JP5805015B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式により形成された静電潜像を現像するための現像部を備えた画像形成装置に関する。

コピー機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置において、静電潜像が形成される感光体ドラムと、トナーが収容されるトナーカートリッジ（トナー収容部）と、トナーカートリッジから供給されたトナーを攪拌し、攪拌後のトナーを感光体ドラムに供給して静電潜像を現像（可視化）する現像部と、静電潜像が現像されることにより感光体ドラムに形成されたトナー画像を用紙に転写させて用紙にトナー画像を形成する転写部とを備えたものがある。

このような画像形成装置においては、感光体ドラムの表面にトナー画像が形成されることにより、現像部内でトナーが消費される。そして、現像部内のトナーが少なくなるのに伴って、トナーカートリッジからトナーが現像部に供給される。

従来、用紙に印字される画像のドット数を静電潜像の形成時に積算し、このドット数の積算値が所定値に達する毎に、所定量の現像剤を現像部に補給して、現像剤の濃度を一定に保持するようにした現像剤補給方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開昭５８−２２４３６３号公報

ところで、上述した画像形成装置において、現像部に収容されたトナー量を検出するセンサーを備えず、トナーカートリッジに収容されたトナー量を検出するセンサーを装置内に備えた機種がある。このような画像形成装置では、トナーカートリッジに収容されたトナーが、予め設定されたトナー量未満（以下、「トナーロー」ともいう）となったことが検出されると、トナーカートリッジ内に残るトナーを使用してトナー画像を印字可能な用紙の枚数（例えば、Ａ４サイズ換算）が設定される。そして、その枚数分の印字が終了すると、装置の運転が停止して、トナーカートリッジの交換を促すメッセージが操作パネルの表示画面等に表示される。

そして、トナーカートリッジが交換されると、トナーカートリッジから現像部へ新たなトナーが供給される。これにより、現像部内に残る帯電量の高いトナーと、交換後のトナーカートリッジから現像部に供給された帯電量の低いトナー（新トナー）とが現像部内で攪拌される。

従来、使用済みのトナーカートリッジに残るトナー量をある程度少なくするため、トナーカートリッジでトナーローが検出された時点で設定される印字可能な用紙の枚数は、一般的な使用状況を考慮して決められた固定値となっていた。

しかし、トナーカートリッジでトナーローが検出された時点から、現像部において印字率の低いトナー画像の現像が続いた場合には、現像部内に残るトナーのほとんどが消費されることなく、繰り返し攪拌されるため、現像部内に残るトナーの帯電量が高くなる。その状態で、交換後のトナーカートリッジから帯電量の低いトナーが多く供給されると、現像部内に残るトナーの帯電量と新たに供給されたトナーの帯電量との差が大きくなる。その結果、トナーカートリッジ（トナー収容部）を交換した後の印字において、地肌かぶり等の画像不良が発生しやすくなるという課題があった。

本発明は、トナー収容部の交換後における画像不良の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、被転写材にトナー画像を形成する画像形成部であって、表面に静電潜像が形成される像担持体と、トナーを前記像担持体に供給することにより前記静電潜像をトナー画像として現像する現像部と、前記像担持体の表面に現像されたトナー画像を被転写材に転写させて被転写材にトナー画像を形成する転写部と、を備える画像形成部と、トナーを前記現像部に供給可能であり且つ前記画像形成部に対して交換可能に構成されたトナー収容部と、前記トナー収容部に収容されているトナー量を検出するトナー量検出部と、前記トナー収容部が交換されてから、前記トナー量検出部により検出されたトナー量が予め設定されたトナー量未満となるまでの間に、前記画像形成部において被転写材に形成されたトナー画像の所定面積当たりにおける平均の面積を平均印字率として算出する印字率算出部と、前記トナー量検出部により検出されたトナー量が予め設定されたトナー量未満となった場合に、その時点から前記画像形成部においてトナー画像を形成可能な被転写材の枚数を、前記印字率算出部で算出された平均印字率に基づいて設定する印字枚数設定部と、を備える画像形成装置に関する。

本発明によれば、トナー収容部の交換後における画像不良の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することができる。

実施形態に係るプリンター１の全体構成を示す説明図である。 実施形態に係るプリンター１の機能的な構成を示すブロック図である。 制御部９０において印字可能枚数を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係るプリンター１による実験結果を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明に係る画像形成装置をプリンターに適用した場合の一実施形態について説明する。まず、プリンター１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンター１の全体構成を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態に係るプリンター１は、主要な構成として、用紙搬送部１０と、画像形成部３０と、定着部４０と、を備える。

