JP4386162B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、節電モードで動作中の場合においてもユーザのトナカートリッジ交換要求に円滑に対応できる構成とした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置においては、制御系にメインコントローラ（以下、コントローラと略記することがある）とエンジンコントローラ（以下、エンジンと略記することがある）を備える機種がある。コントローラは、外部コンピュータから与えられた画像データに基づいて画像データを形成する。この画像データをコントローラからエンジンに送信する。エンジンは露光部材、帯電部材、現像部材、転写部材などを制御し、像担持体上にカラーまたは単色のトナー画像形成を行ない、このトナー画像を記録媒体に転写する。
【０００３】
トナー画像形成が繰り返し実行され、トナーカートリッジに充填されたトナー残量が一定値よりも減少すると、ユーザはトナーカートリッジの交換を行なう。この際に、ユーザがエンジン機構部のフレームに設けたフロントカバーを開放するなどの操作を行なうことにより、トナーカートリッジの交換動作を行なっていることを制御系に指示する必要がある。その理由は、トナーカートリッジの交換中には画像形成装置の駆動系などの動作を停止させてユーザの安全を図り、また、装置の故障発生を防止するためである。
【０００４】
このような画像形成装置には、ＣＰＵなどの制御系部品に給電する５Ｖ電源、モータなどの駆動系部品に給電する２４Ｖ電源、定着ヒータに給電する１００Ｖ電源の三系統の電源が備えられている。メインスイッチをオンにすると、前記各電源が活性化されて各部品が使用可能な状態となる。このような複数の電源を具備した画像形成装置は、メインスイッチをオンにした後に常時ユーザに使用されるわけではなく、待機状態となっている時間が存在している。
【０００５】
画像形成装置を待機状態とする期間では、消費電力の低減や周囲環境に対する放熱を減少させるなどの目的で、節電モード（スリープモード）を設定する場合がある。節電モードが設定されると、１００Ｖ電源と２４Ｖ電源からの部品に対する通電を遮断し、５Ｖ電源のみが部品に対して通電状態となる。画像形成装置には、トナーカートリッジを交換する際に、駆動モータを使用せずに機構部分だけでトナーカートリッジの位置を移動させることができる機種がある。この場合には、２４Ｖ電源がオフであってもユーザ自身がトナーカートリッジの位置を移動させて、トナーカートリッジを交換することができる。しかしながら、駆動モータによりトナーカートリッジを所定位置に移動させる形式の画像形成装置においては、節電モードであってもトナーカートリッジを交換する際には、２４Ｖ電源を駆動モータに接続する必要がある。
【０００６】
特許文献１には、画像形成装置に節電モード（スリープモード）を設定した後に、節電モードを解除した際の濃度調整を行う例が記載されている。すなわち、節電モードの期間中には定着ヒータの温度が低下するので、定着ヒータを一定温度に昇温するためのウオーミングアップの期間が必要になる。特許文献１においては、機内温度が安定するウオーミングアップ終了後に画像の濃度調整を行なっている。
【０００７】
節電モードは、コントローラとエンジンの両者が同時に節電モードになる必要がある。その一方だけに節電モードが設定されても、画像形成装置全体としては節電モードとならないので、節電モードを設定する目的が達成されない。そこで、外部コンピュータなどから一定時間印字指令がない場合には、コントローラ自身が判断して自らを節電モードに設定する。
【０００８】
また、コントローラはエンジンに対し指示を出してエンジンにも節電モードを設定する。節電モードを解除する場合には、例えば外部コンピュータなどから印字指令がコントローラに入力される。この場合には、同様にしてコントローラからの指示のもとに、コントローラとエンジンの両者が同時に節電モードを解除する構成としている。
【０００９】
ある色のトナーの消費量が増大し、節電モードが設定されている際に、ユーザがトナーカートリッジを交換しようとする場合がある。トナーカートリッジの交換には、前記のように駆動モー夕によりトナーカートリッジを所定の位置に移動させることが必要となる場合がある。このような場合には、駆動モータに対する２４Ｖ電源が遮断されているために、エンジンから前記駆動モータに制御信号を送信しても、駆動モータは動作しない。このため、所望のトナーカートリッジが所定の位置まで移動しないので、ユーザはトナーカートリッジを交換できないことになる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−７５３１８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、画像形成装置はメインコントローラからエンジンコントローラに画像データを送信し、エンジンコントローラは画像データを受信して露光部材、帯電部材、現像部材、転写部材などの部品を制御している。すなわち、エンジンコントローラはメインコントローラから画像データ（制御信号）を受信しないと前記各部品を制御できない。
【００１２】
節電モードが設定されると駆動モータに対する２４Ｖ電源が遮断されている。したがって、前記駆動モータによりトナーカートリッジを所定位置まで移動させることが必要な場合においては、トナーカートリッジが所定の位置まで移動しないので、ユーザのトナーカートリッジ交換の要求には対応できないという問題があった。
