JP2020201355A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材のサイズに応じて適切なタイミングでカートリッジ内のトナーがない旨の表示を行える構成を提供する。【解決手段】画像形成装置は、装置本体と、トナーを担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、装置本体に対して着脱可能なカートリッジとを有する。画像形成装置のＵＩは、カートリッジのトナーの残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、カートリッジ内のトナーがない旨の表示を行う。【選択図】図６

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置では、画像形成を行うと現像剤を消費するため、現像剤を収容したカートリッジの現像剤の残量を検知して、現像剤の残量を報知する構成が提案されている（特許文献１）。

特開２００１−１７５１３３号公報

しかしながら、画像不良がでるまでの現像剤の残量が、画像形成を行う記録材のサイズに応じて異なるものがある。例えば、現像剤の残量が少なくても、記録材の搬送方向に短いサイズの例えばＡ３（４２０ｍｍ）であれば問題なく全面ベタ画像でも現像ローラへ現像剤の供給が足りる場合がある。但し、同様に現像剤の残量であっても、感光ドラムの回転方向に長いサイズの例えば長尺（１２００ｍｍ）の場合、現像ローラへの現像剤の供給が不足して、形成された画像にかすれや白抜けが発生しうる。

このため、例えばＡ３を基準に現像剤の残量を表示すると、長尺では現像剤の残量が０％になる前に画像不良が発生してしまう。一方、長尺を基準に現像剤の残量を表示すると、現像剤の残量が０％でも実際にはＡ３で画像不良は発生しないのにカートリッジの交換を促すため、現像剤が使い切れない。このように、一方のサイズに設定すると他方のサイズで不具合が発生したり、現像剤が適切に使い切れない場合がある。

本発明は、記録材のサイズに応じて適切なタイミングでカートリッジ内の現像剤がない旨や交換に関する情報の表示やこのような情報の外部装置への送信を行える構成を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、現像剤を用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、装置本体と、現像剤を担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジ内のトナーがない旨の表示を行う表示手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、現像剤を用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、装置本体と、現像剤を担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジ内のトナーがない旨の情報を外部装置に送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、現像剤を用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、装置本体と、現像剤を担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジの交換に関する情報の表示を行う表示手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、現像剤を用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、装置本体と、現像剤を担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジの交換に関する情報を外部装置に送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録材のサイズに応じて適切なタイミングでカートリッジ内の現像剤がない旨や交換に関する情報の表示やこのような情報の外部装置への送信を行える。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第１の実施形態に係る画像形成ステーションの一部の概略構成図で、（ａ）トナー残量が十分にある状態を、（ｂ）トナー残量が少ない状態をそれぞれ示す図。 トナー残量センサのトナー量と出力の関係を説明する図。 第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。 第１の実施形態に係る画像形成時のプリンタドライバの表示画面を示す図。 第１の実施形態に係る画像形成装置の表示部に表示される画面で、（ａ）長尺サイズが選択されている状態を、（ｂ）Ａ３サイズが選択されている状態をそれぞれ示す図。 第１の実施形態に係るトナーコート量の推移を示す図で、（ａ）供給量が現像量よりも多い場合を、（ｂ）供給量が現像量よりも少ない場合をそれぞれ示す図。 第１の実施形態に係るトナー残量とトナー供給量との関係を示す図。 第１の実施形態に係る記録材のサイズ毎のトナーコート量の推移を示す図で、（ａ）供給量が現像量よりも若干少ない場合を、（ｂ）供給量が現像量よりも少ない場合を、（ｃ）供給量が現像量よりも更に少ない場合をそれぞれ示す図。 第１の実施形態に係る記録材のサイズによるトナー無し表示を行うためのフローチャート。 第２の実施形態に係る記録材のサイズによるトナー無しのトナー残量を示す図。 第２の実施形態に係るカートリッジのステータス画面で、複数の記録材のサイズにおけるステータスを、（ａ）同じ画面に示した図、（ｂ）サイズ毎に画面を切り替えられる状態で示した図。 他の実施形態の第１例に係る画像形成ステーションの一部の概略構成図。 他の実施形態の第２例に係る画像形成ステーションの一部の概略構成図。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図１０を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１及び図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。

［画像形成装置］
画像形成装置１００は、それぞれ像担持体としての感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを有する４つの画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを備えた電子写真方式のフルカラープリンタである。画像形成装置１００は、装置本体１００Ａに接続された原稿読取装置（図示せず）又は装置本体１００Ａに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部装置からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材Ｐに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。また、画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。

なお、画像形成装置１００が備える４つの画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、以下、代表して画像形成ステーション１０Ｙについて説明し、他の画像形成ステーションの説明を省略する。

画像形成ステーション１０Ｙには、像担持体として円筒型の感光体である感光ドラム１Ｙが配設されている。感光ドラム１Ｙは、図中矢印方向に回転駆動され、静電潜像を担持可能である。感光ドラム１Ｙの周囲には帯電ローラ２Ｙ（帯電装置）、現像器４Ｙ、一次転写ローラ７Ｙ、クリーニング装置８Ｙが配置されている。感光ドラム１Ｙの図中上方には露光装置（レーザースキャナ）３Ｙが配置されている。

