JP6142579B2

JP6142579B2 - 画像形成装置および画像形成システム

Info

Publication number: JP6142579B2
Application number: JP2013045643A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　悟; 悟鈴木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: US8995852B2; US20140255048A1; JP2014174274A

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成システムに関する。

従来より、現像剤を収容する現像剤カートリッジが交換可能な画像形成装置において、装着されている現像剤カートリッジの交換時期を判定するように構成されたものが知られている。例えば、特許文献１には、現像剤カートリッジを交換した直後からの用紙に印刷されたドットの数をカウントし、このドットの数と１ドットを構成するのに必要な現像剤消費量から現像剤の総消費量を算出して、算出した現像剤の総消費量が閾値を超えた場合に、現像剤カートリッジが交換時期であると判定する画像形成装置が開示されている。

特開平２−３９１７８号公報

ところで、現像剤の初期充填量が異なる現像剤カートリッジのうちの任意の１つを装着して使用することができる画像形成装置において、交換時期の判定に、ドットの数のような計算上の現像剤の消費量に関連するパラメータを用いると、現像剤の初期充填量が多い現像剤カートリッジで交換時期を適切に判定することが難しくなるおそれがある。これは、計算上の現像剤の消費量と、印刷条件によって変化する実際の現像剤の消費量との間で生じる誤差が、現像剤の初期充填量が多い現像剤カートリッジでは積み重なって大きくなりやすいからである。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、現像剤の初期充填量が異なる現像剤カートリッジの交換時期をそれぞれ適切に判定することができる画像形成装置および画像形成システムを提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、画像データに基づいて記録シートに画像を形成するように構成された画像形成部と、現像剤が収容されるように構成された第１現像剤カートリッジ、または、第１現像剤カートリッジよりも多くの現像剤が収容されるように構成された第２現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるように構成されたカートリッジ装着部と、カートリッジ装着部に装着されている現像剤カートリッジ内の現像剤の残量を検出するための残量検出装置と、画像データが入力されたとき記録シートに画像を形成するため画像形成部を制御するように構成された制御装置と、を備える。
制御装置は、カートリッジ装着部に、第１現像剤カートリッジおよび第２現像剤カートリッジのいずれが装着されているかを判定するように構成されている。
そして、制御装置は、第１現像剤カートリッジがカートリッジ装着部に装着されている場合には、入力された画像データに基づいて現像剤の消費量に関連するパラメータを取得し、当該パラメータが第１閾値を超えたときに第１現像剤カートリッジが交換時期であると判定し、第２現像剤カートリッジがカートリッジ装着部に装着されている場合には、残量検出装置から入力された情報が第２閾値を超えたときに第２現像剤カートリッジが交換時期であると判定するように構成されている。

このような構成によれば、現像剤の初期充填量が少ない第１現像剤カートリッジが装着されているときには、現像剤の消費量に関連するパラメータを用いて交換時期を判定し、現像剤の初期充填量が多い第２現像剤カートリッジが装着されているときには、誤差が大きくなりやすい現像剤の消費量に関連するパラメータを用いずに、残量検出装置を用いて交換時期を判定するので、現像剤の初期充填量が異なる現像剤カートリッジの交換時期をそれぞれ適切に判定することができる。

また、第１現像剤カートリッジについては残量検出装置を用いた交換時期の判定を行わないので、残量検出装置を第１現像剤カートリッジと第２現像剤カートリッジの両方に対応させて複数設ける必要がないため、画像形成装置の構成を簡略化することができる。一方、第２現像剤カートリッジについては残量検出装置を用いて交換時期を判定するため、消費量に関連するパラメータを用いて交換時期を判定した場合には大きな誤差の影響をなくす目的で多めに充填する必要があった現像剤の初期充填量の適正化を図ることができる。

前記した画像形成装置において、残量検出装置は、カートリッジ装着部に装着されている現像剤カートリッジ内に光を出射する発光素子と、発光素子から出射されて現像剤カートリッジ内を通った光を受光する受光素子と、を有する構成とすることができる。