用紙搬送部１０は、第１送りローラー１１と、第２送りローラー１２と、レジストローラー対１３と、第１ローラー対１４と、第２ローラー対１５と、用紙排出部１６と、を備える。また、用紙Ｋが搬送される搬送路Ｌは、第１送りローラー１１又は第２送りローラー１２から画像形成部３０（後述する転写ニップＮ）までの第１搬送路Ｌ１と、画像形成部３０（後述する転写ニップＮ）から定着部４０までの第２搬送路Ｌ２と、定着部４０から用紙排出部１６までの第３搬送路Ｌ３と、定着部４０から排出された用紙Ｋをレジストローラー対１３に戻す第４搬送路Ｌ４と、を備える。

第１送りローラー１１は、給紙カセット１７に収容される用紙Ｋ（被転写材）を第１搬送路Ｌ１に供給する。第２送りローラー１２は、手差トレイ１８に載置される用紙Ｋを第１搬送路Ｌ１に供給する。レジストローラー対１３は、第１搬送路Ｌ１を搬送されてきた用紙Ｋを感光体ドラム３１と転写ローラー３８との間に形成される転写ニップＮに供給して、感光体ドラム３１に形成されたトナー画像を用紙Ｋに転写させるために、用紙Ｋの搬送又は用紙Ｋの搬送停止を行う。

また、レジストローラー対１３は、用紙Ｋのスキュー（斜め給紙）補正を行う。第１ローラー対１４は、第３搬送路Ｌ３に設けられ、定着部４０から排出された用紙Ｋを用紙排出部１６側に搬送する。第２ローラー対１５は、第１ローラー対１４により用紙排出部１６側に搬送された用紙Ｋを第４搬送路Ｌ４に搬入させる。用紙排出部１６は、トナー画像が定着された用紙Ｋをプリンター１の外部に排出する。用紙排出部１６におけるプリンター１の外側には、排紙集積部１９が形成される。排紙集積部１９には、用紙排出部１６から排出された用紙Ｋが集積される。

画像形成部３０は、用紙Ｋにトナー画像を形成するための装置である。画像形成部３０は、像担持体としての感光体ドラム３１と、帯電部３２と、レーザースキャナーユニット３３と、現像部としての現像装置３４と、除電器３５と、クリーニング部３６と、トナー収容部としてのトナーカートリッジ３７と、転写部としての転写ローラー３８と、を備える。

なお、本実施形態において、トナーカートリッジ３７は、画像形成部３０の一部を構成する。また、画像形成部３０は、現像装置３４（現像部）に収容されているトナー量を検出するセンサーを備えていない。すなわち、本実施形態の画像形成部３０は、現像装置３４に収容されているトナー量が検出不能に構成される。

感光体ドラム３１は、現像ローラー３４３（トナー担持体）のトナー層からトナーが供給されることにより、表面に形成された静電潜像に沿った画像（トナー画像）が形成される。感光体ドラム３１の周囲には、感光体ドラム３１の回転方向に沿って上流側から下流側へ順に、帯電部３２、レーザースキャナーユニット３３、現像装置３４、及びクリーニング部３６が配置される。

帯電部３２は、感光体ドラム３１の表面を、一様に負（マイナス極性）又は正（プラス極性）に帯電させる。

レーザースキャナーユニット３３は、感光体ドラム３１の表面から離れて配置される。レーザースキャナーユニット３３は、外部に配置される外部機器（例えば、パーソナルコンピューター等）により送信された画像データ（原稿画像）に基づいて、感光体ドラム３１の表面にレーザー光を連続又は間欠的に照射する。レーザースキャナーユニット３３から感光体ドラム３１にレーザー光を照射することにより、感光体ドラム３１の表面において、露光された部分の電荷が除去されて、原稿画像に対応した静電潜像が形成される。

現像装置３４は、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像に、単色（通常はブラック）のトナーを付着させて、静電潜像をトナー画像として現像する。現像装置３４は、第１攪拌ローラー３４１と、第２攪拌ローラー３４２と、現像ローラー３４３と、を備える。第１攪拌ローラー３４１、第２攪拌ローラー３４２、及び現像ローラー３４３は、それぞれのローラー軸に連結された専用の駆動モーター（不図示）により回転力が付与される。