【００１３】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、節電モードで動作中の場合においてもユーザのトナカートリッジ交換要求に円滑に対応できる構成とした、画像形成装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の画像形成装置は、外部装置からの印字指令を受信して画像データを形成するメインコントローラと、前記画像データを前記メインコントローラから受信してエンジン機構部の各部材を制御するエンジンコントローラと、トナーカートリッジを交換可能に装着するトナーカートリッジ装着手段と、トナーカートリッジ交換操作の際に信号を出力するトナーカートリッジ交換指示手段と、前記メインコントローラに設けられる節電モード設定手段と、前記トナーカートリッジが配置されるロータリー現像部と、前記節電モード設定の際に前記ロータリー現像部を駆動する駆動モータの電源を遮断する手段と、を備え、節電モードで動作中に前記トナーカートリッジ交換の信号が出力された際に、前記エンジンコントローラは前記メインコントローラに前記節電モード解除要求信号を送信し、前記ロータリー現像部を駆動する駆動モータの電源をオンにすることを特徴とする。このように、メインコントローラからの信号でエンジンコントローラに節電モードを設定している際に、ユーザのトナーカートリッジ交換指示をメインコントローラが不知であっても、節電モードを解除することができる。したがって、ユーザは所望のトナーカートリッジの交換を円滑に行なうことができる。また、節電モード設定時の駆動モータ制御はエンジン内でのみ行なわれることになり、制御系統を簡単に構成することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記節電モード解除要求の信号を受信すると、前記メインコントローラは節電モードから通常モードに切り替える信号をエンジンコントローラに出力し、メインコントローラおよびエンジンコントローラの双方を通常モードに設定することを特徴とする。このため、節電モードから通常モードに切り替える動作を迅速に行なうことができる。
【００１６】
また、本発明は、前記メインコントローラをマスターに、前記エンジンコントローラをスレーブの関係で制御系を構成し、前記メインコントローラは節電モード設定のコマンドをエンジンコントローラに送信することを特徴とする。このため、メインコントローラをマスターとする制御系が設定されているにも関わらず、トナーカートリッジ交換指示が入力された際に、エンジンコントローラは前記したエンジン機構部の部品を制御することができる。
【００１７】
また、本発明は、前記ナーカートリッジ交換指示手段の信号がリセットされると、メインコントローラおよびエンジンコントローラの双方を通常モードから節電モードに自動的に移行させることを特徴とする。このため、再度節電モードを設定する必要がなく、制御系の動作を簡略化することができる。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置は、外部装置からの印字指令を受信して画像データを形成するメインコントローラと、前記画像データを前記メインコントローラから受信してエンジン機構部の各部材を制御するエンジンコントローラと、トナーカートリッジを交換可能に装着するトナーカートリッジ装着手段と、トナーカートリッジ交換操作の際に信号を出力するトナーカートリッジ交換指示手段と、
前記メインコントローラに設けられる節電モード設定手段と、
前記トナーカートリッジが配置されるロータリー現像部と、
前記節電モード設定の際に前記ロータリー現像部を駆動する駆動モータの電源を遮断する手段と、を備え、
前記メインコントローラをマスターに、前記エンジンコントローラをスレーブの関係で制御系を構成し、節電モードで動作中に前記トナーカートリッジ交換の信号が出力された
際には、前記マスターとスレーブの関係を入れ替えて前記エンジンコントローラはメインコントローラに節電モード解除要求信号を送信して前記ロータリー現像部を駆動する駆動モータの電源をオンにし、
前記トナーカートリッジ交換指示手段の信号がリセットされると、再度メインコントローラをマスターに、前記エンジンコントローラをスレーブの関係で制御系を構成して、メインコントローラおよびエンジンコントローラの双方を通常モードから節電モードに自動的に移行させることを特徴とする。このため、基本的にはメインコントローラをマスターに、エンジンコントローラをスレーブの関係で制御系を構成した場合でも、必要に応じてその関係を入れ替えて所望の制御を行なうことができる。
【００１９】
また、本発明は、前記トナーカートリッジ交換指示手段は、エンジン機構部に設置したスイッチで構成したことを特徴とする。このように、スイッチでトナーカートリッジ交換指示手段を構成しているため、ユーザが操作しやすくトナーカートリッジ交換操作の際の利便性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明は、前記トナーカートリッジ装着手段は、複数の色に対応するトナーカートリッジが配置されるロータリー現像部に設けられていることを特徴とする。このため、ロータリー現像部を設けた画像形成装置において、節電モードの設定と解除を円滑に行なうことができる。
【００２１】
また、本発明は、前記エンジン機構部のフレームに第１のカバーを設けると共に、前記第１のカバーを開放した際の露出面に前記スイッチと第２のカバーとを設け、前記第１のカバーを開放し、続いて前記スイッチを操作してから前記第２のカバーを開放してトナーカートリッジを装着することを特徴とする。このように、トナーカートリッジの装着手段からトナーカートリッジを抜き出して新品と交換する際には、第１のカバー、スイッチ、第２のカバーが三重の保護手段として機能することになる。このため、トナーカートリッジを交換する際の安全性を高めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図８は、この発明にかかる画像形成装置を示す概略の縦断側面図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成（カラー印刷モード）する。また、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いて単色画像を形成（単色印刷モード）する。
【００２４】
この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から印字指令が制御ユニットのメインコントローラに与えられる。メインコントローラは画像データを形成してエンジンコントローラに送信する。エンジンコントローラはエンジン部ＥＧの各部、例えば露光部材、帯電部材、現像部材、転写部材などを制御する。そして複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録媒体）Ｓに画像データに対応する画像を形成する。