また、前記した画像形成装置は、現像剤の消費量に関連するパラメータが、記録シートに形成される画像のドットの数の積算値である構成とすることができる。

前記した画像形成装置において、第１現像剤カートリッジが第１現像ローラを有し、第２現像剤カートリッジが第２現像ローラを有する場合、制御装置は、第１現像ローラの回転回数および第２現像ローラの回転回数を推定し、推定した回転回数の増加に応じて、第１閾値および第２閾値を交換時期であると判定されやすい値に変更するように構成することができる。

現像ローラの回転回数が増加すると現像剤の帯電性能が低下するなどして画質の低下を招くおそれがあるが、上記構成のように、回転回数の増加に応じて閾値を交換時期であると判定されやすい値に変更することで、画質の低下前に交換時期であると判定することができる。

また、前記した目的を達成するため、本発明の画像形成システムは、現像剤が収容されるように構成された第１現像剤カートリッジと、第１現像剤カートリッジよりも多くの現像剤が収容されるように構成された第２現像剤カートリッジと、画像形成装置本体と、を備える。
画像形成装置本体は、画像データに基づいて記録シートに画像を形成するように構成された画像形成部と、第１現像剤カートリッジまたは第２現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるように構成されたカートリッジ装着部と、カートリッジ装着部に装着されている現像剤カートリッジ内の現像剤の残量を検出するための残量検出装置と、画像データが入力されたとき記録シートに画像を形成するため画像形成部を制御するように構成された制御装置とを有する。
制御装置は、カートリッジ装着部に、第１現像剤カートリッジおよび第２現像剤カートリッジのいずれが装着されているかを判定するように構成されている。
そして、制御装置は、第１現像剤カートリッジがカートリッジ装着部に装着されている場合には、入力された画像データに基づいて現像剤の消費量に関連するパラメータを取得し、当該パラメータが第１閾値を超えたときに第１現像剤カートリッジが交換時期であると判定し、第２現像剤カートリッジがカートリッジ装着部に装着されている場合には、残量検出装置から入力された情報が第２閾値を超えたときに第２現像剤カートリッジが交換時期であると判定するように構成されている。

このような構成によれば、現像剤の初期充填量が異なる現像剤カートリッジの交換時期をそれぞれ適切に判定することができる。また、残量検出装置を複数設ける必要がないため、画像形成装置の構成を簡略化することができる。さらに、第２現像剤カートリッジに収容される現像剤の初期充填量の適正化を図ることができる。

本発明によれば、現像剤の初期充填量が異なる現像剤カートリッジの交換時期をそれぞれ適切に判定することができる。

小容量タイプの現像カートリッジが装着されたレーザプリンタの概略構成を示す図である。大容量タイプの現像カートリッジが装着されたレーザプリンタの概略構成を示す図である。残量検出装置の構成を示す図である。レーザプリンタのブロック図である。第１閾値の変更を説明する図（ａ）と、第２閾値の変更を説明する図（ｂ）である。制御装置による現像カートリッジの交換時期判定の制御を説明するフローチャートである。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、まず、画像形成装置（画像形成装置本体）の一例としてのレーザプリンタ１の概略構成について説明し、その後、本実施形態に係る画像形成システムの詳細な構成について説明する。また、以下の説明において、方向は、画像形成装置を使用するユーザを基準にした方向で説明する。具体的には、ユーザから見て手前側である図１の右側を「前」とし、ユーザから見て奥側である図１の左側を「後」とし、図１の紙面手前側を「左」、紙面奥側を「右」とする。また、図１の上下方向を「上下」とする。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｓに画像を形成するように構成された画像形成部３Ａと、画像形成部３Ａに用紙Ｓを供給するように構成された給紙部３Ｂとを主に備えている。

給紙部３Ｂは、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｓを収容する給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によって１枚ずつ分離されてプロセスカートリッジ５に供給される。