また、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向して中間転写ベルト６が配置されている。中間転写ベルト６は、複数の張架ローラにより張架され、複数の張架ローラのうちの駆動ローラの駆動により図中矢印方向に周回移動する。複数の張架ローラのうちの二次転写内ローラ９ａと中間転写ベルト６を挟んで対向する位置には、二次転写外ローラ９ｂが配置され、中間転写ベルト６上のトナー像を記録材Ｐに転写する二次転写部Ｔ２を構成している。二次転写部Ｔ２の記録材搬送方向下流には定着装置１２が配置される。

上述のように構成される画像形成装置１００により画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム１Ｙの表面が、所定の帯電バイアスが印加された帯電ローラ２Ｙによって一様に帯電される。次いで、感光ドラム１Ｙは、露光装置３Ｙから発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光される。これにより、感光ドラム１Ｙ上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム１Ｙ上の静電潜像は、現像器４Ｙ内に収容されたトナー４１（図２）によって顕像化され、可視像（トナー像）となる。

感光ドラム１Ｙ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト６を挟んで配置される一次転写ローラ７Ｙとの間で構成される一次転写部Ｔ１Ｙにて、中間転写ベルト６に一次転写される。一次転写後に感光ドラム１Ｙ表面に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置８Ｙによって除去される。

このような動作をマゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部でも順次行い、中間転写ベルト６上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて記録材収納カセット（図示せず）に収容された記録材Ｐが二次転写部Ｔ２に搬送され、中間転写ベルト６上の４色のトナー像が、記録材Ｐ上に一括で二次転写される。二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト６に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ１１により除去される。

次いで、記録材Ｐは定着装置１２に搬送される。そして、この定着装置１２によって、加熱、加圧されることで、記録材Ｐ上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの画像として記録材Ｐに定着される。その後、記録材Ｐは機外に排出される。なお、記録材Ｐの裏面にも画像形成を行う両面モードが選択されている場合には、片面にトナー像を定着した記録材Ｐを不図示の反転搬送経路に搬送し、表裏反転させて、再度、記録材Ｐを二次転写部Ｔ２に搬送し、上述と同様に裏面に画像形成を行う。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。なお、所望の画像形成部のみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。

また、中間転写ベルト６の回転方向に関し、一次転写部Ｔ１Ｋの下流で二次転写部Ｔ２の上流の中間転写ベルト６と対向する位置には、濃度検知センサ５が配置されている。濃度検知センサ５は、中間転写ベルト６上のトナー像の濃度を検知可能である。例えば、制御用トナー像（パッチ画像）を中間転写ベルト６上に形成し、パッチ画像の濃度を濃度検知センサ５により検知することで、トナー像の濃度調整を行う制御、例えば、露光装置３Ｙ〜３Ｋの露光強度や各種電圧の制御を行ったりする。

［現像器］
次に、現像器４Ｙについて図２（ａ）、（ｂ）を用いてより詳しく説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、画像形成ステーション１０Ｙのうちの現像器４Ｙと感光ドラム１Ｙを示す図である。本実施形態の現像器４Ｙ〜４Ｋは、それぞれ現像剤が収容されるカートリッジとして装置本体１００Ａ（図１）に対して着脱可能である。現像器４Ｙ〜４Ｋは同じ構成であるため、図２（ａ）、（ｂ）では現像器４Ｙについてのみ説明し、他の現像器については説明を省略する。

現像器４Ｙは、収容容器４０と、現像剤担持体としての現像ローラ４２と、供給部材４３と、トナー残量センサ４４とを有する。収容容器４０は、現像剤としての非磁性のトナー４１（図２の斜線部）を収容する。本実施形態で使用する現像剤は、非磁性トナーを含む一成分現像剤である。現像ローラ４２は、収容容器４０の感光ドラム１Ｙと対向する位置に形成された開口部に回転自在に配置されている。現像ローラ４２は、図２の矢印方向に回転することでトナー４１を担持して搬送し、感光ドラム１Ｙに担持された静電潜像をトナー４１により現像する。この際、現像ローラ４２に所定の現像バイアスが印加される。供給部材４３は、収容容器４０のトナー４１を現像ローラ４２に供給する。供給部材４３は、図２の矢印方向に回転することで収容容器４０内のトナー４１を撹拌しつつ、現像ローラ４２に供給する。トナー残量センサ４４は、収容容器４０の壁面に設けられ、収容容器４０内のトナー残量（現像剤の残量）を検知する。

より詳しく説明すると、現像ローラ４２にトナー４１が供給されると、現像ローラ４２の表面には収容容器４０の内側４５にてトナーの層が形成される。そして、現像ローラ４２が矢印の方向に回転して、トナー層が感光ドラム１Ｙと対向した対向位置４６に搬送され、対向位置４６で、露光装置３Ｙ（図１）で形成された静電潜像がトナー４１により現像される。現像ローラ４２の表面のトナーが現像に使用された部分はトナー層が薄くなる。現像ローラ４２は、感光ドラム１Ｙの対向位置４６から更に回転し、収容容器４０内の供給部材４３から再度トナーが供給されることで十分なトナー層を再度形成する。この供給部材４３によるトナー供給と、感光ドラム１Ｙへのトナー４１の現像とを循環することで、正常な画像を形成し続ける。

