JP5720372B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置には、補給用のトナーを収容したトナー容器が着脱自在に装着され、装着されているトナー容器から、現像器内のトナーの減少に合わせてトナーを現像器に補給するタイプの画像形成装置が存在する。このタイプの画像形成装置の場合、装着されたトナー容器の寿命（空）を検知してトナー容器の交換を促すことが必要である。

ここで、消耗品カートリッジに記憶手段を搭載し、消耗度情報を記憶させることで、正しく寿命を検知する技術が提案されている。

また、カートリッジの記憶手段により、認定カートリッジの装填の有無を判断し、さらに認定カートリッジが装填されなかった場合には、非認定品の装着か、カートリッジ未装着かを判断するロジックが提案されている。

特開２００１−１４７６３３号公報 特開２００９−１５１１４７号公報

本発明は、トナー容器が装着されているか否かが不明な第１の状態とトナー容器が装着されていることが明らかな第２の状態との２つの状態を取り得る画像形成装置における、トナー容器の寿命の判定精度向上を目的とする。

請求項１は、
露光を受けて潜像を保持しトナーによる現像を受けてトナー像を保持する像保持体と、
画像データの入力を受けて像保持体を画像データに応じて露光することにより像保持体上に潜像を形成する露光器と、
像保持体上の潜像をトナーで現像して像保持体上にトナー像を形成する現像器と、
像保持体上のトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段と、
トナーを収容したトナー容器が着脱自在に装着される容器装着部と、
容器装着部に装着されたトナー容器から現像器にトナーを補給するトナー補給部材と、
画像データに基づいてトナー使用量を推定する第１の推定部と、
トナー補給部のトナー補給動作に基づいてトナー使用量を推定する第２の推定部と、
容器装着部にトナー容器が装着されているか否かが不明な第１の状態と容器装着部にトナー容器が装着されていることが明らかな第２の状態とのうちの第１の状態においては、第１の推定部と第２の推定部のうちの第１の推定部により推定されたトナー使用量のみに基づいて、該容器装着部にトナー容器が仮に装着されていたとした場合における該容器装着部に装着されているトナー容器の空を判定し、第２の状態においては、第１の推定部により推定されたトナー使用量と第２の推定部により推定されたトナー使用量との双方に基づいて容器装着部に装着されているトナー容器の空を判定する空判定部とを有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２は、容器装着部は、記憶手段が搭載されたトナー容器と記憶手段の搭載のないトナー容器のいずれのトナー容器の装着も受けるものであって、第１の推定部により推定されたトナー使用量の累積値が、この画像形成装置の使用開始から容器装着部に最初に装着されたトナー容器の空が判定される閾値に達するまでは、第１の状態における画像形成動作を許可し、そのトナー使用量の累積値がその閾値を越えた後は、容器装着部に装着されたトナー容器の記憶手段と通信を行なって通信に成功し、かつ空判定部によるトナー容器の空が判定されていない状態に限り画像形成動作を許可する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３は、現像器内のトナーの空を検出する空検出手段を有し、空判定部が、空検出手段により現像器内のトナーの空が検出され、さらにトナー補給部によるトナー補給動作によっても現像器内のトナーの空が解消しないことを受けて、容器装着部へのトナー容器の非装着および容器装着部に装着されているトナー容器の空のいずれかの状態であることを判定するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置である。

請求項１の画像形成装置によれば、第１の状態と第２の状態の双方に同一の判定基準を採用した場合と比較し、トナー容器の寿命判定精度が向上する。

請求項２の画像形成装置によれば、記憶手段を搭載したトナー容器のみ使用可能な画像形成装置と比較しコストが低減化される。

請求項３の画像形成装置によれば、本構成を有しない場合と比べ、トナー容器の未装着あるいは装着されているトナー容器が空の状態のまま動作し続けることが低減される。

画像形成装置の一例としての複写機の外観斜視図である。 図１に外観を示す複写機の内部構成図である。 トナー容器と現像器を示した模式断面図である。 トナー容器と現像器を示した模式断面図である。 本実施形態における制御系統を示したブロック図である。 図１に示す複写機への電源投入時に主制御部で実行される、空判定に関する処理を示すフローチャートである。 プリント要求があったときに実行される、空判定に関する処理を示すフローチャートである。 メモリ付きトナー容器についての寿命判定アルゴリズムを表現した図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。

図１は、画像形成装置の一例としての複写機の外観斜視図である。

この複写機１は、原稿読取部１Ａと画像形成部１Ｂとを有する。

原稿読取部１Ａには、原稿が重ねられた状態に置かれる原稿給紙台１１が備えられている。この原稿給紙台１１上に置かれた原稿は１枚ずつ送り出され、その原稿に記録されている文字や画像が読み取られて原稿排紙台１２上に排出される。

また、この原稿読取部１Ａは、奥側を左右に延びるヒンジを有し、そのヒンジを回転中心として、原稿給紙台１１および原稿排紙台１２を一体的に持ち上げることができ、その下には、透明ガラス製の原稿読取板１３（図２参照）が広がっている。この原稿読取部１Ａでは、原稿給紙台１１に原稿を置くことに代えて原稿読取板１３上に原稿を１枚だけ下向きに置き、その原稿読取板１３上の原稿から文字や画像を読み取ることもできる。

