JP2019020510A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーコンテナ交換時におけるトナー補給動作を適切に行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーコンテナ２０から現像器６１にトナーを補給するトナー補給動作を実行し、トナー補給動作によってトナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻っていない場合、トナーコンテナ２０のトナーエンプティを検出する画像形成装置１であって、トナーコンテナ２０の交換時に開閉されるカバー３０の開閉を検知するカバー開閉検知センサー９と、トナーエンプティが検出された後にカバー開閉検知センサー９によってカバー３０の開閉が検知されると、トナー補給動作を実行し、トナー補給動作によってトナー残量が規定閾値以上に戻っていない場合、トナーコンテナ２０を一旦取り外し、振った後に再装着することをユーザーに依頼する加振依頼を操作部２に表示させる交換時トナー補給制御部１３とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置に関する。

画像形成動作に使用されるトナーを含む現像剤は、現像器内の撹拌部に収容されている。画像形成動作が繰り返されると、トナーが消費されて現像器内のトナー残量が少なくなる。そのため、現像器には、トナー残量を検知するトナー残量検知センサーが設けられている。トナー残量検知センサーによって検知されたトナー残量が予め設定された閾値を下回ると、トナー補給モーターを駆動してトナーコンテナから現像器内にトナーを補給するトナー補給動作を実行し、現像器内のトナー残量が常に規定量となるように制御している。そして、一定時間以上トナー補給動作を行ってもトナー残量が規定量に達しない場合、トナーコンテナ内のトナーがなくなったと判断し、トナーコンテナの交換を促すトナーエンプティをユーザーに報知している。

ここで、トナー補給動作によって不足するトナーを一気に補給すると補給されたトナーの比率が急激に高くなる。トナーを撹拌する時間が短いと、補給されたトナーと残留しているトナーとのトナー帯電量が異なる不完全な撹拌状態が維持される。この状態のまま画像形成動作がされると、形成される画像にかぶり現象が生じる可能性が高い。

そこで、トナーコンテナ交換直後の補給時間を一律に短く設定したり、トナーコンテナ交換時のトナー残量検知センサーの検出値を元に補給量、回数を少なく調整したりすることでこの問題を回避する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００１−１５４４７４号公報 特開２０１５−１１４５７４号公報

しかしながら、従来技術では、トナー補給動作によってトナーの補給が行われることを前提としているが、トナー補給動作の補給時間が不足してトナーの補給が行われない場合が考慮されていない。例えば、交換用のトナーコンテナが縦置きに保管されていて、トナーコンテナ内でトナーが補給口と反対側に偏っていた場合、交換後のトナー補給で十分なトナーが現像器に入らずトナー残量検知センサーの検出値が復帰しないことがある。すると、新品のトナーコンテナに交換しても補給のタイムアウトとなり、トナーエンプティで印刷できない状態に陥ってしまう。特に、トナーコンテナが縦長で補給口が端についている機種で、トナーの偏りが発生すると、通常の補給時間では復帰できないことが多い。

本発明の目的は、従来技術の上記問題を解決し、トナーコンテナ交換時におけるトナー補給動作を適切に行うことができる画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、画像データに基づいて感光体ドラムの表面に形成された潜像を、トナーによって現像してトナー像を形成する現像器を有し、前記現像器内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサーによって検知されたトナー残量が予め設定された補給閾値を下回ると、トナーコンテナから前記現像器内にトナーを補給するトナー補給動作を実行し、前記トナー補給動作によって前記トナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻っていない場合、前記トナーコンテナのトナーエンプティを検出する画像形成装置であって、前記トナーコンテナの交換時に開閉されるカバーの開閉を検知するカバー開閉検知センサーと、前記トナーエンプティが検出された後に前記カバー開閉検知センサーによって前記カバーの開閉が検知されると、前記トナー補給動作を実行し、前記トナー補給動作によって前記トナー残量が前記規定閾値以上に戻っていない場合、前記トナーコンテナを一旦取り外し、振った後に再装着することをユーザーに依頼する加振依頼を表示部に表示させる交換時トナー補給制御部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、交換するトナーコンテナにトナーの偏りがあった場合、加振依頼によってトナーの偏りを解消することできるため、トナーの偏りによるトナーエンプティの誤検出を回避することができ、トナーコンテナ交換時におけるトナー補給動作を適切に行うことができるという効果を奏する。

