させる。しかし、この時点でT/C10内にはトナー残量がほとんど存在していない場合、T/C10からP/C20にトナー補給が行われない。この結果、P/C20のトナー量は増加せず、第1センサ72の遮光率も上昇することはない。
そして、前述した方法により、時刻t3において制御部71がT/C10内にトナー残量がほとんど存在していないことを検知すると、TPモータ80を停止させる。これ以後、T/C10が交換されるまでの間は、P/C20内のトナー残量が増加することはなく、遮光率も増加しない。
なお、前述のように、搬送スクリュー13の運転を開始してから所定時間が経過してもP/C20の遮光率が前記補給開始閾値を依然として下回っていることをもって制御部71がT/C10内のトナー残量が不足していることを認識する構成とする場合には、図6に示した時間Tが所定時間として設定されることとなる。この場合、搬送スクリュー13の運転が開始した時刻t2から時間Tの経過後の時刻t3において、制御部71は搬送スクリュー13の運転を停止させる。
このように、T/C10からのトナー補給が不能になると、もはやP/C20内のトナー量は増加することがなく減少の一途をたどり、第1ドットカウンタ73のカウント値も減少の一途をたどる。しかし、P/C20内にトナーが残存している限りにおいては引き続き印字を行うことができる。
その後、制御部71は、第1センサ72の検出結果に基づき、遮光率が所定の補正用閾値C3を下回ったことを検知すると、第1ドットカウンタ73のカウント値を補正所定値にリセットする。この補正所定値は、トナー貯留室44の側面に設けた透光面93よりも低い位置にのみ残存するトナー量であることを示す値とすればよい。この値は、利用者に対してトナーカートリッジの交換を警告した後においてもなお確保されているトナー残量に対応する。
トナー貯留室44内のトナー残量が低下してくると、透光面93をトナー貯留室44の側面に設けたことにより、アジテータ51の回転によって巻き上げられたトナーが静電気により透光面93上に容易に付着しやすくなる。これにより、第1センサ72によって検知される遮光率から算定されるトナー残量と実際にトナー貯留室44内に存在するトナー残量との間に乖離が生じることが考えられる。
また、時刻t2以後は、第1ドットカウンタ73のカウント値は、ドット数算定部76によって算定された消費ドット数に基づいて直前のカウント値から減算されることで更新される態様である。しかし、実際のところ、加算/減算するドット数と実際に補給/消費されるトナー量は完全には一致しない。例えば、黒ベタ画像とハーフトーン画像とを比較すると、露光ドット数自体が同じ場合でも実際に消費されるトナー量は異なる。実際には、ハーフトーン画像の方が、黒ベタ画像よりもトナー消費量が多くなる傾向にある。このため、現時点のドットカウンタから読み取れるトナー残量に関する情報は、高い正確性を有しているとはいえない。
よって、時刻t2から時間が経過し、P/C20内のトナー量がある程度減少してきた時点においては、第1ドットカウンタ73のカウント値も第1センサ72の検出結果もP/C20内のトナー量を正確に反映していない可能性がある。
しかしながら、遮光率が所定の補正用閾値C3を下回ったことを検知した時点(図6の時刻t4)では、トナーはもはやトナー貯留室44の側面に設けた透光面93よりも低い位置にのみ残存しているニアエンプティ状態にあると判断することができる。そこで、かかるタイミングで、制御部71は、第1ドットカウンタ73のカウント値を補正所定値にリセットする。これにより、第1ドットカウンタ73のカウント値が示すトナー量と、実際にP/C20内に残存するトナー量の乖離が小さくなる。
そして、制御部71は、このタイミングで表示処理部71に対してトナーカートリッジの交換を示す旨の警告表示を実行させるとともに、第1ドットカウンタ73のカウント値に基づくトナー残量、印字可能枚数を併せて表示させる。これにより、利用者は、トナーカートリッジの交換が必要である旨とともに、もはや全く印字ができないわけではなく、まだ所定枚数程度の印字が可能であることを知ることができる。そして、この情報は、予め登録されていた補正所定値に基づいて第1ドットカウンタ73のカウント値が更新されることで得られたものであり、カウント値からドット数算定部76によって算定された印字ドット数の減算を繰り返して得られたものではない。このため、実際のトナー残量との乖離が小さいカウント値に基づいて、トナー残量や印字可能枚数といった情報をトナーカートリッジの交換時期到来に関する情報とともに利用者に知らせることができる。
なお、図6では、時刻t5において完全にトナー印字が不能となるトナーエンプティ状態に到来したことを示している。ここで、トナーエンプティ状態であっても遮光率が0になっていないのは、アジテータ51によって光が遮られるためである。