第１攪拌ローラー３４１及び第２攪拌ローラー３４２は、トナー供給ローラー３７１（後述）から供給されたトナーを攪拌する。第１攪拌ローラー３４１及び第２攪拌ローラー３４２は、例えば、スパイラルスクリュー形状の部材により構成される。第１攪拌ローラー３４１及び第２攪拌ローラー３４２は、回転軸を中心として回転することにより、現像装置３４の内部に収容されたトナーを攪拌する。第１攪拌ローラー３４１及び第２攪拌ローラー３４２により攪拌されたトナーには、摩擦により静電気が発生する。これにより、トナーは帯電する。

現像ローラー３４３は、円筒形状の非磁性部材からなる現像スリーブにより構成される。現像ローラー３４３の内部には、複数の磁性部材が配置されている。現像ローラー３４３は、感光体ドラム３１の表面に対向する位置において、現像スリーブの回転方向が第２攪拌ローラー３４２の回転方向と反対方向となるように駆動される。

現像ローラー３４３は、第２攪拌ローラー３４２から供給されるトナーにより表面にトナー層（不図示）が形成される。具体的には、現像ローラー３４３の表面には、第２攪拌ローラー３４２の層厚規制ブレード（不図示）により層厚が規制されたトナーのみが移動して、トナー層が形成される。なお、現像ローラー３４３には、電圧印加部（不図示）により所定のバイアス電圧が印加される。

除電器３５は、感光体の表面に光を照射することにより、転写が行われた後の感光体ドラム３１の表面を除電する（電荷を除去する）。

クリーニング部３６は、除電器３５によって感光体ドラム３１の表面が除電された後のその表面に残るトナー等を除去する。

トナーカートリッジ３７は、トナー（磁性１成分トナー）を収容する容器である。トナーカートリッジ３７の内部には、トナー供給ローラー３７１が設けられている。トナー供給ローラー３７１は、トナーカートリッジ３７に収容されたトナーを現像装置３４に供給する。トナー供給ローラー３７１は、例えば、スパイラルスクリュー形状の部材により構成される。トナー供給ローラー３７１は、回転軸を中心として回転することにより、現像装置３４にトナーを供給する。トナー供給ローラー３７１と現像装置３４との間は、トナー供給路（不図示）により接続されている。

トナーカートリッジ３７は、現像装置３４と隣接して設けられたトナーカートリッジ装着部（不図示）に着脱自在に装填される。すなわち、トナーカートリッジ３７は、現像装置３４に対して交換可能に構成されている。トナーカートリッジ３７が交換されると、トナーカートリッジ装着部は、交換検出信号を制御部９０に出力する。このように、トナーカートリッジ３７（トナー収容部）は、トナーを現像装置３４（現像部）に供給可能であり且つ画像形成部３０に対して交換可能に構成される。

また、トナーカートリッジ３７の近傍には、トナー量検出部としてのトナー量検出センサー２０が設けられている。トナー量検出センサー２０は、トナーカートリッジ３７に収容されているトナー量を検出する。トナー量検出センサー２０は、トナーカートリッジ３７に収容されているトナー量を所定時間毎に検出し、検出したトナー量に基づく検出信号を制御部９０に出力する。トナー量検出センサー２０は、例えば、磁気センサーにより構成される。

転写ローラー３８は、感光体ドラム３１との間に用紙Ｋを挟み込むことにより、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー画像を用紙Ｋに転写させる。転写ローラー３８には、転写バイアス印加部（不図示）により、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー画像を用紙Ｋに転写させるための転写バイアスが印加される。

定着部４０は、加熱回転体４１と、加圧回転体４２と、を備える。加熱回転体４１と加圧回転体４２とは、トナー画像が転写された用紙Ｋを挟み込んで、トナーを溶融及び加圧し、そのトナーを用紙Ｋに定着させる。

次に、本実施形態に係るプリンター１の機能的な構成について説明する。図２は、プリンター１の機能的な構成を示すブロック図である。なお、図１を用いて説明した構成については、その説明を適宜に省略する。

プリンター１は、上述した構成要素（用紙搬送部１０、画像形成部３０及び定着部４０等）に加えて、更に、操作部５０と、通知部としての表示部６０と、インターフェイス部７０と、記憶部８０と、制御部９０と、を備える。

操作部５０は、複数のキー（不図示）を有する。これら複数のキーは、例えば、プリンター１の設定を変更する場合やジョブをリセットする場合等に操作される。操作部５０は、いずれかのキーが操作されたときに、操作されたキーに対応する信号を制御部９０に送信する。