［トナー残量検知］
図３を用いて、トナー残量センサ４４による検知方法を説明する。本実施形態では、トナー残量センサ４４は、圧電素子を用いたものであり、トナー４１がセンサ対向面にある場合には出力が高くなる。収容容器４０内のトナー４１は、供給部材４３で攪拌されることで、トナー残量センサ４４の前を通過する。トナー量が多い場合には、図３の上のグラフに示すように、基準値に対して出力が高いままとなる。一方、トナー量が空の場合には、図３の下のグラフに示すように、基準値に対して出力は低いままとなる。

そして、トナー量が少ない場合には、供給部材４３の攪拌による回転に対してトナー４１がトナー残量センサ４４の対向面にある場合と無い場合を繰り返す。その結果、図３の中央のグラフに示すように、供給部材４３の攪拌周期に対してトナー４１を検知するＯｎ Ｄｕｔｙ時間と、トナー４１を検知しないＯｆｆ Ｄｕｔｙ時間が繰り返される。本実施形態では、供給部材４３は、攪拌羽が２枚あるため、供給部材４３の１／２回転が図３の１周期となる。トナー量とＯｎ Ｄｕｔｙ（Ｏｆｆ Ｄｕｔｙ）時間には強い相関があるので、Ｏｎ Ｄｕｔｙ（Ｏｆｆ Ｄｕｔｙ）時間からトナー量を検知することができる。

なお、収容容器４０内のトナーの残量が満杯の位置からトナー残量センサ４４でＯｎ Ｄｕｔｙ及びＯｆｆ Ｄｕｔｙが検知できる位置まで、及び、この位置から収容容器４０内のトナー残量が空と検知されるまでのトナー残量は、次のように求める。例えば、一般的に用いられる、ドットを形成する個々の画像信号をカウント（ビデオカウント値）してトナー消費量を求めるドットカウント方式で求める。本実施形態では、このドットカウント方式とトナー残量センサ４４を含めたシステムにより、トナー残量検知を行っている。

［制御部］
次に、図４を用いて、画像形成装置１００の制御構成について説明する。画像形成装置１００は、ネットワークやＵＳＢ回線などを介して外部装置としてのＰＣ（パーソナルコンピュータ）５２などと接続されている。プリントジョブは、ＰＣ５２からプリンタドライバ５６などのアプリケーションを介して画像形成装置１００のＣＰＵ５１に入力される。また、画像形成装置が原稿読取装置を備えるマルチファンクションプリンタの場合には、不図示のリーダスキャナから読み取った画像をコピージョブとして入力する場合もある。

画像形成装置１００の制御をつかさどる制御手段としてのＣＰＵ５１は、ＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５３、画像形成部５４、メモリ５５に接続される。ＵＩ５３は、画像形成装置１００の操作が可能な操作部５３１や、各種情報を表示する表示部５３２を備える。画像形成部５４は、トナー残量検知部５４１や現像器４Ｙ（４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを駆動するモータである現像駆動モータ５４２、感光ドラム１Ｙ（１Ｍ、１Ｃ、１Ｋや中間転写ベルト６を駆動するモータである像担持体駆動モータ５４３を備える。トナー残量検知部５４１は、各現像器４Ｙ〜４Ｋに設けられ、トナー残量センサ４４による信号とドットカウント方式で求めたトナー消費量の両方から各現像器４Ｙ〜４Ｋのトナー残量の検知を行う。メモリ５５は、後述する履歴カウンタ５５１、使用カウンタ５５２、残量閾値５５３などを備える。

［ＰＣの表示画面］
図５は、ＰＣ５２のプリンタドライバ５６の表示画面である。ＰＣ５２上の任意のアプリケーションから印刷を選択した場合、このような画面が表示される。ここでは、記録材である紙のサイズ設定、印刷部数の設定が可能となっており、「印刷スタート」を選択することでジョブがＰＣ５２から画像形成装置１００へ入力される。また、表示画面の下部には、画像形成装置１００の状態を通知するステータス表示エリア７２を有する。ここには、例えば、エラーや紙詰まりのＪＡＭ表示、また、現在何を実行しているかなどをユーザに伝えるものを表示する。

［ＵＩの表示画面］
図６（ａ）、（ｂ）は、画像形成装置１００のＵＩ５３の表示部５３２（図４）の表示画面である。ＵＩ５３は、タッチパネルになっており、表示部５３２と操作部５３１とを兼ねている。標準画面である「ＨＯＭＥ画面」では、ユーザがコピーを行う「ＣＯＰＹ」ボタン、リーダスキャナからスキャンしてＰＣ５２に送信する「ＳＣＡＮ」ボタン、ＦＡＸを行う「ＦＡＸ」ボタンを有する。更に、「ＨＯＭＥ画面」では、使い方などに困った時に参照する「ヘルプ」ボタン、消耗品であるカートリッジ（本実施形態では現像器４Ｙ〜４Ｋ）などの使用状況を確認する「カウンタ」ボタン７１を有する。

各々のボタンをタッチすることで各々の機能が起動する。また、画面下部には、ＰＣ５２のプリンタドライバの画面と同様に、画像形成装置１００の状況を通知するステータス表示エリア７２Ａを有する。なお、図６（ａ）は、長尺サイズでトナー無し表示（トナーがない旨の表示）を、図６（ｂ）は、Ａ３サイズでトナー無し表示をそれぞれ表示している。

