JP5538937B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に、電子写真方式を用いて感光体に現像電位を与えてトナー像を得る静電複写機、レーザープリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置、そして、この画像形成装置に用いられる画像形成方法に関する。

従来から、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体（例えば、感光体ドラム）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって感光体に対してトナーを供給して前記静電潜像を現像し、現像によって感光体に形成されたトナー像を用紙等のシートに転写して、定着装置によってシートにトナー像を定着させるようになっている。

このような画像形成装置では、装置周辺の環境条件の変化、感光体や現像剤の疲労などに起因して、現像装置内で静電量の低下した不良帯電トナーが発生することがある。その結果、感光体や中間転写ベルトの表面に形成される画像の背景部に不良帯電トナーが付着して、いわゆる「地肌かぶり」が発生しやすくなるという問題が生じることがあった。

そこで、上記従来の問題である「地肌かぶり」を解消するために、従来技術として、像担持体（感光体）及び中間転写ベルトの「地肌かぶり」をトナー付着検出センサで検出し、「地肌かぶり」を検出した際には、トナーを攪拌処理して摩擦帯電させ、その摩擦帯電によっても「地肌かぶり」を解消できない場合は、画像形成装置の表示部に画像形成ユニット（例えば、感光体ドラム、帯電チャージャ、現像ローラ、トナー濃度検出センサ１１等を備える画像形成ユニット）を交換する旨の表示を行うようにしたものが開示されている（特許文献１を参照）。

これにより、「地肌かぶり」が発生しているか否かを目視に依らずトナー付着量検出センサで検出できる為、トナーかぶり解消処理のためのマニュアル操作が不要となる。

特開２００９―４８０６９号公報

しかしながら、従来の画像形成装置においては、廃トナー収容部を一体型としたトナーカートリッジを採用するものが知られており、このようなトナーカートリッジの場合、色毎のトナー消費量や廃トナー量が異なるため、色毎のトナーカートリッジの管理が必要になる。特に、廃トナーの容量を鑑み、各色トナーカートリッジに回収された廃トナーが溢れることで機内汚れが発生する等は考慮されていなかった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、廃トナー収容部が満杯になることで廃トナーが溢れることにより、画像形成装置内の廃トナー汚れを防止できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法は、次の通りである。

本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体と、前記感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジと、前記感光体表面に形成されたトナー像を一時的に転写する中間転写ベルトを備えた転写装置と、前記感光体及び前記中間転写ベルトのうちの少なくとも一方に付着したトナーを検出する付着トナー検出手段と、前記付着トナー検出手段の検出結果に基づきトナーかぶり（地肌かぶり）の有無を検知する制御手段とを備え、前記トナーカートリッジは、回収された廃トナーを収容する廃トナー収容部と、前記画像形成装置に装着されて前記画像形成装置と通信する記憶媒体を備え、前記制御手段は、前記付着トナー検出手段の検出結果と前記トナーカートリッジの使用情報とを照合して、前記画像形成装置の表示部に前記付着トナー検出手段の検出結果に対応する前記トナーカートリッジの使用情報を表示する機能を備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記記憶媒体には、予め前記付着トナー検出手段による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報が記憶されるとともに、予め前記付着トナー検出手段による検出値の閾値が設定され、前記トナーカートリッジの使用情報として、前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報が記憶され、前記制御手段には、前記付着トナー検出手段の検出結果が前記閾値以上となった場合は、前記表示部に前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を表示することを特徴とするものである。