【００２５】
このエンジン部ＥＧでは、次の７つのユニット：(a)感光体ユニット２；(b)イエロー現像ユニット（以下「Ｙ現像ユニット」という）３Ｙ；(c)マゼンタ現像ユニット（「Ｍ現像ユニット」）３Ｍ；(d)シアン現像ユニット（「Ｃ現像ユニット」）３Ｃ；(e)ブラック現像ユニット（「Ｋ現像ユニット」）３Ｋ；(f)中間転写ユニット４および(g)定着ユニット５を設けている。
【００２６】
これらの７つの各ユニットは、装置本体６に対して着脱自在に構成されている。なお、本明細書においては、各色の現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋをトナーカートリッジということがある。
【００２７】
そして、すべての前記ユニット２、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、４、５が装置本体６に装着された状態で、図７に示すように、感光体ユニット２の感光体２１が図８の矢印方向Ｄ1に回転する。また、その感光体２１の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電部２２と、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋからなるロータリー現像部３およびクリーニング部２３がそれぞれ配置される。 ロータリー現像部３は、トナーカートリッジ装着手段として機能している。
【００２８】
前記７つのユニット２、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、４、５の中で、感光体ユニット２には感光体２１、帯電部２２およびクリーニング部２３が収容されており、これらを一体的に装置本体６に対して着脱自在に取付ける構成としている。帯電部２２は帯電バイアスが印加されており、感光体２１の外周面を均一に帯電させる。
【００２９】
また、この感光体ユニット２には、感光体２１の回転方向Ｄ1における帯電部２２の上流側にクリーニング部２３が設けられている。このクリーニング部２３は、一次転写後に感光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。このようにして、クリーニング部２３は感光体２１の表面クリーニングを行っている。
【００３０】
このように構成された感光体ユニット２には、当該感光体ユニット２の残り寿命を示すデータなどを記憶するためのシリアルＥＥＰＲＯＭが取付けられている。感光体ユニット２を装置本体６に装着すると、図示を省略するコネクタを介して装置本体６のエンジンコントローラ１と電気的に接続される。このため、エンジンコントローラ１との間でデータ転送を行うことが可能となり、感光体ユニット２の装着検出や消耗品管理などを行う。
【００３１】
なお、ユニット４、５についても感光体ユニット２と同様に種々のデータを記憶するためのシリアルＥＥＰＲＯＭがそれぞれ取付けられている。ユニット装着状態でシリアルＥＥＰＲＯＭは装置本体６のエンジンコントローラと電気的に接続され、エンジンコントローラとの間でデータ転送を行う。このような処理により、当該ユニットの装着検出や消耗品管理などを行う。
【００３２】
一方、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにも該ユニットに関する種々のデータを記憶するためのシリアルＥＥＰＲＯＭが設けられている。これらのＥＥＰＲＯＭは、後述するようにユニット装着状態では装置本体側のコネクタ３４（図９）とは接続されておらず、必要に応じて一時的にエンジンコントローラと電気的に接続される。この際に、エンジンコントローラとの間でデータ転送を行い、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの装着検出や消耗品管理などを行う。
【００３３】
この画像形成装置では、図８に示すように、帯電部２２によって帯電された感光体２１の外周面に対して、露光ユニット８からレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット８は、外部装置からの画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露光する。このような処理を実行して、感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００３４】
このようにして形成された静電潜像は、ロータリー現像部３によってトナー現像される。このロータリー現像部３では、ブラック用の現像ユニット３Ｋ、シアン用の現像ユニット３Ｃ、マゼンタ用の現像ユニット３Ｍ、およびイエロー用の現像ユニット３Ｙが軸中心に回転自在に設けられている。そして、これらの現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは予め決められた複数の位置に移動位置決めされる。
【００３５】
また、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、感光体２１に対して選択的に当接し、もしくは離間位置で位置決めされて、直流成分もしくは直流成分に交流成分を重畳した現像バイアスが印加される。このような処理により、選択された色のトナーを感光体２１の表面に付与する。このように、この実施形態では、各現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが本発明の「現像ユニット」として機能し、感光体２１上にトナー像を形成する。
【００３６】
上記のようにして現像部３で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で中間転写ユニット４の中間転写ベルト４１上に一次転写される。すなわち、中間転写ユニット４は複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト４１と、中間転写ベルト４１を回転駆動する駆動部（図示省略）とを備えている。カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト４１上に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、単色画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上に形成されるブラック色のトナー像のみを中間転写ベルト４１上に転写して単色画像を形成する。
