JP7259234B2

JP7259234B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP7259234B2
Application number: JP2018166526A
Authority: JP
Inventors: 有儀彦阪
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2038-09-06
Also published as: JP2020038330A; US10747160B2; US20200081387A1; CN110879512A

Description

本発明は、現像装置に供給するトナーを収納したトナーコンテナを着脱可能に構成した画像形成装置に関する。

トナーコンテナを備えた画像形成装置では、トナーコンテナからトナーを搬送するトナー搬送部の動作や、印刷する画像データの画素数に基づいてトナー消費量を算出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、トナー消費量を検出することで、トナーエンドの検出前にトナーエンド間近の状態（以下、ニアエンドと称す）を検出し、ユーザーが交換用のトナーコンテナを準備する時間を確保している（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１５－８７５７６号公報特開２０１３－２９６５７号公報

しかしながら、従来技術では、トナーが劣化する、あるいは非純正品のトナーが使用される等に起因して、トナーの特性が大きく異なった場合、トナー消費量を精度良く算出することができず、ニアエンドの検出後に不意にトナーエンド状態になってしまい、印刷できずダウンタイムが生じてしまうという問題点があった。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナーの特性が大きく異なった場合でも、不意なトナーエンドを防止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。

本発明の画像形成装置は、現像装置に補給するトナーを収納したトナーコンテナを着脱可能に構成した画像形成装置であって、前記トナーコンテナから前記現像装置へのトナー補給動作に基づいてトナー消費量を算出する第１トナー消費量算出部と、印刷した画像データの画素数をカウントする画素数カウント部と、前記トナー補給動作に基づく前記トナー消費量の積算によって総トナー消費量を算出する期間内の一部の期間を係数算出期間とし、前記係数算出期間における前記トナー消費量の積算値を前記係数算出期間における前記画素数カウント部によってカウントされた画素数の積算値で除算することで係数を算出する係数算出部と、前記画素数カウント部によってカウントされた画素数に前記係数算出部によって算出された係数を乗算することで前記トナー消費量を算出する第２トナー消費量算出部と、前記第１トナー消費量算出部及び前記第２トナー消費量算出部によって算出された前記トナー消費量に基づいて算出される前記総トナー消費量が第１閾値を超えた場合に、トナーエンド間近のニアエンドを検出するニアエンド検出部と、を具備し、前記ニアエンド検出部は、前記係数算出部によって算出された係数と係数基準値との差分が許容値以上である場合、前記ニアエンドを検出する前記第１閾値を前記第１閾値よりも小さい第２閾値に変更することを特徴とする。

本発明によれば、トナーの特性が大きく異なった場合でも、ニアエンドの検出タイミングを早めることができるため、不意なトナーエンドを防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る画像形成装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１に示すニアエンド検出部によるニアエンド検出動作を説明するフローチャートである。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付してある。

本実施の形態の画像形成装置１は、複写機やＭＦＰ（Multifunction Peripheral/Printer/Product）等であり、図１を参照すると、操作部２と、原稿読取部３と、記憶部４と、画像処理部５と、印刷部６と、トナー補給モーター７と、コンテナ検出センサー９と、制御部１０とを備えている。

操作部２は、印刷処理の実行指示、印刷設定の入力、設定値の表示、エラー内容の表示を行うキーボードやタッチパネル等の入力部及び表示部として機能するユーザーインターフェースである。

原稿読取部３は、図示しない原稿給紙装置により給紙されてきた原稿や、ユーザーによってコンタクトガラスに載置された原稿に対して光を照射し、その反射光等を受光して画像データを読み取るスキャナーである。

記憶部４は、原稿画像（画像データ）が記憶される半導体メモリー、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段である。記憶部４は、画像処理用のメモリーや各種設定を記憶するメモリーとしても使用される。また、記憶部５は、外部から着脱可能に配置されるＳＤカードやＵＳＢメモリー等であっても良い。

画像処理部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の演算処理回路であり、例えば、拡大縮小処理、濃度調整処理、階調調整処理等の画像処理に係る各種ジョブを実行する。

印刷部６は、原稿読取部３によって読み取った原稿画像や、外部から受信した画像データを印刷する印刷手段である。印刷部６は、画像データに基づいて感光体ドラムの表面に形成された潜像を、トナーによって現像してトナー像を形成する現像装置６１を有している。現像装置６１によって形成されたトナー像は、感光体ドラムから記録紙に転写、定着されて排紙される。

現像装置６１には、現像装置６１内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサー６２が設けられている。トナー残量検知センサー６２によって検知されたトナー残量が予め設定された補給閾値を下回ると、現像装置６１内にトナーを補給するトナー補給動作が実行される。

