以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置の全体の概要を示すものである。
<画像形成装置の全体の構成>
実施の形態1に係る画像形成装置1は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。画像形成装置1は、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部107を備えている。この画像形成部107は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置10と、各作像装置10で形成されるトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙5に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置20と、中間転写装置20の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙5を収容して搬送する給紙装置50と、中間転写装置20で二次転写された記録用紙5上のトナー像を定着させる定着装置40等を備えている。
この画像形成装置1は、例えば、記録用紙5に形成すべき原稿画像を入力する図示しない画像読取部としての画像読取装置を追加して装備させた場合にはカラー複写機として構成することができる。図中の1aは画像形成装置の筐体を示し、この筐体1aは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。
作像装置10は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー像をそれぞれ専用に形成する4つの作像装置10Y,10M,10C,10Kで構成されている。この4つの作像装置10(Y,M,C,K)は、筐体1aの内部空間において1列に並べた状態となるよう配置されている。
各作像装置10(Y,M,C,K)は、図1に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光体ドラム11を備えており、この感光体ドラム11の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム11の像形成が可能な周面(像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置12と、感光体ドラム11の帯電された周面に画像の情報(信号)に基づく光LBを照射して電位差のある(各色用の)静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての露光装置13と、その静電潜像を対応する色(Y,M,C,K)の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段としての現像装置14(Y,M,C,K)と、その各トナー像を中間転写装置20に転写する一次転写装置15と、一次転写後における感光体ドラム11の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置16等である。
感光体ドラム11は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層(感光層)を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム11は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Aで示す方向に回転するように支持されている。
帯電装置12は、感光体ドラム11に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置12には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置14が反転現像を行うものである場合、その現像装置14から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。
露光装置13は、画像形成装置1に入力される画像の情報に応じて構成される光LBを、帯電された後の感光体ドラム11の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置13には、潜像形成時になると画像形成装置1に任意の手段で入力され、画像処理部で画像処理された画像の情報(信号)が送信される。
現像装置14(Y,M,C,K)はいずれも、図2に示されるように、開口部141と現像剤4の収容室142が形成された筐体140の内部に、現像剤4を保持して感光体ドラム11と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール143と、現像剤4を攪拌しながら現像ロール143に供給するよう搬送する2つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材144,145と、現像ロール143に保持される現像剤の量(層厚)を規制する層厚規制部材146などを配置して構成されたものである。この現像装置14には、その現像ロール143と感光体ドラム11の間に現像用のバイアス電圧が後述する電源装置から供給される。また、現像ロール143や攪拌搬送部材144,145は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。上記4色の現像剤4(Y,M,C,K)としては、例えば、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。