また、本発明は、静電潜像が形成される感光体表面にトナーを供給してトナー像を形成する現像工程と、前記感光体表面にトナーを供給する現像装置にトナーカートリッジよりトナーを補給するトナー補給工程と、前記トナーカートリッジに形成された廃トナー収容部に廃トナーを回収する廃トナー回収工程と、前記トナーカートリッジに設けられた記憶媒体と前記画像形成装置とを通信する通信工程と、前記感光体表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一時的に転写する転写工程と、前記感光体ドラム及び前記中間転写ベルトのうちの少なくとも一方に付着したトナーを検出する付着トナー検出工程と、前記付着トナー検出工程における検出結果に基づきトナーかぶりの有無を検知する制御工程とを備え、前記制御工程は、前記付着トナー検出工程による検出結果と前記付着トナー検出工程による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報とを照合する工程と、前記画像形成装置の表示部に前記付着トナー検出工程による検出結果に対応するトナーカートリッジの使用情報を表示する工程とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置の画像形成方法において、前記記憶媒体に予め前記付着トナー検出手段による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報を記憶する工程と、予め前記付着トナー検出手段による検出値の閾値を設定する工程と、前記トナーカートリッジの使用情報として、前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を記憶する工程と、を備え、前記制御工程として、前記付着トナー検出工程による検出結果が予め前記記憶媒体に記憶された前記付着トナー検出工程による検出値の閾値以上となった場合に、前記表示部に前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を表示する表示工程と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、表面に静電潜像が形成される感光体と、前記感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジと、前記感光体表面に形成されたトナー像を一時的に転写する中間転写ベルトを備えた転写装置と、前記感光体及び前記中間転写ベルトのうちの少なくとも一方に付着したトナーを検出する付着トナー検出手段と、前記付着トナー検出手段の検出結果に基づきトナーかぶりの有無を検知する制御手段とを備え、前記トナーカートリッジは、回収された廃トナーを収容する廃トナー収容部と、前記画像形成装置に装着されて前記画像形成装置と通信する記憶媒体を備え、前記制御手段は、前記付着トナー検出手段の検出結果と前記トナーカートリッジの使用情報とを照合して、前記画像形成装置の表示部に前記付着トナー検出手段の検出結果に対応する前記トナーカートリッジの使用情報を表示する機能を備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記記憶媒体には、予め前記付着トナー検出手段による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報が記憶されるとともに、予め前記付着トナー検出手段による検出値の閾値が設定され、前記トナーカートリッジの使用情報として、前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報が記憶され、前記制御手段には、前記付着トナー検出手段の検出結果が前記閾値以上となった場合は、前記表示部に前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を表示することで、付着トナーによるトナーかぶりを検出して、トナーカートリッジの使用情報、例えば、廃トナーがどの位回収されたかを確認することができるとともに、ユーザが廃トナー収容部が満杯になったことを容易に確認できる。これにより、廃トナー収容部が満杯になることで溢れた廃トナーによる画像形成装置内の廃トナー汚れを防止できる。

また、本発明によれば、静電潜像が形成される感光体表面にトナーを供給してトナー像を形成する現像工程と、前記感光体表面にトナーを供給する現像装置にトナーカートリッジよりトナーを補給するトナー補給工程と、前記トナーカートリッジに形成された廃トナー収容部に廃トナーを回収する廃トナー回収工程と、前記トナーカートリッジに設けられた記憶媒体と前記画像形成装置とを通信する通信工程と、前記感光体表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一時的に転写する転写工程と、前記感光体ドラム及び前記中間転写ベルトのうちの少なくとも一方に付着したトナーを検出する付着トナー検出工程と、前記付着トナー検出工程における検出結果に基づきトナーかぶりの有無を検知する制御工程とを備え、前記制御工程は、前記付着トナー検出工程による検出結果と前記付着トナー検出工程による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報とを照合する工程と、前記画像形成装置の表示部に前記付着トナー検出工程による検出結果に対応するトナーカートリッジの使用情報を表示する工程とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置の画像形成方法において、前記記憶媒体に予め前記付着トナー検出手段による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報を記憶する工程と、予め前記付着トナー検出手段による検出値の閾値を設定する工程と、前記トナーカートリッジの使用情報として、前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を記憶する工程と、を備え、前記制御工程として、前記付着トナー検出工程による検出結果が予め前記記憶媒体に記憶された前記付着トナー検出工程による検出値の閾値以上となった場合に、前記表示部に前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を表示する表示工程と、を備えることで、付着トナーによるトナーかぶりを検出して、トナーカートリッジの使用情報、例えば、廃トナーがどの位回収されたかを確認することができるとともに、ユーザが廃トナー収容部が満杯になったことを容易に確認できる。これにより、廃トナー収容部が満杯になることで溢れた廃トナーによる画像形成装置内の廃トナー汚れを防止できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する現像装置とその周辺部の構成を示す説明図、前記画像形成装置を構成する現像装置とその周辺部の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する中間転写ベルトとその周辺部の構成を示す説明図である。 （ａ）は前記画像形成装置を構成するトナーカートリッジの構成を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。 前記画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 前記画像形成装置における廃トナー算出量と廃トナー収容部の廃トナー充填量との関係を示すデータテーブルである。 前記画像形成装置における廃トナー算出量と廃トナー収容部の廃トナー充填量との関係を示すグラフである。 前記画像形成装置の表示部の構成を示す説明図である。 前記表示部を構成する表示パネルの表示状態を示す説明図である。 前記画像形成装置におけるトナーカートリッジの廃トナー収容部の使用状態を検出する手順を示すフローチャートである。 前記画像形成装置の表示部の変形例を示す説明図である。 変形例における表示パネルの表示状態を示す説明図である。 前記画像形成装置の表示部のその他の例を示す説明図である。 その他の例における表示パネルの表示状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は前記画像形成装置を構成する現像装置とその周辺部の構成を示す説明図、図３は前記画像形成装置を構成する中間転写ベルトとその周辺部の構成を示す説明図、図４（ａ）は前記画像形成装置を構成するトナーカートリッジの構成を示す説明図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ矢視図、図５は前記画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。