［トナーコート量］
次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、図７（ａ）、（ｂ）を用いて、現像ローラ４２の表面のトナー層の量（以下、トナーコート量と表記）について、詳細に説明する。図７（ａ）、（ｂ）の縦軸は、現像ローラ４２上のトナーコート量である。ここに記載する下向きの矢印「現像量」は、全面ベタ画像を形成する場合に、現像ローラ４２が１回転する間に感光ドラム１Ｙ上への現像により減少するトナーコート量を示している。上向きの矢印「供給量」は、現像ローラ４２が１回転する際に、供給部材４３によりトナー供給されることで回復できる現像ローラ４２のトナーコート量を示している。

縦軸の「白抜け量」は、トナーコート量が少なくなり、感光ドラム１Ｙ上に現像するトナー４１がなく、画像が一部で抜けて（かすれて）しまう量を示す。縦軸の「飽和量」は、現像ローラ４２上にコートできる最大トナー量を示す。供給量がこの飽和量を上回っている場合でも、この飽和量よりも現像ローラ４２上のトナーコート量が上回ることは無い。横軸は、現像ローラ４２の画像先端からの回転回数である。ここでは１メモリを現像ローラ１周（１回転）で区切っている。

図２（ａ）に示すように、現像器４Ｙ〜４Ｋ（以下、カートリッジという）のトナー残量が十分にある場合、図７（ａ）に示すように、「現像量」≦「供給量」の関係となる。このため、両矢印で示すようなベタ画像が、現像ローラ４２が何周も続けて回転することで形成される場合でも、トナーコート量は「飽和量」を維持し続ける。

一方、図２（ｂ）に示すように、カートリッジのトナー残量が少ないと、図７（ｂ）に示すように、「現像量」＞「供給量」の関係となり、現像ローラ４２が１周する毎にトナーコート量は減少する。ここでは、現像ローラ４２の３周目で画像が白抜けてしまう。画像が形成されない場合（例えば画像パターンとしてトナーによる現像がない場合や、記録材の後端まで画像形成して次の記録材の画像形成が始まるまでの記録材間の非作像領域の場合）には、トナーコート量は現像ローラ４２が回転する度に供給量分回復する。ここでは、現像ローラ４２の２周目には飽和量まで回復する。

［トナー残量とトナー供給量の関係］
図８は、カートリッジのトナー残量とトナー供給量の関係を示している。横軸はトナー残量を示す。左側はトナーが十分にある状態、右側はトナーが少ない状態である。縦軸は先に説明した現像ローラ４２への供給部材４３からのトナー供給量である。図２（ａ）に示すように、トナー残量が十分ある場合には、現像ローラ４２が感光ドラム１Ｙに現像してから再度感光ドラム１Ｙと対向する位置に回転するまで、現像ローラ４２が収容容器４０の内側４５で十分にトナー４１と接触する時間がある。このため、供給部材４３から現像ローラ４２へ一定の供給量（最大量）が確保される。

一方、画像形成によりトナーの消費が進み、トナー残量が「現像ローラ４２が十分にトナーと接触する範囲」を超えると、図２（ｂ）のように、収容容器４０の内側４５でトナー４１と接触する時間が短くなり始める。そのため、供給部材４３による現像ローラ４２へのトナー供給量が減少を始め、「現像量」＞「供給量」の関係になり、白抜けが発生しうる状態になってしまう。

［トナーコート量と記録材のサイズとの関係］
次に、トナーコート量の記録材（紙）サイズに対する影響を説明する。図９（ａ）〜（ｃ）は、ベタ画像を形成し続けた際のトナーコート量の推移を、先に説明した図７の１メモリを、およそＡ４サイズを１枚（２１０ｍｍ）に画像形成する際の現像ローラ４２の回転回数に示し直したものである。実際には、Ａ４サイズを１枚画像形成する際に現像ローラ４２は数回転するが、ここでは模式的に１メモリでトナーコート量が１回増減するように示す。図８に示したように、カートリッジのトナー残量が減少していくとトナー供給量も減少するため、現像ローラ４２が１回転した際のトナーコート量の減少量が大きくなる。

図９（ａ）は、長尺サイズ（１２００ｍｍ）まで画像形成可能な状態である。図９（ｂ）は、Ａ３サイズは画像形成可能であるが、長尺サイズに画像形成を行った場合はすでに白抜けしている状態である。図９（ｃ）は、Ａ３サイズがぎりぎり画像形成可能な状態である。即ち、カートリッジのトナー残量が少なく程、白抜けせずに画像形成できる記録材のサイズが小さくなる。なお、各サイズの括弧内の数字は、記録材の搬送方向の長さであり、この長さが長い程、その記録材に画像形成する際に現像ローラ４２が回転する回数も多くなる。

［トナー無し表示］
ここで、図８の横軸の矢印は、各記録材のサイズで画像形成可能なトナー残量の範囲を示している。トナー４１がなくなってカートリッジの交換を促す「Ｏｕｔ表示」は、トナー残量検知部５４１により検知したトナー残量が、あらかじめ定められた残量閾値５５３を下回ったところで表示する。この「Ｏｕｔ表示」は、カートリッジ内のトナーがない旨の表示及びカートリッジの交換に関する情報の表示に相当する。

例えば、Ａ３サイズに対応する画像形成装置の場合、図８のＡ３画像形成可能範囲（丸で囲んだＢ）のやや手前で表示するように設定すれば良い。これにより、Ａ３サイズでベタ画像を画像形成されても白抜けすることはない。但し、長尺サイズはそれよりも手前で白抜けしてしまう。長尺サイズでも白抜けすることが無いように、長尺画像形成可能範囲（丸で囲んだＡ）のやや手前に設定することも可能である。この場合には、Ａ３サイズやＡ４サイズで画像形成するのであれば、まだ、ベタ画像でも画像形成可能であるタイミングで、カートリッジの交換を促すことになる。