この原稿読取板１３の前側には、ユーザに向けて様々なメッセージを表示し、また、様々な操作ボタンを表示して、ユーザからの、原稿読取りや画像形成の指示等の操作を受ける表示操作部１４が備えられている。

この原稿読取部１Ａは、その全体が支持フレーム１５により支持されている。

また、画像形成部１Ｂは、その上面に画像が形成された用紙が排出される排紙台２１が設けられている。またこの画像形成部１Ｂの前面には、内部の、トナー容器等の部品の交換や搬送中に詰まった用紙の除去のために開けられる前カバー２２を備えている。また、その下には、画像形成前の用紙が積み重ねられた状態に収容される引き出し型の３台の給紙台２３＿１，２３＿２，２３＿３が収容されている。

また、この画像形成部１Ｂの左側面には、搬送中に詰まった用紙を取り除くときに開かれる横カバー２４が設けられている。

さらに、この画像形成部１Ｂの底面には、この画像形成部１Ｂを移動可能とする車輪２５１が取り付けられている。

図２は、図１に外観を示す複写機の内部構成図である。

透明ガラス製の原稿読取板１３の下には、原稿読取光学系３０が配備されている。この原稿読取光学系３０は、ランプ３１１とミラー３１２とを有する第１ブロック３１と、２枚のミラー３２１，３２２を有する第２ブロック３２と、画像を表わす光を読み取って画像信号を生成する光電センサ３３とを有する。

第１ブロック３１と第２ブロック３２は、原稿読取板１３に沿って矢印Ａ−Ａ’方向に移動可能であり、初期状態では、図２に示す左寄りの位置にある。

原稿給紙台１１上に置かれた原稿Ｓは、１枚ずつ送り込まれ、搬送ローラ１６により原稿読取板１３に接する搬送経路１７上を搬送される。原稿Ｓは、原稿読取板１３に接して搬送される際にランプ３１１により照射され、原稿Ｓからの反射光がミラー３１２，３２１，３２２で反射されて光電センサ３３で読み取られ、その原稿Ｓに記録されていた文字や画像を表わす画像信号が生成される。ランプ３１１による照射を受けた原稿Ｓはさらに搬送されて原稿排紙台１２上に送り出される。

原稿が原稿読取板１３上に置かれたときは、第１ブロック３１および第２ブロック３２が、原稿読取板１３上の原稿の読取位置と光電センサ３３との間の光学的な距離を常に同一に保つように矢印Ａ方向に移動する。そして、その間、ランプ３１１が原稿を照射し、光電センサ３３でその原稿上の文字や画像が読み取られて画像信号に変換される。

光電センサ３３で得られた画像信号は画像処理部３４に入力される。光電センサ３３で得られた画像信号はＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、およびＢ（ブルー）の各色を表わす画像信号であり、画像処理部３４は、このＲＧＢの画像信号をＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（黒）の４色分からなる画像データに変換して一時的に記憶する。そして、後述する潜像形成のための露光の時期に合わせて露光制御部４１に送信される。

この画像形成部１Ｂには露光器４２が備えられており、潜像形式にあたっては、露光制御部４１から露光器４２にＹ、Ｍ，Ｃ，Ｋの画像データが送り込まれ、露光器４２から、各Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各画像データにより変調された各露光光４２１Ｙ，４２１Ｍ，４２１Ｃ，４２１Ｋが発せられる。

また、この図２には、露光制御部４１に隣接した位置に主制御部４０が示されている。この主制御部４０は、マイクロコンピュータと、そのマイクロコンピュータで実行されるプログラムとで構成されていて、露光制御部４１、表示操作部１４（図１参照）、画像処理部３４、その他図示しない各種電源回路や駆動回路等に接続され、この複写機１の全体の制御を担っている。

画像形成部１Ｂの下部には、前述した３台の給紙台２３＿１，２３＿２，２３＿３が左右の案内レール２４＿１，２４＿２，２４＿３に支持されて収容されている。各給紙台２３＿１，２３＿２，２３＿３には、用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。各給紙台２３＿１，２３＿２，２３＿３は、用紙Ｐの補給のために、案内レール２４＿１，２４＿２，２４＿３に案内されて引出し自在に構成されている。

それら３台の給紙台２３＿１，２３＿２，２３＿３のうちの、表示操作部１４（図１参照）の操作等により指定された給紙台（ここでは一例として給紙台２３＿１とする）からは、用紙Ｐがピックアップロール２５により送り出され、さばきロール２６により１枚ずつに分離され、その１枚の用紙Ｐが搬送ロール２７により上方に搬送され、待機ロール２８によりそれ以降の搬送のタイミングが調整されて、さらに上方に搬送される。この待機ロール２８以降の用紙の搬送については後述する。

この画像形成部１Ｂの中央部分には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナーによるトナー像を形成する４つの像形成ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋが配置されている。これら４つの像形成ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋは、使用するトナーの色が異なることを除き、互いに同一の構成を有するため、ここでは像形成ユニット５０Ｙを取り挙げてその構成を説明する。

この像形成ユニット５０Ｙは、図２に矢印Ｂで示す向きに回転する感光体５１を有し、その感光体５１の周囲に、帯電器５２、現像器５３、およびクリーナ５５が配置されている。また、後述する中間転写ベルト６１を感光体５１との間に挟んだ位置には、転写器５４が置かれている。