本実施形態は、図１〜図５に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム（感光体）３と、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２と、現像装置２にトナーを補給するトナーカートリッジ９８と、感光体ドラム３表面に形成されたトナー像を一時的に転写する中間転写ベルト６１を備えた中間転写ベルトユニット（転写装置）６と、感光体ドラム３に付着したトナーを検出するフォトセンサ（付着トナー検出手段）２０６ａと、中間転写ベルト６１に付着したトナーを検出するフォトセンサ（付着トナー検出手段）２０６ｂと、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂの検出結果に基づきトナーかぶりの有無を検知する制御部（制御手段）３０１とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置１００において、トナーカートリッジ９８及び制御部３０１の構成に、本発明に係るトナーカートリッジ及び制御手段の構成を採用したものである。

まず、第１実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成について説明する。
画像形成装置１００は、図１に示すように、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙（例えば、記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とにより構成されている。

装置本体１１０は、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、排紙トレイ９１、トナーカートリッジ９８等を有して構成されている。

装置本体１１０の上部に設けられた画像読取り部９０の上側には、原稿が載置される透明ガラスからなるプラテンガラス（原稿載置台）９２が設けられ、そのプラテンガラス９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。

自動原稿処理装置１２０は、プラテンガラス９２の上に自動で原稿を搬送する。
また、自動原稿処理装置１２０は、矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、プラテンガラス９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。

画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。
従って、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いても良い。

露光ユニット１は、外部から入力した画像データまたは原稿から読み取って得られた画像データに応じて、帯電された感光体ドラム３を露光することにより、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム３の表面に形成する画像書込み装置であり、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたＬＳＵ（レーザスキャニングユニット）として構成される。また、露光ユニット１には、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。

また、露光ユニット１としては、上述した構成の他に発光素子をアレイ状に並べた、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法も採用できる。

このように構成された露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。

現像装置２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーにより顕像化するものである。

詳しくは、現像装置２は、図２に示すように、トナーが収容される現像槽２０１と、現像槽２０１内に収容されたトナーを感光体ドラム３に供給する現像スリーブ（現像ローラ）２０２とを備え、該現像スリーブ２０２によりトナーを感光体ドラム３表面に供給して、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を可視像化（現像）するものである。

現像槽２０１には、トナーを攪拌・搬送する現像剤攪拌ローラ２０３，２０４が配置されている。現像剤攪拌ローラ２０３，２０４は、現像槽２０１内に収容されているトナーを含む現像剤を攪拌・搬送するとともに、現像槽２０１外部より補給されたトナーと現像剤とを攪拌する。

現像剤攪拌ローラ２０３，２０４により搬送されて現像スリーブ２０２に供給されたトナーは、ドクターブレード２０５によって感光体ドラム３に供給されるトナー量が規制されるようになっている。

感光体ドラム３は、円筒状を呈し、露光ユニット１の上方に配設され、その表面がクリーナユニット４によりクリーニングされ、クリーニングされた表面が帯電器５により均一に帯電される。

感光体ドラム３の近傍には、図２に示すように、その外周面に近接してフォトセンサ（トナー濃度検出手段）２０６ａが配置されている。このフォトセンサ２０６ａは、感光体ドラム３上に形成されたトナーパッチ画像のトナー濃度を検出するとともに、その感光体ドラム３に付着したトナーのトナー濃度も検出するものである。すなわち、フォトセンサ２０６ａは、感光体ドラム３上のトナーかぶり（地肌かぶり）を検出する機能を兼ね備えている。

クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、無端状の中間転写ベルト（無端ベルト）６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。中間転写ローラ６４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動するように構成されている。

中間転写ベルト６１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成され、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１上に順次重ね合わせて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。

この中間転写ベルト６１と転写ローラ１０の近傍には、図３に示すように、中間転写ベルト６１の外周面に近接してフォトセンサ（トナー濃度検出手段）２０６ｂが配置されている。このフォトセンサ２０６ｂは、中間転写ベルト６１の外周面に付着したトナーのトナー濃度を検出して、中間転写ベルト６１のトナーかぶり（地肌かぶり）を検出するものである。

感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。

各中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１に対して感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与えるようにされている。詳しくは、中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。尚、第１実施形態では、転写電極としてローラ形状の中間転写ローラ６４を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述したように、各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト６１上に積層される。積層された画像情報としてのトナー像は、中間転写ベルト６１とともに搬送されて、搬送される用紙と中間転写ベルト６１との接触位置（２次転写位置，所定位置）に移動し、この接触位置に配置されている転写ローラ１０によって用紙上に転写される。

この時、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０とは、所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１０にはトナー像を用紙に転写させるための２次転写バイアスが印加される。この２次転写バイアスは、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。

さらに、前記所定ニップを定常的に得るために、２次転写位置にて中間転写ベルト６１に圧接する転写ローラ１０もしくは２次転写位置にて中間転写ベルト６１の裏側に圧接する中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）としている。

上述した転写工程において、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われずに中間転写ベルト６１に残存したトナーは、次工程で形成されるトナー像に対してトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように構成されている。

中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、中間転写ベルト６１が搬送される経路上で、中間転写ベルト搬送方向において転写ローラ１０より下流側で感光体ドラム３よりも上流側に設けられている。

中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触して中間転写ベルト６１の表面をクリーニングするクリーニング部材としてクリーニングブレード６５ａが具備されている。クリーニングブレード６５ａが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。

給紙カセット８１は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また、装置本体１１０の外側部には、外側より用紙を供給可能な手差し給紙カセット８２が設けられている。
この手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用する用紙を複数枚積載することができる。装置本体１１０の上方には、印刷済みの用紙をフェイスダウンで集積するための排紙トレイ９１が設けられている。

また、装置本体１１０には、給紙カセット８１及び手差し給紙カセット８２の用紙を転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１乃至手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１に到る用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。

搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って設けられている。尚、搬送ローラ１２ｂは、用紙を排紙トレイ９１に排出する排紙ローラとして機能するため、排紙ローラと称する。

ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
ピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙カセット８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット８２から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。

レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙を一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで用紙を転写ローラ１０に搬送する機能を有している。すなわち、レジストローラ１３によって、搬送される用紙上の所定の位置に中間転写ベルト６１上のトナー像が転写されるように整合される。

定着ユニット７は、定着ローラ７０として１対のヒートローラ７１と加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、用紙を挟んで回転搬送するようになっている。

ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、対向して配置されて、ヒートローラ７１と加圧ローラ７２との圧接箇所には、定着ニップ部が形成されている。

ヒートローラ７１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって温度制御される。また、ヒートローラ７１は、加圧ローラ７２とともにトナーを用紙に熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。また、ヒートローラ７１には、図１に示すように、ヒートローラ７１を外部から定着するための外部定着ベルト７３が設けられている。

次に、画像形成装置１００の用紙搬送路Ｓを詳細に説明する。
画像形成装置１００には、図１に示すように、予め用紙を収納する給紙カセット８１、及び手差し給紙カセット８２が設けられている。これら給紙カセット８１，８２から用紙を給紙するために、各々ピックアップローラ１１ａ，１１ｂが配置され、用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。

各給紙カセット８１，８２から搬送される用紙は、用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、用紙の先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、用紙上に画像情報が書き込まれる。その後、用紙は定着ユニット７を通過することによって用紙上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された排紙ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。

上述した用紙搬送路Ｓは、用紙に対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求の時は、上述したように片面印字が終了し定着ユニット７を通過した用紙の後端が最終の排紙ローラ１２ｂで把持されたときに、排紙ローラ１２ｂが逆回転することによって用紙を搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。そしてその後レジストローラ１３を経て用紙裏面に印字が行われた後に用紙が排紙トレイ９１に排出される。