即ち、本実施形態では、表示手段としてのＵＩ５３が、カートリッジのトナーの残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、カートリッジ内のトナーがない旨の表示（トナー無し表示）を行う。前述したように、例えば、図６（ａ）には、長尺サイズでトナー無し表示を、図６（ｂ）では、Ａ３サイズでトナー無し表示をそれぞれ表示している。

なお、このような表示は、ＰＣ５２のプリンタドライバの表示画面に表示するようにしても良い。例えば、前述の図５では、ＰＣ５２のプリンタドライバの表示画面に、Ａ３サイズでトナー無し表示を表示している。このような場合、送信手段としてのＣＰＵ５１が、カートリッジのトナーの残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、カートリッジ内のトナーがない旨の情報を外部装置としてのＰＣ５２に送信する。また、ＣＰＵ５１は、外部サーバなどのカートリッジの寿命を管理するシステムに、カートリッジのトナーの残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、カートリッジ内のトナーがない旨の情報を送信可能としても良い。

［記録材のサイズによるトナー無し表示（Ｏｕｔ表示）を行うフロー］
以下、記録材のサイズによるトナー無し表示に関して、図１０を用いて説明する。図１０では、Ａ３サイズで画像形成する場合に関して説明する。ユーザがプリンタドライバ５６（図４、５）にて、通常のオフィスユースの画像を「Ａ３」サイズを選択して「印刷スタート」して出力を行ったとする。なお、以下で登場する画像形成ジョブとは、記録材に画像形成する画像形成信号に基づいて、画像形成を開始してから画像形成が完了するまでの期間である。

まず、カートリッジ内にトナーが十分にある場合に関して説明する。画像形成ジョブ開始後、ＣＰＵ５１（図４）は、画像形成装置が一時停止状態であるかを確認するための「一時停止フラグ」がオフか否かを確認する（Ｓ１）。ここではまだオフなので（Ｓ１のｙｅｓ）、トナーＯｕｔ表示（トナー無し表示）中か否かを確認する（Ｓ２）。ここではまだ表示していないので（Ｓ２のｙｅｓ）、画像を形成した記録材を１枚出力して（Ｓ３）、カートリッジのトナー残量とＯｕｔ表示の残量閾値５５３（図４）との比較を行う（Ｓ４）。トナー残量が残量閾値５５３を超えていない場合は（Ｓ４のｙｅｓ）、この出力でジョブが終わっているか否かを確認し（Ｓ５）、終わっている場合は（Ｓ５のｙｅｓ）、画像形成ジョブを終了する（ジョブエンド）。終わっていない場合には（Ｓ５のｎｏ）、Ｓ３に戻り、次の１枚を出力する。

次に、カートリッジ内のトナーが少なくなった場合に関して説明する。Ｓ４において、Ｏｕｔ表示の残量閾値５５３は、長尺用、Ａ３用の２段階有している。画像形成を継続してカートリッジ内のトナー残量が減少していくと、初めにトナー残量が長尺の残量閾値を超える（Ｓ４のｎｏ）。その際、図６（ａ）に示すように、ＵＩ５３の表示部５３２（図４）のステータス表示エリア７２Ａに「長尺で印字するトナーがありません」（Ｏｕｔ表示）という文言と、「ＯＫ」ボタンの表示を行う（Ｓ６）。そして、画像形成を一時停止する判断を行う「一時停止フラグ」をオンにする（Ｓ８）。この出力でジョブが終わっているか否かを確認し（Ｓ９）、終わっている場合には（Ｓ９のｙｅｓ）、画像形成ジョブを終了する（ジョブエンド）。この際、ＵＩ５３には、「長尺で印字するトナーがありません」を表示したままである。

次に、「一時停止フラグ」がオンの状態でジョブエンド後、次の画像形成ジョブ開始前にカートリッジが交換された場合について説明する。次の画像形成ジョブスタート後、「一時停止フラグ」はオンであるため（Ｓ１のｎｏ）、カートリッジが交換されているか否かを判断する（Ｓ１０）。ここでは交換されているので（Ｓ１０のｙｅｓ）、Ｏｕｔ表示である「長尺で印字するトナーがありません」をリセットして、この表示を消し（Ｓ１１）、「一時停止フラグ」をオフに戻し（Ｓ１２）、１枚目の出力を行う（Ｓ３）。

一方、「一時停止フラグ」がオンの状態でジョブエンド後、カートリッジの交換がされないまま、次の画像形成ジョブを開始した場合について説明する。次の画像形成ジョブスタート後、「一時停止フラグ」はオンであり（Ｓ１のｎｏ）、カートリッジが交換されていないため（Ｓ１０のｎｏ）、ＣＰＵ５１は、ＵＩ５３のステータス表示エリア７２Ａの「ＯＫ」ボタンが押された否かを判断する（Ｓ１３）。即ち、表示手段としてのＵＩ５３は、カートリッジ内のトナーがない旨の表示（Ｏｕｔ表示）を行った記録材のサイズ（ここでは長尺サイズ）で、画像形成を継続するか否かを選択可能な選択画面（ここでは「ＯＫ」ボタン）を表示可能である。