画像形成部３Ａは、露光装置４と、用紙Ｓにトナー像を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓに転写されたトナー像を熱定着する定着装置８とを主に備えている。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ光源やポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えて構成されている。露光装置４では、画像データに基づいてレーザ光源から出射されるレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、感光体カートリッジ６と、現像カートリッジ７とから構成されている。感光体カートリッジ６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に有している。また、現像カートリッジ７は、感光体カートリッジ６に対して着脱可能に構成されており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、現像剤の一例としてのトナーが収容される収容部７４と、アジテータ７５とを主に有している。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、収容部７４内のトナーは、アジテータ７５によって攪拌されながら供給ローラ７２側に向けて移動し、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１の回転に伴って現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。そして、現像ローラ７１上に担持されたトナーが、感光体ドラム６１に供給されることで、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、給紙部３Ｂから供給された用紙Ｓが、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を通過することで、感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置されて加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを主に備えている。定着装置８では、トナー像が転写された用紙Ｓが、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を通過することで、トナー像が用紙Ｓ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、排紙ローラ２３によって排紙トレイ２２上に排出される。

＜画像形成システムの詳細構成＞
本実施形態に係る画像形成システムは、図１に示す第１現像剤カートリッジの一例としての小容量タイプの現像カートリッジ７Ｌと、図２に示す第２現像剤カートリッジの一例としての大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈと、現像カートリッジ７Ｌ，７Ｈのうちの任意の一方が感光体カートリッジ６を介して装着された状態で使用されるレーザプリンタ１とを備えて構成されている。

図１に示すように、小容量タイプの現像カートリッジ７Ｌは、第１現像ローラの一例としての現像ローラ７１Ｌや、トナーが収容されるように構成された収容部７４Ｌなどを有している。現像カートリッジ７Ｌの収容部７４Ｌには、一例として、Ａ４サイズの用紙Ｓに５％の印字率で３０００枚印刷可能な量のトナーが充填されている。

図２に示すように、大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈは、第２現像ローラの一例としての現像ローラ７１Ｈや、収容部７４Ｈなどを有している。収容部７４Ｈは、その容積が現像カートリッジ７Ｌの収容部７４Ｌ（図１参照）の容積よりも大きくなるように形成されていることで、収容部７４Ｌよりも多くのトナーが収容されるように構成されている。現像カートリッジ７Ｈの収容部７４Ｈには、一例として、Ａ４サイズの用紙Ｓに５％の印字率で１２０００枚印刷可能な量のトナーが充填されている。図２および図３に示すように、収容部７４Ｈを形成する左右の壁（符号省略）の後部には、左右方向で対向する透明な一対の光透過部７８が形成されている。

レーザプリンタ１は、前記した画像形成部３Ａや給紙部３Ｂの他、さらに、カートリッジ装着部３Ｃと、残量検出装置９と、制御装置１０とを備えている。

図１および図２に示すように、カートリッジ装着部３Ｃは、プロセスカートリッジ５が着脱可能に装着される部分であり、本体筐体２内に形成されている。本実施形態において、プロセスカートリッジ５は、感光体カートリッジ６に現像カートリッジ７が装着されて構成されているため、カートリッジ装着部３Ｃは、感光体カートリッジ６を介して、現像カートリッジ７Ｌまたは現像カートリッジ７Ｈのいずれかが着脱可能に装着されるように構成されている。

図３に示すように、残量検出装置９は、カートリッジ装着部３Ｃに装着されている現像カートリッジ７Ｈ内（収容部７４Ｈ内）のトナーＴの残量を検出するための装置であり、カートリッジ装着部３Ｃに装着された現像カートリッジ７Ｈの一対の光透過部７８を挟むように対向して配置された発光素子９１と受光素子９２とを主に有して構成されている。発光素子９１は、カートリッジ装着部３Ｃに装着されている現像カートリッジ７Ｈ内に一方の光透過部７８を通して光（破線参照）を出射するための素子であり、受光素子９２は、発光素子９１から出射されて現像カートリッジ７Ｈ内を通った光を他方の光透過部７８を通して受光するための素子である。受光素子９２は、受光した光の強度に応じた出力信号を制御装置１０に出力する。

収容部７４Ｈ内がトナーで満たされているとき、発光素子９１から出射された光はトナーにより遮られることで、受光素子９２ではほとんど受光されないが、用紙Ｓへの画像形成によりトナーが消費されることで、収容部７４Ｈ内のトナーの量が減るため、受光素子９２で受光される光の強度が徐々に大きくなっていく。本実施形態の残量検出装置９は、このような受光素子９２で受光される光の強度の変化を利用して、現像カートリッジ７Ｈ内のトナーＴの残量を検出するように構成されている。