次に、本実施形態の特徴的なトナーカートリッジ９８の構成について図面を参照して説明する。

トナーカートリッジ９８は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、現像装置２に補給するためのトナーが収容された補給トナー収容部９８ａと、回収された廃トナーを収容する廃トナー収容部９８ｂと、画像形成装置１００に装着されて該画像形成装置１００と通信するＣＲＵＭ（記憶媒体）９８ｃとを備えている。

補給トナー収容部９８ａと廃トナー収容部９８ｂは、トナーカートリッジ９８の本体内部を２室に仕切って構成されている。

廃トナー収容部９８ｂの上部には、回収された廃トナーを廃トナー収容部９８ｂ内に導入する廃トナー供給口９８ｂ１が設けられている。廃トナー収容部９８ｂの一側部には、ＣＲＵＭ９８ｃが設けられるとともに、ＣＲＵＭ９８ｃに隣接してＣＲＵＭ位置決めボス９８ｃ１が設けられている。

ＣＲＵＭ位置決めボス９８ｃ１は、トナーカートリッジ９８の長手方向に沿って突設され、画像形成装置１００本体内部の所定の位置でトナーカートリッジ９８を位置決めするとともに、画像形成装置１００本体側のコネクタ（図示省略）にＣＲＵＭ９８ｃを連結するように構成されている。

ＣＲＵＭ９８ｃは、図４（ｂ）に示すように、止めビス９８ｃ２によってトナーカートリッジ９８本体に取付けられ、画像形成装置１００の本体側コネクタに対向する部分には接続端子９８ｃ３が設けられている。

また、ＣＲＵＭ９８ｃには、予めフォトセンサ２０６ａ，２０６ｂによる検出値の閾値が設定され、トナーカートリッジ９８の使用情報として、廃トナー収容部９８ｂが満杯となった時の満杯情報（以下、「廃トナー満杯情報」と称する。）が記憶されている。

ここで、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂの検出値と廃トナー収容部９８ｂにおける廃トナー充填量（容量）との関係について説明する。
図６は本実施形態の画像形成装置における廃トナー算出量と廃トナー収容部の廃トナー充填量との関係を示すデータテーブル、図７は前記画像形成装置における廃トナー算出量と廃トナー収容部の廃トナー充填量との関係を示すグラフである。

本実施形態では、データテーブルにより、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂの検出値に基づき算出された廃トナー算出量に基づき廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナー充填量（％）を決定している。

具体的には、データテーブルは、図６に示すように、廃トナー算出量が０から１０００以下の時は廃トナー充填量を０％、廃トナー算出量が１０００を超え２０００以下の時は廃トナー算出量を２０％、廃トナー算出量が２０００を超え３０００以下の時は廃トナー充填量を４０％、廃トナー算出量が３０００を超え４０００以下と時は廃トナー充填量を６０％、廃トナー算出量が４０００を超え５０００以下の時は廃トナー充填量を８０％、廃トナー算出量が５０００を超える時は廃トナー充填量を１００％としている。
廃トナー算出量と廃トナー充填量との関係をグラフに示すと、図７に示すグラフにようになる。

次に、本実施形態の画像形成装置１００の制御系についてブロック図を参照して詳細に説明する。

画像形成装置１００は、図５に示すように、例えば、スキャナ、プリンタ及び周辺機器とを備えた複合機であり、電気的構成として、画像形成装置１００の動作を制御する制御部（制御手段）３０１、記憶部３０２、表示部３０３、入力部３０４、ＣＲＵＭ９８ｃとの接続を行うＣＲＵＭ用本体側コネクタ３０５、演算部３０６、原稿画像を読み取る読取部３０７、読み取った原稿画像を適正な電気信号に変換して画像データを生成する画像処理部３０８、生成された画像データをトナーを用いて顕像化して、転写紙に画像を形成する画像形成部３０９、画像形成部３０９で顕像化された転写紙に加熱定着して固定する定着部３１０、後処理装置であるフィニッシャーやソーターなどの周辺機器を制御する周辺機器制御部３１１とを備えている。