なお、図1中、符号147(Y,M,C,K)は、対応する現像装置14(Y,M,C,K)に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収納容器としてのトナーカートリッジをそれぞれ示している。この実施の形態では、トナーカートリッジ147の内部にトナーのみが収納されている。
一次転写装置15は、感光体ドラム11の周面に接触して回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
ドラム清掃装置16は、一部が開口する容器状の本体と、一次転写後の感光体ドラム11の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板と、清掃板により取り除かれた付着物を回収する回収装置等で構成されている。
中間転写装置20は、図1に示されるように、各作像装置10(Y,M,C,K)の上方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置20は、感光体ドラム11と一次転写装置15(一次転写ロール)の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト21と、中間転写ベルト21をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール22〜26と、ベルト支持ロール23に支持されている中間転写ベルト21の外周面(像保持面)側に配置されて中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に二次転写させる二次転写装置30と、二次転写装置30を通過した後に中間転写ベルト21の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置27とで主に構成されている。
中間転写ベルト21としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール22は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール23は二次転写のバックアップロールとして構成され、ベルト支持ロール24は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール25,26は中間転写ベルト21の走行位置などを保持する従動ロールとして構成されている。なお、ベルト支持ロール25は、後述する画像濃度センサによって中間転写ベルト21の表面に転写されたトナー像の濃度を検知する際に、中間転写ベルト21の位置決めを行う位置決めロールとしても構成されている。
二次転写装置30は、図1に示されるように、中間転写装置20におけるベルト支持ロール23に支持されている中間転写ベルト21の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト21の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写ロール31を備えた接触型の転写装置である。また、二次転写ロール31又は中間転写装置20の支持ロール23には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。
定着装置40は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体41と、この加熱用回転体41に所要の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体42などを配置して構成されたものである。この定着装置40では、加熱用回転体41と加圧用回転体42が接触する接触部が所要の定着処理(加熱及び加圧)を行う定着処理部となる。なお、定着装置40の下流側には、定着処理された記録用紙5を排出する排紙ロール43が配置されている。
給紙装置50は、露光装置13の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置50は、所望のサイズ、種類等の記録用紙5を積載した状態で収容する単数(又は複数)の用紙収容体51と、用紙収容体51から記録用紙5を1枚ずつ送り出す送出装置52,53とで主に構成されている。用紙収容体51は、例えば、筐体1aの正面(使用者が操作時に向き合う側面)側に引き出すことができるように取り付けられている。
給紙装置50と二次転写装置30との間には、給紙装置50から送り出される記録用紙5を二次転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対54,55や搬送ガイド材で構成される給紙搬送路56が設けられている。給紙搬送路56において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対55は、例えば記録用紙5の搬送時期を調整するロール(レジストロール)として構成されている。さらに、定着装置40の用紙搬送方向に沿った下流側には、排紙ロール43により搬送される記録用紙5の搬送方向を切り替える図示しない切替部材と、切替部材によって搬送方向が一方(図中左側)に切り替えられた記録用紙5を第1の排出収容部71へと排出する第1の排出ロール対72と、切替部材によって搬送方向が他方(図中右側)に切り替えられた記録用紙5を排出する第2の排出収容部73へと排出する第2の排出ロール対74とが配置されている。