制御装置１０は、図示しないＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを備え、レーザプリンタ１の各部を制御することでレーザプリンタ１の動作を制御するように構成されている。具体的に、本実施形態において、制御装置１０は、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの外部装置１００（図４参照）から、印刷指令や形成すべき画像のデータである画像データなどを含むジョブが入力されたときに、用紙Ｓに画像を形成するため、画像形成部３Ａや給紙部３Ｂを制御する。また、本実施形態において、制御装置１０は、カートリッジ装着部３Ｃに装着されている現像カートリッジ７（７Ｌ，７Ｈ）の交換時期を判定するように構成されている。

以上のような制御を実行するため、本実施形態の制御装置１０は、図４に示すように、機能部として、画像形成制御部１１と、装着判定部１２と、回転回数推定部１３と、交換時期判定部１４とを主に有している。

画像形成制御部１１は、用紙Ｓに画像を形成するときに画像形成部３Ａや給紙部３Ｂを制御する機能部である。本実施形態の画像形成制御部１１は、カートリッジ装着部３Ｃに現像カートリッジ７が装着されていない場合や、装着されている現像カートリッジ７が交換時期であると判定された場合などには、外部装置１００からジョブが入力された場合であっても、用紙Ｓへの画像形成を実行しないように構成されている。

装着判定部１２は、カートリッジ装着部３Ｃに、現像カートリッジ７Ｌおよび現像カートリッジ７Ｈのいずれが装着されているかを判定するための機能部である。なお、本発明において、現像カートリッジ７Ｌ，７Ｈのいずれが装着されているかを判定するための具体的な方法やそのための構成などについては、特に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、現像カートリッジ７が、仕様の情報（小容量タイプであるか大容量タイプであるかなど）が予め記憶されたＩＣチップ７６を有する場合には、装着判定部１２は、ＩＣチップ７６の情報を読み取る装置から入力された情報に基づいて、現像カートリッジ７Ｌ，７Ｈのいずれが装着されているかを判定するように構成されていてもよい。また、例えば、特開２０１１−２０３４９３号公報などに開示されているように、現像カートリッジ７が、仕様を検出するための検出ギヤなどの機械的な構成を有する場合には、装着判定部１２は、検出ギヤの状態などを検知するセンサから入力された情報に基づいて、現像カートリッジ７Ｌ，７Ｈのいずれが装着されているかを判定するように構成されていてもよい。

回転回数推定部１３は、カートリッジ装着部３Ｃに装着されている現像カートリッジ７（７Ｌ，７Ｈ）の現像ローラ７１（７１Ｌ，７１Ｈ）の回転回数を推定するための機能部である。なお、本発明において、現像ローラ７１の回転回数を推定するための具体的な方法やそのための構成などについては、特に限定されるものではない。例えば、回転回数推定部１３は、現像ローラ７１の回転回数をカウントするセンサから情報を取得するように構成されていてもよいし、現像ローラ７１の駆動時間や単位時間当たりの回転回数の情報などから現像ローラ７１の回転回数を算出するように構成されていてもよい。

交換時期判定部１４は、カートリッジ装着部３Ｃに装着されている現像カートリッジ７の交換時期を判定するための機能部である。本実施形態において、交換時期判定部１４は、カートリッジ装着部３Ｃに装着されている現像カートリッジ７の仕様に応じて、すなわち、小容量タイプの現像カートリッジ７Ｌが装着されているか、大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈが装着されているかに応じて、交換時期を判定するための方法を変えるように構成されている。