記憶部３０２には、画像形成装置１００の上面に配置される操作パネル（表示部３０３、入力部３０４）を介する印刷指令、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しない各種センサなどからの検知結果、図示しない外部機器（USBメモリ、LAN）を介して入力される画像情報、画像形成装置１００内部の各装置の動作を制御するための各種設定値およびデータテーブル、及び各種制御を実行するためのプログラムなどが入力可能となっている。

ＣＲＵＭ用本体側コネクタ３０５は、本発明に係るＣＲＵＭ９８ｃから廃トナー満杯情報を表示させる為の各色の廃トナー収容部９８ｂが満杯となる時のフォトセンサ２０６ａ，２０６ｂによる検出値の閾値のデータテーブルを入力可能となっている。

ＣＲＵＭ９８ｃは、ＣＲＵＭコネクタ９８ｃ１１、ＣＲＵＭ回路９８ｃ１２、記憶部ＲＡＭ９８ｃ１３を備えている。

記憶部３０２には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラなどが挙げられる。

演算部３０６は、記憶部３０２に記憶される各種データ（印刷指令、検知結果、画像情報など）および各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知および／または判定を行う。制御部３０１は、演算部３０６における各種判定結果、演算結果などに応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。

制御部３０１および演算部３０６は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。制御手段は、記憶部、演算部および制御部とともに主電源を含む。主電源は、制御手段だけでなく、画像形成装置１００内部における各装置にも電力を供給する。

本実施形態では、制御部３０１は、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂの検出結果とＣＲＵＭ９８ｃに予め記憶されたトナーカートリッジ９８の使用情報とを照合して、画像形成装置１００の表示部３０３にフォトセンサ２０６ａ，２０６ｂの検出結果に対応するトナーカートリッジ９８の使用情報を表示する機能を備えている。

また、ＣＲＵＭ９８ｃの記憶部ＲＡＭ９８ｃ１３には、予めフォトセンサ２０６ａ，２０６ｂにより検出される検出値の閾値が設定され、トナーカートリッジ９８の使用情報として、廃トナー収容部９８ｂが満杯となった時の廃トナー満杯情報が記憶されている。

制御部３０１は、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂによる検出結果が閾値以上となった場合は、表示部３０３に廃トナー満杯情報を表示する。

表示部３０３に表示されるトナーカートリッジ９８の使用情報は、図８，図９に示すように、表示部３０３の表示パネル３０３ａ上にグラフィックで表示される。
本実施形態では、表示部３０３の表示は、図９に示すように、トナーカートリッジの概略図をグラフィック表示するとともに、廃トナー収容部９８ｂ内に回収された廃トナーの充填量を表示し、さらに、文字表示にて廃トナー収容部９８ｂの使用状況を表示している。

表示部３０３に表示されるトナーカートリッジ９８の使用情報は、複数のトナーカートリッジ９８が使用されている場合は、複数のトナーカートリッジ９８の使用情報としても良い。また、複数のトナーカートリッジ９８のうち選択したトナーカートリッジ９８の使用情報を表示部３０３に表示するようにしても良い。

次に、本実施形態の画像形成装置１００においてトナーカートリッジ９８の廃トナー収容部９８ｂの使用状態を検出する手順についてフローチャートに沿って説明する。
図１０は本実施形態の画像形成装置におけるトナーカートリッジの廃トナー収容部の使用状態を検出する手順を示すフローチャートである。

画像形成装置１００において、トナーカートリッジ９８の使用状態を検出する場合は、図１０に示すように、制御部３０１により制御される。

ジョブがスタートすると、まず、画像形成装置１００が所定時間稼働して感光体ドラム３または中間転写ベルト６１の走行距離が一定距離（例えば、１００ｍ)に到達したか否かが判断される（ステップＳ１）。

ステップＳ１において、感光体ドラム３または中間転写ベルト６１の走行距離が一定距離に到達していないと判断された場合は、通常にジョブが実行されて（ステップＳ２）、ジョブが終了する。

一方、ステップＳ１において、感光体ドラム３または中間転写ベルト６１の走行距離が一定距離に到達したと判断された場合は、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂにより印字直前の感光体ドラム３及び中間転写ベルト６１に付着したトナーを検出して「地肌かぶり」（トナーかぶり）のデータとして取得し、トナーカートリッジ９８の廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナー量が算出される（ステップＳ３）。