感光体５１はロール形状を有し、帯電により電荷を保持し露光によりその電荷を放出してその表面に静電潜像を保持する。

帯電器５２は、感光体５１の表面をある帯電電位に帯電する。

また、この画像形成部１Ｂは、前述した露光器４２を有する。この露光器４２には、露光制御部４１から画像信号が入力され、その入力された画像信号に応じて変調された露光光４２１Ｙ，４２１Ｍ，４２１Ｃ，４２１Ｋを出力する。感光体５１は、帯電器５２による帯電を受けた後、露光器４２からの露光光４２１Ｙの照射を受け、感光体５１の表面に静電潜像が形成される。

感光体５１は、露光光４２１Ｙの照射を受けて表面に静電潜像が形成された後、現像器５３により現像され、その感光体５１の表面にトナー像（この像形成ユニット５０Ｙではイエロー（Ｙ）のトナーによるトナー像）が形成される。

現像器５３は、内部にトナーとキャリアとからなる現像剤を収容したケース５３１内に、現像剤を攪拌する２本のオーガ５３２＿１，５３２＿２と、現像剤を感光体５１に対向した位置に運ぶ現像ロール５３３とを有する。感光体５１上に形成された静電潜像の現像にあたっては、現像ロール５３３にバイアス電圧が印加され、そのバイアス電圧の作用により、現像剤中のトナーが、感光体５１上に形成された静電潜像に従って感光体５１上に付着し、トナー像が形成される。

現像器５３による現像により感光体５１上に形成されたトナー像は、転写器５４の作用により中間転写ベルト６１上に転写される。

この転写後に感光体５１上に残存するトナーは、クリーナ５５によって感光体５１上から取り除かれる。

中間転写ベルト６１は、複数のロール６２に架け回された、無端の、矢印Ｃ方向に循環移動するベルトである。

像形成ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋのそれぞれで形成された各色トナーによるトナー像は、順次重なるように中間転写ベルト６１上に転写され、転写器６３が配置された二次転写位置に搬送される。これと同期して、待機ロール２８にまで搬送されてきていた用紙が二次転写位置に搬送され、転写器６３の作用により、中間転写ベルト６１上のトナー像が、搬送されてきた用紙上に転写される。このトナー像の転写を受けた用紙は、さらに搬送され、定着器６４による加圧および加熱により用紙上のトナー像がその用紙上に定着され、定着されたトナー像からなる画像が用紙上に形成される。画像が形成された用紙はさらに搬送され、排出ローラ６５により、排紙台２１上に排出される。

転写器６３によりトナー像を用紙上に転写した後の中間転写ベルト６１はさらに循環移動し、その表面に残存するトナーがクリーナ６６によって中間転写ベルト６１上から取り除かれる。

また、画像形成部１Ｂの、中間転写ベルト６１よりも上方には容器装着部２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｋが設けられている。これらの容器装着部２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｋには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各色トナーを収容するトナー容器６７Ｙ，６７Ｍ，６７Ｃ，６７Ｋが装着されている。これらのトナー容器６７Ｙ，６７Ｍ，６７Ｃ，６７Ｋに収容されている各色トナーは、対応する各現像器５３におけるトナーの消費量に応じて各現像器５３に補給される。

また、この画像形成部１Ｂでは、例えば所定枚数の画像形成が行なわれたとき、あるいは温湿度環境が変化したとき、さらに部品交換が行なわれたときなど、様々な事象を契機として、「プロセス制御」が行なわれる。このプロセス制御では、あらかじめ定められた画像濃度の一様画像（トナーパッチ）を形成して、ここには図示しない検出器でそのトナーパッチの濃度を測定し、基準の濃度と比較し、そのパッチの濃度が基準となるように、様々な要素が調整される。この様々な要素としては、例えば、画像データ上での画像密度の変換、トナー容器から現像器へのトナー補給量、帯電器による帯電量、露光器による露光光量、現像器における現像バイアス電圧等がある。このプロセス制御により、画像濃度の経時変化が補正され、一定濃度の画像形成が行なわれる。プロセス制御を実行すべき事象が到来すると、その時点ではプリント動作実行中であるなど直ちにプロセス制御を実行できるとは限らないので、プロセス制御実施要求フラグが立てられ、その後プロセス制御を実行することができるタイミングでそのフラグが参照され、そのフラグが立っているときにプロセス制御が実行される。

図３，図４は、トナー容器と現像器を示した模式断面図である。ここで、図３は、側方から見たときの模式断面図、図４は、上方から見たときの模式断面図である。

ここでは、代表的に一系統のみ図示し、各構成要素を、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略した符号で指し示している。

現像器５３にはトナーとキャリアとを含む現像剤５３７（図３参照）が収容されており、２本のオーガ５３２＿１，５３２＿２により、図４に示す矢印Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉで示す向きに循環しながら攪拌されている。その現像剤５３７は、矢印Ｅで示す向きに回転する現像ロール５３３に保持され層厚規制部材５３４による層厚規制を受けて感光体５０に対面した現像位置に搬送される。一方、感光体５１は矢印Ｂで示す向きに回転し、帯電器５２により帯電を受け、露光器４２からの露光光の照射を受けて静電潜像が形成される。さらにその静電潜像が、現像ロール５３３により搬送されてきた現像剤中のトナーにより現像され、感光体５０上にトナー像が形成される。感光体５０上に形成されたトナー像のその後の処理については図２を参照して説明済であり、ここでの重複説明は省略する。