【００３７】
こうして中間転写ベルト４１上に形成された画像については、所定の二次転写領域ＴＲ2において、カセット９から取り出されたシートＳ上に二次転写する。そして、トナー画像が転写されたシートＳを、ヒータ（図示省略）が内蔵された定着ユニット５に導入し、ここで加熱しながら圧力を加えることによってトナーをシートＳに定着させる。画像が形成されたシートＳは、装置本体６の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。
【００３８】
次に、ロータリー現像部３の構成について、図９を参照してさらに詳しく説明する。図９はロータリー現像部３の動作を模式的に示す模式図である。（ａ）はホームポジション（ＨＰ）位置、すなわち待機位置を示しており、（ｂ）は現像位置、すなわちコネクタ接続位置を示している。また、（ｃ）は各現像ユニット（トナーカートリッジ）の着脱位置を示している。
【００３９】
ロータリー現像部３は、その中心に回転軸３ａを有するとともに、かかる回転軸３ａに固定された支持フレーム３ｂを有している。前述した４色の現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、本発明のユニット保持部として機能する支持フレーム３ｂに対して着脱自在に構成されている。このように、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを支持フレーム３ｂに対して着脱するための、着脱専用口３２１が設けられている。
【００４０】
各現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋおよび支持フレーム３ｂには、軸方向に互いに係合するガイドレール（図示省略）が設けられている。各現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、支持フレーム３ｂの軸方向に取り出し側（図８の紙面に直交する奥手側）へ着脱専用口３２１（図９）を通じて引き出し可能となっている。また、新しい現像ユニットを着脱専用口３２１を通じて支持フレーム３ｂの軸方向へ進行させて装着することができるように構成されている。このようにして、全ての現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが装着されると、これらの現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、回転軸３ａを中心として放射状に配置されることとなる。
【００４１】
この着脱専用口３２１は、図９に示すように、ロータリー現像部３の取り出し側に配置された側板３２に設けられたものである。例えば、同図（ｃ）に示すように現像ユニットが着脱位置に位置決めされたときのみ、この着脱専用口３２１を介して該現像ユニットを取り出し、また、新しい現像ユニットが装着可能となっている。そして、現像ユニットがその着脱位置以外に位置決めされている間は、その現像ユニットの取り出し・装着が側板３２によって規制される。
【００４２】
また、回転軸３ａには図示を省略するパルスモータの出力軸がクラッチを介して連結されており、このパルスモータを駆動することで支持フレーム３ｂを回転させる。そして、上記４つの現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋのうち、一の現像ユニットを選択的に感光体２１と対向する現像位置に位置決めできるようになっている。なお、図８はＫ現像ユニット３Ｋが現像位置に位置決めされた状態を示している。
【００４３】
また、現像部３の回転軸３ａの一方端側（図７の紙面手前側）には、現像部３のホームポジション（ＨＰ）位置を検出するためのＨＰ検出部３１（図９参照）が設けられている。このＨＰ検出部３１は、回転軸３ａの一方端に固着された信号用円板３１１と、フォト・インタラプター等からなるＨＰセンサ３１２とで構成されている。この円板３１１の周縁部は、ＨＰセンサ３１２の隙間（図示省略）に対向するように設けられている。
【００４４】
そして、円板３１１に形成されたスリット部がＨＰセンサ３１２の隙間に移動してくると、ＨＰセンサ３１２からの出力信号が「Ｌ」から「Ｈ」に変化する。この際に、信号レベルの変化とパルスモータのパルス数に基づき、現像部３のＨＰ位置を検出することができるように構成されている。また、ＨＰ位置とパルスモータのパルス数に基づき、現像部３の位置を検出することができる。
【００４５】
なお、ＨＰ検出部３１の構成は前記構成に限定されるものではない。例えば、支持フレーム３ｂの外周縁の一部に設けた突起部等の特徴部を検出し、これによりＨＰ位置を検出するように構成してもよい。このような構成とした場合には、回転軸３ａに円板３１１を設ける必要がなく、軸方向のサイズを小さくすることができ、装置サイズの小型化を図る上で有利となる。
【００４６】
また、各現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの一方端側面には、コネクタ３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋが固着されており、現像位置に位置決めされたときに回転移動方向における１つ下流側の位置（以下「コネクタ接続位置」という）にある現像ユニットのコネクタ（例えば図９（ｂ）に示すようにＹ現像ユニット３Ｙが現像位置に位置決めされたときには、その１つ下流側のＫ現像ユニット３Ｋに固着されたコネクタ３３Ｋ）が、装置本体側に設けられた現像部用共通コネクタ３４と対向する。
【００４７】
この現像部用共通コネクタ３４は、同図に示すようにロータリー現像部３に対して接離移動可能に構成されており、必要に応じてコネクタ接続位置にある現像ユニットに近接移動して該現像ユニットのコネクタと嵌合する。これによって、該現像ユニットに取り付けられたＥＥＰＲＯＭが両コネクタを介して装置本体６のエンジンコントローラと電気的に接続される。したがって、エンジンコントローラとの間でデータ転送を行うことができ、当該現像ユニットの装着検出や消耗品管理などを行う。