表示部６０は、設定モード、用紙サイズ、印刷枚数、出力先のほか、トナーの補給中であることを知らせるメッセージ、給紙カセット１７内に用紙Ｋが収容されていないことを知らせるメッセージ等を表示する。また、表示部６０は、トナーカートリッジ３７に収容されるトナーの残量が少ないこと（トナーロー）を知らせるメッセージ、トナーローとなった場合に、その時点からトナー画像を形成可能な枚数（例えば、Ａ４サイズ換算）を知らせるメッセージ、トナーカートリッジ３７にトナーが無くなったこと（トナーエンプティー）を知らせるメッセージを表示する。

インターフェイス部７０は、プリンター１の外部に設置された外部機器、例えば、パーソナルコンピューター等と有線（又は無線）により接続される。インターフェイス部７０は、感光体ドラム３１の表面に形成される静電潜像の画像データを取得する機能を有する。上述したパーソナルコンピューターから送信された画像データは、インターフェイス部
７０で受信され、記憶部８０（後述）に記憶される。

記憶部８０は、ハードディスクや半導体メモリー等から構成される。記憶部８０は、パーソナルコンピューターから受信した画像データを一時的に記憶する。また、記憶部８０は、プリンター１において利用される制御プログラム、及びこの制御プログラムによって利用されるデータ等を記憶する。

制御部９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを備える。ＲＡＭは、各種データを一時的に記憶する機能や演算時の作業領域となる機能を有する記憶装置である。ＲＯＭは、各種プログラムを記憶するフラッシュメモリーとしての機能を有する記憶装置である。ＣＰＵは、ＲＯＭからプログラムを読み出して実行する演算装置である。ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭとは、データバス（不図示）を介してデータの送受信を行う。ＣＰＵは、ＲＯＭ（又は記憶部８０）から読み出したプログラムを実行することにより、そのプログラムの内容に応じた処理を実行する。

制御部９０は、用紙搬送部１０、画像形成部３０、定着部４０及び表示部６０を制御する。

また、制御部９０は、印字制御部９１と、印字率算出部９２と、印字枚数設定部９３と、通知制御部９４と、を含む。

印字制御部９１は、原稿画像を印字する場合において、プリンター１の各部を制御する。ここで、印字制御部９１において、プリンター１に原稿画像を印字させる場合の動作について説明する。なお、以下の説明では、用紙Ｋの片面にトナー画像を形成する場合を例とする。

まず、印字制御部９１は、インターフェイス部７０を介して受信された画像データを記憶部８０に一時記憶させる。印字制御部９１は、記憶部８０に一時記憶された画像データに基づいて、用紙Ｋにトナー画像を形成するために、用紙搬送部１０、画像形成部３０及び定着部４０をそれぞれ制御する。すなわち、印字制御部９１は、第１送りローラー１１又は第２送りローラー１２を駆動させて、用紙Ｋを画像形成部３０に搬送させる。

また、印字制御部９１は、画像データに基づいて生成されたトナー画像を形成するためのデータをレーザースキャナーユニット３３に供給し、レーザースキャナーユニット３３から照射されるレーザー光により感光体ドラム３１に静電潜像を形成させる。印字制御部９１は、現像装置３４より感光体ドラム３１にトナー画像を形成させ、このトナー画像を転写ローラー３８によって用紙Ｋに転写させる。印字制御部９１は、加熱回転体４１が所定の温度に加熱されるよう制御して、その加熱回転体４１により用紙Ｋに転写されたトナー画像のトナーを溶融させると共に、加熱回転体４１に圧接される加圧回転体４２によりトナーを用紙Ｋに定着させる。更に、印字制御部９１は、トナー画像が定着された用紙Ｋを用紙搬送部１０により用紙排出部１６から排出させる。

また、印字制御部９１は、印字率算出部９２（後述）において、トナーカートリッジ３７のトナー量がトナーローであると判定された後、画像形成部３０において、印字枚数設定部９３により設定された印字可能枚数のトナー画像が印字された場合、すなわち、トナーカートリッジ３７のトナー量がトナーローの状態からトナーエンプティーの状態となった場合に、プリンター１の動作を停止する。

次に、印字率算出部９２、印字枚数設定部９３、及び通知制御部９４について説明する。
印字率算出部９２は、トナーカートリッジ３７が交換されてから、トナー量検出センサー２０により検出されたトナー量が予め設定されたトナー量未満（トナーロー）となるまでの間に、画像形成部３０において用紙Ｋに印字されたトナー画像の所定面積当たりにおける平均の面積を平均印字率として算出する。