このようにして現像器５３内の現像剤５３７中のトナーが消費されると、現像剤５３７中のトナーが不足してくる。すると、トナー補給路６８内に配備されているオーガ６８１が回転して、トナー容器６７に収容されている補給用のトナー６７１がトナー補給路６８内を矢印Ｊで示す向きに搬送され、現像器５３内に供給される。現像器５３内に供給されたトナーは、２本のオーガ５３２＿１，５３２＿２により図４に示す矢印Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｊに従って循環的に搬送されながら攪拌されてキャリアと混合される。

図５は、本実施形態における制御系統を示したブロック図である。この図５には、本実施形態の特徴部分の説明に必要な要素のみ示されている。

この図５には、図１又は図２にも示す主制御部４０、表示操作部１４、露光制御部４１、露光器４２、現像器５３、トナー容器６７、感光体５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ、および中間転写ベルト６１が示されている。ただし、この図５では、図２に示す４台の現像器をまとめて現像器５３とし、図２に示す４台のトナー容器をまとめてトナー容器６７としている。図１又は図２にも示したこれらの各要素についてはトナー容器６７と主制御部４０との間の通信に関する事項を除き説明済であるため、重複説明は省略し、この通信に関する事項のみの説明にとどめる。

トナー容器６７には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー容器６７Ｙ，６７Ｍ，６７Ｃ，６７Ｋ（図２参照）ごとに不揮発性メモリ（不図示）が搭載されている。主制御部４０は、それら各トナー容器６７に搭載された不揮発性メモリと通信を行ない、通信を行うことで容器の有無を検知している。また、その不揮発性メモリからそのトナー容器の種類や過去の使用履歴等の読み出しや、新たな使用履歴の書き込み等を行なう。ただし、この実施形態の画像形成部１Ｂ（図１，図２参照）では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ごとの最初に装着されるトナー容器については、不揮発性メモリが搭載されていないトナー容器の使用も許容されている。詳細は後述する。

トナー容器に搭載される記憶手段は不揮発性メモリに限られるものではなく、記憶手段自体は例えば揮発性メモリ等であってバッテリバックアップ等によって不揮発性が与えられたものであってもよい。

また、この図５にはさらに、画像密度算出部９１、補給量算出部９２、および像濃度検知部９３が示されている。

画像密度算出部９１では、図２に示す画像処理部３４から露光制御部４１に送信されてきた画像データに基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ごとに、画像密度が算出される。すなわち、図１，図２に示す画像形成部１Ｂでは、トナーが付着する画素（ピクセル）の密度により画像の濃淡を表わす画像を形成しており、この画像密度算出部９１では、画像データに基づいて、各画像ごと、かつＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ごとの、トナーの付着を受けるピクセル数が算出される。この算出されたピクセル数の情報は主制御部４０に送信され、主制御部４０では、これまでに作成された画像のピクセル数の累積値である累積ピクセル数がＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ごとに算出される。

また、補給量算出部９２では、トナー容器６７から現像器５３へのトナー補給量が算出される。ただし、このトナー補給量の算出は、図３，図４に示すトナー補給路６８に配備されているオーガ６８１の回転数に基づいて行なわれるものであり、実際のトナー補給量とは異なる場合がある。例えば、環境温湿度によっても実際のトナー補給量は変動し、またトナー容器６７が補給用のトナーで満杯のときと空に近づいたときとでも実際のトナー補給量は変動する。この補給量算出部９２で算出されたトナー補給量の情報は主制御部４０に伝えられ、主制御部４０では、トナー補給量の累積値である累積補給量計算値が算出される。ここで、補給量算出部９２でのトナー補給量の算出も、画像密度算出部９１におけるピクセル数の算出と同様、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーごとに行なわれ、主制御部４０では各色トナーごとの累積補給量計算値が算出される。

さらに、像濃度検知部９３では、前述のプロセス制御により作成された、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーによる各トナーパッチの濃度が検知される。これらのトナーパッチの濃度の検知結果も主制御部４０に伝えられる。

以上の構成を踏まえ、次に、主制御部４０内で実行される、トナー容器が空か否かを判定する空判定処理について説明する。

図６は、図１に示す複写機への電源投入時に主制御部で実行される、空判定に関する処理を示すフローチャートである。

図１，図２に示す複写機１に電源が投入されると（ステップＳ０１）、この複写機１が未使用の新品の状態で使用開始した時点からの、累積ピクセル数が参照され、その累積ピクセル数が閾値Ａ以下か否かが判定される（ステップＳ０２）。この累積ピクセル数は、図７のステップＳ２５で順次更新される、図５に示す画像密度算出部９１において画像データに基づいて算出された画像ごとかつＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ごとのトナー使用量の、主制御部４０で算出された累積値である。