なお、第1初期値、第2初期値、補正所定値、補給開始閾値C1、補給停止閾値C2、補正用閾値C3といった各種の情報は、設定情報記憶部77に予め記録されており、制御部71は適宜設定情報記憶部77からこれらの情報を読み出す構成とすることができる。
〔表示手段による情報表示〕
表示処理部78によって、表示手段(不図示)に対してトナー残量に関する情報が適宜表示させる構成とすることができる。具体的には、制御部71が、第1ドットカウンタ73のカウント値と第2ドットカウンタ75のカウント値の和で規定される現存トナー推定量を、第1初期値及び第2初期値の和で規定される最大トナー量で除算することで得られた値でもって、現存トナー割合を表示させるものとすることができる。
表示処理部78によって、表示手段(不図示)に対してトナー残量に関する情報が適宜表示させる構成とすることができる。具体的には、制御部71が、第1ドットカウンタ73のカウント値と第2ドットカウンタ75のカウント値の和で規定される現存トナー推定量を、第1初期値及び第2初期値の和で規定される最大トナー量で除算することで得られた値でもって、現存トナー割合を表示させるものとすることができる。
また、現存トナー割合に加えて、又はその代わりに、制御部71が印字可能枚数を算定して表示手段に表示させる構成としても構わない。具体的には、現存トナー推定量を一枚当たりに使用されるドット数で除算することで印字可能枚数が算定される。ここで、一枚当たりに使用されるドット数の値としては、標準的な印字パターン(例えばA4サイズの黒率6%等)における数値を予め記録させておき、この記録された値を採用することができる。
一枚当たりに使用されるドット数の値の別の例としては、本装置1でこれまでに印字された用紙サイズ、そのサイズにおける1枚当たりの点灯ドット数を記録しておき、最も使用された回数が多い印字パターンの下で印字された場合の数値を採用することができる。更に別の例としては、用紙サイズ及び印字条件(黒率)に関する情報を利用者に入力させ、この入力された情報に基づいて算定された1枚当たりの点灯ドット数を採用することができる。
算定されたトナー残量に関する情報を印字可能枚数に換算して表示することで、利用者に対してトナー切れ間際における印刷枚数管理を容易にする効果が期待できる。例えば、残り50枚分という表示がされていれば、利用者は、50枚を超える印刷ができないと判断することができる。このため、トナーを交換する前の時点であれば、最低限印刷が必要なページのみを選択して印字枚数を減らす等の処置を施すことができる。
〔別実施形態〕
以下に、別実施形態を説明する。
以下に、別実施形態を説明する。
〈1〉上記実施形態では、遮光率が所定の補正用閾値C3を下回ったことを検知すると、制御部71は、第1ドットカウンタ73のカウント値を補正所定値に更新するとともに、表示処理部78に対してトナーカートリッジの交換を示す旨の警告表示を実行させる構成とした。しかし、第1ドットカウンタ73のカウント値を補正所定値に更新するタイミングと、トナーカートリッジの交換を示す旨の警告を表示するタイミングは必ずしも一致させる必要はない。
つまり、遮光率が補正用閾値C3を下回り、第1ドットカウンタ73のカウント値が補正所定値に更新された後は、第1ドットカウンタ73のカウント値はP/C20内のトナー残量を精度良く反映したものとなる。よって、これ以後のタイミングで、第1ドットカウンタ73のカウント値が補正用閾値C3を下回った時点で、制御部71が表示処理部71に対してトナーカートリッジの交換を示す旨の警告表示を行なっても構わない。
〈2〉上記実施形態では、P/C20が第1ドットカウンタ73を備え、第1ドットカウンタ73のカウント値によって、P/C20内のトナー残量を残ドット数として認識することができる構成であった。しかし、その時点におけるトナー残量に応じた値を、印字やトナー補給に応じて更新できる構成であれば、残ドット数という形式でなくても構わない。つまり、何らかの数値がカウンタに示されており、印字、トナー補給及びニアエンプティ状態の到来に応じて当該カウンタのカウント値が更新される構成であればよい。この場合、「第1ドットカウンタ73」は「第1カウンタ73」として構成される。第2ドットカウンタ75についても同様である。
〈3〉制御部71が第1センサ72からの検出信号を定期的に受信する構成である場合において、複数回(例えば2回)以上連続して補給開始閾値C2を下回ったことを検知したときに制御部71がトナー補給の開始制御を行うものとしてもよい。このようにすることで、トナー補給が必要でないほどのトナーが充填されているにも関わらず、外乱や測定誤差によってたまたま第1センサ72からの検出信号が補給開始閾値C2を下回ってしまった場合にトナー補給が開始してしまうのを防止することができる。