具体的には、図１に示すように、小容量タイプの現像カートリッジ７Ｌがカートリッジ装着部３Ｃに装着されている場合には、交換時期判定部１４は、当該現像カートリッジ７Ｌが装着された後に入力された画像データに基づいてトナーの消費量に関連するパラメータを取得し、当該パラメータに基づいて、現像カートリッジ７Ｌが交換時期であるか否かを判定する。より詳細に、本実施形態において、トナーの消費量に関連するパラメータは、用紙Ｓに形成される画像のドットの数の積算値であり、例えば、外部装置１００（図４参照）から入力された画像データに含まれる露光装置４の図示しないレーザ光源を駆動させるための情報に基づいて取得したドットの数を、画像データが入力される度に積算することで取得することができる。そして、交換時期判定部１４は、取得したドットの数の積算値ＮＤが、予め設定されたドットの数に関する閾値である第１閾値Ｔｈ１よりも大きな値になって、第１閾値Ｔｈ１を上に超えたとき（上回ったとき）に現像カートリッジ７Ｌが交換時期であると判定する。なお、本実施形態において、交換時期判定部１４は、現像カートリッジ７を新しいものに交換したときに、ドットの数の積算値をリセットするように構成されている。

一方、図２に示すように、大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈがカートリッジ装着部３Ｃに装着されている場合には、交換時期判定部１４は、残量検出装置９の受光素子９２（図４参照）から入力された情報に基づいて、現像カートリッジ７Ｌが交換時期であるか否かを判定する。より詳細に、交換時期判定部１４は、まず、受光素子９２から入力された情報に基づいて収容部７４Ｈ内のトナーの残量を算出する。そして、交換時期判定部１４は、算出したトナーの残量ＲＴが、予め設定されたトナーの残量に関する閾値である第２閾値Ｔｈ２よりも小さな値になって、第２閾値Ｔｈ２を下に超えたとき（下回ったとき）に現像カートリッジ７Ｈが交換時期であると判定する。

本実施形態において、交換時期判定部１４は、現像カートリッジ７（７Ｌまたは７Ｈ）が交換時期であると判定した場合、その旨をユーザに知らせるように構成されている。なお、交換時期であることをユーザに知らせるための具体的な方法やそのための構成については、特に限定されるものではない。例えば、本体筐体２に設けられたディスプレイなどに交換時期である旨のメッセージを表示させてもよいし、本体筐体２に設けられた交換時期報知用のランプを点灯させてもよいし、本体筐体２に設けられたスピーカから警告音やメッセージを発生させてもよい。また、例えば、パーソナルコンピュータなどの外部装置１００のディスプレイに、交換時期である旨のメッセージを表示させてもよい。

また、本実施形態において、交換時期判定部１４は、回転回数推定部１３が推定した現像ローラ７１の回転回数の増加に応じて、第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２を交換時期であると判定されやすい値に変更するように構成されている。

具体的に、ドットの数に関する閾値である第１閾値Ｔｈ１については、図５（ａ）に示すように、最初、第１閾値はＴｈ１₁に設定されており、現像ローラ７１Ｌの回転回数がＲ１１（０＜Ｒ１１）を超えたとき、交換時期判定部１４は、第１閾値をＴｈ１₁よりも小さいＴｈ１₂に変更する。また、現像ローラ７１Ｌの回転回数がＲ１２（Ｒ１１＜Ｒ１２）を超えたとき、交換時期判定部１４は、第１閾値をＴｈ１₂よりも小さいＴｈ１₃に変更する。このように現像ローラ７１Ｌの回転回数の増加に応じて第１閾値の値を小さい値に変更することで、取得したドットの数の積算値ＮＤが第１閾値Ｔｈ１を超えやすくなる。これにより、装着されている現像カートリッジ７Ｌが交換時期であると判定されやすくなる。

一方、トナーの残量に関する閾値である第２閾値Ｔｈ２については、図５（ｂ）に示すように、最初、第２閾値はＴｈ２₁に設定されており、現像ローラ７１Ｈの回転回数がＲ２１（０＜Ｒ２１）を超えたとき、交換時期判定部１４は、第２閾値をＴｈ２₁よりも大きいＴｈ２₂に変更する。また、現像ローラ７１Ｈの回転回数がＲ２２（Ｒ２１＜Ｒ２２）を超えたとき、交換時期判定部１４は、第２閾値をＴｈ２₂よりも大きいＴｈ２₃に変更する。このように現像ローラ７１Ｈの回転回数の増加に応じて、第２閾値の値を大きい値に変更することで、算出したトナーの残量ＲＴが第２閾値Ｔｈ２を下回りやすくなる。これにより、装着されている現像カートリッジ７Ｈが交換時期であると判定されやすくなる。なお、Ｒ２１は、Ｒ１１と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。同様に、Ｒ２２は、Ｒ１２と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