前述の通り、この実施形態の複写機１は、新品の状態にあるときの初回に使用する、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのそれぞれのトナー容器について１個ずつのみ、不揮発性メモリが搭載されていないトナー容器の使用を許している。すなわち、初回に使用するトナー容器については図１に示す複写機１の本体と同梱されてユーザに納入されるため、複写機１と、それに同梱されたトナー容器とを合わせた全体のコストを下げるための１つの方策である。初回のトナー容器が空になり、新たなトナー容器に交換するときは、不揮発性メモリが搭載されたトナー容器の使用のみ許可されている。ここでは、複写機１に同梱されて初回に使用されるトナー容器を「同梱トナー容器」と称し、不揮発性メモリ付きのトナー容器を「メモリ付きトナー容器」と称する。

図６のフローチャートのステップＳ０２の閾値Ａは、同梱トナー容器が寿命である（空になった）ことを判定するための閾値である。

同梱トナー容器が空になってメモリ付きトナー容器に交換された後は、後述するように、累積ピクセル数と、図５に示す補給量算出部９２で算出されたトナー補給量の累積値である累積補給量計算値との双方に基づいて、そのメモリ付きトナー容器の寿命判定が行なわれる。これに対し、同梱トナー容器に関しては、それら累積ピクセル数と累積補給量とのうちの累積ピクセル数のみに基づいて寿命判定が行なわれる。

この実施形態の複写機の場合、メモリ付きトナー容器が装着されているときはそのメモリ付きトナー容器に搭載された不揮発性メモリとの間で通信を行なうことによりトナー容器が確実に装着されていることを確認することができる。これに対し、この実施形態の複写機の場合、同梱トナー容器の使用を許した結果、不揮発性メモリとの間の通信が不能であっても、すなわちトナー容器が実際に装着されているか否か不明の状態のまま、複写機としての動作を許容することになる。すなわち、例えばトナー容器が未装着の状態、あるいは一旦装着された後何らかの理由でトナー容器が取り外されてもプリント動作は実行される。この場合も、現像器内に存在する現像剤中のトナーが少なくなると、装着されているはずのトナー容器からのトナー補給動作が行なわれる。すなわち、前述の通り、図５に示す補給量算出部９２では、図３，図４に示すトナー補給路６８内のオーガ６８１の回転数でトナー補給量を算出しているため、仮にトナー容器が未装着であって実際にはトナーが補給されなくても補給量算出部９２で算出されるトナー補給量は加算されることになる。したがって、トナー容器が装着されているか否かが不明な状態でのプリント動作を許した場合、トナー補給量の計算値の信頼性は大きく低下することになる。これに対し累積ピクセル数は画像信号に基づくものであり、実際のトナー使用量と比べ誤差を含むものの、正常な画像形成が行なわれないままプリントを指示し続ける可能性は低く、同梱トナー容器使用時であっても累積補給量計算値よりは高い信頼性が保たれる。

これが、本実施形態において、同梱トナー容器については累積ピクセル数のみで寿命判定を行なう理由である。

図６のフローチャートに戻り、説明を続ける。

図６のフローチャートのステップＳ０２において、累積ピクセル数が閾値Ａ未満の場合、すなわち、同梱トナー容器の寿命に満たない場合は、「メモリなし動作モード」にセットされる（ステップＳ０３）。この「メモリなし動作モード」は、同梱トナー容器、すなわち不揮発性メモリが搭載されていないトナー容器が装着されていてもプリント動作を実行するモードである。このモードでは、トナー容器が実際に装備されていることを装置が確認することができず、トナー容器が未装着であってもプリント動作を実行することになる。ここで、ステップＳ０２における、累積ピクセル数が閾値Ａ未満であるか否かの判定、およびメモリなし動作モードにセットする処理はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ごとに行なわれる。

次にステップＳ０４に進み、プロセス制御実施要求フラグが立っているか否かが判定される。プロセス制御実施要求フラグが立っていないときは、そのまま、すなわちメモリなし動作モードでプリント動作を許容した状態のまま、この図６に示す電源オン時の処理を終了する。

ステップＳ０４において、プロセス制御実施要求フラグが立っていると判定されるとプロセス制御が実施される（ステップＳ０５）。そしてそのプロセス制御において作成されたトナーパッチの濃度が図５に示す像濃度検知部９３で検知され、そのトナーパッチの濃度が閾値Ｂを下回っているか否かが判定される（ステップＳ０６）。この閾値Ｂは、現像器内の現像剤のトナー濃度（キャリアに対するトナーの割り合い）が低下し過ぎていてそのトナー濃度を回復すべき状態にあることを判定するための閾値である。このステップＳ０６でトナー濃度が閾値Ｂを下回ってはいないと判定されると、この図６の処理が終了する。ここで、プロセス制御自体は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色について同時に行なわれるが、トナー濃度が閾値Ｂを下回っているか否かの判定（ステップＳ０６）やその後の、以下に説明するリカバリー補給（ステップＳ０７）等の処理は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーに対応する各現像器又は各トナー容器ごとに行なわれる。