「ＯＫ」ボタンが押されることで（Ｓ１３のｙｅｓ）、ユーザはトナー残量がＯｕｔ状態であることを認識した上で画像形成ジョブを実行したとみなし、一時停止フラグをオフして（Ｓ１２）、出力を再開する（Ｓ３）。即ち、ＣＰＵ５１は、選択画面において画像形成ジョブを継続する旨の選択がなされた場合（ここでは「ＯＫ」ボタンが押された場合）には、画像形成ジョブを継続する。この際、ＵＩ５３に「長尺で印字するトナーがありません」は表示したままである。更に画像形成ジョブが繰り返された場合には、Ｓ２においてＯｕｔ表示がされたままであるため（Ｓ２のｎｏ）、再度カートリッジが交換されているか否かの判断から行う（Ｓ１０）。

次に、「一時停止フラグ」がオンの状態でジョブエンド後、カートリッジの交換がされないまま、次の画像形成ジョブを開始して、開始後にカートリッジを交換した場合について説明する。Ｓ１３において「ＯＫ」ボタンが押されない場合（Ｓ１３のｎｏ）、カートリッジが交換されるまで（Ｓ１４）、その状態を維持する。カートリッジが交換されると（Ｓ１４のｙｅｓ）、Ｏｕｔ表示のリセット（Ｓ１１）、一時停止フラグのオフ（Ｓ１２）を行って、出力を再開する（Ｓ３）。

次に、長尺Ｏｕｔ表示の状態（Ｓ６）で「ＯＫ」ボタンが押され（Ｓ１３のｙｅｓ）、画像形成ジョブを継続していた場合に、トナー残量がＡ３用の残量閾値５５３を超えた場合について説明する。長尺Ｏｕｔ表示の状態（Ｓ６）で「ＯＫ」ボタンが押され（Ｓ１３のｙｅｓ）、画像形成ジョブを継続していた場合、カートリッジ内のトナー残量が減っていく。そして、あるところでトナー残量がＡ３用の残量閾値５５３を超える（Ｓ４のｎｏ）。この際、ＣＰＵ５１は、ＵＩ５３のステータス表示エリア７２Ａの表示を、図６（ｂ）に示すように、「Ａ３で印字するトナーがありません」（Ｏｕｔ表示）に切り替え、「ＯＫ」ボタンの表示を行う（Ｓ７）。その後の動作は、上述した、トナー残量が長尺の残量閾値５５３を超えた場合と同じである。

このように本実施形態の場合、ＵＩ５３は、カートリッジのトナーの残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、カートリッジ内のトナーがない旨の表示、或いは、カートリッジの交換に関する情報の表示（Ｏｕｔ表示）を行う。これにより、記録材のサイズに応じて適切なタイミングで、カートリッジ内のトナーがない旨や交換に関する情報の表示を行える。そして、ユーザは、自分の画像形成する記録材のサイズで白抜けする可能性があるかを判断できるようになる。この結果、白抜けするような異常画像の発生を抑制でき、また、カートリッジ内にトナーが余りすぎることなく、適切なタイミングでトナーカートリッジの交換をすることが可能となる。

なお、上述したように、このような「Ｏｕｔ表示」や「ＯＫ」ボタンの表示は、外部装置としてのＰＣ５２のプリンタドライバ５６の表示画面に表示するようにしても良い。この場合、例えば、ＰＣ５２の表示画面上で「ＯＫ」ボタンが選択されると、ＣＰＵ５１は、画像形成を継続するようにしても良い。

また、上述の図１０では、残量閾値５５３がＡ３と長尺の２種類の記録材のサイズの場合を説明したが、図８の破線の丸で囲んだＣのようにＡ４用の残量閾値など、他のサイズの残量閾値を設けても良い。また、記録材の搬送方向の長さに応じた式やテーブルを設けて判断しても良い（例えば図８の横軸で「十分にトナーに接触する範囲」を超えた、破線の丸で囲んだＡ、Ｂ、Ｃを含む斜めのトナー供給量部分）。そうすることで、よりトナーを残した状態でカートリッジの交換を促すことを抑制することが可能となる。

また、上述の図１０では、Ａ３の画像形成ジョブ中にも長尺の残量閾値５５３を用いて一時停止する場合を説明したが、そのジョブのサイズで白抜けが発生しうる場合のみに限定しても良い。即ち、Ａ３サイズで画像形成を行う場合には、Ａ３の残量閾値５５３のみを用いるようにしても良い。ユーザは自分の画像形成ジョブに影響がある場合のみ、画像形成装置が一時停止されることで、トナー残量が閾値を超えた状況に気づき、継続するか判断することが可能となる。言い換えれば、自分の画像形成ジョブに影響が無いときに、画像形成ジョブが一時停止することを避けられる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１、２、４を参照しつつ、図１１及び図１２を用いて説明する。上述の実施形態では、記録材のサイズ毎にカートリッジ内のトナーがない旨の表示（Ｏｕｔ）を行う場合について説明した。これに対して本実施形態では、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能な現像剤の残量に関する情報としてトナー残量の表示を行う場合について説明する。その他の構成及び作用は、第１の実施形態と同様であるため、同様の構成については同じ符号を付して図示及び説明を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１１に示すように、カートリッジには、新品時にトナー４１が３００ｇ充填されている。本実施形態では、ベタ画像を出力すると実際に白抜けしてしまうトナー残量から、Ｏｕｔ表示の残量閾値５５３をＡ３は９０ｇ、長尺は１２０ｇに設定している。ここで、カートリッジ内の現在のトナーの残量が、画像形成により１８０ｇになっているとする。その記録材のサイズで使用可能なトナー残量を表示するため、ＣＰＵ５１は、次の式１に従って計算を行う。
｛（トナー残量）−（残量閾値）｝／｛（トナー充填量）−（残量閾値）｝
×１００％ ・・・式１