【００４８】
なお、図面への記載を省略するが、ロータリー現像部３を上記した現像位置、ＨＰ位置および着脱位置で確実に位置決め固定するために、ロック機構が設けられている。 また、装置本体６には、上記各ユニット２、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、４、５を含むエンジン部ＥＧを覆うフロントカバーが設けられている。ユーザ等が後述する現像ユニット（トナーカートリッジ）の装着・取り出しを行う際には、このフロントカバーを開いて作業を行うが、通常の印刷動作はこのフロントカバーが閉じられた状態で実行される。
【００４９】
また、装置本体６には、フロントカバーの開閉を検知するための、例えばリミットスイッチによる開閉センサ（図示省略）が設けられている。エンジンコントローラのＣＰＵは、この開閉センサの出力信号に基づいてフロントカバーの開閉状態を判断している。また、ユーザの作業中にエンジン部ＥＧが駆動されることのないよう、フロントカバーが開いているときには印刷動作を禁止するよう構成されている。
【００５０】
次に、本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ交換について説明する。本発明においては、メインコントローラ（コントローラ）と、エンジンコントローラ（エンジン）間の制御系統は、コントローラをマスター、エンジンをスレーブとする形態が基本となっている。したがって、コントローラのＣＰＵとエンジンのＣＰＵ間では、常にコントローラ側からエンジン側に制御信号が送信されている。
【００５１】
図５は、ユーザがトナーカートリッジの交換処理を行う際の概略説明図である。図５において、５０はコントローラ、６０はエンジン、９０はユーザである。ユーザ９０は、画像形成装置のフレームなどに設けられている取出カバーを開放し、トナーカートリッジを取り出して新しいトナーカートリッジと交換する。本発明が対象とする画像形成装置においては、交換する色のトナーカートリッジを所定位置まで移動させるために、図８で説明した構成のロータリー現像部の駆動モータを制御する。
【００５２】
通常モードにおいて、ユーザが前記取出カバーを開放し、スイッチオンの操作を行うと、該当色のトナーカートリッジを所定位置まで移動させるように、エンジンから制御信号を出力し駆動モータを回転させる。このように、ユーザのトナーカートリッジ交換の操作は直接エンジンに伝えられ、コントローラには伝達されない制御仕様となっている。すなわち、コントロ一ラを経由しないため、この交換作業をコントローラは制御系統上では知らされておらず、不知の状態となっている。
【００５３】
したがって、ユーザからトナーカートリッジ交換指示が通知された場合には、エンジンはコントローラを介在することなく露光部材、帯電部材、現像部材、転写部材などの部品を制御する。このため、コントローラからエンジンに対するトナーカートリッジ交換指示の信号系統を別途設ける必要がなく、制御系の構成が簡素化できる。また、ロータリー現像部を設けた画像形成装置に適用した場合には、当該画像形成装置において、メインコントローラとエンジンコントローラを有する制御系の構成を簡素化することができる。
【００５４】
なお、図５において、コントローラ５０は外部コンピュータなどの外部装置からの印字指令を受信して画像データを形成する。この画像データは、エンジン６０で受信され、エンジン６０は露光部材、帯電部材、現像部材、転写部材などのエンジン各部品を制御する。そして、像担持体上にカラーまたは単色のトナー画像形成を行ない、このトナー画像を記録媒体に転写している。これら、露光部材、帯電部材、現像部材、転写部材などのエンジン各部品の詳細については、図８で説明したとうりである。
【００５５】
画像形成装置に節電モードが設定されている場合には、前記したように駆動モータの２４Ｖ電源が遮断されているのでトナーカートリッジ交換はできない。そこで、本発明においては、節電モードが設定されている場合でもトナーカートリッジ交換を可能とするように、制御系の処理を次のように行なっている。（１）エンジンがトナーカートリッジ交換のユーザ換作を検出する。（２）エンジンは、「休止（節電モード）解除要求」ステータスをコントローラに対して返送する。
【００５６】
（３）コントローラは「休止（節電モード）解除」コマンドをエンジンに発行する。（４）エンジンは２４ボルトの電源スイッチをオンしてモータを駆動し、ロータリー現像器を回転させてトナーカートリッジの交換作業に対応動作する。このように、画像形成装置が節電モードで動作中に前記トナーカートリッジ交換の信号が出力された際には、前記マスターとスレーブの関係を入れ替えて、エンジンコントローラはメインコントローラに節電モード解除要求信号を送信している。
【００５７】
図６は、本発明によるトナーカートリッジ交換処理における、前記手順を踏まえた処理手順の一例を示す説明図である。図６は節電モードが設定されている場合のナーカートリッジ交換処理を示している。図６において、▲１▼コントローラは、「休止指示（節電モード設定）」コマンドをエンジンに発行する。▲２▼エンジンは、低電力状態（節電モード）となる。
【００５８】
▲３▼ユーザが、トナーカートリッジを交換するため取出カバーを開放したものとする。▲４▼エンジンは、取出しカバーが開放された事を検出すると「休止解除要求」ステータスビットをセッットし、この状態がコントローラに返送される。 ▲５▼コントロ−ラは、「休止解除」コマンドを発行する。この際に、エンジンは「休止解除要求」をリセットする。▲６▼エンジンは、オフしていた回路をオンとしてユーザ操作のトナーカートリッジ交換動作を実行する。
【００５９】
本発明の実施形態においては、画像形成装置の動作中に、エンジン側からコントローラに対してトナーカートリッジの交換要求信号をセットするのは、次の場合である。すなわち、画像形成装置のトナーカートリッジ取出カバーが開放されてスイッチ操作がされる、などによりユーザからのトナーカートリッジ交換指示をエンジンで検出した場合である。しかも、このような状態が画像形成装置の節電モード運転中になされた場合である。