画像形成装置1は、片面に画像が形成された記録用紙5をその表裏を反転させた状態で再び用紙搬送ロール対55まで搬送する両面用搬送路75を備えている。この両面用搬送路75は、複数の用紙搬送ロール対76,77や搬送ガイド材で構成されている。また、画像形成装置1には、両面用搬送路75が設けられた筐体1aの側面に、所望のサイズや材質の記録用紙5を1枚ずつ給紙する手差し給紙装置78が設けられている。手差し給紙装置78と用紙搬送ロール対55との間には、用紙搬送ロール対79や搬送ガイド材で構成される手差し用搬送路80を備えるよう構成されている。
<画像形成装置の基本的な動作>
以下、画像形成装置1による基本的な画像形成動作について説明する。
前記4つの作像装置10(Y,M,C,K)を使用して、4色(Y,M,C,K)のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作を説明する。
画像形成装置1は、画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、4つの作像装置10(Y,M,C,K)、中間転写装置20、二次転写装置30、定着装置40等が始動する。
そして、各作像装置10(Y,M,C,K)においては、まず各感光体ドラム11が矢印Aで示す方向に回転し、各帯電装置12が各感光体ドラム11の表面を所要の極性(実施の形態1ではマイナス極性)及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置13が、帯電後の感光体ドラム11の表面に対し、画像形成装置1に入力される画像の情報を各色成分(Y,M,C,K)に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光LBを照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。
続いて、各現像装置14(Y,M,C,K)が、感光体ドラム11に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性(マイナス極性)に帯電された対応する色(Y,M,C,K)のトナーをそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム11に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された4色(Y,M,C,K)のトナー像として顕像化される。
続いて、各作像装置10(Y,M,C,K)の感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置15が、その各色のトナー像を中間転写装置20の矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト21に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。
また、一次転写が終了した各作像装置10では、ドラム清掃装置16が感光体ドラム11の表面に残留するトナー等の付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム11の表面を清掃する。これにより、各作像装置10は次の作像動作が可能な状態にされる。
続いて、中間転写装置20では、中間転写ベルト21の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置50では、作像動作に合わせて所要の記録用紙5を給紙搬送路56に送り出す。給紙搬送路56では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対55が記録用紙5を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。
二次転写位置においては、二次転写装置30が、中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置20では、ベルト清掃装置27が、二次転写後の中間転写ベルト21の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。
続いて、トナー像が二次転写された記録用紙5は、中間転写ベルト21と二次転写ロール31から剥離された後に定着装置40まで搬送される。定着装置40では、必要な定着処理(加熱及び加圧)をして未定着のトナー像を用紙5に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙5は、図示しない切替部材を介して第1の排出ロール対72又は第2の排出ロール対74により、例えば筐体1aの外部に設置された第1の排出収容部71又は筐体1aの上部に配置された第2の排出収容部73に排出される。