印字率算出部９２は、トナーカートリッジ３７の交換の有無を、トナーカートリッジ装着部（不図示）から出力される交換検出信号により判定することができる。また、本実施形態において、予め設定されたトナー量未満（トナーロー）とは、トナー量検出センサー２０によりトナーカートリッジ３７内のトナーを検出できない程度までトナー量が少なくなった状態でのトナー量をいう。なお、予め設定されたトナー量未満とは、トナー量検出センサー２０により検出されるトナー量として、トナーカートリッジ３７がほぼ空になった状態とみなせる量に達したときのトナー量であればよい。

また、印字率算出部９２は、トナー画像の印字（形成）に使用されたトナー量をドット数として累積加算し、その累積加算値を用紙Ｋの印字枚数の累積加算値で除算することにより、平均印字率を算出する。印字率算出部９２は、トナー画像の印字に使用されたトナー量を、インターフェイス部７０により取得された画像データ（原稿画像）に基づいて算出する。また、印字率算出部９２は、印字枚数の累積加算値を、Ａ４サイズを基準として算出する。例えば、Ａ４サイズの用紙Ｋを１枚印字した場合には、印字枚数を「１」とし、Ａ３サイズの用紙Ｋを１枚印字した場合には、係数（×２）を乗じて、印字枚数を「２」とする。

印字枚数設定部９３は、トナー量検出センサー２０により検出されたトナー量がトナーローとなった場合に、その時点から画像形成部３０においてトナー画像を印字可能な用紙Ｋの枚数（以下、「印字可能枚数」という）を、印字率算出部９２で算出された平均印字率に基づいて設定する。

本実施形態において、印字枚数設定部９３は、印字率算出部９２で算出された平均印字率が１％未満であれば、印字可能枚数を５００枚に設定する。また、印字枚数設定部９３は、印字率算出部９２で算出された平均印字率が１％以上且つ３％未満であれば、印字可能枚数を１０００枚に設定する。また、印字枚数設定部９３は、印字率算出部９２で算出された平均印字率が３％以上であれば、印字可能枚数を１５００枚に設定する。

上述のように印字枚数設定部９３は、平均印字率が低くなるほど印字可能枚数を少なく設定する。平均印字率が低い場合には、現像装置３４内に帯電量の高いトナーが多く残るため、交換後のトナーカートリッジ３７から帯電量の低いトナーが現像装置３４に多く供給されると、地肌かぶり等の画像不良が発生しやすくなる。そこで、平均印字率が低い場合には、交換後のトナーカートリッジ３７から帯電量の低いトナーが現像装置３４に多く供給されないようにするため、印字可能枚数を少なく設定して、現像装置３４のトナー消費量を少なくする。これにより、トナーカートリッジ３７を交換した後の印字において、地肌かぶり等の画像不良が発生しにくくなる。

一方、印字枚数設定部９３は、平均印字率が高くなるほど印字可能枚数を多く設定する。平均印字率が高い場合には、現像装置３４内に残る帯電量の高いトナーは少なくなるため、交換後のトナーカートリッジ３７から帯電量の低いトナーが現像装置３４に多く供給されても、地肌かぶり等の画像不良が発生しにくくなる。そのため、平均印字率が高い場合には、交換後のトナーカートリッジ３７から帯電量の低いトナーが現像装置３４に多く供給されるようにするため、印字可能枚数を多く設定して、現像装置３４のトナー消費量を多くする。これにより、トナーカートリッジ３７を交換した後の印字において、地肌かぶり等の画像不良が発生しにくくなるだけでなく、使用済みのトナーカートリッジ３７に残るトナー量を出来る限り少なくできる。

通知制御部９４は、トナー量検出センサー２０により検出されたトナー量がトナーローとなった後、画像形成部３０において、印字枚数設定部９３により設定された枚数の用紙Ｋにトナー画像を印字した場合に、トナーカートリッジ３７の交換を促すメッセージを表示部６０に表示させる。例えば、通知制御部９４は、表示部６０に「トナーカートリッジを交換してください」というメッセージを表示させる。

また、通知制御部９４は、トナー量検出センサー２０により検出されたトナー量がトナーローとなった場合に、印字枚数設定部９３により設定された印字可能枚数に関するメッセージを表示部６０に表示させる。例えば、通知制御部９４は、表示部６０に、「トナーカートリッジ交換までの印字可能枚数は１０００枚です」というメッセージを表示させる。