【００６０】
図７は、エンジンのＣＰＵにおけるデータバスＤ０〜Ｄ７のステータス情報の例を示す説明図である。Ｄ０には休止（節電モード）解除要求のステータス情報を形成する。Ｄ６、Ｄ４〜Ｄ１には、他のステータス情報が形成される。Ｄ５は空き領域、Ｄ７は０領域である。なお、コントローラからエンジンに対する実行コマンドは、前記のように、「休止（節電モード）指示」コマンドと、「休止（節電モード）解除」コマンドである。
【００６１】
このように、エンジンがトナ−カートリッジ交換のユーザ操作を検出した場合に、コントローラに「休止（節電モード）解除要求」を返送し、コントローラ指示のもとにコントローラとエンジンの両者が同時に節電モードを解除している。本発明が対象とする画像形成装置においては、制御系の構成はコントローラがマスター（判断と指示を出す制御系）で、エンジンはスレーブ（指示どうりに実行する制御系）の関係にあることを基本としている。
【００６２】
トナ−カートリッジ交換の動作もこの基本原則に一致するような手段を施している。すなわち、エンジンからの要求に基づいてコントローラからエンジンに対して節電モード解除指示が送信されると、エンジンは所定動作を行いロータリー現像器の駆動モータを回転させる。このようにして、対象とする色のトナーカートリッジを取出カバーの位置まで移動させる。
【００６３】
図１は、本発明の制御構成を示すブロック図である。図１において、５０はコントローラ、６０はエンジン、７０は電源、８０は画像形成装置のエンジン機構部である。コントローラ５０には、ＣＰＵ５１、スイッチ５２、画像メモリ５３、ハードディスク５４が設けられている。スイッチ５２はリレーまたは電子スイッチが使用される。このスイッチ５２はＣＰＵ５１の信号で開閉して、５Ｖ電源を画像メモリ５３とハードディスク５４に接続、遮断する。ＣＰＵ５１には常時５Ｖ電源の電力が供給されている。
【００６４】
エンジン６０には、ＣＰＵ６１、スイッチ６２，６３、モータ駆動回路、ソレノイド駆動回路６４、トライアック（ＳＳＲ）６５が設けられている。スイッチ６２、６３もリレーまたは電子スイッチが使用され、ＣＰＵ６１の信号で開閉する。スイッチ６２は、２４Ｖ電源をモータ駆動回路、ソレノイド駆動回路６４に接続、遮断する。スイッチ６３は、１００Ｖ電源をトライアック（ＳＳＲ）６５に接続、遮断する。ＣＰＵ６１には常時５Ｖ電源からの電力が供給されている。
【００６５】
このように、コントローラ５０のＣＰＵ６１とエンジンのＣＰＵ６１は常時５Ｖ電源からの電力が供給されているので、節電モードが設定された場合でも相互に通信可能である。すなわち、マスターとしての機能を有するコントローラ５０のＣＰＵ５１は、スレーブとしての機能を有するエンジン６０のＣＰＵ６１に対してデータ処理のコマンドを送信する。これに対して、エンジン６０のＣＰＵ６１はステータス情報をＣＰＵ５１に返送する。
【００６６】
電源７０には、５Ｖ、２４Ｖ、１００Ｖの三系統の電源が設置されており、コントローラ５０、エンジン６０の所定の部品に必要な電力を供給する。画像形成装置のエンジン機構部８０には、ロータリ現像部回転用の駆動モータ８１、冷却ファン８２、ソレノイド８３が設けられている。これらの部品に対しては２４Ｖ電源からの電力を給電する。また、定着ヒータ８４にはトライアック（ＳＳＲ）６５を介して１００Ｖ電源の電力が供給される。本発明においては、ロータリ現像部を設けた画像形成装置において、節電モードの設定と解除を円滑に行なうことができる。
【００６７】
スイッチ８６は、各色のトナーカートリッジを交換する際に、ユーザにより操作されるものであり、各色に対応して設けられている。当該スイッチ８６をユーザが操作すると、スイッチオンの信号がエンジン６０のＣＰＵ６１に入力される。このように、スイッチ８６はトナーカートリッジ交換指示手段として機能している。ＣＰＵ６１は、ユーザによりトナーカートリッジ交換動作が行なわれることを検出する。図１に示されているように、エンジン機構部８０に設置されるロータリー現像部の駆動モータ８１は、メインコントローラ５０を介在することなくエンジンコントローラ６０で制御される。したがって、節電モード設定時の駆動モータ制御はエンジン内でのみ行なわれることになり、制御系統を簡単に構成することができる。
【００６８】
図２、図３は、本発明の処理例を示す説明図である。図２、図３の例では、イエロー（Ｙ）のトナー残量が少なくなり、イエロー（Ｙ）トナーカートリッジを交換する際の処理を示している。ユーザのトナーカートリッジの交換操作はエンジンに対する直接操作で行なわれ、コントローラは不知の状態である。この場合に、画像形成装置からユーザに対して、トナーカートリッジの交換操作を誘導する順序は以下のとうりである。
【００６９】
（１）トナー残量が所定値よりも減少すると、エンジンからの「警告−Ｙトナーニアエンド」のステータス情報で、コントローラはユーザにトナーカートリッジ交換指示を促すメッセージを表示部に表示する信号を出力する。ここで、「トナーニアエンド」は、トナー残量が一定値よりも少なくなった場合の設定値である。トナー残量が当該ニアエンドに到達すると、前記のようにコントローラの出力信号で例えば「トナーカートリッジの交換時期が近づきました」というようなメッセージを表示部に表示して、ユーザにトナーカートリッジ交換を促す。
【００７０】
（２）コントローラは、外部コンピュータからの印刷指令信号を一定時間受信しない場合には、タイマーなどである時間印刷動作をしていなかったものと判断する。この場合には、コントローラ自らの判断で「休止指示（節電モード設定指示）」コマンドをエンジンに対して発行する。コントローラは自らに節電モードを設定すると共に、エンジンに対しても節電モードを設定し、両者が節電モード状態となる。外部コンピュータからの印刷指令信号がコントローラに入力された場合には、節電モードから通常モードに復帰する。
【００７１】
（３）ユーザはトナーカートリッジ交換のために装置本体のフレームに設けられている取出カバーを開放する。この際に、エンジンは「取出カバー（第１のカバー）開」のステータス情報をコントローラに返送する。（４）エンジンは、トナーカートリッジの交換作業をするためにロータリー現像器回転用の駆動モータをオンにする必要性から、「休止（節電モード）解除要求」ステータス情報をコントローラに返送する。（５）コントローラは、エンジンからの節電モード解除要求に基ずき「休止解除」コマンドを発行する。このようにして、コントローラとエンジンの両者が節電モードから通常モードに復帰してモード変更を行なう。