本発明に係る画像形成装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図１に示す交換時トナー補給制御部の動作を説明するフローチャートである。 図１に示す交換時トナー補給制御部による加振依頼例を示す図である。

本実施の形態の画像形成装置１は、複写機やＭＦＰ（Multifunction Peripheral/Printer/Product）等であり、図１を参照すると、操作部２と、原稿読取部３と、記憶部４と、画像処理部５と、印刷部６と、トナー補給モーター７と、リーダーライター８と、カバー開閉検知センサー９と、制御部１０とを備えている。

操作部２は、印刷処理の実行指示、印刷設定の入力、設定値の表示、エラー内容の表示を行うキーボードやタッチパネル等の入力部及び表示部として機能するユーザーインターフェースである。

原稿読取部３は、図示しない原稿給紙装置により給紙されてきた原稿や、ユーザーによってコンタクトガラスに載置された原稿に対して光を照射し、その反射光等を受光して画像データを読み取るスキャナーである。

記憶部４は、原稿画像（画像データ）が記憶される半導体メモリー、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段である。記憶部４は、画像処理用のメモリーや各種設定を記憶するメモリーとしても使用される。また、記憶部５は、外部から着脱可能に配置されるＳＤカードやＵＳＢメモリー等であっても良い。

画像処理部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の演算処理回路であり、例えば、拡大縮小処理、濃度調整処理、階調調整処理等の画像処理に係る各種ジョブを実行する。

印刷部６は、原稿読取部３によって読み取った原稿画像や、外部から受信した画像データを印刷する印刷手段である。印刷部６は、画像データに基づいて感光体ドラムの表面に形成された潜像を、トナーによって現像してトナー像を形成する現像器６１を有している。現像器６１によって形成されたトナー像は、感光体ドラムから記録紙に転写、定着されて排紙される。

現像器６１には、現像器６１内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサー６２が設けられている。トナー残量検知センサー６２によって検知されたトナー残量が予め設定された補給閾値を下回ると、現像器６１内にトナーを補給するトナー補給動作が実行される。

現像器６１内に補給するトナーは、交換可能に構成されたトナーコンテナ２０から供給される。トナーコンテナ２０にはトナーを排出口から排出する排出スクリューが、トナーコンテナ２０の排出口と現像器６１の投入口とを接続する供給路にはトナーを搬送する搬送スクリューがそれぞれ設けられている。この排出スクリュー及び搬送スクリューは、トナー補給モーター７の回転によって駆動され、トナーコンテナ２０から現像器６１内にトナーが補給される。

リーダーライター８は、トナーコンテナ２０に設けられたＩＣタグ２１との間で情報の送受信を行う機能を有している。ＩＣタグ２１は、アンテナと、不揮発性記憶領域を備えたＩＣチップとを有している。ＩＣタグ２１には、トナーコンテナ２０の製造年月日が記憶されていると共に、トナーコンテナ２０から排出した累積トナー量がトナー消費量として記憶される。

カバー開閉検知センサー９は、トナーコンテナ２０の交換口に設けられたカバー３０の開閉を検知する。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の演算処理回路である。ＲＯＭには画像形成装置１の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部１０は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、操作部２から入力された各種指示情報に応じて装置全体の制御を行う。

また、制御部１０は、トナー消費量算出部１１、トナー補給制御部１２、交換時トナー補給制御部１３として機能する。

トナー消費量算出部１１は、トナー補給動作に伴ってトナーコンテナ２０から排出されたトナー量を算出する。そして、トナー消費量算出部１１は、リーダーライター８によってトナーコンテナ２０のＩＣタグ２１から読み出したトナー消費量に、算出したトナー量を加算する。そして、トナー消費量算出部１１は、算出したトナー量を加算して更新したトナー消費量を、リーダーライター８によってトナーコンテナ２０のＩＣタグ２１に書き込む。

トナー消費量算出部１１は、例えば、トナー補給モーター７の回転数を使用してトナー量を算出する。トナー補給モーター７にパルスエンコーダーを搭載して、トナー補給モーター７の回転数を計測することで、１回転あたりの補給量からトナーコンテナ２０から排出されたトナー量が算出される。

トナー補給制御部１２は、トナー残量検知センサー６２によって検知されるトナー残量が予め設定された補給閾値を下回ると、予め設定された駆動時間Ｔ_０の間、トナー補給モーター７を回転させるトナー補給動作を実行し、トナーコンテナ２０から現像器６１内にトナーを補給する。そして、トナー補給動作後に、トナー補給制御部１２は、トナー残量検知センサー６２によって検知されるトナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻ったか否かを判断する。なお、規定閾値は、補給閾値よりも大きい値に設定されている。