ステップＳ０６でトナー濃度が閾値Ｂを下回っていると判定されるとステップＳ０７に進み、リカバリー補給が実施される。すなわち、ここでは、現像器内の現像剤のトナー濃度を回復させるためにトナー容器から現像器にトナーを補給するための補給動作が行なわれる。ここでは具体的には図３，図４に示すトナー補給路６８内のオーガ６８１を回転させる処理が行なわれる。その後再度プロセス制御が実施され（ステップＳ０８）、トナー濃度の回復が判定される（ステップＳ０９）。トナー濃度が回復したときは、この図６の処理が終了する。尚、トナー補給動作は、プロセス制御を実行した場合のみ行なわれるのではなく、普段からトナーの使用量を推定してその使用量に見合った分だけ少しずつトナー補給が行なわれている。それでもなおトナー濃度が閾値Ｂを下回った場合（ステップＳ０６）にリカバリー補給（ステップＳ０７）が実施される。このようにこのリカバリー補給は、正常動作の範囲内であっても行なわれるが、本実施形態において関心のある、トナー容器の寿命の観点からは、以下の状態にあるときに実施される。すなわち、例えばメモリなし動作モード（ステップＳ０３参照）でトナー容器が未装着のまま動作が実行されたり、あるいは、同梱トナー容器が装着されていても、何らかの原因で累積ピクセル数が閾値Ａに満たないにもかかわらず（ステップＳ０２参照）、その同梱トナー容器が空になっていた場合等である。あるいは、メモリ付きトナー容器が装着されている通常動作モードにセットされている（ステップＳ１７参照。後述する）場合であっても、不揮発性メモリのデータからは未だ寿命ではないと判定されるにもかからわず、その不揮発性メモリを搭載したメモリ付きトナー容器が何らかの原因で空になっていた場合にもステップＳ０７以降の処理が実行される。すなわち、ステップＳ０７以降の処理は、トナー容器の寿命の観点では、万一の異常な事態が生じたときの安全を確保するための処理である。

ステップＳ０９においてトナー濃度が回復しないと判定されると、これはトナー容器が未装着であるか、あるいは装着されているトナー容器が未だ寿命とは判定されないにもかかわらず実際には空であったことを意味し、その旨、表示操作部１４（図１，図５参照）にメッセージが表示される（ステップＳ１０）。ここでは、メモリなし動作モードではトナー容器が未装着の場合も有り得るが、トナー容器が寿命である、というメッセージで代表させてもよく、トナー容器が寿命であるか、あるいは未装着のいずれかであることを明示したメッセージであってもよい。

その後、トナー容器が装着されると（ステップＳ１１）、リカバリー補給動作が再度実施される（ステップＳ０７）。ここで、ステップＳ１１におけるトナー容器が装着されたか否かの判定は、メモリなし動作モード（ステップＳ０３参照）の場合はトナー容器の装着あるいは交換に必要な動作、例えば、図１に示す前カバー２２の開閉動作の検知等により行なわれる。このため、メモリなし動作モードでは確実に交換されたことの確証はない。一方、通常動作モード（ステップＳ１７）の場合は、前カバー２２の開閉を契機として装着されたはずのメモリ付きトナー容器に装着されている不揮発性メモリとの間で通信を試み、その通信が可能であることをもってトナー容器が装着されたことが判定される。すなわち通常動作モードの場合はトナー容器が装着されていることの確証を得ることができる。

次に、ステップＳ０２において、累積ピクセル数が閾値Ａ未満ではないと判定された場合について説明する。この場合は、ステップＳ１２に進み、トナー容器の不揮発性メモリと通信を試みて通信が可能であるか否かが判定され、通信が不能であったときは、メッセージが表示される（ステップＳ１３）。ステップＳ１２において通信が不能であると判定される典型的な場合は、同梱トナー容器を使っていて累積ピクセル数が閾値Ａに達したことによって同梱トナー容器が寿命であると判定される場合である。したがってステップＳ１３では、トナー容器を交換することを促すメッセージが表示される。ステップＳ１３でメッセージが表示された後は、プリント動作が一旦禁止される（ステップＳ１４）。トナー容器を交換すると図示しないプリント動作再開のための処理が実行されて、プリント動作が再度許可される。プリント動作の禁止や再開は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの全色について同時に行なわれる処理である。

ステップＳ１２においてトナー容器のメモリとの通信が可能であることが判定されると、メモリ付きトナー容器が装着されていることが確かめられたことになり、次にそのトナー容器のメモリデータに基づいて、そのトナー容器が寿命を迎えていないかどうかが判定される（ステップＳ１５）。そのトナー容器が寿命を迎えていたときは、ステップＳ１６に進み、トナー容器の交換を促すメッセージが表示され、さらにプリント動作が禁止される（ステップＳ１４）。

ステップＳ１５でトナー容器が未だ寿命を迎えていないことが判定されると、ここではメモリ付きトナー容器が装着されているため、そのトナー容器に搭載されている不揮発性メモリの記録を更新しながらそのトナー容器の寿命を判定する通常動作モードにセットされて（ステップＳ１７）、ステップＳ０４に進む。この通常動作モードにおけるトナー容器の寿命判定アルゴリズムについては、図７のフローチャート中のステップＳ３５，Ｓ３６および図８を参照して説明する。

図７は、プリント要求があったときに実行される、空判定に関する処理を示すフローチャートである。この図７に示す処理も、ページプリントの実施（ステップＳ２４）、プロセス制御の実施（ステップＳ２８，Ｓ３１）、プリント禁止処理（ステップＳ３８）を除き、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーに対応する各現像器又は各トナー容器ごとに行なわれる。