次に、制御部９０において、トナーカートリッジ３７が交換されてから、トナー量検出センサー２０によりトナーローが検出されるまでの間の印字可能枚数を設定する場合の動作を、図３を参照しながら説明する。図３は、制御部９０において、印字可能枚数を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。

図３に示すステップＳＴ１０１において、制御部９０（印字率算出部９２）は、トナーカートリッジ装着部（不図示）から交換検出信号を受信したか否かを判定する。このステップＳＴ１０１において、制御部９０（印字率算出部９２）により、交換検出信号を受信した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ移行する。また、ステップＳＴ１０１において、制御部９０（印字率算出部９２）により、交換検出信号を受信していない（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳＴ１０１の処理が繰り返される。

ステップＳＴ１０２（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）において、制御部９０（印字率算出部９２）は、トナー画像の印字に使用されたトナー量をドット数として累積加算する。

ステップＳＴ１０３において、制御部９０（印字率算出部９２）は、用紙Ｋの印字枚数を累積加算する。

ステップＳＴ１０４において、制御部９０（印字率算出部９２）は、トナー量検出センサー２０から出力された検出信号に基づいて、トナーカートリッジ３７のトナー量がトナーローか否かを判定する。このステップＳＴ１０４において、制御部９０（印字率算出部９２）により、トナーカートリッジ３７のトナー量がトナーローである（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。また、ステップＳＴ１０４において、制御部９０（印字率算出部９２）により、トナーカートリッジ３７のトナー量がトナーローでない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ戻る。

このように、ステップＳＴ１０４において、トナーカートリッジ３７のトナー量がトナーローである（ＹＥＳ）と判定されるまでの間、用紙Ｋに印字されたトナー画像のドット数及び印字枚数がそれぞれ累積加算される（ステップＳＴ１０２及びＳＴ１０３）。

ステップＳＴ１０５（ステップＳＴ１０４：ＹＥＳ）において、制御部９０（印字率算出部９２）は、トナー画像の印字に使用されたドット数の累積加算値を、用紙Ｋの印字枚数の累積加算値で除算することにより、平均印字率Ａを算出する。これにより、トナーカートリッジ３７が交換されてから、トナー量検出センサー２０により検出されたトナー量がトナーローとなるまでの間に、画像形成部３０において用紙Ｋに形成されたトナー画像の所定面積当たりにおける平均の面積が平均印字率Ａとして算出される。

ステップＳＴ１０６において、印字枚数設定部９３は、ステップＳＴ１０５において算出された平均印字率Ａが１％未満か否かを判定する。このステップＳＴ１０６において、印字枚数設定部９３により、平均印字率Ａが１％未満である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０７へ移行する。また、ステップＳＴ１０６において、印字枚数設定部９３により、平均印字率Ａが１％未満ではない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０８へ移行する。

ステップＳＴ１０７（ステップＳＴ１０６：ＹＥＳ）において、印字枚数設定部９３は、印字可能枚数を５００枚に設定する。

一方、ステップＳＴ１０８に（ステップＳＴ１０６：ＮＯ）おいて、印字枚数設定部９３は、ステップＳＴ１０５において算出された平均印字率Ａが１％以上且つ３％未満か否かを判定する。このステップＳＴ１０８において、印字枚数設定部９３により、平均印字率Ａが１％以上且つ３％未満である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０９へ移行する。また、ステップＳＴ１０８において、印字枚数設定部９３により、平均印字率Ａが１％以上且つ３％未満ではない（ＮＯ）と判定された場合、すなわち平均印字率Ａが３％以上である場合に、処理はステップＳＴ１１０へ移行する。

ステップＳＴ１０９（ステップＳＴ１０８：ＹＥＳ）において、印字枚数設定部９３は、印字可能枚数を１０００枚に設定する。

また、ステップＳＴ１１０（ステップＳＴ１０８：ＮＯ）において、印字枚数設定部９３は、印字可能枚数を１５００枚に設定する。

ステップＳＴ１１１において、制御部９０（通知制御部９４）は、ステップＳＴ１０７、ステップＳＴ１０９、又はステップＳＴ１１０で設定された印字可能枚数に関するメッセージを表示部６０に表示させる。

ステップＳＴ１１２において、制御部９０（通知制御部９４）は、画像形成部３０において、ステップＳＴ１０７、ステップＳＴ１０９、又はステップＳＴ１１０で設定された印字可能枚数のトナー画像を印字したか否かを判定する。このステップＳＴ１１２において、制御部９０（通知制御部９４）により、設定された印字可能枚数のトナー画像を印字した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１３へ移行する。また、ステップＳＴ１１２において、制御部９０（通知制御部９４）により、設定された印字可能枚数のトナー画像を印字していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１１へ戻る。