また、記録用紙5の両面に画像を形成する場合は、片面に画像が形成された用紙5を第2の排出ロール対74により第2の排出収容部73へと搬送し、第2の排出ロール対73が用紙5の後端を保持している間に、第2の排出ロール対74の回転方向を排出方向から逆方向へと切り替えるとともに、片面に画像が形成された用紙5をその表裏を反転した状態で図示しない切替部材によって両面用搬送路75へと送り出す。両面用搬送路75では、記録用紙5を搬送ロール対76,77により用紙搬送ロール対55まで搬送し、用紙搬送ロール対55が記録用紙5を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。
そして、片面の画像形成時と同様に、二次転写位置において中間転写ベルト21から裏面にトナー像が二次転写された記録用紙5は、定着装置40により定着処理を受けた後、図示しない切替部材を介して第1の排出ロール対72又は第2の排出ロール対73により、筐体1aの外部に設置された第1の排出収容部71又は筐体1aの上部に配置された第2の排出収容部74に排出される。
以上の動作により、4色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙5が出力される。なお、モノクロの画像を形成する場合は、ブラックの作像装置10Kのみにより画像形成が行われる。
ところで、上記の如く構成される画像形成装置1では、各現像装置14(Y,M,C,K)により感光体ドラム11の周面に形成された静電潜像を現像することで、各現像装置14内のトナーが消費される。そのため、各現像装置14には、後述する搬送手段としてのトナー補給装置によって現像剤収納容器としてのトナーカートリッジ147から所要のタイミングでトナーを補給するよう構成されている。
図3はこの実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
トナー補給装置90(Y,M,C,K)は、トナーカートリッジ147の下方に配置され、トナーカートリッジ147から供給されるトナーを一時的に貯留する貯留タンク等からなる貯留部材91と、貯留部材91に一時的に貯留されたトナーを現像装置14へと搬送するスクリューオーガや搬送パイプ等からなる搬送部材92とを備えている。トナーカートリッジ147は、その内部に収納されたトナーを攪拌しつつ図示しない排出口へと搬送する図示しない攪拌搬送部材を有している。トナー補給装置90及びトナーカートリッジ147は、駆動手段としてのトナー補給モータ93により駆動される。
また、各現像装置14は、図2及び図3に示されるように、内部に収容された現像剤4のトナー濃度(実測因子)を検知するトナー濃度センサ148を備えている。このトナー濃度センサ148は、トナーカートリッジ147内のトナー量に応じて変化する値を検知する検知手段を構成している。トナー濃度センサ148としては、例えば、現像剤4の透磁率を測定することにより現像剤4中のトナー濃度を検知するものが用いられる。トナー濃度センサ148の出力は、例えば、図4に示されるように、トナー濃度が高くなるに従って出力が低下するように変化する。現像装置14内のトナー濃度は、図5に示されるように、通常は略一定の値を維持するように制御されているが、トナーカートリッジ147内のトナー残量が減少し空に近くなると、現像装置14内のトナー濃度が徐々に低下する。したがって、現像装置14内のトナー濃度をトナー濃度センサ148により検知することで、トナーカートリッジ147内のトナー残量を実測により検知することが可能となる。
図6はこの実施の形態に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。
図6において、101は画像形成装置1の全体の動作を統括して制御する制御手段としての制御部を示すものであり、制御部101はコントローラーとしての機能を備えている。また、この制御部101は、トナーカートリッジ147内のトナー量を予測する予測因子に基づいてトナーカートリッジ147内のトナー量(残量)を判定する第1の現像剤量判定手段としての機能と、トナーカートリッジ147内のトナー量に応じて変化する値を実測した実測因子に基づいてトナーカートリッジ147内のトナー量(残量)を判定する第2の現像剤量判定手段としての機能と、予め定められた期間における画像形成装置1の使用状況を判定する使用状況判定手段としての機能を兼ね備えている。102は画像形成装置1の動作を制御するためのプログラムやパラメータ、テーブルあるいはデータ等を記録するROMやRAM等からなる記憶部を示している。
103は画像形成装置1に使用するユーザが記録用紙5のサイズやプリント枚数、モノクロやフルカラー等の画像形成条件を入力するための操作を行うとともに、ユーザに対してトナーカートリッジ147の交換や交換の準備を促すメッセージなどを表示する表示部を備えたユーザインターフェイス等からなる操作表示部を示している。
104は画像形成装置1がカラー複写機として機能する場合に原稿の画像を読み取る画像読取部、105は画像読取部104で読み取られるか又は外部から送られてくる画像情報(データ)を一時的に記憶する画像記憶部、106は画像記憶部105に記憶された画像データに対して所要の画像処理を施す画像処理部、107は画像処理部106で所要の画像処理が施された画像データに基づいて画像形成(プリント)動作を行う画像形成手段としての画像形成部(印刷部)をそれぞれ示している。
図3には上述した制御部101の一部の構成を機能ブロックとして示されている。
画像データ制御部111は、画像形成時、画像記憶部105に記憶された画像データを読み出して露光装置13及び画像ピクセルカウント部112へ出力する。