図１，図２に示す画像形成部１Ｂがプリント要求を受信すると（ステップＳ２１）、先ず、現在、メモリなし動作モード（図６ステップＳ０３参照）であるか通常動作モード（図６ステップＳ１７参照）であるかが判定される。

メモリなし動作モードであると判定されると、次に累積ピクセル数が閾値Ａ未満であるか否かが判定される（ステップＳ２３）。累積ピクセル数が閾値Ａ以上のときはステップＳ３７に進み、トナー容器の交換を促すメッセージが表示され、さらにプリントが禁止される（ステップＳ３８）。トナー容器を交換すると図示しないプリント動作再開のための処理が実行されて、プリント動作が再度許可される。

ステップＳ２３において累積ピクセル数が閾値Ａ未満であると判定されると、１ページ分のプリントが実施され（ステップＳ２４）、累積ピクセル数がその１ページ分更新される（ステップＳ２５）。

尚、累積補給量計算値は、この図７にフローチャートを示す処理とは別に、トナー補給動作が行なわれるたびに更新される。

さらに今回プリントを行なった１ページを含む、１回のプリント要求で行なわれる１又は複数ページ分のプリントからなるジョブが終了したか否かが判定され（ステップＳ２６）、そのジョブが未だ終了していないときはステップＳ２２以降の処理が繰り返される。ステップＳ２６においてジョブが終了したことが判定されると、ステップＳ２７以降の処理に進む。ステップＳ２７〜ステップＳ３４の処理は、図６に示すフローチャート中のステップＳ０４〜ステップＳ１１の処理と同一であり、重複説明は省略する。

ステップＳ２２においてメモリなし動作モードではない、すなわち通常動作モード（図６ステップＳ１７参照）であると判定されると、ステップＳ３５に進む。このステップＳ３５および次のステップＳ３６では、メモリ付きトナー容器についての寿命判定が行なわれる。

図８は、メモリ付きトナー容器についての寿命判定アルゴリズムを表現した図である。

この図８中、累積ピクセル数１００％および累積補給量計算値１００％は、標準的な動作環境の下で標準的な画像密度の画像をプリントし続けたときにトナー容器の寿命と見なすことのできる、累積ピクセル数および累積補給量計算値である。したがって実際には、動作環境も様々に変化しプリントすべき画像の画像密度も様々に変化するため、１００％未満で寿命となる場合もあり、１００％を超えても未だ寿命を迎えた状態にはない場合もある。図８は、累積ピクセル数と累積補給量計算値とを組み合わせたときに、折れ線１０１よりも左側又は下側は未だ寿命を迎えていない領域、折れ線１０１よりも右側又は上側は寿命を迎えた領域であることを表わしている。

累積補給量計算値が７５％のライン１０２は、図６，図７のフローチャートには表わされていないが、このライン１０２に達したときに寿命が近づいたことをユーザに通知してもよいラインを表わしている。

図８についての以上の説明を踏まえ、図７に示すフローチャートのステップＳ３５，Ｓ３６について説明する。

ステップＳ３５では、装着されているメモリ付きトナー容器に搭載されている不揮発性メモリから累積補給量計算値が読み出され、その累積補給量計算値が閾値Ｄ未満であるか否かが判定される。ここでは、閾値Ｄとして、図８に示すように、累積補給量計算値１０５％が採用される。累積補給量計算値が閾値Ｄに達していたときは、累積ピクセル数の如何にかかわらずプリント不可の領域なので、ステップＳ３７に進んでトナー容器交換を促すメッセージが表示され、さらにプリントが禁止される（ステップＳ３８）。

ステップＳ３５において、累積補給量計算値が閾値Ｄ（１０５％）未満であると判定されると、ステップＳ３６に進む。このステップＳ３６では、累積ピクセル数が、現在の累積補給量計算値に応じて定義される閾値Ｅ未満であるか否かが判定される。具体的には、図８に示すように、累積補給量計算値が９０％〜１００％の範囲内のときは、閾値Ｅとして累積ピクセル数１０５％が採用されて、現在の累積ピクセル数が閾値Ｅ（１０５％）未満であるか否かが判定される。また、累積補給量計算値が１００％〜１０５％の範囲内のときは、閾値Ｅとして累積ピクセル数１００％が採用されて、現在の累積ピクセル数が閾値Ｅ（１００％）未満であるか否かが判定される。

ステップＳ３７において、累積ピクセル数が、このように定義された閾値Ｅに達していると判定されると、ステップＳ３７に進んでトナー容器交換を促すメッセージが表示され、さらにプリントが禁止される（ステップＳ３８）。

一方、ステップＳ３７において、累積ピクセル数が閾値Ｅ未満であると判定されると、現在装着されているメモリ付きトナー容器は未だ寿命を迎えた状態ではなく、ステップＳ２４に進んで１ページ分のプリントが実施される。

以上のように、本実施形態では不揮発性メモリが搭載されていない同梱トナー容器についてもプリント動作が実行されて累積ピクセル数に基づいて寿命判定が行なわれ、メモリ付きトナー容器については、累積ピクセル数と累積補給量計算値との双方に基づいてさらに高精度な寿命判定が行なわれる。