〈4〉補正用閾値C3の値を、T/C10の初期時におけるトナー量に応じて変更する構成としても構わない。一例として、工場からの出荷当初のようにT/C10内のトナー量が少なく設定されている場合にはC3の値を予め小さく設定しておき、T/C10を買い換えて新たなT/C10をセッティングした後においてはC3の値を大きく設定することができる。この場合、設定情報記憶部77には、出荷当初において用いられるC3の値と、その後にT/C10が交換されたときに用いられるC3の値が記録されているものとすればよい。更に、交換に対応するT/C10がトナー量に応じて複数種類存在するような場合、各トナー量に応じたC3の値が設定情報記憶部77に記録され、セッティングされた際のT/C10のトナー量に応じたC3の値が制御部71によって読み出されるものとしてもよい。
T/C10を新たにセッティングしたときに存在するトナー量が多いほど、最後まで残存するトナーがアジテータ12によって攪拌される回数は増加する。トナーは、アジテータによる攪拌が繰り返されることで表面の摩耗などに伴う劣化が起こり、印字性能が低下する。よって、初期時(交換当初)のT/C10内に存在するトナー量が多い場合に、初期時のT/C10内のトナー量が少ない場合と補正用閾値C3の値を等しくしておくと、あまり性能の良くないトナーが残存する割合が高くなってしまう。このため、同様に第1ドットカウンタ73のカウント値を補正所定値にリセットしても、実際にはその値よりも少ないドット数しか印字できない可能性がある。
そこで、初期時(交換当初)のT/C10内に存在するトナー量が多い場合には、C3の値を少し高めに設定しておく。これにより、そこまで性能が悪くなっていないトナーの残存割合がある程度見込める状態で第1ドットカウンタ73のカウント値を補正所定値にリセットすることで、実際の印字可能ドット数により近い値にカウント値を補正することができる。更に、このタイミングで表示処理部71に対してトナーカートリッジの交換を示す旨の警告表示を実行させ、第1ドットカウンタ73のカウント値に基づくトナー残量、印字可能枚数を併せて表示させることで、より現実に近いトナー残存状況を利用者に知らせることができる。
1: 画像形成装置
2: 本体ハウジング
3: 給紙部
4: 画像形成部
5: 定着部
6: 搬送路
7: レジストローラ
8: 排出ローラ
9: 排出トレイ
10: トナーカートリッジ(T/C)
11: トナー貯留室
12: アジテータ
13: 搬送スクリュー
18: 加熱ローラ
19: 加圧ローラ
20: プロセスカートリッジ(P/C)
30: 原稿読取部
31: 記録紙カセット
32: 支持板
33: 支軸
34: 給紙ローラ
41: 感光体ドラム
42: 帯電器
43: 光書込みユニット
44: 現像装置
45: 転写器
46: クリーニング装置
49: トナー貯留室
50: トナー貯留室
51: アジテータ
52: アジテータ
53: 供給ローラ
71: 制御部
72: 第1センサ
73: 第1ドットカウンタ
74: 第2センサ
75: 第2ドットカウンタ
76: ドット数算定部
77: 設定情報記憶部
78: 表示処理部
80: TPモータ
91: トナー
92: トナー上面
93: 透光面
101: 発光素子
102: 受光素子
2: 本体ハウジング
3: 給紙部
4: 画像形成部
5: 定着部
6: 搬送路
7: レジストローラ
8: 排出ローラ
9: 排出トレイ
10: トナーカートリッジ(T/C)
11: トナー貯留室
12: アジテータ
13: 搬送スクリュー
18: 加熱ローラ
19: 加圧ローラ
20: プロセスカートリッジ(P/C)
30: 原稿読取部
31: 記録紙カセット
32: 支持板
33: 支軸
34: 給紙ローラ
41: 感光体ドラム
42: 帯電器
43: 光書込みユニット
44: 現像装置
45: 転写器
46: クリーニング装置
49: トナー貯留室
50: トナー貯留室
51: アジテータ
52: アジテータ
53: 供給ローラ
71: 制御部
72: 第1センサ
73: 第1ドットカウンタ
74: 第2センサ
75: 第2ドットカウンタ
76: ドット数算定部
77: 設定情報記憶部
78: 表示処理部
80: TPモータ
91: トナー
92: トナー上面
93: 透光面
101: 発光素子
102: 受光素子
Claims (8)
- 制御部と、
トナー貯留室を有し、点灯ドット及び非点灯ドットで構成された入力画像データに基づき像担持体上に形成された静電潜像を、前記トナー貯留室内に収容されたトナーを消費して現像することで、トナー画像を形成するプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジに補給するためのトナーを収容するトナーカートリッジと、