画像ピクセルカウント部112は、画像データ制御部111から出力される画像データに基づいて、例えば、1ページ当たりの記録用紙5に形成すべき画素数であるピクセル数を計数する。画像ピクセルカウント部112は、計数した画像のピクセル数を画像ピクセル数積算部113及びトナー補給制御部114へ出力する。画像ピクセル数積算部113は、画像ピクセルカウント部112から出力される画像のピクセル数を累積的に加算し、画像のピクセル数の積算値を算出する。また、トナー補給制御部114は、画像ピクセルカウント部112により計数された画像のピクセル数に基づいてトナー補給時間の算出等を行う。
トナー補給制御部114は、トナー補給装置90のトナー補給モータ93に駆動信号を出力し、トナー補給モータ93を所要の時間だけ駆動することによりトナーの補給動作を実行する。また、トナー補給制御部114から出力される駆動信号は、トナー補給時間積算部115に入力され、トナー補給時間積算部115によってトナー補給装置90のトナー補給モータ93が駆動される時間であるトナー補給時間の積算値が算出される。
トナー空検知部116は、例えば、各現像装置14に設けられたトナー濃度センサ148から出力される検知信号に基づいて、トナーカートリッジ147内のトナー残量(トナーの空状態)を実測により検知する。即ち、トナー空検知部116は、例えば、トナー補給制御部114から出力される駆動信号に基づいてトナー補給モータ93を駆動した後、トナー濃度センサ148により検知される現像装置14内のトナー濃度に基づいて、例えば、トナーカートリッジ147内にトナーが無い空状態(交換状態)か、或いはトナーカートリッジ147内のトナー残量が予め定められた空状態に近い状態(交換準備状態)であるか否か等を検知する。
一方、トナー残量検知部117は、画像ピクセル数積算部113によって積算された画像のピクセル数の積算値、又はトナー補給時間積算部115によって積算されたトナー補給時間の積算値等に基づいて、トナーカートリッジ147内のトナー残量を予測することにより検知する。
<画像形成装置の特徴部分の動作>
以下、この画像形成装置の特徴部分の動作について説明する。尚、以下の動作は、各トナー補給装置においてそれぞれ実行される。
まず、制御部101は、図7に示されるように、例えば、操作表示部103から画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、画像形成部107を構成する作像装置10、中間転写装置20、定着装置40等を駆動し、プリント動作を開始する(ステップ101)。そして、制御部101は、図3に示されるように、画像データ制御部111から出力される画像データに基づいて画像ピクセルカウント部112により1ページの記録用紙5に形成される画像のピクセル数(p)を計数し(ステップ102)、トナー補給制御部114は、画像ピクセルカウント部112から出力される計数値に基づいて、計数されたピクセル数(p)に応じたトナー補給時間(T#p)を算出する(ステップ103)。
次に、トナー補給制御部114は、現像装置14内のトナー濃度(TC)をトナー濃度センサ148により検知し(ステップ104)、図示しないテーブルを参照するか又は予め定められた演算式等に基づいて当該トナー濃度(TC)に応じたトナー補給時間(T#tc)を算出する(ステップ105)。
その後、トナー補給制御部114は、次式に示すように、画像のピクセル数(p)に応じたトナー補給時間(T#p)と、トナー濃度(TC)に応じたトナー補給時間(T#tc)とを加算し、現像装置14に供給すべきトナーの補給時間(T)を求める(ステップ107)。
T=T#p+T#tc
次に、トナー補給制御部114は、トナー補給処理を実行する(ステップ107)。トナー補給処理は、図8に示されるように、求められたトナー補給時間(T)が補給最小時間以上であるか否かを判別し(ステップ201)、トナーの補給時間(T)が補給最小時間以上である場合は、トナー補給モータ93を求められた補給時間(T)だけ駆動する(ステップ202)。その後、トナー補給制御部114は、トナー補給時間(T)に対応した信号をトナー補給時間積算部115に出力し、トナー補給時間積算部115によってトナー補給時間の積算処理を実行した後(ステップ203)、図7に示すフローチャートに戻る。ここで、トナー補給時間積算部115によるトナー補給時間の積算処理は、図9に示されるように、次式の如く、それ以前のトナー補給時間の積算値(Sum_T)に今回のトナーの補給時間(T)を加算することにより行われる(ステップ301)。
Sum_T=Sum_T+T
また、トナー補給制御部114は、図8に示されるように、トナーの補給時間(T)が補給最小時間未満である場合は、トナー補給動作を実行せず図7に示すフローチャートに戻る。本実施の形態では、トナー補給動作を実行しない場合は、トナーの補給時間(T)は次回のトナーの補給時間(T)の算出の際まで持ち越さないが、持ち越して加算するようにしても良い。
次に、制御部101は、画像形成装置1の使用状況を示す使用状況モニタ値が状態判定選択閾値以下か否かを判定する(ステップ108)。ここで、使用状況モニタ値としては、例えば、画像形成装置1における1日当たりの平均トナー消費量を用いる。画像形成装置1におけるトナー消費量は、例えば、制御部101によってトナー補給モータ93の累積的な駆動時間に既知の値であるトナー補給装置90の単位時間当たりのトナー補給量(搬送量)を乗算することにより求められる。