トナー残量が規定閾値以上に戻っていない場合、トナー補給制御部１２は、トナーコンテナ２０内のトナーがなくなったトナーエンプティを検出し、トナーエンプティを操作部２によってユーザーに報知してトナーコンテナ２０の交換を促す。

トナー残量が規定閾値以上に戻っている場合、トナー補給制御部１２は、トナー補給動作の完了を認識し、動作を終了させる。

交換時トナー補給制御部１３は、トナーエンプティが検出された後にカバー開閉検知センサー９によってカバー３０の開閉が検知されると、トナー補給動作を実行し、トナー補給動作によってトナー残量が規定閾値以上に戻っていない場合、トナーコンテナ２０を一旦取り外し、振った後に再装着することをユーザーに依頼する加振依頼を操作部２に表示させる。

次に、交換時トナー補給制御部１３によるトナーコンテナ２０の交換時のトナー補給動作について図２及び図３を参照して詳細に説明する。
トナー補給制御部１２によってトナーエンプティ―が検出された後に、カバー開閉検知センサー９によってカバー３０の開閉が検知されると（ステップＳ１０１）、制御部１０は交換時トナー補給制御部１３として機能する。

交換時トナー補給制御部１３は、リーダーライター８によってトナーコンテナ２０のＩＣタグ２１からトナー消費量を読み取る（ステップＳ１０２）。そして、交換時トナー補給制御部１３は、読み取ったトナー消費量が予め設定された閾消費量未満か否かを判断する（ステップＳ１０３）。なお、閾消費量は、１回のトナー補給動作（駆動時間Ｔ_０のトナー補給モーター７の回転）で現像器６１に補給されるトナー量よりも小さい値に設定されている。従って、トナー消費量が予め設定された閾消費量未満の場合には、装着されたトナーコンテナ２０は新品であると判断される。

ステップＳ１０３で読み取ったトナー消費量が閾消費量以上である場合、交換時トナー補給制御部１３は、トナー残量検知センサー６２によって検知されるトナー残量が予め設定された補給閾値を下回ると、予め設定された駆動時間Ｔ_０の間、トナー補給モーター７を回転させるトナー補給動作を実行し（ステップＳ１０４）、トナーコンテナ２０から現像器６１内にトナーを補給する。なお、ステップＳ１０２でトナー消費量を読み取れなかった場合も、トナー消費量が閾消費量以上であると見なしてステップＳ１０４に至る。

そして、トナー補給動作後に、交換時トナー補給制御部１３は、トナー残量検知センサー６２によって検知されるトナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻ったか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５でトナー残量が規定閾値以上に戻っている場合、交換時トナー補給制御部１３は、トナー補給動作の完了を認識し、トナー補給動作を終了させる。

ステップＳ１０５でトナー残量が規定閾値以上に戻っていない場合、交換時トナー補給制御部１３は、トナーコンテナ２０内のトナーがなくなったトナーエンプティを検出する（ステップＳ１０６）。そして、交換時トナー補給制御部１３は、検出したトナーエンプティを操作部２によってユーザーに報知してトナーコンテナ２０の交換を促し（ステップＳ１０７）、トナー補給動作を終了する。

ステップＳ１０３で読み取ったトナー消費量が閾消費量未満である場合、交換時トナー補給制御部１３は、リーダーライター８によってトナーコンテナ２０のＩＣタグ２１から製造年月日を読み取り（ステップＳ１０８）、読み取った製造年月日に応じてリトライ回数Ｎと加振回数Ｍとを決定する（ステップＳ１０９）。リトライ回数Ｎは、トナー補給動作をリトライする上限の回数であり、２以上の正数に設定される。加振回数Ｍは、ユーザーにトナーコンテナ２０を振ることを依頼する上限の回数であり、１以上の正数に決定される。ステップＳ１０９において交換時トナー補給制御部１３は、製造年月日が古い程、リトライ回数Ｎ及び加振回数Ｍを大きい値に決定する。なお、ステップＳ１０８で製造年月日を読み取れなかった場合には、ステップＳ１０９においてリトライ回数Ｎと加振回数Ｍとはそれぞれ予め設定されている値に決定される。