【００７２】
（６）ユーザは、トナーカートリッジ交換スイッチをオンにする。この際に、エンジンは「交換中」ステータスをコントローラに返送し、ユーザからトナーカートリッジの交換指示がなされた事を通知する。（７）ユーザは、トナーカートリッジの取出カバー（第２のカバー）を開ける。この際に、エンジンは「トナーカートリッジ取出カバー開」のステータス情報をコントローラに返送する。
【００７３】
（８）ユーザは、トナーカートリッジを交換する。（９）トナーカートリッジの交換が終了すると、ユーザはトナーカートリッジ取出カバー（第２のカバー）を閉める。この際に、エンジンは「トナーカートリッジ取出カバー開」ステータスをリセットする。（１０）ユーザは、取出カバー（第１のカバー）を閉める。この際にエンジンは「取出カバー（第１のカバー）開」ステータスをリセットする。
【００７４】
（１１）エンジン内のトナーカートリッジ交換動作が終了すると「トナーカートリッジ交換中」のビットをリセットし、通常モード、すなわち印刷可能状態に戻る。この時点でトナーカートリッジ交換動作は完了する。このように、節電モードから通常モードに切り替える動作をビット処理だけで迅速に行なうことができる。（１２）コントローラは、トナーカートリッジの交換動作完了を認識すると、自らの判断で「休止指示」コマンド発行で両者が節電モードになり、画像形成装置の状態をトナーカートリッジ交換前の元に戻す。
【００７５】
すなわち、画像形成装置が節電モードの状態にある場合に、ユーザの操作でトナーカートリッジ交換指示が通知されると、エンジンからのステータス情報でコントローラは節電モードから通常モードに復帰させる。トナーカートリッジ交換が終了すると、エンジンからのステータス情報で、コントローラは通常モードから元の節電モードに自動的に移行する。このため、再度節電モードを設定する必要がなく、制御系の動作を簡略化することができる。
【００７６】
このように、本発明の制御系においては、通常はメインコントローラをマスターとして機能させ、エンジンコントローラをスレーブとして機能させている。このようなマスターとスレーブの関係を、節電モードで動作中にトナーカートリッジの交換指示が入力されて節電モードを解除する際には入れ替えている。そして、エンジンコントローラはメインコントローラに節電モード解除要求信号を送信する。さらに、トナーカートリッジ交換指示手段の信号がリセットされると、再度メインコントローラをマスターに、前記エンジンコントローラをスレーブの関係で制御系を構成している。
【００７７】
図４は、本発明のトナーカートリッジ装着手段に対するユーザのトナーカートリッジ交換動作を示す説明図である。（ａ）でユーザは、エンジン機構部のフレームに設けられている取出カバー（第１のカバー）８５を矢視方向に開放する。フロントカバー８５が開放されると、節電モードが設定されている場合には、エンジンからコントローラに節電モード解除要求のステータス情報が送信され、コントローラはエンジンに対して節電モード解除のコマンドを送信する。
【００７８】
（ｂ）でユーザは交換するトナーカートリッジの色に対応するスイッチを選択する。このスイッチ８６は、第１のカバー８５を開放した際に現れるフレーム内部の露出面に設けられている。また、スイッチ８６はマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）の各色毎に配置されている。例えばブラック（Ｋ）のスイッチ８６ａを押すものとする。
【００７９】
この際に、スイッチ８６ａがオンの信号をエンジンのＣＰＵが検出する。節電モードは解除されているので、エンジンのＣＰＵは２４Ｖ電源をオンにして駆動モータに通電する。このようなプロセスを経てロータリー現像部が回転し、ブラック（Ｋ）のトナーカートリッジを着脱専用口３２１（図９）の位置まで移動させる。このように、スイッチでトナーカートリッジ交換指示手段を構成しているため、ユーザが操作しやすくトナーカートリッジ交換操作の際の利便性を向上させることができる。
【００８０】
（ｃ）でユーザはトナーカートリッジ取出カバー（第２のカバー）８７を矢視方向に開放する。第２のカバー８７も、第１のカバー８５を開放した際に現れるフレーム内部の露出面に設けられている。（ｄ）でユーザはトナーカートリッジセットカバーのロックボタン８８をつまみながら手前に引き出す。その後、新規のトナーカートリッジを装着し、トナーカートリッジ取出カバー８７を閉める。また、取出カバー８５を閉める。
【００８１】
このように、本発明のトナーカートリッジ装着手段は、エンジン機構部のフレームに設けた第１のカバーと、前記第１のカバーを開放した際の露出面に設けたトナーカートリッジ交換指示用のスイッチと第２のカバーとを有している。すなわち、前記第１のカバーを開放してスイッチを操作し、続いて前記第２のカバーを開放してトナーカートリッジを交換する。したがって、ナーカートリッジの装着手段からトナーカートリッジを抜き出して新品と交換する際には、第１のカバー、スイッチ、第２のカバーが三重の保護手段として機能することになる。このため、トナーカートリッジを交換する際の安全性を高めることができる。
【００８２】
本発明は、次のような構成の画像形成装置に適用することができる。（１）制御系は、メインコントローラとエンジンコントローラで構成される。（２）節電モード機能を設定することができる。（３）トナーカートリッジ交換のユーザ要求は、コントローラには直接には入力されずエンジンで対応する。（４）トナーカートリッジの交換時には２４Ｖ電源がオンにされている必要がある。（５）トナーの使用状況などを記憶素子に書き込みと読み出しができる仕様であり、その記憶素子（メモリ）は当該トナーカートリッジに内蔵されている。
【００８３】
以上説明したように、本発明によれば、ロータリー現像ユニットを用いて複数色のトナーで同量の記録媒体に画像形成を行う画像形成装置において、メインコントローラとエンジンコントローラからなる制御系を簡略に構成できる。また、ユーザのトナーカートリッジ交換要求に円滑に対応できる。特に、節電モードが設定されている場合のトナーカートリッジ交換の問題点を解決することができる。