電子写真方式のレーザプリンタ１では、現像ローラ７１Ｌ，７１Ｈの回転回数が増加すると、現像ローラ７１Ｌ，７１Ｈと供給ローラ７２や層厚規制ブレード７３などとの間での摺接や、アジテータ７５による攪拌などにより、トナーの帯電性能が低下するなどしてトナーが劣化し、用紙Ｓに形成される画像の質の低下を招くおそれがある。本実施形態では、上述のように、現像ローラ７１Ｌ，７１Ｈの回転回数の増加に応じて各閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を交換時期であると判定されやすい値に変更するので、現像カートリッジ７Ｌ，７Ｈの交換時期が早まることとなり、画質の低下が実際に現れる前に現像カートリッジ７Ｌ，７Ｈを交換時期であると判定することができる。

次に、以上の制御装置１０による現像カートリッジ７の交換時期判定の制御について図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。制御装置１０は、所定のタイミングで図６に示すフローチャートの処理を繰り返し実行している。
図６に示すように、交換時期判定の制御が開始されると、制御装置１０は、まず、カートリッジ装着部３Ｃに小容量タイプの現像カートリッジ７Ｌおよび大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈのいずれが装着されているかを判定する（Ｓ１１）。

小容量タイプの現像カートリッジ７Ｌが装着されている場合（Ｓ１１，Ｎｏ）、制御装置１０は、当該現像カートリッジ７Ｌが装着された後に入力された画像データに基づいて取得したドットの数の積算値ＮＤが第１閾値Ｔｈ１を超えたか否かを判定する（Ｓ１３）。ドットの数の積算値ＮＤが第１閾値Ｔｈ１を超えていない場合（Ｓ１３，Ｎｏ）、制御装置１０は、図６に示すフローチャートの処理を終了する。一方、ドットの数の積算値ＮＤが第１閾値Ｔｈ１を超えた場合（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、制御装置１０は、現在装着されている現像カートリッジ７Ｌが交換時期であると判定し（Ｓ１７）、その旨をユーザに報知して図６に示すフローチャートの処理を終了する。

また、大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈが装着されている場合（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、制御装置１０は、残量検出装置９から入力された情報に基づいてトナーの残量ＲＴを算出し、算出したトナーの残量ＲＴが第２閾値Ｔｈ２を下回ったか否かを判定する（Ｓ１５）。トナーの残量ＲＴが第２閾値Ｔｈ２を下回っていない場合（Ｓ１５，Ｎｏ）、制御装置１０は、図６に示すフローチャートの処理を終了する。一方、トナーの残量ＲＴが第２閾値Ｔｈ２を下回った場合（Ｓ１５，Ｙｅｓ）、制御装置１０は、現在装着されている現像カートリッジ７Ｈが交換時期であると判定し（Ｓ１７）、その旨をユーザに報知して図６に示すフローチャートの処理を終了する。

以上説明した本実施形態の画像形成システムやレーザプリンタ１によれば、トナーの初期充填量が少ない現像カートリッジ７Ｌが装着されているときには、ドットの数の積算値を用いて交換時期を判定し、トナーの初期充填量が多い現像カートリッジ７Ｈが装着されているときには、誤差が大きくなりやすいドットの数の積算値を用いずに、残量検出装置９を用いて交換時期を判定するので、トナーの初期充填量が異なる現像カートリッジ７Ｌ，７Ｈの交換時期をそれぞれ適切に判定することができる。