次に、交換時トナー補給制御部１３は、変数ｎと変数ｍとに０をセットし（ステップＳ１１０）、駆動時間Ｔ_０の間、トナー補給モーター７を回転させるトナー補給動作を実行し（ステップＳ１１１）、トナーコンテナ２０から現像器６１内にトナーを補給する。

そして、トナー補給動作後に、交換時トナー補給制御部１３は、トナー残量検知センサー６２によって検知されるトナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻ったか否かを判断する（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１１２でトナー残量が規定閾値以上に戻っている場合、交換時トナー補給制御部１３は、トナー補給動作の完了を認識し、トナー補給動作を終了させる。

ステップＳ１１２でトナー残量が規定閾値以上に戻っていない場合、交換時トナー補給制御部１３は、変数ｎがステップＳ１０９で決定したリトライ回数Ｎに到達したか否かを判断する（ステップＳ１１３）。

ステップＳ１１３で変数ｎがリトライ回数Ｎに到達していない場合、交換時トナー補給制御部１３は、変数ｎをインクリメントし（ステップＳ１１４）、ステップＳ１１１に戻ってトナー補給動作を実行する。

ステップＳ１１３で変数ｎがリトライ回数Ｎに到達している場合、交換時トナー補給制御部１３は、変数ｍがステップＳ１０９で決定した加振回数Ｍに到達したか否かを判断する（ステップＳ１１５）。

ステップＳ１１５で変数ｍが加振回数Ｍに到達していない場合、交換時トナー補給制御部１３は、変数ｍをインクリメントすると共に（ステップＳ１１６）、図３に示すように、トナーコンテナ２０を一旦取り外し、振った後に再装着することをユーザーに依頼する加振依頼を操作部２に表示させる（ステップＳ１１７）。

次に、交換時トナー補給制御部１３は、カバー開閉検知センサー９によるカバー３０の開閉検知を待機する（ステップＳ１１８）。そして、ステップＳ１１８でカバー３０の開閉が検知されると、交換時トナー補給制御部１３は、加振依頼の表示を終了させると共に（ステップＳ１１９）、変数ｎを０にリセットし（ステップＳ１２０）、ステップＳ１１１に戻ってトナー補給動作を実行する。

ステップＳ１１５で変数ｍが加振回数Ｍに到達した場合、交換時トナー補給制御部１３は、ステップＳ１０６に至ってトナーエンプティを検出する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、画像データに基づいて感光体ドラムの表面に形成された潜像を、トナーによって現像してトナー像を形成する現像器６１を有し、現像器６１内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサー６２によって検知されたトナー残量が予め設定された補給閾値を下回ると、トナーコンテナ２０から現像器６１内にトナーを補給するトナー補給動作を実行し、トナー補給動作によってトナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻っていない場合、トナーコンテナ２０のトナーエンプティを検出する画像形成装置１であって、トナーコンテナ２０の交換時に開閉されるカバー３０の開閉を検知するカバー開閉検知センサー９と、トナーエンプティが検出された後にカバー開閉検知センサー９によってカバー３０の開閉が検知されると、トナー補給動作を実行し、トナー補給動作によってトナー残量が規定閾値以上に戻っていない場合、トナーコンテナ２０を一旦取り外し、振った後に再装着することをユーザーに依頼する加振依頼を操作部２に表示させる交換時トナー補給制御部１３とを備えている。
この構成により、交換するトナーコンテナ２０にトナーの偏りがあった場合、加振依頼によってトナーの偏りを解消することできるため、トナーの偏りによるトナーエンプティの誤検出を回避することができ、トナーコンテナ２０の交換時におけるトナー補給動作を適切に行うことができる。

さらに、本実施の形態は、交換時トナー補給制御部１３は、トナー補給動作を２回以上の複数回実行してもトナー残量が規定閾値以上に戻っていない場合、加振依頼を操作部２に表示させる。
この構成により、交換するトナーコンテナ２０にトナーの偏りがあっても、偏りが解消される確率を高くすることができる。

さらに、本実施の形態は、トナーコンテナ２０の記憶部として機能するＩＣタグ２１に記憶されている製造年月日を読み出す製造時期読み出し部として機能するリーダーライター８を具備し、交換時トナー補給制御部１３は、リーダーライター８によって読み出された製造年月日に応じて、製造年月日が古い程、トナー補給動作の実行回数を大きい値に決定する。
この構成により、トナーコンテナ２０が保管されていた期間や環境によってはトナーの偏りと凝集が進んでいることがあるため、トナーコンテナ２０の製造年月日に応じてリトライ回数を変化させることができる。