具体的に記録材のサイズ毎に計算すると、Ａ３の場合
｛（１８０ｇ）−（９０ｇ）｝／｛（３００ｇ）−（９０ｇ）｝
×１００％＝４３％
となり、
長尺の場合
｛（１８０ｇ）−（１２０ｇ）｝／｛（３００ｇ）−（１２０ｇ）｝
×１００％＝３３％
となる。

本実施形態では、これらの記録材のサイズ毎のトナー残量を、プリントジョブを指示した外部装置としてのＰＣ５２（図４）の表示部であるモニタ５７に表示することでユーザに通知する。即ち、ＣＰＵ５１（図４）は、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能なトナー残量をＰＣ５２に送信する。図１２（ａ）にモニタ５７の表示画面の１例を示す。モニタ５７には、記録材のサイズ（メディアサイズ）、各々のサイズにおけるトナーの残量割合、状態を表示する。なお、図１２（ａ）、（ｂ）における「状態」とは、カートリッジの交換に関する情報として、交換用のカートリッジの準備を促す「Ｌｏｗ！」、カートリッジの交換を促す「Ｏｕｔ！」、カートリッジが使用可能な「ＯＫ」である。

この画面は、ユーザが任意のタイミングでＰＣ５２のプリンタドライバの表示画面のステータスボタンを押すことで表示できる。また、本実施形態では、はカートリッジの準備を促す表示を行う「Ｌｏｗ！」の閾値を３５％と設定している。この閾値も残量閾値５５３に記憶されている。上述のように、長尺のトナー残量割合は、３３％で、Ｌｏｗの閾値よりも小さいため、長尺の状態の欄に「Ｌｏｗ！」と表示を行う。また、トナー残量が０％になった時、或いは、Ｌｏｗの閾値よりも小さいＯｕｔの閾値（５％など）を超えた時には、状態の欄に「Ｏｕｔ！」表示を行うことでトナーカートリッジの交換を促す。Ｌｏｗ、Ｏｕｔではない場合、「ＯＫ」の表示を行う。

なお、説明を簡易にするために、図１２（ａ）には、トナーが１色の表示例を示したが、ＹＭＣＫの４色のトナーを用いる装置の場合には、各色において、記録材のサイズ毎に、残量割合と状態の表示を行う。また、図１２（ａ）に示すように、モニタ５７の画面には、記録材のサイズ毎に、カートリッジ内のトナーがない旨、及び、カートリッジの交換に関する情報の表示である「Ｏｕｔ！」表示を同一画面上に行っている。また、図１２（ａ）に示す画面には、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能な現像剤の残量に関する情報である残量割合の表示も同一画面上に行っている。また、図１２（ａ）では、残量割合を示したが、履歴カウンタ５５１や使用カウンタ５５２（図４）から求められる過去の使用履歴などに基づいて、残り何枚の画像形成が可能か、または何日画像形成可能か、などの予測を記録材のサイズ毎に表示しても良い。即ち、カートリッジの交換に関する情報として、そのカートリッジで、記録材毎に記録材の使用可能枚数や使用可能日数を表示するようにしても良い。

例えば、図１２（ｂ）に、例として、Ａ４、Ａ３、長尺を切り替えて見られる画面を示す。図１２（ｂ）には、残量割合、状態に加えて、そのカートリッジで、記録材毎に記録材の使用可能枚数（想定残枚数）及び使用可能日数（想定残日数）を表示している。また、図１２（ｂ）では、記録材のサイズ毎に、画面を切り替えて表示しているが、同一の画面に表示しても良い。また、表示される記録材のサイズは、様々なものを表示しても良いが、画像形成装置にセットされている記録材のサイズに絞って表示すると、使い勝手が良い。

本実施形態によれば、記録材のサイズ毎にトナー残量やカートリッジの準備又は交換タイミングを、更には、使用可能枚数や使用可能日数をユーザに通知するが可能となる。この結果、ユーザは自分の使用する記録材のサイズに合わせた適切なタイミングで交換用のカートリッジの準備やカートリッジの交換をすることが可能となる。更には、あとどの程度でカートリッジを交換すべきかを適切に把握できる。

なお、本実施形態では、ユーザが任意のタイミングでステータスを確認する場合を説明したが、状態が「Ｌｏｗ！」や「Ｏｕｔ！」になった際に、強制的にモニタ５７にポップアップ表示を行うことで通知しても良い。そうすることで、ユーザが交換のタイミングを逸することを抑制できる。また、上述のような表示は、画像形成装置のＵＩ５３に行っても良い。

＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、現像剤として非磁性トナーを含む一成分現像剤を用いた構成について説明した。但し、現像剤は、磁性を有するトナーを含む一成分現像剤であっても良い。なお、一成分現像材は、非磁性又は磁性を有するトナーや外添剤を含むもので、二成分現像剤におけるキャリアを含まないものである。