【００８４】
上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置を対象としている。本発明は、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【００８５】
さらに、上記実施形態では、装置外部からの画像信号に基づき画像形成動作を実行するプリンタに本発明を適用しているが、ユーザの画像形成要求、例えばコピーボタンの押動に応じて装置内部で画像信号を作成し、その画像信号に基づき画像形成動作を実行する複写機や、通信回線を介して与えられた画像信号に基づき画像形成動作を実行するファクシミリ装置に対しても本発明を適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】 本発明の処理例を示す説明図である。
【図３】 本発明の処理例を示す説明図である。
【図４】 ユーザのトナーカートリッジ交換動作を示す説明図である。
【図５】 トナーカートリッジの交換処理を行う際の概略説明図である。
【図６】 トナーカートリッジ交換処理の手順の一例を示す説明図である。
【図７】 ステータス情報の例を示す説明図である。
【図８】 画像形成装置を示す概略の縦断側面図である。
【図９】 ロータリー現像部の動作を模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
３・・・ロータリー現像部、５０・・・メインコントローラ、５１・・・ＣＰＵ、６０・・・エンジンコントローラ、６１・・・ＣＰＵ、７０・・・電源、８０・・・エンジン機構部、８１・・・駆動モータ、８４・・・定着ヒータ、８５・・・フロントカバー、８６・・・トナーカートリッジの交換スイッチ、８７・・・トナーカートリッジの取出しカバー、３２１・・・着脱専用口

Claims (8)

1. 外部装置からの印字指令を受信して画像データを形成するメインコントローラと、
   前記画像データを前記メインコントローラから受信してエンジン機構部の各部材を制御するエンジンコントローラと、
   トナーカートリッジを交換可能に装着するトナーカートリッジ装着手段と、
   トナーカートリッジ交換操作の際に信号を出力するトナーカートリッジ交換指示手段と、
   前記メインコントローラに設けられる節電モード設定手段と、
   前記トナーカートリッジが配置されるロータリー現像部と、
   前記節電モード設定の際に前記ロータリー現像部を駆動する駆動モータの電源を遮断する手段と、を備え、
   節電モードで動作中に前記トナーカートリッジ交換の信号が出力された際に、前記エンジンコントローラは前記メインコントローラに前記節電モード解除要求信号を送信し、前記ロータリー現像部を駆動する駆動モータの電源をオンにすることを特徴とする、画像形成装置。
2. 前記節電モード解除要求信号を受信すると、前記メインコントローラは節電モードから通常モードに切り替える信号をエンジンコントローラに出力し、メインコントローラおよびエンジンコントローラの双方を通常モードに設定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. 前記メインコントローラをマスターに、前記エンジンコントローラをスレーブの関係で制御系を構成し、前記メインコントローラは節電モード設定のコマンドをエンジンコントローラに送信することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーカートリッジ交換指示手段の信号がリセットされると、メインコントローラおよびエンジンコントローラの双方を通常モードから節電モードに自動的に移行させることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 外部装置からの印字指令を受信して画像データを形成するメインコントローラと、
   前記画像データを前記メインコントローラから受信してエンジン機構部の各部材を制御するエンジンコントローラと、
   トナーカートリッジを交換可能に装着するトナーカートリッジ装着手段と、トナーカートリッジ交換操作の際に信号を出力するトナーカートリッジ交換指示手段と、
   前記メインコントローラに設けられる節電モード設定手段と、
   前記トナーカートリッジが配置されるロータリー現像部と、
   前記節電モード設定の際に前記ロータリー現像部を駆動する駆動モータの電源を遮断する手段と、
   を備え、
   前記メインコントローラをマスターに、前記エンジンコントローラをスレーブの関係で制御系を構成し、
   節電モードで動作中に前記トナーカートリッジ交換の信号が出力された際には、前記マスターとスレーブの関係を入れ替えて前記エンジンコントローラはメインコントローラに節電モード解除要求信号を送信して前記ロータリー現像部を駆動する駆動モータの電源をオンにし、
   前記トナーカートリッジ交換指示手段の信号がリセットされると、再度メインコントローラをマスターに、前記エンジンコントローラをスレーブの関係で制御系を構成して、メインコントローラおよびエンジンコントローラの双方を通常モードから節電モードに自動的に移行させることを特徴とする、画像形成装置。
6. 前記トナーカートリッジ交換指示手段は、エンジン機構部に設置したスイッチで構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記トナーカートリッジ装着手段は、複数の色に対応するトナーカートリッジが配置されるロータリー現像部に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記エンジン機構部のフレームに第１のカバーを設けると共に、前記第１のカバーを開放した際の露出面に前記スイッチと第２のカバーとを設け、前記第１のカバーを開放し、続いて前記スイッチを操作してから前記第２のカバーを開放してトナーカートリッジを装着することを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の画像形成装置。

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