さらに、本実施の形態は、トナーコンテナ２０の記憶部として機能するＩＣタグ２１に記憶されているトナー消費量を読み出すトナー消費量読み出し部として機能するリーダーライター８を具備し、交換時トナー補給制御部１３は、トナー補給動作によってトナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻っていない場合、リーダーライター８によって読み出したトナー消費量が予め設定された閾消費量未満の場合に、加振依頼を操作部２に表示させ、リーダーライター８によって読み出したトナー消費量が閾消費量以上の場合には、トナーエンプティを検出する。
この構成により、交換したトナーコンテナ２０が使用済みであった場合に、無駄に補給時間を伸ばさずに補給を行うことでユーザーの利便性を損なわないようにする。

さらに、本実施の形態は、リーダーライター８によってトナー消費量を読み出せなかった場合、交換時トナー補給制御部１３は、トナー消費量が閾消費量以上とみなす。
この構成により、交換したトナーコンテナ２０の使用状況が不明の場合でも、無駄に補給時間を伸ばさずに補給を行うことでユーザーの利便性を損なわないようにする。

さらに、本実施の形態は、閾消費量は、１回のトナー補給動作によって現像器６１に補給されるトナー量よりも小さい値に設定されている。
この構成により、交換したトナーコンテナ２０が新品か否かを判断することができる。

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでも無い。

１ 画像形成装置
２ 操作部
３ 原稿読取部
４ 記憶部
５ 画像処理部
６ 印刷部
７ トナー補給モーター
８ リーダーライター
９ カバー開閉検知センサー
１０ 制御部
１１ トナー消費量算出部
１２ トナー補給制御部
１３ 交換時トナー補給制御部
２０ トナーコンテナ
３０ カバー
２１ ＩＣタグ
６１ 現像器
６２ トナー残量検知センサー

Claims (6)

1. 画像データに基づいて感光体ドラムの表面に形成された潜像を、トナーによって現像してトナー像を形成する現像器を有し、前記現像器内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサーによって検知されたトナー残量が予め設定された補給閾値を下回ると、トナーコンテナから前記現像器内にトナーを補給するトナー補給動作を実行し、前記トナー補給動作によって前記トナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻っていない場合、前記トナーコンテナのトナーエンプティを検出する画像形成装置であって、
   前記トナーコンテナの交換時に開閉されるカバーの開閉を検知するカバー開閉検知センサーと、
   前記トナーエンプティが検出された後に前記カバー開閉検知センサーによって前記カバーの開閉が検知されると、前記トナー補給動作を実行し、前記トナー補給動作によって前記トナー残量が前記規定閾値以上に戻っていない場合、前記トナーコンテナを一旦取り外し、振った後に再装着することをユーザーに依頼する加振依頼を表示部に表示させる交換時トナー補給制御部と、を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記交換時トナー補給制御部は、前記トナー補給動作を２回以上の複数回実行しても前記トナー残量が前記規定閾値以上に戻っていない場合、前記加振依頼を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナーコンテナの記憶部に記憶されている製造時期を読み出す製造時期読み出し部を具備し、
   前記交換時トナー補給制御部は、前記製造時期読み出し部によって読み出された前記製造時期に応じて、前記製造時期が古い程、前記トナー補給動作の実行回数を大きい値に決定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記トナーコンテナの記憶部に記憶されているトナー消費量を読み出すトナー消費量読み出し部を具備し、
   前記交換時トナー補給制御部は、前記トナー補給動作によって前記トナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻っていない場合、前記トナー消費量読み出し部によって読み出した前記トナー消費量が予め設定された閾消費量未満の場合に、前記加振依頼を前記表示部に表示させ、前記トナー消費量読み出し部によって読み出した前記トナー消費量が前記閾消費量以上の場合には、前記トナーエンプティを検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記トナー消費量読み出し部によって前記トナー消費量を読み出せなかった場合、交換時トナー補給制御部は、前記トナー消費量が前記閾消費量以上とみなすことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記閾消費量は、１回の前記トナー補給動作によって前記現像器に補給されるトナー量よりも小さい値に設定されていることを特徴とする請求項４又は５記載の画像形成装置。

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