現像装置６１内に補給するトナーは、交換可能に構成されたトナーコンテナ２０から供給される。トナーコンテナ２０にはトナーを排出口から排出する排出スクリューが、トナーコンテナ２０の排出口と現像装置６１の投入口とを接続する供給路にはトナーを搬送する搬送スクリューがそれぞれ設けられている。この排出スクリュー及び搬送スクリューは、トナー補給モーター７の回転によって駆動され、トナーコンテナ２０から現像装置６１内にトナーが補給される。

コンテナ検出センサー９は、トナーコンテナ２０の脱着をオンオフで検出するセンサーであり、反射型フォトセンサー等の光学センサーや、マイクロスイッチ等の機械式センサーで構成される。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の演算処理回路である。ＲＯＭには画像形成装置１の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部１０は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、操作部２から入力された各種指示情報に応じて装置全体の制御を行う。

また、制御部１０は、トナー補給制御部１１、第１トナー消費量算出部１２、第２トナー消費量算出部１３、係数算出部１４、ニアエンド検出部１５として機能する。

トナー補給制御部１１は、トナー残量検知センサー６２によって検知されるトナー残量が予め設定された補給閾値を下回ると、予め設定された駆動時間の間、トナー補給モーター７を回転させるトナー補給動作を実行し、トナーコンテナ２０から現像装置６１内にトナーを補給する。そして、トナー補給動作後に、トナー補給制御部１１は、トナー残量検知センサー６２によって検知されるトナー残量が予め設定された規定閾値以上に戻ったか否かを判断する。なお、規定閾値は、補給閾値よりも大きい値に設定されている。

トナー残量が規定閾値以上に戻っていない場合、トナー補給制御部１１は、トナーコンテナ２０内のトナーがなくなったトナーエンドを検出し、トナーエンドを操作部２によってユーザーに報知してトナーコンテナ２０の交換を促す。

トナー残量が規定閾値以上に戻っている場合、トナー補給制御部１１は、トナー補給動作の完了を認識し、動作を終了させる。

第１トナー消費量算出部１２は、トナー補給動作に伴ってトナーコンテナ２０から排出されたトナー消費量を算出する。

第１トナー消費量算出部１２は、例えば、トナー補給モーター７の回転数を使用してトナー消費量を算出する。トナー補給モーター７にパルスエンコーダーを搭載して、トナー補給モーター７の回転数を計測することで、１回転あたりの補給量からトナーコンテナ２０から排出されたトナー消費量が算出される。また、第１トナー消費量算出部１２は、トナー補給モーター７の回転時間を使用してトナー消費量を算出しても良い。

第２トナー消費量算出部１３は、印刷部６によって印刷した画像データの画素数をカウントする画素数カウント部としても機能し、カウントした画素数に係数算出部１４によって算出された係数を乗算することでトナー消費量を算出する。

係数算出部１４は、第１トナー消費量算出部１２によって算出されたトナー消費量を、第２トナー消費量算出部１３（画素数カウント部）によってカウントされた画素数で除算することで、第２トナー消費量算出部１３で使用する係数を算出する。

また、係数算出部１４は、初期に設置されている１本目のトナーコンテナ２０の装着時に第２トナー消費量算出部１３で使用する係数を算出し、算出した係数をマシン固有の係数基準値４１として記憶部４に記憶させる。すなわち、１本目のトナーコンテナ２０は純正品である。従って、純正トナーに基づいて算出された係数が係数基準値４１として記憶部４に記憶されることになる。

ニアエンド検出部１５は、第１トナー消費量算出部１２によって算出されたトナー消費量と、第２トナー消費量算出部１２によって算出されたトナー消費量とに基づいて、トナーエンド間近のニアエンドを検出し、検出したニアエンドを操作部２によってユーザーに通知する。

次に、ニアエンド検出部１５によるニアエンド検出動作について図２を参照して詳細に説明する。
ニアエンド検出部１５は、コンテナ検出センサー９によってトナーコンテナ２０の装着が検出されると、第１トナー消費量算出部１２によって算出されたトナー消費量、すなわちトナー補給動作に基づくトナー消費量を積算して総トナー消費量を算出する（ステップＳ１０１）。

また、係数算出部１４は、第１トナー消費量算出部１２によって算出されたトナー消費量を、第２トナー消費量算出部１３によってカウントされた画素数で除算することで、第２トナー消費量算出部１３で使用する係数を算出する（ステップＳ１０２）。なお、係数算出部１４は、トナー補給動作に基づくトナー消費量の積算によって総トナー消費量を算出する期間内の全てもしくは一部の期間を係数算出期間とし、係数算出期間におけるトナー消費量の積算値を係数算出期間における画素数の積算値で除算することで係数を算出する。