次に、制御部101は、使用状況モニタ値が状態判定選択閾値以下であると判定した場合は、トナーカートリッジ147内のトナー残量を実測により判定するため、トナー濃度センサ148により検知された濃度値に基づいて現像装置14内のトナー濃度(TC)が交換判定閾値以下であるか否かを判定する(ステップ109)。ここで、使用状況モニタ値が状態判定選択閾値以下である場合とは、画像形成装置1における1日当たりの平均トナー消費量が状態判定選択閾値以下と相対的に少ない場合を意味している。そして、トナー濃度が交換判定閾値以下である場合は、「トナーカートリッジを交換してください」等のように、ユーザに対してトナーカートリッジ147の交換を促す「トナー交換表示」を操作表示部103に表示した後(ステップ110)、所要のプリント動作が終了したか否かを判定する(ステップ111)。プリント動作が終了した場合は処理を終了し、プリント動作が終了していない場合は、ステップ102に戻って次の画像のピクセルカウントを実行する。
このとき、トナーカートリッジの交換時の処理は、図10に示されるように行われる。
制御部101は、トナーカートリッジ147が新しいトナーカートリッジ147と交換されたか否かを図示しない交換検知手段により検知し、トナーカートリッジ147の交換直後か否かを判定し(ステップ401)、トナーカートリッジ147が交換された直後である場合には、トナー補給時間の積算値(Sum_T)と、ピクセルカウントの積算値(Sum_P)を共に“0”とし(ステップ402)、元の図7に示されるフローチャートに戻り、トナーカートリッジ147が交換された直後でない場合は、直ちに元のフローチャートに戻る。本実施の形態は、新しいトナーカートリッジに交換された場合に実行されるが、中古のトナーカートリッジに交換された場合であっても、トナーカートリッジのメモリに格納されたトナー補給時間の積算値とピクセルカウントの積算値を、画像形成装置側のメモリにあるトナー補給時間の積算値(Sum_T)と、ピクセルカウントの積算値(Sum_P)に格納する処理を行っても良い。
また、制御部101は、トナー濃度(TC)が交換判定閾値を超えていると判定した場合、現像装置14内のトナー濃度(TC)が交換準備判定閾値以下であるか否かを判定する(ステップ112)。そして、トナー濃度(TC)が交換準備判定閾値以下である場合は、「新しいトナーカートリッジを準備してください」等のように、ユーザに対してトナーカートリッジの交換準備を促す「トナー交換準備表示」を操作表示部103に表示し(ステップ113)、プリント動作が終了したか否かを判定する(ステップ111)。そして、プリント動作が終了した場合は処理を終了し、プリント動作が終了していない場合は、ステップ102に戻って画像のピクセルカウントを実行する。また、トナー濃度(TC)が交換準備判定閾値を超えている場合は、直ちにプリント動作が終了したか否かを判定する(ステップ111)。
一方、制御部101は、使用状況モニタ値が状態判定選択閾値を超えていると判定した場合には、トナーカートリッジ147内のトナー残量を判定するため、トナー濃度センサ148により検知されたトナー濃度(TC)が交換判定閾値以下か否かを判定する(ステップ114)。ここで、使用状況モニタ値が状態判定選択閾値を超えている場合とは、画像形成装置1における1日当たりの平均トナー消費量が相対的に多い場合を意味している。そして、トナー濃度が交換判定閾値以下である場合は、「トナーカートリッジを交換してください」等のように、ユーザに対してトナーカートリッジの交換を促す「トナー交換表示」を操作表示部103に表示した後(ステップ115)、プリント動作が終了したか否かを判定する(ステップ111)。プリント動作が終了した場合は処理を終了し、プリント動作が終了していない場合は、ステップ102に戻って画像のピクセルカウントを実行する。
また、トナー濃度が交換判定閾値以下でない場合は、トナーカートリッジ147内のトナー残量を予測により判定するため、トナー補給モータ93の累積駆動時間(Sum_T)が交換準備判定閾値以上か否かを判定し(ステップ116)、トナー補給モータ93の累積駆動時間(Sum_T)が交換準備判定閾値以上である場合は、「新しいトナーカートリッジを準備してください」等のように、ユーザに対してトナーカートリッジの交換準備を促す「トナー交換準備表示」を操作表示部103に表示し(ステップ117)、プリント動作が終了したか否かを判定する(ステップ111)。
また、トナー補給モータ93の累積駆動時間(Sum_T)が交換準備判定閾値未満である場合は、直ちにプリント動作が終了したか否かを判定し(ステップ111)、プリント動作が終了している場合は処理を終了し、プリント動作が終了していない場合は、ステップ102に戻り、画像のピクセル数をカウントする。
このように、本実施の形態では、使用状況モニタ値が状態判定選択閾値以下であり、画像形成装置1の1日当たりの平均トナー消費量が相対的に少ないと判定された場合は、「トナー交換準備状態」が表示されてから「トナー空状態」に至るまでに補給可能なトナー量が相対的に少ない実測方式、即ち、トナー濃度センサ148により実際に検知された現像装置14内のトナー濃度(TC)に基づいてトナーカートリッジ147内のトナー残量を判定する方式を選択することで、トナーカートリッジ147内の実際のトナー残量に即して「トナー交換準備状態」及び「トナー交換状態」を判定して表示することができる。そのため、従来のトナー補給モータ93の駆動時間の積算値に基づいてトナーカートリッジ147内のトナー残量を予測して判定する方式のように、図11に示されるように、トナーカートリッジ147内のトナー残量が「トナー交換準備状態」に達して「トナー交換準備表示」が出された後、画像形成装置1の1日当たりの平均トナー消費量が少ないために、「トナー交換」に達するまでに長期間が経過し、「トナー交換準備表示」が長期間にわたって表示されることにより、トナーカートリッジ147内にトナーが残っている状態でトナーカートリッジ147が交換されることを抑制することが可能となる。