そして、ステップＳ３において算出された廃トナー量が閾値に到達したか否かが判断される（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、トナーカートリッジ９８の廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナー量が閾値に到達していないと判断された場合は、通常にジョブが実行されて（ステップＳ２）、ジョブが終了する。

一方、ステップＳ４において、トナーカートリッジ９８の廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナー量が閾値に到達したと判断された場合は、廃トナー収容部９８ｂに回収可能な廃トナー量が表示部３０３に表示されて（ステップＳ５）、ジョブが終了する。

例えば、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂによる検出結果が閾値以上となり、トナーカートリッジ９８の廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナー量（算出された廃トナー量）が満杯になったと判断された場合は、廃トナー満杯情報が表示部３０３に表示される。

これにより、ユーザが使用中のトナーカートリッジ９８が交換時期であることを容易に確認することができる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、画像形成装置１００において、感光体ドラム３と中間転写ベルト６１のそれぞれに付着したトナーを検出するフォトセンサ２０６ａ，２０６ｂを設け、制御部３０１により、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂにより感光体ドラム３及び中間転写ベルト６１上の付着トナーを検出し、その検出結果（検出レベル）に基づき「地肌かぶり」を判断して、その検出結果や検出回数に応じてトナーカートリッジ９８の廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナー量を算出し、その算出結果と予めトナーカートリッジ９８のＣＲＵＭ（記憶媒体）９８ｃに記憶されたトナーカートリッジ９８の使用情報とを照合して、その算出結果に応じたトナーカートリッジ９８の使用情報、すなわち、廃トナー収容部９８ｂの使用情報を表示部３０３に表示することができる。

これにより、フォトセンサ２０６ａ，２０６ｂによる感光体ドラム３及び中間転写ベルト６１上の付着トナーの検出結果よりトナーカートリッジ９８の廃トナー収容部９８ｂが廃トナーで満杯となったと判断された場合は、廃トナー満杯情報を画像形成装置１００の表示部３０３に表示することができる。

従って、本実施形態によれば、トナー色毎に異なる「地肌かぶり」を検出して、各色トナーカートリッジ９８の廃トナー収容部９８ｂの廃トナー容量を超えずに、各色トナーカートリッジ９８の交換指示を表示させることができるので、トナーカートリッジ９８より廃トナーが溢れることにより、画像形成装置１００内の廃トナー汚れを防止できる。また、ユーザは、交換が必要なトナーカートリッジ９８のみを交換すれば良いので、大幅な経費削減が可能となる。

尚、本実施形態では、表示部３０３に表示されるトナーカートリッジ９８の使用情報は、グラフィックで表示するようにしているが、本発明は、表示部３０３の表示態様に限定されるものではない。

例えば、変形例として、図１１，図１２に示すように、表示部４０３に表示されるトナーカートリッジ９８の使用情報は、廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナーの回収状況（例えば、廃トナー収容部９８ｂの廃トナー占有率）を表示パネル４０３ａ上に円グラフで表示するようにしたものであってもよい。

変形例では、廃トナーの回収状況を「廃トナー収容部満杯表示」として円グラフで表示している。

また、その他の例として、図１３，図１４に示すように、表示部５０３に表示されるトナーカートリッジ９８の使用情報は、廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナーの回収状況を表示パネル５０３ａ上で色分けして表示するようにしてもよい。

具体的には、表示部５０３に表示されるトナーカートリッジ９８の使用情報は、図１４に示すように、廃トナーの回収量を複数のブロック５０３ｂｎで表示する。そして、回収された廃トナーの収容量に応じてブロック５０３ｂｎを、例えば、ピンク→赤→黄→緑、というように色分けして表示して、廃トナーの収容量が増大するに連れて、色分けしたブロック５０３ｂｎの領域５０３ｂを増大するようにしてもよい。

また、色分けするブロック５０３ｂｎの色調は、例えば、廃トナーの収容量が増大するに連れて、暖色→中性色→寒色へと変化するようにしてもよく、また、その逆に変化するようにしてもよい。

さらに、トナーカートリッジ９８の使用情報として、廃トナー収容部９８ｂに回収された廃トナーの回収状況（例えば、廃トナー収容部９８ｂの廃トナー占有率）をコメント（文字表示）で表示するようにしてもよい。

また、本実施形態では、本実施形態の画像形成装置１００の制御部３０１に本発明の特徴的な機能を備えるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の特徴的な機能をソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、ソフトウェアは、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、前記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、前記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、前記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えるものに用いる。