次に、ニアエンド検出部１５は、総トナー消費量が切替閾値ＴＨ_１（例えば、トナーコンテナ２０の総トナー量の６０％）を越えたか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３で総トナー消費量が切替閾値ＴＨ_１以下である場合、ニアエンド検出部１５は、ステップＳ１０１に戻って、総トナー消費量を算出する

ステップＳ１０３で総トナー消費量が切替閾値ＴＨ_１を超えた場合、ニアエンド検出部１５は、ステップＳ１０１で算出した総トナー消費量に、第２トナー消費量算出部１２によって算出されたトナー消費量、すなわち画素数に基づくトナー消費量を積算して総トナー消費量を算出する（ステップＳ１０４）。なお、第２トナー消費量算出部１２は、ステップＳ１０２で算出された係数を用いてトナー消費量を算出する。

次に、ニアエンド検出部１５は、係数算出部１４によって算出された係数と記憶部４に記憶されている係数基準値４１とを比較し、その差が許容値未満か否かを判断する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５で許容値未満の場合、ニアエンド検出部１５は、総トナー消費量がニアエンド閾値ＴＨ_２（例えば、トナーコンテナ２０の総トナー量の９０％）を越えたか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６で総トナー消費量がニアエンド閾値ＴＨ_２以下である場合、ニアエンド検出部１５は、ステップＳ１０４に戻って、総トナー消費量を算出する。

ステップＳ１０６で総トナー消費量がニアエンド閾値ＴＨ_２を超えた場合、ニアエンド検出部１５は、ニアエンドを検出し（ステップＳ１０７）、ニアエンド動作を終了させる。

ステップＳ１０５で許容値以上の場合、ニアエンド検出部１５は、トナー特性の劣化と、ニアエンドの変更と、連続印刷枚数の制限とを操作部２によって通知ユーザーに通知する（ステップＳ１０８）。ニアエンド検出部１５は、例えば、トナー特性の劣化通知として、「トナーの劣化によってトナー消費量の増大や印字品質の劣化を引き起こす可能性があります。サービスマンにご相談下さい。」というトナー特性が劣化したことをユーザーに知らせるメッセージを操作部２に表示させる。また、ニアエンド検出部１５は、例えば、ニアエンドの変更通知として、「突然にトナーエンドにならないように、ニアエンドの検出タイミングを早めます」というニアエンドの検出タイミングを早めることをユーザーに知らせるメッセージを操作部２に表示させる。さらに、ニアエンド検出部１５は、例えば、連続印刷枚数の制限通知として、「マシンダメージを引き起こさないように、ニアエンドの検出後は連続印刷枚数が制限されます。」というニアエンドの検出後に連続印刷枚数を制限することをユーザーに知らせるメッセージを操作部２に表示させる。

次に、ニアエンド検出部１５は、トナー特性に問題となる変化があったと推定し、ニアエンド閾値ＴＨ_２をニアエンド閾値ＴＨ_２により小さい、変更ニアエンド閾値ＴＨ_３（例えば、トナーコンテナ２０の総トナー量の８０％）に変更し、総トナー消費量が変更ニアエンド閾値ＴＨ_３を越えたか否かを判断する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０８で総トナー消費量が変更ニアエンド閾値ＴＨ_３以下である場合、ニアエンド検出部１５は、ステップＳ１０４に戻って、総トナー消費量を算出する。なお、ステップＳ１０８の通知は、継続した表示しても良くも、一時的に表示しても良い。

ステップＳ１０８で総トナー消費量が変更ニアエンド閾値ＴＨ_３を超えた場合、ニアエンド検出部１５は、
連続印刷枚数を制限する印刷枚数制限部として機能すると共に（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０７に至ったニアエンドを検出し、ニアエンド動作を終了させる。

なお、本実施の形態では、通知後、自動的にニアエンドを変更するように構成したが、変更の提案のみを行って、ユーザーが操作部２によってニアエンドを変更する否かを選択可能にしても良い。また、本実施の形態では、通知後、自動的に連続印刷枚数を制限するように構成したが、変更の提案のみを行って、ユーザーが操作部２によって連続印刷枚数を制限する否かを選択可能にしても良い。

さらに、ステップＳ１０５において、係数と係数基準値４１との差分が許容値以上の場合、キャリブレーションを実行させ、キャリブレーション後に係数算出部１４によって係数を再算出させ、再算出した係数と係数基準値４１との差分が許容値未満か否かを判断するようにしても良い。