また、本実施形態では、小容量タイプの現像カートリッジ７Ｌについては残量検出装置９を用いた交換時期の判定を行わないので、残量検出装置９（発光素子９１と受光素子９２）を現像カートリッジ７Ｌ，７Ｈの両方に対応させて複数設ける必要がない。これにより、レーザプリンタ１の構成を簡略化することができるとともに、構成の簡略化によってレーザプリンタ１（画像形成装置本体）の低コスト化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈについては残量検出装置９を用いて交換時期を判定するため、トナーの初期充填量の適正化を図ることができる。補足すると、現像カートリッジ内のトナーはある程度以下の残量となると、不可避的にかすれなどの画質の低下が生じるため、画質の低下が生じない程度に多めにトナーを充填している。しかし、計算上のトナー消費量と実際のトナー消費量との誤差が大きくなりやすい大容量タイプの現像カートリッジでは、大きな誤差の影響をなくす目的でトナーをさらに多めに充填する必要があると推測される。本実施形態では、大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈについてはドットの数の積算値を用いて交換時期を判定しないことで、トナーをさらに多めに充填する必要がないので、トナーの初期充填量の適正化が可能となっている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、制御装置１０（交換時期判定部１４）は、大容量タイプの現像カートリッジ７Ｈが装着されている場合、残量検出装置９からの情報に基づいてトナーの残量ＲＴを算出し、この算出したトナーの残量ＲＴをトナーの残量に関する閾値と比較して交換時期を判定するように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。言い換えれば、本発明の制御装置は、現像剤の残量を算出せずに、受光素子の出力信号そのものに基づいて交換時期を判定するように構成されていてもよい。例えば、制御装置は、受光素子が所定時間内に所定強度以上の光を受光した時間の割合を算出し、この算出した割合が、時間の割合に関する閾値を超えた場合に、交換時期であると判定するように構成されていてもよい。また、制御装置は、単に受光素子が受光した光の強度が、光の強度に関する閾値を超えた場合に、交換時期であると判定するように構成されていてもよい。

前記実施形態では、発光素子９１と受光素子９２を有し、受光素子９２で受光される光の強度の変化を利用して現像カートリッジ７Ｈ内のトナーの残量を検出するように構成された残量検出装置９を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、残量検出装置は、カートリッジ内で対向して配置された一対の電極を有し、電極間のトナーの量が減ることにより電極間の静電容量が変化することを利用して、カートリッジ内のトナーの残量を検出するように構成された装置であってもよい。また、残量検出装置は、カートリッジの重さを測定することでカートリッジ内のトナーの残量を検出するように構成された装置であってもよい。

前記実施形態では、図５（ａ），（ｂ）に示したように、制御装置１０が、現像ローラ７１Ｌ，７１Ｈの回転回数の増加に応じて閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を段階的に２回変更する例を示したが、本発明はこれに限定されず、閾値を変更する回数は１回であってもよいし、３回以上であってもよい。また、閾値の変更は、段階的に変更するものに限定されず、例えば、閾値を現像ローラの回転回数の関数として連続的に変更してもよい。また、本発明は、第１閾値および第２閾値の少なくとも一方を現像ローラの回転回数の増加によっては変更しない構成としてもよい。

前記実施形態では、現像剤カートリッジとして、現像ローラ７１や収容部７４を有する現像カートリッジ７を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤カートリッジは、現像ローラを備えず、主にトナーを収容する収容部から構成されたトナーボックスであってもよいし、現像ローラや収容部の他、さらに感光体ドラムなどを有するプロセスカートリッジであってもよい。

前記実施形態で示した画像形成部３Ａの構成は一例であり、本発明は前記した構成に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、レーザ光を出射して感光体ドラム６１を露光するように構成された露光装置４を採用した例を示したが、これに限定されず、発光ダイオードにより感光体ドラムを露光するように構成された露光装置などを採用してもよい。また、前記実施形態では、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間で用紙Ｓ上のトナー像を熱定着するように構成された定着装置８を採用した例を示したが、これに限定されず、例えば、ベルト定着方式の定着装置などを採用してもよい。

前記実施形態では、画像形成装置（画像形成装置本体）として、モノクロ画像のみを形成可能なレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カラー画像を形成可能なプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。

１レーザプリンタ
３Ａ画像形成部
３Ｃカートリッジ装着部
７Ｈ現像カートリッジ
７Ｌ現像カートリッジ
９残量検出装置
１０制御装置
７１Ｈ現像ローラ
７１Ｌ現像ローラ
９１発光素子
９２受光素子
Ｓ用紙