更に説明すると、トナー搬送装置90により現像装置14に搬送されるトナー量は、図11に示されるように、トナー搬送装置90を構成する部材が有する公差等により変動し、理想とする状態から外れる場合がある。1日当たりのトナー消費量が少ない画像形成装置1においては、図11の装置2に示されるように、交換準備判定閾値に達した後、「トナー交換」に達するまでに長期間が経過する場合がある。そのため、「トナー交換準備表示」が長期間にわたって表示されることにより、トナーカートリッジ147内にトナーが残っている状態でトナーカートリッジ147をユーザが交換することが生じ易い。
また、本実施の形態では、使用状況モニタ値が状態判定選択閾値を超えており、画像形成装置1の1日当たりの平均トナー消費量が相対的に多いと判定された場合は、「トナー交換準備状態」から「トナー空検知状態」までに補給可能なトナー量を多く確保することが可能な予測方式、即ち、トナー補給モータ93の駆動時間の積算値(Sum_T)に基づいてトナー残量を予測して判定する方式を選択することで、「トナー交換準備状態」に達したことを早期に判定することが可能となる。そのため、この実施の形態によれば、「トナー交換準備状態」が表示されてから「トナー空状態」に至るまでに補給可能なトナー量が相対的に少ない実測方式を採用した場合のように、「トナー交換準備状態」から「トナー空検知状態」までの期間が短く、新しいトナーカートリッジ147の手配が間に合わない事態が発生するのを回避することができる。
尚、上記実施の形態においては、トナー補給モータの駆動関連情報として、トナー補給時間の積算値を用いたが、これに限定されるものではなく、トナー補給回数に関する値やトナー補給量に関する値を用いても良い。
また、上記実施の形態において、予測因子としてトナー補給時間の積算値を用いたが、図3に示されるように、画像ピクセルの関連情報を用いても良い。画像ピクセル情報としては、画像ピクセル数積算部113によって求められる画像ピクセルの積算値や、画像面積率あるいは露光装置13の点灯時間に関する値を用いても良い。
上記実施の形態においては、使用状況モニタ値の関連情報として、1日当たりの平均トナー消費量を用いたが、これに限定されるものではなく、予め定められた期間におけるトナー消費量として代替できる情報であれば他の値を用いても良い。具体的には、使用状況モニタ値として、画像形成装置1により画像が形成された記録用紙5の出力枚数情報(平均値や累積値)、トナー補給装置90の駆動情報(平均値や累積値)、画像データ制御部111から出力される画像密度情報(平均値や累積値)などを挙げることができる。また、予め定められた期間としては、1日に限定されるものではなく、時間や日等を単位として定めても良い。
上記実施の形態において、実測手段(検知手段)としてトナー濃度センサを用いたが、これに限定されるものではなく、トナー補給装置90の貯留部材91に設けられたトナー空検知センサ151にて貯留部材91内におけるトナーの有無状態を検知するものでも良い。また、各作像装置10によって中間転写ベルト21上にトナー濃度を検知するための画像濃度検知用のトナー像152(所謂トナーパッチ)を作成し、画像濃度センサ153によってパッチ152の濃度を検出し、パッチ濃度からトナー濃度を求めて同様にトナーの有無状態を検知するものでも良い。
[実施の形態2]
図12は実施の形態2に係る画像形成装置を示すものである。
上述した実施の形態1では、画像形成装置1の使用状況モニタ値に応じて、「トナー交換準備状態」のトナー残量状態判定方式を選択するように構成している。これに対して、実施の形態2は、実測による「トナー交換準備状態」のトナー残量状態の判定は常時行い、予測による「トナー交換準備状態」のトナー残量状態の判定は、画像形成装置1の使用状況モニタ値に応じて実行するように構成している。更に説明すると、実施の形態2では、使用状況判定手段の判定結果に基づいて第1の現像剤量判定手段及び第2の現像剤量判定手段を併用してトナーカートリッジ内のトナー量(残量)を判定するように構成している。
即ち、この実施の形態2では、図12に示されるように、使用状況モニタ値が状態判定選択閾値を超えている場合、トナー濃度センサ148により検知されたトナー濃度(TC)が交換判定閾値以下か否かを判定し(ステップ114)、トナー濃度が交換判定閾値を超えている場合には、トナーカートリッジ147内のトナー残量を予測により判定するため、トナー補給モータ93の累積駆動時間(Sum_T)が交換準備判定閾値以上か否かを判定する(ステップ116)。
このとき、トナー補給モータ93の累積駆動時間(Sum_T)が交換準備判定閾値未満である場合であっても、トナー濃度センサ148により検知されたトナー濃度(TC)が交換準備判定閾値以下か否かを判定し(ステップ118)、実測による「トナー交換準備状態」のトナー残量状態の判定が行われるように構成している。
そして、トナー濃度センサ148により検知されたトナー濃度(TC)が交換準備判定閾値以下である場合は、「新しいトナーカートリッジを準備してください」等のように、ユーザに対してトナーカートリッジの交換準備を促す「トナー交換準備表示」を操作表示部103に表示する(ステップ117)。