以上説明したように、本実施の形態によれば、現像装置に補給するトナーを収納したトナーコンテナ２０を着脱可能に構成した画像形成装置１であって、トナーコンテナ２０から現像装置へのトナー補給動作に基づいてトナー消費量を算出する第１トナー消費量算出部１２と、印刷した画像データの画素数をカウントする画素数カウント部（第２トナー消費量算出部１３）と、第１トナー消費量算出部１２によって算出されたトナー消費量を画素数カウント部によってカウントされた画素数で除算することで係数を算出する係数算出部１４と、画素数カウント部によってカウントされた画素数に係数算出部１４によって算出された係数を乗算することでトナー消費量を算出する第２トナー消費量算出部１３と、第１トナー消費量算出部１２及び第２トナー消費量算出部１３によって算出されたトナー消費量に基づいて算出される総トナー消費量が第１閾値（ニアエンド閾値ＴＨ_２）を超えた場合に、トナーエンド間近のニアエンドを検出するニアエンド検出部１５と、を具備し、ニアエンド検出部１５は、係数算出部１４によって算出された係数と係数基準値４１との差分が許容値以上である場合、ニアエンドを検出する第１閾値を第１閾値よりも小さい第２閾値（変更ニアエンド閾値ＴＨ_３）に変更する。
この構成により、トナーの特性が大きく異なった場合でも、ニアエンドの検出タイミングを早めることができるため、不意なトナーエンドを防止することができる。

さらに、本実施の形態において、係数基準値４１は、１本目のトナーコンテナ２０の装着時に係数算出部１４によって算出された係数である。
この構成により、係数基準値４１を純正トナーを使用したマシン固有値として求めることができる。

さらに、本実施の形態において、ニアエンド検出部１５は、係数算出部１４によって算出された係数と係数基準値との差分が許容値以上である場合、トナー特性の劣化と、ニアエンドの変更とを操作部２によって通知する。
この構成により、ユーザーは、トナー特性の劣化と、ニアエンドの変更とを把握して、次のトナーコンテナ２０を早めに準備することができる。

さらに、本実施の形態において、係数算出部１４によって算出された係数と係数基準値１４との差分が許容値以上である場合、ニアエンドの検出後、ニアエンド検出部１５は、連続印刷枚数を制限する連続印刷枚数制限部として機能する。
この構成により、連続印刷時にトナー特性が大きな変化してトナー飛散などによってマシンダメージが生じてしまうことを防止できる。

さらに、本実施の形態において、ニアエンド検出部１５は、係数算出部１４によって算出された係数と係数基準値との差分が許容値以上である場合、連続印刷枚数の制限を通知する。
この構成により、ユーザーは、連続印刷枚数の制限を把握した印刷指示を行うことができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

１画像形成装置
２操作部
３原稿読取部
４記憶部
５画像処理部
６印刷部
７トナー補給モーター
９コンテナ検出センサー
１０制御部
１１トナー補給制御部
１２第１トナー消費量算出部
１３第２トナー消費量算出部
１４係数算出部
１５ニアエンド検出部
２０トナーコンテナ
４１係数基準値
６１現像装置
６２トナー残量検知センサー

Claims

現像装置に補給するトナーを収納したトナーコンテナを着脱可能に構成した画像形成装置であって、
前記トナーコンテナから前記現像装置へのトナー補給動作に基づいてトナー消費量を算出する第１トナー消費量算出部と、
印刷した画像データの画素数をカウントする画素数カウント部と、
前記トナー補給動作に基づく前記トナー消費量の積算によって総トナー消費量を算出する期間内の一部の期間を係数算出期間とし、前記係数算出期間における前記トナー消費量の積算値を前記係数算出期間における前記画素数カウント部によってカウントされた画素数の積算値で除算することで係数を算出する係数算出部と、
前記画素数カウント部によってカウントされた画素数に前記係数算出部によって算出された係数を乗算することで前記トナー消費量を算出する第２トナー消費量算出部と、
前記第１トナー消費量算出部及び前記第２トナー消費量算出部によって算出された前記トナー消費量に基づいて算出される前記総トナー消費量が第１閾値を超えた場合に、トナーエンド間近のニアエンドを検出するニアエンド検出部と、を具備し、
前記ニアエンド検出部は、前記係数算出部によって算出された係数と係数基準値との差分が許容値以上である場合、前記ニアエンドを検出する前記第１閾値を前記第１閾値よりも小さい第２閾値に変更することを特徴とする画像形成装置。
前記係数基準値は、１本目の前記トナーコンテナの装着時に前記係数算出部によって算出された係数であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記ニアエンド検出部は、前記係数算出部によって算出された係数と前記係数基準値との差分が許容値以上である場合、トナー特性の劣化と、前記ニアエンドの変更とを通知す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。
前記係数算出部によって算出された係数と前記係数基準値との差分が許容値以上である場合、前記ニアエンドの検出後、連続印刷枚数を制限する連続印刷枚数制限部を具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記ニアエンド検出部は、前記係数算出部によって算出された係数と前記係数基準値との差分が許容値以上である場合、連続印刷枚数の制限を通知することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。