そして、上述した機能を実現するソフトウェアである制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、画像形成装置に供給し、それに搭載されたコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行するようにしてもよい。

上述した記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、画像形成装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、前記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給するようにしてもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。

また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。

なお、本発明は、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態及び変形例等に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上述した実施形態では、カラー用の画像形成装置（複合機、プリンタなど）に本発明が適用されているが、トナーを用いて電子写真方式により画像形成を行うものであれば、モノクロ用の画像形成装置等のその他の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

２ 現像装置
３ 感光体ドラム（感光体）
６ 中間転写ベルトユニット（転写装置）
６１ 中間転写ベルト
９８ トナーカートリッジ
９８ａ 補給トナー収容部
９８ｂ 廃トナー収容部
９８ｂ１ 廃トナー供給口
９８ｃ ＣＲＵＭ（記録媒体）
９８ｃ１１ ＣＲＵＭコネクタ９８
９８ｃ１２ ＣＲＵＭ回路
９８ｃ１３ 記憶部ＲＡＭ
９８ｃ３ 接続端子
１００ 画像形成装置
２０６ａ，２０６ｂ フォトセンサ（付着トナー検出手段）
３０１ 制御部（制御手段）
３０２ 記憶部
３０３，４０３，５０３ 表示部
３０３ａ，４０３ａ，５０３ａ 表示パネル
３０４ 入力部
３０５ 用本体側コネクタ
５０３ｂ 領域
５０３ｂｎ ブロック

Claims (2)

1. 表面に静電潜像が形成される感光体と、前記感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジと、前記感光体表面に形成されたトナー像を一時的に転写する中間転写ベルトを備えた転写装置と、前記感光体及び前記中間転写ベルトのうちの少なくとも一方に付着したトナーを検出する付着トナー検出手段と、前記付着トナー検出手段の検出結果に基づきトナーかぶりの有無を検知する制御手段とを備え、前記トナーカートリッジは、回収された廃トナーを収容する廃トナー収容部と、前記画像形成装置に装着されて前記画像形成装置と通信する記憶媒体を備え、前記制御手段は、前記付着トナー検出手段の検出結果と前記トナーカートリッジの使用情報とを照合して、前記画像形成装置の表示部に前記付着トナー検出手段の検出結果に対応する前記トナーカートリッジの使用情報を表示する機能を備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
   前記記憶媒体には、予め前記付着トナー検出手段による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報が記憶されるとともに、予め前記付着トナー検出手段による検出値の閾値が設定され、前記トナーカートリッジの使用情報として、前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報が記憶され、
   前記制御手段は、前記付着トナー検出手段の検出結果が前記閾値以上となった場合は、前記表示部に前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を表示することを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像が形成される感光体表面にトナーを供給してトナー像を形成する現像工程と、前記感光体表面にトナーを供給する現像装置にトナーカートリッジよりトナーを補給するトナー補給工程と、前記トナーカートリッジに形成された廃トナー収容部に廃トナーを回収する廃トナー回収工程と、前記トナーカートリッジに設けられた記憶媒体と前記画像形成装置とを通信する通信工程と、前記感光体表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一時的に転写する転写工程と、前記感光体ドラム及び前記中間転写ベルトのうちの少なくとも一方に付着したトナーを検出する付着トナー検出工程と、前記付着トナー検出工程における検出結果に基づきトナーかぶりの有無を検知する制御工程とを備え、前記制御工程は、前記付着トナー検出工程による検出結果と前記付着トナー検出工程による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報とを照合する工程と、前記画像形成装置の表示部に前記付着トナー検出工程による検出結果に対応するトナーカートリッジの使用情報を表示する工程とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置の画像形成方法において、
   前記記憶媒体に予め前記付着トナー検出手段による検出値に対応したトナーカートリッジの使用情報を記憶する工程と、予め前記付着トナー検出手段による検出値の閾値を設定する工程と、前記トナーカートリッジの使用情報として、前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を記憶する工程と、を備え、
   前記制御工程は、前記付着トナー検出工程による検出結果が予め前記記憶媒体に記憶された前記付着トナー検出工程による検出値の閾値以上となった場合に、前記表示部に前記廃トナー収容部が満杯となった時の満杯情報を表示する表示工程と、を備えることを特徴とする画像形成方法。

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