また、カートリッジとしての現像器４Ｙとして、供給部材４３で現像ローラ４２へのトナー供給を行う構成を説明したが、現像器は他の構成であっても良い。例えば、現像ローラ４２に接触してトナー供給を行うためのトナー供給ローラや、現像ローラ４２近傍に配置されて図２（ａ）、（ｂ）の手前から奥方向にトナーの搬送を行うスクリューなどでトナー供給を行っても良い。

また、上述の各実施形態では、カートリッジが現像器である構成について説明したが、記録材のサイズ毎に、トナーがない旨の表示やこの情報の送信、カートリッジの交換に関する情報の表示や送信などを行うカートリッジはこれに限らない。

例えば、図１３に示すように、像担持体としての感光ドラム１と、現像器４とを含むプロセスカートリッジ２００が装置本体に対して着脱可能なカートリッジであっても良い。現像器４は、上述の現像器４Ｙ〜４Ｋと同じである。また、感光ドラム１は、上述の感光ドラム１Ｙ〜１Ｋと同じであるが、プロセスカートリッジ２００は、帯電ローラやクリーニング装置を備えていても良い。

また、図１４に示すように、現像器４Ａとして、現像ローラ４２と、現像剤供給装置４Ｂとが分離可能で、現像剤供給装置４Ｂのみを装置本体に対して着脱可能なカートリッジとした構成がある。現像剤供給装置４Ｂは、収容容器４０、供給部材４３を有する。このような構成の場合も、上述の各実施形態と同様に、記録材のサイズ毎に、トナーがない旨の表示やこの情報の送信、カートリッジの交換に関する情報の表示や送信などを行うようにしても良い。

１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ・・・感光ドラム（像担持体）／４、４Ａ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ・・・現像器（カートリッジ）／１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・画像形成ステーション／４０・・・収容容器／４１・・・トナー（現像剤）／４２・・・現像ローラ（現像剤担持体）／４３・・・供給部材／４４・・・トナー残量センサ／５１・・・ＣＰＵ（制御手段、送信手段）／５２・・・ＰＣ（外部装置）／５３・・・ＵＩ（表示手段）／５５・・・メモリ

Claims (18)

1. 現像剤を用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
   装置本体と、
   現像剤を担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、
   前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジ内のトナーがない旨の表示を行う表示手段と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置を制御する制御手段を備え、
   前記表示手段は、前記カートリッジ内のトナーがない旨の表示を行った記録材のサイズで、画像形成ジョブを継続するか否かを選択可能な選択画面を表示可能であり、
   前記制御手段は、前記選択画面において画像形成ジョブを継続する旨の選択がなされた場合には、画像形成を継続する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記表示手段は、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジ内のトナーがない旨の表示を同一画面上に行う、
   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。
4. 前記表示手段は、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能な現像剤の残量に関する情報を表示する、
   ことを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記表示手段は、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能な現像剤の残量に関する情報を同一画面上に表示する、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 現像剤を用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
   装置本体と、
   現像剤を担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、
   前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジ内のトナーがない旨の情報を外部装置に送信する送信手段と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記画像形成装置を制御する制御手段を備え、
   前記送信手段は、前記カートリッジ内のトナーがない旨の表示を行った記録材のサイズで、画像形成を継続するか否かを選択する旨の情報を前記外部装置に送信可能であり、
   前記制御手段は、前記外部装置において画像形成を継続する旨の選択がなされた場合には、画像形成を継続する、
   ことを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記送信手段は、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能な現像剤の残量に関する情報を前記外部装置に送信する、
   ことを特徴とする、請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 現像剤を用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
   装置本体と、
   現像剤を担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、
   前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジの交換に関する情報の表示を行う表示手段と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記表示手段は、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジの交換に関する情報の表示を同一画面上に行う、
    ことを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記表示手段は、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能な現像剤の残量に関する情報を表示する、
    ことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記表示手段は、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能な現像剤の残量に関する情報を同一画面上に表示する、
    ことを特徴とする、請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 現像剤を用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
    装置本体と、
    現像剤を担持して搬送し、像担持体に担持された静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体に供給する現像剤が収容され、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、
    前記カートリッジの現像剤の残量に基づいて、記録材のサイズ毎に、前記カートリッジの交換に関する情報を外部装置に送信する送信手段と、を備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。
14. 前記送信手段は、記録材のサイズ毎に、そのサイズで使用可能な現像剤の残量に関する情報を前記外部装置に送信する、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記カートリッジは、現像剤を収容する収容容器と、前記現像剤担持体と、前記収容容器の現像剤を前記現像剤担持体に供給する供給部材と、を有する現像器である、
    ことを特徴とする、請求項１ないし１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記カートリッジは、前記像担持体と、現像剤を収容する収容容器と、前記現像剤担持体と、前記収容容器の現像剤を前記現像剤担持体に供給する供給部材と、を有するプロセスカートリッジである、
    ことを特徴とする、請求項１ないし１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記カートリッジは、前記現像剤担持体に供給する現像剤を収容する収容容器と、前記収容容器の現像剤を前記現像剤担持体に供給する供給部材と、を有する現像剤供給装置である、
    ことを特徴とする、請求項１ないし１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
18. 現像剤は、非磁性トナーを含む一成分現像剤である、
    ことを特徴とする、請求項１ないし１７の何れか１項に記載の画像形成装置。

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