ステップＳＴ１１３（ステップＳＴ１１２：ＹＥＳ）において、制御部９０（印字制御部９１）は、プリンター１の動作を停止する。

ステップＳＴ１１４において、制御部９０（通知制御部９４）は、トナーカートリッジ３７の交換を促すメッセージを表示部６０に表示させる。制御部９０は、ステップＳＴ１１４の処理が終了した時点において、本フローチャートの処理を終了する。

次に、本実施形態のプリンター１において、トナーカートリッジ３７のトナー量がトナーローであると判定された後、画像形成部３０において、印字枚数設定部９３により設定された印字可能枚数のトナー画像の印字が終了した時点で、現像装置３４内に残ったトナー量を測定した実験結果について説明する。

図４は、本実施形態の係るプリンター１において、平均印字率により印刷可能枚数を設定した場合の実験結果を示すグラフである。図４において、横軸は、トナーカートリッジ３７におけるトナーの収容状態を示す。「定常状態」とは、トナーカートリッジ３７にトナーが十分に収容されている状態でのトナー量である。「トナーロー」とは、先に説明したように、トナー量検出センサー２０によりトナーカートリッジ３７内のトナーを検出できない程度までトナー量が少なくなった状態でのトナー量である。「トナーエンプティー」とは、上述した印字枚数設定部９３により設定された印字可能枚数のトナー画像の印字が終了した時点でのトナー量であり、トナーカートリッジ３７のトナー量が無くなったと考えられる状態である。また、縦軸は、現像装置３４に残ったトナー量（ｇ）である。また、平均印字率として、「１％」、「２％」、「３％」の３パターンを設定した。

図４に示すように、トナーカートリッジ３７におけるトナー量が定常状態のときは、平均印字率に係わらず、現像装置３４に残ったトナー量はほぼ同じであった。また、トナーカートリッジ３７におけるトナー量がトナーローの状態になると、現像装置３４に残ったトナー量は少なくなるものの、平均印字率に係わらず、現像装置３４に残ったトナー量はほぼ同じとなった。一方、トナーカートリッジ３７がトナーエンプティーになると、平均印字率が２％及び３％のパターンでは、印字枚数設定部９３で設定される印字可能枚数が多くなるため、現像装置３４に残ったトナー量は少なくなった。しかし、平均印字率が１％のパターンでは、印字枚数設定部９３で設定される印字可能枚数が少なくなるため、現像装置３４に残ったトナー量は多くなった。

このように、印字可能枚数が少なく設定されると、トナーカートリッジ３７の交換時に、現像装置３４内に残るトナーが多くなるため、交換後のトナーカートリッジ３７から現像装置３４に供給されるトナーの量が少なくなる。現像装置３４に新たに供給されるトナーの量が少なければ、現像装置３４内に残るトナーの帯電量と新たに供給されたトナーの帯電量との差が小さくなる。そのため、トナーカートリッジ３７を交換した後の印字において、地肌かぶり等の画像不良が発生しにくくなる。

上述した本実施形態のプリンター１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態のプリンター１において、印字枚数設定部９３は、トナー量検出センサー２０（トナー量検出部）により検出されたトナー量がトナーロー（予め設定されたトナー量未満）となった場合に、その時点から画像形成部３０においてトナー画像を印字（形成）可能な用紙Ｋ（被転写材）の印字可能枚数を、印字率算出部９２で算出された平均印字率に基づいて設定する。本実施形態の印字枚数設定部９３は、平均印字率が低くなるほど印字可能枚数を少なく設定し、平均印字率が高くなるほど印字可能枚数を多く設定する。

これによれば、トナーカートリッジ３７が交換されてからトナーローとなるまでの間に印字されたトナー画像の平均印字率が低い場合には、印字可能枚数が少なく設定されるため、交換後のトナーカートリッジ３７から帯電量の低いトナーが現像装置３４に多く供給されることがない。従って、トナーカートリッジ３７を交換した後の印字において、地肌かぶり等の画像不良が発生しにくくなる。

また、本実施形態のプリンター１において、通知制御部９４は、トナー量検出センサー２０（トナー量検出部）により検出されたトナー量がトナーロー（予め設定されたトナー量未満）となった後、画像形成部３０において、印字枚数設定部９３により設定された枚数の用紙Ｋ（被転写材）にトナー画像を印字（形成）した場合に、トナーカートリッジ３７（トナー収容部）の交換を促すメッセージ（情報）を表示部６０（通知部）に表示（通知）させる。そのため、ユーザーは、トナーカートリッジ３７を交換するタイミングを確実に把握することができる。