前記トナー貯留室に収容されたトナー量に応じた検出信号を出力する第1センサと、
前記制御部からの制御信号に基づいてカウント値の書き換えが可能な第1カウンタと、
前記入力画像データの点灯ドット数を算定するドット数算定部と、
第1初期値、補正所定値、補給開始閾値、補給停止閾値、及び補正用閾値に関する情報を含む所定の設定情報が記録された設定情報記憶部と、を備え、
前記第1センサは、前記トナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面を所定時間内に透過する光量に応じた前記検出信号を出力する構成であり、
前記制御部は、
前記第1センサからの検出信号が前記補給開始閾値を下回ったことを検知すると、前記トナーカートリッジから前記プロセスカートリッジへのトナー補給の開始制御を行い、 前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が多いことを示す前記補給停止閾値を上回ったことを検知すると、前記トナー補給の停止制御を行うとともに前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が満充填状態であることを示す前記第1初期値に更新し、
印字によるトナー消費後に、前記第1カウンタのカウント値を前記ドット数算定部で算定された点灯ドット数に応じて更新し、
前記トナーカートリッジ内のトナー量が不足して前記トナー補給が行えない場合において、前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す前記補正用閾値を下回ったことを検知すると、前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量がニアエンプティ状態であることを示す前記補正所定値に更新することを特徴とする画像形成装置。 - 前記補正所定値は、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が、前記トナー貯留室内の前記透光面より低い高さ位置内にのみトナーが収容されている状態であることを示す値であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記トナーカートリッジが、底面の高さ位置が前記トナー貯留室の底面よりも低くなるように前記トナー貯留室に隣接して配置されたバッファ用トナー貯留室を備え、
前記トナー貯留室内に収容されたトナー面の高さ位置が前記透光面よりも高い位置にある場合には、トナーの一部が前記トナー貯留室から前記バッファ用トナー貯留室内に落下するように前記バッファ用トナー貯留室が配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記第1カウンタが、カウント値によって現時点における前記トナー貯留室に収容されたトナー量で印字可能な点灯ドット数を示すことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナー貯留室内のトナーが非磁性一成分トナーであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記プロセスカートリッジは、前記トナー貯留室内のトナーを攪拌するためのアジテータを備え、
前記第1センサは、前記アジテータがトナーを攪拌している間に、前記透光面を透過する光を受光した頻度に応じた前記検出信号を出力する構成であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 情報を表示するための処理を行う表示処理部を備え、
前記制御部は、前記トナーカートリッジ内のトナー量が不足して前記トナー補給が行えない場合において、前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が遥かに少ないことを示す前記補正用閾値を下回ったことを検知すると、前記第1カウンタのカウント値を前記補正所定値に更新するとともに、前記表示処理部に対して前記トナーカートリッジの交換を促す情報の表示処理を行わせることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に画像形成装置。 - 非磁性一成分トナーを用いて印字を行う画像形成装置であって、
制御部と、
トナー貯留室を備え、点灯ドット及び非点灯ドットで構成された入力画像データに基づき像担持体上に形成された静電潜像を、前記トナー貯留室内に収容されたトナーを消費して現像することで、トナー画像を形成するプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジに補給するためのトナーを収容するトナーカートリッジと、