Claims

画像データに基づいて記録シートに画像を形成するように構成された画像形成部と、
現像剤が収容されるように構成された第１現像剤カートリッジ、または、前記第１現像剤カートリッジよりも多くの現像剤が収容されるように構成された第２現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるように構成されたカートリッジ装着部と、
前記カートリッジ装着部に、前記第１現像剤カートリッジおよび前記第２現像剤カートリッジのいずれが装着されているかを検出するように構成された仕様検出装置と、
前記カートリッジ装着部に装着されている現像剤カートリッジ内の現像剤の残量を検出するための残量検出装置と、
画像データが入力されたとき記録シートに画像を形成するため前記画像形成部を制御するように構成された制御装置と、を備え、
前記第１現像剤カートリッジは、現像剤が収容される室であって第１アジテータが配置された第１収容部と、前記第１収容部とつながった別の室であって第１現像ローラが配置された第１室とを有し、
前記第２現像剤カートリッジは、現像剤が収容される室であって第２アジテータが配置された第２収容部と、前記第２収容部とつながった別の室であって第２現像ローラが配置された第２室とを有し、
前記制御装置は、
前記仕様検出装置から入力された情報に基づいて、前記カートリッジ装着部に、前記第１現像剤カートリッジおよび前記第２現像剤カートリッジのいずれが装着されているかを判定し、
前記第１現像剤カートリッジが前記カートリッジ装着部に装着されている場合には、入力された画像データに基づいて現像剤の消費量に関連するパラメータを取得し、当該パラメータが第１閾値を超えたときに前記第１現像剤カートリッジが交換時期であると判定し、
前記第２現像剤カートリッジが前記カートリッジ装着部に装着されている場合には、前記残量検出装置から入力された情報が第２閾値を超えたときに前記第２現像剤カートリッジが交換時期であると判定するように構成されたことを特徴とする画像形成装置。
前記残量検出装置は、前記カートリッジ装着部に装着されている現像剤カートリッジ内に光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射されて前記現像剤カートリッジ内を通った光を受光する受光素子と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記パラメータは、記録シートに形成される画像のドットの数の積算値であ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。
前記第１現像剤カートリッジは、第１現像ローラを有し、
前記第２現像剤カートリッジは、第２現像ローラを有し、
前記制御装置は、
前記第１現像ローラの回転回数および前記第２現像ローラの回転回数を推定し、
推定した前記回転回数の増加に応じて、前記第１閾値および前記第２閾値を交換時期であると判定されやすい値に変更するように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
現像剤が収容されるように構成された第１現像剤カートリッジと、
前記第１現像剤カートリッジよりも多くの現像剤が収容されるように構成された第２現像剤カートリッジと、
画像データに基づいて記録シートに画像を形成するように構成された画像形成部と、前記第１現像剤カートリッジまたは前記第２現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるように構成されたカートリッジ装着部と、前記カートリッジ装着部に、前記第１現像剤カートリッジおよび前記第２現像剤カートリッジのいずれが装着されているかを検出するように構成された仕様検出装置と、前記カートリッジ装着部に装着されている現像剤カートリッジ内の現像剤の残量を検出するための残量検出装置と、画像データが入力されたとき記録シートに画像を形成するため前記画像形成部を制御するように構成された制御装置とを有する画像形成装置本体と、を備え、
前記第１現像剤カートリッジは、現像剤が収容される室であって第１アジテータが配置された第１収容部と、前記第１収容部とつながった別の室であって第１現像ローラが配置された第１室とを有し、
前記第２現像剤カートリッジは、現像剤が収容される室であって第２アジテータが配置された第２収容部と、前記第２収容部とつながった別の室であって第２現像ローラが配置された第２室とを有し、
前記制御装置は、
前記仕様検出装置から入力された情報に基づいて、前記カートリッジ装着部に、前記第１現像剤カートリッジおよび前記第２現像剤カートリッジのいずれが装着されているかを判定し、
前記第１現像剤カートリッジが前記カートリッジ装着部に装着されている場合には、入力された画像データに基づいて現像剤の消費量に関連するパラメータを取得し、当該パラメータが第１閾値を超えたときに前記第１現像剤カートリッジが交換時期であると判定し、
前記第２現像剤カートリッジが前記カートリッジ装着部に装着されている場合には、前記残量検出装置から入力された情報が第２閾値を超えたときに前記第２現像剤カートリッジが交換時期であると判定するように構成されたことを特徴とする画像形成システム。