また、本実施形態のプリンター１において、通知制御部９４は、トナー量検出センサー２０（トナー量検出部）により検出されたトナー量がトナーロー（予め設定されたトナー量未満）となった場合に、印字枚数設定部９３において設定された印字可能枚数（トナー画像を形成可能な被転写材の枚数）に関するメッセージ（情報）を表示部６０（通知部）に表示（通知）させる。そのため、ユーザーは、トナーローの状態からトナーカートリッジを交換するまでの間に印字できる枚数を容易に理解することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

例えば、通知制御部９４において、印字枚数設定部９３により設定された印字可能枚数に関するメッセージを表示部６０に表示させないようにして、トナーカートリッジの交換を促すメッセージのみを表示部６０に表示させるようにしてもよい。また、印字枚数設定部９３により設定された印字可能枚数に関するメッセージを表示部６０に表示させた場合に、そのメッセージに含まれる印字可能枚数を、それ以後の印字枚数に応じてカウントダウンするように表示してもよい。

また、本実施形態で説明したプリンター１は、モノクロプリンターである。しかし、本発明は、この形態に限定されることはなく、カラープリンターであってもよい。

また、本実施形態で説明したプリンター１は、感光体ドラム３１に形成されたトナー画像を直接に用紙Ｋに転写する形態（直接転写方式）である。しかし、本発明は、この形態に限定されることはなく、中間転写ベルトを介して用紙にトナー画像を転写する形態（間接転写方式）であってもよい。

また、本発明に係る画像形成装置の実施形態は、上述したプリンター１に限定されない。すなわち、本発明に係る画像形成装置は、コピー機、ファクシミリのほか、コピー機、ファクシミリ及びプリンターの機能を備えた複合機にも適用することができる。

１…プリンター（画像形成装置）、２０…トナー量検出センサー（トナー量検出部）、３０…画像形成部、３１…感光体ドラム（像担持体）、３４…現像装置（現像部）、３７…トナーカートリッジ（トナー収容部）、３８…転写ローラー（転写部）、６０…表示部（通知部）、９０…制御部、９１…印字制御部、９２…印字率算出部、９３…印字枚数設定部、９４…通知制御部

Claims (5)

1. 被転写材にトナー画像を形成する画像形成部であって、
   表面に静電潜像が形成される像担持体と、
   トナーを前記像担持体に供給することにより前記静電潜像をトナー画像として現像する現像部と、
   前記像担持体の表面に現像されたトナー画像を被転写材に転写させて被転写材にトナー画像を形成する転写部と、を備える画像形成部と、
   トナーを前記現像部に供給可能であり且つ前記画像形成部に対して交換可能に構成されたトナー収容部と、
   前記トナー収容部に収容されているトナー量を検出するトナー量検出部と、
   前記トナー収容部が交換されてから、前記トナー量検出部により検出されたトナー量が予め設定されたトナー量未満となるまでの間に、前記画像形成部において被転写材に形成されたトナー画像の所定面積当たりにおける平均の面積を平均印字率として算出する印字率算出部と、
   前記トナー量検出部により検出されたトナー量が予め設定されたトナー量未満となった場合に、その時点から前記画像形成部においてトナー画像を形成可能な被転写材の枚数を、前記印字率算出部で算出された平均印字率に基づいて設定する印字枚数設定部と、を備え、
   前記印字枚数設定部は、前記印字率算出部で算出された平均印字率が低くなるほど、トナー画像を形成可能な被転写材の枚数を少なく設定する
   画像形成装置。
2. 情報を通知可能な通知部と、
   前記トナー量検出部により検出されたトナー量が予め設定されたトナー量未満となった後、前記画像形成部において前記印字枚数設定部により設定された枚数の被転写材にトナー画像を形成した場合に、前記トナー収容部の交換を促す情報を前記通知部に通知させる通知制御部と、
   を備える請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記通知制御部は、前記トナー量検出部により検出されたトナー量が予め設定されたトナー量未満となった場合に、前記印字枚数設定部において設定されたトナー画像を形成可能な被転写材の枚数に関する情報を前記通知部に通知させる、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーは、磁性１成分トナーである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成部は、前記現像部に収容されているトナー量が検出不能に構成される、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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