前記トナー貯留室に収容されたトナー量に応じた検出信号を出力する第1センサと、
前記制御部からの制御信号に基づいてカウント値の書き換えが可能な第1カウンタと、
前記入力画像データの点灯ドット数を算定するドット数算定部と、
第1初期値、補給開始閾値、及び補給停止閾値に関する情報を含む所定の設定情報が記録された設定情報記憶部と、を備え、
前記第1センサは、所定時間内に前記トナー貯留室の底面より高い位置に設けられた透光面を透過する光量に応じた前記検出信号を出力する構成であり、
前記制御部は、
前記第1センサからの検出信号が前記補給開始閾値を下回ったことを検知すると、前記トナーカートリッジから前記プロセスカートリッジへのトナー補給の開始制御を行い、 前記第1センサからの検出信号が、前記補給開始閾値よりもトナー量が多いことを示す前記補給停止閾値を上回ったことを検知すると、前記トナー補給の停止制御を行うとともに前記第1カウンタのカウント値を、前記プロセスカートリッジ内のトナー量が満充填状態であることを示す前記第1初期値に更新し、
印字によるトナー消費後に、前記第1カウンタのカウント値を前記ドット数算定部で算定された点灯ドット数に応じて更新することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011263715A JP2013117558A (ja) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011263715A JP2013117558A (ja) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2013117558A true JP2013117558A (ja) | 2013-06-13 |
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ID=48712178
Family Applications (1)
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JP2011263715A Pending JP2013117558A (ja) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | 画像形成装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2013117558A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113442576A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-09-28 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 液面检测装置及图像形成装置 |
US11320774B2 (en) | 2019-01-11 | 2022-05-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Estimation of toner remaining rate |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0772730A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-03-17 | Matsushita Graphic Commun Syst Inc | 画像記録装置 |
JP2001109248A (ja) * | 1999-10-05 | 2001-04-20 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2006267528A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Oki Data Corp | 画像形成装置及びトナーカートリッジ |
JP2011232389A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Murata Mach Ltd | 画像形成装置 |
-
2011
- 2011-12-01 JP JP2011263715A patent/JP2013117558A/ja active Pending
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