このように、実施の形態2によれば、トナー補給モータ93の累積駆動時間(Sum_T)に基づく予測による「トナー交換準備状態」の判定が間に合わない場合であっても、トナー濃度センサ148により検知されたトナー濃度(TC)に基づく実測による「トナー交換準備状態」の判定が可能となり、「トナー交換準備状態」が表示されない状態が生じるのを回避することができる。
[実施の形態3]
図13は実施の形態3に係る画像形成装置を示すものである。
前記実施の形態1では、画像形成装置の使用状況モニタ値に応じて、「トナー交換準備状態」のトナー残量状態判定方法を選択したが、この実施の形態2では、更に装置の使用状況モニタ値に応じて、トナー交換準備状態の判定基準である交換準備判定閾値を補正するように構成している。
更に説明すると、この実施の形態3では、図13に示されるように、画像形成装置1の使用状況モニタ値に応じて、「トナー交換準備状態」のトナー残量状態判定方式を実測に基づく方式か予測に基づく方式に選択するとともに、画像形成装置1の使用状況モニタ値に基づいてトナー交換準備状態の判定基準である交換準備判定閾値を、実測に基づく方式の場合には相対的に小さな値に補正し、予測に基づく方式の場合には相対的に大きな値に補正する(ステップ121,122)よう構成している。
ここで、画像形成装置1の使用状況モニタ値に基づいてトナー交換準備状態の判定基準である交換準備判定閾値を補正するに際して、補正する交換準備判定閾値は、予め固定された値であっても良いし、使用状況モニタ値に基づいて異なった値に補正しても良い。
これにより、使用状況に応じて適切な「トナー交換準備状態」のトナー残量状態判定方法を選択できるとともに、使用状況に応じて適切な「トナー交換準備状態」を判定できる。
[実施の形態4]
図14に複数の画像形成装置と消耗品管理装置としてのサーバがネットワークで接続された消耗品管理システムを示す。
消耗品交換システム200は、図14に示されるように、複数の画像形成装置1がネットワーク201を介して消耗品管理システムの消耗品管理装置としてのサーバ202と通信可能に接続されている。サーバ202は、画像形成装置1の消耗品の残量や交換時期等を管理し、消耗品の配送指示等を配送業者に送信する。
各画像形成装置11,12,13の制御部101は、所要の情報を外部装置に対して送信する図示しない送信部108を備えており、予め定められた残量予測時(例えば残量10%刻み毎)に達したと判定した場合に、トナー補給時間の積算値、ピクセルカウントの積算値、出力枚数、平均画像密度、平均連続出力枚数、モノクロ(BW)/フルカラー(FC)の比率、出力用紙のサイズ比率、使用環境(温湿度)、使用地域などのトナー残量に関連する情報をサーバ202に送信する。なお、サーバ202は、画像形成装置1から送信された情報を受信する図示しない受信部を備えている。
消耗品管理システムにおけるサーバ202は、各画像形成装置11,12,13から送信されたトナー残量に関する情報を統計処理し、各画像形成装置11,12,13の使用状況に適した「トナー交換準備状態」のトナー残量状態判定方法を選択し、選択された方法による「トナー交換準備状態」のトナー残量状態判定結果に基づいて、トナーカートリッジ147の配送業者に対してトナー配送指示を行う。
このとき、予測によるトナー残量状態判定方式が選択された場合は、消耗品管理システム200のサーバ202による統計処理の結果に基づいてトナー配送指示を行っても良い。
この実施の形態によれば、複数の画像形成装置11,12,13のトナーカートリッジ147のトナー残量の管理を各画像形成装置に適したトナー残量状態判定方式により行うことができる。
[実施の形態5]
図15はこの実施の形態5に係る画像形成装置を用いた消耗品管理システムの動作を示すフローチャートである。
この実施の形態5では、図15に示されるように、画像形成装置1が消耗品管理システム200のサーバ202と接続されているか否かを画像形成装置1の制御部101によって判定し(ステップ501)、画像形成装置1が消耗品管理システム200のサーバ202と接続されていないと判定した場合には、画像形成装置1による状態判定手段を選択して実行する(ステップ502)。一方、画像形成装置1が消耗品管理システム200のサーバ202と接続されていると判定した場合には、消耗品管理システム200のサーバ202による状態判定手段を選択して実行する(ステップ503)。
これにより、画像形成装置1と消耗品管理システム200との接続の有無に応じて画像形成装置1の使用状況に適した「トナー交換準備状態」のトナー残量状態判定方式を選択することが可能となる。
なお、上記実施の形態では、現像装置14にトナーを補給するトナーカートリッジ147のトナー残量を判定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置等から廃トナーを回収する現像剤収納容器としてのトナー回収容器の満杯を判定する場合にも同様に適用することができる。
すなわち、現像装置から現像剤を現像剤回収装置によりトナー回収容器に回収する場合には、例えば、トナー回収容器内のトナー回収量を現像剤回収装置に駆動時間の積算値に基づいて予測して判定する方式と、トナー回収容器内のトナー回収量を実際に検知する検知手段の検知結果に基づいて判定する方式とを、画像形成装置の使用状況に応じて選択するように構成しても良い。