ここで、上記の実施形態では、現像器内の現像剤中のトナーが不足した状態にあるか否かをプロセス制御を使って判定している。ただし、トナー容器の寿命の観点からは、プロセス制御に代えて、現像器内にトナー濃度を検知するセンサを備え、そのセンサからの信号に基づいて、現像器内の現像剤中のトナーが不足した状態にあるか否かを判定してもよい。

また、空とは実際にトナー容器の中にトナーが全てなくなった状態に限られるものではない。

また、上記の実施形態では、初回に使用されるトナー容器のみ、不揮発性メモリが搭載されていないトナー容器の装着を許容しているが、初回のみでなく、どの時点においても、不揮発性メモリの搭載のないトナー容器あるいは不揮発性メモリが搭載されたトナー容器のいずれにも交換可能としてもよい。この場合、不揮発性メモリの搭載のないトナー容器については累積ピクセル数のみで寿命判定を行ない、不揮発性メモリが搭載されたトナー容器については累積ピクセル数と累積補給量計算値との双方に基づいて寿命判定を行なうようにすればよい。

また、トナー容器ではなく、複写機１又は画像形成部１Ｂの本体内に不揮発性メモリを用意して不揮発性メモリが搭載されていないトナー容器の装着を許容し、ユーザが責任を持ってトナー容器を装着したことを装置に通知したときは本体内の不揮発性メモリを使って累積ピクセル数と累積補給量計算値との双方に基づいて寿命を判定し、ユーザからの責任ある通知が確認できないときは累積ピクセル数のみに基づく寿命判定を行なうようにしてもよい。

尚、ここでは、本発明を図１に示す複写機に適用した例について説明したが、本発明は複写機にのみ適用されるものではなく、プリンタやファクシミリ装置など、画像形成機能を有する様々な形態の装置に適用することができる。

１ 複写機
１Ａ 原稿読取部
１Ｂ 画像形成部
１４ 表示操作部
１５ 支持フレーム
１６ 搬送ローラ
１７ 搬送経路
２１ 排紙台
２２ 前カバー
２３＿１，２３＿２，２３＿３ 給紙台
２４ 横カバー
２４＿１，２４＿２，２４＿３ 案内レール
２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｋ 容器装着部
３３ 光電センサ
３４ 画像処理部
４０ 主制御部
４１ 露光制御部
４２ 露光器
５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ 像形成ユニット
５１ 感光体
５２ 帯電器
５３ 現像器
５４，６３ 転写器
６１ 中間転写ベルト
６４ 定着器
６７，６７Ｙ，６７Ｍ，６７Ｃ，６７Ｋ トナー容器
６８ トナー補給路
９１ 画像密度算出部
９２ 補給量算出部
９３ 像濃度検知部
５３２＿１，５３２＿２，６８１ オーガ
５３３ 現像ロール
５３４ 層厚規制部材
５３７ 現像剤
６７１ トナー

Claims (3)

1. 露光を受けて潜像を保持しトナーによる現像を受けてトナー像を保持する像保持体と、
   画像データの入力を受けて前記像保持体を該画像データに応じて露光することにより該像保持体上に潜像を形成する露光器と、
   前記像保持体上の潜像をトナーで現像して該像保持体上にトナー像を形成する現像器と 、前記像保持体上のトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
   転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段と、
   トナーを収容したトナー容器が着脱自在に装着される容器装着部と、
   前記容器装着部に装着されたトナー容器から前記現像器にトナーを補給するトナー補給
   部材と、
   前記画像データに基づいてトナー使用量を推定する第１の推定部と、
   前記トナー補給部のトナー補給動作に基づいてトナー使用量を推定する第２の推定部と、
   前記容器装着部にトナー容器が装着されているか否かが不明な第１の状態と該容器装着部にトナー容器が装着されていることが明らかな第２の状態とのうちの前記第１の状態においては、前記第１の推定部と前記第２の推定部のうちの該第１の推定部により推定されたトナー使用量のみに基づいて、該容器装着部にトナー容器が仮に装着されていたとした場合における該トナー容器の空を判定し、前記第２の状態においては、前記第１の推定部により推定されたトナー使用量と前記第２の推定部により推定されたトナー使用量との双方に基づいて前記容器装着部に装着されているトナー容器の空を判定する空判定部とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記容器装着部は、記憶手段が搭載されたトナー容器と記憶手段の搭載のないトナー容器のいずれのトナー容器の装着も受けるものであって、
   前記第１の推定部により推定されたトナー使用量の累積値が、当該画像形成装置の使用開始から前記容器装着部に最初に装着されたトナー容器の空が判定される閾値に達するまでは、前記第１の状態における画像形成動作を許可し、該累積値が該閾値を越えた後は、前記容器装着部に装着されたトナー容器の記憶手段と通信を行なって通信に成功し、かつ前記空判定部による該トナー容器の空が判定されていない状態に限り画像形成動作を許可する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記現像器内のトナーの空を検出する空検出手段を有し、
   前記空判定部が、前記第１の状態にあるときに、前記空検出手段により前記現像器内のトナーの空が検出され、さらに前記トナー補給部によるトナー補給動作によっても該現像器内のトナーの空が解消しないことを受けて、前記容器装着部へのトナー容器の非装着および該容器装着部に装着されているトナー容器の空のいずれかの状態にあることを判定するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。

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